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[关键词] 数据库;介质;备份;恢复
[作者简介] 谢声时,中国人民银行海口中心支行,研究方向:信息安全,海南 海口,570105
[中图分类号] TP311 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723(2012)10-0034-0002
为了数据库的安全,我们对应用系统数据制定了可行的备份策略。数据库介质失败后,数据库的恢复程度因数据库的存放方法及备份策略的不同而不同。系统管理员制定每天进行数据库备份、每小时进行事务日志备份的备份方案。早上8时,系统进行了数据库的备份。早上9时,系统进行了数据库事务日志的该天第一次备份,早上10时,系统进行了数据库事务日志的该天第二次备份。早上10时后,数据库介质失败造成数据库失败。很显然,由于没有备份,10时后到介质失败前的数据修改很可能没法恢复。我们能否恢复最后一次执行数据库事务日志备份和介质失败点之间的数据库数据修改呢?针对数据库介质的失败,在最后一次数据库事务日志备份和介质失败点之间的数据修改可能全部不能恢复,也可能全部可以恢复。本文将根据具体的数据库管理系统(SYBASE ASE 12.5)分析介质失败后如何恢复数据库。
一、数据库介质失败后的情况
数据库介质失败后可分为在最后一次数据库事务日志备份后的数据全部不能恢复、全部能恢复和需要部分恢复的情况。
(一)最后一次事务日志备份后的数据全部不可恢复
该情况下数据库设备没有镜像且存放数据库日志的设备也失败。早上8时,系统进行了数据库的备份。早上9时,系统进行了数据库事务日志的该天第一次备份,早上10时,系统进行了数据库事务日志的该天第二次备份。10时后,数据库介质失败造成数据库失败。由于没有备份,10时后到介质失败前的数据修改全部没法恢复,数据库的灾难恢复最多能恢复到最后一次事务日志备份前的数据。
(二)最后一次事务日志备份后的数据全部可恢复
该情况下数据库设备有镜像或者存放数据库日志的设备没失败。早上8时,系统进行了数据库的备份。早上9时,系统进行了数据库事务日志的该天第一次备份,早上10时,系统进行了数据库事务日志的该天第二次备份。10时后,数据库介质失败造成数据库失败。如果数据库设备有镜像,则10时后到介质失败前的数据修改没受介质失败的影响,镜像设备仍能继续工作。如果存放事务日志的设备没失败,则10时后到介质失败前的关于数据修改的事务日志没受介质失败的影响,仍可进行事务日志的备份。数据库的灾难恢复能恢复到介质失败前的所有数据。
(三)最后一次事务日志备份的数据仅需要部分恢复
该情况下用户操作失误破坏数据库数据。早上8时,系统进行了数据库的备份。早上9时,系统进行了数据库事务日志的该天第一次备份,早上10时,系统进行了数据库事务日志的该天第二次备份。10时30分一个用户由于操作失误删除了一个重要的数据表中的数据。事后,我们发现重要的数据被删除了。这时,我们考虑的是部分的数据恢复,仅将数据库数据恢复到早上10时30分。
二、数据全部可恢复情况的灾难恢复步骤
数据全部可恢复情况的灾难恢复步骤为:
1. 执行dump transaction with no_truncate命令备份数据库的事务日志。其中,执行dump transaction with no_truncate命令的语法格式为dump transaction database_name to device_name with no_truncate。如dump transaction safesdb to dump_salesdb_log with no_truncate。
2. 删除坏的数据库。
3. 重新创建新的数据库。
4. 用load database 命令恢复最新的数据库备份。按备份时间顺序执行事务日志的恢复,其中最后一个恢复的事务日志是由带with no_truncate参数的备份生成的。
三、部分恢复数据库数据的灾难恢复步骤
部分恢复数据库数据的数据操作即按时间点恢复数据库数据。按时间点恢复数据库的操作主要是一个load transation命令执行过程,它可以通过事务日志中的特别的时间点依据事务日志恢复数据库数据。使用load transaction命令恢复分数据库数据命令的语法格式为load transaction database_name from device_name with until_time="date-time"其中,date-time的格式为“month,day,year hh:mm:ss:ms [AM|PM]”。当需要按时间点恢复数据库数据时,可按以下步骤进行:
1. 使用sp_who命令列出正在使用数据库的用户,并通知在线用户退出系统。
2. 设置数据库操作,将数据库的模式设置为单用户模式。
sp_dboption salesdb, "single user", true
use salesdb
checkpoint
3. 使用dump transaction命令备份数据库的事务日志。
dump transaction salesdb to dump_salesdb_log。
4. 使用load database命令恢复数据库的最新数据库备份。
load database salesdb from dump_salesdb_db。
5. 使用load transaction命令按顺序恢复最后一次备份数据库之后的事务日志备份。
6. 使用带参数"until_time"的load transaction命令恢复带有失误操作记录的事务日志,使数据库事务日志恢复到失误操作前的时间点。
load transactionsalesdb from dump_salesdb_log
with until_time="Dec 31,2006 11:59:59:650PM"。
7. 使用checkstorage检查和纠正恢复后的数据库的一致性。
dbcc checkstorage (salesdb)。其中,checkstorage是检查数据库一致性的命令。该命令的执行需要一些准备工作,包括规划用于checkstorage操作的"dbccdb"的资源、配置"number of worker processes"和"memory per worker process"服务器配置、安装"dbccdb"数据库、增加工作空间片段、创建数据库"dbccdb"的工作空间、指定目标数据库特征、估计配置等工作。
8. 备份恢复后的数据库。
dump database salesdb to dump_salesdb_dev。
9. 将数据库的单用户模式更改为非单用户模式。
sp_dboption salesdb, "single user", false。
前数据时代:“弱关系”占主导
