Off-Axis - Daten auswerten, manipulieren, darstellen

Die Aussagekraft einer großen Datenmenge ist ohne mathematische Auswertung und Darstellung der Daten nur gering. Viele Computerbenutzer wünschen sich daher ein Programm, das ihr Zahlenmaterial nicht nur grafisch schön darstellt, sondern mit den Zahlen auch arbeiten kann.

Off-Axis ist ein Programm bzw. eigentlich ein Programmpaket mit drei Modulen, die jeweils unter schiedliche Funktionen innerhalb einer eigenen Fensterklasse besitzen. Das GEM-orientierte Programm arbeitet mit unterschiedlichen Menüs innerhalb der Fensterklassen, so daß trotz der Vielzahl an Funktionen keine überladenen Menüs notwendig sind.

Fenster können Sie schließen, ohne sie aus dem Speicher zu löschen. So sind sie schnell wieder aufzurufen und zu bearbeiten, auch ohne daß ein Fenster belegt ist. Insgesamt kann Off-Axis 20 Fenster öffnen.

Der Texteditor

Hier verwaltet das Programm die Daten, die im CSV- oder ASCII-Format mit 1 bis 3 Werten pro Zeile vorliegen müssen. Trennzeichen zwischen den Werten erkennt das Programm eigenständig. Dabei sollten bis zu 32000 bearbeitbare Wertezeilen den Anforderungen der meisten Anwender genügen. Kommentare sortiert das Programm selbständig aus, wenn das ersten Zeichen keine Zahl ist.

Im Texteditor erfolgt die Bearbeitung der Daten und auch beliebiger anderer Texte. Sie können Bereiche markieren, ausschneiden, kopieren und einfügen. Auch das Suchen und Ersetzen bestimmter Zeichenfolgen ist möglich. Um die Arbeit mit langen Texten zu erleichtern, gestattet Off-Axis 5 Marken zu setzen und diese mit einem Aufruf anzuspringen. Weitere Erleichterungen bietet das Arbeiten mit Makros im Texteditor.

Das Diagramm-Modul

Die Bearbeitung, Manipulation und Darstellung der Daten erfolgt im Diagramm-Modul. Zu den umfangreichen Manipulationsmöglichkeiten gehören z.B.: das Re-skalieren - mit einem Faktor multiplizieren und mit einem Offset verschieben; die Normierung - Skalierung der Maxima oder Minima auf einen gewählten Wert; das Rechnen mit Datensätzen - zwei Datenspalten sind über 32 verschiedene Verknüpfungsmöglichkeiten zu einer Zieldatei zu vereinigen. Die Achse, auf der die Operation wirkt, ist dabei wählbar.

Bei Zahlenreihen mit unterschiedlicher Punkteanzahl berechnet Off-Axis einen Spline Fit mit der richtigen Punktzahl, so daß die Operation auszuführen ist.

Sortieren und x-y-Tauschen gehören ebenso zum Funktionsumfang des Programmes wie die Transformation reeller Datensätze in komplexe oder umgekehrt. Neue Datenreihen erzeugen Sie anhand von Gleichungen über den Formel-Parser mit bis zu 23 Konstanten. Die Gleichung geben Sie neu ein oder verwenden bereits erstellte Gleichungen durch die Funktion „laden“. Den Namen des Zieldatensatzes gibt das Programm der Einfachheit halber vor, wobei der Dateiname der Operation entspricht. Optional können Sie allerdings Voreinstellung ändern, so daß Sie den Namen des Zieldatensatzes bestimmen.

Eine weitere Möglichkeit der Auswertung von Daten ist die Fast-Fourier-Transformation. Im Dialogfenster wählen Sie zwischen Fourier-Transformation, inverse Fourier-Transformation und Leistungsspektren.

