战斗机驾驶舱显示控制技术的历史和发展

战斗机驾驶舱显示控制技术的历史和发展
战斗机驾驶舱显示控制技术的历史和发展

浅析战斗机驾驶舱显示/控制技术的历史和发展 摘 要:在综合化航空电子系统总体设计中,座舱显控系统历来是最受关注的设计技术之一。在“需求牵引、技术推动”下,其发展极其迅速。在此介绍了现代飞机座舱显控系统的基本要求,发展历史,未来发展趋势。

关键字:座舱显控系统 显示器 控制器 历史 发展

自莱特兄弟1903年发明飞机一百年来,座舱人机接口经历了由机电到电子、由硬线连接到总线多路传输、由空分制到时分制、由专用到多功能,由分立到系统的漫长发展过程。显示器(人的信息输入接口)经历了简单机电仪表、机电伺服仪表、综合指引仪表、阴极射线管电子显示仪表、综合电子显示系统的发展阶段,目前已进入液晶(平板显示器)综合电子显示系统时代。而控制器(人的信息输出接口)则经历了机电控制器、可编程控制器、多功能键盘控制器、触敏控制显示屏,正向话音识别控制系统发展。

1. 基本概述

飞机座舱(更确切地说驾驶舱)是飞行员(驾驶员)等空勤组成员在飞机上容身护体和操纵飞机及其系统的专用舱。除了生命保障和环境控制设备以外,座舱主要由显示器和控制器--人机接口(驾驶员与系统界面)组成。由此看来,飞机座舱人机接口自然是典型的重要飞机电子信息系统--综合航空电子系统--的组成之一。

战斗机的座舱显示与控制(显控)系统是飞行员和飞机之间传递信息的界面,由显示和控制两部分组成。显示部分是飞行员获得信息的界面,而控制是飞行员发布指令的界面。飞行员从座舱显示系统中获取飞行时的必要信息,如飞机姿态、飞行高度等飞行参数,以及敌方飞机的战斗状态和地面防空火力分布等信息。飞行员还需要通过控制系统操纵飞机完成正常飞行、战斗空中集结、加油等任务。在战斗机上安装的航空仪表是飞行员操纵飞机执行作战任务的核心部件,飞机航空仪表的显示和控制不仅反映飞机的综合设计制造水平,更是飞机战斗力的集中反映。对飞行任务、作战使命的完成起到至关重要的作用,战斗机座舱显控系统的先进程度直接影响飞行任务完成的质量。因此,座舱显控系统一直以来也是各航空大国战斗机研制水平的重要标志之一。

在20世纪70年代,美国空军就开始制定数字航空电子信息系统(DAIS)计划,在系

统结构、功能分配、信息处理、总线传输、电子显示和键盘控制等领域开发了很多先进技术。其后美国海军的先进综合显示系统(AIDS)计划又进一步加强座舱显示控制系统技术研究。它们为现代综合航空电子系统--局域军用电子信息系统--奠定了基础。

2.座舱显控系统的发展历史

飞机座舱显控系统的发展与飞机仪表的发展有着密切的联系,伴随着飞机仪表的种类越来越多,飞机的显控系统也越来跃复杂。二十世纪50年代后,随着计算机的发展,航空电子在飞机上的应用越来越广泛。目前军用飞机仅仅是作为装载高科技航空电子设备、仪表、计算机和武器系统的一种平台,其整个机身的造价已越来越低,而机载电子仪表设备的费用则越来越高,如“台风”战斗机上的电子设备超过整个飞机机身造价的60%,而飞机机身的费用不超过整机的20%。仪表设备的发展要求,座舱显示的数据越来越多,对显控系统的发展提出了更高的要求。座舱显控系统是现代战斗机研制水平的重要标志。

2.1 机械式仪表阶段

飞机在引入仪表之前,仅仅是在白天进行目视飞行,后来引入了简单的机械膜盒式仪表,高度、速度仪表为飞行提供了一定的安全保障,机械膜盒式仪表利用膜盒感受外界的气压,将压力值转化为高度、速度数值再通过机械连杆带动仪表指针在刻度盘上显示数值。它具有感受、传送和指示环节,作为最早期的仪表开始应用,同时这种仪表是最简单耐用的仪表,虽然误差较大,但很少出现故障,甚至在部分第三代战机上仍然作为备分仪表存在。早期因为仪表种类少,仅需在座舱上显示高度、速度等简单的参数,不需要复杂的显示系统,容错性和放错性功能很小,这时还没有提出显控系统的概念。

2.2 机电式仪表阶段

在20世纪20一30年代在简单机械膜盒式仪表后,其它机载仪表设备相继出现,特别是以经典力学为基础的航空陀螺仪表的应用在飞机上,飞行员开始根据地平仪等机电式仪表飞行。这是航空仪表发展具有里程碑式的第一次变革,标志着飞机的机电仪表时代。机电仪表和简单仪表指示一样既利用显示元件的相对位移来显示信息。例如利用指针和刻度盘、游标与标记符等。航空仪表普遍具有感受、转换、传送、放大、指示等环节,而且普遍特点将受感信号转换成电信号进行传送,在指示部分应用电机带动指示部分。电信号主要以模拟量和离散量的形式在仪表中传送、放大工作,这是第二代飞机仪表的主要形式。

此时的航空仪表往往很单一,自身完全是独立的系统,机载仪表具有单独的传感器和传

送机构,在机身占有一定的体积,在仪表板上拥有自己的独立显示控制的空间,对某种单一的航空参数进行显示控制,例如姿态仪表地平仪、航向仪表陀螺航向位置指示器、油量表等都独立存在。因而在座舱设计中往往把座舱划分为若千个区域,来显示不同的信息,此种座舱布局称为“空分制”。“空分制”的座舱仪表分布的优点是:便于飞行员同时掌握多种信息,简单明了;缺点是信息显示分散、数量种类繁多,整个座舱显示复杂,仪表排布很拥挤,飞行中要求飞行员要合理分配注意力,对飞行员身体和心理都有很大的压力。随着飞机科研水平的提高,飞行信息量的极大增加,仪表的拥挤、杂乱的现象更加突出了,后来设计人员根据仪表的重要性和使用频率以及相互之间的联系重新排布,对仪表重新合理的排列,形成了“T”行排列等布局,广泛应用在第二代战斗机上。

在机电仪表广泛应用在飞机之后,随着数字电子技术的发展,机电仪表向集中测量、处理、显示为一体的数字式信号航空仪表发展,例如大气数据计算机系统,系统通过对测量的信号集中处理处理,通过数字传送、计算分别给多个系统和仪表应用、显示。结果使航空仪表的指示更加准确,减轻了飞机的重量和减少了飞机体积,仪表也通过综合指引显示,机电仪表的加工工艺得到改进,仪表经过小型化、组合化处理,仪表的性能大大的提高。但此时仪表的排布仍然采用是“空分制”,仪表拥挤、杂乱,分散飞行员注意力的现象,无法克服解决。这种仪表分布是第二代战斗机的标志,同时也是二代战机难以改变和克服的缺点。2.3电子仪表阶段

60一70年代飞机性能大幅的提供,飞机要求在高空、高速、作战环境复杂的条件下工作,原有的航空仪表处于离散控制的空分制座舱,使飞行员的工作压力日益繁重,即原来的仪表形式已经难以满足当时的工作需要,这时产生了以平视显示器和多功能下视显示器等为代表的电子飞行仪表。它采用电子发光来显示信息,它通过执行不同的控制指令就可以改变显示的参数和数值格式。这种电子仪表具有分别测量、传送、集中处理,整体显示,通过电子仪表的周边按键控制仪表的指示,使其在同一显示区间,在不同时间显示不同的信息。仪表的形式己经变革为屏显的形式,这是航空仪表发展具有里程碑式的第二次变革,仪表的显示进入“时分制”时代。电子仪表开始应用是第三代战斗机的航空仪表的主要形式,而此时机电仪表则被取代消失或者某些重要的机电仪表作为备分系统存在。电子仪表主要有以下几种优点:1.电子仪表可以一表多用;2.电子仪表由计算机控制可以实现按需显示;3.电子仪表显示的形式多种多样。

