Возможности специализированных пакетов

Рассмотрим некоторые возможности специализированных пакетов программных средств, представив их в виде перечня основных функций. Можно выделить несколько уровней работы пользователя в среде программирования:

     Уровень 1. Пошаговый

     На этом уровне можно работать как с программируемым калькулятором, обеспечивая основную математику: арифметику, статистику, тригонометрические и другие функции. При этом могут быть реализованы расширенные возможности:

· параллельный анализ данных;

· управление с обратной связью;

· алгебраические, корреляционные, тригонометрические и статистические функции;

· одновременная индикация данных измерений и расчетных результатов.

Данные могут обрабатываться в процессе сбора или после сохранения в файле. Часто используемые функции, уравнения или подпрограммы могут быть сохранены в виде макрокоманд.

Уровень 2. Библиотечный

На этом уровне оператор работает с готовыми модулями управления и обработки, которые можно редактировать. Сюда входят модули цифровой фильтрации, преобразования Фурье и др. Используя алгоритм БПФ, можно преобразовать данные области времени в данные частотной области. Некоторые возможности работы:

· вычисление преобразований Фурье, Гильберта и др. ;

· цифровая фильтрация;

· анализ энергетического спектра;

· вычисления с комплексными числами;

· представление данных в линейном и логарифмическом масштабах;

· объединение на графике одних данных с другими;

· вывод табличных данных и графиков на принтер.

     Уровень 3. Программируемый

     На этом уровне в интерактивном режиме можно компоновать модули, подключать подпрограммы обработки, формировать систему управления. Дополнительный анализ данных может быть реализован с использованием других программных пакетов. Некоторые возможности:

· интерактивная и полностью программируемая среда;

· управление исследованиями и внешними объектами;

· автоматизация испытаний с пошаговым анализом;

· синхронизация действий по условиям и сигналам;

· текущий контроль состояния;

· поддержка обмена данными с внешними устройствами:

· редактор для отладки и тестирования;

· поддержка аналоговых и цифровых устройств вывода;

· автоматическая, редактируемая графика.

На программируемом уровне имеются расширенные возможности составления новых команд. Можно предписывать новое слово функциональной клавише. Любая процедура может быть сохранена на диске так, чтобы каждый раз при загрузке системы она включалась в персональный словарь. Программы могут быть сохранены в стандартных текстовых файлах ASCII.

     Примерные функции модулей программных средств

функции МОДУЛя обработки данных:

         Арифметические действия и специальные функции:+, -, , /,**, min, max, neg, abs, inv, sqrt, ln, exp, conj, sin, cos, tan, cec, csc, cot, sinh, cosh, tanh, sech, csch, coth, asin, acos, atan, asec, acsc, acot, asinh, acosh, atanh, asech, acsh, acoth. Все арифметические операторы работают непосредственно (без циклов) со всеми элементами из массива. Разрешаются смешанные выражения массивов и скаляров или массивов, отличающихся размерностью.

     Статистические функции: mean (средний); variance; mode (режим); median (медиана); moments (моменты); среднеквадратичное отклонение; типовые законы распределения (гаусовское, Хи-квадрат, Стьюдента, равномерное и др.); генерация случайных чисел; сортировка; дисперсионный анализ.

        Функции обработки массива:сравнение, транспозиция, ввод данных массива, управление форматами вывода данных массива, умножение матриц.

        Графика: выбор разрешения, наложение графиков, окна, полярные координаты, автомасштабирование, логарифмический масштаб по любой оси, представление эмпирической кривойи др.

        Ввод-вывод:загрузка стандартного текста или произвольных определяемых пользователем файлов, сохранение и загрузка рабочей области окна на диске, прямой ввод-вывод в ASCII.

        функции МОДУЛя АНАЛИЗА:

        Математика и оценка:полиномиальное умножение и деление, интегрирование, дифференцирование, смещение, извлечение корня.

        Улучшенная графика:аксонометрические графики и графики с теневыми линиями.

        Векторы и матрицы:инверсия матриц, детерминанты, разложение на множители, уменьшение порядка матрицы.

        Манипулирование данными:фильтрация и сглаживание данных, дифференцирование и интегрирование, пиковое детектирование.

функции МОДУЛя СБОРа ДАННЫХ:

    Аналоговый ввод-вывод: разовая или многоразовая выборка, генерация сигналов, программируемое усиление, управление буфером и скоростью передачи данных, включая прямой доступ в память.

        Цифровой ввод-вывод: управление разрядностью, буферизацией и скоростью обмена, запись и чтение с адресацией вплоть до индивидуальных битов.

        Оперативная синхронизация:запуск, синхронизация.

        функции МОДУЛя управления:

        Типовые и индивидуальные протоколы:зависимые и независимые от устройств команды, параллельный и последовательный опрос, синхронная и асинхронная работа, прямой доступ в память.

        Буферизация:буферизация массива данных и команд.

        Оперативная синхронизация:запуск, синхронизация.

Глава 2. ПРИБОРНО-МОДУЛЬНЫЕ Системы