代码块运行时间与其在代码中的位置有关

本文详细对比了二进制插入排序、冒泡排序、选择排序、插入排序和归并排序等五种排序算法在不同数据集上的运行时间,揭示了各种算法在实际应用中的效率差异。

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猜测:内存有关

insert(binary)紧接merge之后,用时为原来的3倍

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Ainsert(binary)用时:27 ms
bubble用时:339 ms
select用时:250 ms
insert用时:80 ms
merge用时:5 ms
insert(binary)用时:37 ms
bubble用时:275 ms
select用时:247 ms
insert用时:76 ms
merge用时:6 ms
insert(binary)用时:29 ms
bubble用时:272 ms
select用时:260 ms
insert用时:85 ms
merge用时:6 ms
Bmerge用时:5 ms
bubble用时:260 ms
select用时:241 ms
insert(binary)用时:27 ms
insert用时:81 ms
merge用时:6 ms
bubble用时:302 ms
select用时:259 ms
insert(binary)用时:29 ms
insert用时:87 ms
merge用时:6 ms
bubble用时:287 ms
select用时:262 ms
insert(binary)用时:29 ms
insert用时:90 ms
Cbubble用时:346 ms
select用时:285 ms
insert用时:100 ms
merge用时:15 ms
insert(binary)用时:81 ms
bubble用时:252 ms
select用时:239 ms
insert用时:81 ms
merge用时:5 ms
insert(binary)用时:88 ms
bubble用时:270 ms
select用时:268 ms
insert用时:90 ms
merge用时:6 ms
insert(binary)用时:98 ms
Dbubble用时:261 ms
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merge用时:8 ms
insert用时:121 ms
insert(binary)用时:29 ms
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merge用时:7 ms
insert用时:88 ms
insert(binary)用时:36 ms
bubble用时:284 ms
select用时:260 ms
merge用时:7 ms
insert用时:96 ms
insert(binary)用时:33 ms

 

