医学图像处理论文:医学图像处理技术分析管理论文 论文关键词:医学图像处理图像分割图像配准图像融合纹理分析 论文摘要:随着医学成像和计算机辅助技术的发展,从二维医学图像到三维可视化技术成为研究的热点,本文介绍了医学图像处理技术的发展动态,对图像分割、纹理分析、图像配准和图像融合技术的现状及其发展进行了综述。在比较各种技术在相关领域中应用的基础上,提出了医学图像处理技术发展所面临的相关问题及其发展方向。 1.引言 近20多年来,医学影像已成为医学技术中发展最快的领域之一,其结果使临床医生对人体内部病变部位的观察更直接、更清晰,确诊率也更高。20世纪70年代初,X-CT的发明曾引发了医学影像领域的一场革命,与此同时,核磁共振成像象(MRI:MagneticResonanceImaging)、超声成像、数字射线照相术、发射型计算机成像和核素成像等也逐步发展。计算机和医学图像处理技术作为这些成像技术的发展基础,带动着现代医学诊断正产生着深刻的变革。各种新的医学成像方法的临床应用,使医学诊断和治疗技术取得了很大的进展,同时将各种成像技术得到的信息进行互补,也为临床诊断及生物医学研究提供了有力的科学依据。 在目前的影像医疗诊断中,主要是通过观察一组二维切片图象去发现病变体,往往需要借助医生的经验来判定。至于准确的确定病变体的空间位置、大小、几何形状及与周围生物组织的空间关系,仅通过观察二维切片图象是很难实现的。因此,利用计算机图象处理技术对二维切片图象进行分析和处理,实现对人体器官、软组织和病变体的分割提取、三维重建和三维显示,可以辅助医生对病变体及其它感兴趣的区域进行定性甚至定量的分析,可以大大提高医疗诊断的准确性和可靠性。此外,它在医疗教学、手术规划、手术仿真及各种医学研究中也能起重要的辅助作用。 本文对医学图像处理技术中的图像分割、纹理分析、图像配准和图像融合技术的现状及其发展进行了综述。 2.医学图像三维可视化技术 2.1三维可视化概述 医学图像的三维可视化的方法很多,但基本步骤大体相同,如图.。从#$/ ’(或超声等成像系统获得二维断层图像,然后需要将图像格式(如0(#1 )转化成计算机方便处理的格式。通过二维滤波,减少图像的噪声影响,提高信噪比和消除图像的尾迹。采取图像插值方法,对医学关键部位进行各向同性处理,获得体数据。经过三维滤波后,不同组织器官需要进行分割和归类,对同一部位的不同图像进行配准和融合,以利于进一步对某感兴趣部位的操作。根据不同的三维可视化要求和系统平台的能力,选择不同的方法进行三维体绘制,实现三维重构。 2.2关键技术: 图像分割是三维重构的基础,分割效果直接影像三维重构的精确度。图像分割是将图像分割成有意义的子区域,由于医学图像的各区域没有清楚的边界,为了解决在医学图像分割中遇到不确定性的问题,引入模糊理论的模糊阀值、模糊边界和模糊聚类等概念。快速准确的分离出解剖结构和定位区域位置和形状,自动或半自动的图像分割方法是非常重要的。在实际应用中有聚类法、统计学模型、弹性模型、区域生长、神经网络等适用于医学图像分割的具体方法。 由于可以对同一部位用不同的成像仪器多次成像,或用同一台仪器多次成像,这样产生了多模态图像。多模态图像提供的信息经常相互覆盖和具有互补性,为了综合使用多种成像模式以提供更全面的信息,需要对各个模态的原始图像进行配准和数据融合,其整个过程称为数据整合。整合的第一步是将多个医学图像的信息转换到一个公共的坐标框架内的研究,使多幅图像在空间域中达到几何位置的完全对应,称为三维医学图像的配准问题。建立配准关系后,将多个图像的数据合成表示的过程,称为融合。在医学应用中,不同模态的图像还提供了不互相覆盖的结构互补信息,比如,当CT提供的是骨信息,MRI提供的关于软组织的信息,所以可以用逻辑运算的方法来实现它们图像的合成。 当分割归类或数据整合结束后,对体数据进行体绘制。体绘制一般分为直接体绘制和间接体绘制,由于三维医学图像数据量很大,采用直接体绘制方法,计算量过重,特别在远程应用和交互操作中,所以一般多采用间接体绘制。在图形工作站上可以进行直接体绘制,近来随着计算机硬件快速发展,新的算法,如三维纹理映射技术,考虑了计算机图形硬件的特定功能及体绘制过程中的各种优化方法,从而大大地提高了直接体绘制的速度。体绘制根据所用的投影算法不同加以分类,分为以对象空间为序的算法(又称为体素投影法)和以图像空间为序的算法!又称为光线投射法",一般来说,体素投影法绘制的速度比光线投射法快。由于三维医学图像的绘制目的在于看见内部组织的细节,真实感并不是最重要的,所以在医学应用中的绘制要突出特定诊断所需要的信息,而忽略无关信息。另外,高度的可交互性是三维医学图像绘制的另一个要求,即要求一些常见操作,如旋转,放大,移动,具有很好的实时性,或至少是在一个可以忍受的响应时间内完成。这意味着在医学图像绘制中,绘制时间短的可视化方法更为实用。 未来的三维可视化技术将与虚拟现实技术相结合,不仅仅是获得体数据的工具,更主要的是能创造一个虚拟环境。 3.医学图像分割 医学图像分割就是一个根据区域间的相似或不同把图像分割成若干区域的过程。目前,主要以各种细胞、组织与器官的图像作为处理的对象,图像分割技术主要基于以下几种理论方法。 3.1基于统计学的方法 统计方法是近年来比较流行的医学图像分割方法。从统计学出发的图像分割方法把图像中各个像素点的灰度值看作是具有一定概率分布的随机变量,观察到的图像是对实际物体做了某种变换并加入噪声的结果,因而要正确分割图像,从统计学的角度来看,就是要找出以最大的概率得到该图像的物体组合。用吉布斯(Gibbs)分布表示的Markov随机场(MRF)模型,能够简单地通过势能形式表示图像像素之间的相互关系,因此周刚慧等结合人脑MR图像的空间关系定义Markov随机场的能量形式,然后通过最大后验概率(MAP)方法估计Markov随机场的参数,并通过迭代方法求解。层次MRF采用基于直方图的DAEM算法估计标准有限正交混合(SFNM)参数的全局最优值,并基于MRF先验参数的实际意义,采用一种近似的方法来简化这些参数的估计。林亚忠等采用的混合金字塔Gibbs随机场模型,有效地解决了传统最大后验估计计算量庞大和Gibbs随机场模型参数无监督及估计难等问题,使分割结果更为可靠。 3.2基于模糊集理论的方法 医学图像一般较为复杂,有许多不确定性和不精确性,也即模糊性。所以有人将模糊理论引入到图像处理与分析中,其中包括用模糊理论来解决分割问题。基于模糊理论的图形分割方法包括模糊阈值分割方法、模糊聚类分割方法等。模糊阈值分割技术利用不同的S型隶属函数来定义模糊目标,通过优化过程最后选择一个具有最小不确定性的S函数,用该函数表示目标像素之间的关系。这种方法的难点在于隶属函数的选择。模糊C均值聚类分割方法通过优化表示图像像素点与C各类中心之间的相似性的目标函数来获得局部极大值,从而得到最优聚类。Venkateswarlu等[改进计算过程,提出了一种快速的聚类算法。 3.2.1基于模糊理论的方法 模糊分割技术是在模糊集合理论基础上发展起来的,它可以很好地处理MR图像内在的模糊性和不确定性,而且对噪声不敏感。模糊分割技术主要有模糊阈值、模糊聚类、模糊边缘检测等。在各种模糊分割技术中,近年来模糊聚类技术,特别是模糊C-均值(FCM)聚类技术的应用最为广泛。FCM是一种非监督模糊聚类后的标定过程,非常适合存在不确定性和模糊性特点的MR图像。然而,FCM算法本质上是一种局部搜索寻优技术,它的迭代过程采用爬山技术来寻找最优解,因此容易陷入局部极小值,而得不到全局最优解。近年来相继出现了许多改进的FCM分割算法,其中快速模糊分割(FFCM)是最近模糊分割的研究热点。FFCM算法对传统FCM算法的初始化进行了改进,用K-均值聚类的结果作为模糊聚类中心的初值,通过减少FCM的迭代次数来提高模糊聚类的速度。它实际上是两次寻优的迭代过程,首先由K-均值聚类得到聚类中心的次最优解,再由FCM进行模糊聚类,最终得到图像的最优模糊分割。 3.2.2基于神经网络的方法 按拓扑机构来分,神经网络技术可分为前向神经网络、反馈神经网络和自组织映射神经网络。目前已有各种类型的神经网络应用于医学图像分割,如江宝钏等利用MRI多回波性,采用有指导的BP神经网络作为分类器,对脑部MR图像进行自动分割。而Ahmed和Farag则是用自组织Kohenen网络对CT/MRI脑切片图像进行分割和标注,并将具有几何不变性的图像特征以模式的形式输入到Kohenen网络,进行无指导的体素聚类,以得到感兴趣区域。模糊神经网络(FNN)分割技术越来越多地得到学者们的青睐,黄永锋等提出了一种基于FNN的颅脑MRI半自动分割技术,仅对神经网络处理前和处理后的数据进行模糊化和去模糊化,其分割结果表明FNN分割技术的抗噪和抗模糊能力更强。 3.2.3基于小波分析的分割方法 小波变换是近年来得到广泛应用的一种数学工具,由于它具有良好的时一频局部化特征、尺度变化特征和方向特征,因此在图像处理上得到了广泛的应用。 小波变换和分析作为一种多尺度多通道分析工具,比较适合对图像进行多尺度的边缘检测,典型的有如Mallat小波模极大值边缘检测算法[6 3.3基于知识的方法 基于知识的分割方法主要包括两方面的内容:(1)知识的获取,即归纳提取相关知识,建立知识库;(2)知识的应用,即有效地利用知识实现图像的自动分割。其知识来源主要有:(1)临床知识,即某种疾病的症状及它们所处的位置;(2)解剖学知识,即某器官的解剖学和形态学信息,及其几何学与拓扑学的关系,这种知识通常用图谱表示;(3)成像知识,这类知识与成像方法和具体设备有关;(4)统计知识,如MI的质子密度(PD)、T1和T2统计数据。Costin等提出了一种基于知识的模糊分割技术,首先对图像进行模糊化处理,然后利用相应的知识对各组织进行模糊边缘检测。而谢逢等则提出了一种基于知识的人脑三维医学图像分割显示的方法。首先,以框架为主要表示方法,建立完整的人脑三维知识模型,包含脑组织几何形态、生理功能、图像灰度三方面的信息;然后,采用“智能光线跟踪”方法,在模型知识指导下直接从体积数据中提取并显示各组织器官的表面。 3.4基于模型的方法 该方法根据图像的先验知识建立模型,有动态轮廓模型(ActiveContourModel,又称Snake)、组合优化模型等,其中Snake最为常用。Snake算法的能量函数采用积分运算,具有较好的抗噪性,对目标的局部模糊也不敏感,但其结果常依赖于参数初始化,不具有足够的拓扑适应性,因此很多学者将Snake与其它方法结合起来使用,如王蓓等利用图像的先验知识与Snake结合的方法,避开图像的一些局部极小点,克服了Snake方法的一些不足。Raquel等将径向基网络(RBFNNcc)与Snake相结合建立了一种混合模型,该模型具有以下特点:(1)该混合模型是静态网络和动态模型的有机结合;(2)Snake的初始化轮廓由RBFNNcc提供;(3)Snake的初始化轮廓给出了最佳的控制点;(4)Snake的能量方程中包含了图像的多谱信息。Luo等提出了一种将livewire算法与Snake相结合的医学图像序列的交互式分割算法,该算法的特点是在少数用户交互的基础上,可以快速可靠地得到一个医学图像序列的分割结果。 由于医学图像分割问题本身的困难性,目前的方法都是针对某个具体任务而言的,还没有一个通用的解决方法。综观近几年图像分割领域的文献,可见医学图像分割方法研究的几个显著特点:(1)学者们逐渐认识到现有任何一种单独的图像分割算法都难以对一般图像取得比较满意的结果,因而更加注重多种分割算法的有效结合;(2)在目前无法完全由计算机来完成图像分割任务的情况下,半自动的分割方法引起了人们的广泛注意,如何才能充分利用计算机的运算能力,使人仅在必要的时候进行必不可少的干预,从而得到满意的分割结果是交互式分割方法的优秀问题;(3)新的分割方法的研究主要以自动、精确、快速、自适应和鲁棒性等几个方向作为研究目标,经典分割技术与现代分割技术的综合利用(集成技术)是今后医学图像分割技术的发展方向。 4.医学图像配准和融合 医学图像可以分为解剖图像和功能图像2个部分。解剖图像主要描述人体形态信息,功能图像主要描述人体代谢信息。为了综合使用多种成像模式以提供更全面的信息,常常需要将有效信息进行整合。整合的第一步就是使多幅图像在空间域中达到几何位置的完全对应,这一步骤称为“配准”。整合的第二步就是将配准后图像进行信息的整合显示,这一步骤称为“融合”。 在临床诊断上,医生常常需要各种医学图像的支持,如CT、MRI、PET、SPECT以及超声图像等,但无论哪一类的医学图像往往都难以提供全面的信息,这就需要将患者的各种图像信息综合研究19],而要做到这一点,首先必须解决图像的配准(或叫匹配)和融合问题。医学图像配准是确定两幅或多幅医学图像像素的空间对应关系;而融合是指将不同形式的医学图像中的信息综合到一起,形成新的图像的过程。图像配准是图像融合必需的预处理技术,反过来,图像融合是图像配准的一个目的。 4.1医学图像配准 医学图像配准包括图像的定位和转换,即通过寻找一种空间变换使两幅图像对应点达到空间位置上的配准,配准的结果应使两幅图像上所有关键的解剖点或感兴趣的关键点达到匹配。20世纪90年代以来,医学图像配准的研究受到了国内外医学界和工程界的高度重视,1993年Petra等]综述了二维图像的配准方法,并根据配准基准的特性,将图像配准的方法分为两大类:基于外部特征(有框架)的图像配准和基于内部特征(无框架)的图像配准。基于外部特征的方法包括立体定位框架法、面膜法及皮肤标记法等。基于外部特征的图像配准,简单易行,易实现自动化,能够获得较高的精度,可以作为评估无框架配准算法的标准。但对标记物的放置要求高,只能用于同一患者不同影像模式之间的配准,不适用于患者之间和患者图像与图谱之间的配准,不能对历史图像做回溯性研究。基于内部特征的方法是根据一些用户能识别出的解剖点、医学图像中相对运动较小的结构及图像内部体素的灰度信息进行配准。基于内部特征的方法包括手工交互法、对应点配准法、结构配准法、矩配准法及相关配准法。基于内部特征的图像配准是一种交互性方法,可以进行回顾性研究,不会造成患者不适,故基于内部特征的图像配准成为研究的重点。 近年来,医学图像配准技术有了新的进展,在配准方法上应用了信息学的理论和方法,例如应用最大化的互信息量作为配准准则进行图像的配准,在配准对象方面从二维图像发展到三维多模医学图像的配准。例如Luo等利用最大互信息法对CT-MR和MR-PET三维全脑数据进行了配准,结果全部达到亚像素级配准精度。在医学图像配准技术方面引入信号处理技术,例如傅氏变换和小波变换。小波技术在空间和频域上具有良好的局部特性,在空间和频域都具有较高的分辨率,应用小波技术多分辨地描述图像细貌,使图像由粗到细的分级快速匹配,是近年来医学图像配准的发展之一。国内外学者在这方面作了大量的工作,如Sharman等提出了一种基于小波变换的自动配准刚体图像方法,使用小波变换获得多模图像特征点然后进行图像配准,提高了配准的准确性。另外,非线性配准也是近年来研究的热点,它对于非刚性对象的图像配准更加适用,配准结果更加准确。 目前许多医学图像配准技术主要是针对刚性体的配准,非刚性图像的配准虽然已经提出一些解决的方法,但同刚性图像相比还不成熟。另外,医学图像配准缺少实时性和准确性及有效的全自动的配准策略。向快速和准确方面改进算法,使用最优化策略改进图像配准以及对非刚性图像配准的研究是今后医学图像配准技术的发展方向。 4.2医学图像融合 图像融合的主要目的是通过对多幅图像间的冗余数据的处理来提高图像的可读性,对多幅图像间的互补信息的处理来提高图像的清晰度。不同的医学影像设备获取的影像反映了不同的信息:功能图像(SPECT、PET等)分辨率较差,但它提供的脏器功能代谢和血液流动信息是解剖图像所不能替代的;解剖图像(CT、MRI、B超等)以较高的分辨率提供了脏器的解剖形态信息,其中CT有利于更致密的组织的探测,而MRI能够提供软组织的更多信息。多模态医学图像的融合把有价值的生理功能信息与精确的解剖结构结合在一起,可以为临床提供更加全面和准确的资料。 医学图像的融合可分为图像融合的基础和融合图像的显示。(1)图像融合的基础:目前的图像融合技术可以分为2大类,一类是以图像像素为基础的融合法;另一类是以图像特征为基础的融合方法。以图像像素为基础的融合法模型可以表示为: 其中,为融合图像,为源图像,为相应的权重。以图像特征为基础的融合方法在原理上不够直观且算法复杂,但是其实现效果较好。图像融合的步骤一般为:①将源图像分别变换至一定变换域上;②在变换域上设计一定特征选择规则;③根据选取的规则在变换域上创建融合图像;④逆变换重建融合图像。(2)融合图像的显示:融合图像的显示方法可分成2种:空间维显示和时间维显示。 目前,医学图像融合技术中还存在较多困难与不足。首先,基本的理论框架和有效的广义融合模型尚未形成。以致现有的技术方法还只是针对具体病症、具体问题发挥作用,通用性相对较弱。研究的图像以CT、MRI、核医学图像为主,超声等成本较低的图像研究较少且研究主要集中于大脑、肿瘤成像等;其次,由于成像系统的成像原理的差异,其图像采集方式、格式以及图像的大小、质量、空间与时间特性等差异大,因此研究稳定且精度较高的全自动医学图像配准与融合方法是图像融合技术的难点之一;最后,缺乏能够客观评价不同融合方法融合效果优劣的标准,通常用目测的方法比较融合效果,有时还需要利用到医生的经验。 在图像融合技术研究中,不断有新的方法出现,其中小波变换在图像融合中的应用,基于有限元分析的非线性配准以及人工智能技术在图像融合中的应用将是今后图像融合研究的热点与方向。随着三维重建显示技术的发展,三维图像融合技术的研究也越来越受到重视,三维图像的融合和信息表达,也将是图像融合研究的一个重点。 5.医学图像纹理分析 一般认为图像的纹理特征描述物体表面灰度或颜色的变化,这种变化与物体自身属性有关,是某种纹理基元的重复。Sklansky早在1978年给出了一个较为适合于医学图像的纹理定义:“如果图像的一系列固有的统计特性或其它的特性是稳定的、缓慢变化的或者是近似周期的,那么则认为图像的区域具有不变的纹理”。纹理的不变性即指纹理图像的分析结果不会受到旋转、平移、以及其它几何处理的影响。目前从图像像素之间的关系角度,纹理分析方法主要包括以下几种。 5.1统计法 统计分析方法主要是基于图像像素的灰度值的分布与相互关系,找出反映这些关系的特征。基本原理是选择不同的统计量对纹理图像的统计特征进行提取。这类方法一般原理简单,较易实现,但适用范围受到限制。该方法主要适合医学图像中那些没有明显规则性的结构图像,特别适合于具有随机的、非均匀性的结构。统计分析方法中,最常用的是共生矩阵法,其中有灰度共生矩阵(graylevelco-occurrencematrix,GLCM)和灰度—梯度共生矩阵。杜克大学的R.Voracek等使用GLCM对肋间周边区提取的兴趣区(regionofinterest,ROI)进行计算,测出了有意义的纹理参数。另外,还有长游程法(runlengthmatrix,RLM),其纹理特征包括短游程优势、长游程优势、灰度非均匀化、游程非均匀化、游程百分比等,长游程法是对图像灰度关系的高阶统计,对于给定的灰度游程,粗的纹理具有较大的游程长度,而细的纹理具有较小的游程长度。 