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博士论文
本论文中介绍的工作是在欧洲核子研究中心 LHCb-RICH 子探测器 Ia 阶段升级计划的背景下完成的。在第二次大型强子对撞机 (LHC) 长期关闭期间（预计在 2019 年至 2020 年），LHCb 探测器将升级为以更高的速度执行数据读出，与 LHC 束流穿越率 40 MHz 同步。这涉及完全重新设计 LHCb 读出架构及其子探测器电子设备。LHCb-RICH 探测器上的电子设备将嵌入新的传感器、多阳极光电倍增管 (MaPMT) 和带有辐射硬 ASIC 的新前端电子设备 - CLARO 集成电路。CLARO 读取并转换为数字触发器的 MaPMT 模拟信号将输入到基于 SRAM 的商用级现场可编程门阵列 (FPGA) 中。后者具有反熔丝 FPGA 技术作为备用解决方案。由于这些类型的 FPGA 容易受到辐射引起的故障影响，因此在将这些设备用于目标应用之前，必须在等效辐射环境中测试这些设备。因此，组织了一场激烈的活动，以便在辐射环境中使用不同粒子种类的光束测试和鉴定这些设备：混合场（高中子和强子通量）、质子、离子和 X 射线。在辐射环境中使用时，FPGA 可能会以各种方式发生故障。一些故障是纯软件故障，要么在配置内存中，要么在用户设计电路中，它们表现为位翻转，可能会影响设备的整体功能。纯硬件故障更难缓解，它们表现为 FPGA 中的高电流状态，有时通过电离辐射增加电流消耗。为每个测试的 FPGA 设计了专用的实验装置，以确保正确测试并充分评估辐射响应。为了帮助降低错误率，采用了几种缓解技术并测量了它们的效率。本论文详尽介绍了辐射测试的整个准备过程、结果以及将结果外推到 LHCb-RICH 案例。
一种自动注入发动机故障的方法...
高可靠性要求发动机控制单元如今已出现在许多应用中，通常涉及安全关键考虑，要求在无法容忍意外行为的环境中具有高可预测性和高可靠性的操作！典型应用包括航空电子设备、汽车和货运站重型机械的操作。这些环境表现出高水平的安全敏感方面，其中 ECU 在紧急情况下无法以适当的方式运行可能对生命和/或财产构成威胁，从而证明增加测试成本是合理的。有许多例子表明 ECU 的安全关键操作很重要。对于航空电子设备，一个这样的例子是喷气式飞机发动机的全权数字电子控制器 (FADEC) 的设计验证。FADEC 实际上是喷气式发动机的大脑，控制飞机发动机性能的各个方面，同时提供完全冗余以确保安全关键可靠性。可以理解的是，政府对商用飞机 FADEC 模块测试有着严格的规定，要求在各种硬件故障条件下安全或受控运行。故障插入目前在汽车行业使用的一个示例是动力传动系控制模块 (PCM) 整体测试的一部分。PCM 是现代车辆中最复杂的电子控制单元之一，需要对其功能进行严格而全面的测试。PCM 故障的后果可能会对 X-by-Wire 应用（一个统称，指在车辆中添加电子系统以增强和取代以前通过机械和液压系统完成的任务，如制动或转向）产生更大的影响，这些测试方法的重要性日益增加。“故障插入测试是 ECU 验证的一个重要方面，测试系统故障的想法并不新鲜。”由于当今 ECU 设备的精密性和复杂性很高，因此需要特殊的测试方法。ECU 测试的一个重要方面是将电气故障引入系统，模拟由于腐蚀、短路/开路以及因老化、损坏甚至安装错误而导致的其他电气故障而可能发生的各种情况。故障插入测试是 ECU 验证的一个重要方面，测试系统故障的想法并不新鲜。这种测试方法不仅容易出现人为错误，而且耗时 - 而时间就是金钱。传统测试方法通常涉及手动将电缆插入和拔出配线架，这远非理想。Pickering Interfaces 故障插入 BRIC TM 交换解决方案针对 ECU 验证，为这些实际场景提供了更为复杂的测试方法。
Ridgetop 新闻稿 NAVAIR Power Phase II 选项
