計算機研究論文范文

前言：我們精心挑選了數篇優質計算機研究論文文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

未來的計算機技術將向超高速、超小型、平行處理、智能化的方向發展。盡管受到物理極限的約束，采用硅芯片的計算機的核心部件CPU的性能還會持續增長。作為Moore定律驅動下成功企業的典范Inter預計2001年推出1億個晶體管的微處理器，并預計在2010年推出集成10億個晶體管的微處理器，其性能為10萬MIPS（1000億條指令／秒）。而每秒100萬億次的超級計算機將出現在本世紀初出現。超高速計算機將采用平行處理技術，使計算機系統同時執行多條指令或同時對多個數據進行處理，這是改進計算機結構、提高計算機運行速度的關鍵技術。

同時計算機將具備更多的智能成分，它將具有多種感知能力、一定的思考與判斷能力及一定的自然語言能力。除了提供自然的輸入手段（如語音輸入、手寫輸入）外，讓人能產生身臨其境感覺的各種交互設備已經出現，虛擬現實技術是這一領域發展的集中體現。

傳統的磁存儲、光盤存儲容量繼續攀升，新的海量存儲技術趨于成熟，新型的存儲器每立方厘米存儲容量可達10TB（以一本書30萬字計，它可存儲約1500萬本書）。信息的永久存儲也將成為現實，千年存儲器正在研制中，這樣的存儲器可以抗干擾、抗高溫、防震、防水、防腐蝕。如是，今日的大量文獻可以原汁原味保存、并流芳百世。

新型計算機系統不斷涌現

硅芯片技術的高速發展同時也意味著硅技術越來越近其物理極限，為此，世界各國的研究人員正在加緊研究開發新型計算機，計算機從體系結構的變革到器件與技術革命都要產生一次量的乃至質的飛躍。新型的量子計算機、光子計算機、生物計算機、納米計算機等將會在21世紀走進我們的生活，遍布各個領域。

量子計算機

量子計算機是基于量子效應基礎上開發的，它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來表示開與關的狀態，利用激光脈沖來改變分子的狀態，使信息沿著聚合物移動，從而進行運算。

量子計算機中數據用量子位存儲。由于量子疊加效應，一個量子位可以是0或1，也可以既存儲0又存儲1。因此一個量子位可以存儲2個數據，同樣數量的存儲位，量子計算機的存儲量比通常計算機大許多。同時量子計算機能夠實行量子并行計算，其運算速度可能比目前個人計算機的PentiumⅢ晶片快10億倍。目前正在開發中的量子計算機有3種類型：核磁共振(NMR)量子計算機、硅基半導體量子計算機、離子阱量子計算機。預計2030年將普及量子計算機。

光子計算機

光子計算機即全光數字計算機，以光子代替電子，光互連代替導線互連，光硬件代替計算機中的電子硬件，光運算代替電運算。

與電子計算機相比，光計算機的“無導線計算機”信息傳遞平行通道密度極大。一枚直徑5分硬幣大小的棱鏡，它的通過能力超過全世界現有電話電纜的許多倍。光的并行、高速，天然地決定了光計算機的并行處理能力很強，具有超高速運算速度。超高速電子計算機只能在低溫下工作，而光計算機在室溫下即可開展工作。光計算機還具有與人腦相似的容錯性。系統中某一元件損壞或出錯時，并不影響最終的計算結果。

目前，世界上第一臺光計算機已由歐共體的英國、法國、比利時、德國、意大利的70多名科學家研制成功，其運算速度比電子計算機快1000倍。科學家們預計，光計算機的進一步研制將成為21世紀高科技課題之一。

生物計算機（分子計算機）

生物計算機的運算過程就是蛋白質分子與周圍物理化學介質的相互作用過程。計算機的轉換開關由酶來充當，而程序則在酶合成系統本身和蛋白質的結構中極其明顯地表示出來。

20世紀70年代，人們發現脫氧核糖核酸(DNA)處于不同狀態時可以代表信息的有或無。DNA分子中的遺傳密碼相當于存儲的數據，DNA分子間通過生化反應，從一種基因代瑪轉變為另一種基因代碼。反應前的基因代碼相當于輸入數據，反應后的基因代碼相當于輸出數據。如果能控制這一反應過程，那么就可以制作成功DNA計算機。