5.2结构法 结构分析方法是分析纹理图像的结构,从中获取结构特征。结构分析法首先将纹理看成是有许多纹理基元按照一定的位置规则组成的,然后分两个步骤处理(1)提取纹理基元;(2)推论纹理基元位置规律。目前主要用数学形态学方法处理纹理图像,该方法适合于规则和周期性纹理,但由于医学图像纹理通常不是很规则,因此该方法的应用也受到限制,实际中较少采用。 5.3模型法 模型分析方法认为一个像素与其邻域像素存在某种相互关系,这种关系可以是线性的,也可以是符合某种概率关系的。模型法通常有自回归模型、马尔科夫随机场模型、Gibbs随机场模型、分形模型,这些方法都是用模型系数来表征纹理图像,其关键在于首先要对纹理图像的结构进行分析以选择到最适合的模型,其次为如何估计这些模型系数。如何通过求模型参数来提取纹理特征,进行纹理分析,这类方法存在着计算量大,自然纹理很难用单一模型表达的缺点。 5.4频谱法 频谱分析方法主要基于滤波器理论,包括傅立叶变换法、Gabor变换法和小波变换法。 1973年Bajcsy使用傅立叶滤波器方法分析纹理。Indhal等利用2-D快速傅立叶变换对纹理图像进行频谱分析,从而获得纹理特征。该方法只能完成图像的频率分解,因而获得的信息不是很充分。1980年Laws对图像进行傅氏变换,得出图像的功率谱,从而提取纹理特征进行分析。 Gabor函数可以捕捉到相当多的纹理信息,且具有极佳的空间/频域联合分辨率,因此在实际中获得了较广泛的应用。小波变换法大体分金子塔形小波变换法和树形小波变换法(小波包法)。 小波变换在纹理分析中的应用是Mallat在1989年首先提出的,主要用二值小波变换(DiscreteWaveletTransform,DWT),之后各种小波变换被用于抽取纹理特征。传统的金字塔小波变换在各分解级仅对低频部分进行分解,所以利用金字塔小波变换进行纹理特征提取是仅利用了纹理图像低频子带的信息,但对某些纹理,其中高频子带仍含有有关纹理的重要特征信息(如对具有明显的不规则纹理的图像,即其高频子带仍含有有关纹理的重要特征)得不到利用。使用在每个分解级对所有的频率通道均进行分解的完全树结构小波变换提取特征,能够较全面地提取有关纹理特征。 由于医学图像及其纹理的复杂性,目前还不存在通用的适合各类医学图像进行纹理分析的方法,因而对于各类不同特点的医学图像就必须采取有针对性地最适合的纹理分析技术。另外,在应用某一种纹理分析方法对图像进行分析时,寻求最优的纹理特征与纹理参数也是目前医学图像纹理分析中的重点和难点。 6.总结 随着远程医疗技术的蓬勃发展,对医学图像处理提出的要求也越来越高。医学图像处理技术发展至今,各个学科的交叉渗透已是发展的必然趋势,其中还有很多亟待解决的问题。有效地提高医学图像处理技术的水平,与多学科理论的交叉融合、医务人员和理论技术人员之间的交流就显得越来越重要。多维、多参数以及多模式图像在临床诊断(包括病灶检测、定性,脏器功能评估,血流估计等)与治疗(包括三维定位、体积计算、外科手术规划等)中将发挥更大的作用。 医学图像处理论文:医学X射线图像处理算法初探 【摘 要】针对DR图像的特点,主要论述了应用灰色系统理论进行图像分割的算法。通过计算各像素点与初始聚类中心的灰色关联度,将像素点进行归类。然后,进行迭代运算,更新聚类中心,使得灰色关联度总和最小,获得最佳分割效果。 【关键词】DR图像;图像分割;灰色聚类;灰色关联度 0 引言 DR(digital radiography)图像相对其他X成像技术获得的图像具有较高的分辨率,图像细节显示清楚,便于后期处理等优点。但与传统光学成像相比,图像的分辨率处于较低水平。由于采用DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)图像格式,因此,处理方法也与传统数字图像处理存在不同[1]。 1 DR文件的读取 DR图像采用的DICOM格式与传统PC机上常见BMP格式不同,因此,要在PC机上处理DR图像就必须进行转换。目前,由DR图像转换成BMP格式图像大多数为32位增强彩色图像,即除了颜色的三个分量(RGB)外还有第四个分量:透明度(alpha)。所以,DR图像转换后的一个像素就由四个分量组成。由于X成像技术本身的特点,一个像素的alpha分量一般为0,而RGB三个分量的值是相等的。也就是说,转换后的DR图像实质上是一幅灰度图像。因此,读取图像数据时应按照32位真彩色格式处理,在后续处理时按256级灰度图像处理。 2 DR图像的平滑处理 如上原因,DR图像的平滑处理应使用灰度图像处理方法,因此,图像处理的复杂程度较低。常用平滑处理算法包括均值滤波、中值滤波等。 均值滤波是典型的线性滤波算法,处理时以目标像素为中心,取其周围全体像素的灰度平均值来代替原来的灰度值。均值滤波运算速度快,但不能很好地保护图像细节,使图像变得模糊。 与之对应,中值滤波法是一种非线性平滑技术,以目标像素点邻域窗口内的所有像素点灰度值的排序中间值为该像素点的灰度值某。由于需进行排序运算,因此计算效率较低,但对图像细节有很好的保护效果,滤波效果也较好。 3 DR图像的分割 传统的图像分割定义:把图像分成若干个具有特殊意义的区域,是由图像处理到图像分析的关键步骤。常用的算法主要包括:基于阈值的分割方法和基于边缘的分割方法等。由于DR图像的特殊性,上述两种算法均不能很好的完成图像分割工作。图2(a)为使用经典最大方差阈值法处理后的结果,图2(b)为使用经典Sobel算子处理后的结果。最大方差阈值法处理后,图像细节丢失严重;使用经典Sobel算子处理后,图像的细节保留较好,但无法分清主次。 笔者应用灰色系统理论中的灰色关联度方法对DR图像进行处理[2-4],进行了灰色聚类处理,取得了较好的分割效果。本算法属于聚类算法,具体算法为:首先,根据实际需要确定聚类数目和初始聚类中心;然后,计算DR图像中每个像素与各聚类中心中心的灰色关联度,并按照关联程度将像素点归类;最后,进行迭代运算,更新聚类中心,目的是使得灰色关联度总和最小。 4 结论 图3所示为对图1(a)进行灰色聚类处理后的结果,最终确定8个聚类中心(其中7个灰度值大于20,一个小于20,以此为背景),图4以彩色形式显示采用灰色聚类结果。由图3、图4可以看出采用灰色聚类算法可有效的对DR图像进行分割。 医学图像处理论文:基于实时自动拼接技术的医学图像处理系统研究 摘要:目前,图像拼贴技术在医学图像处理领域的发展趋势是实现图像的实时自动拼接。本文探讨了基于实时自动拼接技术的医学图像处理系统的主要技术和实现方案。 关键词:医学图像;图像采集;拼接技术;实时;自动 1引言 近年来,医学影像技术已成为医疗技术中发展最快的领域之一,图像拼接(Image Mosaic)是指将多幅具有重叠区域的序列图像通过图像预处理、图像变换、图像配准、图像融合等处理后,形成一幅包含各个图像序列内容的宽视角全景图像的技术。图像拼接技术是图像处理的重要研究领域,被广泛应用于卫星遥感、图像识别、医学图像分析及无人机监视和搜索、虚拟现实等方面。Shmuel Peleg等人在图像拼接理论和图像拼接方法上做了大量工作,为图像拼接在工程技术上的应用奠定了理论基础。Masanobu Shimada等人将图像拼接技术应用于雷达图像处理领域,用于监控森林植被的变化情况。国外Mustafa Suphi Erden课题组研制了针式共聚焦显微腹腔镜,在微创手术中截取部分视频图像,拼接成全景图像指导医生诊断治疗。国内的严壮志课题组提出基于特征检测、特征匹配、空间坐标转换和图像融合等方法的图像拼接技术,实现了连续X光片拼接的医学全景成像。 现有的传统医学成像设备,特别是显微成像设备,基本都是对组织的某一较小视野进行成像,设备最后采集到的是不同组织部位的多帧医学图像,需要医生对这些图像进行观察分析,根据自身医学知识与医疗经验来做出诊断。图像拼接技术的应用,能将多幅具有重叠区域的医学图像,通过图像变换、图像配准、图像融合等方法,自动拼接为大视野的清晰图像。该图像包含完整的医学病理信息,有助于医生全面了解病人病情。同时,系统能够自动追踪图像中的感兴趣区域,做出标记和注释,为医生提供诊断辅助。 2主要研究内容及关键技术 2.1主要研究内容 本系统的研究是通过研发基于实时自动图像拼接技术的医学图像分析系统,为医学实践中,实现显微镜、眼科设备、内窥镜等设备的数字化图像采集、图像自动分析处理,从而对医生的诊断、治疗起到辅助作用。 本系统的主要研究内容有基于CMOS的图像采集、实时自动图像拼接技术。 (1) 基于CMOS的图像采集 基于CMOS的高清图像采集系统的研发,包括图像和视频采集、图像的编码技术。兼顾红外光和可见光,实现图像的多波段自适应采集。具体功能还包括自动对焦、自动识别拍照功能,以及图像采集模块在各种医疗设备使用的适应性研究。 (2) 实时自动图像拼接技术 研究图像灰度处理、图像变换、图像配准、图像融合等算法,实现多帧医学图像或视频序列的实时自动图像拼接,输出具有计算机诊断辅助功能的大视野全景医学图像。能够自动跟踪图像中的感兴趣区域并做出标识和注释。 2.2关键技术 图像的拼接技术是本设计的关键,本设计提出对采集的多帧医学图像进行实时自动拼接,提供宽角度全景图像。同时,能够自动跟踪图像中的感兴趣区域并做出标识和注释。 3 系统设计思路 3.1 图像处理模块 图像传感器模块计划采用CMOS传感器为优秀做成独立硬件模块,通过高速数据线与图像处理模块连接。这样设计的优点在于模块可以根据不同的应用场合,进行合理布置。 图像编解码和图像处理模块的方案计划采用TI的soc方案。该方案可以完成图像编解码、图像处理功能。 3.2实时自动图像拼接技术研究 图像拼接的优秀技术是图像配准,关键在于准确找到相邻图像间重叠区域的位置及范围,进而通过图像融合的方法实现全景图像构建。图像配准通常有三类方法:基于灰度值的图像配准、基于变换域的图像配准和基于特征的图像配准。基于灰度值的图像配准方法实现方便,计算量小,但该方法对图像间的细微差别较敏感,抗干扰能力不强。基于变换域的图像配准可以缓解这个问题,且算法简洁,利于硬件的实现。不过该方法要求两幅图像的重叠区域不能少于50%,如果重叠区域过小,容易造成误配准。为了提高图像配准的精确度和速度,达到实时自动图像拼接的功能,本设计提出将基于灰度的网格配准和基于特征值配准相结合的方法。首先,对输入图像进行粗网格的分块处理,利用基于灰度的配准方法确定相似重叠区域。然后在重叠区域内进行基于SIFT(Scale-invariant feature transform)特征点提取和配准,这样就可以大大提高图像配准的速度。图像拼接算法的流程如图1所示。 4 结论 本文探讨了基于实时自动拼接技术的医学图像处理系统的主要技术和设计思路,有了自动的图像拼接技术,就能将多幅具有重叠区域的医学图像,通过图像处理的方法,自动拼接为大视野的清晰图像,为医生的诊断提供参考。 医学图像处理论文:产前超声医学图像处理 【摘要】 在目前我国所采用的医学成像方式中,超声诊断属于临床应用中较为常见的一种,以此相对应的医学图像自动处理形式可以有效提高综合的诊断准确性和诊断客观性。本文首先从超声医学的应用图像处理原理研究入手,详细阐述了相关的技术信息以及所具体应用算法,并对超声医学设计以及图像处理手法进行了可行性分析以及实际操作估算研究。此后,以产前的超声医学为基础对该类型技术进行了综合应用研究,其中包括了标准化切面的自动提取技术和应用生物学研究模式进行参数自动化测量处理。最后,对产前超声智能化发展和诊断进步方向进行了完整总结。 【关键词】 产前学 医学图像处理 生物学参数测量 前言:出生带来的生理缺陷是导致新生儿死亡率上升的主要原因,同时也是该部分原因给个人家庭以及集体社会带来了沉重的负担和影响,出生生理缺陷引发的新生儿问题发生概率也在逐年上升。目前来看,我国每年新生儿出生缺陷病例总数在逐年上升,同时,因为新生儿出生缺陷而消耗的医疗治疗费用也高达百亿元,本文首先从超生医学的相关图像处理方法入手,之后对该部分技术的临床应用进行了完整总结。 一、超声医学图像处理方法 1.1计算机的视觉 我国的计算机视觉处理手法与医学影像研究处理方法的结合一直是一个重点研究课题,同时也对我国传统的医学图像处理技术的发展产生了重要影响。在我国的计算机视觉领域目前已经研究总结了大量有价值的研究方法和研究技术。 1.1.1图像滤波 超声的图像滤波应用主要作用在于过滤掉斑点噪声。斑点噪声主要是因为人体内存在很多实际尺寸小于波长的人体组织机构,同时在后向的散射声波影响下而产生,斑点和噪声的出现进一步降低了在B超成像过程中的实际图像对比以及组织内可以提取的详细信息数据。通过调查研究可以发现,斑点噪声的模型可以大致划分为两个类别:完全性的随机模型、长阶次非随机模型、断阶次非随机模型。目前我国已经采用的多种超声成像滤波算法都可以实现一定程度的噪声过滤,并没有哪一个固定的滤波算法可以实现应用最优效果发挥,对于固定的图像成像分析可以采用多种定性以及定量形式进行计算,从而对各类型滤波进行对比分析,所以属于一种可行性较强的应用方案[1]。 1.1.2图像分割 医学的图像构成处理方法研究过程中,图像分割一直都是其中一个热门讨论课题。主要的图像分割目标在于按照合理的规则进行图像像素类型划分。早期的该部分技术主要有区域生长以及聚类,主要是借助图像的灰度信息,但是应用此类方法对于灰度值较为相近的两种类型物品难以区分,以边缘检测的方法进行分析需要结合梯度信息,但是该类型的方法没有较为敏感的噪声反应度,同时对于边缘较为模糊的物体提取存在困难,因为大部分的产科超声医学计算机成像质量较差,同时在操作过程中的待分割目标也较为复杂,所以需要利用更加多元化的信息处理方法才能取得更好的分割处理效果。形状先验操作形式是在活动的具体轮廓和活动模型的提出而受到重视,以神经网络信息计算方法为分割的主要目标,同时也可以通过学习一种合理的分割形式来提高分割效果[2]。 1.2机器学习 在我国的产前超声医学处理过程中,机器学习都占据重要的地位并发挥着重要的作用,主要是因为机器学习促进了我国的产前超声诊断以及智能化发展,对于部分没有充足精确度和分析推导较为困难的问题,可以利用实际案例中的自动学习算法提高准确性。近些年来,我国大部分的超声成像医学设备开始应用于临床实践中,从而丰富了总体的超声医学成像数据信息资源,进而也提高了机器学习在产前超声的医学应用可行性[3]。 二、产前的应用 国内学者对于标准切面自动化搜索研究成果已经较为丰富,获得了较大的研究进展,首先,提出了自动化的标准切面模型成像方法,该种方法需要人工进行参考切面处理,同时还应该根据实际的统计方法进行其他类型研究,上述工作多数都是以传统图像处理手段为基础,实际的有效性主要是以假设的正确性为基础,但是从另一个角度进行分析也难以满足所以复杂的要求。机器学习主要是可以实现自动化的训练数据信息提取,通过该种方法可以获得更加复杂同时可靠性较强的经验,同时还可以实现系统范化性能的良好实现。 结论:以超声图像为基础的医学诊断属于我国当前临床诊断中的重要方式,基于超声图像手段的医学诊断方式具有受损程度小、及时性强、非侵入等众多优点,从而让其在实际的诊断中得到了更为广泛的发展和应用。本文主要从产前超声医学为研究背景,对相关的医学图像处理方法以及处理手段的原理进行了综合分析和阐述,同时也对其中应用的关键性技术进行了综合分析,可以丰富该领域的研究成果。 医学图像处理论文:面向创新能力培养的“医学图像处理”实验教学改革研究 摘 要:以“医学图像处理”实验课程中培养学生创新实践能力为目的,以“医学图像处理”实验课程教学改革为例展开研究,通过实验教学改革,激发了医学院学生的学习积极性,培养了学生自主学习的能力,加强了学生学习的主动性,提高了学生的动手能力,提升了学生的创新能力和独立从事科研工作的能力。实践证明,教学改革方案对于提高学生解决实际问题能力和提高学生学习效率和学习效果有显著作用。 关键词:医学图像处理;实验改革;创新能力 医学科学的不断发展,有赖于医学自身认识能力的提高,更有赖富于独立思考能力和创新能力的医学人才的成长,在大学阶段培养和造就富于创新能力的医学人才,是时代赋予我们的神圣使命。 医学图像处理是一门系统地研究各种图像理论、技术和应用的较新的课程,实验教学在“医学图像处理”课程中起着越来越重要的作用,数字医学图像处理实验教学的目的在于让学生掌握医学成像和图像处理方面的基本原理、方法和发展趋势,培养学生解决该方面实际问题的能力。本文通过对医学图像处理实验课程进行改革研究,通过实践动手环节,有效培养医学生的独立思考和创新能力,并为医疗学科培养学生创新能力的实验教学模式提供借鉴。 一、培养学生的学习兴趣和独立思考的积极性 通过实验教学改革,设计新的实验方案,以培养学生的学习兴趣,增强主动参与意识。学生对实验内容产生了好奇,就会积极主动地查找相关资料,与老师和同学讨论。实验过程尝试多种教学方法,增强学生的学习动力,培养学生对实验内容的浓厚兴趣。同时,采用医院实际应用案例,培养学生独立思考的习惯和解决实际应用问题的能力。医学图像处理课程相关的数学理论抽象,算法难度偏大,给教师教学和学生学习造成了很大的困难。利用影像物理课程的“医学图像处理”实验教学中的Matlab软件使用Matlab图像处理工具箱函数将大大减轻图像数据的繁杂操作,使学生更加快捷地完成图像处理任务,可以把更多的精力倾注于各种图像处理算法的效果上。Matlab为医学影像专业的学生提供了一个很好的编程平台,使学生能够编程实现简单的图像处理算法,提高学生的独立思考能力和实际动手能力,使学生能更快、更好掌握图像处理和图像分析的基本理论和分析方法。对于医学图像处理这门课程的特点,布置大量上机操作训练,让学生体验图像处理的乐趣。例如,图像增强处理实验,图像增强技术是图像处理的重要内容,用来改善图像的质量,一幅视觉效果很差的图像,其灰度直方图都集中在很窄的一段区间内,为了增强该图像的对比度,提高图像的视觉效果,就需要采用一种图像增强方法。Matlab工具箱中有求直方图函数imhist和均衡化函数histeq函数,读取原始图像后,直接调用工具箱的相应函数就可以处理图像,可以让学生自己编写函数,尝试用不同的方法改善图像,将增强后的图像与原图像进行相比,观察处理结果,不断改进,这样就可以使学生对直方图均衡化图像增强方法产生兴趣。 二、通过开展研究性教学培养学生的自主学习和独立思考能力 开展研究性教学,培养学生在教学中的主动性和创造性,它是以培养学生的独立思考和创新实践能力为优秀的一种教学活动方式,可以提高学生的观察、操作、研究的能力且开发其创新思维。具体实施步骤为:首先,教师根据课程内容,提出问题,解释实验题目的内容和研究目标。其次,学生查阅文献资料,找到感兴趣的课题题目。再次,在教师的指导下,学生提出解决问题的方案,激发学生自主学习和探究的动机,鼓励学生自己编程调试实现,学生开动脑筋,亲自动手,开发了学生的创造力并使其对该学科产生兴趣。最后,实验总结和评价。实验结束,有针对性地找出典型实验,对于最优解决方案和尚有不足的解决方案,分别对各方案的研究方法、技术路线、研究结论进行总结和评价。