遥感技术系统组成

遥感技术系统组成（共8篇）

遥感技术系统组成篇1

概念：

遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线结目标进行探测和识别的技术。例如航空摄影就是一种遥感技术。人造地球卫星发射成功,大大推动了遥感技术的发展。现代遥感技术主要包括信息的获取、传输、存储和处理等环节。完成上述功能的全套系统称为遥感系统,其核心组成部分是获取信息的遥感器。遥感器的种类很多,主要有照相机、电视摄像机、多光谱扫描仪、成象光谱仪、微波辐射计、合成孔径雷达等。传输设备用于将遥感信息从远距离平台(如卫星)传回地面站。信息处理设备包括彩色合成仪、图像判读仪和数字图像处理机等。遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技术。它是60年代在航空摄影和判读的基础上随航天技术和电子计算机技术的发展而逐渐

形成的综合性感测技术。任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。航空航天遥感就是利用安装在飞行器上的遥感器感测地物目标的电磁辐射特征，并将特征记录下来，供识别和判断。把遥感器放在高空气球、飞机等航空器上进行遥感，称为航空遥感。把遥感器装在航天器上进行遥感，称为航天遥感。完成遥感任务的整套仪器设备称为遥感系统。航空和航天遥感能从不同高度、大范围、快速和多谱段地进行感测，获取大量信息。航天遥感还能周期性地得到实时地物信息。因此航空和航天遥感技术在国民经济和军事的很多方面获得广泛的应用。例如应用于气象观测、资源考察、地图测绘和军事侦察等

遥感技术系统包括：信息源即波谱特征 spectrum feature、信息的获取 Information

obtain、信息的接收 Receive、信息的处理 Processing（辐射校正、姿态校正、几何校正、增强处理等）、信息的应用 applying

空间信息获取系统

地球表面地物目标空间信息获取主要由遥感平台、遥感器等协同完成。

遥感平台(Platform for Remote Sensing)是安放遥感仪器的载体，包括气球、飞机、人造卫星、航天飞机以及遥感铁塔等。

遥感器(Remote Sensor)是接收与记录地表物体辐射、反射与散射信息的仪器。目前常用的遥感器包括遥感摄影机、光机扫描仪、推帚式扫描仪、成像光谱仪和成像雷达。按其特点，遥感器分为摄影、扫描、雷达等几种类型。

遥感数据传输与接收

空间数据传输与接收是空间信息获取和空间数据应用中必不可少的中间环节。

遥感器接收到地物目标的电磁波信息，被记录在胶片或数字磁带上。从遥感卫星向地面接收站传输的空间数据中，除了卫星获取的图像数据以外，还包括卫星轨道参数、遥感器等辅助数据。这些数据通常用数字信号传送。遥感图像的模拟信号变换为数字信号时，经常采用二进制脉冲编码的 PCM 式（pulse code modulation: 脉冲编码调制）。由于传送的数据量非常庞大，需要采用数据压缩技术。

卫星地面接收站的主要任务是接收、处理、存档和分发各类地球资源卫星数据。地面站接收的卫星数据通常被实时记录到 HDDT(high density digital tape，高密度磁带)上，然后根据需要拷贝到 CCT(computer compatible tape，计算机兼容磁带)、光盘、盒式磁带等其他载体上。CCT、光盘、盒式磁带等是记录、保存、分发卫星数据等最常用的载体。

遥感图像处理

遥感图像处理是在计算机系统支持下对遥感图像加工的各种技术方法的统称。遥感图像

处理依赖于一定的图像处理设备。对于数字图像处理系统来说，它包括计算机硬件和软件系统两部分。硬件部分包括：计算机(完成图像数据处理任务)、显示设备(高分辨率真彩色图像显示）、大容量存贮设备、图像输入输出设备等。软件部分包括：由数据输入、图像校正、图像变换、滤波和增强、图像融合、图像分类、图像分析以及计算、图像输出等功能模块。

遥感信息提取与分析

遥感信息提取是从遥感图像（包括数字遥感图像）等遥感信息中有针对性地提取感兴趣的专题信息，以便在具体领域应用或辅助用户决策。遥感信息分析指通过一定的方法或模型对遥感信息进行研究，判定目标物的性质和特征或深入认识目标物的属性和环境之间的内在关系

原理

任何物体都具有光谱特性，具体地说，它们都具有不同的吸收反射、辐射光谱的性能。在同一光谱区各种物体反映的情况不同，同一物体对不同光谱的反映也有明显差别。即使是同一物体，在不同的时间和地点，由于太阳光照射角度不同，它们反射和吸收的光谱也各不相同。遥感技术就是根据这些原理，对物体作出判断。

遥感技术通常是使用绿光、红光和红外光三种光谱波段进行探测。绿光段一般用来探测地下水、岩石和土壤的特性；红光段探测植物生长、变化及水污染等；红外段探测土地、矿产及资源。此外，还有微波段，用来探测气象云层及海底鱼群的游弋。

在农业上的应用：

遥感技术在农业资源调查上的应用

中国的农业遥感技术起步于20世纪80年代初．二十余年取得了大量赶超世界先进水平的理论研究与应用成果。比如．作为我国农业遥感应用的代表，由中国科学院资源环境局主持的“黄土高原遥感专题研究”项目，在林草资源遥感调查、土壤侵蚀定量遥感调查、土地类型遥感综合研究、草场生物量的遥感估算、农业地物光谱特征及其应用基础研究以及黄土区暴雨与下垫面关系的遥感分析等许多方面取得了大量成果．为黄土高原的综合治理提供了全方位的技术支持。武汉测绘科技大学在湖北省利川市利用多光谱影像进行了草场资源调查．6个人用半年时间就完成了近百人需要历时3年才能完成的工作量．且吻合率达96％，成为遥感技术在农业资源调查上应用的成功范例。我国利用560幅陆地卫星图像．仅用两年时间完成了全国15种土地利用类型的分析和量算统计工作．提供了全国和分省的土地利用基本数据和有关图件。我国近年完成的“三北”防护林遥感综合调查．在包括西北大部、华北北部和东北西北部总面积为128万l【111z的“三北”造林

一期工程的调查中．完成了对现有防护林类型、分布、面积和保存率；草地数量、质量和分布；土地资源类型、分布、数量及利用现状的调查。提供了200余幅各类遥感专题系列图．建成了全区资源与环境信息系统。为掌握防护林区现状、林区的进一步发展和规划奠定了基础

