第一篇：微囊技術

微囊技術和緩控釋制劑優點及其臨床中的應用

摘要：微囊是采用成膜材料將固體、液體或氣體等活性物質包合成的微小粒子。藥物微囊化后，可制成片劑，顆粒劑，膠囊劑和注射劑等多種劑型，并賦予藥物新的性質和用途。近年來，隨著藥用高分子材料的廣泛應用及給藥系統研究的深入，緩釋、控釋藥物制劑日益增多。該制劑具有的給藥次數少、峰谷血藥濃度波動小、胃腸道刺激輕、療效長、安全等特點使其越來越受到臨床重視。用于醫藥領域的微囊主要是緩釋微囊，將藥物與高分子成膜材料包嵌成微囊后，藥物在體內通過擴散和滲透等形式在設定的位置以適當的速度和持續的時間釋放出來，以達到更大限度的發揮藥效的作用。

關鍵詞：微囊；緩釋；控釋；靶向性；臨床；應用 1.微囊技術和緩控釋制劑及其優點 1.1微囊技術及其優點

微囊技術是一種利用天然的或合成的高分子成膜材料把液體或固體藥物包嵌形成直徑1~5000μm微小膠囊的技術。微囊技術應用于藥物制劑也已有五、六十年歷史，最初主要是外用，然后發展到口服及內部肌肉組織[1]。用于醫藥領域的微囊主要是緩釋微囊，將藥物與高分子成膜材料包嵌成微囊后，藥物在體內通過擴散和滲透等形式在設定的位置以適當的速度和持續的時間釋放出來，以達到更大限度的發揮藥效的作用[2]。到目前為止已有200多種藥物采用了微囊化技術，如抗生素、避孕藥、解熱鎮痛藥、抗癌藥等，并越來越引起人們的注意。藥物微囊化后具有許多優越性：1.能減少復方制劑中藥物之間的配伍禁忌，隔絕藥物組分間的反應。2.遮蔽藥物的苦味或異味。3.控制藥物的釋放。4.降低藥物的毒性。

1.2緩控釋制劑及其優點

緩釋、控釋藥物制劑是一種長效制劑，是通過藥劑學設計來獲得減慢藥物釋放速率的藥理屏障，藥物依靠自由擴散、基本骨架的生物降解或溶蝕以及滲透壓的作用突破屏障緩慢釋藥，使藥物在體內達到穩態血藥濃度的時間控制在8～24h［3］。緩控釋制劑的優點：1.減少給藥次數，提高患者的順從性［4］：使用緩釋、控釋型口服藥或注射藥，則每天或幾天甚至上月僅需服藥1～2次，可防止漏服或忘記服藥。2.減少血藥濃度的波動，保持平穩而有效的血藥濃度：提高了藥物的安全性，緩釋、控釋藥物制劑能在吸收位點提供恒定的藥物濃度，吸收后血藥濃度維持在允許的治療范圍內。3.釋放緩慢，減少人體對藥物的對抗作用，增強藥物的有效性：藥物在口服之后緩釋出有效成分，吸收也較恒定，使血藥濃度保持在一定的水平［5］，臨床有效藥力能維持較長時間。4.降低藥物的胃腸道不良反應：普通制劑由于口服后在胃腸道中迅速崩解溶出，可對胃腸產生較大的刺激作用，若制成緩釋、控釋藥物制劑，即可減少藥物不良反應。2.微囊和緩控釋制劑在臨床中的應用

2.1目前臨床上適宜于制成緩釋、控釋制劑的藥物范圍廣泛[6]。如首過作用強的藥物中已有不少被研制成緩釋及控釋制劑；一些半衰期很短的或很長的藥物也被制成緩釋或控釋制劑；頭孢類抗生素緩釋制劑；一些成癮性藥物制成緩釋制劑以適應特殊醫療應用等等。這類制劑的品種已經涉及到抗生素、抗心律失常藥、降高血壓藥、抗組織胺藥、解熱鎮痛藥和激素等各方面。微囊化胰島細胞治療糖尿病 afiore等在局部麻醉下應用腹腔超聲引導把微囊化的胰島細胞植入糖尿患者腹腔內，在不應用免疫抑制劑的情況下，獲得了人類異體胰島細胞移植治療糖尿病的成功。通過腹腔鏡把微囊化的新生豬胰島植入網膜腔，未使用任何免疫抑制劑，術后兩個月5例患者中有4例體力明顯好轉，應激狀態下未出現酮癥酸中毒，血清空腹C 肽均有不同程度的升高，胰島素用量分別減少63%、100%、40%和53%[8]。微囊化生長因子在臨床中的應用 Masatsugu Isobe等將聚乳酸甘醇酸PLGA微膠囊包裹的重組人BMP-2移植入大鼠皮下，經組織化學檢測發現，第3天異硫氰酸熒光素檢測顯示BMP的釋放，第14天微囊周圍出現具有堿性磷酸酶活性的骨誘導細胞，第21天在異位骨誘導形成過程中產生成骨細胞。曾春等采用三聚磷酸鈉(TPP)作為交聯劑，以乳化交聯法制備具有控制釋放功能的負載TGF-β的殼聚糖微球，制備的微球形態良好，球體表面光滑，包封效率可高達90.1%，呈現緩慢釋放，7d后TGF-β仍可以保持63.5%左右的緩釋率[9]。段宏等將應用復乳干燥法制備緩釋bFGF-PLGA 微球，微球表面光滑圓整，球體均勻度好，藥規律符合Higuichi方程，突釋期內釋放度僅為19.26%，11d后其釋放度達到72.47%。

