数字系统实验报告（精选8篇）
1） 实验目的
（1） 复习加法器的分类及工作原理。
（2） 掌握用图形法设计半加器的方法。
（3） 掌握用元件例化法设计全加器的方法。
（4） 掌握用元件例化法设计多位加法器的方法。
（5） 掌握用Verilog HDL语言设计多位加法器的方法。
（6） 学习运用波形仿真验证程序的正确性。
（7） 学习定时分析工具的使用方法。
2） 实验原理
加法器是能够实现二进制加法运算的电路，是构成计算机中算术运算电路的基本单元。目前，在数字计算机中，无论加、减、乘、除法运算，都是化为若干步加法运算来完成的。加法器可分为1位加法器和多位加法器两大类。1位加法器有可分为半加器和全加器两种，多位加法器可分为串行进位加法器和超前进位加法器两种。
（1）半加器
如果不考虑来自低位的进位而将两个1位二进制数相加，称半加。实现半加运算的电路则称为半加器。若设A和B是两个1位的加数，S是两者相加的和，C是向高位的进位。则由二进制加法运算规则可以得到。
（2）全加器
在将两个1位二进制数相加时，除了最低位以外，每一位都应该考虑来自低位的进位，即将两个对应位的加数和来自低位的进位三个数相加，这种运算称全加。实现全加运算的电路则称为全加器。
若设A、B、CI分别是两个1位的加数、来自低位的进位，S是相加
的和，C是向高位的进位。则由二进制加法运算规则可以得到：
3）
（1）
（2）
（3） 实验内容及步骤 用图形法设计半加器，仿真设计结果。 用原件例化的方法设计全加器，仿真设计结果 用原件例化的方法设计一个4为二进制加法器，仿真设计结果，
进行定时分析。
（4） 用Verilog HDL语言设计一个4为二进制加法器，仿真设计结
果，进行定时分析。
（5） 分别下载用上述两种方法设计4为加法器，并进行在线测试。
4)设计
1）用图形法设计的半加器，如下图1所示，由其生成的符号如图2
所示。
2）用元件例化的方法设计的全加器如图3所示，由其生成的符号如图4所示。
图三：
图四：
5）全加器时序仿真波形如图下图所示
6）心得体会：
第一次做数字系统设计实验，老师给我们讲了用图形法设计的全过程。在这次过程中，我进一步加强对理论知识的学习，将理论与实践结合起来。实验过程中遇到了一个小问题是生成半加器符号，后来发现缺了File/Create Default这一步。通过这一次的失误，我明白了做事要认真！最后将实验做出来了，体味了成功的喜悦！通过这次实验我复习了加法器的分类及工作原理，
并掌握了用图形法设计半加器的方法，掌握了用元件例化法设计全加器的方法，掌握了用元件例化法设计多位加法器的方法，掌握了用Verilog HDL语言设计多位加法器的方法，学习了运用波形仿真验证程序的正确性，学习定时分析工具的使用方法。
关键词：数字逻辑与数字系统实验,常规标准数字逻辑器件,VHDL,CPLD
1. 数字逻辑与数字系统实验的现状
数字逻辑与数字系统课程是电气、电子信息类和部分非电类专业本科生在电子技术方面入门性质的技术基础课, 具有自身的体系和很强的实践性。它是我院计算机类专业的一门专业必修课, 是我院重点主干课程之一。与之配套的实验课更是不可缺少的重要环节。
目前, 数字逻辑与数字系统实验作为非电类专业的专业必修课, 在教学实践中往往“教师反映难教、学生反映难学”。随着学制的调整, 计科专业、网工专业的课, 安排在第三学期, 并具有第二学期的“电路电子学”课程的基础。而软工专业的理论课安排在第二学期, 缺乏“电路电子学”课程的先导。实验课34学时, 课程的教学基本上都是采用理论教学+实验 (基本实验和提高实验) 的方式, 这种方式被国内外大学普遍采用。课堂教学讲授基本概念和理论知识, 实验主要是, 一方面服务理论课的学习, 另一方面抛砖引玉, 在感性认知的基础上建立兴趣, 通过教学组织, 引发学生对数字系统功能设计的求知欲。
在学时数非常有限的情况下, 由于理论课和实验课安排在同一学期, 第一周同时开课, 实验课严重滞后于理论课的进度。作为非电类专业, “硬件描述语言和CPLD数字系统设计”并没有单独开课, 因此这部分内容也必须整合到理论课教学内容和实验课实践内容中。实验设备是实验教学的基础, 这些因素都决定着实验教学的方法。
2. 数字逻辑与数字系统实验的改革进程——多种教学方法的有机融合
侯建军教授提出了“厚理博术, 知行相成”的教育理念。数字逻辑与数字系统是一门理论性和实践性都非常强的专业基础课程, 既要加强知识的学习, 具有深厚的理论基础, 又要践行所学的知识, 提高实践动手能力和创新能力, 形成理论与实践相辅相成, 相互促进。根据学生的特点确定教学目标, 组织教学内容, 制定教学方法, 以学生为主体, “教法”适应“学法”培养学生的学习兴趣。提出理论教学与实验教学相结合, 科学研究与教学研究相结合, 把新知识, 新技术融入课堂教学, 将数字电子技术与电子设计自动化课程相融合。
以设计为主, 验证和综合设计为辅贯穿始终, 要求学生掌握基本概念和原理的基础上, 通过设计实验加强和巩固理论知识的理解, 培养学生独立思考、刻苦钻研的能力, 通过综合设计实验加深对小系统设计和理论知识的系统化的认识。
根据现在的理论课学时和教学计划, 改编有关内容, 通过充分的协调安排, 采用先理论讲解、然后用标准数字逻辑器件中的中、小规模的TTL集成电路实现, 再用硬件描述语言和CPLD数字系统设计大规模和超大规模的可编程逻辑器件 (PLD) 实现, 三者穿插进行融合, 可以达到事半功倍的效果。
2.1. 数字逻辑与数字系统、硬件描述语言硬件描述语言和CPLD设计内容的分析
数字逻辑与数字系统教学的内容包括:数字逻辑、逻辑代数、逻辑门电路、组合逻辑电路、锁存器和触发器、时序逻辑电路、存储器、脉冲的变换与产生、数-模和模-数转换电路等。
在数字逻辑与数字系统内容中, 一般不安排硬件描述语言的内容, 单独将硬件描述语言列出作为另一门课程开设, 硬件描述语言的内容包括:硬件描述语言程序构成、硬件描述语言的语法规则 (数据类型、运算操作符、控制语句等) 、组合逻辑的硬件描述语言设计、时序逻辑电路的硬件描述语言设计、存储器的硬件描述语言设计。
数字逻辑与数字系统和硬件描述语言的设计思路可以完全不一样。注重基础的数字逻辑与数字系统, 固然可以掌握牢固的知识, 但数字逻辑与数字系统实验大多是验证性的, 设计性实验较少。而采用硬件描述语言硬件描述语言和CPLD设计的内容恰好是设计实验多, 验证可以少。
2.2. 数字逻辑与数字系统、硬件描述语言硬件描述语言和CPLD设计融合的优势
将课程内容融合, 可以起到以下优势: (1) 改变了设计思路。数字逻辑与数字系统是传统的自下至上的设计思路, 而硬件描述语言和CPLD设计是采用EDA工具的自上而下的设计新思路; (2) 整合了知识体系。数字逻辑与数字系统和硬件描述语言在内容都存在重合的内容, 因而可以合为整体;节约了课时; (3) 保存学习的连贯性。数字逻辑与数字系统一般放在低学年进行教学, 而数字逻辑与数字系统内容学习完成后, 一般不是马上就开始进行采用硬件描述语言的数字系统设计教学, 往往是在高年级才进行硬件描述语言和CPLD设计的教学。这使得学习后续课程又必须重新温习前面学习的课程, 造成衔接不顺利。
