第一篇：淺談一種在嵌入式內(nèi)核中測試exfat文件系統(tǒng)性能的方法的論文

隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，利用各種開源的嵌入式平臺來開發(fā)電子產(chǎn)品，已經(jīng)成為大部分公司的首選。要使運行嵌入式系統(tǒng)的電子產(chǎn)品實現(xiàn)音頻、視頻、圖片等多媒體信息的存儲及處理，幾乎離不開文件系統(tǒng)的支持，那么在嵌入式平臺下開發(fā)各種文件系統(tǒng)也是必然。其中具備優(yōu)越性能的exfat 文件系統(tǒng)由于微軟的不開源性，也常常需要在內(nèi)核中自主開發(fā)。

在嵌入式系統(tǒng)中，如linux、ucos，實現(xiàn)exfat 文件系統(tǒng)的功能已經(jīng)不難。嵌入式開發(fā)者在具備嵌入式開發(fā)經(jīng)驗及exfat 文件系統(tǒng)的知識基礎(chǔ)上，即可完成。但是在實現(xiàn)了exfat 文件系統(tǒng)的功能后，要如何驗證其性能卻不是那么容易。測試工具的局限性

嵌入式軟件由于內(nèi)存有限、實時性、開發(fā)工具昂貴等特點，測試非常困難。嵌入式軟件從下到上，分為硬件層、驅(qū)動層、內(nèi)核層、應(yīng)用層，而內(nèi)核層由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、代碼龐大，是嵌入式軟件中最難測試的部分，本文中待測的exfat 文件系統(tǒng)正處于內(nèi)核層。雖然嵌入式軟件有一些集成的測試軟件，但是一般的測試軟件只能用于標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式內(nèi)核，只能測試規(guī)定的功能，不能進行二次開發(fā)，而對于很多嵌入式產(chǎn)品來說，嵌入式內(nèi)核源碼需要修改，也需要測試更多特定的功能，這就需要特定的測試方式。

因此本文要探索的是在內(nèi)核層的文件系統(tǒng)的測試方式。按照測試方式來分類，該測試屬于白盒測試的范疇。測試體系

文件系統(tǒng)是一種存儲系統(tǒng)，對于存儲系統(tǒng)來說，需要關(guān)注的性能有訪問接口性能、數(shù)據(jù)讀寫性能、聚合帶寬、最大并發(fā)數(shù)、任務(wù)數(shù)、最大吞吐率、可擴展能力等，本文中的測試任務(wù)是測試嵌入式系統(tǒng)內(nèi)核層文件系統(tǒng)的性能，因此需要測試的性能也相對單一，著重測試訪問接口性能和數(shù)據(jù)讀寫性能。其中訪問接口性能是指各個操作元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的API 返回速度，單位為API 操作數(shù)/s。以O(shè)pen 函數(shù)為例，在應(yīng)用層新建文件，調(diào)用Open函數(shù)，就可以通過內(nèi)核文件函數(shù)FS_Open 函數(shù)調(diào)用驅(qū)動層函數(shù)，從而調(diào)用硬件，完成具體的功能。那么該API的返回速度指發(fā)送Open 命令到返回成功所花的時間;數(shù)據(jù)讀寫性能是指測定不同文件大小，數(shù)據(jù)塊大小和讀寫比例的數(shù)據(jù)讀寫性能，單位為MB/s，以Read 函數(shù)為例，預(yù)先在系統(tǒng)中插入存儲設(shè)備，調(diào)用Read 函數(shù)來讀取該存儲設(shè)備中的特定大小的文件，通過文件的大小除以讀取的時間即可獲得讀取的速度;當(dāng)然也可以用time 命令來測試時間，手動去計算速度，測試代碼如下：

#define size 1024*1024*200

#define LEN 1024

#include

int main()

{

FILE *fp1;

char *buf=new char[LEN];

int i,j;

fp1=fopen(“data.in”,”rb”);

for(j=0;j<1024*500;j++)

{

fread(buf,1024,1,fp1);

}

printf(“ok!/n”);

fclose(fp1);

}

綜上所述，測試體系如下所示：其中應(yīng)用層的測試代碼作用是調(diào)用相關(guān)的APP 函數(shù)，內(nèi)核層對應(yīng)函數(shù)指的是exfat 文件系統(tǒng)的功能函數(shù)，驅(qū)動層函數(shù)指的是與硬件相連的操作函數(shù)。

Exfat 文件系統(tǒng)的接口函數(shù)有：

unsigned int fsapitbl[]={

(unsigned int)FOpen,(unsigned int)FClose,(unsigned int)FRead,(unsigned int)FWrite,(unsigned int)GetLength,(unsigned int)GetTime,(unsigned int)ConvertName,......};

針對所有的APP 都需要完成接口性能測試，測試其響應(yīng)時間以及功能的正確性;針對包含Read 和Write的APP 還需要完成讀寫性能測試，測試其讀寫速度，并且針對不同的存儲設(shè)備，不同的文件大小要有不同的測試數(shù)據(jù)。對于存儲系統(tǒng)的其他測試性能，需要聯(lián)合整個嵌入式系統(tǒng)來測試。測試數(shù)據(jù)

在ucos 嵌入式平臺上測試exfat 的讀寫性能所得。其中ReadDIO 指用DirectIO 的方式來完成讀操作，速度比一般的Read 更快，當(dāng)然針對不同的應(yīng)用需求，可能會對內(nèi)核文件系統(tǒng)系統(tǒng)進行不同的修改，測試時要根據(jù)文件系統(tǒng)需求文檔和設(shè)計文檔來設(shè)計測試樣例。測試結(jié)果

通過測試數(shù)據(jù)的分析，可以看出本文提出的測試方法可以快速全面地測試內(nèi)核層exfat 文件系統(tǒng)的性能。雖然本文提出的測試方法目前只針對exfat 文件系統(tǒng)，但因為exfat、fat、ntfs 等文件系統(tǒng)基本接口APP 的類似性，本問提出的測試方法也可以拓展到其他文件系統(tǒng)的測試。不過本文的測試方法還未實現(xiàn)全自動的測試，這還需要后續(xù)通過配置腳本來實現(xiàn)。

第二篇：高中信息技術(shù)教學(xué)論文改善嵌入式Linux實時性能的方法研究.

