浅谈MIMO技术

浅谈MIMO 技术

一、MIMO 简介

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)即是多输入多输出技术，是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，信号通过发射端和接收端的多个天线传送和接收，从而改善每个用户的服务质量（误比特率或数据速率）。

MIMO 系统

根据收发两端天线数量，相对于普通的SISO(Single-Input Single-Output)系统，MIMO 还可以包括MISO(Multiple-Input Single-Output)系统和SIMO(Single-Input Multiple-Output)系统。

MISO 系统 SIMO 系统

1．MIMO 的发展历史

实际上多进多出（MIMO ）技术由来已久，早在1908年马可尼就提出用它来抗衰落。在70年代有人提出将多入多出技术用于通信系统，

但是对无线移动通信系统多入多出技术产生巨大推动的奠基工作则是由AT&TBell实验室学者完成的。1995年Teladar给出了在衰落情况下的MIMO容量；1996年Foshinia给出了一种多入多出处理算法——对角-贝尔实验室分层空时(D-BLAST)算法；1998年Tarokh等讨论了用于多入多出的空时码；1998年Wolniansky等人采用垂直-贝尔实验室分层空时(V-BLAST)算法建立了一个MIMO实验系统，在室内试验中达到了20bit/s/Hz以上的频谱利用率，这一频谱利用率在普通系统中极难实现。这些工作受到各国学者的极大注意，并使得多入多出的研究工作得到了迅速发展。至2010年年底，IEEE数据库收录该领域的研究论文已达上万篇，从MIMO无线通信技术的理论研究到实验验证，再到商用化的各个方面。目前，国际上很多科研院校与商业机构都争相对MIMO通信技术进行深入研究。

2．MIMO 技术特点

随着无线通信技术的快速发展，频谱资源的严重不足已经日益成为遏制无线通信事业的瓶颈。如何充分开发利用有限的频谱资源，提高频谱利用率，是当前通信界研究的热点课题之一。MIMO技术采用空时处理技术进行信号处理，能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率，使得系统能在有限的无线频带下传输更高速率的数据业务。

多输入多输出（MIMO）无线通信技术的概念非常简单，任何一个无线通信系统，只要其发射端和接收端均采用了多个天线或者天线阵列，就构成了一个无线MIMO 系统。实验室的研究证明，采用MIMO

技术在室内传播环境下的频谱效率可以达到20 ~ 40bit/s/Hz, 而使用传统无线通信技术在移动蜂窝中的频谱效率仅为1~5 bit/s/Hz, 在点到点的固定微波系统中也只有10 ~ 12 bit/s/Hz。MIMO技术作为提高数据传输速率的重要手段受到人们越来越多的关注。

二、MIMO 技术的基本原理

MIMO技术是在收发两端使用多个天线，每个收发天线之间形成一个MIMO子信道，假定发送端存在n R个发送天线，接收端有n T个接收天线，系统框图如图所示：

在系统的每一个符号周期内，发送信号可以用一个n T×1 的列向量x =[x1 x2???x i???x nT ]T表示，其中x i表示在第i 个天线上发送的数据。通常我们假设信道是高斯分布的，因此，根据信息论，最优的信号分布也应该是高斯的。所以x是一个均值为零、独立同分布的高斯变量。发送信号的协方差可以表示为

发送信号的功率可以表示为

MIMO系统的信道用一个n R×n T的复数矩阵H描述，其中h ij表示从第i个发送天线到第j个接收天线的信道衰落系数。

当天线相互之间足够远的距离时，各发送天线之间到各接收天线之间的信号传输就可以看成是相互独立的，矩阵H的秩较大，理想情况下能达到满秩。如果收发天线相互之间较近，各发送天线到各接收天线之间的信号传输可以看成是相关的，矩阵H的秩较小。因此MIMO 信道容量和矩阵H的大小关系密切。

接收信号和噪声可以分别用两个n R×1的列向量y和n表示。n均值为0，功率为σ2。通过这样一个线性模型，接收信号可以表示为

接收信号的功率可表示为

对于分别配有n T根发射天线和n R根接收天线的MIMO信道，发

射端在不知道传输信道的状态信息条件下，如果信道的幅度固定，则信道容量可以表示为

式中的min为n T和n R的最小数，?为信噪比，矩阵Q的定义如下：

（1）全“1”信道矩阵的MIMO系统

如果接收端采用相干检测合并技术，那么经过处理后的每根天线上的信号应同频同相，这时可以认为来自n T发射天线上的信号都相同，s i = s, i = 1, 2, …, n T，第j 根天线接收到的信号可表示为r i = n T s i = n T s, j =1, 2, …, n R，且该天线的功率可表示为

则在每根接收天线上取得的等效信噪比为n T?，因此在接收端取得的总信噪比为n T n R?。此时的多天线系统等效为某种单天线系统，但这种单天线系统相对于原来纯粹的单天线系统，取得了n T n R的分集增益，信道容量可以表示为

如果接收端采用非相干检测合并技术，由于经过处理后的每根天线上的信号不尽相同，在每根接收天线上取得的信噪比仍然为

接收端取得的总信噪比为n R?，此时等效的单天线系统与原来纯粹

的单天线系统相比，获得了n R倍的分集增益，信道容量表示为

（2）正交传输信道的MIMO系统

对于正交传输的MIMO系统，即多根天线构成的并行子信道相互正交，单个子信道之间不存在相互干扰。为方便起见，假定收发两端的天线数相等（n R＝n T＝L），信道矩阵可以表示为：

I L为L×L的单位矩阵，系统是为了满足功率归一化的要求而引入的，信道容量为：

与原来的单天线系统相比，信道容量获得了L倍的增益，这是由于各个天线的子信道之间的耦合的结果。

如果信道系数的幅度随机变化，MIMO信道的容量为一随机变量，它的平均值可以表示为

式中，r 为信道矩阵H得秩，r = min(n R , n T )。

下图是MIMO信道容量累计概率分布曲线图，它反映了信道容量累计分布与发射和接收天线数得变换关系。仿真假定信道系数服从瑞利分布，发送天线数和接收天线数分别取1×1、3×3、5×5、7×7、9×9，信噪比仍然取10dB，迭代次数均为10000，从图中可以看到随着