2.2緩釋、控釋微丸、微球：緩釋、控釋微丸是將藥物與阻滯混合制丸或先制成丸芯后包控釋衣膜而制成小型丸劑，其粒徑通常＜2.5mm，緩釋、控釋微丸裝于微囊中，成為緩/控釋微丸膠囊，近年來大量新輔料的出現，使緩釋、控釋微丸顯示出獨特的優越性，被認為是較理想的緩/控釋劑型之一，如湯真等［10］采用丙烯酸樹脂Ⅱ號和Ⅲ號為包衣材料，將雙氯滅痛制成腸溶性緩釋微丸，體外溶出測定結果表明，該腸溶性緩釋微丸在人工胃液中12h無藥物釋放，在人工腸液中12h累積釋藥為84.5%,釋藥75％的時間為6h，達到了緩釋效果。張瑜等［11］采用滲透型丙烯酸樹脂水分散體（丙烯酸樹脂RL30D和丙烯酸樹脂RS30D）包衣制備卡托普利控釋微丸的研究。釋藥穩定性考察，取體外釋藥方程研究項下的微丸，置于40℃、相對濕度75％的條件下進行加速試驗，分別第0、1、2、3個月測定微丸的釋放度，結果微丸釋藥情況穩定，克服了該藥口服吸收迅速、生物半衰期短（t1/2短、僅為1.9h）等缺點，而制成緩釋制劑。臨床用于治療高血壓及充血性心衰，有良好效果。翟光喜等［12］研制低分子肝素緩釋微囊，以乙基纖維素為囊材，正交實驗設計優選制備工藝，用液中干燥法制備低分子肝素鈉微囊，所得微囊顆粒圓整，粒徑在100～800μm，載藥量為56.3％。體外釋放實驗表明，微囊中藥物在8h釋放率87％左右。臨床用于防治深部靜脈血栓、肺栓塞、播散性血管內凝血等疾病。覃宇悅等［13］采用聚乳酸［Poly（DL－lactite）］作為藥物載體，制備替硝唑微球，可使藥物緩慢平穩的釋放。藥物體外釋放實驗表明，微球注入釋放介質14d后，替硝唑累積釋放率81.2％，緩釋時間長達14d以上，把藥物直接注入牙周袋內，使替硝唑在牙周袋內緩慢持久的釋放，以達到持續有效治療牙周炎的效果。結語

微囊是近年發展較快的新型技術，目前市場上已有抗生素、維生素、抗癌藥、避孕藥和解熱鎮痛藥等30多類藥物的微囊制劑。微囊作為一種高新科技成果，正在轉化為實用技術，深入到醫藥，食品等領域，改變著傳統的產品形式，讓人們享受新型技術帶來的高效，舒適和便捷。藥物微囊化對于提高藥物的性能和作用具有重要意義［14］。近年來，微囊制劑發展迅速，尤其是那些具有特殊性能的納米微囊，其優勢明顯，具有廣闊的應用前景，特別是在抗腫瘤藥物的釋放系統中潛力更大，在臨床應用方面亦有許多值得探討之處［15］。緩釋、控釋技術發展迅速，緩釋、控釋制劑的研究、開發和利用，充分滿足了臨床的需要，為廣大患者防病治病提供了有力的保證。然而，理想的緩釋、控釋制劑應是“藥物迅速在作用部位達到理想有效濃度，并維持此濃度適當時間，在機體其他部位則無藥物分布或藥物濃度僅在最低范圍，一旦治療目的達到，藥物應即從作用部位消除”。上述緩釋、控釋制劑與這一要求還有一段距離，還有待我們藥學技術人員的努力。參考文獻：

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第二篇：項目七 微囊的制備

微囊的制備

一、微囊概述

微囊（Microcapsule），也稱智能微囊,系指固態或液態藥物被高分子材料包封形成的微小囊狀粒子。在高溫（232℃）下讓特定的芯材膨脹，充分吸附活性成分，然后利用冷凍（-28℃）噴霧干燥技術，使壁材均勻地覆蓋在芯材的表面，形成質地均勻的微球（粒徑可控范圍在120-1800微米之間，10-120目）。微球在特定pH值、酶等的作用下，活性成分在動物體內緩釋、控釋或靶向釋放，讓活性成分發揮最佳的效能。

通常粒徑在1~250μm之間的稱微囊，粒徑在0.1~1μm之間的稱壓微囊，粒徑在10~100nm之間的稱納米囊。優點

1、增加藥物的穩定性；

2、延長藥物的作用時間；

3、防止藥物在胃內破壞或對胃的刺激作用；

4、掩蓋藥物的不良臭味；

5、防止藥物的揮發損失；

6、使某些液體藥物固體化以便運輸、應用與貯存；

7、減少復方制劑中的配伍禁忌；

8、使制劑具有緩釋性、控釋性；

9、提高藥物生物利用度。缺點

1、缺乏簡單的適用于所有囊心物的包裹方法，技術條件也難掌握；

2、不能連續生產；

3、藥物釋放不穩定。常用輔料

常用輔料按來源可分為天然高分子材料、半合成高分子材料和合成高分子材料三類

天然高分子材料在體內具有良好的生物相容性和生物降解性，常用的有明膠、阿拉伯膠、白蛋白、淀粉、殼聚糖、海藻酸鹽等。

半合成高分子材料有甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素鹽、羥丙甲纖維素等，為不可生物降解的高分子材料。

合成高分子材料分為在體內可生物降解材料和不可生物降解材料兩類?？缮锝到獠牧蠎幂^廣的是聚乳酸、乳酸-羥基乙酸共聚物、聚氰基丙烯酸烷酯等，不可生物降解的材料有聚酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸樹脂等。

微囊的制法

微囊的制法可分為物理化學法、化學法、物理機械法三類 物理化學法

本法是在液相中進行，囊材在一定條件下形成新相析出，故又稱相分離法。其微囊化大體可分為3個步驟：①將囊芯物乳化或混懸在囊材溶液中；②控制條件使囊材凝聚并沉積在囊芯物周圍而成囊；③囊材的固化。根據囊材析出的方法不同，相分離法可分為單凝聚法、復凝聚法、溶劑-非溶劑法、液中干燥法等?；瘜W法

化學法系指在溶液中單體或高分子通過聚合反應或縮合反應產生囊膜而形成微囊。本法不加聚凝劑，常先制成W/O型乳濁液，再利用化學反應交聯固化。常用的方法有界面縮聚法、輻射交聯法等。物理機械法

