操作系统原理作业（精选8篇）
防火墙技术可以很好的保障计算机网络安全，为正常运行创造条件。对于一个网络安全防御系统而言，防火墙往往被看做是防御的第一层，可见防火墙技术在网络安全的重要性。
关键词：网络安全；防火墙技术；重要性
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Abstract Firewall technology can be very good to protect the computer network security, to create conditions for the normal operation.For a network security defense system, the firewall is often seen as the first layer of defense, visible firewall technology in network security.Keyword:Network security;firewall technology;importance
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摘要..................................................................................................................................................1 Abstract.............................................................................................................................................2 前言..................................................................................................................................................4
一、计算机网络安全问题...............................................................................................................4
二、防火墙的基本介绍...................................................................................................................4
2.1.防火墙的定义.....................................................................................................................4 2.2防火墙的实现技术分类.............................................................................................................5 2.3 防火墙的体系结构....................................................................................................................5
三、防火墙技术的重要性...............................................................................................................6
3.1 网络存取访问的统计与记录............................................................................................6 3.2 控制特殊站点的访问........................................................................................................6 3.3 控制不安全服务................................................................................................................6 3.4集中安全保护...................................................................................错误！未定义书签。
四、防火墙技术的应用...................................................................................................................6
4.1 应用于网络安全的屏障....................................................................................................7 4.2 应用于网络安全策略中....................................................................................................7 4.3 应用于监控审计中..........................................................................错误！未定义书签。4.4 应用于内部信息的保障中................................................................................................7 4.5 应用于数据包过滤中........................................................................................................8 4.6 应用于日志记录与事件通知............................................................................................8
五、结语.........................................................................................................错误！未定义书签。参考文献.........................................................................................................错误！未定义书签。
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前沿
防火墙是目前应用非常广泛且效果良好的信息安全技术，可以防御网络中的各种威胁，并且做出及时的响应，将那些危险的连接和攻击行为隔绝在外，从而降低网络的整体风险。
自从20世纪90年代进入市场以来，防火墙技术经过20年的发展已经经历了实质性的改变，从早期的包过滤设备演变为目前复杂的网络过滤系统。Internet的蓬勃发展所带来的安全问题，极大的促进了防火墙技术的发展，使得今天的防火墙在过滤特性上变得更加复杂，增加了诸如状态过滤、虚拟专用网、入侵检测系统、组播路由选择、动态主机配置协议服务和很多其他特性。
一、计算机网络安全问题
在信息技术的推进下，各个领域都渗透了互联网技术，不仅对人们的观念和生活方式起到了一定的影响，同时也对社会面貌及其形态意识产生的作用。但是人们的正常生活和工作也受到了电磁泄露及其黑客攻击的干扰，这也就是所谓的网络安全问题。该问题的出现是有人故意或者是无意攻击的网络。在操作中由于操作者的安全意识缺乏或者是操作口令错误，就导致了信息的泄露，从而威胁到了整个网络安全。与此同时网络安全也受到了人为恶意攻击的威胁，因此，竞争者和计算机黑客的恶意攻击对计算机网络安全都会造成影响。要想使用防火墙技术解决计算机网络安全问题，就必须了解防火墙的基本信息，明白其重要性。
二、防火墙的基本介绍
2.1防火墙的定义
防火墙的明确定义来自AT&T公司的两位工程师Willam Cheswick和Steven Beellovin。防火墙是位于两个（或多个）网络间，实施网间访问控制的一组组件的集合，它满足以下条件：（1）内部和外部之间的所有网络数据流必须经过防火墙。（2）有符合安全政策的数据流才能通过防火墙。（3）防火墙自身能抗攻击。
通俗的理解就是，防火墙是在两个网络通讯时执行的一种访问控制尺度，它能允许你“同意”的人和数据进入你的网络，同时将你“不同意”的人和数据拒之门外，最大限度地阻止网络中的黑客来访问你的网络。换句话说，如果不通过 4/9 防火墙，公司内部的人就无法访问Internet，Internet上的人也无法和公司内部的人进行通信。
需要注意的是，不能狭义地将防火墙理解为一套软件或一台设备。因为通常使用不止一种技术和不止一台设备实施整个防火墙方案所以防火墙应该理解为一个防火墙系统，或说一套防火墙解决方案。
2.2防火墙的实现技术分类
根据防火墙过滤的方式和技术不同，防火墙可以划分为三类：包过滤防火墙，状态防火墙，应用网关防火墙。
