技术设计论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇技术设计论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

1引言

为了保护自己的软件的技术内核不被他人轻易盗用，软件开发人员使用了各种加密技术来保障软件的版权不被侵犯，壳便是我们常用的一种软件保护手段。对于Win32中软件加壳技术已经有非常成熟的商业产品，然而，对于.NET环境下软件，由于.NET程序的编译结果不是机器语言代码，而是一种MSIL中间代码，因此不能使用传统的加壳技术。目前，专门对.NET软件实施加壳的商业软件主要有MaxtoCode，另外，SafeNet公司也推出了其软件保护产品圣天狗最新的外壳工具，满足了软件开发商的一大愿望。圣天狗外壳加密工具可以自动完成对可执行文件的加密过程，从而让开发商快速方便地完成软件加密和授权管理的工作。

本文介绍了.NET环境下一种简单的软件加壳技术，该技术使用了数字签名、MSIL代码混淆、加密等技术，可达到高强度的软件保护。与MaxtoCode相比，这种技术的优点是：可以防止软件非法拷贝，针对计算机硬件“指纹”授权(指纹：即硬件信息中终身不变的识别号，如CPU和硬盘的序列号等，下同)，对于网络版，可以防止非本服务器的客户端访问服务。

2认识“壳”

壳是对加密软件的一个形象的比喻，顾名思义，壳是软件外部的一件“外衣”，是软件的保护屏障。有了它，恶意攻击者就无法在对软件反汇编后，直接找到软件的核心代码。

壳是一段程序，它先于程序运行，壳在运行后就获得了该软件控制权，利用其保护功能对软件进行安全保护。

壳的工作原理大致是：先运行壳程序，壳将加密的主程序(主程序即原来的待加壳的程序，下同)代码解密到内存中，运行其中相应功能，并将程序的控制权交还给主程序。

本文中研究的加壳技术正是基于这种原理，只是壳也是用.NET编写的，加密与解密密钥与用户的机器硬件指纹有关，而不是固定的密钥，所以可以防止软件非法拷贝，达到更高的保护强度。

3本加壳技术的原理

先将原来的主程序编译成DLL，再编写一个壳程序，编译成EXE，并将程序的运行入口(即main函数)移到壳中来，由壳开始执行整个程序。首先，可以用自编的加密工具，在软件前将所有DLL文件分别进行加密(输入特定的密钥)，在壳加载DLL时临时将其解密到内存中，并加载运行。由于解密DLL的结果只存在于内存，所以攻击者无法获得解密后的DLL，除非他能找到DLL的解密密钥。同时，为了避免攻击者分析外壳程序的逻辑，从中寻找解密密钥，还可以将壳编译成EXE文件后，再用第三方软件进行混淆(如：XenoCode)或加密(如：MaxtoCode)，这样攻击者将无法了解DLL加密的算法及处理逻辑。从而，更有效地保护主程序DLL。加壳与脱壳的原理如图1所示。

图1NET软件加密型加壳的原理

4软件与用户注册流程

为了推广软件，开发商一般会将软件的试用版放在网上，让用户自由下载试用，用户基本满意后再注册正式版。

软件与用户注册的流程如图2所示。

5软件与用户注册的实现

5.1注册申请

为了达到软件防拷贝的功能，开发商必须为不同的用户制作不同的安装文件，一套程序只能在一台机器上运行。为此，开发商在制作安装文件时，必须取得软件将要运行的目标机器的指纹和用户的单位名称，对于有应用程序服务器的网络版软件，只需要取得应用服务器的指纹。指纹数据可以由用户使用特定的程序取得，并通过短信或邮件的方式告知开发商。

指纹的提取有两种方法：其一，通过软件的试用版。试用版中设计申请注册的模块，用户通过此模块提取本机的指纹数据。软件的试用版文件的制作不是针对目标机器的指纹制作的，可以在任何机器上运行。为了防止Cracker找到DLL的解密密钥后，将试用版破解。通常可以对试用版软件设置功能限制(如：去掉部分关键代码)，这样即使试用版被破解，也无法投入正式的应用。

方法二：使用专用于注册申请的程序。对于网络版的应用服务程序，如果没有用户界面，或无须试用的用户，只能使用由开发商提供的专用注册程序来提取机器指纹。

5.2计算注册码

这种加壳技术本来可以省去输入注册码手工注册这个过程，因为每一个的版本只能在指定的机器上运行，但为了定制用户单位信息以及对用户数进行限制，还是要有注册过程的。注册码是由用户单位、机器指纹及用户数限制等信息经过加密处理后得到的，处理可以用自制的注册码计算工具来实现。

5.3加密DLL文件

本加壳技术的核心之一是加密DLL文件，加密过程可以用自制的加密工具完成。加密算法可以选择.NET框架中提供任何加密算法或者自行设计加密算法。算法可以不用公开的算法，因为加密解密都是在自己的程序中进行。因此，此方案的安全性完全可以由开发商自己保证，而不依赖于第三方。

5.4制作安装盘

制作之前，只需用专为此用户加密的DLL文件及授权文件等替换安装工程中相应的文件，再生成安装盘。安装盘中可以单独存放一份加密DLL文件和授权文件，以备客户升级正式版时用户直接拷贝。

一般而言，安装文件中不能直接包含注册码或授权文件的，但在这种技术下，可以将授权文件打包到安装盘中，因为，即使安装文件被复制，也无法在非授权的机器上运行。

5.5正式版安装

对于没有安装过试用版的机器，可以直接使用安装盘安装正式版。对安装过试用版的机器，可以用安装盘中的正式版文件替换相应文件即可变成正式版。

5.6用户注册

调用正式版中“帮助”à“关于”à“注册”功能，输入注册码或选择授权文件进行注册。由于安装文件中包含授权文件，也可以在正式版首次运行时，通过授权文件自动注册，免去了手工注册的过程。

6程序运行时脱壳的实现

脱壳实际上是将加密的程序代码解密并加载到内存程序区，脱壳需要特定的解密密钥或特定的解密算法。对于较简单的程序，如果只有一两个DLL，可以由壳程序进行一次性脱壳，全部放在内存中，这没有什么技术上的难度，只是内存消耗较多。对于有多个DLL的程序，DLL不一定都要使用，有时可能只用其中部分，所以没有必要一次脱壳，全部占据在内存中，可以根据需要来脱壳。脱壳涉及到DLL解密、DLL调用请求的捕获等技术。

6.1DLL的解密

一般的加壳技术使用与用户无关的密钥，密钥是固定中壳代码中的，所以脱壳可以在任何一台机器上实现，无法实现软件防拷贝。而在本方案中，DLL加密密钥与用户计算机硬件指纹相关，当然解密密钥也不是壳代码中固定的，而需要临时从目标计算机上提取指纹生成密钥，才能解密，所以脱壳只能在授权的计算机上进行，从而可以很好地防止软件的非法拷贝。

解密密钥的是由硬件指纹生成的，指纹的提取与申请注册时提取指纹的算法相同，并且，指纹通过相同的保密算法转换后生成加密解密密钥。因此，指纹的提取算法存在于壳和专用的注册申请程序以软件的试用版中，为了防止这些算法的破解，需要使用第三方工具(如：XenoCode，MaxtoCode)对这些程序的MSIL代码进行混淆或加密。对于网络版软件，解密密钥最好是由壳临时从应用程序服务器获取；但为了简单起见，也可以将解密密钥存入授权文件中，授权文件经加密后随客户端软件一起安装，脱壳时从授权文件中提取解密密钥。

DLL的解密只能在内存中进行，不能生成临时文件，避免Cracker截获解密后的DLL。这就要用到文件流与加密流的技术，脱壳的部分代码如下：

publicstaticAssemblyasmload(stringasmName)

{Assemblyasmsvr=null；

FileStreamfsr=null；

byte[]byVec=newbyte[16]，byKey=newbyte[32]；

//asmName待加载的程序集名，由参数带入

stringtoLoad=AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory+asmName+"e.dll"；

if(!File.Exists(toLoad))returnnull；

fsr=newFileStream(toLoad，FileMode.Open，FileAccess.Read)；

byte[]rawAssembly=newbyte[fsr.Length]；

//提取机器指纹并生成DES加密密钥与初向量

createDesKeyVec(refbyVec，refbyKey)；

SymmetricAlgorithmdes=SymmetricAlgorithm.Create()；

CryptoStreamencStream=newCryptoStream(fsr，des.CreateDecryptor(byKey，byVec)，CryptoStreamMode.Read)；

//读取并解密到到缓冲区

encStream.Read(rawAssembly，0，(int)fsr.Length)；

encStream.Close()；

fsr.Close()；

asmsvr=AppDomain.CurrentDomain.Load(rawAssembly)；

}

6.2DLL调用请求的捕获

根据需要来脱壳也就是当程序集被调用时，临时脱壳并加载，程序集一旦加载，以后需要调用其中的功能时就可以直接从内存中运行，这就既避免了内存的浪费又不会影响程序运行速度。关键是程序集的调用不一定从壳中调用，可以从任何一个已经运行的程序集中调用，怎么才能截获程序集的调用请求呢？

