Застосування операційної системи Linux в науковій роботі на прикладі дистрибутива Linux-Mandrake Russian Edition Spring 2001. Частина друга., Linux, Операційні системи, статті

Юрій Зотов, СофтТерра

Експериментатору

Уже майже повсюдно для автоматизації експерименту застосовуютьсякомп’ютери і, треба сказати, що операційна система Linux дужедобре справляється з цим завданням. Як правило автоматизаціяполягає в автоматичному завданні керуючих напруг іавтоматичному знятті напруги з різних датчиків. Ці завданнядосить просто вирішити за допомогою плат ЦАП і АЦП. Доступність вихідногокоду ядра і досить простий і добре розвинений програмний інтерфейсдозволяють успішно розширювати систему для роботи з різнимидодатковими платами розширення ЦАП і АЦП. Якщо до вашої платірозробник не надає драйвера, то, прочитавши книгу
 [4] або її переклад  [5], Кожен, знайомий зпрограмуванням на мові C людина, здатний сам написатинеобхідний драйвер при наявності детальної документації до плати.

Однак, цим можливості не обмежуються. Застосування системреального часу, які гарантують максимальний час відгуку наподія, дозволяє істотно підвищити точність вимірювань та тимчасоведозвіл. Як правило,такі системи не вільні і коштують чималих грошей, як наприклад QNX.Однак, існує різновид Linux — Real-Time Linux, Яка є системою реальногочасу і вільна для некомерційного використання. За запевненням їїавторів, ця система гарантує максимальний час відгуку насучасному обладнанні в районі 15-ти мкс. Ця система має добрерозвинений POSIX-сумісний програмний інтерфейс, що дозволяєдосить легко розширювати її для роботи з різними пристроями. На їїсторінці в Internet є багато прикладів конкретного застосування. ВЗокрема, автор знає успішний приклад застосування цієї системи дляавтоматизації експерименту з застосуванням плати ЦАП / АЦП L-154 від фірми
L-Card і Lock-In Amplifier SR830.

Для обробки накопичених у файлах експериментальних даних можназастосовувати більшість програм, описаних у попередньому розділі. Однакособливо варто відзначити програму Gnuplot, яка входить до складупрактично будь-якого дистрибутива Linux. Ця програма призначенадля побудови графіків. Вона має добре розвинений власну мовупрограмування. Це дозволяє налаштувати програму на відображенняданих, що надходять “в реальному часі”, що може бути корисно,якщо потрібно змінювати параметри вимірювань “на льоту”.

Візуалізація даних

Всі хочуть, щоб отримані результати виглядали красиво, тому дляїх відображення застосовують різні програми. Більшість потребв цьому плані може задовольнити програма Gnuplot. Однак, колипотрібно намалювати не просто графік, а відобразити складну тривимірнуструктуру або створити презентацію наукового проекту, програмою Gnuplotне обійдешся.

Програма Open Visualization Data Exlplorer, Випущена фірмою IBM, призначена длявідображення наукових даних. Вона вміє працювати з безліччю різнихформатів даних і будувати по ним барвисті тривимірні зображення. Цізображення можна обертати на екрані за допомогою миші, та й взагалі робитиз ними все, що завгодно. Програма має розвинений і потужний вбудованиймова програмування. За допомогою OpenDX можна створювати барвистіанімовані презентації. Також ця програма має бібліотеку для C,яка дозволяє використовувати всю міць OpenDX у власнихпрограмах. Ця програма варта того, щоб на неї хоча б простоподивитися. Її остання версія доступна в
Sisyphus.

Інша подібна програма, ROOT, розроблена в CERN’е. Ця програма трохи менш потужна, ніжOpenDX. По суті вона є інтерпретатором з мови С + +,тому її бібліотеки простіше використовувати у власних програмах. Цяпрограма досить непогано вміє працювати з мовою
POSTSCRIPT, Тому підготовлені з її допомогою презентаціїбудуть виглядати досить якісно. Автору відомо, що цією програмоюкористуються в ОІЯД у м. Дубна. На її сторінці в Internet можна знайтибагато прикладів її використання та програм з використанням їїбібліотек.

На жаль, обидві ці програми не розуміють російської мови, томупідпису на картинках потрібно робити вручну. На мій погляд один знайбільш зручних способів це використання LATEX’а з макропакет
overpic.

Підготовка публікацій

У своїй науковій діяльності будь-який науковець стикається знеобхідністю складати різного роду друковані документи. Одним зосновних інструментів, призначених для цього, є система
TEX. Ні для кого не секрет, що з її допомогою можна підготуватидокумент будь-якої складності з відмінним поліграфічним якістю.Завдяки своїй архітектурі ця система зараз існує напереважній більшості апаратних платформ і практично в будь-операційній системі. Ця обставина є вирішальним, колипостає необхідність наукового спілкування між вченими з різних країн.

