第1章 概论
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第一章 概论 教学设计
教学设计
科目:苗家刺绣
教师:
部门:
2021—2022学年度第一学期
课题
第一章 概论
备课时间
课型
课时
1课时
授课班级
教学目标
通过一个课时的学习，学生应了解苗族的起源和苗家刺绣的基本知识。
教材
分析
重点
苗家刺绣的基本知识
难点
苗族的起源
教具
PPT、课本
教法
案例分析、合作学习、电脑模拟等方法
学法
学生在教师的指导下课前复习课本的内容，课后及时巩固上课所学的知识，完成上课布置的作业。
苗绣具有独特的民族风格和技巧。针法有平绣、辫绣、结绣、缠绣、绉绣、贴花、抽花、打子、堆花等十来种。
图案有视为吉祥的麒麟、龙、凤和常见的虫、鱼、花卉、石榴等；颜色有大红、水红、紫红、深蓝、浅蓝、深绿、浅绿、橙黄、深黄等。
先让学生自己思考，小组讨论，然后教师再讲解，采用启发式教学
提问查看当堂掌握情况。
作业布置
在长期的历史发展历程中，苗族在服饰、节庆、婚嫁、丧葬、娱乐、礼节、禁忌、饮食等方面演变，逐渐形成了自己独特的风俗习惯。
二、苗家刺绣
苗绣是指苗族民间传承的刺绣技艺，是苗族历史文化中特有的表现形ห้องสมุดไป่ตู้之一。
苗锈主要用在苗装中头巾、衣领、袖腰、袖口、衣肩、衣背、衣摆、腰带、围腰、裙子、裹腿布巾、鞋子及围兜等的装饰。
教学过程
教学环节
教学内容
教师活动、学生活动
导入新课
向学生播放或者展示苗家刺绣作品
展示作品
教学过程
一、参观内容情景再现（约10分钟）
通过欣赏精美的苗家刺绣作品，学生直观地接触到苗绣，加深了学生对本课内容的理解。
科目:苗家刺绣
教师:
部门:
2021—2022学年度第一学期
课题
第一章 概论
备课时间
课型
课时
1课时
授课班级
教学目标
通过一个课时的学习，学生应了解苗族的起源和苗家刺绣的基本知识。
教材
分析
重点
苗家刺绣的基本知识
难点
苗族的起源
教具
PPT、课本
教法
案例分析、合作学习、电脑模拟等方法
学法
学生在教师的指导下课前复习课本的内容，课后及时巩固上课所学的知识，完成上课布置的作业。
苗绣具有独特的民族风格和技巧。针法有平绣、辫绣、结绣、缠绣、绉绣、贴花、抽花、打子、堆花等十来种。
图案有视为吉祥的麒麟、龙、凤和常见的虫、鱼、花卉、石榴等；颜色有大红、水红、紫红、深蓝、浅蓝、深绿、浅绿、橙黄、深黄等。
先让学生自己思考，小组讨论，然后教师再讲解，采用启发式教学
提问查看当堂掌握情况。
作业布置
在长期的历史发展历程中，苗族在服饰、节庆、婚嫁、丧葬、娱乐、礼节、禁忌、饮食等方面演变，逐渐形成了自己独特的风俗习惯。
二、苗家刺绣
苗绣是指苗族民间传承的刺绣技艺，是苗族历史文化中特有的表现形ห้องสมุดไป่ตู้之一。
苗锈主要用在苗装中头巾、衣领、袖腰、袖口、衣肩、衣背、衣摆、腰带、围腰、裙子、裹腿布巾、鞋子及围兜等的装饰。
教学过程
教学环节
教学内容
教师活动、学生活动
导入新课
向学生播放或者展示苗家刺绣作品
展示作品
教学过程
一、参观内容情景再现（约10分钟）
通过欣赏精美的苗家刺绣作品，学生直观地接触到苗绣，加深了学生对本课内容的理解。
第一章概论《公共部门人力资源管理》PPT课件
Restricted Information and Basic Personal Data
1．3．2 公共部门人力资源管理的理论基础 1 .资源基础理论 2 .人力资本理论 3 .行为角色理论 4 .一般系统理论
Restricted Information and Basic Personal Data
Restricted Information and Basic Personal Data
1．4．3 公共部门人力资源管理的任务 1 .环境建设 2 .选人 3 .用人 4 .育人 5 .留人
Restricted Information and Basic Personal Data
Restricted Information and Basic Personal Data
1．1．1 公共部门人力资源管理的内涵 1.公共部门的涵义
公共部门主要是指以公共权力为基础、运用公共权 力管理社会公共事务、谋取社会公共利益的具有法 律和习惯所赋予强制性权力的管理性组织机构。公 共部门存在的合法性来源于公众的信任与支持，公 共部门的产出是维持社会存在与发展的公共物品 （public goods）、公共秩序与安全、以及社会公共 价值的分配。
1．2．3 公共部门人力资源管理与人事行政 管理的区别
1 .管理理念的区别 2 .管理内容的区别 3 .工作重点的区别 4 .组织结构的区别 5 .管理目标的区别 6 .管理地位的区别
Restricted Information and Basic Personal Data
1．3 公共部门人力资源管理的理论基础
1．2 公共部门人力资源管理的演变与发展 1．2．1从传统人事管理到现代人力资源管理 1．2．2我国公务员制度的演变与发展 1．2．3公共部门人力资源管理与人事行政管 理的区别
1．3．2 公共部门人力资源管理的理论基础 1 .资源基础理论 2 .人力资本理论 3 .行为角色理论 4 .一般系统理论
Restricted Information and Basic Personal Data
Restricted Information and Basic Personal Data
1．4．3 公共部门人力资源管理的任务 1 .环境建设 2 .选人 3 .用人 4 .育人 5 .留人
Restricted Information and Basic Personal Data
Restricted Information and Basic Personal Data
1．1．1 公共部门人力资源管理的内涵 1.公共部门的涵义