首先要了解应用程序域，它由AppDomain对象来表示，为执行托管代码提供隔离、卸载和安全边界。多个应用程序域可以在一个进程中运行；但是，在应用程序域和线程之间没有一对一的关联。多个线程可以属于一个应用程序域，尽管给定的线程并不局限于一个应用程序域，但在任何给定时间，线程都在一个应用程序域中执行。每当程序运行时，便会自动创建应用程序域。AppDomain实例用于加载和执行程序集(Assembly)，AppDomain类实现一组事件，这些事件使应用程序可以在加载程序集、卸载应用程序域或引发未处理的异常时进行响应。本方案中就是通过事件AssemblyResolve来捕获程序集调用请求的。

实现方法是：首先，在壳的main()函数中注册事件AssemblyResolve的响应代码，形如：

AppDomain.CurrentDomain.AssemblyResolve+=new

ResolveEventHandler(CurrentDomain_AssemblyResolve)；

然后，再编写一段事件响应代码，来实现程序集脱壳与加载。这样，在调用任何程序集时，就可以直接调用了，因为程序集的脱壳会自动进行。下面是事件响应的部分代码：

///<returns>返回找到的或临时加载的程序集</returns>

privatestaticAssemblyCurrentDomain_AssemblyResolve(objectsender，ResolveEventArgsargs)

{

Assemblyret=null；

try{

AppDomaindm=(AppDomain)sender；

stringdllName=args.Name.Split(''''，'''')[0]；

//用xx开头的文件表示加密过和DLL，区别于其它的DLL

if(dllName.StartsWith("xx")&&!dllName.EndsWith("resources"))

ret=asmload(dllName)；

}

catch(Exceptionae)

{MessageBox.Show("加载数据集"+args.Name+"时出错")；}

returnret；

}

7总结

以上软件保护方案的安全性能由DES算法(若采用)和机器指纹的安全性决定。DES算法的安全主要决定于对密钥保护。另外，由于密钥来自于机器指纹，而指纹数据来自于机器硬件信息，虽然，取指纹的算法要随软件外壳程序一起，但从指纹到密钥要经过自己设计的保密算法来转换，且保密算法不公开，所以算法本身是安全的。因此，密钥的安全还取决于指纹提取算法的安全性和指纹转密钥的算法安全性，而它们的安全性又取决于第三方加密或混淆的强度了，这是本方案所无法控制的，这也许就是此方案安全性最薄弱的环节。

对于用商业加壳软件的攻击较多，所以一旦商业加壳技术被破解，用它加密过的软件便没有安全了。但对于自编的加壳技术，加密技术可以自行设计(保密)，并且可以随时调整，而且，用户数不多，因此，攻击者比较少，用这种技术加密的软件安全性也就相对更好。使用本文中的加壳技术，可以更有效地抵抗拷贝、反编译、分发序列号、注册机各种常用的软件破解方法。然而，这种自编加壳技术虽然安全，但软件分发起来却十分复杂，这也是此方案的美中不足之处。

参考文献

[1]&WindowsApplicationDebug[M].Beijing：TsinghuaUniversityPress，2004.6：50

[2]彭明柳．彻底研究[M]．北京：中国铁道出版社，2003.2：13

篇（2）

[Abstract]:Thisarticlethroughregardingcontainsinthedesign,thetechnicalequalponder,re-elaboratesthedesign,printingandperson’srelationsfromanotherangle.[Keyword]:Equalprintingtechnologyvisiontransmissioninformation

回顾人类的设计历程，“求生存”是相当重要的目标，至少在设计萌芽阶段以及之后一段并不短的时间里，这是唯一目标，即使在今天人类的设计行为及其产物中，依然包含着这种因素，对于“生”的追求，引发人类设计行为的持续性，并逐渐催生出很多重要属性，其中最为重要和本质的，当属平等性。以“生存”为起点，设计不可能缺失这种属性：对于自身生存的环境而言，人需要一个平等沟通、和平共处的平台；对于群体内部来说，则需要物质方面的“平均主义”。这不是人与生俱来的愿望，却在设计从无到有、从小到大的过程中，逐渐成为设计的目标和理想，并成为人类自我优化程度的一种反映。而在“生存、平等、设计”这一组循环、可逆的关系中，使其正常、顺畅的得以运转的条件是什么呢？

一、设计与技术

设计自其产生的那一刻起，就与技术结下了不解之缘。真正意义上的设计并非是单纯地对于自然中的物质，以“拿来主义”的姿态直接应用，如果是这样，很多动物甚至植物也应算做是“设计的高手”。“设计”真实而本质的含义是建立在发现基础之上的“创新”，是有极强针对性的创造。这要求设计必须具备一定的合理性，在具体的实施环节，任何具体的设计都不能无限制的凭空想象，即使是在构想阶段，这种限定性依然在无形的掌控我们的头脑，使思维始终局限在似乎已预先划定的圈子里，无法真正的跳出来。究其原因，主要是包含在设计中的技术因素使然。

“技术”一词源于古希腊语，意指“技能”、“技艺”等。我们今天所理解的“技术”概念，是对自然科学理论、成果应用后的综合结果。站在设计的角度，谈到的技术似乎包含两个部分：（1）使“想法”转化为“视觉可视”的一系列专业化技术；草图表现、效果图表现、模型加工（制作）技术等；（2）使纸面上的方案转化成为可供“消费”（使用）的真实产品的加工制造技术。在设计的早期阶段，这二者是合一的，即从事产品加工、生产的人就是从事构想视觉表现的人（从这一点来讲，中国古代的“百工”，就是一个设计的群体）。不能说这个工匠和设计师合一的阶段是缺失设计的阶段，因为众多的产物已有力地修正了这种误解（只是大量兼具精绝创意和精良加工的产物，使我们在很大程度上忽视其设计产物的实质，而更多地以“艺术品”来认知它们）。“设计缺失”的说法，实质上是将存在于现代社会形态中的工业设计，做不符人类历史及设计发展规律的认识，盲目套用于以往设计（产物）之后产生的。

事实上，这种片面认识的产生，与技术之间有极强的对应性：精良的加工技术在体现精美创意的同时，也潜移默化地促成技术本身在公众心目中一定的独立地位，这种情况在东西方都是大量存在的。技术逐渐成为可凭借自身而存在的“独立”之物——在很多人的心目中都是如此——当谈到某种技术的时候，不可能在头脑中映现具体的物品形态，而只是局部（表面化）地闪现这种技术具体应用后所产生的效果。从这一实际情况可以一定程度地区分设计与技术之间的差别。

设计这种人类最早的实践行为，不仅见证了整个人类社会的发展，还全方位地参与其中，成为“发展”概念最直观的表达。技术是使之成为现实的重要保障，在设计从无到有、从大到小的过程中，它经历了同样的变化。

二、印刷技术与平等性

所谓的“平等”，实质上包含不同的含义：为生存而解决温饱问题时，对于事物的分配，需要公平的分配方案、工具等，以确保分配的平均；为发展而在精神层面所追求的平等，并不是单纯的精神本身，而是一种综合性的平等需要。满足前者，只要一些简单地计量、分割技术即可；后者复杂得多，因为思维、意识、观念等抽象的概念，已融入其中，“动物性”需求已升华为精神性的追求，个体行为已彻底扩大为群体性的行动，整个时代和社会都参与其中，“革命（变革）”就是具体的表现形式。由具体设计产物充当载体，对于这类平等性的表达，在设计的发展历程中不胜枚举；通过相应技术所创造的各种设计产物，成为引发“平等追求”导火线的事例也多不胜数。所有这些都是较为平和的，甚至有些消极和被动。从某种意义上讲，联结人与自然的工具（用具）设计，联结自然与社会的环境设计，都是较为缓和、间接的与“平等”概念发生联系；联结人与社会的信息（视觉）传达设计，则是直接、激进的“平等”概念的鼓吹者，印刷技术则成为当之无愧的“平等”的载体。

信息传达在人类形成的早期，就同视觉结成了密不可分的关系，这种关系的确立，本身带有一定程度的平等意味——靠视觉感官接收外部信息，对于绝大多数人来讲已在客观上具备了广泛的一致性，按照视觉要求加工、整理的信息，自然在群体内部拥有一个共同的认知平台——明显的平等属性出现。最早的产物因“主”、“客”观的原因而无法被确认，但由考古研究所获取成果可知：人类较早期的生活环境中，岩画之类的遗存，在很大程度上展示了信息视觉方式的表达。由此为发端，信息视觉表述成为人类自身发展进步的一条主线，也成为人类之间在“平等”含义上不断实现良性化沟通和交流的重要方式。

