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新型數字化技術

前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇新型數字化技術范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。

新型數字化技術

新型數字化技術范文第1篇

對計算機而言,其各個領域都有多媒體技術的參與,從圖形學、通信、算法、并行處理到信息檢索、數據與文件結構,都離不開新型多媒體技術。從新型多媒體技術要素出發可以有更多的突破和進展,而主要的技術要素包括以下四個方面。

(1)對數據進行壓縮編碼

要針對立體聲、彩色運動視頻畫面及三維圖形來進行處理,這實現了對多種媒體信息交互處理,讓信息實現了數字化處理。在用多媒體技術進行計算機存儲和傳輸時,其要求是十分嚴格苛刻的。對多媒體進行信息壓縮編碼可以很大程度滿足計算機這一要求,而隨著當前科技的發展,多媒體技術也更能夠適應個人計算機。

(2)多媒體操作系統

利用新型多媒體技術將多樣的信息來進行同步傳送。只要有適合的操作系統,就能夠與多媒體技術相結合,完成多任務及聲面同步控制和管理功能,并多媒體的設備驅動程序與應用程序接口功能,數據壓縮和恢復功能。例如對多媒體CAI系統軟件其核心就是操作系統,其可以管理硬件、軟件資源,并協調多媒體計算機組織運行,增強系統的處理能力,通過對人機接口的提供,讓用戶更方便地使用,讓系統功能得到擴充。

(3)多媒體寫作系統

該系統是將多媒體計算機和用戶交流形成良好的界面,并讓多媒體信息及設備有更為高層次的控制管理活動。該系統還為用戶提供了多媒體應用的制作和演示,更為人性化地開發和研制,使得新型多媒體技術走向了更為實用化的道路。

(4)Hyper技術

Hyper起源于hyper-text,這是可以進行瀏覽和大量文本、圖像的翻閱,新型多媒體技術可以讓用戶進行自由、豐富的信息交流,Hyper是對人大腦思維模式進行聯想,并可以進行信息轉移,這項技術使得新型多媒體技術信息自動化處理能力得到了大大的增強,其當前也在國際上正在進行hyper-text等標準協議的制定,這也為hyper技術在以后更好地推廣和應用奠定了堅實的基礎。

2新型多媒體技術在自動化中的應用

新型多媒體技術使得計算機與人的交互界面更為流暢和自然,這也在辦公自動化中有著廣泛的應用,并代表著人們對舒適、便利的更高追求。其具體的主要應用方式有這樣幾種。

(1)可視電話的應用

在辦公自動化中,可視電話可以將相距較遠的人員通過看到對方的形象,并進行語音通話的形式來進行信息的傳遞。可視電話可以拉近人們的距離,并更有助于辦公高效化進行。

(2)多媒體郵件傳輸

新型多媒體郵件可以讓用戶隨時隨地的進行信息的接受和發送。當接受郵件的用戶不在線或信息可以被延遲發送,并不要求進行交互傳遞時,發送者可以對特定的郵件進行建立、編輯和審定,并存入一個郵箱系統中,這樣使得接受者讀取郵件更方便。

(3)電視會議

電視會議是利用多媒體終端來實現不同地方的用戶進行直接和實時的交流,并可以同時獲得文字、數據、聲音和圖表等信息,在虛擬的會議網絡中實現面對面交流,并更自由地進行問題的討論。在新型多媒體技術的應用中實現了更為智能化的自動化辦公。

對新型多媒體技術利用其終端進行電子報紙的選定。可以更為方便的獲取市面行情和產業界的動態新聞。新型多媒體技術還改變了傳統的出版社慣有的書籍編輯,其在進行終端閱覽時更為形象生動地展現信息的內容。如與哺乳動物相關的出版物,其可以生動地表現出哺乳動物的事物、生長環境、遷移、繁衍、叫聲、外貌等情況。

3結語

新型數字化技術范文第2篇

    以信息技術促進優質教育資源的開發與應用,進而加快我國教育信息化進程是我國教育發展規劃中的一個重要命題。信息技術對教育的變革已成為一個不爭的事實:協作式學習、研究性學習、探究式學習在數字化教育中的應用屢見不鮮;以學生為中心的終身學習體系和非正式學習社區正逐步形成;移動終端的應用已成為教育領域的新寵;互聯網時代開放共享的教育理念和教育行動也在全國轟轟烈烈地進行……目前,學習方式的變革、學習需求的多元化、網絡文化理念的侵入、技術的不斷革新等諸多要素共同催生了我國數字化教育資源建設的新動向,分析這些新動向背后的動力機制對推動我國數字化教育資源的共建共享具有重要的現實意義。

    二、數字化教育資源建設的新動向

    (一)高校精品開放課程建設項目

    國家精品開放課程建設是落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》中關于教育信息化發展的具體舉措,包括精品視頻公開課與精品資源共享課,它是以普及共享優質課程資源為目的、體現現代教育思想和教育教學規律、展示教師先進教學理念和方法、服務學習者自主學習、通過網絡傳播的開放課程。“十二五”期間,教育部計劃建成1000門精品視頻公開課和5000門國家級精品資源共享課[1]。

    精品視頻公開課是以高校學生為主要服務對象,同時面向社會公眾免費開放的科學、文化素質教育網絡視頻課程與學術講座[2]。2011年11月9日,教育部推出的20門課程通過“愛課程”網和其合作網站中國網絡電視臺、網易同步向社會公眾免費開放,正式打響了我國精品視頻公開課的頭炮。短短5天,視頻點擊量已逾10萬,首戰告捷的喜訊迅速成為各大媒體的熱點新聞。有國外成功案例在前,國內視頻公開課的建設一直處于暗潮涌動蓄勢待發之中,教育部政策的如同東風,迅速掀起了視頻公開課的浪潮。盡管公眾對國內視頻課有所爭議,但同時也反映了社會公眾對國內視頻課的關注和響應。此外,不少高校也迅速加入這一浪潮中,開始本校網絡公開課的開發。精品資源共享課是以高校教師和大學生為服務主體,同時面向社會學習者的基礎課和專業課等各類網絡共享課程[3]。除了保持以往課程建設的精品理念,精品資源共享課特別強調了開放和共享的目標。2011年8月精品資源共享課建設工作研討會上,教育部高等教育司明確提出通過制定課程資源建設標準實現優化課程教學資源的共享共建,實現從網絡有限開放轉變為充分開放。

