随着电子科学技术的发展,电子学方法的数据获取系统(DAQ)在大型物理实验中的应用越来越广,地位越来越重要,电子学和物理实验也在配合工作中相互推动和促进对方的发展,同时大型物理实验的研究内容的深入和规模的扩大也对数据获取系统的开发能力和系统运行能力提出了更高的要求,包括系统的开发速度、系统的运行性能以及系统的扩展性能等。另一方面,虽然DAQ系统越来越多的被应用,物理实验对DAQ系统的性能需求越来越高,但是目前对DAQ系统的研究还是起步和探索阶段,对DAQ系统的理论分析还基本处于空白阶段。目前大型物理实验的DAQ系统的结构设计和功能模块划分通常通过对已有系统的借鉴来完成；如果没有已有类似系统的DAQ系统,DAQ系统的设计者往往根据系统需求进行直观设计。这样的系统设计方法固然可以简化系统设计难度,但是由于对系统研究的不够以及对系统整体结构考虑的不足,设计的系统在整体性能优化、兼容性、扩展性也相对欠缺,在实验需求出现一些改变时,往往需要对DAQ系统的众多模块进行修改,这增加了系统研制周期也提高了系统开发费用。在目前DAQ研究现状下,如果能够对DAQ系统进行一些理论和整体的研究,将有利于指导DAQ系统的设计,系统理论的研究也利于改进系统的不足,减少系统不必要的冗余,进而提高系统整体的性能；另外对DAQ系统设计中的一些约定和规范也将提高系统结构模块的兼容性,不论对于硬件或者软件,不论是系统升级或者需求改变,原有系统已实现的功能模块将有很大部分可以重用,这对DAQ系统的设计也有较大意义。针对目前DAQ系统研究的不足,本文在对DAQ系统的结构和功能进行分解和分析的基础上,提出一些DAQ系统的理论思想,包括系统的一些衡量指标,系统设计中可以遵守的一些一般原则,简化总结的系统结构等,并根据对系统结构的总结提出一个系统的结构模型。为了使系统的模型具有较好的应用性以及通用性和兼容性,本文也将给出系统结构模型实现中需要包含的功能以及系统工作需要遵从的流程和相应数据的传输协议。论文第一章介绍几个DAQ系统的结构,以及目前DAQ系统的设计和研究中理论和系统部分研究不足的现状,并提出本论文的研究目的和研究内容。第二章对DAQ系统的结构进行分解,讨论介绍了DAQ系统内各个子功能的结构和功能,以及目前该功能的实现和一些设计原则。第三章对DAQ系统进行一些初步的理论分析,对DAQ系统性能提出一些衡量标准,和一些通用的系统设计方法,之后根据DAQ系统的拓扑结构特点和系统的数据流特点对系统进行模型构建,并划定各个模型的功能结构。第四章将在第三章提出的系统模型基础上,进一步细化模型的功能模块实现,以及在此模型基础上的系统工作时的若干需要遵守的约束和规定的设定,包括系统初始化流程、系统数据传输方式、系统数据流路径的划分等。第五章主要讨论通用DAQ系统设计实现后的测试方法,主要包括系统需要测试的内容和相应内容的测试方法。第六章给出一个实际DAQ系统的要求和内容,在此要求和内容下,给出一个利用通用模块设计的DAQ系统架构的实例,包括硬件平台的选择和实现的系统架构情况。第七章是本文的总结和展望,总结论文的内容,指出论文的创新点和需要进一步研究的方向。