信息是包含极强平等含义的概念，这一点不因时间和地点而改变。众多类型的信息中，最能体现平等属性的就是基于“生存和发展”双重考虑而产生的具有教育功能的信息，它决定了信息传达的发展方向——从信息归纳处理方式，到具体传达技术和渠道的开发、选择，都充分证明这一点。“平等思想”在这些具体环节，逐渐得到启蒙和激活——信息归纳、处理由“随意”到“规范”：个性渐渐为共，种种涂鸦在历经不同阶段演化后，终于形成体系化产物，同一范围、时段的人类群体中，信息归纳整理方式，基于接收和应用目的而具极强的趋同性，这保证了信息在同一群体内部感知上的一致——文字的产生及广泛应用是最重要的体现（也是“民族”形成的前提之一）；传达技术（渠道）方面，同样呈现“规范”的趋势——应用于广泛人群信息快速、准确传达和接受目的的各种规整、清晰字体的出现，及针对相同目的而创造的各种字体的加工技术——从手抄本到雕刻版，再到活字印刷，反映出平等意识在头脑中不断强化的事实。

信息归纳、整理和具体传达技术的开发、应用这两个部分相互促进，于渐进的过程中实现了平等在人的头脑中从萌芽到结果的转变。

早期视觉传达是以图画的方式将外部信息加以描述，并刻、绘于岩石。信息直白的表达形式使人与人之间的沟通很顺畅。这种方式在初步达成信息交流目的的同时，也暴露了信息传达范围极其狭小的事实——个体手工方式进行信息整理加工，与日后信息大众传播之间不可同日而语，但以此为基点所出现的人造器物表面的一些图化符号及印纹，却说明信息加工和传达技术的进步——由“图画”到“图化符号”，是思维进步的结果，相应的传达技术也面临新要求：（1）这些图化符号如何存在和保留。（2）以何种技术来完成。岩石不再是唯一的选择，各种人造器物的表面成为新的载体；“绘、刻”方法之外，“压印”成为新方式（从某种意义上讲，这是视觉传达与“印”的方式结合的滥觞，原始陶器表面所谓的印纹，似乎不仅仅是出于美观的考虑而无丝毫信息的含义）。针对信息做视觉表述的努力始终在继续，并不断取得阶段性成果。将各种源于实践的认识，应用于信息的加工，使之成为规律性方法，是信息视觉表述中一直遵循的原则。与之对应的传达技术也不断被开发创造出来。在关注古代器物加工（制造）方法（技术）的同时，不应忽视其中相应的信息传达的成分：例如青铜器的铸造技术，满足器物成型需要的同时，还满足了对表面“纹”与“字”加工的需要，是另一层面的信息传达技术。

当文字作为一个系统，以较为简明的形态从图形中分离出来，逐渐成为现实社会信息交流的主要媒介，传达的技术却因受到材料限制，只能因陋就简满足小范围的信息传递需要（简牍书是典型代表），二者发展的不一致，造成视觉传达的不平等，“文字”这个图形发展的阶段性成果所带来的平等性，因技术的滞后而无法真正体现。材料与技术的双重制约致使每个文字尚无法被更多的人认识，又如何借此来做“信息传达”？另一方面，则应看到“简牍”文书在移动、搬运、阅读等方面毕竟比以往的信息载体方便得多，加工成本和难度也要低得多，（相对）平等的内涵从另一方面体现出来。

纸在现实需要的推动下被创造出来，为视觉传达平等性新阶段的出现提供了重要的前提——抄书得以较广泛的应用，书籍的传播范围扩大、受众增多。与“简牍”相比，手抄本在字体改良、插图应用、排版形式等方面更具有近、现代纸质图书的雏形（如果将整个图书的发展过程比做完整的设计过程，这一阶段就像必不可少的草图描绘环节）。客观的看这个“草图阶段”实施者（抄书人），所创造的产物依然是小范围的人群才能享有：例如中世纪欧洲，完全是由教士来从事抄书的工作，抄录的也基本上是与教义有关的内容，当时的居民绝大多数都是文盲，阅读成为贵族与教士的专利，对相应信息的掌控成为特权的象征，视觉传达的平等性被掩盖。作为显性特征的图书的模式（包括字体、编排、装订等）却为随之而来的平等载体——大众化的图书所借鉴、效仿。

源于中国的雕版印刷方式，从根本上颠覆了长久以来形成的小范围信息掌控的“传统”，使信息传播真正成为公众性的，信息的垄断被打破，以往因对信息掌控而形成的权威集团（阶层）受到质疑和挑战，“平等”真实的出现在公众的现实生活中，面向大众的教育，凭借轻便、可大量生产的图书，而在学校和社会这两个渠道中日益发展起来，知识共享成为长久以来人类社会平等概念最重要的组成，图书作为知识的重要承载物，其加工、制造的手段（印刷技术）也与平等发生了联系，成为平等的载体，这在图书产生、发展的早期，由于相应加工技术的制约（滞后）而并不明显。随着印刷（雕版）技术的发明以及不断出现的技术改良，则变得越来越不容忽视。“信息公众享有”由人类最初朦胧的理想已经变成活生生的现实。

以信息传递为最初的起点，无论视觉表现技术，还是确保其大范围实现的加工技术，都具备显著的进步，两方面的技术互为前提，相互促进，大大加快了视觉传达设计的发展进程。在印刷技术直接作用下，视觉传达设计专业化概念得以强化。此前由于加工技术本身的随意性，致使视觉表现技术的规范化无从谈起，影响视觉传达的最终效果：过于感性、随意的表达，更像是以信息为素材进行艺术性的创作。视觉传达设计所包含的平等性因这种状况而无法真正体现，艺术化的信息产物，不适合广泛人群信息交流的需要，随意化的表达与现实信息之间的差距，导致信息在传达过程中歧义性产生。这种情况随着印刷技术的发展得到了根本的扭转：例如，标准、规范文字的产生，主要就是印刷工艺的特性使然，作为信息视觉传达重要方式和手段，文字是思维发展和进步的产物，也同样是印刷技术不断推动的结果。

印刷技术的发展与成熟，对于视觉传达设计而言，最重要的是确立了一种模式——以文字的方式作为信息大众共享的主要方式，图作为文字的辅助元素不再独立承担更多的信息传递工作。思维的抽象化、理性化、条理化程度，因新式的传达方式而日渐提高。以往对于线条、色彩等图像性元素的应用与关注，逐渐被针对文字结构布局、笔画处理、图与文字的组织、整页（册）文字编排的关注所替代。视觉传达设计的概念变得宽泛起来，“综合”在印刷技术广泛应用的前提下，成为视觉传达设计极其显著的手段，并进一步成为彰显平等属性的重要方法——针对同一信息的不同接收者，利用同一种介质传递的时候，采用图文相辅的方式进行信息的表述，最大限度满足尽可能广泛的公众信息传递、交流的需要，例如中国元明时代的戏曲、小说等刻本，充分说明了这一点：上至达官贵人，下至贩夫走卒，在相同刻本的面前，因多元化的视觉表达方式，而促成信息的平等接受；相同样式、内容的书，同时在地位、身份各异的人手中达成极其一致的信息传递功能，只有凭借印刷技术才能成为现实。另一方面，视觉传达中的“图”，在印刷技术影响下，逐渐形成新技术条件下的新面目：以木刻版画为发端的新式“信息图化产物”，最大限度承载了（信息）平等的含义。

简洁的造形元素，最富表现力的效果，将信息浓缩为单色的画面，既补充文字所无法完全表达的意思，又在一定程度独立起到表述某些信息的作用，在随后更是以完全独立的面目行世，成为造型艺术中一个重要种类——版画。从某种意义讲，它是雕版印刷方式的最佳范例和活的样本：例如流传于各地的民间年画，保存着相当程度的传统印刷技艺，成为立足当代，回望过去的重要依据。

在印刷技术的作用和限定下，视觉传达设计的表达从随意渐渐转化为具有极强限定和约束性，设计另一层面的平等性突显：从事信息视觉化处理的人，必须完全考虑印刷技术的因素，实质上就是充分满足公众整体信息接受的需要，以往以个人的意愿和好恶为小范围信息传递所做的视觉化处理，逐渐与发展进步中的公众信息交流相抵触，其中由设计者个人好恶与公众整体需求之间的矛盾所导致的“不平等”性，自然的被服务于公众信息交流过程中所产生的平等性代替。