在大数据时代之前,对用户资源的深度分析和利用有限,用户之间、媒体和用户之间呈现出一种“弱关系”特征。经济社会学家格兰诺维特在《弱关系的力量》一文中提出互动频率、情感强度、亲密程度和互惠交换四个维度决定了社会关系的强弱。①以互联网为媒介,大量的信息得以广泛传播,用户之间形成一种“弱关系”。互联网的发展不仅改变了信息的传播和接收方式,还对大众的日常生活和娱乐休闲选择产生影响。互联网海量的资源,为大众提供了多样化的内容,其中体育内容备受青睐。中国互联网信息中心调查显示,体育和娱乐是宽频用户的第一需求,观看视频的网民体育迷比重达34.9%。②由此可见,在网络视频中,体育视频具有重要地位,扮演着不可或缺的角色。
目前,网络体育视频从播出时间划分主要分为体育直播视频和延时体育视频报道。本文将研究重点放在门户网站和P2P播放平台的体育直播节目,特别是基于庞大用户群的门户网站的体育直播节目。门户网站的体育直播节目,以新浪和腾讯两大门户网站为代表,经历了图文直播为主到图文直播和视频直播相结合的演变。随着移动互联网技术和无线网络移动终端设备的发展,手机体育直播平台受到到用户青睐。
数据利用阶段:媒介社区初现雏形
网络体育直播节目不同于电视体育直播,因传播载体和平台的差异而体现出新媒体环境下的独特之处。
首先,采用“粉丝+名解说”的节目传播策略。门户网站和P2P播出平台的体育直播节目都是基于其颇具规模的忠实用户群而进行的体育内容的传播。体育赛事或活动的直播由于其在内容上具有高度的一致性,所以媒体在传播策略的选择上要依靠传播平台、解说嘉宾和附加活动等吸进受众。门户网站和P2P播出平台针对其自身用户进行内容传播。根据新浪在2013年2月20日的数据,截至2012年12月底,新浪微博注册用户已超过5亿。③新浪网的体育视频直播节目以其微博超过5亿的用户为宣传对象,并将微博上的体育爱好者视为目标受众进行节目的营销。新浪网在对体育直播节目进行营销时,采取赛前宣传、有奖转发竞猜、发起话题等手段,其中解说嘉宾的邀请效果尤为突出。新浪网的体育视频直播节目,根据粉丝的偏好和解说员的声望进行嘉宾的选择,解说嘉宾通过其个人微博平台对节目进行宣传进一步提高了体育视频直播节目传播范围。新浪网篮球赛事直播节目经常邀请的解说嘉宾有杨毅、苏群,足球解说员有詹俊、黄健翔、董路、王涛等。这些解说员都在各自擅长的领域颇有名气,并且自身拥有众多粉丝。如詹俊拥有近七百万粉丝,黄健翔有超过一千五百万的粉丝,粉丝对其关注对象的喜欢而促使对体育直播节目进行选择。新浪网在体育视频直播节目竞争中,贯彻名解说策略的重大事件是詹俊的加盟。詹俊于2012年9月从ESPN辞职加盟新浪,进行欧冠和英超赛事的解说。詹俊的解说融合了国语解说和粤语讲波的特点,更借鉴了西方解说的特点,解说富有激情,还因为具有深厚的背景资料和知识的储备,对球队情况和球员情况烂熟于心而令球迷折服。在詹俊加盟新浪后,在球迷中一度出现为了听詹俊解说而选择收看新浪网体育视频直播节目的情景。
其次,通过网络的互动性构建一种媒介社区。网络体育视频直播节目与电视媒体的直播相比,其最大的优势在于实时互动。门户网站和P2P播出平台在进行体育赛事直播时,用户可以通过自己的微博或注册账号发表评论,与主持人或观看同一场比赛的球迷进行互动,网络提供的低成本、高效率的互动平台满足了球迷在观看比赛时的表达、交流和宣泄欲望等。此外,通过网络互动性实现的不仅仅是欲望的表达,更深层次的影响是构建一种媒介社区,形成基于共同兴趣爱好的身份认同。大众通过媒介的选择和媒介内容的接受形成以节目为纽带的媒介社区。网络体育赛事直播为受众提供了交流的平台,通过意见和观点的表达实现传者和受者、接受者之间的互动,甚至受众也能进行内容的传播,实现向传者角色的转变,受众不是被动的接受者,而转变成为参与者,参与到赛事直播过程中,甚至影响到其他受众对比赛的看法或解说员的解说词。在网络体育赛事直播构建的媒介社区中,受众具有高度的粘合性,因为共同喜欢的球星或球队而找到认同感,通过节目的收看实现自身诉求,为在现实生活中难以找到表达途径的情感找到宣泄的媒介通道,进而对特定节目文化和某种价值观念产生认同。通过互动平台构建的媒介社区实现了受众参与其中、成为体育赛事直播内容和网络体育直播节目文化的重要组成部分。
此外,体育视频直播节目还采用了大数据时代的精准营销方式。大数据时代的精准营销在体育视频直播节目的运用包括网络推送和移动客户端的产生。互联网在为受众提供海量信息的同时,受众也被“淹死”在信息海洋中,花费大量时间在寻找自己需要的内容。网络体育视频直播,顺应大数据时代的传播特点和受众需求,建立受众“档案”,记录受众的观看记录和爱好,进行内容的推荐和推送。受众可以选择自己喜欢的球队和想看的比赛,在收藏的球队比赛时会提醒用户收看,进行直播节目的推送,并实时播报比分。体育视频直播节目的精准营销还体现在手机客户端的推出,受众通过下载体育直播节目的客户端,可以在有网络信号的任何地方收看节目。新浪推出的新浪体育客户端与受众的新浪微博账号相连,除了客户端推荐的热门比赛外,受众可以进行个性化的选择,包括球队和比赛,客户端则针对受众的多元化选择提供不同的内容。精准营销的策略以受众为中心,提供符合受众需求的定制化的节目内容,实现针对个体的优质服务,进而吸引受众做出选择,形成对某一媒体的好感。
大数据时代:障碍与机遇并存
网络体育视频节目的发展也存在阻碍,这主要体现在三个方面。一是网络体育视频的版权问题。网络在提供丰富的共享资源的同时,侵权事件也频频发生。对网络体育赛事直播权的界定和保护不仅关系到网络媒体竞争的合理化,还关系到网络体育直播市场的有序化。二是网络信号的不稳定性。随着互联网技术的发展,网络视频的播出更加流畅和清晰,但在直播节目中仍然存在不稳定的情况,导致播出中断。特别是使用移动互联网观看体育直播节目时,无线网络的覆盖和传输速度有时会影响受众的观看体验。三是网络体育直播节目为受众提供了及时的互动平台,但也为球迷间的过激语言、人身攻击等提供了生存空间,将体育运动中的暴力、低俗暴露在互联网上,这对基于网络的体育社区的营造构成挑战。
总之,体育直播节目通过利用新媒体技术,获得了新的发展空间,表现出一系列新的特点。在传媒未来的发展中,体育直播节目因其拥有广泛而忠实的受众将继续成为门户网站和P2P播出平台竞争的重点领域。通过对目前网络体育视频直播节目的分析可以看出,未来网络体育直播节目的发展将向着更加个性化、精准化和互动性的方向发展。利用移动互联网的体育直播内容的传播为受众提供实时服务是值得探索的领域。大数据时代体育视频直播节目的发展使技术、品牌、形式和服务等多种资源得以整合经营。技术――互联网技术,特别是移动互联网的发展;品牌――以解说员品牌的节目制作;形式――基于网络的互动和社区化传播方式;服务――以受众为中心的定制化服务。(作者单位:四川大学)
注释:①储 琰:《弱关系理论视角下的大学生人际关系和危机应对》,载《新西部》(理论版),2012(5)。
非结构化数据难管理
