時間：2023-03-16 16:27:44
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這一技術(shù)主要是以電話系統(tǒng)為主發(fā)展起來的，電話機(jī)和交換機(jī)是傳達(dá)技術(shù)的重要途徑，可以在光電領(lǐng)域中得到較快的傳輸。有些電視臺主要利用雙音多頻技術(shù)來實現(xiàn)傳輸相關(guān)的指令，同時還能夠根據(jù)節(jié)目的需求來插播重要的節(jié)目內(nèi)容。有些廣播電臺主要采用的是DTMF技術(shù)來實現(xiàn)城市應(yīng)急系統(tǒng)的建設(shè)，廣播的終端設(shè)備應(yīng)該得到自動控制，進(jìn)而對一些波段或者是網(wǎng)絡(luò)中的惡意攻擊及進(jìn)行防范。這種技術(shù)的功能性比較強(qiáng)，逐漸實現(xiàn)了控制系統(tǒng)的高效性。
2常用應(yīng)急廣播遠(yuǎn)程喚醒技術(shù)
從我國現(xiàn)如今的應(yīng)急信息程度上看，存在的主要問題就是系統(tǒng)的統(tǒng)一性得不到滿足，而且技術(shù)手段比較復(fù)雜，采用的喚醒式技術(shù)也存在著明顯的差異。接下來，筆者就對不同的喚醒技術(shù)進(jìn)行深入介紹：
2.1調(diào)頻副載波
所謂的調(diào)頻副載波主要是在調(diào)頻廣播進(jìn)行的過程中，根據(jù)基帶中空余的頻譜來進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)和聲音的傳遞。這種技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中主要表現(xiàn)出的特點(diǎn)就是投資少，應(yīng)用范圍廣以及頻譜節(jié)約程度高等特點(diǎn)。其中比較常見的技術(shù)類型包括SCA信道，RDS數(shù)據(jù)系統(tǒng)以及RBDS等等。從這些系統(tǒng)中可以看出，RDS系統(tǒng)的應(yīng)用方式比較典型，接下來，筆者主要以這一系統(tǒng)為例，著重分析調(diào)頻副載波傳送技術(shù)的重要性。這一系統(tǒng)的工作原理比較復(fù)雜，在構(gòu)成RSD信道之后，和相應(yīng)的立體聲廣播中的主副信道以及導(dǎo)頻等構(gòu)成調(diào)頻立體聲廣播的基帶信號，然后對高頻主載波進(jìn)行調(diào)頻。另外，還需要根據(jù)發(fā)射機(jī)本身的RDS功能來增加激勵器。與此同時還需要和相應(yīng)的數(shù)字解碼器相匹配，同時加大RDS副載波的信息頻率，通過記錄，這一設(shè)備的待機(jī)狀態(tài)和科學(xué)的運(yùn)行頻率是相連接的，應(yīng)急信息的播放也是經(jīng)過這一程序進(jìn)行的。
2.2TS流方式
在應(yīng)急廣播信息的傳輸和遠(yuǎn)程終端的共同作用下，實現(xiàn)了自動喚醒。在實際的應(yīng)用中可以根據(jù)相關(guān)信息技術(shù)的規(guī)定作為標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)，通過數(shù)字電視以及衛(wèi)星電視等形式逐漸對傳輸?shù)牧鞒踢M(jìn)行完善和改進(jìn)。第一，適配封裝。在接收廣播消息時，需要對其進(jìn)行解析，這一過程中主要采用適配封裝的形式。最終以適應(yīng)TS流的傳輸為主，輸送到插入設(shè)備中，提供廣大受眾緊急信息的傳輸，同時還可以通過編輯軟件或者是編輯系統(tǒng)來實現(xiàn)字幕的添加，在這一過程中又適配封裝成字幕指令，同樣傳輸給插入設(shè)備?？刂艫SI切換器，當(dāng)有緊急廣播消息時，切換到插入了緊急廣播表的Ts流；當(dāng)無緊急廣播消息時。切換到正常播出的TS流；將設(shè)備工作狀態(tài)信息反饋給消息接收設(shè)備。第二，播出插入：根據(jù)播出插入指令?？梢酝ㄟ^以下三種方式進(jìn)行應(yīng)急廣播預(yù)警信息的：在正常播出的Ts流中插入緊急廣播表；在原電視節(jié)目的視頻圖像中疊加字幕；將原廣播節(jié)目替換成緊急廣播節(jié)目。第三，ASI切換：在切換設(shè)備中，根據(jù)播出插入指令，完成正常播出的Ts流到緊急廣播節(jié)目流的切換。切換時需在收到應(yīng)急指令和確認(rèn)緊急廣播節(jié)目流正常傳輸?shù)幕A(chǔ)上進(jìn)行切換；控制ASI切換器，當(dāng)有緊急廣播消息時，切換到插入了緊急廣播表的TS流；當(dāng)無緊急廣播消息時，切換到正常播出的TS流。第四，數(shù)字電視接收終端，通過解碼TS流，判斷是否需要自動喚醒帶電終端播放應(yīng)急廣播消息。
2.3CMMB
CMMB系統(tǒng)在設(shè)計的過程中將緊急廣播技術(shù)融入到其中，這種系統(tǒng)具有一定的特殊性，通過消息格式的不同來傳輸緊急的廣播消息。在此過程中還根據(jù)國家頒布的相關(guān)規(guī)定來對緊急廣播數(shù)據(jù)的相關(guān)信息進(jìn)行封裝，具體來說，其步驟主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，緊急廣播的消息主要包括上、本和下級，同時還要根據(jù)消息的相關(guān)來源和類型做好消息的排隊工作。第二，在應(yīng)用的過程中，要將廣播消息進(jìn)行拆除和封裝，使其形成一個或者是多個緊急廣播表，來對不同的數(shù)據(jù)段進(jìn)行承載。具體來說，廣播表的整體結(jié)構(gòu)和復(fù)用幀運(yùn)行程序比較復(fù)雜。第三，需要將緊急廣播的數(shù)據(jù)段和CMMB系統(tǒng)相互配合使用，其中包括緊急廣播表的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，廣播的順序號碼以及緊急廣播的時常等等。第四，復(fù)用封裝緊急廣播表也是一種普遍的應(yīng)用方式，可以通過無線數(shù)字廣播以及衛(wèi)星等系統(tǒng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息的傳播。其播放終端以多媒體終端為主。第五，在接受終端接收到廣播信息之后，需要對其進(jìn)行解封裝，將消息進(jìn)行合格處理。在實現(xiàn)遠(yuǎn)程喚醒工作中，需要對復(fù)用幀的格式做好分析。同時按照移動多媒體廣播的相關(guān)規(guī)定來做好標(biāo)識工作，實現(xiàn)中斷設(shè)備的自動接收。這就是CMMB系統(tǒng)的最終工作原理，也是應(yīng)急廣播技術(shù)應(yīng)用的主要方式。
2.4調(diào)頻共纜
調(diào)頻共纜技術(shù)是指利用FM頻率調(diào)制技術(shù)將廣播，被調(diào)制的廣播音頻和控制信號與有線電視節(jié)目共用CATV同軸電纜，光電網(wǎng)絡(luò)傳輸，即共纜。廣播音頻、廣播控制和有線電視信號在CATV同軸電纜／光電網(wǎng)絡(luò)中，各自采用不同的頻段傳輸，不會產(chǎn)生交互調(diào)制現(xiàn)象。運(yùn)用到應(yīng)急廣播預(yù)警信息系統(tǒng)中，調(diào)頻共纜技術(shù)可以實現(xiàn)上、下級信息的自動切換及終端自動喚醒接收預(yù)警信息的功能。以村鎮(zhèn)規(guī)模為例，可以采用調(diào)頻信號同頻陷波式插入技術(shù)對單一行政村運(yùn)用調(diào)頻共纜技術(shù)。實現(xiàn)應(yīng)急廣播的遠(yuǎn)程喚醒。對單一行政村也可以采用調(diào)頻信號高電平壓低電平式插入技術(shù)，實現(xiàn)村級應(yīng)急信息的插入和遠(yuǎn)程終端的自動喚醒。采用調(diào)頻共纜技術(shù)可以通過廣播光信號插網(wǎng)和電話遠(yuǎn)程播控聯(lián)網(wǎng)等聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對由多個自然村形成的一個行政村的應(yīng)急信息遠(yuǎn)程控制。
2.5雙音多頻信號
雙音多頻信號(DTMF)是由貝爾實驗室開發(fā)的信令方式，通過承載語音的模擬電話線傳送電話撥號信息。在應(yīng)急廣播系統(tǒng)中，通過將雙音多頻信號作為控制信號，實現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)之間有效的通信識別和可靠的遠(yuǎn)程控制響應(yīng)。第一，者直接用手機(jī)經(jīng)市話網(wǎng)撥打應(yīng)急系統(tǒng)的電話接入號碼。第二，電話智能接入器可以自動進(jìn)行來電鈴流檢測、摘掛機(jī)處理，可以實現(xiàn)語音提示、身份識別(密碼認(rèn)證+語音識別)、電話按鍵指令轉(zhuǎn)發(fā)和登錄者分級管理等功能。第三，雙音頻信號巡檢碼發(fā)生器產(chǎn)生的雙音頻巡檢碼信號用于指示用戶登錄的休眠工作狀態(tài)，當(dāng)處于電話登錄休眠狀態(tài)時，雙音頻信號巡檢碼發(fā)生器就不斷產(chǎn)生連續(xù)的DTMF雙音頻信號，此時廣播系統(tǒng)的終端收到該巡檢碼信號后，將拒絕啟動應(yīng)急廣播。播出正常的FM調(diào)頻節(jié)目。若沒有雙音頻巡檢碼，終端經(jīng)過判斷后啟動應(yīng)急廣播。第四，專用頻點(diǎn)FM調(diào)制器和混頻發(fā)射器，用于對專用音頻信號(電話按鍵、巡檢碼等雙音頻信號和語音音頻信號)進(jìn)行調(diào)制并和其他普通頻點(diǎn)的FM節(jié)目信號進(jìn)行混頻發(fā)射，通過有線(CATV)或無線FM廣播方式發(fā)送到終端。
3適用于我國廣播電視系統(tǒng)現(xiàn)狀的應(yīng)急廣播遠(yuǎn)程喚醒技術(shù)
3.1完備性
要支持多部門、多傳輸通道、跨區(qū)域的傳輸和，以適用于不同應(yīng)急事件、不同傳輸通道損毀情況時的要求。在保證中波廣播、短波廣播兩種常用的有效傳播手段的同時，盡可能實現(xiàn)在多種廣播電視通道中的透明傳輸。
3.2兼容性
在盡量不改變現(xiàn)有廣播電視傳輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀。實現(xiàn)與現(xiàn)有傳輸系統(tǒng)的無縫對接，實現(xiàn)與現(xiàn)有應(yīng)急廣播體系和各省市應(yīng)急終端的合理對接。
