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计算机硬件技术基础范文1
关键词EDA技术;硬件基础课;教学改革
中图分类号:G642文献标识码:B
1引言
在计算机科学技术飞速发展的今天,EDA技术带来了全新的硬件设计理念与结构体系,其应用领域越来越广泛。欧美国家工科大学普遍要求计算机专业学生必须掌握一种硬件描述语言,国家教委指导委员会提议:“EDA技术是电子技术类教学改革的重要方向”。作为计算机学科的硬件基础课程,“电路与电子学”、“数字逻辑与数字系统”的教学内容,应有意识地将EDA技术和PLD器件纳为教学计划,将EDA工具贯穿整个教学过程,这样才能保证教学内容紧跟前沿技术的发展,有利于培养学生创新能力与综合素质。
2重构教学内容
EDA技术分为三个层次,如图1所示。将EDA技术引入教学内容时,必须按照此层次循序渐进,与之相应的课程体系结构如图2所示。当完成该课程体系的学习及相关实验后,学生应该能掌握现代计算机系统设计原理和方法,具备熟练应用相关软硬件工具的能力。要在学时不变甚至减少的硬件基础课教学中引入EDA技术,就必须根据专业学科的特点,在传统内容与新技术、理论教学与课堂实践中进行优化侧重,对教学内容进行重构。
(1) 重构“电路与电子学”(大一下学期)。
计算机专业“电路与电子学”教学内容的广度、难度可以比电子工程专业稍弱,但如果加大EDA的教学内容,则同样可以提升学生的电路设计能力。因此,课堂教学删除了部分传统内容,去掉了支路电流法、回路电流法、三相电路、半导体器件导电原理、反馈的方框图计算法;精简了阻容耦合放大电路(包括多级放大)、小信号动态图解法、差分电路分析等内容。
根据专业特点,相应加强了直接耦合放大电路、电流源电路和系统稳定性的教学内容。此外,增加了20学时的Multisim仿真及电路设计实验课,学生在课余时间完成设计和仿真验证,在有限的实验室课时内只进行硬件的接线、调试工作,这样既节约了课时,又提高了学生的动手能力。EDA技术与传统硬件实验相结合,提供了一种全新的实验教学体系。通过训练,学生基本掌握了设计-仿真D实际的现代模拟电路设计方法,为下一步可编程逻辑器件的学习打下基础。
(2) 重构“数字逻辑与数字系统”(大二上学期)
随着技术的进步,90%以上电子产品采用了数字技术,这个领域的一般教科书都因摩尔定律而缩短了它的适用期。因此,“数字逻辑与数字系统”课程必须舍弃一些陈旧内容用以讲授新知识、新方法。课堂教学删除了门电路、555电路、中规模集成芯片和触发器的内部电路、状态化简、编码技巧、异步时序、可编程器件PLA、PAL、GAL应用等内容;精简了卡诺图和布尔代数化简等传统手工设计方法。
教学中始终强调外部逻辑功能和时序特性的描述与分析,突出EDA技术和数字逻辑功能模块的设计,增加了数字系统的设计与优化、可编程逻辑器件CPLD/FPGA的原理与应用、有限状态机理论等内容。在教学中以逻辑代数与VHDL语言并行为基础,依据整体“自顶向下”,细节“自底向上”的教学模式。整个课程中的用例多取自于计算机基本逻辑部件,如译码器、运算器、移位器、计数器,直到存储器、控制器,最后给出数字系统的实例DCPU的逻辑构成。通过该课程的学习,初步建立了CPU的设计理念,为将来“组成原理与结构”、硬核嵌入式系统(ARM、MIPS)、软核嵌入式系统(NiosII)的学习奠定基础。
为巩固基础知识,实践教学首先安排中小规模集成芯片的应用性实验,而不是简单验证,如用三态门构成总线,用译码器设计端口寻址电路,用74LS163、74LS148及七段发光二极管实现计数显示电路等。之后,安排基于EDA技术的逻辑功能模块的设计,如用FPGA/CPLD实现译码器、加法器、计数器监视电路等。为进一步培养学生的实践能力和创新能力,在大二结束的小学期里,安排有三周的课程设计,要求用EDA技术完成五个综合性实验,包括频率计、电子钟、键盘扫描电路、交通信号灯控制器和数字音乐播放器。实践课都是开放式的实验环境,可自主选择器件,实现设计方案,改变了计算机硬件基础课“按图接线、查线排故、测看结果”的实验过程。此外,严格的实验验收制度及考核标准,如考核工具是否熟练使用,设计方案是否灵活多变等,都有效减少了设计抄袭现象的发生。
3EDA教学点设置
EDA技术所涉及的内容较多,对于计算机专业的学生,学习掌握软件工具的能力很强,EDA工具的使用只需要给学生相关内容的PPT即可,不用额外花费课时讲解。但是,如何根据专业学科特点,在有限的课堂教学中将EDA技术合理切入到理论教学中,使两者有机地融为一体却是至关重要的。
(1)Pspice/Multisim仿真平台切入到“电路与电子学”课程
通常,在理论教学完成一段时间后才会有相应的实验教学,这样导致学生当时在课堂上被激发出的兴趣及灵感逐渐消退。在“电路与电子学”课堂中及时切入EDA仿真平台,既可以增加学生对知识的感性认识,活跃课堂气氛,又能够将教学中的难点用直观的图形和曲线表述,降低教学难度,加深对理论概念的理解,起到了事半功倍的作用。在该课程中,仿真平台的切入点有以下四处:
第一,在直流分析中通过EDA仿真平台确定戴维南等效电路。首次介绍Pspice/Multisim时,应当让学生对仿真软件产生极大的兴趣,可以在讲仿真的前一次课中埋下伏笔,布置一道有难度的课后习题,使学生先进行分析。上课时使用EDA仿真,当瞬间分析出戴维南等效电阻和端口开路电压时,学生们都非常惊奇。此后,当遇到难题,或对答案产生疑问时,利用EDA工具仿真就成为了习惯。当然,仿真软件绝不能代替理论分析,要求作业中必须有分析步骤就可以保证这一点。
第二,根据我校的特色,考虑到通信系统中谐振电路的重要性,在交流分析中,仿真了谐振频率特性曲线,帮助学生理解掌握品质因数、带宽、谐振频率三者之间的关系。
