通信与信息工程学院
MIMO系统的结构和设计之课程设计(综
合实验)
MIMO系统的结构和设计
摘要:未来的新一代移动通信系统（4G）需要极高的数据速率，在有限的频谱下提供尽可能高的传输速率，这就需要采用高频谱利用率技术。在理想情况下，多进多出(MIMO)技术可以随着天线数目的增大而线性增大信道容量，具有极高的频谱利用率技术，是未来移动通信系统中最富有竞争力的技术之一。阐述了MIMO技术的基本原理，并在此基础上对MIMO系统的信道容量以及阵列增益等性能做出了深入分析和推导。并介绍了MIMO技术中的空间复用和分集。给出了MIMO技术的研究方向。
关键词：移动通信，MIMO，4G，信道容量，阵列增益，空间复用，空间分集。
The Structure and Design of MIMO
System
ZHAO Wenjie, ZHU Xinghao, WANG Yongfeng, LI Qi, AN Bohui
(XUST telecommunication and Information Engineering)
Abstract:
The next generation mobile c ommunication, 4G called, will support very high data transmission rate. It’s necessary to introduce technology with high frequency utilization in limited frequency spectrum. MIMO is a technology to increase channel capacity with adding more antennas and ha s very high spectrum utilization. It’s one of the most competitive technologies in future mobile communications. This thesis introduce basic theory about MIMO and make deep analyze and deduct about the channel capacity and array gain. Also discussed the key techniques of MIMO and described its developing trend in future.
Key Word：
mobile communication ，MIMO，LTE，channel capacity ，array gain ，space diversity, space multiplexing
一、MIMO概述
未来的无线通信系统对传输的最高速率和容量都提出了更高的要求，如何用有限的无限频谱来满足日益增长的通信需求就成为一个重要课题。早在1948年Shannon就已经在文献1中给出了SISO系统信道容量的上限：C=Blog2(1+S/N)。频谱效率上限为
C/B=log2(1+S/N)。对于这种单入单出SISO系统，无论采用多么先进的调制和编码方式，都只能使系统信道容量接近这个上限，而不可能超越他。随着Turbo码和LDPC编码技术的成熟和实用化，实际系统基本上逼近了香农的信道容量极限。
在新一代移动通系统中，人们对传输速率提出了更高的要求，这提出了在频谱资源有限的前提下支持高速率的要求。研究表明MIMO技术可以满足要求。MIMO技术在室内传播环境下频谱效率可以达到20-40bit/s/Hz,远远超过传统无线通信中的
1-5bit/s/Hz与微波传输中的10-12bit/s/Hz。
多入多出(MIMO)最早提出于1908年，它利用多天线抑制信道衰落。MIMO技术是指在发射端和接收端使用多个发射天线和接收天线。MIMO技术的关键是能够将传统通信系统中存在的多径影响因素变成对用户通信有利的因素。MIMO技术有效利用了随即衰落和可能存在的多径传播来成倍提高业务传输速率。MIMO技术的成功之处主要在于它能在不增加信号额外带宽的前提下带来无线通信性能上几个数量级的提升。这促进了信道模型、信息论与编码、信号处理、天线设计及固定/无线多天线蜂窝的设计。
贝尔实验室的E.Talater2和G.J.Foschini3分别独立在各自的论文中论证了理论MIMO信道的香农容量。他们指出使用N t×N r信道矩阵描述N t根发射天线和N r
根接收天线系统的无线信道，且该矩阵元素间具有理想的独立衰落，系统容量将会随发射端和接收端天线数中较小一方min(N t , N r)的增加而线性增加。这可以在SISO的基础上成倍增加系统容量。
根据MIMO系统的定义可以得知基于发射分集和接受分集的多进单出（MISO）方式和单进多出（SIMO）方式也是MIMO的一部分。
二、MIMO系统中的极限容量
（一）对于SIMO系统
1Shannon C. E. A mathematical theory of communication [J]. Bell System Technical Journal, 1948(27):379-429.
2Telatar E. Capacity of Multi-antenna Gaussian Channels[J]. European Trans Tel., 1999, 10(5):585-595.
3Foschini G. J, Gans M. J. On Limits of Wireless Communications in Fading Environment when Using Multiple Antennas[J]. Wireless Personal Communications, 1998(6):311-334.
