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工作原理炉腔时和计算机定时。基本功能是选择设定工作时间，设定时间过后，定时器自动切断微波炉主电路。微波加热的原理简单说来是：当微波辐射到食品上时，食品中总是含有一定量的水分，而水是由极性分子组成的，这种极性分子的取向将随微波场而变动。由于食品中水的极性分子的这种运动。以及相邻分子间的相互作用，产生了类似摩擦的现象，使水温升高，因此，食品的温度也就上升了。用微波加热的食品，因其内部也同时被加热，使整个物体受热均匀，升温速度也快。它以每秒亿次的频率，深入食物5cm进行加热，加速分子运转。就是这样
电磁场与微波技术，是电子信息类学科的一门非常重要的专业理论课，目的是满足学生以后从事微波天线以及射频类的相关工作需求。我整理了电磁场微波技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!
“电磁场与微波技术”课程的改革与实践
摘要：在对“电磁场与微波技术”课程的改革与实践中，分析了目前该课程的教学中存在的主要问题，结合课程特点和“三本院校”学生的实际情况，整合了电磁场与电磁波、微波技术和天线理论三门课程的主要内容，加强了该课程与工程实际的结合，适应了三本学校的应用型人才的目标，并通过教学方式和考核方式等方面的具体改革措施，提高了该课程的教学质量，尤其是提高了学生对该课程的相关知识和技术的实际应用能力。
关键词：电磁场与微波技术;工程实际;考核制度
作者简介：张具琴(1980-)，女，河南信阳人，黄河科技学院电子信息工程学院，讲师;贾洁(1982-)，女，河南安阳人，黄河科技学院电子信息工程学院，助教。(河南郑州450063)
中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1007-0079(2012)17-0054-02
随着信息时代的发展，作为信息主要载体发展方向的高频电磁波—微波，不仅在卫星通信、计算机通信、移动通信、雷达等高科技领域得到了广泛的应用，而且已经深入到了各行各业中，在人们的日常生活也扮演着重要角色。因此对于电子信息专业的学生来说，电磁场、微波技术与天线类课程在目前及今后都是不可缺少的主干专业课程。[1，2]但由于该课程的自身特点及对于该课程教学的一些传统认识，使得学生对该课程的知识和技能的学习和掌握不能满足国内对电磁场与微波技术及其相关专业人才的需求。为提高该课程教学质量和人才培养质量，尤其是针对三本院校的应用型人才培养目标，笔者认真分析了该课程教学中的问题，结合课程特点和“三本院校”学生的实际情况，对该课程进行了一系列的改革和实践探索，并取得了一定的成果。
一、“教”“学”中的主要问题
该课程传统的教学方法是以事实性知识传授为教学目标，即课程内容是介绍“是什么”“为什么”，而缺乏“怎么做”“怎么用”，过分强调理论，而缺乏对知识的实际应用。
目前该类课程所用教材多为一本学校编著，这些教材整体突出课程内容的完整性和理论分析的严密性。对于理论基础一般也较为薄弱、更注重实际应用能力的三本学生来说算是“天书一部”，学习起来也“味同嚼蜡”，教师授课也是事倍功半，教学效果很不理想，很多三本学校对该课程的开设是“形同虚设”。
该类课程的教学模式仍是以理论教学为主的，教学方法和内容很少涉及该课程的实际知识应用和人才就业的方向指导，结果学生学完后除了知道有很多公式推导外，对该课程其他方面相关内容知之甚少，所以缺乏学习动力，教学效果不佳。
对于该课程的考核制度多为“一刀切”模式，即“考试分数定高低”，未能考虑学生的个体差异，忽视学生学习能力、学习过程、学习方式差别，不能很好调动学生的积极性和主动性。
二、改革方法和措施
1.改革传统的事实性知识传授的教学目标，更注重对实际应用能力的培养
在教学内容中，增加具体理论的应用实例分析，[3]使学生对电磁场和微波的实用性有较好的认识;增加微波技术在新科技和社会生产生活中的实际应用的一些例子，使学生有更强的学习兴趣和学习动力;课程中很多知识点的引入，都以思考题和小的科研课题的形式提出，使学生应用所学的理论知识分析解决实际问题的能力与创新、研究能力得到相应的锻炼。
增开相应的微波实验项目，使学生的实际动手能力得到很好提高，考虑到实验室建设的成本的问题，可以通过先引入微波的仿真实验项目或者引入与现有的大学物理实验、通信原理实验等成熟实验项目相结合的实验项目。[4]
2.突破传统的一本院校所编教材的限制，使学生在有限的时间内掌握具有生命力的知识基础和必要技能，以满足高素质应用人才知识结构和素质结构的需求
在实际授课过程中注重将“电磁场与电磁波”、“微波技术”和“天线理论”有机结合，采用电磁场与微波技术结合的自编的简本教材为授课教材，把天线及应用作为扩展补充教材，将三者精要贯穿于教学中。这大大节约了理论教学时间，使学生有更多的时间参与到实践中去，有利于培养学生应具有的实践能力。
具体教学内容方面：加强了该课程中的最基本的电磁场的概念、定理的讲解，力求夯实该门课程的基础;增加了微波在新科技中的应用和微波的发展前景的介绍和大量的网络理论应用实例分析等，有利于学生学习目标、学习兴趣的建立和实际应用能力的提高;针对该门课程涉及知识面广、理论性较强的特点，对于只是涉及而非重点内容大胆删减或者采用增加附录的形式直接给出，这样有利于学生有针对性地学习;对于课程中的概念采用“量纲分析法”，使学生对概念的物理意义有更深地理解，应用起来能够更加娴熟;对于其他新知识的引入采用“概念—方程—新概念”教学模式，顺着学生的理解思路，水到渠成;更加注重了理论与实践的结合，每个具体的理论讲完后，立即有相应的实例分析，既有利于提高学生的实际分析问题的能力又有利于提高其学习兴趣。
3.改革传统的理论教学为主的教学方法，开展“以应用为基本出发点”的理论教学方法研究
(1)以应用为本，确定理论教学的研究方法。在教学大纲和简本教材中，弱化理论讲解，重视实际解决问题能力的提高，主要采用“用什么理论，讲什么理论”和选学、自学内容相结合的模式，即让大多数学生学到了本课程的主要内容，又让学有富余的学生得到更深层次的提高。
(2)注重对学生进行思维能力与应用能力的训练。改变传统的纯理论讲解、缺少实际应用实例的情况，在教学过程中注重理论讲解、实例分析、习题课相结合;以思考题和小的科研课题的形式，对学生进行有效的思维能力与应用能力训练。
(3)具体教学方法中，采用多种方法相结合，尤其是板书和多媒体相结合教学。对于主要理论、公式的推导，以板书教学为主，有利于学生的理解和接受;而对于一些介绍性知识、实例讲解和仿真实验方面，可辅以多媒体教学和动画演示，丰富学生的感性认识和知识量。
(4)注重案例教学。例如，以往年学生的毕业设计为案例，阐明微波是如何用来解决实际问题的;提出目前理论应用于实际的方向和技术瓶颈，鼓励同学们探索和研究，力争做到理论与实践相互联系，相互穿插，相辅相成，使学生真正从这门课程中学到“实惠”，即掌握了具体知识的应用，也为其以后的就业指明了方向。
