设计方案

时间：2026-06-28 10:00:12 建议书

实用的设计方案（优秀9篇）

　　为了确保事情或工作有序有效开展，我们需要事先制定方案，方案的内容和形式都要围绕着主题来展开，最终达到预期的效果和意义。方案要怎么制定呢？下面是小编为大家收集的设计方案9篇，欢迎大家分享。

实用的设计方案（优秀9篇）

设计方案篇1

　　一、活动目标

　　1、初步培养幼儿与人交往的能力。

　　2、培养幼儿大胆说话的能力，并通过此活动激发幼儿热爱幼儿园工作人员的情感。

　　二、活动准备

　　1．活动前要求家长配合了解一些电台、电视台、报纸的名称，有目的地观察或了解记者的工作。

　　2．收集本园部分工作人员的照片并对他们发出邀请，自制的简易话筒、照相机、字卡、音乐、小卡片、笔等，“会议”场地及布置物品。

　　三、活动过程

　　1．谈话活动，引入主题。“小朋友，你们听说过记者吗?”(引导幼儿回忆日常经验)“你们知道记者有什么本领吗?他们去采访的时候，通常要带上什么用具?”引导幼儿了解如何做一名“小记者”。“你们想当小记者吗?”

　　2．“今天。老师带来了一些照片，你们去看看他们是谁?在干什么?”让幼儿自由观看。

　　3．提问： “小朋友，你们都看到了谁呀?在干什么?谁先来说说?”

　　4．“小朋友，你们看，今天我把照片上的一些园长、老师、阿姨请来了，你们都想当小记者，那么想问些什么问题呢?”让幼儿自由说一说。

　　5．“哦!小记者，你们想采访的事可真多呀，这样吧，等一下，你们商量决定，愿意采访谁，就和他说说，问问你们想知道的事。不过，怎样才能让别人愿意接受我们的采访呢?”请幼儿学习记者使用礼貌用语：我可以问你问题吗?你能接受我的采访吗?谢谢你的合作。

　　6．“如果你真的是一位记者，你喜欢在什么电台、电视台或报社工作呢?等一会儿，有礼貌地告诉你要采访的人。”

　　7．“采访完后，我们开个‘新闻发布会’把采访到的事告诉大家。小记者们记住啦：主办单位是，地点是，时间是，请准时参加。”

　　8．“为了工作和联系方便，麻烦各位记者先登记一下单位，再带上采访用具去采访。”请幼儿自报自己的服务单位，工作人员即时登记，****。老师和幼儿一起，自由去找自己的采访对象谈话。

　　9．师生共同采访时，“工作人员”布置会议场地，音乐响后，集中幼儿开“新闻发布会”。

　　(1)开场白：老师代表“主办单位”欢迎各位的到来并宣布“新闻发布会”开始。

　　(2)请幼儿自由发言，把采访的事告诉大家。

　　(3)老师小结。

　　10．请幼儿代表“主办单位”向幼儿园工作人员送上一份简单的

　　礼物，谢谢他们对采访工作的支持，并对他们的辛勤工作表示敬意。

　　11．让小记者们与各位“大合照”结束。

　　四、各领域渗透

　　语言：开展多种语言游戏，游戏中重点加强礼貌用语的训练并提高小朋友大胆说话的能力。

　　健康：通过让幼儿玩一些体育游戏，向幼儿渗透不怕累，不怕苦的精神，懂得我们的工作人员、社会上真正的记者为了工作都在辛勤劳动。

　　科学：认识摄影机、照相机、录音机、话筒等的特点、用途。

　　美术：学习一些自制玩具的技能，尝试自己制作话筒，照相机等。

　　五、生活中渗透

　　让幼儿听一些新闻广播，给幼儿读报，注意引导幼儿观察自己身边发生的.事情，主动和幼儿园工作人员接触。

　　六、环境中渗透

　　张贴一些记者采访过程的照片，幼儿园工作人员的照片，剪报等。

　　七、家庭中渗透

　　请家长在家有目的地引导幼儿收看电视新闻，收听广播、读报，并引导幼儿尝试大胆地和身边人交往。

　　幼儿园中班社会教案：蛋和蛋制品

　　活动目标：

　　1.通过活动知道什么蛋是什么小动物生的。

　　2.在认识蛋的过程中，进一步发展观察力和语言表达能力。

　　3.在制作蛋沙拉的过程中形成文明的好习惯，享受生活的乐趣。

　　活动准备：

　　1.与每位幼儿家长联系好，请他们帮忙从鸡蛋、鸭蛋、鸽子蛋和鹌鹑蛋中任选一种蛋带一只来园。

　　2.幼儿人手一只盆子、一只碗和一只勺。

　　3.教师自己也准备一些各种蛋特别是鸽子蛋和鹌鹑蛋。

　　4.准备一些毛巾及做蛋沙拉用的熟的切成小快的土豆和白煮蛋，一瓶沙拉酱。

　　5.一只明炉、铲子、油、盐、味精、料酒等调味品，抹布若干块。

　　活动过程：

　　一.挑蛋。

　　师：今天老师为你们带来了很多的蛋，请你们挑一只你喜欢的蛋，然后说说你挑了一个什么蛋？它是谁生的？

　　幼：我挑的是鸡蛋是鸡妈妈生的……

　　二.摸蛋。

　　1.师：现在请你们看一看，摸一摸你的蛋和别人的蛋有什么相同的和不同的？

　　幼：我的蛋比他的大。我的蛋比他的颜色深。

　　2.师：我们生活中还有很多的蛋你见过那些？

　　教师总结：小朋友带来的各种各样的蛋。他们的颜色不同，大小不同，但他们摸上去都是很光滑的。

　　三.认识蛋清和蛋黄。

　　1.师：你们知道这些光滑的蛋壳里到底藏了些什么东西呢？我们打开来看一看就知道了。

　　2.教师介绍磕蛋的方法和应注意的方面。并提醒幼儿要注意卫生。

　　3.幼儿动手磕蛋，教师在旁协作指导。

　　4.幼儿个别回答。

　　教师总结：不管什么蛋，里面都有黄颜色的叫蛋黄，透明的粘糊糊的叫蛋清。蛋清煮熟了之后才叫蛋白。

　　四.教师现场煮蛋。

　　1.师：今天老师来为小朋友们做一道好吃的蛋做的菜好吗？

　　幼：好。

　　2.教师边炒蛋边提问：

　　1)师：小朋友你们吃过那些菜是用蛋做的？

　　幼：番茄炒蛋、荷包蛋、番茄蛋汤。

　　2)师：蛋除了可以做好吃的菜之外还可以做很多好吃的点心呢！你知道那些点心里有蛋吗？

　　幼：蛋糕、蛋卷、蛋黄派。

　　延伸活动：制作蛋沙拉。

　　1.师：我们一起来学做好吃的蛋沙拉，并开一个“蛋的party”吧！

　　2.师：介绍制作蛋沙拉的方法，和应注意的方面。

　　3.师：好，小朋友们现在我们去参加“蛋的party”吧！（舞会音乐响起）幼儿自己动手制作沙拉。

设计方案篇2

　　1设计阶段对成本控制的重要性

　　从成本控制来说，加强设计阶段的管理就显得尤为必要。其管理效果具体体现在设计变更量上。目前建筑工程设计阶段成本控制的内容主要有下列几项:1)根据项目总体档次要求确定设计标准;2)设计方案对比优选;3)限额设计;4)根据其他部门反馈意见进行施工图优化。其中第一项项目建造标准的确定，主要是由业主意志决定的，而业主的意志最好是通过科学的分析，结合客观市场和项目条件、自身条件，推测社会发展趋势作出决定，这样，才能尽量避免确定之后的改变。

