時間：2022-06-17 02:53:01
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇微電子技術論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
英文名稱：Research & Progress of SSE Solid State Electronics
主管單位：工業和信息化部
主辦單位：南京電子器件研究所(中電科技集團公司第55所)
出版周期：雙月刊
出版地址：江蘇省南京市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1000-3819
國內刊號：32-1110/TN
郵發代號：
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1981
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽：
中科雙效期刊
聯系方式
微電子論文2000字(一)：淺談一種新型的25Hz相敏軌道電路微電子接收器論文
摘要隨著電子技術的發展，相敏軌道電路接收信號處理裝置已逐步實現電子化，以電子接收器代替以前的機械式二元二位繼電器，徹底解決了原繼電器接點卡阻、抗電氣化干擾能力不強、返還系數低等問題。目前廣泛使用的微電子接收器都是使用單片機來處理信息，對輸入信號采用升壓方式進行采樣處理，雖提高了信號強度，但是不利于防止輸入高壓損壞接收器；且每個接收器僅采用單一信號處理通道進行信號分析處理，并由其輸出信號驅動軌道繼電器動作，接收器的安全性、可靠性和抗干擾能力有待提高；另外，現有接收器故障后相關電氣參數不能實時監測；前述不足以影響到軌道電路的整體可靠性和可用性。因此，本文提出了一種基于DSP的新型微電子接收器，以提高微電子接收器的可用性、可靠性及安全性。
關鍵詞電子技術；25Hz軌道電路；接收器
1系統原理
1.1接收器冗余結構
圖1新型微電子接收器（0.5+0.5方案）的冗余結構圖
接收器的冗余結構圖，每臺接收器同時進行兩個軌道區段（區段A和區段B）的軌道電路信號和局部電源信號的處理，相鄰兩個軌道區段可共用兩臺接收器，這兩臺接收器中的任一正常工作，均可正常處理這兩個軌道區段信號，并驅動這兩個軌道區段的后級軌道繼電器動作。如圖1所示，相對于目前的接收器冗余方案，新型微電子接收器的冗余方案可使每個軌道區段節省一個接收器，從而降低建設成本。在接收器冗余結構圖中，當接收器1和接收器2中的某一個發生故障時，若另一個接收器能夠正常工作即可確保軌道區段信號的正常處理；同時可以通過接收器的自檢功能發出報警，提醒維護人員及時更換故障接收器，從而提高軌道電路的整體可用性。
1.2接收器二取二原理
接收器系統內部采用獨立的雙套硬件和雙套軟件，實現一路信號，兩路處理，最終通過安全與門判決，輸出判決結果。當無論是接收器哪一套硬件或軟件出現問題，兩路處理結果不一致時，系統輸出判決都是導向安全的結果。且僅當兩路信號處理的結果完全一致時，安全與門輸出相同結果。
2系統構成
如圖2所示，新型接收器核心處理部分采用雙DSP芯片構成二取二安全結構。主從DSP同時處理軌道電路信號和局部電源信號，分別輸出判決信號；將主從DSP的判決結果進行與運算，如果主從DSP的判決信號不一致，接收器輸出信號將保持軌道繼電器處在落下狀態；只有當主從DSP的判決信號一致且滿足軌道區段空閑條件時，接收器才會輸出驅動軌道繼電器吸起的信號，顯示軌道區段處于空閑狀態；主從DSP任一故障，接收器均不能輸出驅動軌道繼電器吸起的信號，從而提高接收器安全性。
新型接收器電路模塊包括：局部輸入隔離電路、軌道輸入防雷電路、輸入信號采集電路、數據處理電路（DSP芯片）、安全與門電路、輸出控制電路、電源電路、通信電路和顯示與告警電路。
輸入隔離：采用電流互感器將軌道信號和局部信號與后級信號處理模塊進行電磁隔離，隔離變壓器采用降壓方式，當輸入的信號出現大的沖擊或干擾時，通過變壓器進行衰減，加載在后級信號處理電路上的信號將被衰減，對后級信號處理電路起到防護作用。
軌道輸入防雷電路：采取大功率雙向瞬態防雷管，實現對輸入雷電和浪涌的防護。
輸入采集電路：將輸入交流信號的負半周信號抬高到零電平以上，滿足后級單電源工作運放的輸入要求，單電源工作可減小器件功耗。
數據處理電路：把輸入的25Hz軌道和局部模擬信號通過芯片自帶的A/D模數轉換器轉換為數字信號，對轉換后的數字信號進行分析處理，測出軌道輸入的25Hz信號幅值及軌道信號與局部信號的相位差，在主處理器采集從處理器的輸出信號和后級輸出控制電路的輸出信號并經其判斷接收器正常后，再由主處理器控制顯示告警電路，并由主處理器將相關數據通過接收器的通訊電路送監測分機。
安全與門電路：比較主從DSP輸出信號，經安全與門判決二者一致方能向后級輸出控制電路送出有效信號。
輸出控制電路：采用開關電源方式輸出驅動軌道繼電器的直流電壓信號。
通信電路：采用總線方式，向集中監測分機傳送25Hz相敏軌道電路接收器采集到的軌道交流電壓值、相位角和接收器的工作狀態等信息。
顯示與告警電路：顯示接收器自身工作狀態及接收器所處理軌道區段的占用與空閑狀態，顯示接收器DC24V工作電源及局部電源的正常或故障狀態。
3結束語
新型接收器將實現接收器工作狀態和軌道電路電氣參數的實時在線監測，提高運營維護效率，降低維護人員勞動強度，同時，根據新型25Hz相敏軌道電路接收器的功能和特點，可減少現有接收器和軌道架的數量，大量地減少室內配線，初步分析可節約建設成本約20%。
微電子畢業論文范文模板(二)：微電子控制機電設備在工業中的具體應用論文
摘要：在科學技術快速進步的背景下，工業自動化水平取得了比較明顯的提升，在機械制造方面表現的更加明顯，基于各種因素的影響，微電子技術得到了相對廣泛的應用。基于此，本文詳細分析了微電子控制機電設備在工業中的應用，希望能夠為實際提供良好的借鑒意義，以供參考。
關鍵詞：微電子；機電設備；工業；應用探討
信息技術的發展以及先進電子設備的產生催生了機電一體化時代的到來，所謂的機電一體化技術是把電工電子技術、機械技術、信息技術、微電子技術、接口技術、傳感器技術、信號變換技術等一系列技術結合，再綜合應用于實際的綜合技術，現代化自動生產設備可以說為機電一體化的設備。微型計算機在機電一體化系統的作用能夠總結成如下三點：第一，直接控制機械工業生產過程；第二，機械工業生產期間加強各物理參數的自動測試，進行測試結果的顯示記錄，在計算、存儲、分析判定并處理測量參數或指標；第三，進行機械生產過程的管理與監督。機電一體化系統里微電子控制機電設備怎樣進行適宜計算機選擇，怎樣設計硬件系統，怎樣組織軟件開發，怎樣對現有計算機系統等進行維護與使用是相當關鍵的，也是值得探索的
課題。
1微電子控制機電設備系統的組成和原理
在某微電子控制機電系統當中，主要是由PLC、管路壓力變送器、變頻器等多種設備組成的。在控制系統當中，管路壓力變送器主要是檢測控制輔助沖量、管路水壓、蒸發量等三個變量，接著將數據信號向PLC當中傳送，并且通過PLC進行分析和計算，將信號發送信號控制器，通過信號控制器來控制水泵運轉，在設計系統的過程中需要與實際情況合理的進行結合，并且對變頻器的輸出頻率進行確認，輸出頻率在整個系統設計過程中具有非常重要的意義，和系統的控制息息相關，在確定系統輸出頻率是需要綜合性的分析和考慮用水量以及揚程參數等。在整個系統當中控制流程的用水量變化，主要是通過壓力變送器向PLC傳送的通過PLC進行分析和計算，可以有效的調節循環泵的頻率，合理的分配能源，讓工作的效率提高，起到節約資源的作用。
2微電子控制機電設備在工業中的具體應用
1）可編程序控制器（PLC）的應用。從PLC的角度進行分析，其主要優勢在于具有很強的控制能力，而且穩定性較高，機身體積相對較小，可以有效的和其他的配件進行組合。在工業生產的過程中，因為機電設備往往會占據一定的面積，如果想讓其廠房中的占比較高，就一定要注意讓廠房的空余面積加大，盡量讓控制器的數量減少，讓機電設備的數量增多，與此同時還需要注意PLC的節能性較高相比，其他的控制系統可以節約資源，讓工業生產的成本支出降低，讓企業的經濟效益增加，由于PLC設備可以有效的和其他設備之間進行組合，可以靈活方便的在廠房當中進行布設，讓一機多用。可以實現讓廠房的設備結構進一步得到簡化，對設備維護中耗費的人力物力進行控制，減少人力輸出，可以將人力有效的分配到工業生產當中，讓生產資料的利用效率提高。PLC的另一大優勢在于可以通過現場總線和生產設備之間
進行連接，有效的監控工業生產，可以動態化的監控生產的全過程，確保在生產過程中，第一時間解決生產時產生的故障，避免由于機械故障而導致生產進度停滯，讓設備的維護開支得到控制，PLC的計算速度很快，可以輕松的對生產時的任何變動進行管理和控制，有效的防止由于設備變化控制器無法及時應對而產生的問題，PLC還可以進行相關的升級，伴隨當前經濟快速發展，就算生產線當中的產品產生了變動，只需要正確的調整，控制程序也可以符合新產品生產的具體需求。
相比于其他編程操作，PLC控制器在編程的過程中較為方便，員工通過短時間的訓練就可以熟練的掌握編程的技巧，在實際操作的過程中工作步驟相對較為簡單，可以很容易的掌握設備的維修安裝以及操作，由于PLC自帶程序編輯器只需要工作人員了解梯形語言，就可以對其進行熟練的掌握。對控制器的工作語言進行了解，當出現故障的時候可以及時的調整和處理控制器。
2）變頻器調速器的作用。變頻器工作狀態分作自動與手動兩類，手動工作狀態即在PLC結束工作后展開的人工操作行為，經電位器調節能對變頻器輸出頻率進行給定。自動工作狀態實質是PLC輸出信號為變頻器輸出頻率展開控制。和傳統調節閥控制方式相比，PLC控制可節電，更好進行水泵磨損控制，在延長設備壽命與實現系統自動化水平提升中發揮了重要作用。
