并行计算机的发展趋势与应用前景
并行计算机的发展趋势与应用前景
国家智能计算机研究开发中心
曙光信息产业有限公司
李国杰
以市场大量销售的主流微处理机芯片、主板甚至微机或工作站为基本单元构成并行计算机已成为发展高性能计算机的主要方向。微处理机芯片与并行处理是促使计算机性能飞速增长的两项主要技术。传统的以独家使用的芯片为主的高性能计算机将逐渐退出市场。过去人们常用的巨、大、中、小、微计算机分类也将逐步被两大类机器取代：一类是只有单处理机的微机与工作站(除了操作系统不同以外，高档微机与工作站的界限也日益模糊。)，另一类是各种不同档次的并行计算机，机器的性能与规模将取决于系统所包含的处理机数目。以并行处理技术为基础的高性能计算机被认为是高技术的一个致高点，美、日、西欧等发达国家和一些发展中国家都制定了国家科研计划下大力气发展高性能计算机。我国也开始重视发展以并行处理技术为基础的高性能计算机产业和推广应用并行计算机。并行计算机的发展趋势与应用前景如何?从研制和使用并行机的角度出发，人们应注重哪些关键技术?我们在推广并行机时应消除哪些误解，注意哪些问题?本文就上述问题谈一些初浅看法，供大家参考。
一、并行计算机的发展趋势
并行处理机80年代初开始较大量地进入市场。一开始多数采用SIMD和向量机方式，以Cray公司为代表，保持巨型机的领先地位。从80年代中期基于RISC技术的微处理芯片问世以来，计算机的性能有明显提高。86年以前向量机与小巨型机的性能每年平均增长35％左右，86年以后，微机工作站与基于微处理机的多处理机性能平均每年增加55％以上，也就是说，每隔一年半左右，计算机的性能就翻一番。由于MIMD计算机性能价格比高，可扩展性强，近几年发展较快，逐步抢占了传统向量机的市场。目前人们一致认为传统的向量机
很难突破万亿次大关，MIMD分布存储多处理机是唯一可以达到万亿次速度(Teraflops)的技术。
高性能的并行计算机的主流究竟是“蚁群”方式(上百万台功能较弱的机器构成一个大系统)还是“象阵”方式(最多几千台功能较强的机器组成)，80年代曾有一场大争论。1989年，并行处理的两位权威人士G.Bell(VAX系列总设计师)和W.Hillis(Connection Machine的总设计师)曾公开打赌，赌到1995年哪一类机器会成为主流机型。到今天，结论已经不言自明。CM系列并行机已不再生产，Think Machine公司已申请破产保护，转为并行软件公司。以市场上容易买到的主流微处理机芯片为基础构造包含几十到几千台处理的多处理机或多计算机系统无疑已成为并行机的主流产品。连技术上十分先进但采用自家专门设计CPU芯片的KSR公司也濒于破产。一只无形的手在控制着并行机的发展，这就是市场。只有在市场上有竞争力的并行机产品才有生命力。并行机的体系结构已逐步殊途同归,
SGI(Cray)、IBM、DEC、SUN等几大公司生产的并行机几乎都是采用现成的工作站或微机主板，甚至直接采用工作站或微机(多处理机)整机做基本单元，通过总线或专门设计的互连网连成一台并行机，体系结构已逐渐走向标准化。专家们预测这种相对稳定的体系结构20年内不会有大的变化。由于芯片集成度提高，今后处理机芯片中将包含更多存储单元(一级和二级Cache)，出现处理器嵌在大量存储单元中的所谓主动存储器或智能存储器，克服存储速度远远跟不上处理机速度这一明显瓶颈。过去十分热门的并行机拓扑结构问题现在已不大受人关注，因为通信开销主要在软件，多经过几个结点不是大问题，而且采用Wormhole等传输技术以后，传送信息的时间与机器中结点距离关系不大。体系结构的逐步一致化为并行机的推广奠定了基础。
目前市场上能买到的并行机大致可分为以下几类：并行向量机PVP(如Cray C-90、Hitachi SR2201等)，共享存储对称式多处理机SMP(如SGI Power challenge、 IBM RS/6000 PowerPC Server、SUN Ultra Enterprises、HP9000、DEC8000、Sequent Symmentry、Compaq Proliant等)，分布式共享存储并行机DSM(如Cray T3D等)，大规模并行机MPP(如IBM SP-2, Intel paragon)，工作站机群，NOW或COW，(如Convex Exemplar, DEC Alpha Farm等)。Cray公司被SGI收购以后，主要的并行向量机供应商只剩下日本厂商。日本较重视峰值速度很高的并行向量机，即具有向量处理能力的并行机。最近Hitachi也向大规模并行处理方面发展，今年3月推出1024个RISC处理机(含伪量处理功能)的SR2201, 峰值速度达3000亿次。对称式多处理机(SMP)是已基本成熟的并行机, 多数公司推出16个处理机以下的共享
存储多处理机，最近有些公司(如SUN公司)已推出32个处理机的SMP，大多数SMP采用高速内部总线(可达2GB/S以上)或纵横开关。SGI(Cray)最近推出可扩展SMP(S2MP)最多可扩展到128个处理机。在线事务处理和数据库应用是SMP的主要市场。所谓对称式是指每个处理机有相等的权力存取存储器、I/O设备和操作系统。这种系统比主从结构有更高的并行性。SMP具有高性能价格比的重要原因是大大节约了占机器成本很大比例的主存储器，也就是说，多处理机价格并不正比于处理机数目。分布式共享存储系统目前还不大成熟，关键是高速缓存一致性的控制用硬件实现成本高，用软件支持效率较低，目前MIT等大学都在主攻这一关键技术。MPP和NOW的界限很模糊，主要区别是采用专门设计的互连网还是采用通用的通信网如ATM等。随着网络接口技术的成熟，将来这两种结构会逐步趋于统一。许多专家都认为比较理想的并行机结构是采用商品化的SMP多处理机做结点，再用通用或专门设计的互连网连接成MPP或Cluster结构，这种结构性能价格比较高，而且避免了目前MPP结构的
I/O瓶颈。
94年2月一批世界著名学者在有关“Petaflops计算的可能技术”讨论会上对20年后最高水平的计算机技术做过预测，他们认为三种可能的体系结构结合起来可以满足不同领域Petaflops(10[fang1]15次)计算的要求。第一种是采用400台左右速度为一万亿次的处理机(可能采用超导计算机)，通过交叉开关(可能是光互连Crossbar)构成共享存储的紧耦合多处理机，这是一种类似Cray公司巨型机的结构。第二种是用几万台工作站(每台10～100GFlops)，通过多级互连网络构成机群结构式的MPP。第三种结构采用一种新概念，即所谓智能随机存取存储器或称为主动存储器，将处理器(1GFlops/CPU)做在存储器芯片中，每块芯片包含8GB存储器和100个CPU，采用4000块主动存储器芯片(共40万个处理器)构成多维网络结构。采用这种结构的计算基本上在片内存取数据，存储带宽大大增加，机器成本也大大降低。美国能源部制定了一个更为乐观的先进战略计算计划(ASCI)，要求96年做出1.8万亿次机，由Intel公司完成; 1998年底前推出3万亿次机,由IBM公司研制。99年做出10万亿次机; 到2002年研制出每秒100万亿次的超高性能计算机。五年内投资约9亿美元研制高性能计算机。此计划能否如期实现，人们试目以待。
二、并行处理技术的主要发展方向
一台通用性较强、性能很高的并行机，不仅要实现低延迟高带宽的互连网络接口，而且应具有可扩展性(Scalability)，单一系统形象(Single System image),友好的并行编程环境。并行计算机水平高低也主要反映在这几项关键技术上。
1.可扩展性(Scalability)