　　而一旦作出确定之后，就尽可能不要作出更改，因为这个确定是决定性的，决定着整个设计，进而影响整个项目的成本。确定项目产品标准之后，进入设计方案比选阶段，通过对各方案的分析对比，确定最优方案。在这阶段值得注意的是，在进行设计方案的成本分析时，不应局限于建造阶段，而应着眼于整个项目周期，同时考虑相对应的效益。比如在选择结构方案时，剪力墙结构的建造成本可能高于框架结构，但剪力墙结构的使用空间可能比框架结构好，有更好的产品外观，更好的产品口碑，更好的销量，最终达到更好的效益。那么在选择方案的时候就不能仅凭建造成本来决定使用框架结构了。设计方案选定好，进入到具体设计阶段，在这个阶段的成本控制主要是通过限额设计来实现的，具体操作是设定各种限额指标约束设计，比如设定钢筋含量指标、混凝土含量指标等约束结构设计，设计结果不得突破限定的指标，否则要进行重新设计。

　　限额设计是目前设计阶段成本控制的主要手段，对这一手段的论述众多，本文不再累赘。所谓的控制，首要就是明确某一事物的确定性，当某一事物确定下来，我们要做的就是针对这一事物决定控制方法和手段，从这里可以看出，事物的确定性是受控与否的关键。引申到建筑工程项目成本控制与设计的关系，表现为设计明确与否，决定成本控制是否受控。具体体现在设计深度与设计质量对成本控制的影响。本文就如何提高设计深度与设计质量的管理进行讨论，以期在设计阶段进行成本控制达到更好的效果。

　　2目前施工图存在的主要问题

　　从类别上看，基本可以分为两类:第一类是设计深度问题，比如:1)只有通用说明而无具体设计(如结构设计中有对钢筋接头的通用要求而未明确具体接头形式);

　　2)无节点图、大样图等(如铝合金门窗、幕墙无型材大样和规格);

　　3)缺少做法或者做法不明确(如设计有外墙装饰，却无具体设计);4)与现场情况不符等(如现场有山坡且需要支护，但无相应设计)。第二类是设计质量问题，比如:

　　1)设计图纸漏画漏注;

　　2)尺寸、标高错误或矛盾;

　　3)做法、材料(品种规格)矛盾;

　　4)设计不符合工程施工要求;

　　5)不同专业的设计之间的矛盾等。

　　产生上述问题的主要原因有:

　　1)施工图设计时限过短;

　　2)业主要求不明确;

　　3)设计单位的水平或者管理不到位;

　　4)业主对设计的管理不到位，具体体现为其他部门特别是成本控制部门对设计的介入不够，没有专门的设计深度和设计质量管理。

　　3措施

　　1)给予设计单位尽量充足的施工图设计时间。从业主角度来讲，要求缩短决策时间以及尽早选定设计单位、尽早确定具体的设计要求。从设计单位来讲，要求更合理分配设计时间、设计内容，以期能给施工图设计留出更多时间，为提高施工图的设计深度及设计质量提供必要的时间保障。甚至在不影响项目整体设计工作的情况下，部分需时较长的施工图设计内容可以与初步设计同时进行。

　　2)业主的产品定位及要求是施工图设计标准、内容的决定性因素，因此，要求业主在相关设计上有明确的要求，如地面铺装，是用瓷砖还是石材，用什么规格什么档次都应作出明确要求。这里的明确并不是指定供应商，因为这样将不利于招标竞争，而是为了明确设计内容，使相应的成本处于受控范围。如果直接确定供应商，则属于甲供材的招标方式，不在本文讨论的考虑范围。当实在无法决定做法和标准时，可以要求先按其中一种要求作为优先做法进行设计，其他作为备选项列入设计说明中，到招标时再确定具体的做法。如果到招标时仍无法决定，则可以先按优先的做法进行招标，同时明确其价格换算要求，使其仍然处于受控状态。而对于一些关系到成本控制的通用设计的深度问题，如前述钢筋接头，则业主可以按正常工艺，要求作出具体的钢筋接头设计规定。

　　3)施工图设计的深度和设计质量与设计单位的水平或管理是密切相关的。一栋超高层建筑如果是由从未设计过此类建筑的单位进行设计，要求其设计质量很高无异于痴人说梦。

　　另一方面，一家甲级设计单位进行设计，如果不好好管理，对施工图设计把关不严，管理制度形同虚设，或者放任分包单位自行处理，其设计质量也不会高到哪里去。

　　4)业主对设计的管理，目前基本是处于或者说限于限额设计。但这明显是不够的，没有设计深度和设计质量的支持，所谓的`“限额”往往会沦为空话(曾碰到过一个学校的电气设计，因导线的设计未严格按民用建筑电气设计规范采用低烟无卤电力电缆，而是设计了普通的电力电缆，施工单位抓住了这点，采用了不平衡报价，导线部分低价报价，但总的造价下浮率并不多，合同约定的合同外价格采用官方公布的厂商价格乘以投标下浮率。

　　后按规范变更为低烟无卤电力电缆，仅此一项电气部分就增加百分之二十几的造价，远远突破原来的预算)。由此可见，加强设计深度和设计质量的管理对于成本控制来讲是非常必要的。我们可以通过如下措施和手段加强对施工图设计进行更有效的管理:

　　a．加强对设计合同的管理，在设计合同中明确设计深度和设计质量的要求及相应的奖惩条款。可以要求实行限变设计，即合同要求限制设计变更量，如约定因设计方原因导致的变更量不应超过总造价的5%，否则将减少相应的设计费，当然具体的变更量限额应根据具体的设计项目，结合历史数据和实际情况确定。在设计深度方面，可以按实际情况提出具体要求，如根据施工图可以直接施工而无需任何深化，甚至要求对某些施工方案(如砖模)作出设计。

　　b．加强对设计单位的管理，了解设计单位的管理制度及相关技术(如BIM)应用水平，相应提出业主的管理要求，理顺并明确设计各阶段的具体流程和要求，以期与业主的造价管理相符。同时要求掌握设计实时进度，根据相应的进度作出相应的管控。这一部分可以结合对应设计阶段的工程造价工作进行，在每一阶段的造价工作中发现的设计问题及时有效地反馈处理，这样可以不断减少施工图设计时产生的问题。

　　c．加强对施工图设计深度和设计质量的审核，就目前情况来看，这最后一关显得尤为重要，将决定施工图设计的最终质量。因此，除了设计单位的自我审核外，业主单位还应组织各个部门(特别是工程部、成本部)经验丰富的工程师进行综合施工图图纸会审(相当于把现在通行的招标后进行的图纸会审前置)，从成本控制的角度，把施工图存在的各种问题尽可能多的找出来，并在编制工程量清单前予以解决。最后，在编制招标清单时发现的问题，通过设计图纸释疑作为招标图纸补充进行处理。这样才能使施工图预算起到真正的管理作用，使成本控制更切实可行。

　　d．加强对施工图设计管理的总结，通过对施工图设计管理的总结不断积累经验，才能更有效管理施工图设计，从而不断提高施工图设计的深度和设计质量，使限额设计得以落实，使设计阶段的成本控制目标得以实现。

　　e．加强相关的制度建设，业主单位应就施工图设计的设计深度及设计质量管理建立相应的管理制度，并通过不断总结积累完善相关制度，使相关制度更加切实可行，从而使设计阶段的成本控制目标更有效实现。

