计算机常用技术范文

导语：如何才能写好一篇计算机常用技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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Keywords: computer network security network technology

Abstracts: In recent years, computer network access to the rapid development of network security issues will become a focus of attention. This paper analyzes the main factors affecting network security, focuses on several commonly used network information security technology. 中图分类号：TN711文献标识码：A 文章编号：计算机网络安全是指利用网络管理控制和技术措施，保证在一个网络环境里，数据的保密性、完整性及可使用性受到保护。计算机网络安全包括两个方面，即物理安全和逻辑安全。物理安全指系统设备及相关设施受到物理保护，免于破坏、丢失等。逻辑安全包括信息的完整性、保密性和可用性。 随着计算机网络的不断发展，全球信息化已成为人类发展的大趋势。但由于计算机网络具有联结形式多样性、互连性等特征，加上安全机制的缺乏和防护意识不强，致使网络易受黑客、恶意软件和其他不轨行为的攻击，所以网络信息的安全和保密是一个至关重要的问题。 一、威胁网络安全的主要因素 影响计算机网络安全的因素有很多，威胁网络安全则主要来自人为的无意失误、人为的恶意功击和网络软件系统的漏洞以及“后门”三个方面的因素，归纳起来如下： 1．应用系统和软件安全漏洞。WEB服务器和浏览器难以保障安全，最初人们引入CGI程序目的是让主页活起来，然而很多人在编CGI程序时对软件包并不十分了解，多数人不是新编程序，而是对程序加以适当的修改，这样一来，很多CGI程序就难免具有相同安全漏洞。且每个操作系统或网络软件的出现都不可能是完美无缺，因此始终处于一个危险的境地，一旦连接入网，就有可能成为功击对象。 2．安全策略。安全配置不当造成安全漏洞，例如：防火墙软件的配置不正确，那么它根本不起作用。许多站点在防火墙配置上无意识地扩大了访问权限，忽视了这些权限可能会被其他人员滥用。网络入侵的目的主要是取得使用系统的存储权限、写权限以及访问其他存储内容的权限，或者是作为进一步进入其他系统的跳板，或者恶意破坏这个系统，使其毁坏而丧失服务能力。对特定的网络应用程序，当它启动时，就打开了一系列的安全缺口，许多与该软件捆绑在一起的应用软件也会被启用。除非用户禁止该程序或对其进行正确配置，否则，安全隐患始终存在。 3．后门和木马程序。在计算机系统中，后门是指软、硬件制作者为了进行非授权访问而在程序中故意设置的访问口令，但也由于后门的存大，对处于网络中的计算机系统构成潜在的严重威胁。木马是一类特殊的后门程序，是一种基于远程控制的黑客工具，具有隐蔽性和非授权性的特点；如果一台电脑被安装了木马服务器程序，那么黑客就可以使用木马控制器程序进入这台电脑，通过命令服务器程序达到控制电脑目的。 4．病毒。目前数据安全的头号大敌是计算机病毒，它是编制者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或数据，影响硬件的正常运行并且能够自我复制的一组计算机指令或程序代码。它具有病毒的一些共性，如：传播性、隐蔽性、破坏性和潜伏性等等，同时具有自己的一些特征，如：不利用文件寄生（有的只存在于内存中），对网络造成拒绝服务以及和黑客技术相结合等。 5．黑客。黑客通常是程序设计人员，他们掌握着有关操作系统和编程语言的高级知识，并利用系统中的安全漏洞非法进入他人计算机系统，其危害性非常大。从某种意义上讲，黑客对信息安全的危害甚至比一般的电脑病毒更为严重。 二、常用的网络安全技术 1．杀毒软件技术。杀毒软件是我们计算机中最为常见的软件，也是用得最为普通的安全技术方案，因为这种技术实现起来最为简单，但我们都知道杀毒软件的主要功能就是杀毒，功能比较有限，不能完全满足网络安全的需要。这种方式对于个人用户或小企业基本能满足需要，但如果个人或企业有电子商务方面的需求，就不能完全满足了，值得欣慰的是随着杀毒软件技术的不断发展，现在的主流杀毒软件同时对预防木马及其它的一些黑客程序的入侵有不错的效果。还有的杀毒软件开发商同时提供了软件防火墙，具有了一定防火墙功能，在一定程度上能起到硬件防火墙的功效，如：360、金山防火墙和Norton防火墙等。

2．防火墙技术。防火墙技术是指网络之间通过预定义的安全策略，对内外网通信强制实施访问控制的安全应用措施。防火墙如果从实现方式上来分，又分为硬件防火墙和软件防火墙两类，我们通常意义上讲的硬防火墙为硬件防火墙，它是通过硬件和软件的结合来达到隔离内外部网络的目的，价格较贵，但效果较好，一般小型企业和个人很难实现；软件防火墙它是通过纯软件的方式来达到，价格很便宜，但这类防火墙只能通过一定的规则来达到限制一些非法用户访问内部网的目的。然而，防火墙也并非人们想象的那样不可渗透。在过去的统计中曾遭受过黑客入侵的网络用户有三分之一是有防火墙保护的，也就是说要保证网络信息的安全还必须有其他一系列措施，例如：对数据进行加密处理。需要说明的是防火墙只能抵御来自外部网络的侵扰，而对企业内部网络的安全却无能为力，要保证企业内部网的安全，还需通过对内部网络的有效控制和来实现。 3．数据加密技术。与防火墙配合使用的安全技术还有文件加密与数字签名技术，它是为提高信息系统及数据的安全性和保密性，防止秘密数据被外部窃取，侦听或破坏所采用的主要技术手段之一。按作用不同，文件加密和数字签名技术主要分为数据传输、数据存储、数据完整性的鉴别以及密钥管理技术四种。数据存储加密技术是以防止在存储环节上的数据失密为目的，可分为密文存储和存取控制两种；数据传输加密技术的目的是对传输中的数据流加密，常用的有线路加密和端口加密两种方法；数据完整性鉴别技术的目的是对介入信息的传送、存取、处理人的身份和相关数据内容进行验证，达到保密的要求，系统通过对比验证对象输入的特征值是否符合预先设定的参数，实现对数据的安全保护。数据加密在许多场合集中表现为密匙的应用，密匙管理技术事实上是为了数据使用方便。密匙的管理技术包括密匙的产生、分配保存、更换与销毁等各环节上的保密措施。 数据加密技术主要是通过对网络数据的加密来保障网络的安全可靠性，能够有效地防止机密信息的泄漏。另外，它也广泛地被应用于信息鉴别、数字签名等技术中，用来防止欺骗，这对信息处理系统的安全起到极其重要的作用。 4．入侵检测技术。网络入侵检测技术也叫网络实时监控技术，它通过硬件或软件对网络上的数据流进行实时检查，并与系统中的入侵特征数据库等比较，一旦发现有被攻击的迹象，立刻根据用户所定义的动作做出反应，如切断网络连接，或通知防火墙系统对访问控制策略进行调整，将入侵的数据包过滤掉等。因此入侵检测是对防火墙有益的补充。可在不影响网络性能的情况下对网络进行监听，从而提供对内部攻击、外部攻击和误操作的实时保护，大大提高了网络的安全性。 5．网络安全扫描技术。网络安全扫描技术是检测远程或本地系统安全脆弱性的一种安全技术，通过对网络的扫描，网络管理员可以了解网络的安全配置和运行的应用服务，及时发现安全漏洞，客观评估网络风险等级。利用安全扫描技术，可以对局域网络、Web站点、主机操作系统、系统服务以及防火墙系统的安全漏洞进行服务，检测在操作系统上存在的可能导致遭受缓冲区溢出攻击或者拒绝服务攻击的安全漏洞，还可以检测主机系统中是否被安装了窃听程序、防火墙系统是否存在安全漏洞和配置错误。 网络安全与网络的发展戚戚相关，关系着IN-TERNET的进一步发展和普及。网络安全不能仅依靠杀毒软件、防火墙和漏洞检测等硬件设备的防护，还应注重树立人的计算机安全意识，才可能更好地进行防护，才能真正享受到网络带来的巨大便利。

[参考文献] [1]顾巧论．计算机网络安全[M]．北京：清华大学出版社，2008．

[2]李军义．计算机网络技术与应用[M]．北京：北方大学出版社，2006．

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关键词 云计算；机场；信息系统；功能集成

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）14-0110-01

机场信息系统的建设是机场高效运营的重要调控组成部分。在调控运营系统建设过程中忽视信息化的建设，将使机场运营、服务等功能无法得到真正的发挥，不能做到真正的人性化服务。云计算作为常规计算机技术和网络技术快速发展与融合的优良产物，在各行业中发挥非常良好的应用效果。机场作为一个信息化专业集成度非常高的行业，是一个对电子信息技术、网络通信技术、IT技术高度依赖的行业，其高新信息技术的应用均以提高管理和服务水平同时降低机场建设、运营成本为目的。云计算作为一种新的信息技术，如何在现有的机场信息系统的基础上，以及即将新建机场信息系统时，将云计算技术的服务模式有效融合在机场信息系统中，提高机场综合运营经济效益，就显得非常有工程实践应用研究意义。