Scalable这一术语最近几年使用越来越频繁, 在文献中被翻译成可扩展、可伸缩、可扩缩等, 中文里似乎找不到一个恰当的词表达其丰富的内涵。美国HPCC计划的目标不称为MPP而称可扩展高性能计算机(Scalable High Performance Computer)。Scable的含义不只是系统中处理机数目可多可少，也不仅仅是系统可达到接近线性的加速比。实现可扩展性如其说是一种技术，不如说是一种设计原则，它与系统及应用的规模、性能、成本都有联系，而且与技术更新及产品升级换代有关，涉及资源、应用与技术等几个方面。
从资源可扩展性来看，系统的性能应随着资源(处理器、存储容量、磁盘等)的增加而成比例地增加。所谓技术或换代(generation)可扩展性是指系统的某些部件，如处理机等，升级换代被更换时，其他部件不动，系统能以更高的性能工作。可扩展并行机的一个重要发展趋势是从器件级集成过渡到微机、工作站主板甚至整机集成。这种新的构造并行机的方式可以保证并行机与微机或工作站完全同步升级，几乎没有延迟。应用问题可扩展性(Scalability over Problem Size)涉及并行算法研究。有许多应用问题光靠增加问题规模并不能增加并行性。挖掘问题本身的并行性是一门大学问，往往需要考虑新的模型与新的算法。
可扩展的系统一定是一个开放系统，其追求的目标是：算法不依赖于体系结构，应用不依赖于平台，节点设计与网络无关而网络接口与网络拓扑无关。可扩展的系统一定是一个各方面平衡的系统，没有明显的性能瓶颈。经验规则(Amdal’s Other Law)指出1 MIPS计算速度(实际速度)需要1MB内存和1MB/s I/O速度，当系统扩展时，计算能力、存储容量与I/O能力必须同步提高。
隐藏延迟是实现可扩展性的另一途径，主要技术是数据预取与多线程机制。所谓数据预取是通过优化编译改变指令执行顺序，提前存取或传送将延迟到达的数据。这种技术也广泛用于RISC编译，即所谓软件流水线。毫无疑问，编译技术将在可扩展并行机研制中发挥
越来越重要的作用。多线程机制允许当一个线程等待数据或同步时，启动另一线程执行，即多个线程以上下文切换方式并行。采用多线程机制可实现计算与通信重迭，当一个通信线程挂起等待时，可启动另一计算线程。
可扩展并行机不管有多少节点，为方便用户应该具有单一系统形象，即统一地址空间，单一文件系统，单一系统形象可以在系统级也可以在用户级实现，但前者难度较大。总之，可扩展技术是高性能计算机的核心技术，从共享存储多处理机，包含几十个处理机的机群发展到由几百、几千甚至更多处理机组成的可扩展高性能计算机，追求的目标就是系统具有可扩展性。
2.低延迟高带宽的互连网络接口
目前市场很容易买到每秒运行数亿次的微机与工作站, 也不难买到每秒几百兆位甚
至上亿位带宽的ATM互连设备, 为什么不能直接用这些部件与通信协议构成可扩展性强的高性能并行机?目前市场上提供的大规模并行机，如IBM SP-2，Intel Paragon(现已停止生产，Intel公司不再生产MPP)等，其互连网络的物理通信带宽已达到每秒100MB以上，为什么还不能支持细粒度的并行?(所谓细粒度并行是指平均每执行几十条或上百条计算指令甚至更短间隔就要进行一次通信，处理机之间小的通信十分频繁)其原因在于实现通信的软件开销太大，每启动一次通信至少要执行上千条甚至上万条指令，造成用户级通信延迟在几十微秒以上甚至毫秒级，用户实际得到的通信带宽远远小于物理上可提供的带宽。以Intel Paragon大规模并行机为例，发送接收一个短信息，软件开销要占总开销97％以上，网络传输的硬件延迟不到1微秒。而对于细粒度并行的高性能计算机，用户级的通信延迟最好降到几个时钟周期以内。就用户级通信延迟而言，用ATM或快速以太网协议直接连接离我们的要求差两个数量级以上。所以高性能并行机的技术水平集中体现在低延迟高带宽的互连网络接口。
一般来讲，一个程序在计算机上运行有两种开销，一是系统开销，即操作系统管理资源、协同配合的开销，二是用户层的开销。由于操作系统是十分复杂的系统软件(几十万行甚至几百万行)。为了保护数据，操作系统要进行许多数据拷贝、打包和传送，因此实现一个系统调用至少需几千个周期。传统的网络接口采用DMA机制，发送与接收数据都要向操作系统发中断请求，系统开销很大。设计低延迟高带宽的网络接口的一条原则是节点间通信要
在用户层进行，不进入操作系统。而在用户层实现通信也有两种思路，一是通过存储器映射(Memory Map)；二是寄存器级映射(Register Map)。采用寄存器级映射，将网络接口做到处理机芯片中，更有效地支持细粒度低延迟通信，但需要设计专门的硬件。计算机厂商出于市场考虑，往往不乐意为可扩展并行机单独开发处理机芯片。
3.并行软件
并行计算机难用已成为影响其推广的主要障碍。在并行机硬件与用户需求之间有一巨大间隔，只能靠软件来填补。并行计算机的应用效率和可用性主要取决于并行软件。并行机对软件的依赖性表现在用户程序(程序结构、数据结构、问题规模等)的改动可能引起机器性能很大的改变，用通信与控制领域的术语来讲，目前并行机是Q值很高的系统。要使并行机在较大的应用范围呈现较稳定的性能，并行软件方面还要突破许多关键技术。
使用并行机是为了加速问题求解，如并行机节约的时间补偿不了用户在编程和调试上多花的时间，并行处理就毫无实际意义。一台并行机的峰值速度由硬件决定(单处理机峰值*处理机数)，我国学术界评价计算机研制水平习惯用峰值速度容易造成错误导向。实际上用户关心的是实际解题的速度或作业吞吐量，而实际速度(Sustained Speed)主要取决于软件，尤其是并行优化编译和并行算法。为了减少使用并行机的“人时”和获得满意的实际运算速度，最关键的软件技术是与机器无关的并行编程与功能较全的高性能并行算法库。
经过多年努力，串行计算机的编程已做到与机器无关，与机器有关的优化工作都已交给编译程序。事实上，RISC技术的兴起主要得益于编译技术的进步。同样，向量机编译技术的发展也提供了与机器无关的向量机编程界面。而并行机有共享存储、消息传递、数据并行等多种与机器有关的编程模式，机器升级换代时所有应用程序都要重写。比如从CM-2升级到CM-5，原来基于SIMD结构写的应用程序完全不能用。这种与机器相关的编程方式导致长期以来超级计算机只能是大实验的仪器设备，很少独立软件开发商敢于投资开发并行软件。为了改变这种局面采用标准语言(如HPF)与标准编程界面(如MPI)，设计高效率的并行优化编译是一项关键任务。由于数据分配、指针处理的本质困难性，短期内难以做到完全依靠自动并行编译将用户写的串行程序转换成效率高的并行程序。
并行算法的效率与体系结构密切相关。将常用的并行算法经充分优化后做成并行算法库供用户调用，将目前广泛使用的库函数并行化变成标准的并行库函数，这是推广并行机必须要做的事，也是提高并行机实际性能的关键技术。发展并行机的目标应该是让用户只考虑应用领域本身的问题而不必关心并行机本身的结构。优化编译和算法库、函数库应能保证机器的实际性能足够高，不应驱使用户为了适应并行机的结构一点一点地修改程序改善性能。
三、推广并行机值得考虑的一些问题
1.应重视并行机在工业和事务处理方面的应用
我国去年引进大、中型系统454套，平均每套450多万元，引进小型系统2300多套，平均每套80多万元。这些系统大部分都是不同形式的并行系统，电子部统计的我国去年销售的7500套工作站(15亿元)中包括不少多处理机微机服务器，可见并行机在我国已有相当大的市场。这些并行机服务器大多数用于银行、邮电、铁道等事务处理部门，做为业务管理服务器，我国直接用于工业生产的并行机还不多，石油部走在全国的前列。大庆、胜利等大油田已购买大规模并行机用于探油与采油。计算机本身就是一种功能强大的生产工具，我国工业企业要实现从粗放型到集约型转变。采用计算机提高生产效率和产品竞争力是一条根本出路。欧洲各国为了与美国、日本竞争，将高性能计算机在工业上的应用放在非常的位置，在汽车、钢铁、石油等行业大力推广并行机，已取得明显效果。我国应当把在工业企业界普及推广高性能计算机做为技术改革的重要内容，真正发挥计算机这一最活跃的第一生产力的作用。