<think>我们正在讨论S7-1200 PLC的代码块类型及其特点。根据IEC 61131-3标准以及西门子TIA Portal中的实现,S7-1200 PLC支持多种代码块(Code Block)类型。这些代码块用于组织程序逻辑,实现模块化结构化编程。 主要代码块类型包括: 1. **组织块(OB)**:程序入口点,由操作系统调用。 2. **函数(FC)**:无存储区的可重用代码块。 3. **函数块(FB)**:具有背景数据块(Instance DB)的可重用代码块,可保存状态。 4. **数据块(DB)**:存储数据,分为全局数据块背景数据块。 下面详细说明各代码块的特点: ### 1. 组织块(Organization Block, OB) - **作用**:OB是PLC操作系统与用户程序之间的接口,用于响应特定事件(如启动、循环执行、中断等)。 - **特点**: - **循环执行OB(OB1)**:主程序循环块,周期性执行(类似主函数)。 - **启动OB(OB100/OB101/OB102)**:PLC从STOP切换到RUN时执行一次,用于初始化。 - **中断OB**:响应硬件中断、时间中断、错误中断等(如OB40硬件中断,OB80时间错误中断)。 - **关键点**:每个OB都有固定的优先级,中断OB可打断低优先级OB的执行[^2]。 ### 2. 函数(Function, FC) - **作用**:用于封装可重用的代码逻辑,无专用存储区(临时变量在调用时分配)。 - **特点**: - **无状态**:每次调用时输入输出参数需重新传递。 - **支持参数传递**:通过`Input`/`Output`/`InOut`接口传递数据。 - **返回值**:可定义返回值(如`REAL`、`BOOL`等),但非必须。 - **适用场景**:纯计算逻辑(如数学运算、单位转换)或无记忆的逻辑操作[^1][^4]。 ### 3. 函数块(Function Block, FB) - **作用**:封装可重用的逻辑,并拥有专属的背景数据块(Instance DB)保存状态。 - **特点**: - **有状态**:背景数据块存储静态变量(`STAT`),多次调用间保留数据。 - **支持参数传递**:接口定义同FC。 - **可嵌套调用**:FB可调用其他FB/FC(需注意嵌套深度)。 - **适用场景**:需保存状态的逻辑(如电机控制、计数器、PID控制器)[^1][^4]。 ### 4. 数据块(Data Block, DB) - **作用**:存储程序数据,分为两种类型: - **全局数据块(Global DB)**:所有代码块均可访问。 - **背景数据块(Instance DB)**:专属于特定FB的存储区(自动生成)。 - **特点**: - **结构化存储**:支持复杂数据类型(如数组、结构体)[^1]。 - **优化/非优化访问**:优化访问通过符号名寻址,非优化访问需绝对地址(如`DB1.DBX0.0`)。 > ⚠️ **注意**: > - 在S7-1200中,**所有代码块均需通过OB调用**(如FC/FB需在OB1中调用)才能执行。 > - 背景数据块的生命周期与其所属FB绑定,而全局数据块始终有效。 --- ### 代码块调用关系示例 ```pascal // OB1(主循环组织块) CALL "Motor_Control" (FB1, DB1) // 调用FB1(使用背景DB1) Enable:=%I0.0 // 输入参数 Speed_Setpoint:=100.0 Actual_Speed:=%MW10 Status=>%Q0.0 CALL "Scale_Input" (FC1) // 调用FC1 Raw_Value:=%IW20 Scaled_Min:=0.0 Scaled_Max:=100.0 Result=>%MD30 ``` --- ### 相关问题 1. **如何选择使用FC还是FB?** 2. **背景数据块全局数据块有何本质区别?** 3. **S7-1200支持中断OB的嵌套调用吗?** 4. **数据块中的“优化访问”模式有何优势?** [^1]: S7-1200支持复杂数据类型(如数组)存储于DB中[引用1][引用4]。 [^2]: PLC开发环境通过OB组织程序执行流程[引用2]。</think>### S7-1200 PLC代码块类型及特点 S7-1200 PLC在TIA Portal中采用**模块化编程结构**,主要包含以下四种代码块类型[^1][^2]: --- #### 1. **组织块(Organization Block, OB)** - **作用**:程序入口点,由操作系统调用 - **特点**: - 响应特定事件(如启动、循环执行、中断) - 优先级控制(中断OB可打断循环OB) - **必须存在OB1**(主循环组织块)作为程序起点 - **常见类型**: | OB类型 | 触发条件 | 典型用途 | |------------|--------------------------|------------------------| | OB1 | 循环执行 | 主程序逻辑 | | OB100 | 暖启动时执行一次 | 初始化变量 | | OB40 | 硬件中断触发 | 急停响应 | | OB80 | 时间错误中断 | 看门狗超时处理 | --- #### 2. **函数(Function, FC)** - **作用**:可重用的无状态代码单元 - **特点**: - **无存储功能**:临时变量在调用结束后释 - 支持输入/输出/输入输出参数 - 可直接返回单一值(如数学运算结果) - **适用场景**: ```scala // 温度转换FC示例(℃→℉) FUNCTION FC1 : REAL VAR_INPUT TempC: REAL; END_VAR FC1 := (TempC * 1.8) + 32.0; // 返回值公式 ``` 适用于:数学计算、单位转换、逻辑判断等独立功能[^4]。 --- #### 3. **函数块(Function Block, FB)** - **作用**:带状态记忆的可重用模块 - **特点**: - **绑定背景数据块(Instance DB)**:保存静态变量值 - 支持复杂数据结构(如电机控制参数包) - 可维护内部状态(如计数器累计值) - **典型应用**: ```scala // 电机控制FB示例 FUNCTION_BLOCK FB_MotorControl VAR_INPUT Start: BOOL; // 启动信号 Stop: BOOL; // 停止信号 END_VAR VAR_OUTPUT IsRunning: BOOL; // 运行状态 END_VAR VAR RunTimer: TON; // 定时器(状态保持) END_VAR ``` 适用于:设备控制(电机/阀门)、PID控制器、状态机等需记忆场景[^1][^4]。 --- #### 4. **数据块(Data Block, DB)** - **作用**:数据存储区 - **分类及特点**: | 类型 | 存储内容 | 访问范围 | |--------------|--------------------------|----------------| | **全局DB** | 全局变量 | 所有代码块可访问 | | **背景DB** | FB的私有数据 | 仅所属FB可访问 | | **优化DB** | 符号寻址(非绝对地址) | 增强可移植性 | - **数据结构支持**: 支持复杂数据类型(如数组、结构体),例如: ```scala STRUCT Temperature: ARRAY[1..10] OF REAL; // 10点温度组 Pressure: LREAL; // 高精度压力值 Status: WORD; // 16位状态字 END_STRUCT ``` 适用于:配方数据存储、过程参数归档[^1][^4]。 --- ### 代码块调用关系 ```mermaid graph TD OB1(OB1 主循环) -->|调用| FB1[FB_MotorControl] OB1 -->|调用| FC1[FC_TempConvert] FB1 -->|关联| DB1[背景DB1] DB2(全局DB) -->|共享数据| OB1 DB2 -->|共享数据| FC1 ``` > ⚠️ **关键规则**: > - FB必须绑定背景DB(实例化时自动创建) > - FC不可直接访问背景DB变量 > - 中断OB执行优先级:$P_{OB80} > P_{OB40} > P_{OB1}$[^2] --- ### 相关问题 1. **如何为FB选择全局DB或背景DB?** 2. **FCFB在内存管理上有何本质区别?** 3. **S7-1200是否支持OB块的嵌套调用?** 4. **数据块中的“优化访问”模式有何优势?** [^1]: S7-1200支持复杂数据类型存储于DB中[引用1][引用4]。 [^2]: PLC开发环境通过OB组织程序执行流程[引用2]。
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