γ辐照装置照射场计算的程序设计方法与C语言程序实现
C语言程序设计(2014年清华大学出版社出版的图书)
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C语言程序设计（2014年清华大学出 版社出版的图书）
2014年清华大学出版社出版的图书
01 成书过程
03 教材目录 05 教材特色
目录
02 内容简介 04 教学资源 06 作者简介
《C语言程序设计》是2014年清华大学出版社出版的图书，作者是宋丽华、雷鹏、张小峰、韩婷婷。 该书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材、计算机系列教材。该教材可作为计算机类、电气信息类的 本科教材，也可作为科技工作者业务学习的参考用书。 该教材共分9章，以程序设计思想为中心，强化算法思想和规范化编程。
雷鹏，男，工学硕士，毕业于山东大学计算机软件与理论专业，鲁东大学信息与电气工程学院副教授。研究 方向为计算机算法设计与分析、Led照明最优化、伽马辐照装置放射源棒最优化排列、软件工程、程序设计。
张小峰，男，工学博士，鲁东大学信息与电气工程学院副教授。主要从事数字图像处理、模式识别等方面的 研究工作。先后为本科生讲授《离散数学》《信息论与编码》《算法分析与设计》等课程。
2014年6月1日，该教材由清华大学出版社出版。
内容简介
第1章C语言入门：介绍简单的C程序组成、C程序的运行环境，算法的特性以及描述算法的方法，结构化程序 设计思想。
第2章数据类型和表达式：介绍C语言的基本数据类型，数据的表示，常量和变量，运算符和表达式，以及表 达式的计算过程。
第3章C语言的基本控制结构：介绍了C语言的三种基本结构，包括C语句的种类、数据的输入与输出、选择结 构和循环结构，并通过程序实例分析了选择和循环结构的构造过程。
成书过程
Ir192γ源射线探伤机产生的辐射监测方案设计
该监 测 类 型 可 按 场 所 监 测 和 个 人 监测 执 行 。 场 所 监 测 是 对 工 作 场 所 的辐 射 水 平进 行 的 监 测 ，个 人 监 测 是 对 工 作 人 员所 受 的 外 照射 剂 量 的 监测 。
２ ． 射线 机 表 面 剂 量 率 定期 巡 测 与应 急 检 测
连 续 在 线 监 测 在线监测
Ｒ ＡＭ— Ｉ ｘＹ辐 射 报 警 装 置 快 速 反 应 便 携 式 Ｙ辐 射 仪
、
场 所 监 测 规 定
电子个人 剂量Βιβλιοθήκη 个人防护措施 防护铅板
Ｇ Ｍ计数 管
防护铅衣 屏蔽防护
工作人员用 剂量仪
０ ． ３ ５ 铅 当量 ５ ￣Ｓ ｍｍ的 铅 板 定 制 屏 风 与 围 栏
Ｙ射 线源 检 测 对 控 制 区和 监 督 区 的 划 分 要 求 ：控 制 区
边 界 外 空 气 比释 动 能率 低 于４ Ｏ ｕ Ｇ ｙ ／ ｈ 。其边界应悬挂 “ 禁
止 进 入 放 射 性 工作 场 所 ”标 牌 。未 经 许 可 人 员 不 得 进 人 该 范 围边 界 。 监 督 区位 于 控 制 区 外 ，其 边 界 空 气 比 释 动 能 率 应 不 大
表 测 量 仪 器 与 配 备 防 护 材 料 辐 射 防 护 内容 方法原理 仪 器与主要材料
关 键 词 ：Ｉ ｒ １ ９ ２ 源射 线探 伤 机
某 长 输 管 道 因 管 廊 结 构 原 因 ， 导 致 部 分 固 定 口无 法 使 用 ｘ射 线 进 行 射 线 检 测 ， 因 此 改 用 Ｙ源 代 替 进 行 Ｘ射 线 作 业 。 公 司现 有 一 台 Ｉ ｒ ｌ ９ ２ Ｙ源 射 线 探 伤 机 ， 焦 点 尺 寸 为 ３ ｍｍ ×３ ｍｍ， Ｙ源 曝光 头 的 尺 寸为 １ ５ ｍｍ ×１ ０ ０ ａｍ， 强度 为 ｒ １ ６ Ｃｉ 。射 线 的安 全 防 护距 离为 ５ ０ ｍ。 Ｙ源 射 线 探 伤机 存 放 在