天线数得增加，信道容量也在不断增加。也就是说在不增加带宽和发送功率的情况下，可以利用增加收发天线数成倍地提高无线信道容量，从而使得频谱利用率成倍地提高。同时可以利用MIMO技术的空间复用增益和空间分集增益提高信道的可靠性，降低误码率，若进一步将多天线发送和接收技术与信道编码技术相结合，还可以极大地提高系统的性能。

一般来说，当平均发射功率一定时，信道容量与最小的天线数成正比。因此在理论上，对于理想的随机信道，可以获得无限大的信道容量，只要能为多根天线和相应的射频链路付出足够的代价和提供更大的空间，实际上这是不可能的，因为它要受到实现方法和物理信道本身的限制。

目前MIMO技术领域的研究热点之一是空时编码，空时编码技术真正实现了空分多址。空时码利用空间和时间上的编码实现一定的空间分集和时间分集，从而降低信道误码率。总之MIMO技术有效利用了随机衰落和多径传播力量，在同样的带宽条件下为无线通信的性能带来改善

三、空时编码

MIMO系统通过多天线发送并由多天线接收实现最佳处理，可达到很高的信道容量且具有很强的抗衰落能力。这种最佳处理是通过空时编码和解码实现的，即在继续使用传统通信系统具有的时间维的基础上，通过使用多副天线来增加空间维，从而实现多维的信号处理。空时块编码（STBC）、空时格码（STTC）和分层空时码（LST）是三种常见的空时编码，其中，STBC具有良好的分集增益；STTC不仅具有优良的分集增益，还具有良好的编码增益；LST结构可获得较高的复用增益。以下主要就STBC的编码原理和译码准则进行详细地介绍。

1．Alamouti STBC编码

空时块编码（STBC）能使MIMO系统获得良好的分集增益，其本质是将信号经过正交编码后由两根天线发送，由于经过正交编码后的信号相互独立，所以在接收端可以很容易的将两路信号区别开来。在接收端只需进行简单的线性合并即可获得发送信号。

以双天线为例，又称为Alamouti STBC编码器，其结构如下图所示。

信源发出的二进制比特信息首先进行数字调制，调制为M=2m进制的符号。然后Alamouti STBC编码器选取连续的两个符号，根据下式映射为发送信号矩阵。

天线1发送信号矩阵X的第一行，天线2发送信号矩阵的第二行。Alamouti STBC是在时域和空域上进行编码。令天线1和天线2的发送信号矢量分别为

可以明显地看出两根天线发送的信号矢量是相互正交的，即

相应地，编码矩阵的特征如下式所示：

其中，I2是2×2的单位矩阵。

假设接收机采用单天线接收。天线1和2所发送的信号所经历的信道响应系数分别为

在接收端，相邻两个符号周期接收到的信号可以表示为

其中，n1和n2表示第一个符号和第二个符号所受到的加性白高斯噪声的干扰。

2．最大似然译码算法

在接收端采用最大似然译码器进行译码，其结构如图：

假设在接收端可以获得理想的信道估计，且每个信号落到信号星座图上的概率是等概的，则最大似然译码算法要求在信号星座图上选择一对信号来最小化与接收信号之间的欧氏距离，即

将

代入可得最大似然译码准则为

其中，C表示调制符号对的组合，是判决统计量，表示为

上式可进一步简化为

由此可知，给定信道的冲激响应，则两个判决统计量分别为各自发送信号的函数。则最大似然准则可分解为独立的两个准则，即

当采用MPSK调制时，对于所有的信号点，i=1, 2 是常量，因此，最大似然判决准则可以进一步简化为

四、应用及展望

1．MIMO技术的应用

目前,朗讯、松下、金桥和NTT DoCoMo等公司都在积极倡导MIMO 天线系统技术的应用。在3GPP(第三代协作伙伴项目)的高速下

行链路分组接入方案（High Speed Downlink Packet Access, HSDPA)中提出了使用MIMO天线系统, 这种系统在发送和接收方都有多副天线,可以认为是双天线分集的进一步扩展。另外,在3GPP(第三代协作伙伴项目)的WCDMA(宽带码分多址)协议中,涉及到了6种分集发射方法,即空时分集发射( Space Tim e Transm it Diversity, STTD )、时间切换分集发射( Time Sw itched Transm it Diversity, TSTD)、两种闭环分集发射模式、软切换中的宏分集,以及站点选择分集发射( Site Selection Diversity Transm it SSDT)。宏分集是指在CDMA(码分多址)系统的软切换过程中,可以通过2个甚至3个基站同时向一个移动台发射同样的信号,这是宏分集发射; 同样，接收时通过相邻的基站进行分集接收(多个基站接收),即进行宏分集接收。

MIMO技术已经广泛地应用在固定宽带无线接入领域中,采用MIMO的主要公司是IospanWireless和Raze Techno logies。IospanW ireless的AirBurst系统是基于MIMO-OFDM(正交频分复用)的FDD(频分双工)系统。Raze Techno logies的SkyFir系统也具有MIMO接口,并且可以用波束成形控制器来升级。

2．MIMO未来发展前景展望

过去的十几年中, MIMO 技术已经取得相当大的进展, 但是在实际的系统中要达到MIMO 理论上的容量增加仍然有许多技术难点。这些技术难点也是目前MIMO技术的研究热点, 主要有以下4 个方面。

（1）信道建模和信道容量

研究MIMO技术时必须考虑信道模型和信道容量。实现MIMO系统实际增益的关键在于建立更准确的信道模型,在对MIMO信道容量进

行研究时,应该考虑多径,考虑衰落之间的相关性对信道容量的影响。

（2）MIMO系统的信号设计和信号处理

MIMO信道的识别、对于已知信道应如何设计最佳发送信号——设计出适合于大多数信道模型的通用信号、接收端信号处理如何对应信号设计,这些都是实际可用的MIMO系统必须考虑的问题。使用最优的发送信号方案,可以大大简化对接收信号的处理。一旦发送方案确定,就可以确定各种接收端的结构,当前的研究热点是考虑信号处理结构在性能和处理复杂性两者之间折衷。