设计方案篇3

各二级学院、各有关单位：

　　国旗是国家的标志和象征，集中体现国家的尊严。为激发全校师生热爱祖国，积极工作、奋发向上的豪迈情怀，根据上级有关精神，决定20xx学年度第二学期继续在全校师生中开展“升国旗，唱国歌”主题活动，现将有关事项通知如下：

　　一、活动时间

　　每周一上午7:00

　　二、活动地点：中心广场

　　三、参加人员

　　（一）学校领导（每周1位，由党委办公室负责安排）；

　　（二）学生处、武装部、团委负责人；

　　（三）学生代表及相应学院党政领导班子、辅导员。

　　（具体日期安排及站位分布请查看附1、2）

　　四、活动程序

　　（一）出旗

　　（二）升国旗，奏唱国歌。

　　五、活动保障

　　（一）武装部负责升旗队伍的.培训及出旗和升旗工作；

　　（二）团委负责音响工作；

　　（三）学生处负责学生代表组织工作。

　　六、活动要求

　　（一）提高认识，加强领导

　　开展“升国旗，唱国歌”主题活动，对加强大学生思想道德建设，大力推进以爱国主义为核心的民族精神教育，进一步规范升国旗、唱国歌活动，具有十分重要而深远的意义。各有关单位要高度重视，做好相关工作。

　　（二）升旗仪式要求

　　1确保举行升旗仪式的场地整洁，升旗时所有在场的人员都必须肃立。

　　2参加升旗仪式的师生要提前10分钟到场，站好队列。

　　xx师范学院

　　20xx年月4日

设计方案篇4

　　一.分析教材

　　园数学是一门系统性、逻辑性很强的学科，有着身的特点和规律，密切联系的生活，结合生活实际和知识经验来设计数学活动。时间无直观形象是较为抽象的，因此，我运用了较熟悉的一日活动的作息时间，引导认识整点、半点，如：8：00入园，：0离园……这样易引起的情绪体验，为其理解和接受。根据教材内容和的实际情况，制订出本次活动的教学为：

　　1．使认识时钟，能叫出名称，基本掌握钟面的主要结构。

　　2 、使知道时针、分针、以及它们之间的运转关系，能正确辨认整点、半点。

　　3、培养的观察力和操作能力，使建立初步的'时间概念。

　　二．教学重点和难点

　　本次教学活动的目标主要是帮助认识整点、半点和时针与分针之间的运转关系，使建立初步的时间概念。为此，我提供了人手一只钟，让拨一拨，看一看的过程掌握整点、半点，知道时针、分针、以及它们之间的运转关系。

　　三．教法与学法

　　为了帮助掌翁学重点，突破教学难点，在活动始终以为主体。根据认识过程的直观形象性，遵循直观性原则，主要采取视、听、讲结合法来引导充分观察钟面的结构，时针和分针之间的运转关系；在活动遵循活性原则，综合运用发现法、游戏法，让通过操作活动、言语活动，促进主动学习；遵循积极性原则，教师借助环境条件（实物投影仪）集图象、色彩一体，激发学习的兴趣；遵循个别性原则，对能力差的在看图拨指针时，教师注意加强辅导，如：7：00时，提醒分针在12上，时针在7上。

　　四．教学准备

　　小兔木偶，动物钟若干只（小老鼠、小猪、小猴、小牛、小狗等），图片若干张，红、黄、绿钟各两只，人手一只钟，实物一只。

　　五．教学过程

　　（一）开始部分

　　（二）活动一开始我出示了一只木偶小兔，以小兔开了家钟表点引出活动内容，然后出示食物钟，请说说钟的用途，总结出钟能告诉我们时间，人们的学习、生活、工作都离不开它。

　　（三）基本部分在活动我避免了"一言谈"和"问答"，注重主动的观察，鼓励发现问题，主动求知。

　　1．让观察钟面，指导仔细观察。

　　教师提问"看，钟面上有什么？""钟面上有多少数字？""这钟面上有多少数字？""这12个数字是怎么排的？""这两根针一样长吗？"等。

　　2．认识整点、半点，了解时针和分针之间的运转关系在本环节，我先出示了红、黄、绿三只钟，提出了一个开放性的问题，"你发现这三只钟有什么秘密？"让观察，比较，最后得出分针指向12，从而总结出分针指向12，时针指向几就是几点。紧接着又出示了几只动物钟，让说说几点钟，使所学知识马上得以巩固，而且通过实物投影放动物钟，激发了的学习兴趣。接着通过教师的操作演示，的细心主动观察，了解分针与时针的运转关系。由这是本次活动的难点，所以我在最后不进行操作演示，让想一想，2点到点分针时针是怎么变化的，得出分针走一圈，时针走一格。接着我又以相同的方式认识了半点及半点时分针时针之间的运转关系。

　　．看图拨时间以小兔的口吻提出请看几张照片，一下子把的注意力吸引住了，运用较熟悉的一日活动的作息时间，使对学习活动较感兴趣及易理解，通过操作活动，使对所学知识有了进一步的巩固，请讲讲己是几点睡觉的，让养成早睡早起的习惯，使活动渗入了常规习惯的培养。

　　（四）结束部分：评聪明娃娃在每组评出一个聪明娃娃，再到户外跳舞祝贺他们，活动在愉快的氛围结束了。

　　六．活动延伸

　　1．教师或家长可向叫介绍多种钟、表及国内外有关钟表趣闻，丰富的知识。

　　2．在日常生活或游戏，教师有意识的引导运用表达时间的词汇：如游戏时间，5点种到了，下班了……．教室可设置时钟，以及请家长配合提醒按作息时间活动，如：起床、进餐等，帮助建立初步的时间概念。

