时间:2023-02-17 23:29:37
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电子工程师论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
射频(RF)和微波微电子的封装是高频电子封装技术的最新发展,它吸引了大量电子工程师投身于电子封装和高频电子领域的研究,也吸引了学术研究者了解最先进技术在商业界应用的兴趣。它覆盖了热量管理、电气、射频、散热的设计与模拟,封装技术与加工方法以及其它相关射频、微波封装的领域。近10年来无线电技术取得了巨大的进展,同时高频技术的应用方兴未艾。2008年9月16-18日,国际微电子和封装协会(IMAPS)在美国加利福尼亚洲的圣地亚哥举办第一届射频与微波封装的高级技术专题讨论会,邀请30多名业界的顶尖人士做了射频、微波、毫米波和宽带封装等高级主题演讲,会议取得的效应远远超乎预期。
该书是这次会议的论文集,共选论文12篇,每篇论文独立成章。1.微波和毫米波频率封装的基本理论,介绍微波和毫米波频率的基本设计、交换性能和额外复杂性;2.低成本高带宽的毫米波引导线框封装,介绍一种新型中继馈线方法,使低成本高容量的封装理念可以应用到高频领域。这个方法影响了数字电子封装技术;3.微机电毫米波的聚合系统,介绍一种大批量生产毫米波无源器件的技术工艺;4.毫米波板上芯片的集成和封装,介绍板上芯片的集成与封装技术对毫米波电子学领域所带来的低成本效益,以及讨论了毫米波电路性能的若干特殊问题;5,射频液晶聚合物和毫米波的多层气密封装包与组件,提出x、K、Ka-频段的应用组件的薄膜液晶聚合物(LCP)表面安装封装技术;6.随身设备的射频、微波基板封装线路图,回顾随身设备的设计方案和材料,并讨论如何达到所需的封装密度和性能;7.陶瓷系统在射频和微波封装技术中的应用,展示出使用陶瓷材料和陶瓷制造工艺的优势,从而研发复杂性不断增长的多层结构;8.毫米波产品的低温共烧陶瓷(LTCC)层压材料波导,讨论复合材料波导,通过数值仿真的手段,解决材料问题并处理毫米波频率的内部连线有损耗和间隔时所产生的折衷问题;9.射频、微波应用组件的低温共烧陶瓷(LTCC)基片,展示关于射频、微波封装应用中的LTCC技术的计算机模拟和制造的最新进展,包括当前的LTCC制造技术、模块封装包、高带宽设计和集成天线的射频、微波系统的发展趋势;10.用于微电子封装的高散热陶瓷和复合材料,讨论散热复合材料的高级性能,包括纳米碳管、合成金刚石、做结构旋转后的氮化铝、氧化铍等;11.高性能微电子封装的散热片材料,回顾了射频、微波封装的散热材料的制造、应用和研发,包括传统的、第二代、第三代散热材料;12.氮化铝三维多芯片组件(A1N 3D MCM)的技术研究,回顾了射频、微波封装的氮化铝三维多芯片组件技术的最新发展,包括A1N高温共烧陶瓷(HTCC)工艺、钨贴片匹配、烧结温度分布图的影响以及其它实际设计和制造过程中的问题。
本书主要作者Ken Kuang等人是多年从事该领域研究、具有丰富经验的业内专家。他是国际微电子和封装协会(IMAPS)会员兼副主席、圣地亚哥分会的主席。他多次获得IMAPS的最佳会议论文奖、电子封装技术国际大会(ICEPT)的最佳研讨会论文奖、IMAPS的主席奖。2004年,他创办了Torrey Hills Technolo-gies,LLC公司。该公司迅速成长为美国INC500之列,是射频、微波封装产业的引领者。
本书反映了射频、微波微电子业界的近期研究成果和发展动态,是从业工程师了解行业最新技术和发展的必备指导书籍。
关键词:“3+1”创新教育;工程素质;实践课程
作者简介:洪远泉(1979-),男,广东五华人,广东韶关学院物理与机电工程学院,实验师;周永明(1963-),男,江西泰和人,广东韶关学院物理与机电工程学院,教授。(广东 韶关 512005)
基金项目:本文系广东省自然科学基金资助项目(项目编号:10451200501004408)、韶关学院第十三批教育教学改革研究项目(项目编号:SYJY20121338)的研究成果。
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)06-0039-01
韶关学院是地处广东粤北山区的地方应用型本科高等院校,跟传统的地方院校一样,电子专业在办学过程中,面临着办学资金不足、教学设备落后、师资整体水平不高、生源质量下降等一系列问题。为在现有的基础上提高学生的综合素质,培养学生的工程实践能力,满足企业对电子专业人才的要求,我们对电子专业的人才培养模式和课程体系进行一系列的改革实践,探索适合我们的应用型、创新型电子专业人才培养模式。2010年,电子系与广州周立功单片机有限公司合作,对2010级电子专业学生启动电子“3+1”创新教育模式。以校企合作的形式,由企业向学校的人才培养提供工程实践支持、设备支援、师资培训并参与学校的教学过程,学校根据企业对新世纪电子技术人才的要求,科学调整专业培养方案和课程体系,构建教与学、理论与实践、学校与企业紧密结合和全方位素质教育的人才培养体系。充分发挥学校与企业的各自长处,实现合作双赢的局面。
一、电子“3+1”创新教育模式简介
3+1”创新教育模式是广州周立功单片机有限公司与高校提出的新世纪电子专业创新型人才培养模式,旨在培养着眼于21世纪生产一线的、有电子工程素质的零适应期高校毕业生。
从时间角度看,“3”表示从大学一年级到大学三年级的学习时间,“1”表示大学四年级的学习时间。大学前三年完成电子工程师所需的基础知识与基本能力训练,后一年通过产学研的结合,培养工程实践能力,融会贯通所学知识,进行创新设计与实践,达到培养应用型人才的目的。通过教与学、理论与实践、学校与企业紧密结合的培养模式,实现全方位的素质教育。教学上,采用互动式、启发式、探讨式教学方式,提高学生学习的积极性、主动性,培养学生的自学能力和思考能力。[1]
二、“3+1”创新教育实践课程体系
创新教育实践课程体系是培养学生实践能力的基础。在现有的专业培养方案的基础上,结合企业提供的实验设备和企业对人才的要求,通过科学修改、优化组合,以培养学生专业学习兴趣、提高创新实践能力为目标,形成专业技能实践课程体系。通过删减一些内容,增加实践实训课程来合理安排每门课程的学时数,使得学生能够在理论学习中将实践结合起来,培养工程设计意识。“3+1”创新教育实践课程体系如下表1所示。
表1 “3+1”创新教育实践课程体系一览表
学期 实践课程与实践学时
第一学期 电子工艺:18学时,计算机应用基础:18学时
第二学期 电子线路CAD:18学时,数电实验:26学时
第三学期 数字电子技术设计:18学时,模电实验:28学时,物理实验:30学时
第四学期 模拟电子技术设计:18学时,高频电路实验:8学时
第五学期 单片机设计与制作:22学时,高频电路课程设计:16学时,EDA实验:8学时,嵌入式系统实验:12学时
第六学期 电子系统综合设计:36学时
第七、八学期 金工实习:2周,毕业设计:10周,专业实习:1周,毕业实习:12周
三、工程素质培养探索与实践
通过开设实训课程,加强学生的工程设计能力,提供工程素质,是电子“3+1”创新教育模式的一个重要举措。电子工程素质是衡量毕业生综合能力的重要指标。实践证明,工程素质高的毕业生在就业与升学方面比别的学生更有优势。实践实训课程采用由简单到复杂的晋级阶梯模式,一年级培养专业学习兴趣,二年级培养电路设计基础,三年级培养工程设计基础,四年级培养工程设计综合素质,层层深入,将一个对电子专业知识一片空白的大一新生培养成卓越的电子工程师。教学中,尽量选择大众学生能够接触得到的电子产品为实训内容,实现教学内容与电子产业新技术接轨,培养学生专业设计制作的兴趣。教学方式上,将理论与实践紧密结合,改革传统的实训课程讲完再做的模式,采取边讲变做与做了再讲相结合的模式,通过实训强化理论,将学生感觉抽象的电子元件、工艺技术、单元电路具体化,加强实训教学效果。
工程素质培养中,除了重视实践课程教学外,还重视对学生进行电子工程文档撰写能力培养。电子工程师的成长过程其实是经验积累的过程,好的经验是在实战中不断总结而成的。经验的总结离不开工程设计文档的收集、整理。在第一学期开设的“计算机应用基础”课程中,根据企业工程文档管理的要求,对工程文档的基本格式、撰写方法、电脑排版进行系统教授。并要求学生在完成每次的实验实训后,撰写规范的设计报告。[2-3]
四、“3+1”创新教育实施模式
“3+1”创新教育模式在实施过程中,将实验班、实验室、实践基地紧密结合,形成开放式教学管理模式。学生自愿报名加入实验班级,学校提供专门的实验室,并由学校和企业提供必要实验设备和器材,把实验室钥匙交给学生管理,形成开放式实践教育基地。每个学生在实验室有固定的位置,配置电脑、电源、信号发生器、示波器和各类开放板。在实验班中,学生自主管理,建立班级管理制度,管理班级成员的学习和生活,对于违反班级管理制度的学生及时进行警告,严重者进行淘汰。通过开放式的实践基地,结合创新教育课程体系,班级成员利用课余时间进行各项学习活动。通过每天的集体晨跑活动,培养学生的团队意识和耐力。组织每天一讲活动,促使学生总结一天的学习,并进行学习经验交流。通过周末论坛、英语演讲等活动,培养学生的演讲表达能力,提高综合素质。[1]
五、总结
韶关学院电子“3+1”创新教育模式自2010年实施以来,经过3年的探索与实践,主要取得了如下的成绩。
1.学科竞赛
在2011与2013年全国大学生电子设计竞赛和2012年广东省大学生电子设计竞赛中,电子专业学生获得省级一等奖4项,二等奖3项,三等奖6项。每年的校级大学生专业技能竞赛中,电子专业全体学生都积极参与,并上交作品,获得学校的奖励。
2.学生科研项目
电子专业学生在申请大学生创新创业项目和创新科研项目中,获得了国家级项目1项,省级项目5项,校级项目15项,累计科研经费达8万元。科研项目数量在学校名列前茅。
3.考研与就业
近2年来,我系共有9名学生考上“985”或者“211”院校的研究生。尤其是2009届电子专业毕业生考研录取率达到了6%。就业率连续3年保持100%。这些成绩,对新升格本科不久的地方高校来说,是很不容易的。
电子“3+1”创新教育模式虽然取得了一定的成绩,但在实践过程中,由于学校和企业的投入力度不够大,实验设备不足,师资整体水平不高,学生之间能力差异大等原因,导致部分学生无法完成学习任务,中途退出。在今后工作中,我们应当尽力克服这些缺点,给学生提供更好的创新教育平台,提高学生的创新能力、工程素质。
参考文献:
[1]周永明.新增地方本科院校电子专业“3+1”创新教育模式探讨[C].中国高等学校电子教育学会第二十四届年会论文,三亚,2009.