    (二)區域試點的電子課本開發行動

    近年來,iPad,Tablets,e-Book閱讀器及其他數字化便攜終端設備日益風行,這一觸角業已伸入教育領域并催生了電子書包與電子課本的應用研究。電子書包和電子課本作為傳統書包和課本的隱喻,除了具備基本的容器功能和內容功能外,能夠在課前、課中、課后對學習活動進行一體化支持。引入“電子書包”后,班級差異化互動學習、數字化探究實驗學習、小組合作項目學習、個性化按需按興趣學習、能力本位評估引導學習等新型學習方式將成為可能[4]。目前,北京、上海、江蘇、浙江、廣東等多個省市均加入了電子課本應用試點行動,其主要形式是以區域試驗為先行,分階段有步驟地擴大應用范圍。以上海為例,虹口區第一批試點覆蓋了幼、小、初、高各個階段共計8所學校;第二批試點范圍擴大至18所學校。與此同時,在國家標準化領導機構的支持下,由華東師范大學領頭,企業、出版社、學校等組織機構參與的電子書包與電子課本的標準研究工作正在緊鑼密鼓地展開,其研究旨在解決電子課本與電子書包的學習內容、學習平臺、學習工具和學習終端(人機交互)的互操作需求[5],通過頂層設計與標準先行保障電子書包和電子課本的應用研究的先進性與實用性。

    (三)公共媒體興起的公開課行為

    在教育部將視頻公共課的建設納入教育信息化建設的重要內容之際,國內幾大主流媒體如網易、新浪、鳳凰、騰訊等也爭相開設視頻公開課單元,利用網絡傳媒的力量積極參與到公開課的推廣建設中。公共媒體公開課頻道的課程資源主要是國外名校視頻公開課和中國大學視頻公開課,由樂于分享知識的個體和組織自愿加入公共課傳播計劃,以公眾投票形式決定課程的優先進度,同時與其他網絡平臺或媒體工具形成信息聯動,同步傳播課程最新信息以擴大其影響力。此外,除了聚合改造現有的課程外,部分傳媒也加入課程的創建,將自建視頻課程也納入了視頻公開課的范圍之內,例如鳳凰衛視的“世紀大講堂”、網易的“網易大講堂”等,進一步擴大了視頻公開課的領域。

    (四)企業興建的輔學助考資源

    巨大的升學壓力和激烈的就業競爭為培優助學機構和職業培訓企業開拓了龐大的市場空間,利益刺激下的企業資源建設呈現出一片蓬勃生機。此類培優助學機構提供服務的方式主要是面授、在線同步授課、課件自學等,學生支付一定的費用來購買資源與服務。以中小學網校為例,它利用學校的優秀師資力量,以面授+在線授課相結合的方式進行,采用遠程課堂直播系統,同時輔之以學習資源、在線測驗等功能模塊,為學生提供教學服務。

    (五)網眾自發貢獻的生成性資源

    Web2.0工具賦予了每個人創建資源和傳播知識的權利,這種自下而上的資源創建模式將龐大的社會智力資源轉換為隱形的學習資源后盾。以Wiki為例,根據維基百科2011年11月30日統計,已有387210個條目是以中文撰寫的,百科全書的結構內容也呈現出多元化的趨勢,有覆蓋所有領域知識的百科全書,如百度百科、互動百科等,有以專業領域知識為主的百科全書,如中華維客、MBA智庫百科等。各種百科全書網聚著社會力量,逐步豐富著社會學習資源。此外,社群的活躍也激發了資源建設的無窮動力,以“科學松鼠會”為例,它作為一個科學傳播公益團體,由全職編輯和作者在遵守“知識共享署名—非商業性使用—禁止演繹”協議的基礎上共同參與管理,以集體協作的方式大量科普文章,試圖通過團體的努力使科學傳播并流行開來。

    三、數字化教育資源建設的動力機制分析

    (一)關于動力機制

    動力是指推動工作、事業前進和發展的力量,機制則是指系統的組織或部分之間相互作用的內在協調方式及其調節原理。系統動力學將系統定義為:“一個由相互作用的諸元素有機地聯結在一起,而具有某種功 能的集合體。”[6]動力機制這一概念正是源于物理學的系統動力原理,系統是其研究的出發點。在社會科學領域,動力機制常被用于進行主體行為動力分析,它是對系統協調運轉的構件及構件間的相互作用關系的一種隱喻,強調系統內部要素及其內部機制間的合力。

    因此,研究動力機制需要把握三點:(1)系統的要素是什么;(2)系統中的這些要素存在怎樣的關系;(3)這些關系是如何推動系統發展的。其中,“如何推動系統的發展”在不同的應用情境中,其實現機制又不盡相同。

    (二)數字化教育資源建設的動力機制研究

    將數字化教育資源建設看作一個系統,則其動力機制是指為了滿足數字化學習環境下多樣化、個性化的學習需求和發展目的,分析建設系統中各個要素和要素間的相互作用方式,形成良好的運作機制以推動系統良性發展。

    理解數字化教育資源建設系統需要以系統的眼光來看待問題,即:系統中的要素——動力主體及動力來源;系統要素間的關系——動力作用模式;系統的推動——實現機制。可以認為,對數字化教育資源建設體系動力機制的研究就是對其動力主體及來源、動力作用模式及其實現機制的研究。

