Содержание к диссертации
Введение
Г Л А В А І. АВТОМАТИЗАЦИЯ НАУЧНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ НА ОСНОВЕ
ПРОГРАММИРУЕМЫХ МОДУЛЬНЫХ СТРУКТУР 11
1.1. Автоматизация научных экспериментов как объект исследования 11
1.2. Анализ исследований, проводимых общефизическими методами 14
1.3. Программируемые модульные структуры и стандартные интерфейсы 19
1.4. Выбор стандартного интерфейса для автоматизации большого числа экспериментов 20
1.5. Экономическая эффективность использования стандартных интерфейсов 30
Выводы 39
Г Л А В А 2. МЕТОДИКА СОЗДАНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ НА БАЗЕ АППАРАТУРЫ КАМАК 40
2.1. Процесс создания АСНИ 40
2.2. Анализ преемственности разработок 46
2.3. Базовый набор модулей КАМАК 49
2.4. Библиотека модулей КАМАК 56
2.5. Необходимость информационной модели технических средств КАМАК для автоматизации экспериментов определенного класса 58
2.6. Классификация технических средств КАМАК 60
Выводы 63
Г Л А В A 3. БАНК ДАННЫХ КАМАК КАК ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ОПРЕДЕЛЕННОГО КЛАССА 65
3.1. Назначение банка данных КАМАК 65
3.2. Математическая модель банка данных КАМАК 66
3.3. Информационное обеспечение 70
3.4. Технические и программные средства 73
3.5. Структура банка данных КАМАК 76
3.6. Концептуальная модель банка данных КАМАК 77
Выводы 88
Г Л А В А 4. ПРИМЕНЕНИЕ БАНКА ДАННЫХ КАМАК ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ 80
4.1. Выходная информация 80
4.2. Идентификация объектов по заданным значениям характеристик 92
4.3. Алгоритм определения базового набора и состава библиотеки модулей КАМАК 96
4.4. Примеры определения базового набора модулей КАМАК . 100
4.5. Получение информации структурными методами обработки эмпирических данных 116
4.6. Организация сбора данных 119
Выводы 121
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 123
ЛИТЕРАТУРА 125
ПРИЛОЖЕНИЯ 133
- Автоматизация научных экспериментов как объект исследования
- Процесс создания АСНИ
- Математическая модель банка данных КАМАК
- Идентификация объектов по заданным значениям характеристик
class1 АВТОМАТИЗАЦИЯ НАУЧНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ НА ОСНОВЕ
ПРОГРАММИРУЕМЫХ МОДУЛЬНЫХ СТРУКТУР class1
Автоматизация научных экспериментов как объект исследования
Одной из основных тенденций в развитии методов физических исследований за последние три десятилетия является автоматизация I . Автоматизация научных исследований представляет собой комплексную проблему, охватывающую широкий круг задач от моделирования творческого процесса до создания технических средств автоматизации 2 .
Одной из задач автоматизации научных исследований является задача автоматизации научных экспериментов.
Научный эксперимент определяется как совокупность действий исследователя, осуществляемых посредством материальных средств исследования с целью получения новой информации об изучаемом объекте 2 . Из определения следует, что основными элементами научного эксперимента являются исследователь, объект экспериментального исследования и средства исследования.
Процесс создания АСНИ
На каждом этапе разработки АСНИ должны соблюдаться принципы, указанные в разделе I.I. При выборе стандартного интерфейса соблюдение принципа системного подхода состояло в том, что стандартный интерфейс рассматривался не как отдельный элемент АСНИ, который может быть хуже или лучше по сравнению с другими стандартными интерфейсами, а как часть АСНИ, оказывающая влияние на свойства всех АСНИ, которые будут построены на основе выбранного интерфейса.
Ниже описана методика, позволяющая реализовать указанные в разделе I.I. принципы при разработке каждой АСНИ, построенной на базе аппаратуры КАМАК.
