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

Юрій Зотов, СофтТерра

Експериментатору.

Уже майже повсюдно для автоматизації експерименту застосовуються комп’ютери і, треба сказати, що операційна система Linux дуже добре справляється з цим завданням. Як правило автоматизація полягає в автоматичному завданні керуючих напруг і автоматичному знятті напружень з різних датчиків. Ці завдання досить просто вирішити за допомогою плат ЦАП і АЦП. Доступність вихідного коду ядра і досить простий і добре розвинений програмний інтерфейс дозволяють успішно розширювати систему для роботи з різними додатковими платами розширення ЦАП і АЦП. Якщо до вашої платі розробник не надає драйвера, то, прочитавши книгу  [4] або її переклад  [5], будь-який, знайомий з програмуванням на мовою C людина, здатний сам написати необхідний драйвер при наявності докладної документації до плати.

Однак, цим можливості не обмежуються. Застосування систем реального часу, які гарантують максимальний час відгуку на подію, дозволяє істотно підвищити точність вимірювань і тимчасовий дозвіл. Як правило, такі системи не вільні і коштують чималих грошей, як наприклад QNX. Однак, існує різновид Linux —
Real-Time Linux, Яка є системою реального часу і вільна для некомерційного використання. За запевненням її авторів, ця система гарантує максимальне час відгуку на сучасному обладнанні в районі 15-ти мкс. Ця система має добре розвинений POSIX-сумісний програмний інтерфейс, що дозволяє досить легко розширювати її для роботи з різними пристроями. На її сторінці в Internet є багато прикладів конкретного застосування. Зокрема, автор знає успішний приклад застосування цієї системи для автоматизації експерименту з застосуванням плати ЦАП / АЦП L-154 від фірми L-Card і Lock-In Amplifier SR830.

Для обробки накопичених у файлах експериментальних даних можна застосовувати більшість програм, описаних у попередньому розділі. Однак особливо варто відзначити програму Gnuplot, яка входить до складу практично будь-якого дистрибутива Linux. Ця програма призначена для побудови графіків. Вона має добре розвинений власну мову програмування. Це дозволяє настроїти програму на відображення даних, 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 для їх відображення застосовують різні програми. Більшість потреб в цьому плані може задовольнити програма Gnuplot. Однак, коли потрібно намалювати не просто графік, а відобразити складну тривимірну структуру або створити презентацію наукового проекту, програмою Gnuplot не обійдешся.

Програма Open
Visualization Data Exlplorer, Випущена фірмою IBM, призначена для відображення наукових даних. Вона вміє працювати з безліччю різних форматів даних і будувати по ним барвисті тривимірні зображення. Ці зображення можна обертати на екрані з допомогою миші, та й взагалі робити з ними все, що завгодно. Програма має розвинений і потужний вбудований мову програмування. За допомогою OpenDX можна створювати барвисті анімовані презентації. Також ця програма має бібліотеку для C, яка дозволяє використовувати всю міць OpenDX у власних програмах. Ця програма варта того, щоб на неї хоча б просто подивитися. Її остання версія доступна в Sisyphus.

Інша подібна програма, ROOT, розроблена в CERN’е. Ця програма трохи менш потужна, ніж OpenDX. По суті вона є інтерпретатором з мови С + +, тому її бібліотеки простіше використовувати у власних програмах. Ця програма досить непогано вміє працювати з мовою POSTSCRIPT, тому підготовлені з її допомогою презентації будуть виглядати досить якісно. Автору відомо, що цією програмою користуються в ОІЯД у м. Дубна. На її сторінці в Internet можна знайти багато прикладів її використання та програм з використанням її бібліотек.

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

Підготовка публікацій.

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

Для вивчення TEX’а можна порадити книги  [6],
 [7] і  [8]. Також в якості відправної точки пошуків в Internet можна використовувати сторінку російської групи користувачів TEX’а
CyrTUG. В дистрибутиві Linux-Mandrake Russian Edition Spring 2001 система TEX представлена ​​пакетом
teTEX, який входить до складу практично всіх дистрибутивів не тільки
Linux а й взагалі UNIX систем. Це найбільш повний і добре документований пакет. Його аналог у Windows – пакет MikTEX, до жаль, не містить в собі дуже багатьох додаткових і корисних макропакет, їх доводиться скачувати 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 програм Netscape, 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 кілька можливостей.

По-перше, це програма LyX. Вона є оболонкою для TEX. Її відмінна риса – це спосіб набору тексту, який по суті не відрізняється від усім звичного Word’а. При цьому високу поліграфічну якість документів досягається за рахунок застосування системи TEX. Ця програма вміє зберігати документи в форматах LATEX, POSTSCRIPT, HTML і як простий текст.

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

По-третє, в дистрибутиві є дуже цікава програма TEXmacs. Адреса її сторінки в Internet www.texmacs.org. Не лякайтеся, на редактор Emacs вона зовсім не схожа, та й від TEX’а у неї не так багато. Ця програма використовує шрифти TEX’а для відображення та друку тексту, тому у неї виходять високоякісні документи. Також вона може служити оболонкою для багатьох систем комп’ютерної алгебри, таких як Octave і т.п. Програма швидко розвивається і скоро може стати хорошою альтернативою офісним додаткам.

Мережі та Internet.

Про використання операційної системи Linux в мережах написано багато книг, тому я відразу відсилаю читача до ним. Основні відомості можна знайти в книзі  [3]. Скажу тільки, що дистрибутив Linux-Mandrake
Russian Edition Spring 2001
має в своєму складі безліч різноманітного програмного забезпечення для роботи з мережею. Це робить можливим його використання практично для будь-яких цілей.

Висновок.

В даній статті на основі особистого досвіду я спробував класифікувати типові задачі, які вчений може вирішити за допомогою комп’ютера. З усього вище сказаного з очевидністю випливає, що за допомогою операційної системи Linux можна вирішити практично будь-яку наукову задачу, причому для багатьох з них вже існують цілком готові рішення, а свобода цієї системи відкриває необмежені можливості для творчості. Тому, я вважаю, що операційна система Linux — ідеальний вибір для справжнього вченого.

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

Література

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

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

[5] Ori Pomerantz, “Енциклопедія розробника модулів ядра 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 [Назад до тексту]

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>

*

*