3.3安全性
有別于普通廣播電視節(jié)目內(nèi)容，應(yīng)急廣播系統(tǒng)的內(nèi)容極為敏感，內(nèi)容與目標(biāo)區(qū)域、時間有高度的相關(guān)性，所以必須在系統(tǒng)的全鏈路考慮安全防范問題。
4結(jié)論
關(guān)鍵字處理器；動態(tài)功耗；溫度監(jiān)控
1引言
隨著CPU集成度和運(yùn)行速度的不斷提高，其功耗也越來越大，導(dǎo)致CPU的運(yùn)行溫度越來越高，并成為CPU技術(shù)發(fā)展的瓶頸。CPU的溫升不僅影響CPU技術(shù)的進(jìn)一步快速發(fā)展，而且直接影響CPU的穩(wěn)定性和使用壽命。如何抑制CPU的溫升和迅速降低CPU的溫度成為CPU設(shè)計和使用的一個重點(diǎn)。
CPU設(shè)計者主要從體系結(jié)構(gòu)設(shè)計、集成電路半導(dǎo)體材料選擇、CPU內(nèi)功能電路布局、CPU幾何尺寸等方面把握CPU的理論功耗和表面散熱途徑。CPU在完成設(shè)計并成為產(chǎn)品以后，在使用的過程中，它的實際功耗和散熱效率會因不同的使用環(huán)境而有所不同。CPU的使用環(huán)境包括周圍溫度、氣壓、通風(fēng)、供電電壓、時鐘頻率、散熱措施、負(fù)荷特點(diǎn)等。本文重點(diǎn)討論各種溫控技術(shù)，并且給出解決降溫的各種措施。
2影響CPU溫升的因素
CPU的溫升取決于兩大方面，一個方面是CPU工作不斷產(chǎn)生的熱量累積；另一個方面是對CPU產(chǎn)生的熱量的導(dǎo)散。熱量增加和散熱不暢都會導(dǎo)致CPU的溫度上升，并造成對CPU的損傷。
CPU的熱量來源于它的功耗，根據(jù)CPU功耗與供電電壓和工作頻率的關(guān)系可以看到供電電壓和工作頻率是影響CPU溫升的兩個重要因素。
CMOS電路CPU的動態(tài)功耗為P=CV2f，其中C表示電路負(fù)載大小，V表示供電電壓，f為工作頻率?？梢姽ぷ黝l率f與芯片的動態(tài)功耗成線性正比例關(guān)系，供電電壓V的平方與芯片的動態(tài)功耗成線性正比例關(guān)系，對于一顆CPU來說，電壓越高，時鐘頻率越快，則功率消耗越大。因此，在能夠滿足功能正常的前提下，盡可能選擇低電壓工作的CPU能夠在總體功耗方面得到較好的效果。對于已經(jīng)選定的CPU來講，降低供電電壓和工作頻率，也是一條節(jié)省功率的可行之路。
3CPU的溫控技術(shù)[1][4][5]
3.1外部溫度監(jiān)控技術(shù)
對CPU溫度監(jiān)控通過“外部監(jiān)測”措施—即通過主板CPU插座下面的熱敏電阻來監(jiān)測CPU工作時的溫度。CPU插座內(nèi)采用立式或貼片式的熱敏電阻。整個監(jiān)測過程全部是由主板來負(fù)責(zé)，熱敏電阻直接將所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳給主板上的溫控電路，如果監(jiān)測到CPU的工作溫度超過在BIOS中的預(yù)設(shè)值時就會自動斷電關(guān)機(jī)或報警。采用此種方式的優(yōu)點(diǎn)是體積小、價格低，使用方便，不過在監(jiān)控處理器溫度時明顯存在缺陷，比如用此類監(jiān)測方式得到的溫度往往是CPU底面的溫度，而不是內(nèi)核溫度，溫度讀數(shù)是由監(jiān)控芯片根據(jù)溫敏電阻的阻值變化計算得出，而且此類接觸式測試受外部環(huán)境影響較大。如果熱敏電阻與微處理器接觸不夠緊密，微處理器的熱量不能有效地傳送到，所測量溫度會有很大誤差。有些主板上采用SMD貼片熱敏電阻去測量微處理器溫度，其測量誤差比直立式熱敏電阻誤差更大，因為這種貼片元件很難緊密接觸到微處理器。故此類CPU溫控結(jié)果誤差性極大、反應(yīng)不靈敏，所得結(jié)果僅僅只供參考。這就帶來了一個十分嚴(yán)重的問題∶表面溫度不能及時反映微處理器核心溫度變化，從而形成一個時間滯后的問題。因為核心溫度變化之后要經(jīng)過一段時間才能傳送到微處理器表面。相比之下，表面溫度反應(yīng)十分遲鈍，其升溫速度遠(yuǎn)不及核心溫度，當(dāng)核心溫度發(fā)生急劇變化時，表面溫度只有“小幅上揚(yáng)”。Pentium4和AthlonXP等最新的微處理器，其核心溫度變化速度達(dá)30～50℃/s，核心溫度的變化速度越快，測量溫度的延遲誤差也越大。在這種背景之下，如果再以表面溫度作為控制目標(biāo)，保護(hù)電路尚未做出反應(yīng)，微處理器可能早已燒壞。因此曾提出“TemperatureOffsetCorrection”(溫度偏差修正)的CPU內(nèi)核心溫度監(jiān)測溫度修正方案來糾正此種CPU溫控所帶來的偏差。所謂“溫度偏差修正”就是指當(dāng)系統(tǒng)采用外部測量法時，必須在測量結(jié)果的基礎(chǔ)上增加一個溫度偏差值：即BIOS中顯示的溫度值=實際測試值+溫度偏差值。這個偏差值由主板熱敏電阻、臨界溫度等因素來決定，當(dāng)系統(tǒng)設(shè)定以后它就是一個常量(通過刷新BIOS可以改變這個值)。這些措施在一定程度上可以減小誤差值。但是，問題仍不能得到根本性解決，比如對于突發(fā)事件(如風(fēng)扇脫落)所帶來的溫度急劇提升完全不能及時做出反應(yīng)。為此我們考慮采用內(nèi)部溫控技術(shù)。
3.2內(nèi)部溫控技術(shù)
針對外部溫度監(jiān)控技術(shù)的不足，CPU廠商在CPU內(nèi)核里面加入了一個專門用于監(jiān)測CPU溫度的熱敏二極管，將CPU溫度來引了“內(nèi)部溫控”時代。在這里整個處理器溫度監(jiān)控系統(tǒng)可分為外部控制型和內(nèi)部控制型兩種基本結(jié)構(gòu)。外部控制型監(jiān)控系統(tǒng)，其實就是主板的溫度監(jiān)控電路，它有三種基本存在形式∶一種是采用獨(dú)立的控制芯片，，這些芯片除了處理溫度信號，同時還能處理電壓和轉(zhuǎn)速信號；第二種形式是在BIOS芯片中集成了溫度控制功能；第三種形式是南橋芯片中集成溫度控制功能，目前新一代南橋芯片都有溫度監(jiān)控功能。而內(nèi)部控制型監(jiān)控系統(tǒng)則是指CPU內(nèi)核心中整合的熱敏二極管，這個熱敏二極管的正負(fù)兩極作為CPU兩個針腳直接來通過主板CPU插座和主板的溫度監(jiān)控電路相連。在整個監(jiān)控過程中，當(dāng)CPU工作時，熱敏二極管就將感應(yīng)到的數(shù)據(jù)變化傳輸給主板的溫控電路，由主板的一個特定邏輯運(yùn)算電路通過所接收到的數(shù)據(jù)計算出CPU的內(nèi)核溫度，如果計算出來的溫度高于預(yù)設(shè)溫度警戒線時，系統(tǒng)就會自動在瞬間切斷CPU核心電壓，使CPU停止工作并讓系統(tǒng)掛起來，從而可以很好地保護(hù)CPU不被燒毀。P2、P3及AthlonXP處理器都是采用了此種技術(shù)。這種方法反饋回來的溫度并不是很準(zhǔn)確，往往要比CPU核心溫度低5度左右。為防止它的處理器過熱燒毀推出了S2K總線斷開技術(shù)：即當(dāng)處理器內(nèi)核溫度過高時，系統(tǒng)會發(fā)出一個HALT指令(HALT改指令的意思是在沒有要處理的指令和數(shù)據(jù)時將處理器掛起)，當(dāng)CPU接收到HALT指令時，處理器會轉(zhuǎn)到相應(yīng)的等待模式，這種模式只需要消耗較小的功率。
通過在CPU內(nèi)核整合熱敏二極管來控溫已經(jīng)是一種能很準(zhǔn)確監(jiān)控CPU核心溫度的方法了，而且配合主板的溫控電路就能即時保護(hù)過熱的CPU，使其不至于在風(fēng)扇突然停轉(zhuǎn)或意外脫落時CPU被燒掉。但此類內(nèi)部溫控技術(shù)存在一個弊端，那就是在CPU溫度過高時通過直接關(guān)閉電腦來達(dá)到保護(hù)的目的，這樣會導(dǎo)致數(shù)據(jù)因為未能及時保存而丟失，忽略了數(shù)據(jù)的價值往往要比一個CPU的價值要高的可能性。而且熱量不穩(wěn)定可能導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，如果電腦死機(jī)或程序進(jìn)入死循環(huán)，就會失去監(jiān)控作用，也就無法保護(hù)微處理器了。
3.3熱量控制電路
為彌補(bǔ)第一代內(nèi)部溫度監(jiān)控技術(shù)的不足，Intel在Northwood核心P4中引入了第2代內(nèi)部溫度監(jiān)控技術(shù)—熱量控制電路(ThermalControlCircuit，英特爾又將它命名為熱量監(jiān)視器(ThermalMonitoring))。P3、AthlonXP的溫控電路的特點(diǎn)是內(nèi)部僅擁有一個熱敏二極管不同，而Northwood核心P4的熱量控制電路擁有兩套熱敏二極管。其中一套熱敏二極管偵測CPU的溫度值并傳輸給主板上的硬件監(jiān)控系統(tǒng)，這套裝置像傳統(tǒng)的內(nèi)部溫控技術(shù)一樣通過關(guān)閉系統(tǒng)來保護(hù)CPU，不過只是在緊急情況才會自動關(guān)閉。第二套熱敏二極管放置在CPU內(nèi)核溫度最高的部位，幾乎觸及ALU單元，并作為熱量控制電路的一個組成部分。在CPU工作中，這兩套熱敏二極管的電阻會因溫度而變化，因此通過它的電流也會隨著CPU的核心溫度而變化，通過與內(nèi)設(shè)參考電流的比較，系統(tǒng)能夠判斷當(dāng)前電流是否達(dá)到了臨界點(diǎn)。如果CPU最熱的地方超過一定值，第二套熱量溫控裝置會發(fā)送一個PROCHOT#信號使熱量控制電路系統(tǒng)開始工作，通過減小CPU的負(fù)載來降溫，其實這套熱敏二極管起到波動調(diào)節(jié)作用。Pentium4的熱量控制機(jī)制并非是減少時鐘頻率，而是減少其輸出的有效工作頻率。當(dāng)溫度正常的時候，ALUs(算術(shù)邏輯運(yùn)算器)將會接受到一定的頻率。但當(dāng)主板檢測到CPU的核心溫度達(dá)到一個特定的臨界值時，熱量控制電路就開始發(fā)送PROCHOT#信號，將空置的時鐘周期插入到正常的時鐘周期內(nèi)，發(fā)送到CPU的調(diào)節(jié)信號如圖1所示。
圖1發(fā)送到CPU的調(diào)節(jié)信號
