計算機研究論文大全11篇

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篇（1）

2系統硬件

2.1硬件選型

根據工藝要求，系統點數如附表所示。

該控制系統的總點數為136點。

2.2系統硬件配置

本控制系統由1個過程站、2個工程師/操作員站組成，配置圖如圖1所示。

各個站之間的數據交換是這樣實現的:

現場采集的數據通過信號線送到DCS的模塊，模塊進行轉換后，直接或通過DiginetP送到處理器里，處理器就根據編制的程序對信號進行處理，并且將數據通過DiginetS送到工程師/操作員站上進行顯示，操作員在監控畫面上啟停設備或調節閥門，這些數據就通過送到處理器里，處理器根據程序處理后，將其直接或通過DiginetP送到輸出模塊，控制現場設備。

過程站采用了處理器和電源冗余，即為系統配置了2塊處理器，平時正常運行時，一個處于運行狀態，一個處于熱備狀態。

過程控制網絡DiginetS也采用了冗余配置。通過2個集線器HUB，操作站和工程師站上的各2個以太網卡及4條雙絞線構成兩個互為冗余的以太網絡。只要4條雙絞線中的任何一條能夠保證工作正常，就可以保證整個系統的正常運行。這樣就可以大大提高系統的安全性。

打印機用于打印報表。

3軟件編制

Freelance2000系統是一個緊湊型的計算機系統，它將DCS技術和PLC技術集于一身，既可以進行復雜的儀控，又可以進行常規的電氣控制。

編制的步驟:

(1)項目樹組態

組態整個項目樹所管理的PS(過程站)、OS(操作站)，即整個系統所配置的過程站和操作站，并組態好每個過程站的程序結構，每個操作站的畫面監控結構

(2)系統組態

組態整個系統所連的PS、OS，并為過程站配置I/O模塊，對模塊的每一個通道的信號進行組態。

(3)網絡組態

為DigiNetS上所連的所有節點進行組態，配置其IP地址、ID地址。

(4)程序編制

即根據工藝要求進行編程實現工藝提出的控制功能。

(5)畫面的編制

根據工藝要求，編制工藝流程畫面、設備啟停畫面、歷史趨勢畫面、工藝參數顯示畫面、閥門操作畫面等，使操作人員可以通過畫面監視整個生產過程，啟停設備、監視參數、調節閥門，觀察趨勢，查詢歷史記錄。

(6)報表打印實現隨時打印報表。

4控制功能

4.1過程參數的調節

生產過程中重要的熱工參數均能隨時進行調節，進行了PID回路控制，使之維持在設定值左右，所有的PID回路都可以進行PV跟蹤，無擾動切換。

調節回路有3種工作方式:自動，半自動，手動

(1)冷凝器液位自動調節

通過調節出口調節閥和再循環閥來控制冷凝器液位，用1個PID回路控制2個閥門，PID的輸出直接控制再循環閥，PID的輸出經取反后控制出口調節閥，控制框圖見圖2。

(2)防喘振控制

當鼓風機送風量減小，出口壓力升高時，鼓風機就容易出現喘振。

在不同的轉速下，造成喘振的喉部差壓和排氣壓力不同，根據不同轉速下造成喘振的喉部差壓、排氣壓力可繪制出喘振曲線;根據不同的轉速下，在不同的喉部差壓、排氣壓力下，防喘閥動作的情況，可繪制出防喘線，如圖3所示。鼓風機正常工作時，其工作點是在防喘線以下運行的，若越過防喘線則防喘閥就動作，進行放風，以防喘振的出現。圖3中,A:喘振曲線;B:防喘線;C:轉速最小時的特性曲線;D:轉速最大時的特性曲線;P:工況運行點。

我們根據工藝要求，采用了模擬加數字的控制方法，在調節范圍內，常規PID調節起作用，在緊急情況下，數字調節起作用，使風機的防喘閥迅速打開，解除緊急情況，調節框圖見圖4。

其中:SP—根據風機喉部差壓及風機進氣溫度來計算

PV—風機排氣壓力

當PV-SP＞2，則系統就會發喘振預報，提醒操作人員注意。采用此種控制方法后，大大提高了機組的穩定性，降低了故障率。

4.2電氣控制

主要控制設備有汽機、風機、防喘閥、盤車電機、盤車油壓電磁閥、冷凝液泵、油泵等。可以實現這些設備的自動啟停、故障報警以及緊急停機等功能，并對一些參加連鎖的重要信號采取了冗余技術，進行了閉環控制。風機進氣溫度是否正常，可用于判斷逆流是否發生，因此在風機進氣管路上安裝了2個溫度控制器，采取了3取2的控制方法。流程圖如圖5所示。

4.3流量計算

可以實現風機吸入流量和汽機新汽流量的計算及累計，分別累計8小時、24小時、30天的數據，并顯示累計量的起始時間。計算公式如下:

4.4監控功能

工藝流程畫面5幅，包括風機監測，汽機疏水系統，汽機控制系統，軸系監測系統，油系統;

歷史趨勢畫面24幅，共計可以對138個數據進行歷史分析，數據可以保存7天;

設備聯鎖畫面2幅，包括啟動聯鎖和停機聯鎖;

閥門操作畫面2幅，包括2個PID調節回路;

報警畫面1幅，重要的報警信號都包括在內;

參數顯示畫面1幅，顯示一些重要參數的值;

防喘監視畫面1幅，用于監視工況運行情況;

通過這些畫面，操作人員可以在主控室對各個工藝參數進行調節、啟停設備，處理報警，分析參數趨勢，查看歷史記錄。

4.5報表打印功能

可以根據需要隨時打印報表。

5本系統的技術特色

(1)整個系統采用了處理器冗余、電源冗余，系統的可靠性大大提高。

(2)對于風機的防喘振控制，采用了模擬加數字調節的方法，在調節范圍內，常規PID調節起作用，在緊急情況下，數字調節起作用，使風機的防喘閥迅速打開，解除緊急情況，使風機的喘振控制達到最優化，且反應迅速，保護整個機組的安全。

(3)對于參加停機聯鎖的重要信號，采取了冗余技術，如進風溫度控制采用了3取2的控制方法;防喘閥故障停機采取了雙信號控制等，既使機組安全運行，又有效防止了誤停機的發生。

(4)機組安全運行、逆流保護實現了閉環控制，既保護了機組又使機組穩定安全運行。

6結論

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一、課題研究背景

(一)國內外的研究現狀

1、網絡教學的設計理論與方法的研究缺乏系統性

通過對國內外有關的學術刊物(如《電化教育研究》、《中國電化教育》、《EducationalTechnology》等)、教育網站和國際國內有關學術會議(GCCCE、ICCE、CBE等)的論文集進行分析，網絡教學的設計研究主要是關于建構主義學習環境的設計和協作學習的設計等方面，缺乏系統的研究。可以說，網絡教學的設計理論的研究還處于初級階段，還有很多問題需要去研究和探索。例如，在網絡環境下如何利用網絡資源進行主動學習、利用虛擬情境進行探究學習、利用通訊工具進行協商學習、利用工具進行創造學習的設計以及教師指導性活動的設計等方面，都值得我們去研究。

2、網絡教學的評價研究才剛剛起步

隨著Internet應用的普及，網絡教學已成為一種重要的教學手段和教學場所。然而，與傳統教學相比，網絡教學的質量保證體系卻顯得不夠完善、健全。如何保證網絡教學的質量，建立一個行之有效的網絡教學評價模型，已成為網絡教學研究的一個重要課題。時至2000年，教育部批準全國31所高校建立網絡教育學院，但卻沒有制定出如何保證網絡教育質量的相關政策。美國國家教育政策研究所(TheInstituteForHigherEducationPolicy)于2000年4月也發表了一份名為"在線教育質量：遠程互聯網教育成功應用的標準"的報告，然而，這些文章(報告)也僅僅是描述性的定義網絡教學的評價指標，而對如何組織評價、如何獲取定量數據、評價數據如何促進教學等方面則很少涉及。目前，網絡教學的支撐平臺中的學習評價模塊往往只含有測試部分，而缺乏相應的分析與反饋。

(二)課題研究的意義

1、促進網絡教學的發展，提高網絡教學的質量

由于網絡教學可以實現信息資源共享，在網上組織最優秀的教材和教法，使學習者在網上可以學到最新的知識，因此是教學改革發展的方向。通過本項目的研究與實踐，使網絡教學更能為學習者提供一個建構主義的學習環境，充分體現學生的首創精神，學生有更多的機會在不同情境下去運用他們所學的知識，而且學生可以根據自身的行動的反饋來形成對客觀事物的認識和解決實際問題的方案，從而提供網絡教學的質量。2、尋找利用計算機技術和網絡技術實現學生遠程交互自主學習的教學設計的技術解決方案

3、完善和發展教學設計理論

網絡環境下的教學與傳統教學，不僅是教學環境的不同，在教學內容、教學手段、教學傳播形式上都有本質的區別。通過本項目的研究，能夠解決網絡環境下，教學如何進行教學設計，如何調控教學過程，如何有效實施教學活動以達成教學目標，是對教學設計理論的完善和發展。

二、課題研究內容

(一)研究的主要內容

1、網絡教學設計理論體系的研究

包括教學目標的設計、建構性學習環境的設計、學習情境的設計、學習資源的設計、學生自主學習活動的設計、學生協作學習活動的設計、教師指導性活動的設計、學習評價工具的設計等。

2、基于網絡環境下的教學策略與教學模式的研究

(1)網絡教學策略的研究，如網絡環境下的教學內容組織策略、網絡環境下的教學情景營造策略、網絡環境下的教學對話組織策略、網絡環境下的的課堂管理策略等

(2)網絡教學模式的研究，如項目化學習模式、探索性學習模式、研究性學習模式等

3、網絡教學評價的內容體系、方法、步驟與模型的研究

4、網絡教學設計系統軟件的開發與應用

5、網絡教學評價系統軟件的開發與應用

根據上述研究內容，總課題下設如下子課題：

1、網絡教學設計與教學評價的理論研究(謝幼如、李克東)

2、網絡教學資源的開發(鄧文新)

3、網絡教學設計與教學評價系統的開發(柯清超)

4、Web課程的教學過程設計及支持系統的研究(陳品德)

5、網絡教學設計與教學評價理論的應用研究(余紅)

(二)課題的研究目標

本項目的研究目標是：運用現代教學理論與建構主義學習理論，通過教學改革與實驗，探索網絡教學的設計與評價的理論和方法，開發相配套的網絡教學的設計和評價系統軟件，探索普通中小學利用網絡資源進行網絡教學的途徑與方法。

