計算機技術的理解范文

時間:2023-09-27 16:47:34

導語:如何才能寫好一篇計算機技術的理解,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

計算機技術的理解

篇1

【關鍵詞】企業管理 計算機技術 技術應用

一、計算機技術概述

(一)計算機技術的應用概述

計算機技術的發展不可謂不夠迅速,而企業正是看中了計算機技術能夠給企業帶來核心競爭力和工作效率而紛紛將其應用到自身的管理和生產中來。但是伴隨著越來越多的計算機技術在企業中的應用,計算機技術發展的速度逐漸落后于企業的需求,怎樣應用現有的計算機技術,將計算機技術在企業中取得的利益最大化始終是企業關系的問題。完善的企業信息化平臺意味著功能更加強勁的服務器和工作站的搭建。這樣才能綜合企業提出的頻繁運算、圖形處理、操作完善和大規模的數據庫集成等要求。但是企業信息化平臺的升級勢必會給企業造成更高的成本壓力,更高端的服務器和工作站意味著更高的投入和運維的復雜化。所以一味的追求極致的性能和高端的平臺會違背企業引入信息化平臺的初衷反而給企業帶來更多的資金壓力,這樣計算機技術的優勢便不能得到更好的體現。合理的解決方案是:合理的引進高端機型來處理相對復雜的大型數據運算和圖形處理,而將簡單的系統應用保留在原有的低端服務器或工作站中。這樣不但可以節約成本更可以使得不同層次的機型物盡其用。

(二)計算機技術在企業管理中的優勢

節約成本只是企業中計算機技術應用的一個重要優勢,但這并不是全部。首先,集成企業信息化的管理系統已經在長期的靈活運用當中取得了良好的表現。其主要進展不僅表現在它的動態性管理和系統性管理策略更加表現在通過對互聯網絡技術的應用企業能夠實時的對項目的進展或經營業務活動進行監控和操作。其次,實時的企業自身監控和調度給企業管理層帶來巨大的便利,企業的運營狀況的及時反饋給企業帶來了更高的資金周轉空間和更好的對自身企業的運營實際情況的了解。最后,計算機技術的發展使得移動辦公成為現實,在移動辦公條件下管理人員能夠遠程報賬、查詢和下達指令等等。并且計算機安全技術的發展同樣給企業對計算機技術的應用帶來數據安全的保障??傊嬎銠C技術在企業中的應用帶給企業科學和現代的管理方式、快捷高效的生產模式和最新的企業資訊等等特有的優勢,這些優勢無疑會為企業注入新鮮的血液并且最終轉換為企業的核心競爭力的一部分。

二、企業管理中的計算機技術應用現狀和需求

(一)當前企業管理中的計算機技術應用存在的問題

(1)對企業自身管理問題不夠重視:無論是集團企業、單體企業、流程企業還是離散型企業首先要對自身企業的類型和管理制度擁有足夠的認識。因為不同種類的企業會擁有特有的管理和發展問題,而針對這些問題的策略往往不盡相同。只有充分認識到自身存在的問題,尋找必要的解決途徑和措施才是保證企業健康發展的唯一思路。

(2)缺乏明確的信息化目標:無論企業對自身的信息化發展抱有什么樣的態度,明確的目標都是企業完成信息化轉變的根本。很多企業對信息化抱有懷疑和觀望的態度,并且對企業信息化的進程不夠重視甚至根本沒有明確的發展思路和目標只是一味的跟隨形勢盲目發展。這一問題會造成企業成本模糊化、管理方針落后和缺乏競爭優勢。

(3)曲解企業信息化:這一問題在中小型企業中常有發現,不同與大型或者國有企業,中小型企業對信息化的理解往往處在模糊的狀態。因為資金和技術的種種問題中小型企業在信息化轉變中體現的更加謹慎,一經投入就對其抱有極大的希望反而忽視了自身的管理和與企業信息化的融合。

(4)資金問題:我們剛剛說到中小型企業的信息化道路往往會因為資金問題陷入困擾,其實在任何企業中這一問題都會存在。在摸索階段,企業的資金問題會很大程度上限制信息化的進展并且會給后續的技術提升階段埋下進階困難的伏筆。

(二)當前企業對計算機技術的需求

企業對計算機技術的需求首先表現在成本核算問題上。傳統的企業管理過程中這一進程的主要資源是人力,面對海量的數據和運算人力資源逐漸顯得力不從心。并且由于效率問題往往會給企業帶來信息延后的問題,信息的延后會影響管理層的決策最終給企業帶來不可挽救的錯誤。其次,資金核算和管理需要完善和穩定的計算機平臺。只有計算機運算的準確性和高效性才能應對市場中動態的商業數據。最后也是最重要的一點,企業的基礎管理和規章制度的落實需要依賴計算機系統保障。企業的基礎管理包括:生產資料管理、人力資源分配、生產進程安排和精細生產等等方面。尤其是財務信息的管理在傳統管理方法中存在巨大的劣勢,造成這一劣勢的原因包括財務信息的延遲和市場信息動態性過高等等。而企業的規章制度在企業的運營過程中能否落實到實處缺乏必要的硬性措施,而計算機技術的引入正好能夠解決這一問題。

三、計算機技術在企業管理中的應用領域

(1)企業的人力資源管理方面:基本的人力資源管理中最重要的一點是對人力資源信息的掌握和管理。計算機技術的圖形化顯示和數據存儲技術能夠完美的解決人力資源信息管理問題并且使之擁有更加直觀的表現方式。

篇2

關鍵詞:計算機信息處理技術;“大數據”時代

計算機技術的普及為互聯網信息的豐富奠定了基礎,數據的處理和管理已經成為目前電子商務行業的主要研究課題。互聯網中的信息具有一定的共享性質,而且大量的數據不論是修改還是刪除都需要大量的人力物力,不斷增加的網絡信息也為計算機信息的處理技術提出了更高的要求,因此大數據的高效處理已成為目前網絡相關部門新時代下的研究重點。

1.大數據時代的計算機信息處理技術的概述

計算機信息處理技術在龐大的數據面前顯得尤為重要,不僅為當代的辦公環境提供了更加高效的信息處理和數據應用等專業功能的綜合,還能為工作人員在處理信息的過程中降低了難度和時間。計算機信息處理技術應用的設備和技術有,傳感器、通訊技術、電子技術、網絡工程學等領域,由于其對于信息處理工作上的便捷性為很多企I和個人所采用,在計算機技術的發展下改變了現代企業在辦公時的環境和模式,并且有機的將操作人員、硬件、軟件以及數據信息進行結合,大大提高了數據時代下企業的辦公效率和質量。大數據時代下的工作方式會更加簡單和快速,包括人員的存檔和財務信息的整理、生產步驟的確立和運營情況的分析,都是可以根據計算機產生的巨大處理能力和海量數據支持下的分析能力完成的。大數據不僅能對當前的社會信息進行分析,還能對未來的情況產生一定的預測功能,對人類的工作和生活產生深遠的影響,同時也能為物聯網的形成和信息技術的發展前景奠定基礎。

2.大數據時代的計算機信息處理技術的趨勢

2.1云計算

目前我國很多家網絡公司都已經實現了大數據時代下的云端存儲功能,百度云、360云盤等云計算技術開始成為人們存儲電子信息的一大方式。云計算的主要方式是以物理形式為構架,社會上對云技術的關注從開發以來都保持很高的熱度,由于云端存儲數據的大小往往超過固態硬盤的最大值,因此對于傳輸企業數據和個人信息都很有幫助。據調查百度云網盤現在有2T(2048G),360云盤有1T+36T(1024C+36864G),騰訊微云有10T(10240G),還有華為網盤、金山快盤、云諾網盤等等,如果客戶原因進行相關邀請任務還可以輕松獲得至少50T(51200G)空間。云計算目前的應用情況實現了網絡數據的計算、傳輸、加速等相關功能,因此數據時代下計算機信息處理技術向云計算的方向轉化已成為歷史的必然。

