发布时间:2023-09-28 08:54:45
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山东航天电子技术研究所,是我国载人航天工程的重要研制单位之一,先后参与我国从神舟一号到神舟十一号、天宫一号、天宫二号等航天工程型号的研制任务,为确保航天员生命安全和载人航天飞行圆满成功发挥重要作用,荣获“中国载人航天工程突出贡献集体”。研制设备涉及环境控制和生命保障、热控、数据管理、乘员服务、测控、结构机构等系统。在神舟七号任务中公司承担航天员出舱通信子系统和舱外航天服中70%电子设备研制工作。在天宫一号任务中,公司承担了医监医保、仪表照明、空间实验等相关设备研制任务。天宫二号飞行器研制方面,承担空间实验室热控、数管、仪表照明、空间技术试验、环控生保、医监医保、测控通信等系统60余台套产品研制任务。在载人航天任务中,承担的研制任务由最初的测控领域,到飞船环境控制和生命保障、热控、数据管理、乘员服务、测控、结构机构等多个领域,并逐步拓展到舱外通信、航天服电子设备、医监医保、仪表照明、空间实验等领域。
飞船发射前的远程体检
――发射场测试无线转发系统
飞船发射前需要与火箭对接组装,然后,进行综合体检才能发射升空。此前,航天器与发射火箭都是在总装厂房组装后进行水平测试,在发射架竖起来后再次测试,如有问题就要再放倒拖回厂房维修。
从神舟一号飞船发射起,我国开始采用国际上先进的“三垂一远”模式,即实现航天器与火箭垂直组装、垂直测试、垂直转运和远程测试。在此过程中,火箭保持一个姿态不动,只要通过测试,运转过程不会有任何改变。而远距离测试发射控制模式则最大限度保持了火箭和飞船的状态不变,极大地提高了测试发射可靠性和安全性。“三垂一远”测试发射模式为世界领先水平。研究所研制的“飞船发射场测试无线转发系统”为实现“三垂一远”提供技术保证。系统中所采用的增益自调节、信道自分配、天线自跟踪等技术,都达到国内一流水平。
随着我国载人航天工程的逐步深入,系统中增加了海事卫星、中继卫星、GPS/GLONASS卫星、北斗导航卫星等作为飞船定位通信的辅助措施,神舟系列完成了国内在轨航天器首次使用这些卫星系统,为后续航天器定位通信提供了更多选择。远距离测试无线转发系统安装于北京航天城和酒泉卫星发射基地。先后参加了我国载人工程历次神舟飞船和天宫一号目标飞行器发射并圆满完成了任务。
太空行走的保障――航天员出舱通信子系统
在神舟七号载人航天飞行任务中,研究所承担航天员出舱通信子系统和航天服专项70%电子设备技术攻关研制任务。其中,航天员出舱通信子系统是在航天员进行出舱活动试验时用于出舱活动航天员与辅助出舱航天员、舱内航天员与地面人员间进行语音通话和数据通信的设备。航天员出舱活动通信系统由通信天线、通信处理器及舱外航天服遥测通信机组成,实现舱内外航天员之间、舱内外航天员与地面人员之间语音通信及舱内外航天员遥测参数下传。该系统首次采用空间CDMA移动通信技术,实现空间近场复杂环境下的可靠无线语音数据通信。
在载人航天工程第二步任务中,研究所技术领域已经拓展到医监医保和空间试验领域,涉及领域广、工作接口多、技术难度大,挑战更加严峻。包括用于航天员监测飞船运行情况、显示交会对接信息、接受地面邮件的仪表控制器;在交会对接中使用的主动标志“天宫一号”目标标志器;用于空间医学实验的失重生理效应装置Ⅰ和失重生理效应装置Ⅱ(细胞培养装置)、无创心功能测量仪,以及被称为“太空冰箱”的医用冷储箱等。
失重生理效应试验控制――航天医学空间实验设备
人一旦进入失重环境,身体发生各种变化,会产生诸多的不适应,这些变化被称为失重生理效应。在神舟九号任务中,航天员在空中进行了多项失重生理效应,用以研究人体在太空中会发生的变化,以便研究克服太空生活对人体带来的不良影响。其中包括513所研制的用于研究脑血流、脑点、眼动的失重生理效应实验装置Ⅰ和进行细胞培养的失重生理效应实验装置Ⅱ,以及试验控制单元等设备。
