Створення бази даних оптичних лазерів

  • Вид работы:
    Курсовая работа (т)
  • Предмет:
    Информационное обеспечение, программирование
  • Язык:
    Украинский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    234,74 Кб
  • Опубликовано:
    2015-03-15
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Створення бази даних оптичних лазерів

Міністерство освіти і науки України

Львівський національний університет імені Івана Франка

Факультет електроніки

Кафедра оптоелектроніки та інформаційних технологій







КУРСОВА РОБОТА

на тему: "Створення бази даних оптичних лазерів"













Львів 2014

Зміст

Вступ

Розділ 1. База даних

.1 Бази даних та їх типи

.2 Вимоги до пам’яті, яка потрібна для збереження БД

.3 Моделі Даних

.4 12 правил Кодда

.5 Нормалізація баз даних

.6 Систем керування базами даних(СКБД)

Розділ 2. Лазерна технологія

.1 Принцип дії лазерів

.2 Основні властивості лазерного променя

.3 Монохроматичність лазерного випромінювання його потуність

.4 Гігантські імпульси

Розділ 3. Застосування лазерів

.1 Застосування лазерного променя в промисловості і техніці

.2 Застосуваня лазерів у медицині

.3 Характеристики типів лазерів

.4 Голографія

Висновок

Список використаних джерел

Додаток

Вступ


Написання програми на мові C # в середовищі Microsoft Visual Studio, за допомогою якої можна внести і редагувати інформацію в базі даних

Мета даної курсової роботи: продемонструвати програму яка заносить інформацію в базу даних, етап створення програми мовою програмування C #.

У даній курсовій роботі проаналізовано такі аспекти:

мову програмування C #

базу даних Microsoft Access

"Microsoft Access" (повна назва Microsoft Office Access) - система управління базами даних від компанії Майкрософт, програма, що входить до складу пакету офісних програм Microsoft Office. Має широкий спектр функцій, включаючи зв'язані запити, сортування по різних полях, зв'язок із зовнішніми таблицями і базами даних. Завдяки вбудованій мові VBA, в самому Access можна писати підпрограми, що працюють з базами даних.

Версії

Access 2.0 для Windows (Office 4.3), 1995 Access 7 для Windows 95 (Office 95), 1997 Access 97 (Office 97), 1999 Access 2000 (Office 2000), 2001 Access 2002 (Office XP), 2003 Access 2003 (із комплекта програм Microsoft Office 2003), 2007 Microsoft Office Access 2007 (із комплекта програм Microsoft Office 2007), 2010 Microsoft Office Access 2010 (із комплекта програм Microsoft Office 2010).

Розділ 1. База даних


База даних (скорочено - БД) - впорядкований набір логічно взаємопов'язаних даних, що використовуються спільно та призначені для задоволення інформаційних потреб користувачів. У технічному розумінні включно й система керування БД.

Головне завдання БД - гарантоване збереження значних обсягів інформації (так звані записи даних) та надання доступу до неї користувачеві або ж прикладній програмі. Таким чином, БД складається з двох частин: збереженої інформації та системи керування нею.

З метою забезпечення ефективності доступу записи даних організовують як множину фактів (елемент даних).

Історія розвитку

-ті рр. розроблення перших БД. CODASYL - мережева модель даних та одночасно незалежне розроблення ієрархічної БД фірмою North American Rockwell, яка пізніше взята за основу IMS - власної розробки IBM.

-ті рр. наукове обґрунтування Едгаром Ф. Коддом основ реляційної моделі, котра на початку зацікавила лише наукові кола. Уперше цю модель було використано у БД Ingres (Берклі) та System R (IBM), що були лише дослідними прототипами, анонсованими протягом 1976 року.

-ті рр. поява перших комерційних версій реляційних БД Oracle та DB2. Реляційні БД починають успішно витісняти мережеві та ієрархічні. Дослідження децентралізованих (розподілених) систем БД, проте вони не відіграють особливої ролі на ринку БД.

-ті рр. увага науковців спрямовується на об'єктно-орієнтовані БД, які знайшли застосування в першу чергу в тих галузях, де використовуються комплексні дані: інженерні, мультимедійні БД.

-ні рр. головним нововведенням є підтримка та застосування XML у БД. Розробники комерційних БД, які панували на ринку у 1990-их рр., отримують все більшу конкуренцію з боку руху відкритого програмного забезпечення. Реакцією на це стає поява безкоштовних версій комерційних БД.

Структуровані та неструктуровані БД

Структуровані БД використовують структури даних, тобто структурований опис типу фактів за допомогою схеми даних, більш відомої як модель даних. Модель даних описує об'єкти та взаємовідношення між ними. Існує декілька моделей (чи типів) баз даних, основні: плоска, ієрархічна, мережна та реляційна. Приблизно з 2000 року більше половини БД використовують реляційну модель.

До неструктурованих БД належать повнотекстові бази даних, які містять неструктуровані тексти статей чи книг у формі, що дозволяє здійснювати швидкий пошук.

Характеристика БД

Часто зустрічається характеристика БД на основі певних параметрів або необхідних вимог, наприклад:

·        значна кількість даних;

·        незалежність даних;

·        відкритий доступ до даних;

·        підтримка транзакцій з гарантією відповідних властивостей;

·        гарантована відсутність збоїв;

·        одночасна робота з багатьма користувачами.

З подальшим розвитком БД змінюються й ці вимоги та додаються нові, тому одностайності щодо повноти цієї характеристики немає.

Схема баз даних (англ. database schema) - це структура системи баз даних описана формальною мовою, яка підтримується системою управління баз даних (СУБД) і відноситься до організації даних для створення плану побудови бази даних з розподілом на таблиці. Формально схема баз даних представляє собою набір формул (правил), які називаються обмеженнями цілісності. Обмеження цілісності забезпечують сумісність між всіма частинами схеми. Всі обмеження виражаються однією мовою.

Поняття схеми бази даних відіграє ту ж роль, що і поняття теорії в численні предикатів. Модель цієї "теорії" точно відповідає базі даних, яку можна побачити в будь-який момент часу як Математичний об'єкт|математичний об'єкт. Таким чином, схема може містити формули, що представляють обмежені цілісності спеціально для додатків і обмеження спеціально для типу бази даних, які виражені на одній мові баз даних. В реляційній базі даних, схема визначає таблиці, поля, відношення, індекси, пакети, процедури, функції, черги, тригери, типи даних, послідовності, матеріалізовані уявлення, синоніми, посилання баз даних, каталоги, Java, XML-схеми та інші елементи.

Схеми, як правило, зберігається в словнику даних. Хоча схема визначена в тексті мови бази даних, цей термін часто використовується для графічного позначення структури бази даних. Іншими словами, схема - це структура бази даних яка визначає об'єкти в базі даних.

В системі баз даних Oracle, термін "схема" має дещо інший відтінок. Для інтерпретації в базі даних Oracle використовується термін схема об'єкта.

 

1.1 Бази даних та їх типи


У зв’язку з розвитком інформаційних ресурсів, появою нових інформаційних та інформаційно-пошукових систем з’явилась необхідність зберігати та опрацьовувати великі набори даних. Ефективна обробка даних ставить перед розробниками програмного забезпечення ряд задач: як організувати інформацію в пам’яті комп’ютерів, які операції по її обробці є найбільш зручними та потрібними. Розвиток методів розв’язання таких задач привів у 60-х роках ХХ століття до появи поняття бази даних, яке є одним із центральних в інформатиці.

Під базою даних (БД) розуміють сукупність взаємозв’язаних та спеціальним чином організованих даних деякої предметної області, які зберігаються на зовнішніх носіях інформації і доступ до яких мають різні користувачі для розв’язання своїх задач. БД є інформаційною моделлю зовнішнього світу. У ній зберігаються відомості про об’єкти, їх властивості та характеристики.

Суттєві ознаки БД:

·        Сукупність повідомлень чи даних;

·        Повідомлення мають одинакову структуру і відносяться до однієї галузі;

·        Дані організовано спеціальним чином;

Форма -це об’єкт бази даних, призначений для введення та відображення інформації. Форма містить поля, у які користувач може вводити дані або їх редагувати.

Загальноприйнято, що дані до баз даних вводяться за допомогою форм, а зберігаються у вигляді таблиць.

•        мати прямий (а не послідовний) доступ до даних, як цього вимагають сучасні методи обробки даних.

За способом подання інформації із предметної області БД поділяють на фактографічні та документальні. У БД фактографічного типу фіксуються дані про події, явища, процеси, а також їх характеристики. У БД документального типу зберігаються набори документів, які містять інформацію про стан деякої предметної області. Перед створенням БД вибирають модель подання даних в ній, яку ще називають її типом.

 


1.3 Моделі Даних


Модель даних - це система правил, згідно з якими створюють структури даних, здійснюють доступ до даних та змінюють їх.

На даний час найбільш широко використовуються ієрархічна, мережева та реляційна моделі даних (відповідно типи БД).

В ієрархічній БД відношення між різними типами записів мають деревоподібну структуру. Елементи такого дерева відношень називають вузлами. На найвищому рівні ієрархії є вузол, який не підпорядковується жодному іншому, він називається коренем дерева. Кожний інший вузол підпорядковується тільки одному вище стоящому.

Найбільшого розповсюдження набула реляційна модель, основним способом подання даних в якій є двомірна таблиця. Зв’язки між записами різних типів тут організовуються через спільні поля. Кожний файл даних в такій моделі містить дані, які можна подати у вигляді таблиці, колонки якої відповідають окремим полям, а рядки - записам. Кожна колонка таблиці має ім’я і містить однорідні дані (однакового типу). Перевагою таких БД є наглядність і зрозумілість організації даних, швидкість пошуку потрібних даних. У БД реляційного типу зручно здійснювати сортування даних, вибірку даних, що задовольняють певним умовам. До реляційних БД можна звести ієрархічні та мережеві БД. Протягом останніх років стали досліджуватись постреляційні моделі, найбільш перспективною з яких вважається об’єктно-орієнтована модель даних. Утім вона значною мірою відтворює ідеологію ієрархічної моделі, її розвиток відбувається повільно, тож на ринку СКБД, скоріш за все, ще тривалий час домінуватимуть реляційні системи.

 

.4 12 правил Кодда


12 правил Кодда - набір 13 правил (пронумерованих від нуля до дванадцяти) запропонованих Едгаром Коддом, спроектовані для визначення того чи є СКБД реляційною. Іноді їх жартома називають "Дванадцять наказів Кодда". Кодд створив ці правила як частину своєї кампанії запобігання розмиванню його бачення реляційності оскільки продавці систем керування базами даних на початку 1980х просто видавали свої старі продукти за реляційні розробки. Насправді, правила настільки суворі, що всі популярні так звані "реляційні" СКБД не відповідають багатьом критеріям. Особливо складні 6, 9, 10, 11 і 12 правила.

. Фундаментальне правило (Foundation Rule)

Реляційна СУБД має бути здатною повністю керувати базою даних, використовуючи зв'язки між даними

. Інформаційне правило (Information Rule)

Інформація має бути представлена у вигляді даних, що зберігаються в осередках. Дані, що зберігаються у комірках, мають бути атомарними. Порядок рядків у реляційній таблиці не повинен впливати на зміст даних

. Правило гарантованого доступу (Guaranteed Access Rule)

Доступ до даних має бути вільним від двозначності. До кожного елементу даних має бути гарантований доступ за допомогою комбінації імені таблиці, первинного ключа рядку й імені стовпця.

. Систематична обробка Null-значень (Systematic Treatment of Null Values)

Невідомі значення NULL, відмінні від будь-якого відомого значення, мають підтримуватись для всіх типів даних при виконанні будь-яких операцій. Наприклад, для числових даних невідомі значення не повинні розглядатись як нулі, а для символьних даних - як порожні рядки.