关键词:测控技术与仪器;CDIO;人才培养
作者简介:张广明(1965-),男,江苏江都人,南京工业大学自动化与电气工程学院院长,教授。(江苏 南京 211816)
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)07-0056-03
随着信息工业和国民经济的发展,对高层次人才培养提出了新的要求。测控技术与仪器专业知识面覆盖广,强调动手能力和逻辑思维能力。从教学的经验来看,测控专业的学生需要加强实践环节培养。CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的成果,以构思、设计、实施、运行为工程教育理念和实施体系,其教育模式提出了具有可操作性的能力培养、全面实施及检验测评的标准。本文以测控专业的培养目标为依据,按照CDIO的模式构建一体化的专业人才培养模式,有效地提高了学生的实践能力,同时对工科应用型人才培养起到了良好的指导作用。
一、专业现状及要求
1.社会对专业人才需求的趋势
(1)社会对本专业人才需求的趋势。仪器科学与技术学科是信息产业的重要组成部分,是信息工业的源头,也是信息技术中的关键技术,涉及数据采集、信号传输、信号处理、自动控制等测控过程。进入21世纪以来,随着计算机技术、软件技术、微纳米技术的发展,测控与仪表技术呈现出虚拟化、网络化和微型化的发展趋势。测控技术与仪器专业涉及国民经济各部门,是应用十分广泛的专业,人才需求旺盛。随着以电子技术、信息技术和生物技术为代表的知识经济的发展,对测控技术与仪器学科专业的人才需求将进一步增加。南京工业大学测控技术与仪器专业于2002年首次招生,依托机电专业学科群,以信息测量、信息控制为重点,以化工过程分析仪器设计和虚拟仪器设计为特色,具有较扎实的学科基础。同时测控技术与仪器专业毕业生的一次就业率近年来呈现逐年提高的趋势。
(2)国内高校同类专业的发展状况及趋势。目前,我国已有近200所高校设有测控技术与仪器专业。由于各学校原来的相关专业情况不同,现有的办学条件、专业规模以及教学水平也各不相同。一些 985 所属高校该专业办学时间长,办学实力雄厚。如:天津大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、清华大学、上海交通大学、南京大学、南京理工大学等。各个学校服务的对象不同,如北京航空航天大学偏重于航空领域,长春理工大学偏重于光学领域,成都理工大学偏重于电子技术及核技术等。所以国内各高校测控专业在专业方向、课程设置、实践内容等方面的设置存在着很大差异。
(3)本校测控专业现状及社会对专业人才的需求。南京工业大学测控专业办学时间较短,目前办学实力不及以上各高校,但依托化工行业,办学特色鲜明。从各高校的招生情况看,近几年测控专业的学生构成并不理想,主要原因是该专业的社会认知度不高。但测控专业涉及面广、需求量大,各高校的就业率普遍较高,出现了分配热的局面。所以加强测控专业人才培养是培养高素质工科人才的质量需求,也反映了工程师所应具有的能力和素质。
2.现行培养模式
目前高校提出了很多新型培养模式。有以培养卓越工程师为目标,依照国家和行业的培养标准,以工学交替为手段的“有创意、能创新、善创业”的人才培养模式;建设“高水平”、“双师型”、科研能力强、工程经验丰富、教育教学水平高的师资队伍;以企业需求为导向,以项目需求为载体,修订教学内容,采用“导师负责制”,鼓励吸引优秀本科生参与课题和项目;探索启发式、探究式、讨论式、互动参与教学模式;“以学生为中心”进行教学改革等等。这些对于本科生的培养模式改革、提升测控专业的学生就业竞争力起到了一定的作用,但这一方面仍是“通识教育”;另一方面,进行的一系列教学改革系统性差,目标不清晰,没有形成可持续发展机制。CDIO模式则有所侧重,对于本专业不同层次人才会有不同的侧重点。本文对基于CDIO模式的测控技术与仪器专业集成化设计教学方案进行探讨。
二、CDIO模式简介
CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面。大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标,包含12条标准与4种能力大纲。如表1所示。
基于CDIO的专业建设内容的主要任务有:
(1)人才培养方案:基于标准2(CDIO的教学目标结果)和标准3(集成化的课程设置)。
(2)教学管理制度:基于标准1(CDIO关联原则)和标准6(CDIO的工作环境)。
(3)教学资源建设:创建高校与行业企业联合培养人才的新机制、基于标准9(教师CDIO能力)和标准10(教师教学能力)。
(4)教学方式和方法:基于标准5(设计制作实践)、标准7(集成化学习过程)、标准8(主动学习)和标准12(CDIO项目评价)。
(5)学习效果评价:基于标准11(学生CDIO能力评价)。
CDIO原则就是把工程师职场环境作为工程教育环境,基于CDIO模式进行专业建设不是强调“内容”,是环境中的“关联”;培养“做事”和“做成事”的能力,学以求知、致用、共处、做人。
根据CDIO原则制订的测控专业的集成式、一体化人才培养模式主要包含三个方面的内容:一是专业目标为细化、可落实、可观测的目标,每一门课程可根据课程描述提炼专业目标。二是根据信息技术领域对人才的质量需求,把电子工程师职场环境作为工程教育环境,培养具有五种能力的高素质的优秀工科人才:获取知识(自学)、运用知识(解决问题)、共享知识(团队合作)、发现知识(创新)、传播知识(交流沟通)。并以此为专业理念制订培养计划。三是培养计划设置包括专业设置和课程大纲及课程描述,每一门课程根据知识点设置专业目标。
三、基于CDIO的测控技术与仪器专业集成化专业设计方案
1.课程设置与培养目标集成化教学设计
与传统的学科导向课程体系不同,集成化课程体系以学科为主,把项目穿插其中;教师之间团队合作,分工协调,实习、项目开发与授课穿行。
(1)以电子实习为起点,以测控技术概论为导向,将学生引入嵌入式系统世界,焊接实际的单片机开发平台,培养学生电子设计的兴趣,提高他们的动手能力。
(2)以嵌入式系统三门课程为主线,聘用具有工程背景的教授授课,系统地培训单片机、嵌入式系统、片上操作系统知识,没有照本宣科。课程全部采用案例教学,每堂课要求每个学生在单片机开发平台上分析2个案例并进行修改,以达到灵活运用的目的。一门课程对应一个实习,每个实习完成12个简单项目。
(3)最后将分析仪器设计、智能仪器设计、虚拟仪器设计三门课程作为课程体系的最终三大设计任务,将理论学习与工程实践集成在这三门课程的课程设计中。
本课程体系共包含三门课程、三个实习,不少于24项实训项目。分成6大模块,可根据需要自下而上进行组合,满足不同层次、不同级别的教学、科研需求。
学生主动学习,动脑动手,全部课程体系结束后可成为适应现代社会需求、具有扎实的理论基础、丰富的电子知识和具有良好的电子电路分析和设计能力的电子工程师。
基于集成化的教学设计、一体化专业设计的思想进行课程设置的培养目标设计。本专业的培养目标为以光、机、电、计算机、化工分析一体化为特色,培养在信息技术领域(计量、测试、控制工程、智能仪器仪表、计算机软件和硬件等高新技术领域)具有扎实的新型嵌入式系统软硬件设计能力,具有研究、设计、制造、应用、维护、管理现代仪器仪表和测控技术装备的能力,具有多元人文背景,有道德、善学习、勤思考、重实践、富有创新意识、团队合作精神和敬业精神的“研究开发型”和“工程应用型”技术人才。
为使课程设计与培养目标一致,首先根据专业目的、专业理念设计教学计划,根据教学计划完成专业设计矩阵和相关课程描述,并编写课程大纲。同时,以专业目标为核心对专业设计矩阵和设计的课程进行完善和补充,形成一体化专业设计方案。如图1所示。
2.基于CDIO模式的课程知识能力矩阵和课程体系方案
根据课程目标制订了专业设计矩阵,指明了课程与专业目标的对应关系,使得学生在每门课程修完之后都会获取一定的知识,提升相应的能力。
由表2可看出,在入学初期以概论引导和基础理论学习为主,旨在将学生的思维和学习方式从高中阶段转变过来;学习中期以专业基础培训为主、兴趣导引为辅,一方面为进入专业学习打基础,另一方面有目的地培养学生的专业方向;本科学习后期,主要进行工程实训和大型的专业设计课程,为就业和进一步深造做好准备。整个课程内容和开课时间按照CDIO模式进行设计、分配,合理、高效地利用学生的全部学习时间。
图2为测控专业培养计划与课程体系鱼骨图,体现了课程体系在四年大学教育中的培养进程,主干课程和辅助课程的关系一目了然,有助于师生在教学过程养成课程体系观念,形成系统的培训思维。
3.建立持续改进机制,解读CDIO标准
集成化教学设计的基本要求为课程设计、教学方法、学习方法、考核方法与培养目标一致,并能够持续改进,从而建立了图3所示的集成化教学设计方案,实现了可持续发展。
测控专业基于CDIO模式的教学改革实行过程中注意了以下几点:
(1)强调环境和关联,提供各种机会而不是增加学习内容。以案例、项目式教学方式把电子工程师职场环境作为工程教育环境:课堂的案例教学强调CDIO作为工程教育的环境,而不是作为工程教育的“内容”;通过参与科研项目,培养学生的知识交流能力、团队配合能力等,实现手段是实践、重复、反馈的方式,而不是单纯的讲授。
(2)能力与素质培养。培养实际的工程能力不是“软能力”,交流和团队工作需要技术知识的应用和表达,所以技术交流能力、团队工作能力、解决问题的能力、职业道德等都属于工程能力。课堂教学一段时间后集中进行学习和培训,而不是附加能力课程,重点培养“做事”和“做成事”的能力,而非某一门课程知识,强调知识的运用而非知识本身。在实践中锻炼个人,人际、产品、过程和系统构建能力是应用、表达技术知识的方法。工程能力是在这样的技术环境中培养的。因此针对测控专业不同层次人才培养,CDIO更侧重于嵌入式系统工程师的培养。
4.教学管理改革和教学团队建设
在现有学校和学院教学管理制度的基础上,为实现基于CDIO模式的教学改革,创建以学生为中心的教学管理改革模式并且有效利用现有机制。
首先,打造双师型教师。对教师的基本要求是:具有较高的文化和专业理论水平,有较强的教学、科研能力和素质;有广博的专业基础知识、熟练的专业实践技能、一定的组织生产经营和科技推广能力及指导学生创业的能力和素质。
其次,培养专业带头人与骨干教师,建立新型教学模式管理制度、监控制度。并对教有所成和学有所成的师生采取一定的激励措施。
最后,充分发挥现有测控专业教师的主动性,有效利用工科院校优质师资,联合企业工程技术高级人才,在教学和科研上将理念与实际紧密融合,聘用实际工程经验丰富的授课教师,通过学科的横向拓展和纵向深入实现综合创新。
5.教学内容、方式和方法改革
在授课方式上,以信息传递为主,经验授课为辅。围绕嵌入式系统的专业知识,确定了“嵌入式工程师”的主要培养方向,在课程内容建设和人才培养的各个环节狠下功夫,着重实施了以下措施:
(1)授课环境的改革。体系内的课程全部在实训中心授课。为保证授课效果,人数不得超过80人。学生人手一台电脑、一套学习开发系统,具有丰富实践经验的教师将讲授的全部例题当堂演示,学生当堂实验,有问题现场解决,真正做到了听讲、练习、疑难解答一体化。学生课后也可以使用开发系统自行练习、设计、开发。
(2)授课内容的更新。授课内容精挑细选,自下而上,由浅入深,将学生从普通的电子爱好者培养成经验丰富的电子工程师。首先,电子实习焊接的开发板根据单片机授课内容自行开发;其次,授课过程中的所有实例自行开发设计,且全部在开发板调试通过,示例代码注释详尽,说明文档参考资料丰富、可靠,方便学生自学;最后,在单片机实习和嵌入式系统实习中,要求完成实训项目结合工程项目实践,极大调动了学生的积极性,提高了学生的动手能力。
(3)专业实验室建设。依托中央与地方共建项目新建和改建了4个专业实验室,其中包括1个实训中心和虚拟仪器实验室、传感器技术实验室、智能工业检测技术实验室。
四、测控技术与仪器专业教学改革总结
针对测控专业学生的系统学习采用基于CDIO模式的集成式、一体化人才培养模式,将工程项目生命全周期引入工程教育环境;结合工程实践,既开展通识教育,又培养了学生运用知识和发现知识的能力。具体措施有:学生边学边做,在课堂内外进行实践;做中促学,学生产生问题现场解决;实验、实习创新,积极引导学生的创新思维,参加各类竞赛和项目;以项目引导学生,培养学生的创新实践能力。
测控专业学生培养模式改革已实施一年,培养本科生近120名,参与各类学科竞赛约20项,参与科研课题45项,撰写论文5篇,发表专利3项,获得省级以上奖励8项,参与的课题和项目涉及嵌入式系统、虚拟仪器、智能仪器、分析仪器、过程控制、电气控制等领域,培养的毕业生的就业前景普遍好于往届毕业生,获得了用人单位和校内师生的一致好评。
参考文献:
[1]李坚强,王志强,薛丽萍.基于CDIO模式的嵌入式系统教学研究与探讨[J].计算机教育,2010,(12):122-125.
