学
号 ：
探究学习报告
题目：红外热成像技术的原理及应用
学院名称 姓
名
同组学生
2014年11 月
摘要
将景物因温度和发射率不同而产生的红外辐射空间分布转换成视频图像的技术，称为红外热成像技术或简称热成像技术。自然界的一切物体都在辐射红外线，因此利用红外探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像，即目标表面温度分布的图像。它使人类超越了视觉障碍，即使在黑夜中可以“看到”物体表面的温度分布状况。红外热成像技术广泛应用于军事和民用领域，如侦察和监视，跟踪和制导，武器装备的瞄准；火灾检测，电气部件的监控，炼铁时温度的测定与监控，等。本文主要在红外热成像技术的原理，热成像装置的构成及发展，热成像技术的具体应用等方做出具体的介绍。
关键词：红外热成像技术，热图像。
一、简述
红外热成像技术是多学科、多领域技术综合发展的产物，由于军事需求的引领，已成为目前发展最快的高技术之一。目前红外热成像已成为一种实时显示的成像设备，可达到与可见光电视相当的图像质量。热成像与雷达、激光、可见光探测仪器相比，不需要协作光源或自然光照射目标，而是靠接收目标自身的红外辐射成像，因此隐蔽性更好，而且能昼夜工作。由于工作波长比可见光长10~20倍，所以透过烟雾和尘埃的能力很强，可以再恶劣的气候环境条件下，特别是可透过烟雾屏障看清目标。因此，热成像技术有了得天独厚优势。研究热成像技术，相当于给人类装上了第三只眼，具有极高的研究价值。
二、热成像装置的基本工作原理
2.1关于
物体表面温度如果超过绝对零度即会辐射出电磁波，随着温度变化，电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变，波长介于0.75μm到1μm间的电磁波称为“红外线”，而人类视觉可见的“可见光”介于0.4μm到0.75μm。其中波长为0.78~2.0μm的部分称为近红外，波长为2.0~1000μm的部分称为热红外线。红外线在地表传送时，会受到大气组成物质( 特别是H2O、CO2、CH4 、N2O、O3等)的吸收，强度明显下降，仅在短波3μm~5μm及长波8~12μm的两个波段有较好的穿透率，通称大气窗口，大部份的红外热像仪就是针对这两个波段进行检测，计算并显示物体的表面温度分布。此外，由于红外线对极大部份的固体及液体物质的穿透能力极差，因此红外热成像检测是以测量物体表面的红外线辐射能量为主，利用探测仪测定目标的本身和背景之间的红外线差并可以得到不同的红外图像，热红外线形成的图像称为热图。
如图为大气红外透射曲线，短波3μm~5μm及长波8~12μm的两个波段有较好的穿透率，通称为大气窗口
2.2热成像技术需要实现的功能
2.2.1景物红外辐射的接收
景物的红外辐射包括很宽的波段，当物体的温度很高时，还包括可见光的辐射。但由于热成像系统一般都只能工作在一个很窄的波段内，例如，中波或长波波段，所以热成像装置如同摄像机、照相机的光学镜头一样，需要将工作波段内的辐射收集起来，并聚焦到探测器上，因此光学系统十分类似接收目标回波的雷达天线。因为物体的能量一般都是向半球空间辐射的，因此光学镜头的口径越大，所接受的能量越多。但是口径是不可能任意增大的，因为光学镜头在接收红红外辐射的同时还必须将能量聚焦在很小的探测器光敏面上。而且镜头的光学材料也必须考虑，在可见光波段，玻璃是横好的透射材料，但是在中波、长波红外波段，这种材料是不透明的，因此常选用锗、硅等晶体材料，而且为了提高透射率，还需要镀上一层增透膜，这些材料和膜层如同滤光片一样，将镜头透过的波长限制在一定的范围内。由于这些材料以及加工镀膜的成本很高，所以热成像仪上使用的镜头是很昂贵的。
为了比较探测器的性能，有时标出了光学系统的F数，该参数是光学系统焦距和有效半径之比。对于特定的探测器，焦距决定了系统视场的大小。当焦距不变，增大口径时，F数减小，探测器接收的能量增加，显然可以提高热成像系统的灵敏度。
2.2.2物空间（景物）的辐射分布到向空间的转换
镜头在接受红外辐射的同时，还必须将景物红外辐射分布，即物空间的景物变成像空间焦面上的图像，而镜头的焦面就是放置红外探测器光敏面的地方，对热像仪而言，光学视场的要求是基本的，为了是没有充满整个焦平面的探测元能够接收全视场的红外辐射，就需要在光学系统中插入光机扫描器。在这里强调的是红外辐射分布，而不是人眼通常看到的物体，例如，对运动中的汽车，我们看到的轮胎是黑色的，但在热图像中是白色的，这是因为轮胎摩擦发热所致。热像仪对空间有分辨力的要求，例如，对一定尺寸的探测元，要求分辨一定大小，如1 mrad的物体，则对光学系统就提出了焦距和像质的要求。在采用面阵焦平面探测器的热像仪中，每个探测元对应的分辨力乘以水平方向探测元数，就为水平视场的大小，乘以垂直方向的元数就是垂直视场大小。
2.2.3由红外探测器完成光电转换
红外探测器是一种对红外辐射敏感的器件，它能将红外辐射转换成人们可以测量的物理量，如体积、压力、电压、电阻等，因此它是一种辐射能转换器。
无论是采用光子探测器还是热探测器，在热成像信号处理中需要的都是电信号。因此在热成像中红外探测器要完成的功能是将照射到光敏面上的红外光转换成电信号。由于所采用探测器的机理不同，即在转换成电信号的过程中，会出现中间的转换参数。例如，光子探测器常用的为光电导和光伏型，它们转换成电信号的速度很快；而对于热探测器，由于首先要将红外辐射转换成温度，再将温度变化变成电阻、电压的变化等；由于中间参数的引人，使探测器的反应速度降低。在第一代红外探测器中，变换成电信号的电路在外部完成，而第二代探测器可在杜瓦中完成。对于探测器组件，还必须附加制冷器给探测器提供需要的工作温度。获得低温的方法有物理和化学两种，在红外探测器中常用的是物理方法。其所利用的制冷原理有相变制冷(如杜瓦)、焦耳一汤姆逊效应(节流制冷器)、气体等嫡膨胀制冷(斯特林制冷机)、辐射制冷、拍耳帖效应(也称热电)制冷等。
2.2.4电信号的处理和变换
信号处理包括模拟通道和数字通道两个方面。在早期的一代热像仪中，对探测器输出的视频信号一般只进行模拟处理。将探测器输出的微弱信号放大到一定的幅度，通道中具有电平调节、增益调节，以弥补探测器的不均匀性。多通道的输出可以去推动多路的显示器，如发光二极管显示器(LED)，也可以经过多路开关转换成一路视频信号，用阴极射线管(CRT)显示。所以信号处理的目的是为了能观察到清晰的图像。
后来由于数字电路的迅速发展和小型化，以及数字电路所具有的图像处理功能强大的特点，在热像仪中采用模拟电路的比例大大减小，对于图像非均匀性校正，盲元填充，图像的增强、滤波、增益调节、电平调节以及将数字信号转换成显示器需要格式的复合视频信号输出，均可以由数字电路来完成。采用数字处理电路不仅可以使图像处理功能大大提高，而且容易通过软件对热成像参数进行控制。
2.2.5图像显示
显示器可将视频信号转换成可见的图像。热成像系统中常用的显示方式有以下几种:
(1) CRT显示。这种显示器的显示亮度、灰度等级和分辨力均较高，屏幕尺寸有大有小，适于各种场合使用。当成像装置的信号转换成电视体制后，可直接使用现成的电视监视器。
