《计算机在化学中的应用》课程教学资源（讲义）第四章 科学计算绘图软件Origin

从计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件OriginExtract Worksheet Data1o30DoitEorrownumber [from1Put intoworksheetData12Ugdatefcolla0k51lcollal0>20CancelV一PasteUndoCutCopy4）数学表达式：使用Origin时，很多地方都使用数学表达式，包括函数绘图、抽取数据以及设置工作表格列值等等，Origin对数学表达式有以下的要求：A.Origin有四类操作：算术操作、分配操作、逻辑关系操作和条件操作。算术操作包括：“+”加；“"减；“*"乘；“"除；“A"乘方(XAY表示X的Y次幂)；“&"和"?"异或操作(逐位)。赋值操作=可以对数字变量、字串变量或数据集赋值。其中Origin可认可多种赋值操作类型，具体可参考Help文件。逻辑关系操作包括：“>"大于：“>=”大于等于；“<"小于；“<-"小于等于；“一”等于；“="不等于；“&&”和；“"或。条件操作：(E1?E2:E3)：该表达式含义为：首先得到表达式1的值，如表达式1为真(为非0值)，则整个表达式的值为表达式2的值，如表达式1为假(为0)，则整个表达式的值为表达式3的值，例：m=2;n=3;variable=(m>n?m:n)则variable=3B.优先原则：使用标准优先原则，依次为：括号外分配操作优先；括号内优先；乘除比加减优先；关系操作先(>,>=,<,<=)后(==and I=);逻辑操作按顺序(&& I)进行;最后，所有条件表达式(?)进行；（一般数学表达式中的空格忽略不记，使用括弧可以将表达式括起来，大括弧和方括弧具有其他的特殊意义)。5）列号i的使用：在设置列值和提取工作表格对话框中，列可用col(）函数或WorksheetName_ColumnName标记，行值指定用变量i表示。如果表达式中没有使用i，Origin默认在给定的表达式中使用相同的i，表达式对指定范围的所有行重复运算如：col(C)=col(A)-col(B)被视为 col(C)[]=col(A)[i]-col(B)[];col(C)[i]表示columnC第i行的值。如果指定i，则默认取消。如col(C)=col(B)[i+1]4-11

Origin 4-11 4) Origin Origin A. Origin + - * / ^ (X^Y X Y ) & ? ( ) = Origin Help > >= < <= == != && || (E1?E2:E3) 1 1 ( 0 ) 2 1 ( 0) 3 m=2;n=3;variable=(m>n?m:n) variable=3 B. (>,>=,<,<=) (== and !=) (&& ||) (?:) ( ) 5) i col( ) WorksheetName_ColumnName i i Origin i col(C)=col(A)-col(B) col(C)[i]=col(A)[i]-col(B)[i] col(C)[i] column C i i col(C)=col(B)[i+1]

从计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件Origin-col(B)[表示将在columnB的行增加值赋值给columnC。6)函数：Origin内置的函数有三类：公用函数、数学函数和统计函数。基本工作表格col(colname)：col(colname)[row#)：col(colname)[row#)$;函数wcol(colnumvariable)：wcol(colnumvariable)[row#$数据集产生函data(xl,x2,inc);(vl,v2,..vn);Fit(Xdataset);公数Table(Dataset1,Dataset2,Dataset3)数据集操作函sort(dataset);diff(dataset); peaks(dataset,width,minheight):用数corr(dataset1, dataset2,k[,ND)IsMasked(index,dataset); FindMasks(dataset):hasx(dataset);数据集信息函xof(dataset): errof(dataset): xvalue(i,dataset):数xindex(x,dataset); xindexl(x,dataset); list(value,dataset)数colnum(colname);color(name):date(MM/DD/YYHH:MM);其它函数exist(name): exist(name,n):hex(string);asc(character)font(name)prec(x,p)：精度函数，返回x的p位有效数字。如prec(1234567,3)=1.23E6round(x,p)：设定小数位数abs(x)：绝对值angle(x,y)：原点(0,0)到(xy)连线与正x轴夹角exp(x)：指数函数sqrt(x)：开方函数数In(x)：自然对数函数基础数学函数log(x)：以10为底的对数函数mod(x,y)：x/y的整数模学rmod(x,y)：x/y的实数模int(x)：取整函数：如int(7.9)=7nint(x)：同round(x,0)；四舍五入取整；如nint(-0.5)--1函sin(x),cos(x),tan(x)：三角函数(默认为弧度值)。asin(x),acos(x)atan(x)：反三角函数(默认为弧度值）sinh(x),cosh(x),tanh(x)：双曲函数数Gauss;Lorentz;Logistic:ExpDecayExpGrow;ExpAssoc;多参数函数Boltzmann; Hyperbl;Dhyperbl;Pulse; PolyJn(x,n); JO(x):J1(x); Yn(x,n);YO(x); Y1(x):gammaln(x);特殊函数incbeta(x,a,b);incgamma(x,a)随机数生成函rnd(seed)：ran(seed)：grnd(）；normal(npts,seed)：数Poisson(npts,mean,seed);uniform(npts,seed)4-12

