量子计算基本特征范例6篇

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量子计算基本特征

量子计算基本特征范文1

随着科学技术的迅猛发展,量子通信作为后摩尔时代的新技术,会逐渐走进人们的生活,尤其在金融、国防、信息安全等方面的应用将做出巨大的贡献。目前我国已经在光纤量子通信、空间量子隐形传态、纠缠分发和量子存储等关键技术方面取得了一些具有国际先进水平的科研成果,整体发展水平居于世界前列。

1 量子通信简介

量子通信的概念是由美国科学家C.H.Bennett于1993年提出的,他指出量子通信是由量子态携带信息的通信方式,是利用光子等基本粒子的量子纠缠原理实现保密通信过程。

量子通信的最大优点是其具有理论上的无条件、安全性和高效性。它对金融、电信、军事等领域有极其重要的意义,目前在实际应用中已经获得了一定的发展。量子通信主要有量子密钥分配、量子隐形传态、量子安全直接通信和量子机密共享等。

2 量子信息的基本概念

2.1 量子

量子是构成物质的最基本单元,是能量的最基本携带者,其基本特征是不可分割性。

2.2 量子比特

量子比特(quantum bit,简写为qubit或qbit),与经典比特(bit)只能处在“0”或“1”的某一种状态不同,量子比特既可能处于0态,也可能处于1态,还可能处于这两个态的叠加态。量子比特的实现最常采用的是以光信号为载体,还可以是电子、原子核、超导线路和量子点等载体。光信号主要包括单光子和连续变量。单光子可以用垂直偏振和45°偏振表示量子比特|0>,用水平偏振和135°偏振表示量子比特|1>,还可以用光子的相位和光脉冲中的光子数来表示量子比特。连续变量可以用广义位置和广义动量的取值来表示量子比特。

2.3 量子纠缠

纠缠是量子粒子之间的连接,是宇宙的结构单元。在量子力学中能够制备这样两个纠缠的粒子态,当一个粒子发生变化,立即在另一个粒子中反映出来,――不管它们之间相隔多远。量子纠缠指的是两个或多个量子系统之间的非定域非经典的强关联。

1982年,法国物理学家爱伦.爱斯派克特和他的小组成功地完成了微观粒子“量子纠缠”现象确实存在的实验。实验证实了爱因斯坦的“幽灵”――超距作用的存在,证实了任何两种物质之间不管距离多远,都有可能相互影响,不受四维时空的约束,是非局域的。量子纠缠反映了量子理论的基本特性:相干性、或然性和空间非定域性。这些特性已经广泛应用于量子通信中,实现基于纠缠的量子密钥分发、量子秘密共享、密集编码和隐形传态等。

2.4 量子隐形传态

量子隐形传态是将量子纠缠特性作为通信信道使用,从而实现任意未知量子态传输的一种技术,它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息。

量子隐形传态示意图如图1。

量子隐形传态的基本原理,就是对待传送的未知量子态与EPR对的其中一个粒子实施联合Bell基测量,由于EPR对的量子非局域关联性,此时未知态的全部量子信息将会“转移”到EPR对的第二个粒子上,根据经典通道传送的Bell基测量结果,对EPR的第二个粒子的量子态进行相应的幺正变换,使之变为与所传送的未知态完全相同的量子态,从而达到量子态的转移。在传送过程中,原物始终留在发送者处,接收者是将别的物质单元制备成为与原物完全相同的量子态,双方对这个量子态一无所知。经典信道传送的是发送者的测量结果,不包含未知态的任何内容。

2.5 量子通信协议

量子通信协议是指量子通信的双方完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。量子通信协议按照通信任务目标可分为隐形传态、密集编码和量子保密通信协议。BB84协议是最早提出的量子保密通信协议,也是最接近实用化的量子通信协议。

BB84协议示意图如图2。

BB84协议使得两个经过认证的通信双方在遥远的两地可以连续地建立密钥,进而通过一次一密密码本加密协议实现安全通信。它以“海森堡不确定性原理”和“未知量子态的不可克隆性”的特性为基础,开辟了密钥分发和保密通信的方向。目前BB84协议正在向性能稳定、高速成码、网络化的产业化方向发展。

3 量子通信的几种技术简介

3.1 量子信号的产生技术

量子信号的产生技术包括纠缠光子信号的产生技术、单光子信号的产生技术和连续变量量子信号的产生技术。用光子晶体光纤产生纠缠的技术,系统有稳定、易于集成的优点,在未来的中短距离量子通信中,将占主导地位。目前技术上较为成熟的弱相干准单光子源技术被广泛用来实现BB84等量子保密通信协议。压缩态、纠缠态、相干态产生技术是连续变量量子信号产生技术,用来实现连续变量量子通信协议。

3.2 量子信号的调制技术

在量子通信中,不同的量子态资源决定了不同的量子信号调制方式。单光子量子信号的调制常用偏振调制、相位调制和频率调制,连续变量量子信号的调制常用高斯调制和离散调制。

3.3 量子信号的探测技术

在量子通信系统中,接收端中最重要的器件是量子信号探测系统。单光子探测器属于量子通信系统中的单光子信号探测技术,半导体雪崩光电二极管单光子探测器是实际系统中用得比较多的单光子探测技术。连续变量量子通信是将信息加载到光场的正交振幅和正交相位上的,它不同于单光子只是一个单纯的强度测量,而是需要借助一束本地光进行干涉测量。平衡零拍探测器是专门进行光场两正交分量测量的连续变量体系的探测技术。

3.4 量子中继技术

由于量子信号的不可克隆性,量子通信无法直接采用经典通信中“恢复――放大”的过程,而非定域的纠缠态是量子通信的重要资源,利用远距离分发纠缠粒子之间的非局域性可以实现隐形传态、密集编码等一系列量子通信协议。量子纠缠具有可交换性,采用基于纠缠交换的中继方案可以解决长距离通信的问题。

量子中继示意图如图3。

3.5 量子通信网络技术

在量子通信网络中,主要有量子空分交换技术、量子时分交换技术、量子波分交换技术等。量子空分交换是通过改变光量子信号的物理传输通道来实现光量子信号的交换;量子时分交换是在时间同步的基础上对光量子信号进行时分复用而进行的交换;量子波分交换是将光量子信号经过波分解复用器、波长变换器、波长滤波器、波分复用器而进行的交换。

量子通信网络有三个功能层面:量子通信网络管理层、量子通信控制层和传输信道层。由量子通信控制层进行呼叫连接处理、信道资源管理和建立路由,进而控制光纤通道建立端到端量子信道,管理层负责资源和链路等的管理,控制层和管理层的功能由经典通信链路完成。

4 量子通信的现状和发展趋势

目前,量子通信在单光子、量子探测、量子存储等关键技术已获得突破和发展,各种量子理论体系日趋完善,量子通信技术已逐步进入试点应用阶段。当今,美国、德国、日本等各国都投入了重金大力研究量子通信技术,我国也取得了丰硕的成果,在部分领域甚至世界领先,这必将促进我国经济的快速发展。

2012年初,我国中科院士潘建伟带领的技术团队,在合肥建成了国际上首个规模化的节点数达46个的城域量子通信网络。从2012年开始,我国还构建了基于量子通信的高安全通信保障系统,在北京已经投入永久运营,为十、2015年9.3阅兵都提供了重要的信息安全保障。

