Файл: Цифровая обработка сейсмических данных..pdf

В ходе трансляции автоматически выявляются некоторые простейшие ошибки и опечатки, допущенные программистом, и пе­ чатаются соответствующие диагностики. Обращение к транслятору осуществляется с помощью управляющих команд через диспетчер операционной системы.

Система автоматической обработки сейсмической информации. Комплекс программ, предназначенных для выполнения одного или нескольких различных законченных циклов обработки сейсморазведочных данных, называют еще системой программ автоматической обработки. По отношению ко всему математическому обеспечению ЭВМ такой комплекс может быть либо большой библиотечной про­ граммой, работающей под управлением общей операционной системы ЭВМ, либо автономной, «отдельно стоящей» системой. В обоих слу­ чаях комплекс программ обработки сейсморазведочных данных вклю­ чает библиотеку обрабатывающих программ и собственную управля­ ющую программу (монитор) или систему управляющих программ. У автономных комплексов система управляющих программ должна быть развита гораздо лучше, чем у неавтономных.

Система автоматической обработки сейсморазведочных данных должна отличаться достаточной геофизической и экономической эффективностью, а также обладать высокой степенью автоматизации и стандартизации. Для обеспечения геофизической эффективности системы ее библиотека должна состоять из обрабатывающихпрограмм, реализующих современные эффективные методы обработки сейсмо­ разведочных данных.

Для обеспечения экономической эффективности обработка долж­ на вестись с наименьшими затратами времени и средств. Достаточное быстродействие системы обеспечивается четкой организацией системы, экономными вычислительными алгоритмами обрабатывающих про­ грамм г , наличием развитой системы контроля прохождения про­ грамм и диагностики ошибок. Наибольшее быстродействие системы может быть достигнуто только при полном отказе от использования универсальных проблемно-ориентированных языков и написании всей системы на автокоде. Однако это сильно усложняет и замедляет сам процесс разработки системы. Поэтому допускается написание на универсальных языках наиболее сложных и сравнительно редко употребляемых библиотечных программ. Управляющие программы всегда составляются только на автокоде или непосредственно на машинном языке.

Для обеспечения высокой степени автоматизации, т. е. мини­ мального вмешательства человека в процессе обработки, необходимо, во-первых, чтобы ввод исходных (или частично обработанных) сейсмограмм осуществлялся простой перестановкой кассет на НМЛ ЭВМ; во-вторых, чтобы число вводимых с перфокарт параметров обработки (граничных частот фильтров, закона v (t), значений ста-

1 Н а п р и м е р , п р и м е н е н и е алгоритма Б П Ф д л я р е а л и з а ц и и п р е о б р а з о в а н и й Ф у р ь е .

264

тических поправок и т. п.), было минимальным и во всяком случае,

(как монитор, так и обрабатывающие программы) была способна отыскивать максимальное количество ошибок, допущенных как на стадии подбора параметров, так и на стадии перфорации. Диалог между машиной с одной стороны и интерпретатором и оператором — с другой в этом случае ведется путем машинной диагностики (см. ни­ же) и указаний оператора, набираемых на пульте. Благодаря этому при обнаружении ошибки обработка потока информации не приоста­ навливается, а выбрасывается из обработки лишь тот материал, где была допущена ошибка. В случае неправильного задания параметров обрабатывающая программа должна сама решать вопрос — преры­ вать обработку или переходить на стандартные значения параметров.

Высокая степень стандартизации системы обработки данных заключается в следующем: при ее разработке использовано ограни­ ченное количество унифицированных подпрограмм отдельных часто встречающихся операций; система имеет блочное строение и сдинообразую структуру различных своих звеньев; эксплуатация, об­ новление и пополнение системы реализуется с помощью простых еди­ нообразных процедур и операций.

Самый низкий уровень стандартизации обеспечивается уже самой современной системой программирования и заключается в исполь­ зовании стандартных подпрограмм операционной системы ЭВМ, обеспечивающих вычисление значений элементарных функций (си­ нус, косинус и т. п.), перевод из одной системы счисления в другую и т. д.

Следующим, более высоким уровнем стандартизации является выделение наиболее часто встречающихся элементарных операций обработки сейсморазведочных данных, составление для них макси­ мально быстродействующих подпрограмм и использование этих подпрограмм во всех случаях, когда в том или ином алгоритме встречается данная операция. Наиболее распространенной опера­ цией обработки данных сейсморазведки является операция типа свертки. К ней сводятся все виды пространственной и временной фильтрации, вычисление авто- и взаимнокорреляционных функций, различные виды регулируемого и нерегулируемого суммирования. Поэтому для этой операции стараются не только придумать наиболее компактные и быстродействующие подпрограммы, но и создать спе­ циализированные устройства типа конвольверов, блоков быстрого преобразования Фурье и т. п.

Еще более высоким уровнем стандартизации является унифи­ кация написания и оформления каждой из библиотечных обрабаты­ вающих программ, т. е. использование единообразных приемов об­ ращения к программам, задания исходных данных, приемов диагно­ стики и т. п. Стандартизация эксплуатации системы заключается в отработке ограниченного числа наиболее эффективных графов обработки в соответствии с кругом решаемых задач и диапазоном

265

изменения сейсмогеологических условий, а также в разработке чет­ кой, строго единообразной системы документации всех процедур, связанных с обработкой материалов, начиная с рапорта оператора и кончая оформлением результатов обработки и отчетности. Рассмот­ рим подробнее функции и особенности построения отдельных эле­ ментов системы автоматической обработки сейсморазведочных дан­ ных.

Управляющая программа (монитор). Эта программа, с помощью которой выполняются управляющие, организационные функции по автоматической обработке информации. Монитором решаются сле­ дующие основные задачи.

