数据流

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数据流(Data Stream)

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什么是数据流[1]

  数据流是指一组有顺序的、有起点和终点的字节集合,程序从键盘接收数据或向文件中写数据,以及在网络连接上进行数据的读写操作,都可以使用数据流来完成。数据流的概念如图1所示。
Image:数据流概念.jpg

数据流的分类[2]

  数据的性质、格式不同,则对流的处理方法也不同,因此,在Java的输入/输出类库中,有不同的流类来对应不同性质的输入/输出流。在java.io包中,基本输入/输出流类可按其读写数据的类型之不同分为两种:字节流和字符流。

  (1)输入流与输出流

  数据流分为输入流(InputStream)和输出流(OutputStream)两类。输入流只能读不能写,而输出流只能写不能读。通常程序中使用输入流读出数据,输出流写入数据,就好像数据流入到程序并从程序中流出。采用数据流使程序的输入输出操作独立与相关设备。

  输入流可从键盘或文件中获得数据,输出流可向显示器、打印机或文件中传输数据。

  (2)缓冲流

  为了提高数据的传输效率,通常使用缓冲流(Buffered Stream),即为一个流配有一个缓冲区(buffer),一个缓冲区就是专门用于传输数据的内存块。当向一个缓冲流写入数据时,系统不直接发送到外部设备,而是将数据发送到缓冲区。缓冲区自动记录数据,当缓冲区满时,系统将数据全部发送到相应的设备。

  当从一个缓冲流中读取数据时,系统实际是从缓冲区中读取数据。当缓冲区空时,系统就会从相关设备自动读取数据,并读取尽可能多的数据充满缓冲区。

数据流的基本操作[3]

  1.生成数据流的基本过程

  数据流由一系列的节点组成,当数据通过每个节点时,节点对它进行定义好的操作。建立数据流通常遵循以下4个步骤:

  (1)向数据流区域增添新的节点;

  (2)将这些节点连接到数据流中;

  (3)设定数据节点或数据流的功能:

  (4)运行数据流。

  2.向数据流区域添加,删除节点

  当向数据流区域添加新的节点时,通过下面3种方法均可实现:

  (1)双击选项板区中待添加的节点。

  (2)单击待添加节点,按住鼠标不放,将其拖入数据流区域内。

  (3)先选中选项板区中待添加的节点,然后将鼠标放入数据流区域,在鼠标变为十字形时单击数据流区域的任何空白处。

  通过上面3种方法都将发现选中的节点出现在了数据流区域内。当不再需要数据流区域内的某个节点时,可以通过以下两种方法来删除:

  (1)单击待删除的节点,按Delete键删除。

  (2)右击待删除的节点,在快捷菜单中选择delete命令。

  注意,删除一个节点后,与之相连的所有连接也将一并被删除。

  3.将节点连接到数据流中

  上面介绍了将节点添加到数据流区域的方法,然而要使节点真正发挥作用,需要把节点连接到数据流中。以下有3种方法可将节点连接到数据流中:

  (1)双击节点。首先选中数据流中要连接新节点的节点(起始节点),然后双击选项板区中要添加到数据流的节点(目标节点),这样新节点会出现在数据流区域,并自动建立从起始节点到目标节点的连接。

  (2)通过Alt键连接。首先在数据流中选中连接起始节点,按住Alt键不放,然后用鼠标将起始节点拖曳到目标节点后放开,连接便自动生成。

  (3)手动连接。右击待连接的起始节点,从弹出的快捷菜单中选择“连接…”命令,然后用鼠标单击目标节点,连接便自动生成。

  需要注意的是,并不是任何两个节点之间都可以建立连接。

  4.绕过数据流中的节点

  当暂时不需要数据流中的某个节点时可以绕过该节点。在绕过它时,如果该节点既有输入节点又有输出节点,那么它的输入节点和输出节点便直接相连;如果该节点没有输出结点,那么绕过该节点时与这个节点相连的所有连接便被取消。

  方法:按住Alt键不放,然后双击数据流中需要绕过的节点,如图2所示。

Image:绕过节点前后对比.jpg

  5.将节点插入已存在的连接中

  当需要在两个已连接的节点中再插入一个节点时,可以用鼠标将连接拖到要插入的节点上,即可将节点插入到连接中,如图3所示。同时原来两个节点间的连接被删除。
Image:在连接中插入新节点.jpg

  6.删除连接

  当某个连接不再需要时,可以通过以下两种方法将其删除:

  (1)选择待删除的连接,右击,从弹出的快捷菜单中选择“删除连接”命令。

  (2)选择待删除连接的节点,按F3键,删除所有连接到该节点上的连接。

  7.数据流的执行

  数据流构建好后要通过执行数据流数据才能从读入开始流向各个数据节点。执行数据流的方法有以下3种。

  (1)单击菜单栏中的▶按钮,数据流区域内的所有数据流将被执行。

  (2)先选择要输出的数据流,再单击菜单栏中的▶按钮,被选的数据流将被执行。

  (3)选择要执行的数据流中的输出节点,右击,在弹出的快捷菜单中选择“执行”命令,执行被选中的节点。

数据流描述方式[4]

  一般使用持续赋值语句描述数据流程的运动路径、运动方向和运动结果的设计方法,称为数据流描述方法。

  【例】module NAND2_G(A,B,F); //模块声明及输入输出端口列表

  input A,B; //定义输入端口

  output F; //定义输出端口

  assign F=~(A&B); //数据流描述

  endmodule //模块结束

  对于表达式assign F=~(A&B);右边的操作数A、B无论何时发生变化,都会引起表达式值的重新计算,并将重新计算后的值赋予左边的网线变量F。

参考文献

  1. 辛运帏 饶一梅编著.重点大学计算机教材 JAVA程序设计教程.机械工业出版社,2007年08月第1版.
  2. 张明新主编.Jave语言程序设计.重庆大学出版社,2004.8.
  3. 熊平著.数据挖掘算法与Clementine实践.清华大学出版社,2011.04.
  4. 周兴华编著.CPLD入门与实践.中国电力出版社,2011.05.
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