(5)开设“第二课堂”教学法。针对学生层次的差异，可以采用课堂教学与网络教学相结合的方式、给出小型科研调研题目等方式，[5，6]使每个学生的潜能都能得到最大的发挥。充分利用黄河科技学院(以下简称“我校”)的校企业合作平台，让学生利用半年左右的时间充分参与到微波天线企业一线的科研和生产中，在理解整机工作原理的基础上，研究实际的产品部件;通过在学生与学生之间、学生与老师之间、工程技术人员之间对出现问题的讨论，使学生更全面地思考和理解问题，另一方面也能使学生掌握和了解最新的知识，适应科技高速发展的需要，实现与时俱进。
4.改革传统的考核制度“一刀切”模式，开辟“多样化的柔性”考核制度
结合“因材施教”的指导方针，认真考虑学生的个体差异，增强“第二课堂”的作用，开设“老生研讨课”，加重过程考核，提出开卷考试制度等方案，极大地调动了学生的积极性和主动性，提高了教学效果。传统的终结性考核以理论知识、标准答案、闭卷形式为主。改革后的考核方式更加注重过程考核，加入调研报告成绩，课程小结成绩实，实践环节成绩;考试试卷上增设选做题目、课程设想等，给学生充足的学习空间，有利于激发学生的学习自主性，提高学习的自觉性和自学能力;考试采用开卷形式，重视知识的应用而弱化死记硬背，加强学生的应用能力的考核。
另外，本课程的教学中也广泛利用网上电子教案、习题库等教学资源，为学生的自学和课后复习提供了一定的空间，随着课程网络资源的建设，教学中可利用校园网实现网络教学、在线测试、在线答疑。
三、改革实践的效果
课程教学目标和教学内容的调整，理顺并抓住了根本，节省了时间，避免了枯燥繁冗的数学推导过程，使学生接触更多的工程实践，适应了三本学校的应用型人才目标;教学方法、教学手段的改革，加强了理论与实际的联系，避免了学生对该课程中一些难而无用的知识纠结，侧重工程实际应用，使他们的实践能力大大提高;考核方式的改革，使学生的学习积极性得到了全面地调动，学生能够主动参与到学习过程中，学习方式灵活、学习兴趣也有了很大的提高。
改革后学生能够积极主动地参与到“电磁场与微波技术”的学习中，通过亲身体验和相关内容的学习，积累和丰富直接经验，促进学生掌握了该课程的基本知识和基本技能，培养了学生的创新精神、实践能力和终身学习的能力。具体表现在以下几个方面：本课程的合格率达到了95%以上，优秀率将近40%;有近50%的学生投入到该课程的研讨式学习和科研课题研究中，6名同学在科技期刊上发表了科研论文;三届毕业设计有13名学生做了该方向的课题，[7]其中3名同学取得了优秀毕业设计的成绩;在两届全国大学生电子设计大赛中，2名同学选择了该方向的创新设计并取得了优异成绩;该方向的就业率和考研率都有很大提高，2005级以来三届近400名毕业生中就有15名学生从事该方向工作，实现了我校该方向就业的零的突破，有近30名毕业生选择该方向为研究生报考方向。
四、结束语
该课程的教学改革和实践在教学质量和人才培养方面取得了一定的成绩，但教学改革任重道远，要培养出既具有理论知识基础又具有较强实践能力的适应时代的高素质应用人才，必须与时俱进地调整和充实教学的各个环节，协调和配合好教学体制和机制的多方面才能达到最佳效果。
参考文献：
[1]盛振华.电磁场微波技术与天线[M].西安:西安电子科技大学出版社1995.
[2]李丽华.论三本院校电磁场与微波技术课程教学[J].投资与合作(学术版),2010,(9):64-65.
[3]陈帝伊,刘淑琴,许景辉,等.“电磁场理论”课程的教学改革探讨[J].电气电子教学学报,2009,(4):116-117.
[4]杨再旺,张淑娥.谈《电磁场与微波技术》实验方法改革[J].中国电力教育,2005,(S1):147-150.
[5]陈宏,费跃农,郑三元,等.研究性学习在“模拟电子技术”课程教学中的应用[J].电气电子教学学报,2009,(5):108-110.
[6]刘云.浅谈“微波技术与天线”课程中的创造力培养[J].电气电子教学学报,2011,(2):8-9.
[7]郑娟,蒋军.电磁场与微波技术方向毕业设计指导[J].黄山学院学报,2009,(3):125-127.
电磁场与微波技术，是电子信息类学科的一门非常重要的专业理论课，目的是满足学生以后从事微波天线以及射频类的相关工作需求。我整理了电磁场微波技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!
“电磁场与微波技术”课程的改革与实践
摘要：在对“电磁场与微波技术”课程的改革与实践中，分析了目前该课程的教学中存在的主要问题，结合课程特点和“三本院校”学生的实际情况，整合了电磁场与电磁波、微波技术和天线理论三门课程的主要内容，加强了该课程与工程实际的结合，适应了三本学校的应用型人才的目标，并通过教学方式和考核方式等方面的具体改革措施，提高了该课程的教学质量，尤其是提高了学生对该课程的相关知识和技术的实际应用能力。
关键词：电磁场与微波技术;工程实际;考核制度
作者简介：张具琴(1980-)，女，河南信阳人，黄河科技学院电子信息工程学院，讲师;贾洁(1982-)，女，河南安阳人，黄河科技学院电子信息工程学院，助教。(河南郑州450063)
中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1007-0079(2012)17-0054-02
随着信息时代的发展，作为信息主要载体发展方向的高频电磁波—微波，不仅在卫星通信、计算机通信、移动通信、雷达等高科技领域得到了广泛的应用，而且已经深入到了各行各业中，在人们的日常生活也扮演着重要角色。因此对于电子信息专业的学生来说，电磁场、微波技术与天线类课程在目前及今后都是不可缺少的主干专业课程。[1，2]但由于该课程的自身特点及对于该课程教学的一些传统认识，使得学生对该课程的知识和技能的学习和掌握不能满足国内对电磁场与微波技术及其相关专业人才的需求。为提高该课程教学质量和人才培养质量，尤其是针对三本院校的应用型人才培养目标，笔者认真分析了该课程教学中的问题，结合课程特点和“三本院校”学生的实际情况，对该课程进行了一系列的改革和实践探索，并取得了一定的成果。
一、“教”“学”中的主要问题
该课程传统的教学方法是以事实性知识传授为教学目标，即课程内容是介绍“是什么”“为什么”，而缺乏“怎么做”“怎么用”，过分强调理论，而缺乏对知识的实际应用。
目前该类课程所用教材多为一本学校编著，这些教材整体突出课程内容的完整性和理论分析的严密性。对于理论基础一般也较为薄弱、更注重实际应用能力的三本学生来说算是“天书一部”，学习起来也“味同嚼蜡”，教师授课也是事倍功半，教学效果很不理想，很多三本学校对该课程的开设是“形同虚设”。