1 常规机场信息集成系统中存在的问题

从大量文献资料和实践工作经验可知，在国内几乎所有已建成投运的机场从竣工日起就开始投入大量的人力、物力进行信息系统维护，并随运营时间的增长，在IT信息设备系统方面的维护和保养所投入的经费也在逐年增加，尤其对于大中型机场而言其投入就更加惊人。笔者结合多年的机场信息化工程建设及管理经验，认为目前国内大部分机场在用的信息化集成系统存在以下不足。

1）数据间的简单关联，而系统间高耦合性，导致存在数据孤岛，信息数据综合利用效率较低。由于没有统一的规范标准，许多厂家为了抢占有限市场，为了便于快速开发出应用软件系统，通常采用直接在两个生产系统间做硬编码接口模式，并没有充分考虑两个信息系统间的匹配性、合理性和兼容扩展性。进而导致原本可以进行生产数据共享的互联系统变成两个生产系统各自独有的数据信息资源，数据没有得到有效利用。当用户提出新的管理、服务功能需求时，只能根据需要重新创建数据库、开发前端应用软件、制作关联数据接口等，造成系统的重复配置，信息数据资料浪费严重，综合开发、维护成本大大增加。

2）缺乏统一通信规约标准，信息综合集成程度偏低

由于机场信息化系统建设缺乏统一的规范标准，许多信息化集成项目均带有特定的工程背景和特定的目的性，经常是一个项目一个样式，不同厂家采用不同模式等。常规的点对点通信连接模式除了阻碍信息数据在系统间的高效合理利用外，也为后期机场的统一调控和运营维护带来极大不便。

3）数据信息资源共享利用率偏低、缺乏个性化优质服务的信息集成

由于目前机场信息系统主要以单个系统服务功能为主，缺乏系统间的集成共享，导致数据间的关系只是简单的点对点的模式不能再次被关联。另外，缺乏个性化、人性化、体验感高的集成服务系统。机场信息或订阅手段目前较为单一，尤其缺乏与旅客直接沟通的信息集成应用系统，广播、航显、离港、安检信息管理等系统大多只能为场内旅客提供服务，而对于机场外的旅客获得信息渠道尤为单一甚至没有，人性化应用服务渠道、功能等有待完善提高。

2 云计算技术在机场信息系统中的应用

在IT168网站的《2009-2010年IT技术应用趋势调研报告》中的“企业云计算应用发展趋势”一节明确指出：“受常规IT应用模式和观念的限制”成为当前影响云计算技术在中国各行业中快速发展的关键因素中核心因素。云计算技术在机场信息系统建设中的应用，应按照统一标准、统一规划、统一设计、统一实施等原则进行，并充分结合机场现有信息化基础系统的基础上，首先考虑云计算的应用服务信息功能，逐步建立起机场数据信息实时交互共享的技术平台，形成机场“私有云”，运用云计算技术建成标准、集中、高效、优质、实时、动态的机场数据信息集成自动化系统，有效提升机场综合运营效率和个性化优质服务品质目标，降低信息系统建设和运维成本。

按照分层信息集成交互原则，结合机场常规信息系统存在的不足，笔者认为机场信息集成系统可以按照信息交互功能层、应用整合功能层和对外功能层三层架构进行建设，其逻辑组成结构如图1所示。

从图1可知，机场信息集成系统以机场应用服务总线（ESB）为标准协议格式，各功能（应用系统、弱电生产系统、外部查询系统等）子系统按照ESB接口规范进行系统功能设计。在信息交换功能层中，将机场运营过程中的管理服务子系统如：生产系统、航显系统、广播系统、离港系统、安检系统、货运系统、停车场管理系统、有线电视系统、楼宇智能化系统，以及机场运营数据库（AODB）等功能系统统一规范集成；应用整合功能层，间信息交换功能层集成收集的统一格式数据信息进行整合，实现不同子系统在运转过程中产生各类数据信息在交互过程中所涉及到的数据格式转换、通信协议转换、内容路由等；对外功能层，是基于面向服务的思想构建的人性化、个性化实时动态信息响应流程，以满足场内或场外旅客对旅客类、行李类、航班类、资源类等信息数据的请求需求。按照同步或异步，或订阅，请求或回复等模式格式，将机场各功能子系统中的数据信息进行动态交互，并应用到用户个性终端，满足用户对相关信息数据的实时需求，实现数据资源的动态交互，同时也能增强用户对机场集成信息化系统的体验感。

基于云计算技术的机场信息集成系统，其核心建设思想在于统一的数据平台的基础上，实现按需提供动态优质服务，充分实现信息数据资源的交互共享。未来机场信息系统不仅在某个机场内容实现集成集约化，同时可在全国范围内逐步实现机场资源的同步交互共享，形成大区域或全国范围的“机场云”信息机场系统。在“机场云”下的所有机场只需通过标准模式接入云端即可实现机场资源的同步共享，提高机场综合个性化、人性化管理和服务水平。

3 结束语

“云机场”在机场信息化系统应用服务中还是一个较新的概念，如何推动“云计算”技术在机场信息化中应用和发展，需要行业内外等多方的共同努力，并逐步形成满足机场高效优质运营管理的“私有云”，有效提高机场信息系统资源的交互共享，提升机场运营效率和服务品质。

参考文献

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关键词：工具包；地质数据；算法

引言

随着地质数据处理技术的迅速发展及成矿理论的不断向前发展，矿产资源定量预测已由初期的应用数学方法进行统计预测发展演变为以计算机技术为手段，多种信息的综合预测[1]。分形理论、混沌动力学等方法快速发展[2]，多元综合信息物探、化探、遥感等信息进行成矿预测[3-5]。矿产资源定量预测已发展出众多地质数据处理算法，由于采集到的野外地质数据量较大，对矿体的靶区的圈定往往需要综合多种算法进行处理，使得在地质数据处理分析上将花费大量的时间，浪费人力，财力。因此，需要将地学算法融合成相应的软件平台。供地学专家在进行定量预测评价时根据需要组合使用，这可以大大提高数据处理效率，为地学专家节省大量的时间与精力。

1 地学数据常用算法研究

通过对地学数据常用算法进行系统研究，总结出地学数据处理算法主要包括四个方面：地质数据预处理算法、地质数据描述性统计分析算法，地质数据统计分析算法，定量矿床预测评价算法。而地质数据预处理算法包括地质变量选择和地质变量变换。地质变量选择方法主要有点图法，相关系数法，秩和检验法；地质变量变换方法主要有标准变换，极差变换，平方根变换，对数变换，反正弦变换和反余弦变换等。描述性统计分析算法包括描述性统计量和统计图绘制。描述性统计方法包括：分位数，中位数，均值，标准差和方差，峰度以及变异系数等。绘制统计图主要是进行条形图，饼图，直方图以及散点图等。地质数据统计分析算法是处理地质数据所必须的环节，它主要用多元统计以及分形算法分析地质数据。矿产资源定量评价实质上是矿产资源潜力评价在地质基础上的概率表征，采用相应的数学方法，利用计算机建立矿产资源的空间定位和资源定量统计模型，从而解决矿产靶区的预测。

2 算法工具包平台开发设计

系统运行环境：操作系统为Windows系列。主机要求为PC兼容机内存1G以上，显示分辨率800*600以上。系统开发硬件环境：CPU主频2.1GHz以上，系统内存大于512MB，推荐使用内存应在1G以上。硬盘空间大小由模型数据大小决定，使用5400转/秒的以上硬盘即可，显存512MB以上。开发技术：Visual Studio或QT。运行环境：Windows系列。文章采用MVC设计模式进行设计。模型（Model）负责存储数据以及对数据进行各种运算和处理，视图（View）负责数据显示，控制器（Controller）负责接收、截取用户请求（如键盘输入，鼠标点击），但不处理业务信息，它只把用户的信息传递给模型，告诉模型该做什么，由模型返回最终的处理结果。控制器再选择符合要求的视图返回给用户。在软件平台中导入需要处理的数据后，即可利用工具包各功能模块的相应算法对数据进行处理，在软件平台工作区中可以直接对数据进修改，编辑等操作。

3 地学算法工具包应用实现

为了显示工具包应用效果，利用工具包应用平台的主成分分析处理湖北省大冶铜绿山20万水系数据。根据工具包平台得出主成分分析结果，运行时间为0.235048秒；而直接通过MTLAB程序得出主成分分析结果，运行时间为7.378104秒。由分析结果可知，通过工具包平台得到的主成分结果与MTLAB程序所得结果一致，两者精度相差0.001，然而工具包平台处理速度是MTLAB程序处理的31.39倍。由表1，表2知，Au，Ag，Cu元素到了第二主成分时累积贡献率达到0.902>0.85，从而取前两个主成分就能代表主要信息反应。通过工具包平台的分形算法得出Au，Ag，Cu元素的综合异常分带，通过元素综合异常分带区域就可以有效确定靶区位置，进而找到相应矿床。

4 结束语

文章设计的算法工具包平台能够使用于Windows系列运行环境。通过工具包应用平台有效完成了对湖北省大冶铜绿山20万水系数据进行分析处理，通过平台得出的主成分结果与MTLAB编程所得结果一致，两者精度相差0.001，然而工具包平台处理速度是MTLAB程序处理的31.39倍，大大提高了处理数据的速度。通过软件得出的综合异常分带区域可以圈地靶区范围。文章设计的算法工具包应用平台涉及了地学数据处理的大量算法，有利于地学工作根据所需进行地质数据处理，大大节约地质找矿的时间。

参考文献

[1]杨斌，王慧，阚靖，等.胶西北河东金矿多元异常信息找矿预测[J]. 地学前缘，2014，21（5）：221-226.