[2]王亚良,张烨,陈勇,等.基于CDIO的实验项目开发与实践[J].实验技术与管理,2010,(2):119-122.
[3]陈春林,朱张青.基于CDIO教育理念的工程学科教育改革与实践[J].教育与现代化,2010,(1):67-69.
[4]严国志.基于电气工程专业的ARM嵌入式系统教学研究[J].电气电子教学学报,2010,(2):11-13.
[5]李宁,宋薇,库少平.项目化嵌入式教学方法研究[J].单片机与嵌入式系统应用,2010,(2):5-7.
语音信号分析是语音信号处理的前提和基础,只有分析出可表示语音信号本质特性的参数,才有可能利用这些参数进行高效的语音通信、语音合成和语音识别等处理。
(l)时域分析方法
语音信号的时域分析就是分析和提取语音信号的时域参数,是一种比较直观的分析方法。时域分析通常用于最基本的参数分析及应用,如语音的分割、预处理与分类等,其实现简单、运算量也较小。
(2)频域分析方法
从广义上讲,语音信号的频域分析包括语音信号的频谱、功率谱、倒频谱、频谱包络分析等。常用的频域分析方法包括傅立叶变换法等。因为语音信号是一个非平稳过程,因此适用于周期、非瞬变或平稳随机信号的标准傅立叶变换不能用来直接分析,而应该用短时傅立叶变换进行频谱分析,相应的频谱称为“短时谱”。
(3)同态分析
同态分析实现了将卷积关系变换为求和关系的分离处理,即解卷。对语音信号进行解卷,可将语音信号的声门激励信息及声道响应信息分离开来,从而求得声道共振特征和基音周期,用于语音编码、合成与识别等。
(4)线性预测分析
线性预测分析的基本思想是:由于语音样点之间存在相关性,所以可以用过去的样点值来预测现在或未来的样点值,即一个语音的抽样能够用过去若干个语音抽样或它们的线性组合来逼近。通过使实际语音抽样和线性预测抽样之间的误差在某个准则下达到最小值来决定唯一的一组预测系数。现代语音编码的声道模型参数估计大多都基于线性预测分析方法。
二、语音预处理模块分析
实用语音预处理系统主要包括噪声消除系统、电平控制系统和回声控制系统等。噪声消除系统的作用是检测并降低语音信号中的背景噪声,提高语音的纯净度;电平控制系统则能稳定信号传输电平,使双端或多端语音的音强与音质维持在一定的水平上;回声控制系统则针对扩声系统中回声所引起的正反馈放大现象,采用自适应滤波等方法进行回声对消,也起到提高语音纯净度的作用。
下面介绍语音预处理的几个重要模块。
2.1自动电平控制
对于经过通信传输或者放大系统的语音信号幅度经常发生很大波动这种现象,ALC系统通过实现一种优化语音信号电平的方法,提高语音质量。自动电平控制(Automatic Level Control,ALC)与自动增益控制都是为了把信号电平调整至最优值,但前者主要用于语音信号处理上;传统AGC则是连续地调整系统增益以控制传输信号幅度。
ALC系统是建立在语音激活检测(VAD)基础上的实时调整语音信号电平的技术。首先,根据语音信号的短时平稳性,将语音信号分段处理。利用语音帧之间的相关性,计算出当前帧与相邻帧的长时功率值,再与预设值作比较得到增益值,用这个值调整当前帧的电平。由于人的语音信号是不连续的,存在非语音帧的情况。如果不考虑语音帧和静音帧的分类,直接计算增益值,就会将噪音信号帧作为参考计算进去。但背景噪音与语音信号间没有必然的相关性,这样直接计算反而会引起语音信号的不稳定。
所以在自动增益控制之前加一个VAD检测部分,先将语音信号分成两类,语音帧和静音帧。再以归类为语音帧的信号作为参考计算长时功率值与一个标准值进行比较调整。如果遇到静音帧则可忽略,利用其前一个语音帧作为下一个语音帧的调整参数。调整趋势图如图1,结构图如图2。
参考文献
[1] 王炳锡.变速率语音编码.西安:西安电子科技大学出版社,2004.
[2] 陈克安,曾向阳,李海英编著.声学测量.科学出版社,2005.
[3] 刘海滨.非平稳环境下基于人耳听觉掩蔽特性的语音增强,信号处理,vol.19,No.4,2003.
这个身材清癯、头发花白的老人看起来十分平凡,然而他一生的经历却比电影中的情节还要跌宕起伏。
孤独的天才
纳什1928年出生在美国西弗吉尼亚州工业城布鲁菲尔德的一个富裕家庭。他的父亲是受过良好教育的电子工程师,母亲是拉丁语教师。纳什从小就很孤僻,他宁愿钻在书堆里,也不愿出去和同龄的孩子玩耍。那个时候,纳什的数学成绩并不好,小学老师常常向他的家长抱怨纳什的数学有问题,因为他常常使用一些奇特的解题方法。到了中学,这种情况就更加频繁了,老师在黑板上演算了整个黑板的习题,纳什只用简单的几步就能解出答案。
中学毕业后,纳什进入了匹兹堡的卡耐基技术学院化学工程系。1948年,大学三年级的纳什同时被哈佛、普林斯顿、芝加哥和密执安大学录取,而普林斯顿大学则表现得更加热情。当时的普林斯顿已经成了全世界的数学中心,爱因斯坦等世界级大师均云集于此。在普林斯顿自由的学术空气里,纳什如鱼得水,他21岁博士毕业,不到30岁就已经闻名遐迩。1958年,纳什因其在数学领域的优异工作被美国《财富》杂志评为新一代天才数学家中最杰出的人物。
纳什最重要的理论就是现在广泛出现在经济学教科书上的“纳什均衡”,也叫非合作均衡。“纳什均衡”是他21岁博士毕业的论文,也奠定了数十年后他获得诺贝尔经济学奖的基础。
那时的纳什“就像天神一样英俊”,1.85米的个子,体重接近77公斤,手指修长、优雅,双手柔软、漂亮,还有一张英国贵族的容貌。他的才华和个人魅力吸引了一个漂亮的女生――艾里西亚,她是当时麻省理工学院物理系仅有的两名女生之一。1957年,他们结婚了。其后漫长的岁月证明,这也许正是纳什一生中比获得诺贝尔奖更重要的事情。
纳什因为喜欢独来独往,喜欢解决折磨人的数学问题而被人们称为“孤独的天才”。他不是一个善于为人处世并受大多数人欢迎的人,他有着天才们常有的骄傲、以自我为中心的毛病。同辈人大都认为他不可理喻,说他“孤僻,傲慢,无情,幽灵一般,古怪,沉醉于自己的隐秘世界,根本不能理解别人操心的世俗事务”。
普林斯顿的幽灵
1958年的秋天,正当艾里西亚半惊半喜地发现自己怀孕时,纳什却为自己的未来满怀心事,越来越不安。系主任马丁已答应在那年冬天给他永久教职,但是纳什却出现了各种稀奇古怪的行为:他担心被征兵入伍而毁了自己的数学创造力;他梦想成立一个世界政府;他认为《纽约时报》上每一个字母都隐含着神秘的意义,而只有他才能读懂其中的寓意;他认为世界上的一切都可以用一个数学公式表达;他给联合国写信,跑到华盛顿给每个国家的大使馆投递信件,要求各国使馆支持他成立世界政府的想法;他迷上了法语,甚至要用法语写数学论文,他认为语言与数学有神秘的关联……
终于,在孩子出生之前,纳什被送进了精神病医院。
几年后,因为艾里西亚无法忍受在纳什的阴影下生活,他们离婚了。但是她并没有放弃纳什。离婚以后,艾里西亚再也没有结婚,她依靠自己作为电脑程序员的微薄收入和亲友的接济,继续照料前夫和他们惟一的儿子。她坚持纳什应该留在普林斯顿,因为如果一个人行为古怪,在别的地方会被当作疯子,而在普林斯顿这个广纳天才的地方,人们会充满爱心地想,他可能是一个天才。
于是,在上世纪70和80年代,普林斯顿大学的校园里总能看见一个非常奇特、消瘦而沉默的男人在徘徊。他穿着紫色的拖鞋,偶尔在黑板上写下数字命理学的论题。人们称他为“幽灵”,人们知道这个“幽灵”是一个数学天才,只是突然发疯了。如果有人敢抱怨纳什在附近徘徊使人不自在的话,他会立即受到警告:“你这辈子都不可能成为像他那样杰出的数学家!”
正当纳什本人处于梦境一般的精神状态时,他的名字开始出现在70年代和80年代的经济学课本、进化生物学论文、政治学专著和数学期刊的各领域中。他的名字已经成为经济学或数学的一个名词,如“纳什均衡”、“纳什谈判解”、“纳什程序”、“德乔治-纳什结果”、“纳什嵌入”和“纳什破裂”等。
传奇仍在继续
有人说,站在金字塔尖上的科学家都有一个异常孤独的大脑,纳什发疯是因为他太孤独了。但是,纳什在发疯之后却并不孤独,他的妻子、朋友和同事们没有抛弃他,而是不遗余力地帮助他,挽救他,试图把他拉出疾病的深渊。
尽管纳什决心辞去麻省理工学院教授的职位,但他的同事和上司还是设法为他保全了保险。他的同事听说他被关进了精神病医院,就给当时美国著名的精神病学专家打电话说:“为了国家利益,必须竭尽所能将纳什教授复原为那个富有创造精神的人。”越来越多的人聚集到纳什的身边,他们设立了一个资助纳什治疗的基金,并在美国数学会发起一个募捐活动。对于普林斯顿大学为他做的一切,纳什在清醒后表示:“我在这里得到庇护,因此没有变得无家可归。”
守得云开见月明,妻子和朋友的关爱终于得到了回报。80年代末的一个清晨,当普里斯顿高等研究院的戴森教授像平常一样向纳什道早安时,纳什回答说:“我看见你的女儿今天又上了电视。”从来没有听到过纳什说话的戴森仍然记得当时的震惊,他说:“我觉得最奇妙的还是这个缓慢的苏醒,渐渐地他就越来越清醒,还没有任何人曾经像他这样清醒过来。”
纳什渐渐康复,从疯癫中苏醒,而他的苏醒似乎是为了迎接他生命中的一件大事:荣获诺贝尔经济学奖。当1994年瑞典国王宣布年度诺贝尔经济学奖的获得者是约翰・纳什时,数学圈里的许多人惊叹的是:原来纳什还活着!