以医学图像处理的直方图知识点为例,首先教师解释该实验题目的内容和研究目标,认识直方图在图像处理中的基本概念,接下来需要学生对教材的知识进行系统的掌握,并且要查阅相关资料,根据课本上直方图的数学公式,利用Matlab软件仿真出一幅图像的直方图分布,进而得出的仿真图与利用Matlab图像处理工具箱的imhist函数得到的直方图分布图片进行比较,根据两者图像曲线的相似度来判断自己编写的程序是否合理。学生完成上述步骤后,教师需进行实验总结和评价并对本实验进行统一演示,对共性问题统一解决,对个别问题应进行单独辅导。 三、充分利用实验室条件,通过实验室教学,解决一些图像处理问题 配合20学时的理论课程,安排了12学时的实验课。设计了5个多达20学时的实验内容供学生选择,其中验证性实验2个8学时,目的是巩固和掌握在医学图像处理理论内容中的基本的原理、算法及思想;综合性实验2个8学时,使理论课程中的重要知识点的综合运用能力得到提高;设计创新性实验1个4学时,运用理论知识解决实际问题、与本学科前沿研究相结合、注重培养学生创新能力的有效手段。选择图像处理中最重要的算法作为实验课教学的主要内容,覆盖了医学图像处理中图像增强、图像压缩、图像分割、图像特征描述、彩色图像处理等各个重要部分,并利用实验室开放管理的模式为学生课下做实验提供了条件,以满足因材施教,体现以学生为主体的思想,以及满足不同层次学生的需要。 四、通过实训基地教学,开展拓展性探究学习 通过医学院附属医院实训基地教学,了解社会对该课程应用方向的实际需求情况以及创新技术进行项目开发,积累实践经验和工作技能,培养地科研、生产实践一体化的创新型人才。增加课外设计实验,鼓励学生对算法改进或提出新的解决算法,加强学生的动手能力。加强科研训练,培养创新实践意识,重视实际研究性问题实验,有针对性地提出研究性问题,让学生利用所学知识进行解决。例如,我们提出了附属医院实际MRI图像分割问题,让学生利用图像分割的方法去解决,提高学生开展科学研究的能力。这些科研训练能提高学生思考问题、分析问题和解决问题的能力,培养其创新实践意识,从而提高学生开展科学研究的能力,为今后工作打下良好基础。 总之,针对医学图像处理课程的特点,结合学科组多年的教学经验,在实验教学实践等环节中对如何培养学生的创新思维这个课题进行了一些具有改革性的尝试,结合实验教学案例,简要阐述了如何利用实际的案例来激发学生的学习兴趣和培养创新动机。通过教学效果能够看出该实践可以有效地激发学生的兴趣,在培养学生的动手能力同时可以加深学生对实际问题的理解,加强了学生对知识综合运用和创新研究的能力。 作者简介:王克难,1961年2月出生,男,汉族,辽宁锦州人,副教授,从事物理学与电子技术教学工作。 医学图像处理论文:计算机技术在核医学图像处理系统中的应用研究 【摘要】:本文以下内容将对计算机技术在核医学图像处理系统中的应用进行研究和探讨,以供参考。 【关键词】:计算机技术;核医学;图像处理系统;应用 1、前言 核医学影像系统是通过探测标记有发射性示踪同位素的药物在人体内的分布和代谢来获得人体信息的医学图像处理系统,其中,γ相机是两维的显像设备,主要由探头和计算机系统两部分组成,探头部分检测到γ光子并输出它的位置、能量及其它相关信息,与探头相连接的控制台获取这些信息,数字化后将数据读入到内存中进行处理并最终计算得到可用于临床诊断和研究的核医学图像,可见对其研究具有非常重要的意义。本文以下内容将对计算机技术在核医学图像处理系统中的应用进行研究和探讨,以供参考。 2、核医学影像系统软件的总体结构 其软件系统主要由四个子系统组成,即影像信息管理子系统、图像采集子系统、图像处理与临床规程子系统和影像信息交换子系统。各子系统在形式上时互相独立的应用程序,可以分别运行在控制台、辅诊台和服务器上。其中影像信息管理子系统是整个系统的优秀,负责维护和管理整个系统的图像数据及病人,报告等其它相关信息。其它三个子系统的运行要依赖于该子系统的运行,它们不具备直接修改系统数据的权限,而只能通过影像信息管理子系统来获取、查询或更新系统的图像数据及其它信息。实际上影像信息管理子系统在其内部建立了一个数据库,它封装了对这个数据库的所有操作,这种集中式的数据管理保证了系统数据的安全性和一致性,也使得整个系统各模块的划分更加清晰和明确,同时也便于系统的扩展。 图像采集子系统完成数据的采集、成像和实时显示等工作,图像处理与临床规程子系统对采集得到的核医学图像进行显示、处理及进行定量的临床规程分析,影像信息交换子系统通过监听网络上的DICOM服务请求,核实后接受该请求,并响应其检索、存储以及获取图像的请求。 3、核医学图像处理系统总体框架设计及程序实现 数据库服务器总的来说有两种状态:监听状态和数据维护状态,在监听状态下,它能够接受来自采集端和处理端得请求,并分别调用相应的模块进行处理,在数据维护状态下,它能够完成通常的数据维护工作,同时,它也能够处理来自客户端的请求。因此,系统的总体框架是启动服务器后就立即进入监听状态,只有在维护人员登录以后,才启动相应的数据维护模块。 核医学影像系统的主要功能有两个,一个是实现数据库服务器功能,它在后台充当数据库服务器,可以提供数据查询、数据添加等功能;另一个是数据库维护功能,可以对数据库中的数据进行管理维护,分别介绍如下:第一,数据库服务器,其启动后,图像采集系统、图像处理系统和信息交换系统就可以连接到数据库上,完成数据查询、数据添加等工作。当数据库服务器启动后,系统就进入监听状态,可以处理客户端的请求。服务器在监听状态下,可以接受到网络上的连接请求,只有在检验用户名和密码后才接受查询和添加请求,这样大大提高了系统的安全性。客户端和服务器的链接是基于TCP/IP协议,按照我们自己定义的一套通讯协议来工作的。所有的这些操作都是在后台进行的,不需要任何人为操作,而且系统管理员可以通过查看日志来了解历史操作。第二,数据库维护功能。作为一个完善的数据库模块,必须提供一个安全可靠的数据库维护方案,ANMIS系统充分考虑到了这一点,其提供了许多方便安全的数据维护功能,系统可以为每个用户指定操作权限,不同权限的用户可以访问的数据和操作都是不同的,这样有利于系统安全。①数据显示模块,在该模块中,可以进行记录的逻辑删除和部分信息维护,可以选择多个病人,然后选择编辑即可编辑选中的病人记录。数据维护模块。在病人数据维护模块中,可以完成对病人数据信息的所有维护功能:编辑、添加、查找、逻辑删除、物理删除等。③数据备份和恢复模块。在图像文件的备份和恢复模块中,主要完成的功能是数据备份和数据恢复,其主要界面是两个树状控件组成,其中一个数控件显示未备份的图像文件,另一个显示即要备份的图像文件,选中文件可以通过中间的命令按钮,也可以通过菜单,甚至可以直接将图像文件从左边拖到右边。对于文件夹,则将其内的所有的图像文件全部选中,在选完文件后,按“备份”按钮即可备份。如果设置的是备份到默认目录,则系统自动向默认目录备份,如果设置的是指定备份目录,则系统提示选择备份目录,用户甚至可以为每一个文件制定备份目录。④用户管理模块。对于超级用户,他可以授权他人访问数据,设置其访问权限,也可以删除用户,同样,他也有权更改任何用户的密码,对于一些重要的系统参数,也只有超级用户才能更改。 4、结尾 利用计算机技术进行核医学图像处理显示出了科学技术的优越性,其可以为医生提供一个功能完备且强大,操作界面友好,自动化程度高,能够大大降低医生的劳动强度,相信,随着计算机技术的发展,其必将越来越广泛的被应用到医学的各个领域。 医学图像处理论文:医学图像处理与分析课程的实践教学改革研究 摘 要 医学图像处理与分析是生物医学工程专业的专业基础课之一。针对该课程的特点,提出一些实践教学环节的改革措施,包括实验和课程设计的开展以及第二课堂的实施。教学实践证明,本文所提教改经验能全面培养学生的学习技能,激发学生的学习兴趣,极大增强教学效果。 关键词 图像处理;图像分析;实践教学;教学改革 1 引言 生物医学工程是一个由理、工、医交叉融合的新兴学科,是多门工程学科向生物医学领域渗透的产物,包括生物信息学、医学图像处理、生物力学及生物材料、医疗器械等多个分支。其中,医学图像处理与分析是利用数学原理和方法,在计算机上针对不同医学影像设备(如CT、MRI、B超、PET、SPECT、显微镜等)产生的图像,按照实际需要进行处理、加工和分析。随着医学成像技术的发展与进步,图像处理技术在医学研究与临床诊断中的应用越来越广泛,因此,医学图像处理与分析这门课程的地位和作用也日益重要。 该课程是以数字图像处理为基础,介绍图像处理中的基本概念、理论和算法,特别针对医学图像处理研究中的基本问题以及解决这些问题的原理和实现方法,使学生能够编程将图像处理算法应用于医学图像的处理和分析,是生物医学工程及相关专业的优秀主干课程之一。 医学图像处理与分析这一课程起点高、难度大、理论和实践紧密结合,课程建设难度较大。虽然目前已有不少院校开展本课程的教学工作,但实际教学情况并不十分理想,主要表现在教材缺乏和实践环节较少。在中国期刊网上,以题名包含“医学图像处理”或“生物图像处理”以及题名中包含“教学”为检索条件,只获得文献18篇,其中涉及该课程实践教学的只有6篇,主要集中于虚拟实验室和实验教学系统的研发[1-6]上,可见在国内关于该课程的教学研究尚不多见。 笔者结合教学实践经验,在理论教学改革的基础上[7],提出一些实践教学环节的改革措施,以全面培养学生的学习技能,激发学习兴趣,改善教学效果。 2 实验与课程设计的开展 以“科研为教学服务,教学促进科研”为宗旨,采用MATLAB编程语言为实验教学平台,以医学图像处理知识为主,同时综合医学成像系统、医学电子学等相关课程的知识,编写《医学图像处理与分析课程的实验与课程设计指导书》,设置验证型、综合型和设计型三大类实验(参见表1)。其中,实验1~9为验证型实验,学生通过调用MATLAB中已有的图像处理程序来完成实验,加深对理论教学重点和难点的理解;实验10~14是综合型实验,学生针对医学图像的具体特点,综合运用多种算法达到图像处理的目的;实验15~24是设计型实验,给定实验目的和要求,学生自行设计实验方案并编程实现,培养他们查阅资料、分析问题和解决问题的能力[6-8]。 3 第二课堂的实施 为培养学生的科研实践能力,教师有意识地在课堂中简要介绍自己科研项目的基本情况,鼓励和引导学生参加自己的科研项目研究。这不仅增强了他们对该课程的学习兴趣和重视度,而且使他们亲身经历并体验了医学图像处理和分析知识怎样应用于科研和临床。 由于南通大学附属医院拥有门类齐全的现代化医疗仪器设备,因此鼓励学生利用假期在医院实习,特别是到影像科和检验科实习,学习和掌握各种仪器的功能和图像处理的场合,从而有助于他们将理论知识与实际问题相结合,提高实际工作的能力。 在教学过程中,适当融入一些就业方向的指导,介绍医学图像处理在医院和医疗器械公司的应用状况,同时简要介绍课程中没有涉及但与工作密切相关的最新最热门的医学图像处理知识,供学生课后自学和深入研究。这样一方面增强了学生的自信,获得了更好的教学效果;另一方面也拓宽了学生的视野,引导他们寻找自己发展的方向和目标。 4 结论 本文结合笔者多年来的教学经验,针对医学图像处理与分析课程的实践教学环节提出一些改革措施,秉承“加强基础、重视应用、培养能力”的宗旨,以“内容的基础性、方法的先进性、学科的交叉性”为原则,编写《医学图像处理与分析课程的实验与课程设计指导书》,积极开展第二课堂,实现教学、实验、科研三管齐下,课内、课外、理论、实践同时并举的教学格局,有效提升学生的综合知识水平和实验技能,为后续课程学习、毕业设计开展及科学研究奠定坚实基础。 医学图像处理论文:医学图像处理课程教学模式探索 摘要:在分析了医学图像处理课程特点的基础上,结合医学院校学生的实际情况,对课程教学模式开展了探索与实践。通过串烧式的课堂讲解和讨论、课程实验、教学环节的实施,设计开发基于matlab的医学图像处理教学平台系统,把教学与学生兴趣、能力很好地结合起来,新颖的考核方式得到学生肯定。 关键词:医学图像处理;理论教学;串烧;教学平台 我校在开设《数字图像处理》课程的基础上,结合医学院校图像处理的对象——医学图像(片)的特点开设了《医学图像处理》,是计算机各专业及影像学专业重要的专业基础课程。如何在学习图像处理技术的同时体现各专业特色,提高学生的图像处理技术的应用能力,是医学图像处理课程建设、课程改革的重要内容。现就接合经过两轮的课程教学活动,并融合学生的反馈信息,对该课程进行了教学模式的探索,希望有助于教学效果和教学水平的提高。 1 理论教学 1.1 专业素养的培育[1] 建立在数学及信号处理技术基础上的医学图像处理,以计算机算法为工具,并充分考虑解剖学的知识、临床医学的知识,对医学图像的采集、传输中产生的如噪声、失真、退化等现象分析处理,以提高医学图像的质量,并为后续的图像感兴趣区域的选取,病灶区域的分割等临床应用提供依据。但《医学图像处理》课程涉及的内容多、广,其中的算法更是以数学公式的推导为基础。而医学院校的学生普遍缺乏理工科知识,造成学生对理解抽象概念的困难,很易造成畏难情绪。与此同时,学生对通过本课程的学习对知识结构的构建及就业的帮助心存疑虑。缘于此,授课之初,需要进行专业素养教育。 1.1.1 按专业,分内容克服学生的畏难心理 因计算机专业与影像学专业的培养方向,教学内容和侧重点不同,计算机专业专注于各种图像处理算法和编程实现。而影像专业应从繁琐的数学公式的推导中解脱出来,而更注重实际应用,并进一步了深化对图像处理的理解、分析。 1.1.2 课程设置对就业的影响[2] 图像处理是计算机视觉、模式识别,图像理解、分析的基础。熟练掌握各种算法可以为将来从事如指纹、条码、人脸、虹膜识别、车辆和其他与医学图像相关工作提升竞争力。因具有医学知识背景,也可去医疗器械公司或医疗软件开发公司,当然因具备医学知识背景的同时,掌握图像处理的各种算法及实现为应聘到医院的医疗技术部门提供了保障,我校已有此专业学生成功应聘三甲医院的事例。通过这些学生身边鲜活的事例提高学生的自信心,拓宽学生的思路和视野,引导学生找到自己的发展方向和目标,因此可以更有效地利用时间。 1.2 打破了传统的章节式教学方法,探索“串烧”式教学 传统的灌输式教学中,重点内容并突出,讲解中存在片面性,局限性,没有深挖跨学科知识的内在关系。医学图像处理是一个注重实际应用的课程,应根据设置的专业特点设置知识点,并融合基于案例的教学内容,根据其内部逻辑关系“串烧”涉及的相关的知识。 1.2.1 内容选择上的“串烧” 医学图像处理教学的要求是了解医学图像的特点和图像处理的基本概念,掌握医学图像(片)处理的基本原理、技巧,能够利用计算机来完成对各种医学图像的处理,现以我校两专业的两本不同教材为基础,在充分涉列大量的医学图像处理技术、文献的基础上,根据各类知识点间的相关性以及课时要求将课程分为:医学图像的描述表达、图像的运算、图像的增强、图像的变换、形态学处理、图像分割及特征提取等专题。 “串烧”的医学图像处理的内容是完成后,接下来考虑如何在传授知识的过程“串烧”,如在讲授医学影像的运算操作时,如基本的“加”,“减”,“乘”,“除”时,把医学图像中的减景技术及数字减影在血管造影中的应用“串”到讲授内容中;在图像的采集表示时,可以“串”进各种成像设备及其成像原理,可以把数学运算中的差分运算内容串入医学图像的边缘检测算法中。 1.2.2 教学形式上的“串烧” 教学形式上采用了传统教学方式与“串烧”式教学相结合的形式,讲授基本知识时,以传统按授课方式为主,让学生了解对医学图像处理的整个过程。授课内容中选取了学生感兴趣的内容,让学生们图书馆自己查资料,寻根问源,调动学生学习的积极性,下次课时选一二名学生在课堂上对内容进行阐述,教师对学生阐述的内容进行补充[3]。选择了图像表示和图像分割两个知识点让学生在教学过程中的“客串”讲授,通过本环节的实施,充分调动了学生的积极性,激发了学习热情,迸发出许多有趣的想法,可以方便地了解学生对知识的掌握程度与存在的问题,与此同时,结合本课程的特点及影像学专业学生人数较少(08级71人,09级90人)的特点,把课堂教学过程移至计算机机房,可以边讲授边演示准备好的在临床中采集到的X 光、MRI等医学图片, 让学生直接观察对这些图片进行处理和改善的效果,课堂气氛非常活跃,授课效果较好。 1.2.3 充分利用多媒体教学技术,搭建医学图像处理平台[4]。 通过“串烧”方式的实施,使学生通过在课堂上的医学图像处理的演示,了解、掌握了各种医学图像处理方法和其在医学临床中的应用,但众多算法都需要计算机仿编程仿真实现,为缓解由此给学生带来的压力,提高学习效率,搭建了以淋球菌感染图为例的济宁医学院医学图像处理演示平台,学生通过平台的实用,加深了对所学的医学图像处理知识的理解,提高了学生的实际应用能力。 1.2.4 教师的医学知识积累 我校的信息工程学院的教师承担着医学图像处理课程的授课任务,授课教师虽有较高的计算机编程能力,但缺乏医学知识,使在为强调应用的影像专业学生上课时,在如何淡化数学推理,着重临床医学图像处理应用中遇到了很大的压力。特别是在第一轮次的讲授医学图像分割时,面对一个陌生的医学图像,不知道如何选择图像的特征点,纵有丰富的编程思想却无从下手。缘于此,医学图像处的授课教师需自觉地将医学和工程学结合,通过广泛的与医护人员的交流,并积极参加医学相关的知识讲座丰富自己医学方面的知识,我校信息工程学院组织的院内专家、学者的信息大讲堂是一有益的尝试。 2 实践教学[5] 实验教学是教学课程的重要组成部分,通过本环节的实施,不仅加深了对理论的理解,同时也培养了学生的独立思考、创新能力,虽然很多关于图像处理实验指导书,但他们中的大多数并不适用于医学院校的学生,接合医学院校学生的实际对相关的实验内容的选取及验收进行了相应的改革。 2.1 实验方案的实施 2.1.1 实验的准备 根据医学图像处理的要求,选用了工具箱使用方便,计算能力强的MATLAB软件作为实验教学软件,并准备好医学图像(片)的采集。 2.1.2 实验内容的选择 实验内容的选择上,考虑到不同的专业的特点和医学图像处理的内容,选择了医学影像的表达,图像运算,图像增强,图像变换,形态学处理,图像分割,特征提取等内容。根据难易程度分为基本实验、开放型实验和演示实验。让学生不仅学习图像处理的基本知识,并能独立进行实验设计,使学生快乐的获取知识,在实践中提升应用能力。 2.1.3 医工结合,分工协作 依托我校的教学医院中的众多的医疗影像设备,鼓励计算机和影像专业的学生假期期间多去医院参观实习,了解各种医疗设备仪器的功能,工作原理。为开放型实验的实施做好充分准备。 医学院校医学生最大优势是具有一定的医学基础,因此在为学生开设开放型实验时,充分考虑使医工学生相结合,每个开放型实验安排2名影像专业的学生,负责对相关医学图片的认识、理解和提炼。4名计算机专业的学生进行相应的编程实现。 2.1.4 实验的扩展-科学素养的提高 经过《医学图像处理》理论的讲授和实验教学活动的实施,学生具备了运用图像处理的基本理论知识处理具体医学图像的能力,为学生提供机会参与任课教师的研究活动,提高实践能力和创新能力。为学有余力且有兴趣的学生开设了基于任课教师的科研项目的课程设计,主要涉及到了涉及医学图像处理课程建设、动态医学图像处理算法展示又包括下一步医学图像处理的实验平台的搭建。通过学生的积极参与,一方面,加深了对所学专业知识的理解,同时培养学生主动学习的良好习惯,另一方面通过在理论教学、实践教学的“串烧”方式的实施,学生的团队意识得到明显提升。 