微系统技术与微纳卫星-扬州大学

第一篇：微系统技术与微纳卫星-扬州大学

全国第25届CACIS学术会议（CACIS 2014）特邀报告

报告时间：8月23日-24日上午

报告地点：荷花池校区教学主楼E226学术报告厅 主办单位：信息工程学院，科技处 欢迎广大师生参加！

特邀报告1：微米纳米技术及其应用 报告时间：8月23日上午9:30-10:30 报告摘要：

以MEMS（微机电系统）技术为基础的微米纳米技术是一个交叉学科群，是目前世界上最受人瞩目的多学科交叉技术之一。涉及微型元件和系统的设计、材料、制造、集成、测试、控制、能源和通讯等。微米纳米技术将经过微型机电系统、微型集成专用仪器、智能仪器芯片、微型飞行器、微型卫星及纳型卫星的由低至高的技术发展历程.报告深入分析了微米纳米技术的特点，从制造与集成技术、惯性MEMS技术、RFMEMS技术、可穿戴植入式生物MEMS技术、MEMS微能源技术、航天与空间MEMS技术与高温MEMS技术等方面介绍国际微米纳米技术的最新进展。最后，简介清华大学在微米纳米技术领域研究工作与成果。

报告人：尤政 中国工程院院士，清华大学教授 报告人简介：

尤政，精密仪器系教授、博士生导师。1963年12生，江苏省扬州人。1985年毕业于华中科技大学机械工程一系。1990年获华中科技大学工学博士学位。1990-1992在清华大学精密仪器系博士后，1992年至今任教于清华大学精密仪器系，1999年教育部“长江学者奖励计划”特聘教授，2013年当选为中国工程院院士。现任机械工程学院院长、精密仪器系主任、总装备部科技委兼职委员/微米纳米技术专业组组长、863对地观测与导航领域专家组专家、国务院学位委员会仪器/光学学科评议组成员、中国微米纳米技术学会副理事长兼秘书长、中国仪器仪表学会副理事长。

尤政教授在国内率先开展了微纳技术及其空间应用研究，在基于微纳技术的航天器功能部件微型化方面，研制了一系列具有国际先进水平的微型化、高性能的空间微系统并实现了在轨应用；同时在我国率先开展了微卫星技术创新与工程实践，作为总设计师主持完成了NS-1等多颗微卫星的研制，其中NS-1卫星是世界上在轨飞行的最小的“轮控三轴稳定卫星”（2004年），为我国空间微系统与微卫星的科技进步做出了重要贡献。

曾获国家技术发明二等奖2项，国家科技进步二等奖2项；获其它省部级科技奖5项等。获国家发明专利43项，发表被SCI/EI收录论文226篇，出版专著1部，译著1部。

特邀报告2：核电软件自主化及COSINE研发实践 报告时间：8月23日上午10:30-11:30 报告摘要：

核电软件是核电站设计、安全分析及运行维护等工作的核心技术手段，而我国核工业界使用的关键核电软件基本受国外控制，是我国大型先进压水堆核电站自主化的技术瓶颈之一。在国家科技重大专项的支持下，我国正式启动了核电软件自主化研制工作。本报告系统介绍了我国核电软件自主化工作的背景，以及目前核电自主化软件包COSINE的研发进展。报告人：

陈义学（国家核电软件技术中心副主任、总工程师，国家能源核电软件重点实验室副主任，华北电力大学核科学与工程学院教授）报告人简介： 陈义学，男，博士，现任国家核电软件技术中心副主任、总工程师，国家能源核电软件重点实验室副主任，华北电力大学核科学与工程学院教授，第四代核能系统国际论坛（GIF）先进模拟工作组专家，国家核电技术公司核电软件自主化项目技术负责人。

特邀报告3：矿井安全监控的新热点技术 报告时间：8月24日上午8:30-9:30 报告摘要：

近年来我国矿山安全状况得到了重大改善，一次性死亡百人以上的重特大瓦斯、透水事故已基本得到遏制。但百万吨产能的死亡率仍远远超出发达国家，其根本原因在于井下用工过多、对零星事故突发机理研究不足等，本报告针对这一情况，提出一是研制各种新型感知技术来实现三个物理感知，即感知矿山重大灾害风险，实现重大灾害事故的监测预警；感知井下人员周边环境，实现主动式安全保障；感知主要设备健康状况，实现预知维修。二是采用新型的通信架构、可靠的监控设备并结合先进控制理论、人工智能、虚拟现实技术来确保安全信息传输的实时性、可观察性，提高监控的精准性，减少井下人员数量；三是采用现代物流技术实现井下人员、物料的有序分配与跟踪，提高生产效率；四是研制适合矿井井下使用的新型通信技术与快速装备系统，为完善应急救援体系提供技术支持。报告人：魏臻 教授，工大高科信息科技股份公司董事长 报告者简介：

魏臻，教授，博导，工大高科信息科技股份公司董事长，主要研究领域为：高可靠、高安全工业控制技术、分布式控制技术、嵌入式系统应用技术、现场总线技术。安徽省政协教科文卫体委员会副主任委员；民盟安徽省副主委；安徽省十一届政协常委；安徽省软件行业协会副理事长；安徽省计算机学会副理事长；安徽省青年企业家协会荣誉会长；国务院“7·23”甬温线特别重大铁路交通事故专家组成员；中国防爆电器国标委员会、防爆仪器仪表专委会修订组与专家组成员；中国冶金学会运输专业委员会副主任委员；中国煤炭学会科技评审专家；全国信息标准化技术委员会传感器网络工作组成员等。

1998年开始享受国务院特殊津贴，新世纪百千万人才工程国家级人选，安徽省学术和技术带头人，安徽省战略性新兴产业技术领军人才，近年荣获2014年中国杰出专业技术人才奖，2010年度“安徽省合芜蚌主创新综合试验区创新人才奖”、2010年度“安徽省五一劳动奖章”、2009“安徽年度经济人物”、2008年度“合肥市科学技术杰出贡献奖”等荣誉。