Über den Menüpunkt „digitales Filtern“ steht Ihnen die Operation mit vier frei konfigurierbaren Frequenzbändern zur Verfügung. Das verwendete Verfahren heißt Finite-Impulse-Response-Filter. Die Art des Frequenzbandes (Paßband oder Stoppband) und die maximale Welligkeit im Durchlaßbereich bzw. die minimal zu erreichende Dämpfung im Sperrbereich sind jeweils anzugeben.

Zur Auswertung von Meßdaten dient die Peak-Analyse. Sie bestimmen einen Ausschnitt, in diesem Fall einen Peak im Diagramm, fürden die Auswertung durchzuführen ist. Durch den Menüpunkt „filtern“ unterdrücken Sie das Rauschen Ihrer Meßwerte mit einem 40 dB gedämpften Stoppband. Auch an eine Nullinienkorrektur ist gedacht, wobei das Programm das arithmetische Mittel der zu den x-Werten gehörenden y-Werte für einen bestimmten Bereich berechnet. Die Art der Auswertung bestimmen Sie unter dem Eintrag Kennwert.

Durch richtige Wahl der Parameter bestimmt Off-Axis die Halbwertsbreite oder die Abfallzeiten der Pulsflanken oder ...

Die Bearbeitung im Textfenster

Bearbeitung im Diagrammfenster

Funktionen zur Interpolation, Glättung und Approximation finden Sie unter dem Menüeintrag „Fits“. Hier ermöglicht Off-Axis, Ihre Daten zu mitteln, einen Spline über die Daten zu legen oder zur Vermeidung von Oszillationen eine Akima-Interpolation durchzuführen. Auch die Kurvenanpassung über ein Polynom bis 6. Grades mit den Fit-Funktionen (cos, exp, ln, log, sqrt,x 1/x, 10x) oder durch Angabe einer Gleichung mit bis zu 23 anzupassenden Koeffizienten kann OFF-AXIS lösen. Für letzteres stehen drei Iterationsalgorithmen zur Auswahl.

In dem Menü „Statistik“ stehen Ihnen in der Version 1.1 umfangreiche Auswertungen dieser Art zur Auswahl. Über „Momente“ bestimmen Sie den Mittelwert, die Varianz, die Standardabweichung sowie das dritte und vierte zentrale Moment. Weitere Optionen sind der „Student-Test“, der, ,F-Test“, der „Kolmogorov-Smimov-“ und der „Chi-Quadrat-Test“.

Darstellung

Die Darstellung des erzeugten oder bearbeiteten Zahlenmaterials erfolgt über drei Diagrammtypen. Es stehen hierzu die „x-y-Grafik“ (logarithmisch, linke oder rechte y-Achse), die „Smith-Charts“ und das Polardiagramm zur Auswahl. Die Form des Diagramms ist in weiten Bereichen zu verändern. Das Zahlenformat (E- oder Exponent-Darstellung), die Ticklänge und -Position, die Verschiebung bei hoch- oder tiefgestellten Zahlen, die Linienart, die -farbe und die -dicke sowie die Marker wählen Sie in eigenen Dialogboxen.

Die Möglichkeiten des FormelParsers

Beispiel einer Auswertung mit Fast-Fourier-Analyse

Haben Sie im Diagramm einen Ausschnitt gewählt, so wirken sich Rechenoperation auch nur auf diesen Teil des Datensatzes, z.B. auf die abfallenden Flanke eines Pulses, aus. Ein Diagrammfenster verwaltet bis zu 16 Datensätze, wobei mehrere Diagrammfenster gleichzeitig geöffnet sein können. Zur Darstellung aktivieren Sie einfach den oder die gewünschten Datensätze. Natürlich können Sie diese auch deaktivieren oder gegen andere austauschen. Zur einfacheren Auswahl verwaltet das Programm zu jedem Datensatz einen Kommentar.

Da einige Operationen sehr rechenintensiv sein können, existieren zur Beschleunigung dieser Prozesse besondere Versionen für Rechner mit einem Koprozessor.