目前, 并行机最主要的用途不是科学计算而是提高吞吐率, 即用于支持大量客户机
的超级服务器(Super Server), SMP和以SMP为结点机的Cluster是目前最流行的并行机。Internet和计算机网络的发展, 国家金系列工程的蓬勃开展为超级服务器提供了广大市场。我们要优先发展基于SMP和Cluster的服务器产业, 让国产服务器像微机一样占领可观的市场份额。
2.计算机选型的一些误区
各大计算机产家都标榜自已产的计算机是世界上最好的计算机，用户在选择购买计算机时常常受厂家宣传的误导，陷于困惑之中。实际上世界上没有一种在所有行业都有最高性
能价格比的计算机。计算机的设计过程实际上是一种折衷过程，不可能对各方面的用户需要都实行优化设计。形形色色的Benchmark测试并不能完全反映实际应用的性能水平，有些厂家甚至专针对SPEC等测试标准进行优化设计，这就出现类似学校中会应付考试的学生一样的“高分低能”机器。测试计算机性能最有把握的方法是直接运行本行业的应用程序，不要过分相信Benchmark程序。我国各部门计算机选型时特别看重主频和字长(32位还是64位)，这也是一种片面观点。我们的实际测试表明100M主频的曙光天演工作站性能超过150M主频的ALPHA工作站。主频相近的情况下，曙光天演工作站在运行电子线路设计程序(Candence、Mentor等)性能比HP9000及SPARC-20高三倍以上。64位机提供更大的地址空间，对于要求精度很高的科学计算是必要的，但对于输入数据精度就只有8位或16位的应用，采用64
位机就大材小用了。
在并行机领域，科研界与用户界习惯用相对的并行加速比来衡量机器的水平，即将一并行程序分别在一个处理机和P个处理机运行，看运行速度是否有接近P倍提高。这种比较并不科学，因为并行算法往往对串行算法进行改造，好的并行算法不一定基于好的串行算法。最朴素也是最严格的比较应是在并行机运行并行程序，而在单机上运行基于最佳串行算法的串行程序，考虑从输入作业到得到结果全部时间(包括I/O)。因为对用户来讲，真正有价值的是单机一天或一个月做完的事，并行机能不能在一小时甚至更短时间内完成，这才是真正加速比。
针对学术界和一些用户过份看重浮点运算速度的倾向，计算机界的权威Patterson教授明确指出1万亿字节比1万亿次更重要，(1Terabyte>>1Teraflops)。随着芯片技术和并行处理技术飞速发展，计算速度提高很快，I/O能力已成为明显瓶子口，在选择计算机时应更看重I/O能力。I/O速度与磁盘，外部总线以及操作系统(主存中文件缓冲区)等都有关系。目前有些工作站的I/O能力已高于传统的大型机，如何测试I/O能力需要新的Benchmarch。
3.技术协作与支持是用好并行机的关键
并行机是比较复杂的计算系统，用好并行机不是件容易的事。目前用户编并行程序还不能做到完全与机器无关。一般来讲，用户对机器的体系结构越熟悉，使用机器的效率越高。另一方面，开发应用程序往往要求设计新的并行算法，需要较高的数学功底。要求用户既熟
悉计算机本身又是计算数学专家不太现实。因此，采取计算机设计师、计算数学学者和熟悉应用背景的应用软件开发者三结合的方式是推广应用并行机的一种好形式。
在曙光1000的推广中我们已有三结合的成功经验。中科院的物理所研究晶体材料电子结构的物理学家、中科院软件所研究并行算法的专家与国家智能计算机研究开发中心的曙光1000设计者密切合作，开发出求解大广义矩阵特征值问题的快速并行算法和并行软件包，其解题速度比Cray和DEC公司并行机的求解速度快8倍以上, 在世界上首先计算出三硼酸锂新材料的电子结构。国外大学与研究机构也在与工业部门密切合作，比如美国Texas大学的石油与地质工程中心(CPGE)与石油企业配合正在开发新的油藏摸拟算法与软件。与国外相比，我国在实现三结合方面有优势，我们可以形成更紧密的合作关系。
充分的技术支持对用户来讲是用好并行机的前题条件。曙光公司有信心有能力做好高质量的技术支持与技术咨询。继曙光一号与曙光1000以后，智能机中心与曙光公司又推出七个系列不同档次工作站与服务器，包括高性能SMP服务器、高可用服务器和适合中国国情的Internet服务器等。我们将下大力气在事务处理等商用领域和计算机仿真等CAM领域推广普及并行处理技术, 为我国各种金字工程提供超级服务器。在863计划支持下，智能机中心正在研制可扩展性强、通用性较强的大规模并行机，峰值速度每秒500亿次浮点运算，1998年初推出。98年以后我们还要研究更高水平的并行机。通过研制并行机，我们对并行机有较深入的了解，可以比外国公司的分支机构更好地支持用户。
为了促进并行机推广，国家科委等政府部门设立了高性能计算基金，863计划也拨出专门经费支持曙光计算机推广应用。今年以来，石油、铁道、内贸等部门，各高等院校，尤其是天津市各行业，已开始形成推广国产高性能计算机的高潮。我们相信在广大用户的支持下，国产高性能计算产业和并行机的广泛应用必将在我们这一代人的努力中实现
新型功能材料发展趋势
新型功能材料发展趋势 功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分，可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏（智能）材料。由于我们已把电子信息材料单独作为一类新材料领域，所以这里所指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要功能材料。 功能材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，功能材料约占 85 % 。随着信息社会的到来，特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。 鉴于功能材料的重要地位，世界各国均十分重视功能材料技术的研究。 1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告，建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中，特种功能材料和制品技术占了很大的比例。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等
人工智能简介及发展趋势
计算机科学与技术概论结业作业 人工智能技术简介及发展趋势 院系：信息科学与技术学院计算机科学与技术系 姓名：尹颜朋 学号：2011508009