物理機械法系指將固體或液體藥物在氣相中微囊化的方法。常用的方法有噴霧干燥法、噴霧冷凝法、鍋包衣法等。

二、微囊的制備

（一）、實驗目的

1．掌握復凝聚法制備微型膠囊的工藝。2．了解影響微囊形成的因素。

（二）、實驗原理

微囊系利用高分子材料將藥物包裹而成的微小膠囊。它的直徑一般為5-400μm。本實驗中制備微囊采用復凝聚法，以明膠、阿拉伯膠為囊材。復凝聚法的機理如下：明膠為蛋白質，在水溶液中，分子鏈上含有-NH2和-COOH及其相應解離基團-NH3+與-COO-。明膠溶液在pH4.0左右時，帶正電荷。阿拉伯膠為多聚糖，分子鏈上含有-COOH和-COO-，在水溶液中具有負電荷。因此在明膠與阿拉伯膠混合的水溶液中，調節pH約為4.0時，明膠和阿拉伯膠因荷電相反而中和形成復合物，其溶解度降低，自水中凝聚成囊析出。

再加入固化劑甲醛，甲醛與明膠產生胺醛縮合反應，明膠分子交聯成網狀結構，保持微囊的形狀，成為不可逆的微囊；加NaOH調節介質pH8-9，有利于胺醛縮合反應進行完全。

（三）、實驗材料

藥品：薄荷油、液體石蠟；明膠（A型）、阿拉伯膠、37%甲醛溶液、10%醋酸溶液、20%氫氧化鈉溶液、硬脂酸鎂、蒸餾水。

器材：攪拌機、研缽，溫度計，恒溫水浴、顯微鏡、載玻片、蓋玻片、燒杯，PH試紙。

（四）、實驗內容

1．處方： 處方一：

處方二：

薄荷油 1ml

液體石蠟 1ml 阿拉伯膠 1g

阿拉伯膠 1g 明 膠 1g

明 膠 1g 甲醛溶液 0.5ml

甲醛溶液 0.5ml 醋酸溶液 適量

醋酸溶液 適量 NaOH溶液 適量

NaOH溶液 適量 蒸餾水 適量

蒸餾水 適量

2．操作（1）明膠溶液的配制：稱取明膠1g，用蒸餾水少量浸泡溶脹后，加蒸餾水至20ml，60-80℃加熱溶解，50℃保溫備用。

（2）阿拉伯膠溶液的配制：取蒸餾水15ml置小燒杯中，加阿拉伯膠粉末1g，加熱至80℃左右，輕輕攪拌使溶解，加蒸餾水至20ml。（3）乳劑的制備

方法一：取薄荷油（或液體石蠟）1ml與阿拉伯膠溶液20ml置研缽中，急速朝同一方向研磨5分鐘，即得乳劑。

方法二：取薄荷油（或液體石蠟）1ml與阿拉伯膠溶液20ml置攪拌機中，快速攪拌(速度60-100轉/分)5分鐘，即得乳劑。

在顯微鏡下觀察，油相應呈現細小微粒，均勻地分散在水相中，形成O/W型乳劑；微粒大小應該均勻。（4）混合

將乳劑轉入燒杯中，置50～55℃水浴上，加明膠溶液20ml，慢速攪拌均勻(速度20-30轉/分)，盡量減少泡沫產生。（5）微囊的制備

在慢速攪拌下(速度20-30轉/分)，滴加醋酸溶液，調節pH至3.8～4.0，明膠即產生凝聚。不斷攪拌，于顯微鏡下觀察，乳粒外應有圓形囊膜，微囊形態園整。（6）微囊的固化

在慢速攪拌下，慢慢加入約30℃的蒸餾水80ml；將燒杯自水浴中取出，不停攪拌，自然冷卻，待溫度為32～35℃時，加入冰塊，繼續攪拌至溫度為10℃以下；加入甲醛溶液0.5ml（用蒸餾水稀釋一倍后加入），攪拌15min，再用NaOH溶液調pH8-9，繼續攪拌15min。觀察有無微囊析出。

（7）鏡檢：顯微鏡下觀察微囊的形態，并繪制微囊形態簡圖，或進行拍照。3．操作注意

（1）調節pH是操作關鍵，一定要把溶液攪拌均勻，使整個溶液的pH為3.8～4.0。

（2）制備微囊的過程中，始終伴隨攪拌。（3）固化前勿停止攪拌，以免微囊粘連團。

（五）、實驗結果觀察

在顯微鏡下觀察，并繪制乳粒、固化前的微囊、固化后的微囊簡圖。

第三篇：時間囊班會

高一21班兩年后，當我們成人的時候….主題班會紀實

緣起：針對于學校于2月27日舉行的高三成人儀式暨高考百日誓師大會進行目標教育，著力解決學生對于進入高中后學習目標不明確，努力方向不清晰，從而不能很好的全身心投入到學習生活中的問題。

策劃：組織班長楊懿，團支書李麗娟和班費管理員楊嘉莉討論具體事宜，并布置前期工作，任命班長楊懿策劃本次班會，并在班會上對全班同學進行動員性發言。

過程：第一步：由班主任發表動員：內容如下兩年后，我們成人的時候

半年前，你們懷揣夢想，在那個炎熱的早晨頂著烈日來到這里……那一天，你們臉上的笑容比陽光來得燦爛……猶記得你們站在操場上排隊等候班級時的樣子，每一個人都在用好奇和探尋的目光打量著身邊的一切，憧憬著美好的未來……第一眼見到你的班主任，第一次走進你的教室，第一次看到高中的黑板，第一次拿到高中的課本，第一個晚修，第一個晚就寢，第一個無話不談的朋友，第一個相濡以沫的比賽……那么多的第一次，如今是否恰如眼前般清晰，而現在，它們卻已過去半年。

