Breuer Péter

Fórján Csaba

Riesz Mária

Winkler István

University of Szeged

- 288 -SZÁMÍTÓGÉPES MÉRŐ- ÉS FELDOLGOZÓ RENDSZER KIVÁLTOTT POTENCIÁLOK KEZELÉSÉRE Breuer Péter, Fórján Csaba, Riesz Mária, Winkler István MTA Pszichológiai Intézete .Bevezetés Az Ismertetendő programrendszer hatékony eszközt ad a több csa-tornán kiváltott potenciálokat mérő és vizsgáló kutató kezébe jelei-nek számi tógépbe vitelére, ' javitására, feldolgozására, válogatására, átrendezésére, "végül bármelyik fázisban azok megjelenítésére. A jele-ket az e célra kifejiesztett. adatstruktúrában tárolja. Az adatszerke-zet a mért adatokon kivül tartalmaz még kötött és a felhasználó által megadható információkat. Ezek a tárolt jelek tulajdonságait rögzítik. Alrendszer interaktív, kezelőjétől nem igényel számítástechnikai ismereteket. A jelenlegi változatot TPA 1140 minis zárni tógépen imple-mentáltuk, RSX-11M operációs rendszerben. A rendszerelemek önálló modulok, az esetleges más igényekhez alkalmazkodva egyszerűen cserél-hetők. A programrendszer felépítése Az ismertetetést a logikai felépítésnek megfelelően folytatjuk. A felhasználó tipikus munkája a következő lehet: - Adatszerkezet karbantartás - Az adatok gépre vitele - Adatrendezés - Feldolgozás - Megjelenítés Mindezen lehetőségek koordinálása a rendszer vezérlő moduljának feladata. A rendszerelemek részletesebb vizsgálata előtt vessünk egy pil-lantást a szükséges hardware eszközökre! A rendszer legalább 64 Kszó memóriáju TPA 1140 miniszámitógépen fut, RSX-11M operációs rendszer alatt. Az adatokat feldolgozás köz-ben disken tárolja, archiválásra pedig mágnesszalagot használ. Az analóg formában — áltaában FM jeltárolón - meglevő adatok géprevite-le CAMAC egységen keresztül, a digitális adatoké hagyományos periféri-ák segítségével /pl. lyukszalag, kazettás magnó/ történik. Az adatok, eredmények vizuális megjelenítése a CAMAC TV display, bonyolultabb ábrák előkészítéséhez tárolócsöves oszcilloszkóp, pontos kirajzolá-sához digitális plotter nyújt segitséget. E rövid áttekintés után áttérünk a software elemek ismereteté-sére. • A programrendszer működése A programrendszer önállóan inditható modulokból áll. A felhasz-náló a rendszer vezérlő moduljával van kapcsolatban. Ez a vezérlő modul kér minden olyan információt, amely a munka egeszére vonatko-- 289 -fzik. Az egyes modulok csak a saját specifikus kérdéseiket teszik fel, a többi adatot a vezérlőtől kapják. Ilymódon jelentősen csökken a beadandó adatok száma. A speciális modulokat a vezérlő inditja el, azok pedig a vezérlőbe térnek vissza. A rendszer öndokumentálp, és dokumentációs file-ja felhasználha-tó ujráfuttatásához. Az ujrafuttathatóság lényege, hogy megszabadít-ja használóját a sok adaton elvégzendő ugyanazon munka monotonitásá-nak terhétől. A dokumentációs file szövegfile, azaz előre is elkészít-hető az operációs rendszer szövegszerkesztő programjaival. Az adatszerkezet A digitális jelsorozatokat csatornánként külön file-ban tároljuk. Ez megkönnyiti párhuzamos feldolgozásukat. Az összetartozó file-ok szerkezete azonos. Mivel a mintacsoportok belső szerkezete felvételről felvételre változik /pl. az egyedi jelek hossza, számuk egy felvételben stb./, továbbá a felhasználó a jelcsoportokhoz egyedi adatokat is társit, szükséges, hogy a digitalizált jelek mellé értelmező információkat is felvegyünk. Ezeket a file-ok első, információs blokkjában helyezzük el. A járulékos adatok két csoportba oszthatók. Fix adatok A fix adatok a mintacsoportok értelmezését és kezelését teszik lehetővé a feldolgozó programok számára. Ezek - az azonositót leszá-mitva - az összetartozó csatornáknál megegyeznek. A fix adatmező