辐射安全与防护培训-工业辐照
Nickel plated 60Co pellets
High specific activity 60Co pellets
清华大学
γ辐照装置的组成
放射源的分类
I类源 （Bq） II类源 （Bq） III类源 （Bq） IV类源 （Bq） V类源 （Bq）
核素 名称
Co-60
≥3×1013
≥3×1011
②工作人员的个人剂量监测
③贮源井水和钴源运输容器放射性污染的监测
辐照室内剂量场的测定
辐照产品吸收剂量的测量
清华大学
2001-12- 8
通风系统
通风系统– 有毒气体的控制
• 辐解过程会产生臭氧、氮氧化物以及其它的有毒气 体。需要采取措施防止人员暴露于超过相关审管部 门规定的浓度限值的有毒气体中。
• 通常采用能使辐照室中产生负压的通风系统。 • 连续地测量空气流，一旦该系统失效，则将自动终 止辐射。通常应用时间延迟联锁装置。
清华大学
2001-12- 8
安全联锁系统
γ辐照装置必须设有功能齐全、性能可靠的 安全联锁系统，特别对人员和货物出入口、源 架操作系统、货物传输系统等进行有效的监控 和联锁。安全联锁系统由物理器件、机械或电 器设施组成，并依赖自动控制系统的联锁设计 实现。
清华大学
剂量系统
剂量系统
辐射安全剂量监测
①辐照工作场所的剂量监测
• 源在水中应该是完全不溶解的 ，这样可以将容器破裂 的后果控制在最小化。
清华大学
辐射源的安全
许可证持有者应当考虑火灾、爆炸、腐蚀和任何其它 与密封辐射源的连续使用有关的任何事项。它受到下 述因素影响: • 密封源中放射性物质的活度
• 材料的辐射毒性、浸出性和溶解性
辐射安全法规
HIGH VOLTAGE CABLES
LIGHT BEAM COLLIMATOR
医用回旋加速器
工业回旋加速器
工业用γ 探伤机
工业用γ探伤机
固定核子测量－－料位计
固定核子测量－－厚度测量仪
避雷针
镅241湿度仪
纸张密度仪
第二部分
中华人民共和国 放射性污染防治法
（中华人民共和国主席令 第6号）
辐射安全与防护法规
第一部分 概论
一、核技术利用的法律溯源
《中华人民共和国放射性污染防治法》
《放射性同位素与射线装置 安全和防护条例》
《中华人民共和国 环境影响评价法》
《中华人民共和国刑法》
《放射性同位素与射线装置 安全许可管理办法》
《中华人民共和国 行政许可法》
《中华人民共和国 行政处罚法》
二、核技术利用的法律基础
① 限期整改 ② 行政处分 ③ 罚款 ④ 暂扣或者吊销许可证 ⑤ 构成犯罪的，依法追究刑事责任
二、条例的总体框架结构（续）
第七章，附则，5条 • 对军用放射性同位素与射线装置安全和防护监督
管理、职业病的防治、放射性同位素运输等进行 补充规定； • 对条例中的主要名词术语进行了定义，并规定了 本条例的实施时间等。
潜在的确定性效应主要取决于源的物理性质 （射线种类、活度大小等），同时与源的使用方 式、实践的条件等其它因素有关。
• 对野外使用或示踪试验、辐射诊疗机构、废旧金属回 收冶炼厂等特定活动的安全和防护进行了规定；
• 对辐射安全和防护有影响的辐射防护器材、含放射性 同位素的设备和射线装置等产品质量进行了规定。
二、条例的总体框架结构（续）
第四章，辐射事故应急处理，6条 • 详细规定了辐射事故的分级、编制事故应急预
典型γ辐射剂量计算方法