第三,在放大电路一章中,利用EDA仿真软件易于改变电路参数值的特点,观察电路在不同静态工作点下产生的非线性失真。实践证明,虽然教学内容精简了小信号动态图解法的理论分析,但学生依然能很清楚地掌握电路参数的变化对放大性能的影响。
第四,仿真RC正弦波振荡器电路,观察输出由小到大起振并稳定在某一幅值的全过程,观察反馈电阻Rf对输出波形的影响。若Rf值稍大,电路不起振或振幅较小;Rf值稍小,则出现非线性失真。这种直观的图形加深了学生对信号发生电路的理解和对运放构成的非线性应用的认识。
(2)VHDL/QuartusII 切入“数字逻辑与数字系统”课程
计算机硬件技术基础范文2
【关键词】BIM技术 建筑设计 应用优势
BIM是三个单词Building 、Information、 Model 的缩写，用中文表达出来就是“建筑信息模型”。它是一种比较实用的技术，利用它可以构建出建筑模型。而这些模型包含的很多信息，都是真实建筑的资料。同时，这些模型和真实建筑的全部构成是一致的。换句话说，这种模型基本上就是一个资料全面的综合数据库，其内部包含的资料不但可以用来做建筑设计，还可以用来对建筑内部的结构和成本等内容进行计算。可以说，它对整个建筑行业都具有一定的影响。
1 BIM技术概述
1.1 BIM的内涵
30年前，美国乔治亚技术学院的查克・伊斯曼教授首次使用了“建筑信息模型”这一说法。他指出，“建筑信息模型集合了全部几何模型的资料、功能和组成部件的性能，把项目建筑过程中涉及到的全部信息，例如工程的进展、建筑过程和后期维护等包含在内。
BIM技术创建的建筑信息模型综合了多个学科的知识，可以满足建筑过程任何阶段的信息需求。针对特殊的需求，还可以把这些资料以3D模型，或者2D施工图的形式展现出来。有时候还会把这些资料以二进制信息的形式输入到能量结构的分析之中。
1.2 BIM技术的原理
BIM技术，是一种针对建筑设计应用的CAD技术，它可以把一些建筑用数字表达出来。通过这种技术，用一个电子模型基本上就能保存全部的建筑信息。这是建筑界的一项技术革新。
有一定针对目标的CAD并不是一个新兴概念，把建筑材料转化为数字表达是一种比较实用的方式，不过很长时间以来并没有在实践中得到应用。直至计算机大面积使用之后，才生成了众多的BIM应用体系。BIM软件摆脱了简单的几何应用格局，使用的范围不再局限于点、线、圆这种平面图形，而是向墙体、门窗等立体构件展开。计算机计算和修改的不再是单纯的点、线之间的联系，而是由一个个平面构成的立体建筑物整体。如图1展示。
在BIM体系中，建筑构建被设置为特殊的对象，这项技术可以把这些对象通过数字编码的形式表现出来。这些参数信息可以表达整个建筑的属性。比方说，一个墙对象，是一个具有所有墙体特征的对象，这些特征不但指墙壁的长、宽、高，还指墙壁使用的材料、具有的功能、墙体的单价、建造墙壁的价格等。而在一般的CAD体系中，墙壁就是以平行线的方式来表现的，线条之间没有交叉。
2 BIM技术在建筑设计中的应用优势
2.1 在虚拟建筑中做设计
借助BIM软件，建筑师可以把自己想象的建筑做成建筑模型。利用这一虚拟模型，建筑师可以查看各个设计的模拟效果。同时，还可以全方位的观看这种模型的旋转效果，查看建筑建成之后取得的空间效果；或者建筑师也可以从模型内部体验建筑产生的空间感受，让建筑空间给人的感受进一步细化，空间利用更加细腻。建筑设计师需要不断对建筑内的空间元素进行考察，对设计思路进行验证：思考选用的材料以及颜色是不是可以创造出最理想的效果等等。HCA的建筑师这样表达，“我们可以随心所欲地进行设计，并且同时在屏幕上看到设计的变化。”
2.2 图纸文档自动生成
在传统的工作环境下，所有的图纸都是独立存在的，他们需要一个环节一个环节的单独拼接、展现，先是平面，再立面、后剖面等。同时，在项目开展的过程中，还要根据实际情况对所有的图纸做出相应的修改。这样，单就图纸修改工作就占用了设计师大量的时间，造成人力资源的巨大浪费。但是BIM技术彻底改变了这种局面，在虚拟模型的基础上做设计，其重点不再是图纸，而是模型。只要模型制作好，所有的图纸都可以自动生成。
建筑师可以从模型中获得建筑任何一个角度的视图。无论是建筑的平面图、立体图，还是建筑的材料预算、造价生成等，建筑师都可以从制作好的建筑模型中自动生成。实际上，建筑模型就是一个集合了所有建筑材料的巨大的数据库，建筑师可以根据自己的需要从不同的角度对数据进行表达，也可以对相似的信息进行归类和汇总。
2.3 高级分析能力
2D CAD 绘图是静态的，不能对数据进行分析，更不要说进行模拟。但是借助BIM技术制作的虚拟建筑模型，则可以提供大量的数据信息，把这些信息输入到模拟软件中，就可以对建筑物的结构和相关性能进行详细的分析，对建筑物的空间效果进行模拟。
利用计算机对各种数据进行分析，不但可以节省大量的人力，还可以让计算的结果更加准确，计算机的辅助效果得到了真实的体现。
2.4自动变更管理
使用2D CAD 技术，一旦设计出现变更，建筑师就要花费巨大的人力和时间去进行整体更改和协调，这是对人力资源的巨大浪费。但是BIM技术不同，在它的基础上制造的模型，可以直接生成建筑相关的图纸。即使是建筑出现变更，对应的图纸也会自动做出调整。正是因为所有的数据都来自于同一个数据库，所以任何视图的变动都会引起整个数据库相应的更新，进而反映在其他的视图中，视图会根据这些数据的变更进行相应的更新。这就把建筑师从繁杂的图纸修改中解放了出来，他们的工作效率得到了极大的提升。BIM的作用最终让建筑师有更多的时间专心完成设计，提高了建筑设计的质量。
参考文献
[1]龙文志.中国建筑幕墙行业应尽快推行BIM[J]. 建筑节能.2011（01）.