[2]Cheng Q M. Singularity theory and methods for mapping geochemical anomalies caused by buried sources and for predicting undiscovered mineral deposits in covered areas[J]. Journal of Geochemical Exploration，2012，122：55-70.

[3]陈三明.锡矿山锑矿田多元地学综合信息成矿预测研究[D].北京：中国地质大学，2012.

[4]秦飞龙，郭科，柳炳利，等.高光谱遥感影像分类算法并行处理设计与实现[J].成都理工大学学报（自然科学版），2016，43（1）：119-123.

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关键词：数字水印；DCT数字水印算法；DWT数字水印算法

中图分类号：TP309.7 文献标识码：A 文章编号：1007-9599　（2012）　19-0000-02

数字水印技术是国际上出现的最新的一门信息隐藏技术。数字水印在鉴别真伪、标识隐藏、隐蔽通信、身份认证等方面具有非常重要的应用价值。按隐藏位置划分，我们可以将数字水印划分为频域、时/频域、时/空域和时间/尺度域数字水印几类。其中时/空域数字水印是采用空间域算法直接在信号空间加载水印信息；频域数字水印是用变换域算法在DCT变换域上隐藏水印信息；时/频域以及时间/尺度域数字水印则也是采用变换域算法分别在时/频变换域与小波变换域上隐藏水印信息。下面对两种典型的水印算法进行了分析，除特别指明外，这些算法主要针对图像数据。

1 DCT数字水印算法

DCT变换是在最小均方差条件下得到的比较好的的变换。由于DFT变换要对n点像素做周期延伸处理，所以在周期的位置点处通常会加入一个突变，这就是说将会导致比较大的高频系数出现，也就是能量不能在低频区域得到比较充分的集中。而DCT变换相当于对2n点做DFT变换处理，它是先把最初的n点像素进行偶对称扩展处理后再做周期拓展，所以在边界处没有出现突变，能量能够更加集中。另外，它有固定基，它的性能与K-L变换最接近，因而它是变换域算法的主流算法，如今有3个国际编码标准都选取了DCT变换算法。当然，必须说明的是，均方差并不是最好的失真判断指标，只是由于它简单才被广泛采用。

二维DCT变换的数字水印技术原理是：首先把原始图像划分成N*N的像素块，然后挨着对N*N的每一个像素块进行DCT变换处理。因为绝大部分图像的高频带分量比较小，对应于图像高频带的分量的系数通常趋近于0，同时人眼对图像高频带部分的失真敏感度很低，因而能够对图像高频部分进行更加粗糙的量化处理。所以，传输变换系数的数码率与传送图像像素的数码率相比要小很多。到达接收端以后通过反向DCT变换回到原始状态，也许会有一定程度的失真现象，但是人眼还是可以接受的。

N*N像素矩阵I（i，j）的二维DCT变换定义如下：

基于DCT变换域的数字水印特点如下：

在基于DCT的变换域编码过程中，原始图像是先经过分块（例如8×8）后再做DCT变换，这种变换是不是全局性的，仅仅反映了原始图像数据的某一部分信息。当然也能够针对整个图像的特点，不过计算速度与分块DCT相比要慢。原始图像在经过DCT变换以后，得到的DCT变换图像具有以下三个特点，：

（1）从直方图统计的意义上系数的值都是取的零值附近的值，浮动的范围很小，这就说明只需要用比较小的量化的比特位数就可以表示DCT的系数。

（2）经过DCT变换操作以后，图像能量都在图像的低频部分分布着，也就是说DCT图像中不为0的系数大部分都集中在一起，所以编码效率非常高。

（3）原图像块的精细构成没有得到保留，从中不能反映原图像块的边界和图像轮廓等信息，这一点是由于图像DCT在处理图像局部性方面有所欠缺造成的。

如下左图1-1是进行DCT变换处理后的系数图，图1-2为初始图像。用几条线划分出图像的低频带、中频带以及高频带分别所在的区域。可以明显的看出，原始图像在进行DCT变换处理以后的绝大部分参数趋近于0，仅仅在左上角的低频带区域有比较大的数值，中频带区域的参数值相对来说比较小，然而绝大部分高频带的参数值很小，已经趋近于0。

2 DWT数字水印算法

小波作为图像压缩标准的一个重要技术，以及成为研究的重点和热点，而小波包分析与小波分析相比能够为信号提供更精确的分析方法，两者具有各自的特点。具体介绍如下。

2.1 在小波变换域上加入数字水印有如下几个方面的优点

（1）能够对由JPEG有损压缩而造成的水印消失现象起到防止作用。（2）能够采用在信号源编码方面对基于人眼视觉特性的图像失真研究成果来控制水印的嵌入强度和嵌入位置。（3）能够实现在图像的压缩区域直接嵌入水印信号。（4）通过多分辨率的分析，能够在不需要整幅图像的情况下进行水印信息的验证操作。（5）比较充分的考虑人眼的视觉特性HVS。

2.2 离散DWT、小波包分析理论包括

（1）DWT空间频率分析。假设H　为高通滤波器，H　为低通滤波器，初始信号所占的总频率带为（0，　），那么进行一级分解操作后，原始频率带被划分为低频带（0，　/2）和高频带（　/2，　）。接着对低频带进行同样的二级分解操作，如此反复下去。

（2）离散DWT的定义。小波变换的概念是由法国从事石油信号处理的工程师J.Morlet在1974年首先提出的。离散小波是将连续小波进行离散化处理后得到的，假设任意函数x（t）的小波变换为W（a，b），其中a，b为尺度参数，　为小波函数，现在将a，b，t都进行离散化处理，令　，i>0，i为整数；　，T 为采样时间的间隔。则小波函数序列可以表示为　。

任意函数x（t）的离散化小波变换可表示为：　.

（3）图像的小波分解与重构。以小波分解为基础的多分辨率分析对图像能够做比较有效的时域和频域分解，图像在进行小波分解操作以后，进行一级分解以后能够得到四个频率子带，分别是低频带、水平带以及垂直与对角线子带。进行第二级分解以后就把低频带进一步分解成同上的四个频率子带，如下图2-7所示是将原始图像信号经过三级分解以后的分解示意图。

DWT水印算法主要是通过采用控制与量化的处理方式，把水印信息嵌入到原始图像信号的低频部分，然后利用量化步长和低频域的平均幅度值来做提取水印操作，这种算法不需要初始图像的参与。

参考文献

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关键词：化工计算；临界常数；教学改革

中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：

一、教学现状

《化工计算》课程是化工类专业的一门重要专业基础课，内容主要包括化工工艺计算的基本原理、化工基础数据、物料衡算、能量衡算和物能联算等，其中合理的估算物性数据对正确地求解物料衡算和能量衡算至关重要，是化工计算的核心内容之一。然而教材中对应的例题都是通过人工计算，涉及查表、查图、公式计算等多重步骤，求解过程费时耗力，老师讲得费劲，学生也觉得枯燥乏味。因此，非常有必要将传统教学与现代化的设计工具教学相结合进行比较讲述，达到重视基础理论知识的理解和灵活使用计算机模拟工具的双重目的。目前，化工计算软件中应用于化工流程模拟的主要有Aspen Plus、ProII、ChemCAD、Hysys等[1-3]，本文则主要是结合青海大学化学工程与工艺专业本科教学使用的《化工计算》教材中基本物性数据临界常数的相关例题运用Aspen Plus模拟手段进行相关物性数据的估算，以期达到提高计算效率与获取数据的准确度，激发学生学习化工计算的兴趣，提高化工计算专业素养的目的。

二、人力计算与软件计算联合教学应用

临界常数估算的基本理论

2）利用模拟软件进行估算

（1） Aspen Plus软件中Lydersen基团贡献法的估算方法

（2）Aspen Plus软件中的直接估算方法

另外，在Aspen Plus软件中也可以不利用Lydersen基团贡献法，也就是说可以不输入正常沸点Tb和分子量M的值，直接通过输入分子骨架对氯苯进行相关物性的估算，比较而言更为简单。

之后，不再做前者第五步的输入，而是直接可以查看Estimate all Missing parameters结果。其中Tc=630.007K、Pc=4444444.44N/m2=43.86atm、Vc=0.3125m3/Kmol=312.5mL/mol

（3）不同方法估算结果比较

Aspen Plus软件中Lydersen基团贡献法的估算结果与传统手算结果是一致的，这主要是二者的理论基础和计算方法是完全一致的，只是采取的途径不同而已，其计算结果与实验值比较相对误差较小，其中临界温度的误差为：0.36%，临界压力的误差为：0.45%，临界体积的误差为：0.65%。比较而言，不使用Lydersen基团贡献法，而直接输入有机物分子骨架也可以对有机物的纯物质进行临界常数据的估计，只不过相对误差要大些，其中临界温度的误差为：0.38%，临界压力的误差为：1.66%，临界体积的误差为：1.46%，如果在误差允许范围内，采用直接有机物分子骨架输入的估算方法比较而言相对要快捷些。

三、结语

化工物性数据是化学研发和化工生产中的重要基础数据，传统人工估算数据获取的途径需要查阅相关专业手册，并借助估算公式来实现，整个过程费时耗力，并有可以出现计算和查阅方面的错误。本文结合教材中的实例尝试教学改革，在向学生讲述估算基本理论的同时，向学生引入现代化化工设计模拟软件Aspen Plus在化工基本特性数据临界参数方面的使用，将手工估算与计算机估算两者形成对比，旨在让学生意识到建立扎实理论知识根基的重要性和培养驾驭现代化化工模拟工具快捷高效解决化工问题的能力。同时又能够达到激发学生的学习热情，提高学习效率的目的。

参考文献：

[1]汪斌，舒莉，朱炳龙.Aspen plus在化工设计教学中的应用[J].化工时刊，2010，24（9）：48～50.

