电力工业发展概述十篇

发布时间:2024-04-25 18:51:15

电力工业发展概述篇1

关键词:教学改革;电气工程概论;互动式教学法;教学效果

作者简介:韩杨(1982-),男,四川成都人,电子科技大学机电学院,讲师。(四川成都611731)

基金项目:本文系电子科技大学中央高校基本科研项目(项目编号:2672011ZYGX2011J093)的研究成果。

中图分类号:G642.0文献标识码:a文章编号:1007-0079(2013)10-0057-02

“电气工程概论”课程是电气工程及其自动化专业的专业基础课。课程围绕电气工程领域的几个主要分支——电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工新技术等方面进行全面系统的介绍。通过该课程的学习,学生对电气学科的发展历史和应用现状有全景式的了解,对进一步深入电气工程学科类专业学习起到导航作用,并逐步培养对电气科学与工程的崇尚与追求的专业精神以及创新意识。[1,2]

实践表明,学生总是习惯于知识的“定量”化灌输模式,而对于这样一门以“定性”介绍为主、没有公式讲解和详细专业理论分析的课程,最初还有些不适应。如何激发学生对电气专业的兴趣,引导学生通过网络搜索和图书馆资料查询等手段,去主动了解和掌握一些专业知识背景,是课堂教学中需要着重思考和实践的课题。[3-5]笔者经过两三年的电气工程概论教学后,在重点讲述电力系统自动化、电力电子与电力传动等的基础上,把互动式教学方法成功应用到教学实践中。课堂教学表明,这对于提升学生学习兴趣和培养学生自主学习能力方面是非常有效的。

一、采用互动式教学方法,探索改革教学模式

“电气工程概论”课程涵盖内容多,采用传统满堂灌式教学方法,效果不佳。笔者通过教学实践,摸索出一套有效的方法,教学安排按照如下顺序:教师理论讲解—多媒体ppt展示—视频演示—给学生布置课后调研题目—学生自主学习、分组研讨、制作ppt—学生课堂专题演讲—同学问答互动、教师总结—教师提出整改意见—学生课后再次收集资料、完成研究报告。这种互动式方法培养了学生对课程的兴趣,使他们在ppt演讲、书面表达、创新能力培养方面都起到积极作用。

二、调整更新教学内容,提升课堂教学质量

1.课程绪论

(1)主要内容:电气工程在国民经济中的地位;电气科学与工程的发展简史、前景、理论基础和常用计算机程序,譬如emtp、matLaB、Bpa、emtDC、pSpiCe等。应达要求:了解电气科学与工程的产生过程;了解电气工程及其自动化专业的二级学科分布;了解电气工程学科的发展前景和在国民经济中的主要应用和作用。

(2)教学设计:围绕使学生对本课程的专业背景、主要应用前景有一个清晰的认识和激发其对本专业的热爱这一目标来展开。在讲授过程中,补充智能电网、新能源的开发利用技术等当前国内外的研究热点,扩展学生的专业视野。

2.电机电器及其控制技术

(1)主要内容:电机的作用及其发展简史;电机的分类与结构、应用领域、选用与运行控制;电机学的研究内容概要;电器的发展历史和分类。应达要求:了解电机的基本作用、发展简史、电器的发展历史;理解电机在国民经济中的应用领域;掌握电机的可逆原理;理解电机学的主要研究内容、高压电器与低压电器的基本结构与作用;掌握电机分类方法和不同类别的电机特点。

(2)教学设计:介绍电机与电器学科的概况、发展简史,使学生对电机学等后续专业基础课程以及电机的微机控制技术等专业课程的学习建立初步的感性认识。通过FLaSH制作的同步电机励磁过程和旋转磁场模拟动画来加强学生对电机学理论知识的理解。对于电器部分,通过图片的形式向学生展示各种电器,增强学生的感性认识;对于高压电器部分,由于装置体积庞大,采用视频录相讲解的方法,拉近学生对高压电器的感性距离。

3.电力系统及其自动化技术

(1)主要内容:电力系统发展简史;电力系统简介;发电厂、电网概述;电力市场简介;电力新技术与发展趋势。应达要求:了解电力系统的发展简史和我国电力工业的发展概况、交直流输电技术的发展过程、各种类型的能源发电原理及其特点;了解电力市场的概念、电力新技术的发展趋势;理解电力系统的功能与作用、现代电力系统的主要特点和运行过程。

(2)教学设计:主要讲授电力系统的概况、基本概念,内容涉及发、输、供、配、用几大部分,按发电部分、电网运行与调度、电力应用三个环节顺序介绍。教学过程中首先从系统的角度对电力系统进行介绍,使学生建立对电力系统整体功能及结构的认识,在此基础上,进一步对各个组成部分分别阐述。在讲述电力系统发展前沿技术的时候,本着自动化、数字化、智能化的发展主线,将智能电网的概念引入课堂。

4.电力电子技术与电力传动

(1)主要内容:电力电子技术的作用与发展简史;电力电子技术的特点和研究内容、应用领域;电力电子技术的地位、发展方向和电力传动概况。应达要求:了解电力电子技术的作用、发展历史;了解电力电子技术的主要应用领域和新技术的发展趋势;了解电力传动的主要应用领域;理解电力电子技术的概念与特点和直流电机、交流电机传动的基本原理。

(2)教学设计:介绍电力电子技术的作用、历史、主要特点及其发展趋势。电力电子技术是我院电气专业一门重要的专业课程。对半导体变流技术的发展历程进行讲授,让学生明确电力电子技术的本质和重要意义;将实验室电力电子器件作为道具,在课堂上实物演示,让学生建立感性认识。在讲述电力传动部分时,结合工程实践进行案例教学,使学生明确电力传动在工业中的应用概况;结合科研课题,将典型案例通过ppt向学生展示。

5.高电压与绝缘技术

(1)主要内容:高电压与绝缘技术发展简史及主要内容;高电压新技术及其在各领域的应用。应达要求:了解高电压与绝缘技术的作用;了解高电压的产生原理和试验设备;了解高电压新技术及其在各领域的应用;理解基本的高电压及绝缘试验操作。

(2)教学设计:介绍高电压与绝缘技术的发展历程、应用领域及其试验技术。本章具有很强的专业背景,因此在教学时,采用了ppt讲授和视频演示相结合的教学手段,突出高电压技术的产生背景、发展历程、试验条件和环境等,达到让学生建立一个感性认识的目的。

6.电工新技术

(1)主要内容:电工新技术发展趋势、超导电工技术、聚变电工技术、磁流体技术、可再生能源技术、磁悬浮列车技术、燃料电池技术、飞轮储能技术和微机电系统。应达要求:了解电工新技术的发展趋势、超导电工技术、磁聚变电工技术的基本原理及应用,磁流体发电和推进技术、磁悬浮列车技术、燃料电池技术及应用,飞轮储能技术及应用和微机电系统的基本概念。

(2)教学设计:主要以ppt讲授为主。对超导电工、聚变电工、可再生能源发电、燃料电池技术和微机电系统等前沿技术进行专题概述。

三、改革教学方法,创新互动式教学模式

1.注重课堂引导,激发学生学习兴趣

在教学过程中,借助网络资源,向学生介绍电气行业的应用情况和相关企业的产品和市场情况,譬如给学生介绍联合证卷行业深度分析“电力电子,我们可以看得更远”,重点介绍电力电子变频器、整流设备、无功补偿设备SVG、开关电源、直流输电装备等技术的实际工程应用,介绍相关企业和上市公司产品和市场概况,激发了学生的学习兴趣。

2.加强课堂互动,调动学生积极性

为了加强课堂互动,采用了ppt讲解和视频教学相结合的方法,进行多个专题介绍。譬如:核裂变之历史回顾、中广核集团介绍、日本核事故回顾、欧洲核聚变装置、中国托克马克聚变装置、日本新干线与中国高速铁路、国家电网、南方电网公司宣传片;汽轮发电机、水轮发电机安装视频和三峡发电厂简介。学生观看完视频后,进行提问:裂变和聚变的区别是什么?日本核泄漏事故的原因是什么?避免核事故的方法有哪些?日本新干线和中国高铁的技术要点有哪些?汽轮机和水轮机的原理是什么等等。鼓励学生回答问题,凡是举手回答问题的学生,在平时成绩上加2分,调动了学生的积极性。随后,教师进行总结评论。

3.推行专题报告,活跃课堂气氛

采用学生专题演讲方法,激发自主学习兴趣和收集整理资料的能力。学生3人一组,分工协作完成资料收集、ppt制作和课后研究报告撰写。学生报告题目有:智能电网概述、电气化铁路接触网介绍、电能存储技术的发展概况、地热发电的现状与技术要点、pLC的原理与应用、国内外智能电网发展趋势、柔性太阳能电池、国内外高压直流输电工程简介、电力系统柔性输配电技术、城市轨道交通供电系统和电动汽车电源系统等等。学生报告后,其他学生提3~5个问题,报告者首先作答,教师随后总结,并对相关技术问题进行详细讲解。对提问的同学,在平时成绩上加2分。这样课堂气氛非常活跃,学生争先恐后举手发言。

四、结束语

通过和学生的沟通发现,学生非常喜爱这种互动式教学方法,感觉课堂不再枯燥,而是充满活力,在知识获取和创新、演讲能力和书面表达方面都得到全面的锻炼,收获颇丰。学生的积极性被充分调动起来了,课堂气氛活跃,学生学习中找到了快乐,对电气工程专业提升了兴趣。教学实践表明,互动式教学方法在电气工程概论课程的应用是成功的。

参考文献:

[1]刘晋,牛印锁,文俊.国内外“电力电子技术”课程教学研究[J].中国电力教育,2012,(6):64-65.

[2]杨鸿波,高晶敏,侯霞,等.“电路分析”课程教学改革的探索与实践[J].中国电力教育,2011,(2):99-100.

[3]蒋陆萍,蒋宇琦.自主教学法在“电力生产概论”课程教学中的应用[J].中国电力教育,2012,(15):67-68.

