学科前沿知识讲座
关于宽带复杂波形合成与信号模拟技术
第一章研究工作的背景与意义
1.1 信号的产生、合成与模拟
信号的产生，在电子系统中包含信号产生、传输、接收和处理的一系列过程例如，通信、雷达和对抗等系统中都是采用这样的方法。但是在电子测试时，信号的产生都是直接采用信号源。
信号的合成是指将一个或有限多个信号变成多个或无限个信号的过程，类似于组合运算概念。信号的模拟是指相对真实信号的产生过程。
“产生”是一个笼统的概念，“合成”、“模拟”表达不同的侧重点！
1.2 带宽信号和复杂信号
没有文献或组织对宽带信号给出的严格定义，业内一般认为宽带信号与窄带信号是相对的，不满足窄带条件的信号就称为宽带信号。目前，窄带信号的定义也不尽相同。若信号带宽为B，时宽为T，中心频率为f0，则窄带信号的定义有：
定义1：B< 定义2：2v/c<<1/TB,其中v是阵列与目标的相对径向运动速度，c是信号在介质中的传播速度。 定义3：(N－1)d/c<<1/B，其中N是阵元数目，d是阵元间距。 定义4：2 Bτθ +1≈1 ,其中τθ是整个阵列以及延迟线的延时之和。 定义5：该信号空间协方差矩阵在没有噪声时的第二个特征值小于噪声功率。 “定义1”是对窄带信号的直观理解,同时也是窄带实信号可有效表示为其复解析形式的充分条件,在很多文献中均以该定义来区分信号是宽带信号还是窄带信号。“定义2”是指在存在相对运动的系统中,在信号的持续时间T 内,相对于信号的距离分辨率,目标没有明显的位移,此时信号可视为窄带信号,否则信号就是宽带信号。“定义3”是指在阵列信号处理中,如果信号带宽的倒数远远大于信号掠过阵列孔径的最大传播时间,就称为窄带信号,否则为宽带信号。“定义4”和“定义5”是从阵列采样数据自相关矩阵特征值的角度来定义窄带信号的,窄带情况下,阵列采样数据自相关矩阵的大特征值个数等于信号个数。 可见，窄带信号定义的非一致性决定了宽带信号定义的非绝对性，不同的处理场合，应使用不同的定义确定信号是否是宽带的。 复杂信号的特点有波形任意化，输出信号数目增加等等。在实际应用过程中，遇到复杂信号的概率最大。 1.3 应用前景 电子系统故障分析、定位和战场信号模拟（卫星侦查）等方面，对数GHz 带宽、10位以上分辨率、深存储的任意波形发生器与信号模拟技术提出了迫切需求。一般分为直接数字频率合成和直接数字波形合成，两者的对比如下：1）频率、频率分辨率和捷变频能力 DDFS:采样频率和波形数据点数固定，改变频率控制字获得不同输出频率。频率分辨率由采样频率和相位累加器位数决定。 DDWS:采样频率和波形数据点数均可变。输出频率由采样频率与波形数据点数决定。每一次信号频率的改变，往往要改变波形数据和采样时钟频率。频率分辨率由采样频率分辨率决定。 一般而言，DDFS的频率捷变能力强于DDWS。 2）波形数据访问方式 DDFS工作时往往对查找表跳点抽取，也可通过设置频率控制字实现对查找表内所有数据依次访问（容量一般为2M）。不便于利用具有突发读取功能的存储器 DDWS逐点输出波形数据（容量可以不是2的倍数），且便于控制地址的跳转、循环，实现序列波形合成。可采用SDRAM等高速、大容量存储器实现数据采集与复现系统应用，要求采样率与采集系统的采样率一致，便于进行系统环境或现场信号的复现，采用DDFS难以实现。 3）存储器的效率 DDFS通过频率控制字改变输出频率，是离散信号再抽取，对特定频率，没有完全利用波形查找表中的数据点，浪费存储空间。 为获得高的频率分辨率，DDFS相位累加器位数往往较大，如全部用来寻址波形查找表，查找表容量无法实现。通常截取高M位表示输出信号的瞬时相位，因而产生相位截断。 两者的相同点： 均需对要产生的信号抽取、量化获得样点（DDFS两次抽取，DDWS一次抽取，但相同采样率和输出频率，数据点数一样）。 抽取过程均可能损失波形信息。例如：幅度量化误差、毛刺信号抽取中被忽略。 均应满足奈奎斯特定律。 如样点数目为2L，DDWS可看作是频率控制字为2N-L的DDFS 第二章提高采样率 2.1 采样率 采样频率，也称为采样速度或者采样率，定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，它用赫兹（Hz）来表示。采样率由功能模块工作速度最低者决定。累加器（地址发生器）、查找表、DAC等模块都决定了采样率。也就是FPGA、存储器等元件会影响采样率。 2.2提高采样率 采样率是要硬件支持的，可以依靠高速器件提高采样率。累加器（FPGA）、查找表（存储器）、DAC（数模转换器）等部分方面着手，但是始终受器件制约，无法满足日益增长的需求。 解决存储器及外围电路速度限制，同步时序电路，输出相位可预测可在一个时钟周期产生m个相位/数据输出,将时钟频率降低为原来的1/m。 并行存储DDS波形合成方法、解决DAC速度限制（真插值DAC合成技术和伪插值DAC合成技术）、DAC并行等方法。 第三章提高波形的复杂度 提高波形复杂度的方法主要有改变DAC位数和波形样点数两种方法。 提高波形样点数可以通过以下几种方法：（1）提高存储深度。深存储器件：SDRAM容量远大于SRAM、存储器并行/级联：存储器同步控制、体积功耗增加、 通过运算或组合增加样点。（2）序列合成技术：组合数据压缩：波形对称性（如正弦，仅存储1/4,甚至1/8周期）、CORIDC算法、多项式拟合算法。 第四章提高波形的质量 DDS误差来源有： （1）数字化误差（数字器件有限位数） 相位截断误差——累加器位数、存储器地址有限 （2）器件非理想特性误差 DAC非线性——DAC制造工艺引起 DAC保持特性——理想冲击采样无法实现 时钟误差——时钟抖动、时钟非均匀幅度量化误差——存储器数据、DAC位数有限 分析方法有： （1）相位截断误差分析：分析方法有数论法、付立叶变换法、波形分析、信号分析、时域输出波形分解、非均匀采样模型。相位截断误差并不总存在。与频率控制字（输出频率、采样频率、累加器位数），累加器位数、截断位数（累加器位数-存储器地址线）有关。 相位截断误差补偿：从原理出发，增加相位字位数（即增加存储器容量），加扰法是打破误差序列的周期性规律，将杂散谱幅度平均，降低最大杂散的同时，噪声基底也随之增加（频率加扰法、相位加扰法、幅度加扰法。 （2）幅度量化误差：分析方法与相位截断类似，但与幅度的表达以及量化处理方式有关（原码、补码；截断、舍入等）、幅度每增加1位，信噪比提高6.02dB。 校正方法：幅度加扰，通过平均降低最大杂散。 （3）DAC线性误差：目前对DDS影响最大的一种误差（尤其是高频输出），使用平衡DAC法处理。 （4）DAC保持特性误差：理想的单位冲击信号无法实现，将样点幅度保持一定的时间。输出幅频特性以SINC函数衰减，同时引入线性相移。利用逆系统补偿，软件拟合、LC电路、FIR数字滤波器等方法。 （5）采样时钟抖动和非均匀：时间抖动等效于相位噪声，按规律恶化，只能从源头加以抑制。从信号幅度上看，采样非均匀的影响与相位截断误差相似。从信号时间分布上看，采样非均匀的影响可视为原序列的多个减采样序列的移位叠加。实际中，非均匀的规律较难获取，因此仅能从理论上加以分析、建模。（6）伪插值DDS误差来源：相位截断误差、幅度量化误差、DAC非线性、时钟误差、DAC保持特性误差。采样时钟相位误差引入时移通道偏移误差只改变总输出的偏移，其它误差共同作用，影响输出频谱（包括毛刺）的大小。 第五章小结 通过学习了解到了复杂波形和信号模拟的基本知识，有利于以后的进一步学习。对信号的产生、合成与模拟有了一个整体的认识，对其在实际应用中可能遇到的干扰有了初步的了解。再次，十分感谢老师们的教导和讲解。 中国矿业大学建筑工程学院土木工程专业学科前沿讲座课程报告 第 1 页 05-1班 姓 摘 要：☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）☆☆☆ ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆。 关键词：☆☆☆☆；☆☆☆；☆☆；☆☆☆ ☆☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）。 1 ☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）。☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆ 2 2.1 ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆。 f f f C ?στtan ?+= （1） 式中 τf ——冻土的剪切强度，MPa ； C f ——冻土的粘聚力，MPa ； φf ——冻土的内摩擦角，°。 ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆（内容小四号宋体，西文Times New Roman 字体，行距最小值18磅）☆☆☆☆页眉和页码，五号宋体。 学科前沿讲座报告 学术前沿讲座 ----先进制造技术 一、 21世纪的先进制造技术概述 产品结构的特点：知识-->技术-->产品的时间越来越来短、结构越来越复杂。 产品的批量特点：小批量，越来越小。产品价格的特点：取决于独占知识的含量。产品的市场特点：顾客对产品功能、性能、质量、服务的要求不断提高 , 参与全球竞争越来越激烈。 1、先进制造制造技术(AMT)的定义 先进制造技术,AMT,(Adanced Manufacturing Technology) 是在传统制造技术的基础上，不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果，将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称，也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。 当前的金融危机也许还会催生新的先进制造制造技术，特别在生产管理技术方面。 2、先进制造技术的学科内容 先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法，而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术，涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域，并逐步融合与集成。可基本归纳为以下四个方面： 1>、先进的工程设计技术 2>、先进制造工艺技术 3>、制造自动化技术 4>、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式 二、先进制造工艺技术 1、超精密加工技术和纳米加工技术 基本概念 （1）精密制造技术：精密制造技术是指零件毛坯成形后余量小或无余量、零件毛坯加工后精度达亚微米级的生产技术总称。它是近净成形与近无缺陷成形技术、超精密加工技术与超高速加工技术的综合集成。 （2）近净成形与近无缺陷成形技术改造了传统的毛坯成形技术，使机械产品毛坯成形实现由粗放到精化的转变，使外部质量作到无余量或接近无余量，内部质量作到无缺陷或接近无缺陷，实现优质、高效、轻量化、低成本的成形。该项技术涉及到铸造成形、塑性成形、精确连接、热处理改性、表面改性、高精度模具等专业领域。 TREC 2005增加了企业检索任务（Enterprise Track）并设立了专家检索子任务，为专家检索方法和技术的经验性评价提供了平台，并着重从专家检索算法、模型和评价方法等几方面进行了探讨，极大地促进了专家检索研究的发展。本文即是在此背景下，对近年来专家检索研究的进展和现状进行的系统总结。本文分别从专家检索的数据集来源、专家检索方法、专家检索的排序方法、专家检索的效果评价这四个方面对专家检索的相关研究进行了介绍和评述。 进入21世纪，人类社会正在由信息社会迈向知识社会，掌握一定知识、经验和技能的人才将会成为企业和组织最宝贵的资源。各领域的专家是该领域知识的代表，所拥有的丰富且最新的该领域的专业知识、技能和经验是企业生存和发展的最关键因素。目前，一些企业和组织，为了提高自身的竞争优势，已经或者正在建立专家检索系统，利于有效地管理专家资源。 专家检索（亦称之为专家查询，专家推荐，专长定位，专长识别）作为实体检索的一个特例，它要求返回的实体类型是具有特定专长（与查询主题相关的）的专家。由于专家检索在促进知识共享和交流，构建学术界和产业界的桥梁，知识管理等方面有重要的应用价值，近年来专家检索引起了学术界广泛兴趣。 作为web track的后继项目，TREC（Text REtrieval Conferences）于2005年增加了企业检索任务（Enterprise Track）,并设立了专家检索子任务。该子任务可以描述为：给定文档集，查询主题集和专家列表，并从这些专家列表中为每个查询主题查找相关专家。自设立专家检索子任务后，TREC为专家检索的方法和技术进行经验性评价提供了一个公共平台，近几年来，分别对专家检索算法、模型和评价进行了探讨，促进了专家检索领域的发展。 