计算机科学与技术的发展日新月异,因此,我们要把握其发展趋势,才能更好的推动计算机科学与技术的发展。下面是我整理了计算机科学与技术论文 范文 ,有兴趣的亲可以来阅读一下!
对计算机科学与技术发展趋势的探讨
摘要:计算机科学与技术的发展日新月异,因此,我们要把握其发展趋势,才能更好的推动计算机科学与技术的发展。本文分析了计算机科学与技术发展的整体方向,并就计算机技术的几个具体发展趋势进行了探讨。
关键词:计算机科学与技术;发展趋势;研究
中图分类号:TP3-4文献标识码:A 文章 编号:1007-9599 (2012) 05-0000-02
计算机科学与技术与我们的社会、生活、工作等方方面面都息息相关,因此,分析计算机科学与技术发展的趋势问题具有十分重要的现实意义。为此,本文分析了计算机科学技术的发展趋势,以下是本人对此问题的几点看法。
一、计算机科学与技术发展的整体方向
计算机科学与技术的发展可以说是日新月异,发展速度非常的快,但统观计算机技术的未来发展,主要向着“高”、“广”、“深”三个方向发展。具体分析如下:
第一,向“高”度发展。体现在计算机的主频上,随着主频的逐步提高,计算机的整体性能会越来越稳定,速度会越来越快。英特尔公司已经研制出能集成超出10亿个晶体管的微处理器,也就是说一台计算机不止使用一个处理器,可能会用到几十、几百甚至更多的处理器,即并行处理,截止目前,在世界范围内性能最高的通用机就采用了上万台处理器。而专用机的并行程度又要高出通用机,其关键核心技术是 操作系统 ,体现在两方面,一方面是如何高效能的使很多计算机之间产生联系,实现处理机间的高速通信,另一方面是如何有效管理这些计算机,并使之互相配合、协调工作。
第二,向“广”度发展。随着计算机的高速发展,计算机已经普及,成为个人常用之物,可以说人手一台。向“广”度发展指网络化范围的扩大以及向各个领域的逐渐渗透。到那时,计算机就会无处不在,像现在的发动机一样,应用于所有电器中,你家里的电器不管是冰箱、洗衣机还是 笔记本 、书籍等都已电子化。说不定多少年后学生用的教科书也被淘汰,被和教材大小一样的笔记本计算机所代替,学生可根据自己实际需要查阅、记录所需的资料。有人预言未来的计算机如此普及价格就和买一本书一样便宜,还有一次性使用的,用完就可以扔掉,它将成为人们生活中最常用、最方便的日用品。
第三,向“深”度发展。即向人工智能方向发展。比如说,如何把网上丰富的、有用的信息变为己有,如何使人机更好地互动等,这是计算机人工智能发展、研究的的主要课题。所谓人工智能,即计算机的智能成分占主要,会具备多种感知能力、 逻辑思维 能力,到那时,人们可以与计算机自由交流,用手写字输入,甚至可以用表情、手势和计算机沟通,人机交流方便、灵活、快捷。使人产生身临其境之感的交互设备也已经发明出来,主要体现在虚拟现实技术领域方面。同时,信息将实现永久性存储,百年存储器正在研发当中,让我们一起期待吧。
二、计算机科学技术的几个具体发展趋势
从近几年来计算机科学的发展来看,计算机科学技术的具体发展趋势,主要有以下几个方面:
(一)运算速度大大提高的高速计算机
近年来,美国人发明了一种通过空气的绝缘性来大幅度提高电脑运行速度的新技术。由纽约保利技术公司研究人员发明生产出一种电脑中使用的新型电路,这种电路的芯片之间是由一种“胶滞体包裹的导线”进行连接的,而组成这种“胶滞体”的物质中有90%的成分是空气,众所周知,空气恰恰是一种不导电的优良的绝缘体。经实践研究表明,计算机运行速度的快慢与晶体管或芯片之间信号的传递速度有直接关系,目前国际上普遍采用的“硅二氧化物导线”在信号传递的过程中一般都会吸收掉一部分信号,因此延长了传递信息的时间。而保利技术公司研究制造的这种“胶滞体导线”,在信息传输过程中几乎没有吸收任何信号,所以它能够更快的传递信息。除此之外,这种导线不但有利于大幅度降低电耗,节约材料成本,而且无需更改计算机芯片,可直接安装,最重要的是极大的提高了计算机运行速度。但美中不足的是,这种导线的散热效果较差,无法及时排出电路生成的热量。为此,保利公司迅速组织科研人员,针对这一缺陷进行创新改造,终于研究出一种“电脑芯片冷却”技术,即在计算机电路中置放许多装有液体的微型管道,用以吸收电路在工作中形成的热量。电路开始发热时,其产生的热量可以将微型管中的液体汽化,汽化之后的物质逐渐扩散到微型管的另一端,会重新凝结,顺流到微型管底部,从而达到吸收热量、有效散热的功效。目前,美国宇航局正在对该项技术进行太空失重实验,如果实验取得成功,“空气胶滞体”导线技术将被广泛应用于全球计算机的使用中,有助于大幅度提高计算机的运行速度。
(二)超微技术领域的生物计算机
早在二十世纪八十年代,生物计算机就已经投入研制了,这种计算机最大的特点就是利用生物芯片,由生物工程技术中所产生的“蛋白质分子”组合构成。在这种生物芯片中,信息是以波的方式进行传递的,其运算速度快的惊人,几乎相当于普通计算机运算速度的十万倍,且具备强大的储存空间,而其能量消耗仅为普通计算机的十分之一,这种生物计算机的优势作用显而易见。由于蛋白质分子具有再生能力,因此,它可以通过自我组合而合成新的微型电路,这样就使得计算机具备了生物体的基本特征,因此被称为生物计算机。例如:这种计算机可以通过生物自身的调节作用自主修复出现故障的芯片,甚至能够模拟人脑进行思考。1994年,美国首次将生物计算机公诸于世,随之公布的还有模拟电子计算机而进行的逻辑运算,并提出了解决“虚构”的七座城市之间路径问题的最佳设计方案。前不久,来自世界各国的二百多名计算机专家学者就曾经齐聚美国的普林斯顿大学,联名呼吁计算机科技应向生物计算机领域努力进军。根据现在的生物计算机技术发展来看,预计将在不久的未来,制造出通过物理和化学作用就能检测、处理、储存、分析、传输数据信息的分子元件。现阶段,计算机科学家们已经在生物超微技术领域取得了一定成就,实现了部分突破,制造出了超微机器人。而科学家们更长远的计划是让这种超微机器人变成一部微型生物计算机,从而在生物体内取代某些人体器官,完成血管、内脏等器官的修复作用,并杀死病毒细胞,使人类身体健康、延年益寿。
(三)以光为传输媒介的光学计算机
光学计算机是一种以光作为信息传输手段的计算机,这种计算机与传统计算机(电子)相比,具有诸多优势特点:光的速度有目共睹,这是电子计算机永远无法比拟的,并且光速具有一定的频率和偏振特征,大大提高了光学计算机传输信息的能力;光的发射根本不需要任何导线,即使发生交会也不会造成干扰;光学计算机的智能水平也大大高于电子计算机。可见,光学计算机是人类不断追求的理想计算机。早在二十世纪九十年代,世界各国以及各个科研机构,就已经投入大量的人力、物力、财力用以研发“光脑技术”。其中,由英国、德国、法国、意大利等60多个国家组成的科研队伍研发的光学计算机成果显著,该计算机的运算速度比电子计算机快了一千多倍,而且准确率相当高。除此之外,有些超高速计算机只能在低温状态下运行,而光学计算机不受温度的限制;光学计算机的存储量超大,抗干扰能力超强,不管在什么条件下都能正常运行;光脑具有与人脑相似的特性,就算系统中的某一元件出现损坏,也不影响运算结果。
(四)含苞待放的量子计算机
计算机专家已经根据量子学理论知识,在量子计算机的研制方面取得了一定成果,如:美国科学家已经成功完成了4个“锂离子”量子的缠结状态,这一成果体现了人类在量子计算机研究领域上已经更上一层楼。
(五)应用纳米技术的纳米计算机
纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。应用纳米技术研制的计算机内存芯片,其体积只有数百个原子大小,相当于人的头发丝直径的千分之一。美国正在研制一种连接纳米管的 方法 ,用这种方法连接的纳米管可用作芯片元件,发挥电子开关、放大和晶体管的功能。专家预测,10年后纳米技术将会走出实验室,成为科技应用的一部分。纳米计算机体积小、造价低、存量大、性能好,将逐渐取代芯片计算机,推动计算机行业的快速发展。
当然,以上仅是本人对计算机科学与技术发展趋势的几点浅薄认识和看法,对于此问题的研究,有待于我们做进一步的探讨和思考。
参考文献:
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集成电路芯片封装技术浅谈 自从美国Intel公司1971年设计制造出4位微处a理器芯片以来,在20多年时间内,CPU从Intel4004、80286、80386、80486发展到Pentium和PentiumⅡ,数位从4位、8位、16位、32位发展到64位;主频从几兆到今天的400MHz以上,接近GHz;CPU芯片里集成的晶体管数由2000个跃升到500万个以上;半导体制造技术的规模由SSI、MSI、LSI、VLSI达到 ULSI。封装的输入/输出(I/O)引脚从几十根,逐渐增加到几百根,下世纪初可能达2千根。这一切真是一个翻天覆地的变化。 对于CPU,读者已经很熟悉了,286、386、486、Pentium、Pentium Ⅱ、Celeron、K6、K6-2 ……相信您可以如数家珍似地列出一长串。但谈到CPU和其他大规模集成电路的封装,知道的人未必很多。所谓封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳,它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁--芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接。因此,封装对CPU和其他LSI集成电路都起着重要的作用。新一代CPU的出现常常伴随着新的封装形式的使用。 芯片的封装技术已经历了好几代的变迁,从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM,技术指标一代比一代先进,包括芯片面积与封装面积之比越来越接近于1,适用频率越来越高,耐温性能越来越好,引脚数增多,引脚间距减小,重量减小,可靠性提高,使用更加方便等等。 下面将对具体的封装形式作详细说明。 一、DIP封装 70年代流行的是双列直插封装,简称DIP(Dual In-line Package)。DIP封装结构具有以下特点: 1.适合PCB的穿孔安装; 2.比TO型封装(图1)易于对PCB布线; 3.操作方便。 DIP封装结构形式有:多层陶瓷双列直插式DIP,单层陶瓷双列直插式DIP,引线框架式DIP(含玻璃陶瓷封接式,塑料包封结构式,陶瓷低熔玻璃封装式),如图2所示。 衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比,这个比值越接近1越好。以采用40根I/O引脚塑料包封双列直插式封装(PDIP)的CPU为例,其芯片面积/封装面积=3×3/×50=1:86,离1相差很远。不难看出,这种封装尺寸远比芯片大,说明封装效率很低,占去了很多有效安装面积。 Intel公司这期间的CPU如8086、80286都采用PDIP封装。 二、芯片载体封装 80年代出现了芯片载体封装,其中有陶瓷无引线芯片载体LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier)、塑料有引线芯片载体PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、小尺寸封装SOP(Small Outline Package)、塑料四边引出扁平封装PQFP(Plastic Quad Flat Package),封装结构形式如图3、图4和图5所示。 以焊区中心距,208根I/O引脚的QFP封装的CPU为例,外形尺寸28×28mm,芯片尺寸10×10mm,则芯片面积/封装面积=10×10/28×28=1:,由此可见QFP比DIP的封装尺寸大大减小。QFP的特点是: 1.适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线; 2.封装外形尺寸小,寄生参数减小,适合高频应用; 3.操作方便; 4.可靠性高。 在这期间,Intel公司的CPU,如Intel 80386就采用塑料四边引出扁平封装PQFP。 三、BGA封装 90年代随着集成技术的进步、设备的改进和深亚微米技术的使用,LSI、VLSI、ULSI相继出现,硅单芯片集成度不断提高,对集成电路封装要求更加严格,I/O引脚数急剧增加,功耗也随之增大。为满足发展的需要,在原有封装品种基础上,又增添了新的品种--球栅阵列封装,简称BGA(Ball Grid Array Package)。如图6所示。 BGA一出现便成为CPU、南北桥等VLSI芯片的高密度、高性能、多功能及高I/O引脚封装的最佳选择。其特点有: 引脚数虽然增多,但引脚间距远大于QFP,从而提高了组装成品率; 2.虽然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,简称C4焊接,从而可以改善它的电热性能: 3.厚度比QFP减少1/2以上,重量减轻3/4以上; 4.寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高; 5.组装可用共面焊接,可靠性高; 封装仍与QFP、PGA一样,占用基板面积过大; Intel公司对这种集成度很高(单芯片里达300万只以上晶体管),功耗很大的CPU芯片,如Pentium、Pentium Pro、Pentium Ⅱ采用陶瓷针栅阵列封装CPGA和陶瓷球栅阵列封装CBGA,并在外壳上安装微型排风扇散热,从而达到电路的稳定可靠工作。 四、面向未来的新的封装技术 BGA封装比QFP先进,更比PGA好,但它的芯片面积/封装面积的比值仍很低。 Tessera公司在BGA基础上做了改进,研制出另一种称为μBGA的封装技术,按焊区中心距,芯片面积/封装面积的比为1:4,比BGA前进了一大步。 1994年9月日本三菱电气研究出一种芯片面积/封装面积=1:的封装结构,其封装外形尺寸只比裸芯片大一点点。也就是说,单个IC芯片有多大,封装尺寸就有多大,从而诞生了一种新的封装形式,命名为芯片尺寸封装,简称CSP(Chip Size Package或Chip Scale Package)。CSP封装具有以下特点: 1.满足了LSI芯片引出脚不断增加的需要; 2.解决了IC裸芯片不能进行交流参数测试和老化筛选的问题; 3.封装面积缩小到BGA的1/4至1/10,延迟时间缩小到极短。 曾有人想,当单芯片一时还达不到多种芯片的集成度时,能否将高集成度、高性能、高可靠的CSP芯片(用LSI或IC)和专用集成电路芯片(ASIC)在高密度多层互联基板上用表面安装技术(SMT)组装成为多种多样电子组件、子系统或系统。由这种想法产生出多芯片组件MCM(Multi Chip Model)。它将对现代化的计算机、自动化、通讯业等领域产生重大影响。MCM的特点有: 1.封装延迟时间缩小,易于实现组件高速化; 2.缩小整机/组件封装尺寸和重量,一般体积减小1/4,重量减轻1/3; 3.可靠性大大提高。 随着LSI设计技术和工艺的进步及深亚微米技术和微细化缩小芯片尺寸等技术的使用,人们产生了将多个LSI芯片组装在一个精密多层布线的外壳内形成MCM产品的想法。进一步又产生另一种想法:把多种芯片的电路集成在一个大圆片上,从而又导致了封装由单个小芯片级转向硅圆片级(wafer level)封装的变革,由此引出系统级芯片SOC(System On Chip)和电脑级芯片PCOC(PC On Chip)。 随着CPU和其他ULSI电路的进步,集成电路的封装形式也将有相应的发展,而封装形式的进步又将反过来促成芯片技术向前发展。