蛋白質分子比硅晶片上電子元件要小得多，彼此相距甚近，生物計算機完成一項運算，所需的時間僅為10微微秒，比人的思維速度快100萬倍。DNA分子計算機具有驚人的存貯容量，1立方米的DNA溶液，可存儲1萬億億的二進制數據。DNA計算機消耗的能量非常小，只有電子計算機的十億分之一。由于生物芯片的原材料是蛋白質分子，所以生物計算機既有自我修復的功能，又可直接與生物活體相聯。預計10～20年后，DNA計算機將進入實用階段。

納米計算機

“納米”是一個計量單位，一個納米等于10[-9]米，大約是氫原子直徑的10倍。納米技術是從80年代初迅速發展起來的新的前沿科研領域，最終目標是人類按照自己的意志直接操縱單個原子，制造出具有特定功能的產品。

現在納米技術正從MEMS（微電子機械系統）起步，把傳感器、電動機和各種處理器都放在一個硅芯片上而構成一個系統。應用納米技術研制的計算機內存芯片，其體積不過數百個原子大小，相當于人的頭發絲直徑的千分之一。納米計算機不僅幾乎不需要耗費任何能源，而且其性能要比今天的計算機強大許多倍。

目前，納米計算機的成功研制已有一些鼓舞人心的消息，惠普實驗室的科研人員已開始應用納米技術研制芯片，一旦他們的研究獲得成功，將為其他縮微計算機元件的研制和生產鋪平道路。互聯網絡繼續蔓延與提升

今天人們談到計算機必然地和網絡聯系起來，一方面孤立的未加入網絡的計算機越來越難以見到，另一方面計算機的概念也被網絡所擴展。二十世紀九十年代興起的Internet在過去如火如荼地發展，其影響之廣、普及之快是前所未有的。從沒有一種技術能像Internet一樣，劇烈地改變著我們的學習、生活和習慣方式。全世界幾乎所有國家都有計算機網絡直接或間接地與Internet相連，使之成為一個全球范圍的計算機互聯網絡。人們可以通過Internet與世界各地的其它用戶自由地進行通信，可從Internet中獲得各種信息。

回顧一下我國互聯網絡的發展，就可以感受到互聯網普及之快。近三年中國互聯網絡信息中心(CNNIC)對我國互聯網絡狀況的調查表明我國的Internet發展呈現爆炸式增長，2000年1月我國上網計算機數為350萬臺，2001年的統計數為892萬臺，翻一番多；2000年1月我國上網用戶人數890萬；2001年1月的統計數為2250萬人，接近于3倍；2000年1月CN下注冊的域名數為48575，2001年1月的統計數為122099個，接近于3倍；國際線路的總容量目前達2799M，8倍于2000年1月的351M。

人們已充分領略到網絡的魅力，Internet大大縮小了時空界限，通過網絡人們可以共享計算機硬件資源、軟件資源和信息資源。“網絡就是計算機”的概念被事實一再證明，被世人逐步接受。

在未來10年內，建立透明的全光網絡勢在必行，互聯網的傳輸速率將提高100倍。在Internet上進行醫療診斷、遠程教學、電子商務、視頻會議、視頻圖書館等將得以普及。同時，無線網絡的構建將成為眾多公司競爭的主戰場，未來我們可以通過無線接入隨時隨地連接到Internet上，進行交流、獲取信息、觀看電視節目。

移動計算技術與系統

隨著因特網的迅猛發展和廣泛應用、無線移動通信技術的成熟以及計算機處理能力的不斷提高，新的業務和應用不斷涌現。移動計算正是為提高工作效率和隨時能夠交換和處理信息所提出，業已成為產業發展的重要方向。

移動計算包括三個要素：通信、計算和移動。這三個方面既相互獨立又相互聯系。移動計算概念提出之前，人們對它們的研究已經很長時間了，移動計算是第一次把它們結合起來進行研究。它們可以相互轉化，例如，通信系統的容量可以通過計算處理（信源壓縮，信道編碼，緩存，預取）得到提高。

移動性可以給計算和通信帶來新的應用，但同時也帶來了許多問題。最大的問題就是如何面對無線移動環境帶來的挑戰。在無線移動環境中，信號要受到各種各樣的干擾和衰落的影響，會有多徑和移動，給信號帶來時域和頻域彌散、頻帶資源受限、較大的傳輸時延等等問題。這樣一個環境下，引出了很多在移動通信網絡和計算機網絡中未遇到的問題。第一，信道可靠性問題和系統配置問題。有限的無線帶寬、惡劣的通信環境使各種應用必須建立在一個不可靠的、可能斷開的物理連接上。在移動計算網絡環境下，移動終端位置的移動要求系統能夠實時進行配置和更新。第二，為了真正實現在移動中進行各種計算，必須要對寬帶數據業務進行支持。第三，如何將現有的主要針對話音業務的移動管理技術拓展到寬帶數據業務。第四，如何把一些在固定計算網絡中的成熟技術移植到移動計算網絡中。

