發(fā)布時(shí)間：2024-01-03 17:00:32
序言：寫作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的集成電路的發(fā)展史樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：市政道路;道路改造;鐵路施工建設(shè);
中圖分類號(hào)：TN914 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2015）-10-00-01
一、道路改造中質(zhì)量控制的技術(shù)難點(diǎn)
道路改造工程施工還不同于新建的道路工程施工，其施工中質(zhì)量更難以控制，任何一個(gè)細(xì)小環(huán)節(jié)出錯(cuò)，都將影響到施工中質(zhì)量，為以后道路功能的正常發(fā)揮埋下隱患。市政道路施工的質(zhì)量好壞，直接關(guān)系著人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，所以控制好市政道路改造施工中的質(zhì)量是具有非常重要意義的。
（一）路基承載著道路及道路上物體的重量，所以其強(qiáng)度和穩(wěn)定性是十分重要的。在路基的施工中很難避免不會(huì)遇到軟土地基，在軟土地基上施工是工程的難點(diǎn)，一般情況下采用彎沉測(cè)定方法來(lái)進(jìn)行測(cè)量，主要針對(duì)橫縫和斷縫附件的一些荷載不良的位置進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。在施工中路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的影響因素較多，如干濕狀態(tài)、含水量的高低、路面的高低度、排水系統(tǒng)等都會(huì)影響到路基的質(zhì)量，直接影響到路基的硬度和穩(wěn)定性。
（二）道路改造工程中排水設(shè)施的設(shè)計(jì)與工程質(zhì)量有著十分密切的關(guān)系，城市道路原有的排水設(shè)施在城市快速發(fā)展過(guò)程中已承擔(dān)著巨大的壓力，所以在道路改造過(guò)程中，對(duì)重視排水設(shè)施的排水能力設(shè)計(jì)，使道路排水系統(tǒng)不僅要保護(hù)道路快速排水的需要，還要適應(yīng)城市建設(shè)中周邊建筑的不斷建設(shè)需求，道路的排水設(shè)計(jì)要用長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光，根據(jù)城市的中小期規(guī)劃來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
（三）市政道路施工中面對(duì)本來(lái)就緊張的城市交通情況，施工很難在全封閉的情況下進(jìn)行，這樣施工環(huán)境就更難以控制，質(zhì)量的控制難度也較大。同時(shí)，道路施工要進(jìn)行挖掘工作，城市地下管線密集、復(fù)雜，相互交叉，如果在施工前要對(duì)地下情況了解不清楚，施工中導(dǎo)致地下的管線受到破壞，不僅嚴(yán)重影響到周圍居民的正常生活，同時(shí)也為影響到了工程的順利進(jìn)行，企業(yè)的損失較大。
（四）市政道路改造工程由于在原有道路上進(jìn)行施工，施工地點(diǎn)一般都位于城市繁華地段，這在很大程度上增加了工程的難度，同時(shí)也對(duì)市民正常的生產(chǎn)和生活造成嚴(yán)重的影響，所以對(duì)于市政道路改造的工期要求較為嚴(yán)格，在過(guò)分強(qiáng)調(diào)工期的情況下，施工企業(yè)為了趕工期，就很難保證質(zhì)量控制的周密性，對(duì)于施工中的突發(fā)問(wèn)題很難進(jìn)行控制，從而造成質(zhì)量控制的難度加大。
二、市政道路建設(shè)與城市發(fā)展的密切關(guān)系
（一）現(xiàn)代城市發(fā)展對(duì)市政道路建設(shè)的需求。在我國(guó)現(xiàn)代市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，市政道路是保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)條件，是滿足現(xiàn)代汽車保有量不斷增加背景下市民出行的基礎(chǔ)，是提高資源利用效率的關(guān)鍵。根據(jù)現(xiàn)代城市各功能區(qū)域規(guī)劃的不斷完善與發(fā)展，城市市政道路建設(shè)擔(dān)負(fù)著各功能區(qū)域間的運(yùn)輸任務(wù)，擔(dān)負(fù)著各功能區(qū)生產(chǎn)運(yùn)行及市民生活的出行職能?？茖W(xué)的市政道路建設(shè)能夠提高城市交通通行能力，改善城市環(huán)境、提升城市形象，為促進(jìn)城市發(fā)展及和諧社會(huì)的構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。利用市政道路交通運(yùn)輸職能，提高地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中物資運(yùn)輸能力，促進(jìn)地域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。加快城市市政道路建設(shè)是新時(shí)期城市規(guī)劃及發(fā)展戰(zhàn)略制定的重要內(nèi)容，關(guān)系到城市的建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，市政道路建設(shè)與城市發(fā)展有著密切的關(guān)系，是城市發(fā)展基礎(chǔ)建設(shè)的重點(diǎn)。
（二）以城市規(guī)劃為基礎(chǔ)，強(qiáng)化市政道路基礎(chǔ)建設(shè)。在現(xiàn)代城市建設(shè)腳步不斷加快的今天，市政道路建設(shè)與城市發(fā)展的關(guān)系日益密切。為了滿足城市建設(shè)發(fā)展的需求，市政道路規(guī)劃與建設(shè)應(yīng)以城市規(guī)劃發(fā)展為中心，以連接城市各功能區(qū)域的建設(shè)為重點(diǎn)，結(jié)合城市發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)際要求、結(jié)合城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平確定市政道路基礎(chǔ)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，確定市政道路規(guī)劃與建設(shè)的方向。以短期、中期、長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略為指導(dǎo)，科學(xué)安排市政道路建設(shè)資金的使用及人員配備，以滿足城市發(fā)展需求為核心，實(shí)現(xiàn)市政道路建設(shè)目標(biāo)。
（三）城市規(guī)模化建設(shè)為中心的市政道路建設(shè)與發(fā)展。根據(jù)我國(guó)城市規(guī)?；ㄔO(shè)的需求，市政道路建設(shè)與發(fā)展中應(yīng)注重規(guī)?；ㄔO(shè)對(duì)市政道路的影響。結(jié)合不同區(qū)域內(nèi)市政交通通行需求，確定市政道路設(shè)計(jì)與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，并科學(xué)規(guī)劃道路走向，以此滿足城市市政道路建設(shè)的需求。以城市工業(yè)園區(qū)市政道路建設(shè)為例，這一地區(qū)的市政道路擔(dān)負(fù)著工業(yè)運(yùn)輸?shù)闹厝?，其?duì)市政道路的承載力有著較高的要求。因此，此類路段的規(guī)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)提高承載力標(biāo)準(zhǔn)，并針對(duì)大型運(yùn)輸車輛通行的需求、拓寬道路，滿足工業(yè)園區(qū)中各類生產(chǎn)企業(yè)的運(yùn)輸需求，促進(jìn)城市地域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。而在住宅小區(qū)功能區(qū)域的市政道路建設(shè)中，應(yīng)針對(duì)居民對(duì)停車的需求、車輛行駛便捷性需求，對(duì)市政道路進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì)，滿足市民出行需求。
（四）新時(shí)期市政道路綠化建設(shè)對(duì)城市發(fā)展的影響。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大、城市用地緊張問(wèn)題的出現(xiàn)，城市綠化面積日益縮小。雖然在城市環(huán)保理念及城市規(guī)劃建設(shè)生態(tài)化理念指導(dǎo)下，這一問(wèn)題有所改善，但是城市整體綠化面積不足仍是制約我國(guó)城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)、制約城市宜居水平提高、制約城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素?？茖W(xué)利用市政道路綠化建設(shè)，能夠有效提高城市綠化面積，以綠色植物吸收交通塵埃及行車噪音，改善城市生態(tài)環(huán)境、提高城市宜居水平，為促進(jìn)城市的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
綜上所述，現(xiàn)代城市發(fā)展是指導(dǎo)市政道路建設(shè)的根本，市政道路的建設(shè)是促進(jìn)城市發(fā)展、促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵。針對(duì)兩者的相互作用關(guān)系、針對(duì)兩者的相互影響相互促進(jìn)關(guān)系，新時(shí)期城市規(guī)劃建設(shè)中應(yīng)更多的采納市政道路規(guī)劃設(shè)計(jì)單位的意見(jiàn)。以城市地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，以城市規(guī)劃發(fā)展戰(zhàn)略為核心，通過(guò)市政道路規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)，滿足城市形象建設(shè)需求、滿足城市交通運(yùn)輸需求、滿足城市發(fā)展與市政基礎(chǔ)建設(shè)和諧需求。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫建龍.市政道路規(guī)劃建設(shè)對(duì)城市發(fā)展的促進(jìn)作用[J].市政建設(shè)資訊，2013.2.