(2) LED显示。当热成像的扫描体制在将多元探测器的信号转换成电视制式比较困难时，而且当LED的扫描成像可以与热成像的扫描机构合成一体时，显然采用LED显示方式是较好的选择，这时系统可融合成一体，体积和质量均可减小。但是LED显示亮度低、灰度等级和分辨力均较低，在第一代热像仪中使用较多。
(3)液晶显示(LCD),与普通电视一样，LCD也是可用的，LCD的尺寸可从0.24英寸到很大，所以适用各种场合使用。
三、热成像装置的组成部分
3.1关于
由下图可以看到，热成像系统主要由四部分组成：
（1）收集景物辐射的接收器，其中包括光机扫描机；
（2）光电转换和信号处理，其中包括红外探测器和制冷器，一般需要输出电视制式的信号;
（3）能显示图像，即完成电光转换的显示器；
（4）电源；
热成像系统也可以分成光学系统、光机扫描系统、红外探测器及制冷器、信号处理、显示和电源，等。
如图为热成像装置的组成框图
3.2光学系统
光学系统可以由反射式或透射式系统组成，两者可以达到同样的效果。但为了减小光学系统的尺寸和质最，热成像装置中的光学系统基本上使用透射式结构，这就必须使光学系统的工作波段与探侧器相匹配。也就是说，透射式系统起到了限制热成像装置工作波段的作用，所以中波和长波波段的镜头是不大可能互换使用的。
3.3光机扫描系统
光线经水平一个方向或水平和垂直两个方向的光机扫描后，景物的辐射就聚集到探测器上。当扫描器扫描时，探测器接收的辐射对应着景物的不同位置，这个过程叫做景物分析。在第一代和第二代热成像装置中，必须在物镜和探测器之间插入光机扫描器和辅助光学系统，扫描器的作用是将光学系统所形成的像扫过探测器，以达到连续、完整地分解图像。采用扫描器，能以小的瞬时视场实现对大的空间区域目标的搜索和成像。在第一代热成像装置中，根据探测器图案和扫描制式，有一维和二维扫描器，常用的扫描元件有转鼓、摆动镜等。在第二代热成像装里中，一般使用的线列探测器充满整个垂直视场，靠摆动镜扫描来满足水平总视场的要求。
当采用面阵探测器时，这时热成像装置如同电视摄像机一样.不要任何扫描器，光学系统直接成像于FPA器件上。探测器将景物相应位置的辐射变化转换成电信号与时间的关系，结合扫描器扫描位置传感器输出同步信号，就可以显示出景物的图像。扫描器的有无以及是一维还是二维，取决于所选用探测器的类型。
3．4红外探测器及制冷器
红外探测器由能够转换红外辐射的光敏面、读出电路(FPA探测器中有)组成，它们都封装在能保持探测器光敏面工作温度的杜瓦内，在杜瓦上还必须具有能透过红外辐射的窗口。为了得到需要的工作温度，可以在杜瓦内加入制冷剂或利用制冷机取得低温。在非制冷探测器中，为了稳定探测器工作温度，热电制冷器也包括在杜瓦中。显然，控温和测温也需要在杜瓦内外安装相应的温度传感器。
3．5信号处理
在采用IRFPA器件的热成像系统中，信号处理大致包括以下内容。
探测器电路包括:
(1)提供与探测器完成光电转换必需的驱动信号或电源，包括驱动脉冲、直流偏置。
(2)将探测器输出的模拟视频信号放大到需要的电平。
(3)制冷机的控制电路和电源。
模数转换电路将模拟视频信号转换为所需分辨力的数字信号。
数字信号处理电路完成图像均匀性校正、盲元填充，图像增强、滤波，控制和数模转换以及提供时钟信号等。
3．6显示器
在热成像系统中使用的显示器均有显示屏和驱动电路组成。
四、红外热成像技术的应用
4.1军事应用
4.1.1跟踪和制导
武器装备如火炮、导弹在发射前都必须由搜索跟踪系统探测到目标，并跟踪到一定的距离，引导发射器对准目标，再开炮或发射导弹击中目标。搜索跟踪系统安装在地面或载体上，而热成像装置是其上很重要的传感器，担负探测目标的重任，由于需要满足较大的距离范围，一般需要有两个或三个视场。导弹在发射后可以自动跟踪目标，同样需要由传感器提供误差信号，而如今在很多先进的导弹中已经使用了热成像的导引头。
4.1.2车辆或飞机的夜间驾驶导航
发达国家的主战坦克、装甲车、作战飞机均安装了热成像装置，提供夜间驾驶或导航功能。作为辅助驾驶用的热成像要求观察视场比较大，而作用距离要求不高，制冷型热像仪由于成本高而在这方面的使用受到了限制，非制冷型的被大量使用。用于飞机导航的热像仪由
于要求的作用距离远而一般采用制冷型热像仪，并需要安装在吊舱内，观察视场也要求比较大。
4.1.3武器装备的瞄准
如上文的跟踪系统也可以用在轻便武器上，安装在上面的瞄准具要求很小、轻，成本也很低，非制冷热成像技术的出现使其成为了可能。
4.2民用
4.2.1工业方面
热像仪在工业上主要用来检测工业设备、监查运行故障及控制产品质量。检测人员利用热成像显示被查目标的热像和提供表面热分布的信息，找出即将发生和已发生的故障及其位置，以便及时采取措施予以消除
4.2.1.1钢铁工业中的应用
热像仪可用于从冶炼到轧钢的各个环节。具体应用包括以下几个方面:
(1)大型高炉料面的测定，实时采集、计算、显示料面温度;
（2）热风炉的破损诊断与检修;
（3）高炉残铁口位置的确定;
（4）钢锭温度的测定;
（5）连铸板坯温度的测定;
（6）钢铁模温度的测量;
（7）出炉板坯温度的测定与控制;
（8）热轧辊表面温度的测定。
4.2.1.2石化工业中的应用
石油化工生产中的许多重要设备是在高温、高压状况下工作的，潜伏着易燃、易爆危险，要求对生产过程进行严格的在线监测，及时消除隐患。使用热像仪能检测产品传送管道、耐火及绝热材料、各种反应炉的腐蚀、破裂、减薄、堵塞以及泄漏等有关信息，可快速而准确地得到设备和材料表面的二维温度分布。炼油厂用热像仪检测催化裂化装置、反应堆尾气设备和熔炉、安全阀与凝气阀的泄漏、地下管道的漏失等，能早期迅速准确地找出热漏点。对炉身、燃气和排尘管道、反应堆槽以及转移线路中耐火材料的损耗、裂缝和磨损等情况进行检查，对防止事故发生和减少能耗十分有效。
4.2.2医学上的应用
人体是一个很好的红外辐射源，皮肤的红外辐射波长在3μm一50μm。当人体生病时，人体的热平衡受到破坏，温度发生变化，因此测定人体温度的变化是临床医学诊断疾病的一个重要内容。热成像可以显示和记录人体的温度分布，将病变时的人体热像和正常生理状态下的人体热像进行比较，便可从热像是否有异常来判断病理状态。
医用热像仪要求具有较高的温度灵敏度，但是不需要很快的扫描速度，所以一般使用的制冷型慢扫描热像仪。由于要求成本低，探测器采用单元或少量的多元，制冷器采用杜瓦加注制冷剂。当然使用目前性能很好的制冷型焦平面探测器更为有利，但由于成本问题很难推广。
五、总结
本文主要在红外热成像装置的基本工作原理，需要实现的功能，装置的具体组成部分以及各部分的作用，在军事和民用方面的应用等角度粗略介绍了红外热成像技术。总的说来，红外热成像技术能对目标进行被动式的非接触的检测与识别，隐蔽性好；不受电磁干扰，能远距离精确跟踪热目标，精确制导；在完全无光的夜晚，或是在雨、雪等烟云密布的恶劣环
境，能够清晰地观察到所需监控的目标，能真正做到24h全天候监控；能直观地显示物体表面的温度场，不受强光影响，应用广泛。正是由于以上的优点，红外热成像技术已经深入到了军事、民生的各个领域，得到了广泛的关注和使用。尽管还存在着诸如图像对比度低，分辨细节能力较差；不能透过透明的障碍物看清目标；成本高、价格贵等等缺点，但是它的应用和发展前景依旧是很光明的，期待这项技术进入千家万户的那一天！