纳什没有因为获得了诺贝尔奖就放弃他的研究。在诺贝尔奖得主自传中,他写道:从统计学看来,没有任何一个已经66岁的数学家或科学家能通过持续的研究工作,在他或她以前的成就基础上更进一步。但是,我仍然继续努力尝试。由于出现了长达25年部分不真实的思维,相当于提供了某种假期,我的情况可能并不符合常规。因此,我希望通过目前的研究或以后出现的任何新鲜想法,取得一些有价值的成果。”
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申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。 王润声(右)在美国接受IEEE奖项并与电子器件协会(EDS)主席合影
2013年,美国IEEE电子器件青年科学家奖(IEEE EDS Early Career Award)公布获奖名单,一位中国青年学者的名字出现在其中,他就是北京大学信息科学技术学院副教授王润声。
IEEE(电气电子工程师协会)有五十多年历史。多年来,该协会一直致力于推动电子和信息技术在理论发展和应用方面的进步,它被认为是科技革新的催化剂,也是太空、计算机、生物医学、电气及电子工程领域的权威组织。
经过了推荐、提名、网评、专家讨论等考核环节后,王润声成为IEEE该奖项历史上首位来自非美国机构的获奖者。“学校和实验室的平台好,加上近期国家对科研项目的支持力度很大,甚至一些美国同行也都羡慕我们。”王润声说,“只要平台是良性发展的、机制是不断完善的,换作其他科学家,也一样能取得成果、获得奖励。”
在王润声尚年轻的学术生涯中,IEEE电子器件青年科学家奖是重要节点,直接促使他在半导体新器件研究领域的地位更加令人关注。对于这个风华正茂的年轻学者来说,一场在晶体管研究领域的漫长巡礼才刚刚开始。
北大人的成长
王润声是北大“土著”,从小成绩优秀,是令人艳羡的“别人家的孩子”。起初,王润声的兴趣是物理学,但当年北大物理系在安徽不招收高考生,考虑到当时物理系与微电子系有部分课程交叉共享,王润声因此认为,由微电子专业转向物理专业应该“比较容易”。凭借这个朴素的判断,王润声憧憬着一个物理学家的梦,成了北京大学2001级微电子专业的学生。然而,此后一直到他读博乃至后来成为北大老师,他却都没有再换专业,反倒在微电子的路上越走越远。
王润声是他这一代青年科学家成长之路的典型代表:少了许多国家计划层面的约束,基本可以轻松自由地选择发展方向。他聪明,兴趣广,喜欢对新鲜事物跃跃欲试。在北大,他担任了一年的乒乓球协会会长,后来又加入了学校网球队。这时,王润声常常思考的问题是,“我的专业究竟有什么用?未来有什么发展?”那是青年学子一个迷茫善变的阶段,他的目标不再局限于转战物理专业,还专门用了大半年时间跑到中文系听课,甚至还打算考到中文系读研。他困惑于选择,思考一条最适合自己的专业之路。
回忆起那段日子,王润声说,人之所以对一件事情感兴趣,也许是因为不用面对任何压力,可以自由地做,因为你不必依赖这些有创造性的业余爱好来谋生。但是,如果把兴趣变成工作,你的爱好受到了物质刺激,也许会发现自己逐渐不那么喜欢做这些事了。爱好也不再是用来放松头脑的富有创造性的追求,它变成了养家糊口的工具。而这些压力最终会充满抱怨与不满,最后你会发现自己不但没有工作好,还失去了一个爱好。正如麦克劳德告诫我们的:不要把自己在闲暇时的消遣变成从早八点到晚五点要做的正常工作。经过一番深思熟虑,王润声彻底打消了转专业的念头,继续学习微电子学。
2005年,王润声获推免资格,成为北大微电子专业硕士生。王润声的导师、时任系主任的黄如教授是微纳电子学领域的权威学者。在她的影响和指导下,王润声开启了一段全新的科研之旅。不久后,他的论文先后在学科顶级期刊TED和顶级会议IEDM上发表,当时这在学生中尚属罕见。黄如发现了他的天赋和科研潜力,着意栽培他;于是,王润声选择继续攻读微电子学与固体电子学的博士学位。
2008年,国家通过教育部“国家建设高水平大学公派研究生计划”向国外输送第二批公派研究生,王润声也是其中的一员。他访问的是美国普渡大学(Purdue University)电子与计算机工程(ECE)学院。普渡大学的微电子专业在全美排名靠前,并且很早就与北京大学建立了交流关系。“我是国内培养的‘土鳖’,但在美国,我发现国内微电子领域研究条件其实不错;与国外同行相比,发现自己的专业水平也不错。这说明我们国家自己培养的科研人员并不比别人差,因此我对自己更有信心了。”王润声说。
因为心系国内未完成的研究项目,王润声在普渡大学访问一年后回到北大,于2010年4月师从王阳元院士进入博士后流动站深造,并得到了中国博士后基金的特别资助。2012年3月,王润声被聘为北京大学信息科学技术学院讲师。至此,他由一名北大学生变成了北大的老师,成为一名“彻底”的北大人。
瓶颈与变革
王润声认为,微电子学科发展正处于瓶颈期。最突出的表现是,不论个人电脑、移动通信,还是智能手机,制造商都在拼功耗,因为功耗是目前最大的难题。“什么时候一块手机电池能用一周?”王润声最大的愿望,就是在晶体管器件层面创新,做出更好的晶体管。“产业技术发展不能停滞,否则就变成了传统行业。”
“瓶颈就意味着新的变革即将产生。”王润声的主要工作是新型晶体管研究,这需要同时透彻了解电子学和物理学,并且及时跟进行业前沿最新成果。近年来,以英特尔、IBM、台积电等巨头为代表的微纳电子新技术在行业内持续,产品功耗不断降低。“对未来,5年后、10年后的技术,该如何设计、如何制作,如何在传统的基础上创新?这是我们思考的主要问题。”王润声说。
2014年,王润声的“新型低功耗多栅MOS器件的实验与理论研究”获2014年教育部高等学校科学技术奖自然科学一等奖,个人排名第二。这是一项适用于未来集成电路技术的研究,揭示了纳米尺度多栅器件中的系列特殊物理现象及根源,提出了新的实验与特性表征方法,并延拓了低功耗应用能力,得到了国际半导体产业界的关注。
根据王润声介绍,在技术层面降低晶体管的功耗,主要有三个方面的变革:一是做新的器件结构,二是用更合适的材料替换原有材料,三是改变其工作原理。王润声从本科毕业论文即开始针对新结构器件展开研究。他告诉记者,这方面最有代表性的一项成果是从英特尔22纳米技术代的CPU芯片开始采用的三维晶体管,业内叫做FinFET,外形像鱼鳍(Fin)一样,所以叫作鳍式晶体管;这种结构具有很强的静电学控制能力,从而功耗很低。新材料方面,从英特尔45纳米技术代开始,业界采用氧化铪取代了传统的氧化硅作为栅极绝缘介质材料,从而大大降低了栅极泄漏电流产生的功耗。新原理方面,目前北大正在研究利用量子力学隧穿原理改进原有晶体管的开关机制,以期从物理本质上进一步降低器件功耗。
后摩尔时代的创新
晶体管在传统的电子产品应用中,遵循著名的“摩尔定律”不断地等比例缩小以提高集成度,但如前所述,现在已经遇到了发展瓶颈。在后摩尔时代,除了传统的应用,晶体管还可以在物联网、智能传感器、生物医疗(比如可穿戴和可植入的芯片)等新应用中大展身手。在后摩尔时代,晶体管该如何创新、如何发展、如何提高性价比?王润声同黄如教授等组成的团队针对上述问题做技术研究,并有中芯国际等多个大型企业作为合作对象。“产业应用是我们的最终目的。”王润声说,信息产业已经成为国民经济的支柱产业之一,而半导体集成电路产业是信息产业的基石,它的出现使电子设备向着微型化、智能化、高性能和低功耗的方向发展。
像多数科学家一样,王润声也时常陷入困境。比如“有时会陷入一个问题,不停地绕圈”,他的经验是,这时不能轻易放弃,坚持下去才会有突破。“就像打乒乓球。”他说:“有的时候,某一阶段练球会觉得不仅进步缓慢、甚至还有退步,这种情况往往表明是快要‘长球’了,再坚持一下水平就会有明显提高。”
“2011年度国家科技奖获奖项目一大特点就是,涌现出一批能源资源领域成果,有力支撑了国家重点工程建设和经济社会发展。”国家科学技术奖励工作办公室副主任陈志敏表示。
国家科技进步奖特等奖项目“青藏高原地质理论创新与找矿重大突破”,系国土资源部中国地质调查局集数千地质工作者10多年奋战雪域高原得来的成果,通过大规模细致的地质调查,创新性地建立了两大地质理论,并在自主创新理论指导下,实现了青藏高原找矿的重大突破,发现了3条巨型成矿带、7个超大型矿床和25个大型矿床,大幅增加了我国大宗矿产的储量,改变了我国矿产资源勘查开发格局,为中央在地区建设五大资源基地奠定了坚实的资源基础。
科技进步奖一等奖项目“难冶钨资源深度开发应用关键技术”,确保了我国钨资源使用年限由原来的不足5年延长到25年以上,解决了我国航空航天等重大工程的亟须。科技进步奖一等奖项目“环烷基稠油生产高端产品技术研究开发与工业化应用”,攻克了稠油深加工这一国际性难题,创制出系列高等级沥青替代进口,形成了自主知识产权的成套技术,实现了我国稠油深加工技术从空白到国际先进的历史性跨越。
国家科技合作奖获奖人数创历年之最
在2011年度国家科技奖中,8位外籍知名科学家获得中华人民共和国国际科技合作奖,获奖者遍及6个国家、7个学科领域,获奖人数创历年之最。
8位获奖者分别是德国籍国际知名数学家德乐思、法国籍知名医学家戴宇阁、日本籍国际冶金知名专家江见俊彦、英国籍食用菌生理和活性物质研究专家约翰・巴士威、日本籍中药及保健品功能研发专家栗原博、美国籍国际著名地质学家斯蒂芬・波特、日本籍传染性疾病与病毒学专家岩本爱吉、澳大利亚籍纳米材料专家逯高清。
科技进步奖通用项目企业占七成
在科技进步奖获奖名单中,武汉邮电科学研究院、海尔集团公司等企业的创新成果榜上有名。据国家科学技术奖励工作办公室主任邹大挺介绍,2011年度科技进步奖通用项目中,企业参与完成的项目占71.56%,(2009年占66.67%,2010年占68.22%),中小型科技企业创新能力进一步增强,参与完成项目的比例从过去的不到30%提高到44.04%。
2011年度科技进步奖二等奖获奖项目“光通信核心技术研发与产业化技术创新工程”,是武汉邮电科学研究院以转制为契机,推动我国光通信行业快速发展的成果。通过创新工程,武汉邮科院掌握了大规模集成电路设计技术、嵌入式系统和应用软件设计技术、光电子设计与制造工艺技术、光纤工艺设计与制造技术等光通信核心技术,突破了超高速超大容量等光通信前沿技术,创造了光通信领域一系列中国第一和世界第一。创新工程形成的核心技术、专利和标准,先进的系统设备、光纤光缆及器件有力支撑了基础通信网重大工程建设,保障了国家通信安全,推动光通信网90%以上采用国内品牌产品;使中国11亿电话和4亿互联网用户在使用其承建的网络或技术中充分享受科技进步带来的福音。该单位还是中国光通信标准主要制定者,在国际标准组织中担任多个重要职务,为我国赢得光通信国际标准话语权。
