嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中的常用算法（嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中的常用算法）

內(nèi)容簡介

基本內(nèi)容有：線性方程組求解、代數(shù)插值和曲線擬合、數(shù)值積分、能譜處理、數(shù)字濾波、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)排序、數(shù)據(jù)壓縮和檢錯(cuò)糾錯(cuò)等常用算法。從嵌入式系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，用通俗易懂的語言代替枯燥難懂的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，使讀者能在比較輕松的條件下學(xué)到最基本的常用算法，并為繼續(xù)學(xué)習(xí)其他算法打下基礎(chǔ)。

目錄

第1章 常用線性方程組求解算法1

1.1 主元消去法1

1.1.1 無回代過程的主元消去法1

1.1.2 有回代過程的主元消去法8

1.2 行列式法12

1.2.1 行列式法概述12

1.2.2 三元線性方程組的行列式法13

1.3 應(yīng)用實(shí)例16

1.3.1 數(shù)學(xué)模型分析16

1.3.2 算法設(shè)計(jì)18

1.3.3 程序設(shè)計(jì)20

第2章 常用代數(shù)插值和曲線擬合算法24

2.1 線性插值26

2.1.1 算法原理26

2.1.2 應(yīng)用實(shí)例27

2.2 拋物線插值29

2.2.1 算法原理29

2.2.2 應(yīng)用實(shí)例32

2.3 曲線擬合36

2.3.1 線性擬合算法及其應(yīng)用實(shí)例38

2.3.2 拋物線擬合算法及其應(yīng)用實(shí)例47

第3章 常用數(shù)值積分算法52

3.1 算法原理52

3.2 應(yīng)用實(shí)例55

第4章 常用能譜處理算法58

4.1 譜曲線平滑58

4.1.1 算法原理58

4.1.2 算法程序60

4.2 譜峰定位61

4.2.1 算法原理62

4.2.2 算法程序62

4.3 能量刻度63

4.3.1 算法原理64

4.3.2 算法程序66

4.4 峰面積計(jì)算67

4.4.1 算法原理67

4.4.2 算法程序68

4.5 含量計(jì)算69

第5章 常用數(shù)字濾波算法70

5.1 程序判斷濾波70

5.2 中值濾波74

5.3 算術(shù)平均濾波77

5.4 去極值平均濾波78

5.5 滑動(dòng)平均濾波80

5.6 滑動(dòng)加權(quán)濾波82

5.7 一階滯后濾波83

5.8 數(shù)字濾波算法小結(jié)84

第6章 常用數(shù)理統(tǒng)計(jì)算法86

6.1 數(shù)據(jù)樣品的正態(tài)分布86

6.2 均值和均方差的估算88

6.3 用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法消除粗大誤差88

6.4 用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算線性相關(guān)系數(shù)91

第7章 常用自動(dòng)控制算法93

7.1 簡單閾值控制93

7.1.1 算法原理93

7.1.2 應(yīng)用實(shí)例96

7.2 經(jīng)典PID控制101

7.2.1 算法原理102

7.2.2 PID控制算法在應(yīng)用中需要解決的問題106

第8章 常用數(shù)據(jù)排序算法108

8.1 歸并排序108

8.1.1 算法原理108

8.1.2 算法程序109

8.1.3 改進(jìn)的算法116

8.2 快速排序126

8.2.1 算法原理126

8.2.2 算法程序128

8.2.3 非遞歸算法程序130

第9章 常用數(shù)據(jù)壓縮算法134

9.1 信源編碼概述134

9.2 霍夫曼編碼136

9.2.1 變長碼136

9.2.2 霍夫曼編碼原理139

9.2.3 霍夫曼編碼算法程序141

9.3 批量采樣數(shù)據(jù)的壓縮編碼147

9.3.1 緊湊壓縮編碼147

9.3.2 增量壓縮編碼150

9.3.3 預(yù)測壓縮編碼153

第10章 常用檢錯(cuò)與糾錯(cuò)算法158

10.1 檢錯(cuò)碼158

10.1.1 檢錯(cuò)原理158

10.1.2 奇偶校驗(yàn)160

10.1.3 和校驗(yàn)164

10.1.4 循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC校驗(yàn)）167

10.2 糾錯(cuò)碼171

10.2.1 糾錯(cuò)原理171

10.2.2 漢明碼171

10.2.3 檢二糾一碼177

10.2.4 抗突發(fā)干擾的措施186

參考文獻(xiàn)189

前言

嵌入式系統(tǒng)在各行各業(yè)的應(yīng)用越來越廣，我國從事嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的人員也越來越多，從國內(nèi)主要的幾種電子雜志上可以看出，有關(guān)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的文章也越來越多。

在開發(fā)一種嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品時(shí)，主要是做兩方面的設(shè)計(jì)：硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)方面，各個(gè)半導(dǎo)體公司競相推出各種高性能、低功耗、低成本的CPU和外圍芯片，這使我們?cè)谶M(jìn)行硬件設(shè)計(jì)時(shí)可以很快地得到最先進(jìn)的芯片。在這種情況下，硬件設(shè)計(jì)的外部條件越來越好，集成度越來越高，在實(shí)現(xiàn)相同功能的情況下線路越來越簡化。在軟件設(shè)計(jì)方面，雖然開發(fā)工具和程序設(shè)計(jì)語言也在不斷提高，但技術(shù)人員本身的軟件素質(zhì)無疑起決定作用。因此，軟件設(shè)計(jì)水平在嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)的過程中占有重要的地位，直接影響到產(chǎn)品的功能和競爭能力。