PROCHOT#激活的無效周期會將某些正常時鐘周期省略掉，使得最終發(fā)送給CPU邏輯運(yùn)算單元的信號頻率就會有所降低，從而通過降低CPU的工作效能來達(dá)到降溫的目的。隨著溫度的降低，熱量控制電路將會開始減少空時鐘周期的數(shù)量以使CPU返回它原來的工作模式。只要CPU核心溫度比臨界值低1度時，熱量監(jiān)視器就會停止發(fā)送過熱信號。熱量控制單元就會停止產(chǎn)生空的時鐘周期，CPU的性能也就恢復(fù)到正常值，過熱保護(hù)系統(tǒng)被激活只需十幾億分之一秒，我們還可以在Pentium4主板的BIOS中選擇超警戒溫度來進(jìn)行控制。當(dāng)處理器的任務(wù)周期(dutycycle)占全部周期的比例越大說明處理器的工作效率越高，其可以調(diào)節(jié)的比例在12.5%到87.5%之間，選擇的數(shù)值越小，則任務(wù)周期的比例越小，效率降幅反而越大，我們還可以利用PROCHOT#引腳功能保護(hù)主板的其它元件。當(dāng)供電模塊的溫度超出警戒溫度時，監(jiān)控電路輸出低電平到PROCHOT#，從而激活TCC，通過降低微處理器功耗來達(dá)到保護(hù)供電模塊及主板其它元件的目的。
4抑制CPU溫升的措施
4.1風(fēng)冷散熱系統(tǒng)
風(fēng)冷散熱系統(tǒng)由散熱片和風(fēng)扇構(gòu)成，判斷散熱片的好壞的重要依據(jù)是表面積的大小，采用眾多的鰭片來提高散熱效果。散熱片的內(nèi)部和邊緣需要設(shè)置合理的導(dǎo)風(fēng)通道，散熱片的切割面要磨光，以使其能與CPU表面完全結(jié)合。滾珠軸承的壽命、噪音、發(fā)熱量遠(yuǎn)較含油軸承好。工作電壓為12v，耗電量在十瓦之內(nèi)。不少人認(rèn)為風(fēng)扇轉(zhuǎn)速越高，那么在同一時間內(nèi)，從CPU上帶走的熱量就越多，這樣CPU就越容易冷卻，事實并不是如此。如果風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速超過其標(biāo)準(zhǔn)值，那么風(fēng)扇在長時間超負(fù)荷情況下運(yùn)行時，從CPU上帶走的熱量就比在高速轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的熱量小，這樣時間運(yùn)行得越長，熱量差也就越大，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)扇不但不能起到良好的冷卻效果，反而使CPU溫度大幅提升；況且，散熱風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速越高，可能在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的噪音就越大，嚴(yán)重的話可能讓風(fēng)扇或者CPU報廢；另外，要想讓風(fēng)扇高速運(yùn)轉(zhuǎn)，還必須有較大的功率來提供動力源，而高動力源是從主板和電源中的高功率中獲得的，主板和電源在超負(fù)荷功率下就會經(jīng)常引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。所以，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速越高冷卻效果越好的說法是不成立的。從理論上分析，風(fēng)扇功率越大散熱效果應(yīng)該越好，但這樣的理論成立是在一定的前提之下的，也就是說在風(fēng)扇的運(yùn)行功率不超過額定運(yùn)行功率的條件下，功率越大的風(fēng)扇通常它的風(fēng)力也越強(qiáng)勁，散熱的效果也越好。而風(fēng)扇的功率與風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速又是直接聯(lián)系在一起的，也就是說風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速越高，風(fēng)扇也就越強(qiáng)勁有力。不能片面地強(qiáng)調(diào)高功率，這需要同計算機(jī)本身的功率相匹配，如果功率過大，不但不能起到很好的冷卻效果，反而可能會加重計算機(jī)的工作負(fù)荷，從而會產(chǎn)生惡循環(huán)，最終縮短了CPU風(fēng)扇的壽命。因此，用戶在選擇CPU風(fēng)扇時，不能錯誤認(rèn)為風(fēng)扇功率大其散熱效果肯定會好，而應(yīng)該根據(jù)夠用原則來選擇與自己電腦相匹配的風(fēng)扇。并且在選擇好風(fēng)扇之后能夠根據(jù)實際情況選擇合適的機(jī)箱，從而更好地降低CPU的溫度。
4.2半導(dǎo)體散熱系統(tǒng)
半導(dǎo)體制冷器由許多N型和P型半導(dǎo)體材料排列組成，N、P之間是銅、鋁等金屬材料，外面是絕緣和導(dǎo)熱良好的陶瓷片。通電后，電子由負(fù)極出發(fā)，經(jīng)P型半導(dǎo)體吸收熱量，至N型半導(dǎo)體放出熱量。冷端接到CPU，熱端接到散熱片，由風(fēng)扇將熱量排出。這種散熱系統(tǒng)消耗功率為10w至50w，增加了微機(jī)電源負(fù)擔(dān)，本身產(chǎn)生大量熱，容易造成半導(dǎo)體散熱片的高溫?zé)龤В蜏匾幻嫒菀桩a(chǎn)生露。
4.3液氮散熱系統(tǒng)
液氮散熱系統(tǒng)的工作原理是將主板、CPU等部件密封于一個空間里并抽成真空，CPU被內(nèi)部充滿液態(tài)氮的玻璃容器密封。進(jìn)行類似水冷的循環(huán)散熱。，它的特點(diǎn)是冷卻能力強(qiáng)，但制造工藝復(fù)雜，容易結(jié)霜產(chǎn)生露水。
4.4軟件降溫
軟件降溫利用了CPU“空閑掛起”指令進(jìn)行工作，從而實現(xiàn)了CPU的降溫及功耗的降低。“空閑掛起”就是指在一段時間內(nèi)沒有接收到指令，CPU自動進(jìn)入低耗能的休眠狀態(tài)，降溫軟件縮短了CPU進(jìn)入休眠狀態(tài)的等候時間，從而減少了熱量的產(chǎn)生。降溫軟件占用約1%至3%的系統(tǒng)資源，使CPU下降3至10℃。但是當(dāng)CPU進(jìn)行實時多任務(wù)的工作時，CPU能夠得到“空閑掛起”的機(jī)會不大，這種情況下，軟件降溫的作用便失去了。
5結(jié)論
本文從CPU升溫的因素說起，接著詳細(xì)地介紹了當(dāng)前幾種主要的CPU溫控技術(shù)，并分析每種溫控技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，接著介紹了當(dāng)前的幾種主要的CPU降溫措施。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】媒介；媒介技術(shù)；傳播
傳播學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科從創(chuàng)建到現(xiàn)在，不過是幾十年的歷史，然而傳播作為一種社會性的現(xiàn)象則是和人類社會的產(chǎn)生是同步的。并且，媒介和傳者與受者兩者一樣，是作為最基本的傳播要素而出現(xiàn)的，它是信息傳遞和接受的手段、載體。在最初的傳播歷史中，媒介表現(xiàn)為語音、語言和一些簡單的符號等形式，隨著科技的發(fā)展，媒介的技術(shù)含量越來越高。隨著現(xiàn)代印刷機(jī)的發(fā)明，傳播第一次有了現(xiàn)代性的意義，開始跨越以前人類想象力的極限，擺脫了時間性與地域性的制約，使地球上每一個個體都身陷于現(xiàn)代傳媒的巨大旋渦之中。伴隨著工業(yè)革命的繼續(xù)發(fā)展，電臺、電視等媒介也競相躍上傳播的舞臺，并且，每一個媒介的產(chǎn)生，都在很大意義上影響了人類的生存境況，甚至同人類社會的變遷與文明的發(fā)展有著莫大的關(guān)系。特別是電視的發(fā)明與成熟，其作用更是巨大，這也使得媒介技術(shù)分析的現(xiàn)實意義迅速而明晰地凸顯出來。在媒介分析理論界中至今享有盛譽(yù)的理論大師：雷蒙·威廉斯、麥克盧漢、梅羅維茲都有著自己對獨(dú)特的理論思辯。
20世紀(jì)的最后十余年的時間里，更是科技日新月異、信息技術(shù)更新提速的年頭，數(shù)碼技術(shù)、光纖衛(wèi)星通訊技術(shù)、電腦網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大放異彩。在所有這些技術(shù)逐漸走向融合和協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上，世界性的因特網(wǎng)迅速崛起，成為人類歷史上前所未有的嶄新媒介，它不但打破了地域限制和國家疆界，還打破了文字、聲音、圖象等各種符號形式的隔膜，更使得個人的單向傳播（自我傳播）、人際傳播、組織傳播、大眾傳播等各個層次類型和規(guī)模的傳播走向統(tǒng)一。其影響的觸角也正伸向人類社會生活的各個方面，滲透到全世界的各個角落。對于傳媒界而言，這些變化中包含著新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，對于傳播學(xué)研究界而言，這些令人激動的變化構(gòu)成推動媒介分析研究的動力：一方面，要對信息傳播新技術(shù)、新媒介、新環(huán)境、新實踐作出深刻的分析和解釋，離不開傳播學(xué)理論的指導(dǎo)。另一方面，傳播領(lǐng)域?qū)映霾桓F的新變化，將一系列有關(guān)信息傳播高新技術(shù)同社會發(fā)展的關(guān)系新傳播研究課題擺在了學(xué)術(shù)界面前。將傳播學(xué)理論研究和應(yīng)用研究相結(jié)合，從前人的成果中獲取啟示，而又追求聯(lián)系實際充實傳播學(xué)理論，這是時代賦予傳播學(xué)界的雙重任務(wù)。媒介分析作為以媒介技術(shù)為焦點(diǎn)、以媒介分析及其發(fā)展同人類社會變遷的關(guān)系為核心的研究部類，正為這樣的研究提供了極好的切入口。
一提到媒介分析理論，很多人第一個想起的名字便是麥克盧漢，殊不知，麥克盧漢的媒介分析理論在很大程度上是受英尼斯的影響，他自己也把英尼斯稱為“良師”。早在20世紀(jì)50年代初期，英尼斯就在他的專著《帝國與傳播》、《傳播系統(tǒng)的偏向性》中廣泛分析了人類轉(zhuǎn)播的各種形式、各種技術(shù)手段，提出了一種把傳播技術(shù)及其發(fā)展同人類社會變遷、文明發(fā)展史聯(lián)系起來考察的媒介理論。比起麥克盧漢的媒介分析理論，英尼斯的媒介理論要早問世十多年。
