WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

МЕНЖЕВИЦКИЙ В.С. Рецензент: Бочкарев Н.Г. – д.ф.-м.н., в.н.с. ГАИШ МГУ

Менжевицкий В.С. Графическое отображение данных с использованием пакета

Origin. Учебно-методическое пособие. – Казань: Казанский (Приволжский)

федеральный университет, 2013. – 56 с.

Графическое Пособие предназначено для студентов 1-2 курсов кафедры астрономии и космической геодезии, специальность "Астрономия".

отображение данных Использование программного пакета Origin существенно облегчает современному ученому работу по представлению результатов своей работы в графическом формате. Первая часть пособия посвящена начальным вопросам с использованием работы с программным пакетом Origin. В данной части содержится информация об основных возможностях рассматриваемого программного продукта, рассматриваются начальные этапы работы, описаны процедура пакета Origin построения графиков и некоторые возможности обработки данных.

Часть I Казань Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Введение Введение Содержание Отображение результатов исследования на графиках и таблицах, подготовка рисунков и диаграмм для отчета или Введение

выступления – все это является одним из важнейших элементов 1. Начало работы

существует множество, но одним из самых информативных 2. Ввод данных

является представление результатов с помощью рисунков и графиков. Для этого можно использовать разнообразные 3. Преобразование данных внутри таблиц

графические пакеты и инструменты – выбор за исследователем.

4. Построение графиков

Программный продукт Origin является одним из наиболее 5. Работа с данными на графике

того, этот пакет позволяет не только просто строить те или иные 6. Оформление графиков

графики и оформлять их в соответствии с желанием автора, он 7. Расположение графиков

результатов: искать зависимости в данных, проводить численное 8. Построение простейших 3D-графиков

дифференцирование и интегрирование, осуществлять 9. Построение графиков функций

преобразования данных непосредственно в самой программе.

10. Поиск простейших зависимостей

Конечно, в плане графики и ее возможностей этот продукт Заключение

плане математической обработки он может уступать таким широко Литература

распространенным пакетам как Mathematika, MathCAD, Maple. Но так как основное предназначение рассматриваемого программного продукта – графическое отображение данных, то именно в этом компоненте по совокупности простоты использования и представляемым возможностям Origin заметно превосходит все перечисленные программы.

Помимо описываемой в данном пособии программы Origin, для обработки данных и представления их в наглядном и удобном виде в научном мире используются и другие программы, например, GNUplot, SmartDraw. Тем не менее, пакет программ Origin широко распространен в научной среде и очень часто используется учеными при оформлении своих работ и статей. В этом нетрудно 3 Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Введение убедиться при внимательном ознакомлении с иллюстрациями во пользователь без особых проблем сможет разобраться с новой многих журналах: Astrophysical Journal, Physical Review, линейкой программ.



Астрономический журнал, Оптика и Спектроскопия, К сожалению, данный программный продукт не Астрофизический Бюллетень и т.д. русифицирован: команды меню, контекстные подсказки, раздел Origin является программой, разработанной под операционные справки – вся эта информация представлена на английском языке.

системы семейства Microsoft Windows, и поэтому имеет интерфейс, Конечно, современный ученый, как правило, владеет английским присущий большинству Windows-приложений. Кроме того, он достаточно хорошо, и вполне может обходиться без подсказок на совместим с некоторыми программными продуктами линейки русском языке. Тем не менее, при описании пунктов меню, вкладок в Microsoft Office, например, с табличным процессором Microsoft Excel, диалоговых окнах, команд мы, помимо названий по-английски, что позволяет, в частности, легко осуществлять импорт/экспорт будем стараться давать соответствующее название по-русски (там, данных между этими программами. где это возможно).

Данное пособие не претендует на полное описание всех возможностей и особенностей программного продукта Origin. Это крайне трудно сделать, да и, пожалуй, в этом нет необходимости.

Мы рассмотрим основные аспекты работы с программой: способы ввода данных, построение графиков, некоторые элементы обработки данных, в том числе и прямо на графике. Для более подробной информации можно обратиться в раздел справки (Help) или на сайт фирмы-разработчика OriginLab Corporation – www.OriginLab.com – где можно найти и демо-версию программы, и подробное описание ее возможностей. Более того, мы почти не будем касаться математической основы встроенных в программу инструментов обработки – это далеко выходит за рамки пособия.

При необходимости всегда можно обратиться в раздел справки (Help), где есть краткое описание используемых при обработке данных процедуры или метода, а если этого будет недостаточно, то и к соответствующей литературе из той или иной области математического анализа.