hosz-sza 128-byte. A fix adatok közé tartozik a párhuzamos csatornák száma, az aktuális csatorna azonosítója, a minták száma csatornánként, egy minta pontjainak száma, a mintavételi idő, a maximális és a minimális amplitúdó, a jel tipusa, a felhasználó által definiálható adatok leí-rásának neve, a kiindulási mintacsoportot tartalmazó file neve, továb-bá a felhasználó által megadható kötetlen szöveg, a megjegyzés. A felhasználó által definiált adatok Ezeknek az adatoknak két fő jellemzője van: csatornafüggőség és tipus. Definiáláskor a felhasználó egyedi neveket ad adatainak. Az ada-tokból adatleirás képződik, ezt külön file-ban tároljuk. Adatbevitel-kor a felhasználó megadja a megfelelő adatleirás nevét, ez értelmezi a rá hivatkozó információs blokk 128-512. byte-jaiban tárolt adatokat. Az adatleirás kezelésére szubrutinok állnak a felhasználói prog-ramokat irók rendelkezésére. A fenti egyszerű elvekre és rutinokra alapozva tetszés szerinti, intelligens adatbázis szolgáltatás épithető fel. Adatbevitel Az adatbevitel magában foglalja a digitális formában, hagyományos adathordozón tárolt adatok adatstruktúrába illesztését, és az analóg jelek közvetlen digitalizálását, azonnali eltárolását. A digitalizálás CAMAC egység segítségével történik, a hardware adottságainak megfelelően max. 8 csatornán. Több mintavevő program használható: - 290 -- Lehetőség van triggerjellel indított mintavételre. Az indító-jel után órával ütemezve meghatározott számú mintát vehetünk. A leg-. rövidebb mintavételi idő -1 ms. A mintavétel sebessége a csatornák •számától nem függ. - Folyamatos mintavételezés esetén a szinkronizálást programoz-ható óra végzi. - Mód van arra, hogy a mintavétel valamelyik csatorna jelének bizonyos merédekségü megváltozására kezdődjék, majd órával meghatáro-zott számú mintát vehetünk. , - Mintavétel alatt a mért adatok folyamatosan a diskre kerülnek. A minták számát a mindenkori disk mérete korlátozza. A diskre irás a mintavétel sorrendjében történik. Ennek végeztével az adatokat csator-nánként szét két válogatni. A rendező program a mintavevő szerves ré-sze. Mivel az RSX-llM többfelhasználós operációs rendszer, egyrészt a mintavevő programnak engednie kell, hogy holtidőben a többi program is futhasson, másrészt a kiélezett időviszönyok miatt biztositani kell, hogy a mintavevő szükség esetén azonnal megkapja a vezérlést. Az. ada-tok diskre Írásához többszörös cirkuláris buffert használunk. •Ada trendez és A felhasználónak igénye lehet az adatszerkezetben tárolt adatok módositása a feldolgozás bármelyik fázisában. Szüksége van olyan prog-ramra, amellyel az adatszerkezetből fakadó megszorításokat figyelembe véve file-jaiból uj file-okat hozhat létre, akár kézi módszerrel, akár automatikusan, tartalmi szempontok alapján. Módosítás alatt az adatok megjeleníthetők, rajtuk cursor futtatható. Szükség lehet az adatok javítására: a tárolt jelek egy vagy több pontját változtathatja meg. Többféle válogatás lehetséges. Az inputra megnyitott file-okban tárolt jelek egy-egy paranccsal irhatok ki az output file-okra. Ily-módon pl. a sorrendjük megváltoztatható, több mérésből válogathatok ki a további feldolgozáshoz. Lehetőség van tartalmi szempontok - pl. adott mérési pont értéke - szerinti válogatásra is. Megoldható több file összefüzése. Mindezeket a feladatokat a javitó program látja el. Automatikusan hozza létre a keletkező file információs blokkját, a szükséges adató-, kat a kiinduló file-okból veszi. Az értelmezéshez szükséges jellemzők a javítás során megváltoznak. Az információs blokk egyéb részeit más módon ki lehet javítani, ha erre szükség van. Adatféldolgoz ás A programrendszer eme