數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計(jì)精選(九篇)

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第1篇：數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；數(shù)據(jù)分析；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；?jié)點(diǎn)管控

中國(guó)分類號(hào)：TP311?1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：10053824（2013）03003004

0引言

物聯(lián)網(wǎng)（internet of things， IoT）是指將各種信息感知設(shè)備及系統(tǒng)通過(guò)接入網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成的巨大的智能網(wǎng)絡(luò)[12]。物聯(lián)網(wǎng)作為一次技術(shù)革命，代表了通信技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的未來(lái)，被稱作繼計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮[3]，受到了世界各國(guó)政府和科研機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注[4]。

作為物聯(lián)網(wǎng)的主要支撐技術(shù)之一[5]，信息處理軟件直接影響著物聯(lián)網(wǎng)的用戶體驗(yàn)及其進(jìn)一步發(fā)展[67]。但是已有的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理軟件的功能較為單一，可擴(kuò)展性不足，應(yīng)用領(lǐng)域受限。為了改善物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理軟件的功能性和擴(kuò)展性，為用戶提供快速、高效的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)管控方案，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種模塊化的多功能的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析與處理軟件。該軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，以VC++ 6.0作為主控模塊實(shí)現(xiàn)環(huán)境，便于在Windows系統(tǒng)環(huán)境下方便地使用本軟件；服務(wù)器采用Apache Tomcat 6.0搭建；數(shù)據(jù)庫(kù)模塊基于MySQL 6.0實(shí)現(xiàn)，以保證軟件的易擴(kuò)展性和穩(wěn)定性；拓?fù)滹@示模塊采用Flex和flash player ActivX 10.0進(jìn)行開發(fā)，以改善用戶體驗(yàn)。

1軟件的總體設(shè)計(jì)

1.1主要功能

本軟件旨在為用戶提供一套快速、高效的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理與管控方案，其主要功能包括以下幾個(gè)方面。

1）網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)解析和處理功能：軟件可對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議解析、分析、處理和存儲(chǔ)等操作，并同相鄰網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

2）網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能：軟件可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫操作，將網(wǎng)絡(luò)重要?dú)v史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)中，并可進(jìn)行讀取等操作，為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理人員提供便利。

3）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滹@示功能：軟件采用FLEX技術(shù)繪制目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，并通過(guò)定時(shí)發(fā)送拓?fù)鋽?shù)據(jù)請(qǐng)求實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錉顟B(tài)圖的實(shí)時(shí)更新，提供了優(yōu)越的用戶體驗(yàn)。

4）網(wǎng)絡(luò)信息查詢和控制功能：本軟件集成了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信息的顯示、查詢能力，用戶可對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相關(guān)狀態(tài)進(jìn)行針對(duì)性的查詢；同時(shí)，提供網(wǎng)絡(luò)屬性調(diào)整和節(jié)點(diǎn)控制功能，用戶可根據(jù)實(shí)際需要修改網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)參數(shù)，控制網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況。

1.2軟件系統(tǒng)總體架構(gòu)

本軟件系統(tǒng)運(yùn)行于C/S架構(gòu)的服務(wù)器平臺(tái)上，作為遠(yuǎn)端服務(wù)器控制軟件完成網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽與數(shù)據(jù)包接收、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析處理、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錉顟B(tài)顯示以及節(jié)點(diǎn)信息查詢與控制等物聯(lián)網(wǎng)管控工作。系統(tǒng)總體組織架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1軟件總體架構(gòu)圖軟件功能模塊主要由6個(gè)部分組成，分別是網(wǎng)絡(luò)通信模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、拓?fù)滹@示模塊、信息查詢模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)交互模塊，如圖2所示。其中，網(wǎng)絡(luò)通信模塊完成底層的網(wǎng)絡(luò)通信工作；參數(shù)設(shè)置模塊接收并設(shè)定用戶輸入的軟件工作基本參數(shù)；數(shù)據(jù)處理模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的解析、判別和數(shù)據(jù)分類處理工作；拓?fù)滹@示模塊負(fù)責(zé)為用戶提供網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜凸?jié)點(diǎn)簡(jiǎn)要信息的顯示；信息查詢模塊為用戶提供網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)詳細(xì)屬性的查詢和節(jié)點(diǎn)控制；數(shù)據(jù)庫(kù)模塊負(fù)責(zé)完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和查詢等工作。

圖2軟件系統(tǒng)功能模塊1.3軟件系統(tǒng)工作流程

本軟件功能模塊間的數(shù)據(jù)流關(guān)系如圖3所示。各模塊間通過(guò)相應(yīng)接口完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的上傳、分析與處理和控制命令的下發(fā)操作。首先，軟件接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的各類型數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行分類與解析。隨后，軟件將數(shù)據(jù)處理結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，拓?fù)滹@示模塊和信息查詢模塊分別通過(guò)查詢/更新數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行信息顯示和用戶控制指令的下發(fā)操作。數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)模塊掃描數(shù)據(jù)庫(kù)中的相應(yīng)表項(xiàng)，提取控制信息后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信模塊下發(fā)至目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。

圖3軟件工作流程圖2主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)

2.1網(wǎng)絡(luò)通信功能模塊

網(wǎng)絡(luò)通信模塊是本軟件的底層數(shù)據(jù)通信模塊，該模塊采用完成端口模型（I/O completion port， IOCP）作為本軟件的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)引擎，由于IOCP規(guī)定了并行線程的數(shù)量，并使用線程池對(duì)線程進(jìn)行管理，從而避免了反復(fù)創(chuàng)建線程和線程調(diào)度的開銷，提高了本軟件的并行處理能力。該模塊通過(guò)構(gòu)造完成端口模型類（IOCPModeSvr），使用CreatIOCompletionPort（）函數(shù)創(chuàng)建完成端口對(duì)象；構(gòu)造ListenProc（）函數(shù)監(jiān)聽來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)感知層網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的連接請(qǐng)求；使用bool CIOCPModeSvr：：SendMsg（）函數(shù)響應(yīng)上層控制命令的下發(fā)要求，向客戶端發(fā)送控制命令幀。

2.2數(shù)據(jù)分析與處理功能模塊

數(shù)據(jù)處理模塊是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析與處理軟件的關(guān)鍵組成模塊之一。該模塊接收來(lái)自底層網(wǎng)絡(luò)模塊的數(shù)據(jù)幀，并進(jìn)行分類、分析、處理及重構(gòu)等操作，為上層數(shù)據(jù)應(yīng)用奠定數(shù)據(jù)預(yù)處理基礎(chǔ)。通過(guò)創(chuàng)建DataProc類實(shí)現(xiàn)該模塊，具體包括：

1）通過(guò)內(nèi)聯(lián)函數(shù)checkType（）快速解析由底層網(wǎng)絡(luò)上傳的數(shù)據(jù)幀的協(xié)議類型與數(shù)據(jù)類型；

2）構(gòu)造getInt（）、getRangeString（）等函數(shù)完成數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)進(jìn)制與格式轉(zhuǎn)換；

3）使用ProcessRecvData（）函數(shù)分析數(shù)據(jù)幀，重構(gòu)出信息處理所需數(shù)據(jù)；

4）完成相應(yīng)數(shù)據(jù)處理功能，主要包括數(shù)據(jù)聚類、數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)范圍判斷、數(shù)據(jù)異常的處理、反饋數(shù)據(jù)幀的構(gòu)造。

2.3參數(shù)設(shè)置模塊

參數(shù)設(shè)置模塊是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析與處理軟件的系統(tǒng)參數(shù)初始化模塊，該模塊讀取用戶設(shè)置的軟件運(yùn)行參數(shù)，并對(duì)軟件進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)行參數(shù)初始化。該模塊響應(yīng)用戶參數(shù)設(shè)置操作，讀取參數(shù)并判斷參數(shù)是否有效。若參數(shù)設(shè)置有效，則對(duì)軟件相應(yīng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行修改，同時(shí)顯示軟件當(dāng)前連接狀態(tài)，界面實(shí)現(xiàn)如圖4所示。

圖4參數(shù)設(shè)置界面

2.4數(shù)據(jù)庫(kù)與Web服務(wù)器

本軟件采用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的存放，其中已經(jīng)直接保存了經(jīng)由數(shù)據(jù)分析與處理模塊上傳的全部數(shù)據(jù)，主要數(shù)據(jù)表包括：表node_topu_stat，用以存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)所有原始拓?fù)湫畔ⅲ槐韓ode_info_stat，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上傳的狀態(tài)信息；表control_stat，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)用戶的查詢和控制指令。由于上層的拓?fù)湔故灸K所需要的是最新的數(shù)據(jù)信息，因而需要Web服務(wù)器模塊將冗余的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，為拓?fù)滹@示模塊提供無(wú)冗余的信息，以實(shí)現(xiàn)基于拓?fù)鋱D的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控。首先，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各分類表加入觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的初步提取。其次，在本模塊中，數(shù)據(jù)處理模塊所生成的最新數(shù)據(jù)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為能夠表示拓?fù)鋱D的XML文件，即將節(jié)點(diǎn)所上傳的鄰居表轉(zhuǎn)換為節(jié)點(diǎn)與邊的關(guān)系。本系統(tǒng)中使用了Web服務(wù)器所能支持的JSP技術(shù)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)生成轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的功能，拓?fù)淇刂颇K直接訪問(wèn)該頁(yè)面的地址，即可實(shí)現(xiàn)拓?fù)鋽?shù)據(jù)的獲取，如圖5所示。

