WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 20 |

«АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 114 Министерство образования Российской Федерации Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова Н.И. Фомичев ...»

-- [ Страница 1 ] --

Н.И. Фомичев

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ

СИСТЕМЫ

НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

114

Министерство образования Российской Федерации

Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова

Н.И. Фомичев

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ

СИСТЕМЫ

НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Ярославль 2001 1 ББК 72.4(2)я73 Ф76 УДК 536 Рецензенты:

кафедра физики Ярославского государственного технического университета;

М.Н. Преображенский, канд. физ.-мат. наук Фомичев Н.И.

Автоматизированные системы научных исследований: Учеб. пособие Ф / Н.И. Фомичев; Яросл. гос. ун-т. - Ярославль, 2001. - 112 с.

ISBN 5-8397-0156- Приведены основные сведения по общим вопросам построения АСНИ.

Дано описание составных частей, принципов построения и типовой конфигурации АСНИ. Показаны возможности современных ЭВМ и особенности их использования в АСНИ. Освещены вопросы структуры и методов доступа в локальные вычислительные сети. Дан обзор интерфейсов, используемых при построении АСНИ. Представлены рекомендации по применению программного обеспечения и его специфике для разработки автоматизированных систем научных исследований.

Пособие предназначено для студентов физического факультета, изучающих дисциплину «Информатика».

ББК 72.4(2)я Ф УДК ISBN 5-8397-0156-4 © Ярославский государственный университет, © Н.И. Фомичев, Учебное издание Фомичев Николай Иванович Автоматизированные системы научных исследований Редактор, корректор В.Н. Чулкова Компьютерная верстка И.Н. Ивановой Лицензия ЛР № 020319 от 30.12.96.

Подписано в печать 28.12.2001. Формат 60 х 84/16. Бумага тип.

Печать офсетная. Усл. печ. л. 6,51 Уч.-изд. л. 6,99. Тираж 100 экз. Заказ Оригинал-макет подготовлен в редакционно-издательском отделе Ярославского государственного университета Отпечатано на ризографе Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова 150000 Ярославль, ул. Советская, 14.

Введение Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ) прочно заняли свое место в современном научном эксперименте. Применение АСНИ значительно повышает эффективность исследований, производительность труда, сокращает сроки обработки информации по результатам экспериментов, открывает пути к получению качественно новых результатов.

Для повышения эффективности научных исследований необходимо решить две проблемы.

Первая - создание современной базы автоматизации и планирования научных исследований, основанной на широком внедрении ЭВМ, измерительно-информационных систем, стандартизации аппаратного и программного обеспечения.

Вторая - подготовка инженерных и научных кадров, способных создать, освоить и внедрить автоматизированные системы.

С решением второй проблемы и связано наличие в программе высшей школы дисциплин «Автоматизированные системы научных исследований»

и «Автоматизация эксперимента».

Дисциплина «Автоматизированные системы научных исследований»

является составной частью курса «Информатика» и включает в себя общие концепции построения АСНИ, организации работ по их созданию.

Цель данного пособия заключается в том, чтобы помочь студентам, не имеющим достаточного опыта автоматизации измерений, овладеть практическими знаниями, необходимыми для самостоятельной работы с АСНИ.

С появлением персональных ЭВМ (ПЭВМ) и современной аппаратуры стало возможным создание простых по структуре, но гибких и легко адаптируемых систем объектного уровня, способных выполнять полной цикл сбора и обработки опытных данных на лабораторных экспериментальных установках.

В пособии рассмотрены общие принципы построения АСНИ, вопросы выбора эффективных алгоритмов обработки результатов исследований и управления научным экспериментом, приемов их реализации с учетом возможностей технических средств и программного обеспечения различных подсистем АСНИ.

Целью любого научного исследования является построение модели, наилучшим образом отражающей свойства реального объекта (процесса или явления). Создание модели осуществляется сопоставлением теории и эксперимента. Это сопоставление носит, как правило, итерационный характер, что можно отобразить в виде алгоритма (рис. 1). На каждом шаге итерации происходит уточнение модели, что ведет обычно к ее усложнению.

На теоретической стадии возникает необходимость применения все более сложного математического аппарата, широкого использования ЭВМ с высокой производительностью.

На экспериментальной стадии научного исследования усложнение модели объекта приводит к увеличению потоков информации и требует, начиная с некоторого момента, создания АСНИ.

Экспериментальная стадия Результаты соответствуют модели ?

При создании АСНИ преследуется достижение ряда основных целей:

1. Повышение эффективности и качества научных исследований на основе получения и уточнения более полных моделей исследуемых объектов.

2. Получение качественно новых научных результатов, достижение которых невозможно без использования АСНИ.

