查表技术英文解释翻译、查表技术的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 table look-up technique
分词翻译:
查表的英语翻译:
【计】 look-up; look-up table; table look-at; table look-up; TLU
技术的英语翻译:
art; science; skill; technique; technology
【计】 switching technique; techno
【医】 technic; technique
【经】 technique; technology
专业解析
查表技术(Lookup Table Technique)是一种通过预先计算并存储结果,在需要时直接检索对应值来替代实时计算的优化方法。其核心思想是“以空间换时间”,通过牺牲存储空间来换取更快的执行速度。在英文中常表述为Lookup Table (LUT) 或Lookup Table Technique。
核心原理与技术要点:
- 预计算与存储: 在程序运行前或初始化阶段,根据特定函数或映射关系,预先计算出所有(或关键)可能的输入值对应的输出结果,并将这些输入-输出对存储在数据结构(通常是数组或哈希表)中。例如,计算三角函数时,可以预先计算好0°到90°之间每隔1°的sin值并存入数组。
- 索引与检索: 当需要计算结果时,不再执行复杂的计算过程,而是将输入值作为索引(Index)或键(Key),直接到存储好的表中查找(Lookup)对应的输出值。例如,需要sin(30°)时,直接访问数组中索引为30的位置获取预存的值。
- 应用场景:
- 复杂函数计算加速: 如三角函数、指数函数、对数函数等,实时计算耗时,查表极快。
- 数据转换与映射: 如颜色空间转换(RGB到YUV)、伽马校正、编码解码(如Base64)。
- 状态机与逻辑实现: 用表驱动方式实现状态转移或复杂逻辑判断,提高可读性和执行效率。
- 硬件优化: 在FPGA、ASIC设计中,LUT是基本逻辑单元,用于实现组合逻辑功能。
- 资源受限系统: 在嵌入式系统、微控制器中,查表是节省计算资源(CPU时间)的有效手段。
优势与局限:
- 优势: 执行速度极快(O(1)时间复杂度),可显著提升性能;实现简单直观;在计算复杂、调用频繁的场景下优势明显。
- 局限: 占用内存/存储空间;精度受限于表的粒度和存储方式(如插值可缓解但不完全解决);当输入范围大或精度要求高时,表可能变得非常庞大。
权威参考来源:
- 《计算机程序设计艺术》系列 (The Art of Computer Programming) - Donald Knuth: 这套经典著作深入探讨了算法设计与分析,其中多处涉及查表技术作为优化策略的应用。Knuth在讨论哈希表、随机数生成、函数计算优化等内容时,都体现了查表的思想。 (参考链接示例:可在权威计算机科学图书馆或出版社官网查找,如:https://www-cs-faculty.stanford.edu/~knuth/taocp.html - 此为Knuth个人主页,包含著作信息)
- 《ARM System Developer's Guide》 - Andrew Sloss, Dominic Symes, Chris Wright: 这本嵌入式系统开发权威指南详细介绍了在资源受限的ARM架构系统上进行优化的各种技术。其中明确讨论了使用查找表来加速数学运算(如定点数运算、三角函数)和减少处理器周期消耗的具体方法和实例。 (参考链接示例:可在Elsevier等科技出版社官网查找:https://www.elsevier.com/books/arm-system-developers-guide/sloss/978-1-55860-874-0 - 此为Elsevier官网书籍页面)
- IEEE Xplore Digital Library: IEEE作为电子工程和计算机科学领域的顶级学术组织,其数字图书馆收录了大量关于硬件设计(如FPGA中的LUT应用)、嵌入式系统优化、实时计算加速等主题的论文,其中查表技术是高频出现的优化手段。搜索关键词如 "lookup table optimization", "LUT FPGA", "table-driven methods" 可找到大量专业文献。 (参考链接:https://ieeexplore.ieee.org/)
- Wikipedia - Lookup Table: 维基百科的“查找表”词条提供了基础定义、原理、应用场景和简单示例,是快速了解该概念的入门参考资料。虽然维基百科本身需谨慎引用,但其内容通常有参考文献可追溯。 (参考链接:https://en.wikipedia.org/wiki/Lookup_table)
说明: 由于直接提供有效、长期稳定的具体技术文档链接较为困难(链接易失效),以上来源标注了权威的著作名称、作者及出版社或组织名称。读者可通过这些信息在图书馆、学术数据库(如IEEE Xplore, ACM Digital Library, ScienceDirect)或官方出版社网站查找具体内容。维基百科链接相对稳定,但建议结合更专业的文献使用。
网络扩展解释
查表技术是一种通过预先存储数据表、直接查询替代实时计算的优化方法,其核心原理是“以空间换时间”。以下是详细解析:
一、技术定义与原理
查表技术将复杂运算结果或固定映射关系预先存储在表格中(通常位于程序存储器如ROM中),运行时通过索引直接获取结果。例如,数码管显示数字时,0-9对应的段码存储在表中,程序通过输入数字的索引值直接读取对应段码,避免实时计算。
二、实现流程
- 建表:将常用数据(如函数计算结果、编码映射)按规律存入连续内存单元。例如,三角函数值或ASCII码表。
- 索引计算:根据输入参数生成表内地址偏移量。汇编中常用寄存器存储索引,Java等高级语言通过数组下标实现。
- 数据访问:通过索引直接提取结果。单片机中使用MOVC指令读取程序存储器中的表数据。
三、应用场景
- 嵌入式系统:如51单片机中数码管段码转换,雷达系统的相位计算优化。
- 实时控制:替代复杂数学运算(如sinx、平方根),提升响应速度。
- 图像处理:颜色查找表(LUT)用于gamma校正,将像素索引映射为输出颜色值。
- 软件开发:Java中通过数组实现数字与星期/月份的快速转换。
四、优缺点分析
- 优点:
- 显著提升执行效率,避免重复计算。
- 减少CPU计算负载,适用于资源受限的嵌入式设备。
- 缺点:
- 占用存储空间,数据量大时可能影响内存使用。
- 数据表需预先确定,动态变化场景适用性有限。
五、典型实例
- 数码管显示:数字0x80对应段码“8”。
- 三角函数查询:预存0-90度正弦值,角度值为索引。
- 颜色校准:256色LUT表实现图像色彩快速调整。
通过以上机制,查表技术成为硬件开发和实时系统中优化性能的关键手段。实际应用中需权衡存储成本与计算效率,选择合适场景使用。
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