改善嵌入式Linux實時性能的方法研究

摘要：分析了Linux的實時性，針對其在實時應(yīng)用中的技術(shù)障礙，在參考了與此相關(guān)研究基礎(chǔ)上，從三方面提出了改善Linux實時性能的改進措施。為提高嵌入式應(yīng)用響應(yīng)時間精度,提出兩種細(xì)化Linux時鐘粒度方法；為增強系統(tǒng)內(nèi)核對實時任務(wù)的響應(yīng)能力,采用插入搶占點和修改內(nèi)核法增強Linux內(nèi)核的可搶占性；為保證硬實時任務(wù)的時限要求，把原Linux的單運行隊列改為雙運行隊列,硬實時任務(wù)單獨被放在一個隊列中,并采用MLF調(diào)度算法代替原內(nèi)核的FIFO調(diào)度算法。

關(guān)鍵詞：Linux；實時性；調(diào)度策略；搶占 1 引言

目前，無論是在日常生活，還是在工業(yè)控制，航空航天，軍事等方面，嵌入式系統(tǒng)都有著非常廣泛的應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)目前主要有：Windows CE、VxWorks、QNX等，它們都具有較好的實時性、系統(tǒng)可靠性、任務(wù)處理隨機性等優(yōu)點,但是它們的價格普遍偏高。而嵌入式Linux以其非常低廉的價格，可以大大的降低成本，逐漸成為嵌入式操作系統(tǒng)的首選。但是,作為通用操作系統(tǒng)的Linux，由于其在實時應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)障礙，要應(yīng)用在嵌入式領(lǐng)域，還必須對Linux內(nèi)核作必要的改進。許多嵌入式設(shè)備都要求與外部環(huán)境有硬實時的交互能力，將最初按照分時系統(tǒng)目標(biāo)設(shè)計的Linux 改造成能支持硬實時性的操作系統(tǒng)顯得十分重要。幸運的是, Linux 及其相關(guān)項目的開放源碼特征為深入研究其內(nèi)核并加以改造提供了可行性, 可以修改Linux 內(nèi)核中的各個模塊以達到滿足嵌入式應(yīng)用的需求，提高軟件方面的開發(fā)速度。目前，改善Linux內(nèi)核的設(shè)計與實現(xiàn)，使其適用于實時領(lǐng)域吸引了許多研究和開發(fā)人員的注意力[1-4]。常用的實時性改造方法是采用雙核方法，這種方法的弊端在于實時任務(wù)的開發(fā)是直接面向提供精確實時服務(wù)的小實時核心的，而不是功能強大的常規(guī)Linux核心?；诖?，近年來修改核的方法越來越受到科研人員的重視，這種方法是基于已有Linux系統(tǒng)對于軟件開發(fā)的支持，進行源代碼級修改而使Linux變成一個真正的實時操作系統(tǒng)。本文分析了標(biāo)準(zhǔn)Linux在實時應(yīng)用中的技術(shù)障礙，參考了修改核方法的思想，從內(nèi)核時鐘管理、內(nèi)核的搶占性、內(nèi)核調(diào)度算法三方面論述了改善標(biāo)準(zhǔn)Linux實時性能的方法。2 Linux 在實時應(yīng)用中的技術(shù)障礙 2.1 Linux的實時性分析

Linux作為一個通用操作系統(tǒng)，主要考慮的是調(diào)度的公平性和吞吐量等指標(biāo)。然而，在實時方面它還不能很好地滿足實時系統(tǒng)方面的需要，其本身僅僅提供了一些實時處理的支持，這包括支持大部分POSIX標(biāo)準(zhǔn)中的實時功能，支持多任務(wù)、多線程，具有豐富的通信機制等；同時也提供了符合POSIX標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)度策略，包括FIFO調(diào)度策略、時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度策略和靜態(tài)優(yōu)先級搶占式調(diào)度策略。Linux區(qū)分實時進程和普通進程，并采用不同的調(diào)度策略。為了同時支持實時和非實時兩種進程，Linux的調(diào)度策略簡單講就是優(yōu)先級加上時間片。當(dāng)系統(tǒng)中有實時進程到來時，系統(tǒng)賦予它最高的優(yōu)先級。體現(xiàn)在實時性上，Linux采用了兩種簡單的調(diào)度策略，即先來先服務(wù)調(diào)度（SCHED-FIFO）和時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度（SCHED-RR）。具體是將所有處于運行狀態(tài)的任務(wù)掛接在一個run-queue 隊列中,并將任務(wù)分成實時和非實時

用心

愛心

專心 任務(wù)，對不同的任務(wù)，在其任務(wù)控制塊task-struct中用一個policy屬性來確定其調(diào)度策略。對實時性要求較嚴(yán)的硬實時任務(wù)采用SCHED-FIFO調(diào)度，使之在一次調(diào)度后運行完畢。對普通非實時進程，Linux采用基于優(yōu)先級的輪轉(zhuǎn)策略。2.2 Linux在實時應(yīng)用中的技術(shù)障礙