. Правило доступу до системного каталогу на основі реляційної моделі (Dynamic On-line Catalog Based on the Relational Model)

Словник даних має зберігатись у формі реляційних таблиць, і СУБД повинна підтримувати доступ до нього за допомогою стандартних мовних засобів, тих самих, що використовуються для роботи з реляційними таблицями, які містять дані користувача.

. Правило повноти підмови маніпулювання даними (Comprehensive Data Sublanguage Rule)

Система управління реляційними базами даних має підтримувати хоча б одну реляційну мову, яка

а) має лінійний синтаксис,

б) може використовуватись інтерактивно і в прикладних програмах,

в) підтримує операції визначення даних, визначення уявлень, маніпулювання даними (інтерактивні та програмні), обмежувачі цілісності, управління доступом та операції управління транзакціями (begin, commit і rollback).

. Правило модифікації поглядів (View Updating Rule)

Кожне подання має підтримувати усі операції маніпулювання даними, які підтримують реляційні таблиці: операції вибірки, вставки, модифікації і видалення даних.

. Правило високорівневих операцій модифікації даних (High-level Insert, Update, and Delete)

Операції вставки, модифікації і видалення даних мають підтримуватись не тільки щодо одного рядку реляційної таблиці, але й щодо будь-якої безлічі рядків.

. Правило фізичної незалежності даних (Physical Data Independence)

Додатки не повинні залежати від використовуваних способів зберігання даних на носіях, від апаратного забезпечення комп'ютерів, на яких знаходиться реляційна база даних.

. Правило логічної незалежності даних (Logical Data Independence)

Представлення даних в додатку не повинно залежати від структури реляційних таблиць. Якщо в процесі нормалізації одна реляційна таблиця розділяється на дві, подання має забезпечити об'єднання цих даних, щоб зміна структури реляційних таблиць не позначалась на роботі додатків.

. Правило незалежності контролю цілісності (Integrity Independence)

Вся інформація, необхідна для підтримки цілісності, має бути у словнику даних. Мова для роботи з даними має виконувати перевірку вхідних даних і автоматично підтримувати цілісність даних.

. Правило незалежності від розміщення (Distribution Independence)

База даних може бути розподіленою, може перебувати на кількох комп'ютерах, і це не повинно впливати на додатки. Перенесення бази даних на інший комп'ютер не повинне впливати на додатки.

. Правило узгодженості мовних рівнів (The Nonsubversion Rule)

Якщо використовується низькорівнева мова доступу до даних, вона не повинна ігнорувати правила безпеки і правила цілісності, які підтримуються мовою більш високого рівня.

 

1.5 Нормалізація баз даних


Нормалізація схеми бази даних - покроковий процес розбиття одного відношення (на практиці: таблиці) відповідно до алгоритму нормалізації на декілька відношень на базі функціональних залежеостей.

Нормальна форма - властивість відношення в реляційної моделі даних, що характеризує його з точки зору надмірності, яка потенційно може призвести до логічно помилкових результатів вибірки або зміни даних. Нормальна форма визначається як сукупність вимог, яким має задовольняти відношення. Таким чином, схема реляційної бази даних переходить у першу, другу, третю і так далі нормальні форми. Якщо відношення відповідає критеріям нормальної форми n, та всіх попередніх нормальних форм, тоді вважається, що це відношення знаходиться у нормальній формі рівня n.

Перша нормальна форма (1НФ, 1NF) утворює ґрунт для структурованої схеми баз даних: Кожна таблиця повинна мати основний ключ: мінімальний набір колонок, які ідентифікують запис. Уникнення повторень груп (категорії даних, що можуть зустрічатись різну кількість разів в різних записах) правильно визначаючи не-ключові атрибути. Атомарність: кожен атрибут повинен мати лише одне значення, а не множину значень.

Друга нормальна форма (2НФ, 2NF) вимагає, аби дані, що зберігаються в таблицях із композитним ключем не залежали лише від частини ключа: Схема бази даних повинна відповідати вимогам першої нормальної форми. Дані, що повторно з'являються в декількох рядках виносяться в окремі таблиці.

Третя нормальна форма (3НФ, 3NF) вимагає, аби дані в таблиці залежали винятково від основного ключа: Схема бази даних повинна відповідати всім вимогам другої нормальної форми. Будь-яке поле, що залежить від основного ключа та від будь-якого іншого поля, має виноситись в окрему таблицю.

Нормальна форма Бойса - Кодда. Відношення знаходиться в НФБК, тоді і лише тоді коли детермінант кожної функціональної залежності є потенційним ключем. Якщо це правило не виконується, тоді щоб привести вказане відношення до НФБК його слід розділити на два відношення шляхом двох операцій проекції на кожну функціональну залежність детермінант, якої не є потенційним ключем. Проекція без атрибутів залежної частини такої функціональної залежності; Проекція на всі атрибути цієї функціональної залежності. Визначення НФБК не потребує жодних умов попередніх нормальних форм. Якщо проводити нормалізацію послідовно, то в переважній більшості випадків при досягненні 3НФ автоматично будуть задовольнятися вимоги НФБК. 3НФ не збігається з НФБК лише тоді, коли одночасно виконуються такі 3 умови: Відношення має 2 або більше потенційних ключів. Ці потенційні ключі складені (містять більш ніж один атрибут). Ці потенційні ключі перекриваються, тобто мають щонайменше один спільний атрибут.

Четверта нормальна форма (4НФ, 4NF) вимагає, аби в схемі баз даних не було нетривіальних багатозначних залежностей множин атрибутів від будь чого, окрім надмножини ключа-кандидата. Вважається, що таблиця знаходиться у 4НФ тоді, і тільки тоді, коли вона знаходиться в НФБК, та багатозначні залежності є функціональними залежностями. Четверта нормальна форма усуває небажані структури даних - багатозначні залежності.

П'ята нормальна форма (5НФ, 5NF, PJ/NF) вимагає, аби не було не тривіальних залежностей об'єднання, котрі б не витікали із обмежень ключів. Вважається, що таблиця в п'ятій нормальній формі, тоді, і тільки тоді, коли вона знаходиться в 4НФ, та кожна залежність об'єднання зумовлена її ключами-кандидатами

Нормальна форма домен/ключ. Ця нормальна форма вимагає, аби в схемі не було інших обмежень окрім ключів та доменів.

Шоста нормальна форма. Таблиця знаходиться у 6NF, якщо вона знаходиться у 5NF та задовольняє вимозі відсутності нетривіальних залежностей. Зазвичай 6NF ототожнюють з DKNF.

 

1.6 Систем керування базами даних(СКБД)


Система керування базами даних (СКБД) - комп'ютерна програма чи комплекс програм, що забезпечує користувачам можливість створення, збереження, оновлення, пошук інформації та контролю доступу в базах даних.

Першим поколінням СКБД прийнято вважати ієрархічні й мережеві системи. Ці системи отримали широке поширення в 1970-х роках, а першою комерційною системою цього типу була система IMS компанії IBM.

У 1980-х роках ці системи були витіснені системами другого покоління - повсюдно використовуваними і донині реляційними СКБД. У цих системах використовувалися непроцедурні мови управління даними (SQL) і передбачався значний ступінь незалежності даних. Реляційні системи внесли значні удосконалення в управління даними: графічний користувацький інтерфейс (GUI), клієнт-серверні застосунки, розподілені бази даних, паралельний пошук даних та інтелектуальний аналіз даних.

Але вже до кінця 1980-х років існуюча тоді реляційна модель перестала задовольняти розробників через низки обмежень. Відповіддю на зростаючу складність програм баз даних стали два нових напрямки розвитку СКБД: об'єктно-орієнтовані СКБД і об'єктно-реляційні СКБД.

У 1991р. був утворений консорціум ODMG (Object Data Management Group), основною метою якого стало вироблення промислового стандарту об'єктно-орієнтованих баз даних. Між 1993 та 2001 роками ODMG опублікувала п'ять ревізій своїх специфікацій. Остання версія стандарту має індекс 3.0, після чого група розпустилася. До кінця 1990-х років існувало близько десяти компаній, що виробляли комерційні продукти, які позиціонуються на ринку як ООСКБД. Найбільш відомими системами даного класу стали Objectivity, Versant виробництва однойменних компаній, а також СКБД Jasmine, випущена компанією CA. Незважаючи на переваги, що дають змогу ефективніше вирішувати певний ряд завдань, об'єктно-орієнтовані системи так і не змогли завоювати значущу частку ринку СКБД, залишившись "нішевим" продуктом.

Постачальниками традиційних реляційних СКБД також була проведена значна робота з об'єднання об'єктно-орієнтованих і реляційних систем. Розробники постаралися розширити мову SQL, щоб внести в неї концепції об'єктно-орієнтованого підходу, зберігаючи переваги реляційної моделі (об'єктні розширення мови SQL були зафіксовані в стандарті SQL:1999). Основний принцип - це еволюційний розвиток можливостей СКБД без корінної ланки попередніх підходів та зі збереженням наступності з системами попереднього покоління.

Поняття СКБД третього покоління, якими, власне кажучи, і є об'єктно-реляційні СКБД, з'явилося після опублікування групою відомих фахівців в області баз даних "Маніфесту систем баз даних третього покоління". Основні принципи СКБД третього покоління, позначені в маніфесті:

Крім традиційних послуг з управління даними, СКБД третього покоління повинні забезпечити підтримку розвиненіших структур об'єктів і правил. Розвинутіша структура об'єктів характеризує засоби, необхідні для зберігання і маніпулювання нетрадиційними елементами даних (тексти, просторові дані, мультимедіа);

СКБД третього покоління повинні містити СКБД другого покоління. Системи другого покоління внесли вирішальний вклад у двох областях - непроцедурний доступ за допомогою мови запитів SQL і незалежність даних. Ці досягнення обов'язково повинні враховуватися в системах третього покоління;

СКБД третього покоління повинні бути відкриті для інших підсистем. Це передбачає оснащення різноманітними інструментами підтримки прийняття рішень, доступом з багатьох мов програмування, інтерфейсами до існуючих популярних систем і бізнес-застосунків, можливістю запуску програм з бази даних на іншій машині і розподілені СКБД. Весь набір інструментів і СКБД має ефективно функціонувати на різноманітних апаратних платформах з різними операційними системами. Крім того, СКБД, що розраховує на широку сферу застосування, повинна бути оснащена мовою четвертого покоління (4GL).

У середині 1990-х років було лише кілька дослідних прототипів СКБД, які поєднали найкращі риси реляційних і об'єктно-орієнтованих СКБД. Першим комерційним продуктом, якому були властиві об'єктно-реляційні риси, став Universal Server компанії Informix (згодом була поглинена IBM). В даний час більшість цих ідей вже втілено в реальних комерційних рішеннях, в тому числі і в продуктах основних постачальників СКБД (Oracle Database і IBM DB2).

Розвиток індустрії систем керування базами даних базується на значних фундаментальних наукових дослідженнях. Найчастіше, між самими дослідженнями та їхньою конкретною реалізацією в прикладних рішеннях минають роки, а іноді й десятиліття. Роботу в області управління даними проводять як університетські дослідницькі групи (MIT, Berkeley), так і центри розробок основних постачальників СКБД (Oracle, IBM, Microsoft). Інвестування в управління даними - це довгострокове, і разом з тим, вигідне вкладення коштів. В даний час дослідники мають у своєму розпорядженні засоби, що дають змогу ефективно реалізувати найскладніші запити, що маніпулюють терабайтами й петабайтами різних даних.