除了运行在ERP等系统内的数据外,CIO们发现,要做出正确的决策,越来越多的有价值的信息存在于员工与客户往来的邮件里,存在于高层某次视频会议的录像里,存在于客户登录某网站的访问路径里……企业中超过80%的数据成为非结构化数据,包括文本、邮件、网页、声音、影像、多媒体影像、扫描文件、工程图、记录资料、演示文稿等。随着信息的巨量增加,这些非结构化数据或数字内容正在以每年200%的速度激增,许多企业事实上已被淹没在“数据”之中。
2011年3月,第三方研究公司Coleman Parkes Research的一项对全球640家大公司的调查研究显示,企业的信息管理正处于一个拐点――数据迅猛增长,数据类型不断增加,法规遵守要求更加严格等因素导致数据和信息已从一种资产转为负担。
调查显示,77%的企业表示,“信息爆炸”让本已非常复杂的世界变得更为复杂多变,导致了严重的信息存储、成本和管理问题。非结构化数据管理和分析已经成为企业管理的重要领域。
“信息技术构成了全球社会的经纬。数据是世界上最具价值的原材料,信息是最有价值的商品,要通过时刻互联的模式来创造、消费及交付。”惠普CEO李艾科履新勾勒惠普发展新战略时表示,惠普计划针对“大数据”,即结合结构化的数据和增长迅速的非结构化数据,实现数据的实时分析。
信息管理的拐点
“在信息交互的时代,瞬捷企业的IT特征就是要快速构建、简化运营、主动保障、实时分析。而要实现上述目标,必须做好信息管理。”中国惠普副总裁兼惠普大中华区软件事业部总经理李瑾表示,“信息已经成为企业的战略资产,企业必须全面、完整地了解其信息捕获、监控、保护、保留、发现及执行的情况。”
日前,惠普宣布对旗下包括归档、数据保护等在内的信息管理产品线做出升级,并阐述了其信息管理的未来愿景――一个规范、一个界面、一条真理:在信息管理中遵从同样的规范,利用统一控制台实现信息管理,在信息管理过程中尽可能减少人为干预。
一、为什么要使用事务
在SQL Server数据库的应用中,有时候会遇到数据操作不一致的情况。例如处理银行的转账问题时,账户A转账到账户B,至少需要两步:账户A的资金减少,然后账户B的资金相应增加。在这个转账的过程中,如果某一个步骤出现了问题(比如违反约束或某种意外情况造成数据操作不成功),造成其中一个步骤成功执行了,另一个步骤执行不成功,这样就会出现数据不一致的问题。这样的问题我们应该如何去解决呢?下面我们通过具体的转账例子来说明。
――建立表(bank),包含两个字段:customername(客户姓名)、currentmoney(当前余额)
use studb
if exists(select * from sysobjects where name=
'bank')
drop table bank
create table bank
(customername varchar(10),
currentmoney money)
――添加约束,根据银行规定,账户余额不能少于1元,否则视为销户
alter table bank add
constraint CK_currentmoney check
(currentmoney>=1)
―― 插入测试数据
insert into bank(customername,currentmoney)
values(' 张三',1000)
insert into bank(customername,currentmoney)
values(' 李四',1)
―― 查看金额
select * from bank
――模拟转账,从张三的账户上直接转账1000元到李四的账户上,需要两个UPDATE 语句
――转账成功的标志是:张三的卡上少1000元,李四的账户上多出1000元
update bank set currentmoney=
currentmoney-1000
where customername=' 张三'
update bank set
currentmoney=currentmoney+1000
where customername=' 李四'
―― 查看金额
select * from bank
分析:从输出的结果可以看出:张三的账户金额没有减少,而李四的账户金额多了1000 元,现在的总金额为:1000+1=1001,多出了1000 元。产生问题的原因是第一条update 语句违反了check约束,也就是余额不能少于1元,所以终止执行,最终自身的余额还为1000 元。而修改李四的update 语句,继续执行,李四的账户上多出了1000 元。
要解决此问题,我们可以使用事务来处理,转账的过程就是一个事务,它需要两条update 语句来完成。而且这两条语句是一个整体,如果其中一条出现错误,则整个转账业务应取消。对所做的修改应恢复到原来的数据,即余额应还是1001 元。
二、什么是事务
事务是一个工作单元,是一个操作序列,它包含了一组数据库操作命令,并且所有的操作作为一个整体一起向系统提交或撤销。即这一组命令要么都执行,要么都不执行,因此事务是一个不可分割的工作逻辑单元。为了保证数据库中的数据总是正确的,要求事务必须满足4个特性,这4 个特性简称为ACID。
1.原子性(Atomicity):要么全部都执行,要么都不执行。作为一个整体提交或回滚。
2.一致性(Consistency):当事务完成时,事务应处于一致状态。
3.隔离性(Isolation):对数据进行修改的所有并发事务是彼此隔离的。
4.持久性(Durability):事务完成之后,它对系统的影响是永久的。
三、如何创建事务
T-SQL 使用下列语句来创建管理事务:
开始事务:begin transaction
提交事务:commit transaction
回滚事务:rollback transaction
下面使用事务来处理上述转账问题,看最后是否会出现数据不一致的情况。
use studb
―― 恢复原来的数据
update bank set currentmoney=currentmoney-1000
where customername=' 李四'
―― 查看转账前的余额
select * from bank
―― 开始事务
Begin Transaction
declare @errno int
declare @num int―― 转账金额
set @errno=0
set @num=1000
――模拟转账,张三的账户减少1000元,李四的账户增加1000元,同时记录执行过程中产生的错误编号(@errno)
update bank set currentmoney=currentmoney-@num
where customername=' 张三'
set @errno=@errno+@@error
update bank set currentmoney
=currentmoney+@num
where customername=' 李四'
set @errno=@errno+@@error
――根据是否产生错误决定事务是提交还是回滚
If @errno>0
begin
print('事务处理失败,回滚事务!')
