数据线测试仪

数据线测试仪（共12篇）

数据线测试仪 篇1

0 引言

近年来随着人们对电网安全的日益关注,便携式继电保护测试仪得到了很大程度的应用。其主要优点在于携带方便、测试简单;缺点在于数据处理相对简单、无法存储更多的数据。针对上述问题,提出利用USB芯片作为桥梁,将微处理器系统的数据通过U盘读入、写出,以实现大容量数据存储以及数据处理的要求。

1 系统设计

本系统采用微处理器MSP430F248和USB接口芯片CH375实现,如图1所示。主控芯片MSP430F248同其它微控制器相比,采用低功耗设计,供电电源低;仅3种指令格式,全部为正交结构,尽可能做到1字/指令;ESD保护,抗干扰力强;硬件乘法器;多达48K ROM和4K RAM。

MSP430F248为FLASH型芯片,采用FLASH存储器作为程序代码及信息的存储,可以实现多次擦除和写入,也可以实现在线写入。其写入可以由JTAG接口来完成,也可以由芯片内的驻留软件实现,只需运行的程序代码存储区与待编程的存储区不在同一模块中。FLASH存储器的基本功能有:在程序执行时提供代码和数据;在软件或JTAG接口控制下作一段、多段或整个模块的擦除;在软件或JTAG接口控制下写入数据,在X000h～XlFFh的512字节区域内可实现双倍编程速度。FLASH存储器模块是一个可独立操作的物理存储器单元。全部模块安排在同一个线性地址空间中,一个模块又可以分为多个段。

当对FLASH存储器段中的某一位编程时,必须对整个段擦除,因此,FLASH存储器必须分为较小的段,以方便地实现擦除和编程。该FLASH存储器模块包含如下部分:

(1)控制逻辑:控制FLASH擦除和编程时的机器状态和时序发生器;

(2)FLASH保护逻辑:避免意外的FLASH擦除和编程操作;

(3)编程电压发生器:提供FLASH擦除和编程所需全部电压的集成电荷泵;

(4)3个16位控制寄存器FCTL1、FCTL2、FCTL3控制FLASH模块的全部操作;

(5)存储器本身。

2 USB接口电路

CH375是一个USB总线的通用接口芯片,支持USB-HOST主机方式和USB-DEVICE/SLAVE设备方式。

在本地端,CH375具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出,可以方便地连接到微处理器的系统总线上。在USB主机方式下,CH375还提供了串行通信方式,通过串行输入、串行输出和中断输出与微处理器相连接。其特点主要有:全速USB-HOST主机接口,兼容USB V2.0,外围元器件只需要晶体和电容。主机端点输入和输出缓冲区各64字节,支持常用的12Mbps全速USB设备。支持USB设备的控制传输、批量传输、中断传输。自动检测USB设备的连接和断开,提供设备连接和断开的事件通知。内置控制传输的协议处理器,简化常用的控制传输。内置固件处理海量存储设备的专用通信协议,支持Bulk-Only传输协议和SCSI、UFI、RBC或等效命令集的USB存储设备(包括USB硬盘/USB闪存盘/U盘)。通过U盘文件级子程序库实现单片机读写USB存储设备中的文件。

本系统中CH375采用串行连接方式,芯片用于USB主机方式。

串口信号线包括:串行数据输入引脚RXD、串行数据输出引脚TXD、中断输出引脚INT。通过串行接口,CH375可以用最少的连线与微处理器MSP430F248进行较远距离的点对点连接。

CH375芯片的RXD和TXD可以分别连接到MSP430F248的串行数据输出引脚和串行数据输入引脚。INT输出的中断请求是低电平有效,用于通知微处理器。具体电路如图2所示。

CH375的串行数据格式是1个起始位、9个数据位、1个停止位,其中前8个数据位是一个字节数据,最后1个数据位是命令标志位。第9位为0时,前8位的数据被写入CH375芯片中,第9位为1时,前8位被作为命令码写入CH375芯片中。CH375的串行通信波特率默认是9600bps,MSP430F248可以随时通过SET_BAUDRATE命令选择合适的通信波特率。

3 软件设计

由于本系统中微处理器MSP430F248的程序空间和数据存储空间相对较大,在软件设计上采用CH375的U盘文件级子程序库来实现。

CH375的U盘文件级子程序库具有的特性:支持常用的FAT12、FAT16和FAT32文件系统,磁盘容量可达100GB以上,支持多级子目录,支持8.3格式的大写字母和中文文件名,可以支持小写字母或者长文件名,支持文件打开、新建、删除、读写以及搜索等。

CH375的文件级子程序库需要大约600字节的随机存储器RAM作为缓冲区。以普通的微处理器为例,文件系统的全部子程序有4KB到8KB代码,并且需要大约80字节的内部RAM和512字节的外部RAM作为缓冲区。

软件设计采用查询方式,进入数据传输界面后,查询U盘状态,如果U盘已准备好,就进入后续数据处理的流程。图3为继电保护测试仪将采集数据存入U盘的程序流程图。

部分程序代码:

4 试验测试及分析

不同环境数据传输如表1所示。在实验室多次测试时数据传输均无差错,而在现场测试时,每连续测试100次,都有可能出现1次数据传输错误,但出现错误的位置点没有规律。综合上述情况分析,可能是现场的电磁干扰造成数据传输错误,后续改进需要在硬件上加上屏蔽电磁干扰的措施。

图4为误码率与信噪比关系图,从图中可以看出,误码率与信噪比成反比关系,即误码率随着信噪比的增大逐渐减小,当信噪比为35 dB时,系统的数据传输误码率达到0。所以在设计该系统时要求在信噪比大于35 dB的信道中传输,可以保证系统中数据传输的可靠性及稳定性。

相比其他便携式继电保护测试仪而言,本系统利用USB接口芯片CH375为测试仪处理复杂数据提供了可能性,也为存储扩展提供了良好的应用前景。

摘要：为解决便携式继电保护测试仪在数据处理及存储方面的相关问题,提出基于USB芯片CH375的解决方案。通过分析CH375的命令集和工作时序,编写了MSP430处理器与U盘的数据通信应用程序。使用结果表明,由此构建的USB接口能够与各种U盘进行数据高速传输和存储。

关键词：便携式继电保护测试仪,CH375,U盘,MSP430F248,误码率

参考文献

[1]南京沁恒电子有限公司.USB总线接口芯片中文手册

[2]张弘.USB接口设计[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002

[3]高怡祯.基于闪存的星载大容量存储器的研究和实现[J].电子技术应用,2003,29(8)

[4]胡大可.MSP430系列FLASH型超低功耗16位单片机[M].北京:北京航空航天大学出版社,2001

[5]胡大可.MSP430系列单片机C语言程序设计与开发[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003

数据线测试仪 篇2

美国理想工业数据通信产品经理Dan Payerle

随着线缆性能测试仪——SIGNALTEK的推出，有关“质量评估测试”和“认证测试”之间区别成为经常被问及的问题。本文对这两个名词作出简明解释，并说明他们在布线工程中的作用。

认证测试 认证测试是对线缆高频电气性能进行测试的过程，以确定其是否满足北美TIA/EIA超5类、6类或增强6类（欧洲ISO D、E、Ea级）线缆标准规定。

测量规范由标准化委员会规定，其认证项目是极为特别的，例如：近端串扰、回波损耗、衰减等。目前，只有真正的线缆认证测试仪（例如IDEAL公司的LANTEK系列）才能进行此类测试。只要不能按照TIA/ISO标准进行测试的仪表，无论生产者如何宣称，都不是认证测试仪。

很多线缆和连接器厂商针对其生产的布线系统提供质保承诺。为使这种质保可信，布线工程方都必须经材料生产厂商认可（或经厂商特别培训），而且用真正的认证测试仪（例如LANTEK测试仪）对其布线工程进行检测。质量评估测试

质量评估测试只对布线链路质量进行评判，不测试电气性能。IDEAL采用1Gbps传输速率向被测链路发送数据，之后将其结果与IEEE802.3ab标准进行比较，得到合格与否的结论。与认证测试方法的主要不同在于，质量评估测试并不直接测试线缆性能，而是测试其点对点可靠传输数据的能力，对于很多用户来说，了解这种能力就已经足够了。

与认证测试不同，目前没有必须对链路质量进行评测的行业规定。不过IDEAL 公司选择使用主动发送数据包的方法实现此类测试，因为这样可以依据IEEE802.3ab标准评判合格与否。这样IDEAL的链路质量测试方法自然与国际标准相融合，因而具有独特优势。

结论

质量评估测试不能用于布线系统质保承诺方面的测试。不过，未来情形可能会发生变化，而目前惟一能进行质保数据的测试方法还是认证测试。

数据皆出众　测试见真章 篇3

2008年10月18日和19日，北京八达岭机场热闹非凡，15辆国产乘用车先后驶上跑道，起步、加速、过弯、制动，与这里经常进行的汽车测试无半点不同。不过，让习惯了汽车测试的机场工作人员不解的是，这一次的测试人员，往往要围着一款测试车型的发动机争论半天，有的时候还直接动手检查，看起来更像是在修车一般。

在仔细倾听了这些测试人员的争论之后，那些纳闷儿的工作人员才知道，这一次，还真就不是一次平常的汽车测试。那15款国产乘用车并不是测试的主角，试车人更为关注的是——这些车匹配的发动机。

这就是《汽车与运动》杂志主办的博格华纳杯“中国心”2008年度十佳发动机评选的实车测试现场。本次活动的评委，来自中国汽车技术研究中心以及各大高校的专家、教授们，——驾驶参评车辆，进行测试。评委们希望通过实际的驾驶感受，验证每一款发动机的优异性能数据能否在匹配车型上体现出来，并在其中挑选出2008年度“十佳发动机”。

自主品牌扬眉吐气小排量发动机厚积薄发

刚刚进入到测试现场，评委们还没有来得及接触测试机型，就已经开始了对中国的发动机产业的点评。在他们看来，中国的发动机产业这几年确实有了不小的提升，最明显的例子就是，今年自主品牌发动机和小排量发动机的报名数量明显增加。这说明中国的发动机产业已经可以按照政策和市场的需求，迅速开发出相应的产品。

在现场可以看到，参加测试的15款车型中，搭载奇瑞、长城、比亚迪、绵阳新晨动力等自主品牌发动机的共有6款，占了1/3还多。评委之一，吉林大学汽车工程学院内燃机工程系主任李君教授介绍说，这一方面，是因为今年的评选规则有所改变，要求参评发动机必须在中国生产，主要的零部件都要实现国产，另一方面，也反映出自主品牌企业在发动机研发方面已经取得越来越大的进步。

今年参评的发动机按照排量分为了三组，分别是1.0L-1.3L(含)，1.3L-2.0L(含)和2.0L以上。将排量相近的发动机放到一起测试，显然更有可比性，也更加合理，

从排量看，1.3L(含)以下的发动机有3款，最小排量的是比亚迪F0匹配的1.0L发动机：2.0L(含)以下的有11款，占了绝大多数。评选的主办方——《汽车与运动》杂志的出版人兼总编辑周丽娟认为，小排量发动机正在成为评选的中坚力量，这是汽车产业大势所趋。

数据虽关键实际效果更重要

在正式开始实车测试后，评委们迅速进入状态，多年的科研、教学经验让他们没有放过发动机的任何一个细节。从静态观察、电控标定、NVH(噪声、振动和舒适度)性能、启动性能，急加速性能、发动机制动、加速响应时间等方面对参评车型的发动机进行了认真评定。

对于每一款发动机，评委们都认真地观察，首先便是仔细查验厂家提供的技术资料与实际机型的吻合程度。由于不同车型发动机的布置方案不一样，为检查一款发动机采用的是单侧可变气门正时(VVT)还是双侧可变气门正时(VVT)，评委们往往要转来转去，甚至亲自动手拆卸外观件，寻找相关的电子部件，并在进行激烈讨论后确认数据资料的真实性。

NVH测试是实车测试过程中的一个重要环节，专家评委此时听到的不仅是噪声大小，还有噪声反映出来的发动机性能。比如在听到一款发动机空挡加速的声音后，上海交通大学校长助理、汽车工程研究院院长许敏教授说：“这声音就像被人卡着脖子似的，加速性能肯定不好。”果不其然，在随后的实车测试中，这款发动机的加速性能的确不尽如人意。

实车测试这一环节之所以重要，就是因为能够入选这一阶段的发动机在数据上都十分出色，只有通过实际的表现，才能验证发动机的实际表现能否与厂商提交的技术资料相符，杜绝“纸上谈兵”的机型获奖。在这一次，我们看到还是存在这样的机型，而它们也自然被评委们排除在“十佳发动机”之外。

自主品牌发动机再接再厉

在测试后的评审会议上，评委们首先对自主品牌发动机的发展提出了更高的要求。他们认为，虽然在本次实车测试过程中，自主品牌发动机的进步比较明显，但与合资品牌相比，差距依然非常明显。

全国清洁汽车行动协调领导小组办公室专家组组长王秉刚教授指出，自主品牌发动机的差距，很大程度上是由于零部件供应商水准参差不齐造成的。为降低成本，获得性价比优势，自主品牌主机厂往往会选择价格较低的国内供应商，他们提供的零部件无论是加工工艺还是技术水平，都跟国际水平有差距，最后组装的发动机也就难以达到最初的设计要求。

本次评选活动的赞助商——博格华纳(中国)公司涡轮增压器技术与销售总监陈卫德博士告诉记者，出于成本的压力，一些自主品牌汽车企业往往自己做发动机标定试验，或者只做发动机转速在4000转以下的标定，这样在实车测试时，发动机与整车的匹配问题就会出现，最终影响发动机的整体评价。

