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1典型單機深度拆解實驗
每批次中隨機選取10臺盡量同時具備電源、硬盤、光驅3個部件的臺式微型計算機主機,由各企業另外選定2~4名固定拆解人員單獨拆解并稱重,填寫統計數據,包括臺式機品牌、CPU型號、拆解產物完整性等信息數據,并將所產生的部分拆解產物(電源、硬盤、光驅)進行進一步拆解,要求拆除所有電路板,并盡量拆分金屬與非金屬部分,分別收集、稱重所產生的塑料、電路板、金屬、導線等物料,將該部件(電源、硬盤或光驅)拆解之后的所有物料用塑料袋密封并標識,放回到原來批次的拆解產物料箱,等待技術人員最終稱重。
2數據分析
2014年7月21—28日為拆解工作周。北京市固管中心和中國家用電器研究院項目組成員全程跟蹤、指導,配合拆解工作。通過3家處理企業7天的拆解工作,共拆解臺式微型計算機主機10013臺,得到100批次批量拆解數據和1000臺典型產品深度拆解數據,項目組通過對100個批次的數據進行統計整理,分析臺式微型計算機主機的部件組成情況、平均重量分布,并提出不同關鍵拆解產物的計算公式及相關物料系數建議。
2.1臺式微型計算機主機部件組成情況根據100個批次的拆解產物統計整理,項目組將臺式微型計算機主機的部件組成進行分析。根據表1可以看出各處理企業拆解的微型計算機主機的部件組成情況。其中,B公司準備的主機部件組成情況最差,各種產品均小于其他公司平均水平。另外,相對于不同的部件,主板的數量最多,平均每批次主機含有98.9塊主板;其次為電源,除了B公司之外,其他公司每批次均超過96塊電源。
2.2臺式微型計算機主機平均質量項目組將100批次式微型計算機主機單臺平均質量進行匯總統計,見表2。根據表2可以看出,C公司的平均質量最高,達到9.06kg,但僅有20個批次,而B公司的30個批次主機平均質量最低,僅為7.34kg。A公司的50個批次產品平均質量跨度較大,為5.2kg,其中最低為6.02kg,最高為11.22kg;而C公司的20個批次產品平均質量跨度較小,為3.86kg,最低7.60kg,最高11.46kg。本次實驗中的100個批次,平均質量分布極為分散。這種分散是由不同回收渠道的臺式微型計算機主機的部件組成不同造成的。A公司提供的主機有很大部分為企事業單位交投,完整性相對較好,平均質量也較高;而在第37~50批中,為社會源回收的主機,完整性較差。對于B公司,只有20%左右產品來自企事業單位報廢固定資產交投,而且由于原因絕大部分被拆除了硬盤,而來自社會源的產品缺件現象嚴重(圖1),因此,B公司的臺式微型計算機主機平均質量遠低于其他兩家公司。C公司提供的產品全部來自社會源回收商,但該公司對回收商提出明確要求,對缺件的主機配齊光驅、硬盤、軟驅、電源等組件,因此平均質量高于其他兩家公司。
2.3臺式微型計算機主機電路板系數計算方法研究由于電路板系數的算法尚未統一,項目組通過對臺式微型計算機主機的結構分析,對電路板系數的計算方法進行了研究(見圖2)。在臺式微型計算機主板、擴展卡(如顯卡)上含有一塊或多塊散熱片,其中一般只有CPU外散熱片可以輕易拆除,該散熱片也是主板中體積質量最大的一塊散熱片,平均質量占整塊主板的30%左右,材質多為鋁質,少部分CPU散熱片含銅管或純銅構造,則質量更重。電路板系數是否包含散熱片差別較大。另外,光驅、電源、硬盤等部件中均含有電路板,是否計入對電路板系數影響也比較大。由于電源中線路板含有電容、變壓器等大型組件,質量將近電源總質量的一半,且覆銅板品質較低,所以在計算臺式微型計算機包含部件中電路板的電路板系數時,將是否含有電源電路板分別計算(見圖3)。通過上述分析,項目組將是否包含CPU散熱片、是否包括光驅、硬盤、電源中的電路板等不同情況分別進行計算,提出4種電路板系數計算方法(具體計算公式見Q1,Q2,Q3,Q4)。由于在處理企業實際生產實踐中,拆解產物中的光驅、硬盤、軟驅、電源、散熱片、風扇等部件均在未進行進一步處理的情況下,被直接轉賣給下游處理企業進行資源化利用,所以建議采用不包含部件中電路板及CPU散熱片的電路板計算方法Q1作為臺式微型計算機電路板系數計算公式。
2.4臺式微型計算機主機電路板系數測算根據北京市3家處理企業共100批次總計10013臺臺式微型計算機拆解數據統計結果可以得到,臺式微型計算機電路板的電路板系數(Q1)為7.8%。為了對比其他地區物料系數情況的復雜性,適應多種電路板系數計算方法,本項目對其他計算方法下的電路板系數(Q2,Q3,Q4)也同時進行了測算。根據1000臺典型產品對該3部件的精細拆解數據(其中在電源的電路板計算當中,由于部分變壓器固定于電路板上,無法分離,故將所有變壓器計入電路板中),可以得到3家公司原料中光驅、電源、硬盤的電路板平均比例(見表3)。將該光驅、電源、硬盤中電路板比例與各批次3種部件總重量相乘,可以得到該批次部件電路板質量。從而,可以算出電路板系數Q2,Q3,Q4分別為10.0%,10.9%和18.1%。
3結論
乙方:
經甲方和乙方友好協商,就乙方與甲方合作以oem方式生產“____”牌微型計算機這一項目,現達成協議如下:
一、乙方授權委托甲方生產“____”牌微型計算機,甲方應負責“____”牌微型計算機生產、銷售的合法性,即“____”牌微型計算機可使用甲方代為申辦的生產許可證號。
二、乙方授權“____”牌微型計算機商標予甲方進行生產,詳細條款參見附件《商標授權委托書》。
三、在本協議有效期內乙方只允許委托甲方生產“____”牌商標微型計算機,甲方對“____”牌商標微型計算機只具有生產制造權,無經營銷售權。
四、甲方根據乙方每次訂單提出的具體規格說明書進行生產,甲方有責任嚴格按照有關標準進行質量控制。
五、技術參數標準、質量管理體系以甲方和乙方商議和質量文件為標準,甲方對質量負責,整機保修三年,其中第一年內保換,第二、三年免費維修,只收取配件成本費。
六、保修期限由乙方提貨當日開始計算。
七、甲方不負責對最終用戶(即乙方的客戶)提供售后服務;甲方僅向乙方提供非人為因素損壞的配件的保換、保修服務。
八、由于自然災害、雷電、事故等不可抗拒的,以及由于供電線路、犯罪等因素對系統造成的損害或軟硬故障,甲方有義務提供咨詢服務,但不屬甲方的免費保修范圍。
九、運輸及費用:
1. 1. 交(提)貨地點在 ,由甲方代乙方進行貨物運輸。
2. 2. 運輸方式根據具體的每次訂貨合同要求進行。
3. 3. 運輸費用負擔由雙方根據具體訂貨合同制定。
十、結算方式及期限:
1. 1. 當雙方簽訂本協議后,雙方將以此協議作為基礎,每次訂貨都由乙方向甲方下訂單,由甲方負責人確認后才視為合格的訂貨合同,不合格的訂貨合同不受本協議條款約束。 2. 2. 乙方向甲方訂貨的同時,首先向甲方提交該次合同總額的30%以上預付款。
3. 3. 每次訂單的余款在乙方提貨驗收完成之日,立即向甲方一次性付清。
4. 4. 甲方對乙方所訂貨物的交貨期限,從乙方向甲方交付預付款到帳之日起計算,十五個工作日內完成。
十一、驗貨的標準及方法:
1. 1. 乙方對貨物的驗收方法依據甲方和乙方商議認可的質量文件為依據。
2. 2. 乙方對貨物的驗收期限為收到貨物之日起算三天內完成。
