Κατανόηση των αρχείων εξόδου στο OghmaNano.
Όταν εκτελείτε μια προσομοίωση στο OghmaNano, το λογισμικό δημιουργεί μια μεγάλη συλλογή αρχείων εξόδου που περιγράφουν την ηλεκτρική, οπτική, θερμική και δομική κατάσταση της προσομοιωμένης συσκευής. Αυτά τα αρχεία περιλαμβάνουν καμπύλες JV, πυκνότητες φορέων, ρυθμούς ανασύνθεσης, ηλεκτρικά πεδία, οπτικά φάσματα, μεταβατικά δεδομένα και στιγμιότυπα της εσωτερικής κατάστασης της συσκευής.
Αντί να παρουσιάζει αυτά τα αρχεία ως απλά αντικείμενα του συστήματος αρχείων, το OghmaNano παρέχει μια επιμελημένη γραφική διεπαφή, σχεδιασμένη για να διευκολύνει την περιήγηση στα δεδομένα προσομοίωσης. Το λογισμικό προσπαθεί να κατανοήσει το περιεχόμενο κάθε αρχείου και να το εμφανίσει αυτόματα χρησιμοποιώντας την κατάλληλη εφαρμογή προβολής. Για παράδειγμα, οι καμπύλες τάσης-ρεύματος εμφανίζονται ως εικονίδια γραφημάτων, οι δομές των συσκευών εμφανίζονται ως τρισδιάστατα μοντέλα και οι οπτικές στιγμιότυπα εμφανίζονται ως στοίβες εικόνων.
Ο φάκελος εξόδου της προσομοίωσης εμφανίζεται στο ??. Όταν κάνετε διπλό κλικ στο αρχείο jv.csv, το OghmaNano εμφανίζει αυτόματα την τρέχουσα καμπύλη πυκνότητας ρεύματος-τάσης που σχετίζεται με το σύνολο δεδομένων.
jv.csv.
jv.csv.Εσωτερικά, αυτά τα αρχεία αποθηκεύονται είτε ως τυπικά αρχεία CSV, τα οποία είναι αναγνώσιμα από τον άνθρωπο, είτε σε μια συμπυκνωμένη δυαδική μορφή. Αυτό σημαίνει ότι τα δεδομένα μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία απευθείας χρησιμοποιώντας εξωτερικά εργαλεία, όπως η Python, η MATLAB, η GNU Octave, το Excel ή προσαρμοσμένο λογισμικό ανάλυσης.
Μορφές εξόδου CSV και δυαδικών δεδομένων.
Το OghmaNano υποστηρίζει δύο διαφορετικές μεθόδους για την αποθήκευση των δεδομένων που προκύπτουν από τις προσομοιώσεις:
- Αρχεία CSV που είναι εύκολα αναγνώσιμα από τον άνθρωπο.
- Συμπιεσμένα δυαδικά αρχεία
Η μορφή CSV είναι εύκολη στην χειροκίνητη επιθεώρηση και μπορεί να ανοίξει απευθείας σε τυπικά προγράμματα. Τα δυαδικά αρχεία είναι σημαντικά πιο συμπαγή και πιο γρήγορα στην ανάγνωση και την εγγραφή, γεγονός που τα καθιστά προτιμότερα για μεγάλες προσομοιώσεις.
Παραδείγματα και των δύο μορφών παρουσιάζονται στα ?? και ??.
Στην αρχή κάθε συνόλου δεδομένων OghmaNano υπάρχει μια ενότητα μεταδεδομένων που ξεκινά με:
#oghma_csv
Αυτό προσδιορίζει το αρχείο ως ένα σύνολο δεδομένων που είναι συμβατό με το OghmaNano. Αμέσως μετά αυτή την ένδειξη ακολουθεί μια κεφαλίδα μεταδεδομένων JSON που περιγράφει το περιεχόμενο του αρχείου.
Η κεφαλίδα JSON ενημερώνει το OghmaNano σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο θα πρέπει να ερμηνευθούν και να απεικονιστούν τα δεδομένα. Επειδή η κεφαλίδα χρησιμοποιεί την τυπική σύνταξη JSON, μπορεί επίσης να αναλυθεί απευθείας χρησιμοποιώντας εξωτερικές βιβλιοθήκες λογισμικού.
