Таймер и глобальные переменные

Здравствуйте!

Как не слишком опытный программист, обращаюсь за алгоритмической и идейной помощью, а также небольшой консультацией.

Мне необходимо вписывать в матрицу значения с частотой 1000 Гц. Я предварительно создаю матрицу (размером около 8 000 000 ячеек) и с помощью таймера заношу туда значения. Значения эти изменяются в процессе работы программы. В то же время таймер не ловит изменение значения (или я не знаю, как это сделать), которое нужно вписывать. Это можно сделать, только если задекларировать значения как глобальную переменную. А значит, нужно декларировать как глобальную и эту матрицу на восемь миллионов ячеек.

Я так почитал, глобальные переменные использовать - дурной тон. К тому же, они тормозят программу (а у меня, очень вероятно, данные не дают результатов именно из-за временного рассогласования). Но когда я попробовал передавать зту матрицу как переменную в функцию таймера - частота из 1000 Гц стала 0.1 Гц, если не меньше.

Не могли бы Вы подсказать, как наиболее оптимально решить задачу? Без потерь в скорости.

На всякий случай: Я через протокол lab streaming layer (lsl) записываю электрические сигналы с мышц, которые надо с минимальными потерями скоординировать с координатами на плоскости.

0

Вообще-то, Windows не является операционной системой (ОС) реального времени.
Вы в какой ОС работаете?

0

Ну вообще-то в Виндоусе, да... Но сам компьютер довольно мощный, 32 Гб, и не меньше четырех ядер (очень вероятно, что восемь). Небольшая рассинхронизация, по идее, не так страшна, я проверял на других данных. Главное, чтобы она не нарастала. Этого никак не избежать?

0

Сообщение от vidriera сигналы с мышц, которые надо с минимальными потерями скоординировать с координатами на плоскости

Вы мастерите/моделируете нЕкую электро/механическую машину, управляемую эл сигналами мышц, которая должна работать с минимальными задержками?

Добавлено через 53 секунды

Сообщение от vidriera помощью таймера заношу туда значения

Не понял, поясните

Добавлено через 1 минуту

Сообщение от vidriera lab streaming layer (lsl)

А это что за зверь, в help я его не увидел

0

В MATLABe есть специальное направление, автоматизация испытаний и управления, и там используются специальные модули MATLAB и так называемые машины реального времени. К сожалению из-за финансового кризиса мы недоросли до этих возможностей, поэтому здесь у меня только теоретические познания.
Вообще если есть возможность, то желательно разделить процессы по времени, сначала собирать данные, а потом их обрабатывать.

Сообщение от vidriera Я так почитал, глобальные переменные использовать - дурной тон.

Если это является практически единственным способом обмена данными между функциями в различных m-файлах и c модулями simulink, то как их не использовать.
Как-то я пытался протестировать как лучше передавать данные в функцию при решении системы диффуравнений - глобальными переменными или в виде параметров функции. В результате оказалось, что тестирование дает большой разброс по результатам, во время выполнения теста MATLAB живет своей жизнью (что-то опрашивает, что-то где-то сохраняет). В итоге разница между методами передачи данных получалась значительно меньше чем разброс результатов из-за деятельности MATLAB и Windows во время теста ( и это при наличии 12 потоков выполнения в системе ).
С этим разбросом возможно и Вы столкнетесь. Судя по описаниям работы функций таймера в MATLAB многопоточность не поддерживается (во всяком случае если смотреть что пишет Ануфриев Игорь Евгеньевич http://matlab.exponenta.ru/gui/book2/6.php
b Bob Davidov http://portalnp.ru/wp-content/... _Ed_21.pdf), автоматическое распараллеливание выполняется на матричных операциях.
Максимальная частота таймера в MATLAB ограничена 1000Гц (период 0.001с=1мс). (В частности в MS Visual C++ период таймера задается целым числом милисекунд - что наводит на мысль использования общего инструментария. В MS VC++ старт функции таймера происходит не потому, что точно прошел интервал времени равный периоду таймера, а потому что в момент опроса таймера текущее время больше чем время старта функции таймера. Поэтому возможны большие разбросы по моментам запуска функций таймера)

Сообщение от vidriera когда я попробовал передавать зту матрицу как переменную в функцию таймера - частота из 1000 Гц стала 0.1 Гц

Конечно, при каждом обращении происходит коприрование массива.

0

Сообщение от Nick07 Сообщение от vidriera Сообщение от vidriera сигналы с мышц, которые надо с минимальными потерями скоординировать с координатами на плоскости Вы мастерите/моделируете нЕкую электро/механическую машину, управляемую эл сигналами мышц, которая должна работать с минимальными задержками?