前言 人工智能（Artificial Intelligence）, 英文缩写为 AI, 是一门综合了计算机科学、生理学、哲学的交叉学科。人工智能的研究课题涵盖面很广，从机器视觉到专家系统，包括了许多不同的领域。这其中共同的基本特点是让机器学会“思考” 。为了区分机器是否会“思考”（thinking），有必要给出“智能”（intelligence）的定义。究竟“会思考”到什么程度才叫智能？比方说，解决复杂的问题，还是能够进行概括和发现关联? 还有什么是“知觉”（perception），什么是“理解”（comprehension）等等？对学习过程、语言和感官知觉的研究为科学家构建智能机器提供了帮助。现在，人工智能专家们面临的最大挑战之一是如何构造一个系统，可以模仿由上百亿个神经元组成的人脑的行为, 去思考宇宙中最复杂的问题。或许衡量机器智能程度的最好的标准是英国计算机科学家阿伦·图灵的试验。他认为，如果一台计算机能骗过人，使人相信它是人而不是机器，那么它就应当被称作有智能。 人工智能从诞生发展到今天经历了一条漫长的路，许多科研人员为此而不懈努力。人工智能的开始可以追溯到电子学出现以前。象布尔和其他一些哲学家和数学家建立的理论原则后来成为人工智能逻辑学的基础。而人工智能真正引起研究者的兴趣则是1943年计算机发明以后的事。技术的发展最终使得人们可以仿真人类的智能行为，至少看起来不太遥远。接下来的四十年里，尽管碰到许多阻碍，人工智能仍然从最初只有十几个研究者成长到现在数以千计的工程师和专家在研究；从一开始只有一些下棋的小程序到现在的用于疾病诊断的专家系统，人工智能的发展有目共睹。 人工智能始终处于计算机发展的最前沿。高级计算机语言、计算机界面及文字处理器的存在或多或少都得归功于人工智能的研究。人工智能研究带来的理论和洞察力指引了计算技术发展的未来方向。现有的人工智能产品相对于即将到来的人工智能应用可以说微不足道，但是它们预示着人工智能的未来。对人工智能更高层次的需求已经并会继续影响我们的工作、学习和生活。 第一章人工智能的产生 人工智能, 英文单词 artilect,来源于雨果·德·加里斯的著作
Android移动应用开发实验指导书
《Android移动应用开发》 实验指导书 课程代码： 总课时数： 适用专业： 院（系）名称：
实验一深入理解Activity 目标 （1）掌握Activity的开发、配置和使用。 （2）掌握Intent的几种常用的属性。 （3）Android系统内置Intent的使用。 （4）了解Activity的生命周期 实验软、硬件环境 硬件：PC电脑一台； 配置：winxp或win7系统，内存大于4G，硬盘250G及以上 JDK1.7 、Eclipse、ADT、Android SDK 实验主要技术基础 （1）活动是Android的四大组件之一，它是一种可以包含用户界面的组件，主要用于和用户进行交互。 （2）Intent是Android程序中各组件之间进行交互的一种重要方式，它不仅可以指明当前组件想要执行的动作，还可以在不同组件之间传递数据。 任务 1、请在AndroidManifest.xml文件中配置SecondActivity： 配置Intent的Action属性为com.sise.intent.action.JHY_ACTION； 配置Category属性为com.sise.intent.category.JHY_CATEGORY。 通过隐式Intent的使用从FirstActivity启动SecondActivity，编写代码，运行程序，预期效果如下所示。
图1 程序运行初始化界面图2 点击图1中的按钮后的运行结果 2、请使用显式Intent启动SecondActivity，并使用Intent从FirstActiv传递数据到SecondActivity。编写代码，运行程序，预期效果如下所示。 图1 程序运行初始化界面图2 点击图1中的按钮后的运行结果 3、使用Intent传递数据从SecondActivity返回数据到FirstActivity中去。编写代码，运行程序，预期效果如下所示。 图1 程序运行初始化界面图2 点击图1按钮运行结果 图3 点击图2按钮运行结果 实验方法与步骤 （1）创建活动 Activity是Android系统提供的一个活动基类所有的活动都必须直接或间接继承此类才能拥有活动的特性。 （2）布局文件 创建布局文件 加载布局文件 （3）在清单文件中注册活动 （4）以上方法完成多个活动的创建 （5）使用Intent完成多个活动之间的交互和数据传递
智能应用的发展趋势
智能控制研究新进展 人工神经网络，一种模仿动物神经网络行为特征，进行分布式并行信息处理的算法数学模型。这种网络依靠系统的复杂程度，通过调整内部大量节点之间相互连接的关系，从而达到处理信息的目的。人工神经网络具有自学习和自适应的能力，可以通过预先提供的一批相互对应的输入－输出数据，分析掌握两者之间潜在的规律，最终根据这些规律，用新的输入数据来推算输出结果，这种学习分析的过程被称为“训练”。 1. 智能控制的特点 ①、不确定性的模型 智能控制的研究对象通常存在严重的不确定性。这里所说的模型不确定性包含两层意思：一是模型未知或知之甚少；二是模型的结构和参数可能在很大范围内变化。 ②、高度的非线性 对于具有高度非线性的控制对象，采用智能控制的方法往往可以较好地解决非线性系统的控制问题。 ③、复杂的任务要求 对于智能控制系统，任务的要求往往比较复杂。 2.智能控制与传统控制的关系 智能控制与传统的或常规的控制有密切的关系，不是相互排斥的。常规控制往往包含在智能控制之中，智能控制也利用常规控制的方法来解决“低级”的控制问题，力图扩充常规控制方法并建立一系列新的理论与方法来解决更具有挑战性的复杂控制问题。 传统的自动控制是建立在确定的模型基础上的，而智能控制的研究对象则存在模型严重的不确定性，即模型未知或知之甚少者模型的结构和参数在很大的范围内变动，比如工业过程的病态结构问题、某些干扰的无法预测，致使无法建立其模型，这些问题对基于模型的传统自动控制来说很难解决。 传统的自动控制系统对控制任务的要求要么使输出量为定值(调节系统)，要么使输出量跟随期望的运动轨迹(跟随系统)，而智能控制为解决这类复杂的非线性问题找到了一个出路，成为解决这类问题行之有效的途径。工业过程智能控制系统除具有上述几个特点外，又有另外一些特点，如被控对象往往是动态的，而且控制系统在线运动，一般要求有较高的实时响应速度等，恰恰是这些特点又决定了它与其它智能控制系统如智能机器人系统、航空航天控制系统、交通运输控制系统等的区别，决定了它的控制方法以及形式的独特之处。
人工智能未来发展前景展望
人工智能未来发展前景展望 ：磊(10计本) 学号： 长久以来，人工智能对于普通人来说是那样的可望而不可及，然而它却吸引了无数研究人员为之奉献才智，从美国的麻省理工学院(M ＩＴ)、卡基-梅隆大学(CＭＵ)到IＢＭ公司，再到日本的本田公司、ＳＯＮＹ公司以及国的清华大学、中科院等科研院所，全世界的实验室都在进行着ＡＩ技术的实验。不久前，著名导演斯蒂文·斯皮尔伯格还将这一主题搬上了银幕，科幻片《人工智能》(ＡＩ)对许多人的头脑又一次产生了震动，引起了一些人士了解并探索人工智能领域的兴趣。 （一）、人工智能的定义 人工智能的定义可以分为两部分，即“人工”和“智能”。“人工”比较好理解，争议性也不大。有时我们会要考虑什么是人力所能及制造的，或者人自身的智能程度有没有高到可以创造人工智能的地步，等等。但总的来说，“人工系统”就是通常意义下的人工系统。 “智能”1是一个宽泛的概念。智能是人类具有的特征之一。Intelegere是从中进行选择，进而理解、领悟和认识。正如帕梅拉·麦考达克在《机器思维》(machines who thinks,1979)中所提出的: 在1"智能"源于拉丁语legere，字面意思是采集(特别是果实)、收集、汇集，并由此进行选择，形成一个东西。
复杂的机械装置与智能之间存在长期的联系。从几个世纪前出现的神话般的巨钟和机械自动机开始，人们已对机器操作的复杂性与自身的某些智能活动进行直观联系。经过几个世纪之后，新技术已使我们所建立的机器的复杂性大为提高。1936年，24岁的英国数学家图灵 i(Turing)提出了"自动机"理论，把研究会思维的机器和计算机的工作大大向前推进了一步，他也因此被称为"人工智能之父"。 人工智能领域的研究是从1956年正式开始的，这一年在达特茅斯大学召开的会议上正式使用了"人工智能"(artificial intelligence，AI)这个术语。随后的几十年中，人们从问题求解、逻辑推理与定理证明、自然语言理解、博弈、自动程序设计、专家系统、学习以及机器人学等多个角度展开了研究，已经建立了一些具有不同程度人工智能的计算机系统，例如能够求解微分方程、设计分析集成电路、合成人类自然语言，而进行情报检索，提供语音识别、手写体识别的多模式接口，应用于疾病诊断的专家系统以及控制太空飞行器和水下机器人更加贴近我们的生活。我们熟知的IBM的"深蓝"在棋盘上击败了国际象棋大师卡斯帕罗夫就是比较突出的例子。 当然，人工智能的发展也并不是一帆风顺的，也曾因计算机计算能力的限制无法模仿人脑的思考以及与实际需求的差距过远而走入低谷，但是随着硬件和软件的发展，计算机的运算能力在以指数级增长，同时网络技术蓬勃兴起，确保计算机已经具备了足够的条件来运