盡管Linux本身提供了一些支持實時性的機制，然而，由于Linux系統(tǒng)是以高的吞吐量和公平性為追求目標(biāo)，基本上沒有考慮實時應(yīng)用所要滿足的時間約束，它只是提供了一些相對簡單的任務(wù)調(diào)度策略。因此，實時性問題是將Linux應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的一大障礙,無法在硬實時系統(tǒng)中得到應(yīng)用。Linux在實時應(yīng)用中的技術(shù)障礙具體表現(xiàn)在:（1）Linux系統(tǒng)時鐘精度太過粗糙，時鐘中斷周期為10ms，使得其時間粒度過大，加大了任務(wù)響應(yīng)延遲。

（2）Linux的內(nèi)核是不可搶占的, 當(dāng)一個任務(wù)通過系統(tǒng)調(diào)用進入內(nèi)核態(tài)運行時,一個具有更高優(yōu)先級的進程，只有等待處于核心態(tài)的系統(tǒng)調(diào)用返回后方能執(zhí)行，這將導(dǎo)致優(yōu)先級逆轉(zhuǎn)。實時任務(wù)執(zhí)行時間的不確定性，顯然不能滿足硬實時應(yīng)用的要求。

（3）Linux采用對臨界區(qū)操作時屏蔽中斷的方式，在中斷處理中是不允許進行任務(wù)調(diào)度的，從而抑制了系統(tǒng)及時響應(yīng)外部操作的能力。（4）缺乏有效的實時任務(wù)調(diào)度機制和調(diào)度算法。

針對這些問題，利用Linux作為底層操作系統(tǒng)，必須增強其內(nèi)核的實時性能，從而構(gòu)建出一個具有實時處理能力的嵌入式系統(tǒng)，適應(yīng)嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用的需要。2.3 當(dāng)前增強Linux內(nèi)核實時性的主流技術(shù)

近年來，人們對于Linux內(nèi)核實時性改造提出了一些方法和設(shè)想，它們采用了不同的思路和技術(shù)方案。歸納總結(jié)，支持Linux的硬實時性一般有兩種策略：一種是直接修改Linux內(nèi)核,重新編寫一個由優(yōu)先級驅(qū)動的實時調(diào)度器（Real-time Scheduler），替換原有內(nèi)核中的進程調(diào)度器sched.c，KURT是采用這一方案較為成功的實時Linux操作系統(tǒng)；另外一種是在Linux內(nèi)核之外, 以可加載內(nèi)核模塊（Loadable Kernel Module）的形式添加實時內(nèi)核，確保其高響應(yīng)特性，實時內(nèi)核接管來自硬件的所有中斷，并依據(jù)是否是實時任務(wù)決定是否直接響應(yīng)。新墨西哥科技大學(xué)的RT-Linux，就是基于這種策略而開發(fā)的。以上兩種策略有其借鑒之處，但如果綜合考慮任務(wù)響應(yīng)、內(nèi)核搶占性、實時調(diào)度策略等幾個影響操作系統(tǒng)實時性能的重要方面，它們還不能很好的滿足實時性問題。為了增強嵌入式Linux實時性能，下文將就內(nèi)核時鐘精度、內(nèi)核的搶占性以及內(nèi)核調(diào)度算法等相關(guān)問題重點研究相應(yīng)的解決方法。3 改善嵌入式Linux實時性能的方法

針對Linux在實時應(yīng)用中的技術(shù)障礙，將Linux改造成為支持實時任務(wù)的嵌入式操作系統(tǒng), 主要從下面三個方面進行著手。

[5]

用心

愛心

專心 2

第三篇：淺談基于嵌入式系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用論文

論文關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng) Proteus ARM 應(yīng)用

論文摘要：本文指出在嵌入式系統(tǒng)課程的各教學(xué)環(huán)節(jié)引入Proteus、ARM（重點介紹Proteus軟件）軟件，通過動態(tài)仿真模型的設(shè)計，能用到畢業(yè)設(shè)計以及創(chuàng)新設(shè)計當(dāng)中。

1、嵌入式系統(tǒng)的概述

（1）從技術(shù)的角度定義：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，基礎(chǔ)是計算機，能夠適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、及功耗嚴(yán)格要求的專用計算機。

（2）從系統(tǒng)的角度定義：嵌入式系統(tǒng)是能夠完成復(fù)雜功能的軟件和硬件的組合，并使其緊密粘合在一起的計算機系統(tǒng)?！扒度胧健狈从吵龅倪@些系統(tǒng)是更大系統(tǒng)中的一個完整部分，稱為嵌入式系統(tǒng)。

2、Proteus、ARM軟件介紹

Proteus是由英國Labcenter公司開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)仿真及開發(fā)平臺，該軟件具有以下特點：

（1）能進行智能原理布圖；進行單片機軟件調(diào)試和單片機與外圍電路的協(xié)同仿真；滿足單片機軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）支持常見的單片機類型和飛利浦公司ARM7（LPC系列）處理器及常見的外圍器件如8255，ADC0809。

（3）可以與Keil Version3，ADS1兩個集成開發(fā)環(huán)境結(jié)合，把用匯編和C語言編寫的程序編譯后，進行軟、硬件結(jié)合的系統(tǒng)仿真。