3. 座舱显控系统的基本要求

座舱人机接口的发展首先取决于驾驶员的需求,其次是显示和控制技术的可能性。驾驶员在完成飞行任务时的最大需求是在各个飞行阶段都能进行情况了解,从而据此作出决策并采取行动。情况了解(SA-Situation Awareness)可以简单定义为"了解在相当大空间范围内敌我兵力目前和近期部署。"其广义的定义为"在相当大时间和空间范围内感知环境诸要素,理解其意义及不久将来的状态。"情况了解的多少和优劣取决于获得信息的质量和数量及其转化为行动的难易程度。美国空军参谋部则把情况了解定义为"驾驶员连续不断感知相对于飞行、威胁和作战任务动态环境的自身和飞机并能够预测,然后根据这种感知执行任务。"这表明,情况了解构成复杂,包含感知、处理和理解数据,预测、作出决策并行动。其中任何环节出问题都会使情况了解变差和效能欠佳。因此,座舱人机接口的重要目标就是最大限度改善驾驶员的情况了解。

驾驶员的情况了解按其是否直接依靠自己感官--主要是视觉--可分为两种:视距情况了解和超视距情况了解。视距情况了解是在驾驶员视力所及空间范围内(一般只有数千米)亲眼(裸眼)实时了解敌我态势,主要用于近距目视导航以及对空和对地作战,因此也称战术情况了解(Tactical SA)。超视距情况了解一般指包含本机在内的300千米视力达不到的空间范围特别是本机前半球内借助于机内外传感器提供信息了解敌我态势,与前者相比,它也称为全局情况了解(Global SA)。

近些年来,正是这两种不同的需求更明确更主动地促进着座舱显示器迅速发展。平视显示器的普遍应用和头盔显示器日益受到重视就是为了满足视距情况了解。而数字地图战术情况显示器的推广应用和尺寸不断加大以及三维透视全景情况显示器的研究正在适应超视距情况了解的需求。

3.1安全性

安全性是飞行任务完成的前提条件。飞行员完成飞行任务的过程主要包括进出座舱、正常飞行、机动飞行、仪表飞行、武器发射、起飞着陆、迫降、跳伞等。显控系统的设计应尽量避免飞行员操作错误。飞行员在飞行过程当中有时不能及时准确的做出正确的判断和操作,这些错误操作有可能危及飞行安全。显控系统在设计时应具有一定的容错性和放错性。

3.2简约性

随着信息化战争的飞速发展,飞行员需要掌握的信息非常多。为了减轻飞行员的负担,

应简化显控系统显示的信息,采用分时显示的方法。根据飞行任务的不同,显控系统有选择的显示在当前任务下飞行员最关心、最需要的信息。座舱的显示系统要提供给飞行员最直观的信息,使飞行员迅速而准确获取信息。显示的图形画面要清晰,文字符号要易于判读。座舱的控制系统要合理布局。现代战机座舱的电门、按钮较多,功能不一。设计时应合理布局,要保证各种飞行状态下,飞行员都能触及。常用的装置要安放在飞行员方便操作的位置,特殊装置或者应急装置要涂装醒目的颜色。

3.3继承性

飞行员在飞行生涯过程中都不可能只飞一种机型。更多的情况是,飞行员根据个人的条件和能力或者飞机更新换代时,改飞其他飞机。这时,座舱显控系统的延续性和继承性将给飞行员带来很大方便。前一种飞机上已经熟练使用的显示和控制设备全部或者大部分在现飞机型上使用,使飞行员能尽快的熟悉新机型,最短时间内形成战斗力。

3.4友善性

现代科技以人为本,在现代军机的座舱显控系统的设计中也越来越多的考虑人的因素。友善的人机界面能使飞行员心情愉悦。人机界面的美观与否不仅仅是感觉的问题,它也影响到人的心理和生理状况直接关系到飞行员能力的发挥,甚至关系到飞行的安全。

4、现代战机座舱显控发展趋势

头盔显示器和大尺寸有源阵液晶显示器是未来战斗机驾驶舱的显示方式,而今天普遍采用的平显从JSF开始将逐步退出战斗机驾驶舱。三代半战斗机“台风”、“阵风”和JAS39“鹰狮”以及第四代战斗机F-22有一个共同特点是单座机。在未来战争中,仅由一名飞行员完成目前需要由二人(例如F-14、F-15E)完成的复杂作战任务,这无疑对驾驶舱人机接口的显示/控制系统提出了更高的要求。因此,为了减轻驾驶员的工作负荷和增强其情况了解(SA),这些战斗机都尽可能地采用或分阶段地逐步采用成熟的先进显示/控制新技术。

随着新军事变革思想的提出和发展,现代战斗机即将面临复杂甚至极端恶劣的战场环境,在多维立体化条件下执行多平台多任务的高度信息化作战方式,为了掌握作战主动权,驾驶员必须获得清晰、真实和全面战场态势感知,同时做出迅速准确的判断,抓住战机,攻击目标。态势感知,致使座舱显示“信息爆炸”;战机的稍纵即逝又要求战机具有良好的控制性能。未来战斗机为了隐身,会减小座舱空间,进而缩小座舱显示面积。这些因素给未来战斗机座舱显控系统的设计带来了极为严峻的挑战。在未来战争对战斗机座舱显示控制系统

的需求牵引下,随着现代高新技术的发展和推动,国内外信息显示和控制专家提出了各种先进的座舱显控概念。

4.1全景座舱显控系统

1990年,美国空军研究实验室提出了“全景座舱控制和显示系统(PCCADS)”计划。同时,美国麦道飞机公司提出了“大图像”智能化座舱的概念。后来,由美国莱特研究和开发中心(WRDC)与麦道飞机公司联合试验和验证了PCCADS概念。该方案主要面向21世纪战斗机座舱,目的是为了解决驾驶员在低能见度和恶劣气候条件下的态势感知,以及头盔离轴目标截获武器瞄准等问题。

基于“大图像”全景座舱显控系统,主导思想表现在三个方面:(l)采用大屏幕显示器显示超视距全局SA,主要是正前方和下视战场态势信息,大大增强驾驶员对战场态势的知晓。图形图像支持二维、三维和四维显示,支持全屏、分屏、开窗、叠加和镶嵌等;(2)采用头盔显示器作为视距战术态势感知的主显示器,实现大离轴目标获取武器瞄准;(3)采用握杆操纵控制、触敏控制、头位跟踪和控制技术实现多通道综合控制。

F一22座舱显控技术就是基于“大图像”全景座舱显控系统,该显控系统由1个平视显示器和6个下视显示器组成。其中广角全息平视显示器视场为20度*30度,配有联合头盔指示系统。6个下显分三类:1个8英寸主多功能显示器,3个6英寸辅助多功能显示器,2个3*4平方英寸前上方显示器,每个显示色彩为5级灰度,全部采用平板AMLCD,总分辨率为135万像素,显示总面积201平方英寸。

4.2超级全景座舱

上世纪90年代末期,美国空军研究实验室的高级显示器专家Hopper提出了超级全景座舱(SPC)概念,主要目的是为了适应未来战斗机的无窗口座舱的显控需求。SPC方案将建立一个大屏幕中心显示器,左右各有一个环绕座舱内壁的大型曲面显示器,以期达到拥有100°以上视野的下视显示系统。另外,由一组平板显示器组成的全景平视显示系统将在飞行员视觉正前方建立第二个100°视野,提供夜间、嘲湿结冰天气、激光作用下的飞行能力。在座舱盖的设计方案中,近期目标采用座舱盖遮蔽帘,远期目标是实现曲形座舱罩显示系超级全景座舱方案除了向飞行员提供最大范围的全景显示以外,还将综合有语音控制和触敏控制功能,从而减轻飞行员的工作负荷,提高作战和防御能力。

