計算機軟件技術類本科畢業(yè)論文范文
計算機軟件技術類本科畢業(yè)論文范文
隨著科學技術的不斷進步,計算機軟件技術得到了廣泛的應用,對提高人們的生活與工作質量具有非常重要的促進作用。下面是學習啦小編為大家整理的計算機軟件技術類本科畢業(yè)論文范文，供大家參考。
計算機軟件技術類本科畢業(yè)論文范文篇一
在焊縫別算法中應用多核技術
摘要：介紹了一種以多核處理器為主控制器的智能化焊接的計算機控制系統(tǒng)，通過對多核處理器的內部結構的分析，改進了傳統(tǒng)自動焊機中使用的多處理器系統(tǒng)，消除了數(shù)據(jù)在PCB板上傳輸時所帶來的延遲，加快了運算速度，對多核處理器和與之相應的軟件技術進行了深入分析。
關鍵詞：多核處理器;延遲;多維圖像;焊縫識別;智能自動焊
概述
機器視覺技術是智能自動化焊接的核心技術之一。近年來，隨著計算機硬件技術的發(fā)展和智能自動化技術在焊接行業(yè)中的大量應用，機器視覺系統(tǒng)得到了長足的發(fā)展和應用。在企業(yè)的生產(chǎn)一線得到了大規(guī)模的推廣應用。對整個控制系統(tǒng)而言，視覺系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)量大、響應時間短的要求，因而，從設計的角度講，不論是對圖像處理的軟件算法，還是硬件器件和線路的組成都有著苛刻的要求。傳統(tǒng)的電路構成是以多處理器系統(tǒng)為核心來獲得較強的運算能力，且軟件算法與這一硬件結構相適應。多核處理器的出現(xiàn)，對多處理器系統(tǒng)的結構提出挑戰(zhàn)，是其完美的升級替代方案，如再對軟件算法設計進行改進，則可使系統(tǒng)性能得到質的提高，以下將對這一系統(tǒng)的硬件構成、原理、和算法設計進行闡述。
1系統(tǒng)構成
1.1多處理器系統(tǒng)
在焊接生產(chǎn)中，有幾種場合要用到圖像識別技術，如工件位置識別(零件結構組裝中的位置識別和定位焊焊縫的起始焊接位置識別)，焊縫識別(包括焊縫在工件上的空間位置和自身的三維形狀識別)，焊接溫度場的識別(焊接工件上的焊縫和熱影響區(qū)的溫度場的測量及計算，多采用紅外非接觸測量)。在這些應用中，圖像干擾因素多，成像質量差。如弧光干擾，強電場(引弧脈沖中和維弧脈沖產(chǎn)生)干擾，強磁場(焊接電流形成)干擾等。為了獲得好的“視覺測量”效果，通常對干擾嚴重的圖像丟棄不用，并選用高分辨率的攝像機和高的圖像采樣率，將多種探測方式(可見光攝像機、紅外攝像機、激光測量成像儀等)得到的圖像分別運算后再綜合。
在多處理器系統(tǒng)中，為了減輕主處理器的負擔，往往將單一圖像矢量化后再送至主控制器中進行綜合，這樣傳輸數(shù)據(jù)有一定滯后性，如將多種位圖數(shù)據(jù)直接送主控制器，則主控制器無法在極短的響應時間內完成運算。改進后多處理器的系統(tǒng)結構如圖2所示，其中的改進方法是將多個傳感器獲得的圖像直接存入系統(tǒng)公用的RAM區(qū)中，形成多維圖像數(shù)組。例如，圖像的第一分量可能為亮度陣列，第二分量可能為紅色光陣列，第三分量可能為藍色光陣列，第四分量可能為紅外光陣列(紅外攝像機對溫度場測量獲得的)，第五分量可能為激光測量圖像(X，Y，Z)，等等。
這樣，在多核CPU內可以對RAM中的多維圖像做一次性處理，從而減小了上下級處理器的傳輸所帶來的延遲(這種延遲是PCB板上線路帶來的延遲，而不是芯片內部的延遲)，加快了系統(tǒng)的響應速度。在A系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)經(jīng)過多級處理器分別處理，在時間上存在著較大的延遲。B系統(tǒng)中雖共享數(shù)據(jù)區(qū)，但多個處理器之間的協(xié)作耗時巨大，在某種程度上減小了多處理器所帶來的優(yōu)勢。處理器協(xié)作的耗時與處理器的個數(shù)N的2次方成正比，這種耗時隨處理器的個數(shù)N急劇直線上升，因而在實際應用中較少應用。