视觉传达设计在适应印刷技术要求的同时，真正成为面向广大公众的行为。借助印刷技术，信息广泛的公众共享成为可能，设计面前“人人平等”的理想得以阶段性的实现。

篇（3）

2电气工程及其自动化的应用

2.1电气工程及其自动化技术在变电站的应用

电力设备运行的平稳、安全以及可靠是电气工程及其自动化技术的基本保障，所以对电力设备进行在线监控、系统保护以及调动控制等措施是必不可少的，但是由于社会经济的不断发展，科学技术的不断进步，变电站的电力设备也逐渐增多，并且电力设备之间的联通方式也越来越复杂，为了确保电网的安全运行，电业部门，投入了大量的人力物力和资金，将电气工程自动化技术引入到了变电站的设备控制之中，应用全微机化设备代替了原有的常规电磁式设备，应用计算机光缆或者电缆作为了电力信号电缆，使得变电站控制中心对变电站设备的控制变得快速而又安全。所以电气工程及其自动化也成为了变电站建设过程中的重要组成部分，进而保证了变电站的自动化调控模式的高效率，所以对变电站实施自动化改造是必不可少的。

篇（4）

起落架接地点的设计要根据飞机的重量、重心包线、几何外形、执行任务等来确定。在给定输入条件后，要使得接地点的设计满足飞机结构、漂浮特性和使用特性的需求。

1起落架布局形式

现代民用航空运输飞机大多选用“前三点”式起落架布局形式。与“后三点”式起落架布局形式相比，这种布局形式可以使得飞机在地面状态时，客舱基本呈水平状态，有利于改善驾驶员视界，减小起飞滑跑初期的高阻力。由于主起落架在飞机重心之后，飞机在刹车、地面操纵时具有很好的稳定性，同时在飞机着陆时，主起落架会产生一个使飞机低头的力矩，帮助飞机减小着陆攻角，有利于减小着陆场长。该种布局的缺点主要集中在主起落架接地点的选取，即如何处理好在最大限度满足各种使用特性的前起下，使得主起落架在收藏空间、结构形式上合理、可行。

2起落架接地点参数设计

起落架接地点的设计原则是在满足飞机使用安全性的前提下，依据飞机的重量重心、几何外形等特征参数，最大限度地满足飞机在滑跑、起飞和着陆阶段的使用要求。同时，还要考虑飞机系列化发展的需求。

2.1主起落架纵向接地点设计

(1)飞机起降特性限制

主起落架纵向接地点参数包含接地点的纵向站位（用%MAC表示）和接地点距飞机客舱地板高度的距离。其参数的选取主要受到飞机起降所需求的迎角θ的限制。为了满足飞机的正常起降要求，飞机的起飞迎角要求不小机的着陆迎角，对于干线飞机，一般在8°～10°。同时，要重点考虑飞机单发起飞时的极限迎角需求，一般是在正常起飞迎角的基础上增加1°左右。

在初始设计阶段，如果有足够的数据支持，也可以通过计算分析的手段，将飞机腾空时的迎角θLOF作为输入条件，其计算公式如下：其中，αLOF为正常起飞时预期的最大迎角，VLOF为正常腾空时空速，CLLOF为对应VLOF的升力系数，为升力线斜率。l1和l2参数如图2所示，分别表示主起落架全伸长状态接地点与飞机尾擦点连线与停机状态地面线相交的两段线长度。对于干线客机，飞机抬头率一般取4°/s。此外，还需要考虑飞机系列化发展的需求，给系列化家族中的加长型飞机在起落架布置上留有必要的空间。对于干线客机，基本型飞机最终确定的起降迎角一般是在其起降需用迎角的基础上增加2°～4°，要视客舱增加长度和机身后体修行的具体情况进行分析确定。

(2)飞机结构设计限制

现代民用运输机大多采用高气动效率的超临界机翼，其外形的一个显著特点是后缘部分收缩剧烈，这就给下单翼布局形式飞机的主起落架收藏带来了较大的空间限制。另外，采用较后的主起落架接地点，可能会出现主起落架的转轴较长，主支柱后倾角较大，主起落架转轴偏角较大等设计情况，这些都会造成主起落架重量和寿命上的损失。所以在设计之初，要依据飞机的结构特点，主起落架的接地点不能过于靠后。

(3)翼下吊大涵道比发动机限制

现代民机的另外一个特点就是普遍采用油耗小、噪声小的大涵道比喷气发动机，而随着民航业环保、节能要求的提高，发动机会采用更大的涵道比，其对应的短舱直径也有较大增加。目前下一代新研发的发动机涵道比已经增大到12左右。为了满足短舱与地面的间隙要求，就需要起落架有一定的长度来支撑飞机。对于翼吊布局的飞机，其短舱与地面的最小间隙为458mm（18in）。

(4)地面维修高度限制

飞机机体表面设有许多检查、维护口盖，根据机场现有的维修程序和维修设备的需要，同时考虑人机工效学，需要对飞机的高度有一定的限制。

(5)主起落架纵向接地点参数选取限制

基于上述分析，可以绘出主起落架纵向接地点参数选取区域限制图，如图3所示。对于采用放宽静稳定技术的飞机，其重心后限位置较后，在考虑加长型发展空间的基础上，基本型飞机不可能在狭小的参数选择区域内选取到防倒立角大机擦地角的主起落架纵向接地点位置，这也是现代民机主起落架布局设计的一大特点。在可选域的参数选取中，要考虑在最严重的重量、重心组合的情况下，使得选取参数对应的飞机防倒立角能尽可能的比飞机运营过程中起降的最大迎角θ大。

2.2主起落架横向接地点设计

主起落架横向接地点即表示飞机的主轮距（用%SPAN表示），其参数的选取也受到多重因素的制约，如图4所示。

(1)主起落架收藏空间的限制

在选取主起落架纵向接地点参数后，就需要开展主起落架横向接地点的设计，即在飞机上进行合理的空间布置，满足主起落架对收藏空间的需求。

在起落架收藏的概念设计中，需要考虑轮胎的膨胀、膨胀轮胎与收藏路径上各种结构件的间隙等影响主起落架收藏的主要因素。轮胎主要考虑充气膨胀间隙和由转动引起的形变间隙，在名义轮胎尺寸的基础上，加上这两部分间隙变化尺寸，构成起落架收藏设计中的“协调用轮胎”尺寸。由于“协调轮胎”所考虑的膨胀和转动形变间隙均为最小间隙，加之飞机后继机对特殊机场适应性要求的需要，因此对于“协调用轮胎”在径向方向与收藏路径上各种结构件的间隙就需要留有足够的空间。

(2)主起落架转轴结构布置空间限制

主起落架的展向位置设计被限制在机翼后部由后梁和襟翼辅助梁所形成的“三角区”，如见图5所示，主起落架过分的沿展向靠外布置，会过分挤压起落架转轴的布置空间，给起落架转轴设计增大难度。其具体限制条件可依据机翼后梁走向、机翼kink位置、主起落架接头形式、襟翼舱布置空间、管线布置空间需求等确定，见图4中条目2。

(3)侧风与单发着陆限制

飞机在侧风或单发着陆的过程中，会带有一定的滚转角Φ，一般在5°～8°。在主起落架横向接地点位置选取时，就需要考虑由机带滚转角着陆，发动机短舱与地面之间的最小安全间隙，一般要大于152.4mm（6in），见图4中条目3。

(4)机场使用限制

飞机机场适应性所包含的内容很广，其中有一条是根据机场的不同分类对飞机的几何参数进行限制，具体限制如表1所示。

2.3前起落架接地点设计

(1)操纵稳定性限制

前起落架和主起落架的接地点构成一个平面，有效地支撑住飞机的重量，当飞机的重心及主起接地点确定后，需要合理的选取前起落架接地点的位置，以确保飞机在侧风及地面转弯时的稳定性，一般用侧翻角Ψ表示，如图5所示。对于民用飞机，该角度不应大于63°。

(2)载荷分配限制

合理地选取前起落架的接地点位置，能较好地分配起落架所承受的载荷。一般情况下，前起落架的载荷系数为8%～15%，见图5。当前起落架接地点过于靠前，前起落架的载荷较小，会使得飞机在小重量状态下，前轮丧失部分或全部操纵性。相反，当前起落架接地点过于靠后，前起落架的静态载荷较大，在刹车产生的附加载荷作用下，很可能超过前起落架的设计强度。因此，需要合理地安排前起落架接地点的位置。

(3)结构设计考虑

起落架上的载荷需要传到飞机机身，为了减少飞机重量，需要使载荷的传力路径最短，最合理的方式是在靠近加强框的位置进行布置。

(4)飞机停机角设计考虑

由机在停机时其重量、重心会有不同的组合，因此飞机的停机角是一个范围，目前民用飞机的停机角范围是-1°～1°。可以根据停机时客舱地板水平或是有轻微低头的需要来选择前起落架的长度。