Программа должна, в конечном итоге, считывать миограмму, фильтровать её с помощью фильтра Калмана, и в реальном времени преобразовывать миографические сигналы в координаты. На данном этапе нужно, чтобы она обучалась на статических данных для начала, то есть, создавала специальную трансформирующую матрицу, обрабатывая по определённой процедуре статические данные. Есть код с фильтром, который отлично работает с другими статическими данными. Но вот сейчас, когда я написал программу, которая будет записывать те же статические данные, их она, почему-то, не обрабатывает. Гипотеза - неправильная запись, вероятно - задержки.

Сообщение от Nick07 Сообщение от vidriera помощью таймера заношу туда значения Не понял, поясните

Таймер работает постоянно. В процессе работы так же постоянно в MATLAB поступают координаты. Эти координаты записываются последовательно в предсозданную матрицу, заменяя нули. Каждую миллисекунду какой-то счётчик, скажем, k, прибавляет по единичке, таким образом смещаю строчку, в которую происходит запись. Поскольку при задании таймера он видит только то значение переменной, которое было при первичном объявлении, и сам по себе на изменения не реагирует, я вижу выход только в объявлении глобальной переменной и насильственном изменении её в процессе работы, как k, так и сигналов (которые в lsl тоже как бы переменная).

Сообщение от Nick07 Сообщение от vidriera lab streaming layer (lsl) А это что за зверь, в help я его не увидел

Это внешний протокол, написанный энтузиастами, в стандартном MATLAB'е его нет. Насколько я знаю, он как-то через локальную сеть работает, помогает связать внешнее оборудование с компьютером и получать с него данные, чтобы те, кто в низкоуровневом программировании не разбирается, могли всё равно как-то что-то записывать

Сообщение от SSC В MATLABe есть специальное направление, автоматизация испытаний и управления, и там используются специальные модули MATLAB и так называемые машины реального времени. К сожалению из-за финансового кризиса мы недоросли до этих возможностей, поэтому здесь у меня только теоретические познания.

Не очень понимаю про финансовые ограничения. В смысле, это какая-то платная дополнительная надстройка MATLAB'а? Как называется, не могли бы вы подсказать?

Сообщение от SSC Вообще если есть возможность, то желательно разделить процессы по времени, сначала собирать данные, а потом их обрабатывать.

Ну, в принципе, так оно и будет происходить. Обработка, по крайней мере - на этом этапе - будет обрабатывать уже записанные данные. Просто задержка, по всей видимости, возникает как раз на этапе записи, а не обработки, из-за перезаписи огромной матрицы при подаче в функцию.

Сообщение от SSC Если это является практически единственным способом обмена данными между функциями в различных m-файлах и c модулями simulink, то как их не использовать.

Вот в этом, собственно, и вопрос: единственнен ли этот способ? Или можно сделать что-то более умное? Что-то из ООП? Поскольку я никогда не писал ничего объектно-ориентированного, я не в курсе всех возможностей, которые это даёт. Мне вот сказали, что можно попробовать не перезаписывать матрицу, а сделать класс с ней как наследующий свойства от handle, и записывать через указатель. Но как это сделать...

Сообщение от SSC и это при наличии 12 потоков выполнения в системе

Это вы как-то с помощью параллельной обработки запустили?

Сообщение от SSC Судя по описаниям работы функций таймера в MATLAB многопоточность не поддерживается

Если я правильно понимаю то, что написано вот в этом ответе

https://www.mathworks.com/matl... -13-r2011b

то распараллеливание должно давать прирост в скорости... Но основная проблема у меня сейчас, наверное, всё-таки именно огромные переменные. Если с ними не удастся улучшить ситуацию, буду изучать запуск параллельной обработки.

Сообщение от SSC старт функции таймера происходит не потому, что точно прошел интервал времени равный периоду таймера, а потому что в момент опроса таймера текущее время больше чем время старта функции таймера. Поэтому возможны большие разбросы по моментам запуска функций таймера

Но если это так - это же просто ужас... MATLAB же, по идее, используется для серьёзных научных целей. Как с таким бороться?

0

Сообщение от vidriera Если я правильно понимаю то, что написано вот в этом ответе

Да, Вы привели правильную ссылку. И если у Вас (как и у меня) нет лицензии реализации парралельных вычислений, то запустить парраллельное вычисление не удастся и задача будет выполняться в 1 потоке.

Сообщение от vidriera Это вы как-то с помощью параллельной обработки запустили?

Нет, в том то и дело, что распараллелить задачу в MATLABe я не могу (нет нужной лицензии). А в MS VC++ это не так уж и сложно.

Сообщение от vidriera В смысле, это какая-то платная дополнительная надстройка MATLAB'а? Как называется, не могли бы вы подсказать?

Мы к сожалению не приобрели и не освоили это расширение (а было это года 3-4 назад поэтому мои знания несколько обрывочны). Посмотрите вот этот материал http://matlab.ru/rtm/

Сообщение от vidriera Мне вот сказали, что можно попробовать не перезаписывать матрицу, а сделать класс с ней как наследующий свойства от handle, и записывать через указатель. Но как это сделать...