（3）与传播相关的研究方向

如何解决MIMO系统的多径效应是一个很重要的问题,现在常用的方法一是在接收端做均衡处理,二是与OFDM（正交频分复用）技术结合。美国Agere系统公司日前开发成功了最高传输速度为162Mbit/s的无线LAN(局域网) 技术,这种技术是在收发两端使用阵列天线的多输入多输出(MIMO) 和正交频分复用(OFDM)。该系统使用3对收发天线,每对收发天线可以实现54Mbit/s的传输速率。这是目前MIMO+OFDM 技术所表现的强大的应用潜力。IEEE 802.11a、11g都是以OFDM作为核心技术,而IEEE 802.16系列则是以MIMO+OFDM技术为核心。

世界各国和各大电信厂商目前都已经开展了新一代移动通信系统的研究,而且MIMO技术是具有极高频谱利用率的技术,在V-BLAST算法下,理想情况下可以达到20~ 40b it/s/H z,这是目前任何一种技术所达不到的。另外在各类无线通信系统中,ISI(符号间干扰)一直是影响通信质量的重要因素。OFDM技术能够有效对抗ISI,同时具有频谱利用率高、抗多径衰落性能好、成本偏低等优点,使得这两种技术特别是两者

的结合有望成为过渡到4G的潜在技术。因此这两种技术已经成为目前4G研究的热点,是一个非常有前景的研究方向。

（4）MIMO在未来网络中的应用

在未来的4G系统中,MIMO技术将发挥巨大的作用,但还有很多工作需要广大学者进行:研究开发适合蜂窝网络的MIMO 链路;设计利用MIMO信道实现在降低干扰和提高速率之间最优的折衷算法;MIMO 算法如何应用在由于用户移动造成的快速时变信道中;减少附加天线所带来的干扰;基于MIMO的物理层和MAC(媒体接入控制)层主要功能的分析及两者之间的相互作用;多用户情况下所引入的多址干扰等。

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负载均衡技术现在网络中常见的的负载均衡主要分为两种：一种是通过硬件来进行，常见的硬件有比较昂贵的NetScaler、F5、Radware和Array等商用的负载均衡器，也有类似于LVS、Nginx、HAproxy的基于Linux的开源的负载均衡策略, 商用负载均衡里面NetScaler从效果上比F5的效率上更高。对于负载均衡器来说，不过商用负载均衡由于可以建立在四~七层协议之上，因此适用面更广所以有其不可替代性，他的优点就是有专业的维护团队来对这些服务进行维护、缺点就是花销太大，所以对于规模较小的网络服务来说暂时还没有需要使用。另一种负载均衡的方式是通过软件：比较常见的有LVS、Nginx、HAproxy 等，其中LVS是建立在四层协议上面的，而另外Nginx和HAproxy是建立在七层协议之上的，下面分别介绍关于 LVS：使用集群技术和Linux操作系统实现一个高性能、高可用的服务器，它具有很好的可伸缩性（Scalability）、可靠性（Reliability）和可管理性（Manageability）。 LVS的特点是： 1、抗负载能力强、是工作在网络4层之上仅作分发之用，没有流量的产生； 2、配置性比较低，这是一个缺点也是一个优点，因为没有可太多配置的东西，所以并不需要太多接触，大大减少了人为出错的几率； 3、工作稳定，自身有完整的双机热备方案；

4、无流量，保证了均衡器IO的性能不会收到大流量的影响； 5、应用范围比较广，可以对所有应用做负载均衡； 6、LVS需要向IDC多申请一个IP来做Visual IP，因此需要一定的网络知识，所以对操作人的要求比较高。 Nginx的特点是： 1、工作在网络的7层之上，可以针对http应用做一些分流的策略，比如针对域名、目录结构； 2、Nginx对网络的依赖比较小； 3、Nginx安装和配置比较简单，测试起来比较方便； 4、也可以承担高的负载压力且稳定，一般能支撑超过1万次的并发； 5、Nginx可以通过端口检测到服务器内部的故障，比如根据服务器处理网页返回的状态码、超时等等，并且会把返回错误的请求重新提交到另一个节点，不过其中缺点就是不支持url来检测； 6、Nginx对请求的异步处理可以帮助节点服务器减轻负载； 7、Nginx能支持http和Email，这样就在适用范围上面小很多； 8、不支持Session的保持、对Big request header的支持不是很好，另外默认的只有Round-robin和IP-hash两种负载均衡算法。 HAProxy的特点是：

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浅谈多媒体技术在教学中的应用在计算机技术和多媒体技术日益普及且愈加完善的今天，多媒体技术凭借自身独特的优势在教学中发挥着越来越重要的作用。但是，对于多媒体这一新鲜事物要辩证地看待，一方面它优化了课堂教学，一方面它也存在着诸多问题。本文介绍了计算机多媒体技术及其特点，阐述了计算机多媒体技术在辅助教学中的特点、优势，提出了在运用计算机多媒体教学中需要注意的几个问题及解决方法，并深刻论述了其对当代教育工作各个方面的改革工作带来的深远影响。标签：计算机；多媒体技术；应用 1.多媒体技术及其特点多媒体技术是指通过计算机对文字、数据、图形、图像、动画、声音等多种媒体信息进行综合处理和管理，使用户可以通过多种感官与计算机进行实时信息交互的技术，又称为计算机多媒体技术。多媒体技术的主要特点：①集成性。能够利用多通道统一获取、存储、组织与合成信息。②控制性。以计算机为核心的多媒体技术，能够综合处理和控制各种多媒体信息，并按人的要求以多种媒体形式呈现出来，同时作用于人的多种感官。③交互性。这是多媒体应用有别于传统信息交流媒体的主要特点之一。与传统信息交流媒体只能单向地、被动地传播信息不同，多媒体技术可以实现人对信息的主动选择和控制。 2.多媒体技术在教学中的作用（1）创设生动活泼的学习情境，激发学生学习兴趣。多媒体运用声、光、电、形、色等功能，通过多渠道将教学信息传递给学生，具有更强的真实感和表现力，能极大地激发学生的兴趣，在情感上和行为上诱发学生积极参与，调动了眼、耳、口、手、脑等多种感官积极参与到学习活动中。这样的教学方式丰富了学生的想象力，同时活跃了学生的思维，也因此形成了良好的学习氛围，从而学习效率和学习效果亦同步提高。将计算机多媒体技术应用到教学中，使得原本抽象的语言文字变得生动、富有感染力，赋予那些枯燥抽象的教学内容以逼真的游乐场景，使科学性与趣味性相结合，学习也变得生动有趣。多媒体教学使学生的精力高度集中、思维高度活跃，教学便能收到事半功倍的效果。（2）丰富的表现形式。传统教学的局限在于它只注重黑板上板书的书写，而没有注意到如何将学习内容具体化、形象化，多媒体课件以其独有的优势弥补了传统教学在这一方面的不足。结合教学内容加入一些图片、音乐、故事等制作而成的课件往往会更加吸引学生的眼球，大大激发学生对课堂的兴趣。有了兴趣和好奇这两大重要的学习动机，这就使得他们不自觉地慢慢熟悉、掌握所传播的知识。从另一角度来说，优秀的教学课件也有利于教师在一定程度上更方便、灵活地教学，通过课件的辅助作用，老师将所学内容直观地展现给学生，而不用耗