圖5數(shù)據(jù)庫(kù)與Web服務(wù)器2.5拓?fù)滹@示模塊

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滹@示模塊是與用戶進(jìn)行交互的主要模塊，用戶通過(guò)點(diǎn)擊“網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹痹L問(wèn)拓?fù)湔故灸K。該模塊通過(guò)定時(shí)向Web服務(wù)器數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)起拓?fù)鋽?shù)據(jù)請(qǐng)求實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膶?shí)時(shí)更新。通過(guò)向數(shù)據(jù)處理模塊獲取拓?fù)鋁ML數(shù)據(jù)，圖形界面將其轉(zhuǎn)化為拓?fù)鋱D中的“節(jié)點(diǎn)”與“邊”的實(shí)際圖形對(duì)象，并將其他附加數(shù)據(jù)作為標(biāo)簽保存在給節(jié)點(diǎn)，方便用戶查看。模塊工作流程及實(shí)現(xiàn)界面分別如圖6和圖7所示。

圖6拓?fù)滹@示模塊圖7拓?fù)滹@示界面2.6信息查詢與控制

本模塊中的查詢控制功能是指對(duì)物聯(lián)網(wǎng)可控節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制指令。查詢控制指令與拓?fù)鋽?shù)據(jù)一樣，需要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)作為中轉(zhuǎn)，整個(gè)中轉(zhuǎn)回傳的代碼構(gòu)成了控制模塊?？刂浦噶钚枰鶕?jù)實(shí)現(xiàn)指定的通信協(xié)議發(fā)送。在控制指令的收集窗口中，用戶可以進(jìn)行相應(yīng)的選擇，控制模塊負(fù)責(zé)將用戶在窗體中的選擇輸出至與數(shù)據(jù)庫(kù)相連的JSP頁(yè)面，并由JSP頁(yè)面將其存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。網(wǎng)關(guān)通過(guò)定期與服務(wù)器通信獲得最新的操作指令，將其轉(zhuǎn)換為控制指令最終發(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)界面如圖8所示。

3結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種多功能物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析與處理軟件。該軟件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽、數(shù)據(jù)分析處理、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滹@示以及節(jié)點(diǎn)信息查詢與控制等功能模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的有效處理。通過(guò)將該軟件移植于實(shí)際物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境，驗(yàn)證了該軟件能夠快速、高效地處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，且易于擴(kuò)展，為多模異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)條件下的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用平臺(tái)構(gòu)建提供了新的思路。

圖8信息查詢與控制界面

參考文獻(xiàn)：

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第2篇：數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī) 軟件數(shù)據(jù)庫(kù) 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP311.13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）05-0000-00

1 引言

數(shù)據(jù)庫(kù)的核心價(jià)值就是能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中要根據(jù)用戶的需求，嚴(yán)格的遵守?cái)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理念，通過(guò)合理的邏輯分析來(lái)實(shí)現(xiàn)最終設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫(kù)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們可以根據(jù)數(shù)據(jù)之間的互有特征來(lái)將數(shù)據(jù)整理，形成一個(gè)共有的數(shù)據(jù)實(shí)體，并且按照應(yīng)用環(huán)境實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)體的轉(zhuǎn)化。本文中筆者將對(duì)計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的相關(guān)原則進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)原則

為了更好的滿足數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用體驗(yàn)，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)遵守以下原則。

（1）合理規(guī)范數(shù)據(jù)命名；數(shù)據(jù)庫(kù)在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中對(duì)于數(shù)據(jù)命名有著很高的要求，目前我們大多都是通過(guò)字母大小寫的分辨來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分類處理，這種方式也是我們后臺(tái)程序編寫過(guò)程中常用的方法。在數(shù)據(jù)命名的過(guò)程中也要嚴(yán)格的遵守命名長(zhǎng)度要求。（2）不用游標(biāo)；在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，在某些特殊的使用場(chǎng)景要避免游標(biāo)的使用。因?yàn)楹芏啻笮蛿?shù)據(jù)在調(diào)用的過(guò)程中，很容易由于游標(biāo)導(dǎo)致出現(xiàn)死機(jī)的情況，這樣就違背了數(shù)據(jù)庫(kù)建立和使用的原則。在一些必須要用游標(biāo)的情況下，要通過(guò)輸入相關(guān)數(shù)據(jù)以避免低性能游標(biāo)的情況發(fā)生。（3）精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)；由于在數(shù)據(jù)庫(kù)使用的過(guò)程中對(duì)于數(shù)據(jù)實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)要求很高，因此要盡量實(shí)現(xiàn)一事一地，將各個(gè)實(shí)體信息進(jìn)行分化處理，通過(guò)簡(jiǎn)化各類數(shù)據(jù)之間的交互流程來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)性能的提高。（4）調(diào)整數(shù)據(jù)性能；數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)于數(shù)據(jù)交互要求很高，通過(guò)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)調(diào)整才能夠更好的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)調(diào)用和存儲(chǔ)，極大的提高數(shù)據(jù)運(yùn)行和使用效率。通過(guò)合理的數(shù)據(jù)調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)運(yùn)行邏輯的簡(jiǎn)化。（5）減少重復(fù)字段的使用；重復(fù)字段的使用會(huì)造成數(shù)據(jù)冗余，這樣也很容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)在使用的過(guò)程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用不一致的情況。減少重復(fù)字段的使用能夠更好的明確關(guān)鍵字之間的關(guān)系。

3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論分析

在數(shù)據(jù)庫(kù)建立的過(guò)程中，選擇數(shù)據(jù)模型十分重要，數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)選擇、數(shù)據(jù)操作方法等對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的后期使用都會(huì)造成很大的影響。因此，在數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程中首先要根據(jù)用戶的應(yīng)用需求，通過(guò)選取常用的數(shù)據(jù)模型的方式來(lái)便于客戶應(yīng)用過(guò)程中進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)?。黄浯?，就是要以數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)為根本，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)約束的建立來(lái)保證數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)完整。由于數(shù)據(jù)約束在數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程中也會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)造成很大的影響，因此通過(guò)數(shù)據(jù)約束來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)語(yǔ)法關(guān)聯(lián)等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)踐。

3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的實(shí)踐探索

在軟件開發(fā)的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于軟件窗口的合理分析，從屬整體系統(tǒng)的邏輯性設(shè)計(jì)對(duì)于軟件開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)有著十分重要的作用和意義。所謂從屬關(guān)系，就是對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，從而形成各自獨(dú)立的從屬形式的數(shù)據(jù)表格；這種數(shù)據(jù)表格在使用的過(guò)程當(dāng)中能夠使數(shù)據(jù)變得更加條理化；在數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中一般都是以文字的形式來(lái)展現(xiàn)的，這就使得數(shù)據(jù)不但能夠更加直觀的展示給使用者，而且能夠在數(shù)據(jù)調(diào)用的過(guò)程中通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)有效的提升數(shù)據(jù)庫(kù)的容錯(cuò)性。假設(shè)在程序設(shè)計(jì)的過(guò)程中使用者輸入錯(cuò)誤，數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行提示，并限制下一步的動(dòng)作，從而避免使用者出現(xiàn)錯(cuò)誤。軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效果對(duì)于軟件設(shè)計(jì)有著很大的影響，因此在數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)使用過(guò)程中要根據(jù)使用者的使用習(xí)慣，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的整體系統(tǒng)進(jìn)行管理，通過(guò)固定的流程形式來(lái)進(jìn)行相關(guān)操作。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)案例分析

軟件設(shè)計(jì)過(guò)程包含諸多內(nèi)容，首先就是要對(duì)未來(lái)系統(tǒng)的使用需求進(jìn)行分析，并且按照軟件的設(shè)計(jì)理念來(lái)歸納用戶需求，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所需設(shè)計(jì)軟件的邏輯分析，進(jìn)而對(duì)軟件進(jìn)行物理設(shè)計(jì)。

