發(fā)布時間：2022-04-13 11:34:43
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的計算機畢業(yè)論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
本文作者：王寧 王子方 單位：沈陽大學(xué) 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
計算機應(yīng)用技術(shù)影響大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的因素
由于全國高校近年來的擴招，教學(xué)設(shè)備的建設(shè)相對遲緩或維持原狀，工科學(xué)生們畢業(yè)設(shè)計所需實驗研究儀器設(shè)備是否具備，所需經(jīng)費的投入能否充分，實驗室場和圖書網(wǎng)絡(luò)資源是否齊全等直接影響了畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。文檔、動畫和圖紙是畢業(yè)設(shè)計成果的重要呈現(xiàn)的方式，盡管大學(xué)們都已經(jīng)接受過專業(yè)的計算機基礎(chǔ)類課程的教育，學(xué)生計算機素養(yǎng)也逐年進步，但調(diào)查對象對水工應(yīng)用的基本軟件實踐來看，對office、CAD、3D等操作水平低，靈活性差，文字排版、圖表編排、公式編輯、CAD操作命令混亂、精密運算不準(zhǔn)確、三維動畫多媒體演示障礙等方面直接影響了畢業(yè)設(shè)計的進度和內(nèi)容結(jié)構(gòu)，不規(guī)范的命令操作和不熟練的技能運用嚴(yán)重影響了畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。
由計算機應(yīng)用技術(shù)而影響到畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的解決方案
學(xué)生要從自身提高對計算機技術(shù)對畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量影響的認(rèn)識，了解這一實踐環(huán)節(jié)的重要性，特別是專業(yè)的計算分析能力培養(yǎng)。建立研究團隊，小組成員交流，相互取長補短，不僅掌握計算機應(yīng)用技術(shù)的知識技能，更重要的是在專業(yè)領(lǐng)域中靈活運用計算機技術(shù)，為以后的學(xué)習(xí)、工作打下堅實基礎(chǔ)。為保證畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量，指導(dǎo)教師必須規(guī)范選題范圍，指導(dǎo)教師組織主導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計全程，對指導(dǎo)教師而言，除了完成本職教學(xué)任務(wù)和高度的責(zé)任感外，更要加強工程科學(xué)知識和現(xiàn)代工程設(shè)計創(chuàng)新的引導(dǎo)，必要時也可讓學(xué)生參與教師科研課題的部分子課題的研究，對于畢業(yè)設(shè)計過程全面掌控，要結(jié)合學(xué)生自身能力科學(xué)選題，保證理論切合實際，適應(yīng)時展，從而提高畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。專業(yè)高效整合的因素。目前國內(nèi)各院校四年制本科水利水電工程專業(yè)開設(shè)課程有計算機文化基礎(chǔ)、計算機輔助設(shè)計、水利工程計算機繪圖，水利工程制圖等課程，基本為每周2～4課時，考慮到學(xué)生基礎(chǔ)差異和自主學(xué)習(xí)效果差異，最有效的解決辦法就是將計算機應(yīng)用類基礎(chǔ)課程與水利水電工程專業(yè)課程整合起來，使課程設(shè)置體系與時俱進，進而提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量。以一個專業(yè)為整體擬定人才培養(yǎng)方案，每種計算機技術(shù)在不同項目中的作用可能截然不同，例如：“90年代以來陸續(xù)開發(fā)的水電站地面廠房CAD系統(tǒng)、重力壩CAD系統(tǒng)、隧洞CAD系統(tǒng)等實例中包含了很廣的專業(yè)技術(shù)知識，如：坐標(biāo)畫線、沿曲線標(biāo)注、表格生成等，每種計算機技術(shù)在每個項目中的研究方向有所不同，因此因材施教、分流培養(yǎng)，這有利于提高教學(xué)質(zhì)量，也為畢業(yè)設(shè)計各個方向的研究創(chuàng)建人才基礎(chǔ)。
高校作為人才儲備基地應(yīng)該為學(xué)生提供實踐平臺，結(jié)合課堂理論使學(xué)生掌握軟件的選用、計算機技術(shù)的選擇方法、軟件的升級、怎樣保證科學(xué)計算的準(zhǔn)確性等，要解決理論與實踐脫節(jié)這個弊端，作為學(xué)校和教師有責(zé)任有義務(wù)，極盡所能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)實踐基地，發(fā)揮計算機時代教育優(yōu)勢。目前畢業(yè)設(shè)計的成績評定還不能完全做到公正和客觀，各位指導(dǎo)教師的評價標(biāo)準(zhǔn)也有所不同，建立和完善畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)也是一個提高本科生畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的有效措施。擬定一個質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)如下：選題。選題應(yīng)當(dāng)來自水工科學(xué)、工程建筑、社會實驗、模擬應(yīng)用等方面的研究，有一定的創(chuàng)新性和前沿性。調(diào)研論證。通過查閱書刊文獻和網(wǎng)絡(luò)資料和實體工程項目考察等形式調(diào)研提出合理的解決方案，具備分析問題、處理數(shù)據(jù)、解決問題的能力，順便考查學(xué)生對外語和計算機技術(shù)應(yīng)用能力。畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容和方法的創(chuàng)新性。實施方案、數(shù)據(jù)、圖紙以及對設(shè)計數(shù)據(jù)的分析、論證科學(xué)正確、反映分析和解決問題的能力、方法和手段新穎獨特、理論與實際結(jié)合，在某項研究上體現(xiàn)獨創(chuàng)的見解、設(shè)計成果有實際價值。適當(dāng)利用計算機輔助軟件，不忽視手工計算的必要性和重要性。提倡計算機輔助手段和手工計算有效結(jié)合，對必要的技術(shù)提出手算要求，促進學(xué)生對算法切實體會和深入研究。畢業(yè)設(shè)計文檔撰寫質(zhì)量。主要是主題明確、結(jié)構(gòu)完整、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)表述安全有效、原理引用得當(dāng)、論據(jù)充分、推理縝密、邏輯性強、行文流暢、設(shè)計成果和結(jié)論科學(xué)合理，參考文獻資料翔實，格式規(guī)范等。畢業(yè)設(shè)計成果應(yīng)該包括設(shè)計計算書、設(shè)計說明書、設(shè)計圖紙以及實踐日記等，嚴(yán)格要求畢業(yè)答辯環(huán)節(jié)。本科畢業(yè)生原則上均應(yīng)參加畢業(yè)設(shè)計或畢業(yè)論文的答辯，答辯組老師要嚴(yán)格把關(guān)，考查學(xué)生對目標(biāo)實現(xiàn)和專業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題的見解，客觀公正打分。此外，評價標(biāo)準(zhǔn)可參考階段評價、目標(biāo)評價、理論結(jié)合實踐的一體化評價等，注重評價的多樣化和多元化等。
結(jié)語
綜上所述，通過努力可以探索出一系列有效解決計算機應(yīng)用技術(shù)而影響畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的方案來，使學(xué)生加深對畢業(yè)設(shè)計中計算機技術(shù)應(yīng)用重要性的認(rèn)識，同時也期待高校建立約束機制和激勵機制，完善人才培養(yǎng)方案和課程設(shè)置方案，強化計算機應(yīng)用技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，相信通過大家的共同努力可以使大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量有效提高。
一、當(dāng)前計算機普及的形勢
現(xiàn)在在全國范圍內(nèi)已掀起波瀾壯闊的第三次全國計算機普及高潮。為了更深刻地認(rèn)識這一高潮的特點，我們有必要回顧一下我國計算機普及的歷程。
我國計算機普及教育始于70年代末、80年代初。在那以前，就全國范圍來說，基本上談不上計算機普及教育，只有少數(shù)科研部門進行計算機的應(yīng)用開發(fā)，在大學(xué)的非計算機專業(yè)基本上都沒有開設(shè)計算機課程。使用計算機，只是少數(shù)專家的事情。
80年代出現(xiàn)第一次計算機普及高潮
80年代初在我國掀起了第一次計算機普及高潮，1981年，中央電視臺、中國電子學(xué)會計算機普及委員會和中央電大聯(lián)合舉辦計算機知識普及講座，由我向全國講授BASIC語言，當(dāng)年收看人數(shù)超過100萬人，次年起年年重播，收看人數(shù)超過300萬人。在占世界人口五分之一的國度里掀起這樣規(guī)模壯闊的群眾性的普及計算機知識的活動，不僅對中國、而且對世界都是一件具有深遠意義的大事。
在第一次計算機普及高潮中，普及的對象主要是以下三種人；(1)大學(xué)中非計算機專業(yè)的師生；(2)部分在職科技人員和管理人員；(3)大城市中的部分中學(xué)生。普及的內(nèi)容偏重于計算機知識，尤其是計算機高級語言。通過十年的努力，己經(jīng)在大學(xué)的所有專業(yè)普遍開設(shè)了計算機課程，結(jié)束了大學(xué)畢業(yè)生仍然屬于“計算機盲”的歷史。大家取得如下共識：計算機知識是當(dāng)代知識分子知識結(jié)構(gòu)中不可缺少的重要組成部分。
根據(jù)當(dāng)時的條件，普及的內(nèi)容主要是計算機高級語言。
90年代出現(xiàn)第二次計算機普及高潮
從90年代初，在我國掀起了全國性的第二次計算機普及高潮。如果說第一次高潮的普及對象主要是具有大學(xué)以上文化程度的知識分子，那末第二次高潮的對象已擴展到廣大公務(wù)人員、企業(yè)管理人員以及具有高中以上文化程度的一般知識分子，包括所有機關(guān)、團體、學(xué)校、企業(yè)中的人員。涉及的對象范圍比第一次計算機普及高潮廣泛得多。這次普及帶有職業(yè)和崗位的特點，應(yīng)用計算機的能力成為人們求職的重要條件，各地各部門都制定了對工作人員在晉升職務(wù)、職稱和工作考核中在計算機方面的要求，并要求通過相應(yīng)的計算機等級考試。普及的內(nèi)容主要是文字處理以及常用的一些應(yīng)用軟件。
經(jīng)過第二次計算機普及高潮，我們在計算機應(yīng)用領(lǐng)域縮小了和發(fā)達國家的差距，對這十年在計算機普及方面的成果應(yīng)當(dāng)有足夠估計。
新世紀(jì)初出現(xiàn)新的計算機普及高潮
剛剛進入21世紀(jì)，人們已經(jīng)清楚地看到在我國己開始出現(xiàn)了一次新的計算機普及高潮。這次高潮的普及的對象是一切有文化的人。
下面舉幾件重大的事情∶
(1)根據(jù)教育部的規(guī)劃，在21世紀(jì)的前10年，將分三步在全國中小學(xué)中普及信息技術(shù)課程，即∶2001年前全國所有高中都要開設(shè)信息技術(shù)課程，2005年前全國所有初中都要開設(shè)信息技術(shù)課程，2010年前全國所有小學(xué)都要開設(shè)信息技術(shù)課程。應(yīng)當(dāng)說，這是一項具有深遠意義的大事。以后凡是受過義務(wù)教育的人都有初步的計算機知識和初步使用計算機的能力。
(2)全國總工會決定在全國職工中普及計算機應(yīng)用。爭取在3年內(nèi)在全國2.4億職工中，至少有50%掌握計算機知識，提高職工自主擇業(yè)和崗位競爭能力。
(3)全國高校的計算機基礎(chǔ)教育上了一個新的臺階，大學(xué)生應(yīng)用計算機的能力有了很大的提高，在新世紀(jì)中，大學(xué)的計算機教育將再上一個新臺階。
(4)全國所有領(lǐng)域?qū)⑷嫫占坝嬎銠C的應(yīng)用，所有公務(wù)人員和在職干部都要學(xué)習(xí)計算機知識和掌握計算機的應(yīng)用。
在這次高潮中，學(xué)習(xí)計算機的切入點將是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
三次普及高潮，一浪高過一浪，學(xué)習(xí)計算機的人數(shù)成指數(shù)增長。如果在第一次普及高潮中學(xué)習(xí)計算機知識的人數(shù)以百萬計的話，那末，在第二次普及高潮中學(xué)習(xí)計算機知識的人以千萬計，在第三次普及高潮中學(xué)習(xí)計算機知識的人數(shù)以億計。
這樣規(guī)模的群眾性學(xué)習(xí)計算機活動，不僅在中國歷史上從未有過，而且在世界上也是一件影響深遠的大事。這是一次難得的機遇，是一個巨大的市場。這是我們當(dāng)前開展工作的外部環(huán)境和有利條件。
面對這一大好形勢，我們應(yīng)當(dāng)怎么辦？我認(rèn)為應(yīng)當(dāng)注意以下幾點∶
搞好規(guī)劃。制訂出既先進又可行的向各部分人普及計算機的規(guī)劃。
落實措施。必須有落實的措施和政策，否則規(guī)劃就會落空。
建立隊伍。要建立一支數(shù)量巨大的、強有力計算機普及隊伍。
改變觀念。要改變不利于計算機普及的某些傳統(tǒng)觀念。
二、計算機普及教育中的誤區(qū)
這個問題講的就是改變觀念的問題。
擺在我們面前的一個嚴(yán)重任務(wù)是∶怎樣使億萬群眾更容易更有效地進入計算機應(yīng)用的大門。現(xiàn)在一方面形勢要求我們向億萬群眾普及計算機知識和應(yīng)用，另一方面卻有不少人不敢學(xué)計算機，正在學(xué)計算機的初學(xué)者感到計算機難學(xué)。這就形成一個尖銳的矛盾，必須認(rèn)真研究，加以解決。
在計算機普及教育中存在誤區(qū)
有的同志要求計算機的初學(xué)者學(xué)習(xí)計算機的工作原理，學(xué)習(xí)不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換，學(xué)習(xí)原碼、反碼和補碼，要他們背誦幾十條DOS命令，還要記住哪些是外部命令，哪些是內(nèi)部命令。許多種考試都有數(shù)制轉(zhuǎn)換的考題，例如1378.9876的二進制形式是什么？其實這是完全沒有必要的。這些都是源于計算機專業(yè)的《計算機原理》課。
現(xiàn)在大家都比較重視計算機普及工作了，許多計算機專家也投入了這項工作，發(fā)表了許多意見，這無疑是好事。但是光重視還不夠，還應(yīng)該解決觀念的問題。我認(rèn)為有些同志愿望是好的，但往往自覺或不自覺地混淆計算機專業(yè)和非計算機專業(yè)的區(qū)別、學(xué)校和社會的區(qū)別、計算機專業(yè)人員與計算機應(yīng)用人員的區(qū)別。把計算機專業(yè)學(xué)習(xí)的要求和內(nèi)容搬到非計算機專業(yè)，把學(xué)校的模式搬到社會，要求計算機應(yīng)用人員也像計算機專業(yè)人員一樣系統(tǒng)學(xué)習(xí)許多理論課程。這些就造成一個誤區(qū)。這個問題不解決，將嚴(yán)重影響計算機的普及。
應(yīng)當(dāng)看到∶在從事計算機工作的隊伍中有兩部分人∶(1)從計算機專業(yè)畢業(yè)的計算機專門人才，占整個隊伍的比例不足10%，他們是理論研究、科研、專業(yè)教學(xué)、系統(tǒng)開發(fā)的骨干力量，是專業(yè)登山隊。(2)從非計算機專業(yè)畢業(yè)的計算機應(yīng)用人才，占整個隊伍的90%以上，他們遍及各個領(lǐng)域，是計算機在各行各業(yè)中應(yīng)用的主力軍。大部分應(yīng)用軟件都是由非計算機專業(yè)畢業(yè)的計算機應(yīng)用人才編寫的。對這部分人的作用決不可低估。顯然，這兩部分人的知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)特點是不一樣的。
計算機教育的三個層次
就整個社會來說，計算機教育可分為三個層次：
(1)計算機入門教育。對象為原來基本上沒有接觸過計算機的人群。應(yīng)當(dāng)通過本層次的教育使他們初步掌握計算機的基礎(chǔ)知識和基本操作。這實際上是計算機的啟蒙教育，即“掃盲”教育，是面向全社會的。
(2)計算機技術(shù)教育。對象是那些用計算機作為工具處理各種任務(wù)的人們。例如工程人員利用計算機進行工程計算和工程制圖，教師利用計算機進行輔助教學(xué)，管理人員利用計算機進行數(shù)據(jù)管理，……。顯然，他們需要具有比第一層次更多更實用的知識。這個層次的特點是以應(yīng)用為目的，以應(yīng)用為出發(fā)點。
(3)計算機專業(yè)教育。對象是高等學(xué)校計算機專業(yè)的學(xué)生、研究生以及從事計算機研究開發(fā)的專業(yè)人員。他們需要掌握系統(tǒng)的理論知識和最先進的開發(fā)技術(shù)。
通常把前兩個層次（計算機入門教育和計算機技術(shù)教育）統(tǒng)稱為計算機普及教育，以區(qū)別于計算機專業(yè)教育。它的對象是廣大非計算機專業(yè)的人群，他們占全體人員的95%以上。
顯然，對不同層次的教育，無論其教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及所用教材都各不相同，絕對不應(yīng)混為一談，否則將事倍功半。
應(yīng)該從應(yīng)用入手
有人認(rèn)為學(xué)計算機應(yīng)當(dāng)從學(xué)習(xí)原理入手，有一位讀者寫信給我說∶他很想學(xué)計算機知識，心想應(yīng)從原理學(xué)起，就到書店買了一本《計算機原理》，結(jié)果愈學(xué)愈糊涂。我對他說∶你的路子錯了，對大多數(shù)人來說，學(xué)計算機不應(yīng)從原理入手，而應(yīng)從應(yīng)用入手。
有的人認(rèn)為∶現(xiàn)在是數(shù)字化時代，不懂得二進制怎么生存？而且學(xué)了二進制和數(shù)制轉(zhuǎn)換也沒有什么壞處。我想，沒有壞處的事多了，難道都要學(xué)嗎？問題在于怎樣有效地利用有限的學(xué)習(xí)時間，使初學(xué)者容易入門。應(yīng)該看到∶制造計算機的人和使用計算機的人所需要的知識是不同的。例如不能要求飛行員和設(shè)計飛機的人具有相同的知識結(jié)構(gòu)，同樣不能要求開汽車的人先學(xué)習(xí)汽車的工作原理和構(gòu)造?，F(xiàn)在已經(jīng)有了數(shù)字電視和數(shù)字相機，是不是也要求看電視的人和用數(shù)字相機的人先學(xué)進制原理呢？當(dāng)然大學(xué)生學(xué)一點二進制知識是必要的，但對廣大公務(wù)員和老百姓就顯然是不必要的。
要多為初學(xué)者著想