4.3虚拟座舱

根据虚拟现实技术在有人和无人战斗机的应用情况,虚拟座舱可以分为两个方面的研究内容:有人战斗机虚拟座舱(VC)和无人战斗机洞穴自动虚拟环境(CA VE)。

有人战斗机虚拟座舱是一种超越SPC的方案,又称为“浸入式”座舱。它由计算机虚拟环境发生器、头盔显示器、交互式大屏幕显示器、声音告警系统、话音识别器、头/眼/手的测量、定位和跟踪系统以及触觉/动觉系统构成。虚拟座舱能使人进入一种封闭的虚拟环境,通过人机接口输出三维视觉、听觉和触觉信息、多通道刺激人的感观,在人头脑中形成身临现实环境的感觉。同时,它还能接受人手指的动作、话音、头眼指向多通道控制信息,实现真正的人机交互。利用虚拟座舱技术,能增强驾驶员态势感知,摆脱常规任务,减轻工作负担,大大提高工作效率,并实现座舱显示/控制的综合化和智能化。

无人战斗机洞穴自动虚拟环境,无人战斗机的飞行依靠操纵员的遥控,操纵员位于控制室,即位于空中指挥所或是地面空勤位置。操纵员依靠虚拟环境,如洞穴自动虚拟环境显示控制系统来控制无人机。洞穴自动虚拟环境是一个由大屏幕显示器构成的房间,图形投影在三面墙和地板上。来自飞行中无人战斗机或某些机外信息源的探测器视频信息充满整个房间。通过虚拟显示技术,操纵员可以“浮”在飞行中无人战斗机之内。

4.4四维显示座舱

所谓四维显示,就是指在空间三维信息外还加上了一个带有预见预测信息的时间维的显示。即在三维立体显示的基础上加上预见预测信息,使置身于座舱内部的驾驶员不但能直观地得到飞机三维真实飞行的信息,还可以得到飞机的预见轨迹和飞机在未来一段时间内的预测输出状态(时间维信息)。因此飞行员就可以更好地实现对目标信号进行无延迟地跟踪。四维显示也是未来座舱显示器发展的趋势。其主要的关键技术包括预见预测多功能座舱显示器、最优预见控制理论、智能误差信号显示控制理论、智能误差信号显示等。

5.结束语

在未来的战争中,传统的座舱布局和座舱显示控制系统,己经无法满足综合信息显示与控制的需求。随着科学技术尤其是计算机技术的不断发展,座舱显控系统将朝着数字化、综合化、人性化方向发展。使飞行员能够更好的操纵飞机,适应信息化条件下的战争。

参考文献[ l] 张雄安, 张荆.未来的战斗机座舱[J]. 电光与控制,l998.

[2] 张本余.未来战斗机的座舱显示[J] . 电光与控制,1995.

[3] 胡元刚,雷雯. 液晶显示器在飞机座舱的应用与发展[J]. 2009,04.

信息技术的发展历程

信息技术发展史: 第一次信息技术革命是语言的使用。发生在距今约35 000年~50 000年前。 语言的使用——从猿进化到人的重要标志 类人猿是一咱类似于人类的猿类,经过千百万年的劳动过程,演变、进化、发展成为现代人,与此同时语言也随着劳动产生。祖国各地存在着许多语言。如:海南话与闽南话有类似,在北宋时期,福建一部人移民到海南,经过几十代人后,福建话逐渐演变成不语言体系,闽南话、海南话、客家话等。 第二次信息技术革命是文字的创造。大约在公元前3500年出现了文字 文字的创造——这是信息第一次打破时间、空间的限制 陶器上的符号:原始社会母系氏族繁荣时期(河姆渡和半坡原始居民) 甲骨文:记载商朝的社会生产状况和阶级关系,文字可考的历史从商朝开始 金文(也叫铜器铭文):商周一些青铜器,常铸刻在钟或鼎上,又叫“钟鼎文” 第三次信息技术的革命是印刷的发明。大约在公元1040年,我国开始使用活字印刷技术(欧洲人1451年开始使用印刷技术)。 印刷术的发明 汉朝以前使用竹木简或帛做书材料,直到东汉(公元105年)蔡伦改进造纸术,这种纸叫“蔡候纸”。从后唐到后周,封建政府雕版刊印了儒家经书,这是我国官府大规模印书的开始,印刷中心:成都、开封、临安、福建阳。 北宋平民毕发明活字印刷,比欧洲早400年 第四次信息革命是电报、电话、广播和电视的发明和普及应用。 世纪中叶以后,随着电报、电话的发明,电磁波的发现,人类通信领域产生了根本性的变革,实现了金属导线上的电脉冲来传递信息以及通过电磁波来进行无线通信。 1837年美国人莫尔斯研制了世界上第一台有线电报机。电报机利用电磁感应原理(有电流通过,电磁体有磁性,无电流通过,电磁体无磁性),使电磁体上连着的笔发生转动,从而在纸带上画出点、线符号。这些符号的适当组合(称为莫尔斯电码),可以表示全部字母,于是文字就可以经电线传送出去了。1844年5月24日,他在国会大厦联邦最高法院议会厅作了“用导线传递消息”的公开表演,接通电报机,用一连串点、划构成的“莫尔斯”码发出了人类历史上第一份电报:“上帝创造了何等的奇迹!”实现了长途电报通信,该份电报从美国国会大厦传送到了40英里外的巴尔的摩城。 1864年英国著名物理学家麦克斯韦发表了一篇论文(《电与磁》),预言了电磁波的存在,说明了电磁波与光具有相同的性质,都是以光速传播的。 1875年,苏格兰青年亚历山大.贝尔发明了世界上第一台电话机,1878年在相距300千米的波世顿和纽约之间进行了首次长途电话实验获得成功。 电磁波的发现产生了巨大影响,实现了信息的无线电传播,其他的无线电技术也如雨后春笋般的涌现:1920年美国无线电专家康拉德在匹兹堡建立了世界上第一家商业无线电广播电台,从此广播事业在世界各地蓬勃发展,收音机成为人们了解时事新闻的方便途径。1933年,法国人克拉维尔建立了英法之间的第一条商用微波无线电线路,推动了无线电技术的进一步发展。 1876年3月10日,美国人贝尔用自制的电话同他的助手通了话。 1895年俄国人波波夫和意大利人马可尼分别成功地进行了无线电通信实验。 1894年电影问世。1925年英国首次播映电视。 静电复印机、磁性录音机、雷达、激光器都是信息技术史上的重要发明。 第五次信息技术革命是始于20世纪60年代,其标志是电子计算机的普及应用及计算机与现代通信技术的有机结合。 随着电子技术的高速发展,军制、科研、迫切需要解决的计算工具也大大得到改进,1946年由美国宾夕法尼亚大学研制的第一台电子计算机诞生了。 1946~1958年第一代电子计算机 1958~1964年第二代晶体管电子计算机 1964~1970年第三代集成电路计算机 1971~20世纪80年代第四代大规模集成电路计算机 至今正丰研究第五代智能化计算机

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近代以来世界的科学发展历程 考点提示 近代科学技术 (1)经典力学、相对论、量子论 (2)进化论 (3)蒸汽机的发明和电气技术的应用 知识清单 知识梳理 一、物理学的重大进展 (一)近代自然科学产生的背景 经济基础——资本主义经济发展,生产经验的积累。 思想准备——文艺复兴、宗教改革、启蒙运动解放了思想。 个人因素——科学家具有科学精神。 (二)经典力学 1、伽利略——意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、物理学家。 (1)主张:为了解自然界,必须进行系统地观察和实验。 (2)通过实验证实,外力并不是维持运动状态的原因,只是改变运动状态的原因。 (3)通过实验,发现了自由落体定律等物理学定律,大大改变了古希腊哲学家亚里士多德以来有关运动的观念。 (4)开创了以实验事实为依据并具有严密逻辑体系的近代科学,为牛顿经典力学的创立和发展奠定了基础,被誉为近代科学之父。 2、牛顿——17世纪英格兰伟大的物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家。 (1)牛顿在其经典著作《自然哲学的数学原理》一书中,提出了物体运动三大定律和万有引力定律。把地球上的物体运动和天体运动概括到同一理论之中,形成了一个以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系,即经典力学体系。 (2)牛顿经典力学体系对解释和预见物理现象,具有决定性意义。海王星的发现是证明牛顿力学和万有引力定律有效性的最成功的范例。 (3)数学方面,牛顿是微积分的发明者之一。另外牛顿还发现了太阳光的光谱,发明了反射式望远镜等。 (三)相对论的创立: 1、背景:19世纪,随着物理学研究的进展,经典力学无法解释研究中遇到的新问题。20 世纪初,德国物理学家爱因斯坦提出相对论。 2、内容:包括狭义相对论和广义相对论。 狭义相对论——物体运动时,质量随着物体运动速度增大而增加,同时空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化,即会发生尺缩效应和钟慢效应。