1．2农业遥感专用软件相继出现

我国农业遥感应用技术日趋深入．还表现在应用软件的开发和应用方面。进入20世纪90年代中后期．一大批较为成熟的农业遥感专用软件相继出现。比如．可应用于农业资源调查与监测的软件有：由中国农业工程研究设计院农业遥感研究室开发的土地利用现状调查和数据处理系统软件：由中国农业科学院草原研究所开发的北方草地产量动态监测系统软件：由农业部资源监测总站开发的耕地变化监测系统软件：由成都农业遥感分中心开发的湿地资源调查系统：由中国农业工程研究设计院农业遥感研究室开发的黄淮海盐碱地调查系统软件以及由农业部资源监测总站开发的棉花种植面积遥感调查系统软件等。可应用于作物产量预测的软件有：由南京农业遥感分中心开发的南方水稻遥感估产系统软件：由北方农业遥感中心开发的冬小麦估产系统软件：由中国农业工程研究设计院农业遥感研究室开发的遥感光谱法水稻估产系统软件以及由北京大学遥感与地理信息系统研究所开发的农作物遥感估产信息系统软件等。可应用于农业灾害监测与评估的软件有：由中国农科院草原研究所开发的北方草场火灾、雪灾监测系统软件以及由南京大学大地海洋科学系遥感室开发的东南沿海小河流域防洪信息系统软件等罔。这些新的遥感处理软件使科技人员的工作效率大大提高。

1．3遥感技术在灾情监测与预报上的应用

对灾情．结合陆地卫星与气象卫星所获得的资料，利用当时的卫星影像与常年卫星影像进行

对比．可获得有关洪水泛滥成灾面积和灾情程度的较准确的结果。对旱灾的面积和危害程度的监测预报也通过卫星资料来进行。其他如土壤的侵蚀、沙化。草原的退化以及由某些工程引起的环境恶化等．均可通过卫星和航空遥感来进行监测。我国洪涝灾害遥感调查是在为山区大型工程建设或为大江大河洪涝灾害防治服务中逐渐发展起来的。湖南省率先利用遥感技术在洞庭湖地区开展了水利工程的地质环境及地质灾害调查工作。有关单位先后在雅砻江二滩电站、红水河龙滩电站、长江三峡工程、黄河龙羊峡电站、金沙江下游落渡、白鹤滩及乌东清电站库区开展了大规模的区域性滑坡、泥石流遥感调查。20世纪80年代中期．分别在宝成、宝天、成昆等铁路沿线进行了大规模的航空摄影．为调查地质灾害分布及其危害提供了信息源。20世纪90年代起。在主干公路及铁路选线．如京九铁路沿线等也使用了地质灾害遥感调查技术。20世纪90年代末期在全国

开展的“省级国土资源遥感综合调查”工作中．各省(区)都设立了专门的中小比例尺“地质灾害遥感综合调查”课题．主要是识别地质灾害微地貌类型及活动性．评价地质灾害对大型工程施工及运行的影响等。近年来，在重大工程论证中，都开展了工程地质遥感调查工作，如杭州湾跨海大桥、向山港跨海大桥等。大兴安岭发生特大森林火灾时．中国科学院卫星地面站提供的火情现势卫星影像图对现场指挥、调度扑救起到了决定性作用。长江、嫩江流域发生特大洪灾时．航空、航天平台的遥感实时监测，为指挥救灾、恢复生产发挥了巨大作用。

1．4遥感技术在农业环境保护方面的应用环境卫星遥感监测是环境管理的重要手段之一，连续监测、定时监测和严格的管理相结合．能准确地反映环境质量状况，能有针对性地加强监督管理。在大气遥感监测方面．我国重点开展了四个方面的工作：一是利用遥感技术监测大气污染与污染源．如辽宁省环保所应用遥感技术对抚顺露天煤矿进行了监测：分析了矿坑上空逆温层的形成与大气污染物扩散的关系，搞清了矿坑内产生污染的条件．为露天矿场的污染防治和环境污染预报提供了科学依据：中国环境科学研究院在太原市进行了以大气污染为目标的遥感监测：北京市环境保护科学研究院曾对规划市区的烟囱高度、分布进行了航空遥感分析等．这些都为污染防治和环境污染预报提供了科学依据。二是通过遥感图像上植物的季相节律变化和遭受污染后的反应差异．以植物对污染的指示性反演大气污染，如确定大气污染的范围、程度和扩散变化．如进行津渤环境遥感试验时曾利用遥感图像上呈现的树冠影像的色调和大小差异．圈定了二氧化硫和酸气、氟化氢等典型污染场。三是以地面

采样的分析结果作参照量．与遥感图像进行相关分析，如进行津渤环境遥感试验时．曾采集树木叶片测定其含硫、含氯量以及树皮的pH值，分析二氧化硫、氯气及酸雾的污染。四是利用飞机携带大气监测仪器．在污染地区上空分层采样并进行数据处理分析，如天津、太原曾用该方法监测大气气溶胶、飘尘及二氧化硫的时空分布特征和运移规律嘲。在水污染的监测方面．我国先后对海河、渤海湾、蓟运河、大连湾、长春南湖、于桥水库、珠江、苏南大运河、滇池等大型水体进行了遥感监测：研究了有机污染、油污染及富营养化等：利用水体叶绿素与富营养化间的关系研究了滇池水体污染与富营养化状况：利用卫星遥感资料估算了渤海湾表层水体叶绿素的含量．建立了叶绿素含量与海水光谱反射率之间的相关模式．定量地划分了有机污染区域；利用水体热污染原理先后对湘江、大连湾、海河、闽江、黄浦江等进行了红外遥感监测问。

1．5遥感技术在农作物估产上的应用

自“六五”开始．我国即试用卫星遥感进行农作物产量预报的研究．并在局部地区开展产量估算试验。“七五”期间．国家气象局于1987年开展了北方11省市小麦气象卫星综合测产．探索运用周期短、价格低的卫星进行农作物估产的新方法阍。“八五”期间．国家将遥感估产列为攻关课题．由中国科学院主持．联合农业部等40个单位．开展了对小麦、玉米和水稻大面积遥感估产试验研究．建成了大面积“遥感估产试验运行系统”并完成了全国范围的遥感估产的部分基础工作。通过1993～1996年4年试验运行，分别对四省两市(河北、山东、河南、安徽北部和北京市、天津市)的小麦，湖北、江苏和上海市的水稻；吉林省的玉米种植面积、长势和产量的监测和预报．在指导农业生产及农业决策中发挥了重要作用。特别是解决了一些关键技术问题．为进一步开展全国性的卫星遥感估产提供了重要保证嘲。1995年中国科学院、气象局及多家高等院校、研究所致力于遥感估产技术的研究．并在浙江、江西、江苏各省及华北、东北、江汉平原等地区对冬小麦、玉米、水稻、糜子等作物进行遥感估产。在遥感信息源选取、作物识别、面积提取、模型构建、系统集成等各个技术环节有了大幅的进步。这些模型汲取了以前模型的优点．模型因子的选择更加合理，可操作性更强，精确程度更高

2．1遥感卫星在美国农业上的应用

近十余年来．美国遥感卫星应用产业迅速发展。其中卫星通信已实现产业化．并且具有商业化的特点．其产业推动全球经济的增长．大批跨国公司企业和风险投资商竞相进入．抢占市场。美国No从等气象卫星资料全球公开．相关的地面设备遍布世界各地．产生了巨大的商业价值。遥感气象卫星在天气气候、环境生态和防灾减灾中均发挥着作用。美国LaIldSat、SeaStar等陆地与海洋资源环境卫星采取了“授权接收+数据定价”的产业模式。尤其是自20世纪90年代以来．通过拓展应用领域和应用层次．应用产业取得了很大的成功。美国1972年发射了第一颗遥感卫星LaIldsat—1．随着技术的进步．卫星及传感器性能在提高．而价格却在降低。陆地卫星系列具有持续时间长、综合性能好及波段设置合理等特点．对全球的遥感技术与应用产生了重要而广泛的影响。LandSat卫星数据的应用面非常广。在国土资源调查、地质勘探、旱涝灾情监测、农作物估产、地图修测修编、林业资源调查、水利规划、城市规划和环境污染监测等众多领域发挥积极作用。