第2篇

目前，著名數據庫管理系統有Oracle、Sybase、Informix、Microsoft、MicrosoftAccess、VisualFoxPro等,這些產品各以自己特有的功能，在數據庫市場上占有一席之地。下面簡要介紹幾種常用的數據庫管理系統。

1.Oracle。Oracle是一個最早商品化的關系型數據庫管理系統，也是應用廣泛、功能強大的數據庫管理系統。Oracle作為一個通用的數據庫管理系統，不僅具有完整的數據管理功能，還是一個分布式數據庫系統，支持各種分布式功能。Oracle使用PL/SQL語言執行各種操作，具有可開放性、可移植性、可伸縮性等功能。

2.Sybase。最新版本的SybaseAdaptiveServer與以前的版本相比，具有更豐富的功能設置，Sybase比較強大的地方在于它對資源的低占有率上。在這一方面，Sybase15還引入了新的“專利查詢過程技術”，顯示了增強的性能和降低的硬件資源消耗。

3.MicrosoftSQLServer。MicrosoftSQLServer是一種典型的關系型數據庫管理系統，可以在許多操作系統上運行，它使用Transact-SQL語言完成數據操作。由于MicrosoftSQLServer是開放式的系統，其它系統可以與它進行完好的交互操作。

4.MicrosoftOffice。作為MicrosoftOffice組件之一的MicrosoftAccess是在Windows環境下非常流行的桌面型數據庫管理系統。Access既擁有用戶界面(VB可以用來開發用戶界面)；也擁有邏輯、流程處理，即VBA語言(VB也可以用來做邏輯處理)；又可以存儲數據，即在“表”中存儲數據。使用MicrosoftAccess無需編寫任何代碼，只需通過直觀的可視化操作就可以完成大部分數據管理任務。在MicrosoftAccess數據庫中，包括許多組成數據庫的基本要素。這些要素是存儲信息的表、顯示人機交互界面的窗體、有效檢索數據的查詢、信息輸出載體的報表、提高應用效率的宏、功能強大的模塊工具等。

5.VisualFoxPro。VisualFoxPro是Microsoft公司VisualStudio系列開發產品之一，簡稱VFP是Xbase數據庫家族的成員，可以運行于Windows9X/2000和WindowsNT平臺的32位的數據庫開發系統。VisualFoxPro提供了一個功能強大的集成化開發環境，采用可視化和面向對象的程序設計方法，使數據管理和應用程序的開發更加簡便。VisualFoxPro是數據庫管理軟件，可實現數據與應用程序獨立。

二、如何選擇適合自己的數據庫軟件

1.按性能應從以下幾個方面予以考慮：

(1)構造數據庫的難易程度；(2)程序開發的難易程度；(3)數據庫管理系統的性能分析；(4)對分布式應用的支持；(5)并行處理能力；(6)可移植性和可擴展性；(7)數據完整性約束；(8)并發控制功能；(9)容錯能力；(10)安全性控制；(11)支持漢字處理能力。

2.按需求來選擇

選擇一個數據庫的主要理由就是它的功能是否可以很好地支持你的應用程序。人們通常使用數據庫來完成的任務有：支持Web、事務處理、文本搜索，有的情況下復制也是一個重要的要求。在事務處理方面，Oracle看上去更有領先優勢，接下來是微軟的SQLServer。沒有一個開源數據庫具有可以與Oracle相媲美的事務處理功能。

3.按易用性和管理來選擇；

4.按支持性來選擇；

5.按成本因素來選擇。

三、結論

Oracle是商業數據庫的代表，具有非常豐富的功能、廣泛的平臺支持和大量的附加功能。目前Access更常用一些，Access不是一種存儲格式，是一種軟件。ACCESS這個軟件本身就具有開發者使用的界面和適合于“最終用戶”的界面。但學習FoxPro可為學型數據庫管理軟件大典基礎。微軟的SQLServer只可以運行在其Windows操作系統平臺上。不過由于Windows操作系統的廣泛普及，缺乏對其他系統的支持并沒有阻擋SQLServer的市場份額的增長。SQLServer是真正的中大型數據庫,VFP是桌面數據庫,使用方便、易學，但實際上犧牲了真正數據庫的一些功能，如安全性；此外，VFP既是數據庫又是編程語言（開發工具）。SQLServer是中大型數據庫,VFP是帶有自身數據庫的編程語言。