英尼斯從20世紀(jì)40年代初起，在他生命的最后10來個年頭里，他把傳播置于人類歷史運(yùn)轉(zhuǎn)的核心位置進(jìn)行研究，并在此基礎(chǔ)上形成了他的媒介理論。這一理論認(rèn)為，一切文明都有賴于對空間領(lǐng)域和時間跨度的控制，與之相關(guān)的是傳播媒介的時空傾向性，因而文明的興起與衰落同占支配地位的傳播媒介息息相關(guān)。英尼斯認(rèn)為任何傳播媒介都具有時間偏向或空間偏向，也就是說，傳播媒介或具有長久保存但卻難于運(yùn)輸?shù)膬A向性，或具有易于運(yùn)輸卻難以保存的傾向性，前者便于對時間跨度的控制；如羊皮紙、石頭等，英尼斯將其稱為“偏向時間的媒介”；后者便于對空間的控制，如輕便的紙張，英尼斯將其稱為“偏向空間的媒介”。根據(jù)英尼斯的觀點(diǎn)，就這兩種媒介同權(quán)利結(jié)構(gòu)的關(guān)系而言，“偏向時間的媒介”有助于樹立權(quán)威，從而利于形成等級森嚴(yán)的社會體制；“偏向空間的媒介”則有助于遠(yuǎn)距離管理和廣闊地域的貿(mào)易，有助于帝國領(lǐng)土擴(kuò)展，從而有利于形成中央集權(quán)但等級制度不強(qiáng)的社會體制。英氏還探討了媒介的時間偏向和空間偏向兩者之間的平衡對社會穩(wěn)定的影響。他的媒介理論認(rèn)為，建立在強(qiáng)調(diào)時間偏向的傳播手段或強(qiáng)調(diào)空間偏向的傳播手段基礎(chǔ)上的兩種不同的權(quán)威和知識壟斷——宗教的或國家政府的，道德的或科技的，是帝國興衰的主要動力、文明興衰的主要動力。這種理論還把時間偏向和空間偏向視為辨證的統(tǒng)一體，認(rèn)為一味地向時間傾斜和向空間傾斜會造成社會不穩(wěn)定，一個穩(wěn)定的社會離不開維護(hù)時間傾向和空間傾向間平衡地機(jī)制。
英尼斯的媒介理論最重要的一個特點(diǎn)是作者對科技理性的懷疑態(tài)度，盡管英氏很看重媒介技術(shù)發(fā)展史在文明發(fā)展史上的作用，但他并未從新的傳播媒介的出現(xiàn)中看到解決現(xiàn)代文明中如下重要問題的希望：如何發(fā)展道德的力量去和物質(zhì)科學(xué)所釋放出來的力量向抗衡，以維持一種社會的平衡。例如，他在《傳播系統(tǒng)的偏向性》一書中，英尼斯對知識的機(jī)械化中所隱伏的問題作了如下的評論：“機(jī)械化強(qiáng)調(diào)了復(fù)雜性和混亂，它造成了知識領(lǐng)域的壟斷。對于任何文明而言，如果它不屈服于這種知識的壟斷的影響，對此進(jìn)行一些批判性的調(diào)查和提出批判性的報告已成為極其重要的事項。思想自由正處于被科學(xué)、技術(shù)和知識的機(jī)械化及伴隨他們的西方文明摧毀的危險之中?！币苍S盡管英尼斯在對待科技的態(tài)度方面的悲觀論調(diào)和懷舊情緒并不可取。但是他對現(xiàn)代西方文明過于強(qiáng)調(diào)物質(zhì)科技的力量，忽視道德力量的批判性思考確是每一個習(xí)慣于獨(dú)立思考的知識分子所必須尊重的。
假如說英尼斯是將媒介技術(shù)與人類文明發(fā)展史聯(lián)系起來進(jìn)行思考的先驅(qū)，那么麥克盧漢則是繼續(xù)開拓這一領(lǐng)域、并在傳播學(xué)領(lǐng)域研究中確立以媒介技術(shù)為焦點(diǎn)的研究傳統(tǒng)的關(guān)鍵人物。麥克盧漢提出的媒介理論以其一系列大膽新穎的論點(diǎn)，迅速在西方學(xué)術(shù)界引起了重視，非但如此，他還在美國媒體與大眾之間掀起了一陣麥?zhǔn)巷L(fēng)暴。
麥克盧漢最為重要的一個論點(diǎn)應(yīng)該是“媒介即訊息”，這即是麥克盧漢與另一學(xué)者合著的一本重要著作的書名，也是其媒介理論的發(fā)人深思的主題。麥?zhǔn)蠌墓δ芎托Ч麅蓚€方面闡述了“媒介即訊息”的論點(diǎn)。首先，麥?zhǔn)蠌拿浇榧夹g(shù)的功能作用的角度理解“內(nèi)容”，提出任何媒介的“內(nèi)容”總是另一媒介?！把哉Z是文字的內(nèi)容，正如文字是印刷的內(nèi)容一樣。而印刷則是電報的內(nèi)容。如果有人要問，‘那么言語的內(nèi)容是什么？’那么就有必要回答說，‘它是思想的實際過程，這本身就是非言語的’”。此外，麥克盧漢還從媒介技術(shù)的社會影響、效果的角度賴?yán)斫狻皟?nèi)容”，認(rèn)為一種新的媒介一旦出現(xiàn)，無論它傳遞的是什么樣的訊息內(nèi)容，這種媒介本身就會引發(fā)社會的某種變化，這就是它的內(nèi)容，也就是它帶給人類社會的訊息。
麥克盧漢另一個重要的觀點(diǎn)就是其“媒介是人體的延伸”理論。他把媒介技術(shù)比作人體或人類感官的延伸，并提出了“感官的平衡”的概念。他指出，使用不同的傳播技術(shù)會影響人類感覺的組織。例如，文字與印刷媒介是視覺器官——眼睛的延伸，廣播是聽覺器官——耳朵的延伸，而電視則是全身感覺器官的延伸。麥?zhǔn)细鶕?jù)人類歷史上占主導(dǎo)地位的傳播方式手段的演變，把人類社會分為三個主要時期：口頭傳播時期、文字傳播時期以及電子傳播時期。在每個時期，人類感官之間的相互作用以及思維的方式都有其自己的特點(diǎn)。與此相應(yīng)的是部落文化、脫離部落文化和重歸部落文化。他認(rèn)為人的感覺需要平衡，任何一種感覺一旦占據(jù)主導(dǎo)地位，那么另外的感覺的作用被人們所疏遠(yuǎn)，這樣的個體不會是健全的。而新興的電子傳播時期，將會使人重新走向和諧，使人的各種感覺重新達(dá)到平衡狀態(tài)。另外，麥還有關(guān)于“冷媒介、熱媒介”的理論。
二人把媒介技術(shù)置于人類文明發(fā)展史的大背景進(jìn)行考察，強(qiáng)調(diào)媒介技術(shù)本身的作用，在傳播學(xué)研究中開創(chuàng)了以媒介技術(shù)為焦點(diǎn)的新的研究傳統(tǒng)。這是此二人學(xué)說的重要?dú)v史地位。但是，他們的理論也存在著重要的缺陷：陷入了唯技術(shù)決定論的悖論。他們的媒介理論都失之于過分強(qiáng)調(diào)媒介技術(shù)的作用，把媒介描繪稱導(dǎo)致社會變動的最大動力。從而被學(xué)界批評為陷入唯技術(shù)決定論的極端。這是我們在閱讀他們的著作，吸取其精華思想時所必須警醒的。除此之外，兩人在寫作中，常常對一些基礎(chǔ)的定義未作明確的界定，而為了追求一種夸張的風(fēng)格造成了思維邏輯上的混亂。這一點(diǎn)也同樣需要讀者加以注意。
與此二人形成鮮明反差的是英國著名學(xué)者，西方批判學(xué)派中的社會文化學(xué)派的理論先鋒、西方的文化批評家雷蒙·威廉斯。威廉斯畢生致力于文化研究，于他而言，大眾傳媒研究是其中一個重要組成部分。他認(rèn)為，文化研究就是研究整個生活方式的組成部分之間的關(guān)系。首先，他認(rèn)為，對媒介文化研究要運(yùn)用一種整體的、歷史的、動態(tài)的觀點(diǎn)。其認(rèn)為，文化現(xiàn)象（包括媒介文化）是和所有社會現(xiàn)象緊密聯(lián)系的一部分，它們的變化牽涉到所有社會現(xiàn)象包括內(nèi)在結(jié)構(gòu)的變化，是一個永不停止的運(yùn)動過程，“在任何時候，它都即包括對現(xiàn)代的反應(yīng)，也包括對歷史的延續(xù)。”其次，他把文化研究同社會制度聯(lián)系在一起，試圖探詢文化制品與社會制度之間的關(guān)系。這可以從他以下觀點(diǎn)看出來：第一，強(qiáng)調(diào)社會傳播過程就是意義和定義在社會上建立并且歷史地演變的過程，強(qiáng)調(diào)傳播和社會制度機(jī)構(gòu)、習(xí)俗之間關(guān)系密切。第二，指出大眾傳播的商業(yè)形式并非象某些人吹噓的那樣是自由的大眾傳播模式，而是一種實際上由商業(yè)系統(tǒng)控制社會的模式。第三，指出文化現(xiàn)象的復(fù)雜性以及傳媒文化中的種種問題的社會性。他反對非此即彼的簡單兩分法去看待社會文化問題，大眾文化中存在著內(nèi)容低劣等問題，但并不是孤立的，他主張把他們看作社會問題，其背后有著復(fù)雜的社會原因，這其中包括：對過去真正的通俗文化傳統(tǒng)的蔑視；作為人類文化偉大成就的偉大文化傳統(tǒng)又被搞成少數(shù)人的獨(dú)占；投機(jī)商們的乘虛而入。
對于傳媒科技發(fā)展與社會關(guān)系這一問題，威廉斯批評了傳播界占有顯赫地位的兩位大師的理論，一是拉斯韋爾的傳播模式，二是麥克盧漢的媒介理論。威廉斯對拉斯韋爾的傳播模式頗為不滿，他認(rèn)為這一模式遺漏了對真正社會與文化過程至關(guān)重要的“意向”問題，如果忽略了為什么目的而傳播，那么就等于忽略了所有真正的社會與文化過程。這涉及到傳播過程所指向的意向和利益等問題。他進(jìn)一步指出，西方傳媒的真正意向常常與有關(guān)當(dāng)局公開宣言的意向有很大的區(qū)別，并與那些假象的一般的社會過程中的情形有很大區(qū)別。只有對意向的正確分析，才能更深的理解西方傳媒的內(nèi)在制度。
威廉斯也在以下幾個方面對麥克盧漢的媒介理論提出了自己的批評，首先，他認(rèn)為在麥?zhǔn)系拿浇槔碚撝校瑢嶋H上見不到社會的蹤影，它絲毫不能解釋不同的媒介特征與特定的歷史文化情境及意向之間的相互關(guān)聯(lián)。麥?zhǔn)系睦碚撾m然關(guān)注到不同媒介不特殊性，但只是把它們臆斷地指派給媒介的心理功能。其次，麥?zhǔn)系睦碚摬坏J(rèn)可西方社會與文化的現(xiàn)狀，而且尤其認(rèn)可這種社會文化狀況的內(nèi)在傾向。也就是說，它缺乏對西方社會與文化狀況及其發(fā)展趨勢的理性批判，最后，麥的理論中還存在著嚴(yán)重的邏輯混亂的缺陷。
在提出對這兩者進(jìn)行批評的同時，威廉斯也談到了自己對媒介文化意向與社會科技發(fā)展關(guān)系的看法：第一，所有技術(shù)的創(chuàng)造與發(fā)展都是為了有助于已知的人類實踐，這是基本的意向因素，但卻不是唯一的。第二，在許多情況下，技術(shù)往往產(chǎn)生原先并未預(yù)料到的使用情況與效果，他們也是對初使意向的真正的修正。第三，真正的決定是一個過程，一個牽涉到整個現(xiàn)實的社會過程，受到各種因素的制約。
總之，媒介技術(shù)是媒介發(fā)展的一個重要層面，它往往能引起巨大的傳播方式的變革，從而導(dǎo)致社會本身巨變。所以媒介技術(shù)不僅僅是一個技術(shù)性的定義，其蘊(yùn)涵的社會含義值得更多有識之士對其進(jìn)行更深入的研究。
【參考文獻(xiàn)】
1.1曬種：由于棉種休眠期長，需要較長的后熟時間。通過曬種可以起到打破休眠，殺死種子表面病菌的目的。
1.2浸種：用縮節(jié)胺200mg/L浸種12小時，幼苗側(cè)根數(shù)量增加30%以上，地上部分生長放慢，節(jié)間適中（3.4-4.5）cm，出葉速度并不降低，初始果枝平均下降一個節(jié)間。苗期一般不需要化控。如雨水多則可視情況輕控。