[2]曾旭东，谭洁.基于参数化智能技术的建筑信息模型[J].重庆大学学报（自然科学版）. 2006（06）.
[3]于海澍.计算机辅助设计在建筑中的应用[J].硅谷.2009（11） .
计算机硬件技术基础范文3
关键词： 计算机技术；我国基础建设；应用前景
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1210001－01
0 引言
自从我国在20世纪90年代开始进入有组织有规划的计算机信息发展阶段开始，我国的计算机信息化建设的发展便迅速上了轨道。电子商务迅速萌芽，工业机械自动化开始普及，企业的逐渐进入信息现代化，社会各界的信息化程度也逐渐提高，计算机的台数也逐级递增，从上世纪90年代的几十万台发展到目前的工控机几千万台，微型计算机已达到上亿台。
1 我国现代计算机技术
现代的社会是科学的社会，未来的世界是计算机的世界。在巨大的经济竞争下隐藏的是科技竞争的本质。科技的发展对我国的根本发展战略与民族的命运紧密的联系在了一起。在上世纪80年代，由于美国政府提出了“星球大战”的计划，从而促使美国的高科技领域取得了很大程度是发展，其科学技术发展不单单是科技领域上质量的提高，更为重要的是它为美国的经济建设做出很大的积极影响。同时，日本、欧洲等资本主义国家也提出了相应的高科技发展计划。世界各个大国对其国家高科技技术发展如此的重视，就说明世界正在处于高科技的革命的中，上个世纪80年代我国也开始了发展高科技的步伐，由于受到当时国力、国力等各个方面的影响，选定了在中国未来经济与社会发展中占有十分重要位置的生物、航天、信息、军事、自动化、能源等领域作为科学技术发展的重点。国家实施此计划的根本目的就是积极追随世界高科技的发展脚步，将中国与世界的技术距离缩短，培养现代的高水平科技组织，将研究成果尽快实现商品化、产业化等。
在国家进行高科技发展计划中，信息技术领域主要通过以下三个方面开展：智能计算机系统、光电子器件与微电子、信息获取与处理技术。其中包括微电子技术、光电子技术、计算机技术等。其中智能计算机系统的发展目标就是：研制出属于中国的智能计算机系统。此智能计算机系统需要有良好的人机环境，包含各种知识与经验常识，具有较强的学习能力，能够及时的获取知识以及对知识进行重组，以及存储、搜索、识别、处理等多功能集于一身，并且能够拥有模拟人的行为的能力。
2 计算技术应用
我国的各项基础建设都随着科学技术的发展得到了长足的进步。计算技术在铁路、民航、航运各个基础部门的建设都起着重要的作用。
2.1 交通运输方面
在铁路运输管理系统TMIS基本建成，各个铁路局计算机订票系统已经全面投入使用。全国铁路票据发售与预定系统在1996年开始投入使用以来，已经在很大程度上实现了计算机售票，铁道部客票总中心与地区客票中心已经全面实现了全国范围内的联网异地售票，其售票量的总额在全国铁路客票发售总量中占据九成的比例，可见计算机联网售票在铁路客票的发售中的使用范围十分的宽广[1]；信息技术在公路、航运系统中的货物交易信息、集装箱运输等电子方面中占有非常重要的位置。目前就我国国内地铁工程中已经基本实现行车调度的自动化，开始使用综合监控系统技术，例如在我国某城市的供电系统以及防灾报警系统已经实行了全面的自动化监控以及数据搜索；城市市区内的交通管理已经基本实现交通信号灯控制、电视监控已经逐渐向智能自动化方向发展。例如我国某地的高速公路信息管理系统已经能够同时进行信息收集、实时监控、通信交流等功能、智能交通已经可以实现对信号进行联网控制，违章监控、交通诱导等。
2.2 教育事业方面
就目前我国教育事业的发展现状来看，全国已经有几十万所小学已经开始设置计算机课程，几万所小学已经基本设立了校园网络。计算机教学已经在中学以及各中高院校全面开展，在使用相对应的教学课件的基础下，不单单在很大程度上提高了院校的教学质量，还促进了学生向全面性综合性人才发展。近几年来，远程网络教育也逐渐开始普及，首先在我国重点大学院校中开展，我国教育部已经允许了几十所大学可以开办网络大学。就全国情况来看，网络学校招生人数已经达到一百万人数以上。在近几年，八成以上的高考录取大学生都是通过网络进行远程录取的，不论是高考还是各类专业技术考试都已经全面深入利用计算机进行改卷、录取等工作过程。网络人才市场一起高效、便捷受到了人民群众的一致认可。目前我国网络人才市场已经达到很大的一个数额，网络人才市场结构逐渐成熟，已经能够实现在线招聘、面试、素质评测等[2]，我国著名的人才招聘网站正在逐渐的涌现。
2.3 建筑与机械方面
计算机技术的应用率很大程度上决定了建筑工技术的提高。计算机技术的广泛运用是推动建筑行业快速发展的重要保障。计算机技术对于建筑材料的检测是十分重要的，能够很好的提高建筑工程的建筑质量，计算机能够对建筑中的混凝土实现大规模有效的检测，从而提高了工程的建设质量；计算机技术还能够对相关数据进行高效的计算与设计，工程设计、办公自动化、自动化器械等已经广泛的运用到了建筑行业的各个领域中。在工厂进行供电、供暖等机械设备也已经很大程度的普及的了计算机技术基础上的自动化生产与诊断。
2.4 医疗与公安
我国的医疗系统已经在计算机的迅速发展基础上已经逐步的完善。辅助诊断、管理系统正在各大城市的医疗系统中使用。近几年来我国的远程医疗事业开始全国各大城市开展实践，我国偏远城市地区的病人能够通过计算机网络技术接受大型医院的辅助诊断与专业治疗。社会秩序合理的进行是因为有了公安系统的有效保障。在进行公安系统网络化的过程中，省公安厅到地方级公安局的网络已经基本实现互联，全国已经建立了大约几十万的作案逃犯数据库。可以通过网络进行犯罪嫌疑人对比，甚至可以进行网络抓捕逃犯，并且已经取得了显著的成绩。
3 我国计算机技术应用的发展趋势
