Компьютерный тренажер для лабораторной работы по рентгеноструктурному анализу

Для файлов BGI - каталог, в котором находятся драйверы, необходимые для просмотрщика графиков и других графических улит.

Для файлов TSK - каталог, в котором менеджер задач ищет описательные файлы, имеющие расширение". TSK". Детальная информация - в описании менеджера задач.

Редактор описательных файлов задач

Редактор описательных файлов служит для создания или редактирования уже имеющихся файлов TSK, которые впоследствии могут быть использованы в менеджере задач для включения их в список расчета. Рассмотрим поля этого редактора и их назначение.

Заголовок- определяет сигнатуру файла задачи. Всегда содержит текст "TSK. Header''. Изменив это поле, вы нарушите структуру описательного файла. Реализовано для возможности изменения сигнатуры при модификации структуры FraResearcher.

Описание — здесь вы можете ввести любой текст для описания назначения задачи. Этот текст высвечивается при выборе найденных задач, а также в списке расчета менеджера задач.

Имя исполняемого модуля - это поле должно содержать имя исполняемого модуля, в котором реализована ваша задача.

Количество входных и выходных параметров - чисто формальные поля. Указывают, сколько входных и выходных параметров передается исполняемому модулю задачи.

Параметры - поле, в котором указываются сами параметры, передаваемые исполняемому модулю задачи. Параметры разделяются пробелами и могут быть предопределенными псевдоименами.

Вы можете загрузить готовый описательный файл, выбрав кнопку [Save]. Кнопка [ОК] прекращает работу редактора описательных файлов. Прежде чем выбрать кнопку [ОК], сохраните данные кнопкой [Save].

Окно проекта

Данный тип окон предназначен для создания или загрузки готовых файлов проекта, для их последующей обработки менеджером задач. Окно проекта было создано специально для автоматизации последовательной обработки каких-либо данных (в нашем случае большого количества рентгенограмм). Окно проекта - это список имен файлов, подлежащих обработке. Выбор имен файлов из окна проекта осуществляется менеджером задач, который посылает проектному окну команду выдачи ему имени с определенным порядковым номером. После передачи последнего имени в списке, при запросе следующего, окно возвращает статус "нет доступных имен" и расчет прекращается. Вставка и удлинение имен файлов из списка производится через команды меню управления проектом. Также проектные списки можно сохранить в файле с возможностью последующего восстановления. Нужно заметить, что при обработке проекта все файлы (имена которых указаны в списке) должны находиться в рабочем каталоге (рабочий каталог указывается в менеджере задач по кнопке [Options] в поле Рабочий каталогу

Окно редактора таблиц

При выборе команды Новый в файловом меню вы попадаете в чистое окно редактирования двухмерных таблиц (если вы выберете команду Загрузить файлового меню, то появится файловый диалог для выбора файла формата FDA, который будет загружен в новое окно редактора таблиц). В этом, вновь созданном окне, вы можете вводить любые числовые данные в диапазоне значений от 2.225074е-308 до 1.797693е-308.

Для движения с поля на поле вперед по таблице используйте клавишу ТАВ, в обратном направлении - Shift-TAB. Стрелки вверх\вниз перемещают строку ввода. Клавиши PageUp и PageDown пролистывают окно на страницу вверх или вниз. Клавиша ENTER используется для передвижения строки ввода последовательно с поля на поле и расширяет таблицу, если была нажата на последней строке таблицы.

Индикатор номера текущей строки находится под разделительной чертой внизу таблицы. Звездочка в левом нижнем углу означает, что таблица модифицировалась и не сохранена на диске.

Можно использовать мышь для прокрутки окна вверх или вниз, нажав на нижнюю или верхнюю разделительную черту.

Существует также прямой доступ к произвольной строке таблицы. Эта функция доступна по команде РедакторШере-ход на строку.

Нажав на клавишу Ctrl-Insert можно вставить строку перед текущей позицией, а клавишей Ctrl-Delete - удалить текущую строку. Эти клавиши дублированы командами в меню Редактор.

Таблицу можно пронумеровать по одному полю, используя команду РедакторХ Пронумеровать или дублирующую ее клавишу Alt-N.

Сохранить таблицу можно по команде ФайлХЗаписать или ФайлХЗаписать, как... (последняя команда служит для сохранения с возможностью изменения имени). Таблица записывается в формате FDA и имеет два поля с именами ANGT^сокра- щение от ANGLE - угол) и IMPS (сокращение от Impulse per Second - импульсов в секунду). Для записи таблицы в формате EDA используются функции работы с FDA- файлами библиотеки DBL.

