『壹』 哪位高人知道水利水電工程師都考哪些內容
你好，
注冊土木工程師（水利水電工程）基礎考試大綱
一、高等數學
1.1 空間解析幾何
向量代數 直線 平面 柱面旋轉曲面 二次曲面 空間曲線
1.2 微分學
極限 連續 導數 微分 偏導數 全微分 導數與微分的應用
1.3 積分學
不定積分 定積分 廣義積分 二重積分 三重積分 平面曲線積分 積分應用
1.4 無窮級數
數項級數 冪級數 泰勒級數 傅里葉級數
1.5 常微分方程
可分離變數方程 一階線性方程 可降階方程 常系數線性方程
1.6 概率與數理統計
隨機事件與概率 古典概型 一維隨機變數的分布和數字特徵 數理統計 參數估計 檢驗 方差分析一元回歸分析
1.7 向量分析
1.8 線性代數
行列式 矩陣 n維向量 線性方程組 矩陣的特徵值與特徵向量二次型
二、普通物理
2.1 熱學
氣體狀態參量 平衡態 理想氣體狀態方程 理想氣體的壓力和溫度的統計解釋 能量按自由度均分原理 理想氣體內能 平均碰撞次數和平均自由程 麥克斯韋速率分布律 功 熱量 內能 熱力學第一定律及其對理想氣體等值過程和絕熱過程的應用 氣體的摩爾熱容 循環過程 熱機效率 熱力學第二定律及其統計意義 可逆過程和不可逆過程 熵
2.2 波動學
機械波的產生和傳播 簡諧波表達式 波的能量 駐波 聲速 超聲波 次聲波 多普勒效應
2.3 光學
相干光的獲得 楊氏雙縫干涉 光程 薄膜干涉邁克爾干涉儀 惠更斯一菲涅耳原理 單縫衍射 光學儀器分辨本領 x射線衍射 自然光和偏振光 布儒斯特定律 馬呂斯定律 雙折射現象 偏振光的干涉 人工雙折射及應用
三、普通化學
3.1 物質結構與物質狀態
原子核外電子分布 原子、離子的電子結構式 原子軌道和電子雲 離子鍵特徵共價鍵特徵及類型 分子結構式 雜化軌道及分子空間構型 極性分子與非極性分子 分子間力與氫鍵 分壓定律及計算 液體蒸氣壓 沸點 汽化熱 晶體類型與物質性質的關系
3.2 溶液
溶液的濃度及計算 非電解質稀溶液通性及計算 滲透壓 電解質溶液的電離平衡 電離常數及計算 同離子效應和緩沖溶液 水的離子積及pH值 鹽類水解平衡及溶液的酸鹼性 多相離子平衡 溶度積常數 溶解度計算
3.3 周期表
周期表結構 周期 族 原子結構與周期表關系 元素性質 氧化物及其水化物的酸鹼性遞變規律
3.4 化學反應方程式 化學反應速率與化學平衡
化學反應方程式寫法及計算 反應熱 熱化學反應方程式寫法
化學反應速率表示方法 濃度、溫度對反應速率的影響 速率常數與反應級數 活化能及催化劑
化學平衡特徵及平衡常數表達式 化學平衡移動原理及計算 壓力熵與化學反應方向判斷
3.5 氧化還原與電化學
氧化劑與還原劑 氧化還原反應方程式寫法及配平 原電池組成及符號 電極反應與電池反應 標准電極電勢 能斯特方程及電極電勢的應用 電解與金屬腐蝕
3.6 有機化學
有機物特點、分類及命名 官能團及分子結構式
有機物的重要化學反應：加成 取代 消去 氧化 加聚與縮聚
典型有機物的分子式、性質及用途：甲烷 乙炔 苯 甲苯 乙醇 酚乙醛 乙酸 乙酯 乙胺 苯胺 聚氯乙烯 聚乙烯 聚丙烯酸 酯類 工程塑料(ABS) 橡膠 尼龍66
四、理論力學
4.1 靜力學
平衡 剛體 力 約束 靜力學公理 受力分析 力對點之矩 力對軸之矩 力偶理論 力系的簡化 主矢 主矩 力系的平衡 物體系統(含平面靜定桁架)的平衡 滑動摩擦 摩擦角自鎖 考慮滑動摩擦時物體系統的平衡 重心
4.2 運動學
點的運動方程 軌跡 速度和加速度 剛體的平動 剛體的定軸轉動 轉動方程 角速度和角加速度 剛體內任一點的速度和加速度
4.3 動力學
動力學基本定律 質點運動微分方程 動量 沖量 動量定理 動量守恆的條件 質心質心運動定理 質心運動守恆的條件 動量矩 動量矩定理 動量矩守恆的條件 剛體的定軸轉動微分方程 轉動慣量回轉半徑 轉動慣量的平行軸定理 功 動能 勢能 動能定理 機械能守恆 慣性力剛體慣性力系的簡化 達朗伯原理 單自由度系統線性振動的微分方程 振動周期 頻率和振幅 約束 自由度 廣義坐標 虛位移 理想約束 虛位移原理
五、材料力學