3. 数字逻辑与数字系统、硬件描述语言硬件描述语言和CPLD设计的融合方法
3.1. 在理论教学内容上融合
重新将课程的内容进行整合, 重新安排教学内容的顺序。由于数字逻辑是数字逻辑与数字系统和硬件描述语言和CPLD设计的基础, 所以首先必须安排教学数字逻辑基础, 然后再进入基本的门电路和触发器学习, 再分别安排学习组合电路和时序电路内容, 在此基础上再学习存储器。安排的内容为:数字逻辑、逻辑代数、门电路、组合电路、锁存器和触发器、时序电路、存储器, 并在每部分加入硬件描述语言的设计内容。
3.2. 在实验中融合。
改革CPLD设计实验, 使理论教学、传统标准逻辑器件实验和CPLD设计在实验中交叉融合。
在理论课融合后, 可以将它们相应的实验进行融合。具体是在实验中保持部分验证实验, 如:门电路逻辑验证实验的同时, 增加设计性实验。设计时要求先采用分离器件或小规模集成数字逻辑与数字系统设计的同时, 采用硬件描述语言设计方法, 并且采用E-DA软件设计, 用可编程器件CPLD进行逻辑验证。
分析数字逻辑与数字系统的数学工具是逻辑代数, 描述数字逻辑与数字系统逻辑功能的常用方法有真值表、逻辑表达式、波形图、逻辑电路图等。与、或、非三种基本逻辑运算是逻辑代数的基础, 熟练掌握三种基本逻辑运算是正确理解逻辑代数基本定理的前提。
逻辑门实验是认识数字逻辑的基本实验, 通过验证最基本的逻辑功能, 认识数字逻辑的特点;并且也熟悉一下基本器件, 熟悉数字逻辑功能验证的实验方法, 为后面的实验打下一个良好的基础。
下面以“与”逻辑为例说明改革实验教学方法, 使课堂理论、常规标准逻辑器件实验和硬件描述语言设计CPLD系统实验交叉融合的过程。
3.2.1. 与运算的理论描述—课堂理论教学
只有决定一件事情的全部条件具备之后, 结果才能发生, 这种因果关系为“逻辑与”或“逻辑乘”。
如图1-a示照明电路, 开关A、B合上作为条件, 灯亮为结果, 只有两个开关全合上时, 灯才会亮, 否则灯不亮。灯和开关之间符合与逻辑关系。
假如设定开关闭合和灯亮用1表示, 开关断开和灯熄灭用0表示, 上述逻辑关系可以用表格描述, 如表1所示。这种描述输入逻辑变量取值的所有组合与输出函数值对应关系的表格称为真值表。
上述的逻辑关系也可以用函数关系式表示, 称之为逻辑表达式:F=A·B
实现与运算的逻辑电路称为与门, 其逻辑符号如图1 (b) 所示。
3.2.2.“与运算”的标准逻辑器件实验—常规数字逻辑实验
数字逻辑器件有常规标准逻辑器件和专用集成电路 (ASIC) 两种类型, 常规标准逻辑器件包括TTL、CMOS、ECL系列, 其中TTL、CMOS系列是过去构成数字电路的主要元器件。
实验使用“DVCC-D2JH通用数字逻辑与数字系统实验箱”, 该实验箱整合了标准逻辑器件和专用集成电路 (ASIC) 两种类型的芯片, 使得常规标准逻辑器件实验和CPLD器件实验在同一设备中完成。
本实验使用一片74LS08芯片, 它内有共四路二个输入端的与门, 用它构成传统的与非门验证实验, 通过这个实验进一步加深对“与逻辑”理论的理解和认识。
3.2.3. CPLD系统实验改革实现与逻辑的效果
从80年代中期开始, 一门新兴的技术诞生了, 这就是可编程逻辑器件。在讲授数字逻辑与数字系统实验器件时应把重点放在大规模和超大规模集成电路上, 介绍这些电路的使用方法及如何使用这些电路进行逻辑设计。以培养学生毕业后上岗的适应能力以及调换工作的应变能力, 使学生在校学习期间掌握新技术。由于可编程逻辑器件发展很快, 在学时限制的情况下, 作为教学不可能把最新可编程逻辑器件全部向学生讲授, 但是可编程逻辑器件的内容要不断更新。即使如此仍不能使其与学生毕业所面临的工作一模一样, 学生需要在今后的工作中不断学习。所以, 对他们在校学习期间进行学习先进技术能力的培养更为重要。
EDA软件采用Lattice公司最新推出的isp LEVER。实验内容如下:
1) 认识isp LSIl016E一80LJCC44芯片 (以此为例) ;
2) 掌握工程的创建与开发系统的操作;
3) 编辑原理图的方法, 实现总体设计;
4) VHDL文本编程的方法, 实现模块设计;
5) 了解模块化设计的思路, 了解自顶向下、自底向上的设计方法;
6) 编辑仿真向量, 完成功能仿真、时序仿真, 了解仿真的意义;
7) 编译和下载代码文件的生成;
8) 下载到芯片, 验证设计功能。
3.2.3. 1. 原理图 (Schematic) 描述的与门运算电路的设计方法 (方法一)
用isp LEVER原理图编辑器设计逻辑很方便, 自带元件库丰富。启动isp LEVER, 创建一个新的设计项目, 画出原理图 (Schematic) 描述的与门运算电路如图3所示。
3.2.3. 2. isp LEVER工具中VHDL语言的设计方法 (方法二)
采用硬件描述语言, VHDL语言描述的与门运算电路如下:
3.2.3. 3. 建立仿真测试向量 (Simulation Test Vec-tors)
采用Synplify工具对设计进行综合, 产生并编辑如下的测试向量文件:
3.2.3.4.编译原理图与测试向量并进行功能仿真
现在已经为设计项目建立起所需的源文件, 执行每一个源文件所对应的处理过程。描述的与运算仿真功能如图4所示。
3.2.3.5.把设计适配到Lattice器件中进行设计验证
使项目管理器完成对源文件的编译, 然后连接所有的源文件, 最后进行逻辑分割, 布局和布线, 将设计适配到所选择的Lattice器件中。该过程结束后会生成用于下载的JEDEC文件。将编译后的代码编程写入CPLD, 按键验证与逻辑功能, 设计完成。
4.综合设计性试验的设计
数字电路综合设计性试验主要是指有若干数字器件构成小型数字电路系统, 通过实验掌握数字系统的设计方法和分析方法, 进行独立的数字系统设计。他也可以帮助学生将理论与实践联系起来, 更深地理解理论知识。元器件的选择, 既可以是常规标准数字逻辑器件, 也可以是CPLD可编程逻辑器件。例如:可预置定时电路、多路抢答器、出租汽车里程计价表和洗衣机控制电路等。
5.课程运行情况总结
在数字逻辑与数字系统实验教学改革中, 我们既要处理好现代科学技术与传统教学的关系, 又要考虑知识的完整性和系统性;在教学时间有限的情况下, 不宜过于追求完整性, 而应适当补充本学科发展的新技术, 在教学过程中个学生留下思维的空间和余地。笔者认为, 对本科非电类计算机类专业, 作为基础实验课程内容, 结合数字逻辑与数字系统理论, 开设常规标准逻辑器件数字逻辑实验, 融合硬件描述语言, 开设CPLD设计实验的教学模式是成功的。
参考文献
[1]侯建军.数字电子技术基础 (第二版) (M) .北京:高等教育出版社, 2009.