Для вивчення TEX’а можна порадити книги  [6],
 [7] і  [8]. Також в якості відправної точкипошуків в Internet можна використовувати сторінку російської групикористувачів TEX’а CyrTUG. У дистрибутиві
Linux-Mandrake Russian Edition Spring 2001система TEX представлена ​​пакетом teTEX, який входить до складупрактично всіх дистрибутивів не тільки Linux а й взагалі UNIXсистем. Це найбільш повний і добре документований пакет. Йогоаналог в Windows – пакет MikTEX, на жаль, не містить в собідуже багатьох додаткових і корисних макропакет, їх доводитьсяскачувати з Internet і встановлювати вручну. Документація до пакету
teTEX в дистрибутиві як правило знаходиться в каталозі
/usr/share/texmf/doc і легко проглядається за допомогою програмNetscape, Mozilla або Konqueror починаючи з файлу index.html.Існує дуже мало видавництв, які не приймають рукописи,набрані в TEX.

Для любителів WYSIWYG програм в дистрибутиві є кількаможливостей.

По-перше, це програма LyX. Вона єоболонкою для TEX. Її відмінна риса – це спосіб наборутексту, який по суті не відрізняється від усім звичного Word’а. Прицьому високу поліграфічну якість документів досягається за рахунокзастосування системи TEX. Ця програма вміє зберігати документи вформатах LATEX, POSTSCRIPT, HTML і як простий текст.

По-друге, є в наявності два повноцінних офісних пакету OpenOfficeі KOffice, до складу яких входять програми підготовки текстів. Ціпрограми практично копіюють відому програму Word від Microsoft,так що багато слів говорити нема чого. Варто згадати тільки, що ціпрограми зараз знаходяться в стадії розробки і багато їх функції щене доступні або працюють не правильно, проте вже зараз вони придатнідля роботи. Так як вони дуже швидко розвиваються, то скоро ми побачимодві дуже хороші програми для підготовки текстових документів.

По-третє, в дистрибутиві є дуже цікава програма TEXmacs.Адреса її сторінки в Internet www.texmacs.org. Чи нелякайтеся, на редактор Emacs вона зовсім не схожа, та й від TEX’а унеї не так багато. Ця програма використовує шрифти TEX’а длявідображення та друку тексту, тому у неї виходятьвисокоякісні документи. Також вона може служити оболонкою длябагатьох систем комп’ютерної алгебри, таких як Octave і т.п.Програма швидко розвивається і скоро може стати хорошою альтернативоюофісних додатків.

Мережі та Internet

Про використання операційної системи Linux в мережах написано багатокниг, тому я відразу відсилаю читача до них. Основні відомостіможна знайти в книзі  [3]. Скажу тільки, що дистрибутив

Linux-Mandrake Russian Edition Spring 2001 має в своєму складі безліч різноманітного програмногозабезпечення для роботи з мережею. Це робить можливим його використанняпрактично для будь-яких цілей.

Висновок

В даній статті на основі особистого досвіду я спробував класифікуватитипові задачі, які вчений може вирішити за допомогою комп’ютера. Звсього вище сказаного з очевидністю випливає, що за допомогоюопераційної системи Linux можна вирішити практично будь-яку науковузадачу, причому для багатьох з них вже існують цілком готовірішення, а свобода цієї системи відкриває необмежені можливостідля творчості. Тому, я вважаю, що операційна система Linux –ідеальний вибір для справжнього вченого.

Я сподіваюся, що ця стаття виявилася комусь хоч трохи корисною. Чи несоромтеся і надсилайте свої коментарі, можна питання.

Література

[3] Еві Немет, Гарт Снайдер, Скотт Сибас, ТрентР. Хейн “UNIX. Керівництво системного адміністратора “, 3-евидання, Київ, BHV, 1996 [Назад до тексту]

[4] Ori Pomerantz, "Linux Kernel Module Programming
Guide" [Назад до тексту]

[5] Ori Pomerantz, “Енциклопедія розробника модулівядра Linux “, Переклад: Паутов Олексій,
[Назад до тексту]

[6]С. М. Львівський “Набір і верстка в пакеті LATEX",2-е видання, М., Космосінформ, 1995 [Назад до тексту]

[7] М. Гуссенс, Ф. Міттельбах, А. Самарін”Путівник по пакету LATEX “, М.,” Мир “, 1999
[Назад до тексту]

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

Схожі статті:


Сподобалася стаття? Ви можете залишити відгук або підписатися на RSS , щоб автоматично отримувати інформацію про нові статтях.

Коментарів поки що немає.

Ваш отзыв

Поділ на параграфи відбувається автоматично, адреса електронної пошти ніколи не буде опублікований, допустимий HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*

*