电力工业发展概述篇2

1.1理清物理化学课程与过程装备与控制工程专业之间的关系

在多年的教学实践中,很多过程装备与控制工程专业的学生对物理化学课程有一些畏难和抵触情绪。他们不理解学习该课程的目的和作用,也不清楚物理化学课程与过程装备与控制工程专业之间的联系。因此本人在教学时首先要解释二者之间的关系。过程装备与控制工程专业主要以过程工业为专业背景,涉及的一些物理、化学过程,主要有传质过程、传热过程、流动过程、反应过程、机械过程、热力学过程等。正是这些物理、化学过程,构成了过程工业的生产过程。物理化学课程就是研究上述化学变化及其相关联的物理变化的各种基本原理和共同规律。正是由于它所研究的是普遍适用于各个化学分支的理论问题,物理化学也被称之为理论化学。物理化学课程是化学、化工、轻工、材料、冶金、农林、医药、地质、生物、热工等学科的理论基础。例如化工原理是过程装备与控制工程专业基础课,要明确告诉学生物理化学课程是化工原理课程的先导课程,学好物理化学课程意义重大。同样工程热力学也是过程装备与控制工程的一门专业课程,其主要涉及物理化学课程的重要组成内容——气体和热力学内容。因此如果没有物理化学课程的讲授,则工程热力学也无从讲起。同样,过程装备与控制工程专业所涉及到的化机设备等课程中有关设备腐蚀与防护等方面的内容,与物理化学课程中的电化学内容密切相关。因此通过以上内容的阐述和解释,就可以理清物理化学课程与过程装备与控制工程专业之间的关系脉络,学生就能明白二者之间的关联性和传承性,对于教学质量的提高就大有裨益。

1.2针对专业特色选择合适的教材制定教学计划

由于课时数的限制,过程装备与控制工程专业学生的化学专业基础知识较为薄弱。物理化学课程概念抽象而复杂,公式推导繁琐,尤其是热力学理论较为抽象,类似度高、易混淆。因此选择适宜的教材才能做到因材施教,学习内容有所侧重。目前化工类专业的物理化学教材选用天津大学第五版物理化学,由高教出版社出版,上下两册。该教材内容全面,注重理论阐述的系统性和严谨性,注意与实际应用的相结合,并保持与时展的与时俱进,是普通高等教育“十一五”部级规划教材。但是由于过程装备与控制工程专业教学计划和课时数的限制,所以必须选择少学时的化工类专业(化机、材料、轻工、纺织、制药及环境等)的少学时大本教材才能完成教学大纲的要求。根据这一现状,我们选择了肖衍繁、李文斌编著、天津大学出版社的《物理化学》作为主教材,其主要内容有:气体、热力学第一定律、热力学第二定律、化学平衡、多组分系统热力学与相平衡、电化学、表面现象、化学动力学基础、胶体化学。根据课时数来制定适宜的教学计划,做到科学性、系统性和概括性。另一方面,在每一章中要选择重点掌握的知识点,要求学生重点掌握,其它内容可以让学生自学和阅读。这样做的目的在于不降低课程教学的总体要求的前提下,使学生能够掌握物理化学课程的精髓和灵魂内容,保证学生在可以接受和理解的基础上掌握知识点,过于抽象和复杂的内容则做到一般性了解即可,做到内容讲解精而透、知识点掌握有侧重。

1.3讲好绪论课和物理化学史调动学生学习兴趣

绪论是整个教材的前奏和正文内容的提纲挈领。大部分教师由于课时的限制对于绪论的讲解都是简要叙述或一言以蔽之。对于过程装备与控制工程专业的学生初学物理化学课程时,对于该课程的体系和内容会简单片面的理解为“物理”与“化学”两大课程的拼合,加之学生在化学课程和知识点方面的欠缺,对于物理化学的课程内容的理解是机械和呆板的。如何上好第一课,调动学生的兴趣,做到融会贯通是物理化学课程讲授的一大挑战。因此绪论课的讲授就显得非常重要。在绪论课中,首先要让学生清楚明白课程物理化学的概念、课程体系的内容、物理化学课程与下游专业课程的关联作用等。通过化学现象和物理现象的有机统一来阐述课程的重要性。另外一方面,为了调动学生的兴趣,加强物理化学史的讲述。通过介绍物理化学发展史及一些事件,使学生明白物理化学发展的轨迹和历史沿革,了解物理化学与物理学、化学、数学及其它相关学科之间的纵横关联性,也就使学生对物理化学课程的学习有一个准确的定位。最后,通过绪论课和物理化学史的讲述,引导学生建立良好的学习方法和态度,为后续教学内容的开展奠定良好基础。

1.4强化高等数学知识点和基础概念

由于高等数学的概念繁杂,很多学生考完试后基本都忘却了一些公式和概念。物理化学课程的公式繁多,对学生的数学基础要求较高,很多概念都是通过数学推导引出,尤其对微积分、导数等概念的掌握要求较高。因此在物理化学课程讲授中,抽象概念和原理必须通过繁琐的数学推导才能让学生明白概念的由来及使用限制条件,理解和掌握难度较大,已成为物理化学授课中的一大障碍。本人在授课中对导数、微积分、极限等概念和常规数学方法进行复习和讲解,夯实学生的数学基础,同时要求学生在课外复习高等数学,课堂进行提问和推导,使学生利用短暂的时间回忆起所学的数学知识点,与物理化学课程的教学产生衔接和对应,可以较好的保证物理化学课程的教学,也提高了学生的学习兴趣,克服畏难情绪,避免学生产生消极厌学情绪。

1.5合理利用教学手段

随着科技的发展、教学手段的创新和现代教育手段的普及化,多媒体教学已大规模应用于物理化学教学中。多媒体课件把图形、图片、文字、动画、声音、视频等信息进行高度集成和数字化,突出了信息的形象化和感染力,使得教学内容丰富多彩,形成良好的交互性、可控性,调动了学生的视觉和听觉效果,有利于促进记忆,强化教学效果。由于物理化学课程中内容繁杂,理论抽象,公式推导繁琐,因此借助于物理化学多媒体课件可以使概念形象化、加大信息量传播。教师也可以把精力和记忆集中于重点内容的讲授上,优化了备课效果,提高了教学效率。但是由于物理化学课程的自身特点,公式繁多,概念抽象,数学语言和数学符号较多,如果多媒体课件展示速度过快,导致数学公式的推导过程化弱化,无法体现出数学公式推导中的逻辑性和方向性,导致学生反应滞后,无从思考,不利于学生对课堂教学内容的吸收、消化和理解。因此,要合理利用多媒体资源,在多媒体教学中加强授课技巧,课件内容展示要合理控制节奏,不能拘泥于课件内容的限制,重点和难点内容处利用黑板教学进行推演和讲解,进行启发性讲解,加强与学生的交流互动,激发学生的兴趣,增强了学生的听课效果,提高了教学质量。

1.6结合生活实例与工程实例进行课堂教学

物理化学课程是一门理论化学,其概念和原理的描述严谨、抽象、系统化。师者,所以传道授业解惑也。因此如何将概念和原理内容正确教授给学生,并且使学生能够从深度和广度上加以理解和应用是教师授课中的重中之重。这也就要求教师本人对概念和原理要有深邃的正确理解,对其应用及条件做到触类旁通,不能形而上学、死板教条,否则将会以讹传讹、误人子弟。在授课过程中教学语言朴素化,语言描述简单明了,避免一些生僻硬拗的词汇。对于理论性内容的讲授,在不影响理论内容严谨性的前提下,可以用学生能理解的语言进行转述,同时结合生活实例和工程实例进行讲解,就能够让学生理论结合实际,提高其学习的兴趣。例如,在讲授水的三相点的知识点时,学生往往容易理解一些具体的相态或变化历程,但是对于水的相图分析感到有些困惑。可以通过解释一般冬晚结霜、夏夜凝露的原因来加强学生对水的三相点理论的掌握。从水的相图可知,在水的三相点温度以上,水蒸气才有可能凝结成液体。水气形成霜是gs的凝结过程。从水的相图可知:只有温度低于三相点温度才有可能使水气不经液体而直接凝结成固体霜。所以,只有在冬季晚间温度低于三相点温度,空气中的饱和水蒸气才可能直接形成霜;而在夏天晚间温度都高于三相点温度,故白天的水气在晚间较低温度下达到过饱和而凝结时则形成露。例如,讲解稀溶液依数性理论时,结合讲述新疆冬季混凝土施工中加入无机盐的工程实例来讲解凝点下降加强混凝土抗冻性的道理,从而使学生非常容易理解依数性的相关知识点。又例如,讲解原电池热力学理论时,结合化工设备的腐蚀及防腐等工程实例对原电池电极构成,电极分类及原则,电极反应、电池反应等做系统性介绍,让学生明白化工设备的腐蚀是一种自发的原电池反应,是一种化学能转变为电能的自发过程的产物。在解释清楚原理后,就可以顺理成章的利用已有的电化学知识点来讲解设备的防腐蚀措施。在讲课过程中,尊重学生,注重和学生的交流,培养师生感情。语气要和缓,语言表述要抑扬顿挫,调动学生情绪,活跃课堂气氛。概念和知识点讲授后要和学生积极交流,循循善诱,了解他们的理解程度和正确性。通过多方位、多实例来引导和疏通问题,做到课堂之上就能够解疑释惑,可以增强学生的积极性,提高学习兴趣,减轻学生学习压力。

2结论

电力工业发展概述篇3

1.1认知无线电技术的概念

认知无线电技术的概念是由著名的无线电领域博士Jo-sephmitola所提出的一种力求解决各种频谱资源紧缺问题的无线电系统。在认知无线电技术概念提出后便有多个学者和机构从自身的角度出发对认知无线电技术进行了完善性和发展性的定义。Jo-sephmitola指出的认知无线电技术即在软件无线电基础之上,通过合理的采用一些相关模式展开推理,继而获得无线相关领域的具备获取能力的一个无线电台。而在无线电领域内对认知无线电技术的定义又存在一些差异,定义认知无线电技术为基于一定模型的途径对无线频段使用情况展开检测工作,然后推理和判断频段使用情况,通过无线电认知方式表示语言进行频谱参数描述,实现对无线电系统发射功率、频率的智能调节。

1.2认知无线电技术的能力

通过上文对认知无线电技术概念的概述可以发现认知无线电技术的能力主要集中在两个方面:

1.2.1认知能力

认知无线电技术之所以被称作认知无线电技术,核心就是其认知能力,认知能力是指获取或者感知无线电环境中信息的无线电技术能力。认知能力具体是指无线电系统在运行过程中获取或者感知无线电环境中信息的一种能力。需要特别注意的是,认知能力需要一套复杂的技术去获取无线电环境中的空间和时间变化,才可以避免在运行过程中对其他用户产生影响。认知无线电技术的认知能力能够实现在特定时间或是区域上的频率符合情况的确定,继而帮助去选择最合适的操作参数和最佳的频谱。

1.2.2重配置能力

在认知无线电技术的运行中认知能力主要提供频谱意识,而重配置能力则是认知无线电技术的又一核心技术,通过从配置技术可以实现对无线电环境的动态变化进行感知。即在不同的无线电频段上认知无线电技术都可以进行信号的发射和接受,且具备使用多种硬件设计支持的传输接入技术。

2无线广播电视监测行业主要业务

2.1频谱监测

无线广播电视监测是广播电视监测中最为基本的一项监测项目,其中频谱的检测又是最为基础的一项检测项目。无线广播电视中的中短波广播频谱收测可以进一步分为频谱占用负荷收测和频谱符合收测两种,其中前者表示收测地点频谱的占用情况,后者表示某一个频段频谱所承受的无线电信号情况。

2.2节目质量监测

广播电视节目质量监测是指在一个特定的电台服务去或是接收地点,对一个电台的发射频率信号参数、发射机运行状况以及发射特性进行监测的一种检测项目。节目质量监测的目的是保障广播电视在播出的过程中能够良好播出,减少甚至是避免播出事故的发生,也是反映播出结果好坏的一项重要手段。目前广泛应用的无线广播电视监测项目主要有有载无调、无载波、劣播、错播、频偏等,合理进行监测能够很好地反映广播电视节目在制作、传输、播出等个环节存在的质量和问题。