0 引言
現(xiàn)階段微電子技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)生活中具有重要的地位，軟件和集成電路已經(jīng)成為21世紀(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)。微電子技術(shù)作為高新技術(shù)的組成部分之一，逐漸成為電子信息技術(shù)的核心部分，深入到社會(huì)生產(chǎn)生活的每一個(gè)角落。電子器件的小型化和微型化是現(xiàn)代微電子技術(shù)的重要特征之一，其核心是系統(tǒng)集成(SOC)和集成電路(IC)。
1 微電子技術(shù)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀
微電子技術(shù)一門以集成電路為核心的各種半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)上的高新電子技術(shù)，其具有工作速度快、重量輕、體積小、可靠性高等諸多優(yōu)點(diǎn)。微電子技術(shù)是一項(xiàng)起源于19世紀(jì)末20世紀(jì)初的新興技術(shù)，微電子技術(shù)的發(fā)展史從某種意義上說(shuō)是集成電路的發(fā)展史。
現(xiàn)階段大規(guī)模集成電力的集成度代表這微電子技術(shù)的發(fā)展水平。從集成電路在1958年被發(fā)明以來(lái)，集成電路的發(fā)展規(guī)律依然遵循著“摩爾定律”，即DRAM的儲(chǔ)存量每隔3年就變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，集成電路芯片上的元件數(shù)量每18個(gè)月增加1倍(具體見(jiàn)表1)。微電子技術(shù)的發(fā)展歷程如下，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室于 1947年制造出第一個(gè)晶體管，這為制造體積更小的集成電路奠定了相關(guān)的技術(shù)基礎(chǔ)。1958年美國(guó)德克薩斯儀器公司的基比爾于研究員制造出第一個(gè)集成電路模型，并與次年該公司宣布發(fā)明了第一個(gè)集成電路。1959年美國(guó)仙童公司將微型晶體管的制造工藝—“平面工藝”經(jīng)過(guò)一定的技術(shù)改進(jìn)后用于集成電路的制造過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了集成電路由實(shí)驗(yàn)階段向工業(yè)生產(chǎn)階段的過(guò)渡。1964年相關(guān)的技術(shù)人員又研制出PMOS集成電路，大大減小了集成電路的體積，其與分立元件相比較PMOS集成電路具有可靠性高、功耗低、制造工藝簡(jiǎn)單和適于大量生產(chǎn)等諸多優(yōu)點(diǎn)。到目前為止，與第一塊集成電路相比集成電路的集成度的尺寸縮小了200 多倍，集成度提高了550多萬(wàn)倍，元件成本降低了100多萬(wàn)倍。
在當(dāng)今社會(huì)中微電子元件可以說(shuō)是無(wú)處不在，每個(gè)人都在享受這微電子技術(shù)帶來(lái)的方便快捷。集成電路被廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)行業(yè)，比如計(jì)算機(jī)技術(shù)、環(huán)境工程、交通醫(yī)療等領(lǐng)域。微電子技術(shù)對(duì)各種傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)具有強(qiáng)有力的帶動(dòng)作用，幾乎所有的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與微電子技術(shù)結(jié)合，利用芯片更新技術(shù)，都可給傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)注入活力。例如，像汽車的電子化使傳統(tǒng)的汽車工業(yè)滲透進(jìn)了微電子技術(shù)，采用微電子技術(shù)的電子引擎監(jiān)控系統(tǒng)“汽車安全防盜系統(tǒng)”出租車的計(jì)價(jià)器等已得到廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代汽車上有時(shí)甚至要有十幾個(gè)到幾十個(gè)微處理器又如，印刷工業(yè)采用了微電子技術(shù)排版不再采用鉛字，文字的增添“刪除“編排，字體的選取等都在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，在很短的時(shí)間內(nèi)就可以全部按需要設(shè)置完成，與傳統(tǒng)印刷工業(yè)改動(dòng)一字就要涉及全局已不可同日而語(yǔ)。
微電子技術(shù)不僅在工業(yè)制造中應(yīng)用廣泛，同時(shí)為商業(yè)的發(fā)展提供了巨大的方便。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，商場(chǎng)超市傳統(tǒng)的記賬方式發(fā)生了巨大的變化，賬目的記錄、查詢、統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)方式發(fā)生了巨大的變化。另外，隨著其他技術(shù)和微電子技術(shù)的相互融合滲透逐漸發(fā)展出新的技術(shù)。比如微電子技術(shù)和信息技術(shù)融合創(chuàng)造出數(shù)字地圖，其通過(guò)無(wú)線電傳輸?shù)确绞侥軌驗(yàn)槿藗兲峁┧诘貐^(qū)的天氣狀況、地理狀況等所有信息，為人們的出行和野外作業(yè)等提供便利。
2 微電子技術(shù)發(fā)展展望
微電子技術(shù)作為一門隨著集成電路發(fā)展起來(lái)的新興技術(shù)，其只要包括器件物理、工藝技術(shù)、材料研制、系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)和封裝組裝等技術(shù)，簡(jiǎn)單而言主要包括材料、系統(tǒng)和器件三部分。
2.1 新型半導(dǎo)體材料的研制
其中，材料作為微電子技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，對(duì)于先進(jìn)材料的研制一直是微電子技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)領(lǐng)域。在未來(lái)的一段時(shí)間對(duì)于對(duì)新型半導(dǎo)體材、化合物和納米材料的研發(fā)是重點(diǎn)。
新的碳化硅(SiC)材料具有禁帶寬、高熱導(dǎo)率、漂移速度快、高擊穿電壓等諸多優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)能夠保證元件在高溫高壓下進(jìn)行工作，同時(shí)元件的功率比較大，能夠進(jìn)行高頻工作并且集成度高?，F(xiàn)階段，新型研制出的氧化硅晶體管能夠在520℃下進(jìn)行工作并且擊穿電壓能夠達(dá)到800℃。另外和其他寬緊帶的材料相比較，碳化硅材料能夠通過(guò)熱氧化的方式生成二氧化硅(SiO2)。
氮化鋁(AlN)是一種舉要抗輻射性能高、高擊穿電壓和寬禁帶的材料，并且絕緣體上的硅具有低功耗、高速、抗輻射、無(wú)栓鎖等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，銦磷化合物也是一種新型的半導(dǎo)體材料，它能夠很好的將數(shù)字功能和射頻集中在同一個(gè)芯片上，它的運(yùn)行功耗更加低，運(yùn)行速度比硅型芯片的更加快。
雖然上面有很多的新型材料但是晶體管的尺寸受到熱效應(yīng)、磁場(chǎng)效應(yīng)和量子效應(yīng)的影響，傳統(tǒng)的微電子發(fā)展正面臨嚴(yán)重的瓶頸?，F(xiàn)在對(duì)納米尺度下新的量子現(xiàn)象和效應(yīng)的研究成為國(guó)際上近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，新型納電子器件得以迅速發(fā)展。碳納米管(CNT)是其中的一員，它(CNT)是人工合成的天然納米線，由于是一維輸運(yùn)，所以它的電子遷移率比體硅高很多，特別是可能實(shí)現(xiàn)彈道輸運(yùn)。另外由于CNT具有非常高的擊穿電場(chǎng)(最高可達(dá)108V /cm)，所以CNT中的電子漂移速度可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)硅反型層中的電子，故被業(yè)界一直認(rèn)為最有可能成為硅材料的未來(lái)最終繼承者。因?yàn)樗瓤沙袚?dān)導(dǎo)線的功能，又可承擔(dān)半導(dǎo)體(即晶體管開(kāi)關(guān))的功能，但其技術(shù)走向市場(chǎng)還有待成熟。如IBM公司于2002年宣布開(kāi)發(fā)出性能優(yōu)異的碳納米晶體管，但同時(shí)宣稱從硅電子時(shí)代過(guò)渡到碳納米為代表的納米電子時(shí)代可能要10年左右。在芯片集成方面的重要發(fā)展方向是SOC和SIP。
2.2工藝手段越來(lái)越先進(jìn)