2016年底,北京和上海之间将建成一条全长2000余公里的量子保密通信骨干线路“京沪干线”,它是连接北京、上海的高可信、可扩展、军民融合的广域光纤量子通信网络,主要开展远距离、大尺度量子保密通信关键验证、应用和示范。此干线可以实现远程高清量子保密视频会议系统和其他多媒体跨越互联应用,也可以实现金融、政务领域的远程或同城数据灾备系统,金融机构数据采集系统等应用。2016年7月份中国将发射全球首颗量子科学实验通讯卫星,这标志着我国通信技术的突破性发展,标志着中国同时在军用通信领域站在了世界的最前列,之后会陆续发射的更多量子通讯卫星,就可以建成全球性的量子通信网络。正如潘建伟院士所说量子科学实验卫星的发射,将表明中国正从经典信息技术的跟随者,转变成未来信息技术的并跑者、领跑者,量子通信将会尽快走进每个人的生活,就像计算机曾经做到的一样,改变世界。量子通讯卫星和“京沪干线”的成功将意味着一个天地一体化的量子通信网络的形成。

量子通信与传统的经典通信相比,具有极高的安全性和保密性,且时效性高传输速度快,没有电磁辐射,它的这些优点决定了其无法估量的应用前景。通过光纤可以实现城域量子通信网络,通过中继器连接实现城际量子网络,通过卫星中转实现远距离量子通信,最终构成广域量子通信网络。未来数年内,量子通信将会实现大规模应用,经典通信的硬件设施并不会被完全取代,而是在现有设施的基础上进行融合。在通信发送端和接收端安装单光子探测器、量子网关等量子加密设备,即可在电话、传真、光纤网络等原有的通信网络中实现量子通信,这将大大地提升通信的安全性。量子通信有望在10到15年之后成为继电子和光电子之后的新一代通信技术,这种“无条件安全”的通信方式,将从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的信息安全问题。

5 结束语

展望量子通信的前景,未来能够形成天地一体化的全球量子通信网络,形成完整的量子通信产业链和下一代国家信息安全生态系统,构建基于量子通信安全保障的互联网。对于通信维护人员来说,就应该紧跟时代的步伐,加快学习新技术、新知识,以适应科技发展的需要,将所学所知更好地运用于我们的实际工作和生活中。

参考文献

[1]伊浩,韩阳等.量子通信原理与技术[M].北京:电子工业出版社,2013(01).

量子计算基本特征范文2

关键词: 蒙特卡罗方法 曲线积分 教学应用

1.引言

近些年来,随着电子计算机的迅速发展与广泛使用,计算数学获得了新的发展,增添了许多新内容,蒙特卡罗方法就是其中一种。该方法的出现,极大地促进了科学文明的进步,开辟了人们研究问题的新途径。

在程序编制和计算机算法设计中常采用的算法一般是确定性算法,也就是算法的每一个计算步骤都是确定的。但是在很多情况下,当算法在执行过程中遇到一个选择时,随机性选择经常比最优选择更节省时间且效率极高。我们把这种允许算法在执行过程中随机选择下一个计算步骤的算法叫做概率算法。概率算法可以很大程度地降低算法的复杂程度。

蒙特卡罗算法、拉斯维加斯算法和舍伍德算法都是一些常用的概率算法。这些算法的基本特征是:对要求问题的同一个例子,用同一概率算法运算若干次,所得到的结果可能完全不同。但是通过多次执行反复求解,会使正确性和精确性达到令人满意的效果,而失败或误差的概率则可以接近无限小[1]。

本文的主要研究内容:

(1)蒙特卡罗方法的基本思想及其基本特点。

(2)蒙特卡罗方法求解问题的基本过程。

(3)蒙特卡罗方法的应用领域。

(4)蒙特卡罗方法在计算曲线积分中的应用。

2.蒙特卡罗方法的基本思想及其基本特点

2.1蒙特卡罗方法的提出

二十世纪四十年代的二战中美国有个研制原子弹的计划――“曼哈顿计划”,该计划的成员J.冯・诺伊曼和S.M.乌拉姆首先提出蒙特卡罗方法。著名数学家冯・诺伊曼采用世界有名的赌城――摩纳哥的Monte Carlo命名这一方法。而实际上,在这之前,蒙特卡罗方法就已经存在。早在1777年,法国著名数学家布丰(Georges Louis Leclere de Buffon,1707-1788)就提出用投针实验的方法计算圆周率π。这被认为是蒙特卡罗方法的起源。

2.2蒙特卡罗方法概述

蒙特卡罗方法又称为随机抽样技术、统计模拟法,是一种随机模拟方法,它是以概率和统计理论方法为基础的一种计算方法,是使用随机数(或更常见的伪随机数)解决很多计算问题的方法。将所求解的问题同一定的概率模型联系起来,用电子计算机实现统计模拟或抽样,从而获得问题的近似解。为了象征性地表明这一方法的概率统计特征,所以借用赌城蒙特卡罗命名。

2.3蒙特卡罗方法基本思想

当所要求解的问题是某种随机事件出现的概率,或者是某个随机变量的期望值时,通过某个“实验”的方法,以这种事件出现的频率估计这个随机事件的概率,或者得到的这个随机变量的某些数字特征,并将它们作为问题的解。

3.蒙特卡罗方法求解问题的基本过程

蒙特卡罗方法求解问题的过程大致分为三个主要的步骤。

3.1描述或构造概率过程

对于那些本身就有随机性质的问题,比如粒子的输运问题,主要是要对这个概率的过程进行正确的描述和模拟;对于确定性的问题,比如说计算数学上的定积分,就一定要事先人为地构造一个概率过程,而且这个概率过程的一些参量刚好是所要求的问题的解。也就是要把不具有随机性质的问题转化为有随机性质的问题。

3.2实现从已知概率分布抽样

构造了概率模型以后,因为各种概率模型都可以看做是由各种各样的概率分布而组成的,因此产生已知概率分布的随机变量(或随机向量),就成为实现蒙特卡罗方法模拟实验基本的手段,这是蒙特卡罗方法被称为随机抽样的原因。最基本、最简单、最重要的一个概率分布是(0,1)上的均匀分布(或称矩形分布)。随机数就是具有这种均匀分布的随机变量。随机数序列就是具有这种分布的总体的一个简单子样,也就是一个具有此种分布的相互独立的随机变数序列。产生随机数的问题,就是从这个分布的抽样问题。在计算机中可以用物理方法产生随机数,但是价格比较昂贵,且不能重复,使用不方便。另一种方法是用数学的递推公式产生。这样产生的序列,与真正的随机数序列不同,所以称为伪随机数,或伪随机数序列。不过,经过多种统计检验表明,它与真正的随机数序列或随机数具有很相似的性质,所以可将其作为真正的随机数应用。由已知分布随机抽样有很多的方法,不同于从(0,1)上的均匀分布抽样的是,此类方法都是凭借于随机序列从而得到实现,也就是说,其前提都是产生随机数。因此,实现蒙特卡罗方法的基本工具是随机数。

3.3建立各种估计量

一般来说,概率模型被构造出来并可以从中抽样以后,一定要确定一个随机变量,作为所求的问题的解,我们把它叫做无偏估计。建立各种估计量,也就是对模拟实验的结果进行观察和记录,从而把问题的解求出来。

4.蒙特卡罗方法的应用领域

通常蒙特卡罗方法通过构造符合一定规则的随机数来解决数学上的问题。对于那些因为计算太过复杂而很难得到解析解或根本没有解析解的问题,蒙特卡罗方法是一种有效的求解出数值解的方法。

除了在数学方面得到很好的应用外,蒙特卡罗方法在其他很多领域也得到很好的应用,比如说蒙特卡罗方法在金融学、工程学、宏观经济学、地质学、生物医学、计算物理学(如粒子输运计算、空气动力学计算、量子热力学计算)及计算机科学等广泛的领域都得到非常成功的应用。

下面探讨蒙特卡罗方法在数学领域中的应用。

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关键词:金属—陶瓷;接触角;化学反应;润湿性

中图分类号:TL25 文献标志码:A 文章编号:

1 引 言

金属—陶瓷复合材料作为一种以一种或多种陶瓷相为基体,以金属或合金为粘结相的复合材料[1],如何发挥其中陶瓷相基体的优良性能一直是科研人员研究的重点方向。其中陶瓷与金属润湿性的好坏很大程度上决定了金属—陶瓷复合材料综合性能的发挥,因此金属—陶瓷复合材料研究的热点在于开发新型金属—陶瓷体系、改善金属—陶瓷界面结合状况以提高材料综合性能,这一切都是建立在金属对陶瓷具有良好的润湿性的基础之上。研究金属对陶瓷的润湿性对制备高性能金属—陶瓷复合材料有着重要的现实意义。金属陶瓷复合材料的研究还处于初期阶段。研究较多的有金刚石、石墨、SiC、Al2O3、ZrO2、TiC等陶瓷相和金属合金所组成的体系。由于陶瓷和金属的晶体类型及物理化学特性的差异,两者的相容性很差,绝大部分液态金属都不能润湿陶瓷,因此如何改善金属与陶瓷的润湿性,从而改善材料的综合性能性能成为当前材料制备中的一个重要问题。

2 润湿性的分类

根据陶瓷—金属的界面结合情况,金属对陶瓷的润湿过程可分为非反应性润湿和反应性润湿。

非反应性润湿是指界面润湿过程中不发生化学反应,润湿过程的驱动力仅仅是扩散力及范德华力。其中液态金属的表面张力是决定液态金属是否能在固相陶瓷表面润湿的主要热力学参数。一般此类润湿过程进行得很快,在很短的时间内就能达到平衡;且温度和保温时间对润湿性影响不大。非反应性润湿体现出对体系成分的不敏感性。添加合金元素对改善金属—陶瓷润湿性有较大的影响,其机制为合金元素在液态金属表面及固—液界面的吸附和富集,降低了液态金属表面张力及固—液界面张力。如在Cu中添加Cr不但降低液态金属表面张力,且Cr在金属—陶瓷界面偏聚造成界面张力降低,从而有效地降低Cu对ZrO2的接触角。

对于反应性润湿金属陶瓷的润湿性与时间、合金元素及温度有很大关系。润湿性一般随着时间的延长、合金元素的加入及温度的提高而增强粘结功、接触角也增大。由于伴随着不同程度的界面化学反应,反应性润湿过程中液态金属的表面张力并不是影响液态金属在陶瓷表面润湿性的主要参数,润湿作用主要是通过界面反应形成界面反应产物来实现。

3润湿性研究的方法

3.1 量子化学法

量子化学法通过研究金属陶瓷界面电子结构和结合,从理论上计算出界面能量。它研究金属陶瓷界面结合是以分子轨道模型为基础的〕。Li等人用此模型处理陶瓷分子,计算出了金属陶瓷的界面能。

3.2 宏观热力学方法

热力学是人们研究金属陶瓷润湿问题的基础。大部分测量和计算润湿性的原理都离不开热力学。在润湿过程中,界面的热力学基本特征在于界面自由能的变化。对于发生化学反应的润湿过程,润湿能否进行与化学反应的吉布斯自由能和表面附加吉布斯自由能有关。一般在活性金属组成的休系中可发生。

3.3 统计热力学法

统计热力学从微观出发,以单组元一般为二元系合金为基础,预测多组元的金属陶瓷界面的润湿性变化规律。对于金属陶瓷体系,可将陶瓷相看作单一种类的相。这样金属与陶瓷之间形成了伪二元共晶系。

3.4 动力学法

动力学方法润湿的动力学在工程领域相当重要。要缩短生产时间,就得加速润湿过程,此外,如果润湿进行得慢,有可能金属已经凝固,却未完全润湿,这对材料的性能是不利的。某些金属表面易于氧化,影响了平衡的接触角的测定,并且氧化层的存在,一也影响了金属原子向陶瓷的扩散,随之影响润湿的动力学。

4 改善润湿性的途径

4.1合金化

合金化途径是应用最为广泛的改善润湿性的手段,对合金元素对元素润湿性的作用机理已经进行了深入的研究,主要机制为:①合金元素在液态金属表面及固—液界面吸附与富集,降低液态金属表面张力及固—液界面张力;②合金元素在固ö液界面发生界面反应,形成界面反应产物。合金元素的选择是现在研究的热点,特别对于活性金属,由于界面反应产物一般是脆性相,润湿性的提高并不等同于复合材料综合性能也同步提高。Ti(C,N)基金属陶瓷的环形相对改善金属Ni对TiN的润湿发挥着重要作用,但是,在制备金属陶瓷时却并不希望环形相过分长大,因为脆性环形相过厚对材料性能的损伤也是很明显的。

4.2 金属合金化

金属合金化是最有效和最广泛的方法之一,金属基通过添加合金元素来降低熔融金属的表面张力及固—液界面能,甚至通过添加合金元素在固液界面参加界面反应来降低接触角。

4.3 表面涂层技术

改善陶瓷表面状态和结构以增大固相表面能可通过化学和物理的方法来实现,其中包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、物理化学气相沉积(PCVD)、溶胶—凝胶(Sol-gel)法、等离子体涂覆、电化学沉积等。表面涂层技术通过新的涂覆物质取代金属与陶瓷的直接接触,从而提高体系的润湿性。

4.4提高润湿过程中的温度

液态金属的表面能像其它液体的一样,在一定范围内,随温度升高而线性下降,使得金属陶瓷的接触角随温度升高而降低。这是因为降低熔融金属的表面能,达到改善润湿性的目的。但温度升高也有一定的局限性温度升高,温度过高会破坏金属表面的氧化层,会使更多的金属蒸发。

此外, 提高润湿温度,使用适当的保护气氛,提高液相压力(压力熔浸),以及采用流体动力学方法也能获得良好的润湿性。

5 结 语

改善体系润湿性提供指导是研究金属ö陶瓷润湿性永恒的目标,随着科学理论的发展和各种原始数据的积累,在一定范围内,理论预测和控制金属陶瓷的润湿性、界面性质、粘结功和界面强度的变化规律,已开始成为现实。这无疑将对金属陶瓷复合材料的发展起巨大的推动作。

参考文献

[1] 刘红卫,陈康华,吕海波,Ti(C,N)基硬质合金中的润湿性研究.粉末冶金技术,2000,18(3):167-171.

[2]陈名海,刘宁.金属—陶瓷润湿性的研究现状.硬质合金2002(4):199—205.

量子计算基本特征范文4

关键词:网络 通信 技术 发展

目前,计算机网络和数据通信正迅速发展,各国都通过建成的公用数据通信网享用各数据库资源和网络设备资源。以更快的发展高新技术和国民经济服务。计算机通信、数据库技术相基于两者基础上的联机检索技术已被广泛应用于信息服务领域。信息量与随机性增大,信息更新加快,信息价值明显提高,信息处理与利用更加完善和方便。因此,计算机网络通信系统是信息社会进步的显著标志,在信息处理和传递中占据着及其重要的位置。

一、什么是计算机通信网络

计算机通信是一种以数据通信的形式出现,在计算机和计算机之间或计算机和终端设备之间进行信息传递的方式。人工采集、报刊、会员单位组织的传统信息服务方式正逐渐被以数据库形式组织的信息通信计算机网络供用户联机检索所代替。它是现代计算机技术与通信技术相互融合的产物,在武器控制系统、军队指挥自动化系统、决策分析系统、信息处理系统、情报检索系统以及办公自动化系统等领域得到了广泛应用。

二、现代网络通信技术

1. 多媒体通信技术

多媒体可以分成静态媒体和连续媒体。静态媒体:没有时间维,播放速度不影响所含信息的再现。连续媒体:由媒体“量子”组成,有隐含时间维,播放速度影响所含信息的再现。

连续媒体基本特征:媒体内连续性、媒体间同步、高带宽,多媒体通信技术面临的挑战主要来源于连续媒体。

2. 光通信技术

光通信是一种以光波作为传输媒质的通信方式。光波与无线电波同属于电磁波,但光波的频率要比无线电波的频率高,且波长比无线电波的波长短。因此,它具有通信容量大、传输频带宽和抗电磁干扰能力强等优点。