第一，和傳統正弦波控制技術相比，因變頻器用到了電壓空間矢量控制技術，先進性和獨特性在性能上得到充分凸顯，同時因其特有的低速轉矩大、運行穩定性強、諧波成分小等特征，這對我國電網而言輸出電壓自動調整功能能充分進行優勢發揮。第二，變頻器具備外部端子、鍵盤電位器與多功能段子等一系列操作方式，功能完善，可輸入多種模擬信號（如電流、電壓、頻率等效范圍檢測，轉速追蹤等）；并且變頻器可實現擺頻運行與程序運行等一系列模式。第三，因變頻器全系列元件應用的是西門子產品，有極強的保護性能，可靠穩定，能很好的避免過流、短路、過壓等問題，確保本機能正常運行。并且變頻器有良好的絕緣耐壓性，產品質量好，設定簡單等使得其有更強的適用性。
3）電路發揮的作用。在安裝PLC和變頻器的時候，保證電路的穩定是保障工作的必要。電路在安裝過程中，應該采取邊安裝邊測電的方式，這樣更能使電流穩定，這同樣屬于工作期間需引起重視的關鍵環節。在電路安裝完畢之后，不要急著通電，應該先再次檢查電路是否安裝正確，查看是否有少安裝或者多安裝的情況。另外，測量一下接觸元器件的連接點，這樣可以發現一些接觸不良的地方，若有漏電情況應該及時對此進行維修。電路在工業中也是起到了很大的作用，在安裝電路的時候，一定要小心謹慎，綜合考慮多方面因素，不要遺漏一些小問題，有時一些小問題也可能出大錯，保證電路的穩定才能更好地協調其他設備的安裝穩定。應認真復查電路，查看電路有無正確安裝，或存在設備多安裝或少安裝的現象，同時應認真檢測每個接觸元器件連接點，明確有無接觸不良或短路現象，若發生漏電務必要及時維修與處理。電路調試的具體流程總結如下：
第一，應認真查看明確電路整體狀況，了解電路面板線有無準確連接，有無看似連接實際并未連接的線，或易短路的線；是否存在兩條或多條線混淆的情況；此后，使用最小量程檔的萬用表對電路面板進行檢查，查看開路處和閉路處有無正確開路與閉路，地線是否漏接，電源連線連接的安全性等，同時需測量電源有無短路現象。測量期間可直接進行元器件連接點測量，如此可明確有無以上情況的同時又弄清楚是否存在接觸點不良現象。第二，電路調試過程的關鍵環節之一即硬件電路調試。調試期間務必要注意細小環節的把控，根據電路功能原理做好各個單元電路的調試，再作整體調試，后進行整個電路的調試。電路在工業生產里發揮的作用是相當大的，電路安裝過程里務必要綜合考量多方因素，認真謹慎，切不可遺漏或放過存在的小問題，確保電路穩定性得到保障。
論文摘要 在人類所利用的能源當中，電能是最清潔最方便的；電氣傳動無疑有著很大的意義，隨著電力電子技術、計算機技術以及自動控制技術的迅速發展，電氣傳動技術也得到了長足的發展。本文在對大量國內外文獻分析的基礎上，總結和論述了我國在電力電子和電力傳動系統領域的研究現狀。
從學術的角度來看，電力電子技術的主要任務是研究電力電子器件（功率半導體）設備，轉換器拓撲結構，控制和電力電子應用，實現電力和磁場的能量轉換、控制、傳輸和存儲，以便實現合理和有效使用的各種形式的能源，高品質的人力的電力和磁場的能量。
1 電力電子的研究方向
就目前情況而言，我國電力電子的研究范圍與研究內容主要包括：1）電力電子元器件及功率集成電路；2）電力電子變換器技術的研究主要包括新的或電力能源的節約和新能源電力電子，軍事和空間應用等作為特殊的電力電子轉換器技術的智能電力電子變換器技術，控制電力電子系統和計算機仿真建模；3）電力電子技術的應用，其研究內容包括超高功率轉換器，在能源效率，可再生能源發電，鋼鐵，冶金，電力，電力牽引，船舶推進應用，電力電子系統的信息化和網絡；電力電子系統的故障分析和可靠性；復雜的電力電子系統的穩定性和適應性；4）電力電子系統集成，其研究內容包括標準化電力電子模塊；單芯片和多芯片系統設計，集成電力電子系統的穩定性和可靠性。
2 我國電力電子發展中存在的問題
當前的主要問題是：中國的電力電子產品和設備目前生產的大部分是也主要是晶閘管，雖然它可以創造一些高科技電子產品和電氣設備，但他們都使用電力電子外國生產設備和多組分組裝集成的制造方法，尤其是先進的全控型電力電子器件全部依賴進口，而許多關系到國民經濟和國家安全，在一些關鍵領域的核心技術，軟件，硬件和關鍵設備，我國的外資控制和封鎖。特別是在關系國民經濟和國家安全，更多先進水平的核心技術差距的關鍵領域，這種情況正在迅速變化的挑戰和我們的道德律令。
在過去，雖然我國國民經濟的各個部門，先后引進了國外先進技術，已開始注意到國內突出的問題，從表面上看，雖然對引進技術的絕大多數可以在幾年后達到國產化率70％的要求，但只要仔細分析，不難發現，并最終拒絕外國公司轉讓技術和關鍵部件，都涉及到高科技的電力電子技術和動力傳動產品在核心技術。
目前國外和問題的主要區別是：電力電子器件的全面控制，不能制造國內制造的高功率轉換器，低技術，設備可靠性差，電力電子數字控制技術水平仍處于初級階段；應用程序的控制技術和系統控制軟件的水平較低；缺乏經驗的重大項目等。高性能高功率轉換器設備幾乎全部從國外進口。
3 電力傳動系統的發展現狀分析
目前我國電力傳動系統的研究主要圍繞交流轉動系統展開，隨著交流電動機調速理論的突破和調速裝置（主要是變頻器）性能的完善，電動機的調速從直流發電機-電動機組調速、晶閘管可控整流器，直流調壓調速逐步發展到交流電動機變頻調速。交流傳動系統之所以發展得如此迅速，和一些關鍵性技術的突破性進展有關。它們是功率半導體器件（包括半控型和全控型）的制造技術、基于電力電子電路的電力變換技術、交流電動機控制技術以及微型計算機和大規模集成電路為基礎的全數字化控制技術。為了進一步提高交流傳動系統的性能，國內有關研究工作正圍繞以下幾個方面展開：
1）輸入電流為正弦和四象限運行開辟了新的途徑
高性能交流驅動系統電壓型PWM逆變器中的應用日益廣泛，PWM技術的研究更深入。 PWM功率半導體器件采用高頻開啟和關閉，成為一個在一定寬度的電壓脈沖序列法律的變化，為了實現頻率，變壓器，有效地控制和消除諧波的直流電壓。 PWM技術可分為三類：正弦PWM，優化PWM及隨機PWM。正弦PWM的電壓，電流和磁通正弦PWM計劃的目標包括。正弦PWM普遍提高功率器件的開關頻率將是一個非常出色的表現，在中小功率交流驅動系統等被廣泛使用。但為大容量的電源轉換設備，高開關頻率將導致大的開關損失，以及高功率設備，如GTO的開關頻率仍不做的非常高的在這種情況下，在最佳的PWM技術只是滿足的需求該設備。
2）應用矢量控制技術、直接轉矩控制技術及現代控制理論
交流電機交流驅動系統是一個多變量、非線性、強耦合、時變控制對象，變頻調速控制，電機控制的穩定狀態方程的研究動態控制非常令人滿意的結果的特點。 70年代初提出研究交流電機的控制過程的動態，不僅要控制每個變量的振幅，而控制的階段，為了實現交流電機磁通和轉矩的解耦矢量變換方法，促使高性能交流驅動系統逐漸向實際使用。高動態性能的電流矢量控制變頻器已成功應用于軋機主傳動，電力牽引系統和數控機床。此外，為了解決系統的復雜性和控制精度之間的矛盾，但也提出一個新的控制方法，如直接轉矩控制，方向控制電壓，特別是與微處理器控制技術，現代控制理論在各種控制方法也得到了應用，如二次型性能指標最優控制和雙位模擬調節器控制，可以提高系統的動態性能，滑（滑模）變結構控制可以提高系統的魯棒性，狀態觀測器和卡爾曼濾波器可以得到狀態信息不能測量，自適應控制能夠全面提高系統的性能。此外，智能控制技術，如模糊控制，神經網絡控制，也開始在交流變頻調速驅動系統用于提高控制精度和魯棒性。
3）廣泛應用微電子技術
隨著微電子技術的發展，數字式控制處理芯片的運算能力和可靠性得到很大提高，這使得全數字化控制系統取代以前的模擬器件控制系統成為可能。目前適于交流傳動系統的微處理器有單片機、數字信號處理器（Digital Signal Processor——DSP）、專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit——ASIC）等。其中，高性能的計算機結構形式采用超高速緩沖儲存器、多總線結構、流水線結構和多處理器結構等。核心控制算法的實時完成、功率器件驅動信號的產生以及系統的監控、保護功能都可以通過微處理器實現，為交流傳動系統的控制提供很大的靈活性，且控制器的硬件電路標準化程度高，成本低，使得微處理器組成的全數字化控制系統達到了較高的性能價格比。
4 結論
雖然我國電力電子與電力系統傳動系統技術得到了長足的發展，但與發達國家相比仍然存在較大差距，許多關鍵技術有待突破，關鍵部件還長期依賴進口的局面還沒有打破。
參考文獻
【關鍵詞】多媒體技術；科技館；展覽；技術應用
【中圖分類號】F324.3【文章標識碼】A【文章編號】1326-3587（2011）10-0073-02
一、多媒體技術及其實現特點
隨著微電子技術和計算機技術的發展，多媒體技術業已成為一系列展示模式中最重要的組成部分。一般定義為：“多媒體是指運用計算機技術將聲音、圖形、圖像、視頻、動畫和文字特殊效果等單一的媒體形式集為一體的表現形式，是全面的綜合性的信息資源，它能用來達成信息傳播中的任何媒體資源”。
1、多媒體的硬件實現。
硬件主要由成像方式、顯像設備、聲效設備三部分構成；軟件部分有視頻、圖形圖片、動畫、文字等部分構成。常見顯像方式大體包括：1、顯示器顯像。包括大型顯示器和拼接屏、觸摸屏、非平面軟液晶屏等；2、投影顯像。根據幕布材質的不同又可以分為普通幕和特殊幕，普通幕根據其形狀有直幕、折幕、環幕、巨幕、球幕；特殊幕，如條幕、簾幕、霧幕、水幕等；3、LED屏幕顯像。亦可以做成多種形狀，如展品“LED數字星球”。即是LED做成球狀的顯像方式4、激光三維立體顯像等等。
2、多媒體展項具有一些有別于實物展項的特點。
（1）實現方式靈活――根據需要，小到在手機上的一塊液晶屏幕，大到屏幕投影均可以成為很好的展示環境。（2）表現力強大――涵蓋了聲音、圖形、圖像、視頻、動畫和文字特殊效果等，表現力極為豐富。（3）信息容量大――理論上說，只要硬件支持，多媒體的信息容量是可以無限擴展的。（4）結合力強――由于以上三點的特點，多媒體技術具有強大的表現力與感染力，可以和眾多其他的展示方式結合。（5）成本低――多媒體展示實質上即是虛擬現實，這種實現方式除軟硬件費用和電力外，沒有其他物料消耗，且可反復使用，成本很低。