隨著集成電路集成度的不斷提高，技術(shù)人員不斷縮短光刻波長(zhǎng)并且改進(jìn)透鏡的孔徑，通過(guò)各種手段改進(jìn)光刻技術(shù)。光刻技術(shù)現(xiàn)階段主要研究的是深紫外線光刻技術(shù)和沉浸光刻技術(shù)。沉浸光刻技術(shù)是指在原來(lái)的光刻設(shè)備的透鏡和晶圓之間灌滿水，從而達(dá)到提高孔徑數(shù)值和透鏡分辨率的目的。沉浸光刻技術(shù)是下一代光刻技術(shù)的主要發(fā)展方向。比如荷蘭的ASXN公司采用190nm 的深紫外光源并且采用沉浸透鏡技術(shù)其應(yīng)用極限達(dá)到30nm，很有希望突破遇到的光刻障礙?，F(xiàn)在除了業(yè)界看好的沉浸光刻技術(shù)外，正在研究的其他新工藝也比較多。別如電子束技術(shù)、微型電子束陣列和X射線等等。
3 結(jié)論
21世紀(jì)社會(huì)將成為一個(gè)信息化的社會(huì)，微電子技術(shù)在信息化社會(huì)發(fā)展中將占有及其重要的位置，同時(shí)也將成為本世紀(jì)最為活躍的科技領(lǐng)域。本文對(duì)微電子技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了分析，同時(shí)展望了微電子技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向。
自從20世紀(jì)50代世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世至今已經(jīng)歷50余年。數(shù)控機(jī)床經(jīng)過(guò)了2個(gè)階段和6代的發(fā)展歷程。
第1階段是硬件數(shù)控(NC):第1代1952年的電子管;第2代1959年晶體管(分離元件);第3代1965年小規(guī)模集成電路;
第2階段是軟件數(shù)控(CNC):第4代1970年的小型計(jì)算機(jī),中小規(guī)模集成電路;第5代1974年的微處理器,大規(guī)模集成電路。
2、數(shù)控(NC)階段(1952~1970年)
早期計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度低,雖然對(duì)當(dāng)時(shí)的科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理影響還不大,但不能適應(yīng)機(jī)床實(shí)時(shí)控制的要求。人們不得不采用數(shù)字邏輯電路"搭"成一臺(tái)機(jī)床專用計(jì)算機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng),被稱為硬件連接數(shù)控(HARD-WIRED NC),簡(jiǎn)稱為數(shù)控(NC)。隨著元器件的發(fā)展,這個(gè)階段歷經(jīng)了三代,即1952年的第一代--電子管;1959年的第二代--晶體管;1965年的第三代--小規(guī)模集成電路。
常見(jiàn)的電子管是真空式電子管:不管是二極,三極還是更多電極的真空式電子管,它們都具有一個(gè)共同結(jié)構(gòu)就是由抽成接近真空的玻璃(或金屬,陶瓷)外殼及封裝在殼里的燈絲,陰極和陽(yáng)極組成。直熱式電子管的燈絲就是陰極,三極以上的多極管還有各種柵極。以電子管收音機(jī)為例,這種收音機(jī)普遍使用五六個(gè)電子管,輸出功率只有1瓦左右,而耗電卻要四五十瓦,功能也很有限。打開(kāi)電源開(kāi)關(guān),要等1分多鐘才會(huì)慢慢地響起來(lái)。如果用于數(shù)控機(jī)床可想而知其耗電量、控制速度。
晶體管是用來(lái)控制電路中的電流的重要元件。1956年,晶體管是由貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的,榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),創(chuàng)造了企業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)有史以來(lái)因技術(shù)發(fā)明而獲諾貝爾獎(jiǎng)的先例,晶體管的發(fā)明對(duì)今后的技術(shù)革命和創(chuàng)新具有重要的啟示意義。晶體管的發(fā)明,終于使由玻璃封裝的、易碎的真空管有了替代物。同真空管相同的是,晶體管能放大微弱的電子信號(hào);不同的是,它廉價(jià)、耐久、耗能小,并且?guī)缀跄軌虮恢瞥蔁o(wú)限小。
晶體管是現(xiàn)代科技史上最重要的發(fā)明之一,究其原因有三個(gè)方面。第一,它取代了電子管,成為電子技術(shù)的最基本元件,原因是性能好、體積小、可靠性大和壽命長(zhǎng)。第二,它是微電子技術(shù)革命的發(fā)動(dòng)者,而信息時(shí)代至今的發(fā)展就是由微電子技術(shù)、光子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)三次技術(shù)革命組成的,所以它的出現(xiàn)成為報(bào)曉信息時(shí)代的使者。第三,晶體管是集成電路和芯片的組成單元,也是光電器件和集成光路的基本組成單元,更是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ),只不過(guò)光電子晶體管是微電子晶體管的演變或發(fā)展罷了。由于這三方面的原因,晶體管的發(fā)明在信息科技的迅速發(fā)展中起了決定性的重要作用,它的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了一種元器件的發(fā)明范圍,而成為揭開(kāi)現(xiàn)代技術(shù)新領(lǐng)域和變革幾乎各種技術(shù)基礎(chǔ)的關(guān)鍵。所以晶體管發(fā)明過(guò)程中的突出特點(diǎn),對(duì)于其他科技的產(chǎn)生和發(fā)展有重要的參考和啟示意義。
小規(guī)模集成電路:晶體管誕生后,首先在電話設(shè)備和助聽(tīng)器中使用.逐漸地,它在任何有插座或電池的東西中都能發(fā)揮作用了。將微型晶體管蝕刻在硅片上制成的集成電路,在20世紀(jì)50年展起來(lái)后,以芯片為主的電腦很快就進(jìn)入了人們的辦公室和家庭。
3、計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)階段(1970年~現(xiàn)在)
到1970年,通用小型計(jì)算機(jī)業(yè)已出現(xiàn)并成批生產(chǎn)。于是將它移植過(guò)來(lái)作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件,從此進(jìn)入了計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)階段(把計(jì)算機(jī)前面應(yīng)有的"通用"兩個(gè)字省略了)。
到1971年,美國(guó)INTEL公司在世界上第一次將計(jì)算機(jī)的兩個(gè)最核心的部件--運(yùn)算器和控制器,采用大規(guī)模集成電路技術(shù)集成在一塊芯片上,稱之為微處理器(MICROPROCESSOR),又可稱為中央處理單元(簡(jiǎn)稱CPU)。
到1974年微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。這是因?yàn)樾⌒陀?jì)算機(jī)功能太強(qiáng),控制一臺(tái)機(jī)床能力有富裕(故當(dāng)時(shí)曾用于控制多臺(tái)機(jī)床,稱之為群控),不如采用微處理器經(jīng)濟(jì)合理。而且當(dāng)時(shí)的小型機(jī)可靠性也不理想。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高,但可以通過(guò)多處理器結(jié)構(gòu)來(lái)解決。由于微處理器是通用計(jì)算機(jī)的核心部件,故仍稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控。
到了1990年,PC機(jī)(個(gè)人計(jì)算機(jī),國(guó)內(nèi)習(xí)慣稱微機(jī))的性能已發(fā)展到很高的階段,可以滿足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求。數(shù)控系統(tǒng)從此進(jìn)入了基于PC的階段。最常用的形式:CNC嵌入PC型,在PC內(nèi)部插入專用的CNC控制卡。
將計(jì)算機(jī)用于數(shù)控機(jī)床是數(shù)控機(jī)床史上的一個(gè)重要里程碑,因?yàn)樗C合了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)及測(cè)量技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)等領(lǐng)域的最新成就,使機(jī)械加工技術(shù)達(dá)到了一個(gè)嶄新的水平。(隨著科技的發(fā)展晶體管的體積越來(lái)越小,已達(dá)到納米級(jí)。(1納米為1米的10億分之一),納米晶體管的出現(xiàn)將導(dǎo)致未來(lái)可以制造出更強(qiáng)勁的計(jì)算機(jī)芯片。把20納米的晶體管放進(jìn)一片普通集成電路,形同一根頭發(fā)放在足球場(chǎng)的中央?，F(xiàn)代微處理器包含上億的晶體管。