包过滤防火墙是一种通过检查数据包中网络层及传输层协议信息来发现异常的安全防御系统。包过滤防火墙不需要对客户端计算机进行专门配置，性能优于其他防火墙，因为它执行的计算比较少，并且容易用硬件方式实现。它的规则设置也简单，通过禁止内部计算机和特定Internet资源连接，单一规则即可保护整个网络。
状态防火墙采用的是状态检测技术，这是由CheckPiont公司最先提出的一项具有突破性的防火墙技术，把包过滤的快速性和代理的安全性很好地结合在一起，成为防火墙的基本过滤模式。相比包过滤防火墙，它能知晓连接的状态，无须打开很大范围的端口以允许通信，还能阻止更多类型的Dos攻击，并且具有更丰富的日志功能。
应用网关防火墙，也称代理防火墙，能够根据网络层、传输层和应用层的信息对数据流进行过滤。由于应用网关防火墙要在应用层处理信息，所以绝大多数应用网关防火墙的控制和过滤功能是通过软件完成的，这能够比包过滤或状态防火墙提供更细粒度的流量控制。它的优点主要在于能够实现对用户的认证，能够阻止绝大多数欺骗攻击。使用连接代理防火墙能够连接上的所有数据，检测到应用攻击层，如不良的URL、缓存溢出企图、未授权的访问和更多类型的攻击，同时生成非常下详细的日志。不过，详细的日志也会占用大量的磁盘空间，而且它的处理过程也要求大量的CPU和内存。
2.3防火墙的体系结构
防火墙的体系结构一般有双重宿主主机体系结构、屏蔽主机体系结构和屏蔽子网体系结构。
5/9 建造防火墙时，一般很少采用单一的结构，通常是多种解决不同问题的技术结合。这种组合只要取决于安全中心向客户提供什么样的服务，以及安全中心能接受什么等级的风险。采用什么样的组合主要取决于经费、投资的大小或技术人员的技术、时间等因素。通常有使用多堡垒主机，合并内部路由器与外部路由器，合并堡垒主机与外部路由器，合并堡垒主机与内部路由器，使用多台内部路由器或外部路由器，使用多个周边网络，使用双重宿主主机与屏蔽子网等多种组合形式。
三、防火墙技术的重要性
3.1 网络存取访问的统计与记录
任何传输数据和访问都能够以防火墙记录的日志流通于内外网之间。然而对于重要的数
据信息来说，人们借助日志在分析可能性攻击的情况下，就能做好相关的防范。就拿银行网络来说，假如他存在问题，就会对电信和证券单位产生威胁，因此可将防火墙技术应用。除此之外企业也要尽可能了解网络安全隐患，从而加强管理域监控，降低安全风险几率。
3.2 控制特殊站点的访问
这也是保障计算机网络安全的关键，就拿进行访问和数据传输的主机来说，假如将特殊保护实施，在交换数据的时候就必须得到主机许可，以此来将不必要的访问拒绝，将非法盗取资源的情况杜绝&对于内部网络，防火墙不必对访问强行禁止，由此可见，网络安全离不开防火墙。
3.3 控制不安全服务
不安全因素常常会出现在计算机网络中，对于安全性较差的服务，我们均能够采用防火墙技术控制，在防火墙的作用下，内外网进行数据传输和交换的时候，必须经过防火墙的许可，这样相关资源内容才能传输到外网。由此可见，防火墙的使用能降低非法攻击的风险。
3.4集中安全保护
假如内部网络规模较大，且必须改动附加软件或某些软件，将其置入防火墙，就能保障其数据和信息的安全，同时在防火墙中放入身份认证软件、口令系统及其密码等，还能将其安全性进一步的提升。
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四、防火墙技术的应用
防火墙对流经它的网络通信进行扫描，这样能够过滤掉一些攻击，以免其在目标计算机上被执行。防火墙还可以关闭不使用的端口。而且它还能禁止特定端口的流出通信，封锁特洛伊木马。最后，它可以禁止来自特殊站点的访问，从而防止来自不明入侵者的所有通信。
4.1 应用于网络安全的屏障
一个防火墙（作为阻塞点、控制点）能极大地提高一个内部网络的安全性，并通过过滤不安全的服务而降低风险。由于只有经过精心选择的应用协议才能通过防火墙，所以网络环境变得更安全。如防火墙可以禁止诸如众所周知的不安全的NFS协议进出受保护网络，这样外部的攻击者就不可能利用这些脆弱的协议来攻击内部网络。防火墙同时可以保护网络免受基于路由的攻击，如IP选项中的源路由攻击和ICMP重定向中的重定向路径。防火墙应该可以拒绝所有以上类型攻击的报文并通知防火墙管理员。
4.2 应用于网络安全策略中
通过以防火墙为中心的安全方案配置，能将所有安全软件（如口令、加密、身份认证、审计等）配置在防火墙上。与将网络安全问题分散到各个主机上相比，防火墙的集中安全管理更经济。例如在网络访问时，一次一密口令系统和其它的身份认证系统完全可以不必分散在各个主机上，而集中在防火墙一身上。
4.3 应用于监控审计中
如果所有的访问都经过防火墙，那么，防火墙就能记录下这些访问并作出日志记录，同时也能提供网络使用情况的统计数据。当发生可疑动作时，防火墙能进行适当的报警，并提供网络是否受到监测和攻击的详细信息。另外，收集一个网络的使用和误用情况也是非常重要的。首先的理由是可以清楚防火墙是否能够抵挡攻击者的探测和攻击，并且清楚防火墙的控制是否充足。而网络使用统计对网络需求分析和威胁分析等而言也是非常重要的。
4.4 应用于内部信息的保障中
通过利用防火墙对内部网络的划分，可实现内部网重点网段的隔离，从而限制了局部重点或敏感网络安全问题对全局网络造成的影响。再者，隐私是内部网络非常关心的问题，一个内部网络中不引人注意的细节可能包含了有关安全的线索而
7/9 引起外部攻击者的兴趣，甚至因此而暴漏了内部网络的某些安全漏洞。使用防火墙就可以隐蔽那些透漏内部细节如Finger，DNS等服务。Finger显示了主机的所有用户的注册名、真名，最后登录时间和使用shell类型等。但是Finger显示的信息非常容易被攻击者所获悉。攻击者可以知道一个系统使用的频繁程度，这个系统是否有用户正在连线上网，这个系统是否在被攻击时引起注意等等。防火墙可以同样阻塞有关内部网络中的DNS信息，这样一台主机的域名和IP地址就不会被外界所了解。除了安全作用，防火墙还支持具有Internet服务特性的企业内部网络技术体系VPN（虚拟专用网）。
4.5 应用于数据包过滤中
网络上的数据都是以包为单位进行传输的，每一个数据包中都会包含一些特定的信息，如数据的源地址、目标地址、源端口号和目标端口号等。防火墙通过读取数据包中的地址信息来判断这些包是否来自可信任的网络，并与预先设定的访问控制规则进行比较，进而确定是否需对数据包进行处理和操作。数据包过滤可以防止外部不合法用户对内部网络的访问，但由于不能检测数据包的具体内容，所以不能识别具有非法内容的数据包，无法实施对应用层协议的安全处理。
4.6 应用于日志记录与事件通知
进出网络的数据都必须经过防火墙，防火墙通过日志对其进行记录，能提供网络使用的详细统计信息。当发生可疑事件时，防火墙更能根据机制进行报警和通知，提供网络是否受到威胁的信息。
五、结语
随着计算机技术的不断发展，人们越来越依赖于网络，对于信息资源的依赖也过于紧密，网络安全问题也不可避免，这直接影响着防火墙技术的发展。为了保障网络的安全运行，防火墙技术越来越重要。我们需要选择适合实际应用的防火墙来抵御有害信息入侵计算机系统，但仅依靠防火墙技术是不够的，需要使现在的防火墙技术将计算机技术和网络技术结合在一起，才能真正解决计算机的网络安全问题。
参考文献：
[1]熊平,朱天清.信息安全原理及应用M].清华大学出版社,2012,01 [1]王德山,王科超.试论计算机网络安全中的防火墙技术[J].网络安全技术与应用,2013,07 8/9 [2]马利,梁红杰.计算机网络安全中的防火墙技术应用研究[J].电脑知识与技术,2014,16 [3]刘小斌，防火墙技术的应用[J].电脑知识与技术,2014,36 [3]靳舜.计算机网络安全中的防火墙技术分析[J].科技前沿，2016,03
集群系统作为当前高性能并行计算机发展的主流,由一组完全独立的计算机结点,通过高性能网络连接而成,具有单一系统映像、高可用性、高性价比和高可扩展性的特点。
中心实验室的SGI高性能集群系统采用SMP:对称多处理并行计算机体系结构, 由拥有多个处理器的SMP节点和连接各节点间的快速网络构成多级体系结构,具有共享存储和分布存储两级存储结构。该系统采用混合并行模式,即节点内采用多线程化、节点间采用消息传递。每个结点配备主频为2.6GHz的64核CPU(AMD Opteron (TM) 6282),512 GB主存和2 x 2TBRAID1 + 8TB RAID0硬盘阵列。双精度浮点运算速度理论峰值 为每秒13312亿次。其 管理网络 采用千兆Ethernet以太网结构, 高速计算网络采用基于开放标准的Infiniband高速网络,具有高带宽、低延迟的特点,带宽最高达120Gbps,延迟低于100 ns,特别适合大规模并行计算。为满足岩土力学数值计算的要求,实验室还配备了多种有限元计算软件,如Comsol Multiphysics多物理场耦合分析有限元软件、ABAQUS工程模拟有限元软件和ANSYS有限元分析软件等。
众所周知, 大多数集群采用的是Linux操作系统,虽然这些系统也提供图形用户界面,但出于性能和用途(高性能计算 )等因素考虑 ,大部分情况下使用命令行方式操作更为方便和高效,而这对于习惯了图形操作界面的普通用户来说不是十分方便, 不但要熟悉各种Linux命令,而且还要弄清不同厂家不同版本Linux命令之间的细微差别。其实,对于只使用集群做大规模科学计算的用户来说,完全没有必要掌握这些命令。然而,问题还不止这些。由于集群在运算时会在每个结点上创建一个有限元分析软件的运行实例, 因此若全部采用图形界面,势必会浪费更多的计算资源,影响计算效率,甚至可能因自身占用资源过多而导致超负荷的情况。这一点我们深有体会, 当初在联想深腾1800集群上测试以图形方式使用COMSOL软件进行并行计算时就因遇到过这种情况而最终放弃这种计算模式。
另一方面,从集群设计的初衷来看,集群制造厂商不推荐、也不希望用户以图形用户界面方式使用集群。其实,这一点从集群结点通常只配备中低档图形显卡就可以看出来。当需要对计算结果进行分析时,一般都是下载到配备高档图形显卡的图形工作站进行后处理。
