Zrozumienie plików wynikowych w OghmaNano
Podczas uruchamiania symulacji w programie OghmaNano, oprogramowanie generuje obszerny zestaw plików wyjściowych, które opisują właściwości elektryczne, optyczne, termiczne i strukturalne symulowanego urządzenia. Pliki te zawierają krzywe charakterystyki prądowo-napięciowej (JV), gęstość nośników, współczynniki rekombinacji, pola elektryczne, widma optyczne, dane przejściowe oraz migawki stanu wewnętrznego urządzenia.
Zamiast traktować te pliki jako zwykłe obiekty systemu plików, OghmaNano udostępnia starannie opracowany interfejs graficzny, który ma ułatwić przeglądanie danych symulacyjnych. Oprogramowanie analizuje zawartość każdego pliku i automatycznie wyświetla ją za pomocą odpowiedniego modułu. Na przykład, krzywe charakterystyk prądowo-napięciowych (JV) są wyświetlane jako ikony graficzne, struktury urządzeń jako modele 3D, a zdjęcia optyczne jako zestawy obrazów.
Katalog, w którym zapisywane są wyniki symulacji, jest wyświetlany w ??. Po dwukrotnym kliknięciu pliku jv.csv, program OghmaNano automatycznie wyświetla aktualną krzywą zależności gęstości prądu od napięcia, odpowiadającą danemu zestawowi danych.
jv.csv.
jv.csv.Wewnętrznie, pliki te są przechowywane albo w standardowym, czytelnym dla człowieka formacie CSV, albo w zwężonym formacie binarnym. Oznacza to, że dane można przetwarzać bezpośrednio za pomocą zewnętrznych narzędzi, takich jak Python, MATLAB, GNU Octave, Excel lub specjalistyczne oprogramowanie do analizy.
Formaty wyjściowe CSV i binarny.
OghmaNano obsługuje dwie różne metody przechowywania danych wyjściowych symulacji:
- Pliki CSV, które można łatwo odczytać i zrozumieć.
- Kompaktowe pliki binarne
Format CSV jest łatwy do ręcznej analizy i można go otwierać bezpośrednio w standardowych programach. Pliki binarne są znacznie bardziej zwarte i szybciej się je odczytuje i zapisuje, co czyni je bardziej odpowiednimi do dużych symulacji.
Przykłady obu formatów znajdują się w ?? i ??.
Na początku każdego zbioru danych OghmaNano znajduje się sekcja metadanych, która rozpoczyna się od:
#oghma_csv
Ten znacznik identyfikuje plik jako zestaw danych kompatybilny z OghmaNano. Bezpośrednio po tym znaczniku znajduje się nagłówek metadanych w formacie JSON, który opisuje zawartość pliku.
Nagłówek JSON informuje OghmaNano, w jaki sposób dane powinny być interpretowane i wyświetlane na wykresie. Ponieważ nagłówek wykorzystuje standardową składnię JSON, można go również analizować bezpośrednio za pomocą zewnętrznych bibliotek programowych.
| Pole | Opis |
|---|---|
title |
Tytuł zbioru danych lub wykresu. |
type |
Typ zbioru danych (np. xy, xyz, obraz lub pole wektorowe). |
x_mul, y_mul, z_mul |
Współczynniki skalowania zastosowane do osi. |
x_label, y_label, z_label |
Etykiety osi używane podczas tworzenia wykresu na podstawie zbioru danych. |
x_units, y_units, z_units |
Jednostki fizyczne przypisane do każdej osi. |
data_label |
Opis przechowywanych wartości danych. |
data_units |
Jednostki związane z przechowywanymi danymi. |
time |
Czas symulacji lub wybrany punkt pracy. |
rgb |
Preferowany kolor linii wykresu. |
cols |
Kolejność kolumn w pliku. |
W trybie CSV wartości liczbowe są zapisywane jako zwykły, czytelny dla człowieka tekst. Dzięki temu pliki można łatwo przeglądać, ale zwiększa to zarówno ich rozmiar, jak i obciążenie związane z operacjami wejścia/wyjścia na dysku.
W trybie binarnym wartości liczbowe są zapisywane bezpośrednio jako liczby zmiennoprzecinkowe w formacie binarnym. Dzięki temu znacznie zmniejsza się rozmiar pliku i poprawia wydajność, szczególnie w przypadku dużych symulacji 2D i 3D, obliczeń przejściowych, rejestracji obrazów optycznych oraz symulacji metodą FDTD.
Przełączanie między formatem czytelnym dla człowieka a formatem binarnym.
Format wyjściowy używany przez OghmaNano można skonfigurować za pomocą paska narzędzi „Automatyzacja”, który znajduje się w ??.
Opcja:
Write binary data where possible
określa, czy OghmaNano próbuje zapisywać zestawy danych przy użyciu zwartej, binarnej metody kodowania.
- Włączono: OghmaNano zapisuje dane w formacie binarnym, gdy jest to możliwe.
- OghmaNano zapisuje standardowe pliki CSV, które można łatwo odczytać.
Jeśli przeglądasz zestawy danych wyłącznie w samym programie OghmaNano, zazwyczaj nie widać żadnej różnicy, ponieważ oprogramowanie w sposób niezauważalny dla użytkownika przetwarza oba formaty.
Jeśli jednak planujesz przetwarzać dane za pomocą zewnętrznego oprogramowania, ważne jest, aby wybrać odpowiedni format zapisu.
Przetwarzanie plików w zewnętrznym programie.
Jedną z zalet systemu generowania danych firmy OghmaNano jest możliwość bezpośredniego przetwarzania wygenerowanych zbiorów danych za pomocą zewnętrznego oprogramowania.
Typowe procesy obejmują:
- Wczytywanie danych dotyczących charakterystyk prądowo-napięciowych (JV) do programu Excel w celu ich graficznej prezentacji.
- Przetwarzanie gęstości ładunku za pomocą języka Python i biblioteki NumPy.
- Importowanie danych spektralnych do programów MATLAB lub GNU Octave.
- Wykonuję automatyczne pobieranie parametrów.
- Tworzenie wysokiej jakości grafik przeznaczonych do publikacji w zewnętrznych programach.
Ponieważ nagłówek metadanych zawiera informacje o jednostkach, współczynnikach skalowania, etykietach i danych potrzebnych do tworzenia wykresów, zewnętrzne skrypty mogą automatycznie określić, w jaki sposób należy interpretować zestawy danych.
💡 Wskazówka: W przypadku dużych symulacji lub analiz parametrów, włączenie opcji zapisu w formacie binarnym może znacząco zmniejszyć wykorzystanie miejsca na dysku i poprawić wydajność symulacji poprzez ograniczenie obciążenia związanego z operacjami wejścia/wyjścia na dysku.