5.1 軸力和軸力圖 拉、壓桿橫截面和斜截面上的應力 強度條件 虎克定律和位移計算 應變能計算
5.2 剪切和擠壓的實用計算 剪切虎克定律 切(剪)應力互等定理
5.3 外力偶矩的計算 扭矩和扭矩圖 圓軸扭轉切(剪)應力及強度條件 扭轉角計算及剛度條件 扭轉應變能計算
5.4 靜矩和形心 慣性矩和慣性積 平行移軸公式 形心主慣性矩
5.5 梁的內力方程 切(剪)力圖和彎矩圖 分布載荷、剪力、彎矩之間的微分關系 正應力強度條件 切(剪)應力強度條件 梁的合理截面 彎曲中心概念 求梁變形的積分法 疊加法和卡氏第二定理
5.6 平面應力狀態分析的數值解法和圖解法 一點應力狀態的主應力和最大切(剪)應力 廣義虎克定律 四個常用的強度理論
5.7 斜彎曲 偏心壓縮(或拉伸) 拉—彎或壓—彎組合 扭—彎組合
5.8 細長壓桿的臨界力公式 歐拉公式的適用范圍 臨界應力總圖和經驗公式 壓桿的穩定校
六、流體力學
6.1 流體的主要物理性質
6.2 流體靜力學
流體靜壓強
重力作用下靜水壓強的分布規律 總壓力的計算
6.3 流體動力學基礎
以流場為對象描述流動
流體運動的總流分析 恆定總流連續性方程、能量方程和動量方程
6.4 流動阻力和水頭損失
實際流體的兩種流態—層流和紊流
圓管中層流運動、紊流運動的特徵
沿程水頭損失和局部水頭損失
邊界層附面層基本概念和繞流阻力
6.5 孔口、管嘴出流 有壓管道恆定流
6.6 明渠恆定均勻流
6.7 滲流定律 井和集水廊道
6.8 相似原理和量綱分析
6.9 流體運動參數(流速、流量、壓強)的測量
七、計算機應用技術
7.1 計算機應用技術
硬體的組成及功能 軟體的組成及功能 數制轉換
7.2 Windows操作系統
基本知識、系統啟動 有關目錄、文件、磁碟及其它操作 網路功能
註：以Windows 98為基礎
7.3 計算機程序設計語言
程序結構與基本規定 數據 變數 數組 指針 賦值語句 輸入輸出的語句 轉移語句 條件語句 選擇語句 循環語句 函數 子程序(或稱過程) 順序文件 隨機文件
註：鑒於目前情況，暫採用FORTRAN語言
八、電工電子技術
8.1 電場與磁場
庫侖定律 高斯定理環路定律 電磁感應定律
8.2 直流電路
電路基本元件 歐姆定律 基爾霍夫定律 疊加原理 戴維南定理
8.3 正弦交流電路
正弦量三要素 有效值復阻抗 單相和三相電路計算 功率及功率因數 串聯與並聯諧振 安全用電常識
8.4 RC和RL電路暫態過程
三要素分析法
8.5 變壓器與電動機
變壓器的電壓、電流和阻抗變換 三相非同步電動機的使用
常用繼電—接觸器控制電路
8.6 二極體及整流、濾波、穩壓電路
8.7 三極體及單管放大電路
8.8 運算放大器
理想運放組成的比例 加、減和積分運算電路
8.9 門電路和觸發器
基本門電路 RS、D、JK觸發器
九、工程經濟
9.1 現金流量構成與資金等值計算
現金流量 投資 資產 固定資產折舊 成本 經營成本 銷售收入 利潤 工程項目投資涉及的主要稅種 資金等值計算的常用公式及應用 復利系數表的用法
9.2 投資經濟效果評價方法和參數
凈現值 內部收益率 凈年值 費用現值 費用年值 差額內部收益率 投資回收期 基準折現率 備選方案的類型 壽命相等方案與壽命不等方案的比選
9.3 不確定性分析
盈虧平衡分析 盈虧平衡點 固定成本 變動成本 單因素敏感性分析 敏感因素
9.4 投資項目的財務評價
工業投資項目可行性研究的基本內容
投資項目財務評價的目標與工作內容 贏利能力分析 資金籌措的主要方式 資金成本 債務償還的主要方式 基礎財務報表 全投資經濟效果與自有資金經濟效果 全投資現金流量表與自有資金現金流量表 財務效果計算 償債能力分析 改擴建和技術改造投資項目財務評價的特點(相對新建項目)
9.5 價值工程
價值工程的內容與實施步驟 功能分析
十、水力學
10.1 水靜力學
靜水壓強 絕對壓強 相對壓強 真空及真空度 作用於物體上的靜水總壓力
10.2 液體運動的一元流分析法
恆定流與非恆定流 跡線與流線 流管 過水斷面 流量 斷面平均流速 恆定一元流連續性方程 能量方程式 漸變流 急變流
10.3 層流、紊流及其水頭損失