出版专著3部；在国内、国际学术刊物和会议发表论文近百篇，其中有40余篇次被SCI、EI、ISTP检索；主持或参与制订国家标准9项；拥有中国发明专利24项、实用新型专利23项；获国家科技进步二等奖1项，国家信息产业重大技术发明奖1项，国家安全生产科技成果奖一等奖1项，安徽省科技进步一等奖3项，研究成果获国家重点新产品认定6项；主持国家863计划项目1项、国际科技合作专项1项、国家电子信息产业发展基金3项、国家物联网发展专项1项、国家自然科学基金1项及10多项省部级科研项目。

特邀报告4：高效调制与应用 报告时间：8月24日上午9:30-10:30 报告摘要：水源、能源和频谱已成为现代社会的稀缺资源，特别是后两者直接制约了无线信息传输技术的发展。由于在通信网络的最底层，调制/解调同时决定频谱利用率和能量利用率，对此我们集中了上百名博士、硕士历经15年持续源头创新，形成了高效调制完整的理论体系、独特的技术突破、领先的综合效率和优势的应用领域，产生了30余项高效调制解调和新型技术体制的发明专利。本报告将集中总结高效调制的基本原理和技术实现，及其从超长波直到光波频段的军/民优势应用，例如突发通信、卫星通信、短波通信、数字对讲机/超短波电台、广播电视、毫米波通信、雷达通信、无线传感网、电力载波通信、无线携能通信、反隐身雷达及综合电子系统等。

报告人：吴乐南，东南大学，教授，江苏省数码技术工程研究中心主任 报告人简介：

吴乐南：教授，中国电子学会会士、中国通信学会会士，1969年参加工作。南京航空航天大学雷达与电子对抗专业学士（1982.1）、通信与电子系统专业硕士（1987.3），东南大学信号与信息处理专业博士（1997.4，在职）。1987年到东南大学任教，历任数字信号处理实验室主任、数字信号处理研究室副主任、信息工程教研室主任、无线电工程系副主任。现为东南大学信息科学与工程学院博士生导师、多媒体技术研究所所长、江苏省数码技术工程研究中心主任，国家高新技术企业江苏东奇信息科技有限公司/苏州东奇信息科技股份有限公司董事长。获江苏省高等教育教学成果一等奖3项，部省级科技进步二等奖2项、三等奖5项。海内外出版了《数据压缩的原理与应用》、《多媒体及其相关技术的原理与应用》、《数据压缩》等10部著作/教材；发表核心期刊以上论文400余篇，被SCI/EI收录300余篇，发明专利授权23项，1993年起享受政府特殊津贴。现为中国仪器仪表学会微机应用学会副理事长、中国计算机学会/中国图象图形学会多媒体专委会委员、中国通信学会IP应用与增值电信技术专委会委员、国家信息标准化委员会多媒体技术专业分委会委员、南京市信息产业协会副理事长等。

第二篇：功能材料纳微化技术

功能材料纳微化技术

●项目简介：

纳微结构赋予材料新的功能和功效。利用CO2辅助雾化制备和组装纳微颗粒结构材料，通过二相或多相流的喷头结构元件膨胀和雾化，根据混合和相分离的变化，组装纳微颗粒结构和形态。根据液滴在射飞过程中由于环境的变化而溃散、雾化、溶剂蒸发射飞过程中环境以及混合方式的调节，可形成各种纳微尺度和不同结构组装的颗粒材料。工艺路线如下：

PIPITI热风压缩机CO钢瓶萃取釜雾化干燥室壁材容液产品TIC

工艺技术流程图

例如，根据多相流结构元件可快速形成高过饱和度快速成析和射流分散这样的特点，可设计给药系统，形成芯囊型或相互包嵌的超微细给药系统。又如用本方法制备的含能材料纳微颗粒，具有独到之处。

●所属领域：化工、生物、医药、材料 ●项目成熟度：小试 ●应用前景：

纳米材料和纳米结构的应用将为新产品设计、新产业形成以及改造传统产业注入高科技含量，提供新的机遇。本技术可用于药物纳微颗粒制剂制备、聚合物纳微颗粒制备、纳微颗粒香料分散剂制备、功能布料固体整理剂制备、纳米催化剂制备与微结构改性、含能材料粒度微细化等。

●知识产权及项目获奖情况：

含能材料的纳微化技术已授权发明专利ZL200710306452.2。●合作方式：

技术开发、专用产品制备技术开发；专利（实施）许可。

纳米光催化空气净化装置

●项目简介：

本项目针对目前室内空气污染日益严重、对人体健康危害日益增加的问题，成功解决了纳米光催化技术的应用难题，将其应用于室内空气净化，并根据我国实际情况，开发出多种终端产品，包括用于家庭的光催化空气净化器，用于交通工具的车载空气净化器以及用于公共场所中央空调系统的光催化空气净化装置。该项目被认定为上海市高新技术成果转化项目，已具备年产2万台纳米光催化空气净化装置的生产能力。

经权威部门检测，纳米光催化空气净化装置对细菌杀灭率高达99.90%，对TVOC的脱除率为90%，对可吸入颗粒物的净化效率达国标的1.6倍，其综合技术总体上处于国内领先，在细菌杀灭率和脱除TVOC的功能上达到国际同类产品的先进水平。

目前中央空调用净化装置已在浦东星河湾酒店、兴业银行、中科院西安光机所等多家单位获得应用，其净化效果远优于普通的吸附、静电除尘等技术手段，获得用户的高度认可。●所属领域：材料、环境 ●项目成熟度：产业化 ●应用前景：