光波按其波长长短,依次可分为红外线光、紫外线光和可见光。红外线光和紫外线光均属不可见光,它们同可见光一样都可以用来传输信息。光通信按光源特性可分为激光通信和非激光通信;按传输媒介的不同,可分为有线光通信和无线光通信。

3. 第四代移动通信技术-4G

4G的概念可称为宽带接入和分布网络,具有非对称的超过2Mb/s的数据传输能力。它包括宽带无线局域网、宽带无线固定接入、移动宽带系统和交互式广播网络。 第四代移动通信标准比第三代标准具有更多的功能。第四代移动通信能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能,可以在不同的固定、无线平台和跨越不同频带的网络中提供无线服务,也可以在任何地方用宽带接入互联网。因此,第四代移动通信系统是集成多功能的宽带移动通信系统,是宽带接入IP系统。

三、网络通信技术的展望

1.信息网络与交换:下一代宽带业务交换技术、支持移动多媒体业务的新一代移动网与智能网互连平台、网络流量与QoS管理、新一代信息网管理、网络互连体系结构与优化等。

2.光传送网技术:40Gbps SDH系统、多Tbps DWDM系统、基于DWDM的光网络互操作性、生存性与管理、高速光传输的色散补偿与色散管理、喇曼放大器技术及应用、OTDM局域网、OCDMA技术、光交换网、空间光网络技术等。

3.宽带个人通信网:新一代无线个人通信系统技术、分布式无线宽带个人通信系统、蜂窝无线交互式数据和多媒体广播系统、实现增强型数据速率的3G、post-3G和4G系统技术等。

4.新型空天通信平台:天、空、地一体化组网技术、空中高速干线接力传输技术、多波束智能天线技术、多媒体宽带业务数字广播与推送技术、空天平台接入网络技术等。

若干年的信息化实践表明,人们认识到基于网络信息通信技术应用和创新的信息化不仅是一场新技术革命,而且是一场意义深刻的管理革命。它要求我们解放思想,打破部门和行业割据,实现城市信息资源的整合与共享。要求我们打破传统落后的固定思维模式,推进信息通信技术在各个领域的广泛应用,以信息化革命推动城市化革命。相信不久的将来计算机通信网络给我们的生产、工作和生活方式带来巨大的变革,给政府决策和城市管理带来革命性的进展,也将大大提高城市生活的品质与幸福指数。

参考文献:

[1]崔莉,鞠海玲.无线传感器网络研究进展[J].计算机研究与发展2005,42(1):163-174.

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一、课程性质与考试基本要求:

无机与分析化学是介绍整个化学领域和定量分析基本概念、基本理论、基本知识的一门学科,是生物类专业重要的专业基础课。通过考试使考生能够较好地、系统地掌握四大化学平衡,物质结构等化学基本理论和基础知识。通过考试,使学生能较熟练地掌握定量分析的误差及分析结果数据处理与主要定量分析法。

二、考核知识点和考核要求:

第一章:溶液与胶体

(一)溶液的一般概念

1、了解分散系的分类,掌握物质的量的浓度、质量摩尔浓度、质量分数等概念;

2、理解几种浓度表示法间的换算,掌握有关溶液配制的计算。

(二)稀溶液的依数性

1、了解溶液的蒸气压、沸点、凝固点概念,渗透作用和渗透压;

2、掌握稀溶液依数性与其浓度的关系,并能进行有关计算,能运用稀溶液性质解释动植物的有关生理现象。

(三)胶体溶液

1、了解胶体分散系的特点及溶胶的胶团结构;

2、掌握溶胶的稳定性因素和聚沉方法。

第二章:电解质溶液和解离平衡

(一)化学平衡及其移动

理解掌握平衡常数、平衡常数的意义及影响平衡移动的因素;

(二)弱电解质和强电解质

1、了解:①水的电离和溶液的酸碱性的pH标度;②一元弱酸、弱碱部分解离、多元弱酸的分步解离特点及弱酸弱碱溶液的pH值的计算公式及应用范围;③盐类水解的本质。

2、掌握:①一元弱酸、一元弱碱溶液的pH值的计算和多元弱酸溶液pH值的计算;②定性判断各种盐溶液的酸碱性;③影响盐类水解的因素。

(三)缓冲溶液

1、了解缓冲溶液和缓冲作用;

2、掌握缓冲作用原理、缓冲溶液pH值的计算、缓冲溶液的选择和配制;

(四)沉淀溶解平衡

1、掌握溶度积概念及其表达式、溶度积规则;

2、理解沉淀生成和溶解的条件,能运用溶度积进行有关计算。

第三章:氧化还原反应

(一)氧化还原反应

1、了解氧化还原反应的本质、氧化作用、还原作用、氧化剂、还原剂的概念及氧化数的确定方法;

2、了解氧化数法和离子电子法配平氧化还原方程式的一般步骤;

3、掌握运用上述方法配平氧化还原方程式

(二)电极电势

1、了解能斯特方程,能正确书写能斯特方程;

2、掌握电极电势的概念及其影响因素,能熟练运用能斯特方程计算因浓度变化、酸碱度变化条件下的电极电势和定性判断因沉淀生成、配合物生成导致的电极电势变化。

(三)电极电势的应用

1、能应用标准电极电势判断氧化剂和还原剂的强弱,能用电极电位判断氧化还原反应的方向和完成程度;

2、能运用元素电位图判断处于中间价态物质能否发生歧化。

第四章:原子结构和分子结构

(一)核外电子运动的特殊性

1、了解四个量子数的物理意义和取值范围及相互关系;

2、理解掌握电子运动的特点、轨道概念,几率密度和电子云概念;

(二)核外电子的排布

1、了解屏蔽效应、穿透效应,掌握保里不相容原理、能量最低原理、洪特规则等元素基态原子核外电子排布规则;

2、能运用上述规则写出常见元素(1-36号)原子核外的电子排布。

(三)元素性质的周期性

1、了解元素的电子层结构、能级组、能级、轨道等概念;

2、理解掌握原子半径、电离势、电负性的变化规律。

(四)离子键

1、了解离子键的本质和离子键特征;

2、理解掌握离子半径、离子电荷的变化规律;

3、运用离子半径、离子电荷解释离子型化合物的高熔、沸点等性质。

(五)共价键

1、了解价键(电子配对)理论,共价键的特性;

2、理解掌握σ键和π键,轨道杂化理论的要点,杂化轨道的类型和简单分子的空间构型关系。

(六)分子间力

1、了解化学键的极性和分子的极性;

2、理解掌握分子间的三种作用力与分子极性的关系,分子间力,氢键的形成及对化合物某些性质的影响;

3、能运用分子间的作用力说明物质的熔沸点和溶解度的变化规律。

第五章:配位化合物

(一)配位化合物概念

1、了解配合物的概念、配合物的组成;

2、掌握配合物的命名。

(二)配合物的价键理论

1、了解配位键的本质、配位键的形成条件;

2、掌握外轨型配键和内轨型配键的形成。

(三)配位离解平衡

1、了解稳定常数的物理意义;

2、理解掌握影响配位平衡的因素,并运用配位离解平衡进行简单计算。

(四)螯合物

1、了解螯合物概念

2、掌握螯合物的结构特征和螯合剂应具备的条件。

第七章:定量分析化学概论

1、掌握误差来源及减免,准确度及精密度的概念;简单的数据处理方法;有效数字和运算规则;

2、了解提高分子结果准确度的方法;

3、掌握滴定分析的基本概念、标准溶液浓度的表示方法。学会根据滴定反应来确定物质的摩尔基本单元。

4、了解标准溶液的配制及标定方法。

第八章:酸碱滴定法

1、重点掌握溶液pH值的计算、强碱滴定强酸和强碱滴定一元弱酸的滴定突跃范围、影响突跃大小的因素及指示剂选择的原则;