濕周 水力半徑均勻流 非均勻流 沿程水頭損失 達西公式 層流 紊流 雷諾數 謝才公式局部水頭損失
10.4 有壓管中恆定均勻流計算
基本公式 串聯管道 並聯管道 分叉管道 沿程均勻泄流管道
10.5 明渠恆定均勻流計算
基本公式 明渠均勻流 粗糙度不同的明渠 復式斷面明渠
10.6 明渠恆定非均勻流
緩流 臨界流 急流 弗汝德數 臨界水深 臨界底坡 稜柱體明渠漸變流水面曲線分析及計算 水躍 水躍方程 共軛水深及水躍長度計算
10.7 堰流及閘孔出流的水力計算
計算公式 薄壁堰 實用堰 寬頂堰 閘孔出流
10.8 泄水建築物下游的水力銜接與消能
底流式消能 挑流式消能 面流式消能 消力戽式消能
10.9 隧洞的水力計算
水流狀態及判斷 有壓隧洞 無壓隧洞
10.10 滲流
達西定律滲透系數恆定均勻滲流與非均勻滲流 恆定漸變滲流的浸潤曲線形式及計算
10.11 高速水流
脈動壓力 氣蝕 摻氣 沖擊波
10.12 水工模型試驗基礎
力學相似： 幾何相似 運動相似 動力相似
相似准則： 重力相似准則 阻力相似准則 動水壓力相似准則
十一、岩土力學
11.1 土的組成和物理性質三項指標
土的三項組成和三項指標 土的礦物組成和顆粒級配 土的結構
黏性土的界限含水量 塑性指數 液性指數
砂土的相對密實度 土的最佳含水量和最大幹密度
土的工程分類
11.2 土中應力分布及計算
土的自重應力 基礎地面壓力 基底附加壓力 土中附加應力
11.3 土的壓縮性與地基沉降
壓縮試驗 壓縮曲線 壓縮系數 壓縮指數 回彈指數 壓縮模量 載荷試驗
變形模量高壓固結試驗 土的應力歷史 先期固結壓力 超固結比
正常固結土 超固結土 欠固結土
沉降計算的彈性理論法 分層總合法 有效應力原理 一維固結理論 固結系數 固結度
11.4 土的抗剪強度
土中一點的應力狀態 庫侖定律 土的極限平衡條件 內摩擦角黏聚力
直剪試驗及其適用條件 三軸試驗 總應力法 有效應力法
11.5 特殊性土
軟土 黃土 膨脹土 紅粘土 鹽漬土 凍土填土 可液化土
11.6 土壓力
靜止土壓力 主動土壓力被動土壓力
朗肯土壓力理論 庫侖土壓力理論
11.7 邊坡穩定分析
土坡滑動失穩的機理 均質土坡的穩定分析 土坡穩定分析的條分法
11.8 地基承載力
地基破壞的過程 地基破壞型式
臨塑荷載和臨界荷載 地基極限承載力 斯肯普敦公式 太沙基公式 漢森公式
11.9 岩石的物理性質
岩石的破壞機理與強度 岩石的變形 岩體的工程分類 圍岩穩定性 岩坡穩定性分析
十二、結構力學
12.1 平面體系的幾何組成
幾何不變體系的組成規律及其應用
12.2 靜定結構受力分析與特性
靜定結構受力分析方法 反力 內力的計算與內力圖的繪制 靜定結構特性及其應用
12.3 靜定結構位移
廣義力與廣義位移 虛功原理 單位荷載法 荷載下靜定結構的位移計算 圖乘法 支座位移和溫度變化引起的位移 互等定理及其應用
12.4 超靜定結構受力分析及特徵
超靜定次數 力法基本體系 力法方程及其意義 等截面直桿剛度方程 位移法基本未知量、基本體系、基本方程及其意義 等截面直桿的轉動剛度 力矩分配系數與傳遞系數 單結點的力矩分配 對稱性利用 超靜定結構位移 超靜定結構特性
12.5 影響線極其應用
靜力法做影響線 機動法做影響線 連續梁的影響線 影響線的應用
12.6 結構動力特性與動力反應
單自由度體系 自振周期 頻率 振幅與最大動內力 阻尼對振動的影響
十三、鋼筋混凝土結構
13.1 材料性能
鋼筋 混凝土
13.2 設計原則
結構功能 極限狀態及其設計表達式 可靠度
13.3 承載能力極限狀態計算
受彎構件 受扭構件 受壓構件 受拉構件 沖切 局壓 疲勞
13.4 正常使用極限狀態驗算
抗裂 裂縫 撓度
13.5 預應力混凝土
軸拉構件 受彎構件
13.6 肋形結構及剛架結構
整體式單向板肋形結構 雙向板肋形結構 剛架結構 牛腿 柱下基礎
13.7 抗震設計
一般規定 構造要求
十四、工程測量
14.1 測量工作特點
形狀和大小 地面點位的確定 測量工作基本概念
14.2 水準測量
水準測量原理 水準儀的構造 使用和檢驗校正 水準測量方法及成果整理
14.3 角度測量