设计方案篇5

　　一、活动名称：“**社工宣传周” 社工进社区宣传活动

　　二、活动主题：幸福**，社工同行

　　三、活动口号：有困难，找社工 or **社工-服务社群，助人自助

　　三、活动背景：**社区属于政府购买社工服务的试点单位，时刻准备为有需要的个人、家庭及社企提供专业、贴心的社工服务。

　　四、活动目的：

　　（1）社工宣传走进社区，贴近居民生活，了解居民需求；

　　（2）让社区居民知道社工、了解社工及各领域社工服务，愿意主动找社工寻求帮助；

　　（3）便于各领域社工后期工作有针对性的.开展服务。

　　五、活动时间：*月8日（星期*）下午14:30-16:30

　　六、活动地点：**社区往烈士纪念碑路段

　　七、活动参与对象：**周边来往市民

　　八、活动人手配备：５名社工，１０名义工，分为３组，每组成员分工为宣传介绍、游戏互动、问卷评估和后勤保障。每组负责一张桌子。

　　九、宣传方法：

　　（1）活动当天集中派发宣传单、展示机构图片、视频介绍。

　　（2）邀请居民游戏互动、填写社会服务需求问卷，并向居民介绍社工。

　　（3）现场通过横幅、宣传标语、指示牌等形式动员对象参与。

　　十、活动主要内容及形式：

　　（1）社工宣传服务：包括社工服务宣传单派发、社工活动图片展出。

　　（2）社工互动体验：包括邀请居民填写社会服务需求问卷，“社工知识知多少”、“盲人摸象”“神龙摆尾”等小游戏以及认识当地居民并邀请合照。

　　（3）居民“能这样就好了”心声收集。

　　（4）奖品发放。

　　十一、活动前期准备工作：

　　1、准备车辆资源，装载物品。

　　2、实地考察，了解**社区街道的大致地理位置并清楚可利用的资源。

　　3、统一工作人员服装（义工队服）

　　3、联系搬运横幅、宣传海报、社工活动展板、帐篷

　　4、社工互动环节的准备

　　6、奖品购买

　　7、工作人员联系及确定

　　十二、活动预计困难及解决方法：

　　1、天气原因，如下雨等，则将活动推迟。

　　2、市民参与少，多观望，则加大现场宣传、派发传单等方式改善，并且主动出击，积极邀请他们参加。

设计方案篇6

　　1现场总线网络应用设计

　　目前国内由于提升机的各组成设备及控制装置大多由不同厂家提供，提升机电控成套厂商生产的提升机电控系统主要实现对提升工艺进行控制和监视保护，而与之相关的定量装载控制(主井配套设备)、井底和井口操车控制(副井配套设备)、提升信号控制、液压制动控制、辅机控制等系统相对独立，只进行简单的闭锁控制和监视。随着PLC在上述各控制系统中的应用，特别是网络通信技术的发展，通过网络通信将上述控制系统连成一体，形成包括所有提升机组成设备控制子系统的提升机电控系统。目前提升机电控系统中广泛使用西门子S7系列PLC，具有Profibus－DP外部现场总线接口，因此选用Profibus－DP网络作为通信方式。Profibus是一种国际化的、开放的、不依赖于设备生产厂商的现场总线标准，适用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制，能够实现现场级到车间级监控的分布式数字控制和现场通信网络。系统采用3层体系结构，最低层为数据采集系统，从现场各类传感器设备中采集数据，执行控制指令;第2层为实时信息处理系统，对现场采集的数据进行分类显示，包括故障记录、实时显示、打印等;第3层将数据及其相关信息写入服务器和数据库服务器中，对数据进行统计、分析等处理，满足信息通过网络与第3层客户端相连的.要求，客户计算机可通过浏览器直接使用和监测现场采集的数据。图3基于现场总线的分布式提升机控制系统架构基于Profibus现场总线的分布式提升机电控系统，可解决目前提升机电控系统中存在的分散控制导致集约控制能力差、信息传输受限、信息采集不完全且不能共享、系统可靠性低、维护量大等一系列问题，减少系统设备间大量的I/O和模拟量电气连接，在节约成本的同时降低系统故障率和维护费用，在拓展信息量的同时提高控制的有效性和稳定性。

　　2变频调速装置选型设计

　　大型矿井提升机传动调速装置是电控系统的重要组成部分，传动调速装置的性能直接关系到提升电控系统的稳定与可靠。目前矿井提升机传动调速装置主要采用直流调速和交流调速方案，直流可逆调速方案具有调速连续、机械冲击小、低速转矩大等特点，但因直流电动机受结构和制造工艺制约，以及外围设备多、控制复杂、维护量大等缺点，直流调速方案目前在大型矿井提升机领域的推广应用逐渐受到限制。与直流传动系统相比，交流传动具有效率高、过载能力大、结构简单等优点，且可做到大容量和高电压，因此随着变频调速控制技术日益成熟，交流变频调速尤其是同步电动机交－直－交变频调速成为大型矿井提升机传动调速的主流解决方案。笔者所设计的千米深矿井提升电控系统电动机容量大，提升速度高，为满足系统要求，选择了同步电动机交－直－交变频调速方案。由于矿井提升要求调速精度高、动态相应快，能够满足此要求的变频装置多采用二极管嵌位三电平交－直－交变频调速方式，目前能够提供此类变频装置的主要有西门子公司SM150系列产品、ABB公司ACS6000系列产品及中国矿业大学ASCS系列产品等。其中西门子公司的SM150系列及ABB公司的ACS6000系列都是采用IGCT功率器件，并使用水冷技术，而中国矿业大学的产品采用高压IGBT功率器件及风冷散热技术，在控制策略上西门子公司及中国矿业大学采用矢量控制技术，ABB公司采用DTC直接转矩控制技术，各公司产品在技术水平上各有特点。根据使用单位经费预算及现场技术人员对相关产品的熟悉程度，最终选用一套西门子公司的SINAMICSSM150中压电压源型交－直－交变频器来构成同步电动机全数字变频调速控制系统。

　　3结语

　　根据笔者所述方案对某矿副井提升机电控系统进行设备选型、图纸设计及软件程序设计。电控系统经现场安装调试，并投入试运行，现场运行结果表明，系统控制功能完善、速度曲线平滑、行程准确、安全可靠性高，同时故障诊断管理系统方便了现场维护，易于操作，完全满足大型现代化矿井安全高效稳定运行的需求。

设计方案篇7

　　1、教材分析

　　（1）知识结构

　　（2）重点、难点分析

　　重点：①点和圆的三种位置关系，圆的有关概念，因为它们是研究圆的基础；②五种常见的点的轨迹，一是对几何图形的深刻理解，二为今后立体几何、解析几何的学习作重要的准备。

　　难点：① 圆的集合定义，学生不容易理解为什么必须满足两个条件，内容本身属于难点；②点的轨迹，由于学生形象思维较强，抽象思维弱，而这部分知识比较抽象和难懂。

　　2、教法建议

　　本节内容需要4课时

　　第一课时：圆的定义和点和圆的位置关系

　　（1）让学生自己画圆，自己给圆下定义，进行交流，归纳、概括，调动学生积极主动的参与教学活动；对于高层次的学生可以直接通过点的集合来研究，给圆下定义（参看教案圆（一））；

　　（2）点和圆的位置关系，让学生自己观察、分类、探究，在“数形”的过程当中，学习新知识。

　　第二课时：圆的有关概念

　　（1）对（A）层学生放开自学，对（B）层学生在老师引导下自学，要提高学生的学习能力，特别是概念较多而没有很多发挥的内容，老师没必要去讲；

　　（2）课堂活动要抓住：由“数”想“形”，由“形”思“数”，的主线。

　　第三、四课时：点的轨迹

　　条件较好的学校可以利用电脑动画来加深和帮助学生对点的轨迹的理解，一般学校可让学生动手画图，使学生在动手、动脑、观察、思考、理解的过程当中，逐步从形象思维较强向抽象思维过度。但我的观点是不管怎样组织教学，都要遵循学生是学习的主体这一原则。