1990年瑞士Ciba-Geigy公司的Manz和Widmer首次提出微全分析系统(Miniaturized total chemical analysis system,μ-TAS)的概念和设计,把微全分析系统的主要构型定位为一般厚度不超过5 mm,面积为数平方厘米至十几平方厘米的平板芯片(包括微阵列生物芯片和微流控分析芯片)。1994年始,美国橡树岭国家实验室Ramsey等在Manz的工作基础上发表了一系列论文,微流控分析芯片获得了重要发展。微流控分析系统是将常规CE的原理和技术与流动注射进样技术相结合,借助微机电加工技术的手段,在平方厘米级大小的芯片上刻蚀出矩形或梯形管道和具有其它功能的单元,通过不同的管道网路、反应器、检测单元等的设计和布局,实现样品的采集、预处理、反应、分离和检测,是一种多功能化的快速、高效、高灵敏度和低消耗的微型装置;是一个跨学科的新领域,其核心是将所有化学分析过程中的各种功能及步骤微型化,包括:泵、阀、流动通道、混合反应器、相分离和试样分离、检测器、电子控制及转换点等。微流控分析系统可大大提高分析速度和极大地降低分析费用,微流控CE分析系统通常也被称为集成毛细管电泳(Integrated capillaryelectrophoresis,ICE)。微流控分析系统开创了分析科学历史的新篇章,使分析科学进入了一个微型化、集成化和自动化的崭新世界。
[闻邦椿][邱竹贤][方肇伦][张嗣瀛][陆钟武][柴天佑][王国栋] 一共7位闻邦椿 中国科学院学部委员 院士 男,汉族,1930年9月生于浙江省杭州市。1957年毕业于东北大学机械系研究生班并留校任教。现任中国振动工程学会理事长,IFToMM(国际机器理论与机构学联合会)中国委员会委员,国际转子动力学技术委员会委员。全国第六、七、八、九届政协委员。兼任上海交通大学等校国家重点实验室学术委员会主任和兼职教授。1991年当选为中国科学院院士。 他创立了振动学与机器学相结合的新学科"振动利用工程学"。发表专著和合著6部、论文250余篇,专著《振动机械的理论及应用》获全国优秀科技图书二等奖。和科研组同志一起研制成功十多种新型振动机械和工程机械,获国际奖两项,国家级奖3项,省、部、委级奖10项,为国家创造了重大经济效益和社会效益。 他指导的和联合指导的研究生有30名取得了硕士学位,有16名取得了博士学位。组织两次国际学术会议,并担任该国际会议的学术委员会主席。曾应邀去日、澳、德等十多个国家讲学和参加国际学术会议,做过20余次学术报告,宣读论文40余篇。曾多次被评为省、市劳动模范,1983年被评为沈阳市特等劳动模范。 邱竹贤 中国工程院院士 男,1921年5月出生,冶金学家,中国工程院院士。现任东北大学教授。他致力于铝冶金及融盐电化学的基础研究和应用研究,对融盐湿润、融盐渗透、阳极效应和金属雾生成等均有新发现,形成了融盐界面现象及界面反应新学科。总结了节省电能的规律,提出了行之有效的措施,为建设和发展我国铝工业作出了重要贡献。40年来,他单独或合作撰写轻金属冶金方面的论文150余篇,单独撰写的专著有《铝冶金物理化学》和《预焙槽炼铝》两本,合作撰写的有教材《铝电解》等三本,合作翻译的有《冶金热化学》等七本,其中,《铝冶金物理化学》一书能够把物理化学的基本理论和铝冶金的生产初中联系此书成为一本具有重要理论价值和应用价值的专著。他和他的同事先后于1989年和1990年得到国家教委科技进步奖二等奖(金属溶解和电流效率研究)和一等奖(铝电解中的界面现象和界面反应研究)以及1991年国家自然科学奖三等奖(铝电解中若干物理化学问题的研究)。邱竹贤参加了大型电解槽的试制工作,经过中国有色工业总公司鉴定,电流效率达到90%,电耗率降低到13500千瓦/吨铝,该课题获有色工业总公司一等奖。此种槽型在扶顺铝厂和包头铝厂得到推广应用。 方肇伦 中国科学院院士 分析化学家,中科院院士。 1934年8月16日出生于天津市。1957年10月毕业于北京大学化学系。历任中国科学院沈阳应用生态研究所实习研究员、助研、副所长、研究员。现任东北大学理学院分析科学研究中心主任、教授、博士学位研究生导师,浙江大学化学系微分析系统研究所所长、教授、博士学位研究生导师,中国仪器仪表学会分析仪器学会理事,流动注射分析专业委员会主任,国际分析化学期刊 Atomic,Spectrometry, Talanta,Analytica Chemica Acta,Spectrochimica Acta Part B, Analytical Chemistry和Fresenius Journal of Analytical Chemistry及国内《分析化学》等十余种期刊编委或顾问编委。 自1977年以来方肇伦教授为流动注射分析在我国的发展进行了大量的开拓性工作,84年以来曾有五个研究项目获得国家自然科学基金的资助,在理论和实验技术上取得多项重要成就。他当前的研究领域包括流动分析、原子光谱分析及微芯片上的微流控分析及其联用技术,主要研究方向在顺序注射—原子吸收及原子荧光光谱分析,流动注射毛细管电泳分析,智能化流动光度分析系统,微流控分析芯片及流动分析在生物过程分析中的应用。自1995年以来,以他为首的研究集体在微流控芯片的研制方面进行了大量的开拓性工作,并在该领域首次获得国家自然科学基金委重点基金的资助。 张嗣瀛 中国科学院院士 男,汉族,山东省章丘县人,1925年4月5日生。1948年8月武汉大学毕业,1949年10月到东北大学任教。1957年9月至1959年7月在莫斯科大学数学力学系进修自动控制理论。1978年晋升为教授。1983年起任博士生导师。 在自动控制理论的稳定性理论、复杂控制系统理论等方面,发表论文200余篇。专著《微分对策》,主编《现代控制理论》。参加"红箭-73"反坦克导弹的研制,先后获国家自然科学奖及国家和冶金部的奖励。以"微分对策及定性极值原理的研究"等为题的研究成果均获国家教委的奖励。 现为博士生讲授"微分几何方法"等两门课。已培养博士21人,硕士30余人,博士后2人。1981年以后分别任《控制与决策》等刊物的主编或副主编。1983年任《中国大百科全书〈自动控制与系统工程卷〉》编委兼控制理论分支主编。1985年起任国务院学位委员会第二届学科评议组成员。 1978年以来,先后被评为部、省、市劳动模范或特等劳动模范,1990年被评为国家教委、国家科委"全国高校先进科技工作者"。1997年当选为中国科学院院士。1998年获全国"五一"劳动奖章。 陆钟武 中国工程院院士 男,汉族,1929年10月生,上海市人。1953年毕业于东北工学院冶金炉专业研究生班。1982年晋升为教授。1984年至1991年任东北工学院院长。1986年任冶金热能工程学科博士生导师。1997年当选中国工程院院士。 领导建立了国内第一个冶金炉专业和冶金热能工程博士点。率先参照势流理论研究了竖炉气体力学,用高炉炉身静压成功地判断了炉内的主要变迁。查明了一批普通平炉改为内倾式后指标下降的原因,结束了各地的争论,使各厂明确了措施。建立了火焰炉热工基本方程式;"压下炉头式加热炉"获国家科技进步二等奖。提出载能体概念,创立了钢铁工业系统节能理论和技术。编写或参编10多种专著和教材,撰写了100多篇论文。 任院长期间,贯彻教学、科研"两个中心"的办学思想,并获准试办研究生院。主持制定了学院2000年的发展纲要,提出办学"六大要素"的概念。确立既为冶金工业服务,又为地方经济服务的方针。积极推进国际学术交流,借鉴国内外院校办学经验。提出创办科技开发区和建设"大学科学园"的建议,被沈阳市政府采纳实施。 柴天佑 中国工程院院士 柴天佑院士,国际知名的控制科学与工程专家,1985年获工学博士,并留东北大学任教;1988年赴澳大利亚国立大学作高级访问学者;1986年被破格晋升为副教授;1988年被晋升为教授,1990年为博士生导师。 现为东北大学自动化研究中心主任,国家冶金自动化工程技术研究中心主任,曾任国际自动控制联合会(IFAC)技术局成员及IFAC制造与仪表技术协调委员会主席(1996-1999),任第三届、第四届、第五届国务院学位委员会学科评议组成员,国家863计划先进制造与自动化领域专家委员会副主任,国家重点基础研究发展计划(973计划)项目首席科学家。 柴天佑教授长期以来从事智能解耦控制、自适应控制、过程工业综合自动化等领域的应用基础和工程技术的研究,先后主持与完成国家自然科学重点基金、863高技术计划、国家攻关计划、国家高技术产业化专项以及企业重大自动化工程等30余项科研项目,取得多项创新性成果,产生显著的社会与经济效益。 针对常规解耦控制理论与方法难于对具有不确定性的多变量强耦合的复杂工业过程进行有效控制的难题,他首先在国际上提出多变量自适应解耦控制的研究方向,打破传统解耦控制思想,提出了基于控制器设计与直接对闭环系统解耦相结合的在线解耦控制策略, 系统地提出了20余种多变量自适应解耦控制算法,建立了算法的稳定性和收敛性分析,结合电力、冶金等行业的具有多变量强耦合、强非线性、参数时变、生产条件与运行工况变化大、常规控制系统难于投入运行的复杂工业过程开展了应用研究,将所提出的自适应解耦控制方法成功应用于冶金多段加热炉、余热锅炉、合金钢棒材连轧机立式活套、大型风洞、化工精馏塔等,取得了显著的应用成效。该项成果发表的论文被SCI收录10篇,被EI收录37篇,经SCI检索被引用38次。应邀在国际会议上作大会特邀报告,在国家科学技术学术著作出版基金资助下出版了“多变量自适应解耦控制及应用”专著。该成果获得2002年辽宁省自然科学一等奖。 他带领课题组将自适应解耦控制方法与智能控制、计算机集散控制技术相结合,研发了智能解耦控制技术及系统并应用国产20万千瓦发电机组的钢球磨中储式制粉系统,进口30万千瓦发电机组的机炉协调等复杂工业过程,解决了由于具有多变量强耦合、强非线性、参数时变、运行工况变化频繁等综合复杂特性,使得常规控制系统不能投入自动运行,造成能耗高,污染严重这一重大关键技术难题,取得显著经济效益和社会效益。研究成果获得省部级科技进步一等奖3次。“多变量智能解耦控制技术及应用”获得1999年国家科技进步二等奖,“多变量智能解耦控制理论、方法及应用”被评为1999年度中国高校十大科技进展。 他提出了建模与控制相集成的以综合生产指标为目标的复杂工业生产过程优化控制方法。他率领课题组针对我国矿山资源品位低,采、选、冶生产过程复杂,关键工艺参数等难于在线连续测量、工况多变、运行环境恶劣、难于实现生产过程的优化控制的难题,提出选矿生产过程优化控制技术及企业综合自动化的全局解决方案,研发了企业综合自动化系统,成功应用于辽宁排山楼金矿,酒钢集团选矿厂等企业,产生了显著的经济效益和社会效益。反映该项成果的论文应邀两次在IFAC国际会议上作大会特邀报告,“金矿选矿生产过程综合自动化系统”获1999年国家经贸委黄金科技进步特等奖,“金矿企业综合自动化系统”获得2002年国家科技进步二等奖。 针对被控对象特性不确定、非最小相位和开环不稳定、具有各种干扰、未建模动态、执行机构出现故障、输出不可测、大检测采样周期与小控制周期不匹配、强非线性等复杂工业过程难于实现自动控制的难题,将模糊控制、神经网络等智能控制与自适应控制相结合,创造性地提出了适于复杂工业过程的随机自适应、前馈自适应、鲁棒自适应、容错自适应、推理自适应、自整定PID、非线性自适应等20余种控制算法,建立了算法的稳定性和收敛性分析。上述成果获1991年国家教委科技进步一等奖(甲类)。他领导研究小组结合复杂工业过程开展工业研究,将自适应控制与智能控制想结合,提出了适合复杂工业过程的自适应控制技术,并结合抚钢的炼钢—精炼—连铸—连轧四位一体合金钢棒材新流程生产线的建设工程,提出了带有非线性自适应补偿的活套解耦控制技术等关键自动化技术,保证了我国第一条合金钢棒材生产线的安全、可靠、高效运行,取得显著的经济效益,该成果获2000年中国高校科技进步一等奖。 研究成果发表的论文被SCI检索收录38篇,EI检索收录170篇,在国际重要会议上发表的论文被ISTP收录76篇,获国家科技进步二等奖2项,省部级特等奖、一等奖8项。研究成果受到国际同行专家的高度评价,应邀到国外20余所大学讲学,主持国际会议6次。