计算机处理器系统分类

计算机处理器系统分类,第1张

超级计算机(Supercomputers)通常是指由数百数千甚至更多的处理器(机)组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机,是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。超级计算机拥有最强的并行计算能力,主要用于科学计算。在气象、军事、能源、航天、探矿等领域承担大规模、高速度的计算任务。在结构上,虽然超级计算机和服务器都可能是多处理器系统,二者并无实质区别,但是现代超级计算机较多采用集群系统,更注重浮点运算的性能,可看着是一种专注于科学计算的高性能服务器,而且价格非常昂贵。 1、服务器
专指某些高性能计算机,能通过网络,对外提供服务。相对于普通电脑来说,稳定性、安全性、性能等方面都要求更高,因此在CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件和普通电脑有所不同。服务器是网络的节点,存储、处理网络上80%的数据、信息,在网络中起到举足轻重的作用。它们是为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机,其高性能主要表高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面。服务器的构成与普通电脑类似,也有处理器、硬盘、内存、系统总线等,但因为它是针对具体的网络应用特别制定的,因而服务器与微机在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面存在差异很大。服务器主要有网络服务器(DNS、DHCP)、打印服务器、终端服务器、磁盘服务器、邮件服务器、文件服务器等。
2、工作站
是一种以个人计算机和分布式网络计算为基础,主要面向专业应用领域,具备强大的数据运算与图形、图像处理能力,为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能计算机。工作站最突出的特点是具有很强的图形交换能力,因此在图形图像领域特别是计算机辅助设计领域得到了迅速应用。典型产品有美国Sun公司的Sun系列工作站。
无盘工作站是指无软盘、无硬盘、无光驱连入局域网的计算机。在网络系统中,把工作站端使用的 *** 作系统和应用软件被全部放在服务器上,系统管理员只要完成服务器上的管理和维护,软件的升级和安装也只需要配置一次后,则整个网络中的所有计算机就都可以使用新软件。所以无盘工作站具有节省费用、系统的安全性高、易管理性和易维护性等优点,这对网络管理员来说具有很大的吸引力。
无盘工作站的工作原理是由网卡的启动芯片(Boot ROM)以不同的形式向服务器发出启动请求号,服务器收到后,根据不同的机制,向工作站发送启动数据,工作站下载完启动数据后,系统控制权由Boot ROM转到内存中的某些特定区域,并引导 *** 作系统。
根据不同的启动机制,比较常用无盘工作站可分为RPL 和PXE。RPL 为Remote Initial Program Load 的缩写,此技术常用于Windows95 中。PXE 是RPL 的升级品,它是Preboot Execution Environment的缩写。两者不同之处在于RPL 是静态路由,而PXE 是动态路由,其通信协议采用TCP/IP,实现了与Internet 连接高效而可靠,它常用于Windows98、Windows NT、Windows2000、Windows XP中 。
3、集线器
集线器(HUB)是一种共享介质的网络设备,它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网,HUB 本身不能识别目的地址。集线器上的所有端口争用一个共享信道的宽带,因此随着网络节点数量的增加,数据传输量的增大,每节点的可用带宽将随之减少。另外,集线器采用广播的形式传输数据,即向所有端口传送数据。如当同一局域网内的A 主机给B 主机传输数据时,数据包在以HUB 为架构的网络上是以广播方式传输的,对网络上所有节点同时发送同一信息,然后再由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。其实接收数据的一般来说只有一个终端节点,而对所有节点都发送,在这种方式下,很容易造成网络堵塞,而且绝大部分数据流量是无效的,这样就造成整个网络数据传输效率相当低。另一方面由于所发送的数据包每个节点都能侦听到,容易给网络带来一些不安全隐患。
4、交换机
交换机(Switch)是按照通信两端传输信息的需要,用人工或设备自动完成的方法把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备,它是集线器的升级换代产品,外观上与集线器非常相似,其作用与集线器大体相同。但是两者在性能上有区别:集线器采用的是共享带宽的工作方式,而交换机采用的是独享带宽方式。即交换机上的所有端口均有独享的信道带宽,以保证每个端口上数据的快速有效传输,交换机为用户提供的是独占的、点对点的连接,数据包只被发送到目的端口,而不会向所有端口发送,其它节点很难侦听到所发送的信息,这样在机器很多或数据量很大时,不容易造成网络堵塞,也确保了数据传输安全,同时大大的提高了传输效率,两者的差别就比较明显了。
5、路由器
路由器(Router)是一种负责寻径的网络设备,它在互联网络中从多条路径中寻找通讯量最少的一条网络路径提供给用户通信。路由器用于连接多个逻辑上分开的网络,为用户提供最佳的通信路径,路由器利用路由表为数据传输选择路径,路由表包含网络地址以及各地址之间距离的清单,路由器利用路由表查找数据包从当前位置到目的地址的正确路径,路由器使用最少时间算法或最优路径算法来调整信息传递的路径。路由器是产生于交换机之后,就像交换机产生于集线器之后,所以路由器与交换机也有一定联系,并不是完全独立的两种设备。路由器主要克服了交换机不能向路由转发数据包的不足。
交换机、路由器是一台特殊的网络计算机,它的硬件基础CPU、存储器和接口,软件基础是网络互联 *** 作系统IOS。
交换机、路由器和PC机一样,有中央处理单元CPU,而且不同的交换机、路由器,其CPU一般也不相同,CPU是交换机、路由器的处理中心。
内存是交换机、路由器存储信息和数据的地方,CISCO交换机、路由器有以下几种内存组件:
ROM(Read Only Memory)存储交换机、路由器加电自检(POST:Power-On Self-Test)、启动程序(Bootstrap Program)和部分或全部的IOS。交换机、路由器中的ROM是可擦写的,所以IOS是可以升级的。
RAM(Random Access Memory)与PC机上的随机存储器相似,提供临时信息的存储,同时保存着当前的路由表和配置信息。
NVRAM(Nonvolatile Random Access Memory)存储交换机、路由器的启动配置文件。NVRAM是可擦写的,可将交换机、路由器的配置信息拷贝到NVRAM中。
FLASH闪存,是可擦写的,也可编程,用于存储CISCO IOS的其它版本,用于对交换机、路由器的IOS进行升级。
接口用作将交换机、路由器连接到网络,可以分为局域网接口和广域网接口两种。由于交换机、路由器型号的不同,接口数目和类型也不尽一样。常见的接口主要有以下几种:
高速同步串口,可连接DDN,帧中继(Frame Relay),X25,PSTN(模拟电话线路)。
同步/异步串口,可用软件将端口设置为同步工作方式。
AUI端口,即粗缆口。一般需要外接转换器(AUI-RJ45),连接10/100Base-T以太网络。
ISDN端口,可以连接ISDN网络(2B+D),可作为局域网接入Internet 之用。
AUX端口,该端口为异步端口,主要用于远程配置,也可用于拔号备份,可与MODEM连接。支持硬件流控制(Hardware Flow Control)。