2.2開放式

數據時代下的信息特點就是呈爆炸式的增長趨勢,而形成這樣的原因就是人們對于數據的共享和上傳。據調查顯示,截至2014年中旬,我國移動端網民的數量達5.27億,較2013年底增加了2699萬人,網民中使用移動設備上網的人群占比進一步提升,由2013年的81.0%提升至83.4%,移動端網民的規模首次超越PC網民的規模和數量(80.9%)。因此大數據時代下計算機處理技術應當遵從開放式的數據傳輸方式,打破傳統僅憑計算機互聯模式下的數據增長形式,將信息的優化和數據處理的質量放在技術開發的首位,滿足計算機信息處理技術下的不同層次的要求。計算機數據處理技術和互聯網技術一直是相輔相成的關系,數據處理功能需要在完善的互聯網平臺上才能體現其真正的價值,互聯網的開放性質也為計算機數據處理技術提供了廣泛的實踐機會。

2.3物聯網

物聯網是數據時代下對人們生活和工作產生最大影響的體現,物聯網的形成離不開通訊系統、計算機技術以及信息技術的支撐,作為新世紀下的新興產物,物聯網已經深深地植入到了各大網絡平臺和網絡企業的內部結構中,而計算機信息處理技術的發展必然會引起物聯網領域的深入和推進。據權威數據統計情況顯示,截至2015年中旬,我國在網絡購物的消費者的普及率高達56%以上,整體物聯網市場的用戶規模不僅仍居高位并且保持千萬級別的增長,達到了3.74億人次;移動端網絡購物市場的發展也同樣迅猛,消費者規模達到2.70億,半年問的增長率為14.5%;手機端購物市場用戶規模的增長速度是整體網絡購物市場擴展的4.1倍,手機端網絡購物軟件使用比例由42.4%提升到了45.6%。支付寶和騰訊的紅包功能、各大物流公司的運營過程、信息化操作系統的建立都離不開物聯網和計算機信息處理技術的助力。網絡平臺通過將大量的數據進行存儲和交換,形成了電子設備中的溝通和交流形式,并且能夠幫助用戶實現對信息的需求。

篇3

摘要:利用光譜儀測得三種品牌共150個機油樣本的光譜數據,再借助數據處理軟件對原始光譜數據進行處理,處理后的數據先采用主成分分析法對機油品種進行定性分類,然后利用小波變換技術提取光譜特征信息,把光譜特征信息作為人工神經網絡的輸入建立機油品種識別模型,對機油品種進行定量鑒別。從每種機油50個樣本共計150個樣本中隨機抽取120個樣本(每種40個樣本)用來建立神經網絡模型,剩下的30個機油樣本用于預測。品種識別準確率達到100%。說明本文提出的方法具有很好的分類和鑒別作用,為機油的品種鑒別提供了一種新方法。

關鍵詞:可見-近紅外光譜;信息處理;機油;主成分分析;小波變換;人工神經網絡

機油是保證發動機正常運轉,減少機件間摩擦的必需劑,其內在品質的檢測及品種鑒別一直是機油生產研究的重要課題。國內外學者已在機油品質對減少機械磨損方面做過大量研究[1],也有學者在機油添加劑技術及測量機油粘度方面進行了研究[2],但對機油的品種鑒別方面研究還很少。研究一種簡單、快速的機油品種鑒別方法,在目前機油種類繁多,良莠不齊的市場中防止假冒產品,避免劣質機油進入市場是很有必要的。本文以可見-近紅外光譜技術為基礎研究了機油的品種鑒別,相對用紅外光譜技術研究具有容易實現、快速、高效、低成本的特點,便于此項鑒別技術的普及與推廣。

1 材料與方法

1.1 儀器設備

實驗使用美國ASD(Analytical Spectral Device)公司的Handheld FieldSpec光譜儀,其光譜采樣間隔(波段寬)1.5nm,測定范圍325~1075nm,掃描次數30次,分辨率3.5nm。光源是與光譜儀配套的14.5V鹵素燈。光譜數據以ASCLL碼形式導出進行處理,分析軟件為ASD(View Spec Pro, Unscramble)和DPS(data procession system for practical statistics)。

1.2 樣本來源及光譜的獲取

從市場買來三種機油,浙江殼牌化工石油有限公司生產的殼牌白喜力(Shell oil),中國石化公司油分公司生產的長城福星(Great Wall oil),廣西玉柴高級油有限責任公司生產的玉柴牌機油(Yuchai oil)。為保證實驗樣本的均勻性,每種機油選用了10個不同的生產批次和日期。機油用直徑65mm高度14mm的透明器皿盛裝。裝滿1個器皿作為一個實驗樣本。三種機油按不同生產批次和日期各取50個樣本,共150個樣本。全部樣本隨機分成建模集和預測集,建模集有120個樣本(每個品種40個樣本),預測集有30個樣本(每個品種10個樣本)。光譜儀預熱20分鐘經白板校準后進行測試。光譜儀置于機油樣本的下方,探頭距離樣本底部10mm,探頭視場角為90度,光線自上而下經過機油樣本垂直透射在光譜儀探頭上,光譜儀對每一個樣本掃描30次,取其采樣透射光譜平均值,并分別保存。

1.3 計算機信息處理

信息處理是可以使用計算機領域的總稱[3],包括數據處理、數據通信、過程控制、模式識別等。信息處理的任務是通過對表示信息的數據進行解釋加工,確定數據的含義和形式,從中得到有用信息。信息處理的主要功能是對各應用領域的各種數據進行采集、存儲、加工、傳輸等操作。計算機處理數據時先是把數據變換成計算機內部熟悉的二進制代碼,當數據處理后輸出時,計算機自動將其轉換成人們熟悉的形式。

2 實驗結果與討論

2.1 樣本的近紅外反射光譜

三種機油典型可見-近紅外反射光譜曲線如圖1所示。從圖中可以看出,三種機油在600nm~700nm光譜范圍內有很大的差異,在700nm~1075nm范圍光譜曲線具有相同的趨勢,但是存在較大的基線漂移,運用二階求導消除基線漂移,使不同品種的譜線差異更明顯。所以,不同品種機油的光譜圖有明顯區別,并具有一定的特征性,這一差異為機油的不同品種鑒別奠定了數學基礎[4]。

2.2 主成分分析對不同品種機油進行聚類

主成分分析不僅能夠對降低數據維數[5],將多波長下的光譜數據壓縮到有限的幾個因子空間內,使數目較少的新變量能最大限度的表征原變量的數據結構特征,并不丟失信息。而且能夠通過樣本在各因子空間的得分確定所屬的類別,所以新變量能夠更加形象的表征原樣本的品質差異,品種區別等。光譜數據經預處理并選擇光譜范圍后,對其做主成分分析。以樣本在第一主成分和第二主成分上的得分作圖,結果見圖2。

圖2為主成分1、2所作的二維散點得分圖,圖中橫坐標表示每個樣本的第一主成分得分值,縱坐標表示每個樣本的第二主成分得分值。圖2中三種機油明顯分成三類,說明主成分1、2對三種機油有較好的聚類作用。從圖2中可以看出,長城機油50個樣本聚合度很好,緊密地分布在圖2中坐標系的第二象限附近;殼牌機油50個樣本與其他兩個品種的樣本分界很清楚,它們都位于圖2中坐標系的第一象限附近即坐標系中縱坐標的右邊,而其他兩個品種的樣本大都位于坐標系中縱坐標的左邊。玉柴機油的50個樣本的聚合度沒有前兩個品種好,它們分布在圖2坐標系中的第三﹑四象限,但是沒有跟另兩個品種混合起來,它們之間的分界線清楚。分析表明主成分分析對三種機油有一定的聚類作用,能定性區分不同品種的機油。

2.3 基于小波分析提取特征信息建立BP品種預測模型

小波變換是上個世紀末應用數學界最杰出的成果之一,其本質是信號的時間-尺度分析方法,具有多分辨率分析的特點,而且在時頻兩域都具有表征信號局部特征的能力。圖像經過小波變換,其低頻部分保留了絕大部分信息和能量。同時,在圖像的敏感位置(如輪廓線,突出點等),小波換變換后生成的特征矢量的模會相對較大。本文選用的小波為Daubechies(db2)正交小波基函數。原始光譜數據經二級db2小波變換后,得到圖3所示的圖,變換后的低頻信號,大約是原始數據三十二分之一,包含了原始光譜幾乎全部重要的信息。其他的高頻信號包含了大量冗余和雜質,在品種識別中,起到的作用非常的微弱。圖3直觀地表明,當用小波分析提取的數據[6]作為機油品種識別的特征矢量時,送入神經網絡時訓練和識別時的好處:有用信息的相對集中、無用信息的剔除和數據量的明顯下降。

