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计算机网络拓扑行为的演化模型由复杂网络演化模型逐步转变为了局部演化模型,这两种演化模型都是从路由器和自治域两个不同的层次来描述计算机网络的拓扑结构的。今天读文网小编要与大家分享的是 :基于复杂网络理论的计算机网络拓扑分析的论文, 具体内容如下,希望能帮助到大家!
基于复杂网络理论的计算机网络拓扑分析
一、引言
随着计算机网络的飞速发展,传统的网络模型已经很难对计算机网络拓扑特性做出客观的描述和研究。针对这个现象,复杂网络理论的产生和应用,为计算机网络的拓扑发展带来了新的平台和思路。对于复杂网络理论在计算机网络拓扑中的分析已经成为计算机网络领域研究的重要课题。
二、复杂网络和计算机网络拓扑的基本理论
(一)复杂网络理论的含义及其复杂性
复杂网络是指具有内部相似、自行组织、吸引因子、小区域、无标度中的一部分或者全部的网络。其复杂性主要体现在以下六个方面:①结构的复杂性,表现在网络的节点数量较大。②节点的多样性,网络中的所有组成部分,代表的各种事物均为复杂网络理论中的节点。③连接的多样性,指的是网络中节点的连接方式不一致。④动力学的复杂性,指的是节点之间的复杂性,能够产生多样的结构特征。⑤网络结构的变化性,指的是网络节点之间消失和连接产生就像网页随时断开和连接一样,使得网络结构不断的发生变化。⑥多重复杂性的融合,指的是上述所有复杂性的结合表现出的复杂性。此外,复杂网络理论有小世界、集团集聚程度更加密集和幂律的度及介数涵盖的范围不断扩大等三种特性。
(二)计算机网络拓扑技术及分类
计算机网络拓扑最早是由瑞士数学家欧拉在1736年提出的,主要是用于连接计算机网络和传输不同设备之间数据的一种方式。不同的网络设计要选择适合的网络拓扑方式,在网络拓扑结构中,拓扑技术是以图像的方式来表示多种设备之间的相互关系。计算机网络拓扑的主要类型有星行结构、环形结构、总线型结构、混合拓扑结构、分布式结构等。由于计算机的分布和数据传输电缆的布置存在很大的差异性,每一种网络拓扑结构都有其相应的优缺点,因此在计算机网络拓扑形式的使用上,要具体问题具体分析。
三、复杂网络理论在计算机网络拓扑中的具体应用分析
(一)计算机网络的同步行为现象分析
这主要是指计算机各个网络节点之间的同步行为,在复杂网络理论中,网络节点之间的同步是较为常见的一种现象,主要是受网络拓扑和各节点之间的动力学性质决定的。但是值得注意的是,这种同步行为并不都是有益的,如由多个路由器发出路由信息的网络,其同步行为包括了发出同一种路由信息和同时不发送信息,这就很有可能会使得网络出现拥挤或者瘫痪的现象。从计算机网络技术的发展来看,人们采取避免计算机网络出现同步行为的措施并没能完全奏效,经常会出现一种同步行为结束,另一种同步行为又产生的现象。因此,如何有效杜绝计算机网络的同步行为现象仍然是人们研究的课题。
(二)计算机网络拓扑行为的演化模型
计算机网络拓扑行为的演化模型由复杂网络演化模型逐步转变为了局部演化模型,这两种演化模型都是从路由器和自治域两个不同的层次来描述计算机网络的拓扑结构的。从路由器上看,各个路由器相当于各个网络节点,而路由器之间的物理连接相当于边。从自治域上看,在边界网关协议的基础上,如果两个自治域之间对等连接的话,就说明这两个节点之间是有一条边相连的。复杂网络演化模型演化出的结果很大程度上出现“富者更富,穷着更穷”的现象,即那些新加入的用户会倾向于那些品牌好、质量好、连接数量多的网络服务商。该模型遵循的“偏好连接”原则是基于整个网络上的,与优先考虑连接到本地区的服务器或路由器的实际不符。而局部演化模型的偏好连接倾向性是在局部信息的基础上形成的,一定程度上克服了复杂网络演化模型的缺陷。
(三)计算机网络脆弱性和鲁棒性的动力学模型
1.计算机网络的鲁棒性。计算机网络的原始功能是保证军事资料的安全性,这样的保证就是所谓的鲁棒性。鲁棒性是指在计算机网络中的某个区域或节点中出现问题或故障时,不会扩散到整个计算机网络系统,计算机还能保持正常的运行。相关研究表明,一般在一个网络系统中,只要有百分之二十左右的正常区域和政策阶段就能够保障计算机网络的正常运行。
2.计算机网络的脆弱性。虽然计算机网络有鲁棒性的动力学模型,但是一旦计算机网络系统中的重要区域或节点受到破坏时,整个计算机网络将会异常脆弱。更有甚者,如果计算机网络中一小部分的中心阶段被破坏后,整个网络就会陷入瘫痪的境地,计算机网络也无法保障正常运行。
(四)计算机网络病毒扩散模型和病毒防治的方法
网络安全影响了计算机网络的日常运行,而影响网络安全的因素主要是病毒的袭击和扩散。因此,复杂网络理论在计算机网络拓扑中的应用,应该采取有效的措施来抑制计算机网络病毒的扩散,减少病毒的传播,避免病毒对计算机网络损害后带来的计算机网络安全问题。复杂网络理论开始应用于计算机网络拓扑行为中时,人们开始以复杂网络为基础不断研究和探索出新的防御病毒的方法,且取得了一定的进展。
比如在规则网络中,人们经过研究发现计算机网络病毒只有在小世界中才能轻易的传播,在复杂网络理论里,计算机网络感染病毒的可能性较小,一旦感染的话,网络系统将会受到大面积病毒的袭击,这对预防计算机病毒的入侵技术而言是一大挑战。防御计算机网络病毒工作的开展,必须建立一个科学系统的防御病毒扩散模型,模型需要遵循的原则有网络的拓扑结构形式、知晓病毒的传播原理、网络拓扑结构形式和知晓病毒传播原理之间的关系和作用。此外,在计算机网络病毒扩散模型的构建和病毒防治的过程中,要格外注重预防网络病毒的产生和传播的速度,通过网络的拓扑结构和复杂网络理论来做好计算机网络的抗病毒工作。
四、结语
总之,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑分析是一项专业的、复杂的、系统的步骤程序化工程。复杂网络理论能保障了人们实现对计算机网络拓扑行为的要求,促使了计算机网络拓扑研究的发展,给我国现代化网络的发展提供了可靠的保障。
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MIDI音乐是Windows下的一种合成音乐,由于它通过记错的方式来记录一段音乐,因此与wave音乐相比,它可以极大地减少存储容量。
今天读文网小编要与大家分享的是:基于PLD技术的MIDI音乐播放控制系统设计相关论文。具体内容如下,欢迎参考阅读:
基于PLD技术的MIDI音乐播放控制系统设计
系统的设计是依据MIDI音乐基本原理,结合PLD技术,采用ALTERA公司的可编程逻辑器件CPLDEPM240T100C5作为控制单元来实现。系统的核心是运用VHDL语言进行编程,在CPLD内部设计出音调发生器、音乐编码器、彩灯闪烁控制三个模块。外围可配时钟、彩灯、开关、扬声器等设备,从而实现音乐选择控制播放、彩灯随音乐节奏闪烁变化等功能的PLD应用系统。
如图1所示,是系统组成的原理框图。其核心模块为CPLD芯片,内部有音调发生器、音乐编码器和彩灯闪烁控制器三个模块。音乐编码器内储存着预先设定的歌曲编码,通过改变音乐选择开关的状态可以决定当前要播放哪首音乐。音乐编码器控制着音调发生器和彩灯闪烁控制器,每当音乐节奏时钟送给音乐编码器一个时钟脉冲时,音乐编码器就当前要播放的音符的编码送给音调发生器和彩灯闪烁控制器。音调发生器根据编码对应的分频系数将基准时钟分频,得到当前要播放的音符所对应频率的脉冲,再用这个脉冲去激励扬声器,就可以得到这个音符的声音。彩灯闪烁控制器根据编码将当前要播放的音符对应的彩灯亮灭状态发送给彩灯。核心部分CPLD利用VHDL语言来完成,其他部分通过外围电路实现。
图1 系统组成原理框图
MIDI音乐是Windows下的一种合成音乐,由于它通过记错的方式来记录一段音乐,因此与wave音乐相比,它可以极大地减少存储容量。MIDI音乐的基本原理为:组成乐曲的每一个音符的频率值及持续的时间是乐曲能连续演奏的两个基本数据,因此只要控制输出到扬声器的激励信号频率的高低和每一个频率信号的持续时间,就可以使扬声器发生连续的乐曲。如图2所示,为CPLD内部芯片设计原理图。
图2 CPLD芯片设计原理图
3.1 音乐编码器模块设计
此模块包括节拍控制电路和音符产生电路。节拍控制电路以乐曲中最短音符的节拍为基准,产生乐曲所需要的全部节拍。将1/16音符设置为计数器的一个数,对应的1/4音符则是四个计数。在设计中为了让歌曲循环播放,计数器设定计满自动清零计数的功能,只要不断电,不关开关,歌曲就可以自动循环播放。
3.2 音调发生模块设计
此模块包括预置数产生电路和频率发生器。预置数产生电路采用查找表形式,按照音符的频率要求产生相应的预置数。根据可变模值计数器的设计原理及音符的分频系数,可算出乐曲中各音符的预置数。
频率发生器由可变模值计数器实现。由于系数要求产生出的信号频率较高,因此选用4MHz高频率脉冲作为可变模值计数器的计数脉冲,而为了减少输出的偶次谐波分量,最后输出到扬声器的波形应为应为对称方波,因此在到达扬声器之前,有一个2分频的分频器。
3.3 彩灯闪烁控制模块设计
彩灯闪烁控制电路主要是控制灯的亮和灭,此电路输出高低电平信号,就可以直接驱动发光二极管。在彩模块,设计为不同音符,对应不同的亮灭,这样,当音乐演奏起来的时候,随着音符的变化,彩灯也因为不同的音符闪烁起来。
3.4 开关选择模块设计
采用case语句,对外部电路输入的一个音符串进行判断,芯片内部处理这个字符串,从而判断选择的是哪首歌曲的播放。
3.5 顶层模块设计
采用VHDL语言进行顶层模块设计,如图3,将上述所提到的所有模块,利用component语句进行集合,然后利用管脚映射的方法,将所有输入输出连接在一起,这样就设计出了一个完整的MIDI音乐播放芯片,只需要再接入外围电路即可进行演示。
图3 顶层模块原理图
将各设计模块在 Quartus II 软件平台上进行仿真调试校验,设计系统顶层模块的仿真波形图如图4所示。
图4 顶层模块的仿真波形图
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全球移动通信系统Global System for Mobile Communication就是众所周知的GSM,是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:一种基于GSM网络的通用短信息控制系统设计修改论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
一种基于GSM网络的通用短信息控制系统设计全文如下:
[摘 要]文章分析了基于GSM网络的通用短信息控制系统工作的基本原理,简介了该系统中应用的主要技术,阐述了基于GSM网络的短信息控制系统的基本组成,并提出了该系统的硬件和软件设计方法,最后,对该系统的工程应用作了评价和讨论。
[关键词]GSM;短信息;控制
GSM的英文全称是Global System for Mobile Communications,其中文含义是“全球移动通信系统”。GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计,并在蜂窝系统的基础上发展而成。我国1994年开始建设GSM网,目前全国GSM用户约有1.6亿。而作为GSM服务中一项重要的远程业务,SMS(Short Message Severs)能够在移动用户及外部系统(比如电子邮件、页面调度以及声音邮件系统)之间传送包括文字与数字的短信息。其独特的快捷性,方便性,易用性,已经使其在诸如E-Mail、娱乐,GPS定位等领域得到了越来越广泛的应用。目前已经有许多厂商开发了具有单独短信息收发功能的功能模块,GSM短信息收发功能模块的广泛应用,为GSM短信息在自动控制领域的应用注入了新的活力。
本设计选用YK-2 GSM短信模块和上位机构成基于GSM网络的通用短信息控制系统,以利用手机终端收发短信息实现对被控对象的远程控制。
系统采取经典的单通道开环控制结构,选用IBM-PC作为上位机,YK-2 GSM短信模块通过RS232口与上位机进行硬件连接,分析接收的短信息和生成发送短信息的工作由事先在上位机上编制好的软件实现,从而实现系统的运行,系统工作原理结构图如下:
图1 基于GSM网络的短信息控制系统基本结构
3.1 YK-2 GSM短信模块简介
YK-2 GSM模块是目前比较常用的GSM短信息收发模块,其高达 1条/6秒的发送速度,对中文70汉字,英文160字符短信息的支持,以及对GSM双频1800MHZ和单频900MHZ网络的适应能力,使其具有良好的通用性和移植性。YK-2 GSM模块支持硬件RS232接口,能够方便与PC上位机通讯。
3.2 短信息收发控件Smscom.ocx简介
Smscom.ocx是目前IBM-PC机常用的短信息收发ActiveX控件,可以在Visual Basic等可视化开发工具中直接调用。它采用串口或者红外端口作为短信息的输出通道,支持包括Nokia、Siemens、Motorol等a在内支持GSM0705短信息收发协议的手机终端。对部分基于GSM网络的调制借条器也有很好的支持。支持PDU短信息模式,具有初始化InitDevice、发送短信息SendSms、查询事件GetEvent、接收信息SmsEvent和发送完成OnEvent等基本事件。
4.1 K-2 GSM模块与上位机连接硬件实现
YK-2 GSM模块采用DB-9的连接器与上位机连接,结合RS-232C的各根数据线和MAX232芯片各个引脚的定义, 模块的TXD和RXD端通过MAX232分别与上位机的TXD和RXD端直接连接,组成最简单的通讯电路。同时考虑到现场干扰等情况,可以采取滤波电容灯抗干扰措施。
4.2 YK-2 GSM模块与上位机连接软件实现
软件开发工具选用Windows下的可视化开发工具Visual Basic,软件一方面接收移动终端发送过来的短信息,加以分析,输出控制信号到被控对象,另一方面将从检测与转换设备收过来控制结果的信息整理,发送到移动终端。软件基本原理如下:
SMS接口
SMS应用软件
GSM设备
软件的关键代码如下:
Private Sub Init_Click()
Dim ret As Integer
ret = Smscom1.InitDevice(3, 19200, 0) ‘初始化设备
If ret = 0 Then MsgBox “YK-2 GSM模块初始化成功!”
End Sub
Private Sub Send_Click()
Dim ret As Integer
ret = Smscom1.SendMsg(“13852035375”, “水位”) ’发送
If ret = 0 Then MsgBox “YK-2 GSM模块正在发送信息,请等待!”
End Sub
Private Sub Close_Click()
Smscom1.CloseDevice ’关闭设备
MsgBox “YK-2 GSM模块已经被关闭!”