[2]侯建军.电子技术基础实验综合设计实验与课程设计 (M) .北京:高等教育出版社.2009.
[3]Lattice Ins.DATABOOK Lattice Semiconductor Incorporation Redmond.Washington USA.1999.
[4]王诚、赵延宾、梁成志.Lattice FPGA/CPLD设计 (基础篇) (M) .北京:人民邮电出版社.2011.
关键词：数字化实验系统；中学理科教学；通用实验；专用实验；实验模板；传感器；控件
0引言
数字化实验系统(有时也称为计算机辅件)一般由传感器、测控器(或数据采集器)、有关的软件和计算机组成，其中计算机是数字化实验系统的核心。通过数字化实验系统可以把课堂创建为一种学习者能主动建构知识的环境。数字化实验系统能够支持学生在实验中进行定量的测量，特别是测量一些使用传统设备很难测量的变量，使学生积极参与到以观察和实验为主的探究学习中，实施探究并且获得有效的学习效果，是信息技术与学科教学整合的有效手段。
本文着重论述的是中学理科数字化实验系统开发和设计中面临的问题及解决方案。中学理科实验是一个相对比较宽泛的概念。其中，物理实验是最主要的部分，涉及到的实验包括力学、电磁学等方面原理；化学和生物学实验则主要涉及到成分测量方面的实验。
由于理科实验中各类不同实验之间差别较大，因此要将这些实验统一在同一个固定操作界面的软件上，其实现就会有相当的难度。而为每个单独实验定制专门的程序，意味着程序的开发量不可控，同时也很难满足所有教师在教学上的个性化要求。
笔者近期承接了数字化实验系统的开发任务，在设计过程中，发现国内大部分的同类软件产品都存在上述问题。而另一个情况是大部分的国内软件目前都无法做到随时保存实验数据和实验分析过程，留待重新调用或重放实验过程。
1通用实验和专用实验矛盾的解决
在国外成熟的数字化实验系统中，基本不存在通用实验和专用实验的概念。不同的实验是通过设计不同的模板来实现的。要实现这一点，需要几个前提：
(1)软件运行的配置项经过有效的归纳整理，都已完全参数化。程序运行的各种可能性，包括界面表现、操作流程等要素都可预先通过参数配置来进行控制。
(2)无论模板如何变化，数据的管理构架都是统一的，能够采用同一种方法存储和调用以及传输。
(3)提供自由的数据变换方式和自由公式编辑功能。否则就无法满足不同实验对数据计算、转换以及数据分析方面的要求。
(4)提供丰富的数据分析工具，包括直线拟合、各类曲线拟合以及积分、求导、统计等。
(5)提供通用实验报告功能。
国内的同类软件，由于多数没有经过很好的设计，软件的开发是“见招拆招”，碰到问题才考虑怎么解决。在这样的开发模式下，要通过通用的程序＋实验模板的方式解决所有的实验问题是不现实的。正是由于这个原因，国内目前的同类软件都是采用通用软件＋专用软件结合的方式，既每个实验都是单独编制一个程序。这样做既浪费开发时间，又让教师和学生在使用过程中丧失了探究的可能性。
2解决方案
2.1设计
分析了国外成熟数字化实验系统的做法后，我们决定采用通用软件平台＋定制实验模板的方法来解决通用实验和专用实验之间的矛盾(见图1)。
可以把通用程序看作实验模板的解析器和运行平台。实验模板存储了以下信息(见图2)：①软件运行参数的配置库；②实验控件配置信息；③预先设定的数据换算方法；④预先设定的数据分析方法；⑤预先设定的实验说明文件；⑥预先设定的实验报告格式。
软件运行参数的配置库存储的是通用软件平台在实际运行过程中的配置情况。主要包括以下几个方面：
(1)实验类参数。包括实验名称、实验类型、实验可重复最大次数、实验持续时间。
(2)传感器类参数。包括实验所采用的传感器类型、数量、采样频率、采样方式等。
其中实验类参数决定了该实验模板的属性描述，通过这些属性描述清楚地定义了该模板的实际使用范围。而传感器参数则决定了软件在运行过程中如何检查设备连接情况以及如何配置这些连接设备。
实验控件配置信息存储的是软件平台在运行过程中需要在界面上展现哪些实验控件，以及这些控件的名称、位置、颜色、背景图样以及所显示的数据等属性。
预先设定的数据换算方法存储的是原始实验数据从传感器上传后，如何换算成不同的数列集。
预先设定的数据分析方法存储的是一些预设的数据分析算法库。当实验数据采集完毕后，实验操作者只需点选预设的曲线类型，程序就能对实验数据画出拟合曲线。
预先设定的实验说明文件存储的是实验模板制作者(通常是教师)。为了能通过图文描述实验的装置情况、实验原理、实验步骤等，预先编写的实验说明书。模板也应存储这些实验说明文件。
预先设定的实验报告格式存储了教师预先定义的实验报告指定格式。
要实现实验模板，则首先需要分析所有的实验，不会变化的要素有哪些(共性)，变化的要素有哪些(个性)，如何保存、记录这些要素，如何正确重现这些要素。
2.2实验的共性要素
对于中学理科实验应用到数字化实验系统，共性的是实验过程。所有的实验流程都是按照下述步骤进行的：①阅读实验指导。②布置实验器材。③采集数据。④观察数据，并对采集的数据进行各类分析。⑤形成实验报告。其中第④步骤，观察和分析数据采用了图形(图3)和数据列表(图4)两种描述工具。
2.3实验的个性要素
针对实验的每个步骤，有许多可配置的个性要素。例如：
(1)针对实验指导阶段，应显示哪篇实验指导文件。
(2)针对实验装置布置阶段，采用哪几种类型的传感器，采样频率各是多少，量程各是多少，数据采集方式是连续采集，还-是值变化采集，或是阀值触发方式采集。
(3)在数据观察分析阶段，可配置的个性项就更多了。例如，共分几个页面展示数据和图形，每个页面各布置什么控件，每个控件的位置和大小，每个数据列表框和数据图形窗各显示哪几列数据等等。
(4)对于实验报告阶段则需要配置哪些数据被抽取到实验报告中等。
(5)其它各类辅助性的配置参数，比如本实验的名称，类型(物理、化学、生物)等等。
2.4实验要素的记录和保存
本软件采用数据列表集合的方式保存上述所有的配置信息。
配置信息数据列表集合采用下述结构(见图5)：
这些设置表分别如下：①BaseSet基本设置表；②SensorSet传感器设置表；③ControlSet控件设置表，其结构见表1。