用小波變換對150個樣本,每個樣本601個光譜數據進行壓縮得到新的變量,新的變量空間從601維下降到21維,數據維數大大降低。將樣本隨機分為建模集和預測集,建模集包含120個樣本,預測包含30個樣本。把新變量作為神經網絡的輸入[7],品種參數(1,2,3)作為神經網絡的輸出分別代表不同的機油品種,建立品種鑒別模型。各層傳遞函數都用S型(Sigmoid)函數,網絡輸入層節點數為21,目標誤差為0.00001,網絡指定參數中最小學習速率為0.1,設定最大迭代次數為1000次。通過調整隱含層的節點數來優化網絡結構[8],經過反復試驗得到最佳網絡結構為21(輸入)-12(隱含)-1(輸出)3層BP神經網絡模型,對120個建模樣本的擬合殘差為9.863 10-6,對未知的30個樣本進行預測,預測準確率為100%(見表1)。

3 結論

本文提出的組合主成分分析,小波變換和BP神經網絡的模式識別方法對光譜數據進行了分析和建模,建立的機油品種判別模型能有效地從大量光譜信息中提取有用信息,降低數據維數,簡化運算,能較好并快速地判別機油的品種。模型不僅能對不同品種機油進行定性聚類分析,而且還能夠定量的預測出未知樣本的品種,預測未知樣本的機油品種識別率達100%。說明運用可見-近紅外光譜技術可以快速、準確的對機油品種進行鑒別,具有很強的實用性,為其他產品的品種識鑒別分析提供了一種新的方法。

參考文獻

[1]孫霞,陳波水,謝學兵,等.N-油?;彼崽砑觿┑男阅苎芯縖J].石油學報(石油加工),2008,24(1).

[2]管亮,馮新瀘,熊剛,等.介電譜技術快速測定車用油粘度[J].石油煉制與化工,2008,39(2).

[3]陳青果,劉超穎,韋玉堂,等.基于MDT的快速成形技術計算機信息處理[J].機械設計與制造,2008(11).

[4]傅霞萍,應義斌,劉燕德.近紅外光譜技術在水果內部品質無損檢測中的應用[J].農機化研究,2004(2).

[5]徐來,呂效平,韓萍芳.主成分分析法在超聲波乳化柴油制備中的應用[J].石油學報(石油加工),2008,24(2).

[6]管亮,馮新瀘,熊剛,等.介電譜技術評價柴油的性能[J].石油學報(石油加工),2008,24(4).

篇4

【關鍵詞】電力系統自動化技術 計算機技術 電網技術

中圖分類號:U665.12 文獻標識碼:A 文章編號:

當今社會發展的大前提之下,人們群眾對電的需求是無處不在的,供電技術的提高,是保證人民正常生活的一項重要途徑,當然技術的提高依賴于國家的扶持,和大力倡導,但在新技術的不斷提高的同時,總有一些輔助成分會跟不上它的腳步,比如安全問題,多以這些也是需要急迫解決的事情。這個社會是信息化的社會,在這個社會中計算機信息技術的迅猛發展,計算機技術被逐漸應用在自動化技術中,也得到了很好的發展,取得了一定的成果,實現了基于現代網絡和計算機技術的實時監控和管理,對更好的進行電力系統的管理起到了巨大作用。把計算機技術與電力系統自動化技術有效的結合起來,是當前我國電力系統自動化技術發展的必然結果和有效途徑。

一、電力系統自動化的應用現狀

我國電力系統自動化的發展開始于2O世紀50年代,長期以來,我國的電力系統自動化一直保持著高速發展。計算機技術和網絡技術使得電力系統的自動化走向了一個新的發展時代。下面就從電網的調度、配電網以及變電站等這三個方面分別給予說明。

(1)電網的調度

在電力系統中電網的調度是重要的核心部分,自動化程度也是在電網的調度的重要組成部分,在我國,自動化電網調度主要有五部分組成,包括縣、地區、省、自治區、國家。信息技術時代,自動化是在任何行業中都是不可缺少的。電網調度控制中心的計算機網絡系統是電網調度自動化最重要的組成部分,其他組成部分包括顯示器,工作站,調度發電場,設備等等裝置。

(2) 電力系統中的變電站

在當今社會的電力系統中變電站以及配電線器等逐漸取代了傳統的人工操作,監視等環節。這種逐步的取代擴大了變電站的監控,更有利于工作效率的不斷提高,這就需要變電站具有較高的自動化。通過計算機和網絡通信技術,全方位監控并有效控制變電站內運行的電氣設備,利用全微機裝置替代常規電磁式設備;采用計算機光纖或光纜代替電力信號的電纜實現二次設備的集成化和數字化。通過對二次設備的功能重組和優化設計,建立監視、測量和協調的綜合性系統。

(3) 電力系統中的配電網系統

配電系統主要利用的地方就是電網改造,當今社會,電網技術在突飛猛進的發展,配電系統的網絡化也有了長足發展,在配電系統的結構中也有了高性能的增長,實現了較強的自動化。

計算機技術在電力系統自動化技術中的應用經歷了漫長的時期和過程,取得了長足的進步和發展,未來幾年里,計算機技術將更深入的應用到電力系統的自動化技術中。下面就從變電站系統的結構、電力一次設備的在線狀態檢測、光電式電力互感器以及電力設備系統智能化等幾個技術熱點問題進行介紹和說明。

二、 智能電網技術特點

智能電網技術是對技術的全面控制,它是在物理性質的前提下,與當今的通訊、傳感、控制、信息等技術有效結合,形成一個新型的電網結構。并將發電、調度、配電、輸變電和用戶等環節涵蓋其中,發揮了計算機技術的高效率,實現控制系統的穩定性、調度系統和變電站的的自動化。在智能電網中規劃的重點和目標都是不同的,但智能電網基于環境、安全、電能質量和市場等因素驅動。智能電網技術主要分為網絡拓撲和信息通訊。下面就簡單介紹一下它的分類:

網絡拓撲是較為靈活的智能電網結構,也是未來電網的主要組成部分,居于核心地位。這種結構能充分緩解布局不平衡的相關矛盾,我國開展了直流聯網工程、特高壓聯網工程、點對點或點對網送點等工程?,F在來看,任何結構都不是一塵不變的,進一步優化是電網結構存在的關鍵。利用計算機形成的互聯大電網的形成和電網規模的擴大, 電網的安全性問題日益突出。

信息通訊系統是有效實現智能電網的主要途徑,因為信息通訊系統具有高速,實時等優點。只有這些特點才能提高智能電網的結構,在通信系統的支持下,智能電網才能獲得、保護和控制數據,因此,通信系統的額建立是建設智能電網的第一步?,F如今,信息通信系統在用戶中逐步深入,把自動化和信息技術相結合,進一步實現智能電網的目標并具有智能電網應具有的特征。

在目前的變電站系統自動化中,加強技術投入成為一大趨勢。計算機技術和電力系統自動化技術結合的最典型的技術就是智能電網技術。這種技術是通過對全局性進行智能控制,把發電、調度以及變電和用戶等各個環節涵蓋其中,充分發揮了計算機技術的高效率作用,實現了穩定性控制系統、自動化的調度系統以及變電站的自動化系統,為我國建立智能電網技術打下了良好的基礎,建立了智能電網技術的雛形。在今后的幾年里,智能電網技術需要依托更多的計算機技術,加強網絡通信技術的應用,體現雙向性、實時性以及可靠性的特征。

三、 輸電線路中重要的一環(電力互感器)

光電式電力互感器是輸電線路中的一個不可缺少的重要設備,通過一定比例關系,把輸電線路上的高電壓和大電流的數值下降到可以用儀表進行測量的準確數值。近年來,很多國家已經成功的研制出了新型的光電式和電子式互感器,我國一些科研單位也非常重視對光電子互感器的研究。在這一研究中,光電互感器輸出的信號比電磁式互感器輸出的信號小的多,因此,需要在就地轉換數字信號,通過光纖接口送出,在模數的轉換和光電子信號轉換中進行一次一體化的設計,突破電磁兼容、絕緣和耐環境條件以及供電電源燈技術難點,提高光電子電力互感器的高性能。