值得一提的是, 有些集群配备了基于Web的集群作业管理系统,只需根据不同的有限元并行软件制作好相应的脚本和执行命令即可。但由于运行不同的算例时,需要修改脚本或命令,因此使用起来仍然很不方便。换句话说,使用集群进行大规模计算最好使用命令行方式,而且为了方便普通用户使用,最好能提供像菜单一样的功能列表供用户选择,这样一来,用户就不必跟生硬的命令行打交道,还能取得事半功倍的效果。
有鉴于此,我们需要针对每一种有限元计算软件研制一套独立的接口程序, 姑且称之为与该软件配套的集群并行作业管理系统。不过,如果每个接口程序(即专门针对 该有限元 软件开发 的集群并 行作业管 理系统)的界面和用法都不统一的话,势必会增加熟悉时间和学习难度。为简化学习曲线,我们通过对不同有限元计算软件的参数进行抽象和封装, 为不同的有限元计算软件提供统一的界面和操作方式,以增强其通用性。但让用户编写接口程序有一定难度,为此,我们研制了基于文本界面(TUI)的集群并行作业管理系统自动生成器, 可根据用户实际集群环境自动生成常见大型有限元分析软件接口源程序, 经编译后可运行在大多数集群上。
2 实现原理及方法
集群并行作业管理系统自动生成器的实现机理。首先,针对每种有限元分析软件,分析与并行作业管理相关的命令,并将可变参数提取出来作为变量,由用户在交互阶段进行赋值;然后编写相应的并行作业管理系统代码生成程序, 即集群并行作业管理系统自动生成器,它可以根据用户输入的参数动态生成该有限元分析软件的并行作业管理接口程序(因其自成体系,故亦称并行作业管理系统),包括作业提交、作业取消和作业列表等基本功能;最后,将自动生成器生成的程序拷贝到相关用户(如Ansys_User1)的主目录下,并设置好自启动脚本,以便在该用户登录系统时自动执行该程序,即显示出相应的文本功能菜单供用户选择。由该并行作业管理系统自动生成器所生成的并行作业管理系统程序流程图如图1所示。由于该自动生成器生成的并行作业管理系统是基于文本方式,因此也称之为基于TUI界面的集群并行作业管理系统生成器。
集群并行作业管理系统生成器的用法十分简单。启动主程序后,根据需要点击相应的自动生成器按钮分别进入Ansys、Comsol、Abaqus和LSDyna作业管理系统自动生成界面。
以“基于TUI界面的Comsol作业管理系统自动生成器”为例,说明如何生成COMSOL并行作业管理系统源程序。首先在弹出的窗口中依次输入Comsol软件主程序名(若系统未设置相应的环境变量,则必须指定全程路径)和集群分配给Comsol软件使用的最大计算结点数,然后单击“生成源代码”按钮自动生成相应的作业管理系统源代码。将生成的源代码上传到集群上对应账户的主目录下, 并用相应的C编译器编译成可执行代码,再加入自启动脚本当中。用户下次使用SSHSecure Shell Client等客户端程序以该帐户登录到远程集群时,系统会自动显示功能菜单供用户选择,其中数字1-4分别对应提交作业、显示作业列表及当前状态、取消作业和退出系统四项基本功能(仍以Comsol软件为例)。
(1) 选择数字1,提交用户作业。切记在提交作业之前, 一定要使用SSH Secure File Transfer Client等FTP程序, 把需要进行计算的COMSOL算例, 即扩展名为mph的文件,上传到集群该用户主目录下。
按照屏幕提示,依次输入算例文件名(不要包含路径名)和计算所需的CPU核数(例如,若要用16个核进行运算,那么请输入16,但不能超过购买的许可数),最后按回车键提交作业。屏幕会显示出系统自动生成的作业号,如90.cae1.site。后续的显示作业状态以及取消作业都需要用到这个作业号。如果忘记了作业号,请使用“显示作业状态”菜单项查询作业号。用户提交作业后 ,可以随时退出客户端程序,而不会影响正在集群上进行运算的程序。
(2) 选择数字2,显示作业列表及每个作业的运行状态。如R表示运行状态等。如果状态一列显示为空,则表示作业已完成。
(3) 选择数字3,取消作业。可以取消或中断已提交的作业, 只需输入要取消的作业号即可, 如90或90.cae1。状态一列显示C,表示正在取消作业。取消作业可能需要一段时间,请耐心等候。若想查看作业状态,请选择“显示作业状态”菜单项。
(4) 选择数字4, 退出相应的并行作业管理系统 ,即退出客户端程序(如SSH),但不是退出计算,因此不会影响正在集群系统上运算的程序,而且以后可以随时登录到集群系统查询作业状态,计算结束后可将运算结果下载到本地电脑上做进一步分析处理。。
其他并行作业管理系统的操作方法与此类似,不再赘述。系统会自动根据不同的登录账号进入事先约定的并行软件用户接口程序,并显示对应的文本功能菜单供用户选择。
3 结束语
关键词：煤矿；井下；人员管理
中图分类号：TD76
文献标识码：A
文章编号：1000-8136(2009)20-0093-03
在近几年发生的多起煤矿重大安全责任事故中，反映出了一个共性问题：即部分煤矿生产企业劳动组织管理混乱，表现为职工考勤制度执行不严，提前升井现象十分普遍，下井登记、检身管理混乱，煤矿井下人员的数量、实时分布情况难于掌控。
1煤矿井下作业人员管理系统工作原理
煤矿井下作业人员管理系统由软件系统和硬件系统组成，其中，软件系统包括应用软件和嵌入式软件两部分，主要完成信息的采集、识别、加工及其传输，构建不同的应用系统。硬件系统包括地面监控计算机、传输适配器、射频读写器、射频识别卡和天线等组成，见图1。主要完成信息采集和识别，从而实现人员识别、人员定位的功能。
1.1井下作业人员管理系统硬件设备工作原理
1.1.1射频识别卡和读写器工作原理
(1)射频识别卡：每个射频识别卡具有唯一的电子编码，其内部储存着特殊信息，用来标识目标对象。识别卡平时处于睡眠状态，当进入系统工作区后，射频卡被激活工作，进行射频数据的收发。识别卡通常随身携带。射频识别卡通常集成有射频前端、逻辑控制、存储器等电路，有的甚至将天线一起集成在同一芯片上。当射频识别卡进入读写器的射频场后，由其天线获得的感应电流通过射频前端电路检得数字信号送入逻辑控制电路进行信息处理；所需回复的信息则从存储器中获取经由逻辑控制电路送回射频前端电路，最后通过天线发回给读写器。
(2)射频读写器：每个监测点安装一个射频读写器，射频读写器将低频的加密数据载波信号经发射天线向外发送，用来激活进入该区域的识别卡；同时把接收天线接收来的识别卡的高频载波信号进行放大、解调。提取有效的数字信号通过RS485等总线传给地面监控计算机。
RHD读写器，读写模块的核心部分包括一个控制用微处理器和一个RFID基站芯片。它能独立完成对符合ISO15693标准卡片的所有操作，它还具有与用户主系统的串行通信能力，可根据用户系统的命令完成对RHD卡的读写操作。并将所得数据返回给用户系统，这个用户系统可以是一个主控板或PC机。
RFID读写模块提供多种通信方式与用户系统进行通信，极大地方便了用户的连接。RHD读写器，读写模块硬件主要由中央微处理器(89C52)、RFID基站芯片、高频电路、模块天线、RS232通信电路、复位电路、LED状态显示和喇叭驱动电路等组成。其硬件结构见图2。
1.1.2天线设计原理
射频天线含发射天线和接收天线，与井下射频读写器连接，形成监测点，完成与识别卡的通讯。发射天线用于发射天线电信号以激活识别卡，接收天线接收识别卡发出的无线电信号。射频天线固定在巷道顶部，采用同轴电缆与监测点连接，连接距离不大于10m为佳。
RFID的天线主要有线圈型、微带贴片型、偶极子型3种基本形式的天线。其中，小于1m的近距离应用系统的RFID天线一般采用工艺简单、成本低的线圈型天线，它们主要工作在中低频段。而1m以上远距离的应用系统需要采用微带贴片型或偶极子型的RFID天线，它们工作在高频及微波频段。在远距离耦合的RHD应用系统中，最常用的是偶极子天线(又称对称振子天线)。偶极子天线及其演化形式见图3，其中，偶极子天线由两段同样粗细和等长的直导线排成一条直线构成，信号从中间的两个端点馈入，在偶极子的两臂上将产生一定的电流分布，这种电流分布就在天线周围空间激发电磁场，利用麦克斯韦方程就可以求出其辐射场强。
当单个振子臂的长度为λ／4时，输入阻抗的电抗分量为零，天线输入阻抗可视为一个纯电阻。在忽略天线粗细的横向影响下，简单的偶极子天线设计可以取振子的长度为λ／4的整数倍。如工作频率为2.45GHz的半波偶极子天线，其长度约为6cm。当要求偶极子天线有较大的输入阻抗时，可采用图3(b)的折合振子。
1.1.3地面监控计算机
通过对读写器传送来的编码信号进行分析，识别出人员的身份、位置，并将相关信息进行实时显示、存储，可直观动态显示井下人员的分布情况。
1.1.4传输适配器
传输适配器安装在监控计算机旁边，作为数据传输接口，适配器带有RS232／RS485接口，可以连接多个监测点，实现20km以内的远距离信息传输。根据巷道分布图布置监测点，各监测点通过矿用通讯电缆或光缆组网，与传输适配器连接，传输适配器通过RS232与监控计算机连接。
1.2井下作业人员管理系统软件设计工作原理
煤矿井下作业人员管理系统软件设计分为嵌入式软件和应用软件，嵌入式软件主要针对井下硬件设备开发，完成井下实时数据的采集、传输及处理，形成井上数据库；应用软件以数据库为核心完成井下人员定位系统的员工管理和考核统计等功能。嵌入式软件设计主要包括读写器软件设计和射频识别卡软件设计。
1.2.1读写器软件设计
读写器上电，电源指示灯亮，经初始化后，首先从拨码开关上读取相应的信息，然后确定本机的地址、要采取哪种无线通信协议，采用多大的通信速率进行数据上传。按照确定无线通讯协议接收射频识别卡信息，接收到，同时进行声光提示。如果协议需要校验，则对接收到的射频识别卡进行相应的校验，校验合格后，识别卡信息加上进入标志一起存入上传通信缓存区，同时，也把识别卡信息写入无线接收存储区，该识别卡进入时间计数器开始计数。在一段时间内，若这张标识卡信息再次被接收到，则计数器清零，重新计数；否则，把标识卡加上出去标志一起存人上传通信缓存区，清除该标识卡在无线接收存储区的信息。在此期间，接收到上传数据的命令，经验证命令准确，则按协议上传数据，同时通信指示灯闪烁，待接收到下一帧数据，同时把前一帧数据从上传通信缓存区清除。
1.2.2射频识别卡软件设计