方法创新科技创斯与应用Technology Innovation and Application2017年21期典型酌辐射剂量计算方法甘业福(中核四川环保工程有限责任公司，四川广元628000)摘要:酌辐射剂量计算是为辐射防护提供设计输入数据，判定屏蔽材料选择是否满足人员和公众辐射防护要求。
文章介绍了几种典型 模型的酌辐射剂量计算方法，为同类核设施或核技术运行设施辐射防护屏蔽计算提供参考。
关键词：典型；辐射;计算中图分类号:TL72 文献标志码:A文章编号=2095-2945 (2017)21-0096-02引言通常在进行屏蔽计算时还会用到另一个参数半厚度值在国内外核技术应用和核设施中，存在大量酌放射性核 素，酌放射性核素会发出一定能量的酌射线。
人员接触后，会 产生受照剂量，在不采取辐射防护措施的情况下，一旦超过限 值，可能对人员产生辐射损伤。
在已建成的核技术运用设施和核设施，通常设置有固定 式或者便携式酌剂量测量设备，用于监测工作现场酌剂量率，根据监测数据确定工作人员辐射防护措施，确保工作人员辐 射安全。
但新建的核技术运用设施和核设施，需要通过新建设 施内的源项进行酌剂量理论计算，计算结果作为设计输人，进 行辐射防护屏蔽设计，确保设施运行过程中工作人员辐射安 全。
目前国内外酌辐射剂量计算多数采用蒙卡计算，计算软 件较为复杂，而且需要专业技术人员计算，科研研究院所使用 较多，厂矿企业使用较少。
因此，为方便厂矿企业开展辐射剂 量计算，特开展较为典型模型的辐射剂量计算开展研究。
对于 较为复杂的模型，可采用点核计算后进行积分或叠加。
1酌外照射辐射防护计算原理1.1祝常数放射性同位素的祝常数表示从1m C i点源释放出的未经 屏蔽的酌射线在距源1c m处所造成的剂量率(R/h)。
祝常数分 为微分祝常数和总祝常数，对某一给定放射性同位素的某一 单能酌射线所计算的祝常数为微分祝常数，以祝表示，放射性同位素的总r常数简称r常数，等于r;之和。
浅谈计算伽马剂量场中的点核积分方法
Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2018年第10期·33·文章编号：2095－6835（2018）10－0033－02浅谈计算伽马剂量场中的点核积分方法伍盛煜，肖刚（北京应用物理与计算数学研究所，北京100094）摘要：计算伽马辐射场在很多场景下，比如辐射防护、核医学、核设施退役、辐射屏蔽设计等具有很重要的意义。
伽马辐射场的计算原理是基于光子输运理论，但基于光子输运方程我们无法得到伽马辐射场解析解，因此伽马剂量场的计算主要依赖于数值计算方法。
点核积分方法是用一种半经验性的解析计算方法来计算伽马剂量场。
点核积分方法在快速计算伽马剂量场中有很重要的应用。
关键词：伽马剂量场；光子输运；点核积分；积累因子中图分类号：TL328文献标识码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2018.10.033随着科技的发展与进步，人们对于涉核方面的辐射剂量越来越关心。
人体在不同场景下辐射剂量的计算包括是否有辐射热点、辐射屏蔽是否到位，这些都属于对不同场景下伽马辐射剂量场的计算。
伽马辐射剂量场由光子的输运方程来描述，但光子输运方程很难给出一个精确的解析解，通常计算实际场景下的伽马辐射剂量场是通过实际的数值方法来得出较为精确的数值解。