(三)預期成果形式

1、論文與專著

發表有關網絡教學的設計與評價的一系列學術論文，出版專著《網絡教學的設計與評價》。

2、電腦軟件

開發《網絡教學設計系統軟件》和《網絡教學評價系統軟件》，制作《網絡教學設計》專題教學(學習)網站，建立《教學設計》多媒體資源庫。

三、研究方法與技術路線

(一)研究方法與步驟

本項目的研究主要采用行動研究、實驗研究、評價研究等方法。

對于較大規模的教學設計與教學模式的試驗研究，將采用行動研究方法。

對于個別帶有創新性的，能提出重要見解的小范圍的教學研究，則通過建立科學的假設，采用實驗研究的方法。

關于教學模式的評價和有關教學效果的分析，則采用評價研究方法。

研究步驟如下：

2002年5月-2002年8月，收集資料，建立模型

2002年9月-2003年1月，開發軟件

2004年2月-2004年8月，教學試驗，評價修改

2005年9月-2005年12月，擴大試驗，歸納總結

(二)關鍵技術

1、基于網絡的協作化設計思維工具的通訊模型的構建；

2、教學設計系統中師生教學活動的可視化表示與分析；

3、網絡教學的教學評價模型的構建；

4、網絡教學過程中學習反應信息的自動采集與處理。

四、課題研究價值

(一)創新點

1、建立網絡教學設計的理論體系與方法。

2、建立基于網絡環境的各類教學評價指標體系。

3、開發出操作性強、具有實際應用價值的網絡教學的設計工具和評價系統軟件。

(二)理論意義

傳統的教學設計是應用系統方法分析和研究教學的問題和需求，確立解決他們的方法與步驟，并對教學結果作出評價的一種計劃過程與操作程序。現代教學設計理論已經不拘泥于系統論的理論基礎，不強調對教學活動的絕對控制，逐漸放棄呆板的設計模式，開始強調教學設計的關系性、靈活性和實時性，從而更加有利于學生的創新精神和實踐能力。本課題的理論成果將完善和發展傳統的教學設計理論與方法。

(三)應用價值

1、通過課題的研究與實踐，總結并形成基于網絡環境下學科教學設計的理論與方法，優化中小學課堂教學結構。

2、通過課題的研究與實踐，探索并總結信息化時代如何改革傳統的思想和模式，使學生學會利用網絡資源進行學習的方法和經驗。

3、通過課題的研究與實踐，探索普通中小學利用網絡資源的途徑與方法，形成一批優秀的網絡教學課例。4、通過課題的研究與實踐，開發出具有應用推廣價值的網絡教學的設計工具和評價系統軟件。

五、研究基礎

(一)已有相關成果

1、曾于93年、97年兩度獲得國家級優秀教學成果獎，其中《多媒體組合教學設計的理論與實踐》項目的成果在全國的大中小學廣泛應用，《多媒體組合教學設計》(李克東、謝幼如編著，科學出版社)多次再版發行。

2、出版的《多媒體教學軟件設計》(含教材與光碟)(謝幼如等編著，電子工業出版社，1999年)、《多媒體教學軟件設計與制作》(含教材與光碟)(李克東、謝幼如、柯清超編著，中央廣播電視大學出版社，2000年)和《信息技術與學科教學整合》(李克東、謝幼如、柯清超等，萬方數據電子出版社，2001年)在全國廣泛應用。

3、97年《多媒體技術在基礎教育改革中的應用實驗研究》和《小學語文"四結合"教學改革試驗研究》獲國家教委全國師范院校面向基礎教育改革科學研究優秀成果二等獎。

4、承擔國家"九五"重點科技攻關項目《計算機輔助教學軟件研制開發與應用》(簡稱96-750)《小學語文科學小品文》、《小學語文古詩欣賞》、《小學語文擴展閱讀》、《初中語文新詩賞析》四個子課題的研制與開發，4個項目6張光盤全部通過教育部組織的專家組鑒定，被評為優秀軟件，并由北京師范大學出版社和電子工業出版社出版，在國內及東南亞地區發行。

5、2000年所完成的《學習反應信息分析系統》獲廣東省高等學校優秀多媒體教學軟件一等獎，并出版專著《學習反應信息的處理方法與應用》(謝幼如、李克東著，暨南大學出版社，1999年)。

(二)研究條件

華南師范大學教育技術學科是國家級重點學科，華南師范大學教育信息技術學院是"211工程"重點建設學科單位，我國的教育技術學博士點之一。華南師范大學教育技術研究所擁有從事計算機教育應用研究的人員近30名，其中包括教授2名、副教授5名、講師8名、博士研究生4名和碩士研究生近15名。他們在長期的研究工作中，對各種多媒體教學軟件、網絡教學應用軟件、學科教學工具、資源庫管理應用系統進行了深入的研究與探索，并已取得了實質性的進展和成果。本研究所擁有先進的計算機軟件開發實驗室兩個、國家級的多媒體教學軟件制作基地一個，在國內教育技術領域方面處于領先地位。

(三)參考文獻

1、《多媒體組合教學設計》，李克東、謝幼如編著，科學出版社，1992年第一版、1994年第二版

2、《多媒體教學軟件設計》謝幼如等編著，電子工業出版社，1999年

3、《信息技術與學科教學整合》，李克東、謝幼如主編，萬方數據電子出版社，2001年

4、《學習反應信息的處理方法與應用》，謝幼如、李克東著，暨南大學出版社，1999年

5、《GlobalEducationOntheNet》，高等教育出版社、Springer出版社，1999年

6、《教學設計原理》，R.M.加涅、L.J.布里格斯、W.W.韋杰著，華東師范大學出版社，1999年

7、《新型教學模式的探索》，謝幼如編著，北京師范大學出版社，1998年

8、全球華人計算機教育應用大會(GCCCE)第一屆至第五屆論文集，1997年(廣州)、1998年(香港)、1999年(澳門)、2000年(新加坡)、2001年(臺北)

9、《改善學習--2001中小學信息技術教育國際研討會論文選編》，吉林教育出版社，2001年

10、《認知過程的評估》，J.P.戴斯、J.A.納格利爾里、J.R.柯爾比著，華東師范大學出版社，1999年

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0引言

當前高校在不斷推進素質教育的過程中，實驗教學處于突出的地位，改革實驗教學內容、方法和手段，建立適合素質教育的實驗教學與管理模塊，是進行實驗室建設、提高高校人才培養水平的指導方針之一[1]。而且在實行了完全的學分制管理以后，實驗教學工作將改變過去那種實驗教學固定時間、固定內容、按班級同時進行教學的方式，學生也可以根據自己所學的課程、興趣來安排自己的實驗，按照自己學習程度選擇不同層次的實驗，變被動學習為主動學習，讓學生有了更多的自。在這種情況下傳統的計算機實驗室教學管理方式，已經不適應這種靈活性更高的管理要求，必須有一套能滿足現代化教學要求的實驗室管理系統。

1高校計算機實驗室管理系統的應用范圍

計算機實驗室的管理與其他實驗室有較大的差別，比如設備更新頻率較高、設備容易受周圍環境影響、人流量較大、用機秩序混亂(學生隨意更換機位，或同時打開幾臺機器)、工作時間較長（通常的開放時間是一周七天、每天十幾個小時）、公用軟件維護工作量大且重復(學生隨意刪除系統文件或修改系統參數，病毒對軟件的破壞)等等，上述問題一直困擾計算機實驗室的工作人員。

目前國內高校計算機實驗室管理系統的應用基本體現在以下三個方面[2-5]：

（1）計算機實驗室設備的基本管理，主要包括設備的購入、借出、報廢等；

（2）計算機實驗室所承受課程的信息管理，主要包括實驗室計算機課程的排課、教師及其對應班級的安排、作業的布置與回收等；

（3）課余時間的自由開放管理，主要包括上機卡的發放、計時的基本方式、讀卡器的設置、上機情況的登記與統計等。

2現有高校計算機實驗室管理的不足

我國高校的計算機實驗室基本上是模仿50年代蘇聯的模式，按某一門課程來設置實驗室，實驗教學由院系自行安排，實驗室實行以院系管理為主的封閉式管理體制。這種傳統的設置與當時的教學管理體制和教學科研發展水平相適應，但隨著高校教育體制改革的深入、科研水平的提高、學科之間的相互滲透發展，傳統的實驗室建設和管理模式的弊端逐漸顯露出來[6－8]：

（1）實驗室小而全，多而散，功能單一，無法形成綜合優勢。

（2）實驗室相互獨立，管理分散，資源浪費嚴重。

（3）實驗教學依附于理論教學，不利于完成實驗教學任務和培養創新人才。

3現有計算機實驗室管理系統的功能模式

目前，大多高校使用的計算機實驗室管理系統以學生管理為中心，以處理學生課余上網和教師上實驗課的信息為主[9][10]。大致有以下兩種模式：

3.1計算機開放實驗室綜合管理系統計算機開放實驗室綜合管理系統主要由兩大子系統組成：門禁管理子系統和監控管理子系統。

3.1.1門禁管理子系統

由門禁管理和資源管理兩個子系統功能組成：①門禁管理系統是用戶進出實驗室的一道安全屏障。進入的用戶要刷卡，并接受一系列的合法性的檢查。檢查完畢后，如果檢查通過，該用戶的刷卡信息將會被保存到數據庫里；②資源管理系統通過數據庫的指示決定是否允許用戶啟動計算機系統，而且每位用戶每次只能使用一臺計算機。如果用戶檢查沒有通過，就不允許該用戶使用實驗室內的任何資源。用戶使用完畢后，要進行刷卡注銷。用戶入門劃卡注冊到出門劃卡注銷所用的時間為上機機時。這種管理方式能夠有效的對計算機實驗室進行管理。

3.1.2監控管理子系統

①實時監控管理的主要功能：能夠及時的查詢計算機使用的用戶，還能夠了解到每一位用戶的位置，上機時間等；②登錄控制管理的主要功能：對實驗室內的機器進行登錄(加鎖)和不登錄(放開)的控制；③帳表管理的主要功能：維護用戶的賬戶信息。如：建立、刪除、凍結單一用戶帳號、成批連號用戶賬號。對賬戶中的教學機時、自費機時、打印紙張等各項數據進行增加、刪除、修改和查詢等維護操作。對用戶賬號信息及記賬日志進行各類查詢和統計。賬表管理中對教學機時和自費機時的分離，使學生在每學期的教學實習量教學機時)完成后，能自動付費上機(自費機時)，否則被示為非法用戶。機房在平時的教學時間內也可自由開放，即教學上機(教學機時)和自由上機(自費機時)可同時進行。這樣，既大大提高了機器的利用率，又增加了學生的上機量；④統計管理的主要功能：統計、分析及打印報表。可按系、班級、用戶等不同類別對所用的機時(教學機時和自費機時)、打印紙和軟件資源情況進行統計、匯總和分析，并為教學研究部門、管理部門提供決策輔助信息；⑤數據維護管理的主要功能：對各類基礎信息進行增加、刪除、修改和查詢等維護工作，保證數據的完整性和一致性。

4計算機實驗室綜合信息管理系統設計與實現

由于計算機實驗室信息管理系統所面對的需求靈活、繁瑣和多變，而且還要考慮到設備及其管理軟件的不同情況，因此本系統的架構應該具有極松的耦合性和極強的可擴展性，以便在需要的時候進行擴展、重新組裝或者復用。

4.1計算機實驗室綜合信息管理系統設計

本系統主界面設置了四項功能模塊，分別是：系統維護、實驗課程管理、上機管理、系統管理。系統維護模塊主要實現系統設置(權限設置等)、系統初始化、修改口令、信息的定期安全備份等功能。實驗課程管理模塊實現對實驗課教學的科學管理，將已往封閉的、以知識為中心的舊教學方式，轉變為開放的、以資源為中心的新方式，主要包括排課系統管理、上機實驗管理、實驗信息資源管理等功能。上機管理模塊主要包括機時分配管理、上機用戶的賬戶管理(用戶注冊信息、密碼設置、掛失注銷、報警提示、資金余額等)、用戶的上機登錄管理，以及對上述信息的統計和查詢；系統管理模塊主要是對用戶進出系統的管理.