eda技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。
其次，通过对课程的实验的学习，我对eda的学习和理解有了更深刻的认识和体会。我们团队共四个人，做的是两层电梯控制器，作为这个实验的一员与负责人，我感到很有压力。因为只对课本知识的学习，我对实验做成功的把握不是很大。因为我们是机械专业，学习电的知识也主要是通过大二学的《电工学》，因此只能对数字逻辑与数字电路有初步的了解，而eda是在数字电路发展到一定阶段的产物，因此学习起来也很费力。
然而，在我们团队的共同努力下，我们最终成功地完成了这个实验，包括时序仿真和硬件测试仿真，都取得了非常成功地效果。
在上实验课的时候，那个周六下午，整个实验室只有那寥寥几人，我很庆幸我是其中的一人，因为在那里我学习到了很多，我完成了上次实验没有完成的扫描显示的实验，也完成了步进电机控制器的实验，还在老师的指导下完成了梁祝音乐演示实验，最后在晚上我也去了实验室，和我们团队成员开始进行两层电梯控制器的设计，通过一个晚上的努力，我们最终把它给调试了出来。
通过实验，我激发了eda学习的兴趣，也对这门课程有了更深的理解，对eda设计软件quarterⅡ的使用也更加熟练。老师给我们的材料中，用的是gal器件，我们最终用的是fpga器件，也就是ep1k10tc100—3芯片，我们分析了电梯在整个运行过程中的状态，并参考资料写出了状态图，然后根据状态图用有限状态机来实现了各个状态之间的转换，进而实现了对电梯的控制。
在设计过程中，我们遇到了很多困难，尤其是在电梯开门于关门那个自动控制方面，起初我想用一个延迟信号赋值语句解决这个问题，但是由于这个延迟在综合器里面不能得到体现，综合器在综合是会忽略after之后的延迟，因此我该用了一个计数器溢出的底层元件。通过元件例化语句实现在顶层文件中对其的调用。
在完成vhdl的编辑以后，进行编译，结果出现了很多错误，在我们细心的检查和排
对这门课程的最大收获除了学习到了知识以外，更重要的是让我明白了一个道理：只要全身心的投入到一件事中，并且要有持之以恒的决心，就一定会有收获。有的人觉得自己做不出来，就网上搜一个了事，但是，放弃一次黑暗中摸索的经历，就放弃了一次成长的机会!如果你付出了，没有收获。那只能说，是付出的还不够多。
学院 理学院 班级 地信131 学号 姓名
编写日期：1
2015.5
▶▶作业a
1.LS8_C_20140613_022505_000000_118039_GEOTIFF_L4
2.L5118_39_19860531 ProductDescription用记事本打开，读取头文件，并填写相关信息与相应位置即可
3.L5118-39-19960103
4.L7118039_20050815 直接打开以_mtl为后缀的文件，该文件中包含了遥感影像的所有波段 5.LM*** 直接打开波段，然后波段合成即可
6.s5kj297_289_10m
7.WORLDVIEW-052606622010_01
▶▶作业b
在ENVI中将landsat的4景影像和SPOT-5的1景的影像打开，并联动连接查看同一区域
link displays是根据象元位置来连接的，geographic link是通过地理坐标位置来连接的。
由上图可知，将遥感影像联动时亦可实现不同影像同一区域的快速检索，但是我们也可以看到，由于受到各方面因素的影像并不能特别精确的指在同一地方。
▶▶作业c
1.WORLDVIEW-2影像保存为jpg和TIF格式的4-3-2波段合成的假彩色图像。可用同样的方法将SPOT-5影像保存为jpg和tif格式的4-3-2波段合成的假彩色图像 2.为landsat的5景影像附上波段的波长，并根据波长用landsat 5的7-4-3波段，保存为jpg和tif格式影像
为波长复制后，导入影像文件各波段显示差异前后对比
转换为JPG格式后可以用看图软件直接打开
▶▶作业d
需要对影像进行裁剪，裁剪的基本步骤如下：
1.L5118_39_19860531裁剪前后对比
2.L5118-39-19960103裁剪前后对比
3.L7118039_20050815裁剪前后对比
4.LS8_C_20140613_022505_000000_118039_GEOTIFF_L4裁剪前后对比
▶▶
作业e
将剪裁影像，重采样成10m，重采样的操作主要如下
1.L5118_39_19860531重采样前后对比
2.L5118-39-19960103重采样前后对比
3.L7118039_20050815重采样前后对比
一、实验目的：
1.通过仿真冲激响应不变法和双线性变换法 2.掌握滤波器性能分析的基本方法
二、实验要求： 1.设计带通IIR滤波器
2.按照冲激响应不变法设计滤波器系数 3.按照双线性变换法设计滤波器系数 4.分析幅频特性和相频特性
5.生成一定信噪比的带噪信号，并对其滤波，对比滤波前后波形和频谱
三、基本原理：
㈠ IIR模拟滤波器与数字滤波器
IIR数字滤波器的设计以模拟滤波器设计为基础，常用的类型分为巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）Ⅰ型、切比雪夫Ⅱ型、贝塞尔（Bessel）、椭圆等多种。在MATLAB信号处理工具箱里，提供了这些类型的IIR数字滤波器设计子函数。
（二）性能指标
1.假设带通滤波器要求为保留6000hz~~7000hz频段，滤除小于2000hz和大宇9000hz频段
2.通带衰减设为3Db,阻带衰减设为30dB，双线性变换法中T取1s.四、实验步骤： 1.初始化指标参数
2.计算模拟滤波器参数并调用巴特沃斯函数产生模拟滤波器
3.利用冲激响应不变法和双线性变换法求数字IIR滤波器的系统函数Hd(z)
4.分别画出两种方法的幅频特性和相频特性曲线 5.生成一定信噪比的带噪信号 6.画出带噪信号的时域图和频谱图
6.对带噪信号进行滤波，并画出滤波前后波形图和频谱图
五、实验结果
模拟滤波器的幅频特性和相频特性： 10Magnitude0-5-10101010-210-1Frequency(rad/s)100101Phase(degrees)2000-200-21010-1Frequency(rad/s)100101
