数字化语言学习系统（精选12篇）
数字化语言学习系统 第1篇
随着我国经济飞速的发展, 对外经济的交流也迅猛加大, 对外语的听说能力也要求的更高。为了培养出当代需要的大学人才, 各高校对外语听说教学也开始日益加强, 对现代化的外语教学设施及办学条件也被提高到了相当重要的地位。数字语言学习系统迅速地在外语教学中担当起了更重要的角色。数字语言学习系统是由一个教师系统和一定数量的学生系统构成, 音视频信号以数字媒体流的形式在教师系统和学生系统之间传输, 具有强大的助学功能与交互式教学功能。因此, 在教学过程中如何使数字化语言学习系统经常保持正常的运转, 保证教学顺利进行, 怎么使用数字化语言学习系统并很好地对其维护就是本文要讨论的问题。
2、数字语言学习系统硬件的使用与维护
作为数字化语言学习系统其技术构架的先进与否, 硬件的使用和维护是否得当, 是语音数字化系统产品成功与否的关键。数字化语言学习系统的硬件使用和维护主要有如下几个方面。
1) .硬盘的使用与维护
数字化语言实验室实质是以计算机为主的语言实验室。计算机各种故障均可能导致系统瘫痪, 甚至可能导致计算机硬件损坏。因此, 计算机硬件保护尤为重要, 特别是对于硬盘的保护。首先可以选择使用类似硬盘保护卡的设备来进行保护, 硬盘保护卡是即插即用的PCI卡。它集成了1 0/10 0M网卡模、单机保护卡模块、网络自动维护与管理模块, 含有网络自动连线模块、网络自动同步修改IP和传输模块、网络唤醒自动排查模块等, 有效解决了单维护功能的同时, 还能够实现语言实验室维护管理自动化, 有很高的性价比。它支持多操作系统引导保护功能, 支持W in d ow s 95/98/M E/N T/2 0 00/XP等常用操作系统, 支持F A T 1 2/F A T 1 6/F A T 3 2/N T F S等常用的文件系统。另外, 它还可以提供免SERVER网同步对拷功能, 可通过一台电脑维护所有电脑。管理人员只要把一台机器的操作系统、应用软件安装完毕之后, 把它作为管理机, 其他机器只需要开启电源, 即可立即与管理机自动连线, 通过管理机就可以对其余全部连线机器做整个硬盘内容或部分内容的克隆, 是一个理想的硬盘保护工具。此外, 对语言实验室电脑操作系统应及时打上补丁, 并定时更新所安装的杀毒软件。
2) .光驱的使用与维护
数字化语言实验室的光驱是使用最多、使用寿命较短、故障又较多的部件。每次使用完光驱后及时取出光盘, 避免因再次启动时增加激光头的使用时间和机械磨损。养成正确取放光盘的良好习惯, 取放光盘时, 拇指置于光盘边缘、食指置于光盘中环, 保持盘片清洁。关闭光驱盘盒时要利用面板上的) @) % (键或用程序, 尽量不要用手把盘架推回。盘架机构单薄, 取放光盘时要轻拿轻放并要将盘架及时缩回驱动器内以防意外碰伤。一般光驱故障多见于激光头组件、机械传动和软件配置方面的问题, 因此光驱出现问题要仔细分析原因, 不可盲目拆散电路。
3) .学生终端机的使用与维护
学生终端因使用人次多, 很容易出现问题。要求学生按正确步骤开启和关闭终端机, 在使用过程中不能随意打开终端机的机箱或者随便拔插终端机的相关线路, 如果终端机出现故障要找专职人员来维护。专职人员对它的日常维护工作要经常进行, 终端有脏迹或油污要及时清除, 可用软布或麂皮加适量清洁剂擦除。导电橡胶的缝隙中不能有赃物、灰尘进入, 否则易出现故障。随着季节的变化要及时调整液晶显示器的亮度。对使用时间较长出现晃动的终端要用双面胶重新加固。
4) .配件的使用与维护
语言实验室的耳机、鼠标、键盘等辅助配件损坏量大, 维修简单而烦琐。首先, 要教育学生正确使用耳机, 避免野蛮操作, 对触及体和耳机内部的软线及弹簧部分要定期检查, 以降低故障发生率, 延长耳机使用寿命。对鼠标、键盘、显示器要定期除尘保洁, 清洁工作必须在断电情况下进行。对接口电路元件和显示器内部的除尘要特别注意, 必要时使用软毛刷和吸尘器, 避免因灰尘引起打火和其它故障。经常检查显示器调节钮以保持最佳的显示效果。
3、数字化语言学习系统软件的使用和维护
数字化语言学习系统要想顺利的运转, 除了配置必备的硬件设备以外, 软件同样是不可或缺的, 首先计算机上要安装操作系统, 这样计算机才能运行起来, 我们通常使用Windows Xp。其次, 计算机上需要安装一些常用的软件, 如Office软件、音频、视频播放软件、通讯软件等等。
首先要教育学生正确使用相关的软件, 其次, 为了保证数字化语言学习系统的软件系统能正常使用, 在学生终端机上不设置可以插拔移动存储设备的接口, 这样学生就不能通过终端机进行移动设备的插拔, 也就可以最大限度的避免移动设备上的病毒通过接口感染到计算机的软件。
但是, 在数字语言实验室的教师计算机上, 是必须设置移动存储设备的接口的, 因为教师在很多时候需要用移动存储设备来进行资料的拷贝, 所以在教师机上的存储设备 (如U盘、Mp3等) 使用频率非常高, 导致教师计算机容易遭受到病毒的攻击。对此采取的防护措施有:一是安装正版的杀毒软件进行病毒的查杀, 如360安全卫士和卡巴斯基这些杀毒软件都能对计算机的软件起到较好的保护作用;二是安装系统保护软件, 如“影子系统”, 它具有与真实系统完全一样的功能, 可以生成现有操作系统的虚拟影像。进入影子系统后, 所有操作都是虚拟的, 不会对真正的系统产生任何影响, 一切对系统的更改在下次启动后全部无效。三是及时备份, 虽然有杀毒软件和影子系统的保护, 但是在有的情况下新的病毒品种也可能是杀毒软件无法及时查出来的, 除了对杀毒软件及时升级外, Ghost备份也是必须的, 这样可以使得维护十分方便。万一上述两者都不起作用导致系统崩溃, Ghost备份可以在短短的几分钟内就能恢复成一个新的系统。
4、小结
总之, 数字化语言学习系统的使用和维护是一项技术性和服务性很强的工作。在日常的工作中还会碰到很多的问题, 这就要我们认真的总结经验和探索管理方法, 不断的学习, 不断的提高自己的业务水平, 做一个优秀的实验室工作者。
摘要：随着计算机技术和网络技术的发展、普及, 多媒体网络化教学产品应运而生, 语言学习系统也在近几年发生了许多技术上的突破, 数字语言学习系统将是今后发展的必然方向, 必将代替传统型的语言学习系统。数字化语言学习系统将成为外语教学中最重要的应用, 本文主要对数字化语言学习系统的硬件和软件的配置以及使用和维护进行了分析。
关键词：数字语言学习系统,配置,使用,维护
参考文献
[1]门斌, 迟德发.数字化语言实验室及其在外语教学中的应用[J].中国电化教育.2005 (11) :107-108.
[2]刘善得.数字化语言学习系统对外语教学环境的提升[J].高校实验室工作研究.2005, 85 (3) :34-36.
[3]王守仁, 常晨, 黄宁康, 等.网络技术与英语专业教学[J].外语电化教学.2002 (6) :8-11.
数字化语言学习系统 第2篇
为进一步提高庭审效率，充分利用现代化科技手段为庭审提供支持，根据《最高人民法院审判法庭信息化建设技术规范》的要求，按照法院的法庭的结构，进行设计
整体架构
宁波市中级人民法院数字法庭系统完全按照《人民法院审判法庭信息化建设规范》进行设计，围绕法庭开庭审判，利用计算机网络、音视频信息采集、图像编解码、集中控制、多媒体、数据库等先进技术，为案件承办人或书记员提供法庭智能预定，为书记员、法官和双方当事人等参与诉讼提供举证示证、集中控制等多种功能，为完整、详实记录庭审全过程提供多种记录手段，并通过与法院已有信息系统实现无缝挂接，为庭审信息提供诸如直播点播等多种展现平台，从而达到“听的清晰、看的明白、记的完整、用的方便”的效果。数字法庭系统功能介绍：
（1）数字法庭的灯光照明系统、音响系统、集中控制系统设计都是按照省高院《浙江省法院系统数字法庭建设规范》执行。其他系统在《规范》要求的基础上结合高清要求执行。
（2）1个刑事大法庭、1个刑事中法庭、1个民事中法庭按1080P全高清（摄像机采用1080P高清模拟摄像机）标准数字法庭建设。其他17个法庭，摄像机采用标清摄像机（将来可升级为高清），其他管线、设备按高清标准数字法庭建设。
（3）全高清刑事大法庭、刑事中法庭和民事中法庭及其设备间预留有线同声传译系统接口。
（4）全高清刑事大法庭因兼顾大会议室使用，法官、公诉、辩护、被告、证人席均应可移动，法官席、书记员席、辩护人席、公诉人席、证人位置、犯罪嫌疑人位置安装足够数量的地插接口。
（5）数字法庭系统应具有基于法院专网的远程开关机和时序开机功能。（6）重要庭审活动能够通过流媒体服务器实现英特网上高清直播。（7）庭审主设备技术功能：
1)能在省高院数字法庭统一管理平台下运行，能与现有看守所、基层法院的数字法庭系统联网，实现远程开庭。
2)支持1080p高清图像或标清图像输入，复合画面输出为1080P全高清。
3)提供语音激励功能，实现画面语音激励，画面切换平稳，不出现乱切、抖动、花屏、蓝屏等现象。
4)支持1/2/1+2/1+3/4/5+1/6高清画面分割，分辨率可支持1920*1080、1280*720、1024*768等。
5)采用高性能视频编码技术，降低720P、1080P视频码率，以减少网络传输和存储压力，720P码流至少低于1M,1080P码流至少低于2M。
6)支持不少于6台摄像机的摄像联动控制。能够独立存储每路画面，视频分辨率支持D1/720P/1080i/1080P, 视频帧率：30帧/秒。
7)至少具有1路以上VGA证据输入信号，输入信号图像清晰，不降频。
8）能够在存储、服务器与庭审主设备断网情况下工作，音视频数据、笔录不丢失，网络恢复后，数据能够自动上传，主机图像存储硬盘容量500G。
1、数字化法庭小法庭
总体介绍
宁波市中级人民法院的小法庭分为民事标清小法庭、刑事标清小法庭、少年标清庭，由于小法庭面积较小，开庭使用频繁，庭内设备部署简洁，维护方便;因此，在设计数字法庭系统时，将设备机柜布置在小法庭内，按照法庭的使用方式来设计。
民事庭的席位名称为：法官席、书记员席、辩护人席、公诉人席、证人位置、犯罪嫌疑人等。刑事庭的席位名称为：法官席、书记员席、辩护人席、公诉人席、证人位置、犯罪嫌疑人等，这样的划分，便于各个席位的视音频采集。小法庭布局综合布线采用隐蔽式布线的方式，如民事、刑事小法庭平面、顶面图所示，庭平面顶面图
少年
进行点位布局，接插式的设计，方便使用单位随时更换设备，同时部分标清小法庭能在省高院数字法庭统一管理平台下运行，能与现有看守所、基层法院的数字法庭系统联网，实现远程开庭。将音响系统、中控矩阵、视频会议、庭审设备部署在法庭设备机房或机柜内。
系统配置
· 高清数字庭审主机;部分需配高清远程系统
