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云计算要处理的数据,一般存储在数个服务器中,如果需要处理数据时,需要从存储服务器中提取需要的数据完成计算今天读文网小编要与大家分享的是: 计算机云计算原理及其实现方式研究的论文,具体内容如下,希望能帮助到大家!
计算机云计算原理及其实现方式研究
1 计算机云计算的概念
人们在处理计算机数据信息的时候,有时需要经常处理海量的数据,如果为了处理这些计算机信息,人们随时可能要增添计算机硬件设备、随时用人工的方式处理这些计算机,那么将会耗费大量的物力成本和人力成本。为了解决这个问题,人们提出了云计算的概念,它是一种以计算机硬件为架构,以计算机网络为基础的数据信息处理平台,在该平台上,它能以某种算法处理各种信息数据。提出云计算的概念以后,人们能把同一种类型的数据信息全部交给予云计算信息平台处理。
2 计算机云计算的原理
计算机的云计算技术有laaS、Paas、SaaS三种不同的类型,然而它们运行的技术体系结果是相同的。其技术体系结构如下:
从图1中可以看到,它的体系结构分为4层,其4层体系结构的功能如下:SQA构建层构建出一个云计算的服务规则,人们请求使用云计算的服务时,就需要通过SQA构建层的处理;管理中间件则是建立一套数据管理的规则,如果人们提交一个请求,它能依照这套规则调用资源池中的数据,同时它还负责监管云数据处理的情况;数据资源池负责各类数据的具体处理和加工,它负责完成管理中间件给予的指令;物理资源层则给以上的运算提供硬件、软件、网络等平台。
从以上计算机云计算体系的构建中可以看到云计算实现的原理。它是一种以互联网计算理念为基础,结合虚拟化技术、综合数据自动管理调度的一种数据处理技术。它能接受计算机端、移动设备端或其它端的用户请求,完成专门的数据处理,然后将处理的信息提交给请求的用户。云计算以高速的、专门的、远程的方式处理数据信息,人们需要使用云技术的时候,只需要以客户终端机提出云计算的请求,它就能响应人们的请求,这种集中化的、自动化的数据处理方式能够节省数据处理的成本。要实现云计算的原理,需有以下几种技术支持:
2.1 基于网络的编程模块实现
要让云计算的四个层面能够实现,就要用在网络的基础上用编程模块的思想完成云计算的数据管理问题或数据存储问题。这个编程思想主要为映射的思想和化简的思想。映射的思想是要将整个网络平台构建成一个大型的计算机服务器,而化简思想则要用一套调度的法则把数据提交给“服务器”处理。
2.2 海量数据分布的存储技术
云计算要处理的数据,一般存储在数个服务器中,如果需要处理数据时,需要从存储服务器中提取需要的数据完成计算。如果使用映射的思想,可将云计算的数据的对象定义为元数据,而要处理元数据时,只需要在存储元数据的服务器中提取,即可完成计算。以这种思想可实现海量数据的分布存储。
2.3 海量数据管理技术的支持
为了便于海量数据的管理,云计算需以数据库的思想完成数据管理工作,而这个数据库需要处理的数据是命令方式不同的、格式不同的数据。云计算的数据库要用翻译的思想完成命令的统一转换工作、要用包装的思想完成数据格式统一工作。
2.4 硬软件虚拟化技术的处理
虚拟化技术是云计算实现的关键技术。它包括硬件虚拟化和软件虚拟化。硬件虚拟化为计算机虚拟光、网络虚拟化等;软件虚拟化包括系统虚拟化、数据库虚拟化等。虚拟化技术能使用户像使用自己的计算机一般使用云计算的客户端,同时虚拟化技术能让云计算像在一台计算机上一般完成所有的数据处理工作。
2.5 多平台服务器的相互兼容
随着云计算数据量增大,云服务器需要更多服务器硬件支持,如何让这些硬件服务器彼此之间能更好的兼容,是目前人们正在研究的问题,只有使多平台、多系统的服务器能相互兼容,才能使云计算原理能更好的实现。
3 计算机云计算的实现
3.1 云技术平台的构建
云计算平台模块的互动方式如图2。
要让云技术实现,首先要搭建一个云技术平台,这个平台包含以下几个部分:
云计算用户界面:这个界面是人们使用云计算处理数据的指南;
云计算服务器目录:人们使用该目录,能了解该云计算服务器能完成哪些类型的数据计算;
云计算管理系统:它完成数据任务的分配,使云系统能依规则完成数据处理;
数据部署处理:它完成用户提交的数据命令,并将处理的数据提交给相应的模块;
数据的监控:它负责监控数据处理的情况,若出现数据处理异常的情况,能提交一套响应的方案;
服务器的集群:它将数据服务器虚拟给一个服务器,使云计算的管理系统能便于完成数据分配和处理。
3.2 云技术的自动布署
云计算的自动布署是非常重要的环节,可以说,它是云计算进行的基础。不同的云计算目的会有不同的云计算方式,自动布署最的目的,是数据计算时不再由人工干预,而能实现数据的自动运算的流程。图3为一则云计算自动部署的实例,只要用户提交云计算的情求,其自动部署的规则会根据用户的要求自动完成模块化的运算。
3.3 云计算的资源监控
云计算在计算的时候,有可能会出现用户提交的要求超出计算范围的情况;有可能云计算的计算流程出现失误的情况;有可能会发生其它无法计算的情况等。如果没有资源监控系统,云计算的流程将难以处理这种流程。而监控系统的目的为监控云计算的整个过程,直至正确的完成计算、如果无法正确的计算,将有一套正确的处理方法、评估运算的过程将运算的结果提交给相关的模块。
4 结束语
随着网络技术的发展,人们根据网络的特点开发出了云计算,它是一种先进的处理数据信息的方式,以上是目前云计算的原理与实现方法,随着网络信息技术继续向前发展,人们会发展出更先进的云计算理论原理,且会提出更合理的云计算实现方法。
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基础业务是保证满足消费者基本通信需求的业务,而增值业务是运营商提供给消费者的更高层次的信息需求。因此,它必须提供更好更周到更多样的服务,符合不同消费群的个性化要求。以下是今天读文网小编要与大家分享的:固网增值业务及其技术实现相关论文。内容仅供参考,希望能帮助到大家!
固网增值业务及其技术实现全文如下:
在日益激烈的竞争形势下,固网运营商受到来自互联网、移动话音等业务的影响,其赢利空间已越来越小,迫切需要寻求可持续发展的新途径,如何抑制固网语音业务ARPU值的下滑、开发有赢利能力和增长潜力的固网增值业务成为了固网运营商的当务之急。在国外,增值业务一直是固网运营商重要的经济来源,固网增值业务收入能占到固网总收入的30%,而我国固网增值业务收入所占比重不足5%。虽然此前我国也推出了不少固网增值业务,如来电显示、语音信箱、800业务、多方通话、呼叫中心业务等,但这些业务还有很大的局限性,远不能满足用户对增值业务的需求,许多更有吸引力的新业务还有待开发。
1. 固网彩铃业务
彩铃业务也称个性化回铃音业务,包含在用户作为被叫用户时生效和作为主叫用户时生效两种方式,旨在为用户提供丰富多样的个性化回铃音以替换普通回铃音。该业务迎合了时尚、年轻用户彰显个性的需求,用户可以通过对铃声的管理,对主叫用户进行分类处理,如主叫是朋友、恋人、家人、客户、不受欢迎的人等可以听到不同的个性化回铃音,使用户虽然做被叫仍然可以掌握更多的主动权利。此业务不仅面向个人用户,对于企业用户同样有相当大的价值。企业可以利用播放回铃音插入公司的广告信息,也可以针对不同的客户播放特定的回铃音,使客户倍感亲切。
2 、预付费业务
预付费业务按照使用形式可以细分为两种,即预付费卡类业务和主叫预付费业务。
(1)预付费卡类业务
预付费卡类业务是记账卡业务的一种预付费形式。该业务允许用户在任一部电话机(DTMF话机)上进行呼叫,并把费用记在规定的账号上。使用记账卡业务的用户,必须有一个惟一的个人卡号(Card Number)。用户使用本项业务时,按规定输入接入码、卡号、密码(PIN)。当网络对输入的卡号、密码进行确认且向用户发出确认指示后,持卡用户可像正常通话一样拨被叫号码进行呼叫。
与目前市面上流行的200、300、IP电话卡等普通预付费卡业务类似,用户只需要向运营商或代理商购买预付费卡,每次使用时,在任何一部话机上,输入业务码、卡号、密码,通过鉴权后,输入被叫号码进行呼叫。
(2)主叫预付费业务
主叫预付费业务是预付费卡类业务的一种变化形式,对于相对固定的用户群体提供更加方便的服务。
它使得用户在使用预付费业务的情况下,可以将用户的电话号码和预付费卡的账号、密码绑定(或者使用主叫电话号码作为预付费业务的账号),使得用户可以无需每次输入卡号和密码(如果允许一部话机绑定多个卡,则只需要输入密码来识别)就可进行预付费呼叫。当预付费主卡金额使用完后,用户可以购买预付费充值卡,通过拨打充值号码“xxxx”进行充值,将卡上的金额转移到所用的电话上,或者直接到运营商的营业厅/或服务网站进行充值。
无论用户多么频繁地修改个人电话,用户只需要申请一个固定的号码,每次更换新号码时只需要重新登记该号码和真实号码的对应关系,其他人只需要拨打此号码即可接续到用户的真实号码上。这既可为普通用户带来方便,也为局方在接入网割接时提供方便的割接过渡方案。
对于移机不改号用户做主叫进行呼叫时,该业务提供去话功能,用户可以选择真实主叫,也可以选择注册的号码做主叫进行呼叫和计费。
3、 “一号通”业务
“一号通”业务的总体要求为“一个号码,一拨即通;万千信息,囊括其中”。要求将固定电话、小灵通、手机、传真、寻呼、短消息、电子邮件等多种终端和服务的优势集于一体,支持固定电话、小灵通、移动电话、计算机等多种终端方式的惟一号码解决方案,实现无论何时何地以何种方式均可通过惟一号码进行沟通,以“一个号码”实现个人通信的一体化。
固定电话网由于先天的技术局限而不具备移动性,因此业务发展受到很大的影响。而对于移动电话网而言,任意放号、移机不改号、广域Centrex(WAC)等移动性业务实现起来非常方便,而且有利于后续相关业务的开展。随着社会和经济的不断发展,固网用户对移动性的需求也日趋迫切。
虽然对固网而言,许多增值业务理论上讲可以用智能网方式或ISUP信令来实现,但是由于固网的用户管理机制所限,以及存在业务标准不统一、互联互通烦琐、业务嵌套复杂、处理效率低等问题,固网彩铃、预付费、移机不改号、一号通等业务难以有效开展。下面分析一下目前固网在开展增值业务方面存在的主要技术问题。
1.软硬件现状制约新业务开展
(1)全网机型复杂
例如我国某些固网主流运营商2000年以前的交换局中老机型超过了80%,由于这些老机型交换局容量小、局数多、新业务提供能力弱,业务功能落后,升级、改造费用高,且这些老机型的设备供应商技术支持力量减弱,售后服务得不到保障,软件版本的生成和配置局数据要花费大量精力,每增加一个新业务或扩容时要停机进行,使得运营成本越来越大,一定程度上阻碍了新业务的开发与实施。
(2)独立的PSTN和PHS运营模式加大了业务互通难度
我国固网运营商的本地网中有PSTN和PHS两张网,目前两个网络基本完全独立运营,具体体现在:一是针对相同的客户群有两个重叠的网络,业务运营管理仍以网络为中心,网络和管理资源没有有效整合,无法提供套餐服务;二是新业务开发和部署困难,由于每个网络有各自的智能网、计费管理平台,业务同时推出困难比较大;三是用户资源、号码资源等没有充分共享;四是业务优势无法互补,如PSTN有丰富成熟的话音业务,而PHS有移动性特色业务,由于网络独立,这些业务不但无法互补,更无法融合产生新业务。
2.目前的智能网实现增值业务有一定困难
(1)端局不支持SSP,SSP的建设大部分采用独立新建,叠加在PSTN网内的方式,使得智能业务触发点高,电路迂回严重。
(2)智能业务触发方式单一,只能做到号码分析触发(DP3),即通过接入码字冠分析的方式。而ITU定义的智能网触发方式有18种之多,诸如主叫鉴权(DP1)、被叫鉴权(DP12)等目前都不能支持,导致很多业务不能够开展或开展不方便(必须通过加接入码的方式)。
(3)对于同振、彩铃等被叫类智能业务,由于业务属性与被叫相关,中间接续交换机无法感知其业务属性,使得全网被叫类智能业务难以快速开展。
(4)对于主叫类智能业务,端局不能将无接入码的智能业务触发上来,需改造,导致固定预付费等业务难以实施。
解决固网在增值业务发展方面遇到的用户属性触发难等问题,有必要对固网进行优化改造,固网的这种优化与改造也常被称为网络智能化,而固网增值业务也可以称为网络智能化业务。下面分析固网增值业务的几种技术实现方式。
1.“汇接局/SSP+内置用户业务属性数据库”方式
汇接局本身具备SSP功能,通过汇接局交换机内置大容量用户业务属性数据库,用户不必访问外部业务签约属性服务器,就能触发用户所签的增值业务;用户无需拨增值业务接入码,交换机就能根据内置用户业务属性数据库中存放的用户业务属性自动加插业务接入码,实现增值业务的触发功能。
这种实现增值业务的组网方式,有利于开展详单计费,无需考虑各端局是否具备详单功能;通过汇接局生成市话详单,能够减少固网运营商在全网详单提供上的投入。
在该方式中,汇接局兼SSP,其内部具有强大的软件处理功能。网络优化改造后,端局所有呼叫都经过汇接局。呼叫进入汇接局时,汇接局将检查主叫用户和被叫用户(如果已收到被叫号码的情况下)的属性,确定是否存在增值业务签约信息。根据检查结果,对主被叫号码做适当处理后,再按正常的流程完成呼叫接续。当用户具有增值业务签约时,汇接局将通过在被叫号码前加插业务接入码触发给相应的SCP进行业务处理。该方式具有以下特点:
(1)所有端局之间的呼叫和端局内部的呼叫都经过汇接局,取消端局之间的直达路由,所有呼叫由汇接局处理,SSP集成在汇接局,汇接局将成为本地网交换核心、计费核心、路由核心和维护核心。
(2)弱化端局功能,端局除负责用户数据及接续至汇接局外,不再担负其它交换控制和计费功能,其内部呼叫同样由汇接局进行交换控制与计费。
(3)汇接局具有与前后台支撑系统的开放接口(包括97系统、计费账务和网管)。
2. “汇接局/SSP+外置用户业务属性数据库”方式
该方式是基于外置用户业务属性数据库触发用户属性数据。在本地网内增加用户业务属性数据库,其存放的主要信息包括用户的号码信息(物理号码、逻辑号码)和签约业务信息等。所有本地网的话务和外网的话务都通过独立汇接局转接,汇接局需要改造为兼具SSP功能的汇接局,由汇接局/SSP查询用户业务属性数据库,完成号码变换和增值业务触发功能,用户业务属性数据库与汇接局之间采用标准的信令协议进行通信。这种组网方式,同样利于开展详单计费。
采用该方式,先要经过网络结构优化,形成市汇两级网络结构,将全部用户呼叫通过汇接局统一处理,汇接局通过对每个呼叫的主被叫号码进行过滤识别,判断是否需要触发外置用户业务属性数据库。如果需要就触发到用户业务属性数据库,根据从用户业务属性数据库获得的信息,直接触发智能网,并在智能网平台上实现增值业务功能。
该方式除了具有方式一的有关特点外,关键是采用了外置用户业务属性数据库来来存储用户数据,增强了灵活性。
3. “端局/SSP+外置用户业务属性数据库”方式
该方式基于端局触发用户业务属性数据库,与方式二一样,需要在原有的基础网络之外新增用户业务属性数据库,由用户业务属性数据库来完成业务的触发功能以及签约用户数据的集中管理,用户业务属性数据库与基础网络之间采用标准的信令协议进行通信。该方式的特点是端局具备SSP功能,可直接触发并查询用户增值业务属性数据库。
采用该方式,理论上对网络结构没有改造的要求,因此能够保持原有的网络结构不变,不影响原有的网络结构和话务流向,可以最大程度地保证网络运行的安全性。但是对网元本身提出了更高的要求,要求端局交换机升级为带SSP功能的交换机。
该方式中,用户的业务属性分布在端局和用户业务属性数据库里,原则上主叫增值业务属性在主叫端局触发,并从主叫端局直接查询用户业务属性数据库,被叫增值业务在被叫端局触发并从被叫端局直接查询用户业务属性数据库。
4、 “端局/SSP+内置用户业务属性数据库”方式
该方式是端局带SSP功能,同时通过端局交换机内置大容量用户业务数据库,无需访问外部的业务签约属性服务器,就能查询并触发用户所签约的智能业务。用户无需拨任何智能业务接入码,交换机就能根据内置用户属性数据库中存放的用户业务属性,自动加插业务接入码,实现业务的触发。
采用该方式,理论上对网络结构没有改造的要求,但是对网元本身提出了很高的要求,不但要求端局交换机升级为带SSP功能,还要内置大容量用户属性数据库。
总之,通过网络优化与改造,固网就能提供固网彩铃、预付费、移机不改号、一号通等许多增值业务,从而达到充分挖掘现网资源、提高固网创收能力的目的。上述固网增值业务的不同技术实现方式,适用于不同的网络现状,具体采用哪种方式需根据具体情况具体分析。如果现网的汇接局本身具备SSP功能且所汇接的端局规模较小,则最好采用方式一;如果现网的汇接局本身具备SSP功能而所汇接的端局规模较大,则最好采用方式二;如果现网的端局较易改造为具备SSP功能的端局且汇接局规模较小,则最好采用方式三;如果现网的端局较易改造为具备SSP功能的端局且端局规模较大、功能较强,则最好采用方式四。
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数字网是一种用数字传输和数字交换建立连接并传输单一业务(如电话)的通信网,全称综合数字网(IDN)。如果只有数字传输而没有数字交换,则称为数字传输系统。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:实现宽带综合业务数字网b-isdn的核心技术-atm计算机相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
实现宽带综合业务数字网b-isdn的核心技术-atm全文如下:
在本世纪的最后一年,isdn(综合业务数字网)终于走下神坛,一路“轻舞飞扬”,开始大面积进入中国寻常百姓家。在我们准备收藏自己的modem,享受isdn两个b通道128kbps的同时,我们不禁要问:isdn之后是什么?的确,需求促进了新技术的发展,新技术的应用又刺激了新的需求。当人们不满足用计算机来处理数据和文字时,出现了多媒体应用(集数据,语音和图象为一体),导致了多媒体的传输要求。
在几种高速广域网技术:smds(switch multimegabit data service 交换式多兆位数据服务)、帧中继(frame relay)、b-isdn(broadband integrated services digital network 宽带综合业务数字网)之中,b-isdn用一种新的网络替代现有的电话网及各种专用网,这种单一的综合网可以传输各类信息,与现有网络相比,要提供极高的数据传输率,且有可能提供大量新的服务,包括点播电视、电视广播、动态多媒体电子邮件、可视电话、cd质量的音乐、局域网互联、用于科研和工业的高速数据传送,以及其它很多甚至现今还未想到的服务。
归纳这些服务可分为交互服务和传播服务两大类,从特征上看分三点:
(1) 不是所有的服务都要求很高的传输速率和带宽,但活动图象传输服务及高速数据通信有这种要求,例如tv传播要求30mbps,hdtv传播要求130mbps。
(2) 某些服务有很高的猝发性,如面向连接的数据传送为1mbps~50mbps,文本传送为1mbps~20mbps,电视会议为1mbps~5mbps。
(3) 对网络的要求是能支持各种不同速率的服务,能支持猝发性的通信,要考虑信息丢失敏感的应用和时延敏感的应用。
(一).atm与b-isdn
使b-isdn有可能实现的一种技术称为异步转移模式atm(asynchronous transfer mode),atm技术的发展是顺应多媒体传输的要求。多媒体(语音/图象)的传输特点和传统的数据传输不同,数据传输的特点是允许延时,但不能有差错,数据的差错将导致数据含义的不同,引起错误的结果;语音/图象传输的特点是信息量大,实时性高,但允许有少量的差错,差错只能影响当时的语音/图象的质量。虽然可以使用各种压缩技术,但多媒体的信息量仍然惊人,尤其是多媒体传输的实时性要求使得其它技术难以适应,于是出现了一种新的交换技术:atm交换技术。
(二).atm信元
atm是用一种称为信元的、小的、固定大小的分组传送所有的信息。信元长度为53个字节,其中信元头占5个字节,信息域占48个字节,信元头的主要功能是信元的网络路由。
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atm交换采用异步时分多路复用(atdm)技术,用户数据被组合成信元,在atm网络中分时传输。下图是数据在atm中的发送和接收过程:
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各个源依据自己的速率产生数据,并把它们送到打包器中,将数据组装成包,当打包器中有了一个完整的信元时,就把它送到多路复用器中,多路复用器把信元插入网络的下一个可用的时间槽中,接收方的过程正好相反。atm的异步时分复用模式克服了传统的分组交换延迟不确定和线路交换带宽没有充分利用的缺点,是这两种交换模式优点的集合。
(三).atm交换机制
atm交换支持不同的传输媒体(双绞线、同轴电缆和单模/多模光纤),提供不同的传输速率(25mbps、45mbps、155mbps…625mbps);可以组建不同规模的网络(局域网和广域网),同时支持数据、数字化语音/图象的传输,针对不同应用对数据传输可靠性和实时性的需求,采用了不同的处理策略。atm交换以信元为单位,并在信元中增加了可丢弃标识和优先级,并支持带宽预约,确保具有实时性要求的数据可以优先传递;同时atm交换机简化差错控制和流量控制的功能,减少结点处理延时,使得传输速率可达gbps的数量级。
atm交换机制的具体实现要从atm的网络结构说起:
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1) 传输通路:它是网络部件的延伸和扩展,它汇集和分解传输系统的有效负载,属于物理层。
(2) 虚拟通道(vc):用于描述atm信元单向传送的一个概念,信元与一个唯一的虚拟通道标识符(vci)相联系。
(3) 虚拟通路(vp):用于描述虚拟通路的atm信元单向传输的一个概念,vc和vp都属于atm层。很显然,vc包含于vp之中。
(4) 虚拟通道链路:在两个顺序的atm实体间单向传送atm信元的能力,在atm实体处转换vci值。
(5) 虚拟通路链路:类似于虚拟通道链路。
(6) 虚拟通道连接(vcc):vc链路的一个连接。
(7) 虚拟通路连接(vpc):vp链路的一个连接。
虚拟通道和虚拟通路都是用来描述atm信元单向传输的路由。每个虚拟通路可以用复用方式容纳多达65535个虚拟通道,属于同一虚拟通道的信元群,拥有相同的虚拟通道标识号(vci),它是信元头的一部分。属于同一虚拟通路的不同虚拟通道的信元群,拥有相同的虚拟通路标识符(vpc),它也是信元头的一部分。
当发送端要和接收端通信时,发送端先发送要求连接的控制信号,接收端收到该信号并同意建立后,一个虚拟线路被建立起来,用vpi和vci表示。
虚拟线路建立后,需要传送的信息被分割成套53字节的信元,经网络传送到对方。在虚拟线路中,相邻两个交换点间信元的vci,vpi值保持不变,此两点间形成一vc链路,一串vc链路相连形成vc连接vcc。相应的,vp链路和vp连接也可以类似的方式形成。vci,vpi值在经过atm交换点时,该vp交换点根据vp连接的目的地,将输入信元的vpi值改为要导向接收端的新的vpi值赋予信元头输出。以上过程称为vp交换,vc交换与此类似。由此可知,atm可利用vc和vp达到交换与传输数据的目的。
这里要特别提到信元头中的信元优先权(clp),设置clp位以标识较低优先权的信元,在网络发生冲突时,首先被删去的就是这些较低优先权的信元,这一点在多媒体传输中十分重要。
(四).atm的网络环境。
atm的网络环境由atm终端系统和atm网络组成。
atm终端系统(又称atm站点)包括atm的用户设备,可以是主机(工作站、服务器等),互连设备(桥接器、路由器等),这些设备必须配置atm适配卡,获得一个atm网络地址,atm适配卡有不同速率和不同接口,满足不同需要。
atm网络由atm交换机和传输媒体组成,其中传输媒体主要是双绞线和光纤。atm交换机则被划分为多个档次。工作组atm交换机主要用于桌面用户的接入,其上行端口速率可选择155mbps或更高,下行端口为25mbps。园区级atm交换机应用于一般企业规模的atm网络构造,形成atm主干网,连接atm路由器,lan交换器和主干级服务器。企业级atm交换机则更适合构成大规模广域企业网的核心主干网络,主要用于连接工作组atm交换机和其它atm设备。
异步转移模式atm可承载多种业务,具有统计复用和按需分配带宽的动态性能,受到广泛重视,已被公认为实现宽带综合业务数字网b-isdn的唯一交换方式。时至今日,千兆以太网的1000base t 铜线方案己经出台,千兆以太网的价格阻碍不覆存在,而atm对千兆以太网的路由连接十分成熟。可以预见,在不远的将来,千兆以太网加atm路由将成为多媒体时代高数据速率传输与交换服务的主力军。
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局域以太网从10M开始发展,经历几多的变迁,发展到现在的千兆以太网。千兆以太网以高效、高速、高性能为特点,已经广泛应用在金融、商业、教育、政府机关及厂矿企业等行业。千兆以太网已经发展成为主流网络技术。大到成千上万人的大型企业,小到几十人的中小型企业,在建设企业局域网时都会把千兆以太网技术作为首选的高速网络技术。千兆以太网技术甚至正在取代ATM技术,成为城域网建设的主力军。以下是读文网小编今天为大家精心准备的大一计算机相关论文:千兆以太网与ATM网。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:本文就千兆比以太网和ATM技术从传输机制、技术标准、服务类型和服务质量等方面进行了比较,总结了它们优缺点以及两种技术使用范围,让读者更深层地了解两种技术的各自优势。
关键词:千兆比以太网、ATM、信元、GBIC
1、 千兆比以太网
以太网从白兆升级到千兆,融合了两种技术。即IEEE802.3以太网和ANSIX3T11光纤通道技术。