不應(yīng)當(dāng)把計算機專家或大學(xué)老師自己的學(xué)習(xí)經(jīng)歷照搬到廣大業(yè)余初學(xué)者身上。不能說自己學(xué)過什么就要求別人也要學(xué)什么，自己怎么學(xué)的也要求別人怎么學(xué)。我們要為初學(xué)者考慮，替他們找出一套事半功倍的有效學(xué)習(xí)方法，使他們能輕松自如、興趣盎然地進入計算機應(yīng)用的大門。不要難倒他們，更不要嚇跑他們。
有時在討論問題時，有些計算機專家和計算機專業(yè)的老師與搞計算機普及的老師看法往往不同，甚至談不到一塊去。有些計算機專家和計算機專業(yè)的老師比較多地強調(diào)水平、理論、系統(tǒng)知識，而從事計算機普及的老師則更多地強調(diào)對象的基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)的規(guī)律、普及的特點。應(yīng)該通過實踐，正確處理好普及與提高的關(guān)系，沒有普及就談不上提高，老百姓首先要的是“下里巴人”，而不是“陽春白雪”。我們搞計算機普及的人不要怕別人指責(zé)我們“水平低”，只要符合廣大群眾需要，我們就應(yīng)當(dāng)堅持，做出無私奉獻。
在為初學(xué)者設(shè)計學(xué)習(xí)內(nèi)容時，應(yīng)當(dāng)從實際出發(fā)，圍繞應(yīng)用組織教學(xué)，堅決舍棄現(xiàn)在用不到、將來也用不到的內(nèi)容。要提倡急用先學(xué)，立竿見影，在用字上狠下功夫。
在方法上，要按照初學(xué)者的認(rèn)識規(guī)律進行教學(xué)。在學(xué)校中講授理論課程時，傳統(tǒng)的三部曲是∶(1)提出概念；(2)解釋概念；(3)舉例說明。我們在對計算機初學(xué)者介紹計算機應(yīng)用知識時，采取了新的三部曲∶(1)提出問題；(2)介紹解決問題的方法；(3)歸納出必要的規(guī)律和概念。
一般理論課程采用的方法是∶先理論，后實際；先抽象，后具體；先一般，后個別。我認(rèn)為對計算機應(yīng)用課程應(yīng)當(dāng)采用的方法是∶從實際到理論；從具體到抽象；從個別到一般；從零碎到系統(tǒng)。事實證明，這樣的方法是十分有效的，是符合廣大計算機初學(xué)者的特點的。
在教材編寫上必須首先讓讀者看得懂，如果看不懂，別的都談不上?，F(xiàn)在市場上不少書是低水平重復(fù)，有的是直接從“幫助”搬過來的，按功能和菜單介紹軟件的使用。這猶如靠字典學(xué)英語一樣，好象很全面，但是看完全書以后還是不會用。我在20多年前學(xué)計算機時，曾經(jīng)找過不少計算機的書看，結(jié)果發(fā)現(xiàn)許多書像“天書”一樣，一般人是看不懂的。我當(dāng)時就想∶我以后要寫一些讓老百姓能看得懂的計算機的書，要把計算機從少數(shù)計算機專家手中解放出來，使之成為廣大群眾手中的工具。
有一位同志說了這樣一個順口溜∶只有明白不明白的人為什么不明白的人才是明白人。我覺得很好，要做到這點很不容易，這是一個學(xué)問，要經(jīng)過長期的修煉才能真正做到。
今年初，《計算機世界》報組織的“世紀(jì)評選”評出了我國“20世紀(jì)最有影響的IT人物”10個人，我是其中之一(排在笫2位)。說我的功績是把千百萬群眾帶入計算機的大門。我是盛名之下，其實難符。但是這件事對我很有震動和啟發(fā)，廣大群眾對于看似平凡、默默無聞的從事計算機普及的人們是不會忘記的。群眾需要我們，我們離不開群眾。
我希望有更多的人投入計算機的普及工作，希望所有從事計算機普及的人能認(rèn)清自己工作的意義，深入研究計算機普及的規(guī)律，把工作做得更有成效。
三、關(guān)于計算機證書考試
近年來，各種社會考試風(fēng)起云涌，尤其是計算機的考試更令人注目。我認(rèn)為在改革開放深入發(fā)展的今天，出現(xiàn)社會考試的熱潮不是偶然的，它是市場經(jīng)濟發(fā)展的必然產(chǎn)物。學(xué)歷在整體上反映一個人的知識水平，而證書則在一個側(cè)面反映持證者的能力。例如同一個班的兩個畢業(yè)生，都有大學(xué)畢業(yè)證書和學(xué)士學(xué)位，但是一個英語通過了6級，計算機通過4級，而另一個英語通過4級，計算機通過了2級。顯然前者在謀職中比后者具有更大的優(yōu)勢。在每年的大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)諮詢會上，不少畢業(yè)生手中拿著四、五個證(畢業(yè)證、學(xué)位證、英語等級證、計算機等級證書、還有公務(wù)員考試證書、駕駛證等)，以證明他的能力。只要有人才存在，證書考試就不會消亡，相反會更加成熟、更加規(guī)范。
目前計算機證書考試的種類有∶
(1)信息產(chǎn)業(yè)部主辦的軟件水平考試；
(2)教育部主辦的∶
全國計算機等級考試
全國計算機應(yīng)用技術(shù)證書考試(NIT)
全國少兒計算機考試(少兒NIT)
(3)勞動部主辦的高新技術(shù)技能測試
(4)各地方、各部門舉辦的考試，如職稱計算機考試、大學(xué)生計算機統(tǒng)一測試等。
以上幾種考試對象各不相同，程度也有區(qū)別。
有人問∶計算機證書考試有沒有含金量？通過以后有什么好處？我的看法是∶證書考試是一種社會考試，目的是提供一個科學(xué)的、公正的、客觀的標(biāo)準(zhǔn)，供用人單位參考。但是通過了考試，不會自動增加工資或晉升職稱或職務(wù)。含金量是有的，但不是由考試機關(guān)賦給的，而是由于考試得到社會認(rèn)可，被有關(guān)單位賦予了含金量。例如北京市規(guī)定40歲以下的干部晉升科級以上職務(wù)必須通過等級考試一級B的考試，有些科技部門要求所有技術(shù)人員都要達到二級標(biāo)準(zhǔn)，國家稅務(wù)總局規(guī)定所有業(yè)務(wù)人員都要有通過NIT的模塊測試，有些省市規(guī)定凡持有全國計算機等級考試證書或NIT證書的，可以免考自學(xué)考試的一門計算機課程等等。這些都為計算機證書考試創(chuàng)造了很有利的環(huán)境，使它具有強大的吸引力。
有人問∶全國計算機等級考試與NIT有什么區(qū)別？我認(rèn)為∶等級考試是通用性的考試，它大致反映一個人計算機知識的水平。如同跳高的標(biāo)竿，不論你的職業(yè)和崗位，你跳過一級的竿，表示你已有初級的計算機知識。全國計算機等級考試自94年開考以來，發(fā)展很快，至今已有400多萬人參加了考試。NIT是應(yīng)用技能型的考試，側(cè)重培訓(xùn)過程，采取模塊化的方式，與職業(yè)、崗位緊密結(jié)合。例如你想當(dāng)秘書，可以學(xué)計算機基礎(chǔ)、文字處理、Internet等模塊，你想當(dāng)廣告設(shè)計人員，可以學(xué)計算機基礎(chǔ)、圖形圖象制作等模塊，拿這幾個證書去求職，有針對性。全國計算機等級考試與NIT都是教育部考試中心主辦的，是不同類型的考試，兩者是互為補充的。不同的人可以根據(jù)需要選擇考哪一種。
前一時期，社會上對計算機證書考試有不少議論，有褒有貶。我認(rèn)為∶主流是好的，但也有一些問題需要解決。具體說，它的好處有∶
(1)提供客觀公正的社會標(biāo)準(zhǔn)，供用人單位參考。
(2)為應(yīng)試者提供證書，有利于證明個人能力。
(3)不少單位借鑒證書考試的大綱和內(nèi)容，作為教學(xué)和培訓(xùn)的內(nèi)容，推動了社會的計算機的普及。
在充分肯定成績的前提下，我們從事這一工作的同志也要清醒地看到目前存在著的一些問題，我覺得有以下一些問題∶
(1)考試內(nèi)容和大綱往往跟不上計算機技術(shù)的發(fā)展。例如有一個大城市的職稱考試，今年還在考Windows3.1，機關(guān)、學(xué)校、企業(yè)都已用了Win95/98，為了考試，還要倒過去學(xué)Windows3.1。
(2)用標(biāo)準(zhǔn)題難以測量出計算機應(yīng)用的實際水平。
(3)有些學(xué)校和單位規(guī)定全體人員必須參加某一種考試，按這種考試的內(nèi)容來組織教學(xué)或培訓(xùn)。這種統(tǒng)一的要求可能難以照顧到各單位的特點。例如農(nóng)學(xué)院本來可以結(jié)合農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的實際需要和例子進行教學(xué)，而為了參加統(tǒng)一考試，只能按統(tǒng)一的內(nèi)容進行教學(xué)，最后再舉農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的例子，顯然繞了一個彎，降低了效率。
四、學(xué)習(xí)計算機知識的作用
大家都在學(xué)習(xí)計算機知識，也都多少知道為什么學(xué)習(xí)計算機知識，但是我感覺到在我們的宣傳上有時講得不是太全面，我想談一下自己的認(rèn)識，供大家作宣傳時參考。
學(xué)習(xí)計算機不是可有可無的事，無論對社會、對個人都是一件影響深遠的事情。
(1)計算機是一種現(xiàn)代通用智能工具。在21世紀(jì)，各行各業(yè)的發(fā)展都離不開計算機，無論是科學(xué)家還是辦事員，都不能離開計算機，因此，計算機知識和應(yīng)用能力已成為當(dāng)代知識分子知識結(jié)構(gòu)中不可缺少的重要組成部分。
(2)計算機不僅是工具，而且是文化。工具是可選的，譬如我要敲釘子，就去買一個錘子，如果不需要敲釘子，就不必買錘子。而文化卻是每個人所必備的。舉個例子，在中學(xué)，每個學(xué)生都要學(xué)習(xí)幾何、三角和代數(shù)，但并不意味著他們以后每天都要去計算多邊形的面積、解聯(lián)立方程式或證明兩個三角形相似，但是這些課程卻是他們今后進一步發(fā)展知識的基礎(chǔ)。
當(dāng)前計算機知識的作用也是這樣，如果一個人對計算機一無所知，以后可能連報紙都看不懂。譬如去年報紙刊登了一消息說，在因特網(wǎng)上的域名中，中國許多著名企業(yè)的名字都被外國人惡意搶注了。我國許多企業(yè)的老總看不懂這條消息，他們說∶“我們已登記了商標(biāo)，又申請了專利，現(xiàn)在怎么還冒出個“域名”來？到哪里去‘掛號’?。俊边@就反映了他們所具有的文化中缺少了計算機的內(nèi)容。
因此，雖然對不同的人來說計算機所起的作用是不同的∶對有的人的作用是直接的，有的人則是間接的；對有的人的作用是有形的，有的人則是無形的；對有的人是當(dāng)前起作用的，有的人則是以后起作用的。但是對每一個干部、公務(wù)員、知識分子和大中學(xué)生，計算機知識是絕不可缺或的。計算機知識是當(dāng)代文化的一部分。
(3)人們在學(xué)習(xí)計算機的過程中，不僅學(xué)習(xí)了具體的科學(xué)知識，還學(xué)習(xí)了科學(xué)思想和科學(xué)方法。世界上的知識浩如瀚海，任何人都不可能通曉天下成為萬能科學(xué)家。比學(xué)具體知識更重要的是學(xué)習(xí)科學(xué)思想和科學(xué)方法，在需要時能發(fā)展自己的知識，并且能用科學(xué)的思想和科學(xué)的方法去分析事物。計算機是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的結(jié)晶，內(nèi)容十分廣泛豐富，應(yīng)用十分靈活多樣，促使人們深入思考，掌握規(guī)律，舉一反三，發(fā)展知識，因而普及計算機知識是當(dāng)前科學(xué)普及的一個重點。
(4)有利于全面素質(zhì)的培養(yǎng)。中央多次強調(diào)要對學(xué)生進行全面的素質(zhì)教育，而計算機教育有助于培養(yǎng)學(xué)生的良好素質(zhì)。表現(xiàn)為以下6個方面∶
①啟發(fā)學(xué)生對先進科學(xué)技術(shù)的向往；
②激發(fā)學(xué)生對新知識的學(xué)習(xí)熱情；
③培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識；
④提高學(xué)生的自學(xué)能力；
⑤加強學(xué)生的實踐能力；
⑥鍛煉學(xué)生綜合運用各種知識的能力。
事實證明，計算機學(xué)得好的人一般不會是死讀書的書呆子，他們頭腦靈活，思想活躍，有創(chuàng)造性，能動手，會學(xué)習(xí)。因此，在學(xué)校中開展計算機教育能促進學(xué)生生動活潑、主動地進行學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生的全面發(fā)展。
為推動我國信息產(chǎn)業(yè)和集成電路的發(fā)展，增強信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和國際競爭能力，帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造和產(chǎn)品升級換代，國家實行“集成電路稅收優(yōu)惠、軟件企業(yè)上市優(yōu)先”的政策，國務(wù)院已于1999年7月印發(fā)了《鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》。
為打破幾十年來，國內(nèi)“硬件不做CPU，軟件不做操作系統(tǒng)”的現(xiàn)象，中國國家高技術(shù)智能計算機系統(tǒng)專家組日前以國家的行為通過各種方式聯(lián)合攻關(guān)，這為新世紀(jì)的軟件與集成電路產(chǎn)業(yè)大發(fā)展吹響了世紀(jì)的號角。
中國科技大學(xué)的金西老師，獲邀參加了中國國家高技術(shù)智能計算機系統(tǒng)(863-306)專家組主辦的第一屆中國自由軟件發(fā)展戰(zhàn)略研討會，并作了演講?，F(xiàn)在我們將其在會議演講文稿及通過各種渠道了解到的發(fā)展動態(tài)綜述出來，答謝讀者多年來對我刊的支持與厚愛，同時衷心祝賀我國的軟件與集成電路產(chǎn)業(yè)在新世紀(jì)蒸蒸日上。
1國家鼓勵的主要產(chǎn)業(yè)政策
國家鼓勵的有關(guān)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)的主要產(chǎn)業(yè)政策如下：
第十條支持開發(fā)重大共性軟件和基礎(chǔ)軟件。國家科技經(jīng)費重點支持具有基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、前瞻性和重大關(guān)鍵共性軟件技術(shù)的研究與開發(fā)，主要包括操作系統(tǒng)、大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)平臺、開發(fā)平臺、信息安全、嵌入式系統(tǒng)、大型應(yīng)用軟件等基礎(chǔ)軟件和共性軟件。屬于國家支持的上述軟件研究開發(fā)項目，應(yīng)以企業(yè)為主，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，通過公開招標(biāo)方式，擇優(yōu)選定項目承擔(dān)者。
第十一條支持國內(nèi)企業(yè)、科研院所、高等學(xué)校與外國企業(yè)聯(lián)合設(shè)立研究與開發(fā)中心。
第四十二條符合下列條件之一的集成電路生產(chǎn)企業(yè)，按鼓勵外商對能源、交通投資的稅收優(yōu)惠政策執(zhí)行。
(一)投資額超過80億元人民幣;
(二)集成電路線寬小于0.25μm的。
2軟件產(chǎn)業(yè)
2.1我國軟件業(yè)現(xiàn)狀
進入21世紀(jì)，信息技術(shù)將滲透到經(jīng)濟建設(shè)和社會生活的各個方面，軟件將會成為突出體現(xiàn)一個國家經(jīng)濟優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)。我國軟件業(yè)在1990年軟件的銷售額僅為2.2億元人民幣，1999年中國軟件市場總銷售額增加到176元億人民幣，增長79倍，每年的發(fā)展速度都在20％以上；2000年中國軟件市場的銷售額約225億元人民幣左右，較1999年增長27.8％。軟件產(chǎn)業(yè)做為支柱產(chǎn)業(yè)的形象越來越明顯。
2.2我國軟件業(yè)與印度軟件業(yè)的差距
我國軟件業(yè)的發(fā)展和國外軟件業(yè)相比還有很大的差距，獨立自主開發(fā)的軟件所占比例還很小。早在1998年的統(tǒng)計資料就表明軟件產(chǎn)品市場銷售額為138億元人民幣，約占當(dāng)年世界軟件市場份額的1％；軟件產(chǎn)品出口約為6500萬美元，而同期印度的軟件出口額已達到26.5億美元，約是我國的40倍。2000年印度軟件產(chǎn)業(yè)銷售額達57億美元左右，出口達39億美元，這比我國2000年銷售總額要多40％左右。
2.3我國政府對軟件產(chǎn)業(yè)的態(tài)度
軟件業(yè)已成為衡量一個國家綜合國力的標(biāo)志之一。軟件產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對各國保持經(jīng)濟穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展起到了關(guān)鍵作用。在發(fā)達國家，軟件業(yè)已超過鋼鐵、汽車和石油等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟的重要支柱；而在中國信息產(chǎn)業(yè)中，軟件市場尚不及硬件的20％，軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的滯后已經(jīng)引起我國政府和有志之士的高度重視。
科技部副部長徐冠華談到，90年代以來，信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展令人目不暇接，國際信息產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正在進行戰(zhàn)略調(diào)整。由以硬件為主導(dǎo)向以軟件為主導(dǎo)過渡，軟件的重要性日益顯著。在軟件產(chǎn)業(yè)方面，正在發(fā)生著由銷售導(dǎo)向向服務(wù)導(dǎo)向轉(zhuǎn)變。以Linus為代表的共享軟件的出現(xiàn)，促使軟件由壟斷封閉型開發(fā)，向社會開放型的開發(fā)方向演化，這代表已在網(wǎng)絡(luò)上合作進行研發(fā)的新趨勢。這種趨勢迫切要求不甘落后的國家，必須盡快形成自己的軟件開發(fā)實力，壯大自己的軟件產(chǎn)業(yè)，在未來經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)之林中占有一席之地。軟件園在國家整個軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的核心作用、牽引作用和示范作用都已得到體現(xiàn)，軟件園的建設(shè)發(fā)展，已成為當(dāng)?shù)亻_拓新經(jīng)濟增長點的重要方向，集中發(fā)展是實現(xiàn)軟件產(chǎn)業(yè)能夠快速發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。
軟件產(chǎn)業(yè)是以智力和人力為主要經(jīng)營資源，以知識和信息為經(jīng)營載體，以創(chuàng)新為主要經(jīng)營特色的知識、智力密集型產(chǎn)業(yè)，是典型的知識產(chǎn)業(yè)，是知識經(jīng)濟的核心。信息產(chǎn)業(yè)部副部長曲維枝指出，軟件產(chǎn)業(yè)有以下兩個顯著的特點：
(1)軟件產(chǎn)業(yè)以人才為本，高素質(zhì)、高水平、穩(wěn)定的軟件技術(shù)人才隊伍是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要條件。