创建了东北大学自动化研究中心,并使之成为国家工程技术研究中心。培养了一批博士后、博士生、硕士生,其中共有9名博士后出站,40余名博士生获得博士学位,百余名硕士生获得硕士学位。培养建设了一支年轻的研究与开发队伍,有的成为自动化研究中心的学术骨干,有的成为东大自动化公司的技术骨干。他领导的东大自动化公司被评为国家863高技术计划产业化基地,辽宁省十佳校办企业。 他治学严谨,作风正派,善于合作,勇于创新,为我国控制理论与控制工程学科的发展和我国工业自动化事业做出突出贡献。2002年获何梁何利基金科学与技术进步奖,2003年获辽宁省科技功勋奖,还获得全国五一劳动奖章获得者,全国优秀教师,辽宁省特等劳动模范等荣誉称号。 王国栋 中国工程院院士 王国栋,男,1942年10月生,辽宁大连市人。现任东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室学术委员会副主任。曾任轧制技术及连轧自动化国家重点实验室主任。 王国栋院士主要从事钢铁材料轧制的理论、工艺、自动化方面的研究,在板形理论和板形控制、热轧板带组织和性能的预测与控制、塑性加工理论与有限元方法、轧制过程的人工智能优化、板带新产品的开发等方面做出一系列创新成果,对轧制理论发展和轧制技术进步产生很大的影响。 承担国家的重大基础研究规划项目(973)、国家高技术项目(863)、国家攻关项目、自然科学基金重大项目等。所发表的论文被SCI、EI收录200余篇次,专著4部,合作完成译著4部。获国家科技进步奖一等奖1项,二等奖1项,省部级科技进步奖15项。担任中国金属学会轧钢学会副理事长、中国金属学会轧制理论及新技术开发学术委员会主任、中国材料研究学会第四届理事会理事。 王国栋院士主要学术成就: 在超级钢的研究中,提出晶粒适度细化、复合强化等学术思想,解决了提高材料抗拉强度、降低屈强比和在现有轧机上生产超级钢两个关键问题,完成了板材、棒线材生产工艺制定、原型钢研制、热轧超级钢轧制、产品工业应用等系统研究工作。在一批热轧带钢连轧机和棒线材连轧机批量工业生产超级钢,在汽车和建筑等部门推广使用。相关成果“低碳铁素体/珠光体钢的超细晶强韧化与控制技术”获国家科技进步奖一等奖。 承担国家重大技术装备研制项目,集成和开发了大型中厚板轧机控轧控冷、中厚板轧制钢材组织性能预测与控制、中厚板生产线自动控制等技术,形成了具有我国自主知识产权的成套中厚板核心轧制技术,闯出了大型中厚板轧机实现国产化的新路,相关成果已经在首钢、南钢等中厚板厂的新建和改造中得到应用。相关成果“首钢3500mm中厚板轧机核心轧制技术和关键设备研制”获冶金科技进步奖一等奖。 综合运用人工智能、组织性能预测、有限元等方法,建立连轧过程数模开发工具和模型参数调优工具,利用轧制过程得到的海量信息,进行轧制过程优化与数模调优。提出将“变形参数调优”、“组织性能参数调优”和“人工智能调优”三种方法融为一体进行轧制过程优化的创新思想,形成了具有特色的轧制过程智能优化理论体系和实用方法;将上述理论成果应用于宝钢、抚钢、本钢等企业,提高了产品质量,降低了生产成本。相关成果 “板带钢轧制过程的智能优化与数模调优” 获国家科技进步二等奖。 王国栋院士治学严谨,学风正派,勇于开拓,深入实际。忠诚党的教育事业,教书育人,培养博士36人,硕士34人。在1996-2004年任国家重点实验室主任期间,正确把握实验室的发展方向,加强研究平台建设,带领实验室面向国民经济主战场,形成了凝聚团队、深入现场、躬行实践、争创一流的实验室特色,成为促进我国轧制技术发展和钢铁工业进步的有生力量,在我国轧制领域有良好的学术声誉和影响。
论文答辩是研究生 毕业 考评中的重要一项,也是在校研究生展示自己科研和临床成果的一种形;下面是有答辩评语,欢迎参阅。 答辩评语 1、研究内容具有现实性和可操作性。选题社会 热点 问题,逻辑结构严谨。观点表达清楚,论述全面。语言平实简洁,通俗易懂。在论证过程中也能较好地将专业知识原理与现实问题结合起来。但论据还不够。总体上符合毕业论文要求。 2、选题有较强的现实意义,全文结构严谨,条理清晰,论点突出,语言通顺流畅,表现出作者比较扎实的语言功底和翻译专业基础知识,论文符合规范化要求。本论文选题具有一定的现实意义,达到了英语专业学士学位论文要求,同意该生参加论文答辩。 3、该文选题符合行政管理专业培养目标要求,能较好地综合运用行政 管理知识 来分析企业行政管理实践问题,论文写作态度比较认真负责,论文内容较充分,参考的相关资料比较切合论题的需要,层次结构比较合理,主要观点表达的比较明确,逻辑思路基本符合要求,语言表达基本通顺。但论证的深度还不够,创新点不足。 4、论文主题明确,语句基本通顺,层次基本清晰,观点表达基本准确。作者比较很好的将行政管理专业基本原理知识与邓小平关于行政改革的思想有机结合起来进行分析,格式基本规范,选题符合行政管理专业培养要求,但查阅与参考的文献资料太少,部分论证内容与主题结合不紧密,逻辑结构也存在一点小问题。总体上说,基本达到毕业论文的基本要求。 5、全文以___为题。重点探讨分析___的问题及原因,然后针对问题提出一些具有可操作性的对策。全文选题新颖,具有很强的研究性。全文结构符合要求,逻辑结构严谨,思路清晰,观点鲜明,论据具有较强的说服力。论证 方法 合理,了大量的数据来论证,更增加了论证的可靠性。能综合运用行政管理专业知识来分析___,但不足之处主要是语言不是很精炼。 6、该文以___为主题,充分体现出时代性和现实的社会价值。全文分___个大部分。首先对 进 行了论述,然后重点分析___-。全文基本上都是紧扣主题来展开论述。在论述过程中该生较好的运用了行政管理专业知识来分析解决___问题。语言较流畅,但观点不够精炼。在论证过程中能恰到好处地运用理论论证方法与实践论证方法。观点表达准确,思路清晰, 文章 整体性较强。整体上符合行政管理专业培养目标要求。 7、论文思路比较清晰,语句基本通顺,层次清晰,观点表达准确。作者比较很好的将行政管理专业基本原理知识与党内监督实践问题有机结合起来进行分析,并针对党内监督的现实问题提出了一些比较好的解决建议,查阅与参考的文献资料与主题结合的比较紧密,但个别地方论证的观点不是很明确和有说服力,总体上达到毕业论文要求,部分内容与主题结合的还不是很好,逻辑结构也存在一点小问题。总体上说,基本达到毕业论文的基本要求。 8、该文参考的文献资料充分且符合论题的需要。该文以___为例,重点探讨___。该文选题符合行政管理专业要求,结构完整,思路清晰,观点表达准确,格式规范,能较好的将行政管理专业知识运用来分析现实中的行政管理实践问题。但个别观点论证还不充分。总体上符合毕业论文要求。 9、全文以___为题,选题具有较强的新颖性和实用性。全文结构科学合理,逻辑性强,思路清晰,查阅的参考文献资料符合论文要求。论证方法较合理。论证内容较有说服力。对问题的分析比较透彻。该生在论证过程中也能很好的将行政管理专业知识原理与社会现实结合起来。无论从选题上还是观点论证上都符合行政管理专业培养目标要求。但创新点不够。 10、论文思路清晰,语句通顺。能很好的调查___存在的问题。作者对于论文内容有一定的了解和熟悉。思路清晰,层次清晰,逻辑结构合理。观点表达准确。研究原理采用恰当。在论证过程中能有效的将专业原理与要研究的主题结合起来。个别地方论证的观点不是很明确,总体上达到毕业论文要求。 11、本文选题较合理,符合行政管理专业要求。全文以……为主题来分析论证,对提高我国行政管理的……具有参考与借鉴意义。内容论证也较科学合理,格式较规范,参考的资料紧扣文章主题需要,但创新点不够,论证不够,尤其文章最后一部分论证太薄弱,缺乏说服力。总体上基本达到毕业论文的要求。 12、本文以官员问责制为题进行研究,能为解决我国官员问责制存在的问题提供参考和借鉴作用。在全文结构中,首先对官员问责制的现实意义进行了分析,然后再对我国官员问责制的困境进行深入的分析,最后提出化解困境的有效建议。全文体现专业特色要求,符合行政管理专业培养要求,参考的文献资料符合论文观点与主题的需要,实践论证还不够,但,真正属于自己创新的内容还不是很多。总体上达到毕业论文要求。 13、本文选题符合行政管理专业要求,又充分反映出社会现实的需要性。全文结构安排合理,思路清晰,观点正确,能很好的将行政管理专业知识与要分析论证的问题有机地结合起来。该文在写作的过程中查阅的资料不仅充分而且与主题结合紧密。但格式欠规范,案例论证不够。 14、该文选题具有较强的现实性针对性和实用性。结构安排科学合理,思路清晰,层次分明。各部分之间联系紧密,观点表述准确,论证内容比较具有说服力,但文章缺乏自己原创的内容。 15、该文选题具有较强的现实性针对性和实用性。结构安排科学合理,思路清晰,层次分明。各部分之间联系比较紧密,观点表述也基本准确,论证内容比较具有说服力。在论证过程中基本上运用了行政管理专业基本知识原理来分析文中的主要问题,但参考的资料还欠充分,文章缺乏自己原创的内容,少数观点论证不深刻和全面。 16、本文选题的角度较为新颖,文章脉络清晰,文笔流畅,基本观点明确。文章目前仍存在的主要问题:学生没有完全深入和消化所查找的资料,论据不够充分有力。 17、本文立意新颖。全文以___为线索,结合各地的准规较全面的分析了___的问题和原因。并针对存在的问题提出解决问题的对策。内容论证也教科学合理。全文充分体现行政管理专业特色,格式规范。但创新点不够。 18、本文符合专业要求,反映社会热点问题。因此,该主题的研究有利于推进我国___的进一步发展。全文首先___的问题,然后分析___的原因。在此基础上又分析出相关的___。全文结构恰当,思路清晰,观点基本正确。 19、本文以___为主题,选题具有很强的现实性和应用性且符合行政管理专业培养目标要求。该论文结构基本合理,全文共分___大部分。其中第一部分___-,在此基础上重点探讨___。在论证过程中,该生的参考文献资料与所要论证的观点及内容结合紧密,运用的研究方法主要是理论研究与事例研究法。用词基本准确。但存在的问题主要是论据不够充分,还缺乏说服力,个别引用内容没有标明出处。 20、以___为题进行研究。能为解决___的问题提供参考和借鉴作用。在全文结构中,首先要调整基本概念提出问题,然后在对问题进行深入的分析,最后为 ___提出有效的建议。全文体现专业特色要求,部分与本分之间衔接的比较紧密,真正属于自己创新的内容还不是很多。总体上达到毕业论文要求。 21、本文以___为题,首先对___-的论述,然后在重点分析___的原因,并针对原因提出解决问题的有效对策。因此该文在选题上紧扣专业要求,文章结构科学合理,文章观点表达准确,用词正确,语句通顺,思路清晰。部分与部分之间联系非常紧密,在论证方法上采用事例论证与案例论证。查阅的资料充分合理。不足之处解决问题的对策还缺少可操作性。 22、全文以___为题。重点探讨出___的问题,然后针对问题提出有效的建议。全文结构符合要求,逻辑思路清晰,论据较充分,观点表达准确,语言流畅,论证方法教合理。参考的资料与主题结合紧密。 23、全文结构基本合理科学,逻辑思路清晰,观点表达准确,语言流畅,论证方法较合理,参考的文献资料符合主题要求,从主题到内容符合专业要求,部分与本分之间衔接的比较紧密,但个别引文没有标著出来,真正属于自己创新的内容还不是很多,个别概念比较模糊,总体上达到毕业论文要求。 24、本文以___为题,重点探讨___。选题符合符合行政管理专业培养目标目标与专业特色,而且选题具有很强的针对性和现实意义。文章结构安排合理,层次清晰,写作时参考的相关文献资料与主题联系紧密,而且参考的资料较新,在写作过程中作者能较好地运用行政管理专业基本知识原来来分析行政___,在论证过程中,主要用理论论证和事实论证。但文章不足之处在与部分语句表达不清晰,论证还不够深刻充分,创新点不够。总体上符合毕业论文要求。 25、本文以……为主题,重点探讨……问题,选题基本符合行政管理专业范畴,充分体现出专业特色。全文结构符合要求,逻辑思路清晰,论据较充分,观点表达准确,语言流畅,论证方法也较合理,但创新点不够,部分观点论证不充分,格式还不是非常的规范,真正属于自己的思想不多。总体上基本合格。 26、选题符合行政管理专业培养目标目标,能较好地综合运用社会理论和专业知识。论文写作态度认真负责。论文内容教充分,参考的相关资料比较充分,层次结构较合理。主要观点突出,逻辑观点清晰,语言表达流畅。但论证的深度还不够。 27、选题较具时代性和现实性。全文结构安排合理。观点表达基本准确。全文内容紧扣行政管理专业要求来写,充分体现出行政管理专业特色。查阅的相关资料较多。但不足之处主要是属于自己创新的东西还不多。总体上符合毕业论文要求。 28、本文以官员问责制为题进行研究,能为解决我国官员问责制存在的问题提供参考和借鉴作用。在全文结构中,首先对官员问责制的基本原理问题进行了分析,然后再对我国官员问责制存在的问题进行深入的分析,最后为解决前面的问题提出有效的建议。全文体现专业特色要求,部分与本分之间衔接的比较紧密,真正属于自己创新的内容还不是很多。总体上达到毕业论文要求。 29、研究___为题,充分的体现时代特色性。能为中国行政管理问题的解决提供参考价值。全文结构合理,思路清晰,观点明显。在论证过程中能教好的将论证与案例论证结合起来。不足之处是部分论点的论据还缺乏说服力。 30、选题较具时代性和现实性,全文结构安排合理,观点表达基本准确,思路基本清晰,全文内容基本上按照行政管理专业培养要求来写,查阅的相关资料也较多,但行政管理专业特色体现的还不够充分,属于自己创新的东西也还不多。总体上符合毕业论文要求。 答辩评语精选 1、余雨晴 指导教师评语 余雨晴的论文《高频电子线路精品课程网站建设》,基本完成了高频电子线路精品课程网站的设计,论文介绍了设计思想、制作过程,并设计了基本的网站雏形。阅读指导教师指定的参考资料、文献,开题 报告 有 实施方案 ,并按要求完成外文翻译,设计基本合理,对网站建设提出了个人见解,作者基本掌握了网站建设的基础理论。