2蕾期調(diào)控
2.1中耕：可以有效提高地溫，促進(jìn)棉苗根系發(fā)育。中耕深度先淺后深，做到碎土良好，達(dá)到增溫保墑的目的。
2.2葉面施肥：補(bǔ)充棉花苗期生長所需的微量元素，硼、鋅及少量的氮、磷肥。
2.3受災(zāi)棉苗、僵苗一促為主，采取中耕、噴施赤霉素、葉面肥，對發(fā)生干旱的面田要提前灌水施肥促苗早發(fā)。
2.4噴施縮節(jié)胺，增加葉片葉綠素含量，促進(jìn)花芽分化，控制基部節(jié)間伸長，主莖日生長量控制在0.7-0.9cm之間為宜，根據(jù)品種、土壤肥力、長勢長相、天氣狀況適當(dāng)調(diào)整化控濃度和次數(shù)。
3花期調(diào)控
3.1此時期是棉花營養(yǎng)生長和生殖生長旺盛期，又是水肥供應(yīng)充足期。在灌水前3-4天必需對棉田進(jìn)行縮節(jié)胺化控，用量在3-5g/667㎡.施用縮節(jié)胺次數(shù)、時間、用量應(yīng)結(jié)合氣候水情、品種、土壤肥力、長勢長相靈活掌握。再用藥量上掌握前輕后重的原則。為防早衰進(jìn)行二次追肥，施尿素8-10kg/667m2。
3.2打頂整枝：通過擇除頂心，去掉頂端優(yōu)勢，抑制營養(yǎng)生長，促進(jìn)生殖生長，使養(yǎng)分有效的運(yùn)輸?shù)缴称鞴伲乐乖缢?，保證秋桃成鈴。
3.3打群尖：抑制葉枝和果枝生長，改善群體通風(fēng)透光條件，保證蕾鈴正常發(fā)育。
3.4去葉枝、推株并壟：改善田間通風(fēng)透光條件，促進(jìn)底部棉鈴的發(fā)育。
4吐絮期調(diào)控
針對貪青晚熟的棉田。于9月20日前，在最高溫度高于20℃前的幾天使用40%乙烯利120-150g/667m2加水3.5kg均勻噴施在全株棉葉上。
鋼琴是一門獨(dú)奏性很強(qiáng)的樂器。隨著科學(xué)的進(jìn)步、樂器質(zhì)量的改進(jìn)，鋼琴的表現(xiàn)手段和音色的變化更加豐富起來。鋼琴演奏法和技巧隨著鋼琴藝術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的。古典樂派的鋼琴作品主要是手指的藝術(shù)，追求音色的清晰明亮，顆粒性強(qiáng)而且均勻；浪漫派時期的鋼琴藝術(shù)側(cè)重表現(xiàn)人內(nèi)心的情感，因而音色更加具有情感色彩，顯得甜美而深沉、輝煌而華麗；以肖邦、李斯特為代表，他們在技巧上繼承了古典派，在手指技巧的基礎(chǔ)上使用了手腕、手臂以及整個軀體。到了現(xiàn)代派時期，不同作品在技巧上要求變化很多，更細(xì)膩，個性也更強(qiáng)烈。
一、鋼琴技巧是通過手指、手腕、手臂等各個部分科學(xué)的、嚴(yán)格的訓(xùn)練而獲得的
1.課堂上老師傳授的是鋼琴技巧和音樂的途徑，而掌握技術(shù)只有通過練習(xí)來實現(xiàn)。有了正確的彈奏方法，才能獲得表達(dá)情感的手段。有多少音樂就有多少技術(shù)。如果說，鋼琴技巧訓(xùn)練主要分為手指和手腕兩部分的話，那么彈奏的決定因素是手指。因為它直接與鍵盤接觸而發(fā)聲，因而加強(qiáng)手指獨(dú)立性的訓(xùn)練，使指尖力量集中，并能很好地控制鍵盤，這是完全必要的。只有手指訓(xùn)練好才能彈出既清晰又明亮的聲音。但只有手指良好的觸鍵，而手腕過于堅硬，則發(fā)音會干澀、單薄。相反，如果只有手腕的松弛而沒有手指的獨(dú)立性，聲音也會缺乏顆粒性而含糊不清。因而，鋼琴的良好觸鍵必須是手指獨(dú)立、手腕松弛靈活及整個手臂重量互相協(xié)調(diào)作用的結(jié)果。聲音的效果與彈奏方法是一致的。所以，在基本功練習(xí)中，必須重視手指與手腕的訓(xùn)練。每一個想學(xué)好鋼琴的人在學(xué)習(xí)過程中會遇到許多問題，如怎樣發(fā)出好的聲音，怎樣訓(xùn)練好的基本功。但彈琴放松是必要條件。有了手腕的放松、胳膊的放松、身體的放松等條件，才能彈奏出好的、動聽的樂曲。
2.手腕的放松是獲得彈奏的關(guān)鍵。手腕是保證手指能有效并自如去適應(yīng)彈奏中千變?nèi)f化的關(guān)鍵部位，是連接手指與手臂的紐帶。彈奏的力量如果“通”“透”，很容易把手臂的自然力量送到指尖，這就要通過手腕這一關(guān)節(jié)。如果手腕抬得過高或過于僵硬，力量就會停留在小臂上，時間稍長會感到累。如果把手腕放低一些，盡量松弛，力量也就自然地被送到指尖了。重量彈奏的倡導(dǎo)者波蘭著名鋼琴家利·戈多夫斯基說：“重力彈奏的特征是指尖緊緊靠在鍵盤上，盡量保持和鍵盤最小的距離，用這樣的方法彈奏手腕是很放松的?！奔偃珂I盤從手下移開的話，手就會自然下落；要聲音“通”“透”，觸鍵的最佳狀態(tài)是手、指尖和鍵盤三點(diǎn)成垂直線。彈奏時手在鍵盤上的位置是不斷變化的。要獲得良好的聲音就要靠手腕的調(diào)整，使手保持最佳的觸鍵狀態(tài)。手指技術(shù)完全要靠腕的靈活來決定，在訓(xùn)練手指獨(dú)立性時，高抬指是為了打開掌關(guān)節(jié)，使手指有力觸鍵，而要快速清楚就需要手腕的靈活性來協(xié)調(diào)，只有手腕放松，手指的跑動才能靈活、持久。
初學(xué)者在學(xué)習(xí)《哈農(nóng)》、音階、琶音的時候，首先會歷經(jīng)慢速——快速——慢速這樣的循環(huán)過程。這是整個鋼琴技術(shù)的基礎(chǔ)。學(xué)生每次上課時必然得到教師在音樂技術(shù)上具體的指導(dǎo)，每次老師所留的作業(yè)是根據(jù)學(xué)生的掌握程度安排的，學(xué)生在課后必須對回課時反映出的不足之處認(rèn)真練習(xí)。音樂技術(shù)的提高是從對舊功課的改進(jìn)中得到的，因為舊功課中有新目標(biāo)。如果不認(rèn)真改正缺點(diǎn)，只練新功課，常此下去不可能有進(jìn)步。課下常聽到有些學(xué)生探討自己的彈琴速度該如何提高、怎樣才能放松、如何運(yùn)用手腕等問題花費(fèi)了他們大量的時間也沒效果。一些學(xué)生為此失去信心，甚至還有了放棄鋼琴學(xué)習(xí)的念頭。老師應(yīng)該在此時鼓勵學(xué)生，告訴他們學(xué)習(xí)任何一門技術(shù)都要持之以恒，不能半途而廢，如果再堅持一下，掌握好學(xué)習(xí)要領(lǐng)，堅持不懈，任何辛苦的付出都會有很好的收獲。這樣，老師在以后的教學(xué)中，也會因此給學(xué)生帶來很大的影響力和感染力。
二、在彈奏過程中,演奏者的腕、臂、肩及整個上身應(yīng)注重保持放松、自然的狀態(tài)
1.鋼琴演奏中,放松是對緊張而言的。它的最高體現(xiàn)是自然。通俗的說就是在手指落鍵后,應(yīng)立刻找到放松的感覺。如果手指還保持在鍵盤上，但指間部位的肌肉及手臂已經(jīng)處于彈性狀態(tài)了，而不是死壓在鍵盤上,這就是放松。指尖只要恢復(fù)到把琴鍵保持在鍵盤的底上就夠了。因此，只有很好的、全面的掌握基本演奏方法，彈奏技巧才能提高。鋼琴的音色是比較優(yōu)美動聽的，它常給人以極強(qiáng)的藝術(shù)感染力。在課堂上，老師應(yīng)教導(dǎo)學(xué)生要有好的手形并加以保持，同時掌握正確坐姿。其實，這一切都是為了能夠更好地放松并可以彈奏出鋼琴的自然音色。偉大的鋼琴家亨利·涅高茲，把彈奏的整只手形象地比做一座“吊橋”?！皹颉钡囊欢斯潭ㄔ诩珀P(guān)節(jié)上而另一端則固定在接觸鍵盤的手指上?！皹蛏怼膘`活而富有彈性，它的支柱牢固、穩(wěn)定。當(dāng)“橋身”向上、下、左、右擺動旋轉(zhuǎn)時，按住琴鍵的手指卻始終不放開。這樣可獲得良好的松弛感。只要指尖觸鍵正確、穩(wěn)定、有把握，那么，彈奏者的整個手的動作就是非常靈活的，就會富有彈性。
2.放松是一種感覺，看不見也摸不著，只有通過聽覺才能感受到彈奏時飽滿、洪亮有力的聲音，感受弱奏時優(yōu)美、安靜、柔和的節(jié)奏變化。而這，也正是所謂手腕的功能所產(chǎn)生的結(jié)果。比如有些學(xué)生在剛開始學(xué)彈琴的時候，整個身體僵硬，全身處于緊張狀態(tài)，手腕也不夠放松，特別是在觸鍵時經(jīng)常是用手腕部去敲打鍵盤。其實，在音樂中，沒有絕對的放松，也沒有絕對的僵硬，做到松中有緊、緊中有松，這才是恰如其分的彈奏表現(xiàn)。但是，在學(xué)習(xí)過程中，容易讓人矛盾的是：當(dāng)手指用力，手腕、手臂會隨之緊張；手腕放松，手指也會隨之軟弱無力。若要二者盡力協(xié)調(diào)統(tǒng)一，就應(yīng)該是讓手指用力而手腕盡量放松。
3.鋼琴彈奏的過程就是從緊張——放松——緊張的過程，要自然的放松就要一絲不茍的練習(xí)，認(rèn)真練并知道自己在彈什么。其次，慢速練習(xí)。當(dāng)曲速放慢時，這種從“緊——松——緊”的過程也就拉長了，這時也可以體會放松的感覺。在訓(xùn)練過程中，手腕不可高于手掌，因為這樣彈出的音必是輕飄、模糊，缺乏顆粒感的。還有時，在樂曲練習(xí)中，有的彈奏者花費(fèi)好長時間也沒有效果，還會感到手僵硬而不靈活。有的人手指在一定程度上能動，但是一到變化轉(zhuǎn)折的地方就不適應(yīng)，不是減速就是托拍或者彈錯音，這也是學(xué)習(xí)鋼琴過程中最容易出錯的地方。所以，根本原因就都是因為手腕完全不知道如何運(yùn)動，就好像鐵板一樣沒有靈活性，彈奏者不懂得用放松手腕來解決自己的問題，這樣，技術(shù)也就無法得到發(fā)展。三、解決手腕放松問題
要解決手腕放松問題，就是要明確手腕的一些主要活動方向。在樂曲彈奏中,一般使用手腕的主要動作有三種：上下動作；左右動作；上下左右綜合動作。
1.“落滾”動作的練習(xí)，可使手臂、手腕與手指協(xié)調(diào)一致。僵硬的手腕往往可以通過這種方式的活動得到解決，變得柔韌。“落滾”式的動作由整個手臂協(xié)調(diào)帶動上下運(yùn)動，比如在兩個音的小連線時，彈第一個音之前，手腕結(jié)合手臂先提起來，把手指帶動起來，然后指尖沖鍵盤落下去，一發(fā)出聲音手立刻放松，并一直保持正確的手形，在琴鍵上停一會兒再根據(jù)音符的時值彈第二個音?！奥錆L式”的上下動作可以使手腕變得靈活、柔和、自如，彈出的音樂也更加優(yōu)美、豐滿。對僵硬的手來說，這種方式經(jīng)過理解和練習(xí)一定會有很大的改觀。它只是手腕的一種動作，多用于彈奏柔和及歌唱性的旋律，而在彈奏輕快活潑的音樂時不適宜。所以說，合理、合宜運(yùn)用手腕的動作，可以避免因手腕扭動過多而帶來不良的影響。