　　第一课时：圆（一）

　　教学目标：

　　1、理解圆的描述性定义，了解用集合的观点对圆的定义；

　　2、理解点和圆的位置关系和确定圆的条件；

　　3、培养学生通过动手实践发现问题的能力；

　　4、渗透“观察→分析→归纳→概括”的数学思想方法。

　　教学重点：点和圆的关系

　　教学难点：以点的集合定义圆所具备的两个条件

　　教学方法：自主探讨式

　　教学过程设计(总框架)：

　　一、创设情境，开展学习活动

　　1、让学生画圆、描述、交流，得出圆的第一定义：

　　定义1：在一个平面内，线段OA绕它固定的一个端点O旋转一周，另一个端点A随之旋转所形成的图形叫做圆。固定的端点O叫做圆心，线段OA叫做半径。记作⊙O，读作“圆O”。

　　2、让学生观察、思考、交流，并在老师的指导下，得出圆的第二定义。

　　从旧知识中发现新问题

　　观察：

　　共性：这些点到O点的距离相等

　　想一想：在平面内还有到O点的距离相等的点吗？它们构成什么图形？

　　（1）圆上各点到定点（圆心O）的距离都等于定长（半径的长r）；

　　（2）到定点距离等于定长的点都在圆上。

　　定义2：圆是到定点距离等于定长的点的集合。

　　3、点和圆的位置关系

　　问题三：点和圆的位置关系怎样？（学生自主完成得出结论）

　　如果圆的半径为r，点到圆心的距离为d，则：

　　点在圆上d=r；

　　点在圆内d

　　点在圆外d>r。

　　“数”“形”

　　二、 例题分析，变式练习

　　练习：已知⊙O的半径为5cm，A为线段OP的中点，当OP=6cm时，点A在⊙O________；当OP=10cm时，点A在⊙O________；当OP=18cm时，点A在⊙O___________。