该类课程的教学模式仍是以理论教学为主的，教学方法和内容很少涉及该课程的实际知识应用和人才就业的方向指导，结果学生学完后除了知道有很多公式推导外，对该课程其他方面相关内容知之甚少，所以缺乏学习动力，教学效果不佳。
对于该课程的考核制度多为“一刀切”模式，即“考试分数定高低”，未能考虑学生的个体差异，忽视学生学习能力、学习过程、学习方式差别，不能很好调动学生的积极性和主动性。
二、改革方法和措施
1.改革传统的事实性知识传授的教学目标，更注重对实际应用能力的培养
在教学内容中，增加具体理论的应用实例分析，[3]使学生对电磁场和微波的实用性有较好的认识;增加微波技术在新科技和社会生产生活中的实际应用的一些例子，使学生有更强的学习兴趣和学习动力;课程中很多知识点的引入，都以思考题和小的科研课题的形式提出，使学生应用所学的理论知识分析解决实际问题的能力与创新、研究能力得到相应的锻炼。
增开相应的微波实验项目，使学生的实际动手能力得到很好提高，考虑到实验室建设的成本的问题，可以通过先引入微波的仿真实验项目或者引入与现有的大学物理实验、通信原理实验等成熟实验项目相结合的实验项目。[4]
2.突破传统的一本院校所编教材的限制，使学生在有限的时间内掌握具有生命力的知识基础和必要技能，以满足高素质应用人才知识结构和素质结构的需求
在实际授课过程中注重将“电磁场与电磁波”、“微波技术”和“天线理论”有机结合，采用电磁场与微波技术结合的自编的简本教材为授课教材，把天线及应用作为扩展补充教材，将三者精要贯穿于教学中。这大大节约了理论教学时间，使学生有更多的时间参与到实践中去，有利于培养学生应具有的实践能力。
具体教学内容方面：加强了该课程中的最基本的电磁场的概念、定理的讲解，力求夯实该门课程的基础;增加了微波在新科技中的应用和微波的发展前景的介绍和大量的网络理论应用实例分析等，有利于学生学习目标、学习兴趣的建立和实际应用能力的提高;针对该门课程涉及知识面广、理论性较强的特点，对于只是涉及而非重点内容大胆删减或者采用增加附录的形式直接给出，这样有利于学生有针对性地学习;对于课程中的概念采用“量纲分析法”，使学生对概念的物理意义有更深地理解，应用起来能够更加娴熟;对于其他新知识的引入采用“概念—方程—新概念”教学模式，顺着学生的理解思路，水到渠成;更加注重了理论与实践的结合，每个具体的理论讲完后，立即有相应的实例分析，既有利于提高学生的实际分析问题的能力又有利于提高其学习兴趣。
3.改革传统的理论教学为主的教学方法，开展“以应用为基本出发点”的理论教学方法研究
(1)以应用为本，确定理论教学的研究方法。在教学大纲和简本教材中，弱化理论讲解，重视实际解决问题能力的提高，主要采用“用什么理论，讲什么理论”和选学、自学内容相结合的模式，即让大多数学生学到了本课程的主要内容，又让学有富余的学生得到更深层次的提高。
(2)注重对学生进行思维能力与应用能力的训练。改变传统的纯理论讲解、缺少实际应用实例的情况，在教学过程中注重理论讲解、实例分析、习题课相结合;以思考题和小的科研课题的形式，对学生进行有效的思维能力与应用能力训练。
(3)具体教学方法中，采用多种方法相结合，尤其是板书和多媒体相结合教学。对于主要理论、公式的推导，以板书教学为主，有利于学生的理解和接受;而对于一些介绍性知识、实例讲解和仿真实验方面，可辅以多媒体教学和动画演示，丰富学生的感性认识和知识量。
(4)注重案例教学。例如，以往年学生的毕业设计为案例，阐明微波是如何用来解决实际问题的;提出目前理论应用于实际的方向和技术瓶颈，鼓励同学们探索和研究，力争做到理论与实践相互联系，相互穿插，相辅相成，使学生真正从这门课程中学到“实惠”，即掌握了具体知识的应用，也为其以后的就业指明了方向。
(5)开设“第二课堂”教学法。针对学生层次的差异，可以采用课堂教学与网络教学相结合的方式、给出小型科研调研题目等方式，[5，6]使每个学生的潜能都能得到最大的发挥。充分利用黄河科技学院(以下简称“我校”)的校企业合作平台，让学生利用半年左右的时间充分参与到微波天线企业一线的科研和生产中，在理解整机工作原理的基础上，研究实际的产品部件;通过在学生与学生之间、学生与老师之间、工程技术人员之间对出现问题的讨论，使学生更全面地思考和理解问题，另一方面也能使学生掌握和了解最新的知识，适应科技高速发展的需要，实现与时俱进。
4.改革传统的考核制度“一刀切”模式，开辟“多样化的柔性”考核制度
结合“因材施教”的指导方针，认真考虑学生的个体差异，增强“第二课堂”的作用，开设“老生研讨课”，加重过程考核，提出开卷考试制度等方案，极大地调动了学生的积极性和主动性，提高了教学效果。传统的终结性考核以理论知识、标准答案、闭卷形式为主。改革后的考核方式更加注重过程考核，加入调研报告成绩，课程小结成绩实，实践环节成绩;考试试卷上增设选做题目、课程设想等，给学生充足的学习空间，有利于激发学生的学习自主性，提高学习的自觉性和自学能力;考试采用开卷形式，重视知识的应用而弱化死记硬背，加强学生的应用能力的考核。
另外，本课程的教学中也广泛利用网上电子教案、习题库等教学资源，为学生的自学和课后复习提供了一定的空间，随着课程网络资源的建设，教学中可利用校园网实现网络教学、在线测试、在线答疑。
三、改革实践的效果
课程教学目标和教学内容的调整，理顺并抓住了根本，节省了时间，避免了枯燥繁冗的数学推导过程，使学生接触更多的工程实践，适应了三本学校的应用型人才目标;教学方法、教学手段的改革，加强了理论与实际的联系，避免了学生对该课程中一些难而无用的知识纠结，侧重工程实际应用，使他们的实践能力大大提高;考核方式的改革，使学生的学习积极性得到了全面地调动，学生能够主动参与到学习过程中，学习方式灵活、学习兴趣也有了很大的提高。
改革后学生能够积极主动地参与到“电磁场与微波技术”的学习中，通过亲身体验和相关内容的学习，积累和丰富直接经验，促进学生掌握了该课程的基本知识和基本技能，培养了学生的创新精神、实践能力和终身学习的能力。具体表现在以下几个方面：本课程的合格率达到了95%以上，优秀率将近40%;有近50%的学生投入到该课程的研讨式学习和科研课题研究中，6名同学在科技期刊上发表了科研论文;三届毕业设计有13名学生做了该方向的课题，[7]其中3名同学取得了优秀毕业设计的成绩;在两届全国大学生电子设计大赛中，2名同学选择了该方向的创新设计并取得了优异成绩;该方向的就业率和考研率都有很大提高，2005级以来三届近400名毕业生中就有15名学生从事该方向工作，实现了我校该方向就业的零的突破，有近30名毕业生选择该方向为研究生报考方向。
四、结束语
该课程的教学改革和实践在教学质量和人才培养方面取得了一定的成绩，但教学改革任重道远，要培养出既具有理论知识基础又具有较强实践能力的适应时代的高素质应用人才，必须与时俱进地调整和充实教学的各个环节，协调和配合好教学体制和机制的多方面才能达到最佳效果。
参考文献：
[1]盛振华.电磁场微波技术与天线[M].西安:西安电子科技大学出版社1995.