战略性新兴产业核心技术收获多个奖项
在获奖项目中,一批涉及移动通信技术、特高压输电技术等战略性新兴产业领域的核心技术收获多个奖项。技术发明奖一等奖项目“宽带移动通信容量逼近传输技术及产业化应用”提出了广义多载波技术、普适MIMO传输技术、双涡轮接收技术等,获39项发明专利,理论成果获通信国际学术界最有影响的IEEERICE(美国电器电子工程师学会赖斯奖)最佳论文奖,18项提案被3GPP主流国际标准化组织采纳。
技术发明奖一等奖项目“有机发光显示材料、器件与工艺集成技术和应用”突破了OLED(有机发光显示器)高效率、长寿命、高精密制造的技术难题,自主设计、建成了国内首条OLED大规模生产线,产品广泛应用于国防和航天领域。
科技进步奖一等奖项目“高压直流输电工程成套设计自主化技术开发与工程实践”,首次建立了高压直流输电集成技术体系,实现了直流输电技术的集成创新。科技进步奖一等奖项目“深海高稳性圆筒型钻探储油平台的关键设计与制造技术”,突破传统,首次采用圆筒形整体结构设计技术,成功建造成世界首座抗巨大风浪能力的圆筒型超深海钻探储油平台,其作业水深、钻井深度和平台甲板可变载荷均为世界第一。
大批民生项目获奖
在获奖项目中,一大批涉及农业科技、重大疾病防治、食品安全等惠及民生的科技成果摘取多个奖项。
真诚、随性,以和为贵
默默地赏读文篇,渐觉心中立起一道光束,整个思想似乎都被点亮了一样。我相信,这本书带给读者的是眼界,是启迪,是激励。青年学子正是需要一个亲切的榜样,一盏人生的启明灯,而《张亚勤:让智慧起舞》带来了的这样的气流。
亚勤20岁,研究生毕业。他随后去了华盛顿大学攻读博士,导师为瑞曼德?比克赫尔茨教授。瑞曼德?比克赫尔茨教授是电子通讯领域的专家,同时是美国电气电子工程师协会(institute of electrical and electronics engineers ,ieee)院士,发表过多篇论文。导师给了张亚勤很多机会,锻炼、栽培他,两人也形成了良好的友谊。美国,科研水平较中国发展更为快速的地方。年轻时代,去教育质量更高的国外学习,可以使我们增长学识、开拓眼界、交融文化。张亚勤无疑是做了一个正确的选择。如果我们能够有机会去其他教育水平较高的国家深造,尝试着走出去看看也是件好事。囿于国门之中,对我们的视野、思想都会造成一定的局限。仅仅三年后,导师比克赫尔茨教授对亚勤说,“你现在可以毕业了!”回顾张亚勤的学习生涯,读者可以看到,张亚勤是以勤奋和坚韧精神去学习的。同时,他在学习过程中很为专注,效率很高。遇到自己不擅长的地方,他有钻研的精神,力图攻克“软肋”。对比我们,平时学习时总是松松垮垮,遇到考试了就神经紧张,“临时抱佛脚”。学习时,玩玩手机、听听流行歌、或者总是胡思乱想,几个小时过去了还在看那一页。练习、做题时遇到自己不会的,只是尝试着算算,不一会儿就去看答案。现在的生活条件日益良好,教辅书也层出不穷,如果我们失去了吃苦的精神,对于未来的发展也是有影响的。希望莘莘学子能够从张亚勤的学习历程中领悟到什么。
这一过程,我想印证了“一分耕耘,一分收获”的道理吧。无论面临的是什么工作,努力干好是最重要的。遇到了一些特殊的问题,及时转变思维惯式才能令我们做事顺遂。在contel、gte、桑纳福,张亚勤呆了十年。从1989年23岁博士毕业,他将10年光阴给了美国。1999年开始,张亚勤的雇主变为微软,自此没有再变过。他兢兢业业微软干着,取得了诸多成就。亚勤到微软工作,源于华人科学家——李开复的推动。1999年,“光杆院长”李开复邀请张亚勤回国,希望他能与自己一起创办微软中国研究院。张亚勤一听是“中国”便顿觉亲切,这是要在自己的祖国建立一个研究机构啊,可以为祖国带来多少便利!虽在国外,但张亚勤的“中国情结”却是浓厚的,他挂念着祖国,想要回报祖国。亚勤在微软(中国)工作期间,曾被调往微软总部雷德蒙任微软公司全球副总裁,两年后却再度回到中国。他由衷希望能够在中国大陆工作,能够使微软研究院慧及中国,惠及中国。
爱国主义教育是中国式教育里最为基础、最为重要的一项教育。小时候或许我们还不能理解什么是国家、为什么要爱国,但随着年龄的增长,国家的概念便在我们心中日渐清晰。每一个中国人,无论走在哪里、定居何处,都不应该忘记国家的意义,不要忘记祖国是养育我们的地方,不要忘记有国家才有现在的我们。张亚勤悉心经营着微软中国研究院。在中国,他认真地搞着研发,那块办公室的大白板便是他进行创意思维、头脑风暴的底板。2000年,李开复调往总部,张亚勤接任院长。2001年,微软总部慎重考虑了张亚勤的建议,将微软中国研究院改为微软亚洲研究院。他的出发点是想整合新加坡、韩国、日本等其他国家的资源。张亚勤带着团队,研发出了诸如office xp, office system2003 ,windows xp, x-box ,平板电脑等多项成果。在研究以外,张亚勤也关注着中国教育。他不仅促成了长城计划助力中国教育,而且与诸多重点高校形成了合作关系。微软研究院与清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学建立了研究中心。在研究之外,张亚勤团队还提供实习机会,并多次到不同高校宣讲,使更多学子激发热情,想要加入微软中国。
《张亚勤:让智慧起舞》一书有一个特点,就是每节之前有“亚勤的话”,每节之后有个“link”专栏。“亚勤的话”很简洁,一般是作为每一节的引子。“link”则多段呈现,讲诉了张亚勤的一些经历和这些经历带给自己的感悟。诸如讲诉自己美国见闻的“异乡的同胞”;一些感悟“在复杂的世界里发现简单”,“包容的力量”;管理经验“如何培养杰出人才”,《孙子兵法》的“‘道天地将法’”,“微软研究院的三个重要职能”,“亚勤的管理方程式”。这些话细细读来,不仅能拓宽我们的知识面,也能够引发自己的感悟。我们边读边思,于读书中成长,让智慧升起。
社会赋予了每个人事业与情感。而一个成功男人的定义,就是同时经营好自己的事业和情感。他对母亲怀着感恩之心,将年迈的老人接到美国居住。他对妻子一心一意,尊重她、理解她,在人生路上彼此搀扶。他对子女尽职尽责,加强他们的中国文化教育。在家庭之外,他和同事、朋友也融洽相处,善于倾听,温厚包容。所以说,给我们一个理由去相信情感,体验情感,在情感的包围下快乐成长吧!就因为这样,他能够在处理事务上带着从容、闲适的心态,不紧不慢。他与宁静同行,遇到了难题就努力攻克,但是从不打乱自己的节奏。美好、丰盈的情感之基构成了良好的心态,心态造就了为人处事的品质。“品格如同树木”,亚勤真诚、随性,以和为贵。
放眼当下,世态浮躁,人心不安。无论在自己在什么阶段、什么岗位,都习惯了争争抢抢,争到了职位、奖金、职称、福利就自鸣得意;争不到的也不甘心,下次再接着争。在竞争越来越激烈的当今社会,我们从小到大,这些现象极为常见。追名逐利、鸢
飞戾天,何时得以息啊?《张亚勤:让智慧起舞》是一本励志的好书。张亚勤的经历会给读者思索,会令读者审视自己的人生。如果微有闲暇,不妨品读,它一定会带给你另一番启示。这就是一本书的力量,单凭经验所得并不能给予你的。我想,如有机会,必然会再读的。这本书已经使我看到了一个优秀长者的形象,是我成长过程中的一味良剂。
关键词:非易失性存储;忆阻器;锂电池;超级电容;NVDIMM
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)22-0229-03
1 背景介绍
各种规模的企业都在经历着数据量的爆炸性增长,互联网、电子邮件、各种应用软件的出现,产生了大量的数据,导致了数据量呈现出了巨大的增长态势。据IDC 2002年10月的保守估计,数据每年大约增加80%,数据正日益成为公司的实际资产之一,因而对于任何组织来说,丢失数据都会带来严重后果。丢失数据可能会付出很大的代价,对身处中小企业(SMB)市场的组织更是如此。在中小企业市场中,企业的存亡可能就取决于其从灾难中恢复的能力。
在云技术发展日新月异的今天,虚拟化技术作为云的核心技术,得到了广泛的关注与创新。与此同时,作为云服务运行的底层载体,虚拟机的数据安全与完整是目前急需解决的重要课题。虚拟机实质为软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统,也就意味着虚拟机的所有运行状态都在内存中。如何解决系统异常掉电情况下虚拟机内存数据的保护,并且能够使其在系统恢复正常运行后继续之前的工作具有重要的意义。
2 锂电池在非易失性存储系统中的应用
2.1 锂电池的优点
锂电池具有高存储能量密度、额定电压高的优点[1]。能量密度大约是铅酸电池的6~7倍,更能满足较长时间的备电要求,锂电池的端电压大小一般为3.6V,便于组成电池电源组。锂电池自放电率很低,高低温适应性强。常温下以开路形式存放30天后,其容量仍然高于额定容量的85%,可以在-20℃到+60℃的环境下使用,高温放电特性优于其他各类电池[2]。锂电池的使用寿命长,可达到6年以上,可安全快速充放电,安全性高[3-4]。此外锂电池是一种洁净的“绿色”化学能源,无污染,无记忆效应,体积小、重量轻[5]。
2.2 锂电池在存储系统中的应用
业界厂商通过锂电池在断电情况下保护内存中的数据72小时不丢失,为消除时间限制,各大厂商又推出锂电池+闪存芯片的技术,如图1所示:
在断电的情况下,锂电池提供电量,将内存中的数据写入到闪存芯片中,这样有效保护内存中的数据。
2.3 锂电池的缺点及局限性
锂电池存在安全性差,使用条件有限制,生产要求条件高,不能大电流放电,工作电压变化较大,必须在电池设置保护电路防止其过度充放电,成本高的缺点。
锂电池的充放电本身是一个化学反应,平均支持充放电在1000--1500次,据统计,业界保护内存数据安全的锂电池平均寿命大概1-2年而已,这无疑增加了维护的次数和成本。
3 NVDIMM在非易失性存储系统中的应用
3.1 超级电容的优点