参考文献
1、张敬贤，等，《微光与红外成像技术》,北京理工大学出版社，1995
2、吴宗凡，等，《红外与微光技术》，国防工业出版社，1998
3、王永仲，《现代军用光学技术》，科学出版社，2003
4、梅遂生，王戎瑞，等，《光电子技术》，国防工业出版社，P150~P189，2008
《数据库原理及应用》课程标准 一、课程说明 课程名称：数据库原理及应用 课程代码：PE123037 参考学分：3 参考学时：48 课程管理系部：计算机系 适用专业：计算机应用技术专业 开发人员:职业技术学院计算机系数据库原理及应用教学团队 二、课程概述 （一）课程性质与定位 1.课程性质 《数据库原理及应用》课程是计算机专业的专业核心课程，是培养数据库管理及开发人员的基础支撑课程。 2.课程定位 根据高职计算机专业人才培养模式的要求,培养学生基于当今主流软件开发技术的应用开发能力，确立了本课程作为开发后台数据库在专业课程体系中的地位。如今各类信息系统、动态网站、移动应用的开发都需要使用后台数据库，数据库已成为当今计算机时代中不可或缺的组成部分。通过本课程的学习，要求学生掌握关系型数据库的开发过程，为软件开发、动态网站的创建打下坚实的技术基础。 前导课程：程序设计基础 后续课程：网页设计、JSP动态网页开发、.NET编程技术、高级编程技术 （二）课程设计思路 本课程采用“项目驱动，案例教学，一体化课堂”的教学模式开展教学。整个课程通过一个实际数据库应用开发项目驱动，完成教师与学生互动的讲练结合教学过程。学生在完成各项任务、子任务的过程中，学会数据库的应用技术、原理和工具的使用。 本课程的理论安排在多媒体教室，实践环节安排在设施先进的多媒体机房进行，教学中以学生为中心，教师负责讲授知识，指导项目设计，充分调动师生双方的积极性以达到教学目标。 （1）项目贯穿教学
以学生管理系统等数据库为载体开展教学，贯穿数据库的整个开发过程，包括：概念模型设计、关系模型设计、创建与维护数据库、创建与维护表、对表的查询、建立存储过程、数据库备份与恢复、数据库安全等。 （2）任务分解知识点 明确每堂课的任务、子任务，教学就是完成任务的过程，在这一过程中融入相关知识，以达到“任务完成，知识掌握，本领学会”的教学目的。 （3）“教、学、做”一体化教学 在一体化教室完成教师与学生互动的讲练结合的教学过程。教师讲解项目、分解任务、传授知识、演示示范；学生重复操作过程，学习知识技能；做拓展项目，如“选课管理”数据库、“图书管理”数据库、“活期存单”数据库等可供学生选做。 三、课程的教学目标 表1 四、课程内容与要求 选取难易度适中的案例、项目，加以分解、序化，兼顾从简单到复杂的认知规律和学生的学习兴趣，作为载体，以项目为导向，创设学习情境，学生按照工作流程，合作完成一个小型项目的后台数据库的设计工作。
数据库原理及应用 课后答案 第一章 选择题 1、A。 从数据库管理系统的角度看，数据库系统的结构通常分为三级模式的总体结构，在这种模式下，形成了二级映像，实现了数据的独立性。其中三级模式结构指的是外模式、模式和内模式，二级映像指的是外模式/模式映像、模式/内模式映像。对于外模式/模式映像，当模式改变时，相应的外模式/模式映像作相应的改变，以使外模式保持不变，而应用程序是依据数据的外模式来编写的，外模式不变，应用程序就没必要修改，这保证了数据与程序的逻辑独立性。对于模式/内模式映像，当数据库的存储结构变了，模式/内模式映像会作相应的改变，以使模式保持不变，而模式不变，与模式没有直接联系的应用程序也不会改变，这保证了数据与程序的物理独立性。 数据逻辑独立性指的就是当模式改变时，外模式和应用程序不需要改变，所以选项A正确。C选项的内模式改变，模式不变指的是数据的物理独立性，所以C选项不正确，B选项中前后两句与C选项相比顺序不符，所以B选项不正确。D选项中，应为“模式和应用程序不变”，不应为“外模式”，所以D选项不正确。 2、B。 DB指的是数据库（DataBase），DBMS指的是数据库管理系统（DataBase Management System），DBS指的是数据库系统（DataBase System），DBA指的是数据库管理员（Database Administrator），Data指的是数据。
由书中概念易得DBS（数据库系统）包括DBMS（数据库管理系统），DBMS管理和控制DB（数据库），而DB载入、存储、重组与恢复Data（数据）。所以B选项正确。 3、C。 数据库系统的特点有：⑴、实现数据共享；⑵、减少数据冗余度；⑶、保持数据的一致性； ⑷、数据的独立性；⑸、安全保密性；⑹、并发控制；⑺、故障恢复 由以上可得C选项错误，应改为数据冗余度“低”。 4、C。 DB是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合；DBS是实现有组织地、动态地存储大量关联数据，方便多用户访问计算机软件、硬件和数据资源组成的系统；DBMS 是把用户对数据的操作转化为对系统存储文件的操作，有效地实现数据库三级（外模式、模式和内模式）之间的转化；MIS指的是管理信息系统（Management Information System），是一个以人为主导，利用计算机硬件、软件及其他办公设备进行信息的收集、传递、存贮、加工、维护和使用的系统。由以上概念可知，位于用户和数据库之间的一层数据管理软件是DBMS。所以C选项正确。 5、C。 书中图1.6明确指出模式/内模式映像把概念数据库与物理数据库联系起来，所以C选项正确。 6、C。 数据库有这样三层关系，第一层和第三层不能直接发生关系，所以D选项不正确，内模式与外模式没有直接关系，应改为“模式与应用程序不变”。
1.1光镊技术简介 光镊是以激光的力学效应为基础的一种物理工具，是利用强会聚的光场与微粒相互作用时形成的光学势阱来俘获粒子的【4】。1969年，A. Ashkin等首次实现了激光驱动微米粒子的实验。此后他又发现微粒会在横向被吸入光束（微粒的折射率大于周围介质的折射率）。在对这两种现象研究的基础上，Ashkin提出了利用光压操纵微粒的思想，并用两束相向照射的激光，首次实现了对水溶液中玻璃小球的捕获，建立了第一套利用光压操纵微粒的工具。1986年，A. Ashkin等人又发现，单独一束强聚焦的激光束就足以形成三维稳定的光学势阱，可以吸引微粒并把它局限在焦点附近，于是第一台光镊装置就诞生了【5，6】。也因此，光镊的正式名称为“单光束梯度力势阱” （single-beam optical gradient force trap）。 由于使用光镊来捕获操纵样品具有非接触性、无机械损伤等优点，这使得光镊在生物学领域表现出了突出的优势。这些年来，随着研究的深入和技术的不断完善，光镊在生物学的应用对象由细胞和细胞器逐步扩展到了大分子和单分子等。目前，光镊常被用来研究生物过程中的细胞和分子的运动过程【7-10】，也常被用来测量生物过程中的一些力学特征【11-14】。 1.2光镊的原理与特点 众所周知，光具有能量和动量，但是在实际应用中人们经常利用了光的能量，却很少利用光的动量。究其原因，这主要是因为在生活中我们接触到的自然光和照明光等的力学效应都很小，无法引起人们可以直接感受到或观察到的宏观效应。而科学家们利用激光所具有的高亮度和优良的方向性，使得光的力学效应在显微镜下显现了出来，在这里我们要介绍的光镊技术正是以这种光的力学效应为基础发展起来的。 1.2.1光压与单光束梯度力光阱 光与物质相互作用的过程中既有能量的传递，也有动量的传递，动量的传递常常表现为压力，简称光压。1987年，麦克斯韦根据电磁波理论论证了光压的存在，并推导出了光压力的计算公式。1901年，俄国人П.Н.列别捷夫用悬在细丝下的悬体实现了光压的实验测量【15】。此后，美国物理学家尼克尔、霍尔也