    1.資源建設的動力主體

    數字化教育資源建設的主體成員主要包括:政府職能部門、高校及科研機構、企業、個體等。其中政府是以非營利為目的的一種行政組織,把握著教育發展的總體方向,是教育領域主體資源建設的風向標。高校科研機構是響應教育政策,實現應用研究的核心成員,企業是市場經濟下利益追逐的活躍團體,個體成員是信息社會下資源建設的弄潮兒。

    主體身份具有多重性,他們是資源建設系統的貢獻者、受益者,有時也是競爭者。他們在為系統提供動力的同時也在吸納系統發展中所產生的有利力量。

    2.資源建設的動力來源及動力作用模式

    基于建設主體的多重性及各主體的特性,資源建設的動力來源可概括為政策驅動、市場利益、社會文化和價值實現四種類型。其中,政策驅動是指國家職能部門為了指導教育改革和發展方向,提出一系列政策綱領和發展戰略;市場利益是指在市場經濟的驅動下,個人或團體所獲得的經濟收益或社會效益;社會文化是指人類后天獲得的并為一定社會群體所共有的一切事物,由實物、行為、信仰和態度所組成[7],具有時代性、導向性、繼承性等特征;價值實現是最高層次的力量來源,體現了個人或團體的自我實現需求。

    不同的利益主體其動力來源不盡相同,圖1展示了三種類型的動力作用模式:單輪驅動、雙輪并進、三輪協調。其中,社會文化驅動在各種模式中起著助力或者抑制減緩的作用,即,順應社會文化趨勢則動力加強,違背社會文化趨勢發展則動力減弱。同時,不同模式運行過程中所產生的積極力量又不斷地被社會文化所吸納。

    

    圖1 資源建設的動力來源及作用模式示意

    單輪驅動模式是指社會發展趨勢下主體以單一驅動力為主進行資源建設,如完全依靠國家政策經費支持或完全以市場利益為目的等;雙輪并進模式指社會發展趨勢下兩兩組合形成合力以促進發展,如政企合作模式、高校間的合作等;三輪協調模式則指集合所有動力,協調利益主體間的關系以實現互動互補,促進效益最大化形成多贏局面。

    3.數字化教育資源建設的實現機制分析

    實現機制可看作是動力機制在實踐層面的具體應用。不同的利益主體與不同的動力來源縱橫一體形成關系,主要形成了五種實現機制,即:國家項目引動、產業利益驅動、公眾媒體推動、網眾互動生成、多方合作聯動,這些實現機制共同維持著整個資源建設系統的可持續發展。下面就這五種動力實現機制展開分析,如圖2所示。

    

    圖2 五種動力實現機制

    (1)國家項目引動機制

    以政府為主體,以政策驅動為動力,是保障我國教育體系資源建設的基礎。它由政府發揮主導作用,自上而下帶動學校、科研機構等非盈利機構共同參與,研究與應用并重,以促進資源共建共享的良性循環。教育管理部門和各高等學校均從政策引導、組織管理資金支持、技術支持、人員支持等方面給予保障,積極推動項目實施[8]。這種模式具有全局性和長久性,有力促進了資源建設的快速發展,并在一定程度上解決了項目可持續發展的外部條件。

    在這一機制的作用下,自2003年4月我國啟動實施精品課程建設工作以來,國家精品課程資源網課程中心已建成近15000門本科課程,近6000門高職高專課程,逾50門新世紀網絡課程,資源中心各類資源的總和更是以百萬計,如此龐大的課程資源充分展示了其力量優勢。目前如火如荼的中國大學公開課建設是該項計劃的延續與深化,國家引動的機制以自頂向下的發展模式帶動各界積極性,是資源共享共建的主力軍。

    (2)產業利益驅動機制

    指以盈利為目的的企業或機構為了提高其經濟效益或品牌競爭力向社會提供資源和服務,此類機制下的資源緊扣市場需求,資源的數量和質量均有所保證,如e-Learning教育培訓機構、數字化學術資源服務運營商、IT設備供應商、通信公司等。

    產業驅動的方式包括有償和無償兩種,但以有償方式為主。例如,以培優助學為導向的網校一般由知名教育專家和名校一線教師親身參與制作資源,提供大量的優質課件和素材;數字化學術資源服務運營商以收費方式為目標用戶提供科技信息為主,集經濟、金融、社會、文化、教育等信息于一體的綜合性信息服務,等等。教育信息化資源的建設需要企業的參與,要讓企業積極地投入開發、投入應用推廣、投入用戶服務。要找到一種合理的投入產出方式,使企業在推進教育信息化發展的過程中發揮自身的優勢,得到自身發展[9]。值得注意的是,企業到了一定的規模就會思考企業發展戰略,需要通過各種形式來資助教育,承擔社會責任,聚集更多的未來潛在客戶和市場[10]。

    (3)公眾媒體推動機制

    指大型綜合門戶網站為代表的網絡媒體,參與資源建設過程,借助其傳播力量,制造積極的輿論導向,以擴大社會影響力,最終促成文化的滲透,如網易、新浪等。公眾媒體是連接文化形態與社會群體的中介,具有信息傳播快、跨時空、互動性強等特點。

    作為文化傳播載體的網絡媒體的廣泛影響力在國家文化軟實力建設中發揮著重要作用[11]。公眾媒體的作用方式分為三種類型:其一,公眾媒體作為資源的主動創建者,是實踐層面社會價值的體現。其二,公眾媒體作為資源的傳播者,是媒體 基本功能的實現。從傳播學的角度而言,對同一文化理念長時間、多頻次的傳遞與接收,會使受眾無形中對其產生親近感、信任感,最終對其認同,甚至是依賴。這種通過網絡強制性傳遞的文化信息,不可抗拒地影響受眾的相關感受和價值判斷[12]。其三,公眾媒體作為文化的傳承者,將人們的理念沉淀到社會文化中。媒體所主導的輿論方向能以建設性意見來推進人們對社會發展的延伸思考,使相應的社會輿論具有更大的價值潛力,這是大眾傳播媒介的歷史責任㈣。