飞机地面180°转弯检查

飞机起落架接地点确定后，在地面操纵时，除了要满足之前所述的安全性、稳定性和操纵性要求之外，还需要满足在预期的最低运营机场跑道宽度的条件下，实现飞机180°转弯的要求，如图6所示。对于超大型民用客机，会对飞机的接地点设计产生一定的影响。ICAO附件14卷Ⅰ中机场跑道宽度要求和起落架距跑道边界安全间隙要求分别见表2和表3。式中，b表示飞机的前主轮距，t表示飞机的主轮距，β表示飞机前起落架的转弯操纵角，s1表示主起落架图6飞机地面180°度转弯外侧双轮间距，s2表示前起落架外侧双轮间距。

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2、3P1D教学模式。当前艺术设计的教学模式主要采用教师布置课题、学生搜集资料、构思、确定设计方案、设计图展示、教师评价的顺序，课堂上教师对教学过程的把握与学生交流存在一定缺陷，利用3P1D模式能够有效处理这些问题。这一新型教学模式要注重以下几个基本点：

（1）教学中的课题选择（Project）：教师的课题的选择上可以是实际设计项目或非实际练习，教师在备课阶段就要注重对课题内容的构想，在保障课题要求符合教学大纲的基础上，选择具有可操作性与时代性的课题，并根据实事求是原则制定规范的评定标准，便于学生把握艺术设计方向。

（2）课堂教学质量（Process）：教师要注意设计具有针对性的课堂练习项目，对学生的设计创新能力和审美意识进行系统性提升，在学生课堂项目评定上，教师要根据教学目标，结合学生的自我评价与相互评价对学生作品开展点评，最大限度激发学生的教学参与热情。

（3）设计说明（Description）：教师应把学生的设计说明作为其成绩的重要参考因素，培养学生对课题认识、设计方法探索、图纸模型绘制能力，在艺术设计过程中使学生得到眼、脑、手的全面训练。

（4）课题陈述（Presentation）：教师在学生进行课题陈述的过程中要注重对其设计构思、问题处理方式、语言组织能力等多方面因素考量，结合学生设计方案为学生指出设计亮点及存在问题，在设计实践中对学生进行设计师基本素质的培养。

二、艺术设计教学理论体系的完善策略

1、与时俱进，提高艺术设计教学创新性。艺术设计是一门更新速度极快的学科，在具体教学实践中，若只关注于学生对事物形态的描摹能力，则易使学生丧失应有的个性表达与自主创新能力。因此，要建立完善的艺术设计教学体系，教师首先要对教学手段加以创新，在课堂教学中可适当地融入新型教学手段与流行设计元素，充分发挥多媒体设备在艺术设计教学中的作用，利用具有时尚元素的影视剧展示等手段向学生表现艺术设计的美学价值，从而提升学生的审美情趣与自主创造欲望。

2、推进教学目标分层化。教学活动开展前，教师应针对不同学生对具体教学目标进行有计划、有层次的设定，例如大一学生要加强对基础课程的巩固，大二学生要实现专业课程的初步入门，大三则要全面提高专业素养。在完成教学目标时，可采用多种手段辅助教学，充分利用现代信息技术，艺术设计教学内容设计尽量做到简明扼要，让学生在轻松的课堂氛围中完成对专业知识的理解。

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一、数字IC设计方法学

在目前CI设计中，基于时序驱动的数字CI设计方法、基于正复用的数字CI设计方法、基于集成平台进行系统级数字CI设计方法是当今数字CI设计比较流行的3种主要设计方法，其中基于正复用的数字CI设计方法是有效提高CI设计的关键技术。它能解决当今芯片设计业所面临的一系列挑战:缩短设计周期，提供性能更好、速度更快、成本更加低廉的数字IC芯片。

基于时序驱动的设计方法，无论是HDL描述还是原理图设计，特征都在于以时序优化为目标的着眼于门级电路结构设计，用全新的电路来实现系统功能;这种方法主要适用于完成小规模ASIC的设计。对于规模较大的系统级电路，即使团队合作，要想始终从门级结构去实现优化设计，也很难保证设计周期短、上市时间快的要求。

基于PI复用的数字CI设计方法，可以满足芯片规模要求越来越大，设计周期要求越来越短的要求，其特征是CI设计中的正功能模块的复用和组合。采用这种方法设计数字CI，数字CI包含了各种正模块的复用，数字CI的开发可分为模块开发和系统集成配合完成。对正复用技术关注的焦点是，如何进行系统功能的结构划分，如何定义片上总线进行模块互连，应该选择那些功能模块，在定义各个功能模块时如何考虑尽可能多地利用现有正资源而不是重新开发，在功能模块设计时考虑怎样定义才能有利于以后的正复用，如何进行系统验证等。

基于PI复用的数字CI的设计方法，其主要特征是模块的功能组装，其技术关键在于如下三个方面:一是开发可复用的正软核、硬核;二是怎样做好IP复用，进行功能组装，以满足目标CI的需要;三是怎样验证完成功能组装的数字CI是否满足规格定义的功能和时序。

二、典型的数字IC开发流程

典型的数字CI开发流程主要步骤包含如下24方面的内容:

(1)确定IC规格并做好总体方案设计。

(2)RTL代码编写及准备etshtnehc代码。

(3)对于包含存储单元的设计，在RTL代码编写中插入BIST(内建自我测试)电路。

(4)功能仿真以验证设计的功能正确。

(5)完成设计综合，生成门级网表。

(6)完成DFT(可测试设计)设计。

(7)在综合工具下完成模块级的静态时序分析及处理。

(8)形式验证。对比综合网表实现的功能与TRL级描述是否一致。

(9)对整个设计进行Pre一layout静态时序分析。

(10)把综合时的时间约束传递给版图工具。

(11)采样时序驱动的策略进行初始化nooprlna。内容包括单元分布，生成时钟树

(12)把时钟树送给综合工具并插入到初始综合网表。

(13)形式验证。对比插入时钟树综合网表实现的功能与初始综合网表是否一致。

(14)在步骤(11)准布线后提取估计的延迟信息。

(15)把步骤(14)提取出来的延迟信息反标给综合工具和静态时序分析工具。

(16)静态时序分析。利用准布线后提取出来的估计延时信息。

(17)在综合工具中实现现场时序优化(可选项)。

(18)完成详细的布线工作。

(19)从完成了详细布线的设计中提取详细的延时信息。

(20)把步骤(19)提取出来的延时信息反标给综合工具和静态时序分析工具。

(21)Post-layout静态时序分析。

(22)在综合工具中实现现场时序优化(可选项)。

(23)Post一alyout网表功能仿真(可选项)。

(24)物理验证后输出设计版图数据给芯片加工厂。

对于任何CI产品的开发，最初总是从市场获得需求的信息或产品的概念，根据这些概念需求，CI工程师再逐步完成CI规格的定义和总体方案的设计。总体方案定义了芯片的功能和模块划分，定义了模块功能和模块之间的时序等内容。在总体方案经过充分讨论或论证后开始CI产品的开发。CI的开发阶段包含了设计输入、功能仿真、综合、DFT(可测试设计)、形式验证、静态时序分析、布局布线等内容。而CI的后端设计包括布局、插入时钟树、布线和物理验证等内容，后端设计一般能在软件中自动完成，如SIE软件就能自动完成布局布线。

三、IC开发过程介绍

IC开发过程包括设计输入、功能仿真、综合、可测试性设计DFT、形式验证、静态时序分析、布局、插入时钟树、布线、物理验证等内容，下面分别进行详细介绍。

设计输入:一般包括图形与文本输入两种格式。文本输入包括采用verilog和vHDL两种硬件描述语言的格式，verliog语言支持多种不同层次的描述，采用硬件描述语言主要得益于采用综合器来提高设计效益;图形输入一般应该支持多层次逻辑图输入，主要应用在一些专门的电路设计中，但是图形输入耗时费力且不方便复用。

功能仿真:功能仿真的目的是为了验证设计功能的正确性和完备性。搭建的测

试环境质量和测试激励的充分性决定了功能仿真的质量和效益，仿真工具也是比较多，而且功能比较齐全。

综合:所谓综合，就是将设计的HDL描述转化为门级网表的过程。综合工具(也可称为编译器)根据时间约束等条件，完成可综合的TRL描述到综合库单元之间的映射，得到一个门级网表等;综合工具可内嵌静态时序分析工具，可以根据综合约束来完成门级网表的时序优化和面积优化。

可测试性设计DFT:目前大多数CI设计都引入可测试结构设计，一般在电路初步综合后可进行DFT设计。典型的DFT电路包括存储单元的内建自测BIST电路、扫描链电路和边界扫描电路。BIST电路是为了测试而设计的专门电路，它可以来自半导体生产厂商，也可以用商用的工具自动产生。扫描链电路一般是用可扫描的寄存器代替一般的寄存器，由于带扫描功能的寄存器的延时与一般的寄存器并不一致，所以在综合工具进行时序分析时最好就能考虑这种“附加”的延迟。边界扫描电路主要用来对电路板上的连接进行测试，也可以把内部扫描链的结果从边界扫描电路引入。