Основними тенденціями, які дали привід для проведення різних масштабних досліджень в області баз даних стали:

Експонентний ріст даних. Обсяг даних, у тому числі синтетичних, що генеруються автоматизованими системами, значно зріс. Збільшилося і число прикладних областей, в яких вимагається обробка великих обсягів даних. До таких областей тепер відносяться не тільки традиційні корпоративні програми, пошук у веб, але також і наукові дослідження, обробка природних мов, аналіз соціальних мереж тощо;

Значне ускладнення структур використовуваних даних. Прості види даних у вигляді чисел і символьних рядків стали доповняться численною мультимедійною інформацією, просторовими, процедурними даними та великою кількістю інших складних форматів;

Широке поширення дешевих високопродуктивних апаратних засобів. Щорічно ми спостерігаємо зростання обчислювальних можливостей мікропроцесорів, збільшення ємності і зниження вартості доступних і зручних в експлуатації пристроїв дискової і оперативної пам'яті;

Активний розвиток засобів комунікації та "всесвітньої павутини" World Wide Web. WWW стає єдином інформаційним середовищем, що пронизує весь світ і об'єднує величезне число користувачів та електронних пристроїв;

Поява нових важливих областей застосування СКБД. У першу чергу, це пов'язано з інтелектуальним аналізом даних, сховищами даних, а останнім часом - з паралельними обчисленнями і хмарними технологіями.

Основні характеристики СКБД:

·        Контроль за надлишковістю даних;

·        Несуперечливість даних;

·        Підтримка цілісності бази даних (коректність та несуперечливість);

·        Цілісність описується за допомогою обмежень;

·        Незалежність прикладних програм від даних;

·        Підвищений рівень безпеки;

Можливості СКБД

Дозволяється створювати БД (здійснюється за допомогою мови визначення даних DDL (Data Definition Language))

Дозволяється додавання, оновлення, видалення та читання інформації з БД (за допомогою мови маніпулювання даними DML, яку часто називають мовою запитів)

Можна надавати контрольований доступ до БД за допомогою:

Системи забезпечення захисту, яка запобігає несанкціонованому доступу до БД;

Системи керування паралельною роботою прикладних програм, яка контролює процеси спільного доступу до БД;

Система відновлення - дає змогу відновлювати БД до попереднього несуперечливого стану, що був порушений внаслідок збою апаратного або програмного забезпечення

Основні компоненти середовища СКБД:

·        апаратне забезпечення;

·        програмне забезпечення;

·        дані;

·        процедури - інструкції та правила, які повинні враховуватись при проектуванні та використанні БД;

·        користувачі:

·        адміністратори даних (керування даними, проектування БД, розробка алгоритмів, процедур) та БД (фізичне проектування, відповідальність за безпеку та цілісність даних);

·        розробники БД;

·        прикладні програмісти;

·        кінцеві користувачі;

Архітектура СКБД:

Існує трирівнева система організації СКБД ANSI-SPARC, при якій існує незалежний рівень для ізоляції програми від особливостей подання даних на нижчому рівні.

Рівні:

•        Зовнішній - подання БД з точки зору користувача;

•        Концептуальний - узагальнене подання БД, описує які дані зберігаються в БД і зв'язки між ними. Підтримує зовнішні представлення, підтримується внутрішнім рівнем;

•        Внутрішній - фізичне подання БД в комп'ютері.

•        Логічна незалежність - повна захищеність зовнішніх моделей від змін, що вносяться в концептуальну модель.

•        Фізична незалежність - захищеність концептуальної моделі від змін, які вносяться у внутрішню модель.

Розділ 2. Лазерна технологія


Лазерні технологічні процеси можна умовно розділити на два види. Перший з них використовує можливість надзвичайно тонкої фокусування лазерного променя і точного дозування енергії як в імпульсному, так і в безперервному режимі. У таких технологічних процесах застосовують лазери порівняно невисокою середньої потужності - це газові лазери імпульсно-періодичної дії, лазери на кристалах ітрій алюмінієвого граната з домішкою неодиму. За допомогою останніх розробили технологія свердління тонких отворів (діаметром 1 - 10 мкм і глибиною до 10 - 100 мкм) в рубінових і алмазних каменях для годинникової промисловості і технологія виготовлення фильеров для протягання тонкої дроту. Основна область застосування малопотужних імпульсних лазерів пов'язані з різкою і зварюванням мініатюрних деталей в мікроелектроніці та електровакуумної промисловості, з маркуванням мініатюрних деталей, автоматичним випалюванням цифр, букв, зображень потреб поліграфічної промисловості.

В останні роки в одній з найважливіших областей мікроелектроніки, фотолітографії, без застосування якої неможливо виготовлення надмініатюрних друкованих плат, інтегральних схем та інших елементів мікроелектронної техніки, звичайні джерела світла вживають лазерні. За допомогою лазера на XeCL (1 = 308 нм) вдається отримати дозвіл в фотолитографической техніці до 0,15 - 0,2 мкм. Подальший прогрес у субмикронной літографії пов'язаний із застосуванням у якості експонує джерела світла м'якого рентгенівського випромінювання з плазми, створюваної лазерним променем. У цьому випадку межа дозволу, що визначається довжиною хвилі рентгенівського випромінювання (1 = 0,01 - 0,001 мкм), виявляється просто фантастичним.

Другий вид лазерної технології заснований на застосуванні лазерів з великою середньою потужністю: від 1 кВт і вище. Потужні лазери використовують у таких енергоємних технологічних процесах, як різка і зварювання товстих сталевих листів, поверхневе загартування, наплавлення і легування великогабаритних деталей, очищення будинків від поверхонь забруднень, різка мармуру, граніту, розкрій тканин, шкіри та інших матеріалів. При лазерної зварюванні металів досягається висока якість шва і не потрібно застосування вакуумних камер, як при електроннопроменевої зварюванні, а це дуже важливо в конвеєрному виробництві.

Потужна лазерна технологія знайшла застосування в машинобудуванні, автомобільній промисловості, промисловості будівельних матеріалів. Вона дозволяє не тільки підвищити якість обробки матеріалів, а й поліпшити техніко-економічні показники виробничих процесів. Так, швидкість лазерного зварювання сталевих листів товщиною 14 мКм досягає 100м / год при витраті електроенергії 10 кВт / год

 

2.1 Принцип дії лазерів


Лазерне випромінювання - є свічення об'єктів при нормальних температурах. Але в звичайних умовах більшість атомів знаходяться в нижчому енергетичному стані. Тому при низьких температурах речовини не світяться. При проходженні електромагнітної хвилі крізь речовину її енергія поглинається. За рахунок поглиненої енергії хвилі частина атомів порушується, тобто переходить у вищий енергетичний стан.

При цьому від світлового пучка віднімається деяка енергія: hv = E 2-E 1,  де hv - величина, що відповідає кількості витраченої енергії,2 - енергія вищого енергетичного рівня,1 - енергія нижчого енергетичного рівня.

Тепер уявімо, що яким-небудь способом ми порушили більшу частину атомів середовища. Тоді при проходженні через речовину електромагнітної хвилі з частотою,

,

де v - частота хвилі,

Е 2 - Е 1 - різниця енергій вищого і нижчого рівнів,

h - довжина хвилі.

ця хвиля буде не послаблюватися, а навпаки, посилюватись за рахунок індукованого випромінювання. Під її впливом атоми узгоджено переходять у нижчі енергетичні стани, випромінюючи хвилі, що збігаються за частотою і фазою з падаючою хвилею.

 

.2 Основні властивості лазерного променя


Лазери є унікальними джерелами світла. Їх унікальність визначають властивості, якими не володіють звичайні джерела світла. На противагу, наприклад, звичайної електричної лампочки, електромагнітні хвилі, що зароджуються в різних частинах оптичного квантового генератора, віддалених один від одного на відстані макроскопічні, виявляються когерентні між собою. Це означає, що всі коливання в різних частинах лазера відбуваються узгоджено. Щоб розібрати поняття когерентності в деталях, потрібно згадати поняття інтерференції. Інтерференція - це взаємодія хвиль, при якому відбувається складання амплітуд цих хвиль. Якщо вдається відобразити процес цієї взаємодії, то можна побачити так звану інтерференційну картину (вона виглядає як чергування темних і світлих ділянок).

Інтерференційну картину здійснити досить важко, тому що звичайно джерела досліджуваних хвиль породжують хвилі неузгоджено, і самі хвилі при цьому будуть гасити один одного. У цьому випадку інтерференційна картина буде надзвичайно розмита або ж не буде видно зовсім. Отже, вирішення проблеми отримання інтерференційної картини лежить у використанні двох залежних і узгоджених джерел хвиль. Хвилі від узгоджених джерел випромінюють таким чином, що різниця ходу хвиль буде дорівнювати цілому числу довжин хвиль. Якщо ця умова виконується, то амплітуди хвиль накладаються один на одного і відбувається інтерференція хвиль. Тоді джерела хвиль можна назвати когерентними.[7]

Когерентність хвиль, і джерел цих хвиль можна визначити математично. Нехай Е 1 - напруженість електричного поля, що створюється перший пучком світла, Е 2 - другим. Припустимо, що пучки перетинаються в деякій точці простору А. Тоді згідно з принципом суперпозиції напруженість поля в точці А дорівнює:

Е = Е 1 + Е 2

Так як в явищах інтерференції і дифракції оперують відносними значеннями величин, то подальші операції будемо виробляти з величиною - інтенсивність світла, яка позначена за I і дорівнює

I = E 2.

Змінюючи величину I на певну раніше величину Е, отримуємо

I = I 1 + I 2 + I 12,

де I 1 - інтенсивність світла першого пучка,2 - інтенсивність світла другого пучка.

Останній доданок I 12 враховує взаємодію пучків світла і називається інтерференційних членом. Це складова одно:

I 12 = 2 (E 1 * E 2).

Якщо взяти незалежні джерела світла, наприклад, дві електричні лампочки, то повсякденний досвід показує, що I = I 1 + I 2, тобто результуюча інтенсивність дорівнює сумі інтенсивностей накладаються пучків, а тому інтерференційний член звертається в нуль. Тоді кажуть, що пучки некогерентних між собою, отже некогерентних і джерела світла. Однак, якщо накладаються пучки залежні, то інтерференційний член не звертається в нуль, а тому I ¹ I 1 + I 2. У цьому випадку в одних точках простору результуюча інтенсивність I більше, в інших - менше інтенсивностей I 1 і I 2. Тоді й відбувається інтерференція хвиль, а значить джерела світла виявляються когерентними між собою.

З поняттям когерентності також пов'язане поняття просторової когерентності. Два джерела електромагнітних хвиль, розміри і взаємне розташування яких дозволяє отримати інтерференційну картину, називаються просторово когерентними. Інший чудовою рисою лазерів, тісно пов'язаної з когерентністю їх випромінювання, є здатність до концентрації енергії - концентрації в часі, в спектрі, у просторі, у напрямку розповсюдження. Перше означає те, що випромінювання оптичного генератора може тривати всього близько сотні мікросекунд. Концентрація в спектрі припускає, що ширина спектральної лінії лазера дуже вузька. Це монохроматичность.

Лазери також здатні створювати пучки світла з дуже малим кутом розбіжності. Як правило, це значення досягає 10 -5 радий. Це означає, що на Місяці такий пучок, посланий з Землі, дасть пляма діаметром близько 3 км. Це є проявом концентрації енергії лазерного променя в просторі і у напрямку розповсюдження.

 


2.3 Монохроматичність лазерного випромінювання його потуність


Для деяких квантових генераторів характерна надзвичайно висока ступінь монохроматичности їх випромінювання. Будь-який потік електромагнітних хвиль завжди має набір частот. Випромінювання і поглинання атомної системи характеризується не тільки частотою, але і деякою невизначеністю цієї величини, званої шириною спектральної лінії (або смуги). Абсолютно монохроматичного одноколірного потоку створити не можна, однак, набір частот лазерного випромінювання надзвичайно вузький, що і визначає його дуже високу монохроматичность.