(1)协议架构
千兆比以太网使用光纤通道的高速物理接口和全双工/半双工载波侦听功能的(CSMA/CD)访问控制机制,保留了IEEE802.3以太网帧格式,具备对安装介质的向后兼容性,因此千兆比以太网极小化了网络技术的复杂性,并具有良好的稳定性。
(2)传输介质与物理接口
包括两种标准:802.3z和802.3ab
802.3z:1000BASE-LX(单模或多模)、1000BASE-SX(多模)、1000BASE-CX(短铜跳线)。
802.3ab:1000BASE-T(非屏蔽双绞线)
千兆比以太网接口载体是由千兆比接口转换器(GBIC)实现的。包括短波(SX),长波(LX),LH和短铜跳线(CX)物理接口,LH GBIC将单模光纤从标准的5公里延伸到了10公里,基本上解决城域范围的千兆比组网。目前千兆比在远距离传输上的解决方案是多样化的。CISCO当前的GBIC已支持1000BASE-ZX,达到120公里。
2、 ATM
(1)协议架构
ATM技术最早是通讯公司研究用于B-ISDN(宽带综合数据服务网络)提供物理传输基础,它为数据、音频、视频的多媒体信息广域传输提供统一的通讯平台。随着产业信息化,多媒体技术应用的不断发展,以及信息国际化的大趋势,对网络的带宽、传输技术提供了新的需求。网络专家和用户在寻找适应这些新需求的技术时,看好ATM技术。ATM技术主要特点如下:
l 定长输单元—信元(Cell Switch)
信元为53个字节的固定长度,固定长度的传输单元阴利于提高信息包的转发效率和降低包转发的延迟。
l 面向连接的电路交换(Circuit Switch)
两个通信点传输数据前要建立基于网络第二层逻辑连接。一旦连接建立,将由VPI、VCI标识转发路径,各中间节点维护VPI、VCI的路由表,完成路径选择及VPI、VCI的标识转换。这样,为信息的实时传输的转发延迟的预测性创造了有利条件。
(2)传输介质与物理接口
l 高带宽
ATM技术可达到很高的理论带宽(目前成标准的为OC-3、OC-12、OC-48和OC-96),为满足现在和将来用户对网络带宽的需求提供了诱人的解决方案。
1、千兆比以太网
除了提高带宽以外,千兆比以太网也支持以太网的服务类型和服务质量保证相关协议,如IEEE 802.ip、802.iq、IEEE 802.3x、IEEE 802.3ab和资源预留协议(RSVP)等关键协议。
l IEEE802.ip
1998年6月形成的IEEE802.ip标准,使得以太网能够及时响应独立端站主机对网络发出的某个QoS(服务质量)请求,该标准界定了组播分组管理。802.ip还包括了最新主义的运用分配注册协议(GARP),它专门用于GARP的特定应用,如GARP组播注册协议(GMRP),GARP WAN注册协议(GVRP),GMRP为组播MAC地址分组提供了注册服务。
l IEEE802.3iq
交换式互联网络中的虚拟局域网(VLANS)为网络产品提供了增值特性,如VLAN主干减少生成树重复计算机,控制广播等。以前除ATM局域网仿真外,还没有VLAN3创建的任务工业标准。
现在,802.iq已建立起了基于标准VLAN,该标准以帧标签机制为基础,适合于以太网,快速以太网,令牌环和FDDI,也为交换机和路由器提供一种使VLAN标签化的方法。保证了多广高的VLAN兼容性,GVRP已由802.iq支持,它提供VLAN成员的注册服务。
l IEEE802.3x
802.3X是以太网的一种流控机制。当客户终端向服务器发出请求后,自身系统或网络产生拥塞环境中,它会向服务器发出一种暂停帧,以延缓服务器的数据传输。千兆比设备对该机制的支持,补充了千兆比以太网的控制功能。
l IEEE802.3ab
802.3AB的标准支持在5类非屏蔽双绞线上,较输于千兆比以太网。
l RSVP资源预留协议
以太网通过在帧位中标记数据流类型,使网络在传输中识别优先级别,以保证高优先级的数据流优先占用带宽资源,弥补以太网过延时敏感的应用支持的先天不足。
2、ATM
ATM骨干依照是否需要端的同步:位传输速率的可变性;是否面向连接:将传输服务分为A、B、C、D四大类,可用比特率(ABR),恒定比特率(CBR)可变比特率(VBR)和非特定比率(UBR)。并定义了相应的适配服务、服务质量(QoS)、流控类型和机制,以适应不同类型信息传输的特点需求。这样,为多媒体信息的传输提供了统一的传输平台,可有效地保证信息传输质量和传输率。
在传统以太网扩展到ATM网络主干,采用LAN/ATM交换机或ATM Adapter,,应用局域网仿真的技术使基于传统网络协议的应用无需作任何修改,即可通过ATM技术满足目前和未来对主干带宽的需要。由于在局域网仿真这方面的应用与其他领域无关,并且易于网络厂商制定统一的标准,所以这是ATM技术目前比较成熟和主要的应用领域。这种帧(Frame-信元Cell)在ATM网络边缘的相互转换,某种程度上占用了网络开销。
1、带宽
Intranet、Internet和Extranet已打破了传统的80/20网络流量规则,高速的CPU,多媒体应用都促使网络主干向更高的带宽迁移。
ATM和千兆比以太网都解决了带宽问题。2.4G带宽OC-48已成为标准。
2、可扩展网络
扩展的网络要兼容现有桌面PC、服务费、大型主机和布线基础,以获得最大的投资保护,支持现存的LAN协议,以确保网络的平滑升级。
以太网向千兆比以太网的迁移,对原有的设备和协议的保护是最理想的。投资较ATM建设少。ATM适合城域网、广域网范围的网络扩展。
3、服务质量QOS
由于某些数据流需要更高的优先权,特别是在广域网上。QoS选项包括承诺服务质量QoS和服务级别QoS。前者指某一用户或“流”动承诺性能,后者提供尽可能的QoS。
以太网通过将网络的优先权映射到诸如对IP的资源预留协议(RSVP)这些以机制或对IPX的其它机制。而ATM保证骨干的QoS,则是通过可用比特率(ABR)恒定比特率(CBR)可变比特率(VBR)和非特定比特率(UBR)。天生具备对时延敏感的多媒体应用支持能力。ATM和以太网要解决类似的应用型问题。以太网和快速以太网用以高速主干连接其通常应用是提供交换或组交换到桌面,100M连接到主干或主干网连接,费用相对较低。千兆比以太网在此基础上进行了扩展,速率大大提高。ATM以较高的造价构建成园区范围的主干。然而,ATM的优势在于城域网或言语广域网上,主要表现为能提供多服务网络,广域网上综合数据类型如语音,视频和纯数据的应用,ATM占优势。
4、网络实施和维护
千兆比以太网的扩展性和集成简单,维护方便。ATM网络的局域网仿真、对多协议支持等配置等非常复杂,且技术难度较高,比其它技术更昂贵。
IP应用的多样性,IP Over SONET/SDH,IP Phone等是影响选择千兆比以太网与ATM的不可忽视的因素,因此最终的选择将取决于企业内部网络的应用水平。
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远程教学不仅打破了传统的时空限制,也能充分利用高质量的教育资源,最大限度地发展教育功效,所以是现在也是未来的重要的教育手段。以下是读文网小编为大家精心准备的:计算机基础课程远程教学系统的设计与实现相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:本文讨论了基于Web的计算基础课程远程教学系统的设计思想及其实现方法。教师使用该系统可以进行网上授课、布置作业、批改作业、出试卷、评卷等;学生使用该系统在浏览器中观看教师授课视频图象(广播或点播)、在网上做作业、提交作业、考试、答疑或课堂讨论。
随着多媒体技术和网络通信技术的发展,基于Internet的计算机远程教学作为一种全新的教学手段,越来越受到人们的关注。计算机远程教学是指利用多媒体技术和网络通信技术,在网络环境下开展的教学活动。它有着传统教学模式所无可比拟的优点,它创造了一种全新的教学模式,打破了传统教学模式在时间、空间上的限制,采用了先进的教学手段和教学方法,大大提高了教学效率和教学效果,使教学活动上了一个新台阶。
作者所在单位承担我校除计算机系以外的所有系所的计算机基础公共课(包括《计算机应用基础》、《C语言》、《Foxpro》等课程)的教学任务,每学期平均有3000多学生,各教师均负责2~3个班共200~300多人的教学,教学任务繁重。为了使教师能通过先进的教学手段提高教学效率,增强学生应用Internet网络服务的能力,以此来加强和巩固对课程内容的理解和掌握,我们从1999年开始,开发了《计算机基础课程远程教学》系统(以下简称《远程教学系统》)。在Internet/Intranet环境下实现作业、考试、授课、答疑/辅导等功能,使用一年多来,取得了很好的教学效果,以下讨论该系统的设计与实现方法。
《远程教学系统》是在Internet/Intranet环境下实现的,是典型的浏览器/服务器模式。服务器以Windows NT 4/2000 Server为操作系统平台,Microsoft SQL Server 7.0为RDBMS,客户端通过浏览器访问系统提供的服务。系统不允许匿名访问,它要求用户提供帐号/密码,通过验证后才能进入系统主页,以此追踪用户身份。本系统将用户分为三类:系统管理员、教师、学生,他们都有各自的主页,访问系统的权限也不相同。其中权限最高的为管理员,其次为教师,最低为学生。权限高的能访问其下级所能访问的所有资源,反之则不然。例如教师能进入学生主页,而学生则不能访问教师主页所提供的功能(布置作业、批改作业等)。本系统可同时为不同课程的多组教师/学生(上一门课的教师及其学生为一组)提供服务,它们之间既有一定的隔离性(例如某个教师帐号不能批改属于另一个教师的学生的作业等),又有资源的共享性(例如公共作业、试题的共享等),很好地解决了本单位各个教师负责不同班级,课程也有所不同的问题。《远程教学系统》体系结构按用户角色的不同,划分如下:
图1 《远程教学系统》体系结构
2.1 管理员模块
由于《计算机基础课程远程教学》系统可同时为多组教师/学生提供服务,各组间的课程不尽相同,因此教师/学生组间应具有一定的隔离性。例如一门课程的教师对其学生具有管理权,但不能对属于其它教师的学生进行管理、某个学生只能访问其教师的作业等。因此系统主页需要教师或学生均以帐号/密码登录后才能访问,以此追踪用户访问系统资源的身份。而用户帐号的开设与删除、教师与学生的对应关系、课程名称、学生人数等信息,由系统管理员负责管理。这里,我们将系统资源访问帐号作为操作系统帐号开设,由Windows NT和Web服务器IIS负责进行用户验证。这样做的好处,一是可以充分利用操作系统的安全机制,使操作系统与数据库服务器(SQL Server)无缝集成;二是可同时为用户提供其它辅助服务,如:电子邮件、个人主页、FTP服务等。使系统应用与课程内容紧密结合,学生在应用系统的使用过程中可进一步加深对课程内容的理解。
2.2 教师模块
教师模块中包含了教师授课所需的各种功能。如:网上实时授课广播、布置作业、批改作业、出试卷、评卷、考试结果统计分析、网上答疑、课程资料(素材)制作、学生帐号管理(修改学生密码)、设置联机会议等。系统使用组件对象模型(COM)以及Office Automation技术自动批改《计算机应用基础》课程作业并登记成绩。教师可对作业结果进行查询、统计。教师可利用OutLook向系统请求联机会议,以此进行网上答疑、群体或个别辅导。
2.3 学生模块
学生模块包含查看教师布置的作业、(在网上或本地)做作业、测验(考试)、教师授课视频广播收看、点播、网上答疑、课程资源浏览、辅助服务等。学生使用浏览器访问系统主页时,需要提供帐号/密码进行用户验证,通过验证后,在浏览器关闭之前,均以该帐号身份访问系统资源。《计算机应用基础》课程的作业可直接在浏览器中完成并提交,对于《C语言》课程作业,为学生提供Web界面,完成作业程序的编辑、编译、链接、运行,一气呵成。远程考试功能既提供选择题形式的传统笔试试题,也提供实际操作形式的试题。考试通过WWW界面进行,有时间限制。学生在规定时限之前完成考试内容时可通过"交卷"按钮提交试卷;若考试时限到达时学生仍未交卷,则系统自动将考生当前的考试结果提交。
试卷的批改、考试结果的统计均由程序自动完成。自我测验功能则提供测验试卷,不限时间,由学生自主选择进行,测验完毕后系统立即评卷并给出成绩及学生测验时的选项与正确答案的对照表,以便学生查阅。为了更好地提高学生对网络的应用能力,增强学生对教学内容的兴趣,本系统为每位使用《计算机公共课远程教学》系统的学生和教师提供Email、FTP、个人主页、BBS、联机会议(在线聊天Chat、应用程序共享、白板)、等功能。让学生在实际操作中提高对课程内容的理解以及对课程学习的兴趣。另外,本系统还配备资源库,内置与教学内容相关或与网络应用相关的多媒体资料,供学生课外浏览、学习。
《计算机基础课程远程教学》系统功能涵盖了教学活动的各个方面,用户界面完全由浏览器提供,维护方便。其中采用了多项现时多媒体和网络的最新技术,如下所述:
3.1 组件对象模型(COM)技术