End Sub
’事件通知
Private Sub Smscom1_SmsEvent(ByVal nID As Integer, ByVal szPhone As String, ByVal szText As String, ByVal szTime As String)
EventID.Text = nID
Select Case nID
Case 1 ’发送成功
MsgBox “信息发送成功!”
Case 2’发送失败
MsgBox “信息发送失败!”
Case 3 ’接收到信息
MsgBox“接收到信息”
Phone.Text = szPhone ’Phone
Message.Text = szText ’Text
Time.Text = szTime’Time
Case 4’保留
MsgBox “空信息!”
Case 5’出错
MsgBox “信息出错!”
Case Else
MsgBox “”
End Select
End Sub
基于GSM网络的通用短信息控制系统由于结构简单、价格低廉、通用性、实用性强,能够直接或者在稍作改造后用于诸如:工厂、煤矿等需要远程自动控制的场合。该基于GSM网络的通用短信息控制系统能够在提高经济效益,减少工作人员劳动强度方面起到了较大的作用,能使需要该系统的工矿自动化水平提高,具有一定的社会和经济意义。
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路由器(Router)又称网关设备,它是用于连接多个逻辑上分开的网络,所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时,可通过路由器的路由功能来完成。以下是读文网小编今天为大家精心准备的大专计算机专业相关毕业论文:基于路由器的网络技术。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:本文首先介绍了路由器的基本概念和分类方法。在此基础上,重点对Ipv6技术、提高路由器吞吐量的技术、可编程ASIC技术、技术、QoS技术、MPLS技术、多播技术、网管技术等八种与路由器相关的新技术进行了全面的分析,对这些技术的发展作了高度的概括和总结。
关键字:路由器 网络 网络技术
当前基于IP协议的计算机网络用户数量剧增,网络流量每六个月翻一番,比计算机CPU速度每18个月提高一倍还要发展得快得多。为了使网络状况更加适应用户的需要,作为网络核心器件的路由器的不断升级换代也就成为大势所趋。下面就从路由器的基本概念和分类入手,对基于路由器的网络技术进行一个较为全面的介绍。
1977年,国际标准化组织(ISO)制定了开放系统互连基本参考模型(OSI),OSI参考模型采用分层结构技术,将整个网络的通信功能分为职责分明的七层,由高到低分别是:应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。目前计算机网络通信中采用最为普遍的TCP/IP协议吸收了OSI标准中的概念及特征。TCP/IP模型由四个层次组成即:应用层、传输层、网络层、数据链路层+物理层。只有对等层才能相互通讯。一方在某层上的协议是什么,对方在同一层次上也必须采用同一协议。路由器就工作在TCP/IP模型的第三层(网络层),主要作用是为收到的报文寻找正确的路径,并把它们转发出去。
路由器的基本构成部分:
1、两个或两个以上的接口(用于连接不同的网络)
2、 协议至少实现到网络层(只有理解网络层协议才能与网络层通讯)
3、至少支持两种以上的子网协议(异种网)
4、一组路由协议
路由器的基本功能:
1、 存储、转发、寻径功能
2、 路由功能。包括数据包的路径决策、负载平衡、多媒体传输(多播)等
3、 智能化网络服务。包括QoS、访问列表(防火墙)、验证、授权、计费、链路备份、调试、管理等
按照路由器的接口、处理能力、吞吐量、提供的协议、功能等可以把路由器分成高、中、低多种档次。
1、 高端路由器位于WAN骨干网的中心或骨干位置,构成IP网络的核心。
2、 中端路由器适合于有分支机构的中小型企业,一般位于路由中心位置上,互连企业网的各个分支机构,并作为企业网的出口,上行接入高端路由器中。中档路由器边缘可以接入低端系列路由器。对于中小型企业来说,中端路由器是其网络的中心。
3、 低端路由器主要针对派出机构,接口少,处理能力要求不高等场合。
4、 专用路由器:如路由器、加密路由器、语音路由器,通过特殊的附加(软)硬件实现特定功能。
1、 IPv6技术
IPv6是IP的一种新的版本,它同目前广泛使用的的IPv4相比,地址由32位扩充到128位。从理论上说,地址的数量由原先的4.3×109个增加到4.3×1038个。经由IPv6,路由数可以减少一个数量级。
IPv6所以能使互联网连接许多东西变得简单而且使用容易是因为它使用了四种技术:地址空间的扩充、可使路由表减小的地址构造、自动设定地址以及提高安全保密性。
IPv6在路由技术上继承了IPv4的有利方面,代表未来路由技术的发展方向。
2、提高路由器吞吐量的技术
路由器的吞吐量是指路由器单位时间内能够转发的报文数,通常用pps(Packet Per Second)表示。 以一个典型的企业网为例,一个派驻机构的上行速率有2000pps就够了,分支的核心路由设备必需具有几万pps的吞吐能力,而公司总部的路由中心则可能需要几十万甚至上百万pps的处理能力。
目前主要有下面的提高路由器吞吐量的技术:
改造路由表;采用Cache;采用分布式处理;高层交换;硬件(FPGA/ASIC)转发等
交换式路由器(Switch Router)就是利用这些技术的结晶。
3、可编程ASIC技术
ASIC技术能够使得路由器的速度提高并降低制造成本。由于设计生产的投入相当大,ASIC基本上都用于已完全标准化和固化的过程。为了满足计算机网络各种结构和协议的频繁变化的要求,出现了“可编程ASIC”技术。实际应用中多数采用在ASIC芯片中内嵌入专门处理通信协议的CPU,通过改写微码,使其具有处理不同协议的能力。
4、技术
(Virtual Private Network)虚拟私有网络就是利用公共网络来构建的私人专用网络。用于构建的公共网络包括Internet、帧中继、ATM等。在公共网络上组建的象企业现有的私有网络一样能够保证安全性、可靠性和可管理性等。
“虚拟”的概念是相对传统私有网络的构建方式而言的。对于广域网连接,传统的组网方式是通过远程拨号连接来实现的,而是利用服务提供商所提供的公共网络来实现远程的广域连接。通过,企业可以以更低的成本连接它们的远地办事机构、公司出差员工和业务合作伙伴,企业内部资源享用者只需连入本地ISP的POP(Point Of Presence,接入服务提供点)即可相互通信;而利用传统的WAN组建技术,彼此之间要有专线相连才可以达到同样的目的。虚拟网组成后,出差员工和外地客户只需拥有当地ISP的上网权限就可以访问企业内部资源;如果接入服务器的用户身份认证服务器支持漫游,甚至不必拥有本地ISP的上网权限。这对于流动性很大的出差员工和分布广泛的客户与合作伙伴来说是很有意义的。并且企业开设服务所需的设备很少,只需在资源共享处放置一台服务器就可以了。
常见的分为三种类型:远程访问虚拟网(Access )、企业内部虚拟网(Intranet )和企业扩展虚拟网(Extranet ),这三种类型的分别与传统的远程访问网络、企业内部的Intranet以及企业网和相关合作伙伴的企业网所构成的Extranet相对应。
5、QoS(Quality of Service)
QoS是两网合一和等应用推广的前提。在融合的推动下数据网上承载的业务越来越广泛,话音、电子商务、远程教育等。传统的数据网对业务是不区分的,当网上数据流量比较大时话音质量将急剧下降,某些重要的公司业务流也将受到影响。QoS就是要区别对待这些业务,提高网络的服务质量。
QoS包含的流分类是将接入的用户数据按业务进行分类,赋予不同的优先级;流量整形是指对特定的业务流进行带宽限制,使之符合QoS协定;流量工程则是从全网管理的高度保障QoS。
6、MPLS(Multi Protocol Label Switch)——多协议标记交换
IP的发展存在着一个非常明显的障碍,这是由IP本身固有的一个缺陷决定的,IP是一个无连接的协议,因此IP网上的应用无法得到很好的QoS保证。由于缺乏连接性,每一个IP包都是单独地发到目的地的,网络中的各个节点都无从知晓这些无连接的包中的某一个是如何到来的。与此相比,面向连接的协议如帧中继则需要建立一个固定的虚电路。连接路径上的各个节点以及干线可以先为其预留资源,以提供QoS保证。IP具有其他网络协议所无法比拟的灵活性,这一点通过Internet已经得到了证明,而面向连接的协议可以保证QoS,因此这两种协议的结合是非常有意义的,这就导致了MPLS的产生。
MPLS将IP的灵活性和帧中继、ATM等面向连接网络的QoS保证特性有效地结合在了一起,这对于 IP的进一步广泛应用无疑有着巨大的推动作用。
7、多播技术
多播(Multicast)主要用于视频会议等应用场合,这种应用需要同一份数据同时发送给多个用户。多播包的目的地址使用D类IP地址,即从224.0.0.0到239.255.255.255的多播地址。每个多播地址代表一个多播组,而不是一台主机。IGMP(Internet组管理协议)用于控制用户加入或离开多播组,多播路由协议则用于建立多播路由表,或称多播树。
如果一个局域网中有一个用户通过IGMP宣布加入某多播组,则局域网中的多播路由器就将该信息通过多播路由协议进行传播,最终将该局域网作为一个分枝加入多播树。当局域网中的所有用户退出该多播组后相关的分枝就从多播树中删掉。
多播路由协议有下列几种。DVMRP:距离向量多播路由协议;MOSPF:多播OSPF;CBT:基于核的树;PIM:协议无关的多播
多播网中可能有不支持多播的路由器,此时多播路由器使用“IP over IP”的隧道方式将多播包封装在单播IP包中透传给相邻的多播路由器。相邻的多播路由器再将单播IP头剥掉,然后继续进行多播传输。
8、网管系统
网管在网络运营中起着非常重要的作用。方便、强大的网管可以协助用户有效地管理网络和降低网络维护费用。网管协议非常多,与路由器产品相关的网管协议主要有SNMP、RMON等,其中SNMP最常见。SNMP采用代理(Agent)工作方式,设备侧(路由器上)运行Agent,网管站运行管理软件。代理的作用包括收集路由器统计数据(如端口收发报文总数等)和状态信息(如端口地址等),回答网管站对这些信息的查询;传达网管站的设置命令,如TCP连接复位、配置端口IP地址等;发生异常事件时主动向网管站报告等。
以上对目前最新的基于路由器的网络技术进行了介绍。相信随着上网用户的越来越多,随着宽带网建设的如火如荼,对路由器技术更新的要求会越来越强烈。通过业界同仁的不懈努力,未来更加先进、更能适应网络发展要求的新一代技术定将层出不穷地涌现出来。
1. 张公忠.《现代网络技术教程》[M] .电子工业出版社, 2000年1月
2. 李晓东. 《IP QoS的实现》[N] . 计算机世界日报, 2000年7月3日
3. 赵慧玲及ITU-T SG13中国代表团.《新一代IP网络标准的发展》[J].中国通信, 2001,(2)
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智能计算只是一种经验化的计算机思考性程序,是人工智能化体系的一个分支,其是辅助人类去处理各式问题的具有独立思考能力的系统。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈基于智能计算的计算机网络可靠性分析研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
前言:作为一种计算机的思考性程序,智能计算有效结合人工智能化体系,提高自身的经验来帮助人类处理问题。伴随着信息技术的飞速发展,传统的简单的控制系统框架已经向复杂化转变。在这种情况下,人们越来越致力于智能计算的计算机网络可靠性的研究。
1、网络设备的影响。作为一种终端设备,网络设备能够同使用者进行直接的联系。计算机网络的可靠性将会受到网络设备的严重影响。网络设备较强的交互能力是保证计算机网络极高可靠性的基础。在信息技术不断发展和进步的过程中,这一终端设备不断得到了完善。现阶段,在完善计算机网络设备的过程中我国的发展速度较快,然而在实际的运行过程中,网络设备仍然存在较多问题,这些造成网络设备出现问题的因素导致了计算机网络可靠性的降低。因此,加强对网络设备的完善能够有效提高计算机网络可靠性。
2、传输的交互设备影响。传输的交互设备是计算机网络的重要组成部分之一。有效促进承担着数据信号的连贯接收和传送有助于加强计算机网络的连接顺畅。然而,计算机的网络可靠性受到传输的交互设备的制约并不明显,在日常的运行过程中很难找到有用传输的交换设备造成的计算机网络不稳定现象,同时,要想对其进行彻底的调查,是需要花费大量资金来进行的。
3、网络管理的影响。在基本状况下,构成计算机网络的系统是由相关仪器设备易搭配网络系统的形式最终形成的。分别属于不同公司的开发商将其进行开发和生产制造出了网络系统,这种状况就导致了网络系统的复杂结构。然而,网络在日常的运行过程中是很容易出现信息丢失的现象的,为了避免这种现象的发生,促进信息能够得到准确的传输,及时找到故障发生地是十分重要的,可是这些工作要将强有力的网络管理实际应用到结构复杂且系统庞大的网络当中来进行。在提高计算机网络可靠性的问题上,健全而完善的网络管理是必不可少的。
1、重视合理设计计算机网络容错性。一方面,在这种情况下,网络设计要坚持冗余和并行的原则。在实施有效防护计算机网络安全的时候,要将服务器和用户终端同时连接到两个计算机网络中心当中,这样一来,意外事件发生的概率就会被有效的降低。当突发情况偶然发生时,网络的容错性能够利用两个网络中心的相互配合而实现;另一方面,要想能够保证当某一设备运行出现困难的时候不至于影响其他设备的正常运行,就要将路由器、数据链路和广域网等计算机网络设备通过互联网来进行连接;最后,网络故障的有效防范一定要坚持不断开发和使用先进的技术,将全新的网络技术应用到服务器当中能够达到这一效果,同时,服务器的选择还要多加慎重,将可靠性较高和容错性较好的服务器与新技术相结合,才能够达到更加理想的效果。
2、双网络的冗余设计的实施。在促进计算机网络可靠性提高的过程中一定要注重对于后备设备的有效应用,要想达到这一目的,就要及时实施双网络的冗余设计,这一设计要建立在单个计算机网络的基础之上,要在此之上实施一个备用的计算机网络设计。这种做法能够有效促进双网络的冗余设计的实施。计算机网络要想能够促进信心的有效及时送达,就要将计算机网络结构中全部的网络电逐个连接,这种做法能够促进计算机网络的正常运行,不管是在单一的路网还是双路网之下,都能够保证较高的可靠性存在于计算机网络当中。