显示器件的发展历史

平面的魅力--纯平显示器漫谈 PC显示器技术从诞生开始就没有多少真正的变化。尽管显示器变得越来越大、越来越清晰,但基本的阴极射线管技术仍然是以几十年前的旧电视技术为基础。目前,在传统CRT 显示器中,日益发展的“纯平”技术越来越引人瞩目。 一、显像管形状的发展历史 组成显示器最重要的部件无疑是显像管。显像管的发展历史几乎就代表了显示器的发展历史。显像管的形状有球面、柱面、平面直角、超平面、纯平面等之分。 球面显像管其形状是球体的一部分,在垂直和水平方向都有弯曲,所以在边缘处会造成图像的变形。一般而言偶数英寸(14、16、20英寸)的显示器采用这种显像管。球面显示器采用的是荫罩显像管,它在荧屏前方有一张很薄的穿孔金属片,用以生成分离的荧光点。由于荫罩显像管中荧光点排列的方式,所以能产生边缘清晰的图象,很适合文字的显示。 柱面显像管代表产品有索尼的Trinitron和三菱的DiamondTron,在垂直方向是平直的,在水平方向有弯曲。垂直方向的直线造型既减少了图象的变形,也避免了上方灯光反射的干扰。柱面显示器采用的是荫栅显像管,它透过一列绷紧的细线生成垂直的荧光线,在屏幕下方可以看到一根极细的固定荫栅的水平减振线。荫栅显像管具有比荫罩显像管更高的亮度和对比度,同时不失精确的聚焦。因此这种显像管比较适于图象编辑工作。但它在水平方向的弧度不太利于文字的显示。 平面直角显像管它的屏幕实际上也是一个球体的一部分,只是这个球体的直径很大,使得屏幕看起来几乎是个平面。它消除了图象的变形,并避免了灯光的反射。目前绝大多数的15、17、19、21英寸显示器都是平面直角的。几乎所有的平面直角显示器都用的是荫罩显像管,只有NEC的CromaClear是个例外。它采用的是一系列垂直排列的椭圆形栅孔,据称结合了荫罩显像管和荫栅显像管二者的优点。 纯平面的显像管上述这些显像管,都没有达到完全的平面,因此,所显示的画面或多或少都会有一点变形和扭曲,依然不够令人满意。直到现在,一些崭新显示器――纯平显示器的出现,才使CRT显示器终于走上了完全平面的道路。 二、“纯平”显像管的性能特点 从最早的球面显像管到现在应用最多的平面直角显像管(FST),再到以SONY特丽珑(Trinitron)和三菱钻石珑(Diamondtron)为代表的柱面显像管,显像管弧度已经越来越小,特丽珑显像管已实现了垂直方向的零弧度,但在水平方向仍然没有达到完全的平面。纯平面显示器,屏幕在水平和垂直方向都是笔直的,就象一面镜子那样平,失真、反光,都被减小到了最低限度。正如几年前平面直角显像管取代球面显像管一样,纯平面显像管必然将取代现在的平面直角显像管和柱面显象管,形成新的风潮,这是CRT显示器发展的必然趋势。现在最新出现的一些“纯平”显像管(IFT)技术,使传统CRT显示器终于走上了完全平面的道路。

电子技术发展史概述-首次

电子技术发展史概述 电子技术是十九世纪末、二十世纪初发展起来的新兴技术。由于物理学的重大突破,电子技术在二十世纪发展最为迅速,应用最为广泛,成为近代科学技术发展的一个重要标志。 从20世纪60年代开始,电子器件出现了飞速的发展,而且随着微电子和半导体制造工艺的进步,集成度不断提高。CPLD/FPGA、ARM、DSP、A/D、D/A、RAM和ROM等器件之间的物理和功能界限正日趋模糊,嵌入式系统和片上系统(SOC)得已实现。以大规模可编程集成电路为物质基础的EDA技术打破了软硬件之间的设计界限,使硬件系统软件化。这已成为现代电子设计的发展趋势。 现在,人们已经掌握了大量的电子技术方面的知识,而且电子技术还在不断的发展着。这些知识是人们长期劳动的结晶。 我国很早就已经发现电和磁的现象,在古籍中曾有“磁石召铁”和“琥珀拾芥”的记载。磁石首先应用于指示方向和校正时间,在《韩非子》和东汉王充著《论衡》两书中提到的“司南”就是指此。以后由于航海事业发展的需要,我国在十一世纪就发明了指南针。在宋代沈括所著的《梦溪笔谈》中有“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”的记载。这不仅说明了指南针的制造,而且已经发现了磁偏角。直到十二世纪,指南针才由阿拉伯人传入欧洲。 在十八世纪末和十九世纪初的这个时期,由于生产发展的需要,在电磁现象方面的研究工作发展的很快。库仑在 1785 年首先从实验室确定了电荷间的相互作用力,电荷的概念开始有了定量的意义。

1820 年,奥斯特从实验时发现了电流对磁针有力的作用,揭开了电学理论的新的一页。同年,安培确定了通有电流的线圈的作用与磁铁相似,这就指出了此现象的本质问题。有名的欧姆定律是欧姆在 1826 年通过实验而得出的。法拉第对电磁现象的研究有特殊贡献,他在1831 年发现的电磁感应现象是以后电子技术的重要理论基础。在电磁现象的理论与使用问题的研究上,楞次发挥了巨大的作用,他在1833 年建立确定感应电流方向的定则(楞次定则)。其后,他致力于电机理论的研究,并阐明了电机可逆性的原理。楞次在 1844 年还与英国物理学家焦耳分别独立的确定了电流热效应定律(焦耳 - 楞次定律)。与楞次一道从事电磁现象研究工作的雅可比在 1834 年制造出世界上第一台电动机,从而证明了实际应用电能的可能性。电机工程得以飞跃的发展是与多里沃 - 多勃罗沃尔斯基的工作分不开的。这位杰出的俄罗斯工程师是三相系统的创始者,他发明和制造出三相异步电机和三相变压器,并首先采用了三相输电线。在法拉第的研究工作基础上,麦克斯韦在 1864 年至 1873 年提出了电磁波理论。他从理论上推测到电磁波的存在,为无线电技术的发展奠定了理论基础。1888 年,赫兹通过实验获得电磁波,证实了麦克斯韦的理论。但实际利用电磁波为人类服务的还应归功于马克尼和波波夫。大约在赫兹实验成功七年之后,他们彼此独立的分别在意大利和俄国进行通信试验,为无线电技术的发展开辟了道路。 人类在自然界斗争的过程中,不断总结和丰富着自己的知识。电子科学技术就是在生产斗争和科学实验中发展起来的。 1883 年美国发明

中国科技发展历程

中国科技发展历程 古代中国——科学技术成就辉煌 中华民族的科技活动有着悠久的历史,曾经为人类发展作出过巨大的贡献,并且在16世纪中期以前一直处于世界科技舞台的中心。早在距今3300多年以前的甲骨文中就有有关日食的记载。距今2500年以前的战国时期问世的《考工记》准确地记载了六种不同成份的铜锡合金及其不同用途。公元1世纪初期的西汉时期,中国人发明了造纸术,公元105年左右中国科学家蔡伦又改进和提高了造纸技术,从而使造纸技术在中国迅速推广开来。公元3世纪左右,中国人发明了瓷器,这一技术在11世纪传到波斯,由那里经阿拉伯于1470年左右传到意大利以及整个欧洲。到唐朝,中国科学家发明了火药,并在公元9世纪首次将其用于战争之中。在11世纪中期的宋朝,中国科学家发明的指南针和活字印刷技术得到了广泛的应用。15世纪中期,中国医学家时珍所著的《本草纲目》成为中国古代医学发展的集大成者。到此时为止,中国古代科学的发展达到了顶峰时期,四大发明已经先后登上了历史舞台。著名英国科学家约瑟博士认为,中国“在3世纪到13世纪之间保持一个西方所望尘莫及的科学知识水平”,现代西方世界所应用的许多发明都来自中国,中国是一个发明的国度。 由于从明代14世纪60年代末始以来,中国对外长期实行“闭关锁国”政策,影响了近代科学技术在中国的传播和发展,并使之处于相对停滞状态。 与此同时,欧洲成为现代科学的发源地,生产力突飞猛进,科学技