采用单天线发送，接收的天线数目为2的结构，即N r=2。在接收端采用最大比合并的相干接收技术，接收信号,此时极限容量可以表示为
其中，P t 是发送的总功率，δn 是噪声功率。由极限容量公式可以看出，信道容量会随着接收天线数呈对数增加。
（二）对于MISO系统
采用单天线接收，发送的天线数目为2的结构，即N t=2。在发送端采用闭环发送分集技术，接收信号,此时极限容量可以表示为
其中，P t. 是发送的总功率，δn 是噪声功率。由极限容量公式可以看出，信道容量也会随着发送天线数呈对数增加。
（三）对于MIMO系统
采用单天线接收，发送的天线数目为2的结构，即N t=2。在发送端采用闭环发送分集技术，接收信号,此时极限容量可以表示为
其中，P t 是发送的总功率，δ n 是噪声功率。由极限容量公式可以看出，信道容量也会随着发送天线数呈对数增加。
三、MIMO系统中的技术
MIMO技术实质上是为系统提供空间复用增益和空间分集增益。空间复用技术可以大大提高信道容量，而空间分集则可以提高信道的可靠性，降低信道误码率。
（一）空间复用技术
空间复用就是在接收端和发射端使用多副天线，充分利用空间传播中的多径分量，在同一频带上使用多个数据通道（MIMO子信道）发射信号，从而使得容量随天线数量的增加而线性增加。这种信号容量的增加不需要占用额外的带宽，也不需要消耗额外的发射功率，因此是提高信道和系统容量的一种非常有效的手段。
空间复用，首先将需要传送的信号经过串并转换成几个平行的信号流，在同频带中多天线同时发送。数据流经过脉冲形成，并调制。由于多径传播，每一副发射天线对接收端产生一个不同的空间信号，接收方利用信号不同来区分各自的数据流。实现空间复用必须要求发射和接收天线之间的间距大于相关距离。即要求发和接受天线间距大于相关距离（通常为）10个信号波长以上。这样才能保证收发端各个子信道是独立衰落的不相关信道。
对于空间复用而言，BLAST是一种可以实现空间复用增益的算法。1998年由Foschini和G.Golden提出V-BLAST算法。V-BLAST算法不是对所有的发送信号一起解码，而是首先对最强的信号解码，然后在接收到的信号中减去这个最强的信号，再对剩余信号中的最强信号解码，再减去这个信号，这样一次进行，直到所有的信号都被译出来。V-BLAST算法是算法复杂度和译码性能综合考虑下一种最优的译码算法。
（二）发送分集和接收分集
空间分集技术可以分为接收分集和发射分集两类，通常可以认为SIMO系统是接收分集，MISO系统是发射分集。无线信号在复杂的无线信道中传播产生Rayleigh衰落，在不同空间位置上其衰落特性不同。如果两个位置间距大于天线之间的相关距离（通常相隔十个信号波长以上）就认为两处的信号完全不相关，这样就可以实现信号空间分集接收。空间分集一般用两副或者多副大于相关距离的天线同时接收信号，然后在基带处理中将多路信号合并。在SIMO系统中的接收分集技术可以分成最大比率合并（MRC）、等增益合并（EGC）和选择分集合并(SDC)三种类型。在最大比率合并的接收中，每一副天线的输出用一个复数加权，然后相加；等增益合并接收使各副天线的输出信号保持同相，然后相加。选择分集合并接收中，简单地选择众多信号中的一个质量最好的天线的信号，并使用该信号作为接收到的信号。由于最大比率合并之后信号的信噪比等于合并之前各支路的信噪比之和，因此是最佳的合并方式。
发射分集就是将分集的负担从终端转移到基站端，然而采用发射分集的主要问题是在发射端不知道衰落信道的信道状态信息(CSI)。因此必须采用信道编码以保证各信道具有良好的性能，具体是采用空时编码4。空时编码是信道编码设计和多发射天线的结合，由AT&T实验室的Tarokh等人提出。空时码在将数据分成N个数据子流在N副天线上同时发射时，建立了空间分离信号（空域）和时间分离信号(时域)之间的关系,而且在采用最大比率接收合并技术接收时，这些空时码方案可以获得相同的分集增益。除了分集增益以外，好的空时码还可以获得一定的编码增益。
4S.M Alamouti. A simple transmit diversity technology for wireless communications. IEEE J. Sel Areas in
comm,1998,(10):1451~1458
基于分集发射的空时码可以分为空时格码（STTC：Space-Time Trellis Code）和空时块码（STBC: Space-Time Block Code）。空间格码具有较好的性能，但其译码复杂度与传输速率成指数关系，实现难度较大。S.M.Alamouti在文献中论证了通过一定的信道编码可以将1×2的接受分集增益，转换成2×1的发射分集增益而不会损失分集增益，这可以认为是空时块码的原始模型。在这个基础上Tarokh提出了空时块码，正交设计理论的空时块码性能稍逊于空时格码，但其译码复杂度低，还可能得到最大的分集发射增益。接收端通常需要知道各无线信道的参数，即信道估计，可以使用基于导频训练序列进行信道估计，也可以使用盲估计。
四、MIMO系统的性能增益
MIMO系统性能上的增益，主要包括功率增益、阵列增益、分集增益和空间复用增益。
（一）功率增益
功率增益是指发射端通过增加发射功率获得的增益。当采用多天线发射时，由于有N个发射通道，因此发射的总功率相当于单天线发射的N倍，此时在接收端的SNR可以获得10lg(N )dB的增益。在单天线发射时也可以增加发射功率，但此时对功放的要求会提高。由于单个功放的成本与功率并非线性关系，因此采用多天线发射提高总的发射功率可以更经济地获得功率增益。
（二）阵列增益
阵列增益是指通过对接受信号的相干合并，或在发送端进行闭环发送，而获得平均SNR的增加。
以接收分集为例，如图，单天线发送，两天线接收：。
经过相干合并后得到：
则接收端的信噪比为：
显然，如果h 1和h 2独立同分布，则两天线接收获得了 3dB的阵列增益。推而广之，通过闭环发送分集和接收信号的相干合并，N t根天线的闭环发射分集和N r
闭环发射分集能获得10lg(Nr×Nt )dB的阵列增益。
（三）分集增益
通过接收信号的相关合并，不仅可以增加接收信号的平均SNR，还可以减小衰落信道下接收端SNR的波动。可以用于合并的独立衰落分支数目被定义为分集阶数，分集阶数越高，SNR越平稳，越逼近高斯信道。分集阶数最大可以为发送天线数目与接收天线数目的乘积。
（四）空间复用增益
空间复用增益可定义为在相同发射功率、相同带宽前提下，对极限容量/传输速率的改善。在信道不相关的前提下，理想的MIMO信道的容量可随着天线数目呈线性增长。应该说，MIMO技术的空间复用增益为无线通信的发展带来了革命性的变化。
五、MIMO应用以及展望
目前，很多国家都已经开始新一代移动通信系统的商用，新一代移动通信系统可以提供高速率（10-100Mbit/s）的数据业务，因此必须采用一些具有高频谱利用率的技术。MIMO 技术具有极高的频谱利用率，而且其提供的空间分集可以显著改善无线链路性能，提高无线系统的容量和覆盖面。因此MIMO技术是未来移动通信中极具竞争力的技术，不但为固定无线接入技术带来了革命性的变化，而且将对无线蜂窝系统产生深远影响。具体应用有以下几方面：