· 庭审管理客户端系统：书记员庭审管理客户端、法官庭审客户端、当事人客户端;
· 视频输入系统：全景摄像机、定点摄像机、实物展示台、刻录系统、电脑、视频会议终端等;
· 视频输出显示：液晶显示器、50寸电视机等;
· 庭审记录设备：后台管理服务器、书记员电脑;
· 信号处理和控制系统：幻象供电音频分配器、VGA矩阵、分配器等;· 音响扩声处理系统：鹅颈话筒、数字音频处理器、功放、音箱等;其他
除了上述设备之外，数字法庭还有其他一些辅材以保证设备的正常运行：机柜、PVC线槽、视频线、VGA线、音频线、网线、面板插座等。
2、数字化法庭中法庭
总体介绍
宁波市中级人民法院的中法庭分为民事标清中法庭、民事高清中法庭、刑事标清中法庭、刑事高清中法庭，因此，我司在设计数字法庭系统时，同样也按照法庭的使用方式来设计。民事庭的席位名称为：法官席、书记员席、辩护人席、公诉人席、证人位置、犯罪嫌疑人、观众区等。刑事庭的席位名称为：法官席、书记员席、辩护人席、公诉人席、证人位置、犯罪嫌人、观众区等。这样的划分，同样便于各个席位的视音频采集。数字化法庭中法庭标清、高清布局综合布线同样会采用隐蔽式布线的方式如图所示，进行点位布局，接插式的设计，方便使用单位随时更换设备，同时部分数字化中法庭亦能在省高院数字法庭统一管理平台下运行，能与现有看守所、基层法院的数字法庭系统联网，实现远程开庭。音响系统、中控矩阵、视频会议等;将庭审设备部署在法庭设备机柜内，将音响系统、中控矩阵、视频会议、庭审设备部署在法庭设备机房或机柜内。
系统配置及连接
· 高清数字庭审主机：部分需配高清远程级联系统
· 庭审管理客户端系统：书记员庭审管理客户端、法官庭审客户端、当事人客户端;
· 视频输入系统：全景摄像机（高清庭需配高清摄像头）、实物展示台、刻录系统、电脑、视频会议终端等;
· 视频输出显示：液晶显示器、65寸电视机等;
· 审记录设备：后台管理服务器、书记员电脑;· 信号处理和控制系统：幻象供电音频分配器、VGA矩阵、分配器等;· 音响扩声处理系统：鹅颈话筒、数字音频处理器、功放、音箱等。
其他
除了上述设备之外，数字法庭还有其他一些辅材以保证设备的正常运行：机柜、PVC线槽、视频线、VGA线、音频线、网线、面板插座等。
3、数字化大法庭
总体介绍 宁波市中级人民法院的大法庭会作为多功能法庭使用，审讯时为法庭、开大型会议时为会议室、联欢晚会时又可作为舞台等功能，因此，在设计数字法庭系统时，会采用隐蔽式布线的方式，如下平面、顶面图：
进行点位布局，接插式的设计方便使用单位随时变换功能，同时能实现在省高院数字法庭统一管理平台下运行，能与现有看守所、基层法院的数字法庭系统联网，实现远程开庭。将音响系统、中控矩阵、视频会议、庭审设备部署在法庭设备机房内。通过网络在大法庭设备机房可进行远程管理。
全高清刑事大法庭因兼顾大会议室使用，法官、公诉、辩护、被告、证人席均应可移动，法官席、书记员席、辩护人席、公诉人席、证人位置、犯罪嫌疑人位置安装足够数量的地插接口，这样的划分，便于各个席位的视音频采集。
高清大法庭内部设备部署
视频输入系统
部署5台高清摄像机分别拍摄法官席、嫌疑人席，其他席位等进行全方位拍摄，用于法庭现场画面拍摄。通过法庭内多个不同角度、不同用途的摄像机可得到多角度的清晰画面。
· 部署刻录系统电脑1台，实现CD、VCD、DVD证据的展示;
· 部署证据展示台，实现证物的现场展示;
· 系统为远程提审、举证提供视音频接入点，实现相应的功能;
· 为公诉人和辩护人席安装多媒体信息VGA接口，为笔记本电脑等外来设备提供接入端口。
视频显示
大屏幕显示系统：部署18台46英寸无缝拼接屏，21.5英寸液晶显示器10台，旁听席的公众可通过显示系统观看来自法庭内部各类信号源(包括计算机、实物展台等)的证据信息和现场实况。
部署提供给书记员、双方当事人和法官席分别登入庭审管理系统，实现当事人与法官实时观看笔录，对笔录进行打点标错。
庭审记录设备
在书记员电脑部署DVD刻录机，用于将庭审音视频资料进行现场刻录，同时亦可采用庭审管理平台系统进行设置，将书记员电脑作为其中一个存储路径，实现三地同步存储(书记员、庭审主机、后台服务器)。
信号处理和控制系统
利用高清庭审主机、VGA分配器、VGA切换器将现场众多的视频信号进行分配处理，通过中央控制管理设备提供集中控制功能，对法庭内的设备进行一系列联动控制。
音响扩声处理系统
音响扩声处理设备：中控触摸屏、幻象供电音频分配器、中央控制主机、电源时序发生器、功放、音箱等，将数字法庭的音频输出到音响扩声系统来实现法庭现场扩声。
发言话筒及音频处理
· 部署会议话筒：鹅颈话筒配备25只，分别部署在法官席、书记员席、辩护人席、公诉人席、证人位置、犯罪嫌疑人等位置，实现庭审声音的获取。
· 音频处理：采用数字音频处理器，本产品具有语音激励摄像联动、自动增益控制、回声消除、音频消噪、声音反馈啸叫消除、自动混音、EQ音频均衡器、场景切换等功能，优化庭审音质，还原真实场景声效。
其他
除了上述设备之外，数字法庭还有其他一些辅材以保证设备的正常运行：机柜、PVC线槽、视频线、VGA线、音频线、网线、面板插座等。
数字会议系统
随着信息技术的不断发展，会议室除了要满足传统简单的会议室要求外，还应具有高雅格调和优美音质、清晰图像演示，并且可以根据要求扩展配备投票、表决功能以及视频会议功能的智能化数字会议室。系统应由视频采集、显示系统、多媒体音频信号源、音响、切换和中央集成控制几大部分组成。选取具备先进功能的DVD和录像机以及实物和图文传送器通过大屏幕或投影机还原其图像，为了更高效、实时地指挥需要配备一套中央集成控制设备，控制室内所有影音设备、信号切换、灯光、屏幕升降、音量调节等等功能，大大提高工作率和简化复杂的操作，能适合所有人士使用而不需要具备专业知识。
系统功能介绍
（1）视频显示功能，在会议室内配置了显示设备和安装与会议桌上的辅助显示设备，用于显示会议室内的相关视频信号的显示，例如：计算机、笔记本电脑、摄像机、DVD等视频信号的进行实时显示功能；桌面液晶显示器辅助显示各种数字及AV信号，用于进行多媒体信息的显示，包含会议内容，信息提示，图像信息等。
（2）数字会议系统功能：具有全权控制会议秩序的功能，集投票，表决，选举功能于一体，显示屏可以显示投票、表决的信息，还可以显示正在发言人数等会议状态信息等；数字会议系统支持主席单元可以发起，停止投票，可以暂停或者取消所有代表单元的发言，还可以批准或者否决代表单元的发言申请。
（3）扩声系统功能：采用音响系统，基于数字技术的会议系统，具有音质稳定、清晰、传输过程中不失真、数据传输保密可靠、满足参与会议每个人的讲话需求、优秀的通话质量。方便的音控、代表自控、替换及要求发言的自动化控制、能适应立体声音频源的播放等功能，达到音质清晰、稳定、纯正，室内各处的音量、音质基本均衡的基本要求。
（4）视频会议功能：各分会场通过大屏幕摄影或电视机等显示设备看到主会场的发言现场和数据，通过音响设备听到主讲者的声音，如果有问题，与会者可以随时通过视频会议终端的主讲者提问，并且可以和远端的与会者进行讨论、交流，从而实现交互式讨论方式。
（5）会议录播功能：可对会场图像包括现场摄像机图像、现场VGA讲稿画面、现场视频会议终端输出图像、现场音频进行实时采集编码，通过网络传输给会议录播主机进行录制存储以及实时的会议直播功能。
（6）智能化集中控制功能：在会议室内通过触摸式无线液晶屏，便可以直观的操作整个会议系统，包含系统开关、各设备开关、灯光开关调节、各种信号切换、信号源的播放和停止、各种组合模式的进入和切换、音量调节，以及对用于扩声的会议音响系统的调节；对于屏幕显示系统的控制，拼接模式设置等。通过中央控制系统达到信号资源共享的目的，使会场能轻易地获取任意一个或多个所需的信号，满足各种不同会议功能的需要。
（7）根据会议室的情况配置相应的其他辅助设备，充分考虑到会议召开的过程中参会者有可能携带笔记本电脑等辅助演讲设备的情况，在主会议桌上配置集VGA、网络接入点及电源插口一体的功能模块，同时考虑在列席的座位处为装置网络、电源接插口，方便演讲者在其位置演讲的信号接入。同时为了方便参会者使用网络，设计了无线路由器等设备。
宁波市中级人民法院的会议系统分为审委会议室、党组会议室、视频会议室、新闻中心、中会议室、会议录制直播点播系统、大会议室等，根据不同的功能需要我们对于不同等会议室配备了相应的设备。
1、审委会议室、党组会议室
由于审委会议室、党组会议室的功能和设备都分为传声、扩声系统、会议讨论系统、视频显示系统、信号切换系统、集中控制系统、视频采集系统，我司将对它们进行系统介绍。审委会议室、党组会议室的布局综合布线采用隐蔽式布线的方式，如平面、顶面图所示，进行点位布局，接插式的设计，方便使用单位随时更换维修。
系统配置及连接
· 传、扩声系统：数字音频处理器、双通道功放、音响。
·会议讨论系统：数字会议系统主机、嵌入式讨论、表决单元。
· 视频显示系统：80寸电子白板、80寸液晶电视。
·信号处理和集中控制系统：集中控制主机、无线触摸屏、无线路由器、超宽带矩阵切换器、AV矩阵、VGA分配器等。
·视频采集系统：高清网络一体化快球、网络编码器、硬盘录像机、控制键盘等
其他
除了上述设备之外，数字会议室还有其他一些辅材以保证设备的正常运行：机柜、监听耳机、桌面电脑、监视屏、视频线、VGA线、音频线、网线、面板插座等。
2、视频会议室
根据视频会议室的功能我们同样将其分为：传、扩声系统、会议讨论系统、视频显示系统、信号切换系统、控制室设备等，视频会议室的布局综合布线同样采用隐蔽式布线的方式，如平面、顶面图所示，进行点位布局，接插式的设计，方便使用单位随时更换维修。
系统配置及连接
· 传、扩声系统：数字音频处理器、双通道功放、音响等。
·会议讨论系统：数字会议系统主机、嵌入式讨论单元等。
· 视频显示系统：18台46英寸无线拼接屏、液晶屏拼接处理器、多媒体处理接口等。
·信号处理和集中控制系统：超宽带矩阵切换器、AV矩阵等。
·控制室设备：监视屏、监听耳机、调音台等
其他
除了上述设备之外，数字会议室还有其他一些辅材以保证设备的正常运行：机柜、管材、视频线、VGA线、音频线、网线、面板插座等。
3、新闻中心
根据新闻中心的功能我们同样将其设备分为：传、扩声系统、视频显示系统、信号切换系统、摄像系统、控制室等设备以此来满足新闻中心功能实现的需求，新闻中心的布局综合布线同样采用隐蔽式布线的方式，如平面、顶面图所示，进行点位布局，接插式的设计，以方便使用单位随时更换维修。
系统配置及连接
· 传、扩声系统：数字音频处理器、智能话筒管理器、鹅颈话筒、无线话筒、双通道功放、音响等。