术获得迅速进展。中国逐渐拉大了与世界先进国家的距离。 近现代中国——科技发展历经曲折 在近代历史上,积贫积弱的中国不仅在科技发展上乏善可,而且自1840年鸦片战争以后还逐步沦为半殖民地半封建的国家。一个有着光辉灿烂历史的文明古国就这样退出了世界科技舞台。 19世纪中叶,一批向西方寻求救国真理的中国先行者,倡导科学救国、教育救国,主学习西方的先进科学技术。 于是中国开始有了出国求学者。1847年,来自香山南屏镇的容闳来到美国,3年后,他考入耶鲁大学。1854年,他又以优异的成绩从这所大学毕业,成为历史上毕业于美国大学的第一位中国人。1872年至1875年,清朝政府先后派出四批共120名青少年到美国留学。1905年,中国废除了科举制度,清政府举行了第一次归国留学生考试。这些归国人员为引进西方的先进科学技术发挥了一定的作用。 1911年10月10日,在武昌爆发了辛亥革命。在革命先行者领导下,终于推翻了延续两千多年的封建专制帝制,中国走向。 是近代中国主科学救国的先驱。但是,20世纪前叶的中国,动荡不安,科学技术事业发展的物质条件极差,所以发展依然很缓慢。 第一次世界大战结束后,为反对“巴黎和会”上帝国主义列强强加给中国的不平等条约,1919年5月4日,中国爆发了伟大的爱国救亡运动,即“五四运动”。“五四运动”提倡与科学,为中国近代科学的诞生扫清了道路。当时的留美学生元任、任鸿隽、铨、胡适等在美国发起组织了中国科

我国战斗机发展历史

XM解密国产战斗机的发展史 近日,由于局势紧,中国军机一直在南海和东海带弹巡航,进行战略值班。我国战斗机发展历史悠久,过程坎坎坷坷,从一无所有到如今领先世界的歼20和歼31,我们作为中国人是非常扬眉吐气的。今天小编就要扒一扒历史,透过xmind 思维导图为大家带来详细的国产战斗机发展史。

中国历史上第一个自己制造并驾驶飞机的是如,1909年在旧金山如驾驶自己制造的飞机飞向。北洋时期,各军阀就装备了飞机,引进欧洲的双翼飞机,当时还算非常先进的。国民政府时期,国民党也发展了自己的飞机,大量的美制飞机、制飞机、还有欧洲的飞机,抗战时期,这些飞机也是抵抗日本侵略者的重要武器。而反观共产党领导的队伍,直到解放战争后期才缴获了少量的国民党的飞机,并参加了国成立典礼,是中国人民空军的基础。后来的抗美援朝,中国贷款向联购买了米格15战斗机,来迎战美军。

中国第一架自行生产的歼5飞机,是通过仿制联米格15而来,不过只生产短短几年就停产了,转而生产更先进的歼6。歼6是仿制米格17而来,生产的数量也是最多的,参加过实战,击落多架国民党飞机,一共生产了5000多架,并出口很多个国家,后续衍生型号还能发射导弹。中国生产的歼7飞机也同样大获成功,虽然仿制米格17,但是战斗力却超越了米格21,在中关系处于冰河时期取得图纸也是非常不容易的。同时大量出口到第三世界国家,并经历了实战考验。 歼8战斗机被称为“空中美男子”,期初是通过加长加大米格21而来,并且生产出的第一架看上去就是一架放大版的米格21。后来觉得落后,将进气道改为两侧,几首修长,大概就是今天这个模样了。到2011年,除异大量老旧型号的歼8,但是仍有近300架在服役。其实在大跃进和文革时期,我国提出很多不切实际的方案,虽然外国有同类产品,但是我国经历封锁,完全达不到技术,像歼9歼12等都最终纷纷下马。

新型显示技术发展研究_孔彬

52?2013年7/8月号 总第102/103期? 显示技术是人机联系和信息展示的窗口,广泛应用于工业、娱乐、通讯、教育、交通、医疗、军事等社会生产,生活的各个方面。 显示产业也是年产值超过千亿美元的战略性新兴产业,是信息时代的先导性支 柱产业,产业带动力和辐射力强。为实现新型显示产业的加速创新发展,2012年8月21日,科技部组织编制了《新型显示科技发展“十二五”专项规划》(下简称“规划”),倡导新型显示技术的发展潮流。 1.概况 100余年来,世界显示技术日益呈现出技术融合化、种类多元化、应用综合化的发展态势,其发展大致经历了4个主要阶段(图1): 一是传统的显示技术阶段,主要以物理光学显示为主,包括镜片投影显示。二是现代显像管显示技术阶段,以1897年发明CRT 技术为标志。三是现代平板显示技术阶段,开始出现在20世纪60年代,现已形成了全球迅猛发展的趋势和格局。四是当代新型显示技术阶段,20世纪90年代以来,网络、数字化、多媒体技术和高清晰度电视的发展,引发了全球显示产业的一场变革。随着信息技术、新材料技术和先进制造技术的迅猛发展,新型显示技术迅速取代CRT 等传统显示技术,出现了液晶显示、等离子显示、有机发光显示等新型平板显示技术和产品互相补充、互相竞争、共同发展的局面,如图1所示。 目前,显示技术处于多种技术路线并存、产业发展迅速的黄 金阶段。其中,阴极射线管显示已基本退出显示技术历史舞台,液晶显示技术和等离子体显示已经成为显示主流技术,激光显示、3D 显示、有机发光显示、电子纸显示、场发射显示将是未来主流 新型显示技术发展研究 孔彬 显示技术。我国激光显示是最有可能领先国际水平的显示技术,3D 显示是最有生命力且终将成为显示技术共性平台的下一代显示技术,有机发光显示是最具发展潜力的新型显示技术,电子纸显示和场发射显示是值得关注的下一代显示技术。 近年来,在市场需求和技术创新推动下,我国新型显示技术得到了迅速发展,产业链中上游技术创新与国际水平差距逐步缩小,下游整机应用系统集成技术得到跨越式发展。其中,我国激光显示技术保持与国际同步,3D 显示技术与国际同行差距较小,有机发光显示、电子纸显示产业发展迅速。液晶显示和等离子体显示等主流显示技术自主产业创新步伐明显加快。目前,我国具有相对优势的激光显示技术和产业均处于蓄势待发阶段,未来显 示储备技术场发射显示的发展势头也较明显, 多种显示技术在移动互联网终端显示的集成应用得到快速发展。我国新型显示技术创新和产业发展迎来了十分难得的机遇期。 激光显示和3D 显示技术已经被人们熟知并处于大规模应用阶段,下文将重点介绍有机发光显示、电子纸显示和场发射显示等三种新型显示技术。 2.有机发光显示 有机发光显示,又称OLED(Organic Electroluminescence Display)。有机发光显示的发光原理和无机发光显示相似。当元件受到直流电(Direct Current ;DC)所衍生的顺向偏压时,外加之电压能量将驱动电子(Electron)与空穴(Hole)分别由阴极与阳极 注入元件,当两者在传导中相遇、结合,即形成所谓的电子-空穴复合(Electron-Hole Capture)。而当化学分子受到外来能量激发后,若电子自旋(Electron Spin)和基态电子成对,则为单 重态(Singlet),其所释放的光为所谓的荧光(Fluorescence);反之,若激发态电子和基态电子自旋不成对且平行,则称为三重态 (Triplet),其所释放的光为所谓的磷光(Phosphorescence)。OLED 的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO),与电力之正极相连,再加上另一个金属阴极,包成如 近年来,在市场需求 和技术创新推动下,我国新型显示技术得到了迅速发展,产业链中上游技术创新与国际水平差距逐步缩小,下游整机应用系统集成技术得到跨越式发展 图1 显示技术发展总体历程