2．2遥感技术在加拿大农业上的应用

加拿大在农田信息采集和服务方面充分应用了卫星遥感系统。在农业资源清查、核算、评估与监测方面．遥感系统强大的图形分析与制作功能。可编绘出土地利用现状图、植被分布图、地形地貌图、水系图、气候图、交通规划图等一系列社会经济指标统计图．也可进行多种专题图的重叠而获得综合信息．实现对具有时空变化特点的农业资源存量和

价值量的测算以及资源现状、潜力和质量的客观评估．从而真实反映农业资源状况．为科学利用和管理农业资源提供强有力的决策依据。在农业区划方面．遥感系统通过构建区划模型．进行不同区划方案空间过程动态模拟与评价．可使农

业区划从野外调查、资料收集、信息处理、计算模拟、目标决策、规划成图到监督实施全过程实现现代化。在土地资源与土地利用研究方面．遥感系统能方便获取资源数量和质量变化．提供研究区域土地面积、土壤特性、地形、地貌、水文、植被及社会、经济及自然环境的真实信息．直观反映土地利用现状、利用条件、开发利用特点和动态变化规律。

在作物估产与长势监测方面．遥感系统多时相影像信息。可反映出宏观植被生长发育的节律特征，可通过对各种数据信息空间分析．识别作物类型。统计量算播种面积．分析作物生长过程中自身态势和生长环境的变化．构建不同条件下作物生长模型和多种估产模式．根据各种模型预估作物产量。在农业灾害预警及应急反应方面．遥感系统可追踪害虫群集密集、飞行状况、生活习性及迁移方向等．通过分析处理．可给出农作物病虫害发生图、分布图及可能蔓延区图．为防虫治害提供及时、准确、直观的决策依据。另外，可实现洪涝灾、旱灾、水土污染等农业重大灾害预测预报、灾情演变趋势模拟和灾情变化动态、灾情损失估算等，为防灾、抗灾、救灾预警及应急措施提供准确的决策信息。在农业环境监测和管理方面．遥感系统能够对农业资源环境质量变化进行动态监测．及时发现情况进行预警：能够建立农业资源环境空间数据库。管理、分析和处理环境数据。高效汇总、汲取有用的决策信息；能够建立若干环境污染模型，模拟区域农业资源环境污染演变状况及发展趋势。

2．3遥感技术在德国农业上的应用

遥感技术系统组成篇2

1 无人飞艇低空遥感系统

是一种以无人飞艇为遥感飞行平台, 以数字遥感设备为任务载荷, 以遥感数据快速处理系统为技术支撑, 一种高机动性、低成本的小型化、专用化遥感系统。其主要组成部分如图1。

2 无人飞艇低空遥感系统的关键技术

2.1 无人飞艇技术指标。

所研究的无人飞艇是一种通用型低空无人飞艇, 可实现飞艇空中悬停, 垂直升降和特殊机动飞行。其主要性能指标:长度:12m, 艇囊直径:3.0m, 全艇高度:3.5m, 任务载荷:13kg, 续航时间:3h, 飞行速度:0-70km/h, 飞行高度:50-1500m, 发动机:62cc汽油机, 使用气体:氦气, 最大抗风能力:4级。

2.2 飞行控制与导航系统。

无人飞艇控制与导航系统是无人飞艇的核心部分, 它决定了无人飞艇的各种飞行性能, 主要用来采集飞行数据、控制飞艇飞行状态、控制飞艇的飞行轨迹、紧急情况的处理等等。因此, 对此仔细进行研究, 有助于为未来进一步研究开发满足不同条件下的无人飞艇平台打下扎实的基础。所研究的无人飞艇低空遥感系统的飞行控制与导航系统主要由集成三轴MEMS加速度计、速率陀螺、GPS、气压高度计、空速传感器等组成, 主要用途如下:a.支持无人飞艇的遥控、半自主、自主控制方式;b.支持传感器的遥控和自动化控制;c.记录拍摄瞬间的位置和姿态数据。无人飞艇由于体积大, 易受风和气流的影响, 稳定性较差, 因此要保证摄影时传感器姿态的稳定、保持垂直摄影姿态, 因此必须用稳定平台补偿飞行平台的姿态变化, 保证相机摄影质量, 方便后续测图。该设备与任务仓采取一体化设计, 用于任务设备的姿态稳定, 隔离飞行器的晃动对任务设备的影响, 以获取高质量的遥感影像。

2.3 遥测遥控地面站系统。

遥测遥控地面站系统主要用来提供飞控系统和用户直接交互的平台, 其设计目标就是可以方便的查看飞控系统的运行状态, 并能方便的调整飞控参数, 设置航线。2.3.1无线电遥控系统:传输操纵人员的指令, 按照遥控指令, 将比例遥控信号传至遥控接收机来控制飞艇的飞行。2.3.2遥感传感器自动控制系统:可以实现传感器的自动化控制, 具有定点、定时和等间距曝光功能。根据航向角和航线方向, 自动计算并控制稳定平台的转动修正偏流角。2.3.3遥测遥控信息显示系统:显示无人飞艇飞行参数, 显示任务设备的工作状态。2.3.4视频图像及传输系统:视频图像及传输系统用于监测区域目标的搜索, 同时监视传感器的工作状态。主要包括:摄像机、图像发射机、图像接收机和图像监视器等。

