计算机软件技术实验教程

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出版时间:1900-01-01
价格:15.0
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isbn号码:9787562426530
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图书标签:
  • 计算机软件技术
  • 软件工程
  • 实验教程
  • 编程
  • 软件测试
  • 软件开发
  • 计算机科学
  • 高等教育
  • 实践教学
  • 代码实现
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具体描述

好的,这是一本关于现代工业控制系统中的高级传感器技术与数据融合的专业著作的详细介绍。 --- 现代工业控制系统中的高级传感器技术与数据融合 作者: [此处可留空或假设一位资深工程师/教授的姓名] 出版社: [此处可留空或假设一家专业技术出版社] 定价: [此处可留空] ISBN: [此处可留空] 图书概述 本书旨在为工业自动化、机器人学、物联网(IoT)以及高级过程控制领域的专业人士、研究人员和高年级学生提供一个全面且深入的理论框架与工程实践指南。我们聚焦于当前工业4.0浪潮下,对测量精度、实时性、可靠性要求极高的智能传感器技术,以及如何有效地整合来自异构传感器的数据以构建高鲁棒性的决策支持系统。 本书不涉及计算机软件的底层开发、编程语言特性、算法的纯数学推导(除非直接服务于传感器信号处理),以及传统的操作系统或应用程序设计。其核心关注点在于物理世界与信息世界的桥梁——传感器,及其产生海量数据的有效处理机制。 第一部分:工业环境下的先进传感器原理与选型(约400页) 本部分深入剖析了现代工业现场中部署的关键传感器类型,强调其在复杂环境下的性能指标、局限性与优化策略。 第一章:工业测量系统的基础革新 从传统到智能: 工业测量范式的转变,聚焦于对低延迟、高带宽数据流的需求。 关键性能指标的再定义: 精度、分辨率、漂移、迟滞性在严苛工业条件下的工程考量。 无源与有源传感器的局限与突破: 特别针对电磁干扰(EMI)和温度梯度对测量值的影响。 第二章:高精度物理量传感器的深入剖析 先进温度测量技术: 光纤布拉格光栅(FBG)传感技术在极端温度梯度监测中的应用,以及基于量子隧穿效应的超高精度热电偶校准方法。 动态压力与应变测量: 压电式、压阻式传感器的材料科学基础,以及如何利用MEMS技术提高其抗疲劳性能。详细讨论了“应变片”在结构健康监测(SHM)中的精确粘贴与信号隔离技术。 高分辨率流量与液位测量: 超声波、雷达(特别是调频连续波FMCW)在非接触式测量中的误差源分析与补偿模型。 第三章:环境与化学过程的智能感知 气体与挥发性有机物(VOC)检测: 探讨基于表面声波(SAW)器件和新型氧化物半导体传感器的选择性增强方法。重点分析交叉敏感性(Cross-Sensitivity)的抑制技术。 图像采集与机器视觉的融合: 仅侧重于工业相机(如高帧率CCD/CMOS)的光谱响应特性、全局快门与卷帘快门对高速运动物体捕捉的影响,以及与控制回路的同步机制。 磁场与振动传感: 重点介绍磁致伸缩传感器和激光多普勒测振仪(LDV)在旋转机械状态监测中的工作原理与现场安装规范。 第二部分:传感器信号调理与数据预处理(约350页) 本部分关注如何将传感器输出的微弱、模拟信号转化为可用于数字处理的可靠信息,这是构建稳定控制系统的基石。 第四章:模拟信号的优化采集 抗噪技术与屏蔽设计: 探讨不同类型的接地(单点接地、星形接地)在强磁场环境下对低电平信号的影响。 隔离与保护电路: 光耦、变压器隔离在工业现场防止浪涌和地线环路电流的必要性。 