3 验收考查环节 根据专业设置的特点和课时的安排,为准确反映出学生学习差异性,对传统的考核方式进行适当的调整,加强实施“一加一减一强化”[6]的系统的评估方法。“一减”:根据学科特点和各业课程设置对学生的要求,在不同专业不同试卷的前提下,改传统闭卷考试为开卷考试,在心理上减轻学生对数学公式推导和恐惧,也减少了记忆量,使学生可以更专注于医学图像处理应用、理解,“一加”,以加强学生的积极思维,勇于表达自己的想法的意识。“一强化”,主要指强化了实践环节验收的多样性,根据医工各专业特点,验收的侧重点体现出差异性。具体做法是,对医科生实验结果的验收,强调理解、临床应用、效果分析,而对工科生的实验结果的验收,主要侧重算法的编程实现。如对上图的淋球菌感染图进行分割实验时,以医科生的图像的特征选取的有效性、可行性,实验报告的撰写为主要对像,而工科生则侧重编程实现的效率,当然在后继的课程建设及课题中,工科学生做的课程网页,各种算法的flash动态展示也可成为验收结果,实践结果验证了学生对此考查验收方式给予的肯定。 4 结语 结合我校计算机、影像各专业对图像处理的要求和数字图像处理本身的特点,充分考虑医工学生的差异,对课程教学环节的实施过程进行了探讨,把教学、科研及学生能力结合起来,经过三个年级的教学节实施,学生的综合能力得以提高。与此同时,如何依托医科院校的医学优势,实现医工间“无缝连接”,培养具有医学特色的创新人才,必将需长期的探索研究。 [作者简介] 刘二林(1975.9-),男,济宁医学院,讲师,控制理论与控制工程专业,主要研究方向:图像处理、机器视觉、信息处理。 医学图像处理论文:医学图像处理与分析课程教学改革的探索 摘 要 医学图像处理与分析是生物医学工程专业的专业基础课之一。在简要介绍CDIO教学模式基础上,提出几点该课程教学改革的措施,包括融合多媒体教学和传统教学手段;引导学生整体把握知识点;调动学生的学习积极性;培养学生的实践动手能力;形成理工医结合的思维方式。教学实践证明,所提教改经验能全面培养学生的学习技能,激发学生的学习兴趣,很好地增强教学效果。 关键词 图像处理;图像分析;教学改革;教学模式;CDIO 医学图像处理与分析是研究图像处理的基本理论及其在生物医学工程中的应用的一门学科,是生物医学工程专业的专业必修课。该课程的任务是:系统介绍图像处理与分析的基本理论和基本方法,侧重使学生掌握其在生物科学领域的实际应用,目的是使学生系统掌握数字图像处理的基础概念、基本原理和实现方法,学习图像分析的基本理论、典型方法和实用技术,为在生物医学工程领域从事研究与开发打下扎实基础。 医学图像处理与分析课程理论抽象,涉及医学、计算机、数学、物理、信号处理等多个领域的知识,学科之间高度交叉、渗透,学生很难理解其中的相关知识和技术,因此课程起点高,教学难度大[1-2]。笔者在教学方法上也与时俱进,摒弃传统教学方法的弊端,引入新的教学模式和教学方法,实现培养高质量人才的目标。 本文提出笔者基于CDIO教学模式的医学图像处理与分析课程教学改革方面的一些经验。总体说来,该课程教学改革的主要思路是:以全新的教学理念为指导,以先进的教学手段和方法为桥梁,以学科交叉的眼光有机结合课程教学与课外教学、理论教学与实践教学、系统讲授与学生自学等多种方式,实现教学内容的完整性、前沿性、理论性与实践性,使学生掌握本门课程的理论框架与思维方法,掌握生物图像处理与分析的相关技能,能够采取合适的处理方法实现特定的医学图像处理目的。 1 CDIO教学模式 CDIO教学模式是近年来国外工程教育改革的最新成果,其中C代表构思(Conceive),D代表设计(Design),I代表实现(Implement),O代表运作(Operate)。CDIO模式是以产品研发到产品运行的生命周期为载体,强调让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式来学习工程,并以综合培养的方式使学生在多方面达到工程师的预定目标。实践证明,CDIO教学模式比传统教学模式适应面更宽,更有助于提高教学质量,尤为重要的是CDIO模式中的新评测标准,为工程教育的系统化发展奠定了基础[3]。 2 医学图像处理与分析教改措施 2.1 融合多媒体教学和传统教学手段 目前高校授课中普遍存在两种极端: 一种是只板书授课,形式单调,内容枯燥,课堂时间无法有效利用,知识容量小; 另一种则完全采用多媒体授课,课堂教学变成单纯地播放幻灯片,缺乏学生参与互动的空间和可能。 笔者强调打造“多媒体+板书”的高质量精品课堂: 一方面,优秀的教学课件能提升和精炼教材内容,通过利用图像、声音和动画等多媒体技术将教材中相关概念、算法、原理及应用转化成形象逼真的影像展示给学生,介绍和比较不同的图像处理方法应用于医学图像的不同效果,为学生提供生动的感性认识; 另一方面,将板书穿插于多媒体教学中,对图像处理算法的关键步骤进行推导和演算,同时展示教学进度、层次和重点,有利于学生对重要知识点的系统把握,有效避免知识讲授过程中的“碎片化”现象。 2.2 引导学生整体把握知识点 在教学过程中,引导学生从整体上把握学习的总体要求,理清教学知识点、学习难点以及学习技巧,对于落实课程的知识点非常关键。每一章教学伊始,首先提出本章主线,即要解决什么问题,以什么样的方法和步骤来解决问题,所介绍方法对于解决问题的优点何在。当教学内容章节较多,分成多次讲授时,这个主线将会反复强调,从而不断加强学生对有关内容学习目的性的认识,开展针对性的学习。 2.3 调动学生的学习积极性 德国教育学家第斯多惠认为:“教育的艺术不在于教授的本领,而在于激励、唤醒和鼓舞。”[4]心理学研究也表明,学习动机与学习效果之间的关系十分密切,不同性质的学习动机对于学习效果有不同的影响。学生的学习动机直接制约他们的学习积极性,影响学习效果。笔者在课堂教学中经常采用问题学习法(problem based learning,PBL),以提高学生的学习积极性,促进学生参与教学。学生通过图书馆以及网络等资源,查阅资料,系统分析,形成读书报告,再到课堂上讨论和交流,教师则主要起到布置任务和经典总结的作用[2,5]。这种启发式、互动式、讨论式、研究性等教学方法,能够充分调动学生的积极性和学习兴趣,培养学生的创新思维和研究能力。另外,还可以通过课程网站、在线聊天等现代交流手段,将课堂教学和课后辅导有机结合,建立多渠道的教学互动模式,使学生得到及时的指导,增强学生学习兴趣。 2.4 培养学生的实践动手能力 本课程是一门以实践为基础的课程,必须十分注重学生实践能力的培养和开发,使学生熟悉医学图像处理课程基本理论的同时,掌握如何通过计算机实现这些算法,能够将所学知识和设计的算法应用于医学图像处理和分析,能够根据具体临床需要对算法进行设计、改进和优化,使处理后的图像符合临床要求。为此,本课程设置了相关的课程设计环节,两周时间内要求学生完成5~6个实验,检验算法效果,最终形成实验报告。 2.5 形成理工医结合的思维方式 现代生物科学已经呈现高度综合和高度分化的发展趋势,作为生物医学工程领域的本科生,需要具备丰富扎实的理工科知识和一定基础的医学专业知识,才能在今后的工作中有所发展和创新。南通大学的生物医学工程本科专业设置于电子信息学院,隶属工科范畴,而学生的医学知识背景相对较弱。因此,本课程讲授时要注重与医学成像技术、医学电子学等课程的衔接和交叉,不仅在讲授某一种图像处理方法时突出重点、分化难点,更要将医学实例的处理融合于各章节,体现出理、工、医三者结合,对从方法论和认识论的较高层次上形成新的研究思维起到指导作用[2]。 3 结论 本文结合笔者多年来的教学经验,在简要介绍CDIO教学模式的基础上,针对医学图像处理与分析理论教学方面提出一些改革措施。实践表明,医学图像处理与分析课程教学应紧密结合医学实践,注重图像处理方法与具体医学应用的有机结合和交叉,激发学生的学习热情和创新思维能力。笔者今后还将围绕实践教学环节的改革开展一些有益的探索。 医学图像处理论文:双语教学在医学图像处理课程中的应用 摘 要 双语教学是一种新的培养人才的教育模式,通过在医学图像处理课程教学中应用双语教学,在各个教学环节进行研究与探索,发现在教师与学生英语水平、课堂教学方法、教材的选用及考核机制等方面存在一定问题,并提出相应的改进措施。 关键词 医学图像处理;双语教学;教材 双语教学是指除汉语外,用一门外语作为课堂主要用语进行学科的教学。作为一门国际化的语言,英语的重要性越来越被人了解。在高校中开展专业课的双语教学可以增强学生了解世界科技最新成果的能力,加快高等院校高层次教育与国际接轨的步伐。同时双语教学课堂可以为教师提供一个提高自身英语综合运用能力的训练机会,提高教师进行科学研究和国际学术交流的能力[1]。 医学图像处理是高校生物医学工程专业普遍开设的专业课程之一。近年来,河南科技大学医学技术与工程学院在开展多媒体教学的基础上,大胆尝试双语教学在本课程中的应用,根据教师的实际教学经验,结合大多数学生的反馈,总结在双语教学过程中发现的问题,并提出几项改进措施。 1 双语教学中存在的问题 1.1 从教师角度 学院生物医学工程专业的医学图像处理课程使用教材的是罗述谦等著的《医学图像处理与分析》,在应用双语教学之后,教材更换为Rafael C.Gonzalez教授所著的Digital Image Processing,该教材内容阐述清晰易懂,几乎覆盖了学生所必须掌握的全部基础知识。本书已被全世界500多所大学和研究所使用,是国际知名高校的经典教材。 对于担任本门课程的教师来说,需要反复理解中文和英文原版教材,在吃透教材内容的基础上,结合图像处理的最新技术制作多媒体课件,将原来准备好的中文课件转换为英文课件,并把原来已经讲熟练的课堂内容用英语讲授给学生。其中存在的问题有:1)教师之间对双语教学的认识有偏差,一部分教师认为双语教学应该完全用英语授课,而其他大多数教师认为既然是双语,那么可以用两种语言交叉授课,以学生理解为最终目的;2)教师的英语口语水平不够高,毕竟不是英语专业出身,平时用到口语的机会也不是很多,所以教师都对自己的口语不是百分百自信。 1.2 从学生角度 双语教学对学生的基础英语应用能力,尤其是听说能力要求较高。学生在课堂上本来就需要经过思考才能完全理解教师讲的内容,现在还要在听懂英语的基础上进行思考和继续听课,这对学生尤其是英语基础不是太好的学生来说是比较困难的。虽然大部分学生已经通过大学英语四级考试,甚至有部分学生已经通过大学英语六级考试,但他们的英语实际听说能力相对于应试能力却较为薄弱,仍然有可能听不懂教师的讲解,因此听说能力成为他们用英语进行学习和交流的主要问题。 医学图像处理课程中涉及许多医学图像,因此有关医学的英文词汇也出现不少。医学词汇较为难记,长单词较多,这也给学生的课堂听讲带来一定的困扰,影响了课堂内容的吸收,效果较差。 1.3 从考核角度 既然是双语授课,那么在考核时同样需要考虑到两种语言的问题。如果用全英文出试卷,恐怕会出现学生连题都看不懂的情况;如果用中文试卷,又无法体现双语教学的优势,难以考核教学的效果。 2 相应的改进措施 针对在双语教学中遇到的问题,思考后认为:在医学图像处理课程的双语教学中,应明确课程双语教学的目的仍是传授专业知识,这一点在教学过程中必须始终坚持,英语只是一种工具,否则专业课的双语教学就变成专业英语课。为实现这样的目标,结合师生的实际情况,提出相应的改进措施。 2.1 加强教师培训,提高讲课水平 双语教学成功与否取决于从事双语教学教师的水平,因此,加强授课教师的英语能力是十分必要的。学院与外语学院联系,请专业的英语口语教师为承担双语教学任务的教师开展英语培训,培训的内容包括教学过程中经常使用的教学专用术语以及学科中常用的英语阐述和评论能力。除此之外,学院还派青年教师到国内著名高校或国外学习进修,参加学术研讨会议和培训班等,提高教师的专业水平和英语能力。 除加强教师水平之外,还要更好地发挥多媒体教学手段在教学中的作用。对于较难理解的专业术语、句子等,在课件中用中英文对照帮助理解,这样可以保证即使英语水平较低的学生也能够领会教学中的基本内容。由于本课程是医学图像处理,因此在课件中可以多引入一些新型图像处理技术在医学图片中的应用。这些知识与本专业的其他专业课也有相关联之处,学生对这方面的内容较为感兴趣,课堂气氛活跃,教学效果良好。 2.2 发挥学生主体作用,增强学习兴趣 上课时教师应鼓励学生用英文发言、提问,加强师生之间及学生之间的英文沟通和交流能力,激发学生的学习热情和主动性,引导学生自主思维。授课结束,可由学生用英文做重点总结,然后教师补充。精选教学内容,对于一些常用的专业术语和句子,课堂上需要经常复习。引导学生逐步学会用英语结合专业知识进行思考分析,提高学生分析解决问题的能力,加深对授课内容的理解。双语教学难度大,只有充分调动学生的学习积极性,发挥他们的主体意识,才能取得良好效果[2]。 2.3 改进考核方法,提高教学质量 双语教学仍然是以学生为主体的,因此采取一个合理有效的考核方法能够激发学生的学习兴趣,取得良好的学习成绩。可以考虑作业、课后练习、实验报告采用全英文模式,在这种情况下,学生有时间在组织好英语答案的情况下进行回答。课堂上的讨论及问题回答以英文为主,必要时辅以中文解释,这样也可以锻炼学生的口语能力,并提高他们参与讨论的热情。最后的期末考试可以采取中英文结合的方式,对于一些相对简单的题目如填空题等可以用英文出题,要求英文回答;而一些较为复杂的问答或计算题,可允许学生用中英文作答。这些考核内容在最终成绩中所占的权重不同,如可定为平时成绩占总评成绩的30%,考试成绩占总评成绩的70%。这样的考核方式也可促进学生在平时的学习兴趣,加强日常的学习积累。 3总结 通过这些改进措施,能够提高学生对双语教学的学习兴趣,调动学习的积极性,使学生通过学习不仅能够学到专业知识,也提高了英语听说读写能力。双语教学作为一种较新的教学手段,仍然在实践中摸索,在教学过程中不断完善,只有不断地发现问题、解决问题、积累经验,才能更好地发挥双语教学的效果。 医学图像处理论文:医学图形图像处理在大专类医学院校医学信息学教育体系中的研究 【摘要】在信息高速发展的今天,医学信息学的涵盖已经悄悄的发生了变化,医学图形图像处理已经作为一个非常重要的内容而被纳入了医学信息学的范畴。国内的一些本科院校纷纷设置了相关专业,开设了相关教学内容。然而与此相比,大专类的医学院校,在这一块仍然处于空白状态。本文针对这一问题展开研究,拟提出医学图形图像处理在大专层次的教育当中的必要性与可行性。 【关键词】医学图形图像处理;信息学;大专;医学院校 一、引言 1999年6月9日,经纽约中华医学基金会(China Medical Board of New York,CMB)理事会批准资助,成立了国际医学教育专门委员会(1nstitute for Interna- tional Medical Education,IIME)。该委员会的任务是为制定医学教育“基本要求”提供指导。在该机构制定的培养要求当中,生物医学工程相关知识,特别是“医学图形图像处理”被作为基础知识要求被提出。[5][8] 当前我国数字化医院建设的重点是医院内部的数字化建设。为实现无胶片化,需要建立覆盖全院医疗和办公区域的网络和pacs系统,实现ct、核磁、x线、病理、彩超、电子胃镜等图像的网上数字化采集、传输、存储、调阅等功能。而这些方面,都需要从业者具备相关的专业知识。但是医学图形图像处理教学在专科层次教学当中处于盲区。经过调查国内各省的40多所相关大专院校,其中开展了医学信息教育的学校目前的有12所。[1]授课内容基本是信息检索,少数涉及到了一些医疗管理软件的应用,至于医学图形图像方面的课程,高专的医学信息学教育中没有涉及,因此在目前大专层次的医学信息学教育体系的现状是:医学信息教育停留在信息素养的培养的阶段,没有进一步的考虑医学信息的处理,也就是说没有提升到技能的层面上。 二、国内外关于医学信息学教育的现状分析 医学信息学是交叉学科,起源于美国。现今美国的医学信息涵盖面,已经不仅仅局限于医学情报,信息资源建设、检索,其内涵已经扩展到了转化研究信息学、医学图像信息学。[3][4] 德国是国际医学信息学会(IMIA)的官方国家成员,其医学信息学、生物测量和流行病学协会(GMDS)提出医学信息学(Medizinische Informatik,MI)内涵:应该包括医疗信息的收集、加工与提炼过程。具体研究内容包括:生物信息学,医学图像处理,信息检索、决策支持等。[9]国外一些发达国家,医学信息学已经从信息素养教育上升到了信息技术教育的程度,并形成了专科-研究生-博士研究生的完整培养体系。 20多年来,医学影像已成为医学技术中发展最快的领域之一,其结果使临床医生对人体内部病变部位的观察更直接、更清晰,确诊率也更高。20世纪70年代初,X-CT的发明曾引发了医学影像领域的一场革命,与此同时,核磁共振成像象(MRI:Magnetic Resonance Imaging)、超声成像、数字射线照相术、发射型计算机成像和核素成像等也逐步发展。计算机和医学图像处理技术作为这些成像技术的发展基础,带动着现代医学诊断正产生着深刻的变革。各种新的医学成像方法的临床应用,使医学诊断和治疗技术取得了很大的进展,同时将各种成像技术得到的信息进行互补,也为临床诊断及生物医学研究提供了有力的科学依据。而医学图形图像作为一门交叉学科,成为了一般医学本科院校临床专业与生物医学工程专业的主要的学科。 三、国内政策对于医学信息教育的扶持与指导方向 卫医研教发[2007]01号文件指出:卫生部医院管理研究所在相关部委的支持下,决定在全国开展“医疗卫生信息技术普及教育”工作,旨在建立和完善我国“医疗卫生行业信息技术教育体系”,并使之成为指导我国医疗卫生行业信息化建设对各类IT人才需求的重要依据;成为我国医疗卫生信息技术人员和医学院校学生走出国门与国际接轨的桥梁和纽带;成为我国全体医务人员和医学院校在校生必须掌握的一门现代化工具,从而提高医疗卫生行业的整体服务水平,为更多的患者提供更加优质的服务。 卫医研教发[2007]02号文件指出:加速推进信息技术在医疗服务、预防保健、卫生监督、科研教育等领域的广泛应用,普及医疗信息化知识,充分利用现代远程教育手段为广大医务人员提供继续教育机会,快速培养符合我国医疗卫生行业信息化建设急需的专业人才,满足人民群众日益增长医疗卫生服务需求。 卫医研教发[2007]03号文件指出:随着信息技术在医疗卫生领域的广泛应用,对“医信”复合型人才的需求已成为各级医疗机构在医疗信息化建设、应用和管理中急需解决的首要问题。 作为国内的大专院校,其教学的宗旨与目的是为基层输送大量的实用型医学人才,同时兼顾了向更高层次医学教育输送可持续培养的医学生。无论是从实用出发还是从可持续的培养出发,医学生在医学信息学上的教育都不容缺失。 四、目前医学信息教育环节当中的拓展方向 医学信息学是医学和计算机学科的结合,是医学发展的必经阶段。[2]该学科的发展需要大批掌握相关计算机技术和医学只是的高素质符合人才。 当前社会对于医学信息处理方面的人才需求量大,通过课程建设能够培养出符合社会要求的懂得医学信息处理应用类人才。