rollback TransAction
end
Else
Begin
print('事务处理成功,提交事务!')
Commit TransAction
End
――查看转账后的余额
select * from bank
通过查看可以看出余额的总和仍为1001元,通过事务保证了这两个操作作为一个整体,不成功执行则自动回滚。
再次模拟转账,张三给李四账户转800元,即将上述代码中的@num变量赋值为800,再次执行后查看,可以发现张三账户余额为200元,李四账户余额为801元,事务提交成功,两个账户余额都被改写,数据操作达到一致。
四、小结
通过以上实例可以看到,在SQL Server 数据库的应用中,使用事务可以很好的解决数据操作时因某些错误造成的数据不一致的问题。使用事务处理数据操作可以将若干操作看作一个整体,要么全部执行(提交事务),要么全部不执行(回滚事务),保证了数据的一致性。
在设计事务时,我们还需要注意以下几点:
1.要定义事务的外延。开发者需要定义事务从哪里开始,到哪里结束。事务越短越好,但同时要做到尽量符合实际业务过程的需要。
【 关键词 】 数据结构;教考分离;试题库;知识点
Based on The Knowledge query Data Structures Separation of Teaching and Examination System
Yang Ying Li Xiao-li Han Ying Xing Li-li
(Department of Disaster Information Engineering , Institute of Disaster Prevention Science and Technology HebeiSanhe 101601)
【 Abstract 】 Research on Query Algorithm Based on knowledge points. Constructing a knowledge based data structure point query separation of teaching and examination system, According to a specified set of automatic generation of test knowledge points, Automatic marking and other related work, The teaching situation to make objective and fair evaluation.
【 Keywords 】 data structures; separation of teaching and examination system; test database;knowledge points
1 引言
在计算机相关专业的课程体系中,数据结构处于承上启下的核心地位,是一门重要的学科基础课程。当前数据结构课程教学大多处于以课堂教学为主,以实验和实训为辅,期末考试教考合一的状态,难以保证考试的公平性和对教学的激励作用。因此,建立一套教考分离系统作为教学和考试的辅助工具是十分有意义的。
目前教考分离系统使用的组卷算法大都是简单的随机抽取法,有的甚至没有组卷算法,采用的是效率低下的人工组卷;所制试卷都是整门课程的最后期末考试的试卷,没有根据知识点查询组卷的教考分离系统。
2 基于知识点查询的组卷算法
在教考分离系统中,一套有效的试题库是必不可缺的,从试题库中抽取试题组卷考试,是教考分离系统的核心功能。
要实现有效的抽题组卷依赖于系统采用的核心组卷算法,对组卷算法的研究很多,主要的有人工组卷、随机抽取法、基于遗传算法的组卷方法、基于神经网络的组卷方法。
人工组卷速度慢,质量的高低与教师的个人经验有很大关系,当题库数量非常大时,这种方法不合适;随机抽取法随机抽取符合控制指标的试题放入组卷题库,该方法虽然简单,但却无法满足教师对特定知识点考查的要求;基于遗传算法和基于神经网络的组卷方法虽然具有智能性,但算法复杂度高,组卷时间过长,实际应用时程序结构相对复杂。
我们深入研究了基于知识点查询的组卷算法,此算法的主要思想是:将录入题库的每一道试题按照所属章节和知识点进行规律性编号,在试卷生成同时,系统可以按照组卷需求根据编号查询相应试题进行组卷。
在此算法支持的基础之上,实现了从试题库中选择试题,手动生成试卷和随机生成试卷两种模式,学生可以在线参加考试,系统会自动计时,学生提交试卷后,系统可以自动给出客观题的分数,并由教师在线完成主观题目的评分,完成整个阅卷过程。
3 数据结构教考分离系统
我们在基于知识点查询组卷算法的基础之上,开发完成了一套基于知识点查询的数据结构教考分离系统。
本系统采用面向对象的设计思想,在Windows XP操作系统环境下,使用 3.0技术结合SQL Server 2008数据库完成了动态的、交互的Web服务器应用程序。
系统用例分析,如图1所示。
1) 教师角色相关功能:
a.题库管理:教师可以向题库中添加、删除、修改试题,将每一道试题与其所属知识点对应;可以根据题型、编号、内容、知识点查询试题。
b.试卷管理:教师指定试卷题型、题目数量、分值等信息,可以按照手工和自动两种方式生成试卷。
c.考试安排:教师选择已生成的试卷,并指定时间地点,安排在线考试。
d.作业安排:教师可以从试题库中抽取试题布置课后作业。
e.成绩:教师可以在线学生成绩。
f.成绩查询:教师可以查询所有参加考试的学生成绩。
g.手工评卷:教师可以对主观题实现在线阅卷,系统自动给出每一道题目的得分和试卷总分。
h. 修改个人信息:教师可以维护自己的个人信息。
2) 学生角色相关功能:
a.参加考试:学生可以参加教师指定的在线考试,并在规定时间内提交。
b.在线作业:学生可以完成教师指定的课后作业,并在规定时间内提交。
c.成绩查询:学生可以查询自己参加的考试和提交的作业的成绩
d.修改个人信息:学生可以维护自己的个人信息。
系统主要功能,如图2所示。
abstract: connection fitting is important for transmission line. although the structure is simple and inexpensive, it directly concerns the long-term safe operation of transmission lines. considering the economics of the manufacture and use, it puts higher demand on the current technical standard. if the line environment is special, its requirement of connection fitting is higher. for example, the 750kv ultra-high voltage transmission line in the northwest china, it runs less than two years. this paper stimulates the actual line environment and load condition, and develops a test device used to evaluate swing wear of connection fittings.