Console端口,该端口为异步端口,主要连接终端或运行终端仿真程序的计算机,在本地配置交换机、路由器。不支持硬件流控制。 是一种采用总线结构,对生产过程及其机电设备、工艺装备进行检测与控制的计算机系统总称。简称工控机。它由计算机和过程输入输出(I/O)通过两大部分组成。计算机是由主机、输入输出设备和外部磁盘机、磁带机等组成。在计算机外部又增加一部分过程输入/输出通道,用来完成工业生产过程的检测数据送入计算机进行处理;另一方面将计算机要行使对生产过程控制的命令、信息转换成工业控制对象的控制变量的信号,再送往工业控制对象的控制器去。由控制器行使对生产设备运行控制。工控机的主要类别有:IPC(PC总线工业电脑)、PLC(可编程控制系统)、DCS(分散型控制系统)、FCS(现场总线系统)及CNC(数控系统)五种。
1、IPC
即基于PC总线的工业电脑。据2000年IDC统计PC机已占到通用计算机的95%以上,因其价格低、质量高、产量大、软/硬件资源丰富,已被广大的技术人员所熟悉和认可,这正是工业电恼热的基础。其主要的组成部分为工业机箱、无源底板及可插入其上的各种板卡组成,如CPU卡、I/O卡等。并采取全钢机壳、机卡压条过滤网,双正压风扇等设计及EMC(Electro Magnetic Compatibility)技术以解决工业现场的电磁干扰、震动、灰尘、高/低温等问题。
IPC有以下特点:
可靠性:工业PC具有在粉尘、烟雾、高/低温、潮湿、震动、腐蚀和快速诊断和可维护性,其MTTR(Mean Time to Repair)一般为10万小时以上。
实时性,工业PC对工业生产过程进行实时在线检测与控制,对工作状况的变化给予快速响应,及时进行采集和输出调节(看门狗功能这是普通PC所不具有的),遇险自复位,保证系统的正常运行。
扩充性,工业PC由于采用底板+CPU卡结构,因而具有很强的输入输出功能,最多可扩充20个板卡,能与工业现场的各种外设、板卡如与道控制器、视频监控系统、车辆检测仪等相连,以完成各种任务。
兼容性,能同时利用ISA与PCI及PICMG资源,并支持各种 *** 作系统,多种语言汇编,多任务 *** 作系统。
2、可编程序控制器(PLC)
PLC英文全称ProgrammableLogicController,中文全称为可编程逻辑控制器,定义是:一种数字运算 *** 作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术 *** 作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制系统(ProgrammableLogicController)是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算 *** 作电子系统。它采用一种可编程的存储器,在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等 *** 作的指令,通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。
可编程控制器是计算机技术与自动化控制技术相结合而开发的一种适用工业环境的新型通用自动控制装置,是作为传统继电器的替换产品而出现的。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展,可编程控制器更多地具有了计算机的功能,不仅能实现逻辑控制,还具有了数据处理、通信、网络等功能。由于它可通过软件来改变控制过程,而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点,已广泛应用于工业控制的各个领域,大大推进了机电一体化的进程。
3、分散型控制系统(DCS)
是一种高性能、高质量、低成本、配置灵活的分散控制系统系列产品,可以构成各种独立的控制系统、分散控制系统DCS、监控和数据采集系统(SCADA),能满足各种工业领域对过程控制和信息管理的需求。系统的模块化设计、合理的软硬件功能配置和易于扩展的能力,能广泛用于各种大、中、小型电站的分散型控制、发电厂自动化系统的改造以及钢铁、石化、造纸、水泥等工业生产过程控制。
4、现场总线系统(FCS)
是全数字串行、双向通信系统。系统内测量和控制设备如探头、激励器和控制器可相互连接、监测和控制。在工厂网络的分级中,它既作为过程控制(如PLC,LC等)和应用智能仪表(如变频器、阀门、条码阅读器等)的局部网,又具有在网络上分布控制应用的内嵌功能。由于其广阔的应用前景,众多国外有实力的厂家竞相投入力量,进行产品开发。国际上已知的现场总线类型有四十余种,比较典型的现场总线有:FF,Profibus,LONworks,CAN,HART,CC-LINK等。
5、数控系统(CNC)
现代数控系统是采用微处理器或专用微机的数控系统,由事先存放在存储器里系统程序(软件)来实现控制逻辑,实现部分或全部数控功能,并通过接口与外围设备进行联接,称为计算机数控,简称CNC系统。
数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透形成的机电一体化产品;其技术范围覆盖很多领域:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工、传输技术;(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术;(6)软件技术等。 1、台式机(Desktop)
也叫桌面机,是一种独立相分离的计算机,完完全全跟其它部件无联系,相对于笔记本和上网本体积较大,主机、显示器等设备一般都是相对独立的,一般需要放置在电脑桌或者专门的工作台上。因此命名为台式机。为非常流行的微型计算机,多数人家里和公司用的机器都是台式机。台式机的性能相对较笔记本电脑要强。台式机具有如下特点:
散热性。台式机具有笔记本计算机所无法比拟的优点。台式机的机箱具有空间大、通风条件好的因素而一直被人们广泛使用。
扩展性。台式机的机箱方便用户硬件升级,如光驱、硬盘。如台式机箱的光驱驱动器插槽是4-5个,硬盘驱动器插槽是4-5个。非常方便用户日后的硬件升级。
保护性。台式机全方面保护硬件不受灰尘的侵害。而且防水性就不错;在笔记本中这项发展不是很好。
明确性。台式机机箱的开、关键、重启键、USB、音频接口都在机箱前置面板中,方便用户的使用。
但台式机的便携性差,相比笔记本是非常方便。
2、电脑一体机
电脑一体机,是由一台显示器、一个电脑键盘和一个鼠标组成的电脑。它的芯片、主板与显示器集成在一起,显示器就是一台电脑,因此只要将键盘和鼠标连接到显示器上,机器就能使用。随着无线技术的发展,电脑一体机的键盘、鼠标与显示器可实现无线链接,机器只有一根电源线。这就解决了一直为人诟病的台式机线缆多而杂的问题。有的电脑一体机还具有电视接收、AV功能,也整合专用软件,可用于特定行业专用机。
3、笔记本电脑(Notebook或Laptop)
也称手提电脑或膝上型电脑,是一种小型、可携带的个人电脑,通常重1-3公斤。笔记本电脑除了键盘外,还提供了触控板(TouchPad)或触控点(Pointing Stick),提供了更好的定位和输入功能。
笔记本电脑可以大体上分为6类:商务型、时尚型、多媒体应用、上网型、学习型、特殊用途。商务型笔记本电脑一般可以概括为移动性强、电池续航时间长、商务软件多;时尚型外观主要针对时尚女性;多媒体应用型笔记本电脑则有较强的图形、图像处理能力和多媒体的能力,尤其是播放能力,为享受型产品。而且,多媒体笔记本电脑多拥有较为强劲的独立显卡和声卡(均支持高清),并有较大的屏幕。上网本(Netbook)就是轻便和低配置的笔记本电脑,具备上网、收发邮件以及即时信息(IM)等功能,并可以实现流畅播放流媒体和音乐。上网本比较强调便携性,多用于在出差、旅游甚至公共交通上的移动上网。学习型机身设计为笔记本外形,采用标准电脑 *** 作,全面整合学习机、电子辞典、复读机、点读机、学生电脑等多种机器功能。特殊用途的笔记本电脑是服务于专业人士,可以在酷暑、严寒、低气压、高海拔、强辐射、战争等恶劣环境下使用的机型,有的较笨重,比如奥运会前期在“华硕珠峰大本营IT服务区”使用的华硕笔记本电脑。
4、掌上电脑(PDA)
