大容量动态数据采集存储与分析程序设计

摘要

数据采集存储与分析单元是现代测试系统的重要组成部分，其主要功能是完成数据的实时存储，动态显示和分析处理，对于查看测试过程的状态、管理实验数据等都具有十分重要的意义。随着现代测试系统的综合性不断提高，实现高采样率、大容量、多通道动态数据采集存储与分析技术是十分有必要的。
　　论文总结了大容量动态数据采集与分析程序功能需求与特点，分模块讨论了各个功能的实现方法与关键技术。采用模块化设计，按功能将程序总体分为了高效存储模块、动态显示模块、分析处理模块三个模块。针对课题目标要求，论文论证了16路高速通道数据的存储、显示和分析的实现方法。以.NET Framework4框架为基础，结合系统的技术指标和软件所基于的软硬件平台，采用“生产者消费者”模式与多线程相结合的机制，实现了将大容量测试数据快速存入计算机硬盘中。利用双缓冲和组件技术，完成了多通道数据的动态显示，并具有单图单通道和单图多通道两种方式显示。采用多线程的方式处理数据存储、显示，实现多任务的同步处理。应用Microsoft Visual2010(C＃)完成了程序各个模块的设计与关键部分的性能测试。最后，在测试完成后，软件提供了数据分析、数据回放、数据导出等操作，利用内存映射文件的方法实现对硬盘上的数据快速读取，并给出计算机绘图与并行编程结合的验证性实验，分析实验结果及原因。经过大容量动态测试数据采集存储与分析系统的软件设计，完成了测试系统的要求，并对系统的进一步改进提出了展望。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 相关技术发展现状

1．2．1 数据传输技术

1．2．2 数据存储技术

1．2．3 虚拟仪器技术

1．3 国内外发展现状

1．4 课题研究意义

1．5 章节安排

2 大容量动态数据采集存储与分析程序设计总体方案

2．1 软件需求分析

2．2 主要技术指标

2．3 程序系统平台

2．3．1 硬件平台

2．3．2 硬件组成结构

2．4 整体结构设计方案

2．4．1 总体设计方案

2．4．2 工作流程

2．4．3 软件框架结构

2．5 开发平台

2．6 本章小结

3 数据高效存储模块的设计与实现

3．1 数据高效存储模块问题分析

3．2 数据高效存储模块的设计

3．2．1 数据高效存储模央硬件结构、

3．2．2 数据高效存储模块软件模式

3．2．3 数据存储流程

3．3 数据高效存储模块的实现

3．3．1 PCI总线操作

3．3．2 数据存储格式

3．3．3 利用流实现数据读写

3．3．4 多任务处理

3．4 数据高效存储模块的测试

3．5 本章小结

4 数据动态显示模块的设计与实现

4．1 数据动态显示模块问题分析

4．2 数据动态显示模块的设计

4．2．1 动态显示功能单元的模块构成与设计

4．2．2 数据动态显示模块绘图工具

4．2．3 数据动态显示流程

4．3 数据动态显示模块的实现

4．3．1 动态显示的实现

4．3．2 软件界面设计

4．3．3 动态显示模块存在的问题及解决策略

4．4 数据动态显示模块的测试

4．5 本章小结

5 数据分析处理模块的设计与实现

5．1 数据分析处理模块问题分析

5．2 数据分析处理模块的设计

5．3 数据分析处理模块的实现

5．3．1 数据回放

5．3．2 数据分析

5．3．3 数据导出

5．4 数据分析处理模块性能测试

5．4．1 内存映射文件快速读取

5．4．2 C#并行绘图测试

5．5 本章小结

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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