在本实验中，采用的带通滤波器为6000-7000Hz，换算成角频率为4.47-0.55，在上图中可以清晰地看出到达了题目的要求。
冲击响应不变法后的幅频特性和相频特性：
0Magnitude(dB)-100-20000.10.20.30.40.50.60.70.80.91Normalized Frequency( rad/sample)Phase(degrees)5000-50000.10.20.30.40.50.60.70.80.91
Normalized Frequency( rad/sample)
双线性变换法的幅频特性和相频特性： 0Magnitude(dB)-200-400000.10.20.30.40.50.60.70.80.91Normalized Frequency( rad/sample)Phase(degrees)-500-100000.10.20.30.40.50.60.70.80.91
Normalized Frequency( rad/sample)
通过上图比较脉冲响应不变法双线性变换法的幅频特性和相频特性，而在在幅频曲线上几乎没有差别，都能达到相同的结果。
下图为直接调用matlab系统内切比雪夫滤波器得到的频谱图：
0-100Magnitude(dB)-200-300-400-50000.10.20.30.40.50.6Normalized Frequency( rad/sample)0.70.80.910-100-200Phase(degrees)-300-400-500-600-700-80000.10.20.30.40.50.6Normalized Frequency( rad/sample)0.70.80.91
比较图一得知，都能达到相同的结果。
下图为对带噪信号进行滤波前后的时域和频域图：
脉冲相应不变法：
带噪信号时域波形50-500.511.5带噪信号的频谱图150100500-422.5x 103-3-3-2-10滤波信号的时域图123x 104420-200.51滤波信号的频谱图100500-4-3-2-10123x 10441.522.5x 10-3
当经过脉冲响应不变法设计的滤波器滤波以后，在通带内的波形得到了较好的恢复。频谱图中，噪声的频谱也显著的下降。
双线性变换法：
滤波信号的时域图210-1-200.51滤波信号的频谱图1.522.5x 10-3150100中心频率f=6500Hz500-4-3-2-10123x 1044
当经过双线性变换法设计的滤波器滤波以后，在通带内的波形得到了较好的恢复。频谱图中，噪声的频谱也显著的下降，但滤波效果没有脉冲响应不变法好。
演讲稿
尊敬的老师们，同学们下午好：
我是来自10级经济学（2）班的学习委，我叫张盼盼，很荣幸有这次机会和大家一起交流担任学习委员这一职务的经验。
转眼间大学生活已经过了一年多，在这一年多的时间里，我一直担任着学习委员这一职务。回望这一年多，自己走过的路，留下的或深或浅的足迹，不仅充满了欢愉，也充满了淡淡的苦涩。一年多的工作，让我学到了很多很多，下面将自己的工作经验和大家一起分享。
学习委员是班上的一个重要职位，在我当初当上它的时候，我就在想一定不要辜负老师及同学们我的信任和支持，一定要把工作做好。要认真负责，态度踏实，要有一定的组织，领导，执行能力，并且做事情要公平，公正，公开，积极落实学校学院的具体工作。作为一名合格的学习委员，要收集学生对老师的意见和老师的教学动态。在很多情况下，老师无法和那么多学生直接打交道，很多老师也无暇顾及那么多的学生，特别是大家刚进入大学，很多人一时还不适应老师的教学模式。学习委员是老师与学生之间沟通的一个桥梁，学习委员要及时地向老师提出同学们的建议和疑问，熟悉老师对学生的基本要求。再次，学习委员在学习上要做好模范带头作用，要有优异的成绩，当同学们向我提出问题时，基本上给同学一个正确的回复。
总之，在一学年的工作之中，我懂得如何落实各项工作，如何和班委有效地分工合作，如何和同学沟通交流并且提高大家的学习积极性。当然，我的工作还存在着很多不足之处。比日：有的时候得不到同学们的响应，同学们不积极主动支持我的工作；在收集同学们对自己工作意见方面做得不够，有些事情做错了，没有周围同学的提醒，自己也没有发觉等等。最严重的一次是，我没有把英语四六级报名的时间，地点通知到位，导致我们班有4名同学错过报名的时间。这次事使我懂得了做事要脚踏实地，不能马虎。
本课是人教版《物理》 (选修) 3-1第二章第三节《欧姆定律》的内容, 教材安排了测导体电流、电压和测绘小灯泡的伏安特性曲线两个实验。笔者根据教材做了大胆尝试, 把演示实验改为学生实验, 运用数字化实验系统进行物理实验的探究活动, 解决了本节课实验量大、不易完成的难题, 较好地体现了物理实验是科学探究的重要环节, 有助于培养学生科学探究能力和实践能力。对于“定值电阻的伏安特性曲线”, 采用传统实验测电压和电流值, 然后将数据输入Excel表格中, 生成定值电阻的伏安特性曲线。因为“定值电阻的伏安特性曲线”是学生高中阶段接触的第一个电学实验, 电路连接时的注意事项、电压表和电流表的使用方法以及注意事项都要呈现给学生。但是, 如果用传统实验仪器来测得“小灯泡的伏安特性曲线”和“二极管的伏安特性曲线”的数据, 就只能让学生凭感觉画出来, 其走向完全在重复教师直接告诉的结论, 这就与新课改要求学生以探究的方式研究问题相违背。在这样的矛盾冲突下, 笔者保留了部分传统实验, 把数字化实验系统应用进来。
●学情分析
本课时教学中学生可能会出现的主要思维障碍与困惑: (1) 本节课是学生高中阶段的第一次电学实验, 实验电路图的连接和实验的注意事项, 都应该让学生清楚, 要让学生养成良好的实验习惯, 培养学生严谨求学的态度; (2) 本节课要用到Excel来制作“定值电阻的伏安特性曲线”, 还要用到数字化实验系统来完成“小灯泡的伏安特性曲线”和“二极管的伏安特性曲线”, 所以, 教师要对学生进行一定的计算机培训, 以确保课上实验的顺利进行。学生掌握了数字化实验系统的操作, 掌握了如何应用传感器, 对于将来继续深入学习物理知识能够起到巨大的推动作用。
●教学目标