　　例1 求证：矩形的四个顶点在以对角线的交点为圆心的同一个圆上。

　　已知（略）

　　求证（略）

　　分析：四边形ABCD是矩形

　　A=OC，OB=OD；AC=BD

　　OA=OC=OB=OD

　　要证A、B、C、D 4个点在以O为圆心的圆上

　　证明：∵ 四边形ABCD是矩形

　　∴ OA=OC，OB=OD；AC=BD

　　∴ OA=OC=OB=OD

　　∴ A、B、C、D 4个点在以O为圆心，OA为半径的圆上。

　　符号“”的应用（要求学生了解）

　　证明：四边形ABCD是矩形

　　OA=OC=OB=OD

　　A、B、C、D 4个点在以O为圆心，OA为半径的圆上。

　　小结：要证几个点在同一个圆上，可以证明这几个点与一个定点的距离相等。

　　问题拓展研究：我们所研究过的基本图形中（平行四边形，菱形，，正方形，等腰梯形）哪些图形的顶点在同一个圆上。（让学生探讨）

　　练习1 求证：菱形各边的中点在同一个圆上。

　　（目的：培养学生的分析问题的能力和逻辑思维能力。A层自主完成）

　　练习2 设AB=3cm，画图说明具有下列性质的点的集合是怎样的图形。

　　(1)和点A的距离等于2cm的点的集合；

　　(2)和点B的距离等于2cm的点的集合；

　　(3)和点A，B的距离都等于2cm的点的集合；

　　(4)和点A，B的距离都小于2cm的`点的集合；（A层自主完成）

　　三、 课堂小结

　　问：这节课学习的主要内容是什么？在学习时应注意哪些问题？在学生回答的基础上，强调：

　　(1)主要学习了圆的两种不同的定义方法与圆的三种位置关系；

　　(2)在用点的集合定义圆时，必须注意应具备两个条件，二者缺一不可；

　　(3)注重对数学能力的培养

　　四、作业

　　 82页2、3、4。

　　第二课时：圆（二）

　　教学目标

　　1、使学生理解弦、弧、弓形、同心圆、等圆、等孤的概念；初步会运用这些概念判断真假命题。

　　2、逐步培养学生阅读教材、亲自动手实践，总结出新概念的能力；进一步指导学

　　生观察、比较、分析、概括知识的能力。

　　3、通过动手、动脑的全过程，调动学生主动学习的积极性，使学生从积极主动获得知识。

　　教学重点、难点和疑点

　　1、重点：理解圆的有关概念．

　　2、难点：对“等圆”、“等弧”的定义中的“互相重合”这一特征的理解．

　　3、疑点：学生容易把长度相等的两条弧看成是等弧。让学生阅读教材、理解、交流和与教师对话交流中排除疑难。

　　教学过程设计：

　　（一）阅读、理解

　　重点概念：

　　1、弦：连结圆上任意两点的线段叫做弦．

　　2、直径：经过圆心的弦是直径．

　　3、圆弧：圆上任意两点间的部分叫做圆弧．简称弧．

　　半圆弧：圆的任意一条直径的两个端点分圆成两条弧，每一条弧叫做半圆；

　　优弧：大于半圆的弧叫优弧；

　　劣弧：小于半圆的弧叫做劣弧．

　　4、弓形：由弦及其所对的弧组成的图形叫做弓形．

　　5、同心圆：即圆心相同，半径不相等的两个圆叫做同心圆．

　　6、等圆：能够重合的两个圆叫做等圆．

　　7、等弧：在同圆或等圆中，能够互相重合的弧叫做等弧．

　　（二）小组交流、师生对话

　　问题：

　　1、一个圆有多少条弦？最长的弦是什么？

　　2、弧分为哪几种？怎样表示？

　　3、弓形与弦有什么区别？在一个圆中一条弦能得到几个弓形？

　　4、在等圆、等弧中，“互相重合”是什么含义？

　　（通过问题，使学生与学生，学生与老师进行交流、学习，加深对概念的理解，排除疑难）

　　（三）概念辨析：

　　判断题目：

　　（1）直径是弦（）（2）弦是直径（）

　　（3）半圆是弧（）（4）弧是半圆（）

　　（5）长度相等的两段弧是等弧（）（6）等弧的长度相等（）

　　（7）两个劣弧之和等于半圆（）（8）半径相等的两个半圆是等弧（）

　　（主要理解以下概念：（1）弦与直径；（2）弧与半圆；（3）同心圆、等圆指两个图形；（4）等圆、等弧是互相重合得到，等弧的条件作用．）

　　（四）应用、练习

　　例1、已知：如图，AB、CB为⊙O的两条弦，试写出图中的所有弧．

　　解：一共有6条弧．、、、、、．

　　（目的：让学生会表示弧，并加深理解优弧和劣弧的概念）

　　例2、已知：如图，在⊙O中，AB、CD为直径．求证：AD∥BC．

　　（由学生分析，学生写出证明过程，学生纠正存在问题．锻炼学生动口、动脑、动手实践能力，调动学生主动学习的积极性，使学生从积极主动获得知识．）

　　巩固练习：

　　教材P66练习中2题(学生自己完成)．

　　（五）小结

　　教师引导学生自己做出总结：

　　1、本节所学似的知识点；

　　2、概念理解：①弦与直径；②弧与半圆；③同心圆、等圆指两个图形；④等圆和等弧．

　　3、弧的表示方法．

　　（六）作业

　　教材P66练习中3题，P82习题l(3)、(4)．

　　 第三、四课时圆（三）——点的轨迹

　　教学目标

　　1、在了解用集合的观点定义圆的基础上，进一步使学生了解轨迹的有关概念以及熟悉五种常用的点的轨迹；

　　2、培养学生从形象思维向抽象思维的过渡；

　　3、提高学生数学来源于实践，反过来又作用于实践的辩证唯物主义观点的认识。

　　重点、难点

　　1、重点：对圆点的轨迹的认识。

　　2、难点：对点的轨迹概念的认识，因为这个概念比较抽象。

　　教学活动设计（在老师与学生的交流对话中完成教学目标

　　（一）创设学习情境

　　1、对“圆”的形成观察——理解——引出轨迹的概念

　　（使学生在老师的引导下从感性知识到理性知识）

　　观察：圆是到定点的距离等于定长的的点的集合；（电脑动画）

　　理解：圆上的点具有两个性质：

　　(1)圆上各点到定点(圆心O)的距离都等于定长(半径的长r)；

　　(2)到定点距离等于定长的的点都在圆上；（结合下图）

　　引出轨迹的概念：我们把符合某一条件的所有的点所组成的图形，叫做符合这个条件的点的轨迹．这里含有两层意思：(1)图形是由符合条件的那些点组成的，就是说，图形上的任何一点都符合条件；(2)图形包含了符合条件的所有的点，就是说，符合条件的任何一点都在图形上．（轨迹的概念非常抽象，是教学的难点，这里教师要精讲，细讲）

　　上面左图符合（1）但不符合（2）；中图不符合（1）但符合（2）；只有右图（1）（2）都符合．因此“到定点距离等于定长的点的轨迹”是圆．

　　轨迹1：“到定点距离等于定长的点的轨迹，是以定点为圆心，定长为半径的圆”。（研究圆是轨迹概念的切入口、基础和关键）

　　（二）类比、研究1

　　（在老师指导下，通过电脑动画，学生归纳、整理、概括、迁移，获得新知识）

　　轨迹2：和已知线段两个端点距离相等的点的轨迹，是这条线段的垂直平分线；

　　轨迹3：到已知角两边的距离相等的点的轨迹，是这个角的平分线；

　　（三）巩固概念

　　练习：画图说明满足下列条件的点的轨迹：

　　(1)到定点A的距离等于3cm的点的轨迹；

　　(2)到∠AOC的两边距离相等的点的轨迹；

　　(3)经过已知点A、B的圆O，圆心O的轨迹．

　　（A层学生独立画图，回答满足这个条件的轨迹是什么?归纳出每一个题的点的轨迹属于哪一个基本轨迹；B、C层学生在老师的指导或带领下完成）

　　（四）类比、研究2

　　（这是第二次“类比”，目的：使学生的知识和能力螺旋上升．这次通过电脑动画，使A层学生自己做，进一步提高学生归纳、整理、概括、迁移等能力）

　　轨迹4：到直线l的距离等于定长d的点的轨迹，是平行于这条直线，并且到这条直线的距离等于定长的两条直线；

　　轨迹5：到两条平行线的距离相等的点的轨迹，是和这两条平行线平行且距离相等的一条直线．

　　（五）巩固训练

　　练习题1：画图说明满足下面条件的点的轨迹：

　　1．到直线l的距离等于2cm的点的轨迹；

　　2．已知直线AB∥CD，到AB、CD距离相等的点的轨迹．

　　（A层学生独立画图探索；然后回答出点的轨迹是什么，对B、C层学生回答有一定的困难，这时教师要从规律上和方法上指导学生）

　　练习题2：判断题

　　1、到一条直线的距离等于定长的点的轨迹，是平行于这条直线到这条直线的距离等于定长的直线．( )

　　2、和点B的距离等于5cm的点的轨迹，是到点B的距离等于5cm的圆．( )

　　3、到两条平行线的距离等于8cm的点的轨迹，是和这两条平行线的平行且距离等于8cm的一条直线．( )

　　4、底边为a的等腰三角形的顶点轨迹，是底边a的垂直平分线．( )

　　(这组练习题的目的，训练学生思维的准确性和语言表达的正确性．题目由学生自主完成、交流、反思)

　　(教材的练习题、习题即可，因为这部分知识属于选学内容，而轨迹概念又比较抽象，不要对学生要求太高，了解就行、理解就高要求)

　　（六）理解、小结

　　（1）轨迹的定义两层意思；

　　（2）常见的五种轨迹。

　　（七）作业

　　教材P82习题2、6．

　　探究活动

　　爱尔特希问题

　　在平面上有四个点，任意三点都可以构成等腰三角形，你能找到这样的四点吗?

　　分析与解：开始自然是尝试、探索，主要应以如何构造出这样的点来考虑．最容易想到的是，使一个点到另三个点等距离，换句话说，以一个点为圆心，作一个圆，其他三个点在此圆上寻找，只要使这圆上的三点构成等腰三角形即可，于是得到如图中的上面两种形式。

　　其次，取边长都相等的四边形，即为菱形的四个顶点(见图中第3个图)。

　　最后，取梯形ABCD，其中AB=BC=CD，且AD=BD=AC，但是这样苛刻条件的梯形存在吗?实际上，只要将任一圆周5等分，取其中任意四点即可(见图中的第4个图)．