也許你不曾發覺，但是它已然存在。也許你不愿意接受，但是整個的高中生活的六分之一已經過去。你不再是當年那個剛剛走進一中的你，而是一個經歷了高強度的學習和高強度競爭壓力的你。你勝利了？或者失敗了？不管怎么樣，不管你愿意不愿意，你的高中生活已經過去了六分之一。今天，那些兩年前來到學校的你們的學長們，他們在國旗下，在一中美麗的校園里，莊嚴的進行了高考的百日誓師大會，那些曾經看起來如此幼小的孩子們，今天將在這里莊嚴的進行成人儀式，從今天起，他們成人了。他們要用成人的要求去重新審視自己的人生，他們要用自己的肩膀去承擔起更多的責任，他們馬上要代表他們自己、代表珠海一中、代表珠海市最高水平的應屆生去接受高考的檢驗，去向一直以來對他們抱以殷切期望的家長、老師、朋友們交一張高考的成績單，他們的眼神是否告訴了你們什么是一中學子應有的底氣，他們的聲音是否告訴你們他們心中那強烈的榮譽感，他們的一舉一動都在告訴全世界，他們要向世界證明，我們來自珠海一中，我們是全世界最棒的學生！

而今天的你們，還沉浸在剛剛走進高中的安逸中嗎？你們有沒有發覺你身邊的朋友不經意的改變呢？那些曾經和你在同一條起跑線上的伙伴，如今是不是有些已經遠遠的將你拋在身后了呢？那些曾經無論如何也想不到的分數，是不是頻繁的出現在你名字的后方？那些曾經心馳神往的大學，如今是不是連想的勇氣都沒有了呢？還有兩年，你們將走上莊嚴的成人禮的舞臺上，去向世界宣布你的成人，到時候，你想用一種什么樣的心情去宣誓呢？是躊躇滿志的等待夢想的到來，還是灰頭土臉的苦熬最后的歲月？是滿懷喜悅的報告你三年來的收獲，還是陡然感慨歲月無情的荒廢？兩年時間，說長不長，說短不短。兩年后，在你的成人儀式上，你想用怎樣的姿態出席呢？

今天，在你們大約16歲的時候，我們召開這次班會，我想讓你們把自己兩年后的夢踏踏實實的描繪給自己看，請你們每個人閉上眼睛，靜靜的思考一分鐘，兩年后，你的夢想是什么？今天，我們制作一個時間囊，讓你們將夢想全部放進時間囊里面，兩年后，我會親手打開這個時間囊，把你們的夢想還給你們，那時候，我們去驗證你的夢想是不是已經實現，品味你們追求夢想的路上的那些汗水，是何等的彌足珍貴。

我希望每一位21班的同學都認真的對待這個時間囊，記得，你們在16歲那年為青春許下一個諾言，你們必須用青春的努力和汗水去實現你們最初的夢想，青春沒有后悔的機會，你只能讓你的青春燃燒得絢麗，燃燒得充實，燃燒得有價值！

第二步：由班長楊懿進行同學動員，時間原因沒有收集到他發言稿的電子版

楊懿同學的發言很有感染力，很明顯看到同學們在他的感召下漸漸堅定的眼神，并且最后楊懿問出，讓我們用剩下的兩年時間，為我們的青春付出最大的努力，好不好的時候，那聲全班的回答非常響亮，我想，孩子們是真切的聽到心里去了

第三步：宣讀家長留言：兩年后，我希望每個孩子都能具有樂觀向上的心態，具有強健的體魄，都能取得自己最好的成績，也許這個成績不是全校最好、全班最好，但是，只要是自己付出了百分之百的努力獲得的，在我們家長眼中，就是最好的。第四步：播放勵志歌曲，制作時間囊

播放歌曲：《最初的夢想》《蝴蝶飛呀》《我相信》《和你一樣》

同學們都非常認真的對待時間囊，并且整個過程顯得非常有序，每一個同學都寫得非常認真，我本來以為一些比較調皮的學生會很敷衍的對待，但是結果讓我十分意外，我認為相對調皮的幾個學生寫得很認真，而且寫得很長，他們對待這張紙非常的重視，在寫完之后，非常認真的將這張紙折成了很規整的形狀，然后放進時間囊的時候都顯得十分鄭重，我知道，孩子們應該已經從中意識到了一些東西，從他們對待時間囊的態度，應當可以看出他們每一個人都有著一份追逐夢想的心，而且，此刻，這個夢想可能已經真的進入他們的心里了，他們會在接下來的兩年時間里，為這份夢想付出努力，為自己16歲時許下的諾言，而去奮勇前進。

總結：個人感覺這次班會是成功的，它一方面讓孩子很真誠的面對了自己的困惑，到底目標是什么，因為不需要給別人看，所以才會對自己有最真實的思考和想法。因為不需要給別人看，所以才會更真誠的面對自己的問題，努力去解決它。另一方面，這種形式是同學們比較喜歡的富有青春氣息的形式，也可以更好的調動學生積極性，學生只有積極的參與才會有好的效果，達到我們教育的目的。

第四篇：微博技術相關

微博首席架構師楊衛華:新浪微博技術架構分析

新浪科技訊 11月16日下午消息，由新浪微博主辦的中國首屆微博開發者大會在北京舉行，這是國內微博行業的首場技術盛宴。作為國內微博市場的絕對領軍者，新浪微博將在此次大會上公布一系列針對開發者的扶持政策，以期與第三方開發者聯手推動微博行業的整體發展。大家下午好，在座的大部分都是技術開發者，技術開發者往往對微博這個產品非常關心。最晚的一次，是12點多收到一個郵件說想了解一下微博底層是怎么構架的。很多技術人員對微博的構架非常感興趣，就是一個明星他有300萬粉絲，這個技術怎么來實現？今天在這里跟大家分享一下微博的底層機構，讓大家對微博的底層技術有更好的了解。另外不管是做客戶端、Web 1.0、Web 2.0、論壇、博客都要考慮架構的問題，架構實際上是有一些共性的。今天我通過講解微博里面的一些架構，分析一下架構里面哪些共性大家可以參考。