3、加强设计计算机网络层次和体系结构。软硬件是计算机网络构成的主要因素,网络设备指的是硬件设施,网络的体系构成和构成层次则属于软件范畴。作为一项无形的计算机网络软件设备,它自身重要的地位和作用是无法在计算机网络运行中被忽略掉的。在这种情况下,只要充分关注计算机网络层次和体系结构的设计,提高设计过程的科学性和可靠性,才能够促进计算机网络可靠性的提高。
伴随着信息技术的不断发展,它对人们的工作和生活产生了重大的影响,在这种情况下,人们越来越重视智能计算的计算机网络可靠性的研究。对网络可靠性进行充分的分析,要建立在大量的实践经验基础之上,在日常的工作过程中,有效运用各种措施,来促进计算机网络系统可靠性的不断提高,建设更加科学和合理的计算机网络。
【浅谈基于智能计算的计算机网络可靠性分析研究】相关
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协议栈是指网络中各层协议的总和,其形象的反映了一个网络中文件传输的过程:由上层协议到底层协议,再由底层协议到上层协议。使用最广泛的是因特网协议栈。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈计算机网络协议栈实验平台的设计与实现相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
计算机网络原理课程是计算机专业主干课程之一,在专业教学体系中占有非常重要的地位。计算机网络原理课程中,最重要的是对于协议栈的理解和掌握。目前,计算机网络原理课程均设置有实验环节,实验内容主要包括4 方面:①通过数据嗅探软件——sniffer/winshark/Ethereal 等分析数据链路层、网络层和传输层协议;②利用网络仿真器如NS2 分析网络协议及其性能[1-2];③协议开发,即利用套接字编程进行应用层协议开发;④网络设备配置实验,包括交换机、路由器、服务器等的配置,这些实验都涉及协议。通过前两类分析网络协议的实验,学生可以观察协议的内部原理、数据包的格式等基本理论知识,但是此类实验属于验证性实验,会令学生对于协议的具体应用仍然模糊,无法达到培养和锻炼学生设计新协议和独立设计开发协议能力的目标。通过套接字编程实验,学生可以开发新的应用层协议,但是仍然缺乏对底层协议的认知和运用。网络设备配置实验也有类似的问题。
目前,计算机网络原理实验课程存在的主要问题是实验的片段性和隔离性导致学生对知识点掌握得不完整、不系统,不能形成有机的整体,不能将针对协议的学习成果应用于具体的协议栈设计,缺少对协议栈开发方法的整体理解。
基于上述问题,为了更好地培养学生综合运用理论知识分析问题和解决问题的实践能力,笔者结合华中科技大学文华学院计算机网络实验教学的现状,构建基于MSP430 的计算机网络协议栈实验平台,设计一套实验方案,期望学生通过在实验平台上的操作,加深对协议栈的理解,提高分析协议栈的能力和实践动手能力。
嵌入式实验平台的硬件部分主要由MSP430和CS8900 网络接口芯片组成。平台采用的微控制器是德州仪器公司(TI)的MSP430F149。这是功耗极低的Flash 型16 位RISC指令集单片机,采用Crystal 公司的CS8900 作为太网接口芯片。CS8900 功耗低,控制简单,可以直接和微控制器相连,通过微控制器的I/O 口对CS8900 进行控制。为扩展路由协议验证模块,实验平台的MSP430F149 与两片CS8900 连接。
2.1 实验1 :Ethereal 数据包嗅探
对协议栈的学习和开发都离不开数据包嗅探软件,Ethereal 是目前比较流行的协议分析软件。计算机网络原理课程的第一个实验是要求学生掌握Ethereal 软件的用法,通过包嗅探软件熟悉和掌握数据包的格式,为后续的复杂实验打好基础。这部分实验可以在PC 机上完成。
实验内容包括:①掌握Ethereal 软件的使用方法;②掌握通过数据包嗅探进行协议分析的方法;③截获典型数据包进行协议分析;④掌握一些经典协议(PPP 协议、ARP 协议、ICMP 协议、Telnet 协议、TCP 协议和Smtp 协议)并阅读相应的RFC 文档。
2.2 实验2 : 网络层IP 协议、ARP 协议、ICMP 协议的实现
在网络层实现IP 分组封装,ARP 协议的实现是数据最终能够到达目的地的保证;设计完成部分ICMP 协议;通过在接入段运行Ping 命令验证实验结果的正确性。
2.3 实验3 :传输层TCP 协议的实现
根据TCP 有限状态机实现TCP 协议可不考虑复杂的通信环境,忽略发送窗口、接受窗口、拥塞控制部分的实现。
2.4 Http 和Smtp 协议的实现
用HTML 写一个简单的Web 页面,嵌入到实验平台,在平台上实现Http 协议,以便局域网内其他终端可以通过Http 协议访问实验平台。
在实验平台上实现Smtp 协议,使实验平台在启动时或在某个事件驱动下完成向某个邮箱自动发送邮件的过程。
3.1 简单IPv6 协议
随着嵌入式技术研究的深入发展,许多小型智能电子设备如智能家电、智能仪表等也接入到互联网中,导致IPv4 地址空间明显不足,而IPv6 协议解决了IPv4 公共地址空间耗尽的问题。IPv6 协议使得移动电话、PDA、汽车、仪表甚至个人都可以获得多个公共IP 地址,并且IPv6 具有无状态地址自动配置、内置安全性强、服务质量高等诸多优点,是嵌入式设备进行网络互联的较好选择。实验平台可以实现简单的IPv6协议栈,帮助学生理解IPv6 协议与IPv4 协议的异同。
1)IPv6 协议栈的实现。
IPv6 协议栈的实现主要包括IPv6 模块和ICMPv6 模块。
由于实验平台资源有限,目前不考虑IPv6协议与IPv4 协议的兼容问题,不支持IPv6 扩展报头,不支持分片;测试运行在本地局域网,不涉及路由器;忽略MTU 探测决定路径上的最大传输单元;将报文大小设定为小于以太网最大传输单元,避免报文分片。
ICMPv6 模块具有IPv4 的ICMP 常用功能,可回送请求报文和回送应答报文,可在应用层进行ping6 操作,测试网络的连通性和IPv6 地址解析的正确性。IPv6 中的邻节点发现过程是用一系列的报文和步骤确定邻节点之间关系的过程。邻节点发现取代了IPv4 中使用的ARP 报文、ICMP路由器发现和ICMP 重定向报文。邻节点发现报文使用ICMPv6 的报文结构。
实验平台的邻节点发现模块支持地址解析,省略了重复性探测和路由功能。程序设计在保证实现IPv6 协议栈基本功能的基础上尽量减少代码复杂度,只考虑运行时的一般情况,忽略特殊情况需要的额外开销。实现该协议栈的重要内容之一是正确处理数据流程,实验平台数据处理流程如下。
当网络上有终端(主机)要访问嵌入式设备时,主机在适当的接口上发送多播帧,即IPv6主机发送多播邻节点,请求报文发现链路上IPv6节点的链路层地址。邻节点请求报文的多播地址是从目标IP 地址得到的。
这时必须正确设置网络接口芯片CS8900 地址滤波寄存器的值,以保证主机发送的多播邻节点请求报文可以通过地址滤波器;实验平台收到邻节点请求报文后,根据邻节点请求报文的信息,向报文发送方——主机发送一个单播邻节点公告报文,地址解析完毕;然后,实验平台根据TCP 状态机的状态完成相应处理过程,接收数据时,从网络接口芯片缓冲区读取数据,依次提取:①以太网帧头信息——用于保存发送方MAC 地址;② IPv6 头信息——提取IPv6 报文头中下一个头部的值。如果不是ICMPv6 和TCP 中的任何一个,就发送ICMPv6 目的不可达报文;如果是ICMPv6,就进一步判断;如果是REQUES 报文,就发送REPLY 报文;如果是邻居请求报文,则发送邻居宣告报文。因为实验平台的TCP/IP 连接是由主机发起的,所以嵌入式设备不会接收到邻居宣告报文。
实验平台采用TCP 方式发送数据。嵌入式设备不主动向主机发送数据,而是根据主机的请求传送数据,根据主机发送的请求数据包得到目的地址相关信息,将发送的数据包送入发送缓冲区,添加以太网帧头部、IPv6 数据报报头、TCP报文段首部等信息,更改相关标志位,将数据送入链路层。网络接口芯片负责将数据发送到网络。
2)IPv6 协议栈的测试。
由于HTML 不支持使用文字形式的IPv6 地址格式作为URL(通用地址),因此需要一台运行Windows 2000 Server 的计算机作为DNS 服务器,在DNS 服务器中添加实验平台IPv6 地址的AAAA 记录;同时需要正确配置测试局域网中主机的掩码,网关以及DNS 服务器。
测试在本地局域网进行,除上述DNS 服务器外,其他主机运行Windows XP 或Windows2000 操作系统。每台计算机都配置IPv4 地址、安装IPv6 协议栈并配置IPv6 的链路本地地址。将嵌入式系统连入该网络,启动系统,系统的IPv6 地址通过程序写入其RAM 中,我们就可以通过该局域网内的一个网络终端访问嵌入式系统的主页。例如,在一台计算机输入“ping6 嵌入式设备IPv6 地址”,如果网络没有问题就可以返回信息。在Http 的URL 中输入嵌入式设备对应的域名,就可以看到其主页,这说明上述实验环境可以使IPv6 协议栈得到较好的测试。
3.2 RIP 和OSPF 路由协议的实现
为了在实验平台上验证RIP 和OSPF 路由协议,我们在实验平台上设计2 个网络接口。由于实验平台资源有限且路由协议实现复杂,我们仅搭建规模较小的网络拓扑。实验平台不设置接收缓冲区,不采用随机早期检测,仅实现RIP 路由协议和OSPF 路由协议。
计算机网络协议分析与开发实验一直是计算机网络实验教学中的难点,如何让学生通过实验掌握协议分析与开发的精髓,具备协议分析与开发实践能力,是此类实验应重点关注的内容。基于msp430 的计算机网络协议栈实验平台可以开展专业相关的各种实验,还可扩展进行IPv6 协议和RIP、OSPF 路由协议实验。学生通过实验可以重演TCP/IP 协议栈,也可独立设计并开发类TCP/IP 的网络协议,对学生协议分析、设计和开发能力的提高有很大帮助。
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医药管理系统是集进、销、存、财务以及会员一体化专业药店管理软件,是将药品和中药采用同一操作流程分别管理,操作简单、管理方便的软件。系统采用多层架构分模块开发,性能稳定,运行安全。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈基于计算机技术的医院药品管理系统设计研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
从现实角度来看,医院单位的药品信息及其数据管理是比较混乱的,其统计工作费时而且费力,为了做好企业的管理,企业必须进行企业单位信息的有效获取,从而保证统计数据的科学化,方便其查看,以此做好企业数据信息的维护工作。该医院药品管理软件的应用是进行了Visual FoxPro 6.0的设计及其开发应用,从而满足医院药品信息管理的工作需要,这是医院信息系统的重要应用环节,这些都离不开医院药品信息的分类管理及其数据管理,从而保证信息的快速性、准确性及其简单性。当然,这也需要相关的部门给予积极的安排,保证传统式的管理方法的更新,实现医院药品的有效管理。
第一,在医院工作系统中,药品管理系统占据着非常重要的地位,毕竟药品管理系统能够为用户进行充足信息及其快捷数据处理方式的应用,通过对计算机的药品信息管理,更有利于检索的迅速性,保证其查找的方便性,从而有利于其修改,保证其良好的可靠性,实现数据的良好处理,能够进行医院药品流动及其库存管理的协调,实现医院系统管理的科学化。
在医院药品管理过程中,进行系统概念及其特点的分析是必要的,系统是处于一定环境下的相互联系及相互作用的各个分支的集合。也可以这样说,医院信息管理系统是一个人造系统,其涉及到软硬件、数据资源等的应用,其最终的目的是实现信息的有效收集、加工及其储存,从而保证医院组织不同活动的有效管理,进行积极的调节及控制。
第二,医院的管理信息系统的应用是现代管理方法的一种体现。这涉及到计算机技术的应用,计算机是数据处理的有效工具及手段,实现企业的有效管理应用,从而保证管理人员与计算机系统技术的结合,保证其从繁琐的事务中解脱出来,更好地进行应用决策。
第一,医院药品管理软件的系统设计是比较复杂的,该系统具备数据信息处理、控制、预测及其辅助决策等功能,能够进行统一性标准的处理及其进行信息的提供,从而进行前后矛盾不完整数据的排除,提供管理及决策数据。这需要对制定的数据关系进行分析并应用,从而达到日常工作效率的提升。其需要向医院不同管理机构做出详细报告,分析及缩短解释时间,进行最低费用的应用,在最短的时间内提供精确、可靠的信息,从而保证企业经济效益的提升。该系统涉及到两个应用部分,分别是门诊管理系统及库房管理系统。
门诊管理系统应用包括不同的两种方式,即医生信息管理模式、医生工作管理模式,其需要进行药品门诊的监控,明确药品的流出途径。医生信息管理系统能够进行医生工作档案的统计及管理,其需要进行相关统计要素的应用,比如针对医生的编号、姓名、科室、职称等进行分析,从而保证医院的人事管理工作的简便性及快捷性,提升医生的工作部署水平。通过对医生工作管理方案的应用,更有利于进行药品的操作控制,这可以明确医生名字及其工作档案的处方药的详细记录。
第二,库房管理子系统包括两种形式,普药库存管理方式、处方药库存管理模式。在该系统的应用过程中,需要做好库房的药品统计工作,进行查询管理。普药库存管理的关键点是进行库存信息的查询,这里面包括了编号、药品名、有效期等,从而做好统计分析的工作。
在这个流程中,普药库存信息查询模块涉及到两种模式的应用,即流入及流出模块。所谓的流入是进行药品基本信息的进货情况的分析,这涉及到药品的编号、药品名、单价、有效期等,也涉及到进货日期、药品编号、负责人、数量等。流出涉及到药品的基本信息分析,记录医院对该药品的开发情况的分析,涉及到编号、单价、有效期等的应用,涉及到开药日期、普药用量等的方式。一般来说,处方药库库存管理功能与系统结构与普药库存是类似的。
第一,在界面及其功能应用环节中,我们可以得知该软件的操作,其程序的进入首先是登陆界面,需要明确密码才能进入系统,再做好数据录入及其查询统计工作。进行密码的输入保证其操作系统主界面的进入,这个界面是一个过渡形式的界面,单击相关的标识就可以进行相关的子系统,比如进入处方药库存管理子系统,界面会显示出编号,显示出库存的现状。进行编号的输入就可以进行药品信息及其统计结果的出现,比如剩余量、过期时间等。又如单击处方药进货按钮,可以看到处方药的进货记录情况及其流出情况,进行相关按钮的点击也会出现不同部门的报表情况。