1. Компиляция обрабатывающих программ в порядке заданного графа обработки. После того как с перфокарты прочитано условное наименование очередной обрабатывающей программы, одна из про­ грамм монитора — компилятор осуществляет вызов и подключение к работе этой обрабатывающей программы, а к ней и различных слу­ жебных подпрограмм. При этом используется интерпретирующий язык, с помощью которого монитор опознает программы, устанавли­ вается связь монитора с библиотекой и таблицами данных, обеспе­ чиваются внутренние взаимосвязи. Условные адреса команд заме­ няются на действительные.

2. Организация данных — это одна из основных и наиболее сложная функция монитора. Программы, осуществляющие эту функцию, организуют сейсмограммы, а также таблицы других ис­ ходных данных и параметров обработки, размещая их на различные запоминающие устройства и по мере необходимости осуществляют доставку их в обрабатывающие программы. При этом следует четко подразделить эти данные и параметры (рис. 113) на следующие классы:

а) данные и параметры, относящиеся ко всему профилю (шаг квантования, расстояние Ах между каналами, количество каналов в расстановке, количество обрабатываемых сейсмограмм, времена обнуления начальных участков трасс, время начала и конца обра-

Р и с . 113. В и д ы и с х о д н о й и н ф о р м а ц и и .

266

ботки, данные о скоростях или таблицы кинематических поправок

и др.); б) параметры и данные, присущие определенной сейсмограмме

(различные редакционные признаки — флаги, т. е. наличие брако­ ванного канала или канала с обратной полярностью, таблицы стати­ ческих поправок, а также отклонения от параметров, относящихся ко всему профилю);

в) параметры, относящиеся к обрабатывающей программе (на­ пример, длина окна при выравнивании, граничные частоты фильтров и др.).

Для работы с различными классами параметров и данных соз­ даются свои служебные программы. Например, для работы с сейсмо­ граммами разрабатываются программы считывания и записи с маг­ нитных лент, барабанов и дисков.

3.Ввод — вывод информации на различные стандартные запо­ минающие устройства осуществляются программами общей опера­ ционной системы, которые для автономных сейсмических комплексов вводятся в их состав. Однако специальная сейсмическая обработка требует применения нестандартных периферийных устройств, таких как устройства для ввода и вывода сейсмограмм, конвольверы, плот­ теры. Поэтому в распоряжении монитора должны быть специальные программы, которые производят необходимые преобразования фор­ матов записи сейсмограмм и других данных, а также для контроля качества ввода — вывода информации.

4.Контрольные функции, осуществляемые системой, имеют ог­ ромное значение при поточной обработке цифрового материала. Контрольные функции монитора и обрабатывающих программ раз­ личны. Монитор контролирует, главным образом, правильность

которая вызывает прекращение обработки, или информативная, которая не вызывает прекращения работы программы, но указывает

Например, зафиксирован сбой при считывании сейсмограммы с маг­ нитной ленты в оперативную память.

На АЦПУ выдается сообщение: ВВОД ОБНАРУЖЕН СБОЙ ПРИ СЧИТЫВАНИИ С МАГНИТНОЙ Л Е Н Т Ы ПУНКТ ВЗРЫВА 4, ТРАССА 12.

5. Формирование библиотеки — это одна из функций монитора автономных и некоторых неавтономных систем. Включение (исклю­ чение) обрабатывающих программ в библиотеку системы осущест­ вляется самостоятельным блоком монитора либо самостоятельной программой, называемой «Библиотека». Она подключает к библио­ теке новые программы, стирает ненужные старые, модифицирует программы, формирует таблицы-каталоги библиотечных программ,

267

где фиксируются по каждой программе ее название, начальный адрес, точка входа, номер блока на барабанах или дисках, длина. Библио­ тека формирует также комплект изображений эталонных управля­ ющих цифрокарт, в которых наряду с названием программы указы­ ваются предельные параметры для каждой из них. Например, для программы, корректирующей обратной фильтрации (деконволюции), можно представить следующую эталонную карту: ДЕКОНВОЛЮ-

осуществляется с помощью управляющих команд, которые задаются геофизиком в соответствии с выбранным графом. Параметры и другие данные обрабатывающих программ обязательно следуют за назва­ нием программы. Интерпретироваться они могут только монитором

исамой обрабатывающей программой. Работа осуществляется в по­ рядке расположения управляющих перфокарт. При этом монитор компилирует программу одну за другой, создает для них необходи­ мые таблицы, подключает необходимые вспомогательные программы

изатем передает управление самой обрабатывающей программе, которая ведет обработку.

Библиотека обрабатывающих программ. Задачей каждой обра­ батывающей программы является реализация какого-то определен­ ного процесса обработки. О том, какие процессы должны быть реали­ зованы при цифровой обработке сейсмической информации, гово­ рилось в гл. 3—6. Здесь мы коротко остановимся на вопросах организации библиотеки.

Каждая из обрабатывающих программ использует целый ряд подпрограмм. Например, программа обратной фильтрации может использовать подпрограммы автокорреляции, обращения матрицы и др. В свою очередь каждая из этих подпрограмм использует целый ряд других стандартных или нестандартных подпрограмм — свертки, интерполяции, поиска экстремума функции и т. п. Цепочки подчи­ нения подпрограмм могут быть довольно длинные и разветвленные. Чтобы не запутаться в их сложной и неоднозначной иерархии, усло­ вимся относить к низшему структурному уровню программы и под­ программы, не имеющие определенного геофизического смысла, т. е. не решающие определенную геофизическую задачу, вытекающую из модели сейсмической записи и общих задач ее обработки.

Таким образом, к низшему структурному уровню относят такие подпрограммы, как свертка, быстрое преобразование Фурье, вы­ числение авто- и взаимной корреляции, обращение матриц и т. п.

268