經緯儀的構造 使用和檢驗校正 水平角觀測 垂直角觀測
14.4 距離測量
捲尺量距 視距測量 光電測距
14.5 測量誤差
測量誤差分類與特性 評定精度的標准 觀測值的精度評定 誤差傳播定律
14.6 控制測量
平面控制網的定位與定向 導線測量交會定點 高程式控制制測量
14.7 地形圖測繪
地形圖基本知識 地物平面圖測繪 等高線地形圖測繪
14.8 地形圖應用
地形圖應用的基本技術 工程設計中的地形圖應用 規劃設計中的地形圖應用
14.9 工程測量
工程式控制制測量 施工放樣測量 安裝測量 建築物變形觀測
14.10 3S技術
RS的基本技術及數字圖象 GIS 的基本要求 GPS的基本要求及定位技術 3S技術在水利工程中的應用
十五、建築材料
15.1 材料科學與物質結構
材料的組成：化學組成 礦物組成及其對材料性質的影響
材料的微觀機構及其對材料性質的影響：原子結構 離子鍵 金屬鍵 共價鍵
晶體與無定型體（玻璃體）
材料的宏觀機構及其對材料性質的影響
15.2 建築材料的性質
密度 表觀密度與堆積密度 孔隙與孔隙率
15.3 建築材料的工程特徵
材料的力學性能 親水性與憎水性 吸水性與吸濕性 耐水性 抗水性 抗凍性 導熱性與變形性 脆性與韌性
15.4 無機膠凝材料
氣硬性膠凝材料 石膏和石灰技術性質與應用
15.5 水硬性膠凝材料
水泥的組成 水化與凝結硬化機理 性能與應用
15.6 混凝土
原材料技術要求 拌合物的和易性及影響因素 強度性能與變形性能 耐久性 抗滲性 抗凍性 鹼－骨料反應 混凝土外加計與配合比設計
15.7 建築鋼材
組成、組織與性能的關系 加工處理及其對鋼材性能的影響 建築鋼材和種類與選用
15.8 土工合成材料
常見土工合成材料的特性及工程應用
十六、工程水文學基礎
16.1 水文循環與徑流形成
水文循環與水量平衡 河流與流域 降水 土壤水、下滲與地下水 徑流
16.2 水文測驗
水位觀測 流量測驗 泥沙測驗與計算 水文調查 水文數據處理
16.3 流域產、匯流
降雨徑流要素 產流計算 匯流計算
16.4 設計洪水
水文頻率分析 樣本分析 相關分析 設計洪水計算
16.5 設計年徑流
頻率分析 時程分配
勘察設計注冊土木工程師（水利水電工程）
資格考試基礎考試分科題量、時間、分數分配說明
『貳』 放生發明，比如：鯨魚——潛水艇
烏賊和魚雷誘餌 烏賊體內的囊狀物能分泌黑色液體，遇到危險時它便釋放出這種黑色液體，誘騙攻擊者上當。潛艇設計者們仿效烏賊的這一功能讀者設計出了魚雷誘餌。魚雷誘醋似袖珍潛艇，可按潛艇的原航向航行，航速不變，也可模擬噪音、螺旋節拍、聲信號和多普勒音調變化等。正是它這種惟妙惟肖的表演，令敵潛艇或攻擊中的魚雷真假難辯，最終使潛艇得以逃脫。
蜘蛛和裝甲 生物學家發現蜘蛛絲的強度相當於同等體積的鋼絲的5倍。受此啟發，英國劍橋一所技術公司試製成猶如蜘蛛絲一樣的高強度纖維。用這種纖維做成的復合材料可以用來做防彈衣、防彈車、坦克裝甲車等結構材料。
長頸鹿和「抗荷服」 長頸鹿是目前世界上最高的動物，其大腦和心臟的距離約3米，完全是靠高達160~260毫米汞柱的血壓把血液送到大腦的。按一般分析，當長頸鹿低頭飲水時，大腦的位置低於心臟，大量的血液會湧入大腦，使血壓更加增高，那麼長頸鹿會在飲水時得腦充血或血管破烈等疾病而死。但是裹在長頸鹿身上的一層、厚皮緊緊箍住了血管，限制了血壓，飛機設計師和航空生物學家依照長頸鹿皮膚原理，設計出一種新穎的「抗荷服」，從而解決了超高速殲擊機駕駛員在突然加速爬升時因腦部缺血而引起的痛苦。這種「抗荷服」內有一裝置，當飛機加速時可壓縮空氣，也能對血管產生相應的壓力，這比長頸鹿的厚皮更高明了。
鯨魚和潛艇的「鯨背效應」 當代核潛艇能長時間潛航於冰海之下，但若在冰下發射導彈，則必須破冰上浮，這就碰到了力學上的難題。潛舴專家從鯨魚每隔10分鍾必須破冰呼吸一次中得到啟迪，在潛艇頂部突起的指揮台圍殼和上層建築方面，作了加強材料力度和外形仿鯨背處理，果然取得了破冰時的「鯨背效應」。