4.1.1實驗課程管理子系統

本子系統中的排課系統模塊，由于受到相關制約的條件很多而且隨機，所以在設計中很復雜。其主要功能如下：根據來自學院教務處的實驗計劃和各教學部門的實驗班級獲取資料，按照課程及實驗室設備配置對這些資源過濾分發至各實驗室進行排課，然后把實驗課程表到WEB上。為了利用計算機實驗室的信息技術優勢，并適應高校教育信息化改革的需要，設計并開發了實驗資源信息模塊，主要包含實驗大綱、實驗要求、實驗的環境及條件、實驗重點與難點剖析、實驗的模擬演示、實驗的評價、實驗的體會、相關知識、電子教案、實驗的成績等信息，這些信息都來源于各位任課老師和實驗教師，他們結合教材、各種相關資料和實踐經驗，提出了每次實驗的重點和難點，幫助學生分析并解決實驗中容易出現的問題。實驗要求根據學生的不同層次，設置為不同的級別：普通級別、拓展級別。其中普通級別要求達到實驗教學大綱的要求，拓展級別是針對那些已較好地掌握了計算機基礎知識，有能力進一步深入學習的學生，為他們設計一些設計型、綜合型、創新型的實驗，讓他們達到更高的要求。所有這些信息都是學生關心而平時又不容易了解到的，把這些信息到校園網上，學生可以直接上網檢索查詢，檢索到的資源信息可以直接通過瀏覽器或下載到本地機上。

4.1.2上機管理子系統

該子系統分為機時管理、用戶登錄管理、統計查詢等功能模塊。其中，機時管理負責為學生分配空閑機器：一方面按照實驗教學計劃為上實驗課的學生分配機器(遵循上同一實驗的學生集中坐在一起的原則)；另一方面為自由上機學生分配零散空閑機器。這幾個模塊中，用戶登錄子系統最為復雜，學生進入時使用刷卡的方式進行身份判斷，如果屬于當時時段的實驗課，則為其分配機器，進入“上機實驗系統”做實驗，否則如果該用戶具有合法身份，則為其分配零散空閑機器，同時記錄機位、時間等信息并允許其進入自由上機，同時采用計費系統開始自動計費。用戶上機完畢必須退出系統，系統將其注銷。用戶如果卡內資金不足，則提醒其續費并拒絕入內。超級秘書網

4.2計算機實驗室綜合信息管理系統實現

計算機實驗室綜合信息管理系統的一個重要目的，就是實現數據共享及保持數據的即時性，要求數據變化隨時顯示在網絡上，保證實驗室的任何一臺管理機終端可隨時更新查閱資料，保證在校園網上也能及時查看有關信息。該系統運行在一個局域網中，可以實現對不同實驗室的統一管理。系統采用星型拓撲結構，由一臺文件服務器、一臺WEB服務器、若干個收費工作站(一個機房對應一個，由一臺微機和一個條形碼閱讀器構成的刷卡機組成)、學生上機卡，一臺具有網絡管理功能的超級工作站、網卡、集線器和網線組成。相應軟件采用了一套自主開發的條碼卡計費管理系統。

5結論

計算機實驗室信息管理系統以計算機實驗室現有的軟硬件資源為基礎，實現對高校計算機實驗室中設備全面管理和完善，對計算機實驗室工作人員管理的規范和有序，達到保障計算機實驗室運行的高效和可靠：①讓計算機實驗室管理自動化，設備自動化管理，即設備的基本信息、使用、維護、購置、報廢等方面的自動化管理。②讓計算機實驗室管理自動化，工作人員的自動化管理，即實驗室人員日常工作的全面管理和及時查詢。③讓計算機實驗室管理自動化，系統自身的有效運行，即系統的初始設置、數據的備份與恢復、管理員設置、權限設置、系統日志等方面的自動化管理。

參考文獻：

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[2]張薇.高校計算機機房管理經驗淺談[J].電腦知識與技術，2006，（36）：229-230.

[3]王傳銀.高校計算機實驗室安全管理[J].遼寧師范大學學報（自然科學版），2008，（1）：85-87.

[4]趙彬.高校機房監控系統的設計與實現[J].科技信息，2008，（1）：64,124.

[17]徐嵐.淺談高校計算機實驗室的管理與維護[J].網絡安全技術與應用，2006，（3）：117-119.

[5]楊海鷹，潘華編著.實驗室信息管理系統[M].北京:化學工業出版社，2006：1-23.

[6]楊碧石.基于開放實驗室網絡管理系統的設計[J].計算機與信息，2008，（1）：39-40.

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篇（4）

引言

隨著信息時代的到來，人們對計算機性能要求的日漸提高。尤其是網絡技術的迅猛發展的今天，一些在傳統上由PC機處理的任務將轉移到網絡上處理，從而也對計算機技術提出了更高的要求。然而“技術瓶頸”成為目前擺在PC制造商面前的主要困難，比如一種新型的個人計算方法等。因而從某種意義上說，如果要打破這些技術壁壘，就要求這些制造商們必須開發出更為高級的微處理技術和更先進的計算機存儲技術。為此，目前各國的計算機研究開發人員正在加緊研制新型的計算機，計算機無論從體系結構的變革還是到器件與技術革命都要產生一次量的乃至質的飛躍。在不久的將來，新型的量子計算機、光子計算機、生物計算機、納米計算機等將會在21世紀悄悄走進我們的生活，乃至遍布于社會各個領域。

一、計算機技術的發展

自從1946年世界上第一臺電子計算機誕生以來，電子計算機技術的發展已經走過了半個多世紀的歷程。從第一代電子管計算機到現在正在開發的第六代神經網絡計算機，計算機的體積不斷變小，但性能、運行速度和存儲功能卻在不斷提高。然而，人類的追求是無止境的，科學家們一刻也沒有停止研究更好、更快、功能更強的計算機。從目前的研究方向看，未來電腦將向著以下幾個方面發展。

(一)工作專業化。其實用過計算機的人都知道，并不是我們的每一件工作都需要一部高性能的PC才能完成，甚至有的時候，你采用高性能的計算機來辦一個簡單的事情還可能帶來麻煩，因為高性能會帶來高能耗、高發熱量等不良的負面效應。因而可以預測，未來的計算機會根據大家從事的工作不同，在其性能上和外觀上也會有很大的不同。專項工作的PC將會有專用設備，從而提高我們的工作效率。其實現在您如果仔細留意的話，目前在我們的身邊就正在發生這樣的變化。比如大型超市里的收銀機、售賣彩票的PC機和銀行的運行終端等等，這些都是為了提高某一項工作的效率和減少成本，逐漸由通用PC慢慢演變而來的。也許在不久的將來這樣的趨勢就會出現在我們的家庭生活中，比如用“家庭智控計算機”作為家用電器控制中心，為我們控制家中的電燈、電視、冰箱、空調、洗衣機等等，把我們的家變成一個智能的家。

(二)系統智能化。伴隨著計算機的綜合能力的日益強大，可以預見，未來民用化的計算機也可能會開始具備某種程度的智能化，以幫助我們來處理日常生活中的瑣事，甚至出現以前我們所想的專門做家務活的機器人，這樣可以讓人們可以騰出更多的時間用于工作、學習、交際和娛樂等。大家知道當今社會，電子寵物已經越來越受到青少年一代的喜愛。這不僅因為電子化的寵物比真實的小貓小狗飼養更加方便，而且它還可以不斷進行更新換代，另外它更容易與主人進行交流，甚至可以模擬多種寵物，可以與計算機之間進行通信等等。這些優勢將讓電子寵物取代一部分真正的寵物，成為未來人類的新伙伴。

(三)設計環保化。環境保護和節約能源是當今時代的主題。社會的發展也應當以保護環境、節約能源為前提，計算機行業也不能例外。我們知道隨著計算機綜合性能的提高，其能耗也將隨之越來越大；而且現在計算機在人們的家庭生活中的扮演著越來越重要的角色，它運行的時間也將隨之變得更長。因而為了不讓計算機成為家中用電量最大的電器，技術人員也想盡各種方法讓計算機的能耗降低，在這種情況下，就出現了像我們上面提到的那些專門化的計算機，它不僅讓計算機的效率大幅提高，而且可以讓低性能的硬件系統具備專業的功能，從而達到減少能耗的目的。另外還可以通過采用新的架構，比如采用“量子”“光子”“納米”方式代替現有的硅架構的計算機，大幅降低計算機的能耗。而耗電的第二大戶——顯示系統，也將因為LCD、OLED等顯示器的普及，不再成為用電大戶。

(四)交流人性化。作為未來人類的工作和生活的工具以及家庭的智能控制中心，計算機需要和使用人之間進行不斷地交流，才能更好為使用人服務。這就要求計算機和人之間的交流要人性化，才能讓使用人真正樂意使用計算機。我們用美國微軟古川副總裁所說“計算機將會變成一種能夠與用戶交流冷暖和喜怒哀樂等情感的產品”這句話來闡述未來計算機的發展思路，我想再貼切不過了。

為了實現這個目標，可以想象，未來的計算機的與使用人的交互方式將會實現多樣化.而且隨著計算機智能化的提高，多數工作它們可以自動選擇操作的流程，其中的過程無需人們參與，所以軟件的界面也越來越簡單，使用起來就像現在操作家用電器或者手機一樣簡單，使用人無需再進行專門的學習或培訓，就連老人小孩都能運用自如。信息技術的發展會使人們與計算機交流就像與人交流一樣。人們使用計算機將變得更自然。其結果是：計算機的用戶界面將變得更像人，雖然其應用程序并非“人工智能”程序。