首先給大家介紹一下微博架構發展的歷程。新浪微博在短短一年時間內從零發展到五千萬用戶，我們的基層架構也發展了3個大的版本。第一版就LAMP架構，優點是可以非?？斓膶崿F我們的系統。我們看一下技術特點，微博這個產品從架構上來分析，它需要解決的是發表和訂閱的問題。我們第一版采用的是推消息模式，假如說我們一個明星用戶他有10萬個粉絲，那就是說用戶發表一條微博的時候，我們把這個微博消息存成10萬份，這樣就是很簡單了，第一版的架構實際上就是這兩行字。第一版的技術細節，典型的LAMP架構，是使用MyISAM搜索引擎，它的優點就是速度非常快。

另外一個是MPSS，就是多個端口可以布置在同一服務器上。為什么使用MPSS？假如說我們做一個互聯網應用，這個應用里面有三個單元，我們可以由2種部署方式。我們可以把三個單元分別部署在三臺服務器上，另外一種部署模式就是這三個單元部署在每個服務器上都有。我推薦第2種方法。這個方法解決了兩個問題，一個是負載均衡，因為每一個單元都有多個節點處理，另外一個是可以防止單點故障。如果我們按照模式1來做的話，任何一個節點有故障就會影響我們系統服務，如果模式二的話，任何一個結點發生故障我們的整體都不會受到影響的。

我們微博第一版上線之后，用戶非常喜歡這個產品，用戶數增長非常迅速。我們技術上碰到幾個問題。第一個問題是發表會出現延遲現象，尤其是明星用戶他的粉絲多系統需要處理很長時間。另外系統在處理明星用戶發表時系統繁忙可能會影響到其他的用戶，因為其他的用戶同一時間發表的話，也會受到這個系統的影響。我們就考慮這個系統怎么改進。首先是推模式，這肯定是延遲的首要原因，我們要把這個問題解決掉。其次我們的用戶越來越多，這個數據庫表從一百萬到一億，數據規模不一樣處理方式是有差別的。我們第一版單庫單表的模式，當用戶數量增多的時候，它不能滿足就需要進行拆分。第二個是鎖表的問題，我們考慮的是更改引擎。另外一個是發表過慢，我們考慮的是異步模式。

第二版我們進行了模塊化，我們首先做了一個分層，最底層叫基礎層，首先對數據做了拆分，圖上最右邊是發表做了異步模式。第二個服務層，我們把微博基礎的單元設計成服務層一個一個模塊，最大改進是對推模式進行了改進。首先看一下投遞模式的優化，首先我們要思考推模式，如果我們做一下改進把用戶分成有效和無效的用戶。我們一個用戶比如說有一百個粉絲，我發一條微博的時候不需要推給一百個粉絲，因為可能有50個粉絲不會馬上來看，這樣同步推送給他們，相當于做無用功。我們把用戶分成有效和無效之后，我們把他們做一下區分，比如說當天登陸過的人我們分成有效用戶的話，只需要發送給當天登陸過的粉絲，這樣壓力馬上就減輕了，另外投遞的延遲也減小了。

我們再看數據的拆分，數據拆分有很多方式，很多互聯網產品最常用的方法，比如說如可以按照用戶的UID來拆分。但是微博用戶的一個特點就是說大家訪問的都是最近的數據，所以我們考慮微博的數據我們按照時間拆分，比如說一個月放一張表，這樣就解決了我們不同時間的維度可以有不同的拆分方式。第二個考慮就是要把內容和索引分開存放。假如說一條微博發表的uid,微博id是索引數據，140個字的內容是內容數據。假如我們分開的話，內容就簡單的變成了一種key-value的方式，key-value是最容易擴展的一種數據。索引數據的拆分具有挑戰，比如說一個用戶發表了一千條微博，這一千條微博我們接口前端要分頁訪問，比如說用戶需要訪問第五頁，那我們需要迅速定位到這個記錄。

假如說我們把這個索引拆分成一個月一張表，我們記錄上很難判斷第五頁在哪張表里，我們需要加載所有的索引表。如果這個地方不能拆分，那我們系統上就會有一個非常大的瓶頸。最后我們想了一個方法，就是索引上做了一個二次索引，把每個月記錄的偏移記下來，就是一個月這個用戶發表了多少條，ID是哪里，就是按照這些數據迅速把記錄找出來。

異步處理，發表是一個非常繁重的操作，它要入庫、統計索引、進入后臺，如果我們要把所有的索引都做完用戶需要前端等待很長的時間，如果有一個環節失敗的話，用戶得到的提示是發表失敗，但是入庫已經成功，這樣會帶來數據不一致問題。所以我們做了一個異步操作，就是發表成功我們就提示成功，然后在后臺慢慢的消息隊列慢慢的做完。另外新浪發表了一個很重要的產品叫做MemcacheQ，我們去年做了一個對大規模部署非常有利的指令，就是statsqueue，適合大規模運維。

第二版我們做了這些改進之后，微博的用戶和訪問量并沒有停止，還有很多新的問題出現。比如說系統問題，單點故障導致的雪崩，第二個是訪問速度問題因為國內網絡環境復雜，會有用戶反映說在不同地區訪問圖片、js這些速度會有問題。另外一個是數據壓力以及峰值，MySql復制延遲、慢查詢，另外就是熱門事件，比如說世界杯，可能會導致用戶每秒發表的內容達到幾千條。我們考慮如何改進，首先系統方面允許任意模塊失敗。另外靜態內容，第一步我們用CDN來加速，另外數據的壓力以及峰值，我們需要將數據、功能、部署盡可能的拆分，然后提前進行容量規劃。

另一方面我們還有平臺化的需求，去年11月我們就說要做開放平臺，開放平臺的需求是有差異的，Web系統它有用戶行為才有請求，但是API系統特別是客戶端的應用，只要用戶一開機就會有請求，直到他關閉電腦這種請求一直會不間斷的過來，另外用戶行為很難預測。

