进位直达并行三值光计算机加法器原理

目前液晶单元从不透光状态变成透光状态需要时间50~100 ms, 本文中推证出: 光通过液晶器件的时间约为1.14×10^−5 ms, 利用这两个时间的巨大差异, 提出了用液晶构成“进位直达”通道来克服进位串行延时的原理, 在进位直达通道中各个进位链的进位直达过程自动并行. 据此完善了用液晶构造三值光计算机加法器的理论, 并设计了这个加法器的理论光路. 同时给出了一个实现进位直达并行器件的方案. 进位直达并行原理以物理方式解决了三值光计算机加法器的进位延时难题. 也为其他种类的光计算机加法器研究提示了新思路.     

无进（借）位运算器的降值设计理论及其在三值光计算机中的应用

文中介绍在三值光计算机逻辑运算器研究中最新发现的“降值设计”规律，以及由这个规律建立的针对没有进位或借位操作的多值运算，构建其运算器时的降值设计理论和设计规范．其主要结论是：如果用于表示信息的n个物理状态中包含一个特殊的物理状态（D状态），则n（n×n）个无进（借）位n值运算器都可以按照规范的设计步骤，组合n×n×（n-1）个最简单的运算基元而成．文中还以一个三值逻辑光学运算器为例，详细介绍这个规范设计步骤的使用方法，并且给出这个三值逻辑光学运算器的实际构造、实验过程和结果．最后概要性地介绍了据此理论建成的可重构三值逻辑光学运算器实验系统．该理论为设计三值光学计算机的可重构型无进（借）位运算器奠定了理论基础，可供设计各种多值逻辑运算器时参考．     

三值光学处理器的数据位管理理论和技术

数据位众多是三值光学计算机的突出特点之一，如何有效地管理众多的数据位成为计算机科学领域的新课题．本文通过继承、更新、增补、归纳和梳理相关的研究成果，形成了比较系统的数据位管理理论和技术架构．这个框架包括下列概念和技术：1）数据位管理基本单位“算位”和“算道”，算位用于标记简单数据类型的数据位，算道用于标记复合数据类型的数据位．2）“计算量指标”用于标示一个任务的计算量规模，对大规模、中规模和小规模的任务、系统将采取不同的管理策略．3）“数据位物理形态”指出在数据传送的各个阶段数据位所占用的具体器件．4）“坏位替换”技术实现了用预留的冗余数据位及时替换失效的数据位，依靠这项技术，三值光学计算机具有对数据位软硬件故障的容错能力．5）“整体重构”技术采用定时重构所有数据位的策略，显著减少了重构过程对计算过程的打断次数．6）“数据位分配技术”将对不同规模的任务采用各不相同的规划策略．另外，文中还讨论了用这个理论指导设计三值光学计算机第三个实验系统（SDll）硬件的情况．SDll的设计目标是为探索如何应用三值光学计算机提供实验平台．SDll的光学处理器基本模块有1024个数据位，还有128个冗余数据位，而一个光学处理器可以包含16个基本模块，所以，一个SDll最多可以有16384个数据位，并有2048个冗余数据位．     

三值光学计算机解码器的理论、技术和实现

经过十余年发展，三值光学计算机系统的解码器已经形成了一个比较完整的理论．本文从解码器的实践中抽象出三值光学计算机解码器的理论结构，并介绍地址标定、阈值设定、偏色纠正、坏点剔除和目标画面判断等关键技术的要点，阐明了这些技术的内在联系．通过对实用解码器的描述，介绍了从解码器的理论结构到实用结构的合理简化和各项技术的实现方案，以及解码器的工作流程．     

三值光学计算机一种限制输入一步式MSD加法器

在已有三值光学MSD加法器研究工作的基础上,对限制输入符号的一步式MSD加法器进行了进一步研究.本文简要介绍了一般一步式MSD加法器的原理,其核心是"中位变换"、中位变换表和对应的中位变换器等概念.通过限制输入符号,得到了简化的2位中位变换表.通过分析这个2位中位变换表,获得了2位中位变换V子变换、U子变换和中位变换器主变换,设计了相应的变换器光路图.在此基础上,根据限制输入一步式MSD加法器原理设计了它的结构.通过对中位变换器和一步式MSD加法器的软件模拟以及实物实验,证明所设计的一步式MSD加法器有效.该加法器将成为三值光学计算机的基本部件之一.     

