数据处理系统
第3章 数据采集与处理系统
3.1 微型计算机数据采集系统（2）
显 示 接 口 电 路 数字量输入通道 计 算 机 报 警 打 印
模拟量输入通道 生 产 过 程
图3―1 计算机数据采集与处理系统
3.1 微型计算机数据采集系统（3）
3.1.2 基本的数据采集与处理系统 1. 数据采集系统的基本功能 ①时钟。时钟除定时发出中断请求确 定数据采样周期以外，还能为显示和打 印时、分、秒提供数据，以便操作人员 根据打印时间判断读取测量结果。 ②采集、打印(或显示)及越限报警。 ③能实现召唤制表或定时制表，即根 据用户由键盘送入的指令开始或终止制 表，或根据时钟周期定时制表。
3.2 数字滤波技术（7）
3.2.3 算数平均值滤波
算术平均值滤波公式 取N次采样值的算术平均值 作为本次采样值，即
Y (k ) 1 N
i 1
X (i)
N
Y (k )
1 N X (i) N i 1
式中 Y (k ) -----为第k次采样N个采 样值的算术平均值 X(k) -----第i个采样值 N ----- 采样次数
7 16 13 14 15 12 CD4051 1 5 1# 2 4 多路开关 11 3 10 9 6 8 6
10kΩ +VC 0.1μF 0.1μF 0.1μF
CS RD WR
+VC
CD4051 2# 6 8
3kΩ 3kΩ
3 7 5 2 47 6
INT
接数据 总线
D7
片选
1kΩ -V C
CD4051 8# 6 8
3.2 数字滤波技术（4）
2、限速滤波
限速滤波 也是滤掉采样值变化过大的信号 限速滤波有时需要三次采样值来决定采样结果 1）限速滤波的方法 当|Y(k)- Y(k-1)| > ⊿Y 时，不是取Y(k-1)作为本次 的采样值，而是再采样一次，取的Y(k+1)，然后根据|Y(k+1)- Y(k)| 与⊿Y 的大小关系，来决定本次的采样值。 设顺序采样时刻k-1、k、k+1，所采集到的数据分别为Y(k-1)、Y(k)、 Y(k+1) 当|Y(k)- Y(k-1)|≤⊿Y 时，采用Y(k) 当|Y(k)- Y(k-1)| > ⊿Y 时，不采用Y(k-1) ，但保留，继续采样得Y(k+1) 当|Y(k+1)- Y(k)|≤⊿Y 时， 采用Y(k+1) 当|Y(k+1)- Y(k)| > ⊿Y 时，则取(Y(k+1)+Y(k))/2为采样值 2）限速滤波的特点 既照顾了采样的实时性，又顾及了采样值变化的连 续性。不足 一是不够灵活，二是不能反映采样点数大于3时各采样数值受 干扰情况。故应用受到限制。
了解大数据处理系统架构的设计原则
了解大数据处理系统架构的设计原则大数据处理系统架构是指为了高效处理大规模数据而设计的系统结构。
在当今信息时代，大数据成为各行各业的关键资源，因此设计一个高效、可扩展的大数据处理系统变得尤为重要。
本文将介绍了解大数据处理系统架构设计的原则，以助您更好地理解和运用大数据技术。
一、系统可扩展性在设计大数据处理系统架构时，可扩展性是至关重要的原则。
由于数据量的不断增长，系统必须能够随之扩展，而无需大规模重构或重新设计。
为此，我们可以采用分布式架构，将数据存储和处理任务分解成多个子系统，并通过合理的数据切分和负载均衡策略来实现系统的可扩展性。
二、数据的一致性和完整性大数据处理涉及到存储和处理海量的数据，因此在系统架构设计中，保证数据的一致性和完整性是必不可少的原则。
为了实现数据的一致性，我们可以采用分布式事务的机制，确保多个节点上的数据操作是原子性的，并通过数据同步和备份机制来保证数据的完整性。
三、高可用性和容错性大数据处理系统通常需要在长时间运行和高负载的情况下进行工作，因此高可用性和容错性也是系统架构设计的关键原则。
为了实现高可用性，我们可以采用主备模式或者多备份模式，将系统分成多个部分，并确保在节点故障时能够无缝切换或者进行故障恢复。