公共部门主要是指以公共权力为基础、运用公共权 力管理社会公共事务、谋取社会公共利益的具有法 律和习惯所赋予强制性权力的管理性组织机构。公 共部门存在的合法性来源于公众的信任与支持，公 共部门的产出是维持社会存在与发展的公共物品 （public goods）、公共秩序与安全、以及社会公共 价值的分配。
1．2．3 公共部门人力资源管理与人事行政 管理的区别
1 .管理理念的区别 2 .管理内容的区别 3 .工作重点的区别 4 .组织结构的区别 5 .管理目标的区别 6 .管理地位的区别
Restricted Information and Basic Personal Data
1．3 公共部门人力资源管理的理论基础
1．2 公共部门人力资源管理的演变与发展 1．2．1从传统人事管理到现代人力资源管理 1．2．2我国公务员制度的演变与发展 1．2．3公共部门人力资源管理与人事行政管 理的区别
第一章概论习题及答案
第⼀章概论习题及答案1、⼀条狗携带3盒8毫⽶的磁带以18km/h 的速度奔跑，每盒磁带容量是7GB 。
试问在什么距离范围内狗的数据传输率会超过⼀条速率为150Mbps 的传输线？在以下情况下：（1）狗的速度加倍（2）每盒磁带容量增加（3）传输线路的速录加倍，上述结果的变化。
解：150Mbps 传输线传输7*3=21GB 的时间为：21GB/150Mbps=1202秒（21GB=21*1024*1024*1024*8bit,150Mbps=150*1000*1000bit ）狗奔跑的最长距离：1202*18km/h=6010⽶即在6010⽶之内狗的传输速率更快。
第⼀种情况下，狗奔跑的最长距离：12020⽶；第⼆种情况下，狗奔跑的最长距离增长；第三种情况下，狗奔跑的最长距离为：3005⽶2、LAN 的⼀个替代⽅案是简单采⽤⼀个⼤型分时系统，通过终端为⽤户提供服务。
试着给出使⽤LAN 的客户机—服务器系统的两个好处。
答：分时系统共享硬件，单⼀线路⼀经损坏就⽆法⼯作；LAN 能更好的发挥计算机性能。
（分时是指多个⽤户分享使⽤同⼀台计算机。
多个程序分时共享硬件和软件资源。
分时操作系统是指在⼀台主机上连接多个带有显⽰器和键盘的终端，同时允许多个⽤户通过主机的终端，以交互⽅式使⽤计算机，共享主机中的资源。
分时操作系统是⼀个多⽤户交互式操作系统。
）3、客户机—服务器系统的性能受到两个⽹络因素的严重影响：⽹络的带宽（即⽹络每秒可以传输多少数据）和延迟（即第⼀个数据位从客户端传送到服务器端需要多少时间）。
举例：具有⾼带宽和⾼延迟的例⼦；具有低带宽和低延迟的例⼦。
答：远距离光纤（如⼤陆间的光纤）可以搭载很多数据，但距离遥远，延迟⾼。
电话拨号上⽹只有56kbps ，带宽也⽐较低。
4、除了带宽和延外，⽹络若要为下列流量提供更好的服务质量，试问还要哪个参数？（1）数字语⾳服务（2）视频流量（3）⾦融业务服务答：为提供数字语⾳流量和视频流量，需要统⼀的投递时间。
耶利米书-第一章 概论
耶利米书-第一章概论先知耶利米书是出现在犹大国被掳以前与被掳之时，即亚述与巴比伦时代。
在他以前为先知的有约珥、阿摩斯、何西阿、以赛亚、弥迦、拿鸿。
与他同时的，有西番雅、哈巴谷、俄巴底亚。
被掳时，有以西结、但以理。
其任先知时，身历五王，即约西亚、约哈斯(王下23:30)、约雅敬(王下23:34)、约雅斤(王下24:6)、西底家(王下24:19)。
乃大祭司希勒家之子，世居亚拿突城——即祭司城——去耶路撒冷约三英里。
年尚幼冲，即被召为先知，为祭司。
一、著者论者皆以此书系出自先知耶利米的手笔，或由巴录代书。
其书出现虽较数卷小先知书为迟，如弥迦，拿鸿、何西亚、约珥、阿摩司等；只以编辑旧约先知书之次序，与编辑新约书信之次序略同，即多侧重于书卷篇幅之长短，遂将本书列于先知以赛亚书之后，而为四大先知书之一。
其实他与以赛亚相去约百年，其乃于约西亚王十三年被召，时约西亚王仅20岁(代下34:l-7)；约西亚从在位十二年起，即整理国事，力求振兴，王与先知一对少年，同心实行神旨，当然是国家前途的大希望了。
耶利米之于约西亚，亦正像以赛亚之于希西家。
二、要旨解经者每以本书之要旨即犹大之“败亡与复兴”；或以本书要旨为“失败”，且耶利米为“失败之先知”，或“流泪之先知”。
以其目睹当时会众及君王并教中之先知祭司等，上下一致犯罪悖逆，遂痛斥君民之非义，预言将来的灾祸，泣涕悲痛，苦口热衷，耿耿忠心。
谆谆劝导，或罕譬而喻，或直言责斥，奈民众多轻蔑诽笑。
于约西亚王改革国事之时，耶利米多缄默不语，殆约西亚战殁以后，犹大国事已不可收拾，值此国家多难，政治日非，民俗淫恶，已不堪言状，遂不得不以上主之言晓谕民众。
所可惜者，不论先知祭司，以及民众，不但不听信他的话，反群起而执之，言其罪不容于死；幸有方伯救护，得免于难。
于耶路撒冷首次被掳后，以其深明神旨，深知主心，即于愁云凄雨中，畅论其训慰民众的预言；以国家所遭惨苦，无一而非隐有神的美意，借此训教惩责，使会众知所悛悔。
人体工程学第一章 概论
环境指人们工作和生活的环境噪声照明气温等环境因素对人的工作和生活的影响是研究的主要对人机环境系统简称人机系统是指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及它们所处的周围环境所构成的系统
人体工程学
Human Engineering
第一章 概 论Βιβλιοθήκη 1.1人体工程学简介
1.1.1 定义及命名由来 概述：人体工程学是一门研究人与机械 及环境的关系的学说。是第二次世界大战后 发展起来的一门新学科。它以人—机关系为 研究的对象，以实测、统计、分析为基本的 研究方法。
（4）人体工程学研究的重点是系统中的“人”：
在解决系统中的人的问题上，主要有两条途径： A .使机器、环境适合人； B .通过最佳的训练方法，使人适应于机器和环境。