二、多媒體技術在科技館中應用的幾個觀點
多媒體作為一種新的展示方式，同顯像技術、計算機技術和微電子技術發展密切相關。已成為科技館展示技術中不可或缺的重要組成部分。在多媒體技術在科技館中的應用問題上，有如下觀點：
1、多媒體展項不等于“高科技展項”。
多媒體展示方式在很長一段時間內，被看作是“高科技”；雖然多媒體的發展離不開高科技，但是不能將其直接作為“高科技”來看待，尤其是不宜將“多媒體”和“高科技”畫上等號。多媒體展示手段，作為現代場館的展示方式之一，是同實物展示方式同樣重要的一種展現形式；實物方式同樣可以是“高科技”，例如國際消費電子展上的實物展示、機器人展項；如果一個展項僅僅是運用了投影、大屏幕等方式，如果展示內容單調簡單傳統，也無法和“高科技”掛起鉤來。
2、科技館多媒體展項不能代替其他展項。
由于多媒體展項具有展示方式新奇、內容容量大，尤其是損壞率低維護簡單等諸多優勢和特點，在各種場館的運用日漸增多。尤其在科技館，由于多媒體展項對觀眾較強，加之維護費用極低，基于多媒體的展項在科技館中日漸增多。上級部門對科技館的考核多是只要求 “完好率”，沒有將實物實現方式的展品如機械類、力學等展品和多媒體實現方式的展品區別對待。在這種前提下，有向多媒體實現方式傾斜的趨勢。如在兒童科學樂園，由于少年兒童的認知特點，多媒體展項這種虛擬現實的實現方式，按按鈕/非接觸式的參與方式，不如親自動手，觸摸實物對其的記憶刺激印象深刻；即使應用多媒體實現方式，也要考慮與實物展項充分融合，要有較強的互動性和參與性；否則容易造成“玩起來熱熱鬧鬧，玩完了毫無印象”的尷尬局面。適當使用多媒體在這個展區一般作為輔助手段，展示、介紹一些實物難以表達的內容，可以起到更好的效果。
3、多媒體如何實現“互動”。
多媒體技術與其他技術在進行融合后亦可以實現“互動”，符合了“互動性”。現在的多媒體互動方式感應技術上，如多點觸摸技術，基于激光、紅外和射頻（RFID）等的非接觸式感應技術；軟件部分主要是實時選擇播放，其他還有全身立體感應、雙軸鏡、手觸感應、剪影成像等多種方式。同時要區別“互動”和“動手”，兩者不能簡單劃等號。比如展品“穿墻而過”觀眾只要走過即可聽到玻璃的碎裂聲，是互動，但不需要動手。而“動手”則是參與性活動，展品只有在參與者動手操作時才會運轉、移動或變化，才真正體現此展品的表現內容。動手可以產生互動，但互動不一定要動手才能實現。
4、多媒體展示是手段不是目的。
在作為展示的實現方式時，多媒體此時僅作為一種實現手段，有助于我們更好的展示我們要展示的內容。例如：科技館在選擇展品時，除可以考慮顯像上選擇吸引觀眾的方式，如選擇水幕、霧幕、簾幕等作為投影實現方式外，還不能忽視了展項本身的內容和互動性，只有將這兩者充分結合，利用好顯示方式，方可達到最佳的效果。如果僅僅認為有“多媒體”或者新奇的實現方式，以展示這種實現方式為主，忽視了本身展示內容，脫離了科技館的特點，則不是一次成功的設計。
5、從世博會看多媒體展項的發展趨勢。
綜合看世博會展館，多媒體是一種依托和手段，主要目的是為展示內容服務的。如國家館“清明上河圖”的展示方式很吸引人，但其展示目的不是為了展示這種“會動的形象”。此外，世博會各館內形形的多媒體，各館無不是在幕布或者說表現形式上煞費苦心，內容的重要程度要甚于幕布的表現形式。在浦西的專題館體現的尤為突出。例如，“思科館”只設計了三件展品：一個大屏幕電視機，一個真人視頻通訊系統展示，一個普通120°環幕播放電影。非常吸引觀眾，只因思科館的視頻的確做得精彩――2030年基于新網絡的生活太令人向往了。
三、結語
因此，多媒體必將成為科技館展廳內一種常規展示手段，展示內容首先必須吸引人，但更關鍵問題是：一切形式，是要為內容服務的，科技館尤其是如此；必須考慮展品的內容如何利用多媒體方式進行更充分或者詳盡的展示，還要進行互動設計，以期達到比常規展示方式更佳的效果。多媒體技術在科技館中廣泛應用必將為科技館展示展覽的發展起到重要的作用，也將引領展覽技術的變化和革新。
【參考文獻】
1、朱幼文，創新展品的設計思路與制度性制約因素[J]科普研究 2011(2)73~74
2、賴燦輝，關于科技館創新展品策劃與研發的探討[J]中國新技術新產品 2009（12）247
關鍵詞 半導體器件物理 應用型本科院校 課程改革
中圖分類號：G420 文獻標識碼：A
Semiconductor Device Physics Curriculum
Reform in Applied Undergraduate Institute
XU Mingkun
(Department of Physics and Electronics, Caohu University, Caohu, Anhui 238000)
Abstract The semiconductor device physics is a very important course of the microelectronics professional. Departure from the practice of classroom teaching, for the problems in the current teaching process, combine the characteristics of applied undergraduate college students, explore the reform "Physics of Semiconductor Devices" classroom teaching, stimulate students' enthusiasm for active learning; and effectively, make students in the classroom for better learning results, and lay a good foundation for subsequent courses. Practice shows that our exploration has achieved good teaching effect.
Key words semiconductor device physics; applied undergraduate institute; curriculum reform
0 引言
自從第一個半導體點接觸式晶體管發明以來，以集成電路（IC）為核心的微電子技術得到了迅速發展，開創了人類的硅文明時代。由于微電子技術發展迅速，對專業人才的培養提出了新的要求。①《半導體器件物理》是微電子學及電子科學與技術專業必修的一門專業基礎課，討論半導體器件的結構、基本工作原理、電學特性、器件的特殊效應以及器件的基本分析方法。通過該課程學習，可為學生后續專業課如《集成電路設計》以及《集成電路工藝》等的學習打下理論基礎，是學習本專業其他專業課程以及從事IC設計工作的基礎。
1 教學中遇到的問題
半導體器件物理特點為理論性強、枯燥、晦澀難懂，而且要求學生對前期知識尤其是對半導體物理基本知識熟練掌握。對于應用型本科院校來說，學生基礎相對薄弱，自學能力也相對不足。因此使得教學過程中教師“教”與學生“學”之間不能實現良好的銜接。在教授基本理論的同時應該更重視學生實踐能力的培養。傳統的教學理念以教師講課為主，實行的是“填鴨式”的灌輸教育，教學手段單一僵化，完全無視學生的學習主動性和個體特點，加上大部分學生對理論性很強的專業課熱情不足，很難取得預想的教學效果。現代半導體器件發展迅速，但是半導體器件物理教材僅僅有基本原理和基本特性，不能覆蓋該行業最新的發展動態，也很難引起學生學習的興趣。鑒于此，有必要對半導體器件物理課程進行改革。
2 半導體器件物理教學改革初探
2.1 教師的相關知識儲備
現代高校教師應該具有“基礎精深，專業寬新”的教學理念，即要求教師對該課程及相關課程有深厚的知識儲備，對該課程的理論體系有系統的掌握。同時對與該課程相關的科技前沿有足夠的了解和認識，并且對學生先期的知識儲備情況有充分的了解。能根據學生的具體情況對課程內容進行處理。在基本理論的講解上要詳細透徹，對重難點反復講解。例如能帶在整個半導體器件中的作用非常重要，這就要求學生能夠熟練掌握各個半導體器件的能帶圖。因此，在半導體器件的各個章節都重點強調能帶的作用。并且把每種器件的能帶圖作為重點內容反復強調。在專業課教學中，更應在理論知識夠用的前提下，著重培養學生的實踐能力，使學生對于本專業領域具有扎實的理論基礎、廣闊的知識面和較強的實踐能力。為了增強學生的學習興趣,在緒論部分可以增加對晶體管發明歷史的介紹，講述電子器件從電子管到晶體管的發現，新器件產生的辯證發展過程。并融入一些科學研究方法，同時在課程教學中可以穿插介紹一些科學家的軼聞趣事，以知識性和趣味性增加學生對本課程歷史的認識、對半導體器件的感性和理性認識，提高學生對本課程學習的興趣。②
2.2 引入多媒體教學開發教學動畫課件
隨著計算機技術的發展，多媒體教學已成為現在學校必不可少的教學手段。比起以往的黑板粉筆教學有著獨特的效果，多媒體教學可以形象直觀地把所講內容展現給每一個學生，有利于學生對知識的掌握。因此，運用多媒體技術上課是大勢所趨。上課過程中可以播放一些和教材內容相關的視頻講座來提高學生的學習興趣，還可以讓學生了（下轉第218頁）（上接第209頁）解最新的科技前沿。
半導體器件內部機制變化非常抽象復雜，利用Flas可以形象直觀地把這些抽象的變化過程反映出來。③將抽象理論知識動起來，加深學生對理論知識的深刻理解。例如制作PN結的形成過程、PN結能帶形成的動畫、雙極型晶體管載流子的傳輸以及各電流形成的Flas、MOS結構中多子的積累、耗盡、弱反型、強反型等形成的動畫等。能使學生在視覺上直觀感受其物理過程所發生的變化，還能進一步加深對該過程中一些物理量的理解。