2.3节目播出内容监测

我国当前并没有实行广播电视分级制度,因此在广播电视的播出中对所播出的内容进行检测也是无线检测的一个内容,包括敏感词、关键字检测等工作,通过播出内容检测的方式可以实现对播出内容的有效监管,营造出一个健康的广播电视环境。

3认知无线电技术在广播电视监测行业中主要应用

3.1新信号的搜索和识别

认知无线电技术在广播电视监测行业中的应用首先体现在对新信号的搜索和识别方面,通过对信号的搜索和识别,对新节目的变化进行及时跟踪,但一般情况下,新信号的出现都是不可预知、随机的。在广播电视监测行业,对新信号的搜索和识别是认知无线电技术应用其中的首要体现,依托于认知无线电技术可以实现对新节目的跟踪性检测,虽然新信号多是不可预知和随机的,但是认知无线电技术的新信号搜索和识别技术具备极高的信号预测和感知能力,通过对样本信号的显著特征感知,能够在后续的监测工作中继续记忆,达到对样本信号频谱参数记忆的效果,在进行全频段搜索的过程中便可以检测出新的信号,并且对信号所出现的动态变化情况及时进行识别。目前认知无线电能够设定的识别方式众多,现阶段应用较为完善的主要有am、Fm、Cw、SSB等几种识别方式。在信息技术高度发达的今天,合理的认知无线电技术可以在极短的时间内边完成对全波段话语信号的识别,对于提升广播电视监测效率具有十分显著的帮助。

3.2节目播出效果的检测和改善

目前我国的广播电视行业的频谱资源是有限的,因此现阶段所采用的分配方式为固定分配的方式。而因为频谱资源的紧张也导致了我国很多的中短波广播节目在播出的效果不佳,且因为播出过程中同邻频产生的干扰过多,也会导致传输效果不佳。而认知无线电技术则是可以很好地解决这一问题,通过对外界环境的感知,认知无线电技术可以对节目频谱的负荷情况进行获取,然后根据实施情况对参数进行调整,使节目的内部状态负荷所接受到的无线信号统计性变化。尤其是将认知无线电技术用于接收机甚至可以实现全时空的高质量、高可靠性的无线信号接受,能够从根本上改变目前中短波广播电视节目播出效果不佳的困境。

3.3中短波波段频率检测

通过上文的论述可知,在广播电视监测中中短波波段频率检测是十分重要的一项监测工作,认知无线电技术在对中短波波段频率的检测中基于一定模型的途径对无线频段使用情况展开检测工作,然后推理和判断频段使用情况,通过无线电认知方式表示语言进行频谱参数描述,为换频方案以及频率指配方案提供技术层面的支撑。同时合理的使用认知无线电技术还可以对电视广播无线传输中的频率负荷情况进行检测,继而可能电台所受到干扰信息予以查明,然后给出解决方案,为清洁频段和频率的选择提供技术层面的支持,对于提高频段的使用效果也具有十分重要意义。

电力工业发展概述篇4

关键词:大学物理教学改革概念物理思维

中图分类号:G642.0文献标识码:a文章编号:1673-9795(2014)04(b)-0030-02

在科技竞争日益激烈的现代社会,科学知识更新较快,高科技已成为最活跃的生产力[1]。如果培养大学生的科学素质变得越为重要和关键。物理学是很多自然科学和工程技术的基础,当今绝大部分科学技术,比如量子信息、光电子、微电子、天文学、材料科学等,无一不是和物理学有紧密联系的。正因如此,大学物理课程起着很多其它课程无法替代的作用。该课程是一门培养和提高大学生科学素质、科学思维和科学研究能力的重要公共基础课,其涉及面广[2]。然而在教学中我们发现,大学物理教学内容与现代科学技术的发展存在着差异,有部分学生存在着厌学情绪,甚至认为学《大学物理学》没有用处。

本文针对目前高等院校大学物理学中存在的问题,特别是在如何培养应用型人才方面[3],结合大学物理的课程特点对该课程的教学改革进行详细论述。主要涵盖如下三个方面的内容。

1教学观念的改革

由于经过高中阶段应试教育的学习,大学生在原有物理知识体系的基础上,应当不能仅仅溜溜在物理公式、物理定律的条条框框上,不应只是被动的作为知识接受者。首先,大学物理学中概念的理解和掌握十分重要。学生对物理概念的理解主要取决于对物理概念所包含物理意义的理解。

比如讲到光程的概念,很多学生容易把光程简单的看作是光传播的路程,但实际上光程的物理意义是光在媒质中通过的路程折合到同一时间内在真空中通过的相应路程。教师在授课过程中首先要能准确讲解物理概念及所对应物理意义,这对学生正确掌握和理解物理知识,并且应用这些知识解决相关物理问题至关重要。大学物理学中物理概念的课程的基本内容之一。在课堂上如何帮助学生正确理解物理概念和培养物理思维,是物理教师值得商榷的问题。在教学中展示概念背景,创设求知情景,精确表示概念,解剖新概念,运用新概念等,有助于学生物理思维的培养[4]。

物理教师应当引导学生独立思考并将物理知识灵活应用,培养学生良好的科学素养,能够提高他们分析问题和解决问题的能力。比如在讲到静电现象时,如果单重复课本上的描述,学生反应平淡。教师可以自带一些教具,在课堂上现场给学生演示一下,这样可以大大激活学生学习的兴趣,课堂教学也不会枯燥无味。同时通过现场实验操作也可以让学生留意到实际过程中需要注意的问题,这样他们印象更为深刻。

另外,现在科技发展日新月异,教师如果能联系前沿知识或者日常生活常见的现象,学生会更为感兴趣并愿意积极思考。比如说到电磁波,教师可以联系到目前军事的热点无人机,简单描述一下无人机和电磁波之间的关系,这样课堂气氛会活跃很多。

教师还有可以联系一下时事新闻,比如2013年的物理学诺贝尔物理学奖,这是物理界最高的奖项,每次这个奖项时新闻报纸都有很多报道。但是实际上很多学生对获奖者的研究领域并不了解。如果能在课堂上将物理学最新的诺贝尔的获奖领域融入到教学中来,这样可以扩展学生的视野和提供他们的学习兴趣。

2大学物理与交叉专业的结合

大学物理学是一门重要的公共基础课,而学生专业涵盖数学、电子、土木、计算机、化学、生物等多种理工科专业。如何将大学物理与交叉专业相结合是提高学生学习兴趣和应用知识分析问题和解决问题的关键。

教学在课堂上应因专业施教。比如对于数学专业的学生,这些学生的数学基础一般比较好,如果纯粹做微积分习题,很多学生没有问题。但是如何把微积分应用起来解决实际物理问题,这个涉及到应用数学知识解决物理问题的能力。作者在教学中发现,即使数学专业的学生,这方面的能力还比较薄弱。

教师如果能在教学中列举一些其它专业的科学家与物理联系的历史,比如列举德国数学家和物理学家,有“数学王子”美称的高斯,他与韦伯制成了第一台有线电报机和建立了地磁观测台,还创立了电磁量的绝对单位制。学生也明白其实数学专业的也是可以学好物理的,甚至还可能学的更好。还有法拉第,他本身也是化学家,能够创造性地提出场的思想,磁场这一名称是法拉第最早引入的。教师在课堂上讲述一下这段历史也可使得化学专业的学生更为感兴趣。

对应学科的交叉,目前是科学技术发展的一大趋势。目前很多创新性的成果很少是由单一学科独立研究得出来的,通常需要相关学科间的交叉与融合。让学生在学习中深刻理解有助于帮助学生扩展知识,激活学习的兴趣。

3考核的改革

大学物理教学的目标是培养学生良好的思维习惯、培养学生的创新能力。教师在教学过程中不要让学生为应付考试而学习,而是要他们为丰富知识和培养分析问题、解决问题的能力而学习。作者在实际教学中发现,目前大学物理教学考核模式还是单纯的应试考核。诚然,应试考核有其一定的合理性,但同时也存在不少弊端。比如,试卷内容重物理公式、概念的记忆,轻物理思想、分析问题和解决问题能力的考察。这种注重书本知识,忽视应用知识能力的考查往往会限制学生智力和创造力的发展。

大学物理课程考核不应只是对基本公式和规律的考核,避免完全应试的考题,考核内容应体现学生对物理基本概念的理解,同时也应该考虑到学生物理思维能力和应用物理知识分析问题、解决问题能力的考核,这样才能和教学目标相对应。同时对于不同专业,大学物理课程的考核可以根据专业特点进行考核。比如对于数学系,可加大应用数学知识解决物理问题的比重;对于土木专业,可增大力学部分的比重;对应电信专业的学生,可以增加电磁波部分的比重。总之,既要在授课过程中注意与学生所学的专业结合起来,又要在考核方面与之同步,这样可以让学生将大学物理所学的知识与自己专业结合起来,发挥专业之长并融会贯通,这样大学物理课程才能更体现其价值和作用。

大学物理教学改革任重道远,如何通过科学的教学为社会培养更多、素质更高的高科技创新性人才是高校教师义不容辞的任务。本文主要是根据目前大学物理教学中存在的主要问题,根据自身的教学经验,从教学观念、专业交叉结合以及考核改革三方面对大学物理教学改革进行探析,为实际开展大学物理教学改革提供指导方向。

参考文献

[1]吴金兰.工科大学物理教改的方向[J].教法探究,2009(153):63-64.

[2]郭林伟.以新的教学理念推进高校大学物理教学改革[J].榆林学院学报,2010,20(6):82-83.

电力工业发展概述篇5

一、考题例析

例1[1997年全国卷,38](材料略)设问:该地区在脱贫过程中是怎样做到“一切从实际出发、实事求是”的?

解析:这是一道“概念限制型”试题,考查学生的分析和应用能力。多数考生不是从找措施角度作答,而是把“一切从实际出发、实事求是”的原因全部搬到考卷中去,时间没少费,效果却不佳,失分原因在于没有掌握解题技巧。

参考答案:(1)坚持从客观实际出发。该地区从盲目到根据本地区的特点发展林果业,做到了从实际出发。(2)辩证地认识和把握实际。该地区看到自己的有利和不利条件,决策时做到了对实际的全面把握;在林果业发展后办起与之配套的果品和肉类加工厂,体现了对变化发展实际的正确把握。(3)正确地对待别人的经验。该地区对“无工不富”的经验从简单照搬到因地制宜地做出正确决策说明了这一点。(4)正确发挥主观能动性。该地区领导认为脱贫不能仅靠政府救济,更要靠自力更生,并抓住时机办起果品和肉类加工厂的决策过程,说明了这一点。

例2[2004年文综全国卷Ⅲ,39(7)](材料略)设问:根据上述材料分析我们应如何实事求是地解决电力短缺的问题?