掌上电脑是一种运行在嵌入式 *** 作系统和内嵌式应用软件之上的、小巧、轻便、易带、实用、价廉的手持式计算设备。它无论在体积、功能和硬件配备方面都比笔记本电脑简单轻便。掌上电脑除了用来管理个人信息(如通讯录,计划等),而且还可以上网浏览页面,收发Email,甚至还可以当作手机来用外,还具有:录音机功能、英汉汉英词典功能、全球时钟对照功能、提醒功能、休闲娱乐功能、传真管理功能等等。掌上电脑的电源通常采用普通的碱性电池或可充电锂电池。掌上电脑的核心技术是嵌入式 *** 作系统,各种产品之间的竞争也主要在此。
在掌上电脑基础上加上手机功能,就成了智能手机(Smartphone)。智能手机除了具备手机的通话功能外,还具备了PDA分功能,特别是个人信息管理以及基于无线数据通信的浏览器和电子邮件功能。智能手机为用户提供了足够的屏幕尺寸和带宽,既方便随身携带,又为软件运行和内容服务提供了广阔的舞台,很多增值业务可以就此展开,如股票、新闻、天气、交通、商品、应用程序下载、音乐下载等等。
5、平板电脑
平板电脑是一款无须翻盖、没有键盘、大小不等、形状各异,却功能完整的电脑。其构成组件与笔记本电脑基本相同,但它是利用触笔在屏幕上书写,而不是使用键盘和鼠标输入,并且打破了笔记本电脑键盘与屏幕垂直的J 型设计模式。它除了拥有笔记本电脑的所有功能外,还支持手写输入或语音输入,移动性和便携性更胜一筹。 平板电脑由比尔盖茨提出,至少应该是X86架构,从微软提出的平板电脑概念产品上看,平板电脑就是一款无须翻盖、没有键盘、小到足以放入女士手袋,但却功能完整的PC。 即嵌入式系统( Embedded Systems) ,是一种以应用为中心、以微处理器为基础,软硬件可裁剪的,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式 *** 作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。它是计算机市场中增长最快的领域,也是种类繁多,形态多种多样的计算机系统。嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备,如掌上pda、计算器、电视机顶盒、手机、数字电视、多媒体播放器、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。
嵌入式系统的核心部件是嵌入式处理器,分成4类,即嵌入式微控制器( Micro Contrller Unit ,MCU,俗称单片机)、嵌入式微处理器( Micro Processor Unit ,MPU )、嵌入式DSP 处理器( Digital Signal Processor,DSP) 和嵌入式片上系统( System on Chip,SOC)。嵌入式微处理器一般具备4个特点:
1、对实时和多任务有很强的支持能力,能完成多任务并且有较短的中断响应时间,从而使内部的代码和实时 *** 作系统的执行时间减少到最低限度;
2、具有功能很强的存储区保护功能,这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化,而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用,需要设计强大的存储区保护功能,同时也有利于软件诊断;
3、可扩展的处理器结构,以能迅速地扩展出满足应用的高性能的嵌入式微处理器;
4、嵌入式微处理器的功耗必须很低,尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此,功耗只能为mw 甚至μw 级。

win10添加网络打印机步骤:
1、若为无线网络,必须保证本机连接的无线网络与打印机连接的计算机网络是同一IP段;
2、将计算机的工作组更改为打印机所在的工作组,步骤:控制面板—系统和安全—系统—系统属性—计算机名/域更改—工作组更改;
3、打开控制面板,在地址栏中输入“\\打印机IP地址(如192168121)”,enter健确定会出现网络打印机,选中所在网络打印机右击—连接—安装打印机驱动—根据提示重新启动(实质是网络的重新连接)即可。
4、第3步中,若出现无法连接打印机,确定打印机服务是否开启。步骤:运行(win+r)—输入:servicesmsc,在d出的服务框中,找到“Print Splooer”,单击右键,选择启动即可。
打印机大致分为三种: 1激光打印机。其原理是由激光发热,带动硒鼓将粉精致的喷在打印纸上面,一般这样的打印机多用的是黑色碳粉,也就是说只能打印出来黑色。此打印机原装硒鼓成本高,一般为公司办公用户使用。 2喷墨打印机。听名字就应该知道是由打印头喷出墨水,涂在打印纸上面。这样的多为4或6或更高的8色彩色。各个颜色组合到一块就形成了彩色,但是缺点是打印速度慢,不过现在技术发展的很块,打印速度和质量都有了不小的提高。值得注意的是此打印机实用的原装墨盒价格也很高。但是聪明的人都使用了连续供墨系统,可以自己加墨水。这样耗材价格就很便宜了。很适合家庭使用。 3针式打印机。其原理是有一个打印针头不断撞击色带,将色带上的颜色打在纸上,此打印机多用于票据打印上,只有这样,一式几份的票据才能都能一次打成。色带多为黑色,成本较低。

打印机后台程序服务没有运行怎么办
由于目前使用的 *** 作系统多数都是windows xp系统与windows 7 *** 作系统,虽然在这2个版本系统中开启服务程序原理相同,但 *** 作有小区别,编辑这里分别介绍在windows xp系统与windows 7系统下开启“Print Spooler”服务解决打印后台程序服务没有运行的图文教程,希望对新手朋友有实质性的帮助。
通过上面的介绍我们知道只要在计算机服务里开启“Print Spooler”服务即可解决问题,步骤如下:
第一步:在开始运行里输入“servicesmsc”确定进计算机本地服务。
第二步:“Print Spooler”服务并开启。找到如上图在右侧的服务项里面找到“Print Spooler”服务,双击进入设置开启该服务即可,在“Print Spooler”服务设置窗口中,将“启动类型”设置为“自动”,点击“启动”按钮; 之后如下图:
第三步:启动安装后就可以了,一般都可以解决问题,如果依然提示错误,重新启动电脑后安装即可,极少情况会依然安装出错,如果还出错尝试修复下注册表,进入HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Spooler目录下,新建一个可扩充字符串值,取名:magePath,其值为:C:\WINDOWS\system32\spoolsvexe
提示:进入本地服务还可以在桌面选中“我的电脑”,鼠标右键选择“管理”--在“管理”窗口中,选取“服务和应用程序”扩展项目下的“服务”选项,在右侧出现系统服务列表中找到“Print Spooler”服务,双击进入“Print Spooler”服务设置也是一样的。
windows 7系统下解决“打印后台程序服务没有运行”的方法
其实windows7下也是进入计算机本地服务里开启“Print Spooler”服务即可,步骤如下:
第一步:在win7的开始“运行”输入“servicesmsc”进入系统本地服务管理,这里新手朋友需要注意的是windows7 *** 作系统不象xp系统那样容易找到运行命令框,找不到的朋友请参考:
第二步:进入本地服务管理,在“Print Spooler”服务设置窗口中,将“启动类型”设置为“自动”,点击“启动”按钮;此时系统会尝试启动该服务,设置与xp系统一样了,这里就不重复介绍了。如下图:
将以上设置好了以后现在就可以安装打印机了,就不会象开始那样提示“打印后台程序服务没有运行”的错误提示了,打印机可以正常安装完成。
打印机后台程序服务没有运行怎么办?通过对比以上不管是windows xp系统还是windows7 *** 作系统解决打印后台程序服务没有运行其原理都是一样的,并且解决办法相当的简单,只需要开启“Print Spooler”服务即可解决。

电脑主机太烫跟病毒有什么关系?一群呆B。一天到晚只会说病毒病毒!肯定是主机本身的问题,我也有过类似情况,你试试拆开主机把里面的显卡拔出来,清理下风扇上的脏东西,最主要擦一下显卡底部那个接触的部分,再插进去,应该就没有问题了,我就是这样解决的。。!