· 视频显示系统：2台80英寸全高清液晶屏等。
·信号处理和集中控制系统：超宽带矩阵切换器、AV矩阵等。
·摄像系统：2台高清网络一体化球机、网络解码器、硬盘录像机DVR、摄像机控制键盘等。
·控制室设备：监视屏、监听耳机、调音台等
其他
除了上述设备之外，新闻中心还有其他一些辅材以保证设备的正常运行：机柜、管材、视频线、VGA线、音频线、网线、面板插座等。
4、中会议室（95平米会议室）
根据中会议室的功能我们同样将其设备分为：传、扩声系统、讨论系统、视频显示系统、信号切换系统、摄像系统等设备以此来满足中会议室功能实现的需求，中会议室的布局综合布线同样采用隐蔽式布线的方式，如平面、顶面图所示，进行点位布局，接插式的设计，以方便使用单位随时更换维修。
系统配置及连接
· 传、扩声系统：双通道功放、音响等。
·讨论系统：数字音频处理器、智能话筒管理器、会议话筒等。
·信号处理和集中控制系统：RGB矩阵切换器、AV矩阵等。
·视频显示系统：8台50寸液晶电视
其他
除了上述设备之外，中会议室还有其他一些辅材以保证设备的正常运行：机柜、管材、视频线、VGA线、音频线、网线、面板插座等。
5、会议录制/直播点播系统
会议录播功能：可对会场图像包括现场摄像机图像、现场VGA讲稿画面、现场视频会议终端输出图像、现场音频进行实时采集编码，通过网络传输给会议录播主机进行录制存储以及实时的会议直播功能。
会议录制系统基于IP网络的直播点播系统能支持两组会议并发同步录制直播。录播服务器录制的文件应采用国际通用标准存储格式，具备文件编辑功能。会议录制系统的视频采集采用硬采集方式，支持720P、1080i和1080P分辨率。
VGA信号采集编码能力支持1280×1024、1280×960、1280×768、1280×720、1024×768、800×600、640×480等，帧率1-30帧。录制时间至少达到100小时。
系统配置：
· 多媒体录播服务器、视音编码器、VGA编码器等设备。其他
除了上述设备之外，还有其他一些辅材以保证设备的正常运行：机柜、管材、视频线、VGA线、音频线、网线、面板插座等。
6、大会议室
由于刑事大审判庭和大会议室共用一个场地，平时主要作大会议室用，必要时可实现刑事大法庭功能，大会议室作为多功能法庭使用，审讯时为法庭、开大型会议时为会议室、联欢晚会时又可作为舞台等功能，多功能厅同时安装视频会议系统，实现视频会议室功能。因此，在设计数字法庭系统时，会采用隐蔽式布线的方式，如下平面、顶面图： 进行点位布局，接插式的设计方便使用单位随时变换功能，将音响系统、中控矩阵、视频会议、庭审设备部署在法庭设备机房内。
系统配置：
大部分设备都已在大法庭介绍时描述，这里只对传、扩声系统设备进行介绍。
数字化语言学习系统 第3篇
1.引言
地理信息系统（GIS）借助计算机，将具有空间特征的信息可视化，为信息的使用者提供更为直观、清晰的表达形式，具有很强的空间分析能力。由于公路信息具有空间特征，GIS特别适宜于对公路信息的分析处理，是公路建设管理现代化的重要手段之一。一些发达国家已将GIS技术成功地应用于公路的规划、设计和管理等工作中，并取得较好的效益。我国在公路方面应用GIS进行管理还处于起步阶段，主要应用于系统建设的摸索与实践、研究与开发。
2.研究对象的选取
广园快速路位于广州市的东北部，其地理范围从广州市禺东西路至东莞广园大桥，全长47公里，连接广州及东莞两市。广园快速路是广州市城区向东发展战略的一个重要市政项目，对解决长期困扰广州市沙河地区及东北部出入口的交通堵塞问题，在广州城市交通中发挥着举足轻重的作用。
广园路公司信息化起步相对较晚，目前具有大量的文件、图纸、数据以纸制形式管理保存，存在资料不完整，难于管理和共享等诸多问题。其基础数据管理比较分散，且随着时间会有一定程度的遗失，数据之间缺乏有效的整合；无法实现基础数据的有效管理和快速准确查询，难以满足广园快速路日常有效的施工、运营和管养工作。这些问题在一定程度上影响了广园路养护的工作效率、管理水平。因此，亟需一套系统完善的信息化系统为公司日常管理与业务处理提供决策支持。
3.系统总体架构
3.1 逻辑结构
根据系统的应用需要，将软件系统中表示逻辑、业务逻辑、后台数据库分离为三个不同的层次。表示逻辑负责用户界面及信息的输入、输出，业务逻辑负责事务处理，后台数据库负责业务逻辑中的数据持久保存。三个层次通过网络分布环境下的标准协议TCP/IP连接。数据层是业务的数据视图，是业务处理的基础；业务逻辑层是业务本身的逻辑表达，业务逻辑通常是不断变化的；表现层是业务逻辑图形化的表达，是用户参与系统的界面。
系统体系架构要考虑的核心是将数据层、业务逻辑层、表现层分离，保持它们的独立性，以便使系统能很好地适应未来的变化和扩展。利用接口的方式将三层之间松散耦合起来，这样当每一层单独改变时不会影响其他层的运作（图1）。系统采用分层的体系架构，自下而上依次是：数据、框架组件、通用组件、业务管理系统、业务应用展现。其中数据交换引擎、工作流引擎、安全管理引擎构成了基本框架。
3.2 软件体系结构的选择
由于本系统的建设目标涉及大量图形的操作，在选择系统应用结构时，要保证一定的响应速度、系统平台安全性、稳定性以及GIS图形数据处理的要求。系统的软件体系结构中，一个无缝集成的系统后台数据库位于系统最下层，从服务器的物理分布来看，它是统一存放在中心数据库服务器内的。C/S结构一般面向相对固定的内网用户群，它的应用基于ArcGIS的道路管理专业系统，用于地图动态更新维护、制图及高级地图应用分析等。B/S方式面向所有浏览用户，主要应用于地图浏览、设施动态管理、工单、审批流程管理等。其特点在于具有广泛的信息发布能力。它对前端的用户数目没有限制，客户端只需要普通的浏览器即可，不需要其他任何特殊软件，对网络也没有特殊要求。随着信息系统应用的不断推广，需要查询的不定用户会越来越多，采用B/S方式，用户数可以任意扩充，客户端不需要维护，从长远来看，会大大节省成本。
3.3 网络结构设计
Internet技术的迅猛发展，Web服务正逐步进入城市管理部门的业务范围，基于城市道路管理业务发展需要和系统前瞻性的设计思路，系统采用Client/Server、Browser/Sever及多层结构兼容的结构，由客户端的登录程序（或浏览器）、Web服务器、GIS服务器、数据服务器组成，服务器通过网络交换机连接多个客户机。绘图仪、扫描仪、数字化仪、打印机等外设可连接到主机或直接联入网中，以达到硬件资源的共享。这样，一方面，可以通过内部局域网实现集中办公、统一管理；另一方面，广园快速路公司的各级部门可以通过广域网实现数据共享及远程应用。另外，城市居民也可以通过Internet查询道路养护和实时管理的相关信息。
3.4 功能结构设计
“数字广园”目前的主要用户为路政所及其下属单位、养护所及其下属单位、公司领导，以及其他与路政、养护、工程业务相关的部门。在基于用户需求分析的基础上，系统基本功能由七大子系统组成（图2）。
图档管理子系统与GIS子系统，既是通用组件，为养护管理、工程管理和路政管理提供支持；同时也独立形成了一个子系统。与此对应，工程管理子系统、道路养护子系统、路政管理子系统集成了图档管理和GIS的功能。
数字化学习系统情绪感知功能研究 第4篇
教学应该是教师的“教”与学生的“学”交互的过程,但以往的数字化学习大多是学习者面对冰冷的电脑进行单方面的知识获取,这种学习方式虽然给学习者带来了一定自主性,但使得学习过程枯燥乏味,学习者长时间地处于一种孤独的状态,容易对学习产生厌烦等负面情绪,从而影响学习的有效性和持续性。
随着科技的发展,计算机技术在教育领域的应用逐渐深化,数字化学习中学习者的情感因素也成为大家关注和研究的热点。人们对数字化学习系统的要求也有了进一步的提高,要求其能像传统教师一样进行智能化教学,除了组织引导学习以外,还要能理解学习者的特征、情感状态等,以便为教学提供更好的服务。目前,国内外已有许多相关的研究案例。孟秀艳、王志良等[1]人设计了一个以情感交互为核心的人性化教学辅助系统,该系统设置了一个名为Avatar的虚拟教学助理,接受情感信息,向学习者提供改善自身的建议,并把学生的学习状态发送给教师。吴彦文等[2]提出了一项基于情感识别的智能教学系统,利用人脸识别技术分析学习者的表情信息,判断其情绪状态。MahmoudNeji在情感计算理论的基础上设计了可识别高兴、恐惧、惊讶、悲伤、愤怒、厌恶六种基本情绪的在线学习平台。[3]
诸如以上研究,虽都考虑了情绪因素在数字化学习过程中的影响,但并未从教育学、心理学的角度分析情绪产生的原因,而且没有给出系统、有效的应对措施。
数字化学习中的情绪
情绪是人受到情境刺激,经过是否符合自己需要的判断后,而产生的行为变化、生理变化和对事物或事件态度的主观体验。[4]在学习过程中,学习者会因为自己的偏好而对不同的学习内容产生不同的学习情绪,这种偏好即学习风格。针对学习者的学习风格,采用适当的教学策略,将极大激发和维持学习者的学习动机,提高学习效率。[5]例如,有些学生喜欢通过读书、阅读文字的方式来学习;有些学生则喜欢看视觉性较强的教材,如图片、板书等;有些学生善于通过听讲来学习;有些学生善于通过动手操作学习;有些学生喜欢合作学习,而有些学生则比较愿意自学。如果教学方案不符合学习者的学习风格,就容易使学生失去耐心,甚至对学习活动产生抗拒心理,出现厌恶、烦躁等情绪。因此,学习方案是否符合学习者的学习风格是数字化学习中学习情绪产生的一个重要原因。
除此之外,学习者情绪的产生还有可能是因为疲劳或学习过程遇到困难等。疲劳是数字化学习中最容易出现的情绪之一,由于数字化学习环境的特殊性,学习者常常处于孤独的学习环境中,学习者长时间面对枯燥的学习内容,往往会出现精神不振、打哈欠等情况,这就需要系统及时地提醒和干预,以免影响正常的学习进度。当学习者在学习中遇到困难时,经常会出现疑惑、沮丧等负面情绪,如果不及时发现并采取应对措施,将会对后继的学习活动产生影响。
众所周知,积极的情绪会促进学习进度,提高学习质量,而消极的情绪则会影响学习者的正常思维,阻碍学习活动的有效进行。神经科学和心理学的研究也表明:情绪、情感能促进或阻止个体的工作记忆、推理操作和问题解决。这是因为由情感体验所构成的恒常心理背景或一时的心理状态可以影响和调节知觉、记忆和思维等认知过程。[6]
情绪不但影响着学习者的学习状态,也是学习者向教师提供的重要反馈信息,教师可以根据学习者的情绪推测其对知识的掌握情况,采取教学策略、把握教学进度。若是在学习者对当前所讲解的内容充分理解或符合其喜好的情况下,通常会产生高兴、愉悦的情绪;若当前学习内容不符合其学习风格或理解起来有难度时,则会表现出厌烦、懊恼等情绪。因此,情绪与学习活动紧密相连,如果教师在学习过程中能及时了解学习者的情绪变化,采取适当应对措施,将会有效提高学习者数字化学习的质量。