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?2004 Journal of Software 软件学报负载均衡技术综述* 殷玮玮1+ 1(南京大学软件学院,江苏南京210093) Overview of Load Balancing Technology YIN Wei-Wei1+ 1(Department of Software Institute, Nanjing University, Nanjing 210093, China) + Corresponding author: Phn +86-**-****-****, Fax +86-**-****-****, E-mail: bingyu0046@https://www.360docs.net/doc/7d17278105.html,, https://www.360docs.net/doc/7d17278105.html, Received 2000-00-00; Accepted 2000-00-00 Yin WW. Overview of Load Balancing Technology. Journal of Software, 2004,15(1):0000~0000. https://www.360docs.net/doc/7d17278105.html,/1000-9825/15/0000.htm Abstract: Load balance technology based on existing network structure, provides a cheap and efficient method for expanding bandwidth of the server and increase the server throughput, strengthens network data processing ability, increases network flexibility and availability. This paper introduces in detail the three aspects: the classification of load balancing, load balancing and load balancing algorithm, then compares the load balancing algorithm commonly used and their advantages and disadvantages, and describes the dynamic load balancing strat egy and three kinds of scheduling methods. Key words: load balancing technology; the load conditions; the static load balancing algorithm; the dynamic load balancing algorithm 摘要: 负载均衡技术基于现有网络结构，提供了一种扩展服务器带宽和增加服务器吞吐量的廉价有效的方法，加强了网络数据处理能力，提高了网络的灵活性和可用性。本文从负载均衡技术的分类、负载均衡技术和负载均衡算法三个方面对负载均衡做了详细介绍，对常用负载均衡算法做了优缺点比较，并对动态负载均衡算法遵循的策略和三种调度方式做了阐述。关键词: 负载均衡技术; 负载状况；静态负载均衡算法；动态负载均衡算法中图法分类号: ****文献标识码: A 随着大规模并行分布处理系统，特别是网络工作站机群系统的广泛应用，如何采取有效的调度策略来平衡各结点(机)的负载，从而提高整个系统资源的利用率，已成为人们的研究热点。负载均衡技术基于现有网络结构，提供了一种扩展服务器带宽和增加服务器吞吐量的廉价有效的方法，加强了网络数据处理能力，提高了网络的灵活性和可用性。负载均衡的应用，能够有效地解决网络拥塞问题，能够就近提供服务，实现地理位置无关性(异地负载均衡)。同时，这项技术还能提高服务器的响应速度，提高服务器及其它资源的利用 *Supported by the **** Foundation of China under Grant No.****, **** (基金中文完整名称); the **** Foundation of China under Grant No.****, **** (基金中文完整名称) 作者简介: 殷玮玮(1992－),女,河南舞阳人,硕士,主要研究领域为分布式计算,负载均衡.

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变为关注学生综合素质能力的提高，老师们都想改变以往的单向信息交流的模式，力求给学生创设出一个大信息的学习平台，鼓励学生通过自主的学习尝试，探索创新，信息技术与语文学科整合观念正是在这一大趋势下应运而生的。整合后的语文课对调动学生的学习积极性、改变学生的学习方式有着明显的作用。一、利用“课件”激发学生的学习兴趣，发挥学生的主体作用。我国古代大教育家孔子说：“知之者不如好之者，好知者不如乐知者。”兴趣是最好的老师，激发学生浓厚的学习兴趣及强烈的求知欲是语文教学的重要任务。小学生对学习活动的参与程度也是与他们对学习内容和方式的兴趣具有极高的相关性。在教学活动中，学生的兴趣被激发了，自然他们才能发挥主动性和积极性，陶醉于学习之中，乃至达到自我境界，形成一种期待的求知欲望。多媒体辅助教学的出现，对诱发学生的情趣、产生学习的兴趣、增强想象力和思维能力有很大的优势。同时，使教学变得有声有色、丰富多彩、生动形象，扣击学生的心弦，使学生产生强烈的好奇心，激发学生的兴趣，出现旺盛的求知欲，极大地提高学生学习的参与度。如在学习《鲸》一文时，我先设计出课件，展现鲸在大海中