részében történik a felhasználó számára ér-tékes információ előállítása. Tekintettel a rendszer rövid múltjára, eddig csak az alap felhasználói programok valósultak meg. További mo-dulok a használat során felmerülő igényeknek megfelelően fognak a rendszerbe illeszkedni. A már működő lehetőségek a következők: i - 291 -, Átlag, szórás Először néhány fogalommal kell megismerkednünk. Egy file egy csatorna mérési eredményeit tartalmazza. A file logikailag kísérle-tekből áll. A kísérletek változó számú potenciált /jelet/ tartalmaz-nak. A jelek hosszá állandó áz egész file-ban. Ha a felvétel több csatornán készült, az egyes csatornákhoz tartozó file-ok szerkezeté pontosan megegyezik. Bevezettük még a kisablak és a nagyablak fogalmakat. Kisablak-ként potenciálok egybefüggő darabjai, nagyablakként potenciálok foly-tonos csoportjai adhatók meg. Az átlagolás vagy az egész file-re vonatkozóan, vagy kísérleten-ként történhet. A nagyablak eltolásával - megadható az eltolás nagy-*sága és multiplicitása - ujabb lehetőségekhez jut a felhasználó. Mód van hossz- és keresztirányú átlagolásra, azaz az eredmények vagy egy csatornára, vagy egy időtartamra jellemzőek. Csatornánkénti átlagolás esetén a müvelet minden csatornára megtörténik. Az átlagok kiszámításával egyidőben a szórás kiszámítása automa-tikusan megtörténik. FFT Megoldottuk max. 2048 pontból álló jelek gyors Fourier transz-formációját, 2 n pontból álló jelek esetére. A modul kb. 0,5 s alatt állitja elő az amplitúdó- és fázisgörbé-ket. Ez utóbbit nehéz értelmezhetősége miatt, ami egyrészt a jelek természetéből, másrészt számítási pontatlanságból adódnak, jelenleg nem bocsájtjuk a felhasználó rendelkezésére. Ugyanezen modul hajtja végre az inverz transzformációt is. Mérés a jeleken Egy ujabb modul lehetőséget nyújt a tárolt jelek tetszőleges pontjai amplitúdójának mérésére. A jelek kivánságra megjeleníthetők, rajtuk markerek helyezhetők el. A felhasználó beállíthatja, megvál-toztathatja különböző kezdeti paraméterek értékét /pl. egyenszint eltolás, késleltetés stb./. A modul a mérési eredményeket disken tárolja. Kivánságra ezek táblázatos formában kinyomtathatóak. Megjelenttés Az egész munka idéje alatt lehetőség van a disken tárolt adatok tájékoztató jellegű megjelenítésére. Erre a célra CAMAC TV displayt használunk. A szolgáltatás a tapasztalatok szerint kényelmesebbé te-szi a felhasználó munkáját. A feldolgozás végső eredményeinek megjelenítése az előbbinél jobb minőségben keli, hogy történjen. Erre a feladatra a rendszer két lehetőséget kinál: ugyancsak CAíAC segítségével illesztett tárolócsö-ves oszcilloszkópot, majd digitális plottert a végső kirajzoláshoz. - 292 -Az egyik lehetőség a görbék egyszerű megjelenítése. Ebben az esetben feliratos információ megszerkesztése után több csatorna ada-ta egymás alatt jelenik meg. ífegrajzoltathátjuk a nullavonalat, azo-nosítót irathatunk a görbe mellé. A másik lehetőség a keletkezett adatokból többdimenziós ábra komponálása. A jelenségek lefolyásának vizsgálatakor ez komoly segit-ség a felhasználónak. Az ábra két tengely mentén dönthető, nyújtható. Ilymódon lehet beállitani az adott kérdés szempontjából legmegfele-lőbb rálátást a keletkező felületre. Kevés számú görbe esetén a jobb térhatás érdekébén a felhasználó kérheti, hogy eredeti görbéi közé li-neáriö interpolációval ujabb görbék kerüljenek. 

Számítógépes mérő- és feldolgozó rendszer kiváltott potenciálok kezelésére

http://acta.bibl.u-szeged.hu/46067/1/szamtech_orvost_koll_011_288-292.pdf

Számítógépes mérő- és feldolgozó rendszer kiváltott potenciálok kezelésére

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

University of Szeged