3、Proteus軟件的應(yīng)用

3.1 Proteus軟件在教學(xué)中的應(yīng)用

在教學(xué)的過程中，老師可以將Proteus和Keil 建立的虛擬實驗平臺搬到課堂上，能夠?qū)嵺`教學(xué)和理論教學(xué)融為一體，從而讓教學(xué)的效果得到提高。下面筆者引進一個實際的課堂教學(xué)實例。在講到外部中斷處理過程這一章節(jié)時，我們可以將Proteus和Keil進行聯(lián)調(diào)，然后通過仿真處理的步驟，可將單片機處理中斷的軟件執(zhí)行過程以及單片機內(nèi)部資源變化的情況以一種直觀地感受呈現(xiàn)給學(xué)生，從而能夠達到單純的理論教學(xué)難以達到的效果。

在運行Protues軟件的狀態(tài)下，按住Proteus中的電路閉合鍵，P3.2引腳會有一個下跳沿，PC= 0x0003H，指向AJMP INT0的轉(zhuǎn)移命令，堆棧的指針SP= 0.9H，數(shù)據(jù)存儲器的0.8H和0.9H單元存放著0.1H和0.5H，即該處存放著下一條指令的地址。因此，學(xué)生能夠迅速的知道，當(dāng)外部有中斷地請求時，程序的自動存儲功能可以保存斷點的地址，同時程序?qū)D(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序的入口地址，因為中斷請求是由外部中斷0產(chǎn)生的，因此程序就會轉(zhuǎn)到外部中斷0的入口地址0003H。通過外部中斷執(zhí)行的例子我們可以看出，在課堂教學(xué)上使用Protues和Keil 聯(lián)調(diào)建立的實驗平臺，我們可以將許多抽象概念直觀的介紹給學(xué)生，使學(xué)生不僅能觀察到軟件執(zhí)行時單片機內(nèi)部的I/ O口和存儲器的變化，還可以觀察到軟件程序和外圍電路之間的互動過程。

3.2 Proteus軟件的應(yīng)用

目前所擁有的單片機實驗教學(xué)包括兩個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，即課內(nèi)的實驗以及課程的設(shè)計。所有的實驗操作步驟基本上都是在實驗箱上完成的。由于受硬件實驗箱結(jié)構(gòu)以及資源的限制，學(xué)生在做實驗的時候不能將所學(xué)的知識和軟件充分的融會貫通。所以當(dāng)我們的學(xué)生進行自主設(shè)計的時候，很多的學(xué)生幾乎無法完成綜合性的實驗。假設(shè)采用了Proteus軟件的仿真實驗，就可以彌補硬件實驗?zāi)芰Φ牟蛔?。基于Proteus軟件的實驗可以分為以下3個階段。

（1）驗證階段。此階段的主要任務(wù)是讓學(xué)生熟悉Proteus與Keil軟件的運行環(huán)境，使學(xué)生對單片機虛擬系統(tǒng)的仿真有自身的認(rèn)識。實驗指導(dǎo)方面的教材只需要列出實驗的任務(wù)和要求、Proteus軟件的實驗原理圖、操作的步驟、流程以及和程序相關(guān)的源代碼等。學(xué)生就可可自行根據(jù)實驗步驟或?qū)嶒灢僮鞯玫戒浵襁M行操作、調(diào)試，以及觀察程序的運行結(jié)果。

（2）程序設(shè)計階段。這個階段主要是培養(yǎng)學(xué)生用Proteus繪制系統(tǒng)原理圖，以及使用Keil軟件進行源程序設(shè)計的能力，學(xué)生可以根據(jù)實驗的原理圖用Proteus繪制硬件電路圖，按照實驗的要求完成程序的設(shè)計，在Keil的環(huán)境下編寫出源代碼，調(diào)試成功后，加載程序到Proteus硬件圖仿真。

（3）綜合學(xué)習(xí)階段。此階段的主要目的是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的主觀能動性、以及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。學(xué)生自主的根據(jù)實驗的任務(wù)和要求設(shè)計出硬件額電路（包括CPU型號、元器件及參數(shù)的設(shè)置等）并繪制出Proteus的硬件原理圖；根據(jù)硬件的功能模塊對軟件進行設(shè)計。完成對軟硬件設(shè)計之后，需對兩者進行聯(lián)調(diào)，充分利用Proteus與Keil軟件間的聯(lián)合仿真的功能，及時的發(fā)現(xiàn)并改正硬件電路以及程序源代碼的錯誤。系統(tǒng)仿真成功后，再進行實物的制作。在對課程的設(shè)計環(huán)節(jié)中，需要學(xué)生在Proteus環(huán)境下繪制出硬件的電路圖，在Keil軟件中編寫出設(shè)計程序的源代碼，并且在設(shè)計硬件電路時后盡可能的考慮到實驗箱的有限資源，便于在Keil中編寫的程序能夠更好的被移植到實驗箱上。學(xué)生可以針對不同的應(yīng)用類型，選擇最適合的單片機，而不是僅僅局限于課堂上常講解到的單片機。學(xué)生也可在聯(lián)合仿真成功之后，再去進行電路的焊接、軟件系統(tǒng)的調(diào)試以及程序的固化等，可以避免因設(shè)計方案的不正確所造成的不必要的浪費。

4、結(jié)語

Proteus和ARM的嵌入式軟件在教學(xué)中的運用，能充分的利用機房的現(xiàn)有設(shè)備，減少了實驗設(shè)備的硬件維護又與實際的工程系統(tǒng)接近，拉近學(xué)習(xí)和就業(yè)之間的距離。實踐證明，這種嵌入式的教學(xué)方法不但能降低成本，經(jīng)濟優(yōu)勢明顯，而且還具有較高的推廣價值。

參考文獻

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第四篇：新材料的發(fā)展趨勢及材料測試方法在分析中的應(yīng)用