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关键词：长距离输水管道工程水力计算沿程水头损失系数Excel单变量求解

Pick to: combined with usually long water pipe flow patterns in the water supply outdoor design code for revision of the three types of hydraulic calculation formula applied range analysis, think Wesley Bach-darcy formula has a wider range of application. Solving Wesley Bach-in the formula of darcy along the riser head loss coefficient, but through the check moody's figure or solving ko column brooke white way equation and so on. In ko column brooke white formula to solve complex problems in operation, this paper puts forward the use of Excel "single variable solving" function of calculation method and simple.

Keywords: long water pipe engineering hydraulic calculation frictional head loss coefficient Excel single variable solution

中图分类号：C64文献标识码：A 文章编号：

近年来,随着我国城市化快速推进，城市规模扩张和居民生活水平提高，城市综合用水量急剧增加，供水与需水矛盾日益突出。因水资源空间分布不均导致的资源型缺水和水环境污染造成的水质型缺水成为阻碍经济社会发展的重大问题。为解决这一问题，多地实施长距离引调水工程。

管道输水是长距离引调水工程通常采用的输水型式。长距离输水管道工程指“距离超过10km的用管道输送原水、清水的建设工程”[1]。例如南水北调中线北京段惠南庄泵站至大宁调压池段采用DN4000PCCP管，双线敷设，管道长度56km，单管输水能力10～30m3/s[2]，属大型长距离输水管道工程。类似长输管道工程设计时，应根据工程的具体情况进行分析，选择恰当的水力计算公式确定水头损失，对于保障工程安全可靠、投资经济合理、运行高效节能具有重要意义。

1 长输管道水流型态分析

1855年雷诺用试验揭示了实际流体运动存在的两种型态：层流和紊流,并提出液流型态可用下列量纲为一的数（雷诺数）来判断：

（4）

式中：—雷诺数；

—水的运动粘度，cm2/s。

大量实验证明，圆管内液流实际雷诺数小于2300可视为层流，雷诺数介于2300～4000之间时属于水流型态自层流转变为紊流的过渡区，雷诺数大于等于4000则为紊流。根据尼古拉兹等人的试验数据，紊流区可再划分为以下三个区域[4]：

光滑区：粘性底层厚度大于管道当量粗糙度，与层流区情况相类似，沿程水头损失系数仅与有关，关系表示为：；

过渡粗糙区：粘性底层不能完全淹没，管道当量粗糙度开始对沿程水头损失发生影响，因此既与有关，又与有关，关系表示为：；

粗糙区：粘性底层的粘滞阻力几乎可以忽略不计，管道当量粗糙度对沿程阻力系数起主要作，关系表示为：。

标准大气压下，10℃水的动力粘度=0.0131cm2/s，管径DN≥400时长距离输水管道的平均经济流速0.9～1.4m/s[3]，计算可知管内水流雷诺数>2×105。由此可见，通常情况下长距离输水管道内水流的型态为紊流。至于管内水流型态属于紊流中的哪一类，则要根据具体情况计算粘性底层厚度，再与管道当量粗糙度比较后确定。

2 常用水力计算公式及适用范围

《室外给水设计规范》（GB50013-2006）中修订制定了3种类型的水力计算公式：（1）魏斯巴赫-达西公式；（2）舍齐公式；（3）海曾—威廉公式。

2.1 魏斯巴赫-达西公式

（1）

式中：—沿程水头损失，m；

—沿程水头损失系数；

—管道长度，m；

—管道计算内径，m；

—流速，m/s。

魏斯巴赫-达西公式是一个半理论半经验公式，适用于不同流体在各种流态下的摩阻损失计算[2]。求解魏斯巴赫-达西公式中沿程水头损失系数需通过尼古拉兹公式、卡门公式或者柯列布鲁克-怀特公式等经验公式，也可通过穆迪图查得。

2.2 舍齐公式

1768年法国工程师舍齐在工程设计报告中提出了明渠水流摩阻与水力半径、水流速度的关系式：

（2）

式中：—舍齐系数；

—水力半径，m；

—水力坡降。

称为舍齐公式。式中舍齐系数的求解可选用曼宁公式、巴甫洛夫斯基公式等经验公式。舍齐公式是明渠水流计算的主要公式之一。由于舍齐公式是基于阻力平方区紊流的实测资料整理得出的经验公式，故更适用于阻力平方区明渠均匀流或无压管流水力计算。

2.3 海曾-威廉公式

（3）

式中：—海曾-威廉系数；

—管道流量，m3/s。

海曾-威廉公式是在直径不大于3.66m工业管道的大量测量数据上建立的经验公式，称为海曾-威廉系数，输水管材确定后该系数可查表获得。由于编制海曾-威廉公式时采样的基础数据：管径74%小于0.5m，92%小于1.5m；雷诺数71%小于105，80%小于106，该公式适用的雷诺数范围大致为104～2×106，适用的水温范围为4～25℃，且大管径管道水力计算时应慎重选用[6]。

3 沿程水头损失系数的求解

综合以上分析，长距离输水管道水力计算时魏斯巴赫-达西公式适用范围比其它两种公式更为广泛。用魏斯巴赫-达西公式计算沿程水头损失，必须先确定式中沿程水头损失系数。对于圆管道层流，可通过求解。但是对于紊流，无法由理论分析得到，其规律主要由试验确定[4]。

3.1 穆迪图

1944年穆迪根据实用管道研究成果和得到公认的经验公式，提出类似人工粗糙管试验成果的研究成果，编制了穆迪图[4]。

篇7

[关键词]咖啡酸；生物利用度；肠吸收率；通透性

咖啡酸（3， 4-二羟基肉桂酸）是自然界中分布非常广泛的多酚类化合物，具有抗氧化、抗菌、抗癌等作用[1-3]。有研究报道，每天摄食一定量的咖啡酸可以预防肝癌、皮肤癌[4-5]。咖啡酸是咖啡酸片主要成分，临床上用于止血。据报道咖啡酸的代谢部位主要是小肠，经肠道细菌代谢[6]。咖啡酸在大鼠血浆中代谢物主要是葡醛酸结合物、硫酸结合物及少量的原型药物[7]。少有文献报道咖啡酸的绝对生物利用度，因此，本文采用传统的体内法研究咖啡酸在大鼠体内的绝对生物利用，建立大鼠原位肠血管灌流法研究咖啡酸的肠吸收率及运用Caco-2细胞模型研究咖啡的通透性，旨为咖啡的临床应用提供理论指导。

1材料

咖啡酸（110885-200102）、肉桂酸（110786-200503）购自中国食品药品检定研究院；牛血清白蛋白购自齐云生物技术有限公司；DMEM 培养基、胎牛血清、非必需氨基酸购自美国Hyclone 公司；L-谷氨酰胺、胰蛋白酶，购自美国Sigma 公司。乙腈为色谱纯，其他试剂均为分析纯。

血管灌流Krebs-Ringer′s 液的配制：称取NaCl 7.8 g，KCl 0.35 g，CaCl2 0.37 g，MgCl2 0.22 g，NaH2PO4 0.32 g，葡萄糖 3.0 g，NaHCO3 1.37 g，蒸馏水定容至1 L，临用前加入5%牛血清白蛋白。HBSS溶液的配制：称取8 g NaCl，0.4 g KCl，1 g 葡萄糖，60 mg KH2PO4，47.5 mg Na2HPO4，调pH至7.2，加蒸馏水定容至1 L。

4000Q TRAP 串联四极杆质谱仪（美国Applied Biosystem 公司）；LC-20AD 高效液相色谱仪（日本岛津公司）；细胞培养箱（德国Hearous 公司）；24 孔Transwell培养板（美国Costar 公司）；Millicell-ERS跨膜电阻仪（美国Millipore 公司）；飞鸽高速离心机（上海安亭科学仪器厂）；HL-2D 恒流泵（上海精科实业有限公司）。

SD 大鼠，雄性，体质量200～250 g，购自广州中医药大学实验动物中心，许可证号SCXK（粤）2008-0020。

2方法

2.1分析方法

2.1.1色谱条件 色谱柱为Phenomenex C18柱（2.0 mm×50 mm，5 μm），柱温30 ℃；流动相A 为甲醇-水（5∶95）和10 mmol・L-1醋酸铵，流动相B为甲醇-水（95∶5）和10 mmol・L-1醋酸铵；梯度洗脱程序如下：0～0.5 min，0%B；0.5～0.8 min，0～100%B；0.8～3.0 min，100%B；3.0～3.2 min，100%～0 B；3.2～5.0 min，0%B；流速0.2 mL・min-1；进样量10 μL。