许敏认为，国内汽车企业在研发发动机方面的对比分析不够，数据库严重缺乏。往往知其然，不知其所以然。所以，自主品牌汽车企业需要不断向高水平的跨国公司学习，在学习的过程中，学会思考，学会创新，才能制造出高水平的发动机。

评审会议上，评委们再次对参与测试的15款机型作出了点评，并且投票选出了自己心目中的“十佳发动机”。最终，自主品牌和小排量发动机成为了本次评选的明星，与“鼓励节能减排、提倡小排量机型、支持自主研发”的评选宗旨不谋而合。针对这一现象，王秉刚教授不无欣慰地说：“3年来，我们始终本着促进中国发动机产业发展的目的来认真评选，每一届评出的‘十佳发动机’，都能切实反映中国当前发动机产业的真实现状，这一次也不例外。每年都看到中国发动机产业的不断进步，让我们觉得付出的辛劳很值得。”

获奖理由：高效节能、技术先进，在节能减排方面优势明显

绵阳新晨动力Z025TCR 2.5发动机

搭载车型：郑州日产奥丁

升功率：32.03kW/L

升扭矩：104.08Nm/L

扭矩特性得分：0.92

综合油耗：7.76L/100km

先进技术：高压共轨柴油直喷、废气涡轮增压、双独立螺旋进气道

机型介绍

国内的乘用车柴油发动机一直以来都没有太多具有竞争力的产品。这一次新晨动力选送的这款发动机，在动力数据上虽然和进口柴油发动机还有点差距，但是整体的表现已是非常出色。尤其是从扭矩曲线上看，峰值扭矩点的转速只有

2100rpm左右，非常有利于提升车辆的加速性能。

而且这款发动机已经达到了国Ⅲ排放标准，并在市场上开始销售，这在国产乘用车柴油发动机中绝对属于标杆。综合油耗只有7.76L/100km，在柴油发动机中也算是经济性极高。在国家大力提倡节能减排政策的今天，这款发动机无疑作出了巨大的努力。

乘用车柴油发动机技术在国内的研究水平比不上汽油发动机，这是行业内的共识。不过这款柴油发动机所采用的很多先进技术，也让我们看到了国内厂商在这一领域内的投入和进步。像双顶置凸轮轴(DOHC)、16气门、直喷、中置喷油器；涡轮增压(TC)、废气再循环(EGR)中冷、电控节气门体：铝缸盖、双独立进气道、双层水套结构，博世第二代高压共轨系统，1450 bar喷油压力、多次喷射、电子油门控制，机外氧化催化转化(DOC)等等技术的使用，让这款发动机在技术先进性方面也得到了评委们的赞誉。

作为本次“中国心”2008年度十佳发动机中惟一的一款柴油机型，这款发动机的整体品质得到了评委们的一致认可。作为国内国Ⅲ排放柴油机的典范，这款发动机在节能减排方面作出的努力值得肯定，在动力输出方面的强劲感觉，也让这款发动机获得不少评委的好感。考虑到本次评选“鼓励节能减排、支持自主研发”的宗旨，这款发动机自然就进入了“十佳发动机”行列。

试车感受

柴油发动机的强大动力输出一直是其标志性特点，这一次，这款发动机也为我们带来了非常不错的驾驶感受。静态展示阶段，发动机喷薄而出的声浪，就让我们感受到了那种无法抑制的动力。而且，即使油门到底，发动机的声浪依旧浑厚有力，没有那种力有不逮的感觉。这一点，受到了评委们的一致好评。

高扭矩输出带来的加速感也是十分强烈，起步阶段甚至有评委开出了响胎的声音，这足以说明这款发动机在起步阶段的强大动力输出。虽然驱动一款重达1800Ka的车型，但是迅速攀升的时速表，还是让我们领教了这款发动机所能带来的驾驶快感。在猛踩油门的情况下，这款发动机丝毫没有动力衰竭的迹象，如果不是跑道长度限制，我们还真想知道这款发动机究竟能把车速拉高到什么水平。

中途加速环节中，这款发动机的表现也是可圈可点。虽然不像起步阶段那样迅猛，但是充足的动力储备还使中途加速变得十分轻松。而且在多次测试之后，动力储备的衰减也不是那么严重，说明在发动机调校上，工程师们付出了不少的心血。

总体来看，这款发动机在动力性能上面有着十分出色的表现。实际测试中油门响应和跟随性都很不错，尤其是在起步阶段，强大的动力输出可以让匹配车型的车速迅速提升，在实际驾驶中有很好的操控感受。

专家评语

作为自主开发的一款乘用车柴油发动机产品，这款发动机确实很不错。虽然与进口的柴油发动机相比还有一些差距，但是我们能够在本次评选中看到这样的自主品牌产品，还是非常令人欣慰。尤其是在排放方面，它们能够提早做到国Ⅲ排放标准，这绝对是值得鼓励的。

获奖理由：性能均衡，表现稳定，一款中外合作的经典机型

上海通用汽车LE5 2.4L发动机

搭载车型：

上海通用别克LaCROSSE君越

升功率：52.4kW/L

升扭矩：84.4Nm/L

扭矩特性得分：0.89

综合油耗：9.6L/100km

先进技术：全铝机身、D—VVT进排气电控气门可变正时系统

这款发动机已经是第三次入选“十佳发动机”了，在各种新机型纷纷面世的今天，它是靠什么优势一直占据着“十佳发动机”的位置呢?答案就是性能均衡。

这款发动机的整体参数也许并不能在2.0L以上组别中拔得头筹，但是来自通用全球发动机平台和上海泛亚技术中心的国产化调校，让这款发动机更加适合中国市场。在整体性能上表现出了超强的均衡性，各项指标完美地搭配，在动力输出方面表现优异，在实际驾驶过程中带来了相当出色的操控感觉。

这款发动机一改美系发动机的狂暴特点，在实际运行过程中表现异常平稳。颇低的运转噪声保证了车内的宁静程度，给驾乘者以优良印象，符合搭载车型的定位。该发动机机舱布置合理，超越以往美国品牌车款的水准。静态启动时，这台4缸发动机表现不俗，油门响应速度非常快。而在电控标定测试中，稳定的动力输出让所有评委都赞赏不已，即使达到最高转速，高昂的发动机声响也显得从容不迫。可以说，这款发动机在所有方面的表现，都可以用稳定来形容。

作为三次蝉联“中国心”年度十佳发动机的机型，这款发动机虽然在各项指标方面都没有做到第一，但是出色的调校和设计，都让这款发动机最后表现出来的实力超乎想像虽然无法媲美大众的2.0T发动机，但是与同组别的同排量发动机相比，却在实际效果上不分伯仲。在加速性上还更为出色。对于这样的一款发动机，评委们除了赞赏之外，再没有什么评价。

试车感受

这款发动机上市之初，被很多人认为是“小马拉大车”，但是随着“中国心”年度十佳发动机评选的开展，评委们从专业的角度为所有人展现了均衡的性能所带来的效果是多么出色。此次实车测试，我们就再一次体验了这种均衡性能的魅力。

平稳的起步，让人很怀疑这款发动机的起步加速性能，不过迅速攀升的时速表，让我们了解到是发动机的安静欺骗了我们的感觉。单从跑道外的提示牌来看，这款发动机的实际加速性能要超过同组别、同排量的其他车型。为了验证这一点，我们随后也通过仪器测试了这款车的加速性能，最后的数据也告诉我们，虽然推背感不强，但是整车的加速性能却十分出色。看来，工程师在发动机NVH性能上作出的努力相当成功。

在中途加速环节，我们的感觉和起步阶段差不多，不过几乎察觉不到的停顿还是显示出在动力储备方面，这款发动机还略有欠缺，无法做到像涡轮增压发动机那样的蓬勃而出。不过，考虑到油耗方面的调校，评委们对于这点小瑕疵都没有什么意见。

本次的试车对于很多评委来说已经是“温故而知新”，这款发动机一贯的稳定表现和各方面的均衡性，也都依旧是评委们欣赏的亮点。在中国市场上，确实需要这种能够长久保持高品质的发动机产品，这也是这款发动机能够三次蝉联“中国心”年度十佳发动机的重要原因。

专家评语

这款发动机虽然是第三次参选，但是整体性能的高水准和一贯的稳定表现，还是在国内发动机中少有比肩者。目前，合资品牌在中国的发动机生产线越来越多，我们希望像这样的产品也能越来越多。

获奖理由：动力强劲、高效节能，本次评选最出色的发动机之一

一汽－大众EA888 2.0TSI发动机

搭载车型：一汽-大众迈腾

升功率：74.1kW/L

升扭矩：141Nm/L

扭矩特性得分：0.86

综合油耗：9.02L/100km

先进技术：全铝机身、缸内直喷技术、可变进

气系统和涡轮增压技术

机型介绍

全铝机身、缸内直喷技术、可变进气系统、涡轮增压技术等这些先进技术全部集合在这款发动机上。专家评价说，这款发动机是目前国内生产的、技术最新的发动机。

大众汽车在数年前开始将缸内直喷技术应用到量产车型，这种发动机的喷油嘴被移到了气缸内部，直接由电脑自动决定喷油时机与份量，气门仅掌管空气的进入过程，油雾和空气是在进入到气缸后才进行混合。再加上涡轮增压技术，可有效提高发动机的燃油效率，动力性能得到进一步加强。

此款发动机采用可变进气技术，可调进气涡流技术能够在低速时关闭双进气管道中的一个，以加快进气速度和充气动量，使油气混合更为彻底，因此能够提升车辆在低速时的大扭矩。当高速行驶时，两个进气口同时打开，产生强劲的进气涡流，大大提高了进气效率，保证发动机在高速状况下获得足够大的功率。

现在汽车尾气排放标准越来越严格，专家评委之一，上海交通大学校长助理、汽车工程研究院院长许敏教授说：“从欧Ⅵ开始，发动机必须采用缸内直喷技术，否则难以达标。”就跟当初要达到欧Ⅱ标准必须使用电喷系统一样。先进的技术保证发动机内混合气拥有良好的雾化效果和燃烧效率，从源头上减小污染物的排放。

试车感受

专家们进行启动性能、电控标定和NVH性能测试，他们逐一启动发动机、踩油门、看转速，凝神静听发动机声音，运用多年累积的知识和经验评定电控系统的标定水平，当然，这是我等普通驾驶者难以体察的。他们对于迈腾这款发动机静态评价是：电控标定水平较高，噪声和震动控制得非常好。

即使弄不懂这款发动机到底先进在什么地方，只要看到它的外特性曲线图，也会感觉大吃一惊。功率和扭矩曲线都是平顶的，尤其是扭矩曲线，在1800～5000rpm这么宽的区间一直保持在280Nm的最大扭矩值，功率在5000～6000rpm范围内也保持在峰值功率。这个外特性曲线图告诉我们，这款车在常用转速范围内都可以获得强劲的扭矩输出，加速凌厉，而且在最高147kW的最大功率的支持下，此款车的高速性能也非常好。

它是一款名副其实的高效率发动机，它的升功率74.1kW/L、升扭矩141Nm/L、均列15款发动机之首，超越了2.8L自然吸气发动机。在实际测试中，这些我们在纸面上所看到的数据全部得到验证。几百米的跑道上，迈腾一次次从静止加速到140km/h，眼看时速表指针一路攀升。自动变速器换挡中的顿挫感不明显。坐在副驾上的我在感受强烈推背感的同时，偶尔会感觉有点眩晕，当然，我开车时不会有这样的感觉，方向盘在手的人，都沉浸畅快提速的兴奋中。此车油门反应灵敏，转速响应及时。用这款车超越路上绝大部分车型一点问题都没有。专家们在试车之后，纷纷给出“不错”、“动力性真好”等赞扬。

在获得强劲动力的同时，2.0TSI发动机的油耗却很低，15工况油耗为百公里9.02L。这得益于2.0TSI发动机涡轮增压技术和缸内直喷技术。涡轮增压器不仅可以在提供更好的燃油经济性的基础上增加发动机的输出功率，提供更佳的驾驶乐趣，还有助于满足排放控制的要求。2.0TSI发动机尾气排放满足欧IV排放标准。

最终，这款全面领先的发动机毫无悬念地进入到“中国心”2008年度十佳发动机之列。

专家评语

这款发动机运用了缸内直喷技术和涡轮增压技术，这些都是欧洲最新的发动机技术，汇聚在这款发动机之上，确实做到了强强联手，达到了非常好的效果。实际测试后，感觉此款发动机扭矩确实很强，动力性非常好。

获奖理由：技术成熟且可靠、实用的功勋发动机

上海大众EA111 1.6L发动机

搭载车型：上海大众LAVIDA朗逸

升功率：48.13kW/L

升扭矩：96.90Nm/L

扭矩特性得分：0.87

综合油耗：7.40L/100km

先进技术：可调进气凸轮轴正时系统、进排气管优化设计

机型介绍

有人说，大众在中国的发动机有点两端化，2.0TSI发动机技术非常先进，而一些“老旧”的2V(每缸两气门)发动机仍然大行其道。实际上，它们应该分别算是激进派与实用派。

当然，2V结构确实也有天生不足，不是未来趋势。因此，技术成熟的上海大众EA111.6L发动机作为可靠实用的代表，参加了“中国心”2008年度十佳发动机评选。它采用了4V(每缸四气门)搭载车型为上海大众LAVIDA朗逸。

为了降低后期维护成本，EA111 1.6L发动机在结构上使用了很多新技术，比如可单独更换滤芯的机油滤清器，只需要更换滤芯而不是传统的更换整个机油滤清器，而链式气门正时控制系统以链条传动，使用周期较皮带大大延长，大大降低了用户维护频次和维护成本。