论文撰写规范,符合学位论文答辩要求。 同意该同学参加学位论文答辩。 评阅教师评语 余雨晴的论文《高频电子线路精品课程网站建设》,基本完成了高频电子线路精品课程网站的设计,论文介绍了设计思想、制作过程,并设计了基本的网站雏形。网站设计基本上合理、科学,表明作者基本上掌握了相关专业知识。毕业论文撰写符合规范要求,论文达到了本科毕业论文的要求。 同意该生参加学位论文答辩。 答辩委员会评语 答辩小组通过对余雨晴的论文《高频电子线路精品课程网站建设》的审核,认为该论文选题具有研究价值,基本上完成了网站的设计任务,设计基本上合理、科学。该生基本完成了毕业论文任务书所规定的内容,论文撰写基本符合规范,答辩时能基本正确地回答问题。 经答辩小组讨论,答辩成绩定为及格。 2、杨婷 指导教师评语 杨婷同学的论文《PLL技术及其应用》,较好地完成任务书规定的设计任务。论文在详细分析PLLIC电路的基础上,利用锁相集成电路设计了红外自动控制水龙头。红外自动控制水龙头运用LM音频锁相环芯片设计,同时结合定时器芯片和三端集成稳压器等组合而成,设计合理。该生除全部阅读指导教师指定的参考资料、文献外,还能阅读一些自选资料,并提出较合理的开题报告实施方案,按要求按时完成外文翻译,译文质量较好。对对研究的问题能正确分析,反映出作者较好地掌握了电科专业基础理论与专业知识,论文撰写规范,符合学位论文答辩要求。 同意该同学参加学位论文答辩。 评阅教师评语 杨婷同学的论文《PLL技术及其应用》选题具有实际意义,较好地完成了规定的任务,论文在详细分析PLLIC电路的基础上,利用锁相集成电路设计了红外自动控制水龙头,红外自动控制水龙头是运用了LM音频锁相环芯片设计,同时结合定时器芯片和三端集成稳压器等组合而成的电路。设计合理,表明作者比较好的掌握了电科专业相关的知识。毕业论文撰写符合规范要求,论文达到了本科毕业论文的要求。 同意该生参加学位论文答辩。 答辩委员会评语 答辩小组通过对杨婷同学的论文《PLL技术及其应用》的审核,认为该论文选题具有研究价值,论文利用锁相集成电路设计了红外自动控制水龙头电路,设计合理,表明作者比较好的掌握了相关专业知识,设计的产品具有一定的使用和参考价值。该生认真完成了毕业论文任务书所规定的内容,论文撰写符合规范,答辩时能正确地回答问题。 经答辩小组讨论,答辩成绩定为良好。 3、王锐 指导教师评语 王锐同学的论文《基于FPGA技术的电子密码锁》,完成了任务书所规定地研究(设计)任务。论文采用EDA技术通过自顶向下的设计方法对数字密码锁进行了设计,描述了数字密码锁的总体结构、主要功能、设计流程、模块划分及总体和各模块的VHDL源程序,并且给出了数字密码锁设计的仿真结果。外语资料翻译尚可,论文格式基本规范,论述基本准确,达到了预期的要求,符合学士学位论文答辩的要求。 同意该同学参加毕业论文答辩。 评阅教师评语 王锐同学的论文《基于FPGA技术的电子密码锁》选题具有一定的实际意义,基本上完成了规定的任务,主要工作包括用EDA技术通过自顶向下的设计方法对数字密码锁进行了设计,描述了数字密码锁的总体结构、主要功能、设计流程、模块划分及总体和各模块的VHDL源程序,并且给出了数字密码锁设计的仿真结果,存在的不足主要是没有具体实现。毕业论文撰写符合规范要求,论文达到了本科毕业论文的要求,同意该生参加学位论文答辩。 答辩委员会评语 答辩小组通过对王锐同学的论文《基于FPGA技术的电子密码锁》的审核,认为该论文选题具有一定的研究价值,作者具有一定的阅读参考资料的能力,认为完成了毕业论文任务书所规定的内容,行文基本流畅,答辩时能较比较正确地回答问题。本文尚存在全篇结构不够合理、没有完全实现等缺陷。 经答辩小组讨论,答辩成绩定为中等。 4、周洋 指导教师评语 周洋同学的论文《纯音听力计的设计与实现》,较好地完成了任务书所规定地研究任务。论文从听力计的发展趋势和面临现状出发,基于对系统结构和功能要求的分析,论述了仪器的工作原理,软、硬件设计方法和纯音信号与噪声信号的实现过程。外语资料翻译尚可,论文格式基本规范,论述基本准确,达到了预期的要求,符合学士学位论文答辩的要求。 同意该同学参加毕业论文答辩。 评阅教师评语 周洋同学的论文《纯音听力计的设计与实现》选题具有一定的实际意义,基本上完成了规定的任务,从听力计的发展趋势和面临现状出发,基于对系统结构和功能要求的分析,论述了仪器的工作原理、软、硬件设计方法和纯音信号与噪声信号的实现过程,设计基本合理。毕业论文撰写基本符合规范要求,论文基本上达到了本科毕业论文的要求,同意该生参加学位论文答辩。 答辩委员会评语 答辩小组通过对周洋同学的论文《纯音听力计的设计与实现》的审核,认为该论文选题具有一定的研究价值,作者具有一定的阅读参考资料的能力,基本完成了毕业论文任务书所规定的内容,行文基本流畅,答辩时能较比较正确地回答问题。本文尚存在全篇结构不够合理、设计没有完全实现等缺陷。 经答辩小组讨论,答辩成绩定为中等。 5、李思静 指导教师评语 李思静同学的论文《调频电路及其设计》,很好地完成任务书规定的设计任务。论文采利用导频制调频立体声发射接收技术及高性能的专用发射与接收集成电路,设计了一套基于BA和C_A的小型无线调频立体声系统。该生除全部阅读指导教师指定的参考资料、文献外,还能阅读较多的自选资料,较好地理解课题任务并提出开题报告实施方案,能出色完成外文资料的翻译,对研究的问题能较深刻分析,反映出作者很好地掌握了有关基础理论与专业知识,论文撰写规范,符合学位论文答辩要求。 同意该同学参加毕业论文答辩。 评阅教师评语 李思静同学的论文《调频电路及其设计》选题具有实际意义,完成了规定的任务,论文采利用导频制调频立体声发射接收技术及高性能的专用发射与接收集成电路,设计了一套基于BA和C_A的小型无线调频立体声系统,表明作者很好的掌握了调频通信方面的知识。毕业论文撰写符合规范要求,论文达到了本科毕业论文的要求。 同意该生参加学位论文答辩。 答辩委员会评语 答辩小组通过对李思静同学的论文《调频电路及其设计》的审核,认为该论文选题具有研究价值,作者设计了一套基于BA和C_A的小型无线调频立体声系统,作者很好的掌握了调频通信方面的知识。具有很好的阅读参考资料的能力,认真完成了毕业论文任务书所规定的内容,行文流畅,论文撰写符合规范,答辩时能正确地回答问题。 经答辩小组讨论,答辩成绩定为优秀。 优秀答辩评语 1、赵迦颐同学在读期间,刻苦认真,阅读广泛,专业基础扎实,具有理论分析能力。本论文以较少受人关注的新月派女诗人林徽因的诗歌创作研究对象,重点分析英国浪漫主义诗歌对林诗的影响,具有理论与实践的意义。论文从生命体验、审美系统、艺术系统三个方面,深入探究这种影响的发生与表现。观点明确,论述有力。论文解读细致,文字细腻而亲切,温婉可读。不足之处在于对于林徽因在时代冲击下的心境转变与创作之间的关系尚可进一步展开。总的说来,我以为这是一篇符合要求的硕士毕业论文,同意推荐该同学申请论文答辩。 2、新的修改意见包括:摘要的首句,关键词的更换,对影响Jack London的一生,并在其作品The Call of the Wild中有所体现的“Superman”还应有进一步的说明。时态用法上的部分混乱情况还需纠正。引用部分过多,自己的评述太少,有的参考书目在文内根本未提及是一个不太好解决的问题。建议从London是所谓超人,Buck也是超狗的角度说明两者之间的联系以及作者生平对其作品的影响。 3、作者在一稿的基础上作了比较认真的修改。论文从内容到形式上都有很大的改进。从网上下载的两个与文章内容关系不大的流程图已被删除。前言中的部分内容已按要求移到了正文部分。添加了结论部分,尽管内容还有待充实。参考文献部分已重排但仍有不规范的地方。 4、不少错误,特别是论文的后半部分。参考文献部分尚缺出版社地点。 5、在一稿的基础上有较大改进。主要的问题多已解决。特别是一稿中分层太细、缺少中国 文化 例证等缺点。语言上的错误纠正了许多,但仍有上次指出的错误没有更正,如course,cause不分等。参考文献的排列也还存在一些小问题。引言部分还是没有标明出处。 6、从论文的内容可以看出,作者占有资料丰富,讨论了现行土地征收补偿制度及其运作中存在的问题。然后,在借鉴国外相关法律制度的基础上提出了较为可行的解决方案,___有一定的新意。 7、论文表明,该同学阅读了较多的参考文献,对该研究领域较熟悉,具备了一定的文献综述能力___。论文语言流畅,结构严谨、合理,观点正确,相关分析论证有一定的参考价值,___。论文表明,该同学对相关的专业知识掌握较好,具有一定的分析问题解决问题的能力,___,论文达到了学士学位应有的水平,同意论文答辩。 8、论文涉及的内容对跨国公司内文化冲突的解决有一定的指导意义。论述比较充分,条理比较清晰。在东西方文化的对比中,作者举了很多有趣的例子,但对近在眼前的中国的例子却很少。东方文化的例子多取自日本文化,这是一个很大的缺陷。文章层次分得过细是另一个缺点,几乎一个自然段一层,如不仔细看反而更令人糊涂。 9、论文题与论文的内容基本相符,结构基本完整,语言也比较通顺,没有大的语法错误。问题是,全文引用的部分太多,自己的分析太少,有些“分析”有抄袭的痕迹。应当说,完成这篇论文所需的材料已经具备,作者可以在此基础上对材料进行分析归纳以得出自己的结论。 10、论文题与论文的内容基本相符,结构完整,语言比较流畅。即或在初稿中除了分段过细外,也没有发现多少严重的语法或拼写错误。作者试图从Jack London的生平中寻找作家与其小说中某个人物的关联。从内容看,作者对原著比较了解,也收集到了相关的资料,但仅限于资料的罗列,如何通过分析资料得出自己的结论这是论文写作应达到的目的,而恰恰在这一点上,作者所下的功夫还不够。 11、在一稿的基础上有所改进,合并了某些不必要的段落,重拟了论文中某些章节的标题,修改了某些病句,参考文献中的错误也得到了纠正。 12、作者的工作具有较好的实际应用价值,论文写作认真结构严谨,文字通顺,反映出作者具有了从事科学研究工作的能力,同意进行硕士学位论文答辩。 13、毕业论文设计 总结 的结构完整,各部分基本符合英语论文的写作规范。作者试图从东西方文化对比的角度分析跨国公司内的文化冲突并寻找解决的途径。为了写好这篇论文作者显然查阅了大量的资料,论述比较充分,条理也很清晰。遗憾的是,由于作者本人没有跨国公司的工作经历,也没有去跨国公司作相应的考察,因此,她的论述只能基于阅读中获得的二手资料,而所谓东方文化又多以日本的资料为代表,要解决人们更为关心的在华跨国公司内的文化冲突问题,读者更需要的则是中西文化的对比,这方面作者虽然在以后各稿中补充了一些,仍显不足。 14、论文的选题很好,有创意。据了解,作者是在 商务英语 的学习中接触到Maslow的心理学理论的。而初次读到Jack London的The Call of the Wild则是在大学二年级的 英语阅读 课上。为了写好这篇论文,作者作了一定研究,特别是Jack London的原著。从作者对原著的引用情况不难看出,她对原著的内容是相当熟悉的。作者的写作态度比较认真,能按照学校的要求与自己在开题报告中拟定的写作进度分阶段地完成论文的研究与写作计划。对于初稿中从形式到内容等方方面面的错误,一经指出,作者都能认真对待,反复修改。尽管语言仍略显稚嫩,但论文条理清晰、说理充分,观点具有独创性,有一定的参考价值,不失为一篇好文章。
浅论FPGA的VGA汉字显示系统设计与实现论文
在日常学习和工作中,大家都接触过论文吧,通过论文写作可以提高我们综合运用所学知识的能力。相信写论文是一个让许多人都头痛的问题,下面是我为大家整理的浅论FPGA的VGA汉字显示系统设计与实现论文,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
摘要:
提出一种基于Xilinx公司的Spartan一3E的FPGA显示方案,由于FPGA芯片具有可靠性高、编程灵活、体积小等优点,采用其控制 VGA接口进行汉字显示,有效地解决了通用处理器控制VGA接口显示汉字的缺点。对新方案进行理论分析和实验,结果证明该方案达到了预期效果。
关键词:
显示绘图陈列;现场可编程门陈列;VGA汉字显示
随着科技的发展,VGA汉字显示系统的应用范围越来越广泛,传统的VGA字符显示方案是通过通用处理器控制VGA接口显示字符信息的,这种显示方案是以通用处理器为核心的处理系统,整个系统体积大、可靠性不高且灵活性差,不适合便携设备的设计。而FPGA芯片具有可靠性高、编程灵活和体积小等特点,因此用FPGA技术来实现VGA汉字显示可以有效解决传统技术中的缺点。
FPGA管脚资源丰富,运行速度快,可以实现大规模的系统设计,而且由于FPGA具有可重构能力和抗干扰能力强等优点,使其越来越多地应用于工业控制领域。利用FPGA控制VGA显示汉字,可使汉字显示脱离Pc机的控制,构建体积小、功耗低的各种嵌入式系统,可应用在人机界面、地面勘测、电子设备、智能仪表和性能监测等方面。
1、VGA汉字显示
VGA的汉字显示是利用VGA的显示原理,使用正确的时序信号对VGA接口相应管脚进行控制输出RGB颜色信息来显示相应的字符信息,其中VGA显示原理及时序信号的控制必须遵循VGA的工业标准。显示处理前端中的SRAM中存储的每一位数据对应相应LCD显示屏上一个像素点的亮和灭,“1”表示亮,“0”表示灭。在显示设备上显示汉字也就是按照汉字的点阵图向显示器上输出1或0的高低电平,从而在显示器上显示出具体的汉字。
2、VGA显示控制器的FPGA实现
FPGA芯片作为中央控制器控制整个系统的处理,根据自顶向下的设计流程,按照层次化、结构化的设计方法可以将FPGA系统划分为以下几个模块:顶层模块、分频模块、VGA控制模块、存储功能模块和RAM读取控制模块。系统工作原理:系统加电FPGA芯片读人配置信息,配置完成后,FPGA进人工作状态,将要显示的汉字的字模信息初始化到单口RAM中,由系统时钟产生时序,程序根据时序信息控制VGA接口输出行、场同步及颜色信息到显示器上。