1.1.4 人体工程学研究的主要内容
1. 工作系统中的人：
人体尺寸；信息的感受和处理能力；运动的能力；学习 的能力；生理及心理需求；对物理环境的感受性；对社会环 境的感受性；知觉与感觉的能力；个人之差；环境对人体能 的影响；人的长期、短期能力的限度及快适点；人的反射及 反应状态；人之习惯与差异（民族、性别等）；
（2）“人的效能”：
指人的作业效能，即人按照一定要求完成某项作业时 所表现出来的效率和成绩。
（3）“人的健康”：
包括身心健康和安全。人体工程学不仅要研究某些因 素对人的生理的损害，例如强噪音对听觉系统的直接损伤， 而且要研究这些因素对人心理的损害。安全是指避免事故， 人体工程学主要研究造成事故的人为因素。
1.1.2 人体工程学发展的历史
上古时代 19世纪末至一战（萌芽时期）
两次世界大战时期（初兴时期）
两次世界大战后（迅猛发展 ） 我国人体工程学的发展
人体工程学
Human Engineering
第一章 概 论Βιβλιοθήκη 1.1人体工程学简介
1.1.1 定义及命名由来 概述：人体工程学是一门研究人与机械 及环境的关系的学说。是第二次世界大战后 发展起来的一门新学科。它以人—机关系为 研究的对象，以实测、统计、分析为基本的 研究方法。
（4）人体工程学研究的重点是系统中的“人”：
在解决系统中的人的问题上，主要有两条途径： A .使机器、环境适合人； B .通过最佳的训练方法，使人适应于机器和环境。
1.1.4 人体工程学研究的主要内容
1. 工作系统中的人：
人体尺寸；信息的感受和处理能力；运动的能力；学习 的能力；生理及心理需求；对物理环境的感受性；对社会环 境的感受性；知觉与感觉的能力；个人之差；环境对人体能 的影响；人的长期、短期能力的限度及快适点；人的反射及 反应状态；人之习惯与差异（民族、性别等）；
（2）“人的效能”：
指人的作业效能，即人按照一定要求完成某项作业时 所表现出来的效率和成绩。
（3）“人的健康”：
包括身心健康和安全。人体工程学不仅要研究某些因 素对人的生理的损害，例如强噪音对听觉系统的直接损伤， 而且要研究这些因素对人心理的损害。安全是指避免事故， 人体工程学主要研究造成事故的人为因素。
1.1.2 人体工程学发展的历史
上古时代 19世纪末至一战（萌芽时期）
两次世界大战时期（初兴时期）
两次世界大战后（迅猛发展 ） 我国人体工程学的发展
植物逆境生理 第一章 概论
第一章 概论
一、关于植物逆境生理生态学 二、植物逆境的概念及种类 三、植物抗逆性的概念
三、植物抗逆性的概念 植物受到胁迫后，一些被伤害致死，另一些的 生理活动虽然受到不同程度的影响，但它们可以存 活下来。如果长期生活在这种胁迫环境中，通过自 然选择，有利性状被保留下来，并不断加强，不利 性状不断被淘汰。这样，在植物长期的进化和适应 过程中不同环境条件下生长的植物就会形成对某些 环境因子的适应能力，即能采取不同的方式去抵抗 各种胁迫因子。植物对各种胁迫（或称逆境）因子 的抗御能力，称为抗逆性（stress resistance）， 简称抗性。
第一章 概论
一、关于植物逆境生理生态学 二、植物逆境的概念及种类
二、植物逆境的概念及种类 地球上热量、光照、雨量和风的季节性变化， 对植物的生存和生理过程有着强烈的影响。短期的 变化，如干旱、洪涝、大风和霜冻等，对植物的分 布也可能有着决定性的作用。当然，土壤条件也是 重要的因素。在良好的条件下，植物种类繁多、生 长茂盛。但在恶劣条件下，如荒原和冻原地带也有 植物生存。实际上，地球上全部可利用的生态位 （niche),包括高山雪地、干旱沙漠等处，都有含叶 绿体的生物群落占据。在恶劣条件下生存的植物， 除在形态和解剖上适应所在的环境外，内在的生理 生化过程也进化出一些特殊的适应。
胁变可逆性指逆境 作用于植物体后植物产 生一系列的生理变化， 抗逆性 当环境胁迫解除后各种 生理功能迅速恢复正常。 避逆性 耐逆性 胁变修复性指植物在逆 境下通过自身代谢过程 避胁变性 耐胁变性 迅速修复被破坏的结构 和功能。概括起来，植 胁变可逆性 物有4种抗逆形式：避 逆性，避胁变性，胁变 可逆性和胁变修复（图 胁变修复 1-2）。
第一章 概论
一、关于植物逆境生理生态学 二、植物逆境的概念及种类 三、植物抗逆性的概念 四、当前植物逆境生理生态学领域研究热点 五、植物细胞的逆境应答与信号转导总论 六、研究植物逆境生理生逆境生理生态学
第一章 概论
1.3.4 混合式架构
Gat提出的混合式三层体系结构，分别是：反应式的反馈 控制层，反应式的规划―执行层和规划层。混合式架构在较 高级的决策层面采用程控架构，以获得较好的目的性和效率； 在较低级的反应层面采用包容式架构，以获得较好的环境适 应能力、鲁棒性98年，Piaggio提出一种称为混合智能机器人专家（HEIR） 的非层次的分布式结构。分布式结构由符号组件(S)、图解组 件(D)和反应组件(R) 三部分组成，如图所示。
1.3.1 程控架构
程控架构，又称规划式架构。它根据给定初始状态和目标 状态给出一个行为动作的序列，按部就班地执行。程序序列 中可采用“条件判断 + 跳转”的方法，根据传感器的反馈情 况对控制策略进行调整。
集中式程控架构的优点：系统结构简单明了，所有逻辑决 策和计算均在集中式的控制器中完成。这种架构清晰，显然 控制器是大脑，其他的部分不需要有处理能力。设计者在机 器人工作前预先设计好最优策略让机器人开始工作，工作过 程中只需要处理一些可以预料到的异常事件。 缺点：对于设计一个在房间里漫游的移动机器人时，若其 房间的大小未知，无法准确地得到机器人在房间中的相对位 置的情况下，程控式控制架构就很难适应了。
1.3.3 包容式架构
包容式架构，又称为基于行为、基于情境的结构，是一种 典型的反应式结构。 1986年，美国麻省理工学院的 R.Brooks 以移动机器人为背景提出了这种依据行为来划分层次和构造 模块的反应式结构。Brooks认为机器人行为的复杂性反映了 其所处环境的复杂性，而非机器人内部结构的复杂性。