与一汽-大众EA888 2.0TSI发动机相比，这款发动机的结构简单了许多，加之LAVIDA朗逸的发动机舱比较宽敞，因此并不拥挤。进气管经过了优化设计，以增加进气量、减少进气阻力，让发动机的工作效率更高。NVH性能明显比2V发动机要好，起动的振动并不突出。之所以拥有很好的NVH性能，与这款发动机采用的静音凸轮轴驱动链条不无关系。

在LAVIDA朗逸上，EA111.6L发动机采用了电子式油门控制。这可以更精确地控制发动机输出扭矩和功率，使扭矩功率时刻处于最佳、最合理范围，在保证强劲动力的同时进一步降低油耗。此外，先进的电子油门技术还具有可持续发展性，为ASR、ESP等先进技术的应用创造了必备条件，

实用的设计细节还有很多，比如EA111 1.6L发动机的冷却系统散热器，就采用了电子控制技术，散热器风扇转速根据发动机热负荷要求自动调节，不仅能保证最佳冷却效果，同时也能避免能量浪费，有效降低发动机能耗和噪声。

试车感受

此款上海大众EA111 1.6L发动机搭载过大众POLO和斯柯达明锐，不过搭载在LAVIDA朗逸上显然更合适一些。强大的低转速性能是它制胜的法宝在5000rpm时，它就拥有了77kW的峰值功率，折合升功率为48.19kW/L。这一转速比一同测试的丰田威驰的1.6L 1ZR-FE发动机低足足1000rpm，而在5000rpm之前，两者的功率表现差距不大。不过，过早的衰减使得EA111 1.6L发动机的升功率指标没有优势，不足50kW/L。但当我们了解到前面所述的细节，便知道这并无大碍，因为5000rpm、甚至4000rpm之后的动力表现在日常城市驾驶几乎难有体现。

数据线测试仪 篇4

关于防尘呼吸器的技术要求和检测方法, 国标GB/T2626-1992经整合、修订后作为强制性标准GB2626-2006《呼吸防护用品——自吸过滤式防颗粒物呼吸器》于2006年5月正式颁布实施。防尘面罩粒子阻隔效率测试是评价防尘面罩防尘性能的关键指标。目前国内外厂家通常使用美国TSI公司的自动滤料测试设备TSI CERTITEST MODEL 8130, 该设备同时具有氯化钠和DOP过滤效率检测和随弃式面罩阻力的检测能力。

但上述检测设备并没有提供良好的用户界面接口, 没有附带数据获取和处理软件, 检测结果仅通过附带的操作面板和针式打印机显示过程数据及最终指标, 不便于对实验过程数据进行自动处理和分析。但设备提供了串行数据通信的底层接口, 这使自动化的数据处理和分析成为可能。

通过微软提供的串行接口组件对设备发送的数据进行处理和存储, 并进一步采用EXCEL程序的公式功能对数据进行计算和分析。从而实现粒子阻隔效率测试过程的自动化数据处理, 提高了检测效率, 并方便了进一步的科研工作。

2粒子阻隔效率测试仪器

CERTITEST MODEL 8130 (如图1) 是美国TSI公司在1994年研制, 用于检测呼吸防护用品防尘性能关键指标的测试。该设备主要分气溶胶发生系统、检测系统和过滤系统三大部分。测试用粒子在气溶胶发生器中发生后在混合罐中与纯净的空气混合稀释, 进入被测样品检测室, 其中Nacl气溶胶要经过静电中和器后进入检测室, 通过定时采样, 由检测仪分别得到上游、下游部分粒子浓度, 余下部分进入过滤器过滤后排放, 其具体流程见图2所示。其中气溶胶发生方式采用喷雾法:即液体从喷雾嘴高速射出并撞击管道一端管壁, 撞击破碎产生粒子, 大颗粒粒子沉降到瓶内, 小粒子则延管道进入气体混合罐内;而粒子浓度测试采用光度计进行, 在粒子气流通过面罩前和通过面罩后由真空泵采样, 光度计测定粒子浓度。

实验数据和结果通过集成在仪器上的一个操作面板和一个便携打印机来获取, 基本不具备数据存储和处理功能。而实际应用中, 检测效率相关的检测和科研工作往往需要对阻隔效率动态过程进行连续检测和分析, 这就需要对实验过程中的数据进行实时获取、存储和计算。从这一点来讲, 8130没有提供良好的用户界面接口。虽然8130从硬件底层提供了串行数据通信接口, 但数据处理程序并未提供给用户。对于一般用户而言, 从8130设备背部的串行接口, 只能得到二进制电平信号, 不能直接用于检测结果分析。因此需要开发独立的串行接口程序, 自动由串口获取数据, 并对数据进行存储和计算, 进而实现对测量结果的实时处理和分析。

3串行通信接口系统方案

一般通用计算机都带有一个或多个串行端口, 这些串口提供了外部设备与PC进行数据传输和通信的通道。串口在主机和外设之间充当解释器的角色。当字符数据从CPU发送给外设时, 这些字符数据将被转换成串行比特流数据;当接收数据时, 比特流数据被转换为字符数据传递给CPU。在操作系统层面, Windows用通信驱动程序调用API函数发送和接收数据, 当用通信控件或声明调用API函数时, 它们由驱动程序解释并传递给设备驱动程序, 在通信程序中。只需知道通信控件提供给Windows通信AP1函数的接口即可, 也即设定和监视通信控件的属性和事件。

3.1基于MSCOMM控件的串行通信

Microsoft Communications Control (以下简称MSComm) 是Microsoft公司提供的简化Windows下串行通信编程的ActiveX控件, 它为应用程序提供了通过串行接口收发数据的简便方法。MSComm控件通过串行端口传输和接收数据, 为应用程序提供串行通讯功能, 在VB、Delphi等语言中均可使用。MSComm提供了两种处理通信问题的方法:一是事件驱动方法, 二是查询法。本研究采用了事件驱动方法。

事件驱动通讯是处理串行端口交互作用的一种非常有效的方法。在许多情况下, 在事件发生时需要得到通知, 例如, 在串口接收缓冲区中有字符, 或者CD或RTS线上一个字符到达或一个变化发生时。在这些情况下, 可以利用MSComm控件的OnComm事件捕获并处理这些通讯事件, OnComm事件还可以检查和处理通讯错误。在编程过程中, 可以在OnComm事件处理函数中加入自己的处理代码。这种方法的优点是程序响应及时, 可靠性高。

使用的每个MSComm控件都与一个串口对应。如果在应用程序中需要访问多个串口, 必须使用多个MSComm控件。可以在Windows控制面板中修改串口地址的中断地址。

更详细的控件开发参考见微软的MSDN开发帮助。

3.2EXCEL VB脚本开发

通过EXCEL的宏功能, 可以采用VB脚本程序开发基于MSComm控件的串口通信程序。创建控件后, 只需采用控件提供的对Windows通讯驱动程序的API函数的接口, 也就是设置MSComm控件的属性, 并监视MSComm控件的事件。发生通讯事件或错误时, 将触发OnComm事件, CommEvent属性的值将被改变, 应用程序检查CommEvent属性值并作出相应的反应。

在本研究的EXCEL VB脚本中采用的关键串口代码如下:

设定串口号:Worksheets (“SerialPort”) .MSComm1.CommPort=4

设定串口通信方式:Worksheets (“SerialPort”) .MSComm1.Settings=“9600, n, 7, 1”

设定串口缓冲:Worksheets (“SerialPort”) .MSComm1.InBufferSize=4096

打开串口:Worksheets (“SerialPort”) .MSComm1.PortOpen=True

串口事件相应函数为MSComm1_OnComm () , 在响应函数中读取串口通讯获得的数据如下:

MyData=MyData+Worksheets (“SerialPort”) .MSComm1.Input

4测试过程及结果

通过上述VB脚本程序, 实时获取粒子阻隔效率测量过程中的数据, 并通过EXCEL的计算功能得到所需的检测指标, 进而做出更深入的分析。表2是某品牌的纱布口罩过滤效率测试的部分数据。根据测试过程中的数据, 可以进一步通过EXCEL的图形功能方便地实现表格数据的直观显示 (如图3) 。

5结论

针对装置的串行数据通信的底层接口, 所开发的基于EXCEL VB脚本的串行通信数据处理系统, 实现数据通信及处理的自动化操作, 提高检测效率, 为更好的进行实粒子阻隔效率测定及相关的科研工作提供了便利条件。用EXCEL直接处理过程数据, 可以通过程序附带的公式计算功能直接求取所需指标数据, 并进一步应用图表功能, 实现数据表格的实时绘制, 便于对整个动态测试过程进行直观监测。基于串行通信控件的开发方案具有直观、便于使用的优点, 给类似检测设备的串行通信数据处理技术提供了借鉴。

摘要：在GB2626-2006《呼吸防护用品——自吸过滤式防颗粒物呼吸器》中防尘面罩粒子阻隔效率测定是一项评价防尘面罩性能的关键指标。为实现数据通信及处理的自动化操作, 提高检测效率, 本研究针对装置的串行数据通信的底层接口, 开发基于EXCELVB脚本的串行通信数据处理系统。该系统为更好地研究实粒子阻隔效率测定方法和阻隔效率相关规律提供了便利条件。

关键词：防尘面罩,阻隔效率,串行通信,接口,VB脚本

参考文献

[1]GB2626-2006《呼吸防护用品——自吸过滤式防颗粒物呼吸器》[S]GB2626-2006“Respirator Protective Equipment-Non-Powered Air-Purifying Particle Respirator”[S]

[2]田军, 张明明, 李双会, 刘宝龙.防尘面罩粒子阻隔效率测试仪器及测试原理[J].中国安全生产科学技术, 2008, 4 (5) :114～117TIAN Jun, ZHANG Ming-ming, LI Shuang-hui, LIU Bao-long.Respirator Filter Efficiency Tester and Testing Principle[J].Journal of Safety Science and Technology, 2008, 4 (5) :114～117

[3]黄大勇, 王萍.基于MSCOMM控件的微机与单片机多机通信[J].自动化与仪表, 2008, (10) HUANG Da-yong, WANG Ping.Communication Between PC and Multi-MCU Based on MSCOMM[J].Automation&Instrumentation, 2008, (10)

数据线测试仪 篇5

摘要：介绍了数据采集系统通道间串扰的成因。根据JJF1048-1995《数据采集系统校准规范》分别对直流信号对直流通道、交流信号对直流通道以及交流信号对交流通道的串扰能力进行测试、计算和评价，对实验结果进行了分析和总结。研究结果表明了对数据采集系统通道间串扰评价的重要性。

关键词：数据采集系统;通道间串扰;评价方法

引言

多路数据采集系统(模块)能够通过不同的传感器将相应的测量信号转为电信号[1]，从而实现对温度、电信号、压力、位移等参数的测量和处理，是连接模拟世界和数字世界的桥梁。所以，对数据采集系统的定期校准是必不可少的。目前，国内对数据采集系统的检测项目一般包括电压、电流等信号的示值误差。随着工业设备的不断升级和改造，数据采集系统的采集通道数量也在不断增加，这将不可避免地引起通道间串扰。例如在功率测量过程中，电流和电压通道之间产生的串扰会影响功率计算的准确性[2]。

所以，在一定的情况下，有必要对数据采集系统的通道间串扰能力进行评价。现行的JJF1048-1995《数据采集系统校准规范》[3]对数据采集系统的通道间串扰提供了校准依据。它描述了利用直流电压源作为干扰信号源，对相邻通道的读数进行测量的方法，并以串扰抑制比SCRR作为评价结果。然而，数据采集系统的应用范围并非局限于直流信号，例如，传统功率测量就需要采集50Hz/60Hz的交流信号。所以，在数据采集系统通道串扰项目的校准中，仅仅考虑直流信号对直流通道产生的串扰是不全面的。本文首先介绍通道间串扰产生的原因和影响，再扩展JJF1048-1995中的要求，对不同信号产生的通道间串扰进行测量和计算，并对结果进行分析和总结。

1通道间串扰产生的原因

数据采集系统通常采用多路模拟开关按照一定的时序对各个通道进行循环采集，再通过时分复用的方式进行量化。然而，由于集成化程度的不断提高，与多路模拟开关输入端相连接的相邻导线或引脚之间必然存在寄生电容。电容具有通交流阻直流、通高频阻低频的特点，所以对于交流信号，必定会通过寄生电容对相邻通道产生干扰。而对于直流信号，在模拟开关的循环切换过程中，切换动作会引起一定时间内的电压抖动。由于该抖动为交流信号，所以也会通过寄生电容影响相邻通道[4]。

2通道间串扰的影响

大型设备由于接入数据采集系统的信号数量和类型较多，更容易产生通道间串扰，如焓差试验台中的直流电压和电阻信号，风洞试验中的交流电压和直流电压等。由于寄生电容的作用，干扰信号会与采样信号发生叠加，从而产生不必要的.噪声，这在一定程度上影响采样信号的准确性。这种情况在干扰源频率较高时尤为明显。另外，对于直流信号而言，由多路模拟开关的切换产生的电压抖动虽然会在短时间内恢复，但在高采样频率条件下，如果受到串扰的信号没有在A/D转换器采样之前恢复，势必会影响采样而造成转换误差[5]，降低数据采集系统的准确度。

3通道间串扰的评价

3.1测试方法参照JJF1048-1995，采用如图1的接线方法，就数据采集系统直流信号对直流通道、交流信号对直流通道和交流信号对交流通道的通道串扰能力进行实验。将通道CHn与多功能校准器相连接，将相邻通道CHn+1与1kΩ标准电阻R0相连接。此外，干扰通道选取最大量程，相邻的采样通道选取最小量程，参照JJF1048-1995中第12节的要求进行试验。