知识与能力目标:进一步体会用比值法定义物理量的方法, 理解电阻的定义, 理解欧姆定律;通过测绘小灯泡的伏安特性曲线的实验, 掌握利用滑动变阻器分压式电路来改变电压的基本技能;知道线性元件和非线性元件, 学会一般元件伏安特性曲线的测绘方法。
过程与方法目标:经历探究导体电压和电流关系的过程, 体会利用数字化实验系统对图像进行处理、分析实验数据、总结实验规律的方法;运用数学图像法处理物理问题, 培养学生运用数学进行逻辑推理的能力;课后由学生提交本次实验的实验报告, 并把打印好的数字化实验结果附在实验报告后, 以便反思和交流, 也作为教师对学生学习效果的反馈与检测的依据之一。
情感、态度与价值观目标:通过介绍欧姆的研究过程和“欧姆定律”的建立, 激发学生的创新意识, 培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格, 进行热爱科学、献身科学的品格教育;通过传统实验与数字化实验系统的对比, 学生树立“继承与发展”的人生观。
●教学重、难点
重点:欧姆定律的内容、表达式、适用条件及利用欧姆定律分析、解决实际问题;学生探究用电元件的伏安特性曲线。
难点:“小灯泡的伏安特性曲线”和“二极管的伏安特性曲线”的生成;学生能够建立概念图意识, 自己能够画出概念图。
●教学过程
1. 课堂引入
演示仪器:红绿灯演示仪。
师:在导体的两端加上电压, 导体中才有电流, 那么, 导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢?这节课同学们会通过实验自己找到答案。
2. 实验探究
(1) 探究定值电阻的“电压-电流关系图像”及其“电流-电压关系图像” (即伏安特性曲线) 。
师:同学们在连接电路时, 按电流的方向连接, 先连干路再连支路 (如图1) , 最后将电压表并联到灯泡的两端;连接电路时, 电键要处在断开状态, 滑动变阻器滑片处于这个电路图的最左端 (滑动变阻器的分压式接法将在以后课堂上加以介绍, 不是这堂课的主题) ;电流表、电压表的量程选择要正确, 要使电流从正接线柱流入, 从负接线柱流出;调节滑动变阻器时要缓慢移动滑片, 且电表指针稳定时读数;每个实验台上有两个定值电阻, 阻值分别为15Ω的和5Ω的。同学们从电压表和电流表示数均为零开始对其中的一个定值电阻进行实验, 电压表每增加2V就在Excel上记录一组电压和电流值, 一共记录7组数据;做完实验后马上把滑动变阻器挪回到这个电路图的最左端;用另一个定值电阻替换前一个定值电阻, 仍然在Excel上记录7组数据;在Excel上生成U-I图和I-U图。
学生制表过程详细操作步骤: (1) 选中表中数据, 点击“插入”菜单的“图表”;点击“XY散点图”, 然后点击“下一步”;点击左上角的“系列”, 把“i1”系列中的“A”和“B”互换, 再把“i2”系列中的“A”和“C”互换, 点击对话框中的“下一步”;在对话框“图表标题”中输入“U-I”, 在“数标 (X) 轴 (A) ”处输入“I”, 在“数标 (Y) 轴 (V) ”处输入“U”;再次点击“下一步”;点击“完成”, 生成“U-I”的散点图。 (2) 点击“图表”中的“添加趋势线”;“类型”选“线性”;在“选项”里选择“显示公式”, 此时能生成“i1”系列的“U-I”图像。 (3) 点击“图表”中的“添加趋势线”;“类型”选“线性”, 在系列中选择“i2”;在“选项”里选择“显示公式”, 生成“i2”系列的“U-I”图像。
学生用同样的方法还要生成这两个定值电阻的“I-U”图像 (如图2) 。
师:说出所做的U-I图像是什么形状。
生:同一金属导体的U-I图像应该是一条通过原点的直线。这一组数据虽然生成的是一次函数图像, 但在误差允许范围之内, 可以把它看成正比例函数图像。
师:通过你对导体图像的认识, 能否说明“i1”系列的“U-I”图像直线的斜率有什么物理意义?
生:同一导体, 不管电流、电压怎样变化, 电压跟电流的比值都是一个常数, 可写为, 比值R反映了导体对电流的阻碍作用, 这个比值R我们叫导体的电阻。
师:比较“i1”系列的“U-I”图像与“i2”系列的“U-I”图像, 你又能得出什么结论?
生:由图像的斜率值的大小, 可以看出不同导体的U-I图像的倾斜程度不同, 即不同导体的R值也不同。在“U-I”图像中, 倾斜程度越大的图像, 阻值R就越大。
师:注意物理量的比值定义法然后回答:由电阻的定义式能否说成“电阻和导体两端电压成正比、和导体中的电流成反比”?
生:不能。电阻R是一个跟导体本身性质有关而与通过的电流无关的量, 这就是数学函数关系与物理规律之间的差别。
师:我将以上结论式做变形处理, 可以得到什么规律?
生:将结论式变形就得到了我们在初中学习过的“欧姆定律”, 即导体中的电流跟导体两端的电压成正比, 跟导体的电阻成反比。
师:同学们, 我们刚才还在表格中生成了一个“I-U”图像, 请大家结合教材说出这种图像的名称, 并进行具体表述。
生:表格中的“I-U”图像, 即伏安特性曲线。教材上介绍:在实际应用中, 常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U, 这样画出的I-U图像叫做导体的伏安特性曲线。
师:请同学们思考, 为什么教材上说“实际应用中, 常用I-U图像, 而不是U-I图像”?
生:我们之所以常用“I-U”图, 是因为电压是比较容易控制的变量, 所以常用电压作为横坐标。
师:“I-U”图像的斜率表示什么物理意义?它与“U-I”图像的斜率有什么区别?
生:“I-U”图像的斜率等于电阻的倒数;而“U-I”图像的斜率等于电阻。
情感目标落实:欧姆的生平;欧姆在经济十分困难的情况下还锲而不舍地求学, 这种精神很值得我们学习。
(2) 探究小灯泡的电压和电流关系图像。
师:电路连接时注意先断开电键, 滑动变阻器还是达到A端, 把定值电阻用小灯泡代替, 电压表和电流表分别用电压传感器和电流传感器代替。用数字化实验系统来完成这个实验的数据处理。
学生用数字化实验系统完成实验的同时, 在计算机上就可以看出数据走向 (如图3) 。
师:通过数字化实验系统得到的实验数据点走向是什么样的?