1光子输运1.1光子输运方程[1]光子输运方程为：[].t E Ωr q t E Ωr q Ωd t E Ωr ΦΩΩE E rdEt E Ωr S t E Ωr ΦE rt E Ωr Φgrad Ωt t E Ωr Φv ''''a ），，，（），，，（），，，（），，（），，，（），，，（），（），，，（），，，（1d f 2s π4ext a ++→→+=++∂∂⎰⎰∞σσ（1）式（1）中：t t E Ωr Φv ∂∂），，，（ 1为光子的角通量变化；gradΩ ] [），，，（t E Ωr Φ为目标（体积为v ）进出产生的光子变化；），，，（），（t E Ωr ΦE ra σ为光子吸收；），，，（t E Ωr S ext 为外部源强（不包括目标v ）；→⎰⎰∞''a E rdE，（s π4σ），ΩΩE '→'Ωd t E Ωr Φ2 ），，，（为散射光子（即不通过目标v ，来自其他各方向、各能量的光子）；），，，（t E Ωr q f 为裂变产生的光子；），，，（t E Ωr q d 为延迟光子。
辐射场计算的算法和方法
辐射场计算的算法和方法辐射场计算是指对放射性核素在空间中源-传输-受体过程的影响进行模拟和计算。
这种计算是为了评估放射性物质排放对环境和人类健康造成的影响。
辐射场计算的主要任务是给出污染源在环境中传播的路径、范围和影响。
本文将介绍一些在辐射场计算中常用的算法和方法。
一、传输模型传输模型可以用来模拟放射性核素在水、土壤和大气中的传输过程。
这里介绍其中的三种传输模型。
1. 大气传输模型大气传输模型主要用于预测空气中放射性物质的分布和扩散。
大气传输模型按照不同的应用和场合可以分为区域模型和局部模型。
区域模型主要用于大范围地区的污染传输预测，如基于气象条件对某地区的污染物进行监测和评估。
而局部模型则主要用于一些小范围内复杂的空气质量模拟，如模拟工厂周围的排放物扩散过程。
2. 水文传输模型水文传输模型主要用于预测水体中放射性物质的传输过程，如湖泊、河流、海洋等的污染物传输预测。
这种模型需要考虑流域的各种因素如水流、水位、流速等，以及环境中的氧化还原环境、PH值等因素的影响。
3. 土壤传输模型土壤传输模型主要用于评估放射性物质在土壤中的迁移和转化过程。
在这种模型中，需要考虑土壤中物质的吸附、沉积、弥散等过程，以及地下水的污染问题。
针对不同的土壤类型、含水条件等，可以建立不同的模型。
二、地核转移模型地核转移模型主要用于评估放射性物质在生态系统中的迁移和生物聚集过程。
这种模型从源质量到人体摄取通过不同介质的影响过程中，所需计算的步骤包括建立核素地核转移模型、污染物与生态转移模型、生态人核模型等。
这类模型的应用是评估核事故以及放射性污染情况对生态环境的影响。
三、核素迁移模型核素迁移模型主要模拟放射性污染物在自然环境中的传播过程和人体对污染物的摄入途径，可以应用在评估原子能和辐射安全，辐射监测和污染区域修复方面。
1. 快速核素迁移模型快速核素迁移模型适用于污染物向人体生物摄取方向和地下水摄取方向的迅速传输问题，其作用在于预测核素污染源的污染情况以及对人体健康的影响。
典型γ辐射剂量计算方法
典型γ辐射剂量计算方法作者：甘业福来源：《科技创新与应用》2017年第21期摘要：γ辐射剂量计算是为辐射防护提供设计输入数据，判定屏蔽材料选择是否满足人员和公众辐射防护要求。
文章介绍了几种典型模型的γ辐射剂量计算方法，为同类核设施或核技术运行设施辐射防护屏蔽计算提供参考。
关键词：典型；辐射；计算中图分类号：TL72 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）21-0096-02引言在国内外核技术应用和核设施中，存在大量γ放射性核素，γ放射性核素会发出一定能量的γ射线。
人员接触后，会产生受照剂量，在不采取辐射防护措施的情况下，一旦超过限值，可能对人员产生辐射损伤。
在已建成的核技术运用设施和核设施，通常设置有固定式或者便携式γ剂量测量设备，用于监测工作现场γ剂量率，根据监测数据确定工作人员辐射防护措施，确保工作人员辐射安全。