蝴蝶和衛星控溫系統 遨遊太空的人造衛星，當受到陽光強烈輻射時，衛星溫度會高達200攝氏度；而在陰影區域，衛星溫度會下降至零下200攝氏度左右，這很容易烤壞或凍壞衛星上的精密儀器儀表，它一度曾使航天科學家傷透了腦筋。後來，人們從蝴蝶身上受到啟迪。原來，蝴蝶身體表面生長著一層細小的鱗片，這些鱗片有調節體溫的作用。每當氣溫上升、陽光直射時，鱗片自動張開，以減少陽光的輻射角度，從而減少對陽光熱能的吸收；當外界氣溫下降時，鱗片自動閉合，緊貼體表，讓陽光直射鱗片，從而把體溫控制在正常范圍之內。科學家經過研究，為人造地球衛星設計了一種猶如蝴蝶鱗片般的控溫系統
生物學家通過對蛛絲的研究製造出高級絲線，抗撕斷裂降落傘與臨時吊橋用的高強度纜索。船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿。
響尾蛇導彈等就是科學家模仿蛇的「熱眼」功能和其舌上排列著一種似照相機裝置的天然紅外線感知能力的原理，研製開發出來的現代化武器。
火箭升空利用的是水母、墨魚反沖原理。
科研人員通過研究變色龍的變色本領，為部隊研製出了不少軍事偽裝裝備。
科學家研究青蛙的眼睛，發明了電子蛙眼。
白蟻不僅使用膠粘劑建築它們的土堆，還可以通過頭部的小管向敵人噴射膠粘劑。於是人們按照同樣的原理製造了工作的武器—一塊干膠炮彈。
美國空軍通過毒蛇的「熱眼」功能，研究開發出了微型熱感測器。
我國紡織科技人員利用仿生學原理，借鑒陸地動物的皮毛結構，設計出一種KEG保溫面料，並具有防風和導濕的功能。
根據響尾蛇的頰窩能感覺到0.001℃的溫度變化的原理，人類發明了跟蹤追擊的響尾蛇導彈。人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯。人類模仿警犬的高靈敏嗅覺製成了用於偵緝的「電子警犬」。科學家根據野豬的鼻子測毒的奇特本領製成了世界上第一批防毒面具。
仿生學是人類一直使用的方法，如模仿海豚皮而構造的"海豚皮游泳衣"、科學家研究鯨魚的皮膚時，發現其上有溝漕的結構，於是有個科學家就依照鯨魚皮構造，造成一個薄膜蒙在飛機的表面，據實驗可節約能源3%，若全國的飛機都蒙上這樣的表面，每年可節約幾十億。又如有科學家研究蜘蛛，發現蜘蛛的腿上沒有肌肉，有腳的動物會走，主要是靠肌肉的收縮，現在蜘蛛沒有肌肉為什麼會走路？經研究蜘蛛不是靠肌肉的收縮進行走路的，而是靠其中的"液壓"的結構進行走路，據此人們發明了液壓步行機……總之,從自然界得到啟迪,模仿其結構進行發明創造.這就是仿生學. 這是我們向自然界學習的一個方面。
另一方面,我們還可以從自然的規律中得到啟迪,利用其原理進行設計(包括設計演算法),這就是智能計算的思想。
智能計算
智能計算,也有人稱之為"軟計算"，就是借用自然界（生物界）規律的啟迪，根據其原理，模仿設計求解問題的演算法。如：人工神經網路技術、遺傳演算法、進化規劃、模擬煺火技術和群集智能技術等。
群集智能（Swarm Intelligence）
群居昆蟲以集體的力量，進行覓食、御敵、築巢的能力。這種群體所表現出來的"智能"，就稱之為群體智能。如蜜蜂采蜜、築巢、螞蟻覓食、築巢等。從群居昆蟲互相合作進行工作中，得到啟迪，研究其中的原理，以此原理來設計新的求解問題的演算法。
螞蟻演算法
螞蟻覓食時，在它走過的路上，留下外激素，這些外激素就象留下路標一樣，留給後來"蟻"一個路徑的標志。後面的螞蟻，就會沿著有外激素的路徑行走（外激素越多引誘螞蟻的能力就越強）。科學家們對此進行過試驗：用人造的外激素在紙上畫上一條路徑，對螞蟻進行試驗。結果螞蟻果然都沿畫有外激素的路徑行走。
B
D
蟻穴 A
C 食物
螞蟻尋食時，由蟻穴出發，可沿AC，也可沿ABC（見上圖），設各螞蟻尋到食物後沿原路回穴，並在路上留下外激素，那麼因AC路徑短，故當它們沿AC返回時，就在AC上留下兩次外激素。而沿ABC返回者，因其路徑長，僅回到D點，於是AD一段只留過一次外激素（即其上的外激素的濃度比AC上的濃度淡），故這時從蟻穴出來尋食者就會沿濃度大的路徑AC行走……最後大多數的螞蟻都會沿較短的路程進行尋食. 利用這個原理科學者們就設計了螞蟻演算法(進行求最短程)。
上面是個簡單的原理,當然要設計出切實可行的演算法,還要將模型進一步精確,如要計及外激素的揮發(即激素的濃度將隨時間而逐步降低等等).
