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嵌入式系统软件设计中的常用算法(完整版).pdf

发布时间：2022-05-30 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：17.14M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    北京航空航天大学出版社
    嵌入式系统软件设计基础丛书 嵌入式系统软件设计中的 常用算法 周航慈 著 嵌
    内 容 简 介 本书根据嵌入式系统软 件 设 计 需 要 的 常 用 算 法 知 识 编 写 而 成。 基 本 内 容 有:线 性 方 程 组 求 解、代数插值和曲线拟合、数值积 分、能 谱 处 理、数 字 滤 波、数 理 统 计、自 动 控 制、数 据 排 序、数 据 压 缩和检错纠错等常用算法。从嵌入式系统的实际应用出发,用 通 俗 易 懂 的 语 言 代 替 枯 燥 难 懂 的 数 学推导,使读者能在比较轻松的条件下学到最基本的常用算法,并为继续学习其他算法打下基础。 本书可作为电子技术人员自学 常 用 算 法 的 教 材,也 可 作 为 高 等 院 校 电 子 技 术 类 专 业 本 科 生、 研究生的教学参考书。 图书在版编目(CIP)数据 嵌入式系统软件设计中的常用算法/周航慈著.—北京: 北京航空航天大学出版社,2010.1 ISBN978 7 81124 943 9 Ⅰ.嵌… Ⅱ.周… Ⅲ.微型计算机—软件设计—算法 Ⅳ.TP311.5 中国版本图书馆CIP数据核字(2009)第189989号 嵌入式系统软件设计中的常用算法 周航慈 著 责任编辑 董云凤 张金伟 北京航空航天大学出版社出版发行 * * 北京市海淀区学院路37号(100191) 发行部电话:010 82317024 传真:010 82328026 http://www.buaapress.com.cn E-mail:bhpress@263.net 印刷有限公司印装 各地书店经销 开本:787mm×960mm 1/16 印张:12.5 字数:280千字 2010年1月第1版 2010年1月第1次印刷 印数:5000册 ISBN978 7 81124 943 9 定价:24.00元 北京航空航天大学出版社
    前 言 嵌入式系统在各行各业的应用越来越广,我国从事嵌入式系统开发的人员也越来越 多,从国内主要的几种电子杂志上可以看出,有关嵌入式系统应用的文章也越来越多。 在开发一种嵌入式系统产品时,主要是做两方面的设计:硬件设计和软件设计。在硬 件设计方面,各个半导体公司竞相推出各种高性能、低功耗、低成本的CPU 和外围芯片, 这使我们在进行硬件设计时可以很快地得到最先进的芯片。在这种情况下,硬件设计的 外部条件越来越好,集成度越来越高,在实现相同功能的情况下线路越来越简化。在软件 设计方面,虽然开发工具和程序设计语言也在不断提高,但技术人员本身的软件素质无疑 起决定作用。因此,软件设计水平在嵌入式系统产品开发的过程中占有重要的地位,直接 影响到产品的功能和竞争能力。 我国目前绝大多数从事嵌入式系统开发的技术人员基本上不是计算机专业毕业的, 有的可能还没有上过大学,他们未接受过系统的软件基础理论教育,软件设计水平仍不太 高。在软件开发过程中,他们只是不自觉地采用了一些规律性的设计方法,或者模仿别人 的程序设计方法,而有更多成熟的基本方法没有掌握,开发出来的软件水平不高,致使产 品的功能和可靠性受到一定的制约。 软件设计是一门科学,有其自身的规律,也有很多成熟的理论和算法。要学习就要选 教材,而目前所能选到的都是专为计算机专业编写的教材。这些教材起点较高,偏重理论 叙述,不考虑嵌入式系统的硬件特点,对于广大嵌入式系统开发人员来说不是十分适合, 学起来会感到比较抽象和吃力。 出于提高我国广大嵌入式系统开发人员软件素质的愿望,我们决定编写一本适合自 学的关于常用算法的书。该书起点 要 求 不 高,只 要 掌 握 了 C 语 言、学 习 了“数 据 结 构”有 关知识并从事过嵌入式系统开发工作的人员就可以看懂。学完本书后,对软件设计中常 用的算法就能初步掌握。在进行软件设计时,可以减少很多盲目性,并为更系统、更深入 地学习其他计算机软件设计理论打下良好基础。 本书主要内容如下: 第1章介绍常用线性方程组求解算法; 第2章介绍常用代数插值和曲线拟合算法; 第3章介绍常用数值积分算法; 前北京航空航天大学出版社
    前 言 第4章介绍常用能谱处理算法; 第5章介绍常用数字滤波算法; 第6章介绍常用数理统计算法; 第7章介绍常用自动控制算法; 第8章介绍常用数据排序算法; 第9章介绍常用数据压缩算法; 第10章介绍常用检错与纠错算法。 本书编写的原则是:尽量结合嵌入式系统的应用实例,采用通俗易懂的叙述方式,介 绍最基本的核心内容,以便读者能够顺利入门,为进一步学习更多的算法打下基础。 在本书的编写过程中,得到北京航空航天大学出版社的大力支持,何立民教授给予了 无私帮助,在此表示衷心感谢! 周立功先生在本书的策划过程中起了很大促进作用,在此 也表示衷心感谢! 王冬霞参与了部分算法程序的调试工作,在此一并感谢! 由于 作 者 水 平 有 限,书 中 一 定 会 有 错 误 及 不 足 之 处,敬 请 广 大 读 者 予 以 指 正,不 胜 感谢! 于东华理工大学 作 者 2009年8月 北京航空航天大学出版社