立即发布... 2007 年 2 月 20 日 亚利桑那州图森 RIDGETOP 集团获得 50 万美元电子预测合同 Ridgetop Group, Inc. 是一家总部位于图森的快速发展的高科技公司，已从新泽西州莱克赫斯特的海军航空系统司令部 (NAVAIR) 获得小型企业创新与研究 (SBIR) 第二阶段期权合同。该奖项的总金额为 50 万美元，将继续 Ridgetop 在快速发展的电子预测领域的研发。该合同扩展了 Ridgetop 在电子预测技术领域的工作，以确定将其技术插入洛克希德马丁航空公司自主物流系统 (ALIS) 的集成路径。洛克希德·马丁公司支持开发这项技术，以便将来可能用于联合打击部队 (JSF) 计划的空中系统预测和健康管理 (PHM) 系统。洛克希德·马丁航空公司 F-35 改进和衍生产品高级经理 David Jeffreys 表示：“Ridgetop Group, Inc. 提出的解决方案将通过为机外环境中的硬件故障提供高级预警，使战术飞机行业受益。洛克希德·马丁公司将就 ALIS 的软件集成、机外物流系统数据以及访问 ALIS 界面进行原型设计和测试提供非正式建议和咨询。如果被认为成功，洛克希德将考虑在下一个技术更新周期内将这项技术过渡到 ALIS 平台。” Ridgetop 的这个项目首席研究员是 Justin Judkins 博士。Judkins 博士及其团队将运用 Ridgetop 在故障至失效技术和检测算法方面的专业知识，为这一要求提供有效的解决方案。Ridgetop 首席执行官 Doug Goodman 表示：“我们非常感谢 NAVAIR 的认可，这份合同证明了我们在关键军事应用方面的实力。将 Ridgetop 的预测和推理算法集成到 JSF 项目的后勤支持工具中，将提高飞行安全性、提高任务准备度、降低支持成本并缩短项目的整体生命周期。” Ridgetop Group 是一家成立于 2000 年的私营公司，提供任务关键型电子预测工具、故障至失效预测库、半导体 IP 库和工程服务。客户包括 NAVAIR、空军研究实验室 (AFRL)、导弹防御局 (MDA)、戴姆勒克莱斯勒、雷神导弹系统 (RMS)、ATK/Mission Research、霍尼韦尔、NAVSEA、DARPA、NASA 和 DALSA。如需了解更多信息，请访问我们的网站 www.Ridgetop-Group.com 或联系 Milena Thompson（邮箱：milena@ridgetop-group.com）。
与Arduino一起对教师的混合与在线学习的挑战
摘要：本文提供了使用Arduino的混合学习与完整在线学习课程的比较分析。该研究的目的是找出哪种教学方法使学生对学习电子和编程的基础更加满意。直到COVID-19大流行之前，教学才在计算机教室里进行，在团队中基于项目的学习，而所有教材都将上传到Moodle电子课程。在Arduino项目中混合学习的优点是通过做学生的合作和同伴学习，通过他的直接反馈和支持来积极学习。缺点是完成Arduino项目的有限时间，需要足够数量的Arduino套件，硬件故障的可能性以及学生团队成员的不均匀贡献。由于在COVID-19大流行期间向完全在线教学的过渡，选择了基于Autodesk Tinkercad Circuits Web的软件。该软件提供了一个虚拟Arduino模拟器，用于创建，编程和测试Arduino电路以及管理虚拟教室。Arduino在线学习的优点是，个别学生的努力和动力，避免电子组件失败以及由于错误而减少的挫败感。缺点是技术问题，沟通问题，例如与老师和彼此之间缺乏直接接触，以及缺乏实践技能的发展。如今，使用演示工具和学习管理系统（LMS）不足以补充传统教学。尽管如此，对两代信息学学生的研究（n = 72）表明，他们对Arduino项目的在线学习比混合学习更为满意，并且这种差异在统计学上是显着的（t（70）= 3.91; p <0.01）。因此，Tinkercad电路可以用作常规课程中的教育工具，以使学习电子和编程的基础知识更加有趣和成功。