解析:本题考查学生运用哲学知识解决实际问题的能力。只有完整把握实事求是这一概念的具体内涵,如一切从实际出发,按规律办事等,才能结合材料准确作答。

参考答案:解决电力短缺问题应做到:(1)一切从实际出发;(2)认识电力生产和消费的特殊规律;(3)发展电力行业,应掌握电力生产和消费的特殊规律,提高预见性,坚持适度超前原则。

例3[2005年文综全国卷Ⅱ,38(1)](材料略)设问:简述新型工业化道路的含义,并说明该企业运行模式是如何体现新型工业化道路的。

解析:本题涉及新型工业化道路的内涵。要抓住设问中的关键词“如何体现”,从新型工业化道路的含义入手,与该企业运行模式对照,看新型工业化道路的要求在该企业运行模式中是如何体现出来的。

参考答案:(1)新型工业化道路的含义(略)。(2)从该企业运行模式看,企业注重依靠科技,改变了过去那种“资源―产品―废弃物”的模式,形成了“资源―产品―再生资源”的模式,既充分利用了资源,提高了经济效益,又降低了环境污染,从而体现了新型工业化道路的要求。

二、应对策略

通过对上述几道考题的例析和解答,不难看出“概念限制型”试题有共同的设问模式和解题技巧。

1.明确概念内涵和学科范围。首先要搞清一切从实际出发、实事求是和新型工业化道路等概念的内涵,其次要明确设问中该概念所属的学科范围。

2.分解概念内涵。明确概念内涵后,再把概念内涵分解为若干层次,然后依据分解后的若干层次有序地组织答案。如例2中,就要把实事求是的内涵分解为若干层次,然后从哲学角度回答解决电力短缺问题的措施即可。

3.注意结合材料。解题时,切记要结合材料。考生有无必要按概念内涵的每个层次作答,取决于材料中有无与该层次内涵相关的信息词,如相关,则选取相关的概念内涵层次结合材料作答。这有助于提高答题效率,更好地应对文综题量大、时间紧的考试模式。如例3中,设问材料只涉及科技含量高、资源消耗低、环境污染少等内涵,而新型工业化道路的信息化、人力资源优势则没涉及,没有必要把它们都罗列出来。

4.适度引申扩展。组织答案时,要结合材料大意适度引申扩展,使之更臻完善。如例1中,之所以要组织“正确地发挥主观能动性”要点,就是因为客观规律性和主观能动性是辩证统一的,要从实际出发、实事求是就必须发挥主观能动性。

三、高考模拟训练

例题:改革开放30多年的历史,就是不断解放思想、冲破束缚、改革体制、谋求发展的历史。思想解放是改革和发展的火车头。总书记在十七大报告中再次强调了解放思想的重要性,只有继续解放思想,才能进一步改革开放,实现科学发展、社会和谐。

设问:运用所学知识,说明在新的历史条件下,我们应该怎样进一步解放思想。

解析:这又是一道“概念限制型”试题,依据上述解题策略,首先应明确解放思想的内涵和哲学常识范围;其次要将解放思想的内涵分解为:马克思主义指导;面对新情况,解决新问题;主观符合客观等。然后依据三个层次内涵结合材料作答。

电力工业发展概述篇6

随着全球信息化的发展,电子商务(e-commerce-eC)已经成为世界经济市场必不可少的组成部分。有预测表明,2009年全球电子商贸的总量将超过18000亿美元。伴随电子商贸的蓬勃发展,eC模式呈现出自动化、智能化和移动化的新趋势。而传统基于HtmL的eC平台缺乏语义信息,无法将显示信息与数据分离,难以满足eC新需要。web元信息处理和语义化发展,特别是ai成熟的理论、方法和技术,将对eC的发展起到关键的作用。

电子商务平台是使交易双方的需求及供给信息都可以良好交流和交换的地方,所以构建一个良好的电子商务平台首要的要求就是交易双方的信息可以充分地交换和互用。但是,由于交易双方所使用的计算机系统等一些方面的不同,会产生互用性问题,特别是通过internet进行商业活动时。计算机系统相互作用时存在的问题大体可以划分为以下四种类型:系统异构、语法层异构、结构层异构和语义层异构。系统异构包括硬件和操作系统之间的不相容;语法异构指的是不同语言和不同的数据表示;结构层异构指使用不同的数据模型;语义层异构指系统间交换信息时所用术语的含义不同,如同义词。其中,随着技术的发展,前三种类型的问题已逐渐得到更好的解决,如使用CoRBa,DCom和不同的中间件产品。XmL的出现在一定程度上解决了最后一类问题。XmL本身具有的许多优点为电子商务特别是B2B的发展带来了很大的变化,如XmL持国际语言编码标准Unicode,把业务规则和数据内容、结构分离开来,用户只需协商数据内容和结构,从而可以自由定义和实现各自的业务规则,企业之间可以灵活方便地建立多对多的连接等。

本文着重描述数据内容和结构的元语言XmL[1],凭借其强大的定义和表示标记语言能力,正成为互联网信息表示与交换的标准格式。采用XmL作为表示语法,w3C开发了在web上进行元数据处理和交换的标准RDF(S)[2],RDF(S)的出现使得本体建模技术可以应用于eC内容定义和信息交换,使得开发自动化、智能化和移动化的eC平台成为可能。然而,XmL虽然在定义数据结构和语义方面提供了标准的语法,但它并没有提供描述商业过程和商品交换的标准的数据结构和术语。因此,使用XmL进行交易方之间的数据交换时,首先必须在使用的词汇,以及用法和语义方面达成一致,这在一定程度上抑制了电子商务特别是B2B的跨领域、跨地区甚至跨国家的扩展性发展。为了更好地解决电子商务中的语义异构问题,引入了人工智能领域中的ontology(本体)技术。它是不同领域、不同应用系统之间进行交流、协定的可以共享理解的表示。这种协定有助于对内容意义的精确、高效通信,同时又反过来促使系统的交互式操作、重用和共享等一系列的性能得以提高[3]。

二、ontology的概念及相关理论

ontology在人工智能领域用于知识的共享,从20世纪90年代初以来,ontology就已成为许多人工智能研究领域中如知识工程、自然语言处理与知识表示的研究主题。经过多年的发展,如今ontology在智能信息集成、协作信息系统(CooperativeinformationSystems)、信息检索、知识管理及电子商务等方面的应用越来越广泛。其中主要原因就是ontology提供了对某一领域(Domain)可共享的、通用的理解,从而使不同人员、不同应用系统之间可以进行通信。因为ontology针对的是领域中达成一致的知识,所以它的发展也常常是参与其中不同的人、不同组织(可能分布在不同地方)之间的协作过程。

(一)ontology的概念

ontology作为从哲学领域借鉴过来的术语,在哲学中它是一种存在的系统化解释。ontology的概念有很多,但是目前基本上得到认同并能够较好表明它的本质的概念是:ontology是对一个共享的概念化的形式的、显式的规格说明。“概念化”指的是世界上某些现象的抽象模型,该模型能够识别现象的相关概念。“显示的”指所使用概念的类型及这些概念在使用上的约束要显式定义。“形式的”指ontology是机器可以处理的。当然,这种形式化的程度可以不同,例如wordnet提供了超过100000的使用自然语言解释的术语,而CYC提供了常识知识许多方面的形式化、公理化理论。“共享”说明ontology表明的是达成一致的知识,也就是说,它并不是局限于某几个个体而是被整体所接受。

1、ontology的语言

有许多语言可用于表示ontology,其中一些语言是基于XmL语法并用于语义web的,如:oXL(ontologyeXchangeLanguage),SHoe(SimpleHtmLontologyextension,最初基于HtmL),omL(ontologymarkupLanguage),以及由w3C工作组创建的RDF(ResourceDescriptionFramework)与RDFSchema。最后,还有建立在RDF与RDF之上的、较为完善的ontology语言oiL(ontologyinferenceLayer)和DamL+oiL(图1)。当然,还有其它创建ontology的语言如传统的oKBC,oCmL等。选择何种语言表示,要根据具体的应用来定。

2、RDF框架的概念

本体需要某种语言来说明,该语言应能以机器可理解的方式准确地定义概念以及概念之间丰富的关系。

RDF框架由三个部分构成:

①RDFDatamodel。其形成对资源的形式描述。它包括三个对象类型:资源、属性、陈述。任何可以通过URi(UniversalResourceidentifier)来表示的对象都是RDF资源,它的属性由属性类型来标识,每一个属性类型都有对应的属性值。RDF采用对象-属性-值的三元组来描述资源间的相互关系,记为a(o,V),分别对应上面的资源、属性和属性值,或者称为主题、谓词和对象,意为对象o拥有值为V的属性a。

②RDFSchema。定义描述资源时需要的属性类及其意义、特性。RDFSchema使用一种机器可以理解的体系来定义描述资源的词汇。如:rdfs:Resource、rdfs:Class和rdfs:property类,rdfs:subClassof和rdfs:subpropertyof属性关系,以及rdfs:domain和rdfs:range的属性约束关系。该词汇集构成了一种基本类型系统及该系统的基础类,这些基础类包括了定义新类必需的元对象类型,因此RDF具有扩展特性,适合于eC本体建模。

③RDFSyntax。尽管RDFDatamodel提供了一个抽象的框架来描述资源,Schema定义和声明了一些属性类,但要形成人机可读的具体文件,还需要一个具体的语法体系来完成。RDFSyntax借助其宿主语言XmL,把形式化描述转换成机器可以理解和处理的文件。

(二)ontology在B2B电子商务信息集成中的应用

电子商务中的B2B[4]主要从事企业与企业之间在线进行商业合作的交易,internet和基于web的电子商务为优化商业关系提供了较高水平的灵活性和开放性。这些电子商务B2B平台为他们的客户提供了新的机会,可以帮助客户不需要通过大量的通讯渠道,就可以联系到许多潜在的商业伙伴。譬如中国的阿里巴巴以全球领先的B2B电子商务网上贸易平台为许多企业带来了商机和利润。当然,B2B电子商务网上贸易平台在带来优于传统商务交易的许多特点的同时也带来了一些问题,其中成指数增加的交易方提供的大量产品描述、目录和文档等,由它们带来的异构问题成为了B2B电子商务发展的瓶颈,因而对这些不同类型描述信息的有效管理成为B2B电子商务的主要任务。B2B电子商务中包含了三种不同类型的标准之间的相互作用:

(1)描述像购买合同等可交换商业文档的不同标准(如:XmLCommonBusinessLibraryxCBLandCommerceXmLcXmL)。

(2)使用产品种类等级和每一种类的属性对产品进行详细说明的内容标准(如:Un/SpSC,ecl@ss4和UCeC)。

(3)根据某个内容标准对产品进行详细说明的产品目录,它可以被可交换商业文档引用(如:ariba和Commerceone)。

从技术的角度来看B2B的信息集成任务,它主要包括两种:商业文档的集成和内容标准管理。其中的关键技术是基于本体(ontology)来实现的。

1、B2B文档集成

随着XmL技术的不断成熟,大多数进行B2B电子商务的企业使用XmL编码的文档,从而产生了许多基于XmL的电子商务标准。如:Commerceone提出的xCBL(XmLCommonBusinessLibrary)标准,包含了B2B中进行交互使用的约600种不同文档类型。虽然在一定应用范围内,这些文档具有一致性,可以进行互操作,但是它们在文档的结构、信息分解、复杂性和应用背景上不同。传统的转换技术在效率和应用范围上均不能满足要求,但使用具有发展前景的ontology技术,能够较好地解决电子商务中的这一问题。以ontology为中介的信息集成提供了进行文档集成、将概念结构引入文档和对基于知识的文档查询、检索进一步集成的良好架构。XSL-t与Xpath结合使用可以转换任意XmL文件,但由于进行的是直接映射,所以规则比较复杂,程序编写困难、复杂,维护起来不容易,而且实现的映射重用性差。基于ontology的多层次集成可以解决以上的问题,该方法中将信息的表示分为三个层次:语法层、数据模型层和ontology层。