超级电容是近年发展起来的一种新型储能元件,主要是通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件,但是在其储能的过程中并不发生化学反应,这个工程是可逆的。用于存储电荷的面积越大,分离出的电荷越密集,其电容量越大。
相对锂离子电池,超级电容的储能为物理过程,具有如下优点[6]:充电速度快,充电10秒~10分钟可达到其额定容量的95%以上;循环使用寿命长,深度充放电循环使用次数可达1~50万次;能量转换效率高,过程损失小,大电流能量循环效率≥90%;安全可靠、适用温度范围宽(-40℃~+70℃)、无污染。
3.2 存储器性能差异
由图2可以看出,主存储器和HDD硬盘存储器之间存在很大的性能差异,SSDs存储技术虽然缩小了差异,但是差异依然存在,而数据密集型的应用需要快速的访问存储设备。
来自Viking的Adrian Proctor表示,SSD的速度比HDD硬盘快,但却比DDR慢很多,此外DDR没有Flash的写入次数限制,耐久性是Flash的缺点所在。因此只有通过整合DRAM、Flash等主流记忆体,才能解决对持久性、符合成本效益的非易失性内存解决方案不断增长的需求。
3.3 NVDIMM的系统架构及在存储系统中的应用
非易失性内存(NVDIMM)是一项蓬勃发展的实用存储技术, 其系统架构如图3所示,
通过整合DRAM、Flash、智能系统控制器以及超级电容模块,NVDIMM可以提供一个高度稳定的存储子系统。它既保留了最快DRAM的低延迟和无读写次数限制特性,又获得了Flash的数据长期保存特性。而采取超级电容作为供电设备,则避免了电池的环境污染,充电时间长,价格昂贵等缺点。NVDIMM的设计使其可以轻松插入符合行业标准的服务器和存储平台的DIMM插槽,则无需在主板中为其留取安放位置,可以轻松扩展现有装置的性能。
NVDIMM通过与超级电容的有效结合,最终达到非易失性复合记忆的目标,它正得到越来越多的厂家关注和投入其中。系统正常运行时,超级内存表现为普通DRAM,但在掉电时,由超级电容供电数秒,NVDIMM能迅速将内存数据转移到闪存中。当电力恢复后,NVDIMM能快速还原数据,系统瞬间恢复至掉电前的工作状态继续工作,从而达到了掉电保护的目的。
4 新型的非易失性存储器――忆阻器
4.1 传统存储器的缺陷及新型存储技术的发展
随着微电子技术与工艺遵循摩尔定律的高速发展,传统的基于电荷存储的存储器,如SRAM、DRAM和FLASH,其主流存储技术均采用90nm的晶体管进行构建,而当前CPU的尺寸已经达到35nm,基于晶体管工艺的微电子技术已经遇到了技术瓶颈,因而急需寻找一种器件来代替晶体管。为了解决这一技术瓶颈,研究人员进行了大量的研究。利用铁电荷电容,基于铁电材料的高介电常数和电极化特征进行构建的铁电存储器(FeRAM)[7];通过控制铁磁体中的电子旋转方向来达到改变读取电流大小,从而使其具有存储记忆功能的磁阻存储器(MRAM)[8-9];利用硫族化合物在晶态和非晶态两种状态下导电特性差异进行存储数据的相变存储器(PCRAM)。然而FeRAM当读写周期到达某个阈值后将失去耐久性,以及成品率、存储性能及可靠性问题限制了其发展,MRAM的磁阻过于微弱,两种状态下磁阻的只有30%-40%的差异,要识别这种差异还是有一定的技术难度,PCRAM的写速度相对于读速度具有较大的速度差异,稳定性与CMOS兼容性也存在一定的问题限制了其商业化发展[10-11]。
4.2 阻变存储器(RRAM)的国内外发展现状
RRAM,又称为忆阻器,为制造非易失性存储设备,模拟人类大脑处理信息的方式铺平了道路。RRAM由两个金属电极夹一个薄介电层组成,在正常状态下它是绝缘体,它以纳米器件加工技术为基础,是一种有记忆功能的非线性电阻,如果把低电阻定义为0, 高电阻定义为1, 则根据其阻值就可以实现数据存储的功能,并且由于忆阻器在能耗与尺寸方面的优势,其有望实现信息存储与处理能力上的突破。1971年 ,蔡少棠从逻辑和公理的观点指出,自然界应该还存在一个电路元件,代表了磁通量与电荷的关系[12],该器件可以“记住”两端电压的改变从而改变电流的大小;HP在2008年5月1日的《自然》期刊上对其进行了证实;2009年4月, 美国密歇根大学的科学家开发出了一种纳米级的忆阻器芯片,可以存储1K比特的信息;2012年比勒菲尔德大学托马斯博士制造了一种具有学习功能的忆阻器。国内忆阻器的研究相对较少,其大多数研究还处于“探索式”阶段,并没有真正层面上的物理实现。2009年,科技部启动了国际合作项目“忆阻器材料及其原型器件”;2009年3月,美国电气与电子工程师协会的《电子器件快报》杂志发表了成都电子科技大学陈怡然博士及其同事的文章,阐述了三种基于纳米电子自旋效应的磁性忆阻器的模型。华中科技大学历经四年研究,已经能够制备出纳米级性能稳定的忆阻器原型器件。
4.3 忆阻器的原理及优点
每个忆阻器有一个底部的导线与器件的一边接触,一个顶部的导线与另一边接触。忆阻器是一个由两个金属电极夹着的氧化钛层构成的双端,双层交叉开关结构的半导体。其中一层氧化钛掺杂了氧空位,成为一个半导体;相邻的一层不掺杂任何东西,让其保持绝缘体的自然属性,通过检测交叉开关两端电极的阻性,就能判断RRAM的“开”或者“关”状态[13],如图4所示;
忆阻器的主要优势在于其阻抗变化的非易失性,直至对它施加了一个相反方向的电压,使氧空位动回掺杂层,其关键在于氧空位改变了氧化金属的接触面特性。HP的研究人员经过大量的实验证实忆阻器阻抗的变化不是由于金属的体积变化,而是由于氧空位改变了金属-氧化层接触面的电子势垒。不过,惠普无法找到可靠的材料作为RRAM的夹层,尽管公司尝试用各种非易失性存储器材料做了好几年的试验。惠普曾用有机分子作为存储组件,但有机材料对高温的敏感性迫使惠普开始在无机领域寻找稳定的非易失性材料。后来惠普使用了相对稳定的无机材料如二氧化钛,才真正找到了利用阻性随机访问存储器超越闪存和其他替代性存储器技术的正确方法。
忆阻器(RRAM)除了其独特的“记忆”功能外,有两大特性使其被业界广泛看好。一是其具有更短的存储访问时间,更快的读写速度,其整合了闪存和DRAM的部分特性;二是其存储单元小和制造工业可以升级,忆阻器的尺寸可以做到几个纳米,很有可能将微电子技术的发展带入到下一个十年,而且其可以与CMOS技术相兼容等优势,是下一代非易失性存储技术的发展趋势[14-16]。
5 结束语
本文介绍了非易失性存储的三种实现方式。忆阻器作为一种新型的无源电子元件,以其尺寸小、结构简单、功耗低、非易失性、读写速度快且与CMOS兼容等优点被认为能够替代传统的电荷存储器件。作为第四种基本电路单元,忆阻器在数据存储和断电保护等领域有着巨大的应用潜力,可以极大促进技术发展以及相应的应用开发。目前来看,忆阻器的研究方向主要有三方面,机理方面,以及材料、电极对器件性能的影响。针对机理方面,是材料本质效应还是由于缺陷运动引起至今仍未达成共识;材料方面,RRAM的阻变特性是由于其化学成分还是由于其微观结构决定的也是需要重点研究的方向;电极方面,电极材料热导率和电导率对阻变特性的影响也是未来研究中需要回答的问题。此外,理论研究、实验制备和测试优化仍有大量的工作需要进行,RRAM的可靠性、低噪声,也是不能回避的问题[17]。忆阻器的一个单元可以存储多位,这对未来的大规模商用也具有很大的价值。
随着研究的持续进行,其阻变机理将被提出,可靠性,噪声发面将得到很大的改善,多位存储将很大程度降低其成本,有望使忆阻器延续摩尔定律的发展,解决微电子领域的发展瓶颈,提高机器的运行效率,为非易失性存储带来革命性的变革。
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一、改革教学方法,引入讨论分享式教学模式
(一)讨论分享式教学法的概念
讨论分享式教学法是以教师为主导、学生为教学主体,以学生的分组讨论和分享为主要教学方式,教师积极引导学生就某一领域或某一问题展开充分的讨论和课堂分享,最后教师将学生探讨的结果和本节课教学重点相融合,进行总结并结束教学。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》要求:“倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学,帮助学生学会学习。”[1]这样,可以激发学生的好奇心,培养学生的兴趣爱好,营造独立思考、自由探索、勇与创新的良好环境。讨论分享式教学法更适合较高年级、小班授课制班级,对于低年级的学生来说,所掌握的知识面小,同学之间了解少,可能会导致讨论失败。对于人数比较多的班级来说,在有限的课时里不能保证所有组、所有学生都能够参与到讨论中。(二)计算机职业道德课应用讨论分享式教学法的优势首先,可以改善单一的授课形式。“计算机职业道德”英文原版教材内容丰富,知识面广,涉及许多英国的协会和法律法规等领域,由于文字是全英文的,时间太短,要求教师面面俱到很不容易。而采用与讲授法对应的讨论分享式教学法将会激发学生的学习热情和求职欲望。其次,可以激发学生自主学习的积极性和兴趣。采用讨论分享式教学方法要求学生根据布置的任务,在课堂讨论中通过发表个人不同的观点和相互交流,会产生很多新的问题,促使学生带着问题主动去查找资料,能够充分发挥学生在学习中的主体作用,对课程也将会产生浓厚的兴趣。再次,有利于提高学生独立思考、解决问题的能力。在课堂讨论时,一个问题的提出,要求学生进行思考、整理,并写好发言提纲,这一过程有利于培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力,有利于开发学生的创造才能,同时也锻炼和提高学生的书面和口头表达能力。可见,讨论法能使学生真正投入到学习中去,使学生成为真正的主体[2]。
二、讨论分享式教学法的教学设计过程
