Розуміння структури вихідних файлів у OghmaNano
Під час запуску моделювання в OghmaNano програмне забезпечення генерує велику кількість вихідних файлів, які описують електричні, оптичні, теплові та структурні характеристики змодельованого пристрою. Ці файли містять графіки залежності струму від напруги (IV-криві), концентрації носіїв заряду, швидкості рекомбінації, електричні поля, оптичні спектри, дані про перехідні процеси та знімки внутрішнього стану пристрою.
Замість того, щоб представляти ці файли як звичайні об’єкти файлової системи, OghmaNano надає спеціально розроблений графічний інтерфейс, який полегшує перегляд даних моделювання. Програма намагається розпізнати вміст кожного файлу та автоматично відображає його за допомогою відповідного переглядача. Наприклад, характеристики струм-напруга (JV-криві) відображаються у вигляді графічних значків, структура пристроїв – у вигляді тривимірних моделей, а оптичні знімки – у вигляді серії зображень.
Директорія, в якій зберігаються результати моделювання, відображається у ??. Коли файл jv.csv відкривається подвійним клацанням миші, OghmaNano автоматично відображає поточну криву залежності щільності струму від напруги, пов’язану з набором даних.
jv.csv.
jv.csv.Зсередини ці файли зберігаються або у вигляді стандартних CSV-файлів, які легко читаються людиною, або у компактному двійковому форматі. Це означає, що дані можна обробляти безпосередньо за допомогою зовнішніх інструментів, таких як Python, MATLAB, GNU Octave, Excel або спеціалізоване програмне забезпечення для аналізу.
Формати виведення даних у вигляді CSV та двійкових файлів.
OghmaNano підтримує два різні методи для збереження даних, отриманих у результаті моделювання:
- CSV-файли, придатні для читання людиною
- Компактні двійкові файли
Формат CSV зручно перевіряти вручну, і його можна відкривати безпосередньо у стандартних програмних пакетах. Двійкові файли значно компактніші та їх швидше зчитують і записують, тому вони є кращим вибором для великих обчислювальних моделей.
Приклади обох форматів наведено у ?? та ??.
На початку кожного набору даних OghmaNano є розділ із метаданими, який починається з наступного:
#oghma_csv
Це ідентифікує файл як набір даних, сумісний із OghmaNano. Відразу після цього маркера розміщено заголовок метаданих у форматі JSON, який описує вміст файлу.
Заголовок у форматі JSON повідомляє OghmaNano, як слід інтерпретувати та відображати дані. Оскільки в заголовку використовується стандартний синтаксис JSON, його також можна безпосередньо обробляти за допомогою зовнішніх програмних бібліотек.
| Поле | Опис |
|---|---|
title |
Назва набору даних або графіка. |
type |
Тип набору даних (наприклад, xy, xyz, зображення або векторне поле). |
x_mul, y_mul, z_mul |
Коефіцієнти масштабування, що застосовуються до осей. |
x_label, y_label, z_label |
Мітки осей, що використовуються під час побудови графіку на основі набору даних. |
x_units, y_units, z_units |
Фізичні одиниці вимірювання, що використовуються для кожної осі. |
data_label |
Опис значень збережених даних. |
data_units |
Одиниці, пов’язані зі збереженими даними. |
time |
Час моделювання або значення зміщення, що застосовується. |
rgb |
Бажаний колір для відображення графіків. |
cols |
Порядок розташування стовпців у файлі. |
У режимі CSV числові значення зберігаються у вигляді звичайного тексту, який легко читається людиною. Це полегшує перегляд файлів, але збільшує їхній розмір і обсяг операцій введення-виведення даних на диску.
У двійковому режимі числові значення зберігаються безпосередньо у вигляді чисел із плаваючою комою в двійковій системі числення. Це значно зменшує розмір файлу та підвищує продуктивність, особливо для великих дво- та тривимірних моделювань, перехідних обчислень, оптичних знімків і FDTD-моделювань.
Перемикання між форматом, зрозумілим для людини, та двійковим форматом.
Формат вихідних даних, який використовує OghmaNano, можна налаштувати за допомогою вкладки «Автоматизація», що відображається у ??.
Варіант:
Write binary data where possible
визначає, чи намагатиметься OghmaNano зберігати набори даних, використовуючи компактне двійкове кодування.
- Увімкнено: OghmaNano записує двійкові набори даних, коли це можливо.
- Функція «Відключено»: OghmaNano створює стандартні файли CSV, які можна легко читати.
Якщо ви переглядаєте набори даних лише в межах самої програми OghmaNano, то зазвичай не буде помітно жодної різниці, оскільки програмне забезпечення прозоро обробляє обидва формати внутрішньо.
Однак, якщо ви плануєте обробляти дані за допомогою стороннього програмного забезпечення, важливо обрати відповідний формат зберігання.
Обробка файлів у зовнішньому середовищі.
Однією з переваг системи обробки даних OghmaNano є те, що створені набори даних можна безпосередньо обробляти за допомогою зовнішнього програмного забезпечення.
Типові робочі процеси включають:
- Завантаження кривих залежності струму від напруги (В-А характеристики) у програму Excel для побудови графіків.
- Обробка даних про щільність зарядів за допомогою Python і NumPy.
- Імпорт спектрів у MATLAB або GNU Octave.
- Виконується автоматичне вилучення параметрів.
- Створення якісних ілюстрацій для публікацій за допомогою зовнішніх інструментів.
Оскільки заголовок метаданих містить одиниці вимірювання, коефіцієнти масштабування, позначення та інформацію для побудови графіків, зовнішні скрипти можуть автоматично визначати, як слід інтерпретувати набори даних.
💡 Порада: для великих обчислювальних моделей або серій параметричних розрахунків увімкнення бінарного виведення може значно зменшити використання дискового простору та покращити продуктивність моделювання за рахунок зменшення навантаження на дискову підсистему.