第1章数据概述 一．选择题 1．下列关于数据库管理系统的说法，错误的是C A．数据库管理系统与操作系统有关，操作系统的类型决定了能够运行的数据库管理系统的类型 B．数据库管理系统对数据库文件的访问必须经过操作系统实现才能实现 C．数据库应用程序可以不经过数据库管理系统而直接读取数据库文件 D．数据库管理系统对用户隐藏了数据库文件的存放位置和文件名 2．下列关于用文件管理数据的说法，错误的是D A．用文件管理数据，难以提供应用程序对数据的独立性 B．当存储数据的文件名发生变化时，必须修改访问数据文件的应用程序 C．用文件存储数据的方式难以实现数据访问的安全控制 D．将相关的数据存储在一个文件中，有利于用户对数据进行分类，因此也可以加快用户操作数据的效率 3．下列说法中，不属于数据库管理系统特征的是C A．提供了应用程序和数据的独立性 B．所有的数据作为一个整体考虑，因此是相互关联的数据的集合 C．用户访问数据时，需要知道存储数据的文件的物理信息 D．能够保证数据库数据的可靠性，即使在存储数据的硬盘出现故障时，也能防止数据丢失 5．在数据库系统中，数据库管理系统和操作系统之间的关系是D A．相互调用 B．数据库管理系统调用操作系统 C．操作系统调用数据库管理系统 D．并发运行 6．数据库系统的物理独立性是指D A．不会因为数据的变化而影响应用程序 B．不会因为数据存储结构的变化而影响应用程序 C．不会因为数据存储策略的变化而影响数据的存储结构 D．不会因为数据逻辑结构的变化而影响应用程序 7．数据库管理系统是数据库系统的核心，它负责有效地组织、存储和管理数据，它位于用户和操作系统之间，属于A A．系统软件B．工具软件 C．应用软件D．数据软件 8．数据库系统是由若干部分组成的。下列不属于数据库系统组成部分的是B A．数据库B．操作系统 C．应用程序D．数据库管理系统 9．下列关于客户/服务器结构和文件服务器结构的描述，错误的是D A．客户/服务器结构将数据库存储在服务器端，文件服务器结构将数据存储在客户端 B．客户/服务器结构返回给客户端的是处理后的结果数据，文件服务器结构返回给客户端的是包含客户所需数据的文件 C．客户/服务器结构比文件服务器结构的网络开销小 D．客户/服务器结构可以提供数据共享功能，而用文件服务器结构存储的数据不能共享
多媒体技术基础及应用期末复习指导（本科） 多媒体技术基础及应用是中央电大计算机科学与技术专业的限定性选修课程。4学分，开设一学期。该课程使用的教材为《多媒体技术基础及应用》和《多媒体技术基础及应用——辅导与实验》，钟玉琢、冼伟铨、沈洪编著，清华大学出版社出版。 本课程综合讲述了多媒体计算机的基本原理、关键技术及其开发和应用。要求学生掌握的主要内容有：多媒体计算机的定义及其关键技术；视频音频信息的获取与处理；多媒体数据压缩编码技术；多媒体计算机硬件及软件系统结构、超文本和超媒体、多媒体计算机的应用技术。通过学习这些内容，为今后开展多媒体领域的研究和开发工作打下良好的基础。 为了电大的同学更好地复习和掌握这门课程的知识，下面按照教案大纲要求，对各章的复习要点进行归纳总结，并给出相应的练习题及解答，供大家复习时参考。 一、复习的主要内容 第一章多媒体计算机概述 1. 多媒体计算机的定义和分类 多媒体计算机的定义是：计算机综合处理多媒体信息（文本、图形、图像、音频和视频）使多种信息建立逻辑连接、集成为一个系统并具有交互性的技术。 简单地说：计算机综合处理声、文、图信息；具有集成性和交互性。 多媒体计算机的分类，从开发和生产厂商以及应用的角度出发可以分为两大类： 一类是家电制造厂商研制的电视计算机（Teleputer），是把CPU放到家电中通过编程控制管理电视机、音响。有人称它为“灵巧”电视-Smart TV； 另一类是计算机制造厂商研制的计算机电视（Compuvision），采用微处理器（80X86，68XXX）作为CPU，其它设备还有VGA卡，CD-ROM，音响设备以及扩展的多媒体家电系统，有人说它的发展方向是TV-Killer。 2. 多媒体计算机要解决的关键技术 （1）视频音频信息的获取技术； （2）多媒体数据压缩编码和解码技术； （3）视频音频数据的实时处理和特技； （4）视频音频数据的输出技术。 3. 多媒体技术促进了通信娱乐和计算机的融合 (1) 多媒体技术是解决数字化及HDTV的可行方案 应用多媒体技术制造高清晰度电视(HDTV)它可以支持任意分辨率的输出,而且输入输出分辨率可以独立,输出分辨率也可以任意地改变。可以用任意的窗口尺寸输出，同时还具备许多新的功能，如图形功能、视频音频特技以及交互功能。 高清晰度数字电视技术及交互式电视技术由于采用了数字式视频数字式音频及MPEG压缩编码算法以便于数据传输、存储及计算机控制和管理。国际标准MPEG-Ⅱ，提供了四种工具：空间可扩展性、时间可扩充性、信噪比可扩充性及数据分块等。 （2）利用多媒体技术制作VCD、DVD及影视音响 应用多媒体计算机技术可制作VCD、DVD、影视音响卡拉OK机等。VCD播放系统主要有两种，一种是MPEG播放卡，另一种是VCD播放机。MPEG卡由Mediamatics公司研制的，这种卡由三块主要的芯片：MX501、4Mbit-DRAM和40MHzOSC。它由视频音频解码
习题参考答案 第1章习题参考答案 一、选择题 1. C 2. B 3. D 4. C 5. D 6. B 7. A 8. B 9. D 10. B 11. C 12. D 13. D 14. D 15. B 16. C 17. D 18. A 19. D 20. A 21. D 22. D 23. C 24. A 25. C 二、填空题 1. 数据库系统阶段 2. 关系 3. 物理独立性 4. 操作系统 5. 数据库管理系统（DBMS） 6. 一对多 7. 独立性 8. 完整性控制 9. 逻辑独立性 10. 关系模型 11. 概念结构（逻辑） 12. 树有向图二维表嵌套和递归 13. 宿主语言（或主语言） 14. 数据字典 15. 单用户结构主从式结构分布式结构客户/服务器结构浏览器/服务器结构 16. 现实世界信息世界计算机世界 三、简答题 1、简述数据库管理技术发展的三个阶段。各阶段的特点是什么 答：数据库管理技术经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。 (1）、人工管理数据的特点： A、数据不保存。 B、系统没有专用的软件对数据进行管理。 C、数据不共享。 D、数据不具有独立性。（2）、文件系统阶段的特点： A、数据以文件的形式长期保存。 B、由文件系统管理数据。 C、程序与数据之间有一定的独立性。 D、文件的形式已经多样化 E、数据具有一定的共享性 （3）、数据库系统管理阶段特点： A、数据结构化。 B、数据共享性高、冗余度底。 C、数据独立性高。 D、有统一的数据控制功能。 2、从程序和数据之间的关系来分析文件系统和数据库系统之间的区别和联系 答：数据管理的规模日趋增大，数据量急剧增加，文件管理系统已不能适应要求，数据库管理技术为用户提供了更广泛的数据共享和更高的数据独立性，进一步减少了数据的余度，并为用户提供了方便