1. 分层递阶结构的信息流程 信息流程是从低层传感器开始，经过内外状态的形势评估、 归纳，逐层向上，且在高层进行总体决策；高层接受总体任 务，根据信息系统提供的信息进行规划，确定总体策略，形 成宏观命令，再经协调级的规划设计，形成若干子命令和工 作序列，分配给各个执行器加以执行，如图所示。
建筑初步 第1章 建筑概论
密尔沃基美术馆
结建构筑初步
向外伸展的拱形结构骨架是该大楼设计的特点之处。 建筑仿佛骨胳一般，单体的排列组合，大型的体量，给人 一种强烈的视觉冲击。
科技创新大厦
结建构筑初步
“女人桥”建成于2001年，桥长160米，桥面宽 6.2米，大约重800吨。酷似跳着探戈的女人脚上的 高跟鞋。
触建觉筑初步
节建奏筑初步
建筑初步
建筑初步
建筑初步
2019/11/8
建筑初步
1.4.2 建筑空间构成的色彩
材料固有色的空间构成 人为色彩处理的空间构成 外部光色的空间构成
建筑初步
建筑初步
建筑初步
建筑初步
建筑初步
建筑初步
建筑初步
1.4.3 建筑空间构成的表现形式
形体 结构 触觉 节奏
建筑初步
1.2 建筑的基本构成要素
建筑功能 适用
使用功能、基本功能(保温 隔热 采光 通风等)
建筑技术 坚固
建筑材料、建筑结构、建筑物理、建筑构造、建筑设备和建筑施工
建筑形象 愉悦
建筑体型、建筑色彩、材料质感、细部装饰等
建筑初步
建筑采光
2019/11/8
建筑采光
建筑材料
建筑结构
建筑结构
建筑施工
建筑体型
建筑初步
建筑色彩 圣·克里斯特博马厩与别墅
建筑初步
材料质感
细节装饰
细节装饰
建筑初步
1.3 建筑的分类和分级
1.3.1 建筑的分类 1.3.2 建筑的分级
建筑初步
1.3.1 建筑的分类
在文明社会中，建筑不仅是人们遮蔽风雨、抵御寒暑、防止虫兽侵害而建造 的赖以栖身的场所，同时也是人们从事各种社会活动的功能载体。
结建构筑初步
向外伸展的拱形结构骨架是该大楼设计的特点之处。 建筑仿佛骨胳一般，单体的排列组合，大型的体量，给人 一种强烈的视觉冲击。
科技创新大厦
结建构筑初步
“女人桥”建成于2001年，桥长160米，桥面宽 6.2米，大约重800吨。酷似跳着探戈的女人脚上的 高跟鞋。
触建觉筑初步
节建奏筑初步
建筑初步
建筑初步
建筑初步
2019/11/8
建筑初步
1.4.2 建筑空间构成的色彩
材料固有色的空间构成 人为色彩处理的空间构成 外部光色的空间构成
建筑初步
建筑初步
建筑初步
建筑初步
建筑初步
建筑初步
建筑初步
1.4.3 建筑空间构成的表现形式
形体 结构 触觉 节奏
建筑初步
1.2 建筑的基本构成要素
建筑功能 适用
使用功能、基本功能(保温 隔热 采光 通风等)
建筑技术 坚固
建筑材料、建筑结构、建筑物理、建筑构造、建筑设备和建筑施工
建筑形象 愉悦
建筑体型、建筑色彩、材料质感、细部装饰等
建筑初步
建筑采光
2019/11/8
建筑采光
建筑材料
建筑结构
建筑结构
建筑施工
建筑体型
建筑初步
建筑色彩 圣·克里斯特博马厩与别墅
建筑初步
材料质感
细节装饰
细节装饰
建筑初步
1.3 建筑的分类和分级
1.3.1 建筑的分类 1.3.2 建筑的分级
建筑初步
1.3.1 建筑的分类
在文明社会中，建筑不仅是人们遮蔽风雨、抵御寒暑、防止虫兽侵害而建造 的赖以栖身的场所，同时也是人们从事各种社会活动的功能载体。
机电一体化第一章概论
理的功能。 控制功能： 对整个系统进行控制，使系统正常运转以实施
“目的功能”。 构造功能 ：使构成系统的子系统及元、部件维持所
定的时间和空间上的相互关系所必需的 功能
机电一体化第一章概论
16
机电一体化系统的五种内部功能
机电一体化第一章概论
17
机电一体化系统（产品）的 内部功能
主功能 动力功能 控制功能 构造功能 计测功能
机电一体化第一章概论
6
第二节 优先发展机电一体化的 领域及其共性关键技术
优先发展的机电一体化领域必须同时具备下述几个 条件：
①短期或中期普遍需要； ②具有显著的经济效益 ； ③具备或经过短期努力能具备必需的物质技术基础； ④社会效益十分显著的领域 。
机电一体化第一章概论
7
机电一体化技术内部联系与外 部影响
2）无源接口。只用无源要素进行变换、调整的接口，称为无源 接口。例如齿轮减速器、进给丝杠、变压器、可变电阻器以及透镜 等。
3)有源接口。含有有源要素、主动进行匹配的接口，称为有源 接口。例如电磁离合器、放大器、光电耦合器、D/A转换器、A/D转 换器以及力矩变换器等。
4)智能接口。含有微处理器，可进行程序编制或可适应性地改 变接口条件的接口，称为智能接口。 例如自动变速装置， 通用 输入／输出LSI(8255等通用I/O)、GP-IB总线、STD总线等。
机电一体化第一章概论
23
根据输入／输出功能可分 成以下四种广义接口：
第一章 概 论
第一节 机电一体化时代与机电一体化技术革命 第二节 优先发展机电一体化的领域及其共性关键技术 第三节 机电一体化系统构成要素及功能构成 第四节 机电一体化系统构成要素之间的连接 第五节 机电一体化系统的评价 第六节 机电一体化系统设计的考虑方法及设计类型 第七节 机电一体化系统的设计流程 第八节 机电一体化工程与系统工程 第九节 机电一体化系统的设计程序、准则与规律 第十节 机电一体化系统的开发工程与现代设计方法
“目的功能”。 构造功能 ：使构成系统的子系统及元、部件维持所
定的时间和空间上的相互关系所必需的 功能
机电一体化第一章概论
16
机电一体化系统的五种内部功能
机电一体化第一章概论
17
机电一体化系统（产品）的 内部功能
主功能 动力功能 控制功能 构造功能 计测功能
机电一体化第一章概论
6
第二节 优先发展机电一体化的 领域及其共性关键技术