2.4 任务载荷系统。

无人飞艇低空遥感系统的任务载荷系统主要包括遥感传感器、三轴稳定平台等, 其关键技术为多相机组合摄影技术和数码相机高精度检校技术。

2.4.1遥感传感器。遥感传感器是根据不同类型的遥感任务, 搭载使用相应的机载遥感设备, 主要有高分辨率CCD数码相机、多光谱成像仪、轻型光学相机、激光扫描仪、红外扫描仪、磁测仪、合成孔径雷达等, 使用的遥感传感器应具备数字化、体积小、重量轻、精度高、存储量大、性能优异等特点[4]。本系统也可以采用自己研制的传感器, 例如:单CCD死波段成像仪、多角度多光谱偏振成像仪 (DPC) 。下面主要介绍普通数码相机的成像组合方式:2.4.2多相机组合摄影技术。在使用数码相机进行航空摄影时, 由于数码相机的幅宽有限, 在拍摄时地面覆盖就比较小, 从而造成航测内、外业工作量成倍增加, 同时基线短, 基高比小而降低了高程精度。一种重要的解决办法是采用多面阵拼接技术来提高基高比。关于多面阵相机拼接有内视场拼接和外视场拼接两种方法[5]。a.内视场拼接:内视场拼接时采用一个镜头, 在机身内进行棱镜分像, 用多块CMOS面阵接收不同区域的影像, 这种方法基于单中心成像原理, 理论严密, 但对制造工艺及相关的电子技术要求较高, 开发成本较大。b.外视场拼接:外视场拼接就是采用多台相机按一定的几何结构固定, 然后同步拍摄, 利用软件将获取的影像进行拼接形成一幅完整航片, 这种方法不是严密的单中心成像, 理论和试验表明对精度影响较小, 这种方法对硬件的要求相对较低。而基于外视场拼接的多面阵数码相机将会出现多个投影中心, 理论上是不严格的, 为减小由此引起的误差, 设计相机时应尽可能使各投影中心之间距离为最小。2.4.3数码相机高精度检校技术。通过高精度的检校, 使普通数码相机的量测精度满足航空摄影测量的技术要求。由于多面阵数码相机是由多个相机通过机械连接组成的, 因此, 首先要对每台相机进行单独检校, 其次测定各相机间的“相对外方位元素”及各相机间的同步精度。相机检校结果的正确与否关系到后续工作的成败, 每次检校都分两次对不同区域进行拍摄, 然后分开计算, 对两组参数进行比较, 以判断检校的可靠性及进一步提高检校精度[6]。

2.5 数据处理系统。

全数字化的摄影测量系统, 操作简单、高自动化、运行快, 能处理各种数码影像, 能够在便携式电脑上进行内外业一体化立体测图和立体检查。

数据处理系统的主要功能:2.5.1影像飞行质量的快速检查。根据影像的位置和姿态数据, 自动生成索引图, 在现场进行飞行质量的检查。2.5.2自动空中三角测量。2.5.3全自动匹配。自动在影像上找出上百个特征点, 用于影像定向。2.5.4自动生成正射影像。通过生成的DEM, 给定采样间隔值, 对核线影像重采样, 生成正射影像。2.5.5矢量测图。矢量测图主要包括两种方式:a.立体方式:包括闪闭和红绿眼镜。b.单片量测:依靠影像匹配, 使单片量测的地物和另一张配准。2.5.6三维制作和显示。通过对建筑物矢量测图和高度的量测, 能够自动获取建筑物的纹理。速度较快, 纹理真实, 精度高。2.5.7遥感影像的复合处理。

3 无人飞艇遥感飞行作业流程

3.1 测区勘查:

a.查看测区的地形地貌, 为技术设计作准备;b.确定无人飞艇的起降、备降场地和飞行路线;c.确定地面遥控点位;d.测试有无干扰信号。

3.2 技术设计:

主要包括航线方向、飞行高度、曝光间隔、航线间隔、影像分辨率、航摄面积等。

3.3 航摄飞行工作程序:

a.飞行前准备;b.航摄飞行;c.行后检查。

3.4 数据检查与飞行总结。

3.4.1填写飞行报表。每个架次的起飞、降落时间;拍摄地点和拍摄范围;系统工作状态等。3.4.2影像质量检查。影像的曝光度、倾斜度、旋转角、航线弯曲、航高保持、影像等。3.4.3总结。总结当天工作情况, 安排下次的飞行计划。

3.5 航摄成果整理和移交。

3.5.1工作总结:a.测区的位置、面积、地形地貌等;b.开始和完成航摄作业日期;c.飞行范围、飞行高度、比例尺;d.数码相机型号及焦距。3.5.2制作影像数据索引图。每个架次的航摄区域、航线编号、飞行方向、像片编号、像片数量等。

4 结论

无人飞艇作为重新兴起的无人飞行器, 由于其具有可直升、无动力悬停、长时间滞空, 且具有大载荷运输、低噪声、低能耗等特点, 使得它已成为现有卫星遥感与有人机航空遥感的一个重要补充。无论是在国防领域, 还是在民用领域都有很好的应用前景, 市场潜力巨大[7]。而如何尽可能大地拍摄地物成为低空无人飞艇航空摄影发展的一个瓶颈, 因此需要进一步研究多面阵数码相机拼接技术, 尽量减少航测内、外业工作量。

摘要：简要分析了在我国发展无人飞艇低空遥感系统的必要性和可行性, 对构建无人飞艇低空遥感系统所涉及的关键技术进行了研究, 包括飞行控制与导航系统、遥测遥控地面站系统、任务载荷系统、数据处理系统, 并对无人飞艇遥感飞行作业流程进行了研究。

关键词：无人飞艇,相机拼接,相机检校

参考文献

[1]何定洲.无人机遥感空中控制系统硬件研制及地面下传数据通道的实验研究.硕士学位论文[D].南京:南京航空航天大学, 2006.

[2]魏丽, 王晓钧, 冯玉宾.中国电子科学研究院学报, 2007, 4, 第二期.

[3]Stacy N J S, Craig D W, Staromlynska J, Smith R B.TheGlobal Hawk UAV Australian deployment:imaging radar sensormodifications and employment for maritime surveillance, Proc.I-GARSS'2002, 2.李紫薇, 曹红杰, 刘煜彤等.无人机海监测绘遥感系统的应用前景[J].遥感信息, 1998 (4) .

[4]陈向宁, 崔建军, 王建雄等.城市数字化技术.

[5]、[6]王留召.小型数字航空摄影测量系统.[D].昆明:昆明理工大学, 2006.

浅谈远程教育关键技术及系统组成篇3

关键词: 网络技术信息处理教育

DOI:10.3969/j.issn.1672-8289.2010.09.015

1、远程教育系统关键技术

远程教育是以现代先进的通信技术及信息处理技术作基础实现教学目标的教育应用系统,远程教育系统通常可以分为授课系统、学习系统、答疑系统、作业与考试系统以及教学教务管理系统等子系统,为了实现这些功能模块,使用了大量通信和网络领域的先进技术,例如视音频压缩编码技术、网络技术、接入技术、视频会议技术、数据库技术。

1.1 视音频压缩编码技术

为了在有限的带宽和存储空间里提供最好的画面和音质,所以必须经过压缩才能进行传输,目前已开展的IPTV业务大多都是基于MPEG一2,但是它在编码时对图像和声音的处理是分别进行的,这种处理方式压缩效率较低且不利于输,前的趋势是使用更适合流媒体系统的H.264和MPEG一4视频信号输入计算机完成数字化后,还要经过视频编辑才能达到使用要求,常用的非线性视频编辑系统,包括计算机硬件、采集压缩设备、视频输出设备(刻录或重新录带)和相应的视频编辑软件及操作系统,中编辑软件以Adobe公司的Premiere功能最为强大。

1.2 IP网络技术

通信业务的有线网络主要是基于IP技术的IP网络,近年来,宽带IP网技术发展迅速,出现了吉位以太网技术,迅速使以太网发展成公用网络技术,用吉位路由交换机为核心设备,在光缆上直接架构宽带IP网的组网技术,已成为当前宽带综合业务骨干网主流之一,这种新技术简化了设备,统一了协议,能较好地保证QOS,同外围网络实现真正无缝连接全网络结构统一,具有现实经济性和持续先进性。