二、移動技術的發展

隨著因特網的迅猛發展和廣泛應用、無線移動通信技術的成熟以及計算機處理能力的不斷提高，未來社會各個行業新的業務和應用將隨之不斷涌現。移動計算正是為提高工作效率和隨時能夠交換和處理信息所提出，業已成為行業發展的重要方向。引入了移動計算的信息化平臺有三個方面的內涵：第一，加上綜合信息化平臺不但要達成業務網絡和傳遞網絡的互聯互通，還要具備移動或無線的運作能力。第二，可移動性將會帶來自由性和自如性，這是豐富商務操作的充分條件，為其帶來了更大的便利。第三，讓更為靈活的信息和越加務實的要約真正具有時空價值和可轉讓性，進而有機地在行業內化競爭為合作，化封閉為共贏，激活固化的產品和服務，使企業和行業更加輕松面對機遇與挑戰，使運營者富于想象力。這些都是構筑一個行業信息平臺的必要條件。

移動計算主要包括三個要素：通信、計算和移動。這三個方面既相互獨立又相互聯系。其實在移動計算這個概念提出之前，人們對它的三個要素的研究已經有很長時間了，而移動計算是第一次把它們綜合起來進行研究。它們三者之間可以相互轉化，例如，通信系統的容量可以通過計算處理而得到提高。移動計算，由于它是一個大融合的綜合工具，所以它至少可以在三個層面上為信息化“錦上添花”。首先，它可根據應用者不同的需要融合各種通信網絡和技術，以達到效用的完全性；其次，它是計算機技術和通信技術的完美融合，能夠使兩者在行業體系中發揮更大的作用；第三，它可以將企業管理工具和業務工具融入信息化的大體系之中，使企業的管理、經營決策的做出是建立在完善的信息平臺之上，因而大大增加了它的及時性和有效性。

雖然移動性可以給計算和通信在行業內帶來新的應用，但同時不可避免的也會帶來許多問題。其中存在的最大問題就是如何面對無線移動環境帶來的挑戰。在無線移動環境中，信號要受到各種各樣因素的干擾和影響，因為會有多徑和移動，給信號帶來時間地域和頻率地域彌散、頻帶資源受限、較大的傳輸時間延緩等等問題。這樣一個環境下，引出了很多在移動通信網絡和計算機網絡中未遇到的問題。第一，信號通道可靠性問題和系統配置問題。有限的無線帶寬、惡劣的通信環境使各種應用必須建立在一個不可靠的、可能斷開的物理連接上。在移動計算網絡環境下，移動終端位置的移動要求系統能夠實時進行配置和更新。第二，為了真正實現在移動中進行各種計算，必須要對寬帶數據業務進行支持。第三，如何將現有的主要針對話音業務的移動管理技術拓展到寬帶數據業務。第四，如何把一些在固定計算網絡中的成熟技術移植到移動計算網絡中。當然，隨著網絡技術和移動計算技術的逐漸成熟和完善，這些問題都將會得到有效的解決，相信在不久的將來人類將邁入一個全新網絡世界。那時候的工作、學習、生活方式將會如何，我想非常值得我們期待。

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聯鎖圖表是鐵路信號工程設計的重要組成部分，直接關系到車站信號控制系統的結構，是確保行車平安，提高運營效率的基礎。聯鎖圖表工程設計煩瑣，邏輯運算復雜，手工設計極易產生錯誤。為此，許多探究設計單位都曾做過不同程度的努力，但在站場外形自適應方面仍存在著許多尚待解決的新問題。本文就自適應于站場外形的聯鎖圖表軟件的數據信息、站場外形模擬、進路聯鎖和繪制指令的實現技術和結構，作簡要論述，供同行參考。

1條件數據信息

條件數據信息是聯鎖圖表軟件運行的基礎，是軟件結構、運算處理和程序控制的關鍵。根據軟件設計的總體要求，條件數據信息應滿足系統設計要求，其編制在格式、輸人輸出和數據含義方面，應做嚴格的規定和標準，以提高系統的可靠性和處理速度。基本數據信息如圖1所示。

對于站場上軌道絕緣(無論是否超限)的表示方式，是在對應其類型的位置處，根據不同的站場道形布置、侵限絕緣節的設置情況標注代碼。以假定來自4個方向的侵限為前提，規定若絕緣節設置在道岔直股上，為水平方向侵限;設置在道岔彎股時，為垂直方向侵限。設侵限絕緣在原點，道岔直股平行于X軸，表1、圖2列出4個象限內的各種侵限形式。圖2中，箭頭表示行車方向，方框表示被侵人方向的區段。

在上述的各種侵限中，雖然有些侵限形式，如32,41,42,43的侵限形式，實際上并不存在，但為了軟件設計的可靠性和嚴密性，應使其形式或規定具備充分必要的條件，以方便應用。如，當選擇32或42的形式后，就不必在垂直和水平方向同時存在侵限情況下，具體區分是何種侵限形式，即可做出正確處理。對于描述設備類型和屬性的數據，其結構應最大限度地滿足站場網絡圖形數據轉換的需要。通過刪除冗余的或不相關的信息，使圖形信息達到較高的壓縮比，減少存儲空間的占用。就車站信號平面布置圖而言，單動和雙動道岔、各類調車、列車信號機雖都相對獨立，但其圖形信息卻含有可觀的冗余量，如，一個雙動道岔可用2個單動道岔圖形合成，調車或列車信號機可通過旋轉改變方向，等等，圖3所示。

2固有數據信息

固有數據信息是由編程人員根據站場模擬、邏輯運算和圖形繪制的需要，預先設t的地址碼、圖形碼、圖素碼和測試碼等，這些代碼在聯鎖圖表軟件運行中提供轉換、壓縮、校核、編輯和繪圖指令生成的支撐。該數據信息的組織，目的在于增強軟件的靈活性、適應性和擴充能力，促使軟件的處理起點向設計邊緣靠近，最大程度地減少手工干預。另外，為了讓數據信息能夠盡快地從聯鎖圖表中分離出來，以供其它系統軟件調用，在數據組織時，還應考慮固有數據信息的劃分，避免共享數據信息的重復。

3站場外形模擬

所謂站場外形模擬，是指通過對車站數據信息的處理，生成具有可操作能力的車站信號平面圖形的過程。在能夠充分反映站場外形網絡信息的矩陣內，實施信息壓縮處理、線性計算調整，形成站場外形網絡雛形，并逐層建立圖形曲線的擬合信息，使圖形能夠以最緊湊的連接方式在局部范圍內得到合理化處理。

分支A和分支B布置于網絡同一層上，若逐行掃描的順序從左至右的話，則需依道岔、信號機屬性及編號對A.B分支的排列順序進行判定，并加以調整。若相關道岔分支布置于不同層，則需設圖形擬合信息ZA，以使道岔分支正確連接。

對站場網絡圖形信息中各分支比較集中或過于稀疏的地方，需進行局部、線、點的合理化處理。

總之，在站場外形模擬處理的過程中，圖形網絡的正確連接是第1位的，其次考慮有效的空間內合理的移動方向和移動量。

4進路聯鎖

進路聯鎖一般為列車進路聯鎖和調車進路聯鎖，但無論哪一種聯鎖，都必須先確定進路，再依據站場的實際情況進行聯鎖。然而，進路聯鎖設計是根據列車或調車的行駛進行的，因此，進路聯鎖的處理，需設想一個代表列車或調車的點，從每條進路的始端標識處，沿站場外形網絡的分支向所有可能構成列車或調車進路的終端標識處移動，并記錄所經線路的全部信息，這樣就可以實現聯鎖圖表的進路選擇和進路內的所有設備狀態的檢查。對于侵限、帶動和條件敵對等因素的檢查處理，必須在進路選擇的同時一并進行。如圖6所示，實箭頭為行車方向，虛箭頭為根據侵限標識或道岔位置而規定的搜尋方向，方框為檢查區段或帶動道岔。超級秘書網

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1引言

脈沖能源裝置在加速器、自由電子激光研究、X光閃光照相和粒子聚變等脈沖功率技術研究領域廣泛使用，通常使用數量較多，分布較廣，同時周圍電磁干擾較強，控制操作和參數測量都比較復雜，同時也需要較多的人力來維護。

隨著計算機技術的發展，當今世界上基于PC的自動化方案已成為主流，PC在自動化領域的應用正迅速增長，通過將所有的功能集成于這個統一開放的平臺上，通過人機界面可以使復雜的控制和數據處理變得更加簡單化。

2控制系統硬件構成

整個系統有多臺Marx需要控制，每臺發生器由充電控制和觸發兩部分組成，需要控制的量有充電電壓的起停控制、電壓檢測、接地裝置的通斷控制、觸發以及開關上的氣壓檢測等，通過一條總線將將系統中的各個被控量連接在一起，構成一分布式控制系統，這里采用工業上廣泛使用的RS485總線，RS485總線是美國電子工業協會（EIA）制定的平衡發送、平衡接收的標準異步串行總線，具有傳輸距離遠、通訊速率高，抗干擾能力強，軟硬件支持豐富與現場儀表接口簡單，易于實現和擴展等特點，接口總線上可連接32個設備，加中繼器后最多可達255個設備，因此完全滿足該能源控制要求。控制系統框圖如下：

圖1控制系統結構圖

該系統由一臺主控上位機PC和一系列MARX發生器充電電源設備構成，由于環境電磁干擾較為嚴重，在選擇通信介質時可優先采用光纖通信方式，通訊速率57.6kB/s，通訊距離可達1.2km，通過上位機（PC）發送參數及控制命令，給電容器充電到事先設定的電壓值（0到100kV之間任意值）。在以上各子設備中，經常要用程控電源去控制MARX發生器的充電電壓、充電速度。通過一臺工控PC機靈活地控制多臺充電電源，以達到控制各MARX發生器充電的目的。針對這一需要，采用帶有RS485通信接口的具有線性升壓功能的可編程交流電源，該電源內部自帶單片機系統和看門狗定時器，每個電源賦予各自獨立的地址碼用以識別身份，同時它屬于正弦波調壓，可有效避免采用傳統的采用可控硅調壓方式時屢次損壞高壓變壓器的情況，使操作者能夠方便靈活地對其進行控制。

每路Marx發生器充電部分包括程控電源、雙極性高壓變壓器，分壓器和接地裝置等三部分，見圖2所示，程控電源給高壓變壓器初級提供緩慢上升的電壓，變壓器高壓側經整流后給MARX發生器充電，電壓檢測是通過10000：1的高壓分壓器將分壓后的信號送給程控電源內部A/D轉換，經內部單片機處理，并與設定的電壓值進行比較，比較后的結果用來實現自停控制，這樣可有效防止通訊故障所造成失控現象。