组件对象模型(Component Object Model,简称COM)是一个软件规范,它是基于对象的编程模型,只要遵循COM规范,应用程序和组件对象之间就可实现二进制代码级别上的重用,解决了对编程语言和环境的依赖。COM是Microsoft其它许多技术的核心,它允许用某种语言编写的位于二进制代码中的对象,为其它语言所访问(或称二进制兼容)。COM技术已经渗透到Microsoft的各个产品中,如:Windows NT/2000、SQL Server、Visual Studio、Office 97/2000、BackOffice等。《计算机基础课程远程教学》系统使用C++或ASP脚本、Perl脚本作为编程语言,其中大量采用了基于COM的技术,例如:
3.1.1 ADO(ActiveX Data Object)
ADO是数据库访问组件,应用程序通过ADO访问数据库的原理如下:
图2 ADO存取数据示意图
上图中OLEDB是Microsoft 继ODBC后新的数据访问机制,它不但可以访问数据库数据,而且还可以访问其它非数据库类型的数据,如Email、目录服务(LDAP)等。ADO是位于OLEDB上层的应用程序接口,操作较为简单。
《计算机基础课程远程教学》系统中作业、试卷、考试结果等信息都是保存在SQL Server数据库中,系统使用ASP脚本通过ADO对象访问数据库以及电子邮件、进行全文索引,如下图所示:
图 3 《计算机基础课程远程教学》系统数据存取示意图
3.1.2 Office Automation对象
《计算机基础课程远程教学》系统利用Office Automation对象,使教师利用程序自动批改学生提交的《计算机应用基础》课程(Word、Excel)的作业,以此提高教学效率。
3.1.3 ADSI
ADSI(Active Directory Service Interface)是Window NT/2000活动目录接口。利用该接口对象实现操作系统帐号的管理(开帐号、删除帐号、帐号属性设置)以及访问权限设置,简化帐号管理任务。
3.1.4 Developer Studio对象
Microsoft 的Visual Studio相信是广大程序员喜爱的开发工具,但大家都不太注意其中的Developer Studio对象:
Application Debugger
Breakpoint Project
使用他们,可以使程序的开发达到一定程度的自动化。许多在Visual Studio集成环境下通过菜单完成的命令或功能,都可以用Developer Studio组件对象的属性或方法来实现,如程序的语法分析、编译、链接、调试、表达式求值等。而这些都是教师批改C语言作业所要进行的操作。我们使用这些对象辅助教师批改C语言作业,减轻教师负担。
3.2 视频流技术
在Internet/Intranet环境下,文字、静态图像信息的传输是不成问题的。对于视频/音频信息的传送,则由于网络带宽等原因,需要进行特殊处理。而远程教学系统中的授课功能就要求在Internet/Intranet环境下传送大量视频/音频数据,以便实现教师授课的实时广播和视频点播(VOD)。在有限的网络带宽资源的限制下,视频/音频数据必须经压缩处理后才在网络中传输。以往多采用MPEG I等压缩技术,其特点是用户必须等待压缩文件完全下载到客户端后再播放,增加了客户等待的时间。目前,视频/音频数据采用经特殊算法处理的流技术,使视频/音频数据边下载边播放。流技术的典型代表是Microsoft 的Media Technologies(Netshow)和Real Network的Real Video/Audio。
《计算机基础课程远程教学》系统主要采用了Media Technologies压缩技术,使用其Multibit功能在一个流文件中压缩适合多种网络带宽(从28.8Kbps~3Mbps)的视频/音频流(最多6个)。由视频服务器根据客户访问时的实际网络传输能力选择其中一种带宽流向客户传输。另外,还根据Netshow和Real Video/Audio支持多播(Multicast)的特点,在网上对教师授课场景进行直播(广播)。在授课功能中,单是教师的授课图像是远远不够的,还必须配有同步的教师授课演示文稿(Powerpoint或HTML网页),真正将课堂搬到网上。
图4 同步视频点播
3.3 网上实时交互
《计算机基础课程远程教学》系统中的一个重要的特点就是教师与学生之间、学生与学生之间在网络环境下通过文字、视频、音频的实时交互,以此实现课堂讨论、教师操作示范演示、学生个别辅导等功能。教师通过浏览器或Outlook向系统发出联机会议(Online Conference)请求,在联机会议持续时间内,学生可通过浏览器加入会议,并使用系统提供的聊天(文本)、白板(图画)功能与与会者进行讨论;教师可通过应用程序共享功能向全体与会者演示某个程序的操作过程,或(通过语音)要求指定学生完成某个操作(个别辅导)。客户端使用NetMeeting,还可以实现一对一的视频/音频交互、聊天、白板、文件传输等。
《计算机基础课程远程教学》系统使用一年多来,极大地促进了我单位计算机公共课教学,提高了教学效率和教学手段,达到了较为理想的教学效果。
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家庭智能网关是家居智能化的心脏,通过它实现系统信息的采集、信息输入、信息输出、集中控制、远程控制、联动控制等功能。现在路由器和电视盒子集成的技术已经实现。它不仅对规范智能用电服务、促进用户侧智能电网建设具有重要意义,同时能带来良好的社会效益与经济效益。以下是读文网小编为大家精心准备的:关于智能家居网关综合系统的设计与实现探究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着计算机技术、网络技术、无线通信技术的不断成熟,物联网开始应用于社会各个领域,并不断改变着人们的生活和生产方式。智能家居系统,是物联网不断普及时代应运而生的典型智慧工程案例,通过应用短距离无线通信方式,将传感器、家用电器、多媒体等设备互联,实现数据的集中管理与控制。智能家居系统采用嵌入式技术,使用网关传感节点和平台管理软件对数据进行采集、传输与管理。在智能家居系统中,智能网关作为统一收集家居环境中各电气设备的信息及运行状态的重要设备,对整个智能家居系统的性能起着关键性作用。通过智能网关,实现家居系统中各个节点互联,用户可以随时随地查看居室环境、控制家庭中的电气设备。因此,采用当前主流传输技术——无线射频收发技术及嵌入式管理平台,设计基于ZigBee 技术的智能家居网关综合系统,对开发及优化智慧家居系统具有重要意义。
2.1 智能家居系统功能分析
结合实际应用,智能家居系统主要实现安全监测、信息获取、节点控制等功能,因此涵盖家庭安全、宜居生活、智能控制等智能子系统。
(1)家庭安全子系统:实现厨房安全监测、燃气数据超标监测、厨房报警,当状态超出控制范围,由网关发送警情短信给业主,或拨打电话给物业。(2)智能控制子系统:包含家电控制和灯光控制,家电控制通过红外转发器实现对电视、冰箱、空调等家电设备的控制。灯光控制则通过无线的方式实现对灯光、强电智能开关控制器等设备的控制。(3)宜居生活子系统:包含生活服务提示、居室传感器与家用电器的反馈控制系统。系统从互联网中即时获取当地天气信息,具有推送信息、提醒等功能。居室传感器与家用电器的反馈控制系统实现温湿度节点与空调扇及加湿器等居室温湿度自动调节、光线节点与窗帘/照明灯的光线自动调节、红外转换器代替多个遥控器的红外控制等。(4)系统设置:支持离家、居家、自由三种模式。离家模式启动家庭安全,关闭宜居生活;居家模式启动家庭安全,启动宜居生活的基本级别监控;自由模式可根据用户生活习惯自由设置。在系统设置中可以预设电话,比如业主或物业电话等。因此,结合以上智能家居系统功能,智能网关综合系统作为智能家居系统中的重要构成,主要负责数据的采集、处理及传输。
2.2 综合系统架构设计
在整体系统功能分析的基础上,进行了综合网关系统的架构设计,系统架构包含ZigBee 可燃气体传感器节点、ZigBee 窗帘控制器节点、ZigBee 温湿度节点、ZigBee 光线传感器节点、红外转发节点、ZigBee 控制插座等。
智能家居网关综合系统采用先进的无线通信技术,通过ZigBee短距离无线通信方式实现家庭基础设施与网关的互联互通,省掉了繁琐的布线。传感器/执行器采用2.4G 频段,与智能网关之间以ZigBee 技术实现无线连接方式,通过Wifi 或Ethernet 将网关接入局域网,或通过GPRS/3G 模块将网关接入移动互联网。
基于以上对智能家居系统功能、智能家居综合网关系统的设计架构分析,系统硬件的实施主要包含智能网关、可燃气体传感器、无线窗帘控制器、温湿度传感器、无线插座继电器等元件。
3.1 智能网关
智能网关是该系统中的核心构件,通过智能网关,实现ZigBee网络与wifi 网络的无缝对接,完成数据的转换和传输。传感器感知并采集数据后,发送至此网关,网关再将数据转换后传输至wifi 网络。系统采用高性能的四核Cortex-A9 核心板,该核心板采用三星Exynos4412 作为主处理器,运行主频可高达1.5GHz,Exynos4412 内部集成了Mali-400 MP 高性能图形引擎,支持3D 图形流畅运行,并可播放1080P 大尺寸高清视频。
ZigBee 网关的接收芯片选用CC2530,该款芯片遵循IEEE802.15.4 和ZigBee 应用,经济且低功耗,且支持无线更新和大型应用程序,可编程输出功率达到4dbm,在掉电模式下,只有睡眠定时器运行时,仅有不到1uA 的电流损耗,具有强大的地址识别和数据包处理引擎。
图2 网关芯片
3.2 可燃气体传感器实现
该系统选用MQ-5 气体传感器。MQ-5 适用于家庭或工业上的液化气、煤气天、燃气监测装置。良好的抗乙醇和烟雾干扰能力,具有对液化气、天燃气、煤气较好的灵敏度和快速响应及恢复特性。
RGA:读可燃气体传感器
地址段:用于存储传感器模块地址
命令:RGA
地址:加入传感器模块地址
数据:GAzzz(3 字节ASCII 码数据)
可燃气体传感器测试ASCII 数据为“123”表示可燃气体的ADC
采样值为0x7B。
3.3 无线窗帘控制器实现
通过ZigBee 模块无线控制电机的正转与反转,实现窗帘的开启与闭合。该模块分两路对窗帘进行控制,分别是窗帘1,窗帘2,可以同时实现双层窗帘家居应用的要求。
TDP:窗帘控制器
地址:用于存储传感器模块地址
数据:yy == D1/D2 +0/1/2
D1/D2:表示窗帘1 或2
0/1/2:0 表示窗帘开1 表示窗帘关,2表示暂停
地址:传感器模块地址
数据:OK
3.4 温湿度传感器选型
选用SHT1x,包括SHT10, SHT11 和SHT15 型号。SHT1x 属于Sensirion 温湿度传感器家族中的贴片封装系列。传感器将传感元件和信号处理电路集成在一块微型电路板。
RSH:读高精温湿度传感器
地址段:用于存储传感器模块地址
命令:RSH
WD 代表温度传感器,SD 代表湿度传感器
地址:加入传感器模块地址
数据:WD/SD+zz(2 字节16 进制数据)
2 字节16 进制数据需要计算后,可得到温度或湿度值
3.5 无线插座继电器选型
无线插头是最重要的控制元件之一,用于遥控、遥测、通讯、自动控制等。有密封型与半密封型两种封装方式,外形尺寸15.5×10.5×11.8,最大切换电流3A,最大切换电压300VAC60VDC,最大切换功率:750VA90W。
TRE:测试继电器
地址:加入传感器模块地址
数据:yy == E1/E2/E3/E4+0/1
E1/E2/E3/E4:表示继电器1 或2
0/1:1 表示闭合0 表示断开
地址:传感器模块地址
数据:OK
通过以上功能分析及系统设计,实现了以嵌入式为基础,采用Android4.0,通过网关采集家居设施各相关节点数据,以实现宜居生活、智能控制、家庭安全监测等功能的智能家居网关综合系统。系统实施过程中,按节点的功能划分到各模块,软件在显示数据的同时,写入到后台数据库,系统为安防报警传感器设置一定的阀值,在超过值时提示报警信息,并可以通过3G 发送到移动终端。
综上所述,在智能家居控制系统中,智能家居网关是整个系统的中心结点,它在系统应用过程中承载着上传下达的功能,通过对系统功能需求进行具体分析,构建了基于嵌入式的系统整体架构,并在架构基础上,进行了硬件系统的整体设计。系统采用了低功耗的ZigBee 技术及当前流行的安卓应用技术开发,具有良好的应用推广价值。
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漫游(roaming)指移动台离开自己注册登记的服务区域,移动到另一服务区后,移动通信系统仍可向其提供服务的功能。漫游只能在网络制式兼容且已经联网的国内城市间或已经签署双边漫游协议的地区或国家之间进行。为实现漫游功能在技术上是相当复杂的。首先,要记录用户所在位置,在运营公司之间还要有一套利润结算的办法。以下是读文网小编今天为大家精心准备的计算机技术论文范文:关于校际移动漫游的研究与实现。内容仅供参考,欢迎阅读!