四、電力系統中電力設備系統的智能化

在常規的電力設備中,其一次和二次的設備安裝地點一般是相隔幾十米,其信號使用的強度和大電流控制電纜的鏈接。計算機在電力系統自動化技術中的運用的一個方面就是在電力的一次設備智能化中,考慮將常規的二次設備其部分或全部功能實現,有效的降低電力信號電纜和控制電纜,充分發揮測量和保護的目的;與此同時,在充分利用計算機技術時,要著手解決電力部件是否受現場電流影響的問題,提高整個高強度的電磁場受干擾能力。

五、 電力系統自動化的安全性介紹

計算機技術與電力系統自動化技術結合發展的一個方向就是電力系統的自動化安全,實現不斷由低到高,由局部到整體的發展。目前自動化技術的安全性正朝著最優化、適應化和智能化、協調化的發展,并由單個元件向局部的區域或全系統發展。計算機技術的應用重在設置裝置的調試方便和易于操作,改善裝置的多功能性和先進性、靈活性,提高回路動作正確性和可靠性,實現遠程控制,取代傳統的人為值守模式。

結束語

計算機是人們現代生活中不可缺少的一個組成部分,隨著計算機技術水平的不斷提高,它給電力系統自動化技術的建設和發展中提供了強大的推動作用。電力系統自動化是社會經濟發展的必然結果,它對社會生產活動提供了保障,因此,隨著計算機技術大的快速發展,我國電力系統的自動化技術也將得到快速的發展。

參考文獻

[l]朱大新.電力系統自動化與計算機技術[J].工業控制計算機,2005,11.

[2]張作剛.計算機技術在電力系統自動化中的應用分析[J].廣東科技,2008,04.

篇5

一、計算機借閱的優勢

1、縮短文獻與讀者的距離

引入計算機管理系統后,讀者可以通過檢索,能直接快捷地瀏覽并且選擇文獻資料。讀者親自進入書庫選書、瀏覽書的內容,還能在同類的各種書之間進行比較,挑選出自己認為最滿意最合適的圖書,這樣不僅給讀者提供了方便,也增強了圖書與讀者之間的親和力,能激發讀者更大的閱讀興趣。

2、提高圖書的借閱量

通過自己在計算機管理系統內選擇圖書,讀者會發現許多未被利用的圖書,受到讀者的青睞,從而提高了圖書資源的利用率。計算機借閱同時也縮短了讀者等待借閱的時間,能使更多的讀者的潛在意識得到滿足,從而達到大幅度提高圖書借閱量的目的,使圖書資源得到充分的利用。

3、減輕圖書管理員的工作量

采用計算機借閱后,圖書管理員不用再忙于去書庫取書,可以將這部分時間和精力去做讀者導讀和咨詢的相關工作。使得圖書管理員成為真正的“知識信息的導航員”,大大提高了圖書館的服務水平以及層次。

二、計算機借閱存在的問題

1、讀者對圖書的亂拿亂放

引入計算機借閱后,由于是自助式的,有些讀者會對圖書亂拿亂放,這使得原本整齊的書架出現排架混亂的問題,時間長久,使得其他讀者在查找資料時有了極大不便,同時也使圖書管理員的上書排架的頻率增大。再者,這樣也容易造成圖書的破損和丟失,圖書從書架上的取放次數增多后,會對圖書造成破損。有極個別讀者在看到自己喜歡的內容后竟然撕下書頁,造成破壞,更有甚者,撕下條形碼和磁條,將圖書帶出館,這給圖書館造成損失,也給提讀者的利益帶來損害。

2、不能妥善管理讀者借閱證

使用借閱證后,許多讀者的圖書借閱證并不能很好的保管,有的讀者的借閱證還未使用很長時間,就折損導致不能使用;有的讀者的借閱證丟失了也不去掛失,被別人冒名借出圖書,給自己造成了利益損失;有的讀者互相轉用借閱證,導致到最后讀者自己都搞不清自己的借閱證上借了多少本書,借了哪些書,給自己的再次借閱帶來極大不便。

3、忘記所借書目

采用計算機借閱后,讀者手里只有借閱證,這跟手工借閱時對自己所借書目以及期限一目了然不同,而計算機管理之下的借閱證上面僅僅有借閱條碼和讀者本人的照片,借閱證上借有幾本書,什么時間歸還,都無法在借閱證上得到體現,只有計算機才能儲存這些信息,因此有些讀者借出書時間一長,便會發生借書超期現象。

4、圖書管理員的工作失誤

管理員工作不認真、責任心不強,有時甚至操作不當,都會造成借還出錯,出現漏借、錯借的現象。漏借,有時并沒有認真的核對電腦顯示信息,讀者超出借閱權限的書但掃描器仍在進行工作,讀者把書借走后,但計算機里并沒有記錄,讀者在還書時計算機系統才提示“此書未出借”,有時候管理員將兩本放在一起的書當作一本,只掃描了上面的1本,卻漏掃了下面的1本。錯借,當前一名讀者完成借閱,管理員沒有及時的刷黑該讀者的借閱證條碼,便將下一名讀者所借的圖書掃到前一名讀者借閱證上;如果讀者下次借閱時,發現借閱證里沒有自己所借的圖書,就不歸還圖書,這給圖書館的圖書資源帶來損失。

5、網絡以及計算機的問題

在借閱高峰期,計算機一定處于超負荷工作狀態,或者計算機長期不進行維護,在借閱過程中,出現病毒感染、斷電、死機等現象,就會造成正在借還的圖書的數據丟失。有時服務器和網絡的不穩定,導致圖書館所在書庫的終端有時并不能正常進行,這使正在借還圖書計算機管理中的圖書鏈與讀者鏈強行斷開,造成借還圖書的記錄信息的丟失。

三、解決所存在問題的策略

1、使讀者學會使用代書板

讀者入庫時,換借書證為代書板,當讀者在書架上拿下一本書時,便的代書板橫插在本書的位置上,讀者翻閱瀏覽后決定不借時,將本書放回原位,取下代書板,繼續瀏覽選擇其它的圖書。如讀者決定借閱某一本書時,便將書和代書板一同拿走,出庫時交還代書板,換取借閱證,辦理借閱手續。

2、加強對讀者的教育

做好讀者的思想道德教育,要做一名愛護圖書的文明讀者,意識到愛護圖書是自己應具有的道德和應盡的義務,在借閱圖書期間要愛護、珍惜并保存好圖書,以延長圖書的使用壽命,充分發揮資源的作用。協助管理員一起做好圖書管理工作,讀者在書庫發現有人的不良行為時,能及時告知管理員或幫助管理員及時制止不良行為。嚴格的遵守圖書館各項規章制度,借還圖書時按照借閱規則,不能互相借閱、代借;借書證丟失后要及時掛失,以免給自己造成不必要的損失。

3、提高圖書館員的綜合素質

圖書館員要明確自己的工作任務,培養對自己本職工作的高度責任感。雖然圖書館引進了計算機借閱管理,但在工作中還會遇到很多具體問題,都一定要耐心細致地完成,全身心地投入工作。還要有扎實的業務能力,圖書館員必須能熟練的掌握圖書館業務知識,熟悉各書庫的藏書范圍、藏書特點,熟記各類專業書的架位。

篇6

關鍵詞 數字積分插補算法 數控系統 物理含義

中圖分類號:TG659 文獻標識碼:A

0 引言

插補算法是影響數控系統性能的重要因素,是數控技術課程的核心內容,數字積分插補算法又稱數字微分分析法——DDA(Digital Differential Analyzer),是在數字積分器的基礎上建立起來的一種插補算法。它的優點是脈沖分配均勻,易于實現多坐標聯動,容易實現二次曲線、高次曲線和空間直線的插補,在數控系統中得到廣泛應用。

一般教材都結合函數積分原理講述該插補算法原理,即將函數 = ()在到區間的積分,近似視為曲線下許多小矩形面積之和。

一般還要假設為單位時間和累加器容量為單位面積而將上述公式變為:

若累加過程中超過一個單位面積就產生一個溢出脈沖,則累加過程所產生的溢出脈沖總數就等于所求的積分值。上述公式從數學角度容易理解,但是 用“1”替代的依據是什么,對應的是否發生相應變化,的物理含義是什么,多數教材并沒有進一步論述,這種內容上的模糊影響了學生對算法本質的理解。

1 數字積分插補算法的物理含義

數控插補算法的本質是將基本數控軌跡分解為數控運動所需的最小位移量,而位移正是速度的積分。因此,公式(1)中函數 = ()的物理含義應該是某個坐標軸的速度函數,下面對其做進一步說明。