软件复用技术

论使用复用设计 1、引言复用是活动，而不是对象。在创建软件相关的系统的语境中，复用仅仅是非常简单的任何过程，该过程通过复用来自以前开发工作的某些东西来生产(或帮助生产)一个系统。那么，唯一的问题是：复用什么、什么是导致成功复用的过程。在软件工程的范围内，复用既是旧概念，也是新概念。程序员从最早的计算时代已开始复用概念、对象、论据、抽象和过程，但是我们复用的途径是特定的。本文对软件复用的讨论，将从以下四个方面进行： 1）软件工程师可以获得一系列可复用的软件制品，这些包括软件的技术表示(例如，规约、体系结构模型、设计和代码)、文档、测试数据，甚至包括过程相关的任务(如，检查技术)。 2）复用过程包括两个并发的子过程：领域工程和软件工程。领域工程的目的是在特定应用领域中标识、构造、分类和传播一组软件制品。然后，软件工程可在新系统开发中选取这些软件制品作为复用。 3）构件复用为软件质量、开发者生产率、以及整个系统成本带来了固有的收益，然而，在复用过程模型被广泛地用于软件产业前，必须克服很多障碍。 4）对可复用构件的分析、设计技术采用和在良好的软件工程实践中使用的相同原则和概念。可复用构件应该在一个环境中设计，该环境为每个应用领域建立标准数据结构、接口协议和程序体系结构。 2、可复用的软件制品软件复用不仅仅涉及源代码，但是，还涉及多少东西呢？CaperJones定义了可作为复用候选的十种软件制品：项目计划。软件项目计划的基本结构和许多内容(例如，SQA 计划)均是可以跨项目复用的。这样减少了用于制定计划的时间，也减低了和建立进度表、风险分析和其他特征相关的不确定性。成本估计。因为经常不同项目中含有类似的功能，所以有可能在极少修改或不修改的情况下，复用对该功能的成本估计。体系结构。即使当考虑不同的应用领域时，也很少有截然不同的程序和数据体系结构。因此，有可能创建一组类属的体系结构模板(例如，事务处理体系结构)，并将那些模板作为可复用的设计框架。需求模型和规约。类和对象的模型和规约是明显的复用的候选者，此外，用传统软件工程方法开发的分析模型(例如，数据流图)也是可复用的。设计。用传统方法开发的体系结构、数据、接口和过程化设计是复用的候选者，更常见的是，系统和对象设计是可复用的。源代码。验证过的程序构件(用兼容的程序设计语言书写的)是复用的候选者。用户和技术文档。即使特定的应用是不同的，也经常有可能复用用户和技术文档的大部分。用户界面。可能是最广泛被复用的软件制品，GUI 软件经常被复用。因为它可占到一个应用的60％的代码量，因此，复用的效果非常显著。数据。在大多数经常被复用的软件制品中，数据包括：内部表、列表和记录结构，以及文件和完整的数据库。

智能滑移隔震减震技术的应用分析与探讨

智能滑移隔震减震技术的应用分析与探讨张德新新乡市红旗区德新防震技术服务有限公司 [摘要] 智能滑移隔震减震技术是在橡胶隔震技术的基础上做了一些系统性的改进。提升了支座（包括下支撑体及连接件）在地震时的竖向承载力与承载范围。加大了上支撑体与下支撑体在地震时的隔离效果与柔性结合。保证了在地震时对外输能量实施有效地隔离、截流、吸收、储存与递进阻尼。确保了地震后上支撑结构体的复位功能（储存能量的释放）。促进了中高层及装配式建筑的应用与发展。解决了成本高且技术原理不易与普通民宅结构对接的现实问题与大家共同分析探讨。 [关键词]智能滑移钢索连接能量隔离弹簧阻尼 0引言我国是世界上多发地震的国家之一，民用住宅及公共建筑（如学校、商场等）普遍采用的是砖混结构及钢筋混凝土结构，地震发生时，给人类带来最大危害的就是建筑物，给国家经济建设造成巨大损失的也是建筑物。（天然、高阻尼、铅芯）叠层橡胶隔震支座目前在国内外建筑工程上得到广泛应用，同时也存在不足之处急待解决。为解决以上问题，笔者提出几点技术改进措施，望大家共同探讨并提出宝贵意见。

1.总体技术介绍智能滑移隔震减震技术的具体措施是参照人体结构平衡原理，在建筑结构中的适当部位植入关节（滑移钢板支座）、神经（钢索或钢丝绳）、能量阻尼（弹簧阻尼器）来提高其在地震时的隔震减震耐震效果与反应能力。 2.具体措施 2.0．1智能滑移隔震减震工程在建筑物的基础与上部结构支撑体之间设置滑移钢板隔震层，在建筑物上部结构支撑体上设置上弹簧阻尼器，在建筑物下部基础支撑体的侧面设置下弹簧阻尼器，把建筑物的上部结构和下部基础（结构）完全隔离，用钢索或钢丝绳通过弹簧阻尼器、上部结构支撑体、滑移钢板支座、下部基础支撑体的空洞贯通柔性连接，一端锚固在弹簧阻尼器的压板上，另一端锚固在建筑物上部支撑体或下部支撑体的基础中。平时滑移钢板支座支撑上部结构。地震时隔震层上部结构与基础及地面发生水平相对位移，地震能量由下部结构传到隔震层，大部分被滑移隔震装置隔断或吸收，以此消耗地震能量，避免或减少地震能量向上部传输，向上部传输的地震能量同时被上下弹簧阻尼器有效地吸收与消耗。避免了共振现象的发生，有效地保障上部结构安全的工程措施。 2.0.2滑移钢板限位隔震支座

负载均衡技术的三种实现方法

目前，网络应用正全面向纵深发展，企业上网和政府上网初见成效。随着网络技术的发展，教育信息网络和远程教学网络等也得到普及，各地都相继建起了教育信息网络，带动了网络应用的发展。一个面向社会的网站，尤其是金融、电信、教育和零售等方面的网站，每天上网的用户不计其数，并且可能都同时并发访问同一个服务器或同一个文件，这样就很容易产生信息传输阻塞现象；加上Internet线路的质量问题，也容易引起出现数据堵塞的现象，使得人们不得不花很长时间去访问一个站点，还可能屡次看到某个站点“服务器太忙”，或频繁遭遇系统故障。因此，如何优化信息系统的性能，以提高整个信息系统的处理能力是人们普遍关心的问题。一、负载均衡技术的引入信息系统的各个核心部分随着业务量的提高、访问量和数据流量的快速增长，其处理能力和计算强度也相应增大，使得单一设备根本无法承担，必须采用多台服务器协同工作，提高计算机系统的处理能力和计算强度，以满足当前业务量的需求。而如何在完成同样功能的多个网络设备之间实现合理的业务量分配，使之不会出现一台设备过忙、而其他的设备却没有充分发挥处理能力的情况。要解决这一问题，可以采用负载均衡的方法。负载均衡有两个方面的含义：首先，把大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理，减少用户等待响应的时间；其次，单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理，每个节点设备处理结束后，将结果汇总，再返回给用户，使得信息系统处理能力可以得到大幅度提高。对一个网络的负载均衡应用，可以从网络的不同层次入手，具体情况要看对网络瓶颈所在之处的具体情况进行分析。一般来说，企业信息系统的负载均衡大体上都从传输链路聚合、采用更高层网络交换技术和设置服务器集群策略三个角度实现。二、链路聚合——低成本的解决方案为了支持与日俱增的高带宽应用，越来越多的PC机使用更加快速的方法连入网络。而网络中的业务量分布是不平衡的，一般表现为网络核心的业务量高，而边缘比较低，关键部门的业务量高，而普通部门低。伴随计算机处理能力的大幅度提高，人们对工作组局域网的处理能力有了更高的要求。当企业内部对高带宽应用需求不断增大时（例如Web访问、文档传输及内部网连接），局域网核心部位的数据接口将产生瓶颈问题，因此延长了客户应用请求的响应时间。并且局域网具有分散特性，网络本身并没有针对服务器的保护措施，一个无意的动作，像不小心踢掉网线的插头，就会让服务器与网络断开。通常，解决瓶颈问题采用的对策是提高服务器链路的容量，使其满足目前的需求。例如可以由快速以太网升级到千兆以太网。对于大型网络来说，采用网络系统升级技术是一种长远的、有前景的解决方案。然而对于许多企业，当需求还没有大到非得花费大量的金钱和时间进行升级时，使用升级的解决方案就显得有些浪费