1.3 接入网技术

在远程教育系统中,接入技术解决学生及教学分站点与校本部的连接问题,即被认为是多媒体通信发展瓶颈的最后一公里的接入网难题,接入网过去基本上采用Modem,速度很有限,目前以SDH技术作为宽带接入网的系统,引入线部分可分别采用FTTB/C+xDSL、PTTB/C+CableModem、FTTB/C+局域网接入等方式提供业务,接入网传输带宽的提高使得学习者大数据量接收多媒体信息变得方便快捷。

1.4 视频通信技术

实时授课系统中应用最多的就是视频会议技术,当教师在授课教室授课时,教师的图像、声音和相关的数据信息以及各个教室内学生的图像和声音都传送给多点控制单元(MCU),该设备将教师的图像声音传送给各个多媒体教室,这样各个听课室里的学生就能看到教师的图像并听到声音,当某个教室的学生需要提问时,多点控制单元会将该教室的图像和声音送给教师,这样教师就可以看到学生的图像和声音,并与学生进行面对面的交流,在此过程中,教师还可以通过云台控制远端教室内的摄像机的动作,比如平摇、俯仰、镜头的推进、聚焦等,以便能看清教室内的学生。

1.5 数据库技术

数据库系统将远程教育的授课、学习、人员信息管理、教务管理、资源管理等多个方面以数据模型形式组织起来进行存储,能够方便有效的完成数据信息的插入、删除、修改、查询等管理操作,并保持数据信息的完整性、一致性和安全性。

2、远程教育系统组成

2.1 教学资源管理系统

(1)资源库远程教育资源库的建设包括媒体素材库、题库、案例库、课件库和网络课程建设。

(2)权限策略为了保证整个教学资源库的安全性及知识产权,对教学资源库访问采用用户权限原则,过系统的权限认证,以保证资源的作者及系统授予权限的用户可以上传、注册、浏览更新教学资源。

2.2 实时授课教学系统

通过同步电子教室来实现,它是基于Internet/Intranet的网络教学,允许经过认证的学生在老师的组织下进行交流。

同电子教室支持文字、语音、视频信号的实时传输,授课教师掌握控制权,持对TANDBERG视频终端的控制,在教师操作下,可以将教师端的摄像输入、PC屏幕、视频台信号、麦克风输入等多种视、音频信号通过TANDBERG编码,然后在学生端回放,还可以和学生进行实时的文字交流或组织同组学生互相讨论。

2.3 非实时异步授课教学系统

主要提供教学点播.教学点播允许学生在任何时间与地点访问,提供按需学习功能,系统根据专业和班级组成多个虚拟多媒体网络教室供学生选择,允许点播者对授课视频/音频的播放进程实施控制。配套的视频、文档同步工具还可以将视频图像与讲义结合起来,当教师讲到合适的地方,讲义会自动翻到对应的地方,目前讲义支持PowerPoint和网页格式。

2.4 辅导答疑系统

辅导答疑系统通过对问题的保存、积累、共享、查询等功能集中解决一些具有共性的问题,而老师只需要回答學生提出的新问题,从而减轻教师在回答问题时的工作量。辅助答疑系统可包括:FAQ答疑区、邮件处理区、BBS讨论区。

2.5 多媒体作业测评系统

该系统使用底层题库作为支撑,教师可以根据教学要求从题库中挑选合适的题目组成作业分发给学生,学生完成作业提交后,系统可自动批阅客观题,系统也可以自动或人工组成自测或考试试卷,而学生则可以自主做题并在完成后将答案提交.系统可以根据教师事先设定好的答案批改客观题,主观题则由教师批阅后给出成绩,汇总后成绩记入成绩表。

2.6 远程教学管理系统

分布式教学管理系统将把教务信息管理全部移植到基于Internet/Intranet的网络环境下,任何一个人从任何一台连入Internet/Intranet的计算机都可以登录到该系统进行日常的教学管理工作,而管理系统能够通过登录时的用户名确定管理权限,登陆用户主要分为三类:管理员管理员,教师,学生,不同的用户类型被赋予不同的权限,此外教学管理系统还包括教务管理。

参考文献

[1]沈光辉.多媒体网络教室技术及其实现[J].教学与管理(理论版),2006,11.

[2]贺国旗.基于宽带网的远程教学[J].陕西广播电视大学学报,2002.02.

生物生态系统的组成教案篇4

引导、启发、观察、分析、讨论、归纳等

教学流程：

1、新课导入：

师：同学们，现在春暖花开，许多人都想乘此机会到大自然中去，拥抱大自然，与大自然来个亲密接触，从而放飞自己的心灵，舒展一下疲惫的身心。(点击，学生观看大屏幕)同学们，假如你现在正置身于这样优美的环境中时，你会看到什么呢?你会听到什么呢?你又会想到什么呢?

生：(略)微风吹过，树叶沙沙作响。溪水淙淙，虫鸣鸟唱。

师：这时候，你会想到过这些环境中的各种生物之间的关系吗?有没想过这些生物和非生物之间的关系呢?其实它们之间的关系就象一张无形的大网。今天我们就一起来领略，一起来畅游这奇妙的“生命之网”(点击，生态系统的组成)请同学们把课本打开到86页。

2、新课讲授：

一、生态系统的成分(板书)

师：首先我们一起来探讨生态系统的成分。那么什么叫生态系统呢?我们知道生物和环境是统一的整体，就象我们校园内的池塘一样。其实一片树林，一块农田，一块山地，一个池塘，一个小花园，广阔的沙漠，海洋，甚至整个地球等等，都可以看成是一个个生态系统。师：哪位同学能告诉大家什么叫生态系统吗?(板书)

1、生态系统

生：(预设回答)所谓生态系统是指在一定的地域里，生物与环境相互作用所形成的统一整体叫做生态系统。

师：那么生态系统是由哪些部分组成的呢?下面让我们来观看大屏幕(点击)，并分组讨论下面的问题：这是一个池塘生态系统，它有哪些非生物成分和生物成分?这些生物在生态系统中分别扮演什么角色?看哪个小组讨论的最热烈，讨论的结果最准确。(板书)

2、生态系统的成分

生：观察、讨论、分析

师：好，现在让我们一起来分享大家的成果。这个池塘生态系统中有哪些非生物成分呢?

生：阳光、空气、水、土壤等

师：(点击)很好，那又有哪些生物成分呢?