智能机器人的现状和发展趋势
智能移动机器人的现状和发展 姓名 学号 班级：
智能移动机器人的现状及其发展 摘要：本文扼要地介绍了智能移动机器人技术的发展现状，以及世界各国智能移动机器人的发展水平，然后介绍了智能移动机器人的分类，从几个典型的方面介绍了智能移动机器人在各行各业的广泛应用，讨论了智能移动机器人的发展趋势以及对未来技术的展望，最后提出了自己的建议和设想，分析我国在智能移动机器人方面发展并提出期望。 关键词：智能移动机器人；发展现状；应用；趋势 1引言 机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能移动机器人则是一个在感知 - 思维 - 效应方面全面模拟人的机器系统，外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能移动机器人应该具备三方面的能力：感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能 力。智能移动机器人与工业机器人的根本区别在于，智能移动机器人具有感知功 能与识别、判断及规划功能[1] 。 随着智能移动机器人的应用领域的扩大，人们期望智能移动机器人在更多领 域为人类服务，代替人类完成更复杂的工作。然而,智能移动机器人所处的环境 往往是未知的、很难预测。智能移动机器人所要完成的工作任务也越来越复杂; 对智能移动机器人行为进行人工分析、设计也变得越来越困难。目前，国内外对 智能移动机器人的研究不断深入。 本文对智能移动机器人的现状和发展趋势进行了综述，分析了国内外的智能 移动机器人的发展，讨论了智能移动机器人在发展中存在的问题，最后提出了对 智能移动机器人发展的一些设想。 1
玻璃材料的应用现状与发展趋势
玻璃材料的应用与趋势 内容摘要：随着建筑多元化的发展，建筑玻璃的已经成为建筑多样化和建筑功能化的关键组成部分，尤其是最近几年，建筑用深加工玻璃的品种、数量也得到了很大的发展，产品质量有了很大的提高。但是一些建筑使用的深加工玻璃出现了如钢化玻璃自爆、中空玻璃漏气等多种问题，造成很大的损失。当今世界玻璃制造商们在开发钢化玻璃新技术方面，均向能源、材料、环保、信息、生物等五大领域的发展和需求奋进。 关键词：玻璃材料的应用现状，玻璃材料的发展趋势 一 .世界建筑的发展对玻璃的要求变化 从20世纪60年代，随着第一个玻璃幕墙出现开始，建筑幕墙一直占据着建筑市场的主导位置并引领着建筑行业技术的发展。到目前，建筑对玻璃的要求经过了从白玻、本体着色玻璃、热反射镀膜到低辐射镀膜玻璃的变化。玻璃的颜色也由无色、茶色、金黄色到兰色、绿色并最后向通透方向的发展变化。 二.建筑玻璃的主要应用品种及特点 1、钢化玻璃 它是利用加热到一定温度后迅速冷却的方法，或是化学方法进行特殊处理的玻璃。一般是在原来普通的浮法玻璃基础上，经过将玻璃加热到软化点温度再经过淬火处理，使玻璃内部中心部位具有张应力
而玻璃表面部位具有压应力并达到均匀应力平衡的玻璃产品。钢化玻璃的品种包括化学钢化也称离子钢化和物理钢化两种；化学钢化玻璃的特点是由于采用颗粒较大的离子如钾离子置换玻璃表面的钠离子，在约400度的温度下经过一定的工艺制作完成；化学钢化玻璃可以切割、热弯等，但经过高温加工后的玻璃强度会受影响；化学钢化玻璃的初始强度可以达到原片的6-7倍，但是随着使用时间加长，性能会衰减；由于离子置换的特殊性，多数使用在超薄的玻璃上。物理钢化玻璃的特点是强度高，一般强度可以达到普通平板玻璃的4倍左右 2、夹层玻璃 夹层玻璃是由一层玻璃与一层或多层玻璃、塑料材料夹中间层而成的玻璃制品，中间层是介于玻璃之间或玻璃与塑料材料之间起粘结和隔离作用的材料，使夹层玻璃具有抗冲击、阳光控制、隔音等性能；夹层玻璃的特点是安全—即使破碎，也不会对人造成伤害。缺点是降低采光性能、玻璃自重增加。 3、镀膜玻璃 镀膜玻璃俗称热反射玻璃，包括阳光控制镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃（Low-E）玻璃两个品种。镀膜形成的原理是在原片玻璃表面镀上金属或者金属氧化物/氮化物膜，使玻璃的遮蔽系数降低，又称低辐射玻璃，是一种对波长范围4.5μm-25μm的远红外线有较高反射比的镀膜玻璃。低辐射镀膜玻璃还可以复合阳光控制功能，称为阳光控制低辐射玻璃。镀膜玻璃主要有两个系列的品种，一种是在线镀
人工智能的发展前景
人工智能的发展前景 人工智能很可能导致人类的永生或者灭绝，而这一切很可能在我们的有生之年 发生。 上面这句话不是危言耸听，请耐心的看完本文再发表意见。这篇翻译稿翻译完 一共三万五千字，我从上星期开始翻，熬了好几个夜才翻完，因为我觉得这篇 东西非常有价值。希望你们能够耐心读完，读完后也许你的世界观都会被改变。 我们正站在变革的边缘，而这次变革将和人类的出现一般意义重大–Vernor Vinge 如果你站在这里，你会是什么感觉？ 看上去非常刺激吧？但是你要记住，当你真的站在时间的图表中的时候，你是 看不到曲线的右边的，因为你是看不到未来的。所以你真实的感觉大概是这样的：
稀松平常。 遥远的未来——就在眼前 想象一下坐时间机器回到1750年的地球，那个时代没有电，畅通通讯基本靠吼，交通主要靠动物拉着跑。你在那个时代邀请了一个叫老王的人到2015年来玩，顺便看看他对―未来‖有什么感受。我们可能没有办法了解1750年的老王内心的感受——金属铁壳在宽敞的公路上飞驰，和太平洋另一头的人聊天，看几千公里外正在发生进行的体育比赛，观看一场发生于半个世纪前的演唱会，从口袋里掏出一个黑色长方形工具把眼前发生的事情记录下来，生成一个地图然后地图上有个蓝点告诉你现在的位置，一边看着地球另一边的人的脸一边聊天，以及其它各种各样的黑科技。别忘了，你还没跟他解释互联网、国际空间站、大型强子对撞机、核武器以及相对论。 这时候的老王会是什么体验？惊讶、震惊、脑洞大开这些词都太温顺了，我觉得老王很可能直接被吓尿了。 但是，如果老王回到了1750年，然后觉得被吓尿是个很囧的体验，于是他也想把别人吓尿来满足一下自己，那会发生什么？于是老王也回到了250年前的
功能材料发展趋势
材料】功能材料发展趋势 功能材料发展趋势 功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分，可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏（智能）材料。由于我们已把电子信息材料单独作为一类新材料领域，所以这里所指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要功能材料。 功能材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，功能材料约占85%。随着信息社会的到来，特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。 鉴于功能材料的重要地位，世界各国均十分重视功能材料技术的研究。1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告，建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中，特种功能材料和制品技术占了很大的比例。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等在他们的最新科技发展计划中,都把功能材料技术列为关键技术之一加以重点支持。各国都非常强调功能材料对发展本国国民经济、保卫国家安全、增进人民健康和提高人民生活质量等方面的突出作用。 1、新型功能材料国外发展现状 当前国际功能材料及其应用技术正面临新的突破，诸如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等