关于专家检索的任务，Yimam-Seid等界定为以下两个方面：查找具有某专长的专家和查找专家所具有的专长。目前，检索界所探讨的专家检索一般是指前一个方面。本文所探讨的专家检索也是指查找具有某专长的专家,故本文中的专家检索主要任务可以描述为：利用企业或者组织内外能够表征专家专长的各种文档和资源,如电子邮件、报告、数据库文件和网页等,识别专家在某给定查询主题(领域)的专长(相关性)程度,并按程度高低排序显示专家结果列表的过程。 学科前沿讲座报告正文字数不少于2000字，应有明确的主题。主题应围绕本学期几位老师的讲座内容展开。 学科前沿讲座报告模板 ×××××××××××××× ×××（学生姓名）××× （空一行） 摘要××××××××××（小4号宋体， 1.5倍行距）×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××（150—200字） 关键词×××××××××（一般3—5个） （空一行） ×××××××（作为正文第1章标题，用小3号黑体，加粗，并留出上下间距为：段前0.5行，段后0.5行） ××××××（小4号宋体，1.5倍行距，首行缩进两字符）××××××××××××××××……… 1 ××××××（作为正文2级标题，用4号黑体，加粗） ×××××××××（小4号宋体，1.5倍行距，首行缩进两字符）××××××………… （1）××××××××× （2）××××××××× （3）××××××××× 2 ×××××××（作为正文第2章标题，用小3号黑体，加粗，并 留出上下间距为：段前0.5行，段后0.5行） ××××××××（小4号宋体，1.5倍行距，首行缩进两字符）×××××××××××××……… 注：1．正文中表格与插图的字体一律用5号宋体； 2．为保证打印效果，学生在打印前，请将全文字体的颜色统一设置成黑色； 3．学科前沿讲座报告一般只需要2级标题。 参考文献（小3号黑体，居中） [1] ×××××××（小4号宋体，行距18磅）××××× [2] ××××××××××××××××××××××××××××××××× ××××××××× [3] ×××××××××××××××××××××× ………… 例如： [1] 徐秀丽. 混凝土框架结构设计[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008, 46～ 66. [2] 孙素英, 张震. 概念设计在建筑结构设计中重要性探讨[J]. 建筑结构, 2008(4): 34～35. [3] GB50352-2005. 民用建筑设计通则[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2004. [4] 朱刚. 新型流体有限元法及叶轮机械正反混合问题[D]. 北京：清华大学， 1996. 学科前沿系列讲座 小结 专业：飞行器适航技术班级：01071401 学号：2014300465 姓名：陈昌浩 日期：12月20日 光阴似箭，日月如梭，转眼之间我已经成为了一名大三的学生。在大一大二充分学习了基础学科知识以后，终于在大三能接触到专业相关的课程。 在前两年的基础知识学习过程中，我对航空专业的发展方面和前景以及研究方向各方面其实并不十分了解，但是学科前沿讲座给了我机会让我了解到更多本学科的一些先进技术，让我对航空系统中电子系统的领域有了更多更全面的认识，同时也给了我很大的启发，让我燃起了斗志，为航空事业的前沿科学研究贡献自己的力量， 在短短的四周课时时间里，学校为我们先后安排了四位赫赫有名的教授，有姜洪开教授，宋东教授，张安教授和马存宝教授。由于时间限制和我们有限的知识水平，老师们都从大处着眼，为我们大概介绍了他们的研究方向和内容，同时还简单向我们介绍这些研究将来的实际意义，以及和我们飞行器适航专业的联系。在每次短短的两小节课中我都被他们研究的这些东西深深吸引着。也许理论上逻辑上的很专业的知识，我们没有学到多少，但老师们利用不到两个小时的时间，就基本上将一个新的领域在我们的脑海中勾勒了出来，使我们真正了解到与工程实际应用有直接联系的科学研究。虽然好多东西以我现在的水平还不能弄懂，但却让我看到我们航空专业的前景——只要努力学好知识，总有用武之地的。通过这些课程，我收获颇多。 上课期间，老师们为我们讲述了火控系统、航空电子系统、飞机通信导航与雷达系统、飞机结构健康监测与深度学习这四方面的内容，在让我们大开眼界的同时，也让我们对这些研究产生了浓厚的兴趣。 第一堂课张安老师为我们讲了火控系统，张安老师是航空学院综合技术与控制工程系的教授，张老师对火控系统的了解相当深入，从火控系统的发展历史给我们讲起，武器火控系统是控制武器自动或半自动地实施瞄准与发射的装备的总称。武器火力控制系统的简称。现代火炮、坦克炮、战术火箭和导弹、机载武器(航炮、炸弹和导弹)、舰载武器(舰炮、鱼雷、导弹和深水炸弹)等大多配有火控系统。非制导武器配备火控系统，可提高瞄准与发射的快速性与准确性，增强对恶劣战场环境的适应性，以充分地发挥武器的毁伤能力。制导武器配备火控系统，由于发射前进行了较为准确的瞄准，可改善其制导系统的工作条件，提高导弹对机动目标的反应能力，减少制导系统的失误率。 张老师告诉我们，战斗机的火控系统主要指的是：机载雷达、探测器、显示器和火控计算机等。为完成作战任务，火控系统必须能对机上所携带的各种机载武器或其他外挂物进行管理和控制，以实现对敌空中、地面、水上和水下各种运动的或静止的、可视的或不可视的目标，进行搜索、识别、跟踪、瞄准与实施各种攻击方式的武器发射、制导、战果记录等整 机械工程专业 学科前沿讲座作业封面 题目：关于煤矿机电一体化和液压支架的认识姓名：裴文晓 班级：机械13-7 学号：03131110 中国矿业大学 机电工程学院 2015 年 12月 一．煤矿机电一体化技术应用现状及发展趋势 在2014年夏天我有幸来到了鲁能菏泽煤电有限公司彭庄煤矿，并有幸进入了井下实际工作面，进行了一次特殊而又充满意义的体验。在井下我看到了许多以前只在课本上见过的机电设备与井下构造。初步了解了一点大型综采设备和开采及其以及监控防护设备。通过随行叔叔们的讲解使我对这个地下宫殿有了更深一层的认识。 然而前几周肖兴明肖教授讲解的关于煤矿机电设备尤其是大型综采设备以及监控检测仪器的内容让我又获得了很多专业知识。 现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。