Потрібно відзначити, що лінії лазерного випромінювання мають складну структуру і складаються з великого числа надзвичайно вузьких ліній. Застосовуючи відповідні оптичні резонатори, можна виділити і стабілізувати окремі лінії цієї структури, створивши тим самим одночастотний лазер.[8]

Потужність лазера. Лазери є найбільш потужними джерелами світлового випромінювання. У вузькому інтервалі спектра короткочасно (протягом проміжку часу, тривалістю порядку 10 -13 с.) У деяких типів лазерів досягається потужність випромінювання порядку 10 17 Вт / см 2, у той час як потужність випромінювання Сонця дорівнює лише 7 * 10 3 Вт / см 2, причому сумарно по всьому спектру. На вузький ж інтервал l = 10 -6 см (це ширина спектральної лінії лазера) припадає у Сонця всього лише 0,2 Вт / см 2. Якщо завдання полягає в подоланні порогу в 10 17 Вт / см 2, то вдаються до різних методів підвищення потужності. Для підвищення потужності випромінювання необхідно збільшити число атомів, що беруть участь у посиленні світлового потоку за рахунок індукованого випромінювання, і зменшити тривалість імпульсу.

Метод модульованої добротності. Щоб збільшити число атомів, що беруть участь майже одночасно в посиленні світлового потоку, необхідно затримати початок генерації, щоб накопичити якомога більше збуджених атомів, що створюють інверсну заселеність, для чого треба підняти поріг генерації лазера і зменшити добротність. Порогом генерації називають граничне число атомів, здатних перебувати у збудженому стані. Це можна зробити за допомогою збільшення втрат світлового потоку. Наприклад, можна порушити паралельність дзеркал, що різко зменшить добротність системи. Якщо при такій ситуації почати накачування, то навіть при значній інверсії заселеності рівнів генерація не починається, оскільки поріг генерації високий. Поворот дзеркала до паралельного іншому дзеркала положення підвищує добротність системи і тим самим знижує поріг генерації. Коли добротність системи забезпечить початок генерації, інверсна заселеність рівнів буде досить значною. Тому потужність випромінювання лазера сильно збільшується. Такий спосіб управління генерацією лазера називається методом модульованим добротності.

Тривалість імпульсу випромінювання залежить від того, протягом якого часу внаслідок випромінювання інверсна заселеність зміниться настільки, що система вийде з умови генерації. Тривалість залежить від багатьох чинників, але зазвичай складає 10 -7 -10 -8 с. Дуже поширене модулювання добротності за допомогою обертової призми. При певному положенні вона забезпечує повне відображення падаючого уздовж осі резонатора променя в зворотному напрямку. Частота обертання призми становить десятки або сотні герц. Імпульси лазерного випромінювання мають таку ж частоту.

Більш часте повторення імпульсів може бути досягнуто модуляцією добротності з допомогою осередку Керра (швидкодіючий модулятор світла). Осередок Керра і поляризатор поміщають в резонатор. Поляризатор забезпечує генерацію лише випромінювання певної поляризації, а осередок Керра орієнтована так, щоб при накладенні на неї напруги не проходило світло з цією поляризацією. При накачуванні лазера напругу з осередку Керра знімається в такий момент часу, щоб почалася при цьому генерація була найбільш сильною. Для кращого розуміння цього методу можна провести аналогію з відомим зі шкільного курсу фізики досвідом з турмаліном. Є також і інші способи введення втрат, що призводять до відповідних методів модуляції добротності.

 

.4 Гігантські імпульси


Стосовно до лазерним технологіям використовується термін гігантський імпульс. Таким називають імпульс, що володіє дуже великою енергією при надмалій тривалості. Сама по собі ідея створення гігантського імпульсу проста при використанні оптичного затвора - спеціального пристрою, який за сигналом може переходити з відкритого стану в закрите і навпаки. У відкритому стані затвор пропускає через себе лазерне випромінювання, в закритому - поглинає або відхиляє його в інший бік. При створенні гігантського імпульсу затвор переводять в закритий стан ще до того, як почнеться висвічування енергії накачування. Потім, у міру поглинання енергії активні центри (атоми, які беруть участь у генерації) переходять в масовому порядку на довгоживучий верхній рівень. Генерація в лазері поки не здійснюється, адже затвор закритий. У результаті на аналізованому рівні накопичується надзвичайно велике число активних центрів - створюється дуже сильна інверсна заселеність рівнів. У певний момент затвор перемикають у відкритий стан. У певному відношенні це схоже на те, якщо б висока гребля, що створювала величезний перепад рівнів води, раптом несподівано зникла. Відбувається швидке і дуже бурхливий висвічування активних центрів, в результаті чого і народжується короткий і потужний лазерний імпульс - гігантський імпульс. Його тривалість становить 10 -8 с., А максимальна потужність 10 8 Вт.

Розділ 3. Застосування лазерів


Перш за все слід зазначити, що дослідження взаємодії лазерного випромінювання з речовиною представляють виключно великий науковий інтерес. Лазери знаходять широке застосування в сучасних фізичних, хімічних і біологічних дослідженнях, що мають фундаментальний характер.

Яскравим прикладом можуть бути дослідження в області нелінійної оптики. Як вже зазначалося, лазерне випромінювання, що володіє досить високою потужністю, може оборотно змінювати фізичні характеристики речовини, що призводить до різних нелінійно-оптичних явищ.

Лазер дає можливість здійснювати сильну концентрацію світлової потужності в межах дуже вузьких частотних інтервалів: при цьому можлива також плавна перебудова частоти. Тому лазери широко застосовуються для отримання та дослідження оптичних спектрів речовин. Лазерна спектроскопія відрізняється виключно високим ступенем точності (високим дозволом). Лазери дозволяють також здійснювати виборче збудження тих чи інших станів атомів і молекул, виборчий розрив певних хімічних зв'язків. У результаті виявляється можливим ініціювання конкретних хімічних реакцій, управління розвитком цих реакцій, дослідження їх кінетики.

Пикосекундной лазерні імпульси дали початок дослідженням цілого ряду бистропротекающих процесів в речовині і, зокрема, в біологічних структурах. Зазначимо, наприклад, фундаментальні дослідження процесів фотосинтезу. Ці процеси дуже складні і, до того ж, протікають украй швидко - в пикосекундной часовій шкалі. Використання надкоротких світлових імпульсів дає унікальну можливість прослідкувати за розвитком подібних процесів і навіть моделювати окремі їхні ланки.

Роль лазерів у фундаментальних наукових дослідженнях виключно велика. Більш детальна розмова на цю тему зажадала б, однак, розгляду ряду спеціальних питань, а також відповідної підготовки читача. Тому, кажучи нижче про цілях лазерів, зосередимо увагу лише на чисто практичних цілях і, зокрема, промислових застосуваннях.

При обговоренні практичних застосувань лазерів зазвичай виділяють два напрямки. Перший напрямок пов'язують із застосуваннями, в яких лазерне випромінювання (як правило, досить високої потужності) використовується для цілеспрямованого впливу на речовину. Сюди відносять лазерну обробку матеріалів (наприклад, зварювання, термообробку, різання, пробивання отворів), лазерне поділ ізотопів, застосування лазерів в медицині і т. д. Другий напрямок пов'язують з так званими інформативними застосуваннями лазерів - для передачі та обробки інформації, для здійснення контролю і вимірювань.

 

.1 Застосування лазерного променя в промисловості і техніці


Оптичні квантові генератори та їх випромінювання знайшли застосування в багатьох галузях промисловості. Так, наприклад, в індустрії спостерігається застосування лазерів для зварювання, обробки і розрізання металевих і діелектричних матеріалів і деталей у приладобудуванні, машинобудуванні і в текстильній промисловості.

Починаючи з 1964 року, малопродуктивне механічне свердління отворів стало замінятися лазерним свердлінням. Термін лазерне свердління не слід розуміти буквально. Лазерний промінь не з отвiр: він його пробиває за рахунок інтенсивного випаровування матеріалу в точці впливу. Приклад такого способу свердління - пробивання отворів у годинникових каменях, яка зараз вже є звичайною справою. Для цієї мети застосовуються твердотільні імпульсні лазери, наприклад, лазер на склі з неодимом. Отвір у камені (при товщині заготовки близько 0,1 - 0.5 мм.) Пробивається серією з декількох лазерних імпульсів, що мають енергію близько 0,1 - 0,5 Дж. і тривалістю близько 10 -4 с. Продуктивність установки в автоматичному режимі складає 1 камінь у секунду, що в 1000 разів вище продуктивності механічного свердління.

Лазер використовується і при виготовленні надтонких дротів з міді, бронзи, вольфраму та інших металів. При виготовленні дротів застосовують технологію протягування (волочіння) дроту крізь отвори дуже малого діаметру. Ці отвори (або канали волочіння) висвердлюють у матеріалах, які мають особливо високу твердість, наприклад, в надтвердих сплавах. Найбільш твердий, як відомо, алмаз. Тому краще всього протягувати тонкий дріт крізь отвори в алмазі (алмазні фільєри). Тільки вони дозволяють отримати дріт діаметром всього 10 мкм. Однак на механічне свердління одного отвору в алмазі потрібно 10 годин. Зате зовсім неважко пробити цей отвір серією з декількох потужних лазерних імпульсів. Як і у випадку з пробивкой отворів у годинникових каменях, для свердління алмазу використовуються твердотільні імпульсні лазери.

Лазерне свердління широко застосовується при отриманні отворів у матеріалах, які мають підвищену крихкістю. Як приклад можна навести підкладки мікросхем, виготовлені з глиноземний кераміки. Через високу крихкості кераміки механічне свердління виконується на "сирому" матеріалі. Обпалюють кераміку вже після свердління. При цьому відбувається деяка деформація вироби, спотворюється взаємне розташування висвердлених отворів. При використанні "лазерних свердел" можна спокійно працювати з керамічними підкладками, що вже пройшли випал.

Цікаве застосування лазера і як універсального паяльника. Припустимо, що всередині електронно-променевої трубки сталася аварія - перегорів або обірвався який-небудь провід, порушився контакт. Трубка вийшла з ладу. Здавалося б, поломка невиправно, адже ЕПТ являє собою пристрій, всі внутрішні компоненти якого знаходяться у вакуумі, всередині скляного балона, і ніякому паяльника туди не проникнути. Однак, лазерний промінь дозволяє вирішувати і такі завдання. Направляючи промінь в потрібну точку і належним чином фокусуючи його, можна здійснити зварювальну роботу.

Лазери дозволили здійснити светолокатор, за допомогою якого відстань до предметів вимірюється з точністю до декількох міліметрів. Така точність недоступна для радіолокаторів.

В даний час у світі існує кілька десятків лазерних локаційних систем. Багато з них вже мають космічне значення. Вони здійснюють локацію Місяця і геодезичних штучних супутників Землі. Як приклад можна назвати лазеро-локаційних систему Фізичного інституту імені П. М. Лебедєва. Похибка вимірювання при використанні даної системи складає 40 см.

Проведення таких досліджень організовується для того, щоб точніше довідатися відстань до Місяця протягом деякого періоду часу, наприклад, протягом року. Досліджуючи графіки, що описують зміну цієї відстані з часом, вчені отримують відповіді на ряд питань, що мають наукову важливість.

Імпульсні лазерні локатори сьогодні застосовуються не тільки в космонавтиці, але і в авіації. Зокрема, вони можуть грати роль наукових вимірників висоти. Лазерний висотомір застосовувався також в космічному кораблі "Аполлон" для фотографування поверхні Місяця. Втім, у оптичних лазерних систем є і свої слабкі сторони. Наприклад, не так просто за допомогою гостронаправленої променя лазера виявити об'єкт, тому що час огляду контрольованій області простору виявляється занадто великим. Тому оптичні радіолокаційні системи використовуються разом з радіолокаційними. Останні забезпечують швидкий огляд простору, виявляють мета, а потім оптична система вимірює параметри мети і здійснює стеження за нею.