生：有一些藻类、浮萍、莲、芦苇等植物，有虾、小鱼、大鱼等动物，还有细菌、真菌等微生物。

师：回答很好。在生态系统中植物、动物、微生物分别扮演什么角色呢?现在请同学们阅读教材相关内容，看看生态系统里植物、动物、微生物分别扮演什么角色。

生：植物是生产者，能进行光合作用把无机物合成有机物，把光能转变成化学能贮存在有机物中。这些有机物不仅为植物自身的生长、生殖提供营养物质和能量，而且也是人和动物的食物来源，所以把他们叫生产者。

动物是消费者，不能自己制造有机物，它们的生存必须直接或间接的.依赖于绿色植物，所以把它们叫消费者。以动植物为食的动物和人也是消费者。

细菌、真菌是分解者它们能将动植物的遗体、排出物和残落物中所含的有机物逐渐分解成无机物，归还到无机环境中被绿色植物重新利用。如果没有分解者动植物的遗体残骸就会堆积如山，生态系统就会崩溃。

师：同学们刚才了解了它们的作用。那么它们之间是什么样的关系呢?(点击)同学们请看大屏幕。可以用这一图解来表示它们的关系：生产者能制造有机物为消费者提供食物和栖息场所，消费者对于植物的传粉、受精、种子传播等方面有重要作用，分解者能够将动植物的遗体分解成无机物，而这些无机物又被生产者利用，这充分说明了生产者、消费者和分解者之间是：(停顿)请学生回答。

生：预设答案：相互依存，紧密联系，缺一不可。

师：下面我们一起来做几条练习，来巩固一下刚才所学的内容。

1、请你用直线将下列有所属关系的名词连起来：

水草

鱼生产者

藻类

细菌消费者

狮子

人分解者

2、下列属于生态系统的是()

A、一群羊B、一只猫C、一片森林D、一窝小鸡

3、在生态系统中阳光、水分属于()

A、生产者B、消费者C、分解者D、非生物成分

4、在一个生态系统中属于生产者的是()

A、水草B、鲤鱼C、螺蛳D、浮游生物

师：同学们回答很正确，说明对刚才的内容掌握得很好!你们的父母每天上班劳动，创造价值;农民日复一日，年复一年的辛勤劳动收获着果实，那么他们是生产者吗?

生：不是(或是)因为在地球上只有植物才能通过光合作用制造有机物它们才是生产者。

师：可以这样理解，其实人是社会意义上的生产者，而植物是生物学意义上的生产者。

师：大家一定知道“螳螂补蝉，黄雀在后”的成语了，它揭示出生物之间存在着什么关系呢?

生：捕食关系

师：好，同学们我们一起来欣赏一段影片，体会一下生物捕食的精彩和刺激。

生：欣赏并不时的发出阵阵惊叹。

师：从刚才这段影片中我们知道草，兔，鹰之间的联系吗?

生：鹰吃兔，兔吃草的关系

师：很好这就是食物链(点击)大屏幕上出现：

二、生态系统中的食物链和食物网(板书)

那么谁可以告诉大家什么叫食物链呢?

生：在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系就叫做食物链

师：(点击)例如：草――兔――狐――狼。让学生之间交流并举例

生：讨论并回答

师：好，大家举的例子都很好!现在请同学们观看大屏幕图25―1，这是一个草原生态系统。请你们用箭头把消费者和生产者连接起来。注意：每一条食物链的起点必须从生产者(植物)开始，箭头要指向捕食者。我先做一个示范(点击)好下面我们就用这种方法连接其他生物，看哪些同学连得又快又好。

生：看书连图，讨论

师：在黑板上写下几种生物的名称

师：好，你们连接了几条食物链?

生：……

师：现在我请一位同学到前面来板演一下。

生：连图

师：我们一起来看一下这位同学连得怎样?分析(点击)其实连出几条食物链并不重要，重要的是掌握两个注意点。大家看这幅图象什么?

生：象一张网

师：同学们观察得很仔细，在生态系统中各条食物链并不是彼此分离的。例如：小鸟不仅吃昆虫，也吃野果。野兔不仅被狐狸捕食，也其他肉食动物捕食。因此，许多食物链彼此交错连接，形成了一张无形的网络，这就是食物网。(点击)

师：在食物链和食物网中，一种生物数量的变化往往会引起其他生物数量也发生变化。在这张网中，假如蛇的数量大量减少，哪些生物的数量可能会发生变化?发生怎样的变化?

生：老鼠的数量可能会增加，鸟的数量也可能会增加，昆虫的数量可能会减少等。

师：我们在研究食物链和食物网的时候，有没有想过我们自己在食物网中处于什么位置呢?请同学们课后探究一下我们在食物网中的位置好不好?

师：当人类的生产活动排放的有毒物质进入生态系统，情况会怎样呢?(点击)请看大屏幕(图25―2)通过观察你们发现了什么问题呢?大家讨论，分析这两个问题。

1、如果这些积累了很多有毒物质的鱼被人吃了会产生什么样的后果?

2、有毒物质是通过什么途径达到鹰体内的?(老师在黑板板书)

教学反思：

制冷系统的组成及工作原理篇5

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以下为专业的制冷系统组成原理，由东莞石碣瑞海制冷技术师傅黄生专业提供，不尽之处请到电东莞石碣空调维修的技术黄生：

制冷系统的组成及工作原理

冷藏箱制冷系统的组成及工作.原理

制冷系统主要由压缩机、冷凝器、贮液罐、过滤器、热力膨胀阀、蒸发器等组成工作过程和家用电冰箱基本相同。不同的是在冷凝器与过滤器之间增加了一个贮液罐和过滤器后面的热力膨胀阀。冷藏箱的制冷量大，使用制冷剂较多，为了方便修理和长时间停机时制冷荆不易泄漏，在冷凝器后面安装一贮液堪，雄的两端都安有截止阀。当系统出现故障需维修或长期停机时，可把制冷剂全部贮存于堪中。热力膨胀阀和电冰箱毛细管起着相同的作用。膨胀阀的结构比较复杂，制造麻烦，但便于控制调整和检修，对制冷剂的质量要求也不像毛细管那样严格。

二、冷藏柜制冷系统的组成及工作原理

冷藏柜的制冷系统主要由压缩机、冷凝器、电磁阀、干燥过滤器、热力膨胀阀.、蒸发器等组成。其制冷工作过程与冷藏箱基本相同，不同的是冷凝器的后面没有加贮液姚，而加了一个电磁阀。两者冷凝器的冷却方式不同.冷藏担多采用水冷式冷凝器(有些机组也不同)，是利用冷却水在冷凝器中把热量带走，使制冷荆气体冷凝成液体.为了避免开机时制冷剂液体冲击压缩机，发生液击故障，在冷凝器和过滤器之间加一电磁阀，它是和压缩机同步工作的。压缩机工作时，电磁阀把供液管道打开;压缩机停止工作时，电磁阀关闭供液管道，防止大量制冷剂液体进入蒸发器。

《神经系统的组成》教学反思篇6

本节课我充分利用挂图和比喻，利用生活中的实例和资料分析让学生认识到脑与四肢和眼睛之间，脑与内脏之间，脊髓与四肢之间都有神经联系。对于神经元可以拿一根电线，让学生理解神经纤维、神经末梢和神经之间的关系。比较神经细胞与其他细胞的异同，进而了解神经元在形态结构上的特殊性是与它的传导神经冲动功能相联系的。从而更加清楚的认识到结构与功能之间的关系。

不足之处是启发不是很到位，学生学习的主动性还是没有充分调动起来，讨论探究有点流于形式，应该充分利用资料和实例让学生自己分析，积极讨论探究，真正分析出原因，进而自己获取有关本节的生物学知识，这样得到的知识才掌握的比较牢固，同时利于培养学生分析、探索、综合思维能力。