總體來說，選擇什么樣的數據庫要看你的應用程序的需要。如果它是以閱讀數據庫為主的Web應用，MySQL無疑是最佳選擇。而如果需要那些事務處理和復雜的數據庫功能，那么可選擇Oracle和微軟的SQLServer。如果你需要一些商業數據庫的高級功，但又不想支付授權費用，那么可以考慮PostgreSQL或Ingres。對于嵌入式數據庫應用，MySQL和Sybase所占有的系統資源最少。總之，最適合的才是最好的！

參考文獻：

[1]劉守根.數據庫管理系統的現狀和發展方向初探.內江科技，2006，(2).

[2]陳業斌.分布式數據庫管理系統的設計與實現.安徽工業大學學報(自然科學版)，2005,(3).

[3]姬志剛.計算機、網絡與信息社會.科技咨詢導報，2006，(20).

[4]薛向陽.數據庫管理系統的開發與程序的設計.渭南師范學院學報，2005,(2)

[5]竺洪平.數據庫管理系統的設計與程序的開發.中小學電教，2005，(6).

第3篇

萊鋼熱電廠2#風機是德國GHH公司1975年設計制造的產品，由于煉鐵工藝的改進，對高爐供風的安全性、穩定性等都發生了變化，原先采用的常規儀表電氣控制已不能滿足工藝的要求，尤其是在防喘調節上。為此2002年對2#風機進行了計算機控制系統的技術攻關改造。這次改造采用的是ABB公司的DIGIMATIK系列Freelance系統，完成生產工藝顯示、數據的處理顯示、工藝設備控制、PID回路的自動調節、故障報警和報表打印等功能。經過半年多的運行，整個系統穩定可靠，大大提高了機組的自動化水平。

2系統硬件

2.1硬件選型

根據工藝要求，系統點數如附表所示。

該控制系統的總點數為136點。

2.2系統硬件配置

本控制系統由1個過程站、2個工程師/操作員站組成，配置圖如圖1所示。

各個站之間的數據交換是這樣實現的:

現場采集的數據通過信號線送到DCS的模塊，模塊進行轉換后，直接或通過DiginetP送到處理器里，處理器就根據編制的程序對信號進行處理，并且將數據通過DiginetS送到工程師/操作員站上進行顯示，操作員在監控畫面上啟停設備或調節閥門，這些數據就通過送到處理器里，處理器根據程序處理后，將其直接或通過DiginetP送到輸出模塊，控制現場設備。

過程站采用了處理器和電源冗余，即為系統配置了2塊處理器，平時正常運行時，一個處于運行狀態，一個處于熱備狀態。

過程控制網絡DiginetS也采用了冗余配置。通過2個集線器HUB，操作站和工程師站上的各2個以太網卡及4條雙絞線構成兩個互為冗余的以太網絡。只要4條雙絞線中的任何一條能夠保證工作正常，就可以保證整個系統的正常運行。這樣就可以大大提高系統的安全性。

打印機用于打印報表。

3軟件編制

Freelance2000系統是一個緊湊型的計算機系統，它將DCS技術和PLC技術集于一身，既可以進行復雜的儀控，又可以進行常規的電氣控制。

編制的步驟:

(1)項目樹組態

組態整個項目樹所管理的PS(過程站)、OS(操作站)，即整個系統所配置的過程站和操作站，并組態好每個過程站的程序結構，每個操作站的畫面監控結構

(2)系統組態

組態整個系統所連的PS、OS，并為過程站配置I/O模塊，對模塊的每一個通道的信號進行組態。

(3)網絡組態

為DigiNetS上所連的所有節點進行組態，配置其IP地址、ID地址。

(4)程序編制

即根據工藝要求進行編程實現工藝提出的控制功能。

(5)畫面的編制

根據工藝要求，編制工藝流程畫面、設備啟停畫面、歷史趨勢畫面、工藝參數顯示畫面、閥門操作畫面等，使操作人員可以通過畫面監視整個生產過程，啟停設備、監視參數、調節閥門，觀察趨勢，查詢歷史記錄。