在上述2種系統(tǒng)中，處理器之間的總線都是在PCB電路板上的銅箔實現(xiàn)的。都存在著較大的板級延遲時間，當前的處理器的運算速度(也就是處理器的內頻)都可達幾百兆赫茲到幾個吉赫茲之間，運算速度很快。但處理器的外部頻率不能過高(這是由電路板的銅箔的長度決定的)，PCB電路板上的數(shù)據(jù)總線之間是以處理器的外頻工作的。大多數(shù)的工業(yè)處理器的外頻只有幾十兆赫而已，因而，PCB板上的總線的傳輸?shù)乃俣瘸蔀檎麄€系統(tǒng)的瓶頸。
1.2多核處理器
可以看到，在結構上，多核處理器的結構與傳統(tǒng)多處理器系統(tǒng)的改進后的方案相似。但根本區(qū)別在于：(1)多核處理器的總線是在芯片內部實現(xiàn)的，是以處理器的內頻工作的，速度可達幾百兆到幾個吉;(2)多核處理器內部的各個處理器之間的協(xié)作是由硬件完成的，在各個核工作的同時由專用的控制電路完成，因而，軟件在協(xié)作方面的耗時極少。傳統(tǒng)的多處理器系統(tǒng)是由軟件完成協(xié)作關系，這樣，多核處理器就能更有效地利用內部的各處理器去完成圖像分析的相關運算，宏觀上表現(xiàn)為處理器的運算速度更快。從算法角度講，多核處理器能避免重復運算。多維圖像可以優(yōu)先處理在同一方向分量矩陣，這樣，數(shù)據(jù)有較多的相關性，運算容易簡化，參與運算的數(shù)據(jù)的絕對值較小。
處理器計算小數(shù)值的數(shù)據(jù)所用的時鐘周期數(shù)少、用時短、易獲得較快的運算速度。在同樣的集成電路工藝下，多核處理器較多處理器系統(tǒng)有較明顯的運算速度的優(yōu)勢。多核處理器的優(yōu)勢還體現(xiàn)在對焊接過程中所得到的原始多維圖像的處理的適應性上。
多維圖像以多維數(shù)組的形式存在共用的RAM中，各個內核都能以平等的方式訪問數(shù)組中的各個數(shù)據(jù)，這樣，在數(shù)據(jù)的訪問上更為靈活。由于多個內核都處于平等的位置上，所以，可以集中運算分散控制。多核處理器具有出色的多任務處理能力，因此，在焊接視覺系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集、圖形運算、反饋控制能達到一種較好的均衡狀態(tài)。這樣對于關鍵運算工作圖2改進后的多處理器系統(tǒng)結構圖3RAM中多維數(shù)組量的分派就會更為的靈活。例如，可以選擇其中2個核完成一個算法，其他的每一個核完成一個算法，使各個內核的運算能力得到充分的發(fā)揮。從以上對焊接圖像處理算法的特點分析可以看出，多核處理器，較多處理器系統(tǒng)更能適應焊接過程中圖像識別的要求。
2結語
焊接技術在不斷地發(fā)展，從最初的簡單光電焊縫識別發(fā)展到后來的焊件組配圖像視覺，從平面圖像的簡單識別到三維圖像的建模，再到焊縫多維圖像的應用。智能自動化焊接技術在實際生產(chǎn)中的應用將會更深入地發(fā)展下去。處理器技術的不斷進步以及與硬件結合相適應的新的數(shù)學運算模型和控制機理的建立，為這一發(fā)展提供了持續(xù)的動力。本文綜述了多核處理器和多維圖像型在智能焊機視覺系統(tǒng)中的應用與改進過程。在工廠車間的實際運行中，獲得了良好的效果，焊機的抗干擾能力、對各種環(huán)境的適應能力以及焊機的檢測速度和生產(chǎn)速度得到了顯著提高，達到了預期的改進效果。
參考文獻：