3.2直流信号对直流通道的串扰能力干扰信号源采用多功能校准器输出标准直流电压，干扰通道和采样通道都按照各自量程切换为直流电压测量模式。测量结果如表1所示。

3.3交流信号对直流通道的串扰能力干扰信号源采用多功能校准器输出不同频率的标准交流电压，干扰通道和采样通道都按照各自量程分别切换为交流电压测量模式和直流电压测量模式。这里参考JJF1048-1995中12.6节公式(29)的形式进行评价。交流电压信号“零位”幅值选取为0.1V，按照式(1)计算通道间串扰抑制比SCRR。

3.4交流信号对交流通道的串扰能力干扰信号源采用多功能校准器输出不同频率的标准交流电压，干扰通道和采样通道都按照各自量程分别切换为交流电压测量模式。根据式(1)计算串扰抑制比SCRR，结果如表3所示。

4结果分析

理想情况下，干扰通道和采样通道的信号互不干扰。然而，由于数据采集系统本身设计的局限性以及导线分布的影响，通道间串扰不可避免。通过对比，直流通道对直流信号的串扰抑制能力最强，因为在这种情况下，串扰主要原因是模拟多路开关切换造成的电压抖动，而电压抖动本身能量较小，持续时间也较短，所以通道串扰能力最小。直流通道对交流信号的串扰抑制能力其次，虽然交流信号本身能够通过寄生电容对相邻通道产生影响，但由于直流通道本身对交流信号具有抑制能力，所以该情况下的通道串扰增大得并不明显。

最后，交流通道对交流信号的串扰抑制能力最差，这是因为采样通道本身采集的就是交流信号，所以会接收大部分的干扰信号，从而严重降低串扰抑制能力，此时的串扰噪声较大。而在干扰源同为交流电压信号的情况下，随着频率的增加，通道串扰抑制比降低，这说明高频信号更容易对相邻通道产生串扰。所以在高频场合使用的数据采集系统应该视情况对通道间串扰进行评价和检测。

5结语

数据库系统优化测试的方法浅析 篇6

【关键词】数据库系统 性能优化 性能测试

一、引言

自上世纪四十年代世界第一台计算机问世后，在短短几十年的发展历程中，计算机技术得到了快速发展，人们在享受数据库技术便利的同时，也为数据库系统存在的一系列隐患和问题所困扰，伴随着数据库系统技术的升级和发展，数据库系统安全隐患也时时威胁着人们的“数据库生活”安全。

从性能和安全意义上说，数据库的性能是否稳定、可靠是衡量数据库系统优劣的主要要素。数据库系统开发建立后，能否满足用户的需求，能否实现用户在使用、安全、可靠等要求和愿意，必须要进行数据库系统的性能优化测试，以先期发现数据库在使用功能上、交互使用上、数据维护管理上是否存在稳定性、可靠性、安全性方面的漏洞或缺陷，以较低的技术成本换取数据库系统改进、完善的方法和技术措施，为数据库系统转变为“成品”投入用户使用，提供技术支持。

二、关注的主要问题

作为数据库系统测试，应把数据库整个集成系统纳入测试关注的范围，要根据目标用户对数据库系统在性能和安全方面的要求来明确测试目的，确定测试规约，并对数据库系统进行风险评估，关注数据库系统运行性能和效果，以此确定测试类型。

（一）数据库系统测试的任务目标

数据库系统测试的主要任务和目标就是要在测试中了解系统运行的特征数据一致性、完整性、安全性等的综合测试，发现各类性能要素瓶颈和功能极限，以满足改进和优化数据库系统的要求，达到目标用户使用需求。

1.整体评估数据库系统。根据数据库设计方案要求，对数据库系统性能进行系统性的测试，以衡量数据库系统的整体性能，评价数据系统能否满足用户需求，同时，找出系统设计与用户使用上存在的问题和差距，便于设计人员对系统进行修正设计和改进。

2.查找缺陷優化设计方案。根据系统设计要求，逐个条件进行临界极限测试，以发现设计缺陷，并根据用户对系统要求，对临界状态设计方案进行修改或重新设计，以期突破设计瓶颈，改进系统性能和功能。

3.提升和优化系统性能。通过系统性测试和反复验证，掌握系统测试数据，并根据此数据，不断进行调整和优化，以期系统达到最优运行状态。

4.负载验证稳定性和可靠性。通过一定时间、一定量的数据、用户等模拟加载，从多角度验证数据库系统，有效评价系统运行的稳定性和可靠性，为系统提交用户使用提供验证数据参考。

（二）数据库系统测试应把握的问题

1.掌握用户需求。数据库系统开发是在用户需求的基础上进行的，因此，该数据库系统主要业务和次要业务是哪些、单位时间内访问量是多少、并发量是多少等都构成了数据库使用性能的重要要素，只有根据用户需求进行测试，才能有效保证测试的结果和结论是否符合要求。

2.关注系统的临界性能。所谓临界就是系统的功能设计的有效限值。当负荷、负载达到临界数值时，系统能够正常运转；当负荷、负载超过临界数值时，系统随着负载逐步增加其运行效率或速度逐步降低，但系统仍能保持正常运行，不至于出现系统崩溃和死机现象。此外，还应关注系统是否有随着时间的延长存在性能衰减的现象。

3.预有准备应急措施。根据数据库系统设计指标，制定测试应急措施和方案，在对系统进行全面测试过程中，能够针对不同的意外情况有有效的应对措施和方案，测试系统在保持正常运行的条件下，对各种情况处置的可行性和有效性。

4.充分了解业务特性。在数据库系统优化测试的实践中，发生系统性能问题主要集中在中间件服务器、操作系统、数据库等的参数设置上，应充分了解业务特点，以期在Oracle的内存分配和SGA分配上给予合理区分，否则就行对运行性能带来极大影响。

5.充分预估数据量。数据库系统开发是建立在用户数据量不断增长的基础上，有些数据量甚至呈量级增长，这对数据库的维护管理带来挑战。因此，应充分预估数据库容量增长情况，通过反复多次测试，科学合理地确定内存的最优配置。

三、数据库系统优化测试步骤

数据库性能优化测试通常有强度测试、负载测试、压力模型测试、多用户并发测试、配置测试、大数据量测试、可靠性测试等等。测试步骤包括编制测试方案、构建测试集群环境、开发测试程序、执行测试和测试报告分析五个步骤。如下图解。

（一）编制测试方案

首先是做好对数据库系统文件资料的分析研究工作。结合业务模型和系统开发框架结构，深入分析研究数据库系统介绍说明书、用户使用手册、拓扑结构图、系统配置说明及服务器配置等等相关文件资料，对数据库系统开发和关键数据有个较为系统的了解和掌握；其次是做好沟通交流进一步系统开发的目标、性质和用途。通过与用户、系统开发技术人员的沟通，对测试中可能涉及到的相关问题和要素进行了解和确认；第三，编制测试方案和计划，综合所掌握的资料，结合测试所要达到的目标，拟定测试方法步骤，列出测试指标及关键点性能要求，完成测试方案计划。

（二）构建测试集群环境

测试集群环境主要是指数据库系统测试所必备的软、硬件条件，包括待测试系统运行的操作系统、数据库、中间件，以及用于压力模型测试的控制台、发起工具等测试系统，网络环境的建立和网关、防火墙等应用软件的安装，同时，进行相关的基础数据准备工作，以符合测试要求，保证 构造数据与实际工作环境数据相关联的要求。在建立硬件、软件应用系统和相关的数据准备后，再对环境可用性进行测试验证。

（三）开发测试场景

测试场景是根据数据库系统用户业务实际运行环境进行模拟的程序腳本，以通过进行参数化编程、模拟和调试等工作，测试系统在实际运行环境下性能运行情况，发现实际运行与设计性能偏差数据。

（四）执行测试

根据测试方案，在一定的测试环境下，按照设计测试用例运行测试程序，执行系统测试条件。

（五）测试报告分析

按测试方案完成测试后，收集整理测试数据及相关监测记录数据，并对测试运行中系统出现的问题进行对比分析，研究被测试系统存在的性能和问题。

1.理定缺陷和问题。系统的性能问题一般集中在操作系统配置、数据库配置、应用程序代码以及网络设置和条件等，应根据测试数据或偶发情况分析，厘清确定缺陷或问题的性质。

2.问题原因分析。根据查找系统缺陷或问题，进行延伸分析其相互关联关系及影响区域和范围，以针对性地分析出现问题的根源。

3.拟定优化方案。根据系统优化目标要求，结合测试中发现的问题和分析的原因对系统优化的影响，拟出优化方案。优化方案应重点关注资源利用率（对不同系统资源的使用程度，是我们测试和分析瓶颈的主要对象）、吞吐量（对不同系统资源的使用程度，是我们测试和分析瓶颈的主要对象）、并发（指许多的用户同时做同样的一个操作。通过并发操作，我们可以看到系统是否稳定，并发现系统设计中的问题）和请求响应时间（指从客户端发出一个请求，到接收到服务器端返回的结果之间的时间）等关键指标。

4.测试优化方案。对原测试环境作出相应调整，并按优化方案要求，对系统进行基准测试，即根据性能基准设计测试程序要求搭建测试环境，完成性能测试，比较测试结果与相同测试程序在相同系统或另外系统上的运行结果。

5.结果分析。优化方案测试后，对比分析测试结果，了解优化方案与预定目标间的结果偏差、问题或缺陷是否得到有效解决、系统在局部或整体上的优化程度等，对优化效果进行评估，以确定是否再进一步优化。

6.验证测试。在优化的基础上，进行验证测试，以验证系统优化或局部优化的性能和效果。

四、运用LoadRunner实现压力测试实例

运用LoadRunner 实施压力测试是一种较为实用的方法。LoadRunner是一种预测系统行为和性能的工业标准级负载测试工具。通过模拟呈数量级用户实施并发负载及实时性能监测，来确认和查找系统性能问题，能够对整个用户部门（或企业）架构进行测试。运用该方法测试，可有效缩短测试时间、优化系统性能，加快应用系统发布周期。

LoadRunner可在运行测试中监控系统及Web服务器等资源运行数据，同步分析响应时间，对系统性能瓶颈分析和定位具有一定的帮助。其负载测试流程有拟制计划、创建脚本、定义场景、执行场景、执行监视、分析结果等五个阶段，运行中，可监视DataBase Server、Web Server等服务器的运行，并通过添加性能计数器来实现监视场景。

五、数据库系统优化途径

在系统测试中，结合结果报表分析，应着重关注并发用户数量、请求响应时间、事务响应时间、TPS、吞吐率、资源利用率、点击率等关键指标，根据关键指标数据所反映出的问题进行改进，找到优化途径。

1.数据库数据过量调用问题。因应用程序反复调用数据库数据，一定程度上影响系统运行性能，调优时应从数据库中大量取得所需要的数据。

2.数据库连接池资源泄漏问题。数据库连接池因存在缺陷而导致数据资源的泄漏，如程序代码没有close（）连接、缺少finally块，或close（）无法运行等，应认真分析程序代码，查找程序编制中的缺陷和漏洞。在调优时应注意两个问题：

（1）数据库连接管理影响到应用程序伸缩性和健壮性等性能指标。负责分配、管理和释放数据库连接数的据库连接池数=每个线程需要连接数据库的平均数×线程池数×1.1（即增加10%的峰值负载）。一般情况下每个线程需要连接数据库的平均数是1。

（2）在最初池大小设置时，应考虑与最大池大小相等。

3.SQL及其索引问题。应关注SQL语句及其索引或锁定属性问题，对SQL语句及其索引进行优化调整，可有效提高系统性能。

六、结束语

数据库系统的优化测试是一项复杂的技术工作，需要通过较低的成本来模拟真实环境，测试系统正式上线后的运行性能，并根据测试结果按预定性能目标进行优化，以保证用户软件系统达到预定的性能指标。由于系统测试关注的内容较多，技术繁琐，优化后的系统性能是否满足用户需求，是一个相对较长的运行实践过程，需要有持续的维护和关注，不断积累经验，才能更好地解决系统运行中可能出现的新情况、新问题。

参考文献：

[1] 董建彬， 田悦新， 马艳玲. 数据库系统测试方法与技术探讨[J].中国民航飞行学院学报， 2008（2）.

[2] 姚竞英.数据库性能测试的研究[J].电脑知识与技术. 2011（10）.

[3] 陈绍英，刘建华，金成姬.LoadRunner 性能测试实战[M].北京：电子工业出版社，2007.

[4] 于涌. 软件性能测试与LoadRunner实战[M].北京：人民邮电出版社，2008.

[5] 张亚. 数据库系统的性能测试探讨[M]北京。电子工业出版社，2014.