又如在门诊管理界面中,锁定搜索按钮时会弹出搜索框,针对其查询的特点可进行单一元素或者多元素的查询,得出查询的结果,就可以进行所查询结果的展现。在添加记录界面,对于那些单一表单的,可以直接添加按钮,实现表单的添加,保证内容的添加再进行保存。
第二,在支持打印界面中,应用打印按钮,进行输出类型的选出,比如导出表、文件、文本文件、打印表列表等,进行打印机类型的分析,进行选择记录的分析,进行来源的选择,进行数据位置的确定,再按照界面操作要求确认按钮,就可以进行打印。
在该系统应用中,其开发系统需要良好的计算机操作环境,这涉及到计算机良好资源条件的满足,操作系统可以是WIN7及以上系统,进行了Visual FoxPro 6.0开发工具的应用。在该软件的应用过程中,其遵循了软件工程的特有设计方法及步骤,能够适应不同对象的开发应用需要,通过对分析技术的应用,更有利于做好系统的细致研究工作,其涉及到的数据量是非常大的,并且准确性也是比较高的,涉及到安全性及保密性的应用,其整体建设成果涉及到医院医务工作人员的工作效率及数据安全性,从而有利于进行记录信息的查找和统计,节约劳动时间,保证工作效率的提升,更有利于审查工作的有效开展。
该软件的设计需要针对不同医院的具体需求,结合药品的商品特殊性进行设计,从而保证对药品的良好监控及控制。做好药品进入医院的各个环节的记录,保证不同环节的紧密性,保证其环环相扣性。这就需要医院做好药品的管理工作,避免医院工作者徇私舞弊的情况,更好地为患者提供服务,保证患者获取更多的利益,从而保证国家节约更多的资源。
通过对基于计算机技术的医院药品管理系统设计方案的优化,更有利于现阶段医院药品管理工作的开展,从而提升其应用效益,满足医院药品管理及工作的需要,这需要引起相关技术操作人员的重视,做好计算机医院药品管理技术的各个细节,实现医院整体系统的和谐,保证医患之间的协调性。
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网络攻防环境难以构建和管理是一个普遍性的难题。目前已经设计出一种使用虚拟机以及Openstack虚拟化的一种管理技术的网络攻防实验平台,它主要是基于云计算技术的。设计这种基于云计算的网络攻防平台的最根本原因是当前等的构建计算机网络攻防对实际网络环境有着较大的影响,而且成本比较高,不能实现高频率的构建,而这种基于云计算的网络攻防平台能够有效的虚拟网络环境,即不对实际的网络环境造成太大的影响;同时,它的实验成本较低,所以各种各样的网络攻防实验的测试都可以实现,真正的方便了需要使用网络攻防实验平台的企业以及各高校。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈基于Openstack的网络攻防实验平台设计与实现相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
近年来,随着多起安全相关事件在互联网上曝光,网络安全成为当前技术研究热点,网络安全课程和网络安全竞赛也得到了更多的重视。
我们在网络安全课程的学习和网络安全竞赛的训练过程中,做了大量网络攻防方面的实验,比较深切地感受到现有的网络攻防实验手段的不足。
考虑到网络攻防相关实验往往都带有一定的破坏性,在真实网络环境里进行攻防实验还会遇到法律授权方面的麻烦,一般都是通过安装VMware、Virtualbox 等模拟软件构建虚拟网络环境去进行攻防实验。
在自己计算机上架设虚拟机构建网络攻防环境方式的优点是简单、廉价和灵活。但我们在练习过程中也发现,随着学习内容和人数的增多,会出现比较严重的管理问题,例如出现越来越多的虚拟机镜像和快照文件、越来越多的文档资料等,时间一长就容易遗忘,要搜索、准备很长时间才能进行实验操作;另外,人数多了,还牵涉到文档、软件、攻防系统镜像的分发和同步的问题。很多网络攻防实验的关键步骤其实并不多, 却往往要耗费大量的时间和精力做准备和排错工作,大大降低了效率,更不容易进行共享和更新工作。
经考虑,我们准备借助云计算技术来构建网络攻防实验平台。云计算技术可以灵活地按需提供虚拟化、并行计算、网络存储和负载均衡等服务,因此如果能把网络攻防所需的各种工具软件、攻击机和靶机镜像、操作指南等文档资料统一安放到云平台中,则可以极大地改进管理工作。例如,可以省去本地安装配置工作,只要有网络随时能用注册账号登录到云平台上做有操作权限的网络攻防实验;所有的技术文档、操作指南等统一存储在云平台,非常容易检索;在攻防实验平台的存储空间、CPU 性能出现瓶颈时,也非常容易进行扩充升级。
Openstack 是一个美国国家航空航天局和Rack space 合作研发的, 旨在为公共及私有云的建设与管理提供软件的开源项目。
Openstack 正处于高速发展和推广应用过程中, 目前已经是各种公有云和私有云建设的主流方案。
基于Openstack 的云平台部署非常灵活, 既可以只装在单节点服务器上,也可以部署到大规模集群服务器组,经综合考量,我们使用两台服务器去实现网络攻防实验用云平台,其中一台服务器部署为控制节点,另一台部署为计算节点,这也是目前广泛使用的方案,足以应付通常的实验,以后如果有需求,可以再添加计算节点以提高性能。服务器可以只放在私有局域网中,也可以接入校园网提高公开服务,因此每台服务器都装上双网卡,一块连接到外网,另一块连接内网。
设计的云平台服务器使用操作系统CentOS Linux 6.4 版, 下载OpenStack 的Icehouse 版本进行安装配置, 根据Openstack 的官方安装指导,在控制节点先后安装并配置Mysql、RabbitMQ、keystone、Nova、Neutron、Cinder、Glance、Horizon 和Apache 等服务项目,而在计算节点上只需安装配置Nova 和Neutron。
Openstack 安装完成后, 借助Dashboard 服务可以通过Web 界面登录后进行管理。
登录进入云平台管理页面后,即可非常便捷地进行各种虚拟机镜像的创建、上传、配置、运行、删除等配置工作。这些虚拟机镜像运行后,借助VNC 等远程控制工具,可以让多人同时通过网络访问,从而充分发挥云平台的作用。
在基于Openstack 的云平台搭建好了以后, 为实现网络攻防实验功能,主要任务就是创建足够有用的攻击机和靶机的虚拟机镜像。
攻击机的镜像相对比较容易解决,我们首先制作了基于Windows操作系统的攻击机镜像,在系统中事先封装了大量网络安全渗透测试用工具,包括各种扫描工具、嗅探工具、加解密工具、远程渗透攻击测试工具、动态调试工具、静态反编译工具等等。其中最常见最有用的一些工具包括Metasploit 开源安全漏洞测试工具、Nmap 扫描器、Wireshark 嗅探器、burpsuite 集成Web 渗透测试工具集、sqlmap 注入工具、Ollydbg 动态调试器、IDA 反编译工具等。
另外, 我们也制作了基于Kali 和Back Track 5 的攻击机系统镜像,它们都是开源的Linux 系统,已经在系统中事先集成了大量有用的网络安全测试工具,可以免去大量工具收集的繁琐工作。
靶机的制作则相对比较麻烦,因为这不是简单安装好操作系统和软件就行了,还经常需要自己在靶机上挖掘出或人为生成需要的某种安全漏洞以供攻击机做网络攻击实验。我们首先自己制作了一些基于Windows 2000、Windows XP、Windows 2003、Windows 2003、Windows 7等操作系统的镜像,都是没有打足补丁留下系统漏洞用于系统攻击测试, 然后我们还在一些Windows 镜像中创建了各种基于ASP、ASP.NET、PHP 和JSP 技术的有已知漏洞的Web 网站用于Web 渗透测试。另外,我们下载了一些开源免费靶机资源,例如OWASP 组织发布的一些靶机镜像资源。
为了更方便地使用和管理实验平台,我们另外编写并部署了一个管理网站,主要就是将云平台中的各种虚拟机资源及各种网络攻防实验所需的学习资料进行了分类组织显示。
事先获取权限的网络攻防练习者登录到这个网站后,可以非常便利地查看学习资料, 更重要的是可以启动云平台上各种虚拟机镜像,从而实际连接到运行中的攻击机和靶机进行各种攻防操作。
例如,在做通过弱密码安全漏洞远程控制实验时,练习者可以登录到管理网站上,通过阅读详细学习资料理解了这个课题的相关背景知识后,按照操作指南,先连接到攻击机上,打开运行Nmap 扫描器,扫描靶机开放的端口服务,并利用扫描脚本和自定义的字典文件扫描是否存在弱口令。
扫描结果是,发现靶机已经开放了3389 远程桌面服务,而且通过字典扫描出了管理员administrator 的弱密码5i9x。
然后在攻击机上用远程登录客户端去连接靶机的远程桌面服务,输入扫描出的账号和密码, 即可以管理员权限轻松进入靶机系统,完成了本次渗透测试实验任务。
其他网络攻防实验任务都可以用上述类似的方法进行理论学习和实际操作练习。
通过在攻防平台上的检测发现, 在同时练习人数不多的情况下,攻击机和靶机的连接速度和运行速度基本能够满足要求。
用基于Openstack 技术构建的云平台可以显著提高网络安全,尤其是网络攻防操作的学习效率,可以作为课程学习及竞赛培训的有益助手。当然,目前云平台上的网络攻防系统远不够成熟,存在标准不统一、界面不够友好、制作繁琐、很难支持大规模应用等缺点,有待技术的进一步发展和更多的开发工作
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计算机网络技术的快速发展有其历史的必然,更有促成其发展的内在因素和作用机理。下面是读文网小编为大家整理的计算机网络技术基础论文,供大家参考。
摘要:随着社会的发展以及时代的进步,网络技术和信息技术的普及与广泛应用,有效提高了人们的生活水平和生活质量。在网络时代背景下,用户需求出现了较大的改变,数据运算功能以及简单问题的求解已经无法满足人们的实际需求,不利于社会的发展与进步。而将人工智能应用在计算机网络技术中,能够有效解决计算机网络技术存在的难题,为人们提供智能化和人性化的服务,进一步推动科技的发展与更新,实现社会的可持续发展。文章就对计算机网络技术中人工智能的应用进行深入分析和探讨。
关键词:计算机网络技术;人工智能;应用
人工智能作为新型的科学产业,其被广泛应用在社会生活的方方面面,对社会生活产生了极大的影响。目前,计算机网络技术的普及与应用,极大改变了人们的生产生活方式,为人们的工作、学习和生活提供了便利,但是在实际应用过程中,不可避免产生一些安全问题,影响生活的正常进行[1]。基于这种情况,将人工智能应用在计算机网络技术中,能够有效解决这些问题,丰富人们的生活,提高工作的质量和效率,为人们提供优质高效服务,实现社会的健康稳定发展。
1人工智能概述
(1)含义:人工智能涉及较广的学科,如语言学、生理学、心理学和计算机科学等,其主要目的是使机械具备人工智能的功能,从而代替人来进行危险和复杂的工作,有效保证工作人员的生命安全,促进工作效率的提升。对于人工智能而言,其能够将自然智能和人类智能加以区别,并利用系统设备模拟人类活动,有效完成操作人员的指令,能够指导计算机科学技术的发展,因此计算机可将其作为核心技术,从而将问题求解和数值计算转变化知识处理。
(2)特点:人工智能主要是以网络技术为甚础加以发展,能够有效保证网络系统运行环境的安全性和稳定性。一般而言,人工智能的特点主要表现在以下几个方面:一是对不确定的信息加以处理。利用网络分析模糊处理方式来打破固定程序的限制,对人类的智能活动加以模拟,有效处理不确定的信息,并对系统资源的全局或局部情况加以实时追踪和了解,为用户提供所需信息。二是便于网络智能化管理。将人工智能应用在网络管理工作中,能够给提高信息处理的效率和准确性,并利用其记忆功能来建立健全的信息库,便于信息的存储。同时将信息库作为信息总结、解释和综合的有效平台,保证高级信息的科学性和正确性,有效提高网络管理的水平[2]。三是写作能力强。人工智能能够对资源进行优化整合,传输和共享各个用户之间的资源,有机整合代理写作方式与网络管理,提高网络管理工作的效益与效率。
2计算机网络技术中人工智能的应用
2.1必要性
随着计算机技术和网络技术的快速发展,网络信息安全问题越来越突出,人们越来越关注网络系统管理中的网络控制和网络监控功能,以便及时处理信息,保证网络信息的安全性。在早期阶段应用计算机网络技术来分析数据时,往往难以保证数据的规则性和连续性,影响数据的真实性与有效性,因此将人工智能应用在计算机网络技术中,具有十分重要的意义。目前,随着计算机的广泛应用,用户对网络安全管理提出了更高的要求,以便保证网络信息的安全性。由于网络犯罪现象逐渐增多,要想保证网络信息的安全,必须要强化计算机的反应力和观察力,合理应用人工智能技术,建立优化与智能化的管理系统。这样能够对网络故障进行及时诊断,自动收集信息,便于采用有效措施来解决网站故障问题,及时遏制网络犯罪活动,保证信息的安全,促进网络系统的稳定运行[3]。人工智能技术能够有效推动计算机技术的发展,而计算机技术的发展又对人工智能的运用具有决定性作用。人工智能技术能够对不确定的信息进行技术处理,动态追中信息,为用户提供安全可靠的信息,促进网络管理工作质量和效率的提高。总体而言,将人工智能应用在计算机网络管理中,能够促进网络管理水平的提升。
2.2具体应用
将人工智能应用在计算机网络技术中,其具体表现在以下几个方面:一是系统评价和网络管理中的应用;二是人工智能Agent技术的应用;三是网络安全管理中的应用。
(1)系统评价和网络管理。对于计算机网络管理而言,其要想实现智能化发展,必须要以人工智能技术和电信技术的发展为基础。人工智能不仅能够在网络的安全管理中发挥重要作用,还能够利用其问题求解技术和专家知识库来建立综合管理系统,确保网络的综合管理。由于网络具有一定的瞬变性和动态性,这在一定程度上增加了网络管理工作的难度,需要实现网络的智能化管理。而专家系统作为人工智能技术中的重要内容,其主要是总结某一领域中专家的经验和知识,并将其录入相关的信息系统中,从而有效处理该领域内的相关问题。对于计算机网络的系统评价和网络管理而言,能够利用网络管理中的专家系统来开展评价和管理工作,促进网络管理水平的提升。