信息技术与课程整合十年发展历程概览

信息技术与课程整合十年发展历程概览

信息技术与课程整合十年发展历程概览 从2000年至今,我国基础教育信息化取得了一系列成就与长足发展,具体表现在“校校通”工程、农村中小学现代远程教育工程、“班班通”工程、国家贫困地区义务教育工程等大规模项目和工程的实施;硬件设施建设日渐完备、软件资源建设日益丰富、信息技术与课程整合认识备受重视等信息技术与课程整合环境的建设与完善;教师教育技术培训、教师技能大赛、信息技术与课程整合优质课大赛、现代教育发展论坛等促进信息技术与课程整合内涵发展及理论提升 的相关活动举办;教师应用信息技术的意识提高、教师应用信息技术能力加强、学生信息素养提升等效果日益明显。 ●发展历程 概览十年来的发展,我们将信息技术与课程整合的发展分为四个阶段。 1.多媒体的到来 我国在上世纪90年代就开始了信息技术与课程整合的研究,到2000年也积累了很多经验。但是这段时间的发展也存在明显的不足和问题,没有形成良好的信息技术与课程整合氛围,一些学校和地区仅仅停留在视听教学的硬件本位时代;缺乏信息技术与课程整合的理论及方法指导,教师应用信

学生而言,多媒体教学中应用了图片、动画、影音、视频等素材,更能激发他们的学习兴趣,增加了学习的趣味性,也使得呆板的内容变得丰富多彩而容易理解和领会。 2.网络资源库的建设 多媒体的到来阶段对于那些从未接触过信息技术的教师而言,是很大的进步,但是在应用过程中教师们也逐渐发现:他们能够获得的资源多是针对某一知识或者具体章节的演示课件或素材,往往无法根据需要对其内容进行修改。他们渴望能够根据个人能力及学生特征选择适合的资源,然而当时的资源建设极大地滞后于教学需求,虽然已经涌现了很多致力于资源建设的公司和企业,但是由于缺少教学理念指导,并非所有资源都是有价值的,甚至很难在其中查找真正需要的资源。 这种情况随着“校校通”工程的深入而日益凸显,阻碍了信息技术与课程整合的有效开展,因此,资源建设和资源库建设受到了教育信息化界越来越多的关注和重视,取得了快速的发展。初期,大多数人都在关注网络资源库快速建设,同时,一些专家学者以发展的眼光关注网络资源库的内涵发展,对其定位、分类、标准、功能等层面进行了深入思考。我国的网络资源库建设也逐渐关注资源的规范和标准。因此,可以将资源建设的发展历程归纳为资源建设和资源平台建设两个

一,显示技术的发展史及其特点

一、显示技术的发展史及其特点 1-1 显示器件的分类及显示技术的发展史 研究表明人的各种感觉器官从外界获得的信息中视觉占60%,听觉占20%,触觉占15%,味觉占3%,嗅觉占2%,近2/3的信息是通过眼睛获得的由此也就促进人们对显示技术的研究开发,从而图像显示成为显示中最重要的方式。 电子显示器件可分为主动发光型和非主动发光型两大类。前者是利用信息来调制各像素的发光亮度和颜色,进行直接显示;后者本身不发光,而是利用信息调制外光源而使其达到显示目的。显示器件的分类有各种方式,屏幕大小、显示内容形状……;按显示材料可分固体(晶体和非晶体)、液体、气体、等离子体和液晶体显示器。但是最常见的是按显示原理分类,其主要有:阴极射线管(CRT)、显示液晶显示(LCD)、等离子体显示板(PDP)显示、电致光显示(ELD)发光二极管(LED)显示、有机发光二极管(OLED)显示、真空荧光管(VFD)显示,场发射显示(FED)。前七种都为主动发光显示,只有LCD为非主动发光显示,其他还有但市场很小。 在20世纪,图像显示器件中,阴极射线管(CRT)占了绝对统治地位,如电视机显示器等绝大多数都采用CRT。与此同时平板显示器也在迅速的发展,其中液晶显示器以其大幅度改善的质量、持续下降的价格、低辐射量等优势在中小屏幕显示中代替CRT。而另一种适合大屏幕的显示器件――等离子显示器(PDP),也逐渐发展并且商品化。 1-2 显示器件的主要参量发展前景 由于显示器件可用来重现图像图形、显示信号波形和参数,因此对显示器来说最重要的是显示彩色图像的质量。目前CRT显示器件以其高的性能价格比和高性能的图像质量仍占据着大部分的显示市场,而LCD显示器以其不断下降的价格和不断提高的图像质量已作为平板显示器件的代表填补了CRT显示器件推出的市场,并且还在扩充者市场。CRT、LCD 都已大规模生产,基本上已达到物美价廉,因此其他显示器件只能在CRT、LCD显示器件所不能适应的领域发展。以下是对显示器件主要参数进行说明: 1 亮度 亮度(L)的单位是坎德拉每平方米(cd/m2)。对画面的亮度要求与环境的光亮度有关,例如,在电影院中,电影亮度有30-45cd/m2就可以了;在室内看电视,要求显示器画面亮度应大于70cd/m2;在室外看则要求画面亮度应达到300cd/m2;所以对高质量的显示器亮度的要求应为300cd/m2左右。 2 对比度和灰度 对比度(C)是指画面上的最大亮度Lmax 和最小亮度Lmin 之比,即C= Lmax / Lmin(无环境光的前提下)。在实用中都是有环境光线的,所以显示器件必须有足够的亮度才能实现实用状态下的对比度:C’=Lmax+L外/Lmin+L内 灰度是指图像黑白亮度的层次。一般人眼可分辨的最大亮度层次为100级。显示字码、图形、表格曲线对灰度没有要求,只要对比度高级可。但显示图像不但要求有足够的对比度,还要要求有丰富的灰度级。 3 分辨力(清晰度) 分辨力是指分辨电视图像的最小细节的能力,是人眼观察图像清晰程度的标志。分为水平和垂直两种,在电视显示中垂直即电视帧的扫描线数,受电视广播制式的限制,PAL 制625 扫描线,NTSC 制525扫描线,高清晰数字制式,如1080I/60HZ信号的扫描线为1080线。虽电视机的品牌不同,但此参数都必须是一样的,后来不同厂家进行100HZ 和逐行扫描处理,只是减少了图像的大面积闪烁和行间闪烁。

电子技术发展史概述-首次

电子技术发展史概述电子技术是十九世纪末、二十世纪初发展起来的新兴技术。由于物理学的重大突破,电子技术在二十世纪发展最为迅速,应用最为广泛,成为近代科学技术发展的一个重要标志。 从20世纪60年代开始,电子器件出现了飞速的发展,而且随着微电子和半导体制造工艺的进步,集成度不断提高。CPLD/FPGA、ARM、DSP、A/D、D/A、RAM和ROM等器件之间的物理和功能界限正日趋模糊,嵌入式系统和片上系统(SOC)得已实现。以大规模可编程集成电路为物质基础的EDA技术打破了软硬件之间的设计界限,使硬件系统软件化。这已成为现代电子设计的发展趋势。 现在,人们已经掌握了大量的电子技术方面的知识,而且电子技术还在不断的发展着。这些知识是人们长期劳动的结晶。 我国很早就已经发现电和磁的现象,在古籍中曾有“磁石召铁”和“琥珀拾芥”的记载。磁石首先应用于指示方向和校正时间,在《韩非子》和东汉王充着《论衡》两书中提到的“司南”就是指此。以后由于航海事业发展的需要,我国在十一世纪就发明了指南针。在宋代沈括所着的《梦溪笔谈》中有“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”的记载。这不仅说明了指南针的制造,而且已经发现了磁偏角。直到十二世纪,指南针才由阿拉伯人传入欧洲。 在十八世纪末和十九世纪初的这个时期,由于生产发展的需要,在电磁现象方面的研究工作发展的很快。库仑在1785年首先从实验室确定了电荷间的相互作用力,电荷的概念开始有了定量的意义。1820年,奥斯特从实验时发现了电流对磁针有力的作用,揭开了电学理论的新的一页。同年,安培确定了通有电流的线圈的作用与磁铁相似,这就指出了此现象的本质问题。有名的欧姆定律是欧姆在1826年通过实验而得出的。法拉第对电磁现象的研究有特殊贡献,他在1831年发现的电磁感应现

