操作系統論文大全11篇

時間:2023-03-21 17:05:09

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操作系統論文

篇(1)

一、Linux中網卡的工作原理

為了將這個問題說明的更清楚一些,不妨先簡要地剖析一下Linux是如何讓網卡工作的。一般來說,Linux核心已經實現了OSI參考模型的網絡層及更上層部分。網絡層的實現依賴于數據鏈路層的有效工作。網卡的驅動程序就是數據鏈路層與物理層的接口。通過調用驅動程序的發送例程向物理端口發送數據,調用驅動程序的接收例程從物理端口接收數據。

1.網卡驅動程序

簡單地說,要將你手中的網卡利用起來,你唯一要做的是得到這塊網卡的驅動程序。驅動程序提供了面向操作系統核心的接口和面向物理層的接口。

驅動程序的操作系統接口是一些用于發現網卡、檢測網卡參數以及發送接收數據的例程。當驅動程序開始運作時,操作系統首先調用檢測例程以發現系統中安裝的網卡。如果該網卡支持即插即用,那么檢測例程應該可以自動發現網卡的各種參數;否則你就要在驅動程序運作前,設置好網卡的參數供驅動程序使用。當核心要發送數據時,它調用驅動程序的發送例程。發送例程將數據寫入正確的空間,然后激活物理發送過程。

驅動程序面向物理層的接口是中斷處理例程。當網卡接收到數據、發送過程結束,或者發現錯誤時,網卡產生一個中斷,然后核心調用該中斷的處理例程。中斷處理例程判斷中斷發生的原因,并進行響應的處理。比如當網卡接收到數據而發生中斷時,中斷處理例程調用接收例程進行接收。

2.驅動程序工作參數

驅動程序的工作參數因網卡性質的不同而不同,大致包括I/O端口號、中斷號、DMA通道、共享存儲區等。輸入輸出端口號又被稱為輸入輸出基地址,當網卡工作于端口輸入輸出模式時被使用。端口輸入輸出模式需要CPU的全程干預,但所需硬件及存儲空間要求較低。CPU通過端口號指定的空間與網卡交換數據。中斷號是網卡的中斷序號,只要不與其它設備沖突即可。當網卡使用DMA方式時,它要使用DMA通道批量傳輸數據而不需要CPU的干預。

對于一塊具體的網卡,如果網卡支持完全自動檢測,那么一個參數也不用指定,驅動程序的檢測例程會自動設定所需參數。一般情況,你需要人工設定這些參數的一部分。如果你的網卡使用端口輸入輸出模式,你要設定端口號和中斷號。如果你的網卡使用DMA模式,你要設定DMA通道和中斷號。如果你的網卡使用共享存儲區的模式,那你就得設定共享存儲區的地址范圍。

3.驅動程序的使用方式

有了網卡的驅動程序后,你可以選擇是把驅動程序加入到Linux核心之中還是把驅動程序加工成獨立模塊。Linux系統一個引人入勝的長處就是可以定制系統的核心。把需要頻繁調用的功能加入系統核心,可以大大提高系統的效率。在這種情況下系統啟動時,系統核心自動加載網卡的驅動程序。驅動程序的參數可以通過LILO命令參數加以指

定。系統啟動后驅動程序永久駐留核心,不能用常規的方法將其卸載。至于定制的系統核心,是通過重新編譯得到的;如何編譯核心將在后文敘及。

如果把驅動程序編譯成可裝載模塊,就可以用系統提供的命令在系統啟動后隨時加載。隨時加載的好處是減少內存開銷,易于管理,但同時也犧牲了一點網絡傳輸的效率。驅動程序的參數是在命令行中直接輸入或通過配置文件指定。二、網卡安裝前的準備在安裝網卡前,務必檢查是否具備下列條件:

1.硬件方面

以太網卡

網絡連接線及連接頭,如10base-T一般為8芯雙絞線配RJ-45接口

2.軟件方面

Linux操作系統

網卡驅動程序(目標碼或源代碼)

*網卡配置程序

*軟件開發工具,如GNU工具包(包括編譯器gcc、make等)

3.系統配置信息

可用的端口地址

可用的中斷號

以上不帶星號標記的是必要條件,帶星號的是視情況不同而要求的條件。具體情況在下面進一步說明。

三、網卡的安裝及配置

第一步:配置以太網卡的工作參數

配置網卡就是配置網卡的工作參數,如端口地址、中斷號等。網卡的缺省參數一般存儲于網卡內部的EEPROM,這是網卡出廠前設置好的。缺省參數在大多數情況下是可行的,但如果這些參數與你的系統有沖突并且網卡又不支持軟件動態設置,那么你就要使用網卡的設置程序。并不是所有的網卡都要經過這一步,因為有些網卡支持通過驅動軟件及其輸入參數來確定網卡的工作參數。可以通過查閱網卡使用說明書來確定這一點。

網卡的設置程序與驅動程序不同,設置程序僅僅用來對網卡EEPROM中的設置進行修改。網卡程序本身可能運行在其它操作系統下,如WINDOWS95/98、OS/2、DOS等。如果是非Linux平臺,那你就先在適合設置程序運行的系統中安裝網卡,按設置程序說明設置網卡參數。然后再在Linux系統下安裝該網卡。

第二步:安裝Linux系統

假如你將要安裝以太網卡的Linux系統本身還未安裝,那么可以先試著在安裝Linux的同時安裝網卡。這一步成功的前提是你的Linux發行版本包含將要安裝的網卡的驅動程序。

運行Linux的安裝程序,按提示進行操作,別忘了安裝核心的網絡部分。當進行到LAN配置時,安裝程序會列出它支持的所有網卡的類型。看看你的網卡是否榜上有名。隨著Linux發行版本的不斷升級,目前RedHat6.0已經覆蓋了常用的網卡類型。如果很幸運地你的網卡恰好在其中,那么下文討論的很多步驟都可以不必考慮了,安裝程序會自動完成網卡的安裝與驅動。但如果沒找到適用于你的網卡類型,也不必擔心,繼續下一步。

第三步:手工安裝網卡

安裝網卡也就是安裝網卡的驅動程序。網卡要工作必須要有驅動程序,并且驅動程序越成熟越好。驅動程序一般由網卡的生產或供應商提供。由于Linux是一個起步不久的新興操作系統,網卡的生產商并不一定提供Linux環境下的驅動程序。這時候你就得從其它途徑想辦法了,比如到INTERNET上專門提供硬件驅動程序的網站查找一下,也可以在新聞組上貼個求助信息。總之,只有得到網卡的驅動程序后,方可進行下一步。

網卡的驅動程序有兩種類型。一是可直接使用的二進制代碼;另一種是驅動程序的源代碼。二進制代碼一般是預先編譯好的可裝載模塊。源代碼可以編譯成可裝載模塊,也可以編譯成系統核心的一部分。如何把源代碼編譯成可裝載模塊不在本文討論之列,具體可以查閱驅動程序的說明書。

1.可裝載模塊的使用

系統提供了一組命令用于將驅動程序模塊載入內存執行。這些命令包括modprobe、insmod、Ismod、rmmod。modprobe與insmod命令功能相似,但是方式各異。

modprobe命令使用配置文

件/erc/config.modules來加載可執行模塊。要用modprobe命令加載以太網卡的驅動程序,可以在config.modules文件中加入:

aliaseth0drivermodule(drivermodule是驅動程序模塊的名稱)

這行配置信息把以太網卡的設備名與驅動程序模塊聯系起來。modprobe命令依據這條信息,自動加載存放于/lib/library/xxxx/net目錄下名為drivermodule.o的模塊。因此要使modprobe命令找到驅動程序模塊,必須將該模塊放在/lib/library/xxxx/net目錄下。

那么驅動程序的參數如何指定呢?還是使用conf.modules文件。方法是在接著上述配置信息的后面加入下行信息:

optionsdrivermoduleparml=valuel,parm2=value2,……

這里parm1是驅動程序可以接受的參數名,valuel是該參數值;依次類推。

比如optionscs89x0io=0x200irq=0xAmedia=aui

insmod命令直接通過命令行參數將驅動程序模塊載入內存,并可以在命令中指定驅動程序參數。例如:

insmoddrivermodule.oparml=valuel,parm2=value2,……

以上兩個命令中可以使用驅動程序參數要依據具體的網卡及其驅動程序而定,要仔細閱讀網卡及驅動程序的說明書。有的網卡驅動程序可以用這些參數覆蓋網卡本身EEPROM中存儲的參數。有的則必須使用EEPROM中的參數。有的因為驅動程序不自動檢測網卡使用的參數,所以還得把網卡使用的EEPROM中的參數傳給驅動程序。

卸載驅動程序模塊使用rmmod命令:

rmmoddrivermodule.o

2.把驅動程序編譯入系統核心

除了以可裝載模塊的形式使用驅動程序,還可以把驅動程序編譯進Linux核心,以獲取更高的效率。這種方式需要驅動程序的源代碼、Linux核心源代碼及其編譯工具。Linux核心的編譯過程包括配置核心、重建依賴關系、生成核心代碼等步驟。配置核心的過程是用系統提供的配置工具(makeconfig或makemenuconfig)重新生成用來編譯核心的眾多make文件的過程。為了讓核心的配置工具了解你的網卡驅動程序,你需要修改一些核心的配置文件。

(1)修改配置文件:主要修改核心源代碼目錄下的四個文件,即drivers/net/CONFIG文件、drivers/net/Config.in文件、drivers/net/Makefile文件和drivers/net/Space.c文件。CONFIG和Config.in文件用于控制核心配置工具(makeconfig或makemenuconfig)的運行,主要是加入關于是否包括該網卡的支持提示。Makefile和Space.c文件用于編譯核心代碼并說明面向核心的接口。詳細語句參見下面例子。

(2)運行核心配置工具:在核心源代碼目錄下執行makeconfig或makemenuconfig命令。makeconfig是面向命令行的,通過逐句回答提問來配置核心。由于其在配置過程中不可改變或撤消以前的回答,故多有不便。makemenuconfig則是通過窗口菜單方式,使用起來很方便。就本文而言,你只要在上一步中正確修改了配置文件,那么在config中會出現是否需要該網卡支持的提問,你選擇‘y’。或者在menuconfig中的network菜單中出現表示該網卡的菜單項,把它選上即可。

(3)重建依賴關系:很簡單,執行makedep和makeclean命令。

(4)生成核心代碼:執行makezImage命令。這個命令開始真正編譯核心代碼,并把核心代碼存放為arch/i386/boot目錄下的zImage。

(5)為了使用新的核心代碼,你需要用新的核心代碼替換原有的。原有的核心代碼一般存放在/boot目錄下,文件名稱類似于vmlinuz-v.s.r-m(v.s.r-m)表示核心的版本號)。如vmlinuz-2.0.34-1。執行下列命令:

cparch/i386/boot/zImage/boot/vmlinuz-v.s.r-m

為了安全起見,可以先把原有的核心代碼做個備份,以便發生錯

誤時恢復。

至此,你可以重新引導系統以使用新的帶有正確網卡驅動支持的Linux核心。唯一剩下未解決的是驅動程序的參數問題。有些網卡驅動程序如果不輸入參數,那它工作就會不正常,甚至根本不工作。由于現在網卡的驅動程序是系統啟動時由核心載入運行的,系統啟動之后用戶就很難改變這些參數了,所以你必須在系統啟動時告訴Linux核心網卡驅動程序使用的參數。具體方法有兩種:

(1)在系統引導程序LILO中輸入。

在LILO開始引導系統時,用ether子命令設定以太網卡驅動程序的參數。ether命令的使用方式為:

LILO:linuxether=IRO.BASE_ADDR,NAME

這里帶下劃線的是要輸入的部分,IRQ表示中斷號,BASE_ADDR表示端口號,NAME表示網卡的設備名。例如:linuxether=15,0x320,eth0

(2)在LILO配置文件中設定。

每次在系統啟動時再輸入驅動程序參數似乎有點過于麻煩。幸好系統提供了LILO的配置文件可以用來永久性的設置Linux系統啟動時的子命令。方法是在/etc/lilo.conf文件中的適當位置加入以下一行:

append=“ether=IRQ,BASE_ADDR,NAME”

這里帶下劃線部分的意義同上。加入這一行后,還需要用/sbin/lilo命令把這個配置寫入引導程序。

第四步:網絡配置及測試

安裝完網卡就可以配置網絡通信了。配置網絡簡單地就是使用ifconfig命令,

例如:

ifconfigeth01.2.3.4netmask255.0.0.0up

最后ping一下網上其它機器的ip地址,檢查網絡是否連通。

五、一個以太網卡安裝實例

下面以Cirrus公司生產的CrystalCS8920以太網卡為例,詳細說明上述安裝配置過程。本例中,有些命令參數,如核心源代碼目錄等,是以我使用的系統環境為出發點。具體應用中還要加以本地化。為了更接近實際,例子中也包括了對安裝中碰到的問題的描述。

1.此網卡是IBMPC機的內置式網卡,機器只提供了Windows95/98環境下的驅動程序。由于RedHat5.0發行版本尚未提供對此網卡的直接支持,所以從Cirrus的站點上找到并下載了該網卡驅動程序的Linux版本,是一個名為Linux102_tar.gz的壓縮文件。

2.文件Linux102_tar.gz解壓后包括五個文件。包括源代碼,僅適用于Linux2.0版本的目標模塊以及readme文件。

3.查閱readme文件后,了解到這個驅動程序只能使用網卡EEPROM中設定的端口號(I/O基地址)、中斷號。為了知道網卡EEPROM的設置,又從Cirrus站點下載了該網卡DOS版本的設置程序setup.exe

4.在DOS中運行setup.exe,發現網卡的起始端口號為0x360,中斷號為10,與別的設備有沖突。選擇setup.exe程序的相應菜單,把中斷號改成5。另外,此驅動程序不支持plugandPlay,故也在setup.exe中將網卡的PnP功能屏蔽掉。

5.我所使用的RedHat5.0的Linux核心版本為2.0.34,所以不能用現成的驅動程序目標模塊,需要自己動手編譯。如上文所述,有兩種方式使用此驅動程序。

6.如果要編譯成獨立模塊,執行下列命令:

gcc-D_KERNEL_-I/usr/src/linux/include-I/usr/src/linux/net/inet-Wall-Wstrictprototypes-02-fomit-frame-pointer-DMODULE-DCONFIG_MODVERSIONS-ccs89x0.c

編譯結果是名為cs89x0.o的驅動程序目標模塊。要裝載此驅動程序,輸入下列命令:insmodcs89x0.oio=0x360irq=10

要卸載此驅動程序,用rmmod命令:

rmmodcs89x0.o

7.如果要將驅動程序編進系統核心,

修改/usr/src/linux/drivers/net/CONFIG,加入:

CS89x0_OPTS=

修改/usr/src/linux/drivers/net/Config.in,加入:

tristate‘CS8920Support’CONFIG_CS8920

以上兩行是為了讓makeconfig在配置過程中詢問是否增加CS8920網卡的支持。修改/usr/src/linux/drivers/net/Makefile加入:

ifeq((CONFIG_CS8920),y)

L_OBJS+=cs89x0.o

endif

修改/usr/src/linux/drivers/net/Space.c,加入:

externintcs89x0_probe(structdevice*dev);

……

#ifdefCONFIG_CS8920

&&cs89x0_probe(dev);

#endif

以上兩段是為了編譯并輸出網卡驅動程序及其例程。

把驅動程序源代碼拷到/usr/src/linux/drivers/net目錄下。

在/usr/src/linux目錄下執行makeconfig或makemenuconfig,選擇核心CS8920網卡支持。

執行makedep、makeclean命令。最后用makezImage編譯Linux核心。

篇(2)

中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1006-8228(2013)11-72-02

0 引言

操作系統課程是計算機及相關專業的核心課程,是各層次學生的必修課和選拔考試的一門常考課程[1]。因此講好、學好操作系統事關各方切身利益。

然而操作系統課程卻是講之不易、學之困難的一門課程。究其原因,首先是操作系統軟件本身規模龐大,邏輯復雜,不易描述;其次是教材內容偏離學生興趣,理論與實際聯系不夠緊密,工程性不足,邏輯欠清晰,內容選材應試化等使得教材可讀性不強。本文根據多年操作系統課程教學經驗,并結合相關學科理論與實踐經驗,分析了操作系統課程存在的問題,總結了行之有效的應對措施。

1 操作系統課程的若干問題分析

1.1 理論性強

操作系統課程給人的第一印象就是理論性強[2,3],其內容不具體、不直觀,教材篇章以文字敘述為主,層次結構較為隱蔽,不易把握邏輯脈絡。知識內容可操作性不強,難以設計實驗以驗證書本理論的正確性。與課程配套的訓練題目同樣難以理解,難以解答。

1.2 理論與實際脫節,整體與部分脫節

眾多學習人員具有使用某一種或幾種具體操作系統的經驗,但是對其內部構造和工作機制不甚了解,自然希望通過操作系統理論課程揭開心中之謎。但是課程內容有所答非所問、理論與實際需要脫節之嫌,學員關心的實際問題,如:操作系統是如何研制開發出來的,操作系統的整體結構是什么,其各個組成部分是如何聯接在一起的,它們是如何協作運行的等問題往往得不到明確解答。

理論與實際脫節、整體與部分脫節,使得雙方難以相互追溯、相互印證。似懂非懂的知識只會令人疑慮重重,增加課程的困難體驗。

1.3 課程的工程性、趣味性不足,應試化特征明顯

作為一種結構復雜、規模龐大的軟件系統,操作系統的研制離不開軟件工程技術的支持。操作系統技術代表了軟件工程的頂級應用技術,操作系統軟件的開發是軟件工程技術應用的一個重要范例。操作系統的資源抽象、資源虛化等技術思想符合軟件工程從抽象到具體、自頂向下、逐步細化的復雜問題求解原則,對于其他各類軟件的開發具有普遍的借鑒意義。

而以知識性為主、缺乏應用功能的教材內容脫離了操作系統自身的工程性,培養學生的工程興趣無從談起。缺乏工程性的內容學起來往往很枯燥。這樣,操作系統理論課程就容易淪落為選拔考試的工具,而不是充滿快樂的課程。

1.4 操作系統規模的龐大與學習時間及學習能力的有限性之間存在著尖銳的矛盾

源代碼是操作系統的第一手資料,分析源代碼有望了解最真實的操作系統。然而有限的學習時間和有限的學習能力使得源代碼分析很難實施。因為操作系統規模極為龐大,Windows2000達到了幾千萬行代碼,Linux2.2.20內核達到了幾百萬行以上代碼,即使是最低版本的Linux內核也達到了將近1萬行源程序代碼。如此龐大的軟件系統很難在一年半載時間內分析完畢和透徹理解。分析幾十萬行的操作系統源代碼幾乎需要耗盡人的畢生精力。最終,基于源代碼分析的操作系統學習方式對于很多人來說是可望而不可及的,他們或者無從下手,或者半途而廢。

因此,深入了解操作系統原理的現實途徑依然是操作系統理論專著的學習,即通過第二手資料進行間接學習和了解。

2 操作系統課程問題應對措施

根據上述分析,解決操作系統課程教學困難主要從教材建設、課堂講授和訓練三個環節采取相應的措施。

2.1 教材建設

既然教材仍然是操作系統課程學習的關鍵資源,提高教材質量就是解決教學困難問題的基本途徑。教材建設時,必須改造操作系統理論教材內容中不合理、不適應需要的部分,提高邏輯清晰度,尤其是要明確具體操作系統技術與相應概念理論之間的對應關系,避免有意無意的模糊論述。在闡述操作系統某一概念、知識、數據結構、操作或子系統等局部事物時,通過明確該事物與其他事物之間的關系和該事物在全局框架中所處的位置而避免知識孤立,正確引導人們了解事物全局面貌。

確保教材內容理論聯系實際的關鍵仍然是掌握和理解第一手資料,即透徹分析理解操作系統源代碼。鑒于操作系統的復雜龐大和學習時間的有限,可將待分析的源代碼限制在規模較小的低版本上,分析人員也僅限于教師等教材建設人員,對學生不作統一要求。

2.2 課堂講授

在教學環節,則要采取言簡意賅、清晰易懂、引人入勝的教學方式。充分運用直觀表達工具,控制學習強度,提高學習效率,避免學生過于疲勞。增強學習內容的邏輯清晰性和吸引力,提高學生解題訓練的規范性,培養學生邏輯思維能力和以理服人的習慣。

清晰是產生注意力和吸引力的前提,冗長枯燥的講解會令人倍感疲乏。只有清晰才能引導、啟發學生積極思考問題,參與課堂討論,提高學生學習積極性。

簡練是使學生保持注意力的另一舉措。過多的文字、密集的語言容易使人很快陷入疲勞。因此,應當盡量避免或減少文字使用量,增加圖表、動畫等較為直觀的表達形式,并運用美術色彩原理,將表示不同對象的幾何圖形涂上不同的背景及邊框顏色,使不同對象可以醒目、輕松地加以區分。幻燈片文字和圖表盡可能交替出現,避免單調感,以豐富多彩的形式直觀形象地解釋抽象的事物和含義。

2.3 解題訓練

在訓練階段,強調學生解題訓練的規范性。解題規范性包括:清晰簡明地給出解題步驟或解題示意圖,求解算法設計類、編程類題目如P、V操作[4]應用問題時,要按照軟件工程規范方法步驟,首先給出算法設計思想,然后給出算法實現,定義相關信號量和變量,并對變量和語句給出必要的、準確的注釋。解題過程要清晰表明自己答案的合理性,而不只是表明與某個標準答案相符合。