作者简介：

数据驱动的需求测试 篇7

随着科学技术的进步,信息科学与技术有了长足发展,带动了冶金、机械、交通和物流等行业的快速发展。随着企业规模的扩大,生产设备和工艺越来越复杂,基于数据驱动模式建立起物理和化学的模型,并在生产过程中对设备加以控制,以提升管理效率。在实际运营中,预测和评估比较复杂,企业生产过程中需要大量的设备,储存大量的处理数据,在此过程中要及时对设备运行信息加以管理,形成数据驱动理论来构建数据知识体系,构建和实现精确的机理模型,在此条件下实现生产工艺和设备的优化,对数据驱动理论要加以预测和评估控制,形成控制理论。数据驱动的控制理论和方法发展,是新时期控制理论发展和应用的必然要求,因此对数据驱动进行需求测试有重要的理论意义和现实意义。

2 数据驱动控制模型的发展

将基于数据驱动控制模型的理论应用到控制对象中,以实现精确的模拟仿真,建立起数学模型,并采用科学的办法确保数据驱动控制模型所建模型是科学准确的,基于此可实现控制器的合理操作,以保证所建模型的准确性,基于数据驱动控制模型的顺序构建会让控制器设计处于高阶系统模型状态,求解过程会变得非常复杂。因此要建立起模型系统控制方法以实现基于模型的控制理论,当前数据驱动控制方法的理论研究和实际应用主要有:

(1)基于离线数据的PID控制。PID控制已被广泛地用于工业数据驱动控制过程中,根据当前离线的数据来实现PID控制,在当前的系统控制中采用PID控制方法,以实现控制参数的调节,使用PID控制方法有利于控制方法的构建,采用离线数据进行PID控制是工业控制系统中常用的方法之一,要使用给定的输出数据,来对数据驱动控制加以构建,形成参数控制器,数据驱动的方法是简单有效的,也是易于使用的,所以工业生产中要对数据驱动加以控制,以实现数据驱动理论的构建。

(2)基于子空间方法的控制。在子空间辨识方法中基于子空间方法的控制的基础理论研究中要使用大量的输入和输出数据来对线性子空间加以预测,再次使用控制器体系进行预测指标的设计。子空间辨识方法的优点是其不需要识别系统的模型,要采用无模型控制系统,并且可与基于数模型方法组合来设计各种控制器。子空间辨识方法的缺点是数据通过该方法设计驱动器来进行有针对性的线性系统构建,子空间辨识系统有一定的局限性。

(3)去伪控制。1995年,Safnove提出了数据驱动的控制方法。根据控制对象的输入和输出的测量数据,从该组候选控制器中做出选择,是满足特定性能要求的控制器。数据驱动控制能够找到满足性能指标的控制器,然后选择可切换到闭环系统的环境。

(4)虚拟参考反馈整定。在2000年,Guardabassi和Savaresi提出虚拟参考反馈调整的非迭代数据驱动控制方法,使用一组受控对象的输入和输出测量数据方法,构建起最佳的参数结构控制器,使效率得到了进一步提高。

(5)无模型自适应控制。无模型自适应控制是国内外学者提出的一种自适应控制(MFAC)数据驱动的控制模型,这种方法的基本思想是在控制系统当前工作点与等效线性动态模型的基础上,采用适宜的方法,以取代一般离散时间的非线性系统,从而实现自适应模型的自由控制。

3 数据驱动的需求测试特点

在尽可能早的时候就开始进行的软件测试,在实践中可总结出数据驱动的需求测试的特点。

(1)在系统上线投入运营前要做好数据驱动的需求分析工作,要根据系统需要,做好系统的测试开发工作,对系统加以测量构建起系统模型,数据驱动的需求测试对于整个系统的测试过程都有着非常重要的意义。

(2)要在理解数据驱动需求的基础上,对需求测试计划加以管理,以对系统产生积极的影响。数据驱动的需求构建需要对数据驱动测试中产生的偏差加以修改,以重新测试、实施,从而避免浪费大量的人力、时间和金钱的浪费。

(3)数据驱动的需求会因应用环境的差异而发生改变,这在许多项目中是十分常见的,要根据数据驱动的需求变化情况做好测试工作,对数据驱动的需求分析从开始阶段就要做好规划和设计工作,以便相应的加以补充,并进行快速的调整。

(4)数据驱动的测试需要专业的人员加以设计,经验丰富的工程师和测试工程师要做好相互的配合工作,以提高数据驱动的需求测试水平,满足数据驱动需求测试工作的要求。

(5)数据驱动的需求测试工作中,要及时发现数据驱动系统中的问题所在,及时地对数据加以效准,以做好数据驱动需求测试的修正工作,提高质量数据驱动的测试质量,降低数据驱动系统的开发成本。

4 结语

数据线测试仪 篇8

“十五”期间, 在国家科技攻关计划、863计划及电子发展基金等支持下, 我国在数据库技术核心领域取得了一系列的突破, 国产数据库得到了长足的发展, 市场占有率也得到了稳步提升。但是国产数据库之间的互操作, 一直是制约其进一步发展的瓶颈, 解决数据库的互操作性, 已成为当务之急, 并已形成当前数据库产业发展中的一股技术潮流。对于互操作这个概念到目前为止还没有形成一个大统一的严格定义。许多研究机构和学者都有自己的观点和看法, 美国电气及电子工程师学会IEEE对互操作性是这样定义的:两个或两个以上系统或元素的以下能力, 交换信息并且使用这些已交换的信息。两个或两个以上系统或组件在不同环境下交换信息并且使用这些信息的能力。欧洲电信标准协会ETSI对互操作性是这样定义的:互操作性就是两个或两个以上系统通过相同的通信协议进行互操作的能力。如图1所示。

对于数据库互操作这个概念来说, 如图1所示的2种互操作定义都比较片面, 所谓数据库的互操作应该包含以上所示的2种定义, 具体就是指数据库的互换性和数据库间的数据迁移。解决互换性, 数据库的体系结构要一致;解决数据迁移, 数据库的数据格式要一致, 要做到上述的几个方面, 必须制定一套技术规范 (关系数据库管理系统规范) , 对国产数据库产品的SQL技术、JDBC接口函数、可靠性管理、系统管理做统一的规定。然后在规范符合性测试的基础上, 通过技术规范与测试环境的有机结合, 为实现国产数据库互操作提供基础技术保障。但是规范不可能覆盖国产数据库互操作的全部细节, 也就难以保证通过符合性测试的产品能够在各种具体应用中完全实现互操作;所以引入集成测试作为补充, 在集成测试的基础上, 通过对具体应用与国产数据库产品相结合的测试, 为实现国产数据库数据迁移和互换的整体可用性提供实际的案例支撑。最后依据技术规范和集成测试搭建完整的互操作测试框架, 可以全面评测国产数据库产品的互操作能力。本文就以基于国产基础软硬件的公共信息平台关键技术开发及应用项目 (2005BA112A) 为背景, 提出国产数据库互操作性的测试框架及对其测试方法进行研究。

1 国产数据库互操作测试框架及原理

国产数据库互操作测试的目标是能够尽可能地覆盖数据库的功能, 能够较为全面地测试国产数据库的互操作性。为了达到这个测试目标, 需要在两个方向上做出努力:一是对国产数据库产品进行规范符合性测试;二是在集成环境下, 对国产数据库产品在实际应用业务逻辑下的集成性进行测试。之所以在规范符合性测试之外引入集成测试, 主要基于两方面的考虑, 首先, 规范不可能覆盖国产数据库互操作的全部细节, 也就难以保证通过符合性测试的产品能够在各种情况下完全实现互操作;其次, 集成测试难以做到完全覆盖产品的功能、接口和参数。因此, 需要将规范符合性测试和集成测试进行有效结合, 从广度和深度上互为补充。可以把这两个方面抽象如图2所示国产数据库互操作性的目标测试空间。

图2中, 以广度为横轴、深度为纵轴构成了一个国产数据库互操作性测试评价平面, 在深度方面的理想要求是完全体现实际应用的业务逻辑, 在广度方面的理想要求是完全覆盖规范中规定的功能接口;图中A点对应于这两个要求, A点和原点O之间形成的矩形区域代表了国产数据库互操作性的目标空间, 最理想的情况是应该可以完全覆盖该目标空间。图3给出了测试方法的定位和开发方向。

综合以上所述, 笔者提出了一种数据库互操作性测试框架, 总体结构如图4所示。

下面将从测试过程、环境配置和测试用例等方面对国产数据库互操作性测试框架进行阐述。

2 测试方案

2.1 测试环境

从主客观性的角度进行划分, 测试环境分为软环境和硬环境。软环境指的是与人有关的一些偏主观因素, 主要涉及测试人员、人员组织、测试管理、测试策略等内容, 而硬环境指的是计算机系统、测试软件以及人工搭建的系统环境等客观条件。一般应用软件的测试软环境需要注意的方面大致相同, 都与人有紧密关联, 硬环境的设置也没有太大的灵活性:计算机的配置是不可改变的, 测试软件是固定唯一的, 不存在硬环境的配置问题。而国产数据库互操作性没有一种特定的测试软件去自动检验成功与否, 这时便要在测试前为测试对象搭建系统环境, 为后面的测试过程做环境准备。它的环境配置流程图如图5所示。

由于测试采用B/S结构, 不需要在客户方进行部署。所以应该做到:

· 整体打包:尽可能减少独立打包的数目以便简化安装部署过程;

· 统一配置:在部署完成后, 应提供统一的测试相关配置入口。它统一环境配置入口是基于hibernate技术来实现的, 只要改动hibernate_cfg.xml和local.properties中的部分信息就可以实现, 非常方便。部分代码如下:

hibernate_cfg.xml文件中需改动部分:

做成工具化的界面就是如图6所示的形式。

2.2 测试过程

国产数据库互操作性测试框架的执行流程如图7所示。

2.3 测试用例

以下面对国产数据库互操作性的测试用例进行研究, 提出若干编写测试用例意见。

国产数据库互操作性就是使各个不同的国产数据库产品能在国产操作系统Linux下能够进行数据的迁移, 和产品的相互交换, 而不影响整个平台的正常运行。由于两个数据库之间存在数据类型不一致, 语义关联不一致, 事务处理方式不一致等特点。针对这些特点来设计测试数据非常重要。

1) 数据类型复杂, DM和Kingbase所支持的数据类型不一致。数据在迁移的过程中, 数据类型和数据长度要进行转换。表1中就列举了对DM和Kingbase部分的数据类型转换映射关系。所以在测试中主要就是要测试这几种数据类型是否符合规范所规定类型和长度, 以及数据内容是否能正确的迁移。

2) 国产数据库之间有着很复杂的语义关联, 由于数据库应用系统的开发是独立的, 对相同或相关的数据意义或解释的不一致是不可避免的, 这就会发生语义的差异, 举例来说:

考虑数据库DB1中关系RESTAURANT的属性STUDENT—SOURCE, 他表示学校中每个学生的平均成绩, 但是不包括选修课的成绩。而数据库DB2中关系BOARDIBG的同一属性STUDENT—SOURCE所表示的每个学生的平均成绩却包含了选修课的成绩。设两个属性具有的相同的语法性质, 将DB1的RESTAURANT, STUDENT—SOURCE和DB2的BOARDIBG, STUDENT—SOURCE进行比较是没有意义, 因为他们的语义有差异, 设计测试用例时候要特别注意。

3) 在不同的国产数据库之间的数据迁移时候, 例如表之间的迁移, 当外键中含有null值, 索引名有冲突, 序列的最大最小值问题, 自增长列, 高低优先级表间的问题都是需要特别注意的地方, 在编写测试用例的时候对这些方面要特别重视。

3 结束语

本文在基于国产基础软硬件的公共信息平台关键技术开发及应用项目中的国产数据库互操作性的规范符合性测试和集成测试的基础上, 提出了基于国产Linux环境下国产数据库互操作测试框架对其测试方法进行讨论, 并给出了具体的实现方案, 主要是在测试过程、测试环境上做了阐述, 并对测试中的用例编写提出了一些建议。这些建议都是基于测试的一般情况, 针对实际项目时, 要根据具体情况做相应的调整, 来达到最佳测试效果。文中所提出的测试框架、测试技术在基于国产基础软硬件的公共信息平台关键技术开发及应用 (2005BA112A) 项目中得到了实施, 获得较好的测试效果。当然, 对国产数据库互操作性的测试的研究工作还远不只这些, 还需要在下一阶段进一步研究和探讨。

摘要：在国产数据库的规范符合性测试和集成测试基础上, 提出一种数据库互操作测试框架。从测试框架的方法设计、测试过程、环境配置和测试用例等方面对国产数据库互操作性进行研究, 在一定程度上解决了一些国产数据库互操作性的测试技术问题, 供大家参考。

关键词：国产数据库,互操作,测试框架

参考文献

[1]满靖, 等.异构数据库信息整合系统的测试技术研究[J].微计算机信息, 2006, 22 (2-3) .

[2]吕品, 夏红霞, 李明.异构数据库互操作平台的开发研究[J].武汉理工大学学报:信息与管理工程版, 2003, 2.

[3]Berler A, Pavlopoulos S, Koutsouris D.Design of an InteroperabilityFramework in a Regional Healthcare System.Proceedings of the 26thAnnual International Conference of the IEEE EMBS, San Francisco, CA, USA.September 1-5, 2004.

[4]Gao Zhipeng, Meng Luoming, Qiu Xuesong, et al.The Interoperabilityand Shared Management Information Model.Proceedings of the First A-sia International Conference on Modelling&Simulation (AMS'07) 0-7695-2845-7/07 20.00℃2007IEEE.

[5]Jonathan Neddenriep, William G Griswold.RiverInk?An ExtensibleFramework for Multimodal Interoperable Ink*.Proceedings of the 40thAnnual Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS'07) 0-7695-2755-8/07 20.00℃2007IEEE.

[6]Cattell R, Barry ed D.The Object Database Standard:ODMG 2.0.Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco, California, 1997.