人们已经进行了各种分析,提出了种种看法,如信息社会、信息经济、知识经济时代、全球信息社会、全球一体化经济、比特时代、数字经济、数字时代、网络时代、网络经济等等。虽然众说纷纭,但信息化、数字化、全球化、网络化应是21新世纪人类社会的重要特征,似已成为人们共识。其中,以计算机网络迅猛发展而形成的网络化则是推动信息化、数字化和全球化的基础和核心,因为计算机网络系统正是一种全球开放的,数字化的综合信息系统,基于计算机网络的各种网络应用系统通过在网络中对数字信息的综合采集、存储、传输、处理和利用而在全球范围把人类社会更紧密地联系起来,并以不可抗拒之势影响和冲击着人类社会政治、经济、军事和日常工作、生活的各个方面。因此,计算机网络将注定成为21世纪全球信息社会最重要的基础设施。计算机网络技术的发展也将以其融合一切现代先进信息技术的特殊优势而在21世纪形成一场崭新的信息技术革命,并进一步推动社会信息化和知识经济的发展。而计算机网络系统和相关技术也必将在21世纪社会信息化和知识经济浪潮中更快更大的发展。
根据以上对现代计算机网络在全球社会信息化进程中特殊重要作用的认识,对于计算机网络技术的研究和发展趋势的分析,也应提高到系统的高度来认识,用系统观点来分析。人们常用C&C来描述计算机网络,从系统观点看,这已很不够了(C+C2C),虽然计算机和通信系统在计算机网络系统中都是非常重要的基本要素,但计算机网络并不是计算机和通信系统的简单结合,也不是计算机或通信系统的简单扩展或延伸,而是融合了信息采集、存储、传输、处理和利用等一切先进信息技术的,具有新质和新功能的新系统。人们也常用OSI分层通信体系模型及相应的通信协议来描述计算机网络,从系统观点看,这同样也已很不够了,网络分层通信体系对于计算机网络系统来说,确实非常重要,但它基本上只是用以解决网络系统中计算机之间如何通信问题,远不能代表计算机网络系统更广泛和丰富的内涵,它也只能是计算机网络系统的一个基本要素,这如同指令系统对于计算机系统一样。因此,对于现代计算机网络的研究和分析,应该特别强调计算机网络是系统(The Network is the System)的观点,并用系统科学和信息科学的理论和方法来指导,才有可能使我们能够站在一个较高的高度来重新认识计算机网络系统结构、性能及网络工程技术和网络实际应用中的许多重要问题,也更便于把握计算机网络系统的发展趋向。这对研究网络新技术、开发网络新应用和设计制造网络新产品都具有重要意义。下面我们试用系统观点对21世纪现代计算机网络系统的基本发展方向作一些分析:
开放和大容量的发展方向
系统开放性是任何系统保持旺盛生命力和能够持续发展的重要系统特性,因此也应是计算机网络系统发展的一个重要方向。基于统一网络通信协议标准的互联网结构,正是计算机网络系统开放性的体现。统一网络分层体系结构标准是互联异种机的基本条件,Internet所以能风靡全球,正是它所依据的TCP/IP协议栈已逐步成为事实上的计算机网络通信体系结构的国际标准。各种不同类型的巨、大、中、小、微型机及其它网络设备,只要所装网络软件遵循TCP/IP协议栈的标准,都可联入Internet中协同工作。早期那种各大公司专用网络体系结构群雄竞争的局面正逐步被TCP/CP一统天下的形势取代,这是计算机网络系统开放性大趋势所决定的。互联网结构是指在网络通信体系第三层路由交换功能统一管理下,实现不同通信子网互联的结构,它体现了网络分层体系中支持多种通信协议的低层开放性,因为这种互联网结构可以把高速局域通信网、广域公众通信网、光纤通信、卫星通信及无线移动通信等各种不同通信技术和通信系统有机地联入到计算机网络这个大系统中,构成覆盖全球、支持数亿人灵活、方便上网的大通信平台。近几年来,各种互联设备和互联技术的蓬勃发展,也体现了网络这种低层开放性的发展趋势。统一协议标准和互联网结构形成了以Internet为代表的全球开放的计算机网络系统。标准化始终是发展计算机网络开放性的一项基本措施,除了网络通信协议的标准,还有许多其它有关标准,如应用系统编程接口标准、数据库接口标准、计算机OS接口标准及应用系统与用户使用的接口标准等,也都与计算机网络系统更方便地融入新的信息技术,更大范围的开放性有关。计算机网络的这种全球开放性不仅使它要面向数十亿的全球用户,而且也将迅速增加更大量的资源,这必将引起网络系统容量需求的极大增长而推动计算机网络系统向广域的大容量方向发展,这里大容量包括网络中大容量的高速信息传输能力、高速信息处理能力、大容量信息存储访问能力,以及大容量信息采集控制的吞吐能力等,对网络系统的大容量需求又将推动网络通信体系结构、通信系统、计算机和互联技术也向高速、宽带、大容量方向发展。网络宽带、高速和大容量方向是与网络开放性方向密切联系的,21世纪的现代计算机网络将是不断融入各种新信息技术、具有极大丰富资源和进一步面向全球开放的广域、宽带、高速网络。
一体化和方便使用的发展方向
一体化是一个系统优化的概念,其基本含义是:从系统整体性出发对系统重新设计、构建,以达到进一步增强系统功能、提高系统性能、降低系统成本和方便系统使用的目的。一体化结构 就是一种系统优化的结构。计算机网络发展初期确是由计算机之间通过通信系统简单互联而实现的,这种初期的网络功能比较简单(主要是远程计算机资源共享),联网后的计算机和通信系统基本上仍保持着联网前的基本结构。随着计算机网络应用范围的不断扩大和对网络系统功能、性能要求的不断提高,网络中的许多成分必将根据系统整体优化的要求重新分工、重新组合,甚至可能产生新的成分。例如客户 / 服务器结构就是一种网络系统内部的计算机分工协同关系:客户机面向客户被设计的更简单和方便使用,如各种专用浏览器、瘦客户机、网络计算机、无盘工作站等;服务器面向网络共享的服务,被设计得更专门化、更高效,如各种web服务器、计算服务器、文件服务器、磁盘服务器、数据库服务器、视像服务器、邮箱服务器、访问服务器、打印服务器等。C/S分工协同实际上已成为计算机网络系统的一种基本结构和工作模式。另外,网络中通信功能从计算机结点中分离出来形成各种专用的网络互联通信设备,如各种路由器、桥接器、交换机、集线器等,也是网络系统一体化分工协同的体现。国际互联网中骨干网与接入网的分工,ISP、ASP、IPP、ICP及IDC等各种网络服务提供商的出现,也是互联网更大范围、更高层次的系统分工与协同。系统一体化的另一条路径是基于虚拟技术,通过硬件的重新组织和软件的重新包装来构造各种网络虚拟系统以优化系统性能。网络上各种透明结点的分布应用服务,如分布文件系统、分布数据库系统、分布超文本查询系统等,用户看到的是一个虚拟文件系统、虚拟数据库系统和虚拟信息查询系统,他们可以方便地使用这些虚拟系统而不必关心网络内部结构和 *** 作细节。进而,网络的各种具体应用系统,如办公自动化系统、银行自动汇兑系统、自动售票系统、指挥自动控制系统、生产过程自动化系统等等,实际上都是更高层次的网络虚拟系统,它适应更广泛的用户,更方便地使用网络,用户从网络得到的服务更体现了网络内部各种信息技术的综合结果。虚拟技术实际上也是一种系统的黑盒子方法。21世纪的现代计算机网络将是网络内部进一步优化分工,而网络外部用户可以更方便、更透明使用的网络。