[2]李丽华.论三本院校电磁场与微波技术课程教学[J].投资与合作(学术版),2010,(9):64-65.
[3]陈帝伊,刘淑琴,许景辉,等.“电磁场理论”课程的教学改革探讨[J].电气电子教学学报,2009,(4):116-117.
[4]杨再旺,张淑娥.谈《电磁场与微波技术》实验方法改革[J].中国电力教育,2005,(S1):147-150.
[5]陈宏,费跃农,郑三元,等.研究性学习在“模拟电子技术”课程教学中的应用[J].电气电子教学学报,2009,(5):108-110.
[6]刘云.浅谈“微波技术与天线”课程中的创造力培养[J].电气电子教学学报,2011,(2):8-9.
[7]郑娟,蒋军.电磁场与微波技术方向毕业设计指导[J].黄山学院学报,2009,(3):125-127.
1、所谓多普勒效应就是，当声音，光和无线电波等振动源与观测者以相对速度V相对运动时，观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。因为这一现象是奥地利科学家多普勒最早发现的，所以称之为多普勒效应。多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位，测速，测距等工作的雷达。2、由多普勒效应所形成的频率变化叫做多普勒频移，它与相对速度V成正比，与振动的频率成正比。3、脉冲多普勒雷达的工作原理可表述如下：当雷达发射一固定频率的脉冲波对空扫描时，如遇到活动目标，回波的频率与发射波的频率出现频率差，称为多普勒频率。根据多普勒频率的大小，可测出目标对雷达的径向相对运动速度；根据发射脉冲和接收的时间差，可以测出目标的距离。同时用频率过滤方法检测目标的多普勒频率谱线，滤除干扰杂波的谱线，可使雷达从强杂波中分辨出目标信号。所以脉冲多普勒雷达比普通雷达的抗杂波干扰能力强，能探测出隐蔽在背景中的活动目标。
语言学毕业论文参考文献
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李运兴语篇翻译引论北京：中国对外翻译出版公司，2000
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拓展内容： 语文专业论文参考文献
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这篇博客的主要内容是对语音合成 （text to speech）的背景知识进行介绍。 希望可以让读者通俗易懂的了解语音合成的工作原理， 并对为了理解state-of-the-art text to speech 的算法做基础。这个简介主要基于这篇论文 “Wavenet: a generative model for raw audio”的附录介绍的。 论文链接如下： , 以及stanford CS224S的课程， 链接如下 语音合成是通过文字人工生成人类声音， 也可以说语音生成是给定一段文字去生成对应的人类读音。 这里声音是一个连续的模拟的信号。而合成过程是通过计算机， 数字信号去模拟。 这里就需要数字信号处理模拟信号信息，详细内容可参考 [1]。 图片1， 就是一个例子用来表示人类声音的信号图。 这里横轴是时间， 纵轴是声音幅度大小。声音有三个重要的指标， 振幅（amplitude） , 周期（period） 和 频率（frequency） 。 振幅指的是波的高低幅度，表示声音的强弱，周期和频率互为倒数的关系， 用来表示两个波之间的时间长度，或者每秒震动的次数。 而声音合成是根据声波的特点， 用数字的方式去生成类似人声的频率和振幅， 即音频的数字化。了解了音频的数字化，也就知道了我们要生成的目标函数。 音频的数字化主要有三个步骤。 取样（sampling） ：在音频数字化的过程，采样是指一个固定的频率对音频信号进行采样， 采样的频率越高， 对应的音频数据的保真度就越好。 当然， 数据量越大，需要的内存也就越大。 如果想完全无损采样， 需要使用Nyquist sampling frequency， 就是原音频的频率2倍。 量化 （quantization） ： 采样的信号都要进行量化， 把信号的幅度变成有限的离散数值。比如从0 到 1， 只有 四个量化值可以用0， ， ， 的话， 量化就是选择最近的量化值来表示。 编码 （coding ）：编码就是把每个数值用二进制的方式表示， 比如上面的例子， 就可以用2bit 二进制表示, 00, 01, 10, 11。 这样的数值用来保存在计算机上。 采样频率和采样量化级数是数字化声音的两个主要指标，直接影响声音的效果。 对于语音合成也是同样， 生成更高的采样频率和更多多的量化级数（比如16 bit）, 会产生更真实的声音。 通常有三个采样频率标准 1. 采样， 用于高品质CD 音乐 2. 采样， 用于语音通话， 中品质音乐 3 . 采样， 用于低品质声音。 而量化标准一般有8位字长（256阶）低品质量化 和16位字长（65536阶）高品质量化。 还有一个重要参数就是通道（channel）, 一次只采样一个声音波形为单通道， 一次采样多个声音波形就是多通道。 所以在语音合成的时候，产生的数据量是 数据量=采样频率* 量化位数*声道数 ， 单位是bit/s。 一般声道数都假设为1.。 采样率和量化位数都是语音合成里的重要指标，也就是设计好的神经网络1秒钟必须生成的数据量 。 文本分析就是把文字转成类似音标的东西。 比如下图就是一个文本分析，用来分析 “PG&E will file schedules on April 20. ” 文本分析主要有四个步骤， 文字的规范化， 语音分析， 还有韵律分析。 下面一一道来。 文本分析首先是要确认单词和句子的结束。 空格会被用来当做隔词符. 句子的结束一般用标点符号来确定， 比如问号和感叹号 （？！）, 但是句号有的时候要特别处理。 因为有些单词的缩写也包含句号， 比如 str. "My place on Main Str. is around the corner". 这些特别情况一般都会采取规则（rule）的方式过滤掉。 接下来 是把非文字信息变成对应的文字， 比如句子中里有日期， 电话号码， 或者其他阿拉伯数字和符号。 这里就举个例子， 比如， I was born April 14. 就要变成， I was born April fourteen. 这个过程其实非常繁琐，现实文字中充满了 缩写，比如CS, 拼写错误， 网络用语， tmr --> tomorrow. 解决方式还是主要依靠rule based method， 建立各种各样的判断关系来转变。 语音分析就是把每个单词中的发音单词标出来， 比如Fig. 3 中的P, 就对应p和iy, 作为发音。 这个时候也很容易发现，发音的音标和对应的字母 不是一一对应的关系，反而需要音标去对齐 （allignment）。 这个对齐问题很经典， 可以用很多机器学习的方法去解决， 比如Expectation–maximization algorithm. 韵律分析就是英语里的语音语调， 汉语中的抑扬顿挫。 