假設某數控系統要加工的平面任意曲線,在及坐標軸的速度分量如圖1(a)和(b)所示,該曲線的數字積分插補算法工作過程是每個脈沖源到來時,對各運動軸的速度分量進行積分以確定相應坐標軸的位移量,當位移量超出一個脈沖當量時相應軸就溢出一個進給脈沖。可見,要走出給定的曲線輪廓,速度分量就要按曲線規律變化,并按公式(3)各自積分。

若將脈沖源周期看作 的單位時間“1”,脈沖當量看作累加器的單位面積容量,則的單位是脈沖當量/脈沖源周期,和分別指給定時間內和軸的位移,單位是脈沖(當量)個數。為保證插補精度,每次沿坐標軸進給脈沖不能超過一個,因此均應小于1。

可見,數字積分法的基本原理可以形象地比喻為“零存整取”,它將曲線在各坐標軸的速度與時間的乘積(即進給位移量)分段收集起來,當某個軸收集的進給量不夠指定值(通常等于脈沖當量)時就暫存在累加器里,超出指定值時就進給一個脈沖,同時溢出后的余數繼續用于后面的累加,直至到達曲線終點。

數控機床加工的典型輪廓由直線和圓弧組成,各個插補算法也主要包括直線插補和圓弧插補兩類,下面以第一象限的數字積分直線插補算法為例做進一步分析。假設直線起點為坐標原點,終點為,程編速度為。如前所述,要想控制數控系統走出直線,則和方向的速度必須保持如下關系,即:

由于數控機床在進行直線加工時,軌跡的終點是確定的,因此各個坐標軸的速度 = 和 = 也是不變的(而在圓弧加工時,各個坐標軸的速度是瞬時變化的)。按照前述解釋,和分別指單個脈沖源周期在和軸上各輸出多少個脈沖當量,且二者都應小于1。在硬件數字積分器里,通常取 = 1 / ,累加次數就統一為 = ,為累加器的位數;在軟件數字積分器里,的取值只要保證和小于1即可,一般也取成 = 1 / ,為所用數據變量長度。

2 結論

本文對數字積分插補算法的物理含義進行了詳細的解釋,使學生在理解數控插補算法時不再是生記一些枯燥的公式,便于其掌握數控插補算法的本質。

參考文獻

[1] 胡占齊,楊莉.機床數控技術[M].機械工業出版社,2007.5.

篇7

大規模計算流體動力學(CFD)計算對數據I/O能力提出了很高需求。層次式文件格式(HDF5)可有效管理大規模科學數據,并對并行I/O具有良好的支持。針對結構網格CFD并行程序,設計了其數據文件的HDF5存儲模式,并基于HDF5并行I/O編程接口實現了其數據文件的并行I/O,在并行計算機系統上進行了性能測試與分析。結果表明,在使用4~32個進程時,基于HDF5并行I/O方式的寫文件性能比每進程獨立寫普通文件的方式高6.9~16.1倍;基于HDF5并行I/O方式的讀文件性能不及后者,為后者的20%~70%,但是讀文件的時間開銷遠小于寫文件的時間開銷,因此對總體性能的影響較小。

關鍵詞: 計算流體動力學; 結構網格; 并行I/O; 層次式文件格式; I/O性能

中圖分類號:TP302.1;TP302.7

文獻標志碼:A

0引言

計算流體動力學(Computational Fluid Dynamics, CFD)是一門綜合了流體力學、計算數學、計算機等學科的交叉學科,它采用數值方法求解流體運動控制方程,獲得相應的流動參數,目前已經越來越多地應用在工程中。隨著所模擬的幾何外形日益復雜,流動機理研究越來越精細,CFD計算對性能的需求日益增長,成為典型的高性能數值計算應用領域[1]。CFD計算對性能需求的增長不僅體現在計算量上,而且也體現在數據規模上。據估計當前流動機理研究(如湍流直接模擬)方面CFD使用的網格數達到了數十億到上百億量級,在實際工業應用方面CFD使用的網格規模也達到了千萬量級。CFD相應的輸入文件、中間文件和最終結果文件容量巨大,數據規模從吉字節(GB)級增長到了太字節(TB)級。巨大的數據量對數據I/O的性能帶來巨大的挑戰,如何高效管理和讀寫數據成為當前CFD的重要問題。

并行I/O技術[2]是解決大規模數據輸入輸出性能需求的主要途徑之一[3]。并行I/O就是使一個并行程序的多個進程同時訪問文件中的數據,依據文件組織不同分為兩類:每個進程獨立訪問一個文件和所有進程共同訪問單一的共享文件[4]。學術界對并行I/O進行了大量的研究,主要集中在并行I/O硬件體系結構、支持并行I/O的系統軟件以及應用程序層面的并行I/O技術。在應用層并行I/O方面,Pakalapati[5]基于擴展的CFD 通用符號系統(parallel CFD General Notation System,pCGNS)使用基準測試程序(benchmark)測試了CFD應用程序的并行I/O性能,文中利用pCGNS進行數據訪問,在兩種并行文件系統(網絡文件系統NFS和并行虛擬文件系統PVFS)下分別進行并行I/O性能的測試并進行了比較,結果證明了pCGNS系統的良好性能。Horne等[6]也基于pCGNS使用兩個benchmark(IOR和自研的pCGNS benchmark)對并行I/O性能進行測試,文中將pCGNS benchmark分為五類,分別從每個進程上的不同分區數對并行I/O性能進行測試,并與IOR benchmark的測試結果分別進行比較。張娟等[7]針對劃分計算空間到多個計算區域并基于計算區域組織I /O的問題,設計了多級極大獨立集算法實現計算區域的主進程選擇及計算區域數據訪問先后順序指定,分析表明這種方法的可I /O 并行度最高,在并行度最高情況下通信量最小。顏小洋等[8]三維電磁場粒子模擬并行應用,在分布式存儲系統中,采用各節點同時把數據輸入輸出到本地單獨文件中的方式,大幅度減少數據I/O的時間。蔡昭權等[9]針對外匯數據分析應用,利用層次式文件格式(Hierarchical Data Format version 5,HDF5)[10]的I/O性能和數據類型自定義功能進行數據存儲, 加快數據存儲的速度,數據讀寫性能比MSSQL提高了80 倍左右。馮金花等[11]以Delphi與Python的混合編程方式實現了基于HDF5文件格式的數據管理系統。

前面提到的HDF5是一種層次式數據存儲格式,它支持多種科學數據類型,可較好地實現不同應用間的數據共享,并提供了高效的并行I/O機制,是解決并行計算中大量數據的快速輸入輸出的一種重要技術,目前HDF5被廣泛應用在高性能計算領域。本文針對大規模CFD并行計算對數據I/O性能的需求,以一個結構網格CFD并行計算程序為應用背景,研究采用HDF5格式來存儲多塊結構網格數據,并基于HDF5的并行I/O機制實現其快速并行讀寫。在并行計算機系統上針對實際算例進行了性能測試,檢驗了該技術的有效性,分析了存在的不足,指出了進一步優化的方向。

1.1HDF5數據格式構成

HDF5文件有兩種基本數據對象:組(groups)和數據集 (datasets)。有三種輔助對象:數據類型(datatype)、數據空間(dataspace)和屬性(attribute)。HDF5文件中的數據以圖的形式組織,HDF5文件與根組(“/”)一一對應,根組中包含一個或多個組,組中又可包含其他組、數據集及元數據(metadata),數據集由多個多維數據元素組成[12]。HDF5的命名數據對象(組、數據集、命名的數據類型)可以有0個或多個屬性,它描述數據對象的結構、大小、數據單位等信息,與所依附的命名數據對象存儲在一起。簡單的HDF5對象間的層次結構如圖1所示,其中橢圓表示組,矩形表示數據集,圓表示數據集的依附對象。

HDF5是一種具有自我描述性、可擴展性、自我組織性的數據存儲格式,主要用來存儲各種類型的科學數據,適應于多種計算機平臺,易于擴展。HDF5能夠創建和存儲任意類型的科學數據結構[13],如圖像、多維數組、指針及文本數據等,可根據需要將這些數據類型混合存儲在一個HDF5文件中,數據對象間可建立數據依賴關系,這就取消了文件系統對單個文件規模的限制。同時,HDF5利用數據分塊、壓縮、擴展、外部存儲等策略提高數據的存儲、訪問和管理效率,實現數據在HDF5文件間和在應用程序間的共享。