优先发展的机电一体化领域必须同时具备下述几个 条件：
①短期或中期普遍需要； ②具有显著的经济效益 ； ③具备或经过短期努力能具备必需的物质技术基础； ④社会效益十分显著的领域 。
机电一体化第一章概论
7
机电一体化技术内部联系与外 部影响
2）无源接口。只用无源要素进行变换、调整的接口，称为无源 接口。例如齿轮减速器、进给丝杠、变压器、可变电阻器以及透镜 等。
3)有源接口。含有有源要素、主动进行匹配的接口，称为有源 接口。例如电磁离合器、放大器、光电耦合器、D/A转换器、A/D转 换器以及力矩变换器等。
4)智能接口。含有微处理器，可进行程序编制或可适应性地改 变接口条件的接口，称为智能接口。 例如自动变速装置， 通用 输入／输出LSI(8255等通用I/O)、GP-IB总线、STD总线等。
机电一体化第一章概论
23
根据输入／输出功能可分 成以下四种广义接口：
第一章 概 论
第一节 机电一体化时代与机电一体化技术革命 第二节 优先发展机电一体化的领域及其共性关键技术 第三节 机电一体化系统构成要素及功能构成 第四节 机电一体化系统构成要素之间的连接 第五节 机电一体化系统的评价 第六节 机电一体化系统设计的考虑方法及设计类型 第七节 机电一体化系统的设计流程 第八节 机电一体化工程与系统工程 第九节 机电一体化系统的设计程序、准则与规律 第十节 机电一体化系统的开发工程与现代设计方法
化工系统工程第一章 概论1
• 系统工程开始发展成为一门科学技术是近 40 年的 事。第二次世界大战期间，由于军事上的需要， 产生了运筹学，美国与前苏联发展了系统工程。 此后，随着生产的发展，各种类型的部门都在不 同程度上感到整体观念的重要性。无论是新武器 系统的研制，资源的开发利用，工业、农业和交 通运输的发展都必须把其组成部门看成是一个彼 此有机联系在一起的系统。从整个系统的角度， 周密考虑系统内各个组成部门相互间的制约关系， 才能使整个系统有效的，协调的工作。于 20 世纪 50年代形成独立学科。 • 70年代学者华罗庚在我国推广运筹学，78年钱学 森在文汇报发表中国第一篇系统工程文章，标志 我国系统工程研究进入新阶段。
化工系统工程
－化工过程分析与优化
南京工业大学 化学化工学院 吕效平
第一章 概论
第一节 系统工程的基本概念 1.1.1系统工程 系统工程是一门处于发展中的技术科学。系 统工程的概念源于实践。在小规模生产的条件下 , 系统的概念并不重要；而现代化的大生产是一种大 规模的社会活动， 所设计的内容和规模,科研和设 计 , 组织和管理等问题，以及所要达到的目标都发 生了根本的变化。因此，对整个系统进行综合的、 定量的研究就成为人们面临的新课题。
统工程，化学工业出版社，2003）
• 过程系统工程学科虽有 50余年的历史，但仍无一致的定义。 这是由于它是边缘学科，与系统工程、化学工程、过程控制、 计算数学、信息技术、计算机技术与管理科学难以划分出明 确的界限；另外也由于过程综合、人工智能、失效分析、计 算机集成制造系统（CIMS）、柔性制造系统、企业资源计划、 供应链管理等新内容不断出现，使过程系统工程学科仍在不 断发展。 • 过程系统工程由工程技术（硬技术）、管理技术（软技术） 组成。 • 过程系统工程是继20世纪20年代单元操作技术和60年代传递 现象理论后，化学工程学的第三次重大发展。 • 过程系统工程是过程工业信息化的理论基础，作为一门学科 对化学工业的两化融合发展处于十分关键的地位。 • 党的十六大就提出以信息化带动工业化、以工业化促进信息 化，带动了过程系统工程与化学工业的“两化融合” 发展。
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金属
阻挡层
半导体
（二）半导体材料工艺的发展
半导体材料工艺可概括为： 提纯、单晶制备、杂质控制。
2.1 半导体材料的提纯
提纯的主要目的是去除半导体材料中的杂质 提纯方法可分化学法和物理法。 化学提纯是把元素先变成化合物进行提纯，再将 提纯后的化合物还原成元素； 物理提纯是不改变材料的化学组成进行提纯
半导体外延生长技术
在单晶衬底上生长单晶薄膜称为外延生长。 如果衬底材料和外延层是同一种材料，称为同质 外延 如果衬底材料和外延层不是同一种材料，称为异 质外延
多层膜外延生长
外延生长的技术
外延生长的技术有汽相、液相、分子束外延等。 采用从汽相中生长单晶原理的称汽相外延； 采用从溶液中再结晶原理的外延生长方法称液相 外延; 外延;
照片
霍尔效应示意图
BZ z y b fB x d fE
⊕
v Ix
⊕ ⊕⊕
L
P型半导体薄片：长度为L，宽度为b，厚度为 d 磁场方向 (z方向）与薄片垂直，电流方向为x方向
半导体材料的其它特性
1. 磁阻效应 材料在磁场中电阻率升高的现象 2. 压电效应 材料受机械应力的作用，在产生应变的同时诱发产生 介电极化或电场 3. 压阻效应 材料因承受机械应力或压力而改变其电阻率的现象
原子能级分裂为能带
允带 禁带 允带
禁带
允带
原子能级
能带
半导体导电机理
1932年，威尔逊提出了杂质（及缺陷）能级 1932年，威尔逊提出了杂质（及缺陷）能级 的概念，这是认识掺杂半导体导电机理的 重大突破。
∆ED
⊕ ⊕
EC ED
Eg EV
扩散理论
1939年，莫特（N.F. Mott）和肖特基（W. 1939年，莫特（N.F. Mott）和肖特基（W. Schottky）各自独立地提出可以解释阻挡 Schottky）各自独立地提出可以解释阻挡 层整流的扩散理论。
1.1 半导体的基本概念
1. 什么是半导体？ 什么是半导体？
习惯定义： 习惯定义：按导电性 分导体 、半导体、绝缘体 半导体、