关键词: 连接金具;磨损;试验机
key words: connection fittings;wear and tear;testing machine
中图分类号:tm75 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)20-0060-02
1 装置简介
连接金具摆动磨损试验机通过模拟输电线路金具在大风环境下产生的相对滑动磨损及受力情况,来研究导致磨损的形式、类型和起因,为西北大风地域输电线路金具的环境适应性提供测试手段,为设计新型耐磨损的输电线路金具提供考核评估方法。
首先针对连接金具的运行状态进行分析,连接金具(u型环)在线路实际运行中不仅需承受导线的重力(垂直载荷),在大风环境下还需承受由于导线晃动而叠加的分力(水平载荷),同时u型环的承载接触面受到相对滑动而产生的摩擦力。
根据以上分析,将连接金具的耐磨性能试验设备的主要结构分为:加载部分和摆动部分两部分,且要求将所需载荷和摆动运动同时施加于u型环上。为保证载荷加载的稳定性和摆动角度的一致性,本设备的加载系统采用了砝码分级加载的方式,摆动系统采用了曲柄摇杆机构。
结合某条处于大风区域线路的部分设计参数(如表1所示),确定了设备以下关键参数:
①由于地线和光缆的综合载荷最大为9359n,因此确定本设备可加载的最大载荷为1t(约9800n。同时为使载荷可根据试验需要进行调整,本设备共配备了10块砝码,每块砝码重100kg,可按100kg为一等级进行分级加载。
②由于风偏角最大为大风(36-40m/s)时的55.68°,因此设计本设备所测试连接金具的摆动角度为±30°,摆动方式为经对称轴往复摆动。
2 机械机构介绍
连接金具摆动磨损试验机,主要包括机架、驱动部分、传动部分、回转中心调节机构、样品夹持部分、直线导向部分、砝码加载部分等组成;如图1所示。
2.1 机架 试验机的机架主体部分采用钢板和冷弯矩形空心型钢,通过焊接搭建而成主要框体,钣金作为外壳。
机架主要分为四个区域:砝码加载区、工作区、控制区、主动力区。
砝码加载区位于机架的右后方,机架后方设有一对开门,可便于平时砝码加载部分的检修。
工作区位于机架的右前方,前面设有一对开玻璃门,主要用于试验的观察,以及安全防护的作用。
控制区内放置电气控制元件,其正前方为操作面板。
主动力区位于机架的左下部分,内置大功率驱动电机。整个机架美观大方、结构牢固、稳定且便于搬运。如图2所示。
2.2 回转中心调节机构 回转中心调节机构主要作用是保证不同的试验品(各种连接金具)的摆动中点与圆弧导轨的中心点重合,和传递摆动力。
导向杆的下端通过锁紧螺母和平键与摆杆座配合。导向杆上端用内六角螺栓固定一挡块,用于防止调节杆旋出和保证调节杆与调节套啮合的最小长度。
导向杆上端外侧的平键,用于防止调节杆产生旋转。紧固螺
母和圆销共同作用下,使调节杆与试验样品的夹具(u形环夹头)可靠配合在一起。
调节杆的下端与调节套螺母啮合,当调节套在直杆手柄的作用下右左转动时,调节杆相应的上下移动,实现调节回转中心点的功能。如图3所示。
2.3 样品夹持部分 样品夹持部分主要由一对u形环夹头和一对u形环组成,使用螺栓将一对u形环固定于u形环夹头内。下u形环夹头下端与调节套配合,上u形环夹头上端与导向杆配合。进行相对磨损试验时,上u形环固定,下u形环来回摆动,摆动的角度为60°。两u形环之间利用砝码加载,使u形环之间承受拉力的作用下摆动。(图4)
2.4 直线导向部分 导向轴下端通过锁紧螺母和圆销与u形环夹头配合,导向套固定于机架内,防止导向轴周向摆动,允许导向轴上下滑动。两挡片将两轴套固定于导向套内。导向轴与轴套可以相对滑动。导向轴上端安装有限位板和吊环,限位板用于光电开关对导向轴位置信息的标记,砝码加载机构通过钢丝绳与吊环连接。如图7所示。
2.5 砝码加载部分 砝码加载部分的作用是对连接金具施加静载荷,并可调施加载荷大小。钢丝绳的一端与直线导向机构连接,另一端通过二组滚轮与连接块连接。连接块下方设有称重传感器,用于显示实际加载负荷的大小。传感器另一端与砝码组连接。交流电机通过联轴器与升降机连接。砝码组放置在升降块上,在三根导向杆约束下,升降机丝杆转动带动升降块上下移动,从而控制参与加载的砝码数量。
2.6 主要技术指标
试验机尺寸:1560*1200*1940mm
设备总重:2500kg
摆动频率:0.2~1hz
试样负载:0~10kn
摆动角度:0~60°
摆动推力:5kn
设备功率:2kw
3 装置主要特点
①该试验装置的试验载荷采用砝码静态加载,具有可靠性高,试验载荷分级可调,加载重量准确稳定等优点。
②该装置的试验夹持部分设计成可替换结构,大大拓展了该试验机的试验对象,通过转换相对应的金具夹具,即可完成不同类型连接金具的摇摆磨损试验。
③该装置采用曲柄摇杆机构完成摆动动作,相比液压机构,具有可靠性高、结构简单、维护方便、成本低廉等优点,可满足长时间多周期的连续摇摆磨损试验。
参考文献:
[1]董阜欣.关于导体中的电流分布问题[j].高压电器,1965(01).
[2]王刚,章正锋,何占.电力建设中的施工管理问题分析[j].电源技术应用,2013(02).