Посмотрите материал по ссылке, там есть обмен данными через handle
http://matlab.exponenta.ru/gui/book2/3.php#3

Сообщение от vidriera Но если это так - это же просто ужас...

Это проблемы Windows, если честно я бы не взялся под Win писать обработку в реальном времени событий с частотой более 15 -20 Гц, это тот предел до которого под Win можно работать как на машине реального времени (ну с некоторыми погрешностями и с условием параллельной работы на потоках и оставлении как минимум одного свободного потока под задачи операционной системы).

Сообщение от vidriera MATLAB же, по идее, используется для серьёзных научных целей. Как с таким бороться?

Как советовали представители MATLAB использовать их аппаратную приладу (плату) для обработки сигналов и их (или тружественный им) компьютер реального времени.

0

Сообщение от SSC Сообщение от vidriera Если я правильно понимаю то, что написано вот в этом ответе Да, Вы привели правильную ссылку. И если у Вас (как и у меня) нет лицензии реализации парралельных вычислений, то запустить парраллельное вычисление не удастся и задача будет выполняться в 1 потоке.

То есть, если я в коммандной строке вбиваю parpool, и он запускается, то у меня всё есть, что надо? Потому что если так, то, вроде, так работает.

Сообщение от SSC А в MS VC++ это не так уж и сложно.

Всё-таки, думаю, освоить целый язык программирования в сжатые сроки... Переписать на него всё, что уже есть... Уффф... Хотелось бы это отложить в более стратегические планы...

0

Сообщение от vidriera То есть, если я в коммандной строке вбиваю parpool, и он запускается, то у меня всё есть, что надо?

Это я проверить не могу. Наличие лицензий на машине определяю командой ver из командной строки MATLAB (там должно появится что-то про Parallel.

0

Сообщение от SSC Сообщение от vidriera То есть, если я в коммандной строке вбиваю parpool, и он запускается, то у меня всё есть, что надо? Это я проверить не могу. Наличие лицензий на машине определяю командой ver из командной строки MATLAB (там должно появится что-то про Parallel.

Понял. Спасибо. Полезная команда, не знал её. Похоже, лицензия на параллельную обработку есть. Спросил у старших, говорят, у них получалось делать с высокой частотой обработку в реальном времени на Windows - практически мой эксперимент, только с фильтром Винера. Наверное, это я кривой программист. Linux, как оказалось, ставить нельзя - политика учреждения. Поэтому придётся как-то выкарабкиваться...

Кроме того, попробовал создавать матрицу как объект handle. Разницы во времени, похоже, нет. Почитал на форумах

https://www.mathworks.com/matl... ead/311995

понял так, что MATLAB сам распознаёт, когда у матрицы большой размер и её становится быстрее обрабатывать через указатель, и оптимизирует это, вроде как, начинает сам обращаться к ней по указателю. Как вы думаете, правдоподобно? Или я опять что-то не так делаю?

0

Сообщение от vidriera понял так, что MATLAB сам распознаёт, когда у матрицы большой размер и её становится быстрее обрабатывать через указатель, и оптимизирует это,

Это практически невероятно, слишком сложно и непонятно.
В функцию данные можно передать в качестве параметра или в качестве указателя (для С, С++, Паскаля, Fortrana).
При этом если данные передаются не указателем создается их копия в функции и их изменение в функции не приводит к изменению исходных данных. При передаче данных по указателю передается в функцию по сути адрес размещения данных и в функции можно не только прочитать, но и изменить исходные данные.
В MATLAB в функцию данные в качестве указателя через параметры не передаются (во всяком случае я не помню такой возможности). Однако когда в одном из модулей данные размещаются в handle, а другой модуль получает доступ к этим данным, мы по сути имеем передачу данных через указатель.
В MATLABе (в других языках то же самое) при работе с большими массивами данных рекомендуют сначала создать массив данных необходимого размера, а затем заполнять его и получать из него данные.
Проблема в том, что когда Вы запросите данные из массива из вне границ его определения, Вам будет возвращено сообщение об ошибке. Если Вы попытаетесь писать в элемент за границами определения массива, то MATLAB сначала узнает что размеров существующего массива не хватает, затем создаст в свободной памяти новый массив необходимого размера, затем скопирует туда данные из прежнего массива и освободит память из под прежнего массива, и наконец поместит в новый массив новый элемент. На это уходит куча времени (ну и памяти конечно). Поэтому внимательно проследите не заносите ли Вы данные за границы массива.

0

Так, хорошо. Я углублюсь, и когда что-то изменится - ещё буду писать. Спасибо! Но вопрос, конечно, ещё очень далёк до закрытия.

0

Похоже, что я всё-таки неправильно проверял: передавая в функцию, я менял матрицу целиком, и, по всей видимости, основное время уходило как раз на изменение каждого элемента матрицы. Если менять один элемент - то время обработки снижается, кажется, в 300 раз при передаче по указателю.

Но программа всё равно не работает, как хотелось бы.

0