(2)軟件產(chǎn)業(yè)以創(chuàng)新為主要發(fā)展動力，必須在技術(shù)、產(chǎn)品、市場和管理的不斷創(chuàng)新中取得發(fā)展。
曲副部長還指出：我國政府應(yīng)從以下幾方面著手，為軟件產(chǎn)業(yè)營造良好的政策和經(jīng)濟環(huán)境：
(1)盡快制定配套的軟件產(chǎn)業(yè)政策，推動我國軟件產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
(2)通過設(shè)立軟件專項基金等措施啟動市場，推動軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
(3)重視對軟件的產(chǎn)業(yè)化、軟件人才隊伍的穩(wěn)定和培養(yǎng)。
(4)強化行業(yè)管理、嚴(yán)格質(zhì)量控制。要在系統(tǒng)集成商與軟件開發(fā)商中大力推廣ISO9000和CMM認(rèn)證及軟件企業(yè)的資質(zhì)認(rèn)證，以及對系統(tǒng)集成工程要實行工程監(jiān)理制度。
(5)開展國際合作，開拓國際市場。
3CMM模型
3.1CMM的由來
軟件是知識產(chǎn)品，是人類智慧的結(jié)晶，軟件系統(tǒng)的復(fù)雜程度也是超乎想象，不同于一般的生產(chǎn)過程。美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)軟件工程研究所（CMN／SE）受美國國防部的委托，開發(fā)了軟件能力成熟度模型（CMM），為軟件工程過程管理和實施開辟了一條新的途徑。CMM主要用于評估和改進軟件企業(yè)中的以軟件能力為標(biāo)志的軟件活動。它能幫助軟件企業(yè)改進和優(yōu)化管理，在提高軟件開發(fā)水平和效率的同時提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，實現(xiàn)軟件生產(chǎn)工程化。根據(jù)軟件生產(chǎn)的歷史和現(xiàn)狀，CMM框架用5個不斷進貨的層次來表達軟件組織活動的行為特征及相應(yīng)問題，其中初始層是混沌的過程；可重復(fù)層是經(jīng)過訓(xùn)練的軟件過程；定義層是標(biāo)準(zhǔn)一致的軟件過程；管理層是可預(yù)測的軟件過程；優(yōu)化層是能持續(xù)改善的軟件過程。在CMM框架的不同層次中，需要解決具有相應(yīng)層次特征的軟件過程問題。因此，一個軟件組織首先需要了解自己處于哪一個層次，然后才能針對該層次的行為特征解決相關(guān)問題。任何軟件組織致力于軟件過程改善時，只能是循序漸近地向相鄰的上一層進化；而且向更成熟層次進化時，原有層次中那些已具備的能力還應(yīng)該保持和發(fā)揚。
3.2CMM的國際地位
CMM已得到了國際上普遍的認(rèn)可，并對計算機軟件行業(yè)產(chǎn)生了深遠的影響，它可以通過對軟件組織軟件能力的評價、軟件過程的評估及改進，提高開發(fā)軟件產(chǎn)品的能力和質(zhì)量，是我國軟件企業(yè)走向世界迅速發(fā)展的必由之路。我國軟件業(yè)和印度相比出口額差別很大，其中原因很多，就企業(yè)自身管理而言，我們比印度差得更多。從行業(yè)本身角度來看，印度軟件行業(yè)導(dǎo)入CMM模型是其成功的重要因素。目前，全球已有72家企業(yè)通過了CMM4級和5級評估，其中印度就有24家，通過CMM模式的管理，印度大幅度提高了其軟件開發(fā)能力及軟件產(chǎn)品的質(zhì)量，保證了向美國和歐洲軟件出口的高速增長。與此相比，我國軟件企業(yè)2000年前只有北京鼎新公司通過CMM2級認(rèn)證。
我國的軟件開發(fā)整體水平是印度十年前的水平，軟件生產(chǎn)方式普遍是手工作坊的軟件生產(chǎn)過程，處于有章不循和無章可循的混沌狀態(tài)。外部環(huán)境的改善、政府的支持和保護、資金問題的改善，給軟件業(yè)的發(fā)展提供了一個良好的發(fā)展平臺；但外因是要通過內(nèi)因來起作用的，在我們抱怨資金缺乏、不堪稅賦、人才流失等問題時，應(yīng)該好好的反思軟件企業(yè)的自身問題，用CMM作為一面鏡子去發(fā)現(xiàn)、查找、評估企業(yè)在軟件生產(chǎn)過程中的問題，我們?nèi)狈Φ氖强茖W(xué)化、系統(tǒng)化、規(guī)范化的管理，也就是突破CMM2級的問題。實施CMM是軟件企業(yè)加強自身管理，提高素質(zhì)，擺脫困境的必經(jīng)之路，是軟件業(yè)與國際接軌的重要舉措。
3.3中國的CMM認(rèn)證
令人欣慰的是，在這次2000年中國自由軟件發(fā)展及應(yīng)用戰(zhàn)略研討會上，摩托羅拉中國軟件中心的經(jīng)理在演講中公布，摩托羅拉中國軟件中心是中國大陸第一個基于“軟件能力成熟模型”(CMM)開展其業(yè)務(wù)的軟件開發(fā)機構(gòu)。CMM由五級組成，第一級為最低，第五級代表最高水平。目前，大部分軟件組織通過的認(rèn)證屬于一級或二級。摩托羅拉中國軟件中心已于2000年9月通過了頂級（五級）評估，成為中國首家達到頂級的軟件企業(yè)，也使中國成為繼美國、印度之后第三個擁有頂級企業(yè)的國家。那位經(jīng)理特別強調(diào)整個摩托羅拉中國軟件中心完全是由中國人組成，中國人也能做到CMM頂級。
會上，有不少軟件開發(fā)商質(zhì)詢摩托羅拉中國軟件中心說，CMM2級認(rèn)證過程需百萬美金以上費用，有沒有這個必要嗎？摩托羅拉中國軟件中心用一組數(shù)據(jù)展示其在向爭取高級別認(rèn)證過程中的大幅提高效率作了肯定的答復(fù)，也就說明了，隨著項目復(fù)雜度的日益增加，“軟件能力成熟模型”已經(jīng)成為及時和高品質(zhì)軟件產(chǎn)品的保障，是企業(yè)競爭力提高的象征。摩托羅拉中國軟件中心不僅在公司內(nèi)部使用“能力成熟模型”，而且積極倡導(dǎo)并推廣該模型的應(yīng)用，同時為國內(nèi)外其他軟件組織提供軟件工程方面的咨詢服務(wù)。
CMM的思想、原理、工具、方法無疑對我國軟件產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展起到巨大的推動作用，它必將對我國軟件產(chǎn)業(yè)的評估、認(rèn)證、引導(dǎo)以及軟件企業(yè)內(nèi)部的優(yōu)化與發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。
4集成電路產(chǎn)業(yè)
4.1集成電路制造技術(shù)已推進到深亞微米領(lǐng)域
集成電路制造技術(shù)進入深亞微米領(lǐng)域的發(fā)展趨勢主要有:
1.加工微細化
微細化的關(guān)鍵是光刻。據(jù)研究,光學(xué)光刻的極限是0.12μm。通過開發(fā)短波長光源、大數(shù)值孔徑鏡頭、變形照明、移相掩膜以及先進的抗蝕劑工藝技術(shù)等已將光學(xué)光刻推進到實用線寬0.25μm,可滿足256MDRAM制造的需要。日立公司已用這些技術(shù)實現(xiàn)了0.13μm的線寬。
2.硅片大直徑化
芯片尺寸隨著集成度提高而增大,使圓片能分割的芯片數(shù)減少,導(dǎo)致成本增大。世界各大IC廠商集團經(jīng)討論決定將新世紀(jì)第一個主流硅片直徑定為12英寸。
3.加工環(huán)境、設(shè)備及材料超凈化
隨著加工微細化、超凈要求越來越高,如線寬為0.25μm時,要求硅片缺陷尺寸小于0.05μm,工藝氣體＞0.02μm的雜質(zhì)每立方英尺少于1個,對生產(chǎn)環(huán)境、設(shè)備以及各種氣體、化學(xué)品、原材料等的塵粒及雜質(zhì)都有嚴(yán)格的限制。
4.生產(chǎn)線自動化、柔性化
加工的復(fù)雜性、精度和凈化的要求不斷提高,生產(chǎn)線自動化。
4.2新材料、新器件研究
除了Si和GaAs、InP等Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體器件之外,近年來SiGe、SiC和金剛石材料及器件的研究取得了較大進展。
SiGeIC在高速、高頻、低噪聲、低電壓工作等許多方面其特性比GaAsIC更優(yōu)越,而且成本低、對環(huán)境污染小。特別是與Si工藝兼容,可沿用成熟的Si工藝技術(shù)和設(shè)備。目前SiGeIC技術(shù)已逐步從實驗室走向商品生產(chǎn)。IBM已建立了SiGeIC制造線,1994年中已可商品生產(chǎn)。IBM已采用0.25μmBiCMOSSiGe工藝和HBT工藝進行IC設(shè)計。據(jù)報道SiGe器件能在高達125GHz的頻率下工作。而且還可用于制作太陽能電池及其它光電子器件。AnalogDevices公司已可提供1GHz12位D/A轉(zhuǎn)換器,據(jù)說其功耗僅為GaAsIC的1/4。SiGe技術(shù)將擴大市場,并經(jīng)濟地滿足日益增長的高性能應(yīng)用的要求。
SiC的材料性質(zhì)使它適于制作高頻、高功率、耐高溫、抗輻射的器件,并可制作發(fā)光器件。近年來在材料和器件研制方面都取得了較大進展,已對SiC的MOSFET、MESFET、JFET(結(jié)型)以及雙極晶體管進行了實驗研究,并取得了一定進展,但目前還在進行實用化研究,在SiC襯底及外延層質(zhì)量、肖特基接觸、低阻歐姆接觸、刻蝕技術(shù)及SiC/SiO2界面等器件制造工藝方面都還需做大量實用化工作。
作為Si器件后的新型晶體管的研究也在廣泛地進行,如量子器件、超導(dǎo)晶體管、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)器件、單電子器件、塑料晶體管及柔韌型晶體管等等。
4.3國內(nèi)集成電路設(shè)計與投片
國內(nèi)通過引進、吸收，已經(jīng)有了可以投產(chǎn)0.35μm甚至0.25μm線寬的集成電路工藝線，正在建設(shè)中還有更小線寬的工藝線。集成電路設(shè)計水平也在不斷提高，已具有幾百萬門級集成電路的前端設(shè)計能力。相信通過類似像CPU一類大型集成電路設(shè)計、投片試制，將對我國微電子事業(yè)起到實質(zhì)性推動作用。
5信息家電的發(fā)展與動態(tài)
目前，最有量產(chǎn)效益和時代特征的信息產(chǎn)品應(yīng)是與Internet上有關(guān)的信息家電(InformationAppliance)，如Web可視電話、Web游戲機、WebPDA、WAP手機、STB(機頂盒)、DVD播放機、電子閱讀機等。
5.1信息家電的定義
在因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展下，加上集成電路芯片制造能力的快速提高以及嵌入式軟件的應(yīng)用，一些產(chǎn)品的形態(tài)變得更加輕薄短小、簡單易用且價格低廉，我們稱這些產(chǎn)品為信息家電（InformationAppliance，IA）。一般可認(rèn)為，那些低單價、操作簡單、可通過因特網(wǎng)發(fā)送或獲取信息，將逐步分割或替代PC的某些功能，并能與其它信息產(chǎn)品交換資料或訊息的產(chǎn)品可統(tǒng)稱為IA。
5.2信息家電的分類
IA產(chǎn)品按類型可大致分為：
(1)網(wǎng)絡(luò)電視（NetTV）。(2)網(wǎng)上游戲機（Internetgamingdevice）。(3)智能掌上型設(shè)備(Internetsmarthandhelddevice)。(4)網(wǎng)絡(luò)電話（InternetscreenPhone）。(5)ConsumerNCclient等。
因此，綜合市場上對于IA產(chǎn)品的認(rèn)知條件與需求要素來看，IA產(chǎn)品具下列4點特性：
(1)處理器發(fā)展趨向低成本、高整合性與低耗能。
(2)整合數(shù)字與模擬處理的技術(shù)。
(3)較PC更強調(diào)通訊能力。
(4)利用軟件增加產(chǎn)品的差異性(高附加價值的關(guān)鍵)。
5.3我國IA產(chǎn)品的應(yīng)用情況
據(jù)計算機與微電子發(fā)展研究中心市場信息中心（CCID—MIC）分析和預(yù)測，到2003年我國有4723萬人需要不通過計算機而實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，嵌入式操作系統(tǒng)作為信息家電的核心，僅機頂盒一種產(chǎn)品的市場容量就達2000萬臺，市場估值達到40億元。其它家電如VCD、電冰箱、洗衣機、微波爐等，如果都實現(xiàn)信息化，嵌入式操作系統(tǒng)每年將帶來上百億元的收入。
CNNIC最新統(tǒng)計我國上網(wǎng)人數(shù)1680萬，每半年可增長100％，2000年底將達到3000萬，可能超過日本，成為僅次于美國的國家。目前，機頂盒（Set-TopBox）是最接近家電的IA產(chǎn)品，從增加電視遙控選臺功能，到配備MPEG解壓縮功能、數(shù)字加密功能，未來可能整合在數(shù)碼電視中，很可能成為家庭信息、娛樂中樞。
目前，國內(nèi)有很多IA的開發(fā)廠商正加大投入、開發(fā)和研制新產(chǎn)品，特別是一些外資大公司積極和國內(nèi)電器方面的大公司合作推出很具竟?fàn)幜Φ腎A產(chǎn)品。
5.4嵌入式Linux在IA上的應(yīng)用開發(fā)前景
(1)與硬件芯片的緊密結(jié)合
新世紀(jì)的智能設(shè)備已經(jīng)逐漸地模糊了硬件與軟件的界限，SOC系統(tǒng)（SystemOnChip）的發(fā)展就是這種軟硬件無縫結(jié)合趨勢的明證。隨著處理器片內(nèi)微碼的發(fā)展，在將來可能出現(xiàn)在處理器片內(nèi)嵌進操作系統(tǒng)的代碼模塊。
嵌入式Linux的一大特點是：與硬件芯片(如SOC等)的緊密結(jié)合。它不是一個純軟件的Linux系統(tǒng)，而比一般操作系統(tǒng)更加接近于硬件。嵌入式Linux的進一步發(fā)展，逐步地具備了嵌入式RTOS的一切特征：實時性、與嵌入式處理器的緊密結(jié)合。
(2)開放的源代碼
嵌入式Linux的另一大特點是：代碼的開放性。代碼的開放性是與后PC時代的智能設(shè)備的多樣性是相適應(yīng)的。代碼的開放性主要體現(xiàn)在源代碼可獲得上，Linux代碼開發(fā)就像是“集市式”開發(fā)，任意選擇并按自己的意愿整合出新的產(chǎn)品。
對于嵌入式Linux，事實上是把BIOS層的功能實現(xiàn)在Linux的driver層。目前，在Linux領(lǐng)域，已經(jīng)出現(xiàn)了專門為Linux操作系統(tǒng)定制的自由軟件的BIOS代碼，并在多款主板上實現(xiàn)此類的BIOS層功能。
嵌入式Linux技術(shù)的普及發(fā)展，為國內(nèi)單片機工程師在軟件功能方面提供了極大的支持，為軟件引入了TCP/IP網(wǎng)絡(luò)特性，引入了軟件操作系統(tǒng)的健壯性，這都極大增加了系統(tǒng)的功能和極大提高了系統(tǒng)的性能。
(3)嵌入式Linux與硬件芯片的緊密結(jié)合
對于許多信息家電的應(yīng)用來說，嵌入的性能指標(biāo)是最難滿足的，只有靠提高芯片的集成度與裝配密度來解決。
嵌入式Linux與標(biāo)準(zhǔn)Linux的一個重要區(qū)別是嵌入式Linux與硬件芯片的緊密結(jié)合。這是一個不可逾越的難點，也是嵌入式Linux技術(shù)的關(guān)鍵之處。嵌入式Linux和商用專用RTOS一樣，需要編寫B(tài)SP（BoardSupportPackage），這相當(dāng)于編寫PC機的BIOS。這不僅僅是嵌入式Linux的難點，也是使用商用專用RTOS開發(fā)的難點。硬件芯片（SOC芯片或者是嵌入式處理器）的多樣性也決定了代碼開放的嵌入式Linux的成功。信息家電的發(fā)展，必然導(dǎo)致軟硬件無縫結(jié)合趨勢，逐漸地模糊了硬件與軟件的界限，在將來可能出現(xiàn)SOC片內(nèi)的操作系統(tǒng)代碼模塊。
隨著處理器片內(nèi)微碼的發(fā)展，在將來應(yīng)出現(xiàn)在處理器片內(nèi)嵌進操作系統(tǒng)的代碼模塊,很顯然模塊將具有安全性好、健壯性強、代碼執(zhí)行效率高等特點。著眼于未來的信息家電等智能設(shè)備的發(fā)展，我們基于對嵌入式Linux技術(shù)的深入研究，更重要的是對嵌入式處理器以及SOC系統(tǒng)的深刻理解和研究，發(fā)揮對EDA技術(shù)的深入研究，以及對模擬數(shù)字混合集成電路芯片的深入研究，正在對SOC片內(nèi)進行嵌入式Linux操作系統(tǒng)代碼的植入研究。此類的研究有可能減輕系統(tǒng)開發(fā)者對BSP開發(fā)的難度要求，并使得嵌入式Linux能夠成為普及的嵌入式操作系統(tǒng)，而大大提高嵌入式Linux的易用性，大大提高其開發(fā)出的高智能設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性，同時也大大提高智能設(shè)備的計算能力、處理能力。
(4)解決好軟件開發(fā)問題
目前,中國眾多的家電廠商以制造業(yè)為主,當(dāng)投身IA領(lǐng)域之際,首先面臨了不擅長的軟件開發(fā)工作,找到容量小、穩(wěn)定性高且易于開發(fā)的操作系統(tǒng)對于大家至關(guān)重要，嵌入式Linux核心則扮演了一個很好的橋梁的角色,這是一個跨平臺的操作系統(tǒng),到目前為止,它可以支持二三十種CPU,眾多家電業(yè)的芯片都開始做嵌入式Linux的平臺移植工作，在網(wǎng)絡(luò)方面一般要支持TCP/IP和標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)協(xié)議，支持標(biāo)準(zhǔn)的X-Window和中文輸入。建議開發(fā)商選擇一個成熟的方案提供商，從而達到降低開發(fā)平臺門檻的目的。眾多的開發(fā)商在成熟的開發(fā)平臺上可以較為容易加入用戶的應(yīng)用程序，形成個性化、系列化的應(yīng)用產(chǎn)品。
(5)自身開發(fā)實力的評估
我們認(rèn)為主要應(yīng)從以下幾個方面考慮：
有沒有技術(shù)積累優(yōu)勢？有沒有將待開發(fā)IA產(chǎn)品有關(guān)領(lǐng)域的整合能力？產(chǎn)品有沒有可重用性、模塊化？有沒有成系列化的可能？有沒有市場和售后服務(wù)保證？最終用戶群的拓展范圍有多大？
解決好這些問題后，關(guān)鍵就是開發(fā)人才梯隊的建設(shè)，資金融入等運營管理問題。
6結(jié)束語
在21世紀(jì)，軟件產(chǎn)業(yè)、集成電路產(chǎn)業(yè)大發(fā)展時期中，加入WTO后的中國將迎來新機遇、新挑戰(zhàn)，也隨時有被拋棄的危險。我們認(rèn)為軟件產(chǎn)業(yè)應(yīng)以CMM模型來規(guī)范我們的軟件企業(yè)、軟件圓區(qū)建設(shè)，將國家的“集成電路稅收優(yōu)惠、軟件企業(yè)上市優(yōu)先”的政策落到實處。集成電路從業(yè)人員要努力提高設(shè)計能力，找準(zhǔn)市場需求，融入世界上最新有關(guān)集成電路的創(chuàng)新成果，盡快縮短與世界先進水平的差距。對信息家電這樣的熱點，應(yīng)緊緊把握用戶的消費需求，迅速融入和整合最新科技成果，努力達到以具有高附加值的IC芯片和版本免費的嵌入式Linux方式來開發(fā)，并成為面向計算機、通訊與消費性信息家電領(lǐng)域的解決方案。我們期待著我國的廠商能夠在信息家電的核心芯片設(shè)計以及軟件開發(fā)中擁有自主產(chǎn)權(quán)和廣泛的應(yīng)用。
摘要：本文首先介紹了定性仿真的產(chǎn)生背景及理論發(fā)展?fàn)顩r，然后說明了定性仿真在各領(lǐng)域的應(yīng)用情況，最后對定性仿真的發(fā)展方向進行了探討。