关键词:数字显示手动压力机;模具专业;实训教学
中图分类号:G712 文献标志码:A ?摇文章编号:1674-9324(2013)48-0176-03
教具是高职院校实践教学课程中不可缺少的教学器材。《机加工实训》和《钳工实训》是高职院校模具专业学生必不可少的实训课程。装配钳工的拆装实训课程需要一些实用的教具。机加工实训的过程通常是用车床、铣床等机械加工零件。在安排教学内容时,可把两个实训课程的教学内容适当结合,即《机加工实训》课程中加工的零件用来制作教具,用于装配《钳工实训》课程中拆装项目的零件测绘和装配调试等教学内容,也可用于冲压模具设计课程中冲裁力的检验。这样实现了在真实生产环境进行实训教学,同时,实训课程中材料也得到更多的有效利用。为此,我们在这方面尝试制作了数字显示手动压力机,希望在《机加工实训》课程中加工的零件制作成数字显示手动压力机,该压力机又可用于钳工实训教学和冲压模具设计的课程教学中。
一、数字显示手动压力机的制作
在《机加工实训》课程中,学生了解并掌握了车床、铣床、钻床等机床的结构和基本操作方法,能够根据零件图纸的加工要求编制加工工艺。为了达到实操的技能,实现《机加工实训》课程的教学目标,我们要求学生在机加工实训期间制作了数字显示手动压力机。因为实训课程的重点在于机加工,所以数字显示手动压力机的结构设计部分由任课教师在备课阶段完成,数字显示装置也是由教师提前准备制作好,机械加工需要的钢材材料和加工工具也提前准备充分。实训期间学生在教师的指导下完成机械加工部分,并按设计要求将加工的零件安装完整,并调试合格即可成功制作数字显示手动压力机。学生制作的数字显示手动压力机的结构如图1所示。
在制作数字显示手动压力机过程中,学生主要加工了机架、工作台、垫板、手轮等部件,这些都是在校内的现代制造中心机加工实训室加工的。指导教师主要采取边讲边练、现场教学、任务驱动等授课方式,学生在真实的生产环境中学习理论知识和实训操作,掌握了不同机械设备的工作原理和操作方法,熟悉了零件加工工艺,学会使用多种不同量具,能够较熟练选择夹具和刀具。这样学生加工的零件不仅仅是单个的零件,而是可以用各个零件装配成的一个完整的机械,学生在整个实训学习中有很强的学习兴趣和高度的责任心。他们很清楚自己加工的零件有特定的用途,所以在整个加工制作过程中非常细心和认真。学生制作的数字显示手动压力机实物如图2所示。
二、数字显示手动压力机在模具专业《钳工实训》课程中的应用
把模具安装到压力机上是一项非常重要的装配工作,教师应指导学生正确安装模具。模具安装是否正确,会直接影响产品质量、生产安全、模具寿命和劳动效率。学生在学习安装模具时要注意以下几点基本要求:①凸模和凹模应该互相对准,间隙要均匀;②凸模和凹模的压力中心要重合;③有适当的闭合高度;④安装要紧固可靠,模具在冲压过程中无任何松动;⑤冲裁结束后能够顺利卸料、顶出制件。冲压模的调整工作是模具制造中不可缺少的重要环节。模具装配好以后,需要通过试生产对制品的质量和模具的性能进行检测。我们在实训过程中,应分析试生产中出现的问题,找出问题产生的原因,并针对原因对冲压模进行适当的调整和维修,以期望获得合格的制品。我们制作的数字显示手动压力机就可以用来试生产以及检验模具的装配质量、检验模具的维修效果。模具装配好以后就要进行试生产,教师需引导学生检测制品的质量和模具制造与安装的性能。首先检查冲裁件的外观质量,包括冲裁件的断面质量、表面毛刺、翘曲等情况。根据上述外观质量检查的结果,一是查看凸、凹模之间的间隙值及模具刃口,再根据间隙值分析冲裁件断面质量、表面毛刺、翘曲对冲裁件外观质量的影响;二是检查凸、凹模的表面加工质量,主要是凹模刃口的侧表面加工质量,因为它直接影响冲裁件的外观质量;三是检测冲裁件的尺寸是否符合图纸规定的要求。如果冲裁件的检测尺寸与图纸规定的要求不相符,分析如下几种可能:①模具刃口尺寸在制造时就已经超出误差;②由于模具的定位装置不可靠,在冲裁过程中,毛坯发生了窜动,引起冲裁件尺寸的变化;③冲裁后产生回弹,造成冲裁件尺寸超出误差;④压边力过小。究竟是什么原因造成的冲裁件尺寸不符,就要引导学生结合模具的结构、定位装置的可靠性、压边力大小以及凸、凹模刃口尺寸等来分析判断。
三、数字显示手动压力机在《冲压模具设计》课程中的应用
在《冲压模具设计》课程中,冲裁力的计算是一个重点内容。冲裁力是指冲裁过程中的最大剪切抗力,计算冲裁力是为了合理选择压力机和设计模具,避免因超载而损坏压力机。在讲授“压力中心确定”及“冲裁力计算”这节内容时,应该让学生掌握冲裁模压力中心的确定方法和降低冲裁力的方法。如果压力中心不在模柄直线上,压力机滑块和上模将发生歪斜;凸凹模之间的间隙不均匀,滑块就要承受偏心载荷。这将导致滑块导轨和模具不正常的磨损,模具刃口就会迅速变钝,模具寿命降低甚至损坏,严重时会因为凸凹模间隙不均导致产品产生很大毛刺。几何形状对称的冲裁件,压力中心位于其图形轮廓的几何中心;几何形状不对称的冲裁件,其压力中心的确定采用解析法和图解法。授课时我们以《机加工实训》课中自制冲裁模的冲裁力计算为工作任务,同时还要计算卸料力、推件力和顶件力,并通过我们前面自己制作的数字显示手动压力机进行检验。教师指导学生自己将计算结果与测试结果进行对照分析。
数字显示手动压力机的制作丰富了我们实训教学的内容,学生在实训课程中加工的零件,由学生自己动手装配为成品,增强了学生的学习兴趣和生产过程中的责任心,同时也扩展了学生的知识面。压力机模型装配上模具后,可以模拟冲裁的整个工作过程。在这个过程中,学生进一步掌握了模具的结构、模具装配、模具调整等方面的内容,深化巩固了理论课的知识。装配后的压力机的机械结构与实物基本相同,可以作为模具拆装实训课程的教具、机械基础课程的零件测绘内容等,使得实训材料及加工的零件进一步发挥了作用。由此可见,高职院校在实践教学中自主开发实物教具,既锻炼了教师的教学科研能力,又能结合自己学校的实训课程开设情况,开发实用的教具,能够做到物尽其用。在实训课程中开发制作的成果还可用来支撑课程改革的实施。同时学生的创新思维和科学素养也得到有效锻炼,而不再停留在靠复制和改造前面已有的产品零件来完成任务的水平。在加工制作的过程当中,学生能更好地理解压力机的结构和工作原理以及模具的结构和安装过程,能够将以前仅是在理论课中学习的知识加以升华和领悟。这激发了学生的求知欲望,提高了教学质量和教学效果。此次压力机的制作仅仅是我们模具专业实训教学的一次尝试,效果比较理想。在以后的模具专业实训教学中我们将更多地制作与专业课相关的实物教具,不断提高和完善教学水平,更好地教育学生,服务学院,服务社会。
参考文献:
[1]杨柏青.高职院校实物教具自主开发及应用的探索[J].职教研究,2009,(6):40-42.