学习者情绪状态的获取
情绪产生时往往会伴随一定的外部表现,表情是最主要的表达方式。例如,人在高兴时会开怀大笑,悲伤时会痛哭流涕,烦恼时会眉头紧锁。情绪与表情间的密切关联性,再加上表情识别技术的不断发展,使得我们获取学习者的情绪状态变得更加方便。
面部表情是通过面部肌肉的变化表现出来的,眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴各部分变化的组合构成了各种各样的表情。本文结合心理学家PaulEkman[7]定义的六种基本表情和关键部位变化的关系[8],以及疲劳状态下人的面部特征表现,列出了学习过程中常见的几种情绪下人的面部特征,如下表所示。
在学习过程中,教师可通过摄像头获取学习者的图像信息,运用表情识别技术对学习者的表情进行分析,推断其当前情绪。表情识别过程主要分为三个步骤,即人脸检测、特征提取、表情分类识别。人脸检测是指在图像中检测出人脸的位置,去除背景信息,提取出人的面部图像,而人脸的精确定位可以保证特征提取的有效性和表情识别的精度。本文采用Adaboost方法实现人脸检测,该方法采用级联的方式,可以大大提高分类器的检测速度和精度。然后,运用Gabor小波变换进行特征提取,由于Gabor滤波器只提取低频信息,不但可以减小计算量,也能够在一定程度上去除多余噪声的影响,而且,它可以提取图像中局部细微的变化,有利于提高表情识别的精度。最后,采用支持向量机的方法进行表情识别分类,该方法具有很强的泛化性,在解决小样本、非线性及高维模式识别问题方面具有明显优势。
学习情绪的应对
1.修正学习风格
在教学活动中应当充分尊重和发挥学习者的个性特征,与学习者学习风格相适应的教学能有效激发和维持学习者的学习动机,调节学习活动进行的难易度。相反,若是不能准确预测学习者的学习风格,对因材施教、学习动机的维持都是相当不利的。
学习风格是指学习者在获取、处理和记忆新信息、新技能时自然的、习惯性的偏好方式。[9]首先,在学习者登录数字化学习系统时,通过测量问卷等形式对学习者的学习风格初始化。进而教师才能够在学习过程中,通过表情识别分析学习者的情绪状态,推测其对当前的学习方案是否满意。若学习者表现出高兴等正面情绪,则说明其对学习的呈现方式、学习方案等比较满意;若是学习者对学习方案、学习的呈现方式等不满,则会出现焦虑、厌恶等负面情绪。我们通过这种方式进一步对学习风格模型进行修正,能有效弥补量表测量方式主观性过强的弊端,获得更加准确的学习风格。
2.调整教学
情绪能直观反映出学习者的学习情况,成为调整教学策略的可靠依据。根据本文定义的五种情绪特征,学习系统可以采取以下应对方法:当情绪推断的结果为高兴时,说明学习活动正顺利开展,学生对当前的学习节奏、学习内容都比较满意;若学习者对当前所学存在厌恶情绪,说明其对现有的教学方式、教学内容有所抵触,应对系统作出提醒,使其调整教学方案;若学习者出现打哈欠等明显疲劳特征,系统应及时采取措施,发出警告或播放音乐等,避免疲劳情绪的进一步发展;若检测到学习者出现疑惑情绪,有可能是其对当前的学习内容存在疑惑或没有理解,系统此时弹出提醒对话框,询问是否需重新讲解;当检测到学习者出现沮丧情绪时,说明当前的学习内容超出了其理解范围,任由这种情况发展会极大削弱学习动机,此时应重新组织学习方案,降低学习难度。
3.多媒体情感互动
在数字化学习中,为了激发和维持学习者的正面情绪,我们应充分利用丰富的多媒体资源。例如,可以在系统中设定一个虚拟的教师形象,运用表情、语言、肢体动作等对学生进行鼓励,或为学习者提供一些虚拟的物品奖励,使得学习者在情感上能得到一定的回馈,保持愉悦的情绪。
除此之外,在学习者出现疲劳、厌恶等不利于学习活动继续进行的情绪时,系统会主动中断学习,弹出对话框询问是否继续学习,若学习者选择中断学习,系统会向学习者推送几种休闲方式,插入音频、视频或小游戏等供其选择,来帮助学习者消除暂时的负面情绪干扰。
结语
在缺乏交互性的数字化学习中,应当有效利用学习者的情绪,作为制定教学方案、调整教学进度的可靠依据,这是提高数字化学习效率的重要途径之一。本文从教育学、心理学的角度阐述了数字化学习中情绪感知的必要性,运用表情识别技术获取学习者的情绪状态,并分析了各类情绪产生的原因,针对不同的原因给出了相应的应对措施,能在一定程度上消除影响数字化学习的干扰因素,改善数字化学习的质量。
摘要：情绪对人们的工作、学习有着重要的影响,也是决定数字化学习效果的一个重要因素。本文提出了一种数字化学习中的情绪感知功能,首先运用表情识别技术获取学习者当前的情绪状态,进而从分析数字化学习中学习情绪产生的原因入手,采取相应措施激发正面情绪的持续性或规避负面情绪对学习活动的进一步影响,通过这种方式使得学习活动能更加有效地进行,从而进一步改善数字化学习的效果。
数字化审讯监控系统 第5篇
1.应用背景
随着近几年我国信息化水平的迅速发展和行业管理水平的不断提高，审讯数字化、网络化、智能化技术的应用需求也不断提高，因此执法系统提出对新设讯问室监控系统安装设备，并要求执法时必须建设具有执法部门实际应用特色的数字讯问监控指挥系统。
讯问室至少应安装两个摄像头，其中一个能够反映讯问室全景，包括执法人员、犯罪嫌疑人等，另一个能够反映犯罪嫌疑人正面状态，画面以画中画方式显示，讯问过程中人员的变动情况和讯问场所的全景,录像画面应达到色彩饱和、清晰无畸变。由此可见，讯问室监控系统的数字化、信息化建设已是迫在眉睫。2.系统概述
数字监控系统由设在讯问室的音视频设备、中心控制室的控制设备等组成，系统可实现以下功能：
2.1接收讯问室、指挥终端的控制命令进行全程同步录像； 2.2接收讯问室和各指挥终端的重点记录命令； 2.3可同步各讯问室的时钟，定时矫正；
2.4将录像文件解码输出到模拟录像机上，以便出示证明； 2.5提供讯问室和指挥终端的在线信息；
2.6指挥终端、中心控制室以及远程指挥终端可通过语音、文字对讯问室进行审讯指挥，且支持手写板输入功能；
2.7重点记录标记和查询回放以及案卷管理的简单MIS系统，包括录入、归档、查阅、联动录像、文件回放等。3.审讯监控系统方案
3.1审讯监控系统本身具有较强的针对性，涉及到的工作区域包括讯问室、中心控制室及指挥等，各工作区域设备组成及功能如下： 3.1.1 审讯室
根据审讯监控系统的应用要求，在每个讯问室内设1个审讯台，设3个摄像机，正对审讯人员和审讯台，便于观看讯问室内的全景；根据现场情况，在讯问室安装1个摄像机，正对着受审人员，用于犯罪嫌疑人的特写；另外1台设在审讯台附近，用于书证特写摄像机。
讯问室设两个隐蔽型拾音器，其中1个安装在审讯台里，另外1个安装在审讯椅附近，均要露出拾音孔。
讯问室同时设1台审讯记录电脑，1台打印机、2个拾音器，多媒体示证电视机、实物展台、模拟录像机、卡座等，具体布置见下图。
审讯监控系统将3个摄像机和2个拾音器的输出信号一一对应接入网络视频服务器的视频、音频输入接口，然后通过网络端口将网络视频服务器接入网络。审讯记录电脑上安装一套笔录管理软件，能实现笔录输入、存储、打印、网络传输，自动保存信息以防止意外丢失。3.1.2 中心控制室
中心控制室设备由审讯服务器(含软件)、音视频矩阵、监视器、音视频分配器、操作控制台等组成。中心控制系统可接收讯问室、指挥终端的控制命令进行录像；具有模拟转录功能：将录像文件解码输出到模拟录像机上，以便出示证明；可提供文件格式转换器，使录像文件可以刻录VCD、DVD光盘；可提供案卷资料查询系统，可随时查询案卷资料。
指挥中心设备由电脑、音箱、话筒、指挥中心工作站等组成，指挥工作站可利用软件工具实现和现场文本对话指挥；可通过麦克风和审讯室工作站对讲，实现语音指挥，调用实物投影摄象机图象到讯问室工作站上，实现视频指挥；通过软件的笔录监视能力实现笔录监视指挥；还可以调用数字录象录音工作站的图象语音信号，进行网络录象取证。
中心控制室或侦查指挥中心通过1条2M带宽专网与上级指挥中心相连，可传输审讯过程音、视频信号并召开网络视频会议，进行文本、点对点可视对讲，实现异地办案和案件讨论，起到远程监控指挥的作用。3.1.3指定授权观看客户端
油田数字化综合业务系统的发展 第6篇
【关键字】油田；数字化；通信技术；综合业务
随着国民经济的不断发展，社会石油消耗量不断上升，与此同时我国不少大中型油田隐患问题逐步显现，譬如在工作中的点多、面广和生产环境恶劣等问题成为影响油田生产的主要因素。自新中国成立以来，我国有不少油田由于多年的开采而逐步出现了含水量多、油质降低、开采成本增加和资源供给不足的难题，因此在工作中实现新的发展目标和建设现代化油田工作流程已成为不容忽视的建设重点，也是解决油田隐患与社会矛盾的主要途径，也可促进油田的可持续生产。数字油田作为一项新型的概念与工作模式，对于实现油田可持续发展有着重要作用与意义。
一、油田数字化综合业务系统概述
油田数字化综合业务系统主要指的是在工作中通过计算机管理和远程测控设备来对油田的抽油机、计量间、中转站以及联合站等多个设备进行系统、综合全面控制，从而实现一体化工作模式。这种系统是一种集先进科学于一体的成熟的计算机技术。主要包括数据采集技术、远程操控技术、遥感技术和信息技术，并通过高精度的数据采集仪器来对工作中的各种设备进行控制，从而实现高速、高质量的工作模式。
油田数字综合业务系统是为了配合油田产能建设、节约型工作模式建设而通过油田生产数据自动采集和生产远程监控为一体的综合性工作模式。在油田工作中，通过对现有生产设备进行信息化改造已成为提高油田工作效益和工作质量的主要手段。该系统的应用对于提升生产系统自动化管理水平、增加油田的采收率和降低劳动强度有着重要作用，同时更是提高了原油产量、节约企业运行成本和保证了员工安全，进而提高了企业的核心竞争力。
二、油田数字化的重要作用
新世纪，信息技术已经广泛的应用在社会发展的各行各业，当然油田领域也不例外。油田行业作为社会经济的重要组成部分，在工作中采用通信技术标志着我国油田领域进入了社会发展的高级阶段，也体现了生产、经营的高层化发展模式。
1、油田数字化是技术进步的需要
在目前的社会发展中，从技术的角度分析而言，油田数字化建设是一项综合了多种学科的复合型工程体系。在油田数字化应用中，其本身存在着诸多子系统，比如石油地质学科、油藏工程、勘查工程、通信技术和项目管理等，这些子系统在工作中要求工作人员能够相互努力，进而实现最优化的生产经营模式。
2、油田数字化是生产效率的保证