高校信息化的高速发展,移动设备的全面普及,无线网络已经成为高校校园网络的重要组成部分,大量科研和教育信息资源的使用都依赖于移动网络平台. 出于信息网络安全管理的需要,在已建的高校无线校园网中,使用了一些网络安全接入管理机制,以确保用户实名制登录注册,并限制未授权用户的访问. 现有的这种管理方式虽然满足了校内师生员工的使用,但随着校际间的交流和访问日益频繁,对于校际间互访人员的移动网络使用、远距离教学和学生跨校选课非常不方便. 高校师生在其他高校访学交流时,能够通过校际间的移动漫游、使用该校无线资源实现教学交流的愿望越来越强烈.
未来的移动网络已经不再是传统的无线接入功能,无区域限制的. 可漫游的移动网络已经成为终端设备的主要接入方式,所以校园无线网络要具备充分的移动性,不仅局限在本学校的办公室,需扩展至室外区域、操场、甚至是其他兄弟院校具有无线网络的任何地方.
目前各重点高校已经基本完成无线网络的全校覆盖,根据建设的汇总归类,新建设的无线网络主要使用瘦AP + 认证计费网关的方式,但各高校对访问控制、安全要求等的支持各不相同,各个厂商对认证接口的支持有一定的差异性.
在接入认证方面,根据高校使用的各个厂商或集成商的应用方案汇总归类,大部分高校使用Web认证. 即用户首次使用网络时会打开认证网页,要求用户输入账户进行认证接入. 但Web 页的后端认证方式,各个高校存在较大差异. 主要有Radius 认证、LDAP 认证和数据库认证等几种方式,另外还有个别学校使用802. 1x 认证,即在用户连接网络时要求用户提供账户. 这些差异性给设计、开发和集成统一跨校认证带来了难度,所需要的底层平台必须兼容各个高校的主流认证构架,同时还能支持跨校应用.
因此,用户需要一种校际间网络安全接入控制和移动无线接入解决方案. 该网络安全接入控制和移动无线接入解决方案必须能够充分满足如下建设需求:
( 1) 采用国际标准技术体系;
( 2) 充分利用现有各高校网络结构与资源,不单独组网. 并且不对现有各高校网络结构以及设备配置做任何改动变化,新建的校际间系统不对现有网络产生任何影响;
( 3) 采用集中控管技术,集中统一管理的终端设备;
( 4) 系统必须具有高可用性设计,保证在设备单点故障条件下能够无缝自愈,保障业务的连续性;
( 5) 系统必须能够支持多种灵活的用户认证方式,并且能结合现有高校网络认证系统协同工作;
( 6) 系统必须能够灵活支持各种无线认证加密技术标准,能够为不同种类、不同性能的终端设备提供安全的无线连接;
( 7) 系统要能够方便和灵活地调整与扩展,充分考虑投资保护.
2. 1 组网设计分析
校际移动漫游的实现,主要涉及3 个方面:
( 1) 校际移动漫游网络的安全接入. 漫游网络对漫游用户进行鉴别,同时漫游用户也对漫游网络进行鉴别;
( 2) 校际移动漫游网络的认证. 包括外校的学生漫游到本校,通过无线网接入访问互联网这个认证过程的实现和本校学生漫游到其他学校后,需要为用户接入无线网络提供身份认证;
( 3) 漫游中心的建设. 漫游中心需要一个平台,对没有建立直接认证信任关系的高校需要实现各校漫游用户的账号认证中转.
第1 个要解决的问题是其他学校的用户漫游到本校后,本校无线网络如何鉴定用户的身份,从而为用户提供网络服务. 这就对提供接入的设备( 包括无线控制器) 功能提出要求.
第2 个要解决的问题是本校用户漫游到其他院校后,如何为其他学校的网络提供身份验证服务,分2 种情况: 返回归属地认证和漫游中心认证. 在接入地认证,认证系统应保留完整的认证记录及统计记录,以便复查; 返回归属地认证,则按归属地学校原有的上网记录统计和安全审计.
第3 个要解决的问题是漫游平台的构架,成员之间的链路流量问题. 漫游系统需要能够提供各高校无线网络漫游服务的情况统计,包括各成员提供漫游服务的时长及漫游所产生的流量,应保留完整的认证记录及统计记录,以便高校大数据收集分析.
2. 2 安全的接入
无线信号是不可见的,如何在无线网络中识别用户,如何保证用户的匿名性等,为了解决这些安全接入问题,许多无线网络认证协议被提出.WAPI ( Wireless LAN Authentication and PrivacyInfrastructure) 无线局域网鉴别和保密基础结构,是一种安全协议,同时也是中国无线局域网安全强制性标准.
WAPI 技术特点在于: 在用户接入过程中,采用双向鉴别的方式. 不仅仅是网络对用户进行鉴别,用户也要对网络进行鉴别. 避免用户接入不合法的网络或者伪造的网络,解决了无线网络接入中“合法用户接入合法网络”的问题.
2. 3 漫游认证
安全和快速的认证是实现无缝漫游切换的一个关键技术,由于WAPI 提供了基于证书和预共享密钥的安全机制,但只做链路层认证和加密,保护空中数据不被窃取或非法接入,因此需要在WAPI 国家标准的基础上进行扩展,叠加LDAP 或RAIDUS漫游认证,解决WAPI 安全机制的证书漫游认证鉴别问题,提供一种基于WAPI 证书的漫游认证鉴别.
2. 4 漫游认证中心的建立
校区间如果没有找到直接信任的用户认证,则需要建立统一的漫游认证中心,把漫游鉴别请求发往漫游认证中心,由漫游认证中心交换存储认证证书或预置共享密钥建立信任关系,漫游认证中心再把漫游证书鉴别请求发给归属地AS ( AuthenticationServer) 鉴权服务器进行证书鉴别,叠加LDAP 或RAIDUS 漫游认证.
2. 5 校际漫游系统架构
校际漫游系统架构分2 种情况,第1 种情况是漫游学校认证数据流和网络数据流都返回归属学校,无需部署认证中心,无结算和对帐,认证记录及统计记录由各学校自己保留. 第2 种是漫游学校认证数据流到漫游中心认证,网络数据流从漫游学校出去.
首先统一校际移动漫游的SSID,各高校按要求广播本校和校际移动漫游统一的SSID,接入校际移动漫游统一的SSID 接入将推送校际移动漫游的Portal 认证页面,校际移动漫游的Portal 认证页面统一进行配置管理. 要求各高校无线控制器实现不同SSID 接入的用户能够推送不同的Portal 页面,控制器与Portal 系统的交互要满足Portal 规范.结合漫游学校和归属学校的网络实际情况,分为2 种漫游实现情况,第1 种情况是在有链路链接的学校之间,漫游学校和归属学校AS 直接建立信任关系,漫游用户实现跨校漫游.
步骤如下:
①无线用户访问互联网,无线控制器AC 或AP网关向用户发送鉴别激活;
②用户发出鉴别请求,请求安全的可信接入;
③根据用户接入的SSID 不同,重定向至不同登录页面,用户接入无线漫游的SSID,推送Portal服务器上统一的无线漫游认证页面;
④用户点击WAPI 证书申请的链接;
⑤漫游学校的AS 返回证书申请页面,需要用户使用用户名和密码登陆;
⑥用户选择归属学校,填写用户名和密码,系统自动在用户输入的账号添加归属学校标识的后缀;
⑦漫游学校的AS 记录着其他建立信任关系的AS 地址,发送到归属学校的AS 验证;
⑧归属学校认证平台找LDAP 或RAIDUS 服务器进行认证;
⑨LDAP 或RAIDUS 服务器返回用户认证成功信息;
⑩返回绑定用户名与证书信息( 系统为每一个用户和AP /AC 均下发一张证书,AS 再将其证书与自己生成的证书相绑定,这样既可以保证CA 颁发证书,又可以顺利完成漫游鉴别功能) ;
11提供用户证书下载链接;
12用户下载证书并安装( WAPI 使用X. 509 证书,大小约为2K) ;
13用户接入使用互联网;
14第一次安装好证书后,用户访问互联网业务
以后都可免登陆认证,无感知上网.
第2 种漫游情况的实现需要建立漫游中心AS,由漫游中心AS 负责中间各漫游学校AS 之间的漫游鉴别消息. 用户实现漫游情况和第一种情况的步骤基本一样,漫游中心的认证平台做LDAP /RADIUS PROXY,判断用户账号携带的后缀名后将账号以LDAP /RADIUS 认证请求包转发给账号后缀对应的学校认证服务器,或者漫游中心的认证平台找学校的LDAP /RAIDUS 服务器进行认证. 漫游中心的LDAP /RADIUS 认证系统要维护一张账号后缀与对应学校认证服务器IP 的对应表,实现依据后缀将账号去后缀后转向不同的学校认证服务器. 漫游用户所属学校认证服务器返回给漫游中心认证平台认证结果,漫游中心认证平台将认证结果返回给网关或无线控制器,控制器或认证网关根据认证结果控制用户是否允许接入互联网,如果认证通过,认证网关或无线控制器发送计费开始包给漫游中心认证计费平台,平台转发计费开始报文给用户所属学校的LDAP /RADIUS 系统.
用户发出下线请求后,认证网关或无线控制器器发送网络漫游结束始包给漫游中心认证审计平台,同时传递用户在线的时长及使用的信息给漫游中心平台,并通过漫游中心平台传递到用户所在学校的LDAP / RADIUS 认证服务器.