圖2Marx發生器能源部分線路圖

3MARX發生器能源制過程

①程控電源接通供電電源時的輸出為0伏，開關量輸出為假（開路）。

②首先上位機發出各種設置參數到指定地址程控電源。如,上升時間、上升速度、保持時間、充電電壓等。

③程控電源收到電壓回傳命令后，將兩路模擬量的值傳送到上位機。

④上位機發出啟動指令后，指定地址程控電源的輸出開始從0伏慢慢線性上升到設定值，保持到指定的時間后關斷輸出。當上位機發出所有電源都啟動指令后，所有程控電源都啟動。

⑤上位機發出立即停止指令后，指定地址程控電源的輸出立即停止上升，保持到指定的時間后關斷輸出，當上位機發出所有電源都停止指令時，所有程控電源都立即停止。

⑥上位機發出接地打開指令后，指定地址程控電源的開關量輸出為1，電磁鐵吸合，當上位機發出所有程控電源的接地都斷開命令時，所有程控電源的接地電磁鐵都吸合。

⑦上位機發出接地指令后，指定地址程控電源的開關量輸出為0，電磁鐵釋放，當上位機發出所有程控電源都接地時，所有程控電源的接地電磁鐵都釋放。

4監控軟件設計

軟件采用VisualBasic6.0編程，作出十分直觀的人機界面，采用RS-485通信標準和上述的問答方式進行數據通信，通過上位機向串口讀寫數據，并通過光纖485總線將各種控制信息傳送到現場的每路MARX充電子系統，上位機就可以監控網絡上任何一臺MARX能源了，予置數值可以分別顯示在PC機軟件窗口和單片機系統的予置數字表頭上。同時，現場實測電壓信號也可以實時顯示在PC機的界面上。此設計界面直觀，而且利于對現場信號進行實時監測。因此，采用本系統，大大提高了現場信號予置精度，對實驗操作人員來說人機界面良好，簡單易懂。

根據系統功能的要求，上位機需發送2種類型的命令：（1）同期命令，它由定時器觸發引起，每隔一個定時周期發送1次，例如發往各充電單元的數據和狀態回傳命令；（2）非周期性命令，它由操作者按動相應命令按鈕引起，非周期性發送。所有命令均采用ASCII碼方式傳送，為了防止通訊錯誤，各子機正確收到上位機發來的命令后返回相應的確認字符。

在VB6.0中使用了MSCOMM控件，用來實現串行通信。MSComm控件有很多屬性，其中最基本的有以下幾個：

Commport屬性設置并返回通信端口號，用于指定使用PC機的哪一個串行端口。

Setting屬性以字符串的形式設置并返回波特率、奇偶校驗、數據位和停止位。

Portopen屬性設置并返回通信端口的狀態，用于打開或關閉端口。

Output屬性用于發送數據，可以是文本數據或二進制數據。

Input屬性從接收緩沖區返回和刪除字符，用于接收數據。

本系統VB程序初始化上位機通信程序如下：

mPort=2；選串行端口2

MSComm1.Settings=“57600，n，8，1”''''設置通信參數

MSComm1.OutBufferSize=512''''設置發送緩沖區大小

MSComm1.OutBufferCount=0''''清除輸出緩沖區

Mscomm1.Inputlen=0''''讀入接收緩沖區全部字符

MSComm1.PortOpen=True''''打開串行端口

由于數據是動態接收，所以數據的處理也是動態進行,程序中使用了一個Timer控件，其命令發出與數據的接收均在Timer控件的定時期間進行，在Timer控件的定時期間依次調用模擬量和狀態量返回子過程，同時監視是否有命令按鈕按下，當按下某操作命令按鈕時調用命令處理子過程，部分程序如下：

PrivateSubTimer1_Timer()

IFCmdPress=TrueThenCallSendCmd''''當按下某操作命令按鈕時轉入命令處理子過程

UpdateAI更新各模擬量數據的顯示

UpdateDI更新各狀態量

EndSub

PrivateSubsendCmd()

UpdateDO(Cmd)''''輸出控制開關量

………

EndSub

5系統抗干擾問題

監控系統在工業中的應用越來越多，由于現場的電氣環境比較復雜，容易形成各種干擾源，特別是在大電流、強脈沖實驗環境中，因此研究解決系統抗干擾問題對確保系統的穩定運行有著非常的意義。

該系統中使用RS485總線，RS485總線是采用差分平衡電氣接口，本身具有較強的抗電磁干擾能力，但在實際當中仍然會現一些問題，為此應注意以下幾個方面：

（1）與遠距離上位機通訊采用光纖傳輸，子機之間不方便采用用光纖傳輸時，應選擇合理的網絡拓撲結構。

（2）采用雙絞線作為RS485傳輸線時，雖然對電磁感應噪聲有較強的抑制能力，但對靜電感應引起噪聲的抑制能力較差，因此應選用帶屏蔽的雙絞線，同時雙絞線的屏蔽層要正確接地。

（3）通過在總線兩端加入匹配電阻的方法，解決信號反射問題

（4）系統的供電方式有兩種：一種是集中供電方式，即電源都引自同一處，另一種是分布式供電，各子設備在安裝位置附近取電源，從抗干擾效果的角度講，應選擇集中供電方式，這樣可基本消除各處參考電位不等的情況。

6結束語

本文提出的主從分布式多機通信系統硬件電路簡單，控制靈活。與其他語言相比，用VB語言實現上位機數據傳送的優點是可方便地控制通信對象的選擇，具有較大的靈活性，且編程容易。此外，由于RS485總線的通訊方式仍屬于串行通訊方式，在通訊速度上有些偏低，在操作上表現為數據刷新時間稍微偏長，當系統子設備較多時，其控制的實時性不很理想，此時需對控制系統作進一步的改進。

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1引言

人類在從事社會生產、經濟交往和科學研究中，都與測試技術息息相關。隨著科學技術的發展和生產力水平的提高，測試的重要性日益凸現。現代化的科研工作不僅需要對多參數、相關參數、瞬間信息進行陜速、實時、連續、準確的捕捉和測量，且需完成浩繁的數據處理工作。這些測試任務均非手動或人工測試所能完成的，這就必須采用自動測試手段。國際上發達國家早已在20世紀80g代末就推出了跨世紀的總線測試系統及產品，它采用開放的總線標準，使用戶在最短的時間內利用總線式儀器和軟件，靈活組建自動測試系統，大大節約了測試時間并降低了測試費用。目前，數字化、模塊化、網絡化和系統化已成為測試儀器發展的新趨勢，采用各種各樣先進技術的第3代電子測試儀器將不斷問世。

2計算機遠程測試平臺的組成結構

測試儀器從模擬技術向數字技術過渡，從單臺儀器向多種功能儀器組合過渡，從完全由硬件實現儀器功能向軟硬件結合方向過渡，從簡單的功能組合向以個人計算機為核心構成通用測試平臺過渡，從硬件模塊向軟件包形式過渡是今后電子類測試儀器的發展新動向[1]。一種基于先進PC技術的被人們稱之為“2000技術”的新概念[2]，被使用在測量儀器上，使測量儀器的性能獲得最大程度地提高。這種以計算機軟硬件和總線技術為核心的“2000技術”，它包括高速總線技術USB／IEEE1394／Ethemet、儀器總線接口驅動技術IⅥ、Windows2000及其WindowsCE操作系統、簡化儀器數據傳輸的Internet訪問技術SocketData、基于元件目標模式(COM)的儀器軟硬件互操作技術OPC、軟件開發技術等等。圖l為計算機測試系統的組成結構。

被測信號(例如溫度、流量、壓力、動不平衡量，噪聲等)經傳感器變換為電流或電壓信號。如果信號太弱，則應經過前端預處理電路進行放大或濾波等處理，經光電隔離或電磁隔離后，由數據采集子系統將模擬信號轉換為數字信號送^、微機處理子系統中。微機根據實際情況對所采集到的信號進行必要的處理，由數據分配子系統和接口輸出到執行機構，以實現自動控制，或由基本I／O子系統輸出到CRT，打印機或繪圖儀等。

2．1微機基本子系統

微機基本子系統可以為普通的PC機，工控機等，這種計算機采用通用型微處理器，具有良好的通用性和兼容性的特點。可以分為硬件系統和軟件系統兩部分，軟件系統采用多任務操作系統系統Windows2000和面向對象開發工具VisualStudio．net。

2．2數據采集子系統

數據采集子系統由傳感器，信號調理電路和總線接口芯片組成(如圖2)。數據經傳感器轉換為電信號后，需要進行放大、濾波、隔離等處理，由多路開關選通后，送采樣保持器，然后經過A／D轉換，通過接口芯片送人計算機進行處理。我們用的接口為PCI總線接口，接口芯片可以為AMCC公司的$5933，PLX公司的9054等。專用芯片可以實現完整的PCI主控模塊和目標模塊接口功能，將復雜的PCI總線接口轉換為相對簡單的用戶接口，用戶只要設計轉換后的總線接口即可。亦可采用可編程邏輯器件(EPLE或FPGA)實現通用PCI總線接口。

2．3數據通信子系統

近年來，網絡技術發展十分迅猛，Intemet和PC網絡正在逐漸地改變人們的生活和工作方式。為了滿足測試系統互連、測試數據共享和提高測試系統工作的可靠眭等方面的需要，網絡技術也逐漸地被應用到了測試領域，從而為數據采集、數據分析和數據表達帶來了一些新的方法和途徑。在系統組建方案中，可以通過配置一個或多個遠端測試節點來完成測試任務，并將測試的數據發送回一臺本地PC。

2．4數據輸出子系統

通過輸出信號來推動執行機構，以實現控制的功能。例如停止或啟動測試設備等。

3系統網絡結構及系統的建立

3．1系統網絡結構

計算機遠程測試平臺是基于客戶機／服務器結構和服務器／瀏覽器結構的[3]。數據采集工作站的任務由客戶機來承擔。客戶機負責數據采集、數據顯示、數據處理、數據存儲和數據通信的任務。客戶機也負責接收用戶命令、發送請求和網絡通信。服務器存儲客戶機的地址信息，并用來匯總采集數據，其本身也提供WEB等服務[4][5]。系統結構如圖3所示，實線表示物理連接關系，虛線表示網絡，虛箭頭表示邏輯概念，即請求可以從本機發出，也可能從網上獲得；同樣，響應既可以回送本機，也可以發到網上。

3．2系統的建立

網絡系統的體系結構從應用上劃分為3個分系統，1個應用分系統，2個支持分系統，即網絡NETS和數據庫分系統DBS。其網絡體系結構如圖4所示。

中心站的網絡結構采用的是l00M帶寬星型全交換式以太網結構，采用TCP／IP協議作為主要網絡通信協議。主要設備如服務器、網絡交換機等都支持C／S和B／S結構，并采用先進的虛擬網絡技術，將網絡按功能模塊劃分成不同子網，增強網絡的安全性。網絡操作系統選用WindowsXP。

圖5為遠程測試平臺主界面。進入系統主界面[6][7]后，可以看到用戶操作區有三個選項卡：數據采集，數據管理和網絡通信。數據采集選項卡主要實現對數據的采集和顯示，并且可以對采集信號進行處理。方法為在通道上單擊右鍵，可彈出操作菜單，然后進行各項操作。數據管理選項卡里可以對采集數據進行輸出和備份等各項操作。網絡通信選項卡可以進行簡單的網絡通信，包括和服務器，其他用戶的通信。