在太空环境中,航天员的血液会重新分配,下肢血量减小,头部血量增多,航天员的收缩压将升高,平均动脉压升高,静脉压也上升,舒张压则下降。这些失重效应会使得航天员的流体静压梯度消失,找不着方向感,所以在失重环境中,大多数航天员通常会发生前庭植物神经反应,引起航天运动病和空间定向障碍,出现恶心、呕吐、面色苍白、晕眩等现象,从而影响航天员的工作能力。为了研究航天飞行对人体的前庭眼动、心血管及脑高级功能影响,同步检测动脉脉搏波、静脉脉搏、脑电和眼动,在天宫一号,我国首次研究了一种微重力环境下进行的系统(人体)生理学研究实验航天医学空间实验设备,这就是失重生理效应实验装置Ⅰ。
失重生理效应实验装置Ⅱ是我国研制的第一个正式上天的全自动细胞培养装置。设备由失重生理效应实验装置Ⅱ本体和细胞培养子模块两部分组成,失重生理效应实验装置Ⅱ本体随天宫一号发射升空,细胞培养子模块跟随神九发射,由宇航员携带进入天宫一号并安装在失重生理效应实验装置Ⅱ本体中开展医学细胞培养实验。失重生理效应实验装置Ⅱ用于进行失重生理效应防护的细胞机制研究,主要功能是在空间飞行时提供维持细胞正常生长的环境,实现细胞的培养和固定,采集部分细胞生长图像及生长环境参数;目的在于探索讨论失重条件下,细胞因子对细胞的调节作用,将解决细胞培养回路中多种试剂时序加注难题,聚焦微重力对细胞形态、结构、细胞骨架、基因表达和相关功能及其分子机制影响,为针对关键的细胞信号分子开发相关的靶标药物及制定防护措施奠定基础。
航天员的健身器
――骨丢失对抗仪
在失重环境中,作用于人体腿骨、脊椎骨等承重骨压力骤减,同时,肌肉运动减少,对骨骼刺激相减弱,骨骼血液供应也相应减少,导致骨质大量脱钙并经肾脏排出体外,这就是所谓的空间骨丢失。空间骨丢失,是最令航天医学专家头疼的航天员健康问题
研究所专门为航天员设计的“健身器”骨丢失对抗仪,也叫“对抗骨质疏松的仪器”,是保证在太空飞行中的航天员身体健康的仪器之一。骨丢失对抗仪通过敲打人体小腿部位相应穴位,刺激骨骼、改善血液循环,对抗骨质疏松,保障骨骼健康。
目前,研究所已利用这项科研成果研制开发出一套民用级保健治疗仪器,适用于不同人群。经过试验,该仪器可促进骨骼合成,有效抑制骨质疏松发生,治疗并抑制各种原因引起的骨质疏松症状,同时加速血液循环,促进新陈代谢,对消除疲劳有良好辅助作用。航天员的保健员――无创心功能测量仪
科学家通过对航天员的心血管功能测试采用连续、动态和无创记录动、静脉波信号的方法,采集左右心功能、体肺循环血液动力学和心血管调节变化数据,开展心血管系统功能的综合研究。
513所研制的无创心功能监测仪,主要通过无创检测航天员的每搏血压、每搏量和血氧饱和度等生理参数,定期监测航天员的身体状态,被称为航天员的健康保健员。
当航天员在太空工作生活的时候,地面的工作人员可以通过无创心功能检测仪在第一时刻了解航天员的身体状态,航天员可以通过仪器上的指示灯了解仪器的工作状态。因为每个航天员的生理参数有差别,在地面时,科研人员就根据每个航天员的生理参数对仪器内部的参数进行了标定,航天员操作对应按键选择检测对象数据录入,比如按键A代表景海鹏,按键B代表刘旺,按键c代表刘洋。每个航天员必须使用与他相对应的按键,以保证测量数据准确、可靠。
卫星工程“最强大脑”
――星载计算机
计算机是一个系统的大脑,卫星飞船也不例外。星载计算机产品作为研究所的“拳头产品”,已成功应用于我国载人航天、导航、遥感、通信等重点卫星工程上。
在天宫一号和天宫二号上,研究所计算机产品应用于热控、仪表照明、空间技术试验等分系统,作为“最强大脑”,有力保证了各分系统正常运行。其中,仪表控制器是我国第一款用于航天的PowerPc高性能计算机,是天宫二号目标飞行器仪表照明分系统的核心计算机;热控分系统控制单元、温度控制器等设备是飞船“太空空调”的重要组成部分,相当于热控分系统的神经中枢。