3. 3. 乙方認為貨物有不良現象時,可向甲方提出異議。
4. 4. 提出異議期限為驗收貨物即日起算一周內書面向甲方提出,甲方在一周內給予處理答復,超過期限視為保修處理。
十二、違約及解決糾紛的方式:
1. 1. 當發生糾紛,雙方應本著互讓互諒的原則協商解決。
2. 2. 未盡事宜雙方協商后增加補充協議,補充協議經雙方認可后與本協議具有同等法律效力。
3. 3. 實在協商解決不了則向甲方所在地法院提出訴訟。
十三、本協議有效期為一年。
十四、本協議一式三份,乙方一份,甲方二份。
甲 方: 甲 方:
法定代表人: 法定代表人:
委托人: 委托人:
地 址: 地 址:
電 話: 電 話:
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關鍵詞:微型計算機;接口;輸入輸出
中圖分類號:TP301-4 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2013) 10-0119-01
在微機系統中,為了實現人機交互,人們使用了大量的輸入/輸出設備(I/O),如鼠標、鍵盤、投影儀、顯示器、音箱等等。
一、I/O接口基本概念
外部設備大部分是電腦機械類設備,具有獨立的時序和操作方式。微機與它們進行信息交換時,會遇到數據格式不同、工作方式不同、速度不匹配等方面的問題。因此,在主機與外設之間就出現了一個叫做接口的特殊部件,如圖所示。I/O接口處于主機與外設之間,它有一個與主機的界面和一個與外設的界面。
二、I/O接口的要求
匹配主機與I/O設備的傳輸速度差異。一般主機在傳輸信息時的速度遠遠高于O/I的傳輸信息速度,這便有了一個數據緩沖區。就是把原來要傳送的數據暫存在數據緩沖區內,在需要時可立即傳送。
實現數據格式的轉換。I/O傳輸的信息可是以數字量的,也可以是模擬量。數字量信號,I/O接口能把串行傳輸轉換為并行傳輸。而計算機不能直接處理模擬量信號,所以要把模擬量信號轉換為數字量信號,主機才能正常處理。
交換主機與I/O設備的狀態信息。在進行I/O操作時,I/O接口隨時采集設備的工作狀態,給主機提供查詢。這些狀態分為設備準備就緒、中斷請求、故障、停止工作等。
實現主機與I/O設備之間的數據傳送。I/O接口能識別主機送過來的命令,并且將送來的命令傳送給設備。如讀/寫數據命令。I/O接口還有可編程控制、讀/寫控制、輸入/輸出控制、中斷管理和對錯誤檢測的能力等。這些并不是所有的I/O接口必須具備的功能,應該控制的不同來設計I/O的種類。
三、I/O的尋址方式
微機對I/O設備提供獨立的編址方式,在80X86指令系統中設有專門的I/O指令。這些指令包括OUT指令和IN指令。IN和OUT指令通過寄存器的AL\AX或EAX作為傳輸數據的寄存器,用DX寄存器作為I/O地址,兩個字節為一個I/O地址。如圖2為PC系統板I/O口地址及擴展插I/O獨立編址。在80X86中,一般采取I/O獨立編址技術。外部設備在微機系統中的端口地址就是獨立編址的I/O設備地址。獨立編址I/O端口是用一個8位端口地址在系統板上來訪問I/O設備的,并且是需要專門配置I/O指令。如IN,OUT指令等等。
存儲器映像I/O方式。是將一個I/O端口看成一個存儲單元,訪問存儲器的指令時要均可訪問I/O端口。這樣存儲器映像I/O設備地址就成為了整個大存儲空間的一部分。不需專門配置I/O指令,如IN,OUT命令。
四、輸入輸出調試方式
(一)中斷方式。暫時中斷CPU的工作,執行外設的請求。等服務結束,再返回原來的工作狀態,繼續執行原來的程序。這樣可以節約時間,同時也提高了CPU的處理能力。
(二)程序控制方式。程序控制I/O方式,也叫查詢方式。在CPU與外設工作時,需要檢查是否“準備就緒”,只有“準備就緒”后,才能進行下一次的數據傳輸工作。在這種方式下,CPU不能同時與設備進行操作,因此,系統的運行效率就會降低。
(三)直接存儲器存取(DMA)方式。在DMA方式下,CPU無需參與數據傳輸的控制過程,所有工作都是由DMA控制的。直接存儲器存取方式能直接在設備與存貯器之間進行數據傳送。由于DMA采用硬件技術實現,傳輸速率高,但結構復雜,硬件成本也高。
(四)暫停方式。在A/D轉換過程中,計算機處于等待狀態,與此不執行指令,在轉換完結后,轉換的數據可以讀出。下圖為A/D轉換的調度方式軟件框圖
五、結論
微機系統在運行的過程中,I/O接口是一個重要的部分,I/O接口是外設與CPU連接的橋梁。微處理器是可控性,系統的連接性和可編程性,使硬件和軟件緊密結合在一起。上文重點介紹了接口的要求以及調試方式,保證了計算機系統的正常運行。
參考文獻:
1、字長:字長是指計算機CPU能夠直接處理的二進制數據的位數。
2、時鐘頻率是指計算機CPU的時鐘頻率:主要的單位為兆赫茲(MHz)或吉赫茲(GHz)。
3、運算速度:通常所說的計算機的運算速度一般用百萬次/秒(MIPS)來描述。
4、存儲容量分內存容量和外存容量:這里主要指內存容量。目前微型機的內存容量已達數GB。
移動互聯是一張網,一張粘著力極強的大網。粘住了IT品牌,粘住了廣告商,粘住了開發者。而且所有人都在試圖把這張網越織越大,大到能承載著一場數字生活形態的變革。
而今,這張網的藍圖依然就緒。
人們只要打開時尚科技的窗,就能看到這張掛滿了各種平板和智能手機美夢的網。CES上的各家新貴正站在這網的中央。
他們在私語什么?
他們在猶豫什么?
他們在期待什么?
現在就跟隨我們一起走近他們,去探尋2011移動互聯的崛起之路。
26個關鍵詞解讀CES 2011
在CES 2011上移動互聯網廠商的表現十分搶眼,這里列出從A到Z二十六個給我們印象深刻的關鍵詞,大家可以從中對這次盛會有個大概感受。
CES 2011的移動互聯熱點
CES 2011雖然已經落下帷幕,但由它所引發的業界熱點風暴卻才剛開了一個頭。面對CES 2011所帶來的新興技術與未來的熱點發展趨勢,尤其是在面對移動互動終端市場這塊現在炙手可熱的大蛋糕,每個廠商都夢想著劃分出屬于自己的那一塊。
如何才能成功?誰又能成功? CES 2011給業界、廠商和消費者帶來的究竟是什么?為了更加透徹地解讀CES 2011上以平板和智能手機為代表的移動互聯相關資訊,《微型計算機》特別邀請到了三位重量級的嘉賓,請他們與我們的CES特派記者夏松一起,來聊聊CES 2011所要傳遞給消費者和整個行業的信息資訊。
CES 2011,平板最熱Mc記者夏松大家好,歡迎做客《微型計算機》線下演播室。今天想和大家一起聊聊CES2011上的一些熱點技術。李易和項立剛老師都算是業界的資深評論員和觀察員了,吳海東先生也是業界的資深專家。我先來拋磚引玉,大家認為本次CE展會的最大熱點是什么呢?
平板:
哈哈,李易老師的反應真快。為什么這么說呢?
為什么?您這么問就象問我為什么春節火車票這么難買一樣。這已是科技圈公認的事實,沒得話說的。
嗯,我也同意李易的觀點,
CES 2011的熱點自然是平板。以iPad為典型的平板正在逐漸成為最惹火的話題。另外,我認為體感操控會越來越強大,而且會逐漸被引進到各種終端設備的操作之中。看看微軟對Kinect的態度以及CES上眾多的體感設備,你難道不覺得嗎?
