支持通用数据对象的科学计算器的设计和实现

发布时间：2017-03-24 15:03

  本文关键词：支持通用数据对象的科学计算器的设计和实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：面对大量复杂的数据,人们急需寻求更加高效的计算解决方案,这就需要借助科学计算器的帮助。现在的科学计算器价格虽然比较低廉,但存在以下缺点：一是功能比较简单,只能应用于特定的计算领域,支持简单的、单步的加减乘除四则运算；二是只能由用户按步输入较长的算式,使得计算器的效率非常低；三是不能支持包含逻辑处理的算术表达式,导致计算过程变得十分困难,甚至会出现无法准确计算数据或者无法输入算术式的情况出现。基于以上原因,开发可支持通用数据对象的科学计算器是十分必要的。本文通过对主流科学计算器的分析,结合工作中的实际需要,设计并实现了一种支持通用数据的科学计算器。该系统是基于Qt实现的,不仅能为用户提供既定的公式计算功能,也支持用户手动输入算术表达式的功能,可以识别输入的算术表达式并进行数据运算,能够有效地减少大量复杂计算中的误差,帮助用户更快捷、更高效地进行数据运算,具有十分重要的应用意义和经济意义。本文在深入研究递归的逐步运算、逐步简化算术表达式的解析方法的基础上主要解决了两方面的问题,一是对用户输入的计算表达式进行解析,把一个用户提供的、不严格预设规范形式的字符串转变为方便处理的算术表达式；二是对数据对象进行抽象,使该计算器可以无缝或者以最小代价支持对不同数据对象的计算。本文所研究构建的支持通用数据对象的计算器,比常见的科学计算器功能更强的一点在于其可以支持包含逻辑处理的算术表达式,解决了以下两个方面的问题：一是对用户输入的计算表达式进行解析,把一个用户提供的不严格预设规范形式的字符串转变为方便处理的算术表达式；二是对数据对象进行抽象,使该计算器以最小代价支持对不同数据对象的计算。通过解决这两方面的问题,真正实现了支持通用数据的设计初衷,这是本项目的最大特点,也是区别于一般计算器的独特功能。本文设计的科学计算器存在一些不足之处。一是为了支持通用性、灵活性和稳定性而牺牲了一些运算效率。二是未对计算过程实施任何优化。三是对计算方法本身的一些限制,即在计算过程中无法引入相邻样点参与本样点的运算,同时也无法引入计算“时窗”的概念,这就导致类似积分运算这样在工程数学中经常用到的计算方式无法通过本计算器实现。在计算器设计中曾经考虑过增加一些特殊的关键字以表达出积分等复杂运算符,但是因为这些公式中往往需要对变量下标进行精确控制(如求和运算),从而对数据数组的循环操作都提出了新问题,会影响到整个解析运算的流程控制。鉴于其对解析运算的复杂度、稳定性带来的负面影响,在本项目中最终未能实现,只能留待后续版本的研究了。
【关键词】：计算器 科学计算 数据对象 通用数据
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP323
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 选题的背景12
• 1.2 国内外研究现状12-18
• 1.3 论文主要内容和研究结构18-20
• 1.3.1 研究内容18
• 1.3.2 组织结构18-20
• 第二章 科学计算器需求分析20-32
• 2.1 功能需求20-25
• 2.1.1 科学计算函数20-21
• 2.1.2 算术表达式21-22
• 2.1.3 基本计算功能22-23
• 2.1.4 数据对象的计算23
• 2.1.5 支持包含逻辑处理的算术表达式23-25
• 2.2 需求分析25-27
• 2.2.1 算术表达式分析25-26
• 2.2.2 数据对象的基本运算26
• 2.2.3 软件开发环境26-27
• 2.3 相关技术介绍27-32
• 2.3.1 Qt技术简介27-28
• 2.3.2 C++简介28-32
• 第三章 科学计算器的功能实现32-48
• 3.1 整体架构设计32
• 3.2 计算器算术表达式解析模块设计32-39
• 3.2.1 逐步运算逐步简化的解析方法32-33
• 3.2.2 算术表达式解析运算流程33-39
• 3.3 支持通用数据对象运算模块设计39-44
• 3.3.1 通过继承和派生封装计算器40-41
• 3.3.2 通过聚合封装计算器41-44
• 3.4 图形界面部分的封装44-48
• 第四章 应用测试48-52
• 4.1 算术表达式功能测试48-49
• 4.2 基本数据计算和对数据对象计算功能测试49-52
• 第五章 结束语52-56
• 5.1 总结52
• 5.2 展望52-56
• 参考文献56-58
• 致谢58-60
• 作者简介60
• 1、基本情况60
• 2、教育背景60
• 3、攻读硕士学位期间的研究成果60

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王旭平;王汉功;陈小虎;;基于Qtopia4的拼音输入法的实现[J];兵工自动化;2008年05期

2 徐伟华;谭永东;;基于AMD DBAu1200的嵌入式PMP研究及实现[J];成都信息工程学院学报;2009年01期

3 崔璐;蔡觉平;赵博超;王鑫;;基于ZigBee技术的井下人员定位安全监测系统[J];大连理工大学学报;2011年S1期

4 杨中华;李兵;;基于Qt/Embedded的GUI应用程序的实现[J];电脑开发与应用;2008年05期

5 吴子平;徐爱钧;;基于Qt/Embedded的嵌入式GUI的研究与构建[J];电脑开发与应用;2012年01期

6 刘连浩;郑伟;;基于嵌入式平台的网络视频播放系统[J];电脑与信息技术;2010年01期

7 陈将;;QTE/Qtopia在linux智能手机中的应用[J];电脑知识与技术(学术交流);2007年18期

8 杨鹏飞;苗忠良;;智能手机camera应用的设计与实现[J];电脑知识与技术;2008年13期

9 王仪琛;皮德常;;基于ARM9的Qtopia在utu2440上的移植及其应用开发[J];电脑知识与技术;2009年04期

10 罗章海;赵旭;王喜红;;Qtopia的输入法架构分析[J];电脑知识与技术;2011年32期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 马喜强;大口径火炮射击诸元计算器的关键技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年

2 王仕明;基于PowerPC的高速图像存储系统技术研究[D];中国科学院研究生院（光电技术研究所）;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 熊业攀;基于嵌入式Linux的红外呼气酒精检测系统的研究及开发[D];浙江理工大学;2010年

2 金光;EPIRB检测仪技术方案设计与研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

3 武兴宇;基于DaVinci的嵌入式小平台声纳处理系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

4 吴天柱;基于DSP转台伺服控制系统的设计[D];哈尔滨工程大学;2010年

5 王波;基于Solaris下的综合导航信息处理平台的软件设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年

6 吕国胜;基于ARM的时差法超声波流量计设计[D];大连理工大学;2010年

7 李树林;基于WLAN的监控服务器研究与实现[D];哈尔滨理工大学;2010年

8 张小丽;基于ARM的嵌入式GUI的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2010年

9 郑志国;基于MPC8540处理器的高性能雷达显控终端研制[D];电子科技大学;2010年

10 焦燕;基于QT的嵌入式GUI和浏览器的实现[D];电子科技大学;2010年

  本文关键词：支持通用数据对象的科学计算器的设计和实现，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：265754