多媒体网络的发展方向
被称为多媒体的文字、话音、图像等,实际上并不是物质媒体,而仍是一些信息表现形式。所谓多媒体技术实质上也应是这些多种形式的信息如何进行综合采集、传输、处理、存储和控制利用的技术,也是一种综合信息技术。信息技术是对人自然信息功能进行增强和扩展的技术,人对客观世界的最初认识正是通过眼观(形状、颜色等形象信息)、耳听(声音信息)、手触(物理属性信息)、鼻嗅、舌尝(化学属性信息)而综合形成对某种事物的感性认识的。可见,人对客观世界最基本的认识过程,正是一种多媒体信息的采集过程。因为客观事物的属性是以各种信息形式综合表现出来的,人只有通过综合采集这些不同形式的信息,才能形成对客观事物比较完整和全面的认识。由此可见,人在大脑中存储的对客观世界的认识,实际上也是一种综合的多媒体信息。进而,从感性认识上升到理性认识的处理,也是一种多媒体信息的处理。因此,知识也是一种综合型的多媒体信息。现在,高度综合现代一切先进信息技术的计算机网络应用已越来越广泛的深入到社会生活的各个方面。人们从计算机网络系统得到各种服务,自然希望也能像他们直接观察客观世界以及直接进行人与人之间交往那样,具有文字、图形、图像、和声音等多种信息形式的综合感受。正是人类自然信息器官对多媒体信息的这种自然需求,推动了各种信息技术与多媒体技术的结合,特别是计算机网络这一综合信息技术与多媒体技术的结合。从某种意义上讲,这恰似信息技术发展到一定阶段而呈现的一种返璞归真现象。因此,多媒体技术与计算机网络的结合与融合既是多媒体技术发展的必然趋势,也是计算机网络技术发展的必然趋势。目前,手写输入、语音声控输入、数字摄像输入、大容量光盘、IC卡、扫描仪等各种多媒体采集技术,压缩介压、信道分配、流量控制、时空同步、QoS控制等多媒体信息传输技术,语音存储、视像存储、面向对象数据库、超媒体查询等多媒体存储技术,MMX芯片、Mpact媒体处理器等多媒体处理技术,以及高精度彩显、彩打、虚拟现实VR、机器人等多媒体利用控制技术的蓬勃发展,为多媒体计算机网络的形成和发展提供了有力的技术支持。电信网、电视网与计算机网的三网合一,也是在更高层次上体现了系统一体化和多媒体计算机网络的发展趋势。三网合一虽然还存在技术和体制等方面的不少问题,但大趋势已逐渐明朗,光纤到家、家用信息电器、家庭布线网络、VOD视频点播、IP电话、网络会议、多媒体网络教学、智能大厦等与此有关的技术和产品正在迅猛发展,21世纪的现代计算机网络必定是进一步融合电信、电视等更广泛功能,并且掺入千千万万家庭的多媒体计算机网络。
高效、安全的网络管理方向
计算机网络是一个系统,而且很多情况下是一个复杂的大系统。它的应用日益广泛、规模日益扩展而结构日益复杂。如同一个国家需要强有力的管理一样,计算机网络这样的大系统,如果没有有效的管理方法、管理体制和管理系统的支撑和配合,就很难使它维持正常的运行,因而也就很难保证它的功能和性能的实现。计算机网络管理的基本任务包括网络系统配置管理、性能管理、故障管理和安全管理等几个主要方面。显然,这些网络管理任务,都涉及计算机网络系统的整体性、协同性、可靠性、可控性、可用性及可维性等重要系统特征。所以,网络管理问题是计算机网络系统的一个重要的全局性问题。任何一个网络系统的设计、规划和工程实施,都必需对网络管理问题作一体化的统盘考虑。系统设计者经常需要在系统安全、可靠性指标和其他质量指标的矛盾中权衡、折衷。采用什么样的网管方法和系统方案,不仅影响网络系统的功能和性能,而且也直接影响网络系统的结构。虽然,计算机网络的基本应用服务功能与网络管理功能有所区别,有所分工,但又是紧密联系的。在网络内部结构中,实现这两部分功能的软、硬件实体也是紧密结合甚至融合在一起的。所以,网络管理系统已成为现代计算机网络系统中不可分割的一部分。网络管理应着眼于网络系统整体功能和性能的管理,趋于采用适应大系统特点的集中与分布相结合的管理体制。在当前网络全球化的大发展的形势下,各种危害网络安全的因素,如病毒、黑客、垃圾邮件,计算机犯罪等也很猖獗,并且也具有全球传播的特点,它们不仅影响网络系统的正常工作和网络应用系统的安全使用,甚至可能威胁网络系统的生存。因此,进一步研究和发展各种先进的访问控制、防火墙、反病毒、数据加密和信息认证等网络系统信息安全技术已成为计算机网络系统发展不可缺少的重要保障。21世纪的现代计算机网络应该是更加高效管理和更加安全可靠的网络。
为应用服务的发展方向
设计和建造计算机网络系统的根本目的就是为了应用。从系统观点看,网络应用最终体现了网络系统的目的性和系统功能。应用需求始终是推动技术发展的根本动力,技术发展又提供更多、更好的应用服务,这是技术发展与应用需求的基本辩证关系。作为高度综合各种先进信息技术的计算机网络,正是在人类社会信息化应用需求的推动下迅速发展起来的;而计算机网络也正是通过各种具体网络应用系统来体现对社会信息化支持的。国家信息化、领域信息化、区域信息化和企业信息化最后都要落实到建立各行各业、各具体单位的各种具体网络应用系统,如各种管理信息系统、办公自动化系统、决策支持系统、事务处理系统、信息检索系统、远程教育系统、指挥控制系统、异地协同合作系统以及综合的集成制造系统、电子商务系统、交通自动订票系统等,各行各业的不同用户也越来越需要依赖具体应用软件来使用网络。因此,基于基本网络系统平台之上的各种网络应用系统已成为计算机网络系统不可分割的重要组成部分。对具体网络信息系统的系统集成实际上就是用系统工程方法来具体规划、设计和构造一个具体的网络应用系统。目前,网络应用系统体系结构的研究、网络应用软件开发工具的研究、分类应用系统规范和标准化的研究,以及综合应用系统集成方法的研究等都非常活跃,取得了很大进展,也体现了计算机网络系统为应用服务的发展方向。21世纪的现代计算机网络呈现给广大用户面前的将是适应更广泛应用需求的、更方便使用的、但却更看不到网络的各种各样网络应用系统。