NO,NO,各位。平板,雙
核手機、體感等東西固然是熱點,但CES 2011上最大的亮點卻是摩托羅拉的重新崛起。(廣告時間??)因為摩托羅拉率先提出了一個以Atrix 4G和Webtop技術為代表的革命性、創新性的互動計算體驗,也算是開創了移動計算的新時代吧。
咳咳,吳老師,跑題了,跑題了……哈,情不自禁,情不自禁
平板趨勢:國產廠商還需努力
好吧,其實我跟大家的觀點一樣――平板是CES 2011的最大熱點。我本人去現場的時候也看到了諸多的知名與不知名廠商的相關產品,這一切讓我感覺有些似曾相識,似乎在手機領域,MP3領域以及上網本領域內都曾出現過類似的形式――大小廠商一窩蜂地涌入這個行業。那么以大家的觀點來看,平板會不會與當初的上網本走上相同的發展軌跡呢?如何看待平板與上網本的關系?
我說說我的看法吧。其實我當初對上網本不看好,而Pad這個東西和上網本是有區別的,上網本是PC概念的延續,不是PC的延續與擴展。而Pad則是重新劃分的介于手機與PC之間的新切入點,你可以將其看作一個全新的領域,這一點和上網本是截然不同的。所以,平板與上網本的發展軌跡必然不一樣。不過,我認為上網本本身會逐漸消失,但不是給平板吃掉的,而是自然地在市場規律作用下消失。
我認為平板不會與上網本的發展軌跡一樣。上網本其實就是低端筆記本電腦,平板則改變了筆記本電腦的原生態。事實證明,無論業界怎么包裝概念,在消費者眼里,上網本始終還是一臺筆記本電腦,只是尺寸小,價格低而已。也正因為如此,很多第一次購買筆記本電腦的消費者也瞄準了上網本,這和業界原本賦予它的第二臺甚至第三臺筆記本電腦的定位大相徑庭。反觀以iPad為領頭羊的平板則徹底改變了筆記本電腦的原生態,消費者可以清晰地判斷出其不同的定位,從而根據自己需求進行選購。某種程度上我們可以這么理解,筆記本電腦是生產工具,平板是生活工具,筆記本電腦用來制造數據,平板則用來消費數據。所以二者的發展軌跡不會重合。
上網本最初是由PC廠商提出的解決方案,性能不如主流筆記本電腦,待機時間也不佳,最后被山寨搞垮了。之前華碩提出了上網本是有錢人的第二臺電腦’的口號,其實這是對的,然而很多廠商將上網本定位在兩三干元的低端市場,而這類用戶并不是把上網本當作第二臺電腦使用,廣泛--的用途對硬件性能提出了較高要求,于是上網本的缺點暴露無遺,遭致低端用戶抱怨。而高端用戶因為上網本的泛濫,也瞧不起這類產品,于是上網本落得兩邊不討好的下場。
平板則是手機廠商主導最先提出的解決方案,主要優勢有四點待機時間更長、穩定性更好、利潤更大、使用體驗更好。個人大膽估計一下,平板今后會吃掉所有的上網本份額,還會搶占電子書、音樂播放器乃至筆記本電腦的一些份額。
看來大家都一致看好平板的發展趨勢,認為它會迅速成長并成為市場主力也只是時間上的問題。我一直在想,國內的平板市場從2010年來都是雷聲大雨點小的局面,如果要呈現井噴式的爆發,各位老師認為會在什么時候、有沒有什么必要條件的刺激才能看到平板產品的集體爆發呢?
平板的爆發我估計會在2011年中期。從技術上來講,需要相對比較完善,而價格上需要大部分消費者能接受,這個時候平板才有可能爆發出來。iPad已經在技術上做出---了最好的典范,現在大家都在向它靠攏。如果價格上能取得比較好的突破,就一下子會爆發出來了。
項立剛老師的意思是價格一旦不成為障礙的話,平板就會爆發。那么李易老師,你的觀點是什么?
我覺得平板的爆發期會在2011下半年,而要出現井噴式的爆發局面,必要因素是出現至少一款堪比iPad的非蘋果系產品。缺乏領軍產品是爆發不出來的。
堪比iPad的產品7你指的是像MOTO XOOM,樂Pad@Eee Pad這樣的明星產品嗎?李易老師,在你看來的話,怎樣的平板產品可能獲得成功?
四大因素品牌+產品體驗+應用軟件+價格,廣受人民群眾
愛戴并自發傳播口碑的產品自然會成功。 岔一下,什么樣的平板能成功這個問題我也想說兩句。第一,要看產品的設計實力,第二,還得看原材料采購,必需要有足夠的原材料采購的實力。所以我認為只有大廠商才有機會扮演領軍產品的角色,而小廠商由于在原材料采購商的劣勢,很難去扮演這個爆發的領軍人物的角色。
嘿嘿,是啊,設計實力與體驗才是成功的關鍵因素。就像摩托羅拉XOOM代表了行業最高的硬件水平,起點比iPad高,運行速度優勢明顯……
吳老師,打住,你這不是又在打廣告么。
CES上的平板產品的確很熱鬧,看得我都有眼花繚亂的了。回到咱們最關注的市場問題上來,如果把這次平板的熱點看作是眾廠商對蘋果iPad的一次“圍攻”的話,那么誰有可能在這次類iPad的平板戰爭中取得首戰勝利呢?
這個的確還有待觀察,因為目前有潛力做到首戰告捷的廠商有不少,比如三星,惠普以及MOTO均有可能。
從技術上而言,我個人對MOTO XOOM很看好,技術上做得很不錯。不過這個價格估計是700美金或更高,算是目前最貴的平板了,如果再便宜一點就好了。在市場要全面開花的話,還需要一點時間,這就要看廠商的市場策略如何了。我認為MOTO跟惠普有比較大的機會成為首戰勝利的贏家。
這個……這個話題我就不發表意見了,不過還是謝謝李易和項立剛老師對xOOM的信心。
好吧,讓我們再把焦點放在國內的市場上。對眾多的國內平板制造商,無論它是傳統lT廠商3C廠商還是所謂的第三方“山寨”廠商,國內的這些廠商要與三星、惠普以及MOTO等國際大廠競爭的話,他們的出
說句不客氣的話,我覺得純“山寨”的廠商沒有出路(不包括聯想、華碩等國際性的中國廠商)。如果要說這些廠商有希望,那么唯一的出路只可能在于整個市場都處于拼價格的階段時,也就是說完全沒有技術上的問題時候(國內廠商)才有
項老師,您認為國內的廠商沒有任何機會嗎?
是的,你看最近一段時間沒有一個像樣的國內廠商產品。不是很厚很燙,就是反應不靈敏,結果導致高端人士不需要,低端人士也不是必需,非常尷尬。
個人建議,大部分國內平板電腦廠商不妨放棄和iPad的正面戰爭,建議走行業應用及兒童玩具市場。做蘋果不做的領域,也許能取得奇效。
嗯,我個人還是較為贊同李易老師的觀點。如果國內的廠商要與iPad正面交鋒的話,在研發實力和產品設計功底上都有不小的差距,也許另辟蹊徑,做一些蘋果在國內還沒做或者做不到或者不屑于做的領域,也許還更容易獲得機會。
我們都知道,價格是國內的大眾消費者最敏感的產品參數,沒有之一。對于類iPad的平板產品而言,其價格段在什么區間內才能為國內的消費者所接受呢?大家有什么建議?
1500元--3000元人民幣,太低就山寨,太高的話我為什么不買iPad?
3000元以內是個機會,如果能做到2000元~1500元,對中低端用戶更有吸引力。 看來二位老師對于國內消費者的心理價位段的預估是出奇的一致啊,吳海東老師您怎么看呢?