使学生掌握医学图像的相关概念与图像处理中的图像变换,增强,恢复,压缩,图像的分割及特征提取等基本理论;掌握医学图像处理的基本理论、技术、方法、应用和进展;了解医学信息三维可视化的技术和基本实现方法;并在此基础上掌握医学图像处理的整体结构框架,逐渐形成观察、思考、分析和解决有关理论和实践问题的能力,并通过图像处理算法的编程来提高学生的动手能力。这样的才能使学生在数字化医院建设的大背景下适应需求,提高竞争力。[7] 五、专科层次开展医学图形图像教学的必要性和可行性 医学图像处理是当今各医学领域应用和需求广泛的一门学科,是生物医学工程专业的必修课程,也是计算机科学与技术(医学应用和医学智能信息处理方法)的专业主要课程。设置本课程的目的是:(1)使学生掌握数字图像的相关概念与图像处理中的图像变换,增强,恢复,压缩,图像的分割及特征提取等基本理论;(2)掌握医学图像处理的基本理论、技术、方法、应用和进展,并在此基础上掌握医学图像处理的整体结构框架;(3)掌握数字图像与医学图像处理的基本方法,逐渐形成观察、思考、分析和解决有关理论和实践问题的能力,并通过图像处理算法的编程来提高学生的动手能力。[7][8] 目前国内的专科院校鲜有开展这门学科的基础教育,主要原因是相关的教学条件要求较高(师资,设备)。但是做为专科院校,无论是从向基层输送基层的医疗服务人才这个方向来看,还是从为本科医疗院校输送继续教育人才方面来看,我们都有必要把这门重要的学科,在医学类专科层次进行普及性的基础教学。最为恰当的方式就是在医学信息学的教学内容中补充丰富医学图形图像内容。 专科层次的学生有他们的特点:基础和自学能力有待强化,而且在校学习时间比较短,他们需要和能够掌握的是跟专业相关的简易并实用的医学信息概念和技术,而不是高深的理论。根据专科学校的特点和学生基础情况,以及各用人单位(基层医院)对医学信息技术的需求情况,查阅国内外各医学院校医学信息专业教学资料,在现有计算机课程内容基础上,引入一定课时的医学数字图形图像处理,通过实践教学进行论证之后,完善出一套适合专科层次的教学大纲和实验大纲。 通过对大专医药各专业学生进行实用的医学信息技术与医学图形图像学教育,其目的是使学生更能适应各专业岗位的需求,从而提高专科层次毕业生就业竞争力;提高基层医疗卫生行业的整体服务水平,为更多的患者提供更加优质的服务。 医学图像处理论文:医学图像处理课程在线学习系统设计 摘要:《医学图像处理》作为生物医学工程专业的一门专业必修课,教学内容多,课时安排紧凑,不利于同学们对理论知识的消化理解,同时书本资料匮乏,电子资料不易搜索,导致了部分同学学习积极性不高,学习效率低下。在线学习系统作为一种新的教学模式,利用计算机互联网实现网络授课、学习、文档共享及师生在线交流,突破了传统教学的时空限制,具有资源共享、快捷高效等优点。该课题经过系统需求分析的调研,运用Dreamweaver软件开发平台、ASP动态网页制作和ACCESS数据库开发技术,通过编写VBScript脚本语言,设计完成了一个基于B/S网络框架的《医学图像处理》课程在线学习系统。 关键词:在线学习系统;ASP;ACCESS数据库 1系统开发环境及工具 本课题采用Windows XP及以上操作系统、ASP和ACCESS完成本次设计。ASP是美国微软公司出品的WEB编程语言,运行环境是微软出品的WEB服务器IIS。数据库采用ACCESS数据库。 其他软件包括:IE6以上、Dreamweaver7或更高的版本。 2在线学习系统的设计 2.1系统总体结构的设计 系统主要有以下模块构成:用户管理模块、公告栏模块、留言板模块、友情链接模块、下载资料模块、聊天室模块、在线练习模块。现对用户管理模块设计简单介绍。 用户管理模块主要包括用户注册、管理员审核、个人信息修改、删除用户等等操作,管理员、教师、学生都会涉及这一模块的制作。 图1管理员主页 2.2后台数据库的设计 人们把数据库设计分为需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行与维护6个阶段。概念结构设计就是对信息世界进行建模,常用的概念模型是E-R模型,它是P. P. S. Chen于1976年提出来的。 概念结构设计的任务是在需求分析阶段产生的需求说明书的基础上,按照特定的方法把它们抽象为一个不依赖于任何具体机器的数据模型,即概念模型。概念模型使设计者的注意力能够从复杂的实现细节中解脱出来,而只集中在最重要的信息的组织结构和处理模式上。 概念模型(E-R模型)的组成元素有:实体、属性、联系,E-R模型用E-R图来表示。实体是用户工作环境中所涉及的事务,属性是对实体特征的描述。 3在线学习系统的实现 在正确安装IIS之后,即可进行程序语言的编写和程序调试。 3.1连接数据库 不同数据库有不同的连接方法,对应ACCESS数据库,有字符串连接方法和DSN链接方法此处使用第一种,代码编写如下: 由于几乎所有的ASP动态网页都需要连接数据库,所以将以上字符串连接数据库方法粘贴到config文件下db.asp文件中,而在其他需要调用数据库的文件中调用此文件即可,调用方法为: 3.2功能模块的实现 在完成以上操作之后可以开始进入整站制作的过程,动态页面从流程图开始,涉及到的具体语句中只对较为重要的编程语言进行讲解。 3.2.1引用文件编写 由于在编写程序时,ASP本身提供的函数并不足以满足我们的所有应用,所以在设计时将经常用到的一些功能如:连接数据库语句、翻页功能等编写为引用文件,在需要使用这些功能的文件头部引用即可,将这些文件统一存放config文件夹下。 3.2.2模块实现 此处选取注册功能进行讲解。 在本站中,没有注册成功或者审核通过的用户无法浏览网站内容的。 用户注册功能是本站开始设计的第一个步骤,也是一个很基础的功能,以上叙述的设计过程是以后每一个功能模块都严格遵循的设计过程,在每一个模块完成之后,都要开始进行相应的运行与调试。 4系统运行与调试 4.1测试概述 本章根据用户需求,设计测试用例,对软件进行系统测试。并根据测试结果填写测试表格的测试结果栏。测试的重点是确保各项功能的正常运行。测试的目标是确保所开发的功能符合用户的需求。 4.2系统部分测试 在第四章设计系统实现中重点讲了注册功能的实现,此处也以注册页面的测试为例讲解测试步骤。 在Dreamweaver中打开register.asp页面,点击在浏览器中预览/调试按钮。根据流程图3,首先验证用户名或者密码为空情况: 验证同名用户是否能够注册: 注册成功时: 打开后台数据库文件,验证用户信息是否写入数据库中: 图7注册成功时数据库内容 可以看到最后一名用户就是刚刚注册的用户,其姓名、性别、联系方式等内容都与注册内容一致。u_check默认为空,在管理员审核通过之后用户即可登录本站。 5结论 本课题实现了一个基于ASP和ACCESS的医学图像处理在线学习系统,可供学生、教师、系统管理员三方用户安全使用,界面友好、功能完善、通用性强。其主要模块包括:公告管理、留言板管理、友情链接管理、学习资源管理、聊天室管理以及在线练习管理等。 该系统简介易用,投入使用之后可以利用计算机互联网实现网络授课、学习、文档共享及师生在线交流,突破了传统教学的时空限制,具有资源共享、快捷高效等优点,可以有效地促进该课程的理论和实验教学,帮助改善同学们的学习状况,常适用于高等院校的远程教学,具有非常广阔的应用前景,由于预算有限和时间仓促,本系统尚存在如下一些缺陷: 未能购买域名、将系统放在网上进行远程调试; 整站结构的设计还不够十分合理,网站结构使用了两种方式,既存在以身份为划分建立的admin、stu、teacher文件夹,也存在以功能为划分的message文件夹,可能造成网站投入使用之后的功能移植会比较繁琐; 系统缺乏统一的排版格式,而且为了节约空间,提高页面载入速率,网站所用图片很少,也没有复杂的布局结构,导致整站虽然简洁,但是缺乏美感,可能不足以在视觉上吸引同学; 多数页面只是实现了基本的功能,如添加习题、公告等,但是目前还缺乏实质性可以立即投入使用的内容; 友情链接功能与学习资料上传功能还面临路径和文件名不能包含中文字符的问题。 除此之外,随着浏览器版本的提升,众多浏览器厂商对安全性的控制更加严格,系统中很多html静态网页的特效不能显示,比如对于按钮或者图片,可以制作为鼠标放上去之后显示一些说明文字,但是在实际应用中chrome内核的浏览器选择直接直接忽视其内容,IE内核的浏览器会提示限制此文件显示可能访问计算机的活动内容,这样的页面会带给用户安全性能上的顾虑,但是,缺乏这些特效的网站在外观的吸引力方面又有所降低。 在线学习系统是一个正在兴起的应用领域,主要利用页面制作、数据库等技术实现网上教学的实时性、交互性、动态性。本系统突破一般多媒体辅助教学工具的思想,目的是尽可能将现实的活生生的教学环境和方法应用于网络教学中,提高学生网上学习的兴趣,从而真正提高网上教学质量。作为传统教学的延伸,信息化教学的作用正逐步被人们所重视,随着网络技术和多媒体技术的进步,信息化教学系统还会有更多的发展空间。 医学图像处理论文:医学图像处理课程的教学经验探讨 摘要:本文分析探讨了医学图像处理课程的特点,结合医药院校学生的实际情况,从课堂教学所用教案及实验教学所选软件和内容两个方面对医学图像处理课程教学方法进行了探讨。 关键词:医学图像;多媒体;Photoshop;MatLab 《医学图像处理》是以《数字图像处理》为基础,结合医学院校的特点和教学要求,以医学图像为处理方向,开展的一门课程。作为一门医科院校的工科课程,《医学图像处理》课程的对象是医学院校的工科学生,是生物医学工程、计算机科学等专业的必修课程。该门课程教授的是指将医学图像信号转换成的数字信号用计算机技术对其进行处理的算法和过程,要求学生既掌握基础的医学常识又有教深的计算机编程的经验。由于专业与课程的特殊性,导致该课程在教学过程中存在些许问题和困难:如学生没有较强的基础理论知识,听课过程中遇到困难,容易失去学习兴趣,不能掌握专业知识,或者只懂理论而不知道如何在计算机上编程实现应用。经过多轮的教学和不断的探索,将已有的一些经验做一个小结,以期对提升教学效果有所帮助。 1 多媒体动画教案的优势和应用 《医学数字图像处理》课程需要重点讲解的内容包括:图像运算、图像灰度变换、直方图处理、图像的空域增强及频域增强、图像分割、图像配准、图像复原、图像压缩编码、形态学处理等内容。图像处理课程涉及面广、跨度大、内容多,且具有较强的工程性,在教学上存在一定难度。多媒体动画教案的应用能将学生难以理解的抽象内容及复杂的变化过程,通过动态模拟和局部放大的手段,动态直观地展现在学生面前,将抽象的算法转换为浅显生动的形象[1]。 例如进行图像增强时常采用均值滤波和中值滤波算法,仅用数学公式教导的办法,因其较抽象导致效率低且效果不好,将算法步骤先用动画直观展现出来,再结合数学公式解释阐明,大大降低了学习难度,保证了学生的学习兴趣。又例如频域滤波法中的高通滤波算法可增强图像的高频分量而滤除图像的低频分量从而达到突出图像边缘的目的。这一算法是基于傅里叶变换及信号处理等抽象理论发展出来的,理解起来有一定的难度,在课堂上,首先给学生展示一张脑部CT图片及其对应的频域图,对应高通滤波算法逐渐改变滤波范围使原来的图像相应发生改变,让学生对脑部CT图片在计算机上进行逐步动态锐化,锐化后脑膜轮廓清晰可辨,达到了增强图像边缘的目的。利用多媒体教学,可以直观地看到图像在处理前后的明显变化,便于学生接受,增强了学生对重要概念的理解,提高了教学质量和课教学效率。多媒体的动态教学需要贯穿这个课程始终,例如讲解图像灰度变换时可以开窗算法为例,辅以显影效果不甚理想的医学图片如细胞显微图等讲解利用代数运算对图像进行处理的方法,并将处理后得到的增强图片与原图像加以比对,让学生真切地看到图像处理的作用,了解其价值和意义。此类例子还有很多,通过具体的医学图像实例进行直观生动的课堂演示,可以提高学生的学习兴趣让他们积极参与到教学过程中来,成为教学中的主体。 多媒体动画教案在教学中的作用不言而喻,因此制作合适的教案是能否成功完成教学任务的关键。经过多轮的摸索总结,我们发现教学案例的选择要结合实际,除了让学生掌握理论外,还要让他们知道学到的知识可以用到什么方面、怎么用。 2 实验教学工具与内容的选择 目前,医学图像处理教学选用比较多的软件有PhotoShop、Matlab和VC等。在实际教学中需根据学生的特点选择不同的医学图像处理教学软件,比如我们学院生物工程专业学生编程基础较弱,在学习医学图像处理时选择的是PhotoShop和Matlab,通过PhotoShop软件向学生展示各种医学图像处理算法的实现效果[2],而使用Matlab编程工具实现各种图像处理算法,另外调用Matlab图像处理工具箱中的系统函数可以实现医学图像的增强、分割等基本图像处理功能,可以让学生掌握一些基本的医学图像处理编程方法。而对于计算机专业的学生,由于他们系统地学过计算机课程,因此在医学图像处理实验教学时就采用VC编程实现各种图像算法。首先提供给学生一个用VC编写好的图像处理平台代码,然后交给学生如何在该平台上增删改他们所需要的图像处理算法。尽管直接使用VC++编写医学图像程序通常代码都比较长,学生比较难掌握,但是采用VC编程相对MatLab编程而言更容易实现可视化界面,编写出的程序可以模仿PhotoShop软件的部分功能,极大地提升了学生的学习兴趣。除此之外还可以使学生了解医学图像处理的每一个细节,彻底领悟医学图像处理各种实现算法的精髓,从而加深对抽象的医学图像处理理论的理解。 在实验内容的选择上多选用验证性算法,以期让学生通过实验巩固和加深对医学图像分析的各种常用算法的理解与掌握在我们的教学中;为了提高学生对实验的重视程度和实验积极性,将实验考核成绩引入总成绩,占到总成绩的10%-20%。 3 小结 本文对医学图像处理课程的特点,课堂教学方法及实验教学工具和内容的选择进行了探讨。由于医学图像处理课程难度大,理论性和实践性均很强,教师在教学时需根据医学院校学生理工基础弱,编程能力差的特点选择合适教学方法帮助学生克服困难,提升教学效果。 医学图像处理论文:计算机图像处理技术在医学中的应用 摘要:现代医学越来越离不开医学图像信息、医疗设备或系统的支持,在医学图像处理和医学设备中,超声成像、CT、磁共振、外科手术、中医舌像诊断都与计算机图像处理技术息息相关。 关键词:计算机技术;医学图像;图像处理技术 1医学图像的种类 随着计算机技术和医学的发展,医学图像信息在临床诊断中起着越来越重要的作用。目前,供医学研究和临床诊断所需要的医学图像多种多样,如:B超图像、MRI图像、CT图像、PET图像、SPECT图像、数字X光机(DR)图像、X射线图像、各种电子内窥镜图像、显微镜下病例切片和显微镜下细胞图像等。利用计算机技术处理这些图像,不仅可以提高医学临床诊断水平,还能为医学培训、医学研究与教学、计算机辅助临床外科手术等提供必要支持[1]。 2医学图像处理技术的内容 在医学图像处理中,计算机起着至关重要的作用。广义的图像处理技术包括:图像的获取、图像的存储、图像的传递、图像的处理和图像的输出,这些处理工作都需要用到计算机技术。狭义的图像处理主要研究计算机可以实现的算法,包括:1)几何处理:包括改变图像的大小,旋转、移动图像等。2)算数与逻辑预算:包括图像的加减乘除、与或非运算等。3)图像数字化:将模拟形式的图像转化成数字图像。4)图像变换:为了方便后续操作,改变图像的表示域和表示数据,如傅里叶变换、余弦变换、小波变换等等。5)图像增强:改善视觉效果和图像质量,如对比度增强、平滑、校正等等。6)图像复原:修复失真图像以尽量接近原始的未失真的图像,如频域中的恢复方法、最大熵恢复、运动模糊恢复等。7)图像压缩:为了有利于图像的传输和存储,将一个大的数据文件转换成较小的同性质的文件,如自适应编码压缩、基于人工神经网络和小波技术的压缩等。8)图像分割:将图像中感兴趣的部分分割出来,为后续图像分析和理解打基础,如边界检测、区域检测等等,具体可以参考文献[2]。9)图像的表示和描述:对已分割的图像进一步表示和描述,以更适合计算机进一步处理,如颜色提取、纹理提取、区域集合特性等等。10)图像分类识别:根据提取的特征来分类识别图像,如人工神经网络、支持向量机、模糊识别等。11)图像重建:将一组关于目标的某一剖面的一维(或二维)投影曲线,重构该剖面的二维(或三维)图像的技术,如投影重建、3D重建技术等。一般所说的图像处理指的是狭义的图像处理。 3计算机图像处理技术在医学中的应用 3.1图像处理技术在超声医学成像中的应用 超声成像过程中图像处理的方法有很多,其中主要的有图像平滑处理、图像伪色彩处理、图像纹理分析、图像分割、图像锐化处理,以及图像增强处理等图像处理方法[3]。在B超图像中,不可避免会出现噪声,噪声的存在对某一象素或某幅图像是有影响的,因此要平滑图像,去除噪声,为图像的后续处理做准备。为了使B超医生更好的识别B超图像信息,可以用不同的颜色来表示图像中的不同灰度级,达到图像增强的效果,可识别灰度差较小的像素,这种用彩色差别代替灰度差别而组成的图像,即为伪色彩图像。B超图像中存在颗粒状纹理,其主要有以下两种情况引起的,一种是B超图像本身的斑纹,是无用的信息,另一种是由被检查者的组织结构引起的,是有用的信息。正常和有病变的器官图像组织颗粒分布不同,即纹理也不同,因此,对B超图像进行纹理分析,从而判别病情。图像分割是将病变区域分割出来,以便测量其大小,体积等,为诊断提供必要数据。除此之外,还要用到图像锐化处理和图像增强等计算机技术处理B超图像。 3.2图像处理技术在CT和MRI中的应用 CT的本质是一种借助于计算机进行成像和数据处理的断层图像技术。虽然X线透视可使人们了解人体的内部结构,但只有CT通过计算机在排除散射线和重叠影像的干扰并对X线人体组织吸收系统矩阵作定量分析后,才从根本上解决了分辨率问题。计算机在CT系统中要完成图像去噪、图像的增强、图像重建等任务。没有计算机技术,CT设备的发展是不可想象的[4]。在磁共振中,图像处理技术包括图像去噪、图像增强、图像复原、图像三维重建等操作,磁共振成像也离不开计算机图像处理技术的支持。 3.3图像处理技术在图像引导外科手术中的应用 手术导航(Surgical Navigation)是近二十几年迅速发展的微创外科(Minimally Invasive Surgery,MIS)技术之一。图像引导外科系统利用医学影像和计算机图像处理技术,可在术前对患者多模态图像数据进行三维重建和可视化,获得三维模型,制定合理、定量的手术计划,开展术前模拟;在术中利用三维空间定位系统进行图像和病人物理空间的注册或配准,把患者的实际体位、手术器械的实时空间位置映射到患者的三维图像空间,对手术器械在空间中的位置实时采集并显示,医生通过观察三维图像中手术器械与病变部位的相对位置关系,对病人进行精确的手术治疗[5]。它把图像图形处理、空间立体定位、精密机械和外科手术等结合在一起。医学图像自动处理算法诸如图像分割、滤波、特征提取算法在图像引导外科中发挥着重要作用。 3.4图像处理技术在中医舌像诊断系统中的应用 计算机图像处理技术在舌象综合定量化研究中起着重要作用,也是舌诊现代化的发展方向之一。中医舌象诊断系统运用色度学、近代光学技术、图像处理技术和计算机硬件技术等学科技术,其中图像处理技术是关键技术之一。在该系统中,要对舌象进行预处理,包括去噪、图像分割等操作。