浅析多媒体技术应用存在的问题及对策

河南省远程开放教育研究会2004年年会浅析多媒体技术应用存在的问题及对策河南广播电视大学刘丹【摘要】媒体作为远程教育教学过程中传播知识与技能过程呈现的教育信息的媒介与载体，是师生交流的工具，随着信息技术的发展．远程教育中媒体的使用类型越来越多。针对目前远程教育媒体资源发展状况以及实际教学过程中存在的问题，应多种教学手段的相应补充，扬长避短，尽可能为学员的自主学习提供技术支持和周到的服务。【关键词】媒体远程教育技术对策随着全球经济和以多媒体计算机、网络为代表的信息技术的高速发展，对现代远程教育事业提出了开放性和现代性的要求。在我国以广播电视为主要教学手段的远程教育已经过了几十年的发展历程，并取得了一定的办学成果。鉴于当前多媒体技术的飞速发展以及国际上现代远程教育形式普及的态势，及时提高新的媒体技术在远程教育中的应用能力是现代远程教育发展的关键。媒体作为远程教育教学过程中传播知识与技能的信息媒介与载体，是师生交流的工具。没有媒体的参与，远程教育就无法正常运行；没有媒体，远程教育就不存在。随着信息技术的发展．远程教育中媒体的使用类型越来越多。远程教育过程不同于一般的教育传播过程，在远程教育中使用的媒体也有其自身的特征。电大系统已经广泛采用了现代化教学设施开展教学工作，其主要表现在：多种媒体技术的应用，多种教学手段的相互补充，尽可能为学生的自主学习提供技术支持和周到的服务，初步形成了基于网络、计算机、录像、电视、电话、双向视频、网上直播课堂、网上实时答疑等现代化教学设施与技术的多种教学媒体与手段的结合。一、目前现代远程教育中的教学媒体 1、文字印刷媒体在远程教育发展历程中，文字印刷媒体使用历史悠久，是最普通的远程教育教学媒体，包括文字材料、学习指导书、参考书、教学大纲、考试大纲及相关的文字的教与学的参考资料，这是学员获取知识的最主要的来源。 2、广播电视媒体在远程教育中，收音机是曾一种重要的媒体；由于其单向性，学员和教师不能交互，只能单向传授知识。录音机，是早期使用的比较广泛媒体，学生可自由控制学习内容，使用方便。随着电视技术和信息技术的发展，远距离的双向视频教与学的媒体，在现代远程教育中发挥着越来越重要的作用。它最大的优点是：远距离的学生与教师可以进行教学的及时交互，使得教学加直接、直观、形象、生动。但由于硬件方面特别是网络传输速率方面存在的问题，双向视频这种教学媒体还需要进一步改善。 3、CD—ROM、VCD教学光盘这些将音频、视频、图形、图像、文本融为一体的教学多媒体，加深了学员对所学知识的理解，增强了记忆，极大方便了学生的学习。 4、计算机、网络媒体

软件的复用技术及开发方法

软件的复用技术及开发方法软件的复用技术及开发方法 2.1软件的复用技术软件复用是指在开发新的软件系统时，对已有的软件或软件模块重新使用，该软件可以是己经存在的软件，也可以是专门的可复用组件〔8〕。软件可复用性的高低影响到生产效率的高低、软件质量的好坏和系统可维护性的好坏。在软件工程中面临的问题不是缺乏复用，而是缺乏广泛的、系统的复用。软件复用包括构造可复用软件和用可复用软件进行构造。构造可复用软件，一方面可以从现存的软件系统中抽取，另一方面通过改写或重新设计来实施。 Jones将软件复用的对象分为4种数据复用、体系结构复用、设计复用和程序复用。这样，软件复用可在实现层、设计层和体系结构层三个层次上实现。实现层软件复用是指对己有的程序代码进行复用，它包括源代码组件形式。设计层软件复用是指对已有的软件系统的设计信息进行复用。而体系结构层软件复用是最有效的软件复用，它主要是软件体系结构形式化的复用，即将软件的框架组织，全局结构设计作为复用对象。可复用的软件体系结构则通常是显式地复用软件体系结构，并通过集成其他软件体系结构，建立新的更高层次的体系结构。面向对象的软件复用机制主要有两种:继承和对象组合。（1）继承继承是指子类可以从父类中直接获得某些特征和行为的能力，继承可作为代码复用和概念复用的手段。作为代码复用的手段是指:子类通过继承父类的行为，一些代码就不必重写;作为概念复用的手段是指:子类共享父类的方法定义。作为代码复用和概念复用手段的继承机制，在面向对象技术中，通过面向对象技术的一些主要机制来实现对“支持可维护性的可复用性”的支持。这些面向对象的主要机制是:数据的抽象化、封装和多态性。通过运用这些机制，继承可以在高层次上提供(相对于传统的低层次复用)可复用性:数据的抽象化和继承关系使得概念或定义可以复用;多态性使得实现和应用可以复用;而抽象化和封装可以保持和促进系统的可维护性。这样一来，复用的焦点不再集中在函数和算法等具体实现细节上，而是集中在最重要的含有宏观商业逻辑的抽象层次上。换言之，复用的焦点发生了“倒转”。发生复用焦点的倒转并不是因为实现细节的复用并不重要，而是因为这些细节上的复用己经做的很好了，并且这种复用在提高复用性的同时提高了软件的可维护性。由于继承关系直接继承的是接口，同时也继承实现，因而实际上父类的内部实现对子类而言是可见的，属于白盒复用方式。（2）对象的组合对象组合是指新的复杂功能可以通过组装或组合对象来获得。这种复杂的功能由对象组合来获得的设计思想与过程化程序设计思想是相似的，在过程化程序设计中，一个复杂的功能模块可以分解为更细小的和更简单的功能模块，整体功能是各个局部功能的聚集。在面向对象系统中，系统是由对象构成，因此复杂的功能或者说能完成更复杂功能的对象，可以通过功能较简单的对象的组装或组合来实现。对象组合方式是从整体与局部的角度来考虑软件复用思想的。对象组合要求对象具有良好的接口定义，使用对象的接口来使用对象的功能，并往往运用赋值多态来获得具体对象，对象的内部功能是不可见的，对象只以“黑盒”的形式出现，属于黑盒复用方式。