    (4)多方合作聯動機制

    指各建設主體秉承多贏理念,聯手合作優勢互補,共同構建數字化資源。從合作的主體來看,可分為政府組織下的聯動和社會力量共識下的聯動。社會力量也可以稱為社會資源。作為一種能動性的社會資源,社會力量在很大程度上彌補了教育系統推進教育信息化過程中在技術、資金以及專業服務等方面的不足,可以在推進教育信息化的快速發展中發揮重要的作用[14]。

    資源的共建共享離不開社會各個層面的積極作用,包括社會各管理層面和社會教育、企業等各個層面[15]。一般而言,政府組織下的聯動帶有整體性和強制性,社會力量共識下的聯動則具有自發性,其合作主體可以是同領域或跨域成員。值得注意的是:多方合作聯動模式并非一個獨立存在的機制,它往往依賴于其他機制而產生,既可以存在于其他機制內部,也可以是其他幾種機制共同作用的概括。

    (5)網眾互動生成機制

    指社會成員借助Web2.0工具匯聚集體智慧共同創建、傳播、使用、分享資源,是網絡時代草根文化的一種表現。“草根”這一說法產生于19世紀美國尋金熱流行期間,盛傳有些山脈土壤表層、草根生長的地方就蘊藏黃金[16],它隱喻著不起眼的群體所擁有的強大潛力。網絡技術的發展將草根的力量發揮到了極致,例如Wiki、微博、微群、優酷、土豆等,其參與的每一個主體都是“微”個體,但是其合力卻構造了一個“一切正在生成”的資源共享空間。草根力量是一股自發的中間力量,采用自底向上的發展模式,它是對政府和市場力量的補充和平衡,為數字化教育資源的建設提供了源源不斷的力量。

    四、動力機制的案例分析

    以上在分析五種數字化教育資源建設新動向的基礎上,提出了促進數字化教育資源建設的動力機制,我們對體系內的關鍵要素——動力主體、動力來源、動力作用模式及動力實現機制皆進行了論述,特別提煉出了五種典型的動力實現機制,為了更好地幫助我們理解這些關鍵要素及其內在協調運作方式,有必要將前述的五種新動向作為數字化教育資源建設案例,在此基礎上對動力機制進行反向分析。由下表可知,這五種資源建設形態在動力主體、動力作用模式、動力實現機制上均有不同程度的重疊。

    

    由上表可以看出,單一的教育資源建設的動力運轉機制難以滿足信息環境下人們的多元化需求,只有形成政府、高校、企業、社會、個體等縱橫一體的多主體資源建設的動力機制,實現多元合作、良性互動發展模式,才能有效促進數字化教育資源建設體系的均衡穩步發展。例如,高校精品開放課程的建設中,國家啟動項目,給予政策導向和經費支持,其中精品視頻公開課首批建設的103個課程選題由“985”高校分工合作,各自承擔項目中的子課題,首批建設成果通過愛課程網、中國網絡電視臺、網易等公眾傳媒同步向社會公眾免費開放。

    五、數字化教育資源建設和諧發展的協調機制問題

    從系統動力學的角度探索系統穩定演化的實現機制,為我國數字化教育資源的可持續發展提供了新的思路。系統的發展是一個動態的、持續的過程,為系統提供良好的發展環境是保障,解決好系統內部各要素的關系是關鍵,一個穩定的系統必然是各要素間協同并進、持續優化的結果。為了推動系統的良性發展,結合現有資源建設中的問題,筆者總結了以下兩點供思考。

    (一)維持系統的動力來源,協調動力主體利益

    系統的發展需要動力來推動,如何為一個系統注入源源不斷的動力以維持可持續發展是核心。尤其當動力作用模式為雙輪并進或三輪驅動模式時,協調系統中各動力主體的利益關系,平衡各動力來源的分布顯得尤為重要。例如,政企合作的項目中,對企業利益的保護以維持企業參與熱情是政府必須考慮的因素;數字化教育資源共建共享過程中的版權問題需要解決,引入開放性質的版權協議和共同創作協議在知識產權與產權保護間尋找平衡也許是一條可供選擇的路徑。

    (二)建立統一的技術標準,實現資源的深度共建共享

新型數字化技術范文第3篇

【關鍵詞】 新形勢 電子信息技術 標準化的作用

引言:電子信息技術的發展對于國家的科技進步發揮著重要且不容忽視的作用。開展新形勢下電子信息技術標準化的作用探究,我們可以在進行電子信息技術的知識理論學習以及應用的過程中,更加明確自身所存在的不足之處,根據這些不足之處有針對性的完善自身的能力,進而為將來成為一名優秀的電子信息技術人才奠定穩定的基礎。

一、電子信息技術標準化的作用應用

只有擁有明確的學習方向,才能獲得良好的學習成果。因此我們在進行電子信息技術專業知識的學習過程中,首先應當明確電子信息技術標準化的作用。開展電子信息技術標準化的作用應用探究,主要可以將其作用應用分為以下幾點:

1.1電子信息技術標準化,是政府開展宏觀管理工作所應用的重要管理工具

電子信息技術的標準化,使得政府在開展宏觀管理工作的過程中,制定出更多具有實效性和實時性的國家改革發展計劃,有效的提升了國家的宏觀管理工作開展的標準性和秩序性。作為一名中學生,我們在學習電子信息技術的過程中,也應當盡可能的提升自身電子信息技術實施的標準性,全面的完善自身在技術的掌握和應用過程中的不足之處,進而實現自身運用電子信息專業處理能力的有效提升[1]。