我们还是以英语为例， 韵律分析主要包含了： 重音 (Accent)，边界 (boundaries), 音长 (duration)，主频率 (F0). 重音（Accent） 就是指哪个音节发生重一点。 对于一个句子或者一个单词都有重音。 单词的重音一般都会标出来，英语语法里面有学过， 比如banana 这个单词， 第二个音节就是重音。 而对于句子而言，一样有的单词会重音，有的单词会发轻音。 一般有新内容的名词， 动词， 或者形容词会做重音处理。 比如下面的英语句子， surprise 就会被重音了， 而句子的重音点也会落到单词的重音上， 第二个音节rised, 就被重音啦。 英语的重音规则是一套英语语法，读者可以自行百度搜索。 I’m a little sur prised to hear it cha racterized as up beat . 边界 （Boundaries） 就是用来判断声调的边界的。 一般都是一个短语结束后，有个语调的边界。 比如下面的句子， For language, 就有一个边界， 而I 后面也是一个边界. For language, I , the author of the blog, like Chinese. 音长（Duration） 就是每个音节的发声长度。 这个通俗易懂。 NLP 里可以假定每个音节单词长度相同都是 100ms, 或者根据英语语法， 动词， 形容词之类的去确定。 也可以通过大量的数据集去寻找规律。 主频率 （F0 ）就是声音的主频率。 应该说做傅里叶转换后， 值 (magnitude) 最大的那个。 也是人耳听到声音认定的频率。一个成年人的声音主频率在 100-300Hz 之间。 这个值可以用 线性回归来预测， 机器学习的方法预测也可以。一般会认为，人的声音频率是连续变化的，而且一个短语说完频率是下降趋势。 文本分析就介绍完了，这个方向比较偏语言学， 传统上是语言学家的研究方向，但是随着人工智能的兴起，这些feature 已经不用人为设计了，可以用端到端学习的方法来解决。 比如谷歌的文章 TACOTRON: TOWARDS END-TO-END SPEECH SYNTHESIS 就解救了我们。 这个部分就比较像我们算法工程师的工作内容了。 在未来的博客里， 会详细介绍如何用Wavenet 和WaveRNN 来实现这一步骤的。 今天这个博客就是简介一下算法。 这里说所谓的waveform synthesis 就是用这些 语言特征值（text features）去生成对应的声波，也就是生成前文所说的采样频率 和 振幅大小（对应的数字信号）。 这里面主要有两个算法。 串接合成（concatenative speech synthesis） ： 这个方法呢， 就是把记录下来的音节拼在一起来组成一句话，在通过调整语音语调让它听起来自然些。 比较有名的有双音节拼接（Diphone Synthesis） 和单音节拼接（Unit Selection Synthesis）。这个方法比较繁琐， 需要对音节进行对齐（alignment）， 调整音节的长短之类的。 参数合成 （Parametric Synthesis） ： 这个方法呢， 需要的内存比较小，是通过统计的方法来生成对应的声音。 模型一般有隐马尔科夫模型 （HMM），还有最近提出的神经网络算法Wavenet, WaveRNN. 对于隐马尔科夫模型的算法， 一般都会生成梅尔频率倒谱系数 （MFCC），这个是声音的特征值。 感兴趣的可以参考这篇博客 去了解 MFCC。 对于神经网络的算法来说， 一般都是生成256 个 quantized values 基于softmax 的分类器， 对应 声音的 256 个量化值。 WaveRNN 和wavenet 就是用这种方法生成的。 下面是我学习语音合成的一些资料， 其中stanford cs224s 是强力推荐的，但是这个讲义讲的逻辑不是很清楚， 要反复看才会懂。 UCSB Digital Speech Processing Course 课程, 声音信号处理的基础。 建议读一遍， 链接如下， Stanford CS224S WaveRNN, 音频的数字化，
一， 语音合成技术原理 语音合成（test to speech）,简称TTS。将文字转化为语音的一种技术，类似于人类的嘴巴，通过不同的音色说出想表达的内容。 在语音合成技术中，主要分为 语言分析部分 和 声学系统部分 ，也称为 前端部分 和 后端部分， 语言分析部分主要是根据输入的文字信息进行分析，生成对应的语言学规格书，想好该怎么读；声学系统部分主要是根据语音分析部分提供的语音学规格书，生成对应的音频，实现发声的功能。 1. 语言分析部分 语言分析部分的流程图具体如下，可以简单的描述出语言分析部分主要的工作。 文本结构与语种判断： 当需要合成的文本输入后，先要判断是什么语种，例如中文，英文，藏语，维语等，再根据对应语种的语法规则，把整段文字切分为单个的句子，并将切分好的句子传到后面的处理模块。 文本标准化： 在输入需要合成的文本中，有阿拉伯数字或字母，需要转化为文字。根据设置好的规则，使合成文本标准化。例如， “请问您是尾号为8967的机主吗？“8967”为阿拉伯数字，需要转化为汉字“八九六七”，这样便于进行文字标音等后续的工作；再如，对于数字的读法，刚才的“8967“为什么没有转化为”八千九百六十七“呢？因为在文本标准化的规则中，设定了”尾号为+数字“的格式规则，这种情况下数字按照这种方式播报。这就是文本标准化中设置的规则。 文本转音素： 在汉语的语音合成中，基本上是以拼音对文字标注的，所以我们需要把文字转化为相对应的拼音，但是有些字是多音字，怎么区分当前是哪个读音，就需要通过分词，词性句法分析，判断当前是哪个读音，并且是几声的音调。 例如，“南京市长 江大桥”为“nan2jing1shi4zhang3jiang1da4qiao2”或者“南京市 长江大桥”“nan2jing1shi4chang2jiang1da4qiao3”。 句读韵律预测： 人类在语言表达的时候总是附带着语气与感情，TTS合成的音频是为了模仿真实的人声，所以需要对文本进行韵律预测，什么地方需要停顿，停顿多久，哪个字或者词语需要重读，哪个词需要轻读等，实现声音的高低曲折，抑扬顿挫。 2 ．声学系统部分 声学系统部分目前主要有三种技术实现方式，分别为：波形拼接，参数合成以及端到端的语音合成技术。 1) 波形拼接语音合成 通过前期录制大量的音频，尽可能全的覆盖所有的音节音素，基于统计规则的大语料库拼接成对应的文本音频，所以波形拼接技术通过已有库中的音节进行拼接，实现语音合成的功能。一般此技术需要大量的录音，录音量越大，效果越好，一般做的好的音库，录音量在50小时以上。优点：音质好，情感真实。 缺点：需要的录音量大，覆盖要求高，字间协同过渡生硬，不平滑，不是很自然。 2) 参数语音合成技术 参数合成技术主要是通过数学方法对已有录音进行频谱特性参数建模，构建文本序列映射到语音特征的映射关系，生成参数合成器。所以当输入一个文本时，先将文本序列映射出对应的音频特征，再通过声学模型（声码器）将音频特征转化为我们听得懂的声音。