为了提高系统容量，下一代的无线宽带移动通信系统将会采用MIMO技术，即在基站端放置多个天线，在移动台也放置多个天线，基站和移动台之间形成MIMO通信链路。应用MIMO技术的无线宽带移动通信系统从基站端的多天线放置方法上可以分为两大类：一类是多个基站天线集中排列形成天线阵列，放置于覆盖小区，这一类可以称为集中式MIMO；另一类是基站的多个天线分散放置在覆盖小区，可以称为分布式MIMO。
MIMO技术可以比较简单地直接应用于传统蜂窝移动通信系统，将基站的单天线换为多个天线构成的天线阵列。基站通过天线阵列与小区内的具有多个天线的移动台进行MIMO通信。从系统结构的角度看，这样的MIMO系统与传统的单入单出(SISO)蜂窝通信系统相比并没有根本的区别。
传统蜂窝移动通信系统传统的分布式天线系统可以克服大尺度衰落和阴影衰落造
成的信道路径损耗，能够在小区内形成良好的系统覆盖，解决小区内的通信死角，提高通信服务质量。最近在MIMO技术的研究中发现，传统的分布式天线系统与MIMO技术相结合可以提高系统容量，这种新的分布式MIMO系统结构——分布式无线通信系统(DWCS)成为MIMO技术的重要研究热点。
在采用分布式MIMO的DWCS系统中，分散在小区内的多个天线通过光纤和基站处理
器相连接。具有多天线的移动台和分散在附近的基站天线进行通信，与基站建立了MIMO 通信链路。这样的系统结构不仅具备了传统的分布式天线系统的优势，减少了路径损耗，克服了阴影效应，同时还通过MIMO技术显著提高了信道容量。与集中式MIMO相比，DWCS 的基站天线之间距离较远，不同天线与移动台之间形成的信道衰落可以看作完全不相关，信道容量更大。总体上说，分布式MIMO系统的信道容量更大，系统功耗更小，系统覆盖性能更好，系统具有更好的扩展性和灵活性。
分布式MIMO的DWCS系统也带来了一些新问题。移动台和小区内邻近的天线建立的MIMO链路，由于基站不同天线的位置不同，它们距离移动台的距离不同，使得基站端的多个天线的信号到达移动台的延时也不同，因此带来新的研究问题。目前在这方面研究较多的是进行容量分析。除此之外的研究内容还包括：具体的同步技术、信道估计、天线选择、发射方案、信号检测技术等，这些问题有待深入研究。
当然，MIMO技术在应用中也会存在巨大的挑战：不同MIMO技术的运用及其性能依赖于实际传播特性，对于MIMO信道的建模还有待深入研究；MIMO多天线的安装也是一个挑战，基站侧由于信号扩散角度较小，需要大的空间距离来获得不相关特性，终端侧安装多天线也存在困难；另外，MIMO技术要多个射频通道，而且需要更为复杂的基带处理技术，功耗将成为一个问题，对于终端则尤为明显。尽管如此，我们还是相信，随着技术的发展和器件工艺的进一步提高，MIMO终将在未来的移动通信系统中越发成熟易用。
参考文献：
[1]Shannon C. E. A mathematical theory of communication [J]. Bell System Technical Journal, 1948(27):379-429.
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[5] 任立刚，宋梅.移动通信中的MIMO技术, 北京邮电大学.
[6] 单志龙，史景伦.MIMO技术原理及其在移动通信中的应用. 华南师范大学,华南理工大学
关于建筑结构设计优化的研究 随着我国社会经济的高速增长，促进了城市化进程步伐，高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大，而建筑结构设计方面的变化也越来越多，很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。笔者结合设计过程中的经验,就高层住宅建筑结构设计中遇到的一些问题,介绍了高层住宅结构设计中基础形式的选择、限制结构的扭转效应、转角窗构造处理等,以满足结构的安全性、可靠性的要求。 标签高层住宅；结构设计；优化 1 引言 在土地资源日益趋紧的今天,高层建筑有利于节约用地、解决住房紧张、减少市政基础设施和美化城市空间环境。住宅建筑结构设计中采用的现浇剪力墙结构具有整体性好,侧向刚度大,抗侧力性能好的特点,并且没有梁、柱等外露与凸出,便于房间内部布置,隔音效果好,施工周期短等优点,所以现在许多高层住宅大多采用此结构体系。 2 高层住宅建筑结构设计的基本要求 2.1 满足安全性和耐久性要求 住宅实行商品化后,应成为广大住户的耐用消费品,使用寿命长是区别于其他消费品的最大特点。因此,结构安全性和耐久性是住宅结构设计的最基本的要求。在结构体系的选择,材料的选用,都应该有利于抗风抗震,以及在使用寿命期间维修改造的可能性。 2.2 满足舒适性要求 住宅建筑设计应该为住户起居的舒适性要求提供条件,例如,多种户型,灵活分隔室内空间,人居的热、光、声的环境等要求,为此结构设计应较好地配合建筑和机电专业,尽可能在居住空间中避免露柱露梁的压抑感和采用隔音较差的分隔墙材料,使室内简洁明快,隔声较好,给居住者创造一个幽静舒适的环境。结构方案中还应考虑住户日后改变分隔空间的可能性,当采用剪力墙结构时,宜采用大开间布置。 2.3 满足经济性要求 住宅作为商品,开发商为有利可图,要求投入少,经济效益好,购房者则要求房屋设计布局好,外观美,房价适中,质量上乘。因此,结构设计应根据房屋的建造地点、平立面体形、层数多少,在满足安全性、耐久性和舒适性要求的前提下采用经济合理的结构体系,在构件设计中应精打细算,严格执行规范构造要求,注意避
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图书管理系统 一：需求分析 图书管理系统需要满足来自图书馆工作人员、普通用户和借阅者三方面人员的需求。图书馆工作人员对图书借阅者的借阅及还书要求进行操作，同时形成借书或还书报表给借阅者查看确认，还可通过图书编号、借阅者证号等查询相应的借阅情况及查看已归还的图书信息(即历史信息)；普通用户的需求是查询图书馆所存的图书的相关情况；图书借阅者的需求是查看自己的相关信息及查询自己的借阅情况。 图书借阅者可直接查看图书馆图书情况，如果图书借阅者根据本人借书证号和密码登录系统，还可以进行本人借书情况的查询和维护部分个人信息。一般情况下．图书借阅者只应该查询和维护本人的借书情况和个人信息．若查询和维护其他借阅者的借书情况和个人信息．就要知道其他图书借阅者的借书证号和密码。本功能实现对馆内图书信息的查询。可以通过图书名称、作者的名字和出版社来查询相应的图书信息，此查询可模糊查询也可精确查询。所以不但满足了图书借阅者的要求，还保护了图书借阅者的个人隐私。 图书馆工作人员有对图书借阅者借书和还书记录进行操作的权限，所以需对工作人员登陆本模块进行更多的考虑。在此模块中，图书馆工作人员可以为图书借阅者加入借书记录或是还书记录，并生成