Великий інтерес представляють останні розробки в галузі створення телевізора на основі лазерних технологій. Згідно з очікуваннями фахівців, такий телевізор повинен відрізнятися надвисоким якістю зображення.

Варто також відзначити використання лазерів у вже давно відомих принтерах високої якості або лазерних принтерах. У цих пристроях лазерне випромінювання використовується для створення на спеціальному світлочутливому барабані прихованої копії друкованого зображення.[3]

 

3.2 Застосуваня лазерів у медицині


У медицині лазерні установки знайшли своє застосування у вигляді лазерного скальпеля. Його використання для проведення хірургічних операцій визначають наступні властивості:

. Він виробляє щодо безкровний розріз, оскільки одночасно з розтином тканин він коагулює краю рани "заварюючи" не дуже великі кровоносні судини;

. Лазерний скальпель відрізняється постійністю різальних властивостей. Попадання на твердий предмет (наприклад, кістка) не виводить скальпель з ладу. Для механічного скальпеля така ситуація стала б фатальною;

. Лазерний промінь в силу своєї прозорості дозволяє хірургові бачити оперований ділянку. Лезо ж звичайного скальпеля, так само як і лезо електроножа, завжди в якійсь мірі загороджує від хірурга робоче поле;

. Лазерний промінь розсікає тканину на відстані, не надаючи ніякого механічного впливу на тканину;

. Лазерний скальпель забезпечує абсолютну стерильність, адже з тканиною взаємодіє тільки випромінювання;

. Промінь лазера діє строго локально, випаровування тканини відбувається тільки в точці фокусу. Прилеглі ділянки тканини пошкоджуються значно менше, ніж при використанні механічного скальпеля;

. Як показала клінічна практика, рана від лазерного скальпеля майже не болить і швидше загоюється.

Практичне застосування лазерів в хірургії почалося в СРСР в 1966 році в інституті імені А. В. Вишневського. Лазерний скальпель був застосований в операціях на внутрішніх органах грудної та черевної порожнин. В даний час лазерним променем роблять шкірно-пластичні операції, операції стравоходу, шлунка, кишечника, нирок, печінки, селезінки та інших органів. Дуже заманливо проведення операцій з використанням лазера на органах, що містять велику кількість кровоносних судин, наприклад, на серці, печінці.

 

3.3 Характеристики типів лазерів


В даний час є величезна різноманітність лазерів, що відрізняються між собою активними середовищами, потужностями, режимами роботи і іншими характеристиками. Немає необхідності всі їх описувати. Тому тут дається короткий опис лазерів, які досить повно представляють характеристики основних типів лазерів (режим роботи, способи накачування і т. д.)

Рубіновий лазер. Першим квантовим генератором світла був рубіновий лазер, створений в 1960 році. Робочим речовиною є рубін, що представляє собою кристал оксиду алюмінію Аl 2 O 3 (корунд), у який при вирощуванні введена у вигляді домішки оксид хрому Сr 2 Оз. Червоний колір рубіна обумовлений позитивним іоном Сr +3. У гратах кристала Аl 2 О 3 іон Сг +3 заміщає іон Аl +3. Внаслідок цього в кристалі виникають дві смуги поглинання: одна-у зеленій, інша-в блакитній частині спектра. Густота червоного кольору рубіна залежить від концентрації іонів Сг +3: чим більше концентрація, тим густіше червоний колір. У темно-червоному рубіні концентрація іонів Сг +3 досягає 1%.

Поряд з блакитною і зеленою смугами поглинання є два вузьких енергетичних рівня Е 1 і Е 1 ' , При переході з яких на основний рівень випромінюється світло з довжинами хвиль 694,3 і 692,8 нм. Ширина ліній становить при кімнатних температурах приблизно 0,4 нм. Імовірність вимушених переходів для лінії 694,3 нм більше, ніж для 692,8 нм. Тому простіше працювати з лінією 694,3 нм. Однак можна здійснити генерацію і лінії 692,8 нм, якщо використовувати спеціальні дзеркала, що мають великий коефіцієнт відбиття для випромінювання l = 692,8 нм і малий - для l = 694,3 нм.

При опроміненні рубіна білим світлом блакитна й зелена частини спектра поглинаються, а червона відбивається. У рубіновому лазері використовується оптична накачка ксеноновим лампою, яка дає спалахи світла великої інтенсивності при проходженні через неї імпульсу струму, що нагріває газ до декількох тисяч Кельвін. Безперервна накачування неможлива, тому що лампа при настільки високій температурі не витримує безперервного режиму роботи. Що виникає випромінювання близько за своїми характеристиками до випромінювання абсолютно чорного тіла. Випромінювання поглинається іонами Cr +, перехідними в результаті цього на енергетичні рівні в області смуг поглинання. Однак з цих рівнів іони Сr +3 дуже швидко в результаті безвипромінювальної переходу переходять на рівні Е 1, Е 1 '. При цьому надлишок енергії передається решітці, тобто перетворюється в енергію коливань решітки або, іншими словами, в енергію фотонів. Рівні Е 1, Е 1 ' метастабільних. Час життя на рівні Е 1 одно 4,3 мс. У процесі імпульсу нагнітання на рівнях Е 1, Е 1 ' накопичуються збуджені атоми, що створюють значну інверсну заселеність щодо рівня Е 0 (це рівень збудженому атомів).

Кристал рубіна вирощується у вигляді круглого циліндра. Для лазера зазвичай використовують кристали розміром: довжина L = 5 см, діаметр d = 1 см. Ксеноновий лампа і кристал рубіна містяться в еліптичну порожнину з добре відбиває внутрішньою поверхнею. Щоб забезпечити попадання на рубін всього випромінювання ксенонової лампи, кристал рубіна і лампа, що має також форму круглого циліндра, поміщаються в фокуси еліптичного перетину порожнини паралельно її створює. Завдяки цьому на рубін направляється випромінювання з густиною, практично рівною щільності випромінювання на джерелі накачування.

Один з кінців рубінового кристала зрізаний так, що від граней зрізу забезпечується повне відображення і повернення променя назад. Такий зріз замінює одне з дзеркал лазера. Другий кінець рубінового кристала зрізаний під кутом Брюстера. Він забезпечує вихід із кристала рубіна без відображення променя з відповідною лінійною поляризацією. Друге дзеркало резонатора ставиться на шляху цього променя. Таким чином, випромінювання рубінового лазера лінійно поляризоване.

Гелій-неоновий лазер. Активною середовищем є газоподібна суміш гелію й неону. Генерація здійснюється за рахунок переходів між енергетичними рівнями неону, а гелій грає роль посередника, через який енергія передається атомам неону для створення інверсної заселеності.

Неон, в принципі, може генерувати лазерне вивчення в результаті більше 130 різних переходів. Однак найбільш інтенсивними є лінії з довжиною хвилі 632,8 нм, 1,15 і 3,39 мкм. Хвиля 632,8 нм знаходиться у видимій частині спектру, а хвилі 1,15 і 3,39 мкм - в інфрачервоній.

При пропущенні струму через гелій-неонове суміш газів електронним ударом атоми гелію збуджуються до станів 2 березня S та 2 2 S, які є метастабільними, оскільки перехід в основний стан з них заборонений квантово-механічними правилами відбору. При проходженні струму атоми накопичуються на цих рівнях. Коли збуджений атом гелію зіштовхується з збудженого атома неону, енергія збудження переходить до останнього. Цей перехід здійснюється дуже ефективно завдяки хорошому збігу енергії відповідних рівнів. Внаслідок цього на рівнях 3S й 2S неону утвориться інверсна заселеність щодо рівнів 2P і 3P, що приводить до можливості генерації лазерного випромінювання. Лазер може оперувати в безперервному режимі. Випромінювання гелій-неонового лазера лінійно поляризоване. Зазвичай тиск гелію в камері становить 332 Па, а неону - 66 Па. Постійна напруга на трубці близько 4 кВ. Одне з дзеркал має коефіцієнт відбиття порядку 0,999, а друге, через яке виходить лазерне випромінювання, - близько 0,990. В якості дзеркал використовують багатошарові діелектрики, оскільки більш низькі коефіцієнти відображення не забезпечують досягнення порогу генерації.

Газові лазери. Вони являють собою, мабуть, найбільш широко використовується в даний час тип лазерів і, можливо, в цьому відношенні вони перевершують навіть рубінові лазери. Газовим лазерам також присвячена більша частина виконаних досліджень. Серед різних типів газових лазерів завжди можна знайти такий, який буде задовольняти майже будь-якому вимогу, висунутій до лазеру, за винятком дуже великої потужності у видимій області спектра в імпульсному режимі. Великі потужності необхідні для багатьох експериментів при вивченні нелінійних оптичних властивостей матеріалів. В даний час великі потужності в газових лазерах не отримані з тієї простої причини, що щільність атомів у них недостатньо велика. Проте майже для всіх інших цілей можна знайти конкретний тип газового лазера, який буде перевершувати як твердотільні лазери з оптичним накачуванням, так і напівпровідникові лазери. Багато зусиль було спрямовано на те, щоб ці лазери могли конкурувати з газовими лазерами, і в ряді випадків був досягнутий певний успіх, проте він завжди опинявся на межі можливостей, у той час як газові лазери не виявляють жодних ознак зменшення популярності.

Особливості газових лазерів часто обумовлені тим, що вони, як правило, є джерелами атомних або молекулярних спектрів. Тому довжини хвиль переходів точно відомі. Вони визначаються атомної структурою і зазвичай не залежать від умов навколишнього середовища. Стабільність довжини хвилі генерації за певних зусиль може бути значно поліпшена в порівнянні зі стабільністю спонтанного випромінювання. В даний час є лазери з монохроматичністю, кращої, ніж у будь-якому іншому приладі. При відповідному виборі активного середовища може бути здійснена генерація в будь-якій частині спектру, від ультрафіолетової (~ 2ООО А) до далекої інфрачервоної області (~ 0,4 мм), частково захоплюючи мікрохвильову область.

Немає також підстав сумніватися, що в майбутньому вдасться створити лазери для вакуумного ультрафіолетової області спектра. Розрідженість робочого газу забезпечує оптичну однорідність середовища з низьким коефіцієнтом заломлення, що дозволяє застосовувати просту математичну теорію для опису структури мод резонатора і дає впевненість у тому, що властивості вихідного сигналу близькі до теоретичних. Хоча ККД перетворення електричної енергії в енергію вимушеного випромінювання в газовому лазері не може бути таким великим, як у напівпровідниковому лазері, проте завдяки простоті управління розрядом газовий лазер виявляється для більшості цілей найбільш зручним у роботі як один з лабораторних приладів. Що стосується великої потужності в безперервному режимі (на противагу імпульсної потужності), то природа газових лазерів дозволяє їм у цьому відношенні перевершити всі інші типи лазерів.[2]

С0 2-лазер із замкнутим об'ємом. Молекули вуглекислого газу, як і інші молекули, мають смугастий спектр, обумовлений наявністю коливальних і обертальних рівнів енергії. Використовуваний у CO 2 - лазері перехід дає випромінювання з довжиною хвилі 10,6 мкм, тобто лежить в інфрачервоній області спектру. Користуючись коливальними рівнями, можна дещо варіювати частоту випромінювання в межах приблизно від 9,2 до 10,8 мкм. Енергія молекул CO 2 передається від молекул азоту N 2, які самі збуджуються електронним ударом при проходженні струму через суміш.

