Постановка задачи

В данной практической работе основной задачей является создание программы, реализующей методы обработки экспериментальных дифрактограмм, записанных в текстовых файлах. К программе предъявляются следующие требования:

1) Наличие дружественного графического интерфейса

2) Реализация необходимой точности обработки

3)Возможность импорта и экспорта данных

4)Переносимость разработанного алгоритма на различные пакеты обработки и языки программирования

5) Возможность доработки и модификации с учётом изменяющихся требований, связанных с изменением физической модели.

Данный набор требований может быть выполнен двумя способами: написанием самостоятельной программы либо использованием готового пакета обработки данных. Оба способа имеют существенные преимущества и недостатки.

Преимуществами первого способа является отсутствие проблем с приобретением лицензированием программы, простота запуска и использования отдельной программы. Однако имеется ряд недостатков, по причине которых выбор был сделан в пользу математического пакета. Так, это и необходимость в создании отдельной версии приложения для каждой платформы, и трудоёмкость внесения изменений в программу. Преимуществами второго способа является то, что множество необходимых алгоритмов и задач, которые необходимо решать в процессе работы, уже реализованы с высоким уровнем точности в математических пакетах.

Таким образом, в ходе производственной практики необходимо выбрать необходимый математический пакет, разработать алгоритм и программу, реализующие известные методы обработки дифрактограмм и отвечающую всем требованиям, предъявленным выше.

Выбор математического пакета

Выбор программного пакета для реализации необходимых вычислений следует начать с определения списка требований, предъявляемых к нему.

1)Наличие программируемого графического интерфейса

2)Поддержка импорта данных из текстовых файлов.

3)Набор средств для математической обработки данных.

4)Популярность пакета.

5)Доступность пакета.

Рассмотрим несколько наиболее известных математических пакетов.

Пакет MatLab представляет собой современное программное средство для матричных вычислений. Пакет развивался, ориентируясь на различных потребителей. В настоящее время – это продукт высокого качества, включающий в себя вычисления, визуализацию и программирование в удобном виде, где задачи и их решения выражаются в форме, близкой к математической.

MatLab представляет собой стандартный инструмент для работы в различных областях математики и других наук. В промышленности MatLab – это инструмент для исследований, разработки и анализа данных.

Система MatLab состоит из пяти основных частей.

1. Язык MatLab. Язык матриц высокого уровня с управлением потоками, функциями, структурами данных, вводом-выводом и особенностями объектно-ориентированного программирования. Это позволяет создавать несложные программы и большие и сложные приложения.

2. Среда MatLab. Набор инструментов и приспособлений, с которыми работает пользователь или программист MatLab. Она включает в себя средства для управления переменными в рабочем пространстве MatLab, вводом и выводом данных, а также создания, контроля и отладки М-файлов и приложений MatLab.

3. Управляемая графика. Графическая система MatLab, которая включает в себя команды для визуализации двух- и трехмерных данных, обработки изображений, анимации и иллюстрационной графики.

4. Библиотека математических функций. Обширная коллекция вычислительных алгоритмов от элементарных функций, таких как: сумма, синус, косинус, комплексная арифметика, – до более сложных, таких как: обращение матриц, нахождение собственных значений, функции Бесселя, быстрое преобразование Фурье.

5. Программный интерфейс. Библиотека, которая позволяет писать программы на Си и Фортране, взаимодействующие с MatLab. Она включает и средства для вызова программ из MatLab (динамическая связь).

Кроме названных основных частей, в MatLab имеется дополнение Simulink, представляющее собой сопутствующую программу, которая является интерактивной системой для моделирования нелинейных динамических систем. Она представляет среду, управляемую мышью, которая позволяет моделировать процесс путем перетаскивания блоков диаграмм на экране и их манипуляцией. Simulink работает с линейными, нелинейными, непрерывными, дискретными, многомерными системами.