我認為平板最終會覆蓋各個價格段,無論是2000元、3000元還4000元、5000元。但一開始所有廠商都需要做好設備,給用戶留下好印象,而不是一開始就一味追求低價。先做好高端產品,然后通過先鋒型消費者的口口相傳和推薦,再推廣至中端消費者,最后才是向低端市場普及,這和智能手機的發展趨勢一樣,這也符合行業健康發展的需要。
智能手機:Android抗衡ioS。更強更快成趨勢
感謝大家對于平板行業的見解,非常精彩。除了平板之外,其實作為另一個非常重要的移動互聯終端設備――智能手機,本次在CES大會上也是出盡了風頭。尤其是吳海東老師,你家的MOTO Atrix 4G的風頭更是蓋過了所有參展的智能手機,還被評為CES 2011最佳產品。接下來我們想來聊TCES 2011上與智能手機相關的話題,首先我想請各位談談你們對于當前智能手機行業現狀的一些看法。
其實現在智能手機呈現出來的趨勢很明顯。首先從技術上來說,高速,多核,大屏以及更高續航時間是當前主流智能手機的必爭之點。其次,從市場端來說,智能手機已經進入普及階段,更便宜的價格是必然的結果。
智能手機的市場現狀?
很簡單,就如當年筆記本電腦興起之初一樣,開始時萬馬奔騰,最后則幾枝獨秀。智能手機市場正在向幾枝獨秀的方向發展,或者說,目前已經形成了幾枝獨秀的局面。
吳老師,作為手機制造廠商的專家,您對此怎么看?
項老師和李易老師說得都有道理。不過我認為智能手機目前面臨的最大問題是同質化十分嚴重,從低端到高端產品都存在這一問題,因此CES 2011上也沒有出現太多令人激動的智能手機新品。再舉個例子,Artlx 4G之所以能被評為本屆CES的最佳產品,是因為它拿出了不一樣的整體解決方案,而別的同類產品只是在一味追求更薄,大屏而已。所以我認為當前的智能手機市場現狀首先必須解決的問題就是同質化,否則到最后大家的競爭點除了價格之外,真沒別的東西了!
好!吳海東老師的話我也是深有感觸。智能手機如何才能加強市場競爭力l真的需要每一個手機廠商去用心思考了。
說到智能手機,我倒是想起了對于本次CES大會上微軟的一大熱點――手機用的Windows Phone系統,各位如何看待?項老師,您先說?這玩意兒我還真沒太多的試用,沒太多發言權。不過從我了解的情況來看,從市場情況來說不是很強,我對它不是特別有底。
不!我看好WP7(Windows Phone 7),因為我是Windows Mobile的常年用戶。以我之見,未來智能手機操作系統必將四分天下――iOB,Windows Phone,Android,BlackBerry。
嗯哼?您覺得自行車還有前途嗎?答案同理。目前的形式來看,我認為是And roid在獨力與rOB進行對抗,而Wlndows Phone或者BlackBerry都未表現出能與這兩者相直接競爭的優勢,尤其是在國內市場。大家對此有何看法?
重復一下,iOS,WindowsPhone,Android和BlackBerry彼此之間不是抗衡,而是四分天下。
我覺得不是四分天下,而是雙雄競爭。毫無疑問,在美國市場上AndroidE經超過了tPhone,支持的廠商多。我認為智能手機市場在不久之后會出現PC市場的格局封閉的Mac OS自成一家,而相對開放、使用者更多的Windows占據了大半
江山。所不同的只是And rotd會取代wlndows,而iOS取代了Mac OB而已。
我與項老師的觀點比較一致。一直以來,美國市場在全球具有標桿示范作用,而美國的SmartPhone時代已經來臨,在美國市場上Android的份額確實已經超過了LOS,這預示著世界其它各地也會照此發展。
看來項老師,吳老師和我的意見都是Android與iOS的雙雄格局,而李易老師則認為會是四分天下--之勢,究竟市場會如何走向,不妨讓我們慢慢觀察。
下面讓我們談論一下未來智能手機的一些技術上的發展態勢,如果讓我們做一個預測的話,未來智能手機將會呈現怎樣的發展趨勢?
第一,體感、多向陀螺儀、熱感應以及動態感應等潮流技術將逐漸搬上手機,
第二,低功耗的屏幕會成為智能手機一個非常重要的性能衡量參數,
第三,手機存儲變得更重要。 綜合來說,我認為未來的智能手機會成為一個高度整合的,集通信,娛樂,辦公三位一體的整合式便攜工具。李易老師認為呢、
很簡單,更高更快更強,配置高速度快、性能強,當然還有更賤,價格更賤。
嗯,同意,更強更快。
打個岔子。吳海東老師,我注意到MOTO本次CES上的兩款重量級產品Atnx 4G智能手機和XOOM平板的關注度都非常高,對這兩款產品而言,MOTO是如何給它們定位的呢?會彼此沖突嗎?
摩托羅拉的智能手機和平板是同一個定位――MobiIeComputing,為滿足用戶的移動計算需求,提供了平板和智能手機兩種方案。摩托羅拉的高端智能手機上都會采用Webtop方案。在手機到PC之間,平板的體驗更偏向PC,擁有Webtop的智能手機更偏向手機,摩托羅拉也不清楚誰會更受用戶歡迎,最終選擇評判權還是在用戶手里。
說到智能手機,我倒是想起了這次CES上與智能手機關系很密--切的~個領域4G網絡。大家都知道在國內3G網絡才開始逐漸普及,而且呈現出WCDMA一邊倒的局面。那么在4G網絡開始在世界上嶄露頭角的時候,大家認為它在國內的前景如何呢、
前景肯定一片光明。中國移動迫于TD-SCDMA不給力,一定會發力TD-LTE,這在客觀上成為4G在中國發展的催化劑。我看好4G在國內的前景。
不,我倒是認為很多人對4G有過高的期望值了。移動誠然有很大希望走在4G網絡時代的前面,但是不要抱太高期望。
設想一下,4G網絡出現的話,會給智能手機的應用帶來哪
需要高流量的應用將進一步普及,比如視頻電話、高清視頻等。
不會帶來多大的質的變化,從2G到3G是革命,但是從3G到4G卻不算是革命性的變化。3G是全新的業務體系,4G雖然速度較快,但一旦大量用戶進來之后,速度也會變慢,因此4G對用戶的體驗來說沒多少根本上的改變。
就目前的情況而言,4G網絡我認為要在國內發展并普及的話,還有很長的路要走,也許這個-時問會是3年5年,你們認為呢?
我認為不需要那么久。個人估計2011年以內部分城市將試驗性商用,在兩年內普及程度有望達到和現在3G網絡差不多的狀況。
一年?國內,2013年或2014年能上4G就不錯了,要普及,至少得2015年之后去了。
非常感謝李易,項立剛和吳海東三位老師來《微型計算機》線下演播室做客。三位不但對行業有自己獨到的觀察視點與見解,而且對整個移動互聯領域也提出了自己的獨特建議,尤其是針對國內廠商的一些建議我覺得是非常有見地的,相信你們的觀點一定會帶給消費者和廠商諸多寶貴的有價值的參考。再次感謝三位嘉賓給《微型計算機》讀者帶來的精彩發言,希望今后在《微型計算機》雜志上能看到更多你們的精彩行業視點,帶給讀者和消費者們更多實
專家觀點總結
平板蓄勢待發,2011年中期爆發,國產廠商要走差異化競爭路線,平板價格在3000元以內會較有競爭力,智能手機呈現出Andreid與iOS的雙雄爭霸局面,4G網絡要進人國內為時尚早。
平板已成最大熱點,如果出現一款堪比lPad的產品,平板會在2011年下半年集體爆發,國內平板電腦廠商應該放棄和iPad的正面戰爭,建議走行業應用及兒童玩具市場。1500-元3000元價格段的平板產品最容易--被消費者接受,未來智能手機操作系統會四分天下 Android,iOS,WindowsPhone以及BlackBerry。
從谷歌搜索看CES 2011
CES 2011既是消費電子領域內的一次高新技術和品牌實力的比拼,也是一場各大企業爭奪用戶眼球的戰斗。除了蒞臨現場的數5-75觀眾外,還有數量更為龐大的全球用戶通過互聯網關注著這場昭示消費電子未來發展的盛會。相信大家和我們一樣,都很想知道在本屆CES展會上哪些新品、技術乃至品牌、企業最受歡迎。為此,我們以樣本數量巨大的谷歌搜索數據為基礎,給CES 201I上方的參展企業、品牌、熱門話題以及新品排了座次。
我們是如何排序的?