[2]郭红云.透明教学模具在模具教学中的运用[J].模具制造,2007,(1):66-68.
关键词:稀疏矩阵;行指针数组;链表存储结构;矩阵相加算法
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)36-0035-03
1稀疏矩阵
矩阵在科学计算中的应用十分广泛,而且随着计算机应用的发展,大量出现处理高阶矩阵问题,有的甚至达到几十万阶、几千亿个元素,这就有点要挑战计算机的内存容量了。然而,在大量的高阶矩阵问题中,绝大部分元素是零值,且非零值的分布没有一定的规律。当非零元素所占比例小于等于25%~30%时,我们称这种含有大量零元素的矩阵为稀疏矩阵。压缩这种零元素占据的空间,节省内存同时能够避免大量零元素进行的无意义运算,大大提高运算效率。[1]
稀疏矩阵压缩存储的顺序方式有三元组表、伪地址表示法等;链式结构有十字链表结构、带行指针数组的链表结构等。本文着重介绍带行指针数组的链表结构及基于此结构的稀疏矩阵类对象构造、输入、输出、相加等基本算法。
2稀疏矩阵带行指针数组的单链表存储结构[2]
稀疏矩阵中的每行对应一个单链表,每个单链表都有个表头指针,为了便于访问每一个单链表,需要使用一个行指针数组,该数组中的第i个元素用来存储矩阵中第i行对应的单链表的表头指针,该指针指向第i行第一个非零结点,若该行无非零元,则该指针为空。
带行指针数组的单链表存储结构中,把具有相同行号的三元组结点按照列号从小到大的顺序链接成一个单链表,每个结点由3个域组成:非零元所在列的列号(col),非零元的值(value)及指向本行下一个非零元的指针(next)。例如,稀疏矩阵A6×7如图1及其带行指针数组的单链表存储结构如图2所示。
3稀疏矩阵带行指针数组的单链表存储结构类型
3.1结点类定义
稀疏矩阵带行指针数组的单链表存储结构中每一个非零元结点的类的C++模板如下:[3]
template
structTripleNode
{int col;
T value;
TripleNode*next;
TripleNode& operator=(TripleNode&x)
{col=x.col;value=x.value;next=NULL;return *this;}}
3.2行指针数组的单链表存储结构表示的稀疏矩阵类
带行指针的单链表存储结构表示的稀疏矩阵类包含稀疏矩阵行数、列数及非零元个数及动态行指针数组4个私有成员及稀疏矩阵的构造函数、析构函数、输入、输出、转置、相加、相乘等公有成员函数的声明,类的C++模板如下:
template
classSparseMatrix
{private:
int Rows,Cols,Terms;
TripleNode **PROWS;
public:
SparseMatrix(int rc,int cc,int tc);
~SparseMatrix(){delete []PROWS;}
void Add(SparseMatrix&b,SparseMatrix&c);
void create_SparseMatrix();
void print_SparseMatrix();};
4基于带行指针数组的单链表存储结构基本运算
4.1构造函数
template
SparseMatrix(intrc,intcc,inttc)
{ Rows=rc; Cols=cc; Terms=tc;
PROWS=newTwo_tuple *[Rows];
for (intI=0;I
4.2 建立带行指针数组的单链表存储结构
在实例化稀疏矩阵时通过构造函数建立只有行指针数组的空的稀疏矩阵。在此基础上按行优先,列号从小到大顺序输入非零元所在行、列和值,申请一个结点所需存储空间,并将非零元的列号和值存入相应域,按列号从小到大的顺序将此结点插入到对应行尾部。构造函数及建立链表结构代码:
template
voidcreate_SparseMatrix()
{ int r,c;
T v;
Two_tuple *p,*q,*s;
for (int i=0;i
{cin>>r>>c>>v;
s=newTwo_tuple;
s->col=c;s->value=v;s->next=NULL;
p=PROWS[r];
q=p;
while(p)
{ q=p;p=p->next;}
if (p==q){ PROWS[r]=s;} else { q->next=s;}}}
4.3 基于带行指针数组的单链表存储结构稀疏矩阵相加算法
两个矩阵相加前提条件是两个矩阵行数和列数分别对应相等。相加的结果仍是同型矩阵。设有两个m×n矩阵A和B,相加结果设为C,也是一个m×n的矩阵。对于C中每个元素C[i][j]有以下三种情况:[4]
[CIJ=aijbijaij+bijbij=0aij=0aij=0且bij=0 ]
在带行指针数组的单链表存储结构上实现稀疏矩阵相加算法思想是:分别建立矩阵A和B的带行指针数组的单链表存储结构。相加算法从矩阵的第一行起逐行进行。对每一行都从行链表的头指针开始,分别找到A和B在该中的第一个非零元结点后开始比较,然后按不同情况分别处理。设两个指针p和q分别初始化为指向A、B链表存储结构的第一行第一个非零元结点,当p、q都非空时(意味着p、q所指的当前行没有遍历到行尾),生成C中结点s的三种情况可按如下处理。
1)若p->col < q->col或者 q==NULL时,则将p结点数据复制到s,p指针向右移动,指向本行下一个非零元。
2)若p->col > q->col或者 p==NULL时,则将q结点数据复制到s,q指针向右移动,指向本行下一个非零元。
3)若p->col == q->col且p->value + q->value[≠]0,则将q结点数据复制到s,s->value=p->value+q->value, p和q指针分别向右移动,指向各自行下一个非零元。