4結束語

計算機遠程測試平臺是一種超越單一特定對象的通用平臺。它不僅可以最大化地減少因測控要求改變、測控環境改變和測控設備變化所帶來的系統變化，還能夠實現全系統范圍內資源的最佳分配，并得到最好的資源共享效果，同時也支持測控設備的即插即用[8]。這種模式的提出無論是對企業生產、測試項目的技術改造，還是對于節約資源，進行可持續發展都具有非常重大的現實意義。

參考文獻：

[1]KESSLERGD．Handbookofvirtualenvironmentstechnology，Chapter13．VinualEnvironmentModels[M]．LawrenceErlbaumAssociates，Mahwah，NewJersey，2002．

[2]邱公偉．多級分布式計算機控制系統[M]．北京：機械工業出版社，1999．

[3]蔡希堯．面向對象技術[M]．西安：西安電子科技大學出版社，2003．

[4]郭瑞杰，付桂英，尤向巍．一種遠程多點監控裝置的實現[J]．機械工程師，2007(5)：72—73．

[5]蔣凌云，王汝傳．基于流量自相似模型的SYN—FloodDDoS攻擊防范[J]．南京郵電大學學報(自然科學版)，2007，27(2)：90-94．

篇（8）

2家用計算機的使用要求

現在,通常的家用計算機主要是青少年用于配合學校學習而購置的,硬件以單CPU臺式機為主,配以微軟系統軟件、OFFICE軟件和防病毒軟件為主。實際上,青少年把計算機用于學習的時間不多,多是用于上網瀏覽和打游戲。所以,他們使用的硬件往往是比較近代的產品,配置也比較高新;對應用技術軟件則要求不多,至多在添加設備掃描儀的同時加上圖形(例如PHOTOSHOP)軟件。

3家用計算機的維護要求和目的

3.1硬件的維護要求和目的

越高檔的計算機,它的硬件就越要求好的運行環境,好的環境就需要好的維護措施,才能防止運行環境變壞,才能保證計算機運行良好。所以,提出下列要求:

(1)定期檢查電源散熱風扇是否運轉正常,灰塵多時要拆開清潔。目的是防止電源風扇停止轉動而影響電源部件的散熱需要。

(2)定期清潔軟盤和光盤驅動器的磁頭與光頭(如半年一次)。目的是防止磁頭或光頭因為灰塵或臟物造成讀盤出錯。

(3)定期檢查CPU、顯示卡等部件上的散熱風扇是否運轉正常。目的是防止風扇停止轉動而影響CPU和顯示卡等主要部件的散熱需要。

(4)計算機要定期進行使用,避免長期放置不用。目的是防止計算機元件因為接觸不良或電容失效而影響需要使用時無法工作。

(5)開機時應先給外部設備加電,后給主機加電;關機時應先關主機,后關各外部設備,開機后不能立即關機,關機后也不能立即開機,中間應間隔15秒以上。目的是防止電源電壓對計算機元件的意外沖擊而損害。

3.2軟件的維護要求和目的

(1)開機后,系統軟件沒有完成進入正常使用時,不能立即關機。目的是防止不但容易損壞軟件,也會容易導致硬件損壞。

(2)基本應用軟件安裝使用正常后,馬上進行系統區域備份工作(可利用GHOST軟件備份到另一硬盤區域或另一個硬盤,還可以刻錄到光盤上或U盤上)。目的是為快速修復系統軟件作好預備工作。

(3)必須安裝有防病毒軟件后才能復制非本機的文件進入本機和上網瀏覽,防病毒軟件發出提示時,不能確認的不要允許通過,防病毒軟件必須要定期升級更新。目的是防止病毒軟件損害計算機內的軟件甚至是硬件,病毒軟件幾乎每天都在更新,所以防病毒軟件也要求能自動更新。

(4)隨時或定期做好自編文檔、自拍圖片和錄象等備份工作(方法參照第2條)。目的是防止因為計算機系統軟件或硬件的損壞而導致自己的勞動果實丟失。

(5)不要隨便刪除系統盤上的軟件。目的防止系統軟件鏈被意外損害而系統無法正常工作。

(6)同類型的軟件不要全部安裝使用,只挑選一種。目的是避免軟件沖突,例如把2個以上防病毒軟件安裝在同一主機,就可能因為雙重工作甚至相互爭先而導致軟件運行速度下降,嚴重的會引起停機不工作。

(7)執行軟件工作,沒有必要的話,盡可能不要同時執行同類型的多任務工作。目的是防止CPU工作量大,耗能也大,速度也會降低,軟件容易出錯。例如同時進行多任務復制或下載工作,一個任務只需要30分鐘,兩個30分鐘的任務,不等于在30分鐘同時完成,而可能會變成需要60分鐘才能完成,三個以上的任務就更加難以確定了,除非主機性能等各方面因素都良好會有例外。

(8)關機時按系統軟件的要求進行操作,不要直接使用硬件按鈕簡單地進行關機。目的是避免系統軟件出錯或損壞,導致下次開機不能使用,或要花費較多的時間啟動軟件自動進行掃描檢查。

4家用計算機的維修要求

今天,計算機硬件和軟件變得更加密不可分,許多原先由硬件實現的功能改由軟件實現。對計算機來說,軟件成份占了相當部分。很多軟件故障,客觀上也表現為硬件的故障。有些故障是可以明顯而容易地區分到底是硬件還是軟件上的問題。有些則需要作一定的工作才可以判定到底是軟件故障還是硬件故障。這就要求維修人員既要具備硬件知識,又要具備相當的軟件知識。因此,提出下列要求:

(1)熟悉計算機硬件各部分功能,熟悉硬件自帶軟件的使用,熟悉組裝過程。

(2)熟悉計算機通用系統軟件的快速安裝與使用,熟悉常用軟件的安裝和使用(例如office等軟件)。

(3)會使用測試卡、萬用表等工具檢查硬件基本數據狀態。

(4)會對比分析硬件的正常與否,用替代法判斷硬件的好壞。

(5)會使用工具軟件檢測硬件的性能。

(6)會使用工具軟件調整或修復可以進行修復的硬件,如BIOS數據,硬盤物理部分損壞等。

(7)會分析檢測主機關聯設備的正常與否,會檢測常見設備的正常與否,如打印機。

(8)會分析主機故障的原因是屬于硬件引起還是軟件產生的。

(9)需要熟悉局域網有關硬件和軟件的安裝和應用,會分析網絡故障的原因是由硬件還是軟件引起的。

(10)對每次出現的故障和維修結果,要進行記錄和總結,積累維修資料,多翻閱學習計算機軟硬件書刊,以提高維修的效率。超級秘書網

5非家用計算機的維護和維修要求

(1)必須具有家用計算機維護和維修技能。

(2)要了解和熟悉本單位或行業的計算機硬件構造,知道部件的性能。

(3)要了解和熟悉本單位或行業的軟件的安裝和使用,要設置軟件的備份工作。

(4)要熟悉常用工具軟件的安裝和使用,例如針式打印機的個別斷針應急維修,可以使用軟件暫時修復使用。

(5)對24小時運行的機器,要定期在機器閑時階段進行停機或不停機檢查和維護。

(6)對配有的UPS電源,進行定期的放電和功率測試,防止UPS電源失效而無法起到備用電源的功用。

(7)設置運行維護記錄表格,定時記錄有關狀況,以保證維護工作執行和完成。

參考文獻

篇（9）

一、引言

你的電腦是否曾經提醒過你:您是盜版軟件的受害者。但是對此提醒好像大部分的人都不以為然,甚至有的人覺得不僅不是受害者還是受益者。仔細計算一下你的電腦里的操作軟件,有多少是盜版,盜版WindowsXP、盜版殺毒軟件、盜版MicrosoftOffice……因為你享受了廉價的盜版軟件帶來的便利。可是你有沒有想過自己侵犯了軟件企業的權益。

2005年9月,西寧某公司未經北京北大方正電子有限公司許可,在其營業場所內的一臺兼容機上安裝了盜版的方正軟件系統。西寧某廠在其營業場所的激光照排機主控制電腦上安裝了方正軟件系統,據調查,該軟件信息窗口處有使用膠版作業的記錄。2006年2月21日,北京北大方正電子有限公司以西寧某公司、西寧某廠的上述行為嚴重侵犯該公司的著作權為由,向西寧市中級人民法院提訟,請求西寧某公司和某廠停止侵權、賠禮道歉并賠償經濟損失。

QQ的軟件著作權是由騰訊控股有限公司所有,然而教師陳壽福對QQ做出的多項改動得到了許多用戶的喜愛。這些改動包括攔截正版QQ的廣告,但他卻為了自己牟利而在珊瑚蟲版上捆綁了其他網絡公司的一些廣告和垃圾信息。騰迅最早在2002年就曾指控陳壽福侵犯其軟件著作權,并警告后者停止傳播珊瑚蟲QQ。而陳壽福也有所行動。他設計出一種非侵入性的軟件補丁讓自己的程序成為獨立的軟件,并能夠在同一臺電腦上與騰迅QQ并列運行。但到了2003年,他又開始對外提供珊瑚蟲QQ。到了2006年,面對珊瑚蟲QQ受歡迎程度呈有增無減的趨勢,騰迅以侵犯其軟件著作權為由將陳壽福告上法庭,并索賠人民幣50萬元(折合6.8萬美元)。這場官司以騰迅勝訴告終,法院判陳壽福賠償騰迅10萬元,而后者也服從判決繳納了賠款。而2007年8月初,騰迅向其總部所在的深圳警方報案,8月16日陳壽福被拘留。騰迅所稱,陳壽福侵犯了騰迅的著作權并以此非法牟利。目前,此案還未有定論。

二、計算機軟件侵權的原因分析

1、軟件登記不被重視

按照我國頒布實施的《計算機軟件保護條例》的規定,軟件著作權登記采取自愿原則,登記與否不影響其開發完成的軟件著作權產生和軟件著作權的商業運作。由于登記并不影響實際權利的享有,故很多企業認為軟件是否進行登記并不重要。然而,登記最大的作用就是對權利的公示性。而且由于軟件著作權程序不同于傳統的著作權,其存在方式是以虛擬數據存儲于計算機中,易丟失,因此,企業應加強對軟件著作權的登記工作,可以減輕在侵權訴訟中的權屬舉證責任,也可以減少不必要的管理需要,降低企業的運營成本。

一方面,軟件登記機關在軟件著作權登記的具體工作中,按照我國保護軟件知識產權的法律、法規,并參照有關軟件技術標準,針對在軟件登記申請中的法律關系和技術狀態出現的“顯而易見”的問題進行必要的審查,努力做到將軟件著作權糾紛隱患消除在萌芽狀態,以減少軟件著作權糾紛;另一方面,企業在遭遇軟件著作權侵權的情況下,作為軟件著作權的權利人,有舉證證明權利所有的義務。在軟件著作權沒有登記的情況下,企業需要將軟件獨立研發的原始資料全部以及研發的最初時間等呈現出來才能證明自己系正當權利人。而有時由于時間問題或企業對資料保管上存在缺漏,導致軟件開發的原始資料丟失,此時要主張自己是軟件著作權人,就比較困難,從而導致侵權訴訟的敗訴。而在已經進行了軟件著作權登記的情況下,由于登記的公示性,登記記載的著作權人無需對權利所屬再行舉證,舉證責任轉由對方提供相反的證據,從而降低了訴訟風險。