相应的报表给用户查看和确认。图书馆工作人员可以浏览、查询、统计、添加借阅图书的基本信息及删除已归还的图书的基本信息，但不能删除和修改已经借阅的图书相关信息，当删除某条图书借阅的基本信息记录时，应实现对该图书借阅者借阅记录的级联删除。本功能实现对图书信息的管理和统计。 图书馆管理人员功能的信息量大，数据安全性和保密性要求最高。本功能实现对图书信息、借阅者信息、总体借阅情况信息的管理和统计、工作人员和管理人员信息查看及维护。图书馆管理员可以浏览、查询、添加、删除、修改、统计图书的基本信息；浏览、查询、统计、添加、删除和修改图书借阅者的基本信息，浏览、查询、统计图书馆的借阅信息，但不能添加、删除和修改借阅信息，这部分功能应该由图书馆工作人员执行。但是，删除某条图书借阅者基本信息记录时，应实现对该图书借阅者借阅记录的级联删除，并且还应具有生成催还图书报表．并打印输出的功能。 二：系统设计 1．系统功能模块的设计 该系统的主要功能有对书籍信息的管理，书籍信息的查询，对用户的管理等，对各项能进行分块、集中、关联、优化，按照结构化程序设计的要求，设计功能模块如图所示。
中文参考文献格式 参考文献（即引文出处）的类型以单字母方式标识： M——专著，C——论文集，N——报纸文章，J——期刊文章，D——学位论文，R——报告，S——标准，P——专利；对于不属于上述的文献类型，采用字母“Z”标识。 参考文献一律置于文末。其格式为： （一）专著 示例 [1] 张志建.严复思想研究[M]. 桂林：广西师范大学出版社，1989. [2] 马克思恩格斯全集：第1卷[M]. 北京：人民出版社，1956. [3] [英]蔼理士.性心理学[M]. 潘光旦译注.北京：商务印书馆，1997. （二）论文集 示例 [1] 伍蠡甫.西方文论选[C]. 上海：上海译文出版社，1979. [2] 别林斯基.论俄国中篇小说和果戈里君的中篇小说[A]. 伍蠡甫.西方文论选：下册[C]. 上海：上海译文出版社，1979. 凡引专著的页码，加圆括号置于文中序号之后。 （三）报纸文章 示例 [1] 李大伦.经济全球化的重要性[N]. 光明日报，1998-12-27，（3） （四）期刊文章 示例 [1] 郭英德.元明文学史观散论[J]. 北京师范大学学报（社会科学版），1995（3）. （五）学位论文 示例 [1] 刘伟.汉字不同视觉识别方式的理论和实证研究[D]. 北京：北京师范大学心理系，1998. （六）报告 示例 [1] 白秀水，刘敢，任保平. 西安金融、人才、技术三大要素市场培育与发展研究[R]. 西安：陕西师范大学西北经济发展研究中心，1998. （七）、对论文正文中某一特定内容的进一步解释或补充说明性的注释，置于本页地脚，前面用圈码标识。 参考文献的类型 根据GB3469-83《文献类型与文献载体代码》规定，以单字母标识： M——专著（含古籍中的史、志论著） C——论文集 N——报纸文章 J——期刊文章 D——学位论文 R——研究报告 S——标准 P——专利 A——专著、论文集中的析出文献 Z——其他未说明的文献类型 电子文献类型以双字母作为标识： DB——数据库 CP——计算机程序 EB——电子公告
图书管理系统设计 图书管理信息包括：图书名称、图书编号、单价、作者、存在状态、借书人姓名、性别、学号等 功能描述： 1．新进熟土基本信息的输入 2．图书基本信息的查询 3．对撤消图书信息的删除 4．为借书人办理注册 5．办理借书手续 6．办理换书手续 要求：以文件方式存储数据，系统以菜单方式工作。 这是本人大一第二学期初C语言课程设计的作品，嘿嘿，本来以为已经找不到原稿了，今天无意中竟然在QQ网络硬盘中找到了当初的teta版，发布于此，以作纪念。
C源代码如下： #include
char state[20]; char name[20]; char sex[10]; int xuehao; struct book *book_next; }; struct club{ char name[20]; char sex[10]; int xuehao; char borrow[30]; struct club *club_next; }; void Print_Book(struct book *head_book);/*浏览所有图书信息*/ void Print_Club(struct club *head_club);/*浏览所有会员信息*/ struct book *Create_New_Book();/*创建新的图书库，图书编号输入为0时结束*/ struct book *Search_Book_bianhao(int bianhao,struct book *head_book); struct book *Search_Book_name(char *b_name,struct book *head_book); struct book *Search_Book_price(double price_h,double price_l,struct book *head_book); struct book *Insert_Book(struct book *head_book,struct book *stud_book);/*增加图书，逐个添加*/
图书管理系统功能性需求说明如下： ?图书管理系统能够为一定数量的借阅者提供服务。每个借阅者能够拥有唯 一标识其存在的编号。图书馆向每一个借阅者发放图书证，其中包含每一 个借阅者的编号和个人信息。提供的服务包括：提供查询图书信息、查询 个人信息服务和预定图书服务等。 ?当借阅者需要借阅图书、归还书籍时需要通过图书管理员进行，即借阅者 不直接与系统交互，而是通过图书管理员充当借阅者的代理和系统交互。 ?系统管理员主要负责系统的管理维护工作，包括对图书、数目、借阅者的 添加、删除和修改。并且能够查询借阅者、图书和图书管理员的信息。 ?可以通过图书的名称或图书的ISBN/ISSN号对图书进行查找。 回答下面问题： 1)该系统中有哪些参与者? 2)确定该系统中的类，找出类之间的关系并画出类图 3)画出语境“借阅者预定图书”的时序图 2.（1）借阅者图书管理员系统管理员 （2）用户类、用户角色类、图书类、预定类、借阅类、书目类 （3）时序图
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数据结构课程设计报告图 书管理系统 Revised by Jack on December 14,2020
课程设计报告课设课题：课程设计——图书管理系统 学院：电子信息学院 专业：网络工程 姓名： 班级学号： BX1213 指导教师：张艳 报告日期：