优点：录音量小，可多个音色共同训练，字间协同过渡平滑，自然等。 缺点：音质没有波形拼接的好，机械感强，有杂音等。3) 端到端语音合成技术 端到端语音合成技术是目前比较火的技术，通过神经网络学习的方法，实现直接输入文本或者注音字符 ，中间为黑盒部分，然后输出合成音频，对复杂的语言分析部分得到了极大的简化。所以端到端的语音合成技术，大大降低了对语言学知识的要求，且可以实现多种语言的语音合成，不再受语言学知识的限制。通过端到端合成的音频，效果得到的进一步的优化，声音更加贴近真人。优点：对语言学知识要求降低，合成的音频拟人化程度更高，效果好，录音量小。 缺点：性能大大降低，合成的音频不能人为调优。 以上主要是对语音合成技术原理的简单介绍，也是目前语音合成主流应用的技术。当前的技术也再迭代更新，像端到端技术目前比较火的wavenet，Tacotron，Tacotron2以及deepvoice3等技术，感兴趣的朋友可以自己了解学习。 二， 技术边界 目前语音合成技术落地是比较成熟的，比如前面说到的各种播报场景，读小说，读新闻以及现在比较火的人机交互。但是目前的TTS还是存在着一些解决不掉的问题。 1. 拟人化 其实当前的TTS拟人化程度已经很高了，但是行业内的人一般都能听出来是否是合成的音频，因为合成音的整体韵律还是比真人要差很多，真人的声音是带有气息感和情感的，TTS合成的音频声音很逼近真人，但是在整体的韵律方面会显得很平稳，不会随着文本内容有大的起伏变化，单个字词可能还会有机械感。 2. 情绪化 真人在说话的时候，可以察觉到当前情绪状态，在语言表达时，通过声音就可以知道这个人是否开心，或者沮丧，也会结合表达的内容传达具体的情绪状态。单个TTS音库是做不到，例如在读小说的时候，小说中会有很多的场景，不同的情绪，但是用TTS合成的音频，整体感情和情绪是比较平稳的，没有很大的起伏。目前优化的方式有两种，一是加上背景音乐，不同的场景用不同的背景音乐，淡化合成音的感情情绪，让背景音烘托氛围。二是制作多种情绪下的合成音库，可以在不同的场景调用不同的音库来合成音频。 3. 定制化 当前我们听到语音合成厂商合成的音频时，整体效果还是不错的，很多客户会有定制化的需求，例如用自己企业职员的声音制作一个音库，想要达到和语音合成厂商一样的效果，这个是比较难的，目前语音合成厂商的录音员基本上都是专业的播音员，不是任何一个人就可以满足制作音库的标准，如果技术可以达到每一个人的声音都可以到达85%以上的还原，这将应用于更多的场景中。 三， 效果指标和技术指标 随着语音合成技术的发展，语音合成（TTS）已经应用于生活中的各个场景，实现了语音合成技术的应用落地。例如，在高铁，机场的语音播报工作，医院的叫号业务，以及现在比较火热的语音交互产品。语音合成的各种应用说明它不仅仅是一项技术，更是一款产品，作为产品，可以用哪些指标来衡量这款产品呢？ 下面将介绍两种衡量TTS产品的指标，效果指标和性能指标。1. 效果指标 1) MOS 值 目前关于TTS合成效果的评判标准，行业内一致认可的是mos值测试 ，找一些业内专家，对合成的音频效果进行打分，分值在1-5分之间，通过平均得到最后的分数，这就是mos值测试。 很显然这是一个主观的评分，没有具体的评分标准，这和个人对音色的喜好，对合成音频内容场景的掌握情况，以及对语音合成的了解程度是强相关的，所以算是仁者见仁，智者见智的测试方式。 由于TTS合成效果的评判主观性，导致在一些项目的验收中，不能明确出具体的验收标准，例如在定制音库的项目中，客户想做一个独有的定制音库，最后验收肯定是客户对合成音频效果满意，则成功验收，这是一个很主观的标准，怎么样才算满意呢？对于TTS厂商而言，这是不公平的。所以需要找一些可以量化的标准使得项目可以更好的验收，双方也不会因为合成效果出分歧。这里推荐一条验收标准，可以将语音合成效果量化， 分别对原始录音和合成音频进行盲测打分（mos值测试） ， 合成音频的mos值能达到原始录音的85% （数值可以根据项目情况来定） 以上 ， 就可验收 ，这样就可以把验收标准确定下来，且进行了量化。当然打分团队可以是客户和TTS厂商的人，也可以请第三方的人来打分，确保公平。 虽然mos值是一个比较主观的测试方式，但也有一些可评判的标准。例如在合成的音频中，多音字的读法，当前场景下数字的播报方式，英语的播报方式，以及在韵律方面，词语是否连在一起播报，应该重读的地方是否有重读，停顿的地方是否合理，音色是否符合应用于当前的这个场景，都可以在打分的时候做为得分失分的依据。 分享一个简单的评分标准，可作为参考依据。2) ABX 测评 合成效果对比性测试，选择相同的文本以及相同场景下的音色，用不同的TTS系统合成来对比哪个的合成效果较好，也是人为的主观判断，但是具有一定的对比性，哪一个TTS更适合当前的场景，以及合成的效果更好。 2. 性能指标 1) 实时率 在语音合成中，合成方式分为 非流式合成 和 流失合成 ， 非流失合成指的是一次性传入文本，一次性返回合成的文本音频；流式合成指的是文本传输给TTS时，TTS会分段传回合成的音频， 这样可以减少语音合成的等待时间，在播报的同时也在合成，不用等到整段音频合成完再进行播报，所以对于语音合成时间的一个指标就是实时率。实时率等于文字合成所需时长除以文字合成的音频总时长，下面是实时率的计算公式：为什么讲实时率会说到非流失合成和流式合成，因为在流式合成场景中，开始合成的时候也就已经开始播报了，音频合成完成也就播报完成了，不会产生等待的过程，这种过程主要用于语音交互的场景，智能机器人收到语音信号之后，马上就可以给予答复，不会让用户等太久。所以为了确保用户的最佳体验， 要求“文字合成所需时长”≤“文字合成出的音频时长”，也就是实时率要小于等于1 。 2) 首包响应时间 在流式合成中，分段合成的音频会传输给客户端或者播放系统，在合成首段音频时，也会耗费时间，这个耗时称为“首包响应时间”。为什么会统计这个时间呢，因为在语音交互中，根据项目经验以及人的容忍程度，当用户说完话时，在1200ms之内，机器人就要开始播报回复，这样就不会感觉有空白时间或者停顿点，如果时间超过1200ms，明显感觉会有一个等待的时间，用户体验不佳，性子急的用户可能就终止了聊天。1200ms的时间不只是TTS语音合成的首包时间，还有ASR（语音识别）和NLU（自然语言理解）所消耗的时间，所以TTS首包响应时间要控制在500ms以内，确保给ASR，NLU留有更多的时间。 3) 并发数 人工智能的发展主要有三个方面，分别为算法，算力，数据，其实讲的性能指标相当于是算力的部分，目前承载算力的服务器有CPU服务器和GPU服务器。前面说到实时率的指标是要小于等于1，那如果实时率远小于1，是不是会对服务器造成浪费呢，因为只要实时率小于等于1，就可以满足用户的需求，让用户体验良好。 所以上面说的实时率是针对CPU服务器单核单线程时，或者GPU单卡单线程时， 那实时率的公式可以为：为了资源的最大利用化，我们只需确保实时率接近1，或者等于1就行，没必要远小于1，所以当在单核单线程实时率远小于1时，则可以实现一核二线，一核三线的线程数，使得实时率为1，这个一核“二线”，“三线”，这个“几线”说的就是几 并发数 ，准确说是 单核并发数。 