机电一体化技术就是机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合运用的复合技术，是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。机电一体化技术顺应了当今科学技术发展的规律，显示了强大的生命力。由于煤炭生产是将数百、数千万吨煤炭从 地层深处采掘、运送到地面，因此需采用大量的机电设备才能实现这一目标，而机电一体化煤矿产品则是实现高产高效的最好选择。 1 机电一体化的基本概念 机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展 起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。 2.我国煤矿机电一体化技术的应用现状 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起，我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期，我国综合机械化采煤取得了空前的发展，大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程，采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期，在原有的研究成果上，又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究，并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后，我国煤矿机 数学学科前沿讲座 通过一个学期的学习和学校数位专家教授的耐心讲解，产生了一些自己对数学学科的体会。下面就简要谈谈，通过听取前沿讲座我对数学学科的理解与变化。近半个多世纪以来，随着计算机技术的迅速发展，数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用，而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透，所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。因有数学,才有今天科技的繁荣，在我们身边到处都有数学问题。今天科技领域也以数学为基础。如计算机的发展，一切理论都是数学家提出的，某个物理学家要研究某个项目，都要以丰厚 的数学功底为前提。在人们的生活中，时刻与数学打交道，可谓世界因数学而精彩。既然数学有如此大的魅力，下面将粗略的介绍一下。数学曾出现三次危机：无理数的发现——第一次数学危机；无穷小是零吗——第二次数学危机；悖论的产生---第三次数学危机。数学历来被视为严格、和谐、精确的学科，纵观数学发展史，数学发展从来不是完全直线式的，他的体系不是永远和谐的，而常常出现悖论。在悖论中逐渐成熟，进而到现在出现多个分支，分为：基础数学、数论、代数学、几何学、拓扑学、函数论、常微分方程、偏微分方程、概率论、应用数学、运筹学。 一、应用数学应用数学属于数学一级学科下的二级学科。应用数学是应用目的明确的数学理论和方法的总称，它是数学理论知识与应用科学、工程技术等领域联系的重要纽带。应用数学主要研究具有实际背景或应用前景的数学理论或方法，以数学各个分支的应用基础理论为研究主体，同时也研究自然科学、工程技术、信息、经济、管理等科学中的数学问题，包括建立相应的数学模型、利用数学方法解决实际问题等。主要研究方向： (1) 非线性偏微分方程非线性偏微分方程是现代数学的一个重要分支，无论在理论中 还是在实际应用中，非线性偏微分方程均被用来描述力学、控制过程、生态与经济系统、化工循环系统及流行病学等领域的问题。利用非线性偏微分方程描述上述问题充分考虑到空间、时间、时滞的影响，因而更能准确的反映实际。本方向主要研究非线性偏微分方程、H-半变分不等式、最优控制系统的微分方程理论及其在电力系统的应用。 (2)拓扑学拓扑学，是近代发展起来的一个研究连续性现象的数学分支。中文名称起 源于希腊语Τοπολογ的音译。Topology 原意为地貌，于 19 世纪中期由科学家引入，当时主要研究的是出于数学分析的需要而产生的一些几何问题。发展至今，拓扑学主要研究拓扑空间在拓扑变换下的不变性质和不变量。拓扑学是数学中一个重要的、基础的分支。起初它是几何学的一支，研究几何图形在连续变形下保持不变的性质(所谓 控制学科前沿讲座学习小结 学院：物联网工程学院 专业班级：自动化0901班 姓名：田望同 学号：0704090112 日期：2012年4月2日 本学期，学院开设控制学科前沿讲座，其目的在于让我对自动化这个专业的一些问题有了更深的认识，让我对专业的学习有了明确的方向和目标。以下本人选取两个方面进行学习小结。其中第一个题目是老师给定的题目之一，第二个题目是本人自选。本人选取以下两个题目是从自身出发的，首先本人的专业是自动化，所以选取了老师所给出的第二个题目：自动化和信息化的关系及其对推动工业化的作用；其次本人隶属于物联网工程学院，而本人自身也对物联网很感兴趣，所以本人又自拟一个题目：物联网技术以及物联网的发展现状和趋势。 选题： 1、自动化和信息化的关系及其对推动工业化的作用 自动化的英文定义如下： Automation(ancient Greek: = self dictated) or industrial automation is the use of computers to control industrial machinery and processes, replacing human operators. It is a step beyond mechanization, where human operators are provided with machinery to help them with manual work. The most visible part of automation can be said to be industrial robotics. Some advantages are repeatability, tighter quality control, waste reduction, integration with business systems, increased productivity and reduction of labour. Some disadvantages are high initial costs and increased dependence on maintenance. 