顶层模块
根据自顶向下设计方法,首先定义顶层功能块。顶层模块处于重要的位置,定义好顶层模块功能后,才能进而分析哪些是构成顶层模块必要的子模块,然后进一步对各个子模块进行分解,直到达到无法进一步分解的底层功能块。顶层模块主要负责规定各个模块之间的数据信号和控制信号的连接关系,也就是实例化各子模块,并且接收RAM读取控制模块传来的汉字字模信息数据流,根据数据流信息中比特位为1的位赋予红色,为0的位赋予蓝色,即用红色表示汉字,用蓝色来填充背景。
分频模块
时序的驱动是设计VGA显示的控制需要注意的一个重要问题,这也是实验是否成功的关键设计。时序不正确,必定不能正常显示,有时甚至会损坏显示设备。因此,对于时序的设计我们必须遵循VGA的工业标准,在设计中使用的分辨率为640×480,根据VGA的工业标准,其像素的刷新率为25MHz。
而实验采用的实验板提供的时钟频率为50MHz,因此必须将系统进行分频设计,即进行二分频的设计。50MHz的时钟频率经过分频后得到实验所需的25MHz频率,此频率将作为顶层控制模块,VGA控制模块和RAM读取控制模块的系统时钟。
VGA控制模块
VGA信号的电平驱动是设计VGA显示的控制需要注意的另一个重要问题,这是正确显示文字图像的重要设计,如果设计不当,那么在显示器上就不能正确显示文字图像。这个模块主要是根据VGA的工业标准进行设计的,用verilog语言将工业标准用程序表示出来。
VGA时序信号产生包括行点计数器x—cnt(计数个数用 表示)、场点计数器y—cnt(计数个数用rt 表示)、行同步信号hsync、场同步信号vsync、有效显示区Visible area等。其中行点计数器是800进制计数器,场点计数器是525进制计数器。根据VGA时序的工业标准行、场同步信号有4种状态:同步脉冲信号 (Sync),显示后沿信号(Back Porch),可视显示区(Visible area),显示前沿(Front Porch)。
这4种状态具有很清晰的时序规律,可以用有限状态机来实现这4种状态的转换,用h—state来表示行同步状态机的4种状态:h—sync,h—back,h—visible,h—front;v—state来表示场同步状态机的4种状态:v—sync,v—back,v— visible,v— front。行、场计数器的值决定了状态机在何时进行状态翻转。
行状态机复位时,进入行同步状态h—sync,此时行同步信号输出低电平;当行计数器的计数值达到96时,状态机翻转进人行消隐后沿h—back状态,此时仍为消隐阶段;当行计数器的计数值达到144时,状态机翻转进入h—visible状态,它对应每行的有效显示区域,共包含640点,在此区域以外的任何部分都不被显示;当行计数器的计数值达到784时,状态机进入行消隐前沿h—front状态,此时处于消隐阶段。当行计数器计数值达到799时,行状态机进入h—sync状态,同时行计数器的复位信号为高电平,计数器复位。
与行有限状态机状态转移类似,需要注意的是行扫描是从左到右地扫描显示,而场扫描是自上而下地扫描显示,显示区域中行与场确定的一个坐标位置为一个像素点,并且只有在行、场状态都为有效可视状态(h—visibl~=1且v—visible=1)时,即行有效显示区域和场有效显示区域的逻辑与值为1时,才能在显示设备上显示。行、场消隐信号的逻辑与为复合消隐信号,处于复合消隐阶段的信号不能在显示设备上显示。
存储功能模块
存储功能模块的主要功能是存储文字信息,其存储媒介为FPGA内部的硬核块RAM,块RAM是以硬核的方式内嵌到FPGA芯片中的,不占用芯片的逻辑资源,是FPGA芯片内部的一种宝贵资源。FPGA内嵌的块RAM组件可配置为单口RAM、双口RAM、分布式ROM、块ROM、内容地址存储器CAM和先进先出存储器FIFO等存储结构 J。
本文中所做实验只进行文字显示,所以可以使用单口RAM存储文字信息,如果想实现更复杂的设计如:文字的滚动显示、图片的动画显示等可以使用双口RA M进行设计。实验使用开发软件XinlinxISE中的IP核生成工具CORE Generator生成实验用的单口RAM,并将其要显示的文字信息初始化到RAM中。实验设置显示7个汉字,每个汉字为16×16点阵,所以RAM的数据深度为l6,数据宽度为112。在工程项目里利用IP核生成工具生成单口RAM,在生成过程中把RAM的数据深度、宽度设置正确,并把事先做好的.coe文件即汉字的字模信息初始化到RAM中。
RA M读取控制模块
RAM读取控制模块是VGA显示设备和存储数据信息的RA M之间通道,为了使VGA显示设备能够准确的显示文字图像信息,必须严格遵循显示设备的扫描规律,产生相应的显示信息。块RAM中的存储地址是由0到16 组成的一维的'连续地址空间,实验显示的是由7个汉字组成的16×16的点阵,如果把这7个汉字看成一个整体,那么这个整体将占用112×16个像素点。本模块包括以下3部分内容:取出汉字字模信息,行、场计数器和坐标定位设计。
显示汉字必须首先把汉字的字模信息提取出来,可以利用一个深度为16的寄存器将RAM中的汉字字模信息暂存,待字符位置定位后再从寄存器中取出相应显示信息产生汉字字模信息的数据流;用行列计数器确定坐标点,并用坐标的位置来确定文字显示位置,其实现与VGA时序控制中的行、场计数器一致;汉字显示区域实验从屏幕的坐标点(400,240)到坐标点(512,256)区域内显示字符。
当坐标计数器刷新到坐标点(400,240)时就要相应地取寄存器地址中的第1个数据作为产生汉字的第1行点阵信息的数据流,直到坐标点 (512,240)时结束第1行的显示,当坐标计数器刷新到坐标点(400,241)时就要取出寄存器中显示汉字的第2行点阵信息,直到坐标点 (512,241)时结束第2行的显示,同理直到到达坐标点(512,256)时结束字符显示。本模块产生的字符数据流将交由顶层模块来控制其显示颜色。
3、系统实验
实验环境开发工具:Xilinx ISE ;开发语言:Verilog;仿真工具:Xilinx ISE Simulator;实验开发板:Xinlinx公司的Spartan一3E。
仿真结果
利用ISE内部的仿真软件对系统进行仿真。由仿真可以看出行、场同步(hsync、vsync)信号都有效(值为1),且行、场都处于可视区域内(水平有效显示区宽度与垂直有效显示区宽度逻辑与的区域为可视区域 ),输出使能信号vailid值为1,此时可以输出汉字信息,可以看出,当输出条件满足时,从SRAM中获取汉字信息,并将其输出,当有汉字输出时 vga—r值为1,即输出汉字颜色为红色,无汉字输出时为背景色蓝色。
实验结果
对实验进行调试,将编程数据下载到FPGA芯片中,再由显示器将汉字输出。本实验只做了一句话的实验测试,如果要实现更多字符显示,可以将更多字符信息存储到RAM字符信息库中,调取RAM中的信息进行显示即可。
4、结束语
用FPGA来控制VGA显示,可以克服使用通用处理器设计系统所带来的不便和缺点。使用块RAM存储汉字信息,不占用芯片的逻辑资源,不仅能保证较高的工作频率,而且还具有很低的动态功耗。实验实现了基于FPGA的汉字显示,方便了汉字信息的写入及内容的修改,可使汉字的显示脱离 Pc机控制,减少控制器的体积,对于小型嵌入式系统及各种便携式设备实现汉字显示具有重要的现实意义和工程实用价值。
拓展:
论文格式与要求
一般而言,非211、985学校的本科毕业论文字数在6000-8000左右(工程类需要制图的专业则会超过这个数字),而一些要求较高或者重点学校则要求论文字数在1万左右或以上,总之各个学校在论文字数上的规定都有细微的差异。
一、本科生毕业论文主要内容
1、题目 (宋体,小二,居中)
2、中文摘要(200字以上),关键词;字体:宋体、小四号,字符间距:标准;行距:20磅
3、英文摘要,关键词;
4、目录
5、正文;字体:宋体、小四号,字符间距:标准;行距:20磅
6、参考文献。期刊内容包括:作者 题名,刊名,年,卷(期):起始页码-结束页码。著作内容包括:作者、编者,文献题名,出版社,出版年份,起止页码。
7、附件:开题报告和检查情况记录表
二、格式要求
1、书写格式要求:填写项目必须用碳素或蓝黑墨水钢笔书写;
2、文稿要求:文字通顺,语言流畅,版面整洁,便于装订。Word文稿A4纸打印。
3、图纸要求:图面整洁,布局合理,线条粗细均匀,圆弧连接光滑,尺寸标准规范,文字注释必须使用工程字书写;
4、曲线图表要求:所有曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意图等不得简单徒手画,须按国家规范标准或工程要求绘制;
5、公式要求:所有公式不得徒手书写,利用Microsoft公式编辑器或Mathtype编辑。
三、毕业论文份量要求:
毕业论文字数一般不少于万字或相当信息量。外文文献阅读量的具体要求,由指导教师量化。
四、 毕业论文规范审查工作由指导教师具体负责,从毕业论文质、量、形式等规范方面对论文答辩资格进行审查。审查合格者方能参加答辩。凡质、量、形式等方面审查不合格者,应责令其返工,直到达到要求为止,否则不准参加毕业答辩。对于在校外进行毕业论文的学生,其论文答辩资格审查回校进行。
五、毕业论文档案应包括以下内容:
1、大学毕业论文(设计)封面(教务处统一印制);
2、毕业论文,包括题目及目录、开题报告、内容提要、正文及相关图表、参考文献及其他附件等;
3、指导教师、答辩委员会评阅意见、成绩评定表;
4、其他附件;
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答辩表明:该同学对……做了比较深入的研究,整理了较多的文献资料,具备了一定的文献综述能力,在……方面有新意。但论文也有不足,如……。
综合指导教师、(评议人)的意见和该同学在答辩过程中的表现,答辩组经过认真讨论,一致同意通过该同学的(双学位论文)毕业论文答辩,并建议授予(法学)学士学位。
优秀:
该毕业论文选题符合专业培养方案,工作量较大,设计方案合理。论文书写规范,条理清晰,逻辑性强,分析严谨,结论正确,放映出该同学已经掌握了本学科扎实的基础理论和系统的专业知识,具有一定的创新精神,出色地完成了毕业设计工作。在答辩过程中,讲解清晰,对提出的问题回答正确,解释合理。
良好:
该毕业论文选题符合专业培养方案,工作量适中,设计方案合理。论文书写规范,条理清晰,逻辑性较强,分析较严谨,结论正确,反映出该同学已掌握了本学科较扎实的基础理论和系统的专业知识,较好地完成了毕业设计工作。在答辩过程中,讲解清晰,对提出的问题回答正确,解释合理。
中等:
该毕业论文选题符合专业培养方案,工作量适中,设计方案比较合理。论文书写较规范,逻辑性较强,分析较严谨,结论正确,反映出该同学已掌握了本学科的基础理论和系统的专业知识,基本完成了毕业设计工作。在答辩过程中,讲解较清晰,对提出的问题回答基本正确,解释基本合理。
及格:
该毕业论文选题符合专业培养方案,具有一定的工作量,设计方案基本合理。论文书写较规范,分析较严谨,结论基本正确,反映出该同学基本掌握了本学科的基础理论和专业知识,基本完成了毕业设计工作。在答辩过程中,讲解较清晰,能回答提出的问题,解释基本合理。
在五分钟的陈述中,该生介绍了论文的主要观点、内容与结构,以及为此进行的研究。陈述简明扼要,显示对所研究的问题有一定的认识。对教师提出的第一个问题,该生的回答准确无误;对有关资料来源的问题,该生作了如实的'回答,但在论文中的许多地方,她却没有标明数据的出处,这不能不说是一个重大缺陷。对第三个问题的回答显然不够切题,可能没听清老师口头提出的问题。
该生的答辩语言流利,但语音、语调存在一定的问题。答辩组经过认真讨论,一致同意通过该生的毕业论文,但要求该生纠正论文中尚存的某些错误。
该生流利地陈述了写作该论文的目的、理论与实践意义,阐述论文的主要观点与内容,以及介绍了论文的写作过程。逻辑思路清晰,语言流利。对教师的第一个问题,该生只是教师的启发后才作出基本正确的回答。对于第二个问题,回答得简明扼要,层次分明、答辩令人满意。对于第三个问题,回答的不够确切,存在明显错误……。……,该生的答辩语言流利(流利不及其他同学),……。
答辩组经过认真讨论,一致同意(仍然同意)通过该生的毕业论文,但要求其纠正论文证尚存的某些……./对论文作……修改。
xxx的论文《高频电子线路精品课程网站建设》,基本完成了高频电子线路精品课程网站的设计,论文介绍了设计思想、制作过程,并设计了基本的网站雏形。阅读指导教师指定的参考资料、文献,开题报告有实施方案,并按要求完成外文翻译,设计基本合理,对网站建设提出了个人见解,作者基本掌握了网站建设的基础理论。论文撰写规范,符合学位论文答辩要求。
同意该同学参加学位论文答辩。
xxx的论文《高频电子线路精品课程网站建设》,基本完成了高频电子线路精品课程网站的设计,论文介绍了设计思想、制作过程,并设计了基本的网站雏形。网站设计基本上合理、科学,表明作者基本上掌握了相关专业知识。毕业论文撰写符合规范要求,论文达到了本科毕业论文的要求。
同意该生参加学位论文答辩。
答辩小组通过对xxx的论文《高频电子线路精品课程网站建设》的审核,认为该论文选题具有研究价值,基本上完成了网站的设计任务,设计基本上合理、科学。该生基本完成了毕业论文任务书所规定的内容,论文撰写基本符合规范,答辩时能基本正确地回答问题。
经答辩小组讨论,答辩成绩定为及格。
xx同学的论文《PLL技术及其应用》,较好地完成任务书规定的设计任务。论文在详细分析PLLIC电路的基础上,利用锁相集成电路设计了红外自动控制水龙头。红外自动控制水龙头运用LM音频锁相环芯片设计,同时结合定时器芯片和三端集成稳压器等组合而成,设计合理。该生除全部阅读指导教师指定的参考资料、文献外,还能阅读一些自选资料,并提出较合理的开题报告实施方案,按要求按时完成外文翻译,译文质量较好。对对研究的问题能正确分析,反映出作者较好地掌握了电科专业基础理论与专业知识,论文撰写规范,符合学位论文答辩要求。