Збуджений стан молекули азоту N 2 є метастабільним і відстоїть від основного рівня на відстані 2318 см -1, що досить близько до енергетичного рівня (001) молекули CO 2. Зважаючи метастабільності збудженого стану N 2 при проходженні струму число збуджених атомів накопичується. При зіткненні N 2 з CO 2 відбувається резонансна передача енергії збудження від N 2 до CO 2. Внаслідок цього виникає інверсія заселення між рівнями (001), (100), (020) молекул CO 2. Зазвичай для зменшення заселеності рівня (100), який має великий час життя, що погіршує генерацію при переході на цей рівень, додають гелій. У типових умовах суміш газів в лазері складається з гелію (1330 Па), азоту (133 Па) і вуглекислого газу (133 Па).

При роботі CO 2 - лазера відбувається розпад молекул CO 2 на СВ і О, завдяки чому активне середовище послаблюється. Далі СО розпадається на С і О, а вуглець осідає на електродах і стінках трубки. Все це погіршує роботу СO 2-лазера. Щоб подолати шкідливу дію цих факторів у закриту систему додають пари води, які стимулюють реакцію СО + О ® CO 2.

Використовуються платинові електроди, матеріал яких є каталізатором для цієї реакції. Для збільшення запасу активного середовища резонатор з'єднується з додатковими ємностями, які містять CO 2, N 2, Не, які в необхідній кількості додаються в об'єм резонатора для підтримки оптимальних умов роботи лазера. Такий закритий CO 2-лазер, в змозі працювати протягом багатьох тисяч годин.

Проточний СО 2-лазер. Важливою модифікацією є проточний СО 2-лазер, в якому суміш газів CO 2, N 2, Не безперервно прокачується через резонатор. Такий лазер може генерувати безперервне когерентне випромінювання потужністю понад 50 Вт на метр довжини своєю активною середовища.

Неодимовий лазер. Назва може ввести в оману. Тілом лазера є не метал неодим, а звичайне скло з домішкою неодиму. Іони атомів неодиму безладно розподілені серед атомів кремнію та кисню. Накачування виробляються лампами-блискавками. Лампи дають випромінювання в межах довжин хвиль від 0,5 до 0,9 мкм. Виникає широка смуга збуджених станів. Атоми здійснюють безвипромінювальної переходи на верхній лазерний рівень. Кожен перехід дає різну енергію, яка перетворюється в коливальну енергію всього "грат" атомів.  Лазерне випромінювання, тобто перехід на порожній нижній рівень, має довжину хвилі 1,06 мкм.

Т-лазер. У багатьох практичних додатках важливу роль відіграє СO 2-лазер, в якому робоча суміш знаходиться під атмосферним тиском і збуджується поперечним електричним полем (Т-лазер). Оскільки електроди розташовані паралельно осі резонатора, для отримання більших значень напруженості електричного поля в резонаторі потрібні порівняно невеликі різниці потенціалів між електродами, що дає можливість працювати в імпульсному режимі при атмосферному тиску, коли концентрація CO 2 в резонаторі велика. Отже, вдається отримати велику потужність, що досягає зазвичай 10 МВт і більше в одному імпульсі випромінювання тривалістю менше 1 мкс. Частота повторення імпульсів у таких лазерах становить зазвичай кілька імпульсів в хвилину.

Газодинамічні лазери. Нагріта до високої температури (1000-2000 К) суміш CO 2 і N 2 при закінченні з великою швидкістю через розширюється сопло сильно охолоджується. Верхній і нижній енергетичний рiвнi при цьому термоізолююча з різною швидкістю, в результаті чого утворюється інверсна заселеність. Отже, утворивши на виході з сопла оптичний резонатор, можна за рахунок цієї інверсної заселеності генерувати лазерне випромінювання. Діючі на цьому принципі лазери називаються газодинамічними. Вони дозволяють отримувати дуже великі потужності випромінювання в безперервному режимі.

Лазери на барвниках. Барвники є дуже складними молекулами, у яких сильно виражені коливальні рівні енергії. Енергетичні рівні в смузі спектра розташовуються майже безперервно. Внаслідок внутрішньомолекулярного взаємодії молекула дуже швидко (за часи порядку 10 -11 -10 -12 с) переходить безвипромінювальної на нижній енергетичний рівень кожної смуги. Тому після порушення молекул через дуже короткий проміжок часу на нижньому рівні смуги Е 1 зосередяться всі збуджені молекули. Вони далі мають можливість зробити випромінювальний перехід на будь-який з енергетичних рівнів нижньої смуги. Таким чином, можливо випромінювання практично будь-якої частоти в інтервалі, відповідному ширині нульової смуги. А це означає, що якщо молекули барвника взяти в якості активної речовини для генерації лазерного випромінювання, то в залежності від налаштування резонатора можна отримати практично безперервну перебудову частоти генерованого лазерного випромінювання. Тому на барвниках створюються лазери з перебудовуваною частотою генерації. Накачування лазерів на барвниках проводиться газорозрядними лампами або випромінюванням інших лазерів.

Виділення частот генерації досягається тим, що поріг генерації створюється тільки для вузької області частот. Наприклад, положення призми і дзеркала підбираються так, що в середу після відбиття від дзеркала завдяки дисперсії і різних кутах заломлення повертаються лише промені з певною довжиною хвилі. Тільки для таких довжин хвиль забезпечується лазерна генерація. Обертаючи призму, можна забезпечити безперервну перебудову частоти випромінювання лазера на барвниках. Генерація здійснена з багатьма фарбниками, що дозволило отримати лазерне випромінювання не тільки в усьому оптичному діапазоні, а й на значній частині інфрачервоної та ультрафіолетової частини спектру.

Напівпровідникові лазери. Основним прикладом роботи напівпровідникових лазерів є магнітно-оптичний накопичувач (МО).

Принципи роботи МО накопичувача.

МО накопичувач побудований на поєднанні магнітного і оптичного принципу зберігання інформації. Записування інформації виробляється з допомогою променя лазера і магнітного поля, а зчитування за допомогою одного тільки лазера.

У процесі запису на МО диск лазерний промінь нагріває певні точки на диски, і під впливом температури опірність зміни полярності, для нагрітої точки, різко падає, що дозволяє магнітному полю змінити полярність точки. Після закінчення нагрівання опірність знову збільшується. Полярність нагрітої точки залишається відповідно з магнітним полем, застосованим до неї в момент нагрівання.

У наявних на сьогоднішній день МО накопичувачах для записи інформації застосовуються два цикли: цикл стирання і цикл запису. У процесі стирання магнітне поле має однакову полярність, відповідну двійковим нулях. Лазерний промінь нагріває послідовно весь стирається ділянку і таким чином записує на диск послідовність нулів. У циклі запису полярність магнітного поля змінюється на протилежну, що відповідає двійкової одиниці. У цьому циклі лазерний промінь включається тільки на тих ділянках, які повинні містити виконавчі одиниці, залишаючи ділянки з двійковими нулями без змін.

У процесі читання з МО диска використовується ефект Керра, що полягає у зміні площині поляризації відбитого лазерного променя, в залежності від напрямку магнітного поля відбиває елемента. Відбиваючим елементом у даному випадку є намагнічена під час запису точка на поверхні диска, відповідна одному біту інформації, що зберігається. При зчитуванні використовується лазерний промінь невеличкий інтенсивності, що не приводить до нагрівання зчитуваного ділянки, таким чином при зчитуванні збережена інформація не руйнується.

Такий спосіб на відміну від звичайного застосовуваного в оптичних дисках не деформує поверхню диска і дозволяє повторну запис без додаткового обладнання. Цей спосіб також має перевагу перед традиційною магнітної записом у плані надійності. Так як перемагнічеванііе ділянок диска можливо тільки під дією високої температури, то ймовірність випадкового перемагнічеванія дуже низька, на відміну від традиційної магнітного запису, до втрати якої можуть призвести випадкові магнітні поля.

Область застосування МО дисків визначається його високими характеристиками за надійністю, обсягу і змінюваності. МО диск необхідний для задач, що вимагають великого дискового об'єму. Це такі задачі, як обробка зображень звуку. Однак невелика швидкість доступу до даних, не дає можливості застосовувати МО диски для завдань із критичною реактивністю систем. Тому застосування МО дисків в завданнях зводиться до зберігання на них тимчасової або резервної інформації. Для МО дисків дуже вигідним використанням є резервне копіювання жорстких дисків або баз даних. На відміну від традиційно застосовуваних для цих цілей стримерів, при зберігання резервної інформації на МО дисках, істотно збільшується швидкість відновлення даних після збою. Це пояснюється тим, що МО диски є пристроями з довільним доступом, що дозволяє відновлювати тільки ті дані, в яких виявився збій. Крім цього при такому способі відновлення немає необхідності повністю зупиняти систему до повного відновлення даних. Ці гідності у поєднанні з високою надійністю зберігання інформації роблять застосування МО дисків при резервному копіюванні вигідним, хоча й більш дорогим у порівнянні зі стримерами.

Застосування МО дисків, також доцільно при роботі з приватною інформацією великих обсягів. Легка змінюваність дисків дозволяє використовувати їх тільки під час роботи, не піклуючись про охорону комп'ютера в неробочий час, дані можуть зберігатися в окремому, місці, що охороняється. Це ж властивість робить МО диски незамінними в ситуації, коли необхідно перевозити великі обсяги з місця на місце, наприклад з роботи додому і навпаки.

Основні перспективи розвитку МО дисків пов'язані насамперед із збільшенням швидкості запису даних. Повільна швидкість визначається в першу чергу двопрохідний алгоритмом запису. У цьому алгоритмі нулі та одиниці пишуться за різні проходи через те, що магнітне поле, що задають напрямок поляризації конкретних точок на диску, не може змінювати свій напрямок досить швидко.

Найбільш реальна альтернатива двопрохідний запису - це технологія, заснована на зміну фазового стану. Така система вже реалізована деякими фірмами-виробниками. Існують ще кілька розробок у цьому напрямку, пов'язані з полімерними барвниками і модуляціями магнітного поля і потужності випромінювання лазера.

Технологія, заснована на зміні фазового стану, заснована на здатності речовини переходити з кристалічного стану в аморфне. Досить висвітлити деяку точку на поверхні диска променем лазера певної потужності, як речовина в цій точці перейде в аморфний стан. При цьому змінюється відображає здатність диска в цій точці. Запис інформації відбувається значно швидше, але при цьому деформується поверхню диска, що обмежує число циклів перезапису.

У теперішній час вже розробляється технологія, що дозволяє змінювати полярність магнітного поля на протилежну всього за кілька наносекунд. Це дозволить змінювати магнітне поле синхронно з надходженням даних на запис. Існує також технологія, побудована на модуляції випромінювання лазера. У цій технології дисковод працює в трьох режимах: режим читання з низькою інтенсивністю, режим запису з середньою інтенсивністю і режим запису з високою інтенсивністю. Модуляція інтенсивності лазерного променя вимагає більш складної структури диска і доповнення механізму дисковода ініціюючих магнітом, встановленим перед магнітом зсуву і мають протилежну полярності. У самому простому випадку диск має дві робочі шару - ініціалізація і записує. Ініціалізував шар зроблений з такого матеріалу, що ініціалізація магніт може змінювати його полярність без додаткового впливу лазера.

Безумовно МО диски перспективні і бурхливо розвиваються пристрої, які можуть вирішувати назріваючі проблеми з великими обсягами інформації. Але їх подальший розвиток залежить не тільки від технології запису на них, але і від прогресу в області інших носіїв інформації. І якщо не буде винайдено більш ефективний спосіб зберігання інформації, МО диски можливо займуть домінуючі ролі.