自动化的概念是一个动态发展过程。过去，人们对自动化的理解或者说自动化的功能目标是以机械的动作代替人力操作，自动地完成特定的作业。这实质上是自动化代替人的体力劳动的观点。后来随着电子和信息技术的发展，特别是随着计算机的出现和广泛应用，自动化的概念已扩展为用机器(包括计算机)不仅代替人的体力劳动而且还代替或辅助脑力劳动，以自动地完成特定的作业。 关于IT前沿技术讲座报告 ——罗瑞13级计算机联合 班 在开学后的第三个月，华南理工大学计算机科学与工程学院给学生安排了关于IT前沿技术的一系列讲座，听了这些由学院资历深厚的老师所授的讲座后，我的收获颇丰。几位主讲老师针对信息技术的不同领域给予了不同高度的讲解，并且和学院热心的同学们积极交流，传授知识，以及人生道路上的经验。 几位主讲老师主要选择了一下几个话题进行讲解： 1、科学与技术研究之科学； 2、智能计算机； 3、机器人发展机遇与挑战； 4、大数据时代的高性能计算。 自从来到大学并且学习了计算机科学与技术这个专业后，我慢慢发现，我的学习与生活与电脑的关系越来越密切，对信息技术的应用也越来越熟悉与广泛。印象最深的是每次的实验课，在机房完成当天的作业后，都会借助快速便捷的网络发送到自己的邮箱里，回到宿舍后再在自己的邮箱里下载到电脑上。这样，无需借助任何实体媒介，作业就以数据形式传送到我的电脑了，似乎有个人一直在操纵、管理着，可是实际上，这一切都是信息技术发展的必然结果，那个操纵者就是人们探索出的信息技术。 我是一个理工科的学生，但是经过主讲老师对科学进行阐述的讲座，我才真正明白了科学的含义，科学是一种不断升华的思维艺术。具体来讲，它是指由权威人、组织和机构经过实践、论证所得出的具有普遍性、必然性的数据，并通过一系列技术完善、确认、推荐、宣传、传授和捍卫的一种广泛领域的思维学术。科学是严谨的，是需要人们不断探索、证实，并且公诸于世，从而去推动社会发展。正如远古时代出现的具有里程碑意义的火一样，如果无人理睬，便会熄灭，社会也将会停止前进的步伐，但是一旦有人用心探索，就会照亮一片新的绚丽天地。 肖南峰老师给我们带来的第五代计算机—智能计算机，介绍了第五代计算机是把信息采集、存储、处理、通信同人工智能结合在一起的智能计算机系统。它能进行数值计算或处理一般的信息，主要能面向知识处理，具有形式化推理、联想知识.人-机之间可以直接通过自然语言（声音、文字）或图形图象交换信息。智能计算机是指能存储大量信息和知识,会推理,具有学习功能,能以自然语言、文字、声音、图形、图像和人交流信息和知识的非冯诺依曼结构的通用高速并行处理计算机。虽然目前智能计算机的技术还不够成熟，不能广泛使用。但是照其定义看来，如果将来有一天人们在智能计算机领域得以拥有成熟的技术和完善的设备并且广泛投入生产，大规模使用的话，拥有如此多极高能力的计算机似乎已经可以代替人类的存在，但是，我们需要明白，我们研究发明任何高科技的智能产品，其目的都不是想要 学科前沿知识讲座要求： （1）就目前国内外安全科学与技术前沿问题进行文献综述和总结讨论，字数不少于2000字（文字按模板要 求4页以上）； （2）阅读至少中英文文献10篇，其中外文文献2篇以上，引用严格标注； （3）格式按附件模板的要求，作业格式排版质量等作为成绩考核的重要依据。 （4）最后提交方式：打印稿，最晚于2013年1月5日，由各班级统一将作业按学号排好顺序后提交，给付 建民老师。 题 学生姓名：张 静 学 号：0901XX 专业班级：安全工程09-1 2012年 11月 30 日 第1章 制造容易、可靠性高、工作持久、适应工况条件好等优点，在采油工业发展的初期被大量的应用;但游梁式抽油机也存在不足之处，如效率低下、用电成本高等缺点。无游梁式抽油机有长冲程无游梁抽油机等，它具有功率因数高、效率高等优点，所以抽油机的发展方向是无游梁式抽油机1.2 引起游梁式抽油机电机负载效率低的原因主要有以下几个方面: （1）游梁式抽油机的电机是带负载起动，因此起动时所需的起动电流很大，功率因数很低，对电动机的功率要求比较大。 （2（3）要准确地选取一台抽油机的驱动电动机容量，需要测量大量数据，往往很难做到，而且如何对抽油机电机容量的选择计算还没有一个统一、准确的计算公式，因此大多数情况下都采用估算的方法来选择配套电机的功率，一般留有较大余量。 2.1 游梁式抽油机 抽油机是有杆深井泵采油的主要设备。游梁式抽油机主要由游梁－连杆－曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装置等四大部分组成。工作时，动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给曲柄轴，带动曲柄作低速旋转。曲柄通过连杆经横梁带动游梁作上下摆动。挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆柱作往复运动（见图2-1）。 图2-1 抽油机结构简图 1—刹车装置 2 3—减速箱皮带轮 4—减速箱 5—输入轴 6—中间轴 7 8—曲柄 9—连杆轴 10—支架 11—曲柄平衡块 12—连杆 13—横梁轴 14—横梁 15—游梁平衡块 16—游梁 17—支架 18—驴头 19—悬绳器 20—底座 2.2 抽油机悬点运动规律 臂为三个活动杆所构成的四连杆机构（见图2-2）。 图2-2 游梁式抽油机示意图 图名称位于图下方，按 章节编号，宋体+Times New Roman 如有图说明宋体为小五+Times New Roman ， 图中文字应规范，原则上图中字号不能大于正文字号，图片尽量绘制，少用不清晰的扫描图片。 软件工程专业学科前沿讲座报告 院 (系)：计算机科学与工程 专业：软件工程 班级：17060212 学生：张嘉琪 学号：17060212119 人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能亦称智械、机器智能，指由人制造出来的机器所表现出来的智能。通常人工智能是指通过普通计算机程序来呈现人类智能的技术。通过医学、神经科学、机器人学及统计学等的进步，有些预测则认为人类的无数职业也逐渐被人工智能取代。 人工智能在计算机领域内，得到了愈加广泛的重视。并在机器人，经济政治决策，控制系统，仿真系统中得到应用。人工智能是计算机学科的一个分支，二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一（空间技术、能源技术、人工智能）。