2.3 結合最新科技前沿引入討論課
在講解基本理論的同時，結合自己的科研成果，把當前最新的科學技術成果介紹給學生，還可以就某一學生感興趣的課題進行討論。同時介紹科技論文的查閱方式和方法，讓學生課外通過互聯網等各種渠道獲取一些新近發展狀況。專門安排討論課，讓學生對自己掌握的信息進行交流討論。比如，在講解場效應管時，可以讓學生查閱此類半導體器件最新的技術、發展瓶頸和發展趨勢，并就此類問題進行討論。在講授太陽能電池時，可以讓學生收集日常生活中應用較為廣泛的太陽能電池實例，并就當前的環境污染、能源危機等話題展開討論，從而讓學生對太陽能技術有更深刻的認識。在講授發光二極管時，可就當前熱門的LED背光源電視與傳統的LCD電視比較，找出其特點及優點。但是要強調現在的LED背光源電視與真正的LED電視還有相當大的差距，讓學生根據此類問題收集相關資料，并進行討論。這樣的教學不但鍛煉了學生的自學能力，激發興趣，做到與時俱進，還可以讓學生了解到最新的科技前沿，為其以后的發展打下良好的基礎。
2.4 拓展實驗課程
半導體器件物理是實驗和理論相結合的課程。通過開設實驗課程，可以讓學生自己動手把所學到的理論知識運用到實踐中來。同時還可以把一些簡單的驗證性實驗拓展為綜合性設計性實驗。例如四探針測量方塊電阻的同時讓學生自己結合所學知識設計計算摻雜濃度，晶體管特性參數及曲線測試實驗中，為學生提供一些不合格的晶體管，讓學生自己判斷分析晶體管的缺陷。半導體器件仿真是現代半導體技術中非常重要的組成部分，由于大三學生已經學過MATLAB相關課程，因此可以開設半導體器件仿真實驗，讓學生自己編寫程序對各種器件進行簡單的仿真。雖然許多計算也可以借助另外的數學工具軟件來完成，但是從MATLAB應用的廣泛程度而言， 熟練掌握MATLAB對學生的進一步深造或就業等都將是非常有益的。這樣不僅驗證理論知識，還拓展了課堂內容。既激發了學生學習該課程的興趣，還提高了學生的分析問題解決問題的能力。
3 總結
半導體器件物理是微電子專業非常重要的課程，本文從課堂教學實踐出發，針對目前教學過程中存在的問題與不足，結合應用型本科院校學生特點，探索改革“半導體器件物理”課堂教學，激發學生主動學習的積極性；并有效地多渠道、多方面使學生在課堂中獲得較好的學習效果，為后續課程的學習打下良好的基礎。實踐表明，我們的探索取得了良好的教學效果。
注釋
① 汪慧蘭.微電子技術課程設置與改革初探[J].內蒙古電大學刊,2008(11):100-101.
關鍵詞：電氣自動化、水電站、應用
一、引言
隨著電力電子技術、微電子技術迅猛發展，電氣自動化在水電站中也得到了廣泛應用，這又主要體現在水電站的自動化方面。水電站的自動化是實現水輪發電機組自動化的關鍵部分，是利用計算對整個水電生產過程監控的“耳目”“手腳”，它擔負自動監測機組和輔助設備的狀態，發出擬定的報警信號、執行自動操作任務。水電站自動化的程度取決于電站的規模，電站的型式及主要機電設備的性能。
二、水電站自動化的作用
水電站自動化的內容，與水電站的規模及其在電力系統中的地位和重要性、水電站的型式和運行方式、電氣主接線和主要機電設備的型式和布置方式等有關。總的來說，水電站自動化包括完成對水輪發電機組運行方式的自動控制、完成對水輪發電機組及其輔助設備運行工況的監視、完成對輔助設備的自動控制、完成對主要電氣設備的控制、完成對水工建筑物運行工況的控制和監視幾個方面。
(一)完成對水輪發電機組運行方式的自動控制
一方面，實現開停機和并列、發電轉調相和調相轉發電等的自動化，使得上述各項操作按設定的程序自動完成；另一方面，自動維持水輪發電機組的經濟運行，根據系統要求和電站的具體條件自動選擇最佳運行機組數，在機組間實現負荷的經濟分配，根據系統負荷變化自動調節機組的有功和無功功率等。此外，在工作機組發生事故或電力系統頻率降低時，可自動起動并投入備用機組；系統頻率過高時，則可自動切除部分機組。
(二)完成對水輪發電機組及其輔助設備運行工況的監視
如對發電機定子和轉子回路各電量的監視，對發動機定子繞組和鐵芯以及各部軸承溫度的監視，對機組和冷卻系統工作的監視，對機組調速系統工作的監視等。出現不正常工作狀態或發生事故時。迅速而自動地采取相應的保護措施，如發出信號或緊急停機。
(三)完成對輔助設備的自動控制
包括對各種油泵、水泵和空壓機等的控制，并發生事故時自動地投入備用的輔助設備。
(四)完成對主要電氣設備(如變壓器、母線及輸電線路等)的控制、監視和保護。
(五)完成對水工建筑物運行工況的控制和監視
如閘門工作狀態的控制和監視，攔污柵是否堵塞的監視，上下游水位的測量監視，引水壓力管的保護(指引水式電站)等。
三、設備選型及自動化設計
隨著水電站自動化水平的提高，水輪發電機組所需自動化元件愈來愈多，其作用就愈重要。但由于目前主機配套的自動化元件的性能不夠穩定、靈敏度差、精度低等因素以及自動化設計上的不足使水電站的自動控制的安全受到不同程度的影響，這就需要對設備進行選型和自動化設計。
(一)PLC在軸流槳式水輪機調速器中的應用
軸流轉漿式水輪機被廣泛使用于中低水頭電站。由于它的水輪機葉片隨水不同可與導葉協聯動作而使用水輪機的動行水頭范圍增大。這樣可為電廠創造更多經濟效益。水輪發電機組制造廠家為其制造的水輪機提供了一組不同水頭下導葉開度與漿葉轉角的協聯曲線，調整器制造廠按此曲線設置了調速器內導葉與漿葉的協聯關系。但是由于實際電站運行時，水輪機水頭的變化及上下游水位的變化，與廠家提供參數相差甚運，故按協聯曲線運行時機組運行性能差不能達到最佳狀態。因此對于此類機組的調整器須采用可改變程序的PLC可編程控制器的調速器。在機組試運轉過程中和今后的運行中可先針對不同水頭及上、下游水位及手動協聯導葉、漿葉，取得最佳協聯曲線而后修改原協聯曲線輸入PLC而使機組處實際最佳狀態。
(二)PLC在調節水庫式電站調速器中的應用
水庫式電站的運行水頭變化范圍大：此類電站的調速器和起動開度一般按水輪機設計水頭設計，但當電站水頭降低，水輪機處于低水頭下運行時，電液調整器往往不能使機組達到額定轉速(自動狀態)為使調整器的起動開度增大，往往需更換芯片或在開度指示儀中串接電阻而使調節器輸出值與開度指示產生差值開機組。當電站水頭更小于設計水頭時，為使機組開機不致過速，而又必須換回芯片或撤除串接電阻，若采用PLC可編程控制器，則可根據電站水頭高低，修改其程序來改變起動開度即可。
四、結束語
隨著電力電子技術、微電子技術迅猛發展，原有的電力傳動(電子拖動)控制的概念已經不能充分概抓現代生產自動化系流中承擔第一線任務的全部控制設備。綜上所述，水電站采用綜合自動化系統后不僅提高水電站運行的經濟性和工作的可靠性、保證電能質量；而且提高勞動生產率、改善勞動條件和減少運行人員，從而提高電站運行的效益，例如利用計算機系統監控水庫來水和中長期預報在內的優化運行，曲線繪制及科學調度，多發峰電等，每年可增加發電量2％左右；同時采用計算機監控電站各種參量及運行工況后，及時發現并排除事故隱患，事故后能及時處理事故，避免事故擴大，盡快恢復供電使系統事故率下降，處理事故時間減少，如此每年增加發電量1％左右；另外采用計算機監控在減少人員的同時也減少了相應的生活辦公設備和工資支出，因而能產生巨大的經濟效益。可見，水電站綜合自動化系統與水電站的生產、效益密切相關，隨著國家能源結構的調整，水資源開發利用程度的加大，水電站綜合自動化系統在越來越多的水利樞紐工程中得到更廣泛的應用，發揮更大的作用。
參考文獻：
[1]樓承仁，黃聲先，李植鑫.水電站自動化.中國水利水電出版社，1995，10，1
【關鍵詞】傳感器；智能化；神經網絡；自補償
【基金項目】論文受到成都信息工程大學校級項目KYTZ201521，Y2013062，Y2015015以及“傳感器與檢測技術”精品課程建設項目的資助。
一、引言
現代傳感器技術是在傳統傳感器技術的基礎上發展而來，廣泛結合了信息處理技術、通信技術及微電子技術等[1]，將傳感器提升至 “系統”級別。
開設現代傳感器技術課程，需要在具備經典傳感器知識的基礎之上，進一步掌握智能傳感器的相關知識，了解集成電路工藝、統計學習理論和現代信號處理技術等[2]。該課程的內容涉及智能傳感器系統的硬件構成，智能化功能的軟件實現方法，以及多元回歸分析法、神經網絡技術和支持向量機技術等數據挖掘方法。學生可以通過自主設計型實驗加深對智能傳感器的理解。而智能傳感器的軟件實現和數據挖掘方法的仿真都具備充分的靈活性，學生可以結合PC機在課堂上和課后進行實驗研究[3]。
二、自主設計實驗
現代傳感器技術的課程介紹了新型智能傳感器的概念、構成方式及具有的功能，重點在于智能傳感器的集成化和智能化實現方法。
智能傳感器集成化的實現涉及微電子技術等相關內容，對于非微電子專業的學生來說很難具備此方面的扎實基礎，不易開展自主設計型實驗。并且此部分內容的相關實驗對硬件要求較高，不利于在不同專業和高校的推廣。
智能傳感器智能化的實現方式多樣，有硬件實現，也有軟件實現。軟件實現方法包括神經網絡技術、支持向量機技術、粒子群算法和小波分析等數據挖掘方法中的智能算法。這些智能算法的仿真工具眾多，算法設計靈活且多樣，可以讓學生在完成課程實驗的同時，通過自主設計進一步發掘算法的優化方法，加深對知識的理解。
本論文將舉例說明現代傳感器技術課程在智能傳感器智能化實現方面的自主設計實驗的開設方法。
例如，開設題為“基于神經網絡方法的傳感器溫度自補償模塊設計”實驗。對于會受溫度影響的傳感器，要降低工作環境溫度的影響，就需要設計自補償模塊，補償的方法有多種，這里選用神經網絡方法。首先，學生需要選定實驗對象，即傳感器，比如某款壓阻式壓力傳感器，然后獲取不同溫度狀態下傳感器靜態標定數據，根據標定數據制作樣本，輸入到神經網絡。學生可以根據需要選擇不同的神經網絡，比如BP神經網絡和RBF神經網絡等[4]。實驗編程時可于利用現有的工具箱進行輔助編程，也可以完全自行編程。