關(guān)鍵詞：定性仿真，定性模型
1定性仿真的產(chǎn)生與理論現(xiàn)狀
定性仿真(QualitativeSimulation)是以非數(shù)字手段處理信息輸入、建模、行為分析和結(jié)果輸出等仿真環(huán)節(jié)，通過定性模型推導(dǎo)系統(tǒng)的定性行為描述。定性仿真是系統(tǒng)仿真的一個分支，是系統(tǒng)仿真與人工智能理論交叉產(chǎn)生的新領(lǐng)域。相對于傳統(tǒng)的數(shù)字仿真，定性仿真有其獨到之處：這種仿真能處理多種形式的信息，有推理能力和學(xué)習(xí)能力，能初步模仿人類思維方式，人機界面更符合人的思維習(xí)慣，所得結(jié)果更容易理解。
定性仿真的研究中，美國學(xué)者起步較早。70年代后期，美國XEROX實驗室的JohndeKleer和SeelyBrown在設(shè)計一個電路教學(xué)系統(tǒng)時發(fā)現(xiàn)，以常規(guī)的數(shù)學(xué)模型和仿真方法難以使學(xué)生很快明白電路的工作過程，而在實際教學(xué)中，老師并不是先給出數(shù)學(xué)公式，而是先講解電路的工作原理，采用定性的描述方法，那么是否可以用計算機來模擬這一方法呢？同樣在許多的實際工作中，人們更多的是依靠這種對系統(tǒng)原理性的理解，而這種理解的基礎(chǔ)就是定性知識。很多專家學(xué)者開始探索如何在數(shù)字仿真中引入定性知識。
1983年，JohndeKleer和SeelyBrown發(fā)表了有關(guān)定性仿真的第一篇論文AQualitativePhysicsBasedOnConfluence?[1]，產(chǎn)生了巨大反響，揭開了定性仿真研究熱潮的序幕。美國麻省理工學(xué)院的KennethD.Forbus則對定性仿真理論作了全面的總結(jié)[2]；1986年美國德州大學(xué)的BenjaminKuipers在QualitativeSimulation”一文中提出了動態(tài)仿真算法QSIM[3]，使定性仿真接近于實用。1984年人工智能雜志第一次出版了關(guān)于定性問題的專集。此后定性問題的研究成為人工智能和系統(tǒng)建模與仿真領(lǐng)域的一個熱點，許多學(xué)者加入到這一研究領(lǐng)域中，產(chǎn)生了大量的研究成果。1991年，人工智能雜志又出版了有關(guān)定性推理的第二本專集，標(biāo)志著該領(lǐng)域理論研究逐漸成熟并且向應(yīng)用領(lǐng)域擴展。90年代以來，該領(lǐng)域的研究情況可謂方興未艾，在IEEE的相關(guān)雜志上和撊斯ぶ悄軘?shù)葒H刊物上經(jīng)常可以看到定性仿真方面的研究成果。國內(nèi)該領(lǐng)域的研究起步較晚，目前從事定性理論研究的僅限于少數(shù)院校的少數(shù)研究者。
定性仿真產(chǎn)生之后，在理論上出現(xiàn)了百家爭鳴的局面，研究者們根據(jù)自己的見解提出了各自的建模和仿真理論。目前，基本可分為三個理論派別，即模糊仿真方法、基于歸納學(xué)習(xí)的方法和樸素物理學(xué)方法。
模糊數(shù)學(xué)方法可以解決模型信息與測量數(shù)據(jù)的不確定性，所以在定性理論中一般用來作為一種描述手段。最初，系統(tǒng)的定性值是采用區(qū)間模糊數(shù)的行為來描述的，英國的QiangShen進一步將其發(fā)展到用凸模糊數(shù)來描述定性值[4]，在數(shù)據(jù)表示上前進了一大步。此后，又有人在其基礎(chǔ)上引入了概率論，來度量生成的多個行為的可信度。當(dāng)前的模糊定性理論，在模糊數(shù)表示方面都存在一大弱點，那就是系統(tǒng)真實值與模糊量空間的映射問題，即如何確定描述系統(tǒng)的模糊量。
歸納推理法是定性仿真的一個新方向，它起源于通用系統(tǒng)理論，主要利用其中的通用系統(tǒng)問題求解（GeneralSystemProblemSolve）技術(shù)。輸入盡可能多的行為，通過歸納學(xué)習(xí)的方式，構(gòu)造系統(tǒng)的定性模型，進行仿真研究。歸納推理法最突出的優(yōu)勢在于它完全不需要對象系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)信息，不需要預(yù)先提供任何模型。但是，這種方法需要采集大量的數(shù)據(jù)并處理和維護；而且，由于現(xiàn)實條件的限制，不能保證歸納的完備性。
樸素物理方法在理論和應(yīng)用上發(fā)展得最為成熟，它興起于一些人工智能專家對樸素物理系統(tǒng)的定性推理研究。根據(jù)建立系統(tǒng)定性模型的方法，又可分為很多派別，比較有影響的有：SeelyBrown和JohndeKleer提出的基于摿鲾?shù)母拍畹睦碚?，K.D.Forbus的定性過程理論，B.J.Kuipers基于約束的用定性微分方程描述的定性仿真理論等。
2定性仿真的應(yīng)用
現(xiàn)在，定性仿真技術(shù)與物理、化工、生態(tài)、生物、社會等學(xué)科相互滲透、結(jié)合，在系統(tǒng)監(jiān)測、故障診斷、系統(tǒng)行為分析、解釋以及預(yù)測等方面發(fā)揮著越來越大的作用。國外文獻報導(dǎo)較多而且應(yīng)用取得成效比較明顯的應(yīng)用領(lǐng)域主要有：工程和工業(yè)過程；電子電路分析和故障診斷；醫(yī)藥和醫(yī)療診斷；社會經(jīng)濟領(lǐng)域。下面有選擇地按照應(yīng)用領(lǐng)域介紹其中比較典型的項目。
2.1工程和工業(yè)過程
這里工程指傳統(tǒng)的工程領(lǐng)域及一些工程設(shè)備，如蒸餾塔、高壓鍋爐、汽輪機等人造設(shè)備；工業(yè)過程指一些連續(xù)系統(tǒng)，如機械制造、發(fā)酵、化工過程和電站等。這方面的應(yīng)用項目比較多見。
ARTIST是歐洲的ESPRIT計劃中的一個項目[5]，項目領(lǐng)導(dǎo)者是蘇格蘭的Heriot-Watt大學(xué)的Leitch.R，完成于1993年7月。此項目建立了定性動態(tài)模型，應(yīng)用于過程監(jiān)測與故障診斷。Leitch等人建立了一個基于定性微分方程(QDE)和模糊量空間的定性仿真器：Fusim,現(xiàn)已應(yīng)用在輸配電網(wǎng)絡(luò)和化工廠蒸餾塔的過程監(jiān)控、分析、診斷上。
ESPRIT計劃中另一應(yīng)用定性推理的重要項目是：TIGER工程-汽輪機的監(jiān)測、診斷系統(tǒng)[6]。現(xiàn)已應(yīng)用在Exxon化工廠的大型工業(yè)汽輪機以及Dassault航空中心的宇宙飛船輔助動力單元。系統(tǒng)應(yīng)用定性仿真來預(yù)測汽輪機啟動及負載改變時的可能行為。
2.2電子電路分析和故障診斷
定性仿真的一個很重要的應(yīng)用領(lǐng)域便是電子電路分析和故障診斷。定性推理的先驅(qū)人物deKleer早在1976年便開發(fā)了使用定性知識研究電子線路的系統(tǒng)LOCAL，即根據(jù)電路部件已測知的正常行為和錯誤行為，分析實際行為和預(yù)測行為的不一致之處，然后指出電路的故障點。這種思想后來發(fā)展成了基于模型的故障診斷理論(model-baseddiagnosistherory)。時至今日，由于定性推理和仿真技術(shù)的不斷進步，該應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展前景更為廣闊。
這類項目中，最為典型的是Dague.P等人開發(fā)的模擬電路故障診斷工具-DEDALE[7]。Dague對該系統(tǒng)進行了一系列實驗，聲稱：DEDALE系統(tǒng)能診斷出電路故障的75％，另外的25％故障沒有構(gòu)成對電路性能的顯著影響，并且可以通過其他手段檢測出。ElectroniqueSergeDassault繼續(xù)這個領(lǐng)域的研究工作，已推出一個名為“DIAGMASTER”的商業(yè)化產(chǎn)品。
2.3醫(yī)藥和醫(yī)療診斷
人工智能中的專家系統(tǒng)，尤其是醫(yī)療專家系統(tǒng)，為人工智能的振興起了推波助瀾的作用。而定性仿真在醫(yī)療專家系統(tǒng)的應(yīng)用方面也很活躍。
Bratko.I將定性推理應(yīng)用在心電圖的識別上[8]，目的在于根據(jù)心電圖辨識心律，判斷病癥。定性模型用來產(chǎn)生心臟工作狀況，規(guī)則歸納系統(tǒng)用于產(chǎn)生診斷規(guī)則庫。他給出了心電圖詮釋系統(tǒng)-KARDIO，澳大利亞的Telectronics公司已將此系統(tǒng)的部分成果應(yīng)用于他們的心臟病診治系統(tǒng)IntelligentPacemaker中。
Kuipers和Kassier給出了QSIM理論的定性推理和模型簡化方法[9]，并給出了在醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)中的具體應(yīng)用過程。該系統(tǒng)可以對腎臟的水份、鹽份平衡過程進行仿真，作為腎炎綜合診治系統(tǒng)的輔助分析工具。
2.4社會經(jīng)濟領(lǐng)域
定性推理由于其處理不完全知識及模糊數(shù)據(jù)的突出能力，一直在社會科學(xué)、人文科學(xué)、商業(yè)流通等領(lǐng)域的研究上占有重要位置。
Daniels.HAM，F(xiàn)eelders.AJ給出了一個商業(yè)行為分析定性仿真模型[10]。作為例子，他們對某個公司的銷售量、商品價格、資金狀況進行建模，分析其商業(yè)行為的變化，如為什么廣告量的減少會帶來銷售量的下降，什么原因?qū)е鹿举Y產(chǎn)減少，是否存在經(jīng)營危機等。對于銀行貸款之前的商業(yè)調(diào)查，該模型具有廣闊的應(yīng)用前景，荷蘭的AMRO銀行正在此基礎(chǔ)上進行深入的研究工作。
美國的Farley.A，Lin.KB使用QSIM算法，研究市場預(yù)測的定性仿真模型，即當(dāng)市場需求、供給、價格等諸因素變動時，預(yù)測可能引起的市場變化[11]。
3定性仿真的發(fā)展方向
定性仿真目前仍然是新興的研究領(lǐng)域，很多基礎(chǔ)性的理論工作尚待完善和突破，因此該領(lǐng)域的發(fā)展前景十分廣闊。對于定性仿真理論，概括來說，有以下幾個發(fā)展方向：
（1）采用定量與定性結(jié)合的仿真方法
由于定性模型中包含系統(tǒng)的不完全知識，定性仿真會產(chǎn)生一些虛假和二義的多余行為，當(dāng)實際系統(tǒng)很復(fù)雜時，定性仿真產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的多余行為，如何有效地減少定性仿真產(chǎn)生的行為數(shù)，成為當(dāng)今定性推理研究的主題。很多研究者紛紛采用定量與定性結(jié)合的仿真方法。在定性仿真中加入相當(dāng)?shù)亩恐R，將定量與定性有機地結(jié)合起來，將大大減少系統(tǒng)的預(yù)測行為數(shù)，增強定性仿真的生命力。
（2）采用模型分解方法
定性仿真走向應(yīng)用時，往往涉及到規(guī)模較大的系統(tǒng)，即使省略某些細節(jié)，模型仍是非常復(fù)雜的。所以，定性理論中，必須有處理這種復(fù)雜性的手段。
模型分解方法將系統(tǒng)模型分為若干部分，稱為部件(component)，系統(tǒng)的聯(lián)系緊密的變量將集中在一個部件中，并為部件建立狀態(tài)，系統(tǒng)的描述將以這種狀態(tài)為單位，若需要不同部分的變量的事件對應(yīng)性，可以通過不同部分之間的連接來產(chǎn)生。并且，仿真算法上也作了相應(yīng)的變動，以局部的部件描述為基礎(chǔ)的仿真取代了以全局狀態(tài)為基礎(chǔ)的定性仿真算法。大大提高了模型建立工作的效率和準(zhǔn)確性，并降低了仿真的時間和空間運行代價。
（3）采用并行定性仿真方法
當(dāng)前定性仿真在減少冗余或虛假行為的研究上取得了很大進展，但同時也帶來了一些始料未及的副作用：定性與定量知識的結(jié)合，使知識的表示和推理機制復(fù)雜化，數(shù)據(jù)量明顯增加；由于信息不完備，系統(tǒng)的搜索空間增大，使得定性仿真在一定的情況下比定量仿真的速度更慢；再者隨著定性仿真逐漸走向應(yīng)用，參數(shù)數(shù)量的增長使問題的規(guī)模成指數(shù)增長，仿真的速度也明顯下降。并行定性仿真能較大幅度地提高定性仿真的效率，因此成為一個新興的發(fā)展方向。
鑒于定性仿真技術(shù)的諸多優(yōu)點及巨大的實用價值，許多學(xué)者紛紛投入到該領(lǐng)域的研究中，各國政府部門及研究機構(gòu)在研究經(jīng)費等方面大力扶助，我們有理由相信在不遠的將來定性仿真研究會取得更大的進展。
摘要：簡要介紹了當(dāng)今世界數(shù)控技術(shù)及裝備發(fā)展的趨勢及我國數(shù)控裝備技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上討論了在我國加入WTO和對外開放進一步深化的新環(huán)境下，發(fā)展我國數(shù)控技術(shù)及裝備、提高我國制造業(yè)信息化水平和國際競爭能力的重要性，并從戰(zhàn)略和策略兩個層面提出了發(fā)展我國數(shù)控技術(shù)及裝備的幾點看法。裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟時代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑
數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面［1～4］。1．1高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢
效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。
在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉(zhuǎn)速已達60000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達6000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。
為了實現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進一步擴大。
1.25軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機床快速發(fā)展
采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。
當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復(fù)合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展。
在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復(fù)合主軸頭，可實現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現(xiàn)，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。1.3智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢
21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。
為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究，如美國的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)，中國的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。
網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機床公司展出“ITplaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。1.4重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立1.4.1關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)規(guī)范
如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經(jīng)濟體在短期內(nèi)進行了幾乎相同的科學(xué)計劃和規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定1.4.2關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)
數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制，能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程，乃至各個工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。
STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命，對于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術(shù)開放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次，STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時間（約35％）和加工時間（約50％）。
目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學(xué)術(shù)機構(gòu)。美國的STEPTools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，他已經(jīng)開發(fā)了用作數(shù)控機床加工信息交換的超級模型(SuperModel)，其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機上進行了驗證。2對我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進技術(shù)，消化吸收，初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善，我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實施產(chǎn)業(yè)化的研究，進入市場競爭階段。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實質(zhì)性進步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機床的國內(nèi)市場占有率達50％，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達到了10％。
縱觀我國數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過4個5年計劃的攻關(guān)，總體來看取得了以下成績。