2、合同約定不夠明確

軟件著作權使用許可合同是指軟件著作權人在軟件著作權保護期內授權他人在合同規定的條件、范圍和時間內使用其軟件,并通過這種授權而獲得報酬的合同。許可使用方式主要包括:獨占許可、獨家許可、普通許可。企業在簽訂軟件著作權使用許可合同中易忽略對使用方式、使用的權利范圍進行明確約定。如企業原本意圖簽訂獨占許可合同,而未對使用方式進行明確約定,使得軟件著作權人又將該軟件許可他人使用,導致企業支付了軟件使用費后所生產的產品不具有市場獨立性,失去競爭優勢。另外對于約定使用的權利范圍不明確,由于現行法律規定,在軟件著作權使用許可中,對于合同中未作約定的權利,被許可方不得使用,故在軟件著作權許可使用合同中,應對被許可的權利進行列明,否則很容易在使用過程中造成權利受限或構成侵權。

3、實質性權利保護遭遇忽略

《計算機軟件保護條例》第十條規定:本條例對軟件著作權的保護不延及開發軟件所用的思想、處理過程、操作方法或數學概念等。因此,軟件著作權的保護并不能制止以不同方式表達同一構思的實質侵權。對于以不同方式表達同一構思的實質侵權如何保護,目前企業界尚不明了。特別是在目前利用反向工程獲取軟件結構一般不認定為侵犯軟件著作權的情況下,為防止此類侵權,企業應將用于特定產品的軟件與企業硬件產品相結合,申請專利保護,軟件一旦與產品硬件結合,在產品申請專利的情況下,對于軟件也就可以通過專利進行保護。如此,對軟件就可以達到強保護的目的。

4、保密措施不夠嚴密軟件反向工程是指將他人的目標代碼程序利用反匯編、反編譯軟件使其還原為匯編代碼的過程。雖然目前對于反向工程獲取軟件源代碼的手段是否合法、合理問題理論界尚存在爭論。但在我國司法實踐中已經明確對于通過反向工程手段獲得軟件源代碼的行為本身是不構成侵權的。但同時規定:“當事人以不正當手段知悉了他人的商業秘密后,又以反向工程為由主張獲取行為合法的,不予支持。”這里實際指的是對軟件作為商業秘密保護的闡述。但很多時候,企業軟件通常作為產品推向市場,市場的公開化導致獲取產品途徑正當化,此時,要防止他人通過反向工程獲取軟件源代碼的主要手段就只能通過技術加密行為來進行。我市目前軟件企業產品推向公開化市場的并不多,主要是為特定企業定制軟件,另外很多企業為自身生產的需要,也有自行開發的軟件。對此,企業一要加強內部軟件的保密度,盡量減少非正當途徑獲取軟件的幾率,同時也不能完全依賴于對軟件的商業秘密保護。對于軟件本身,更應當加強技術加密手段,即使在他人通過不正當途徑獲取軟件時,增加其反向工程的難度,減少知識產權糾紛,降低企業軟件開發投資風險。

5、法律保護亟待完善

目前對計算機軟件保護模式主要包括專利保護、版權(著作權)、商業秘密保護、不正當競爭保護和商標保護。而在我國,主要通過《著作權法》實施對計算機軟件的著作權保護,同時我國出臺了專門的《計算機軟件保護條例》,以專門立法的形式加強對計算機軟件的保護。對于計算機軟件的專利保護、商標保護,在我國的計算機軟件保護體系中很少涉及。其中專利保護僅指我國專利局1993年的《專利審查指南》中的規定:涉及計算機程序本身或者數學方法本身的發明專利申請不能授予專利。同時又指出,如果一件含有計算機程序的發明專利申請的主題能夠產生技術效果,構成一個完整的技術方案,就不能僅僅因為該專利申請含有計算機程序而不授予專利權。而商標保護是指軟件產品商品化后通過注冊商標防止盜版軟件的發行、出售等。

三、計算機軟件保護的對策

根據多宗計算機軟件侵權案件的判例,再結合我國目前保護計算機軟件各種法律的欠缺和不完善,在保護計算機軟件方面應從以下方面注意。

1、重視軟件登記,加強識別能力

軟件使用包括企業自行研發的軟件使用,也包括企業通過購買或被許可使用他人軟件。對于企業自行研發的軟件使用,需要注意的是,由于軟件著作權的非唯一性,其他軟件開發者通過獨立研發可以研發出與權利人一致或基本相似的軟件,兩者之間的著作權并不沖突,可以同時并存。此時,企業要做好著作權備案登記工作或保存好原始開發資料,防止在使用過程中被他人指認侵權,做好軟件登記工作,減少侵權訴訟風險。

對于企業購買他人軟件使用過程中,主要是做好防盜版工作,如上所述,企業應通過正當途徑購買軟件,并保存好購買軟件的正規發票。同時加強企業采購人員對正版和盜版軟件的識別能力,降低企業經營風險。另外企業在簽訂軟件許可使用合同中,應明確許可方式,簽訂保密條款,并明確被許可的權利范圍、使用地域范圍和使用期限,對于利用被許可軟件再行開發出新成果的歸屬雙方也可事先進行約定。

2、重視自我保護,加強軟件加密

就企業軟件管理而言,第一,加強對軟件產品的保密工作,減少不必要人員的接觸。第二,對于核心技術人員,因對于軟件的基本原理、構思等并不受軟件著作權的保護,因此,員工的流失必然存在對軟件著作權實質侵權的威脅。因此,企業應盡量保證技術核心人員的穩定性。對其工作期間所開發的軟件(包括自由開發軟件)應明確約定歸企業所有,并設立相應的獎勵制度。

對于軟件本身,第一,提高軟件加密程度,增加反向工程獲取軟件源代碼的難度;第二,對于能夠與企業硬件產品結合的軟件,盡量與產品一起申請專利保護。第三,對推向市場的軟件產品申請注冊商標,通過實施品牌戰略加強對軟件產品的保護。

3、重視法律維權,加強侵權舉證

當企業不可避免地遭遇到計算機軟件侵權糾紛時,如何適當地進行舉證,成為訴訟勝敗的關鍵點。企業遭遇侵權時,首先應當提供作為權利人的證據,軟件著作權進行登記的重要性也就在這里體現了。由于登記的公示性,只要沒有相反的證據,軟件著作權的登記人就是理所當然的著作權人。對于沒有登記的軟件著作權,權利人可以提供軟件源程序、軟件首次開發完成的時間等證據證明自己是著作權人。其次,需要舉證的就是侵權事實的存在。對于這一塊舉證,企業通常存在難度。因為一般侵權發生地都不在企業控制范圍內,企業也沒有相應的適當途徑能夠進入侵權地。對于盜版軟件銷售中侵權行為的取證,可采用三種方式。

公證取證方式,由權利人與公證機關工作人員一起作為購買者購買盜版軟件,并就所購軟件進行封存以及對整個購買過程進行公證。這樣的公證,在民事侵權訴訟中,如果沒有相反的證據,一般都能夠得到確認。對于軟件著作權侵權行為的公證取證中,應注意的是,由于計算機軟件不同于其他著作權,通過一般的拍照、復制等公證保全方式有時并不能達到證據所應有的證明力,因此,在計算機侵權取證中,應盡量聘請專家或專業鑒定機構參與取證,增加證據的證明力;通過行政執法手段對侵權行為進行認定。在公證機關工作人員無法進入的侵權地,無法通過公證取證的方式進行證據收集,此時可通過版權局對侵權地進行查處,對于行政執法機構已經認定的侵權行為,在沒有相反的證據情況下,法院都予以直接認定;申請法院進行證據保全,但申請證據保全一般應提供侵權存在的初步資料,否則法院一般不予采納。

篇（10）

現代社會由于大規模的科學和工程計算的需求，迫使計算機必須不斷地提高其運算速度和存儲容量。計算機的發展歷史表明，為了達到更好的處理性能，除了必須提高系統的硬件的速度外，系統的結構也必須不斷改進，特別是當元器件的速度達到極限時，后者將變成焦點問題。于是，超級并行機已經成為復雜科學計算領域的主宰。但以超級計算機為中心的計算模式存在明顯的不足，而且目前正在經受挑戰。超級計算機雖然是一臺處理能力強大的“巨無霸”，但它的造價極其昂貴，通常只有一些國家級的部門，如航天、軍事、氣象等部門才有能力配置這樣的設備。而隨著人們在日常工作遇到的商業計算越來越復雜，人們迫切需要數據處理能力更強大的計算機，而超級計算機的價格顯然阻止了它進入普通人的工作領域。于是，人們開始尋找一種造價低廉而數據處理能力超強的計算模式，最終科學家們經過努力找到了答案——GridComputing（網格計算）。

網格（grid）是一個集成的計算與資源環境，或者說是一個計算資源池。網格也是一種先進的計算基礎設施（AdvancedComputationalInfrastructure，簡稱ACI），用于研究與工程應用相結合的項目，學科領域涉及超級計算技術、網絡技術、數據庫技術、中間件技術、并行算法和各種計算科學研究與應用技術，是一個綜合性的跨學科高技術研究課題。網格計算（GridComputing）是伴隨著互聯網技術而迅速發展起來的，是將地理上分布的計算資源（包括數據庫、貴重儀器等各種資源）充分利用起來，協同解決復雜的大規模問題,特別是解決僅靠本地資源無法解決的復雜問題，是專門針對復雜科學計算的新型計算模式。這種計算模式是利用互聯網把分散在不同地理位置的電腦組織成一個“虛擬的超級計算機”，其中每一臺參與計算的計算機就是一個“節點”，而整個計算是由成千上萬個“節點”組成的“一張網格”，所以這種計算方式叫網格計算。這樣組織起來的“虛擬的超級計算機”有兩個優勢，一個是數據處理能力超強；另一個是能充分利用網上的閑置處理能力。簡單地講，網格是把整個網絡整合成一臺巨大的超級計算機，實現計算資源、存儲資源、數據資源、信息資源、知識資源、專家資源的全面共享。

近年來，隨著計算機計算能力的迅速增長，互聯網絡的普及和高速網絡成本的大幅度降低以及傳統計算方式和計算機的使用方式的改變，網格計算已經逐漸成為超級計算發展的一個重要趨勢。網格計算是一個嶄新而重要的研究領域，它以大粒度資源共享，高性能計算和創新性應用為主要特征，必將成為21世紀經濟發展的重要推動力。