以上實驗只考慮了溫度這一個干擾量的影響。通常影響傳感器的不止一個干擾量，還可能存在兩個或多個干擾量的影響。神經網絡方法可以用來降低兩個或者是多個干擾量的影響。此外，學生還可以用支持向量機技術來設計智能化軟件模塊，用于降低多個干擾量的影響。例如，可開設題為“基于支持向量機方法的降低多個干擾量影響的傳感器智能模塊設計”。該實驗的過程是先選定存在交叉敏感的傳感器作為實驗對象，進行多維標定實驗獲取樣本數據，再利用支持向量機方法建立數據融合模型，從而消除或是降低多個干擾量的影響。支持向量機的功能包括分類和回歸等，因此學生還可以結合其分類的功能設計其他傳感器智能模塊。
學生在進行智能算法的課程實驗時，可以選擇自帶工具箱中豐富的仿真工具，也可以自行編程實現算法。本論文采用Matlab軟件為仿真工具實現算法。
三、實驗示例
（一）基于神經網絡方法的傳感器溫度自補償模塊設計
本實驗選定壓阻式壓力傳感器作為實驗對象，目標如下。
1.基于神經網絡技術設計溫度補償模塊，消除工作環境溫度對傳感器的影響。
2.實驗過程需對多個樣本進行實驗，提高補償模塊的適應性，即在滿足壓力量程的情況下對不同的工作溫度進行補償。
3.溫度補償模塊的設計可以使用多種神經網絡方法，并進行對比，得到消除溫度影響最好的方法。
實驗步驟如下。
1.二維標定實驗
用標定實驗來獲取原始實驗數據。由于實驗條件和實驗時間的限制，有些學生無法進行此步驟。學生也可以通過教材或者相關論文來獲取原始數據，但是必須在實驗報告中注明數據的來源。
2.數據預處理與樣本制作
用上一步中獲取的原始數據來制作樣本。通常先將原始數據進行歸一化處理，用歸一化之后的數據制作樣本。神經網絡的樣本包括訓練樣本和測試樣本。
3.訓練神經網絡
將訓練樣本輸入到編好的神經網絡算法，可以是BP神經網絡和RBF神經網絡等，得到訓練后的模型。
4.測試神經網絡
用測試樣本檢驗訓練好的神經網絡模型。如果得到的效果不好，可以適當地調整神經網絡的參數，改善補償效果。
5.更換訓練樣本和測試樣本后重復第三和第四個步驟
不同樣本得到的結果往往差異較大，實驗中需要更換訓練樣本和測試樣本后進行多次重褪笛椋用以提高神經網絡模型的適應性。
6.換一種神經網絡方法重復第五個步驟
同一樣本采用不同的神經網絡方法可能得到不同的補償結果，實驗中可以嘗試對比不同的神經網絡方法，或者通過優化神經網絡的方法改善補償效果。
（二）基于支持向量機方法的降低多個干擾量影響的傳感器智能模塊設計
本實驗的目標如下。
1.利用支持向量機的處理分類和回歸問題的功能，對傳感器交叉敏感的數據進行分析，用以抑制交叉敏感現象。
2.嘗試修改支持向量機的程序，例如更換核函數或改變分類策略，得到不同的測試結果。
3.制備多組樣本數據，對不同的樣本數據進行測試，用以檢驗算法的適應性。
實驗步驟如下。
1.樣本數據制作
根據確定的實驗對象，采集或制備樣本數據。制作好的樣本數據將分為訓練樣本和測試樣本兩部分。訓練樣本與測試樣本的格式保持一致。
2.算法設計
利用支持向量回歸（Support Vector Regression，SVR）或支持向量分類（Support Vector Classification，SVC）算法，處理樣本數據。利用多種策略測試算法優劣。
例如在支持向量分類算法中，有兩種處理多分類問題的策略， 一種是“一對一（one agaist one， 1A1）”， 另一種是“一對多（one agaist all， 1AA）”。實驗中可測試不同策略的算法。支持向量機可選取多種核函數，包括線性核函數、多項式核函數和徑向基（Radial Basis Function，RBF）核函數等。目前尚缺乏一種選取核函數的標準方法。實驗中可以通過更換核函數來測試它們的不同效果，用以選取最優的方案。
可以采用不同的支持向量機工具箱，例如SVM and Kernel Methods Matlab Toolbox工具箱，或者自行編程。
在算法設計的過程中，通過對訓練樣本進行訓練和對測試樣本進行測試，得到每一次的結果。同一算法必須經過多個訓練樣本和測試樣本的檢驗。更換算法策略后，再重復以上步驟。
3.效果評價
用抑制交叉敏感的結果對比最初的傳感器數據，對算法效果進行綜合評價。
（三）實驗方案
結合以上實例，可以設計出自主實驗的方案，具體如下：自行查閱資料進行神經網絡分析法和支持向量機法的設計，兩種算法選擇其一即可。
實驗步驟如下：（1）安裝matlab軟件；（2）熟悉matlab軟件的使用方法；（3）查閱資料進行項目設計；（4）選取神經網絡分析法和支持向量機法之一進行項目設計；（5）根據設計要求編寫算法，并仿真；（6）對算法效果進行綜合評價。
需要注意的是，利用神經網絡分析法和支持向量機法在智能傳感器系統的智能化功能實現方法上進行項目設計的時候，數據來源要有出處，應用范圍要明確。
四、結論
現代傳感器技術課程通過開設自主設計型實驗可以提高學生的學習興趣，加深學生對知識的理解。該課程涉及的神經網絡技術、支持向量機技術、主成分分析和小波分析等方法可以較為靈活地開設自主設計實驗，加強學生的動手能力。本論文以“基于神經網絡方法的傳感器溫度自補償模塊設計”實驗為例說明了自主設計實驗的方案。實驗采用Matlab軟件設計，方案可行。
【參考文獻】
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[2] 王興君，毛敏.智能傳感器課程建O及教學研究[J]. 電子測試，2016（07）：172-173.
【論文摘要】：介紹了光機電一體化技術特征，研究了國內外技術現狀和發展趨勢，指出了未來發展前景和一些重要技術熱點。
近些年來，光機電一體化技術得到迅猛發展，在民用工業和軍事領域得到廣泛地應用。因此，光機電一體化技術成為當今機械工業技術發展的一個主要趨勢。
1.光機電一體化技術特征
光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較，光機電一體化產品具有以下技術特征。
1.1體積小，重量輕，適應性強，操作更方便
光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預設的程序一步一步控制實現，甚至實現操作全自動化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統可精確按預設動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實現軟件化，智能化程度提高
傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序，指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能，使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。
1.4產品可靠性得到提高，使用壽命增長
傳統的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產品的可靠性和穩定性。
1.5融合了多種學科新技術，衍生出許多功能更強、性能更好的新產品
光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識，包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優勢結合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。
1.6產品系統性增強，各部分系統間協調性要求提高
光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術揚長避短，提高系統協調性。
2.研究現狀和發展趨勢
2.1研究現狀
自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，數控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快，是我國特有的經濟實用產品，不但適用國內市場的需要，部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器（PC）和微電子技術控制設備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此，我國自行研制和生產的光機電設備，在質量上也有重大突破，為今后的推廣應用打下了良好的基礎。
2.2發展趨勢
光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產業，而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。從世界科學技術的發展情況來看，光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括：
（1）激光技術
1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。
2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產品進行特種加工。
4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性，應用范圍更廣。
（2）傳感檢測技術
1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。
2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。
3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環境中，最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。