研究所研制的通用计算机是空间技术试验分系统的核心计算机,为后续空间站维修工作提供在轨验证和技术积累。
天地对话一线牵――无线话音系统
1 电子信息技术的应用特点分析
1.1 在航空航天领域的应用特点
在我国航空航天事业发展中,电子信息技术发挥着重要的助推作用,其应用范围主要体现在高精尖技术研发层面。航空航天领域是我国科教兴国战略的重要领域,当前在该领域中开辟了专门的电子信息工程技术类项目,其项目包括与航空领域相关的软件开发、信息处理、高端微波遥感技术等。电子信息技术还被应用到航天电子系统研发中,如我国研发的东风-14洲际弹道导弹应用了先进的电子信息技术;我国北斗卫星导向系统也应用了电子信息技术,大幅度提升了系统运行的高精准度,使其覆盖范围扩大至整个亚太地区。为了持续推动我国航空航天事业的发展,使其相关技术达到世界领先水平,必须要加大该领域中电子信息技术的研发力度,拓展其应用深度与广度。
1.2 在工程建设中的应用特点
在工程建设中,电子信息技术的应用主要体现在搭建网络通信平台方面,如在工程造价控制领域中,可以利用网络信息传输平台及时获取有关工程造价的相关资料信息,并利用管理信息系统、办公自动化技术等强化造价监控,提高工程造价控制的及时性。工程量计算是工程预算、决算的重点,而运用工程量计算软件可节省人工计算的时间,避免出现计算差错。尤其在公路工程建设中,电子信息技术可以对种类繁杂、数量庞大的信息进行梳理,不断更新相关数据,促使公路工程建设有序开展,提高工程管理的现代化水平。
1.3 在城市安防领域中的应用特点
城市安防是保证社会安定的重要举措,电子信息技术作为城市安防的必要技术支撑,大幅度提高了城市安防的信息化、现代化水平。如,在城市安防中运用视频监控电子信息技术,可对监控范围进行固定和移动监控。尤其对于移动视频监控技术而言,可有效应对取电问题,扩大视频控制点的覆盖率,减少监控盲区;又如,在城市安防中运用电子报警技术,可实现固定目标报警和移动报警两种模式。对于固定目标报警而言,由探测器发出探测信号传输到报警管理中心,安保人员根据信息制定应急预案,对不良破坏行为进行有效控制。对于移动目标报警而言,融入了无线通信技术、GIS地理信息技术、定位处理技术等,可与医疗、公安、火警系统进行互联,以便对报警信息作出快速应对。这种报警技术已经被广泛应用于贵重物品运输、运钞车等监控领域。
1.4 在农业领域中的应用特点
农业机械是农业生产的重要物质基础,当前电子信息技术被广泛应用到农业机械中,促使农业机械向智能化、网络化的方向研发。如,在一些大型拖拉机的内部系统应用电子控制单元,使内部系统具备信息处理能力,并且利用标准设计接口与其他系统进行网络互联,通过局域网络对拖拉机的操作进行控制。电子信息技术在农业机械上的应用,迫切需要实现标准化、通用化。在农业机械驾驶室内安装通用型智能显示终端系统,利用光纤电缆组建数据通信网络,形成串行总线结构,将所有电子控制单元实现与总线标准接口挂接,从而促使信息在不同系统中的交换,准确传达控制命令。此外,这种标准接口还能够保障农业机械之间的信息交换,对加强农业机械管理、使用以及技术控制有着重要意义。
2 电子信息技术未来的发展趋势
2.1 光电子技术
光电子技术是由电子技术与光子技术相结合而产生的技术,主要应用于电子输入设备,如打印机、摄像机、平板电脑等设备,以CCD器件为主,其图像传感器的信息获取或输出方式如图1所示。
从光电子技术的发展趋势上来看,激光技术的应用拥有着广阔的发展空间,尤其在医疗、军事领域,激光器发挥着巨大的应用优势,能够保证应用的安全性,减少意外发生几率。此外,光电子技术中的光显示在家用电器中得到了推广应用,为提高家用电器智能化控制水平提供了技术支撑。
2.2 集成化与高效化