在当前的社会发展中，以科技创新为指导的新工作理念和工作模式逐步成为企业发展的关键，也成为稳定社会生产的大势所趋。在我国油田生产中，采用可靠的通信技术为目标是坚持在工作中提出以油田为中心、创建自动化油田采集模式的主要手段。在油田数字化系统中，通过采用信息技术奖收集油井、联社站、中转站以及计量间进行连接，使得在工作之初就能够产生相应的数据，并通过信息技术传递到监控中心，进而为工作人员对工作流程和工作力度提供科学的指导和依据。这种工作模式和方法的应用不仅能够良好的提高劳动率，而且在工作中对于强化安全生产力度，保障整个工程整体性有着重要意义。
3、油田数字化是管理数据的基本要求
对油水井等生产状况实施监管同时对油田数据的处理采用集中管理模式，这种模式的应用有利于油田及时选用A2系统，即一种具有采集与管理数据的油水井生产子系统，实现了标准化采集野外信息数据，将采集的野外数据进行一次性入库，同时与其数据源头保持一致性，野外数据只有及时地传送至厂区的数据库，才能实现有关数据的查询、分析、汇总等功能。这也是我国石油企业在上游生产过程中对于管理数据的基本要求。
三、建设大型数字油田的综合业务系统
随着近年来科学技术发展，各种先进的技术理念和设备在油田领域得到了广泛的应用，对于油田工作的改进与优化也实现了实质性飞跃。与此同时在工作中，实现油田数字化建设是一项漫长的工作流程，是一项与时俱进的工作要求，其在工作中体现了社会可持续发展要求与进程。在工作证，建设数字化油田不仅仅是某一个企业和单位的工作模式，更是应对社会各阶层对石油用量的主要手段。在社会发展中，建设油田综合业务系统通过各部门、各企业和各阶层统统努力和探索，从而实现了真正意义上的工作理念和流程，进而使得数字化油田能够发挥其应有效率。
1、在工作中设置合理的自动化控制系统
自动化控制系统是通过远程操控设备来对石油开采数据进行收集和总结，并通过信息技术传递给管理工作人员进行工作研究与数据处理。主要工作模式在当前多数采用光缆、光纤等媒介进行，是实现才有过程全面监控的主要手段和方法。
2、视频监控系统
视频监控系统是通过对数据进行监测、数据共享和资源分析的一种综合性工作流程，其在油田领域应用中主要的优势在于系统稳定性好、网络覆盖面积大、对整个油田的控制效果良好，能够完全在工作中适应应有的自动化要求，于此同时这种系统模式还有着巡检力度好的优势。系统在工作中同时还有着语音和数据传传输效果好的优势功能，更是对于服务业务的开展能够提供良好的实时性、可靠性管理控制力度。
四、我国油田的发展方向
伴随着计算机网络技术的高速发展，信息通信技术也呈现出快速普及态势，其在石油行业中应用更是广阔。例如无线局域网、无线广域網、无线城域网、无线个人域网等实现了相可融合，互补发展，最终会步入泛网络时代。在无线网络覆盖面积扩展的趋势下，油田数字化要抓住全面信息化的良好机遇，全面推广油田生产建设中的无线技术应用，加快建设信息通信技术的基础设施，以不断创新业务来迎接网络时代的来临。
我国的百年油田建设计划对于稳定油田生产建设大局具有重要意义，不少大型油田需要提高产量、扩增井口数量。由此可见，我国建设油田数字化的综合业务系统已经迫在眉睫，油山企业只有借助当今的网络技术、人才资源、一体化服务，才能推动数字油田的综合业务系统迅速完成，这也是我国建设百年油田与灾现油田稳定高产的必要条件。油田企业的经济效益与社会效益直接影响着我国的经济发展的稳定。相信我国油田企业的发展前景是美好的，未来空间是广阔的。
五、结束语
数字化语言学习系统 第7篇
关键词：计算机控制,数字化柔性装配,OPC通信,编程语言系统
0引言
数字化柔性制造是现代制造业发展的趋势,数字化柔性制造技术对现代飞机的制造具有重要影响, 飞机装配工装的发展整体上趋于数字化、 柔性化。数字化制造单元的柔性是柔性制造系统的关键, 而控制系统决定了制造单元的柔性程度。 传统制造单元的控制系统都是基于硬件设备的驱动程序与硬件设备直接进行数据交换的, 这样的控制系统对硬件的依赖性强,硬件设备的改变、工艺需求的变化都可能造成控制系统不可重用。 开发人员需要对控制系统软件进行修改并重新编译以应对变化的控制系统,从而难以适应制造单元快速重构的需要[1,2,3]。 OPC ( OLE for Process Control) 技术实现了从控制系统中将硬件设备的驱动程序独立出来,基于OPC技术的单元控制可以很好地解决控制系统对硬件设备的依赖性问题, 且已经广泛应用于各类工业自动化系统、Web网络系统、 分布式系统的过程控制和生产信息管理之中[4,5,6,7]。
飞机数字化柔性装配工装的编程语言系统是工装伺服运动与装配工艺控制的结合点, 装配语言系统的核心是操作伺服机构实 现装配工 艺需求,实现工人与数字化柔性工装通信。 为满足飞机装配工艺的复杂性, 本文主要通过基于OPC技术结合数字化柔性装配的特征 , 提出了一 种基于OPC的飞机数字化柔性装配语言系统 , 并对该系统的结构与功能进行了描述分析。 且系统已应用于国家科技支撑计划, 安装于某型飞机的壁板组件装配预定位工装。
1OPC技术规范
OPC是嵌入式过程控制标准 , 是工业控制领域中上、下位机数据交互的一个标准,是用于服务器/客户端链接的统一而开放的接口标准和技术规范。 OPC是基于微软的COM/DCOM技术而建立的,它定义了一组符合工业控制要求的接口规范, 将现场信号按照统一的标准与上层软件无缝连接起来,同时将硬件与应用软件有效的分离,使过程控制中对象之间具有更大的互操作性。 OPC规范建立的核心是OPC数据访问规范, 它将数据来源提供的数据以标准方式传输至任何客户机应用程序,提供给用户访问实时数据的方法。 OPC数据访问的核心是OPC服务器, 它由服务器对象( OPC Server) 、 组对象( OPC Group) 以及项目 对象( OPC Item) 三个对象组成 。 服务器对象可动态地创建或释放组对象,它作为组对象的容器运行;组对象作为项目对象的容器组织项目对象; 项目对象为存储数据的最小逻辑单元。 DCOM技术使得客户端程序对象能够请求来自网络中另一台计算机上的服务器程序对象,从而实现OPC服务器端和客户端的远程通讯[8,9,10,11,12]。
2基于OPC的装配语言系统结构
数字化柔性工装语言系统包含语言与处理系统两部分,语言是指作业指示和动作指示,而处理系统则是指根据指示实现控制工装的系统[13]。 飞机数字化柔性装配系统中存在大量反映各个装配定位单元状态的信息, 且不同现场自动化设备往往遵循不同的通信标准。 因此基于OPC技术的语言系统,由于自动化层具备统一的共享数据接口, 不仅保证语言系统与各个设备之间通信便利, 还使整个数字化柔性工装具备更强的柔性,基于OPC的数字化柔性工装语言系统如图1所示。
它能够支持基于工装根据装配工艺进行编程、 控制,以及与外围设备、传感器、伺服系统的通信。数字化柔性工装的语言系统包括三个基本的操作状态:1装配系统监控状态,操作者在该状态下可以实现系统状态的监测、 装配定位器的运动控制以及系统参数的管理和设定;2装配工艺编辑状态,操作者在该状态下基于装配工艺进行装配程序的编制或修改;3装配工艺执行状态,操作者在该状态下实现数字化柔性工装按工艺执行装配动作。
3工装编程语言的基本功能
数字化柔性工装语言的基本目标是工艺程序员通过编辑的程序语言完成工装系统的分立单一动作。 如,将装配定位器移动到某一指定位置,操作定位器执行夹持动作, 或通过力传感器调整定位器当前位置等等。 可将最基本的功能分成五类:
3.1装配定位参数的运算
在飞机零部件装配过程中, 计算装配定位参数往往会涉及到解析几何。 这些计算结果可以保证装配定位器实现下一步的目标位姿, 基本的参数运算具体包含三部分:
1装配定位器空间位置的解答及逆解答;
2坐标运算和位置表示,如定位基准获取,相对位置构成和坐标变化;
3矢量运算。
3.2基于OPC技术的通信
基于OPC技术以可视化的形式实现数字化柔性工装与操作人员进行信息交互, 为操作人员显示系统状态信息、工艺信息,并自动向工装发送控制指令,信息的交互主要基于OPC协议的同步读/写、异步读/写以及订阅方式实现。
3.3装配定位器的运动
基于OPC的运动通信保证了定位器运动的灵活性, 装配定位器的运动包括多个方面:
1符合复杂工艺序列的运动控制;
2与多种传感器信息融合的装配定位器运动;
3多定位器定位的同步运动;
4独立存储当前装配状态与定位器状态。
3.4工具指令
数字化柔 性工装中 往往包含 定位工具,定位工具执行的控制指令通常由闭合某个实际/ 虚拟的开关/继电器而开始触发的,而继电器又通过电源的接通或断开实现控制定位工具的执行动作, 这类动作可以自动/半自动地根据当前工艺状态由系统进行提示并运行。
3.5传感数据处理
传感器广泛应用于飞机数字化柔性装配的过程中,包括力传感器( 压力传感器、应变片等等) 、空间位置传感器( 光栅尺、激光跟踪仪、IGPS等等) 、雷达探测仪、视觉传感器等多种传感器。传感数据处理需要实现对传感器的数据在一定准则下加以自动分析、综合,从而完成所需的决策和评估。
4基于OPC语言系统的应用
本文以某型飞机的壁板组件装配预定位柔性工装系统进行试验验证, 工装及人机界面运行的语言系统如图2所示。
本数字化柔性工装系统采用西门子300系列的PLC:CPU 317 -2DP, 通过以太 网连接到 安装有Simatic Net的计算机或人机界面上。 Simatic Net是西门子全集成自动化系统中的一个重要组成部分,它为完善的工业自动化控制系统的通讯提供部件和网络, 数字化柔性工装中使用的OPCServer如图3所示。
通过OPC. Simatic Net,用户可以在计算机上监控、调用和处理PLC的数据和事件。 本语言系统具体通过基于.NET框架的C# 语言调用OLE, 编写客户端程序以访问OPC.Simatic Net, 对现场数据写操作采用异步方式, 读操作采用订阅方式, 如图4所示。
基于WPF ( Windows Presentation Foundation)开发的具体功能模块包括系统状态监测、 工艺控制与编辑、运动控制以及系统管理等四部分,如图5所示。
其中, 工艺控制与编辑的具体内容如图6所示。
5结束语
数字化语言学习系统 第8篇
关键词：大学英语教学,数字语言学习系统,功能
1 引言
信息化教学掀起了教育史上又一次里程碑式的改革大潮。在教育部颁布的《大学英语课程教学要求》的指示精神推动下,全国各大高校纷纷加入到基于计算机和网络的大学英语教改实践中。信息技术研发机构也纷纷抓住契机竞相研发数字语言学习系统平台,其功能林林总总,各有千秋。本文从一线英语教学需求出发,在研究现有产品技术特点的基础上,总结了数字语言学习系统所应具备的功能,并在提出了新的看法。