數據描述和數據存在于同一個文件,是HDF5的主要特點之一;HDF5的另一個主要特點是支持文件級的并行讀寫,且支持分塊數據存儲,這是HDF5為支持高效數據I/O而引入的新特征。HDF5提供了高效靈活的并行I/O機制,支持聚合(collective)和獨立(independent)兩種并行I/O方式的數據集讀寫。若每個數據塊以單一I/O操作進行讀寫操作,獨立完成數據的傳輸,則稱之為獨立并行I/O;若每個數據塊由所有進程共同進行I/O操作,則稱為聚合并行I/O。并行HDF5實現層次[14]如圖2所示,基于MPI編程的應用程序調用HDF5的并行I/O接口函數,HDF5基于MPIIO來支持并行I/O。

2結構網格CFD并行I/O

計算網格生成是CFD計算的前提,網格按照數據類型和網格單元的幾何形狀分為結構網格、非結構網格和混合網格。結構網格按照網格點的順序進行數據存儲,可以根據數組下標方便地索引和查找,數據存儲開銷小,并且由于結構網格具有貼體性,流場計算精度高,在CFD計算特別是高精度CFD計算中應用較多。由于HDF5格式可有效地管理科學數據,并且支持并行I/O,因此本文研究利用HDF5來存儲CFD中的結構網格數據。

本文結構網格CFD程序涉及的數據文件包括網格文件、重啟動文件、網格拓撲文件、流場文件等,邏輯上將所有原始文件組織到一個HDF5文件中,以方便數據的管理?;贖DF5的CFD結構網格數據文件結構分為三層:第一層是文件層,相當于根目錄;第二層是組,一個組對應一個原始文件;第三層是數據集。數據在HDF5中存儲的邏輯結構如圖3所示,根組中包含多個組成員,一個組僅包含一個數據集,以多維數組的形式存儲相關信息。數據集具有特有的屬性,包括網格塊個數、各網格塊名稱、網格維數、每一維大小、數據類型等信息。

在基于HDF5文件存儲CFD數據文件的基礎上,本文重點介紹以聚合方式[15]實現結構網格數據并行I/O的方法。寫文件的步驟如圖4所示,首先,所有進程并行聚合地創建一個HDF5文件和文件中組、數據集對象;然后,根據進程數分割結構網格數據,以便每個進程讀寫一個網格數據塊;最后,向HDF5文件的數據集中寫入數據。讀文件步驟與寫文件類似,不再贅述。

3 性能測試與評價

3.1實驗環境

在國防科學技術大學高性能計算應用中心一套并行計算機系統上進行性能測試。該系統包含128個計算節點,每個節點含2個Intel X5670處理器(主頻2.93GHz,6核,每個核含32KB L1指令Cache和32KB L1數據Cache、256KB L2 Cache,6個核共享12MB Last Level Cache (LLC))和48GB內存,節點間通過Infiniband高速互聯,點點通信帶寬40Gb/s。系統采用Lustre全局并行文件系統,共有6個數據存儲服務器。并行計算環境采用MPICH2,編譯器為Intel FORTRAN Compiler version 11.1,HDF5庫版本為hdf51.8.8。

3.2測試結果

本文的測試程序是一個三維結構網格CFD并行程序[16],主要考察其網格生成階段的寫網格文件性能和初始化階段的讀網格文件性能。測試所用網格規模分別為0.75億和2.99億,數據類型為單精度浮點數。表1給出了兩種方式下兩種網格規模時的數據文件大小,其中Native方式的數據文件大小是全部進程的數據文件大小之和??梢钥吹?,由于在HDF5和Native方式下數據存儲方式均為二進制格式,兩種方式下的數據文件大小基本相同。數據均存儲在數據存儲服務器上,并行CFD程序運行在計算節點(下面簡稱節點)上,通過Lustre并行文件系統訪問這些數據。

將相同數目的進程分配到不同數目的節點上時,并行I/O性能也會出現差異。圖8~9給出了網格規模為0.75億時相同進程不同節點數時HDF5方式和Native方式寫文件時間對比。圖10~11給出了網格規模為2.99億時相同進程不同節點數時HDF5方式和Native方式寫文件時間對比??傮w上看,HDF5方式下,相同進程數時,所用節點數目越多,寫文件時間越長,這種趨勢在數據規模較大時更明顯,因為以HDF5聚合方式進行并行I/O時,進程間需要同步與通信,而并行計算機系統的節點間同步與通信開銷大于節點內同步與通信開銷,節點數越多則總的進程間同步與通信開銷越大,從而導致時間增加。然而在Native方式下,相同進程數時,通常所用節點數越多寫文件時間越短,這是由于Native方式各個進程獨立地寫各自的文件,不存在同步與通信開銷,將相同進程分布到更多節點還使得進程間的資源競爭減少,因此時間減少。

從上述數據還可看到,對相同數據規模,兩種方式下讀文件的時間均比寫文件的時間短得多,故寫文件的時間對整體性能的影響更大。另外,在CFD計算中,對數據文件的訪問方式往往是一次讀(讀初始網格數據或重啟計算文件)、多次寫(寫中間計算結果文件、重啟動文件等),故提高寫文件性能具有特別的價值。

4結語

本文針對結構網格CFD并行計算中對數據I/O能力的需求,研究了HDF5數據存儲格式及其并行I/O技術,基于HDF5實現結構網格CFD程序網格數據的并行I/O。在并行計算機系統上進行了性能測試,結果表明基于HDF5并行I/O方式的寫文件性能比每進程獨立寫普通文件的并行I/O方式高約6.9~16.1倍,基于HDF5并行I/O方式的讀文件性能不及后者,約為后者的20%~70%,但是讀文件的時間開銷遠小于寫文件的時間開銷。本文工作表明HDF5在結構網格CFD程序并行I/O中的應用前景。

參考文獻:

[1]張月玲,白文.航空高性能計算和數據處理需求評論[J]. 航空計算技術, 2009, 39(1):146-150.

[2]DONGARRA J, FOSTER I, FOX G. 并行計算綜論[M ]. 莫則堯, 陳軍, 曹小林, 等譯. 北京: 電子工業出版社, 2005.

[3]陳志剛,曾碧卿. HPPHM:多維數據并行I/O存儲新策略及其性能研究[J]. 通信學報, 2007, 28(4):57-64.

[4]楊偉光.并行程序中不同I/O實現方式的設計與I/O性能[D]. 呼和浩特: 內蒙古大學, 2006.

[5]PAKALAPATI P D. Benchmarking parallel I/O performance for computational fluid dynamics applications[C]// Proceedings of the 43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Washington, DC: AIAA, 2005.

[6]HORNE K, BENSON N.An efficient and flexible parallel I/O implementation for the CFD general notation system[R]. Salt Lake City: Utah State University, Center for High Performance Computing, 2009.

[7]張娟, 陸林生. 應用層并行I/O效率研究[J]. 計算機應用, 2009, 29(1): 9-11.

[8]顏小洋,張偉文,布社輝,等.計算與通信重疊和并行I/O在粒子模擬中的應用[J]. 計算機應用,2011, 31(S1): 33-39.

[9]蔡昭權, 吳文忠, 盧慶武,等. 利用HDF5 和Esper 的高效外匯數據分析系統[J]. 計算機工程與科學,2011,33(4):159-163.

[10]RITTER M. Introduction to HDF5 and F5[D]. Innsbruck: LeopoldFranzens University of Innsbruck, Institute of Computer Science,2007.

[11]馮金花,陳建政.基于HDF5文件格式的數據管理系統[J]. 計算機與數字工程, 2011, 39(2): 102-103.

[12]沈衛超,曹立強,夏芳,等.面向數值模擬數據的HDF5性能優化[J].計算機研究與發展, 2012, 49(S1): 314-318.

[13]YANG M Q, KOZIOL Q. Parallel HDF5 hints[R]. UrbanaChampaign: The HDF Group, 2010.

[14]YANG K. Parallel HDF5 introductory tutorial[R]. UrbanaChampaign: The HDF Group, 2008.