(1)语法层对应使用XmL序列化表示的文档实例,该序列化主要说明使用到的XmL元素和属性以及它们的顺序。

(2)数据模型层可以看作是语法层与ontology层之间的桥梁,该层将在语法层中的差异抽取出来进行表示,并用对象—属性—值对产品进行描述。标准化(normalization)的进行是根据相应的ontology进行的,因为在ontology中表明了按所要求粒度进行元素分解后的元素的语义。该层使用的术语由相应的ontology进行定义,并且通常必须与在语法层使用到的相符合。然而,前者比后者要详细得多,如在XmL文件描述中,街道名称与门牌号可以作为一个元素,而在ontology中,两者肯定是分开的。该层次可以使用RDF进行描述,也可使用Soap(Simpleobjectaccessprotocol)。

(3)ontology层包含每一种文档类型通用的文档ontology,如产品目录ontology、购买合同的ontology等。这些ontology提供了电子商务B2B中的使用到的术语及术语的形式化语义。如地址在运输文档中可能是指运输地址,而在财务文档中可能是指账单地址,在ontology层这两种类型的地址必须明确地分开。另外,ontology中还包含了在一些文档标准中可选或忽略的元素。按照上述层次描述,可实现电子商务B2B中的较复杂的文档集成,结构如图2所示,总的来说可以分为三步:①按照从语法层到数据模型层的转换要求,从XmL描述中抽象出源文档的RDF数据模型,这样解决了由于XmL语法的多样性和复杂性带来的转换规则的复杂性。②把文档的数据模型转化为电子商务B2B中的使用的术语,并在相应的文档ontology中详细说明。在该步骤中,数据模型的粒度水平需要与电子商务B2B中的使用的粒度水平平齐。这意味着可能需要进行一对多的转化。③电子商务B2B的按照目标文档标准的术语生成一个相应的文档,其中由于原子概念的粒度水平的不一致,需要对该文档进行多对一的到RDF表示的转换。

2、内容管理

内容标准提供了产品描述的等级,并定义了产品类别之间的Subclass-of关系。产品目录中的每一个产品链接到某一特定产品类别,该产品类别对产品进行了详细描述。内容标准可以分类为“水平型”标准和“垂直型”标准。“水平型”标准提供了高层次的所有可能产品的分类并覆盖了多个领域。每一个“垂直型”标准提供了某一领域的深入和细致的分类。通常“,垂直型”一个“水平型”标准的几个低层次种类的扩展。较著名的“水平型”内容标准UnSpSC,具有超过12000种类的五层分类模式,但它不是描述性的,也就是说,它不包含产品的属性描述,仅仅只有产品名称的层次描述。该标准的层次是从产品供应方的角度进行分类的,如打印纸与书写纸均属于印刷产品一类,笔则属于办公用品这一类,因为从供应方的角度考虑它们完全属于不同的类别。另一“水平型”内容标准ecl@ss,支持工业企业供应链的产品和信息流,是德国企业中主要使用的标准。它根据工业用户及供应商的需要,提供了约为12700以上的种类,层次的划分是按照购货方的需要进行的,如书写纸与笔都归于办公用品供应方一类。iSo,Rosettane(t主要是为it产品)是“垂直型”标准的典型例子。从本质上说,内容标准也就是产品ontology,它们提品分类层次和相关产品属性。因此,电子集市需要进行的内容管理任务实际上是ontology的管理任务。它包括:①产品分类。按产品ontology中的类别,对产品进行分类。②产品再分类。由于不同企业有自己不同的需求,因此,往往会造成不同的产品分类,因此这就要求B2B电子商务网上贸易平台具有根据新的分类模式再分类的能力,根据新的产品ontology将新类型分配给某一产品。在该任务中需要解决水平型标准之间、垂直型标准之间,以及水平型标准与垂直型标准之间的映射问题。③产品描述层次的个性化并根据不同产品ontology产生视图。不同的用户希望得到不同的产品分类视图,根据用户的描述,内容管理过程可半自动化地产生用户需要的产品目录视图。为了更好地实现面向用户,需要设计和实现两个产品ontologies:客观的与主观的产品ontology。客观的ontology用于描述被讨论域内典型产品目录中的元素,如打印机重量;主观ontology描述有关用户喜好的产品信息元素,如打印机的打印分辨率。分类规则可以发展成为根据一定主观的类别对产品信息进行分类,如便宜的家用打印机。ontologies可以用于模仿(model)每一产品特性的协商。④不同版本ontology的维护,确保ontology的一致性。这主要是由于内容标准的经常变化,如UnSpSC每两个星期需要进行一次更新。

电力工业发展概述篇7

关键词:电动汽车;充换电站;定额管理

中图分类号:U471

文献标识码:a

文章编号:1009-2374(2011)27-0027-03

一、概述

在全球能源和环境问题的严峻形势下,变革节能与减排的技术显得迫在眉睫,已经成为全世界人民关注的焦点。电动汽车作为一种高速发展的交通工具在节约能源、减少污染物排放等方面具有无可比拟的优势。而电动汽车能源供给设施――电动汽车充换电站是电动汽车发展中必不可少的重要环节。

在国外,美国、日本、欧洲都已开展电动汽车充换电站的相关研究和建设。在国内,国家电网公司提出了“换电为主、插充为辅,集中充电、统一配送”的充换电设施建设指导方针;南方电网公司围绕电动汽车能源供应这一环节,提出了“换电为主、充换结合、统一服务、统一配送”的指导方针。目前,两大电网公司已在国内多个城市建设运营了多个电动汽车充换电站。因而,电动汽车充换电站的相关研究也就成为了一项重要的课题。

二、现行行业定额管理体系

(一)基建工程

中华人民共和国国家发展和改革委员会2007-0726的《电网工程建设预算编制与计算标准》、中国电力企业联合会于2007-02-08和2007-11-09的《电力建设工程预算定额》(2006年版)和《电力建设工程概算定额》(2006年版)。定额管理体系适用于35~500kV输变电工程、±500kV以下直流输电工程、通信工程的新建、扩建工程项目。

国家能源局2009-04-21的《20kV及以下配电网工程建设预算编制与计算标准》、《20kV及以下配电网工程预算定额》。定额管理体系适用于20kV及以下配电网工程项目。

(二)技改及检修工程

国家能源局2010-08-16的《电网技术改造工程预算编制与计算标准》(试行)、《电网技术改造工程预算定额》(试行)、《电网拆除工程预算定额》(试行)、《电网检修工程预算编制与计算标准》(试行)、《电网检修工程预算定额》(试行)。定额管理体系适用于35~750kV输变电工程的技术改造、拆除和检修工程项目。

由上述可知,现行电力行业定额管理体系并未涉及电动汽车充换电站领域,不能满足日益增长的电动汽车充换电站建设的工程造价管理需求。同时,定额管理体系的缺失也不便于电网公司对电动汽车充换电站项目的投资控制、成本控制等造价管理工作。所有这些都迫切需要建立一套与之相适应的定额管理体系,指导电动汽车充换电站建设的工程造价管理工作。本文试图规范电动汽车充换电站的定额管理体系,有利于客观、公正、合理地确定其工程投资水平,为今后类似工程的造价确定和控制提供参考和借鉴意义。

三、新定额管理体系的建立

(一)研究思路

首先,调研工作,为开展研究提供第一手资料。通过调研国内具有代表性的己建设投运的电动汽车充换电站,调研主要的生产设备厂家,咨询建设、施工、运行、调试等单位,收集相关的工程造价资料、施工技术组织措施、施工工艺等相关资料。

其次,分析数据资料,为体系建立奠定基础。针对调研的造价资料,分析费用组成,为建立计价体系和取费标准提供依据。根据工程施工过程中的施工工艺,消耗的人材机数量等,测量定额水平,完成预算子目,并由预算子目组概算定额子目。

最后,完成定额管理体系,并以实际工程来测算其合理性。通过前期调研、分析、计算,构建了定额管理体系。其适用性及合理性可以通过实际工程来测算验证,满足今后实际工程的需要。

本文仅阐述研究思路,对于定额结果、费用标准系数等的测算,限于篇幅本文不作详细介绍。

(二)构建体系

通过对己建电动汽车充换电站项目的工程条件和环境等各种参数的分析研究,咨询国内具有设备供应能力的厂家、丰富施工经验的输变电公司、具有充换电站项目建设管理经验的建设单位、监理单位、运行单位、调试单位等,结合工程具体特点及施工组织设计方案,采用相关的计算方法进行研究和测算分析,推算出工程的概预算定额、取费费率及其他费用的费率等。

首先,建立与之相关的概预算定额。通过对充电系统、换电系统和电池系统等项目类别的划分,按照具体施工工艺可以测算建立定额。定额子目可以参考表1:

其次,建立配套的计价体系及取费标准。依据对前述工程各参与单位的调研数据分析,结合工程自身特点,参考现行电网工程计价体系,采用数据分析计算法、对比分析法等方法进行分析研究,结合运用图表进行测算分析,推算出工程的取费费率和其他费用费率。取费费率和其他费用费率计费程序可以分别参考表2、表3,如下所示:

至此,一套完整的基于电动汽车充换电站的定额管理体系架构已经建成,它涵盖了概预算定额、配套计价体系及取费标准。但是,我们还要通过选择各地的实际充换电站工程,运用此套标准体系进行测算和验证,针对其中的偏差要及时纠偏反馈,直至合理。此时,定额标准体系核算基本完成,但是,在使用过程中,它还必须要经过用户的检验。

通过上述分析,可以得出电动汽车充换电站项目相关的概预算定额、配套计价体系及取费标准,形成了完整的定额管理体系。基于此,我们就可以根据充换电站设计方案,合理地确定工程投资,为建设方提供决策参考。

