你如何在F＃中解決這個問題？ （高頻傳感器數據）

Question

我是一名機械工程研究生，我的顧問剛要我爲我們的一個傳感器項目編寫數據可視化工具。由於是夏天，他希望我可以有一些樂趣，所以我認爲現在是學習科學計算語言的好時機，所以我繼續前進，並且投入到F＃中。

由於我是新的函數式編程範例，我在構建我的程序時遇到了一些困難，尤其是考慮到可以輕鬆地將FO中的OO/FP結合起來。我的任務如下：

1. 我們有幾十個傳感器不斷報告數據（每隔幾秒鐘一次）。
2. 我需要同時連接所有傳感器，創建每個傳感器輸出的內存時間序列，然後實時計算這些時間序列的各種統計數據。
3. 每隔幾個小時，我需要將數據刷新到二進制文件中以用於日誌記錄。

我應該如何設計我的應用程序？我想過這樣的事情： 1.我打算連接到每個傳感器以開始接收數據，然後將這些數據轉儲到消息隊列中。 2.我會有一個事件驅動的處理函數接收隊列中的數據。當收到數據時，會確定數據來自哪個傳感器，然後將數據放入相應傳感器的時間序列對象中。 3.每當傳感器數據時間序列對象被添加時，我都可以觸發事件並讓我的統計功能爲傳感器收集新數據。

顯然我需要在這個應用程序中保持某種狀態。所以我會添加下面的可變數據結構。我會使用一個通用的.NET可調整大小的List來存儲我的時間序列數據，並實現一個新的派生方法來觸發數據添加事件。我可以在一個Dictionary中存儲sensorid和實際時間序列容器之間的映射（當數據從隊列中彈出時，我可以讀取sensorid字段，獲取該sensorid的時間序列容器，然後輕鬆添加新數據）。我還可以有第二個字典來存儲sensorid和各個時間序列之間的映射，這些時間序列包含感應時間序列的統計信息）。當添加主傳感器時間序列時，它會觸發一個事件來調用所有統計函數，以便在新數據上自行運行，並將其信息存儲在該傳感器ID的適當字典中。

我還沒有想過如何保存數據，但我想我可以用數據寫出二進制文件。

任何意見，想法或參考表示讚賞。

謝謝:)

Answer 1

我對此可能完全錯誤，並且它不是您的問題的答案，所以請將意見投給我，但是我對F＃感興趣的一年就是沒有那種感覺在科學/技術環境（我知道oneexception）中有很多使用F＃的經驗的人（或'在這裏'）有很多人。

這可能是因爲微軟把他們的努力集中在了金融界的F＃外展上 - 相當不幸回顧的時機！

這並不意味着你不會爲你的具體問題得到很好的答案，你只是不可能得到「哦，是的，我上週做了類似的事情，注意到這個問題」等等...

撇開，你知道units of measure in F#？非常有趣的功能與任何技術相關。

Answer 2

我建議對執行F＃中的新項目，直到你的語言得到了更好的處理，否則你會剛剛結束了在F＃的語法編寫C＃代碼。至少在工作中的項目中，最好使用你知道的工具而不是使用公司的資金來試驗新技術。

但是，既然您問了，我會使用mailbox processor作爲所有傳感器輸入的線程安全消息處理隊列。消息隊列可以重新計算收到的每條消息的統計信息。關於我的頭頂，我正在考慮這樣的設置：

type SensorMsg<'a, 'b> = 
    | Fetch of 'a AsyncReplyChannel 
    | Post of 'b 
    | Die 

type SensorMessageQueue<'a, 'b>(emptyStats : 'a, compute : 'a -> 'b -> 'a) = 
    let queue = MailboxProcessor.Start(fun inbox -> 
      let rec loop stats = 
       async { 
        let! msg = inbox.Receive() 
        match msg with 
        | Die -> return() 
        | Post(x) -> return! loop (compute stats x) 
        | Fetch(x) -> x.Reply(stats); return! loop stats 
       } 
      loop emptyStats 
     ) 

    member this.Post(x) = queue.Post(Post(x)) 
    member this.Fetch() = queue.PostAndReply(fun replyChannel -> Fetch(replyChannel)) 
    member this.Die() = queue.Post(Die) 

類似這樣的東西可以保存傳感器的實時運行統計信息。例如，可以說，我想後的東西，將舉行一個正在運行的平均值：

let averager = 
    SensorMessageQueue(
      (0, 0), (* initial state of sum, total *) 
      (fun (sum, total) input -> sum + input, total + 1) 
     ) 

averager.Post(75) 
averager.Post(90) 
averager.Post(80) 
let x = averager.Fetch() (* returns (245, 3) *) 
averager.Post(100) 
let y = averager.Fetch() (* returns (345, 4) *) 

像這樣的設置是比較容易的工作，線程安全的，並且不使用可變的狀態（全「狀態」的存在在封閉的論點中）。如果你仔細想想，這基本上是一個榮耀的seq.unfold，只有使用郵箱處理器才能實現。這可能是矯枉過正，可能是正確的，或者可能正是你的項目所需要的，這取決於你的要求。