2、能根据测定要求的准确度,考虑能否滴定。

第九章:配位滴定法

1、重点掌握酸效应系数以及控制溶液pH值的重要意义,用条件稳定常数来判断配位滴定的可能性,影响EDTA与金属离子配合物的稳定性因素。

2、掌握如何选择合适的滴定条件以使配位反应进行更完全;

3、了解金属指示剂的特性及如何提高配位滴定选择性。

第十章:其他滴定分析法

1、了解氧化还原反应方向、进行的程度、氧化还原滴定曲线及指示剂的选择;掌握常用的氧化还原滴定法;

2、重点掌握银量法的滴定原理、滴定条件及适用范围。

第十一章:吸光光度分析法

1、掌握吸光光度法的原理,吸收光谱和溶液的颜色关系,朗伯-比耳定律及其偏离的原因;

2、了解显色反应及影响因素,测量方法及仪器。

三、试卷题型

1、选择题(50分) 2、是非判断题(20分)

3、填空题(50分) 4、计算题(30分)

四、考试用书

《无机及分析化学》,宁开桂主编,高等教育出版社

《微生物学》考试大纲

一、课程的性质和内容

《微生物学》是在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传和育种、生态和分类进化等生命活动的基本规律,并将其应用于农业、工业、医药卫生、生物工程和环境保护等领域的科学。微生物学的根本任务是发掘、利用和改善有益微生物,控制、消灭或改造有害微生物。

二、课程内容、考核要求和比例

第一章 绪言

1.了解微生物学研究的对象、内容。

2.微生物的应用前景。

3.微生物在生命科学发展中的作用

4.掌握微生物的特点。

第二章 原核生物—— 细菌、放线菌

1.掌握细菌和真核生物三原界的特点。

2.掌握细菌的形状和大小。

3.掌握细菌的细胞构造(基本构造:细胞壁、细胞膜、细胞质、原核、质粒;特殊构造:鞭毛、芽孢、荚膜)及其功能。

4.掌握细菌的繁殖方式和菌落特征。

5.了解常用的细菌类群。

6.掌握放线菌的繁殖方式及形态结构。

第三章 真核微生物———真菌

1.掌握真菌的繁殖方式及菌落特征。

2.掌握真菌的形态。

3.了解真菌的细胞结构。

4.了解真菌的生活史。

5.了解真菌与人类的关系。

6.了解真菌的常见类型。

第四章 非细胞生物——病毒

1.掌握病毒的基本特征。

2.掌握病毒、亚病毒、朊病毒、类病毒的概念及其主要特征。

3.掌握烈性噬菌体、温和噬菌体、溶源性细胞的概念。

4.了解烈性噬菌体的侵染过程。

5.了解溶源性细胞的特点。

6.了解病毒对人类的影响。

第五章 微生物的营养

1.掌握微生物的不同营养类型。掌握光能无机营养型、化能无机营养型、光能有机营养型、化能有机营养型的概念。

2.掌握根据不同微生物的营养需要选择和制备培养基的原则。

3.了解微生物所必需的营养物质及其生理功能。

4.掌握微生物对营养物质的吸收方式。

5.了解微生物发酵作用、呼吸作用、有氧呼吸、厌氧呼吸的概念。

第六章 微生物的生长

1.掌握微生物纯培养的分离方法。

2.掌握环境因素对微生物生长的影响及其实际应用。

3.了解测定微生物数量和生长量的方法。

4.掌握细菌纯培养生长曲线各个时期的特点以及与生产实践的关系。

5.掌握主要灭菌方法。

第七章 微生物的遗传与育种

1.了解从自然界筛选菌种和菌种保藏的基本知识。

2.了解微生物育种的基本原理和方法。

3.掌握接合;转化;转导的概念。

4.掌握菌种的衰退与复壮的概念,掌握防止菌种衰退及复壮的方法。

5.了解基因工程的原理。

第八章 微生物的生态

1.掌握微生物在自然界物质转化中的作用。

2.掌握微生物间以及微生物与高等植物间的相互关系。

3.了解微生物是生物圈的重要成员,广泛分布在自然界,与环境关系极为密切。

第九章 微生物的分类

1.了解微生物分类的任务和微生物的命名方法。

2.掌握微生物在生物界的地位。(五界系统、六界系统、三原界系统)

了解种的概念。

3.了解细菌的分类系统。

4.了解真菌的分类系统。

三、考试用书

《微生物学教程》,周德庆主编,高教出版社出版(第二版)

四、考试题型

1.填空题 30%

2.选择题 30%

3.名词解释 30%

4.问答题 60%

《有机化学》考试大纲

一、教材与参考书

《有机化学》,李贵深主编,中国农业出版社;2003。

二、题型与分数分配:

1、命名及写结构式(20分)

2、单项选择(45分)

3、完成反应式(30分)

4、有机化合物鉴别、分离、提纯(20分)

5、推断结构(15分)

6、合成(转化)题(20分)

各题型说明:

1)命名及写结构式:掌握系统命名命名法及正确地书写构造式;

2)单项选择:主要考核对有机化学基本概念、基本规律、有机物基本性质的理解;

3)完成反应式:主要考核在不同条件下所进行的反应产物,各类化合物的特征反应。

4)有机化合物鉴别、分离、提纯:通过官能团与具有反应迅速、特征现象明显的试剂的应用鉴别(定)出对应的有机物。利用混合物中各成分的理化性质将它们一、一分开或提纯得到较纯物质。

5)推断结构:可通过化合物的分子式,再根据所给定特征化学反应及断键后降解的小分子,推断该特定化合物的结构式。

6)合成(转化)题:设计合成某一有机物的步骤、实现化合物、官能团之间的相互转化,掌握实现这些转变的必要条件。

三、课程教学的基本要求

1. 有机化合物的分类和命名

(1)掌握有机化合物的两种分类方法(碳骨架分类和官分类)掌握主要官能团 , , -X ,-OH ,-O- ,-CHO , ,-COOH,-COOR,-NH2 , -CONH-, -NO2, -N=N-, -SO3H等及对应化合物,掌握碳水化合物,蛋白质,油脂及类脂等天然有机化合物的分类和组成。

(2)掌握有机化合物的系统命名法,官能团的最低系列原则和取代基的次序规则,掌握分子构型的标记方法:了解有机化 合物的普通命名法、衍生物命名法、常用俗名等。

2. 有机化合物的分子结构特征

(1)在掌握好物质结构的基础上,进一步掌握有机化合物中碳原子的各种杂化状态,共价键的键参数。

(2)理解芳香性的概念,掌握苯系芳香烃和含一个杂原子的五元杂环及六元杂环芳香化合物的结构特征。

(3)理解有机化合物分子中的电子效应(诱导效应、共扼效应)及其对化合物性质的影响。

(4)理解有机化合物的同分异构现象,掌握有机化合物的结构表示法(透视式、Fisher、Newmen投影)式。

(5)理解有机化合物的顺反(Z,E)异构。

3. 有机化合物的物理性质

(1)了解有机化合物的主要物理性质,包括熔点、沸点、密度、溶解度、比旋光度等,理解分子间作用力和氢键对化合物的沸点、熔点和溶解度的影响,以及利用物理性质对化合物进行鉴定、分离提纯的原则和方法。

4. 有机化合物的化学性质及重要化学反应

(1)掌握各类化合物的分子结构特征与基本化学性质。

(2)掌握有机物的取代反应:

A. 饱和碳原子的卤代反应

B. 芳环上的取代反应

(3)掌握有机物的加成反应:

A .碳-碳双键上的加成反应和Markovnikov规则,共扼二烯的,1,2-加成和1,4-加成。

B. 碳-氧双键上的加成反应和加成-消除反应。

(4)掌握有机物的消除反应:

卤代烃的消除反应和醇的消除反应,反应条件和产物选择规律。

(5)其它重要反应:

A. 掌握烯烃、芳香烃母系及侧链、醇和醛的氧化反应、烯烃的臭氧化反应。

B. 掌握不饱和烃、醛和酮、羧酸及其衍生物、硝基化合物的加氢反应和其它还原反应。

C. 掌握羟醛缩合、酯缩合反应、重氮化反应和重氮基的取代反应。掌握Gringnard试剂同羰基化合物及其它化合物的反应及应用。

D.芳香环上的亲电取代反应历程,取代基的性质及定位规律。

5. 杂环化合物

掌握呋喃、吡咯、噻吩、吡啶的化学性质

6.重要的天然有机物

(1)多糖:掌握单糖的分子结构(组成、异构)开链和环状互变异构及变旋光现象、物理性质、化学性质,理解糖苷键的特征和二肽的形成。了解二糖及多糖的性质。

(2)蛋白质:掌握氨基酸的分子结构(组成、异构)两性和等电点、物理性质、化学性质,理解肽键的特征和二肽的形成,了解蛋白质的形成、次级结构、两性和等电点。

(3)油脂与类脂:了解脂肪酸甘油三酯的组成、分类、物理性质、化学性质,知道磷脂、甾醇、蜡酯、萜类化合物等组成与性质。

四、本课程各章节要求

§ 1 绪论

本章重点:有机化合物中的化学键;有机化合物的结构式及其表示法;化合物分子间的作用力及其对某些物理性质的影响;化合物分子中原子、原子团的相互影响。构造异构-碳链、位置、官能团异构。

1.了解有机化合物和有机化学概念;

2.理解共价键的形成;

3.了解共价键的属性(参数):(键角、键能、键的极性、键的极化作用);

4.了解共价键断裂和反应的类型;

5.理解酸碱的电子理论一路易斯酸碱;

6.理解分子间力:定向力、色散力、氢键;

7.了解有机化合物的一般性质;

8.掌握有机化合物分子中的官能团和有机化合物的分类和命名。

§2 饱和脂肪烃:

本章重点:普通命名法和系统命名法;详细介绍卤代反应的游离基取代反应;环烷烃的结构和性质,分析环己烷的一元、二元取代物的优势构象。

1.了解烷烃的通式和构造异构;

2.掌握烷烃的命名(10、20、30、40碳和伯、仲、叔氢原子);各种烷基;

3.掌握烷烃的命名法(①习惯命名法、②衍生物命名法、③系统命名法);

4.理解烷烃的物理性质和同系物规律;

5.掌握烷烃的化学性质:氧化、卤代反应。

6.了解烷烃的来源。

§3、不饱和烃

本章重点:介绍离子型亲电加成反应规律、用诱导效应、共轭效应及碳正离子稳定性。用诱导效应、共轭效应及碳正离子稳定性阐明加成反应的规律。

1.了解乙烯分子的平面形结构—SP2杂化轨道;

2. 掌握烯烃的顺反异构的命名法,次序规则;

3. 掌握烯烃不饱和性:(1)兀键断裂反应,①加成反应;催化加氢;亲电加成及反应历程,马氏规则与不对称烯烃加成反应中间体碳正离子稳定性的关系。②氧化反应、③聚合反应。(2)σ键断裂:α-氢原子的反应:自由基型取代、氧化反应;

4.理解原子或基团的电子效应;

5.了解炔烃的物理性质;

6.掌握乙炔的加成、氧化、聚合,炔氢反应;

7.了解二烯烃的分类和命名;

8.理解1,3-丁二烯分子的结构—共轭兀键和共轭效应,共轭效应与有机物种的稳定性;

9.掌握共轭二烯烃的1.2-成和1.4-加成,双烯加成、聚合和橡胶。

§4 碳环烃

本章重点:本章重点:阐明环的张力学说,无张力环的结构和构象,分析环己烷的一元、二元取代物的优势构象。阐明苯分子的结构及大π键的概念,苯环的稳定性,苯环上亲电取代反应及历程定位规律及其应用。

1.了解脂环烃的分类、命名;

2.了解脂环烃物理性质,理解脂环烃化学性质(氢解、卤解、酸解一小环不稳定性);

3.理解环已烷的稳定构象、取代环已烷的构象;

4.了解苯分子中的碳的SP2杂化轨道成键;

5.掌握单环芳烃的命名;

6.掌握苯与同系物的物理性质:①取代:硝化、卤化、磺化、烷基化、酰基化、②加成:加氢、加氯、③氧化,侧链α-H的卤化和氧化;

7.了解苯环上亲电取代反应历程、取代基的性质、分类.

8.掌握苯环上亲电取代定位规律。

9.了解稠环芳烃的种类和命名,萘的化学性质;

10.掌握休克尔规则和芳香性。

§5 卤代烃

本章重点:一元卤代烃的化学性质并解释扎依采夫规则,四种反应的竞争。

1.了解卤代烃的结构、分类、掌握命名;

2.了解卤代烃的制法;

3.了解卤代烃的物理性质;

4.掌握卤代烃的化学性质:①卤原子的亲核取代:水解、醇解、氰解、氨解与硝酸银—乙醇溶液的反应,与碘化钠一丙酮溶液反应,与金属镁反应一格氏试剂的生成、②消除反应、卤原子与β-H 脱去—札依采夫规则;

§6、醇、酚、醚

本章重点:醇、酚的结构及化学性质;结构和性质的关系,醇转化变成其它类化合物的重要性。

1.了解醇分类和命名法;

2.了解醇的制法;

3.掌握醇分子结构与氢键、醇的物理性质、

4.掌握醇的化学反应:羟基上的氢的反应,羟基的亲核取代反应、羟基的消除反应(脱水)、醇的氧化或脱氢反应、

5.了解酚的结构、命名;

6.了解酚的物理性质;

7.理解酚的化学反应;

8. 醚的结构和烊盐、分类、命名;

9.理解醚的制法;

10.了解醚的物理性质,

11.掌握醚的化学反应:①未共用电子对的反应—烊盐生成、配位化合物生成、②醚键的断裂(与HI、)、③α-H的过氧化反应、

§7 醛、酮、醌

本章重点:以醛、酮为例讨论羰基的结构和亲核加成,结合各个反应的实际意义,说明在分析、鉴定、合成及生物化学反应中的应用。

1.了解醛、酮的分子结构、分类;

2.掌握醛、酮的命名;

3.掌握多官能团有机化合物的(系统)命名法;

4.了解醛、酮的物理性质;

5.掌握醛和酮的化学反应:羰基的亲核加成:加氢氰酸,加亚硫酸氢钠,加格氏试剂、加醇与氨的衍生物的缩合(加成+消除),与碳负离子即与具有α-H的醛(酮)的缩合;氧化还原;α-H的活泼性;卤化和碘仿反应等;

6.了解重要的醛、酮;

7.了解醌的分子结构和化学性质。

§8 羧酸及其衍生物

本章重点:羧酸及其衍生物、取代酸的分子结构、性质;比较衍生物的反应活性强调羟基酸、羰基酸等多官能团化合物的特点。

1.了解羧酸的结构、分类;

2.掌握命名法;

3.了解羧酸物理性质;

4.掌握羧酸的化学反应: 羧羟基的亲核取代—衍生物的生成,羧羰基的还原,α-H的卤化—取代酸的生成,酸性,二元羧酸脱羧、脱水,钝化苯环的间位亲电取代;

5.了解重要的羧酸;

6.掌握羧酸衍生物的结构与分类、命名;

7.了解羧酸衍生物的物理性质;

8.羧酸衍生物的化学反应和应用:酯、酰胺的水解和酯的醇解,酯的还原,克莱森酯缩合。酰胺的霍夫曼降解反应;

9.了解重要的羧酸衍生物;

§9、含氮有机化合物:

本章重点:胺的结构和性质;各类胺碱性强、弱的原因;重氮盐生成的条件与偶合反应的实际应用。

1.了解硝基化合物的分子结构

2.掌握硝基化合物化学性质:芳环上的硝基的还原反应、硝基对芳环亲电取代反应的致钝作用。

3.了解胺的分类、命名法和结构,

4.了解胺的物理性质

5.掌握胺的化学反应:

①碱性、②氮上的烃基化、③氮上的酰基化,与对甲苯磺酰氯的反应、④与亚硝酸反应与重氮盐、⑤氨基对苯环上的亲电取代反应的致活作用、⑥胺的氧化

6.了解重要的胺、

7.季铵盐和季铵碱、

8.了解表面活性剂结构特征与性质,

9.理解芳香族重氮盐和偶氮化合物(生成、性质及其在有机合成中的应用)。

10.了解染料分子结构特征和发色基、助色基。

§10 杂环化合物

本章重点:杂环的结构特点,掌握几种有代表性重要的常见的杂环化合物的分子结构与性质.