我国的计算机普及程度已经达到了一定的阶段，社会公用事业、公共服务等公共领域的信息化程度将逐渐加深，社会文化教育、卫生环境、民生保险、社会治安、公共交通、民生服务、供电供气等各项社会服务即将要把计算机技术全面的运用开展，以提高社会公安领域的信息技术化水平，让计算机技术的发展成果能够切实的为人民服务。随着人民生活水平的提高，智能类型的建筑、住宅小区已经开始实现推广，手机、微型计算机、智能自动化家电等都是大部分家庭的必需品，计算机信息技术已经全方位的融入了人民的生活工作中，有力的推动力家庭信息化的发展[3]。在全国范围内看家庭电脑的普及率已经到10%以上了，其中城市电脑普及率更是可以高达40%。不管是家电的信息智能化，还是办公用品的自动化能够大大的提高人们的生活质量与生活水平。
4 结束语
在我国国民社会经济不断发展的基础上，计算机技术的应用领域之广泛，融入程度之深已经众人皆知了。我国的基础建设的各个方面都离不开对于计算机技术的利用。不论是人民生活家庭的电子产品，工厂供电供暖、生产高科技产品，教育领域中计算机知识的普及、建筑行业施工建设设备、交通运输行业等都与计算机技术有着密切的联系。在国家未来的发展道路上，计算机技术的发展会创造更大的社会价值与经济价值，这是毋庸置疑的。由此可见，我国要重视对计算机技术的培养与研发，使得我国的国民经济与基础建设发展更加稳定。
参考文献：
[1]刘文珍、傅崇伦、张学文，信息高速公路对我国高等教育的影响及对策[J].高等教育研究，2011（01）：56-58.
计算机硬件技术基础范文4
关键词：计算机技术；图形图像处理；应用
Abstract: The application of computer technology is more and more widely, the whole society into the information age, modern computer technology in the application of image processing on the break mode method of traditional image processing, so that it has good reappearance function, more flexible application, applicable scope is wide. Especially the BIM technology for the application of graphics and image building, is brought about a revolutionary upgrade. At the same time and the virtual simulation technology in the latest architectural aspects of the application, the computer image processing technology is becoming more and more important in building construction.
Key words: computer technology; image processing; application
中国分类号：TU71 文献标识码：A 文章标号：2095-2104（2012）03-0001-02
随着社会现代化的大发展，在很多的生产施工中，为了保证工作的高效、安全、准确，都趋向于生产的自动化。建筑业是国内经济的几大经济支柱之一，将计算机技术与工程建筑业结合在一起的趋势是有目共睹的。在追求低能耗、低污染、可持续发展的大背景下，工程建设信息化已成为时展的必然方向[1]。利用计算机技术对图形图像的处理就是通过计算机对图片进行修饰，分割，除噪等一系列的步骤，从而实现对图形图像的优化设计。计算机技术在建筑业方面的发展经历了两次重要的变革。早期出现的计算机辅助CAD技术使工程建筑业由传统的手工画图阶段转变为二维的计算机绘图阶段，给建筑业带来来了第一次的技术革命。随着建筑业与计算机技术的进一步的结合应用，又出现了专业应用于建筑业的3DStudio,FormZ,VIZ等技术。本文从工程建筑方面的角度出发，探讨几种计算机技术在施工图象处理的科学策略和应用，比如，虚拟仿真技术，BIM技术等。
BIM技术的应用研究
BIM（建筑信息模型）技术是在社会对工程建筑领域的管理技术的需求增长的条件下应运而生的，是建筑业图形图像处理的。在建筑制造行业，大概有三分之一的工程是需要再次返工的，这样就导致超过半数的劳动力以及资源流失，十分之一的材料损耗。不难察觉有数以亿万元的经济损失，而BIM技术就是针对该问题的突破性研究。对建筑业来说，BIM技术在建筑过程的应用可以设计出精确的三维模拟和能耗模型，高效的实现高效率、高质量、低风险的、低损耗的理念，轻松的完成建筑项目，从而带来更大的经济效益。BIM技术的应用是贯穿于建筑的整个过程。现今已有一些成功的应用案例，例如美国webcor公司，旧金山某基督教堂的虚拟施工模型。并且计算出后期施工的一系列数据（如图二）。只是应用简单的CAD是无法满足设计要求的。施工模型图如图一所示：
图一
图二
在施工阶段的应用主要体现在以下几个方面：
第一、可以创建三维逼真的设计方案图，给人以真实、直观的视觉感受，可以根据施工顺序的选择，形象的展示各个环节的施工方案，还可以进行四维的模拟，对比选择不同的施工方案建立好的BIM模型，大大提高了三维渲染精度与效率，最终给客户更为直观的图形图象展示。比如在地铁盖挖逆坐施工中起到了很大的作用。
第二、有效虚拟施工过程，协同作用强。三维直观的可视化功能加上时间维数，就可以虚拟施工过程，将施工计划与实际的工程进展做对比，这样有效的四维协同，可以让工程师对项目的各个过程都了解得很清楚，以便对施工过程中可能出现的问题进行提前的防备，BIM技术和施工方案、施工模拟有效的结合可以大大减少人力物力的损耗，减少返工和修整，提高建筑质量，节约资源成本，缩短工程建筑周期。
第三、优化设计方案，精确计划，提高质量。BIM技术最大的特点和优点就是三维立体逼真的可视化，它可以使图形图像形象地展示在人们的眼前。利用这个技术可以在施工前检测在施工过程中可能出现的碰撞和错误损失，进而进一步优化设计方案，尽量减少返工，提高施工的质量。