CNC與NC相比有許多優(yōu)點(diǎn),最重要的是:CNC的許多功能是由軟件實(shí)現(xiàn)的,可以通過(guò)軟件的變化來(lái)滿足被控機(jī)械設(shè)備的不同要求,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能的更改或擴(kuò)展,為機(jī)床制造廠和數(shù)控用戶帶來(lái)了極大的方便。
學(xué)術(shù)界對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)明與發(fā)展一般認(rèn)為經(jīng)歷了四個(gè)階段。第一階段是在20世紀(jì)40年代，稱為電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代，計(jì)算機(jī)發(fā)展之初，體積大、速度慢主要應(yīng)用的數(shù)字計(jì)算。20世紀(jì)50年代末60年代初晶體管取代電子管，稱為第二代計(jì)算機(jī)。第三代計(jì)算機(jī)是中小規(guī)模集成電路的時(shí)代，也是計(jì)算機(jī)飛速發(fā)展和快速普及的時(shí)代，這一代計(jì)算機(jī)已經(jīng)具備現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的雛形，也突破了計(jì)算機(jī)數(shù)字計(jì)算時(shí)代，三代機(jī)可以處理文字、圖像等資料，也使軟件技術(shù)得以突破和發(fā)展。目前使用計(jì)算機(jī)成為第四代計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)入了超大規(guī)模集成電路和數(shù)字電路時(shí)代，計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和多媒體化，價(jià)格更便宜，更容易攜帶，所以更加普及從國(guó)防到工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、商業(yè)，教育，醫(yī)療衛(wèi)生，娛樂(lè)、生活，計(jì)算機(jī)正在改變?nèi)藗兊纳?，成為現(xiàn)代社會(huì)不可缺少的生產(chǎn)資料。
2當(dāng)前計(jì)算機(jī)硬件的現(xiàn)狀
現(xiàn)代計(jì)算硬件的核心還是由中央處理器（CPU），內(nèi)部存儲(chǔ)器和輸入輸出設(shè)備組成，中央處理器是計(jì)算機(jī)運(yùn)算、控制的核心。它的運(yùn)算速度和處理能力是計(jì)算機(jī)性能的主要體現(xiàn)。內(nèi)部存儲(chǔ)器用來(lái)儲(chǔ)存“程序”和“數(shù)據(jù)”。中央處理器執(zhí)行程序時(shí)，從內(nèi)存中存取程序和數(shù)據(jù)。輸入設(shè)備是向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)和信息的設(shè)備，是計(jì)算機(jī)與用戶或其他設(shè)備通信的橋梁。輸出設(shè)備是人與計(jì)算機(jī)交互的一種部件，用于數(shù)據(jù)的輸出，它把各種計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)或信息以數(shù)字、字符、圖像、聲音等形式表示出來(lái)。這三大核心部件是如何發(fā)展的。（1）中央處理器（CPU）。目前中央處理器按照處理信息的字節(jié)長(zhǎng)度可以分為4位、8位、16位、32位、64位處理器，處理信息速度可以達(dá)到1000MIPS，隨著納米集成電路的發(fā)展，能夠集成的晶體管數(shù)量還會(huì)進(jìn)一步增加，處理速度也會(huì)相應(yīng)增加，但是納米級(jí)集成電路也不能無(wú)限集成，他也有技術(shù)極限，要想有更大的突破，還需改變目前處理器硬件邏輯，創(chuàng)造新一代信息處理方法。（2）內(nèi)部存儲(chǔ)器。內(nèi)部存儲(chǔ)器儲(chǔ)存計(jì)算機(jī)程序和信息的硬件，一般認(rèn)為對(duì)于內(nèi)部存儲(chǔ)器來(lái)說(shuō)，希望它能具有更大信息存儲(chǔ)量，更高的信息交換速度和更低的能耗。（3）輸入輸出設(shè)備。使用過(guò)計(jì)算機(jī)的人都知道傳統(tǒng)的輸入輸出設(shè)備一般包括鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、音頻設(shè)備、打印機(jī)和一些圖像處理設(shè)備等，這些設(shè)備也是經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展的，從機(jī)械鍵盤，機(jī)械鼠標(biāo)，到光電設(shè)備，從三基色CRT顯示器到LED液晶顯示器，這一類硬件發(fā)展速度非?？欤腋訉I(yè)化、數(shù)字化和智能化，使計(jì)算機(jī)的操作者人機(jī)界面更加友好。
3未來(lái)計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展方向
從計(jì)算機(jī)問(wèn)世至今，計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展一直在追求一個(gè)方向，那就是要使計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)能力更強(qiáng)，集成化程度更高，也就是讓計(jì)算機(jī)體積更小，價(jià)格更便宜，應(yīng)用更加智能。但是當(dāng)進(jìn)入一個(gè)信息化、數(shù)字化發(fā)飛速發(fā)展的今天，對(duì)計(jì)算機(jī)的要求也不斷提高，希望計(jì)算機(jī)能能夠幫助人類做更多的事情。所以現(xiàn)在研究計(jì)算機(jī)發(fā)展時(shí)發(fā)現(xiàn)下一代計(jì)算沒(méi)有固定的發(fā)展方向了，呈現(xiàn)出數(shù)軸狀的發(fā)展趨勢(shì)，例如計(jì)算機(jī)體積就像兩個(gè)極端發(fā)展一個(gè)是微型化，一方是巨型化。計(jì)算機(jī)應(yīng)用的過(guò)程中希望單體硬件越小越好，便于攜帶和使用。另一方各國(guó)都在研制巨型計(jì)算機(jī)用于國(guó)防、天文、氣象、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域頂級(jí)科研應(yīng)用，其實(shí)這兩種方向都要求計(jì)算機(jī)硬件特別是處理器能在更小的體積上集成更多的半導(dǎo)體材料。同時(shí)希望計(jì)算機(jī)更加智能，又要求計(jì)算機(jī)能更加專業(yè)，智能是要讓計(jì)算機(jī)像人腦一樣，處理更多的問(wèn)題，在工業(yè)上還要求計(jì)算機(jī)在精度、速度能夠滿足特定工藝具有專長(zhǎng)。這要求計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度更快，使用更加可靠穩(wěn)定，處理信息的能力要更高，更加安全。從上分析得出結(jié)論，下一代計(jì)算機(jī)是要求速度快，智能程度高，安全穩(wěn)定，處理信息能力強(qiáng)，根據(jù)這些要求現(xiàn)在計(jì)算機(jī)硬件終究會(huì)有極限和瓶頸，集成程度高，散熱就是問(wèn)題。納米級(jí)集成電路也有尺寸極限。這是計(jì)算機(jī)硬件發(fā)展中一定會(huì)遇到的硬件墻。那么解決這一問(wèn)題的根本方法就是發(fā)展革命性信息處理技術(shù)的硬件?，F(xiàn)在已經(jīng)在攻關(guān)的下一代計(jì)算機(jī)有光計(jì)算機(jī)，量子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)等。希望在這些領(lǐng)域盡快突破，將人類文明引領(lǐng)于新時(shí)代。
4結(jié)語(yǔ)
計(jì)算機(jī)從問(wèn)世至今已經(jīng)有70多年的發(fā)展史，從晶體管計(jì)算機(jī)到目前超大規(guī)模集成電路，計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了幾次跨時(shí)代的革命。其中計(jì)算機(jī)硬件的革新是推動(dòng)計(jì)算機(jī)革命的主要?jiǎng)恿υ慈?。目前認(rèn)為計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)了四展，現(xiàn)有技術(shù)主要還是建立在半導(dǎo)體集成技術(shù)的基礎(chǔ)上，也在研究和展望下一代計(jì)算機(jī)發(fā)展方向，有科學(xué)及預(yù)計(jì)下一代計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)可能出現(xiàn)顛覆性創(chuàng)新和多方向發(fā)展，光計(jì)算機(jī)，量子計(jì)算機(jī)，超導(dǎo)計(jì)算機(jī)都是未來(lái)計(jì)算機(jī)發(fā)展方向。文章不能全方位闡述計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展，只是根據(jù)個(gè)人觀點(diǎn)探討硬件的發(fā)展，尋找一個(gè)研究方向和目標(biāo)。