(汽车行业)汽车车身新材料的应用及发展方向
（汽车行业）汽车车身新材料的应用及发展方向
汽车车身新材料的应用及发展趋势 现代汽车车身除满足强度和使用寿命的要求外，仍应满足性能、外观、安全、价格、环保、节能等方面的需要。在上世纪八十年代，轿车的整车质量中，钢铁占80％，铝占3％，树脂为4％。自1978年世界爆发石油危机以来，作为轻量化材料的高强度钢板、表面处理钢板逐年上升，有色金属材料总体有所增加，其中，铝的增加明显；非金属材料也逐步增长，近年来开发的高性能工程塑料，不仅替代了普通塑料，而且品种繁多，在汽车上的应用范围广泛。本文着重介绍国内外在新型材料应用方面的情况及发展趋势。 高强度钢板 从前的高强度钢板，拉延强度虽高于低碳钢板，但延伸率只有后者的50％，故只适用于形状简单、延伸深度不大的零件。当下的高强度钢板是在低碳钢内加入适当的微量元素，经各种处理轧制而成，其抗拉强度高达420N/mm2，是普通低碳钢板的2～3倍，深拉延性能极好，可轧制成很薄的钢板，是车身轻量化的重要材料。到2000年，其用量已上升到50%左右。中国奇瑞汽车X公司和宝钢合作，2001年在试制样车上使用的高强度钢用量为262kg，占车身钢板用量的46%，对减重和改进车身性能起到了良好的作用。低合金高强度钢板的品种主要有含磷冷轧钢板、烘烤硬化冷轧钢板、冷轧双相钢板和高强度1F冷轧钢板等，车身设计师可根据板制零件受力情况和形状复杂程度来选择钢板品种。含磷高强度冷轧钢板：含磷高强度冷轧钢板主要用于轿车外板、车门、顶盖和行李箱盖升板，也可用于载货汽车驾驶室的冲压件。主要特点为：具有较高强度，比普通冷轧钢板高15％～25％；良好的强度和塑性平衡，即随着强度的增加，伸长率和应变硬化指数下降甚微；具有良好的耐腐蚀性，比普通冷轧钢板提高20％；具有良好的点焊性能；烘烤硬化冷轧钢板：经过冲压、拉延变形及烤漆高温时效处理，屈服强度得以提高。这种简称为BH钢板的烘烤硬化钢板既薄又有足够的强度，是车身外板轻量化设计首选材料之壹；冷轧双向钢板：具有连续屈服、屈强比低和加工硬化高、兼备高强度及高塑性的特点，如经烤漆后其强度可进壹步提高。适用于形状复杂且要求强度高的车身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件，如车门加强板、保险杠等；超低碳高强度冷轧钢板：在超低碳钢（C≤0.005％）中加入适量的钛或铌，以保证钢板的深冲性能，再添加适量的磷以提高钢板的强度。实现了深冲性和高强度的结合，特别适用于壹些形状复杂而强度要求高的冲压零件。 轻量化迭层钢板 迭层钢板是在俩层超薄钢板之间压入塑料的复合材料，表层钢板厚度为0.2～0.3mm，塑料层的厚度占总厚度的25％～65％。和具有同样刚度的单层钢板相比，质量只有57％。隔热防振性能良好，主要用于发动机罩、行李箱盖、车身底板等部件。铝合金 和汽车钢板相比，铝合金具有密度小（2.7g/cm3）、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、可回收再生等优点，技术成熟。德国大众X公司的新型奥迪A2型轿车，由于采用了全铝车身骨架和外板结构，使其总质量减少了135kg，比传统钢材料车身减轻了43％，使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奥迪A8通过使用性能更好的大型铝铸件和液压成型部件，车身零件数量从50个减至29个，车身框架完全闭合。这种结构不仅使车身的扭转刚度提高了60%，仍比同类车型的钢制车身车重减少50%。由于所有的铝合金都能够回收再生利用，深受环保人士的欢迎。根据车身结构设计的需要，采用激光束压合成型工艺，将不同厚度的铝板或者用铝板和钢板复合成型，再在表面涂覆防具有良好的耐腐蚀性。 镁合金 镁的密度为1.8g/cm3，仅为钢材密度的35％，铝材密度的66％。此外它的比强度、比刚度高，阻尼性、导热性好，电磁屏蔽能力强，尺寸稳定性好，因此在航空工业和汽车工业中得到了广泛的应用。镁的储藏量十分丰富，镁可从石棉、白云石、滑石中提取，特别是海水的
人工智能技术及其发展趋势
人工智能技术及其发展趋势 1.（）是通过建立人工神经网络，用层次化机制来表示客观世界，并解释所获取的知识，例如图像、声音和文本。（3.0分） A.深度学习 B.机器学习 C.人机交互 D.智能芯片 我的答案：A√答对 2.（），中共中央政治局就人工智能发展现状和趋势举行第九次集体学习。（ 3.0分） A.2018年3月15日 B.2018年10月31日 C.2018年12月31日 D.2019年1月31日 我的答案：B√答对 3.下列选项中，不属于生物特征识别技术的是（）。（3.0分） A.步态识别 B.声纹识别 C.文本识别
D.虹膜识别 我的答案：C√答对 4.立体视觉是（）领域的一个重要课题，它的目的在于重构场景的三维几何信息。（3.0分） A.人机交互 B.虚拟现实 C.自然语言处理 D.计算机视觉 我的答案：D√答对 5.生物特征识别技术不包括（）。（3.0分） A.体感交互 B.指纹识别 C.人脸识别 D.虹膜识别 我的答案：A√答对 6.关于专用人工智能与通用人工智能，下列表述不当的是（）。（3.0分） A.人工智能的近期进展主要集中在专用智能领域 B.专用人工智能形成了人工智能领域的单点突破，在局部智能水平的单项测试中可以超越人类智能 C.通用人工智能可处理视觉、听觉、判断、推理、学习、思考、规划、设计等各类问题
D.真正意义上完备的人工智能系统应该是一个专用的智能系统 我的答案：D√答对 7.（）是指直接通过肢体动作与周边数字设备和环境进行交互。（3.0分） A.体感交互 B.指纹识别 C.人脸识别 D.虹膜识别 我的答案：A√答对 8.下列对人工智能芯片的表述，不正确的是（）。（3.0分） A.一种专门用于处理人工智能应用中大量计算任务的芯片 B.能够更好地适应人工智能中大量矩阵运算 C.目前处于成熟高速发展阶段 D.相对于传统的CPU处理器，智能芯片具有很好的并行计算性能 我的答案：C√答对 9.（）是人工智能的核心，是使计算机具有智能的主要方法，其应用遍及人工智能的各个领域。（3.0分） A.深度学习 B.机器学习 C.人机交互 D.智能芯片
Android移动应用开发基础教程(微课版)-教学大纲