3 結束語

操作系統是一門復雜的課程,對教材、教學方法、訓練方法等均有較高要求。上述措施的采用已經獲得了良好的教學效果,原本抽象的內容變得容易明白了,學生對操作系統課程的興趣被激發起來,課堂討論積極,氣氛活躍,互動良好,學生分析問題、解決問題的能力大大提高。學生的理解水平和應用水平都大幅提高了,這不僅為他們繼續深造打下了深厚的理論基礎,而且為他們成為合格、優秀的卓越工程師也奠定了良好的實踐功底。

參考文獻:

[1] 符琦,李潤求,黃力.操作系統課程教學內容和方法的探討[J].當代教育理論與實踐,2011.3(2):69-70

篇(3)

1.理論性強

該課程教學內容理論性強、概念抽象、涉及知識面廣,學生時其整體實現思想和技術往往難以理解,學習時有較大難度,大部分學生有一種畏難情緒。因此學生很容易陷入疲于記憶的狀態,忽略了對課程各部分間關系和課程教學目標的把握。因而該課程是計算機專業中教師“最難教”,學生“最難學”的課程之一。

2.學習效果見效不快

很多學生對學后有立竿見影效果的課程興趣較大,如程序設計語言,學生學會了便很快可以就某個問題編寫程序上機運行,頗有成就感;而對諸如操作系統這樣原理性強,實驗要求高,設計一個操作系統又不現實的課程,一些學生因感覺學習后效應不會立即顯現而對課程重視度較低。

二、教學目標

操作系統是目前最復雜、技術含量最高的軟件,在計算機專業軟、硬件課程的設置上起著承上啟下的作用,其中的許多設計思想、技術和算法都可以推廣和應用到大型的、復雜的系統設計,以及其他領域。因此,其教學目標應重在培養學生理解和掌握計算機操作系統的基本工作原理、設計技術及設計方法,培養學生開發系統軟件和大型應用軟件的意識和能力,同時還要讓學生了解現代操作系統的新思想、新技術和發展研究動向。

三、課程知識體系設計

鑒于以上課程教學難點,教師若能從繁雜抽象的理論中理出一個脈絡清晰的課程知識體系呈現給學生,將為有效達到教學目標要求起到事半功倍的作用。該課程教學內容有縱、橫兩條主線,縱線主要指操作系統各功能的設計思想、處理機制,橫線主要指功能實現的具體技術方法、不同環境下的實現差異。因此,整個課程知識體系可按縱、橫兩條線展開,遵循知識、能力、素質協調發展的原則,從知識模塊、知識單元和知識點3個層次來設計。其中知識模塊代表特定學科子領域,可包括若干知識單元;知識單元代表知識模塊中的不同方向,可包括若干知識點;知識點代表知識模塊中單獨的主題,是教學活動中傳遞教學信息的基本單元。

1.縱向功能線

本文的縱向功能線是從資源管理功能出發來設計,通過基于操作資源管理功能的知識建構,學生能明確所學內容在知識體系中的層次、位置、關系。此處為使結構更清晰,按操作系統資源管理功能出發的縱向功能線細化為進程管理、處理機管理、存儲器管理、設備管理、文件管理和用戶接口六個知識模塊,由此設計的縱向功能線知識結構如下:

(1)進程管理知識模塊包括進程概念、進程調度、進程互斥、進程同步、進程通信、進程死鎖各知識單元。進程概念包含進程特征、進程狀態與轉換、進程控制各知識點;進程調度包含調度時機、調度算法、調度過程各知識點;進程互斥包含與時間有關的錯誤、臨界資源與臨界區、臨界區使用原則、臨界區互斥訪問的解決途徑、臨界區互斥訪問的解決途徑各知識點;進程同步包含信號量同步機制、生產者與消費者問題、讀者與寫者問題、哲學家進餐問題各知識點;進程通信包含忙等待策略、睡眠和喚醒策略、消息傳遞策略各知識點;進程死鎖包含產生原因、必要條件、解決途徑各知識點。

(2)處理機管理知識模塊包括分級調度、調度算法、算法評價各知識單元。分級調度包含作業調度、交換調度、進程調度各知識點;調度算法包含作業調度算法、進程調度算法各知識點;算法評價包含作業調度算法評價、進程調度算法評價各知識點。

(3)存儲器管理知識模塊包括存儲管理功能、存儲管理方案各知識單元。存儲管理功能包含內存分配與回收、地址映射、內存共享、內存保護、內存擴充各知識點;存儲管理方案包含分區存儲管理、頁式存儲管理、段式存儲管理、段頁式存儲管理各知識點。

(4)設備管理知識模塊包括數據傳送控制方式、并行技術各知識單元。數據傳送控制方式包含程序直接控制方式、中斷方式、DMA方式、通道控制方式各知識點;并行技術包含通道技術、中斷技術、緩沖技術、分配技術、虛擬技術各知識點。

(5)文件管理知識模塊包括文件結構、文件存儲空間管理、文件目錄管理、文件存取控制各知識單元。文件結構包含文件邏輯結構與文件存取、文件物理結構與存儲設備各知識點;文件存儲空間管理包含空閑文件目錄、空閑塊鏈、位示圖各知識點;文件目錄管理包含文件目錄形式、文件共享與保護、目錄檢索各知識點;文件存取控制包含文件存取控制方法。

(6)用戶管理知識模塊包括命令接口和系統調用知識單元。命令接口包含脫機控制命令、聯機控制命令知識點;系統調用包含設備管理類命令、文件管理類命令、進程管理類命令、存儲管理類命令、線程管理類命令各知識點。

2.橫向技術線

操作系統知識點看似繁雜,但究其原理,在對不同系統資源功能進行管理時,所采取的策略和方法有很多是相同的。因此通過對重要方法和機制進行貫穿式的橫向技術線,可使被條塊分割的教學內容有效關聯起來;通過橫縱交錯的連接,可使看似離散的知識有穩固而緊密銜接的結構。從操作系統四種重要實現技術出發的橫向技術線包括中斷技術、共享技術、虛擬技術和緩沖技術。當然,有些技術在其它相關課程中已有介紹,也可看出其在整個計算機系統中的重要程度,由此設計橫向技術線知識結構如下:

(1)中斷技術知識模塊是實現程序并發執行與設備并行操作的基礎,它包括中斷類型、中斷優先級、中斷事件各知識單元。中斷類型知識單元包括外中斷、內中斷知識點;中斷優先級知識點在不同的系統中有不同的規定;中斷事件知識單元包括進程創建與撤消、進程阻塞與喚醒、分時時間片、缺頁中斷與缺段中斷、I/O操作、文件操作各知識點。

(2)共享技術知識模塊是提高資源利用率的必然途徑,它包括處理機共享、存儲共享、設備共享、文件共享各知識單元。處理機共享包含進程的并發執行;存儲共享包含外存儲器共享、內存儲器共享知識點;設備共享包含SPOOLing系統;文件共享包含便于共享的文件目錄。:

(3)虛擬技術知識模塊是把一個物理實體變為若干面向用戶的邏輯單元,使資源的用戶使用與系統管理相分離,從而提高資源利用率和安全性方,它包括虛擬處理機、虛擬存儲器、虛擬存儲器方法、虛擬設備、虛擬文件各知識單元。虛擬處理機包含多進程管理;虛擬存儲器包含地址轉換、中斷處理過程、置換知識點;虛擬存儲器方法包含頁式管理、段式管理、段頁式管理各知識點;虛擬設備包含設備共享;虛擬文件包含文件共享。

(4)緩沖技術知識模塊是異步技術的實現前提,可大大提高相關資源的并行操作程度,它包括存儲管理緩沖技術、設備管理緩沖技術、文件管理緩沖技術各知識單元。存儲管理緩沖技術包含快表;設備管理緩沖技術包含硬緩沖、軟緩沖、SPOOLing系統中的輸入/輸出井知識點;文件管理緩沖技術包含記錄成組技術、文件表的打開。

四、課程知識體系操作

知識體系的設計顯然要有必要的操作作為支持才能使其與學習者間進行互動,形成交流并達到知識的內化。依據上述的知識體系設計,該課程教學可采用以下兩個步驟進行操作,一是以“核心拓展”的方式進行縱向功能學習,二是以“小組學習和共同學習相結合”方式進行橫向技術綜合學習。

“核心拓展”方式中核心指六大知識模塊,它們也是該課程的核心內容,教師應結合具體系統的具體實例以講授方式進行,講授過程中對于一些關鍵算法一定要以具體實例加以講解,不能照本宣科。“小組學習和共同學習相結合”方式可采用將多次出現的具體技術單獨提出來,討論哪些功能應用了該技術。分小組,一個小組負責總結一項技術,然后以小組宣講共同討論的方式來加深技術對功能的應用。

通過這兩個步驟的操作,整個課程的知識體系便可以橫、縱兩條線的形式清晰地呈現在學生面前,為培養學生從離散到系統性的學習和思維習慣創造條件。

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1.1CDIO環節之設計——設計教學方案這一環節要求提高學生的感性認識,為學生主動建構打下基礎。教師可按照從感性到理性的原則安排課程教學,結合實際案例組織教學,提高學生學習興趣,幫助學生實現主動建構;利用多媒體教學手段和多種形式的教學資源,在各個教學環節中保護學生的積極性;創造交互式的學習環境,使學生的主動建構得以保障;開發網絡化教學平臺,為學生創造一個交互式的學習環境,能滿足個性化學習的要求;注重能力培養,使學生的主動建構得以發展。教師在授課過程中應該合理組織教學流程,精心策劃教學方案,可以“內容復習—新課引入—主題教學—總結回顧—課堂練習”作為主線開展教學。在每一章中引入該章內容導讀,概述該章主要內容及教學要求,讓學生先從整體上了解該章的知識框架,清楚地認識到該章的重、難點所在。在某一具體章節的教學中,教師可將微格教學思想及微格教學5個環節(導入、板書、提問、講解、課結)很好地融入該門課程。教師需要構建和諧的課堂教學氛圍,將教學過程視為是教師有目的、有計劃引導學生在掌握系統的科學文化基礎知識和形成基本技能的基礎上,促進學生身心全面發展的過程。教學過程是學生在教師指導下的一種積極主動認知過程,是師生的雙向交流與合作過程。教師應重視課堂提問,以操作系統中的一些基礎理論或簡單應用為提問內容,可以請學生參與回答,也可以自問自答,這樣既能幫助鞏固知識,又能活躍課堂氣氛并將學生的學習成效及時反饋給任課教師。

