自動化対応測定プログラムKAME

実行環境

1. Ruby (スクリプト系のオブジェクト指向言語。測定の自動化と設定の保存／読み込みに使います。)
2. GSL (GNU Scientific Library。非線形フィットと補完に使ってます。)
3. FFTW (ver.3系列。最速のFFTライブラリの一つ。)
4. ATLAS (LAPACK, BLAS) (線形代数ライブラリ。固有値問題に使っています。)
5. linux-gpib (GPIBを使用する場合に必要。RPMはこちら、SRPMはこちら。)
   もしくはNational Instruments NI-488.2ドライバ。
   
6. National Instruments DAQmx (DAQデバイスを使用する場合のみ必要。)

1. libtool-ltdl (GNU libtool dynamic module loader。起動時にモジュールを読み込む為に必要。)
   

技術的特徴

• 内部のオブジェクトはツリー状に管理。 Rubyスクリプトからのアクセスや測定の設定の読み込み／保存は全てオブジェクトツリーに対して行う。
• オブジェクトベースのソフトウェアトランザクショナルメモリにより、オブジェクトツリーとデータをアクセスする。 ツリーへのオブジェクトの追加・削除はトランザクション中で行える。巡回参照でなければハードリンクも可能になっている。
  
  //Example for reading.

  { Snapshot<Node> shot( *this); //A snapshot of a subtree.
      printf("Node1 = %lf, Node2 = %lf\n",
          shot[ *child_node1].m_x, 
  		shot[ *child_node2].m_y); //looking up parts of the snapshot.
  }
  

  //Example for transactional writing.

  this->iterate_commit([=](Transaction<Node> &tr) {
      const Snapshot<Node> &shot(tr); //for read-only access.
      tr[ *this].m_z = shot[ *child_node1].m_x + shot[ *child_node2].m_y; 
      tr[ *this].m_z = shot[ *this].m_z + 1;
  }); 
  

  //Example for linking.

  this->iterate_commit_if([=](Transaction<Node> &tr) {
      //adding a new link to child_node1.
      if( !this->insert(tr, child_node1, true))
          return false;
      tr[ *child_node1].m_x = 1;
      return true;
  });
  

  //Other examples: transaction_test.cpp,transaction_dynamic_node_test.cpp,transaction_negotiation_test.cpp
  //Headers: transaction.h, transaction_impl.h , transaction_signal.h
• 測定装置のIO部分はSTMが使えないのでMutexによる排他制御を使っている。
• スレッド構成は測定スレッド＋GUI(メイン)スレッド+Rubyスレッド+Rawデータ読み込みスレッド。 GUIスレッドには関数オブジェクトとスナップショットをイベントとして渡してプールした後に遅延実行している。
• ドライバは測定データを生成／保持する為のXPrimaryDriverを 継承するクラスと、解析専門のXSecondaryDriver 由来クラスの２種類。 測定データは一度保存に適した形（rawData） にした後で、analyzeRaw関数内で処理される。XSecondaryDriverが 複数のドライバからのデータを処理する場合には、rawDataに 付けられたタイムスタンプで時間依存関係をチェックする。
• グラフはOpen GLで描画。高速に半透明で描画できる。描画が追いつかない場合には古いイベントを捨てている。
  

その他

参考文献

• C++ Reference
• C++ リファレンス(日本語版)
• Brian Kernighan他、ビューティフルコード（オライリー・ジャパン）、ISBN 978-4873113630
• C++編（言語解説）
• The OpenGL Graphics System: A Specification (Version 1.1)
• Rubyソースコード完全解説
• Boost 翻訳プロジェクト