生:U-I图像的走向可以看成是一条曲线。
师:那么这条曲线的斜率怎样变化?说明什么?
生:曲线斜率逐渐增大, 说明电阻逐渐变大。
师:你能否解释这一现象呢?
生:因为小灯泡灯丝中电流增大, 温度升高, 电阻变大。
师:灯两端电压在额定电压附近变化时, 此时小灯泡正常发光, 曲线的斜率几乎不变, 也就是说, 灯丝电阻变化很小, 我们在此将小灯泡灯丝电阻看成是定值电阻。
(3) 探究二极管的电压和电流关系图像。
实验电路图同上, 不过把小灯泡换成二极管。生成图像如图4。
师:请大家观察稳压二极管的电压和电流关系, 分析二极管的电压电流关系图线是不是线性关系。
生:二极管的电流与电压不成正比, 二极管是非线性关系。
师:二极管加正向电压时, 电压越高, 电流随电压的变化越快还是越慢?
生:二极管加正向电压时, 电压越高, 电流随电压的变化越快。
师:二极管加反向电压时, 一般电压下电流为0表示导通还是不导通?
生:不导通。
师:二极管加反向电压时, 一般电压下电流为0表示不导通, 当电压达到一定值时, 电流出现什么现象?
生:迅速增大。
教师总结。
3. 课堂练习 (略)
4. 课堂小结
教师应用概念图技术对知识进行归纳 (如下页图5) 。在概念图相应概念处, 教师用链接技术对相应的知识点加以解释。这使学生对本节课的知识有了更系统、更全面的认识;使得学生的思维能力得到了很大程度的提升。
教师建议学生课下自己试着画出概念图。
5. 课后作业
(1) 完成《物理学习质量监测》P54“理解与应用”第1～10题;思考并回答第11题。
(2) 课下查找资料, 写一篇关于课上所用电路图误差分析的小论文。
(3) 今天网上QQ交流与答疑时间为:晚上7:30～8:00。
●教学反思
1.新课标、新教材赋予实验教学新的内容和要求
物理实验教学不仅仅是为学生演示一个物理现象、验证一个物理原理、发现一条物理规律, 更为重要的是通过实验来引导学生掌握科学实验的方法、树立科学实验的思想。此外, 物理实验还是科学探究的重要一环, 它有助于培养学生科学探究能力和实践能力。新教材也加大了实验教学的力度, 学生实验由19个增加到23个。
2.在矛盾中寻求实验手段的进步
《欧姆定律》这节安排了“定值电阻的伏安特性曲线”、“小灯泡的伏安特性曲线”和“二极管的伏安特性曲线”三个实验。对于“定值电阻的伏安特性曲线”, 我采用了传统实验测电压和电流值, 然后将数据输入Excel中, 生成定值电阻的伏安特性曲线。因为它是我们高中阶段接触的第一个电学实验, 电路连接时的注意事项, 电压表和电流表的使用方法以及注意事项都要呈现给学生。
但是, “小灯泡的伏安特性曲线”和“二极管的伏安特性曲线”用传统实验仪器来测得数据, 就只能让学生凭感觉画出来, 其走向完全在重复教师直接告诉的结论, 这就与新课改要求学生以探究的方式研究问题相违背。在这样的矛盾冲突下, 笔者辨证地保留了部分传统实验, 想到了把数字化实验系统应用进来。
3.用数字化实验系统来优化传统实验
数字化实验系统是利用计算机作为实验终端, 通过数据采集器、多种教学专用传感器以及配套使用的专用软件和常规仪器共同完成物理量的采集、测量、数据记录和处理。数据采集器与计算机以串行方式通信, 与传感器采用并行输入方式, 可同时接多y个传感器。它同时具备电流表、电压表、示波器、数字毫秒计、温度计和气压计等仪器设备的功能, 实现了测量结果的高精度和数字化。
数字化实验系统是一个开放性的实验平台, 将传感器和计算机组成多功能的测量系统, 能够独立地或者与传统的仪器结合起来进行实验, 快速、高精度地实时采集数据, 自动记录和分析处理。具有操作简便、所得图像直观、可回放等优点。
点评
《欧姆定律》教学设计不同于一般的整合教学设计, 设计者在设计中并没有使用多少花哨的素材和信息化手段, 但却“招招”实用。
第一招:利用电子表格处理实验数据。相对于传统的手工记录及处理数据的方式, 使用电子表格来记录、处理数据方便、快捷, 高效。此外, 也让学生进一步亲身体验信息技术在日常学习、生活、工作中的重要应用。
第二招:数字化实验系统探究实验。数字化实验系统具有数据采集智能化、数据处理智能化的特点, 操作更加简单, 也更加节省时间。与传统实验方法结合, 从而确保自主实验探究落到实处。
第三招:概念图的使用。在本节课的结尾部分使用概念图的形式明确和分析了本节课的任务及为了达成该任务所需要具备的知识、条件、方法和过程, 借助于概念图所具有的思维效率高、让人的左右脑同时运作的特点, 使学生更容易建构知识体系。
[关键字] 实验报告自动批阅,系统分析
一、引言
实验报告网上自动批阅的目标是能让计算机像人一样对实验报告进行批阅,对实验目的、设备、原理、步骤、结果以及心得体会进行对错的判断并打分。实现实验报告自动批阅可利用人工智能等相关技术,在运用这些技术前,需了解实验报告的特征,并在此基础上提出整个实验报告自动批阅的工作流程,即实现方案。
二、实验报告提交格式设定
通常实验报告内容包括:实验名称、实验目的、实验设备、实验原理、实验步骤、实验结果、心得体会等;同时,应有学生基本信息等相关内容。针对实验报告网上评阅的特征,设定报告格式,使批阅过程更简单,化整为零,最后汇总得分。设定报告格式如下:
1、学生填写:学生学号、姓名,实验课程,实验名称,实验目的,实验设备,实验原理,实验步骤,实验结果,心得体会。
2、对实验目的、实验设备、实验原理、实验步骤、实验结果、心得体会要求学生按照知识点来填写,每个知识点以“句号”结束。
3、学生填写完每一部分的内容,以文本方式提交保存。
三、自动批阅工作流程
实验报告格式统一后,只需从数据库中提取出学生的实验报告;再根据实验名称从标准答案模板中提取该实验的标准答案模板;然后分别从学生报告和答案模板中提取实验目的、实验设备、实验原理、实验步骤、实验结果、心得体会六个部分的内容,对它们进行相应的处理,得到每个部分的成绩,最后把所有的成绩相加。批阅流程如下:
1、每个实验都有既定的名称,假设每个实验名称不同。此时,利用实验名称作为关键字,用人工智能中信息检索、关键字匹配方法对所有实验报告进行检索,把所有该实验的实验报告提取并分类。该实验记为A,该实验A的所有学生实验报告组成一个集,记为A(S1,S2,S3,S4……)其中Si代表第i份学生实验报告。