1.2CDIO環節之實現

1)課堂表達。考慮到成教生的自身特點,教師在該門課程教學中應盡量做到用語通俗易懂,將一些操作系統中本身較為抽象的術語及定義轉變為更為形象化及生活化的語言。對于某些基本概念,教材的定義都非常嚴謹而規范,但是教師可以通過自己的理解將其簡化,不要求學生死記硬背,而是知其意,概其義,如講到進程與程序之間的關系時,教師可以這樣描述:程序好比一份菜譜,是靜態的,而進程就像一位廚師按照菜譜炒菜的過程,是運行的、動態的,二者相輔相成,進程存在的目的就是為了執行程序,而程序又是以進程的形式存在以接受操作系統的調度。再以存儲管理為例,學生通常不容易建立起存儲管理的過程思維圖,教師可將其與生活中的實際結合起來進行闡述。操作系統的存儲管理如同一個大農場主管理著一個大莊園,當有農戶需要租用田地時,農場主就分配一塊地給他種(用戶區分配),等到地里長出了果實(結果出來后),農場主還得收回這塊地(存儲空間回收)。為了管好這片田地,農場主還要管好莊園的門,凡是要進去種地的,都得由他根據申請人的需要讓其到位置確定的實際田地干活(把邏輯地址轉換成物理地址)。莊園里還有一些大家可以共同使用的地方,如農場主的花園、工具房等,大家可以進去,也可以使用,但是不許改變任何現有的東西,還有每個農戶只能在自己的地里耕種,如果有人越權侵犯別人的領土就要受到懲罰享和保護)。當然,再大的地也不夠多,農場主為了多賺些錢,當把所有的地都租出去的時候,他會想辦法把有些種田人暫時不種的那塊地里的東西連地皮一起挖出來,放到倉庫里堆著,然后把地騰出來租給別人種(這就是“虛擬存儲”)。通過這樣一個生活中的實例,教師可以更加形象、直觀地讓學生理解存儲管理的過程及相關定義,再以此為基礎分析其工作原理,讓學生由感性認識上升為理性認識,這也是一個知識逐步升華的過程。

2)算法演示。操作系統課程中有一些重要的算法,教材中一般會給出相關算法的思想及應用舉例,那么如何能更生動地分析算法的執行過程呢?筆者認為可以設計基于Flash的算法演示動畫,如進程狀態變遷圖、銀行家算法、進程死鎖、地址轉換、頁面調度等一系列算法均可以由教師設計成Flas,通過其動態演示效果分析算法的思想及執行過程,幫助學生更好地理解算法原理,進而達到算法應用的目的。教師在算法演示中應遵循循序漸進的原則,首先介紹算法思想,然后由此推導出算法模型及相關公式,再過渡到分步驟的動態演示,期間應設置暫停按鈕,允許以交互式的方式控制算法的執行。

1.3CDIO環節之運作

1)搭建實驗教學平臺。對于某些基礎性的重要算法,還可結合算法思想編程實現并在虛擬機環境下安裝相應版本的操作系統加以運行,如并發過程中的進程創建、進程通信,文件管理中虛擬文件系統的創建,設備管理中驅動程序的工作過程等。學習操作系統課程的目的是為了理解操作系統的基本原理,進而過渡到使用、維護并具備一定的開發能力,因此實踐環節尤為重要,教師可結合CDIO理念中提出的“做中學”及“基于項目教學”思想,按照CDIO大綱要求,努力培養學生團隊合作和人際溝通的能力。教師可以設置若干個綜合性實驗,讓學生以小組合作的形式完成實驗項目,將任務劃分為方案設計、代碼調試、報告填寫,小組內的成員可以自行決定其扮演的角色。每個小組根據事先計劃完成實驗項目的開發,最終形成一份項目總結報告并制作PPT文稿,分組進行演示答辯。這樣既能夠讓學生根據自己的特長參與到項目實訓中,又增強了他們的團隊協作能力,同時鑒于成教生的編程功底較弱,因此整個實驗教學平臺的側重點在于程序的運行調試上,教師在項目執行的中期可以針對較復雜的實驗項目給出一部分實驗源代碼,各小組只需將空缺代碼補齊即可運行,讓學生著重體會程序的運行效果并由此聯系自己在使用操作系統過程中對諸如此類功能的設置等。這樣將書中原理過渡到實際應用,才能讓學生真正理解操作系統的5大功能如何發揮作用。

2)構建輔助學習平臺。教師可利用開發設計的輔助學習平臺為學生提供交流學習的空間。結合操作系統課程特點開發相應的網絡學習平臺是新形勢下課程發展的必然趨勢。成教生基于自身特點,可能由于工作原因不能兼顧每一次的課堂教學,如果缺席了相關內容的課堂教學又沒有及時補救,那么就會造成知識脫節,因此利用網絡教學平臺將使學生的學習不再僅局限于課堂內,學習過程不再受時間、空間的限制,也為學生的自主學習創造了條件,充分體現CDIO的“做中學”。為典型的輔助學習平臺架構。觀察該圖的各個模塊可以發現,通過網絡答疑能及時解決學生提出的問題,也能增強師生間的交流與互動。在“問題討論”區中,學習者之間也可以互動合作,分享學習過程中的經驗體會,推薦優秀的學習資源,這種方式能將大家凝聚為一個團隊,相互推動,相互進步。在“課程學習”模塊中,學生可以自主選擇“在線練習”或“在線測試”對所學知識進行自我檢測,以此發現自己學習中的不足并實時補救。

2效果評價

在面向成人教育的操作系統課程教學中,將CDIO教學理念引入其中,充分考慮學生的主動性及能動性,令學生的自主學習能力、團隊協作能力及綜合運用知識能力得到鍛煉與提升,學習效果良好,自考合格率有較大提高,學生對課程的教學評定為優秀。我們對近3年來學習該門課程學生的情況進行對比,通過匯總學生學習情況數據,發現基于CDIO模式的課程教學效果理想,學生掌握了更多的理論知識,提升了實踐能力,提高了自我認可度和對授課教師的認可度。操作系統課程教學情況匯

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2安全域隔離

(1)TEE隔離iOS在推出TOUCHID功能的同時也推出了SecureEnclave安全域,SecureEnclave是蘋果A7及以上主處理器的協處理器,其自身具有微操作系統,與主處理器共享加密RAM,通過中斷與主處理器通信,操作系統借助它實現指紋特征數據、UID和GID密鑰等需高安全級別關鍵數據的存儲,其在架構上與TEE相似。TEE系統架構標準由智能卡及終端安全的標準組織GlobalPlatform,它提出了在原有硬件和軟件的基礎上,隔離出可信執行環境TEE(TrustedExecutionEnvironment)和富執行環境REE(RichExecutionEnvironment),其中TEE用于安裝、存儲和保護可信應用(TA),而REE用于安裝、存儲其它的應用。TEE具有自身的操作系統,與REE環境中的操作系統(如iOS、Android)相隔離。REE中的授權應用,通過驅動程序才能與TEE中的驅動程序通信,不可直接訪問TEE的資源。TEE還可具備可信用戶界面(TUI),為一些關鍵的屏幕顯示和交互提供了安全保障。圖3為TEE系統架構示意圖。TEE在實際應用中也存在一些問題與缺點:TEE的硬件隔離主要體現在對CPU資源的分時或分核隔離、RAM資源和存儲資源的尋址隔離等,物理器件上仍然與REE環境共享,實質上只是芯片內的軟件調度隔離,因此不具備較高的防篡改能力。同時,TEE仍存在認證的問題,CC(信息技術安全評價通用準則)組織的EAL(評估保證級別)等級認證仍在進行中。針對TEE架構的移動平臺攻擊包括:1)芯片攻擊利用JTAG調試接口對MMU(內存管理單元)處理器單元重新編程,修改RAM及存儲的尋址范圍,以獲得相應數據的訪問權限。利用物理探針在SoC芯片的數據總線上進行信號竊聽。2)共享資源攻擊如果REE環境中的非法代碼能共享訪問與TEE相同的CPU或RAM資源,那么TEE就存在受到共享資源攻擊的風險。3)系統漏洞攻擊在智能手機設備上發現了TEE內存訪問控制的漏洞。Bootloader存在設計漏洞,可用于系統非法提權。整數溢出會給TEE的運行帶來風險。在安全啟動代碼中存在證書處理或簽名有效期的漏洞,允許黑客插入惡意代碼。4)入侵式攻擊篡改代碼簽名機制可允許黑客插入惡意代碼。(2)SE隔離SIMallicance組織提出了基于Java語言的OpenMobileAPI機卡通信接口,使得運行于智能手機操作系統上的應用可通過操作系統提供OpenMobileAPI接口,使用ISO7816協議與SE安全單元中的Applet應用通信,現主要應用于Android系統。SE是具有防物理攻擊的高安全性的芯片,內含獨立的CPU、RAM、FLASH和操作系統,SE可存儲密鑰等關鍵數據信息,SE中的Applet應用可進行各種加解密算法的運算。主流SE芯片廠家通過了CC組織的EAL5+安全認證,這是目前較為安全的系統隔離方案。由于SE自身不具備UI界面,需借助上層操作系統(即REE),用戶輸入的PIN碼等仍有被截獲的風險。由于Android系統的開源特性,黑客可對操作系統中安全規則檢查模塊代碼進行修改、編譯并向終端重新刷入更改的模塊,使得非授權應用可直接與SE中的Applet通信,為終端安全帶來極大的風險。

3安全解決方案建議

REE+TEE方案或REE+SE方案在一定程度上提升了終端系統的安全性,但仍然存在一定的缺陷,難以抵擋高級別的攻擊。以下針對運營商的具體情況給出一些建議:(1)架構方面:建議SE不直接與REE對接,而是與TEE的TrustedKernal對接,REE對SE的訪問,可通過TEE進行,即REE+TEE+SE方案。(2)關鍵信息存儲方面:原存儲于TEE中的密鑰、密碼等關鍵信息,可轉移放至SE中,借助SE的抗攻擊能力,對關鍵信息實施保護。(3)關鍵運算載體:大數據量的加解密預算,如對稱加解密運算等,建議由TEE中TA應用負責,借助TEE豐富的運算和內存資源保障響應性能;小數據量的加解密運算,如數字簽名等,建議由SE中的Applet應用負責。(4)實施建議:電信運營商的SIM卡是現成的SE資源,且具有成熟的TSM后臺對其管理,終端TEE可通過ISO7816接口與SIM卡SE進行對接,把SIM卡SE作為可信設備,從而構建出軟件+硬件的整套安全解決方案。

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1引言

當前,操作系統的功能不斷擴展,操作系統的類型呈現出多樣化的趨勢。一個小規模的開發小組已經不可能完全從頭開始實現一個實用的操作系統,而一般情況下,研究人員只對操作系統的一些特定領域感興趣,而對于另外一些元素,如啟動加載代碼、核心啟動代碼、設備驅動程序和內存分配代碼等往往不感興趣,但是一個可運行的原型系統又必須包含這些內容。編寫這些基礎結構延緩了操作系統研究項目的進度,同時也增加了進行操作系統研究的代價。為了解決這一問題,猶他大學的FLUX研究小組開發了OSKit,它提供了一個框架和一組模塊化的、具有簡單接口的庫以及一組清晰的、可重用的OS組件。OSKit可以用來構建操作系統內核、外層服務和其他核心OS功能模塊。OSKit提供了各種功能模塊,諸如簡單自舉,一個可用于內核的最小化POSIX環境、與物理內存和其約束一致的內存管理、廣泛的調試支持,以及高層子系統如協議棧和文件系統。開發者可以根據自己的研究興趣或所要考慮的性能來使用這些模塊,或用他們自己的模塊來替代標準的OSKit模塊。

