Использование этих комплексов позволяет интенсифицировать информационный процесс, поскольку реализуемые с их помощью информационные системы и технологии позволяют формировать, накапливать и передавать знания, а также приобретать многие навыки и умения не только в области информационных технологий, но и в конкретных вопросах экспериментальной физики, метрологии, специальных курсов по атомной физике, спектроскопии, качественному и количественному анализу и др.
Рассмотрим типовую структуру информационно-измерительного и управляющего автоматизированного программно-аппаратного комплекса (рис. 1). Такую структуру имеют, например:
- комплекс «Свет», предназначенный для исследования неоднородной, изменяющейся во времени плазмы в широком диапазоне оптических плотностей по мощности излучения и форме профилей спектральных линий;
- комплекс «Контур», предназначенный для исследования формы контуров спектральных линий в плазме низкого давления и в пучках возбужденных атомных частиц с помощью спектральных приборов со скрещенной дисперсией и двухмерными многоэлементными фотоэлектронными преобразователями;
- комплекс «Спектр», предназначенный для регистрации, исследования и расшифровки в интересах качественного и количественного анализа и молекулярных спектров в видимом, ближних ИК и УФ-диапазонах (200-1100) нм с помощью методов эмиссионной, поглощающей, КАРС- и КРС-спектроскопии, а также методов лазерной спектроскопии;
- комплекс «Пучок», предназначенный для спектроскопических (оптический диапазон), масс-спектрометрических , кинетических исследований процессов взаимодействия компонентов плазменной среды (электронов, ионов, атомов), сформированных в пучки с управляемой в надтепловой области энергией, с мишенями в виде пучков, газовых ячеек или поверхностей;
- комплекс «Структура», предназначенный для исследования плазменно-пылевых упорядоченных структур - плазменных кристаллов с использованием методов оптической спектроскопии, корреляционной спектроскопии, томографии пылевой плазмы, обработки изображений объектов, полученных цифровыми камерами, методами обработки сигналов от датчиков-преобразователей различных физических величин цифровыми методами;
- комплекс «Кристалл-2000М», предназначенный для хроматографических исследований широкого перечня растворов различных веществ, а также жидкостей различного типа;
- комплекс «ААС МГЛ-915», предназначенный для атомно-абсорбционного анализа элементного состава различных веществ;
- комплекс «ДРОН-6», предназначенный для исследования структуры различных материалов и веществ методами рентгеновской дифрактометрии;
Рисунок 1. Типовая структура информационно-измерительного и управляющего автоматизированного программно-аппаратного комплекса.
1-объект исследований и управления.
2-устройство связи с объектом.
3-управляющий вычислительный комплекс.
4-оператор измерительного и управляющего комплекса
5-внешняя среда.
Р1...Рn- исполнительные устройства.
Dp1...Dpn- датчики контроля уровней управляемых факторов.
D0- датчики контроля уровней неуправляемых факторов.
S1...Sn-датчики измеряемых параметров.
Все комплексы используют графические интерфейсы на основе LabVIEW [1] и позволяют разрабатывать оригинальные предметно-ориентированные программы на языке графического программирования, изучать его и совершенствовать навыки создания прикладных программ. Это направление поддерживается специализированным курсом и лабораторией «Обслуживание ЭВМ».
Все комплексы включены в сеть Intranet/Internet и способны работать в качестве источников/ потребителей удаленных информационных и технических ресурсов в распределенных сетях через специализированные серверы.
В НОЦ «Плазма» идет последовательная работа по реализации концепции OSE/RM [2] и весь информационный процесс все больше и больше оформляется в информационную систему, имеющую прикладную платформу, прикладную программу и внешнюю среду, связанные друг с другом соответствующими интерфейсами, на базе которой работают информационные технологии сбора, обработки, хранения, отображения, представления, передачи данных и информации в локальные и распределенные сети и получения необходимых данных из обсуждаемых сетей.
При такой организации информационной системы технические средства аппаратных комплексов, как известно, включаются в состав прикладной платформы; учебно-методические материалы, материалы информационно-справочного обеспечения в электронном виде, прикладные программы, обеспечивающие проблемно-ориентированное обслуживание рабочих мест соответствующих комплексов и работу интерфейсов, входят в состав прикладной программы. Программное обеспечение поддерживает интерактивный режим работы пользователей.
Каждый пользователь через средства удаленного доступа к информационно-техническим ресурсам может, получив доступ от администратора:
- изучать технические средства, тренироваться в их использовании и, наконец, проводить с их помощью по индивидуальной программе учебную и научную работу;
- изучать теоретические основы предметно- и проблемно-ориентированных приложений и контролировать уровень освоения соответствующих курсов (предметов) в режиме автоматизированного самоконтроля;
- изучать средства, методы, системы автоматизации и телекоммуникационной поддержки научно-образовательной работы;
- учиться использованию разнообразных средств и программного обеспечения информационных технологий.
Ориентация НОЦ «Плазма» на решение фундаментальных проблем приложений физики низкотемпературной плазмы определяет широкое использование достижений теоретической физики, атомной спектроскопии (и в теоретическом, и в экспериментальном аспектах) лазерных методов исследования и обработки различных объектов, физики и техники электрического тока в газах, плазмохимии, астрофизики и многого другого, способствующего усвоению и творческому использованию знаний и навыков, которые помогает ссформировать общение со средой автоматизированных программно-аппаратных информационно-измерительных и управляющих комплексов в НОЦ «Плазма». Эта среда постоянно модернизируется, расширяется за счет включения новых электронных пособий, прикладных программ, справочного обеспечения и интерфейсов интерактивного общения пользователей с ресурсами обсуждаемой среды.
В настоящее время только тестирование при самоподготовке на комплексе провели (за год с небольшим) около 40000 человек. По мере расширения круга электронных пособий по прикладной программе число пользователей (обучаемых) неуклонно растет.
Литература
- Жарков Ф.П., Каратаев В.В., Никифоров В.Ф., Панов В.С. Использование виртуальных инструментов LabView.-М: Радио и связь, 1999, 268 с.(см. также http://www.labview.ru/ )
- Открытые системы. М: Совет РАН по автоматизации научных исследований, 1995, 182 с.
Библиографическая ссылка
Хахаев А. Д. ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ И УПРАВЛЯЮЩИЕ ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ В НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ЦЕНТРЕ НОЦ-013 «ПЛАЗМА» ПЕТРОЗАВОДСКОГО ГОСУНИВЕРСИТЕТА // Современные наукоемкие технологии. – 2004. – № 2. – С. 48-50;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=21623 (дата обращения: 17.08.2024).