单机方面，美国的空气净化器家庭普及率达到27%，日本达到17%，而我国不足0.1%，市场潜力巨大。在中央空调系统空气净化装置方面，随着人们对中央空调带来的空气质量问题的日益关注，相应的产品市场前景看好。车载净化器同样会随着我国汽车的日益普及而获得长足的发展。

●知识产权及项目获奖情况：

已申请发明专利1项，获外观设计专利授权2项。制定并备案企业标准《纳米光催化空气净化器》（Q/GHNM 7-2010）一项。

●合作方式：空气净化工程总包、产品销售代理。

高性能中空纤维微滤超滤膜制备技术

●项目简介：

超滤膜一种孔径规格一致，额定孔径范围为(0.001～0.1μm)的微孔过滤膜。微滤膜一种孔径规格一致，额定孔径范围为微滤膜(0.1～1μm)的微孔过滤膜。微滤超滤膜大多由醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料制得。最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，也常用于其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离，其应用领域在不断扩大，工业应用十分广泛，已成为新型化工单元操作之一。用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中；还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置。在我国已成功地利用超滤膜进行了中草药的浓缩提纯。本项目提供高性能中空纤维微滤超滤膜制备技术。●所属领域：化工、材料 ●技术成熟度：已建有工业化装置。●应用前景：

在各工业生产过程中，往往有分离、浓缩、分级和纯化某种水溶液的需求。传统用的方法是沉淀、过滤、加热、冷冻、蒸馏、萃取和结晶等过程。这些方法表现出流程长、耗能多、物料损失多、设备庞大、效率低、操作繁琐等缺点，以超滤膜技术取代某种传统技术可以获得显著的经济效益。此外在在废水处理、污染防治、水资源综合利用方面、气体分离、浓缩技术得到广泛应用。在许多情况下，不仅处理了废水，还能回收有用物质和能量。●知识产权及项目获奖情况：

授权专利3项：

1、一种聚合物中空纤维复合纳滤膜的制备方法，授权专利号：ZL 200510110158.5；

2、一种聚合物中空纤维复合纳滤膜的制备方法，授权专利号：ZL200510110158.5；

3、一种单外皮层聚醚砜中空纤维气体分离膜的制备方法，授权专利号：ZL200510110158.5。

公开发明专利1项：高通量聚氯乙烯中空纤维超滤膜的制备方法，中国发明申请号：CN02145427.2（2002.11.19）；公开号：CN1415407（2003.05.07）。●应用案例：

将最新研究成果成功地用于膜材料与膜技术的产业化应用，实现了原有中空纤维超滤膜高性能化并规模生产和应用。具体有实现了PSF中空纤维超滤膜与PVDF管式超滤膜用于工业废水处理及其中水回用：通过采用课题中NIPS法制膜过程中热力学与动力学行为和膜结构的关系等成果，解决了中空纤维超滤膜污染问题，对节能减排具有重要的实际意义。该PSF中空纤维膜已在工业废水处理中大规模应用，建立了二套1400m3/D中空纤维膜超滤膜-反渗透膜集成处理化纤废水/印染废水及其中水回用，其中“印染行业中水回用的关键装备的制造及应用”项目获2007年江阴市节能减排重点推广项目；PVDF管式超滤膜已在油田含油废水和电子工业磨划片废水等及其中水回用，建立了240m3/D油田含油废水处理及其回注、480m3/D电子工业磨划片废水处理及其回用等。●合作方式：技术开发、技术转让

汽车尾气三效净化催化剂

●项目简介：

随着我国汽车工业的快速发展，汽车产量和保有量迅速增加，汽车尾气排放给城市空气造成的污染日益严重。控制汽车尾气污染的最有效途径是降低单车排放量，安装汽车尾气净化催化剂是目前最有效的方法之一，其关键是高效汽车尾气净化催化剂的开发。根据汽车工业和燃油品质的发展趋势，我们对汽车尾气净化的关键催化反应、净化催化剂的组成、稀土与（非）贵金属组分的相互作用等方面开展了广泛的应用基础研究，采用氧化共沉淀法、尿素水热法、反相微乳液法等制备了高稳定性与高储放氧性能的稀土基储氧材料；采用纤维素模板法和反相微乳液法等制备了大表面积和高热稳定性的氧化铝基复合氧化物；为了降低净化催化剂的成本，充分结合我国丰富的稀土资源，开展了“稀土－非贵金属－微量贵金属”的催化剂设计方案，使催化剂的成本明显下降；发展了整体式催化剂的制备方法，形成了一次涂覆可制备出均质、稳定的整体式催化剂的专有技术；解决了从实验室研究到工业化生产的工程化问题，在多家企业实现了工业化生产，产生了显著的经济效益和社会效益。使用本技术生产的汽车尾气三效催化净化器后，汽车尾气的排放可达到欧－Ⅳ排放标准，同时核心技术在工业源有毒有害污染物的催化净化和天然气催化燃烧中得到了广泛应用，取得了很好的应用效果。●所属领域：环境 ●项目成熟度：产业化 ●应用前景：

随着汽车尾气排放标准的提高，本项目具有很好的应用前景。●知识产权及项目获奖情况：

本项目申请了10项中国发明专利（已授权6项）和2项国际发明专利，2005年获第七届上海国际工业博览会创新奖，2006年获上海市技术发明一等奖，2009年获国家科技进步二等奖。

●合作方式：专利（实施）许可

重大环境污染事件特征污染物现场快速检测技术系统

●项目简介：

近年来，我国突发性重大环境污染事件频繁发生，对国民健康、生态环境产生了严重影响。从我国当前重大环境污染事件发生的实际状况出发，研究开发重大环境污染事件特征污染物现场快速检测技术系统，是提升我国环境保护技术水平，推进环境友好型社会建设的迫切要求。

特征污染物现场快速检测作为应对突发性环境污染事件的前提，首先要求判断污染物的种类，利用快速检测手段给出定性、半定量和定量的检测结果，确认污染事件的危害程度和污染范围等。开发一套功能完善、便携、快速的特征污染物现场检测技术系统，对于现场决策、减少污染危害程度等具有极其重要的意义。