目录 一、需求分析 (1) 系统开发背景和意义 (1) 设计题目与要求 (1) 二、总体结构设计 (2) 三、各子模块设计 (3) 初始化图书信息 (3) 系统主界面 (3) 采编入库 (4) 输入读者信息 (4) 借阅图书 (4) 归还图书 (6) 查询图书信息 (7) 查询读者信息 (7) 四、程序设计调试情况分析 (9) 五、测试结果 (12) 欢迎界面 (12) 初始化图书信息 (12) 系统主界面 (13) 采编入库 (13) 输入读者信息 (14) 借阅图书 (15)
归还图书 (16) 查询图书信息 (16) 查询读者信息 (17) 保存文件，退出 (18) 六、总结 (19) 七、参考文献 (20) 八、附录(源代码) (21)
一、需求分析 系统开发背景和意义 图书管理作为计算机应用的一个分支，有着手工管理无法比拟的优点，如检索迅速、查找方便、可靠性高、存储量大、保密性好、寿命长、成本低等。这些优点能够极大地提高图书管理的效率。因此，开发一套能够为用户提供充足的信息和快捷的查询手段的图书管理系统，将是非常必要的，也是十分及时的。 图书管理系统需要满足来自图书馆工作人员、普通用户和借阅者三方面人员的需求。图书馆工作人员对图书借阅者的借阅及还书要求进行操作，同时还可通过图书编号等查询相应的借阅情况；普通用户的需求是查询图书馆所存的图书的相关情况；图书借阅者的需求是查看自己的相关信息及查询自己的借阅情况。 设计题目与要求 【问题描述】 设计一个计算机管理系统完成图书管理基本业务。 【基本要求】 1) 每种书的登记内容包括书号、书名、着作者、现存量和库存量； 2) 对书号建立索引表（线性表）以提高查找效率； 3) 系统主要功能如下： *采编入库：新购一种书，确定书号后，登记到图书帐目表中，如果表中已有，则只将库存量增加； *借阅：如果一种书的现存量大于0，则借出一本，登记借阅者的书证号和归还期限，改变现存量； *归还：注销对借阅者的登记，改变该书的现存量。 二、总体结构设计 有八个模块 1) 图书初始化 输入图书的一些信息，编号、作者、书名、数量，使有一定的库存。 2) 新书入库 新书采编入库，输入编号后如果有次数只需输入数量，没有则继续输入书名、作者、数量。 3) 添加读者信息
建筑结构设计策略研究姜先松 发表时间：2019-06-16T15:47:23.697Z 来源：《防护工程》2019年第5期作者：姜先松 [导读] 以此使得建筑结构更加优化安全，提高其安全稳定性，同时也能降低建筑设计的成本，为城市设计出更多美观舒适安全的建筑。摘要：在建筑工程的设计中，设计人员不仅要考虑建筑的安全性，还需要考虑建筑的经济适用性。而要做到这两点，就需要正视当前建筑工程结构设计中存在的主要问题，并采取措施来应对。在弘扬建筑行业职业道德，传承爱岗爱业的基础上，积极学习先进的结构设计理念，不断优化与创新，这样才能够确保建筑工程的稳定性，推动我国建筑事业的可持续发展。本文对建筑结构设计策略研究进行了探 讨。 关键词：建筑；结构设计；策略 在时代发展的潮流中，建筑行业在不断发展的同时还会带来许许多多诸如此类的问题，这需要设计工作者不断地完善设计理念，不断地提升自我能力，用积极的态度去迎接这些挑战与难题，而对于建筑的结构设计也需要不断地发展完善和创新，为建筑工程提供更加完善的设计，保障工程质量，同时也要适应整个行业飞速的发展以及人们增长的新需求，将建筑结构设计做到尽善尽美，为当代这个充斥着钢筋混凝土的城市构造一份满意的答卷。 1建筑结构优化设计的原则 1.1保证建筑结构优化设计的功能性原则 功能性的有效发挥对于建筑结构设计而言是极为重要的。功能性主要体现在建筑结构的使用以及建筑完成后对于使用所产生的经济效益。某些建筑结构设计在功能上的有效发挥可以提高建筑结构的使用率，如银行的建筑结构设计就必须考虑到建筑结构的安全性以及确保安全通道的有效发挥，其次还要考虑到承载力的问题，因银行的特殊性要求所使用的建筑材料必须能够承受一定的荷载力，进而功能性才能发挥。 1.2绿色环保的优化原则 随着人们生活质量的逐渐提高，人们对于建筑环保材料的使用也越来越重视，在建筑结构设计中能够将环保材料融入其中对于提高建筑质量有着重要意义。从某种意义上来讲可以减少对于环境的破坏，还能确保人们居住时的自身安全，减少了材料的二次污染。 1.3充分考虑建筑结构设计的安全性原则 安全性是每一项施工作业必须考虑的首要问题，对于建筑结构设计来说，更是如此。结构设计的安全性是就每一个环节而言，每个构件在设计中都必须充分考到在实际施工操作中的可靠性，能够与实际施工作业相结合，如果结构设计不能在实践中付之于应用，那么也就失去了原本的意义。既不会获得较好的经济效益，还会浪费大量的人力、物力、财力。 2完善建筑结构设计的策略 2.1对建筑设计图纸进行完善 建筑设计图纸可以说是建筑结构的重要表现载体之一，同时也是建筑项目在施工过程中的基础所在。换句话来说，建筑设计图纸中所出现的任何问题都会在建筑施工中反应出来，造成不可逆的后果。因此，在开展建筑结构设计工作的过程当中，需要严格按照设计规范展开工作，设计师决不能贪图方便而省略对关键信息的标准与标识。同时，对于较为复杂以及细微的结构区域而言，需要在结构设计中加以重点关注。总而言之，建筑结构设计工作人员需要始终保持严谨的工作态度，在结构设计图纸完成之后，需要重视对图纸的自我审核，及时发现存在于建筑结构设计图纸中的问题，结合实际情况加以修正，以此种方式来保障建筑结构设计图纸的完善性与科学性。 2.2合理建筑选型 要对选材进行科学合理的选材。在建筑结构选型过程当中，需要重点关注的指标建筑外形设计情况与建筑项目所处区域地质情况。因此，在工作人员拿到提资图后，决不能盲目的开展建模计算工作，而应当在建模计算作业之前，对建筑项目的外形设计特征，以及建筑项目所处区域的地质情况有一个全面的认知与分析。同时，在建筑基础选型中，还需要建筑结构设计人员与其他相关专业人员，在充分协调的基础之上，得出最为合理与可行的设计方案。只有保障了设计方案的科学与合理，才能够保障建筑结构设计效果的优质与可靠。 2.3统筹使用建筑材料 对于前期工作人员建筑结构设计工作的过程当中，对于各类建筑材料的选取同样是关键的工作内容之一。对于建筑材料的选择需要充分考虑的指标包括：①建筑材料的受力特征；②建筑材料的工作环境。同时，所选择的建筑材料应当在保障材料使用性能的基础之上，最大限度的降低建筑材料的损失与浪费问题。此过程当中需要特别注意的是：建筑结构设计人员需要结合项目设计的实际情况，设计多种建筑材料的选取方案，通过综合对比的方式，选择经济优势、以及性能优势最为突出的建筑材料设计方案。 2.4科学合理地设计建筑框架结构 尽量避免使用钢筋混凝土楼电梯小井筒，选取合理的框架结构参数，包括楼层地震剪力系数、楼层侧向刚度比及电算的自振周期等，采用验算公式对电算结果进行验证，并要考虑其他指标对电算结果的影响；保证钢筋延伸性、锚固长度符合建筑规范，配筋时构件的最小和最大配筋率不应超出规定值，钢筋材料的强度要达到建筑要求。 2.5加强对结构的计算 首先，建筑结构周期折减系数的确定。由于框架结构包含有填充墙，使得实际的周期小于计算的周期，计算得出地震剪力会偏小。所以在计算的过程中，一定要对计算周期折减。其次，要注意荷载取值的恰当。在设计民用多层（八层以下）建筑时，如果采用的是独立基地时，一般地基的主要受力部分是没有软弱的黏性土层的，而对于一般民用建筑物来说，其高度低于35米，就可以不计算地基的抗震承载力。但对于没有处于地震区，或者属于低层建筑物的民用建筑，都一定要保证风荷载的输入。最后，对于底框砌体结构设计验算过程中，如果采用底部剪力法进行演算时，必须是针对刚度较均匀的多层结构建筑，而当建筑中有薄弱层时，一定要考虑到建筑结构塑性变形所带来的影响。 2.6提高建筑物抗震能力 对于建筑体来说，地震所带来的影响是非常巨大的，尤其是高层建筑。在正确合理的抗震指标不仅可以充分满足建筑物的设计安全系