那这个并发数怎计算呢，举个例子，如果单核单线程的并发数是，则一核10线程的并发就是1，也是满足需求的，就可以按照这个并发数给客户提供。所以并发数的计算公式如下：所以当用户需要200线程的语音合成并发数使，按的实时率，一核十线，只需要20核的cpu服务器，则可以跟客户要求24核的cpu服务器即可满足客户的需求，也为客户节省了成本。 再说一下这个线程和并发的概念，线程，并发算是同一个概念，例如200线并发，指的是需要同时支持200线的语音合成，200线是同时合成音频的，合成内容可以相同也可以不同。 4) 合成100个字需要多少时间（1s能合成多少个字） 有些客户对于实时率，响应时间这些概念是比较模糊的，他会问你们的 TTS合成100个字需要多少时间 或者 1s能合成多少个字 ，所以这个时候为了方便和客户沟通，我们需要知道合成100个字TTS消耗的时间。这个数据是可以大概算出来的，当然也可以直接让测试测出一百字消耗的时间。这里主要讲一下计算的方法。 按照正常的播报速度，1秒可以播报4个字左右，我们就按照四个字计算，100个字的音频，音频时长大概就是25s（100除以4），假如实时率为，再根据当前的实时率计算公式，算出合成时间为，也可以计算出1s合成的字数（100/）为40个字。 简单介绍了语音合成产品会涉及到的一些参数指标，还有一些测试时需要了解的指标数据，例如cpu占用，内存占用，DPS（单位时间合成的音频总时长）,TPS（单位时间合成的音频任务数）以及TP99，感兴趣的朋友可以查询研究一下，这些数据也主要用于项目poc的测试中，或者TTS产品整体的测试中，可以算是对于TTS产品的一个整体的了解。 四， 语音合成厂商 有很多厂商拥有语音合成技术，有互联网大厂，也有一些只专注于人工智能的企业。 科大讯飞 科大讯飞的语音合成技术在全球范围内也是数一数二的，合成的音频效果自然度高，讯飞官网挂接的音库是最多的，且涉及很多的场景，以及很多的外语音库。 阿里巴巴 在阿里云官网的音库，有几个音库的合成效果非常棒，例如艾夏，合成的音频播报时感觉带有气息感，拟人化程度相当高。 百度 百度的语音合成技术还是很强的，但是官网给的合成音库较少，具体不太好评判。 灵伴科技 这家公司在语音合成领域是不在忽略的。灵伴的音库合成音效果也是非常的棒，有一个东北大叔的音库，主要是偏东北话，整体的韵律，停顿，重读等掌握的很好，很到位。 标贝科技 标贝科技和灵伴科技一样，是语音合成领域不可小觑的两个企业，是因为他们TTS合成的音频效果拟人化程度很高，每个场景的风格也很逼真。 捷通华声 捷通华声是一家老牌的人工智能企业，合成的音频效果整体还是不错的，且支持多种语种的音库。 还有些企业没有一一列出来，是因为上面这些企业是在平时项目中，或者TTS技术落地应用上比较多的企业。 五， 小结 目前的语音合成已经应用于各种场景，是较成熟可落地的产品，对于合成音的要求，当前的技术已经可以做很好了，满足了市场上绝大部分需求，语音合成技术主要是合成类似于人声的音频，其实当前的技术已完全满足。目前的问题在于不同场景的具体需求的实现，例如不同的数字读法，如何智能的判断当前场景应该是哪种播报方式，以及什么样的语气和情绪更适合当下的场景，多音字如何更好地区分，确保合成的音频尽可能的不出错。当然错误有时候是不可避免的，但是如何在容错范围之内，或者读错之后是否有很好的自学机制，下次播报时就可以读对，具有自我纠错的能力，这些可能是当前产品化时遇到的更多更实际的问题，在产品整体设计的时候，这些是需要考虑的主要问题。 后续会讲述在实际场景中主要遇到的问题以及解决的方案。
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计算机在处理速度、存储容量、网络化，以及软件的精巧化方面经过数十年的发展，已经以难以想象的方式渗入科学、商业和文化领域中，而智能工程又将令其从量变转向质的飞跃。 计算功能日益变成模拟和执行。在科学领域，计算可以模拟气候变化，破解人类基因；在商业领域，低成本的计算、因特网和数字通信正在改变全球经济；在文化领域，计算类产品，如iPod、YouTube和计算机动画等无所不在。 2006年9月，美国计算机科学与通信委员会在华盛顿举办了名为“2016”的研讨会，主题是计算机未来如何发展。 会议代表来自学术界和产业界。论题有：社会网络、数字图像、网络媒体、计算机对工作及就业的影响等。讨论主要集中在两方面：计算的影响在深度上将渗入自然科学中，在广度上将进入社会科学中；政策问题突出，计算技术的功能将更加强大、无所不及。 计算机对科学研究的深刻影响主要是高速运算的巨型计算机。虽然通过网格的群体式计算，可以将许多计算机的功能通过软件联结，实现可与巨型计算机媲美的高速运算，但要解决最复杂的动态问题，尤其是涉及国家安全的问题，还必须依靠单个巨型计算机。能广泛影响社会大众的计算则从台式机向集计算、娱乐、通信于一体的手持多功能产品转变。 一、巨型计算机的发展目标 速度对于科学计算中的巨型计算机就像它对于战场上的战斗机一样重要。美国国防部高级研究计划局(DARPA)制定的高生产力计算系统(HPCS)计划，要求每秒1000万亿次浮点运算的巨型计算机在2010年前进入市场，装备美国的武器实验室及科学研究中心。 DARPA将此类巨型计算机看作是开发先进的空中飞行器、武器、军事作战的谋划和执行、美国核储备的维护、安全系统研究，以及图像处理及密码破译等的关键技术。DARPA负责该计划的主管哈罗德说，这是“满足国家安全和经济竞争力需要的关键技术”。 2006年11月，克雷公司推出了新型XT4巨型计算机，它是由3万个opteton处理器组成的系统。克雷公司声称其新系统在试验期间稳定的运算速度为每秒10万亿次浮点运算，当前可达54万亿次／秒，预计2005年底达到250万亿次／秒。XT4的新型体系结构很容易升级到1000万亿次浮点运算／秒的最高速度。 XT4的关键技术是克雷公司的SeaStar2连接芯片。系统中每个处理器有一个这样的连接芯片，而不是像其他巨型计算机那样所有处理器共用一个通信接口。这一技术使大量并行处理系统在运行中不会因其间的数据传输而减慢。橡树岭国家实验室、国家能源科学计算中心和芬兰IT科学中心都订购了XT4。公司负责政府计划的副总裁说，这种类型的计算机特别适用于空气动力学问题，也适用于其他航空航天的设计。例如，美国空军的研究人员一直用其上一代的XT3来模拟新型天线的设计与评价。 2006年11月，DARPA与克雷公司签订了亿美元，的合同，用于开发其最新的混合式体系结构的巨型计算机；这是高生产力计算系统计划第三阶段的项目之一，克雷公司称之为自适应巨型计算机。迄今，巨型计算机只用一种处理器，克雷公司的巨型计算机的混合结构是将标量、矢量不同类型的处理器集成在一起，还要加上另外两个其他处理器，将处理器和任务编制得最适合缓存，从而达到最高效率和最大利用。 IBM公司也签订了亿美元的HPCS计划第三阶段的巨型计算机合同。