另外，我们还可以通过数据冗余和错误检测纠正等机制来提高系统的容错性，以应对各种异常情况。
四、性能和效率性能和效率是设计大数据处理系统架构的核心原则。
在处理大规模数据的过程中，系统必须能够高效地存储、检索和处理数据。
为此，我们可以选择适当的存储引擎和计算框架，以提高系统的性能。
同时，优化数据的存储和计算方式，合理规划数据的切分和分布，减少网络传输和磁盘读写等操作，以提高系统的效率。
五、安全和隐私保护在大数据处理系统架构设计中，安全和隐私保护是不容忽视的原则。
大量的数据往往涉及到用户的个人信息和敏感数据，因此我们需要采用合适的数据加密和权限控制机制，确保数据的安全性。
此外，合规性也是保护用户隐私和满足法规要求的重要考量因素，系统的架构设计必须具备相应的合规性要求。
气象数据分析处理系统的设计与实现
气象数据分析处理系统的设计与实现气象是地球大气的物理学分支，主要研究大气现象和变化规律。
气象数据是气象现象的集合和描述。
气象数据的处理和分析是气象工作中的重点工作，也是气象数据的价值所在。
一、气象数据的获取气象数据的获取主要通过气象观测站、卫星等手段获取。
气象观测站主要分为地面和高空观测站。
地面观测站主要观测大气温度、湿度、气压、风速、风向、降雨量等气象要素。
高空观测站主要观测高空温度、湿度、风速等气象要素。
卫星观测主要观测大气厚度、温度、湿度、云层、降水等气象要素。
二、气象数据的处理气象数据的处理主要包括数据的质量控制、数据的合并、数据的插值和数据的统计等。
数据的质量控制是将气象观测数据进行分析和判断，对数据进行筛选，去除一些不符合实际的数据。
数据的合并是将各个气象观测站的数据进行合并，生成一个大的气象数据集。
数据的插值是将气象观测站的数据插值成一个平滑的曲面，使得数据更加连续。
数据的统计是对气象数据进行统计分析，获得一些气象要素的统计特征。
三、气象数据处理系统的设计为了高效地处理气象数据，需要一个专门的气象数据处理系统。
气象数据处理系统涉及到多个方面，包括前后端数据交互、数据展示、数据处理和数据存储等。
系统采用B/S架构，即浏览器/服务器架构。
前端使用HTML、CSS、JavaScript等技术，后端采用Java语言，使用Spring、Hibernate等框架，使用MySQL数据库进行数据存储。
前端页面采用Bootstrap框架进行布局和设计，包括数据的可视化、数据的查询和数据的分析等功能。
数据的可视化主要采用图表进行展示，比如折线图、柱状图、散点图等，更加直观地展示数据特征。
数据的查询包括多种方式，比如按日期、按地点等维度，可以快速地找到所需数据。
数据的分析主要包括趋势分析、异常检测、聚类分析等，帮助气象工作者更好地了解气象数据的特征。
后端部分主要包括数据的处理和数据的存储。
数据的处理主要包括数据的质量控制、数据的合并、数据的插值和数据的统计等。
大数据处理系统都有哪些呢？(图计算系统和内存计算系统)
我们在上一篇文章中给大家介绍了被很多大公司使用的流式计算系统的内容，这些内容在大数据处理中还是不够的，还需要一些其他的系统，那么需要什么系统呢？就是我们要给大家说的图计算系统与内存计算系统，下面我们给大家讲解一下这两个系统。
首先就是图计算系统，现如今，社交网络、网页链接等包含具有复杂关系的图数据，这些图数据的规模巨大，可包含数十亿顶点和上百亿条边，图数据需要由专门的系统进行存储和计算。
而常用的图计算系统有Google公司的Pregel、Pregel的开源版本Giraph、微软的Trinity、Berkeley AMPLab的GraphX以及高速图数据处理系统PowerGraph。
首先我们说一说Pregel。
这是一种面向图数据计算的分布式编程框架，采用迭代的计算模型。
Google的数据计算任务中，大约80%的任务处理采用MapReduce模式，如网页内容索引；图数据的计算任务约占20%，采用Pregel进行处理。
而Giraph是一个迭代的图计算系统，这个成为开源的图计算系统。