本课题采用纳米生物技术、电化学或光化学传感技术和信息技术，并将其有机组合，建立环境污染事件的现场快速检测技术系统，最终形成具有自主知识产权的环境污染物现场快速检测技术和仪器装备，为国家环境安全和人民健康提供保障。●所属领域：资源、环境 ●项目成熟度：在研 ●应用前景：

结合国际环境科学技术发展前沿，研究开发适合我国国情的重大环境污染事件特征污染物现场快速检测技术系统，可为环境风险评估和应急措施决策提供及时有效的技术支持，也是实现经济社会可持续发展的迫切需要。该研究成果可提升我国的环境检测技术水平，在资源与环境技术等领域有广阔的应用前景。●知识产权及项目获奖情况：

本课题将最终形成具有自主知识产权的环境污染物现场快速检测技术和检测仪器装备。●合作方式：

技术开发、技术转让、专利（实施）许可等

太阳能光伏发电并网逆变器

●项目简介：

并网逆变器作为太阳能光伏并网发电系统的核心组成部分，对提高太阳能转换效率、输出高品质电能起着关键作用。光伏并网逆变器核心技术主要包括最大功率跟踪、直流变换电路、逆变控制技术和孤岛检测等。光伏组件将太阳能转化为直流电，经直流变换电路提升并稳定直流电压输出，再通过并网逆变电路将直流电转化为交流电，利用数字锁相技术和逆变控制技术，将与电网同频同相的高品质电能馈入电网，为保证并网发电系统不危及电网输电线路安全，孤岛检测技术能实时检测系统是否处于孤岛状态并能停止并网运行。

本项目主要利用先进数字控制技术实现最大功率跟踪、逆变闭环控制、孤岛检测及系统保护等，特别在大功率三相并网发电逆变系统高品质输出的控制技术及太阳能直流电到输出电能的高转换率技术方面有技术积累。采用自主研发的控制技术，使得并网输出电流总畸变率低，输出功率因素高且可调，系统发电效率高。光伏并网发电监控软件可实时远程监控多台并网逆变器工作状态，具有记录、存储、图形化显示系统各项输出如电压、电流、馈入电网电能数量等功能。●所属领域：信息 ●项目成熟度：小试 ●应用前景：

由于欧洲和日本等相关政府提供一定的补贴使得太阳能光伏发电并网逆变器在这些地方的市场较好，如果在国内生产可降低成本面向出口。国内目前仍处于推广前期，但国家每年的投入在递增。

●知识产权及项目获奖情况：申报国家发明专利一项 ●合作方式：技术委托开发和合作

第三篇：微博技术相关

微博首席架构师杨卫华:新浪微博技术架构分析

新浪科技讯 11月16日下午消息，由新浪微博主办的中国首届微博开发者大会在北京举行，这是国内微博行业的首场技术盛宴。作为国内微博市场的绝对领军者，新浪微博将在此次大会上公布一系列针对开发者的扶持政策，以期与第三方开发者联手推动微博行业的整体发展。大家下午好，在座的大部分都是技术开发者，技术开发者往往对微博这个产品非常关心。最晚的一次，是12点多收到一个邮件说想了解一下微博底层是怎么构架的。很多技术人员对微博的构架非常感兴趣，就是一个明星他有300万粉丝，这个技术怎么来实现？今天在这里跟大家分享一下微博的底层机构，让大家对微博的底层技术有更好的了解。另外不管是做客户端、Web 1.0、Web 2.0、论坛、博客都要考虑架构的问题，架构实际上是有一些共性的。今天我通过讲解微博里面的一些架构，分析一下架构里面哪些共性大家可以参考。

首先给大家介绍一下微博架构发展的历程。新浪微博在短短一年时间内从零发展到五千万用户，我们的基层架构也发展了3个大的版本。第一版就LAMP架构，优点是可以非常快的实现我们的系统。我们看一下技术特点，微博这个产品从架构上来分析，它需要解决的是发表和订阅的问题。我们第一版采用的是推消息模式，假如说我们一个明星用户他有10万个粉丝，那就是说用户发表一条微博的时候，我们把这个微博消息存成10万份，这样就是很简单了，第一版的架构实际上就是这两行字。第一版的技术细节，典型的LAMP架构，是使用MyISAM搜索引擎，它的优点就是速度非常快。

另外一个是MPSS，就是多个端口可以布置在同一服务器上。为什么使用MPSS？假如说我们做一个互联网应用，这个应用里面有三个单元，我们可以由2种部署方式。我们可以把三个单元分别部署在三台服务器上，另外一种部署模式就是这三个单元部署在每个服务器上都有。我推荐第2种方法。这个方法解决了两个问题，一个是负载均衡，因为每一个单元都有多个节点处理，另外一个是可以防止单点故障。如果我们按照模式1来做的话，任何一个节点有故障就会影响我们系统服务，如果模式二的话，任何一个结点发生故障我们的整体都不会受到影响的。

我们微博第一版上线之后，用户非常喜欢这个产品，用户数增长非常迅速。我们技术上碰到几个问题。第一个问题是发表会出现延迟现象，尤其是明星用户他的粉丝多系统需要处理很长时间。另外系统在处理明星用户发表时系统繁忙可能会影响到其他的用户，因为其他的用户同一时间发表的话，也会受到这个系统的影响。我们就考虑这个系统怎么改进。首先是推模式，这肯定是延迟的首要原因，我们要把这个问题解决掉。其次我们的用户越来越多，这个数据库表从一百万到一亿，数据规模不一样处理方式是有差别的。我们第一版单库单表的模式，当用户数量增多的时候，它不能满足就需要进行拆分。第二个是锁表的问题，我们考虑的是更改引擎。另外一个是发表过慢，我们考虑的是异步模式。