但新建的核技术运用设施和核设施，需要通过新建设施内的源项进行γ剂量理论计算，计算结果作为设计输入，进行辐射防护屏蔽设计，确保设施运行过程中工作人员辐射安全。
目前国内外γ辐射剂量计算多数采用蒙卡计算，计算软件较为复杂，而且需要专业技术人员计算，科研研究院所使用较多，厂矿企业使用较少。
因此，为方便厂矿企业开展辐射剂量计算，特开展较为典型模型的辐射剂量计算开展研究。
对于较为复杂的模型，可采用点核计算后进行积分或叠加。
1 γ外照射辐射防护计算原理1.1 Γ常数放射性同位素的Γ常数表示从1mCi点源释放出的未经屏蔽的γ射线在距源1cm处所造成的剂量率（R/h）。
Γ常数分为微分Γ常数和总Γ常数，对某一给定放射性同位素的某一单能γ射线所计算的Γ常数为微分Γ常数，以Γi表示，放射性同位素的总Γ常数简称Γ常数，等于Γi之和。
即：上式可简化为：。
经计算，Cs-137的Γ常数为8.51E-14Gy.m2/（h.Bq），Co-60的Γ常数为3.42E-13Gy.m2/（h.Bq）。
1.2 γ屏蔽计算γ射线与物质的相互作用，主要是光电效应、电子对效应和康普顿散射。
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ｕ ｎ 、ｏＺ Ｌｎ ］Ｃ ｌｍ ］ 别 存 放 各 行 各 列 源 棒 的 运 行 方 向 和 垂 直 方 向 的 坐 标 ｂ 。 每 个 源 ｍ ］Ｒｄ ［ｉｅ ［ ｏ ｎ 分 ｕ ］
１ ３ １ ４ ｅ （ ・ ｉ 。 ．２ ０ Ｒ・ ｍ２ ｈ Ｃ ）
２ 坐 标 系 的 建 立 和 源 棒 坐 标 的 确 定 及 在 计 算 机 中 的存 取
山东 辐 照 中心 为 双 板 源架 结 构 。建 立 坐 标 系 如 下 ： 于 两 源 架 平 面 平 行 且 等 距 的 中心 面 在
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核 农 学 报
２０ ，６ ５ ：９ ０ ２ １ （ ）２７～３０ ０
２ ７ ９
Ａｃａ Ａｇ ｉｕ ｔ ｒ ｅ Ｎ ｕ ｌａ ａ ｉ ｉａ ｔ ｒ ｌｕ ａ ｃ ｃｅ ｔｅ Ｓ ｎｃ
文 章 编 号 ： ０ ０ ８ ５ （ ０ ２） ５０ ９ —４ １ ０ ．５ １ ２ ０ ０ —２ ７０
利用 该 计 算 公 式 ， 计 算 出线 源 在 空 间 任 一 点 的 照 射 量 率 。 Ａ Ｌ为 单 位 长 度 的 源 棒 活 度 。 可 ／ 在 计 算 过 程 中 ， 别 取 Ａ 的 单 位 是 ｃ 、 度 ｃ 照 射 率 的单 位 为 Ｒ ｈ 分 ｉ长 ｍ， ／ 。ｒ：１ ３ Ｒ・ｎ／ ・ ｉ ．２ ｒ ｈ Ｃ ： ２
线 源 微 分 ， 为 点 源 ， 用 点 源 公 式 积 分 ， 视 利 得 如 下 线 源 照 射 量 率 公 式 ： Ｊ
Ｘ ＝ｒ＊（ ／ ） Ａ Ｌ ａ＊（ ｒｔ（ ａｃｇ Ｌ＋ ａ ）ａ— １／ ａｃ ａ／ ｒｔ ｌ） ｇ （） １
图 １ 线 源 照 射 量 计 算 的 数 学 模 型
步骤 。
１ 线 状 源 照 射 量 计 算 的 数 学 模 型
设 源 棒 的长 度 为 Ｌ 活 度 为 Ａ， 为 均 ， 且 匀 强 度 线 源 。 现 空 间 任 一 点 Ｐ 到 源 棒 的 距 离 ，
为 ａ 垂 足 到 源 棒 端 点 的 距 离 为 ａ ， 图 １ 将 ， ．如 。
空 间 坐标 系的 选取 与 源棒 坐 标 的 确 定 ； 棒 对 空 间任 意 点 照射 率 计 算 的 程 序 设 计 方 单 法； 多棒 叠 加 合 成 即单 板 对空 间任 意 点 照射 率计 算 的程 序 设 计 方 法 ； 双板 叠 加 合 成 对