智能网络的发展方向
人工智能技术在传统计算机基础上进一步模拟人脑的思维活动能力,它包括对信息进行分析、归纳、推理、学习等更高级的信息处理能力,所以人工智能技术也是一种更高层次的信息技术。智能计算机使计算机具有更接近人类思维能力的高级智能,是计算机技术的必然发展。但在现代社会信息化进程中,由于计算机网络技术的飞速发展,计算机与计算机技术已越来越多地被融入计算机网络这个大系统中,与其他信息技术一起在全球社会信息网络这个大分布环境中发挥作用。因此,人工智能技术、智能计算机与计算机网络技术的结合与融合,形成具有更多思维能力的智能计算机网络,不仅是人工智能技术和智能计算机发展的必然趋势,也是计算机网络综合信息技术的必然发展趋势。当前,基于计算机网络系统的分布式智能决策系统、分布专家系统、分布知识库系统、分布智能代理技术、分布智能控制系统及智能网络管理技术等的发展,也都明显的体现了这种智能计算机网络的发展趋向。

3D打印——改变世界格局源动力
随着人类社会的发展以及文化、艺术、生产工具和技术的进步,经济不断向前发展。在几千年的历史长河中,中国以其卓越的文明遥遥领先于世界各国,特别是经济实力尤为突出。从英国人安格斯·麦迪森所著《世纪经济千年史》我们可以看出,中国经济总量占世界经济的比重,公元1000年为227%,公元1500年为25%,公元1600年为292%,东方文明领先于西方世界。
然而这一格局在17世纪以后发生了根本的变化。随着资本主义制度在英国的确立,蒸汽机开始应用于生产领域,机器生产代替手工生产,整个世界从“手工业时代”跨入“蒸汽时代”,第一次工业革命拉开大幕,极大地推动了欧洲各国的经济发展。由于生产方式的改变,生产能力得到大幅提高,国内市场无法及时消化日益增长的商品生产,于是英、法、德、意、荷等资本主义国家纷纷向亚、非等其他各洲拓展殖民地,寻找新的市场与原料供应地。显然以英、法、德、意、荷为代表的欧洲文明已经赶上并超过亚洲,从而形成东方从属于西方的局面,可谓制造改变世界格局。最具实质性的变化是在第二次工业革命到20世纪中叶。1870年以后,由于电力的广泛应用,世界由“蒸汽时代”迈向“电气时代”,科学技术的发展突飞猛进,各种新技术、新发明层出不穷,并被迅速应用于工业生产,大大促进了世界经济的发展。特别是美国的崛起,足以说明制造业对一个国家有着重要的作用。18世纪末,美国独立以后仿效英国走工业化现代化的道路。由于英国自伊丽莎白时代开始, 制造业得到国家的鼓励, 商业势力开始向全球扩展。法国在路易十四统治时期, 工商业取得了长足的进步, 西班牙、葡萄牙在世界各地抢占大量商业据点, 连俄国与土耳其等国家也在发展商业与制造业。这是一个时代的潮流。因此, 美国意识到只有致力于工商业发展, 特别是制造业的发展与使用机器,美国才能跻身于世界大国的行列。基于这种理念,美国大力发展制造业。19世纪上半叶, 美国最主要的发展是创立新的工厂体制。它把原来的一些分散的制作过程加以合并,实行新的分工, 而后将制造某种商品的所有工序集中在一个工厂, 置于统一的管理之下。经过一百余年的发展,到十九世纪末,世界金融中心由伦敦转移至纽约,美国成为世界上最发达的国家,世界第一经济大国。可以说制造业不仅改变着世界格局,而且其发展水平决定着一个国家的发达程度。如美国68%的财富来自于制造业,国民总产值的49%是由制造业提供的。我国自改革开放以后制造业得到迅猛发展,2011年,我国高技术制造业年总产值达92万亿元,约占我国GDP比重1951%,加工贸易出口总产值达8354亿美元,约占我国GDP比重为112%。制造业的发展不仅为老百姓的日常生活提供了保障,也为提升我国的综合国力奠定了基础。
自2008年美国金融导致的全球经济危机爆发以来,世界经济似乎始终都未走出低谷,尽管期间也曾多次试图反d,但最终仍因后劲不足而增长乏力。历史经验反复证明,在全球经济陷入衰退之时,正是新经济萌芽和新技术诞生之时。全球经济之萎靡不振,表明传统的生产关系已经严重阻碍了生产力的发展,变革将成为生产关系新的动力。
今年以来,对第三次工业革命的探讨达到高潮。美国学者杰里米·里夫金称,互联网与新能源的结合,将会产生新一轮工业革命——这将是人类继19世纪的蒸汽机和20世纪的电气化之后的第三次“革命”。而英国《经济学人》杂志也指出,3D打印技术市场潜力巨大,势必成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。这些突破将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具,改由更加灵巧的电脑软件主宰,这便是第三次工业革命到来的标志。
3D打印技术属于一种非传统加工工艺,也称为增材制造、快速成型等,是近30年来全球先进制造领域兴趣的一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术。与切削等材料“去除法”不同,该技术通过将粉末、液体片状等离散材料逐层堆积,“自然生长”成三维实体,该技术将三维实体变为若干二维平面,大大降低了制造复杂程度。理论上,只要在计算机上设计出结构模型,就可以应用该技术在无需刀具、模具及复杂工艺条件下快速地将设计变为实物。该技术特别适合于航空航天、武器装备、生物医学、模具等领域中批量小、结构非对称、曲面多及内容结构零部件(如航空发动机空心叶片、人体骨骼修复体、随形冷却水道)的快速制造,符合现代和未来的发展趋势。
3D打印技术的起源与发展