OSKit公開了它內部的實現細節,允許用戶從成熟的操作系統中不加修改地提取代碼,然后通過一小部分經過仔細設計的粘接代碼將它們合并到一起,隔離它們的依賴性,并輸出良好定義的接口。OSKit使用這一技術整合了許多穩定而成熟的源代碼,包括設備驅動、文件系統、網絡協議等等。實踐表明,使用組件軟件架構和重用技術會給操作系統實現領域帶來大的影響。

2組件技術簡介

組件技術是一種較新的軟件開發技術。到目前為止,還難以確定組件技術的明確定義。比如,對組件技術的常見說法有以下這些:“二進制軟件單元”、“任意場合可部署的軟件”、“特別適合第三方開發”和“規范定義的接口”等等。大致上可以這樣理解:所謂組件,其實就是一種可部署軟件的代碼包,其中包括某些可執行模塊。組件單獨開發并作為軟件單元使用,它具有明確的接口,軟件就是通過這些接口調用組件所能提供的服務,多種組件可以聯合起來構成更大型的組件乃至直接建立整個系統。組件的實現必須支持一種或者多種其用戶所希望獲得的接口。實現組件并不一定需要采用面向對象語言。為了構造新應用程序,軟件開發人員找出適當的組件,將這些組件加入到正在開發中的應用程序,同時對應用程序進行測試并保證應用程序的組裝工作按照預定的規劃正常進行。采用組件技術能降低開發、測試和維護成本,提高可靠性和穩定性。

3Oskit組件綜述

OSKIT的組件庫提供了一般情況下更高層的功能,它通常只對外開放一些相關的公用調用接口。目標系統通過OSKit的面向對象的COM接口來與這些組件進行交互。以下幾節概述了OSKit所提供的組件。

3.1引導程序

大多數操作系統多有自身的啟動加載機制,彼此互不兼容。這種加載機制的多樣性并不是由于每個OS所要求的自舉服務不同而引起,而是由于構建啟動加載器的特定方式造成的。因為從操作系統研究的立場來看,啟動加載器是一個令人不敢興趣的領域,因此OS開發者通常進行一個最小化、快捷的設計。由于設計理念和要求的輕微差別,每個啟動加載器都不適用于下一個OS。為了解決這個問題,OSKit直接支持多啟動標準,這一標準是由幾個OS項目的成員共同設計的,它的目的是提供一個簡單而通用的啟動加載器與OS內核間的接口,從而允許一個啟動加載器加載任何兼容的OS。

在進行操作系統研究時,多啟動標準非常有用,這其中的主要原因是啟動加載器在加載內核自身的同時還具有加載附加文件或者啟動模塊的能力。這里的一個啟動模塊只是一個普通文件,啟動加載器不以任何方式解釋它,而僅僅把它隨同內核映像一起加載到保留物理內存塊中。在啟動內核時,啟動加載器提供給內核以下內容:物理地址的列表、所有已加載的啟動模塊的大小,以及與每個模塊相聯系的由用戶定義的字符串。這些啟動模塊和與它們相聯系的用戶定義的字符串由內核解釋。這樣做的目的是為了通過提供內核啟動時需要的數據,諸如初始化程序、設備驅動和文件系統服務器,來減輕內核啟動的負擔。

3.2核心支持庫

OSKit核心支持庫的主要用途是讓客戶OS更容易訪問硬件設施。它包含了一個較大的實用函數和符號定義的集合,該集合對于管理模式代碼是非常具體的。與此相對應,OSKit的大多數其他庫在用戶模式代碼中通常很有用。和OSKit的其余部分所不同的是,多數核心支持代碼必須是針對特定系統結構的,而這些特定機器的細節對客戶OS也是有用的。例如,在x86機器上,核心支持庫包含一些函數,用來創建和操縱x86頁表和段寄存器。其他OSKit組件通常提供建立在這些低層機制上的與體系結構無關的設施,但是為了提供最大的靈活性,與特定結構相關的接口始終可以被訪問。

OSKit核心支持庫在x86體系結構上尤為重要,因為該體系結構的OS級編程環境特別復雜和模糊。核心支持庫仔細地設置了一個基本的32位執行環境(為了與MS-DOS兼容,x86處理器通常以16位模式開始),初始化段和頁轉換表,安裝一個中斷向量表,并提供缺省的陷阱和中斷處理程序。當然,客戶OS能夠修改或重載這些行為。然而,在缺省情況下,核心支持庫自動地做所有必要的工作,以便使處理器進入一個方便的執行環境,此時中斷、陷阱、調試以及其他標準設施已經如預期的那樣開始工作。該庫在缺省情況下自動地定位所有隨內核加載的啟動模塊,并保留它們所在的物理內存。接下來,應用程序可以很容易使用它們。客戶OS只需以標準C語言風格提供一個main()函數。一切都設置好以后,內核支持庫將用所有參數和由啟動加載器傳遞過來的環境變量來調用它。

3.3內存管理庫

如同在一個標準C語言庫中實現的malloc()一樣,內存管理代碼典型地用于用戶空間。通常并不適用于內核。設備驅動常常需要分配特定類型的內存,并伴隨具體的調整屬性。例如,對于內建的DMA控制器只能訪問最初的16M物理內存。為解決這些內存管理問題,OSKit包含了兩個簡單而靈活的內存管理庫:(1)基于隊列的內存管理器(或稱LMM),它提供了功能強大且高效的原語來進行分配管理,并支持在一個池中管理多種類型的內存。(2)地址映射管理器(或稱AMM)被設計用來管理不必直接映射到物理內存或虛擬內存的地址空間,它對OS的其他方面提供了類似的支持,諸如進程地址空間、分頁、空閑塊或IPC名字空間的管理。盡管這些庫可以很容易地應用在用戶空間,但實際上它們是被特別設計用來滿足OS內核的需求。

3.4最小C語言庫

成熟的OS內核一般都包含著相當數量的僅僅用來重新實現基本的C語言庫函數如printf()和malloc()的代碼。與此形成對比的是,OSKit提供了一個最小化C語言函數庫,它圍繞著最小化依賴性而不是最大化函數性和性能的原則來設計。

3.5調試支持

OSKit的一個最實用的好處是:給定一個適當的硬件設置,它立刻就能提供給OS開發者一個完全源代碼級的內核調試環境。OSKit內核支持庫包括一個可用于GNU調試器(GDB)的串行存根模塊,它在客戶OS環境中處理陷阱,并使用GDB的標準遠程調試協議通過一個串行程序與運行在另一臺機器上的GDB通信。甚至當客戶機OS執行自己的陷阱處理時,OSKit的GDB存根模塊也是可用的。如果客戶OS提供適當的鉤子,它甚至支持多線程調試。除了基本的調試器支持,OSKit也提供了一個內存分配調試庫,它可以跟蹤內存分配并檢測一般的錯誤,如緩沖區溢出和釋放已釋放的內存。這個庫提供了與許多普通應用程序調試器相似的功能性,所不同的是它運行在由OSKit提供的最小內核環境中。3.6設備驅動支持

在OS開發和維護中最艱巨的一個任務是支持多種多樣的I/O硬件。這些復雜的設備常會含有潛在的錯誤,而新硬件的又常常伴隨著不兼容的軟件接口。由于這些原因,OSKit采用了為現有內核開發的穩定的、經過充分測試的驅動程序。OSKit使用了一種封裝技術,將現有的驅動程序代碼基本上未加修改地合并到OSKit中。這些現有的驅動程序被一個OSKit粘結代碼層所包裝,從而使得這些驅動程序可以在與開發它們的環境完全不同的環境中工作。目前,來自Linux的大多數以太網卡、SCSI和IDE磁盤的設備驅動程序被包括進來,總數超過了五十種。用同樣的方式,來自FreeBSD的八個字符設備驅動程序也被包含了進來,它們支持標準PC控制臺和串口及不同的多串口板。由于OSKit把這些驅動仔細地進行了包裝,FreeBSD驅動程序可以與Linux驅動程序一起工作。

3.7協議棧

OSKit提供了一個完整的TCP/IP網絡協議棧。如同驅動程序一樣,有關網絡的代碼也可以通過封裝機制被合并進來。OSKit當前可以從Linux中獲取網絡設備驅動程序,它們是PC平臺可獲得的最大的免費資源。OSKit的網絡組件繼承于FreeBSD4.4,它通常被認為具有更多成熟的網絡協議。這顯示了使用封裝機制將現有軟件包裝成靈活的組件的第二個優點:即從不同的資源中獲取最好的組件,并讓它們一起被使用。

3.8文件系統

通過使用封裝技術,OSKit吸收了NetBSD的基于磁盤的文件系統代碼。NetBSD之所以被選擇為首要資源庫,是因為在可用的系統中,它的文件系統代碼被最清晰地分離了出來,而FreeBSD和Linux的文件系統與它們的虛擬內存系統結合的更緊密。當前,OSKit也把Linux文件系統合并了進來,以便能夠支持多種類型的文件系統格式,如Windows95、OS/2和SystemV的文件系統格式等等。

OSKit文件系統輸出的COM接口類似于許多Unix文件系統所使用的內部VFS接口。這些接口具有很好的粒度,使我們可以不必接觸OSKit文件系統的內部。例如,OSKit接口只接受簡單的路徑名組件,允許安全封裝的代碼執行適當的訪問許可檢查。

4OSKit的現狀

自從在1996年6月了OSKit的第一個公開發行版以來,OSKit已經更新了多次,每次更新都增加了一些算法,并修正了一些錯誤。最新的發行版是2002年3月的版本。由此可見,OSKit一直處于操作系統開發平臺的前沿,其自身也在不斷完善和發展。

5結論

作為一個操作系統研究與開發的平臺,OSKit大大減輕了操作系統研究與開發者的負擔。它可以讓開發人員避開復雜的底層,而把興趣集中與他們所感興趣的領域。開發者可以用自己編寫的組件來取代OSKit中的部分組件,以滿足自己特定的需要,從而豐富了操作系統的應用層。總之,OSKit滿足了實際客戶系統的需求,有助于操作系統的研究與開發。

參考文獻

(1)湯海京基于面向對象操作系統開發平臺(OSKit)的分析與程序設計www-/developerWorks/linux/kernel/oskit/part1/index.shtml

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一、經濟系統的層次性

一般系統論創始人貝塔朗菲定義:“系統是相互聯系相互作用的諸元素的綜合體”,他強調元素間的相互作用以及系統對元素的整合作用。牽一發而動全身是系統的特征,更是當今社會經濟的特征。

經濟系統是系統經濟學研究的主要對象,經濟系統的層次性是系統經濟學的重要概念之一。經濟系統的層次性指根據某個或某些指標可以把經濟系統劃分為若干層次的經濟系統,每個層次的經濟系統都有自己獨特的特征和規律。根據組織水平的不同可以,將經濟系統分成六個層次,即“家庭經濟系統企業經濟系統產業經濟系統區域經濟系統國家經濟系統全球經濟系統”。