新材料的發(fā)展趨勢及材料測試方法在分析中的應(yīng)用

材料是人類用以制成用于生活和生產(chǎn)的物品、器件、構(gòu)件、機器及其它產(chǎn)品的物質(zhì)，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。所謂新材料，指的是那些新出現(xiàn)或正在發(fā)展中的具有傳統(tǒng)材料所具備的優(yōu)異性能的材料。從人類科技發(fā)展史中可以看到，近代世界已經(jīng)歷了兩次工業(yè)革命都是以新材料的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用為先導(dǎo)的。鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，為18世紀(jì)以蒸汽機的發(fā)明和應(yīng)用為代表的第一次世界革命奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。本世紀(jì)中葉以來，以電子技術(shù)，特別是微電子技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用為代表的第二次世界革命，硅單晶材料則起著先導(dǎo)和核心作用，加之隨后的激光材料和光導(dǎo)纖維的問世，使人類社會進入了“信息時代”，因此，可以預(yù)料，誰掌握了新材料，誰就掌握了21世紀(jì)高新技術(shù)競爭的主動權(quán)！新材料技術(shù)的發(fā)展趨勢和特點

縱觀國際新材料研究發(fā)展的現(xiàn)狀，西方主要工業(yè)發(fā)達國家正集中人力、物力，尋求突破，美國、歐共體、日本和韓國等在他們的最新國家科技計劃中，都把新材料及其制備技術(shù)列為國家關(guān)鍵技術(shù)之一加以重點支持，非常強調(diào)新材料對發(fā)展國民經(jīng)濟、保衛(wèi)國家安全、增進人民健康和提高人民生活質(zhì)量等方面的突出作用。

我國對新材料及其制備技術(shù)歷來非常重視，一直作為一個重要的領(lǐng)域被列入我國自1956年以來的歷次國家科技發(fā)展規(guī)劃之中。在我國863高技術(shù)中，新技術(shù)材料又是七大重點領(lǐng)域之一。經(jīng)過40余年的努力，已在許多方面取得顯著進展，一大批新材料已成功地應(yīng)用于國防和民用工業(yè)領(lǐng)域，有些新材料的研究居國際領(lǐng)先水平，為我國新材料及其制備技術(shù)在21世紀(jì)初的持續(xù)發(fā)展奠定了較好的基礎(chǔ)。

新材料及其制備技術(shù)的研究將對世界經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生重大影響，其發(fā)展趨主要體現(xiàn)在：（1）功能材料向多功能化、集成化、小型化和智能化方向發(fā)展；（2）結(jié)構(gòu)材料向高性能化、復(fù)合化、功能化和低成本化方向發(fā)展；（3）薄膜和低維材料研帛發(fā)展迅速，生物醫(yī)用材料異軍突起；（4）新材料制品的精加工技術(shù)和近凈形成形技術(shù)受到高度重視；

（5）材料及其制品與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性倍受重視，以滿足社會可持續(xù)發(fā)展的要求；（6）材料的制備及評價表征技術(shù)日受重視，材料制備與評價表征新技術(shù)、新裝備不斷涌現(xiàn)；（7）材料在不同層次（微觀、介觀和宏觀）上的設(shè)計發(fā)展迅速，已成為發(fā)展新材料的重要基礎(chǔ)。

綜上所述，當(dāng)今新材料及其制備技術(shù)的發(fā)展趨勢具有以下幾個特點：

（1）新材料技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)和高技術(shù)發(fā)展中的共性關(guān)鍵技術(shù)，材料科學(xué)技術(shù)已成為當(dāng)代和下世紀(jì)初最重要的、發(fā)展最快的科學(xué)技術(shù)之一。信息、能源、農(nóng)業(yè)和先進制造等技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展都離不開新材料及其制備技術(shù)的發(fā)展；

（2）綜合利用現(xiàn)代先進科學(xué)技術(shù)成就，多學(xué)科交叉，知識密集，導(dǎo)臻新材料及其制備技術(shù)的投資強度大、更新?lián)Q代快，經(jīng)濟效益和社會效益巨大；

（3）新材料的制備和質(zhì)量的提高更加依賴于新技術(shù)、新工藝的發(fā)展和精確的檢測控制技術(shù)的應(yīng)用。對制備技術(shù)的重視與投入直線上升，極大地加速了基礎(chǔ)材料的發(fā)展和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造。

（4）對材料基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性的認(rèn)識已形成共識。材料的研帛和發(fā)展既要與器件的研帛密切配合，又要注意到自身的系統(tǒng)性和超前性，這樣才有利于材料實現(xiàn)跨躍發(fā)展。新材料技術(shù)前沿研究領(lǐng)域

進入20世紀(jì)90年代以來，材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展異常迅速。材料科學(xué)與生命科學(xué)、信息科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等共同構(gòu)成了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的前沿。展望21世紀(jì)，基于物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等自然科學(xué)與電子、化工、冶金等工程技術(shù)最新成就的材料科學(xué)技術(shù)前沿主要如下： 微電子材料 主要是大真徑（400mm）硅單晶及片材技術(shù)，大直徑（200mm）硅片外延技術(shù)，150mmGaAs和100mmInP晶片及其以它們?yōu)榛腎II－V族半導(dǎo)體超晶格、量子阱異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料制備技術(shù)，GeSi合金和寬禁帶半導(dǎo)體材料等。

新型光子材料 主要是大直徑、高光學(xué)質(zhì)量人工晶體制備技術(shù)和有機、無機新型非線性光學(xué)晶體探索，大功離半導(dǎo)體激光光纖模塊及全固態(tài)（可調(diào)諧）激光技術(shù)，有機、無機超高亮度紅、綠、蘭之基色材料及應(yīng)用技術(shù)，新型紅外、蘭、紫半導(dǎo)體激光材料以及新型光探測和光存儲材料等。