在漫游认证中心系统上实验漫游认证通过,截取到的漫游认证日志,其中202. 38. 192. 182为漫游中心AS 的IP 地址,202. 116. 45. 253 为到我校漫游认证AS 的IP 地址
自2014 年9 月在广东省3 所重点高校部署并试运行后,高校师生即可在多个公共区域内2 000余个无线接入点使用各校的有效账号登陆实现跨校无线漫游,系统发放证书200 多份,总计有1 000 余次的使用量.跨校移动漫游的实现,极大地方便了各高校师生的跨校交流,得到了师生的一致好评.
跨校移动漫游系统先进的移动性,增强与改善了现有高校的教学模式,为将高校建设成为“具有鲜明地域特色的教学研究型”大学提供信息化支撑与保障. 各高校教职员工和学生可以使用统一帐号,进行校际间的移动漫游,免除了到其他学校需要申请与设置的困扰,通过无线网络环境,迅速便捷地获取各校的网络信息资源与资讯,方便了学校行政人员公文往来,通过教育信息资源的共享,创造更宽广的学术交流环境,有助于教学品质的提升.
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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。
【浅谈计算机网络协议栈实验平台的设计与实现】相关
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对于计算机的应用,结合网络的实现,计算机的应用体现的更加全面。在生活中的方方面面,都离不开计算机应用的网络化。下面是读文网小编为大家整理的关于计算机应用毕业论文,供大家参考。
摘要:计算机应用教学专业网络技术是当前的热点研究的客体,计算机应用专业人才也是社会所需求的。计算机应用教学专业中的网络技术能够更好地为计算机专业进行服务,其有助于培养专业的技术人员。本文对计算机应用专业网络技术教学中存在的一些问题进行了分析,并且分析了计算机应用的重要性。所以,需要加强计算机应用教学专业网络技术的教学工作,提高教学的效率,为社会输送更多的计算机专业型人才。
关键词:计算机应用专业;网络技术;教学
1计算机应用专业的网络技术教学概述
计算机专业是一个发展前景非常好的专业,其能够在社会不断发展的过程中注入更多旺盛的生命力。计算机的应用、技术和操作型的人才是社会所需要的,人才类型也是多层次、多类型的。计算机网络是在新的社会形势下发展十分迅速的一门学科,计算机的应用范围也非常广泛,几乎涉及到人们生活的方方面面。计算机应用的专业人才需要拥有扎实的专业知识,其是包括计算机网络知识和操作技能。对于计算机网络教学,其需要实现的功能是非常强大的,需要让学生能够掌握一些基本的网络技术。一般来说,我们可以利用计算机网络进行研究,利用计算机网络来进行工作和交流,最常见如发送和接收电子邮件、通信、信息收集等。
2计算机网络技术应用教学中存在的不足
计算机应用专业网络技术教学在高校中开展相对比较晚,其发展的历程比较短,发展比较缓慢,因此需要认识到计算机网络技术教学中存在的不足。而且,一些高校的设备条件也是非常有限的,对于很多的课程设置都存在不合理的现象,难以体现出课程的专业化和技能化。对于计算机应用专业,和网络技术相关的课程开设的比较少,这样就会使得学生的技能水平难以达到相应的标准。随着教学水平的不断进步,其中的一些问题得到了改善,然而,其中还是存在一些较为明显的问题。第一,培养学生的软件和硬件能力为主的培训目标强调单一,很少涉及到培养学生人文素质和经济管理能力,这其中没有指定人才素质的培养要求,没有建立培养学生的综合素质的科学知识结构;第二,计算机专业人才的培养缺乏特性,学生之间的区别很小,而且其培训模式比较单一;第三,课程体系设置采用的是学科专业对口的方式,其涉及的知识面比较窄,缺乏人文学科和社会科学的内容的教学;第四,在教学内容上,教师主要强调计算机工程和技术教育两个方面的单一内容,没有能够很好地考虑到学科和课程之间相互进行渗透,教学的内容比较落后,这样就会难以让学生形成良好的知识结构,不能够很好地激发学生的积极思维和创造力。显然,需要培养社会需要的综合性人才,必须根据我国高等教育的发展趋势,并且有效结合当地经济建设和社会发展的需求,改变一些比较传统的计算机应用专业人员培训专业特点,采用创新的培养模式,确定新的人才培养目标和培训模式。
3计算机应用专业网络技术教学的有效措施
根据计算机应用培训目标来进行分析,要使得高校计算机应用专业的培养目标能够实现,就需要在计算机应用专业的培养目标、课程设置、师资队伍等方面来进行合理规划和实施。
3.1明确计算机应用专业的培训目标
高校需要建立面向新时代计算机应用专业的人才培养目标,建立一套新型的人才培养模式,将计算机专业知识、能力和素质进行合理地划分比重,科学重组课程体系,深化教学内容和教学方法的改革,从而有效提高教学质量,这样才能够培养社会需要的专业人才。他们不仅需要有扎实的专业技能,还要拥有良好的职业道德和职业精神。其业务知识和能力都需要达到一定的水平,掌握必要的计算机硬件和软件的知识和技能,这样才能够将他们所学到的知识和技能应用到计算机应用与维护当中,使其能够做好计算机系统安装、调试、维护等技术工作,为社会和企业创造一定的效益。
3.2确定科学的知识体系结构
计算机应用专业也需要开设一下计算机辅助课程,培养学生能够制作三维动画和使用多媒体工具的能力,借助这些工具来处理计算机信息,并且还需要学会如何进行维护。还可以增设一些公共基础课程,这样能够有助于计算机教学的开展,还能够提高学生的综合素质。对于一些常用的三维动画、图形等课程,需要根据实际情况也可以做出适当的调整。
3.3构建优良的师资队伍
当然,对于专业能够良好地进行建设,优秀的师资也是必不可少的。在实际的情况下,学校可以安排教师进行计算机相关专业技能的定期培训,为了达到提升教师的专业能力,这可以使得教师个人的能力能够得到提升,还能够有效达到更好的教学效果。实践表明,只有在经过了实际的培训与学习以后,教师才能够掌握教学的真正本质,并且能够取得良好的教学效果。学校还可以积极引进计算机专业的专业人才,用他们的专业技能来提高教学的专业水平,这样能够使得计算机应用专业的教学水平得到有效的提升。
4结论
计算机应用专业的网络技术教学是计算机教学中的重要组成部分。为了能够适应社会发展的需要,培养社会需要的专业性人才。高校需要认识到计算机专业教学中存在的一些问题,积极采取有效的措施来解决。在计算机应用专业网络技术教学中,可以采用制定明确的培养目标,科学设置课程结构,构建良好的师资队伍等方法来促进高校计算机应用专业的发展。
参考文献:
[1]濮永仙.高职院校计算机网络技术实践教学的思考[J].福建电脑,2011,(3):17-19.
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[4]贾娴.计算机网络技术课程教学实践与思考[J].黑龙江科技信息,2015,(19):169.
摘要:随着科学技术的发展,信息化产业也随之日益膨胀,因此,计算机人才的需求量也迅速增加。培养市场和产业发展需要的计算机人才是高校不断探索的问题,也是构建科学的计算机应用型人才培养模式的问题。文章主要根据社会发展的形式分析了计算机人才的大量需求,并在此基础上提出了计算机应用型人才培养的模式及实践,为计算机应用型人才培养模式的构建作了一些有益的探索。
关键词:计算机;培养模式;应用型人才
0引言
自从国家大力扶植计算机产业和新型产业之后,互联网+的概念深入人心,也带动了计算机网络工程行业迅速发展。国家大力提倡以信息技术产业为基础的信息化工程,不仅带动经济快速发展,也使计算机网络工程技术成为带动社会经济发展的中坚力量。但目前计算机专业教育体制发展落后,很难培养出符合新型互联网思维的计算机人才,一定程度上阻碍了我国互联网及计算机产业的发展。首先是各高校计算机体制注重理论,缺乏实践,导致学生的实践工作能力低下。其次学校的教学理念和知识落后,不能适应快速发展变化的行业变化,导致学生学习的知识不能直接应用,需要在工作中重新学习,大大浪费了社会资源。如何培养符合企业需要的专业计算机人才,完善高校计算机教育体制,提高计算机专业人才的实践能力已经成为我国高校教育面临的首要问题。
1信息化社会对计算机人才的需要
计算机专业人才不仅可以在科研教育领域从事教学研究工作、在企事业单位从事信息系统建设与维护工作,还可以从事专业的软件工程方面的工作。几乎每个企业都需要有专门的计算机专业的人进行相关的技术工作,以维护公司的正常运作。事实上目前我国大批计算机专业毕业的应届生都面临着找不到工作的窘境,归根结底就是我国当前计算机教育存在于与实践脱节的问题。在经济全球化和信息化的今天,市场竞争日益激烈,企事业单位也面临着巨大的竞争压力,都希望能在未来的国际竞争中占据有利地位。随着每年应届生进入就业大军,人才供给增多,就业市场的“供大于求”的现象日益严重。这大大增加了企业招聘选择空间,同时企业也对应聘者提出了更高的能力要求,给就业者带来了很大的难题。根据调查结果显示,同一企业中不同部门的负责人所占立场不同,看待计算机人才的角度不同,就导致了他们对应聘者专业技能的要求不同。比如人力资源负责人看重应届毕业生的专业知识和技能,比如编程实践能力等。然而IT项目负责人则对应届毕业生的知识结构要求更高,需要其整体计算机能力的提升,比如数据结构、算法知识等。尽管他们在对毕业生专业技能的侧重点上有所差异,但是他们共同对毕业生的实践能力要求很高。面临此种形式计算机专业毕业应该在学校期间就积极参加社会实践或实习,将学校学到的知识与实践相结合。大约57%的IT项目主管表示不会直接对新招聘进来的员工进行培训,而是直接工作,在工作中根据项目需要进行有针对性的培训,以适应企业发展需要。新型的互联网+产业的发展要求计算机毕业生具有极强的学习能力,在工作实践中不断学习新知识以适应不断发展的信息化社会。
2计算机应用型人才培养模式
2.1引入全新的教育理念,注重能力与素质的培养
现阶段,将打造出理论型计算机人才视作是其培养目标的院校不在少数,而这类培养方式,使得人才更多擅长于研究,因而对于国内初期发展阶段来说其实是相对适宜的,毕竟在那一时期内,计算机技术正需要理论发展来做基础支撑,理论尚未达到完备的程度,并且存在着发展速度不够快速的情况,那么倾向于理论培养自然会促进这一方面在国内的建设进程。然而最近一段时间以来,计算机技术日益进步,并扩展到了更广的应用领域,那么对于应用方面的人才需求自然也就随之增长,相关企业寻求着有应用能力、可以胜任实务工作的人才,而这一需求又相对庞大,那么院校如果不改变其培养的倾向,还是选择以理论型作为主要的人才培养类型,就会令其无法迎合新的实践需求。因此作为院校,必须对过去的教育侧重点进行调整,同社会大环境在现阶段的发展情况、需求相协调,将市场作为导向,并侧重于培养人才的实践能力,主动研讨新型人才培养的优化方案。
2.2通过校企联手,打造以项目为主导的实践实习基地
关于专业课程的设计、学习,其目的无非是令学生能够进一步把握这一课程的内涵,并对专业涉及的技巧等进行熟练应用。而企业应用则更强调综合性,也就是要将各个相关专业课程的内容结合起来,共同作用于实务工作。那么要想培养出这方面的能力,不妨用校企联手的方式,通过这一途径实现对以项目为主导的实践实习基地的打造。而这确实能够令学生更加熟悉实践内容,在进入企业后更容易掌握到操作性的技巧,并认识到相关应用需求的大致方向,这样他们才能更好地学以致用,并在这一过程中巩固其理论所学。
2.3打造高素质师资队伍,加强科学化教育管理
一方面我们需要重视起教师本身的专业化程度,除此以外我们也需要针对教师进行“双师型”培训,令其能够更快提升“双师型”能力,更好掌握业界走势。并且,关于教学形式、内容也都需要教师们进行探讨,并做出尝试,这也有助于其教学水平的提升。说到教育管理,我们必须认识到它作为贯彻培养方案手段的重要性,它所涉及到的内容有管理的组织机制、制度、队伍等方面内容,而针对教学以及学生两方面的管理,其实可以对整个院校培养人才的结果形成很大的影响,而且这种影响常常是以直接的方式展现出来。而具体到专业应用型这一类型的人才培养,相关的管理制度大致上有双学位、完全学分以及主辅修三种制度类型,而配套的其他制度也很重要,比如学籍管理制度,对此不仅要在制订阶段下功夫,也需重视起具体执行的效果,另外还需就学生意识形态方面进行培养,帮助其形成更有益的理念,拥有更优良的精神品质。
3计算机应用型人才培养模式实践