Origin 4-12 -col(B)[i] column B column C 6) Origin col(colname) col(colname)[row#] col(colname)[row#]$ wcol(colnumvariable) wcol(colnumvariable) [row#]$ data(x1,x2,inc) {v1,v2,.vn} Fit(Xdataset) Table(Dataset1,Dataset2,Dataset3) sort(dataset) diff(dataset) peaks(dataset,width,minheight) corr(dataset1, dataset2,k[,N]) IsMasked(index,dataset) FindMasks(dataset) hasx(dataset) xof(dataset) errof(dataset) xvalue(i,dataset) xindex(x,dataset) xindex1(x,dataset) list(value,dataset) colnum(colname) color(name) date(MM/DD/YY HH:MM) exist(name) exist(name,n) hex(string) asc(character) font(name) prec(x,p) x p prec(1234567,3)=1.23E6 round(x,p) abs(x) angle(x,y) (0,0) (x,y) x exp(x) sqrt(x) ln(x) log(x) 10 mod(x,y) x/y rmod(x,y) x/y int(x) int(7.9)=7 nint(x) round(x,0) nint(-0.5)=-1 sin(x), cos(x), tan(x) ( ) asin(x), acos(x), atan(x) ( ). sinh(x), cosh(x), tanh(x) Gauss Lorentz Logistic ExpDecay ExpGrow ExpAssoc Boltzmann Hyperbl Dhyperbl Pulse Poly Jn(x,n) J0(x) J1(x) Yn(x,n) Y0(x) Y1(x) gammaln(x) incbeta(x,a,b) incgamma(x,a) rnd(seed) ran(seed) grnd( ) normal(npts,seed) Poisson(npts,mean,seed) uniform(npts,seed)

从计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件Originhistogram(dataset,inc,min,max);sum(dataset):基于数据集的ave(dataset,size)；percentile(datasetl,dataset2)；ss(dataset,ref)；统统计函数ss(dataset); ss(dataset,4); ss(dataset1,dataset2);计ss(dataset,A+B.x);cov(datasetl,dataset2,avel,ave2)函Ttable(x,n); invt(value,n): Ftable(x,m,n); invf(value,m,n);基于分布的统数erf(x);inverf(x);prob(x);invprob(x);QCD2(n);QCD3(n);计函数QCD4(n)关于一些具体函数的使用可参考Origin的LabTalk帮助文件。4.4.2统计选择列/行或单元格范围，选择Analysis:StatisticsonColumns(Row)命令，命令将打开一个新的工作表格显示平均、标准误差、标准偏差的平均值、最小值、最大值，数值范围、总和和点数。4.5数据绘图4.5.1基本知识1）鼠标右击以下位置可以打开快捷菜单：绘图窗口的标题条；层图标：页：层；任何标记，包括轴标记、图例等：任何在绘图窗口的标记对象；数据图；轴或轴单位标记。2）绘图术语：页(Page)：每个绘图窗口包含一个单一的可编辑页，页作为组成用户图形的各种图形元素(如层、轴、文本和数据图的背景，绘图窗口的每一个页必须包含至少一个层，如果所有的层都被删除，则该绘图窗口也将被删除。注意：打印图形时，仅在页内的图形才能被打印，所以注意不要将要打印的图形元素放到页外。层(Layer)：一个典型的图形一般包括至少3个元素：一套XYZ坐标轴(3D)；套或多套数据图和相应的文字和图标。Origin将这三个元素组成一个可移动、可改变大小的单位，叫层(layer)，一页可最多放50层。要移动层或改变层的大小，可在坐标轴上单击，产生一个红色边界，鼠标拖动可在页上移动或更改层的大小。活动层(TheActiveLayer)：当一页包含多个层时，操作是对应于活动层的。将一个层变为活动层有以下儿种方法：在所要的层的X，Y，或Z轴上或方框内任意位置单击鼠标；单击绘图窗口坐上角的层图标；单击与相应层有关的对象。边框(Frame)：边框是在层上的四个XY轴围成的矩形区域(2D图，3D图的边框4-13