模数转换器的深入选型: 分析有效位数(ENOB)、采样率与量化噪声的关系,以及同步采样技术在多通道系统中的重要性。 第五章:数字滤波与初步特征提取 时域与频域滤波器的应用场景: 卡尔曼滤波在去除随机噪声(如白噪声)中的经典应用,以及其在计算资源受限设备上的简化模型。 陷波滤波器的设计: 针对电网频率(50/60 Hz)干扰的精确设计与实现,避免对有用信号的相位失真。 数据压缩与有效特征提取: 探讨傅里叶变换(FFT)在振动分析中的应用,以及如何提取均方根(RMS)、峭度等统计特征,以减少后续数据处理的负担。 第三部分:多源数据融合技术与决策(约450页) 本部分是全书的技术核心,讲解如何整合来自不同传感器和不同时间尺度的数据,以实现对系统状态的精确、冗余估计。 第六章:数据融合的理论基础与层级划分 融合的必要性: 讨论单传感器失效与信息互补的工程需求。 三层融合架构: 数据级(原始数据融合)、特征级(提取特征融合)和决策级(判断结果融合)的工程优势与劣势对比。 不确定性量化: 贝叶斯定理在概率融合中的应用,以及如何处理传感器测量结果的系统性偏差。 第七章:经典与现代融合算法详解 扩展卡尔曼滤波(EKF)与无迹卡尔曼滤波(UKF): 详细推导在非线性系统(如复杂机械臂定位)中,如何利用这些滤波器融合来自里程计(编码器)和视觉传感器的数据。 粒子滤波(PF): 讨论其在处理高斯假设不成立的强非高斯噪声环境(如恶劣天气下的目标跟踪)中的优势。 证据理论(Dempster-Shafer Theory): 探讨在传感器数据存在“未知”或“冲突”信息时,如何进行可信度评估和融合。 第八章:面向控制的融合结果应用 状态估计与故障诊断: 如何利用融合后的高精度状态估计值,建立残差模型,实时检测传感器或执行器的异常。 鲁棒性与冗余设计: 讨论基于多数表决(Voting Schemes)和加权平均法的硬件冗余策略,以及软件融合算法如何提升系统对部分传感器失效的容忍度。 时间同步与延迟补偿: 工业现场中异构传感器数据时间戳不一致的问题,以及精确的时间同步(如IEEE 1588 PTP)对高频控制回路融合结果精度的影响。 附录与实践案例 附录A: 常用传感器接口标准(如IO-Link, CANopen, EtherCAT)的信号帧结构分析(侧重物理层与链路层)。 附录B: 实验室环境下的传感器数据采集与融合验证平台搭建指南(侧重硬件连接与示波器/逻辑分析仪的使用)。 实践案例: 高速往复式压缩机关键部件的温度、振动与压力融合监测系统设计。 --- 本书特点: 本书完全聚焦于物理传感、信号处理与多源信息融合的工程技术,强调“如何测量”和“如何信任测量结果”。书中包含了大量的工程图表、实际电路拓扑分析和性能对比曲线,旨在提供可以直接应用于工业控制系统设计和调试的实用知识体系。本书与纯粹的算法或软件编程教程划清了界限,是理解现代工业“感知层”智能化的核心参考书。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的装帧设计实在是太吸引人了,封面选用了深沉的湖蓝色,配上银白色的金属质感字体,立刻就给人一种专业、严谨的印象。我尤其喜欢封面上那个抽象的电路板纹理,细节处理得非常到位,仿佛能触摸到科技的脉搏。内页的纸张质量也相当不错,摸起来很光滑,油墨的印制清晰锐利,即便是最小的图表和代码示例,也看得一清二楚,长时间阅读眼睛也不会感到疲劳。装订上,它采用了线圈装订的方式,这一点真是深得我心,无论我将书平摊在桌面上进行编程实验,还是将它折叠起来放在笔记本电脑包里带着走,它都能保持平整,翻页也异常顺滑,不会出现书页松动或者难以固定住的情况。这种对细节的关注,充分体现了出版方在产品设计上的用心,让人在翻开它进行学习之前,就已经对即将接触的内容充满了期待和尊重。一本好的技术书籍,从它被你双手捧起的那一刻起,就应该传递出专业和可靠的气息,而这本书在这方面做得无可挑剔,光是把它摆在书架上,都算是一种视觉享受。