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計算機軟件技術類本科畢業(yè)論文范文篇二
嵌入式系統(tǒng)低功耗軟件技術分析
摘要：嵌入式系統(tǒng)分析的時候，最重要和最關鍵的就是功耗問題，想要保證有效降低功耗，應該從系統(tǒng)角度來分析嵌入式系統(tǒng)問題，低功耗嵌入式系統(tǒng)不但需要硬件設備的保證，也需要系統(tǒng)軟件技術的支持，合理優(yōu)化配合系統(tǒng)軟件和硬件技術，才能達到真正降低嵌入式系統(tǒng)功耗的目的，本文主要分析了嵌入式系統(tǒng)低功耗軟件技術。
關鍵詞：嵌入式系統(tǒng);低功耗;軟件技術
一、嵌入式系統(tǒng)功耗問題概述
目前，不斷發(fā)展計算機技術，開始廣泛應用嵌入式系統(tǒng)，越來越高要求系統(tǒng)功耗問題。在嵌入式系統(tǒng)中應用電池供電的便攜設備，因為是有限的電池存儲量，不能持續(xù)為設備提供電量。一般來說，為了能夠具備比較高性能，需要合理安置高性能CPU，依據(jù)實際運行規(guī)范，適當提高外圍設備數(shù)量，會降低系統(tǒng)功耗，衡量嵌入式系統(tǒng)性能的關鍵就是低耗能，為了能夠具備最平衡的高耗能和高性能需求，在符合系統(tǒng)實際運行性能要求基礎上，盡可能降低系統(tǒng)耗能，從而確保可以長期運行系統(tǒng)，從軟件和硬件兩方面分析系統(tǒng)節(jié)能問題[1]。
二、嵌入式系統(tǒng)低功耗軟件技術設計
(一)應用軟件編寫的節(jié)能設計。
第一，中斷替代系統(tǒng)中查詢。系統(tǒng)簡單應用中，不管應用哪種程序方式都不會出現(xiàn)很大差異，差別大的就是消耗功率。中斷方式處理系統(tǒng)中，中央處理器可以不做任何事，或者能夠直接進入到等待或停止模式;如果是查詢形式，需要中央處理器不斷訪問I/O寄存器，出現(xiàn)額外功率。第二，代替子程序。設計人員都知道，相比較讀RAM來說，讀Flash消耗功耗比較小，因此，在設計CPU的時候，RAM會展現(xiàn)低功耗性能，但是僅僅只能一次調用子程序，子程序進入到CPU以后，會暫時存儲中央處理器寄存器，離開系統(tǒng)的時候，CPU會彈出寄存器，此時至少需多次操作RAM，因此，設計人員在設計程序系統(tǒng)的時候，利用宏來代替子程序來。設計中是在子程序、還是宏上調用系統(tǒng)沒有很大區(qū)別，但是編譯的時候會依據(jù)中央處理器進行實施，避免調用子程序，但是最重要的就是增加代碼數(shù)量，上述方式可以適當降低系統(tǒng)功耗[2]。
(二)應用程序編譯的節(jié)能設計。
第一，降低冗余代碼。處理器處理系統(tǒng)時候消耗30%能量就是cache消耗的能量，此外，如果不能命中cache的時候，會交換內容，所以，外部總線被驅動的過程中會增加能量，編譯程序的時候適當降低冗余代碼，會極大程度降低cache活動，以便于達到降低系統(tǒng)功耗的目的。第二，優(yōu)化I/O功耗技術。系統(tǒng)中比重中，驅動I/O端口需要的能量在整個系統(tǒng)中具備極大比重，因此，為了能夠降低系統(tǒng)耗能量，應該適當降低應用驅動I/O端口次數(shù)，也就是依據(jù)編碼設計技術來不斷降低和壓縮I/O數(shù)據(jù)，從而達到降低I/O頻率的目的。優(yōu)化和分析應用程序存儲局部性訪問性能和交換總線地址活動性質的時候合理應用編譯器，從而達到編譯編碼的目的，此外，還需要系統(tǒng)硬件具備一定解碼作用。在分析系統(tǒng)程序的過程中，不斷優(yōu)化局部高頻數(shù)據(jù)性能，從而降低操作訪問系統(tǒng)頻率和次數(shù)，不僅可以降低系統(tǒng)功耗，還能為系統(tǒng)運行提供能量。