2.1.2质谱条件 ESI离子源；MRM检测模式；检测离子为负离子[M-H]-；离子源温度550 ℃；离子喷雾电压-4 500 V；Gas 1为0.379 MPa；Gas 2为0.379 MPa；气帘气压0.138 MPa；咖啡酸和内标肉桂酸的检测离子对分别为m/z：178.9/134.8，146.8/102.8。

2.2咖啡酸体内药动学考察

12只SD大鼠随机平均分成2组，分别为静脉注射组和灌胃组。静脉注射组大鼠按2 mg・kg-1于股静脉注射给药，并与给药后0.083，0.167，0.5，1，2，3，5，8，12 h 眼球后静脉丛采血0.5 mL。灌胃组大鼠按10 mg・kg-1的剂量灌胃给予咖啡酸，于给药后0.083，0.167，0.333，0.5，1，2，3，4，6，12 h 眼球后静脉丛采血0.5 mL。分离血浆，甲醇溶液沉淀蛋白后低温保存（-20 ℃）待测。

2.3大鼠原位肠血管灌流模型制备与检测

大鼠原位肠血管灌流模型在原位肠肝血管灌流模型的基础上稍作修改[8-10]。大鼠20%乌拉坦（0.6 mL・kg-1）麻醉后，腹部切口，结扎腹腔动脉与肝动脉，将上肠系膜动脉、右肾动脉和腹主动脉游离出来，用线围绕主动脉与右肾动脉和上肠系膜动脉分支处上下松结扎，右肾动脉在靠近右侧肾门处扎紧，在进入上肠系膜动脉前一点做一切口用于插管，插管固定后立即开通灌流，体积流量5 mL・min-1。随即幽门静脉上作一切口，插管，固定插管后将体积流量提高至10 mL・min-1。将上述松结扎处扎紧，并在心脏与肝脏之间，结扎下腔静脉。用加热灯泡维持模型温度在37 ℃左右，先用不含药的灌流液冲洗干净血管中的残血，随后用含药的灌流液灌流，预平衡15 min。其后，换用100 mL 灌流液进行灌流，此时作为实验的零时间点并同时在十二指肠给予咖啡酸5 mg・kg-1，分别于0，5，15，30，45，60，75，90，105，120 min 从储备瓶中采样1 mL，并同时补充相同体积的灌流液，测定灌流液中咖啡酸的浓度。咖啡酸肠道吸收率采用如下公式计算：肠吸收率=×100%。Cend为120 min时咖啡酸在储液瓶中的浓度，mg・L-1；D为咖啡酸的初始浓度；100为灌流液的体积。

2.4Caco-2细胞模型

2.4.1细胞培养 Caco-2 细胞（传代≤40代）接种于培养瓶中，DMEM培养液内含10%胎牛血清、1%非必需氨基酸、1% L-谷氨酰胺、100 U・mL-1青霉素以及100 mg・L-1链霉素），细胞于5% CO2、相对湿度为90%， 37 ℃条件培养。将对数生长的细胞按6×104个/cm2密度接种于Transwell 培养板上，用于细胞转运实验。接种后隔天换液，1周后，每天换液。培养至21 d，以电阻值作指标进行验证，选取细胞跨膜电阻大于500 Ω・cm2。

2.4.2转运试验 用HBSS溶液配制质量浓度为5， 10， 15 μg・L-1的咖啡酸溶液，经过虑除菌，用空白HBSS溶液冲洗Transwell板3遍，放培养箱中培养30 min。对于从apical（肠腔侧，AP侧）到basolateral （基底侧，BL侧）转运：将药物溶液0.5 mL 加到AP侧作为供给池，同时BL侧加入1.5 mL空白HBSS溶液作为接收池；对于从BL侧到AP侧转运：将药物溶液1.5 mL 加到AP侧作为供给池，同时BL侧加入0.5 mL空白HBSS溶液作为接收池。将Transwell板置于37 ℃振摇孵育，与给药后120 min吸取100 μL 接收液，每组实验平行3份，结果以±s表示。表观渗透系数（Papp）及外排率的计算公式如下。

3结果

3.1分析方法验证

在本试验条件下，咖啡酸和肉桂酸的检测灵敏度高，分离度良好，R>1.5，二者典型的LC-MS/MS色谱图见图1。分别用空白血浆、灌流液、HBSS溶液配制咖啡酸的2个系列的对照品溶液，以待测物质量浓度（X）为横坐标，待测物与内标的峰面积比值（Y）为纵坐标，求得回归方程见表1。分别采用空白血浆、灌流液、HBSS溶液配制低、中、高3种质量浓度咖啡酸对照品，对分析方法的精密度、准确度、回收率及稳定进行考察，结果均符合生物样品分析要求。

3.2咖啡酸大鼠体内的药动学考察

大鼠股静脉注射、灌胃给药后，HPLC-MS/MS测定其血浆咖啡酸的浓度变化，得平均血药浓度-时间曲线，见图2。采用3P97软件处理血药浓度值，用房室模型和统计矩法计算药动学参数。Cmax，tmax以实测值计算，AUC按梯形面积计算，时间范围取0～∞ h，见表2。

3.3大鼠原位肠血管灌流模型考察咖啡酸的肠吸收率

大鼠十二指肠给药5 min后，灌流液中咖啡酸的质量浓度为（255.0±58.89） μg・L-1，给药60 min 后，灌流液中的药物的质量浓度为（1 179.0±118.2） μg・L-1，随后，灌流液中的药物浓度变化趋势平缓直至到实验结束。大鼠原位肠血管灌流模型测定咖啡酸的肠吸收率为12.4%。

3.4咖啡酸在Caco-2细胞模型的双向转运

不同浓度的咖啡酸HBSS溶液在Caco-2细胞模型的双向转运的结果见表3。由结果可知随着浓度逐渐增大，双向转运的表观渗透系数几乎保持不变，咖啡酸10，15 μg・L-1的PappAB，PappBA与咖啡酸的质量浓度5 μg・L-1的表观渗透系数没有显著性差异。双向转运的结果显示，在考察的浓度范围内PappAB>PappBA，推测咖啡酸可能是P-gp的底物。

4讨论

咖啡酸是苯丙素类化合物中的简单苯丙素类天然化合物。苯丙素类化合物在自然界中分布非常广泛，包括简单苯丙素、香豆素、木脂素、木质素、黄酮类等天然芳香族化合物。苯丙素类化合物是一类具有生物活性的化学成分。药物的结构在一定程度上影响着其在体内的吸收特性。游离香豆素、黄酮类化合物脂溶性较大，易于吸收，主要通过被动扩散方式透过生物膜[8]。陈炳銮[9]验证了9种黄酮类化合物在Caco-2细胞模型上的吸收均以被动扩散。苷类化合物因极性大，不易被直接吸收，黄酮苷类则经载体或水解成苷元后吸收[10]。简单苯丙素类以咖啡酸、桂皮酸、对羟基桂皮酸、阿魏酸等为常见。阿魏酸的脂溶性较咖啡酸大，有研究[11]发现阿魏酸在Caco-2细胞模型中具有良好的转运，大鼠体内绝对生物利用度达64.91%。咖啡酸极性大，灌胃后绝对生物利用度低，为14.7%。为了更进一步地探讨咖啡酸生物利用度的缘故，本实验设计了原位肠血管灌流法研究咖啡酸的肠吸收率及在Caco-2细胞模型的基础上考察咖啡的通透性。1985年，Pang等[12]首次提出肠肝血管灌流模型并将其用于研究依那普利的肠吸收率。王素军等[13]对肠肝血管灌流模型的灌流液成分进行优化。原位肠血管灌流模型的优点是可以根据实验研究目的的需要，改变实验的影响因素，考察各种因素对实验结果的直接影响，且该模型可以更直接地了解药物具体的肠吸收率。咖啡酸的肠吸收率较低，12.4%。该数值与传统的动物体内实验获得的绝对生物利用度14.7%相近，更进一步地验证了原位肠血管灌流模型的实用性、可靠性。当药物正向转运的Papp10×10-6 cm・s-1，则认为吸收良好，吸收为70%～100%[14]。由表3可知，咖啡酸是在Caco-2细胞模型的通透性差，为吸收差的药物，其在实验研究的浓度范围内，外排率皆大于2，推测咖啡酸可能为P-gp的底物，且在Caco-2细胞模型中的转运途径可能以主动转运。

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Absolute bioavailability of caffeic acid in rats and its

intestinal absorption properties

ZENG Jie1， WANG Su-jun1*， YANG Ben-kun1， ZHONG Yun-ming1， ZANG Lin-quan1， WANG Ling-li2

（1.Clinical pharmacy Department of Guangdong Pharmaceutical University， Guangzhou 510006， China；

2.Mathematical Engineering Institute of Dongguan Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine，

Guangdong 523808， China）

[Abstract] Objective： To investigate the absolute bioavailability of caffeic acid in rats and its intestinal absorption properties. Method： The absolute bioavailability （Fabs） of caffeic acid was obtained after iv （2 mg・kg-1） or ig （10 mg・kg-1） administration to rats. The intestinal absorption of caffeic acid was explored by the recirculating vascularly perfused rat intestinal preparation. Caco-2 cell model was applied to measure the permeability of caffeic acid from apical to basolateral said （A-B） and from basolateral to apical said （B-A）. Result： A two-compartment pharmacokinetic model was best to describe the pharmacokinetics of caffeic acid following iv or ig administration. The Fabs of caffeic acid was 14.7%， and its intestinal absorption was 12.4%. The values of Papp ABand Papp BA of caffeic acid were retained stable while its concentration was changed. The efflux ratio values in this study surveyed were above 2.0， and suggesting caffeic acid was active transport. Conclusion： Caffeic acid was shown to have poor permeability across the Caco-2 cells， low intestinal absorption and low oral bioavailability in rats.