2 数字语言学习系统功能论述
数字语言学习系统的设计既要符合国家教育技术协会《语言学习网络平台规范》(2005),又要符合教育部《大学英语课程教学要求》(2007)的指示精神。数字语言学习系统一般包括下列子系统:自主学习、互动交流、课堂教学、资源库、在线课程、网络作业、考试训练、教学管理和系统管理等。
2.1 自主学习系统
基于计算机和网络的大学英语教学模式强调个性化教学与自主学习。因此,自主学习系统是数字语言学习系统的重要组成部分。基于计算机和网络的自主学习方式一般分为五种:
一是利用各大出版社的在线学习系统学习。如外研社的《新视野大学英语》、清华社的《新时代交互英语》、上外社的《新理念大学英语》和高教社的《新体验大学英语》等都开发了与教材配套的在线学习系统。
二是利用资源库的资源学习。资源库的资源要达到200G以上,包含各种题材和媒体。音视频资源能够自由点播,声文同步,方便进行朗读、听力、翻译训练等。
三是利用考试系统模拟自测。能够进行听、说、读、写、译的专项练习和自测;能够利用系统的成题或组卷功能实施大学英语四六级、考研英语、专业英语四八级等模拟自测,机器阅卷并统计分析成绩。
四是利用Internet的资源学习。网络上有专门的英语教学网站,也有电子杂志、报纸新闻、英文广播和影视资料等,为英语教学和学习提供了大量自然、真实、鲜活的语言材料。
五是利用系统的互动交流功能学习。系统要提供多样化的互动交流工具,如BBS、在线聊天系统、音频会议、视频会议等以便学生用英语进行文字、音频、视频的多媒体互动交流。
另外,系统还要提供自学辅助工具,如电子词典,词汇、句型、语法等辅助学习软件。提供学习管理工具,实现学生的自主学习管理:学生可根据老师的建议和自身情况制定自学计划,设定自学课程,并按计划自主学习。能够查看自己的作业、测试等学习情况,并对自己的学习表现进行自我评价。为保证自主学习效果,系统还要使教师能够对自学进行设定与控制,即调控学生自主学习的范围、内容、进度和质量要求等。
随着信息技术的发展,在游戏中学英语、人机模拟情景对话等学习软件将会为语言学习者营造出更加逼真的虚拟互动语言学习环境,提高自主学习的乐趣和效果。
2.2 课堂教学系统
课堂教学是数字语言学习系统的主要功能模块之一,它由教学工具和教学模式两部分组成,在其他子系统(如考试系统、评价系统、管理系统、资源库等)的配合支持下实现课堂教学功能。
2.2.1 教学工具
由学生点名、学生呼叫、学生发言、教师广播、师生会话、分组教学、交友工具、同声翻译、遥控辅导、屏幕广播、电子画笔、音视频播放、声音监听、屏幕监视、复读跟读、电子白板、随堂测验等功能模块组成,具有很强的交互性。
2.2.2 教学模式
教育部《大学英语课程教学要求》各高等学校要探索建立网络环境下的听说教学模式,直接在局域网或校园网上进行听说教学和训练。读写译课程的教学既可在课堂进行,也可在计算机网络环境下进行。数字语言学习系统要满足听说教学、听力教学、口语教学、阅读教学、写作教学和翻译教学等大学英语网络化教学模式的要求,设计出满足这些教学模式的必要教学环节和流程,其中包括课前准备(准备教学材料、备课、制作和上传课件)、学生预习、教师讲解、互动练习、测试评价和作业布置。
2.3 考试系统
教学评价是促进教学质量提高的重要手段,考试是评价的主要形式,因此考试系统在数字语言学习系统中占有重要地位。考试系统的功能模块包括随堂测试、水平测试、模拟考试、专项测试、网络化考试、试卷编辑、试题库、考试管理等。考试系统要有优质而题量充足的试题资源来支撑;要具有智能组卷功能;支持ABCD卷;试卷自动保存、上传、备份;机器阅卷或远程阅卷;自动统计分析成绩。这样的考试系统能够大大提高工作效率,减轻教师负担,并能及时反馈教学和学习情况,以便改进方法,调节进度。
网络化考试是一个新的概念,网络化考试可以进一步明确区分为机考和网考。机考基于局域网,其包括的内容很广泛:随堂测试、水平测试、专项测试、新大学英语四六级模考、考研英语模考等等都可以利用电脑考试答题。客观题机器阅卷,主观题人工阅卷。机考的优势是省去了印刷、装订、保存、分发试卷的繁琐工作,提高了工作效率。网考是指教育部于08年12月开始试行的大学英语网络化考试。网考基于广域网,有专门的题型:第一部分听力理解(25%),第二部分视听综合(40%),第三部分阅读理解(35%)。四六网考形式新颖,需要平时对学生进行模拟答题训练,使学生熟悉考试步骤、考试题型和答题方式,所以大学英语四六级网考模拟系统就成为数字语言学习系统中的一个必要的子系统。网考模拟系统是为了满足大学英语四六级网考模拟训练的需要。该系统应该具备的基本功能模块有网考试题库、模拟训练、模拟考试、试卷制作、试卷管理和阅卷评估。学生可以自主进行模拟考试训练,教师也可以组织集体模考。阅卷方式为客观题机器阅卷,主观题人工阅卷。学生能够查看自己的成绩、名次、试卷和试题分析。
2.4 管理系统
管理系统是大学英语网络教学平台的指挥中枢,是保障教学活动顺利进行和系统正常运转的重要工具。管理系统可以分为教学管理和系统管理。教学管理包括信息发布、课程管理、教师管理、学生信息管理、院系管理、年级管理、考务管理、评价管理等。系统管理包括计费管理、用户管理、栏目管理、资源管理、数据管理、文章评论管理、遥控管理等。依据信息技术手段打造智能化评价系统是数字语言学习系统建设的重要环节。评价系统要能够方便地设置评价的内容及权重,自动统计每一次评价的结果,期末汇总统计,自动生成结果,并导出excel表格。智能化评价系统可以大幅度增加形成性评价的可操作性,减轻教师们的工作量。
2.5 网络作业
网络作业就是教师利用语言学习系统发布文本的或音视频的作业内容。网络作业一般包括四项功能:布置作业、完成提交作业、批改作业和管理查询。与传统的口头或书面作业相比,网络作业具有方便查询、形式内容丰富多样和便于批改的优点。
2.6 资源库
资源库是语言学习材料的主要来源地,它能够丰富语言学习的内容,提高语言教学和学习的效率,是数字语言学习系统必不可少的组成部分。海量优质的学习资源、开放式设计、资源二次加工、远程更新、多级目录管理、权限设置是对资源库功能设计的要求。开放式设计是指教师能够参与资源库建设,用户按照自己的需要和设想建设自己的资源库。资源库的资源不应该是简单的网络化素材平移和堆积,应该根据教学和学习的需要对资源进行二次加工编辑,例如给文本资源配音频录音,便于学生跟读模仿;对教材的疑难点进行注释讲解,便于学生自学;视频资源配有字幕,可中英文转换,声文同步等。
2.7 互动平台
交互性是数字语言学习系统的一大优势。基于计算机和网络的交互方式有:人机交互、信息技术环境下的人际交互。人机交互包括人机互动和人机对话。人机互动就是学生通过操作计算机或利用网络学习,计算机或网络系统对于学习内容给予呈现、解答,或对测试结果给予反馈;另外还有人机情景对话、玩游戏学英语、词汇学习、句型学习、跟读复读等学习软件可以更好地实现人机互动。借助任意双向会话、电子白板、交友工具、论坛、博客、在线答疑等系统功能可以突破时间和空间限制,实现基于计算机和网络的人际交互。
3 结束语
教育信息化是教育发展的必然趋势。语言学习是一个互动性、实践性很强的过程,在汉语的环境下学习英语,信息技术是营造模拟互动语言学习环境的最好手段。虽然数字语言学习系统在国内的发展已经能够基本满足外语教学与学习的需要,但是在人机互动学习软件的开发、口语考试、英语网考、试题库建设等方面还需要进一步完善和发展。随着相关信息技术的不断进步,数字语言学习系统也会日益走向成熟,在将来的教育中必会愈加彰显其魅力。
参考文献
[1]教育部高等教育司.大学英语课程教学要求[M].北京:外语教学与研究出版社,2007.
数字化语言学习系统 第9篇
作为一种新兴的商业计算模型,云计算利用网络高速传输的能力,将数据处理的过程,从个人计算机或智能终端等客户端设备,移到网络上的服务器集群中,从而大大降低了对用户终端设备性能的依赖。随着互联网速度带宽的不断提高和掌上电脑、智能手机、上网本等个人智能终端的飞快普及,基于云计算的各种新型应用也开始不断涌现。
相比于传统的网络学习平台,基于云计算的数字化学习系统具有成本低、能实现真正意义上的移动学习[1]服务等优势,因此,研究建设基于云计算的数字化学习系统就显得尤其重要。
1 云计算的基本原理与特点
云计算的基本原理是[2],在互联网络中的服务器集群上运行用户所需的所有应用程序,而不需要运行在用户的个人电脑、智能手机、掌上电脑等终端设备上。用户所处理和使用的数据也不是保存在本地设备上,而是存储在互联网络上的数据中心里。云计算服务提供者为云计算用户提供足够强大的运算处理能力和足够大的数据存储空间,并且负责用户应用程序和数据的各种管理和维护工作。因此,用户终端的运算任务大大减少,性能要求大大降低,诸多复杂的运算、处理与存储功能都转移到终端背后的网络上去完成。用户可以通过各种终端设备,在任何时间和任何地点,连接到云计算平台,使用云计算服务,实现随需随用。
云计算服务既可以由公有云提供商提供,也可以是用户单位自行组建私有云实现云计算服务并自行管理云计算系统。目前,公有云提供商主要有谷歌、IBM、亚马逊、微软、雅虎、SalesForce等,其中以谷歌和亚马逊提供的公有云服务应用最广泛也最具有影响力[3]。
云计算服务的主要特点有[4]:超强计算能力;安全可靠而又灵活方便的数据存储;方便、快捷的云服务;瘦客户端;信息共享与数据一致性。
2 云计算数字化学习系统的优点
1)降低了系统的建设与拥有成本
传统的数字化学习系统需要高校投入大量的经费建设网络基础设施和计算机软硬件系统,而且计算机系统购置的是价格较为昂贵的、性能强劲的计算机系统。而采用云计算建设数字化学习系统,只需要购买价格便宜得多的计算机系统,甚至是使用价格低廉的智能手机、掌上电脑、上网本等移动终端设备。另外,在系统的软、硬件更新、升级和系统维护上,也可以节省大量的资金。这大大降低了学校建设数字化学习系统的总体拥有成本。
2)学生能真正实现移动学习
由于学生除可以使用电脑连接云学习系统外,也可以通过智能手机、上网本等移动终端使用云学习系统,真正实现移动学习:学生可以不受时间与空间的限制,利用一切闲暇时间随时随地自主学习,充分利用以往很难利用的闲暇时间;可以跟同时在线的老师或其它同学实时在线辅导答疑、交流讨论,也可以与不在线的老师或同学以留言和回帖的方式在各自方便的时候进行异步交互;学生之间可以随时分享各自的学习资料和学习心得。
3)教师可以为学生提供及时、有效的学习辅导,真正实现“以学生为中心、以教师为主导”的建构性学习。