关于毕业设计说明书（论文）英文文献及中文翻译撰写格式 为提高我校毕业生毕业设计说明书（毕业论文）的撰写质量，做到毕业设计说明书（毕业论文）在内容和格式上的统一和规范，特规定如下: 一、装订顺序 论文（设计说明书）英文文献及中文翻译内容一般应由3个部分组成，严格按以下顺序装订。 1、封面 2、中文翻译 3、英文文献（原文） 二、书写格式要求 1、毕业设计（论文）英文文献及中文翻译分毕业设计说明书英文文献及中文翻译和毕业论文英文文献及中文翻译两种，所有出现相关字样之处请根据具体情况选择“毕业设计说明书” 或“毕业论文”字样。 2、毕业设计说明书（毕业论文）英文文献及中文翻译中的中文翻译用Word 软件编辑，英文文献用原文，一律打印在A4幅面白纸上，单面打印。 3、毕业设计说明书（毕业论文）英文文献及中文翻译的上边距:30mm；下边距:25mm；左边距:3Omm；右边距:2Omm；行间距1.5倍行距。 4、中文翻译页眉的文字为“中北大学2019届毕业设计说明书” 或“中北大学××××届毕业论文”，用小四号黑体字，页眉线的上边距为25mm；页脚的下边距为18mm。 5、中文翻译正文用小四号宋体，每章的大标题用小三号黑体，加粗，留出上下间距为：段前0.5行，段后0.5行；二级标题用小四号黑体，加粗；其余小标题用小四号黑体，不加粗。 6、文中的图、表、附注、公式一律采用阿拉伯数字分章编号。如图1.2，表2.3，附注3.2或式4.3。 7、图表应认真设计和绘制,不得徒手勾画。表格与插图中的文字一律用5号宋体。
每一插图和表格应有明确简短的图表名，图名置于图之下，表名置于表之上，图表号与图表名之间空一格。插图和表格应安排在正文中第一次提及该图表的文字的下方。当插图或表格不能安排在该页时，应安排在该页的下一页。 图表居中放置，表尽量采用三线表。每个表应尽量放在一页内，如有困难，要加“续表X.X”字样，并有标题栏。 图、表中若有附注时，附注各项的序号一律用阿拉伯数字加圆括号顺序排，如:注①。附注写在图、表的下方。 文中公式的编号用圆括号括起写在右边行末顶格，其间不加虚线。 8、文中所用的物理量和单位及符号一律采用国家标准，可参见国家标准《量和单位》(GB3100~3102-93)。 9、文中章节编号可参照《中华人民共和国国家标准文献著录总则》。
图书管理系统设计方案 目录 1、引言.................................................................. . (1) 2、需求分析.................................................................. .. (1) 3、系统设计.................................................................. .. (2) 、设计图书管理系统的功能结 构.......................................................................... .2 、图书管理系统的用户管理实体—关 系 (2) 、图书管理系统的借阅管理实体—关 系 (2) 、图书管理系统的读者管理实体—关 系 (3) 、图书管理系统的图书库管理实体—关 系 (3)
4、系统详细设计.................................................................. (4) 、数据库的设计.............................................................................. . (4) 、管理模块的具体设 计.......................................................................... (6) 、数据库和管理模块的连 接.......................................................................... (11) 5、软件调试.................................................................. (12) 、管理员权限操作.............................................................................. .. (12) 、普通用户操作.............................................................................. (17) 6、设计总结及分析.................................................................. (18) 7、课程设计体会.................................................................. . (18)
