Презентация Применение Matlab для обработки данных, полученных от детекторов космических излучений онлайн

Содержание слайда: Применение Matlab для обработки данных, полученных от детекторов космических излучений Романенко В. С., Шамбин А .И.

Содержание слайда: Постановка задачи Основной задачей является поиск космического гамма-излучения сверхвысоких энергий. Регистрация осуществляется методом Широких Атмосферных Ливней (ШАЛ)

Содержание слайда: Что такое ШАЛ? ШАЛ представляет собой каскад вторичных частиц, которые образуются в результате взаимодействия первичной частицы с атмосферой Земли

Содержание слайда: Формирование воздушного душа в атмосфере. Первый протон сталкивается с частицей в воздухе, создавая пионы, протоны и нейтроны

Содержание слайда: Как восстановить параметры первичной частицы? Для восстановления параметров первичной частицы (направление прихода и энергия) строятся специальные ливневые установки.

Содержание слайда: Как восстановить параметры первичной частицы? Ливневая установка регистрирует: 1. время прихода фронта ливня для каждого модуля 2. общее энерговыделение в нем. Из этих данных в последствии восстанавливается направление прихода и энергия первичной частицы.

Содержание слайда: Принцип работы ливневой установки Первичная частица (primary partice) сталкиваясь с атмосферой образует каскад вторичных частиц (ШАЛ). Фронт ливня (shower front) проходя через массив детекторов (detector array) записывает информацию о времени прохеждения фронта ливня через конкретный детектор и энерговыделение в нем, которое используется для востановления направления прихода ливня и размера ливня. Центральный детектор используется для определения

Содержание слайда: Зачем нужен Matlab? Все регистрируемые установкой события сохраняются в виде бинарных файлов, которые могут быть открыты для их обработки. В нашем случаем такой средой будет являться MATLAB.

Содержание слайда: Функции Matlab для работы с бинарными файлами fwrite – записывает данные в файл fopen – открывает файл для чтения fread – считывает данные из файла fclose – закрывает файл

Содержание слайда: Функция fwrite fwrite(<идентификатор файла>, <переменная>, <тип данных>); <идентификатор файла> - указатель на файл, с которым придётся работать

Содержание слайда: Функция fopen <идентификатор файла> = fopen(<имя файла>,<режим работы>)

Содержание слайда: Режимы работы функции fopen

Содержание слайда: Некорректное открытие файла Если функция fopen()не может корректно открыть бинарный файл, то она возвращает значение -1

Содержание слайда: Функция fread <переменная>=fread(<идентификатор файла>, <размер>, <точность>)

Содержание слайда: Функция fclose fclose (<идентификатор файла>)

Содержание слайда: Пример 1 Требуется создать файл my_file.dat, записать в него значения вектор-строки А=(1, 2, 3, 4, 5), затем открыть файл и вывести его содержимое на экран.

Содержание слайда: M-функция A = [1 2 3 4 5];     fid = fopen('my_file.dat', 'wb');     % открытие файла на запись  if fid == -1                     % проверка корректности открытия      error('File is not opened');  end     fwrite(fid, A, 'double');   % запись матрицы в файл (40 байт)  fclose(fid);                % закрытие файла     fid = fopen('my_file.dat', 'rb');     % открытие файла на чтение  if fid == -1                     % проверка корректности открытия      error('File is not opened');  end     B = fread(fid, 5, 'double');     % чтение 5 значений double  disp(B);                         % отображение на экране  fclose(fid);                     % закрытие файла

Содержание слайда: Результат работы M-функции В результате работы функции fwrite в рабочем каталоге создан бинарный файл my_file.dat, имеющий размером 40 байт, содержащий 5 значений типа double, которые записаны в виде последовательности байт (по 8 байт на каждое значение). Затем функция fread() последовательно считывает все сохраненные байты и автоматически преобразовывает их к типу double (каждые 8 байт интерпретируются как одно значение типа double).

Содержание слайда: Случай неизвестного числа элементов файла В приведенном примере явно указывалось число элементов (пять) для считывания из файла. Однако часто общее количество элементов бывает наперед неизвестным, либо оно меняется в процессе работы программы. В этом случае было бы лучше считывать данные из файла до тех пор, пока не будет достигнут его конец.

Содержание слайда: Функция feof Используется для проверки конца файла. Формат: feof(<идентификатор файла>) Функция feof возвращает 1 при достижении конца файла и 0, если конец файла ещё не достигнут.

Содержание слайда: Пример 2 Требуется считать данные из файла, содержащего произвольное число элементов.

Содержание слайда: M-функция fid = fopen('my_file.dat', 'rb');  % открытие файла на чтение  if fid == -1      error('File is not opened');  end     B=0;                % инициализация переменной  cnt=1;              % инициализация счетчика  while ~feof(fid)    % цикл, пока не достигнут конец файла      [V,N] = fread(fid, 1, 'double');  %считывание одного  % значения double (V содержит значение  % элемента, N – число считанных элементов)      if N > 0        % если элемент был прочитан успешно, то          B(cnt)=V;   % формируем вектор-строку из значений V          cnt=cnt+1;  % увеличиваем счетчик на 1      end  end  disp(B);            % отображение результата на экран  fclose(fid);        % закрытие файла

Содержание слайда: Результат работы В данной программе динамически формируется вектор-строка по мере считывания элементов из входного файла. MatLab автоматически увеличивает размерность векторов, если индекс следующего элемента на 1 больше максимального.

Содержание слайда: Параметры функции fread Функция fread() записана с двумя выходными параметрами V и N. Первый параметр содержит значение считанного элемента, а второй – число считанных элементов. В данном случае значение N будет равно 1 каждый раз при корректном считывании информации из файла, и 0 при считывании служебного символа EOF, означающий конец файла.

Содержание слайда: Недостаток данных с неизвестным числом элементов На такую процедуру тратится много машин-ного времени и программа начинает работать заметно медленнее, чем если бы размерность вектора B с самого начала была определена равным 5 элементам, например, так B = zeros(5,1);

Содержание слайда: Задание 1 1. Изучить работу функций fopen()и fread(), 2. Открыть бинарный файл 18d313r01.DAT, расположенный в папке data, в среде MATLAB, зная, что используемый тип данных в предложенном файле int32. После открытия файла он будет сохранен в поле Variables, с названием которое вы указали при выполнении функции fread() и представлять собой массив состоящий из одного столбца и n строк.