<<多媒体原理技术及应用>>试卷填空(每空2分,共24分) 1.多媒体技术就是运用计算机综合处理的技术.多媒体系统是指利用技术和技术来处理和控制多媒体信息的系统. 2.汉字内码是 . 3.采样率决定了 . 4.音频卡采用的总线接口有:ISA, . 5.按照测试过程是否在实际应用环境中来分,测试方法有: 和 . 6.多媒体系统按照功能来分可分为开发系统, ,培训系统,家庭系统四种. 7.用计算机实现的动画有两种: 和 8.音强的单位是 . 单项选择题(每小题3分,共15分) 1.以下不是多媒体数据特点的是:( ) 数据量巨大. B.数据类型多. C.数据类型间区别小. D.多媒体数据的输入,输出复
杂. 2.关于压缩编码,下列说法正确的是( ) A.无损压缩法是一种常用的压缩编码,也就是熵压缩法. B.有损压缩法是一种常用的压缩编码,也就是熵编码. C. 常用的压缩编码方法分为:冗余压缩法,无损压缩法,有损压缩法三种. D.常用的压缩编码方法分为:无损压缩法,有损压缩法两种. 3.超文本一个( )结构. 顺序的树形. B.非线性的网状. C.线性的层次. D.随机的链式. 4.在软件测试过程中,有详细设计提供的文档,从软件的具体的逻辑结构和执行路径出发,设计测试用例,完成测试的目的,这种方法称为( ). A.黑盒法. B.白盒法. C.动态测试法. D.静态分析法. 5.适合制作三维动画的工具软件是( ). A. Authorware B. PhotoShop C. AUtoCAD D. 3DSMAX
三,判断题(每小题3分,共15分) 1.MIDI是乐器数字接口的英文缩写,是数字音乐的国际标准( ). 2.在音频数字处理技术中,要考虑采样,量化的编码问题.( ) 3.windows中最常用的图像文件格式是:DIB,BMP,JPG,;AVI,FLC.( ) 4.软件性能评价是指在规定的时间和条件下,软件完成规定的功能的能力.( ) 5.CDROM的存储容量大,一张8cm的盘片容量可达600MB,一张12cm的盘片可达650MB.( ) 四,简答叙述题(每小题3分,共46分) 1.怎样实现数据压缩数据压缩技术的三个重要指标是什么 (12分) 2.解释多媒体和多媒体计算机技术的概念.(12分) 3.局域网有哪几个部分组成局域网有哪些功能 (10分)
《光镊原理及应用》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程中文名称：光镊原理及应用 课程英文名称：Optical tweezers theory and application 开课学期：2 学时：16 学分：1 二、课程目的和任务 激光生物学是多学科交叉的新兴学科，其中以激光微束光阱效应为基础的光镊技术是生命科学和生物工程研究的有力工具，已成为当前生物物理学中新方法和新仪器的研究热点之一。是光子技术和生命科学相互交叉与渗透而形成的一门新的边缘学科，课程教学目标：让光镊在生命学科及其他应用领域中的作用与地位，逐步树立科学的世界观，促进综合素质的提高；帮助学生获得光镊的基本知识，掌握光镊相关技术。通过课程小论文与研讨，让学生了解本学科的发展前沿，培养学生的创造型思维；开放式的教学，提高学生的综合分析和解决问题的能力。 三、教学内容与基本要求 教学主要内容及对学生的要求： 教学主要内容 第一章 光镊技术的产生与发展 光镊技术的理论研究、光镊技术的应用研究 国内外光镊技术的研究现状 第二章 光镊技术及其基本原理 光镊技术的描述、光镊的基本原理、光辐射压力、 梯度力和散射力、二维光学势阱、基于激光微束的三维光学势阱 第三章 光镊的理论分析与计算方法 光镊理论计算的意义、粒子分类与计算方法、光阱力与光操纵束缚条件第四章 光镊的系统构成与技术性能
传统光镊的原理、系统构成、激光器和显微镜的选取、多光镊技术 第五章 光纤光镊技术 远场光纤光镊、近场光镊 第5章 光镊技术的发展应用 光镊技术在生物学方面应用、光镊在分子生物学领域的应用、光镊与其它技术的结合应用 对学生的要求： 1、 对光镊原理方法有明确认识。 2、 对光镊系统的性能、参数能深入了解，并能自由运用。 3、 能够了解光阱力的计算方法。 4、 有查阅外文资料的能力。 五、教学设计及方法 教学方式 1) 教学与科研结合，激发学生的求知欲 2)专家讲授与教师专题讲座相结合，拓展学生知识面 3)理论与实践结合，加强学生实验技能的训练 4)中、英双语教学相结合，提高学生国际交流能力 5)撰写专题调研报告，培养学生的自主创新能力 教学手段 将多种现代的教学手段运用于课程教学之中，多方位多途径地展教学活动，以激发学生学习兴趣，提高教学效果。 1)将多媒体教学与板书相结合，以解决学时少内容多的矛盾 2)课件与电视录像片相结合，以提高学生的自学能力 3)丰富的网络资源为学生学习提供良好的软环境 六、调查、参观、实践、实验内容 七、主要参考资料 [1]《光镊原理、技术和应用》李银妹编译中国科学技术大学出版社1996 [2]《时域有限差分法FDTD Method 》 高本庆 国防工业出版社.1995年 [3][《非均匀介质中的场与波》美]Weng Cho Chew 著聂在平，柳清伙译电子工业出版社,1992年 [4] Ashkin A. Optical trapping and manipulation of single cells using infrared laser beams. Nature, 1987, 33: 256-
数据库原理及应用 数据库技术简介 数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支。 数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透。 数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。 第一章绪论 1.1 数据库系统概述 1.1.1 四个基本概念 数据(Data) 数据库（Database）数据库管理系统(DBMS) 数据库系统(DBS) 一、数据 数据(Data)的定义 数据是信息的具体表现形式 描述事物的符号记录 数据的表现形式——数字文字图形图像声音等 各类数据必须数字化后才能加工处理。 数据与其语义是不可分的 例如：93是一个数据 语义1：学生某门课的成绩 语义2：某人的体重 语义3：计算机系2007级学生人数 例如：学生档案中的一条记录：（李明男1982 江苏计算机系2000） 二、数据库(续) 数据库的定义 数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。 三、数据库管理系统 什么是DBMS 数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。 DBMS的用途 组织和存储好大量的数据，并提供方便、高效地检索数据和维护数据的手段。 DBMS的主要功能: 数据定义功能 数据组织 存储和管理 数据操纵功能 数据库的事务管理和运行管理 数据库的建立和维护功能 其它功能 四、数据库系统 什么是数据库系统