应变速率敏感性指数的理论和测量规范

应变速率敏感性指数m是判定材料超塑性的重要力学指标, 用拉伸实验测量 m 值的力学研究已有很多, 对超塑性的进展也有很大贡献. 首先从回顾已有拉伸实验测量 m值的公式, 并且把它们归类为定长度 m 值的m_l, 恒速度 m值的m_v和定载荷 m 值的m_P三种典型变形路径下的应变速率敏感性指数. 进而基于拉伸变形的本构方程和塑性力学的基本原理, 建立了广义m值的约束方程. 结合三种典型变形路径规范了m值的力学定义, 并由本构方程定义的广义m值公式统一推导出m_l, m_v和m_P的测量公式. 提出结合典型变形路径用数值模拟测量 m值的精确方法. 测量结果表明, m值不仅不是常数, 而且其变化规律与所处的变形路径有密切关系, 用相同的测量公式测量不同变形路径下的 m 值, 测得的结果相差悬殊, 在同一变形路径下用不同的测量公式测得的结果也各异. 对于 m 值的测量必须指明所处的变形路径, 并且要用对应的测量公式才能测得正确结果. 此外, 还从理论和实验两方面都解答了为什么恒速变形路径下的 m_v值往往是负值, 而定载荷变形路径下测得的m_P值往往会大于1. 对m值的深入分析和精确测量的探讨, 旨在为超塑性宏观变形的力学规律与微观物理机理的衔接的研究提供条件.     

倾斜光纤Bragg光栅偏振特性理论分析

基于耦合模理论与Mueller矩阵方法,理论分析了倾斜光纤Bragg光栅(TFBG)的偏振特性.推导计算了不同倾斜角度下,TFBG的波长相关偏振依赖损耗(PDL)表达式.比较不同倾斜角度下的计算结果,发现45°的TFBG偏振能力强于其他较小倾斜角度的TFBG.同时,计算了非偏振光通过TFBG后的偏振度,以探讨各种倾斜角度的偏振特性.另外,讨论了TFBG的几种物理参数与其偏振能力间的关系.     

忆阻器阻变随机存取存储器及其在信息存储中的应用

忆阻器具有依赖于激励历史的动态电阻,可以用来构造少晶体管的非易失性半导体存储器(NVSM),也称为阻变随机存取存储器(RRAM).本文提出了一种基于忆阻器的阻变随机存取存储器(MRRAM)——可与现代计算系统相兼容的纳米级二值存储器实现方案,其结构与静态随机存取存储器(SRAM)类似,但用忆阻器替代基本RS触发器存储信息.在此基础上,通过改进该MRRAM,可以实现在一个存储单元中存储多比特信息(以灰度级形式)的多值存储器,大大提高了存储密度.给出的计算机仿真和数值分析验证了本方案在存储ASCII字符和图像中的有效性,探讨了灰度图像存储的新方法.     

基于多面体与平行入射光的光辐射源空间定向方法分析

光辐射源空间定向在航天、军事等领域一直是研究热点.现有研究主要集中在局部视场上的高精度定向,对180°以上视场的定向目前需用多个局部视场组合实现,导致探测系统体积、重量、功耗和成本增加问题.定义光辐射源的辐射能量和方向为矢量,根据辐射余弦定理和矢量定律,推导出了该矢量能用法矢量不共面的3个面的单位法矢量及光辐射源投射在这些面上的能量来求解的结论,以及该矢量的数学求解公式;基于此结论,利用光的直线传播特性和多面体的几何特性,提出了用多面体实现光辐射源空间360°全视场定向的方法;给出了抗多径干扰的方法;推导出了误差上限的计算公式,解决了误差范围的确定问题.实测与仿真结果验证了该方法的正确性和可行性,以及误差分析结果的正确性.当3个测量面的单位法矢量构成的矩阵正交,任一测量面上能量的测量误差值与其真实值的比值上限为5%或1%时,其精度优于2.866°或0.574°.     

浅谈信息化形势下计算机实验教学体系的构建

阐述了信息化建设的新形势,然后针对信息化形势,分析了进行计算机实验教学改革的必要性,最后给出了建构新型计算机实验教学体系的设想.     

生成式计算机模拟解决多层板式住宅的规划布局

以多层板式集合住宅为例,以北京地区入户调查问卷取得的相关资料为数据基础,建立了居住环境与居民喜好之间关系的函数,尝试用多用户代理系统和生成式计算机的模拟方法编写程序,由计算机程序自动生成的规划布局形式可以作为候选方案供建筑师参考和选择.     

乳化交联法在载药微球制备中的应用及研究进展

介绍了乳化交联法用于制备栽药微球的基本原理、种类和工艺过程;依据国内外的文献报道来分析了乳化交联法制备载药微球的影响因素,包括乳化速度、相比、分散相pH值和固化方法等;并阐述了乳化交联法在栽药微球制备中的应用现状及研究进展.     

基于无监督域自适应的计算机视觉任务研究进展

作为工业互联网的典型实例之一,车联网技术近年来飞速发展,其核心在于信息的互联互通.因此,精准、可迁移的环境信息感知能力是其稳定运行的前提之一.深度学习的进步推动了计算机视觉任务的发展,但基于传统深度学习的方法仍存在训练过程对人工标注数据依赖强、场景泛化能力较差的弊端.而对于计算机视觉任务来说,训练数据的真值标签获取较难...     