基于UML的图书馆管理系统建模设计 一、摘要 面向对象的软件工程，同传统的面向过程的软件工程相比，在需求的获取、系统分析、设计和实现方面都有着很大的区别。UML是OOA和OOD的常用工具。使用UML来构建软件的面向对象的软件工程的过程，就是一个对系统进行不断精化的建模的过程。这些模型包括用例模型、分析模型、设计模型，然后，我们需要使用具体的计算机语言来建立系统的实现模型。当然，在整个软件工程中，我们还需要建立系统的测试模型，以保证软件产品的质量。 使用面向对象的工具来构建系统，就应该使用面向对象的软件工程方法。然而，我们经常会发现，在实际的开发过程中，很多开发人员虽然能够理解UML的所有图形，却仍然不能得心应手的使用UML来构建整个项目，其很大的原因，是仍然在使用原有的软件工程方法，而不清楚如何使用UML来建立系统的这些模型，不清楚分析和设计的区别，以及他们之间的转化。 应用软件系统，就其本质来说，是使用计算机对现实世界进行的数字化模拟。应用软件的制造过程，按照UML的方法，就是建立这一系列模型的过程。关于这个图书馆系统，基本的需求比较简单，就是允许学生可以在图书馆借阅和归还图书，另外，也可以通过网络或者图书馆的终端来查阅和预订书。当然，图书馆管理员也可以对图书进行管理。为了简化系统，我们没有把图书馆中的人员作细分。 本文只是对使用UML的过程做一个探讨，着眼于使用UML进行建模的过程，说明各个层次的模型之间的区别和联系，展示系统演进的过程，而不会深入UML的细节方面。对于更加复杂的系统，其分析和设计的方法是相通的，可以举一反三。 二、图书馆管理系统可行性分析 随着政府机关与广大企事业单位内部网络的广泛建立，在通用信息平台上构筑高效实用的协同工作和自动化办公应用系统，满足信息高度共享和即时发布的需求，有效实现内部知识管理，已成为众多用户的共同需求。 图书管理系统，为政府机关与广大企事业单位自动化办公提供了一个较好的解决方案。在开发过程中，按照软件工程的步骤，从设计到开发采用了面向对象的思想和技术，采用了SQL SERVER 2000数据库，使得本系统可以方便的和其他子系统进行数据交换。同时，注意从软件的图形应用界面上优化软件质量，使得本系统具有很强的可操作性。 三、图书馆管理系统需求分析 3.1、系统目标设计 系统开发的总目标是实现内部图书借阅管理的系统化、规范化和自动化。 能够对图书进行注册登记，也就是将图书的基本信息（如：书的编号、书名、作者、价格等）预先存入数据库中，供以后检索。 能够对借阅人进行注册登记，包括记录借阅人的姓名、编号、班级、年龄、性别、地址、电话等信息。 提供方便的查询方法。如：以书名、作者、出版社、出版时间（确切的时间、时间段、某一时间之前、某一时间之后）等信息进行图书检索，并能反映出图书的借阅情况；以借阅人编号对借阅人信息进行检索；以出版社名称查询出版社联系方式信息。 提供对书籍进行的预先预订的功能。 提供旧书销毁功能，对于淘汰、损坏、丢失的书目可及时对数据库进行修改。
参考文献中英文人名的缩写规则 参考文献是科技论文的重要组成部分，也是编辑加工和重要内容。温哥华格式要求，著录文后参考文献时，英文刊名和人名一律用缩写。这一规则也是众多检索系统在人名著录时的首选规则。 下面我们先看一个例子： 在文章发表时，由于西方人士名在前姓在后，一般也采用名+姓的格式书写，如下题名、作者及正文的书写： Bis-pyranoside Alkenes: Novel Templates for the Synthesis of Adjacently Linked Tetrahydrofurans Zheming Ruan, Phyllis Wilson and David R. Mootoo 而上述文章若作为参考文献为他人引用，则需写成 Bis-pyranoside Alkenes: Novel Templates for the Synthesis of Adjacently Linked Tetrahydrofurans Tetrahedron Letters Volume: 37, Issue: 21, May 2, 1996, pp. 3619-3622 Ruan, Zheming; Wilson, Phyllis; Mootoo, David R. 由于东西方姓与名排列的差异，有的国外杂志在人名后还给出作者学位或参加的学会，因此很多人不知道如何区别姓、名、学位单位，如何缩写。 下面我们将著者姓名缩写规则的几个要点摘录如下： 1 姓名缩写只缩写名而不缩写姓； 2 无论东西方人，缩写名的书写形式都是姓在前、名在后； 3 杂志作者名中，全大写一定是姓； 4 省略所有缩写点 如R. Brain Haynes缩写为Haynes RB, Edward J. Huth缩写为Huth EJ等。 但有些特殊情况： (1)Maeve O'Conner, 正确缩写应为O'Conner M, 有人会按英文的构词习惯认为是印刷错误，认为Oconner M (2)国外也有复姓，如Julie C. Fanbury-Smith, Hartly Lorberboum-Galski等分别缩写为Fanbury-Smith JC, Lorbertoum-Galski HL (3)姓名中含前缀De,Des,Du,La,Dal,La,Von,Van,den,der等，将前缀和姓作为一个整体，按字顺排列，词间空格和大小写字母不影响排列，如Kinder Von Werder缩写为Von W erder K,不可写为Werder KV. (4)国外杂志要求作者署名后给出作者学位和加入的学会，学位与
摘要 图书管理系统是典型的信息管理系统(MIS),其开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。对于前者要求建立起数据一致性和完整性强、数据安全性好的数据库。而对于后者则要求应用程序功能完备,易使用等特点。结合图书馆公共检索管理的要求，对MS SQL Server2000数据库管理系统、SQL语言原理、Power Builder 9.0应用程序设计，Power Builder 9.0数据库应用技术进行了较深入的学习和应用，主要完成对图书管理系统的需求分析、功能模块划分、数据库模式分析，并由此设计了数据库结构和应用程序。 本设计所完成的图书管理系统软件是功能较完善的数据管理软件，数据操作方便高效。该软件采用功能强大的数据库软件开发工具进行开发，可在应用范围较广的Windows系列操作系统上使用。 关键词：图书管理系统；数据库安全性；Power Builder 9.0；MS SQL Server2000
ABSTRACT Search public library management information system is a typical management information system (MIS), including the development of its database background to the establishment and maintenance, and front-end application development aspects. With regard to the former request to establish strong data consistency and integrity, data security a good database. For the latter request applications fully functional, easy to use and so on. Search the management of public libraries with the requirements of the MS SQL Server2000 database