a.奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、數(shù)控主機、專機及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。
b.初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機生產(chǎn)廠以及北京第一機床廠、濟南第一機床廠等若干數(shù)控主機生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。
c.建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊伍。
雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長足的進步，但我們也要清醒地認(rèn)識到，我國高端數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國的現(xiàn)實需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發(fā)展速度很快，但橫向比（與國外對比）不僅技術(shù)水平有差距，在某些方面發(fā)展速度也有差距，即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴大趨勢。從國際上來看，對我國數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計大致如下。
a.技術(shù)水平上，與國外先進水平大約落后10～15年，在高精尖技術(shù)方面則更大。
b.產(chǎn)業(yè)化水平上，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規(guī)模生產(chǎn)；功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低；外觀質(zhì)量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng)，用戶信心不足。
c.可持續(xù)發(fā)展的能力上，對競爭前數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)、工程化能力較弱；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。
分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面。
a.認(rèn)識方面。對國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進程艱巨性、復(fù)雜性和長期性的特點認(rèn)識不足；對市場的不規(guī)范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足；對我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。
b.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候多，從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候少；沒有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。
c.機制方面。不良機制造成人才流失，又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新，且制約了規(guī)劃的有效實施，往往規(guī)劃理想，實施困難。
d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強，核心技術(shù)的工程化能力不強。機床標(biāo)準(zhǔn)落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。
3對我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考3.1戰(zhàn)略考慮
我國是制造大國，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進制造核心技術(shù)，否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國制造業(yè)將進一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位，這樣將會嚴(yán)重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進程。
我們應(yīng)站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題，首先從社會安全看，因為制造業(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業(yè)的壓力，保障社會的穩(wěn)定；其次從國防安全看，西方發(fā)達國家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國家的戰(zhàn)略物質(zhì)，對我國實現(xiàn)禁運和限制，“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。3.2發(fā)展策略
從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展
強調(diào)市場需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機床、典型數(shù)字化機械、重點行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會有價格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。
在高精尖裝備研發(fā)方面，要強調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo)，按國家意志實施攻關(guān)，以解決國家之急需。
在競爭前數(shù)控技術(shù)方面，強調(diào)創(chuàng)新，強調(diào)研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
摘要將多媒體技術(shù)應(yīng)用于地理信息系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題是：如何有效地管理多媒體數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)；其次，在區(qū)域分析過程中，怎樣實現(xiàn)多媒體播放功能.指出用擴充的關(guān)系數(shù)據(jù)模型作為多媒體數(shù)據(jù)模型較適宜；多媒體功能的實現(xiàn)則取決于多媒體數(shù)據(jù)的格式是否為RIFF格式以及對多媒體數(shù)據(jù)的應(yīng)用要求.最后展示了多媒體技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用前景.
關(guān)鍵詞多媒體技術(shù)，地理信息系統(tǒng)，空間數(shù)據(jù)，屬性數(shù)據(jù)，區(qū)域分析，數(shù)據(jù)模型.
現(xiàn)今由于多媒體技術(shù)的迅速崛起和高速發(fā)展，越來越多的應(yīng)用軟件都大量使用了多媒體技術(shù).如果將多媒體技術(shù)應(yīng)用于地理信息系統(tǒng)(geographicinformationsystem，簡稱GIS)軟件中，勢必大大增強GIS信息的表現(xiàn)能力，擴大GIS的應(yīng)用領(lǐng)域.那么怎樣將多媒體技術(shù)應(yīng)用于GIS軟件中呢我們認(rèn)為應(yīng)從兩方面來設(shè)計：其一是怎樣將多媒體數(shù)據(jù)溶于GIS數(shù)據(jù)庫中，并保證提供GIS軟件的雙向檢索及各種分析功能；其二是在應(yīng)用過程中，怎樣實現(xiàn)多媒體的播放功能.以下就這兩個內(nèi)容及其應(yīng)用前景談?wù)勎覀兊目捶?
1多媒體數(shù)據(jù)的有效管理
通常，應(yīng)用軟件中的多媒體數(shù)據(jù)有兩種生成方式：一種是媒體播放之前，將其數(shù)字化到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，播放時從數(shù)據(jù)庫中取數(shù)據(jù)；另一種是播放時，邊生成邊播放.而GIS軟件中的數(shù)據(jù)庫又分為空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫，即我們可根據(jù)媒體數(shù)據(jù)的特性或應(yīng)用軟件的要求將多媒體數(shù)據(jù)分別溶于空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫中.
1.1GIS數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的管理
1.1.1GIS空間數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的管理目前，多數(shù)GIS應(yīng)用軟件所能描述的空間目標(biāo)都是靜態(tài)的，實際上，很多GIS所要表達和研究的空間目標(biāo)都不會是一成不變的，因此，GIS研究者已廣泛關(guān)注能對時空過程和時空目標(biāo)進行描述和分析的時態(tài)GIS(temporalGIS).時態(tài)GIS的組織核心是時空數(shù)據(jù)庫，即設(shè)計一個合理的時空數(shù)據(jù)模型是建立時態(tài)GIS的關(guān)鍵所在.雖然目前還沒有較成熟的能支持時態(tài)GIS產(chǎn)品的時空數(shù)據(jù)模型，一但時空數(shù)據(jù)模型的研究有所突破，不僅能解決時態(tài)GIS的應(yīng)用問題，還將解決空間數(shù)據(jù)庫中動畫數(shù)據(jù)的管理問題，即可通過使用動畫技術(shù)來實現(xiàn)在屏幕上動態(tài)播放時空過程.如動態(tài)顯示衛(wèi)星云圖的變化情況、地殼變動情況、森林沙化和城市化情況以及海岸或河灘的侵蝕或淤積變化情況等.
有關(guān)時空數(shù)據(jù)模型，張祖勛［1］提出使用分級索引方法來對基本修正法進行改進.這種方法就是不存貯研究區(qū)域中每個狀態(tài)的全部信息，而只存貯某個時間的數(shù)據(jù)狀態(tài)(稱為基態(tài))以及相對于基態(tài)或鄰近狀態(tài)的變化量.在此基礎(chǔ)上，建立分級索引，以便能快速找到所需的時空過程的數(shù)據(jù).
要使用這種建索引的基本修正法，需要考慮兩個問題，一個是如何建立索引；另一個是如何設(shè)計用來描述兩個狀態(tài)變化量的差文件.
關(guān)于建索引的問題，筆者認(rèn)為：基態(tài)，亦a,b,c,d分別表示時態(tài)GIS的4個時期；T.時間軸；t0,t1,…,tn分別表示時態(tài)在GIS某個時期的n+1個時態(tài)，其中tn為基態(tài)，即“現(xiàn)在”時態(tài)一次數(shù)據(jù)狀態(tài)——“現(xiàn)在”時態(tài)總是變化的，每產(chǎn)生一個新的現(xiàn)在時態(tài)，就應(yīng)生成一個現(xiàn)在時態(tài)與前一次時態(tài)的差文件，同時根據(jù)現(xiàn)在時態(tài)所處的時間位置來決定是否產(chǎn)生新的索引差文件.以四叉樹為例，如圖1所示，當(dāng)n為2i(i=2,3,…)的整數(shù)倍時，就需產(chǎn)生tn-2i～tn的索引差文件.相應(yīng)地為了減少索引差文件所占的存貯空間，而又不影響對任一時態(tài)的檢索速度，可將tn-2i+1～tn-2i的索引差文件刪掉，所刪的索引名文件個數(shù)正好比新建的索引差文件個數(shù)少一個.
關(guān)于差文件，筆者認(rèn)為在設(shè)計中應(yīng)考慮如下幾個因素.(1)由于差文件是通過對兩個時態(tài)的目標(biāo)信息進行異或而產(chǎn)生的，這意味著差文件包含有兩類目標(biāo)信息：一類是前一時態(tài)有而后一時態(tài)無的目標(biāo)信息；另一類是前一時態(tài)無而后一時態(tài)有的目標(biāo)信息.為了能根據(jù)差文件快速、連續(xù)地由一個狀態(tài)到過去另一狀態(tài)或最近另一狀態(tài)進行檢索，應(yīng)在差文件中將這兩類目標(biāo)信息予以標(biāo)識區(qū)分.(2)兩個狀態(tài)之間目標(biāo)變化應(yīng)是有對應(yīng)關(guān)系的，即01(目標(biāo)從無到有)；10(目標(biāo)從有到無)；1N(目標(biāo)從一個變成多個)；N1(目標(biāo)從多個變成一個)，以及目標(biāo)空間信息無變化，屬性信息有變化；目標(biāo)局部空間信息有變化等.為了能進行快速檢索，在差文件中應(yīng)將兩類各目標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系予以標(biāo)明，當(dāng)然，這會增加差文件生成過程的復(fù)雜性.(3)和所有地圖數(shù)據(jù)庫模型類似，差文件也由空間信息、屬性信息和關(guān)系信息組成，差文件中應(yīng)將每個目標(biāo)這3種信息之間的關(guān)系予以標(biāo)明.
1.1.2GIS屬性數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的管理有些G
IS的應(yīng)用中，認(rèn)為多媒體數(shù)據(jù)是一種特殊的專題屬性數(shù)據(jù).怎樣選擇多媒體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型，使得既能遵循其自身特點，又能有效地建立起它與空間數(shù)據(jù)的聯(lián)系，是多媒體技術(shù)在GIS應(yīng)用中的關(guān)鍵所在.
目前，多數(shù)GIS屬性數(shù)據(jù)庫使用的是關(guān)系模型.為能將關(guān)系模型應(yīng)用于多媒體數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，就必須對現(xiàn)有的關(guān)系模型進行擴充，使它不但能處理格式化數(shù)據(jù)，也能處理非格式化數(shù)據(jù).楊學(xué)良［2］就這個問題提出了3種技術(shù)策略：將多媒體數(shù)據(jù)文件名作為關(guān)系中元組某列(或?qū)傩?；將每個元組作為一個完整文件保存；元組中存貯格式化數(shù)據(jù)以及非格式化數(shù)據(jù)的引用項，而非格式化數(shù)據(jù)單獨存貯.
對比這3種技術(shù)策略，第一種技術(shù)策略方法簡單、容易實現(xiàn)，適宜于對多媒體數(shù)據(jù)進行播放.第二、三種技術(shù)策略雖然能夠?qū)崿F(xiàn)并發(fā)控制和恢復(fù)，以及實現(xiàn)對多媒體數(shù)據(jù)進行編輯和拮取的應(yīng)用，但由于此兩種技術(shù)策略將每個元組所對應(yīng)的空間目標(biāo)的專業(yè)屬性和多媒體屬性混在一起，這既增大了應(yīng)用程序設(shè)計的復(fù)雜性，又不利于那些只需使用空間目標(biāo)的專業(yè)屬性的一些應(yīng)用的實現(xiàn).為此，我們認(rèn)為，在第一種技術(shù)策略的基礎(chǔ)上，增加一個或多個屬性項，用于存放多媒體數(shù)據(jù)的文件信息和數(shù)據(jù)流信息，當(dāng)我們需要對多媒體數(shù)據(jù)文件進行特殊應(yīng)用時，可根據(jù)文件信息和數(shù)據(jù)流信息對多媒體數(shù)據(jù)文件進行操作.
1.2GIS區(qū)域分析中多媒體數(shù)據(jù)的生成
多媒體數(shù)據(jù)生成的另一種方式是在GIS應(yīng)用中，邊統(tǒng)計、分析運算，邊生成結(jié)果數(shù)據(jù)——多媒體數(shù)據(jù).
1.2.1空間分析中多媒體數(shù)據(jù)的生成空間分析是一組分析結(jié)果依賴于所分析對象的位置信息技術(shù)［3］，因此，空間分析要求獲得目標(biāo)的空間位置及其屬性描述兩方面信息.空間分析主要有：地形分析、疊加分析、緩沖區(qū)分析和網(wǎng)絡(luò)分析等.
為了能更清楚地表示上述一些空間分析的結(jié)果，我們可用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來實現(xiàn).所謂虛擬現(xiàn)實［4］是一種由計算機生成的高級人機交互系統(tǒng)，即構(gòu)成一個以視覺感受為主，也包括聽覺、觸覺、嗅覺的可感知環(huán)境，使用者通過專門的設(shè)備可在這個環(huán)境中實現(xiàn)觀察、觸摸、操作、檢測等試驗，有身臨其境之感.比如，可用虛擬技術(shù)來觀察地形分析或網(wǎng)絡(luò)分析得到的空間效果，使用者可用交互操作的方式來控制自己與觀察對象的角度、距離以及光照等，使觀察對象隨使用者的操作而動態(tài)旋轉(zhuǎn).此時以動畫形式顯示的媒體數(shù)據(jù)隨使用者的操作產(chǎn)生并顯示.
1.2.2統(tǒng)計分析中多媒體數(shù)據(jù)的生成統(tǒng)計分析就是用數(shù)理統(tǒng)計方法開展區(qū)域分析.數(shù)理統(tǒng)計方法主要有：統(tǒng)計特征值、研究兩種或多種地理現(xiàn)象之間的相關(guān)分析，通過一組實際觀測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)變量之間因果關(guān)系的回歸分析，以及主成分分析等.
為了更加形象化，我們可以將數(shù)理統(tǒng)計結(jié)果以直方圖、曲線、曲面或區(qū)劃圖表示，甚至可以將重要的部分以醒目的顏色、特殊的符號或閃爍的顯示形式來告訴使用者，還可以配上解說詞，以增加系統(tǒng)的感染力，而表現(xiàn)這些現(xiàn)象的媒體數(shù)據(jù)是在統(tǒng)計分析之后由系統(tǒng)自動生成并播放的.
2GIS應(yīng)用系統(tǒng)中多媒體功能的實現(xiàn)
在GIS應(yīng)用軟件中進行多媒體功能實現(xiàn)，首先是受GIS應(yīng)用軟件自身開發(fā)平臺的限制.多數(shù)情況下，GIS應(yīng)用軟件的多媒體開發(fā)平臺宜選擇編程語言，如VC++，VB或BC++等，以利于和GIS應(yīng)用軟件相結(jié)合.一旦多媒體開發(fā)環(huán)境確定下來，那么怎樣實現(xiàn)區(qū)域分析中多媒體功能
2.1空間數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的播放
由前所述，空間數(shù)據(jù)庫中存貯的多是各期間的時空數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)與MCI所能接受的多媒體文件格式RIFF(resourceinterchangefileformat)不同，所以應(yīng)用程序不能直接調(diào)用MCI函數(shù)和API函數(shù)，必須根據(jù)時態(tài)GIS的空間數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，設(shè)計一個相應(yīng)的動畫播放程序來實現(xiàn)動態(tài)顯示功能.