Parameter der Peak-Analyse

Bearbeitung im Zeichenfenster

Zeichenteil

Nicht nur als Zugabe gedacht ist der umfangreiche Zeichenteil. Hier bietet Off-Axis eine breite Auswahl an vektororientierten Bearbeitungsmöglichkeilen. Das Standardgrafikformat ist das GEM-Metafile, aber auch der Import und Export von GEM-Image (IMG)-Dateien und CGM-Dateien ist möglich. Neben zahlreichen Bearbeitungsfunktionen (z.B. Polylinie, Freihandlinie, Kreissektor, Kreisbogen, Rechteck mit rundem Eck, Ellipsen u.a.) ist die Bézier-Kurve bis zur dritten Ordnung für komplexe grafische Möglichkeiten hervorzuheben. Unter dem Menüpunkt „Anordnen“ bilden Sie Gruppen von Objekten, bestimmen deren Größe und Lage, können sie spiegeln oder rotieren u.v.m. Hervorzuheben ist die Darstellung von Ellipsen mit beliebigen Radien und wählbarer Inklination. Für die Erzeugung von Bézier-Objekten verwendet Off-Axis eigene schnelle Routinen und arbeitet somit unabhängig von den GDOS-Routinen. Objekte plazieren Sie mit der Maus oder über numerische Eingaben. Alle Zeichenobjekte und unter SPEEDO auch alle Texte sind beliebig zu rotieren.

Auch an die Auswahl der Linienanfänge und -enden ist gedacht, und dicke gestrichelte Linien sind möglich, mit denen GEM so seine Probleme hat. Durch Kopieren und Überlagern mehrerer Diagramme erzeugen Sie schnell und einfach Insets.

Bei Bedarf stellt das Programm Dialoge in Fenstern dar, so daß z.B. unter Multi-TOS andere Anwendungen ungestört weiter arbeiten. Das GEM-Programm unterstützt das Clipboard und verwendet zur Ausgabe der fertigen Grafiken GDOS oder SPEEDO.

Es ist innerhalb dieses Artikels nicht möglich, alle Funktionen des Programmes ausgiebig zu beschreiben. Das Programm ermöglicht Ihnen umfangreiche Berechnungen und Auswertungen. Insbesondere im numerischen Programmteil müssen Sie aber in jedem Fall wissen, was Sie eigentlich erreichen wollen bzw. welche Art der Auswertung Off-Axis für Sie vornimmt. Hier hilft allerdings das informative Handbuch. Die Intention des Programmes ist es sicher nicht, lediglich Ihr Zahlenmaterial grafisch aufbereitet darzustellen. Umfangreiche Zeichenfunktionen und -Werkzeuge ermöglichen zudem, anspruchsvolle Grafiken zu erzeugen.

Fazit

Die Bedienung des Programms ist intuitiv und übersichtlich gestaltet. Gewünscht hätte ich mir lediglich des öfteren, den Doppelklick für verschiedene Funktionen einsetzen zu können. Eine Beispieldiskette führt ungeübte Anwender an die unterschiedlichen Problemstellungen mit einem ausführlichen Begleittext heran. Zum Lieferumfang gehören ein 300 Seiten starkes Handbuch sowie 6 Disketten inkl. GDOS, Zeichensätzen und vielen Beispielen.

Jeder Anwender wünscht sich wahrscheinlich noch ganz spezifische Funktionen von Off-Axis, jedoch ist der hier gebotene Umfang innerhalb eines gut zu bedienenden Programmpaketes bereits derart groß, daß für die meisten Probleme eine Lösung zu finden ist.

Bezugsadresse:

ByTech GbR
Dr.-Ing. D. Kühl & Dipl.-Phys. F. Hieronymi
Bismarckstr. 88
10627 Berlin

Positiv:

übersichtliche Struktur
umfangreiche Auswertefunktionen
ausführliches Handbuch
Vektorgrafik

Negativ:

nur drei Diagrammarten
Dietmar Lorenz



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