Origin 4-13 histogram(dataset,inc,min,max) sum(dataset) ave(dataset,size) percentile(dataset1,dataset2) ss(dataset,ref) ss(dataset) ss(dataset,4) ss(dataset1,dataset2) ss(dataset,A+B.x) cov(dataset1,dataset2,ave1,ave2) Ttable(x,n) invt(value,n) Ftable(x,m,n) invf(value,m,n) erf(x) inverf(x) prob(x) invprob(x) QCD2(n) QCD3(n) QCD4(n) Origin LabTalk 4.4.2 / Analysis:Statistics on Columns(Row) 4.5 4.5.1 1) . 2) (Page) ( ) (Layer) 3 XYZ (3D) Origin (layer) 50 (The Active Layer) X, Y, Z (Frame) XY (2D 3D

从计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件Origin是在XYZ轴外的矩形区域)。边框独立于坐标轴，选择View:Show:Frame可以显示边框。图(Graph)：单层图包括一组XYZ坐标轴(3D图)，一个或更多的数据图以及相应的文字和图形元素，一个图可包含许多层。数据图(DataPlot)：数据图是一个或多个数据集在绘图窗口的形象显示，Origin可以用以下方法产生数据图：一个数据图可以从两个或更多的数据集产生，例如在工作表格中的X和Y列。同样地，如果X，Y，and误差条列被选择绘图，数据图中包含三个数据集。◆当工作表格中不包括X列时，一个数据图可以从一个数据集和相应的行号产生。◆一个数据图可以从一个数据集和一个增加的X值产生。X增加值由SelectColumnsforPlotting对话框或Format:SetWorksheetX命令设定。一个数据图可以从一个包含Z值和XY映射关系的矩阵产生。绘图窗口活动层中的数据图所包含的数据列在Data菜单的底部。标有V的数据为首选数据(PrimaryDataset)，首选数据决定数学和编辑操作的对象，如果再次选择该数据可打开PlotDetails对话框。工作表格数据集(WorksheetDataset)：工作表格数据集是一个包含一维（数字或文字)数组的对象，因此，每个工作表格的列组成一个数据集，每个数据集有一个唯一的名字（由工作表格名称和列名以及""组成，WorksheetName_ColumnName)。矩阵(Matrix)：矩阵表现为包含Z值的单一数据集，它采用特殊维数的行和列表现数据。4.5.2数据绘图从工作表格中的数据绘图，数据图与工作表格中的数据就保持相关。当改变工作表格中的数据时，数据图也作相应变化(只有从图中删除数据点时，工作表格改变)。一般来说，数据图当再次被选中时更新，该相关性可以使数据图相应于工作表格中的数据迅速更新。1）从工作表格数据建立一个新的绘图窗口：方法1：激活包含绘图所需数据的工作表格；选择要绘图的行、列或单元格范围。在Plot菜单中选择绘图的类型(右击鼠标选择plot命令)或用鼠标按绘图工具栏中相应的按钮(见图)，Origin打开一OAL个绘图窗口，选择的值将自动对X列绘图(如果没有选X列，则对行值绘图)；当工作表格中包含多重X列时，Origin4-14

Origin 4-14 XYZ ) View:Show:Frame (Graph) XYZ (3D ) (Data Plot) Origin X Y X, Y, and X X X Select Columns for Plotting Format:Set Worksheet X Z XY Data (Primary Dataset) Plot Details (Worksheet Dataset) ( ) ( _ WorksheetName_ColumnName) (Matrix) Z 4.5.2 ( ) 1) 1 Plot ( plot ) ( ) Origin X ( X ) X Origin

双计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件Origin自动进行多重相关，Origin定义最左边的X列为X1，X1右侧并且下一个X左侧的为Y1：第二个X为X2,X2右侧并且下一个X左侧的为Y2等等，当选中Y1绘图，自动选用X1为X坐标。方法2：不选择数据，选择Plot菜单中的数据图类型，打开SelectColumnsforPlotting对话框，在对话框中选择相应的XY数据绘图。Select Columnsfor PlottingWorksheetOK口DatalColunnAXCancelXABY)KYBKyErSetXValuesErom:1<->XETStep:1OLYELAddHeplaceDelete打开SelectColumnsforPlotting对话框的其它方法：在绘图窗口中双击层图标打开Layern对话框，单击PlotAssociations按钮：按Alt键双击层图标；将所需层激活，选择Graph:AddPlottoLayer:GraphType命令：右击层图标快捷菜单中选择PlotAssociations命令。数据图的类型二维线、散点和线+点图HinVertical DropLine常用：2Point SegmentLine Graph3 Point SegmentScatter GraphVertical Step/LineLine+Symbol GraphHorizontal stepScatterSplineLine SeriesLine+ Symbol4-15

Origin 4-15 Origin X X1 X1 X Y1 X X2, X2 X Y2 Y1 X1 X 2 Plot Select Columns for Plotting XY Select Columns for Plotting Layer n Plot Associations Alt Graph:Add Plot to Layer:Graph Type Plot Associations + Line Graph Scatter Graph Line+Symbol Graph