虚拟仿真技术在建筑施工中的应用研究
虚拟仿真技术包括虚拟和仿真两个方面，虚拟技术和仿真技术有效结合，并成功应用于设计施工中，打破了传统的设计和施工模式，它具有高度仿真性，无破坏性，可无数次反复试验，可控性高等优点，还具有高效、施工质量高、成本低等特点。其本身的软件平台是Revit软件，是基于上述的BIM信息模型而配套的技术。对于建筑设计中的结构和水暖加以概念性建模。它是迄今为止最经济有效的综合集成方法,是推动技术进步的战略技术。主要的虚拟仿真过程如图三所示;
图三
首先是利用现有的计算机水平建立三维模型，接着就是虚拟施工环境。某集团的新建住宅小区就是这一技术应用的实际案例，其平面是一个矩形图，建筑面积为24.3万m2。该建筑的设计造型需要使用很多的钢型结构，导致整个吊装工程巨大。只有通过虚拟仿真技术才能实际需求，得到一个可视化的虚拟模型，在施工前有一个准确的预估。建筑施工中图形图像的处理就是将设计出来的图形转化为更为直观的、形象的三维图像的过程，施工过程就是把图像转化为建筑实物的过程。在传统的建筑模式中，保证施工质量的条件是经验丰富的工程师，但这有很大的缺陷，光凭借经验往往使得在施工过程中出现缺乏全面性、客观性，具有主观性、盲目性等缺陷，也会出现很多难以控制的问题。虚拟技术在建筑领域的应用大大弥补了这一不足，虚拟技术下建立的图形具有高仿真性，交互性，沉浸性。工程师可以根据需要进行施工虚拟实验，从而在不断的实验中找到最佳的方案，实现设计图形的最优化，达到节约资源成本，缩短工程周期，提高质量等目的。
利用计算机技术对图形进行处理可以极大地提高形成图片的效率及提高图片的质量，也会给工作带来极大的方便，提高工作效率。图形的处理技术包括图形的屏幕显示，图形的字符处理以及成图。首先是利用CDI和位映像图来展现初步的绘图的效果，然后就是对图形的尺寸、特性用参数表示，所以在图片上进行尺寸的单位的标注也是图片处理的技术之一。
虚拟仿真技术为建筑的整个过程构造了一个整体、综合的环境，虚拟场景中的任何一个物体，都可以有高度仿真的声音、动作画面模拟，使画面的真实感强，它的三维动画的应用。如图四就是通过计算机仿真技术制作的该小区的外观效果图：
图四
虚拟仿真技术可以实现对施工全程的分析，施工过程中的细节都以高清晰的画面的形式展现出来，人们可以根据自己的需要在画面上做修改，并且这项技术在预防施工过程可能出现的安全隐患具有很好的预测性。未来的图象处理技术的发展，主要是朝着高度清晰、三维成像及多位成像、自动化、智能化的方向发展的，在技术的研究中，主要是将理论和实际操作结合起来，计算机技术在图象处理中的应用也将得到进一步的发展。
三、总论
图象处理技术的应用越来越广泛普遍，CAD、CAM技术对于建筑工程设计的基础构图中也有充分应用。在建筑施工中对图形图像的处理给我们的社会带来很大的经济效益，可以不费成本的无数次的反复试验施工过程，然后对施工过程进行细致的分析，尽量减少各种浪费，减少人力资源的耗损。BIM技术对图形图像的处理实质上也是对施工过程的一个模拟的过程，在计算机上近乎逼真的动态模拟，让我们如身临其境，达到一定实质性的效果。随着时代的进步，该技术所提供的数据会越来越详细和全面，对于建筑施工行业会带来巨大的革命。同时，5D技术也会在计算机图像处理中越来越多的应用。建筑设计等等中的问题依靠计算机技术的进一步发展来带动其变革。综上所述，计算机技术在建筑领域的应用有待于进一步的推广和深入的发展。
参考文献：
[1]刘刚，李鑫，王兴龙，等．建筑施工企业BIM应用浅析与建议[J]．施工技术，2012，41(3)：39-40,44．
[2]潘佳怡，赵源煜．中国建筑业BIM发展的阻碍因素分析[J].工程管理学报，201226(1):6-11
计算机硬件技术基础范文5
【摘要】 目的 研究嘌呤核苷酸对海洛因依赖大鼠的条件性位置偏爱与急性戒断的影响。方法 将50只雄性Wistar大鼠随机分为对照组（腹腔注射生理盐水9 d）、海洛因组（腹腔注射海洛因9 d）、海洛因+单磷酸腺苷(AMP)+单磷酸鸟苷(GMP)组（腹腔注射海洛因及AMP及GMP 9 d）、海洛因+AMP组（腹腔注射海洛因及AMP 9 d）、海洛因+GMP组（腹腔注射海洛因及GMP 9 d）。于第0、5、9天测评各组大鼠条件性位置偏爱，即观察黑白箱内大鼠在位置偏爱实验箱白侧（伴药侧）的停留时间。通过纳洛酮催促，对大鼠急性戒断症状进行观察与评定。结果 盐水对照组注射5 d后在伴药侧停留时间明显缩短，注射9 d后进一步缩短，对伴药侧产生条件性位置厌恶；海洛因组大鼠给药9 d后在伴药侧停留时间显著延长，产生了对伴药侧的位置偏爱；海洛因+AMP+GMP组、海洛因+AMP组、海洛因+GMP组给药后在伴药侧停留时间无明显延长，说明补偿嘌呤核苷酸可抑制海洛因的位置偏爱效应。海洛因与嘌呤核苷酸同时作用的大鼠戒断后，上睑下垂、齿颤和咀嚼发生次数比海洛因单独作用组明显减少(P＜0.05)。结论 系统应用嘌呤核苷酸可抑制海洛因依赖大鼠精神依赖，还可减轻其部分急性戒断症状。
【关键词】 海洛因依赖；嘌呤核苷酸；条件性位置偏爱；戒断