第二版我们进行了模块化，我们首先做了一个分层，最底层叫基础层，首先对数据做了拆分，图上最右边是发表做了异步模式。第二个服务层，我们把微博基础的单元设计成服务层一个一个模块，最大改进是对推模式进行了改进。首先看一下投递模式的优化，首先我们要思考推模式，如果我们做一下改进把用户分成有效和无效的用户。我们一个用户比如说有一百个粉丝，我发一条微博的时候不需要推给一百个粉丝，因为可能有50个粉丝不会马上来看，这样同步推送给他们，相当于做无用功。我们把用户分成有效和无效之后，我们把他们做一下区分，比如说当天登陆过的人我们分成有效用户的话，只需要发送给当天登陆过的粉丝，这样压力马上就减轻了，另外投递的延迟也减小了。

我们再看数据的拆分，数据拆分有很多方式，很多互联网产品最常用的方法，比如说如可以按照用户的UID来拆分。但是微博用户的一个特点就是说大家访问的都是最近的数据，所以我们考虑微博的数据我们按照时间拆分，比如说一个月放一张表，这样就解决了我们不同时间的维度可以有不同的拆分方式。第二个考虑就是要把内容和索引分开存放。假如说一条微博发表的uid,微博id是索引数据，140个字的内容是内容数据。假如我们分开的话，内容就简单的变成了一种key-value的方式，key-value是最容易扩展的一种数据。索引数据的拆分具有挑战，比如说一个用户发表了一千条微博，这一千条微博我们接口前端要分页访问，比如说用户需要访问第五页，那我们需要迅速定位到这个记录。

假如说我们把这个索引拆分成一个月一张表，我们记录上很难判断第五页在哪张表里，我们需要加载所有的索引表。如果这个地方不能拆分，那我们系统上就会有一个非常大的瓶颈。最后我们想了一个方法，就是索引上做了一个二次索引，把每个月记录的偏移记下来，就是一个月这个用户发表了多少条，ID是哪里，就是按照这些数据迅速把记录找出来。

异步处理，发表是一个非常繁重的操作，它要入库、统计索引、进入后台，如果我们要把所有的索引都做完用户需要前端等待很长的时间，如果有一个环节失败的话，用户得到的提示是发表失败，但是入库已经成功，这样会带来数据不一致问题。所以我们做了一个异步操作，就是发表成功我们就提示成功，然后在后台慢慢的消息队列慢慢的做完。另外新浪发表了一个很重要的产品叫做MemcacheQ，我们去年做了一个对大规模部署非常有利的指令，就是statsqueue，适合大规模运维。

第二版我们做了这些改进之后，微博的用户和访问量并没有停止，还有很多新的问题出现。比如说系统问题，单点故障导致的雪崩，第二个是访问速度问题因为国内网络环境复杂，会有用户反映说在不同地区访问图片、js这些速度会有问题。另外一个是数据压力以及峰值，MySql复制延迟、慢查询，另外就是热门事件，比如说世界杯，可能会导致用户每秒发表的内容达到几千条。我们考虑如何改进，首先系统方面允许任意模块失败。另外静态内容，第一步我们用CDN来加速，另外数据的压力以及峰值，我们需要将数据、功能、部署尽可能的拆分，然后提前进行容量规划。

另一方面我们还有平台化的需求，去年11月我们就说要做开放平台，开放平台的需求是有差异的，Web系统它有用户行为才有请求，但是API系统特别是客户端的应用，只要用户一开机就会有请求，直到他关闭电脑这种请求一直会不间断的过来，另外用户行为很难预测。

系统规模在持续的增大，另外也有平台化的需求，我们新架构应该怎么做才能满足这些需要？我们看一下同行，比如说Google怎么样考虑这个问题的？Google首席科学家讲过一句话，就是一个大的复杂的系统，应该要分解成很多小的服务。比如说我们在Google.com执行一个搜索查询的话，实际上这个操作会调动内部一百多个服务。因此，我们第三版的考虑就是先有服务才有接口最后才有应用，我们才能把这个系统做大。

现在我们看一下第三版，首先我们把底层的东西分成基础服务，基础服务里面有分布式的存储，我们做了一些去中心化、自动化的操作。在基础服务之上有平台服务，我们把微博常用的应用做成各种小的服务。然后我们还有应用服务，这个是专门考虑平台各种应用的需求。最上面我们有API，API就是新浪微博各种第三方应用都在上面跑。

平台服务和应用服务是分开的，这样实现了模块隔离，即使应用服务访问量过大的话，平台服务不会首先影响。另外我们把微博的引擎进行了改进，实现了一个分层关系。用户的关注关系，我们改成一个多惟度的索引结构，性能极大的提高。第四个层面就是计数器的改进，新版我们改成了基于偏移的思路，就是一个用户他原来读的一个ID比如说是10000，系统最系的ID是10002的话，我们很清楚他有两条未读。原来的版本是采用绝对计数的，这个用户有几条未读都是用一个存储结构的话，就容易产生一致性的问题，采用这种偏移的技术基本上不会出错。

另外基础服务DB冷热分离多维度拆分，在微博里面我们是按照时间拆分的，但是一个大型的系统里面有很多业务需要有不同的考虑。比如说私信这个就不能按照时间来拆分，这个按照UID来拆分可能更简单。然后我们突出存储还做了一个去中心化，就是用户上传图片的速度会极大的提高，另外察看其他用户的图片速度也会极大的提高。另外是动态内容支持多IDC同时更新，这个是在国内比较新颖的。