下面簡述動態(tài)顯示時態(tài)GIS中ti～tj狀態(tài)的算法步驟(0≤i≤j≤n，其中n為現(xiàn)在時態(tài)).(1)由基態(tài)開始檢索各索引差文件直到生成ti狀態(tài)信息.(2)顯示ti狀態(tài)信息.(3)根據(jù)ti差文件，擦除ti狀態(tài)有而ti+1狀態(tài)無的信息，顯示ti狀態(tài)無而ti+1狀態(tài)有的信息.(4)i+1i.(5)當(dāng)i＜j時，轉(zhuǎn)(3)；否則結(jié)束.
字4
如果用上述算法來實現(xiàn)動態(tài)顯示時空過程，還有很多細節(jié)需要設(shè)計.首先，在(1)步驟，從基態(tài)開始，逐級逐步檢索，每檢索到一個狀態(tài)差文件，就需根據(jù)差文件來生成該狀態(tài)信息，直到ti狀態(tài)處；其次，在(3)中，需要用到動畫技術(shù)，擦除前一狀態(tài)信息實質(zhì)為恢復(fù)該處顯示內(nèi)容，而顯示后一狀態(tài)信息之前，需保存后一處信息內(nèi)容，再予以顯示新狀態(tài)信息.
性數(shù)據(jù)庫中多媒體數(shù)據(jù)的應(yīng)用
一般來說，多媒體數(shù)據(jù)主要應(yīng)用于兩個方面：一個是簡單播放；另一個是對多媒體數(shù)據(jù)進行編輯和拮取.對于前者，只要使用MCI函數(shù)或API函數(shù)按屬性數(shù)據(jù)庫中其他屬性的要求進行播放；對于后者，這就要求程序員熟悉多媒體數(shù)據(jù)文件格式RIFF，根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)的文件信息和數(shù)據(jù)流信息，通過調(diào)用多媒體文件輸入/輸出函數(shù)來實現(xiàn)多媒體的播放、編輯、拮取以及同步控制等操作.
3多媒體技術(shù)在GIS中的應(yīng)用前景
(1)實現(xiàn)資源信息的科學(xué)管理，提供信息服務(wù).GIS一改為用戶管理提供單一的圖表、數(shù)據(jù)信息形式，而在管理空間信息的同時，對圖形、圖象、視頻、聲音、動畫等形式的信息進行管理和播放，大大增加了信息的表現(xiàn)能力.(2)家庭教育和個人娛樂.將多媒體和GIS溶于一身，會豐富教育、娛樂軟件的內(nèi)容及表現(xiàn)手段.比如有關(guān)地理、歷史等課程的教學(xué)軟件和娛樂軟件的設(shè)計.(3)銷售和演示信息系統(tǒng).GIS和多媒體技術(shù)合為一體的這類系統(tǒng)會比以往的信息系統(tǒng)更具有表現(xiàn)力.比如房地產(chǎn)公司的銷售系統(tǒng)，既能表明所售住房的空間位置，又能從中檢索其住房環(huán)境及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且可以動態(tài)地刪去當(dāng)天已售出的房子，給出不同價格等；旅游導(dǎo)游系統(tǒng)，可以在為觀光游客制定導(dǎo)游路線時，就能對不同地方的景點產(chǎn)生身臨其境的感覺.總之，將多媒體技術(shù)和GIS技術(shù)相結(jié)合，是計算機應(yīng)用領(lǐng)域的一個發(fā)展方向，它會改變?nèi)藗兊墓ぷ?、生活、思維方式，推動信息社會的前進.
廠輸煤系統(tǒng)使用的是5T龍門式裝卸橋，跨度為40.5m，抓斗的提升、開閉機構(gòu)由二臺45KW繞線式異步電動機驅(qū)動，小車行走機構(gòu)分別由二臺22KW繞線式異步電動機驅(qū)動，大車行走機構(gòu)分別由二臺11KW繞線式異步電動機驅(qū)動。在抓斗的提升、開閉，大車及小車前進、后退的傳動控制過程中，為了確保機械設(shè)備運行的平穩(wěn)性，采用了繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串接電阻的調(diào)速方式。在多年的使用過程中發(fā)現(xiàn)該控制方式中存在著很多難以解決的問題，比如調(diào)速性能差、接觸器動作頻繁致使經(jīng)常更換接觸器、串接電阻故障多、操作不規(guī)范造成電氣回路及機械部件損壞等。
一、問題的提出
經(jīng)現(xiàn)場實地查看，發(fā)現(xiàn)，該5T龍門式裝卸橋的抓斗的提升、開閉以及小車的前進后退的調(diào)速性能均較差，而且使用按扭控制起停、主令開關(guān)設(shè)定速度段，這樣就會有兩種情況：1.繞線式異步電動機一起動很快達到設(shè)定的電機最大轉(zhuǎn)速，速度太高以及變化太快容易造成電器、機械部件的損壞；2.如設(shè)定速度低則會延長等待時間，使生產(chǎn)效率降低。另外，針對抓斗的提升及下放也存在一些潛在的問題，即：當(dāng)抓斗提升，但在空中停車再起動時，有可能致使抓斗出現(xiàn)“溜車”現(xiàn)象（輕微下滑），這時電機工作在反接制動狀態(tài)，但是制動轉(zhuǎn)矩小于負載轉(zhuǎn)矩，電機電流非常大。當(dāng)下放抓斗時，電機在重力與電動轉(zhuǎn)矩的作用下以極快的速度運行在第四象限，電機工作在回饋制動狀態(tài)，轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速，停車時（抱閘），由于抓斗的慣性及下降速度太快停車效果差，非常危險。針對上述問題，現(xiàn)要采用變頻調(diào)速技術(shù)予以解決。
二、抓斗的提升、開閉變頻控制
抓斗有兩臺電機控制即抓斗開合電機、抓斗提升電機。抓斗抓煤時，僅有開合電機運轉(zhuǎn)，抓滿煤開始提升時，提升和開合兩臺電機均要工作，相互間需要有速度配合才可使系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行。根據(jù)以往制作類似提升、下放重物變頻控制裝置的經(jīng)驗及查閱ABB公司起重專用變頻器的相關(guān)技術(shù)資料，變頻器采用制動單元和制動電阻后能夠提供100%的制動轉(zhuǎn)矩，使抓斗下放時，電機工作在制動狀態(tài)，變頻器的制動單元能夠完全吸收掉這部分能量使電機穩(wěn)定工作在第四象限，且轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)。這些通過調(diào)整開合電機變頻器及提升電機變頻器的頻率、
加速時間，使之相互配合，調(diào)整方便。
抓斗的提升、開閉機構(gòu)采用SIEMENSS7-200系列PLC控制，其輸入、輸出均由繼電器進行隔離。采用PLC控制后使系統(tǒng)的維護量大大減少，修改或調(diào)整控制關(guān)系靈活、方便。
三、大車、小車運行機構(gòu)變頻控制
該系統(tǒng)的大車、小車運行機構(gòu)基本象似，都是由兩臺電機控制，只是電機的功率不一樣，對兩臺電機分別采用兩臺相同的西門子MASTERDRIVES系列矢量控制型變頻器進行起動及速度控制。由于兩臺電機是驅(qū)動的同一負載，為保證兩臺電機的同步運行，每臺變頻器均配置一塊TSY型同步板來實現(xiàn)同步控制。每臺變頻器還需要加裝直流母線上的制動單元實現(xiàn)四象限運行。
采用變頻器調(diào)速時，每臺變頻器分別單獨供電。設(shè)定一臺變頻器為啟動變頻器，另一臺為工作變頻器，兩臺變頻器設(shè)置參數(shù)完全一致，在SIEMENSPLC（S7-200系列）的控制下，繞線電機的轉(zhuǎn)子短接接觸器吸合。在接受到起動按扭發(fā)出的起動命令及速度信號后，兩臺變頻器同步工作，當(dāng)需要快速停車或反向運轉(zhuǎn)時，兩臺電機的能量回饋通過制動單元釋放，達到快速起停的目的。
四、其它
原轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速方式的控制裝置的電源和控制部分回路保持不變，變頻控制與原控制系統(tǒng)可通過轉(zhuǎn)換開關(guān)相互切換。四臺變頻器均采用矢量型變頻器并配以制動單元、制動電阻以確保在機械失靈的情況下人身及設(shè)備的安全。由于變頻器調(diào)速屬高效調(diào)速系統(tǒng)，運行效率高，調(diào)速靈活、方便，系統(tǒng)反應(yīng)速度快，所以采用變頻器控制并沒有影響龍門抓的抓煤量。
五、小結(jié)
該系統(tǒng)經(jīng)改造后運行近一年來，未出現(xiàn)電器或機械部件損壞，操作簡便，減少了操作人員操作強度，為我公司帶來了可觀的經(jīng)濟效益。需要補充的是如果有條件的話可在抓斗控制機械制動回路增加變頻器故障跳閘聯(lián)鎖，變頻器一旦故障機械制動立即動作，使之停車，這樣龍門抓的運行可靠性將會得到大大提高。
[摘要]本文介紹了一種PLC與變頻調(diào)速器構(gòu)成的多分支通訊網(wǎng)絡(luò)，闡明了該網(wǎng)絡(luò)控制調(diào)速系統(tǒng)與一般模擬量控制調(diào)速系統(tǒng)相比的優(yōu)越性，給出了系統(tǒng)框圖及PLC程序。
[關(guān)鍵詞]PLC變頻調(diào)速器多電機控制網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議
一、引言
以變頻調(diào)速器為調(diào)速控制器的同步控制系統(tǒng)、比例控制系統(tǒng)和同速系統(tǒng)等已廣泛應(yīng)用于冶金、機械、紡織、化工等行業(yè)。以比例控制系統(tǒng)為例，一般的系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。
工作時操作人員通過控制機（可為PLC或工業(yè)PC）設(shè)定比例運行參數(shù)，然后控制機通過D/A轉(zhuǎn)換模件發(fā)出控制變頻調(diào)速器的速度指令使各個變頻調(diào)速器帶動電機按一定的速度比例運轉(zhuǎn)。此方案對電機數(shù)目不多，電機分布比較集中的應(yīng)用系統(tǒng)較合適。但對于大規(guī)模生產(chǎn)自動線，一方面電機數(shù)目較多，另一方面電機分布距離較遠。采用此控制方案時由于速度指令信號在長距離傳輸中的衰減和外界的干擾，使整個系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和可靠性降低；同時大量D/A轉(zhuǎn)換模件使系統(tǒng)成本增加。為此我們提出了PLC與變頻調(diào)速器構(gòu)成多分支通訊控制網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)成本較低、信號傳輸距離遠、抗干擾能力強，尤其適合遠距離，多電機控制。
二、系統(tǒng)硬件構(gòu)成
系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由下列組件構(gòu)成；
1、FX0N—24MR為PLC基本單元，執(zhí)行系統(tǒng)及用戶軟件，是系統(tǒng)的核心。
2、FX0N—485ADP為FX0N系統(tǒng)PLC的通訊適配器，該模塊的主要作用是在計算機—PLC通訊系統(tǒng)中作為子站接受計算機發(fā)給PLC的信息或在多PLC構(gòu)成n:n網(wǎng)絡(luò)時作為網(wǎng)絡(luò)適配器，一般只作為規(guī)定協(xié)議的收信單元使用。本文作者在分析其結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將其作為通訊主站使用，完成變頻調(diào)速器控制信號的發(fā)送。
3、FR—CU03為FR—A044系列比例調(diào)速器的計算機連接單元，符合RS—422/RS—485通訊規(guī)范，用于實現(xiàn)計算機與多臺變頻調(diào)速器的連網(wǎng)。通過該單元能夠在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)變頻調(diào)速器的運行控制（如啟動、停止、運行頻率設(shè)定）、參數(shù)設(shè)定和狀態(tài)監(jiān)控等功能，是變頻器的網(wǎng)絡(luò)接口。
4、FR—A044變頻調(diào)查器，實現(xiàn)電機調(diào)速。
在1:n（本文中為1:3）多分支通訊網(wǎng)絡(luò)中，每個變頻器為一個子站，每個子站均有一個站號，事先由參數(shù)設(shè)定單元設(shè)定。工作過程中，PLC通過FX0N—485ADP發(fā)有關(guān)命令信息后，各個子站均收到該信息，然后每個子站判斷該信息的站號地址是否與本站站號一致。若一致則處理該信息并返回應(yīng)答信息；若不一致則放棄該信息的處理，這樣就保證了在網(wǎng)絡(luò)上同時只有一個子站與主站交換信息。
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三、軟件設(shè)計
1、通訊協(xié)議
FR—CU03規(guī)定計算機與變頻器的通訊過程如圖3所示，
該過程最多分5個階段。?、計算機發(fā)出通訊請求；?、變頻器處理等待；?、變頻器作出應(yīng)答；?、計算機處理等待；?、計算機作出應(yīng)答。根據(jù)不同的通訊要求完成相應(yīng)的過程，如寫變頻器啟停控制命令時完成?~?三個過程；監(jiān)視變頻器運行頻率時完成五個過程。不論是寫數(shù)據(jù)還是讀數(shù)據(jù)，均有計算機發(fā)出請求，變頻器只是被動接受請求并作出應(yīng)答。每個階段的數(shù)據(jù)格式均有差別。圖4分別為寫變頻器控制命令和變頻器運行頻率的數(shù)據(jù)格式。
2、PLC編程
要實現(xiàn)對變頻器的控制，必須對PLC進行編程，通過程序?qū)崿F(xiàn)PLC與變頻器信息交換的控制。PLC程序應(yīng)完成FX0N—485ADP通訊適配器的初始化、控制命令字的組合、代碼轉(zhuǎn)換及變頻器應(yīng)答信息的處理等工作。PLC梯形圖程序（部分程序）如圖5所示。字串2
程序中通訊發(fā)送緩沖區(qū)為D127~D149；接受緩沖區(qū)為D150~D160。電機1啟動、停止分別由X0的上升、下降沿控制；電機2啟動、停止分別由X1的上升、下降沿控制；電機3啟動、停止分別由X2的上升、下降沿控制。程序由系統(tǒng)起始脈沖M8002初始化FX0N—485ADP的通訊協(xié)議；然后進行啟動、停止信號的處理。以電機1啟動為例，X0的上升沿M50吸合，變頻器1的站號送入D130，運行命令字送入D135，ENQ、寫運行命令的控制字和等待時間等由編程器事先寫入D131、D132、D133；接著求校驗和并送入D136、D137；最后置M8122允許RS指令發(fā)送控制信息到。變頻器受到信號后立刻返回應(yīng)答信息，此信息FX0N—485ADP收到后置M8132，PLC根據(jù)情況作出相應(yīng)處理后結(jié)束程序。
四、結(jié)語
1、實際使用表明，該方案能夠?qū)崿F(xiàn)PLC通過網(wǎng)絡(luò)對變頻調(diào)速器的運行控制、參數(shù)設(shè)定和運行狀態(tài)監(jiān)控。
2、該系統(tǒng)最多可控制變頻調(diào)速器32臺，最大距離500m。
3、控制多臺變頻器，成本明
顯低于D/A控制方式。
4、隨著變頻器的增加，通訊延遲加大，系統(tǒng)響應(yīng)速度低于D/A控制方式。
中強電動工具有限公司信息化建設(shè)經(jīng)驗/施吉鳴
摘要：本文介紹了國家電動工具制造行業(yè)骨干企業(yè)寧波經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)中強電動工具有限公司CIMS工程實施與應(yīng)用過程中的經(jīng)驗，為寧波市、浙江省制造企業(yè)實施CIMS提供了可借鑒的模式。
關(guān)鍵詞：CIMS；CAD；PDM；ERP
1993年正式投產(chǎn)的中強電動工具有限公司在我國電動工具制造行業(yè)競爭近乎白灼化的今天不僅站穩(wěn)了腳跟，而且實現(xiàn)了產(chǎn)量和銷售平均每年遞增35%以上的快速增長，人均產(chǎn)值及利潤連續(xù)多年在全國同行業(yè)中處于領(lǐng)先水平，目前已成為中國首屈一指的各類中高檔電動工具專業(yè)制造商，擁有員工2000人，年產(chǎn)值10億元。中強公司的優(yōu)勢在于秉承“以人為本，科技創(chuàng)新”的立業(yè)理念，采用最有效的管理模式，集約社會資源，擁有產(chǎn)品市場和技術(shù)開發(fā)兩大核心競爭力，而核心競爭力的背后則是擁有完善和強大的IT體系。
1CIMS工程概況
中強公司的CIMS工程主要由計算機網(wǎng)絡(luò)/數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)、工程設(shè)計（CAD）分系統(tǒng)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）分系統(tǒng)、企業(yè)資源計劃（ERP）分系統(tǒng)等四部分組成，包括：
工程設(shè)計（CAD）分系統(tǒng)：二維CAD繪圖設(shè)計已完全普及，引進三維設(shè)計軟件并逐步應(yīng)用在新產(chǎn)品造型設(shè)計、總體設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、零部件設(shè)計及總體裝配等工作中，大大加快了設(shè)計開發(fā)進程，并提高了設(shè)計質(zhì)量，優(yōu)化了產(chǎn)品設(shè)計，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。
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產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）分系統(tǒng)：采用上海思普信息技術(shù)有限公司開發(fā)并由寧波聯(lián)科電腦技術(shù)有限公司實施的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（SIPM/PDM）系統(tǒng)和圖檔管理系統(tǒng)EDM，有效地解決了設(shè)計流程、技術(shù)資料的規(guī)范化，技術(shù)信息傳遞、流轉(zhuǎn)、反饋快速流暢，并保證了數(shù)據(jù)的完整性、安全性和保密性，目前已運行在公司產(chǎn)品設(shè)計部門，實現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計、工作流程的無紙化管理。
企業(yè)資源計劃（ERP）分系統(tǒng)：采用寧波萬通軟件公司ERP系統(tǒng)，并分批實施了制造數(shù)據(jù)管理、銷售管理、技術(shù)工藝管理、生產(chǎn)計劃、車間作業(yè)、物料需求計劃、采購管理、庫存管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、設(shè)備管理、計件工資成本管理、PDM接口等一系列子系統(tǒng)，此外還開發(fā)實施了基于Internet的訂貨管理子系統(tǒng)，作為銷售管理子系統(tǒng)的上游子系統(tǒng)，為其提供數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)集成：在基本完成各分系統(tǒng)應(yīng)用后，對整個項目的系統(tǒng)集成進行了安裝和調(diào)試，目前，整個系統(tǒng)已經(jīng)可以集成運行，實現(xiàn)了CAD、PDM和ERP的信息集成。