伏特 A. Volta (1745~1827)，意大利物理学家 (1745~1827)， 他利用静电计对不同材料接地放电，区分了 他利用静电计对不同材料接地放电， 金属， 金属，绝缘体和导电性能介于它们之间的 “半 导体” 导体”。 他在给伦敦皇家学会的一篇论文中首先使用 Semiconductor”（半导体）一词。 了“Semiconductor”（半导体）一词。
正、负电阻温度系数
R R
T
T
负电阻温度系数
正电阻温度系数
特性之二－－光电导效应 特性之二－－光电导效应 －－
1873年，英国史密斯W.R. Smith用光照 1873年，英国史密斯W.R. Smith用光照 在硒的表面，发现了硒的光电导效应， 它开创了半导体研究和开发的先河。 所谓光电导效应，是指由辐射引起被照 射材料电导率改变的一种物理现象。
直拉技术－－应用最广，80%的 直拉技术－－应用最广，80%的硅单晶、大部分 锗单晶 悬浮区熔法－－生长高纯硅单晶 悬浮区熔法－－生长高纯硅单晶 水平区熔法－－生产锗单晶 水平区熔法－－生产锗单晶 垂直定向结晶法－－生长碲化镉、砷化镓 国际上的产品主要是12英寸以上的单晶硅，最大 国际上的产品主要是12英寸以上的单晶硅，最大 尺寸达24英寸。 尺寸达24英寸。
区熔法示意图
2.2 半导体单晶生长技术
为了消除多晶材料中各小晶体之间的晶粒间界对 半导体材料特性参量的巨大影响，半导体器件的 基体材料一般采用单晶体。 单晶制备一般可分大体积单晶(即体单晶) 单晶制备一般可分大体积单晶(即体单晶)制备和薄 膜单晶的制备。
1950年，蒂尔（G.K. Teal）用直拉法制备出了 1950年，蒂尔（G.K. Teal）用直拉法制备出了 Ge单晶。 Ge单晶。 体单晶基本上是由熔体生长法制成
Bipolar Transistor NMOS Passivation
M-3 M-3 M-3
PMOS
W
M-2 M-2 M-2
W
G
Al Al
G
Al
C
M-1
E
P
M-1 N+
M-1
B
S
Al
Poly
Gate Oxide
D
S
Field Oxide
Al
Poly
Gate Oxide
Al
D
Field Oxide
N+
P+
N - Well
N+
N-
N-
N+
P+
N - Well
P+
P - Well
N+ Buried Layer
N+ Buried Layer
4. 杂质的概念 杂质包括物理杂质和化学纯度 物理杂质－－晶体缺陷，包括位错和空位等 物理杂质－－晶体缺陷， －－晶体缺陷 化学杂质－－是指基体以外的原子以代位或填 化学杂质－－是指基体以外的原子以代位或填 －－ 隙等形式掺入
1.3 半导体科技的发展简史
（一）半导体理论的发展 （二）半导体材料工艺的发展 （三）半导体器件及集成电路发展
（一）半导体理论的发展
1900年 1900年，普朗克提出辐射量子假说 1905年 1905年，爱因斯坦发展了普朗克的量子说 1913年 1913年，玻尔建立起原子的量子理论
能带理论
1928年普朗克在应用量子力学研究金属导电 1928年普朗克在应用量子力学研究金属导电 问题中，提出固体能带理论的基本思想能带 论。 1931年，威尔逊在能带理论的基础上，提出 1931年，威尔逊在能带理论的基础上，提出 半导体的物理模型。用能带理论解释导体、 绝缘体和半导体的行为特征，其中包括半导 体电阻的负温度系数和光电导现象。
R
半导体
T
半导体材料的分类
微电子半导体 光电半导体 热电半导体 按功能和应用分 微波半导体 气敏半导体 ∶ ∶
无机半导体：元素、 无机半导体：元素、化合物 按组成分： 按组成分： 有机半导体 晶体：单晶体、 晶体：单晶体、多晶体 按结构分: 按结构分 非晶、 非晶、无定形
2. 半导体为什么能够导电？ 半导体为什么能够导电？ 半导体中有电子 空穴两种载流子 通过电子传导 电子和 两种载流子。 电子传导或 半导体中有电子和空穴两种载流子。通过电子传导或空穴 的方式传输电流。 (电洞)传导的方式传输电流。 电洞)传导的方式传输电流 3.什么是平面工艺 ？ 3.什么是平面工艺 利用光刻和掩蔽掺杂技术在半导 体晶片的表面层制作出二极管、 晶体管和集成电路；器件和电路 都是在芯片表面一层附近 附近处 都是在芯片表面一层 附近处，整个 芯片基本上保持是平坦的。 是微电子技术的开端并预示着信 息时代的到来 。
光生伏特效应
光生伏特效应最重要的应用就是把太阳能直接转 光生伏特效应最重要的应用就是把太阳能直接转 换成电能，称为太阳能电池。 电能，称为太阳能电池。 1954年美国贝尔实验室制成了世界上第一个实用 1954年美国贝尔实验室制成了世界上第一个实用 的太阳能电池，效率为6%左右。 的太阳能电池，效率为6%左右。
照片
光敏器件、红外探测器等在军事和国民 经济的各个领域三－－整流效应 －－
布劳恩 K.F. Braun (1850~1918)，德国物 (1850~1918)，德国物 理学家。他与马可尼共同获得1909年度 理学家。他与马可尼共同获得1909年度 诺贝尔奖金物理学奖。 1874年，他观察到某些硫化物的电导与 1874年，他观察到某些硫化物的电导与 所加电场的方向有关，在它两端加一个 所加电场的方向有关，在它两端加一个 正向电压，它是导通的；如果把电压极 性反过来，它就不导通，这就是半导体 的整流效应。
特性之五－－霍尔效应 特性之五－－霍尔效应 －－
1879年，霍尔(E.H. 1879年，霍尔(E.H. Hall) 在研究通有电流 的导体在磁场中受力，发现在垂直于磁场 和电流的方向上产生了电动势，这个电磁 效应称为“霍尔效应” 效应称为“霍尔效应”。 利用“霍尔效应” 利用“霍尔效应”可以测量半导体材料的 载流子浓度、迁移率、电阻率、霍尔系数 等重要参数。 主要用于磁场传感器和电流传感器
讲课内容
第一章 绪论 第二章 半导体物理概论 第三章 半导体应用基础 第四章 半导体材料概述 第五章 杂质工程和能带工程 第六章 宽禁带半导体 第七章 集成电路制造工艺 第八章 半导体材料的制备
第一章 绪论