同理,如此重复处理其余每一行,直到所有结点都被合并到结果矩阵中。
template
voidAdd(SparseMatrix&b,SparseMatrix&C)
{ TripleNode *p,*q,*s,*t;
int i;
T v;
if (Rows != b.Rows||Cols != b.Cols)
{ cerr
for ( i =0;i
{ p = PROWS[i];
q = b.PROWS[i];
while(p && q)
{ s=newTripleNode ;
if (p->col< q->col)
{ *s=*p;C.insert(i,s); C.Terms++;p=p->next;}
elseif (p->col> q->col)
{ *s=*q;C.insert(i,s); C.Terms++;q=q->next;}
else
{v=p->value+q->value;
if (v)
{ *s=*p;s->value=v;C.insert(i,s);C.Terms++;}
p=p->next;q=q->next;}}
while(p)
{ s=newTripleNode ; *s=*p;
C.insert(I,s);C.Terms++;p=p->next;}
while(q)
{ s=newTripleNode ;*s=*q;
C.insert(i,s);C.Terms++;q=q->next; } }}
4.4 基于行指针数组的单链表存储结构的稀疏矩阵输出算法
从行指针数组的第一行开始,逐行遍历并输入链表中非零元的三元组形式。
template
voidprint_SparseMatrix()
{Two_tuple *p;
cout
for (int i =0;i
{ p=PROWS[i];
while(p)
{ cout
p=p->next;}}}
5算法性能分析
在稀疏矩阵带行指针数组的单链表存储结构上,建立单链表存储结构的算法时间复杂度是O(Rows+Terms)。相加算法的主要过程是对A和B单链表逐行进行扫描,其时间性能主要取决于A、B的行数Rows和非零元素的个数Terms,因此,该矩阵相加算法时间复杂度为O(2*Rows+A.Terms+B.terms)。当稀疏矩阵的非零元素的个数Terms远远小于矩阵的行、列数时,矩阵相加算法的时间复杂度比采用二维数组存储时的时间复杂度O(Rows [× ]Cols)要好很多。
参考文献:
[1] 李平,王秀英.计算机软件技术基础[M].北京:机械工业出版社,2015:61-63。
[2] 徐孝凯.数据结构实用教程(C/C++描述)[M].北京:清华大学出版社,2004:98-99.
技术领域
本设计涉及工业生产线、物流仓储货物精准卸载码垛、应急救援、工程机械施工现场维修、汽车现场改装作业及军事重型装备领域所需要的具有灵活机动、动作精准、工作效率高、作业工具高度集成化的智能化工具机器人,更具体涉及一种工具机器人配装的可实现多自由度调节功能的叉装属具。
背景技术
智能化工具机器人是由底盘、发动机、起重机、电焊机、各类加工维修工具、叉装属具、液压折叠蜘蛛支腿等部件组成。可广泛应用于工业生产线、物流仓储货物精准卸载码垛、应急救援、工程机械施工现场维修、汽车现场改装作业及军事重型装备领域。该产品集起重、叉装功能于一体,叉装功能要求多自由度调节,能够实现作业方便、快捷精准、高效、安全可靠的作业能力。
设计内容
本设计目的主要是为满足智能化工具机器人的叉装属具能够实现多自由度调节,作业方便、快捷精准、高效、安全可靠的要求,设计一种可实现多自由度调节功能的叉装属具。
为实现上述目的,本设计采取的技术方案是:叉装属具门架升降系统所用的轴承是复合滚轮轴承又称组合滚轮轴承,是由轴向和径向两个滚轮组装而成的,轴承体积小,安装结构简单,制造成本低,而且轴向和径向的承载能力都比较大,各配件可替换性强,越来越多的应用在各种门架升降系统中。该叉装属具外门架上焊有成对的复合滚轮轴承,内门架就通过焊接在外门架上的复合滚轮轴承可以在外门架内上下滑动,起重链条绕过装在内门架上的链轮轴承,一端固定在外门架上,一端固定在滑架上,滑架也焊有成对的复合滚轮轴承,这样滑架就可以在内门架内上下滑动,升降油缸的柱塞杆与内门架相连,缸筒与外门架相连,当升降油缸的柱塞杆伸出或收回时,内门架便可实现在外门架内升起或下降的动作,滑架也会随着内门架的升起或下降而以2倍的速度在内门架内升起或下降;滑架通过回转支承与副叉架相连,旋转油缸的柱塞杆与副叉架相连,缸筒与滑架相连,当旋转油缸的柱塞杆伸出或收回时,副叉架便可以在回转支承的作用下旋转,从而实现旋转动作;叉架装在副叉架的滑道上,双活塞杆平移油缸的缸筒固定在副叉架上,一端活塞杆与叉架的左端相连,一端活塞杆与叉架的右端相连,当一端活塞杆伸出时,另一端收回,叉架就可以在副叉架的滑道上左右移动,从而实现叉架在副叉架上左右平移动作;一对货叉装在叉架的滑道上,可以沿着叉架的滑道自由滑动,从而实现调节货叉叉距的动作;以上整套叉装属具通过外门架下端与智能化工具机器人的主机架铰接,倾翻油缸活塞杆与外门架相连,缸筒与智能化工具机器人的主机架相连,当倾翻油缸活塞杆伸出时,整套叉装属具向前倾翻,当倾翻油缸活塞杆收回时,整套叉装属具向后倾翻,从而实现整套叉装属具的前后倾翻动作。
本设计的有益效果:整套叉装属具使用成对的复合滚轮轴承,结构紧凑,安装简单,互换性强,维修方便,制造成本低,而且可承受高径向和轴向载荷,承载力能在内外门架很好分布,延长整套叉装属具使用寿命。整套叉装属具操作简单,可通过远程遥控,控制升降油缸、旋转油缸、双活塞杆平移油缸、倾翻油缸的动作来实现叉装属具的升降、旋转、左右平移、前后倾翻等多自由度调节的功能,从而实现快捷、精准、高效、安全可靠作业,降低劳动成本,提高劳动效率,创造经济效益。