系統規模在持續的增大，另外也有平臺化的需求，我們新架構應該怎么做才能滿足這些需要？我們看一下同行，比如說Google怎么樣考慮這個問題的？Google首席科學家講過一句話，就是一個大的復雜的系統，應該要分解成很多小的服務。比如說我們在Google.com執行一個搜索查詢的話，實際上這個操作會調動內部一百多個服務。因此，我們第三版的考慮就是先有服務才有接口最后才有應用，我們才能把這個系統做大。

現在我們看一下第三版，首先我們把底層的東西分成基礎服務，基礎服務里面有分布式的存儲，我們做了一些去中心化、自動化的操作。在基礎服務之上有平臺服務，我們把微博常用的應用做成各種小的服務。然后我們還有應用服務，這個是專門考慮平臺各種應用的需求。最上面我們有API，API就是新浪微博各種第三方應用都在上面跑。

平臺服務和應用服務是分開的，這樣實現了模塊隔離，即使應用服務訪問量過大的話，平臺服務不會首先影響。另外我們把微博的引擎進行了改進，實現了一個分層關系。用戶的關注關系，我們改成一個多惟度的索引結構，性能極大的提高。第四個層面就是計數器的改進，新版我們改成了基于偏移的思路，就是一個用戶他原來讀的一個ID比如說是10000，系統最系的ID是10002的話，我們很清楚他有兩條未讀。原來的版本是采用絕對計數的，這個用戶有幾條未讀都是用一個存儲結構的話，就容易產生一致性的問題，采用這種偏移的技術基本上不會出錯。

另外基礎服務DB冷熱分離多維度拆分，在微博里面我們是按照時間拆分的，但是一個大型的系統里面有很多業務需要有不同的考慮。比如說私信這個就不能按照時間來拆分，這個按照UID來拆分可能更簡單。然后我們突出存儲還做了一個去中心化，就是用戶上傳圖片的速度會極大的提高，另外察看其他用戶的圖片速度也會極大的提高。另外是動態內容支持多IDC同時更新，這個是在國內比較新穎的。

下面給大家介紹一下新浪微博怎么樣打造一個高性能架構。到目前為止有五千萬用戶使用新浪微博，最高發表3000條以上每秒，然后一個明星用戶發表的話，會被幾百萬用戶同時讀到。這些問題的本質是我們架構需要考慮高訪問量、海量數據的情況下三個問題。易于擴展、低延遲、高可用和異地分布。我們每天有數十億次外部網頁以及API接口的需求，我們知道微博的特點是用戶請求是無法cache的。因此面對這個需求我們怎么樣擴展？幾點思路。第一我們的模塊設計上要去狀態，我們任意一個單元可以支持任意節點。另外是去中心化，避免單點及瓶頸。另外是可線性擴展。最后一個是減少模塊。

我們要做一個高性能的系統，要具備一個低延遲、高實時性，微博要做到高實時性這是核心的價值，實時性的核心就是讓數據離CPU最近，避免磁盤的

IO。我們看淘寶核心系統專家余鋒說過的一句話“CPU訪問L1就像從書桌拿一本書，L2是從書架拿一本書，L3是從客廳桌子上拿一本書，訪問主存就像騎車去社區圖書館拿一書”。我們微博如果要做到非常實時的話，我們就需要把數據盡量離CPU節點最近。所以我們看一下cache設計里面怎么達到這個目標。首先INBOX，這個數據我們需要放再一個最快的地方，因為用戶隨時訪問。OutBOX里面的最近發表就是L1cache，還有一個是中期的，這個因為訪問少一點，它可以被踢。最后一部分內容體有三部分。L0是本地的，我們需要把一些經常訪問的，比如說明星發表微博的內容體本地化，因為它被訪問的概率非常大。然后L1里面存放著最近發表的，還有一個是中期的。我們通常用L2就可以了，L1我們可以理解成它就是一個RAM存儲。

一個好的架構還需要舉行高可用性。我們看一下業界的指標，S3是99.9%，EC2是99.5%，我們另外一個同行Facebook在這方面它是沒有承諾的，就是接口可用寫。微博平臺目前承諾的是99.95%，就是說一天365天故障率應該小于9小時。這個怎么達到？第一我們要做容量規劃，要做好監控以及入口的管理，就是說有些服務如果訪問量過了的話，我們要有一個開關可以攔住他。我們通過這個圖表可以清楚的看到，比如說我們要做L1的cache，我們剩余空間有多少，比如說80%，就說明這個數據有可能會丟失，有可能會對我們的系統造成影響。

另外一個層面就是接口監控，我們目前有Google維度的接口監控，包括訪問錯誤失敗率。然后要做架構，給大家一個很重要的經驗分享，就是說監控的指標盡量量化。比如說他延遲30秒是小問題，如果是延遲10分鐘我們就要立即采取措施了，就是所有可以量化的指標都要量化。

然后我們看監控怎么樣更好的做？我們看亞馬遜的VP說過的一句話，就是說監控系統確實特別好，可以立即告訴我們哪里有故障，但是有20%的概率我們人是會出錯的。所以我們一個大型系統就應該要為自動化設計，就是說盡可能的將一些運作自動化。比如說發布安裝、服務、啟用、停止。我們再看另外一句，Google的工程師是怎么做的。他是這么做的，比如說第一周是處理線上的業務，這一周他處理了很多事情，處理了很多系統的情況，剩下幾周時間沒有別的工作，他只要把這一周碰到的情況用程序的方法來解決，下次再碰到這種情況很簡單的一個按鈕就可以處理了。我們目前也在向自動化這方面努力，就是我們的工具在持續增加。