1.1 半导体的基本概念 1.2 半导体材料的特性 1.3 半导体科技的发展简史 1.4 半导体材料的发展趋势
在绝对零度时无任何导电能力，但其导电性随温度升高呈总 绝对零度时 任何导电能力 但其导电性随温度升高 导电能力， 升高呈总 上升趋势 且对光照等外部条件和材料的纯度 趋势， 光照等外部条件和材料的纯度与 体上升趋势，且对光照等外部条件和材料的纯度与结构完整 等内部条件十分敏感的一类材料。 十分敏感的一类材料 性等内部条件十分敏感的一类材料。 绝 缘 体
贝尔实验室
贝尔实验室创建于1925年，它隶属于美国电话电报公司 贝尔实验室创建于1925年，它隶属于美国电话电报公司 （AT＆T），是世界最大的由企业经办的科学实验室之一， AT＆ 历年来发明了有声电影（1926年）、电动计算机（1937年）、 历年来发明了有声电影（1926年）、电动计算机（1937年）、 晶体管（1947年）、激光器（1960年），以及发现电子衍射 晶体管（1947年）、激光器（1960年），以及发现电子衍射 （1927年）和宇宙微波背景辐射（1965年）等，先后有多位 1927年）和宇宙微波背景辐射（1965年）等，先后有多位 科学家获诺贝尔物理学奖。 1946年 1946年1月，贝尔实验室正式成立了固体物理研究组，其宗 旨就是要对固体物理学进行深入探讨，从而指导半导体器件 的研制。 如果没有贝尔实验室有远见的集体攻关，晶体管发明的历史 也许会是另一个样子，信息时代的到来也许要推迟若干年。
金属
阻挡层
半导体
（二）半导体材料工艺的发展
半导体材料工艺可概括为： 提纯、单晶制备、杂质控制。
2.1 半导体材料的提纯
提纯的主要目的是去除半导体材料中的杂质 提纯方法可分化学法和物理法。 化学提纯是把元素先变成化合物进行提纯，再将 提纯后的化合物还原成元素； 物理提纯是不改变材料的化学组成进行提纯
半导体外延生长技术
在单晶衬底上生长单晶薄膜称为外延生长。 如果衬底材料和外延层是同一种材料，称为同质 外延 如果衬底材料和外延层不是同一种材料，称为异 质外延
多层膜外延生长
外延生长的技术
外延生长的技术有汽相、液相、分子束外延等。 采用从汽相中生长单晶原理的称汽相外延； 采用从溶液中再结晶原理的外延生长方法称液相 外延; 外延;
照片
霍尔效应示意图
BZ z y b fB x d fE
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P型半导体薄片：长度为L，宽度为b，厚度为 d 磁场方向 (z方向）与薄片垂直，电流方向为x方向
半导体材料的其它特性
1. 磁阻效应 材料在磁场中电阻率升高的现象 2. 压电效应 材料受机械应力的作用，在产生应变的同时诱发产生 介电极化或电场 3. 压阻效应 材料因承受机械应力或压力而改变其电阻率的现象
原子能级分裂为能带
允带 禁带 允带
禁带
允带
原子能级
能带
半导体导电机理
1932年，威尔逊提出了杂质（及缺陷）能级 1932年，威尔逊提出了杂质（及缺陷）能级 的概念，这是认识掺杂半导体导电机理的 重大突破。
∆ED
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EC ED
Eg EV
扩散理论
1939年，莫特（N.F. Mott）和肖特基（W. 1939年，莫特（N.F. Mott）和肖特基（W. Schottky）各自独立地提出可以解释阻挡 Schottky）各自独立地提出可以解释阻挡 层整流的扩散理论。
1.1 半导体的基本概念
1. 什么是半导体？ 什么是半导体？
习惯定义： 习惯定义：按导电性 分导体 、半导体、绝缘体 半导体、
伏特 A. Volta (1745~1827)，意大利物理学家 (1745~1827)， 他利用静电计对不同材料接地放电，区分了 他利用静电计对不同材料接地放电， 金属， 金属，绝缘体和导电性能介于它们之间的 “半 导体” 导体”。 他在给伦敦皇家学会的一篇论文中首先使用 Semiconductor”（半导体）一词。 了“Semiconductor”（半导体）一词。
正、负电阻温度系数
R R
T
T
负电阻温度系数
正电阻温度系数
特性之二－－光电导效应 特性之二－－光电导效应 －－
1873年，英国史密斯W.R. Smith用光照 1873年，英国史密斯W.R. Smith用光照 在硒的表面，发现了硒的光电导效应， 它开创了半导体研究和开发的先河。 所谓光电导效应，是指由辐射引起被照 射材料电导率改变的一种物理现象。
直拉技术－－应用最广，80%的 直拉技术－－应用最广，80%的硅单晶、大部分 锗单晶 悬浮区熔法－－生长高纯硅单晶 悬浮区熔法－－生长高纯硅单晶 水平区熔法－－生产锗单晶 水平区熔法－－生产锗单晶 垂直定向结晶法－－生长碲化镉、砷化镓 国际上的产品主要是12英寸以上的单晶硅，最大 国际上的产品主要是12英寸以上的单晶硅，最大 尺寸达24英寸。 尺寸达24英寸。
区熔法示意图
2.2 半导体单晶生长技术
为了消除多晶材料中各小晶体之间的晶粒间界对 半导体材料特性参量的巨大影响，半导体器件的 基体材料一般采用单晶体。 单晶制备一般可分大体积单晶(即体单晶) 单晶制备一般可分大体积单晶(即体单晶)制备和薄 膜单晶的制备。
1950年，蒂尔（G.K. Teal）用直拉法制备出了 1950年，蒂尔（G.K. Teal）用直拉法制备出了 Ge单晶。 Ge单晶。 体单晶基本上是由熔体生长法制成
Bipolar Transistor NMOS Passivation
M-3 M-3 M-3
PMOS
W
M-2 M-2 M-2
W
G
Al Al
G
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C
M-1
E