识别卡软件主要有以下3部分组成：主程序模块、电源低电压检测程序模块、组织发送数据程序模块。主程序模块实现对微处理器MCU和发射芯片的初始化配置，然后进入掉电模式，以节省电能；电源低电压检测程序模块负责对电池电压的定时监测，在识别卡上完成欠压指示功能的同时，把欠压信息送人发射缓冲区，作为识别卡发送数据包的一部分进行无线传输；组织发送数据程序模块完成接收地址、识别卡号、校验码及电池状态等有效信息由微处理器到发射模块的低速传递。其中，电源低电压检测程序和组织发送数据程序共同构成识别卡的中断程序。
1.2.3上位机应用软件界面设计
为了达到直观、形象、动态地显示井下巷道布置情况，准确
地实现人员定位的目的，大多数系统会引入第三方图形控件，将井下巷道布置图引入到上位机软件中，可以在图形上实时观察各个站点的人员信息，当发生异常时候还可以监测到实时报警信息。在上位机软件主界面上可实现如下功能：
(1)定位：在图形上标注不同的区域，通过上位机软件对采集到的数据进行处理，将各个区域的数据信息显示在图上对应的位置，并可查看当前该区域有哪些人员。
(2)实时显示：可在界面上查看各个区域人员的流动情况。包括进出限制区域、中点区域时间，超员报警、超时报警、工作异常报警等。
(3)报警功能：可通过设定下井时间，对下井超过一定时间的人员提示报警，并给出相关人员的名单等信息；可对进入一些重要位置、危险场合的人员进行报警，从而有效阻止人员违章进入，并将违章人员记录在案。
(4)模拟动画：可对图片进行放大、缩小、漫游等功能。可以监测特定人员的活动路线，可实现指示灯、区域信息分类显示、历史轨迹回放等功能。
2煤矿井下作业人员管理系统应用探讨
2.1井下作业人员管理系统使用情况和存在的问题
针对目前煤矿井下还普遍存在入井人员管理困难，井上管理人员难以及时准确掌握井下人员的分布及作业情况，一旦发生事故，抢险救灾、安全救护的效率低，特别是事故发生后对矿井人员的抢救缺乏可靠的位置信息现状。最近几年。很多厂家在已有监控系统的基础上陆续推出了基于无线射频识别技术(RFID)的“矿井人员跟踪定位及考勤管理系统”。在一定程度上解决了煤矿的这些困难。因此，国家最新颁布了《A06210-2007煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》和《AQ1048-2007煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》。山西省要求所有煤矿全部安装井下作业人员管理系统。然而市面上取得国家允许的煤矿安全生产标志证书的厂商很多，煤矿在对井下作业人员管理系统进行选型时，由于缺乏经验和相关产品的专业知识。在选择产品时存在一定的盲目性，致使煤矿上安装的很多系统在运行过程中仍表现出稳定性较差，需要长期投入大量的人力和物力去检修和维护，煤矿的安全生产仍然受到一定的影响。相当一部分系统不能准确、有效地对入井人员进行实时监控。主要暴露出了以下缺陷：
(1)功能不完善，可靠性不高，不能实现100％的人员识别区域定位，易出现“多卡”、“漏卡”或“一卡同时多位置”等井下人员所在区域与地面控制中心反映的实时情况严重不符的问题。
(2)识别目标的距离较短，识别时间延时长，对快速通过的目标不能及时识别，造成实现系统扩展车辆定位功能瓶颈。
(3)系统无线传输过程中，抗干扰性能不强，校验机制不理想，信号失真或丢失问题严重。
2.2井下作业人员管理系统的缺陷分析及解决方案
事实上，目前煤矿作业人员管理系统出现的上述缺陷归根于无线射频技术中无线信号传递的缺陷，要保证每一次无线信号传递的有效性，就要保证信号的传输强度和读取信号的时间。目前，国内各个厂家开发的矿井人员定位射频卡所使用的频率主要集中在433MHz和2.4GHz两个频点，这两个频点各有特点，在此作一个比较：
在正在制定的《煤矿井下人员位置监测与管理系统通用技术条件》中明确说明：无线工作频率宜在433MHz、862MHz～928MHz、2.45GHz、5.8GHz等中选取。
下式为无线信号在空气中传输时的损耗计算公式：
Los=32.44+20lgd(km)+201gf(MHz)
Los是传输损耗，单位为dB；d是距离，单位是km。f是工作频率，单位是MHz。
可见，传输损耗与频率成正比，即频率越高，传输损耗越大；或者说在同样传输损耗情况下，传输距离与频率成反比，即频率越高，传输距离越短。故：
(1)目前的2.4G设备信号传输距离短(一般为10m～30m，可靠通讯距离10m)，传输过程信号衰减大，信号穿透、绕射能力弱，易被物体遮挡。
(2)433M信号传输距离长，穿透、绕射能力强，传输过程衰减较小。在矿井人员定位这一特定的射频技术应用中，所需要传输的数据量很少。一个射频卡一般1至几秒才发送一次数据，每次也只需要发送几个字节。因此完全不需要很高的通讯速率。433MHz下的通讯速率已经完全可以满足200个卡的并发识别数量。
影响漏卡率的关键因素是信号质量而不是传输速率，如果信号很弱甚至收不到信号，那么速率再高也没有用。确保收到信号才是根本。目前人员定位系统在实际使用中出现的漏卡现象，其实当时分站附近的人员数量并不多，一般也就20～40人，远远没到200人的并发识别数量极限，所以主要的原因决不是传输速率的问题，而是因为分站信号覆盖范围太小，特别是对于2.4GHz这样的设备，因为遮挡和距离对其信号影响很大，在很多情况下会出现某些卡的信号收不到，进而导致漏卡。
所以解决漏卡问题的关键是提高分站信号覆盖范围，确保分站能收到每个射频卡的信号并有足够的读卡时间。
矿井人员定位是非常简单的射频技术应用，目前所采用的射频收发芯片，无论是433MHz，还是2.4GHz，其芯片的结构和技术含量都差不多，很难说谁比谁更先进。2.4GHz技术的先进性实际体现在基于该频点上所开发的带有复杂智能协议的应用，如无线局域网、蓝牙、无线传感器网络ZigBee等，它们的先进性体现在复杂的协议和应用上，如智能网络和自组网技术等，而绝不是体现在射频收发采用了2.4GHz这个频率。在矿井人员定位这个特定的应用中，如果说2.4GHz比433MHz先进，那是偷换了概念。而实际上2.4GHz通讯速度较快的优势在此应用中并不能得到体现，相反它的缺点却明显地表现出来，如信号弱、通讯距离短、信号易被遮挡等，甚至因信号弱接收不到，而出现漏卡。
(3)抗干扰性：由于2.4GHz频段在国际上和国内都是无需许可证的开放频段，因此在此频段开发了许多应用，这一频段已十分拥挤。目前在2.4GHz频段上开发的应用主要有：无线局域网、蓝牙、ZigBee无线传感器网络、部分无绳电话以及其他一些短距离无线通讯设备等。其中无线局域网和蓝牙已经大量应用。无线传感器网络也是方兴未艾。由于射频卡数量大(每个矿少则几百，多则几千)，而且很多卡会由相关人员携带在矿区各处行走、移动，如果采用2.4GHz频段，则对其他2.4GHz应用来说，在整个矿区将会增加大量移动的2.4GHz干扰信号源，势必对这些设备和它们的正常使用产生干扰。
从技术的发展趋势来看，以太网技术已经开始应用到井下。无线局域网设备也必然逐渐应用到井下，另外ZigBee无线传感器设备也将逐渐应用到井下，如果射频卡也采用2.4GHz，那么这些设备之间将产生严重的相互干扰，使得各种2.4GHz设备都无法正常工作。
因此应当慎重考虑2.4GHz射频卡的使用。而如果采用433MHz势必会使原来系统的多卡、漏卡、不稳定、易受干扰等缺陷轻松得到解决。
3结语
工程学院 机械类一班 李晓哲 11级 学号201131150112 手机***（678830）
《广告学原理》作业
公司名称：小魔女饰品有限公司
产品：少女时尚饰品（面向6——18岁低龄少女市场；抓住目标消费者的心态，产品设计时尚、前卫、充满个性；产品的价格定位：中、低档）
市场背景分析：
1公司抓住目标消费者的心态，产品设计时尚、前卫、充满个性；产品的价格定位：中、低档，符合大众要求。
2公司地址在广州市中山市小榄镇,。显而易见的，处于珠三角，这个改革开放的前沿，经济发达，处于6——18岁低龄少女，这个年龄阶段的人有着强烈的爱美心理，愿意为打扮自己而花钱。而除此外，她们推崇各种西方文化，普遍对各种洋节津津乐道，推崇以送礼物表达感情。换言之，她们有较强的消费需求和消费意识。有着庞大的人流量、固定的消费群体，潜力无限的购买力，使此地区拥有广阔的市场和无限的商机。
3根据名牌产品的发展道路，利用广告可以把产品推广得更广，更有知名度，将带来无法预期的结果。
4现在国家正在鼓励小型新的企业发展，现阶段正符合国家的要求。
广告目标：使小魔女饰品形成大众观念、提高知名度、增强美誉度、促进销售等。
广告对象：低龄少女，有女儿的家长，和各种对这方面有要求的相关人士等。
广告地区：暂时在珠三角地区，逐渐的以珠三角为中心扩张。
广告策略
广告口号：青春+魅力=小魔女饰品
广告媒介：由于资金不多，所以我们明智的抛开的电视广告。而利用在一些青年杂志，青少年喜欢看的报纸和到青少年最集中的地方开展各种活动，发传单的形式宣传我们的产品。
广告活动:进行一些和学校的活动合作赞助一些协会努力提高在青少年心中的地位。举行一些青少年竞赛等~~~
“以权力制约权力”机制的核心是分权，并使不同权力机构之间形成一种监督与被监督或相互监督的关系。监督者负有监督的权力或职责。这种职责或是专门的，或者兼职的；或是检察的，或是作出处理决定的，或兼而有之。以权力制约权力是通过两种方式实现的：一是由一种高级的权力监督低级的权力；二是平行权力层级之间的监督与制约。西方现代立宪政体实行的分权制衡原则就是将政府职能与权力分配给不同部门，并使各部门之间的权力相互平衡和制约。其基本的做法是，立法、行政、司法三权分立，分别由不同的部门或不同的人去行使，各部门之间权力大致平衡，互相制约，司法独立并具有某种形式的司法审查权力。西方分权制衡制度是建立在资产阶级民主的基础上，并且强调最高权力的分立与相互制衡。
社会主义中国也建立了一套法定监督机制。这其中有人民代表大会及其常务委员会对行政机关、审判机关、检察机关的监督，也有审判和检察机关对行政机关及其工作人员的监督，行政机关内部还有一套监察系统对其它行政部门及其工作人员的活动的监察。这些监督是我国法律监督体系的重要组成部分。