另外一個異地分布，在國內網絡環境下，比如說IDC災難，機房檢修甚至是機房掉電，我們也碰到過中國最好的機房也會掉電，所以要每個服務單元都能支持多機房部署。另外做多機房部署有一個好處，就是用戶的訪問速度會提高。多IDC分布靜態內容就不說了，基本上大的互聯網公司都會做，它非常成熟基本上沒有什么問題，比如說圖片等等的靜態內容。動態內容的CDN分布是業內的難點，國內很少有公司能夠做到非常成熟的多機房動態內容發布的成熟方案，它的核心就是分布式存儲。一款理想的分布式存儲產品它有哪些需求呢？首先它要支持海量規模、可擴展、高性能、低延遲、高可用。第二個是需要多機房分布，能夠滿足國內負責的網絡環境，還要具備異地容災能力。第三個就是要調用簡單，具備豐富數據庫特性。因此分布式存儲需要解決一個多對多的數據復制。

如果要做復制無非是三種策略，第一個是Master/Slave，但是它也兩個缺點，第一個是Master是中心化的，如果Master在北京那廣州訪問就非常慢。第二個缺點是有單點風險的，比如說Master在北京，能立即遷到廣州嗎？這樣有個時間窗口的數據就丟失了，而且需要人工的干預，而且日常廣州的用戶訪問北京的Master是有很大延遲問題的，所以一般來說要做的非常優秀是不會考慮第一種方案的。第二種就是Multi-Master方案，它需要應用避免沖突，就是我們不能多處改變。這個對于微博來說不會特別難，我們的用戶通常只會再一個地方發表微博，用戶不會同時在廣州又在北京發表或者是修改自己的資料，這樣的話我們應用上就已經避免了這種情況。第三個就是Paxos就是可以達到強一致寫，就是一條數據如果成功肯定是多個機房都成功了，這個也顯而易見就是延遲性非常大。因此總結一下Multi-Master是最成熟的策略，但是它現在沒有成熟的產品，因為確實沒有。

我們再來看微博的方案，所以我們自己實現了一個多機房同步的方案。就是我們前端應用將數據寫到數據庫，再通過一個消息代理，相當于通過我們自己開發的一個技術，將數據廣播到多個機房。這個不但可以做到兩個機房，而且可以做到三個、四個。具體的方式就是通過消息廣播方式將數據多點分布，就是說我們的數據提交給一個代理，這個代理幫我們把這些數據同步到多個機房，那我們應用不需要關心這個數據是怎么樣同步過去的。

用這種消息代理方式有什么好處呢？可以看一下Yahoo是怎么來做的？第一個是數據提供之后沒有寫到db之后是不會消失的，我只要把數據提交成功就可以了，不需要關心數據怎么到達機房。第二個特點YMB是一款消息代理的產品，但是它唯一神奇的地方是為廣域網設計的，它可以把多機房應用歸到內部，我們應用不需要關注這個問題。這個原理跟我們目前自己開發的技術相似。

然后我們再看一下目前即將推出的微博平臺的新架構。我們知道API大部分的請求都為了獲取最新的數據。API請求有一個特點，它大目前調用都是空返回的，比如說一款手機的客戶端每隔一分鐘它都要調用服務器一下，就是有沒有新數據，大目前的調用都是空返回，就是說不管服務器有沒有數據都要調用一次。這次詢問到下一次詢問中間，如果有新的數據來了，你是不會馬上知道的。因此我們想API能不能改用推的方式，就是客戶端不需要持續的調用，如果有新數據就會推過去。技術特點，顯而易見低延遲，就是從發表到接受1秒內完成，實際上可能用不了1秒。然后服務端的連接就是高并發長連接服務，就是多點都連接在我們的服務器上，這個比傳統的API要大很多。

我們看一下推送架構怎么從架構底層做到實時性的。從左上角的一條微博在我們系統發布之后，我們把它放在一個消息隊列里面，然后會有一個消息隊列的處理程序把它拿過來，處理以后放到db里面。假如說我們不做持久化，因為我們推送數據也不能丟失，我們就要寫一個很復雜的程序，將數據異步去存，這樣就會非常復雜，而且系統也會有不穩定的因素。從另外一個角度來說，我們做持久化也是做過測試的。我們推送整個流程可以做到100毫秒和200毫秒之間，就是說我們在這個時間能把數據推送出去。

我們再看一下內部細節，就是我們收到數據之后首先要經過最上面RECEIVER。然后推到我們的引擎里面，這個引擎會做兩個事情，首先會把用戶的關系拿過來，然后按照用戶關系馬上推送給他相應的粉絲。所以我們調用方已經在那兒等待了，我們需要有一個喚醒操作，就是說在接口這兒把它喚醒，然后把它發送過去。最后是一個高并發的長連服務器，就是一臺服務器支持10萬以上的并發連接。最右邊中間有一個圓圈叫做Stream Buffer，我們需要Stream Buffer是要保存用戶最近的數據。因為用戶可能會有斷線的，比如說他發送數據的時候斷線半分鐘，我們需要把這半分鐘補給他。這就是我們的推送架構。

下面介紹一下平臺安全部分。由于我們的接口是完全開放的，所以我們要防范很多惡意行為，有很多人擔心我們接口是開放的，是不是有人通過這個接口發垃圾廣告，或者是刷粉絲，我們技術架構怎么來防范這一點呢？這是我們的安全架構，做了三個層面的事情。最上面是我們有一個實時處理，比如說根據頻度、內容的相似性來進行判斷，判斷發的是不是廣告或者是垃圾內容。中間這個是一個日志處理器，我們會根據一些行為進行判斷，比如說如果我們只是實時攔截的話，有些行為很難防止，我們做了個離線糾正的模塊，比如說他潛伏的幾個月開始發廣告了，我們可以事后把這些人清除掉，以保證我們平臺的健康。最后是通過監控的維度來保證內容的安全。目前內容安全的架構大概是541的體系，就是說我們的實時攔截可以做到50%的防止，離線分析大概可以做到40%的防止。

微博平臺需要為用戶提供安全及良好的體驗應用，以及為開發者營造一個公平的環境，所以我們的接口需要清晰安全的規則。從一個APP調用我們的接口，需要幾個階層，需要劃分不同的業務模塊。第二個是安全層。第三個是權限層。這是我們平臺安全的兩個維度，一個接口安全，一個是內容安全。