下面给大家介绍一下新浪微博怎么样打造一个高性能架构。到目前为止有五千万用户使用新浪微博，最高发表3000条以上每秒，然后一个明星用户发表的话，会被几百万用户同时读到。这些问题的本质是我们架构需要考虑高访问量、海量数据的情况下三个问题。易于扩展、低延迟、高可用和异地分布。我们每天有数十亿次外部网页以及API接口的需求，我们知道微博的特点是用户请求是无法cache的。因此面对这个需求我们怎么样扩展？几点思路。第一我们的模块设计上要去状态，我们任意一个单元可以支持任意节点。另外是去中心化，避免单点及瓶颈。另外是可线性扩展。最后一个是减少模块。

我们要做一个高性能的系统，要具备一个低延迟、高实时性，微博要做到高实时性这是核心的价值，实时性的核心就是让数据离CPU最近，避免磁盘的

IO。我们看淘宝核心系统专家余锋说过的一句话“CPU访问L1就像从书桌拿一本书，L2是从书架拿一本书，L3是从客厅桌子上拿一本书，访问主存就像骑车去社区图书馆拿一书”。我们微博如果要做到非常实时的话，我们就需要把数据尽量离CPU节点最近。所以我们看一下cache设计里面怎么达到这个目标。首先INBOX，这个数据我们需要放再一个最快的地方，因为用户随时访问。OutBOX里面的最近发表就是L1cache，还有一个是中期的，这个因为访问少一点，它可以被踢。最后一部分内容体有三部分。L0是本地的，我们需要把一些经常访问的，比如说明星发表微博的内容体本地化，因为它被访问的概率非常大。然后L1里面存放着最近发表的，还有一个是中期的。我们通常用L2就可以了，L1我们可以理解成它就是一个RAM存储。

一个好的架构还需要举行高可用性。我们看一下业界的指标，S3是99.9%，EC2是99.5%，我们另外一个同行Facebook在这方面它是没有承诺的，就是接口可用写。微博平台目前承诺的是99.95%，就是说一天365天故障率应该小于9小时。这个怎么达到？第一我们要做容量规划，要做好监控以及入口的管理，就是说有些服务如果访问量过了的话，我们要有一个开关可以拦住他。我们通过这个图表可以清楚的看到，比如说我们要做L1的cache，我们剩余空间有多少，比如说80%，就说明这个数据有可能会丢失，有可能会对我们的系统造成影响。

另外一个层面就是接口监控，我们目前有Google维度的接口监控，包括访问错误失败率。然后要做架构，给大家一个很重要的经验分享，就是说监控的指标尽量量化。比如说他延迟30秒是小问题，如果是延迟10分钟我们就要立即采取措施了，就是所有可以量化的指标都要量化。

然后我们看监控怎么样更好的做？我们看亚马逊的VP说过的一句话，就是说监控系统确实特别好，可以立即告诉我们哪里有故障，但是有20%的概率我们人是会出错的。所以我们一个大型系统就应该要为自动化设计，就是说尽可能的将一些运作自动化。比如说发布安装、服务、启用、停止。我们再看另外一句，Google的工程师是怎么做的。他是这么做的，比如说第一周是处理线上的业务，这一周他处理了很多事情，处理了很多系统的情况，剩下几周时间没有别的工作，他只要把这一周碰到的情况用程序的方法来解决，下次再碰到这种情况很简单的一个按钮就可以处理了。我们目前也在向自动化这方面努力，就是我们的工具在持续增加。

另外一个异地分布，在国内网络环境下，比如说IDC灾难，机房检修甚至是机房掉电，我们也碰到过中国最好的机房也会掉电，所以要每个服务单元都能支持多机房部署。另外做多机房部署有一个好处，就是用户的访问速度会提高。多IDC分布静态内容就不说了，基本上大的互联网公司都会做，它非常成熟基本上没有什么问题，比如说图片等等的静态内容。动态内容的CDN分布是业内的难点，国内很少有公司能够做到非常成熟的多机房动态内容发布的成熟方案，它的核心就是分布式存储。一款理想的分布式存储产品它有哪些需求呢？首先它要支持海量规模、可扩展、高性能、低延迟、高可用。第二个是需要多机房分布，能够满足国内负责的网络环境，还要具备异地容灾能力。第三个就是要调用简单，具备丰富数据库特性。因此分布式存储需要解决一个多对多的数据复制。

如果要做复制无非是三种策略，第一个是Master/Slave，但是它也两个缺点，第一个是Master是中心化的，如果Master在北京那广州访问就非常慢。第二个缺点是有单点风险的，比如说Master在北京，能立即迁到广州吗？这样有个时间窗口的数据就丢失了，而且需要人工的干预，而且日常广州的用户访问北京的Master是有很大延迟问题的，所以一般来说要做的非常优秀是不会考虑第一种方案的。第二种就是Multi-Master方案，它需要应用避免冲突，就是我们不能多处改变。这个对于微博来说不会特别难，我们的用户通常只会再一个地方发表微博，用户不会同时在广州又在北京发表或者是修改自己的资料，这样的话我们应用上就已经避免了这种情况。第三个就是Paxos就是可以达到强一致写，就是一条数据如果成功肯定是多个机房都成功了，这个也显而易见就是延迟性非常大。因此总结一下Multi-Master是最成熟的策略，但是它现在没有成熟的产品，因为确实没有。

我们再来看微博的方案，所以我们自己实现了一个多机房同步的方案。就是我们前端应用将数据写到数据库，再通过一个消息代理，相当于通过我们自己开发的一个技术，将数据广播到多个机房。这个不但可以做到两个机房，而且可以做到三个、四个。具体的方式就是通过消息广播方式将数据多点分布，就是说我们的数据提交给一个代理，这个代理帮我们把这些数据同步到多个机房，那我们应用不需要关心这个数据是怎么样同步过去的。

用这种消息代理方式有什么好处呢？可以看一下Yahoo是怎么来做的？第一个是数据提供之后没有写到db之后是不会消失的，我只要把数据提交成功就可以了，不需要关心数据怎么到达机房。第二个特点YMB是一款消息代理的产品，但是它唯一神奇的地方是为广域网设计的，它可以把多机房应用归到内部，我们应用不需要关注这个问题。这个原理跟我们目前自己开发的技术相似。