Описание программного продукта Origin будет проводиться на основе версий 6 и 7, наиболее распространенных на данный момент. Интерфейс более новых версий немного отличается, появляются дополнительные опции, но основные возможности и инструменты остаются практически без изменений, поэтому Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Начало работы 1. Начало работы Запуск программного продукта Origin ничем не отличается от открытом окне под панелью главного меню имеются две панели с запуска абсолютного большинства Windows-приложений. Его можно набором пиктограмм быстрого вызова/запуска той или иной осуществить и с помощью пиктограммы в панели "Быстрого запуска" команды или опции. Верхняя из панелей всегда активна, нижняя на "Панели задач", и с помощью ярлыка на "Рабочем столе", и панель становится активной при работе непосредственно с стандартным образом через меню Windows: Пуск - Все программы графиками. При наведении указателя мыши на любую из - Origin. Кроме того, автоматический запуск программы происходит пиктограмм, появляется название пиктограммы, из которого, как при открытии файлов типа "Origin Graph" – т.е. файлов с правило, становится понятным ее назначение.





расширением.opj или файлов старых версий.org (если, конечно, программный продукт Origin установлен на вашем компьютере).

Если запуск программы Origin произведен впервые, то может появиться диалоговое окно, в котором потребуется ввести регистрационные данные и т.п. Будем полагать, что это все сделано, поэтому после запуска программы появится окно с новым (пустым) проектом (рис.1).

Как уже упоминалось, интерфейс программы практически ничем не отличается от интерфейса большинства Windowsприложений – основное содержание вкладок меню File (Файл), Edit (Редактирование), Help (Помощь) такое же, что и большинства программ. Поэтому в описании работы с программой мы не будем касаться вопросов, связанных с открытием и сохранением файлов, копированием и вставкой данных, настройкой печати и предварительным просмотром страницы и т.п., так как полагаем, что все это пользователю известно.

При первом запуске программы все ее настройки (по умолчанию) являются стандартными. При необходимости, их можно Рис. 1. Вид окна программы в начале работы изменить и настроить интерфейс программы под конкретного пользователя, но в данном описании мы будем придерживаться настроек "по умолчанию". Процедура изменения настроек отображения меню, наборов пиктограмм, сохранение шаблонов и т.п. будут описаны в соответствующей главе.

Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Ввод данных В нижней части окна имеется область, в которой слева 2. Ввод данных показано дерево файлов, связанных с данным проектом (в самом начале работы она будет пустой), а справа – представлен список окон, имеющихся в данном проекте (в начале работы там будет содержаться только одно окно, которое по умолчанию носит название Data1).

Любое из окон, будь то таблицы с данными или рисунки, можно переименовать. Если этого не делать, то Origin автоматически нумерует таблицы данных (Data1, Data2, …) и графики (Graph1, Graph2, …). Исключение составляет только наименование таблиц с данными при импортировании данных – в этом случае, как правило, название таблицы совпадает с первой частью названия импортируемого файла.

Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Ввод данных При необходимости, тип разделителя можно поменять. число с очень большим количеством значащих цифр после запятой Сделать это можно либо изменив настройки операционной системы (безразлично, в каком формате – обычном или научном) будет (это зависит от версии ОС, примерный путь Пуск - Панель округлено в соответствии с заданной в настройках программы управления - Язык и региональные стандарты), либо зайдя в пункт точностью. По умолчанию это 5 цифр после запятой, но это можно меню Tools (Инструменты), строка Options (Опции) на вкладке изменить в том же самом пункте меню Tools (Инструменты), строка Numeric Format (Числовой формат) выбрав параметр Separators Options (Опции) на вкладке Numeric Format (Числовой формат) (Разделитель). По умолчанию стоит Windows Setting (т.е. в задав нужное значение параметра Number of Decimal Digits.

соответствии с настройками ОС), а в выпадающем окне можно Ввод значений вручную при современных объемах данных Рис. 2. Окно Options в пункте меню Tools (Инструменты) Следует обратить внимание, что импорт данных происходит в При вводе очень больших и очень малых чисел можно активную таблицу, при этом предыдущие данные (там, где на них использовать так называемый научный формат данных, т.е.

записывать число в виде: 1230000 = 1.23е6 или 0.00123 = 1.23е-3, хотя Origin может это сделать и сам, произведя необходимые создать новую таблицу данных через меню File - New Worksheet, или выбором соответствующей пиктограммы.

преобразования после ввода данных. Также следует учесть, что Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Ввод данных При открытии файлов в диалоговом окне, где нужно указать путь к файлу, имеется вкладка Options, в которой можно задать параметры преобразования данных, которые будут использоваться при открытии файла (рис.4). Это может оказаться необходимым, когда данные внутри импортируемого файла не имеют разделителей, или этот разделитель (delimiter) – необычный. Origin легко распознает такие разделители как пробел (Space), запятую (Comma), символ табуляции (Tab), с другими разделителями могут возникнуть сложности. Если разделителей нет вообще, то можно И, конечно же, не стоит забывать о нюансах, связанных с задать с помощью переключателя Fixed, col widths фиксированную разделителем целых и дробных разрядов, а также с необходимым Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Преобразование данных внутри таблиц количеством значащих цифр. Поэтому при подготовке данных для 3. Преобразование данных внутри таблиц последующей обработки, как правило, подобные требования учитываются. Например, при написании программ используется форматированный вывод; в имеющихся файлах с данными меняют запятые на точки (если это необходимо) и т.д.

Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Преобразование данных внутри таблиц Выбрав в контекстном меню команду Properties (Свойства), в поле For row) в выпадающем списке выбирается требуемая можно попасть в меню свойств колонки (до этого можно добраться и математическая функция (Add Function) и необходимые данные из через главное меню Format-Column), где можно выбрать тип соответствующего столбца (Add Column). Функцию можно задать возможных данных колонки и их формат (если есть в этом сложную – т.е. сделать вложение одной функции в другую и т.д., но необходимость). С помощью флага Apply to all columns to the right при этом следует внимательно отнестись к круглым скобкам, можно назначить установленные свойства данной колонки все которыми ограничивается аргумент каждой функции. Поэтому остальным колонкам справа. Также в этом меню установкой флага удобно пользоваться командой Add Function (Добавить Функцию) в Enumerate all to the right можно задать имена всех столбцов нужном месте математического выражения, так как при этом справа от колонки в виде (С1, С2, С3 и т.д.), где в качестве вероятность ошибиться с количеством открывающих и начальной буквы и цифры используется буква и цифра текущей закрывающих скобок существенно меньше, чем при наборе функции Но самой полезной среди опций меню колонки является опция Set Column Values (Установить значения столбца). С помощью этой опции можно производить вычисления и преобразования данных в Рис. 5. Преобразование данных в колонке таблицы В открывающемся диалоговом окне (рис. 5) для необходимого диапазона данных (указывается диапазон номеров строк "от" и "до" Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Построение графиков Если в записи математического выражения имеется ошибка, то 4. Построение графиков данные могут быть потеряны (это особенно важно в случае, когда результаты вычислений записываются в ячейки, откуда были взяты исходные значения). В этом случае можно отменить последнее выполненное действие с помощью команды Edit-Undo. Но сделать это нужно сразу же, так как если будет произведено еще какоекоторой осуществляется с помощью опции Template (Шаблоны) в нибудь действие, то отмена предыдущего действия станет невозможной.

Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Построение графиков Тем не менее, наиболее часто используемыми видами При построении Origin автоматически выбирает масштаб, отображения результатов являются три первых варианта устанавливает минимальное и максимальное значения шкалы построения графиков: Line (Линия), Scatter (Разброс), Line+Symbol вдоль каждой оси. Все это можно при необходимости изменить, но (Точки, соединенные линией). Поэтому именно эти варианты и будут об этом речь пойдет в главе 6.

После выбора вида графика, если какой-либо из столбцов, Plot из контекстного меню, появляющегося при нажатии правой помеченный меткой Y в таблице с данными, оказался выделенным, кнопки мыши на названии колонки.

Origin автоматически построит график, используя данные из Однако далеко не всегда нужно построить график зависимости выделенного столбца, и столбца с меткой Х (по умолчанию это колонки с меткой Y от колонки с меткой Х. Может потребоваться самый первый столбец). Если было выделено несколько столбцов, обратная зависимость (правда, конкретно для такого случая то Origin построит несколько зависимостей на одном рисунке. При предусмотрен механизм смены осей – Graph - Exchange X-Y Axis), этом график каждой из зависимостей будет иметь свой цвет (рис.7). также может потребоваться построить графики зависимостей Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Построение графиков Рис. 8. Окно выбора столбцов для построения графика Если требуется построить несколько зависимостей на одном графике, то после нажатия кнопки Add и добавления выбранной зависимости в список построения – в нижней части окна (рис. 8) – можно перейти к выбору данных для новой зависимости и т.д.

В правой части диалогового окна построения графиков есть область Set X Values, предназначенная для задания параметра Х в случае, когда ни один из столбцов таблицы не выбран в таком качестве. Здесь можно выбрать начальное значение параметра Х и шаг его изменения. Следует отметить, что при обработке научных данных такая опция, скорее всего, вряд ли будет востребована.

При необходимости на уже существующий график можно добавить данные для построения новой зависимости. Для этого в пункте меню Graph нужно выбрать опцию Add Plot to Layer, после чего откроется диалоговое окно выбора столбцов данных для построения графика. Т.о. эта опция аналогична использованию опции Add при первоначальном построении графика.

Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Работа с данными на графике 5. Работа с данными на графике После построения графика может возникнуть необходимость Data Display, в котором как раз и даются координаты. При этом в уточнить какие-либо данные для последующего исправления, случае использования Data Reader дополнительно присутствует получить новые значения для дальнейшего использования. Для информация о местонахождении исходных данных: название этого можно использовать стандартные инструменты Origin, таблицы, столбца (буквенное обозначение) и строки (число в расположенные в виде пиктограмм под строкой главного меню. скобках).

Точное расположение пиктограмм на панели меню зависит от Если положение какой-либо из точек на графике резко настроек и версии программы, поэтому они могут располагаться в отличается от остальных, то информация, полученная с помощью любом месте (над или под рисунком, сбоку на дополнительной данных инструментов, может пригодиться для проверки или панели т.п.). Поэтому при описании будет даваться название опции, исправления исходных данных.