基于DNA分子的逻辑门与计算机

本文对基于DNA分子的逻辑门与计算机研究进行了综述。DNA逻辑门与DNA计算机是目前非常活跃的研究领域,有可能解决电子计算机发展的瓶颈问题。本文从DNA逻辑门的分子基础、DNA逻辑门和DNA计算机等几个方面进行了介绍,并且对可能的发展方向作了一些预期。     

β—PbF2：Gd晶体常温下闪烁性能的探索

用Bridgeman Stockbarger法生长出了掺Gd质量分数为 0 1 5 %的立方氟化铅 ( β PbF2 :Gd)晶体 .将其切割、抛光制成 2 0mm× 2 0mm的试样 ,分别用13 7Cs和AGS上强度为 1GeV的束流为激发源 ,测量了该晶体的光输出和衰减时间 .结果表明β PbF2 :Gd晶体在常温下能够产生微弱的闪烁光 ,光输出约为 6光电子 /MeV ,而且大部分光输出都是在时间门宽 <30ns的范围内测到的 ,在 1 μs范围内没有发现慢分量 .X射线激发下的发射光谱表明 ,β PbF2 :Gd晶体的 2 77和 31 2nm发光峰分别对应于Gd3 +离子的6IJ→8S7/2 和6PJ→8S7/2 能级跃迁 .     

硅基光电子发光材料与器件

用光子作为信息载体的光互连是硅集成电路的发展趋势之一,而硅基光互连的实现,必须发展与当前集成电路制造工艺兼容的高效硅基光源.本文概述了近年来国际上硅基光源的主要研究成果,重点介绍了我们研究组在硅量子点、硅晶体缺陷、硅基氮氧化物薄膜和硅基氧化物半导体薄膜发光材料与器件等方面的研究进展.     

面向电子书画创作的虚拟毛笔模型

如何设计一个与用户友好交互、实时响应, 并且具有丰富艺术表现力的基于虚拟画笔的绘图环境是计算机图形学和计算机人机交互领域长期以来研究的热点与难点问题 . 提供对艺术作品电子化创作的软件环境的支持不仅富有理论研究价值, 而且有着广阔的市场应用前景, 同时对信息时代中国传统艺术的创新与电子化变革有着重要的意义. 文中提出了面向书画创作的基于实体造型技术的虚拟毛笔的模型以及利用它进行交互式电子书画创作的计算模拟框架. 根据上述模拟框架, 并研发了一个面向交互式电子书画创作的虚拟毛笔原型系统. 实验结果表明, 用户可以利用虚拟毛笔创作出艺术表现力非常丰富的电子书画作品. http://www.cs.hku.hk/~songhua/e-brush/提供了有关这一研究课题最新进展的资料.     

光子增强热离子发射太阳能电池混合功率系统参数的优化设计

考虑实际系统中存在的多种传热损失,本文建立一类不可逆光子增强热离子发射太阳能电池与温差热电发电器组合而成的混发电系统模型.基于太阳能电池与温差热电发电器之间的能量平衡方程,导出该混合系统输出功率和效率的表达式.通过数值计算,详细分析了光增热离子太阳能电池的面积、阴极半导体材料的禁带宽度、电子亲和势以及温差热电发电器的无量纲电流对混合系统优化性能的影响,确定混合发电系统运行于最大效率下光子增强热离子太阳能电池阴极材料的禁带宽度,电子亲和势,电池面积和温差热电发电器的无量纲电流的优化值.结果表明,采用混合发电系统,太阳能转换效率与工作于相同条件下的单一光增热离子太阳能电池的效率相比可提高约10%,而光增热离子太阳能电池阴极半导体材料禁带宽度在最大效率下的优化值则比单一光增热离子太阳能电池的小.本文所得结果可为实际光子增强热离子太阳能电池混合发电系统的设计和优化运行提供理论依据.     

基于创意拐点的计算机辅助草图设计技术

草图是设计师进行产品设计创新活动的重要载体.草图设计是设计师的脑、眼和手三者互动,设计思维和草图表达相互推进的过程;草图设计过程可以抽象为创意拐点图.为了对草图设计过程提供有效的支持,本文提出了一种基于创意拐点的计算机辅助草图设计技术.建立了基于草图行为识别的创意拐点规则推理模型,基于该模型来识别草图设计过程中的创意拐点,并通过对规则进行粗粒化来解决模型的过拟合问题.在此基础上,生成作为草图设计过程记录的创意拐点图,以记录创意过程,辅助设计师草图设计.最后构建了基于创意拐点的计算机辅助草图设计原型系统CASCP,并通过实验初步验证了创意拐点识别方法的有效性,给出应用CASCP完成的草图设计实例.     

前言

<正>实验力学将力学与光、电、声、磁、热、射线、图像和信息等多学科和技术进行交叉,研究与力学基础和工程应用相关的测量方法、技术、设备等,既具有力学研究的基础性特点,又具有与工程结合的技术性、应用性特点.作为一门工程技术科学,实验力学是力学学科最早形成的学科分支之一,也是力学学科中理论、实验和计算三个基本组成部分之一.实验力学一方面与力学学科的发展密切相关,另一方面依托物理、微电子、数字图像、计算机等诸学科的知识,并与各学科的最新技术紧密结合,不断发展新的测量方法和测量技术,对力学学科体系的形成和发展起到了重要的推动作用.对于当前日益复