然后我们再看一下目前即将推出的微博平台的新架构。我们知道API大部分的请求都为了获取最新的数据。API请求有一个特点，它大目前调用都是空返回的，比如说一款手机的客户端每隔一分钟它都要调用服务器一下，就是有没有新数据，大目前的调用都是空返回，就是说不管服务器有没有数据都要调用一次。这次询问到下一次询问中间，如果有新的数据来了，你是不会马上知道的。因此我们想API能不能改用推的方式，就是客户端不需要持续的调用，如果有新数据就会推过去。技术特点，显而易见低延迟，就是从发表到接受1秒内完成，实际上可能用不了1秒。然后服务端的连接就是高并发长连接服务，就是多点都连接在我们的服务器上，这个比传统的API要大很多。

我们看一下推送架构怎么从架构底层做到实时性的。从左上角的一条微博在我们系统发布之后，我们把它放在一个消息队列里面，然后会有一个消息队列的处理程序把它拿过来，处理以后放到db里面。假如说我们不做持久化，因为我们推送数据也不能丢失，我们就要写一个很复杂的程序，将数据异步去存，这样就会非常复杂，而且系统也会有不稳定的因素。从另外一个角度来说，我们做持久化也是做过测试的。我们推送整个流程可以做到100毫秒和200毫秒之间，就是说我们在这个时间能把数据推送出去。

我们再看一下内部细节，就是我们收到数据之后首先要经过最上面RECEIVER。然后推到我们的引擎里面，这个引擎会做两个事情，首先会把用户的关系拿过来，然后按照用户关系马上推送给他相应的粉丝。所以我们调用方已经在那儿等待了，我们需要有一个唤醒操作，就是说在接口这儿把它唤醒，然后把它发送过去。最后是一个高并发的长连服务器，就是一台服务器支持10万以上的并发连接。最右边中间有一个圆圈叫做Stream Buffer，我们需要Stream Buffer是要保存用户最近的数据。因为用户可能会有断线的，比如说他发送数据的时候断线半分钟，我们需要把这半分钟补给他。这就是我们的推送架构。

下面介绍一下平台安全部分。由于我们的接口是完全开放的，所以我们要防范很多恶意行为，有很多人担心我们接口是开放的，是不是有人通过这个接口发垃圾广告，或者是刷粉丝，我们技术架构怎么来防范这一点呢？这是我们的安全架构，做了三个层面的事情。最上面是我们有一个实时处理，比如说根据频度、内容的相似性来进行判断，判断发的是不是广告或者是垃圾内容。中间这个是一个日志处理器，我们会根据一些行为进行判断，比如说如果我们只是实时拦截的话，有些行为很难防止，我们做了个离线纠正的模块，比如说他潜伏的几个月开始发广告了，我们可以事后把这些人清除掉，以保证我们平台的健康。最后是通过监控的维度来保证内容的安全。目前内容安全的架构大概是541的体系，就是说我们的实时拦截可以做到50%的防止，离线分析大概可以做到40%的防止。

微博平台需要为用户提供安全及良好的体验应用，以及为开发者营造一个公平的环境，所以我们的接口需要清晰安全的规则。从一个APP调用我们的接口，需要几个阶层，需要划分不同的业务模块。第二个是安全层。第三个是权限层。这是我们平台安全的两个维度，一个接口安全，一个是内容安全。

我今天讲的是架构方面的问题，在座大部分是开发者，可能大家都在处理不同的架构问题，架构很多地方是相通的。我们需要做一个软件系统需要解决的本质问题是什么？微博第一版解决发布规模问题，第二版是解决数据规模的问题，第三版是解决服务化的问题。将复杂的问题简单化之后，我们才可以设计出一个容易扩展的大规模架构。我今天介绍就这么多，我们微博实际上是很需要各方面的技术人员，大家对我们的架构如果感兴趣的话、对我们的系统感兴趣的话，也希望各方面的技术人员参与我们微博的团队，随时可以给我微博上发私信。

第四篇：微课技术

微课

一、什么是微课

微课是指基于教学设计思想，使用多媒体技术在十分钟以内就一个知识点进行针对性讲解的一段音频或视频。

在教育教学中，微课所讲授的内容呈“点”状、碎片化，这些知识点，可以是教材解读、题型精讲、考点归纳;也可以是方法传授、教学经验等技能方面的知识讲解 和展示。微课是课堂教学的有效补充形式，微课不仅适合于移动学习时代知识的传播、也适合学习者个性化、深度学习的需求。

二、微课有什么特征：

（1）教学时间较短：教学视频是微课的核心组成内容。根据中小学生的认知特点和学习规律，“微课”的时长一般为5—8分钟左右，最长不宜超过10分钟。因此，相对于传统的40或45分钟的一节课的教学课例来说，“微课”可以称之为“课例片段”或“微课例”。

（2）教学内容较少：相对于较宽泛的传统课堂，“微课”的问题聚集，主题突出，更适合教师的需要：“微课”主要是为了突出课堂教学中某个学科知识点（如教学中重点、难点、疑点内容）的教学，或是反映课堂中某个教学环节、教学主题的教与学活动，相对于传统一节课要完成的复杂众多的教学内容，“微课”的内容更加精简，因此又可以称为“微课堂”。

（3）资源容量较小：从大小上来说，“微课”视频及配套辅助资源的总容量一般在几十兆左右，视频格式须是支持网络在线播放的流媒体格式（如rm,wmv,flv等），师生可流畅地在线观摩课例，查看教案、课件等辅助资源；也可灵活方便地将其下载保存到终端设备（如笔记本电脑、手机、MP4等）上实现移动学习、“泛在学习”，非常适合于教师的观摩、评课、反思和研究。