用螞蟻演算法求最短程
1.一群螞蟻隨機從出發點出發，遇到食物，銜住食物，沿原路返回
2. 螞蟻在往返途中，在路上留下外激素標志
3. 外激素將隨時間逐漸蒸發（一般可用負指數函數來描述，即乘上因子e-at）
4. 由蟻穴出發的螞蟻,其選擇路徑的概率與各路徑上的外激素濃度成正比
螞蟻演算法還可以應用於很多實際問題，例如用於重建通訊路由，管理公司的電話網，對用戶記帳 收費等工作，任務分配問題等
不要停，繼續思索
進一步，將每個螞蟻看成是一個神經元，它們之間的通訊聯絡，看成是各神經元之間的連接，只不過這時的連接不是固定的，而是隨機的。即用一個隨機連接的神經網路來描述一個群體。這種神經網路所具有的性質，就是群體的智能
科學家們從蜻蜓翅膀末端的一塊比周圍略大一些的厚斑點得到了啟示，從而解決了飛機機翼因劇烈抖動而破碎的現象。
蝴蝶
五彩的蝴蝶顏色粲然，如重月紋鳳蝶、褐脈金斑蝶等，尤其是螢光翼鳳蝶，其後翊在陽光下時而金黃，時而翠綠，有時還由紫變藍。科學家通過對蝴蝶色彩的研究，為軍事防禦帶來了極大的稗益。在二戰期間，德軍包圍了列寧格勒，企圖用轟炸機摧毀其軍事目標和其他防禦設施。蘇聯昆蟲學家施萬維奇根據當時人們對偽裝缺乏認識的情況，提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發現的道理，在軍事設施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。因此，盡管德軍費盡心機，但列寧格勒的軍事基地仍然無恙，為贏得最後的勝利奠定了堅實的基礎。根據同樣的原理，後來人們還生產出了迷彩服，大大減少了戰斗中的傷亡。
人造衛星在太空中由於位置的不斷變化可引起溫度驟然變化，有時溫差可高達兩、三網路，嚴重影響許多儀器的正常工作。科學家們受蝴蝶身上的鱗片會隨陽光的照射方向自動變換角度而調節體溫的啟發，將人造衛星的控溫系統製成了葉片反兩面輻射、散熱能力相差很大的百葉窗樣式，在每扇窗的轉動位置安裝有對溫度敏感的金屬絲，隨溫度變化可調節窗的開合，從而保持了人造衛星內部溫度的恆定，解決了航天事業中的一大難題。
甲蟲
甲蟲自衛時，可噴射出具有惡臭的高溫液體「炮彈」，以迷惑、刺激和驚嚇敵害。科學家將其解剖後發現甲蟲體內有3個小室，分別儲有二元酚溶液、雙氧水和生物酶。二元酚和雙氧水流到第三小室與生物酶混合發生化學反應，瞬間就成為100℃的毒液，並迅速射出。這種原理目前已應用於軍事技術中。二戰期間，德國納粹為了戰爭的需要，據此機理製造出了一種功率極大且性能安全可靠的新型發動機，安裝在飛航式導彈上，使之飛行速度加快，安全穩定，命中率提高，英國倫敦在受其轟炸時損失慘重。美國軍事專家受甲蟲噴射原理的啟發研製出了先進的二元化武器。這種武器將兩種或多種能產生毒劑的化學物質分裝在兩個隔開的容器中，炮彈發射後隔膜破裂，兩種毒劑中間體在彈體飛行的8—10秒內混合並發生反應，在到達目標的瞬間生成致命的毒劑以殺傷敵人。它們易於生產、儲存、運輸，安全且不易失效。螢火蟲可將化學能直接轉變成光能，且轉化效率達100%，而普通電燈的發光效率只有6%。人們模仿螢火蟲的發光原理製成的冷光源可將發光效率提高十幾倍，大大節約了能量。另外，根據甲蟲的視動反應機制研製成功的空對地速度計已成功地應用於航空事業中。
蜻蜓
蜻蜓通過翅膀振動可產生不同於周圍大氣的局部不穩定氣流，並利用氣流產生的渦流來使自己上升。蜻蜓能在很小的推力下翱翔，不但可向前飛行，還能向後和左右兩側飛行，其向前飛行速度可達72公里/小時。此外，蜻蜓的飛行行為簡單，僅靠兩對翅膀不停地拍打。科學家據此結構基礎研製成功了直升飛機。飛機在高速飛行時，常會引起劇烈振動，甚至有時會折斷機翼而引起飛機失事。蜻蜓依靠加重的翅膀在高速飛行時安然無恙，於是人們效仿蜻蜓在飛機的兩翼加上了平衡重錘，解決了因高速飛行而引起振動這個令人棘手的問題。
為了研究滑翔飛行和碰撞的空氣動力學以及其飛行的效率，一個四葉驅動，用遠程水平儀控制的機動機翼（翅膀）模型被研製，並第一次在風洞內測試了各項飛行參數。
第二個模型試圖安裝一個以更快頻率飛行的翅膀，達到每秒18次震動的速度。有特色的是，這個模型採用了可變可調節前後兩對機翼之間相差的裝置。
研究的中心和長遠目標，是要研究使用「翅膀」驅動的飛機表現，以及與傳統的螺旋推動器驅動的飛機效率的比較等等。
蒼蠅
家蠅的特別之處在於它的快速的飛行技術，這使得它很難被人類抓住。即使在它的後面也很難接近它。它設想到了每一種情況，非常小心，並能快速移動。那麼，它是怎麼做到的呢？