(2)人工智能Agent技术。人工智能Agent技术又称之为人工智能代理技术,其作为一种软件实体,主要是由各Agent间的通讯部分、解释推理器、数据库和知识域库构成,以每个Agent的知识域库为依据,对新信息数据进行处理和沟通,有效完成相关的任务。一般而言,人工智能Agent技术能够在用户自定义的基础上自动搜索信息,并将其传输至指定位置,为用户提供智能化和人性化的服务[4]。例如用户在利用计算机对信息进行查找时,人工智能Agent技术可分析和处理信息,并向用户传递有效的信息,从而促进用户查找时间的节省。此外,人工智能Agent技术在人们日常生活中得到了广泛的应用,如邮件的收发、会议的安排、日程的安排以及网上购物等,能够为人们提供优质服务。同时,该技术具有一定的学习性和自主性,能够使计算机对用户分配的任务进行自动完成,促进计算机技术和网络技术的有序发展。
(3)网络安全管理。人工智能在网络安全管理中的应用,其主要可从三个方面加以分析。首先是入侵检测方面。对于计算机网络安全管理而言,入侵检测不仅是其重要内容,也是防火墙技术的核心部分,能够有效保证网络的安全性和可靠性。入侵监测功能在计算机网络监控中的有效发挥,能够保证系统资源的可用性、完整性、保密性和安全性。入侵检测技术主要是分类处理和综合分析网络数据,对可疑数据加以过滤,将检测的最终报告及时反馈给用户,从而保证当前数据的安全性[5]。入侵检测能够实时监测网络的运行状态,不影响网络性能,为操作失误、外部与内部攻击提供保护。目前,在人工神经网络系统、模糊识别系统和专家系统等入侵检测中开始广泛应用人工智能。其次是智能防火墙方面。相较于其他的防御系统而言,智能防火墙系统与其存在明显的差异性,其能够利用智能化的识别技术来分析、识别与处理数据,如决策、概率、统计和记忆等方式,从而降低计算量,及时拦截和限制无效与有害信息的访问,保证数据信息的安全。同时,智能防火墙的应用能够避免病毒攻击和黑客攻击,阻止病毒的恶意传播,有效管理和监控内部的局域网,从而保证网络系统的可靠运行[6]。此外,对于智能防火墙系统而言,其安检效率比传统防御软件要高,能够对拒绝服务共计问题加以有效解决,避免高级应用入侵系统,保证网络安全管理的有效性。最后是智能反垃圾邮件方面。智能反垃圾邮件系统主要是利用人工智能技术对用户邮箱加以有效监测,自动扫描和识别垃圾邮件,保证用户信息的安全。当邮件进入到邮箱后,该系统能够为用户发送相关垃圾邮箱的分类信息,便于用户及时处理垃圾邮件,保证邮箱系统的安全。
3结语
随着人工智能技术的不断更新与发展,人们对计算机网络技术的需求量也随之增加,促使人工智能技术进一步朝着纵深方向发展。人工智能在计算机网络技术中的应用,主要表现在系统评价和网络管理、人工智能Agent技术、入侵检测、智能防火墙和智能反垃圾邮件等方面,能够有效提高信息数据的安全性,保证网络系统的安全稳定运行。同时人工智能技术的应用能够为人们提供智能化和人性化服务,提高工作效率,促进网络管理水平的提升,实现计算机网络行业的可持续发展。
参考文献:
[1]熊英.人工智能及其在计算机网络技术中的应用[J].技术与市场,2011,02:20
[2]吴振宇.试析人工智能在计算机网络技术中的运用问题[J].网络安全技术与应用,2015,01:70+74
[3]邱建平.计算机网络技术对人工智能的应用[J].电子制作,2015,14:25
[4]贾国福,贺树猛.人工智能及其在计算机网络技术中的应用[J].数字技术与应用,2015,07:100
[5]马义华.人工智能在计算机网络技术中的运用分析——评《计算机网络技术及应用研究》[J].当代教育科学,2015,20:77
[6]王彦娴.人工智能在计算机网络技术中的应用研究[J].信息技术与信息化,2015,08:84-85
【摘要】随着时代的不断发展,科技越来越发达,传统的有线电视已经满足不了人们的需求了,因此必须对有线电视进行改革。计算机网络不仅具有高效性,还具有资源共享的特点。将计算机网络技术应用于有线电视网络当中,不仅能够提高有线电视信息的传输质量以及传输效率,还能够提高用户对有线电视网络的满意程度。本文就计算机网络技术在有线电视网络中发挥的作用进行了论述。
【关键词】计算机网络技术;有线电视网络;作用
目前,中国的有线电视网络具有不对称性,主要表现为信息需求的共性和个性存在差异。通常情况下,用户所需求的信息大致相同,但是也不排除有个性化的需求,造成这样的局面,主要是由于用户下载时和上传时的信息不合理所造成的。将计算机网络科技应用于有线电视网络当中,可以实现不同数据的上传和下载,除此之外,计算机网络技术还可以实现具有针对性的有线电视网络传输。
1计算机网络技术应用于有限线电视网络
计算机网络技术所构成的有线电视网络系统主要包括有6个子系统,分别是数据播出、用户、外交互、卫星接收以及视频直播等子系统。数据播出子系统属于整个系统中最为重要的组成部分,也是整个有线电视网络系统的运行基础,因为大多数的信息资源都是从数据播出系统中获得的。数据播出系统可以把不同形式的数据宽带转变成为有线电视的频道信号,在对这些信号将进行特殊设置,使得只有合法的用户才能够接受使用。用户系统包括电脑、收卡以及电话等硬件系统,这些硬件系统是用来接收数据和处理数据的。外交互系统是用来拓展有线电视业务的,该系统主要包括路由器、网络服务器等。视频直播系统是一种将视频信号转变成电视节目的播放系统,视频信号是由摄像机或者录像机等硬件设备所提供。卫星接收系统需要借助接收天线或者信息接收卡来完成信息的接收,并通过服务器将接收到的信息储存并转换成有线电视的视频信息,是用户能够通过显示器观看视频。
2计算机网络技术在有线电视网络中的作用
2.1节目播放管理作用
有线电视网络属于局域网络,计算机网络技术可以使有线电视实现资源储存和资源共享,并对将要播出的节目进行较为合理化的安排,控制有线电视节目的播出顺序以及播放进程,由此可见,计算机网络技术在有线电视网络中起到有效的管理作用以及监督作用。有线电视总共有两个网卡,一个是用来接收计算机网络信息的,一个是用来播放电视节目以及进行流量调整控制的。将计算机网络技术应用于有线电视网络中,可以对有线电视数据进行加密处理,这使得有线电视的使用更加安全可靠。
2.2地理信息管理作用
有线电视网络的关节点、井位以及缆线和地理信息之间具有非常密切的关系;计算机网络技术会将地理信息进行储存和整理,让后再将处理之后的地理信息和用户信息相融合,最后对其进行统一的处理和储存,这种统一处理和存储的管理模式相对于人工管理而言,更具有高效性,出错率更低。
2.3在电视频道方面的作用
将计算机网络技术应用于有线电视网络当中,可以使有线电视的频道增多。以往,有线电视频道可分为五大类,分别是新闻、财经、报刊、教育以及动画。自从将计算机网络技术应用在有线电视网络后,有线电视网络获取信息的渠道越来越广阔,这使得有线电视的频道变得越来越多元化,除了以往的新闻、财经、报刊、教育以及动画等五大方面的频道节目外,还增加了教育、科技、娱乐等频道,这些频道中的节目十分的丰富精彩,不仅提高了人民群众的生活质量,还使人民群众的知识得以拓展。
2.4对有线电视网络起着改进作用
一般情况下,计算机网络通常以树状结构的作为网络结构,而有线电视网络则属于局域网络,局域你网络在信息传输上会受到多方面的影响,从而影响接收信号的质量。将计算机网络技术应用于有线电视网络当中,不仅可以有效降低信息的无效传输率,还能有效提高信息传输的速度。除此之外,计算机网络技术还可以对有线电视网络设置访问权限,只有已签过约的合法用户才能够接收和使用电视信息,使得有线电视网络更加安全可靠,可见,计算机网络技术对有线电视网络起着升级改造作用。
2.5在用户变更上的作用
自从将计算机网络技术应用于有线电视网络之后,有线电视越来越受广大用户的喜爱,使得很多的用户纷纷变更为有线电视网络用户。在进行用户变更的过程中,往往需要利用计算机网络技术对用户信息进行处理和存储,因此,计算机网络技术在用户变更上具有十分重要的作用。随着有线电视网络用户的逐渐增多,有线电视网络系统需要一个更为庞大的存储系统来进行用户信息存储,而计算机网络技术正好可以满足这个需求,由此可见,计算机网络技术可以确保用户信息存储更加完整、更加准确。
2.6在电缆改革上的作用电缆是有线电视传输的关键,因此电缆承担着非常重的任务。电缆通常是安装在马路的两侧,且没有设立相关的维护设施。随着时代的变迁,建筑业在不断发展,使得原有的电缆受到高楼大厦的影响,因而时常发生电缆故障,严重的影响到用户的信息接收质量,由此可见,传统的电缆传输信息的方式已经满足不了用户的需要了,因此,需要利用计算机网络技术来对电缆进行管理,以此来确保电视信息的有效传输,使故障电缆得以及时的维修。
3结语
目前,我国的计算机网络技术越来越发达,将计算机网络技术应用于有线电视当中,不仅使电视节目变得越来越多样化,还提高了有线电视的网络效率。计算机网络技术在有线电视网络中发挥着很多作用,譬如在用户变更上发挥着信息处理和存储的作用,计算机网络技术可以确保用户信息存储更加完整、更加准确;在电视频道上,使得电视频道变得越来越多元化,对电视网络具有改进作用,使得有线电视网络更加安全可靠,对有线电视网络起着升级改造作用;对有线电视网络网络节目的播出顺序和播放进度有着控制管理作用等。
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计算机网络技术在人类社会生活的各个领域都显示出广阔的应用前景,极大的推动整个社会的发展,也使得计算机网络已成为信息时代的代名词。下面是读文网小编为大家整理的计算机网络技术基础论文,供大家参考。
摘要:随着计算机网络技术的高速发展,在人们工作和生活中应用也更加广泛,尤其在嵌入电子信息工程之后,极大地提高了人们的生活质量。本文概述了电子信息工程和计算机网络技术的内容,并重要研究了计算网络技术在电子信息工程中的应用。
关键词:计算机网络技术;电子信息工程;分析应用
0引言
在国内社会产业结构的持续优化的背景下,电子信息工程技术推动社会整体的发展中占据着重要的地位。并且,随着计算机网络技术日新月异的快速发展,进一步全景式地促进我国社会经济的综合发展,电子信息技术也在此氛围中取得了跨越式的成就,推动电子技术和通信信息的结合,对于提高民众生活有着很大的现实便利。然而,现阶段国内电子信息工程技术的发展相较于西方国家还有比较大的距离,尚不能满足民众对高层次信息技术的需求。因此,充分应用计算机网络技术对于现代化的电子信息工程的发展有着重要的现实意义。
1电子信息工程的优势
电子信息工程不仅可以推动新产品的开发,使其获得在社会经济发展的生存空间,还可以带动其他产业的发展。例如:电子信息产业在计算机网络技术的应用下,获得了优质的发展土壤,并且如今已经成为一种重要的新兴经济来源,一定程度上促进了社会经济的发展。
1.1便捷性
众所周知,电子信息工程处理信息的办法主要通过系统命令及硬件设施来完成的,因此,能够更为方便地处理大量信息任务。相较于人脑来说,电子信息工程技术能够使处理信息的过程中,一次性所解决的数量更高、效率更显著。不仅如此,伴随着国外内硬件设备的持续性快速更新与先进技术的发展,电子信息工程处理信息的水平也进一步加强,使电子信息工程技术更加的便捷。
1.2精确性
电子信息工程非常显著的优势就在于处理信息的精确性。电子信息工程技术利用设计一系列的检查处理结果命令来完成对信息处理阶段的精确性,最终保证处理电子信息的有效性。同样,对比之下,人力的监控结果来说,不仅在监控环节所处理的内容显得太过繁杂,而且其处理的结果也非常容易产生错误,而且无法第一时间对错误进行纠正。即便在后期可以修正,也无法体现有效性,给信息的使用率造成干扰。
1.3辐射区域大
电子信息工程技术最为突出也是优势体现最大的特征在于其极大辐射区域。电子信息工程的任务就在于帮助人们正确处理信息,而每一产业、行业都无法离开对信息的处理。随着信息爆炸的时代全面来临,人们对信息资源的需求也正在逐渐递升,两者可以说是水涨船高的关系。这也进一步体现了电子信息工程在每一产业、行业将会发挥了更为重要的优势,已然成为了社会各个环节赖以生存和发展的关键信息处理形式。
2计算机网络技术的特征
计算机网络技术的功能特征重点体现于硬件资源共享、软件资源共享以及用户间信息交换。在这其中,硬件资源共享能够在网络全网区域内给予对处理资源、存储资源、输入输出资源等设备的资源共享,让使用人员可以在弱化投资池的情况下,实现集中管理以及平衡分担。而软件资源共享能够给网络用户提供远程访问数据的环境,进而获取到网络文件的传送服务,最终规避了软件在研制中的重复劳动,还有数据资源的重复存放,便于人们进行集中管理。用户之间的信息交换给不同地方的用户提供了非常强大的通信手段,使用户能够完成当前所普遍应用的信息交流,如:微信、微博、电子邮件、新闻消息分享以及各种电子商务行为。
3电子通信工程应用网络技术的优势
3.1提高信息流通质量
把网络技术应用至电子通信工程的各个环节,能够使用户缩短获取信息的时间,在处理信息环节显得更为便利与迅速,大大地降低了过去信息发布的耗时耗力,在网络开展信息交流更为便利,最终收获信息交流的质量水平。不仅如此,网络技术对信息有效的处理与发布,能够极大地提升人们对于信息的利用效率,最大程度上激发信息的有效性。故而,把网络技术嵌入至电子信息的通信工程中,一方面能够提高国内各产业、行业对信息数据的处理需求,还可以在很大水平上拓宽信息来源的渠道,使得电子通信工程获取信息的数据量日益增加,所信息来源的渠道也进一步扩大,最终实现该行业部门的工作效率。
3.2安全性得到加强
毋庸置疑,每一件事物都存在都有利弊互存。不容否认,在电子信息工程结合网络技术的形势下,会为其造成一定程度的风险,其具体表现为:信息在通信阶段中会被其他人员监听、修改以及盗取。然而,同样,只要不断健全网络技术,针对性地规避这些风险,做到“魔高一尺,道高一丈”就能够极大地提升电子信息工程信息的安全性。网络,有着开放性与自由性的环境特征,电子信息通信工程一般也会面临木马的攻击。有鉴于此,加强计算机网络技术的安全防护技术,已经是当前众多安全保护软件的重点打造的服务,基本实现了对电子信息通信工程信息的保护,最终持续推进了电子信息通信工程的安全性。例如,研发工作性能强大的防火墙技术;利用网络服务终端系统来实施电子通信信息内容的自主备份等手段。无论如何,基于网络技术背景下的电子通信工程相较于传统的纸张信息的安全性,有着明显的提高。
4计算机网络技术在电子信息工程中的应用