“以道德制约权力”的机制的涵义是通过学习和教育的方法使社会或统治阶级对政府官员的要求内化为他们的道德信念，帮助他们树立“正确”的权力观，培养他们勤政廉政为统治利益或公共利益服务的意识和品质，使他们能够自觉地以内心的道德力量抵制外在的不良诱惑，自觉地严格地要求自己，行使好手中的权力。
与“以权力制约权力”的机制相比，以道德制约权力的机制侧重于事先的预防，期望将问题解决在可能出现之前。而前者侧重于事后的阻止或惩罚，以使已经出现的问题得到解决。道德的制约机制的作用原理在于通过学习和教育的方式去培养政府官员内心的道德力量，增强他们抵御外部不良诱惑的能力，从而减少滥用权力的可能性，也就是通过制约灵魂而制约行动。而权力的相互制约机制的作用原理在于，恰当地配置各种权力，使得某一种权力被滥用时便会受到来自另一种权力的抑制，侧重于制约外部的行动。权力的相互制约机制往往形成各种制度，具有制度化的外观，而道德的制约机制有可能形成为若干的制度.权力的相互制约机制表现为以一种刚性的力量对付另一种刚性的力量。而道德的制约机制表现为以一种柔性的力量去驯化一种刚性的力量，它期望实施者具有足够的耐心、春风化雨般的说服技术和以身作则的榜样作用。而对于被实施者，这种机制虽然有些硬性的要求，但是更注重提倡和鼓励学习以及进行细致严密的思想教育。这些措施虽然是潜移默化地缓慢地起作用，而效果却可能是巨大和更持久的。
这两种制约机制哪一种更被看重，在一定程度上受到某种人性观的影响。有些人倾向于采取权力的相互制约机制，有些人倾向于采取道德的制约机制，有时道德的制约机制更被看重。现实中这两种机制往往是并存的。
对于政治权力的监督与制约机制，可分为以下三种：（1）以权力制约权力、（2）以道德制约权力、（3）以权利制约权力。这三种权力机制存在着不同的内在制约原理。实践中，无论我们建设那一种机制，有关的制度建构只有符合一定的制约原理，才能起到真正的制约作用。无庸讳言，在我国目前，监督机构不可谓不多，有关的制度不可谓不繁复，而权力滥用和腐败现象似乎仍然很多。一些曾经当权的腐败分子可以轻松地使一些机构和制度不起作用。这表明这些制度和机构本身可能就在其内在的制约原理上存在问题。我们需要从内在的制约原理入手建设和改革有关的监督与制约制度，以使它们更好地发挥作用。
政治学原理作业二参考答案
个人讨论提纲：（根据给出的小组提纲挑选一部分作为自己的个人提纲）
联系实际的例子：（根据给出的多个例子任选一例，如果同学们能想出例子更好）
1、诸如报刊、杂志、网络和电视等大众媒体在行政法律关系中就是扮演的社会监督角色。媒体以调查、报道和评论等舆论形式揭发政府体系中的有些不作为和不法行为，成为了遏制官僚主义、以权谋私等腐败现象滋生蔓延的有力武器。比如2003年3月，中国中部湖北省青年孙志刚在南部的广州市因为没有携带任何证件外出，被当地一个公安派出所收容，并被殴打致死。这一事件被新闻媒体曝光后，在社会上引起了强烈反响，最终，涉案人员全部被依法严惩。此外，这一事件的被曝光也加速了中国政府废除旧有的强制收容制度而改为自愿接受救助的步伐。“孙志刚事件”只是中国众多新闻舆论监督案例中的一个例子。
2、哈尔滨“宝马撞人事件”，一领导干部的儿媳在与一卖葱的农妇发生争执以后，其驾驶的宝马汽车突然往前冲出，农村妇女被当场撞死，还有12个人受伤。后被新闻媒体曝光，肇事者得到了应有的惩罚。
3、山东的“市长下跪事件”。山东妇女李玉春因为举报济宁市副市长的劣行，并公布了这个官员下跪的丑态，而备受全国舆论的关注。
小组讨论提纲：
1、（1）社会监督的预防功能
社会监督是遏制政治生活中腐败现象滋生蔓延的有效手段。社会监督以一种无所不在的监控方式通过对政治权力的运行和政治活动的全过程进行警戒，表现出巨大的震慑力量，促使人们谨慎、正确地使用权力，并拥有诉诸法律的手段对违法违纪行为进行制裁，因而能够有效地防止权力运行偏离既法定的轨道。严格的社会监督，能有力地促使一切国家权力机关及其工作人员增强法制观念，依法用权。
社会监督不仅具有外在的对权力主体在支配权力过程中各种行为的约束功能，而且还能通过把权力与责任联系在一起，建立起权力主体内在的自我约束机制，权力主体必须承担行使权力的后果与责任，这样也促使了权力主体审慎地运用权力。
（2）社会监督的矫正功能
对权力主体的防范不可能天衣无缝，对其的约束也难以保证每一次权力运用都得当。但是社会监督的可贵之处在于能够对不当或越轨的权力行为予以及时的矫正和补救。
（3）社会监督的惩戒功能
由于社会监督对滥用权力的行为及其责任者有要求国家对其进行法律制裁的权力，由此体现了社会监督的惩戒功能。
（4）社会监督的保健功能
社会监督的功能不仅在于它对社会政治生活中所出现的弊病及时发现并进行有效的治疗，更重要的是通过全面监督，可以为民主政治的建康发展起到保健的作用。
（5）社会监督的教育功能
社会监督不仅能保障国家机器的正常运转，维护公民的合法权益，而且对监督者也是一种极好的民主教育和训练，通过参与监督，可以提高公民的政治责任感和政治素质。
2、如何发挥社会监督的功能
发挥社会监督功能的途径有三个：
（1）公民监督，主要是公民通过批评、建议、检举、揭发、申诉、控告等基本方式对国家机关及其工作人员权力行使行为的合法性与合理性进行监督。这是一种自下而上的、“社会主人”对“社会公仆”的直接监督。
（2）是舆论监督，社会利用各种传播媒介和采取多种形式，表达和传导有一定倾向的议论、意见及看法，以实现对政治权力运行中偏差行为的矫正和制约。在整个社会监督体系中舆论监督有其独特的优势。
（3）是社会团体监督，即各种社会组织和利益集团对国家机关和公职人员的监督，是通过选举、请愿、对话、示威、舆论宣传等形式，构成了对政府管理活动的监督。
政治学原理作业三思路:（同学们，你们在百度搜一下，这些论文都有，如果看到其他与我们课程相关的论文，更好）（1）试论现代社会中公共权力边界问题的由来（2）政治体制改革与村民自治（3）论一体化民主决策模式（4）政治中的理性主义
（5）中国农村政治现状和趋势
（6）对我国政治经济和外交问题的一些思考（7）对民主的历史思索
（8）保守的自由主义与激进的民主主义（9）民主化进程中的乡村关系（10）中产阶级与民主制度
（11）平等的民主观与自由的民主观
（12）公民社会理念的由来及现实意义的思考（13）村民自治:中国民主政治的微观社会基础（14）论民主政体的政治稳定功能
P答案(2)充分发挥群众的监督作用
我们党历来强调，党的干部必须自觉接受群众的监督。但是，相当长的时期以来，在许多方面，所谓群众监督只不过是“纸上谈兵”，徒具虚名。一方面，把干部置于群众监督之下没有制度化、法律化，人民群众的监督权没有切实的保证。另一方面，群众的监督作用没有得到充分发挥，在一些地方，监督者必须看被监督者的脸色行事，你监督你的，他照样干他的，甚至谁监督谁倒霉。因此，要把干部，特别是各级领导干部真正置于人民群众的监督之下，关键就在于要把宪法和法律赋予人民的权力真正实行起来，保障人民群众有权对搞特权、特殊化，玩忽职守，违法乱纪的干部，依法进行检查、控告、弹劾、撤换、罢免，要求他们在经济上退赔，并使他们受到应有的纪律、法律处分。
******同志在《党和国家领导制度的改革》一文中指出：“要有群众监督制度，让群众和党员监督干部，特别是领导干部。”几十年来正反两方面的经验教训告诉我们，克服官僚主义，离不开广大人民群众的监督。官僚主义的特点之一，就是脱离群众，高高在上；官僚主义最惧怕的也是群众，一旦群众依法对他们进行监督，就惊恐不已。斯大林同志曾经说过：“自下而上的审查，即由群众、由被领导者来审查领导者，指出领导者的错误，指出改正这些错误的办法。这种审查是审查工作人员最有效的方法之一。”要克服官僚主义，就必须实行这种自下而上的监督、审查，充分发挥人民群众的监督作用。怎样来保障人民群众的监督权？过去有种说法，叫做“各级领导要充分保障人民群众进行监督的权力”。让被监督者保障群众的监督权，就像让老鼠保障猫的权利一样，这种保障只能是一触即破的肥皂泡。群众监督必须制度化、法律化。这样，一方面可以防止官僚主义者进行打击报复，另一方面可以防止用无政府主义的手段来对付官僚主义，从而有效地发挥群众的监督作用，有效地克服官僚主义。我们深信，通过政治体制改革，一定会建立和健全监督制度，一定会大大加强监督作用。在工矿企业，实行厂长负责制以后，如何充分发挥职工群众的监督作用，是需要认真加以研究的。工会作为工人阶级的群众组织，作为职工群众利益的重要代表，作为社会主义国家政治体系中重要的社会政治团体，既是民主监督的积极参与者，又是搞好群众监督的直接组织者，在充分发挥群众监督作用中负有重大责任。在反对官僚主义的斗争中，各级工会要切实发动和组织职工积极参加民主管理，加强对各级领导干部的民主监督，更好地发挥工会在社会主义民主建设中的作用。
政治学原理作业四参考答案
一、填空题：
1、公民的意志
2、权力制约
3、暴力
4、权力
5、政治社团
6、宪政建设
二、选择题：
1、C
2、D
3、ABCD
4、AD
5、C
6、B
7、ABCD
8、D
9、ACD
10、A
三、名词解释：
1、民主：是一种政治制度，在这种制度中，全体公民有权并且能够直接过间接地，积极或消极地参与公共事务的决策过程。
2、君主制：是指以世袭和终身任职的君主等为国家元首，并由君主全部或部分、实际或形式地执掌国家最高权力的国家管理形式。
3、市民社会：是指一个国家或政治共同体的一种介于国家和个人之间的广阔领域，它由相对独立而存在的各种各样的组织和团体所构成。
四、简答题：
1、宽容和理性精神体现在政治上包含哪些内容？
答：宽容和理性精神是现代文明的精神实质。它包括如下内容：
一是尊重不同的思想和信仰；
二是妥协精神；
三是每个人在行动与言论时应当考虑其后果，并承担自己应有的责任。
2、政治参与的基本特征是什么？
答：（1）从政治参与的主体来看，政治参与是普通公民的政治行为。
（2）从政治参与的本质上看，政治参与是公民对于国家的权利、义务和责任关系。
（3）从政治参与的外延来看，政治参与只局限于以合法手段影响政府的活动，而不包括非法的行为。
（4）从政治参与的目标与对象来看，它不只是囿于政府决策，而是包括所有直接或间接同政府活动相关的公共政治生活。
3、儒、法、道、墨政治学说的主要内容分别是什么？
答：（1）儒家政治学说以“礼治”和“德治”为主要内容，其核心是“仁政”，主张为政以德，修己治人，即，以道德教化、修身养性来实行统治，反对苛政、刑律治天下。