评分☆☆☆☆☆

我试着按照书中的指导完成了一个中等难度的项目——一个简易的资源调度系统。这个过程让我深刻体会到这本书的实用价值。书中的每一个实验步骤都详略得当,既给出了明确的操作指引,又留有足够的空间让你去思考“为什么这么做”。我发现,很多其他的教材只会告诉你“这样做能跑”,但这本书在关键步骤后,都会附带一段“设计思路解析”或者“潜在优化点”的评论,这才是真正有价值的内容。例如,在实现并发控制的部分,作者不仅给出了标准的互斥锁实现,还对比了使用信号量和消息队列的优劣,并用表格形式总结了它们在不同场景下的性能差异。这使得我不仅仅是在复制粘贴代码,而是在真正理解背后的工程权衡。通过这个实践过程,我对理论知识的掌握深度得到了质的飞跃,很多以前只停留在概念层面的知识点,现在变得鲜活和具体起来。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容的前沿性和覆盖面的平衡上做得非常出色。它没有沉溺于过时的技术栈,而是将目光聚焦在当前工业界应用最广泛、最具生命力的技术栈上。我特别欣赏它在介绍现代软件工程实践时所展现出的前瞻性,比如对DevOps理念的融入,以及对容器化技术的基本介绍,这些内容在很多同类教材中是缺失的。同时,它也没有一味追求新潮而牺牲基础的稳固性,对经典算法和设计模式的讲解依然扎实可靠。这种将经典与前沿有机结合的编排方式,确保了这本书既能满足在校学生打好基础的需求,也能为已参加工作的工程师提供技术视野的拓宽。这使得它具有非常长的生命周期,我可以预见,在未来几年内,它仍然会是我的重要参考资料之一,而不是仅仅作为一本“速成”读物被束之高阁。

评分☆☆☆☆☆

我花了好几天的时间来消化这本书的前几章,感觉作者在理论讲解的深度和广度上把握得非常到位,没有那种为讲而讲的冗余,每一个概念的引入都紧密地与实际应用场景挂钩。比如,当讲到数据结构的时候,作者并没有停留在枯燥的算法描述上,而是立即穿插了如何用这些结构去优化一个文件索引系统的案例,这种“理论指导实践”的逻辑非常清晰。最让我感到惊喜的是,书中对一些复杂概念的解释,比如多线程同步中的死锁问题,作者采用了非常生动的比喻和流程图来辅助说明,即使是初学者也能迅速抓住核心逻辑,而不是被一堆密密麻麻的专业术语绕晕。书中的章节过渡也非常自然,从基础的编程范式到高级的设计模式,每一步的提升都像是在攀登一座精心搭建的阶梯,每一步都踏实有力,让你感觉自己真的在稳步前进。这种循序渐进的教学安排,极大地增强了我的学习信心,让我愿意主动去探索后续更具挑战性的内容。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计简直是一场视觉盛宴,完全颠覆了我对传统技术教材那种黑白灰、密密麻麻的刻板印象。作者巧妙地使用了大量的色彩编码来区分不同的代码块、注释和关键的术语高亮。比如,关键字总是用醒目的深蓝色标出,而警告性的提示或者需要特别注意的陷阱则会用橙色的背景框突出显示,这使得我在快速浏览和查找特定信息时效率倍增。更值得称赞的是,代码示例的字体选择,它采用了一种等宽且清晰的字体,行间距和字符间距都经过了精确的调整,即便是那些嵌套很深的复杂代码块,也能保持极高的可读性。此外,书中穿插的示意图和架构图,不再是那些粗糙的线条加方框,而是采用了扁平化设计风格,线条流畅,逻辑层次分明,极大地帮助我构建了对整个系统架构的宏观认知。这种对阅读体验的极致追求,让学习过程变成了一种享受,而不是负担。

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