篇8

[关键词] 复方甘草酸苷；溃疡性结肠炎；丙二醛；超氧化物歧化酶；髓过氧化物酶；细胞间黏附因子-1；基因表达

[中图分类号] R259 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2013）07（c）-0024-04

复方甘草酸苷是以甘草中的活性物质-甘草酸（甘草甜素）为主要成分，辅以甘氨酸、半胱氨酸制成的胺盐制剂，具有抗炎、抗病毒、抗变态反应、免疫调节和类固醇样作用，临床上广泛应用于慢性肝病、银屑病、荨麻疹、斑秃、过敏性紫癜、溃疡性结肠炎（UC）等多种疾病的治疗[1]。本实验中观察复方甘草酸苷对实验性UC大鼠结肠组织病理改变，炎性损伤，丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、髓过氧化物酶（MPO）的含量变化及结肠黏膜细胞间黏附因子-1（in-tercellular adhesion molecule 1，ICAM-1）基因表达的变化，探讨复方甘草酸苷对UC的治疗作用及可能的机制。

1 仪器与试药

1.1 实验动物

50只雄性SD大鼠，SPF级，160～180 g，购自广东省医学实验动物中心，实验动物质量合格证明编号：0088509、0088823。

1.2 药物、试剂与仪器

2，4，6-三硝基苯磺酸（TNBS）（美国Sigma公司，批号：021M5009）；美沙拉嗪控释颗粒（法国爱的发制药集团，批号：05490）；复方甘草酸苷（秋山片剂株式会社，批号10073A）。MDA、SOD、MPO测定试剂盒（南京建成生物工程研究所，批号分别为20110716，20110720，20110721）；RT-PCR试剂盒（美国Invitrogen公司，批号C11744500）；PCR扩增引物（上海英潍捷基贸易有限公司）；ICAM-1试剂（上海英潍捷基贸易有限公司）。生物组织全自动脱水机（TS-12N），生物组织包埋机及冷冻机（BM-VII），摊片烤片机（CS-VI），生物组织全自动染色机（RS-18），均是湖北孝感医用仪器有限公司；轮转切片机（德国Leica公司，RM2135），病理图像分析系统（日本奥林巴斯，BX41）；艾本德核酸蛋白测定仪（Eppendorf，BioPhotometer plus）等。

2 方法

2.1 模型的建立与分组

50只SD大鼠正常喂养，检疫5 d合格后，随机分为正常组、模型组、阳性对照组、复方甘草酸苷低剂量组和高剂量组，每组10只。除正常组不做任何处理外，其它组大鼠参照文献[2-3]采用TNBS灌肠法复制UC大鼠模型。造模3 d后，分别给予0.9%NaCl溶液、0.9%NaCl溶液、美沙拉嗪溶液[300 mg/（kg·d）]、低剂量复方甘草酸苷溶液[（12.5 mg/（kg·d）]、高剂量复方甘草酸苷溶液[50 mg/（kg·d）]灌胃，qd，连续10 d。实验结束前大鼠禁食12 h（不禁水），用脱颈椎法处死，迅速剖腹，取出以上10 cm的结肠段，沿肠系膜纵轴剪开，用冰0.9%NaCl溶液反复冲洗干净，冻存备用。

2.2 病理学检查与组织学形态评分

结肠组织标本经取材、固定、修块、流水冲洗、脱水、透明、浸蜡、石蜡包埋后，石蜡切片，HE染色、封片进行病理学检查。把制作好的切片置于光学显微镜下，用Olympus BX41显微镜在低倍视野下拍照，观察UC病变程度并评分。参照文献[4]略作修改进行组织学损伤评分：按溃疡有无及范围轻、中、重分别计为0、1、2、3分，病变深度（达黏膜层1分，黏膜下层2分，肌层3分、浆膜4分），两项相加得总分。

2.3 结肠黏膜组织酶含量测定

每组10只动物中随机选取6只动物的结肠黏膜标本，参照试剂盒说明书，用生化的方法检测MDA、SOD、MPO酶含量的变化。

2.4 ICAM-1基因水平测定

每组10只动物中随机选取6只动物结肠黏膜标本，采用逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）法检测ICAM-1基因表达水平。取结肠黏膜约100 mg用Trizol抽提出取总RNA，测定OD值，总RNA纯度和完整性检测合格后，取5 μg总RNA按照试剂盒说明书将其逆转录为互补的cDNA，取5.0 μL cDNA模板按PCR试剂盒说明书加样，以18 s rRNA作为内参对照， PCR反应条件如下：ICAM-1和18 s rRNA均为95℃预变性5 min，然后95℃变性15 s，60℃退火15 s，72℃延伸32 s读板，40个循环后72℃延伸5 min，每个标本重复3次。1%琼脂糖凝胶电泳（80 V×20 min）PCR扩增物，并用凝胶成像系统计算电泳条带的光密度积分值，以模型组的基因表达为100%，用ICAM-1的相对含量反映各组基因的表达强弱，计算阳性对照药美沙拉嗪和复方甘草酸苷低、高剂量对ICAM-1的抑制率。

引物序列如下：

18s rRNA（112bp）上游：5'CCTGGATACCGCAGCTAGGA，下游：5'GCGGCGCAATACGAATGCCCC；ICAM-1（102bp） 上游：5'CTTTAGCAGCTCAACAATGG，下游：5'CATTTTCTCCCAG GCATTC。

2.5 统计学方法

所有数据采用SPSS 16.0进行统计分析，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，两独立样本的计量资料采用t检验；多组间的比较采用方差分析，两两比较采用LSD-t检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

3 结果

3.1 组织病理改变及其评分

见图1。

3.2 MDA、SOD、MPO含量的变化

与正常组比较，模型组MDA含量和MPO活性升高，SOD活性降低，但均无显著性变化（P > 0.05）。与模型组相比，各治疗组MDA的含量显著降低（P < 0.05），与阳性对照组相似；SOD活性有下降趋势，但无显著性变化（P > 0.05）；MPO活性在阳性对照组显著降低（P < 0.05），而复方甘草酸苷低、高剂量组无显著性变化（P > 0.05）。见表2。

3.3 ICAM-1检测

模型组ICAM-1表达水平显著高于正常组（P < 0.05），复方甘草酸苷低剂量组ICAM-1表达水平显著低于模型组（P < 0.05），作用与阳性对照组相仿（P >0.05），但复方甘草酸苷高剂量组ICAM-1表达水平与模型组无显著变化（P > 0.05）。见表3。

4 讨论

近年来，UC有逐年上升的趋势，该病是一种慢性非特异性炎症疾病，病程长，易复发，病因尚未明确[5]。使用TNBS建立UC大鼠模型，病程较长，各种炎症递质也发生明显变化，与人类UC相似；并且认为该模型具有造模时间短、操作简单、重现性好、经济实用等特点，比较适合与对防治药物的筛选和研究[6]。实验中模型组大鼠的结肠黏膜形态及组织学损伤评分指数明显低于正常组，表明造模成功。

研究发现，UC的发病与氧自由基（OFR）及其触发的脂质过氧化反应学说相关[7]：MDA是脂质过氧化反应的最终代谢产物，临床上多采用MDA来间接反映UC中OFR水平；SOD活性是反映机体抗炎和细胞膜功能的主要指标；而MPO主要存在于中性粒细胞中，是中性粒细胞浸润和炎症严重程度的指标。ICAM-1是最早发现的黏附分子之一，主要表达于血管内皮细胞，白细胞，巨噬细胞表面，在炎症过程中介导中性粒细胞、巨噬细胞等与血管内皮细胞黏附，促进其穿越血管内皮细胞进入组织，还参与多种淋巴细胞的归巢过程[8]。疾病初期，ICAM-1的分布和表达都明显增加，提示ICAM-1在炎症细胞迁徙到结肠黏膜进入病变肠组织的过程中起重要作用[9-10]。

复方甘草酸苷的主要成份甘草酸在体内经β-葡糖醛酸苷酶分解为甘草次酸，其化学结构与肾上腺皮质激素类似，在肝内代谢失活起到竞争性抑制作用，间接提高了体内皮质激素的水平。运用复方甘草酸苷治疗UC正是依据其具有的抗炎和类固醇样作用[11-12]。笔者在本实验中对UC大鼠模型进行研究，模型组SOD活力下降，而MDA与MPO有所升高，ICAM-1基因表达量增加，提示UC大鼠组肠黏膜清除OFR的能力下降，不能有效地抑制肠黏膜的脂质过氧化反应，炎症程度加重。用药后，结肠黏膜病变及组织学损伤评分指数显著降低，从动物实验验证了复方甘草酸苷对UC的治疗效果。与模型组相比，MDA的含量和ICAM-1基因的表达量在复方甘草酸苷低、高剂量组显著地下降，提示复方甘草酸苷可以降低结肠黏膜中OFR，抑制脂质过氧化反应，与阳性对照组一致；但SOD的活性在各治疗组反而降低，MPO活性没有明显变化，这与有关文献报道不甚相符，可能是局限于实验例数而造成统计学指标未见显著性差异，需进一步研究证实。同时，实验中高剂量复方甘草酸苷对ICAM-1基因的表达量与模型组比未显示有显著性差异，一方面可能与复方甘草酸苷本身的免疫调节作用有关，另一方面也可能是ICAM-1对复方甘草酸苷的剂量敏感度不同，与ICAM-1之间并非简单的对应关系。复方甘草酸苷对UC的治疗作用，其作用机制可能是改善组织病变程度，减轻或阻断组织的脂质过氧化反应，减少OFR对结肠黏膜上皮细胞的损伤，调节机体的免疫反应，抑制ICAM-1基因的表达有关。