1.2電子信息技術標準化,是增強政府工作開展的服務性的重要方式

電子信息技術標準化,有效增強了“公共產品”服務功能的科學性、完善性和精確性,進而為公眾的生產生活帶來更多便利的同時,也有效的提高了公眾對于“公共產品”的滿意度。因此電子信息技術標準化,在增強政府開展服務工作的進程中,具有不可忽視的重要地位。通過探究可知,作為一名中學生我們在日常學習的過程中,也應當將電子信息技術的學習與實際生活相結合,使得電子信息技術應用模式更加具有實用性,在為我們的學習生活帶來更多便利的同時,也使得我們的電子信息技術專業實踐能力得到有效提升。

開展電子信息技術標準化的作用應用探究,主要可以將其作用應用分為:電子信息技術標準化,是政府開展宏觀管理工作所應用的重要管理工具,以及增強政府開展服務性工作的重要方式。通過探究可知,我們在中學學習電子信息技術的過程中,應當盡可能的提升電子信息技術實施的標準性,將技術應用于我們的實際生活當中,進而可以促進我國電子信息行業獲得更加廣闊的發展空間和更加光明的發展前景。

二、電子信息技術標準化的實施方向

明確電子信息技g標準化的作用方向,也是實現電子信息技術高速發展的重要條件之一。開展電子信息技術標準化的作用方向探究,可以將電子信息技術標準化的實施方向分為以下幾點:

1、信息技術行業對于高素質的電子信息技術人才的需求量增多。隨著信息技術行業的不斷發展,行業對于信息技術的人才需求量也在不斷的增多,同時對于信息技術人才的綜合素質要求也在不斷提升。這使得我們在獲得更多的發展機會的同時,也面臨著更加激烈的競爭和更加嚴峻的挑戰。因此我們在學習信息技術專業知識的過程中,應當提升對于自身專業性的要求,確保自身專業能力能夠真正的符合社會發展需求[2]。

2、電子信息技術的產業的系統性不斷提升。隨著電子信息技術的不斷發展以及應用范圍的不斷擴大,技術的應用的系統性越來越強,應用范圍也越來越廣闊。因此我們在進行電子信息技術學習的過程中,也應當確保自身的電子信息技術知識理論的掌握,具備系統性和全面性[3]。通過分析可知,作為一名中學生,我們想要成為真正社會所需的電子信息技術人才,需要提升對于自身的專業性要求的同時,增強自身專業知識理論掌握的系統性和全面性,在實際生活中,注意觀察并進行良好的運用,比如說,市圖書館,在整理讀者的借閱與歸還書籍的過程中,就運用到了電子信息技術,網絡電子信息資源共享是館藏資源建設的基礎,它可以隨時高效的記錄每本書籍的借閱往來記錄以及借閱時間,保證了館內信息的準確性與時效性。由此可見,電子信息技術在生活中的不可或缺。

結束語:開展新形勢下電子信息技術標準化的作用探究,首先應當明確電子信息技術標準化的作用應用,進而開展電子信息技術標準化的作用方向探究,思考提升電子信息技術的標準化的方式,完善我們的電子信息專業知識學習模式,有效的提升我們的專業素養。

參 考 文 獻

[1]王艷清. 新形勢下電子信息技術標準化的作用[J]. 今日科苑,2015

新型數字化技術范文第4篇

關鍵詞:NCO;FPGA;DSP;數字上變頻器

中圖分類號:TN911 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2012)04-0071-03

Design of miniaturized and low power consumption digital signal processor

XU Jiang-hai, JIA Wen-hai

(Research Institute of Navigation Technology Xi’an 710068 )

Abstract: With the development of electronic technology, some communications equipment once used only on the large platform now can be applied on the small platform through the design of its miniaturization and low power consumption. And this application has greatly improved the platform’s information level to fit many applications in different fields. In order to achieve the miniaturization and low power consumption of communications equipment , the miniaturization and low power design methodology of communications signal processor is proposed in this paper.

Keyword: NCO; FPGA; DSP; DUC

0 引 言

隨著各類武器平臺向信息化、網絡化的方向發展,各類小型、超小型平臺,如空空導彈、小型無人機等,對通信設備的需求日趨迫切。此類平臺由于體積小、載荷低,采用電池供電,無法承載主要由模擬部件或半數字化部件組成的結構尺寸、重量、功耗都較大的通信設備。尤其是通信信號處理器,由于受到關鍵元件技術水平的限制,其結構尺寸、功耗等往往無法實現小型化,因而嚴重制約了通信設備適裝超小型平臺的技術可行性。

數字電路技術的突飛猛進使得通信信號處理器的小型化成為可能。以大容量、高速FPGA以及低功耗、大位數、高采樣速率A/D轉換器為核心的新一代數字處理器技術,使原先需要大量數字元件實現的功能都被集成到了幾個可編程的元件中,故可使得電路的面積縮小到原先的十分之一到幾十分之一,同時整體功耗卻降低了一半以上。如擴頻通信中的核心處理部件(相關器)用模擬器件實現時,其體積將很大,且信號處理能力較低,無法滿足碼速率超過5 Mbps的信號速率。而以大容量FPGA為電路基礎構件的數字處理系統,則徹底剔出了模擬信號處理系統的種種缺陷。因此,只要選取合適硬件資源的FPGA,就可以將若干個數字相關器集嵌入到單一的一片FPGA中,而不改變任何電路面積。

高速A/D技術的進步,已經使通信信號處理器由模擬電路發展為數字中頻處理器系統,其中頻信號可通過A/D采樣轉換成單純的采樣數字流,從而真正實現信號處理算法的全數字化。