【Abstract】 Objective To determine the effect of purine nucleotides on conditioned place preference and acute withdrawal in chronic heroin dependent rats. Methods 50 male Wistar rats were randomly pided into control， heroin， heroin+AMP+GMP， heroin+AMP and heroin+GMP groups. Conditioned place preference (CPP) trial was done at 0， 5， 9 d. Naloxone was used to observe and evaluate the precipitated syndrome. Results In the CPP trial， the rats of control group showed obvious conditioned place aversion (CPA) because their total time staying in the drugpairing side was decreased dramatically after 5 d treatment and dropped even more after 9 d treatment. In contrast， total time staying in the heroinpairing side was increased significantly after 9 d heroin administration which proved that the rats formed CPP to heroin. The total time staying in the drugpairing side of the heroin+AMP+GMP group， heroin+AMP group and heroin+GMP group were changed little which confirmed that purine nucleotides compensated with heroin inhibits rats′ CPP to heroin after 9 d heroin treatment. In acute withdrawal evaluation， the counts of ptosis， tooth chattering and chewing of heroin+AMP+GMP， heroin+AMP and heroin+GMP groups were significantly higher than those in heroin group(P
【Key words】 Heroin; Purine nucleosides ; Conditioned place preference (CPP); Withdrawal symptoms
近年来研究提示，阿片和腺苷受体作用系统在中枢神经系统密切相关〔1〕，例如腺苷受体激动剂可明显减轻阿片类药物的戒断症状〔2〕，吗啡可浓度依赖性地诱导腺苷释放〔3〕；鸟苷和鸟苷酸可表现出神经细胞的保护作用〔4〕。还有研究表明，吗啡、海洛因等阿片类物质可引起嘌呤核苷酸分解过度〔5，6〕，而合成代谢降低〔7，8〕。但嘌呤核苷酸对海洛因依赖的影响及其作用机制还不十分清楚。本研究主要通过动物模型在行为学水平研究嘌呤核苷酸对慢性海洛因处理大鼠CPP及急性戒断症状的影响。
1 材料与方法
1.1 材料 50只雄性Wistar大鼠，体重(200±20)g，由本校实验动物部提供(动物合格证号SCXK2006)。海洛因由吉林省公安厅提供，纯度为98％，用生理盐水配制后抽滤除菌。盐酸纳洛酮(金尔伦)，益侨制药有限公司（湖南），批号20080406。单磷酸腺苷(AMP)及单磷酸鸟苷(GMP)为Amersco产品。
1.2 动物分组及处理 50只大鼠随机分为5组：①对照组：每日2次腹腔注射生理盐水，注射体积及时间与海洛因组相同。②海洛因组：建立海洛因依赖大鼠模型，第1～9天每日2次腹腔注射海洛因，每日次剂量依次为0.50、0.75、1.25、2.00、3.00、4.25、5.75、5.75、5.75 mg/kg体重。③海洛因+AMP+GMP组：海洛因给药同第2组，并且每日2次腹腔注射嘌呤核苷酸（AMP与GMP等摩尔混合），每日次剂量均为7.5 mg/kg体重。④海洛因+AMP组：海洛因给药同第2组，并且每日2次腹腔注射AMP，每日次剂量均为7.5 mg/kg体重。⑤海洛因+GMP组：海洛因给药同第2组，并且每日2次腹腔注射GMP，每日次剂量均为7.5 mg/kg体重。第2～5组分别于第10天7∶00腹腔注射盐酸纳洛酮5 mg/kg体重，观察戒断症状40 min。
1.3 CPP训练及检测
1.3.1 CPP实验箱 自制60 cm×30 cm×30 cm木箱，箱内中间设一可上下抽动的活动挡板将实验箱分成两个体积相同的小室，一侧小室内部全部涂成黑色，并垫上深灰色毡垫；另一侧小室全部涂成白色，保持木制地板面。
1.3.2 预实验 在实验开始前1 d(d 0)，将CPP实验箱中间的活动挡板去除，使大鼠可在黑白两箱之间自由活动，观察15 min，记录大鼠在白箱中的累计停留时间。
1.3.3 CPP训练 在不观察CPP的实验日，每次给药后将各组大鼠置于CPP实验箱的白色小室中训练1 h。
1.3.4 CPP观察 分别于实验第5、9天晚上给药30 min后进行观察。将CPP实验箱中间的活动挡板去除，使大鼠可以在黑白两箱之间自由活动，观察15 min，记录大鼠在白箱中的累计停留时间。
1.4 戒断体征的观察及评定 各组于第10日晨给药后腹腔注射纳洛酮5 mg/kg体重，观察戒断症状40 min。直接记录40 min内直立次数、湿狗样抖动次数、腹泻或排便次数以及咀嚼、齿颤和上睑下垂次数。
1.5 统计学方法 采用SPSS10.0统计软件对实验数据进行分析，所有数据以x±s表示，采用t检验进行组间显著性分析。
2 结果
2.1 CPP的测定结果 对照组大鼠实验第5和9天在白箱累计停留时间比实验前（第0天）明显减少（P＜0.01），实验第9天白箱累计停留时间比第5天又有显著减少（P＜0.01）。海洛因组大鼠第9天在伴药侧停留时间比d 0显著延长（P＜0.05）。海洛因+AMP+GMP组、海洛因+AMP组、海洛因+GMP组在白箱累计停留时间与给药前比无明显变化。各组大鼠在白箱侧（伴药侧）累计停留时间见表1。