在云学习系统中,教师可以充分利用以往很难利用的一些闲暇时间、“碎片”时间,随时随地为学生提供学习辅导。这是传统的网络学习系统无法做到的。这样就克服了使用传统学习系统时学生无法及时得到有效辅导而导致学习“卡壳”的问题,真正实现了“以学生为中心、以教师为主导”的建构性学习,学生学习行为更符合学习规律,学习也更有效果。
3 基于云计算的数字化学习系统的构建
3.1 云学习系统的系统模型
在云计算模式下,云学习系统由系统建设者和开发者进行构建、开发与维护,云学习系统的使用用户(包括学生、教师、学习系统管理员等)通过台式电脑、笔记本电脑、智能手机、掌上电脑、上网本等各种终端设备访问和使用云学习系统。因此,云学习系统包含用户、开发者、终端、云服务平台等部分。
3.2 云学习系统的构建
云学习系统是一个庞大而复杂的系统,我们采用计算机科学领域中广泛应用的系统科学方法和分层设计思想,将云学习系统划分为物理资源池、虚拟化服务层、基础设施服务层、平台服务层、云联邦服务平台、应用服务层等6个层,分层进行设计与构建。
1)物理资源池
物理资源是指云计算平台中支持计算机正常运行的一些硬件设备及技术,主要包括服务器,磁盘阵列、光盘塔、磁带机等存储设备,路由器、交换机、网络负载均衡等网络设备和防火墙、入侵检测系统等安全设备。
如果采用租用公有云或租用云服务提供商的基础设施服务(IaaS)的方式来建设云学习系统,则物理资源由公有云提供商或云服务提供商提供和维护。如果采用私有云的建设方案,则物理资源由高校自己投资建设。
2)虚拟化服务层(硬件即服务)
虚拟化服务将底层的硬件(包括服务器、存储设备、网络设备和安全设备等)全面虚拟化,建立一个可随需选用的资源共享的基础资源池,如计算池、存储池、数据库资源和网络池等。
3)基础设施服务层
基础设施服务层对应云计算的IaaS(基础设施即服务)服务模式,它将虚拟化服务层的基础资源以服务的形式出租给客户,为客户提供IT基础设施(包括服务器、存储、网络设备、网络安全设备等IT基础设施)。
基础设施服务可以由第三方云服务提供商提供,也可以由用户自己创建的云计算中心来提供。考虑到目前高校的信息系统绝大多数还是基于传统架构的,因此建议高校在建设信息系统时,应结合两种方式来提供运行信息系统所需的基础设施服务:即高校先以租用第三方云服务提供商的基础设施服务为主,同时构建自己的云计算中心来提供部分基础设施服务;在以后的建设中,逐步过渡到大部或全部由自己的云计算中心提供基础设施服务。
4)平台服务层
平台服务层对应云计算的PaaS(平台即服务)服务模式,它为用户提供应用软件开发环境、服务器平台、中间件、统一认证服务、计费服务、数据库、硬件资源、数据存储等服务。这些服务既可以直接面向用户,也可以通过一组Open API提供给用户。用户可以在云平台的基础架构上开发程序,并通过互联网将应用程序提供系统用户使用。如Google发布的Lively平台就提供开发三维虚拟社区的服务[5]。
如果是采用公有云来构建云学习系统,则由公有云提供商提供平台服务;如果采用私有云建设云学习系统,则需在自己的云计算中心上构建平台服务。
5)云联邦服务平台
云联邦服务平台用于实现跨云的服务集成,是实现私有云和公有云互操作并形成“统一云”的关键。它以Open API方式对外提供抽象化的应用服务。它可以将原有的本地应用系统、云计算应用服务以及第三方公共服务集成起来,以统一的服务接口提供给用户,从而构建高度集成的云学习系统平台,以统一的界面和操作方式为用户提供服务。
6)应用服务层
应用服务层对应云计算的SaaS(软件即服务)服务模式。该平台通过互联网直接面向终端用户提供应用软件服务。
应用服务既可以使用公有云的应用服务,也可以使用私有云提供的应用服务,或者是两者结合使用。由于目前公有云上提供云学习应用服务还很少,而且现有的云学习应用服务也很难真正满足各个不同单位的个性化的应用服务需求,因此应通过自己开发应用软件的方式为学生创建云学习应用软件服务。
3.3 云学习系统的功能设计
完整的云学习系统应包括用户与权限管理模块、教学模块和元数据(基础数据)维护模块三个功能模块。其中教学模块是最主要的功能模块。教学模块应该包含教学资源库(包括课件资源、实验教学资源、练习与试题库、工具软件、教学视频资源、扩展学习资料等)、学籍资料库、学习交流论坛、课程管理、作业管理、学习工具、教学效果反馈与评估、在线课堂和资源共享等子模块。
在云学习系统的生命周期中,经常会发生课程教学内容更新、教学大纲和教材变更、学生扩展学习兴趣变化等情况。为能适应上述变化,实现云学习系统的灵活扩展或重构,教学资源库的各种资源必须是积件式、“碎片化”的资源形式;同时,在线课堂应能随着课程资源的更新而相应自动更新。
4 结束语
作为下一代网络计算平台的核心技术,云计算提供了一种新兴的商业计算服务模式和信息系统架构模式。基于云计算建设数字化学习系统,不但可以大大降低建设和维护管理成本,还可以实现真正意义上的移动学习服务,使得“时时能学、处处可学、样样有学”的理想成为现实。基于云计算建设数字化学习系统将是高校教育信息化和信息系统建设的热点。
参考文献
[1]刘建设,李青,刘金梅.移动学习研究现状综述[J].电化教育研究,2007,(7).
[2]A.Weiss.Computing in the clouds[C].ACM netWorker,2007,11,11(4):16-25.
[3]王鹏.走近云计算[M].北京:人民邮电出版社,2009.
[4]陈全,邓倩妮.云计算及其关键技术[J].计算机应用,2009,(9).
VHDL语言与数字系统的设计 第10篇
1 VHDL的由来
VHDL是一项诞生于美国国防部所支持的研究计划, 目的是为了把电子电路的设计意义以文字或文件的方式保存下来, 以便其他人能轻易地了解电路的意义。
1985年完成第一版的硬件描述语言, 两年后 (1987) 成为IEEE标准, 即IEEE1076标准。1988年, 美国国防部规定所有官方的A-SIC设计都必须以VHDL为设计描述语言, 所以VHDL就渐渐成为工业界的标准。之后于1993年增修为众所周知的IEEE1164标准, 1996年, IEEE又将电路合成的标准程序与规格加入至VHDL硬件描述语言中, 成为IEEE1076.3标准。
2 VHDL语言的特点
VHDL语言能够成为标准化的硬件描述语言并获得广泛应用, 它自身必然具有很多其他硬件描述语言所不具备的优点, 归纳起来, VHDL语言主要具有以下的优点:
2.1 VHDL语言功能强大, 设计方式多样
VHDL语言具有强大的语言结构, 只需采用简单明确的VHDL语言程序就可以描述十分复杂的硬件电路。同时, 它还具有多层次的电路设计描述功能。此外, VHDL语言能够同时支持同步电路、异步电路和随机电路的设计, 这是其他硬件描述语言所不能比拟的。VHDL语言设计方法灵活多样, 既支持自顶向下的设计方式, 也支持自底向上的设计方法, 即支持模块化设计方法, 也支持层次化设计方法。
2.2 VHDL语言具有强大的硬件描述能力
VHDL语言具有多层次的电路设计描述功能, 既可描述系统级电路, 也可以描述门级电路;描述方式既可以采用行为描述、寄存器传输描述或者结构描述, 也可以采用三者的混合描述, 同时, VHDL语言也支持惯性延迟和传输延迟, 这样可以准确地建立硬件电路的模型。VHDL语言的强大描述能力还体现在他具有丰富的数据类型。VHDL语言既支持标准定义的数据类型, 也支持用户定义的数据类型, 这样会给硬件描述带来较大的自由度。
2.3 VHDL语言具有很强大的移植能力
VHDL语言很强大的移植能力主要体现在:对于同一个硬件电路的VHDL语言描述, 它可以从一个模拟器移植到另一个模拟器上, 从一个综合器移植到另一个综合器上或者从一个工作平台移植到另一个工作平台上去执行。
2.4 VHDL语言的设计描述与器件无关
采用VHDL语言描述硬件电路时, 设计人员并不需要首先考虑选择进行设计的器件。
2.5 VHDL语言程序易于共享和复用
VHDL的缺点:
1) VHDL语言有时不能准确地描述硬件电路;
2) VHDL语言的系统级抽象描述能力较差;
3) VHDL语言不能描述模拟电路。
3 IEEE1076标准对于基本逻辑模块的描述
该标准对于VHDL语言的符号和基本语法给予说明和注解, 概括如下:
标准库:ieee.std_logic_1164 ieee.std_logic_arith ieee.std_logic_s igne d
ieee.std_logic_uns igned
3.1 算术运算及类型
signed和unsigned
s igne d:有符号二进制数, 其最高位代表符号, ‘0’表示负数, ‘1’表示正数;
uns igne d:无符号二进制数, 仅表示除负数外的正数和‘0’。
算术及比较运算符:算术运算符:+、-、﹠;比较运算符:<、<=、>、>=、=;
3.2 逻辑运算符
AND, NAND, OR, NOR, XOR, XNOR, NOT。
3.3 组合逻辑语法
a.并行语句;b.顺序语句。
4 仿真软件
VHDL语言编写的程序输入完成后, 首先要经对编写程序进行编译, 通常采用的是美国Altera公司的MAX+PLUS2II开发软件, 经该软件中的Compiler编译器编译后, 若有任何信息、错误和警告, 都将在VHDL编译器窗口上提示, 可根据提示对设计进行修改。当程序编译通过时, 建网表、逻辑综合、适配、划分、时域分析、装配等均已自动完成, 并生成多个后续工作要用的文件。编译的成功表明已为所设计的项目建立了一个编程文件, 但还不能保证该设计在各种可能的情况下都有正确的响应, 因而编译通过后, 还必须用MAX+PLUSII的Sim ulator仿真器和Tim ing Analyze r工具分别进行功能仿真和时序仿真, 仿真是为了验证所编写的VHDL语言程序的功能是否正确。在MUX+PLUS的工具中仿真输入信号是通过波形编辑器生成*.s cf文件的。*.scf文件和编译生成的文件连接就可以实现程序的仿真。VHDL语言程序的仿真过程大致可以分生成仿真波形文件、仿真和定时分析3个步骤。若发现有问题, 则必须返回原设计进行修改。
在电子技术快速发展的今天, 电子产品越来越复杂, 设计周期越来越短。以前仅依靠个人经验进行设计已经很难满足要求, 只有进行标准化的模块设计才有可能摆脱低效率和重复性的工作, 而VHDL语言正是提供了这样一种强大有力的工具。同时CPLD器件由于其极佳的性能, 不断增加的密度以及可系统内编程等特点而不断得到发展。二者相辅相成, 必将电子设计推向一个新的时代。
参考文献
[1]卢毅.VHDL与数字电路设计[M].科学出版社, 2001.