《Android移动应用开发基础教程（微课版）》教学大纲 学时：62 代码： 适用专业： 制定： 审核： 批准： 一、课程的地位、性质和任务 Android移动应用开发基础是普通高等学校计算机科学与技术专业的一门重要的专业基础课。通过本课程的学习，使学生能够在已有的计算机基础知识基础上，对Android移动应用开发有一个系统的、全面的了解、为掌握移动应用开发打下良好的基础；在系统理解和掌握Android移动应用开发基本原理的基础上，了解和掌握移动应用开发的基本原理和方法，具有设计和开发Android移动应用APP的基本能力。 Android移动应用开发是一门实践性非常强的学科，它要求学生在理解和掌握Android移动应用开发语言语法的基础上，充分利用实验课程，在计算机上动手完成程序的编写和调试。 二、课程教学基本要求 1.课程教学以Android移动应用开发方法为主，在教学过程中让学生掌握Android移动应用开发的基本原理和方法。 2.要求在教学过程中合理安排理论课时和实验课时，让学生有充分的使用在计算机上练习理论课程中学到的Android移动应用开发技巧和方法。 三、课程的内容 第1章 Android开发起步 让学生了解Android平台特点、体系架构和版本，掌握如何搭建Android开发环境，熟悉如何创建Android项目和Android编程的日志工具 第2章 Android核心组件：活动 让学生了解Android核心组件之一的活动是什么、活动生命周期，掌握活动基本操作、在活动中使用Intent、在活动之间传递数据、活动的启动模式。 第3章 UI设计 让学生熟练掌握线性布局、相对布局、通用UI组件、消息通知和菜单。 第4章广播机制 让学生了解广播机制，并熟练掌握如何使用广播接收器。 第5章数据存储 让学生熟练掌握Android文件存储、共享存储和SQLite数据库存储。 第6章多媒体 让学生熟练掌握播放多媒体文件、记录声音、使用摄像头和相册。 第7章网络和数据解析
智能设备应用与前景
智能设备的特点及发展趋势 电脑，智能手机，照相机，洗衣机等传统智能设备的出现颠覆了世界，从此，人类的生活发生了巨大的改变，而这种改变也一直使人们对新时代智能设备的发展抱有无限憧憬。如今，随着物联网的发展，新式智能设备不断传出。 举例1：iwatch苹果智能手表，以最简单的形式在传统手环上嵌入柔性显示屏以及必要的电子元件。双稳定弹簧由薄钢条制成，然后用纤维物包裹并加热封闭。显示器将用胶粘剂粘在手环一侧，而设备的主板、电池和其他部件安装在另一侧。通过这种方式安装部件，在佩戴时手环将盖住重要的电子模块。当其处于“卷曲状态”时，手环仍可呈现出不间断屏幕的形式。上面的传感器，如陀螺仪和加速计，将帮助其定位屏幕上的信息，方便用户浏览，可与智能手机连网。这款设备可以通过蓝牙或WiFi与包括iPhone和其他智能手机在内的便携式设备连网，实现信息共享。用户还可以通过这款设备完成很多工作，包括调整播放清单、查看最近通话记录和回复短信息等。 举例2：智能手环，是新兴起的一个科技领域，它可以跟踪用户的日常活动、睡眠情况和饮食习惯等，并可将数据与iOS、Android 设备同步，帮助用户了解和改善自己的健康状况。 举例3：BrainLink 智能头箍，BrainLink是一个安全可靠，佩戴简易方便的头戴式脑电波传感器。它可以通过蓝牙无线链接手机、平板电脑、手提电脑、台式电脑或智能电视等终端设备。配合相应的应用软件就可以实现意念力互动操控。Brainlink引用了国外先进的脑机
接口技术，其独特的外观设计、强大的培训软件深受广大用户的喜爱。它能让手机或平板电脑即使了解到您的大脑状态，例如是否专注、紧张、放松或疲劳等。您也可以通过主动调节自己的专注度和放松度来给予手机平板电脑指令，从而实现神奇的“意念力操控”。 举例4：智能抽油机，智能抽油机与磕斗机相比，实现了信息自动采集和远程控制功能，解决了长期存在的“干抽”和“卡泵”等难题，并利用无线数据传输系统，可将产量、液面、深度、运行参数、故障警报等数据信息，发送到用户手机或计算机终端上，同时用户也可用手机或计算机远程控制设备的运行，大大提高了工作效率和机械化程度。 举例5：穿戴式胎语依，传统的设备仅仅只是听一个胎心，胎音。胎语仪除了听胎音和胎心之外，还可以实时的把这个曲线绘制出来，医生可以通过这个胎心曲线知道胎儿是不是缺氧，在体内是否健康，更多的除了医学意义之外，因为它是跟无线互联网联合在一起，因此可以把娱乐性趣味性加进来，比如制作胎音音乐，摇篮曲等，因此大数据在智能穿戴设备中显得尤为重要。 举例6：谷歌眼镜，人们可利用语音指令拍摄照片、摄制视频、与他人在网上互动。不会在手机屏幕上提供搜索或导航结果，而是会将地图叠加到用户的视野中。 举例7：指套探测器，这种指套探测器的表面装有一些微小、极薄的传感器，能够检测被感知物的性质（如酸度），而内置于其超薄有机硅材料中的金属电路则负责处理数据。当它发现所寻找的东西
国内外焊接材料的应用及发展趋势
国内外焊接材料的应用 及发展趋势 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
国内外焊接材料的应用及发展趋势 沈阳工业大学材料科学与工程学院 摘要：焊接材料是焊接行业中一个重要分支。随着焊接技术的发展，国内外焊接材料的生产和使用也得到了长足的进步。本文简单介绍国内外的钢材、焊接材料的应用状况，进而分析了焊接材料的应用领域，总结出我国焊接的材料发展中存在的问题及应对策略。 关键词：焊接材料；应用；发展趋势 1国内外钢材及焊接的应用现状 钢产量是衡量一个国家综合经济实力的重要指标，钢铁工业是中国工业进程中的支柱产业。表1为世界主要国家的钢产量数据。从表中数据可以发现，从2001年开始我国的钢产量已经跃居全球第一，从2001年到2008年钢产量已经提高了3倍多，这样的增速明显高于其他国家。这主要是由于中国的经济持续高速增长，拉动了钢铁工业的快速发展，带动了中国钢铁的生产和消耗。但与中国钢产量全球第一形成鲜明的对比的是中国也是钢材进口大国，尤其是特种性能、高强度钢材的大量进口，因此中国钢材巨大产量，并没有给中国带来巨大的经济效益。
（数据来源：中国钢材贸易网） 焊接是一种将材料永久性连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。几乎所有的产品，从几十万吨巨轮到不足1克的微电子元件。在生产制造中都不同程度地应用焊接技术。焊接已经渗透到制造业的各个领域，直接影响到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率和市场反应速度。焊接技术包括焊接材料、设备和工艺等相关内容，而其中焊接材料是焊接技术发展的基础，所以焊接材料的应用和发展影响着焊接技术的发展。 钢材产量和快速升高又拉动了中国焊接材料产业的强劲发展，钢材的产量、品质及发展趋势直接决定了焊接行业的可持续发展及焊接技术的发展方向。2006年，按国际钢材协会统计，全世界钢产量12．39亿吨，按有 关资料综合测算，焊材的消费量应为钢材总量的0．6%--1．6%，全世界焊接材料约为600多万吨，因此，2006年中国钢产量占全世界钢产量的34%[2]，中国焊接材料产量占全世界焊接材料产量的50%左右。但是中国焊接材料的种类和分布不是很平衡[3，4]，见表2-表3。
智能公共交通系统在中国城市的应用及发展趋势
智能公共交通系统在中国城市的应用及发展趋势 摘要:智能交通系统是目前国内外公认的解决城市交通拥堵问题的重要途径之一,也是费效比最显著的途径.作为国内城市交通系统最重要组成部分之一的公共交通系统,近年来开始出现了大量智能公共交通系统方面的应用尝试.对我国目前城市投入应用的智能公共交通系统(APTS)的应用状况进行了分析,并根据我国当前国情,分析了我国智能公交系统未来可能的应用方向,提出了对智能公共交通系统改进的技术趋势分析. 关键词:智能公共交通系统，GPS，IC卡，应用 引言 我国是发展中国家,虽然近20年来始终保持了经济的高速增长,但是与西方发达国家相比,在城市基础设施尤其是公共交通基础设施方面,依然存在着很大的差距.同时近年来随着我国城镇化水平的快速提高,城镇人口数量在急剧增加.此外,我国的城镇化时期恰好又伴随着机动化,这必然造成有限的城市道路空间与巨大的机动车增长之间的冲突,给本来就非常拥堵的城市交通增加了更大的压力. 从世界范围来看城市交通的发展,几十年来世界各工业化国家城市机动交通的发