新一代呼叫中心系统的技术及组成篇7

传统的呼叫中心是一个响应中心, 它以电话接人为主, 由很多经专业训练的客服人员对客户来电进行处理, 以提供给客户更为精细、专业的服务[1]。

起初的呼叫系统只能够实现热线电话以及专家应答等简单功能。随着网络技术和通讯技术的发展, 在1990s兴起了CTI (计算机电话集成) 技术, 将通信和网络相互融合, 促进了呼叫中心的发展。与此同时, 公司可以通过该网络获得客户相关信息[2]。

21世纪以来, 伴随NGN/3G技术的发展, 形成了新一代的呼叫中心。新一代的呼叫中心使用软件来实现传统呼叫中心中的硬件作用, 以分组交换、分布式等为基础构建新一代呼叫中心架构, 大大提升了呼叫中心的处理能力, 同时支持多种媒体接入, 实现集数据、语音、视频等于一体的统一接入、统一路由、统一调度, 根据不同业务进行调度, 为户口提供更为高效、优质、可靠的服务[3]。

1 新一代呼叫中心架构

新一代呼叫中心使用分层结构, 有效地将业务接入、业务控制支撑, 以及业务的应用相互分离, 实现了呼叫系统内部的松耦合性, 可以灵活、快速地响应系统业务变化的需求。以多媒体的软排队技术为基础, 实现了呼叫中心系统的主动和被动服务功能。呼叫系统可以划分为接人层、适配层、支撑层, 以及应用层, 下层模块对上层模块起承载作用。但是, 不同层采用自己的协议或API进行封装, 使得每层相对其他层比较独立, 减少了各层之间的影响。

1.1 接入层

接入层包括网络资源和其他相关资源, 比如, PSTN (公共电话网络) 、PLMN (公众陆地移动电话网) 、Soft Switch、消息服务器、媒体服务器等等。该层还提供网络和通讯的接入控制。使用媒体网关将PSTN/PLMN网络接入至IP网络中, 也可以将IP电话机或者软化机接入到呼叫中心系统中[4]。

1.2 适配层

该层的核心为多媒体软排队机, 其功能是完成多媒体的汇集以及协议适配、统一呼叫控制、统一路由等。该层提供了和前端资源层协议接口的适配, 实现了协议的封装和解析, 完成了通讯网络的协议转换, 保证与各类通信服务互通, 提供通讯服务与系统的接入。

1.3 业务支撑层

支撑层主要包括2大模:SCM (IVR) 和CTI。SCM (IVR) 提供系统自动服务的功能支撑, CTI提供人工服务的功能支撑, 二者分别使用SIP/Parlay以及CSTA II协议与下层交互。SCM Server使用Parlay技术构建而成, 为上层提供OSA/Parlay, 通过调用Parlay API完成各种业务功能, 实现对业务的处理, 并调用上中的Parlay API实现其业务功能。CTI与上层的Soft ACD之间使用标准的CSTA II接口, 实现服务的统一排队、信息路由、呼叫控制、话务调度、统计计费、网管等功能。

1.4 应用层

该层实现系统自动业务以及人工业务的功能, 比如, 话费的查询、业务受理、投诉意见、统计分析、日志收集以及网络管理等, 通过调用Parlay API实现呼叫中心的具体功能, 使用、维护各种话务资源 (IP话务、Web服务等) , 通过查看数据库可以得到用户的业务和自身信息、用户操作日志、系统配置数据信息等。

2 新一代呼叫中心组网

新一代呼叫中心能够根据需求和现实环境, 提供多种形式的组网, 一般来说组网可以分为集中、区域和混合组网几种方式。

2.1 集中组网

集中组网过程中所有的组网设备都放置在本地进行集中管理。该方案可以提供给呼叫中心各种系统业务功能, 能够集中向用户提供服务功能, 构建运营商和企业的呼叫中心系统。由于该方案设备都是集中放置在一起的, 因而其结构比较清晰, 系统维护的工作量较小, 便于管理。

2.2 区域集中组网

集中组网比较适合话务量集中分布在一个范围的情况。当某些区域集中出现较大话务量情况下, 可以将呼叫接入以及座席群进行统一汇聚, 将其集中划分在几个区域。这种组网能够有效地解决组网规模比较大, 座席较多时出现空间限制以及劳动力限制的问题.

2.3 混合组网

混合组网是集前二者的优点于一身的组网方式, 通常该种组网中心店坐席较多, 子节点的坐席数量较少, 因而该组网方式适合运营商企业向社会提设备租借业务, 将呼叫中心外包给企业。

3 关键技术

3.1 多媒体排队机

软排队机Soft ACD (software automatic calling distributor) 、媒体网关 (Media Gateway) 、媒体资源服务器MRS (Media Resource Server) 三部分组成。

(1) Soft ACD通过软件来实现排队功能的设备, 是系统的核心控制部分, 完成呼叫的接入、排队、路由、认证、计费等功能。

(2) MGW (media gate way) , 可以将PSTN、PLMN、ISDN网中的话音以及电路接入到软排队机系统中, 从而实现了TDM数据和IP数据的转换过程, MGW则由Soft ACD控制实现话路选择和路由交换.

(3) MRS (media resource server) 是呼叫系统中的专用设备, 主要用于提供媒体资源, 以及呼叫中心中的媒体处理能力, 如, DTMF信号采集、解码, 录音的发送, 不同编解码间的相互转换等源功能。此外还提供管理维护功能。

3.2 CTI

CTI设备是呼叫中心系统的核心, 主要进行消息处理和转发。在呼叫系统中CTI Server能够与其他实体经过TCP/IP进行通信。与Soft ACD间采用CSTA II标准协议, 和座席间使用TSAPI协议。

它向Soft ACD发送呼叫指令, 配合其完成呼叫排队业务控制、实现路由控制, 并分担了负荷较重的线路。该设备主要功能是实现坐席状态的管理控制。

3.3 OSA/Parlay体系结构

Parlay API能够通过运营商提供丰富的业务。比如, 位置业务、消息业务、呼叫业务等, 这些业务逻辑均位于应用服务器上。呼叫网络通过Parlay网关和应用服务器沟通, 为第三方提供综合业务。如用户交互、呼叫控制等。应用服务器就是Parlay客户端, 位于通信网外, 一般由第三方提供, 以扩展各种业务, 提供给用户使用。

摘要：越来越多的企业向着客户化、标准化发展。呼叫中心作为服务客户的重要支柱, 受到诸多电信运营商和企业的青睐。本文简单介绍了基于软交换的新一代呼叫中心的组成、软硬件架构和关键技术。

关键词：呼叫中心,组成架构,软交换

参考文献

[1]徐雅斌, 张云帆.基于CTI技术的呼叫中心的设计与实现[J].计算机工程, 2007, 33 (05) :232-233.

[2]关德君, 杨政.呼叫中心系统技术的应用研究[J].网络与信息, 2009 (2) :33-33.

[3]潘小龙.基于下一代网络的呼叫中心系统的设计与应用[D].北京:北京邮电大学, 2009.