2、对分类出的实验A报告集中的每份实验报告(Si)进行逐步批阅,即按照实验目的、实验设备、实验原理、实验步骤、实验结果、心得体会进行单独批阅。分别把学生实验报告中的六部分记为Si1、Si2、Si3、Si4、Si5、Si6,简记为Sij;把标准答案模板中的上述六部分记为Wa1、Wa2、Wa3、Wa4、Wa5、Wa6,简记为Waj。
3、怎样进行这六部的批阅:以“实验目的”为例。首先,从当前批阅的实验报告中提取出“实验目的”部分的内容,再对“实验目的”部分的全部内容按照“句号”进行文本块划分,把划分得到的文本块记为Si1t(其中t的大小为该“实验目的”部分的内容中句号的个数)。因为规定学生在填写这部分内容时是按照知识点来作答的,且每一知识点都用“句号”来表示结束,所以按照“句号”来进行文本块的划分,实际上就是按照知识点来划分整个部分的内容。
4、对标准答案模板的“实验目的”部分内容全部提取,系统中答案的存储分每一部分单独存储,而每一部分中又以知识点加权值的形式存储,且每一个知识点为一条记录。在这里应提取出“实验目的”部分的全部知识点,并把它记录下来以供后面的批阅使用,记为Wa1t。
5、把3中得到的所有报告“实验目的”文本块Si1t进行文本预处理、句法分析、语法分析、语义分析以及信息抽取,得到报告信息抽取模块。记为pi1t(其中i、t与si1t中的i、t分别相同)。
6、对于4中得到的答案模板“实验目的”部分的所有知识点Wa1t,只需要进行知识点与权值的切分,把切分出来的知识点部分记为qa1t,相应知识点的权值记为ka1t。
7、对于6中得到的“实验目的”部分的每个知识点信息抽取模块qa1t与5中得到的所有学生报告实验目的部分的信息抽取模块pi1t进行模块间相似度的计算,把得到的相似度值中最大的一个乘上该知识点的权值,便得到了该知识点的得分,最后把所有知识点的得分用同样的方法得出后相加,得到“实验目的”部分的总分。
8、重复第3到第7,得出其余五部分的成绩,最后把这六部分的成绩相加就得到该份报告总成绩。
9、对同一实验的其他学生实验报告重复2到8进行批阅;对其他实验的实验报告的批改重复1到8就可完成批阅。
四、举例分析自动批阅工作流程
1、在学生上交的实验报告中,按当前批阅实验的实验名称进行搜索,把得到的实验报告进行单独管理。以“负反馈放大器实验”为例,把“负反馈放大器实验”记为A,并把搜索到的N份实验报告组成一个集,记为A(S1,S2,S3,S4……Sn)。同时把标准答案模板中“负反馈放大器实验”的标准答案模板记为Wa。
2、提取一份实验报告Si,对它的实验目的、实验设备等六部分分别进行批阅。以“实验目的”(记为Si1)为例来说明。首先提取“实验目的”的全部内容,按照“句号”进行文本块划分,把得到的文本块记为Si1t。例如学生报告中“实验目的”内容:
(1) 了解多级阻容耦合放大器组成的一般方法。
(2) 了解负反馈对放大器性能指标的改善。
划分文本块后得到的内容:
文本块一: (1) 了解多级阻容耦合放大器组成的一般方法
文本块二:(2) 了解负反馈对放大器性能指标的改善。
其中把“文本块一”记为Si11,把“文本块二”记为Si12。
3、提取负反馈放大器答案模板中实验目的(Wa1)部分的全部知识点,并把各个知识点记为Wa1t。得到如下结果:
知识点一:多级阻容偶合 放大器 组成 方法|2#
知识点二:负反馈 对 放大器 性能 改善 |3#
其中把“知识点一”记为Wa11,把“知识点二”记为Wa12。
4、对2中得到的所有实验目的部分的文本块Si1t进行文本预处理、句法分析、语法分析、语义分析以及信息抽取,生成报告信息抽取模块。记为pi1t(其中i、t与si1t中的i、t分别相同)。以2中得到的结果为例,说明如下:
文本块一:1、了解多级阻容耦合放大器组成的一般方法。
文本块二:2、了解负反馈对放大器性能指标的改善。
信息抽取模块:
信息抽取模块一:多级阻容偶合 放大器 组成 方法
信息抽取模块二:负反馈 对 放大器 性能 改善
其中把“信息抽取模块一”记为pi11,把“信息抽取模块二”记为pi12。
5、对于3中得到的答案模板中实验目的部分的所有知识点进行知识点与权值的切分,因为在计算机中存储的答案模板中的每一部分的内容都是知识点的信息抽取模块和该知识点的权值,所以切分出来的知识点就是信息抽取模块。把切分出来的知识点部分记为qa1t,相应知识点的权值记为ka1t。实验目的全部知识点:
知识点一:多级阻容偶合 放大器 组成 方法 2。
知识点二:负反馈 对 放大器 性能 改善 3。
进行知识点与权值的切分后的结果:
信息抽取模块: 权值:
知识点一信息抽取模块:多级阻容偶合 放大器 组成 方法 2
知识点二信息抽取模块:负反馈 对 放大器 性能 改善 3
其中把“知识点一信息抽取模块”记为qa11,把“知识点二信息抽取模块”记为qa12;对于权值“2、3”相应的记为ka11、ka12。
6、把5中得到的第一个答案信息抽取模块qa11与4中得到的两个报告信息抽取模块pi11、pi12分别进行模块间相似度的计算,并取最大的相似度值。由于qa11和pi11这两个模块是完全一样的,相似度值为1(设定相似度的最大值为1),所以此时相似度值为1;然后取与qa11相对应的权值(ka11)2,与得到的相似度值相乘,得到了报告对qa11这个知识点回答的成绩,即为2分。分别计算出答案信息抽取模块剩余的相似度值,并得到成绩,两个知识点的成绩相加得到学生实验报告中实验目的部分的成绩,本例得到实验目的部分的成绩为5分。
7、上面是对一份报告中实验目的部分的批阅,对于同一份报告中的其余部分以及不同报告、不同实验的报告都按照这样的方法进行批阅。最后把同一份报告中六个部分的成绩相加便得到了这份报告的总成绩。
参考文献:
[1] 刘其云、李中言,信息抽取的功能和实现方法,情报杂志,2005,5:67-68
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