同意该同学参加学位论文答辩。
通信技术论文范文篇二 浅析量子通信技术 【摘要】量子通信作为既新鲜又古老的话题,它具有严格的信息传输特性,目前已经取得突破性进展,被通信领域和官方机构广泛关注。本文结合量子,对量子通信技术以及发展进行了简单的探讨。 【关键词】量子;通信;技术;发展 对量子信息进行研究是将量子力学作为研究基础,根据量子并行、纠缠以及不可克隆特性,探索量子编码、计算、传输的可能性,以新途径、思路、概念打破原有的芯片极限。从本质来说:量子信息是在量子物理观念上引发的效应。它的优势完全来源于量子并行,量子纠缠中的相干叠加为量子通讯提供了依据,量子密码更多的取决于波包塌缩。理论上,量子通信能够实现通信过程,最初是通过光纤实现的,由于光纤会受到自身与地理条件限制,不能实现远距离通信,所以不利于全球化。到1993年,隐形传输方式被提出,通过创建脱离实物的量子通信,用量子态进行信息传输,这就是原则上不能破译的技术。但是,我们应该看到,受环境噪声影响,量子纠缠会随着传输距离的拉长效果变差。 一、量子通信技术 (一)量子通信定义 到目前为止,量子通信依然没有准确的定义。从物力角度来看,它可以被理解为物力权限下,通过量子效应进行性能较高的通信;从信息学来看,量子通信是在量子力学原理以及量子隐形传输中的特有属性,或者利用量子测量完成信息传输的过程。 从量子基本理论来看,量子态是质子、中子、原子等粒子的具体状态,可以代表粒子旋转、能量、磁场和物理特性,它包含量子测不准原理和量子纠缠,同时也是现代物理学的重点。量子纠缠是来源一致的一对微观粒子在量子力学中的纠缠关系,同时这也是通过量子进行密码传递的基础。Heisenberg测不准原理作为力学基本原理,是同一时刻用相同精度对量子动量以及位置的测量,但是只能精确测定其中的一样结果。 (二)量子通信原理 量子通信素来具有速度快、容量大、保密性好等特征,它的过程就是量子力学原理的展现。从最典型的通信系统来说具体包含:量子态、量子测量容器与通道,拥有量子效应的有:原子、电子、光子等,它们都可以作为量子通信的信号。在这过程中,由于光信号拥有一定的传输性,所以常说的量子通信都是量子光通信。分发单光子作为实施量子通信空间的依据,利用空间技术能够实现空间量子的全球化通信,并且克服空间链路造成的距离局限。 利用纠缠量子中的隐形量子传输技术作为未来量子通信的核心,它的工作原理是:利用量子力学,由两个光子构成纠缠光子,不管它们在宇宙中距离多远,都不能分割状态。如果只是单独测量一个光子情况,可能会得到完全随机的测量结果;如果利用海森堡的测不准原理进行测量,只要测量一个光子状态,纵使它已经发生变化,另一个光子也会出现类似的变化,也就是塌缩。根据这一研究成果,Alice利用随机比特,随机转换已有的量子传输状态,在多次传输中,接受者利用量子信道接收;在对每个光子进行测量时,同时也随机改变了自己的基,一旦两人的基一样,一对互补随机数也就产生。如果此时窃听者窃听,就会破坏纠缠光子对,Alice与Bob也就发觉,所以运用这种方式进行通信是安全的。 (三)量子密码技术 从Heisenberg测不准原理我们可以知道,窃听不可能得到有效信息,与此同时,窃听量子信号也将会留下痕迹,让通信方察觉。密码技术通过这一原理判别是否存在有人窃取密码信息,保障密码安全。而密钥分配的基本原理则来源于偏振,在任意时刻,光子的偏振方向都拥有一定的随机性,所以需要在纠缠光子间分设偏振片。如果光子偏振片与偏振方向夹角较小时,通过滤光器偏振的几率很大,反之偏小。尤其是夹角为90度时,概率为0;夹角为45度时,概率是,夹角是0度时,概率就是1;然后利用公开渠道告诉对方旋转方式,将检测到的光子标记为1,没有检测到的填写0,而双方都能记录的二进制数列就是密码。对于半路监听的情况,在设置偏振片的同时,偏振方向的改变,这样就会让接受者与发送者数列出现差距。 (四)量子通信的安全性 从典型的数字通信来说:对信息逐比特,并且完全加密保护,这才是实质上的安全通信。但是它不能完全保障信息安全,在长度有限的密文理论中,经不住穷举法影响。同时,伪随机码的周期性,在重复使用密钥时,理论上能够被解码,只是周期越长,解码破译难度就会越大。如果将长度有限的随机码视为密钥,长期使用虽然也会具有周期特征,但是不能确保安全性。 从传统的通信保密系统来看,使用的是线路加密与终端加密整合的方式对其保护。电话保密网,是在话音终端上利用信息通信进行加密保护,而工作密钥则是伪随机码。 二、量子通信应用与发展 和传统通信相比,量子通信具有很多优势,它具有良好的抗干扰能力,并且不需要传统信道,量子密码安全性很高,一般不能被破译,线路时延接近0,所以具有很快的传输速度。目前,量子通信已经引起很多军方和国家政府的关注。因为它能建立起无法破译的系统,所以一直是日本、欧盟、美国科研机构发展与研究的内容。 在城域通信分发与生成系统中,通过互联量子路由器,不仅能为任意量子密码机构成量子密码,还能为成对通信保密机利用,它既能用于逐比特加密,也能非实时应用。在严格的专网安全通信中,通过以量子分发系统和密钥为支撑,在城域范畴,任何两个用户都能实现逐比特密钥量子加密通信,最后形成安全性有保障的通信系统。在广域高的通信网络中,受传输信道中的长度限制,它不可能直接创建出广域的通信网络。如果分段利用量子密钥进行实时加密,就能形成安全级别较高的广域通信。它的缺点是,不能全程端与端的加密,加密节点信息需要落地,所以存在安全隐患。目前,随着空间光信道量子通信的成熟,在天基平台建立好后,就能实施范围覆盖,从而拓展量子信道传输。在这过程中,一旦量子中继与存储取得突破,就能进一步拉长量子信道的输送距离,并且运用到更宽的领域。例如:在�潜安全系统中,深海潜艇与岸基指挥一直是公认的世界难题,只有运用甚长波进行系统通信,才能实现几百米水下通信,如果只是使用传统的加密方式,很难保障安全性,而利用量子隐形和存储将成为开辟潜通的新途径。 三、结束语 量子技术的应用与发展,作为现代科学与物理学的进步标志之一,它对人类发展以及科学建设都具有重要作用。因此,在实际工作中,必须充分利用通信技术,整合国内外发展经验,从各方面推进量子通信技术发展。 参考文献 [1]徐启建,金鑫,徐晓帆等.量子通信技术发展现状及应用前景分析[J].中国电子科学研究院学报,2009,4(5):491-497. [2]徐兵杰,刘文林,毛钧庆等.量子通信技术发展现状及面临的问题研究[J].通信技术,2014(5):463-468. [3]刘阳,缪蔚,殷浩等.通信保密技术的革命――量子保密通信技术综述[J].中国电子科学研究院学报,2012, 7(5):459-465. 看了“通信技术论文范文”的人还看: 1. 大学通信技术论文范文 2. 通信技术毕业论文范文 3. 通信技术论文范文 4. 关于通信工程论文范文 5. 大学通信技术论文范文(2)
集成电路芯片封装技术浅谈 自从美国Intel公司1971年设计制造出4位微处a理器芯片以来,在20多年时间内,CPU从Intel4004、80286、80386、80486发展到Pentium和PentiumⅡ,数位从4位、8位、16位、32位发展到64位;主频从几兆到今天的400MHz以上,接近GHz;CPU芯片里集成的晶体管数由2000个跃升到500万个以上;半导体制造技术的规模由SSI、MSI、LSI、VLSI达到 ULSI。封装的输入/输出(I/O)引脚从几十根,逐渐增加到几百根,下世纪初可能达2千根。这一切真是一个翻天覆地的变化。 对于CPU,读者已经很熟悉了,286、386、486、Pentium、Pentium Ⅱ、Celeron、K6、K6-2 ……相信您可以如数家珍似地列出一长串。但谈到CPU和其他大规模集成电路的封装,知道的人未必很多。所谓封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳,它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁--芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接。因此,封装对CPU和其他LSI集成电路都起着重要的作用。新一代CPU的出现常常伴随着新的封装形式的使用。 芯片的封装技术已经历了好几代的变迁,从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM,技术指标一代比一代先进,包括芯片面积与封装面积之比越来越接近于1,适用频率越来越高,耐温性能越来越好,引脚数增多,引脚间距减小,重量减小,可靠性提高,使用更加方便等等。 下面将对具体的封装形式作详细说明。 一、DIP封装 70年代流行的是双列直插封装,简称DIP(Dual In-line Package)。DIP封装结构具有以下特点: 1.适合PCB的穿孔安装; 2.比TO型封装(图1)易于对PCB布线; 3.操作方便。 DIP封装结构形式有:多层陶瓷双列直插式DIP,单层陶瓷双列直插式DIP,引线框架式DIP(含玻璃陶瓷封接式,塑料包封结构式,陶瓷低熔玻璃封装式),如图2所示。 衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比,这个比值越接近1越好。以采用40根I/O引脚塑料包封双列直插式封装(PDIP)的CPU为例,其芯片面积/封装面积=3×3/×50=1:86,离1相差很远。不难看出,这种封装尺寸远比芯片大,说明封装效率很低,占去了很多有效安装面积。 Intel公司这期间的CPU如8086、80286都采用PDIP封装。 二、芯片载体封装 80年代出现了芯片载体封装,其中有陶瓷无引线芯片载体LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier)、塑料有引线芯片载体PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、小尺寸封装SOP(Small Outline Package)、塑料四边引出扁平封装PQFP(Plastic Quad Flat Package),封装结构形式如图3、图4和图5所示。 以焊区中心距,208根I/O引脚的QFP封装的CPU为例,外形尺寸28×28mm,芯片尺寸10×10mm,则芯片面积/封装面积=10×10/28×28=1:,由此可见QFP比DIP的封装尺寸大大减小。QFP的特点是: 1.适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线; 2.封装外形尺寸小,寄生参数减小,适合高频应用; 3.操作方便; 4.可靠性高。 在这期间,Intel公司的CPU,如Intel 80386就采用塑料四边引出扁平封装PQFP。 三、BGA封装 90年代随着集成技术的进步、设备的改进和深亚微米技术的使用,LSI、VLSI、ULSI相继出现,硅单芯片集成度不断提高,对集成电路封装要求更加严格,I/O引脚数急剧增加,功耗也随之增大。为满足发展的需要,在原有封装品种基础上,又增添了新的品种--球栅阵列封装,简称BGA(Ball Grid Array Package)。如图6所示。 BGA一出现便成为CPU、南北桥等VLSI芯片的高密度、高性能、多功能及高I/O引脚封装的最佳选择。其特点有: 引脚数虽然增多,但引脚间距远大于QFP,从而提高了组装成品率; 2.虽然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,简称C4焊接,从而可以改善它的电热性能: 3.厚度比QFP减少1/2以上,重量减轻3/4以上; 4.寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高; 5.组装可用共面焊接,可靠性高; 封装仍与QFP、PGA一样,占用基板面积过大; Intel公司对这种集成度很高(单芯片里达300万只以上晶体管),功耗很大的CPU芯片,如Pentium、Pentium Pro、Pentium Ⅱ采用陶瓷针栅阵列封装CPGA和陶瓷球栅阵列封装CBGA,并在外壳上安装微型排风扇散热,从而达到电路的稳定可靠工作。 四、面向未来的新的封装技术 BGA封装比QFP先进,更比PGA好,但它的芯片面积/封装面积的比值仍很低。 Tessera公司在BGA基础上做了改进,研制出另一种称为μBGA的封装技术,按焊区中心距,芯片面积/封装面积的比为1:4,比BGA前进了一大步。 1994年9月日本三菱电气研究出一种芯片面积/封装面积=1:的封装结构,其封装外形尺寸只比裸芯片大一点点。也就是说,单个IC芯片有多大,封装尺寸就有多大,从而诞生了一种新的封装形式,命名为芯片尺寸封装,简称CSP(Chip Size Package或Chip Scale Package)。CSP封装具有以下特点: 1.满足了LSI芯片引出脚不断增加的需要; 2.解决了IC裸芯片不能进行交流参数测试和老化筛选的问题; 3.封装面积缩小到BGA的1/4至1/10,延迟时间缩小到极短。 曾有人想,当单芯片一时还达不到多种芯片的集成度时,能否将高集成度、高性能、高可靠的CSP芯片(用LSI或IC)和专用集成电路芯片(ASIC)在高密度多层互联基板上用表面安装技术(SMT)组装成为多种多样电子组件、子系统或系统。由这种想法产生出多芯片组件MCM(Multi Chip Model)。它将对现代化的计算机、自动化、通讯业等领域产生重大影响。MCM的特点有: 1.封装延迟时间缩小,易于实现组件高速化; 2.缩小整机/组件封装尺寸和重量,一般体积减小1/4,重量减轻1/3; 3.可靠性大大提高。 随着LSI设计技术和工艺的进步及深亚微米技术和微细化缩小芯片尺寸等技术的使用,人们产生了将多个LSI芯片组装在一个精密多层布线的外壳内形成MCM产品的想法。进一步又产生另一种想法:把多种芯片的电路集成在一个大圆片上,从而又导致了封装由单个小芯片级转向硅圆片级(wafer level)封装的变革,由此引出系统级芯片SOC(System On Chip)和电脑级芯片PCOC(PC On Chip)。 随着CPU和其他ULSI电路的进步,集成电路的封装形式也将有相应的发展,而封装形式的进步又将反过来促成芯片技术向前发展。