电子信息工程中,计算机网络技术广泛应用于设备的联网层面,以此能够非常高效地推动工程设备的研发以及工程设备进一步达到联网功能等。这也就直接预示着电子信息工程设备在开发及应用过程中,对计算机网络技术有着很大的依赖性。随着国内外计算机网络技术在电子信息工程设备中普及、先进技术的推广及应用,当前绝大多数的新兴的电子信息工程设备也已经拥有了联网的功能,不仅如此,在和有关部门在一起研发先进电子信息工程设备的过程中,也越来越重视对联网功能的开发。电子信息工程设备在研发阶段,必须要依托于计算机网络服务的有关协议、信息数据的传输标准以及分层传输方式,最终实现对先进设备的制定。惟其如此,方能使研发出的设备可以和计算机网络实施直接的接入,规避无意义的环节出现,进一步让电子信息工程设备可以“单刀直入”地通过计算机网络系统来开展信息数据的整理与发布。最终,全面提升电子信息工程有关工作的效率,让应用电子信息服务的使用能够可以获得最佳的信息服务。所谓“计算机网络技术”,本质上是把“计算机技术”与“通信技术”进行有机结合,计算机网络技术可说是一种利用计算机这一载体所创设出的一个资源共享的巨大平台,这一平台构建的方式不一而足,例如:可利用电缆、光纤、终端设备等手段,使通信全球化成为主流、成为现实。随养“全球经济一体化”和电子信息网络化的形势已然铸成,这也对网络技术产生了深远的影响。一方面,对电子信息理论的掌握,能够有利于模拟各种数字信号和明白各种信息的运行机制。计算机网络技术属于电子信息设备研发与设备资源实现共享必不可少的重要前提,TCP/IP对电子信息设备的网络连接形势、传输数据等展开了定义,并且涵括了包括网络接口层、应用层、网际层及运输层的分层系统,而这些分层体系是完成传输控制协议的重点,负责聚集信息和传输信息。现阶段,绝大多数的电子信息设备间都普遍通过网络技术来完成对资源之间的传递,网络信息的传递就需要通过TCP/IP协议才可以得到满足。作为一项以计算机网络技术为纲领性路径的工程技术,其在电子信息工程的整体发展中占有非常重大的意义。所以,全面强化计算机网络技术和现代技术的有机结合,可以行之有效地推动电子信息工程的发展,并最大程度上发挥所长,发挥优势。
5结束语
综上所述,计算机网络技术正在快速、深入、广泛地应用到电子信息工程中,其所展示的作用也为全球电子信息工程技术带来了革命性的影响。研发设计人员再把计算机网络技术复合至电子信息工程的阶段,应当在全面掌控电子信息工程特征的背景下,最大程度上激发计算机网络技术减少获取及发布时间,提升信息质量,确保电子通信工程安全性等优势,让计算机网络技术最大限度上应用至电子信息工程的建设中来,最终整体推动我国电子信息工程建设实现快速、稳定、有序发展。
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摘要电子信息工程是一种建立在计算机网络技术以及计算机软件技术之上的工程,在通讯、科研以及国防等领域有着非常大的应用作用。近些年,电子信息工程中引用计算机网络技术的份额越来越高。本文首先分析计算机网络技术以及电子信息工程,然后总结电子信息工程中计算机网络技术的应用。
关键词计算机网络技术;电子信息工程;应用
随着计算机网络技术的迅速发展,计算机网络逐渐成为人们日常生活与工作的重要组成部分,人们的工作、生活的方式也被计算机网络技术所改变。电子信息工程是融合计算机网络技术以及计算机软件技术为一体的综合性信息传递、使用技术,其对经济的发展有着决定性的推动效果。但是,当前我国电子信息工程的发展效果以及成熟性并不够,其仍然有许多的问题有待改善。
1计算机网络技术与电子信息工程简述
计算机网络技术主要是表示计算机技术以及通信相结合的数字技术,其必须遵循网络协议,并按照一定的要求将分散或独立的计算机进行信息的传递、交互。在计算机网络技术当中,主要通过网络的连接,实现信息的传输,但是传输需要相关的介质,例如网线、双绞线、微波、电缆以及光纤等等。经过笔者经验分析,计算机网络技术具备较强的硬件、软件共享功能,在资源的使用过程中,只需要使用网络技术便可以将数据进行收集、整理、处理、传递、共享等。从而让电子信息工程具备视频、文字、图片的传递等功能。计算机网络技术在人们的生活当中非常普遍,甚至随处可见。除此之外,计算机网络技术的信息传递与常规信息传递方式相比,网络技术的安全性、准确性更高,更加效率与安全。电子信息工程主要包含数据的收集、处理以及储存,电子设备信息软件系统的应用等,就是手机、电脑在电话、短信、网上等过程都属于电子信息工程范围。从当前的应用技术而言,电子信息工程在日常工作、生活当中的引用已经较为普及,其具备较大的影响力。同时,电子信息工程能够给人们的生活带来一定的便利性,提升人们的生活质量,降低人们的工作量等,在人们日常生活当中所使用的笔记本、平板、收集等设备当中都具备相应的电子信息工程技术,其内容包含信息技术、通信技术以及计算机网络技术等。
2计算机网络技术在电子信息工程当中的应用
2.1电子信息工程中的信息传递
当前的电子信息工程中,因为人们已经基本进入信息化电子时代,人们每天所接受的信息量相比以往有着显著的提升,人们也需要这些信息。在这样的情况之下,电子信息工程的高效、大量信息传递的功能也是实现电子计算机网络技术良好应用的基本。使用计算机网络技术传递信息,能够保障信息的安全性,在信息的传递过程中,计算机网络技术在电子信息工程当中的作用其他技术无法替代。随着电子信息工程以及计算机网络技术的不断完善、创新,其能够推动社会良好的成长,让人们的生活、工作更加快捷、便利,对此,计算机网络技术在电子信息工程当中的引用非常重要也非常有必要。
2.2电子信息工程的安全问题
电子信息工程除了优势以外,仍然有一定的缺陷。计算机网络技术中一直存在着网络信息威胁这一安全隐患,这一隐患也同样适用在电子信息工程中。计算机网络技术安全防护技术当中,加密技术是保护计算机信息不被切取的最有效方式之一,能够保障计算机网络的整体安全性能。计算机网络安全防护系统当中,利用密钥管理程序,对计算机当中的大部分文件以及系统重要程序进行加密,保护其不会受到远程用户的访问。当前的加密方式主要有两种,一种是访问地址的形式,另一种是密码的形式。对此,用户便可以根据自身的实际情况选择最佳的加密方式,从而提升计算机网络技术安全防护效果。在提升计算机网络技术安全性的同时,也能够有效地提升电子信息工程的信息传递安全性。
2.3电子信息工程当中的技术应用
电子信息工程当中计算机网络技术的实际应用可以被理解成广域网技术,广域网的应用范围非常大,其能够连接着不同网络供应商、不同城市以及不同设备,从当前的网络技术形式分析,广域网的用户量仍然处于稳定增长的趋势。在这样的环境之下,对网络通信传输的要求也在不断的提升,例如对光缆、电缆的传输能力。当前计算机网络技术的引用现状显示,光纤介质的信息快速传递功能能够有效地抵挡绝大部分的信号干扰,并且有着非常高的信息传输质量,不会产生噪音,传输距离较远等优势。对此,广域网的主要传输方式普遍为光缆。除此之外,卫星通信也有着独特的优势,主要是通过地面的收发站以及卫星实现信号的传输,这一技术能够有效地应用在光缆无法铺设或铺设距离过长的地方。卫星通信主要的展现形式便是日常生活当中所应用的手机,例如手机信号。
2.4电子信息工程设备的研发
电子信息工程无论是资源在设备之间的共享,还是新设备的研发,都离不开计算机网络技术。计算机网络技术能够很大程度的影响全球经济一体化,电子信息的网络化、社会化等。对此,相关工作人员应当充分理解电子信息技术,能够熟练的掌握数字信息技术,网络技术运行机制、模拟机制等。例如,在实际的应用当中,相关工作人员应当明确公用线路以及专业线路之间的差别,必须对专用线路施以相应的防护加密。当前在电子信息工程系统当中,派生系统、UNIX系统的引用较为广泛,但是这样的网络体系并没有统一的协议标准以及统一的结构,这一现象将会导致计算机网络技术之间的加密信息传递变得复杂、难以实现,所以,相关工作人员必须利用计算机网络技术有效的缓解这一方面的问题。
3结论
综上所述,当前社会中,信息的传递主要是利用无线数字通信。以计算机网络技术作为基础所建设的电子信息工程,其在完善、成长的过程中能够真实的展现计算机网络技术的进步效果。本文主要阐述了电子信息工程以及计算机网络技术,并着重分析计算机网络技术在电子信息工程当中的应用。笔者认为,随着计算机网络技术的不断进步,其电子信息工程将会不断的改革、发展,与此同时,电子信息工程又会反向的给网络技术提供新型动力。
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近年来,互联网技术不断普及、计算机发展迅速,计算机工程能够实现信息的有效传输,对网络与电子商务等的发展具有推进作用,计算机工程被广泛应用。下面是读文网小编为大家整理的计算机工程毕业论文,供大家参考。
1概述
近年来,科学技术不断进步,互联网与计算机技术也随之快速发展,信息技术向人类生活的各个领域全面推进,促进了商业、信息业、通信业等各个科学领域的发展,逐步演变成数字化时代。如今,计算机工程应用具备方便、快捷等优势不可否认,但网络环境的开放性,使非法用户有机可趁,随之带来了病毒入侵、数据丢失、黑客攻击等一系列影响人们正常工作与生活的问题。因此,计算机工程应用中存在的问题,值得我们深入探究,并挖掘计算机工程应用的优势,不断改进,不断取得创新,以确保计算机工程应用的安全性和可靠性。
2计算机工程应用存在的相关问题
在计算机工程的应用中,由于信息网络平台的开放共享,病毒与黑客极易入侵计算机系统,对信息数据的安全构成严重威胁。因此,计算机工程应用中的安全问题应该得到重视。对计算机安全的管理,包括软硬件结构管理、数据信息管理和应用程序的管理。首先,在计算机应用阶段,计算机的实体安全性应该得到有效确保,计算机实体、计算机的电磁辐射应该得到有效控制,使其符合各项安全指标。其次,针对计算机软件设施,应该进行高效安全的管理和控制,使计算机的存储功能得到体现,阻止非法入侵和数据丢失。除此之外,提高计算机的存储防护能力也很重要,约束用户的作业范畴,避免用户读写操作跨越规范的界限。对于数据信息管理,设置专人进行数据的安全管理以及数据的输出管控,实施安全体系监测,有效记录数据及系统运行状况。另外,对计算机传输数据的输出进行全面审核也很重要。在计算机系统中,用户识别身份的方式通常为口令识别,因此,应严格管理用户登记信息,当应用中出现非法请求,系统应实施全面追踪程序,进行有效识别,对非法用户实施拦截。此外,计算机应自动对应用中的日志记录进行全面记载,记录项目包括节点名、用户名、用户口令、使用终端、使用数据等方面,实施对信息的有效保护。在计算机中,计算机应用的安全性与便利性存在失衡。安全体系的安全水平等级不一,针对信息的重要程度,制定相应的安全措施进行保护。确保信息与数据的保密性、整体性、可用性。在计算机网络体系中,计算机信息的取用,使用者必须经过授权方可访问,这是确保网络管理信息保密性的根本[1]。在信息输入、输出过程中,未经授权用户禁止擅自更改数据,破坏数据的整体性。同时,要体现动态信息的可见性,提高系统静态信息的可操作性。
3计算机工程应用的优势
计算机工程在应用上存在诸多安全隐患,对计算机信息实施安全保护非常重要,计算机工程应用也因此得到发展。例如,运用入侵检测系统,对计算机软硬盘设施中的信息数据进行实时检测,及早发现恶意攻击。对于黑客的入侵和恶意攻击,采取防火墙、防病毒墙对计算机系统进行保护,防火墙可以对网络数据的合理性进行分析,防止外部入侵,对非法用户进行约束[2]。运用加密技术,使黑客无法还原数据,从而阻止其恶意攻击。优化端口保护也具有显著的保护作用,能够对单端及双端进行保护,解决远程终端在计算机应用中的不足。计算机工程的广泛应用,推动了信息化的发展,同时也对经济发展起到了促进作用,计算机工程的发展,带动起相关产业的发展步伐,使我国经济水平提高,同时网络平台的发展给就业者提供了更多的就业机会和发展平台,带动电子产业、商业、信息业、通信业等各大领域的大规模发展。在保证安全的情况下,充分发挥计算机工程应用的优势,让用户安全、放心的使用。在公共服务体系中,计算机工程得到社会的广泛应用,其与互联网技术相结合,有效提高了公共服务体系的管理水平和工作效率。过去,公共服务体系数据需要人工采用手工输入法输入,导致工作效率较慢、服务水平低下、服务质量欠佳等想象。如今,计算机工程与互联网技术的应用,使公共服务体系得到明显改善,服务效率有所加强,获得巨大的进步。
结束语
综上所述,计算机工程在应用过程中,尚存在一些相关的安全问题,但也具备相应的优势。因此,对计算机工程应用的不足与优势进行探讨,掌握存在的问题并针对问题提出解决方案,运用科学的管理手段,实施具有针对性的安全措施,以解决计算机工程应用存在的不足,提高其可靠性和安全性,充分发挥其应用价值,为人们提供安全、可靠的信息平台,促进经济、科学的发展,提高全民经济水平。
14所大学计算机工程课程设置
计算机工程是涉及现代计算系统、计算机控制设备的软硬件设计、制造、操作的科学与技术,建立在计算、数学、科学和工程学的基础上,主要研究计算机处理器、多处理器通讯设计、网络设计和存储器体系,着重研究硬件设计以及与软件和操作系统的交互性能,如嵌入式系统、分布式数据与大规模存储系统。绝大多数美国学校的电气工程和计算机工程是在一个系,除数学、物理等基础科学知识外,课程体系主要包括计算机科学和电气工程等学科的相关课程、设计和构建计算机系统及基于计算机系统的相关软硬件课程。培养的学生应具备从事计算机系统工作的能力,或具备基于计算机相关系统进行分析、设计、应用和集成工作的能力,具有扎实的计算机基础理论、良好的科学素质和工程实践能力,包括良好的团队合作和人际交流沟通能力[5]。下面主要介绍美国这4所大学的计算机工程课程设置情况。
1.1UIUC计算机工程专业本科课程设置
UIUC计算机工程专业学生需要修满128个学分,这些课程分为如下7大类:1)科学基础与数学课程(31学分),包括数学、物理、化学在内的10门课程。2)计算机工程核心课程(34学分),这些课程重点介绍计算机工程领域的基本概念、基本原理、基本实验方法和技术,共有10门课程。3)专业基础数学课程(6学分),包括离散数学和概率、工程应用两门数学课程。4)写作课程(4学分),1门写作原理课程,主要讲授研究报告的写作方法。5)专业技术选修课(23学分),其中1门必须选自计算机工程和计算机科学专业技术选修课程之外的课程,其他必须均选自计算机工程和计算机科学专业技术选修课程。这些课程强调计算机工程实践中用到的主要分析方法和设计原则。6)社会科学与人文科学课程(18学分),这些课程被工学院认可并满足学校对学生社会科学与人文科学课程通识教育的要求。7)自由选修课程(12学分),这些几乎没有限制的选修课可以让学生学习任何领域的知识。学生可以在计算机工程专业深入学习课程,也可以学习生物工程、技术管理或语言等课程。
1.2普度大学计算机工程专业本科课程设置