在“计算机职业道德”课程的教学过程中,采用“讨论分享式教学法”,授课班级分别是计算机软件开发班和计算机技术支持班。具体的教学设计过程如下:将软件开发班(36人)和技术支持班(33人)分别分成10个组。布鲁纳曾研究说,4~6人是小组合作的理想数字;但是组中成员太多的话,就不能发挥分组讨论分享应有的作用,一些平常比较沉默的同学可能没有机会发言,参与到讨论中。而且结合各班级人数的实际情况,教师将软件开发班分成每组4~5人的10个组,将技术支持班分成3~4人的10个组。分组完成后,为每个组确定一个组长,组长负责将教师布置的课堂活动作业进行分解,安排小组内每个同学的任务,并限定时间将每位同学收集的资料集中汇总,组织全组同学讨论,提炼出精华,然后完成每次活动演示文稿的制作。我们把分组讨论应看作是一种长期的教学模式。因此,教师在上课前必须安排好学生的座位。如果每一节再来安排很耽误时间,学生厌烦,教师很可能也完不成教学任务。上课地点是宽敞的机房,很容易地将每一组的成员安排在一起,可以方便随时讨论,在进行讲授时,大家像传统课堂一样听讲。在“计算机职业道德”90个学时的教学过程中,针对每一章节的内容,首先通过讲授法讲解,然后布置课堂活动作业。具体过程如下:1.作为一个计算机协会或认证机构的发言人,展开辩论会。“计算机职业道德”的第一章中介绍了四个计算机行业协会,分别为:英国计算机学会(BCS)、电气与电子工程师协会(IEEE)、信息系统管理协会(IMIS)与分析师和程序员协会(IAP)。教师首先在第一次课中简单介绍四个协会以及给学生补充了一些与计算机相关的认证机构,例如:Oracle认证专家(OCP)、Sun认证Java软件工程师(SCJP)、微软认证系统工程师(MCSE)等。然后布置第一次课堂活动作业,分别把10个协会或认证分给10个组,组长分配任务给组员,所有组员通过相关刊物或互联网查找资料,小组讨论所查找的资料和准备发言的内容,准备一个发言演讲稿,准备时间为两周。在第三周时,每一个小组代表一个协会的发言人,展开一场激烈的辩论会。2.针对一部与计算机相关的法律,分享案例。根据教学大纲中的第二章和第四章的讲授内容,应包括所列举的十部与计算机相关的法律,例如:数据保护法、计算机滥用法、版权,设计和专利法、消费者保护法、工作健康与安全法等十部法律。然后布置第二次课堂活动作业,每一个小组承担一部法律,小组成员通过互联网、报刊杂志查找相关的案例,最后由组长汇总案例,小组讨论,筛选出经典案例。根据每次课的课时不同,每次课讲授1-3部法律。首先由教师介绍,然后由各组组长或成员将经典的案例分享给大家,全班同学展开讨论,最后由教师总结并结束教学。3.针对某一行业的行为法规,分享经验。第三章中介绍了几个行为法规,首先由教师介绍教材上的内容以及进入职场时必须了解的行为法规,要求每个小组成员在相关刊物或互联网上查询相关的资料,然后小组汇总讨论,最后与全班同学进行分享。4.通过自学完成论文。最后一章节中的与道德有关的内容要求学生自主学习,在互联网上查找准备资料,然后经过小组讨论,最后每个小组成员完成一份报告。
三、在课堂教学中实践“讨论分享式教学法”的效果分析
临近期末,对两个班级的学生发放了关于“讨论分享式教学法”的调查问卷并仔细分析了调查结果。1.调动了学生自主学习的积极性。经过课堂教学实践证明,讨论分享式教学法极大地调动了学生自主学习的积极性,改变了学生在课堂教学中的被动地位。当被问及“你愿意在课堂上扮演怎样的角色”时,91.6%的学生表示愿意扮演主导者的角色。不再是以教师为中心单方面的传授知识的学习过程,学生成为重要的课堂参与者,变被动学习为主动学习,变枯燥学习为有兴趣的学习。教师布置的每一次课堂活动作业,都要求学生分组完成,使学生产生了对知识的渴望,调动了学生学习的积极性,并且激发了学生的学习兴趣。在辩论会上,每一位同学都是主导者,这样就对学生的自主学习能力有了较高的要求。学生会利用空余时间,积极地查找资料,进行思考整理,极大地发挥了学生自主学习能力。2.提高了学生独立思考和解决问题的能力。在“计算机职业道德”课堂教学中,讨论分享式教学法能够提高学生独立思考和解决问题的能力。当被问及“你的思维比以前更活跃了吗”时,86%的学生认为有较大的提高。在小组的讨论以及课堂上师生的共同讨论中,对于学生或教师提出一个问题,其他学生能够独立思考和分析问题,并且能够有条不紊地解决这个问题。对问题的思考和在小组成员的讨论中,潜移默化的将理论知识与实际情况联系起来,并从中找到合适的解决方法,提高了解决问题的能力,形成了独立思考和解决问题的思维方式,这对学生进入职场后的发展是非常有意义的。3.促进了师生及生生间的双向交流。讨论分享式教学本质上就是师生之间情感和知识的双向交流[3]。在课堂活动准备工作阶段,每个小组的成员都要共同完成一个任务,为了达成目标,学生之间要不断的交流合作。在课堂讨论中,不仅促进了生生间的交流,也促进了师生间的交流。开展讨论分享式教学,拉近了教师与学生、学生与学生之间的距离,营造了宽松、和谐的交流氛围;同时讨论分享式教学能形成学生间相互了解、相互学习的环境,通过讨论,学生间可以取长补短,吸取他人的正确观点,纠正自己的错误,使模糊认识变得更加明确。计算机职业道德教育是计算机专业教育发展的必然趋势,内蒙古师范大学计算机与信息工程学院通过计算机职业道德教学的初步探索,现已面向学院所有本科生开设了“社会职业道德”课程。目前全国大多数高等院校也初步开设了一些关于计算机伦理学的课程,所以对“计算机职业道德”教学方法的改革,应用“讨论分享式教学法”对于推动我国计算机伦理学教育的发展具有十分重要的意义。同时也相信这种新的教学方法今后会在更多的课程中得到广泛的应用,提高学生的学习效率和学习的积极性。
作者:马睿瑄 朱丽波 单位:内蒙古师范大学 计算机与信息工程学院
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慈悲来自母亲的教诲
李开复,1961年生于中国台湾。母亲在 42岁高龄冒着生命危险生下这个幺儿。关于这一点,李开复在任何时候提起母亲来内心里都是感恩:“我庆幸我有一位既传统又开放的母亲,她给了我两样最珍贵的礼物――生命和自由。 ”从小母亲就教导他学习中国传统的思想和文化,要求他恪守中国传统的礼节和德操。1972年,李开复 11岁的时候,母亲果断地决定送他到美国读书。“这对我是一个机会,而对母亲来说却是一个不小的牺牲。”因为在成年的李开复看来,当初母亲让她心爱的幺儿离乡背井去读书,内心挣扎的不是自己,却是母亲。11岁的李开复落脚在美国南部田纳西州的小城,从此他从这个小城走向了他人生的一个又一个巅峰。
苹果、微软、Google(谷歌),在这享誉全球的三个顶级 IT王国中,一个人只要拥有其中任意一段工作经历就足以令人称道了,更何况三者兼而有之。而李开复正是这样一个神话的缔造者。从 1990年开始,李开复用 18年时间证明了他在全球 IT界的实力:其间 6年在苹果公司、两年在 SGI公司担任要职;1998年加盟微软,一手创办了微软中国亚洲研究院,并成为微软公司的全球副总裁,也是最早进入微软高级管理层的华人,成为比尔 •盖茨七个高层智囊之一。如今,李开复的身份是 Google全球副总裁兼大中华区总裁,但是熟悉他的人都知道,他的内心里有一个终极梦想,就是要最大化自己的影响力――在中国办不一样的教育,因此他更偏爱别人称他开复老师。
和中国学生们的结缘还应该追溯到1999年,那时李开复受联合国邀请回国演讲两周,在这两周的时间里他到了很多高校,每到一处,会场总被热情的学生挤得水泄不通,学生们不断地抛出各种疑问,以至于演讲结束后都久久不愿离去。看着那一双双求知的眼睛,李开复内心里萌生了一个想法:“一定要帮帮他们。”于是就有了后来的那七封信:《从诚信谈起》《从优秀到卓越》《成功、自信、快乐》《大学四年应该这样过》《致学生的父母》《选择的智慧》,无一不声情并茂地像学生们的老朋友一样,将一些做人做事的道理娓娓道来。之后的三本书,无论是《做最好的自己》,还是《一网情深》,抑或是《与未来同行》,李开复又将有生以来的人生财富毫无保留地拿出来与中国学生们分享,事无巨细地将触角伸向了学生们所思所想的各个层面,同时也实现了他要最大化自己影响力的梦想。
“计算机,google和中国,都是追随我心的选择。 ”
2005年 7月 19日,一向低调的google 公司宣布李开复出任全球副总裁和大中华区总裁。身处官司诉讼暴风中心的李开复在他的第一本书《做最好的自己》里面这样解释:“一切事实在下一年都会公诸于世。我做的事,没有违背这本书里的原则,经得起时间的考验。我必须听从我内心的声音,我的心告诉我:google 和中国,这才是追随我心的选择。”
他曾是美国苹果公司、微软公司的全球副总裁;他一手创建了微软亚洲研究院,在许多中国人尤其是大陆青年人的心中,是他改变了微软在中国人心中的霸主形象,他是微软的和平使者抑或精神教父。同时,他还是一个著名学者,一个世界级的科学家,他在计算机领域的专业成就登峰造极;他开发出了世界上第一个非特定人连续语音识别系统,他还成功开发了奥赛罗人机对弈系统,击败了人类的国际象棋世界冠军。然而在别人都在仰慕他的业绩的时刻,他却放弃了 7年的微软生涯,一夜之间跳槽到了新兴的互联网公司Google。但是只要联系到他的成长经历,我们知道这只不过是他一贯信奉的积极主动的成功法则的又一次行动和实践。
1979年,李开复以优异的成绩考入哥伦比亚大学法律系。但是到大学二年级时,李开复逐渐发现,自己在专业课上怎么也提不起精神,甚至产生了把枯燥的课本扔到教授身上的烦躁想法。与此同时,他接触并喜欢上了计算机,每天疯狂地编程,很快引起了老师和同学的注意。
终于,有一天,他不顾朋友们的劝阻,做了一个重大的人生决定:放弃此前一年多在全美前三名的哥伦比亚法律系已经修成的学分,转入该校默默无闻的计算机系。计算机在上世纪 70年代还属于新事物,当时的哥伦比亚大学计算机系也才刚刚创立,连 30人都不到,社会上也还没有计算机科学家这一类人。朋友们都说从一个体面又保险的律师专业转到一个未来几乎是零的行业要付出的代价是巨大的。但是李开复却这样认为:我的人生只有一次,因此我不应浪费在并不感兴趣、没有成就感的领域。一辈子从事一份没有激情的工作将会付出更大的代价。他说永远记得办完换专业手续的那天,自己心花怒放,精神振奋,暗下决心:大学后三年的每一门功课都要拿“优”。
李开复在自己选择的专业领域一路走来,最终成为了计算机领域的顶级专家之一。如果不是那天的决定,今天的李开复就不会在计算机领域取得这样的成就;如果不是那天的决定,今天的李开复可能只是美国某个小镇上一名既不成功也不快乐的律师。
于是就有了后来他加盟 google 时走进总裁办公室时候说的那一句话:“I need to follow my heart.”