У каждого окна редактора есть информационная запись, которая содержит в себе информацию, необходимую для расчета параметров структуры АМС. Информационная запись конкретно привязана к решению этой задачи. Данные, нужные для решения других задач, надо описывать в текстовом редакторе системы (как это сделано при решении задачи о расчете рентгенограмм для кристаллических веществ).

При записи таблицы на диск в том же каталоге, что и записываемый файл, создается файл информационной записи. Имя этого файла такое же, как и у файла, содержащего таблицу, но его расширение заменяется на '.NFO". При чтении таблицы из файла система пытается найти соответствующий файл информационной записи. Если файл информационной записи не найден, то выдается соответствующее сообщение и информационная запись окна редактора заполняется значениями по умолчанию.

Рассмотрим детально поля информационной записи.

Угол установки монохроматора - укажите здесь, под каким углом (в градусах) был установлен монохроматор при съемке рентгенограммы (которая находится в окне редактора).

Угол установки образца - здесь указывается, под каким углом был наклонен образец при съемке (в градусах).

Плотность вещества образца - здесь записывается плотность вещества образца р системе CGS (в г/см3).

Химическая формула вещества образца - в этом поле вводится химическая формула вещества, используемого в эксперименте образца. Формула вводится в формате:

[Элемент / (ЧислоАтомов)/ [риздели-тель/ [Элемент?(ЧислоАтомов)]...

Имя элемента состоит из двух символов (аналогично именам элементов в таблице Менделеева). Первый символ большой, второй - маленький. Число атомов записывается в скобках без разделения пробелами. Разделителем элементов могут быть любые символы (только не буквы) в произвольном количестве.

Пример ввода формул веществ: Co(56)Fe(24)Si(l 5)В(5) или Со(56) Fe(24) Si(15) В(5)

Co(56),Fe(24),Si(I5),B(5)

Все три варианта аналогичны друг ДРУГУ-

Вещество анода - здесь вводится имя элемента, из которого изготовлен анод. Формат ввода такой же. как и у поля Химическая формула вещества, только не вводится количество атомов в скобках. Приведем пример: Мо или Си.

Угол Тетпш2 - здесь вводится двойной угол (в градусах).

По кнопке [Имени] высвечивается дополнительное диалоговое окно. Оно содержит имена файлов, в которых находятся: рентгенограмма вещества эталона, снятого при угле наклона 0, рентгенограмма вещества эталона, снятого при угле наклона ?, информационная запись для рентгенограммы вещества эталона снятого при угле наклона 0. информационная запись для рентгенограммы вещества эталона снятого при угле наклона ?. Эти имена используются для доступа к эталонным рентгенограммам и их информационным записям, при поправке на геометрию съемки и нормировке по методу Ивероновой.

Менеджер задач

Менеджер задач представлен в виде обычного диалогового окна. В этом окне имеются список задач текущего расчета и кнопки управления им. Список отображает строки описания задач в порядке их занесе- ния в расчет. Для создания описательного файла задачи используется редактор описательных файлов. Рассмотрим подробно команды управления созданием расчета.

Insert - выдает диалоговое окно со списком задач. Выбранная задача встав- ляется в список расчета менеджера задач. Задачи для вставки ищутся в каталоге, указанном в КонфигурацииХДиректории поле Для файлов .TSK. При вставке задачи раздвигаются.

Delete - удаляет задач} под курсором (выделенной строкой). Задачи сдвигаются на позицию в начало. Пустая строка не подлежит удалению.

Link - позволяет редактировать параметры связи (командной строки). По этой команде выдается окно, которое содержит поле со строкой параметров связи и переключателем для включения\выключения выполнения задачи. Если этот переключатель поставить в положение включить (отображается как [л]), то при выполнении задач расчета данная задача пропустится. В строке параметров связи выдается то, что вы ввели в поле Входные параметры редактора описательных файлов задач. Редактирование параметров связи не приводит к изменению описательных файлов, а нужно лишь для временного изменения. При выходе из менеджера задач все изменения сбрасываются.

Мето - выдает окно, в которое вы можете ввести описание составленного вами расчета.

Clear - очищает список задач и описание расчета.

Save — записывает составленный расчет и его описание в дисковый файл. Список задач записывается как список имен описательных файлов.

Load- загружает ранее созданный расчет из дискового файла.

Options - высвечивает окно, содержащее опции, необходимые для правильного выполнения списка задач (расчета). Содержит следующие поля: Рабочий каталог -каталог, в который система перейдет при начале выполнения списка задач. Имя файла для создания таблицы здесь указывается имя файла, которое система будет использовать для сохранения данных из активного окна (то, для которого вы ведете расчет) и передаче его имени задачам для обработки. Укажите какое-либо неиспользуемое имя.