篇8

關鍵詞:預應力筋長度效應曲率效應摩擦損失摩擦系數

IMPROVEMENT ON CALCULATION FORMULA OF FRICTION LOSS IN PRESTRESSDE CONCRETE STRUCTURE AND COEFFICIENT

Li Zhe

Institute of Civil Engineering,Lanzhou jiaotong universitylanzhou730070

Abstract:According to analysis of the prestressed concrete friction coefficient ,he calculation of the friction loss and corresponding friction coefficient are given.

Keywords:prestressed tendonlength effectcurvature effectfriction lossfriction coefficient

中圖分類號:TU378文獻標識碼:A文章編號:

預應力損失因素可歸納為兩類:一是錨下張拉控制應力不足,包括混凝土的彈性收縮損失、混凝土的收縮徐變損失、預應力鋼筋應力松弛及錨具變形損失等;二是預應力沿程損失也稱摩擦損失。預應力孔道的摩擦理論認為:預應力筋與孔道間的摩擦由兩部分組成:一是由于孔道偏差引起的,它與孔道長度有關;二是由于曲線孔道的曲率使預應力筋與孔道產生附加的徑向應力產生的。

在總預應力損失中以摩擦損失所占比重最大。本文從摩擦理論入手,對規范中所給出的預應力損失公式進行簡化并提出對應簡化公式的系數的討論。

1.摩阻的產生

沿程損失又稱摩擦損失,是指預應力筋與周圍接觸的混凝土或套管之間發生的應力損失。摩擦損失由長度效應和曲率效應兩部分組成。長度效應是由于直線預應力鋼筋在施工過程中由于技術原因造成的孔道偏差所引起的。長度效應的大小取決于預應力筋的長度、控制應力、預應力鋼筋及周圍管道的摩擦系數、管道的順直度及預應力的施加方式等。

曲率效應是由曲線筋的曲率摩擦損失和孔道偏差兩部分組成的。其影響因素取決于預應力筋的曲率、控制應力、預應力筋及周圍管道的摩擦系數等。

2.預應力體系摩擦損失理論

圖1預應力筋的摩擦損失

如圖所示,在轉角為處取微段,其重心位于一半徑為R的圓弧上,則預應力筋長度范圍對應的角度變化為且微段內預應力可認為不變并等于P,則由P產生的徑向應力分量。

摩擦損失量可以用壓力N乘以摩擦系數來表示

(0)

分離變量并在0間積分,得到

(1)

長度效應是指在沿預應力鋼筋長度上有不均勻的轉角波動引起的摩擦,由長度效應系數引起的來代替,則公式可改寫成

(2)

兩部分疊加結果為

(3)

其中:為考慮孔道每米長度局部偏差的摩擦系數;為預應力筋與孔道壁之間的摩擦系數。

3.分析與探討

直線型孔道的接觸效應很弱,它主要取決于孔道的偏差程度,由孔道的施工制作的順直度及以梁段自身作為臺座對預應力筋張拉造成的孔道變形決定。

曲線形孔道的接觸效應取決于孔道設計的彎曲程度及施工中張拉預應力筋造成的孔道偏差共同決定。本論文給出了直線型孔道和曲線形孔道摩擦損失的計算公式從形式上只考慮其主要的影響因素,進而討論公式中的摩擦系數、與規范中摩擦系數、取值的異同。

4.簡化公式及系數的導出

根據直線型孔道和曲線形孔道的摩擦損失特點,建議采用如下的公式分別進行計算:

4.1直線型

直線型孔道的摩擦損失主要是沿長度方向的孔道偏差引起的,其值很小,可采用下列簡化公式計算:

(4)

4.2曲線形

曲線形孔道的摩擦損失主要由設計曲率決定的,略去孔道偏差影響,可采用下列簡化公式計算:

(5)

4.3直線型孔道摩擦系數

由公式(4)可得:

(6)

結論:可取0.0038,由公式(6)得到的與由經典摩阻理論公式(2)所推得的完全相同。說明:在直線筋的預應力損失計算中,可以采用線性表達式(4)來代替指數函數(2),這樣在計算上得到了簡化。

4.4曲線型孔道摩擦系數

由公式(5)可得:

(7)

結論:可取0.09,與規范給出的摩擦系數相同。說明:在曲線筋的預應力損失計算中,可以只考慮曲率效應,其計算誤差滿足工程需求,這樣在計算上得到了簡化。

參考文獻

吳轉琴,曾昭波等.緩粘結預應力鋼絞線摩擦系數試驗研究.工業建筑,2008B

GB 50010-2010 混凝土結構設計規范

篇9

一、對銅鋅合金組成的分析

【例1】2011湖南婁底中考第31題

Cu與Zn的合金稱為黃銅,有優良的導熱性和耐腐蝕性,可用作各種儀器零件。某化學興趣小組的同學為了測定某黃銅的組成,取20g該黃銅樣品于燒杯中,向其中分5次加入相同溶質質量分數的稀硫酸,使之充分反應。每次所用稀硫酸的質量及剩余固體的質量記錄于下表:

試回答下列問題:

(1)上述表格中m的值為______。

(2)黃銅樣品中鋅的質量分數為______。

(3)所用稀硫酸中硫酸的質量分數是多少?

【解析】根據金屬活動性,黃銅中只有鋅能與稀硫酸發生反應,銅不和稀硫酸反應。表格中的數據顯示,共進行5次實驗,每次所使用的稀硫酸均為20g,黃銅樣品的質量為20g,在第一、二、三次實驗中,每加20g稀硫酸,固體質量均減少2.6g,說明20g溶液中的硫酸與2.6g鋅恰好完全反應。當第四次加入20g稀硫酸時,若硫酸反應完全,固體也應減少2.6g,但實際減少的為:12.2g-12.0g=0.2g,小于2.6g,說明硫酸過量,樣品中的鋅已經完全反應,剩余的固體應為銅,且質量為12.0g。則第五次再加入硫酸時,剩余固體只有銅,質量不會減少,所以m=12.0g。樣品中鋅的質量為:20g-12.0g=8.0g。則鋅的質量分數為:8.0g/20.0g×100%=40%。若要計算所用稀硫酸的質量,則取用的硫酸中的溶質應完全反應,根據對上述表格數據的分析,在第一、二、三次實驗中硫酸完全反應,可用于計算。

設所用稀硫酸中硫酸的質量分數為x,據題意得:

Zn+[WB]H2SO4[FY=]ZnSO4+H2

65[DW]98

20g-17.4g[DW]20g×x

65/2.6g=98/(20g×x)

x=19.6%

【參考答案】(1)12.0(或12) (2)40% (3)19.6%

二、對鐵碳合金組成的分析

【例2】2010四川樂山中考第47題

生鐵是鐵和碳的合金。為測定某煉鐵廠生產的生鐵樣品中鐵的質量分數,化學興趣小組的同學稱得該生鐵樣品6.0g,放入燒杯中,向其中加入65.0g稀硫酸,恰好完全反應(假設雜質不參與反應)。測得的實驗數據如下:

請你完成有關計算(結果保留一位小數):

(1)反應放出的氫氣是多少?

(2)生鐵樣品的質量分數是多少?

(3)反應后所得溶液中溶質的質量分數是多少?

【解析】反應加入物質的總質量為97.0g,鐵與稀硫酸反應生氫氣使得物質質量減少,則反應生成的氫氣質量為:97g—96.8g=0.2g。再根據化學反應方程式,計算樣品中鐵的質量和反應后硫酸亞鐵的質量。

設生鐵中鐵的質量為x,生成硫酸亞鐵的質量為y,則:

【參考答案】(1)0.2g (2)93.3% (3)21.6%

篇10

【關鍵詞】 哮喘;兒童;嗜酸性粒細胞;轉化生長因子;白細胞介素-4

摘要:目的:探討外周血嗜酸性粒細胞計數(EOS)、轉化生長因子β1(TGβ1)及白細胞介素4(IL-4)在兒童哮喘發病中的作用。方法:將60例哮喘患兒分為危重組(21例)及普通組(39例),應用雙抗體夾心ELISA法對60例發作期及48例緩解期哮喘患兒及30例正常兒童進行血清IL-4、TGβ1水平測定,并用血球分析儀進行嗜酸性粒細胞計數。結果:哮喘發作期血清TGβ1較緩解期及正常對照組低,血清IL-4及嗜酸性粒細胞計數較緩解期及正常對照組高;危重組血清TGβ1較普通組低,血清IL-4及嗜酸性粒細胞計數較普通組高。結論:外周血嗜酸性粒細胞計數、轉化生長因子β1(TGβ1)及白細胞介素4(IL-4)參與了哮喘的發病過程,并與疾病的嚴重程度密切相關。

關鍵詞:哮喘;兒童;嗜酸性粒細胞;轉化生長因子;白細胞介素-4

The Role of EOS、TGβ1 and IL-4 in the Pathogenesis of Asthmatic Children and Their Clinical Significances

Abstract:Objective: To explore the role of EOS、TGβ1 and IL-4 in the pathogenesis of asthmatic children and their clinical significances. Method: TGβ1 and IL-4 of 60 cases in acute attack group and that of 48 cases in remission group,and that of 30 healthy children in normal control group were detected by Sandwich ELISA.EOS was detected by blood cell analyzer. Result: The serum TGβ1 level was lower in acute attack group than that in remission group. The serum 1IL-4 and EOS were higher in acute attach group than that in remission group. The serum TGβ1 level was lower in risk group than that in ordinary group. The serum IL-4 and EOS were higher in risk attach group than that in ordinary group.Conclusion: EOS、TGβ1 and IL-4 played a role in pathogenesis .There was certain correlation between serum levels of EOS、TGβ1 and IL-4 with serious degree in asthmatic children.