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篇9

[关键词] 重组人酸性成纤维细胞生长因子；混合痔；愈合；复发

[中图分类号] R657.1 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2014）02（b）-0056-04

Effect of the application of recombinant human acidic fibroblast growth factor on wound healing and scar after procedure for prolapse and hemorrhoids

WANG Liwei1 WU Chunxiao2 WANG Yigang3

1.Anorectal Section， the First Hospital of Shijiazhuang City， Hebei Province， Shijiazhuang 050011， China； 2.Shijiazhuang Traditional Chinese Medicine Hospital， Hebei Province， Shijiazhuang 050000， China； 3.Tangshan Workers Hospital， Hebei Province， Tangshan 063000， China

[Abstract] Objective To study the efficacy of recombinant human acidic fibroblast growth factor （rh-aFGF） in promoting wound healing of mixed hemorrhoid after procedure for prolapse and hemorrhoids （PPH）. Methods The multiple center， randomized controlled was conducted， 104 patients were randomly divided into the experimental group and control group， with 52 cases in each group. Both groups were treated with PPH， the patients of experimental group were treated with 20 mL external use rh-aFGF in addition， and the patients of control group were treated with Titanoreine Suppositor in addition. The hospital stays， signs and symptoms score and the time of return to work in two groups were evaluated， the scarring formation，stenosis，incontinence index and relapse were observed. Results The time of healing， return to work， and hospital in experimental group [（9.58±1.56）， （11.48±0.59）， （3.74±0.44） d] were less than those of control group[（7.42±1.42）， （15.41±0.38）， （4.67±0.45） d]， the differences were statistically significant （P < 0.05）. The delayed union rate of experimental group （1.9%） was low than that of control group （13.4%）， but class A healing rate of experimental group （96.1%） was higher than that of control group （84.6%）， the differences of two groups were statistically significant （all P < 0.05）. The rate of scar formation andstenosis of experimental group （17.3%， 1.9%） was low than those of control group（38.4%， 11.5%）， the difference was statistically significant （P < 0.05）. Conclusion rh-aFGF can short the time time of healing after PPH， and decrease the scarring formation andstenosis in future， has no obvious effect on relapse.

[Key words] Recombinant human acidic fibroblast growth factor； Mixed hemorrhoid； Heallingtime； Relapse

痔是一种十分常见的病，有“十男九痔、十女十痔”的通俗说法，金定国[1]报道我国痔疮的发病率约为46%，1995～1997年，李春雨等[2]对保定市7635例体检者中发现，肛肠病的总患病率为62.88%，而混合痔又占肛肠病的80.98%。自1998年Longo发明经吻合器痔上黏膜环切术（PPH）在痔疮领域的应用较为广泛。PPH具有术后疼痛少、手术时间短、术中出血少、术后住院时间短等优点，然而PPH后依然存在污染可能，从而导致伤口完全愈合存在一定的困难，术后可能出现出血，疼痛、渗出、吻合口狭窄等并发症，导致病人延迟愈合，住院时间延长，患者恢复工作的时间延长[3]。重组人酸性成纤维细胞生长因子（rh-aFGF）是第三代生长因子，是采用基因工程技术提取的多肽生长因子，具有促进愈合、缩短愈合时间、预防瘢痕的作用[4]，基于此，本研究于2012年1月～2013年2月开展了一项多中心、前瞻性、随机对照的临床试验，以评价rh-aFGF对混合痔的创面愈合的影响，现报道如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2012年1月～2013年2月3个研究医院的混合痔患者120例为研究对象，将其随机分为试验组和对照组，每组各52例。

1.2 入选标准

①年龄12～75岁，男女不限；②混合痔诊断为Ⅱ期以上，诊断标准参照《痔临床诊治指南（2006版）》[5]，混合痔是内痔和相应部位的外痔血管丛融合，主要临床表现为内痔与外痔症状同时存在，严重时表现为环状痔脱出；③患者血常规、凝血指标、肝肾功能、心功能等属于正常范围内，并无手术禁忌证；④既往无痔疮手术史亦无形态和功能异常者；⑤1个月内采用具有促进愈合的药物治疗（包括中成药软膏剂、表皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子等）；⑥患者签署知情同意书。

1.3 排除标准

①合并有肛瘘、肛裂、肛周脓肿、大肠息肉、结直肠癌、溃疡性结肠炎等其他肛肠疾病的患者；②处于生理期、妊娠及哺乳期的妇女；③合并有影响伤口愈合的疾病，如免疫缺陷（艾滋病）、糖尿病、凝血障碍、瘢痕体质；④患者合并肝功能（ALT，AST >3×ULN）、肾功能异常（肌酐 >3×ULN）、心功能评级为纽约分级Ⅲ～Ⅳ期；⑤患者合并有精神异常，不能描述主观性症状，或具有手术禁忌证（如严重腹泻、严重感染）。

1.4 中止标准

①严重的手术并发症；②药物治疗7 d内未显示效果；③患者因自身原因主动停止该项临床研究；④药物产生较为严重的不良反应，可能对患者的病程产生负面影响；⑤研究者认为患者不适合继续采用rh-aFGF治疗。

1.5 方法

采用多中心、随机、开放性临床对照试验方法。根据过往临床研究结果结合文献报道[4]，本研究开展两组之间的优效性检验。试验组与对照组1∶1分配病例，考虑脱落率为10%行样本容量估计，入选3个临床研究中心，入选陈旧性Ⅱ期及以上肛裂患者。分组方法采用多中心分层、SAS 8.0软件生成数列表随机分组。

两组均采用PPH加外痔切除术，术前准备：①术前常规口服15%甘油果糖250 mL。②取侧卧位，麻醉后苯扎溴胺消毒肛管直肠下段。③在扩肛器引导下置入透明肛镜并固定于周边皮肤，充分扩肛，若脱垂的痔组织过多，采用无创钳牵拉痔组织，固定后再行复位，充分暴露痔上黏膜。在肛镜缝扎器的引导下，在齿线上2～4 cm荷包缝合。荷包缝线潜行于黏膜下层，针数以4～9针为宜。打开圆形吻合器至最大位置，将钉钻头置入并位于荷包线之上，收紧后固定。拉出荷包线尾端。旋紧吻合器，击发后握紧0.5 min后松开手柄，将吻合器缓慢退出肛内，如遇活动性出血或渗血则采用电凝止血。④对于外痔皮赘，V型切口给予切除，若存在多个切口，则应保留皮桥。术后试验组采用rh-aFGF（上海腾瑞制药有限公司生产，批号：S1114，商品名艾夫吉夫）4 mL，20 mL生理盐水配置后冲洗切口，置入排气管，明胶海绵嵌入创腔无菌纱布加压包扎固定，每日将rh-aFGF喷湿纱布，塞于肛管处，同时直接喷于创面3～5次/d（由家属操作）。对照组则充分止血后，置入排气管，明胶海绵嵌入创腔，并以太宁栓塞肛。两组患者均连续应用至少7 d，出院后，每日便后，可自行喷雾rha-FGF或塞于肛管。

1.6 评价指标

近期指标：于术后第1、3、5、15、30天观察患者伤口的疼痛评分、出血、创面水肿，肉芽生长情况、水肿及渗出情况。记录两组患者伤口愈合时间、住院时间、恢复工作时间、抗生素应用时间及伤口延后愈合（愈合时间超过15 d）人数。术后疼痛采用VAS（visual analoguescale）评分法（0～10分）。采用分值评价出血：不出血为0分；便纸血染为1分；滴血10滴以下为2分；滴血10滴以上为3分；喷射状出血为4分。根据伤口边缘评分评价水肿：不水肿为0分；创缘轻度水肿，创面肉芽平整为1分；创缘轻度水肿，创面肉芽不平整为2分；创缘水肿明显，创面不平整为3分；创缘严重水肿，并伴血栓形成为4分。渗出：无渗出为0分；轻微渗出为1分；渗出量较多，但未形成流体状为2分；渗出液直接流出且呈黏稠状为3分；渗出液直接流出且呈流水状为4分。肉芽评分：愈合为0分；肉芽鲜红易出血为1分；肉芽暗红不易出血为2分；肉芽色暗为3分。伤口完全愈合评价标准：患者排便顺畅，排便时无疼痛及出血，无便纸血染，伤口完全愈合，指检顺利，无疼痛及出血发生。远期指标：6个月采用门诊随访方式，观察患者狭窄、肛管瘢痕、失禁指数、复发人数。

1.7 统计学方法

采用SPSS 17.0统计学软件进行数据分析，计量资料数据用均数±标准差（x±s）表示，两组间比较采用t检验，若方差不齐则采用非参数检验方法；计数资料用率表示，组间比较采用χ2检验，以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般资料比较