稀土功能材料 主要是高純稀土材料的制備技術(shù)，超高磁能稀土永磁材料大規(guī)模生產(chǎn)先進技術(shù)，高性能稀土儲氫材料及相關(guān)技術(shù)。

生物醫(yī)用材料 高可靠性植入人體內(nèi)的生物活性材料合成關(guān)鍵技術(shù)，生物相容材料，如組織器字替代材料，人造血液，人造皮和透析膜技術(shù)，以及生物新材料制品性能、質(zhì)量的在線監(jiān)測和評價技術(shù)。

先進復(fù)合材料 主要是復(fù)合材料低成本制備技術(shù)，復(fù)合材料的界面控制與優(yōu)化技術(shù)，不同尺度不同結(jié)構(gòu)異質(zhì)材料復(fù)合新技術(shù)。

新型金屬材料 主要是交通運輸用輕質(zhì)高強材料，能源動力用高溫耐蝕材料，新型有序金屬間化合物的脆性控制與韌化技術(shù)以及高可靠性生產(chǎn)制造技術(shù)。

先進陶瓷材料 主要是信息功能陶瓷的多功能化及系統(tǒng)集成技術(shù)，高性能陶瓷薄膜、異質(zhì)薄膜的制備、集成與微加工技術(shù)，結(jié)構(gòu)陶瓷及其復(fù)合材料的補強、韌化技術(shù)，先進陶瓷的低成本、高可靠性、批量化制備技術(shù)。

高溫超導(dǎo)材料 主要是高溫超導(dǎo)體材料（準(zhǔn)單晶和織構(gòu)材料）批量生產(chǎn)技術(shù)，可實用化高溫超導(dǎo)薄膜及異質(zhì)結(jié)構(gòu)薄膜制備、集成和微加工技術(shù)研究開發(fā)等。

環(huán)境材料 主要是材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性評價技術(shù)，材料的延壽、再生與綜合利用新技術(shù)，降低材料生產(chǎn)資源和能源消耗新技術(shù)。納米材料及技術(shù) 主要是納米材料制備與應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，固態(tài)量了器件的制備及納米加工技術(shù)。

智能材料 主要是智能材料與智能系統(tǒng)的設(shè)計、制備及應(yīng)用技術(shù)。

材料的制備與評價技術(shù) 主要是材料精密制備、近凈形成形技術(shù)與智能加工技術(shù)，材料表面改性技術(shù)的低成本化途徑與批量生產(chǎn)技術(shù)，材料微觀結(jié)構(gòu)的模型化技術(shù)、智能化控制及動態(tài)實時監(jiān)測分析技術(shù)，不同層次的設(shè)計、性能預(yù)測和評價表征新技術(shù)。

3掃描電子顯微鏡在材料檢測分析中的應(yīng)用

a．?dāng)嗫诜治?/p>

材料斷口的微觀形貌往往與其化學(xué)成分、顯微組織、制造工藝及服役條件存在密切聯(lián)系，所以斷口形貌的確定對分析斷裂原因常常具有決定性作用。b.金相組織觀察與分析

在多相結(jié)構(gòu)材料中，特別是在某些共晶材料和復(fù)合材料的顯微組織和分析方面，由于可以獵助于掃描電鏡景深大的特點，所以完全可以采用深浸蝕的方法，把基體相溶去一定的深度，使得欲觀察和研究的相顯露出來，這樣就可以在掃描電鏡下觀察到該相的三維立體的形態(tài)，這是光學(xué)顯微鏡和透射電鏡無法做到的。c．?dāng)嗔堰^程的動態(tài)研究

有的型號的掃描電鏡帶有較大拉力的拉伸臺裝置，這就為研究斷裂過程的動態(tài)過程提供了很大的方便。在試樣拉伸的同時既可以直接觀察裂紋的萌生及擴展與材料顯微組織之間的關(guān)系，又可以連續(xù)記錄下來，為科學(xué)研究提供最直接的證據(jù)。

d．表面化學(xué)成分分析

掃描電鏡附帶功能可以增加能譜（ＥＤＳ），可以對斷口表面異常部位或不清楚的異物進行表面化學(xué)成分測試，幫助分析和判斷異物情況，測試的結(jié)果是定性測量，相對于ＩＣＰ之類定量測試的設(shè)備誤差較大。e．景深大

掃描的電鏡的景深大，比一般的光學(xué)放大鏡有獨特的優(yōu)點，可以對不同高度層次位置同時取照，拍攝一些立體感比較強的樣品圖片，例如電路板焊錫狀況檢查，劃痕的深度等。

f．樣品制備

對導(dǎo)電性材料來說，除了幾何尺寸和重量外幾乎沒有任何要求，尺寸和重量對不同型號的掃描電鏡的樣品室也有不同的要求。對于導(dǎo)電性較差或絕緣的樣品若采用常規(guī)掃描電鏡來觀察，則必須通過噴鍍金、銀等重金屬或碳真空蒸鍍等手段進行導(dǎo)電性處理。所有的樣品均必須無油污，無腐蝕等，以免對鏡筒和探測器的污染。