которой соответствует пиктограмма (это название "всплывает" при наведении на пиктограмму указателя мыши), а там, где это Следующий инструмент Data Selector используется для Так, например, можно увеличить или уменьшить отображаемый рисунок, используя опции Zoom In и Zoom Out. Развернуть рисунок на всю страницу (т.е. сбросить все рассматривая все остальные точки. Для использования этого изменения, связанные с увеличением или уменьшением рисунка) – инструмента следует, после нажатия пиктограммы, ухватить с помощью опции Whole Page.

Если есть необходимость более подробно рассмотреть конкретную область рисунка, то удобнее пользоваться Инструмент Draw Data предназначен для нанесения на инструментом Enlarger (Увеличение). После выбора этой пиктограммы следует нажать левую кнопку мыши, и, не отпуская ее, выделить интересующую область на графике. Подобное увеличение можно производить неограниченно. Возврат к исходному масштабу рисунка осуществляется двойным кликом по той же пиктограмме.

Два следующих инструмента Screen Reader и Data Reader предназначены для снятия данных с графика. Инструмент Screen Reader дает значения координат х и у той точки, на которой он находится. Инструмент Data Reader предназначен для определения координат конкретной точки из числа точек, которые Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Работа с данными на графике условных единицах, по горизонтали в ангстремах) на континуум, получится так называемый нормированный спектр (в котором уровень континуума соответствует 1), с которым обычно имеют дело астрономы (рис. 11).

Рис. 9. Пример использования инструмента Draw Data Само деление выполняется с помощью встроенного инструмента Origin: Analysis - Simple Math (рис. 10). В открывшемся диалоговом окне выбирается блок данных, которые будем делить (в нашем случае это данные из таблицы А6670, колонка В), а также выбирается блок данных, на которые будет производиться деление (в данном случае это искусственно нанесенные данные, содержащиеся в созданной Origin таблице Draw1, колонка В). Кроме деления, конечно же, можно использовать и другие математические операции – это зависит от того, что необходимо сделать.

Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Работа с данными на графике Следующий инструмент – Text Tool – предназначен для создания надписей и комментариев. Причем этот инструмент, как и последующие 5, могут быть использован как при работе с графиками, так и с таблицами данных.

Само диалоговое окно панели ввода текста имеет вид, продукта Origin диалоговое окно панели ввода текста отсутствует, показанный на рисунке 12. Требуемый результат отображения но вместо этого имеется дополнительный набор пиктограмм на текста достигается выбором необходимых параметров. одной из панелей программы, выполняющих те же функции.

Предварительный результат отображается в нижней части диалогового окна, а после нажатия кнопки ОК – располагается в том месте графика или таблицы, которое было указано щелчком мыши при вызове данного инструмента.

Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Работа с данными на графике геометрических фигур. Использование этих инструментов и Поступая аналогично и назначая в качестве символа другому модификация созданных с их помощью изображений (двойное типу данных, например, красный кружок диаметром 8 pixels, на нажатие левой кнопки мыши при наведении указателя на графике можно получить необходимое распределение (см. рис. 14) соответствующий объект) не вызовет у пользователя никаких двух различных групп данных. Использование различных символов Инструмент Plot Details заслуживает того, чтобы ему была посвящена отдельная часть данной главы. Этот инструмент особенно востребован в случае, когда на одном графике имеются различные данные, которые нельзя смешивать между собой, но которые, тем не менее, требуется сравнить друг с другом. В этом случае каждому типу представляемых данных назначается свой символ или своя линия, для которых можно указать размер, тип, цветовую схему и т.п. Пример использования этого инструмента приведен на рис. 13, где для одного типа данных в качестве символа выбран черный квадрат размером 8х8 pixel.

Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Оформление графиков 6. Оформление графиков Вид графика, который создается программой Origin по изменений данных; количество промежуточных делений; тип шкалы умолчанию (см. рис. 7), вряд ли удовлетворит требованиям к (линейный, логарифмический и т.д.).

оформлению рисунков к научным статьям. Поэтому для приведения его в надлежащий вид (с указанием подписей к шкалам, созданием дополнительных осей и сеток и т.п.) используется соответствующее диалоговое окно. Вызов этого окна осуществляется двойным нажатием левой кнопки мыши на одной из осей, ограничивающих график, или шкал с числовыми подписями.

Рис. 15. Диалоговое окно оформления графика. Вкладка Scale Данное окно (см. рис. 15) содержит несколько вкладок, каждая умолчанию отображаются только нижняя и левая оси на графике.