随着人们对计算机紧凑性设计的要求越来越高,计算机的CPU芯片也在朝着高度集成的方向不断发展,由此造成其在性能方面对温度也更加敏感,其散热技术也成为了相关领域的研究 热点 。下面是我为大家推荐的 cpu 对计算机影响论文,供大家参考。
cpu对计算机影响论文 范文 一:计算机CPU论文
摘要: CPU 是计算机进行运算的核心, 主要性能指标有字长、频率、高速缓存、前端总线频率、超线程技术的应用、支持的扩展指令集等对整个计算机的性能起着至关重要的作用。在计算机的使用中常见的CPU 超频故障、计算机感染病毒使CPU 性能大幅度下降,偶伴随 死机 等现象, 逐步掌握CPU 主要性能与故障的排除技巧, 达到举一反三的效果。
关键词: CPU; 性能指标; 高速缓存; 显示器 黑屏; 故障排除
1 计算机CPU 的主要性能指标
Central Processing Unit, CPU 通常也称“微处理器”或“中央处理器”, 是计算机进行运算的核心, 在计算机系统中相当于“大脑”,主要负责计算机的数据运算和发出计算机的控制指令, 是控制计算机中其他设备运行的“总指挥”。在计算机的发展过程中, CPU 技术的发展一直是计算机技术发展的重点, 在计算机的使用中CPU 的故障排除也是一个难点, 有待我们认真地研究, 以加深对CPU的了解, 逐步掌握CPU 常见故障的排除 方法 与技巧, 配合CPU 工作, 协调CPU 的处理速度, 在使用中达到举一反三的效果。
CPU“字长”是表示运算器性能的主要技术指标:在
计算机技术中, 把CPU 在单位时间内一次处理的二进制数的位数称为“字长”。一般情况下, 把单位时间内能处理为8 位数据的CPU 叫8 位CPU。同理, 64 位的CPU 在单位时间内能处理字长为64 位的二进制数据。字长是表示运算器性能的主要技术指标,通常等于CPU 数据总线的宽度。CPU 字长越长, 运算精度越高, 信息处理速度越快, CPU 性能也就越高。
CPU 的频率与CPU 的外频和倍频的关系:CPU 的频率是指计算机运行时的工作频率, 也称为“主频”或“时钟频率”。CPU 的频率表示CPU 内部数字脉冲信号振荡的速度, 代表了CPU 的实际运算速度, 单位是Hz。CPU 的频率越高, 在一个时钟周期内所能完成的指令数也就越多, CPU 的运算速度也就越快。
倍频越高, CPU 的频率就越高,CPU 实际运行的频率与CPU 的外频和倍频有关, CPU 的实际频率=外频!倍频。外频即CPU 的基准频率, 是CPU 与主板之间同步运行的速度。外频速度越高, CPU 就可以同时接受更多来自外围设备的数据, 从而使整个系统的速度进一步提高。倍频是CPU 运行频率与系统外频之间差距的参数, 也称为“倍频系数”, 通常简称为“倍频”。在相同的外频下, 倍频越高, CPU 的频率就越高。
主频越高, CPU 的速度也就越快,当我们使用CPU 时, 通常会说到“奔腾Ⅲ 600”、“奔腾4 ”等等, 其实, 这些型号里面的数字“600”和“”就是指CPU 的主频。CPU 的主频一般以MHz 为单位, 通常所说的“奔腾Ⅲ600”中的“600”实际上就是指该CPU 的主频是600MHz。但随着CPU 主频的提高, 一般以GHz( 1GHz=1000MHz) 为单位, 如“奔腾4 ”中的 即指该CPU 的工作频率是, 即3000MHz。一般说来,一个时钟周期完成的指令数是固定的, 因此主频越高, CPU 的速度也就越快。
缓存容量越大, 性能也就越高:
缓存(Cache) 的作用是为CPU 和内存进行数据
交换时提供一个高速的数据缓冲区。当CPU 要读取数据时, 首先会在缓存中寻找, 如果找到了则直接从缓存中读取, 如果在缓存中未能找到, 那么CPU 就从主内存中读取数据。CPU 缓存一般分为L1 高速缓存和L2 高速缓存。
一级高速缓存与二级高速缓存对CPU 的性能影响L1 高速缓存也称为一级高速缓存( L1Cache) 用于暂存部分指令和数据, 以使CPU 能迅速地得到所需要的数据。L1 高速缓存与CPU 同步运行, 其缓存容量大小对CPU 的性能影响较大。__L2 高速缓存也称为二级高速缓存( L2Cache) 的容量和频率对CPU 的性能影响也较大, 其作用就是协调
CPU 的运行速度与内存存取速度之间的差异。L2 高速缓存是CPU 晶体管总数中占得最多得一部分, 由于L2 高速缓存得成本很高, 因此L2 高速缓存得容量大小一般用来作为高端和低端CPU 产品得分界标准。目前CPU 的L2 高速缓存有低至64KB 的, 也有高达4MB 的。
前端总线频率比外频更具代表性:前端总线频率是AMD 公司在推出K7CPU 时提出的概念, 一直以来很多人都误认为这个名词是外频的一个别称。其实, 通常所说的外频是指CPU 与主板的连接速度, 这个概念建立在数字脉冲信号振荡速度的基础之上, 而前端总线频率指的是数据传输的实际速度, 即每秒钟CPU 可以接收的数据传输量。例如100MHz 外频是指数字脉冲信号在每秒钟振荡1000 万次, 而1001MHz 前端总线频率则是指CPU 每秒钟可接受的数据传输量是100MHz!64bit/8bit/Byte=800MB。就处理器速度而言, 前端总线比外频更具代表性。
CPU 的制造工艺直接关系到CPU 的电气性能:
CPU 在更高的频率下工作,线路宽度越小, CPU 的功耗和发热量就越低目前Inter 公司的主流产品的制造工艺已经达到 m 级别。由于CPU 制造完成后, 是一块不到1cm2 的硅晶片( 或集成电路) , 还要对其进行封装, 并安装引脚( 或称为“针”) 后才能插到主板上、通常所说的Socket478 和Socket939 中的数值的就是指该CPU 的引脚数, CPU 的封装一般有陶瓷封装和树脂封装两种。
超线程技术的应用超线程(Hyper- Threading,HT) 是Inter 公司为Pentium4 专门设计的一项技术。超线程是一种同步多线执行技术, 一款应用超线程技术的IntelCPU 可以在逻辑上被模拟成两个任务。当计算机系统应用超线程技术后, 可使整机性能提高25%以上。
支持的扩展指令集对提高CPU 的效率具有重要作用:指令集是CPU 用来计算和控制系统的命令, 是与硬件电路相配合的一系列指令。指令集是评价CPU 性能的重要指标之一。目前指令集有Intel 公司的MMX、SSE、SSE2、SSE3 和AMD 公司的“3DNow! ”等。MMX(Multi Media Extensions,多媒体扩展)指令集由Intel 公司开发, 包括57 条多媒体指令, 通常这些指令可以同时处理多个数据, 提高CPU 处理图形、视频和音频的能力。SSE(Streaming SIMDExtensions,单指令多数据流扩展)指令集是MMX指令集的扩展, 是Intel 公司在Pentium3 处理器中开始使用的。SSE2 支持双精度浮点数的SIMD 处理, 用在64 位CPU 中。SSE3 是Intel 公司在最新的Pentium 4 Prescott 处理器中为了增强Pentium 4 CPU 在多媒体方面的性能二新增加的一组指令集合, 有助于增强Intel CPU 的超线程功能。“3DNow! ”指令集广泛
应用于AMD 公司的K6- 2,K6- 3 以及Athlon( k7) 处理器中。在软件的配合下, 可以大幅度提高3D 处理性能。“3Dnow! ”指令集是最早的三维指令集。
2 计算机使用中CPU 常见故障的排除
故障现象:一般说来, CPU 是不容易出现故障的, 但由于超频或者电压工作不稳定和CPU 的制造工艺的不同等原因, 会导致CPU 不能正常工作, 显示器突然黑屏, 重启后无效, 更严重者会烧坏CPU。(1)CPU 超频是 DIY 族最喜欢干的事情, 有的CPU 本身不具备超频能力却硬要超频, 有的CPU 超频的余量很小, 却让它超出额定频率较大的范围工作, 其结果将导致电脑工作不正常, 经常出现死机现象。因为CPU 超频使用, 而且是硬超, 有可能是超频不稳定引起的故障。如开机后用手摸一下CPU, 发现非常烫, 则故障就可能在此。解决的方法是: 用户可以找到CPU 的外频与倍频跳线, 逐步降频后, 启动电源, 系统恢复正常, 显示器也就有了显示。也有可能是过度超频之后, 电脑启动时可能出现散热风扇转动正常, 但硬盘指示灯只亮了一下便没有反应了, 显示器也维持待机状态的故障。由于此时不能进入 BIOS 设置选项, 因此只能给CPU 降频。具体方法是打开机箱并在主板上找到给CMOS 放电的跳线, 给CMOS放电后重启系统即可。值得注意的是内存大小、硬盘速度、显卡速度,
特别是CPU 的性能指标, 对整个计算机的性能无不起着至关重要的作用, 因此盲目追求CPU 一级高速缓存与二级高速缓存、前端总线频率的高速并不可取。(2) 电压不正常导致CPU 烧坏。常见的故障现象是开机后黑屏, 只听到CPU 风扇在转动, 没有开机自检。解决方法: 根据故障现象可以排除电源的故障, 开机后风扇在转动, 说明计算机是通电的。但是不能自检, 也就不能听到“滴”的一声响, 此时怀疑是主板或CPU 的故障, 初步判断后, 采用替换法进行确认。首先找一台同等配置的好的计算机, 把此台计算机的CPU 拆下, 换到有故障的计算机上, 开机后如果能启动并正常进入系统, 说明该台计算机的故障就是CPU 有问题, 仔细查看CPU,发现针角处有发黑的地方, 说明是由于电压不稳定导致CPU 被烧坏。
计算机感染病毒, CPU 性能大幅度下降, 偶伴随死
机现象:(1)该故障原因可能是感染了病毒, 或磁盘碎片过多或CPU 温度过高。解决方法是首先可以使用杀毒软件查杀病毒, 然后使用Windows 附带的“磁盘碎片整理”程序进行整理。如果还不能解决问题, 则打开机箱, 查看CPU 散热器的风扇通电后是否转动, 如果不转动, 则更换新散热器即可。(2)蠕虫病毒发作使CPU 占用率为何高达100%。故障现象: 即开机使用一段时间后, 硬盘指示灯不停地闪, 同时
系统运行速度变得非常慢, “任务管理器”窗口中显示CPU 地占用率100%。只有重新启动才能继续使用。但过一段时间后又是如此。从故障描述可知, 计算机系统感染了某种蠕虫病毒。在正常情况下, 在不运行大型的程序时, CPU 在瞬间的占用率不可能为100%。而蠕虫病毒发作的时候就会将剩余的系统资源占满。这时, 用户可以在“任务管理器”窗口中查看哪个程序占用的CPU 资源最多, 如果是一个陌生的程序, 建议用户使用杀毒软件( 最好使用最新的杀毒库) 对系统进行彻底的检查。如果还无法解决该问题,最好重新安装 操作系统 , 并且安装病毒防火墙。这样, 能彻底解决问题。
CPU 风扇不转导致计算机死机:故障现象: 一台计
算机开机进入系统后不久就死机, 重新启动计算机后故障依旧。解决方法: 打开机箱, 查看机箱内各设备的运行情况, 发现CPU 风扇转动的很慢, 处于似转非转的状态, 由此想到造成重启的原因可能是由于CPU 风扇不能正常运转而导致CPU 无法散热, 从而使CPU 温度急剧上升, 最后出现死机。因为是突然黑屏, 可能是硬件有松动而引起接触不良。可打开机箱把硬件重新插一遍后开机, 有可能是显卡有问题, 因为从显示器的指示灯来判断无信号输出, 使用“替换法”检查, 显卡没问题, 那么此时有可能是显示器有故障,
使用“替换法”再检查, 同样没有发现问题, 接着检查CPU, 发现CPU 的针脚有点发黑和绿斑, 这是生锈的迹象。看来问题就在此处, 因为制冷片有结露的现象, 一定是制冷片的表面温度过低而结露, 导致CPU 长期处于潮湿的环境中, 日积月累, 就会产生太多锈斑, 造成接触不良, 从而发生此故障。找到问题的所在点后, 要拆掉CPU 风扇, 给风扇添加润滑油并清理风扇上的灰尘, 再重新安装CPU 风扇。开机后CPU 风扇转动正常, 死机现象也就消除了。还可以取出CPU, 用橡皮仔细地把每一个针脚都擦一遍, 然后把散热片上的制冷片取下, 清洁干净, 最后装好CPU 和制冷片开机, 即可正常启动。
计算机由于各种原因总会出现一些故障。特别当遇到CPU 常见故障时, 我们应该对CPU 的主要性能指标有充分的了解, 分析故障原因, 掌握常用的排除方法与技巧, 避免CPU 故障造成计算机黑屏、死机等麻烦。
参考文献:
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cpu对计算机影响论文范文二:计算机组成原理——CPU 论文
摘 要 CPU是计算机进行运算的核心,其重要性相当于人体的大脑,起着至关重要的作用。CPU的主要性能指标有字长、频率、高速缓存、前端总线频率、超线程技术的应用、支持的扩展指令集等等,对整个计算机的性能起着至关重要的作用。要从了解CPU的发展历程,运行原理以及故障排除等多方面了解CPU,从而达到对CPU的全面认识。
关健词 CPU 历史 工作原理 故障排除
The priciple of the Computer Compoment--CPU
Wu Min
Abstract CPU is the core of computer operations, its importance is equivalent to the human brain, plays a vital role in.