昆蟲學家研究發現，蒼蠅的後翅退化成一對平衡棒。當它飛行時，平衡棒以一定的頻率進行機械振動，可以調節翅膀的運動方向，是保持蒼蠅身體平衡導航儀。科學家據此原理研製成一代新型導航儀——振動陀螺儀，大在改進了飛機的飛行性能，可使飛機自動停止危險的滾翻飛行，在機體強烈傾斜時還能自動恢復平衡，即使是飛機在最復雜的急轉彎時也萬無一失。蒼蠅的復眼包含4000個可獨立成像的單眼，能看清幾乎360度范圍內的物體。在蠅眼的啟示下，人們製成了由1329塊小透鏡組成的一次可拍1329張高解析度照片的蠅眼照像機，在軍事、醫學、航空、航天上被廣泛應用。蒼蠅的嗅覺特別靈敏並能對數十種氣味進行快速分析且可立即作出反應。科學家根據蒼蠅嗅覺器官的結構，把各種化學反應轉變成電脈沖的方式，製成了十分靈敏的小型氣體分析儀，目前已廣泛應用於宇宙飛船、潛艇和礦井等場所來檢測氣體成分，使科研、生產的安全系數更為准確、可靠。
蜂類
蜂巢由一個個排列整齊的六稜柱形小蜂房組成，每個小蜂房的底部由3個相同的菱形組成，這些結構與近代數學家精確計算出來的——菱形鈍角109○28』，銳角70○32』完全相同，是最節省材料的結構，且容量大、極堅固，令許多專家贊嘆不止。人們仿其構造用各種材料製成蜂巢式夾層結構板，強度大、重量輕、不易傳導聲和熱，是建築及製造太空梭、宇宙飛船、人造衛星等的理想材料。蜜蜂復眼的每個單眼中相鄰地排列著對偏振光方向十分敏感的偏振片，可利用太陽准確定位。科學家據此原理研製成功了偏振光導航儀，被廣泛用於航海事業中。
蒼蠅、螢火蟲、電魚、水母，見下詳述。
第五個：章魚的吸盤~
仿生學是一門模仿生物的特殊本領，利用生物的結構和功能原理來研製機械或各種新技術的科學。據傳說，我國古代著名工匠魯班，上山伐樹時，被絲矛草割破了手。他覺得奇怪，一棵小草怎麼會這樣厲害？經過仔細觀察，他發現絲茅草葉子的邊緣長著許多鋒利的細齒。於是魯班發明了木工用的鋸子。據推測，古代木船的發明，是從魚類的游泳得到了啟示。在發明飛機的過程中，人們也從蟲、鳥的飛行中學到了許多有用的知識。
現在，科學家們正帶著定向、導航、探測、能量轉換、信息處理、生物合成、結構力學和流體力學等眾多的科學難題，到生物界中去尋找啟示和答案。
蒼蠅與宇宙飛船
令人討厭的蒼蠅，與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及，但仿生學卻把它們緊密地聯系起來了。
蒼蠅是聲名狼藉的「逐臭之夫」，凡是腥臭污穢的地方，都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺特別靈敏，遠在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅並沒有「鼻子」，它靠什麼來充當嗅覺的呢? 原來，蒼蠅的「鼻子」——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。
每個「鼻子」只有一個「鼻孔」與外界相通，內含上百個嗅覺神經細胞。若有氣味進入「鼻孔」，這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖，送往大腦。大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同，就可區別出不同氣味的物質。因此，蒼蠅的觸角像是一台靈敏的氣體分析儀。
仿生學家由此得到啟發，根據蒼蠅嗅覺器的結構和功能，仿製成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的「探頭」不是金屬，而是活的蒼蠅。就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經上，將引導出來的神經電信號經電子線路放大後，送給分析器；分析器一經發現氣味物質的信號，便能發出警報。這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙里，用來檢測艙內氣體的成分。
這種小型氣體分析儀，也可測量潛水艇和礦井裡的有害氣體。利用這種原理，還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結構原理中。
從螢火蟲到人工冷光
自從人類發明了電燈，生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉變成可見光，其餘大部分都以熱能的形式浪費掉了，而且電燈的熱射線有害於人眼。那麼，有沒有隻發光不發熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然。