目标是开发实时应用的1000万亿次／秒巨型；计算机心在2006年11月公布的第28次全球最高速的500巨型计算机名单上，IBM的Gene／L系统位居榜首，是该公司为美国能源部劳伦斯·利弗莫亦国家实验室研制的，运算速度为万亿次／秒，大约是DARPA要求克雷公司和IBM于2010年前交货的原型计算机速度的1／3。克雷公司在桑迪亚国家实验室中运行的红色风暴巨型计算机为万亿次／秒，仅次于IBM的Gene／L。 二、台式计算机逐渐变成网络多媒体娱乐工具 台式计算机最终走向了移动通信领域，从光纤通信中数据量的激增可看到这一趋势。计算机用户通过接到MySpaee和ESPN的网址，正在越来越多地利用手机处理文件、短信。 先进手机操作系统的开发商、Symbian公司的副总裁帕纳格罗斯西说：“我们看到了屏幕的逐渐演变，从电影、电视、计算机屏幕发展到今天第四代的智能手机屏幕。” 最新屏幕是将台式计算机的许多功能展示出来，下一代屏幕将包含音像通信、电子邮件、短信等功能在内的多种形式的融合。为此，苹果计算机公司已更名为苹果公司，即将推出的iPhone代表公司的最新战略，即进入因特网数据处理手持装置的新领域。这种接近台式计算机的手持装置可以通过光纤及其他无线网络，简易地处理音乐、图像、娱乐、生产任务和通信。苹果公司的举动好像引发了一场核战争，诺基亚和摩托罗拉都将作出反应。不过，在此领域，苹果公司还只是后来者，其对手有：诺基亚、摩托罗拉、索尼·埃得克森、微软等商业巨头，他们都进入了娱乐电子领域。即将进入这一领域的还有Google等强大的因特网公司。他们都经不起台式计算机用户兴趣转移的诱惑。 在移动电话与台式计算机之间伪竞争还产生了新型的复合装置。诺基亚和索尼最近都推出了集创新的物理设计和各种通信功能为一体的新产品，其共同特征是比掌上机更小巧，其屏幕更便于读取。无线数据通信的软件开发也是重要的商业领域。苹果公司的优势是在无线数据通信市场中可同时开发硬件和软件，这就是其新近推出的iPhone，其新颖设计引人注目。 三、计算对科学及社会经济的影响 计算为何对科学、社会网络及人们的文化生活产生重大影响? 在计算机对科学的影响方面，加州伯克利大学教授卡普经长期探索，提出了科学理论的算法性质的概念。数学和计算机科学的核心概念就是算法。算法，简而言之就是对计算的分步求解。它擅长描述动态过程，而科学公式或方程式适于静态现象。科学研究越来越多地探索动态过程，计算机科学就是算法的系统研究。 计算机应用在当前发展最快的生物学领域尤其突出。卡普近年的研究已经超出计算机科学领域，进入到微生物领域。他认为，现在生物学已经被当作信息科学看待。科学家设法将生物过程，如蛋白质的生成用算法来描述，这“自然就是算法。” 在社会网络方面，社会科学家早在技术网络出现之前就对其分析了数十年。随着因特网的出现，社会网络和技术网络不可避免地连接起来，社会网络也就可能发展到前所未有的规模。新的社会—技术网络包括电子邮件方式、商业网站(如Amazon)的购物推荐、通信网站(如MySpace和Facebook)的短信或小帖子，还有新闻、见解、时尚、都市神话、网络商品和服务等。 当前，人们在探索，能否用算法分析为何某些网络社区兴旺而另一些则萎缩或消失?利用计算技术研究社会网络对社会学家、经济学家、人类学家、心理学家和教育家而言是丰富的宝藏，对营销人员和政客也同样有用。康乃尔大学教授克莱因伯格说：“这是将计算及算法用于社会科学和实践中的最主要的方式，当前还只是处于起步阶段。” 计算机图像和存储的未来趋势可能用于个人，将微波传输的数字装置和微型电话和摄像机组装到一起，可将人一生中的主要事件录入其中。这对于通信、媒体和个人生活意义重大。微软研究实验室主任、计算机科学家拉斯希德说，他愿意看到他的儿子如何迈出第一步，倾听几年前与他去世的父亲的对话。“我愿看到往事，在未来这是可能的。” 不过，任何技术的广泛应用都有正反两面作用。拥有跟踪群体和个人的网络行为的新工具，也会引起严重的隐私问题。2006年夏天，美国在线无意中透露了65万个用户的网络搜索日志，显然将这一问题暴露出来了。它有可能成为监视社会的工具。拉斯希德说：“我们有这种能力，但要由社会来决定如何使用它，而不是由科学家来决定。”
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射频识别，RFID（Radio Frequency Identification）技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。射频的话，一般是微波，1-100GHz，适用于短距离识别通信。
射频标签是产品电子代码（EPC）的物理载体，附着于可跟踪的物品上，可全球流通 并对其进行识别和读写。RFID（Radio Frequency Identification）技术作为构建“物联网” 的关键技术近年来受到人们的关注。RFID 技术早起源于英国，应用于第二次世界大战中辨别敌我飞机身份，20 世纪 60 年代开始商用。
许多行业都运用了射频识别技术。将标签附着在一辆正在生产中的汽车，厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的积极识别（积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份）。
通信系统大体有三部分组成：发送端（信源和发送设备）、信道、接收设备（信宿和接收设备）、噪声源。信源即信息的来源，其作用是将原始信号转换为相应的电信号，即基带信号。发送设备的功能是对基带信号进行各种变换和处理，比如放大和调制等。信道就是传输信号的传输介质。信宿就是信息的接受者，与信源相对应。接收设备的功能 与发送设备的功能相反，将接收到的信号进行处理和变换。噪声源就是信道中的噪声以及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表现。
微波通信系统由发信机、收信机、天馈线系统、多路复用设备、及用户终端设备等组成，如图2所示。其中，发信机由调制器、上变频器、高功率放大器组成，收信机由低噪声放大器、下变频器，解调器组成；天馈线系统由馈线、双工器及天线组成。用户终端设备把各种信息变换成电信号。多路复用设备则把多个用户的电信号构成共享一个传输信道的基带信号。在发信机中调制器把基带信号调制到中频再经上变频变至射频，也可直接调制到射频。在模拟微波通信系统中，常用的调制方式是调频；在数字微波通信系统中，常用多相数字调相方式，大容量数字微波则采用有效利用频谱的多进制数字调制及组合调制等调制方式。发信机中的高功率放大器用于把发送的射频信号提高到足够的电平，以满足经信道传输后的接收场强。收信机中的低噪声放大器用于提高收信机的灵敏度；下变频器用于中频信号与微波信号之间的变换以实现固定中频的高增益稳定放大；解调器的功能是进行调制的逆变换。微波通信天线一般为强方向性、高效率、高增益的反射面天线，常用的有抛物面天线、卡塞格伦天线等，馈线主要采用波导或同轴电缆。在地面接力和卫星通信系统中，还需以中继站或卫星转发器等作为中继转发装置。
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