空 间任 意 点 照射 率计 算 的 程 序 设 计 方 法 。最 后 用准 Ｃ语 言给 出实现 程序 。 关键词 ： 照 ； 射 率 ； 序 设 计 ； 辐 照 程 Ｃ语 言
的 中心 点 为欧 氏 空 间 的 坐标 系 的 原 点 ０ Ｘ轴 方 向 为 轨 道 运 行 方 向 （ ， 向北 ） Ｙ轴 方 向为 垂 直 源 ，
架 平 面力 向 （ 向西 ） ｚ 为 上 下 方 向 （ ，轴 向上 ） ３方 向符 合 右 手 法 则 。 该 坐 标 系 唯 一 确 定 源 棒 位 ，
收 稿 日期 ： ０ ２ ０ —８ ２ ０ — ４０
作者 简介 ： 雷
鹏 （９ ４～） ， 东 济 南 人 ， 士 ， 事 辐 射 加 工 ， 算 机 算 法 与 程 序 设 计 研 究 １６ 男 山 硕 从 计
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２８ ９
பைடு நூலகம்
核
农
学
报
ｌ ６卷
其 中 ｘ、ｉｚ 为 源 棒 坐 标 。 在 此 Ｙ 也 等 于 两 源 架 的 Ｙ方 向坐 标 。 山 东 辐 照 中心 两 源架 之 ；Ｙ 、ｉ 间 的距 离 为 ７ ｃ 所 以 Ｙ ＝ ±３ ｃ ０ ｍ， ｉ ５ ｍ。 在 计 算 机 中 ， 两 个 浮 点 型 二 维 数 组 Ｒ ｄ Ｌｎ ］ Ｃ １ 设 ｏＸ［ ｉｅ ［ ｏ．
Ｆｉ １ Ｉｌ ｔ ｅ ｔｃ ｍｏ ｌｏ ｏ ｐ ｔｎ ｇ． １ｅ ｍａ ｈ ｍａｉ ｄｅ ｆｃ ｍ ｕ ｉｇ
ｔ ｒ ａ ａ ｉｔｏ ｏｌｃ ｈ ｅ ｄ ｒ ｄ ａｉ ｎ ８ Ｌ ｅ ｒ
其 中 ｒ是 照 射 率 常 数 ， 意 义 为 ： Ｃ 点 源 其 １ｉ
在 ｌ ｍ处 １ ｈ产 生 的照 射 量 。
置 和计 算 的 空 间 点 位 。为 方 便 应 用 公 式 （ ） 以源 棒 最 上 点 作 为其 在 坐标 系 中的 位 置 。例 如 图 １， ２中 源棒 的 Ａ点 。 现 对 空 间 任 一 点 Ｐ ｘ Ｙ ｚ ， 式 （ ） 的各 量 可表 示 为 ： （ ， ，） 公 １中
ａ： ｓ ｒ （ ｇ （ ｘ— ｘ ＋ （ ） Ｙ— Ｙ ） ； ｌ： ｚ ｚ １ ） ａ 一；ｉ （ ） ３ ２ （）
当今 国 内辐 射 加 工 级 的 ｙ辐 照 装 置 大 多 为 单 板 或 双 板 源 架 结 构 。若 干 源 棒 在 源 架 上 如 何 排 列 ， 接 决 定 了照 射 场 的均 匀 性 和放 射 源 的利 用 率 。 因 此 ， 找 源 棒 最 佳排 列 具 有 重 要 经 直 寻 济 意 义 。通 常 寻 找 最 佳 源棒 排 列 的 方 法 是 ： 计 若 干 种排 列 方 案 ， 据 源 棒 生 产 商 事 先 提 供 的 设 根 源 棒 活度 ， 过 海 量 理 论 计 算 ， 析 计 算 数 据 ， 后 确 定 源 棒 最 佳 排 列 。 由 于 此 计 算 过 程 反 复 通 分 最 用 到 反 正 切 函数 且 计 算量 巨 大 ， 计 算 机 程 序 很 难 完 成 。下 面 我 们 给 出程 序 设 计 思 想 和 实 现 非
７辐 照 装 置 照 射 场 计 算 的程 序 设 计 方 法 与 Ｃ语 言 程 序 实 现
雷 鹏 于 子 厚 孙 永 堂 祝 清 俊
（ 东 省 农 业 科 学 院 原 子 能 应 用 研 究 所 ，山 东 山 济南 ２０ ０ ） ５ １０
摘
要 ： 文详 细 论述 双 板 源 ｙ辐 照 装 置 照 射 场计 算 的程 序 设 计 方 法 与 步骤 ， 欧 氏 本 即