科学技术发展史论文

成都理大学 科学技术史论文题目:世界科技发展史回顾与未来科技发展展望 彭静 201206020228 核自学院 指导老师:周世祥

世界科技发展史回顾与未来科技发展展望 科学技术发展史是人类认识自然、改造自然的历史,也是人类文明史的重要组成部分。今天,当人类豪迈地飞往宇宙空间,当机器人问世,当高清晰度数字化彩电进入日常家庭生活,当克隆羊多利诞生惊动整个世界之时,大家是否会感受到,人类经历了一个多么漫长而伟大的科学技术发展历程。 一.古代科技发展概况 大约在公元前4000年以前,人类由石器时代跨入青铜器时代,并逐渐产生了语言和文字。在于自然界的长期斗争中,人类不断推动着生产工具和生产技术的进步,与此同时,人类对自然界的认识也不断丰富,科学技术的萌芽不断成长起来。 世界文明发端于中国,埃及,印度和巴比伦四大文明古国。中国古代科学技术十分辉煌,但主要在技术领域。中国的四大发明对世界文明产生巨大影响。古代中国科技文明的主要支桂有天文学、数学、医药学、农学四大学科和陶瓷、丝织、建筑三大技术,及世界闻名的造纸、印刷术、火药、指南针四大发明。四大发明:造纸、印刷术、火药、指南针。 生活在尼罗河和两河流域的古埃及和巴比伦人在天文学,数学等方面创造了杰出的成就,埃及金字塔名垂史册,印度数学为世界数学发展史大侠光辉的一页。 古希腊是科学精神的发源地,古希腊人创造了辉煌夺目的科学奇迹,在人类历史上第一次形成了独具特色的理性自然观,为近代科学的诞生奠定了基础。在人类历史上第一次形成了独具特色的的理性自然观,为近代科学的诞生奠定了基础。毕达哥拉斯,希波克拉底,以及百科全书式的学者亚里士多德都是那一时期的解除代表人物。公元前3世纪,进入希腊化时期的古希腊获得更大的发展,出现了欧几里得,阿基米德和托勒密三位杰出的科学家,使得古代科学攀上三座高峰。 公元最初的500多年中,欧洲的科学技术持续衰落,5世纪后进入黑暗的年代,并且延续了1000多年,科学一度成为宗教的婢女。但是科学精神在14世纪发出自己的呐喊,近代实验科学的始祖逻辑尔-培根像一颗新星,点亮了欧洲的天空。 在整个古代,技术发展的水平不高,科学也没有达到系统的程度,不同地域的人民之间还未建立起长期稳定的经济、文化联系, 但许多古代的科学技术成果, 如阳历和阴历, 节气、月、星期和其它时间单位的划分, 恒星天区的划分和名称,数学的基础知识和十进制记数法、印度——阿拉伯数字、轮车技术、杠杆技术、造纸术、印刷术等等,都已深深镶入了整个人类文明大厦的基础。 古代自然科学的发展还停留在描述现象,总结经验的阶段,个学科的分野并不明确,因而具有实用性,经验性和双重性,但它给近代科学的发展准备了充分的条件。 2.近现代科学技术的发展

电子技术发展历程

电子技术发展历程 术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术,二十世纪发展最迅速,应用最广泛,成为近代科学技术发展的一个重要标志。 一代电子产品以电子管为核心。四十年代末世界上诞生了第一只半导体三极管,它以小巧、轻便、省电、寿命长等特点,很快地被各国应用起来,在很大范围内取代了电子管。五十年代末期,世界上出现了第一块集成电路,它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上,使电子产品向更小型化发展。集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路,从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。由于,电子计算机发展经历的四个阶段恰好能够充分说明电子技术发展的四个阶段的特性,所以下面就从电子计算机发展的四个时代来说明电子技术发展的四个阶段的特点。 世界上第一台电子计算机于1946年在美国研制成功,取名ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator)。这台计算机使用了18800个电子管,占地170平方米,重达30吨,耗电140千瓦,价格40多万美元,是一个昂贵耗电的"庞然大物"。由于它采用了电子线路来执行算术运算、逻辑运算和存储信息,从而就大大提高了运算速度。ENIAC每秒可进行5000次加法和减法运算,把计算一条弹道的时间短为30秒。它最初被专门用于弹道运算,后来经过多次改进而成为能进行各种科学计算的通用电子计算机。从1946年2月交付使用,到1955年10月最后切断电源,ENIAC服役长达9年。尽管ENIAC还有许多弱点,但是在人类计算工具发展史上,它仍然是一座不朽的里程碑。它的成功,开辟了提高运算速度的极其广阔的可能性。它的问世,表明电子计算机时代的到来。从此,电子计算机在解放人类智力的道路上,突飞猛进的发展。电子计算机在人类社会所起的作用,与第一次工业革命中蒸汽机相比,是有过之而无不及的。ENIAC问世以来的短短的四十多年中,电子计算机的发展异常迅速。迄今为止,它的发展大致已经了下列四代: 第一代(1946~1957年)是电子计算机,它的基本电子元件是电子管,内存储器采用水银延迟线,外存储器主要采用磁鼓、纸带、卡片、磁带等。由于当时电子技术的限制,运算速度只是每秒几千次~几万次基本运算,内存容量仅几千个字。程序语言处于最低阶段,主要使用二进制表示的机器语言编程,后阶段采用汇编语言进行程序设计。因此,第一代计算机体积大,耗电多,速度低,造价高,使用不便;主要局限于一些军事和科研部门进行科学计算。 第二代(1958~1970年)是晶体管计算机。1948年,美国贝尔实验室发明了晶体管,10年后晶体管取代了计算机中的电子管,诞生了晶体管计算机。晶体管计算机的基本电子元件是晶体管,内存储器大量使用磁性材料制成的磁芯存储器。与第一代电子管计算机相比,晶体管计算机体积小,耗电少,成本低,逻辑功能强,使用方便,可靠性高。 第三代(1963~1970年)是集成电路计算机。随着半导体技术的发展,1958年夏,美国德克萨斯公司制成了第一个半导体集成电路。集成电路是在几平方毫米的基片,集中了几十个或上百个电子元件组成的逻辑电路。第三代集成电路计算机的基本电子元件是小规模集成电路和中规模集成电路,磁芯存储器进一步发展,并开始采用性能更好的半导体存储器,运算速度提高到每秒几十万次基本运算。由于采用了集成电路,第三代计算机各方面性能都有了极大提高:体积缩小,价格降低,功能增强,可靠性大大提高。 第四代(1971年~日前)是大规模集成电路计算机。随着集成了上千甚至上万个电子元件的大规模集成电路和超大规模集成电路的出现,电子计算机发展进入了第四代。第四代计算机的基本元件是大规模集成电路,甚至超大规模集成电路,集成度很高的半导体存储器替代了磁芯存储器,运算速度可达每秒几百万次甚至上亿次基本运算。 (一)电子管(1883年到1904年电子管问世)