The main properties of CPU index word length, frequency, cache, FSB, hyper threading technology, support the instruction set extensions on the whole computer plays an important role in the performance. To understand the development history of CPU, operation principle and troubleshooting to know more about CPU, to achieve a comprehensive understanding of CPU.
Keywords CPU,History, Working priciple , Troubleshooting
引言
CPU是Central Processing Unit(中央微 处理器)的缩写,又称为微处理器。随着网络时代的到来,网络通信、信息安全和信息家电产品将越来越普及,而CPU正是所有这些信息产品中必不可少的部件,CPU主要由运算器和控制器组成,是微型计算机硬件系统中的核心部件,起着控制整个微型计算机系统的作用。
CPU性能的高低通常决定了一台计算机的档次。
世界上生产CPU芯片主要有Intel和AMD两家公司。Intel公司生产的CPU始终占有相当大的市场。目前,Intel公司生产的CPU主要有赛扬系列、奔腾系列、酷睿系列等。AMD公司的CPU占有相当的市场份额。AMD公司生产的CPU主要有闪龙系列、速龙系列等。
协调工作,决定了计算机的整体性能。CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成。寄存器组用于在指令执行过后存放操作数和中间数据,由运算器完成指令所规定的运算及操作。
CPU的发展非常迅速,个人电脑从8088(XT)发展到现在的Pentium 4时代,只经过了不到二十年的时间。
1971 Intel 4004,世界上第一款微处理器 1974 Intel 8008,第一个8位的微处理器; 1974 Intel 8080,第一个真正的微处理器; 1978 Intel 8086,16位微处理器; Intel 80186; 1982 Intel 80286;
1985 Intel 80386,新一代32位核心微处理器; 1989 Intel 80486; 1993 Pentium(奔腾);
从生产技术来说,最初的8088集成了29000个晶体管,而PentiumⅢ的集成度超过了2810万个晶体管;CPU的运行速度,以MIPS(百万个指令每秒)为单位,8088是,到高能奔腾时已超过了1000MIPS。
1 CPU的简介和历史发展
CPU的外部组成:控制单元,存储单元(寄存器,缓存),逻辑运算单元。
CPU的外部组成:芯片,金属壳(保护CPU,增加散热面积),引脚(固定CPU,连通电路)。
CPU是计算机的核心部件,处理计算机中的所有数据,使计算机完成各种功能,并使各部件
CPU从最初发展至今期间,按照其处理信息的字长,CPU可以分为:4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以64位微处理器,基本上可以说个人电脑的发展是随着CPU的发展而前进的。
1971年世界第一台微处理器Inter的4004出现,内部集成2300个晶体管;1978年Inter16位处理器8086和与之配合的数学协处理器8087同时推出;1979年Inter8088推出,内含27000个晶体管,外部数据总线减少为8位,也首次运用于IBM PC中,预示微机时代即将来临.1982年Inter又推出了16位的80286,内部晶体管万个,时频由最初的6MHZ升为20MHZ;1985年32位处理器80386推出,时频达到以上;1989年集成120万晶体管的80486出现,时频90MHZ,性能比386提高了4倍;1993年奔腾时代来临,奔腾1,世界上第一台586级处理器,310万晶体管,时频200MHZ;1996年奔腾Pro,550万晶体管,处理速度是一代的2倍;同时第一次采用2级内存,同年奔腾MMX推出,L1缓存加倍;1997年,奔腾Pro与MMX结合,奔腾2出现,性能大大提高;1998年奔腾3出现,一级缓存2KB,二级缓存512KB,安全性能大大提高;2000年奔腾4推出,主频超过.之后又出了双核,四核...Inter处理器的发展就代表了CPU的发展,其中不乏其他公司产品,如AMD等
2 CPU的运行原理及过程
CPU的运行原理
CPU的主要运作原理,不论其外观,都是执行储存于被称为程序里的一系列指令。在此讨论的是遵循普遍的冯·诺伊曼结构(von Neumann architecture)设计的装置。程序以一系列数字储存在计算机存储器中。差不多所有的冯·诺伊曼CPU 的运作原理可分为四个阶段: 提取、解码、执行和写回。
第一阶段,提取,从程序存储器中检索指令(为数值或一系列数值)。由程序计数器指定程序存储器的位置,程序计数器保存供识别目前程序位置的数值。换言之,程序计数器记录了CPU在目前程序里的踪迹。提取指令之后,PC根据指令式长度增加存储器单元[iwordlength]。指令的提取常常必须从相对较慢的存储器查找,导致CPU等候指令的送入。这个问题主要被论及在现代处理器的高速缓存和管线化架构。
CPU根据从存储器提取到的指令来决定其执行行为。在解码阶段,指令被拆解为有意义的片断。根据CPU的指令集架构(ISA)定义将数值解译为指令[isa]。一部分的指令数值为运算码,其指示要进行哪些运算。 其它 的数值通常供给指令必要的信息,诸如一个加法运算的运算目标。这样的运算目标也许提供一个常数值(即立即值),或是一个空间的寻址值:暂存器或存储器地址,以寻址模式决定。在旧的设计中,CPU里的指令解码部分是无法改变的硬体装置。不过在众多抽象且复杂的CPU和ISA中,一个微程序时常用来帮助转换指令为各种形态的讯号。这些微程序在已成品的CPU 中往往可以重写,方便变更解码指令。
在提取和解码阶段之后,接着进入执行阶段。该阶段中,连接到各种能够进行所需运算 的CPU部件。例如要求一个加法运算,算术逻辑单元将会连接到一组输入和一组输出。输入提供了要相加的数值,而且在输出将含有总和结果。ALU内含电路系统,以于输出端完成简单的普通运算和逻辑运算(比如加法和位运算)。如果加法运算产生一个对该CPU处理而言过大的结果,在标志暂存器里,溢出标志可能会被设置。
最终阶段,写回。以一定格式将执行阶段的
结果简单的写回。运算结果极常被写进CPU内部的暂存器,以供随后指令快速访问。在其它案例中,运算结果可能写进速度较慢,但容量较大且较便宜的主存。某些类型的指令会操作程序计数器,而不直接产生结果数据。这些一般称作“跳转”并在程序中带来循环行为、条件性执行(透过条件跳转)和函数[jumps]。许多指令也会改变标志暂存器的状态位。这些标志可用来影响程序行为,缘由于它们时常显出各种运算结果。例如,以一个“比较”指令判断两个值的大小,根据比较结果在标志暂存器上设置一个数值。这个标志可借由随后的跳转指令来决定程序动向。
在执行指令并写回结果数据之后,程序计数器的值会递增,反复整个过程,下一个指令周期正常的提取下一个顺序指令。如果完成的是跳转指令,程序计数器将会修改成跳转到的指令地址,且程序继续正常执行。许多复杂的CPU可以一次提取多个指令、解码,并且同时执行。这个部分一般涉及“经典RISC管线”,那些实际上是在众多使用简单CPU的电子装置中快速普及(常称为单片机)。
CPU 数字表示方法是一个设计上的选择,这个选择影响了设备的工作方式。一些早期的数字计算机内部使用电气模型来表示通用的十进制(基于10 进位)数位系统数字。还有一些罕见的计算机使用三进制表示数字。几乎所有的现代的CPU 使用二进制系统来表示数字,这样数字可以用具有两个值的物理量来表示,例如高低电平[binaryvoltage]等等。
与数表示相关的是一个CPU可以表示的数的大小和精度,在二进制CPU 情形下,一个位(bit)指的是CPU处理的数中的一个有意义的位,CPU用来表示数的位数量常常被称作“字长”, “位宽”, “数据通路宽度”或者当严格地涉及到整数(与此相对的是浮点数)时称作“整数精度”、该数量因体系结构而异,且常常在完全相同的CPU的不同部件中也有所不同。 实际上,整数精度在CPU可执行的软件所能利用的整数取值范围上设置了硬件限制。整数精度也可影响到CPU可寻址(寻址)的内存数量。譬如,如果二进制的CPU使用32位来表示内存地址,而每一个内存地址代表一个八位组,CPU 可定位的容量便是232个位组或4GB。以上是简单描述的CPU地址空间,通常实际的CPU 设计使用更为复杂的寻址方法,例如为了以同样的整数精度寻址更多的内存而使用分页技术。
2更高的整数精度需要更多线路以支持更多的数字位,也因此结构更复杂、更巨大、更花 费能源,也通常更昂贵。因此尽管市面上有许多更高精准度的CPU如 16、32、64甚至128位,但依然可见应用软件执行在4或8位的单片机上。越简单的单片机通常较便宜,花费较少能源,也因此产生较少热量。这些都是设计电子设备的主要考量。
CPU的运行过程
数据从输入设备流经内存,等待CPU的处理,这些将要处理的信息是按字节存储的,也就是以8位二进制数或8比特为1个单元存储,这些信息可以是数据或指令。数据可以是二进制表示的字符、数字或颜色等等。而指令告诉CPU对数据执行哪些操作,比如完成加法、减法或移位运算。 假设在内存中的数据是最简单的原始数据。首先,指令指针(Instruction Pointer)会通知CPU,将要执行的指令放置在内存中的存储位置。因为内存中的每个存储单元都有编号(称为地址),可以根据这些地址把数据取出,通过地址总线送到控制单元中,指令译码器从指令寄存器IR中拿来指令,翻译成CPU可以执行的形式,然后决定完成该指令需要哪些必要的操作,它将告诉算术逻辑单元(ALU)什么时候计算,告诉指令读取器什么时候获取数值,告诉指令译码器什么时候翻译指令等等。假如数据被送往算术逻辑单元,数据将会执行指令中规定的算术运算和其他各种运算。当数据处理完毕后,将回到寄存器中,通过不同的指令将数据继续运行或者通过DB总线送到数据缓存器中。基本上,CPU就是这样去执行读出数据、处理数据和往内存写数据3项基本工作。但在通常情况下,一条指令可以包含按明确顺序执行的许多操作,CPU的工作就是执行这些指令,完成一条指令后,CPU的控制单元又将告诉指令读取器从内存中读取下一条指令来执行。这个过程不断快速地重复,快速地执行一条又一条指令,产生你在显示器上所看到的结果。在处理这么多指令和数据的同时,由于数据转移时差和CPU处理时差,肯定会出现混乱处理的情况。为了保证每个操作准时发生,CPU需要一个时钟,时钟控制着CPU所执行的每一个动作。时钟就像一个节拍器,它不停地发出脉冲,决定CPU的步调和处理时间。
参考文献:
《电子计算机组成原理》 蒋本珊 北京理工大学
《计算机组成原理》第二版,唐朔飞 编著,高等 教育 出版社,
《计算机导玉龙论》作者:王 电子工业出版社 《计算机科学导论》作者:王志强 机械工业出版社 《微型计算机原理与应用》肖金立 编著,电子工业出版社,2003-1
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