2.手腕左右動作是一種非常必要的動作。簡單的道理是,每一個手指彈的時候,手腕必須左右調(diào)節(jié)位置，以使手指處于最有利于彈奏的位置。涅高茲把手指比喻為在前方作戰(zhàn)的士兵，把臂、腕、身體喻為大后方對前方的支援。根據(jù)這一比喻，我們可以體會到腕臂的主動積極配合和調(diào)節(jié)的重要性。不少學(xué)生在彈琴時完全不知道手腕應(yīng)左右靈活、左右調(diào)節(jié)。而是單靠手指孤軍奮戰(zhàn)，去彈一些較復(fù)雜或多變的位置。手指在沒有任何配合和支援的情況下即便竭盡全力，但還是力不能及。手臂想要配合手指必須通過手腕才能起到作用，所以，關(guān)鍵在于手腕的合理調(diào)節(jié)。而手腕原則在于每個手指彈奏時要讓手指處于基本直對著鍵盤的方向。這種角度和方向最容易把手臂上傳下來的重量自然地送進(jìn)鍵盤去。如果手指在每個音上能自如地接受到自然的重量，手指將變得輕松、自如。要做到這一點(diǎn)，就要求手腕左右非常靈活，隨時作微調(diào)。這種微調(diào)在開始時需要人為地通過腦子指揮而有意識地去做到，但是，慢慢的養(yǎng)成習(xí)慣就能自如地去控制了。這種動作對手小的學(xué)生更為必需。有的學(xué)生手很小，但非常靈活、機(jī)敏，能把手指放入任何不順利的位置，這關(guān)鍵就在于他們善于調(diào)節(jié)。手腕的左右靈活對手小的學(xué)生來說是必需的，因為他們不用手腕去幫忙，有些開張位置是難以完成的。手大的學(xué)生因為不用太多調(diào)節(jié)便能夠得著開張的位置，就不太注意手腕的左右調(diào)節(jié)，時間長了手就比較僵硬。所以，對手大的學(xué)生同樣也進(jìn)行手腕左右動作的訓(xùn)練，這樣對彈琴的協(xié)調(diào)、技術(shù)的發(fā)展都有長遠(yuǎn)益處。
3.在手腕的上下和左右動作的綜合動作中，常見的是手腕圓圈式的動作，一般用于一些規(guī)律性分組的技術(shù)性段落。如四個音一組或六個音一組等同類織體的十六分音符，像《車爾尼299》的第六首，就是每拍四個音符，根據(jù)音的高低和手的左右位置，打一個手腕的扁圓圈動作。這個好像是劃一個圓圈的手腕的動作，即是手腕的上下和左右結(jié)合來完成的。當(dāng)拇指彈時，因為是重音位置，因此手腕往上左動，并處于低的位置。第二個音到四指，手腕立刻向右挪動過去，在第二個音到第四個音手指從右往左動，并作一個弧形的波動，從而到第二組再做同樣的動作，循環(huán)往復(fù)。只有這樣的解決方法才能使彈奏質(zhì)量得到改進(jìn)，使技術(shù)得到提高。但是，特別提出一點(diǎn)，手腕圓圈式動作只是一個特定的解決手腕僵硬的一種手段，而不能作為彈奏快速樂曲時采用的方法，那樣彈奏速度是上不去的。
要較好地完成一首鋼琴作品是需要花費(fèi)很長時間的。這不僅是技巧、音符的問題，還有一定的情感。音樂家冼星海說過：“音樂是人生最大的快樂，是生活的一股清泉，是陶冶性情的熔爐?！币蚨?，每位音樂工作者都應(yīng)做到，假如音樂是清泉，就讓它流得更歡；假如音樂是熔爐，就讓它燒得更旺。我們可以看到世界上眾多的鋼琴家、作曲家專門為鋼琴寫作，為世人提供了極其珍貴的文化財富。有很多人奉獻(xiàn)了自己畢生的精力去掌握鋼琴的演奏技巧，使鋼琴演奏成為人們迫切需求的一種有深度、有吸引力的高雅藝術(shù)。今后，還會有更多的鋼琴演奏人才不斷涌現(xiàn)，我國的鋼琴演奏藝術(shù)事業(yè)也必定會獲得更大的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]童道錦，孫明珠編選.鋼琴教學(xué)與演奏藝術(shù).北京人民出版社，2000年.
[關(guān)鍵詞]芯片封裝技術(shù)技術(shù)特點(diǎn)
我們經(jīng)常聽說某某芯片采用什么什么的封裝方式，在我們的電腦中，存在著各種各樣不同處理芯片，那么，它們又是采用何種封裝形式呢?并且這些封裝形式又有什么樣的技術(shù)特點(diǎn)以及優(yōu)越性呢?在本文中，作者將為你介紹幾個芯片封裝形式的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
一、DIP雙列直插式封裝
DIP是指采用雙列直插形式封裝的集成電路芯片，絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路(IC)均采用這種封裝形式，其引腳數(shù)一般不超過100個。采用DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳，需要插入到具有DIP結(jié)構(gòu)的芯片插座上。當(dāng)然，也可以直接插在有相同焊孔數(shù)和幾何排列的電路板上進(jìn)行焊接。DIP封裝的芯片在從芯片插座上插拔時應(yīng)特別小心，以免損壞引腳。
DIP封裝具有以下特點(diǎn)：(1)適合在PCB(印刷電路板)上穿孔焊接，操作方便。(2)芯片面積與封裝面積之間的比值較大，故體積也較大。Intel系列CPU中8088就采用這種封裝形式，緩存和早期的內(nèi)存芯片也是這種封裝形式。
二、QFP塑料方型扁平式封裝和PFP塑料扁平組件式封裝
QFP封裝的芯片引腳之間距離很小，管腳很細(xì)，一般大規(guī)?；虺笮图呻娐范疾捎眠@種封裝形式，其引腳數(shù)一般在100個以上。用這種形式封裝的芯片必須采用SMD將芯片與主板焊接起來。采用SMD安裝的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有設(shè)計好的相應(yīng)管腳的焊點(diǎn)。將芯片各腳對準(zhǔn)相應(yīng)的焊點(diǎn)，即可實現(xiàn)與主板的焊接。用這種方法焊上去的芯片，如果不用專用工具是很難拆卸下來的。PFP方式封裝的芯片與QFP方式基本相同。唯一的區(qū)別是QFP一般為正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是長方形。
QFP/PFP封裝具有以下特點(diǎn)：(1)適用于SMD表面安裝技術(shù)在PCB電路板上安裝布線。(2)適合高頻使用。(3)操作方便，可靠性高。(4)芯片面積與封裝面積之間的比值較小。Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用這種封裝形式。
三、PGA插針網(wǎng)格陣列封裝
PGA芯片封裝形式在芯片的內(nèi)外有多個方陣形的插針，每個方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列。根據(jù)引腳數(shù)目的多少，可以圍成2~5圈。安裝時，將芯片插入專門的PGA插座。為使CPU能夠更方便地安裝和拆卸，從486芯片開始，出現(xiàn)一種名為ZIF的CPU插座，專門用來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。
ZIF是指零插拔力的插座。把這種插座上的扳手輕輕抬起，CPU就可很容易、輕松地插入插座中。然后將扳手壓回原處，利用插座本身的特殊結(jié)構(gòu)生成的擠壓力，將CPU的引腳與插座牢牢地接觸，絕對不存在接觸不良的問題。而拆卸CPU芯片只需將插座的扳手輕輕抬起，則壓力解除，CPU芯片即可輕松取出。PGA封裝具有以下特點(diǎn)：(1)插拔操作更方便，可靠性高。(2)可適應(yīng)更高的頻率。Intel系列CPU中，80486和Pentium、PentiumPro均采用這種封裝形式。
四、BGA球柵陣列封裝
隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，對集成電路的封裝要求更加嚴(yán)格。這是因為封裝技術(shù)關(guān)系到產(chǎn)品的功能性，當(dāng)IC的頻率超過100MHz時，傳統(tǒng)封裝方式可能會產(chǎn)生所謂的“CrossTalk”現(xiàn)象，而且當(dāng)IC的管腳數(shù)大于208Pin時，傳統(tǒng)的封裝方式有其困難度。因此，除使用QFP封裝方式外，現(xiàn)今大多數(shù)的高腳數(shù)芯片(如圖形芯片與芯片組等)皆轉(zhuǎn)而使用BGA封裝技術(shù)。BGA一出現(xiàn)便成為CPU、主板上南/北橋芯片等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。
BGA封裝技術(shù)又可詳分為五大類：(1)PBGA基板：一般為2~4層有機(jī)材料構(gòu)成的多層板。Intel系列CPU中，PentiumII、III、IV處理器均采用這種封裝形式。(2)CBGA基板：即陶瓷基板，芯片與基板間的電氣連接通常采用倒裝芯片的安裝方式。Intel系列CPU中，PentiumI、II、PentiumPro處理器均采用過這種封裝形式。(3)FCBGA基板：硬質(zhì)多層基板。(4)TBGA基板：基板為帶狀軟質(zhì)的1~2層PCB電路板。(5)CDPBGA基板：指封裝中央有方型低陷的芯片區(qū)。
BGA封裝具有以下特點(diǎn)：(1)I/O引腳數(shù)雖然增多，但引腳之間的距離遠(yuǎn)大于QFP封裝方式，提高了成品率。(2)雖然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善電熱性能。(3)信號傳輸延遲小，適應(yīng)頻率大大提高。(4)組裝可用共面焊接，可靠性大大提高。
BGA封裝方式經(jīng)過十多年的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入實用化階段。1987年，日本西鐵城公司開始著手研制塑封球柵面陣列封裝的芯片。而后，摩托羅拉、康柏等公司也隨即加入到開發(fā)BGA的行列。1993年，摩托羅拉率先將BGA應(yīng)用于移動電話。同年，康柏公司也在工作站、PC電腦上加以應(yīng)用。直到五六年前，Intel公司在電腦CPU中(即奔騰II、奔騰III、奔騰IV等)，以及芯片組中開始使用BGA，這對BGA應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展發(fā)揮了推波助瀾的作用。目前，BGA已成為極其熱門的IC封裝技術(shù)，其全球市場規(guī)模在2000年為12億塊，預(yù)計2005年市場需求將比2000年有70%以上幅度的增長。
五、CSP芯片尺寸封裝
隨著全球電子產(chǎn)品個性化、輕巧化的需求蔚為風(fēng)潮，封裝技術(shù)已進(jìn)步到CSP。它減小了芯片封裝外形的尺寸，做到裸芯片尺寸有多大，封裝尺寸就有多大。即封裝后的IC尺寸邊長不大于芯片的1.2倍，IC面積只比晶粒大不超過1.4倍。