一般來說,高層次的經濟系統是以低層次的經濟系統為其載體的。低層次的經濟系統是高層次經濟系統的子系統或經濟元(經濟元是指具有一定功能的所有系統水平上的經濟實體,經濟系統是由經濟元和經濟元之間的關系組成)。

二、Android智能手機操作系統在經濟系統層級過渡的鏈接

1.家庭經濟系統過渡到企業經濟系統

溝通與交流是人類組成社會的充分必要條件。信息爆炸的現在,人與人、人與家庭、家庭與家庭的聯系需求比以往的任何時期更加強烈。手機的出現更好的滿足了人們溝通交流的需求,隨著消費者對手機需求的增加,其對手機功能的需求卻與價格成反向關系。

Android智能手機操作系統的成功研發,很好的解決了需求和價格的問題。Android手機操作系統是開源的,采用Webkit瀏覽器引擎,具有觸摸屏、高級圖形顯示和上網功能,消費者能夠在手機上查看電子郵件、搜索網址和觀看視頻節目等,比其他手機具有更強大的搜素功能,可以說是一種融入全部Web應用的單一平臺。它的開源性,極大地降低了開發成本,因此安卓手機受到市場強烈歡迎,市場占有率從2009年的1.3%①,一路飆升到2013年第一季度的51.4%。

Android手機系統的特征在于系統的開放性和服務免費,作為對第三方軟件完全開放的平臺,使開發者開發程序時擁有更大的自由度,突破了iPhone等只能添加為數不多的固定軟件的枷鎖;同時與Windows Mobile、Symbian等廠商不同,它免費向開發人員提供,可節省近三成成本。生產成本的降低和家庭經濟系統對其需求的加大,企業經濟系統也在隨之變化。

本文以代表性的三星集團為例。三星在市場上的崛起可以通過和諾基亞(生產Symbian操作系統)的市場占有率比較看出。2009年第三季度諾基亞在中國市場的占有率為50.08%,三星為12.36%,而到了2012年第二季度諾基亞卻降到了2.5%,三星為22.20%②。2013年第一季度,全球安卓智能手機收益共達50億美元。三星以占安卓智能手機總收益的95%份額主導安卓手機市場。

三星的成功依賴于充分運用了企業經濟系統中各經濟元之間的相互作用。企業系統的經濟元包括很多,本文只選取對三星成功最重要的六個經濟元和它們的相互作用來分析。如圖1所示。

圖1 智能手機企業經濟系統

三星的高管對家庭經濟系統的需求信息做出正確的判斷,將旗下50%智能手機采用Android操作系統,全面轉投這個開源平臺。三星的財務管理子系統向技術研發管理子系統投入了大量研發安卓智能手機操作系統的研發費用,像產品數據管理子系統投入設計費用,以便安卓手機能夠更美觀便捷,同時向營銷管理子系統支出營銷費用,進行系統營銷。三星通過家庭子系統了解安卓智能手機操作系統的需求,進而通過企業經濟系統的整體運作,擴大市場占有率,獲取超額利潤。

2.企業經濟系統過渡到產業經濟系統

Android操作系統為制造智能手機的企業經濟系統帶來了超額的利潤,這必定會帶動相關企業經濟系統的發展,為整個產業經濟系統帶來利潤。

這里的產業經濟系統的經濟元主要有9個,即家庭經濟系統、Android手機制造企業經濟系統、廣告企業經濟系統、半導體企業經濟系統、開發Android操作系統企業經濟系統、移動網絡運營企業經濟系統、Android手機應用交易平臺、支付平臺、Android手機應用軟件開發企業經濟系統。

與安卓手機相關的產業經濟系統中這9個經濟元和經濟元間的相互作用如圖2。圖中是以現金和服務或產品為鏈接,將家庭經濟系統、Android手機制造企業經濟系統同其他的經濟元相互作用共同構成產業經濟系統。從圖中我們可以看出,只要產業經濟系統中的一個經濟元能獲得超額的利潤,由于關聯性,可以帶動整個產業經濟系統獲得利潤。

圖2 與Android手機的相關的

產業經濟系統之間的經濟關系

3.產業經濟系統過渡到國家經濟系統

安卓智能手機操作系統這種產品的特殊性,使之不能像其他傳統產品那樣可以按照家庭經濟系統企業經濟系統產業經濟系統區域經濟系統國家經濟系統逐級過渡,因為安卓手機操作系統是一種虛擬產品,受到區域限制較少,所以可以直接從產業經濟系統過渡到國家經濟系統來分析。

安卓手機產業經濟系統的發展,引起了我國政府的重視。中國工業和信息化部電信研究院在一份報告表示:“我國移動操作系統研發對于Android系統存在嚴重路徑依賴。”Android操作系統是一種開源系統,但其核心技術和技術路線受到谷歌的嚴重控制,導致我國操作系統研發企業時刻面臨谷歌的商業歧視。

我國三大運營商中,中國移動推出了自有的手機操作系統,名為Open Mobile System,簡稱OMS。由于其技術短板,導致我國品牌缺乏國際競爭力,而且消費者對OMS系統幾乎沒有差異化的體驗,與Android系統相差甚遠。

手機操作系統作為向上支撐軟件、向下管理硬件和橫向構建手機產業經濟系統的基礎,必然成為提高我國智能手機產業競爭力的第一突破點。失去產業主導權將導致國際巨頭長期壟斷市場,掠奪利潤,威脅安全,所以必須大力發展我國自主知識產權的智能手機操作系統,進而提高我國在智能手機和移動互聯網產業的國際競爭力,更加快速地促進我國智能手機產業的發展。國家經濟系統中與智能手機經濟系統相關的經濟元主要有5個,即Android智能手機操作系統的產業經濟系統,我國自主研發的操作系統產業經濟系統、司法系統、政府、教育系統。國家經濟系統的經濟元之間的相互作用如圖3所示。

圖3 國家經濟系統中

與智能手機經濟系統相關的經濟元及其之間的關系

從圖3可以看出,我國要想提高在智能手機和移動互聯網產業的國際競爭力就應該從國家經濟系統的整體出發,政府分別向司法和教育系統傳遞出支持研發和大力發展人才的信息,然后各個系統再做出反應,只有國家經濟系統的每個子系統相互協調、相互配合、相互激勵才能使國家這個總體經濟系統得到整體的升級。

三、小結

本文以系統經濟學的層級結構理論來淺析了Android智能手機占有率提升的這個經濟現象。當今社會是“系統的時代”,經濟的一些經濟現象應該從系統的角度去分析,問題的解應該放到社會這個大的系統中來尋求,而非只是片面的拘泥于小部分來找答案。

注釋:

①數據來源于艾媒市場咨詢2006-2010年中國智能手機操作系統市場份額。

②數據來源于艾媒市場咨詢。

參考文獻

[1]昝廷全.系統經濟學探索[M].北京:科學教育出版社, 2004.

[2]昝廷全.系統經濟學學術散墨[M].北京:中國書店, 2012.

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中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A

文章編號:1005-913X(2015)09-0071-01

一、研究的目的及意義

食品安全溯源系統可以追溯“從源頭到餐桌”中的各個環節的全部信息,是從生產到最終消費建立起完整的一套可溯源性食品信息,從而可以追究相應環節違法者的法律責任。

目前,我國食品安全超標、檢測和環保體系以及監管追溯信息平臺不健全、法律法規缺失等問題嚴重存在。食品安全事件不僅引發大量食源性疾病,造成嚴重的經濟損失,而且,造成生產力水平下降,經濟效益減少。并且,食品安全事件增加醫療費用,造成國家財政支出上升,從而影響社會經濟發展,最終威脅國家安全和社會穩定。對于食品安全的管理,我國只是在控制食品生產的加工過程中采取了一些方法,并沒有將食品供應整個環節連接起來。傳統的方法是采用食品檢驗,對食品供應的關鍵環節進行控制等手段,但由于管理不嚴,并且操作失誤和人工誤差,經常會導致效率低下和出錯率較高等問題。為了確保全國人民的食品安全,有效控制食源性疾病的爆發,在我國建立食品跟蹤、管理、追溯的“源頭到餐桌”的信息溯源體系,將對食品行業的發展產生巨大的影響,是我國解決食品安全問題的一種非常重要方法。

二、國內外研究情況概述

全球已有四十多個國家采用相關系統進行食品溯源,特別是英國、日本、法國、美國、澳大利亞等國,均取得了顯著成效。我國食品安全問題不斷出現,食品溯源體系建設與完善在我國越來越受到關注和重視。但目前我國整體上食品安全追溯技術體系仍然不盡完善,一旦食品安全出現問題,很難實施有效追溯,進行控制與召回,這一問題急待解決。

三、研究內容

(一)技術架構設計

WEB平臺主要功能:對采集設備記錄信息數據的查詢、系統配置管理、溯源碼/防偽碼申請;數據采集設備主要功能:數據的錄入;二維碼打印系統(打印機 + 打印軟件)主要功能:獲取溯源碼/防偽碼圖像進行打印輸出;智能手機平臺:掃描溯源碼/防偽碼,查詢相關信息。

系統設計模式遵循以下原則:單一職責原則、開放閉合原則、里氏替換原則、依賴倒置原則、接口隔離原則。

系統多層結構的技術組成模型:表現層、中間層、數據層。

(二)功能設計

四、研究方法:主要技術路線

(一)RFID信息技術采集

食品追溯管理系統將利用RFID先進的技術并依托網絡技術、及數據庫技術,實現信息融合、查詢、監控,為每一個生產階段以及分銷到最終消費領域的過程中提供針對每件貨品安全性、食品成分來源及庫存控制的合理決策,實現食品安全預警機制。

(二)WSN物聯網技術

WSN(無線傳感器網絡)就是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成,通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網絡系統,其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中被感知對象的信息,并發送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者構成了無線傳感器網絡的三個要素。而構成WSN網絡的重要技術,zigbee技術以其低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本的優勢,逐漸被市場所接受。

(三)EPC全球產品電子代碼體系

EPC的全稱是Electronic Product Code,中文稱為產品電子代碼。EPC的載體是RFID電子標簽,并借助互聯網來實現信息的傳遞。EPC旨在為沒意見單品建立全球的、開放的標識標準,實現全球范圍內對單件產品的跟蹤與追溯,從而有效提高供應鏈管理水平、降低物流成本。EPC是一個完整的、復雜的綜合的系統。食品溯源系統將結合EPC技術,把所有的流通環節(包括生產、運輸、零售)統一起來,組成一個開放的、可查詢的EPC物聯網,從而大大提高對食品的追溯。

(四)物流跟蹤定位技術(GIS/GPS)

要做到食品追溯,就要貫穿整個食品的過程,包括生產、加工、流通和銷售,全過程必須嚴格控制,這樣才能形成一個完整的產業鏈的食品安全控制體系,以保證向社會提供優質的放心食品,并可確保供應鏈的高質量數據交流,讓食品行業徹底實施食品的源頭追蹤以及在食品供應鏈中提供完全透明度的能力。因此,物流運輸環節對于整個食品的安全來說就顯得異常重要。