（1）數(shù)據(jù)庫(kù)需求分析，就是在軟件設(shè)計(jì)之初對(duì)于用戶的需求進(jìn)行分析，根據(jù)客戶對(duì)軟件的信息要求以及后期應(yīng)用過(guò)程中的安全要求等來(lái)取得相關(guān)信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容的前期規(guī)劃。（2）數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)，首先就是按照集成設(shè)計(jì)的理念，然后對(duì)軟件整體進(jìn)行分析，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件整體的合理分解，模塊化小單位的設(shè)計(jì)能夠極大地提升軟件設(shè)計(jì)的可靠性和安全性，之后再講小模塊進(jìn)行容納組合；或者對(duì)軟件系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行整體化的布局。（3）數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯模式對(duì)于設(shè)計(jì)者在使用過(guò)程中有著很大的影響，因此數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)對(duì)于內(nèi)容的邏輯有著很高的要求。數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)要對(duì)根據(jù)最終使用者的傾向來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且在復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中針對(duì)各個(gè)用戶進(jìn)行針對(duì)性的數(shù)據(jù)調(diào)用，并且能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)保密。（4）數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)是對(duì)龐大數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中索引、分區(qū)等相關(guān)資料區(qū)分的內(nèi)容，（5）數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)，數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)最后階段的重要組成部分，這樣才能夠保證在軟件設(shè)計(jì)完成并且投入使用后能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

在本文中我們對(duì)計(jì)算機(jī)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了分析和探討，數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)運(yùn)用不但是為了滿足數(shù)據(jù)使用者的設(shè)計(jì)需求，而且是保證計(jì)算機(jī)時(shí)代數(shù)據(jù)安全、系統(tǒng)穩(wěn)定的重要保證。所以說(shuō)在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，除了設(shè)計(jì)前期的邏輯設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析之外，還要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行物理設(shè)計(jì)、維護(hù)等工作。以上是筆者對(duì)計(jì)算機(jī)軟件庫(kù)設(shè)計(jì)原則及應(yīng)用的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)，希望能夠?qū)Υ蠹夷軌蛴兴鶐椭?/p>

參考文獻(xiàn)

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第3篇：數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 系統(tǒng)開發(fā)

1 基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開發(fā)重要內(nèi)容

1.1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全性的保障

在開發(fā)過(guò)程中，要將安全性放在首要位置，觀察所進(jìn)行的開發(fā)任務(wù)是否符合現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)軟件的使用需求，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中比較常見的病毒類型來(lái)對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行加密，這樣能夠最大限度的降低使用威脅。軟件加密可以理解為開發(fā)過(guò)程中的重點(diǎn)內(nèi)容，關(guān)系到系統(tǒng)是否能夠在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)達(dá)到使用安全標(biāo)準(zhǔn)，隨著系統(tǒng)使用時(shí)間的增加，很容易出現(xiàn)漏洞現(xiàn)象，此時(shí)所進(jìn)行的開發(fā)也要從軟件的更新方面來(lái)進(jìn)行，這樣在使用過(guò)程中即使遇到嚴(yán)重的安全性下降問(wèn)題，也能夠通過(guò)后期的使用更新來(lái)得到解決。由此可見，在設(shè)計(jì)期間科學(xué)的利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析能夠使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開發(fā)到達(dá)更理想的效果，這也是現(xiàn)階段開發(fā)技術(shù)中重點(diǎn)提升的部分功能，需要技術(shù)人員加強(qiáng)創(chuàng)新研究。

1.2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析在系統(tǒng)開發(fā)中的體現(xiàn)

運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析能夠在短時(shí)間內(nèi)促進(jìn)軟件開發(fā)任務(wù)更好的進(jìn)行，同時(shí)這也是開發(fā)期間需要重點(diǎn)研究的內(nèi)容，針對(duì)傳統(tǒng)方法中所遇到的問(wèn)題，在新型數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)用時(shí)要作為重點(diǎn)解決的內(nèi)容。開發(fā)過(guò)程中如何運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)，其中包含了大量的數(shù)據(jù)分析內(nèi)容，并且能夠隨著使用過(guò)程中效果的不斷提升，來(lái)促進(jìn)管理計(jì)劃在其中更好的落實(shí)。軟件投入使用后對(duì)于病毒的檢測(cè)是自動(dòng)進(jìn)行的，這樣能夠避免出現(xiàn)使用安全性下降的嚴(yán)重問(wèn)題，同時(shí)也能夠確保使用期間操作人員更好的向系統(tǒng)發(fā)出指令，以免造成嚴(yán)重的安全不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象。對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行加密處理，能夠確保其中的軟件得到更好的使用，并保護(hù)重要的數(shù)據(jù)信息不會(huì)丟失。

2 基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開發(fā)建議

2.1 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份

在開發(fā)過(guò)程中，很容易出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，造成嚴(yán)重的數(shù)據(jù)信息丟失，針對(duì)這一問(wèn)題，在開發(fā)過(guò)程中，需要針對(duì)爭(zhēng)議性比較大的部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行備份處理，將其保存在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)盤中，這樣即使開發(fā)期間軟件存儲(chǔ)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，也能夠快速的通過(guò)網(wǎng)絡(luò)備份來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行還原處理，確保開發(fā)任務(wù)可以繼續(xù)順利進(jìn)行。在開發(fā)期間，所遇到的問(wèn)題都能夠通過(guò)數(shù)據(jù)分析的合理運(yùn)用來(lái)得到快速解決，這也是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)過(guò)程中技術(shù)先進(jìn)性的具體體現(xiàn)。在此環(huán)境下，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)針對(duì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行相互交流，在短時(shí)間內(nèi)快速進(jìn)步，并達(dá)到理想的使用安全性標(biāo)準(zhǔn)，這樣后續(xù)的設(shè)計(jì)任務(wù)也能夠順利進(jìn)行，幫助提升軟件使用過(guò)程中的創(chuàng)新性，能夠在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中快速的完成數(shù)據(jù)補(bǔ)充與內(nèi)容更新。

2.2 提升軟件的使用兼容性

設(shè)計(jì)時(shí)兼容性的保障也是十分重要的，在這樣的環(huán)境下，開展開發(fā)任務(wù)需要通過(guò)框架結(jié)構(gòu)測(cè)試來(lái)觀察是否能夠適應(yīng)使用環(huán)境。在設(shè)計(jì)初期，如果發(fā)現(xiàn)兼容性不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，可以通過(guò)對(duì)后續(xù)軟件設(shè)計(jì)框架的調(diào)整來(lái)達(dá)到理想的使用狀態(tài)，同時(shí)這也是設(shè)計(jì)期間需要重點(diǎn)注意的內(nèi)容，關(guān)系到系統(tǒng)的運(yùn)行使用的安全性，對(duì)于一些比較常見的安全性不足問(wèn)題，在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)重點(diǎn)的優(yōu)化解決。以免造成嚴(yán)重的安全性下降問(wèn)題。設(shè)計(jì)期間要合理運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析功能，對(duì)軟件的數(shù)據(jù)組成進(jìn)行科學(xué)分析，并篩選出其中比較重要的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行備份處理，以備使用。

2.3 虛擬局域網(wǎng)的應(yīng)用

運(yùn)用虛擬局域網(wǎng)，能夠在短時(shí)間內(nèi)擴(kuò)大軟件的存儲(chǔ)功能，并幫助更好的提升使用過(guò)程中的軟件穩(wěn)定性。運(yùn)行期間，系統(tǒng)能夠在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中自動(dòng)的搜索更新數(shù)據(jù)庫(kù)，并在網(wǎng)絡(luò)允許的情況下自動(dòng)完成更新任務(wù)，通過(guò)這種方法來(lái)幫助降低使用過(guò)程中的網(wǎng)絡(luò)安全性影響，并且在存儲(chǔ)功能與數(shù)據(jù)分析功能上都會(huì)有很明顯的進(jìn)步，這也是傳統(tǒng)方法中難以解決的，在這樣的環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)功能的實(shí)現(xiàn)會(huì)通過(guò)虛擬局域網(wǎng)部分。這種方法更方便對(duì)軟件的安全性進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題也能在局部范圍內(nèi)解決，不容易造成嚴(yán)重的安全性下降問(wèn)題。設(shè)計(jì)技術(shù)的合理選擇直接關(guān)系到后續(xù)軟件是否能夠正常使用，并且在功能上也存在很多的不合理現(xiàn)象，針對(duì)傳統(tǒng)方法中存在的各類問(wèn)題，能夠更好的解決，并促進(jìn)使用效果得到更多的發(fā)揮，解決網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中所受到的安全威脅。明確重點(diǎn)的技術(shù)方法之后，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要科學(xué)的落實(shí)應(yīng)用，高效完成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)任務(wù)。

3 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開發(fā)是一個(gè)長(zhǎng)期且復(fù)雜的任務(wù)，即使現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)日漸成熟、網(wǎng)絡(luò)安全防范體系也日趨完善，但是網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題是相對(duì)存在的。因此，在實(shí)際計(jì)算機(jī)應(yīng)用管理中，只能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)寬帶的特點(diǎn)和具體的應(yīng)用需求去找到平衡網(wǎng)絡(luò)安全和網(wǎng)絡(luò)性能，以此為指導(dǎo)思想來(lái)配置網(wǎng)絡(luò)安全軟件。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

田海宇（1978-），男，現(xiàn)為黑龍江職業(yè)學(xué)院 信息工程學(xué)院講師。研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

第4篇：數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)復(fù)雜工程；虛擬仿真；創(chuàng)新能力；課程群；實(shí)踐體系