1 設計架構和部件選擇

1.1 通信信號處理器的電路構架

最小化通信處理器架構可由FPGA+DSP構建,圖1所示就是一種典型的信號處理器架構圖。其中,FPGA用于完成上下變頻、編譯碼、調制解調、同步捕獲等信號處理算法;DSP則用于完成信息的打包、拆包以及一些復雜協議的處理。

1.2 高集成度低功耗數字處理部件的選型

設計低功耗、小型化信號處理系統的關鍵是在保證系統性能的前提下,精簡不必要的功能,同時選擇功耗最優的芯片來構建最優電路配置。

(1)A/D 采樣器的選擇

A/D采樣器的選擇既要考慮A/D采樣器的性能,又要滿足系統所要求的動態范圍和性能指標。評估A/D采樣器的性能指標主要有采樣位寬、無雜散動態范圍(SFDR)、信噪比(SNR)、轉換速率、量化靈敏度等。一般采樣寬度越寬,動態范圍越大。

圖1 典型信號處理器架構

凌特公司推出的14位125Msps雙通道高速模數轉換器LTC2285,其單通道功耗僅395 mW,采用9 mm×9 mm的QFN封裝,可以為高速小型化低功耗設計提供有力幫助。LTC2285與典型的14位采樣器AD6645相比,具有不可比擬的優點。表1所列是這兩種器件的主要參數比較。

(2)數字上變頻器的選擇

AD9957內部集成有大量的硬件資源,包括正交數字上變頻器、濾波器、時鐘倍頻器、D/A轉換器、增益控制器、參數寄存器、波形存儲RAM、SPI接口控制器等。通過對AD9957內部信號參數寄存器的配置,可產生多種復雜波形。其正交輸入信號速率達250 MHz,模擬輸出信號頻率最高可達400 MHz,且相位噪聲小于125 dBc/Hz。

通過內置的8個鍵控波形存儲寄存器,可以通過控制信號對所存儲波形進行切換,以實現MSK、BPSK QPSK、8PSK、MFSK等多種高速率的調頻、調相信號。14 bit的D/A可實現84 dB輸出信號動態范圍。

(3)FPGA的選擇

FPGA是數字信號處理器的核心器件,主要負責完成編碼、調制、濾波、同步、解調、解碼等處理過程。FPGA的選型首先要滿足信號處理器的需求,同時要兼顧系統功耗。

ARRIA II GX系列是ALTERA公司的中檔級FPGA,具有快速收發器、LVDS和存儲器,能以低成本和低功耗實現豐富的功能。EP2AGX125具有124 100個LE、18×18乘法器576個、高速收發器12個,而且性能適中,適合處理碼速率在20 Mbps以下、中頻載頻低于200 MHz的中頻采樣系統;而STRATIX系列FPGA性能比較高,它含有更多的硬件資源,但功耗過大;功耗最低的CYCLONE系列FPGA的處理能力較弱,適合于碼速率5 Mbps以下、中頻載頻70 MHz以下的中頻采樣系統。

(4)DSP的選擇

DSP 也是通信信號處理系統不可缺少的硬件資源,例如數據的打包/解包、統計、調度、信道參數的下發、低實現性的信號處理算法通過DSP編程實現起來比較容易。同樣的處理功能,若采用FPGA 邏輯電路實現難度極大,同時消耗的硬件資源巨大,雖然可以通過并行運算大幅提高算法速度,但由于電路復雜度過高,因而會帶來不必要的設計障礙和調試困難。尤其是對于大量浮點數據的處理,DSP相對FPGA具有較大的優勢。

通常,DSP的選型關鍵是內核處理能力和總線吞吐能力兩個技術指標。如果需要系統進行浮點數據處理,還應考慮其浮點數據的處理能力。根據工程經驗,對于低功耗通信信號處理的應用場合,DSP內核應選取低于300 MHz的定點或浮點處理器,外總線位寬在32 bit以下,外總線吞吐能力高于通信碼速率5~10倍以上即可,這樣可以在每個時隙的末尾快速讀取或下發收/發數據。一般DSP內核的速率不必太高,因為大量的實時信號處理已經通過FPGA完成,DSP僅作為后端數據處理部件,因此,過高的內核時鐘會帶來不必要的功耗開銷。

綜上所述,ADI 公司的ADSP 21369是較為符合以上技術特點的低功耗、高性能浮點DSP,該器件的內核時鐘最高可達333 MHz,32 bit外總線可工作在10 MHz以上速率,對于20 Mbps信道碼速率通信系統具有16倍的數據吞吐能力,而該芯片全速工作的功耗也不會超過1 W,是較為理想的通信信號處理器數據處理部件。

2 小型化低功耗設計

根據現有技術水平和信號處理器小型化、低功耗設計的技術要求,結合應用場合的實際要求,并以處理基帶碼速率為20 Mbps,以BPSK信號為調制方式的通信系統為例,給出以最優數字電路配置來構建小型化、低功耗信號處理器設計方法。

本系統的A/D采樣器采用LTC2285。若以雙通道14 bit 位寬、80 Mbps采樣速率來對輸入載波頻率為100 MHz、碼速率20 Mbps的BPSK信號進行帶通采樣,可滿足20 dB以上動態范圍的設計需要。此外,該芯片的休眠功能特別適合時分多址體制下的低功耗需求。當系統處于發射時隙或休止時隙時,可以關閉A/D采樣器內核,使其處于最小工作狀態,從而進一步降低功耗。另外,LTC2285采用單電源供電,電路設計簡單,也對降低電路復雜度和規模幫助較大。

該數字中頻處理系統中的核心處理器件采用 ALTERA 公司的 EP2AGX125I5,其內部資源可滿足對兩路A/D采樣器輸入的80 MHz數據流進行相關信號處理,包括正交基帶下變頻、數字低通濾波、數字相關,正交相關峰合成、載波相位跟蹤、同步捕獲、定時點提取等數字信號處理。該FPGA 內部的大量乘加器資源還可實現高速率、高階數的FIR濾波器。