3. Снижение сроков и трудоемкости научных исследований.

Автоматизированная система научно-технических исследований представляет собой аппаратно-программный комплекс на базе средств вычислительной техники, предназначенный для получения, уточнения и апробации математических моделей исследуемых объектов, явлений, процессов.



Отметим, что в определении представлены три существенных момента, характерных именно для АСНИ:

- ключевая роль средств вычислительной техники (практически никакая АСНИ не обходится без нее);

- единство аппаратных и программных средств;

- целевое назначение АСНИ, ее ориентация на получение математических моделей в виде формул, графиков, таблиц и т.д.

Особенности научных исследований Для того чтобы автоматизировать тот или иной объект, необходимо ясно представить его основные особенности. Для автоматизации научных исследований целесообразно выделить некоторые их главные черты. К ним относят следующие.

1. Многогранность исследовательской деятельности. Научные исследования включают в себя элементы разного характера: постановка научной задачи, разработка теории, проведение научных расчетов, моделирование, систематизация и поиск научной информации, разработка методологии эксперимента, проведение эксперимента, обработка, накопление и отображение информации, интерпретация результатов, принятие решений и т.д. Различные стороны научной деятельности в неодинаковой степени поддаются формализации и реализации в рамках АСНИ. Сравнительно просто автоматизируются процедуры, связанные с проведением эксперимента (регистрация, обработка, накопление, отображение информации и т.п.). Вместе с тем, такие стороны научной деятельности, как постановка задачи исследования, разработка теории, интерпретация результатов, требуют обязательного творческого участия человека-исследователя.

2. Существенная роль человеческого фактора. Человек остается главной, ключевой фигурой исследования и при наличии автоматизированной системы. С точки зрения разработчика АСНИ, это означает необходимость создания максимальных удобств пользователю при работе с системой. Как следствие, в современных АСНИ наблюдается широкое использование диалогового режима работы, средств графического представления информации.

3. Высокий уровень априорной неопределенности хода и результатов исследования. Научные исследования всегда проводятся для получения некоторой новой информации о свойствах объекта исследований. Разработчики АСНИ вынуждены работать при дефиците априорной информации.

Это одно из принципиальных отличий АСНИ от автоматизированных систем других классов (АСУТП, АСУП, САПР). Данная особенность требует таких технических решений при создании АСНИ, которые позволяют сделать систему максимально гибкой, легко модернизируемой с учетом новой информации об объекте исследования, полученной в ходе отработки системы автоматизации.

4. Непрерывность процесса научного исследования. Исследовательская деятельность носит, как правило, непрерывный характер, так как любой исследователь по завершении некоторого этапа работ обычно намечает их дальнейшее развитие, формулируя новую программу работ (новую цель, задачу и т.п.) для того же или другого объекта. Это означает необходимость непрерывного развития, совершенствования соответствующей АСНИ.

5. Уникальность научного исследования. Каждое научное исследование имеет определенные особенности, отличающие его от других аналогичных исследований. Эти особенности могут проявляться в разных исследованиях в неодинаковой степени, однако в той или иной мере их присутствие обязательно, поскольку иначе такое исследование уже не может относиться к категории научного. Черты уникальности могут быть связаны с особенностями самого объекта исследования, постановки задачи, метода экспериментирования, используемого оборудования и т.д.

В связи с уникальностью научных исследований каждая АСНИ, как правило, обладает специфическими чертами, присущими только данной системе в части ее технического, программного или научно-методического обеспечения.

6. Многообразие исследовательских задач. Человек стремится познать окружающий мир во всей его сложности, во взаимосвязи всех сторон явления, поведения и свойств частных процессов. Выделим некоторые основные моменты, позволяющие более конкретно указать, в чем же состоит многообразие исследовательской работы. К их числу обычно относят:

- многообразие объектов исследования в различных отраслях наук, в отдельной отрасли и даже в пределах одной предметной области;

- разнообразие физических процессов, характеризующих поведение сколь угодно сложного объекта исследования;

- разномасштабность (пространственная и временная) изучаемых объектов и соответствующего оборудования;

- разнообразие условий реализации исследований (от стационарных лабораторий до исследований с помощью средств, находящихся на подвижных носителях в неблагоприятных условиях на значительном удалении от исследователя);

- разнохарактерность исследований (от фундаментальных исследований до рутинных измерений);

- разнообразие целевых установок при проведении исследований (от исследований, ориентированных на совершение научных открытий, до сугубо утилитарных, предназначенных для решения конкретной частной задачи в узкой предметной области).

С точки зрения разработки АСНИ многообразие исследовательских задач затрудняет использование стандартных решений, требуя учета специфических черт данного научного исследования.