首先,我們通過谷歌搜索引擎搜索關鍵詞,獲取指定時間段的搜索結果數量。盡管CES 2011是在美國當地時間2011年1月6日~10日舉行的,但考慮到1月5日部分廠商提前召開了新品會,因此我們將1月5日~10日的搜索結果均統計在內。至于股價漲幅(跌幅),則是以某支股票1月10日的收盤價減去1月4日的收盤價再除以后者,并乘以100%所得到的結果。
Mc點評:CES的召開無疑帶來了大量人氣,而參展廠商紛紛拿出了看家本領,通過其最新的產品、技術或理念盡可能多地賺取眼球。其中,產品、技術或理念越先進,人氣飆升越快,反之則反響平淡。ARM一向比較低調,此前關注的人不多,但在NVIDlA拋出“要造ARM架構的桌面處理器”的“重磅炸彈”,以及各式各樣平板幾乎清一色采用ARM架構的處理器后,人氣關注度急劇上升。摩托羅拉的重新崛起也是本屆CES上的一大亮點,憑借此前推出的Android手機大獲成功并打出XOOMgDAtrix 4G兩張王牌,重新贏回了人們關注的目光。或許大家會問,英特爾、華碩、聯想等品牌的表現也很賣力,可為何名落孫山?事實上,盡管這些品牌在展會期間的關注度并不低,但由于它們原本便是CES 2011開幕前各家媒體預測的大熱門,其的新品早早就放出了風聲,因此用戶的關注度變化不大。
MC點評:本屆CES展會上涌現出了很多令人眼前一亮的平板和智能手機新品,到底誰最受歡迎呢?根據全世界大多數人的選擇,摩托羅拉的首款Android 3.0平板XOOM以130萬條搜索結果(領先第二名近一倍)的絕對優勢問鼎這一桂冠。智能手機方面,索尼愛立信Xperia Arc LTl5i憑借全球最
薄的機身設計以及較高的硬件規格,在眾多同類產品中最吸引眼球。第三名則被本屆展會上摩托羅拉推出的另一款新品Atrix 4G獲得,顯然大家對于Tegra 2核心和Webtop技術的結合充滿了期待。從本榜單上不難發現,特色越鮮明的產品越容易吸引用戶注意,若沒有軟件、設計或技術上的特別之處,則很難在一眾采用高規格硬件的Android終端中脫穎而出。
MC點評:除了硬件產品外,未來移動平臺的爭奪同樣令人關注。誰能取代Windows Moblle,Symblan以及unux雄霸移動操作系統市場?從目前來看,Android,Windows Phone以及iOS明顯比其他平臺更受追捧。Symbian雖然了最新版本,但推出的時間太晚且缺少令人眼前一亮的新特性,沒能給用戶留下深刻印象。有鑒于此,我們建議消費者在選購時最好是從前三類平臺中選其一,否則終端和應用的數量和質量很難保證。
MC點評:我們統計的20支股票中,有一半的股票在CES展會期間上漲。這些股價上漲的公司,沒有一家不涉及到移動通訊計算,可見大眾對移動互聯網市場充滿了信心。上漲的股票中,NVIDIA公司的股票被大幅推高,因其Tegra 2已經量產,并大范圍用在移動通訊設備上,未來一年業績看好。雖然摩托羅拉(移動設備)在大會上有耀眼的表現一口氣推出多款4G產品和與iPad對抗的XOOM,但是由于摩托羅拉剛被分拆為商用設備和移動設備兩個獨立公司,消費者對還是對摩托羅拉(移動設備)的信心還不足,需要更多時間來重新贏得投資者的信心。至于英特爾的股票下跌則屬于利好出盡,投資者對其產品的信心投資已經透支,適當下跌屬于理性回歸。索尼,HTC、宏暮,聯想等公司股票不好則是由于他們在移動通訊市場缺乏足夠的核心技術所致。至于傳統移動市場的老大諾基亞的股票下跌還是由于老原因――沒有足以和蘋果公司和谷歌公司抗衡的產品和技術推出,移動通訊市場不斷被這兩家公司蠶食,投資者信心不斷下降所致。
研究型教學就是在課程教學中,教師以與教學內容相關的實際問題為載體,組織和指導學生在學習過程中有目的地、相對獨立地進行探索研究,從而提高學生運用知識解決實際問題的能力,促進學生思維水平的發展,使學生從中感悟到科學研究的基本策略和方法,受到科學思想的熏陶,為培養學生的創新精神和創造性思維打好基礎。在“研究型教學”中,教師的作用不是“教”,而是“導”,即啟發、誘導、疏導。
“微型計算機原理”是電子、通信、計算機、自動化、測控技術、機械等專業的專業基礎課。該課程對上述專業學生的專業能力教育、創新教育起著承上啟下的作用。微型計算機是一門發展非常快速的科學,中央處理器的升級換代周期以月計。新理論、新技術、新成果、新機型層出不窮。這就注定了在“微型計算機原理”的課程教學中,必須貫徹研究型教學的理念,也就是將新的理論、新的技術以靈活多樣的形式貫穿于課程教學之中。
“微型計算機原理”課程教學內容繁雜,硬件、軟件并舉,在課程教學中開展提出問題,推斷、猜想和假設,歸納、分析與論證,評價、交流等研究型教學的模式,可以進一步提高“微型計算機原理”課的教學效果,本文將結合“微型計算機原理”課程教學實踐,對在課程教學中如何貫徹研究型教學模式略述拙見。
一、研究微型機基本結構,建立整機觀念
從20世紀80年代至今,“微型計算機原理”課程隨著微型計算機的發展經歷了8位機、16位機、32位機的更新換代。幾乎是10年一次更新,幾年后教科書的內容就已經過時了,實驗設備就需升級或更換。然而,無論cpu的更新速度很快,微型計算機的組成結構基本上沒有變化,這有利于在“微型計算機原理”課程教學中以整機結構為主線進行研究型教學,引導學生通過研究整機基本結構,建立整機概念,追蹤微型計算機的發展,研究微型計算機的發展思想。
在課程教學的第一節課,將“微型計算機原理”課程的教學內容按微型機的cpu、存儲器、i/o接口3大部分劃分歸位,使學生在課程學習的開端就認識微型機的整機結構,引導學生從整機結構角度學習、研究微型機的工作原理。
在課程教學中,強化微型機三大部分通過3總線連接的基本結構的教學,使初接觸微型機工作原理的學生通過微型計算機的基本結構學習,縱觀8位cpu、16位cpu、32位cpu、64位cpu的發展和更新,研究cpu的更新換代進化特點,更新進化目的及以后的發展趨勢。
“研究型教學”突破原有課程教學的封閉狀態,把學生置于一種動態、開放、主動、多元的學習環境中,為學生提供更多的獲取知識的方式和渠道,培養學生創造思維的品質,進而推動他們去關注科學的發展、了解科學發展趨勢,并積累一定的感性知識和實踐經驗。
二、以前序課程為基礎,引導學生研究和解決微型機硬件問題
“模擬電路”、“數字電路”、“電子技術”是微型計算機原理課程的前序基礎課,學生通過對這些課程的學習,已建立了有關電路的基本概念,掌握了應用電路的基本理論解決實際問題的技術。
“微型計算機原理”課程教學是以這些課程的基本理論為基礎來講述微機的硬件結構的。涉及到的是大規模集成電路的內部結構及外部特性,面對大規模的集成電路,學生認識到計算機硬件系統是高度復雜的電子線路,會感到難以理解和掌握,有看不見、摸不著的感覺。因此,在教學中,應強調微型計算機的3大組成部分,引導學生深入分析,從層次觀點來認識計算機的硬件組成,把它歸納為數字邏輯層、微體系結構層和指令系統層,分析各層在實現計算機功能上的地位和作用,上面一層的實現是建立在下面一層的基礎之上的,實現的功能更強大,更接近于解決問題的的思維方式和處理問題的具體過程。這樣分層有利于簡化處理問題的難度,便于將精力集中于最關心層面的問題上,也清晰地指出微機原理課程的定位。研究型教學的目的之一是讓學生從分析問題的過程中學到科學的思維方法,在遇到具體問題時,能夠有意識地應用這種方法去處理問題、解決問題。