“无论有没有金融危机,你都要学会接纳。 ”
2008年全球金融危机让许多青年大学生更加深刻地理解了现实的残酷。有的人开始乱了阵脚:“梦想在现实面前到底能有多强大?”这样的困惑不断充斥他们的头脑,撩拨他们已经因为找工作而紧绷的神经。对此,李开复也忧上心头,每个人的追求不一样,有的人追求高的薪水这本来无可厚非,但是李开复一直强调“远见”和“胸怀”这两个词。“毫无疑问,在金融危机席卷全球的现实背景下,找工作的大学生们对自己的期望值一定要相应地作出调整,今年的平均工资一定比往年都有所下降,岗位也一定比往年少;与你资历差不多的人找到比你更好的工作,获得更高的待遇,这些都是有可能的,这些都需要你有足够的胸怀来接受。因为行业的就业状态是任何人都无法改变的,这个时候痛苦就没有任何意义。我们要做的就是要学会接纳现实,然后试图从中找到可以更好地解决问题的途径。每件事情都有不同的看法,过去几年的毕业生都存在的问题,要坦然面对。 ”
“赚钱很重要,但学习成长才是贯穿始终的。 ”
一份工作好与不好的衡量标准到底是什么?开复老师再一次强调了他的工作价值观:刚刚踏入职场,赚钱肯定不是第一位的,而是是否能够继续学习成长。无论是否有金融危机,挑选一个合适的工作一般来说必须具备四个要素:
第一,条件和待遇。也就是这个公司能否带给你你所期望的薪水和福利。
第二,是否能够让你学习。在任何时候,一所学校教给我们的东西不足以让我们成为一个合格的职场人,它只是为你提供一个学习的平台,教会你学习的能力。但是真正的技能都是在岗位里学习到的,这样的继续学习,就是在给自己增加筹码。比如这个公司有没有一个值得你学习的老板,有没有给你提供许多职业发展的机会,而不是急于想剥夺你的劳动力。只有在这样的公司你才能更快地成长。
第三,就是天赋和兴趣。其实天赋和兴趣不是一回事,发挥你的特长并不是一件难事,但不容易获得成就感和满足感,但是当你在做你感兴趣的工作的时候,其实你是在享受你的人生,当你享受人生的时候你就会很努力,甚至在你吃饭睡觉的时候都在考虑你的工作,最后你想不成功都很难。其实从长远看,这是能够更快地让你得到提升的途径,也是能帮助你获得更多收入的机会。但现实中很多人都遇到这样的情况:还没有找准兴趣点在哪里,时间已经来不及了。开复老师建议在求职就业时,选择相对来说工种比较多的公司让自己的视野更开阔些,从中慢慢找到自己的兴趣点和潜力所在,然后通过一两年的职场学习再进行微调。
最后,看是否符合你的职业规划。很多学生单纯地以为,学化学的以后就应当搞化学研究,学数学的以后就要当数学家,其实视野可以再开阔些,专业并不是一定要变成你的职业,你可以横向拓展,甚至可以跨行业发展。开复老师认为今年的情况特殊,因此我们可以将视线从第一选择稍微下移,在保证自己基本生活条件的情况下多从其他三个层面来考虑选择公司和企业。
“梦想没有死,死掉的是你的心态。 ”
如今一些大学生在职场打拼一两年之后,就会这样感慨:我的梦想已经死掉了。李开复认为有可能这个梦想本身就存在问题,死掉的不是梦想,而是你的态度。“梦想必须具备现实的可操作性,它是让你激动的、有可能让你向它迈进的事情,比如说我的理想就是最大化我的影响力,如果我不是 google总裁,我只是一个有机食品推销员,可能我今天只卖掉了 100箱,那我就为 100户家庭带去了健康;如果是 200箱,那就是 200户家庭;如果有一天我有能力做到更大了,可以自己开一个有机农场呢,那你的影响力就越来越大了。但是如果你说我一定要做比尔 •盖茨,那我只能告诉你你会离你的梦想越来越远。”
还有许多人在经历了几年的职场摸爬滚打之后,就不断抛弃自己原来的一些坚守,以至于越来越不清楚自己到底成了一个怎样的人。对此,开复老师提出一个人必须坚守自己的核心价值观,那是一个人的原则和立身之本,与此同时又不能钻牛角尖。“比如,我要求自己是一个负责任的人,这并不代表你一定要牺牲小我去满足别人,这个负责只是代表你承诺的事情就一定要做到。比如你要做一个诚信的人,这并不代表你就不能换工作。 ”
“选择权永远在自己手上。”
关于成功,这是每个人都想得到的字眼,但开复老师认为每个人的成功标准不一,因此成功也是多元化的。“并不是所有的抉择都是非黑即白。 ”李开复一直都强调做“二步规划”。“其实也就是迂回战术,因为许多事情都不可能一步到位,你必须学会把一条路分割成两步来走。比如你的职业规划是五年以后成为一个出色的marketing,而一般比较好的公司是不直接从大学生里面招聘的,所以你就要多方去咨询,看看现在的那些 marketing是从什么部门或者岗位转过来的,看是不是要先进入别的部门或岗位再转过去,进去之后再来做第二步计划。但是要注意这个第二步计划,太容易了显得这个计划没有意义;但如果太难,你的第一步就可能夭折,这样无疑会给自己增加挫败感。先达到第一步,然后达到第二步你的机会就会很大。或者即使你只完成了第一步,就已经很不错了。一般来说第二步计划应该是具备 50%可行性的。记住:无论何时,选择权都在你自己手里。李开复也不能告诉你你的人生应该怎样走,成功是不可复制的,最清楚自己的人就是自己,你的选择就是找到一条最适合自己的道路。比如你去做推销,或许你并没有达到预期的销售目的,但是你能够在这个过程中克服自己原先的某些缺点,比如害羞,不善于跟人打交道。又或者你想自己创业,你很羡慕某个公司的企业文化,你先进入到里面去学习,观察人家是怎样建设的,或者你观察一个老板,学习如何做一个好的老板。 ”
采访结束,记者请开复老师用一句话作结,他说:“无论何时你都要记住没有人来救你,你必须先自救。 ”
李开复成长档案
祖籍四川,1961年出生于中国台湾。
1966-1972 台湾就读小学。
1972-1979 美国田纳西州就读初中、高中。
1979-1983 美国纽约哥伦比亚大学计算机系学士。
1983-1988 美国卡内基梅隆大学计算机系博士。
1988-1990 美国卡内基梅隆大学计算机系助理教授。
1990-1996 美国苹果电脑公司(语音组经理、多媒体
实验室主任、互动多媒体部全球副总裁)。
1996-1998 美国 SGI电脑公司(网络产品部全球副
总裁、Cosmo 子公司总裁)。
1998-2004 美国微软公司(微软中国研究院院长、自
然互动部全球副总裁)。
1988 美国商业周刊最重要发明奖(语音识别)。
1989 世界 Othello对弈冠军。
1991 电气和电子工程师协会最佳论文奖。
2000 电气和电子工程师协会院士。
论文摘要 近年来,随着个人数据通信的发展,功能强大的便携式数据终端以及多媒体终端得到了广泛的应用。为了实现使用户能够在任何时间、任何地点均能实现数据通信的目标,要求传统的计算机网络由有线向无线、由固定向移动、由单一业务向多媒体业务演进,由此无线网络技术得到了快速的发展。在互联网应用快速普及的今天,无线网络技术已成为通信发展的重要新兴领域。无线技术使得人们使用品种广泛的设备在世界任何位置访问数据的愿望成为可能。
一、无线网络概述
无线网络技术涵盖的范围很广,既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络,也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术。通常用于无线网络的设备包括便携式计算机、台式计算机、手持计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话、笔式计算机和寻呼机。无线技术用于多种实际用途。例如,手机用户可以使用移动电话查看电子邮件。使用便携式计算机的旅客可以通过安装在机场、火车站和其他公共场所的基站连接到Internet。在家中,用户可以连接桌面设备来同步数据和发送文件。
二、无线网络的标准
为了解决各种无线网络设备互连的问题,美国电机电子工程师协会(IEEE)推出了IEEE802.11无线协议标注。目前802.11主要有802.11b、802.11a、802.11g三个标准。最开始推出的是802,11b,它的传输速度为lIMB/s,最大距离室外300米,室内约50米。因为它的连接速度比较低,随后推出了802.11a标准,它的连接速度可达54MB/s。但由于两者不互相兼容,致使一些早已购买802.11b标准的无线网络设备在新的802,11a网络中不能用,所以IEEE又正式推出了完全兼容802.11b标准且与802.11a速率上兼容的802.11g标准,这样通过802.11g,原有的802.11b和802.11a两种标准的设备就可以在同一网络中使用。IEEE802.11g同802.11b一样,也工作在2.4GHz频段内,比现在通用的802.11b速度要快出5倍,并且与802,11完全兼容,在选购设备时建议弄清是否支持该协议标准。选择适合自己的,802.11g标准现在已经开始普及。
三、无线网络类型
(一)无线广域网(WWAN)。无限广域网技术可使用户通过远程公用网络或专用网络建立无线网络连接。通过使用由无线服务提供商负责维护的若干天线基站或卫星系统,这些连接可以覆盖广大的地理区域,例如若干城市或者国家(地区)。目前的WWAN技术被称为第二代(2G)系统。2G系统主要包括移动通信全球系统(GSM)、蜂窝式数字分组数据(CDPD)和码分多址(CDMA)。现在正努力从2G网络向第三代(3G)技术过渡。一些2G网络限制了漫游功能并且相互不兼容;而第三代(3G)技术将执行全球标准,并提供全球漫游功能。ITU正积极促进3G全球标准的指定。
(二)无线局域网(WLAN)。无线局域网技术可以使用户在本地创建无线连接(例如,在公司或校园的大楼里,或在某个公共场所,如机场)。WLAN可用于临时办公室或其他无法大范围布线的场所,或者用于增强现有的LAN,使用户可以在不同时间、在办公楼的不同地方工作。WLAN以两种不同方式运行。在基础结构WLAN中,无线站(具有无线电网卡或外置调制解调器的设备)连接到无线接入点,后者在无线站与现有网络中枢之间起桥梁作用。在点对点(临时)WLAN中,有限区域(例如会议室)内的几个用户可以在不需要访问网络资源时建立临时网络,而无需使用接入点。
(三)无线个人网(WPAN)。无线个人网技术使用户能够为个人操作空间(POS)设备(如PDA、移动电话和笔记本电脑等)创建临时无线通讯。POS指的是以个人为中心,最大距离为10米的一个空间范围。目前,两个主要的胛AN技术是“Bluetooth”和红外线。“Bluetooth”是一种电缆替代技术,可以在30英尺以内使用无线电波传送数据。Bluetooth数据可以穿过墙壁、口袋和公文包进行传输。“Bluetooth专门利益组(SIG)”推动着“Bluetooth”技术的发展,于1999年了Bluetooth版本1.0规范。作为替代方案,要近距离(一米以内)连接设备,用户还可以创建红外链接。
为了规范无线个人网技术的发展,IEEE已为无线个人网成立了802.15工作组。该工作组正在发展基于Bluetooth版本1.0规范的WPAN标准。该标准草案的主要目标是低复杂性、低能耗、交互性强并且能与802.11网络共存。
无线个人网和无线局域网并不一样。无线个人网是以个人为中心来使用的无线个人区域网,它实际上就是一个低功率、小范围、低速度和低价格的电缆替代技术。但无线局域网却是同时为许多用户服务的无线网络,它是一个大功率、中等范围、高速率的局域网。
最早使用的WPAN是1994年爱立信公司推出的蓝牙系统,其标准是[EEE802.15.1[w-BLUE]。蓝牙的数据率为720kb/s,通信范围在10米左右。为了适应不同用户的需求,无线个人网还定义了另外两种低速WPAN和高速WPAN。
(四)无线城域网(WMAN)。无线城域网技术使用户可以在城区的多个场所之间创建无线连接(例如,在一个城市或大学校园的多个办公楼之间),而不必花费高昂的费用铺设光缆、铜质电缆和租用线路。此外,当有线网络的主要租赁线路不能使用时,WWAN还可以作备用网络使用。WWAN使用无线电波或红外光波传送数据。为用户提供高速Internet接入的宽带无线接入网络的需求量正日益增长。尽管目前正在使用各种不同技术,例如多路多点分布服务(MMDS)和本地多点分布服务(LMDS),但负责制定宽带无线访问标准的IEEE 802.16工作组仍在开发规范以便实现这些技术的标准化。
无线城域网服务范围可覆盖一个城市的部分区域,通信的距离变化较大(远的可达50公里),因此接收到的信号功率和信噪比等也会有很大的差别。这就要求有多种的调制方法。因此工作在毫米波段的802.16必须有不同的物理层。802.16的基站可能需要多个定向天线,各指向对应的接收点。由于天气条件(雨、雪、雹、雾等)对毫米波的传输的影响较大,因此与室内工作的无线局域网相比较时,802.16对差错的处理也更为重要。