104例混合痔患者，近期随访率100%，无脱落发生，远期随访84例，试验组脱落9例，对照组脱落11例。两组年龄、性别、内痔分级、面积、出血评分、病程、分布位置等一般资料比较，差异无统计学意义（P > 0.05）。两组均有脱落病例，其中试验组脱落3例，对照组脱落6例，两组脱落情况相比，差异无统计学意义（P > 0.05）。见表1。

表1 一般资料比较（x±s）

2.2 两组近期指标比较

两组术后完全愈合时间、恢复工作时间及住院时间相比，差异均有统计学意义（均P < 0.05）。另外随访15～30 d，发现试验组及对照组延迟愈合发生率分别为1.9%和13.4%，伤口甲级愈合率分别为96.1%和84.6%，两组相比，差异均有统计学意义（均P < 0.05）。见表2。

2.3 两组术后1、3 d症状、体征评分

两组术后3 d，疼痛评分、水肿评分、出血评分，两组比较并无明显差异，即rh-aFGF并未改善疼痛、水肿、出血症状（P > 0.05）。但可明显改善创面渗出及肉芽生长并优于对照组（P = 0.018）。见表3。

表3 两组术后1、3 d症状、体征评分比较（分，x±s）

注：与对照组治疗后同一时间比较，*P < 0.05

2.4 远期指标

随访6个月，试验组瘢痕形成率及狭窄率（17.3%、1.9%）均低于对照组（38.4%、11.5%），两组相比，差异有统计学意义（P < 0.05）；两组复况、失禁发生率相比，差异无统计学意义（P > 0.05）。见表4。

表4 两组远期指标比较[n（%）]

2.5 不良反应

对照组太宁栓使用有7例出现皮疹、瘙痒，1例不能耐受，给予服用氯雷他定得到控制，其他患者均未采用对症治疗而自行缓解。观察组rh-aFGF均使用超过了10 d，其中1例发生瘙痒，其他未发现明显的不良反应。两组患者肝、肾、心功能未见具临床意义的改变，血常规、大便常规亦未见明显改变。

3 讨论

成纤维细胞生长因子，是机体内促进细胞增殖、分裂、分化最为重要的细胞因子。其通过与跨膜受体结合，激活酪氨酸激酶偶联受体，激活P38-MAPK信号通路、NF-κB信号通路等，促进细胞的生长、发育、分裂。成纤维细胞生长因子分为两类，一种是酸性的成纤维细胞生长因子，一种为碱性成纤维细胞生长因子[6]。研究显示酸性的成纤维细胞生长因子，具有更强的亲和力，约为碱性的200倍。且其酸性环境，穿透性强于碱性，且不损失皮肤组织[7]。因此可能更适合于临床应用。

目前上市的rh-aFGF有3个，第一代为重组牛碱性成纤维细胞生长因子，其来源于牛的提取基因，其氨基酸序列与人体并不完全一致。第二代为重组人碱性的成纤维细胞生长因子，其完全来源于人，但是其pH为10～12，在创面局部可能促进微生物产生氨气，氨气具有抑制创面愈合作用，抵消其部分促进愈合的作用。2007年，我国首创上市了rh-aFGF，作为第三代的新产品，其pH为4～6[8]，可抑制微生物产生氨气，软化焦痂，从而穿透性更强。另外其与受体的亲和力为第一代的200倍左右，已有研究证实相比于碱性成纤维细胞生长因子，其依然可缩短愈合时间为1～2 d[9-12]。

本研究采用的是中药栓剂作为对照组，结果显示，再镇痛、止血、减少水肿、抗生素使用时间、失禁方面并无明显的改善（P > 0.05），但术后冲洗联合纱布填充的治疗方式，可加快患者的愈合时间，缩短约2 d，患者恢复工作的时间缩短约4 d。另外长期随访结果显示，rh-aFGF具有减少瘢痕发生、减少狭窄发生。对患者的复发则无明显的影响。

本研究采用的前瞻性、随机对照试验。限于院内部药品种类的限制，并未针对性选取人碱性成纤维细胞生长因子作为头对头的比较。另外，优于纳入标准较为严格，入选的病例样本容量不大，并未能完全的反应rh-aFGF对创面愈合的影响，因此具有一定的局限性。通过长期观察，rh-aFGF可减少瘢痕的发生，这对内痔患者的术后并发症具有较高的临床意义，通过减少瘢痕、减少狭窄，患者的生活质量可明显提高，尤其是女性未育患者或准备二胎的患者，尤其重要。未来需要扩大病例样本容量，有条件者可采用双盲的评价方法，评价rh-aFGF对远期预后的影响。

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篇10

    MIDI的全称是MusicalInstrumentDigitalInterface,也就是数字化乐器接口的意思,在1983年8月,各国主要的电子乐器制造商举办了一个划时代的会议,在这次会议上,各大制造商讨论了长年以来互相纷争的问题,最后终于商讨出了一个结论,统一制定了世界性的电子乐器的技术规范,就是MIDI1.0技术标准,它是处理电子乐器与电子乐器之间数据发送或者接收的一个信号标准化的协议,即MIDI协议。举一个例子说明,在MIDI协议没有出来之前,两个电子乐器制造商制作出来的产品信号是不同的,一个合成器上001号是钢琴的音色,另外一个制造商的合成器显示的001号是小提琴,这样就会导致作曲家在一个合成器做好的音乐,拿到另外一个合成器上播放的时候产生混乱,本来做的是钢琴,播放的时候却变成了小提琴,这种结果让作曲家们甚是头疼,但是MIDI协议出来之后,标准得到了统一,所有的电子乐器上001号都是钢琴音色,就不会出现之前的混乱情况。所以,MIDI标准的统一使所有的软硬件乐器都能够互相兼容,大大方便了作曲家们的创作。MIDI协议的出现和推广,推动了电子计算机音乐数字化技术的飞速发展。

    二、MIDI的制作原理

    (1)MIDI的基本设备。在进行计算机音乐创作时,我们首先所需要的设备就是计算机,而且想要很好的运行音乐软件及效果插件,就对计算机的运算速度提出要求,所以计算机的配置越高,内存量越大,在运行多个软件音源的时候就会越快;除了计算机之外,我们还需要其他的周边设备,比如音频卡、MIDI键盘、硬件音源、MIDI接口等相关的连接线。

    (2)MIDI设备的工作模式。前文中介绍了MIDI的基本设备以及各个设备的主要功能,但是这些设备是不能单独进行操作的,需要把这些基本的设备连接起来才能发挥作用,形成一个完整的计算机音乐制作体系。主要的硬件设备有:计算机、MIDI键盘、硬件音源、声卡、扩声器。在进行计算机音乐创作时,作曲家先在计算机上选择音色,然后再演奏MIDI键盘,把弹奏出来的乐音转化成MIDI信号,通过专用的MIDI连接线将这个信息传送到计算机,计算机再利用音乐软件把传送来的信息记录下来,作曲家可以把记录下来的信息进行编辑和修改,完成后,计算机再把相关的音乐信息记录发送给音源,音源接收到MIDI信号指令后发出声音,并将这些声音信号再发送到外部的扩音器,这样我们就能听到最终完成的计算机音乐了。

    (3)软件音源的使用及优势。进入2000年之后,由于计算机技术的飞速发展,使得软件音源的音色品质提高,软音源盛行,逐渐代替了硬件音源,在软音源的推动下,作曲家们使用的设备规模越来越小,甚至只使用一台计算机就能完成绝大部分的音乐创作。现时最常使用的软音源可以分为六大类:a.综合类;b.节奏类;c.管弦乐类;d.吉他类;e.电子风格类;f.软件采样器。a.综合类的软音源。音色的种类比较多,覆盖了大多数类别的常用音色。很多作曲家喜欢用笔记本来完成音乐的创作,这样使用这类型的音源就能完成制作,因为这类音源的音色比较齐全。就是因为音色种类多,所以都存在着一个共同的缺点,就是各种音色的的演奏技法太单调,不够丰富,音色品质也不如大型的专门的音源好。综合类的软件音源有Hypersonic、CakewalkTTS-1等。b.节奏类软音源。这类软音源常用的有AddictiveDrums、StylusRMX、BFD。c.管弦乐类软音源,常用的有EdirolHQOchestral和EastWestQuantumLeapPlatinumEdition。d.吉他类软件音源。如RealGuitar,这款音源是由Mu-sicalAB公司推出的木吉他音源,它的音色极其接近真实的吉他声音,不仅可以在任何支持VST2.0的音序器上作为插件来使用,而且还可以作为一个独立的吉他音乐制作软件来使用。RealGuitar的三种技术功能尤为突出:多通道分层技术、品味挪移技术、原始吉他触摸技术。e.电子风格类软件音源。这类型的音源非常多,由于电子类的音色没有真实声音的对比,所以也就没有好坏评判的标准,经常使用的有两款:Absynth和FM。f.软件采样器。这类软件采样器除了前面讲的软件音源外,也是经常被使用的,是专门用来抓取和调用一些特定格式的音色来使用的软件,现在常用的音色格式有SF2、GIGA、AKAI、WAVE等,至今开发商还在不断研究出新的采样器支持的音色文件,所以,软件采样器用的音色是无穷无尽的。常用的软件采样器有Gigastudio和Kontakt。