作者:李曉堅(jiān) 單位:黑龍江商業(yè)職業(yè)學(xué)院
參考文獻(xiàn)
高頻電子技術(shù)在無(wú)線通信系統(tǒng)中具有非常重要的位置和功用，高頻電路被廣泛應(yīng)用于中距離和短距離的通信與廣播系統(tǒng)以及各種電子設(shè)備中，近年來(lái)極高頻和超級(jí)高頻電路發(fā)展較為迅速，高頻電子線路已經(jīng)成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)重要的理論支撐。對(duì)于高頻電子講述高頻電路的基本組成、工作原理、性能特點(diǎn)、基本工程分析方法等內(nèi)容，除了高頻小信號(hào)放大電路屬于線性電路之外，其余內(nèi)容均屬于非線性電路部分，理論性、工程性非常強(qiáng)，電路復(fù)雜，有些知識(shí)抽象、難以理解，學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程時(shí)感到非常吃力，有些學(xué)生甚至放棄了對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)，所以，傳統(tǒng)的授課模式已經(jīng)過(guò)時(shí)，有必要及時(shí)更改教學(xué)手段與模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生很好地掌握基本知識(shí)和基本技能，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，提高分析與解決問(wèn)題的能力，進(jìn)而掌握高頻電子線路的應(yīng)用技術(shù)。理論聯(lián)系實(shí)際，是解決高頻電子技術(shù)課程改革的關(guān)鍵問(wèn)題，本文將從以下幾方面介紹高頻電子技術(shù)課程的教學(xué)改革思路，并對(duì)初期教學(xué)效果進(jìn)行總結(jié)。
2教學(xué)改革思路
2.1明確教學(xué)目標(biāo)，修改教學(xué)大綱
本門課程的學(xué)習(xí)，需要在工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，明確教學(xué)目標(biāo)，通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生掌握高頻電子技術(shù)的基本理論及研究方法，學(xué)會(huì)使用各類高頻測(cè)量?jī)x器，能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的通信高頻電路，并進(jìn)行調(diào)試與測(cè)試。根據(jù)上述明確的教學(xué)目標(biāo)，制定相應(yīng)的教學(xué)大綱。根據(jù)學(xué)生所學(xué)專業(yè)的不同，重新設(shè)置重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容以及教學(xué)基本要求等，在制定大綱時(shí)，可以去相關(guān)企業(yè)調(diào)研，邀請(qǐng)技術(shù)人員參與指導(dǎo)，突出大綱的全面和實(shí)用性，由于大綱結(jié)合了企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，能為將來(lái)學(xué)生工作打下一定的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。所以，教學(xué)大綱的制定需要改革，要聯(lián)系多種現(xiàn)實(shí)因素，才能制定出對(duì)學(xué)生將來(lái)的就業(yè)有益的大綱。
2.2注重緒論課
高頻電子線路具有很強(qiáng)的理論性、工程性和實(shí)踐性，對(duì)理論教學(xué)的要求非常高，所以首要任務(wù)是如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使學(xué)生能夠主動(dòng)學(xué)習(xí)，對(duì)無(wú)線通信產(chǎn)生興趣，這就要求教師需要上好第一節(jié)課--緒論課。緒論課里，可以簡(jiǎn)要介紹無(wú)線電通信的發(fā)展史，讓學(xué)生們對(duì)無(wú)線通信的發(fā)展有個(gè)簡(jiǎn)單的了解，然后提出有啟發(fā)的問(wèn)題，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)探知的積極性，可以給學(xué)生介紹幾個(gè)典型的無(wú)線通信的例子，比如日常生活中的手機(jī)、電視機(jī)、收音機(jī)等常見(jiàn)的電子設(shè)備，簡(jiǎn)單講述信號(hào)的發(fā)射、傳輸與接收，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，接下來(lái)講述本門課程的內(nèi)容及應(yīng)用，告知學(xué)生高頻電子技術(shù)主要講述的就是無(wú)線信號(hào)的發(fā)送與接收系統(tǒng)中的分立單元電路，課程學(xué)習(xí)結(jié)束后，可以掌握高頻電子技術(shù)課程的基本概念、基本理論、原理及分析電路的方法，最終通過(guò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)，可以分析集成化的高頻線路，并能制作簡(jiǎn)單小型化的通信系統(tǒng)，從而使學(xué)生建立信心，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。
2.3及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容
本著“打好基礎(chǔ)，精選內(nèi)容，逐步更新，利于教學(xué)”的目的，課程的教學(xué)需要及時(shí)更新所學(xué)內(nèi)容，傳統(tǒng)的以分立元件為主的講解方式已經(jīng)適應(yīng)不了現(xiàn)代通信的發(fā)展，隨著集成技術(shù)的迅猛發(fā)展，集成電路被廣泛的應(yīng)用在通信電路中，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該以集成電路為主的原則，適當(dāng)增加集成電路的內(nèi)容，刪減某些過(guò)時(shí)的分立元件電路，以系統(tǒng)性角度去講授各章節(jié)。對(duì)于有些重復(fù)內(nèi)容，可不必講授，減少重復(fù)，及時(shí)增補(bǔ)某些必須的內(nèi)容，例如回路的時(shí)延特性，表面波濾波器等，從而使教學(xué)內(nèi)容更好的銜接。對(duì)于某些基本理論與基本電路，比如諧振回路與耦合回路仍然是組成高頻電子線路必不可少的部分，放大、振蕩、頻率變換包括調(diào)制與解調(diào)的原理依然沒(méi)變，基本教學(xué)要打好基礎(chǔ)。必要時(shí)要引進(jìn)仿真軟件，進(jìn)行系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行高頻電路的設(shè)計(jì)、仿真。對(duì)于前沿知識(shí)，要及時(shí)給學(xué)生講解。通過(guò)對(duì)前沿知識(shí)的了解，讓學(xué)生了解整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。鑒于當(dāng)前學(xué)生中普遍存在的實(shí)際問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)適當(dāng)更新教學(xué)內(nèi)容，突出高頻電子線路的特點(diǎn)。
2.4教學(xué)方式改革
多媒體教學(xué)是一種全新的教學(xué)手段，它能夠直觀的表達(dá)所授內(nèi)容，能對(duì)教學(xué)改革起到輔助作用，高頻電子這門課因?yàn)楸容^抽象，所以利用多媒體使枯燥內(nèi)容變得生動(dòng)，就能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，當(dāng)然，多媒體的課件需要以教學(xué)內(nèi)容做支撐，設(shè)計(jì)的多媒體課件能生動(dòng)靈活的體現(xiàn)高頻線路的內(nèi)容，課堂才能活躍起來(lái)，教師和學(xué)生的互動(dòng)就更多，有利于學(xué)生吸收消化所學(xué)內(nèi)容。例如，對(duì)于正弦波振蕩電路部分，可通過(guò)多媒體的形象演示，使學(xué)生加深印象和理解。但對(duì)于公式推導(dǎo)、重要的電路分析等內(nèi)容，還是應(yīng)通過(guò)板書講解，一邊寫一邊講，和學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，才能夠取得很好的教學(xué)效果。課堂教學(xué)之余，要及時(shí)進(jìn)行答疑及布置作業(yè)，通過(guò)學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀進(jìn)一步調(diào)整教學(xué)，開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)也是豐富教學(xué)方法手段之一。近年來(lái)，出現(xiàn)了以高級(jí)語(yǔ)言描述、系統(tǒng)仿真和綜合技術(shù)為特征的EDA技術(shù)，為電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的靈活性，所以引進(jìn)EDA軟件進(jìn)行仿真，在課堂上完成完整的繪圖、輸出和建庫(kù)等設(shè)計(jì)，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣?？傊灰虒W(xué)方式和方法靈活多變，就會(huì)為課堂帶來(lái)生機(jī)和活力。從而達(dá)到最佳的教學(xué)效果和質(zhì)量。