из которых отвечает за оформление того или иного элемента. После установки флага становятся доступными остальные Вкладка Scale (Шкала) служит для указания диапазона отображения данных на графике по горизонтальной и вертикальной осям (выбор соответствующей оси осуществляется в меню Особо следует обратить внимание на нижнюю часть вкладки Selection). Здесь, помимо диапазона изменения данных (позиции Apply To (Применить К): выбранную схему отображения элементов Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Оформление графиков графика можно распространить на отдельный слой на данном Использование этой опции представляется целесообразным, если графике, на все слои или на все графики, открытые в данном для лучшего отображения данных на графике есть необходимость проекте. Это позволяет оформить все графики, которые могут исключить некоторый диапазон данных, не удаляя их совсем.

потребоваться при написании статьи, в одном стиле, не затрачивая Три оставшиеся вкладки относятся к оформлению подписей к лишнее время на оформление каждого графика в отдельности. делениям шкалы. Подписи можно включить для любой из четырех Следующая вкладка – Grid Lines – позволяет добавить на осей графика (вкладка Tick Labels на рис. 18), можно изменить их график линии сетки (см. рис. 17). При этом размер линий сетки, их размер, используемый шрифт, угол поворота подписей. Из прочего тип, цветовая схема – также могут быть выбраны по желанию списка опций следует упомянуть возможность использования пользователя. На этой вкладке также присутствует команда Apply элементов Prefix и Suffix. Число или символ, добавленные в To (Применить К): для облегчения оформления графиков. Можно данных полях, будут отображаться, соответственно, перед и после включить на графике и дополнительные линии, например, линии подписей к делениям.

Х=0 и Y=0, если в этом есть необходимость.

Вкладка Break позволяет включить режим отображения разрыва (ставится флаг в левом верхнем углу вкладки). После этого все элементы вкладки становятся активными, и можно указать диапазон разрыва и некоторые параметры отображения данных.

Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Расположение графиков 7. Расположение графиков В программном продукте Origin предусмотрена возможность При использовании процедуры "склейки графиков" появится отображения нескольких графиков на одном листе. Для этого можно диалоговое окно, в котором можно указать, как именно нужно использовать инструменты, позволяющие располагать графики в расположить графики на листе. Количество колонок и строк можно разных местах страницы, использовать различные слои для указать вручную. Если числа графиков на заполнение всех "ячеек" отображения данных, делать выноски, не хватит, Origin оставит эти области пустыми, изобразив только Самый простой способ размещения нескольких графиков на координатные оси. После указания количества колонок и строк одном рисунке состоит в использовании опции Merge all Graph появится диалоговое меню, в котором можно указать размеры Windows в пункте меню Edit (см. рис. 19) или выбор пиктограммы отступов от края страницы для отображаемых графиков и величины в строке меню.

Эта команда будет применена ко всем графикам данного проекта, которые не находятся в свернутом (Minimize) состоянии.

При этом пользователю будет задан вопрос – следует ли сохранить Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Расположение графиков слоя в левом верхнем углу листа (см. рис. 21) или выбором пункта Процедура "склеивания" графиков может быть полезна при Properties в контекстном меню, появляющемся после нажатия отображении нескольких однотипных графиков на одном рисунке правой кнопки мыши в области графика. Здесь можно изменить при подготовке, например, научной статьи.

размеры слоя и некоторые параметры его отображения, если в этом Рисунок, имеющий несколько слоев, можно разделить и на Рис. 21. Результат объединения двух графиков При выборе пункта Plot Associations (например, с помощью двойного клика на номере соответствующего уровня) пользователь получает возможность добавить данные на выбранный график. Т.о.

со слоем можно проводить ту же работу, что и с отдельными графиками.

Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Построение простейших 3D-графиков 8. Построение простейших 3D-графиков Помимо построения графиков и зависимостей между двумя параметрами в программном пакете Origin предусмотрена возможность построения изображения трехмерных объектов.

В качестве примера приведем построение изображения пирамиды, заданной координатами своих вершин: А1, А2, А3, А4.

Для задания координат вершин потребуется три колонки в новом окне данных (Worksheet), причем одна из колонок должна иметь метку (Z). Для отображения только вершин пирамиды достаточно будет только 4 строк в таблице, а для прорисовки ребер пирамиды придется продублировать координаты вершин в измененном порядке: А1, А3, А2, А4 (см. рис. 22). При построении пирамиды с прорисовкой ребер сначала нужно выделить колонку с меткой Z, а затем выбрать на вкладке Plot команду 3D XYZ - 3D Trajectory (см. рис. 23).

Рис. 22. Пример исходных данных для построения 3D-объекта Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Построение графиков функций объекте (кроме пирамиды можно построить и более сложные 9. Построение графиков функций объекты, для которых такая опция будет весьма полезной).

Рис. 24. Пример построения пирамиды с прорисовкой ребер Также в программном продукте Origin предусмотрена возможность построения 3D поверхностей. К сожалению, поверхность нельзя задать аналитической функцией вида z=f(x,y), как это можно сделать при построении плоской функции, выраженной в явном виде: y=f(x), а требуется использование отдельного инструмента – Matrix, о чем подробно будет сказано в части II.

Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Построение графиков функций Принцип задания функции такой же, как и при использовании При построении графика можно указать, по какому количеству опции Set Column Values, которая была описана в главе 3. Т.е. точек будет строиться график функции (выпадающая вкладка также можно выбирать необходимую математическую функцию из Density в верхней части диалогового окна). Количество точек числа "встроенных", можно задавать сложную функцию (вложение (плотность точек) можно задать выбором одного из стандартных одной функции в другую) и т.д. Отличием от уже упомянутой опции значений (от 5 до 1000), но можно и задать вручную, в том числе и Set Column Values, которая используется при работе с числовыми числом, больше чем 1000. Следует отметить, что повышение данными в столбцах соответствующей таблицы (до построения плотности точек целесообразно при построении графиков функций, графика), будет то, что в качестве аргумента функции используется имеющих точки разрыва (определенных не на всей числовой оси).

переменная x (обязательно латинская буква!), а не конкретные При этом область вблизи точки разрыва или границы области числовые данные. Следует отметить, что при ошибке во вводимой определения функции оказывается более четко выраженной.

формуле (пропущенный знак операции умножения "*", некорректная Однако несоразмерное увеличение параметра Density может расстановка скобок, неправильное задание функции, использование привести к некоторым задержкам при прорисовке графика функции, русских букв в качестве аргумента) результатом будет появление особенно при сложном виде функции.

"пустого" графика. При наличии "легенды" (обычно в правом При построении графика функции Origin по умолчанию задает верхнем углу графика) можно заново войти в режим Plot Details и пределы размеров шкал вдоль осей х и у от 0 до 10. Поэтому произвести необходимые исправления (см. рис. 26). график функции, даже если формула задана правильно, может и не Рис. 26. Пример построения графика функции Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Построение графиков функций Рис. 27. Диалоговое окно Plot Details для нескольких функций.

Рис. 28. Изменение стиля и толщины линии графика функции.

Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Поиск простейших зависимостей Результат добавления графика функции y = - 0.5 x к уже построенным данным представлен на рис. 30.


Рис. 30. Результат добавления графика функции.

С данными, представленными на рисунке, с графиком функции можно работать по отдельности, преобразуя их по мере надобности. Но так как все эти данные принадлежат одному рисунку, то все изменения диапазона шкал вдоль координатных осей, включение и выключение разрывов и прочие операции, описанные в главе 6, будут влиять на отображение всех элементов рисунка – и на точечные данные, и на линию графика функции.

Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Поиск простейших зависимостей В данной части пособия мы рассмотрим только поиск и Origin проводит обработку данных используя метод проведение наиболее простых математических зависимостей – наименьших квадратов, поэтому в окне Result Log помимо линейной и степенной. Процедура проведения более сложных собственно параметров A и B, характеризующих найденную зависимостей, аппроксимация данных специальными функциями, в линейную зависимость ( Y = A + B * X ) и их ошибок (Error) том числе проведение гауссиан и лоренцианов – все это будет представлена и дополнительная информация: например, Поиск линейной зависимости между данными не представляет особой сложности. Для этого вызывается процедура Fit Linear в Особо следует обратить внимание, что Origin выполнит поиск выпадающей вкладке меню Analysis. В результате использования заданной пользователем зависимости и построение этой процедуры на графике с данными появляется прямая линия, а соответствующей линии на графике вне зависимости от того, также активируется окно представления результатов имеется ли такая зависимость или нет. На рис. 32. приведен пример математической обработки Result Log (см. рис. 32). такого построения: хотя очевидно, что никакой линейной Рис. 32. Результат поиска линейной зависимости.

Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Поиск простейших зависимостей В некоторых случаях зависимость может иметь вид полинома В рассмотренном примере найденные параметры В1, В4, В5, (степенной функции). Для поиска таких зависимостей используется В6 – оказываются очень малыми, по сравнению с остальными процедура Fit Polynomial в выпадающей вкладке меню Analysis. параметрами. Следовательно, с физической точки зрения, их можно При запуске этой процедуры появляется дополнительное отбросить при окончательном анализе найденной зависимости (см.

диалоговое окно (см. рис. 33), в котором выбирается степень рис. 35).

полинома, параметры Xmin и Xmax, ограничивающие область, в пределах которой будет осуществляться поиск зависимости.

Установкой флага Show Formula on Graph можно вывести результат проведения зависимости в виде формулы непосредственно на график (аналогично созданию надписи на графике).

При поиске зависимости можно указать заведомо высокую степень полинома. В этом случае некоторые найденные параметры полиномиальной зависимости в окне Result Log будут иметь пренебрежимо малые величины (см. рис. 34). В этом случае при окончательном анализе полученной зависимости их можно отбросить (руководствуясь, конечно, здравым смыслом).

Рис. 34. Результат поиска полиномиальной зависимости.

Графическое отображение данных с использованием пакета Origin Литература Заключение В представляемой части I пособия рассмотрены основные элементы работы с программным пакетом Origin, предназначенным для математической обработки и графического представления данных.