计算机系统的组成及其结构篇8

关键词:硬件软件存储器输入设备输出设备

DOI:10.3969/j.issn.1672-8289.2010.09.023

1 引言

随着科学技术的不断发展,计算机的应用越来越广泛,所起的作用也越来越大,已经成为我们日常工作和生活的重要的组成部分。计算机的组成主要由硬件系统和软件系统组成。

2 计算机系统各部分的组成及其结构

2.1 计算机系统的基本组成

2.1.1计算机硬件系统

计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。硬件是指组成计算机的各种物理设备,也就是我们看得见,摸得着的实际物理设备。它包括计算机的主机和外部设备。具体由五大功能部件组成,即:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。这五大部分相互配合,协同工作。其简单工作原理为:首先由输入设备接受外界信息(程序和数据),控制器发出指令将数据送入(内)存储器,然后向内存储器发出取指令命令。在取指令命令下,程序指令逐条送入控制器。控制器对指令进行译码,并根据指令的操作要求,向存储器和运算器发出存数、取数命令和运算命令,经过运算器计算并把计算结果存在存储器内。最后在控制器发出的取数和输出命令的作用下,通过输出设备输出计算结果。

2.1.2计算机软件系统

计算机软件系统包括系统软件和应用软件两大类。

>系统软件

系统软件是指控制和协调计算机及其外部设备,支持应用软件的开发和运行的软件。其主要的功能是进行调度、监控和维护系统等等。系统软件是用户和裸机的接口,主要包括:

1)操作系统软件, 如DOS、WINDOWS98、WINDOWS NT、Linux,Netware等

2)各种语言的处理程序, 如低级语言、高级语言、编译程序、解释程序。

3)各种服务性程序,如机器的调试、故障检查和诊断程序、杀毒程序等

4)各种数据库管理系统,如SQL Sever、Oracle、Informix、Foxpro等

> 应用软件

应用软件是用户为解决各种实际问题而编制的计算机应用程序及其有关资料。应用软件主要有以下几种:

1)用于科学计算方面的数学计算软件包、统计软件包

2)文字处理软件包(如WPS、WORD、Office 2000)

3)图像处理软件包(如Photoshop、动画处理软件3DS MAX)

4)各种财务管理软件、税务管理软件、工业控制软件、辅助教育等专用软件。

> 硬件和软件的关系

1)硬件与软件是相辅相成的,硬件是计算机的物质基础,没有硬件就没有计算机。

2)软件是计算机的灵魂,没有软件,计算机的存在就毫无价值。

3)硬件系统的发展给软件系统提供了良好的开发环境,而软件系统发展又给硬件系统提出了新的要求。

2.2 计算机硬件五大功能部分

2.2.1 运算器

运算器又称算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit简称ALU)。它是计算機对数据进行加工处理的部件,包括算术运算(加、减、乘、除等)和逻辑运算(与、或、非、异或、比较等)。 ?

2.2.2 控制器

控制器负责从存储器中取出指令,并对指令进行译码;根据指令的要求,按时间的先后顺序,负责向其它各部件发出控制信号,保证各部件协调一致地工作,一步一步地完成各种操作。控制器主要由指令寄存器、译码器、程序计数器、操作控制器等组成。

硬件系统的核心是中央处理器(Central Processing Unit,简称 CPU)。它主要由控制器、运算器等组成,并采用大规模集成电路工艺制成的芯片,又称微处理器芯片。

2.2.3 存储器

存储器是计算机记忆或暂存数据的部件。计算机中的全部信息,包括原始的输入数据。经过初步加工的中间数据以及最后处理完成的有用信息都存放在存储器中。而且,指挥计算机运行的各种程序,即规定对输入数据如何进行加工处理的一系列指令也都存放在存储器中。存储器分为内存储器(内存)和外存储器(外存)两种。

2.2.4 输入设备

输入设备是给计算机输入信息的设备。它是重要的人机接口,负责将输入的信息(包括数据和指令)转换成计算机能识别的二进制代码,送入存储器保存。

2.2.5 输出设备

输出设备是输出计算机处理结果的设备。在大多数情况下,它将这些结果转换成便于人们识别的形式。

2.3 计算机的总线结构

微型计算机硬件结构的最重要特点是总线(Bus)结构。它将信号线分成三大类,并归结为数据总线(Date Bus)、地址总线(Address Bus)和控制总线(Control Bus)。这样就很适合计算机部件的模块化生产,促进了微计算机的普及。微型计算机的总线化硬件结构图如图所示。

微型计算机总线化硬件结构图

2.4 存储器

计算机的存储器由两部分组成——内存储器和外存储器。内存储器最突出的特点是存取速度快,但是容量小、价格贵;外存储器的特点是容量大、价格低,但是存取速度慢。内存储器用于存放那些立即要用的程序和数据;外存储器用于存放暂时不用的程序和数据。内存储器和外存储器之间常常频繁地交换信息。外存储器主要有磁盘存储器、磁带存储器和光盘存储器。

微型计算机的内存储器是由半导体器件构成的。从使用功能上分,有随机存储器 (Random Access Memory,简称 RAM),又称读写存储器;只读存储器(Read Only Memory,简称为ROM)。

2.5 计算机的主要性能指标

对于不同用途的计算机,其对不同部件的性能指标要求有所不同。例如:对于用作科学计算为主的计算机,其对主机的运算速度要求很高;对于用作大型数据库处理为主的计算机,其对主机的内存容量、存取速度和外存储器的读写速度要求较高;对于用作网络传输的计算机,则要求有很高的I/O速度,因此应当有高速的I/O总线和相应的I/O接口。

2.5.1 运算速度

计算机的运算速度是指计算机每秒钟执行的指令数。单位为每秒百万条指令(简称 MIPS)或者每秒百万条浮点指令(简称 MFPOPS)。它们都是用基准程序来测试的。影响运算速度的有如下几个主要因素:

> CPU的主频。指计算机的时钟频率。它在很大程度上决定了计算机的运算速度。例如,Intel公司的CPU主频最高己达3.20GHz以上,AMD公司的可达400MHz以上。

> 字长。CPU进行运算和数据处理的最基本、最有效的信息位长度。PC机的字长,已由8088的准16位(运算用16位,I/O用8位)发展到现在的32位、64位。

> 指令系统的合理性。每种机器都设计了一套指令,一般均有数十条到上百条,例如:加、浮点加、逻辑与、跳转……等等,组成了指令系统。

2.5.2 存储器的指标

> 存取速度。

内存储器完成一次读(取)或写(存)操作所需的时间称为存储器的存取时间或者访问时间。而连续两次读(或写)所需的最短时间称为存储周期。对于半导体存储器来说,存取周期约为几十到几百ns(10-9秒)。

> 存储容量。

存储容量一般用字节(Byte)数来度量。PC机的内存储器已由286机配置的1MB,发展到现在2G,甚至2G以上。内存容量的加大,对于运行大型软件十分必要,否则会感到慢得无法忍受。

> I/O的速度

主机I/O的速度,取决于I/O总线的设计。这对于慢速设备(例如键盘、打印机)关系不大,但对于高速设备则效果十分明显。例如对于当前的硬盘,它的外部传输率已可达20MB/S、4OMB/S以上。