（2）法家强调“法”、“术”、“势”为核心的政治观，主张以明令显法和统治术来驾驭人民。
（3）道家的政治学说以“法自然”为思想核心，在统治手法上强调“无为而治”。
（4）墨子的政治学说则以“兼爱”、“非攻”为中心，主张以缓和社会矛盾来维持统治。
五、论述题：
试述自由主义所遵循的基本原则。
阅读著作、教材参考：
一、马克思主义政治学理论经典著作
1、马克思《关于现代国家的著作的计划草稿》
2、马克思恩格斯《共产党宣言》
3、马克思恩格斯《德意志意识形态》
4、马克思《法兰西内战》
5、恩格斯《家庭、私有制和国家的起源》
6、列宁《论国家》
7、列宁《国家与革命》
8、列宁《伟大的创举》
9、毛泽东《中国社会各阶级分析》
10、毛泽东《新民主主义论》
11、毛泽东《论人民民主专政》
12、毛泽东《中国革命与中国共产党》
13、周恩来《专政要继续民主要扩大》
14、刘少奇《关于中华人民共和国宪法草案的报告》
15、邓小平《党和国家领导体制的改革》
16、彭真《关于中华人民共和国宪法修改草案的报告》
二、有关教材
1、赵宝煦主编《政治学概论》，北京大学出版社，1982年。
2、刘泽华主编《中国古代政治思想史》，南开大学出版社，1992年。
3、王沪宁主编《政治地逻辑--马克思主义政治学原理》，上海人民出版社，1994年。
4、李景鹏主编《权力政治学》，黑龙江教育出版社，1995年。
5、王浦劬主编《政治学基础》，北京大学出版社，1995年。
6、王惠岩著《当代政治学基本理论》，天津人民出版社，1998年；高等教育出版社，2001年。
7、杨光斌主编《政治学原理》，中国人民大学出版社，1998年。
8、王惠岩主编《政治学原理》，高等教育出版社，1999年。
9、徐大同主编《西方政治思想史》，天津教育出版社，2000年。
10、王乐理著《政治文化导论，》，中国人民大学出版社，2000年。
11、张小劲主编《比较政治学导伦》，中国人民大学出版社，2001年。
12、孙关宏主编《政治学概论》，复旦大学出版社，2003年。
三、国内专著
1、顾准著《希腊城邦制度》，中国社会科学出版社，1982年。
2、周长龄著《法律的起源》，中国人民公安大学出版社，1997年。
3、邹永贤著《马克思主义国家学说概论》，厦门大学出版社，1990年。
4、王子琳主编《国家学说论》，吉林大学出版社，1987年。
5、王丽萍著《联邦制与世界秩序》，北京大学出版社，2000年。
6、王沪宁著《比较政治分析》，上海人民出版社，1987年。
7、浦兴祖主编《当代中国政治制度》，上海人民出版社，1990年。
8、蔡定剑著《中国人大制度》，社会科学文献出版社，1992。
9、谢庆奎著《当代中国政府》，辽宁人民出版社，1991年。
10、程同顺著《当代中国农村政治发展研究》，天津人民出版社，2000年。
11、姜士林等《当代社会民主党与民族主义政党论丛》，中国展望出版社，1986年。
12、王邦佐等著《中国政党制度的社会生态环境》，上海人民出版社，2000年。
13、张志尧著《集团政治研究：资本主义政治的当代发展》，吉林大学出版社，1998年。
14、李步云著《法制、民主、自由》，四川人民出版社，1985年。
15、丛日云著《当代世界的民主化浪潮》，天津人民出版社，1999年。
16、黄文扬主编《国内外民主理论要览》，中国人民大学出版社，1990年。
17、陆学艺主编《当代中国社会阶层研究报告》，社会文献出版社，2002年。
18、（中国香港）郭少棠著《民族国家与国际秩序--西方政治现代化的路》，首都师范大学出版社，1998年。
四、国外译著
1、（古希腊）亚里士多德著《政治学》，吴寿彭译，商务印书馆，1965年。
2、（意大利）阿奎那著《阿奎那政治著作选》，马清槐译，商务印书馆，1963年。
3、（意大利）马基亚维里著《君主论》，惠泉译，湖南人民出版社，1987年。
4、（英）洛克著《政府论》，叶启芳等译，商务印书馆，1964年。
5、（法）孟德斯鸠著《论法的精神》，张雁深译，商务印书馆，1963年。
6、（法）卢梭著《社会契约论》，何兆武译，商务印书馆，1980年。
7、（美）潘恩著《潘恩选集》，马清槐译，商务印书馆，1981年。
8、（美）汉密尔顿等著《联邦党人文集》，程逢如等译，商务印书馆，1980年。
10、（英）密尔著《代议制政府》，汪宣译，商务印书馆，1982年。
11、（美）威尔逊著《国体政体》，熊希龄译，商务印书馆，1986年。
12、（美）奥罗姆著《政治社会学》，张华青等译，上海人民出版社，1989年。
13、（美）米尔斯著《白领--美国的中产阶级》，浙江人民出版社，1987年。
14、（日）今田高俊《社会阶层与政治》，赵华敏译，光明日报出版社，1991年。
15、（美）吉尔伯特等《美国阶级结构》，中国社会科学出版社，1992年。
16、（美）达尔著《现代政治分析》，王沪宁等译，上海译文出版社，1987年版。
17、（德）柏伊姆著《当代政治理论》，李黎译，商务印书馆，1990年版。
18、（英）罗素著《社会政治原理》，张师竹译，上海人民出版社，1959年。
19、（美）古德诺著《政治与行政》，王元译，华夏出版社，1987年版。
20、（西）卡里略著《欧洲共产主义与国家》，钟琦译，商务印书馆，1988年。
21、（法）列菲弗尔著《论国家，--从黑格尔到斯大林和毛泽东》，李青宜译，重庆出版社，1988年。
22、（美）布坎南著《自由、市场和国家》，吴良健译，北京经济学院出版社，1989年。
23、（荷）马尔赛文等《成文宪法的比较研究》，陈云生译，华夏出版社，1987。
24、（美）汤森等著《中国政治》，顾速等译，江苏人民出版社，1984年。
25、（苏）阿法纳西耶夫编《别无选择》，王复士等译，辽宁大学出版社，1989年。
26、（美）科塞著《社会冲突功能》，孙立平等译，华厦出版社，1989年。
27、（奥）赖希著《法西斯主义群众心理学》，张峰译，重庆出版社，1990年。
28、（美）梅里亚姆著《美国政治思想1865--1917》，朱曾汶译，商务印书馆，1984年。
29、（德）勃兰特等著《社会民主与未来》，丁冬日等译，重庆出版社，1990年。
30、(美)利普塞特著《政治人 政治的社会基础》，刘钢敏,聂蓉译，上海人民出版社，1997年。
31、（美）李普塞特著《一致与冲突》，张华青等译，上海人民出版社，1995年。
32、（英）赫尔德著《民主的模式》，燕继荣等译，中央编译出版社，1998年。
33、（奥）凯尔森著《法与国家的一般理论》，沈宗灵译，中国大百科全书出版社，1996年。
34、（美）罗尔斯著《正义论》，何怀宏等译，中国社会科学出版社，1988年。
36、（英）西塞尔著《保守主义》，杜汝楫译，商务印书馆，1986年。
37、（美）塞缪尔·亨廷顿著《变革社会中的政治秩序》，李盛平译，华夏出版社，1988年。
38、（日）山口定著《政治体制》，韩铁英译，经济日报出版社，1991年。
39、（美）塞缪尔·亨廷顿著《第三波--20世纪后期民主化浪潮》，刘军宁译，上海三联书店，1998年。
40、（美）摩尔著《民主与专制的社会起源》，拓夫等译，华夏出版社，1987年。
41、（美）戴维·伊斯顿著《政治生活的系统分析》，王浦劬译，华夏出版社，1989年。
42、（美）阿尔蒙德、鲍威尔著《比较政治学：体系、过程和政策》，曹沛霖等译，上海译文出版社，1987年。
43、（美）罗纳德·H·奇尔科特著《比较政治学理论》，潘世强译，华夏出版社，1998年。
44、（美）罗斯金著《政治科学》，林震等译，华夏出版社，2001年。
45、（美）迈耶等著《比较政治学》，胡泳浩, 冯涛译，华夏出版社，2001年。
46、（美）阿尔蒙德、维巴著《公民文化》，马殿君等译，华夏出版社，1988年。
47、（美）罗伯特·A·达尔著《论民主》，李柏光, 林猛译，商务印书馆，1999年。
48、（英）梅尼著《西欧国家中央与地方的关系》，朱建军等译，春秋出版社，1989年。如何撰写读书笔记：
读书笔记，是指人们在阅读书籍或文章时，遇到值得记录的东西
和自己的心得、体会，随时随地把它写下来的一种文体。古人有条著名的读书治学经验，叫做读书要做到：眼到、口到、心到、手到。这“手到”就是读书笔记。读完一篇文章或一本书后，应根据不同情况，写好读书笔记。常用的形式有：
1、摘要式读书笔记
摘要式读书笔记，是在读书时把与自己学习、工作、研究的问题有关的语句、段落等按原文准确无误地抄录下来。摘录原文后要注明出处，包括题目、作者、出版单位、出版日期，页码等，便于引用和核实。摘录要有选择，以是否有用作为摘录的标准。摘录式笔记可分为：
（1）索引读书笔记
索引读书笔记是只记录文章的题目、出处的笔记。如书刊篇目名、编著者、出版年月日、藏书处。如果是书，要记册、章、节，如果是期刊，要记期号，报纸要记年月日和版面，以备日后查找方便。（2）抄录原文读书笔记
抄录原文读书笔记就是照抄书刊文献中与自己学习、研究有关的精彩语句、段落等作为日后应用的原始材料。摘抄原文要写上分类题目，在引文后面注明出处。
2、评注式读书笔记
评注式读书笔记不单是摘录，而且要把自己对读物内容的主要观点、材料的看法写出来，其中自然也包括表达出笔记作者的感情。评注式笔记有时对摘录的要点做概括的说明。评注式笔记有下列几种：（1）书头批注
书头批注，是一种最简易的读书笔记作法。就是在读书的时候，把书中重要的地方和自己体会最深的地方，用笔在字句旁边的空白处打上个符号，或者在空白处加批注，或者是折页、夹纸条作记号等等。这种笔记方法不但对书中的内容可以加深理解，也为日后查找提供了方便。（2）提纲
提纲是用纲要的形式把一本书或一篇文章的论点、论据提纲挚领地叙述出来。提纲可按原文的章节、段落层次，把主要的内容扼要地写出来。提纲读书笔记可以采用原文的语句和自己的语言相结合的方式来写。（3）提要
提要和提纲不同。提纲是逐段写出来的要点，提要是综合全文写出要点。提要可以完全用自己的语言扼要地写出读物的内容。提要除客观叙述读物内容外，带有一些评述的性质。
另一种提要，是对一篇文章或一本书的内容梗概作简要的说明。（4）评注读书笔记
评注读书笔记，是读完读物后对它的得失加以评论，或对疑难之点加以注释，这样的读书笔记叫作评注笔记。（5）补充原文读书笔记