3.4 Голографія


Метод фотографування, використовуваний для збереження зображення предметів, відомий вже досить довгий час і зараз це найдоступніший спосіб отримання зображення об'єкта на будь-якому носії (фотопапір, фотоплівка). Однак інформація, що міститься у фотографії дуже обмежена. Зокрема, відсутня інформація про відстані різних частин об'єкта від фотопластинки та інших важливих характеристиках. Іншими словами, звичайна фотографія не дозволяє відновити повністю той хвильовий фронт, який на ній був зареєстрований. У фотографії міститься більш-менш точна інформація про амплітудах зафіксованих хвиль, але повністю відсутня інформація про фази хвиль.

Голографія дозволяє усунути цей недолік звичайної фотографії і записати на фотопластинці інформацію не тільки про амплітудах падаючих на неї хвиль, а й про фази, тобто повну інформацію. Відновлена з допомогою такого запису хвиля повністю ідентична початкової і містить в собі всю інформацію, яку містила первісна хвиля. Тому метод був названий голографією, тобто методом повного запису хвилі.

Для того щоб здійснити цей метод у світловому діапазоні, необхідно мати випромінювання з досить високим ступенем когерентності. Таке випромінювання можна отримати за допомогою лазера. Тому тільки після створення лазерів, що дають випромінювання з високою ступінню когерентності, вдалося практично здійснити голографію.

Початкове завдання голографії полягала в отриманні об'ємного зображення. З розвитком голографії на товстошарові пластинах виникла можливість створення об'ємних кольорових фотографій. На цій базі досліджуються шляхи реалізації голографічного кіно, телебачення і т. д.

Один з методів прикладної голографії, іменований голографічної інтерферометрії, знайшов дуже широке поширення. Суть методу в наступному. На одну фотопластинку послідовно реєструються два інтерференційні картини, що відповідають двом різним, але мало відрізняється станам об'єкта, наприклад, при деформації. При просвічуванні такий "подвійної" голограми утворюються, очевидно, два зображення об'єкта, змінені відносно один одного в тій же мірі, що й об'єкт у двох його станах. Відновлені хвилі, що формують ці два зображення, когерентні, інтерферують, і на новому зображенні спостерігаються інтерференційні смуги, які й характеризують зміну стану об'єкта.

В іншому варіанті голограма виготовляється для якогось певного стану об'єкта. При просвічуванні її об'єкт не видаляється і проводиться його повторне освітлення, як на першому етапі голографирования. Тоді знову виходить дві хвилі, одна формує голографічне зображення, а інша поширюється від самого об'єкта. Якщо тепер відбуваються якісь зміни у стані об'єкта (у двох послідовних хвилями виникає різниця порівняно з тим, що було під час експонування голограми), то між зазначеними ходу, і зображення покривається інтерференційними смугами. Описаний спосіб застосовується для дослідження деформацій предметів, їх вібрацій, поступального руху і обертань, неоднорідності прозорих об'єктів і т. п.

Цікаве застосування голографії в якості носія інформації. Часто необхідно отримати об'ємне зображення предмета, якого ще не існує, і отже, не можна одержати голограму такого предмета оптичними методами. У цьому випадку голограма розраховується на ЕОМ (цифрова голограма) і результати розрахунку відповідним чином переносяться на фотопластинку. З отриманої таким способом машинної голограми об'ємне зображення предмета відновлюється звичайним оптичним способів. Поверхня предмета, отриманого з машинної голограмі, використовується як еталон, з яким методами голографічної інтерференції проводиться порівняння поверхні реального предмета, виготовленого відповідними інструментами. Голографічна інтерферометрія дозволяє зробити порівняння поверхні виготовленого предмета і еталона з надзвичайно великою точністю до часток довжини хвилі. Це дає можливість виготовляти з такою ж великою точністю дуже складні поверхні, які було б неможливо виготовити без застосування цифрової голографії і методів голографічної інтерферометрії. Само собою зрозуміло, що для порівняння еталонної поверхні з виготовленої не обов'язково відновлювати оптичним способом машинну голограму. Можна зняти голограму предмета, перевести її на цифрову мову ЕОМ і порівняти з цифровою голограмою. Обидва ці шляхи в принципі еквівалентні.[5]

Особливості голограм як носіїв інформації роблять дуже перспективними розробки по створенню голографічної пам'яті, яка характеризується великим обсягом, надійністю, швидкістю прочитування і т. д.

Висновок


Здійснено огляд літератури щодо підключення і використання бази даних. Здійснено написання програми, в яка можна записувати інформацію а також редагувати внесену інформацію. Програма написана у середовищі Microsoft Visual Studio 2013 Premium.

база дані лазерний випромінювання

Список використаних джерел


1. Тарасов Л. В. Лазери. Дійсність і надії. - М.: Наука, 1985.

. "Газові лазери" (под. ред. Н. Н. Соболєва) М.: Світ, 1968.

3. Айден К. Апаратні засоби PC: переклад з нім. - Санкт-Петербург: BHV - СПб, 1996.

4. Китайгородський А. І. Фізика для всіх: Фотони і ядра. - М.: Наука, 1982.

5. Ландсберг Г. С. Оптика. - М.: Наука, 1976.

6. Программирование на языке С#. Фаронов.В.В

7. Матвєєв А. Н. Оптика. - М.: Вища школа, 1985 ..

8. Сивухин В. А. Загальний курс фізики. Оптика. - М.: Наука, 1980.

9. Работа с базами данных на языке C#. Технология АDO .NET. Учебное пособие. 2009. Евсеева.О.Н, Шамшев.А.Б


using System;System.Collections.Generic;System.ComponentModel;System.Data;System.Drawing;System.Text;System.Windows.Forms;System.Data.OleDb;MovieDB

{public partial class Form1 : Form{OleDbConnection database;editButton;deleteButton;movieIDInt;

#region Form1 constructorForm1(){();connectionString = "Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;Data Source=optickdatabase.mdb";{= new OleDbConnection(connectionString);.Open();queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movieType WHERE movietype.typeID = movie.typeID";(queryString);}(Exception ex){.Show(ex.Message);;}}

#endregion

#region Load dataGridvoid loadDataGrid(string sqlQueryString){SQLQuery = new OleDbCommand();data = null;.DataSource = null;.Connection = null;dataAdapter = null;.Columns.Clear();

//---------------------------------.CommandText = sqlQueryString;.Connection = database;= new DataTable();= new OleDbDataAdapter(SQLQuery);.Fill(data);.DataSource = data;.AllowUserToAddRows = false;.ReadOnly = true;.Columns[0].Visible = false;.Columns[1].Width = 80;.Columns[3].Width = 100;.Columns[4].Width = 100;.Columns[5].Width = 100;.Columns[6].Width = 80;.Columns[7].Width = 80;.Columns[7].Width = 120;.Columns[8].Width = 100;.Columns[9].Width = 150;= new DataGridViewButtonColumn();.HeaderText = "Редагувати";.Text = "Редагувати";.UseColumnTextForButtonValue = true;.Width = 80;.Columns.Add(editButton);= new DataGridViewButtonColumn();.HeaderText = "Видалити";.Text = "Видалити";.UseColumnTextForButtonValue = true;.Width = 80;.Columns.Add(deleteButton);}

#endregionvoid izlazToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e)

{Close();}

#region Close database connectionvoid Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e){.Close();}

#endregion

#region refresh buttonvoid button2_Click(object sender, EventArgs e){.Clear();queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movieType WHERE movietype.typeID = movie.typeID";(queryString);}

#endregion

#region Inputvoid button6_Click(object sender, EventArgs e){typeString;try{= comboBox1.SelectedItem.ToString();}(Exception ex){.Show("Виберіть type\nError: " + ex.Message + "");;}type = 0;Позначення = textBox1.Text.ToString();Потужність = textBox2.Text.ToString();Рік_виготовлення = textBox3.Text.ToString();Довжина_хвилі = textBox7.Text.ToString();Ціна = textBox8.Text.ToString();Вага = textBox9.Text.ToString();Діаметр_променя = textBox10.Text.ToString();yr = 0;(Рік_виготовлення != ""){= CheckYear(Рік_виготовлення);}Небезпечний;(radioButton1.Checked == true){

Небезпечний = "Так";}{

Небезпечний = "Ні";}(yr != 1){(typeString == "Газові лазери") type = 1;(typeString == "Газодинамічні лазери") type = 2;(typeString == "Гелій-неоновий лазер") type = 3;(typeString == "Лазери на барвниках") type = 4;(typeString == "Напівпровідникові лазери") type = 5;(typeString == "Неодимовий лазер") type = 6;(typeString == "Проточний СО 2-лазер") type = 7;(typeString == "Рубіновий лазер") type = 8;(typeString == "С0 2-лазер із замкнутим об\'ємом") type = 9;(typeString == "Т-лазер") type = 10;SQLString = "";(Рік_виготовлення == ""){= "INSERT INTO movie(Позначення, Потужність, Небезпечний, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, typeID) VALUES('" + Позначення.Replace("'", "''") + "','" + Потужність + "','" + Небезпечний + "','" + Довжина_хвилі + "','" + Ціна + "','" + Вага + "','" + Діаметр_променя + "'," + type + ");";}else{.Show(yr.ToString());= "INSERT INTO movie(Позначення, Потужність, Небезпечний, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Рік_виготовлення, typeID) VALUES('" + Позначення.Replace("'", "''") + "','" + Потужність + "','" + Небезпечний + "','" + Довжина_хвилі + "','" + Ціна + "','" + Вага + "','" + Діаметр_променя + "'," + yr + "," + type + ");";}SQLCommand = new OleDbCommand();.CommandText = SQLString;.Connection = database;response = -1;{= SQLCommand.ExecuteNonQuery();}(Exception ex){.Show(ex.Message);}(response >= 1) MessageBox.Show("Ваш запит додано до бази даних", "Успіх", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);.Checked = radioButton2.Checked = false;}else{.Show("Рік не підходить\nВиберіть інший рік.", "Попередження", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);.Clear();.Focus();}}int CheckYear(string year){yr = int.Parse(year);(yr >= 2100 || yr <= 1900){1;}{yr;}}

#endregion

#region Delete/Edit button handlingvoid dataGridView1_CellContentClick(object sender, DataGridViewCellEventArgs e){queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movieType WHERE movietype.typeID = movie.typeID";currentRow = int.Parse(e.RowIndex.ToString());try{movieIDString = dataGridView1[0, currentRow].Value.ToString();= int.Parse(movieIDString);}{ }(dataGridView1.Columns[e.ColumnIndex] == editButton && currentRow >= 0){Позначення = dataGridView1[1, currentRow].Value.ToString();Потужність = dataGridView1[2, currentRow].Value.ToString();Небезпечний = dataGridView1[3, currentRow].Value.ToString();Рік_виготовлення = dataGridView1[4, currentRow].Value.ToString();Довжина_хвилі = dataGridView1[5, currentRow].Value.ToString();Ціна = dataGridView1[6, currentRow].Value.ToString();Вага = dataGridView1[7, currentRow].Value.ToString();Діаметр_променя = dataGridView1[8, currentRow].Value.ToString();type = dataGridView1[9, currentRow].Value.ToString();f2 = new Form2();.Позначення = Позначення;.Потужність = Потужність;.Небезпечний = Небезпечний;.Рік_виготовлення = Рік_виготовлення;.Довжина_хвилі = Довжина_хвилі;.Ціна = Ціна;.Вага = Вага;.Діаметр_променя = Діаметр_променя;.type = type;.movieID = movieIDInt;.Show();.Update();}if (dataGridView1.Columns[e.ColumnIndex] == deleteButton && currentRow >= 0){queryDeleteString = "DELETE FROM movie where movieID = " + movieIDInt + "";sqlDelete = new OleDbCommand();.CommandText = queryDeleteString;.Connection = database;.ExecuteNonQuery();(queryString);}}