电子信息技术向集成化、高效化的方向发展。如,利用纳米技术制造电子产品,使其集成电路更加细化,促进了集成电路技术的发展与应用。当前,32nm、45nm、65nm的纳米级技术成为了较为常见的技术,加之ARM、FPGA等在电子产品中的应用,进一步提升了电子产品的集成性,这也成为电子信息技术研发的主要方向;又如,在光纤传输技术的支撑下,数据传输速度成倍数增长,加之CDMA数字通信技术的成熟、GPRS在通信领域的应用以及宽带接入技术的改进,进一步扩大了通信技术的覆盖范围,使得通信技术产品成为了人们生活中必要可少的物质条件。
3 结论
一切从球开始
在世界范围内,有许多私营航天科技公司成功的先例:2014年,Facebook与 Titan Aerospace 进行了一笔达 6000 万美元的交易。Facebook 购买了多架该公司生产的近地面太空无人机,用于自己旗下的太空网络信号转播项目,届时,全球都会被免费的无线网络覆盖。而在民营航天成功先例中,最著名的恐怕就是 SpaceX 公司。
和美国不同,中国航天事业主要由国家掌控和运作,但这并不意味着私营航天在中国无从谈起。
去年5月,“中国制造2025”规划,在新常态的语境下,国家把目光再次聚焦到工业实体。有分析认为,仅卫星应用这一领域的产值就将在2020年达到5000亿元,“十三五”末我国航天工业的整体产值将能达到8000亿元至10000亿元的水平。
据行业人士测算,商业航天领域每投入1美元,可获得7至14美元的回报。经过多年发展,商业航天已成为世界航天产业发展的主要动力。
“坐火箭20万美元游太空”“推出太空专车、太空顺风车、太空班车等发射服务计划”……事实上,曾经颇显神秘的中国航天业,已悄然开启商业化的大幕。虽然让公众兴奋的太空游还略显遥远,但作为交通工具的火箭其实已开始“专车”服务(指发射卫星等)。
位于一间普通写字楼的中国火箭有限公司(以下简称中国火箭公司)没有过多国企做派和军工的神秘,也还没有互联网企业足够的简明高效,但这家企业已经站上中国航天商业化的时代“风口”。
作为商业航天发展的基础运输平台,火箭正通过创新运营模式、打造专属列车、提供定制服务等创新举措,努力在商业航天市场的激烈竞争中抢得先机。布局并不止于目前披露的商业发射服务、亚轨道飞行体验、空间资源利用三大业务板块,“对标SpaceX只是近期目标。”
百度CEO李彦宏曾在2014年的全国政协委员会上递交提案,建议国家相关主管部门鼓励民营企业开展火箭、卫星等的研制、生产和发射业务,促进航天技术在其他领域的应用,带动其他相关产业的发展。
航天领域的民间机会
2015年12月22日上午九点,美国太空探索公司SpaceX成功将其自主研制的Falcon 9 FT火箭发射升空,成为首个成功进入太空的民间企业。这被视为私人航天时代即将到来的标志。
在中国,航天领域长期为国有力量主导。即便是国有机构,要制造完整的火箭也非一家所能。火箭的不同结构,在传统的航天系统中有着严格的分工。
但在民营航天爱好者的眼中,只要技术操作与基本工艺到位,使用民用级别的原材料进行航天器制造,并非不可能。
2013年,大三学生胡振宇与科创广州项目组成员一起,到内蒙古发射了一枚火箭。
胡振宇曾在中科院空间所实习了1个多月,而这家机构是航天四院的主要客户之一。他听到的最大抱怨是“太贵了”,“贵到以至于中科院自己都想做探空火箭,忍无可忍了”。几年后,他创办了翎客航天,计划把价格拉低至200万元,同时提供更好的性能。其中的关键是缩短供应商链条,减少分包成本,避免层层倒手、加价,以确保毛利润率。
按照胡振宇的规划,他创建的翎客航天将是国内首家提供探空火箭发射服务的私人企业。与公众更加熟悉的“”等运载火箭相比,他的探空火箭体型更小,通常长度不超过10米,箭体直径不超过300毫米,有效载荷数十公斤。它的作用是将搭载的仪器送到几十至几百公里的高空,进行几分钟的科学观测,相对简单的结构和功能,让民间科研力量有望参与其中,甚至成为市场的主要玩家。