也被认为是二十一世纪三大尖端技术（基因工程、纳米科学、人工智能）之一。这是因为近三十年来它获得了迅速的发展，在很多学科领域都获得了广泛应用，并取得了丰硕的成果，人工智能已逐步成为一个独立的分支，无论在理论和实践上都已自成一个系统。 人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科，其范围已远远超出了计算机科学的范畴，人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系，人工智能是处于思维科学的技术应用层次，是它的一个应用分支。从思维观点看，人工智能不仅限于逻辑思维，要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展，数学常被认为是多种学科的基础科学，数学也进入语言、思维领域，人工智能学科也必须借用数学工具，数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用，数学进入人工智能学科，它们将互相促进而更快地发展。通常，“机器学习”的数学基础是“统计学”、“信息论”和“控制论”。还包括其他非数学学科。这类“机器学习”对“经验”的依赖性很强。计算机需要不断从解决一类问题的经验中获取知识，学习策略，在遇到类似的问题时，运用经验知识解决问题并积累新的经验，就像普通人一样。我们可以将这样的学习方式称之为“连续型学习”。但人类除了会从经验中学习之外，还会创造，即“跳跃型学习”。这在某些情形下被称为“灵感”或“顿悟”。一直以来，计算机最难学会的就是“顿悟”。或者再严格一些来说，计算机在学习和“实践”方面难以学会“不依赖于量变的质变”，很难从一种“质”直接到另一种“质”，或者从一个“概念”直接到另一个“概念”。正因为如此，这里的“实践”并非同人类一样的实践。人类的实践过程同时包括经验和创造。这是智能化研究者梦寐以求的东西。 前景:目前随着人工智能AI的迅猛发展，今后几年触摸一体机一定会和人工智能 学科前沿讲座学习心得 在开头必须注明：班级、学号、专业等个人信息。 总结开头需对照凭证自查写明参加各类前沿讲座的次数，如：参加学术讲座8次，包括：名师讲坛2 次，学术沙龙2次；学期教育讲座8 次，包括院士校园行1 次、安全教育 1 次，心理教育 1 次，职业生涯规划沙龙 1 次。 大学里开设的课程总是异彩纷呈，可以无限地满足我们学生求知欲和好奇心，似乎无论我们对哪一方面感兴趣，总可以在琳琅满目的课程条目中找到自己的归宿。然而，本学期我院开设的学科前沿讲座，却在众多的课程中独领风骚，展现出了其独特的魅力，其专业性、尖端性，在学术领域给我们打开了新的窗户，使我们眼前一亮。 学科前沿是指某一学科中最能代表该学科发展趋势制约该学科当前发展的关键性科学问题、难题及相应的学说。在短短一年的时间里，我们有幸参加学习了各种学术讲座和教育讲座。这无疑全是精华中的萃取，而对于我们学生而言，则更是一场知识盛宴，带给我们完全优于课本，来自时代尖端的知识风暴。下面我将就自己这一学年的所学，谈谈自己我简单的想法。 在这十六次精彩纷呈的讲座中，给我留下最深刻的印象就是校医院开设的急救知识安全培训讲座。 主讲老师理论联系实践，深入浅出地向同学们讲解了灾难的分类、急救的基本程序、创伤救护的基本技术以及心肺复苏的实施方法。讲座现场，老师与学生们形成良好互动，由学生扮演受伤者，现场演示了不同伤情下创伤救护的止血包扎方式，并利用模拟人手把手地教同学们如何进行心肺复苏操作 , 对胸外按压的部位、频率、深度和气道开放消除异物的方法以及人工呼吸的要点进行了详细讲解。同学们听得非常投入，反响热烈并积极参与，几名同学代表在老师的指导下先后进行了现场练习。 此次讲座内容丰富精彩，达到了预期效果。通过学习和演练，同学们对急救知识有了更加全面的了解，同时也掌握了一些基本急救技能，增强了同学们的自我保护意识。极大的提升了自己的急救能力。 既然上学了，免不了面对就业问题，在 3月 27号，潘显钟老师给我们带来了一场就业指导讲座。潘显钟老师主要从学校理念的各项数据入手，包括研究生毕业初期的待遇情况，近几年毕业生的留京比例，以及继续深造与直接就业的差异等等，深入浅出的为我们剖析当前的就业形势。 一个人如果想实现他的目标，需要付出很多的努力，他在开始之前需要有很多的 机械工程前沿 近年来，机械工程学科在各大领域内取得了一系列突破性进展和原创性成果，为繁荣的经济建设提供了大量的理论方法和实践经验，对世界产生了重要的影响。 ， 对 ?前机械工程前沿技术以及机械工程领域的发展现状，综述了其重要进展和成果，并对 国机械工程的发展趋势进行了展望。 机械工程是一门与机械和动力生产有关的工程学科，它以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题。 机械工程学科包含以下几个方面：机械制造及其自动化机械电子工程、机械设计及理论、车辆工程和仿生技术。机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，无不需要机械工程的服务。概括说来，现代机械工程有五大服务领域：研制和提供能量转换机械；研制和提供用以生产各种产品的机械；研制和提供从事各种服务的机械；研制和提供家庭和个人生活中应用的机械；研制和提供各种机械武器。 机械的发展经历了从制造简单工具到制造由多个零件、部件组成的现代机械的漫长过程。机械工程以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性为目标来研制和发展新的机械产品。随着世界的进步、国家的需求和学科的发展，机械工程科学的发展出现了以下显著特点和趋势：一方面，高技术领域如光电子、微纳系统、航空航 、生物医学、重大工程等的发展，要求机械与制造科学向这些领域提供更多更好的新理论、新方法和新技术，因而出现和发展着微纳制造、仿生及生物制造、微电子制造等制造科学新领域；另一方面，随着机械与制造科学与信息科学、生命科学、材料科学、管理科学、纳米科学技术的交叉，除了推动着机构学、摩擦学、动力学、结构强度学、传动学和设计学的发展外，还产生和发展着仿生机械学、纳米摩擦学、制造信息学、制造管理学等新的交叉科学。在未来的时代，新产品的研制将以降低资源消耗，发展洁净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。 软件学院学科前沿知识讲座感想 听了几位老师所讲的学科先沿讲座，我的感想颇多. 