3D打印技术的核心制造思想最早起源于美国。早在1892年,JEBlanther在其专利中曾建议用分层制造法构成地形图。1902年,Carlo Baese的专利提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理。1904年,Perera提出了在硬纸板上切割轮廓线,然后将这些纸板纸板粘结成三维地形图的方法。20世纪50年代之后,出现了几百个有关3D打印的专利。80年代后期,3D制造技术有了根本性的发展,出现的专利更多,仅在1986-1998年间注册的美国专利就有24个。1986年Hull先生发明了光固化成型(SLA,Stereo lithography Appearance ),1988年Feygin发明了分层实体制造,1989年Deckard发胆了粉末激光烧结技术( SLS,Selective Laser Sintering),1992年Crump发明了熔融沉积制造技术(FDM,Fused Deposition Modeling ),1993年Sachs先生在麻省理工大学发明了3D打印技术。
随着3D打印专利技术的不断发明,相应地用于生产的设备也被研发出来。1988年美国的3D Systems公司根据Hull的专利,生产出了第一台现代3D打印设备——SLA-250(光固化成形机),开创了3D打印技术发展的新纪元。在此后的10年中,3D打印技术蓬勃发展,涌现出了十余种新工艺和相应的3D打印设备。1991年Stratasys的FDM设备、Cubital的实体平面固化(SGC,Solid Ground Curing)设备和Helisys的LOM设备都实现了商业化。1992年DTM(现在属于3D Systems公司)SLS技术研发成功。1994年德国公司EOS推出了EOSINT选择性激光烧结设备。1996年3D Systems公司使用喷墨打印技术制造出其第一台3D打印机——Actua 2100。同年Z Corp也发布了Z402 3D打印机。总体而言,美国在设备研制、生产销售方面占全球主导地位,其发展水平及趋势基本代表了世界的发展水平及趋势。欧洲和日本也不甘落后,纷纷进行相关技术研究和设备研发。当时虽然台湾大学拥有LOM设备,但台湾各单位及军方的引进安装4SL系列设备,香港生产力促进局和香港科技大学、香港理工大学、香港城市大学等都拥有RP设备,其重点是有关技术的应用与推广。
邓小平同志说,科学技术是第一生产力。3D打印技术作为目前最为先进的一种制造方式,也代表了目前全球最前沿的科学技术。党和国家历来重视科技产业的发展。在上世纪80年代中期,党中央、国务院就提出了实施了高技术研究发展计划,对中国未来经济和社会发展有重大影响的生物技术、信息技术、自动化技术、新材料技术、激光技术等众多领域,确立了15个主题项目作为突破重点,以追踪世界先进水平。在这种形势下,1994年作为国内第一家从事3D打印的北京隆源自动成型有限公司成立,公司注册资金200万美元,专门进行快速成型设备的研发和销售,并于当年成功制造了中国第一台SLS快速成型设备——AFS-360。这种设备以聚丙烯(PP)、塑料粉末(PS)等为原材料,用于生产假牙、高尔夫球杆球头、头骨等。
3D打印技术与装备水平
在装备的研发方面,德国、美国和日本在该领域处于世界领先水平,并已形成了多家专业化和规模化研制和生产3D打印设备的知名企业,如德国EOS、美国3D Systems以及日本CMET公司。3D Systems公司生产的SLA装备在国际市场上占最大比例。该企业自1988年以来相继推出了SLA-250、250HR、3500、5000、7000以及Viper Pro System等SLA装备(最大形成空间达到1500×750×550mm)其主要技术优势为装备使用寿命长(5000小时以上),成形精度高(层厚可达0025mm),成形效率高。日本的Denken工程公司和Autostrade公司打破SLA装备使用紫外线光源的常规,率先使用680nm左右波长的半导体激光器作为光源,大大降低了SLA装备的成本。在SLS装备方面,德国EOS公司和美国3D Systems公司是世界上该技术的主要提供商。成形材料由早期的高分子材料拓展至金属、陶瓷等功能材料,成形精度约为01-02mm,成形空间逐渐增大,最大台面超过500mm。在金属直接3D打印方面,世界范围内已经有多家成熟的装备制造商,包括德国EOS公司(EOSING M270)、美国MCP公司(Realizer系列)、德国Concept laser公司(M Cusing系列)。瑞典Acram公司的EBM装备也占有重要地位。
北京隆源公司自1994年研制成功第一台激光快速成型机开始,便倾力开发选区激光粉末烧结(SLS)快速成型机,同时致力于快速原型的应用加工服务。先后推出了AFS-360、500、laserCore5100、5300、7000等型号的SLS装备(最大成形空间为1400×700×400mm),目前拥有110多家设备用户及100多家加工服务用户,市场主要集中在航空航天、汽车制造、军工和铸造行业等。作为公司总经理的冯涛,毕业于清华大学,曾任职于清华大学高分子材料研究所,具有较好的高分子材料和激光光学理论知识和实践经验,是我国最早从事激光快速自动成型技术研究的专家之一。他对于3D打印技术的应用与材料有着很深的造诣。早在1995年他就提出将SLS应用于快速精密制造。与其他3D打印机技术相比,SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。由于SLS成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛,适合多种用途以及SLS无需设计和制造复杂的支撑系统,所以SLS的应用越来越广泛。在他的带领下,隆源公司成功研制出铸造熔模、蜡模压型及铸造型壳等复杂工艺制作方法,后来又研制出聚苯乙烯粉末、资材料在3D打印中的应用方法,如今冯涛又着手研究金属粉末在SLS技术中的应用,并取得了一定的成效。在他看来,实现使用高熔点金属直接烧结成型零件,对用传统切削加工方法难以制造出高强度零件对3D打印技术更广泛的应用具有特别重要的意义。SLS成形技术在金属材料领域中研究方向应该是单元体系金属零件烧结成型,多元合金材料零件的烧结成型,先进金属材料如金属纳米材料,非晶态金属合金等的激光烧结成型等,尤其适合于硬质合金材料微型元件的成型。此外根据零件的具体功能及经济要求来烧结形成具有功能梯度和结构梯度的零件。随着对激光烧结金属粉末成型机理的掌握对各种金属材料最佳烧结参数的获得,以及专用的快速成型材料的出现,SLS技术的研究和引用必将进入一个新的境界。
广泛的应用领域