浅谈建筑结构的隔震减震技术

高层建筑结构隔震减震技术研究焦涛南京理工大学理学院土木工程系摘要近年来高层建筑隔震减震技术理论和应用进展,主要包括隔震技术措施与减震技术措施，并分析了在隔震减震技术研究与应用中所存在的问题。关键词高层建筑结构；隔震；减震；耗能装置 1 引言地震是一种多发自然灾害。据统计，世界上平均每年发生造成严重破坏的地震约18次，每年平均有10000人死于地震中。我国是世界上地震多发的国家之一，发生过破坏性地震的城市占全国城市总数的10%以上，给人民的生命财产和国民经济造成了巨大的损失。地震引起地面剧烈的颠簸和摇晃对房屋建筑特别是高层建筑会产生毁灭性的破坏。目前，城市建筑都朝着中高层建筑发展。因此，如何减少地震对高层建筑的影响是目前房建设计与施工所面临的一个重要问题。为防止地震对建筑的危害，传统的方法是采用抗震结构体系，依靠结构的承载力和变形能力，来耗散地震能量，使结构免于倒塌。但由于它是一种“被动防震”法，不免存在很多不足之处： 1. 由于地震的不确定性，实际地震力有时超出设计地震力较多，从而使地震设计失效； 2.地震力不是常值，它是随结构承载力和刚度的增大而加大，在高烈度区，单靠结构的承载力和刚度来抵御地震是不经济的； 3.结构破坏后，不但造成重大经济损失，而且修复工作十分困难； 4.随着生产、办公、生活的日益现代化，楼内的仪器设备的价值有时远远大于建筑物本身的造价，良好的抗震设计即使保住了建筑物本身，但剧烈的震动使仪器设备中断工作，甚至遭到破坏[1]。建筑隔震减震技术作为一种新型的抗震防灾技术能大大提高高层建筑的抗震能力，已经在1994年美国圣费南尔多地震、1995年日本阪神地震中得到验证，并且表现出了良好的效

集群的负载均衡技术综述

集群的负载均衡技术综述摘要：当今世界，无论在机构内部的局域网还是在广域网如Internet上，信息处理量的增长都远远超出了过去最乐观的估计，即使按照当时最优配置建设的网络，也很快会感到吃不消。如何在完成同样功能的多个网络设备之间实现合理的业务量分配，使之不致于出现一台设备过忙、而别的设备却未充分发挥处理能力的情况，负载均衡机制因此应运而生。本组在课堂上讲解了《集群监控与调度》这一课题，本人在小组内负责负载均衡部分内容，以及PPT的制作。关键词：负载均衡集群网络计算机一、前言负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效的方法扩展服务器带宽和增加吞吐量，加强网络数据处理能力，提高网络的灵活性和可用性。它主要完成以下任务：解决网络拥塞问题，服务就近提供，实现地理位置无关性；为用户提供更好的访问质量；提高服务器响应速度；提高服务器及其他资源的利用效率；避免了网络关键部位出现单点失效。其实，负载均衡并非传统意义上的“均衡”，一般来说，它只是把有可能拥塞于一个地方的负载交给多个地方分担。如果将其改称为“负载分担”，也许更好懂一些。说得通俗一点，负载均衡在网络中的作用就像轮流值日制度，把任务分给大家来完成，以免让一个人累死累活。不过，这种意义上的均衡一般是静态的，也就是事先确定的“轮值”策略。与轮流值日制度不同的是，动态负载均衡通过一些工具实时地分析数据包，掌握网络中的数据流量状况，把任务合理分配出去。结构上分为本地负载均衡和地域负载均衡(全局负载均衡)，前一种是指对本地的服务器集群做负载均衡，后一种是指对分别放置在不同的地理位置、在不同的网络及服务器群集之间作负载均衡。服务器群集中每个服务结点运行一个所需服务器程序的独立拷贝，诸如Web、FTP、Telnet或e-mail服务器程序。对于某些服务（如运行在Web服务器上的那些服务）而言，程序的一个拷贝运行在群集内所有的主机上，而网络负载均衡则将工作负载在这些主机间进行分配。对于其他服务（例如e-mail），只有一台主机处理工作负载，针对这些服务，网络负载均衡允许网络通讯量流到一个主机上，并在该主机发生故障时将通讯量移至其他主机。二、负载均衡技术实现结构在现有网络结构之上，负载均衡提供了一种廉价有效的方法扩展服务器带宽和增加吞吐量，加强网络数据处理能力，提高网络的灵活性和可用性。它主要完成以下任务： 1.解决网络拥塞问题，服务就近提供，实现地理位置无关性 2.为用户提供更好的访问质量 3.提高服务器响应速度