(三)硬件低功耗節(jié)能技術。
第一，DPM。動態(tài)管電源管理(DynamicPowerManagement)可以依據(jù)嵌入式系統(tǒng)實際運行情況來適當關閉不需要的系統(tǒng)設備，如，硬盤或者顯示器等，第二，依據(jù)系統(tǒng)運行實際負載來合理調整總線頻率和中央處理器波率。目前，已經(jīng)具備完全智能化的管理動態(tài)電源方式，在沒有人為原因接入和干擾的前提下，能夠快速轉換系統(tǒng)運行速度，一般每秒能夠實施幾百次，從而能夠達到節(jié)能的作用。第三，APM。高級電源管理(advancedPowerManagement)主要就是用來為系統(tǒng)提供BISO管理電源機制，在開發(fā)系統(tǒng)的時候適當把硬件編程接口加入BISO中，能夠成為溝通操作系統(tǒng)和主辦的重要樞紐，建立APM-BISO，上述方式能夠依據(jù)實際情況來有效合理調整系統(tǒng)自身硬件耗能[3]。
結語
總之，由于不斷發(fā)展微電子技術，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中低耗能成為重要問題，從應用程序編譯的節(jié)能設計、硬件低功耗節(jié)能技術、應用軟件編寫的節(jié)能設計三方面分析優(yōu)化系統(tǒng)功耗問題，盡可能降低系統(tǒng)功耗。
參考文獻
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計算機軟件技術類本科畢業(yè)論文范文篇三
嵌入式軟件技術的現(xiàn)狀與發(fā)展
摘要：本文主要就嵌入式軟件技術特征和發(fā)展現(xiàn)狀進行分析，然后結合實際對嵌入式軟件技術的發(fā)展方向進行探究。
關鍵詞：嵌入式軟件技術;特征;現(xiàn)狀
一、嵌入式軟件技術特征概述
嵌入式軟件主要是針對嵌入式系統(tǒng)來說的，而這一系統(tǒng)也稱為是以應用為中心，對于這方面的系統(tǒng)主要涵蓋著外圍硬件設備以及嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)、應用軟件系統(tǒng)幾個部分。嵌入式的軟件主要是在一定技術下把操作系統(tǒng)以及其他開發(fā)軟件嵌入到硬件中，從生產(chǎn)過程層面來看主要就是先實施芯片開發(fā)，然后對嵌入式系統(tǒng)軟件加強設計，最后再進行嵌入式電子設備制造當中，而在嵌入式系統(tǒng)方面主要是獨立運行的計算機系統(tǒng)[1]。在嵌入式的軟件系統(tǒng)方面主要是強調著以應用作為基礎，然后對軟硬件的協(xié)調比較重視，在這一基礎上才能夠將預定的計劃得以完成。從嵌入式軟件技術自身的主要特征層面來看，在實用性以及靈活性上有著顯著呈現(xiàn)。靈活性特征是因為這一軟件技術能夠隨時性的開發(fā)，由于軟件的小巧所以能比較方便的嵌入到計算機系統(tǒng)中，對其功能不會造成相應影響。
二、嵌入式軟件技術現(xiàn)狀分析
從當前我國嵌入式軟件技術的發(fā)展過程來看，在當前還有著諸多挑戰(zhàn)，這就需要這一技術能夠結合多方面的發(fā)展需求進行創(chuàng)新改變。當前我國的科學技術發(fā)展的速度比較迅速，在嵌入式這一軟件方面已經(jīng)有了廣泛應用，對人們的工作生活以及學習等都提供了方便[2]。網(wǎng)絡技術下嵌入式軟件的自身優(yōu)越功能以及在操作系統(tǒng)作用下，能夠為小型電子設備的低成本以及小型化目標的人機界面交流提供了技術層面的支持。在對嵌入式軟件技術的應用層面主要是在軟件應用和系統(tǒng)開發(fā)層面有著重要體現(xiàn)。從嵌入式軟件的應用領域來看，在通信工程以及消費電子和工業(yè)生產(chǎn)等方面都有著廣泛應用。通信工程方面主要是智能手機以及全球定位系統(tǒng)等;在消費電子方面則主要是數(shù)字電視以及數(shù)碼相機、家庭網(wǎng)關等層面;在工業(yè)生產(chǎn)方面則主要是數(shù)控機床以及制造工廠等層面。除此之外在金融交易以及醫(yī)療衛(wèi)生和交通運輸?shù)确矫嬉灿兄容^廣泛的應用。