2.5培養(yǎng)實(shí)踐能力
任何一門課程都是為了最終應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際上，如何培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力是教學(xué)改革的重中之重。要加強(qiáng)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每一部分理論講解結(jié)束后，及時(shí)以實(shí)驗(yàn)來(lái)補(bǔ)充知識(shí)點(diǎn)，這樣，學(xué)生記得牢，理解的透。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可適當(dāng)減少，多加入有趣的綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，例如調(diào)幅收音機(jī)的整機(jī)調(diào)試等項(xiàng)目，即能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又提高了動(dòng)手能力。也可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行簡(jiǎn)單的高頻電路設(shè)計(jì)，如設(shè)計(jì)調(diào)頻接收機(jī)等。使學(xué)生學(xué)會(huì)將高頻分立元件電路組裝起來(lái)，進(jìn)行整機(jī)電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試方法，提高學(xué)生分析解決問(wèn)題和電路設(shè)計(jì)能力。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革更有利于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手和創(chuàng)新的能力。
3結(jié)語(yǔ)
大家上午好！
物聯(lián)世界，共創(chuàng)未來(lái)。今天，共同的追求、共同的夢(mèng)想，讓我們?cè)俅蜗嗑墼诿利惖奶疄I。我謹(jǐn)代表無(wú)錫市委、市人大、市政府、市政協(xié)和650多萬(wàn)無(wú)錫人民，向蒞臨2017世界物聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)的海內(nèi)外嘉賓表示熱烈的歡迎！向積極推動(dòng)物博會(huì)舉辦的工信部、科技部等國(guó)家部委和江蘇省委、省政府表示由衷的敬意！向關(guān)心支持無(wú)錫發(fā)展的各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、各位專家、各界朋友表示誠(chéng)摯的感謝！
去年首屆世界物聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)的成功舉辦，在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展史上烙下了深深的“太湖印記”。省委李強(qiáng)書記發(fā)表的主旨演講，開(kāi)啟了全省向物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域進(jìn)軍的新征程。以此為動(dòng)力，無(wú)錫大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、高性能集成電路等新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，成功引進(jìn)了投資超百億美元的華虹無(wú)錫集成電路研發(fā)和制造基地、超百億元的中電?？滴锫?lián)網(wǎng)、超50億元的浪潮大數(shù)據(jù)等一批重大項(xiàng)目，加快推進(jìn)鴻山、雪浪2個(gè)物聯(lián)網(wǎng)小鎮(zhèn)和慧海灣感知小鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)，部署推進(jìn)“城市大腦”和“城市喚醒”計(jì)劃。目前，全市物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)超過(guò)2000家，去年物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)營(yíng)業(yè)收入突破2000億元，今年上半年物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)營(yíng)業(yè)收入增長(zhǎng)近25%，無(wú)錫企業(yè)累計(jì)牽頭和參與制定的物聯(lián)網(wǎng)國(guó)際國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)52項(xiàng)，承接的物聯(lián)網(wǎng)工程遍及30個(gè)國(guó)家400多座城市，無(wú)錫成為全國(guó)首個(gè)物聯(lián)網(wǎng)全域覆蓋的地級(jí)市，成為中國(guó)乃至世界物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展最具活力的地區(qū)之一。
物聯(lián)網(wǎng)作為當(dāng)代新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)、新技術(shù)的代表，引領(lǐng)著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新潮流，點(diǎn)燃了智慧生活的新希望，正在改變世界、造福人類。順應(yīng)當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，2017世界物聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)設(shè)置了峰會(huì)論壇、技術(shù)研討、展覽展示、成果、投資洽談、創(chuàng)新大賽、人才招聘等活動(dòng)，匯聚了全球物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的精英人才、最新技術(shù)和應(yīng)用成果，集聚了世界物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的專業(yè)機(jī)構(gòu)、龍頭企業(yè)和投資公司，參會(huì)的人員、機(jī)構(gòu)、企業(yè)更具權(quán)威性、代表性和廣泛性。積力之所舉則勝，眾智之所為則成。我們期待，借助物博會(huì)這個(gè)載體，大家在這里能夠碰撞思想、交流觀點(diǎn)、暢想未來(lái)，在這里能夠展示技術(shù)、路演項(xiàng)目、對(duì)接合作，在這里能夠體驗(yàn)創(chuàng)新、分享成果、參與實(shí)踐。我們相信，通過(guò)物博會(huì)這個(gè)平臺(tái)，每個(gè)人的智慧必將匯成物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的“大智慧”，最終實(shí)現(xiàn)世界“更智慧”的美好愿景。
女士們、先生們、朋友們，從“感知中國(guó)”起步，向“物聯(lián)世界”進(jìn)發(fā)，無(wú)錫一直努力走在前列、站在前沿。在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、城鄉(xiāng)建設(shè)管理等方面，我們已經(jīng)得益于、并將更多受益于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為無(wú)錫新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)邁向中高端的重要引擎，成為打造產(chǎn)業(yè)發(fā)展新高地的重要支撐。作為唯一的國(guó)家傳感網(wǎng)創(chuàng)新示范區(qū)，無(wú)錫將堅(jiān)定不移發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，聚集資源、聚力創(chuàng)新，加快建成物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)高地、產(chǎn)業(yè)高地和應(yīng)用高地，加快建成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新核心區(qū)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚區(qū)和應(yīng)用示范先導(dǎo)區(qū)，加快建成“智造強(qiáng)市”和“智慧名城”。我們真誠(chéng)邀請(qǐng)各位業(yè)界精英來(lái)錫創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，熱忱歡迎廣大業(yè)內(nèi)企業(yè)來(lái)錫投資興業(yè)，無(wú)錫愿與大家攜手開(kāi)拓物聯(lián)網(wǎng)這片前景廣闊、無(wú)限美好的“新藍(lán)海”，愿與大家合力開(kāi)創(chuàng)萬(wàn)物互聯(lián)、感知世界的“新天地”。