计算机应用型人才培养模式应该在注重学生理论知识学习的基础上加强学生的实践应用能力。因此,需根据时代发展及时更新教学实践体系,改革教学实践模式。首先应根据时代发展的潮流,创新计算机应用型人才培养方案。为适应计算机技术的发展,在对企业需求调研的基础上,修订计算机专业人才的培养计划,需增加反映学科前沿、科学研究及企业需要的内容,从课程设置及课程内容上满足学科发展和企业需求。强调实践,提高学生的实际动手能力。其次应强调能力培养,建立校企联合。高校需要紧跟市场方向,满足企业需求,利用企业资源,积极寻求校企联合。建立实训基地,让学生在实际工程项目中培养实际应用能力,与此同时,还能树立起能够迎合社会和市场要求,发挥出实际价值的奋斗目标;形成这一基地,还能够为学生赢得更多的参与机会,令其能够投入到项目流程之中,包括需求定义、项目的设计开发测试运行以及后续维护等各个环节。最后应提高培养质量,激发学习兴趣。培养和提高学生的创新实践能力,开展课外科技活动,成立课外科技活动研究小组;举办计算机组装大赛、程序设计大赛等。通过积极引进或开发Web课件,支持学生的学习,建立支持产学结合教学模式的网络环境。
4结语
由于人才培养模式涉及的要素非常多,计算机应用型人才的培养模式也是如此,不仅跨越复杂的理论教育和实践等领域,并且还会随着教育形式的改革以及科学技术的发展而发生改变。因此本文对当前计算机应用型人才培养模式展开研究,希望为计算机应用型人才培养模式的完善和改进提供参考。
参考文献:
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随着我国科技水平的日益提升,计算机应用技术得到的迅猛发展,在各个行业中均已广泛应用。下面是读文网小编为大家整理的关于计算机教育本科生毕业论文,供大家参考。
【摘要】作为计算机教育过程中的重要环节,学生实践能力的培养是当前计算机教育的有益补充和延伸。本文分析了当前计算机教育中实践能力培养方面存在的问题并有针对性的提出了完善计算机教育中实践能力培养的措施,以期为提高计算机教学实践教学实效提供参考。
【关键词】计算机;实践能力;培养;问题;对策
1.当前计算机教育中实践能力培养方面存在的问题
1.1计算机实践教学方法落后。当前计算机教学过程中所采取的方式多为:教师进行示范,而后学生进行操作。学生看似己经掌握所学的知识,然而学生在这样的学习过程中无法获得发散性的学习方法和能力,熟练掌握计算机的操作方式就更是无从谈起[1]。加之仍有一些计算机教师尚未充分利用多媒体等现代化手段向学生传授实践知识,师生之间缺乏必要的互动,没能通过给学生布置实践任务对学生的计算机实践能力进行培养。在这种情况下,很难提高学生创造性思维,不仅会限制课堂生命力,而且不利于学生探索精神的培养。
1.2计算机实践教学考核不够。部分学校制定的计算机考核标准较低,电脑数量无法满足将学生间隔开来考核的要求,在考核学生计算机实践能力时无法排除作弊行为。还有一些学校为了避免补考的繁杂事务,就大幅降低计算机实践能力考核标准,学生不论能力强弱与否都以及格为标准,大多能顺利通过考试,这就使得学生缺乏学习动力,很难切实提高学生计算机实践能力。
1.3学生计算机实践水平高低不一。学生们所掌握的计算机实践知识程度差距较大,一些学生存在片面注重理论知识而忽视实践操作的现象,学生大多没有意识到计算机技能在其将来工作生活中的重要性,因而认为只需要掌握理论知识用以在计算机考试中获得好成绩即可。许多学生学习计算机实践技能时,缺乏毅力,遇到困难就选择放弃,不仅不具备直面困难解决问题的信心,而且对计算机实践学习产生厌倦,态度十分消极。
1.4计算机实践教学内容滞后。目前许多学校没能充分重视计算机实践教学,大多随意安排计算机教学,采取以教师为中心的传统教学模式,不注重对学生计算机方面潜能的开发与培养,缺乏一套完善的计算机实践教学方案,未能妥善合理安排计算机实践教学。
2.完善计算机教育中实践能力培养的措施
2.1精心设计教学内容。计算机任课老师应当以计算机实践应用为中心,并且大量收集与计算机实践相关的计算机知识与信息,指定合理的教学计划,摒弃繁冗且无实际意义的计算机实践内容。处理好计算机课堂教学与实践教学二者之间的关系,在梳理原有计算机实践教学的基础上,形成全新的科学合理的教学体系。要结合计算机教学大纲,对计算机实验课件以及相关的计算机硬件予以妥善安排。当今世界,计算机技术飞速发展,计算机操作系统等也是日新月异,教师只有不断更新自身知识内容和计算机教学内容,在教学过程中补充一些必要的实践内容,紧密将计算机实践教学与计算机新科技联系起来,才能在计算机教学过程中取得良好的效果。
2.2培养学生计算机实践综合运用能力。进行计算机教学时,可以引导学生在老师的实践操作指导下,自行寻找思考计算机操作方式。倘若遇到问题,应当要求学生借助计算机相关材料,归纳总结相关问题,尝试自行解决,克服所遇到的实践操作问题。教师可以在课堂上对学生提出此项要求,鼓励学生独立自主思考。倡导解放思想的教学方式,帮助学生学会对所学的计算机实践操作技能学以致用。如果遇到无法自行解决的问题,学生可以向老师反映,老师再结合同学们的反馈作归纳性的解说,帮助学生解决相关问题。利用变式引申的训练方式,让学生经过多次实际操作的训练,掌握计算机操作能力,让学生在学习过程中获得举一反三、触类旁通的学习能力。老师应当带动学生的学习主动性,适当给予学生必要的指导,提高学生实践操作能力,激发学习兴趣,切实提高学生的计算机实践能力。
2.3充分发挥案例教学的优势。应当在计算机教学伊始进行案例展示,展示过程中需要充分结合教学任务,明确计算机教学的目标。帮助学生充分了解计算机理论知识与实践操作之间的联系,为以后教学打好基础。在使用案例教学时,应当尊重学生的主体地位,教师发挥主导作用。设计课程时,通过树形结构对计算机的相关内容予以展示,体现各个标题与题干之间的关系,实现各分节之间的有效沟通[2]。此外,可以通过小组学习的方式,调动学生学习积极性,把学生分成几个小组,让各个组讨论学习,并由教师与学生共同探讨实施步骤。
2.4制定科学、合理的学生实践成绩考核办法。计算机教学活动中的一大重要环节就是考核评价。计算机实践教学大纲中规定:“重视科学的态度和方法”。严谨的科学态度指的是学生对自然、对科学的基本观念,比如科学的世界观、价值观、人生观以及审美观。如果学生的计算机实践操作与理论产生了不同的结果,教师就应当对学生的操作加以分析,找出错误所在,加以更正。学生要想在计算机实践能力上有所提升离不开教师必要的分析与评价。教师除了应该对学生的计算机实践操作予以客观评价之外,还应该适时鼓励学生,帮助学生梳理操作过程,对有难度的问题,给予学生必要的帮助和指导。帮助学生对计算机的实践操作构建起一个清晰完整的知识体系,从根本上提高学生实践操作能力。此外,教师还应当留出一部分时间给学生自主思考和解决问题,提高其自主解决问题的能力,让学生在获取操作计算机的能力的同时,获得相应的思想成果,在反思中成长,只有这样,学生才能更为轻松地处理计算机相关问题。考核学生计算机成绩时,应当调整实践成绩与理论成绩的比重,加大实践成绩的比重。通过多次实践考核,对学生每个单元的学习情况加以考核与评估,考核未通过的应当让其参加补考。对学生进行考核时,应当对学生的计算机实践能力以及师生之间的交流合作予以充分重视。对计算机教学方法进行考核便是旨在对学生和教师在教学与学习过程中所取得的效果加以考核。
参考文献:
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【摘要】
在目前的大学教育当中,对于自主教育理念的缺乏是重要的教育问题之一,为了解决这个问题,在大学计算机的教育当中需要把自主学习理念进行贯彻渗透,注重培养大学生在大学教育阶段出现的各种自主教育需要的理念和技能。本文从大学计算机教育中应该培养的技能触发,探讨计算机教育中如何培养大学生自主学习理念的重要策略。
【关键词】大学计算机教育;自主学习;自主学习理念;计算机技能
自主学习是一种重要的学习方式,具体来讲,它是由学生自己来确定自己的学习目标和学习计划,从而实现学生的自我激励和自我督促,在这个过程中通过不断的反馈与调节最终使得学生实现自主的学习良性循环,培养大学生的自主学习能力,对学习结果进行自我检查、评价和及时处理。大学生在大学教育中学会自主学习,将会对自身的发展提供很大帮助,自主学习的能力也应该作为大学生在大学中应该掌握的基本能力之一。
一、在自主教育中培养大学生的基本能力
1、信息阅读和吸收的能力
阅读是至关重要的能力,但是阅读的重要性不仅在于对文字的识别,还在于对信息的及时吸收和处理。对大学生而言,他们所接受到的信息密度跟之前相比不知道密集了多少,所以一个有效地甄别信息是否真实、是否有用、是否需要的方式就成为了大学生急需掌握的技能,中学的教学与管理模式在大学已经不再适用,教师没办法再事无巨细地为学生提供知识点的讲解等服务,所以就需要学生自己对信息进行分析。而信息的分析和处理需要日常不断的积累和学习,所以大学生在记忆力相关的知识方面有着一定问题也是可以理解的,这恰恰是大学生对于信息处理没有充分认识的表现。培养大学生的自主学习技能,就必须要培养大学生的积累能力,也就是信息阅读和吸收的能力。
2、表达的能力
如何把自身得到的信息充分地表达出来也是一门技能,尤其是对于无法充分表述的知识来说这一点尤为重要,因为大学生无法认知和记忆的某些知识可以通过写的方式表达并总结出来,经验是学习的重要法宝,也是对这些知识进行吸收的重要步骤,所以总结经验还可以让大学生在学习的过程中归纳出新的知识,对以后的学习也有帮助,可以促进学习效率的提升。在大学生计算机教育当中,学习程序教育的时候,推荐学生自己对于基本数据类型进行总结,这样才能让学生更加充分地了解所需要的问题,那么在后面出现复杂数据类型和抽象数据类型的时候,就可以利用学生总结出的相关规律提高自身学习的效率。
3、寻找相关信息的能力
大学生在自主学习的过程中往往会遇到一些无法理解的问题,这时候就需要大学生自主查阅一些信息,随着计算机网络的普及,这种查阅不仅变得更加便捷化,也变得更加专业化,在计算机的教学当中这一点显得尤为重要。使用互联网知识进行信息的查询和处理就是目前计算机教学的主要目标之一,互联网搜索引擎是现在大学生最常用的搜索工具,大学生要善于利用这一点,实现自身对信息的基本需求,在计算机教学的时候应该开设相关的课程,引导学生更好地自主查找信息。
4、大学生的实践能力
实践能力使大学生学习能力的最重要执行因素之一,如果没有实践能力,那么一切的能力都得不到体现,任何的学习行为最终指向的目标也是实践,在计算机教育的实际执行过程中,C语言课程看起来较为枯燥,但实际上它是计算机课程进行实践作业的基础,只有学习好这个课程,才能有足够的实践能力,达到教育真正需要的目标。
二、大学计算机教育过程中自主学习理念的培养
在计算机学习过程中,自主学习的理念是在学习知识点的过程中慢慢得到升华的,这种自主学习的理念要在大学生每天的教育过程中逐渐体现出来并为学生所接受,使其变成自身的习惯。
1、培养学生对于计算机学习项目的兴趣
学习的兴趣是促进学习的最重要因素之一,如果培养了学生对于学习的兴趣,那么大学生的自主学习才有可能得到良好的实现,并且能够具有创造性地对当前的问题进行处理,并且在自主学习的时候能够集中精力,以获得更好的学习效果。任何的学习与研究都应该是以兴趣为出发点的,如果没有兴趣也就没有责任心,在自主学习的时候,这样是不可能获得较大的成果的。要培养学生的兴趣,重要的是培养学生的好奇心,对一些未知的知识和领域充满好奇,积极地去接触他们,大学生计算教育中一定会有很多平常学生接触不到的知识,要培养这方面的好奇心和兴趣,从而促进学生更好地进行自主学习。
2、善于在学习的过程中发现问题
在学习过程中要出现相应的问题,才能证明自主学习有了一定的成效,在学习知识的过程中,要有提出、分析、解决问题的三段式过程,这样才能把知识点转换为具体的问题,便于学生进行领会和掌握。教育在发展的过程中提出了以下的理论,只有以问题为中心的学习方法才是最有效的学习方法,所以要培养学生在学习的过程中自主发现问题并解决问题,这样才能对知识点进行有效的处理和理解,从而掌握更多的知识。
3、要学会在学习的过程中积极和他人交流
信息只有在交流的过程中才显示出它的意义,信息的交流才能让人们的知识总体有所增长,从而促进整体的社会发展,信息交流并不是机械化的,而是在信息交流的过程中实现了思维火花的碰撞,获得激励和启迪的效果,这样才是信息交流所能达到的最好效果。计算机已经渗透到我们生活的方方面面,所以当代的大学生在计算机的自主学习过程中需要积极地进行交流,这样才能开拓视野,实现大学生知识面的进一步增长,在信息的交流中,还可以获得更多的知识之外的东西,促进大学生的全面发展。
三、结语
大学生在计算机的学习中要落实自主学习的理念与技能,大学计算机教育不仅要传授给学生计算机相关的理论和方法,还要传授给学生在这个信息时代下自主学习的理念和科学素质,这种科学素质是大学生这一生都取之不尽的财富,对于大学生的发展、计算机行业的发展乃至整个社会的发展都有十分重要的意义。
【参考文献】
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[3]孙先洪.信息技术与大学英语课程整合中的教师计算机自我效能研究[D].上海外国语大学,2013.
