Вычислительная техника в полевой геофизике

Рассмотрены теория, алгоритмы, программы и вычислительные комплексы цифровой регистрации и обработки геофизических данных. Описаны архитектура ЭВМ (на основе которых строятся геофизические вычислительные комплексы), их особенности, принципы действия внешних устройств, организация работ геофизических комплексов. Во втором издании (1-е изд.- 1984) расширены разделы по вычислительной технике, теории фильтрации и суммирования, представлены новые программы.

Для студентов геофизических специальностей вузов.

За годы, прошедшие после работы над первым изданием учебника, автором накоплен дополнительный опыт преподавания курса, учтенный во втором издании. Кроме того, потребовалось существенно обновить описание типов ЭВМ — в этой области произошли как количественные, так и качественные изменения, например, массовое распространение нового класса ЭВМ — персональных компьютеров. В результате многие разделы существенно дополнены, другие написаны заново.

К последним относятся описания моделей АР и АРСС на основе анализа формирующих фильтров, спектральное оценивание на основе модели АР (алгоритм Бурга), преобразования Гильберта во временной области, их смысл и вычисление, суммирование сферических волн в приближении Френеля (основа метода ОГТ), новые программы для ЭВМ, описание разных ЭВМ (семейства VAX-11 "Cray", IBM-PC и др.). Для облегчения чтения программ включено краткое описание особенностей программирования на языке ФОРТРАН.

Последнее требует пояснений. Распространение персональных ЭВМ сопровождалось массовым применением языков БЭЙСИК, ПАСКАЛЬ и др. В то же время, в области обработки сигналов (включая геофизику) по-прежнему преобладает ФОРТРАН, который также не стоит на месте. Его структурированная версия ФОРТРАН-77 вобрала в себя некоторые удобные средства языка ПАСКАЛЬ, как ранее были использованы эффективные средства языка АЛГОЛ. Взаимное обогащение языков программирования поддерживает в хорошей "форме" предпочитаемый геофизиками ФОРТРАН. Главные преимущества последнего — высокая производительность транслированных программ, использование разнообразных типов данных (включая комплексные), мопщый аппарат подпрограмм, подкрепленный обширными опубликованными библиотеками.

Геофизическая специальность давно уже приобрела характер вычислительный, компьютеризированный, что в учебных планах геофизиков (особенно для нефтегазовых вузов и факультетов) отражено специальным циклом дисциплин. Этот цикл начинается с курса программирования и вычислительной математики, продолжается при изучении теории линейных систем и преобразований, заканчивается применением вычислительной техники в геофизике вместе с теорией цифровой обработки сигналов. На этой основе построены такие дисциплины, как геофизические вычислительные комплексы, практика цифровой обработки и др..

Наш учебник, обеспечивающий изучение теории цифровой обработки данных и собственно вычислительной техники, применяемой для этих целей, предполагает у читателей подготовку по высшей математике в объеме курса технических вузов, а также знакомство с программированием на одном из языков, хотя бы на языке для начинающих БЭЙСИК. В свою очередь, материал учебника необходим для изучения дисциплин, завершающих вычислительный цикл учебного плана.

В соответствии с ролью в цикле, учебник составлен в достаточно общей форме, он не специализирован на каком-то одном методе геофизики (хотя сей сморазвед очные аспекты неизбежно все же преобладают). Предполагается в последующем детализированное изучение вычислительных комплексов для разных геофизических методов в курсах вычислительного цикла, читаемых студентам разных специализаций, а также в спецкурсах по этим методам.