2015年7月,中国民间航天组织中规模最大的 “科创航天局”主席罗澍等人做的卫星研制方案得到了投资人的认可。投资人认为,没有民间及商业化的航天就没有人类航天的飞跃。现在人类处于技术空前平民化的阶段,所以会出现几个年轻人在短短几年间通过互联网改变数亿人的生活,“沿着平民化路线看看有没有突破口。”
民间的商业航天行为,最终落点还是“商业”,在国家大力推动军民融合、“航天+互联网”的信息产业变革,以及全球新一轮的工业革命的大背景下,越来越多的企业将通过航天的“商业化”道路,寻求新的投资机会。
中国航天的山东元素
在神舟十一号任务中与天宫二号空间实验室成功实现自动交会对接后,513所承担了多项保障工作。
513所即山东航天电子技术研究所,隶属于中国航天科技集团公司第五研究院,始建于1966年。1986年由山西太谷搬迁至山东烟台。是目前山东省唯一一家从事航天高科技研究的科研事业单位。513所先后参与了我国从神舟一号到神舟十一号、天宫一号、天宫二号等所有载人航天工程型号的研制,均圆满完成任务。
10月19日3时31分,神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室成功实现自动交会对接。6时32分,航天员景海鹏、陈冬先后进入天宫二号空间实验室。据了解,2名航天员将按照飞行手册、操作指南和地面指令进行工作和生活,按计划开展有关科学实验。完成组合体飞行后,神舟十一号撤离天宫二号,并于1天内返回至着陆场,天宫二号转入独立运行模式。
据报道,在航天员空间实验的过程中,513所研制的多项产品将发挥至关重要的作用。其中,513所研发的氧分压调理电路、二氧化碳分压传感器、舱内气体采样装置将净化空气,确保太空没有“雾霾”;液路断接器和封气装置是载人飞船的安全卫士;失重生理效应实验装置、骨丢失对抗仪、无创心功能监测仪为航天员提供了完善的健康保障体系;无线语音系统将实现航天员与地面的天地通话。
The Engineering of Aerospace Propulsion
2012,519p
Hardcover
ISBN9781447124849
大部分航空、航天动力推进领域的书籍主要致力于燃气涡轮发动机,往往很少覆盖如螺旋桨、直升机旋翼或火箭发动机推进系统及设备。本书采取一个更广泛的观察视角,旨在为航空、航天动力推进工程技术提供一个更广阔的知识背景,这本书并不只是介绍一个单独的系统,而是对多个系统进行观察和比较,将航空航天推进领域在科学研究和工程中的每一步进展呈现给读者。
这本书记录了从早期比较简单的推进系统到今日飞速发展的航空航天推进工程系统,读者可从本书中学习并了解到在航空航天动力推进工程学中更为深入的数学知识、物理原理和历史发展。本书共14章,分为两个部分,包含两个通用类别:飞机推进系统和火箭推进系统。第1-8章介绍飞机推进系统,第9-14章介绍火箭推进系统。本书选择的内容非常明确并具有代表性,书中关于航空航天动力学及工程的一些相关材料是非常全面而详细的,包括固体和混合火箭发动机内弹道等内容,并进行了详尽的分析说明。本书并未着重介绍某个单一的动力推进系统,而是提供了更广泛的参考背景,比较了被大部分教材忽略的其他飞行推进系统的相同点和不同点。这本书的主题内容覆盖范围较广,提供了更多直观的内容给读者,包括一系列相关的图表和照片,比如具体的推进器的性能图表。这些文字和材料为本科生和研究生提供了很好的支持,有利于学生和专业技术人员进行相关项目的工作。
这本书主要来源于作者在瑞尔森大学(Ryerson University)任教的教学笔记。作者教授本科生和研究生的航空航天工程课程多年,包含飞行力学、飞机性能和气动力学等相关内容。在1993年进入瑞尔森大学之前,作者曾在加拿大的大学和航空航天研究部门工作数年,目前作者是AIAA(American Institute of Aeronautics and Astronautics)固体火箭技术委员会的国际成员,并在北美和欧洲的动力飞行会议上发表了多篇重要学术论文。