数据库系统（Database System，简称DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统。 数据库系统的构成 数据库 数据库管理系统（及其开发工具） 应用系统 数据库管理员（DBA） 1.1.2 数据管理技术的产生和发展 数据管理：是指对数据的分类、组织、编码、存储、查询和维护等活动，是数据处理的中心环节。 数据处理：是指对数据进行收集、组织、存储、加工、抽取和传播等一系列活动的总和。其目的是从大量的、原始数据中抽取、推导出对人们有价值的信息。 数据管理技术的发展动力：应用需求的推动、计算机软/硬件的发展 数据管理技术的发展过程 人工管理阶段(40年代中--50年代中) 文件系统阶段(50年代末--60年代中) 数据库系统阶段(60年代末--现在) 一、人工管理 时期 40年代中--50年代中 产生的背景 应用需求科学计算 硬件水平纸带、卡片、磁带 软件水平没有操作系统 处理方式批处理 特点：数据不保存、数据由程序各自管理（逻辑结构、存储结构、存取方法、输入方式等） 数据不共享：一组数据只能对应一个程序 数据不具独立性：数据的结构发生变化后（物理或逻辑上），应用程序必须做相应的修改。 应用程序与数据的对应关系(人工管理阶段) .. 二、文件系统 时期
一、选择 1.多媒体计算机中的媒体信息是指( ) 。 ⑴数字、文字⑵声音、图形⑶动画、视频⑷图像 A ⑴ B ⑵ C ⑶ D 全部 2.多媒体技术的主要特性有( )。 （1）多样性（2）集成性（3）交互性（4）可扩充性 A （1） B （1）、（2） C （1）、（2）、（3） D 全部 3.目前音频卡具备以下哪些功能（）。 ⑴录制和回放数字音频文件⑵混音⑶语音特征识别⑷实时解／压缩数字音频文件 A ⑴⑶⑷ B ⑴⑵⑷ C ⑵⑶⑷ D 全部 4.在多媒体计算机中常用的图像输入设备是（）。 （1）数码照相机（2）彩色扫描仪（3）视频信号数字化仪（4）彩色摄像机 A （1） B （1）（2） C （1）（2）（3） D 全部 5.国际标准MPEG-Ⅱ采用了分层的编码体系，提供了四种技术,它们是（）。 A 空间可扩展性；信噪比可扩充性；框架技术；等级技术。
B 时间可扩充性；空间可扩展性；硬件扩展技术；软件扩展技术。 C 数据分块技术；空间可扩展性；信噪比可扩充性；框架技术。 D 空间可扩展性；时间可扩充性；信噪比可扩充性；数据分块技术。 6.视频卡的种类很多，主要包括（）。（1）视频捕获卡（2）电影卡（3）电视卡（4）视频转换卡 A （1） B （1）（2） C （1）（2）（3） D 全部 7.以PAL制25帧/秒为例，已知一帧彩色静态图像(RGB)的分辨率为256′256，每一种颜色用16bit表示，则该视频每秒钟的数据量为（）。 A 256′256 ′3 ′16′25 bps B 512′512 ′3′8′25 bps C 256′256 ′3′8′25 bps D 512 ′512′3′16′25 bps 8.全电视信号主要由（）组成。 A 图像信号、同步信号、消隐信号。 B 图像信号、亮度信号、色度信号。 C 图像信号、复合同步信号、复合消隐信号。 D 图像信号、复合同步信号、复合色度信号。 9.在视频信号实时处理技术中，如果电视扫描的正程时间为52.2ms，分辨率为512′512 ，实时意味着处理每个像素的时间近似为（）。 A 0.1ms B 0.2ms C 0.8ms D 0.4ms 10.下列哪种说法是正确的（）。 A 信息量等于数据量与冗余量之和。
光镊技术在原子物理和生命科学中的应用与发展 信息工程系 王 坚 [摘要] 激光陷阱和控制、操作中性微小粒子的光镊技术是以光的辐射压原理为基础的，利用光与物质间动量的传递的力学效应形成三维梯度光学陷阱。光压的实际应用在20世纪激光诞生后才得以实现。由于激光突出的高方向性、高相干性、高亮度产生的辐射压高于一般的光，所以使得基于光压原理的光镊能够被发现并运用。光镊能够捕获和操纵微米尺度粒子成为捕获操纵粒子独特且有效的手段，并且这种方法在物理和生物科学等领域掀起了一场技术革命。本文简要回顾了早期光镊技术在原子物理和生命科学中的应用与发展，以及当代光镊技术研究的最新成就。 [关键词] 激光陷阱，光镊，激光 1． 引言 光镊是基于光的力学效应的一种新的物理工具，它如同一把无形的机械镊子，可实现对活细胞及细胞器的无损伤的捕获与操作。光镊的发明正适应了生命科学深入到细胞、亚细胞层次的研究趋势，也为生物工程技术提供了一种新的手段。仅仅20年光镊的应用已展示其在物理和生命科学领域中无限美好的应用前景。 2. 光镊技术原理 2.1光压原理 光镊技术是基于光压原理的，光压原理在牛顿和开普勒时期就已经提出来了但是一直都没有什么应用。光的压力原理早期只有在天文学中有些应用，德国的天文学家开普勒，在17世纪初提出彗尾之所以背向太阳的原因是，其受到了太阳辐射光压的作用力。因为只有在天文学研究中当光的强度和距离都非常大的时候，光压对物质的影响才会明显的表现出来。1873年Maxwell 从光的波动理论角度根据电磁理论推导出了光压的存在（电磁辐射压）并且给出了垂直入射到部分反射吸收体表面的光束的光压为： ()R c E p +=1 其中,E 为每秒钟垂直入射到12m 上的能量，c 为光速，R 为物体对光的反射系数。