Использование этого программного продукта существенно облегчает работу по подготовке статей, докладов, позволяя наглядно отображать результаты проделанной работы. Поэтому пакет Origin часто используется в научной среде при подготовке к 3. Исакова О.П., Тарасевич Ю.Ю. Обработка и визуализация В первой части пособия основной упор был сделан на ДПО «АИПКП», 2007. – 68 с.

наиболее значимые моменты работы с программным продуктом Origin, начиная от ввода и импорта данных и построения простейших графиков, и заканчивая процедурами поиска простейших зависимостей.

Очень многие возможности рассматриваемого программного продукта остались за рамками данного пособия. Некоторые из них, в первую очередь имеющие приложение в астрономии (аппроксимация специальными функциями, интегрирование, Фурьеhttp://physics.herzen.spb.ru/library/03/02/originlab/index.html – анализ) будут рассмотрены в части II пособия.





Похожие работы:

«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ кафедра радиоастрономии ИНФОРМАТИКА часть V Методическое пособие Казань 1999 Печатается по постановлению учебно-методического комитета физического факультета Составители: Стенин Ю.М. Хуторова О.Г. Фахртдинов Р.Х. Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для использования при выполнении практических работ по математическому моделированию студентами, аспирантами и слушателями ФПК. Содержание Введение Значительное число задач, возникающих в...»

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В. ЛОМОНОСОВА ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ КАФЕДРА АСТРОФИЗИКИ И ЗВЕЗДНОЙ АСТРОНОМИИ КАФЕДРА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ АСТРОНОМИИ А.С. РАСТОРГУЕВ, М.В. ЗАБОЛОТСКИХ, А.К. ДАМБИС КИНЕМАТИКА НАСЕЛЕНИЙ ГАЛАКТИКИ Учебное пособие по курсу Галактическая астрономия для студентов 2-3 курса Москва, ГАИШ МГУ, 2010 Оглавление 1 Кинематика диска Галактики 5 1 Введение..................................... 5 2 Системы координат...........»

«УДК 52 (07) ББК 22.6 Г96 Е. Б. Гусев, В. Г. Сурдин. Г96 Расширяя границы Вселенной: история астрономии в задачах: Учебно-методическое пособие для учителей астрономии и физики и студентов физико-математических факультетов вузов. — М.: МЦНМО, 2003. — 176 с.: ил. — ISBN 5-94057-119-0. В учебном пособии представлено 426 задач по истории астрономии. Задачам предшествует краткое историческое введение. Издание призвано помочь в преподавании астрономии в высших учебных заведениях и в школах. Оно...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина Институт естественных наук Е. В. Титаренко, Г. П. Хремли, Я. В. Луканина ЦИФРОВАЯ ФОТОГРАММЕТРИЯ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ НА ЦФС PHOTOMOD Lite 5.21 Учебно-методическое пособие для бакалавров Направление подготовки 120100 Геодезия и дистанционное зондирование Профиль подготовки Космическая геодезия и навигация Направление подготовки 230400 Информационные системы и...»

«УДК 528.281 Гиенко Е.Г., Канушин В.Ф. Геодезическая астрономия: Учебное пособие.Новосибирск: СГГА, 2003.-.с. ISBN 5-87693 – 0 Учебное пособие составлено в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и программой курса “Геодезическая астрономия” для геодезических специальностей, содержит основные сведения по сферической астрономии, теоретические понятия, положения и выводы, составляющие математический аппарат для решения задач...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное автономное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Центр классического образования Институт естественных наук Кафедра астрономии и геодезии ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ГЕОДЕЗИИ Методические указания к лабораторному практикуму для студентов-бакалавров 1-го курса направления 120100 Геодезия и дистанционное...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Т.К. Кацаран, Л.Н. Строева МАШИНА ТЬЮРИНГА И РЕКУРСИВНЫЕ ФУНКЦИИ Учебное пособие для вузов Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета 2008 Утверждено научно-методическим советом факультета ПММ 25 мая 2008 г., протокол № 9 Рецензент д. т. н., проф. кафедры математических методов исследования операций Т.М....»

«Министерство образования Российской Федерации Магнитогорский государственный университет АСТРОНОМИЯ Учебно-методическое пособие для преподавателей астрономии, студентов педагогических вузов и учителей средних учебных заведений Магнитогорск 2003 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com УДК 52+371.3 ББК В 6 Р 86 Рецензент Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики Магнитогорского государственного университета Л. С. Братолюбова Румянцев А. Ю., Серветник Т....»

«НИЖЕГОРОДСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н. И. Лобачевского ФАКУЛЬТЕТ СОЦИАЛЬНЫХ НАУК ОТДЕЛЕНИЕ ПСИХОЛОГИИ КАФЕДРА ОБЩЕЙ И СОЦИАЛЬНОЙ ПСИХОЛОГИИ В.Н. Милов, Г.С. Шляхтин ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ СЕНСОМОТОРНЫХ РЕАКЦИЙ ЧЕЛОВЕКА Методические указания к лабораторным работам по курсу “Общий психологический практикум” (Тема I. Психомоторика) Нижний Новгород 2001 СОДЕРЖАНИЕ стр. Введение... Лабораторная работа 1: Измерение времени характеристик различных видов...»

