Учебные лаборатории кафедры лазерной физики

УДК 001(06) Телекоммуникации и новые информационные технологии…
В.К. ЕГОРОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
УЧЕБНЫЕ ЛАБОРАТОРИИ КАФЕДРЫ
ЛАЗЕРНОЙ ФИЗИКИ: СЕТЕВОЕ РЕШЕНИЕ
Изложены результаты оснащения средствами вычислительной техники учебных лабораторий на кафедре "Лазерная физика". Рассмотрен опыт работы лабораторий и направление их дальнейшей модернизации.
В МИФИ на кафедре «Лазерная физика» в 2000 г. начата инициативная работа по оснащению учебных лабораторий физической оптики, лазерной физики и лазерной спектроскопии средствами вычислительной
техники [1]. К 2004 г. на каждом рабочем месте был создан необходимый
комплект виртуальных средств измерения и обработки данных. Опыт работы выявил насущную необходимость объединения рабочих мест в сеть
рабочей группы. Поэтому далее комплекс вычислительных средств лаборатории развивался как целостное сетевое решение.
ПЭВМ рабочих мест имеют минимальную аппаратную комплектацию.
Для поддержки измерительных установок достаточны машины с процессором 486DX при объеме памяти 8 МБ, укомплектованные звуковой и
сетевой платами. Они принимают аналоговые электрические сигналы с
измерительных установок, преобразуют их в цифровую форму, отображают их на экране непосредственно в реальном времени или после первичной обработки, создают файлы данных для архивации. Таким образом,
на каждом рабочем месте реализованы виртуальные средства измерений:
НЧ осциллографы с запоминанием, графопостроители и другие, специфичные для каждой установки. Программное обеспечение разработано
для платформы MS DOS, что позволяет работать в режиме реального времени. В сеть измерительные ПЭВМ включены как клиенты MSN. Для
расширения сетевых возможностей на них установлены ОС Windows 3.11.
Более мощные ОС для этих машин неэффективны и не нужны.
Типовая измерительная машина на рабочем месте использует звуковую плату в качестве АЦП и порт джойстика для приема импульсов синхронизации. Драйверы звуковых плат используют системы команд по
стандартам Sound Blaster Pro или Windows Sound System (второй вариант
лучше, если аппаратура его поддерживает). Стандартные последовательные и параллельные порты зарезервированы для управления аппаратурой
измерительных установок в будущем.
________________________________________________________________________
ISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 10
40
УДК 001(06) Телекоммуникации и новые информационные технологии…
Для отсроченной обработки данных предназначены ПЭВМ второго
уровня с процессорами, памятью и периферией, поддерживающими эффективную работу ОС Windows ME. Они предназначены для первичного
оформления результатов работы средствами MS Office. Они же поддерживают внешние устройства USB для переноса данных пользователей,
для технической цифровой фотографии и др. Более мощные ОС на этом
уровне не дают никакой выгоды. Каждая ПЭВМ второго уровня фактически поддерживает два рабочих места с измерительными установками, так
как при проведении занятий по регулярному расписанию в каждый момент времени работает только одна из двух установок.
Машины второго уровня укомплектованы расширенными наборами
средств мультимедиа и поддерживают проводимые в учебных лабораториях лекционные занятия с демонстрациями фотовидеоматериалов - презентаций, видеофильмов, прямых демонстраций с использованием замкнутых телевизионных систем.
Надо всей системой стоит ПЭВМ с ОС Windows 2000, входящая в общеинститутскую сеть. Она выполняет функции файл-сервера, маршрутизатора, рабочих мест администратора сети и разработчика программного
обеспечения. Здесь же организованы архивы данных выполненных работ,
учебно-методических пособий и литературы по специальности.
Сетевая архитектура системы облегчает перенос данных с измерительных установок на обрабатывающие машины и доступ к вспомогательным
и методическим материалам из ресурсов общего пользования с любого
рабочего места. Локальная сеть учебных лабораторий кафедры связана
линиями UTP 5e со скоростью передачи 100 Мбит/с в полном дуплексном
режиме. К сети можно присоединять мобильные ПЭВМ клиентов-гостей
и локальные сети рабочих групп кафедры в обход глобальной сети.
Опыт разработки показал, что возможности 32-битных ПЭВМ ранних
поколений до сих пор не исчерпаны, и их еще долго можно будет применять в учебных целях для поддержки измерительных систем, переложив
часть более сложных функций на более мощные компоненты сети.
Дальнейшее развитие системы пойдет в направлении совершенствования программного обеспечения и улучшения методического сопровождения.
Список литературы
1. Егоров В.К. Инженерно-техническое и методическое обеспечение учебного лабораторного практикума по лазерной физике с применением ПЭВМ // Научная сессия МИФИ2002: Сб. науч. тр.: В 14 т. М.: МИФИ, 2002. Т.4. С.61-62.
________________________________________________________________________
ISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 10
41
УДК 001(06) Телекоммуникации и новые информационные технологии…
________________________________________________________________________
ISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 10
42