　　综上所述，符合题意的四点有且仅有三种构形：①任意等腰三角形的三个顶点及其外接圆圆心(即外心)；②任意菱形的4个顶点；③任意正五边形的其中4个顶点．

　　上述问题是大数学家爱尔特希(P．Erdos)提出的：“在平面内有n个点，其中任意三点都能构成等腰三角形”中n＝4的情形．

　　当n＝3、4、5、6时，爱尔特希问题都有解．已经证明，时，问题无解．

设计方案篇8

　　总课时第 09 课时

　　年月日

　　课题

　　第4课我们在一起

　　共 2 课时第 2 课时

　　教学目标

　　知识与能力目标：分析作品，体会人物画作品中主题的表现，并能把握常见的人物动态表现绘画。

　　方法与过程目标：理解怎样处理利用人物组合关系和画面构图来加深作品情感的表达，并尝试记录和表现与家人朋友在一起的生活故事。

　　情感与态度目标：大胆尝试运用人物画表现手法叙说故事、记录生活、表达愿望，传递自己的思想和情感。

　　教学重难点

　　人物的面部表情和人物动态的掌握。

　　组合人物画的布局和构图空间、人物层次空间和疏密强弱空间等关系。

　　教法学法

　　演示法、讲解法、尝试表现

　　教师教学活动设计

　　学生学习活动设计

　　一、导入

　　展示学生活动照片。

　　二、对比研究

　　1、有没有想过运用手中的画笔将这些回忆变成画面记录下来呢？

　　欣赏《我最讨厌你了》和《决战之前》。

　　要点提示：内心的疏离和相互的鼓励、团结。

　　2、思考：两张画分别采用了什么样的构图形式加强情感感受？这两种构图形式可以互换吗？

　　要点提示：两幅作品聚散、向背的.比较，强化了处理人物关系的绘画手段，能表现人物的内心感受，并给观众带来共鸣。

　　三、欣赏评价欣赏《天天向上》

　　思考：结合自己的生活感受，请同学们分别从动作，衣着细节、构图、场景这几个方面分析画面，并评价这些方面的处理对画面的情感表达有什么作用？

　　要点提示：聚焦平行的构图干净明了，背景刻画明确了故事的时间背景，衣着细节的描绘丰富强化了生活味，逼真的动态细节个性鲜明充满童趣。

　　四、创作实验

　　学习活动二：将你和亲朋好友之间发生的趣事用画笔记录下来，注意处理好画面上人物之间的相互关系。

　　五、作品展评：展示学生作品，教师总结。

　　请同学们配合照片，回忆春游中的乐事、趣事、辦事，并上台讲出来。

　　1、请同学们分别说出两张画给你的情感感受。

　　2、请同学们分别说出两张画构图特点。

　　学生欣赏、分析。

　　谈谈这幅画的构图及这幅画对自己的感受。

　　学生尝试创作。

　　学生自评互评。

　　教学反思

设计方案篇9

　　1多集群作业管理功能分析

　　是一个典型的多集群作业全局调度模型。多集群作业管理在调度时首先依据全局资源状态选择某个或某些合适的集群，称为全局调度;然后作业被分配到本地某个具体的集群，按照本地的资源管理器进行作业调度，称为本地调度;作业进入本地调度阶段后，按照本地原有的队列和调度规则进行资源分配，最终在集群各CPU上执行。多集群作业管理的主要功能包括:用户与权限管理、资源信息监控、作业全局调度与管理、数据传输与管理。

　　(1)用户与权限管理模块。多集群作业管理系统是运行在本地HPC集群作业管理系统之上的，本地HPC集群必然有自己的用户系统，而多集群作业管理平台也有自己的用户系统，必须在两个用户系统间设计一种用户映射的方式，同时还要设计权限控制机制。

　　(2)资源信息监控模块。资源信息监控管理是作业全局调度的基础，全局调度系统在做出决策之前，必须要事先知晓各个本地集群的CPU负载和内存占用比例等状态信息。因此，需要设计全局的资源监控系统，负责管理和维护系统中各个集群负载的情况，为作业管理调度决策提供支持。

　　(3)全局作业调度与管理模块。多集群调度的基本目标是协调和平衡集群间的工作负载。需要设计全局的作业管理和调度器，作业调度器根据各个集群机身负载信息做出调度决策，调度用户作业到相应的本地集群，并提交给本地集群作业管理系统。同时还要为用户设计作业状态的订阅及通知机制。

　　(4)数据传输与管理模块。由于用户作业可能被调度到任意地理位置上的集群上运行，因此，作业输入参数和计算结果需要能够在整个系统中透明的传输。同时，还要为用户提供输入参数上传和计算结果下载功能。在设计机制实现透明传输文件的同时，还必须保证该文件传输的可靠性和稳定性。

　　2多集群作业管理设计思路与技术方案

　　2．1消息中间件JMS

　　采用JMS［9－10］(JavaMessageService)消息中间件来进行全局作业的调度和统一管理。JMS的消息模型和通信特点在网络很不稳定的情况下也能保证稳定性和可靠性，并且JMS强大的接口能力可以方便灵活的进行定制，方便根据用户作业的资源需求及各个集群自身负载情况进行统一管理和调度。

　　2．1．1JMS特点及基本组成

　　JMS可使分布式系统的通信松散连接，即发送信息的客户端只需要负责发送信息，接收信息的客户端接收信息，两个客户端之间没有必要是同时可用的，甚至发送客户端都没有必要知道接收客户端的信息，只需要发送到接收信息的服务端。同时JMS还具有以下两个特征:

　　(1)异步的，服务端可以发送信息到一个客户端，客户端不需要为了收到信息而请求信息。

　　(2)可靠的，JMSAPI保证了服务端所有发送的信息最少发送一次和只发送一次。JMS由提供者、客户、生产者、消费者、消息、队列、主题七个部分组成。其中，提供者指JMS的实现，可以认为是JMS消息服务器;JMS客户指生产或消费消息的基于Java的应用程序或对象;JMS生产者是指创建并发送消息的JMS客户;JMS消费者则是接收消息的JMS客户;消息指可以在JMS客户之间传递的数据的对象;另外，JMS队列指一个容纳那些被发送的等待阅读的消息的区域，这些消息将按照顺序发送。一旦一个消息被阅读，该消息将被从队列中移走;JMS主题指一种支持发送消息给多个订阅者的机制。

　　2．1．2JMS的通信方式Java消息服务应用程序结构支持两种模型:点对点或队列模型、发布/订阅模型。

　　(1)在点对点或队列模型下，一个生产者向一个特定的队列发布消息，一个消费者从该队列中读取消息。在这种模式下，只有一个消费者将最终获得消息。同时，生产者不需要在接收者消费该消息期间处于运行状态，接收者也不需要在消息发送时处于运行状态。

　　(2)发布者/订阅者模型支持向一个特定的消息主题发布消息。该模型如图2所示，对某个消息主题感兴趣的订阅者可以订阅并得到该主题的所有消息。同时，在发布者和订阅者之间存在时间依赖性。发布者需要建立一个订阅(subscription)，以便客户能够购订阅。订阅者必须保持持续的活动状态以接收消息，除非订阅者建立了持久的订阅。在那种情况下，在订阅者未连接时发布的消息将在订阅者重新连接时重新发布。图2JMS发布－订阅消息模型

　　2．2本地集群作业管理

　　PBS、LSF是已有常用的单个集群作业管理系统，采用多种本地集群作业管理系统，在减少设计复杂度的同时，还可以充分满足不同本地集群管理多样性的需求。PBS的主要特点有:代码开放，免费获取，提供完整的API。LSF特点是拥有强大的可用性和资源管理功能。

　　2．3基于FTP的文件集中统一管理方案

　　由于多集群可能在地理位置上是分散的，而集群之间互联的网络基础设施是不可靠和不稳定的，用户需要透明地上传输入参数并下载计算结果，而不需要关心它的输入参数在哪个地方进行计算，以及需要到哪个地方去下载计算结果。FTP技术是比较成熟和常用的文件传输协议之一，文中采用基于FTP文件传输的集中统一管理方案。使用FTP进行文件传输，客户和服务器建立连接前要经过一个“三次握手”的过程，客户与服务器之间的连接是可靠的，而且是面向连接的，为数据传输提供可靠保证。它允许用户以文件操作的方式(如文件的增、删、改、查、传送等)与另一主机相互通信。集中的文件统一管理方案可设置集中式FTP服务器，浏览器端提交的输入参数将传输给该FTP服务器，本地集群代理程序从消息服务器中获取到相应主题作业消息，解析作业消息，得到用户输入参数，到该FTP服务器下载相应输入参数到本地集群。本地集群代理程序查询到作业计算完成以后，将计算结果上传到该FTP服务器中，并把计算结果相关信息组装成消息发送到消息服务器，全局作业管理器获取到该消息，解析消息后就可以得到计算结果相关信息，此时计算结果已经在FTP服务器上，用户可以直接下载。