（3）激光快速成型技術
激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結，由點、線構造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場，極大地提高了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。
（4）光能驅動技術
利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。現已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態目標處于初級階段，如果能發現具有優異光作用特性的動態物質，則可使光能驅動技術廣泛應用。
3.結語
技術上的改革和與之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術，產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。
參考文獻
[1]劉志，朱文堅.光機電一體化技術，現代制造工程，2001（12）
[2]梁進秋.微光機電系統國內外研究進展.光機電信息，2000（8）
[3]宋云奪編譯.光機電一體化業的未來.光機電信息，2003（12）
關鍵詞：結構調整；信息產業；結構升級調整
中圖分類號：F062文獻標識碼： A
引言：
改革開放30多年來，信息產業做為當今世界的主導產業。它的發展與一個地區或國家的經濟發展緊密相連。但從總體上看，我國電子信息產業還處在大而不強的發展階段，在一些關鍵技術的突破上、產業的創新和產業的布局的方面與發達國家還有一定的差距。產業結構與經濟增長存在著千絲萬縷的聯系，因此，要想發展信息產業，一個適合本地區發展的信息產業結構至關重要。
一、信息對經濟發展的作用――信息產業結構調整的市場依據
1、信息技術――國民經濟增長的新源泉
信息產業是一種主要依靠信息技術進步而發展的產業。標志信息技術進步的是計算機工業的不斷發展，包括計算機的硬件和軟件的發展。
計算機軟硬件技術的發展推動了信息技術的進步，信息技術的進步又推動了信息產業的發展，特別是信息服務業的發展。
（1）.信息技術結構
當今美國信息技術是以計算機技術為核心，以電子技術為支撐技術，其中包括微電子技術、光電子技術等。以信息材料為基礎，其中包括電子材料及光學材料技術，以通信技術為重要的直接組成部分。微電子技術、通信技術與計算機的結合，代表著美國信息技術的發展方向。
（2）.信息技術已成為經濟增長的源泉
新興的信息技術及其產業化得到迅速發展，引起產業結構和就業需求的巨大變化，經濟面貌隨即發生了很大改變，增長方式由資源消耗型向知識型和技術型轉化，實現了從物質經濟向信息經濟的轉變。不僅對發達國家，對中國這樣的發展中國家同樣適用。
2、信息產業――中國經濟的支柱產業
重視信息技術、創新、開發與產業化。經濟的競爭，歸根結底是科技的競爭，因而把發展科技放在首要地位。信息技術以其高度滲透性、倍增性及競爭性，成為現代高新技術的核心代表。因此，大力推進信息技術創新、開發與產業化，必將提高我國的競爭力。
3、信息服務業――我國經濟發展的新趨勢
50年代末期，美國服務業就業人口超過了工業就業人口后，服務業特別是信息服務業在國民生產總值中所占比重日益增加。
4、信息化改造――傳統工業重煥生機的重要途徑
傳統工業是一個相對概念，包括最早發展起來的紡織工業、冶煉工業、采礦業，以及稍后發展起來的鋼鐵、煤炭、化學、能源、汽車、造船、鐵路運輸、機械制造業等工業部門。
縱觀美國傳統產業信息化的改造過程，可以發現，這一過程的實現在于以信息技術為核心的高新技術的廣泛采用，特別是信息技術高度的滲透性、創新性、增值性、競爭性為傳統產業改造創造了條件。信息技術的廣泛使用，使美國經濟在出現整個工業生產地位下降的同時，與信息技術有關的高新技術產業卻迅速成長的現象。
5、發展電子商務――把握未來世紀經濟持續增長的推動力
電子商務，從狹義上講是指政府、企業和個人利用現代電子計算機與網絡技術實現商業交換和行政管理的全過程；從廣義上說，它的本質是建立一種全社會的“網絡計算環境”或“數字化神經系統”，以實現信息資源在國民經濟和大眾生活中的全方位應用。與傳統商務模式相比，電子商務使商務模式發生了顯著改變。
電子商務以一種最大化網絡方式將顧客、銷售商、供應商和雇員聯系在一起，使供需雙方在最適當的時機得到最適用的市場信息，因而極大地促進供需雙方的經濟活動，減少交易費用和經營成本，提高企業經濟效益與參與世界競爭能力，為提高我國企業的潛力，應發展電子商務。
二、信息產業結構調整
1、IT產業結構調整的依據
根據什么調整――歸根結底是根據IT產業的市場結構需求，包括當前需求和未來需求，現實需求和潛在需求，同時要考慮我們創造需求的能力。
21世紀全球經濟模式會出現新的特點，制造業會有重大革新，超級承包公司會是新世紀制造業最重要的形式。超級承包公司規模很大，在全世界擁有幾十家工廠和供應網，它們的經營范圍日趨擴大，有能力生產和創造用戶所需的全部系列產品和提供全套服務。在新的生產模式下，研究、制造、銷售緊密聯系在一起，產品開發商與組件開發、批發、零售和制造方面的專家之間是一種合作伙伴關系，這種關系與合同關系完全不同。由于擺脫了許多非核心功能，工業巨頭可以把投資集中于研究和營銷，因而有利于發明創造及成果轉化。而且由于這種模式減少對資本內部運作的要求，大大減少新技術進入市場所面臨的壁壘。
全球化具有雙重性。不利的一面是，一旦一個地區的經濟發生大問題，很可能波及其他地區乃至全球。有利的一面是，全球化使企業能擴大資源配置的空間進入較大的市場，刺激企業發明創造，而競爭又促使企業提高質量和降低成本。從長遠看，只要世界和平和發展的主流能繼續，在21世紀，多數國家會參與經濟全球化。
經濟全球化和區域化是兩個命題，但從長遠發展趨勢上看二者又是一致的，因為要從小到大形成全球化，但在區域化的某個階段可能與全球化又有矛盾。
2、IT產業結構調整中政府、市場和企業的作用
這實際是誰來調整結構的問題。政府的作用是不可替代的，它主要是在結構調整中起戰略引導作用：確定方向、規則和框架，同時用政策規則、法制形成有利于結構調整的機制。按市場規律――市場是配置資源基礎性手段的要求，促進結構調整。企業是市場的主體也就是結構調整的主體，企業在結構調整中發揮主體作用與企業發展要求是一致的。無論是中國還是亞洲其他國家，政府自己充當結構調整的主體都不成功。我國在確定國內信息產業的規則的同時，還要考慮謀求參與國際規則制定的主動權。
3、IT產業結構調整的目標
IT產業結構調整的目標有在產業自身體現的，又有通過服務于其他產業體現的，這是信息化帶動工業化的內涵決定的，又是信息產業的自身特性決定的。
從我們研究看，無論從支柱產業定義還是從對經濟增長貢獻來看，目前，我國信息產業和信息產業的裝備業已達到支柱產業標準。
4、IT產業結構調整要在開放條件下進行國際分工
在經濟全球化的潮流下，各國的企業都要根據自身的競爭優勢在全球范圍內出售產品，提供服務和配置資源。中國必須建立一個在全球空間范圍內發展可以取勝的體系，那我國的經濟才能獲得持續穩定發展。
IT產業結構調整不是在封閉條件下進行，而是在經濟全球化的背景下、在開放的條件下進行。這就必須審視我國IT產業的動態比較優勢，我國IT企業的現實的和潛在的競爭能力。
5、IT產業結構調整是不斷進行、不斷適應國民經濟發展的過程
嚴格的說各國的產業結構調整在發展過程中都是不斷進行的，不會停止。所以提出結構調整問題，是因為在某一發展階段或發展時期結構問題顯得很突出。
6、IT產業結構調整涉及結構體系的調整
IT產業結構調整，涉及IT產業中行業結構、技術結構、所有制結構、地區結構、市場結構、企業組織結構等等，涉及IT產業發展的全局，從某種意義來說是IT產業發展戰略的新提升。
7、IT產業結構調整的要素來源
IT產業結構調整的要素特別是資本、人才和技術主要來源于市場包括國內外市場。
8、為企業創造良好的投資環境和商業環境是關鍵
投資環境一般是指為投資者（可能是企業）創造良好的環境，使他們感到投資于這個產業能獲得良好的投資回報和良好的運行制度保證，商業環境是指投資設立企業之后，運行環境良好，體現企業是主體的基本要求。
在政府戰略的引導下，結構調整與企業的利益就能結合在市場經濟中，結構調整就會形成不斷進行的過程。
三、結束語
信息產業是我國成長最快的最重要產業之一。同時，又對我國產業結構調整起重要作用。我國近期在促進信息產業競爭方面已取得可喜效果。
我們要堅決貫徹“堅持以信息化帶動工業化，以工業化促進信息化，走出一條科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少、人力資源優勢得到充分發揮的新型工業化路子”。進一步使信息產業加速帶動經濟發展和結構調整。
參考文獻：
1 全媒體背景下：電視技術與電視舞臺美術發展
“全媒體”作為一種媒介實踐的形態是“媒介化社會”背景下中國影視傳媒領域廣泛采用的核心概念之一。概念的提出建立在傳媒業界積極的探索和媒介資源整合實踐的基礎之上。“全媒體”概念的提出是以互聯網為主導的數字化革命的必然結果。旨在建立某種新型的集媒介生產、傳播、與媒介運營模式于一體的介質平臺。它顛覆了傳統媒介形式廣泛意義上的生產消費觀念。在全媒體語境下電視舞臺美術設計可以選擇眾多的實現與表達方式打破了傳統的單一形態提高增值效果；同時，“全媒體”加強了電視舞臺美術設計中“技術”與“藝術”各媒介形態之間的相互交流和組合運用。