0.引言

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)是一門基礎(chǔ)學(xué)科，計(jì)算機(jī)能力是當(dāng)代大學(xué)生必備的能力之一，建立大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系，完善創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式非常重要…。但由于學(xué)校的學(xué)科優(yōu)勢(shì)、專業(yè)特色、課程設(shè)置、管理模式等情況各異，實(shí)驗(yàn)室資源條件也各不相同，計(jì)算機(jī)教育必須應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的挑戰(zhàn)，無(wú)論是技術(shù)發(fā)展、管理手段，還是學(xué)習(xí)模式變化，都使計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為必然。因此，引入虛擬仿真技術(shù)解決計(jì)算機(jī)復(fù)雜工程問(wèn)題具有很高的現(xiàn)實(shí)意義和推廣價(jià)值。

1.教學(xué)內(nèi)容面向解決系統(tǒng)化工程問(wèn)題

復(fù)雜工程問(wèn)題需要扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)校應(yīng)面向計(jì)算機(jī)類專業(yè)的就業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行調(diào)研，根據(jù)調(diào)研的情況修訂培養(yǎng)方案，在修訂過(guò)程中把握3條主線，即軟件架構(gòu)與應(yīng)用軟件類（包括系統(tǒng)架構(gòu)、軟件開發(fā)等）、硬件應(yīng)用設(shè)計(jì)類（包括嵌入式、組成原理等）、數(shù)據(jù)科學(xué)類（包括大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算等）始終貫穿培養(yǎng)方案，如圖1所示為改革后的課程群。應(yīng)用軟件類第一學(xué)期開設(shè)c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程；第二學(xué)期開設(shè)c語(yǔ)言實(shí)踐課程；第三學(xué)期開設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程，奠定軟件開發(fā)基礎(chǔ)；第四學(xué)期開設(shè)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等，提升軟件開發(fā)能力；第五學(xué)期開設(shè)專業(yè)程序設(shè)計(jì)課程，例如Web程序設(shè)計(jì)、軟件綜合課程設(shè)計(jì)等，強(qiáng)化專業(yè)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)開發(fā)能力；第六學(xué)期開設(shè)智能終端軟件開發(fā)和軟件工程等軟件設(shè)計(jì)課程，提升應(yīng)用軟件系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力；第七學(xué)期開設(shè)軟件架構(gòu)與應(yīng)用開發(fā)課程，全方位提升軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)開發(fā)能力，使學(xué)生從進(jìn)入校園到離開校園，應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)能力連續(xù)提高，直至就業(yè)。在此過(guò)程中，學(xué)校應(yīng)充分利用校企合作，安排學(xué)生到企業(yè)實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)，以提高學(xué)生的軟件開發(fā)能力，系統(tǒng)化地培養(yǎng)應(yīng)用軟件類人才。硬件應(yīng)用類第一學(xué)期開設(shè)計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論課程、第三學(xué)期開設(shè)數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)課程；第四學(xué)期開設(shè)計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)課程；第五學(xué)期開設(shè)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程，奠定硬件開發(fā)基礎(chǔ)；第六學(xué)期開設(shè)硬件綜合課程設(shè)計(jì)，提升硬件開發(fā)能力。學(xué)校要瞄準(zhǔn)“互聯(lián)網(wǎng)+”，適應(yīng)行業(yè)需求，增設(shè)數(shù)據(jù)科學(xué)方向。第一學(xué)期開設(shè)高等數(shù)學(xué)及計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論等課程；二學(xué)期開設(shè)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程；第三學(xué)期開設(shè)離散數(shù)學(xué)及數(shù)學(xué)建模/計(jì)算方法等課程；第四學(xué)期開設(shè)算法分析與設(shè)計(jì)課程等，奠定數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)；第五學(xué)期開設(shè)數(shù)據(jù)挖掘基礎(chǔ)課程，強(qiáng)化數(shù)據(jù)利用基礎(chǔ)；第六學(xué)期開設(shè)大數(shù)據(jù)分析與處理、云計(jì)算與大數(shù)據(jù)實(shí)踐等課程，提升大數(shù)據(jù)平臺(tái)搭建和大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用能力，使學(xué)生從進(jìn)入校園到離開校園數(shù)據(jù)分析處理能力連續(xù)提高，直至就業(yè)。實(shí)驗(yàn)室組建課外科技活動(dòng)小組，包括嵌入式系統(tǒng)興趣小組、智能終端設(shè)計(jì)開發(fā)小組、網(wǎng)頁(yè)制作及組網(wǎng)興趣小組等。

2.課程群建設(shè)面向復(fù)雜工程設(shè)計(jì)

我們把數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)和編譯原理4門專業(yè)課構(gòu)造為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)核心課程群，重構(gòu)了課程群的知識(shí)體系與實(shí)驗(yàn)體系，如圖2所示。

軟件架構(gòu)方向培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)開發(fā)能力。我們將c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理和軟件工程4門計(jì)算機(jī)專業(yè)課程構(gòu)造為該方向課程群，如圖3所示。

數(shù)據(jù)科學(xué)方向主要培養(yǎng)大數(shù)據(jù)科學(xué)與工程領(lǐng)域的復(fù)合型高級(jí)技術(shù)人才，畢業(yè)生具有信息科學(xué)、管理科學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能，掌握大數(shù)據(jù)科學(xué)所需要的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)處理等相關(guān)學(xué)科的基本理論和基本知識(shí)，熟練掌握大數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理與分析、傳輸與應(yīng)用等技術(shù)?；诖?，我們將概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、離散數(shù)學(xué)、算法分析與設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)挖掘4門計(jì)算機(jī)專業(yè)課程構(gòu)造為該方向課程群，如圖4所示。

3.引入虛擬仿真模式，建立多位一體的學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)體系

在信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)化的演變歷程中，信息服務(wù)日益豐富，使計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)規(guī)模不斷增大，復(fù)雜性不斷提高，信息安全的形式也日益嚴(yán)峻。傳統(tǒng)的基于單機(jī)和實(shí)物的實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件難以呈現(xiàn)異構(gòu)、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，難以觸及計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)（例如cPu設(shè)計(jì)、多核設(shè)計(jì)等），難以分析實(shí)時(shí)、潛在的安全威脅，導(dǎo)致學(xué)生理論與實(shí)際相脫節(jié)，對(duì)所學(xué)知識(shí)缺少系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)，在能力上無(wú)法適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)計(jì)算機(jī)人才的需求。因此，必須引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)，解決計(jì)算機(jī)各學(xué)科中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)問(wèn)題，完善現(xiàn)有計(jì)算機(jī)各學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。應(yīng)重點(diǎn)開展與網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和信息安全相關(guān)的基礎(chǔ)訓(xùn)練、綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新拓展3層次虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)隨課實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)實(shí)施，實(shí)驗(yàn)體系如圖5所示。

4.統(tǒng)一規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法

學(xué)生應(yīng)將數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于設(shè)計(jì)CPU，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。在理順教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，各課程以完成基本計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)為教學(xué)目標(biāo)，改進(jìn)教學(xué)方法；在加強(qiáng)原理性知識(shí)講解的同時(shí)，強(qiáng)化工程化實(shí)現(xiàn)方法的訓(xùn)練，力求學(xué)生在系統(tǒng)原理和工程實(shí)現(xiàn)方法兩方面均有收獲。

5.統(tǒng)一規(guī)劃課程實(shí)驗(yàn)體系

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能力培養(yǎng)中，實(shí)踐占有很大的比重，是學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題的過(guò)程，更是檢驗(yàn)教學(xué)效果的重要手段。然而，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，要讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)和實(shí)踐內(nèi)容，需要我們精心設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系，圍繞教學(xué)改革目標(biāo)設(shè)置各課程的階段子目標(biāo)和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；完成模塊設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)后，再通過(guò)綜合實(shí)驗(yàn)來(lái)最終集成，形成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。在計(jì)算機(jī)組成原理課程中，我們安排了8個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)精心安排和組織，8個(gè)實(shí)驗(yàn)由基礎(chǔ)到全面，由運(yùn)算器、控制器到CPU設(shè)計(jì)，構(gòu)成了一個(gè)基本完整的CPU系統(tǒng)。

（1）實(shí)驗(yàn)1（海明碼）和實(shí)驗(yàn)2（乘法器）的目的在于了解和熟悉計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的容錯(cuò)技術(shù)和海明碼原理以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的補(bǔ)碼booth乘法器的原理。

（2）實(shí)驗(yàn)3（算數(shù)邏輯運(yùn)算單元）的目的是掌握簡(jiǎn)單運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳送通路和驗(yàn)證4位ALU運(yùn)算器的組合功能。

（3）實(shí)驗(yàn)4（時(shí)序部件）的目的是理解計(jì)算機(jī)控制器中時(shí)序控制部件的基本組成和工作原理，掌握啟停邏輯電路、節(jié)拍脈沖發(fā)生器的工作原理及設(shè)計(jì)方法，了解啟停邏輯電路、節(jié)拍脈沖發(fā)生器等電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。（4）實(shí)驗(yàn)5（硬布線控制器）的目的是理解指令譯碼器的作用和重要性，學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)組合邏輯控制器。硬布線控制器的控制信號(hào)直接由各種類型的邏輯門和觸發(fā)器構(gòu)成。

（5）實(shí)驗(yàn)6（微程序控制器）的目的是理解微程序控制器的控制原理，進(jìn)一步掌握指令流程和功能，了解掌握微程序控制器的設(shè)計(jì)思路和方法。

（6）實(shí)驗(yàn)7和實(shí)驗(yàn)8（CPU設(shè)計(jì)）要求學(xué)生利用已有的計(jì)算機(jī)組成原理知識(shí)以及對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的初步學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)一個(gè)完整的CPU體系結(jié)構(gòu)（包括指令系統(tǒng)、尋址方式、數(shù)據(jù)表示、寄存器結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)系統(tǒng)和流水線結(jié)構(gòu)等）。

第5篇：數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：航空電源，虛擬儀器，測(cè)試

中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

隨著航空科技的發(fā)展，先進(jìn)的機(jī)載設(shè)備大幅度增加，自動(dòng)化程度日益提高，飛機(jī)對(duì)供電系統(tǒng)的依賴性越來(lái)越大，對(duì)其供電品質(zhì)也就提出了更高的要求。為了驗(yàn)證航空電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造是否滿足給定的要求，以及為新產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)品的維修提供依據(jù)，就必須對(duì)其性能參數(shù)進(jìn)行全面系統(tǒng)的測(cè)試。

當(dāng)前，虛擬儀器技術(shù)日益成為測(cè)試技術(shù)發(fā)展的主流。在虛擬儀器技術(shù)中，可以用功能強(qiáng)大的計(jì)算軟件代替某些傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器， 實(shí)現(xiàn)“軟件即儀器”的設(shè)計(jì)思想，從而使測(cè)試系統(tǒng)更為簡(jiǎn)潔、靈活、方便。根據(jù)測(cè)試任務(wù)和要求，設(shè)計(jì)了基于虛擬儀器技術(shù)的航空電源測(cè)試系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

航空電源測(cè)試系統(tǒng)是以測(cè)控計(jì)算機(jī)為核心的高速數(shù)據(jù)采集與處理的數(shù)字式測(cè)試設(shè)備，由硬件和軟件兩大部分組成。測(cè)控計(jì)算機(jī)是整個(gè)綜合測(cè)試系統(tǒng)的核心，通過(guò)控制測(cè)控計(jì)算機(jī)中的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)拖動(dòng)臺(tái)的轉(zhuǎn)速、鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)速等控制；測(cè)控計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)交直流電源系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)的采集，并由測(cè)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析與處理；最后通過(guò)控制面板將測(cè)試結(jié)果和生成報(bào)表予以顯示，并根據(jù)需求進(jìn)行打印。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

圖2 軟件設(shè)計(jì)模塊

2 系統(tǒng)硬件

航空電源測(cè)試系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上由拖動(dòng)臺(tái)、油冷裝置、鼓風(fēng)機(jī)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)、交直流電阻負(fù)載箱等組成，能夠?qū)崿F(xiàn)交直流電源系統(tǒng)的綜合測(cè)試。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由信號(hào)調(diào)理箱和高速數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的調(diào)理與采集；計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的硬件部分主要是測(cè)控計(jì)算機(jī)，該測(cè)控計(jì)算機(jī)選用較先進(jìn)的工控計(jì)算機(jī)，這樣可以保證實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集分析、存儲(chǔ)的需要，使得該系統(tǒng)具有很好實(shí)時(shí)性和較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力；交直流負(fù)載箱主要提供滿足檢測(cè)所需的直流、單相交流、三相交流的大電流負(fù)載；拖動(dòng)臺(tái)采用變頻調(diào)速控制。在功能上測(cè)試系統(tǒng)由激勵(lì)源、數(shù)據(jù)采集和控制處理系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)組成。激勵(lì)源主要用來(lái)產(chǎn)生測(cè)試被測(cè)部件時(shí)，系統(tǒng)正常工作所需的各種輸入信號(hào)；數(shù)據(jù)采集和控制處理系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)以及配套的各種硬件共同完成對(duì)數(shù)據(jù)的采集和處理，同時(shí)對(duì)加到被測(cè)部件的各種激勵(lì)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。

3 系統(tǒng)軟件

航空電源測(cè)試系統(tǒng)能夠依據(jù)國(guó)軍標(biāo)HB6448-90、GJB181A-20O3、GJB181-86的有關(guān)規(guī)定及系統(tǒng)要求，對(duì)交、直流電源系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，且具有自動(dòng)加卸負(fù)載的功能。

該系統(tǒng)采用 LabVIEW作為系統(tǒng)開發(fā)語(yǔ)言，具有可視化、交互式、標(biāo)準(zhǔn)的 Windows 操作界面，很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析功能和功能齊全的軟件工具包，符合測(cè)控系統(tǒng)的自身特點(diǎn)。

航空電源測(cè)試系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，該系統(tǒng)由四個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成：交流測(cè)試子系統(tǒng)、直流測(cè)試子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)和系統(tǒng)幫助子系統(tǒng)。如圖2所示。其中交、直流子系統(tǒng)不僅進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、回放以及對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、變頻器電源等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理。它的程序結(jié)構(gòu)層次清晰，便于今后可以進(jìn)一步擴(kuò)展系統(tǒng)的測(cè)試功能。

電源測(cè)試程序是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，它負(fù)責(zé)管理和協(xié)調(diào)各軟件子模塊的工作，完成測(cè)試程序的產(chǎn)生和執(zhí)行。具體檢測(cè)程序中系統(tǒng)支持兩種 GJB 的數(shù)據(jù)檢測(cè)，測(cè)試人員可以通過(guò)界面下拉菜單選擇不同 GJB 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試系統(tǒng)將按照檢測(cè)人員選擇的待測(cè)項(xiàng)目調(diào)用測(cè)試功能子系統(tǒng)，并生成測(cè)試報(bào)表，供檢測(cè)人員參考或分析。參數(shù)測(cè)試相如圖 3 所示。

4 實(shí)驗(yàn)應(yīng)用

以三相交流穩(wěn)態(tài)參數(shù)測(cè)試為例，采樣率為115k，發(fā)電機(jī)A、B、C三相采集通道分別為AC115V-1，AC115V-2，AC115V-3，啟動(dòng)拖動(dòng)臺(tái)并使發(fā)電機(jī)工作。使用GJB181分析軟件進(jìn)行三相穩(wěn)態(tài)參數(shù)分析，結(jié)果如圖4所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

該測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)用于航空發(fā)電機(jī)性能參數(shù)的實(shí)際測(cè)試。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)運(yùn)行可靠穩(wěn)定、人機(jī)交互界面友好、功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)單，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可靠、精度和準(zhǔn)確度高，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了工程技術(shù)的要求，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1] 梁虹，吳瑞金，果占治，吳立勛.基于虛擬儀器的直升機(jī)電源綜合測(cè)試系統(tǒng)[J].信息與電子工程. 2007，5（1）：26-30.

第6篇：數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：labview；接地測(cè)量?jī)x器；數(shù)據(jù)分析

引言

隨著電網(wǎng)接地裝置性能檢測(cè)方法的日益成熟，進(jìn)行接地裝置測(cè)量的儀器設(shè)備層出不窮，市場(chǎng)上魚龍混雜，目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的方法、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其性能要求進(jìn)行限定，也沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行入網(wǎng)檢測(cè)、校驗(yàn)，這就給接地裝置的準(zhǔn)確評(píng)估帶來(lái)了極大的隱患[1]。

該文章針對(duì)接地測(cè)量?jī)x器，研究設(shè)計(jì)了一套完整的校驗(yàn)系統(tǒng)，可以對(duì)接地裝置的電流、電壓、接地阻抗等方面進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，避免了由于測(cè)量設(shè)備的誤差所造成的錯(cuò)誤評(píng)價(jià)，消除了對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)極大的危害，保證了其性能和精度的要求。

1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)由硬件和測(cè)試分析軟件兩大部分組成，系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)如圖1所示。分析系統(tǒng)以 labview12.0為開發(fā)平臺(tái)，而軟件是虛擬儀器的核心部分，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖

系統(tǒng)軟件由控制底層硬件管理模塊與分析功能模塊組成，完成虛擬儀器特定的邏輯分析處理過(guò)程。硬件是虛擬儀器工作的基礎(chǔ)，主要由調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)組成，完成對(duì)被測(cè)信號(hào)的采集、傳輸、運(yùn)算處理及顯示測(cè)試結(jié)果等。