在研究cpu的基本結構時,推斷實現cpu基本功能的電路設計方案、設計思想,歸納、總結cpu升級換代的實現方法。利用研究型教學模式,將cpu升級換代過程中對繁雜和枯燥的型號、功能的教學,融入到基本功能實現電路的設計研究中。
在研究型教學中,問題的結論是未知的、非預定的,結論的獲取也不是從書本上直接得到的,而是學生運用類似于科學研究的方式,以已掌握的科學知識和技術為基礎,通過假設、設計和求證,最終解決問題,得出結論。這種探究實質是學生對科學研究的思維方式和研究方式的學習、運用,目的在于培養學生創新意識和實踐能力。
三、引導學生探究指令系統,培養創造性思維
指令系統是微型計算機原理課程教學的重點教學內容之一,而指令系統的學習、掌握是比較枯燥的。不少學生在指令系統的學習過程中,往往難以進入狀態,感覺指令很難記,不少初學者往往長時間徘徊在指令系統中而不得要領。
研究型教學模式的特點是引導學生探究教學內容,激發學習興趣,使他們的自主學習。首先讓學生認識到指令系統是計算機硬件和軟件的橋梁,各種功能豐富的應用程序都是源自這些單一功能的指令,讓學生體會到這是一個創造的過程,激發他們的學習興趣。在指令系統的教學中,從尋址方式到指令的分類學習,引導學生以探究的方式去學習、研究。如在討論了數據傳送指令后,以某一條指令為例,討論機器碼的組成元素,引導學生探究不同型號的cpu指令系統的不兼容的原因。不能死記指令系統,以尋址方式為基點,按功能歸納不同類別指令,引導學生通過歸納、總結、記憶,區分非法、合法指令,掌握指令系統。
“研究型教學”把學生的整個學習過程看得比結果更為重要,讓學生獲得親身體驗。在這一過程中,關鍵是能否對所學知識有所選擇、判斷、解釋、運用,從而有所發現、有所創造。通過誘導學生的探究過程來培養他們的創新精神、動手能力和解決實際問題的能力。
四、建立研究型教學的教學觀念
傳統的教學觀,把學生當作盛知識的“容器”,目的是“教會學生”,在課程教學中表現為教師“講科學”,學生“聽科學”。在現代科學飛速發展的今天,這種教學方式已不再適應創造性人才的培養,只有開展“研究型教學”,形成“在研究中學習”的教學觀。培養學生“學會學習”的能力、創新能力,使學生掌握科學研究問題的方法。在“研究型教學”中,教師要深刻認識、注重學生的能動性,充分發揮學生的主體性,激活他們的自信心,激發他們的興趣,為他們展示自己的聰明才智創造機會,同時也要尊重、信任、賞識每一位學生,形成教學平等的教學觀念。
“研究型教學”設計的是一種未知過程的想象和探索,它需要最大限度發揮教師的創造力,教師在教學中應從更高的層面和更廣闊的視角出發,同時,根據“研究型教學”的內容和學生發展需要對教學內容及課程教學方式作出新的構思和處理,設計適合“研究型教學”的教學方案,根據方案進行具有特色的教學活動。在“研究型教學”中,教師適時創新開發一些教學設計,有助于培養學生的創新思維。
研究型教學要求教師從知識的傳遞者轉型為學生學習的指導者、組織者、合作者,從僅僅關注課程教學內容本身的知識到同時關注課程與實踐的聯系、課程的前沿知識、課程與相關學科的聯系,教師不僅要為學生傳道、授業、解惑,而且要參與、組織、指導學生進行研究。
“研究型教學”強調以學生的自主性、探索性學習為基礎,整個學習過程中注重讓學生始終擁有高度的自主性,引導學生對學習過程進行自我設計和自我控制。教師在課程教學中融合、組織多方面或跨學科的知識內容,有利于學生對知識融會貫通和多角度、多層面地思考問題。
關鍵詞:技工院校教育;計算機基礎;教學
隨著網絡技術的快速發展,計算機的應用逐漸深入到各行各業,具備利用計算機來獲取信息和處理問題的能力成為學生將來進入社會工作的必備條件。由于計算機基礎是各專業的一門必修公共基礎課程,且被列入我省“計算機辦公軟件應用”中級工考證的統考科目。目前技工院校正在蓬勃發展,但是由于技工院校學生的基礎參差不齊,給教學帶來了一定的困難,因此如何保證學生能順利通過考證是否新形勢下課程改革面臨的新挑戰。
1 計算機基礎課程特點與現狀
1.1計算機基礎課程是一門實踐性很強的的課程。在計算機技術中更多注重的是應用,因為很多應用軟件的本質僅僅只是一種工具,而對于技工院校的學生如何應用才是重點。如在介紹“常見漢字輸入法”時,只需要在理論課上講清不同漢字輸入法的規律和規則后,再讓學生根據實際情況選擇一種適合本人操作的輸入法,如拼音或五筆。再通過“游戲式”的上機操作進行強化訓練,不但提高了學習興趣,而且達到理論與實踐的最佳結合。
1.2計算機基礎課程是一門應用性很強的課程。當今社會計算機的應用逐漸深入到各行各業,計算機已成為人們工作、生活、學習必不可少的工具,但是對于很多軟件的使用方法是具有共性的,因此學好這門課將直接影響到其他專業課的學習,特別是與軟件應用相關的專業,如室內設計等。
1.3學生上機面臨誘惑多,需要正確引導。由于計算機具有通用性和多用性的特點,初次接觸計算機基礎課程的學生難免會對計算機的強大功能所吸引,好奇心促使他們對計算機內資源會作進一步了解,但這種求知的欲望需進行正確的引導,否則容易因自律差導致注意力分散,不利于技能的掌握與提高,如對游戲產生濃厚的興趣,甚至沉迷于游戲中。
2 計算機基礎課程教學對策
2.1教學計劃靈活安排 以往的授課模式,總是按照教材內容的順序,按部就班地先介紹計算機硬件的基礎知識,實踐證明這種教學模式對于學生的學習并沒有很好的引導作用,往往起到反作用的效果,使學生學習的興趣大打折扣。但是如果通過計算機硬件拆裝實踐的過程中去介紹相關的理論知識則可以起到非常良好的學習效果。因此在教學計劃上,可在教學大綱的指導下,根據實際,靈活安排教學方法,如采用任務驅動和分層教學法。如在講授Excel的“公式與函數的運用”時,先設計一個實用或典型的案例(如學生成績冊)引入教學任務,從而作為本課的學習切入點,接著介紹相關的教學內容,最后讓學生動手操作完成任務。在完成任務后結合學生完成結果進行總結點評,使教學內容得到最大的擴展,學生也能在享受成功的喜悅氛圍中學習,有效地提高學生的學習情操。
2.2授課上要“精講多練” 結合應用軟件的工具本質,在教學中更應充分注重實踐性,提高課堂教學質量。對一些應用性不強的內容可適當調整教學方法,如簡單介紹即要。技工院校的學生不善于對理論的學習,但是對于動手的技術學習卻顯得非常靈活,所以提倡“精講多練”。“精講”要求教師只介紹內容的精髓和基本知識點起到引導作用即可;“多練”要使學生有機上、有目標、有實效。多安排上機課,使學生有更多的時間操作中體會、思考、總結、提升,這樣直接培養學生實際動手操作及獨立獲取知識的能力。
2.3教學方法上注重啟發 教師在授課時對學生不僅要“授之以魚”,更要“授之以漁”,講究方法規律,重在點撥,學法引導。如從教科書解了Windows XP 及Office 2003的知識,其本質僅僅是微軟公司的一個操作系統及辦公軟而已。對于軟件的學習必須讓學習充分地懂得軟件只是一種工具,并不神秘,最終的關鍵還是靠人。因此學習相關軟件的操作,不僅僅是為了了熟練掌握其功能與操作,更重要的是通過學習的過程熟悉計算機各種軟件的使用規律,為以后其他軟件的學習奠定基礎,觸類旁通。同時在學習的時候應注意引導并培養學生積極不斷創新的精神,從而提高學習質量,并具備較快接受新知識、新技術的能力。