Giraph是基于Hadoop建立的，Facebook在其脸谱搜索服务中大量使用了Giraph。
然后我们说说Trinity，这是微软公司开发的图数据库系统，该系统是基于内存的数据存储与运算系统，源代码不公开。
而GraphX是由AMPLab开发的运行在数据并行的Spark平台上的图数据计算系统。
最后说说PowerGraph，这是一种高速图处理系统，常用于广告推荐计算和自然语言处理。
由此可见，图计算系统的内容还是有很多的。
接着给大家说一说内存计算系统。
就目前而言，随着内存价格的不断下降、服务器可配置内存容量的不断增长，使用内存计算完成高速的大数据处理已成为大数据处理的重要发展方向。
目前常用的内存计算系统有分布式内存计算系统Spark、全内存式分布式数据库系统HANA、Google的可扩展交互式查询系统Dremel。
首先说说Dremel，这是Google的交互式数据分析系统，可以在数以千计的服务器组成的集群上发起计算，处理PB级的数据。
海量数据处理系统
海量数据处理系统一、设备名称：海量数据处理系统二、参考品牌：IBM三、参考型号：IBM四、采购数量：1套五、参数要求：产品为原厂原装产品，以下带“#”参数项须满足；否则，视为不响应招标要求，我方有权拒绝。
请竞价供应商谨慎投标。
#1、IBM GPFS并行存储系统（IBM x3630 M4）1）2* Xeon 4C E5-2403 80W 1.8 GHz/1066MHz/10MB,32GB内存，14*3TB，1块双端口10GB 万兆网卡卡。
2）IBM GPFS并行存储系统（IBM x3630 M4）数量：3台。
#2、计算网络交换机（万兆交换机IBM G8124E）1）1U架顶式，端口≥24个万兆端口，冗余电源配置，交换容量≥480Gbps，延迟≤700ns，二/三包层持续交换能力，持虚拟化功能及VVIC，风扇自动变速及前后通风，支持Sflow流量分析，支持RIP v1/v2，OSPF，VRRP,AMP,Hotlink, UFD，支持基于线速的ACL 过滤功能，含万兆线缆及SFP模块。
2）计算网络交换机（万兆交换机IBM G8124E）数量：1台。
六、资质要求：1、为方便及时供货和售后服务, 本次竞价仅限本地央采协议供货代理商或在本地有分支机构的外地央采协议供货代理商参与；2、投标商在竞价时须上传IBM生产厂家针对此次竞价项目的原厂售后服务承诺函。
七、售后服务与其他：以下带“#”售后服务项须满足。
#1、整机保修：所有设备整机3年保修、2小时上门解决问题；#2、服务：安装、其他硬件连接、调试、现场技术培训，供应商上门送修；#3、整机免费换货期限交货后10天；#4、报修后1小时内响应，当日内上门，8小时内实现故障修复；#5、中标后10工作日内向采购方提供设备，超过1天按合同价的1%罚款，从货款中扣除；#6、中标者中标后10工作日内供货到位，验收合格一次性付款；7、中标者提供普通或增值税发票均可；#8、因机器问题不支持专业软件，供货商应3日内解决，不能解决的无条件退货；#9、中标供应商中标后与采购方另行签订服务合同；10、其他服务条款响应中央国家机关政府采购协议供货合同约定。
基于数据分析的大数据处理系统设计与实现
基于数据分析的大数据处理系统设计与实现随着现代科技的不断发展，数据已经成为企业发展不可或缺的一项重要资源。
而大数据处理系统的设计和实现对于企业来说，是一个非常关键的挑战。
为了更好地应对这种挑战，越来越多的企业开始采用基于数据分析的大数据处理系统，以实现更高效、更准确、更自动化的处理能力。
基于数据分析的大数据处理系统设计和实现的过程，包括了以下几个步骤：数据收集和存储：首先，我们需要收集并存储海量数据。
这个过程可能涉及到大量的网络爬虫和数据抓取技术，以及各种类型的数据库和云存储技术，例如Hadoop、Spark、Cassandra等。