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《計算機科學導論》課程是計算機專業的引導性課程,為計算機專業的新生提供了關于該專業學科的入門介紹。使學生能夠全面掌握計算機的基礎知識,并了解該專業的學生在該領域工作應具有的職業道德和應遵守的法律準則。《計算機科學導論》課程在大一第一個學期開設,新生雖然具有計算機的基本使用能力,但在計算機理論知識上的專業性不夠,大部分的知識對新生來說都是第一次接觸。如果一味地想把如此廣的知識介紹給學生,理解上的難度會影響他們學習的積極性,效果并不好。根據該課程近幾年的教學實踐,筆者總結出了教學中存在的一些問題,并對教學內容的選取、教學方法和考核方式給出思考。

教學中存在的問題

計算機科學導論的教學內容雖然相對淺顯,但是涵蓋的知識面很廣,幾乎包括計算機領域所有的理論知識,應用技術、熱點研究問題等。在授課中不僅要把基本的概念介紹清楚,還要對最新的專業動態有所介紹。在教學過程中主要存在以下幾個問題。

1.合適教材難以選擇

我國的計算機科學導論教材非常多,按其內容主要有以下三種:一、內容為計算機各種辦公軟件的使用,使學生具有使用計算機的初步能力,和非計算機專業開設的《大學計算機文化基礎》課程等同[1];二、將計算機專業學生大學四年要學的專業核心課程進行了濃縮,內容涉及面廣;三、計算機和計算的本質屬性用高度抽象的數學模型來刻畫[2],內容進行系統化、形式化的概括。由于目前中小學已開始開設了相關的課程,新生都具有不同程度的使用計算機的能力。所以選擇第一種教材對于計算機專業的學生會過于簡單,失去“專業引導”課程的本質屬性;第二種教材在廣度和深度上是比較難以把握的;第三種教材過于抽象,教師難講,一般院校的學生難以理解。再加之計算機科學技術和應用技術的發展變化非常快[3],可謂日新月異,許多教材內容的更新速度嚴重滯后。

2.理論教學過于復雜

新生非常渴望專業知識,計算機專業的新生對第一學期開設的計算機科學導論課程抱有很大的期望。教師希望通過講授該課程給學生初步建立整個學科的框架,指明計算機專業學習的方向,激發他們的學習興趣。但是把如數據結構,操作系統,數據庫系統,編譯原理等專業課濃縮為一章進行敘述[4],敘述方式上又較少考慮新生的知識背景和理解能力。理論教學中勉強把計算機科學系統知識精裝到學生的知識結構中[5],不斷出現的新概念、新理論和新知識使學生難以真正理解,又要求他們在短期內消化吸收,這樣不但起不到很好的專業引導,反而使學生對計算機的學習望而生畏。

3.實驗內容與理論教學相對獨立

本課程配有相應的實驗內容,但一般是以Windows操作系統和常用辦公軟件的操作為主,與理論教學相對獨立。

4.考核方式傳統化

對學生來說,最熟悉的考試方式是閉卷考試,這種考試方式注重對知識的記憶、理解和應用。在大學學習期間,很多課程沒有單元測試、期中考試,采取的是直接的期末考試。學生到了期末死記硬背搞突擊,平時很少去細細思索所學內容。本課程不只是介紹一些計算機專業的知識,更應該引導學生思考相關的一些問題。

教學的幾點思考

1.教材內容和補充新信息相結合

教材的內容對基本知識介紹得比較全面,但為了提高教學質量和教學的有效性,在教學內容上教師需要適當地選擇一些專業領域的新知識進行補充,如計算機技術和產品的最新發展、新成果、未來發展趨勢等[6]。學生在掌握計算機基本知識的基礎上對專業新知識有所了解,緊跟時代的新發展,與學生實際生活中接觸到的產品和概念有所共鳴,這樣可以激發他們學習本專業知識的興趣。

2.構建啟發式教學模式

傳統的教學模式是非常封閉的,教師講解學生聽課,兩者的交流比較少。學生的這種被動局面制約了他們學習主動性的發揮。啟發式教學模式就是讓學生的學習方式從被動變為主動。教師在對基礎知識的介紹過程中,根據相應的知識點設置相關問題,對學生進行分組選擇相應問題;進行前期的文獻查找,撰寫論文培訓后,讓學生自己去查閱相關資料,提煉內容,形成一份綜合的材料,并在課堂上講解給同學們;教師及時對學生所講內容進行總結評述。把課堂的某些時間讓學生掌控,教學中充分調動教師和學生的交流,在問題中探討學習,在參與中掌握相關知識。在這個過程中讓學生學會檢索文獻,整理資料,初步閱讀計算機專業文獻等;鼓勵學生從問題出發,去鉆研去思考,逐步訓練專業的創新能力;在團隊中學會合作;鍛煉學生的表達能力;提高辦公軟件的使用能力;培養學生專業自信心;充分發揮學生的主動性。

3.適當增加理論教學的實驗

Windows操作系統和常用辦公軟件的操作這些操作技能需掌握,但課堂上講到的有些內容最好配合相應的實踐,給學生實實在在的接觸,這樣能使理論教學的效果更理想。

4.改變考核方式

大學的課程在考核上一般采取期末考試成績和平時成績相結合的方法。計算機導論課程內容多,授課中若不采取傳統的教學方式,而是結合專題講座、學生參與教學的方式,該課程的部分考核可以在教學過程中完成。例如,可采取分組合作課題和獨立選題論文相結合的考核形式。分組合作課題在授課中完成,學生按所在分組,分工合作完成相關課題,上臺講演,并通過各小組之間的評比給出相應成績,這項成績在教學中完成;獨立選題論文,學生自主選取與計算機領域相關的選題,以論文形式上交,培養學生獨立思考能力,這項考核在結課后一定時間內完成。兩者結合,不增加學生記憶的壓力,又給了學生充分的自。

結束語

《計算機科學導論》課程在專業知識整體介紹的同時要激發學生學習本專業的興趣,發揮學生學習的主動性。課程難度和廣度不容易把握,教師要不斷更新教學內容,改進教學方法,使《計算機科學導論》課程真正起到引導的作用。

參考文獻:

[1]許晴媛.《計算機導論》課程內容探索與改革[J].寧德師范學院學報(自然科學版),2011,23(3):303-306.

[2]何昭青.《計算機導論》課程內容體系構建的研究與實踐[J].湖南第一師范學院學報,2010,10(5):63-66.

[3]李明東,等.《計算機導論》課程內容及體系結構改革研究[J].四川師范學院學報(自然科學版),2003,24(1):6-8.

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目前,企業的財務管理環境面臨著發展的機遇和挑戰:在全球實現一體化、信息化的的背景下,財務管理工作也要逐步實現信息化,這體現為,財務管理信息化、網絡化;財務聯系電子化;財務通訊科技化;管理人員專業化等多個方面。同時,對于許多企業而言,管理手段不斷豐富,無形資產的比重逐漸上升,在這樣的背景下,更新財務管理理念,引進新式財務管理模式,是十分重要的。

對于筆者所在的公司,企業的發展進入了國際化和現代化的新階段。作為大型集團企業下屬的地區公司,在籌融資及投資功能被上收的情況下,作為生產中心,財務管理的核心內容似乎只剩下了成本控制管理。以ERP作業鏈為基礎的企業業務運作模式在一定程度上整合了企業財務管理各個環節,有力支持了企業財務核算和管理。

一、EPR 系統概述

(一)EPR 系統簡介

所謂ERP(Enterprise Resource Planning)系統,是指企業在資源管理過程中對資源分配使用的各個環節進行系統化安排,從而達到資產使用效率最高的結果。EPR系統的主要運行職能是對企業財務管理中的每一個環節進行重新的安排、規劃和優化,從而使得財務管理人員能夠清楚地認識到公司資產的真實實時價值,為公司決策提供基本信息。。

(二)ERP 系統特點

EPR系統整合了公司內部的財務信息,從而使財務管理人員和決策人員能夠清楚地獲悉公司內部的基本資產狀況。EPR系統的作用首先是統一信息,由于其運行模式具有高度標準化,運行內容有統一標準,因此EPR系統特點之一是統一性和高效性。

同時,ERP系統的信息獲取和更新是實時的。這意味著,管理系統能夠獲取最新的生產經營狀態。因此,EPR系統整合各個部門的財務信息,有助于系統信息整合后及時更新總體數據,EPR系統具有高度及時性。

(三)EPR 系統在財務管理中的意義

從EPR的定位中我們就可以看出,EPR的核心內容是價值鏈與業務鏈的融合管理。因為,在公司中對財務資產的管理一直是財務部門的分內職責,而財務數據又基本上來源于業務部門的生產經營行為。因此通過組織實施ERP系統,將業務部門操作與財務價值核算實時的連接起來,對于提高企業財務管理效率有很大幫助。我認為,EPR系統在財務管理中的意義如下:

1、EPR系統整合財務信息

在傳統的信息收集模式和財務管理模式下,財務信息是十分不統一的,各個部門各自為戰。信息難以及時傳遞,各部門對公司整體運營狀況難以做出有效評估和調整。這極大地限制了公司決策的科學性和各個部門能動性的發揮。在EPR系統下,通過各業務模塊的融合,上述問題將迎刃而解。例如:生產計劃部門通過生產模塊下達生產計劃、根據生產經營計劃各業務部門會產生其各自的物料或服務需求計劃。這些需求計劃,在企業的采購模塊里又會生成采購計劃,相應的后續采購、驗收、掛賬付款等事項在系統中相應完成。采購的物料和服務,又會根據需求計劃和生產計劃分配到各自的成本中去,經過系統設定的成本核算模式,相應的成本將會實時計算出來。EPR的運用使每個部門擺脫其各自為戰的尷尬局面,解決了財務部門難以掌握整體信息的困境以及各個子核算系統相互分離的問題,解決了內部財務信息傳輸和整合的問題。在EPR系統下,上述所以信息都會被整合核算成為一個整體。大大減少了財務信息失誤的可能性,信息高度整合,企業財務管理的效率大大提高。

2、提高財務管理的效率

企業在整個生產經營過程中,需要對自身的財務狀況、運營能力、生產能力、市場環境等方面與進行一系列評估,并在此基礎上做出決策。在傳統財務管理模式下,據以評估的信息是相互分離的,并且在不同的部門中進行管理,如:銷售部門只關心銷售數據、生產部門只關心成本數據、采購部門只關心采購數據,很多重大決策缺乏過硬的數據支持。在EPR系統下,上述信息得到了高度整合。舉例而言,在原料供應的需求中,其要受到受到市場環境、和庫存狀況等因素的影響,在EPR系統下,上述信息得到整合,企業可以根據生產狀況、庫存狀況等決定采購與否以及采購數量,這一財務管理決策效率得到了大幅度提高。EPR 系統協調各個部門信息,從而使系統自身產生價值,形成產品和信息的一致性,實現資金流動、實物流動、信息流動的高度統一,加強了財務管理的一致性。提高財務管理的效率。