基于构件的软件复用技术研究与应用实践

基于构件的软件复用技术研究与应用实践基于构件的软件复用技术研究谷今杰莫继红 ((湖南大学软件学院，长沙410082) 通常情况下．应用软件系统的开发过程包含以下几个阶段：需求分析、设计、编码、测试、维护等。当每个应用系统的开发都是从头开始时，在系统开发过程中就必然存在大量的重复劳动，如：用户需求获取的重复、需求分析、编码、测试的重复和文档等。探讨应用系统的本质，发现其中通常包含：①通用基本构件：是特定于计算机系统的构成成分，如基本的数据结构、用户界面元素等，它们可以存在于各种应用系统中；②领域共性构件：是应用系统所属领域的共性构成成分，它们存在于该领域的各个应用系统中；③应用专用构件：是每个应用系统的特有构成成分。应用系统开发中重复劳动主要在于前两类构成成分的重复开发。软件复用是在软件开发中避免重复劳动的解决方案。其出发点是应用系统的开发不再采用一切“从零开始”的模式，而是以已有的工作为基础，充分利用过去应用系统开发中积累的知识和经验，如：需求分析结果、设计方案、源代码、测试计划及测试案例等．从而将开发的重点集中于应用的特有构成成分。通过软件复用，在应用系统开发中可以充分利用已有的开发成果．消除了包括分析、设计、编码、测试等在内的许多重复劳动，从而提高了软件开发的效率：同时，通过复用高质量的已有开发成果时，避免了重新开发可能引入的错误，从而提高软件的质量。软件复用指重复使用“为了复用目的而设计的软件”的过程。相应地，可复用软件是指为了复用目的而设计的软件。与软件复用的概念相关，重复使用软件的行为还可能是重复使用“并非为了复用目的而设计的软件”的过程，或在一个应用系统中的不同版本间重复使用代码的过程，这两类行为都不属于严格意义上的软件复用。真正的复用是为了支持软件，使用“为复用而开发的软件(构件)”来更快、更好地开发新的应用系统。复用技术在整体上对软件产业的影响却并不尽如意。这是由于技术方面和非技术方面的种种因素造成的，其中技术上的不成熟是一个主要原因。近十几年来，面向对象技术出现并逐步成为主流技术，为软件复用提供了基本的技术支持。软件复用研究重新成为热点。被视为解决软件危机。提高软件生产效率和质量的现实可行途径。（复用分类）软件复用可以从多个角度进行考察。依据复用的对象，可以将软件复用分为产品复用和过程复用。产品复用指复用已有的软件构件．通过构件集成(组装)得到新系统。过程复用指复用已有的软件开发过程．使用可复用的应用生成器来自动或半自动地生成所需系统。过程复用依赖于软件自动化技术的发展，目前只适应于一些特殊的应用领域。产品复用是目前现实的、主流的途径。依据对可复用信息进行复用的方式。可以将软件复用区分为黑盒(Black—box)复用和白盒(White—box)复用。黑盒复用指对已有构件不需作任何修改，直接进行复用。这是理想的复用方式。白盒复用指已有构件并不能完全符合用户的需求。需要根据用户需求进行适应性修改后才使用。而在大多数应用的组装过程中，构件适应性修改是必需的。软件复用按抽象程度的高低, 可以划分为如下的复用级别: (1) 代码的复用, 包括目标代码和源代码的复用。当前大部分编程语言的运行支持系统都提供了连接(L ink) 、绑定(Binding) 等功能来支持这种复用; ( 2) 设计的复用, 设计结果比源程序的抽象级别更高, 因此它的复用受到实现环境的影响较少, 从而使可复用构件被复用的机会更多, 并且所需的修改更少; (3) 分析的复用, 可复用的分析成分是针对问题域的某些事物(问题) 的抽象程度更高的解法。

浅谈多媒体技术的发展及应用

浅谈多媒体技术的发展及应用摘要随着现代信息科技的高速发展，信息的传输、信息处理和信息的存储机及共享已成为经济社会发展进步的关键因素，多媒体技术的产生适应了这一发展的需要。多媒体技术在问世的时候便引起了人们的强烈反响，如今已经成为信息技术领域发展最快且最活跃的技术之一，在互联网技术的支持下，多媒体技术已经得到了广泛的应用，并获得了很好的发展前景。现代多媒体技术将图形、图像、动画、声音和视频等技术相结合，充分利用了文字、图像、声音等信息，并模拟了人的形象思维与逻辑思维的能力来综合处理和应用这些信息，从而大大地提高了计算机获取、处理信息的能力，使信息接收和处理能按人类最自然、最习惯的方式进行，难怪有人称多媒体技术是信息处理技术的第四次革命性的飞跃。多媒体技术是当今信息技术领域发展最快、最活跃的技术之一，是新一代电子技术发展和竞争的焦点。由此可见，多媒体技术在信息社会中所处的重要地位。 1.多媒体技术的概念多媒体技术就是融合了多种媒体的一种人机交互式信息交流和传播技术，其使用的媒体包括文字、图像、图形、动画、音颇、视频。虽然表现的方式不相同，但是它们都是以数字化的形式存在的，即计算机二进制数字文件。 2 .多媒体技术的特点 2．1多媒体信息交互技术多媒体信息交互技术让多种媒体可以有序的存放在一起，各种媒体无论是在空间的组织安排上、时间的安放顺序上还是在其彼此描述和解释的作用上，都是多媒体在向人们输出信息之前必须做出的“考虑”。其交互的作用和影响就是上述表现中无可获取的重要部分。在多媒体平台下，多种媒体并存，各种媒体在空间如何进行组织，媒体之间的相互作用如何描述和解释，在时间上怎样安排，都是多媒体在表达信息时必须考虑的问题。 2．2多媒体数据压缩技术数据压缩是多媒体技术的一个重要特点。它是将数据、文本、语音、图像，甚至是三维动画等多媒体进行处理。在处理的过程中，为了使人们能够得到满意的视频效果和听觉效果，就需要多媒体技术对视频和音频信号进行一系列的处理。但是，在视频和音频达到数字化以后，无论是那种形式，其数据量都远远超出了从前。多媒体是面向数据、文本、语音、图像、三维动画等多种媒体的处理。为了得到满意的视频画面质量和听觉效果，必须对音频和视频信号实时处理。2．3多媒体音频采集技术将模拟信号采样、量化和编码，然后生成数字信号，最后在经过了计算机的缜密处理以后再将其存储到数字介质上面去，音频采集就是这样的过程。目前市场上有VFW 技术和DirectShow 技术都可以完成多媒体信息的实时采集。音频采集通常将模拟信号采样生成数字信号，经过计算机处理后再现或存储到数字介质

软件复用技术

软件复用技术 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII