第5章应用程序设计和实现技术(1) 数据处理技术 5.1数据结构(了解) 5.2测量数据预处理技术(了解) 5.3数字澽浪方法(掌握) 5.4标度变换算法(掌握) 5.5越限报警处理(了解) 5.6系统的运篁字长选择(掌握)
1 第5章 应用程序设计和实现技术(1) 数据处理技术 5.1 数据结构(了解) 5.2 测量数据预处理技术(了解) 5.3 数字滤波方法（掌握） 5.4 标度变换算法（掌握） 5.5 越限报警处理（了解） 5.6 系统的运算字长选择（掌握）
在计算机控制系统中,数据采集是最基本的一种模式. 般是通过传感器、变送器把生产过程的各种物理参数转换 成电信号然后经AD通道或D通道把数字量送入计算机 中计算机在对这些数字量进行显示和控制之前还必须根据 需要进行相应的数据处理 数据处理离不开数值计算而最基本的数值计算为四则运 算由于控制系统中遇到的现场环境不同采集的数据种类与 数值范围不同精度要求也不一样各种数据的输入方法及表 示方法也各不相同因此为了满足不同系统的需要设计出 了许多有效的数据处理技术方法如预处理数字滤浪,标度 变换查表和越限报警等
2 在计算机控制系统中,数据采集是最基本的一种模式.一 般是通过传感器、变送器把生产过程的各种物理参数转换 成电信号,然后经A/D通道或DI通道,把数字量送入计算机 中.计算机在对这些数字量进行显示和控制之前,还必须根据 需要进行相应的数据处理. 数据处理离不开数值计算,而最基本的数值计算为四则运 算.由于控制系统中遇到的现场环境不同,采集的数据种类与 数值范围不同,精度要求也不一样,各种数据的输入方法及表 示方法也各不相同.因此,为了满足不同系统的需要,设计出 了许多有效的数据处理技术方法,如预处理,数字滤波,标度 变换,查表和越限报警等
5.1数据结构(了解) (-)基本术语 数据(data):是描述客观事物的数、字符以及所有能 输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的集合它 是计算机程序加工的“原料” 数据元素( data element):数据的基本单位即数据 集合中的一个个体有时一个数据元素可由若干个数据 项( data iten)组成数据项是数据的最小单位
3 5.1 数据结构(了解) (一）基本术语 数据（data）:是描述客观事物的数、字符以及所有能 输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的集合.它 是计算机程序加工的“原料” . 数据元素（data element）:数据的基本单位,即数据 集合中的一个个体.有时一个数据元素可由若干个数据 项（data item）组成,数据项是数据的最小单位
数据对象( data object):是具有相同特性的数据 元素的集合是数据的一个子集例如整数的数据对象是集 合N={0±1±2….},字母字符的数据对象为集合C= (A,B.Z3. 数据结构( data structure):是带有结构的数据元 素的集合被计算机程序加工的数据元素都不是孤立的在 它们之间存在着某种联系这种相互之间的关系称作结构 通常数据结构是一个二元组数据结构所研究的内容是数 据元素之间的逻辑关系即所谓数据的逻辑结构而数据元 素在计算机內的存储方式又称为数据的物理结构(或存储 结构)数据元素在计算机中有两种不同的存储结构即顺序 结构和非顺序存储结构(又称链式存储结构)
4 数据对象（data object）：是具有相同特性的数据 元素的集合,是数据的一个子集.例如,整数的数据对象是集 合N＝{0,±1,±2…｝,字母字符的数据对象为集合C＝ ｛A,B,…,Z｝. 数据结构（data structure）：是带有结构的数据元 素的集合.被计算机程序加工的数据元素都不是孤立的,在 它们之间存在着某种联系,这种相互之间的关系称作结构. 通常数据结构是一个二元组.数据结构所研究的内容是数 据元素之间的逻辑关系,即所谓数据的逻辑结构.而数据元 素在计算机内的存储方式,又称为数据的物理结构(或存储 结构).数据元素在计算机中有两种不同的存储结构即顺序 结构和非顺序存储结构(又称链式存储结构）
二)数据结构类型 顺序结构顺序结构就是将数据存放在从某个存储地 址开始的连续存储单元中顺序结构包括线性表、数组、 堆栈和队列其中前两种为静态顺序结构后两种为动态 顺序结构 (1)线性表:线性表是一组有序的数据元素可表示为 1=2 a (6-1) 式中a一数据元素; 元素的序号, 代表元素在线性表中的位置i=1,2nn; n线性表中元素的个数 定义为表的长度当n=0时称为空表
5 (二） 数据结构类型 1．顺序结构 顺序结构就是将数据存放在从某个存储地 址开始的连续存储单元中.顺序结构包括线性表、数组、 堆栈和队列,其中前两种为静态顺序结构,后两种为动态 顺序结构. （1）线性表：线性表是一组有序的数据元素,可表示为 (a1, a2, …,an） （6-1） 式中 ai——数据元素; i——元素的序号, 代表元素在线性表中的位置,i =1,2, …,n; n—线性表中元素的个数, 定义为表的长度,当n = 0时,称为空表
特点:线性表中每个数据元素的位置是固定的元素之间的相 对位置是线性的 存储:在计算机中用一组连续的单元依次存储线性表的数据 元素假设每个元素占用L个存储单元则第个元素a的存储 地址为线性表中第一个元素的存储地址+(i-1)xL MOVA#**H MOV DPTR #TABLE MOVC A, A+DPTR TABLE:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H;0-9共阳LED译码表 DB92H,82H,0F8H,80H,90H
6 特点：线性表中每个数据元素的位置是固定的,元素之间的相 对位置是线性的. 存储：在计算机中,用一组连续的单元依次存储线性表的数据 元素.假设每个元素占用L个存储单元,则第i个元素ai的存储 地址为线性表中第一个元素的存储地址+（i-1）×L MOV A,#**H MOV DPTR, #TABLE MOVC A, @A+DPTR TABLE: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H ;0-9共阳LED译码表 DB 92H, 82H, 0F8H, 80H,90H
(2)数组数组就是线性表的一种推广其中每个元素是由 个数值和一组下标组成 例如:个mxn的数组可表示为 a 11a12∵a1n A 2a 2…2m (6-3) 式中i=1,2…m汀=1,2,,n 这是一个二维数组其中每个元素a都和一个二维空间的数 (ij)相对应
7 （2）数组:数组就是线性表的一种推广,其中每个元素是由一 个数值和一组下标组成. 例如:一个m×n的数组可表示为 式中 i＝1,2,…,m ;j ＝1,2,…,n. 这是一个二维数组,其中每个元素aij都和一个二维空间的数 （i,j）相对应. i j m1 m2 mn 21 22 2n 11 12 1n a a a a a a a a a a A = = （6-3）
特点:数组是线性表的简单推广;反之线性表是数组的 种特例例如线性表(6-1)相当于数组(63)中的一行 或一列元素 存储:在计算机中用一组连续的单元依次按行或列存放每 个元素
8 特点：数组是线性表的简单推广;反之,线性表是数组的一 种特例.例如,线性表（6-1）相当于数组（6-3）中的一行 或一列元素. 存储：在计算机中,用一组连续的单元依次按行或列存放每 个元素
(3)堆栈:堆栈是线性表的一种特殊结构只能在表的一端 进行存取(单片机讲过) 进栈 出栈 栈顶 15 42 a 33 33 栈底 SP=l 25 9
9 （3）堆栈：堆栈是线性表的一种特殊结构,只能在表的一端 进行存取.(单片机讲过) an a2 a1 25 51 15 42 33 25 15 42 33 25 SP=1 SP=5 SP=4 栈顶 栈底 进栈 出栈
特点:先进后出(FLo)后进先出(LIFO 存储:在计算机中用一组连续的单元依次存储堆栈操作的数 据元素 堆栈指针:通常用SP( Stack pointer)表示每次进栈sP加1; 出栈时SP减1 10
10 特点：先进后出(FILO),后进先出(LIFO). 存储：在计算机中,用一组连续的单元依次存储堆栈操作的数 据元素. 堆栈指针：通常用SP(Stack Pointer)表示,每次进栈,SP加1; 出栈时,SP减1