补充原文的读书笔记，是在读完原书或文章之后，感到有不满足的地方进行补充。需要注意的是补充原文不是随意地加以补充，而是要围绕中心思想加以引申或发挥。
3、心得式读书笔记
心得式读书笔记，是在读书之后写出自己的认识、感想、体会和得到的启发与收获的一种笔记。它有如下几种：
（1）札记
札记也叫札记，是读书时把摘记的要点和心得结合起来写成的。这种札记的形式是灵活多样的。可长可短。（2）心得
心得笔记也叫读后感。读书后把自己的体会、感想、收获写出来。这些读书笔记，可以写读书时的心得体会，也可以写对原文的某些论点的发挥或提出批评、商榷的意见。写这种笔记，一般是以自己的语言为主，也可适当地引用原文。（3）综合读书笔记
综合读书笔记是读了几本或几篇论述同一问题的书文后，抓住中心评论它们的观点、见解，提出自己看法的笔记。
我国产糖量在世界上位列第三, 而广西又是我国产糖的第一大省, 现已发展成为广西经济的支柱和我国糖业的支柱。[1]据统计, 2012/2013榨季, 广西食糖产量近800万吨, 占全国总产量1400万吨的57.1%。但在成本管理方面, 广西制糖业存在管理随意性、只重视制造成本管理和成本核算不到位等问题。[2]降低成本是企业永恒的课题, 如何降低物流成本又是企业物流管理的核心任务。
物流成本核算是科学管理物流成本的基础。目前, 对物流成本核算模型的建立已有了一些借鉴性的成果。OUTI研究了物流成本中作业的类型和物流成本的分摊问题, 并且建立了企业物流成本的作业成本 (ABC) 仿真模型。[3]崔南方等结合物流成本核算的要求, 将作业成本法和供应链运作管理模型 (SCOR) 相结合, 构建了基于供应链运作的物流作业成本核算模型 (ABC-SCOR模型) 。[4]李淼等结合物流中心的物流作业过程, 建立了物流中心作业成本核算模型。[5]以上研究主要侧重于模型的建立, 而与企业实际情况的结合方面相对比较欠缺。
笔者采用作业成本法, 结合广西甘蔗制糖企业的实际调查情况, 分析企业的物流成本, 建立基于作业成本法的物流成本核算模型, 从而为制糖业物流成本管理提供一些参考。
作业成本法的基本思想
作业成本法 (ABC) 最早由罗宾·库伯 (Robin Cooper) 教授和罗伯特·卡普兰 (Robet Kaplan) 教授于1984年提出, 是用于核算和控制物流成本的一种先进的成本计算方法。[6]该方法已被广泛应用于零售业、医药业等行业的物流成本核算与控制中, 被普遍认为是确定和控制物流成本最有效的方法之一。[7,8]其主要思想是“产品消耗资源, 资源消耗作业”。作业成本法以作业为中心, 通过对作业及作业成本的确认、计量, 最终计算出相对真实的产品成本[9], 表明了作业成本法的成本分配过程 (如图1所示) 。
基于作业成本法的制糖企业物流成本核算模型
1.制糖企业物流成本构成分析
由于甘蔗制糖企业生产具有季节性强的特点, 其采购和生产也表现出很强的季节性和阶段性, 榨季期间成本费用大、核算复杂。由于非榨期企业成本费用主要是人工费用、机器维修等方面的支出, 核算相对简单, [10]因此, 笔者只分析榨季期间的物流成本。
(1) 运输作业成本。制糖企业的运输作业成本, 是将蔗料从收购地运输到原材料库所发生的相关费用。主要包括运输作业直接发生的人员费用、燃料费及折旧维修费和运输作业相关的管理费用。用公式表示为:Ct=Td+Tg〈1〉。公式中Ct为运输作业成本, Td为运输作业直接成本, Tg为运输作业相关管理成本。
(2) 采购作业成本。制糖企业的采购作业成本主要包括:产品本身的采购成本 (如蔗料、包装材料等) 、采购作业直接发生的人员及材料等成本、采购作业相关管理成本。用公式表示为:Cp=Fz+Pd+Pg〈2〉。公式中Cp为采购作业成本;Fz为产品本身的采购成本, 即 (其中, i为产品种类, bi为产品采购单价, xi为第i类产品采购数量) ;Pd为采购作业直接成本;Pg为采购作业相关管理费用。
(3) 仓储成本。制糖企业的仓储成本, 是为了保证食糖质量、满足用户需求, 而进行的入库验收、堆码和养护等所产生的成本。主要包括仓储成本或租金、仓储作业成本 (包括入库验收、堆码、养护、盘点和发送等) 、资金占用成本、仓储物资损耗成本和从管理费中分摊的仓储管理费用。用公式表示为:Ci=Ir+Ib+Io+Ih+Ia+Ig〈3〉。公式中Ci为仓储作业成本;Ir为仓储成本或租金;Ib为保险税收成本 (Ib=Fz×i0。其中, Io为相应的保险费率或税收费率) ;Io为资金占用成本 (Io=Fz×r0。其中, r0为企业内部收益率或商业银行一年期利率) ;Ih为仓储物资损耗成本;Ia为仓储作业成本;Ig为仓储管理成本。由于资金占用成本和保险税收成本的计算形式相同, 为简化计算可将其合并。这部分费用是直接成本的主要构成部分, 它与产品仓储资金总值成正比。由此, 仓储费用计算公式可简化为:Ci=Ir+Fz (i0+r0) +Ih+Ia+Ig〈4〉。
(4) 包装作业成本。制糖企业的包装作业成本主要发生在成品糖的入库包装环节, 主要包括包装作业的人员费、材料费和与其相关的管理成本。用公式表示为:Cb=Bd+Bg〈5〉。公式中Cb为包装作业成本;Bd为包装作业直接成本;Bg为包装作业相关管理成本。
(5) 装卸搬运作业成本。装卸搬运成本主要发生在原材料搬运、在制品搬运和成品入库搬运等环节, 主要包括装卸搬运作业直接发生的人员成本、设备燃料费、设备折旧费及维修费和装卸搬运相关的管理成本。用公式表示为:Cf=Fd+Fg〈6〉。公式中Cf为装卸搬运作业成本;Fd为装卸搬运作业直接成本, 即从原材料到成品糖的形成过程中, 所有加工阶段搬运作业所产生的成本;Fg为装卸搬运作业相关管理成本。
(6) 其他管理成本。其他管理成本, 是指在物流活动中发生的, 但不在上述五类物流作业范围内的管理成本, 用Cg表示。
根据上述物流作业成本的分析, 甘蔗制糖业榨季期间的物流总成本可概括为:运输作业成本、采购作业成本、仓储作业成本、包装作业成本、装卸搬运作业成本、其他管理成本6项构成, 即:CT=Ct+Cp+Ci+Cb+Cf+Cg〈7〉。公式中CT为物流作业总成本。
2.基于作业成本法的物流成本模型构建
在以上6种物流作业成本中, 可直接归集的成本有:产品本身的采购成本、保险税收成本、库存资金占用成本, 即:
其他未归集的成本需要通过作业成本法归集到产品。归集过程需要划分成本库、确定成本动因、计算成本动因分配率和成本费用分配。其中, 成本动因分配率=成本库费用÷成本库成本动因总量, [11]即:rj=cj÷dj〈8〉。公式中rj为j成本库的成本动因费率;cj为j成本库的费用;dj为j成本库的成本动因总量。
成本动因率确定之后, 可根据各产品消耗的各成本库的成本动因数量进行成本库费用分配, 得到各产品的物流作业成本为:OH=D□R。
矩阵OH= (OH1, OH2, …OHm) T表示产品分到的作业成本, 即:
通过上述分析, 汇总后得到物流作业的总成本为:CTi=Fz+Ibi+Ihi+Ioi+OH〈9〉。用矩阵形式表示为:
其中, CTi为产品的物流总成本。
物流成本核算模型的应用
笔者调研的广西某制糖有限公司成立于1972年, 固定资产1.08亿元人民币, 主要生产白砂糖和赤砂糖, 日生产能力为350吨左右, 采用“公司+基地+农户”的运行模式。该企业2012/2013榨季, 以500元/吨的价格共收购糖料蔗222195.96吨。从2012年11月底开榨, 2013年4月结束, 历时5个月, 共生产白砂糖19200吨、赤砂糖6990吨。经过调研, 获得其他基本资料见表1。
(资料来源:由企业内部资料整理所得。因涉及企业数据机密, 数据有一定调整。下同。)
1.分析和确定资源
上述对物流作业成本的分析, 主要涉及运输、采购、仓储、包装、装卸搬运和一般管理共6项作业, 消耗的资源主要有, 工资及福利费、燃料费、折旧费、修理费、办公费和备品备件 (包括机物料和低值易耗品) 等。根据作业消耗资源的情况, 笔者将6项作业划分成6个成本库, 费用情况和分配结果如表2所示。
2.确定成本动因及成本动因分配计算
作业的成本动因, 是将成本库的成本分配到产品或者服务中去的基准, 是准确反映作业与成本关系的关键。作业中心和成本库确定后, 结合表1所示资料, 确定成本动因及计算结果如表3所示。一般管理作业的作业动因较复杂, 遵照成本效益原则, 笔者根据各项作业的成本比例, 对一般管理作业耗费进行分配。这种近似的标准对其进行分配, 既不会扭曲物流成本总体情况, 也可以节省核算成本。[12]
3.分类物资的物流作业成本核算及单位成本计算
(1) 分类物资的物流作业成本核算。一般管理作业的成本动因确定及分配为:一般管理作业资源的实际消耗=47621.5×85%=40478.28元;一般管理作业的作业动因分配率=40478.28÷ (564033.58+229761.37) =0.05。分类物资的物流作业成本核算结果如表4所示。
(2) 食糖产品物流总成本及单位成本计算。由式〈10〉可知, 产品的总成本有直接材料、仓储保险税收成本、物资损耗成本和库存资金占用成本, 以及物流作业成本构成。其中, 直接材料包括, 糖料蔗、辅助材料 (硫磺、磷酸和消泡剂) 和包装材料;保险税收费率按每吨成品糖10元计费;物资损耗成本主要指原料蔗在等待压榨的过程中产生的损坏, 损坏率1%;库存资金占用成本按公司内部收益率15%计费。计算结果如表5所示。
由表5可知, 白砂糖直接材料成本=81446400+2304000+76800=83827200元, 赤砂糖直接材料成本=29651580+83800+27960=30518340元。由此, 食糖总成本用矩阵表示为:
综上所述, 可得出白砂糖的物流总成本为85512729.47元, 单位物流成本为85512729.47÷19200=4453.79元/吨;赤砂糖的物流总成本为31254293.15元, 单位物流成本为31254293.15÷6990=4471.29元/吨。
结论与建议
笔者针对制糖企业物流成本问题, 采用作业成本法, 对两种食糖 (白砂糖和赤砂糖) 物流过程分解为各项作业, 分析了每项作业的物流成本。由两种食糖的各项作业成本分析可知, 运输成本是最高的, 其次是搬运和包装费用, 其余作业所占的比重都较小。在直接成本中, 原材料成本最高, 物资损耗成本次之。