通過CIMS工程的實施，中強公司在管理上已逐步形成一套快速響應(yīng)市場變化、滿足客戶需求的企業(yè)內(nèi)部運行機制，實現(xiàn)了產(chǎn)品銷售、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)計劃、物料管理、財務(wù)管理等各個部門業(yè)務(wù)管理計算機化。
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2軟件產(chǎn)品的選擇
在中強公司CIMS工程中，主要應(yīng)用軟件均采用了國產(chǎn)軟件，如IntelCAD和PDM軟件是上海思普信息技術(shù)有限公司的自主軟件產(chǎn)品，ERP系統(tǒng)選用的是萬通軟件有限公司自主研究開發(fā)的ERP系統(tǒng)軟件，國產(chǎn)軟件費用占軟件總費用的70%以上。選用國產(chǎn)軟件主要是基于以下考慮：
2.1考慮中國國情。國外有許多好的管理軟件，但是拿到中國后多數(shù)都不太適用，有些企業(yè)就是勉強用了也用不好。究其原因，主要是中國的企業(yè)管理水平和現(xiàn)狀很難與國外軟件的標(biāo)準(zhǔn)管理模式融合。企業(yè)花了很大的代價，花了很長的時間，實施的結(jié)果是棄之不舍，留之難用。中強公司選用的這些應(yīng)用軟件有較多的國情化處理，比較符合中國企業(yè)的實際情況，技術(shù)上較成熟，在國內(nèi)有廣泛的用戶，且軟件公司具有雄厚的技術(shù)實力和豐富的實施經(jīng)驗，技術(shù)支持力度強。
2.2考慮投入產(chǎn)出。企業(yè)做任何事情都要考慮投入產(chǎn)出，要考慮風(fēng)險，國外軟件動則幾十萬上百萬美元，對國內(nèi)企業(yè)來講是一個不小的負擔(dān)，同時也增加了軟件實施的風(fēng)險，還有軟件今后的升級費用等問題，都需要企業(yè)認(rèn)真考慮。目前，國產(chǎn)軟件（如兩維CAD、PDM、ERP等）的水平有了很大的提高，已能夠滿足國內(nèi)企業(yè)實際工作的需要。字串6
2.3考慮售后服務(wù)。軟
件特別是象ERP、PDM這樣大型軟件的實施都會有一個較長的周期，企業(yè)應(yīng)用咨詢、軟件原理培訓(xùn)、軟件應(yīng)用培訓(xùn)、軟件客戶化修改都是必不可少的，國外軟件高昂的技術(shù)支持費用是國內(nèi)企業(yè)難以承受的，更難長時間承受。同時國外軟件的封閉性使國內(nèi)企業(yè)的軟件人員很難進行修改和變動。而國產(chǎn)軟件則不同，盡管國產(chǎn)軟件也要收取技術(shù)支持費用，但其收費標(biāo)準(zhǔn)國內(nèi)企業(yè)可以承受，而且國產(chǎn)軟件其源代碼相對開放，較大的客戶化變動委托給軟件公司，一般性的修改完全可以由企業(yè)自己來解決。
當(dāng)然，國產(chǎn)應(yīng)用軟件也不是十全十美，今后應(yīng)該在專用界面、決策支持、特別是PDM軟件在工程項目中的管理與控制、安全性管理、工作流的并發(fā)機制處理、多BOM視圖形成等方面還須不斷改進和提高。
3CIMS工程的綜合效益
中強公司應(yīng)用國產(chǎn)軟件實施CIMS工程，不僅提高了企業(yè)管理水平，同時也獲得了良好的經(jīng)濟效益。直接經(jīng)濟效益如表一所示。
表一：直接經(jīng)濟效益
響應(yīng)市場的速度
提高了30%，對快速占領(lǐng)市場發(fā)揮了重要作用。
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新產(chǎn)品開發(fā)
開發(fā)速度加快25%以上，為新產(chǎn)品及早占領(lǐng)市場搶得先機。
生產(chǎn)率
提高生產(chǎn)率17%。
資金周轉(zhuǎn)率
提高資金周轉(zhuǎn)率0.2次，公司每年可節(jié)省開支90萬元。
間接經(jīng)濟效益則表現(xiàn)在：
l規(guī)范了企業(yè)的基礎(chǔ)管理和運作方式，使公司建立起科學(xué)的管理體系和快速反應(yīng)的企業(yè)經(jīng)營機制，推動了企業(yè)管理流程的規(guī)范化、制度化，使各部門職責(zé)更加明確、科學(xué)合理。
l大大提高了工作效率，增加了管理工作的深度，提高了管理工作水平。
l提高企業(yè)的聲譽，增強了市場的競爭能力和應(yīng)變能力。
此外，中強公司CIMS工程所產(chǎn)生的社會效益也是顯著的，一方面為寧波市、浙江省制造企業(yè)實施CIMS提供了可貴的經(jīng)驗和可借鑒的模式，具有廣泛的示范意義和推廣應(yīng)用價值，另一方面，為國產(chǎn)軟件的發(fā)展和完善提供了機遇和舞臺，樹立了國內(nèi)企業(yè)使用國產(chǎn)軟件的信心，促進了國產(chǎn)軟件的不斷發(fā)展和提高。同時，實施CIMS工程，使中強公司產(chǎn)品更具有市場競爭能力，能以較高性價比的產(chǎn)品滿足日益增長的市場需要，為加速我國電動工具行業(yè)的發(fā)展貢獻了力量。
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4結(jié)論
中強公司CIMS工程的實施與應(yīng)用，使中強公司建立了高速、通暢的計算機通訊網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了CIMS各分系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)了公司內(nèi)部的信息以及與Internet信息的集成，初步實現(xiàn)網(wǎng)上的供應(yīng)鏈管理及售后服務(wù)管理，同時，為公司發(fā)展成為以寧波為管理、技術(shù)、銷售中心，以各地的生產(chǎn)基地為基礎(chǔ)，通過Internet和Intranet，實現(xiàn)對生產(chǎn)基地的營銷、技術(shù)、資金等方面的管理，實現(xiàn)與國內(nèi)外客戶和供應(yīng)商的廣泛聯(lián)系與合作，能快速響應(yīng)市場變化的敏捷制造型企業(yè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。
無錫市制造業(yè)信息化ASP公共服務(wù)平臺
隨著社會經(jīng)濟和科技的飛速發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)正在發(fā)生深刻的變化，電信業(yè)務(wù)正在逐漸從傳統(tǒng)的以電話業(yè)務(wù)為主的窄帶業(yè)務(wù)向集語音、高速數(shù)據(jù)和圖像為一體的多媒體寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展。多媒體通信已成為建立公用寬帶網(wǎng)的主要動力。傳統(tǒng)電話網(wǎng)將不可避免要過渡到以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、特別是IP業(yè)務(wù)為中心的下一代電信網(wǎng)，這些都對電信網(wǎng)的寬帶化提出了迫切的要求。
寬帶網(wǎng)絡(luò)就是依靠寬帶技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)體系。眾所周知，多媒體信息的數(shù)據(jù)含量遠遠超過以前以單一形式傳輸信息的數(shù)據(jù)量，在傳輸速率不能降低并且同時信息容量增大的情況下，電信網(wǎng)絡(luò)必須努力提高傳輸通道的容量和速度，否則必然不能保障信息及時、準(zhǔn)確、完整地傳遞。因此，要實現(xiàn)社會信息的多媒體化，必須依靠寬帶技術(shù)。
寬帶網(wǎng)絡(luò)按其技術(shù)結(jié)構(gòu)來說可以分為寬帶傳輸網(wǎng)、寬帶交換網(wǎng)和寬帶接入網(wǎng)三個部分。傳輸網(wǎng)是所有信息元素傳輸?shù)幕A(chǔ)通道，信息單元和數(shù)據(jù)就是通過傳輸網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)從源地址到目的地址的轉(zhuǎn)移。寬帶交換網(wǎng)絡(luò)通過對信息的接收、分揀和轉(zhuǎn)發(fā)的過程，實現(xiàn)了信息的相互交換過程；接入網(wǎng)是整個寬帶網(wǎng)絡(luò)中與用戶相連的最后一段，用戶通過接入網(wǎng)連接到寬帶網(wǎng)上。
寬帶接入網(wǎng)
接入網(wǎng)的建設(shè)占全網(wǎng)投資的比例較大，是技術(shù)最復(fù)雜、實施最困難、影響面最廣的一部分。要因地制宜，因時制宜，盡量合理地發(fā)展接入網(wǎng)。先進的光纖接入網(wǎng)發(fā)展既要考慮光纖接入網(wǎng)與原電纜接入網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的兼容性，又要明確接入網(wǎng)的全光纖化方向；既要節(jié)省投資成本，又要堅持高起點、分期實施的原則。因此在接入網(wǎng)的建設(shè)過程中我們應(yīng)該循序漸進，從低速業(yè)務(wù)開始，逐漸向高速業(yè)務(wù)發(fā)展。當(dāng)前常用的窄帶接入技術(shù)有頻帶Modem技術(shù)，V.90標(biāo)準(zhǔn)的Modem下行速率是56kbps；窄帶ISDN接入技術(shù)能在一對普通的電話線上，通過基本速率（2B＋D，144kbps）接口，為用戶提供端到端的全數(shù)字連接的多種電信業(yè)務(wù)。目前，寬帶接入技術(shù)主要有下列幾種：
（一）基于電信網(wǎng)用戶線的數(shù)字用戶線（DSL）接入技術(shù)
DSL技術(shù)是一系列基于雙絞銅線的用戶線高速傳輸技術(shù)，包括HDSL、SDSL、ADSL、RADSL及IDSL等，統(tǒng)稱為xDSL。
ADSL
ADSL（非對稱數(shù)字用戶線）技術(shù)，其下行速率達8Mbps，上行速率達640kbps，能傳輸3～5km的距離。ADSL所支持的主要業(yè)務(wù)是因特網(wǎng)和電話，該技術(shù)接入速度可滿足寬帶因特網(wǎng)接入和部分寬帶應(yīng)用（如會議電視、視頻點播等）。更重要的是結(jié)合ATM等寬帶干線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以支持廣播級的視頻分發(fā)和VoD。
利用ADSL技術(shù)開展寬帶接入業(yè)務(wù)的優(yōu)勢非常明顯，首先可以充分利用電信網(wǎng)現(xiàn)有的銅纜資源，保護這一巨大投資，并充分發(fā)揮銅線的潛力。其次，用戶隨時可以上網(wǎng)，無需每次重新建立連接，而且不會影響電話的使用，每個用戶都可以獨享高速通道，沒有阻塞問題。其主要缺點是對線對的要求苛刻，目前只有大約30％的線對可以開通ADSL業(yè)務(wù)。
目前一種簡化型的、無分路器的ADSL標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)問世，稱為G.Lite。其基本特點有兩點：第一是速率降低到1.5Mbps左右，第二是在用戶端不用電話分路器，價格可以下降，安裝更為方便。它具有自適應(yīng)速率適配能力，抗射頻干擾的能力比ADSL強，主要業(yè)務(wù)為因特網(wǎng)接入、Web瀏覽、IP電話、遠程教育、在家工作、可視電話和電話等。
VDSL系統(tǒng)
有關(guān)ADSL系統(tǒng)發(fā)展的第二個趨勢是進一步提高系統(tǒng)的下行帶寬，即演變成甚高速數(shù)字用戶線（VDSL）系統(tǒng)。這種技術(shù)在雙絞線上下行傳輸速率可以擴展至25Mbps～52Mbps，同時允許
1．5Mbps的上行速率，其傳輸距離則分別縮短至1000m或300m左右。很適合光纖到小區(qū)（FTTC）的接入方式。由于它能提供高速接入帶寬，且能滿足高清晰度電視和視頻點播的要求，所以是一種比較現(xiàn)實的、理想的寬帶混合接入方案。
（二）基于CATV網(wǎng)HFC傳輸設(shè)施的電纜調(diào)制解調(diào)器（CableModem）接入技術(shù)
有線電視網(wǎng)是用來傳輸模擬電視信號的地面網(wǎng)絡(luò)，所有用戶共享下行帶寬，是真正的寬帶網(wǎng)絡(luò)。HFC（HybridFiberCoaxial，光纜同軸混合）技術(shù)推動了CATV網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，HFC網(wǎng)不僅可以提供原有的有線電視業(yè)務(wù)，而且可以提供話音、數(shù)據(jù)以及其他交互型業(yè)務(wù)。CableModem方案是以HFC為基礎(chǔ)的高速接入技術(shù)，CableModem用戶共享下行數(shù)據(jù)帶寬，而每一個子信道下行通道的數(shù)據(jù)吞吐量都可以達到25Mbps～40Mbps。
傳統(tǒng)的有線網(wǎng)只能傳輸單向業(yè)務(wù)，必須升級為雙向的HFC網(wǎng)絡(luò)才能實現(xiàn)雙向?qū)拵鬏敂?shù)字化多媒體信息，可開通VoD、遠程教學(xué)、遠程醫(yī)療、因特網(wǎng)高速接入及語音電話等多種新的增值業(yè)務(wù)。CableModem的開通率高，不存在ADSL因線纜質(zhì)量和串?dāng)_引起的開通率低的問題，只會因為共享用戶數(shù)的增多而降低每個用戶的可用數(shù)據(jù)帶寬。
（三）基于光纜的寬帶光纖接入技術(shù)
寬帶有源光接入
在各種寬帶光纖接入網(wǎng)技術(shù)中，采用了SDH技術(shù)的接入網(wǎng)系統(tǒng)是應(yīng)用最普遍的。這種系統(tǒng)可稱之為有源光接入，主要是為了與基于無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的接入系統(tǒng)相對比。SDH技術(shù)是一種成熟、標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，在骨干網(wǎng)中被廣泛采用。在接入網(wǎng)中應(yīng)用SDH技術(shù)，可以將SDH技術(shù)在核心網(wǎng)中的巨大帶寬優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢帶入接入網(wǎng)領(lǐng)域，充分利用SDH同步復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)化的光接口、強大的網(wǎng)管能力、靈活網(wǎng)絡(luò)拓撲能力和高可靠性帶來的好處，在接入網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展中長期受益。
SDH技術(shù)在接入網(wǎng)中的應(yīng)用雖然已經(jīng)很普遍，但仍只是FTTC（光纖到路邊）、FTTB（光纖到樓）的程度，光纖的巨大帶寬仍然沒有到戶。因此，要真正向用戶提供寬帶業(yè)務(wù)能力，單單采用SDH技術(shù)解決饋線、配線段的寬帶化是不夠的，在引入線部分可分別采用FTTB/C＋xDSL、FTTB/C＋CableModem、FTTB/C＋局域網(wǎng)接入等方式提供業(yè)務(wù)。
寬帶無源光接入網(wǎng)
基于ATM的無源光網(wǎng)絡(luò)（ATMPON）是既能提供傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，又能夠提供先進多媒體業(yè)務(wù)的寬帶平臺。PON的業(yè)務(wù)透明性較好，原則上可適用于任何制式和速率的信號。APON下行采用TDM，而上行采用TDMA技術(shù)，其下行速率為622Mbps或155Mbps，上行速率為155Mbps，可給用戶提供靈活的高速接入。ATMPON最重要的特點就是其無源點到多點式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。光分配網(wǎng)絡(luò)中沒有有源器件，比有源的光網(wǎng)絡(luò)和銅線網(wǎng)絡(luò)簡單，更加可靠，易于維護。特別是如果FTTH大量使用，有源器件和電源備份系統(tǒng)從室外轉(zhuǎn)移到了室內(nèi)，對器件和設(shè)備的環(huán)境要求可以大大降低，維護周期可以加長。APON的標(biāo)準(zhǔn)化程度很高，使得大規(guī)模生產(chǎn)和降低成本成為可能。此外，ATM統(tǒng)計復(fù)用的特點也使ATMPON能比TDM方式的PON服務(wù)于更多的用戶，ATM的QoS優(yōu)勢也得以繼承。
采用波分復(fù)用技術(shù)是擴大光纖傳輸容量的一種有效手段。以波分復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ)的無源光網(wǎng)絡(luò)（WDMPON）用于接入網(wǎng)有著廣闊的發(fā)展前景。
摘要：本論文主要討論基于Client/Server數(shù)據(jù)完整性約束及其如何實施企業(yè)業(yè)務(wù)規(guī)則，并以SQLServer和PowerBuilder為例，介紹了數(shù)據(jù)完整性約束的實現(xiàn)技術(shù)。
關(guān)鍵詞：Client/Server，數(shù)據(jù)完整性約束,企業(yè)業(yè)務(wù)規(guī)則
DBMS已從早期的分散的一個個計算模型、網(wǎng)絡(luò)/文件服務(wù)計算模型(針對文件)發(fā)展到現(xiàn)在的Client/Server計算模型(針對表中的一行)。Client/Server模型是非對等的(decoupled)，客戶發(fā)出服務(wù)請求，服務(wù)器作出響應(yīng)，提供服務(wù)，即所謂的"請求驅(qū)動"。DB的Client/Server系統(tǒng)由DBServer、客戶應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)組成。DBServer(即后端)負責(zé)有效地管理系統(tǒng)的資源，主要負責(zé)數(shù)據(jù)處理、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)安全性、數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)的備份和恢復(fù)等?？蛻魬?yīng)用程序(即前端)是系統(tǒng)中供用戶與數(shù)據(jù)進行交互的部件，主要任務(wù)是提供交互式界面完成數(shù)據(jù)的錄入、分析、檢查和顯示，向DBServer發(fā)出請求(SQL語句)并接收結(jié)果和錯誤信息。網(wǎng)絡(luò)和通信軟件是系統(tǒng)中客戶和服務(wù)器之間數(shù)據(jù)傳送的工具。