1.了解杂环化合物的分类和命名法;

2.了解杂环化合物的结构及芳香性;

3.了解杂环化合物的性质。

§11 油脂和类脂化合物

本章重点:油脂 磷脂 甾醇的结构特点

1.了解油脂

1)油脂的组成和结构 2)油脂的物理性质 3)油脂的化学性质4)肥皂和乳化作用 5)合成表面活性剂

2.了解类脂

1)蜡 2)磷脂

§12 碳水化合物

本章重点:单糖的分子结构(包栝构型和构象)与性质。二糖及其配合物应掌握苷键的形成及水解。

1.了解碳水化合物的定义和分类;

2.理解单糖(甘油与单糖的组成、分类、异构现象,(核糖)葡萄糖和果糖的结构(开链费歇尔投影式,氧环费歇尔式,哈武斯式,构象式。

3.掌握化学性质;还原性与氧化性,成脎反应、半缩醛羟基的反应与糖苷的形成;

4.了解重要的单糖;

5.了解二糖(形成与分类);

6.了解多糖(淀粉、纤维素的组成性质)。

§13 氨基酸和蛋白质

本章重点: 氨基酸的两性和等电点性质; 蛋白质的沉淀与变性,蛋白质分子的一级与二级结构。

1.了解天然氨基酸组成、分类、性质;

2.掌握酸碱性与等电点;

3.了解氨基的亚硝酸放氮反应;

4.了解氨基与羧基共同参与的反应;

5.了解络合性能,与茚三酮显色;

6.了解成肽反应;

量子计算基本特征范文6

【关键词】 商业银行; 核心竞争力; 协同度

美国次贷危机引发的金融系统性震荡一夜间升级为全球金融海啸。债务危机也侵蚀着欧洲银行业的盈利空间,甚至威胁其生存的前景。面对形势的变化,商业银行能否协同其能力要素、资源要素和环境要素提升抗风险能力、盈利能力等核心竞争力成为了其是否能够平稳渡过危机、保持核心竞争力的关键。

一、商业银行核心竞争力构成要素协同

商业银行核心竞争力系统是由能力要素系统、资源要素系统及环境要素系统三个子系统组成的有机整体,是一个开放的复杂系统,其在向顾客提供服务的过程中表现出相对于竞争对手的显著优越性。商业银行核心竞争力子系统之间的协同是研究其协同度模型的基础,其子系统之间紧密联系、优势互补,从而达到商业银行核心竞争力系统功能倍增的效果,进而提高其核心竞争力。而序参量的研究是三个子系统之间协同研究的基础,故本文从商业银行核心竞争力系统的序参量研究出发,探讨了商业银行核心竞争力协同体系,并进一步研究了商业银行核心竞争力的形成机制,为协同度研究奠定基础。

(一)能力要素是商业银行核心竞争力系统的序参量

在系统从无序到有序的发展变化中,序参量起着主导作用,它决定了系统的自组织行为。因此,分析并确定商业银行核心竞争力系统的序参量是构建其协同体系、实现协同机制、分析协同度的关键。

在商业银行核心竞争力系统中,能力要素符合序参量的三个基本特征:首先,能力要素是形成商业银行核心竞争力的动力,支配着其他两个子系统的作用,主宰着整个商业银行核心竞争力系统的演化进程,它是各种资源要素在投入产出活动中综合作用的产物。其次,能力要素是在国家宏观调控的框架下,由货币政策所引导,商业银行出于对市场动态以及自身整体战略规划的需求而产生,其最终发挥作用也反映了各要素间的竞争和协调状态,即能力要素是资源要素系统和环境要素系统竞争和协调的结果。同时,能力要素的复杂性和独特性,要求技术要素处于核心地位,并支配其他要素与之协同,从而完成商业银行核心竞争力系统的自组织过程。最后,在特定时期内,商业银行能力水平是确定的,这就决定了能力要素在形成之后具有相对稳定性。

因此,在商业银行核心竞争力系统中,能力要素符合序参量的定义和特征,可作为序参量表示该系统的有序程度。

(二)商业银行核心竞争力协同体系模型

商业银行核心竞争力是由资源要素、能力要素和环境要素有机整合形成的有机体,并在向顾客提供服务的过程中表现出相对于竞争对手的显著优越性。其协同体系模型如图1 所示:一方面,商业银行能力要素是商业银行对各种资源要素在投入产出活动中综合作用的产物,同时,在国家法律、法规的框架内,出于政策、市场、战略规划等要素的需求,体现了能力要素的作用,是各非序参量要素竞争和协调的结果,即一致裁决原则;另一方面,能力要素作为商业银行核心竞争力系统的序参量,是形成商业银行核心竞争力的动力,支配着各非序参量要素的作用,主宰着整个商业银行核心竞争力系统的演化进程,最终实现其他各要素的协同效应和商业银行核心竞争力的自组织效应,即役使作用。

(三)商业银行核心竞争力形成机理

资源要素、能力要素和环境要素参与商业银行核心竞争力形成的全过程,它们之间存在复杂的交互作用(如图2所示)。商业银行所拥有的资源是培养其核心竞争力的基础,但商业银行仅有资源优势不足以形成核心竞争力,还要把资源优势转换为商业银行的能力优势。建立在这些要素层次上的各种技能组成了商业银行的能力体系,它将资源有效整合起来,这种整合体现在通过商业银行的能力,结合环境因素合理高效地利用和配置商业银行的资源。如果没有资源的合理组织和协调,无论商业银行的先天条件如何,其优势都难以真正发挥,更难以持续保持。只有作为基础性要素的各种资源在商业银行的合理组织和协调下有效整合起来,才能真正构建起商业银行的核心竞争力。

二、商业银行核心竞争力系统协同度模型

(一)商业银行核心竞争力系统协同度

协同度是指系统之间或系统要素之间在发展过程中彼此和谐一致的程度,体现系统由无序走向有序的趋势。商业银行核心竞争力系统协同度是指其内部子系统之间在发展过程中彼此和谐一致的程度,即能力要素、资源要素系统及环境要素系统之间的相互配合、协调的程度。

(二)商业银行核心竞争力协同度模型

商业银行核心竞争力系统协同度模型主要由两个部分组成,即子系统的有序度模型和核心竞争力系统协同度模型。

子系统有序度模型主要通过有序度指标来度量子系统对系统有序的贡献程度。设商业银行核心竞争力系统为:α=(α1,α2,α3),其中αi(i=1,2,3)为商业银行核心竞争力系统的子系统,即资源要素子系统、能力要素子系统、环境要素子系统。这三个变量描述了商业银行核心竞争力系统的状态。其中,资源要素子系统(α1)的两个次子系统用е1、е2表示,次子系统的构成要素用eij表示。设在次子系统发展过程中的序参量变量为еij=(еij1,еij2,…еijn),其中,n≥1,βijk≤еijk≤αijk,1≤i≤n,它刻画了次子系统的运行状态。资源要素次子系统的序参量可以看作评价资源要素次子系统的指标。用以刻画运行状态的指标有两类,一种称为慢驰豫参量,其取值越大,系统的有序度越高,即正向指标;另一类称为快驰豫参量,其取值越大,系统的有序度越低,即负向指标。不失一般性,假定еij1,еij2,...еijm为慢驰豫参量;еijm+1,еijm+2,…еijn为快驰豫参量。故子系统的序参量分量е1i的系统有序度可定义为:

该值越大,eij对次子系统的有序度贡献越大。而序参量eij对资源要素子系统有序程度的“总贡献”可通过μi(eij)集成实现。即通过计算几何平均值确定子系统有序度,定义序参量eijk对资源要素子系统有序度贡献为μi(eij)。

对能力要素子系统和环境要素子系统进行分析时仍使用(2)式度量子系统的有序度。

然后,利用上述计算结果计算商业银行核心竞争力系统的协同度。设初始时刻t0时,子系统i的系统有序度为μi0(ei)(i=1,2,3),t1时刻时子系统i的有序度为μi1(ei),且μi1(ei)≥μi0(ei)对于所有的i同时成立,则可认为商业银行核心竞争力系统在t0到t1这段时间是协调发展的,将下式定义为商业银行核心竞争力系统的系统度,即:

三、基于商业银行核心竞争力协同度实证分析

选取招商银行作为分析对象,并搜集2001—2010年的数据对其核心竞争力协同度进行实证分析。

(一)指标选取

考虑到指标数据的实用性和可获得性,选取了三个子系统中具有代表性的指标作为子系统的序参量来度量核心竞争力的协同度,各个子系统的序参量如表1所示。

能力要素系统包含两个次子系统,即交易能力次子系统和知识能力次子系统。1.交易能力次子系统主要衡量商业银行风险控制能力、盈利能力及市场营销能力。商业银行风险控制能力主要指标是存贷比率、资本充足率。存贷比率是指银行的贷款总额与存款总额比率,衡量商业银行流动性风险,银行流动性越充足,则发生挤兑导致其破产的可能性越小,因此流动性是否充足对商业银行的经营管理有着重要影响;资本充足率是保证银行正常运营和发展所必需的资本比率,综合考量银行抵御风险的能力。商业银行作为一种盈利性机构,其盈利能力也是交易能力的重要体现。净资产收益率与营业利润增长率则是衡量盈利能力的主要指标,前者是净利润与平均股东权益的百分比,用以衡量商业银行运用自有资本的效率;后者则反映了银行营业利润的增减变化情况,该指标越大说明银行的盈利能力越强,是商业银行盈利能力的直接体现。交易能力的另一重要表现是市场营销能力,主要是指商业银行有效开展市场营销活动,以达到扩大市场占有率,提高盈利水平的能力,这里选取网点数和贷款增长率作为衡量市场营销能力的指标,其中贷款作为银行的主要业务,贷款量的增长意味着银行的市场营销效果较好,同时,网点数目的增加也是银行营销能力的主要体现。2.知识能力次子系统则是银行不断创新、持续发展的主要源泉,主要可通过本科以上学历占比、非利息收入占比衡量。其中前者集中体现了商业银行的人才储备能力,后者则主要体现了银行的金融产品创新能力,较大的非利息收入占比可降低银行的运营风险,同时也是银行重要的业绩驱动力量。

资源要素子系统由内部资源要素和外部资源要素两个次子系统构成。前者主要指商业银行的物质资源状况、无形资源、资金资源。物质资源及无形资源的最直接体现是商业银行的固定资产和无形资产,故选取这两个指标对其进行衡量,其中固定资产指银行拥有的有形资产,无形资产主要指商业银行拥有的软件系统。商业银行的资金来源包括银行可以利用的一切现金及现金等价物,包括各项存款、同业及其他金融机构存放款项、股东权益三类,因此,资金资源状况即可用这三类来源的数量进行衡量,全面地考察商业银行的资金来源状况。外部资源要素次子系统主要包含商业银行的信息资源和形象资源,其中信息资源用银行每年投入IT系统的费用来衡量,这主要是因为IT系统升级越快,其信息化程度就越高,信息资源就越充足;形象资源的最直接体现是银行在消费者中的满意程度,客户的满意程度越高,越能吸引更多的客户,从而商业银行的外部资源也就越充足,故这里用每年银行满意度的抽样调查结果来衡量银行的形象资源。

环境要素子系统包括一般环境和特殊环境次子系统。其中一般环境次子系统主要是指商业银行所面临的经济环境,体现经济环境发展对商业银行的影响,本文选取国内生产总值对其衡量,主要是由于该指标是经济环境运行的最直接结果。特殊环境是指商业银行所处的金融环境及行业情况,采用存款准备金率和同业拆借隔夜利率两项指标,其中,存款准备金率是中央银行要求的存款准备金占其存款总额的比例,中央银行通过调整存款准备金率可以影响商业银行的信贷扩张能力,对商业银行的运营有着较大的影响;同业拆借利率是指各银行间进行短期的相互借贷所适用的利率,本文采用隔夜拆借利率作为衡量指标,此外由于这两项指标波动性均较大,因此计算时采用年均值。

(二)子系统有序度分析

通过招商银行的年报及网站的信息披露进行数据搜集,在对所搜集数据根据(1)式作正规化处理的基础上,根据(2)式对子系统的有序度进行计算。

由表2的计算分析可以看出,在2001—2010年间招商银行除特殊环境次子系统外,其他次子系统的有序度的值均逐步增多,处于上升的趋势,这表明各个次子系统的运行均处于有序的状态,并能保持积极的态势。特殊环境次子系统有序度呈现先增长后降低的情形,在2005年时达到最大,这主要是因为当时的存款准备金率和同业拆借率较低,宏观政策较为宽松,对经济的促进作用较大,此后两项比率逐渐增大,政策渐渐收紧,致使有序度逐年降低。此外,通过横向比较也可以得出在六个次子系统中,招商银行在交易能力次子系统的有序度相较于其他次子系统有序度程度偏低,而知识能力次子系统则处于相对较高水平,这表明招商银行在人才引进储备及金融产品创新方面具有较强的能力。

由表3可知,招商银行在2001—2010年之间,能力要素子系统、资源要素子系统及环境要素子系统的有序度均处于上升的趋势,且均有较大的增长幅度。这说明招商银行的各个次子系统之间的协同度是不断上升的,导致子系统的有序度也逐渐增加。

(三)核心竞争力复合系统协同度

在上面各个子系统有序度的基础上,以2001年为基期,根据(3)式计算商业银行核心竞争力复合系统的协同度,分析子系统之间的协同程度。具体计算分析结果如表4所示。

由表4可以看出,招商银行的核心竞争力系统的协同度逐年上升,这表明其能力要素子系统、资源要素子系统及环境要素子系统之间的协同程度不断提高。对资源要素的合理高效使用,对环境要素的积极响应应对使得能力要素不断提升,三个子系统之间相互促进协同发展,使得其协同度不断上升,最终表现为其核心竞争力的不断提升,表现出优于竞争对手的整体能力。但其协同度水平并不高,还有较大的提升空间。

四、分析与结论

由以上计算分析可知,招商银行知识能力要素次子系统的有序度处于较高的水平,且在不断上升,这表明其具备较强的人才储备能力和产品创新能力。这对提升其能力要素的有序度,并进一步提高核心竞争力的协同度,提升核心竞争力有着积极的作用。但其整体水平较低,可通过积极创新中间业务、降低营业成本、提高风险管理水平、加大信息获取投入等进一步提高各个子系统的有序度,提升子系统之间的协同程度。特别是应注重提高国际化水平,这可以促使商业银行积极创新跨国经营思路,加快国际化经营步伐,并在实现国际化的过程中提高子系统之间的协同发展程度,并显著提高核心竞争力。

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