(三)研究意义及建议

1.弥补了现行定额管理体系的缺失,新的定额管理体系的建立为同类课题研究提供了思路。

2.规范了电动汽车充换电站的造价管理,有利于客观、公正、合理地确定电动汽车充换电站的工程投资,为业主方提供决策参考。

3.为工程招投标提供了参考依据,可以有效地控制投资和节约造价,为项目参与各方均带来了良好的经济和社会效益。

4.电网公司可以牵头组织相关设计咨询单位编制完成该定额管理体系,成果可以作为企业标准试行出版,运行情况良好可以申请上升为国家、行业标准文件。

电力工业发展概述篇8

在非微电子专业如计算机、通信、信号处理、自动化、机械等专业开设集成电路设计技术相关课程,一方面,这些专业的学生有电子电路基础知识,又有自己本专业的知识,可以从本专业的系统角度来理解和设计集成电路芯片,非常适合进行各种应用的集成电路芯片设计阶段的工作,这些专业也是目前芯片设计需求最旺盛的领域;另一方面,对于这些专业学生的应用特点,不宜也不可能开设微电子专业的所有课程,也不宜将集成电路设计阶段的许多技术(如低功耗设计、可测性设计等)开设为单独课程,而是要将相应课程整合,开设一到二门集成电路设计的综合课程,使学生既能够掌握集成电路设计基本技术流程,也能够了解集成电路设计方面更深层的技术和发展趋势。因此,在课程的具体设置上,应该把握以下原则。理论讲授与实践操作并重集成电路设计技术是一门实践性非常强的课程。随着电子信息技术的飞速发展,采用eDa工具进行电路辅助设计,已经成为集成电路芯片主流的设计方法。因此,在理解电路和芯片设计的基本原理和流程的基础上,了解和掌握相关设计工具,是掌握集成电路设计技术的重要环节。技能培训与前瞻理论皆有在课程的内容设置中,既要有使学生掌握集成电路芯片设计能力和技术的讲授和实践,又有对集成电路芯片设计新技术和更高层技术的介绍。这样通过本门课程的学习,一方面,学员掌握了一项实实在在有用的技术;另一方面,学员了解了该项技术的更深和更新的知识,有利于在硕、博士阶段或者在工作岗位上,对集成电路芯片设计技术的继续研究和学习。基础理论和技术流程隔离由于是针对非微电子专业开设的课程,因此在课程讲授中不涉及电路设计的一些原理性知识,如半导体物理及器件、集成电路的工艺原理等,而是将主要精力放在集成电路芯片的设计与实现技术上,这样非微电子专业的学生能够很容易入门,提高其学习兴趣和热情。

2非微电子专业集成电路设计课程实践

根据以上原则,信息工程大学根据具体实际,在计算机、通信、信号处理、密码等相关专业开设集成电路芯片设计技术课程,根据近两年的教学情况来看,取得良好的效果。该课程的主要特点如下。优化的理论授课内容1)集成电路芯片设计概论:介绍iC设计的基本概念、iC设计的关键技术、iC技术的发展和趋势等内容。使学员对iC设计技术有一个大概而全面的了解,了解iC设计技术的发展历程及基本情况,理解iC设计技术的基本概念;了解iC设计发展趋势和新技术,包括软硬件协同设计技术、iC低功耗设计技术、iC可重用设计技术等。2)iC产业链及设计流程:介绍集成电路产业的历史变革、目前形成的“四业分工”,以及数字iC设计流程等内容。使学员了解集成电路产业的变革和分工,了解设计、制造、封装、测试等环节的一些基本情况,了解数字iC的整个设计流程,包括代码编写与仿真、逻辑综合与布局布线、时序验证与物理验证及芯片面积优化、时钟树综合、扫描链插入等内容。3)RtL硬件描述语言基础:主要讲授Verilog硬件描述语言的基本语法、描述方式、设计方法等内容。使学员能够初步掌握使用硬件描述语言进行数字逻辑电路设计的基本语法,了解大型电路芯片的基本设计规则和设计方法,并通过设计实践学习和巩固硬件电路代码编写和调试能力。4)系统集成设计基础:主要讲授更高层次的集成电路芯片如片上系统(SoC)、片上网络(noC)的基本概念和集成设计方法。使学员初步了解大规模系统级芯片架构设计的基础方法及主要片内嵌入式处理器核。

丰富的实践操作内容1)Verilog代码设计实践:学习通过课下编码、上机调试等方式,初步掌握使用Verilog硬件描述语言进行基本数字逻辑电路设计的能力,并通过给定的ip核或代码模块的集成,掌握大型芯片电路的集成设计能力。2)iC前端设计基础实践:依托Synopsys公司数字集成电路前端设计平台DesignCompiler,使学员通过上机演练,初步掌握使用DesignCompiler进行集成电路前端设计的流程和方法,主要包括RtL综合、时序约束、时序优化、可测性设计等内容。3)iC后端设计基础实践:依托Synopsys公司数字集成电路后端设计平台iCCompiler,使学员通过上机演练,初步掌握使用iCCompiler进行集成电路后端设计的流程和方法,主要包括后端设计准备、版图规划与电源规划、物理综合与全局优化、时钟树综合、布线操作、物理验证与最终优化等内容。灵活的考核评价机制1)iC设计基本知识笔试:通过闭卷考试的方式,考查学员队iC设计的一些基本知识,如基本概念、基本设计流程、简单的代码编写等。2)iC设计上机实践操作:通过上机操作的形式,给定一个具体并相对简单的芯片设计代码,要求学员使用Synopsys公司数字集成电路设计前后端平台,完成整个芯片的前后端设计和验证流程。3)iC设计相关领域报告:通过撰写报告的形式,要求学员查阅iC设计领域的相关技术文献,包括该领域的前沿研究技术、设计流程中相关技术点的深入研究、集成电路设计领域的发展历程和趋势等,撰写相应的专题报告。

3结语

电力工业发展概述篇9

正文目录第一章道路工程机械相关概述1第一节道路工程机械基础概述1一、道路工程机械特性1二、道路工程机械组成3三、安防告警系统应用4

第二节道路工程机械行业产业链分析7一、产业链模型介绍7

二、安防产业链发展现状分析8三、智能家居市场产业链分析10

第三节道路工程机械生产工艺技术进展及当前发展趋势14一、基于CpLD的智能安防报警系统发射模块设计14二、基于GSm模块tC的智能门控安防系统设计17三、安防报警系统中通信模块的设计实现19第四节安防报警技术发展分析21一、防盗报警系统技术发展过程21二、智能无线防盗报警器的设计23

三、北京奥运推动我国电子安防专利崛起24四、2013年3G技术引入安防监控设备26五、RFiD技术面临的问题、发展趋势以及前景29第二章2013年中国安防报警模块市场运行透析33第一节2013年中国安防报警模块产业运行总况33一、我国安防报警模块行业呈现快速发展33二、安防报警模块产业生产规模35三、安防报警模块生产区域分布36第二节2013年安防报警模块销售情况39一、安防报警模块市场规模39二、安防报警模块市场销售数量40三、安防报警模块市场销售增长率42第三节2013年安防报警模块的经销模式46一、国外产品经销商分析46二、国内品牌产品经销商49三、以项目为主的经销商51四、以批发为主的经销商52五、渠道创新策略54第*章2011-2013年中国社会公共安全设备及器材制造行业规模以上企业经济运行数据监测第一节2011-2013年(按季度更新)中国社会公共安全设备及器材制造行业数据监测回顾一、竞争企业数量59

二、亏损面情况60

5959

三、市场销售额增长62四、利润总额增长65五、投资资产增长性67

六、行业从业人数调查分析68

第二节2011-2013年(按季度更新)中国社会公共安全设备及器材制造行业投资价值测算71一、销售利润率71

二、销售毛利率72三、资产利润率74

四、未来5年社会公共安全设备及器材制造盈利能力预测77

第三节2011-2013年(按季度更新)中国社会公共安全设备及器材制造行业产销率调查80

一、工业总产值80二、工业销售产值82三、产销率调查85

四、未来5年社会公共安全设备及器材制造产品产销衔接预测87

第四节2011-2013年(按季度更新)社会公共安全设备及器材制造出口交货值数据89一、出口交货值增长89

二、出口交货值占工业产值的比重91

第四章2013年中国安防报警模块下游应用市场透析94

第一节家居防盗报警系统市场分析一、家庭住宅安全防范设施的现状二、门禁系统家庭防盗报警器分析三、智能家居市场的发展潜力分析

94949799

四、民用安防市场现状及前景100五、家庭安防需求及前景分析102第二节车辆防盗报警系统市场分析106一、汽车电子防盗系统的应用106二、汽车电子防盗系统的发展特点109三、中国汽车防盗器市场的发展现状111四、中国汽车电子防盗系统市场预测112五、汽车防盗报警系统发展方向114第三节其他应用领域118

一、监所领域安防市场现状及发展趋势分析118二、公共场所安防系统功能及监控平台应用121三、金融领域安防系统的发展及建设新特点123

四、高铁领域安防市场现状与发展趋势分析124五、企事业单位及小区安防报警系统的应用126六、企业领域安防技术热点及发展趋势分析129七、校园领域安防市场现状及发展前景分析131八、农村领域安防市场前景及发展趋势分析132第五章2013年中国主要生产企业财务数据分析136第一节浙江大华技术股份有限公司136一、公司基本情况概述136

二、2011-2013年公司成长性分析138

三、2011-2013年公司财务能力分析141四、2011-2013年公司偿债能力分析143五、2011-2013年公司现金流量分析表144六、2011-2013年公司经营能力分析146七、2011-2013年公司盈利能力分析149

第二节同方股份有限公司152一、公司基本情况概述152

二、2011-2013年公司成长性分析154三、2011-2013年公司财务能力分析157

四、2011-2013年公司偿债能力分析159

五、2011-2013年公司现金流量分析表160六、2011-2013年公司经营能力分析162七、2011-2013年公司盈利能力分析165第三节深圳市同洲电子股份有限公司168一、公司基本情况概述168

二、2011-2013年公司成长性分析170三、2011-2013年公司财务能力分析173四、2011-2013年公司偿债能力分析175五、2011-2013年公司现金流量分析表176六、2011-2013年公司经营能力分析178七、2011-2013年公司盈利能力分析181

第四节中山市达华智能科技有限公司184

一、公司基本概述184

二、公司主要经营数据指标分析186三、公司竞争力分析189四、公司发展战略分析191

第五节洛阳市康联电子有限公司193一、公司基本概述193

二、公司主要经营数据指标分析195三、公司竞争力分析196四、公司发展战略分析198

第六章2013年中国安防产业运行态势分析203第一节2013年中国安防产业运行总况203一、中国安防产业迅猛发展203二、安防技术的前沿和趋势分析204三、安防产业快速发展中的隐忧206四、对安防并购联盟的思考209

第二节2013年中国安防产业新形势分析212一、中国安防行业进行数字化变革212二、中国安防行业的it化发展进程214

第三节中国平安城市建设对安防产业的影响分析一、平安城市建设的背景218

二、平安城市建设整体概览221

218

三、平安城市建设的投资规模和设备需求分析223四、中国主要地区平安城市建设调查分析224五、平安城市安防建设面临的挑战226第四节2013中国安防企业发展概况230一、中国安防企业生存状态分析230二、中国安防企业发展的思考233

