大数据采集与处理技术考试卷.pdf

【大数据采集与处理技术】是信息技术领域的重要组成部分，主要涉及如何有效地收集、转化、存储和分析海量数据。在工业生产、科学研究以及日常生活中，数据采集技术扮演着关键角色。 一、数据采集的基本概念与系统组成 1. **数据采集**指的是将现实世界中的模拟信号（如温度、压力等）通过测量设备转化为电信号，再经过模数转换器（ADC）转变为数字信号，供计算机进行进一步的处理、存储和展示。 2. **数据采集系统**通常包括五个部分：数据输入通道（如传感器）、数据存储与管理、数据处理单元、数据输出与显示以及人机交互界面。这些组件共同协作，确保数据的有效获取和利用。 3. **性能指标**：数据采集系统的性能好坏主要看其精度（测量结果的准确程度）和速度（数据处理和传输的速率）。 二、数据处理的类型与系统结构 1. **数据处理系统**分为预处理和二次处理，前者是实时在线处理，后者是事后脱机处理。这两种处理方式在不同的应用场景中各有优势。 2. **集散式控制系统**是现代工业自动化中的常见架构，包括一般的微型计算机数据采集系统、直接数字控制（DDC）系统以及分布式控制系统（DCS）。其中，DCS采用分散控制、集中管理的方式，提高系统的可靠性和实时性。 三、集散型数据采集系统的特点 1. **集散型数据采集与处理系统**具有很强的适应性，能处理多种类型的控制任务。 2. **可靠性**：由于控制任务分散到多台计算机上，即使某个部分故障，其他部分仍能正常工作，提高了系统的稳定性。 3. **实时响应**：对于实时性强的控制需求，集散型系统能迅速响应并作出决策。 4. **硬件要求**：相对于集中式系统，集散型系统的硬件要求相对较低，易于扩展和维护。 四、模拟信号的数字化处理 1. **信号类型**：数据采集系统中处理的信号主要有离散数字信号和连续模拟信号两种。 2. **采样与量化**：模拟信号转化为数字信号的过程包括采样（时域离散化）和量化（数值离散化），这两个步骤保证了模拟信号能够被数字系统处理。 3. **采样定理**：采样定理规定，采样周期Ts必须满足Ts≤1/(2fc)，以保证原模拟信号能被唯一恢复，fc被称为奈奎斯特频率。如果违反这个条件，可能会导致信号失真或信息丢失。 综上所述，大数据采集与处理技术涵盖了从信号获取到信息分析的全过程，是实现智能决策、自动化控制和数据分析的基础。了解和掌握这些知识对于从事相关工作的专业人士至关重要。