3、EPR系統的安全性和及時性

EPR系統是一個現代企業中資源管理的科學分析體系,從而使企業的財務信息資源能夠準確快速地提供,減少決策失誤.EPR系統有效實現了對財務管理的信息整合,使得各個部門的信息能夠及時得到匯總,實現數據的動態化管理。同時,EPR系統強調對數據的統一管理。系統論認為,數據的統一整合和系統分析,能夠有效減少每一個環節在最終信息獲得和決策中所占的比重,從而有效避免人工失誤,保證系統的安全。

然而,需要企業注意的是,EPR系統的安全性是相對的。在計算機和互聯網高度發達的今天,網絡黑客無所不在,一些國際化大公司也存在不少被黑客攻擊造成重大損失的案例。企業應該提高警惕,加強網絡和信息系統的安全。

二、EPR系統的應用

本文以筆者所在公司ERP系統為例說明,如何在財務管理中實現EPR系統的應用。

(一)數據采集系統的應用

ERP管理系統所采集的數據并以此建成的數據庫主要包括總帳會計模塊、物資采購模塊、生產計劃模塊、項目管理模塊等等,涵蓋公司和具體業務流程,由此可見,完整的數據采集系統對EPR系統而言必不可少。

(二)ERP系統與會計核算系統融合

ERP系統作為整合公司業務的系統,其并不是專業的會計核算軟件。其產生的原始數據信息,需加工處理成財務信息。為此,公司采取了ERP系統與財務核算系統融合的方式,將ERP原始業務信息,通過對照表等方式,轉化成財務數據。這樣,每當業務部門有業務發生,產生了實時的實物流,相應的就會產生實時的會計信息,為企業加強成本控制,實施財務管理提供了有力支持。

(三)網路系統更新

EPR系統強調數據整合,因此在應用中企業應當建立完善的內部網絡和數據系統,為分公司和子公司建立并并入公司主干網絡之中。與此同時,網絡及硬件的建設也為系統安全提供保障。

(四)操作系統統一化

EPR系統的數據格式應當統一,才能實現數據共享。在許多企業中,其信息設備尚存在多個操作系統并用的情況,這會導致信息處理的混亂。因此,在應用EPR系統時,企業必須統一操作系統。為此,公司在集團總部層面上控制編碼標準化是較好的方法。

(五)財務制度的統一化管理

EPR系統中要求業務流程,編碼等高度一致。而在現實操作中,許多企業的各個部門采用不同的標識方法和標識技術,造成企業內部存在人為的信息障礙,這對于企業長期發展十分不利。鑒于此,企業應當以總部EPR系統為模版,要求各個部門必須按照EPR系統的要求整理財務報表,整合財務數據。企業應當建立內部統一的會計制度、核算辦法、標準編碼、業務流程和應用系統,才能實現財務管理的統一化。

另外,為適應ERP系統實時,相關業務流程會有所改變,因此切合業務流程的改變,相關的制度也應重新修訂。

(六)EPR系統人員更新

EPR系統使得財務管理的處理在網絡和計算機設備上完成,這就要求各業務部門操作人員需要提高認識,明確自己的操作在整個企業業務鏈條中的位置,并且明白每個操作所產生的財務后果。同時,傳統許多由財務人員掌控和操作的程序已經被EPR系統自身所取代,這需要財務管理人員認真調整心態,及時更新知識,并將財務監督前移到業務部門崗位上去。

三、 結束語

EPR系統,作為財務管理的核心系統,是現代化企業進行管理的核心。因此,企業應當重視EPR系統的發展,高效應用EPR系統,使其真正能為企業健康高效發展發揮作用。

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隨著社會化大生產的深入展開,對日常行政的指揮、監督、控制成為強烈的必需,科學化管理的需求日益上升。實踐證明管理者素質的高低,在極大程度上影響著政務效率與質量。因此,對新時期行政管理科學化問題的探討具有十分重要的意義。

一、行政管理的演變

管理是一個歷史范疇,其作為實踐是歷經無數人的努力,步步演變,才走向科學化的。從最初的經驗管理發展到工業化時期的泰羅制和福特制管理,管理開始進入科學管理時期。泰羅在其《科學管理原理》中指出,科學管理是由組織、協調、合作、發揮每個人最高的效率,實現最大的富裕等多種要素結合而成的。這使人們對科學管理開始關注,特別是現代行為科學的誕生,為管理注入了新的心理因素,而系統論的發展,為系統管理的實施提供了強有力的理論指導。此時,以梅奧為代表的以人為本的管理思想開始占據主導地位,管理不僅僅是追求有序化、合理化,同時也追求人的需要的滿足,而且謀求管理的整個系統功能的優化。這就是管理的科學化問題。

現代行政管理正在發生一系列的趨勢性變化。首先是從流行程序管理變為倡導目標管理。程序管理要求管理者對被管理者明確行動的目標,且交代每一個行動的操作步驟,而目標管理僅需對被管理者明確目標及其工作要求,具體步驟由被管理者、操作層次的人自行解決。當然,不同的被管理者應運用不同的管理方式,但在人力資源素質不斷提高的今天,仍一味奉行程序性管理是過于落后了。

其次,從單一管理發展為分層管理。系統論中的結構——層次——功能理論開始在管理中發揮作用。不同人員結構的系統(單位)要運用不同的管理模式,不同層次的管理者,其管理方法不能相同。高層次的管理者僅僅關注戰略性決策,而日常程序性決策都授權于低層次管理者操辦。不同的管理者其管理半徑不一樣,其控制力、監督能力也不一樣。

再次,從剛性管理發展為柔性管理。剛性管理強調硬性行政命令約束,管理思維是非此即彼,容不得權變。而柔性管理認為管理存在彈性,管理者往往根據不同的被管理者和不同的情境而采取不同的管理方法,從而達到理想的管理效果。管理者注重對管理“柔性”因素的控制如管理風格、溝通、文化等。

第四,從無風險管理發展為危機管理。傳統的管理強調對被管理者的激勵與約束的對稱即所謂的獎懲機制的建立。通過表揚的手段、樹立典型的效應來帶動一批人前進,不談憂患,不提危機,害怕被管理者受刺激過度,產生懼怕心理,影響工作及效率。危機管理在一些特殊情況下有其獨特、甚至令人意想不到的作用。如急中生智,置之死地而后生,都說明危機管理具有獨特功能。更值得注意的是,現在危機管理似乎有演變為一種經常性管理模式的趨勢。如微軟公司總裁比爾·蓋茨在管理中強調“最好的軟件公司離真正破產永遠只有18個月”。正是有這種危機管理技能的運用,微軟公司才會日益強盛。

不僅僅是管理模式在變,而且管理的指導思想也在變。如鯰魚效應和木桶原理,學習型組織的理論的興起等。鯰魚效應是指在一批沙丁魚的遠途運輸中,如果摻入幾只兇猛的鯰魚,反而會使沙丁魚的死亡率降低,這是因為有了逃生的競爭,使沙丁魚游動頻率增高,從而生存力增強。同樣,在管理中,如果多引入一些不同類型的人才,則會使單位的生命力愈加旺盛,這破除了傳統的“一山難容二虎”的理念。木桶原理是指一只由幾十塊木板拼接而成的大木桶,其容量取決于最短一塊木板。這給管理者的啟示是:面對被管理者的差異與管理環節、問題的差異,其實是最薄弱的那一個環節,可能會導致管理上的麻煩與致命傷。因此,一名優秀管理者應從最薄弱環節改進入手,去提升整體的管理績效。只有經常性檢查,經常性抓落實,抓責任制的貫徹才會獲得滿意的管理效果。現代管理科學還告訴管理者,如何將自己所管理的組織發展成為一個學習型的組織,已是十分迫切的問題。傳統的管理認為,被管理者一次充電,受益終生,知識、才能運用只須儲備一次,便可應付全部的挑戰。而在信息、知識經濟時代,這一管理理念落伍了。只有帶領組織成為持續學習型的組織,擺脫單純的模仿,且成員之間相互學習,具有共同的愿景,一個單位、組織才會生機勃勃,不斷發展,不斷拓展成長空間,不斷超越同行,取得成功。

二、現行行政管理的誤區剖析

當前,一些人戲稱流行的行政管理模式為“領導就是開會、管理就是收費、協調就是喝醉”,一些管理人士甚至將其作為管理的金科玉律。這其實是行政管理庸俗化的表現,是明顯的認識誤區,在這種指導思想下進行管理將貽害無窮。

首先,將開會布置任務,理解為可替代科學決策,這首先是管理者的悲哀。這種錯誤的認識容易造成“會海”連綿,管理者開了會就等于任務布置了,事情完成了,長此以往,落實工作成為頑癥。而沒有落實的政策、措施等于一切都是空的,管理的效能無從體現。

其次,管理的中心任務是什么,僅僅是收費嗎?把管理權限混同于單項財權行使、賺錢的所為,這是將管理極端簡單化的表現。的確,好的管理可以產生經濟效益與社會效益,但管理不是為了收費了事,這是管理導向的錯誤,會造成管理可有可無,機構形同虛設,人浮于事,最終斷送了事業。

再次,協調就是喝醉,這是將管理極端庸俗化的表現。當然,協調是需要將方方面面的利益進行平衡,對各方傾向、意見進行妥協,但決不是一喝了事。管理既要協調管理者與被管理者,使二者利益、愿望與目標等大體相一致。做到上下同心,形成組織的凝聚力。要協調長遠利益與眼前利益,最終目標與近期目標之間的關系。也要協調管理者與工作任務相適應,還要協調被管理者與工作任務相適應,達到1+1>2的系統功能效應。還有一種管理誤區就是一味多訂制度,認為有了制度就有了管理,從而導致規章多如牛毛,有否貫徹執行則無人問津。這種錯誤的認識容易造成“文山”現象,管理者須簽閱大量的文件,哪有時間、精力去真正管理呢?其實,有了制度不等于就有了管理,有了制度,只是為管理準備了一些基本前提、準備了一些條件,這只是管理的開始,實際上,被管理者是否自覺執行這些規章,是需要監控、需要調研的,這都是管理的題中之義。制定過多的規章等于沒有規章,因此規章過濫也會影響管理的效能。

三、新時期行政管理的科學化走向

決策的科學化。作出一項正確而充分的決策,有賴于準確而充分的信息,也需有一套動力機制去刺激決策付諸實施。傳統的管理以領導者“拍頭腦決策”為主,憑經驗、憑主觀決策,容易導致決策失誤,導致嚴重后果。因此,我們必須尋求決策的動力機制,健全為決策服務的信息系統。

辦公的自動化。辦公系統是決策系統與操作系統的銜接環節,是落實決策的重要一環。制度、決策的落實在于執行,它涉及到辦公環節的啟動,傳達貫徹、督辦決策的實施到位。傳統管理中的這些環節都已齊備,但缺乏的是高科技手段。現代管理就是要借助于辦公自動化技術,成倍地提高政務效率,建立督辦網絡體系,使事中、事畢都存在可測性與可控性,使決策者、管理者隨時能得到確切、全面的信息反饋,以便實現全程動態管理。

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