形式验证是一种静态的验证手段，它根据电路结构静态地判断两个设计在功能上是否等价，从而判断一个设计在修改前和修改后其功能是否保持一致。

静态时序分析:静态时序分析是CI开发流程中非常重要的一环。通过静态时序分析，一方面可以了解到关键路径的信息，分析关键路径的时序;另一方面，还可以了解到电路节点的扇出情况和容性负载的大小。

布局:布局被认为是整个后端流程最关键的一步，布局首先是在满足电路时序要求的条件下得到尽可能小的实现面积，其次布局也是把整个设计划分成多个便于控制的模块。布局的内容包括把单元或宏模块摆放到合适的位置，其目的是为了最大限度地减小连线的RC延迟和布线的寄生电容效应，此外，良好的布局还可以减小芯片面积和降低布线时出现拥赛现象的几率。

插入时钟树:时钟树又称时钟网络，是指位于时钟源和它所有扇出的寄存器时钟输入端之间的BUFFER驱动逻辑，时钟树通常根据物理布局情况生成。时钟树的插入关键在于如何控制时钟信号延时和时钟信号扭曲，因为较大的延迟对解决电路的保持时间问题不利，较大的时钟扭曲往往增加寄存器锁存不稳定数据的几率。但是时钟信号延迟和时钟信号扭曲问题是对矛盾，如果设计对两者都要求比较严格的话，时钟树的插入往往需要考虑比较多。

布线:布线分为两个阶段完成:预布线和详细布线，预布线时版图工具把整个芯片划分为多个较小的区域，布线器只是估算各个小区域的信号之间最短的连线长度，并以此来计算连线延迟，这个阶段并没有生成真正的版图连线。详细布线阶段，布线器根据预布线的结果和最新的时序约束条件生成真正的版图连线。但是如果预布线的时间比布局运行的时间还要长，这就意味着布局的结果是失败的，这时候就需要重新布局以减少布线的拥赛。

布局布线完成之后，EDA工具根据布局布线的结果产生电路网表，产生真正的互连线延迟数据，这样以前综合工具DC根据线负载模型计算出来的延迟数据与这些互连线延迟数据相比是不够精确的，因此把这些版图提取出来的互连线延迟数据反标给DC重新进行综合优化，如果生成的网表满足了时序、面积及功耗要求后就生成电路版图，电路版图经过验证就可以制成芯片。超级秘书网：

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在控制效果自由度方面：各种类型的成熟的设计以及绘画软件都必备了相对完整的自由度很高的调整方案，不需要重新着色只通过改变画面的色彩和明暗就可以改变整个作品的面貌；撤销已进行的操作使修改变得如此的方便，它甚至超越了传统的技法，传统美术中一不小心就会导致工作中的失误甚至前功尽弃，从而废稿率上升，而撤销功能将会大大降低工作中的失误，从而节约了时间保存了工作人员的精力。在获取素材时，就比如计算机插画和平面设计领域，要更加注重日益严重的版权纠纷问题因为素材比以往更容易得到，之所以容易是由于数字文件形式的素材的空前丰富，通过数字化设备也可以轻而易得得收集到物理形式的素材。

1.2计算机美术通过发展产生的作品新门类和新技法

由于计算机的不断发展从而产生了新的作品门类，他们与计算机相互依存，把计算机作为最终展示平台：例如网页、交互式动画、交互式电子幻灯片、软件的外观皮肤甚至手机像素画面等等一系列中。新的美术作品门类具有针对性强，实用性强的特点，在教学和商业用途中都展现出了它强大的生命力和活力，在成就了一批批计算机美术工作者中表现出了自身重大的价值能力。

2传统美术仍然有其不可替代的地位

2.1传统美术的长期积累创造了计算机美术的原理性内容

计算机美术的核心一定是美术，不管计算机美术给美术领域造成了多么巨大的影响，吧“计算机美术”拆解下来就会变成“以计算机作为技术辅助的美术”，所以传统美术的理论仍然在计算机美术领域占据着重要的不可动摇的地位。具备熟练地软件操作意识以及传统美术所要求的传统审美能力、创造性思维、造型能力、认识能力等是成为一个优秀的计算机绘画或者计算机设计色美术工作者的必备前提。中西美术史论知识在计算机美术领域具有和通过出啊同美术教育所学习的透视、结构、光影、构图、构成、色彩和解剖等非常相似的重要性。

2.2计算机美术受传统美术技法的影响

美术工作者通过大量的实践和总结经验后研究出了传统美术技法，分为处理画面和创造工具和材料的性能了解和操作两个方面，其中处理画面可以说是美术再现的能力。美术工作者需要消耗大量的精力来劳动和训练才能熟练地掌握这些技法，这些经验也会直接或者间接的被运用到计算机美术领域。大多数人对美术作品的审美贴近传统美术作品是受传统美术作品的影响，所以计算机美术要想符合大众口味也要尽可能的贴近传统美术作品，其中做常用的手段之一就是在技法上模拟传统美术作品，Painter是COREL公司的优秀模拟手绘软件，它诞生以来得到了商业计算机插画家的喜爱所以称为模拟传统手绘的最著名软件，当然这与大众的审美口味离不开关系，因为Painter把颜料在画面上干燥的时间以及对下一笔颜料的覆盖的影响算计在内，所以使以它绘制的插画水平甚至可以以假乱真，使它非常的人性化；OpenCanvas也是与之类似的模拟软件。另外一个老牌子软件—ADOBE公司的Photeshop的绘制效果不那么贴近手绘的原因是因为它在模拟传统手绘方面没有下太大的功夫。

2.3计算机美术仍然无法替代传统美术的一些门类

计算机虽然在美术设计领域可以作为主要工具，甚至可以通过Painter等软件来高度模拟水彩画和油画，但计算机美术几乎无法替代某些门类的艺术因为他们具有显著的特殊性，举一个最明显的例子，古老的中国书法艺术。书法表现人的某种气质、品格、情操是通过线条和形体结构。线条作为点的运动轨迹也是书法的基本构成元素，它的书写过程在书法艺术中的特点表现为方向性和不可重复性。书法不可能重复和进行制作，创作过程与创作结果同时呈现，毛笔作为书法的工具也包含有一定的规律，它的魅力所在是它的笔触的偶然性，即使有高精度的数字输入板存在的软件业很难模拟书法的艺术。

3计算机美术领域的发展对计算机技术的发展的具有依赖性

当今社会，传统美术已经没有需要突破的技术障碍，计算机美术随着计算机技术的发展而继续不断发展。计算机美术与计算机技术的发展相互依存互为贯通，未来计算机技术发展的三个重要趋势是更高的性能，更高度的智能化、以及计算机在人类社会更广泛的渗透性，这些趋势对计算机美术的发展同样产生着深远的影响。计算机美术对于计算机硬件的性能要求非常的高，图形工作站的性能通常要比其他领域的性能高很多；显而易见能将图形处理速度提高到当然是更高性能的计算机，计算机的性能对于业务繁忙和美工人员紧张的动画游戏制作公司来说远远不够，他们永远需要更新更快的计算机来短时间内完成更多的场景绘制和渲染工作，更高的计算机性能也就要求计算机在同样的时间内要制出更加复杂仿真度更高的场景和模型。输入输出设备的性能是除了速度之外计算机美术所要求的重点，输出设备要注重高性能的专业阴极射线管显示器、专业打印机、出版领域的胶印机和工艺加工设备的真实还原。真是采样是计算机美术对输入设备的要求，比如采样高分辨率的数位绘图板，它很接近于真实画笔的下笔力道和方向的采样；取得素材的重要设备也有高性能的扫描仪和数字相机。提升作品的质量和提高工作效率离不开这些高性能设备的发展。虽然计算人工智能的发展有贴近美术工作者在美术领域的创造性和独特性思维的水平和迹象还没有被我们发现。现阶段美术工作者的实际需要是软件方面更加人性化的发展，美术工作者对软件开发商的期待则是软件更好用，使用起来效率更高、效果更加丰富、更加的便于控制。计算机在人类社会中的高度渗透性扩展了手机游戏机这些非通用计算机的应用范围，拓展了计算机美术作品的展示空间也为它提供了更多的媒介种类，应用领域的拓展也对计算机美术的发展起了很大程度的影响。

4计算机美术和传统美术教育的关系密切

传统美术并没有因为计算机美术的不断发展而落后，相反随着计算机美术的普及和发展更显示出强大的生命力和活力。就拿我国来说，一贯重视传统美术技法和理论的教学是我国本专科院校美术专业的传统美术教育。虽然有时学校所学针对性不强会对计算机美术学毕业生造成影响，但是永远不会过时的东西是技法和理论，当毕业生从事计算机美术工作时就会在他们的工作过程中体现出应有的价值，以传统美术为重点在有限的教学计划中是科学和合理的。我国其他的一些职业教育机构中很重视计算机软件的操作技术，计算机美术教育也是以计算机操作为主，通过了各种专业机构认证的学员对传统美术的技法和理论还是不够重视，所以这些教育机构的学员很难创造出好的作品，这令人非常遗憾，对于美术培训市场的丰厚利润，如果职业技术教育机构在原本重视计算机操作技术的基础下能更加重视传统美术的教育技法和理论的培养，自然而然就能更加有效的促进国内计算机美术的蓬勃发展以及更自然的形成客观的社会效益。