Анализ перечисленных основных черт научных исследований с позиций создания АСНИ свидетельствует об их сложности как объекта автоматизации. Поэтому целесообразно выделять классы научных исследований по совокупности определенных однотипных свойств, например, по отраслям наук (исследования в области физики, химии, биологии и т.д.).

Принято выделять некоторые основные составные части, входящие в АСНИ. К их числу обычно относят:



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 20 |
 

Похожие работы:

«УДК 577.1 ББК 28.072 Б63 Авторы: Н. М. Титова, А. А. Савченко, Т. Н. Замай, Г. И. Боровкова, Т. Н. Субботина, Е. В. Инжеваткин Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине Биохимия и молекулярная биология подготовлен в рамках инновационной образовательной программы Создание и развитие Департамента физико-химической биологии и фундаментальной экологии, реализованной в ФГОУ ВПО СФУ в 2007 г. Рецензенты: Красноярский краевой фонд науки; Экспертная комиссия СФУ по подготовке...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский государственный университет им. А.М. Горького ИОНЦ Экология и природопользование Физический факультет Кафедра общей и молекулярной физики УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Физика атмосферных аэрозолей Методические указания к изучению дисциплины Екатеринбург 2008 1 Береснев С.А., Грязин В.И. Физика атмосферных аэрозолей: Курс лекций. – Екатеринбург: Изд-во Урал....»

«Н.П. Белов, А.С. Шерстобитова, А.Д. Яськов СПЕКТРЫ ИНФРАКРАСНОГО ОТРАЖЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ И ИХ ВЗАИМОСВЯЗЬ С ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ ВЕЩЕСТВА Методические указания по выполнению курсовой работы Санкт-Петербург 2013 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ Н.П. Белов, А.С. Шерстобитова, А.Д. Яськов СПЕКТРЫ ИНФРАКРАСНОГО ОТРАЖЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ И ИХ ВЗАИМОСВЯЗЬ С...»

«МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КОНТРОЛЬНЫМ ЗАДАНИЯМ ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ-ЗАОЧНИКОВ ИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ Министерство образования РФ Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) Кафедра физики МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КОНТРОЛЬНЫМ ЗАДАНИЯМ ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ-ЗАОЧНИКОВ ИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ Составители Л.Г.Туренко, М.В.Пластинина Омск Издательство СибАДИ УДК 53:621. ББК 22. Рецензент д-р физ.-мат. наук, профессор ОмГИС В.В.Пластинин Работа...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тверской государственный университет УТВЕРЖДАЮ Руководитель ООП подготовки магистров Ю.Г. Пастушенков 30 апреля 2012 г. Учебно-методический комплекс по дисциплине Дополнительный специализированный практикум по постоянным магнитам для студентов 2 курса очной формы обучения Направление подготовки магистров 011200.68 – Физика Специализированная программа...»

«МИНИСТЕРСВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ОТДЕЛЕНИЕ РАДИОФИЗИКИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ КАФЕДРА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И. А. Насыров ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВЫХ ЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ Часть 1. Функции алгебры–логики и синтез логических схем Учебно–методическое пособие Казань — УДК 631.396. Печатается по решению...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский государственный университет им. А.М. Горького ИОНЦ Нанотехнологии и перспективные материалы Физический факультет Исследование наноматериалов методами сканирующей электронной микроскопии Методические указания Подпись руководителя ИОНЦ Дата Екатеринбург 2008 Методические указания специальной дисциплины Исследование наноматериалов методами сканирующей электронной...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования МАТИ – Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского Кафедра Высшая математика Решение систем линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами Устойчивость решений Методические указания для студентов и преподавателей Составитель: Заварзина И.Ф. Кулакова Р.Д. Москва PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com...»

«И.А. Палий Учебное пособие Омск 2007 Федеральное агентство по образованию Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) И.А. ПАЛИЙ ВВЕДЕНИЕ В ЛИНЕЙНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ Учебное пособие Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки и специальностям в областях Экономика и управление и Техника и технологии Омск Издательство СибАДИ УДК 519. ББК В173....»

«ОГЛАВЛЕНИЕ 1. Примерный тематический план предмета 2. Литература 3. Содержание предмета Введение Раздел 1 Основы гидрогеологии Тема 1.1 Круговорот воды в природе Тема 1.2. Физические свойства и химический состав подземных вод Тема 1.3. Верховодка и грунтовые воды Тема 1.4. Артезианские воды Тема 1.5. Трещинные и карстовые воды Тема 1.6 Подземные воды в районах вечной мерзлоты Тема 1.7. Минеральные, промышленные и термальные воды Тема 1.8. Основы динамики подземных вод Тема 1.9. Условия...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.