本书适合用作相关专业大学课程的教材或者专业技术人员的参考用书。
徐旻,博士,工程师
2电子信息技术的发展现状与趋势
进入新世纪以来,世界上几乎所有的创新型国家都将发展电子信息技术产业作为国家的经济战略目标。随着电子信息技术的不断发展和普及,电子信息技术产业已经成为我国信息技术的支柱产业,规模已经屈居世界第二。党的“十六大”明确强调:“优先发展信息产业,在经济和社会领域广泛应用信息技术。”这是在新时期党的重大战略部署。虽然我国改革开放以来,电子信息技术发展非常迅速,在各个领域取得重大突破。但经研究发现,我国虽然对于电子信息技术应用比较广泛,但是真正掌握的核心技术与手段还是远远落后与其它的电子信息发展强国。究其原因就是,我国的电子信息技术的发展还是相对比较缓慢,仅仅掌握的是一些基本的技术手段。大部分的核心技术与手段依然引进的国外先进研究成果。如果这种情况得不到改善,对于新时期大力发展电子信息技术产业将非常不利,没有自主研发的技术和产品是不会在电子信息技术领域立足的。所以我们需要尽快改变电子信息核心技术和手段受控于人的不利局面。下面从世界电子信息技术的发展规模等内容为背景,重点从微电子技术、计算机技术、通信与网络技术、软件技术四个方面进行详细阐述,总结电子信息技术的现状和发展趋势。
2.1微电子技术处于向极限挑战的转型期。微电子是信息产业的核心和基础,实现社会信息化的网络及其关键部件不管是计算机或者通讯机,他们的基础都是微电子。面对微电子技术即将进入纳米尺寸和System-on-Chip时代,CPU时钟进入GHz。中国具有较强整机系统设计能力,SOC时代的到来是我国IC产业跨越发展的机遇。但是中国微电子行业面对以下现状:微电子产业的发展规模和科学技术水平是衡量一个国家综合实力的重要标志。然而,我国目前仍然处于社会主义初级阶段,科学技术的发展水平相对于发达国家仍然处于落后一方。如何快速发展科学技术水平,掌握科学技术核心技术,是目前我国目前要解决的重要问题。IT行业的发展停留在装配水平之上,挣得都是“辛苦钱”。我国的IT行业缺乏甚至是根本就没有尖端技术人才,IT专业的教育水平处于机械式的传导水平。众所周知,IT行业是一个技术不断更新换代的尖端技术行业。由于我国IT行业的人才匮乏,IT行业的核心技术只能引进国外先进技术,而我们的IT行业的“人才”只是像“搬运工”一样进行机械式的装配安装,导致我国IT技术停留在装配水平之上。在国际分工中,我们将只能处于低附加值的低端上。正如IT行业一样,微电子核心技术落后的我们在国际合作制作或者创造微电子产品中只能提供一些低端技术,得到一些低的附加值。有人戏称:“你们说中关村是硅谷,但是一个无“芯”的硅谷,产品不可能有竞争力。”在没有集成电路产业的情况下,我们的高新技术的发展命脉掌握在他人的手中。所以,集成电路产业是我国微电子行业需要发展起来的首当任务。从图1我们可以看到我国当前对于发展集成电路产业的重视。高级工程技术人才和设计人才的短缺已经成为制约我国微电子产业发展的主要因素。这里有一个不争的事实,美国现在的微电子行业的设计人才已达40多万,而我们仅仅有几万人而已。教育是百年大计,人才才是发展根本。面对以上微电子的发展现状,想要从目前的微电子发展水平进入纳米尺寸和System-on-Chip时代,这必定是一种转型的挑战。现在以半导体为主的微电子技术已达到了极微小状态,但到了45钠米(0.045微米)以下,半导体物理特性可能不会维持了,摩尔定律必将被打破。未来微电子技术是要以单独原子作为单位的,,也就是要以钠米尺寸度来计算了,换句话说,现有半导体制造工艺技术将被纳米材料技术所取代。这对象中国这样的新型工业国家是天赐良机,因为发达国家和发展中国家在这个领域基本上处于同条起跑线。