二十世紀九十年代以來，世界各個國家，尤其是發達國家，建立了很多超級計算應用中心（NCSA）和工程研究中心，美國還制定了新一輪規劃的先進計算框架計劃(ACIP),發展面向21世紀的先進計算技術.我國在科技部的領導和主持下，經過306主題專家組及相關單位的努力，作為我國高性能計算和信息服務的戰略性基礎設施的國家高性能計算環境發展很快。在已建成的5個國家級高性能計算中心基礎上，又于中南、西北等地建立了新的國家高性能計算中心，科技部并加強了網格節點的建設，形成以科學院為主體的計算網格。教育部也啟動了網格計算工程，第一批12個網點正在建設中，國家基金委也列出專向基金資助網格計算。

網格是借鑒電力網（electricpowergrid）的概念出來的，網格的最終目的是希望用戶在使用網格的計算能力時，就如同現在使用電力一樣方便簡單。

在科學計算領域，網格計算可以在以下幾個方面得到廣泛應用：

1.分布式超級計算。網格計算可以把分布式的超級計算機集中起來，協同解決復雜的大規模的問題。使大量閑置的計算機資源得到有效的組織，提高了資源的利用效率，節省了大量的重復投資，使用戶的需求能夠得到及時滿足。

2.高吞吐率計算。網格技術能夠十分有效地提高計算的吞吐率，它利用CPU的周期竊取技術，將大量空閑的計算機的計算資源集中起來，提供給對時間不太敏感的問題，作為計算資源的重要來源。

3.數據密集型計算。數據密集型的問題的求解往往同時產生很大的通訊和計算需求，需要網格能力才可以解決。網格可以藥物分子設計、計算力學、計算材料、電子學、生物學、核物理反應、航空航天等眾多的領域得到廣泛的需求。

4.基于廣泛信息共享的人與人交互。網格的出現更加突破了人與人之間地理界線的限制，使得科技工作者之間的交流更加的方便，從某種程度上可以說實現人與人之間的智慧共享。

5.更廣泛的資源貿易。隨著大型機的性能的提高和微機的更加普及，及其資源的閑置的問題也越來越突出，網格技術能夠有效地組織這些閑置的資源，使得有大量的計算需求的用戶能夠獲得這些資源，資源的提供者的應用也不會受到太大的干擾。需要計算能力的人可以不必購買大的計算機，只要根據自己的任務的需求，向網格購買計算能力就可以滿足計算需求。早期的網格體系結構是五層沙漏結構。在五層沙漏結構中，最重要的思想是以“協議”為中心，它側重于外部的行為而不是內部的特征，通過協議可以實現一種機制，使得虛擬組織的擁護與資源之間可以進行資源使用的協商，建立共享關系，并且可以進一步管理和開發新的共享關系。這一標準化的開放結構對網格的擴展性、互操作性、一致性以及代碼的共享都有好處。

在2002年的2月，IBM與Globus共同發表了OGSA（OpenGridServicesArchitecture），勾勒了GlobusToolkit3.0的藍圖。OGSA主要是將WebServices、數據庫存取、J2EE等技術規范納入網格計算。初步的規范已經公布在網絡上供大家評估建議。

五層沙漏模型中，強調的是被共享的物理資源（或者是這些資源所支持的服務）在OGSA中，服務所指的概念更廣，包括各種計算資源、存儲資源、網絡、程序、數據庫等等，一切都是服務。五層模型實現的是對資源的共享，而在OGSA中，實現的對服務的共享。在OGSA中一切都看作是網格服務，網格是可擴展的網格服務的集合，即網格={網格服務}。

以網格服務為中心的模型的好處有以下幾點：

網格中所有組建都是虛擬的，通過提供一組相對統一的核心接口，所有的網格服務都基于這些接口的實現，就可以很容易地構造出具有層次結構的、更高級別的服務，這些服務可以跨越不同的抽象層次，以一種統一的方式來看待。

虛擬化也使得將多個邏輯資源實例映射到相同的物理資源上成為可能，在對服務進行組合時不必考慮具體的實現，可以以底層資源組成為基礎，在虛擬組織中進行資源管理。通過網格服務的虛擬化，可以將通過的服務語義和行為，無縫地映射到本地平臺的基礎設施之上。

“藍色巨人”IBM正在構筑一項名為“GridComputing”的計劃，旨在通過因特網，向每一臺個人電腦提供超級的處理能力。IBM公司副總裁、也是這項計劃的總設計師歐文·伯杰說，“GridComputing”是一種整合電腦資源的新手段，它通過因特網把分散在各地的個人電腦連接起來，不僅可使每臺個人電腦通過充分利用相互間閑置的電腦能源，來提升各自的電腦處理能力，還可使成千上萬的用戶在大范圍的網絡上共享電腦處理功能、文件以及應用軟件。正如網絡技術總是從科學開發領域轉向企業商務領域一樣，我們也希望看到‘GridComputing’能取得這樣的進展。

另一個業界巨人SUN也推出新軟件促進網絡計算的發展。2001年11月，Sun推出了SunGridEngine企業版軟件的、，繼續提升它的網絡技術計算水平。該軟件自推出以來，SunGridEngine企業版軟件的用戶已經增長了20倍。今天，全球有118000多顆CPU都是采用SunGridEngine軟件管理的。

除此之外，一批圍繞網格計算的軟件公司也逐漸壯大和為人所知并成為受到關注的新商機，如：Entropia、Avaki、Noemix、DataSynapse等等。有業界專家預測，網格計算將成為未來網絡市場發展的熱點。據《ForbesASAP》預測，網格技術將在本年度達到高峰，并帶來因特網的新生。如果網格技術能促使市場按預期的17%年增長率持續成長的話，那么在2020年將會形成一個年產值20萬億美元的大產業.

【參考文獻】

[1]李秀.計算機文化基礎[M].北京：清華大學出版社，2003.

篇（11）

國家教育部根據非計算機專業大學生應掌握的計算機軟、硬件技術的基礎知識，培養學生在本專業與相關領域的計算機開發能力，培養學生利用計算機分析問題解決問題的意識，提高學生的計算機文化素質的基本目標，提出了計算機文化基礎教育、計算機技術基礎教育和計算機應用基礎三個層次教育的課程體系。

以能力素質為核心，以知識素質為主體，應該是職業學院學生綜合素質結構的主體。“能力本位”教育是高職教育的體現，主要培養學生的實際動手操作能力。所以計算機基礎課的教學改革主要是建立既能發揮教師的主導作用，又能充分體現學生是認知主體的新型教學模式，并在此基礎上逐步實現教學內容、教學手段和教學方法的改革。

二、重新構建課程體系，全面建設核心課程、系列精品課程

目前，計算機基礎教育的課程設置，存在著一些不合理性，例如，開設的課程較單一，課程學習時間較短，課程學習較孤立，與其他課程特別是專業課學習聯系較少等。這種計算機課程的設置，學生不能系統和完整的學習計算機知識，不能及時地掌握計算機新知識、新技術，缺乏計算機能力培養的連續性，不利于提高學生的實踐能力和創新精神。

課程建設是學校提高教學質量的一項重大舉措。學校能提供的產品是專業和課程，是課程以及圍繞著課程所提供的服務。對于計算機基礎教育這類應用型課程而言，學習的方向應瞄準應用，學習的目的是學會做事，這既是課程改革的關鍵，也是評價精品課程最重要的客觀標準。

對課程內容進行全面調整，重點圍繞著貼近實際應用，以應用為目的，以應用為出發，即以提高技能為宗旨進行內容整合和提高，使課程內容既體現了先進性、實效性和應用性，又照顧了不同專業不同層次的學生。

三、理論與實踐相結合，加強實踐能力和創新精神培養，積極更新教學內容

計算機基礎教學應該大力提倡“精講多練”，“精講”要求教師講出內容的精髓和基本知識點，“多練”要使學生有機時、有目標、有實效。因此，計算機實驗教學應在教學計劃中占有較大比重，要作統籌安排，形成較完善的實驗教學體系，以利于培養學生的計算機應用能力。

計算機基礎教學應努力做到理論與實踐、知識傳授與能力培養相結合，將能力培養貫穿在教學全過程，以保證學生具有較強的實踐動手能力。根據教學內容，教學對象和教學條件等具體因素，我們應該選擇比較合適的教學方法。

四、改進教學方法，進行創新性教學

在計算機教學中，要注意教學方法的改進。計算機與其他學科相比，知識更新速度快，若計算機教學只注重知識的傳授，不注重學生學習能力和創造能力的培養，則學生缺乏靈活運用知識的能力。因而教學的注重點應從“教”轉向“學”，逐步改變舊的教學模式，有步驟有計劃地過渡到“教師指導下的以學生為中心”，即以學生為認知主體，充分調動學生的能動性，主動建立知識和能力結構的教學模式上去。教師應指導學生通過課堂教學和書本知識的學習，把學到的基本知識和基本技能自覺應用到學習計算機新知識的過程中，從而提高學習質量，并具備一定的可持續發展的能力。

進行開放性教學，開放性思維訓練。教師不但要善于提出問題進行啟發和引導，更要鼓勵學生提出問題，發表見解，提倡差異。培養學生想提問題、敢提問題和會提問題的能力。

觀念創新是方向，只有觀念創新才能確立正確的目標；思維創新是方法，尋求思想方法和行為方法；知識創新是目的，創造新的知識實體。實現三個創新的中心環節是思維創新，而思維創新的核心則是學會運用非邏輯思維的方式去思考問題。因為只有變向思維、形象思維、抽象思維等這些非邏輯思維方式才有可能導致差異，從而提出新問題，確立新觀念，創造新的知識實體。

學習的興趣和求知欲是學生能夠積極思維的動力。這要求教師在教學過程中要給學生思考的時間，并且要不斷向學生提出新的教學問題，為史深入的思維活動提供動力和方向，通過課堂教學，既使學生獲得相關知識，又要培養學生的觀察實驗能力，思維能力，分析問題和解決問題的能力，把他們培養成為具有創造性的人才。

在計算機基礎教學的教學手段上，多媒體教學環境已經比較普及如何充分利用校園網絡、Internet優勢使計算機基礎課程的學習從課堂拓展到網絡環境，不僅僅是一個教學方式、方法的改革，更重要的是通過網絡的交互性，培養學生的自主性學習、研究性學習的能力。

五、加強師資隊伍建設

計算機科學技術的迅速發展也給教師帶來了緊迫感，教師若缺乏必要的培養和進修學習，缺乏對新知識、新技術的掌握，直接影響計算機教學的質量，因此，計算機基礎教育師資隊伍的建設就成為一個關鍵性問題。可以通過多種途徑提高師資水平，教師要積極自我學習計算機新知識、新技術，并且積極參加科研工作，只有這樣才能了解這門學科的最新發展，了解國際上的最新技術，從而提高自身素質。只有提高整個計算機基礎教育師資隊伍的計算機水平，才能使計算機基礎教學得以順利進行。

高素質的師資隊伍建設是計算機基礎課程建設與改革的關鍵，只有不斷提高教師的素質和水平，才能確保教學質量。我們定期進行教學法研究和專題講座，通過教師間的交流提高教研室整體教學水平及學術水平。