《多媒休技术原理及应用》学科复习 ◎第一章绪论 ?本章内容：木章主要讲述多媒体技术的概念、多媒体技术的发展历程、多媒体技术的研究内容、多媒体技术的应用及发展前景 ?本章主要考点：概念、简答 1、什么是多媒体技术？简述其主要特点。 所谓多媒休技术(Multimedia Computing)就是计算机交互式综合处理多种媒体信息文本、图形、图象和声音，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性。多媒体技术的三个特点：集成性、实时性、交互性。集成性:媒体信息集成，表现媒体设备的集成。实时性：声音、视频、动画等媒体是强实吋的；提供时基媒体实吋处理的能力。交互性：与家用声像电器区别的关键特征，用户不能通过介入媒体内容。 2、如何理解多媒体技术是人机交互方法的一次革命？ 多媒体技术是人机交互方法的一次革命，之所以这样说关键在于它的交互性。交互性是多媒体技术独一无二的最具特色和优势的根木特性，它可以通过采用图形交互界面、窗口交互操作实现人和计算机之间信息的输入与输出。多媒体技术的应用越来越广泛，所以规定相关的标准是很重要的，这样使它的应用和发展更加标准化和全球化，更有利它的发展进程。 3、多媒体技术的应用及前景。 典型应用领域：教冇和培训、咨询和演示、娱乐和游戏、管理信息系统(MIS)、视频会议系统计算机支持协同工作、视频服务系统 4、多媒体技术未来发展的方向是：(D) (1)高分辨率，提高显示质量；(2)高速度化，缩短处理时间； (3)简单化，便于操作；(4)智能化，捉高信息识别能力。 (A) (1) (2) (3) (B) (1) (2) (4) (C) (1) (3) (4) (D)全部 ★第二章多媒体数据压缩技术(重点) ?本章内容：本章主要讲述数字音频编码、数字图像编码、数字视频编码、常用的数据压缩技术、多媒体数据转换 ?:.本章主要考点：概念、简答、数字音频存储量、电视信号的数据量、哈夫曼编码、算术编码 1、声音是由振动的声波所组成，在任一时刻t,声波可分解为一系列正弦波线性叠加：f(t)= 27血血曲”+ 如,其中，3称为基频或基音，它决定声音的高低；n 3称为3的n次谐波分量或称为泛音，与声音的音色冇关;如是振幅，表示声音的强弱；久是n次谐波的初相位。 ★2、量化后数字音频存储量计算公式： 数字音频存储量(字节)二釆样率(H刁)X量化位数(位)X声道数X音频长度(秒)/8 ?例：激光数字唱盘CD-DA的标准采样频率为44.1Hz,量化位数为16位，立体声，这即CD 音质。考虑一下CD-DA播放一分钟音乐所需要的存储量是多少？ 解：存储量=44.1xl6xlx60/8B = 5292B = 5.17KB ★3、量化后电视信号的数据量计算公式： 电视信号的数据量(位)二电视信号带宽(HQX2倍采样频率X数字化深度X时间 ?例：在彩色电视信号表示吋，设代表光强、色彩和色饱和度的YIQ彩色空间中各分量的带宽分别为 4.2MHZ、1.5MHZ、0.5MHZ。再设各分量均被数字化为8b。则一秒钟电视信号的数据量是多少？
多媒体技术技术应用试题 A 一、填空题（每空1分，共20分） 1 ?多媒体计算机技术是指运用计算机综合处理 ____________________________ 的技术，包括将多 种信息建立 _____________________ ，进而集成一个具有 _____________________ 性的系统。 2 .多媒体技术具有 ______________ 、 ________________ 、 _______________ 和高质量等特性。 3 ?分辨率是指把采样所得的值 ___________________ ，即用二进制来表示模拟量，进而实现 ___________________ 转换。 4 .国际常用的广播视频标准和记录格式有： _________________、 ______________ ，和SECAM 5 ?多媒体创作系统大致可分为 _______________ 、 ______________ 和 _____________ 三个部分。 6 ?视频采集是将视频信号 ________________ 并记录到 ______________ 上的过程。 7. _______________________________________________________________________ 根 据通信节点的数量，视频会议系统可分为两类： _____________________________________________ 和 ______________________________ 。 （1 ）可以用新的与众不同的方法对视频进行创造性编辑 8.用计算机实现的动画有两种： ______ 9?多点视频会议系统的一个关键技术是 二、单项选择题（每题2分，共20分） 超文本的结构是（ 顺序的树形 非线性的 网状 A . C. 2 ? A . C. 3 C. 4. A . B . C. D. 5. 关于MIDI ，下列叙述不正确的是（ MIDI 是合成声音 B MIDI 文件是一系列指令的集合 一般说来，要求声音的质量越高， 分辨率越低和采样频率越低 分辨率越低和采样频率越高 位图与矢量图比较，可以看出（ 位图比矢量图占用空间更少 位图与矢量图占用空间相同 对于复杂图形，位图比矢量图画对象更快 对于复杂图形，位图比矢量图画对象更慢 下列哪些压缩方法是冗余压缩法？（ ?线形的层次 .随机的链式 ）。 .MIDI 的回放依赖设备 .使用MIDI ，不需要许多的乐理知识 ）° ?分辨率越高和采样频率越低 ?分辨率越高和采样频率越高 (2) (4) ) )PCM Lempel-Zev 编码 (1) (2) ( 3) (1) ( 3) ( 4) C. （1） （ 3） 7 .多媒体创作工具的标准中具有的功能和特性是（ A .超级连接能力 B C.动画制作与演播 D 8 ?数字视频的重要性体现在（ ） .模块化与面向对象化 .以上答案都对 D ?全部 D (1) Huffman 编码 (3 )行程编码 A . (1) ( 3) C. (1) ( 2) (4)
如有你有帮助，请购买下载，谢谢！ 数据库原理及应用课程 设计 《图书馆管理系统》 数据库设计报告 成都信息工程学院信息管理与信息系统专业 班级：09级二班 姓名：谢泽勇、彭广川、彭圆圆、肖玲
在信息时代，图书馆已成为全社会的一个重要的公共信息资源，面对成千上万的图书和众多的借阅者，妥善的管理图书 和借阅者的资料是及其重要的，借助计算机信息系统可大大减 轻工作强度，提高工作效率。 本文根据《数据库技术及应用》课程要求而做。 课程作业要求如下： 1、严格按照数据库设计步骤，完成该系统的需求分析、概念模型设计、逻辑结 构设计； 2、需求分析分需求调查和需求分析两部分。其中需求调查应首先明确调查对象 （即，图书馆）。然后按照课程讲授的需求调查内容、步骤与方法，对图书馆进行调查。调查结果通过需求分析得到“图书馆管理信息系统”的数据字典和数据流程图，并严格按照数据字典和数据流图的标准格式与图符进行描述。 3、在得到的数据字典和数据流程图基础上，通过概念模型设计方法，得到“图 书馆管理信息系统”的E-R图。 4、将“图书馆管理信息系统”的E-R图转换为SQL Server2000支持的关系模式， 并按标准关系模式格式描述。 5、通过SQL Server2000对数据库物理结构进行设计；组织数据入库，利用SQL 语言进行简单、连接、嵌套、组合、统计等查询操作，将SQL代码及其运行结果保存；利用SQL语言对数据进行更新、删除和修改操作。 一、功能分析 (1) 读者信息的制定、输入、修改、查询，包括种类、性别、借书数量、 借书期限、备注。 (2) 书籍基本信息制定、输入、修改、查询，包括书籍编号、类别、关 键词、备注。 (3) 借书信息制定、输入、修改、查询，包括书籍编号、读者编号、借 书日期、借书期限、备注。 (4) 还书信息制定、输入、修改、查询，包括书籍编号、读者编号、还 书日期、还书期限、备注。 (5) 有条件、多条件查询各种信息.