数据清洗和预处理：一般来说，我们收集到的数据不会完全干净和规范，需要进行数据清洗和预处理。
这里面的工作涉及到文本分析、自然语言处理、机器学习等技术，以及数据清洗和去重技术，例如OpenRefine、Dedupe等。
数据分析和挖掘：这是整个系统最核心的部分，也是整个系统所追求的价值所在。
在这个部分里面，我们需要选择或构建适合我们业务的数据分析和挖掘算法，例如分类、聚类、回归、关联规则挖掘等。
同时，我们需要使用工具或语言来实现这些算法，例如Python的Scikit-learn、R、MATLAB等。
可视化和报告：最后，我们需要将数据分析和挖掘的结果进行可视化和报告。
这个过程需要使用各种类型的可视化工具和框架，例如Tableau、D3、Bokeh、ggplot2等，以及报告撰写技能。
如果要设计和实现一个高效、可靠、灵活的基于数据分析的大数据处理系统，下面几点是需要注意的：数据安全：大规模数据的收集、存储和传输涉及到很多不同的安全风险，例如黑客攻击、身份盗窃、数据泄露等。
因此，我们需要采取各种安全措施来保护数据的安全性和完整性，例如数据加密、防火墙、备份和恢复等技术。
数据质量：海量数据的质量可能不会很高，因为这些数据可能包含有错误、重复、缺失或不完整的信息。
为了保证数据质量，我们需要采取各种技术和方法来进行数据清洗和预处理，例如数据去重、格式化、标准化和归一化等。
高并发大数据处理系统的设计与优化
高并发大数据处理系统的设计与优化一、引言随着互联网的快速发展和信息化进程的加速推进，大数据技术已经成为当今信息技术领域的热点之一。
在大数据时代，数据量呈指数级增长，如何高效地处理海量数据成为各行各业面临的重要挑战之一。
而在处理海量数据的过程中，高并发性能也是一个至关重要的考量因素。
本文将围绕高并发大数据处理系统的设计与优化展开讨论。
二、高并发大数据处理系统设计1. 系统架构设计在设计高并发大数据处理系统时，首先需要考虑系统的架构设计。
合理的系统架构可以有效提升系统的稳定性和性能。
常见的架构模式包括分布式架构、微服务架构等。
分布式架构可以将系统水平扩展，实现负载均衡，提高系统的并发处理能力；微服务架构可以将系统拆分成多个独立的服务单元，降低系统耦合度，提高系统的灵活性和可维护性。
2. 数据存储设计在大数据处理系统中，数据存储是至关重要的一环。
合理选择数据存储方案可以提升系统的读写性能和扩展性。
常见的数据存储方案包括关系型数据库、NoSQL数据库、分布式文件系统等。
根据实际业务需求和数据特点选择合适的存储方案，并进行合理的数据分片和索引设计，以提高数据读写效率。
3. 并发控制设计在高并发场景下，如何有效控制并发访问是保障系统稳定性和性能的关键。
通过合理设计并发控制策略，如乐观锁、悲观锁、分布式锁等，可以有效避免数据竞争和死锁问题，保障系统的并发访问效率。
4. 缓存设计缓存是提升系统性能的有效手段之一。
通过合理使用缓存技术，如Redis、Memcached等，在内存中缓存热点数据，减少数据库访问次数，提高数据读取速度。
同时，缓存还可以起到平滑流量峰值、减轻数据库压力的作用。
三、高并发大数据处理系统优化1. 系统性能优化针对高并发大数据处理系统，可以从多个方面进行性能优化。
例如通过代码优化、算法优化、资源调优等手段提升系统整体性能；通过负载均衡、流量控制等策略平衡系统负载；通过监控和调优工具实时监控系统运行状态，及时调整参数以保障系统稳定性和性能。
基于Python的大数据处理系统设计与实现
基于Python的大数据处理系统设计与实现一、引言随着互联网和物联网技术的快速发展，数据量呈指数级增长，大数据处理已经成为当今信息技术领域的热点之一。
在大数据处理系统中，Python作为一种简洁、高效的编程语言，被广泛应用于数据处理、分析和挖掘等领域。
本文将介绍基于Python的大数据处理系统的设计与实现。
二、大数据处理系统架构设计1. 数据采集在大数据处理系统中，首要任务是进行数据采集。