由于大量的分布式RAM是構成數字延遲線的理想硬件資源,因此,通過RAM構建數字信號延遲線不僅可以大量節約寶貴的LE資源,同時也可以使設計軟件的布線難度大大降低、信號的傳遞延遲減小,并使系統信號處理速率的裕度提高,有利于滿足系統對工作環境的適應性要求。此外,同樣功耗下,大量采用RAM實現信號處理算法的效率最高。如擴頻通信系統中重要的數字信號處理部件――數字相關器,其主要電路構建就是數字延遲線。實現數字相關處理時,數字延遲線至少能夠存儲4倍擴頻碼長度的數據。以20 Mbps BPSK信號的系統為例,若其同步信號段采用64 bit的擴頻碼,要實現對每個輸入擴頻字符進行相關處理,就必須采用256級數據延遲線輸入對數據碼流進行存儲。如果輸入碼流的位寬為16 bit,則僅實現一條延遲線就至少消耗4 000個LE資源,對于采用正交方式的信號處理算法,實際上需要對I、Q 兩路數據流進行存儲,因而需要8 000 LE,這對于FPGA是一個不小的開銷,而采用RAM資源,則所占全部資源的比例極小。

ALTERA的ARRIA 系列FPGA 的另一個重要特點是其垂直可移植性非常好,同樣封裝的芯片具有較大范圍的不同容量可互換性,也就是說,在不改變任何硬件電路板的前提下,小規模芯片可直接替換大規模芯片。因此,采用該系列芯片在設計的初期可以選用規模較大的芯片,當完成設計后,可以根據實際的硬件資源消耗情況重新選擇同系列中的小容量FPGA。這種高度靈活性不但保證了信號處理器算法由于資源消耗不確定性所帶來的選型困難,同時可為最大限度地降低功耗提供一條可行的路徑。

在該數字信號處理系統中,數字上變頻器也是數字信號處理的一個關鍵。如果采用單純的D/A來產生100 MHz中頻調制波形,至少要以4倍以上的信號輸出速率來產生相應波形,這給FPGA的信號數據傳輸帶來了較大困難。若采用FPGA高速收/發器實現上變頻碼流的輸出,系統功耗又會大幅提高,不利于功耗的降低。而如果采用AD9957,則可以通過其正交方式或單音頻方式產生高質量中頻調制波形,而其總功耗比其他設計方案要低,同時可大大簡化波形產生難度。

除了上述主要的數字處理器部件外,該數字信號處理系統還在保證性能的前提下,大量采用了多種低功耗的數字芯片,包括DSP、RS422/485接口等。同時,許多接口處理時序邏輯均嵌入FPGA內實現,因而精簡了電路,并使獨立芯片的某些不需要的功能得以裁減,從而使電路得到優化,也從總體上降低了功耗和電路的規模。

基于上述小型化、低功耗設計方法途徑構建的高性能、高集成度、低功耗數字中頻通信信號處理系統的原理框圖如圖2所示。經實際測量,該系統在全速工作下的整板功耗為9 W,遠遠小于12.5 W的設計指標。

3 結 語

對于數字信號處理系統,最好的設計方案就是在實現基本功能和性能的前提下,將全部的功能部件集成在一個芯片內,包括信號處理算法電路、接口電路、定點/或浮點DSP、微控制器,甚至是高性能的A/D和D/A在內。這樣的數字處理系統稱為SoC(片上系統),其主要特點是集成度高、功耗低、資源最優、處理速度快、信號延遲小。具有上述優點的SoC是實現小型化、超低功耗數字信號處理系統的重要技術手段,也是實現信號處理領域的前瞻性發展趨勢。

受半導體工藝水平的限制,目前尚無法將諸多數字處理功能集成在單一的芯片內,尤其是高速A/D采樣器這種同時具有數字和模擬兩種電路特性的功能部件以非獨立部件植入可編程邏輯器件內時,其技術難度仍然較大,因此,要實現真正意義上的片上系統,還有許多技術難關需要攻破。盡管如此,業界已經在SoC的技術道路上向前突進了一大步,ALERA 公司推出的內嵌ARM處理器和浮點協處理器的28 nm工藝FPGA即將推出,若通過該系列FPGA構建通信信號處理系統,可以使原先必須的DSP+FPGA的基本電路構架,簡化成單一的FPGA電路構架,從而較大程度上降低了功耗和電路面積,使信號處理器小型化向前邁進一大步。

參 考 文 獻

[1]李壽安. 微型無人機的現狀與發展趨勢[J]. 導彈與航天運載技術,2005(6):56-59.

新型數字化技術范文第5篇

Abstract: With the rapid development of theSurveying and mapping technology, the digital topographic model was developed and popularized, the patterns are replacing and will replace the traditional panel instrument topographic survey, topographic measurement become mainstream model. [ Key words ]: GPS; surveying and mapping technology; digital topographic survey

中圖分類號:文獻標識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)06-0020-02

引言

測繪技術是一個很古老的學科。隨著歷史的改革,測繪技術已拓展成為一門龐大的、系統的多分支的學科。地形測量指的是測繪地形圖的作業。隨著市政規劃和工程建設的需要,地形測量的重要性日益提高,并受到了廣泛的關注和重視,近兩年來相關測繪技術的發展并先后應用于地形測量,為地形測量的準確性和科學性提供了保障,在此基礎上開展GPS技術數字化地形測量應用研究對地形測量有著重要的意義。目前在我國,獲得數字地圖的主要方法有三種:原圖數字化、航測數字成圖、地面數字測圖。但不管哪種方法,其主要作業過程均為三個步驟:數據采集、數據處理及地形圖的數據輸出。