作为一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术,3D打印技术已广泛应用于航空航天、军工与武器、汽车与赛车、电子、生物医学、牙科、首饰、游戏、消费品和日用品、食品、建筑、教育等众多领域。可以预见的是,3D打印技术将更趋向于日常消费品制造、功能零件制造及组织与结构一体化制造的方向。
航空航天:航空航天产品具有形状复杂、批量小、零件规格差异大、可靠性要求高等特点,产品的定型是一个复杂而精密的过程,往往需要多次的设计、测试和改进,耗资大、耗时长,传统方法难以制造,3D打印技术以其灵活多样的工艺方法和技术优势而在现代航空航天产品的研制与开发中具有独特的应用前景。在国外3D打印技术很早就应用于航空航天领域。美国波音公司应用3D打印技术与传统铸造技术相结合,制造出铝合金、钛合金、不锈钢等不同材料的货舱门托架等制件;通用公司应用3D打印技术制造航空航天与船舶叶轮等关键制件;比利时Materialise公司的Mammoth激光快速成型系统,其一次性最大加工尺寸可达2200mm;在国内,北京隆源凭着自身的技术优势,我国航天部等部门及飞机制造公司提供直升机发动机、直升机机匣、蜗轮泵、钛机架、排气道(最大高度达到2800mm)、飞机悬挂件、飞轮壳等飞机零部件的生产服务。
军事工业:3D打印技术和传统制造技术相比,具有简单化,易 *** 作性等特点,特别是对于一些新材料的加工,成效尤为显著。比如铝合金一直是军事工业中应用最广泛的金属结构材料。铝合金具有密度低、强度高、抗腐性好,耐高温等特点,作为结构材料,因其加工性能优良,可制成各种截面的型材、管材、高筋板材等,以充分发挥材料的潜力,提高构件刚、强度。所以,铝合金是武器轻量化首选的轻质结构材料。美国军方应用3D打印技术辅助制造导d用d出式点火器模型,取得了良好的效果。在我国钛合金已经广泛应用于自行火炮炮塔、构件、装甲车、坦克、军用直升机等的制造。1999年,北京隆源自动成型有限公司利用3D打印技术,参与完成了若干项国家重点项目的开发研制任务,如:用于大推力火箭的液氧-煤油和液氧-液氢发动机;JS-Ⅱ型新式坦克的涡轮增压器,卫星陀螺仪框体;红外制导仪观测镜壳体等,进一步推动了我国军事工业的发展。
汽车制造:目前德国奥迪汽车公司(Audi)使用3D打印技术成功的KUKA机器人来制造的Audi RSQ汽车。随着我国汽车工业的发展,汽车产量的迅猛增长,但其中一些关键性零部件日趋复杂化、大型化和轻量化,要求零部件的整体化、集成化制造,采用模具进行翻砂制模的传统工艺,模具越来越复杂,活块数量也急剧增加,这些因素都制约了我国汽车工业的发展。为此,北京隆源公司总经理冯涛展开3D打印技术生产汽车发动机的研究。SLS是利用红外激光光束所提供的热量熔化热塑性材料以形成三维零件。加工开始时先将一层很薄(100μm~250μm)的热塑性粉末均匀地铺在工作平台上,辅助加热装置将其加热到熔点以下的温度,在均匀的粉末表面,计算机控制激光按照零件当前层的信息扫描,激光扫描到的地方粉末烧结形成固体,激光未扫描到的地方仍是粉末,可以作为下一层的支撑并能在成型完成后去除。上一层制作完毕后成型活塞下降一层,供粉活塞上升,用铺粉滚筒将粉体从供粉活塞移到成型活塞,将粉体铺平后即可扫描下一层。不断重复这个辅粉和选区烧结过程直到最后一层,这样一个三维实体就制作出来了。SLS最大特点一个是成型过程与复杂程度无关,因此特别适合于内部结构极其复杂的发动机缸体、缸盖、进排气管等部件;另一个重要的特点是成型材料广泛,特别是可以用铸造的树脂砂和可消失熔模材料成型,因此,可以通过与铸造技术结合,快速铸造出发动机的部件。SLS技术将快速成型与传统铸造技术有效结合快速制造复杂金属零件的技术。发动机的缸体、缸头一般都是铸造产品,利用快速铸造技术可以在很短时间内得到与最终产品材料一致、性能接近的发动机产品供测试与检验。冯涛认为,SLS技术与铸造技术结合,衍生出快速铸造技术,其工艺特征是简捷、准确、可靠和具有延展性,可有效地应用于发动机设计开发阶段中样机的快速制造。其适合单件和小批量试制和生产的特点,可迅速响应市场和提供小批量产品进行检测和试验,有助于保证产品开发速度。其成型工艺过程的可控性,可在设计开发阶段低成本地即时修改,以便检验设计或提供装配模型。有助于提高产品的开发质量,其快速成型原材料地多元性,为产品开发阶段提供了不同地工艺组合,由于SLS原材料的国产化和成型工艺可与传统工艺有机结合,有助于降低开发成本,其组合工艺的快捷性,支持产品更新换代频次的提高,有助于推动产品早日进入市场。利用3D打印技术,为汽车制造商生产发动机缸体、缸盖、变速箱壳等,不仅制造速度快而且精度高,从而使得汽车复杂零部件制造变得数字化、精密化、柔性化、绿色化。如今,国内众多的高铁、动车、地铁的发动机都有隆源的产品。
生物医药:目前3D打印技术也被应用到生物医药方面,包括骨骼、牙齿、人造肝脏、人造血管、药品制造等。在生物制造方面,欧美等发达国家研究较多、范围较广且已经取得临床应用:在美国利用SLA制造技术,使用生物相容树脂可以制作医用助听器、眼睛水晶体模型、人工牙齿等;在意大利利用SLA制造技术制造了人体骨骼修复体。1998年,北京隆源公司与北京大学口腔医院合作,由口腔医院将患者的CT扫描数据从CT工作站经Magics软件处理后传输至PC机上 ,以标准格式(Dicom 格式)刻录存储 ,提供给北京隆源公司,北京隆源公司利用开发研制AFS-320型快速成型机, 采用选区激光粉末烧结法 ,原料为聚苯乙烯粉末 ,制作成实体模型,医治颧上颌骨骨纤维异常增生症,取得了很好的疗效,同时在陈旧性颧骨颧弓粉碎性骨折的治疗,临床应用结果表明治疗效果良好。
重要的战略意义
3D打印技术有着广

1、若为无线网络,必须保证本机连接的无线网络与打印机连接的计算机网络是同一IP段;2、将计算机的工作组更改为打印机所在的工作组,步骤:控制面板—系统和安全—系统—系统属性—计算机名/域更改—工作组更改;3、打开控制面板,在地址栏中输入“\\打印机IP地址”,enter健确定会出现网络打印机,选中所在网络打印机右击—连接—安装打印机驱动—根据提示重新启动(实质是网络的重新连接)即可。4、第3步中,若出现无法连接打印机,确定打印机服务是否开启。步骤:运行(win+r)—输入:servicesmsc,在d出的服务框中,找到“PrintSplooer”,单击右键,选择启动即可。


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