建立颜色模型,根据模糊数学理论,确定有关舌象的定义域,进行特征提取和纹理分析等,这些都是计算机图像处理技术。 4结束语 现代医学越来越离不开医学图像信息的支持,在医学图像处理中,计算机技术起着至关重要的作用。在医学领域中,超声成像、CT、磁共振、外科手术、中医舌像诊断都与计算机图像处理技术息息相关。随着计算机技术和医学的发展,计算机图像处理技术会在医学领域中得到更广泛的应用,医学领域也更离开不计算机图像处理技术。 医学图像处理论文:远程高精度医学图像处理技术浅论 摘要:远程高精度医学图像处理技术是指满足医学质量及其要求,包含医学完整信息的高质量、高清晰、高精确的医学图像处理技术。它包括医学影像的采集、图像缝合、图像压缩、图像存储、图像传输及其图像的复原再现的过程。 关键词:远程医疗;高精度;医学图像;处理技术 一、远程高精度医学图像处理技术的概念以及特点 (一)远程高精度医学图像处理技术的概念 远程高精度医学图像处理技术是指满足医学质量及其要求,包含医学完整信息的高质量、高清晰、高精确的医学图像处理技术。它包括医学影像的采集、图像缝合、图像压缩、图像存储、图像传输及其图像的复原再现的过程。 (二)远程高精度医学图像处理技术的特点 通过国家构建的交互式计算机系统实现医学图像的静动态解析及其多点交互,完成了病理图像的无缝拼接,完善了医疗卫生事业的信息化、数字化的进程,无疑是中国科学技术的一大进步! 远程高精度医学图像处理技术运用计算机、通讯、 医学设备和现代技术,通过图像、数字数据信号、符号等将病人的病历资料远距离输送和传输,实现了医学专家和医生、病人之间在不同地方直接的交流和诊治。 二、国内外远程高精度医学图像处理技术的内容及方法 远程高精度医学图像处理技术与其他图像处理技术(传统高清视频会议系统)的区别和联系视频会议系统技术和高清视频会议系统(NETMEETING),一般的卫星传输,音视频压缩技术。 远程高精度医学图像处理技术的几个重要发展历程,远程高精度医学图像处理技术的技术实现及其高端设备全自动数字病理切片扫描仪的运用。 三、全自动数字病理切片扫描仪的应用 (一)全自动数字病理切片扫描仪的技术特点 远程高精度医学图像处理技术与其他图像处理技术的区别和联系:视频会议系统技术和高清视频会议系统一般的卫星传输。远程高精度多路医学动态解析转移及多点交互系统、远程静态医学图像交互式讨论系统、远程病理无缝缝合拼接及诊断数字技术系统病理工作站、远程手术指导系统、远程查房系统及其电子医院数码技术系统、远程高精度皮肤检查系统、体征检查内镜系统、远程医学影像阅片及讨论系统、及其远程培训及其教育系统。 实际上远程高精度医学图像的获得虚拟病理切片是利用电脑控制显微设备或者CCD镜头的上下运动,一张一张的通过面扫描自动采集放大后的图像,这种信号是计算机能够识别处理的数字信号,较以前的线扫描有了很大的提高,然后通过储存自动缝合拼结成一张信息完整的数字病理图片通过光纤发到服务器上或者其他计算机中,通过图象处理软件可以对图象进行编辑处理,这种能够虚拟观察的计算机可以被认为是虚拟显微镜,一个很大的图像通过软件的处理,可以压缩以后传到世界任何一个地方。 总体来说,数字病理切片技术应用显微图像数字化目前世界上和国内的应用上还停滞在局部图象扫描的数字化的水平上,就是通过显微镜或者摄象机或者数码相机中的CCD采集很多张或者上百张用来诊断病情或者做出分析并且复原出病理图象的照片,远程诊断和进行专家讨论,为专家提供了非常有用而真切的医学图像信息,使专家能够很快地浏览图片上的医学信息,非常方便而准确,节省了大量时间和资源,方便了医生和患者,它的推广给现代医学带来了观念性的技术变革。 (二)全自动数字病理切片扫描仪的应用实例分析 数字病理切片可以进行远程会诊和远程诊断病情,医院可以制作数字病理虚拟切片和一些病理资料通过软件进行查看和浏览,分析和判断并且得出病情的判断,医院可以收集病人会诊的病历资料进行局部的切片扫描,随意进行放大和压缩的进行观察也可以上传到服务器上,提供给大家查阅,对大病技术特别是肿瘤的病变有了很好的效果,也可以实现资源共享,完全达到病理资料的电子化、数字化、技术化。 四、高精度医学图像数字处理技术的发展展望 南非项目,西部为民工程,云南县县通工程,南方医院工程,协和医院,中山医院,瑞京医院的运用情况,印度运用情况,ATA年会及其科技部国际培训班情况,人类的安康,天下的福址,解决了人民的看病难看病贵,医疗资源分布的严重不均。天正在使用的绝大多数远程医疗系统采用了两种不同技术类型。一种叫做存储和传输,用于将数字图像从一个地方传到另一个地方。数字图像在原始拍摄处传输到另一个地方,这是一种非实时的典型应用。美国未来学家阿尔文?托夫功多年以前曾经预言:“未来医疗活动中,医生将面对计算机,根据屏幕显示的从远方传来的病人的各种信息对病人进行诊断和治疗,”这种局面己经到来。
计算机小论文:计算机离散数学课程改革思考 摘要:“离散数学”是计算机科学与技术、软件工程、通信工程、网络空间安全等信息类本科专业的优秀基础课之一,在计算机科学与技术等专业课程体系结构中起到非常重要的理论支撑作用。本文分析了计算机专业开设“离散数学”课程中存在的一些问题,从教学目标、教学内容、教学方式等方面,建议在教学时结合计算机相关领域中的实际例子,深入浅出地传授“离散数学”中的理论知识点,并采用理论教学结合编程练习,激发学生的兴趣,提高教学质量。 关键词:离散数学;课程改革;问题驱动;编程实现;结合应用 一、引言 离散数学(DiscreteMathematics)是计算机科学与技术、软件工程、通信工程、网络空间安全、信息与计算科学等信息类本科专业的优秀基础课之一,在计算机科学与技术等专业课程体系结构中起到非常重要的理论支撑作用[1]。因此,离散数学早在1977年就已被美国电子电气工程师协会(IEEE)确定为计算机专业的优秀课程。2001年又被IEEE协会和美国计算机协会(ACM)联合认定为计算机专业的第一优秀主干课程[2]。由于电子计算机存储空间与计算能力的限制,计算机相关的很多领域都使用到了离散结构的概念。如计算机中的任何一个变量都是离散变量,计算机中的图片都是以离散像素的形式存在。所有的存储和通信的数据本质上都是0和1构成的。因此,“离散数学”的教学内容与计算机硬件和软件都有着密切的关系。“离散数学”采用严格形式化的数学语言来描述离散系统的状态、关系和变化过程,是进行定性定量分析和逻辑推理的工具,可以为计算机系统处理离散对象的状态及变换提供有效的描述[3]。离散数学不仅是计算机专业的优秀课程,更是“数据结构”、“算法设计与分析”、“数据库原理”、“数字逻辑(数字电路)”、“编译原理”、“信息安全”、“操作系统”、“并行计算”等一系列课程的先导课程。如图1所示,离散数学中优秀的六个部分:数理逻辑、关系集合论、代数系统、图论、初等数论和有限自动机,分别衍生出计算机的学科体系架构。通过离散数学的教学,使学生掌握课程的基本概念和基本原理,采用严格的数学方法,培养学生的抽象思维能力和逻辑推理能力,为从事计算机的科研与应用提供必要的描述工具和理论基础,培养学生利用计算机分析问题、解决问题的能力。根据教育部“离散数学”教学指导委员会建议,目前国内离散数学的教学大致可以分为三个层次:科学型、工程型、应用型[4],对应的学时分别为108、90、72。科学型人才培养的目标要求学生有坚实的数学基础,较强的抽象思维能力,形式化描述能力和推理、分析能力;工程型人才的目标是要求学生有较好的数学基础,能综合运用离散数学中的理论和模型去分析问题和解决问题,兼顾计算机科学和计算机应用,内容较为宽广深入;应用型人才目标则要求学生能够运用典型的离散模型,进行系统建模与软件集成[5]。针对不同的教学内容与教学要求,需要采用“因材施教,分流培养”的教学理念与策略。然而,在实际的教学过程中,离散数学的教学课时量常常被压缩,一般正式授课时间约为48学时。如何在有限的时间里充分地把知识传授给学生,将能力传播给学生,给离散数学的教学提出了新的挑战。一些高校采用减少学时数量、降低考试难度,这样会造成学生无法认识到“离散数学”在计算机专业的课程架构中的重要地位,导致“离散数学”的教与学越来越边缘化[3]。为此,笔者在对“离散数学”多年的观察与教学的基础上,对本科阶段计算机专业的“离散数学”课程存在问题进行了深入剖析,并给出了一些初步的建议。 二、存在的问题 笔者在近几年的“离散数学”授课过程中,发现不少学生在课程学习与能力培养方面容易存在以下三个问题。 (一)课程学时少,理论难度大 绝大多数的高校开设“离散数学”的学时有限,往往比“教指委”给出的时间少,一般在48学时,难以完整地开展包括数理逻辑、集合论、代数结构、图论、初等数论和形式语言与自动机等内容的教学,往往仅对前四部分(甚至更少)的内容展开教学,初等数论和形式语言与自动机部分由于难度较大,将作为选学内容。 (二)课程辐射不够,相互割裂,学生畏难情绪严重 在实际教学中,很多高校把“离散数学”作为一门数学课,由数学系教师作为主讲教师,采用纯数学经典的“定义—定理—证明—习题”的教学模式[6],忽视了“离散数学”在计算机中的应用背景,让学生感到恐惧与反感,因其未能从“高等数学”与“线性代数”等课程的学习思路和模式中走出来,从而降低了学习兴趣,最终影响教学质量。 (三)理论学习与计算机实践相互割裂 对于计算机专业的学生,需要将所学的理论知识与计算机编程相互关联起来,不能将计算机工具与“离散数学”的知识点强行割裂,如果将理论学习与计算机实践相互割裂,只会使学生纸上谈兵,实际操作能力不能得到有效提高。 三、课程的建议 1.教学手段多样化,凝练重点知识。首先要讲清楚什么是离散的概念,为什么要引入离散的概念,重点介绍离散数学的思维方式和解题思路,消除学生反感、对立的情绪。针对大学生已普及手机等智能移动设备的现状,对于重要的知识点,建议采用微视频、微课的形式,供学生利用点滴课余时间,反复理解,对课堂知识的重、难点进行再现,充分互动,达到知识传递的效果,并及时采用微学堂、微试题等形式,对教学效果进行反馈。 2.以点带线,线面结合,增加课程关联度介绍,建议梳理计算机专业本科课程,与“离散数学”之间建立对应联系。比如在数字电路设计中,使用“与非”门和“或非”门设计逻辑线路,代替单一的“非”门、“与”门和“或”门的组合;利用等值演算,可大幅度优化逻辑线路。再如利用哈密顿图求解最短路径问题和旅行商周游问题,利用基于最优二叉树的哈夫曼算法来优化编码并提高通信效率;等等。 3.编程实现。离散数学作为计算机相关专业的一门基础课,必须与学生已有的基础课(如程序设计语言等)相互关联,使得学生学以致用。开展离散数学中常见算法的编程实现,如利用C/C++语言实现公式真值表的输出:对于给定的公式,判断其合法性之后,给出其真值表。类似的,结合离散数学课程,笔者推荐如下算法:集合的笛卡尔积计算,欧拉图的判定,关系的判定,自反、对称、传递闭包的计算。对于Dijkstra算法、Kruskal算法、Prim算法等,在后续的“数据结构与算法”课程中将有详细的算法描述,在离散数学课程中不必要求实现。 四、结语 “离散数学”既作为计算机大类专业的一门重要专业基础课,又在计算机领域具有广泛的应用。有人说:没有“离散数学”就没有计算机理论,也就没有计算机科学[7],足以证明它的重要性。本文针对计算机专业知识体系的结构特点,提出在教学时结合计算机相关领域中的实际例子,深入浅出地传授“离散数学”中的理论知识点,采用理论教学结合编程练习,激发学生的兴趣,提高教学质量。近几年,笔者通过实际教学的检验,该教学方法效果良好,值得借鉴与推广。 作者:魏立斐 王晓明 王春华 单位:上海海洋大学信息学院 计算机小论文:本科院校计算机基础课程改革思考 摘要:针对应用型本科院校计算机基础课程教学中出现的弊病,即在课程教学和学生能力培养间存在鸿沟,提出将计算思维引入教学,解决计算机基础课程的教学危机。通过介绍计算思维中的关键内容,分析计算思维的优秀方法,探讨融入计算思维的分层次分类别教学模式,提出以计算思维能力培养为优秀的计算机基础课程改革方案。 关键词:应用型本科院校;计算思维;计算机基础课程;课程改革 0引言 应用型本科院校是中国高等院校的重要组成部分,学校数目众多,办学特色明显。不同于传统研究型本科院校,应用型本科院校立足于地方,为本地经济和社会培养技术密集型产业的高技术应用型人才。大学计算机基础课程是高校学生入学后的第一门信息技术类课程,该课程旨在培养学生使用计算机科学知识和技术分析和解决实际问题的能力,提升学生创新意识,培养学生的信息素养,为学生学习后继课程打下坚实的信息技术基础。该课程的教学是保证人才培养质量的一项重要教学工作,对大学生毕业后是否能够迅速适应社会需要,并具有可持续发展的再学习能力,具有重要意义。 1应用型本科院校计算机基础课程教学现状 2012年全国共有普通本科高校1171所,其中:211工程高校116所,占9.9%,非“211”高校1055所,占90.1%,新建的本科院校是指1999年以来新晋升科学校,共有647所,约占全国普通本科高等学校数量的55.3%,占非“211”普通本科高校数量的61.3%[1]。这些地方本科院校在办学地位、人才培养模式、生源质量和课程教学上都与传统的重点院校有着明显区别。随着网络技术、多媒体技术和无线接入技术的迅速发展,计算机基础知识得到快速的普及,特别在应用型本科院校中,计算机基础课程进入蓬勃发展期,呈现出以下特点。1)大多数学校都十分重视计算机教育教学的重要性,并确立了计算机基础课程的基础性地位,计算机基础课程在各专业的培养方案中已成为不可缺少的一部分。2)随着计算机的发展和普及,计算机基础课程的教学转变为理论教学与实践教学高度融合,用理论指导实践,并在具体的实践案例中去深化理论。同时,以能力训练为优秀的实验教学理论已经渗透进课程中,“案例教学”、“任务驱动”等多种教学模式得到广泛运用。3)社会信息化进程不断加速,各种学科间不再局限于单纯的某一领域的研究,多学科交叉融合是信息技术发展的契机,计算机的辅助功能得以极大的发挥作用,各专业对学生的计算机应用能力的要求日趋强烈,计算机基础课程成为很多专业课程的前驱课。 虽然计算机基础课程在应用型本科院校里得到越来越多的关注,但受限于学校的历史沿革和生源质量,该课程存在以下方面的问题。1)课程体系不明确应用型本科院校大多是1999年以后晋升为本科院校的,以前大都是高职高专层次的学校,在课程体系的规划上缺乏系统性和规范性,部分学校还继续沿用专科阶段的课程体系,教学内容还停留在“计算机文化基础”或“计算机应用基础”阶段,体现不出计算机技术的先进性。2)学时少、内容多计算机基础课程的教学学时一般在32至70个学时之间,每一章的教学内容可能对应着计算机科学与技术专业的一门专业课程,造成每章的教学只能触及表面即止,不能深入系统的学习。特别是教育部对本科教学计划的总学时做出规定后,很多专业在指定教学计划时就首先减少公共基础课程的学时,计算机基础课程首当其冲,有些院校甚至将计算机基础课开设为选修课,不仅学时大幅缩减,其基础性地位也受到动摇。3)陷入“狭义工具论”误区“狭义工具论”就是认为计算机基础教学就是教学生怎么将计算机作为工具使用[2]。教学内容的组织上以各种软件的使用为重点,教材中的一章就是某些软件的使用手册,如Windows操作系统、Office办公软件和网络软件等常见内容,教学过程以教会学生熟练使用常用软件为目的,让学生掌握软件工作环境的构成、具体的菜单命令和操作步骤等。“狭义工具论”误区使计算机基础教学丢失了灵魂,学生往往只会使用教会的软件,由于软件的升级换代非常频繁,很多学生又要重新学习新版本的或其他的软件,导致培养学生的创新能力成为空话。 2计算思维的关键内容 2.1计算思维的引入 针对高校计算机基础课程教学中出现的上述问题,2010年陈国良院士在第六届大学计算机课程报告论坛上所作的报告第一次正式提出将“计算思维能力培养”作为计算机基础课程教学改革切入点的开创性倡议。2006年,美国卡内基•梅隆大学的周以真教授显性的提出“计算思维”的定义:计算思维是运用计算机科学的基础概念去问题求解、设计系统和理解人类行为的涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[3]。计算思维是人类早已存在的思维活动,只是未被发掘提升到理论高度,它引领人类思考问题进行解决,推动人类科技进步。2010年,包括清华大学等高校在内的九校联盟在《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》中,确定了以计算思维为优秀的计算机基础课程教学改革。 2.2计算思维的地位 计算思维是一种科学思维,与理论思维、实验思维一起构成了人类的三大科学研究思维。计算思维并不是一种新的发明,而是早已存在的思维活动,是每一个人都具有的一种技能[4]。以其他思维方式相比,计算思维以抽象和自动化为本质,以设计和构造为特征,强调对问题进行自动化求解。计算机学科是计算思维的代表学科,思维的训练是一个长期的过程,在计算机基础教学中,不是仅仅通过几节课就要求学生了解计算思维的内涵,而要通过营造环境、设计案例让学生潜移默化的掌握。 2.3计算思维的优秀方法 计算思维方法是计算思维的优秀。计算思维是思维过程或功能的计算模拟方法论,其目的是为了提供适当的方法,使人们能借助现代和将来的计算机,逐步达到人工智能的较高目标,诸如模式识别、决策、优化、自控等的有关算法都可属于计算思维的范畴。计算思维方法很多,周以真教授将计算思维阐述成具体的七大类方法,有把一个困难的问题简化为如何求解的约简、转化等方法;有控制庞杂的任务或进行巨型复杂系统的设计的抽象和分解的方法;有对一个问题的相关方面选择合适的方式陈述或建模的方法;有对进行系统恢复的采用预防、保护等方式;有利用海量数据来加快计算,解决时间和空间之间矛盾的思维方法。这些方法中既有数学和工程的方法,也有如递归等公认的计算机科学方法。美国ACM前主席PeterJ.Denning教授将计算原理归为七类:计算、通信、协作、记忆、自动化、评估和设计,大多数的计算技术都使用这七类计算原理[5],它们是解决问题的有效方法。 3融入计算思维的计算机基础课程改革方案 3.1构建“分层次、分类别”教学模式 应用型本科院校是服务于地方经济社会发展需求的高校,计算机基础课程教学内容、方法和手段,必须与时俱进,才能适应学校办学定位和人才培养目标的要求。根据教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见》,采用了“1+X”的课程体系,“1”即“大学计算机基础”课程,推行“分层次、分类别”的课程教学模式[6]。1)分层次“分层次”是值新生入学以后进行计算机基础分级测试,根据测试成绩编入层次1班级(普通班)和层次2班级(高级班)。2)分级测试入学后新生参加分级考试,测试系统使用无纸化网络考试平台,测试题型包含理论题和实践操作题,测试题型和期末考一致,难度持平,以我校2015学年上学期的测试数据为例。以分级测试成绩作为分班依据,达到标准的学生编入层次2班级,没有达到标准的学生编入层次1班级。层次1的学生系统学习公共平台基础知识,层次2的学生通过强化公共平台知识的综合应用能力,快速提升后学习与专业后继课程对接的模块课程。