（4）资源组成、结构、构成“情景化”，资源使用方便。“微课”选取的教学内容一般要求主题突出、指向明确、相对完整。它以教学视频片段为主线“统整”教学设计（包括教案或学案）、课堂教学时使用到的多媒体素材和课件、教师课后的教学反思、学生的反馈意见及学科专家的文字点评等相关教学资源，构成了一个主题鲜明、类型多样、结构紧凑的“主题单元资源包”，营造了一个真实的“微教学资源环境”。这使得“微课”资源具有视频教学案例的特征。广大教师和学生在这种真实的、具体的、典型案例化的教与学情景中可易于实现“隐性知识”、“默会知识”等高阶思维能力的学习并实现教学观念、技能、风格的模仿、迁移和提升，从而迅速提升教师的课堂教学水平、促进教师的专业成长，提高学生学业水平。

三、微课有哪些形式和录制手段

微课可以使用手机、数码相机、DV等摄像设备拍摄和录制，也可以使用录屏软件录制的音频或视频，录屏软件有Camtasia Studio、Screen2swf、屏幕录像专家等。

四、微课在教学中有什么作用

在网络时代，随着信息与通迅技术的快速发展，与当前的博客、微博等一样，微课也将具有十分广阔的教育应用前景。

（一）、实施微课能促进学生有效自主学习

1、提供学生自主学习的环境；

2、能更好的满足学生对不同学科知识点的个性化学习；

3、教师不再是讲台上的圣人，而是身边的导师；

4、按需选择学习，既可查缺补漏，又能强化巩固知识；

5、学生课外延伸的个性化阅读和学习的最好载体；

（二）、实施微课能促进教师提高专业水平发展

1、选取课题 教学目标清楚，教学内容明晰，或针对计算教学，或针对难点突破，或针对课前导入，或针对拓展延伸，择其一点设计教学。加深了教师对教材知识内容的进一步理解。

2、设计内容

备课时更充分地研究学情，做到课堂无学生，心中有学生。要准确地把握教学节奏，快慢适当，吃透教材。要熟练地掌握现代信息技术，因为微课的核心组成内容是教学视频，通过视频组成一个融教学设计、多媒体素材、课件为一体的主题资源包。

3、提高教师知识讲解与总结的能力

教学语言要简明扼要，逻辑性强，易于理解。讲解过程要流畅紧凑。教师在备课的过程中就要考虑到实际进行的状况，这样才能有一节吸引人的精彩的课。

4、开拓教师的视野。

为拓展知识点，就必须查阅资料去充实内容，才不会显得空泛和空洞。那么，在拓展学生的视野的同时，也丰富了教师的教学资源。教师和学生在这种真实的、具体的、典型案例化的教与学情景中可以实现“隐性知识”，并实现教学观念、技能的迁移和提升，从而迅速提升教师的课堂教学水平，促进教师的专业成长。

5、反思提高教师自我批判能力

教师在整个的教学过程中，经历着“研究—实践—反思—再研究—再实践—再反思”的循序渐进、螺旋上升的过程。教师们的教学和研究的水平和能力也在不断提升。

6、更快促进教师掌握现代信息技术，跟上并赶超时代的步伐

总之，做微课，需要了解并掌握许多相关的软件，比如PPT，录屏，截屏等。微课，最终让教师从习惯的细节中追问、思考、发现、变革，由学习者变为开发者和创造者，在简单、有趣、好玩中享受成长。

第五篇：2015年南理工微系统与测控技术备考计划

2015年南理工微系统与测控技术备考计划

考研年年，年年考研。随着2015年脚步不断的向前推进，很多同学都已经正式进入到2015年考研备考状态。但考研在当今社会中意味着什么?又该如何准备考研?所谓“知己知彼，百战百胜”，因此制定个考研计划是如此的重要，在此博广南理工考研辅导专家对于考研心态有以下几点建议，希望能帮助还在迷茫的同学们。

制定考研计划，这一步是考前准备至关重要的一步。有了好的计划，才会有好的行动，才有可能收获好的结果。所以，一开始准备考研，首要任务就是应该定好计划！具体说来，一份好的计划应该包括以下内容：报考的目标学校（如果现在没法定，至少在五月份之前得定下来，不然后面的复习会很被动），预期的目标分数（包括单科分数），总的复习规划（包括复习分为几轮，每一轮复习什么内容，起止的时间），最后就是现阶段每日的作息时间表，以及每周每日的目标。如果你的计划能包括这些内容，那么，可以说，你前期的复习将会异常有动力，有效率，也会有方向。

找信息。这一步可以与定计划一同完成。在定好学校之后，就应该上那个学校的网站去查找信息，包括考试的科目，参考用书，以及历年分数线。同时，也可以在考研论坛上查找以往学长学姐的经验贴，搜集复习的经验，有了这些东西，你的备考计划的制定将会更加容易。顺便说一句，如果能找到你想报考学校的师兄或者师姐，那么，他们的帮助将会很重要，所以建议至少要找一个师兄或者师姐。上面说的信息其实在博广南理工考研网上都能找得到，如果真的要考研的话这个网站还是很重要的。顺便说一下博广南理工考研网的无忧通关计划班真的很不错，很多同学很多都是报这个班的。

最后是考研心态，考研是一个选拔性考试，注定是一场淘汰赛，你有没有足够的勇气和能力去面对这场战斗，是不是够坚定，是不是够坚强，能不能坚持到最后，都将直接决定你能不能取得最后的胜利。

考研是一种心态，一种人生态度。以平和的心态对待考研，才是考研这段历程对我们真正的磨砺。摆正心态，接下来要做的是什么呢？卯足了劲，沉浸于钻研学习当中，朝着考研的终点奔去。保证自己的身体健康，有强健的体魄应对艰辛的历程；做好知识的准备，扎实的基础知识、良好的学习计划，也是成功必不可少的要素。