Key words:Asthma;Child;EOS;TGβ1;IL-4

支氣管哮喘是一種以氣道高反應性和慢性氣道炎癥為主要特征的變態反應性疾病,其病因及發病機制仍不甚明了。研究哮喘發病的分子機制已成為目前研究哮喘的熱點及難點。近10年來,人們在哮喘的分子機制方面做了大量研究,認為哮喘的發病涉及到氣道的結構細胞與氣道重塑、T細胞的免疫功能及細胞因子分泌失調[1]。本研究測定60例哮喘患兒外周血嗜酸性粒細胞計數(EOS)、轉化生長因子β1(TGβ1)及白細胞介素4(IL-4)水平,旨在探討其在哮喘發病中的作用及其與疾病嚴重程度的關系。

1對象與方法

1.1對象:2005年1月至2006年3月在本院門診就診及住院的60例哮喘兒童均符合兒童哮喘診斷標準[2],其中發作期60例,男37例,女23例,年齡11個月至9歲,平均(3.15±1.76)歲,其中緩解期48例,男29例,女19例,年齡10個月至9歲,平均(3.23±1.49)歲。根據危重病例評分法[3],將哮喘患兒分為危重組和普通組,其中危重組21例,普通組39例。隨機匹配健康對照30例,男18例,女12例,年齡1~9歲,平均(3.46±1.85)歲,健康對照組無哮喘病史,無家族史及個人過敏史,近期無感染史。

1.2方法:哮喘發作期采血前2周未用糖皮質激素,采血前12h停用β-受體激動劑、茶堿類藥物等。發作期、緩解期及正常對照組各采集靜脈血3ml,以血球分析儀常規方法作嗜酸性粒細胞計數,余下的血分成兩管分別分離血清后置-30℃保存待測。

1.3檢測方法:采用雙抗體夾心法(ELISA法)檢測哮喘患兒發作期、緩解期及對照兒童的血清IL-4、TGβ1水平,TGβ1試劑盒由深圳晶美公司提供,IL-4試劑盒由美國GENZYME公司提供,藥盒板內與板間變異系數<10%,并用血球分析儀作嗜酸性粒細胞計數,嚴格按說明書操作。

1.4統計學處理:微機使用SPSS 10.0程序將數據結果以±s表示,兩樣本均數比較用t檢驗,三組樣本均數比較采用方差分析。

2結果

表1哮喘發作期、緩解期及正常對照組EOS、TGβ1及IL-4比較(略)

注:組間兩兩比較P<0.01

表2哮喘危重組與S普通組EOS、TGβ1及IL-4比較(略)

注:組間比較P<0.01

2.1哮喘發作期、緩解期及對照組EOS、TGβ1及IL-4比較:表1顯示,哮喘發作期血清TGβ1低于緩解期及對照組(P<0.01),緩解期血清TGβ1低于對照組(P<0.01)。血清IL-4及EOS在發作期高于緩解期及對照組,緩解組亦較對照組高(P<0.01)。

2.2哮喘危重組與普通組EOS、TGβ1及IL-4比較:表2顯示,與普通組比較,危重組血清TGβ1降低,血清IL-4及EOS增高(P<0.01)。

3討論

支氣管哮喘是由嗜酸性粒細胞、肥大細胞及T淋巴細胞等多種炎癥細胞參與的氣道慢性炎癥性疾病,這種炎癥使易感者對各種激發因子具有氣道高反應性,并可引起氣道狹窄。其病理特征是伴有氣道上皮細胞脫落、嗜酸性粒細胞為主的炎性浸潤。細胞因子是介導和維持支氣管哮喘氣道特異性炎癥和局部免疫反應的基礎。多種因子形成網絡參與了EOS的活化、浸潤及產物表達。肥大細胞和嗜酸性粒細胞的活化及介質釋放受IL-4等細胞因子的調節,且這些細胞因子主要來源于T細胞。IL-4主要由TH1細胞分泌,TH1/TH2亞群失衡,TH2異常增高致TH1類細胞因子IL-4、IL-13分泌增高,IL-4還與IL-3協同作用,能促進肥大細胞增殖與分化。本研究顯示,哮喘患兒EOS及IL-4水平明顯高于正常對照組,說明EOS及IL-4在哮喘發病中起重要作用。

近年來,生長因子與哮喘的關系研究越來越得到學者們的關注,特別是TGF-β在哮喘的發病過程中具有重要作用。TGF-β是一種具有同源雙鏈的25KD多肽。哺乳動物中存在3種亞型,即TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3。TGF-β1可來源于支氣管上皮細胞、平滑肌細胞及炎性細胞如中性粒細胞、嗜酸性粒細胞等。TGF-β1在哮喘氣道結構變化中作為重要的的致纖維化和免疫調節因子而起作用,體內外實驗都已證實了這種雙重調節作用[4]:它可作為促炎因子或抗炎因子作用于炎癥細胞而參與氣道的炎癥和免疫反應的起始,同時也導致氣道重建、氣道反應性增加,氣道管壁增厚、肺功能下降,故TGF-β在氣道重塑中發揮重要作用。

Minshall等用熒光標記的原位雜交方法發現在哮喘患者局部(支氣管粘膜和肺泡灌洗液)TGF-β與病情嚴重程度呈正相關[5]。本研究結果顯示,哮喘發作期外周血TGβ1較緩解期及正常對照組低,緩解期血清TGβ1較正常對照組低, 且隨著病情的加重而降低,各組間差異均有極顯著性,表示TGβ1可作為病情嚴重程度的一個參考指標。

本研究表明,EOS、IL-4及TGβ1是形成哮喘氣道炎癥眾多網絡中重要組成部分。TGβ1可抑制IL-4的合成[6],IL-4引起Th1/Th2失衡而使IgE升高,EOS細胞產生TGβ1減少。TGβ1的過度減少導致細胞免疫功能紊亂,呼吸系統自發保護和抑制炎癥能力降低,形成一種導致變態反應癥和哮喘發生的環境,從而構成哮喘患者氣道高反應性的基礎,導致哮喘的發生。另一方面,TGβ1的合成下降可使EOS在炎癥局部浸潤和活化,釋放炎癥介質,使炎癥加劇,可能成為哮喘發病的另一機制。因此,通過提高體內TGβ1的合成并維持在合理水平,既不使患兒的免疫系統處于高敏狀態,又不能導致氣道纖維化的發生,為今后哮喘的防治提供了一條新途徑,監測患兒血清TGβ1水平可能有助于了解哮喘患兒的病情與預后。

參考文獻:

[1]Kip JC.Cytokines in asthma[J]. Eur Respir ,2001,34(Suppl):24-33.

[2]中華醫學會兒科學分會呼吸學組,中華醫學會《中華兒科雜志》編輯委員會.兒童支氣管哮喘防治常規(試行)(2003年修訂)[J].中華兒科雜志,2004,42(2):100-107.

[3]簡化小兒危重病例評分試用協作組. 簡化小兒危重病例評分法的臨床應用[J].中華兒科雜志,2003,41(8):565-569.

[4]Barbato A. Turato G.. Baraldo S, et al. Airway inflammation in childhood asthma [J].Am Respir Crit Care Med,2003,168(7):789-803.