Формирование потребителем общих требований к АСНИ производится на основе знания сути эксперимента и включает перечень функций, которыми должна обладать АСНИ, описание сигналов, действующих на входе АСНИ, описание выходных сигналов, способы обработки информации и т.д.
На следующем этапе проводится сравнение общих требований с техническими характеристиками разработанных ранее АСНИ, т.е. оценивается возможность постановки нового эксперимента, используя уже готовые АСНИ. Такая возможность позволяет за короткое время организовать проведение нового эксперимента, поэтому здесь уместно идти на всякого рода компромиссные решения, позволяющие использовать уже готовые АСНИ, если даже они не полностью удовлетворяют требованиям постановки нового эксперимента.
Если ни одна из существующих АСНИ не пригодна для проведения нового эксперимента, то начинается этап внешнего проектирования, состоящий из проведения предпроектного исследования, разработки технического задания и разработки технического проекта. Этап внешнего проектирования имеет обратную связь с этапом формирования общих требований. Это имеет принципиальное значение, поэтому рассмотрим подробнее работу на этапе внешнего проектирования.
На этапе внешнего проектирования полностью определяется структура, состав и технические характеристики разрабатываемой АСНИ. На этом этапе необходимо в полной мере использовать принцип системного подхода и все принципы, дополняющие принцип системного подхода.
Соблюдение принципов устойчивости основной структуры и обеспечения возможности развития системы в процессе Функционирования обусловлено в основном выбором стандартного интерфейса и типа ЭВМ.
Математическая модель банка данных КАМАК
Для математического описания БД КАМАК воспользуемся одной из методик, предложенных в работе [ 26 . Основой всякой информационной системы является накопленная в системе информация, представляющая собой модель некоторой области реального мира. Б данном случае отображаемой в Щ КАМАК областью реального мира являются технические средства КАМАК, необходимые для автоматизации экспериментов определенного класса Для математического описания этой области реального мира сделаем допущение, что она представляет собой совокупность объектов, каждому из которых присущи вполне определенные характеристики, причем каждый объект имеет определенное-имя, а каждая характеристика имеет имя и значение, свйственное данному объекту. Описание каждого объекта можно представить набором троек нашем случае объектами могут быть модули КАМАК, АСНИ, измерительно-вычислительные комплексы и др.; характеристиками -функциональное назначение, технические данные, код конструкторской документации и т.д.; значениями характеристик - словесные описания и количественные значения принятых характеристик.
Будем считать, что принято допущение об объектно-характеристической структуре моделируемой области.
Слова или тексты, являющиеся групповыми именами предметов, обозначим У Ха? .«?У- » Групповое имя обозначает произвольный предмет, принадлежащий некоторой группе предметов, имеющих собственные имена. Например, текст "модули КАМАК" является групповым именем предметов /модулей/, каждый из которых имеет принадлежащий только ему и однозначно идентифицирующий его код конструкторской документации.
Идентификация объектов по заданным значениям характеристик
Сначала производится поиск логических записей U д.] в датотеке "системы, комплектные крейты и ИВК", в которых описаны АСНИ, разработанные в организации А после 1980г /операция І/. Б кадцой логической записи La.) значения аспектов 2Г9 "состав технических средств КАМАК" представлены перечнем порядковых аспектов U Q) т#е» перечнем идентификаторов юдулей КАМАК, входящих в состав данной АСНИ.
Найденные значения 2 9 используются для составления таблицы, аналогичной таблице, приведенной в разделе 2.3 на рис.12/операпия 2/. (Хц принимают значения О, I, ...,Д/ означающие количества модулей ML в системах Cj . Используя данные таблицы, вычисляют значения Lj Hj\? ZlZJMr, W г (Мм аналогично тому, как это описано в разделе 2,3. /операция 3.1 - 5.ft/. Для определения состава библиотеки юдулей вводят значение (г и определяют количества " , используя найденные значения P(Mi) . /операции 6.1 - 6.П. /.