2 測(cè)量方法

圖2 接地電阻測(cè)量原理圖

該文章采用三極法進(jìn)行測(cè)量，接線原理圖如圖2所示，其中電位極處于實(shí)際的零點(diǎn)為區(qū)內(nèi)，在確定電位極位置時(shí)，可在接地體與電流極之間多個(gè)位置測(cè)量嘗試，而實(shí)際中常采用0.618法，即電位極到接地體的距離dGP是電流極到接地體距離dGC的0.618倍，而電流極到接地體的距離是根據(jù)接地網(wǎng)最大對(duì)角距離確定的，一般取dGC=（4～5）D，D為接地網(wǎng)最大對(duì)角距離[2]。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)的編制過(guò)程中采用了結(jié)構(gòu)化和模塊化編程的基本思路[3]。軟件應(yīng)用DAQ實(shí)現(xiàn)了硬件-NI數(shù)據(jù)采集卡與labview軟件之間的信號(hào)輸送，并開發(fā)了一套高效、準(zhǔn)確的信號(hào)分析系統(tǒng)。軟件設(shè)計(jì)框圖如圖3所示。

圖3 軟件設(shè)計(jì)框圖

4 信號(hào)分析系統(tǒng)

信號(hào)分析系統(tǒng)主要是由三部分組成，分別是時(shí)域分析、頻域分析和相關(guān)性分析，通過(guò)分析可以得到電流、電壓信號(hào)的均值，再根據(jù)數(shù)學(xué)模型測(cè)量得到接地電阻的值[4]。分析系統(tǒng)前面板和程序框圖如圖4、圖5所示。

圖4 程序前面板

圖5 程序框圖

5 結(jié)束語(yǔ)

該文章針對(duì)接地電阻的測(cè)量，設(shè)計(jì)了一套基于labview的數(shù)據(jù)采集和信號(hào)分析與處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)的時(shí)域分析、頻域分析、相關(guān)性分析等[5]。系統(tǒng)利用labview軟件分析準(zhǔn)確和高效，對(duì)接地電阻進(jìn)行精確的測(cè)量。該系統(tǒng)同樣可以廣泛用于測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域，完成對(duì)信號(hào)的實(shí)時(shí)采集和處理。

參考文獻(xiàn)

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第7篇：數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計(jì)范文

硬件部分由濾波電路和放大部分組成，因?yàn)槲⒉l率信號(hào)再由頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)幅值較小，而且有干擾信號(hào)，無(wú)法直接被單片機(jī)采集，所以，需要經(jīng)過(guò)濾波放大電路后才可以送給單片機(jī)。濾波電路采用Sallen-Key濾波器，Sallen-Key濾波器又稱雙極點(diǎn)電壓控制電壓源［3］，如圖2所示。濾波器輸出信號(hào)后再通過(guò)放大電路，電路采用LMC6484［4］組成的放大電路，如圖3所示。經(jīng)過(guò)放大電路后，C8051F310單片機(jī)利用內(nèi)部自帶的10位A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行采集得到電壓信號(hào)，然后送給上位機(jī)。

2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件系統(tǒng)主要包括C8051F310單片機(jī)對(duì)電壓信號(hào)的采集程序和用LabVIEW編寫的上位機(jī)。

2．1C8051F310單片機(jī)采集程序C8051F310單片機(jī)內(nèi)部自帶10位AD，轉(zhuǎn)換速率可達(dá)200ksps，具有17個(gè)外部單端或差分輸入，VREF可以在外部引腳或VDD中選擇［5］。設(shè)計(jì)采用單端輸入，VREF接5V電壓，可以采集到0～5V的電壓信號(hào)，精度為0．00488V，可以滿足實(shí)驗(yàn)需要。串口發(fā)送利用單片機(jī)的串口發(fā)送給上位機(jī)，波特率設(shè)置為9600，單片機(jī)采集完電壓信號(hào)后，立即發(fā)送給上位機(jī)。圖4為單片機(jī)采集程序流程圖。

2．2軟件設(shè)計(jì)溴酸鹽檢測(cè)與分析系統(tǒng)的軟件部分在LabVIEW平臺(tái)上進(jìn)行開發(fā)，采集硬件部分的電壓信號(hào)，利用RS—232接口將信號(hào)傳入PC，及時(shí)地顯示信號(hào)數(shù)值及其波形，完成對(duì)溴酸鹽檢測(cè)與分析系統(tǒng)硬件設(shè)備的檢測(cè)，設(shè)計(jì)流程如圖5所示。數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)分析。在數(shù)據(jù)接收方面，上位機(jī)一幀一幀地接收數(shù)據(jù)，每一幀有4個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，分別為:1個(gè)字節(jié)的幀頭、2個(gè)字節(jié)的電壓值、1個(gè)字節(jié)的幀尾。為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的可靠性，程序采取對(duì)50組數(shù)據(jù)求平均值的方法。這里采用的是移位寄存器，在大循環(huán)框內(nèi)使用2個(gè)移位寄存器，程序每一次循環(huán)4個(gè)數(shù)都不斷疊加直到50組數(shù)發(fā)送完成，然后對(duì)這個(gè)總數(shù)求平均值。數(shù)據(jù)分析方面，由于傳感器輸出的電壓值與所測(cè)溴酸鹽濃度值之間存在明顯的非線性，為了提高測(cè)量精度，必須進(jìn)行非線性化校正，使之線性化。線性化方法很多，在此應(yīng)用最小化二乘法原理實(shí)現(xiàn)曲線擬合，而且選取在Matlab平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)［6］。先用精密天平稱量不同質(zhì)量的溴酸鉀粉末，再用蒸餾水分別配置5，8，11，14，17，20，23，26，29，32，35，38，41，44，47，50μg/L的溴酸鉀溶液，并用滴管分別取不同濃度的溴酸鉀溶液進(jìn)行測(cè)試，得到的數(shù)據(jù)如表1所示。得到數(shù)據(jù)在Matlab平臺(tái)上進(jìn)行曲線擬合，分別用二，三，四，五次多項(xiàng)式進(jìn)行擬合，如圖7～圖10所示?？梢钥闯?，用五次多項(xiàng)式能夠很好地?cái)M合出電壓值與溴酸鹽濃度值的關(guān)系，而且在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)起來(lái)也比較快速、容易，因此，采用五次多項(xiàng)式進(jìn)行擬合。從圖10的曲線圖可以很容易得到溴酸鹽濃度值與傳感器輸出電壓值之間的關(guān)系，五次多項(xiàng)式的系數(shù)分別為0．2764，－2．4990，7．0900，－5．5968，7．3794，2．6526，因此，擬合的曲線方程可以表示。

3系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

先用精密天平稱量不同質(zhì)量的溴酸鉀粉末，再用蒸餾水分別配置5，10，15，20，30，40，50μg/L的溴酸鉀溶液。配完溶液后，用滴管分別取不同濃度的溴酸鉀溶液滴到薄壁玻璃瓶?jī)?nèi)進(jìn)行測(cè)試，得到的數(shù)據(jù)如表2所示。

4結(jié)論

第8篇：數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：無(wú)線溫度采集；ZigBee；CC2530；DS18B20

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/ki.16723198.2016.31.093

1 前言

工農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)過(guò)程中需要對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行檢測(cè)，傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)方式多采用有線傳輸方式，使用溫度傳感器采集環(huán)境溫度并將溫度值傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)將溫度值通過(guò)總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?，采用的總線有485總線、Can總線、以太網(wǎng)總線等，有線傳輸方式具有傳輸速度快、傳輸可靠等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)對(duì)于監(jiān)控范圍廣、監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量多等復(fù)雜環(huán)境情r，有線傳輸方式布線困難、成本高。隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，溫度采集傳輸趨向于無(wú)線傳輸方式，無(wú)線傳輸方式具有使用靈活、覆蓋范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因此無(wú)線溫度采集系統(tǒng)將會(huì)有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。

本文設(shè)計(jì)了基于ZigBee的無(wú)線溫度采集系統(tǒng)，采用CC2530片上系統(tǒng)芯片作為系統(tǒng)控制器，選用DS18B20溫度傳感器采集環(huán)境溫度，利用CC2530芯片內(nèi)部的RF收發(fā)器將溫度值無(wú)線傳輸，為實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度采集，選用星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。協(xié)調(diào)器模塊通過(guò)RF收發(fā)器接收各終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)可顯示在LCD1602液晶屏上，同時(shí)利用RS232串口模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理及保存。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的無(wú)線溫度采集系統(tǒng)包括溫度采集終端和協(xié)調(diào)器接收系統(tǒng)，采用ZigBee星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。溫度采集終端由溫度傳感器芯片、CC2530片上系統(tǒng)芯片、時(shí)鐘芯片以及天線組成，該模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。協(xié)調(diào)器接收系統(tǒng)由CC2530片上系統(tǒng)芯片、接收天線、LCD液晶顯示屏和FT232接口轉(zhuǎn)換芯片組成，該模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.1 溫度采集終端系統(tǒng)設(shè)計(jì)

溫度采集終端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度采集，溫度傳感器采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)紺C2530芯片，CC2530片內(nèi)單片機(jī)將接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)值，同時(shí)讀取時(shí)鐘芯片寄存器獲取當(dāng)前時(shí)間值，溫度值和時(shí)間值通過(guò)CC2530片內(nèi)RF模塊進(jìn)行無(wú)線發(fā)射。