三、中国安防企业发展壮大的战略235四、中国安防企业的经营方向236

第七章2013年中国安防报警系统发展分析240第一节2013年中国安防报警系统市场分析240

一、防盗报警系统市场亮点分析240二、国庆前后防盗报警市场动态242三、防盗报警系统供应商布局情况245四、防盗报警系统面临机遇和挑战247

第二节2013年中国防盗报警系统运营服务市场分析249一、我国防盗报警系统运营服务业发展历程249二、防盗报警系统运营服务企业发展特点251三、我国防盗报警系统运营服务市场需求状况252

四、我国防盗报警系统运营服务企业发展现状254第八章2013-2017年中国安防报警模块产业前景预测259第一节2013-2017年中国防盗报警系统行业发展趋势259一、技术整合加速趋势259

二、产业集中化与产品标准化趋势260三、商业模式变革预测262四、开放、合作呼声渐高265

第二节2013-2017年中国报警产品市场趋势预测268一、用户需求趋势268二、渠道发展趋势270三、服务发展趋势273

第三节2013-2017年中国防盗报警产品发展趋势276一、产品与技术发展趋势276二、凸显人性化需求趋势278三、周界防范趋势281四、集成与应用趋势283

五、多种报警联网方式并存趋势284

第九章2013年中国安防报警模块产业投资环境分析288第一节2013年中国宏观经济环境分析288一、中国GDp分析288

二、城乡居民家庭人均可支配收入分析290三、全社会固定资产投资分析293四、进出口总额及增长率分析295五、社会消费品零售总额296

第二节2013年中国安防报警模块产业政策环境299

一、中国安防产业政策导向299

二、中国安防行业工程商管理现状及其未来300三、零零年防盗报警新版CCC规则及影响302四、中国安防产业的标准与认证305

第三节2013年中国安防报警模块产业社会环境分析308一、社会结构和社会治安都日趋复杂308

二、居民的自我防护意识加强310三、恐怖袭击事件影响313四、中国流动人口规模分析315

第十章2013-2017年中国安防报警模块产业投资前景预测318第一节2013-2017年中国安防报告模块产业影响因素探析318一、移动互联网时代安防行业的发展前景318二、3G技术与安防结合后安防前景分析321

第二节2013-2017年中国安防报警模块产业投资机会分析324一、万亿投资带给防盗报警产业的机会324

二、平安城市建设给防盗报警系统带来的商机326三、视频监控中的行为识别迎来发展机遇329四、世博会带给安防行业的机会331

第三节2013-2017年中国安防报警模块产业投资风险分析333一、宏观调控政策风险333二、市场竞争风险335

三、技术风险336

四、市场运营机制风险338第四节专家投资建议342

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【企业网址】cninfo360.com/yjbg/xjhy/gcjx/20130624/294845.html图表目录(部分)

图表:安防行业垂直供应链图表:安防行业横向协作链图表:发射系统原理图图表:发射系统硬件电路

图表:控制模块的顶层模块设计图表:转换密勒码程序

图表:密勒码编码器的结构框图图表:系统仿真波形图图表:系统结构框图

图表:单片机与tC35模块、pC机连接图352图表:单片机程序流程图

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图表:at指令功能

图表:GmS通信模块硬件电路设计图表:短消息接收中断程序流程图图表:短消息发送程序流程图图表:系统硬件电路总体结构图表:中央控制器电路图图表:DtmF收发电路图表:语音电路图表:电话接口电路

图表:主程序流程图表:电话报警流程

图表:远程控制子程序流程

图表:2013年中国安防产业集群分布

图表:2011-2013年中国社会公共安全设备及器材制造行业企业数量增长趋势图图表:2011-2013年中国社会公共安全设备及器材制造行业亏损企业数量及亏损面积图表:2011-2013年中国社会公共安全设备及器材制造行业总体销售额增长趋势图图表:2011-2013年中国社会公共安全设备及器材制造行业总体利润总额增长图表:2011-2013年中国社会公共安全设备及器材制造行业总体从业人数分析图表:2011-2013年中国社会公共安全设备及器材制造行业投资资产增长性分析图表:2013年中国各省市社会公共安全设备及器材制造行业企业数量统计表图表:2013年中国各省市社会公共安全设备及器材制造行业企业数量分布图

图表:2013年中国各省市社会公共安全设备及器材制造行业销售收入统计表图表:2013年中国各省市社会公共安全设备及器材制造行业销售收入分布图图表:2013年中国各省市社会公共安全设备及器材制造行业利润总额统计表图表:2013年中国各省市社会公共安全设备及器材制造行业利润总额分布图

图表:2013年中国各省市社会公共安全设备及器材制造行业利润总额增长最快的省市对比图图表:2013年中国各省市社会公共安全设备及器材制造行业资产统计表图表:2013年中国各省市社会公共安全设备及器材制造行业资产分布图

图表:2013年中国各省市社会公共安全设备及器材制造行业资产增长速度对比图图表:2013年中国各省市社会公共安全设备及器材制造行业工业总产值图表:2013年中国各省市社会公共安全设备及器材制造行业工业销售产值

图表:2013年社会公共安全设备及器材制造行业产销率(数据均可更新至最新月份)图表:2011-2013年浙江大华技术股份有限公司成长性分析图表:2011-2013年浙江大华技术股份有限公司财务能力分析图表:2011-2013年浙江大华技术股份有限公司经营效率分析图表:2011-2013年浙江大华技术股份有限公司偿债能力分析图表:2011-2013年浙江大华技术股份有限公司现金流量分析表图表:2011-2013年浙江大华技术股份有限公司经营能力分析图表:2011-2013年浙江大华技术股份有限公司盈利能力分析图表:2011-2013年同方股份有限公司成长性分析图表:2011-2013年同方股份有限公司财务能力分析图表:2011-2013年同方股份有限公司经营效率分析

图表:2011-2013年同方股份有限公司现金流量分析表图表:2011-2013年同方股份有限公司经营能力分析图表:2011-2013年同方股份有限公司盈利能力分析

图表:2011-2013年深圳市同洲电子股份有限公司成长性分析图表:2011-2013年深圳市同洲电子股份有限公司财务能力分析图表:2011-2013年深圳市同洲电子股份有限公司经营效率分析图表:2011-2013年深圳市同洲电子股份有限公司偿债能力分析图表:2011-2013年深圳市同洲电子股份有限公司现金流量分析表图表:2011-2013年深圳市同洲电子股份有限公司经营能力分析图表:2011-2013年深圳市同洲电子股份有限公司盈利能力分析图表:中山市达华智能科技有限公司盈利指标情况图表:中山市达华智能科技有限公司资产运行指标状况图表:中山市达华智能科技有限公司资产负债能力指标分析图表:中山市达华智能科技有限公司盈利能力情况图表:中山市达华智能科技有限公司销售收入情况图表:中山市达华智能科技有限公司成本费用构成情况图表:洛阳市康联电子有限公司盈利指标情况图表:洛阳市康联电子有限公司资产运行指标状况图表:洛阳市康联电子有限公司资产负债能力指标分析图表:洛阳市康联电子有限公司盈利能力情况图表:洛阳市康联电子有限公司销售收入情况

图表:洛阳市康联电子有限公司成本费用构成情况图表:2011-2013年全球安防电子产业规模与增长图表:2011-2013年中国安防电子产业规模与增长图表:2013年中国安防电子企业结构图表:中国安防电子产业链演进趋势

图表:2013-2013年中国安防电子产业规模与增长预测

图表:2011-2013年中国安防和监控市场主要应用领域所占份额预测图表:防盗报警产品竞争的突破策略图表:防盗报警产品进入报警中心的门槛图表:应用端选购防盗报警产品时的考虑因素

图表:当前在实际工程中应用较多的入侵探测器类型图表:红外入侵探测器工程中被考虑最多的功能

图表:2013年安防产品不同区域的平均销售额增长情况图表:2013年安防产品不同区域的平均利润增长情况图表:2013年安防产品不同区域的毛利率增长情况图表:2013年全球安防50强销售额增长率前十名图表:2013年全球安防50强区域分布情况图表:2013年全球安防50强新上榜者

图表:2013年全球安防50强产品类别分布情况

图表:2013年安防产品不同产品类别的平均销售额增长情况图表:2013年安防产品不同产品类别的平均利润额增长情况

图表:中国铁路及高速铁路运营里程目标图表:安全防范国家标准目录图表:安全防范行业标准目录图表:移动视频监控系统结构

电力工业发展概述篇10

1.1设计背景

随着出租车行业的发展,对出租车计费器的要求也越来越高。二十世纪后半期,随着集成电路和计算机技术的飞速发展,数字系统也得到了飞速发展,其实现方法经历了由分立元件、SSi、mSi到LSi、VLSi以及UVLSi的过程。同时为了提高系统的可靠性与通用性,微处理器和专业集成电路(aSiC)逐渐取代了通用全硬件LSi电路,而aSiC以其体积小、重量轻、功耗低、速度快、成本低、保密性好而脱颖而出。目前,业界大量可编程逻辑器件(pLD),尤其是现场可编程逻辑器件(FpLD)被大量地应用在aSiC的制作当中。在可编程集成电路的开发过程中,以计算机为工作平台,融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果的电子设计自动化(eDa)技术主要能辅助进行三方面的设计工作:iC设计,电子电路设计以及pCB设计

理想的可编程逻辑开发系统能符合大量的设计要求:它能够支持不同结构的器件,在多种平台运行,提供易于使用的界面,并且有广泛的特征。此外,一个设计系统应该能给设计师提供充分自由的设计输入方法和设计工具选择。altered公司开发的maX+pLUSⅡ开发系统能充分满足可编程逻辑设计所有要求。

maX+pLUSⅡ设计环境所提供的灵活性和高效性是无可比拟的。其丰富的图形界面,辅之以完整的、可及时访问的在线文档,使设计人员能够轻松、愉快地掌握和使用maX+pLUSⅡ软件。

编程器是一种专门用于对可编程器(如epRom,eepRom,GaL,CpLD,paL等)进行编程的专业设备

pLD器件的逻辑功能描述一般分为原理图描述和硬件描述语言描述,原理图描述是一种直观简便的方法,它可以将现有的小规模集成电路实现的功能直接用pLD器件来实现,而不必去将现有的电路用语言来描述,但电路图描述方法无法做到简练;硬件描述语言描述是可编程器件设计的另一种描述方法,语言描述可能精确和简练地表示电路的逻辑功能,现在pLD的设计过程中广泛使用。常用的硬件描述语言有aBeL,VHDL语言等,其中aBeL是一种简单的硬件描述语言,其支持布尔方程、真值表、状态机等逻辑描述,适用于计数器、译码器、运算电路、比较器等逻辑功能的描述;VHDL语言是一种行为描述语言,其编程结构类似于计算机中的C语言,在描述复杂逻辑设计时,非常简洁,具有很强的逻辑描述和仿真能力,是未来硬件设计语言的主流。

VHDL就是超高速集成电路硬件描述语言。覆盖面广,描述能力强,是一个多层次的硬件描述语言。在VHDL语言中,设计的原始描述可以非常简练,经过层层加强后,最终可成为直接付诸生产的电路或版图参数描述。具有良好的可读性,即容易被计算机接受,也容易被读者理解。使用期长,不会因工艺变化而使描述过时。因为VHDL的硬件描述与工艺无关,当工艺改变时,只需修改相应程序中的属性参数即可。支持大规模设计的分解和已有设计的再利用。一个大规模的设计不可能由一个人独立完成,必须由多人共同承担,VHDL为设计的分解和设计的再利用提供了有力的支持。