4.Ｘ射線的應(yīng)用——衍射檢測殘余應(yīng)力

定量分析軸承和內(nèi)燃機噴射器部件中的殘余奧氏體

檢測輸片惰性輪中的殘余應(yīng)力

檢測汽車發(fā)動機部件的殘余應(yīng)力（凸輪軸、連桿、發(fā)動機軸、均衡器）

檢測由于全回火引起的殘余應(yīng)力（家用電器、結(jié)構(gòu)部件）

檢測氣體傳導(dǎo)時所存在的工作壓力

檢測大幅度拉伸結(jié)構(gòu)件中的工作應(yīng)力

通過檢測應(yīng)力來測量工件噴丸和軋制的效率

檢測鑄件的殘余應(yīng)力（機械工具鑄鐵件和汽車鑄鋁部件）

檢測焊接引起的應(yīng)力（激光和電焊）

研究鋁合金汽車輪廓中的殘余應(yīng)力和應(yīng)力阻抗的關(guān)系

優(yōu)化切削去除的工作參數(shù)以提高機械部件的應(yīng)力阻抗

檢測螺旋式和葉式彈簧的殘余應(yīng)力

研究加上工作載荷后的臨界區(qū)域（武器和航空）

最新便攜式X射線衍射系統(tǒng)，可以分析殘余應(yīng)力和計算殘余奧氏體含量。

生產(chǎn)過程中，工件在經(jīng)熱處理、機械加工、焊接、表面處理等工序處理時就會產(chǎn)生殘余應(yīng)力。這類應(yīng)力會永久的影響工件抗力，尤其在有應(yīng)變的情況下，它往往導(dǎo)致工件的斷裂，這種斷裂原因用冶金學(xué)無法解釋。

殘余應(yīng)力的分析越來越重要。焊接工件、齒輪、噴丸或噴砂工件，以及工件進行熱處理或其它工序時，都可以借助X射線衍射進行控制和監(jiān)督。減少數(shù)據(jù)收集時間是進一步的要求，這款儀器已具備這樣的功能。

金屬中的應(yīng)力測量是根據(jù)原子面間距大小反映應(yīng)力大小的原理來實現(xiàn)的。通過X射線在分析部位的衍射來測量原子面間距。

即使殘余奧是體含量很低（5%）也能導(dǎo)致工件變形而使其不能使用。例如：內(nèi)燃發(fā)動機的噴射器銷、球軸承溝槽。測定它們的存在，可以改進熱處理工藝。

測定殘余應(yīng)力和殘余奧氏體。對任何尺寸的試樣都可進行非破壞性分析，因為它可以直接探測分析試樣。

第五篇：詞匯記憶方法在教學(xué)中的嘗試教育論文[范文模版]

《普通高中英語課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》規(guī)定高中英語課程的目標(biāo)以義務(wù)教育一至五級的目標(biāo)為基礎(chǔ)，共有四個級別(六至九級)的目標(biāo)要求。其中七級是高中階段必須達到的級別要求，八級和九級是為愿意進一步提高英語綜合語言運用能力的高中學(xué)生設(shè)計的目標(biāo)。八級的詞匯目標(biāo)是：運用詞匯理解和表達不同的功能、意圖和態(tài)度等；運用詞匯描述比較復(fù)雜的事物、行為和特征，說明概念等；學(xué)會使用3000個單詞和400—500個習(xí)慣用語或固定搭配。九級的詞匯目標(biāo)是：學(xué)會使用4500個左右的單詞和一定數(shù)量的習(xí)慣用語或固定搭配；能根據(jù)交際話題、場合和人際關(guān)系等相關(guān)因素選擇較為適當(dāng)?shù)脑~語進行交流或表達。單詞的詞義變化以及日常生活中新出現(xiàn)的詞匯。這對老師和學(xué)生來說都是一個很大的挑戰(zhàn)，要達到這個目標(biāo)要求老師和學(xué)生在詞匯學(xué)習(xí)過程中不斷地探索和總結(jié)，尋找好的詞匯學(xué)習(xí)方法。以下就是本人和學(xué)生在學(xué)習(xí)必修1各個單元詞匯教學(xué)的一些嘗試和所感。

一、音標(biāo)記憶法

英語中的48個音標(biāo)就像是漢語中的拼音，只要掌握了英語音標(biāo)，就會拼讀英語單詞了，而會讀單詞是詞匯學(xué)習(xí)的第一步。此外，英語單詞的發(fā)音一般都是有規(guī)則的，讀多了，你就會發(fā)現(xiàn)什么字母發(fā)什么音了，同樣，什么樣的音標(biāo)也能幫助我們推斷出英語單詞是怎么拼寫的了。所以本人在教學(xué)中就強調(diào)學(xué)生利用讀音規(guī)則拼讀單詞，根據(jù)讀音記住單詞，寫出單詞。音標(biāo)能幫助我們達到事半功倍的效果。如在教必修1 unit4的詞匯時，沒有強調(diào)語音的記憶方法時，全班學(xué)生易把destroy記成destory，把rescue記成recuse，本人就引導(dǎo)學(xué)生去注意它們的讀音，強調(diào)只有tr才會發(fā)[tr]，也只有oy才會發(fā)[i]；而教rescue時則強調(diào)其讀音是[‵reskju:]而不是[‵rekju: s]之后。而本單元的單詞frighten 很多學(xué)生記成是friten，經(jīng)過提醒其讀音為[‵fraitn]，gh不發(fā)音后，學(xué)生的準(zhǔn)確率就高多了。escape 也有學(xué)生記成ecape，在強調(diào)其讀音為[is‵keip]，這樣要求學(xué)生根據(jù)音標(biāo)來記單詞。學(xué)生只要根據(jù)讀音的規(guī)則來記單詞就不需要一個一個字母的去記單詞，記單詞的效果也就更好了。以下是筆者班級上50個學(xué)生單詞記憶情況：

destroy rescue frighten escape

強調(diào)讀音之前的錯誤人數(shù) 18 15 21 16

強調(diào)讀音之后的錯誤人數(shù) 4 2 8

3二、構(gòu)詞法記憶法

英語單詞中，大部分都是通過合成，派生，轉(zhuǎn)化三種方法構(gòu)成的。掌握構(gòu)詞法讓學(xué)生可以幫助學(xué)生利用已掌握的單詞來學(xué)習(xí)新的單詞。