四代战机发展历程

四代战机发展历程 第一代超音速战斗机 喷气式战斗机在50年代就实现了超音速化,因而现代战斗机一般是按超音速断代的。到目前为止,超音速战斗机共发展了四代。在设计思想上,第一代超音速战斗机以追求更高的飞行速度为主。1947年10月14日,美国贝尔公司研制的X-1火箭飞机首次实现了超音速飞行,为实用超音速飞机的研制积累了经验。40年代后期至50年代初出现的许多亚音速喷气战斗机也为实用超音速飞机的研制成功打下了坚实的技术基础。在这样的背景下,第一代超音速战斗机应运而生。最具代表性的是美国的F-100和前苏联的米格-19。 F-100“超级佩刀”战斗机是美国北美航空公司于1948年开始研制的,其原型机YF-100A 于1953年5月25日完成了首次飞行。米格-19是前苏联第一种实用超音速战斗机,由米高扬设计局研制。为了研制米格-19,米高扬设计局先制造了一架验证机,它于1952年10月进行了首次试飞。而经过大量改进的米格-19原型机首飞日期则是在1953年9月18日。因此,究竟这两种飞机谁先谁后,至今也没有一致的说法。第一代超音速战斗机,除F-100和米格-19外,还有美国康维尔公司的F-102“三角标枪”、麦克唐纳公司的F-101“巫毒”,英国的“猎人”式、法国达索公司的“超神秘”、瑞典的萨伯-35等。这一代战斗机的性能特点是低超音速,最大平飞速度为1.3~1.5马赫。为了实现超音速,采取的主要措施是加大发动机推力,使用后掠翼布局和三角翼等。第一代超音速战斗机使用的武器主要是机枪、机炮和火箭弹,后期改型加装了导弹,增强了攻击能力。 第二代超音速战斗机 第一代超音速战斗机的性能仍然偏低,速度不够,升限、加速性、爬升率不够高,武器系统和机载设备相对简单,因而作战能力仍有很大不足之处。为此,50年代后期各国开始发展第二代超音速战斗机,强调所谓“高空高速”,升限可达20000米以上,最大速度超过两倍音速。个别的高空截击机的升限高达30000米,速度超过3倍音速。第二代超音速战斗机出现于50年代末和60年代初。代表机型包括美国洛克希德公司F-104“战星”式、麦克唐纳公司F-4“鬼怪”式、诺斯罗普公司F-5“自由战士”;英国“闪电”式;法国的“幻影”Ⅲ和“幻影”F1;瑞典的萨伯-37;前苏联的米格-21、米格-23、米格-25和苏-17;中国在米格-21基础上研制的歼7和自行研制的歼8等。 为保证性能要求,在气动设计上这一代已过渡到头部尖锐、两侧进气,为改善低速性能有的采用了可变后掠翼。在翼型上,开始采用较薄的超音速翼型。这种翼型前缘尖锐、上下对称,常见的有菱形翼型、六面形翼型、双凸翼型。第二代战斗机的空战武器主要是第二代空对空导弹,并装有第二代雷达,有的还装备了有拦射能力的火力控制系统。第二代超音速战斗机速度快、升限高、火力强,因而作战能力大大提高,它的出现使第一代超音速战斗机逐步退出历史舞台。 第三代超音速战斗机 第三代超音速战斗机出现于20世纪70年代中期。在这一代战斗机研制中,设计思想发生了重大变化,由强调“高空高速”转变为高机动性。根据越南战争的经验,如果一方战斗机的机动性能好,就很容易变被动为主动。因此,美国在研制新型战斗机时,突出强调高机动性、多用途、可对地攻击等。美国称这样的战斗机是“空中优势战斗机”,它也由此成

显示技术发展历程及市场变革

显示技术发展历程及市场变革 一、技术发展历程 在2013年FPD峰会上,京东方董事长王东升将显示技术进行了一个分类,将CRT和PDP归类为真空显示;把TFT-LCD、AMOLED、柔性显示等归类为半导体显示。半导体显示是指通过半导体器件独立控制每个最小显示单元的显示技术统称。它有三个基本特征:一是以TFT阵列等半导体器件独立控制每个显示单元状态;二是主要应用非晶硅(a-Si)、低温多晶硅(LTPS)、氧化物(Oxide)、有机材料(Organic)、碳材料(Carbon Material)等具有半导体特性的材料;三是主要采用半导体制造工艺。与半导体显示技术和产品相关的材料、装备、器件和相关终端产业链统称为半导体显示产业。王东升总结LCD替代CRT、PDP的原因为“TFT-LCD脱颖而出是因为它顺应了半导体技术替代真空电子技术这一历史大趋势。” 1.1从CRT到LCD/PDP:平板显示与球面显示的竞争

1897年CRT诞生,CRT包含一个能够通过电子束触及磷光表面创造出图像的真空管。之后,此项技术被用于早期电视和电脑显示器上显示图像,一直到20世纪80-90年代CRT逐步被LCD显示所替代,到目前为止CRT已基本退出历史舞台。1964年首个LCD(液晶显示器)和首个PDP(等离子显示器)双双问世。LCD技术使得平板显示成为可能。1972年首台液晶电视的诞生。2005-2006年LCD液晶显示的销售份额超过CRT,成为显示主流技术,到2010年市场上已基本没有CRT产品。 CRT被淘汰的原因:由于本身重最重且很厚,加之结构(阴罩技术的限制)三基色荧光粉不能做小,因此无法实现屏幕大型化和轻便化以及像素性高清晰显示(只能达到800×600像素),还有闪烁、X射线辐射、几何失真、清晰度和亮度不高等缺陷。 表CRT、LCD、PDP性能对比

科学技术发展史

科学问题在科学研究中的地位如何? 科学问题指:一定时代的科学认识主体,在当时的知识背景下提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而尚未解决(且有可能解决)的矛盾或疑难。它包含一定的求解目标和应答域,但尚无确定的答案。科学问题的提出,并不是孤立的,而是有结构的。它蕴涵着问题的指向,即科研的目标和求解的应答域。问题的指向是指问题的现状和性质,求解目标是指求解的方向和要求,应答域是指在问题的论述中所确定的域限,并假定所提出问题的解必定在这个域限之中。 科学研究的过程是一个提出问题、解决问题并推广应用的过程。可见,问题是科学研究的起点,并贯穿于整个研究过程。旧的问题解决了,又引入了新的、更深刻的问题。因此,善于和勇于提出科学问题,用科学批判和理性质疑的科学精神去审视旧的科学问题,充分发挥想象力去提出新的科学问题,尤其是提出大跨度、综合而复杂的重大交叉科学难题就显得更有意义了。 问题是从已知通向未知的桥梁。人们认识事物,总是由不知到知,由知之较少到知之较多。科学研究的过程,可以说就是从已知出发提出问题进而探求未知的过程,对于从事科学研究的人(个人或集体)来说,是否善于发现问题和科学地提出问题是衡量其科学研究能力的一个重要标志,甚至可以说是最重要的标志。问题的提出,问题不断的解决、不断的再生,表示科学的前沿在不断地向前推进,表示人类的认识在不断地从已知向未知推进。科学研究始于问题,最终目的是要解决问题,可以说没有问题就没有科学研究,也就没有科学的进步。 技术与科学有哪些区别? 技术是将科学知识应用于实际目的。相反,技术是应用科学。技术涉及使用工具以及研究特定科学的知识。技术与设计的综合有关。虽然科学涉及理论和研究结果,但技术却非常关注过程。技术必须使其流程正确地在应用科学领域取得进步。科学和技术之间的另一个重要区别是科学涉及观察和实验,而技术则涉及发明和生产。工具及其生产的发明是技术的方面。 科学是“知识和实践活动,包括通过观察和实验系统地研究物理和自然世界的结构和行为。科学可以称为系统知识库。科学是对物理学,化学和生物学等各个学科的研究。科学涉及观察和实验。科学更关注分析。科学涉及理论及其发现。科学这个词被解释为通过实验和观察获得知识的系统,以便阐明自然现象。 区别: 1. 科学可以被定义为通过各种观察和实验收集关于某一主题的知识的有组织的方式。技术是用于不同目的的科学定律的实际用法。 2. 科学只不过是探索新知识的过程,而技术则将科学知识付诸实践。 3. 科学对于获得有关自然现象及其原因的知识非常有用。相反,技术可能是有用的或有害的,即技术既有利也有祸害,如果以正确的方式使用,它可以帮助人类解决许多问题,但是,如果它被错误地解决了使用,它可以导致整个世界的破坏。 4. 科学仍然是不可改变的; 只增加了进一步的知识。相反,技术变化很快,从某种意义上说,以前的技术不断改进。 5. 科学强调发现,就像事实和自然规律一样。与技术不同,重点放在发明上,例如开发最新技术,以减轻人类的工作。 6. 科学是研究自然和物理世界的结构和行为,创造前提。相比之下,技术涉及将这些前提付诸实践。 7. 科学关注的是分析,演绎和理论发展。另一方面,技术基于设计的分析和综合。 8. 科学用于预测,而技术简化了工作并满足了人们的需求。 试述科学理论评价的标准

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