数据线测试仪 篇9

《标准》的实施有效促进了学生体质的健康发展。近几年国家也在不断调整上报政策, 作为体育教师要及时关注新政策以适应变化的需要。如, 2013年只需在10月31日之前按照班级人数如实测试并上报;2014年要求输入数据库的每名学生都要有全国学籍号, 在10月31日之前上报;2015年则要求按照学籍同步进行, 无学籍学生用“L+身份证”方式添加上报, 截止日期为12月31日。根据要求的不同, 需要及时调整工作的方向, 制订详实的测试实施方案, 确保如实如期按时完成任务。

二、制订实施方案, 把握时间节点

未雨绸缪是完成工作的前提和保证。按照教育局要求, 每所学校都要制订具体的实施方案, 包括指导思想, 测试范围、项目、方法, 组织机构, 测试阶段工作划分, 测试及数据上报情况核查, 测试工作评奖办法等环节, 如, 在测试阶段划分为5个阶段 (见表1) :

三、注重安全教育, 预防运动损伤

安全重于泰山, 故此体育教师要将安全放在首位, 确保无运动损伤的发生。首先, 在测试之前, 考虑好各个环节, 制订好安全预案, 做到有备无患;其次, 翻阅健康体检表, 深入到学生中去, 了解有无隐性疾病和心肺功能异常者;再次, 在体育课堂上对学生进行安全知识教育, 以免发生运动损伤等问题;最后, 在测试前, 要求学生做好准备活动, 关节活动充分, 教师在测试中注意观察学生的反应, 如, 在测试50米×8往返跑时, 有面部苍白者或出现呕吐现象要立即停止, 教育学生做好心理调节。特别是在最后冲刺阶段, 教育学生不能逞能或强跑, 此时学生可以放缓速度;终点冲刺后, 不能立即停止躺在场地上, 否则会出现意想不到的问题, 要慢慢走动, 直至心跳达到平稳状态。

四、及时有效沟通, 实事求是测试

测试工作千头万绪, 面对繁重的工作压力, 该如何完成这项庞大的任务呢?应做好三方面工作:1.与校长沟通, 争取支持, 因为校长是决策者和第一责任人, 必须把测试工作列为学校的工作计划之一, 才能推动工作的顺利进行。2.协调各部门, 争取各方面支持。如, 与后勤沟通, 添置必备的测试器材;与教导处沟通, 做好宣传教育;与班主任沟通, 协助督促学生积极锻炼;与体育教师沟通, 把握时间节点, 确保如期按时完成;与医务室沟通, 添加必备药品, 发生损伤能及时处理;与微机教师沟通, 协助做好输入数据库面临的难题。3.实事求是测试, 一般有两种方法:一是以班级为单位, 体育教师各司其责, 完成各自的测试任务, 同时各体育教师之间也可团结合作, 发挥团队的力量;二是采用学校“达标”运动会的形式进行, 这样可以高效、实事求是地进行测试, 完成测试任务。

五、数据上报准确及时, 数据分析到位

每年数据上报工作是《标准》完成的重头之戏, 如何有效高效完成呢?根据笔者多年经验, 可有两种方法:各司其责, 各自输入, 按时集中统计数据上报, 可以节省时间, 但每名教师的责任心要强, 否则不能如期完成数据上报任务;采用“谁上报谁负责”的实名制上报办法, 这样做需要当事人高度的责任心和大量的时间作保证, 才不会出现推诿扯皮现象, 也能高效准确地完成数据上报任务。每所学校有各自的特点和要求, 不能一成不变, 根据各自需要来完成这项任务。在数据上报时须按照一定程序来完成, 如数据上报要先输入学生信息, 再添加学生体育测试成绩, 导入系统看有无测试成绩输入错误或不符合格式要求的, 需按提示逐条修改完善, 直至符合上报要求;接着输入测试环境信息, 最后形成待上报文件, 即可上报, 还应关注上报进度, 直至报送到“学生体质健康网”网站, 才算完成任务。如中间出现退回现象, 则需按照要求, 进行再次处理数据上报, 不能等待领导催或是原封不动上报。上报工作结束后, 要及时分析数据, 找出存在问题, 结合每天一小时校园体育活动、大课间活动等采取有针对性的改进措施, 确保全体学生体质得到增强和提高。

数据中心测试面临新挑战 篇10

如今, 数据中心比以往更大、更快、更复杂。虚拟化、以太网光纤通道和40/100千兆以太网旨在帮助企业将多种类型的传输流——数据、存储、视频和语音——转移到一个单一的、融合的核心中。就如老话所说:“你不能管理你不能测量的东西”, 对这些新技术的验证和性能评估是实现这些新技术至关重要的第一步。

在数据中心环境中, 这意味着不仅单独测试每一项技术, 而且还与许多其它数据中心的新老组件一起测试它们。简而言之, 关键问题是:当在扩展数据中心时, 如何验证所有的组件是否能像一个密不可分的整体那样一起工作?本文将逐一讨论每一项新数据中心技术, 并详细论述每一种技术面临的测试挑战。

2. 虚拟化

这些年来一直使服务器受益的虚拟化现在开始进入联网的设备。测试虚拟网络设备和服务器提出了几个有趣的新问题。

2.1测试仪器怎样能连接在虚拟网络设计上?

对于许多类型的测试, 一条到运行虚拟交换机的物理服务器的连接将是不够的。一个物理接口可能为几十个虚拟机 (VM) 实例处理传输流, 因此使隔离和测量每个VM实例的性能变得很困难。

现在需要的是虚拟化测试仪的功能。虚拟的测试仪器运行在软件中, 在运行虚拟网络和服务器实例的物理机器内部运行。从虚拟网络设备的观点看, 一个测试端口与它在物理世界中没有什么两样。

当然, 虚拟测试仪器应当提供与物理仪器相同的功能。测试仪器应当能够提供任意数量和任意组合的虚拟和物理接口间的传输流, 作为单一实体测量整个系统。它还应当能够在虚拟和物理接口上提供测试人员需要的任意从二层到七层传输流模式。

2.2能信赖运行在虚拟机上的测试仪吗

运行在软件中测试仪的概念, 肯定不是新东西。实际上, 基于软件的网络测试工具出现的日期, 比基于硬件的仪器早几十年, 但是基于软件的测试工具, 常常更多地提供关于基础组件——网络栈、主机操作系统、驱动程序和网络接口卡的测量值。

基于软件的工具还会产生不可重复或不可重现的结果。

一种确保测量值可信赖的策略是在软件中实现整个测试仪, 包括对硬件组件的基于软件的仿真。这种方法需要比纯软件工具设计更严格的方法实现系统设计。这样做的好处是显而易见的:通过在软件中仿真整个测试仪, 仪器的测量结果对外部因素的依赖程度大大减少。因此, 一台仪器将产生比纯软件工具更有意义的测量结果。

2.3虚拟和物理交换机性能相当吗

线速吞吐量和低延时与抖动长期以来一直是物理以太网交换机的标志, 而它们的虚拟同行可能没法与之相比。对早期虚拟交换机的测试显示在低达50 Mbit/s的负载下就会出现丢帧。此外, 这些测试只涉及到一台虚拟交换机上的一对接口。相比之下, 交换机和路由器测试的标准作法是将测试接口连接在所有交换机端口上, 以全网格模式产生传输流——这是比使用单一端口对压力大得多的测试模式。

即使虚拟交换机永远无法处理像物理交换机那样沉重的负载 (虚拟网络的早期时代中的一种靠不住的假定) , 但进行压力测试对于描述系统性能极限仍很重要。

2.4虚拟交换机支持与物理交换机同样的协议和功能吗

在评估以太网交换机时, 网络管理员常常至少像强调性能那样强调可靠性和特性。功能性测试对于虚拟交换机就如同性能和可伸缩性测试那样同样重要, 应当成为任何数据中心测试方法的一部分。

网络管理员有理由期待任何现代以太网交换机支持像虚拟LAN (VLAN) 、访问控制列表 (ACL) 等特性以及用于转发多播传输流的Internet组管理协议 (IGMP) 。这些协议 (常常还有许多其它协议) 常常是物理交换机性能测试内容的一部分。它们也应当成为测试虚拟交换机的内容。

3. 以太网光纤通道 (FCo E)

到目前为止, 光纤通道 (FC) 是存储区域网 (SAN) 中使用最广泛的传输技术。把它融入基于以太网的数据中心提出了特殊的挑战。FC利用管理帧确定终端和交换结构以及提供以太网中所没有的流控制特性。另外, 与以太网不同, FC用于以无丢帧方式运行。相比之下, 以太网网络可以容忍丢帧。FC传输流对延时和抖动的增加高度敏感。

以太网光纤通道 (FCo E) 将FC传输流封装在以太网帧中, 因此大大减少了数据中心中的接口和线缆数量。但是, 它本身并不保护前面提到的FC特有的特性。IEEE开发了几种新规范来确保可靠地提交FC传输流, 而这些规范中的每一种都需要测试, 尤其在许多数据中心中越来越常见的混合以太网/FCo E部署中。

3.1新IEEE规范包括诸多内容。

802.1Qbb优先流控制 (PFC) :这是一种允许多种传输流种类 (如FCo E和非FCo E传输流) 共享以太网链路的拥塞控制机制。同IEEE 802.3x中定义的较早版本的以太网流控制一样, PFC也应当成为测试虚拟交换机的内容。

802.1Qaz优先组:这种调度机制旨在为多种传输流种类确保一致的服务质量水平。

数据中心桥接交换 (DCBX) :这种IEEE的链路层发现协议 (LLDP) 的扩展集合使数据中心设备可以在链路建立时交换能力信息。DCBX利用LLDP传送数据中心网络技术特有的消息, 如PFC或802.1Qaz优先组的使用。

基本FCo E测试包括对这种新协议的功能验证。具有FCo E功能的测试仪器应当帮助解答一些问题, 如FCo E接口是否正确使用FC初始化协议 (FIP) 来发现, 然后再登入和退出交换结构, FC终端ID (FCID) 是否能正确地与以太网MAC地址对应等问题。

在更高级的FCo E基准测试中, 测试仪器产生和分析多种FCo E和非FCo E传输流类组合。这里最重要的是FCo E兼容设备在拥塞时期是否很好地察觉优先流控制消息。同步是评估PFC效率时的关键因素。

同常规的以太网暂停帧一样, PFC消息包含一个暂停量子 (Pause Quanta) 。这种暂停量子指示设备应当暂停传送多少时间?一个暂停量子等于512 bit时间, 等价于10-Gbit/s速度时的51.2纳秒。注意, 暂停量子指示接口应当延迟传送的最大时间量;如果设备发送指示拥塞清除的XON消息, 实际时间可能会短一些。

在产生PFC帧后, 测试仪器可以测量暂停持续时间和暂停响应时间, 即收到PFC消息和实际的暂停之间的间隔。此外, 暂停响应时间可能对于PFC XOFF和XON消息是不同的。

通过产生具有不同的暂停量子 (并且也使用多种帧长度) 来产生多种传输量类型, 测试仪器可以生成复杂的负载来仿真FCo E交换机在生产网络中可能遇到的压力。

在下面的测试仪器的例子中, 这台仪器最初同时生成3种类型的传输流, 标记为P1、P2和P3。

测试仪器对每种传输流类型使用不同的XOFF/XON间隔, 并用不同的间隔重复产生每一类传输流:

在本例中, 所有3种优先级最初同时发送PFC XOFF消息, 每个都具65536的暂停量子。大约150微秒后, P2类发送XON消息, 紧接着测试仪器在50微秒后发送P1传输流的XON消息。然后在300微秒时, 测试仪器发送P3传输流的XON消息。然后, 重复整个循环:从第一个消息后的450微秒发送P2传输流的XOFF消息开始。

由于使用不同的帧长度和PFC间猝发间隔, 不同传输流类型迅速变得不同步, 从而给FCo E设备施加上沉重的负担。

此外, 随着端口数量的增加, 测试变得压力越来越大。当测试具有数百或数千个端口 (每个端口都处理多种PCo E和非FCo E帧组合) 的数据中心时, 交换机的流控制逻辑必须跟上以10-Gbit/s以太网线速 (或更高的速度, 如下面所讨论的那样) 潮水般涌来的PFC消息。正如使用任何新技术那样, 必须谨慎对PFC功能进行压力测试来确定系统性能的极限。

4.40/100G以太网

数据中心的另一个重要技术驱动力是40-Gbit/s和100Gbit/s版本以太网技术的即将到来。一方面, 这些新传输技术是“纯以太网”, 只不过速度更快。另一方面, 它们对测试设备提出重大的挑战, 甚至包括统计包数的能力。

这些新版以太网提出四项新测试挑战:

※我的测试仪器能统计帧数吗?

※我的测试仪器能提供准确的延时和抖动测量值吗?

※我的测试仪器能测量作为单一实体的40/100-Gbit/s以太网吗?

※我的测试仪器能确定先后次序吗?