CSP封裝又可分為四類：(1)傳統(tǒng)導(dǎo)線架形式，代表廠商有富士通、日立、Rohm、高士達(dá)等等。(2)硬質(zhì)內(nèi)插板型，代表廠商有摩托羅拉、索尼、東芝、松下等等。(3)軟質(zhì)內(nèi)插板型，其中最有名的是Tessera公司的microBGA，CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表廠商包括通用電氣(GE)和NEC。(4)晶圓尺寸封裝：有別于傳統(tǒng)的單一芯片封裝方式，WLCSP是將整片晶圓切割為一顆顆的單一芯片，它號稱是封裝技術(shù)的未來主流，已投入研發(fā)的廠商包括FCT、Aptos、卡西歐、EPIC、富士通、三菱電子等。
CSP封裝具有以下特點(diǎn)：(1)滿足了芯片I/O引腳不斷增加的需要。(2)芯片面積與封裝面積之間的比值很小。(3)極大地縮短延遲時間。CSP封裝適用于腳數(shù)少的IC，如內(nèi)存條和便攜電子產(chǎn)品。未來則將大量應(yīng)用在信息家電、數(shù)字電視、電子書、無線網(wǎng)絡(luò)WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手機(jī)芯片、藍(lán)芽等新興產(chǎn)品中。
六、MCM多芯片模塊
太浦河泵站位于江蘇省吳江市太浦閘南側(cè)，西距東太湖約2km，其修建目的主要是在枯水年份4~10月太湖水位較低時，通過太浦河泵站抽引太湖水，經(jīng)由太浦河補(bǔ)充黃浦江上游水量，滿足上海市的供水要求，改善水質(zhì)。工程規(guī)模為I等大（1）型，設(shè)計流量300m3/s。
太浦河泵站的進(jìn)、出水渠為新開河道，由西向東布置于太浦河的南側(cè)，其直線段與太浦河中心線平行，兩者中心線相距200m。進(jìn)、出水渠全長890.13m，為梯形明渠，渠道邊坡1∶3，渠底高程分別為-2.50和-1.80m，渠頂高程分別為7.00和6.00m。進(jìn)水渠堤在高程3.5m處設(shè)置寬5m的馬道。出水渠馬道寬3m，高程為3.20m。
為了體現(xiàn)環(huán)境水利的理念，美化泵站環(huán)境，由太浦河泵站建設(shè)指揮部牽頭，水利部上?？睖y設(shè)計研究院（下簡稱上海院）與日本沖谷實業(yè)（深圳）有限公司就有關(guān)生態(tài)護(hù)坡的方案進(jìn)行了討論和研究，并于2001年10月在工地現(xiàn)場進(jìn)行了現(xiàn)場試驗。
2生態(tài)護(hù)坡應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1生態(tài)護(hù)坡的發(fā)展趨勢
從20世紀(jì)80年代后期開始，地球環(huán)境及保護(hù)問題在各個方面為人們所重視，同時對關(guān)系到自然環(huán)境變化的生物多樣性下降問題也開始引起人們的擔(dān)心。尤其是人口密集的城市，人們越來越關(guān)注與己休戚相關(guān)的環(huán)境問題，因此，人們開始建造公園、公共綠地等來改善環(huán)境，同時在充分發(fā)揮公園、公共綠地原有功能的基礎(chǔ)上，也開始把它們作為保護(hù)生物多樣性及直接與生物相連的場地，而這些場地作為地球生態(tài)系的重要構(gòu)成因素所發(fā)揮的作用也開始越來越受到人們的重視。
多自然型河流建設(shè)方法是目前國際上比較流行的一種河道環(huán)境綜和整治的新方法，它把水邊作為多種生物生息空間的核心，并把河流建設(shè)成盡量接近于自然的狀態(tài)。在建設(shè)多自然型河流中，重點(diǎn)是努力創(chuàng)造出具有豐富自然的并具有魅力水邊環(huán)境。在河道整治的各種方法中，應(yīng)從生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)優(yōu)先采用生物材料法，其次采用混合方法，即采用植物與木材或石料合用，最后才考慮剛性材料方法，即采用木材、石料和混凝土。
日本是生態(tài)設(shè)計用于水利工程較好的國家，其對河道生態(tài)設(shè)計的原則主要有以下五個方面：
（1）治水：主要通過修建護(hù)岸來實現(xiàn)；
（2）自然環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)置：主要通過水邊綠化、設(shè)置生物的生長區(qū)域和水質(zhì)保護(hù)等實現(xiàn)；
（3）水邊景觀的設(shè)計：通過設(shè)置建筑物來保證與周圍環(huán)境的和諧以及保證水邊景觀的連續(xù)性、自然性；
（4）親水空間的設(shè)計：通過水邊的臺階、纜繩、綠地等設(shè)施來實現(xiàn)；
（5）循環(huán)型空間的設(shè)計，：用木材、石頭、砂子等天然材料的多孔性構(gòu)造，控制廢料的產(chǎn)生，盡量避免未來發(fā)生的處理問題及二次性環(huán)境污染問題。
2.2國內(nèi)河道護(hù)坡現(xiàn)狀
傳統(tǒng)的河道護(hù)坡結(jié)構(gòu)往往只片面強(qiáng)調(diào)河道的防洪、引水、排澇、蓄水和航運(yùn)等功能，較少地考慮河道的生態(tài)或環(huán)境功能，因此河道的護(hù)坡結(jié)構(gòu)多數(shù)采用漿砌塊石或混凝土等剛性硬質(zhì)材料，甚至有的地方追求所謂的“高標(biāo)準(zhǔn)”河道，對河道采用全斷面剛性材料襯砌，使河道的環(huán)境條件模式化，并使生物種類單一化，由此帶來的環(huán)境問題是很嚴(yán)重的。
隨著國家綜合國力的增強(qiáng)和人民生活水平的提高，我國也開始越來越重視環(huán)境保護(hù)問題。我國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十個五年計劃中提出，必須重視生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)，加強(qiáng)自然保護(hù)區(qū)和生態(tài)示范區(qū)建設(shè)，保護(hù)陸地和海洋生物的多樣性。人們在越來越注重城市環(huán)境和保護(hù)生物多樣性的同時，也開始注重水利工程的環(huán)境問題，在有些堤防和護(hù)岸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中開始注入環(huán)境水利的設(shè)計理念，如有些堤防護(hù)坡采用草皮，依靠草皮良好的根系而使護(hù)坡具有一定的固土和抗沖能力，另外在水土保持工程、防止坡地雨水沖蝕等方面也有一些應(yīng)用。但總體來說，生態(tài)護(hù)坡在水利工程中的應(yīng)用尚處于試驗和研究階段。
3生態(tài)護(hù)坡方案的可行性
生態(tài)護(hù)坡能依靠植物良好的根系而使護(hù)坡具有一定的固土和抗沖能力，同時生態(tài)護(hù)坡具有造價低、能美化環(huán)境的獨(dú)特效果，在國外已得到了廣泛的應(yīng)用，在國內(nèi)也有一些應(yīng)用。
茂漁川工程位于日本北海道惠庭市，是由日本沖谷實業(yè)有限公司1990年設(shè)計的，該工程的護(hù)坡結(jié)構(gòu)同太浦河泵站進(jìn)、出水渠（水生植物種植區(qū)域），種植的植物為千屈菜、黃昌蒲、千歲梅花藻和豆牟菜。該工程河流的正常流速為0.4m/s～1m/s，洪水時河流的流速達(dá)3m/s。工程運(yùn)行至今已有近12年，固土和抗沖能力效果良好，且美化了環(huán)境。由于利用石頭、砂子等天然材料的多孔性構(gòu)造，通過水邊綠化、設(shè)置生物的生長區(qū)域，保護(hù)了生物多樣性，避免了材料的二次性環(huán)境污染問題，同時利用水生植物對水體自凈能力，使水質(zhì)得以改善。
衛(wèi)運(yùn)河生態(tài)護(hù)坡試驗段工程位于衛(wèi)運(yùn)河祝屯閘下險工段內(nèi)，長170m，是海河水利委員會利用土工織物與生物工程措施相結(jié)合的護(hù)岸工程試驗研究段。試驗段灘頂高程28.30m，河底高程18.63m，在高程24.00m處設(shè)寬1m的馬道。馬道以上的設(shè)計邊坡為1:2.5，采用深栽柳護(hù)坡，柳樹縱橫株距均為1.5m，柳間栽爬根草；馬道以下的設(shè)計邊坡為1:2，采用土工織物排體護(hù)坡、護(hù)基，排體上面用混凝土預(yù)制塊組成框格壓載，在框格內(nèi)填土、深栽柳，柳樹縱橫株距均為1.5m，柳間栽爬根草，其生態(tài)護(hù)坡剖面圖見圖1。該工程于1987年5月完工，經(jīng)過兩個汛期400m3/s流量的考驗，目前框格內(nèi)的草皮茂盛，且生長茂盛，柳樹的成活率95%以上，護(hù)坡效果良好。
從以上國內(nèi)外兩個成功的工程實例可以看出，只要太浦河泵站的生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)設(shè)計和植物選擇得當(dāng)，生態(tài)護(hù)坡方案在太浦河泵站工程中是可行的。
圖1衛(wèi)運(yùn)河生態(tài)護(hù)坡剖面圖
4生態(tài)護(hù)坡試驗與研究
4.1設(shè)計要點(diǎn)
太浦河泵站進(jìn)、出水渠道除具有一般河道所具有的防洪、引排水和航運(yùn)等功能外，它還具備與泵站有關(guān)的一些特點(diǎn)：太浦河泵站進(jìn)出水渠為新開河道，進(jìn)水渠為1級堤防，護(hù)坡應(yīng)具備固土、抗沖能力，穩(wěn)定要求較高；進(jìn)、出水渠的地質(zhì)條件不太理想，在堤底附近有一層較深厚的、呈流塑狀的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，而堤頂與堤底高差最大達(dá)9.5m（進(jìn)水渠）；泵房的施工期較長（達(dá)18個月），地下水位又較高，給施工期的進(jìn)、出水渠的穩(wěn)定帶來威脅（渠道中無水）。根據(jù)國內(nèi)外生態(tài)護(hù)坡的成功經(jīng)驗，結(jié)合泵站進(jìn)、出水渠的特點(diǎn)，生態(tài)護(hù)坡的設(shè)計原則如下：
（1）生態(tài)護(hù)坡應(yīng)滿足渠道功能和堤防的穩(wěn)定要求，并降低工程造價；
（2）盡量減少剛性結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)護(hù)坡在視覺中“軟效果”，美化工程環(huán)境；
（3）進(jìn)行水文分析，確定水位變幅范圍，結(jié)合植物調(diào)查結(jié)果，選擇合適的植物；
（4）應(yīng)設(shè)置多孔性構(gòu)造，為生物提供一個安全的生長空間；