三、嵌入式軟件技術發(fā)展態(tài)勢思考
3.1無線網(wǎng)。
嵌入式軟件技術的廣泛應用也說明在作用發(fā)揮層面比較顯著，為能夠對國際市場競爭態(tài)勢有效應對，就需要對嵌入式軟件技術進行升級。其中在無線網(wǎng)的操作系統(tǒng)發(fā)展上已經(jīng)逐漸得到了應用，在以后的發(fā)展過程中，移動通信網(wǎng)絡能夠在豐富的多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務上進行提供，并且在支持功能上和更多的移動終端設備上也比較突出。為能夠將第三代移動通信系統(tǒng)優(yōu)勢得到有效發(fā)揮，在無線網(wǎng)的操作系統(tǒng)開發(fā)研究上就加大的力度[3]。在嵌入式設備的不斷發(fā)展以及網(wǎng)絡發(fā)展需求的加大下，無線網(wǎng)的技術應用就會成為嵌入式軟件的重要發(fā)展方向，當前的EPOC就是比較穩(wěn)定的無線操作系統(tǒng)，其主要是通過C++進行編寫的，然后應用全面向對象設計方法對低端智能電話到全功能個人通信器要求能得到有效滿足。
3.2人工智能。
由于嵌入式軟件技術的開發(fā)應用主要是對人們實際需求滿足而存在，所以這就需要根據(jù)人們的需求變化及時地進行升級改造，將服務性這一特征充分體現(xiàn)。在人工智能的技術下就能夠對實際的需求得到有效滿足，在和嵌入式軟件技術得到有效結合下，能實現(xiàn)人機交互這一目標，并能夠最大范圍地將嵌入式軟件技術得以應用。在醫(yī)療衛(wèi)生領域中的人工智能技術和嵌入式軟件技術的結合應用相對比較突出，在具體應用過程中就能有效減小對你患者的傷害。人工智能技術的應用在今后將會成為必然發(fā)展趨勢，例如在生活中的智能儀表以及自動控溫等儀器都是人工智能技術的呈現(xiàn)。
3.3網(wǎng)絡互連。
為能夠將嵌入式軟件技術分布處理結構對上網(wǎng)的需求得到滿足，就需要配備標準的多網(wǎng)絡通信接口，新一代的嵌入式設備也需提供相應通信組網(wǎng)協(xié)議軟件以及物理層驅動軟件。從以往的單片機技術的情況來看，對當前的實際需求已經(jīng)不能有效滿足，而在新一代嵌入式軟件層面的發(fā)展就很好解決了這一問題。嵌入式處理器能夠在內嵌網(wǎng)絡接口上對TCP/IP協(xié)議有效支持，同時在USB等通信接口方面也能夠支持，在新的嵌入式技術方面對通信網(wǎng)的協(xié)議和物理驅動軟件都能夠具備就能方便的上網(wǎng)，同時也能有效滿足諸多移動用戶設備的上網(wǎng)需求。隨著我國的網(wǎng)絡技術的進一步發(fā)展，對嵌入式軟件技術的優(yōu)化也會使得人們的工作生活等方面更加的方便。
四、結語
綜上所述，隨著當前我國科學技術的發(fā)展，一些比較先進的技術在實際生活中已經(jīng)得到了廣泛應用，其中在嵌入式的軟件技術發(fā)展方面，這是PC時期計算機最為普遍的應用形式。在迅速發(fā)展的信息化時代，單純的計算機機器對人們的生活以及工作需求得不到滿足，所以采用嵌入式軟件技術和系統(tǒng)就能從很大程度上滿足實際的應用需求。
參考文獻
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