2.4教學手段上善用網絡 利用多媒體網絡教學進行教學由于直觀、明了,可操作性強,可以邊操作邊介紹,使學生不僅眼看,而且還可以的手動,學生在手動的過程中也得到了思考,更加能現師生、學生之間的互動,使整個課堂教學活動處于共振狀態,大大提高課堂教學質量。
2.5堅持無紙化考核方式 采用無紙化考試,增加了學生計算機應用的空間,同時能引導學生學習的方向。計算機應用基礎課程強調的是實踐性及應用性,傳統的筆試只適合于測試學生對計算機的基礎知識、基本概念及原理的掌握情況,因此,單獨進行筆試考核,并不能全面反映學生的實際水平和綜合應用能力。而上機考核主要側重于測試學生對軟件或程序的實際操作的掌握情況,有利于促進學生提高實際操作能力和應用能力。采用無紙化考核方式,把理論考試的內容加入到上機操作,能更科學合理地反映一個學生的實際水平。
近年來我校計算機等級考證通過率一直處于省內領先水平,隨著計算機應用技術的不斷發展,今后在教學中將面臨更多的新問題。只有我們堅持科學的教學觀,注重學科特點,以學生為本,善于總結,不斷改進,勇于探索,才能更好地推進教學,提高教學質量,培養出優秀人才。
參考文獻:
[1]馮博琴.計算機基礎教育新階段的教學改革研究[J].中國大學教育,2004(9):7-10
[關鍵詞]20世紀 美國 微型處理器 軟件 發展
[中圖分類號]TP32 [文獻標識碼]A [文章編號]1009-5349(2014)02-0026-01
劉仁杰,男,內蒙古鄂爾多斯人,同濟大學碩士研究生。研究方向:軟件工程。
20世紀70年代初期,美國計算機巨頭英特爾公司決定將微型處理器商業化。為微型處理器和計算機軟件行業的發展注入了活力,使微型處理器和計算機軟件行業得到了前所未有的發展,使微型處理器和計算機軟件迅速成為美國的龍頭產業。
在計算機的技術上,在20世紀70年代以前,開發每一種新用途的芯片都要固定在特定的部位上,這種芯片的種類多,所占的空間非常大,而且設計芯片也需要大量的高級人才。這種高設計成本,大空間、高物質成本的特點,大大約束了計算機和軟件業的發展。到了20世紀70年代以后,英特爾公司能生產出一種功能特別強大的、能滿足各種不同用途的、具有通用性的集成電路,這種集成電路的生產,大大降低了計算機的物質成本和人力成本,突破了當時約束計算機發展的瓶頸,使微型處理器和軟件業在低成本、高效益的條件下迅猛向前發展。
以微型計算機為基礎的計算機技術的發展,順理成章地給計算機軟件廠商帶來了巨大的商機。軟件廠商在全美各大城市如雨后春筍般發展壯大,成為二戰后發展最快的行業。據美國權威部門統計,美國的軟件銷售收入從1970年的14億美元,增長到1988年的270億美元,在短短的18年時間增加了20倍。根據美國20世紀算機軟件行業快速發展的特點,大體可分為四個階段。
第一階段:1945-1965年。這是軟件行業的初始階段,從嚴格意義上講,把它稱為行業是不正確的。因為在計算機商業化發展的初始階段,計算機工作者常常把軟件當作計算機系統的一個重要的組件。其實,“軟件”這個概念是在程序儲存式計算機的諾依曼結構出現后才真正誕生的。
第二階段:1965-1978年,這一個階段,是具有真正意義上的軟件的發展階段。在這個階段,軟件行業有了獨立的經銷商。到了20世紀60年代的后期,美國大型的計算機生產巨頭開始將計算機的硬件與軟件分開銷售。從此以后,計算機生產行業分為兩大塊,一個是計算機硬件生產廠商,一個是計算機軟件生產廠商,硬件和軟件分開生產和銷售。歷史證明,這樣的分工科學而又合理,非常有利于計算機產業的發展。
從20世紀70年代開始,獨立的軟件供應商成批地進入美國的軟件行業,但這時的計算機廠商仍然是供應一般的軟件,有些為計算機用戶提供服務的公司開始將操作服務和軟件服務分開進行,在這種情況下,刺激了許多公司專門進行軟件商品的獨立開發和銷售。
在這一階段,有幾個方面的原因促進了20世紀60年代美國大型獨立軟件工業的發展。第一是IBM在1965年引入的360型計算機,提供了單一的主機結構,它可以利用標準操作系統驅動IBM家族內的計算機。這種模式擴大了那些運用軟件包的大型計算機存儲器的規模,增強了獨立的軟件商進入計算機市場的吸引力。第二是迫于當時反托拉斯訴訟的壓力,IBM公司從1968年開始將它的軟件和維修服務分開,這客觀上為獨立軟件銷售商的發展提供了市場。第三方面的原因是20世紀60年代中期,小型的計算機被那些不提供捆綁式軟件和維修服務的企業引入,這也為獨立軟件銷售商提供了絕好的機會。
第三個階段:1978-1993年,美國的計算機行業在這一個時期,臺式計算機有了長足的發展,它的發展帶動了軟件商品的快速發展。美國的市場又一次成為軟件銷售的最大市場,用了僅僅十幾年的時間,臺式計算機就在美國的國內達到了普及,并且大批出口到世界各地。美國的獨立的軟件銷售商同樣坐著這輛順風車賺得缽滿盆滿,這時候,計算機的硬件廠商生產的軟件產品的市場占有率卻下降到了微不足道的程度。
在這個階段,軟件方面做得最成功的廠商就是美國微軟公司,該公司最著名的是MS-DOS和BASIC兩種操作系統軟件,這兩套系統在全球計算機界盛行半個世紀左右。在微軟的帶動下,許多廠商進入了軟件的設計、生產和銷售的行列。當時,在美國,軟件的生產成本是非常低的,每一種軟件產品的利潤是巨大的。據美國計算機行業部門的統計,美國國內軟件的銷售額1985年是160億美元左右,1994年達到339億美元,1996年進一步達到462億美元左右。計算機軟件的巨大利潤,不僅推動了計算機行業本身的發展,而且更加鞏固了美國在全球的經濟霸主的地位。
隨著IBM高性能計算機“走鵑”于2008年6月誕生,高性能計算機(HPC)邁入千萬億次門檻。用戶對高性能計算需求的持續增長,推動著HPC規模越做越大。在由CPU構成的高性能計算的世界中,由于CPU計算性能的提升速度遠遠落后于高性能計算需求增長的速度,增加CPU的個數便成為提高HPC性能的主要途徑。如今全球高性能計算500強(Top500)中已經出現內核累計總數多達20多萬個的HPC。
但是,在提升性能的同時,CPU個數的增加也給HPC增添了復雜性,并帶來可用性降低、系統功耗驚人、成本高居不下等問題,讓HPC廠商日益感到頭痛。于是,高性能計算廠商開始探索新的提升HPC性能的途徑。IBM的“走鵑”就是采用CPU和Cell處理器的混合架構,AMD和Intel也都分別對外了各自的CPU+GPU(圖形處理器)的混合架構。
作為GPU領域龍頭老大的NVIDIA自然不會放棄在高性能計算這一CPU的傳統領地炫耀性能的機會。它先是推出了CUDA架構,使得程序員可以用C語言對CPU和基于CUDA架構的GPU進行統一編程,從而解決了因編程復雜而被程序員敬而遠之所造成的GPU應用難以普及的問題。進而,它又推出了面向高性能計算的Tesla系列GPU。2008年11月21日,NVIDIA在美國德克薩斯州奧斯汀市舉辦的2008超級計算大會上聯手HPC的巨頭Crayon推出個人HPC。與此同時,會上公布的Top500中,采用Tesla技術的HPC首戰便占據了第29名的位置,標志著NVIDIA從個人HPC和高端HPC全面切入高性能計算領域。
為此,本報記者獨家專訪了NVIDIA高性能計算事業部總經理Andy Keane。
HPC中的GPU
記者:GPU在高性能計算中的性能已經到達了何種地步?