普度大学计算机工程专业学生需要修满125个学分,这些课程分为如下6大类:1)通识教育课程(24~25学分),包括6~7学分的两门交流技巧课程和18个学分的社会与人文学科选修课程。2)数学课程(21~22学分),数学课程有两种套餐,各6门课,学生可以根据自己的情况任选一种。3)科学基础课程(18~19学分),包括物理、化学、生物及面向对象编程等5门课程。4)工程基础课程(7学分),包括工程导论两门课程及计算机工程和计算机科学以外学科的工程学科选修课1门。5)计算机工程专业课程(49学分),包括32~33学分的13门计算机工程专业核心课程;两门共计1学分的研讨课程;2门3~4学分的高级设计课程;2门8学分的研究生课程;1~2门计算机专业选修课程,使计算机工程专业课程总学分达到49学分。6)任选课程(4~6学分),根据辅修要求或个人兴趣,任选课程可以从理学院或文理学院中适合工科学生的数学、科学课程中选择,目的是使总学分达到125学分。
1.3伊利诺伊理工学院计算机工程专业本科课程设置
IIT计算机工程专业学生需要修满130~134个学分,这些课程分为如下3大类:1)限选课程(109学分),学分分配如下:计算机工程专业限选课程47学分,包括计算机工程和计算机科学两类课程;数学限选课程24学分;物理限选课程11学分;化学限选课程3学分;工程科学限选课程3学分;社会科学与人文学科限选课程21学分。2)选修课程(15~19学分),包括专业选修课程9~12学分,其中含1门硬件设计选修课;科学选修课程3学分。3)跨专业实践项目课程(6学分),包括IPROI跨专业实践项目I和IPROII跨专业实践项目II两门课程。
1.4西北大学计算机工程专业本科课程设置
西北大学计算机工程专业学生需要修48门课程,这些课程分为如下7类:1)通用工程方法、数学、科学基础课程(15门),必修计算方法与线性代数GenEng205-1、线性代数与力学GenEng205-2、动态系统建模GenEng205-3和微分方程GenEng205-4等4门通用工程方法课程;必修微积分(I)MATH220,微积分(II)MATH224,微积分(III)MATH230及多元积分与矢量微积分MATH234四门数学课程;必修普通物理(I)Physics135-2和普通物理(II)Physics135-3两门科学基础课程;从McCormick工学院科学基础课程中任选其他2门课程;另外必修IDEA106-1工程设计与交流(I)、IIDEA106-2工程设计与交流(II)两门工程设计和交流课程。2)工程基础课程(5门),必修4门,包括EECS202电气工程导论、EECS203计算机工程导论、EECS211编程基础(C++)、EECS302概率系统与随机信号,并从McCormick工学院工程基础课程热电力学、系统工程与分析、材料科学和流体与固体中任选1门。3)交流与社科人文学科课程(8门),选修GenCmn102演讲或GenCmn103课程的其中1门,另外选修7门满足McCormick工学院要求的社科人文学科课程。4)专业核心课程(5门),必修EECS205计算机系统软件基础、EECS303高级数字逻辑设计、EECS361计算机体系结构、EECS311数据结构与数据管理和EECS343电路基础这5门课程。5)技术选修课程(10门),西北大学计算机工程专业分高性能计算、VLSI与CAD、嵌入式系统和算法设计与软件系统4个方向,每个方向开设若干门技术课程,每个学生必须在这4个方向中选修5门课;从专业基础课程EECS213计算机系统导论、EECS222信号与系统基础、EECS223固态工程基础、EECS224电磁场与光学基础、EECS225电子学基础5门课中根据学习方向选修2门;剩下3门从计算机科学、计算机工程、数学、科学基础等课程中选修,如可以是生物学BIOL210-1,2,3和化学原理CHEM210-1,2,3课程,也可以经申请同意选修相关计算机工程研究生课程。6)自由选修课程(5门),共修5门,学生可以根据自身情况和兴趣爱好自由选修。若从未学习过任何计算机编程语言,建议其中1门选修编程入门(Python)EECS110课程。7)高级项目课程(1门),至少在微处理器系统项目EECS347-1、计算机体系结构项目EECS362和VLSI设计项目EECS3923门课中选修1门。
24所大学计算机工程课程设置特色
4所大学计算机工程本科专业的课程设置都通过美国工程教育认证机构ABET的EC2000指标体系认证,有如下特点:
1)注重基础知识的学习,在贯彻通识教育中培养学生的各种能力。基础知识直接决定学生未来的发展潜力[7-8],而基础知识的掌握通常是通过通识教育实现的。与我国高校通识教育不同的是,这4所美国大学按照各种完整的项目组织基础知识,让学生在基于项目的学习中形成各种能力。他们还特别重视人际沟通能力的培养和学生对广泛深入的人文社科知识的理解,使所有工科学生在数学、物理、信息、物质、生命、技术和能源科学方面及人文社科方面打下广泛的基础。这种比知识更重要的能力是学生取之不尽、用之不竭的资源。普度大学第一年的工程基础培养及UIUC第一年的计算机工程训练从一开始就围绕能力培养,使学生能更好地理解和应用所学的基础科学和数学知识。
2)注重相关学科的交叉和融合,培养学生跨学科处理问题的本领。现代工程是一个复杂系统,不是狭隘的技术知识背景所能胜任的。解决现代工程问题要求工程师能够打破学科壁垒,把被学科割裂开来的工程再还原为一个整体。这要求学校在课程设置上必须充分考虑学科的交叉和融合,为学生提供综合的知识背景,以利于复杂工程问题的解决[6,8]。UIUC、普度大学、西北大学和IIT在课程设上均体现了学科交叉、学科融合的思想。UIUC规定学生在技术选修课中必须选1门计算机工程和计算机科学系以外的课程,例如宇航工程、农业与生物工程、土木工程、化学工程、生理学、生物工程、生物物理学、生物化学、大气科学、天文学、材料科学与工程、机械工程等。普度大学的计算机工程专业学生也必须选修1门电气工程和计算机工程领域以外的课程,以满足工程拓宽要求,可以是航空力学、化学工程计算、噪音控制、核工程导论、材料结构与特性、环境工程中的物理化学原理、环境可持续工程以及运筹学-优化、运筹学-随机模型中的任何1门。西北大学的计算机工程本身就是该校电气工程和计算机科学交叉和融合的结果,学生除必须选修科学基础选修课中的普通物理-电磁学、普通物理-波现象和现代物理外,还必须在遗传和进化生物学、工程分子和细胞生物学中任选1门。IIT规定科学选修课必须选1门生物学、材料科学、化学原理,工程选修课必须选1门机械学导论或热动力学。
3)强调工程实践能力培养,培养学生“以解决问题为中心”的工程设计能力。工程本身就意味着实践,意味着更加重视工程实际和工程的系统性和完整性。这4所大学都十分强调学生工程实践能力的培养,在课程设置上不仅有丰富的实验课程,而且通过更为灵活多样的基于项目学习(Project-basedLearning)课程培养学生的实践能力。如IIT有IPRO跨专业实践项目,西北大学要求学生在微处理器系统项目(EECS347)、计算机体系结构项目(EECS362)、VLSI设计项目(EECS392)等项目课程中必须至少选修1门。普度大学要求学生选修电气工程设计导论(ECE402)、计算机设计与样机(ECE437)、操作系统工程(ECE469)、编译器与翻译器工程(ECE495S)和数字系统高级项目(ECE495C)等项目课程。UIUC则有计算机组成与设计(ECE411)、高级数字系统项目(ECE395)、微处理器项目(ECE412)、数字信号处理项目(ECE410)等项目课程供学生选择。
4)发挥和保护学生的个性及兴趣,激发学生的自主性和创造性。工程教育应该在最大程度上发挥学生的个性并促进其创新能力的发展。在专业学习中,学生可以根据自己的水平、学习兴趣、个性特长选择不同的课程,从而促进个性和创造性的发展。为学生提供不同的培养计划是这4所大学的共同特点。西北大学为计算机工程学生提供了高性能计算、VLSI与CAD、嵌入式系统和算法设计及软件系统4个不同的学习路径。UIUC、IIT及普度大学则采用庞大的选修课程及明确的课程分类,使学生可以依据兴趣爱好自行组织课程和学习内容,以发展个性,提高创新能力。
5)坚持课程设置机构的开放性,改变只按学科知识、由教师单方面设置的做法。在课程设置机构方面,这4所大学均根据产业界对计算机工程师的能力、素质、技能和知识等要求,学生求职的需求,毕业校友学习和工作的经验反馈及ABET2000指标体系,成立由有工程背景的教师、产业界、教育认证机构、学生及毕业生等利益相关者组成的专门委员会,讨论、确认、不断改进计算机工程专业的课程体系及教学大纲。这与我国由高等院校计算机科学与技术专业教学指导委员会主导、以学科为导向,追求知识完备性为基础,由缺乏产业经验和工程背景的教师确定的课程设置和教学计划相比,在满足学生求职和产业界需要等方面有明显优势[8]。
3改进我国计算机科学与技术本科专业实践教学的思考
截至2006年,我国高校工科专业在校生为600万人,其中计算机相关专业在校生近45万人,在规模上基本适应我国经济社会发展的需求。问题是我国计算机工程教育与计算机工业界脱节较严重,不同类型、层次学校的培养目标趋同[8]。通过深入研究、分析和比较美国高等学校计算机工程专业的培养目标及课程设置特色,我们深刻认识到我国工科院校计算机专业本科教育存在的诸多弊端。比如工程实践环节薄弱;工科教师队伍的非工化趋向严重;评价体系错位;课程体系落后,学科交叉欠缺,导致创新与实践双向不足,计算机毕业生得不到产业界的认同,普通工科院校计算机专业毕业生就业率低下。以下是我们对工科院校计算机科学与技术本科专业实践教学改革的一些思考:
1)计算机科学与技术本科专业实践教学的改革应从培养目标、课程体系、师资建设和评价体系、产学合作等方面综合考虑。
2)从培养目标上,工科计算机人才培养应从学科导向转为求职导向,也就是以产业需求为导向。这使学生能形成胜任今后工作的能力,成为合格的公民和称职的产业人员,而不仅仅是只掌握系统、完备的学科知识。
3)课程体系要符合大工程观的要求,注重学科的交叉和融合,强调基础知识的同时强化对学生实践能力的培养。实践教学应加强实验课程、项目课程和企业实习项目的建设,强调做中学、用中学,提倡学生的主动学习和实践是实践教学改革的重点内容。
4)评价体系涉及如何评价学生的学习效果,是关系到教学是否能达到培养目标的重要因素。如果要培养符合计算机产业界需要的具有各种能力和素质的工程师,以理论考试为主评价学生能力的评价体系就尤显片面。如何制定科学有效的评价指标,对学生的各种能力进行综合评价,特别是在基于项目的实践学习中对学生的团队合作能力、交流沟通能力、解决工程实际问题的能力进行科学评价,是一个有待探索的问题。
5)工科院校的师资队伍建设不应片面追求高学位和高学历。一方面应加强对现有教师实践环节的训练,鼓励大学教师到产业界兼职、进修和实习,通过必要的产业实践提高他们理论联系实际的能力,加强他们对产业发展需求的了解和认识;另一方面应聘请产业界具有丰富理论及实际经验的工程师到工科院校兼课,帮助学生了解工程实际,指导他们应用理论解决实际问题。
6)目前,产学合作主要体现在校企科研项目联合攻关、科研成果转化等方面。今后,我们应将产学合作有计划、有步骤地深入到工科高等院校计算机专业的课程设置、教学内容制定、实践项目课程教学、教学评价、师资培训等方面中去。
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近年来,互联网技术不断普及、计算机发展迅速,计算机工程能够实现信息的有效传输,对网络与电子商务等的发展具有推进作用。下面是读文网小编为大家整理的关于计算机工程毕业设计论文,供大家参考。
1计算机工程专业方向培养目标
随着计算机领域新技术的不断涌现,“计算机科学与技术”原有的专业设置框架被突破,逐渐形成计算机科学、计算机工程、软件工程、信息技术、信息系统等多个专业方向的新格局[3]。计算机工程是计算机科学与技术领域最早出现的专业方向,它是现代计算机系统、计算机控制设备的软/硬件设计、制造、实施和维护的科学与技术。国际技术教育协会定义工程设计为:系统和创造性地把科学和数学原理运用于实践。鉴于此,在《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》中指出计算机工程专业方向的培养目标是:系统地掌握计算机科学理论、计算机软/硬件系统及应用知识,基本具备领域分析问题、解决问题的能力,具备一定的工程实践能力。因此,实践教学显得尤为重要。
2计算机工程专业方向嵌入式系统课程特点
嵌入式系统涉及到IT领域方方面面的新技术,它融合了计算机软、硬件技术、通讯技术和半导体微电子技术,针对实际应用系统需求,将相应的计算机直接嵌入到应用系统中。嵌入式系统设计需要设计者具有较强的综合理论知识和动手能力,是对设计者一个综合能力、特别是创新能力的考查。因此,嵌入式系统课程应更注重培养学生工程实践的能力、团队合作的能力[2]。目前,在计算机专业之外,国内许多高校还在电子工程、自动化、软件等专业开设了“嵌入式系统”相关课程。由于各专业培养目标、教学体系侧重点不同,课程内容也不尽相同。电子工程专业主要侧重于硬件基础平台的设计,自动化专业则侧重于智能仪器、仪表的设计,软件专业侧重于嵌入式应用软件开发。计算机工程专业方向则应从“系统”的角度出发,更侧重于软/硬件的协同工作,将计算机系统“自下而上”的专业课程有机地整合起来,形成一条清晰的逻辑线,让学生认识到计算机组成原理、微机接口技术、操作系统、数据库、程序设计、计算机网络、计算机控制等课程不再是独立的课程,而是一个有机的“整体”。在嵌入式系统工程设计中,会用到操作系统课程中所讲述的进程、线程、调度、文件系统的概念等;在通信中会用到微机接口课程中所讲述的串行接口的概念;在数据采集中会用到计算机控制课程中讲述的A/D转换、数字滤波算法等;在一个大型应用系统中还会用到计算机组网技术、套接字、数据库的概念等等。因此,计算机工程专业方向嵌入式系统课程内容应以实践为主,结合前修理论课程的内容,最终完成一个实际应用系统的开发[3]。
3嵌入式系统课程内容体系的构建及特色