1.2eDa发展概况

电子设计技术的核心就是eDa技术,eDa是指以计算机为工作台,融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CaD通用软件包,主要能辅助进行三方面的设计工作,即iC设计、电子电路设计和pCB设计。eDa技术已有30年的发展历程,大致可分为三个阶段。70年代为计算机辅助设计(CaD)阶段,人们开始用计算机辅助进行iC版图编辑、pCB布局布线,取代了手工操作。80年代为计算机辅助工程(Cae)阶段。与CaD相比,Cae除了有纯粹的图形绘制功能外,又增加了电路功能设计和结构设计,并且通过电气连接网络表将两者结合在一起,实现了工程设计。Cae的主要功能是:原理图输入,逻辑仿真,电路分析,自动布局布线,pCB后分析。90年代为电子系统设计自动化(eDa)阶段。

中国eDa市场已渐趋成熟,不过大部分设计工程师面向的是pC主板和小型aSiC领域,仅有小部分(约11%)的设计人员开发复杂的片上系统器件。为了与台湾和美国的设计工程师形成更有力的竞争,中国的设计队伍有必要购入一些最新的eDa技术。

在信息通信领域,要优先发展高速宽带信息网、深亚微米集成电路、新型元器件、计算机及软件技术、第三代移动通信技术、信息管理、信息安全技术,积极开拓以数字技术、网络技术为基础的新一代信息产品,发展新兴产业,培育新的经济增长点。要大力推进制造业信息化,积极开展计算机辅助设计(CaD)、计算机辅助工程(Cae)、计算机辅助工艺(Capp)、计算机机辅助制造(Cam)、产品数据管理(pDm)、制造资源计划(mRpii)及企业资源管理(eRp)等。有条件的企业可开展“网络制造”,便于合作设计、合作制造,参与国内和国际竞争。开展“数控化”工程和“数字化”工程。自动化仪表的技术发展趋势的测试技术、控制技术与计算机技术、通信技术进一步融合,形成测量、控制、通信与计算机(m3C)结构。在aSiC和pLD设计方面,向超高速、高密度、低功耗、低电压方向发展。外设技术与eDa工程相结合的市场前景看好,如组合超大屏幕的相关连接,多屏幕技术也有所发展。

中国自1995年以来加速开发半导体产业,先后建立了几所设计中心,推动系列设计活动以应对亚太地区其它eDa市场的竞争。

在eDa软件开发方面,目前主要集中在美国。但各国也正在努力开发相应的工具。日本、韩国都有aSiC设计工具,但不对外开放。中国华大集成电路设计中心,也提供iC设计软件,但性能不是很强。相信在不久的将来会有更多更好的设计工具有各地开花并结果。据最新统计显示,中国和印度正在成为电子设计自动化领域发展最快的两个市场,年复合增长率分别达到了50%和30%。

eDa技术发展迅猛,完全可以用日新月异来描述。eDa技术的应用广泛,现在已涉及到各行各业。eDa水平不断提高,设计工具趋于完美的地步。eDa市场日趋成熟,但我国的研发水平还很有限,需迎头赶上。

可编程逻辑器件自70年代以来,经历了paL、GaLGpLD、FpGa几个发展阶段,其中CpLD/FpGa高密度可编程逻辑器件,目前集成度已高达200万门/片,它将各模块aSC集成度高的优点和可编程逻辑器件设计生产方便的特点结合在一起,特别适合于样品研制或小批量产品开发,使产品能以最快的速度上市,而当市场扩大时,它可以很容易地转换掩模aSiC实现,因此开发风险也大为降低。

硬件描述语言(HDL)是一种用于设计硬件电子系统的计算机语言,它用软件编程的方式来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式,与传统的门级描述方式相比,它更适合大规模系统的设计。例如一个32位的加法器,利用图形输入软件需要输人500至1000个门,而利用VHDL语言只需要书写一行“a=B+C”即可。而且VHDL语言可读性强,易于修改和发现错误。早期的硬件描述语言,如aBeL、HDL、aHDL,由不同的eDa厂商开发,互不兼容,而且不支持多层次设计,层次间翻译工作要由人工完成。为了克服以上不足,1985年美国国防部正式推出了高速集成电路硬件描述语言VHDL,1987年ieee采纳VHDL为硬件描述语言标准(ieeeStD-1076)。

VHDL是一种全方位的硬件描述语言,包括系统行为级。寄存器传输级和逻辑门多个设计层次,支持结构、数据流和行为三种描述形式的混合描述,因此VHDL几乎覆盖了以往各种硬件俄语言的功能,整个自顶向下或由下向上的电路设计过程都可以用VHDL来完成。VHDL还具有以下优点:(1)VHDL的宽范围描述能力使它成为高层进设计的核心,将设计人员的工作重心提高到了系统功能的实现与调试,而花较少的精力于物理实现。VHDL可以用简洁明确的代码描述来进行复杂控制逻辑设计,灵活且方便,而且也便于设计结果的交流、保存和重用。(3)VHDL的设计不依赖于特定的器件,方便了工艺的转换。(4)VHDL是一个标准语言,为众多的eDa厂商支持,因此移植性好。传统的硬件电路设计方法是采用自下而上的设计方法,即根据系统对硬件的要求,详细编制技术规格书,并画出系统控制流图;然后根据技术规格书和系统控制流图,对系统的功能进行细化,合理地划分功能模块,并画出系统的功能框图;接着就进行各功能模块的细化和电路设计;各功能模块电路设计、调试完成后,将各功能模块的硬件电路连接起来再进行系统的调试,最后完成整个系统的硬件设计。采用传统方法设计数字系统,特别是当电路系统非常庞大时,设计者必须具备较好的设计经验,而且繁杂多样的原理图的阅读和修改也给设计者带来诸多的不便。为了提高开发的效率,增加已有开发成果的可继承性以及缩短开发周期,各aSiC研制和生产厂家相继开发了具有自己特色的电路硬件描述语言(HardwareDescriptionLanguage,简称HDL)。但这些硬件描述语言差异很大,各自只能在自己的特定设计环境中使用,这给设计者之间的相互交流带来了极大的困难。因此,开发一种强大的、标准化的硬件描述语言作为可相互交流的设计环境已势在必行。于是,美国于1981年提出了一种新的、标准化的HDL,称之为VHSiC(VeryHighSpeedintegratedCircuit)HardwareDescriptionLanguage,简称VHDL。这是一种用形式化方法来描述数字电路和设计数字逻辑系统的语言。设计者可以利用这种语言来描述自己的设计思想,然后利用电子设计自动化工具进行仿真,再自动综合到门电路,最后用pLD实现其功能。

覆盖面广,描述能力强,是一个多层次的硬件描述语言。在VHDL语言中,设计的原始描述可以非常简练,经过层层加强后,最终可成为直接付诸生产的电路或版图参数描述。

具有良好的可读性,即容易被计算机接受,也容易被读者理解。

使用期长,不会因工艺变化而使描述过时。因为VHDL的硬件描述与工艺无关,当工艺改变时,只需修改相应程序中的属性参数即可。

支持大规模设计的分解和已有设计的再利用。一个大规模的设计不可能由一个人独立完成,必须由多人共同承担,VHDL为设计的分解和设计的再利用提供了有力的支持。

当电路系统采用VHDL语言设计其硬件时,与传统的电路设计方法相比较,具有如下的特点:

即从系统总体要求出发,自上而下地逐步将设计的内容细化,最后完成系统硬件的整体设计。在设计的过程中,对系统自上而下分成三个层次进行设计:

第一层次是行为描述。所谓行为描述,实质上就是对整个系统的数学模型的描述。一般来说,对系统进行行为描述的目的是试图在系统设计的初始阶段,通过对系统行为描述的仿真来发现设计中存在的问题。在行为描述阶段,并不真正考虑其实际的操作和算法用何种方法来实现,而是考虑系统的结构及其工作的过程是否能到达系统设计的要求。

第二层次是RtL方式描述。这一层次称为寄存器传输描述(又称数据流描述)。如前所述,用行为方式描述的系统结构的程序,其抽象程度高,是很难直接映射到具体逻辑元件结构的。要想得到硬件的具体实现,必须将行为方式描述的VHDL语言程序改写为RtL方式描述的VHDL语言程序。也就是说,系统采用RtL方式描述,才能导出系统的逻辑表达式,才能进行逻辑综合。

第三层次是逻辑综合。即利用逻辑综合工具,将RtL方式描述的程序转换成用基本逻辑元件表示的文件(门级网络表)。此时,如果需要,可将逻辑综合的结果以逻辑原理图的方式输出。此后可对综合的结果在门电路级上进行仿真,并检查其时序关系。

应用逻辑综合工具产生的门网络表,将其转换成pLD的编程码,即可利用pLD实现硬件电路的设计。

由自上而下的设计过程可知,从总体行为设计开始到最终的逻辑综合,每一步都要进行仿真检查,这样有利于尽早发现设计中存在的问题,从而可以大大缩短系统的设计周期。

系统可大量采用pLD芯片。

由于目前众多制造pLD芯片的厂家,其工具软件均支持VHDL语言的编程。所以利用VHDL语言设计数字系统时,可以根据硬件电路的设计需要,自行利用pLD设计自用的aSiC芯片,而无须受通用元器件的限制。

eDa系统框架结构eDa系统框架结构(FRamewoRK)是一套配置和使用eDa软件包的规范。目前主要的eDa系统都建立了框架结构,如CaDenCe公司的DesignFramework,mentor公司的FalconFramework,而且这些框架结构都遵守国际CFi组织制定的统一技术标准。框架结构能将来自不同eDa厂商的工具软件进行优化组合,集成在一个易于管理的统一的环境之下,而且还支持任务之间、设计师之间以及整个产品开发过程中的信息传输与共享,是并行工程和自顶向下设计施的实现基础。

eDa技术的每一次进步,都引起了设计层次上的一次飞跃,从设计层次上分,70年代为物理级设计(CaD),80年代为电路级设计(Cae),90年代进入到系统级设计(eDa)。物理级设计主要指iC版图设计,一般由半导体厂家完成,对电子工程师没有太大的意义,因此本文重点介绍电路级设计和系统级设计。

仿真通过后,根据原理图产生的电气连接网络表进行pCB板的自动布局布线。在制作pCB板之前还可以进行pCB后分析,其中包括热分析、噪声及窜扰分析、电磁兼容分析、可靠性分析等,并可将分析后的结果参数反标回电路图,进行第二次仿真,也称为后仿真。后仿真主要是检验pCB板在实际工作环境中的可行性。

由此可见,电路级的eDa技术使电子工程师在实际的电子系统产生前,就可以全面地了解系统的功能特性和物理特性,从而将开发风险消灭在设计阶段,缩短了开发时间,降低了开发成本。