(6)報表打印實現隨時打印報表。

4控制功能

4.1過程參數的調節

生產過程中重要的熱工參數均能隨時進行調節，進行了PID回路控制，使之維持在設定值左右，所有的PID回路都可以進行PV跟蹤，無擾動切換。

調節回路有3種工作方式:自動，半自動，手動

(1)冷凝器液位自動調節

通過調節出口調節閥和再循環閥來控制冷凝器液位，用1個PID回路控制2個閥門，PID的輸出直接控制再循環閥，PID的輸出經取反后控制出口調節閥，控制框圖見圖2。

(2)防喘振控制

當鼓風機送風量減小，出口壓力升高時，鼓風機就容易出現喘振。

在不同的轉速下，造成喘振的喉部差壓和排氣壓力不同，根據不同轉速下造成喘振的喉部差壓、排氣壓力可繪制出喘振曲線;根據不同的轉速下，在不同的喉部差壓、排氣壓力下，防喘閥動作的情況，可繪制出防喘線，如圖3所示。鼓風機正常工作時，其工作點是在防喘線以下運行的，若越過防喘線則防喘閥就動作，進行放風，以防喘振的出現。圖3中,A:喘振曲線;B:防喘線;C:轉速最小時的特性曲線;D:轉速最大時的特性曲線;P:工況運行點。

我們根據工藝要求，采用了模擬加數字的控制方法，在調節范圍內，常規PID調節起作用，在緊急情況下，數字調節起作用，使風機的防喘閥迅速打開，解除緊急情況，調節框圖見圖4。

其中:SP—根據風機喉部差壓及風機進氣溫度來計算

PV—風機排氣壓力

當PV-SP＞2，則系統就會發喘振預報，提醒操作人員注意。采用此種控制方法后，大大提高了機組的穩定性，降低了故障率。

4.2電氣控制

主要控制設備有汽機、風機、防喘閥、盤車電機、盤車油壓電磁閥、冷凝液泵、油泵等。可以實現這些設備的自動啟停、故障報警以及緊急停機等功能，并對一些參加連鎖的重要信號采取了冗余技術，進行了閉環控制。風機進氣溫度是否正常，可用于判斷逆流是否發生，因此在風機進氣管路上安裝了2個溫度控制器，采取了3取2的控制方法。流程圖如圖5所示。

4.3流量計算

可以實現風機吸入流量和汽機新汽流量的計算及累計，分別累計8小時、24小時、30天的數據，并顯示累計量的起始時間。計算公式如下:

4.4監控功能

工藝流程畫面5幅，包括風機監測，汽機疏水系統，汽機控制系統，軸系監測系統，油系統;

歷史趨勢畫面24幅，共計可以對138個數據進行歷史分析，數據可以保存7天;

設備聯鎖畫面2幅，包括啟動聯鎖和停機聯鎖;

閥門操作畫面2幅，包括2個PID調節回路;

報警畫面1幅，重要的報警信號都包括在內;

參數顯示畫面1幅，顯示一些重要參數的值;

防喘監視畫面1幅，用于監視工況運行情況;

通過這些畫面，操作人員可以在主控室對各個工藝參數進行調節、啟停設備，處理報警，分析參數趨勢，查看歷史記錄。

4.5報表打印功能

可以根據需要隨時打印報表。

5本系統的技術特色

(1)整個系統采用了處理器冗余、電源冗余，系統的可靠性大大提高。

(2)對于風機的防喘振控制，采用了模擬加數字調節的方法，在調節范圍內，常規PID調節起作用，在緊急情況下，數字調節起作用，使風機的防喘閥迅速打開，解除緊急情況，使風機的喘振控制達到最優化，且反應迅速，保護整個機組的安全。

(3)對于參加停機聯鎖的重要信號，采取了冗余技術，如進風溫度控制采用了3取2的控制方法;防喘閥故障停機采取了雙信號控制等，既使機組安全運行，又有效防止了誤停機的發生。

(4)機組安全運行、逆流保護實現了閉環控制，既保護了機組又使機組穩定安全運行。

6結論

Freelance2000自動控制系統在風機上的成功應用，較好的實現了生產工藝設備的自動啟停控制及電器連鎖保護、數據的自動采集和處理、工藝畫面顯示、受控指標超限報警、設備故障報警、回路調節和報表打印功能。性能穩定可靠，操作維護方便，在降低能耗、高產穩產、保護環境方面發揮了較大作用。