关键字：在线学习，Arduino，Tinkercad，虚拟教室，学习满意度介绍，尽管数字学习工具和平台已经存在了几十年，但它们已成为Covid-19-19-19大流行后教育中必不可少的一部分。为教师使用电子学习的主要挑战是需要设计充分利用技术和电子空间并积极吸引学生学习的课程。为了在在线学习中取得最佳成果，有必要重组教学过程并使用不同的教学方法。因此，教师可能需要技术，教学和组织支持以及额外的时间来开发教材并提供课程（Elshami等，2021）。电子学习通过支持学生，教师和通过技术学习内容之间的多种互动，从而从传统的教学方法转变。同样重要的是沟通工具和社区，使学生可以与老师彼此讨论并分享他们的问题，想法，想法和结果。同时，在线学习有一些缺点。完全在线学习可以为学生提供灵活而移动的学习，确保内容24/7的可用性，使学生可以跟踪自己的进度并提供个性化的学习。学生可能会因为社会接触降低，缺乏数字技能，缺乏自律和动力丧失或技术和互联网访问问题而挣扎。老师经常担心学生身份认同和在线测试中作弊（牛顿，2020年）。一些研究表明，接受面对面和在线课程作弊的学生的比例是
计算机与信息技术概论ppt
早期计算历史跨越数千年，算盘是最早用于计算的设备之一。巴比伦人在公元前 300 年创造了早期版本，而后来的版本则在公元 1200 年左右出现在中国和日本。在 17 世纪，布莱斯·帕斯卡和威廉·莱布尼茨等发明家开发了机械计算器，包括帕斯卡的齿轮式机器。查尔斯·巴贝奇于 1822 年设计了第一台机械计算机差分机。虽然他的设计由于资金问题而从未完成，但它为更复杂的设计奠定了基础。算法和编程的概念在这一时期开始形成。洛夫莱斯伯爵夫人奥古斯塔·艾达·金（拜伦）通常被认为是第一位程序员，她在 1843 年开发了一种名为 Ada 的计算机语言。她写了关于查尔斯·巴贝奇的分析机的笔记，该机旨在使用打孔卡进行计算。随着技术的进步，计算设备也在不断发展。第一台电子计算机出现于 20 世纪中叶，ENIAC（电子数字积分计算器）是 1946 年开发的第一台大型数字计算机。真空管最初用作电子开关，但后来被晶体管取代。晶体管的发明导致了集成电路的发展，集成电路涉及在单个硅片上放置多个晶体管设备。微处理器通过将中央处理器 (CPU) 封装到单个芯片上，彻底改变了计算方式。这标志着第四代计算机的开始，并为我们今天使用的现代计算系统铺平了道路。计算的历史丰富多彩，跨越了几个世纪和大洲。从算盘等古老设备到现在主宰我们生活的复杂机器，每一项创新都建立在上一项创新的基础上，从而带来了我们在现代技术中看到的令人难以置信的进步。英特尔公司推出了第一款微处理器芯片 Intel 4004，其工作频率为 108 kHz，包含大约 2300 个晶体管，相当于 15 台 IBM 个人电脑。 1981 年 8 月 12 日，IBM 发布了其新计算机 IBM PC。2004 年，IBM 将其 PC 业务出售给联想。苹果电脑公司由史蒂夫·乔布斯和史蒂夫·沃兹尼亚克于 1975 年创立，并于 1984 年推出了带有图形用户界面 (GUI) 的 Macintosh。笔记本电脑从 1981 年亚当·奥斯本的 Osborne 1 发展到 1988 年康柏的彩屏笔记本电脑，随后是 2008 年最薄的笔记本电脑 MacBook Air 和 2011 年戴尔 XPS 15Z。微软继续更新 Windows，推出其最新版本“Windows 8”。Linux 操作系统作为 MS Windows 的开源替代品而广受欢迎。最大的 PC 制造商惠普计划出售其 PC 部门，而苹果仍然是个人电脑的主要参与者，尤其是在创意市场。谷歌成为互联网解决方案的重要参与者。从 1990 年到今天，计算机的发展趋势是速度更快、体积更小、更可靠、更便宜、更易于使用。第五代计算设备专注于人工智能、并行处理以及开发响应自然语言输入并具有学习和自我组织的设备。计算机是一种数字设备，可以对其进行编程以将信息从一种形式转换为另一种形式，并且只理解两种状态（开/关或 0/1）。