在自然界中，有許多生物都能發光，如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等，而且這些動物發出的光都不產生熱，所以又被稱為「冷光」。
在眾多的發光動物中，螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色，光的亮度也各不相同。螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率，而且發出的冷光一般都很柔和，很適合人類的眼睛，光的強度也比較高。因此，生物光是一種人類理想的光。
科學家研究發現，螢火蟲的發光器位於腹部。這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成。發光層擁有幾千個發光細胞，它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質。在熒光酶的作用下，熒光素在細胞內水分的參與下，與氧化合便發出熒光。螢火蟲的發光，實質上是把化學能轉變成光能的過程。
早在40年代，人們根據對螢火蟲的研究，創造了日光燈，使人類的照明光源發生了很大變化。近年來，科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素，後來又分離出了熒光酶，接著，又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由於這種光沒有電源，不會產生磁場，因而可以在生物光源的照明下，做清除磁性水雷等工作。
現在，人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光，作為安全照明用。
電魚與伏特電池
自然界中有許多生物都能產生電，僅僅是魚類就有500餘種 。人們將這些能放電的魚，統稱為「電魚」。
各種電魚放電的本領各不相同。放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產生的電壓高達220伏；非洲電鯰能產生350伏的電壓；電鰻能產生500伏的電壓，有一種南美洲電鰻竟能產生高達880伏的電壓，稱得上電擊冠軍,據說它能擊斃像馬那樣的大動物。
電魚放電的奧秘究竟在哪裡?經過對電魚的解剖研究， 終於發現在電魚體內有一種奇特的發電器官。這些發電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的。由於電魚的種類不同，所以發電器的形狀、位置、電板數都不一樣。電鰻的發電器呈棱形，位於尾部脊椎兩側的肌肉中；電鰩的發電器形似扁平的腎臟，排列在身體中線兩側，共有200萬塊電板;電鯰的發電器起源於某種腺體，位於皮膚與肌肉之間,約有500萬塊電板。單個電板產生的電壓很微弱，但由於電板很多，產生的電壓就很大了。
電魚這種非凡的本領，引起了人們極大的興趣。19世紀初，義大利物理學家伏特，以電魚發電器官為模型，設計出世界上最早的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做「人造電器官」。對電魚的研究，還給人們這樣的啟示：如果能成功地模仿電魚的發電器官，那麼，船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。
水母的順風耳
「燕子低飛行將雨，蟬鳴雨中天放晴。」生物的行為與天氣的變化有一定關系。沿海漁民都知道，生活在沿岸的魚和水母成批地游向大海，就預示著風暴即將來臨。
水母，又叫海蜇，是一種古老的腔腸動物，早在5億年前,它就漂浮在海洋里了。這種低等動物有預測風暴的本能，每當風暴來臨前，它就游向大海避難去了。
原來，在藍色的海洋上，由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波 (頻率為每秒8—13次)，總是風暴來臨的前奏曲。這種次聲波人耳無法聽到，小小的水母卻很敏感。仿生學家發現，水母的耳朵的共振腔里長著一個細柄，柄上有個小球，球內有塊小小的聽石，當風暴前的次聲波沖擊水母耳中的聽石時，聽石就剌激球壁上的神經感受器，於是水母就聽到了正在來臨的風暴的隆隆聲。
仿生學家仿照水母耳朵的結構和功能，設計了水母耳風暴預測儀，相當精確地模擬了水母感受次聲波的器官。把這種儀器安裝在艦船的前甲板上，當接受到風暴的次聲波時，可令旋轉360°的喇叭自行停止旋轉,它所指的方向，就是風暴前進的方向；指示器上的讀數即可告知風暴的強度。這種預測儀能提前15小時對風暴作出預報，對航海和漁業的安全都有重要幫助