2.2 戒断症状的观察结果 对照组大鼠在纳洛酮催促戒断后仅出现直立，而海洛因组、海洛因+AMP+GMP组、海洛因+AMP组、海洛因+GMP组均出现了直立、湿狗样抖、腹泻（软便和/或不成形）、咀嚼、齿颤及上睑下垂。与海洛因组相比，海洛因+AMP+GMP组、海洛因+AMP组、海洛因+GMP组的上睑下垂、齿颤及咀嚼次数明显减少（P＜0.05）。见表2。
表1 各组大鼠在白箱中的累计停留时间（略）
与第0天比较：1）P＜0.05，2）P＜0.01；与第5天比较：3）P＜0.05
表2 嘌呤核苷酸对海洛因依赖大鼠催促戒断反应的作用（略）
与对照组比较：1）P＜0.05；与海洛因组比较：2）P＜0.05
3 讨论
CPP实验是由Katz等〔9〕提出的一种评价药物精神依赖性的方法，其原理是把奖赏刺激与某种特定环境(非奖赏中性刺激)反复联系之后，后者便可获得奖赏性质，即这一特定环境可以诱发与非条件性奖赏联系在一起的那种非条件性行为反应〔10〕。在药物诱导的CPP实验中，与药物伴随的特定环境刺激主要由视觉、嗅觉和触觉三个要素构成〔11〕，用于进行CPP活动的装置应至少包括其中两种刺激。本实验采用视觉和触觉两种刺激进行CPP实验的检测：CPP实验箱采用黑白两色作为不同的视觉刺激，并在黑箱中垫上毡垫而白箱保持木质板面形成不同的触觉刺激。在预实验中，大鼠均偏爱停留在黑箱侧，因此选择白箱作为伴药侧进行CPP的训练和测定。
本实验结果显示，实验第5天对照组在白箱（伴药侧）累计停留时间均比实验前明显缩短；至实验第9天，对照组大鼠在白箱累计停留时间比第5天又明显缩短；说明随着盐水给药时间的延长，大鼠对伴药侧产生越来越严重的厌恶，可能是腹腔注射这一刺激产生的作用。海洛因组给药第5天后，大鼠在白箱累计停留时间均比实验前延长但是没有显著差异，给药9 d后比实验前明显延长（P＜0.05），并比第5天显著延长，表明海洛因能时间剂量依赖性地引起大鼠对伴药侧的位置偏爱。海洛因+AMP+GMP组、海洛因+AMP组、海洛因+GMP组在实验的第5和9天在白箱累计停留时间比给药前略有升高但无显著差异。以上结果表明嘌呤核苷酸能抑制给海洛因大鼠CPP的形成，补偿嘌呤核苷酸可能对抗海洛因精神依赖的形成。
躯体依赖的主要中枢作用部位是蓝斑核及中脑导水管周围灰质等，以戒断症状的出现为特征。研究表明，腺苷受体拮抗剂能诱发吗啡依赖动物的戒断行为〔12〕。在与阿片成瘾行为相关的重要脑区，阿片受体和腺苷受体激动剂都可以抑制神经元的腺苷酸环化酶，增加钾电流，在NAc还可以抑制突触前γ氨基丁酸(GABA)和谷氨酸的释放，对Ca2+通道也有抑制作用，这些作用提示腺苷受体在阿片戒断时可能发挥作用。本实验中，对照组大鼠在纳洛酮催促戒断后仅出现直立，而海洛因组及各海洛因加核苷酸组均出现了直立、湿狗样抖、齿颤、咀嚼、上睑下垂、腹泻（软便和/或不成形）等。海洛因加核苷酸组上睑下垂、齿颤及咀嚼明显少于海洛因组，提示嘌呤核苷酸可减轻部分海洛因戒断症状。嘌呤核苷酸与海洛因的作用机制关系尚需进一步研究。
参考文献
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8 闫晓凯，洪 敏，刘 畅，等.吗啡在基因水平对脑嘌呤核苷酸代谢的影响〔J〕.中国药物依赖性杂志，2005；14(3):1879.
9 Katz RJ，Gormezano G.A rapid and inexpensive technique for assessing the reinforcing effects of opiate drugs〔J〕.Pharmacol Biochem Behav，1979；11(2):2313.
10 张开镐.评价药物精神依赖性的试验方法〔J〕.中国药物依赖性杂志，2000；9（3）:1723.
计算机硬件技术基础范文6
关键词：计算机；硬件设计；安全问题
中图分类号：TP309文献标识码：A文章编号：1673-1131（2016）01-0171-02
作者简介：王慧（1992-），女，辽宁朝阳人，研究方向为信息管理与信息系统
0引言
在信息技术飞快发展，计算机被广泛应用的背景下，其系统安全问题始终是人们关注的话题。而相关安全系统设计及研究人员会在降低成本的基础上，首先升级计算机软件，促使其从内部加大防御力度，而计算机硬件安全问题被放在次要位置。在提高计算机安全性的过程中，为防止信息泄露，通常会对数据进行加密，或者将其隐写，然而攻击者还是能够通过各种方式突破这一防线。新时期单纯依靠软件设计提升计算机使用安全性是远远不够的，只有在此基础上充分结合计算机硬件安全设计才能够提升整体安全性。
1计算机硬件安全发展现状
丰富的范围是计算机硬件的主要特点，而通常状况下在对其进行研究的过程中主要是针对其输入、出设施及芯片的研究。同时集成、保密和使用是信息安全的主要特点，而信息安全主要体现在软件、硬件及通信三点当中。加强硬件、软件及使用者三方面建设是加强计算机安全建设主要途径。在这三点内容当中，无法实现有效规范用户行为这一目标，因此就需要从其他两点入手。现阶段，各国在加强计算机安全设计的过程中，对软件安全的开发已经达到了一定程度，这一方面不仅有效较深奥的理论知识做依据，同时其操作性也较高。因此，现阶段在加强计算机安全建设的过程中，重点落在了其硬件设计当中。安全问题体现在计算机硬件设施当中主要有三个内容，首先，安全问题发生于输入设施当中。这一安全问题指的是一定的安全隐患存在于属于的信息当中，和非法实行输入操作等。前者指的是木马等病毒存在于输入信息当中，导致这部分数据一旦录入计算机将促使内部数据受到干扰、产生变化及泄露等；其次，安全问题存在应储存介质当中。现阶段相关的数据安全屏障没有针对储存介质进行设计，导致计算机在使用过程中无法有效抵抗相关恶意攻击和非法拷贝现象，最终导致重要信息的泄露；最后，安全问题存在于输出设备当中。现阶段一定的记忆功能存在于被应用的输出设备当中，因此能够有效记忆使用者的操作程序及所应用的数据等，因此在提取信息过程中可以直接进行重复操作，这种做法极大的危害了计算机内部的信息安全。总而言之，现阶段计算机在使用过程中其硬件安全问题值得引起人们的注意，同时这一安全问题能够通过多种形式展示出来，相关部门及研究机构应当及时增加研究力度。