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M-1 N+
M-1
B
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Poly
Gate Oxide
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Field Oxide
Al
Poly
Gate Oxide
Al
D
Field Oxide
N+
P+
N - Well
N+
N-
N-
N+
P+
N - Well
P+
P - Well
N+ Buried Layer
N+ Buried Layer
4. 杂质的概念 杂质包括物理杂质和化学纯度 物理杂质－－晶体缺陷，包括位错和空位等 物理杂质－－晶体缺陷， －－晶体缺陷 化学杂质－－是指基体以外的原子以代位或填 化学杂质－－是指基体以外的原子以代位或填 －－ 隙等形式掺入
1.3 半导体科技的发展简史
（一）半导体理论的发展 （二）半导体材料工艺的发展 （三）半导体器件及集成电路发展
（一）半导体理论的发展
1900年 1900年，普朗克提出辐射量子假说 1905年 1905年，爱因斯坦发展了普朗克的量子说 1913年 1913年，玻尔建立起原子的量子理论
能带理论
1928年普朗克在应用量子力学研究金属导电 1928年普朗克在应用量子力学研究金属导电 问题中，提出固体能带理论的基本思想能带 论。 1931年，威尔逊在能带理论的基础上，提出 1931年，威尔逊在能带理论的基础上，提出 半导体的物理模型。用能带理论解释导体、 绝缘体和半导体的行为特征，其中包括半导 体电阻的负温度系数和光电导现象。
R
半导体
T
半导体材料的分类
微电子半导体 光电半导体 热电半导体 按功能和应用分 微波半导体 气敏半导体 ∶ ∶
无机半导体：元素、 无机半导体：元素、化合物 按组成分： 按组成分： 有机半导体 晶体：单晶体、 晶体：单晶体、多晶体 按结构分: 按结构分 非晶、 非晶、无定形
2. 半导体为什么能够导电？ 半导体为什么能够导电？ 半导体中有电子 空穴两种载流子 通过电子传导 电子和 两种载流子。 电子传导或 半导体中有电子和空穴两种载流子。通过电子传导或空穴 的方式传输电流。 (电洞)传导的方式传输电流。 电洞)传导的方式传输电流 3.什么是平面工艺 ？ 3.什么是平面工艺 利用光刻和掩蔽掺杂技术在半导 体晶片的表面层制作出二极管、 晶体管和集成电路；器件和电路 都是在芯片表面一层附近 附近处 都是在芯片表面一层 附近处，整个 芯片基本上保持是平坦的。 是微电子技术的开端并预示着信 息时代的到来 。
光生伏特效应
光生伏特效应最重要的应用就是把太阳能直接转 光生伏特效应最重要的应用就是把太阳能直接转 换成电能，称为太阳能电池。 电能，称为太阳能电池。 1954年美国贝尔实验室制成了世界上第一个实用 1954年美国贝尔实验室制成了世界上第一个实用 的太阳能电池，效率为6%左右。 的太阳能电池，效率为6%左右。
照片
光敏器件、红外探测器等在军事和国民 经济的各个领域三－－整流效应 －－
布劳恩 K.F. Braun (1850~1918)，德国物 (1850~1918)，德国物 理学家。他与马可尼共同获得1909年度 理学家。他与马可尼共同获得1909年度 诺贝尔奖金物理学奖。 1874年，他观察到某些硫化物的电导与 1874年，他观察到某些硫化物的电导与 所加电场的方向有关，在它两端加一个 所加电场的方向有关，在它两端加一个 正向电压，它是导通的；如果把电压极 性反过来，它就不导通，这就是半导体 的整流效应。
特性之五－－霍尔效应 特性之五－－霍尔效应 －－
1879年，霍尔(E.H. 1879年，霍尔(E.H. Hall) 在研究通有电流 的导体在磁场中受力，发现在垂直于磁场 和电流的方向上产生了电动势，这个电磁 效应称为“霍尔效应” 效应称为“霍尔效应”。 利用“霍尔效应” 利用“霍尔效应”可以测量半导体材料的 载流子浓度、迁移率、电阻率、霍尔系数 等重要参数。 主要用于磁场传感器和电流传感器
讲课内容
第一章 绪论 第二章 半导体物理概论 第三章 半导体应用基础 第四章 半导体材料概述 第五章 杂质工程和能带工程 第六章 宽禁带半导体 第七章 集成电路制造工艺 第八章 半导体材料的制备
第一章 绪论
1.1 半导体的基本概念 1.2 半导体材料的特性 1.3 半导体科技的发展简史 1.4 半导体材料的发展趋势
在绝对零度时无任何导电能力，但其导电性随温度升高呈总 绝对零度时 任何导电能力 但其导电性随温度升高 导电能力， 升高呈总 上升趋势 且对光照等外部条件和材料的纯度 趋势， 光照等外部条件和材料的纯度与 体上升趋势，且对光照等外部条件和材料的纯度与结构完整 等内部条件十分敏感的一类材料。 十分敏感的一类材料 性等内部条件十分敏感的一类材料。 绝 缘 体
贝尔实验室
贝尔实验室创建于1925年，它隶属于美国电话电报公司 贝尔实验室创建于1925年，它隶属于美国电话电报公司 （AT＆T），是世界最大的由企业经办的科学实验室之一， AT＆ 历年来发明了有声电影（1926年）、电动计算机（1937年）、 历年来发明了有声电影（1926年）、电动计算机（1937年）、 晶体管（1947年）、激光器（1960年），以及发现电子衍射 晶体管（1947年）、激光器（1960年），以及发现电子衍射 （1927年）和宇宙微波背景辐射（1965年）等，先后有多位 1927年）和宇宙微波背景辐射（1965年）等，先后有多位 科学家获诺贝尔物理学奖。 1946年 1946年1月，贝尔实验室正式成立了固体物理研究组，其宗 旨就是要对固体物理学进行深入探讨，从而指导半导体器件 的研制。 如果没有贝尔实验室有远见的集体攻关，晶体管发明的历史 也许会是另一个样子，信息时代的到来也许要推迟若干年。