建立在電子技術基礎上并經歷了從模擬到數字、高清歷程的視聽藝術——電視，由于技術條件的限制在全媒體時代信息技術大爆炸的背景下其發展過程中諸多環節都遭到了限制。電視舞臺美術在相當長的時期內依舊延續著傳統意義上“畫筆布景”的尷尬，與如火如荼的影視技術發展與革新之間形成了巨大的脫節現象。究其原因不難發現，技術的快速發展主要集中于后期剪輯等方面的應用，而電視舞臺美術究根追底是移植于戲劇屬于文化藝術的產物。戲劇舞臺作為一種綜合性的藝術形式具有豐富的內涵與外延，其藝術語言千變萬化很難用一種媒介或技術形式進行表達；傳媒技術的發展很難適應舞臺設計多樣性的要求。戲劇舞臺歷經千年發展已經形成了相對規范的發展程式與模式化表達手法，這也一定程度上與日益求新的電視藝術尋求新的藝術發展訴求相互矛盾，并成為當代舞臺藝術人共同面臨的挑戰。
2 舞臺美術設計的歷史“溯源”
舞臺美術設計的發展史也是其技術不斷蛻變與革新的里程史，每一次舞臺美術設計的重大發展身后都蘊含著技術的變革。舞臺設計最初源于希臘原始的祭祀活動需求，雅典人依據自然山體形態筑建酒神劇場，容納萬人的觀眾席靠近接近于扇形的高坡上，可見早期的舞臺形式主要是為祭祀和舞蹈提供場所，早期的舞臺空間概念初步形成。中世紀以及文藝復興等時期，出現了奧林匹克劇場，建筑師阿利奧提建立了第一個具有固定式屬性的鏡框式舞臺并引入了幻覺式布景的概念，戲劇舞臺也隨劇場的變化開始走出“室內”進入自然。建筑與美術藝術家開始成為舞臺設計的主導，相適應的關于舞臺繪畫學的研究也廣泛開展，“透視畫法”概念的引入正式宣告舞臺布景設計時代的來臨，尤其是意大利文藝復興時期透視概念在舞臺設計上應用所創造出縱深的廣場視覺奇觀強烈刺激和震撼了受眾的審美心理與訴求。18世紀中葉之后，工業與人口的急劇增長導致了境況劇場與機械化舞臺的誕生，1874年巴黎大歌劇院的落成華麗而莊嚴、豪華而頗具規模在建筑史和舞臺美術史上都留下了光輝的一筆。科技足以支撐藝術家按照自己的意愿進行舞臺的藝術化改造，畫面幻覺的時代終究來臨。近代以來，結構幾何學理念以及透視在戲劇舞臺設計中的創造性運用成為舞臺設計空間感塑造的重要影響因子。舞臺投影的發明更是顛覆了傳統意義上機械師的人工舞臺設計形式。舞臺設計泰斗斯沃博達更是創造性的使用了投影，其舞臺設計力圖創造四維空間——時間與空間的結合體，在他的活動舞臺與建筑中活動性成為組織舞臺空間生氣勃勃的力量。舞臺美術經歷了多種藝術思潮與流派爭鳴的長時間的繁榮時期后伴隨著技術的進步而獲得了長足的發展。然而令人遺憾的是在19世紀后期以來戲劇舞臺美術設計的發展呈現逐漸式微的傾向，傳統的舞臺制作程式與工藝理論呈現出逐漸脫節的現象而不能很好地滿足人們日益增長的對戲劇藝術審美逐步提高的局面，即藝術家的創作欲望受到媒介技術手段的限制而為以后其自身舞臺藝術的發展留下了隱患。
3 舞臺美術發展的滯后——以電視舞臺美術為例
諸多戲劇的元素被借鑒到電視這個新型的視聽媒介中，自然而然的戲劇舞臺美術也被應用到電視舞臺設計領域之中。電視正如文藝復興時期的建筑給眾多的藝術家以施展才華的平臺，一時間誕生出了一大批優秀的電視舞臺美術設計師。然而電視藝術同樣是建立在科技基礎之上的，舞美設計師似乎被置于了邊緣性的層面。舞臺美術設計長期以來重視藝術專業與設計修養的發展提升上，戲劇舞臺長期落后的生產、制作方式以及電視數字技術制作方式相融合也是重要的原因。直到新千年之后這種局面才有了不少的變化新技術的不斷涌出為舞臺美術設計注入了一絲活力。視頻技術、激光電子技術、計算機微電子技術等閃亮登場標志著電視舞臺美術大變革時代的到來，舞臺美術的概念也突破了傳統意義上電視技術和舞臺藝術相互不匹配的問題，而舞臺美術影像加入了動畫合成、后期特效處理技術等大量電視制作方法，應用高科技影像技術將舞臺美術演變成為一門新興的舞臺影像美學。
舞臺設計的載體也發生了根本性的變化，屏幕影像代替傳統意義上的布景畫面繪畫，虛擬科技世界進行自然的再現并適時根據節目需要進行不斷調整，相較于傳統舞臺美術設計以真實材料作為具體的載體媒介進行表達具有極大的靈活性和新穎性，給觀眾營造一種奇特的視幻覺感官效果，舞美影像通過專業視頻軟件進行制作取代[( dylw.NEt) 專業提供專業論文寫作和發表教育論文的服務,歡迎光臨]傳統戲劇舞美設計手鋸、紙張、模板等真實物質材料為媒介進行的制作手法。這種技術的轉變使舞臺美術設計呈現出傳統布景形式無法比擬的靈活性與時空性，創作者可以根據自己的主觀意圖表達任何想呈現的事物，動靜結合、虛實相間極大提升觀眾的想象力，增加觀眾的心理感受進而對觀眾的假定性幻覺進行突破，觀眾如同置身于真實的視幻覺空間氛圍中，產生如夢如幻的真實感。
4 結語
2008年的北京奧運會更是詮釋了現代意義上的舞美設計概念，一個新的媒介形式——全息虛擬影像技術誕生了，其不但繼承了影像數碼的特質而且具有更加靈活的材質使用戲劇舞臺的范圍更加廣泛。全息影像技術更是廣泛應用于其他諸多的電視以及藝術形態之中。中國新聞聯播中將記者采訪的畫面同步傳輸到演播室中與現場主持人面對面地進行交流，舞臺藝術與戲劇、電影片段在同 一時間呈現出非凡的融合，給世界展示了全媒體背景下最新的創新成果，使舞臺影像呈現出非常絢麗的一面。《宋城千古情》《虎年春節晚會》《2008奧運開閉幕式》等大批以現代科技舞美為代表的舞臺作品都顯示了數字媒體技術于電視舞美的巨大滲透與影響，也開啟了數字虛擬技術與舞美設計相結合的更廣闊的市場。至此，傳統的戲劇舞美設計工藝開始瓦解，以動畫、數字燈光、美術交互設計等為表達媒介的數字化虛擬技術開始并決定著新型數字化舞美藝術的發展方向。舞臺美術設計在歷經近半個世紀的發展停滯之后重新煥發出新的活力。
[論文摘要]本論文討論計算機網絡數據交換技術的發展歷程，闡述數據交換每個發展階段的技術特點。著重對分組交換技術進行分析論述。
交換設備是人類信息交互中的重要實施，在相互通信中起著立交橋的作用。交換技術的發展總是依賴于人類的信息需求、傳送信息的格式和技術，以及控制技術的發展而螺旋型發展。從電話交換一直到當今數據交換、綜合業務數字交換，交換技術經歷了人工交換到自動交換的過程。人們對可視電話、可視圖文、圖象通信和多媒體等寬帶業務的需求，也將大大地推動異步傳輸技術（ATM）和同步數字系列技術（SDH）及寬帶用戶接入網技術的不斷進步和廣泛應用。
從交換技術的發展歷史看，數據交換經歷了電路交換、報文交換、分組交換和綜合業務數字交換的發展過程。
一、電路交換
自1876年美國貝爾發明電話以來，隨著社會需求的增長和通信技術水平的不斷發展，電路交換技術從最初的人工接續方式，經歷了機電與電子式自動交換、存儲程序控制的模擬和數字交換、第三方可編程交換等技術的變革，當前正在發展中的融合多媒體格式相互通信的軟交換技術。
隨著電子技術，尤其是半導體技術的迅速發展，人們在交換機內引入電子技術，這類交換機稱作電子交換機。最初是在交換機的控制部分引入電子技術，話路部分仍采用機械接點，出現了“半電子交換機”、“準電子交換機”。只有在微電子技術和數字技術的進一步發展以后，才開始了全電子交換機的迅速發展。
1946年第一臺電子計算機的誕生，對交換技術的發展起了巨大的影響。在20世紀60年代后期，脈沖編碼調制(PCM)技術成功地應用在通信傳輸系統中，對通話質量和節約線路設備成本都產生了很大好處。隨著數字通信與PCM技術的迅速發展和廣泛應用，于是產生了將PCM信息直接交換的思想，各國開始研制程控數字交換機。1970年法國首先在拉尼翁(Lanion)成功地開通了世界上第一臺程控數字交換系統，標志著交換技術從傳統的模擬交換進入到了數字交換時代。程控數字交換技術采用PCM數字傳輸和數字交換，非常適合信息數字化應用，除應用于普通電話通信以外，并且為開通用戶電報、數據傳送等非話業務提供了有利條件。目前在電信網中使用的電路交換機全部為程控數字交換機，可向用戶提供電路方式的固定電話業務、移動電話業務和窄帶ISDN業務。
二、報文交換
報文交換方式的數據傳輸單位是報文，報文就是站點一次性要發送的數據塊，其長度不限且可變。當一個站要發送報文時，它將一個目的地址附加到報文上，網絡節點根據報文上的目的地址信息，把報文發送到下一個節點，一直逐個節點地轉送到目的節點。
每個節點在收到整個報文并檢查無誤后，就暫存這個報文，然后利用路由信息找出下一個節點的地址，再把整個報文傳送給下一個節點。因此，端與端之間無需先通過呼叫建立連接。報文在每個節點的延遲時間，等于接收報文所需的時間加上向下一個節點轉發所需的排隊延遲時間之和。
三、分組交換
分組交換是交換技術發展的重要成果，代表著網絡未來演進的方向。分組交換方式兼有報文交換和線路交換的優點。分組交換技術使用統計復用，與電路交換相比大大提高了帶寬利用率。這要求在交換節點使用存儲轉發，從而導致掉隊現象的發生。因此，分組交換全引入不固定的延遲的概念。分組交換網絡主要有面向連接和無連接兩種方式．分組網絡包含3個功能面，分別是數據面、控制面和管理面。數據面負責分組轉發，因此需要高性能的實現。目前主要的分組交換網包括面向連接的X．25、幀中繼、ATM、MPLS以及無連接的以太網、CP／IP網絡。
分組交換網有兩種主要的形式：面向連接和無連接。對于分組交換技術來說，面向連接的網絡與電路交換類似，也需要通過連接建立過程在交換機中分配資源；但由于它采用統計復用，所分配的資源是用邏輯標號來表示的。自分組交換技術出現以來，已經有多種分組交換網投人運行。電信領域最早提出的是X．25網絡，但由于它協議復雜，速度有限，逐漸被性能更好的網絡如幀中繼代替。幀中繼網絡可以認為是X．25的改進版本，它簡化了協議以提高處理效率。
計算機領域的一個側重點是局域網，即小范圍、小規模的網絡，用于互連辦公室內的計算機。目前以太網已成為占統治地位的局域網技術。
在20世紀90年代中后期，因特網獲得較大發展，規模持續擴大，對核心路由器吞吐量的要求也越來越高。由于路由器對IP分組進行轉發時路由表的查找比較復雜，轉發速度受到很大限制。前面指出，面向連接網絡使用邏輯子信道標號進行轉發表查找，速度是很快的。人們結合ATM技術在這方面的優點，提出將核心網絡改為使用類似于ATM的交換機，而只在邊緣網絡使用路由器的IP交換技術，最終發展為多協議標記交換(MPlS)。然而，在隨后的幾年中，提出了多種實用的高速路由查找方法，使其不再成為瓶頸。此時，MPLS最大的優點就是流量工程(TramcEn小needng)能力，即人為控制分組流向。但是由于目前高速路由器還能夠很好地工作，MPLS技術并沒有被廣泛使用。