由于現(xiàn)在的數(shù)據(jù)庫都是開放、多用戶共享，因此維護數(shù)據(jù)庫的正確性至關(guān)重要。數(shù)據(jù)庫的完整性描述為數(shù)據(jù)庫內(nèi)容的完整性約束集合，其中完整性約束指數(shù)據(jù)庫的一個狀態(tài)是否合理，這是一組謂詞。DBS檢查數(shù)據(jù)的狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換，判定它們是否合理，是否應(yīng)予接受。對一個數(shù)據(jù)庫操作，要判定其是否符合完整性約束，全部斷言無矛盾時才可以執(zhí)行。完整性約束的形式化定義I=(O,P,A,R),其中O是完整性約束所涉及的數(shù)據(jù)對象集合，P是對象所滿足的謂詞，A是觸發(fā)檢查的條件，R是約束不滿足時的反應(yīng)動作[2]
一、常見的數(shù)據(jù)完整性約束
根據(jù)分類角度不同，可將完整性約束分為如下幾類：
·域、元組、集合完整性
·立即約束和推遲(到EOT)約束
·狀態(tài)約束和狀態(tài)演變約束。
·標(biāo)準(zhǔn)和定制的數(shù)據(jù)完整性約束
實際的系統(tǒng)中，一般將數(shù)據(jù)完整性約束分為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)完整性約束和定制的數(shù)據(jù)完整性約束。標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)完整性約束是DBS已經(jīng)實現(xiàn)的內(nèi)部規(guī)則，包括域完整性、實體完整性和引用完整性。
域完整性(FieldIntegrity)保證一個數(shù)據(jù)庫不包含無意義的或不合理的值，即保證表的某一列的任何值是該列域(即合法的數(shù)據(jù)集合)的成員。方法是限制列的數(shù)據(jù)類型、精度、范圍、格式和長度等。
實體完整性(EntityIntegrity)保證一個表中的每一行必須是唯一的(元組的唯一性)。為保證實體完整性，需指定一個表中的一列或一組列作為它的主鍵(PrimaryKey)。一個表中每行的主鍵必須確實含有一個值。一個表只能含有一個主鍵，如需要從其它列中除去重復(fù)的值，可以將一個或一組非主鍵列指定為一個候選鍵或唯一值鍵。
引用完整性(ReferenceIntegrity)定義了一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫中不同的列和不同的表之間的關(guān)系(主鍵與外鍵)。要求一列或一組列中的值必須要與相關(guān)的一列或一組列中的值相匹配。從屬的一列或一組列稱之為外鍵(ForeignKey)。被引用的列或一組列稱之為父鍵，父鍵必須是一個主鍵或唯一鍵。外鍵屬于子表或明細表，父鍵屬于父表或主表。若父鍵和外鍵屬于同一表，則稱之為自引用完整性。子表某行的外鍵必須與主表的主鍵相匹配，只要依賴于某主鍵的外鍵仍存在，主表中包含該主鍵的行就不能刪除。
由于每個公司的數(shù)據(jù)庫都有自己獨特的業(yè)務(wù)規(guī)則集，所以系統(tǒng)必須有一種方式來實現(xiàn)定制的業(yè)務(wù)規(guī)則即定制的數(shù)據(jù)完整性約束。定制的數(shù)據(jù)完整性約束可由如下幾種方法實施。
一種最原始的方法是將將每一個完整性約束編入要訪問數(shù)據(jù)庫的每個應(yīng)用程序中，缺點是在每個相關(guān)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序中，開發(fā)者都要對相同的完整性規(guī)則進行編碼、測試和排錯。若某一規(guī)則變動，所有相關(guān)的應(yīng)用程序都得改動。應(yīng)用程序須向DBServer請求大量的數(shù)據(jù)，以執(zhí)行該應(yīng)用程序內(nèi)部的數(shù)據(jù)完整性規(guī)則檢查，這將阻塞網(wǎng)絡(luò)。因而這是一種耗時、低性能的方法。
用戶定義的數(shù)據(jù)類型(User-definedDataType)是由標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型導(dǎo)出的新數(shù)據(jù)類型，它比標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)類型更準(zhǔn)確地限定了數(shù)據(jù)輸入的范圍。
約束(Check)用于限制列的值域，在數(shù)據(jù)類型限制的基礎(chǔ)上對輸入的數(shù)據(jù)進一步進行限制。通過邏輯表達式來定義列的有效值。
缺省(Default)定義了一個數(shù)值，當(dāng)用戶向數(shù)據(jù)表插入數(shù)據(jù)時，若某個域未給定值，系統(tǒng)自動將定義在該域上的缺省作為輸入
值，保證數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的合理性。
規(guī)則(Rule)是一個用來綁定域或用戶定義數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)庫對象，規(guī)則說明了哪些數(shù)據(jù)可以輸入到域中。任何時刻，用戶輸入或修改數(shù)據(jù)（INSERT或UPDATE）,DBMS都將檢查該數(shù)據(jù)是否違反綁定在域上的規(guī)則。
存儲過程(StoredProcedure)是由編譯過的SQL語句、控制流語句、變量說明和賦值運算等組成的集合，由開發(fā)者創(chuàng)建并存儲在數(shù)據(jù)字典(大部分DBMS叫系統(tǒng)表)中。我們可以通過存儲過程中的語句來定義企業(yè)業(yè)務(wù)規(guī)則，特別對于復(fù)雜的表與表之間的餓關(guān)系，用存儲過程來實現(xiàn)將變得相當(dāng)容易。
觸發(fā)器(Trigger)也是一個存儲過程，該過程在插入、修改和刪除等操作事前或事后由DBS自動激發(fā)(執(zhí)行)。經(jīng)常用于實現(xiàn)邏輯上相關(guān)的數(shù)據(jù)表之間的數(shù)據(jù)完整性和一致性。觸發(fā)器非常適合于實施企業(yè)規(guī)則，如果某個輸入違反了其中的某個企業(yè)規(guī)則，觸發(fā)器可以顯示相應(yīng)錯誤并中止正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)庫動作。
網(wǎng)絡(luò)營銷是一種以消費者為導(dǎo)向，強調(diào)個人化的營銷方式
網(wǎng)絡(luò)營銷最大的特點在于以消費者為主導(dǎo)。消費者將擁有比過去更大的選擇自由，他們可根據(jù)自己的個性特點和需求在全球范圍內(nèi)尋找滿足品，不受地域限制。通過進入感興趣的的企業(yè)網(wǎng)址或虛擬商店，消費者可獲取產(chǎn)品的更多的相關(guān)信息，使購物更顯個性。
這種個性消費的發(fā)展將促使企業(yè)重新考慮其營銷戰(zhàn)略以消費者的個性需求作為提供產(chǎn)品及服務(wù)的出發(fā)點。但是，要真正實現(xiàn)個性營銷還必須解決龐大的促銷費用問題。網(wǎng)絡(luò)營銷的出現(xiàn)則為這一難題提供了可行的解決途徑。企業(yè)的各種銷售信息在網(wǎng)絡(luò)上將以數(shù)字化的形式存在，可以以極底的成本發(fā)送并能隨時根據(jù)需要進行修改，龐大的促銷費用因而得以節(jié)省。企業(yè)也可以根據(jù)消費者反饋的信息和要求通過自動服務(wù)系統(tǒng)提供特別服務(wù)。
網(wǎng)絡(luò)營銷具有極強的互動性是實現(xiàn)全程營銷的理想工具
傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的營銷管理強調(diào)4P（產(chǎn)品、價格、渠道和促銷）組合，現(xiàn)代營銷管理則追求4C(顧客、成本、方便和溝通)，然而無論那一種觀念都必須基于這樣一個前提：企業(yè)必須實行全程營銷，即必須由產(chǎn)品的設(shè)計階段開始就充分考慮消費者的需求和意愿。
遺憾的是，在實際操作中這一點往往難以做到。原因在于消費者與企業(yè)之間缺乏合適的溝通渠道或溝通成本太高。消費者一般只能針對現(xiàn)有產(chǎn)品提出建議或批評，對尚處于概念階段的產(chǎn)品難以涉足。此外，大多數(shù)的中小企業(yè)也缺乏足夠的資本用于了解消費者的各種潛在需求，他們只能憑自身能力或參照市場領(lǐng)導(dǎo)者的策略進行產(chǎn)品開發(fā)。
而在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，這一狀況將有所改觀。即使是中小企業(yè)也可以通過電子布告欄、線上討論廣場和電子郵件等方式，以極底成本在營銷的全過程中對消費者進行即時的信息搜索，消費者則有機會對產(chǎn)品從設(shè)計到定價（對采用理解價值定價法的企業(yè)尤為重要）和服務(wù)等一系列問題發(fā)表意見。這種雙向互動的溝通方式提高了消費者的參與性與積極性，更重要的是它能使、企業(yè)的決策有的放矢，從根本上提高消費者滿意度。
網(wǎng)絡(luò)營銷能滿足消費者對購物方便性的需求，提高消費者的購物效率
現(xiàn)代化的生活節(jié)奏已使消費者用于外出在商店購物的時間越來越短。在傳統(tǒng)的購物方式中，從商品買賣過程來看，一般需要經(jīng)過看樣棗選擇商品棗確定所需購買的商品棗付款結(jié)算棗包裝商品棗取貨（或送貨）等一系列過程。這個買賣過程大多數(shù)是在售貨地點完成的，短則幾分鐘，長則數(shù)個小時，在加上購買為購買商品去購物場所的路途時間、購買后的返途時間及在購買地的逗留時間，無疑是大大延長了商品的買賣過程，使消費者為購買商品而在時間和精力上作出很大的付出。同時，擁擠的交通和日益擴大的店面更延長了消費者購物所耗費的時間和精力。然而，在現(xiàn)代社會，隨著生活節(jié)奏的加快，使得人們越來越珍惜閑暇時間，越來越希望在閑暇時間內(nèi)從事一些有益于身心的活動，并充分地享受生活。在這中情況下，人們用于外出購物的時間越來越少。
網(wǎng)絡(luò)營銷給我們描繪了一個誘人的場景，是購物的過程不在是一種沉重的負擔(dān)，甚至有時還是一種休閑、一種娛樂。讓我們看一看網(wǎng)絡(luò)營銷是怎樣簡化購買過程的吧！
售前：向消費者提供豐富的的產(chǎn)品信息及相關(guān)資料（如質(zhì)量認(rèn)證、專家品評等），而且界面友好清晰，易于操作執(zhí)行。消費者可以在比較各種同類產(chǎn)品的性能價格比以后，作出購買決定。
一、影響計算機專業(yè)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的因素分析
1.獲取信息渠道的多元化，影響了學(xué)生寫作能力的培養(yǎng)隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們的生活發(fā)生著翻天覆地的變化。網(wǎng)絡(luò)給學(xué)生的生活和學(xué)習(xí)帶來了極大的樂趣與方便，雖然提高了學(xué)習(xí)效率，但同時也降低了學(xué)生的動手、動腦能力，嚴(yán)重影響了學(xué)生的寫作主動性。越來越多的學(xué)生成了電腦控、手機控，大量的時間浪費在玩電腦、玩手機上，能用在學(xué)習(xí)上的時間少之又少。當(dāng)需要寫作時，他們就從網(wǎng)絡(luò)上搜出一篇模板，修改完事，這樣“寫”出來的論文，質(zhì)量難以保證，該現(xiàn)象嚴(yán)重影響了學(xué)生的寫作能力。
2.學(xué)生忽視對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，致使學(xué)生掌握理解專業(yè)知識的廣度、深度不夠?qū)I(yè)知識的學(xué)習(xí)是在校大學(xué)生最基本、最重要的任務(wù)。只有靈活掌握與熟練運用專業(yè)知識，才能寫出好的論文來。而在校期間，大學(xué)生偏向參加一些不必要的活動、社團及協(xié)會，忽視了對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，造成了在解決問題時眼高手低的現(xiàn)象，甚至連最基本的專業(yè)知識都理解不了。經(jīng)過多年的知識累積，在畢業(yè)之際，學(xué)生竟然找不到可以研討的專業(yè)問題，這也是教育者需要認(rèn)真面對和思考的問題。
3.就業(yè)形式嚴(yán)峻，使學(xué)生不能全身心的投入畢業(yè)設(shè)計隨著畢業(yè)生數(shù)量的增加，就業(yè)壓力越來越大。學(xué)生要進行畢業(yè)設(shè)計，又要參加各種就業(yè)考試，顧此失彼。為了順利拿到畢業(yè)證、學(xué)位證，畢業(yè)設(shè)計應(yīng)付了事，在這種心理的驅(qū)使下，他們的畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量就可想而知了。
4.教學(xué)任務(wù)重，指導(dǎo)教師輔導(dǎo)學(xué)生的精力有限指導(dǎo)教師的教學(xué)、科研任務(wù)繁重，精力、時間有限，不能經(jīng)常給予學(xué)生指導(dǎo)，對發(fā)現(xiàn)的問題不能及時與學(xué)生溝通、交流，同時也沒有充分把學(xué)生引入到科學(xué)研究中，從而影響了畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。
二、提高計算機專業(yè)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的方案及建議
針對前文分析的影響計算機專業(yè)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的因素，本文提出了提高計算機專業(yè)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的分析模型，通過對學(xué)生參與科研情況、學(xué)生就業(yè)反饋情況、社會對畢業(yè)生技能需求情況等方面的調(diào)查，經(jīng)過分析研究制定了解決方案，從而切實提高了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量，分析模型如圖1所示。
1.學(xué)生參與科研情況分析
大學(xué)生參與科學(xué)研究能有效提高他們的動手能力，同時培養(yǎng)他們自主學(xué)習(xí)的意識與創(chuàng)新精神。通過讓學(xué)生參與科研項目的研究，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣很高，他們能很快融入科研氛圍中并能很快適應(yīng)角色的轉(zhuǎn)變，由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變成主動出擊，其動力和潛力能很快的釋放出來。在理論知識變成實踐能力的過程中，學(xué)生只有對自己研究方向范圍內(nèi)的知識有著較為深刻、透徹的了解，才能了解自己該學(xué)習(xí)和掌握哪些知識。同時通過不斷總結(jié)知識和積累經(jīng)驗，可以幫助他們建立一套適合自己的學(xué)習(xí)方法。學(xué)生的這種求是精神是提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的基礎(chǔ)和保障。
2.學(xué)生就業(yè)反饋情況及社會需求分析
通過對學(xué)生就業(yè)反饋情況及社會人才需求情況的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在校期間學(xué)習(xí)無目的、無目標(biāo)，而社會對他們的期望又很高，因此學(xué)生總在參加工作后才明白需要什么技能。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，可以采取多種方法來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如在原來的基礎(chǔ)上修改人才培養(yǎng)方案、定期請一些畢業(yè)生作報告等，來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使他們學(xué)習(xí)目標(biāo)更明確、更有針對性，從而為提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量打下堅實的專業(yè)知識基礎(chǔ)。
3.邀請招聘單位參與答辯
為了讓學(xué)生重視畢業(yè)設(shè)計，更為了給學(xué)生提供更多的就業(yè)機會，在畢業(yè)設(shè)計答辯時邀請一些用人單位來答辯現(xiàn)場觀摩，與用人單位達成協(xié)議，同意用人單位現(xiàn)場招人。這樣既可以調(diào)動學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計的積極性，又能展示學(xué)生的綜合素質(zhì)和專業(yè)技能。在制度的驅(qū)動下，學(xué)生就會精心準(zhǔn)備，認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計，從而保證畢了業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。
4.創(chuàng)新教學(xué)模式
計算機專業(yè)畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)應(yīng)用實踐型人才的一個重要環(huán)節(jié)。目前，“填鴨式”的授課方式使學(xué)生缺乏獨立思考的時間，更缺乏創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。學(xué)生在課堂上不停地被灌輸知識，卻很少有時間去消化，使學(xué)生產(chǎn)生了學(xué)習(xí)疲勞情緒，學(xué)習(xí)效果較差。因此，首先應(yīng)加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)計算機專業(yè)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力。其次在授課過程中，教師要改變教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提高學(xué)習(xí)效果。
三、結(jié)語
本文首先分析了計算機專業(yè)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量下降的原因，隨后提出了提高計算機專業(yè)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的分析模型及建議。計算機專業(yè)畢業(yè)設(shè)計是實踐教學(xué)中的一個很重要的環(huán)節(jié)，如何提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力一直是研究領(lǐng)域里涉及面很廣又比較復(fù)雜的問題。畢業(yè)設(shè)計的管理規(guī)范如何有效執(zhí)行和實施、如何讓大部分學(xué)生參與科研或者如何形成一個有效的管理制度等問題都是將來研究的重點。
本文作者：陳紀(jì)龍、姚江河、高賢強、司春景、勞東青 單位：塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院