2.1.1 溫度采集模塊

溫度傳感器選用美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20芯片，該芯片溫度測(cè)量范圍廣，測(cè)量精度高，可實(shí)現(xiàn)-55℃～+125℃范圍內(nèi)的溫度采集，且其接口簡(jiǎn)單，使用一根數(shù)據(jù)線即可完成溫度值的傳輸。

2.1.2 時(shí)鐘模塊

時(shí)鐘芯片選用美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的DS1302芯片，該芯片為低功耗時(shí)鐘芯片，晶振頻率為32.768kHz，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)，還可實(shí)現(xiàn)閏年補(bǔ)償。DS1302時(shí)鐘數(shù)據(jù)傳輸使用SPI模式。

2.1.3 CC2530模塊

CC2530是為實(shí)現(xiàn)ZigBee應(yīng)用而開發(fā)的片上系統(tǒng)芯片，內(nèi)部集成了8051控制器、高效2.4GHz的RF無(wú)線收發(fā)器、片內(nèi)RAM和其他功能外設(shè)。該芯片結(jié)合了基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee協(xié)議棧Z-Stack，可提供完整的ZigBee解決方案。

ZigBee設(shè)備類型分為終端設(shè)備（End-device）、路由器（Router）和協(xié)調(diào)器（Coordinator），溫度采集終端系統(tǒng)初始化設(shè)置為終端設(shè)備，系統(tǒng)上電后搜索網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，發(fā)出請(qǐng)求信息，連接成功后，該模塊將接收到一個(gè)16位的從節(jié)點(diǎn)地址，采用CSMA-CA機(jī)制獲得信道使用權(quán)，獲得使用權(quán)后，即可向協(xié)調(diào)器接收系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)。

2.2 協(xié)調(diào)器數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)

協(xié)調(diào)器數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的組建，CC2530內(nèi)部的RF模塊接收各溫度采集終端發(fā)送的溫度及時(shí)間數(shù)值，并傳輸?shù)紺C2530內(nèi)部單片機(jī)，單片機(jī)模塊將接收到的溫度、時(shí)間信息一路發(fā)送到LCD液晶顯示屏模塊實(shí)時(shí)顯示，一路通過(guò)FT232模塊傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及存儲(chǔ)。

2.2.1 CC2530模塊

利用CC2530首先組建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，該模塊被初始化為協(xié)調(diào)器。其內(nèi)部的RF無(wú)線收發(fā)器接收各溫度采集終端發(fā)送的溫度及時(shí)間值，利用片內(nèi)單片機(jī)將無(wú)線接收數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶顯示屏進(jìn)行顯示，同時(shí)將無(wú)線接收數(shù)據(jù)通過(guò)FT232模塊以USB接口模式發(fā)送到上位機(jī)。

2.2.2 LCD液晶顯示模塊

LCD液晶顯示屏上顯示各溫度采集終端采集的溫度值及時(shí)間信息，為降低系統(tǒng)成本，選用LCD1602液晶顯示屏，該顯示屏可顯示兩行數(shù)據(jù)，每行包含16個(gè)字符，各溫度采集終端采集發(fā)送的數(shù)據(jù)輪流在液晶屏上顯示。

2.2.3 FT232串行通信模塊

FT232芯片為USB到UART串行接口轉(zhuǎn)換芯片，由于目前多數(shù)筆記本電腦沒(méi)有RS232接口，使用該芯片CC2530內(nèi)部單片機(jī)可通過(guò)USB接口與PC機(jī)通信。CC2530內(nèi)部包含2組串行通信接口，可選用任一組與上位機(jī)通信，配置UxGCR寄存器設(shè)置串行通信傳輸速率，本系統(tǒng)中設(shè)置波特率為9600bps，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無(wú)校驗(yàn)位。編寫上位機(jī)軟件，可對(duì)接收到的各溫度采集終端發(fā)送的溫度值進(jìn)行分析、保存。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

溫度采集終端系統(tǒng)上電后，首先完成對(duì)DS18B20、DS1302的初始化，并將該節(jié)點(diǎn)初始化為終端設(shè)備，然后連接調(diào)節(jié)器，網(wǎng)絡(luò)連接成功后，讀取溫度值和時(shí)間值，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給協(xié)調(diào)器，該系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)流程圖如圖3所示。

協(xié)調(diào)器數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)上電后，首先完成對(duì)LCD1602和UART串行通信的初始化，將該節(jié)點(diǎn)初始化為協(xié)調(diào)器，然后建立網(wǎng)絡(luò)，并將溫度采集終端加入網(wǎng)絡(luò)，接收溫度采集終端發(fā)送的溫度和時(shí)間值，將接收數(shù)據(jù)發(fā)送到LCD1602液晶顯示屏，并通過(guò)UART串行輸出至上位機(jī)。協(xié)調(diào)器接收系統(tǒng)軟件流程圖如圖4所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線溫度采集系統(tǒng)，選用CC2530芯片設(shè)計(jì)溫度采集終端和協(xié)調(diào)器數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)，建立無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)數(shù)據(jù)采集，完成了該系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸可靠，功耗低，節(jié)點(diǎn)易于擴(kuò)展，且硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，可應(yīng)用于復(fù)雜環(huán)境下的溫度采集，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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第9篇：數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計(jì)范文

[文章編號(hào)] 1671-5918（2017）07-0107-02

doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2017.07.050

[本刊網(wǎng)址] http：//hbxb.net

一、引言

軟件工程實(shí)踐課程具有較強(qiáng)的理論性，而在專業(yè)技能上又表現(xiàn)出更高的操作性。從學(xué)科特色來(lái)看，軟件工程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的融合，其內(nèi)容圍繞軟件需求、系統(tǒng)分析、軟件設(shè)計(jì)、技術(shù)實(shí)踐等環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)高素質(zhì)技能型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。然而，傳統(tǒng)的軟件工程實(shí)踐課程教學(xué)效果并不理想，教學(xué)內(nèi)容往往單一、枯燥，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性受到抑制。如軟件開發(fā)中的數(shù)據(jù)流程無(wú)法提供應(yīng)用環(huán)節(jié)，學(xué)生難以從中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性問(wèn)題，導(dǎo)致執(zhí)行效率較低；在現(xiàn)代軟件開發(fā)環(huán)境下，難以滿足多層分布式架構(gòu)設(shè)計(jì)要求。

二、軟件工程實(shí)踐課程內(nèi)容的拓展

（一）軟件工程建模應(yīng)用設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)教學(xué)中軟件工程實(shí)踐課程建模設(shè)計(jì)，主要采用數(shù)據(jù)流程圖方式，其優(yōu)勢(shì)在于從數(shù)據(jù)流程圖的繪制上展現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)過(guò)程。

然而，在繪制軟件設(shè)計(jì)流程圖過(guò)程中，往往導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生畏難心理。同時(shí)，由于對(duì)整個(gè)軟件需求、軟件功能分析不到位，導(dǎo)致數(shù)據(jù)來(lái)源不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)需求不清晰、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)出現(xiàn)異常、數(shù)據(jù)冗余度等問(wèn)題，也在一定程度上影響了學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的掌握。所以，有必要改進(jìn)軟件工程實(shí)踐課程的教學(xué)模式，有針對(duì)性地拓寬教學(xué)方案，特別是在流程圖設(shè)計(jì)分析上，需要從軟件工程分析、軟件數(shù)據(jù)分析、軟件功能分析等方面適當(dāng)延伸和拓展。如在軟件功能分析上，需要借助于軟件數(shù)據(jù)流程圖進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，抽象出各軟件功能子系統(tǒng)及相關(guān)單元的功能；在軟件數(shù)據(jù)分析上，需要區(qū)分軟件實(shí)體、屬性及關(guān)聯(lián)性，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行識(shí)別，引導(dǎo)學(xué)生理解和應(yīng)用不同的數(shù)據(jù)信息結(jié)構(gòu)建立E-R模型。

（二）軟件工程建模設(shè)計(jì)拓展

傳統(tǒng)建模設(shè)計(jì)主要從系統(tǒng)功能上確定不同的模塊，比較適宜面向過(guò)程的設(shè)計(jì)環(huán)境。但對(duì)于面向可視化、面向?qū)ο?、面向事件?qū)動(dòng)下的程序設(shè)計(jì)環(huán)境，則顯得不相適宜。因此，需要從建模設(shè)計(jì)上進(jìn)行擴(kuò)展，保留原來(lái)軟件過(guò)程類模塊設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，圍繞軟件結(jié)構(gòu)、軟件數(shù)據(jù)、軟件界面等進(jìn)行擴(kuò)展。如在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，可以采用集中式結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)，還可以采用集中-分布式結(jié)構(gòu)；在確定軟件應(yīng)用模式上，可以采用B/S結(jié)構(gòu)，也可以采用C/S結(jié)構(gòu)；在確定數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)上，可以采用邏輯數(shù)據(jù)集關(guān)系進(jìn)行規(guī)范化處理，也可以采用物理數(shù)據(jù)集關(guān)系進(jìn)行編碼和命名；在界面設(shè)計(jì)上，根據(jù)軟件功能及業(yè)務(wù)需求，來(lái)組織輸入、輸出，從而滿足不同軟件設(shè)計(jì)的開發(fā)需要。