#endregionvoid Form1_Load(object sender, EventArgs e){}

#region search by Позначенняvoid button1_Click(object sender, EventArgs e){Позначення = textBox4.Text.ToString();(Позначення != ""){queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movietype WHERE movietype.typeID = movie.typeID AND movie.Позначення LIKE '" + Позначення + "%'";(queryString);}else{.Show("Введіть фірму Позначенняа", "Попередження", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);}}

#endregion

#region search by typevoid button5_Click(object sender, EventArgs e){type = 0;typeString = comboBox2.SelectedItem.ToString();(typeString == "Газові лазери") type = 1;(typeString == "Газодинамічні лазери") type = 2;(typeString == "Гелій-неоновий лазер") type = 3;(typeString == "Лазери на барвниках") type = 4;(typeString == "Напівпровідникові лазери") type = 5;(typeString == "Неодимовий лазер") type = 6;(typeString == "Проточний СО 2-лазер") type = 7;(typeString == "Рубіновий лазер") type = 8;(typeString == "С0 2-лазер із замкнутим об\'ємом") type = 9;(typeString == "Т-лазер") type = 10;queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie, movietype WHERE movietype.typeID = movie.typeID AND movie.typeID = " + type + "";(queryString);}

#endregion

#region search by yearvoid button4_Click(object sender, EventArgs e){firstYear = textBox5.Text.ToString();secondYear = textBox6.Text.ToString();yr1 = CheckYear(firstYear);yr2 = CheckYear(secondYear);((yr1 != 1 && yr2 != 1) && yr1 <= yr2){queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movietype WHERE movietype.typeID = movie.typeID AND movie.Рік_виготовлення BETWEEN " + yr1 + " AND " + yr2 + "";(queryString);}else{.Show("Формат року не є правильним.", "Увага", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);.Clear();.Focus();.Clear();}}

#endregion

#region search Небезпечний moviesvoid button3_Click(object sender, EventArgs e){Небезпечний;(radioButton3.Checked == true) Небезпечний = "Так";Небезпечний = "Ні";queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movietype WHERE movietype.typeID = movie.typeID AND Небезпечний ='" + Небезпечний + "'";(queryString);}

#endregionvoid button6_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e){(e.KeyCode == Keys.Enter){_Click(null, null);}}void tabControl1_SelectedIndexChanged(object sender, EventArgs e){queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movieType WHERE movietype.typeID = movie.typeID";(queryString);}void button8_Click(object sender, EventArgs e){.Clear();queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movieType WHERE movietype.typeID = movie.typeID";(queryString);}void button18_Click(object sender, EventArgs e){queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movieType WHERE movietype.typeID = movie.typeID";(queryString);}void button19_Click(object sender, EventArgs e){.Clear();.Clear();queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movieType WHERE movietype.typeID = movie.typeID";(queryString);}void button9_Click(object sender, EventArgs e){.Clear();queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movieType WHERE movietype.typeID = movie.typeID";(queryString);}void button11_Click(object sender, EventArgs e){.Clear();queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movieType WHERE movietype.typeID = movie.typeID";(queryString);}void button14_Click(object sender, EventArgs e){.Clear();queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movieType WHERE movietype.typeID = movie.typeID";(queryString);}void button16_Click(object sender, EventArgs e){.Clear();queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movieType WHERE movietype.typeID = movie.typeID";(queryString);}void button17_Click(object sender, EventArgs e){queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movieType WHERE movietype.typeID = movie.typeID";(queryString);}

#region search by Потужністьvoid button7_Click(object sender, EventArgs e){Потужність = textBox11.Text.ToString();(Потужність != ""){queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movietype WHERE movietype.typeID = movie.typeID AND movie.Потужність LIKE '" + Потужність + "%'";(queryString);}else{.Show("Введіть швидкість запису", "Попередження", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);}}

#endregionvoid button10_Click(object sender, EventArgs e){Довжина_хвилі = textBox12.Text.ToString();(Довжина_хвилі != ""){queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movietype WHERE movietype.typeID = movie.typeID AND movie.Довжина_хвилі LIKE '" + Довжина_хвилі + "%'";(queryString);}else{.Show("Введіть довжину хвилі", "Попередження", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);}}void button12_Click(object sender, EventArgs e){Ціна = textBox13.Text.ToString();(Ціна != ""){queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movietype WHERE movietype.typeID = movie.typeID AND movie.Ціна LIKE '" + Ціна + "%'";(queryString);}else{.Show("Введіть ціну", "Попередження", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);}}void button13_Click(object sender, EventArgs e){Вага = textBox14.Text.ToString();if (Вага != ""){queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movietype WHERE movietype.typeID = movie.typeID AND movie.Вага LIKE '" + Вага + "%'";(queryString);}else{.Show("Введіть кількість пам'яті", "Попередження", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);}}void button15_Click(object sender, EventArgs e){Діаметр_променя = textBox15.Text.ToString();(Діаметр_променя != ""){queryString = "SELECT movieID, Позначення, Потужність, Небезпечний, Рік_виготовлення, Довжина_хвилі, Ціна, Вага, Діаметр_променя, Type FROM movie,movietype WHERE movietype.typeID = movie.typeID AND movie.Діаметр_променя LIKE '" + Діаметр_променя + "%'";(queryString);}else{.Show("Введіть товжину диска", "Попередження", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);}}void tabPage1_Click(object sender, EventArgs e){}void textBox10_TextChanged(object sender, EventArgs e){}void textBox9_TextChanged(object sender, EventArgs e){}void label13_Click(object sender, EventArgs e){}void label12_Click(object sender, EventArgs e){}void label11_Click(object sender, EventArgs e){}void label10_Click(object sender, EventArgs e){}void textBox8_TextChanged(object sender, EventArgs e){}void textBox7_TextChanged(object sender, EventArgs e){}void label5_Click(object sender, EventArgs e){}void label4_Click(object sender, EventArgs e){}void label3_Click(object sender, EventArgs e){}void label2_Click(object sender, EventArgs e){}void label1_Click(object sender, EventArgs e){}void radioButton2_CheckedChanged(object sender, EventArgs e){}void radioButton1_CheckedChanged(object sender, EventArgs e){}void comboBox1_SelectedIndexChanged(object sender, EventArgs e){}void textBox3_TextChanged(object sender, EventArgs e){}void textBox2_TextChanged(object sender, EventArgs e){}void textBox1_TextChanged(object sender, EventArgs e){}void tabPage2_Click(object sender, EventArgs e){}void tabControl2_SelectedIndexChanged(object sender, EventArgs e){}void tabPage3_Click(object sender, EventArgs e){}void label6_Click(object sender, EventArgs e){}void textBox4_TextChanged(object sender, EventArgs e){}void tabPage7_Click(object sender, EventArgs e){}void label15_Click(object sender, EventArgs e){}void textBox11_TextChanged(object sender, EventArgs e){}void tabPage5_Click(object sender, EventArgs e){}void label16_Click(object sender, EventArgs e){}void radioButton4_CheckedChanged(object sender, EventArgs e){}void radioButton3_CheckedChanged(object sender, EventArgs e){}void tabPage6_Click(object sender, EventArgs e){}void label14_Click(object sender, EventArgs e){}void label9_Click(object sender, EventArgs e){}void label8_Click(object sender, EventArgs e){}void textBox6_TextChanged(object sender, EventArgs e){}void textBox5_TextChanged(object sender, EventArgs e){}void tabPage10_Click(object sender, EventArgs e){}void textBox12_TextChanged(object sender, EventArgs e){}void label17_Click(object sender, EventArgs e){}void tabPage11_Click(object sender, EventArgs e){}void textBox13_TextChanged(object sender, EventArgs e){}void label18_Click(object sender, EventArgs e){}void tabPage8_Click(object sender, EventArgs e){}void label19_Click(object sender, EventArgs e){}void textBox14_TextChanged(object sender, EventArgs e){}void tabPage9_Click(object sender, EventArgs e){}void textBox15_TextChanged(object sender, EventArgs e){}void label20_Click(object sender, EventArgs e){}void tabPage4_Click(object sender, EventArgs e){}void comboBox2_SelectedIndexChanged(object sender, EventArgs e){}void label7_Click(object sender, EventArgs e){}}}



Код форми редагуваня інформації

System;System.Collections.Generic;System.ComponentModel;System.Data;System.Drawing;System.Text;System.Windows.Forms;System.Data.OleDb;MovieDB

{public partial class Form2 : Form{string Потужність, Позначення, Небезпечний, Ціна, Довжина_хвилі, Рік_виготовлення, Вага, Діаметр_променя, type;int movieID;Form2(){();}void Form2_Load(object sender, EventArgs e){.Text = Позначення;.Text = Потужність;.Text = Рік_виготовлення;.Text = Ціна;.Text = Довжина_хвилі;.Text = Вага;.Text = Діаметр_променя;.Text = type;(Небезпечний == "Так") radioButton1.Checked = true;if (Небезпечний == "Ні") radioButton2.Checked = true;}

#region Updatevoid button6_Click(object sender, EventArgs e){f1 = new Form1();typeString;

Позначення = textBox1.Text.ToString();

Потужність = textBox2.Text.ToString();

Рік_виготовлення = textBox3.Text.ToString();

Ціна = textBox4.Text.ToString();

Довжина_хвилі = textBox5.Text.ToString();

Вага = textBox6.Text.ToString();

Діаметр_променя = textBox7.Text.ToString();yr = 0;(Рік_виготовлення != ""){= f1.CheckYear(Рік_виготовлення);}try{= comboBox1.SelectedItem.ToString();}(Exception ex){.Show("Виберіть type\nПомилка: " + ex.Message + "");;}type = 0;(radioButton1.Checked == true){

Небезпечний = "Так";}{

Небезпечний = "Ні";}(yr != 1){(typeString == "Газові лазери") type = 1;(typeString == "Газодинамічні лазери") type = 2;(typeString == "Гелій-неоновий лазер") type = 3;(typeString == "Лазери на барвниках") type = 4;(typeString == "Напівпровідникові лазери") type = 5;(typeString == "Неодимовий лазер") type = 6;(typeString == "Проточний СО 2-лазер") type = 7;(typeString == "Рубіновий лазер") type = 8;(typeString == "С0 2-лазер із замкнутим об\'ємом") type = 9;(typeString == "Т-лазер") type = 10;SQLUpdateString;(Рік_виготовлення == ""){= "UPDATE movie SET Позначення ='" + Позначення.Replace("'", "''") + "', Рік_виготовлення=NULL, Потужність='" + Потужність + "', Ціна='" + Ціна + "', Довжина_хвилі='" + Довжина_хвилі + "', Вага='" + Вага + "', typeID=" + type + ", Діаметр_променя=" + Діаметр_променя + "' WHERE movieID=" + movieID + "";} else{= "UPDATE movie SET Позначення ='" + Позначення.Replace("'", "''") + "', Рік_виготовлення=" + yr + ", Потужність='" + Потужність + "', Ціна='" + Ціна + "', Довжина_хвилі='" + Довжина_хвилі + "', Вага='" + Вага + "', typeID=" + type + ", Діаметр_променя='" + Діаметр_променя + "' WHERE movieID=" + movieID + "";}SQLCommand = new OleDbCommand();.CommandText = SQLUpdateString;.Connection = f1.database;response = SQLCommand.ExecuteNonQuery();.Show("Оновлення успішне!", "Повідомлення", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);();}else{.Show("Формат року не є правильним!\nВиберіть підходячий рік.", "Warning", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);.Clear();.Focus();}}

#endregionvoid button6_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e){(e.KeyCode == Keys.Enter) {_Click(null, null);}}void button1_Click(object sender, EventArgs e){();}void groupBox1_Enter(object sender, EventArgs e){ } }}

Похожие работы на - Створення бази даних оптичних лазерів

 

Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!