2.2计算机技术正面临体系结构的瓶颈期1)Einstein瓶颈。机器的信号传输速度低于光速的2∕3,传输速度达不到理想要求,即为Einstein瓶颈,这是物理制约。2)Babbage瓶颈与VonNeuman瓶颈。前者是因为CPU的速度与访问操作速度相差太大引起的,后者是因为串行控制引起的问题。二者都导致了冯结构资源的利用不充分,属于结构制约。3)Feigenbaum瓶颈。即如何将现实世界的知识存入计算机以便有效利用,只是一种知识获取的制约。
2.3通信网络技术正处于各种技术不断突破的融合期。通信网络技术发展的初期主要是以语音业务为主,到后来网络的出现,数据业务量暴涨。网络技术慢慢由电路交换变为包交换,现在包交换技术已经处于网络中的主导地位。将电路交换转换为包交换可以节省大量资金,而且新网络性能和服务的竞争可以导致新的资金分流,在这两大力量的趋势之下,导致通信网络技术的不断融合。
2.4软件技术处于比例不断增大的发展期。随着社会信息化、网络化,软件的发展趋势可以概括为智能化、网络化、信息化、服务化、工程化、可信化、融合化,而且软件技术会不断地壮大,需求更加多样化,会有自己的新内涵与新特点。电子信息技术的发展趋势是:信息技术的重点正由硬件制造向软件及其服务业转型,软件产业即将成为信息产业的老大。SaaS和云计算的发展使软件开发模式和商业模式进入全面开放组合的新时代。信息技术向其他领域的渗透更加明显。三网融合不断加深;各种技术的边界越来越模糊;分不清是计算机,通信还是广播;分不清是整机还是元器件;分不清是雷达、通信还是电子战;分不清是天线还是信号处理。网络宽带和容量的剧增,使我们正由一个人机的二元世界,走向人机物的三元世界。各种分布式协同的系统将不断出现。数字家庭,数字医疗,智慧交通,IPTV已经开始来到我们身边,我们将从E社会走向U社会。
3计算机技术在电子信息控制与处理中的应用
所谓电子信息技术就是在计算机技术、通信技术和高密度存储技术基础之上发展起来的用于信息的存储、传播与应用等方面的技术,它是信息业未来的发展方向。其中计算机技术是其发展的核心部分。电子信息技术的发展,打破了长期以来以纸制载体存储、传播信息的传统。而实现电子信息技术的载体就是计算机软件技术。所以计算机软件系统的设计是电子信息技术的关键环节。电子系统。它是由若干相互连接、相互作用的基本电路组成的具有特定功能的电路整体。有数字型和模拟性两种或者二者的混合形式。规模较小、功能单一的是单元电路,而由若干单元电路组成的是电子系统。一个完整的电子系统一般有输入、输出与信息处理三部分,用来实现对信息的控制和处理。而控制这些电子系统输入、输出与信息处的是计算机软件系统。在现代信息技术如此发达的社会,如果没有计算机软件实施控制,一切将无从谈起。空天电子技术。现在空间科学迅速发展,面向航天电子信息领域的微波遥感以及空间电子信息传输与处理等技术都是利用大型或者巨型计算机实现的。包括航天电子系统的设计、制造和管理等工作都是借助于计算机设计或者管理软件实现的。电磁场与微波技术。天线、微波、电波传播和电磁兼容的设计、仿真及测量等都是在计算机软机的辅助下完成的,如果没有计算机,天线、电磁场与微波技术的研究以及应用系统的设计也就更本无从谈起。信息处理技术。进行信息处理理论研究以及信息处理软硬件的设计,电子信息系统信息的获取与处理,以及各种信息系统的研究设计,制造管理都是通过计算机软件实现的或者由计算机软件辅助完成的。综上所述,在电子工程领域电子技术与计算机技术是一起融入发展的,二者必不可分。电子信息的控制与处理要通过计算机的编程程序或者计算机软件等实现,而计算机技术的发展是以电子技术为依托的。如下图2信息技术的领域所示,说明电子信息技术是信息领域的关键支撑技术,计算机技术是信息领域的核心技术。