传统计算机包括 NASA 等组织使用的超级计算机和 20 世纪 50 年代为大型企业推出的大型计算机。个人计算机是小型、独立的设备，使用微处理器拥有自己的 CPU。硬件是指计算机的物理组件，而软件则由告诉计算机做什么的程序（指令）组成，存储在硬盘、CD-ROM、软盘或磁带等介质上。处理器是计算机的大脑，包括系统板、接口板和扩展槽。计算机的大脑是 CPU（中央处理器），这是一个或多个集成电路上的复杂电子电路，用于执行软件指令并与其他系统部件（尤其是 RAM 和输入设备）通信。CPU 是计算机的心脏。RAM（随机存取存储器）是一种临时存储器，以电子方式存储 ON 和 OFF 位，但断电时，RAM 中的所有内容都会丢失。它是易失性的，用于存储软件和数据。ROM（只读存储器）是用于永久存储启动指令和其他关键信息的集成电路。用户无法更改或删除此信息；它由制造商固定。ROM 也称为 ROM BIOS（基本输入输出系统软件）。ROM 包含启动指令和输入输出设备的低级处理，例如与键盘和显示器的通信。计算机经历了几代：第一代（1940-1956 年）使用真空管作为电路，使用磁鼓作为存储器。UNIVAC 和 ENIAC 是第一代计算机的代表。第二代计算机（1956-1963 年）使用晶体管，允许使用符号或汇编语言以文字指定指令。在此期间开发了 COBOL、FORTRAN、ALGOL 和 SNOBOL 等高级编程语言。与第一代计算机相比，第二代计算机的优势包括耗电量更少、体积更小、硬件故障更少、编程更简单。第四代计算机的性能和效率比前代计算机更高。这些系统使用微处理器，将数千个集成电路封装在单个硅片上，从而提高了处理速度。半导体存储器的集成实现了更快的数据传输速率，使硬盘更小、更便宜、更宽敞。此外，软盘和磁带的使用促进了计算机之间的数据移植，而图形用户界面 (GUI)、鼠标和手持设备的开发进一步提升了用户体验。在此期间，出现了 MS-DOS、MS-Windows、UNIX 和 Apple 专有系统等新操作系统，并辅以文字处理软件包、电子表格软件和图形工具。计算机的发展导致了更快、更大的主存储器和辅助存储器的发展。这使得可以在各种环境中使用的通用计算机得以创建。图形用户界面 (GUI) 简化了计算机的使用，使其可供更广泛的受众使用。因此，计算机成为办公室和家庭环境中日常生活中不可或缺的一部分。网络功能进一步推动了计算机的广泛采用，这促进了资源共享和硬件和软件的有效利用。第五代计算机正在以人工智能为核心进行开发。虽然仍处于开发阶段，但语音识别等应用程序已经在今天使用。目标是创建能够响应自然语言输入并能够学习和自我组织的设备。第五代计算机的两种主要编程语言是 LISP 和 Prolog。根据计算机的速度、数据存储容量和价格，计算机大致可分为四类。这些分类包括：1. 主存储器：接受数据或指令 2. 二级存储器：存储数据 3. 处理：处理数据 4. 输出：显示结果 5. 控制单元：控制和协调计算机内的所有操作 数据和指令的流动由控制单元控制，从而实现高效的处理和输出。目标是创建能够响应自然语言输入并能够学习和自我组织的设备。第五代计算机的两种主要编程语言是 LISP 和 Prolog。根据计算机的速度、数据存储容量和价格，计算机大致可分为四类。这些分类包括：1. 主存储器：接受数据或指令 2. 二级存储器：存储数据 3. 处理：处理数据 4. 输出：显示结果 5. 控制单元：控制和协调计算机内的所有操作 数据和指令的流动由控制单元控制，从而实现高效的处理和输出。目标是创建能够响应自然语言输入并能够学习和自我组织的设备。第五代计算机的两种主要编程语言是 LISP 和 Prolog。根据计算机的速度、数据存储容量和价格，计算机大致可分为四类。这些分类包括：1. 主存储器：接受数据或指令 2. 二级存储器：存储数据 3. 处理：处理数据 4. 输出：显示结果 5. 控制单元：控制和协调计算机内的所有操作 数据和指令的流动由控制单元控制，从而实现高效的处理和输出。