    目 录 第1章 常用线性方程组求解算法 1.1 主元消去法 1.1.1 无回代过程的主元消去法 1.1.2 有回代过程的主元消去法 1.2 行列式法 1.2.1 行列式法概述 1.2.2 三元线性方程组的行列式法 1.3 应用实例 1.3.1 数学模型分析 1.3.2 算法设计 1.3.3 程序设计 第2章 常用代数插值和曲线拟合算法 2.1 线性插值 2.1.1 算法原理 2.1.2 应用实例 2.2 抛物线插值 2.2.1 算法原理 2.2.2 应用实例 2.3 曲线拟合 2.3.1 线性拟合算法及其应用实例 2.3.2 抛物线拟合算法及其应用实例 第3章 常用数值积分算法 3.1 算法原理 3.2 应用实例 ……………………………………………………………… …………………………………………………………………………… ………………………………………………… ………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………… …………………………………………… …………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… 1 1 1 8 12 12 13 16 16 18 20 24 26 26 27 29 29 32 36 38 47 52 52 55 北京航空航天大学出版社
    目 录 第4章 常用能谱处理算法 4.1 谱曲线平滑 4.1.1 算法原理 4.1.2 算法程序 4.2 谱峰定位 4.2.1 算法原理 4.2.2 算法程序 4.3 能量刻度 4.3.1 算法原理 4.3.2 算法程序 4.4 峰面积计算 4.4.1 算法原理 4.4.2 算法程序 4.5 含量计算 第5章 常用数字滤波算法 5.1 程序判断滤波 5.2 中值滤波 5.3 算术平均滤波 5.4 去极值平均滤波 5.5 滑动平均滤波 5.6 滑动加权滤波 5.7 一阶滞后滤波 5.8 数字滤波算法小结 第6章 常用数理统计算法 6.1 数据样品的正态分布 6.2 均值和均方差的估算 6.3 用数理统计方法消除粗大误差 6.4 用数理统计方法计算线性相关系数 第7章 常用自动控制算法 7.1 简单阈值控制 7.1.1 算法原理 7.1.2 应用实例 7.2 经典PID 控制 7.2.1 算法原理 …………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… ………………………………………………………………… ………………………………………………………………… ……………………………………………………… ………………………………………………… …………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ………………………………………………………………… 58 58 58 60 61 62 62 63 64 66 67 67 68 69 70 70 74 77 78 80 82 83 84 86 86 88 88 91 93 93 93 96 101 102 北京航空航天大学出版社
    目 录 106 108 108 108 109 116 126 126 128 130 134 134 136 136 139 141 147 147 150 153 158 158 158 160 164 167 171 171 171 177 186 189 参考文献 7.2.2 PID 控制算法在应用中需要解决的问题 第8章 常用数据排序算法 8.1 归并排序 8.1.1 算法原理 8.1.2 算法程序 8.1.3 改进的算法 8.2 快速排序 8.2.1 算法原理 8.2.2 算法程序 8.2.3 非递归算法程序 第9章 常用数据压缩算法 9.1 信源编码概述 9.2 霍夫曼编码 9.2.1 变长码 9.2.2 霍夫曼编码原理 9.2.3 霍夫曼编码算法程序 9.3 批量采样数据的压缩编码 9.3.1 紧凑压缩编码 9.3.2 增量压缩编码 9.3.3 预测压缩编码 第10章 常用检错与纠错算法 10.1 检错码 10.1.1 检错原理 10.1.2 奇偶校验 10.1.3 和校验 10.1.4 循环冗余校验(CRC 校验) 10.2 纠错码 10.2.1 纠错原理 10.2.2 汉明码 10.2.3 检二纠一码 10.2.4 抗突发干扰的措施 ……………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………… ………………………………………………………………… ……………………………………………………………… …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………… ………………………………………………………………… ………………………………………………………… …………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… ………………………………………………………… …………………………………………………… ………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………… ………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………… ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………… …………………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… 北京航空航天大学出版社
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