三、軟件工程類課程實(shí)踐教學(xué)模式

軟件工程類課程實(shí)踐教學(xué)模式的重點(diǎn)，在于從教學(xué)內(nèi)容的組織與優(yōu)化上，聯(lián)系軟件工程設(shè)計(jì)實(shí)際，突出教學(xué)方法的創(chuàng)新性、實(shí)踐性、應(yīng)用性。根據(jù)軟件工程類課程特點(diǎn)，在改革實(shí)踐教學(xué)模式上，圍繞實(shí)踐教學(xué)綱要目標(biāo)，融入多種實(shí)踐教學(xué)方法。如案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、典型案例分析法等，逐漸深入、細(xì)化軟件工程理論知識(shí)與應(yīng)用的展開。

（一）進(jìn)銷存C/S案例分析與應(yīng)用

C/S?件結(jié)構(gòu)基于客戶、服務(wù)器關(guān)系，適用于業(yè)務(wù)流程復(fù)雜、對(duì)軟件響應(yīng)速度較高的軟件開發(fā)項(xiàng)目。在C/S結(jié)構(gòu)中，用戶根據(jù)角色權(quán)限來(lái)操作相應(yīng)功能模塊，并實(shí)現(xiàn)進(jìn)貨、銷貨、庫(kù)存匯總及各類報(bào)表的輸出功能。

在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)上，要從軟件執(zhí)行效率、處理異常及滿足業(yè)務(wù)需求等方面，設(shè)計(jì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)表、E-R圖和數(shù)據(jù)視圖。在數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，根據(jù)不同數(shù)據(jù)字段項(xiàng)的使用特點(diǎn)，來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。如在SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以定義員工名稱表、商品基本信息表、客戶基本信息表、倉(cāng)庫(kù)部門信息表、進(jìn)貨商品信息表、用戶權(quán)限表、退貨商品信息表、銷售商品信息表、庫(kù)存信息表等，以滿足進(jìn)銷存管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不同業(yè)務(wù)信息的統(tǒng)計(jì)與關(guān)聯(lián)。在數(shù)據(jù)庫(kù)視圖設(shè)計(jì)上，常用的有標(biāo)準(zhǔn)視圖、索引視圖、分區(qū)視圖三種，利用Select語(yǔ)句進(jìn)行視圖檢索，確定入庫(kù)視圖v-GoodIn、v-ReGoods、v-UserSell、v-UserView基本視圖。針對(duì)C/S結(jié)構(gòu)中軟件表單編碼的設(shè)計(jì)，要從信息交換、處理、傳輸、共享等方面來(lái)優(yōu)化編碼規(guī)則。如在進(jìn)貨商品基本信息格式上，以“系統(tǒng)當(dāng)前日期+‘JH’+7位數(shù)字編碼”為規(guī)則，來(lái)提升商品信息識(shí)別效率。

在系統(tǒng)觸發(fā)器設(shè)計(jì)上，要保證商品信息數(shù)量一致性。如在t-Goods觸發(fā)器設(shè)計(jì)上，對(duì)于某商品信息沒(méi)有歷史記錄者，則觸發(fā)入庫(kù)信息表tb-Stock；若該商品在庫(kù)存信息表中，則將該余量進(jìn)行及時(shí)相加，保障庫(kù)存信息實(shí)時(shí)更新。

（二）進(jìn)銷存B/S模型設(shè)計(jì)與應(yīng)用

B/S模式是基于多層應(yīng)用結(jié)構(gòu)，將原來(lái)的表示層、業(yè)務(wù)邏輯層進(jìn)行分離，便于開發(fā)人員提供簡(jiǎn)潔的功能操作界面。下面以ASP?Net為例來(lái)探討軟件工程實(shí)踐教學(xué)。

ASP?Net三層應(yīng)用結(jié)構(gòu)中，第一層是用戶表示層USL，封裝了人機(jī)交互的表單與組件，滿足業(yè)務(wù)邏輯層與系統(tǒng)用戶之間的信息傳輸需要，并通過(guò)簡(jiǎn)單的校驗(yàn)后傳送給瀏覽器進(jìn)行顯示。第二層是業(yè)務(wù)邏輯層BLL，主要是對(duì)不同應(yīng)用業(yè)務(wù)規(guī)則和邏輯的封裝，便于用戶通過(guò)業(yè)務(wù)邏輯層進(jìn)行多種功能的調(diào)用，以及訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)等；第三層是數(shù)據(jù)訪問(wèn)層DAL，通過(guò)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互來(lái)獲取查詢記錄、插入、修改、刪除數(shù)據(jù)庫(kù)記錄等操作。

在B/S軟件工程模型中，數(shù)據(jù)訪問(wèn)包括業(yè)務(wù)實(shí)體訪問(wèn)和數(shù)據(jù)操作兩部分，業(yè)務(wù)實(shí)體是反映現(xiàn)實(shí)生活的各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)操作是基于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索來(lái)完成的信息傳輸服務(wù)。

Model業(yè)務(wù)實(shí)體層主要存儲(chǔ)與業(yè)務(wù)實(shí)體相關(guān)的數(shù)據(jù)屬性值；DBUtility公共類主要是從Web.congfig配置信息庫(kù)中獲取類庫(kù)，滿足對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)相應(yīng)操作的訪問(wèn)；DAL數(shù)據(jù)訪問(wèn)層主要是記錄數(shù)據(jù)庫(kù)的表結(jié)構(gòu)，滿足增刪、修改等功能；BLL業(yè)務(wù)邏輯層主要是滿足創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)類，以及對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)調(diào)用。

四、軟件工程實(shí)踐課程案例實(shí)施要點(diǎn)

軟件工程實(shí)踐課程在案例教學(xué)實(shí)踐中還要注意幾個(gè)問(wèn)題。

一是對(duì)于典型案例的選擇與應(yīng)用，要貼近軟件工程實(shí)踐需求，特別是接近行業(yè)軟件開發(fā)現(xiàn)狀，體現(xiàn)案例的實(shí)踐性、應(yīng)用性。

二是在引入典型案例進(jìn)行講授與實(shí)踐操作時(shí)，要注意多種教學(xué)方法的統(tǒng)合。如對(duì)于一些結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法，可以選擇面向?qū)ο蟮木C合性案例，讓學(xué)生能夠從結(jié)構(gòu)化模型分析中，了解和認(rèn)識(shí)不同功能模塊的設(shè)計(jì)要求和方法；還可以讓學(xué)生從項(xiàng)目討論中，自己動(dòng)手來(lái)設(shè)計(jì)程序，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。

三是要優(yōu)化典型案例的教學(xué)方案，不同案例的導(dǎo)入要與教學(xué)目標(biāo)相適應(yīng)。要讓學(xué)生從案例實(shí)踐中，明確為什么這樣設(shè)計(jì)，懂得為什么要撰寫不同的設(shè)計(jì)任務(wù)，根據(jù)軟件工程生命周期來(lái)細(xì)化程序設(shè)計(jì)要求，解決什么樣的問(wèn)題，具備什么樣的功能等，多從程序設(shè)計(jì)案例分析上加深理解。

四是案例分析要融入師生互動(dòng)與參與，特別是通過(guò)對(duì)程序設(shè)計(jì)不同功能、不同環(huán)境的變化，如何從運(yùn)行時(shí)效性上來(lái)優(yōu)化程序設(shè)計(jì)；通過(guò)分組探討等方式，來(lái)共同編寫執(zhí)行程序，來(lái)對(duì)各小組程序進(jìn)行分析，讓學(xué)生參與提問(wèn)與改進(jìn)，從具體的程序設(shè)計(jì)開發(fā)中積累經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的合作意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

五是強(qiáng)調(diào)案例導(dǎo)入分析與總結(jié)歸納，特別是教師要鼓勵(lì)學(xué)生在案例分析中，對(duì)錯(cuò)誤和不解進(jìn)行歸納，來(lái)分析成因和問(wèn)題所在，積極總結(jié)改進(jìn)思路和方法，尊重學(xué)生的獨(dú)特見解，引領(lǐng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。

另外，軟件工程類課程實(shí)踐教學(xué)具有特色性，不同教學(xué)內(nèi)容、不同課程在實(shí)踐應(yīng)用中還有差異。如對(duì)于當(dāng)前流行的軟件開發(fā)語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)，NET與J2EE架構(gòu)具有相似性與差異性，在典型案例導(dǎo)入中，要結(jié)合企業(yè)需求、教學(xué)分析、學(xué)生實(shí)際來(lái)選擇，體現(xiàn)軟件工程類課程實(shí)踐教學(xué)的可操作性，滿足學(xué)生從案例分析到職場(chǎng)應(yīng)用的有效過(guò)渡。