Имя, которое вы указали, использует- ся для подстановки псевдоимени @TABLE (детальная информация о псевдоименах ниже). Имя файла для данных графика - здесь указывается имя, которое система будет подставлять вместо псевдоимени ©GR/lFtчисто формально предназначенное для сохранения данных для графика). Остальные поля представлены для развития структуры системы в будущем.

ОК - закрывает менеджер задач и сохраняет составленный расчет как текущий и загружаемый по умолчанию (при следующем запуске менеджера задач).

Cancel - закрывает менеджер задач и сбрасывает все изменения, произведенные пользователем после вызова менеджера задач.

Ехес... - запускает список задач на выполнение.

Процесс выполнения списка задач очень прост: система последовательно выполняет все задачи из списка, передавая каждой из них свои параметры командной строки (параметры связи), предварительно заменив псевдоимена на реальные имена и строки (при условии наличия псевдоимен в командной строке). Любая из задач может изменить последовательный ход выполнения задач, послав соответствующую команду системе FraResearcher. Эта команда передается через реализованный механизм программного прерывания 0x60.

Псевдоимена предоставляют удобную возможность обобщить используемые данные. Предположим, созданная вами задача должна иметь на выходе файл, содержащий исходную рентгенограмму, которую вы ввели посредством редактора таблиц системы. Вы заранее не знаете, какое имя будет у файла, содержащего таблицу (ведь вы можете передавать своей задаче различные рентгенограммы). Тогда вам придется каждый раз запускать редактор описательных файлов и в поле Входные параметры вводить нужное вам в данный мо- мент имя файла (если данные содержатся не в файле, а только в текущем окне редактора). Но если вы воспользуетесь псевдоименем, то система при выполнении задачи заменит его на реальное имя файла таблицы (а если данные в редакторе еще не записаны, то создаст файл и передаст его имя для использования в командной строке). Имя для создания файла данных берется из поля Имя файла для создания таблицы доступного по кнопке Options. В любом случае вам не надо привязывать вашу задачу к конкретным именам файлов, используйте псевдоимена.

В системе реализовано 11 псевдоимен, необходимых для нормальной работы оболочки.

Описание задач оболочки FraResearcher

Задачи для расчета теоретических рентгенограмм кристаллов.

Все задачи, производящие расчет отдельных параметров и множителей, собраны в одном исполняемом модуле. Этому исполняемому модулю передаются четыре параметра во всех описательных файлах задач: < FankNum>, , , , где целочисленное значение, определяющее номер используемой функции (номер вызываемой задачи). Все описательные файлы задач (файлы TSK?) для данного расчета указывают на один исполняемый модуль, передавая ему различные значения выполняемой функции.

- имя TAG файла данных для расчета?

- имя файла для рассчитанной рентгенограммы, содержащей все рассчитанные линии с сортировкой по углам.

- имя файла для рассчитанной рентгенограммы, с сортировкой по углам и анализом наложения линий интенсивности.

Исполняемый модуль получает значение и выбирает нужные функции для расчета.

При сравнении теоретической, эталонной и экспериментальной штрих-рентгенограмм могут возникнуть следующие ситуации:

- Положения и интенсивности дифракционных линий на всех штрих-рентгено- граммах практически совпадают. Это соответствует идеальному случаю, когда съемка и обработка экспериментальной рентгенограммы выполнены без ошибок, условия съемки эталонной и экспериментальной рентгенограмм были идентичными, так же как и сами образцы, и корректно учтены все множители, влияющие на интенсивность дифракционных линий.

- При совпадении положений дифракционных линий не совпадают их относительные интенсивности. Это может свидетельствовать о различиях в геометрических условиях съемки эталонной и экспериментальной рентгенограммы, о наличии выраженной текстуры в экспериментальном образце. (При отличающихся интенсивностях теоретической рентгенограммы основной причиной может быть некорректное использование некоторых факторов интенсивности без учета реальных условий съемки).

- Линии экспериментальной рентгенограммы закономерно смещены относительно эталонной в сторону больших или меньших углов. Это может быть следствием неправильного определения вещества, имеющего ту же решетку, что и вещество -эталон, либо говорить о наличии в экспериментальном образце примесей, образующих твердый раствор, или о наличии макроскопических напряжений (сплошной образец).

- Линии закономерно смещены частично в сторону больших, а частично в сторону меньших углов. В этом случае речь может идти о наличии в экспериментальном образце дефектов упаковки.

- Порядок расположения отдельных линий экспериментальной и теоретической рентгенограмм не совпадают. В этом случае вероятным является неправильное определение типа ячейки.

На основании сравнительного анализа штрих-рентгенограмм студенту предлагается сделать вывод о возможных причинах их несовпадения (если таковые имеются) и подготовить реферат по экспериментальным методам, позволяющим подтвердить или опровергнуть гипотезу.