数字化反应堆保护系统结构分析 第11篇
【关键词】保护系统；结构；反应堆
为提高核电站的安全性和经济性，采用数字化的仪表与控制系统是必然趋势。反应堆保护系统是仪表控制系统的重要组成部分，是反应堆稳定、可靠运行的重要保障。自上世纪70年代，核电发达国家已经开始了数字化反应堆保护系统的研究，并已投入核电站运行。随着计算机和网络通信技术的不断发展，国内也积极开展了数字化反应堆保护系统的的研究，结合数字化仪表与控制系统的一体化思想，并通过借鉴、吸收国外的成熟，设计出不同的反应堆保护系统。
反应堆保护系统是安全级系统，其功能是当其所监测的运行参数达到或超过安全限值时，紧急落棒停堆，必要时启动专设安全设施，保证核安全屏障的完整性，防止或减轻放射性物质对周围环境的释放。对任何一种反应堆保护系统，无论采取何种结构，都应满足上述要求。
一、反应堆保护系统的设计原则
（一）单一故障准则
单一故障准则是指要求某设备组合在其任何部位发生单一随机故障时，仍能够执行其正常功能。在该单一故障引起的所有继发性故障均视为单一故障不可分割的组成部分，该准则要求保护系统内单一故障或单次事件引起的多故障不应有损于系统的保护功能。
（二）独立性
保护系统独立于其他非安全系统，保护系统的输入/输出都是电气隔离的；保护系统内部的各个通道之间进行实体分离和电气隔离。
（三）冗余性
为了满足单一故障准则，提高反应堆的安全性，反应堆保护系统采用冗余设计技术。冗余设计一般包括安全监测通道的冗余，安去安全逻辑装置的冗余，逻辑系统的冗余，电源冗余等。
（四）多样性
多样性包括功能多样性和设备的多样性，对每个规定的反应堆假定始发事件尽量用不同的物理效应或不同的变量来监测。在某些条件下可用不同类型的设备来测量同一物理量，以便克服共因故障。
共因故障是指一些故障发生时，某单一事件能阻止多重的和类似的部件和设备按照设计的模式工作。
（五）故障安全准则
故障安全准则是在某系统中发生任何故障时仍能使该系统保持在安全状态的设计原则。
（六）可试验性和可维修性
保护系统的冗余度是为了使保护系统在发生一些故障之后还能成功的运行。然而，为了能发现和修理故障元件，以防止故障积累和因为该故障而发生的总的保护系统故障，保护系统需要定期的试验。试验的要求是必须能够发现第一个故障。保护系统的冗余性为在线测试提供了可能性。
二、保護系统的结构
反应堆紧急停堆系统的主要功能是打开停堆断路器，使控制棒插入堆芯从而完成停闭反应堆的功能。它包括从传感器/探测器到反应堆停堆断路器的所有设备，主要分为3部分：前端的传感器/探测器部分及信号采集与处理部分、中间的逻辑处理部分和末端的反应堆停堆断路器部分。
（一）典型的反应堆保护系统结构
典型的反应堆保护系统结构如图1所示（图中2oo3表示三个通道里面取两个，即“三取二”）。
图中每个参数采用三个传感器来测量，三个测量参数进行阈值比较后利用不同的“三取二”逻辑符合单元进行逻辑判断，再对这三个逻辑符合的输出进行“三取二”逻辑符合后生成通道级保护动作信号，最后由系统级“三取一”逻辑符合装置进行逻辑符合运算后生成系统级保护信号，触发保护动作。
该结构的优点是可以避免由于单个逻辑符合单元的故障导致保护系统动作，减少非安全故障概率，满足单一故障准则。缺点是在测量某个保护参数时，如果有两个及两个以上的传感器故障或信号波动，系统会产生保护动作信号。因此，系统的安全故障概率大。
这种典型的反应堆保护系统结构多用于实验堆或较早的动力堆，目前国内核电站大多已采用在此基础上进行了改进的保护系统。
图1 典型的反应堆保护系统结构
（二）国内常见的保护系统结构
为满足反应堆保护系统的设计准则要求，并具有高度的可靠性，国内核电厂普遍采用4个传感器/探测器监测同一个保护参数，4组停堆断路器以设定的组合方式执行紧急停堆功能的保护系统结构。
1.两系列的反应堆保护系统结构
两系列的反应堆保护系统结构如图2所示。图中四个通道（A、B、C、D）在实体上分离，电气上隔离，且采用不同的测量技术，满足独立性和多样性的要求。
图中每个通道同时对多个保护变量进行测量，每个通道对每个保护变量进行阈值比较后会有四个输出，每一个独立通道分别先对同一个保护变量进行“四取二”（或者“二取一”“三取二”）逻辑符合，再对不同的保护变量进行“N取1”逻辑运算，称为X、Y半逻辑运算。A、B两个通道的X、Y半逻辑运算进行“与”运算，C、D两个通道的X、Y半逻辑运算进行“与”运算，两个“与”运算的结果进行“或”运算后产生保护动作信号，触发保护系统动作。
目前采用此种保护系统结构的核电厂有大亚湾核电站、岭澳一期、岭澳二期等。
图2 两系列的反应堆保护系统结构
2.四通道的反应堆保护系统结构
四通道的反应堆保护系统结构如图3所示。和两系列的反应堆保护系统结构一样，四个通道（A、B、C、D）在实体上分离，电气上隔离，且采用不同的测量技术，满足独立性和多样性的要求。
每个通道同时对多个保护变量进行测量，每个通道对每个保护变量进行阈值比较后会有四个输出，每一个独立通道分别先对同一个保护变量进行“四取二”（或者“二取一”“三取二”）逻辑符合，再对不同的保护变量进行“N取1”逻辑运算，称为X、Y半逻辑运算。A、B、C、D四个通道的X、Y半逻辑后紧跟四个断路器，每一个半逻辑都可以输出一个通道级保护动作信号，最后由系统级的“四取二”逻辑符合装置进行逻辑运算后，生成系统级保护动作触发信号，触发保护系统动作。
目前采用此种保护系统结构的核电厂有红沿河、阳江、宁德、福清等。
图3 四通道的反应堆保护系统结构
总 结
与典型的反应堆保护系统结构相比，两系列和四通道的反应堆保护系统结构不但更好的满足单一故障准则，而且可以有效的降低系统的非安全故障概率，大大提高了系统的可靠性。
与两系列的反应堆保护系统相比，四通道反应堆保护系统由于增加了停堆断路器，成本较高，但可以实现断路器的在线检测、更换或定期试验，而并不影响反应堆的正常运行，因此在应用中更加方便。
参考文献：
[1] 李建. 核电站反应堆保护系统架构分析[ J].自动化仪表，2010，10：44-47.
[2] 肖鹏，周继翔，刘宏春. 反应堆保护系统结构与可靠性分析[ J].核动力工程，2013，07：179-183.
[3] 魏海峰. 核电站反应堆保护系统研究[ D].北京：华北电力大学控制与计算机工程学院，2013.
[4] 王华金，刘立新，李谢晋，许东方，周继翔. 核电站数字化反应堆保护系统研究[ J].核动力工程，2002，05：74-78.
作者简介：
数字化语言学习系统 第12篇
1 建设背景
目前我校建立了部分药物制剂生产车间 (例如散剂、颗粒剂、胶囊剂、片剂、丸剂等) , 但由于剂型有限, 不能完全满足实训教学需要;另外, 实训成本也很高, 原料、辅料的消耗, 甚至水、电成本都是不小的开支;还有实训所需时间较长, 例如制剂的清场就需要大量时间;加之目前我校班级人数较多, 在有限的实训条件下很难获得预期实训效果。而实训过程中大量的技能型知识, 都需要在扎实掌握理论的基础上, 通过一定时期严格的操作规范训练, 以及多次对非常规状况的应对和疑难问题的解决, 才能逐步掌握。因此, 传统的实践及实训教学方法较难满足药物制剂技术课程实训教学要求。
通过改革理论、实训教学, 利用现代信息化手段培养学生自主学习能力, 利用虚拟技术提高学生学习兴趣和实操能力, 并结合相应平台对理论、实训操作进行考核, 真正做到“教、学、做、评”一体化, 培养学生自主学习能力。
2 课程资源整合与建设
药物制剂技术是我校制药技术 (药物制剂) 专业的核心课程, 其目标是培养能够胜任药物制剂生产、制剂质量控制、车间GMP和班组管理等相关工作的一线高技能应用型专门人才。根据药品生产企业固体制剂片剂生产典型岗位, 按项目化方式进行分解。按照生产企业片剂制备工艺流程, 将工作岗位和工艺流程作为学习情景载体, 重构职业教育药物制剂技术课程片剂生产模块。将药物制剂技术、药物制剂设备、GMP实务3门专门化方向课程的片剂生产相关知识进行整合, 开发出按“模块→项目→任务”顺序、任务驱动、工学结合的药物制剂技术 (片剂生产) 一体化实训室的数字化课程。该课程避免了药物制剂技术课程内容中的工艺过程与药物制剂设备片剂的制药设备中工艺过程教学内容的重叠, 融入GMP相关内容, 使片剂生产成为一个完整的生产工艺流程, 具有连续性, 便于学生理解和掌握, 相对增加了片剂生产技术理论、实践教学课时, 使学生获得更多有关片剂生产的知识和技能[1]。
3 课堂教学资源建设
根据课程整合资源建成专业教学资源数据库, 该教学资源数据库包括药物制剂技术、药物制剂设备和GMP实务整合课程的固体制剂片剂生产过程中各任务 (粉碎、过筛、混合、制粒、压片和包衣) 的教学资源, 有课程介绍、课程标准 (理论和实践) 、教学案例、例题、作业/试卷、实验/实训/实习资源、文献资源、数字教材、电子教案、多媒体课件 (包括图片幻灯、原理Flash动画、录像视频解说等) 、教师教学视频资料 (含讲授和实操) 、虚拟仿真实训教学软件等教学资源。
4 虚拟实训仿真平台建设
虚拟现实技术打破时空限制, 除了为学生提供一种可在课堂和实训室中就能找到的虚拟环境外, 还可以再现特定环境。通过虚拟技术与真实岗位结合, 使学生不进工厂就能感受真实的药物制剂生产场景, 了解药物生产安全管理过程;此外, 可以通过错误操作产生的如产品不合格、设备损坏、人员受伤等视频提示, 进一步提高对安全生产的认识, 从整体上提升学生认知, 培养学生综合能力。人机交互, 可使学生置身于一个综合学习环境, 提高教学直观性, 改善教学效果。虚拟现实技术应用于实验实训教学可解决实操实训中危险大、费用高、小概率事件难以再现、个性化训导等问题[2]。
5 录播系统平台建设
录播系统平台建设开拓了学生网络学习途径, 不再受到时间、地点、教授人员、学生人数和实训设备的限制。该系统利用在教室安装的高清摄像机, 对教师授课场景进行全程无间断的自动跟踪智能拍摄, 并将其通过录播系统实时传输到学校的录播云平台上, 学生可以在教室或者课后通过在线学习系统平台观看直播课程, 在学习系统可以随时将不清楚的知识点提出来, 教师实时进行在线解答, 实现和教师的远程互动;课程结束后, 本次课程还会被制作成教学视频文件, 对相关知识点进行碎片化剪切, 供学生日后自主学习。在线课堂很好地解决了学生学习过程中学习资源、时间地点的限制, 实现了自主学习, 便于其有效掌握知识。
6 在线学习系统建设
学习支撑平台建设主要包括课件资源管理、网络交互视频/资源在线播放、课程学习、实践操作、交流讨论、答疑、作业布置/提交/检查、学习进度跟踪等。利用该平台可以进行实训操作试题和其他试题 (如单项选择题、多项选择题、判断题、配伍题、比较题, 题目或选项中可放入图片、声音、视频等多媒体资料) 的选择, 增加、删减、编辑题库。教师可以通过课程交流讨论、答疑、作业检查、学习进度跟踪等模块, 针对性地指导学生更深入地学习药物制剂技术 (片剂生产) 一体化实训室数字化课程的知识和技能, 理解、掌握固体制剂片剂生产原理与制备工艺流程。
7 改革成效
(1) 该系统对个人电脑的要求不高, 不仅给教师提供了理论与实践教学相结合的有力工具, 而且学生可以利用电脑开展自主学习。将原来复杂的、难以实现的现场讲解、演示、设备操作、故障排除, 委托给计算机, 利用电脑仿真的趣味性、可重复性与自主引导性, 增强学生学习兴趣, 提高教学效果。
(2) 该系统将虚拟现实技术与互联网技术的在线学习系统进行整合, 为实训在线学习系统的设计提供了新思路, 为学校其他专业课程的一体化实训室数字化课程学习系统开发提供了参考和借鉴。
(3) 该学习系统适用于国内及广东省医药类院校的制药技术及相关专业理论教学和实践教学及其考核, 弥补了有些院校无校内实训基地或基地设备陈旧、缺乏经费更新等不足。
摘要：在现有校园网络系统、多媒体教学系统基础上, 利用虚拟现实技术、互联网技术、数字技术, 整合药物制剂技术课程中固体制剂片剂生产实训教学素材, 建设创新型、综合化、能够有效提高教学质量的药物制剂技术 (片剂生产) 一体化实训室数字化课程学习系统, 以全方位评价学生实训效果, 最终实现本地、远程网络教学及模拟实践操作, 将理论教学与实践教学从空间、系统、信息上有机地融为一体。
关键词：数字化课程学习系统,药物制剂技术,实训室建设
参考文献
[1]杨俊涛, 邢志霞, 王文宝, 等.基于药物制剂实训车间的药学专业药物制剂方向实践教学改革与研究[J].卫生职业教育, 2014, 32 (7) :105-106.