[ главная ]   [ рейтинг статей ]   [ справочник радиолюбителя ]   [ новости мира ИТ ]



Ответов: 0
25-02-12 07:01







   Web - программирование
PHP


ASP






XML



CSS

SSI





   Программирование под ОС











   Web - технологии








   Базы Данных









   Графика






Данные




Операционные системы / Linux /

Применение операционной системы Linux в научной работе 2

Юрий Зотов, СофтТерра

Экспериментатору


Уже почти повсеместно для автоматизации эксперимента применяются компьютеры и, надо сказать, что операционная система Linux очень хорошо справляется с этой задачей. Как правило автоматизация заключается в автоматическом задании управляющих напряжений и автоматическом снятии напряжений с разных датчиков. Эти задачи довольно просто решить с помощью плат ЦАП и АЦП. Доступность исходного кода ядра и достаточно простой и хорошо развитый программный интерфейс позволяют успешно расширять систему для работы с различными дополнительными платами расширения ЦАП и АЦП. Если к вашей плате разработчик не предоставляет драйвера, то, прочитав книгу  [4] или ее перевод  [5], любой, знакомый с программированием на языке C человек, способен сам написать необходимый драйвер при наличии подробной документации к плате.

Однако, этим возможности не ограничиваются. Применение систем реального времени, которые гарантируют максимальное время отклика на событие, позволяет существенно повысить точность измерений и временное разрешение. Как правило, такие системы не свободны и стоят немалых денег, как например QNX. Однако, существует разновидность Linux -- Real-Time Linux, которая является системой реального времени и свободна для некоммерческого использования. По заверениям ее авторов, эта система гарантирует максимальное время отклика на современном оборудовании в районе 15-ти мкс. Эта система имеет хорошо развитый POSIX-совместимый программный интерфейс, что позволяет довольно легко расширять ее для работы с разными устройствами. На ее странице в Internet есть много примеров конкретного применения. В частности, автор знает успешный пример применения этой системы для автоматизации эксперимента с применением платы ЦАП/АЦП L-154 от фирмы L-Card и Lock-In Amplifier SR830.

Для обработки накопленных в файлах экспериментальных данных можно применять большинство программ, описанных в предыдущем разделе. Однако особо стоит отметить программу Gnuplot, которая входит в состав практически любого дистрибутива Linux. Эта программа предназначена для построения графиков. Она имеет хорошо развитый собственный язык программирования. Это позволяет настроить программу на отображение поступающих данных "в реальном времени", что может быть полезно, если нужно изменять параметры измерений "на лету".

Визуализация данных


Все хотят, чтобы полученные результаты выглядели красиво, поэтому для их отображения применяют различные программы. Большинство потребностей в этом плане может удовлетворить программа Gnuplot. Однако, когда требуется нарисовать не просто график, а отобразить сложную трехмерную структуру или создать презентацию научного проекта, программой Gnuplot не обойдешься.

Программа Open Visualization Data Exlplorer, выпущенная фирмой IBM, предназначена для отображения научных данных. Она умеет работать с множеством разных форматов данных и строить по ним красочные трехмерные изображения. Эти изображения можно вращать на экране с помощью мыши, да и вообще делать с ними все, что угодно. Программа имеет развитый и мощный встроенный язык программирования. С помощью OpenDX можно создавать красочные анимированные презентации. Также эта программа имеет библиотеку для C, которая позволяет использовать всю мощь OpenDX в собственных программах. Эта программа стоит того, чтобы на нее хотя бы просто посмотреть. Ее последняя версия доступна в Sisyphus.

Другая подобная программа, ROOT, разработана в CERN'е. Эта программа немного менее мощная, чем OpenDX. По сути она является интерпретатором с языка С++, поэтому ее библиотеки проще использовать в собственных программах. Эта программа довольно неплохо умеет работать с языком POSTSCRIPT, поэтому подготовленные с ее помощью презентации будут выглядеть весьма качественно. Автору известно, что этой программой пользуются в ОИЯИ в г. Дубна. На ее странице в Internet можно найти много примеров ее использования и приложений с использованием ее библиотек.

К сожалению, обе эти программы не понимают русского языка, поэтому подписи на картинках нужно делать вручную. На мой взгляд один из наиболее удобных способов это использование LATEX'а с макропакетом overpic.

Подготовка публикаций


В своей научной деятельности любой ученый сталкивается с необходимостью составлять разного рода печатные документы. Одним из основных инструментов, предназначенных для этого, является система TEX. Ни для кого не секрет, что с ее помощью можно подготовить документ любой сложности с отличным полиграфическим качеством. Благодаря своей архитектуре эта система сейчас существует на подавляющем большинстве аппаратных платформ и практически в любой операционной системе. Это обстоятельство является решающим, когда встает необходимость научного общения между учеными из разных стран.

Для изучения TEX'а можно посоветовать книги  [6],  [7] и  [8]. Также в качестве отправной точки поисков в Internet можно использовать страницу российской группы пользователей TEX'а CyrTUG. В дистрибутиве Linux-Mandrake Russian Edition Spring 2001 система TEX представлена пакетом teTEX, который входит в состав практически всех дистрибутивов не только Linux но и вообще UNIX систем. Это наиболее полный и хорошо документированный пакет. Его аналог в Windows -- пакет MikTEX, к сожалению, не содержит в себе очень многих дополнительных и полезных макропакетов, их приходится скачивать из Internet и устанавливать вручную. Документация к пакету teTEX в дистрибутиве как правило находится в каталоге /usr/share/texmf/doc и легко просматривается с помощью программ Netscape, Mozilla или Konqueror начиная с файла index.html. Существует очень мало издательств, которые не принимают рукописи, набранные в TEX.