| πεδίο | Περιγραφή |
|---|---|
title |
Τίτλος του συνόλου δεδομένων ή του γραφήματος. |
type |
Τύπος συνόλου δεδομένων (π.χ., xy, xyz, εικόνα ή διανυσματικό πεδίο). |
x_mul, y_mul, z_mul |
Συντελεστές κλιμάκωσης που εφαρμόζονται στους άξονες. |
x_label, y_label, z_label |
Ετικέτες αξόνων που χρησιμοποιούνται κατά την δημιουργία γραφήματος του συνόλου δεδομένων. |
x_units, y_units, z_units |
Φυσικές μονάδες που σχετίζονται με κάθε άξονα. |
data_label |
Περιγραφή των αποθηκευμένων τιμών δεδομένων. |
data_units |
Μονάδες που σχετίζονται με τα αποθηκευμένα δεδομένα. |
time |
Χρόνος προσομοίωσης ή σημείο εφαρμογής της τάσης πόλωσης. |
rgb |
Προτιμώμενο χρώμα για τη δημιουργία γραφημάτων. |
cols |
Σειρά των στηλών μέσα στο αρχείο. |
Στη λειτουργία CSV, οι αριθμητικές τιμές αποθηκεύονται ως απλό, ευανάγνωστο κείμενο. Αυτό καθιστά τα αρχεία εύκολα προσβάσιμα για χειροκίνητο έλεγχο, αλλά αυξάνει τόσο το μέγεθος του αρχείου όσο και την επιβάρυνση στις λειτουργίες εισόδου/εξόδου δεδομένων από και προς τον δίσκο.
Στη δυαδική λειτουργία, οι αριθμητικές τιμές αποθηκεύονται απευθείας ως δυαδικοί αριθμοί κινητής υποδιαστολής. Αυτό μειώνει σημαντικά το μέγεθος του αρχείου και βελτιώνει την απόδοση, ειδικά για μεγάλες δισδιάστατες και τρισδιάστατες προσομοιώσεις, μεταβατικές υπολογιστικές διαδικασίες, οπτικές στιγμιότυπα και προσομοιώσεις FDTD.
Εναλλαγή μεταξύ μορφής που είναι αναγνώσιμη από τον άνθρωπο και δυαδικής μορφής.
Η μορφή εξόδου που χρησιμοποιεί το OghmaNano μπορεί να διαμορφωθεί από την καρτέλα "Αυτοματοποίηση" που εμφανίζεται στο ??.
Η επιλογή:
Write binary data where possible
καθορίζει εάν το OghmaNano επιχειρεί να αποθηκεύσει σύνολα δεδομένων χρησιμοποιώντας συμπυκνωμένη δυαδική κωδικοποίηση.
- Ενεργοποιημένο: Το OghmaNano δημιουργεί δυαδικά σύνολα δεδομένων, όπου αυτό είναι εφικτό.
- Απενεργοποιημένο: Το OghmaNano δημιουργεί τυπικά αρχεία CSV που είναι αναγνώσιμα από τον άνθρωπο.
Εάν απλώς εξετάζετε σύνολα δεδομένων εντός του ίδιου του OghmaNano, συνήθως δεν υπάρχει καμία ορατή διαφορά, επειδή το λογισμικό διαχειρίζεται και τις δύο μορφές με διαφανή τρόπο στο εσωτερικό του.
Ωστόσο, εάν σκοπεύετε να επεξεργαστείτε τα δεδομένα χρησιμοποιώντας εξωτερικό λογισμικό, είναι σημαντικό να επιλέξετε την κατάλληλη μορφή αποθήκευσης.
Επεξεργασία αρχείων εξωτερικά.
Ένα από τα πλεονεκτήματα του συστήματος παραγωγής δεδομένων της OghmaNano είναι ότι τα δεδομένα που δημιουργούνται μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία απευθείας χρησιμοποιώντας εξωτερικό λογισμικό.
Στις τυπικές ροές εργασίας περιλαμβάνονται:
- Φόρτωση των καμπυλών JV στο Excel για δημιουργία γραφημάτων.
- Επεξεργασία πυκνοτήτων φορτίου χρησιμοποιώντας την Python και τη NumPy.
- Εισαγωγή φασμάτων στο MATLAB ή στο GNU Octave.
- Εκτελείται η αυτόματη εξαγωγή παραμέτρων.
- Δημιουργία γραφικών υψηλής ποιότητας για δημοσίευση, εκτός του προγράμματος.
Επειδή η κεφαλίδα των μεταδεδομένων περιέχει μονάδες μέτρησης, παράγοντες κλιμάκωσης, ετικέτες και πληροφορίες σχετικές με τη δημιουργία γραφημάτων, τα εξωτερικά σενάρια μπορούν να προσδιορίσουν αυτόματα τον τρόπο με τον οποίο πρέπει να ερμηνεύονται τα σύνολα δεδομένων.
💡 Συμβουλή: Για μεγάλες προσομοιώσεις ή σειρές παραμετρικών αναλύσεων, η ενεργοποίηση της δυαδικής εξόδου μπορεί να μειώσει σημαντικά τη χρήση του δίσκου και να βελτιώσει την απόδοση της προσομοίωσης, μειώνοντας την επιβάρυνση που προκαλεί η πρόσβαση στον δίσκο.