合成是指兩個或兩個以上的單詞可以構(gòu)成一個新的單詞 如必修1 unit1中的outdoors（out+door+s），highway（high+way），overcoat（over+coat），suitcase（suit+case），必修1 unit2中的northwestern（north+west+ern），southeastern（south+east+ern），必修1 unit4中的earthquake（earth+quake），farmyard（farm+yard），headline（head+line），outline（out+line）；必修1unit5中的warm-hearted（warm+heart+ed），easy-going（easy+going），mankind（man+kind）。

派生是指在詞根的基礎(chǔ)上加上前綴或后綴行成一個新的單詞，如adj+-ly=adv: 如unit1的entirely，unit2中的actually，gradually，fluently，frequently；unit3中的finally，unit4中的sincerely。dis-/un-/im-/il-等均為否定前綴unit1中的disagree，dislike，unhappy，impossible，illegal等；en-+adj或adj+-en=v :enrich（en+rich），largen(large+-en),widen(wide+-en)。

而轉(zhuǎn)化是指同一個單詞可以轉(zhuǎn)化成不同的詞性。如We need to water the flowers every day。

此處water不是名詞而轉(zhuǎn)化成動詞，表“澆水；We had to tidy the room first。在此句中tidy不是形容詞而是動詞等。

我們可以根據(jù)此在閱讀中強化對詞匯的猜測，進一步掌握更多的詞匯。所以在我們掌握了構(gòu)詞法后我們能更好更快對詞匯進行歸類，更好記憶和使用詞匯了。

三、聯(lián)想記憶法

諧音法就是其中一種，它利用英語單詞的發(fā)音的諧音進行記憶單詞。如，foolish它的發(fā)音和我們土話中的很笨是一樣的，這樣學(xué)生一想就全記住了，還有stove的發(fā)音也很好笑，學(xué)生笑一笑也就記住了。

另一種是聯(lián)想學(xué)生的現(xiàn)有的知識來記住易混淆的詞匯，如in time 和on time意思分不清，聯(lián)想物理上的磁鐵的陰極（in 及）就能很容易的記住in time 為及時，而on time 為準(zhǔn)時；try to do sth 和try doing sth也很容易混淆，都是如果由try one’s best to do sth（竭盡全力做某事）來聯(lián)想到try to do sth 只是比它少了one’s best可知try to do sth意為盡力做某事而try doing sth意為試著做某事；break up 和break down 兩個詞組均有“分解”之意，但是break up 是物理分解，break down是化學(xué)分解，我們可以用The smoke broke up in the sky。根據(jù)up這個詞的本意“向上”來記住煙霧向上向上便散開了，也就分解了，只要記住up up煙霧向上分子散開就是物理分解，反之break down就是化學(xué)分解了；聯(lián)想記憶的方法能夠讓我們更好更牢的記住單詞，而且記憶過程非常的輕松愉快。

四、對比記憶法

對比記憶法就是利用對比不同詞匯的異同來強化對詞匯的記憶。如，對比rise和raise，rise為不及物動詞，沒有被動語態(tài)，意為“升高，抬高”；而raise為及物動詞，有被動語態(tài)，意為“提起，舉起”和“撫養(yǎng)，飼養(yǎng)”；run out 和run out of均意為“用完”，但是前者為不及物動詞而后者為及物動詞，使用時就會出現(xiàn)sth run out=sth run out of;類似的結(jié)構(gòu)還有很多，如come up和come up with;還有search/search for;suffer/ suffer from;prepare/ prepare for;in charge of /in the charge of;in possession of/ in the possession of;go to school/ go to the school都可以進行對比記憶來強化學(xué)生的記憶，使學(xué)生能更好的掌握詞匯的意義和用法。

五、歸納記憶法

美國著名記憶學(xué)家杰羅姆曾說過：“人類記憶的首要問題不是儲存，而是檢索?！?就是說，只要將儲存的零散、雜亂無章的東西進行系統(tǒng)分析、總結(jié)、歸納和編排，真正納入頭腦中已有的知識結(jié)構(gòu)和記憶網(wǎng)絡(luò)中去，才能熟記于心，永不遺忘，且容易調(diào)遣。這種對零散的單詞進行排隊、歸類、總結(jié)和推理的記憶法叫做歸納記憶法，這種方法可以達到“異中求同”，很多看起來毫無聯(lián)系的單詞可以歸在一起記憶。

Happen / take place / come about / occur / arise表發(fā)生的動詞均為不及物動詞沒有被動語態(tài)。

Meet with / come across / run into均為“偶然遇到”Prepare / suffer/ search+ 動作的直接承受者。

Prepare for/ suffer from/ search for+動作的原因或目的表地點。

一些名詞前無冠詞時均與該名詞的專有職責(zé)有關(guān)如Go to school/ hospital / church /court，譯為“去上學(xué)/去看病/去祈禱/上庭”，而Go to the school/ hospital / church /court，譯為“去學(xué)校（醫(yī)院/教堂/法院）那個地方”。

總之，只有學(xué)生和老師在詞匯學(xué)習(xí)過程不斷的總結(jié)歸納，不斷的探索，努力找出適合自己的最好的記憶方法，讓詞匯在我們的腦海里牢牢的扎根，讓我們在英語學(xué)習(xí)能過隨時的調(diào)遣使用使我們的最終目標(biāo)。