3)分类别根据学科属性,将学科类别相近的院系学生划分为一类,全校分为4类,为每个类别的学生开设不同的模块课程。模块课程是在认真分析各院系人才培养方案的基础上确定的,原则是学习模块课程后对学生学习本专业的后继课程提供信息基础支持。通过分类别模块课程的学习,打牢了学生学习后继专业课程的信息基础,实现了计算机基础课与专业课的“无缝对接”,更好地满足了不同专业学生对信息技术的学习需求。“分层次、分类别”的教学模式很好地解决了计算机基础课程学时少与内容多的结构性矛盾,克服了讲授内容只能“点到为止”,学生学习效果只能是浅尝即止,更谈不上让学生掌握使用计算机进行问题求解的方法。 3.2融入计算思维的课程知识体系 针对所有学生利用2周的时间(8学时)开展计算思维基础知识专题教学,主要介绍三大科学思维、计算思维优秀概念和方法,结合生活化的例子引入计算思维的存在,激发学生学习计算思维的兴趣。通过讲授汉诺塔问题说明计算机和人类相比,各自的优势和局限性所在;讲解图灵机和停机问题让学生理解计算模型和可计算理论;讲解图灵模型让学生了解人工智能,引导学生主动探索人工智能领域的知识。对于层次2学生,理工类模块课程强调程序设计能力的培养,通过算法多样化训练计算思维;经管类模块课程强调数据库技术,讲授概念模型和数据模型,训练学生的建模思维;音体美类模块课程强调多媒体技术应用,通过制作多媒体体作品和网站设计训练学生的分析设计能力;文史类模块课程强调Office综合技术应用,通过对海量数据的统计分析挖掘出有效的知识。在不同类别的模块课程中以案例教学和任务驱动的方式,继续深入介绍计算思维的方法,培养学生的计算思维,让学生更加深刻的理解抽象和自动化这一计算思维的本质。 3.3考核方式改革 期末考试实施“教考分离”方式,在学校建设的“全自动网络考试平台”实现无纸化考试,该考试平台不但能够实现理论题型的自动评分,也能够对操作实践进行自动判分,操作实践题型包括Windows操作系统、Office软件、网络应用等。对于层次2的学生,增加了C程序设计、Access数据库和Dreamweaver题库的建设,以适应计算思维内容的考核。推行期末考试和社会认证的双重教学质量考核标准,在组织学生参加云南省级高校计算机等级考试的同时,积极引导和鼓励学生报考全国计算机等级考试及各类行业能力认证考试,如获得考试证书也能获得课程学分,有效追踪了课程教学效果,实现教学质量与能力认证间的有机结合。 4总结 计算思维的培养不仅仅是计算机技能的培养,而是思考方法和方式的培养,它的最终目标是培养大学生可持续学习和发展的能力,是一种受益终身的教育。将计算思维融入到计算机基础课程教学中,不仅让学生从“做中学”升华为从“思考中学”,而且能让教师真正做到“授人以鱼,不如授之以渔”。 作者:岳强 胡中玉 李玲 平大林 黄吉花 单位:昆明学院 计算机小论文:计算机网络工程信息化管理分析 摘要:本文通过对立足于计算机网络技术工程项目全面信息化管理的相关概念与拥有的优势,对于实施环节的问题作出必要性分析,阐述建立管理系统的步骤与存在的功能模块,最后则是对于计算机网络工程全面信息化管理发展趋势作出进一步展望。 关键词:计算机;网络工程;全面信息化管理 1计算机网络技术工程项目全面信息化管理的相关概念与优势 1.1概念界定 所谓的立足于计算机网络技术工程项目全面信息化管理这就是通过将项目信息化管理软件当成平台做好运用,选取的传输介质则是计算机网络,全面的传递、整理、应用、储存、手机项目信息的一个过程,另外还能够让信息指导工程项目企事业。 1.2优势 往往根据对立足于计算机网络技术工程项目全面信息化管理实施分析,那么其中最为明显的成效则是做好无纸化管理,除此之外,还凭借着计算机网络沟通拥有的比较低沟通成本,做好成本的节约,使得沟通效率得到有效提升。那么在立足于计算机网络技术工程项目全面信息化管理系统环节当中,信息在网络相互之间传输则是借助于信息流这样的形式,正是其所具备的高安全性与质量高的影响,那么管理者所具备的知情权限相同的话就会处于相同时间知晓信息,这样就能够对信息不对称信息避免,这就能够为顺利执行项目管理决策提供必要的保证。从立足于计算机网络技术工程项目全面信息化管理的角度进行分析,那么这就能够做到快捷而即使的处理传输大量复杂的信息,使得组织当中原先处理传输信息的中间层次极大的缩减,这也能够将有效的实现手段提供给运行扁平型组织。针对立足于计算机网络技术工程项目全面信息化管理能够将项目运行系统和外部环境两者之间建立起有效信息沟通渠道及时实施相应的沟通联络,这就能够为确保统一分权与集权和稳定临时性组织与经常性组织,从而能够做到性质的柔性化实现创造条件,导致项目能够充分利用各方面资源,对于变化着的环境保持着适应能力。立足于计算机网络技术工程项目全面信息化管理能够让项目管理组织将以往所存在的空间界限予以打破,也能够将各个部门相互之间的界限打破,另外还能够按照各自资源优劣,做好和外部组织优势互补资源,以便做到根据市场机会去组织跨部门与团队与职能,随后做到虚拟化组织实现。通过立足于计算机网络技术工程项目全面信息化管理作用的发挥,这也就能够做到让经济部门与项目技术部门相互之间比较方便的按照数字化数据信息凭借计算机网络实施协调,以便能够实现协调技术和经济指标,做好综合优化项目进度、质量、成本。各种类型的统计数据处于传统工程项目管理模式下都是属于粗略统计与静态的,往往面临十分明显的时滞性。立足于计算机网络技术工程项目全面信息化管理系统能够凭借工程日报子系统及时跟踪项目,凭借项目信息做好分组、管理、筛选项目编码、活动编码、资源编码,另外还能够标记工程各类核算与评估,卒子实现全方位控制项目人力、质量、采购、成本、进度管理。 2面临的困难 即便不管是政府层面还是企业都对于工程项目电子信息化管理高度重视,可是从发展历程上显得困难重重,普及的进度显得特别慢,通过建立立足于计算机网络技术工程项目全面信息化管理,如今主要面临以下困难:由于各个行业建设项目组织和地点所存在的临时性显得特别强,有些项目处在偏远地区,面临比较差的通信条件。立足于计算机网络技术工程项目全面信息化管理如果保持高效性,这就应该存在计算机软件和良好计算机网络提供相应的支撑,这就会和如今运行工程项目条件存在一定的矛盾,比如有极个别的项目仅仅凭借拨号上网与项目信息化管理系统相连,这就会使得出现一定的困难实现网络化全面信息管理。立足于计算机网络技术工程项目全面信息化管理要想做到定量投资回报分析特别难,这就使得管理决策者往往存在着观望质疑通过大量人力、物力、财力的运用实施开发信息化管理系统。即便从国家层面上已经通过立法将法律上电子文件的合法性进行认可,可是哥哥公司考虑法律的安全性,特别是部分牵涉其自身关键性利益问题,比如商业机密、变更单、合同等,觉得电子文件并不可靠,通常排斥电子文件。导致实际操作环节当中项目管理组织依然还是对之前信息管理模式偏好,这对于应用与普及电子信息化管理系统造成影响。从当前我国的情况进行分析,如今还没有形成信息化管理有序化环境,也并没有出台相应的统一性的各个领域信息化标准,这就使得各个企业开发出与自己特点相适应的信息化管理系统软件,各个软件相互之间交互性比较差,另外还面临着过高的成本,使得在运行环境下项目信息出现流通不畅的局面,将立足于计算机网络技术工程项目全面信息化管理系统功能降低。 3发展趋势 由于如今持续发展的网络技术背景下,这样也就会持续深化研究开发网络安全,相继也会持续加强工程项目信息管理系统数据安全性,从而可以保障安全高效的将其作用发挥出来。立足于计算机网络技术工程项目全面信息化管理系统会更进一步加强其所具备的使用功能,比如在系统当中不断加入在线视频会议、视频监控等功能,也可以实现远程管理控制。开发建设工程项目信息化管理系统逐步形成自己的行业标准,比如统一性的系统开发标准要求、数据库标准平台、网络标准平台定,这就会持续加强不同信息管理系统交换性,做到标准化共享信息的无边界。PM-ASP这是工程项目信息化管理的未来一个趋势,持续发展的网络经济与日益细化的社会分工,这就导致促成产生专业的工程项目信息管理服务供应商,使得工程项目信息管理的管理成本极大的降低,让信息的作用更好的发挥出来。如今由于持续性发展网络技术与电子信息技术,这样也就会持续性完善工程项目的电子信息化管理系统。处于网络经济时代背景下,信息这是仅次于人才的一个十分重要的战略性资源,立足于计算机网络技术工程项目全面信息化管理能够提供支持和保障有序高效运行整个项目。全面信息化管理可以对企业管理信息化进程起到有效的推动作用,还能够有效促成企业做好企业资源信息库的收集与监理,通过其自身管理水平的全面提升,积极应对国际竞争的挑战,真正做好准备迎接电子商务时代的到来。 作者:马昆 单位:贵州航天特种车有限责任公司 计算机小论文:计算机网络工程现状分析 摘要:目前,随着我国科学技术水平的不断提高,计算机网络技术日益完善,但是,由于计算机网络自身的缺陷以及外界的不良影响,致使计算机网络技术的发展受到限制,因此,了解计算机网络工程的现状,找出相应的解决对策,成为推动计算机网络工程快速发展的有效方式之一。本文通过分析计算机网络工程的现状,指出合理的解决对策,以期为计算机网络工程的健康发展提供参考。 关键词:计算机网络工程;现状;对策 近年来,由于我国经济的快速稳定增长,计算机网络技术也获得了巨大的发展空间,并且逐渐成为人们生活中必不可少的一部分,人们在享受计算机网络技术带来的便利的同时,也面临着诸多的问题,因此,在人们越来越依赖于计算机网络技术的情况下,分析计算机网络工程的现状,及时发现和解决计算机网络工程问题,保障用户的合法权益,是促进计算机网络技术进一步发展的前提。 1计算机网络工程的现状 1.1受到自然灾害的影响 由于计算机信息系统是一个系统的智能操作整体,由各种各样的机器设备组成其基础设施,因而,计算机网络工程必然会受到自然灾害的影响。另外,计算机网络工程所处的温度、噪音、湿度等外部环境,会影响计算机设施的正常运行,但是,许多计算机系统的硬件设施缺乏特殊的防护措施,不能很好的防火、抗震、防水、避雷等,再加上接地处理的不合理,自然灾害或者突发事故的破坏性大,给计算机网络工程的正常运转造成干扰。 1.2计算机系统存在漏洞 系统是计算机有效运行的基础,但是,由于设计人员或者编制人员自身的原因,致使计算机系统存在着一些漏洞,进而影响了计算机网络信息的安全。受到专业知识、工作经验、工作能力等的影响,设计人员或者编制人员没有合理的设计或编制计算机应用软件和操作系统软件,给黑客或者不法分子以可趁之机,从而造成计算机网络工程的安全隐患。 1.3计算机病毒的干扰 计算机病毒严重威胁着广大用户的利益,给用户带来巨大的损失,是用户在使用计算机网络时最常遇到一种情况。计算机病毒分为良性病毒和恶性病毒两种,其来源可能是编制或运行过程中出现的一些破坏性数据,它不仅影响计算机本身的数据存储,而且会影响计算机的正常运行甚至会使计算机丧失基本或者特定的功能,而且,许多计算机病毒传播速度较快,不能被轻易控制,致使用户面临着严重的信息安全的威胁。 1.4黑客等不法分子的威胁 拥有高超的计算机网络技术能力的黑客,是当前计算机网络安全所面临的最大的威胁。黑客可以不经用户的许可,随意的登录他人的网络服务器,甚至连接网络单机,给用户的信息安全造成威胁。一般来说,黑客的攻击具有较强的主动性和目的性,只能当危险发生之后,用户才能知晓和处理,因此,黑客攻击所造成的损失,补救的机会很小。通常,黑客常用网络攻击和网络侦察的手段攻击用户的计算机系统,破坏或者窃取用户的数据信息,给用户造成巨大的危害。 1.5计算机网络工程中的其他安全隐患 计算机病毒不仅是由计算机内部所引起,而且受到计算机外部条件的影响,计算机病毒有内部和外部两个方面引起,其中逻辑炸弹、系统漏洞、信息泄露等,都是用户在使用过程中所遇到的问题。逻辑炸弹虽然不具有传染性,但却具有很强的隐秘性,可以极大地破坏信息处理机器本身,给数据处理硬件带来不可挽救的损失,另外,在编制软件时造成的系统漏洞,给计算机病毒或者黑客等不法分子提供了可乘之机,严重威胁着计算机网络工程的安全。 2解决计算机网络工程问题的对策 2.1做好计算机网络系统的外部防护措施 自然灾害虽然不可以避免,但是可以通过有效的预防措施,来减轻其造成的损失,因此,建立安全的物理环境,做好计算机网络系统的外部防护措施,是计算机网络工程正常运行的前提。在选择建立计算机网络系统时,要注意外部环境、场地的抗震能力等,尽量避开噪声源和振动源,以提高计算机系统的防震、抗灾能力。 2.2安装防火墙 防火墙是网络安全的屏障,它通过在不同网络或网络安全域之内设置一系列的部件组合,来限制内部用户的外部访问,并且对限制用户访问外界网络的权限,以维护计算机运行环境的安全。作为信息进出的唯一通道,防火墙可以有效地控制信息的进出,增强计算机网络的安全性,对暴露的用户点进行保护,及时的监控和审计网络存取、访问行为,因此,安装防火墙,减少计算机病毒、黑客等的威胁,确保计算机网络运行环境的安全,可以有效地避免数据窜改、数据丢失情况的出现,进而保障用户的合法权益。 2.3安装漏洞补丁程序 黑客等不法分子可以利用系统漏洞和计算机病毒入侵用户的计算机网络系统,因此,需要安装漏洞补丁程序,通过控制网络访问,以保护计算机网络的安全。例如,用户可以利用路由器,设置系统文件的访问权限。同时,计算机管理者和用户需要不断更新知识,增加知识储备,减少安全风险,切实做好信息安全防范工作,以及时发现、解决计算机信息安全问题,从而减轻信息泄露所带来的损失。 2.4养成良好的上网习惯 虽然防火墙、漏洞补丁程序可以有效的控制病毒入侵,但是,不正当的操作行为可能会产生木马等病毒,因此,计算机用户需要养成良好的上网习惯,以减少病毒入侵情况的发生。用户要警惕陌生网页、陌生邮件,增强信息安全意识,防止泄露个人信息,以维护自身的数据信息安全。 3总结 总而言之,信息化是当今时代的显著特征,在科学技术水平不断提高的基础上,增强计算机网络过程的安全,保障用户的合法权益,是计算机技术发展的前提。因此,计算机系统设计者和编制者,应该积极学习新知识,提高工作能力,同时,计算机用户应该安装防火墙、漏洞补丁程序等,以确保计算机网络的正常运行,维护自身的信息安全。 作者:徐兴顺 单位:曲阜师范大学信息科学与工程学院 计算机小论文:网络工程计算机网络课程实验教学研究 摘要:计算机网络为网络工程专业重要基础专业课,它为学生后续课程的学习奠定坚实的基础.但是,计算机网络实验教学一直被人们所忽视.本文首先介绍了计算机网络课程的特点,提出了计算机网络实验教学存在的不足;在文章最后结合实际教学情况,从实验教学模式方法等多方面进行了有意的探索,提出了关于计算机网络实验教学的改革方法. 关键词:计算机网络;网络工程;教学方法;任务驱动;ICT 1引言 计算机网络是网络工程等相关专业的一门重要专业基础课,是网络工程专业很多后续课程的基础.计算机网络课程对整个知识体系的构建,网络工程能力的培养起到至关重要的作用.同时,计算机网络又是一门理论与实践联系紧密的课程,不仅需要扎实的理论基础,还需要大量的工程实验.计算机网络实验教学与其它课程相比,实践性和操作性要求较强,是该课程的关键环节[1].但原有的计算机网络实验课状况已不能适应当今计算机网络技术的发展需求,应对计算机网络实验进行改革,突破原有的课程界限,建立新的计算机网络实验教学体系. 2计算机网络课程特点 计算机网络技术涉及通信技术、计算机技术、信息技术等多个技术领域,是一门综合交叉性学科,是ICT领域典型的代表.随着计算机网络技术的迅速发展,新理论、新技术、新标准的不断更新变化,这就要求教师在讲授中,既要传授主流网络技术,又要让学生了解最新技术的发展前沿.在学习过程中树立创新意识,为今后的学习生活打下坚实的基础.计算机网络课程具有知识点多、内容新、“无联系”等特点.因此,计算机网络在教学过程中对学生来说非常枯燥,学习兴趣不高. 3计算机网络实验教学存在的问题 目前,计算机网络教学主要存在以下几个问题: 3.1教学模式陈旧,不能适应计算机网络教学的发展 目前,对于计算机网络实验,一般按照先理论,后实验的顺序.整个教学过程不能调动学生的积极性,不能提高学生的自主学习能力,特别是一些编程性实验,限制了学生的创新能力,同时不能够有效的提高学生的网络工程能力[2]. 3.2对计算机网络课程实验认识不足,实验课程设置不合理 目前,在计算机网络课程教学过程中大多采用以理论为主,实验为辅的教学模式,教师把重心放在理论教学上,忽略了实验的重要性.大部分实验多为验证性实验,缺少设计性、综合性实验,大部分实验主要通过Wireshark等工具抓包分析,整个实验过程对课程的理解和知识点的掌握帮助不大.学生实验积极性不高,从而影响计算机网络的教学. 3.3对实验室投入不足,实验条件不能够满足实验要求 计算机网络技术日新月异,对实验设备更新提出了更高的要求.很多高校由于经费投入问题,网络设备种类和数量不足,即使是“985”、“211”等高校也很难及时更新相关实验室,从而造成了大量实践性较强的实验无法开设,比如路由、交换和安全等试验.目前,好多高校采用虚拟仿真技术,但学生不能在真实网络实验平台操作实验,因此,就不能够真正锻炼其网络工程能力. 3.4实验老师缺乏工程背景,知识更新慢,教学水平有待提高 计算机网络为网络工程专业重要专业基础课,要求老师有一定的工程背景和项目管理能力,而现在大部分老师从高校毕业后直接从事计算机网络教学工作,没有从事网络工程的背景.很多老师缺乏网络配置和管理大型网络的经验,没有参与过大型网络组建和管理,导致实验中遇到的很多问题无法解决,影响了学生对做网络实验的信心.而且,计算机网络技术日新月异,对老师的知识更新也提出了更高的要求.在计算机网络实验教学过程中,也会存在一些其他问题,但上面几个问题,笔者认为直接影响了整个教学过程,阻碍了学生学习积极性. 4计算机网络实验教学改革探讨 4.1改革教学模式,选用合适教学方法,激发学习兴趣 爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”.任何一件事情,感兴趣主动完成一件事和被动的完成一件事情效果是不一样的.因此,首先要解决如何必须激发学生学习积极性和自主学习的能力.把“教师为主,学生为辅”课堂教学模式变成“以学生为中心”实验室教学模式,要彻底改变以教师和书本为中心的照本宣科的教学方式.在教学过程中,我们根据课程特点使用了启发式教学和任务驱动等多种教学方法.通过启发式教学,可以从学生的实际出发,采用多种方式,以启发学生的思维为优秀,调动学生学习的主动性和积极性,促使他们生动活泼地学习的一种教学指导思想.比如在分组交换实验中,我们通过学生淘宝购物的体验,思考现在物流体系运输货物的方式,最后引入到分组交换.通过上述过程,可以把抽象难懂的分组交换理论转换成现实生活中的物流体系,既简单,又贴近生活.整个过程,学生在不断的思考,激发了学生学习的兴趣.计算机网络实验在整个教学过程中,根据知识点和学生的能力,提供了几个比较重要的编程实验.对于该类实验,采用了项目驱动式教学法,组织学生通过参加实际的项目设计来完成实验任务.在项目式教学法中,以项目为主体,以行业或职业为引导,以提高学生综合能力为目的.通过实验,使学生理解计算机网络体系结构,提高学生网络设计、实施和管理的能力. 