基于数值拟合的经验公式优选通用系统的研究与实现

论文摘要

数值拟合是一种在生物、化学、地理、物理等领域的科学实验研究中广泛应用的数值分析方法。在传统的科学实验研究中,操作者主要采用“最小二乘法”分析实验数据之间的相互关系。最小二乘法主要是通过最小化误差平方和的方式,搜索数据的最佳拟合函数。这种数值拟合计算方法需要实验研究者手工处理大量的数据,操作繁琐,且误差较大。基于此,本研究将传统的数值拟合方式与计算机技术相融合,利用计算机技术提高计算效率和精确度,也为实验工作者提供更加科学高效的计算手段及直观的可参照性结果,助力各学科中实验数据拟合的发展。本研究提供的数值拟合计算通用系统,能够自动化处理多学科的实验数据,实现实验数据的拟合计算和经验公式优选等功能,具体研究内容如下:(1)基于化学学科的双水相体系实验数据拟合需求,针对数值拟合的计算特点,采用GUI程序设计与MATLAB算法设计相结合的方式,设计实现了双水相体系双节线拟合计算系统,完成了基础性的研究。该系统能够自动完成双水相体系双节线数据的拟合计算、最优经验公式选择、拟合结果对比和保存以及拟合曲线的绘制。(2)为了能够将拟合计算系统推广到各学科,在双水相体系双节线拟合计算系统的基础上进行优化设计,扩展添加经验公式自定义功能,取消经验公式的数量限制,并改进拟合计算和结果筛选的核心算法,大大提高了系统的通用性。(3)为了满足多学科大数据量的计算需求,提高计算效率,设计了一种基于多线程并行处理技术的数据拟合计算方法,使系统能够动态分配CPU空间,从而提高整体读写效率,充分利用计算机的系统资源,整体提升了本系统的处理性能。

论文目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

1.4 论文组织结构

第二章双水相体系双节线拟合计算系统的研究与实现

2.1 双节线数据的数值拟合

2.1.1 双水相体系的基础数据采集

2.1.2 双水相体系双节线关联拟合公式

2.1.3 双节线数据的数值拟合

2.2 双水相体系双节线拟合计算系统的研究

2.2.1 系统模块设计

2.2.2 数据处理

2.3 程序设计实现

2.3.1 数据输入与预处理

2.3.2 数据拟合计算及结果显示

2.3.3 拟合曲线绘制及结果显示

2.3.4 筛选最优拟合结果

2.3.5 拟合数据分析与比较

2.4 程序测试成果展示

2.4.1 数据输入模块

2.4.2 数据计算模块

2.4.3 数据输出模块

2.5 本章总结

第三章数值拟合计算系统的功能优化

3.1 多学科数值拟合研究

3.2 经验公式优选通用系统的优化设计

3.2.1 开发环境

3.2.2 系统结构设计

3.3 程序设计实现

3.3.1 数据输入

3.3.2 数据拟合计算及结果显示

3.3.3 拟合曲线绘制及结果显示

3.3.4 筛选最优拟合结果

3.3.5 系统功能分析与比较

3.4 本章总结

第四章数值拟合计算系统的处理性能优化

4.1 设计原理

4.1.1 并行处理

4.1.2 多线程技术

4.1.3 程序设计模型

4.2 算法设计与实现

4.2.1 多线程并发设计概述

4.2.2 公共空间数据处理方法

4.2.3 算法设计

4.2.4 算法功能分析与比较

4.3 本章总结

第五章总结及展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的主要科研成果

后记

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨雪晴

导师: 逯洋

关键词: 数值拟合,最小二乘法,公式优选,多线程技术

来源: 吉林师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 数学,有机化工,工业通用技术及设备,计算机软件及计算机应用

单位: 吉林师范大学

分类号: TQ028.32;O241;TP311.1

DOI: 10.27792/d.cnki.gjlsf.2019.000043

总页数: 53

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