展历程,大都走过了先发展小汽车,后控制小汽车,最终选择发展大公交的曲折道路.我国土地资源稀缺,城市人口密集,群众收入水平总体不高,优先发展城市公共交通更是我们的现实选择.近年来,我国各个主要城市在常规公交设施方面投资较大,城市公交运力得以快速增加,万人公交车辆拥有量由2001年的6.1辆增长到2004年的8.4辆.但是城市公共交通客运量并没有相应大幅度提高,部分城市呈现下降趋势.在出行方式结构方面,我国主要大城市公共交通基本呈现下降趋势,公 交客运量和运力的比值均在下降,运力的增加不一定带来运量的增加. 如图1所示,我国主要大城市历年公交运量Π公交运力比值都出现了大幅度下降[1]. 当前,城市居民对公共交通系统最大的不满主要就是公交服务水平低,例如公交出行速度慢、舒适性差、换乘困难等方面.在传统公交系统建设模式下,改善上述问题需要巨额建设经费的支持,其建设成效还要受到城市交通整体环境的影响.与 之相对应,智能公共交通系统则是实现“公交优先”的最有效的途径之一. 所谓智能公共交通系统,就是在公交网络分配、公交调度等关键理论研究的前提下,利用系统工程的理论和方法,将现代通信、信息、电子、控制、计算机、网络、GPS、GIS等新技术集成应用于公共交通系统,通过构建现代化的信息管理系统和控制调度模式,实现公共交通调度、运营、管理的信息化、现代化和智能化,为出行者提供更加安全、舒适、便捷的公共交通服务,从而吸引公交出行,缓解 城市交通拥挤,有效解决城市交通问题,创造更大的社会和经济效益[2]. 1国内智能公共交通管理系统的应用现状 智能公共交通系统作为智能交通系统重要的子系统之一,在我国“十五”科技攻关的智能交通系统(ITS)城市示范中,北京市、上海市、青岛市、杭州市、重庆市等多个城市的ITS建设示范中都包括了 智能公共交通系统的内容.将其作为缓解城市交通拥堵、提高城市公共交通服务水平的重要途径. 当前我国城市智能公共交通系统方面的应用,主要集中在如下几个领域中[3]. 1.1公交车辆智能调度系统
电子信息材料发展趋势
电子信息材料发展趋势
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2
电子信息材料发展趋势 电子信息材料发展趋势 电子信息材料及产品支撑着现代通信、计算机、信息网络技术、微机械智能系统、工业自动化和家电等现代高技术产业。电子信息材料产业的发展规模和技术水平，已经成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标志，在国民经济中具有重要战略地位，是科技创新和国际竞争最为激烈的材料领域。 随着电子学向光电子学、光子学迈进，微电子材料在未来10～15年仍是最基本的信息材料，光电子材料、光子材料将成为发展最快和最有前途的信息材料。电子、光电子功能单晶将向着大尺寸、高均匀性、晶格高完整性以及元器件向薄膜化、多功能化、片式化、超高集成度和低能耗方向发展。一、集成电路和半导体器件用材料由单片集成向系统集成发展。微电子技术发展的主要途径是通过不断缩小器件的特征尺寸，增加芯片面积以提高集成度和信息处理速度，由单片集成向系统集成发展。 1.Si、GaAs、InP等半导体单晶材料向着大尺寸、高均质、晶格高完整性方向发展。椎8英吋硅芯片是目前国际的主流产品，椎12英吋芯片已开始上市，GaAs芯片椎4英吋已进入大批量生产阶段，并且正在向椎6英吋生产线过渡；对单晶电阻率的均匀性、杂质含量、微缺陷、位错密度、芯片平整度、表面洁净度等都提出了更加苛刻的要求。 2.在以Si、GaAs为代表的第一代、第二代半导体材料继续发展的同时，加速发展第三代半导体材料———宽禁带半导体材料SiC、GaN、ZnSe、金刚石材料和用SiGe／Si、SOI等新型硅基材料大幅度提高原有硅集成电路的性能是未来半导体材料的重要发展方向。 3.继经典半导体的同质结、异质结之后，基于量子阱、量子线、量子点的器件设计、制造和集成技术在未来5～15年间，将在信息材料和元器件制造中占据主导地位，分子束外延MBE 和金属有机化合物化学汽相外延 MOCVD 技术将得到进一步发展和更加广泛的应用。 4.高纯化学试剂和特种电子气体的纯度要求将分别达到lppb～0．1ppb和6N级以上，0．5μm以上的杂质颗粒必须控制在5个／毫升以下，金属杂质含量控制在ppt级，并将开发替代有毒气体的新品种电子气体。 二、光电子材料向纳米结构、非均值、非线性和非平衡态发展。光电集成将是21世纪光电子技术发展的一个重要方向。光电子材料是发展光电信息技术的先导和基础。材料尺度逐步低维化———由体材料向薄层、超薄层和纳米结构材料的方向发展，材料系统由均质到非均质、工作特性由线性向非线性，由平衡态向非平衡态发展是其最明显的特征。发展重点将主要集中在激光材料、红外探测器材料、液晶显示材料、高亮度发光二极管材料、光纤材料。 1.激光晶体材料：向着大尺寸、高功率、LD泵浦、宽带可调谐以及新波长、多功能应用方向发展。 2.红外探测器材料：大面积高均匀性HgCdTe外延薄膜及大尺寸ZnCdTe衬底材料仍是2010年前红外探测器所用的主要材料。 3.液晶材料：研究发展超扭曲向列型 STN 和薄膜晶体管型 TFT 显示器所用混合液晶，提高性能，降低成本。 4.高亮度发光二极管材料：继规模生产发红、橙、黄色的GaAs基、GaP基外延材料之后，拓宽发光波段，开发发蓝光的GaN基、ZnSe基外延材料将成为研究热点。
金属材料的应用现状及发展趋势分析
金属材料的应用现状及发展趋势分析 在进行金属材料的应用现状及发展趋势分析之前，先简要介绍一下金属材料。金属材料是最重要的工程材料之一。按冶金工艺，金属材料可以分为铸锻材料、粉末冶金材料和金属基复合材料。铸锻材料又分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料包括钢、铸铁和各种铁合金。有色金属是指除黑色金属以外的所有金属及其合金，如铝及铝合金、铜及铜合金等。工程结构中所用的金属材料90%以上是钢铁材料，其资源丰富、生产简单、价格便宜、性能优良、用途广泛。钢有分为碳钢和合金钢，铸铁又分为灰口铸铁和白口铸铁。 一、金属材料的应用现状 金属材料的结构及其性能决定了它的应用。而金属材料的性能包括工艺性能和使用性能。工艺性能是指在加工制造过程中材料适应加工的性能，如铸造性、锻造性、焊接性、淬透性、切削加工性等。使用性能是指材料在使用条件和使用环境下所表现出来的性能，包括力学性能（如强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等）、物理性能（如熔点、密度热容、电阻率、磁性强度等）和化学性能（如耐腐蚀性、抗氧化性等）。 金属材料具有许多优良性能，是目前国名经济各行业、各部门应用最广泛的工程材料之一，特别是在车辆、机床、热能、化工、航空航天、建筑等行业各种部件和零件的制造中，发挥了不可替代的作用。 （1）、在汽车中的应用。缸体和缸盖，需具有足够的强度和刚度，良好的铸造性能和切削加工性能以及低廉的价格等，目前主要用灰铸钢和铝合金；缸套和活塞，对活塞材料的性能要求是热强性高，导热性好，耐磨性和工艺性好，目前常用铝硅合金；冲压件，采用钢板和钢带制造，主要是热轧和冷轧钢板。热轧钢板主要用于制造承受一定载荷的结构件，冷轧钢板主要用于构型复杂、受力不大的机器外壳、驾驶室、轿车车身等。还有汽车的曲轴和连杆、齿轮、螺栓和弹簧等，都按其实用需要使用的了不同的金属材料 （2）、在机床方面的应用。机床的机身、底座、液压缸、导轨、齿轮箱体、轴承座等大型零件部，以及其他如牛头刨床的滑枕、带轮、导杆、摆杆、载物台、手轮、刀架等，首选材料为灰铸铁，球磨铸铁也可选用。随着对产品外观装饰效果的日益重视，不锈钢、黄铜的