«Управление образования муниципального образования Город Набережные Челны Государственное образовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа №6 Учебно-методическое пособие для подготовки к олимпиадам по астрономии и физике космоса Обобщающие конспекты Разработала учитель физики и астрономии высшей квалификационной категории Бельская Лидия Павловна 2006 год. СОДЕРЖАНИЕ 1. ВВЕДЕНИЕ 2. НЕБЕСНЫЕ КООРДИНАТЫ: А. Линии и точки небесной сферы; Б. Горизонтальная и экваториальная системы...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тверской государственный университет УТВЕРЖДАЮ Декан физико-технического факультета Б.Б. Педько 2012 г. Учебно-методический комплекс по дисциплине АСТРОФИЗИКА для студентов 4 курса очной формы обучения направления 010700.62 Физика, специальности 010704.65 Физика конденсированного состояния вещества Обсуждено на заседании Составитель: кафедры общей физики...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. С.М. КИРОВА Б.И. ФЕСЕНКО, А.А. КИРСАНОВ КОСМОС и ЗЕМЛЯ ПСКОВ 2000 1 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ББК 22.6я73 Ф 44 Печатается по решению редакционно-издательского совета ПГПИ им. С.М.Кирова. Рецензент: кандидат физико-математических наук В.А. Матвеев. Фесенко Б.И., Кирсанов А.А. Ф 44 Космос и Земля. Учебное пособие. Псков, 2000. - 168 с. + вкладка 16 с. Учебное...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное автономное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Центр классического образования Институт естественных наук Кафедра астрономии и геодезии ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ИНСТРУМЕНТОВЕДЕНИЕ Методические указания к лабораторному практикуму для студентов-бакалавров 1-го курса направления 120100 Геодезия и дистанционное...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию ФГУ Государственный научно исследовательский институт информационных технологий и телекоммуникаций ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ СЕТИ ИНТЕРНЕТ для основного общего и среднего (полного) общего образования Каталог Выпуск 3 Москва 2007 СОДЕРЖАНИЕ УДК 004.738.5 ББК 32.973.202 Введение Главный редактор А.Н. Тихонов, директор Государственного научно исследова 1. Ресурсы по предметам образовательной программы...»

«Стратегическое планирование на предприятиях нефтегазового комплекса: [учебное пособие], 2011, 142 страниц, Асет Башировна Томова, 5919610263, 9785919610267, РГУ нефти, 2011. Пособие подготовлено в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины Стратегическое планирование на предприятии для студентов, обучающихся по направлениям Экономика и Менеджмент Опубликовано: 16th June Стратегическое планирование на предприятиях нефтегазового комплекса: [учебное пособие] СКАЧАТЬ http://bit.ly/1ly0jyo...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное автономное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Центр классического образования Институт естественных наук Кафедра астрономии и геодезии УЧЕБНАЯ ПРАКТИКА ПО ГЕОДЕЗИИ Методические указания к лабораторному практикуму для студентов-бакалавров 1-го курса направления 120100 Геодезия и дистанционное зондирование,...»

«. 49, 2014. ВЫВОДЫ 1. Построение меридиальной аналеммы необходимо при проектировании следящих систем, для концентраторов солнечного излучения, где требуется обеспечить высокую точность направления на Солнце. 2. Расчет и построение меридиальной аналемы необходим для выбора оптимального угла наклона солнечных батарей и солнечных коллекторов. 3. Построение меридиальной аналеммы необходимо для определения профиля освещенности. Профиль освещенности определяет радиацию, поступающую на солнечную...»

«КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ А.А. Журавлв, Л.Э. Мамедова, Ю.М. Стенин, Р.Х. Фахртдинов, О.Г. Хуторова Практикум по программированию на языке Си для физиков и радиофизиков Часть 2 Учебно-методическое пособие КАЗАНЬ – 2013 УДК 681.924 Печатается по решению Редакционно-издательского совета ФГАОУВПО Казанский (Приволжский) федеральный университет Учебно-методического совета Института физики КФУ Протокол №. от. заседания кафедры радиоастрономии Протокол №. от....»

«Серия Творчество в детском саду Тятюшкина Нина Николаевна Ермак Оксана Анатольевна (соавторы) Тропинками Вселенной Методические рекомендации по формированию элементарных астрономических знаний у старших дошкольников Из опыта работы дошкольного учреждения № 464 г. Минска Под редакцией А.В. Корзун Мозырь ООО ИД Белый Ветер 2006 Оглавление Введение Рекомендации по построению содержания занятий по формированию элементарных астрономических знаний Примерная тематика занятий с детьми. Организация...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

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.