1數字化地形測量的簡單介紹

1.1數字化地形測量的儀器設備硬件條件

數字化地形測量的儀器設備從控制測量到成果成圖輸出大致需要GPS接收機、全站儀、計算機、繪圖儀以及與之相關的平差計算成圖軟件、數據傳輸、交換附件、通訊器材等。儀器設備配置水平較常規地形測量是一個質的飛躍。

1.2數字化地形測量工作的人員素質條件

數字化地形測量的技術人員應當熟練掌握測量專業技術、熟練掌握計算機及測繪軟件的應用技術,這對測量人員的技術素質提出了更高的要求。

1.3數字化地形測量的組織

數字化地形測量是工程施工與規劃的基礎,同時由于數字化地形測量需要較高的準確性和精確性,因而需要良好的組織。

1.3.1測量工序

數字化地形測量的工序可概括為兩個環節:一是控制測量與計算機輔助平差計算;二是碎部數據采集與軟件編圖成圖。

1.3.2測量方案

數字化地形測量項目的作業方案根據儀器設備條件確定,儀器設備條件不同,作業方案變化各異。 一般可選用靜態GPS網作基本控制,導線(網)、動態GPS作加密控制,支導線(點)補充測站點,全站儀、動態GPS碎部數據采集,進而計算機軟件機助成圖的作業方案。

1.3.3常規測量方法

在生產工序上,數字化地形測量不一定要遵守先控制、后測圖的原則,控制測量、碎部測圖可以同時進行,甚至可以是先測圖后控制,只是后者需將碎部成圖以控制點為基準借助成圖軟件進行測站糾正。

1.3.4簡碼法數字化地形測量

簡碼法是數字化地形測量過程中,觀測員給每一個碎部測點賦于一個自定義編碼,并依據這種自定義編碼編圖成圖的一種數字化地形測量方法。其作業流程為:外業數據采集內業概略編圖草圖外業補充調繪內業詳細編圖外業巡回檢查最終成果成圖。

1.3.5人員組織

數字化地形測量的一個作業組采用簡碼法時宜按一名技術員+一名測量工人編制,一個項目由多個作業組施工的宜專設一名核心技術人員負責質量檢查、成果資料匯總、電腦維護等。

2.地形測量中常規測量方法的缺陷

2.1測量范圍不廣。一般性的借助人力或一般機械進行測量的方法,由于其技術含量有限,操作起來不僅耗費人力、物力,而且測量范圍有限。

2.2搜集到的用于路線測量控制的起算點間一般很難保證為同一測量系統,國測、軍測、城市控制點往往混雜一起,這就存在系統間的兼容性問題,如果用不兼容的起算點,勢必影響測量質量。

2.3國家大地點破壞嚴重,影響測量作業。由于國家基礎控制點,大多為20世紀五六十年代完成,經過30多年,有些點由于經濟建設的需要被破壞,有些點則由于人們缺乏知識遭人為破壞。在這些地區進行路線測量作業,往往在50km以上均找不到導線的聯測點。這樣路線控制測量的質量得不到保證。

2.4地面通視困難往往影響常規測量的實施。一般地形的控制點要求布設300m范圍內。但由于通視的原因,這一條件難以滿足,甚至在大范圍密林、密灌及青紗帳地區,根本無法實施常規控制測量。

3.數字化地形測量的精度討論及影響

3.1控制點點位精度

如果控制點的平面誤差以本級控制點相對于上一級控制點點位中誤差小于圖上0.1毫米、高程中誤差小于1/10測圖基本等高距來衡量,即使是1:500地形測量,無論是GPS網還是導線網,控制點達到上述精度要求并不難。以支導線形式布設測站點時,應當根據使用的儀器及成圖精度計算確定支導線最大長度及最大連續支站數。

3.2碎部點測繪

無論是用動態GPS、還是用全站儀進行碎部測圖,就碎部點坐標而言,其精度是保證的,而且有足夠的精度余量。用動態GPS進行碎部測圖時,由于衛星信號、天線外形影響,加之無法進行偏心觀測,針對居民地和地物較多的大比例尺測區宜持保守態度。用全站儀采集碎部數據時應當根據使用的儀器及成圖精度要求限制視線長度,對于大比例尺測圖必要時還須進行偏心觀測。

3.3數字化地形測量的思考

作為地形測量模式的變革,數字化地形測量將在以下幾方面產生積極的影響:測繪單位儀器設備的更新改造;測繪技術人員繼續教育以及測繪專業教學內容的修訂完善;數字化地形測量工作的規范化;數字地形圖的精度討論及標準確定;數字化測量條件下測繪單位生產與技術管理討論。

4.GPS用于數字化地形測量的特點

4.1測量范圍廣。GPS技術由于由高策低,測量范圍可以很大。可按需布設控制網,簡化加密級別,省去聯測過渡點。

4.2測量精度高。隨著GPS技術的日益成熟和快速發展,現今,生產性作業精度可建立起比常規測量精度更高的控制網。

4.3各個聯測點之間不要求通視,不必建造高規標。

4.4觀測自動化程度高。外業用電紐操作,內業用計算機處理數據,作業時間短,效率高。

4.5測量成果可得三維地心坐標,優于常規測量的平面坐標和高程系統分離狀況,有利于宇航科學、導彈發射等空間科學的應用。

4.6星座布置完成后,可24h觀測,在雨、霧、雪等條件下亦可全天候作業。

5結論

隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化,測繪技術自動化技術發生了重大變革,從傳統的測繪技術(例如電子測距儀、經緯儀、水準儀和平板儀)向3G技術、數字攝影測量技術以及人工智能化發展,GPS技術的出現與不斷完善將會進一步推進地形測量技術的改進,完善和豐富地形測量方法。推動了測繪技術自動化技術的活躍和革新,測繪技術朝著自動化、實時化、網絡化和數字化方向發展,使地形測量更快速、簡單、精確。

參考文獻

[1] 劉慧《GPS在工程測量中的應用》2007 5.

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