[關(guān)鍵詞]電氣工程 智能系統(tǒng) 繼電保護(hù) 專家系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、 引言
把人工智能技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)臺(tái)，用電氣工程智能系統(tǒng)來(lái)使電氣CAD 系統(tǒng)具有更高的智能，從而改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念與手法，使高新技術(shù)在電氣工程設(shè)計(jì)
中得以發(fā)揮。電氣工程智能系統(tǒng)在繼電保護(hù)中得到了應(yīng)用，但專家系統(tǒng)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和類型知識(shí)的描述方面存在不足，針對(duì)不足提出了設(shè)計(jì)條件和設(shè)計(jì)對(duì)象及設(shè)計(jì)目標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通用知識(shí)表示方法，使其得到了改進(jìn)。
二、繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚，在40余年的時(shí)間里完成了發(fā)展的4個(gè)歷史階段。
建國(guó)后，我國(guó)繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍從無(wú)到有，在大約10年的時(shí)間里走過(guò)了先進(jìn)國(guó)家半個(gè)世紀(jì)走過(guò)的道路。50年代，我國(guó)工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國(guó)外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù)[1]，建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍，對(duì)全國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長(zhǎng)起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時(shí)國(guó)外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù)，建立了我國(guó)自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國(guó)已建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和教學(xué)的完整體系。這是機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時(shí)代，為我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
自50年代末，晶體管繼電保護(hù)已在開(kāi)始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時(shí)代。其中天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動(dòng)化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù)，運(yùn)行于葛洲壩500 kV線路上[2]，結(jié)束了500kV線路保護(hù)完全依靠從國(guó)外進(jìn)口的時(shí)代。
在此期間，從70年代中，基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開(kāi)始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位，這是集成電路保護(hù)時(shí)代。在這方面南京電力自動(dòng)化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護(hù)起了重要作用[3]，天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的集成電路相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)也在多條220kV和500kV線路上運(yùn)行。
我國(guó)從70年代末即已開(kāi)始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究[4]，高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。華中理工大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力學(xué)院、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)和南京電力自動(dòng)化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機(jī)保護(hù)裝置。1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過(guò)鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用[5]，揭開(kāi)了我國(guó)繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁(yè)，為微機(jī)保護(hù)的推廣開(kāi)辟了道路。在主設(shè)備保護(hù)方面，東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)?變壓器組保護(hù)也相繼于1989、1994年通過(guò)鑒定，投入運(yùn)行。南京電力自動(dòng)化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過(guò)鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)，西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼于1993、1996年通過(guò)鑒定。至此，不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究，在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果?？梢哉f(shuō)從90年代開(kāi)始我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代。
三、電氣工程智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
電氣工程智能系統(tǒng)（ICAD）的結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。
在本系統(tǒng)中把專家系統(tǒng)引入到電氣CAD 中，采用編譯型Turbo PROLOG語(yǔ)言，高級(jí)算法語(yǔ)言FORTRAN 77和Auto LISP語(yǔ)言交互編制電氣ICAD系統(tǒng)。這樣，充分地利用了各種語(yǔ)言自身的優(yōu)點(diǎn)，也方便了程序的編制。在此通過(guò)設(shè)計(jì)用戶菜單，來(lái)補(bǔ)充系統(tǒng)提供的能力，并把無(wú)功功率補(bǔ)償專家系統(tǒng)嵌入CAD系統(tǒng)中。通過(guò)用戶菜單，用戶可以十分方便地選擇自己的工作方式。系統(tǒng)的這種實(shí)現(xiàn)方式的特點(diǎn)是：直觀、簡(jiǎn)潔且容易接受?？梢允褂脩粼诤芏虝r(shí)間內(nèi)掌握操作方法，方便地調(diào)用相應(yīng)的子模塊。設(shè)計(jì)效率高，降低了設(shè)計(jì)成本；減輕了設(shè)計(jì)者的負(fù)擔(dān)。
四、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)
專家系統(tǒng)對(duì)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和類型知識(shí)的描述較為簡(jiǎn)單、不能滿足系統(tǒng)的通用