（5）盡量采用自然的材料，避免二次環(huán)境污染；
（6）布置時考慮人們的親水要求。
4.2栽種植物的選擇
在栽種植物以前，應(yīng)首先進(jìn)行工程區(qū)域的植被調(diào)查，然后根據(jù)植被調(diào)查結(jié)果，充分考慮到栽種植物與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)、景觀、安全性、地域適應(yīng)性及生態(tài)平衡的問題，并按以下條件進(jìn)行嚴(yán)格的選擇：
（1）適合氣候、氣象條件的樹種；
（2）土壤要求低；
（3）原有品種；
（4）抗病蟲害能力強(qiáng)，對周圍環(huán)境的危害性?。?/p>
（5）壽命或者效果發(fā)揮時間長；
（6）具有能夠美化環(huán)景的效果；
（7）容易維護(hù)管理；
（8）具有市場性。
在現(xiàn)場選擇完全滿足上述條件的植物是困難的，但可選擇適合于河畔生長的和具有適合工程實際和生長能力的植物。在充分調(diào)查太浦河兩岸及蘇州地區(qū)現(xiàn)有植被的基礎(chǔ)上，經(jīng)過認(rèn)真論證，在水位變化區(qū)采用水生植物護(hù)坡，水生植物初選太浦河兩岸常見的千屈菜、香蒲和黃昌蒲，馬道以上噴植草坪護(hù)坡。
4.3生態(tài)護(hù)坡設(shè)計
根據(jù)渠道水位的變化范圍，在渠道的不同坡段選用合適的植物，是生態(tài)護(hù)坡設(shè)計的一項重要內(nèi)容。太浦河泵站工程的主要功能是在枯水年份向上海供水，其進(jìn)出水渠生態(tài)護(hù)坡的設(shè)置高程應(yīng)以不影響進(jìn)出水渠的過水能力為前提，同時盡量確保硬性護(hù)坡的淹沒時間最長，以提高工程的環(huán)境效益。
太浦河泵站進(jìn)水池的設(shè)計運(yùn)行水位為1.90m，此時進(jìn)水渠入口水位為2.10m，考慮以高程1.90m作為分界，即進(jìn)水渠高程-2.50m（渠底）至1.90m仍維持原漿砌塊石護(hù)坡結(jié)構(gòu)，高程1.90m以上至堤頂采用生態(tài)護(hù)坡。其中，高程1.90m至馬道高程（包括馬道）部分采用干砌塊石加水生植物護(hù)坡，馬道以上部分采用草皮護(hù)坡；泵站出水渠的最低運(yùn)行水位為2.66m，設(shè)計水位為3.29m，最高運(yùn)行水位為3.34m，根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹，國內(nèi)3級堤防的臨水側(cè)均可采用草皮護(hù)坡，為確保邊坡的抗沖穩(wěn)定，考慮進(jìn)、出水渠生態(tài)護(hù)坡景觀的連續(xù)性，以高程2.60m作為分界，出水渠高程-1.80m（渠底）至2.60m仍采用原漿砌塊石護(hù)坡結(jié)構(gòu)，高程2.60m（包括馬道）以上至堤頂采用生態(tài)護(hù)坡。其中，高程2.60m至馬道高程（包括馬道）部分采用干砌塊石加水生植物護(hù)坡，馬道以上部分采用草皮護(hù)坡。
生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)除滿足泵站正常運(yùn)行期的穩(wěn)定要求和固土抗沖要求外，還應(yīng)滿足進(jìn)、出水渠施工期的穩(wěn)定要求，尤其是護(hù)坡的施工期滲透穩(wěn)定。由于目前國內(nèi)對生態(tài)護(hù)坡在工程中的應(yīng)用尚處于試驗與研究階段，因此在生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，參考了前述的日本茂漁川工程的護(hù)坡結(jié)構(gòu)：在水生植物的種植區(qū)域護(hù)坡采用干砌塊石加水生植物，具體做法是面層采用厚35cm的干砌塊石，干砌塊石下鋪厚10cm的碎石墊層，在碎石與土坡的交接處鋪設(shè)麻布一層，以形成反濾，確保施工期護(hù)坡的滲透穩(wěn)定，；在面層干砌塊石之間的縫隙內(nèi)用土回灌后再種植水生植物（見圖3）。草坪噴植的方法與國內(nèi)常見的三維網(wǎng)墊法不同，它利用一種專用機(jī)械用一定的壓力將草籽、粘結(jié)劑、養(yǎng)料和水的混合物噴灑在的護(hù)坡土表面，這種方法與三維網(wǎng)墊法相比，草坪更容易生長，且具有施工快、固土效果好、造價低等優(yōu)點(diǎn)。
4.4生態(tài)護(hù)坡的穩(wěn)定
進(jìn)、出水渠護(hù)坡必須滿足穩(wěn)定的要求。穩(wěn)定一般包括邊坡的圓弧抗滑穩(wěn)定、滲透穩(wěn)定和抗沖刷穩(wěn)定。
進(jìn)、出水渠道的底寬是根據(jù)泵站設(shè)計流量的條件下，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較并結(jié)合了水工模型試驗的結(jié)果綜合確定的，同時渠道應(yīng)滿足不沖、不淤流速的要求；進(jìn)、出水渠馬道的寬度和高程的設(shè)置以及邊坡坡比，是根據(jù)堤防的抗滑穩(wěn)定結(jié)合施工條件綜合確定的。對泵站的進(jìn)、出水渠護(hù)坡，原護(hù)坡采用漿砌塊石結(jié)構(gòu)，現(xiàn)部分改用生態(tài)護(hù)坡，經(jīng)對邊坡抗滑穩(wěn)定計算分析，即在不改變原護(hù)坡的坡比和尺寸的前提下，生態(tài)護(hù)坡的邊坡抗滑穩(wěn)定仍能滿足規(guī)范要求。
護(hù)坡的抗沖刷穩(wěn)定也是護(hù)坡設(shè)計的一項重要內(nèi)容。根據(jù)英國建筑工業(yè)研究與情報協(xié)會原型試驗結(jié)果以及英國奈特龍公司的資料（圖2），一般草皮的的抗沖刷的極限流速大于1m/s，而太浦河泵站的進(jìn)、出水渠在設(shè)計水位情況下，最大流量300m3/s時渠道流速分別為0.82m/s、0.69m/s，均小于1m/s。又如前述的日本的茂漁川工程的實例，其護(hù)坡結(jié)構(gòu)和選用的植物與太浦河泵站進(jìn)、出水渠相似，洪水時河流的流速雖然高達(dá)3m/s，但生態(tài)護(hù)坡的固土抗沖效果良好。綜上所述太浦河泵站生態(tài)護(hù)坡的抗沖刷穩(wěn)定是能保證的。
4.5現(xiàn)場試驗
為進(jìn)一步驗證生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)方案的可行性以及所選植物對太浦河泵站現(xiàn)場的適應(yīng)性，在泵站工地進(jìn)行了現(xiàn)場試驗。試驗段選擇泵站下游亭子港堵壩臨太浦河側(cè)，邊坡的坡比以及護(hù)坡的結(jié)構(gòu)設(shè)計完全模擬出水渠，也就是說在水位變化區(qū)域采用干砌塊石加水生植物，植物選用千屈菜和香蒲，水位變化區(qū)域以上采用草坪噴植（見圖3），試驗的面積為120m2。2001年10月14日進(jìn)行水生植物種植和草皮噴植，10月16日、19日、24日和31日進(jìn)行了四次人工灑水養(yǎng)護(hù)，10月31日拆除部分施工圍堰以引入太浦河水，保持圍堰內(nèi)外水位的動態(tài)平衡。10月下旬，草坪噴植部分草籽開始發(fā)芽，11月上旬，水生植物部分長出新芽。隨著氣溫的下降，從11月底起，水生植物逐漸枯萎，但草坪部分仍保持綠色。隨著春天的來臨，水生植物日漸發(fā)芽，成活率在95%以上。至2002年5月底6月初水生植物和草坪均基本長成，紅花綠草，護(hù)坡工程很好地融入了周邊的自然環(huán)境，試驗段生態(tài)護(hù)坡的景觀效應(yīng)已初見成效。
從現(xiàn)場試驗的情況看，水生植物選用千屈菜和香蒲（或黃昌蒲，兩者習(xí)性相仿）以及噴植的草坪是能適應(yīng)現(xiàn)場實際條件的，均能成活，生態(tài)護(hù)坡的結(jié)構(gòu)是合適的，能滿足護(hù)坡的穩(wěn)定要求。由于千屈菜和香蒲/黃昌蒲是屬于不耐寒的草本植物，因此在冬季基本枯萎，對工程的美觀性有所降低，但天氣轉(zhuǎn)暖后，植物又會發(fā)芽。冬季水生植物雖然枯萎，但其良好的根系仍然起到固土和具有抗沖能力。
圖3太浦河泵站生態(tài)護(hù)坡試驗段護(hù)坡結(jié)構(gòu)剖面圖
4.6技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較
對生態(tài)護(hù)坡部分進(jìn)行生態(tài)護(hù)坡方案和漿砌塊石護(hù)坡方案的投資比較，經(jīng)投資估算，本工程進(jìn)出水渠邊坡采用生態(tài)護(hù)坡方案的工程投資約213萬元，采用漿砌塊石護(hù)坡方案投資約353萬元，生態(tài)護(hù)坡方案可節(jié)約投資約140萬元。
綜上所述，生態(tài)護(hù)坡具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）克服了原漿砌塊石護(hù)坡的呆板和生硬，使工程與自然統(tǒng)一；
（2）利用不同季節(jié)的植物的形狀和顏色，可大大改善工程環(huán)境；
（3）避免采用非自然的材料，避免了二次環(huán)境污染；
（4）生態(tài)護(hù)坡滿足了人們的親水要求；
（5）因設(shè)置了多孔性構(gòu)造，對生物的生長和水質(zhì)起到了保護(hù)作用；
（6）工程造價相對較低。
從工程維護(hù)角度分析，漿砌塊石護(hù)坡具有一次性投資、維護(hù)少等優(yōu)點(diǎn)，但生態(tài)護(hù)坡一般在栽種后的一年內(nèi)要進(jìn)行一定補(bǔ)栽（一般為10%左右），在植物成活前要進(jìn)行一定的養(yǎng)護(hù)，而后，植物主要是依靠自然的力量進(jìn)行自然更新，通常情況下無需維護(hù)，所以維護(hù)工作量也不大。因此，尤其是人們越來越重視生態(tài)環(huán)境的今天，生態(tài)護(hù)坡在水利工程中具有廣闊的應(yīng)用前景。
5結(jié)語
太浦河泵站工程在護(hù)坡結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方面作了積極的嘗試，引進(jìn)了國外較為流行的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，有效地改善了泵站的環(huán)境效應(yīng)。其以人為本、環(huán)境水利的設(shè)計理念和生態(tài)護(hù)坡的設(shè)計原則以及試驗研究成果，可以作為今后類似工程的設(shè)計提供借鑒。
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