可以通过网络爬虫、传感器设备、日志文件等方式获取原始数据，并将其存储到数据仓库中。
2. 数据存储数据存储是大数据处理系统中至关重要的一环。
常见的数据存储方式包括关系型数据库、NoSQL数据库、分布式文件系统等。
Python提供了丰富的数据库连接库和ORM框架，可以方便地与各种数据库进行交互。
3. 数据清洗与转换原始数据往往存在缺失值、异常值等问题，需要进行数据清洗和转换。
Python提供了诸如Pandas、NumPy等强大的数据处理库，可以帮助我们高效地进行数据清洗和转换操作。
4. 数据分析与挖掘在清洗和转换完数据后，接下来是对数据进行分析和挖掘。
Python中的机器学习库如Scikit-learn、TensorFlow等可以帮助我们构建模型、进行预测和分类等操作。
5. 数据可视化数据可视化是将分析结果以直观的图表形式展现出来，有助于用户更好地理解数据。
Python中的Matplotlib、Seaborn等库可以帮助我们实现各种图表的绘制。
三、基于Python的大数据处理系统实现1. 环境搭建首先需要安装Python及相关的第三方库，推荐使用Anaconda作为Python环境管理工具。
另外，还需要安装数据库软件和其他必要的工具。
2. 数据采集与存储编写Python脚本实现数据采集功能，并将采集到的数据存储到数据库或文件中。
可以使用Requests库进行网络请求，使用SQLAlchemy库进行数据库操作。
3. 数据清洗与转换利用Pandas库加载原始数据，进行缺失值处理、异常值检测等操作。
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数据处理系统
数据是对事实、概念或指令的一种表达形式，可由人工或自动化装置进行处理。
数据经过解释并赋予一定的意义之后，便成为信息。
数据处理(data processing)是对数据的采集、存储、检索、加工、变换和传输。
数据处理的基本目的是从大量的、杂乱无章的、难以理解的数据中抽取并推导出对于某些特定的人们来说是有价值、有意义的数据。
数据处理是系统工程和自动控制的基本环节。
数据处理贯穿于社会生产和社会生活的各个领域。
数据处理技术的发展及其应用的广度和深度，极大地影响着人类社会发展的进程。
数据处理离不开软件的支持，数据处理软件包括:用以书写处理程序的各种程序设计语言及其编译程序，管理数据的文件系统和数据库系统，以及各种数据处理方法的应用软件包。
为了保证数据安全可靠，还有一整套数据安全保密的技术。
方式
根据处理设备的结构方式、工作方式，以及数据的时间空间分布方式的不同，数据处理有不同的方式。
不同的处理方式要求不同的硬件和
软件支持。
每种处理方式都有自己的特点，应当根据应用问题的实际环境选择合适的处理方式。
数据处理主要有四种分类方式①根据处理设备的结构方式区分，有联机处理方式和脱机处理方式。
②根据数据处理时间的分配方式区分，有批处理方式、分时处理方式和实时处理方式。
③根据数据处理空间的分布方式区分，有集中式处理方式和分布处理方式。
④根据计算机中央处理器的工作方式区分，有单道作业处理方式、多道作业处理方式和交互式处理方式。
数据处理对数据(包括数值的和非数值的)进行分析和加工的技术过程。
包括对各种原始数据的分析、整理、计算、编辑等的加工和处理。
比数据分析含义广。
随着计算机的日益普及，在计算机应用领域中，数值计算所占比重很小，通过计算机数据处理进行信息管理已成为主要的应用。
如测绘制图管理、仓库管理、财会管理、交通运输管理，技术情报管理、办公室自动化等。
在地理数据方面既有大量自然环境数据(土地、水、气候、生物等各类资源数据)，也有大量社会经济数据(人口、交通、工农业等)，常要求进行综合性数据处理。
故需建立地理数据库，系统地整理和存储地理数据减少冗余，发展数据处理软件，充分利用数据库技术进行数据管理和处理。