management system, SQL language principle, Power Builder 9.0 application design, Power Builder 9.0 database application technology for a more in-depth study and application of the completion of the main public library management information retrieval System requirements analysis, functional module of the database model analysis and design of this structure of the database and applications. The design by the Public Library Management Information Retrieval System Software is a function of a better system of data management software, with data to facilitate efficient operation of the advantages of the rapid. The software used a powerful database software development tools for development, has a good portability, the application of a wide range of Windows family of operating systems used. Keywords: Public library management information retrieval system, Database security; Power Builder 9.0; MS SQL Server2000
建筑结构设计研究 建筑结构设计研究 摘要：人们所居住的住宅，购物的商店、商场，观看体育比赛的看台及体育馆，还有办公楼等等，这些人们赖以生活、学习、工作的场所即建筑物，无论是简单还是复杂，其中都包含有基础、柱、楼盖及屋盖等结构构件，它们组成房屋的骨架，支撑着建筑，承受着各种外部作用，因此，在建筑设计中，结构的设计是有着举足轻重的地位的，本文就建筑结构设计谈谈看法。 关键字：建筑结构功能钢结构开裂 Abstract: people live in houses, shopping stores, shopping malls, stand and the stadium watching sports, and office buildings, etc., on which the people live, learn, work places or buildings, whether simple or complex, which contains base, column, floor and roof structures, they constitute the skeleton of the building, to support the construction, under various external effect, therefore, in the architectural design, structural design is has a pivotal position, in this paper, the structure design ideas. Key words: steel structure building structure crack 中图分类号：TU3 文献标识码：A文章编号： 一、建筑结构的功能要求 结构在规定的设计使用年限内，应满足安全性、适用性、耐久性等各项功能要求。 1.结构安全要性要求 在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用。 在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。所谓整体稳定性，是指在偶然事件发生时和发生后，建筑结构
中文译文 产品设计，语义和情绪反应 摘要 本文探讨了人体工程学理论与语义和情感内容的设计问题。其目的是要找到以下问题的答案：如何设计产品引发人心中的幸福；怎样的产品属性能够帮助你们沟通积极的情绪，最后，如何通过产品唤起某种情绪。换言之，这是对“意义”——可以成为一个产品，旨在与用户在情感层面上进行“沟通”的调查。 1、介绍 当代生活是促进社会和技术变革的代名词。同样，产品设计通过材料技术，生产技术，信息处理技术等工序的发展而正在迅速转变。在技术方面正在发生变化的速度和规模超出任何期望。数字革命的对象是逐步转向与我们互动成更小，更聪明的黑盒子，使我们很难理解这一机制或工作方法（博尔茨2000年）。 因此，在设计时比以前不同的框架，参照社会变革，资源和能源节约，新出现的环境问题，以及客户导向的趋势（大平1995年，琼斯1997年）。因此，无论是通过广告和营销推动战略，或潮流，时尚和社会活动，从消费产品的用户的期望也已改变。功能性，吸引力，易于被使用中，可负担性，可回收性和安全性，预计所有已经存在于一个产品属性。用户希望有更多的日常用品。最近设计的趋势表明了用户对激励对象的倾向，提高他们的生活，帮助触发情绪，甚至唤起梦想（詹森1999年，阿莱西2000年）。詹森预计，梦会快到了，下面的数据为基础的社会，所谓的信息社会（1999年）。他还说，作为信息和智力正成为电脑和高科技，社会领域将放在一个人的能力还没有被自动然而新的价值：情绪。功能是越来越多的产品中理所当然的，同时用户也可以实现在寻找一个完全不同的欣赏水平。想象，神话和仪式（即情感的语言）会对我们的行为产生影响，从我们的购买决定，我们与他人（詹森1999年）的沟通。此外，哈立德（2001：196）指出这是决定购买，可瞬间的，因此客户的需求可以被创建，速度非常快，而其他需要长期建立了'。 因此，情感和'影响'一般，都收到了最后一个（á1998）几年越来越多的关注。'影响'是指消费者的心理反应产品的符号学的内容。情绪和影响途径，可以研究在许多不同的层次，都提供不同的见解。正如á指出，一些模型已经被提出来的领域和多种环境。一些例子，他给包括情绪来创建逼真的品质和性格（贝茨1994年，克莱恩和布隆伯格1999年，埃利奥特1992年，赖利1996）系统合成剂，大约在叙事情感（艾略特等人在á1998年）。原因，在情绪处理系统，依靠调解社会互动（在á1998年），该模型和体系结构，行为和学习情绪的影响（?1997年，北野1994年，与自我萨尔瓦多，纳塞尔等人