2加强计算机硬件设计安全的措施
2.1加强硬件内置安全
内置硬件的安全提升是促使计算机整体安全性提升的重要措施之一，具体步骤如下，首先，制造芯片过程中，有效结合PUE和EPIC两种技术，从而促使健全的保护体现在IP当中。该项技术在提出之初是建立在IC传统设计思想之上的，物理图版的获得以EDA工具为主；其次，对PUE技术进行充分利用，从而产生的PUFIC是传统芯片的变异。接下来，检测密钥产生于IC管理员被加密的基础之上，将PUFIC通气进行结合。经过以上步骤所产生的验证模块是经过加密的，能够有效保护IC版图，从而能够更好地保护传统模块，也就能够有效保护计算机硬件安全[5]。制作并测试芯片的过程中，需要建立在EPIC技术基础之上，从而进行有效的密钥设置，并激活电路，将“加锁/解锁”应用于总线当中，以上手段的实施能够对IP这一硬件进行充分的安全保护。同时，在该技术有效应用的过程中，还可以将其同PUF技术进行紧密结合，从而构建内置安全确认措施。HDL和C是IC最初的设计，物理版图在EDA工具编译有效进行下产生，PUFID是芯片的变异形式，产生于PUF技术基础上，有IC制作厂进行制作，IC持有人版权信息被加密以后需要同PUFID进行结合，促使针对IC的校验密码得以产生。重点逻辑区域的预先选择需要建立在IC物理版图基础之上，加密工作需要建立在教研密钥基础之上，从而促使验证模块得以产生，在此基础上对传统模块进行有效应用，促使IC版图得以有效保护，并将其应用于制作产品的过程当中。加密过程中，相关算法需要拥有较高的安全性，如AES等。
2.2加强检验硬件外置的辅助安全测验
测验外置辅助安全性的过程中，RAS技术是关键，在应用过程中，需要将私钥和公钥在密钥管理中心进行精细制作，不同的信息在芯片当中是需要一定程度的保护的，这就要对公钥进行充分利用，而外置辅助安全验证设备的构建需要将安全芯片验证同密钥储存器进行充分的结合。在应用过程中，储存保护私钥的设备为密钥储存器，RFID应当被应用于检测实施过程中，促使电路信息数据在芯片内部得到有效读取，同时实现安全验证芯片，从而实现对数据信息的有效保护。有效设计外置辅助安全测验设施对于提升计算机整体硬件安全具有重要意义，能够促使密钥管理功能得到最大程度的发挥。RAS机制是外置辅助安全测验实施过程中的主要机制，在应用过程中，首先，密钥管理中心应当生成一对可信度较高的密钥，分为公开和私用两种。ASIC和FPGA又公开密钥进行加密，芯片标签电力用于集成储存信息。该设备在应用过程中的构成由两部分组成，即密钥储存器和安全验证芯片。
2.3将安全设计融入到硬件研发过程当中
技术是加强计算机安全的基础，针对计算机硬件设施而言，应当从内置和外置两方面入手。然而值得注意的是，在加强计算机硬件安全性的过程中，单纯依靠技术是远远不够的，在进行硬件设计的过程中就应当积极融入安全理念，这就要求设计人员能够始终保持清醒的头脑，对传统计算机硬件当中的安全漏洞及时进行分析和研究。首先，提高设计人员安全意识。现阶段相关工作人员在对计算机硬件设施进行设计的过程中，都将重点放在了其性能及质量方面，工作人员意识相对较弱。产生这种现象的主要原因还同计算机使用者忽视计算机硬件设施的安全性有很大关联。新时期，计算机使用者应当提高硬件设施安全建设意识，监督并促使设计人员能够在设计过程中融入安全理念，提升硬件设置质量及安全性。其次，设计过程中侧重计算机硬件的安全性能。研发计算机硬件时，单纯的以提升其质量及性能为目的是远远不够的。新时期应当在要求其质量和性能的基础上对其安全性进行侧重。促使使用者在感受到良好的使用感的同时能够更加安心地使用其进行数据的保存等。设计过程中，工作人员应当内外兼顾，对每一个可能产生安全威胁的部件进行加强设计。最后，加强评估计算机硬件安全性能。在对计算机硬件设备进行设计的过程中，单纯的提升其使用性能是远远不够的，在积极加强其安全性能的过程中，对其安全性做好的检验就是评估的加强。这一过程中应当分为三个方面进行，即输入、储存及输出设备，变传统的被动设计为主动，积极主动地挖掘计算机硬件设备中的安全威胁因素，并寻找有效措施对其进行弥补。
2.4硬件安全设计技术的创新
近年来，计算机硬件安全问题的爆发越来越频繁，主要原因不仅包含相关设计人员对其安全问题的忽视，同时也包含提升安全性技术发展过于缓慢等原因，也就是说发生于计算机硬件当中的安全问题远远快于技术的研发速度。在这种情况下，相关设计人员应当在建立有效的安全意识基础之上，积极进行技术的创新及研发，并加强对每一个环节的研究。首先，对现有技术进行完善。在完善该技术的过程中，应对现阶段产生的计算机硬件漏洞进行充分的研究，并有针对性的进行改进，同时成立专项小组，提升专项硬件设施安全性能。只有这样才能够在促使硬件设施安全课题得到长久研究，并逐渐提升计算机整体安全性。其次，完善计算机硬件安全技术体系的构建。由以上分析可知，计算机在使用过程中其硬件设施种类较多，在提升整体硬件安全性的过程中，应针对不同硬件设施的功能、特点及产生漏洞的原因进行全面分析，并在此基础上将各个部件之间的联系进行整理，从而形成整体的计算机硬件安全技术体系。值得注意的是，该体系所包含的所有部件都应当展现出不同的安全威胁特点及解决方法，在这种情况下对其进行有机联系，能够促使各项技术在应用过程中得到强化和交互。
3结语
在进行计算机硬件设计安全问题研究的过程中，由于其拥有较多的硬件设施，外部和内部包含了多种类型的安全威胁，因此现阶段应当实施加大研究力度，通过加强硬件内置安全、加强检验硬件外置的辅助安全测验并将安全设计融入到硬件研发过程当中等措施，提升计算机在使用过程中的硬件保护，充分结合硬件安全设计与软件安全设计，从整体上提升计算机的使用安全，促使其为人类的发展及经济建设作出更大贡献。
参考文献：
[1]陈光武.轨道交通安全计算机系统及安全控制机制关键技术研究[D].兰州交通大学,2014
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