尤其是对林林老师的《智慧时代中的挑战与机遇》颇有感触。下面我谈谈自己通过听讲,查资料,经过思考后对这一问题的理解. 当今的信息新技术主要包括这么几类，即新息安全新技术：主要包括密码技术、入侵检测系统、信息隐藏技术、身份认证技术、数据库安全技术、网络容灾和灾难恢复、网络安全设计等。信息化新技术：信息化新技术主要涉及电子政务、电子商务、城市信息化、企业信息化、农业信息化、服务业信息化等。软件新技术：软件新技术主要关注嵌入式计算与嵌入式软件、基于构件的软件开发方法、中间件技术、数据中心的建设、可信网络计算平台、软件架构设计、SOA与RIA技术、软件产品线技术等。网络新技术：网络新技术包括宽带无线与移动通信、光通信与智能光网络、家庭网络与智能终端、宽带多媒体网络、IPv6与下一代网络、分布式系统等。计算机新技术：计算机新技术主要关注网格计算、人机接口、高性能计算和高性能服务器、智能计算、磁存储技术、光存储技术、中文信息处理与智能人机交互、数字媒体与内容管理、音视频编/解码技术等。 大胆的预测一下计算机技术往下怎么发展，因为形势明白了，历史规律搞清楚了，需求也明白了，该怎么做呢？我大胆做这么一个发言，中国计算机界必须把握机遇迎接挑战。看一下处理器方面该怎么做，上个世纪我们关心的是每秒种可以完成多少指令，处理的速度。后来发现不对，应该做高性能的处理器，每花掉一块钱可以处理多少能力，重要的是功耗要低，然后是无线，是互联，我们更关心消耗每瓦功率处理能力是多少，大家关心的点开始转移，从每秒处理能力，关心到每块买到多少处理能力，到最后消耗每瓦功耗有多少能力。在处理结构上面有什么变化，从上世纪70年代左右，人围着计算机转，每个单位只要很好就有一个漂亮的机房，大家围着机房转，算题是通过一个小窗口把题递进去，过一段时间里面算好，把题递出来。那时候一切围绕CPU转，所以那时候CPU当之无愧，我的处理器是中心所以叫CPU。再往下可以看到计算机围着人转，我们口袋里的手表等一切一切，人走到哪里，计算装备围着我来转，在机器内部不是围着CPU转，而是围着存储期，I/O，通道转，因此不能光搞CPU，比如出现PIM等新的名称，所以我们应该与时俱进。从CPU，C要改成无处不在的处理单元。 网络将怎么发展，我们在上个世纪70年代所关心的就是互联互通互操作，在这儿不是讲互联互通互操作不重要，它是一个基础绝对重要，关心这个是数据和控制信号的传递，数据和控制信号可以传过去。做了一些日子以后发现，需求不仅仅是这个，我们要提高网络的带宽，我们关心是信息沟通和处理能力的增强，光把信号传过去是不是可以处理好呢？再往下又是怎样的？我们应该关心网上有这些信息，有这么多人用，是动态的变化，所以我们要关心信息融合、信息确认等。要把消息传给该给的人，该给的时间，该给的地方，该给的人，传正确的东西，这个变化不承认不行的，以往包括我个人在内，我和我同事们宣扬，看我家里环境，办公室环境，我计算机有多少能力联网，这已经过去了。下面关心的是这个网络具有多少计算个算计的能力，算计要做推理更难，再往下要面对什么问题？我的网络环境怎么样有非常强的资源按需聚合，人机协同工作的协调能力，体系结构将怎么发展，70年代的时候，大家做体系结构设计，费劲脑筋是在计算机内挖掘可能的潜力，处理可能的矛盾，搞体系结构的人，什么是好的所长，厂长，它的学问是处理轻重缓急，这件事应该放得下，哪件事应该要处理，所以好的应该处理删、增、减、抑、扬，在这种情况下发现，我们设计在机群中挖掘和平衡，我们要在网络环境下怎么做挖掘和平衡，因为系统给人用的，机器的环境，是给销售人员，管理者用的，所以把协同工作做好，就要验证，所以从HPCS变成HPCE，我们需要的不是高性能，需要的是生产力可用性，中国科学家预感比较早，因此1997年再一次会上，就决定当前做ClieitServer，之后做Cluster，之后做Networking，之后是VSE， 关于对波色-爱因斯坦凝聚态（BEC）的几点认识 固液气再加上等离子态，构成了我们熟知的物质四态。我们平常所见的物质世界，以固液气三态为多，而整个宇宙中存在的物质，等离子态又占据了绝大一部分（约占整个宇宙的90%以上）。那么宇宙中的物质就只有这四态吗？答案显然是否定的，凝聚态-------这一全新的物质形态的问世，又极大地丰富了我们的物质观。当然，凝聚态的种类之多，也让人为之震惊，波色-爱因斯坦凝聚态就是其中的一种。下面，就让学生来谈谈对它的认识，由于学识有限，其中不免会有诸多漏洞，因此不妥之处还望老师给予批评指正，学生不胜感激！ 凝聚态是微观粒子的一种集体行为。即“它是量子力学的规律支配着一个宏 观的集体行为”。为了说明这一点，我就先从其发展历史具体了解之。 一.发展历史： 20世纪头20年，物理学界正在萌发量子力学的新兴学科。在黑体辐射和光电 效应的研究中诞生了量子的概念，光的量子被称为光子。德国物理学家普朗克找到 了一个经验公式，很好地符合了黑体辐射观测得到的曲线，但是他当时不能解释这 一经验公式的物理含义。时光推到1924年，当时年仅30岁的玻色，接受了黑体辐 射是光子理想气体的观点，他研究了“光子在各能级上的分布”问题，采用计数光 子系统所有可能的各种微观状态统计方法，以不同于普朗克的方式推导出普朗克黑 体辐射公式，证明了普朗克公式可以从爱因斯坦气体模型导出。兴奋之余，他写了 一篇题为《普朗克准则和光量子假设》的文章投到英国的《哲学杂志》，但被拒绝了。不得已，他把那篇只有六页的论文寄给了爱因斯坦，期望爱因斯坦能理解他的 发现。爱因斯坦立即意识到玻色工作的重要性，他亲自将文章翻译成了德文，帮助 在《德国物理学报》发表了。之后，爱因斯坦把波色统计方法推广到静止质量不为零、粒子数不变的系统上，建立了量子统计学中波色—爱因斯坦统计。爱因斯坦将 玻色的理论用于原子气体中，于1924和1925年发表了两篇文章，他推测到，在正 常温度下，原子可以处于任何一个能级，但在非常低的温度下，大部分原子会突然 跌落到最低的能级上，原来不同状态的原子突然“凝聚”到同一状态。后来物理界 将这种现象称为玻色－爱因斯坦凝聚。 在波色之前，传统理论认为一个体系中所有的原子（或分子）都是可以辨别的， 例如我们可以分辨氧原子、氢原子、碳原子。然而，玻色却挑战了上面的假定，认 为在接近绝对零度的条件下，原子尺度上我们根本不可能区分不同的原子——所有 的原子似乎都变成了同一个原子。原子会跌落到最低的能级上，就好像一座突然坍 塌的大楼一样。处于这种状态的大量原子的行为像一个大超级原子，再也分不出你 我他了！这就是物质第五态——玻色-爱因斯坦凝聚态。 