可见, 企业需要在运输和包装环节多采取有效措施, 以降低物流成本;而在原材料方面, 需要建立一个合理的原料蔗收购体系, 如按原料蔗的等级定价等;搬运作业方面, 需要改进企业内物流搬运路线, 改用效率较高的搬运设备等, 以减少搬运时间, 降低搬运作业成本。两种糖的单位物流成本分别为, 白砂糖4453.79元/吨、赤砂糖4471.29元/吨。赤砂糖的单位成本稍高, 需要在包装、搬运等方面采取有效措施, 降低物流成本。
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【摘要】 重点研究自动IHC染色机的工作原理、控制软件及其实现方法,控制软件包括IHC染色规程的制定、抗体与试剂的选择、玻片与试剂的自动定位、染色规程的自动运行与实时监控等功能。实验证明该染色效率有显著提高。
【关键词】 自动染色机;控制软件;控制算法
计算机技术的广泛应用,使现代医疗器械的自动化、智能化、数字化、微型化程度得到了极大的提高,更能受到市场的欢迎。全自动免疫组化染色仪具有标准化程度高、重复性好、自动化程度高、染色结果可靠、环保健康等优点,是病理工作者的好帮手。研究自动IHC染色机,就是把各种计算机技术运用于IHC(Immunohistochemistry)染色实验的精密医疗实验仪器。
一、自动IHC染色系统组成
一个完整的自动IHC染色系统由控制计算机、运动控制卡、染色主机及辅助设备组成(如图1所示)。各组成部分在系统中的作用概括如下:
(1)计算机。实验人员通过操作安装于计算机中的控制软件,编制染色规程,选择抗体与试剂,识别玻片与试剂的位置,监控染色规程的运行;控制软件通过驱动与编程接口,根据实验人员输入的染色信息生成控制指令通过PCI(Peripheral Component Interconnect)总线传送给运动控制卡,根据运动控制卡返回的状态信息进行监控。
(2)运动控制卡。系统的核心控制元件,一方面它从计算机接收控制指令,并译码成相应的控制脉冲,控制染色机的各种执行机构完成染色动作,另一方面检测染色机某些功能元件的状态,返回到计算机。
(3)染色机。自动染色的执行机构,具有自动染色所需的运动机构、控制机构、以及相关辅助机构。通过控制箱中和各种板卡接收运动控制卡的各上控制脉冲和信号,控制各机构和元件自动完成各种染色动作。
(4)辅助设备。主要包括二维条码打印机以及普通打印机,二维条码打印机通过串行接口连接到控制计算机,负责打印用于在染色过程中识别玻片和试剂的二维条码标签。普通打印机通过并口连接到控制计算机,方便实验人员打印实验结果。
二、染色动作软件实现
整个染色过程被分解为一系列的基本染色动作,包括清洗探针、冲洗玻片、吹干玻片、试剂加样等。在自动染色机的控制软件中,通过对运动控制卡编程控制,实现这些染色动作的自动执行,主要有如下过程:
(1)染色规程运行开始必须对控制系统加电,运行结束时必须将系统断电。系统加电功能的伪代码如下:
SendString(OmsHandle,“BL7;WQ”);//通过设置控制板卡用户I/O引脚7为低电平加电;OmsWait(13000);// 等待13秒;
SendAndGetString(OmsHandle,“BX;WQ”, response);//读取控制板卡用户I/O引脚状态到字符数组response;v = _tcstoul(response,0,16);// 使用库函数将response转成16进制整数并传给变量v;
if ((v & 01000000) != 01000000){// 判断v的第7位是否为1;// 第7位是0,加电不成功提示用户出错;}
系统断电功能的伪代码如下:
SendAndGetString(OmsHandle,“BX;WQ”,response);
v=_tcstoul(response,0,16);
if(v & 01000000)== 01000000) {// 判断v的第7位是否为1;
SendString(OmsHandle,“BH7;WT2000;WQ”);//当v第7位为1,通过设置控制板卡用户I/O引脚7为高电平关电;}
(2)运动控制。在染色规程运行前,系统首先将各个轴移动到原点位置,回原点使用专用命令“HR”,该命令需要配合硬件的原点传感器来使用,从而使驱动各个运动轴的步进电机的脉冲计数归位到0。X轴的回原点的伪代码如下:
command.Format("AX;AC%d;VL%d;VB%d;WQ",xACHome,xVLHome,xVLbase);//编辑X轴的加速度、匀速度、和起始速度设置命令字符串command;
SendString(OmsHandle, command.GetBuffer(255));// 将速度设置命令
SendString(OmsHandle,“AX;HR;ID;WQ”);//使用HR命令让X轴回到原点,当X轴回到原点时设置完成标志;
CheckDoneFlags(OMS_X_AXIS);//通过检验X轴的完成标志等待X轴回到原点。
三、自动定位多线程实现
多线程是同一个进程中同时执行多个任务,方便进行多个任务的并发控制。线程有两种:用户界面线程和工作线程。用户界面线程拥有自己的消息循环,工作线程则没有。考虑到玻片与试剂的自动定位功能需要花费一定的时间,为方便在出现意外情况下中断自动定位的执行流程,另开启一个工作线程来执行自动定位功能。当主线程开启扫描线程之后,扫描线程进入自己的执行函数。在扫描线程执行期间,主线程主要负责完成两个工作:(1)当扫描控件接收到DecodeDataAvailable事件,即条码数据获取事件,响应该事件,保存条码信息之后将条码标志置为真。条码标志是主线程与扫描扫描线程的共享对象,用于主线程通知扫描线程扫描仪在当前试剂放置处获得了条码数据,表示用户在该处放置了试剂瓶。(2)监控界面显示,一旦发现染色主机在扫描过程中出现异常状况,可立即中断扫描线程的运行。
扫描线程进入执行函数首先对染色主机进行加电,并让各个运动轴回到原点位置。这一点非常重要,如果扫描线程之前被主线程中断,各个轴需要通过回原点位置来恢复运动控制卡的寄存器状态,否则会引起运动超程等错误。在各运动轴回到原点之后,扫描线程尝试通过串行接口连接操作头部件中的条码扫描仪,如果连接失败,则提示用户检查错误,并将染色主机断电后从扫描线程返回。扫描仪连接成功后,对于试剂定位,在测定试剂容量时探针需要接触试剂,为防止不同试剂互相混合,每测定一个试剂瓶前都必须先针探针进行清洗。在玻片定位过程中,只需在整个扫描之前清洗一次探针防止探针中残留试剂滴落在玻片上。
由前文可知,每个试剂架有40个试剂放置位置(4行,10列),事先通过校准软件测得试剂架第一个放置位置的坐标(X0,Y0)以及各个放置位置之间的横向间距(SX)和纵向间距(SY),通过这些参数可计算出每个试剂放置位置的坐标(Xi,Yj),其计算公式为:Xi =X0+i*SX,Yj =Y0+j*SY。当操作头移动到该坐标处,扫描仪执行一次扫描动作后,如果用户在该位置放置了贴有识别标签的试剂瓶,扫描仪的扫描系统获取标签上的二维条码图像,经过信号整形和译码后将数据传送给主机,触发扫描控件产生DecodeDataAvailable事件。主线程捕获该事件将数据保存在条码信息变量中,将条码标志置为真。从扫描仪执行扫描动作到主线程获得条码信息,这一过程的执行时间很短,在这段时间内可将扫描线程挂起1秒以等待该过程结束,扫描结束等待结束后,判断条码标志是否被置为真,如果非真,扫描下一个位置,如果为真,则认定该坐标处存在试剂瓶,根据获取的条码信息在本次IHC实验所需试剂中查找。
如果查找成功,则使用操作头中的探针头上的液面传感器,测定液面位置ZT,根据试剂瓶的瓶底位置ZB,及试剂瓶截面积S,可计算得到试剂容量V,其计算公式为V=(ZB-ZT)*S。至此完成一个试剂位置的扫描,最后将获得的试剂的名称和容量实时显示在控制软件的监控界面上。在扫描完所有的试剂位置后,控制软件将各个运动轴移回原点位,染色主机断电,线程返回。主线程可根据扫描定位结果,计算出当前各种试剂的容量,判断是否足够实验使用,如果不足,提示用户添加。
四、染色规程自动运行技术
染色规程的自动运行是其核心,在此提出分割运行算法和迭代运行算法,经实验比较起算法效率,提出确定使用迭代运行算法的控制软件进行自动IHC染色实验能够充分提高染色的效率。分割运行算法是基于化繁为简的思想,将一个的父染色规程的分割成多个顺序连接的子染色规程。除去染色规程开始的预冲洗操作,其余的冲洗操作都是与它之前的滴加试剂操作相匹配的,根据这一特点可知,只包含一个滴加试剂操作步骤和一个冲洗操作步骤的染色规程是染色规程可分割的最小单元。
在分割运行算法中,染色规程是分割成子染色规程逐个运行的,这个先运行结束的玻片仍然处于一个未完全运行结束的子染色规程中,虽然此时染色机处于空闲等待状态,具备继续运行的条件,由于算法自身的缺陷该玻片将不会得到运行。针对这一缺陷,对分割运行算法进行改进,设计出迭代运行算法。由分割运行算法的实现可知,通过一次循环将所有的子染色规程运行结束。而迭代运行算法在允许各个子染色规程交叉运行的前提下一次循环中尽可能多地运行子染色规程,整个过程由多次循环检查运行子染色规程完成。
五、算法分析与比较
以一个包含n个玻片、m步染色规程的染色规程为例,令第i个玻片执行第j步染色操作的时间为Tij,在分割运行算法中,染色规程的运行时间为所有子染色规程的运行时间之和,每一子染色规程的运行时间取决该子染色规程中试剂反应时间最长的那个玻片。
六、结论
通过比较可以发现,在染色规程的其它设置相同的情况下,随着玻片数目与染色规程数的增加,试剂种类相应增加,各种试剂与切片的反应时间之间的差异相应增大,按迭代运行算法运行染色程序比按分割运行算法运行所节省的运行时间也越多。与分割运行算法相比,迭代运行算法在运行复杂的染色规程时充分体现出了其优越性,使用采用了迭代运行算法的控制软件进行自动IHC染色实验能够充分提高染色的工作效率。
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