性和擴(kuò)展性，故對(duì)設(shè)計(jì)條件和設(shè)計(jì)對(duì)象及設(shè)計(jì)目標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提出了通用的知識(shí)表示方法。電氣設(shè)計(jì)從宏觀上講是一個(gè)正向推理過(guò)程，由一些初始數(shù)據(jù)來(lái)驅(qū)動(dòng)推理機(jī)，進(jìn)行規(guī)則匹配、解決沖突，然后得到結(jié)論。這些初始數(shù)據(jù)對(duì)于繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，就是一次系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及對(duì)保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。對(duì)于變壓器等主設(shè)備的繼電保護(hù)的初步設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，所用到的一次系統(tǒng)初始數(shù)據(jù)參數(shù)種類采用關(guān)聯(lián)組元或關(guān)系謂詞予以表達(dá)。關(guān)聯(lián)組元表達(dá)形式：（對(duì)象名：屬性名=屬性值）它適于描述孤立對(duì)象的屬性概念；關(guān)系謂詞表示形式：（ 主體對(duì)象名，客體對(duì)象名：謂詞屬性名= 屬性值）在表示事實(shí)等知識(shí)時(shí)，既含有對(duì)象實(shí)體的屬性，又含有多個(gè)對(duì)象之間的關(guān)系。
圖2 給出了一個(gè)變壓器保護(hù)系統(tǒng)框架的具體構(gòu)成，可分為系統(tǒng)級(jí)、故障類型保護(hù)級(jí)、保護(hù)方式級(jí)、繼電器J 類型級(jí)及具體繼電器產(chǎn)品J 型號(hào)級(jí)。每一級(jí)的框架均具有近似相同的結(jié)構(gòu)，并且每個(gè)框架都隸屬于一個(gè)更高級(jí)的框架。下面給出系統(tǒng)中一個(gè)電流繼電器框架的具體描述：
框架結(jié)構(gòu)：
框架名稱= C R
/ 電流繼電器
框架編號(hào)=56
所屬框架號(hào)=46
/ 屬于低壓過(guò)流保護(hù)方式框架
相數(shù)= 1
/ 單相繼電器
型號(hào)=DL233/6
/ 調(diào)DL233/6繼電器子框架
Iset=
/ 電流整定值
如需計(jì)算=ISETO
/如需計(jì)算，可調(diào)用ISETO過(guò)程計(jì)算Iset
用戶選擇=Ilist
/如用戶自定，則顯示Ilist列表以供選擇
由上可知，本框架表示的對(duì)象實(shí)體為CR繼電器，系統(tǒng)編號(hào)為56，屬于46號(hào)低壓過(guò)流保護(hù)方式框架。其中”相數(shù)=1”是最簡(jiǎn)單的屬性槽，其屬性值在設(shè)計(jì)推理的過(guò)程中由規(guī)則直接賦值。“Iset=”可以在推理中直接賦值，或在需要計(jì)算時(shí)調(diào)用ISETO程序計(jì)算賦值，還可以調(diào)出定值列表Ilist有用戶自行選擇賦值。“型號(hào)= DL233/6”是在框架槽，它可以引出具體繼電器DL233/6這個(gè)下層子框架?？蚣艿娜绱饲短钻P(guān)系可以構(gòu)成對(duì)整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)的描述。這種框架系統(tǒng)構(gòu)成了復(fù)雜的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)，其中的子框架能繼承或更改父框架的槽值約定。這樣即可以節(jié)省表示的信息以減少數(shù)據(jù)冗余，又能較容易地保持信息的一致性或無(wú)矛盾性。
五、 結(jié)語(yǔ)
建國(guó)以來(lái)，我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)經(jīng)歷了4個(gè)時(shí)代。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)為：計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化，這對(duì)繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開(kāi)辟了活動(dòng)的廣闊天地。本文介紹了電氣工程智能系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及在繼電保護(hù)中的實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)對(duì)專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使其更加具有通用性，實(shí)踐證明效果良好。
[參考文獻(xiàn)]
[1] 林堯瑞等. 專家系統(tǒng)原理與實(shí)踐．清華大學(xué)出版社,1988.
智能卡的發(fā)展史從70年代開(kāi)始，它的最初設(shè)想是由一名叫有村國(guó)孝（KunitakaArimura）的日本人提出來(lái)的，并于1970年獲得專利。1974年，法國(guó)的羅蘭莫雷諾（RolandMoreno）進(jìn)行改良，發(fā)明了帶集成電路芯片的塑料卡片，獲得了意外成功，成為了最早期的IC卡，從此推動(dòng)了智能卡的研究和發(fā)展，當(dāng)時(shí)的法國(guó)在智能卡及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的擁有量居世界之首。80年代初，智能卡在美國(guó)和日本也得到很好的使用，美國(guó)人用做軍人身份證的識(shí)別系統(tǒng)，而日本人則將它用于醫(yī)療系統(tǒng)中，將病人的病史情況儲(chǔ)存在智能卡里，不但提高了看病效率，還可在智能卡中支付醫(yī)療費(fèi)用，目前醫(yī)療體系中，人們都普遍在用這種醫(yī)院規(guī)定的身份智能卡來(lái)看病取藥。智能卡以獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在誕生后的10年內(nèi)遍布世界各地，每年的發(fā)行量以40%在迅速增長(zhǎng)。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展大潮，中國(guó)的智能卡技術(shù)也在馬不停蹄地前進(jìn)著，智能卡的應(yīng)用領(lǐng)域也在一步步擴(kuò)大：人們身上所攜帶的門禁卡、停車卡、公交IC卡、消費(fèi)卡、醫(yī)療卡等，甚至包括現(xiàn)在使用的第二代身份證都屬于智能卡的范疇。
智能卡常常又被稱為IC卡、聰明卡、微電路卡、微芯片卡等。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織使用術(shù)語(yǔ)為ICC，即集成電路卡。目前最為普遍的市場(chǎng)上所流通的智能卡外形尺寸標(biāo)準(zhǔn)為85.6mm×53.98mm×0.76mm，與銀行所使用的磁卡相同。不過(guò)現(xiàn)在也有許多封裝為鑰匙扣、飾物等特殊形狀的智能卡。智能卡作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)正蓬勃發(fā)展，智能卡的頻繁使用已成為人們生活必需品中不可或缺的一部分，打開(kāi)每個(gè)人的錢包，人們至少都擁有那么幾張智能卡：銀行卡、門禁卡、醫(yī)療保險(xiǎn)卡等等，目前智能卡已在移動(dòng)通信和交通管理、社會(huì)保險(xiǎn)、人口管理、企事業(yè)內(nèi)部管理等公共事業(yè)方面廣泛的應(yīng)用著。但是目前我國(guó)市場(chǎng)上設(shè)計(jì)出來(lái)的智能卡較為枯燥和呆板，在它的藝術(shù)領(lǐng)域上，人們的研究還較少，卡的設(shè)計(jì)往往不盡如意，主題不清晰或者卡的視覺(jué)設(shè)計(jì)不美觀，還有待研究和擴(kuò)展，因此，本文針對(duì)智能卡的外觀視覺(jué)語(yǔ)言提出一個(gè)初步的設(shè)計(jì)理念。
以下是對(duì)智能卡視覺(jué)設(shè)計(jì)的四種理念：
1、外形變化：針對(duì)于非插入式的智能卡，可在不影響芯片使用的情況下，對(duì)外形做出各式各樣的創(chuàng)意變化，同時(shí)還可像信用卡上凸起的數(shù)字和人名拼音一樣，將智能卡加入凸起的盲文字體，使視覺(jué)障礙者能更方便分辨每張卡的用途。
2、質(zhì)材變化：智能卡不一定局限于普通的塑料材質(zhì)，還可做成其它材質(zhì)：如金屬材質(zhì)，對(duì)于一些使用頻繁的智能卡，可以延長(zhǎng)智能卡的使用壽命；或是用PVC材質(zhì)、樹(shù)脂、亞克力等，既環(huán)保又能讓智能卡多元化。
3、功能：智能卡不僅可以芯片多功能化，它的外形設(shè)計(jì)也可以更為人們所利用。如上述所說(shuō)的金屬材質(zhì)的智能卡，中間就可以設(shè)計(jì)個(gè)開(kāi)瓶器一樣小缺口，在朋友聚會(huì)和旅游休閑中，當(dāng)要拿起酒瓶暢飲時(shí)，不會(huì)因?yàn)榻璨坏介_(kāi)瓶器而束手無(wú)策；也可在卡上嵌入一小塊放大鏡材質(zhì)，老年人出門在外可以不用特地帶上放大鏡，在需要看點(diǎn)信息時(shí)可以用隨身攜帶的智能卡應(yīng)急一下。