Для любителей WYSIWYG программ в дистрибутиве есть несколько возможностей.

Во-первых, это программа LyX. Она является оболочкой для TEX. Ее отличительная черта -- это способ набора текста, который по сути не отличается от всем привычного Word'а. При этом высокое полиграфическое качество документов достигается за счет применения системы TEX. Эта программа умеет сохранять документы в форматах LATEX, POSTSCRIPT, HTML и как простой текст.

Во-вторых, имеется в наличии два полноценных офисных пакета OpenOffice и KOffice, в состав которых входят программы подготовки текстов. Эти программы практически копируют известную программу Word от Microsoft, так что много слов говорить незачем. Стоит упомянуть только, что эти программы сейчас находятся в стадии разработки и многие их функции еще не доступны или работают не правильно, однако уже сейчас они пригодны для работы. Так как они очень быстро развиваются, то скоро мы увидим две очень хорошие программы для подготовки текстовых документов.

В-третьих, в дистрибутиве есть очень интересная программа TEXmacs. Адрес ее страницы в Internet www.texmacs.org. Не пугайтесь, на редактор Emacs она совсем не похожа, да и от TEX'а у нее не так много. Эта программа использует шрифты TEX'а для отображения и печати текста, поэтому у нее получаются высококачественные документы. Также она может служить оболочкой для многих систем компьютерной алгебры, таких как Octave и т.п. Программа быстро развивается и скоро может стать хорошей альтернативой офисным приложениям.

Сети и Internet


Про использование операционной системы Linux в сетях написано много книг, поэтому я сразу отсылаю читателя к ним. Основные сведения можно найти в книге  [3]. Скажу только, что дистрибутив Linux-Mandrake Russian Edition Spring 2001 имеет в своем составе множество разнообразного программного обеспечения для работы с сетью. Это делает возможным его использование практически для любых целей.

Заключение


В данной статье на основе личного опыта я попытался классифицировать типовые задачи, которые ученый может решить с помощью компьютера. Из всего выше сказанного с очевидностью следует, что с помощью операционной системы Linux можно решить практически любую научную задачу, причем для многих из них уже существуют вполне готовые решения, а свобода этой системы открывает неограниченные возможности для творчества. Поэтому, я считаю, что операционная система Linux -- идеальный выбор для настоящего ученого.

Я надеюсь, что эта статья оказалась кому-то хоть немного полезной. Не стесняйтесь и присылайте свои комментарии, можно вопросы.

Литература


[3] Эви Немет, Гарт Снайдер, Скотт Сибас, Трент Р. Хейн "UNIX. Руководство системного администратора", 3-е издание, Киев, BHV, 1996 [обратно к тексту]

[4] Ori Pomerantz, "Linux Kernel Module Programming Guide" [обратно к тексту]

[5] Ori Pomerantz, "Энциклопедия разработчика модулей ядра Linux", перевод: Паутов Алексей, [обратно к тексту]

[6]С. М. Львовский "Набор и верстка в пакете LATEX", 2-е издание, М., Космосинформ, 1995 [обратно к тексту]

[7] М. Гуссенс, Ф. Миттельбах, А. Самарин "Путеводитель по пакету LATEX", М., "Мир", 1999 [обратно к тексту]

[8] Дональд Е. Кнут "Все про TEX", Протвино, АО "RDTEX", 1993




Комментарии

 Ваш комментарий к данному материалу будет интересен нам и нашим читателям!



Последние статьи: Операционные системы / Linux /

Linux - начало
28-05-2010   

Пользователь, поставивший Linux тут же задается вопросом: “А что дальше?”. Сейчас я постараюсь ответить на этот вопрос. Итак, с первой задачей, установкой системы, вы видимо уже справились... подробнее

Кол. просмотров: общее - 3898 сегодня - 0

Консольные команды
28-05-2010   

Итак, Linux, операционная система, где консоль играет наиважнейшую роль. Есть масса людей, которые и вовсе не ставят Х-сервер и работают на черном экранчике с белыми буквами (на самом деле консоль можно модернизировать, так что и KDE позавидует:))... подробнее

Кол. просмотров: общее - 3767 сегодня - 0

Оффис в Linux
28-05-2010   

Оффисные приложения в операционной системе Linux развиты на сегодняшний день достаточно чтобы полностью заменить оные в Винде. И это не шутка! Офис в Linux ничуть не уступает своему конкуренту от Microsoft... подробнее

Кол. просмотров: общее - 3579 сегодня - 0

Мультимедиа возможности пингвина
28-05-2010   

Сегодня Linux уже не просто консоль – пингвин обладает на данный момент массой великолепных графических оболочек. При этом естественно и мультимедиа возможности Линукса тоже сильны... подробнее

Кол. просмотров: общее - 3769 сегодня - 0

Интернет и Linux
27-05-2010   

О как близки два этих понятия! Интернет и Линукс. Линукс великолепно подходит вам если вы хотите серфить глобальные просторы интренет. В “пингвине” можно найти все... подробнее

Кол. просмотров: общее - 3747 сегодня - 1



  WWW.COMPROG.RU - 2009-2012 | Designed and Powered by Zaipov Renat | Projects