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在选择道路桥梁设计方案之后，就要对设计方案的关键问题进行具体分析，其主要内容包括两方面，一是道路桥梁的质量，即道路桥梁的坚固性和耐久性；另一方面是道路桥梁的美观性。道路桥梁设计中的质量问题确保道路桥梁设计中出现质量问题，首先应对各施工阶段实施有效的监管，尤其是各种材料质量是否符合标准应严格把关，在此基础上开展工作。道路桥梁设计的加固性①地基的加固，即应在项目施工之前，对施工地点进行详细的地质勘查，然后根据地质状况以及施工需求，结合实际做出较科学和合理的设计图，尤其应注重地基易发生不均匀沉降的区域，并在设计中明确针对性地处理措施。②裂缝的加固，即对路桥面的设计应严格把关，在具体的施工中，设计应要求施工所用车辆的载重，以免因为过度碾压而出现裂缝。另外，针对已经出现的裂缝，要联合公司管理层，查出导致裂缝产生的真正原因，进而实施相应的修补。③伸缩缝的加固，比如梁端头局部破损的情况，应在设计时给予特殊的重视，在保证施工用料的质量以及施工方法的正确性的基础上，结合当地的气象天气针对性地设计符合实际的伸缩缝结构。道路桥梁设计的耐久性目前，我国道路和桥梁设计中，对于路桥耐久性设计并没有实际的效果，只存在概念性范畴，这不但是一些道路桥梁工程出现事故的主要原因之一，而且从综合经济的角度看，其也是十分不合理的。从对当前反映的道路桥梁耐久性差来看，其主要表现在水泥选用不合理，混凝土配合比不对，维护保养不当以及预应力施加不合理等现象。由此可见，施工质量以及施工质量管理是导致道路桥梁耐久度无法达到预期目标的重要原因，因此，为了能使道路桥梁达到预期的使用寿命，必须严格监控施工质量。虽然，这些缺陷在短期不会对道路和桥梁造成明显影响，但是从长期来看，其后果是非常严重的。因此，各施工队有必要设置专业的质量监督部门。影响道路桥梁耐久度的因素很多，比如，结构整体性和延性不足，冗余性小；计算图式和受力路线不明确，以至于局部受力过大；混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄这些都是降低道路桥梁结构耐久性降低的因素，严重影响了其安全性。因此，在设计上应在满足经济合理、结构可行的基础上，保证材料质量合格、保证施工操作规范、保证结构整体协调统一，进而使道路桥梁实现长久安全。道路桥梁设计的美观性目前，中国道路桥梁建设已经日趋成熟，各种高难度作业工艺技术已经获得突破，与此同时，随着投资方对工程审美要求的不断提高，施工公司在保证质量的前提下，亦开始追求道路桥梁的美观性。对于道路桥梁的美观性一般工程公司都会参照周围建筑的建筑风格，力图融入整个建筑的大环境的前提下，成为新的标志性建筑。当然，在追求道路桥梁美观的同时，切不可以影响质量为代价，因小失大。

道路桥梁设计应考虑维护的可行性

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随着社会主义市场经济体制的逐步完善，我国经济进入了持续高速发展的阶段。经济的繁荣带动了社会各个行业的发展，也使得人才的需求日益增加。为了适应社会需求，高等教育规模不断扩大，呈现出由精英教育向大众教育迈进的发展趋势。而艺术设计作为热门学科，全国艺术设计类考生逐年攀升，全国兴起了艺术设计的热潮。然而，艺术设计教育在我国，只有短短的二十几年的历史。由于现代设计教育在我国的历史比较短，发展还不够完善，与国际先进水平相比还有一定的差距，加上这几年的扩招，实际教学过程中存在着一些问题。诸如：培养目标不够明确，教育思想和方法比较陈旧，课程体系和教学内容不够完善，教学质量有待提高等。所以，我们一定要静下心来重新审视艺术设计理论，研究艺术设计教育。

笔者从事艺术设计教育十多年，目睹了社会主义市场经济体制对艺术设计教育的巨大影响，以及艺术设计教育对市场经济的反作用，以自己切身体验谈谈对艺术设计教育的一些思考。

一、顺应市场需求，转变教学思路

社会主义市场经济体制是要让市场在资源的优化配置中起主导作用。随着我国社会主义市场经济体制的逐步完善，学校也被逐步推向市场，并逐步向产业化方向转化，这也是在市场经济体制运作下完成教育资源优化配置的必然要求。由原来的国家包培养、包分配，逐步转向交费上学，毕业后自主择业。这就必然要求我们改革培养模式，改革教学内容和课程体系，制订新的教学管理制度以适应社会和学生的多样化选择。我国的艺术设计，是随着市场经济在中国的兴起而兴起的，是为了适应市场经济的需要而产生的。应该说，艺术设计在中国从诞生的那天起，就与市场经济发生了割不断的联系。

因此，面向市场需求，随时调整专业设置和课程设置是高校艺术设计教育改革的首要任务。再以理念的突破和更新为先导，在教育实践上引起巨大的变革，在当前实施素质教育的实践过程中，构造并树立系统的现代教育观念。高校要扎扎实实地办学，不懈地努力，应努力培养高素质、复合型、一专多能、紧贴市场需求的人才。要基础知识与技能培训并重，全方位提升学生素质，从而造就适应市场需要的职业英才。同时，在硬件设施基本完善后，逐步控制学校的规模把工作重心转移到强化内部管理机制、增强凝聚力和竞争力上面来，努力为学生创造良好的学习环境和生活环境，为将来的生活和就业打下坚实的基础。

二、打破文理界限，培养宽口径人才

我国艺术设计教育脱胎于纯美术教育，原来只在艺术院校和轻工院校里设置，现在综合大学、工科院校和师范院校中也纷纷开设设计专业。在现行的教育体系中，艺术设计教育基本上按照两种模式进行。一种是在综合性大学、专业美术院校和师范院校；另一种是在各种工科院校，如建筑、机械、轻工、纺织等。前者偏重美术理论和美术基础训练，后者偏重不同专业的工艺与专业技术训练。这一点可以从开设的不同的课程上明显看出来。这两种教育模式本来可以互相借鉴，互相补充，但因为现存的教育管理体制，如一些综合性大学隶属教育部门，一些专业美术院校隶属文化部门，一些工科院校隶属各产业主管部门。我国的高校招生，历来分文理两大类，演变到今天，这种体制已经波及到基础教育的中学分科问题。而艺术设计学科，也因为这个招生体制，被人为地割裂开来。所以，以文科考试进入美术院校的学生，得不到良好的工艺与技术训练，以理工科考试进入工科院校的学生，得不到良好的美术理论和美术基础训练。这个问题早已经在我们的社会上，即学生就业的工作岗位上反映出来。

在这个问题上，笔者认为我们可否转变一下思维方式，打破文理科界限，把艺术设计教育统一起来，不论其设在什么学校，工科也好，文科也好，都用一个标准确定教育对象和教学方法。这样既能避免学生接受知识上的偏差，也能衡定各类学校的师资和教学水平。同时，也使学生来源得到合理配置。现在，由于实行“三加X”考试，这一点在招生上基本上没有障碍，主要是思想再解放一点，把这种选择学生的方式再向前推进一步，就可以达到这一目的。在市场经济的作用下，社会分工越来越细，对人才的要求也越来越高，同一个专业同一个班毕业的同学找工作的差异性越来越大。高校已经成为一个提高个人综合素质和修养的平台，具有较高综合素质的人才日益受到社会的青睐。这一现象逐渐受到高校教育工作者的重视，提倡学科合并交叉，培养适应多项工作的宽口径人才成为艺术设计教育新的发展方向

三、广泛吸纳社会力量，积极整合教育资源

随着社会主义市场经济的不断发展，社会对艺术设计专业人才的需求越来越大，艺术设计专业办学规模也随之不断扩大。然而，有限的教育资源和师资力量始终是制约我国艺术设计教育深入发展的瓶颈。一方面，高校要有计划地引进或培养既有系统的理论修养，又有丰富艺术设计实践经验的“双师型”教师；另一方面，要广泛吸纳社会力量，充实艺术设计的师资力量，可以采取长期或短期聘用的方式，邀请国内外室内设计行业的精英或专家来校讲学、授课，力争将最新的行业知识和信息传达给学生。