[4]董守生.论学生的自主性及其教育[D].华东师范大学,2013.
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随着计算机技术的快速发展和其应用的快速普及,计算机教育已经成为学校教育中的一门必修课,取得了较好的教育成果。下面是读文网小编为大家整理的计算机教育本科论文,供大家参考。
时代的发展推动科技的进步,科技的进步又反过来为社会发展服务,计算机的发展应用就是如此。计算机的诞生顺应了当今信息化高速发展的时代,同时其在教学方面的应用也为教育事业的发展作出了贡献。作为祖国未来建设事业的接班人,每一名学生都应该接受新事物、适应新的教学方法和环境,计算机教学凭借其科学的教学手段、高智能的信息处理能力,在培养学生素质方面发挥着重要作用。因而加强计算机教学具有不可忽视的必要性。
一、顺应时代发展的趋势
信息化、数字化的时代召唤新型的教学方式。传统的教学方式受到时间、地点的局限,在教育教学中所发挥的作用越来越小,其存在的弊端也日益显现。而计算机教学充分利用网络教学资源和强大的信息处理手段,在新式教学中发挥着越来越突出的优势。计算机教学具有同步接收、双向互动的优势,所有上传的教学资源都可以在联网的情况下实现资源共享。计算机教学不仅可以利用计算机将知识高效地教授给学生,也可以帮助学生在利用计算机学习的过程中逐渐熟练计算机的操作,实现技能和知识的双丰收。计算机的操作是当进信息化世界中必不可少的一项基本技能,唯有掌握计算机操作技术才能紧跟时代潮流,适应飞速变化的世界,不被社会所淘汰,在社会中拥有立足之地。计算机从诞生开始逐渐渗透到社会生活的各个领域,从军事到教学实现了质的飞跃,具有重大的历史意义,已经成为生活之中必不可少的生活帮手,在未来的教育界也必将掀起一片巨浪,为教育界带出来一系列意想不到的变革,这已经成为了一种不可逆转的潮流。
二、改善教学环境,提高教学条件
在传统教学中,学生被禁锢在学校中,被限制在课堂上,时间和地点都是固定的,但不论是教师的安排还是教学器械的投入都不能达到令人满意的地步。建设师资力量强大的、学习环境良好的学校需要投入大量的资金,很多学校达不到这样的条件,也就在一定程度上限制了教学质量的提高和教学规模的扩大。而计算机教育的最大特点就是突破时间、地点的限制,大规模进行教学。学生在学习时可以随时根据自己的实际情况调整学习时间、学习内容与进度,而且计算机的教学资源可以同步分享,所有使用电脑的学校都可以利用计算机进行即时学习,不需要特地建设固定的场地,整个教育教学的环节所投入的资金非常少,这就极大地减少了国家财政在教育上的经费支出。计算机教学中学生活动自由,学生可以享受到更好的学习环境,独立的空间使学生更加容易集中精力投入到学习中。学生通过计算机接收到教师同样的授课,不会因为照顾不到某位学生而使学生功课落下,真正做到一视同仁,切实提高教学质量。
三、集中最优秀的教师,提供更优质的教学
在全国,教师队伍是十分庞大的,当然这只是针对教师的整体数量,而没有考虑到教师的教学能力。在实际情况中,优秀的教师数量只有少数一部分,很多学生在学习的过程中享受不到最好的教师教育,在教师这一方面就落后于那些接受优秀教师教学的学生很多。同时,教师的分布也不合理,优秀的教师大多数是集中在经济发达、教学环境良好的地区,而落后地区无法接触到优秀教师的指点与教育,这就造成了地区间的教育不平衡,并且随着时间的推移,这种不平衡还会逐渐加大。计算机教学就能够尽量避免这种地区教育的失衡,计算机教学集中了优秀的教师,将他们出色的课堂教学展示在网络中,每个学生都能感受到名师的指点,就如同和名师近距离接触一样,从而能够促进教学质量的明显提高。
四、丰富教学内容,实现教学内容与知识更新同步
传统教学的教学方式在客观上来说是比较单一的,单一的教学使学生在漫长的学习过程中失去兴趣,学习效率也逐渐降低。计算机教学在教学手段的丰富程度上做得比传统教学出色,它综合利用文字、图片、视频,整合教学资源,既有风趣幽默的引导式教学,也有严谨认真的记忆性教学,形式多样,使学生沉浸在学习的乐趣中。传统教学离不开课本教材,课本教材是根据制作时的现实情况而编写的,因为制作成本高且费时费力,教科书通常是几年才更换一次,这也就决定了教材内容是落后于实际情况的变化的。计算机教学则不需要教材的更新,也不需要人力、物力、财力的多次投入,教师可以随时针对现实情况的改变而进行相关教学,使教学内容尽量符合现实的演变,使学生的知识能力水平能紧跟时代的发展。
摘要:在信息化时代,计算机应用是人们必备的一项基本能力,使得高等院校教育愈加重视计算机教育及学生计算机创新能力的培养。本文从当前就业形势和工作岗位要求出发,简要分析了计算机创新能力培养的重要性,然后从教学理念革新、教学内容丰富、教学方法改革、计算机基本技能竞赛四个方面提出了培养学生计算机创新能力的有效策略。
关键词:计算机教学;创新能力;培养策略;教学方法;技能竞赛
在高等教育改革之前,我国高等院校计算机教育一直采用“扫盲”式的教学模式,但是随着信息化社会的逐步推进及计算机应用普及日益广泛,这一种教学模式显然满足不了学生发展需求。现代计算机教育不仅注重学生应用计算机的熟练程度,更强调培养学生的计算机创新能力。为此,高等计算机教育要以增强学生计算机素质为目的,以改革为着眼点,加强教学方法、教学内容等方面的改革,组织开展计算机基本技能竞赛,促进学生计算机创新能力的发展。
1计算机创新能力培养的重要性
在高等院校计算机教学过程中,应充分认识到培养学生计算机创新能力的重要性,这是当前就业形势和工作岗位对计算机教育提出的客观要求,也是计算机学科自身发展的必备条件。目前,我国各行各业的信息化建设如火如荼,社会对岗位人员的计算机应用能力和创新能力有着较高要求,需要每一位工作人员都具备基本的计算机技能,否则难以胜任岗位工作需求。此外,计算机教育本身涉及到对学生编程能力、分析能力等多重能力的学习,这要求教学中高度重视计算机教学方法、教学理念等方面的创新研究,让学生在创新性的教学模式下增强创新能力,更好地适应信息化社会对人才的需求,同时进一步推动计算机教学工作发展。所以,为适应社会对人才的需求与满足计算机教育发展的要求,在计算机教学中注重培养学生的创新能力,鼓励学生多动手、多动脑,切实提高学生的计算机创新能力,成为社会需要的人才。
2培养学生计算机创新能力的有效策略
2.1改革教学方法
教学方法选用是否合理,对学生计算机创新能力培养有着直接影响。为达到良好的计算机创新能力培养效果,教学实践中可以采用案例教学法和任务驱动法,以学生为中心组织设计教学环节,实施多环节教学,提高课堂教学丰富性,促进学生学习从被动变主动,对计算机学习产生极大热情。如,进行网页设计教学时,教师可以把现实生活中关于网页设计使用的实例和教学内容结合起来,通过实例法以激发学生兴趣,增强学生对计算机应用的创新能力。作为大学生,均浏览过淘宝网页,教师把淘宝网页设计方法传授给学生,让学生利用这些方法进行网页设计,拓展学生的创新意识和联想能力,既有趣又实用,很好的完成了网页设计课程的教学任务。
2.2丰富教学内容
在传统教育模式下,高等院校计算机学科一直围绕“全国计算机等级考试合格证书”和软件水平考试证书的取得进行教学,教学内容老套、条理化,脱离工作实际,学生只是机械化的记忆、操作,不利于激发学生的创新能力和学习主动性。对此,应着眼于现代计算机教学趋势,对传统的计算机教学内容进行调整,除了涉及课本知识外,还要密切联系工作实际,引入课本以外的教学资源,提高教学内容的丰富性,拓展学生的知识量和视野,从而开发学生的创新意识、提高学生的创新能力。如,在二级C语言教学过程中,为了让学生充分消化这一知识点,培养学生的创新意识和能力,教师可以把时简单的编程过程拿到课堂的多媒体演示上来,向学生进行编定的程序试验。通过这样的一个过程,学生可以借助课本外的教学资源快速的了解编程过程、消化编程方法,并对其产生一定学习兴趣,联想其他软件的编程,有助于促进学生计算机创新能力的增强。
2.3革新教学理念
要想培养学生的计算机创新能力,教师应以素质教育为出发点,转变传统的教学理念,树立创新教育理念,并在教学中不断贯彻落实,切实培养学生的计算机创新能力。创新教育是培养创新型人才的有效方式,实施创新教育,不仅能培养学生的创新能力,更能全面开展素质教育。所以,计算机教学中教师要在创新理念指导下,对教学方法、教学手段、教学内容等进行创新,多组织设计案例、任务、情境等教学模式,促进计算机教学模式的改革与完善,使之满足社会对人才创新能力的迫切需求。
2.4组织开展计算机基本技能竞赛
在计算机教学中培养学生的创新能力,单纯的依靠课堂教学是做不到的,学校应结合社会、学科对计算机教学的需求,组织各类型的计算机基本技能竞赛,为学生提供更多的动手动脑机会,让学生在实践中潜移默化的形成创新意识、增强创新能力,能用各种计算机技能解决各种实际的计算机应用问题,从而熟练掌握和应用计算机。如,学校根据计算机教材和岗位工作需求,组织计算机综合全能竞赛、文字输入竞赛、Excel表格应用竞赛、网页设计创意大赛等,丰富学生课余生活,激发学生对计算机学习的兴趣,积极参与到计算机学习活动中来,从而提高学生的计算机创新能力,更好地适应社会需要。
3结语
综上所述,计算机创新能力对学生今后发展有着重要影响,高等院校计算机教学要高度重视学生计算机创新能力的培养工作,多方面、多层次的对学生进行创新能力培养,切实达成高等计算机教育目标。在教学实践中,教师要树立创新教育理念,反思教学实践,创新教学方法和教学手段,密切联系工作实际,使课堂教学内容与实际紧密结合,提高课堂教学的针对性,有目的地培养学生创新能力。同时,课外应积极组织各类计算机技能竞赛活动,调动学生积极性、激发创新思维,逐渐提高学生的计算机创新能力。
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