　　3多集群作业管理框架与设计实现

　　3．1多集群作业管理方案框架

　　是文中采用的基于消息模型的多集群作业管理框架图。在图3中，浏览器负责接收用户提交的作业描述、输入文件上传、作业状态查询、计算结果下载等功能。全局作业管理器是整个系统的核心，主要负责集中管理所有的作业，维护全局的集群系统资源负载信息，并做出相应决策，调度作业到相应的集群上运行;同时实时监控作业状态，给用户提供作业状态查询，负责透明地将输入文件传递到相应集群，计算完成以后，再透明地将计算结果传回并透明地提供给用户下载。消息服务器主要负责缓存全局作业管理器调度给各个集群的作业信息，以及各个集群返回的作业状态信息。而各个集群的本地代理程序负责从消息服务器接收作业消息，并把消息解析成作业提交给本地作业提交系统，同时还负责定期查询本地作业管理系统该作业的状态，给消息服务器发送作业状态信息，同时在本地计算完成以后，回传计算结果。

　　3．2多集群作业管理方案设计实现

　　从框架图中可以看出，该系统由六部分组成，包括作业调度模块、资源监控模块、作业控制模块、作业状态管理模块、消息服务器模块、本地集群代理程序模块。

　　3．2．1消息设计

　　这个系统中的`消息分四类，第一类是作业消息，第二类是作业状态消息，第三类是资源状态消息，最后一类是作业控制消息。作业消息包括作业的ID、作业脚本、作业用户名称、需求的资源、输入文件名称等。作业状态消息即作业的状态信息，主要包括作业ID、作业状态、作业提交时间、运行时间、完成时间等。资源状态消息包括本地集群自身的ID、CPU计算能力、内存大小等静态信息，以及CPU利用率、主机负载等动态信息，还包括目标系统启动时间等信息。作业控制消息包括作业ID、作业用户名称、作业控制命令等。

　　3．2．2消息服务器设计

　　采用的是JMS中发布－订阅消息服务模型作为消息服务器，类似于群发邮件的模式。消息生产者将消息发送给消息服务器，并设定一个主题，消息的消费者可以订阅其中的一个或者多个主题，并取走相应的消息。针对某个主题的订阅者，它必须创建一个订阅之后，才能消费发布者的消息，而且还可以利用JMS的持久化的订阅，这样，即使订阅者没有被激活，它也能接收到发布者的消息。这样就保证了在基础设施网络不稳定的情况下，消息也不会被扔掉，保证了系统的可靠性和稳定性。消息服务器中消息主题的设计主要按本地集群编号和消息本身类型设计，及如果有n套本地集群，那么消息主题总数量为4*n。消息服务器中消息主题设计如表1所示。

　　3．2．3多集群系统资源监控设计

　　本地资源监控是多集群作业调度管理的基础，能为错误检测、资源优化配置和作业调度等提供重要的依据和参考。然而，不同本地监控系统存在着不兼容的描述或者含糊的定义，可能导致最终监控信息不准确［11－12］。需要设计一种资源信息公共的表示方法，使得原有集群的监控信息转换成规范格式、形成一致的数据提供者。多集群系统资源监控的核心工作是本地监控信息数据采集转换及信息组织。统一规范的集群监控信息包括本地集群自身ID、CPU频率等静态信息，以及CPU利用率、内存占用率等动态信息。本地集群代理程序是守护进程，会定期向本地集群发送监控查询请求，并将返回的监控结果转换成设计的统一规范的监控信息，组装成消息，发送给消息服务器。其基本算法流程描述如下:

　　(1)启动本地监控系统;

　　(2)本地守护进程从本地监控系统发送监控查询请求;

　　(3)本地守护进程获得返回结果以后，解析返回结果，组装成设计好的统一规范的监控信息格式;

　　(4)本地守护进程将该实时监控信息发送给消息服务器;

　　(5)代理程序睡眠一段时间，醒来后返回第二步。当全局作业管理器发现消息服务器中相应主题有新消息达到，将自动获取该消息，并添加到全局资源监控数据结构中。

　　3．2．4多集群作业调度模块设计

　　多集群的作业调度器采用基于全局－本地的两级调度机制，即全局调度和本地调度［13－14］。每级调度都由相应的队列和调度器完成，局部调度由本地资源管理器提供，因此文中主要关注全局调度。实现全局调度的基本手段是定义若干全局的作业队列，包括就绪队列、运行队列、完成队列。这些全局作业队列由全局调度器管理。作业最终经过全局调度－本地调度－CPU调度，形成了不同层次的调度。作业调度的流程设计描述如下:

　　(1)接收浏览器端用户提交的作业请求描述和调度说明，组装成作业对象，加入到就绪队列之中。

　　(2)通过监控信息系统得到系统运行状态，提供资源的使用状况及所运行作业的状态查询功能。

　　(3)分析作业请求描述及调度说明，匹配可用资源，得到候选资源集合。

　　(4)根据调度策略调度算法实现作业到特定集群资源的匹配，将作业转发到消息服务器上，同时作业从就绪队列中出队，加入到运行队列中。

　　(5)相应的本地守护进程从消息服务器取出作业请求描述消息，提交给本地作业调度器，并最终将作业分配到具体的处理机上运行。

　　3．2．5作业控制及状态管理模块设计

　　作业控制、作业状态管理也是作业管理的重要组成部分。作业控制消息发送到消息服务器，相应的本地集群代理程序获取到该控制消息，并提交本地作业管理软件。本地集群代理程序定期向本地作业管理软件发送作业状态查询请求，如果发现作业状态发生改变，将状态消息发送到消息服务器，全局作业管理器获取到该消息，解析该消息，将相应作业从运行队列中取出，加入到完成队列。

　　4结束语

　　文中结合中国教育科研网格材料高性能计算服务门户系统项目建设背景，就如何整合不同时期、不同地域建设的高性能计算集群，提高各计算集群资源利用率，使用户可以通过提供的统一平台访问和使用这些高性能计算资源展开讨论。设计并实现了一种采用消息模型的多集群作业管理方案。该方案可以根据用户作业的资源需求及各个集群自身负载情况进行统一管理和调度。笔者基于这个原理设计并实现了该原型系统。采用该方案设计实现的多集群任务管理系统性能稳定，能实现多集群资源监控、资源管理、作业调度、作业控制、数据管理等功能。跨集群作业管理实现了不同集群利用率均衡的同时，有效解决了在资源异构及网络环境不可靠条件下的系统稳定性问题，显著提高了多集群系统作业吞吐能力。

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设计方案03-17