然而，实现玻-爱凝聚态的条件极为苛刻和矛盾：一方面需要达到极低的温度， 另一方面还需要原子体系处于气体状态。后来物理学家创造出了稀薄的金属原子气体，这种金属原子气体有一个很好的特性：不会因制冷出现液态，更不会高度聚集 形成常规的固体。后来，又由于激光冷却技术的发展，人们可以制造出与绝对零度 仅仅相差十亿分之一度的低温，并且利用电磁操纵的磁阱技术可以对任意金属物体 《电子信息学科前沿讲座》 总结报告 所谓信息化与工业化融合，即信息化与工业化融合发展包括技术融合、产品融合、业务融合、产业衍生四个层次。技术融合促使跨学科先进技术的结合，实现技术创新；产品融合体现其自身的价值魅力；业务融合加快电子商务、网上购物等稳健发展；产品衍生带动整个行业齐头并进。现代工业飞速发展的同时，需要达到节约能源、环保、减少二氧化碳及其他污染空气的排量。信息化与工业化融合具体包括：一．技术融合 所谓技术融合是指工业技术与信息技术的融合，产生新的技术，推动技术创新。 例如，机械技术和电子技术融合产生的机械电子技术，工业和计算机控制技术融合产生的工业控制技术，生物技术和电子技术融合而产生的生物电子技术。 生物电子技术是目前以及未来一门备受关注的新兴专业。例如，随着生物和电子工程开始在纳米技术领域进行融合，本质上互不兼容的两种系统实现发展就成为乐一个现实问题，因为传统的电子系统以至许多纳米技术系统都是由上而下设计的，而生物系统则不同，它独特使用进化的方法。生物纳米技术包括信息电子技术和生物技术，其中必然会有一个跨学科跨领域的“学习实践”过程，需要一种全新的思 维方式。在现实工程领域中，我们人类按照自己的想法设计产品，而生物进化系统则不同，例如人类的神经网络变化的复杂程度，不是简单就可以理解的，就比如我们不能通过研究神经元来理解心理学一样。要实现对进化系统的模拟可能和系统进化本身一样复杂。 透视全球著名电子技术类期刊《EE Times》评选出的2010年十大新兴技术，它主要集中在硬件方面，其中包括两项生物电子技术相关的新兴技术： 一是电子装置的生物回馈（biofeedback）与思想控制。该技术是利用安装在头顶或耳机上的传感器，脑波可以被用于控制电脑系统。这类技术目前主要应用于医疗(让重度残障人士能进行沟通或控制外部环境)及军事领域，也越来越多地用在消费电子产品与电脑游戏的控制界面。目前，思维控制的人机界面已经存在，这方面的技术也在积极推广。 二是生物电子与人脑研究。目前科学家已将硬件植入动物体内，比如植入皮肤下面的动物身份标签，或是供人类患者使用的心脏起搏器，当前降低医疗养护方面的成本正变得急迫起来。由于整个行业在微机电系统(MEMS)、有机电子组件制造等技术方面的进步，组织与电子电路的整合范围得以改善。生物技术和电子技术的结合已经相对成熟，可以进行开发利用。有关个别细胞的电行为信息及其对药物的反应，是心脏与神经方面疾病研究领域的重要焦点，比如阿尔 计算机科学与技术 ——前沿知识讲座论文 学校：南昌航空大学 学院：信息工程学院 班级：100452 姓名：XXX 日期：2012.10.8 随着计算机信息技术的迅猛发展，计算机技术的应用迅速渗透到社会生活的各个方面计算机日益成为人们学习、工作和生活中不可缺少的基本工具之一，而且我也清楚地认识到和感受到随着以计算机为核心的信息技术在各个领域中的广泛应用。通过这次选修《学科前沿知识讲座》课，我深深体会到计算机信息技术在高科技飞速发展、市场竞争异常激烈的今天，任何人不能只停在原有传统知识的认识上，只有不断学习计算机信息技术通过计算机信息技术不断完善自己，通过计算机信息技术不断充实自己，才能在当今社会中立于不败之地。 一、计算机发展概述 计算机发展史。计算机的发展历史可分为1854年至1890年、1890年至20世纪早期、20世纪中期、20世纪后期至现在，共分为四个发展阶段。1945年，世界上出现了第一台电子数字计算机“埃尼阿克” ENIAC ，用于计算弹道，是由美国宾夕法尼亚大学莫尔电工学院制造的，但它的体积庞大，占地面积500多平方米，重量约30吨，消耗近100千瓦的电力。1956年，晶体管电子计算机诞生了，这是第二代电子计算机。体积变小，运算速度也大大地提高了。1959年出现的是第三代集成电路计算机。从20世纪70年代开始，到1976年，由大规模集成电路和超大规模集成电路制成的“克雷一号”，使计算机进入了第四代。超大规模集成电路的发明，使电子计算机不断向着小型化、微型化、低功耗、智能化、系统化的方向更新换代。20世纪90年代，计算机向“智能”方向发展，制造出与人脑相似的计算机，可以进行思维、学习、记忆、网络通信等工作。进入21世纪，计算机更是笔记本化、微型化和专业化，每秒运算速度超过100万次，不但操作简易、价格便宜，而且可以代替人们的部分脑力劳动，甚至在某些方面扩展了人的智能。 计算机系统由硬件和软件两大部分组成。硬件又由输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器组成，软件又由系统软件(使用和管理计算机的软件)和应用软件(专为某一应用编制的软件)两大系统组成，在这里就不做详细介绍了。计算机的能够进行科学计算而且用于量大、能够完成复杂的计算、计算速度快精度高，能够进行数据处理，如图像处理、声音处理、企业管理等，能够进行实时控制，如控制无人机、生产线、远程导弹等，计算机还能辅助工程 CAD、CAM、CAI、办公自动化等等。 计算机的特点有 1、运算速度快。当今计算机系统的运算速度已达到每秒万亿次，使大量复杂的科学计算问题得以解决。例如：卫星轨道的计算、大型水坝的计算、2 4小时天气预报的计算等。 2、计算精确度高。科学技术的发展特别是尖端科学技术的发展，需要高度精确的计算。一般计算机可以有十几位甚至几十位二进制有效数字，计算精度可由千分之几到百万分之几。 3、具有记忆和逻辑判断能力。随着计算机存储容量的不断增大，可存储记忆的信息越来越多。计算机不仅能进行计算，而且能把相关信息保存起来，以供用户随时调用，还可以对各种信息通过编码技术进行算术运算和逻辑运算，甚至进行推理和证明。 4、有自动控制能力。计算机内部操作是根据人们事先编好的程序自动控制进行的。用户根据解题需要，事先设计好运行步骤与程序，计算机十分严格地按程序规定的步骤操作，整个过程不需人工干预。 二、计算机在模式识别方面的发展 1、模式识别(Pattern Recognition)是指对表征事物或现象的各种形式的(数值的、文字的学科前沿讲座课程报告撰写要求
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