四、綜合業務數字交換
綜合業務數字網是集語音、數據、圖文傳真、可視電話等各種業務為一體的網絡，適用于不同的帶寬要求和多樣的業務要求。異步傳輸模式ATM(AsynchronousTransferMode)就是用于寬帶綜合業務數字網的一種交換技術。ATM是在分組交換基礎上發展起來的。它使用固定長度分組，并使用空閑信元來填充信道，從而使信道被等長的時間小段。由于光纖通信提供了低誤碼率的傳輸通道，因而流量控制和差錯控制便可移到用戶終端，網絡只負責信息的交換和傳送，從而使傳輸時延減小。所以ATM適用于高速數據交換業務。
隨著通信技術和通信業務需求的發展，迫使電信網絡必須向寬帶綜合業務數字網(B—ISDN)方向發展。這要求通信網絡和交換設備既要容納非實時的數據業務，又要容納實時性的電話和電視信號業務，還要考慮到滿足突發性強、瞬時業務量大的要求，提高通信效率和經濟性。在這樣的通信業務條件下，傳統的電路交換和分組交換都不能夠勝任。電路交換的主要缺點是信道帶寬(速率)分配缺乏靈活性，以及在處理突發業務情況下效率低。而分組交換則由于處理操作帶來的時延而不適宜于實時通信。因此，在研究新的傳送模式時需要找出兩全的辦法，既能達到網絡資源的充分利用，又能使各種通信業務獲得高質量的傳送水平。這種新的傳送模式就是后來出現的“異步轉移模式”(ATM)。
ATM是在光纖大容量傳輸媒體的環境中分組交換技術的新發展。在大量使用光纜之前，數字通信網中的中繼線路是最緊張也是質量最差的資源，提高線路利用率和減少誤碼是最著重考慮的事情。光纜的大量使用不僅大大增加了通信能力，而且也大大提高了傳輸質量。這使得人們逐漸傾向于寧可犧牲部分線路利用率來減少節點的處理負擔。
與此同時，人類對于通信帶寬的需求日益增加。特別是傳送圖像信息和海量數據，已經使人們對于數據通信的速率由過去的幾千比特／秒增加到幾兆比特／秒。這樣，節點的處理能力成了數據通信網中的“瓶頸”。ATM對于節點處理能力的要求遠低于分組轉送方式，更能適應現代的這種環境。
ATM方式中，采用了分組交換中的虛電路形式，同時在呼叫建立過程中向網絡提出傳輸所希望使用的資源，網絡根據當前的狀態決定是否接受這個呼叫。可以說，ATM方式既兼顧了網絡運營效率，又能夠滿足接入網絡的連接進行快速數據傳送的需要。
五、計算機網絡數據交換技術發展的展望
近年來。以Internet為代表的新技術革命正在深刻地改變著傳統的電信觀念和體系架構，并且隨著信息社會的到來，人們的日常生活、學習工作已經離不開網絡，這導致了人類社會對網絡業務需求急劇增長，并且對網絡也提出了更高的要求，不僅要提供話音、數據、視頻業務，也要同時支持實時多媒體流的傳送，并且要求網絡具有更高的安全性、可靠性和高性能。下一代網絡應是—個能夠屏蔽底層通信基礎設施多樣性，并能提供一個統一開放的、可伸縮的、安全穩定和高性能的融合服務平臺，能夠支持快速靈活地開發、集成、定制和部署新的網絡業務。
下一代網絡將是—一個以軟交換為核心、光網絡為基礎、分組型傳送技術的開放式的融合網。軟交換的出現，可通過一個融合的網絡為用戶同時提供話音、數據和多媒體業務，實現國際電聯提出的“通過互聯互通的電信網、計算機網和電視網等網路資源的無縫融合，構成一個具有統一接入和應用界面的高效率網路，使人類能在任何時間和地點，以一種可以接受的費用和質量，安全的享受多種方式的信息應用”的目標。
參考文獻:
[1]金惠文陳建亞紀紅馮春燕:現代交換原理.北京:電子工業出版社，2005
武漢大學動力與機械學院副教授周圣軍認為，科研技術成果應轉化為產能，企業創造利潤再促進技術創新，通過市場、產品、技術傳統供應鏈的突破與整合，這樣才能形成產業良性循環，電子行業才能永葆生命力，人類后現代文明才能長遠發展。
一門心思學電子
改革開放以后，國內計劃經濟體制逐漸被打破，市場開始活躍起來。中國各行各業猶如蓄勢待發的艦船，瞄準時機，轟轟然開啟了“破冰之旅”。在這種發展際遇下，國內外高新電子科技企業間融合的腳步一步步加快。同時，市場對一系列電子產品的旺盛需求，也催生了電子產業的迅猛發展。
電子信息類專業也隨著市場白熱化發展程度“人氣”一路高漲。本身對電子產品非常感興趣的周圣軍高中畢業后即選擇了武漢理工大學電子科學與技術系。“當時信息電子類專業比較熱門，而且高中時我就對晶體管器件結構、太陽能電池工作原理就有強烈的好奇心，而且微電子技術是現代信息技術的核心”。
2005年本科畢業后，周圣軍師從郭順生教授，開始了碩士階段的學習與研究工作。也是在這一階段，他接觸到LED，進入到半導體照明領域。隨后在一次半導體照明產業研討會上與劉勝教授的見面，讓周圣軍決定在這位教授的指導下攻讀博士學位。在上海交通大學攻讀博士學位期間，周圣軍從事大功率LED芯片的設計與制造技術的研發工作。獲得博士學位之后，周圣軍在上海交通大學丁漢教授的指導下從事博士后研究工作。在第三代半導體材料與半導體照明研究領域，周圣軍在Applied Surface Science、Applied Optics、Applied Physics A、Optics Express、Optics & Laser Technology、Physica Status Solidi和Science in China等國際權威期刊以及ICNS、ECTC和ICEPT等國際學術會議上發表了SCI檢索論文15篇、EI檢索論文24篇，上述論文受到中國、美國、德國、法國、瑞典、日本、韓國、印度等國內外研究機構和三安光電、東芝（Toshiba）等著名企業研究人員的關注和引用。
到2014年，已在國內完成博士后研究工作的周圣軍，在劉勝教授的推薦下，來到美國密歇根大學安娜堡分校，學校濃厚的學術氛圍及安靜的校園環境，讓他潛心研究利用納米壓印技術提高GaN基藍光LED和AlGaN基深紫外LED芯片的出光效率。1年之后，他回到了湖北武漢，成為武漢大學動力與機械學院的一名教師。
回顧十余年的微電子工程研究，周圣軍坦言，“在慢慢接近心中的電子世界”。在癡迷中選擇，在熱愛中成長，在堅持中發展――這樣形容他，毫不為過。
兩次走出“象牙塔”
作為莘莘學子中的一員，周圣軍原本也可以像其他人一樣埋頭實驗室，在安靜無擾的“象牙塔”中度過幾年的學習時光。但機遇垂青，讓他看到了更精彩的世界。
研二時，憑借優異的學習成績與較高的科研天分，周圣軍加入佛山國星光電科技股份有限公司開展校企聯合項目，與該公司副董事長余彬海博士一起從事LED封裝測試設備的研發和產業化工作。“實驗室挪到了企業，能夠嗅到整個市場上的風吹草動”，既充滿挑戰的興奮，又持有害怕失敗的緊張。
周圣軍深知，自己的“武器”就是實驗室中的各項設備，每天都在高度緊張的狀態下與各種精密儀器打交道。功夫不負有心人，經過將近兩年的探索，周圣軍提出采用曲線擬合法和查表法快速、高精度的計算LED芯片發光波長的新方法，使LED發光波長的計算精度達到0.1nm，基于此成果研制的表面貼裝LED在線測試分選設備被成功應用于國內外眾多LED封裝公司的產線，創造了良好的經濟效益。“看到自己研發出來的技術應用于企業的生產線，轉化成了一個個可以摸得著、看得見的產品”，周圣軍當時激動不已。
在此期間，在LED光學、電學和色度學參數的測試方法上，周圣軍均取得了突破性研究進展，部分學術成果在美國物理學會旗下的國際儀器儀表領域權威期刊Review of Scientific Instruments上發表，吸引了國內外同行廣泛關注。由于周圣軍的研究成果在LED光學、電學和色度學參數的測試理論上取得了突破性進展，并且取得了良好的經濟效益，他的碩士學位論文獲得了湖北省優秀碩士學位論文。
隨著學習及科研的持續深入，周圣軍在大功率GaN基藍光LED芯片設計與制造技術方面的造詣更上一層。2011年，他受邀擔任廣東量晶光電科技有限公司研發主管，負責該公司大功率GaN基藍光LED芯片的研發和產業化工作。這是他第二次“牽手”高科技企業，迎接市場的挑戰，同樣取得了令人矚目的成績。
在大功率LED芯片的核心技術方面，經過近3年的持續性攻關，周圣軍帶領的研發團隊研發的大功率藍光LED芯片的發光效率達到160 lm/W，168H加速壽命實驗條件下（85℃/85%RH），大功率LED芯片的光衰小于2%，并實現了產品的批量生產。
與在校園實驗室單純做研究相比，周圣軍認為這兩段經歷讓他明白了，“技術必須為人類造福，只有合作才能共贏”。
“合作才能共贏”
一人難挑千斤擔，眾人能移萬座山。10余年學習科研經驗，尤其是近5年的從業經歷，讓周圣軍對“團隊合作”有著強烈的感觸。
在廣東量晶光電科技有限公司擔任研發主管期間，周圣軍帶領來自美國、英國、德國、新加坡以及中國大陸和臺灣地區的博碩士研發團隊對大功率LED芯片的核心技術進行攻關，讓他在真實的市場產業化面前，強烈地感受到“合作”的力量。“企業把不同背景的研發人員聚集起來，建立統一平臺，為了一個共同的目標而奮斗”。最終，他們攻克了難關，研發出了大功率LED芯片的核心技術。
周圣軍認為，在攻克某個關鍵技術時要講求團隊合作，同樣在新時展態勢下，市場、企業、科研人員更要聯合起來，才能多方共贏。“技術創新不是閉門造車，要擁有國際視野，尋找未解決的核心技術，然后一起攻克它”，誠然，以市場為導向，以企業資本為驅動力，才能支撐科研人員的研究腳步，從而加快產業化進程的步伐。
“企業盈利，才有能力擴展研發隊伍，研發出來的技術再促進企業發展”，就這是周圣軍眼中的“良性循環。”
身處企業，技術要與市場接軌。人在校園，人才要與企業接軌。2015年，回歸武漢大學不久的周圣軍，開始著手組建科研團隊。在這個“良性循環”系統中，他要做好的是“人才培養”環節。“人才是科技發展的根基，以國家、市場需求為導向進行人才培養是極其重要的”，他認為“理論基礎扎實，實踐經驗豐富的人才是時代所需”。