我今天講的是架構方面的問題，在座大部分是開發者，可能大家都在處理不同的架構問題，架構很多地方是相通的。我們需要做一個軟件系統需要解決的本質問題是什么？微博第一版解決發布規模問題，第二版是解決數據規模的問題，第三版是解決服務化的問題。將復雜的問題簡單化之后，我們才可以設計出一個容易擴展的大規模架構。我今天介紹就這么多，我們微博實際上是很需要各方面的技術人員，大家對我們的架構如果感興趣的話、對我們的系統感興趣的話，也希望各方面的技術人員參與我們微博的團隊，隨時可以給我微博上發私信。

第五篇：微課技術

微課

一、什么是微課

微課是指基于教學設計思想，使用多媒體技術在十分鐘以內就一個知識點進行針對性講解的一段音頻或視頻。

在教育教學中，微課所講授的內容呈“點”狀、碎片化，這些知識點，可以是教材解讀、題型精講、考點歸納;也可以是方法傳授、教學經驗等技能方面的知識講解 和展示。微課是課堂教學的有效補充形式，微課不僅適合于移動學習時代知識的傳播、也適合學習者個性化、深度學習的需求。

二、微課有什么特征：

（1）教學時間較短：教學視頻是微課的核心組成內容。根據中小學生的認知特點和學習規律，“微課”的時長一般為5—8分鐘左右，最長不宜超過10分鐘。因此，相對于傳統的40或45分鐘的一節課的教學課例來說，“微課”可以稱之為“課例片段”或“微課例”。

（2）教學內容較少：相對于較寬泛的傳統課堂，“微課”的問題聚集，主題突出，更適合教師的需要：“微課”主要是為了突出課堂教學中某個學科知識點（如教學中重點、難點、疑點內容）的教學，或是反映課堂中某個教學環節、教學主題的教與學活動，相對于傳統一節課要完成的復雜眾多的教學內容，“微課”的內容更加精簡，因此又可以稱為“微課堂”。

（3）資源容量較?。簭拇笮∩蟻碚f，“微課”視頻及配套輔助資源的總容量一般在幾十兆左右，視頻格式須是支持網絡在線播放的流媒體格式（如rm,wmv,flv等），師生可流暢地在線觀摩課例，查看教案、課件等輔助資源；也可靈活方便地將其下載保存到終端設備（如筆記本電腦、手機、MP4等）上實現移動學習、“泛在學習”，非常適合于教師的觀摩、評課、反思和研究。

（4）資源組成、結構、構成“情景化”，資源使用方便。“微課”選取的教學內容一般要求主題突出、指向明確、相對完整。它以教學視頻片段為主線“統整”教學設計（包括教案或學案）、課堂教學時使用到的多媒體素材和課件、教師課后的教學反思、學生的反饋意見及學科專家的文字點評等相關教學資源，構成了一個主題鮮明、類型多樣、結構緊湊的“主題單元資源包”，營造了一個真實的“微教學資源環境”。這使得“微課”資源具有視頻教學案例的特征。廣大教師和學生在這種真實的、具體的、典型案例化的教與學情景中可易于實現“隱性知識”、“默會知識”等高階思維能力的學習并實現教學觀念、技能、風格的模仿、遷移和提升，從而迅速提升教師的課堂教學水平、促進教師的專業成長，提高學生學業水平。

三、微課有哪些形式和錄制手段

微課可以使用手機、數碼相機、DV等攝像設備拍攝和錄制，也可以使用錄屏軟件錄制的音頻或視頻，錄屏軟件有Camtasia Studio、Screen2swf、屏幕錄像專家等。

四、微課在教學中有什么作用

在網絡時代，隨著信息與通迅技術的快速發展，與當前的博客、微博等一樣，微課也將具有十分廣闊的教育應用前景。

（一）、實施微課能促進學生有效自主學習

1、提供學生自主學習的環境；

2、能更好的滿足學生對不同學科知識點的個性化學習；

3、教師不再是講臺上的圣人，而是身邊的導師；

4、按需選擇學習，既可查缺補漏，又能強化鞏固知識；

5、學生課外延伸的個性化閱讀和學習的最好載體；

（二）、實施微課能促進教師提高專業水平發展

1、選取課題 教學目標清楚，教學內容明晰，或針對計算教學，或針對難點突破，或針對課前導入，或針對拓展延伸，擇其一點設計教學。加深了教師對教材知識內容的進一步理解。

2、設計內容

備課時更充分地研究學情，做到課堂無學生，心中有學生。要準確地把握教學節奏，快慢適當，吃透教材。要熟練地掌握現代信息技術，因為微課的核心組成內容是教學視頻，通過視頻組成一個融教學設計、多媒體素材、課件為一體的主題資源包。

3、提高教師知識講解與總結的能力

教學語言要簡明扼要，邏輯性強，易于理解。講解過程要流暢緊湊。教師在備課的過程中就要考慮到實際進行的狀況，這樣才能有一節吸引人的精彩的課。

4、開拓教師的視野。

為拓展知識點，就必須查閱資料去充實內容，才不會顯得空泛和空洞。那么，在拓展學生的視野的同時，也豐富了教師的教學資源。教師和學生在這種真實的、具體的、典型案例化的教與學情景中可以實現“隱性知識”，并實現教學觀念、技能的遷移和提升，從而迅速提升教師的課堂教學水平，促進教師的專業成長。

5、反思提高教師自我批判能力

教師在整個的教學過程中，經歷著“研究—實踐—反思—再研究—再實踐—再反思”的循序漸進、螺旋上升的過程。教師們的教學和研究的水平和能力也在不斷提升。

6、更快促進教師掌握現代信息技術，跟上并趕超時代的步伐

總之，做微課，需要了解并掌握許多相關的軟件，比如PPT，錄屏，截屏等。微課，最終讓教師從習慣的細節中追問、思考、發現、變革，由學習者變為開發者和創造者，在簡單、有趣、好玩中享受成長。