经过近二十年的发展，艺术设计教育在软硬件方面已经取得了长足的发展，但是，仍然无法满足经济高速发展和办学规模不断扩大的需要。高等院校为了要办出质量和特色，以培养大批适应市场需求的的高级人才，使出了浑身解数，以致有些高校因为基础建设的不断扩大，而债台高筑。短时间内，仅仅依靠高校自身力量已经无法满足社会对人才的需求。根据艺术设计应用性极强的特点，我们要把设计教育从大学的课堂里解放出来，交给企业家，作为企业发展的武器，交给民众，成为生活的必需。积极整合教育资源，坚持多样化办学，拓展以学养学，滚动发展之路，最终变“学校办社会”为“社会办学校”，主动适应社会经济发展的全面需要。令人欣慰的是，许多高校已经先行一步，积极与企业取得联系，将企业变成了高校实验室和实习基地。学校解决了实验场地的问题，降低了教学成本，企业也取得了很好的经济效益，达到了双赢的目的。

四、校企联手，促进就业

高校毕业生就业历来都是学生和家长十分关注的问题，尤其是随着高等教育的普及以及高校连年的大规模扩招，高校毕业生的就业形势日益严峻，并呈现出“两高一低”的现象，据有关资料统计：一高是指毕业生总人数高：2003年212万，2004年280万，2005年338万；二高是指待就业毕业生总人数高：2003年52万，2004年69万，2005年已经达到了79万。一低是指毕业生签约率低：据教育部的统计，2005年应届毕业的338万普通高校学生中，在毕业时的签约率仅为33%，即使到了2005年末，仍有近1/4的毕业生还没有找到工作。

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以外形设计为例，当的造型成为拟物型时，其带给受众心理的新奇与震撼是常规外形无法相提并论的。《艺术危机》设计见图1（图片摘自豆丁网），为了凸显危机感，设计师以手枪这一极具典型意义的符号作为造型元素，通过手枪给观众带来的毁灭与死亡的联想，寓意艺术的危机已迫在眉睫，旨在唤起人们的重视，此设计使观众通过外部形态便能大概了解书本的内容，实现了良好的信息传达功能[4]。虽说这种异形的外部空间形态，形式大于内容，并会一定程度地削弱了的功能性，但这种探索新的外部空间形态的意义是非常重大的。还有的设计师将自然有机形态嫁接到书本之上，赋予感性、趣味性的象征意味，令读者惊奇不已且印象深刻。由何见平主编的《新声音》设计见图2，它采用轻型纸四色印刷及14开软皮平线装的装帧形式，但在书脊上却意外地竖着一只耳朵，这给读者带来了全新的感官体验。因为书名为"newvoice"，所以设计师采用了耳朵这一最敏感的听觉器官来强调“倾听”的含义。千百年来，一直被冠以“六面体盛纳知识的容器”这一称号[5]，但现代设计早已突破了传统造型的桎梏，大量构思奇特的书籍造型纷纷涌现。《画魂》是一本以电影创作理念与剧照为内容的画册，被人称为“怪书”，见图3。设计师吴勇在选纸时出于节约的考虑，采用了一种库存的进口降价纸张。这种纸张的尺寸比国内的常规纸小一些，按照常规的切割方法设计出来的16开会小许多，为了在视觉上营造正常16开书本的效果，设计师将纸张巧妙地折叠，在不浪费任何纸边的前提下，运用了机器折首锁线装订的形式，创作出了一本奇妙的三角书。而且选择三角形开本的另一原因是为了强调主人公的三角恋关系，设计师很好地实现了形式与内容的结合，也为丰富外部空间形态的表现形式提供了有价值的参考案例。

1.2书口

书口作为外部空间里的重要组成部分，也日益受到设计师的重视，现代印刷装订技术的进步与完善，也为书口的设计与实现提供了更多的可能性，可以说设计优良的书口既扩展了设计的发挥空间，提升了的整体气质，又丰富了的外部空间形态。朱赢椿设计的《不裁》曾获得2007年“世界最美的书”铜奖，“不裁”是“不才”的谐音，表达了设计者的谦虚低调之意，见图4。此书的书口边缘没有进行裁切，读者需要将环衬上的裁纸刀撕下来，边裁边看，直到读完了整本书才能帮助全书成形。书口在经过裁切以后，其形态成为富有肌理感的毛边[6]，这种参差不齐的空间形态独具一种原生态的美。书口的设计不仅要在形态上创新，其造型也应与的主题、内容及风格结合起来。主题为《海滩侵蚀地貌》的作品集见图5（图片摘自360图片搜索），设计师在的倒数几页上设计了一系列面积由大到小的有机形态的书口，模拟被海水侵蚀过的地貌。书口的形态巧妙地与海岸波浪的形状结合起来，形成了混然天成的立体感，使人观后久久不能忘怀。瀚清堂设计的《世界地下交通》，见图6，设计师将书本顶端的切口设计成倾斜的阶梯状，这是寓意顺着向下的楼梯，观众会被带入到另外一个世界。

2多维度的内部空间形态

的多维度内部空间由内页的解构或重组形成，可呈现出交错、叠合的空间形态，这种特殊的空间结构给读者在阅读过程中带去多样的情感体验[7]。通过多层次的不同尺寸的页面变化可实现内页的多维度空间形态。如内页依据边长或是面积的大小进行递减或递增的变化，通过页面有序或无序地穿插、叠放来营造多维的空间感。《福尔摩斯探案集》的内部空间形态设计随着故事情节的步步发展，内文的页面尺寸一张比一张小，当读者看到故事结尾时，书籍内部会形成一个类似于倾倒的金字塔状的空间结构，案情的谜底就在那张最小的纸上，读者的阅读活动实际上变成了一个揭密的过程，此设计不仅极富趣味性，还极大地调动了观者的好奇心，同时设计师对内部空间的塑造也很成功，可谓是一举多得。对内页进行折叠也可以使书本内部呈现多层次、多维度的空间效果，是塑造内页多维度空间形态的另一重要方法。传统的折叠方式有垂直交叉折、平行折、混合折3种，工作人员通过机器或手工将大幅面印张折叠成书刊开本大小的书帖，再进行装订，这样一本书就大体成形了。在此现行的制作工序中，书籍内页一旦成形便不可复原[8]。而有的设计师将内页设计成收放自如的形态，当它折叠起来时与的开本尺寸一致，展开时会比书本开本大许多或是成为另外的开本形状。这种内页设计方式不仅扩展了内部原有的承载空间，更在很大程度上提升了书籍的功能性并给读者带去阅读情趣。像地图、长卷、复杂的图表等需要大幅面展示的印刷品，都可以采用折叠的多维造型来展现。宣传册的设计其构思非常奇巧，当读者进行阅读时，仍然处于折叠状态的内折页会引起人们的好奇并驱使读者想要打开它，从而成为整个设计的亮点。此多维内部空间的塑造既体现了设计师的智慧，又使得设计富有人文气息。立体化的内部空间还可以通过堆叠、挖切的手段来实现。如读者已司空见惯的对内页开窗挖空的手法，它使得单一的内页平面上具有了空间的意味[9]。除此以外，设计师还运用了多种其他切割工艺，如透雕或分割页面等，这些设计活动丰富了单调的页面结构，使被镂空的内页与下层内页之间产生了“借景”和“换景”的空间关系，从而产生了多维的立体空间。这种利用挖切形成的孔洞延展了内部空间的内涵，正如亨利·摩尔提出的孔洞革命性意义一样，即“一个洞所蕴含的意义不亚于一块体积所具有的含义——有一种神秘的东西就隐含在它的深度和它的形态之中”。吴勇设计的《用镜头亲吻》，见图7，设计者用镜头与文字双管齐下的方式来赞颂的美。设计师以单反镜头的光圈为灵感，在封面与内页上采用了同一种的设计形式，即每页镂空的大圈向下层镂空的小圈层层过渡，就好像一只镜头正在引领着读者一步步地领略的壮美，一场激荡人心的神秘之旅正在慢慢拉开序幕。还有一种形式算是最直观的内部空间的立体塑造，即立体书的设计。那种立体的画面以雕塑的形式矗立在内部，当读者翻开内页时，刹那间一个个鲜活的形象跃然于纸上，原本二维的物体具有了三维的尺度，这种瞬间的视觉与触觉变化，给读者带来了莫大的惊奇与愉悦。艺术家DavidKracov手工制作的一本《生命之书》，见图8，书中讲述了名叫RabbiYossiRaichik的男子，收留并救助了惨遭切尔诺贝利事件的2547名受难儿童的故事。当读者翻开书页时，会有数以百计的蝴蝶翩翩起舞，给人以生命与活力之感，更象征着灾难过后的孩子重获新生。书中的蝴蝶包括本身，都是设计师用金属材质一点点折叠定型而成的，艺术家将这一瞬息的画面永远地定格下来，也将生机勃勃、五彩缤纷的蝴蝶所象征的希望永远传播下去。