精品文档 1.1光镊技术简介 光镊是以激光的力学效应为基础的一种物理工具，是利用强会聚的光场与微粒相互作用时形成的光学势阱来俘获粒子的【4】。1969年，A. Ashkin等首次实现了激光驱动微米粒子的实验。此后他又发现微粒会在横向被吸入光束（微粒的折射率大于周围介质的折射率）。在对这两种现象研究的基础上，Ashkin提出了利用光压操纵微粒的思想，并用两束相向照射的激光，首次实现了对水溶液中玻璃小球的捕获，建立了第一套利用光压操纵微粒的工具。1986年，A. Ashkin等人又发现，单独一束强聚焦的激光束就足以形成三维稳定的光学势阱，可以吸引微粒并把它局限在焦点附近，于是第一台光镊装置就诞生了【5，6】。也因此，光镊的正式名称为“单光束梯度力势阱”（single-beam optical gradient force trap）。由于使用光镊来捕获操纵样品具有非接触性、无机械损伤等优点，这使得光镊在生物学领域表现出了突出的优势。这些年来，随着研究的深入和技术的不断完善，光镊在生物学的应用对象由细胞和细胞器逐步扩展到了大分子和单分子等。目前，光镊常被用来研究生物过程中的细胞和分子的运动过程【7-10】，也常被用来测 量生物过程中的一些力学特征【11-14】。 1.2光镊的原理与特点 众所周知，光具有能量和动量，但是在实际应用中人们经常利用了光的能量，却很少利用光的动量。究其原因，这主要是因为在生活中我们接触到的自然光和照明光等的力学效应都很小，无法引起人们可以直接感受到或观察到的宏观效应。而科学家们利用激光所具有的高亮度和优良的方向性，使得光的力学效应在显微镜下显现了出来，在这里我们要介绍的光镊技术正是以这种光的力学效应为基础发展起来的。 1.2.1光压与单光束梯度力光阱 光与物质相互作用的过程中既有能量的传递，也有动量的传递，动量的传递常常表现为压力，简称光压。1987年，麦克斯韦根据电磁波理论论证了光压的存在，并推导出了光压力的计算公式。1901年，俄国人П.Н.列别捷夫用悬在细丝下的悬体实现了光压的实验测量【15】。此后，美国物理学家尼克尔、霍尔也精品文档． 精品文档 分别测量了光压【16】。20世纪70年代，人们开始研究激光的辐射压力，并发 展了原子束的激光偏转【17】、激光冷却【18】、光子粘团【19】等实验技术。在宏观微粒的光压力研究方面，由光悬浮发展到光捕获、光致旋转等【20】。1970年，A.Ashkin【21】首次实现了水溶液中的光悬浮。随后的一些研究【22-25】 最终导致了光镊的发明。 通常光对物体的作用力都是推力。但是，在一定条件下光也可以对物体产生拉力，或更一般的，产生束缚力。这就牵涉到光对物体作用的梯度力。 为了阐明梯度力的概念，以透明介质
数据库原理及应用 1：ER图是表示概念模型的有效工具之一，在ER图中的菱形框表示 1.联系 2.实体 3.实体的属性 4.联系的属性 2：（）完成对数据库数据的查询与更新 1.DCL 2.DDL 3.DML 4.DQL 3：如果关系模式R中的每一个非主属性既不部分依赖也不传递依赖于键，则称这个关系模式属于 1.第一范式 2.第二范式 3.第三范式 4.BC范式 4：SQL语言中，删除记录的命令是 1.DELETE 2.DROP
4.REMORE 5：数据库三级模式体系结构的划分，有利于保持数据库的 1.结构规范化 2.数据安全性 3.数据独立性 4.操作可行性 6：数据的管理方法主要有 1.文件系统和分布式系统 2.批处理系统和实时处理系统 3.数据库系统和文件系统 4.数据库系统和实时处理系统 7：下列哪一个不是数据库开发的可选数据库。 1.mysql 2. DB2 3.Oracle 4.Excel 8：绝大多数数据库系统的总体结构，都具有外模式、模式和内模式三级模式结构。描述数据库中全体数据的全局逻辑结构和特征的是 1.模式和内模式
3.模式 4.外模式 9：如果在关系的分片过程中使用了选择操作，则不可能是 1.水平分片 2.垂直分片 3.导出分片 4.混合分片 10：以下关于E-R图的叙述正确的是 1. E-R图建立在关系数据库的假设上 2. E-R图使用过程和数据的关系清晰，实体间的关系可导出应用过程的表示。 3. E-R图可将现实世界（应用）中的信息抽象地表示为实体以及实体间的联系 4. E-R图能表示数据生命周期。 11：SQL语言中，创建一个表的命令是 1.View 2.DROP 3.CLEAR 4.Create 12：位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件是 1.DBS
窗体顶端 四、分析与设计题（4） 1．请依据下表内容完成题目要求。(40分) 1.建立数据库student。（2分） 2.按照图表中给出的表定义，请在student数据库中创建学生表。(4分) 3.查询学生表中女同学的基本信息。（2分） 4.查询成绩表中选修了课程号为'002'的所有学生的学号及成绩，并按成绩降序排列。（3分） 5.查询成绩表中课程号为'003'课程的成绩最高分。（2分） 6.查询所有学生的学号、姓名、所选课程的课程名称及相应成绩（4分） 7.查询学生表中各系的的学生人数，结果显示系别和人数两列。（3分） 8.向成绩表成绩中插入一行数据，列值分别为：（''，'003'，89 ）（2分） 9.修改课程表中 '数据结构'课程的学分，将其学分改为6 。（2分） 10.删除学生表中姓张的学生记录（2分） 11.根据学生表创建视图View1，视图包含计算机系所有学生的基本信息。（3分） 12.查询视图View1所包含的数据。（2分） 13.创建存储过程Proc1，使其完成如下功能：根据任意输入的学生学号，查询成绩表中该学生的学号、课程号及成绩。（使用输入参数）（5分） 14.执行第13小题中创建的存储过程Proc1，执行时输入的学生学号为''（2分） 15、删除成绩表。（2分） 答案： 完成如下所要求所用的操作命令：（共40分） 1、创建一个存放在D：\SQL路径下Test数据库，该数据库的主数据文件逻辑名称为Test_data，物理文件名为，初始大小为4MB，最大尺寸为10MB，增长速度为10%；数据库的日志文件逻辑名称为Test_log，物理文件名为，初始大小为1MB，最大尺寸为5MB，增长速度为1MB。（4分） 2、依据表结构创建score表。（3分） 3、查看表中所的的数据行。（2分） 4、查看表中姓名、SQL 两列数据，并按成绩降序排列。。（2分） 5、查看表中姓王学生的基本信息。（3分） 6、查看所有学生的学号、姓名及总分（三门课相加）。（2分） 7、向score表中插入一行数据，值分别为：（2分） （1005 ， '赵强'， 64， 82 ， 69） 8、修改表中姓名为王英的数据，使VB的值改为：85 （2分） 9、创建视图xs1，使其包含学号、姓名、SQL三列。（3分） 10、创建存储过程pjf，用它来按姓名查询score表中任一学生的平均成绩。（4分） 11、执行第10小题中创建的存储过程pjf。 (2分) 12、建立触发器tr1p，防止用户对score表有删除、修改及插入操作。(4分) 13、显示score中各门课的平均值。（3分） 14、删除score表中姓王的所有数据行。（2分） 15、删除test数据库。（2分）
光镊原理及其应用 摘要：激光的发明使得光的力学效应走向了实际应用。本文介绍了光镊技术的基本原理及其在生物科学方面的一些应用。 关键词：光镊；光的力学效应；生物科学；应用 1 引言 光镊是A. Ashkin[1]在关于光与微粒子相互作用实验的基础上于1986年发明的。光镊在问世之初被看作是微小宏观粒子的操控手段，并渐渐成了光的力学效应的研究和应用最活跃的领域之一。近20年来光镊技术的研究和应用得到了迅速的发展，特别是在生命科学领域，光镊已成为研究单个细胞和生物大分子行为不可或缺的有效工具。 2 基本原理 光镊的基本原理在于光与物质微粒之间的动量传递的力学效应。对于直径大于波长的米氏散射粒子来说，光镊的势阱原理可以用几何光学来解释[1~3]。如图1（a）所示。入射光线A将光子的动量以辐射压的形式作用于粒子小球，力的作用方向与光线入射方向相同。A经过若干反射、折射后，以光线A’出射。入射光线的辐射压减去出射光线的辐射压为粒子小球所受的净剩力F A。图1（b）为作用力简图，实际力的作用过程较此复杂，A’应为所有（包括反射光透射光）出射光线辐射压的合力，但结果与此相似，小球受轴向指向焦点的力。 对于直径小于激光波长的瑞利散射颗粒，适用于波动光学理论[1]和电磁模型。波动光学理论（也是光镊的基本理论）认为，在光轴方向有一对作用力：与入射光同向正比于光强的散射力和与光强梯度同向正比与强度梯度的梯度力。在折射率为n m的介质中，折射率为n p 的瑞利粒子所受的背离焦点的散射力为[1] F scat =n m P scat/ c （1） 这里P scat为被散射的光功率。或用光强I0和有效折射率m = n p / n m表示为 （2） 对于极化率为α的球形瑞利粒子所受的指向焦点的梯度力为