我学院在2004年开设“嵌入式系统”专业选修课的同时,将计算机工程专业方向细分成嵌入式系统和网络技术两个培养方向,并制定了嵌入式系统专业方向培养计划,设置了4门实践性很强的专业方向课:计算机控制原理与技术(64学时)、嵌入式系统原理与技术(64学时)、嵌入式系统工程设计方法(32学时)和嵌入式系统课程设计(60学时)。IT领域的新技术发展之快、之多令人应接不暇,虽然大学生在校期间需要学习的都是一些基础知识,但他们毕业走向社会后,必然要面对这些新技术,如果我们的教学内容过于陈旧,就会加长学生毕业后的适应周期;如果我们能够提供给学生更多的接触这些新知识、新技术的机会,就能够缩短学生毕业后角色转换的时间,尽快地投入到工作中。因此,在教学内容设置上应力求将最新的技术、最新的设计方法传授给学生。为此,我们积极与国际知名企业建立合作关系,先后建立了“北京工业大学—Intel嵌入式系统联合实验室”、“微软嵌入式系统认证培训中心”和“北京工业大学—AlteraEDA/SOPC联合实验室”,为学生提供了一个接触、学习新技术的环境,同时也能使我们的教学内容与这些企业的新技术基本保持同步[4-5]。“嵌入式系统原理与技术”涉及目前嵌入式系统最为流行的两项新技术—英特尔公司的XScale技术(ARM架构)和微软公司的嵌入式操作系统WindowsCE,该课程以XScale应用处理机为硬件平台,讲述WindowsCE操作系统定制、优化方法以及驱动程序、应用程序的开发手段和方法。“嵌入式系统工程设计方法”则涉及了另一项新技术“IP(知识产权)复用技术”,该课程以Altera公司的Nios软核嵌入式处理器为核心,讲述了SOPC(片上可编程系统)设计方法和流程。上述两门课程均是以工程设计为主的课程,在讲述工程设计方法和设计流程时要涉及到开发环境、开发工具的使用,如果按照以往先在课堂讲授,再到实验室做实验的教学方式,不仅会使学生感觉到枯燥无味、不易掌握,而且在实验之前还要再花费时间复习。因此,我们借鉴美国卡内基•梅隆大学率先提出的“Learningbydoing”的教学理念,这种教学理念旨在强化工程学科的学生全面的实践能力和工程素养。从2005年开始,在实验室授课,采用教师边讲学生边做的教学方式,使学生“从做中学”,取得到了较好的教学效果[6]。
4实践教学安排
为了加强学生工程实践能力的培养,在实践教学体系中,采用了课内实验、课程设计和综合性课程设计3个阶段的培养模式,使学生全面掌握嵌入式系统的工程设计方法和设计流程。
4.1课内实验
以一个实际应用系统开发流程为例,设计了如下实验内容:(1)WindowsCE操作系统的定制:包括在硬件平台和模拟器上定制WindowsCE操作系统、添加组件以及使用远程调试工具进行调试。(2)修改WindowsCE操作系统映像配置文件:包括通过修改系统映像配置文件,在操作系统映像中添加各类文件和修改系统设置。(3)硬件定制实验:包括添加CF存储卡、802.11无线网卡和蜂窝注册表等硬件相关组件。(4)WindowsCE驱动程序的开发:包括流接口驱动程序的开发以及在PlatformBuilder环境下开发简单应用程序用以调用驱动程序函数。(5)WindowsCE应用程序的开发:包括导出SDK开发包,在EVC开发环境下开发、调试应用程序,制作自定义组件、系统优化和Shell实验。
4.2课程设计
课程设计的任务是完成一个应用程序的开发,课程设计题目每年不断更新,学生可以根据自身掌握的程度选择不同难度的题目,分值依据题目难易程度而定。学生也可以自拟题目,为保证题目的难度和规模能达到教学要求须经任课教师认可。题目有:在WindowsCE环境下的闹钟提醒程序、注册表编辑器、串口调试程序、文本编辑器、计算器、画图、贪吃蛇等[4,7]。
4.3综合性课程设计
“嵌入式系统课程设计”是综合性课程设计,要求学生结合专业方向的理论课程,充分发挥自身的能动性,3~4名学生组成一个项目组,自选题目,自选平台,完全按照工程项目管理规范严格检查各阶段完成情况。使学生掌握嵌入式系统实际工程设计的方法和流程,巩固理论课程内容,规范工程文档的建立,培养学生的创新能力和团队精神。通过答辩、演示给出成绩,将题目新颖、完成情况较好的项目组推荐参加国内外相关竞赛。今年正在进行中的项目有:家庭视频监控系统、食品安全追溯系统、家电语音控制系统等[8]。
4.4学生科技竞赛
2007年1月,教育部、财政部“关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见”中,要求继续开展大学生竞赛活动,重点资助在全国具有较大影响和广泛参与面的大学生竞赛活动,激发大学生的兴趣和潜能,培养大学生的团队协作意识和创新精神[4,9]。我校十分重视嵌入式系统学生科技竞赛活动,在2006年投资近60万元,建立了“嵌入式系统科技竞赛训练基地”。通过搭建一个学生参加科技竞赛、训练的基础平台,形成一个传、帮、带的梯队、达到“以点带面”的良性循环效果,增加了学生学习理论课程的兴趣,加强学生创新能力的培养[4]。计算机学院在国、内外嵌入式系统相关竞赛中取得了优异的成绩,在教育部、信息产业部举办的“全国大学生电子设计竞赛———嵌入式系统专题邀请赛(英特尔杯)”中,2004年获得了三等奖,2008年获得了二等奖。“2005年微软嵌入式系统全球大学生挑战赛”入围全球前30名,并参加了在美国西雅图微软总部举行的总决赛,获得“优胜奖”。在IEEE举办的“第六届计算机协会国际设计大赛(CSIDC)”,进入了在美国首都华盛顿举行的全球前10名总决赛,并获得“优胜奖”。在Altera公司举办的“Nios软核嵌入式处理器设计大赛”中,先后获得过优胜奖和三等奖[10]。
5结束语
嵌入式系统涉及的领域越来越广,发展速度越来越快,为了加强计算机工程专业方向学生工程实践能力的培养,就要求我们通过不断地探索、实践,完善嵌入式系统实践教学体系。
1现状及发展趋势
大多数高等院校计算机本科专业涉及的硬件教学课程主要有“数字逻辑”、“汇编语言程序设计”、“计算机组成原理”、“计算机系统结构”、“微机原理与接口技术”、“单片机”、“嵌入式系统”等,在新形势下部分课程内容设置显得不够合理,部分教学内容与实际应用脱节,影响了教学效果,无法完全满足教学大纲中要求的动手能力培养,更无法有效培养同学们的创新意识。目前,作为计算机教学重要专业基础课程的“数字逻辑”,要求学生掌握组合逻辑、时序逻辑电路的分析和设计方法,研究对象主要是分立元件、通用中小规模集成电路及基本的可编程器件等,介绍的方法也以传统方法为主,已无法适应目前应用的需要;作为专业主干课程的“计算机组成原理”、“计算机系统结构”,主要内容是讨论计算机的结构、各功能部件原理及设计方法,同时介绍当前的新技术、新方法,目的是让同学们熟悉计算机的结构,为以后应用和设计计算机系统打下基础。目前大家普遍采用的教材在部件设计中讨论的方法主要是硬布线逻辑或微程序设计方法:硬布线逻辑运行速度高,但缺乏灵活性;微程序设计方法有一定的灵活性,但资源占用多,运行速度慢。尽管这两种方法对于理解计算机组成原理不失为一种较好的选择,但由于缺乏实际应用背景,学生学习兴趣受到影响,教学效果也大打折扣,提高学生的动手能力、培养创新意识更是无从谈起。“汇编语言程序设计”课程也存在类似尴尬,讨论以16位个人计算机为背景的汇编语言程序设计知识,适合入门和了解基本原理,但与“计算机组成原理”、“计算机系统结构”课程一样,由于缺乏实际应用背景,教学目标无法完全实现。随着电子设计自动化(EDA)、系统编程(ISP)、片上系统(SOC)等技术的发展,32位个人计算机的应用已很成熟,多核64位计算机应用也将逐步成为主流。嵌入式系统设计需要较强的软硬件知识综合应用能力,因此在计算机硬件课程的教学中应加大相关新技术的比例,并根据实际及时调整教学内容。国外许多知名高校本科专业的教学内容已经作了适时调整,如麻省理工学院非常注重学生的设计能力的培养,为此专门开设了“计算机系统设计”课程,要求学生在实践环节中自主设计ALU、单指令周期CPU、多指令周期CPU乃至流水线32位MipsCPU和Cache;斯坦福大学也有相似的课程和实验环节;加州大学伯克利分校和杨百翰大学在基于可编程逻辑的超级计算机研制方面也有大量成果。当前在国内,案例教学已被越来越多的人所接受,尤其是在一些法学、工商管理类高校已经开始广泛运用。案例教学法是一种动态的、开放的教学方法,目标是解决学生如何用更有效的方式获得知识以提高应用能力的问题。案例教学法具有综合性、交互性、启发性、针对性和可操作性等多种特征,它的使用大大缩短了教学理论与实际应用之间的差距,同时对教师的教学观念产生了重大的影响。鉴于计算机专业知识与实际应用结合紧密的特点,教学中尤其适合案例式教学。目前在国内计算机课程的教学中,案例教学还处于一个起步阶段,主要表现在:案例教学比例不够,没有形成完整的体系;案例数量不足,质量欠缺;许多高校尽管重视案例教学的应用,但是在案例的搜集、整理与分析等方面相对滞后;案例陈旧,缺乏代表性等。
2以ISP技术为主线改革计算机专业硬件课程教学体系和教学内容
计算机本科专业涉及的硬件教学课程按合理教学顺序一般为“数字逻辑”、“汇编语言程序设计”、“计算机组成原理”、“计算机系统结构”、“微机原理与接口技术”、“单片机”、“嵌入式系统”等,一些课程可以在时间上重叠,如“数字逻辑”、“汇编语言程序设计”等。由于ISP、EDA技术可以灵活地开发出具有自主知识产权的硬件产品,是目前工程实践领域和芯片设计领域运用最广泛也是最有应用前景的技术,因此在计算机硬件课程的教学中应该把相关技术列为重要内容,即以ISP、SOC技术为主线,使相关课程形成一个完整的体系,达到培养创新性人才的目的。为了实现这一目标,在“数字逻辑”课程中,应大幅增加可编程逻辑技术的比重,重点讨论用EDA方法,利用ISP技术、SOC技术设计IP核的方法,使学生对相关技术的应用及发展趋势有一个全面的理解,并具备基本的实践能力;在“计算机组成原理”课程中增加计算机设计原理和实践的内容,也可考虑再单独增加一门计算机设计课程以替代目前“计算机组成原理”课程设计,在该课程中重点讨论如何采用EDA方法,利用ISP技术、SOC技术设计计算机各部件如CPU、Cache等,通过实际应用和实践进一步加深对相关技术的理解和掌握。在“微机原理与接口技术”课程可以考虑以16位计算机应用知识入门,以讨论32位计算机的应用为重点。相应的,作为“微机原理与接口技术”课程的先行课程,“汇编语言程序设计”课程也应把相应的内容整体提升到32位,考虑到学习过程的先易后难,可以先介绍16位汇编语言程序设计知识作为入门,再对32位汇编语言程序设计相关内容展开。单片机系统本质上也是嵌入式系统,嵌入式系统是针对应用或用户定制的完整、高效的计算机系统,嵌入式系统设计需要较强的操作系统原理、应用程序设计和硬件设计方面知识的综合应用能力,其中特别是硬件系统设计能力可以通过以上几门硬件课程的系统学习逐步培养,因此相关课程的教学内容应注意衔接,同时遵循先易后难的原则,面向实际应用,以提高动手能力、增强创新意识为目的。针对实践教学,目前相关课程的实验教学的实验项目及内容固定,大多为验证性实验,实验步骤程式化,许多同学按教学实验计划做完实验,仍然无法充分理解课程的主要内容,无法真正拥有教学大纲所要求的动手能力。更重要的是计算机技术一直处于高速发展中,高等院校的计算机教学理应不断地适应这种要求,相关的实验教学应适时地调整教学内容。解决问题的一个好思路是利用ISP、SOC技术开发出一种内容可定制的硬件课程教学实验平台,由于作为控制对象的外围电路是相同或相近的,可以设计为通用模块,而实验平台控制部分则可以利用可编程逻辑改变,以适应不同的课程。如控制部分设计为基本CPU即可做“计算机组成原理”课程的相关实验;控制部分设计为单片机即可做“单片机”课程的相关实验;甚至控制部分可以设计为个人计算机CPU,配合有关的接口电路,即可做“微机原理与接口技术”课程的相关实验等。在我院的计算机本科专业相关硬件课程教学实践中,我们已作出了一些有益的探索,如我院“数字逻辑”教学大纲已在近年作过相应调整,EDA技术、可编程技术的理论和实践教学内容的比例从原来的20%增加到60%以上,经过多年的建设,“数字逻辑”课程在今年被评定为“湖北省精品课程”;在“计算机组成原理”课程中引入利用ISP技术设计CPU软核等教学和实践内容;“汇编语言程序设计”、“微机原理与接口技术”课程中也增加了32位计算机相关内容的学习和讨论,新的实验设备可以进行32位的相关实验等,这些安排增强了学生的学习兴趣,学生学习的主动性也明显提高了。
3采用案例教学法作为计算机专业硬件课程教学的主要方法
案例教学法是一种事半功倍的教学方法,在教学过程中围绕事先精选的典型的、具有工程背景的实际案例进行讨论,可以为同学们模拟实际应用的场景,获得近似于实战的经验。为完成设计目标,同学们自然会自己主动学习,在这一过程中掌握知识,并学会应用知识,提高解决问题的能力;也能通过用不同的途径解决问题,培养创新意识。这样教师在授课中可以把精力集中于教学内容的总体把握上,而不需要过分在知识细节上消耗时间,提高了教学效率。案例教学法关键在于选择合适的案例,案例首先必须有代表性和实时性,必须是实践中的典型应用实例。在实践中应用的几率高,具有普遍意义,这样的实例在教学过程中值得花费精力讨论和设计,才是有意义的。同样重要的是案例需具有实际工程背景,学生可以面对具体的实际问题和特定的环境,有针对性地通过自主学习和思考进行设计,培养实际解决问题的能力。案例还应该形成相对固定的案例集,并具备一定的开放性,应定期对案例集进行评估,剔除一些过时的案例,增加一些新的典型应用实例。这样就保证了案例的典型性、实时性及工程背景。在教学实践中,我们把案例教学法作为主要方法,并把案例分为4类:一是问题评论型,给出问题和解决问题的方案,让学生去评价;二是分析实现型,不给出解决方案,要求学生讨论分析以提出方案;三是实际模拟型,是指在教学过程中依据教学内容,让学生分别充当不同的角色,进行模拟性的实践活动;四是发展开放型,通过案例发现新的理论生长点,讨论相关理论的发展趋势。我院在相关课堂教学中采用的部分案例如表1所示。在“数字逻辑”、“计算机组成原理”等课程的重点章节教学中,我们通过采用上述案例法,调动学生成为积极参与者,而不是消极被动的听众,在案例学习和讨论中,鼓励学生提出更多解决问题的办法,在课堂上营造出积极发表意见和争论的气氛。这样提高了学生的学习兴趣,教学效果有明显改善,学生的动手能力有了显著增强。
4总结
为实现面向实际应用提高学生动手能力、增强创新意识、培养创新型人才、确定完整合理的计算机本科专业硬件理论教学和实践教学体系的目的,我们提出了以ISP技术为主线的计算机专业硬件课程教学改革方案。它的主要内容为两方面:一是调整现有教学体系和教学内容,如在“数字逻辑”、“计算机组成原理和系统结构”、“嵌入式系统设计”等课程中以“数字逻辑”课程为先导,以ISP、SOC技术为主线贯穿于各相关课程教学过程中;在“汇编语言程序设计”、“微机原理与接口技术”等课程中把主要内容全面提升到32位等。二是在教学中运用案例法,使学生成为教学活动的主体,形成学生自主学习、合作学习、研究性学习和探索性学习的开放型学习氛围。充分发挥案例教学有利于提高学生分析问题和解决实际问题的能力、有利于促使学生学会学习、有利于促使学生学会沟通与合作的优势。实践表明以ISP技术为主线的计算机专业硬件课程教学改革,符合国家高等质量工程建设中培养创新性人才的规划,有效地增强了学生的动手能力和创新意识。我们也意识到计算机工程教学是一个复杂的过程,牵涉到许多方面,我们将在实践中探索教学规律,不断提高教学水平,进一步改善教学效果。
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