第一个问题, 即统计帧数, 似乎太显而易见, 不需要提出来。但是在40/100-Gbit/s以太网上获得准确的包数将是测试仪器面临的重大的技术挑战。搞清楚时间戳分辨率的概念有助于了解其中的问题。

时间戳分辨率刻画测试仪器记录每个测试端口上的帧离开和到达时间的精度。在测量传送时间和统计包数时, 测试仪器在每个帧中嵌入一个“签名域”。

对于任何基于时间的测量值来说, 知道时间戳分辨率也十分重要。例如, 如果延时测量值是1.000微秒, 而测试仪器具有20纳秒的时间戳分辨率 (签名域中的常用值) , 那么, 实际测量的延时可能在0.980到1.020微秒之间。在40/100-Gbit/s速度时, 20纳秒的分辨率对于测量延时和抖动是不够精确的。或者换句话说, 对于看到所有的传输流不够精确。原因是:对于40/100-Gbit/s以太网来说, 产生一个帧所需时间不到20纳秒。

一些简单的图示可以更清楚地解释这个问题。当10-Gbit/s以太网时, 插向媒介入64字节帧的最少时间是67.2纳秒。在这种情况下, 由于每一帧上时钟总是要“咔嗒”几次, 因此20纳秒的分辨率足够了。

而对于发送速率更高的40/100-Gbit/s以太网, 20纳秒时间戳分辨率不够了。在40-Gbit/s的速度下, 最小帧插入时间减少到了16.8纳秒。尽管20纳秒的时间间隔对于测量头几帧足够了, 但测试仪器的时钟间隔和帧速率将迅速失步, 一个时钟间隔内看到两个帧。

这种情况在100-Gbit/s以太网时变得更可怕。在100-Gbit/s以太网中, 最小帧插入时间减少到了6.72纳秒。在100-Gbit/s速度时, 每个20纳秒时钟间隔始终会出现多个帧。

在这种情况下, 测试仪器几乎变成了瞎子。由于它不能提供每个时钟间隔看到的准确的帧数, 因此就不可能提供任何类型的准确的测量值。这种情况出现在这台测试设备提供的所有测量值上, 而不只是像延时和抖动等基于时间的指标, 而且还包括像吞吐量和顺序帧等关键指标。

显然, 40/100-Gbit/s以太网需要更细的时间戳分辨率。选择测试设备时的一个关键问题将是测试仪器提供什么水平的精度。

另一个对于40-Gbit/s以太网需要考虑的问题是:测试仪器是否能跟踪来自作为单一实体的每个端口的传输流。这个要求可能显得违反直觉;毕竟, 测试仪器多年来一直提供每个端口的测量值。但是, 40-Gbit/s以太网的IEEE规范通过将4条10-Gbit/s聚合为1条传输流来产生1条40-Gbit/s传输流。

测试仪器需要重新组装这4条流, 可能要以线速度, 同时仍提供准确的测量值, 适用于40-Gbit/s和100-Gbit/s以太网的最后一个问题涉及序列计数。

基于FCo E的存储和高带宽视频聚合等应用期望顺序发送的帧能以同样的顺序收到, 甚至很小量的重新排序都会导致性能下降。

测试仪器嵌入到每个以太网帧中的签名域包括序列号, 测试仪器利用这个序列号跟踪帧次序。鉴于前面讨论的有关时间戳分辨率和重新组装多条流的问题, 在评估40-Gbit/s和100-Gbit/s测试仪器时, 有理由询问它们是否能提供对所有帧的全面序列分析。

5. 数据中心整体测试解决方案

数据中心网络设计的新模型利用虚拟和物理组件将多种类型的传输流——数据、语音、视频、存储——整合到一个高速以太网平台上, 以整体方式进行协议验证和性能测量, 使测试这种复杂的设计得到了大大的简化。

在这种新数据中心模型中, 存在着成千上万个连接测试仪器的潜在连接点, 这些连接点中一些是虚拟的, 一些是物理的。以下图中的三层——接入、聚合和核心——数据中心设计为例。

在接入层以上, 这个数据中心设计包括运行在刀片机架上的虚拟服务器以及物理服务器和大型机组合, 所有这些系统都通过千兆和10-Gbit/s以太网连接组合连接到聚集层上。接入层还包括一些物理交换机和路由器以及运行在一些刀片机架上的虚拟服务器。

聚集层和核心层利用用10-Gbit/s以太网 (以及未来的40/100Gbit/s链路) 连接起来的交换机和路由器组合将所有主机与公共Internet连接在一起。

整体的测试方式可以帮助了解这种复杂的互联起来的设备的组合。在这种情况下, “整体测试”意味着不仅测量单个数据中心组件, 而且还测试整个数据中心的性能并搞清结果的含意的能力。整体测试覆盖网络栈的所有层, 并测量在数据中心任意路径上传送的传输流。

整体测试解决方案具有诸多好处。

※测试仪器提供产生和分析测试传输流的单一的统一环境。测试工程师不需要来自多个应用或测试平台的“后处理”测试结果来刻画整个数据中心的性能。

※测试仪器提供虚拟和物理终端之间的“Any-to-Any”连接性。这可以意味着虚拟服务器之间的测试、物理服务器之间的测试、虚拟或物理网络设备之间的测试, 或多个虚拟和物理设备组合的测试。

※流数量可高度扩展来评估数据中心提供的服务质量和体验质量。复杂的数据中心设备可以处理几千或数百万条不同的流, 每条流都具有不同的服务水平要求。整体的测试方式使在一个平台上可以产生和分析许多不同的传输流类型。

※整体测试仪器扩展, 使来自第N个端口的测量值与来自第1个端口的测量值同样准确。整体方式需要一种当添加测试仪器接口或机架时不影响测试结果的测试仪器设计。例如, 同一个机架中的两个测试端口之间的延时测量值, 应当与多个连接在一起的机架上的任意两个测试端口之间的测量结果相同。

※测试仪器可以适应未来的带宽增长。40/100G以太网需要运行在这些速度上的测试接口, 它还要求测试仪器能够提供较低速度测试时同样的测量值和同样的精确度。这需要一种从一开始就被设计支持整个数据中心中的100-Gbit/s速度的测试架构。

简而言之, 整体测试意味着测试整个数据中心, 这反过来需要一种可以测量作为一个统一的整体数据中心性能的测试仪器。

摘要：虚拟化、以太网光纤通道和40/100千兆以太网旨在帮助企业将多种类型的传输流——数据、存储、视频和语音——转移到一个单一的、融合的核心中。对这些新技术的验证和性能评估是实现这些新技术至关重要的第一步。

数据线测试仪 篇11

从表1信号质量经验上看前三面天线应属同一档次，0.10m口径差值信号质量差值都是4％。需说明的是0.55m中卫天线是出口型天线，早就试收感觉精度较好，与某厂0.60m天线相当；同洲CAK45-PW天线是同洲CAK45-PW是深圳市同洲电子股份有限公司针对中国直播卫星项目开发的卫星电视接收天线，是中九同洲套站用天线，初次使用第一感觉是外观漂亮，设计合理，实收效果、精度感觉都不错（图1）。后两面天线质量要差些也是常规经验判断，0.55m天线与0.75m天线口径差值0.20m，信号质量差值仅3％与前面天线径差信号质量太多，至于差多少，天线效率有多高很难凭经验判断，这后两面也是正厂天线，天线差点效率应该有60％才合常理是一般判断。还有同洲N6188信号质量与帝霸901信噪比的关系，就是说信号质量1％相当于信噪比多少，也值得探讨，以方便以后收视作较科学的判断。这些年我一直认为信噪比显示的分贝（dB）值与天线分贝、载噪比（C/N）分贝近似，这次动用几面天线测试以准备再次厘清，有这个想法就产生了本文《中星九号直播卫星测试数据验证分析报告》。据表1天线增益数据加上后初步分析，假定这些天线的效率为70％，表后列出了这5面天线在该效率下的天线增益值，设定前三面天线效率为70％，信号质量、天线增益值表1可查，0.35~0.55m天线径差增益、信号质量来求取之间的等值关系，（35.22-31.74）÷（42-34）=0.435（dB），即信号质量1％相当于天线增益0.435dB，这只是初步收视假设推论计算结果，还得继续收视验证这一最初数据。表1中0.35—0.45—0.55—0.35m天线增益级差值分别是1.78—1.70—3.48dB，这些天线增益级差以备后分析用。

为了准确获得测试数据，再次复测已是获得表1数据一月以后的事情。这次要厘清信号质量—信噪比—天线增益三者间的关系，其方法是用这看似三面精度相当的天线，同一只圆极化高频头，收视中九直播和天浪直播的圆极化信号，其理由都是圆极化信号且频点接近，中九用ABS信号、天浪用DVB信号传送邻星干扰少。用三面天线径差信号质量—信噪比—天线增益取得其间关系值，这个值原理上是数学上等值关系来导取。这里级差天线增益与天线效率高低无关，天线效率相等，级差相等、增益相等论，“借用”级差增益值达到验证级差信噪比的目的。

用这3面精度接近的天线都在适当位置精心调试对准中九，选用了一只刚收到经测试是我手中4只中九头最好的，同洲CL11RA改进型圆极化高频头，此高频头也是同洲为中九直播开发设计的配套专用中九圆极化高频头（图2），噪声系数≤1.3dB无水分。同洲中九专用头波导管腔中的极化片用料设计精良，与有机玻璃极化片比高出0.5～0.8dB。这只高频头与其它中九专用高频头对比测试，信号质量要高出2～3％，达精选O.S 22M及台扬AP8双本振线极化高频头品质水平，可称中九专用头精品，其它中九头0.35m天线本地收不下122°E右旋天浪直播，否则动用O.S 22M、台扬AP8双本振来虚拟收视中九，需用DVB-S、ABS-S功分联机工作，DVB-S机设置22K开关保障10600MHz本振工作正常，工厂码修改中九机参数来测试完成。用这只同洲高频头在无云天气下短时间测完3面天线中九直播的4个频点，又用这3面天线转向收视天浪直播4个频点，0.35m天线天浪最后一个频点还是没法过门限，最后只取天浪前3个频点数据。多频点测试目的是得到更多的测试数据有较多的比较，中九直播收视数据见表2，天浪直播收视数据见表3。也复测了0.75m、0.90m天线中九收视，11840频点分别是47％和50％。

从表2可看出，天线换用高频头后中九直播信号质量有所等值提高，但天线0.10m级差信号质量4％并没有改变。分析表3天浪直播收视数据，0.35—0.45m天线频点信噪比差值依次为1.75—1.75—1.70dB，平均值是1.73dB；0.45—0.55m天线频点信噪比差值依次为1.8—1.75—1.8，平均值是1.78；0.35—0.55m天线信噪比平均值是3.51dB，即以上两信噪比平均差值之和。把以上天线级差信噪比平均值与表1对应天线信号质量、天线增益级差例表4供分析之用。表3是收视原始记录数据，没作任何技术修正。

此项目的是寻找信号质量—信噪比—天线增益间的换算值。信号质量—信噪比的换算值:0.35~0.55m数据对比分析中误差最小，选中此项，即信号质量1％等值于信噪比（3.51÷8=0.43875dB）的实测数据，保留2位小数即同洲N6188信号质量1％等值于帝霸901信噪比0.44dB。天线增益—信噪比的换算值:表4中这三面天线级差实收信噪比—设定天线增益误差都很小（此误差放在天线效率讨论），以此认定天线增益分贝与实测信噪比分贝是等值关系应当没有争议，这样的测试，有条件都可以验证。

表4数据分析验证了信噪比与天线增益间的等值关系，帝霸901信噪比分贝等同于天线增益分贝物理量有了结论，多年的近似值得到了等同值验证结果，帝霸901的信噪比完全可当载噪比值（C/N）直接应用，其门限值与载噪比门限值也接近。同洲N6188信号质量1％等值于信噪比采用实测数据0.44dB直接应用，也可以说就是0.44dB，与表1初步推论（0.435dB）也相当接近。一次中九直播与天浪直播收视分析，卫星收视器材是普通卫星天线和ABS-S、DVB-S接收机，业余条件下当测试仪器应用结果，原理就是数学上的等值替换法在卫星收视中的一种推理应用。

笔者这些年关注卫星收视技术，总想在业余条件下完成较为专业的测试工作，今天不妨把上面的分析验证结果推广应用，试一下业余条件下测试这五面卫星天线效率和验证有关收视理论中的载噪比（C/N）值，其中C/N值涉及场强、门限、天线增益等卫星收视专业技术参数，也可间接验证上述有关的技术测定推论的准确性。通常在业余条件下，测试天线效率（增益）用以下两种方法:方法①用已知天线效率（标准天线）、推测另一天线（测试天线），这两天线同收一个卫星频点，用两天线的信号品质换算成天线增益分贝值，计算即可求出测试天线的增益（效率）；方法②用测试天线收视得到信号质量（信噪比）换算成C/N值查表来求取天线增益估测值，但C/N值涉及接收机门限、LNB噪声系数、场强、环境噪声等都会影响天线效率计算的正确值，只能得到大概的估测天线增益。

表4前三面天线分析中发现，信噪比实收两位小数的显示，可反映这三面天线微小的增益差值，相反信号质量就不能显示微小差值。看表中对比误差值，这三面天线效率相当接近但也存在很小的增益差距。仔细笔对表4中对比误差项，0.35—0.55m天线信噪比（实收）与设定增益（70％）误差最小（+0.03dB），说明这两面天线的效率最接近。再比对表4中0.35—0.45—0.55m对比误差（-0.05dB）—（+0.08dB），明显是0.45m天线增益略低一点，如果0.45m天线实收信噪比提高0.05dB、0.55m天线信噪比低0.03dB，这三面增益（效率）相等。在这里用天线效率差值无法证明这些天线效率的真实高低，只能设定评审方法来判断天线效率。

表1中实收信号质量，其实是间接代表了各天线收视的C/N值，也反映了天线效率在收视中的差别。知道了数字接收机信号品质能换算成实用分贝值，用表1、表3实收信号品质数据，再计算天线效率（增益）就不再是难事。只要设定一面天线的效率标准，用此天线的级差增益与其它测试天线实收级差信号品质比对，测试天线的增益（效率）简单计算就可得到。天线等级是这样划分的，效率70％（优）、60％（良）、50％（合格）。下面试用设定评审方法来鉴定这些天线的品质。表4中0.35—0.55m这两面天线效率最接近，就从这里开始。二次设定0.35m天线效率为70％为基准试计算这五面天线的效率和增益，前三面天线增益微小差别参照表5、表1数据，其余天线采用表1数据，看看计算的结果是否符合情理就知道了（计算过程略）。

天线效率级差增益是这样计算的:80—70—60—50％、0.58—0.67—0.79dB。

0.35m天线设定效率70％，天线增益31.74dB。末打磨前天线效率63.43％，天线增益31.30dB。

0.45m天线实际效率经计算为69.25％，天线增益33.47dB。

0.55m天线实际效率经计算为70.52％，天线增益35.25dB。

0.75m天线实际效率用上方法①0.35m为标准天线，参照表1数据计算，天线效率53.04％，天线增益36.58dB。

0.90m天线与0.75m天线使用多年，早就多次测定过这两面天线信噪比差值为1.5dB，中九直播收视信号质量在3～4％间属正常显示值，就以此来计算天线效率。经计算0.90m天线效率为50.13％，天线增益38.08dB。多年来今天才真正弄清了这两面天线的实际效率和增益，在天线等级中只能算合格产品，与以前估测和常理判断天线效率差了10％左右。如果这两面天线效率能达70％，收视中九直播还可稳定提高信号质量3％。

以上是笔者设定评审计算结果，却较真实反映了这些天线的品质，应当都满意，好的是优级品，低的在合格品内。这五面天线实测的增益和效率整理见表5，后两面天线实测与厂商宣传提供天线增益参数少了2dB左右。

知道了同洲N6188信号质量1％等值于0.44dB，用以下方法，还可计算门限、载噪比（C/N）值，下例计算采用表1数据其理由是高频头增益适中，这只同洲中九头比百昌、高斯贝尔信号质量要高1％，又比后来那只同洲头L极化信号质量差2％。

同洲N6188门限C/N值: 同洲N6188门限信号质量实测为12％，0.44x12=5.28dB，该机在FEC=3/4时，其信号门限值为C/N=5.28dB，与帝霸901门限差不多，低于国际标准C/N=6dB的门限值，但画质优于帝霸901。

0.35m天线实际收视本地中九场强44dBw的C/N值: 本地0.35m天线实收信号质量34％，0.44x34=14.96dB，本地0.35天线实收中九直播卫星C/N=14.96dB，已超过一般广播收转C/N=14dB水平级别。

0.35m天线门限余量:0.44x（34-12）=9.68dB ，0.35m天线本地门限余量为9.68dB，如果换用表2高频头，门限余量升到10.56dB。

为了验证以上计算的可行性，特地摘录了合符中九直播场强等值线Ku波段天线直径与场强及C/N的关系列表（表6）（注2），以验证以上实收计算的正确性。表中数据采用DVB-S制计算出来的。中星九号直播卫星采用的是ABS-S制式数字信号压缩传送，其门限比DVB-S低1.5～2dB，表5场强用于ABS-S查场强还应加1.5～2dB。笔者本地中星九号场强是54dBw，查表5应按56dBw值查询，可以看出0.35m天线实收C/N=14.96dB与表5表中（0.34m、C/N=14dB）计算值误差约（+0.8dB），说明本地中星九号直播卫星落地场强确有54dBw，也间接再次验证了上面推理计算结果的正确性。

实际收视也作过简单验证，用0.35m天线收视中九，用边料地砖挡去天线大部分（见图3、图4），这时信号质量还在门限上（16％），验证表明本地小于0.20m天线可过门限，表5查询本地门限值天线最小0.15m。

最后剩下这三面天线设定70％真实效率讨论，能否达此标准来研讨，以前也对天线效率讨论过，能达70％效率天线是优质品不多见。以上设定评审天线方法有一定的说服力。这里再用0.35m天线实收C/N值来讨论:0.35m天线本地C/N=14.96dB，这里天线效率70％、LNB1.30dB、接收机门限5.30（5.28）dB，笔对表6天线效率、门限误差要扣除约1.40dB，实际C/N=13.56dB，与表6误差约（-0.40）dB，换用表3中九头实际C/N=14.44dB，这些实收C/N值与理论计算值（查表）误差在小数级别应当可信。天线效率讨论过，场强相信本地应有54dBw，唯一没讨论过LNB噪声系数，表1用高频头属中等货，手中4只中九头上差信号质量2％，下差1％，悬殊1.30dB之多，换算成天线效率就是18％的差距（天线效率50～70％间），可见高频头品质的选用与要求同卫星天线精度是一样的重要，对C/N值的影响一样不亚于天线效率，能真正达LNB 100°K（1.29dB）噪声系数标准算优质品了，那些标称噪声系数0.50dB的高频头水份太重。笔者认为，以上多种方法客观公正全面验证了这些天线效率，虽然是业余级别水平，最简单的收视设备，供参考的可信度还是较高的，是业余条件下较佳的测试方法之一。

笔者卫视收视多年，初期过于相信厂商提供的参数，初次用0.75、0.90m天线推测信噪比与天线增益值是这样换算的（1.8:1.5=1.2:1），忽略了天线效率不等出了偏差，认为信噪比值偏小天线增益值，参照天线效率估测偏高，导至推测其它天线增益出现误差偏大后果。今天重新评审使用中2.40m网状极轴天线的效率，多次与上面0.75m、0.90m收视对比过，信噪比多出7.50dB、6.00dB，今天来计算这面2.40m网状极轴天线的Ku增益是（38.08+6.00=44.08dB），查表得知相当于1.83m天线50％效率的天线增益（44.22dB）水平，这面正馈天线使用感觉一直不错，很多2.40m天线Ku效率只有0.90m偏馈天线水平。从使用帝霸901至今已5、6个年头，其实这期间一直在探讨信噪比的问题，今天才得到圆满答案，在业余条件下花了不少时间，走了一个漫长的艰辛探寻之路。就这次数据分析报告，并不是一次复测就完成了，中间长达一月以上，并非一帆风顺。四川冬季要找好天气不容易，天气不好天线前方漂浮不定的云层影响测试数据；在楼顶测试地点选址也重要，其间也遇到天线换位置后，信号质量总是误差1％，分析原因在于受通讯微波干扰造成，只得寻找干扰最小的同一地点重新测试完成；在本文数据分析时由于方法不正确也曾一度中断过，分析笔对、资料整理也相当花时间。收视圆极化波线极化高频头免不了极化片，笔者非常关注这方面的研究，想用插拔极化片来验证信号质量1％与信噪比间的关系，却因线极化腔体及极化误差诸多原因，导致系列数据不一误差太大无法采用，耗了不少时间。但对Ku圆极化高频头有了全面深入了解，也获得了有关极化片测试的宝贵数据，对极化片设计、制作、选料都重新作过研究验证，用0.55m天线实测极化片增益，不同品牌高频头收视中九信号质量6～9％，收视天浪信噪比2.5～3.4dB。有兴趣再另文详述。

注1:见《寻星2000》P151。

数据库性能测试的研究 篇12

如今,各种数据库系统处理的数据量越来越大,处理数据时遇到的问题也是方方面面的,因此,数据库的性能已经成为不同系统之间的主要差异因素。随着软件和网络应用的迅速发展,数据库发挥的作用越来越重要。其糟糕的性能在很大的程度上制约着数据库处理并发事务的能力,同时还影响着数据库的一致性。数据库的功能完善程度和性能稳定性直接影响着软件的执行效率。所以,数据库性能测试已经成为数据库领域的一个热门话题。

2 数据库性能测试

2.1“性能测试”概念

“性能测试”主要指首先全面系统地了解掌握系统运行过程中会遇到的各种正常或者异常负载的条件,然后自己编写代码模拟这些条件,测试所设计的数据库系统在面临各种条件时的运行情况并加以记载、分析和总结。

2.2“性能测试”目的

数据库性能测试的目的是测试该系统是否可以满足不同用户提出的各种要求,在测试中发现本系统运行的性能瓶颈,最终达到优化数据库系统的目的。评价数据库的性能时,选用真实的、具有代表性的、工作中实际使用的项目。面临新的程序或者要扩展新的功能时,设计者能够使用负载测试来判断系统是否可以处理用户期望的负载,从而了解该数据库系统将来的性能。

性能测试的目的有以下几个:

1)优化系统:反复对数据库系统进行性能测试,根据测试结果不断地对系统进行调整,以达到优化系统性能的目的。

2)找出设计中的缺点:测试过程中,发现由于数据库中的某个设计使得受控的负载增加到当前状态下的一个临界点,就可以想办法来改变这个设计,突破这个临界点,达到修复系统瓶颈的目的。

3)对数据库系统整体评估:可以根据性能测试的结果来评估数据库系统各方面的性能,使设计与实际应用挂钩,这对设计者修改系统设计有很大帮助。

4)验证系统的可靠性和稳定性:通过在一定的负载下运行一定时间的数据库系统,可以很好地评估系统是否可靠和稳定。

2.3“性能测试”指标

资源利用率:指对不同系统资源的使用程度,是我们测试和分析瓶颈的主要对象。

吞吐量:一次数据库性能测试中,网络上传输的总的数据量就叫“吞吐量”。我们用单位时间内传输的数据量来衡量网络的性能。

并发:指许多的用户同时做同样的一个操作。通过并发操作,我们可以看到系统是否稳定,并发现系统设计中的问题。

请求响应时间:是指从客户端发出一个请求,到接收到服务器端返回的结果之间的时间

3 数据库性能基准测试

“性能基准测试”是指根据性能基准设计检测程序,搭建检测环境,进行性能测试,并把检测结果与相同检测程序在相同系统或另外系统上的运行结果相比较的整个过程。在数据库性能评估方面,目前存在着两个标准的基准程序系列:TPC和SPEC。其中,最具权威性也是应用最广泛的是TPC系列基准。

3.1 基准测试标准TPC

国际上TPC组织提出的数据库性能测试标准和规范,是最为大家所熟悉的数据库测试规范。TPC是事务处理委员会(Transaction Processing Council)的缩写,它的职责是制定商务应用基准程序的价格度量和标准规范,并依据这些基准测试项目发布客观性能数据。

现在流行的由TPC发布的基准程序有四种:

TPC-C:联机事务处理的基准测试。

TPC-H:针对数据仓库或决策支持系统的基准测试。

TPC-R:商业报告以及决策支持的基准测试。

TPC-W:基于事务处理的互联网电子商务的基准测试。

在TPC发布的所有基准测试当中,数据库性能测试主要涉及TPC-C基准测试。

3.2 TPC-C基准测试

TPC-C是专门针对联机交易处理系统(OLTP系统)的,它还适用于与数据库相关的整个服务器系统(包括硬件平台、操作系统和数据库系统)性能的测试,对包括查询、更新及队列式小批量事务在内的广泛数据库功能进行测试。一般情况下我们也把这类系统称为业务处理系统。

TPC-C模拟了一个复杂的环境,大量的终端操作者可以在同一个数据库上频繁得执行各种事务。它建立了一个“销售-订购系统”的事务处理模型,其中包括:生成订单、分发订单、记录付款、订单查询、仓储查询。这个环境以新增订单事务为核心活动,其它事务包括在一个仓库范围内区域中进行的支付操作、订单状态查询、发货、库存水平查询。TPC-C的内容并不仅限于某个特定的商业运行环境,而是体现了任何一个可以管理,销售,分配产品及服务的通用的商业环境。国际事务处理委员会认为这种“销售-订购系统”代表了商务数据库处理的典型事务,用它来测量联机交易处理系统(OLTP)数据库性能具有普适性。

4 数据库性能测试工具构架的设计

该文提出了对数据库性能测试工具构架的设计,主要内容如下:

4.1 设计要求

可扩展:减少设计中的多余的代码和设计人员的重复劳动。

可控:由调度程序来控制构架的运作。

互通:在虚拟程序相互之间,在虚拟程序和调度之间必须可以互相协调完成对系统性能的测试。

可分布:如果一台计算机不能够产生足够多的数据库负载,需要把很多的虚拟程序分布在许多不同的计算机上,通过这种方式来取得足够多的数据库负载。

效率高:虚拟用户程序之间应该要有很高的执行命令效率和通信效率。如果某个虚拟程序在基准测试中所占用的时间太多,会使测试产生重大的误差。

4.2 性能测试工具构架设计

该文中的这个数据库性能测试工具主要由三部分组成:测试数据发生模块、需求分析模块和测试控制模块。

1)测试数据发生模块:根据实际用户的需要设计一个模拟的环境,它可以随机得产生一些测试数据,也可以产生一些伪数据。在设计该模块时,需要考虑的元素有:表的连接、记录的长度和数据、索引和键、数值的分布、数据的相关性、数据库的大小等。

2)需求分析模块:它主要是对用户的业务需求进行分析,从而产生测试事务模型。在设计该模块时,需要考虑的元素有:事务的输入、事务的关联、事务的输出、处理事务的复杂程度、输出的结果数据量的情况等。

3)测试控制模块:该模块是框架中十分重要的部分。在设计该模块时,需要考虑的元素有:用户将达到的数量、测试需要的周期、处理事务时的优先级、工作分布的频率等。

4.3 性能测试流程

性能测试一般分为以下几个步骤:

1)数据模型定制:保证测试模型与基准测试的一致性;

2)事务负载定制:在被测系统中部署一系列的SQL语句,准备在压力测试中使用;

3)组件部署及参数配置:这个环节中,可以在测试系统中配置测试时间、数据库连接字符串等参数,调整缓存等内容,根据性能测试的目的、环境来布置各个组件,最后协调得来完成性能测试;

4)加载初始的数据:为了能够模拟工作中真实的环境,系统在进行压力测试前要载入初始的数据,这个过程是非常消耗时间的;

5)压力测试:这个环节中,调用事务负载,实时监控、记录、评估返回的结束和消耗的时间;

6)结果收集和分析:在压力测试结束之后要对得到的数据进行分析,对照预期结果,判断整个测试是否满足预期的结果。如果和预期不同,可能会重新执行以上几个步骤;

7)完成一份性能测试报告:在完整地完成一次性能测试之后,必须生成一份性能测试报告,报告中应该包括数据库系统实现过程中的情况和测试的结果。

5 总结

较大规模的数据库系统能够稳定、准确、快速的运行,具有决定意义的便是其数据库系统性能状况。保证数据库的良好性能对于核心数据库来说非常关键。数据库性能测试是数据库领域的一个重要内容。

参考文献

[1]胡杰.数据库应用系统的性能分析与优化方法研究[D].南京:河海大学,2002.

[2]朱敏,解群.性能测试工具的研究与设计[J].计算机工程,2005(15).

[3]Christian Antognini.Oracle性能诊断艺术[M].北京:人民邮电出版社,2009.

[4]朱正华.DM3的TPC-C性能测试研究[D].武汉:华中科技大学,2002.

[5]盖国强.Oracle DBA入门、进阶与诊断案例[M].北京:人民邮电出版社,2006.

[6]沈佩娟,汤荷美.数据库管理及应用开发[M].北京:清华大学出版社,1995.