裂紋自愈合的位錯層次和原子層次研究

在ＴＥＭ下從位錯層次上原位觀察位錯發(fā)射、增殖和運動對裂紋自愈合的影響；利用分子動力學模擬和計算的方法從原子層次研究裂紋自愈合的可能性、影響因素及控制參量；通過對韌性材料和脆性材料裂紋自愈合過程的觀察，弄清韌性斷裂及脆性斷裂本質(zhì)區(qū)別。 2100433B

人類對物質(zhì)層次結構的認識是隨著科學技術的不斷進步而發(fā)展的。

19世紀以來的物理學，先后揭示了微觀物質(zhì)結構的原子和分子、原子核和基本粒子層次，并在更深入地揭示基本粒子的組成（層子）及其結構。在對天體的認識方面，人類先后達到了三個新的層次，即銀河系、星系團和總星系，并正在進一步揭示總星系演化規(guī)律。

與此同時，生物學也揭示了一些新的層次。綜合人類在這方面的認識成果，可以大致畫出一幅人類迄今已認識到的物質(zhì)層次結構示意圖：　隨著物質(zhì)系統(tǒng)空間尺度數(shù)量級的變化，就有新的物質(zhì)單元出現(xiàn)。各級物質(zhì)單元就是物質(zhì)結構不連續(xù)系列中的各個關節(jié)點。每個單元對于它所由以構成的單元來講，是復雜的系統(tǒng);對于由它所構成的更復雜的單元而言,又是簡單的組成部分。這樣，物質(zhì)結構就出現(xiàn)了層次性和系統(tǒng)性。有多少級物質(zhì)單元（或系統(tǒng)），相應地就有多少個層次。在所列各級物質(zhì)單元內(nèi)部，還可細分出許多層級，如生物按其空間尺度由小到大可分為：生物大分子──細胞──器官──個體──群落──生物圈等。

物質(zhì)結構的不同層次具有不同的運動規(guī)律，具有不同的時空形式，其中也有共同的方面。所以物質(zhì)層次和時空形式并非簡單地一一對應。例如，從牛頓力學（見I.牛頓到經(jīng)典電磁學再到經(jīng)典統(tǒng)計力學,盡管涉及到幾個物質(zhì)層次，但都是在牛頓絕對時空的框架內(nèi)展開的。直到相對論的建立，才打破了這個框架。所以一般說來，物質(zhì)運動的時空形式較之物質(zhì)存在的具體形態(tài)更加普遍、更加穩(wěn)定。

一定物質(zhì)層次的存在適應于一定的能量狀態(tài)。物質(zhì)系統(tǒng)的結合能越大，就越穩(wěn)定。當外加能量在數(shù)值上大于這個結合能時，系統(tǒng)就解體，而顯露其內(nèi)部的組成部分，即更深一個層次的物質(zhì)單元。在繼續(xù)加能的過程中，物質(zhì)系統(tǒng)就被一層層地剝開。相反地，在不斷減能的過程中，物質(zhì)外殼則一層層地套上去，而且后套上去的層次把先前的層次包含在內(nèi)，作為自己的結構成分和從屬要素。這種物質(zhì)系統(tǒng)分解和復合中的能態(tài)突變，更深刻地反映了物質(zhì)結構的層次性。

由于物質(zhì)結構的高級層次由低級層次構成，所以高級層次的運動規(guī)律應當由低級層次的運動規(guī)律加以闡明。這種方法被稱為還原方法，它在科學研究中具有重要的意義。但是，高級層次與低級層次之間在物質(zhì)結構、運動規(guī)律、屬性等方面又存在質(zhì)的差別,在層次過渡時,這些因素的變化帶有間斷性。因此，那種企圖把高級運動形式歸結為低級運動形式的還原論的想法是錯誤的，是形而上學的一種表現(xiàn)。

依數(shù)量化程度由低到高的順序，可將測量分為定類測量、定序測量、定距測量和定比測量 4個層次。這 4個層次上的測量尺度分別為定類尺度、定序尺度、定距尺度和定比尺度。這些尺度都具有完備性和互斥性。它的完備性和互斥性保證了研究范圍內(nèi)的每一個測量對象都能被賦予一個測量值，且只賦予一個測量值

分級層次結構簡介

在模塊化結構設計中，各模塊的設計齊頭并進，無法尋找到一個可靠的決定順序，造成各種決定的“無序性” ，這將使程序設計人員很難做到“設計中的每一步?jīng)Q定都是建立在可靠的基礎上” ，因此模塊―接口法又被稱為“無序模塊法” 。為了將模塊―接口法中“決定順序”的無序性變?yōu)橛行蛐裕肓擞行蚍謱臃?。分層法的設計任務是，在目標系統(tǒng) A n 和裸機系統(tǒng)(又稱宿主系統(tǒng))A 0 之間，鋪設若干個層次的軟件 A 1 、A 2 、A 3 、…、A n － 1 ，使 A n 通過 A n － 1 、A n － 2 、…、A 2 、A 1 層，最終能在 A 0 上運行。在操作系統(tǒng)中，常采用自底向上法來鋪設這些中間層。

自底向上的分層設計的基本原則是：每一步設計都是建立在可靠的基礎上。為此規(guī)定，每一層僅能使用其底層所提供的功能和服務，這樣可使系統(tǒng)的調(diào)試和驗證都變得更容易。

例如，在調(diào)試第一層軟件 A 1 時，由于它使用的是一個完全確定的物理機器(宿主系統(tǒng))所提供的功能，在對 A 1 軟件經(jīng)過精心設計和幾乎是窮盡無遺的測試后，可以認為 A 1 是正確的,而且它與其所有的高層軟件 A 2 、…、A n 無關；同樣在調(diào)試第二層軟件 A 2 時，它也只使用了軟件 A 1 和物理機器所提供的功能，而與其高層軟件 A 3 、…、A n 無關；如此一層一層地自底向上增添軟件層，每一層都實現(xiàn)若干功能，最后總能構成一個能滿足需要的 OS。在用這種方法構成操作系統(tǒng)時，已將一個操作系統(tǒng)分為若干個層次，每層又由若干個模塊組成，各層之間只存在著單向的依賴關系，即高層僅依賴于緊鄰它的低層。

分級層次結構分層結構的優(yōu)缺點

分層結構的主要優(yōu)點有：

(1) 易保證系統(tǒng)的正確性。自下而上的設計方式，使所有設計中的決定都是有序的，或者說是建立在較為可靠的基礎上的，這樣比較容易保證整個系統(tǒng)的正確性。

(2) 易擴充和易維護性。在系統(tǒng)中增加、修改或替換一個層次中的模塊或整個層次，只要不改變相應層次間的接口，就不會影響其它層次，這必將使系統(tǒng)維護和擴充變得更加容易。

分層結構的主要缺點是：系統(tǒng)效率降低了。由于層次結構是分層單向依賴的，因此必須在相鄰層之間都要建立層次間的通信機制，OS 每執(zhí)行一個功能，通常要自上而下地穿越多個層次，這無疑會增加系統(tǒng)的通信開銷，從而導致系統(tǒng)效率的降低。