Keane:CPU的運算速度在很大程度上還取決于緩存的大小,而GPU則是在任務并行化后用大量的線程來進行運算。雖然CPU已經多核心化,可以多達8個內核,但在并行計算時,顯然不是GPU上千個線程的對手。
比利時有所大學,以前用的是512個CPU組建的HPC,當他們了解到GPU的運行功能很強后,試著自己搭建了一臺配置有8個GPU的臺式機,結果性能竟與以前512個CPU的HPC不相上下。
記者:既然GPU的性能遠遠超過CPU,那么NVIDIA何時開始關注GPU的計算能力?
Keane:15年前,我們就開始針對3D游戲開發GPU了。但GPU的編程很復雜,因而應用主要是集中在圖形顯示領域。之后,我們開發了CUDA架構,你可以把CUDA想象成與x86相似的硬件架構,它允許應用開發者用他們熟悉的語言對GPU進行快速編程,從而為GPU拓寬了應用范圍。現在,NVIDIA所有的GPU都支持CUDA架構。
記者:懂得計算機的人都知道,并行編程要比串行編程復雜得多。程序員如何在CUDA平臺上對CPU和GPU統一編程?
Keane:盡管CPU與GPU之間在架構上存有很大的區別,但我們覺得CPU與GPU的結合才是最好的計算架構。于是我們在CUDA上推出了C語言編譯器,程序員在開發應用程序時,只要對序列執行的程序代碼和并行執行的程序代碼簡單地進行標注,C編譯器就可以向PC解釋哪部分該由CPU做,哪部分該由GPU做。
記者:CUDA的編程看來不難,那么搭建一個個人HPC難不難?
Keane:用Tesla組建個人HPC是件很容易的事。你只要把買到的Tesla卡插到PC主板上的PCI插槽,你的PC就變成了1臺個人HPC。
記者:Tesla貴嗎?
Keane:4個GPU的價格在9500美元~1萬美元之間,3個GPU的Tesla價格為7000多美元。但與同等價位的工作站相比,我們的性能應該有百倍的提升。
競爭對手
記者:我們看到現在全球性能最高的HPC“走鵑”所采用的CELL處理器實際上就是一個集成了8個流處理器和一個CPU內核的處理器,而GPU也是由數百個流處理器構成的。你是如何看待CELL的?
Keane:CELL的編程要比CUDA復雜得多。CUDA本身就是一個GPU架構,我們所有GeForce、Quadro和Tesla產品線都可以很完美地對其提供支持。它的編程模式是很簡單的,語言與C語言非常接近,編譯器與C語言也基本一致。唯一的改變是將之前的串行計算更新為并行計算。在過去的一年中,CUDA積累了大量的應用程序,而且在美國,也有很多活躍的論壇討論CUDA的編程問題。我們也在CUDA中文網站上開設了CUDA中國專區,上面有144個使用的案例。對于程序員而言,這些編碼都是開放的。
記者:在基于Tesla搭建的HPC中,GPU與CPU從指令集上看是異構的。而英特爾最新展示的具有80個內核的Larrabee卻采用的是x86指令集,從而實現了CPU和GPU在指令集上的兼容,對于程序員來說,這是否會比Tesla編程更為容易呢?
Keane:我并不這樣認為。在NVIDIA的CUDA平臺上,不管面對何種架構,編程人員都可以用很普及的C語言去對CPU和GPU進行統一編程。對于程序員來說,Tesla的編程是很簡單的。而Larrabee無法用C語言來編程,程序員要學習這種新架構和它的語言并用兩種語言分別對CPU和GPU進行編程。
記者:AMD選擇GPGPU(通用GPU)來切入高性能計算領域,對此你有何見解?
Keane:關鍵要看它的普及率了。這里有兩個數據:英特爾x86處理器市場占有85%的份額,AMD只占15%;同時,AMD的FireStream只有5%的使用率。你為客戶定制產品的確會又好又快,但如果產量不高,成本無法有效攤薄,價格就會非常高。 而我們主要針對主流市場,用更加標準的界面來制作,讓用戶很容易使用,而且有能力承受。我們能夠讓很多研究人員將原本要跑到數據中心去做的計算轉移到插有Tesla卡的工作站上,并很容易地獲得高性能計算的體驗。
應用領域
記者:TOP 500中,x86架構CPU已經占據了90%的地盤。請問Tesla進入高性能計算市場的機會有多大?
Keane:幾乎是100%。我們強調的是異構計算,GPU不可能完全取代CPU,只是能顯著地減少CPU的數量。如果我們從另外一個角度上看這個問題,其實全都采用一樣的架構未必是件好事。如同在GPU領域,因為有我們GPU、Intel的Larrabee和AMD的ATI的存在,因此大家可以互相激勵,充分開展競爭,刺激創新。但是服務器領域的架構幾乎統一,這對創新是不利的。
記者:那么在工作站方面呢?
Keane:工作站的限制主要在于工作站機箱內部空間的限制,例如工作站的電源只能提供1000W的功率,那么,我們可以在這1000W之內給你提供盡可能高的計算性能,比如說1T的性能。
記者:無疑,Tesla個人高性能計算機的性能遠好于現在的工作站,但目前工作站上的很多應用軟件都是基于UNIX系統,廠商們愿意把它們移植到Tesla平臺上嗎?
Keane:這些開發商面臨著決定應用何種并行運算解決方案的選擇。其中之一為多核CPU解決方案,即將計算工作分配到雙核、四核甚至八核上。這樣,對于開發人員來說,如果他們要想通過并行計算來得到性能的提升,就必須將應用分解為4塊甚至8塊。這其中最大的挑戰是如何將計算工作劃分為完全均衡的4塊或者8塊。另外一種解決方案類似Intel的Larrabee,開放人員可以用比多核解決方案更為簡單的方式解決并行計算的問題。但是針對并行運算,GPU架構可以非常簡單地實現非常大規模的并行計算。如果你要按照時間和效率來衡量這幾種選擇方案,GPU無疑是效率最高的。
記者:未來工作站會不會被Tesla個人超級計算機替代?
Keane:對于任何使用集群的用戶,都有應用Tesla GPU的需要。我將努力說服他們中的所有人。利用工作站進行高性能計算的用戶也是我們的目標人群,我們也希望讓他們認識到我們的好處。事實上,如果用戶很看重預算和效率,對成本和時間很敏感,那么Tesla對他們來說就很有價值。
未來發展
記者:在CPU領域,虛擬化是一個很時尚的話題,Tesla也能虛擬化嗎?
Keane:如果CPU可以做到虛擬化,那么GPU也可以做到虛擬化。因為他們都是基于處理器架構的。就好像將GPU作為CPU的一個資源,只要CPU可以實現虛擬化,那么GPU也可以作為CPU的資源實現虛擬化。
記者:Tesla現在使用C語言編程。我們知道C語言與硬件很容易結合,也易于控制。聽說NV還要在Tesla上使用Fortran,這樣會不會影響到效率?未來還會有其他語言嗎?
Keane:Fortran是非常結構化的語言,并行計算的性能非常好,在GPU上的執行效率甚至更高。同時,在未來我們還將增加C++等語言。
記者:既然在Tesla計算機中,Tesla GPU要與CPU協同工作,那么,未來GPU和CPU會不會集成在一個芯片上?
Keane:我們不認為GPU和CPU將會融合。因為目前GPU的設計比CPU還要復雜,GPU擁有更多的核心,更高的內存容量,芯片的面積也很大。我們的客戶也對計算性能和內存提出更高的要求。我們所能做的是提升制造工藝,從而降低芯片的面積。
我們當然可以把一個小型CPU集成進來,但這樣對GPU計算性能的提升并沒有益處。就高性能計算而言,高速異構計算架構是一個CPU搭配多個GPU,然后更多的CPU搭配更多的GPU,這樣,GPU就可以發揮加速器的作用。