4.2改革实验内容,提高学生编程能力 计算机网络给人们的印象是昂贵的路由器和交换机等网络设备.但本质上计算机网络的优秀是协议,通俗的是说就是软件;因此,网络编程能力对网络工程的学生至关重要.我们提供了如表1所示的几个编程实验,学生根据自己实际情况选作其中的一部分实验.整个过程采用项目小组式的项目驱动教学方法,效果较好.通过编程实验,学生在掌握相关的基本原理的同时,提高了编程能力[4]. 4.3提高教师网络工程能力 在师资培养上,引进与培养结合,采取“请进来,走出去”策略.一方面,企业派驻资深工程师和专业技术人员进驻学校,以实际工程项目为依托,开展实践实训课程的教学,为学生提供工程实习、毕业设计与职业规划方面的指导.另一方面,定期邀请企业管理专家、职业导师在学校开展行业动态、最新技术等方面的讲座,并指导学生完成职业规划.企业协助学校完成具有实际工程能力的双师型教师培养.学校每年派驻2-3名教师进入企业,企业对教师进行通讯专业技术培训,并以企业讲师标准对教师进行考核,根据考核结果颁发企业资质证书.企业建立“教师工作站”,构建企业与教师之间沟通的桥梁,安排高学历教师进入企业,与企业联合开展工程应用项目研究[5]. 4.4加大专业实验室建设,提高学生解决问题能力 实验室是计算机网络实践教学的有效保障,如果没有相应的实验设备、实验场所,计算机网络实践教学根本无从谈起.通过专业实验室,可以让学生掌握从网络原理到网络实现的整个过程.近年来,我们新建了锐捷网络学院、华为云计算实验室、协议分析实验室、网络安全实验室和网络虚拟仿真等多个实验室. 5结束语 计算机网络实验教学在计算机网络教学过程中,其作用至关重要.实验教学直接影响到学生网络工程能力的培养,知识体系的构建.我们在实验教学过程中,重点培养学生的实际操作能力、解决实际问题能力、编程能力、以及创新能力.经过近几年,在计算机网络实验我们不断的进行探索,不断的完善,教学效果较好.在以后教学过程中,我们会根据计算机网络技术发展过程,不断完善,实验内容、教学方法等,以提高学生的计算机网络综合应用能力,培养适应社会所需的高素质人才. 作者:徐涛 李旭宏 潘雯雯 王冠 单位:枣庄学院信息科学与工程学院 计算机小论文:计算机网络工程项目管理实践分析 摘要:项目管理是现代管理科学的重要组成部分,日益在工程建设中得到了十分广泛的实践应用。作为网络技术和计算机技术的结合,计算机网络工程对于信息处理,起着十分重要的作用。因此,项目管理在计算机网络工程中的实践应用问题的研究是十分必要而且重要的。阐述了项目管理的基本内涵,计算机网络工程的应用,进而分析了项目管理在计算机网络工程中的实践应用,以期加深对这一问题的认识与理解。 关键词:项目管理;计算机;网络工程;应用 一、引言 随着经济社会的快速发展,信息化成为目前社会发展的主要趋势,信息化发展带动了我国政治、经济以及文化事业的改革,信息时代的来临给今天的社会生产和生活各个方面带来了巨大冲击。计算机网络工程具有非常广泛的实用性,具有十分庞大的生命力。随着经济社会的快速发展,网络工程是发展大潮中重要的成果,而且是在计算机发展信息化驱使下的必然产物。项目管理是最近几年提出的一种更加有效的管理模式,能够帮助提升项目工作效率,减少时间成本,项目管理在计算机网络工程中的实践应用,将会对我国信息产业的完善和更进一步的发展有很大程度上的推动作用。 二、项目管理的内涵 为了阐述与理解的方便,对于项目管理的内涵我们主要就三个方面来进行分析。第一,通常所说的项目管理就是为了实现项目目标与过程高效率的优化与协调,以项目为讨论对象,通过某一个临时性的组织结构的编排,对项目进行组织与计划的一整套系统性的管理方式。第二,项目管理的特点有很多方面,项目管理是个人负责制并且基于团队管理的,项目管理的组织结构方面具有临时性的特点,项目管理所涉及到的方式和工具具有开放性的特色。第三,从项目管理的意义角度来讲,项目管理模式的应用非常重要,总的看来,项目管理能够降低时间成本,提高企业的运作效率、帮助促进管理项目目标的顺利实现,从而有助于推动事业创新机制和改革的有效发展,为进一步实现中国经济的国际化提供更有利的帮助。 三、计算机网络工程应用中的问题 我国的计算机网络技术经过很长一段时间的发展,正在逐渐不断缩小与发达国家之间的差距,已经取得了较为显著的成就。然而在看到发展成就的一面的同时,我们也必须明确的认识到一点,我国计算机网络工程的发展现状中仍然有很多方面的问题。从总体上来看,计算机网络工程应用现状主要表现在以下几个方面:首先,在网络工程设计方面,我国计算机网络工程存在较大问题。在设计方面存在的缺陷主要是受国外设计思想的影响较严重,我国计算机网络工程技术立法制度不完善等等。应该认识到的一点是,其设计的好坏对于计算机网络工程技术来说是非常重要的。对整个计算机网络工程技术的发展来讲,设计方面的问题将会将直接影响到其的进一步发展。其次,在工程技术问题方面,我国计算机网络工程技术还不够成熟,主要表现在没有将理论知识与实践相结合、业务不精致全备以及缺乏突破性创造等几个方面。我国在网络工程技术和计算机技术这两个方面的发展都很不成熟。而计算机网络工程技术是两者的结合体,从而导致计算机网络工程技术的不成熟。最后,在技术性人才方面,我国的计算机网络工程缺乏专门性人才。计算机网络工程包含多个方面的学科内容,所具有的较为复杂的学科特性,也就对其相应的技术人员的专业性也提出了较高的要求。简单的分析原因我们能够发现,我国的计算机发展水平不高,我国计算机网络工程人才短缺的最根本的原因就在于这一点,给计算机网络工程的专业化发展带来一定的限制。 四、项目管理在计算机网络工程中的实践应用 为了阐述与理解的方便,对于项目管理在计算机网络工程中的实践应用这一方面的问题,我们主要可以从项目管理在计算机网络工程中的实践应用的具体情况以及其实际情况下的应用效果两个方面来进行分析。一方面,是计算机网络工程中的实践应用的具体情况。目前,对于任何一个企业工厂来讲,其想要未来更好的建设与发展,第一步就是建设一流的计算机局域网,这一步骤占有十分重要的关键地位。然而总的来看,计算机局域网络一般是目标性不太明确,还有任务边界太过模糊的特征。这些因素都十分有可能导致工程项目的严重超支或者造成项目的延期。因此,通常在计算机网络工程的建设的过程中,需要不断的进行修改和完善。从这方面来看,非常有必要将项目管理方法应用于计算机网络工程中的建设。对于计算机网络工程建设来说,大体上分为四个阶段,即前期准备阶段、建设主干线路光缆、安装网络工程设备以及调试测试网络工程系统。整个计算机网络工程共涉及到了十九步工序。项目管理的实践应用涉及到的大致流程为:首先项目管理招投标管理阶段,之后分别是合同管理和计划管理阶段,再后涉及到了质量管理进度管理、成本管理以及信息管理等等多个方面,这好几个方面是同步安排同步进行下去的,然后是工程索赔阶段,技术管理和安全管理阶段,直至工程结束。另一方面,是计算机网络工程中的实践应用的具体应用效果。我们对于这一方面的分析,可以主要从费用、进度以及质量这三者之间的相互联系来进行。如果想要达到最优化的应用效果的话,需要费用、进度以及质量这三者之间的相互联系达到最优的程度。通过对项目管理的实践应用,对于计算机网络工程建设来说,最基本的是很好地保证了质量问题,与此同时降低了工程费用,缩短了工程建设周期。 五、结束语 计算机网络工程将计算机技术与网络技术结合起来,是形成的一种新型的工程技术,具有广阔的发展前景。项目管理相比传统的管理模式具有更多的优势,可以在更大程度上适应现代经济社会发展的要求。因此,从这个角度来讲,项目管理在计算机网络工程中的实践应用,具有非常重要的价值和意义。 作者:杨雨锋 单位:四川信息职业技术学院 计算机小论文:计算机仿真技术与信息处理结合分析 摘要:进入新时期以来,得益于计算机技术不断进步,仿真技术成为了当前其主要发展趋势。这是因为借助于该计算机技术,使得人们能够通过构建精准而逼真的模型实现对物体进行三维图像模拟,这一优势使其迅速被应用各行各业生产建设中去。而信息处理作为计算机重要的基础组成,仿真技术在很大程度上依赖于其,因而可以说这二者有着极为密切联系。对此,本文将基于笔者多年计算机研究实践,对计算机仿真技术进行概述,并分析该技术,最后在探究其与信息处理的结合。 关键词:计算机;仿真技术;信息处理;结合;探究 1计算机仿真技术概述 计算机仿真技术(ComputerSimulation)指的是通过运用建模、仿真以及图像处理分析等方式把不可视的物体转变成为可视形象化模拟,从而使得人们能够借助于此了解该物体性质、规律等。结合实践来看,建模可以说是该技术的重要组成部分,通过建模可以实现在实际情况下难以或无法实现对物体内部构造模拟,随后再辅以相关技术,让我们能够全面而准确地掌握物体。正是凭借于这一优势,使得计算机仿真技术被广泛地应用到诸如建筑、航天、交通以及制造等多种行业,并逐渐成为行业中不可获取重要技术。 2计算机仿真技术分析 计算机仿真技术就是通过计算机对物体进行虚拟模拟的技术,结合实践来看,其主要涉及建模思想、图像处理分析与数字化等技术。通过研究可知,该技术在运用过程中一般经历以下几个步骤: 2.1对物体进行数据模型构建 实践中,计算机仿真技术运用第一个步骤便是对物体进行数据模型构建。在此过程中,主要使用归纳与演绎两种分析方法,有时我们只需单独使用某一方法便可以实现数据模型构建,有时则需要将这二者结合,这需要技术人员根据相关要求决定。以演绎法为例,首先计算机将物体模拟的数字化数据进行采集,随后系统在此基础上根据所设定参数对上述数据开展演绎分析,将该物体数据模型构建起来。 2.2物体仿真模型实现 当物体数据模型构建起来后,技术人员需要对其进行仿真模型实现。简单来说,就是技术人员通过使用编程语将所构建数据模型进行程序化处理,从而使得该模型实现仿真。需要注意的是,在物体仿真模型实现时,所使用编程语言众多,技术人员必须在充分结合数据模型特征以及相关要求基础上进行数据分析,随后准确地使用编程语言将其模型化,最后通过程序化管理,确保仿真模型实现。 2.3仿真模型验证 在上述工作完成后,为了确保所构建物体仿真模型有效性,技术人员需要对其进行验证。此项工作的重点主要是在于对该模型中数据根据相关方法开展验证,随后技术人员根据相关标准对验证结果进行判断,从而确定该仿真模型是否达到要求。 3计算机仿真技术与信息处理结合探究 正如上文所述,计算机仿真技术的实现在很大程度上依赖于信息处理,将二者相结合对仿真来说不但有助于有效地提升其效果,同时也可以使得仿真实验功能不断完善;而对于信息处理而言,则可以在把抽象的信息进行可视化、虚拟真实化处理前提下,有效地提高其处理准确性以及效率。有鉴于此,加强二者地结合与应用逐渐成为了当前主要发展趋向。对此,下面笔者将二者一些结合进行简单阐述。 3.1计算机仿真技术与光信息处理结合 光信息处理具有速度快、容量大、可并行等优点,是一类极为先进的信息处理技术。而计算机技术对二维图像信息的处理有着显著的优势,将二者进行有效结合,可以有效识别图像特征、增强图像处理能力。例如CAI、CAD等软件都是现阶段科学研究工程实际的新手段。 3.2计算机仿真技术与软件信息处理结合 除了上述与光信息处理相结合外,计算机仿真技术与软件信息处理结合也是当前极为重要的一种形式,而在此其中以matlab软件最为典型。该软件作为计算机重要软件之一,不但涉及矩阵运算以及信息处理等众多方面,同时还具有很高的灵活性。除此之外,该软件在信息处理上还具有诸如运算安全性高、输入快捷以及功能丰富等诸多优点,因而使得其成为了当前计算机仿真技术与软件信息处理重要的结合与应用。结合实践来看,技术人员在运用matlab软件时,首先将所要处理的信息输入到其中,随后该软件按照相关设定开展仿真模拟,然后计算机在此基础上对信息开展可视化处理,如此一来将极大程度地提升信息处理工作准确性以及效率。 4结束语 总而言之,计算机仿真技术是现阶段应用较为广泛的计算机技术,并且定将在未来发展的道路上越走越远。而对于信息处理来说,大部分信息处理技术已被植入到计算机仿真技术当中,将二者相互结合起来,不能呈现出巨大的优势,并且极具发展空间,具有极为广阔的研究价值。 作者:高晓星 单位:河北省石家庄经济学院 计算机小论文:汽车领域计算机仿真技术研究 【摘要】随着控制理论、计算技术、计算机科学与技术的飞速发展,系统科学研究的深入,计算机仿真技术已经逐渐发展为一门新的学科。信息处理技术的突飞猛进,更使得仿真技术得到了迅速发展。计算机仿真技术是分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法。本文分析了轿车产品的特点,研究了计算机仿真技术在轿车全生命周期中不同阶段的应用现状,以及相关技术思想的发展。 【关键词】计算机;仿真技术;轿车;发展 1前言 计算机仿真技术是一门利用计算机软件模拟实际环境进行科学实验的技术。它具有经济、可靠、实用、安全、灵活、可多次重复使用的优点,已经成为对许多复杂系统进行分析、设计、试验、评估的必不可少的手段。它是以数学理论为基础,以计算机和各种物理设施为设备工具,利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验仿真研究的一门综合技术。 2计算机仿真技术的发展 计算机仿真技术主要是随着计算机技术、计算技术、图形图像技术、复杂系统建模技术和专业建模技术的发展而发展的。从历史上看,计算机仿真大致经历了四个发展阶段: 2.1模型试验 最原始的仿真思想,其模型试验是基于物理模型进行的,缺乏柔性和精度。 2.2数字化仿真 采用计算机进行分析计算,但是计算结果表达局限于记录文件和图表上,缺乏直观形象。 2.3图像化仿真 大量采用丰富的图形图像技术来表达仿真结果,如三维图形。 2.4虚拟现实技术 不光采用三维图形技术表达计算结果,而且采用特殊装置,如戴上三维数据头盔,触摸仪器等,使人有身临其境的效果。 3计算机仿真技术的关键 目前,计算机仿真计算的关键技术主要包括: 3.1面向对象的仿真 (object-OrientedSimulation-OOS)其主要是将整个系统的功能设计和实现归属为对对象的操作及对象信息的彼此综合利用来实现,对象间信息的传送引起了系统的活动。 3.2分布交互仿真 (DistributedInteractiveSimulation-DIS)主要是通过计算机网络将分散在各地的仿真设备互连,构成时间与空间互相耦合的虚拟仿真环境。 3.3智能仿真 (IntelligenceSimulation-IS)主要是以知识为优秀和人类思维行为作背景的智能技术,引入整个建模与仿真过程,构造各处基本知识的开发途径。是人工智能(如专家系统、知识工程、模式识别、神经网络等)与仿真技术(如仿真模型、仿真算法、仿真语言、仿真软件等)的集成化。 3.4人机和谐仿真 主要包括可视化仿真、多媒体仿真、虚拟现实仿真。[1] 4计算机仿真技术在汽车领域的应用 汽车产业是我国的支柱产业之一,具有极大的发展潜力。尤其是在轿车生产方面同其他发达国家相比还有很大差距,入世必然会对我国的民族轿车工业产生一定的冲击。为了抵御这种冲击,迫切要求我们认真分析世界轿车工业发展的新趋势,学习和借鉴其中的新思想和新技术,使我国的轿车产业能够顺利地同国际接轨,争取在未来的竞争中处于有利的位置。目前世界轿车工业的激烈竞争集中反映在降低生产成本上,即以价格优势去争夺市场。围绕着成本的降低,出现了许多新的发展趋势,如开发周期缩短化、生产管理精益化、目标成本控制化、零部件采购全球化等等。在这种情况下,传统的轿车设计开发过程显得周期过长、成本过高、而且效率低下,已经很难适应激烈的市场竞争的需要。为了解决这些问题,各种新的思想和技术纷纷出现,并被各大轿车生产厂家所采用,其中计算机仿真技术就是被广泛应用的技术之一。仿真技术是出自对系统研究的需要,用系统的模型对真实的或设计中的系统进行试验,以达到分析、研究和设计该系统的目的而计算机仿真就是利用现代计算机技术,对待分析的系统进行数字建模,并根据需要编制相应的程序对系统模型进行仿真分析的过程。计算机仿真技术为轿车产品的设计开发提供了强有力的工具和手段。通过将计算机仿真技术全面应用于轿车产品的设计开发过程,使得在设计阶段即可以对产品的全生命周期进行分析和测,[2]从而保证了产品的制造要求、使用要求、维护要求、销毁要求等。由于其先进性和革命性,计算机仿真技术已经得到汽车界的广泛重视。如福特公司第一辆样车定型之前,已经完成了全部仿真分析的95%以上,可以在工程开发阶段节省四千多万美元,在制造阶段节省超过十亿美元。通用公司由于在轿车设计开发过程中全面采用了计算机仿真技术,使得开发时间由原来的39个月减少到24个月奔驰汽车公司1998年之前已经完成了数字化轿车的设计,并实现了较强的虚拟显示技术,可以在设计阶段对轿车的总体性能匹配和车身系统布置设计等进行仿真分析、评价和改进。 4.1计算机仿真技术在轿车方案阶段的应用 方案阶段的主要任务是根据市场的发展和客户的需求等信息进行需求定义,包括参考样车选型、系统功能定义、技术经济评价等等。在方案阶段实际系统并不存在,设计人员根据不同的功能模型建立系统的动态模型,以便于比较不同方案的优劣。尽管此时模型的粒度较粗,但仍可为设计人员提供不同方案下的比较分析结果,并为进一步的设计提供决策依据。例如,轿车的技术经济评价就是在方案阶段,对轿车产品的技术质量信息、成本信息以及竞争对手信息进行建模,并在此基础上运用合适的理论方法综合处理这些模型,从而产生出可以对设计、管理与决策提供依据的综合知识。 4.2计算机仿真技术在轿车设计阶段的应用 在轿车的设计阶段,各种CAD/DAE工具已经得到广泛的应用,具有比较完善的数字化基础。因此这个阶段的仿真活动是同这些计算机辅助工具紧密结合的,甚至可以直接将CAD产品模型作为仿真模型输入,即由CAD软件来完成仿真建模工作,实现了部分的信息集成。这种信息集成是以一些图形信息交互标准为基础的,常用的格式有IGES、STEP等。但在实际使用时,由于各种软件对这些标准支持程度的差别,某些情况下CAD模型直接导入到仿真软件中会产生部分信息丢失现象,需要进行必要的修补工作后才能进行仿真分析。随着信息集成技术的发展,这些问题将会得到很好的解决。[3] 4.3计算机仿真技术在轿车制造阶段的应用 这里的制造主要是从技术角度出发,对产品的制造工艺的进行数值模拟与优化,对制造装备的进行数值模拟与改进。典型的如轿车车身覆盖件冲压成型工艺的数值模拟、模具型面抛光仿真等等。以轿车车身覆盖件冲压成型工艺为例,轿车中金属冲压件占到总重量的3/4,整个轿车的开发周期中,近40%的时间用于车身的设计和定型。采用传统的试错方法来解决冲压成型中的工艺问题已经无法满足现代轿车生产的需要。[4]在计算机仿真技术的支持下,通过在计算机上建立数字化模型,用有限元方法进行成型模拟,可以全面了解板料在成型过程中的应力、应变及厚度分布,预测成型缺陷,从而给设计人员提供进行工艺分析和模具设计的科学依据。通常所用的仿真/分析软件有CATIA、ANSYS、ADAMS、SIMPACK等。在西方发达国家,板料冲压成型的数值模拟技术已经称为缩短模具产品研制周期、提高产品质量、降低生产成本的必不可少的手段和工具。 4.4计算机仿真技术在轿车生产线阶段的应用 计算机仿真技术在轿车生产线阶段的主要应用包括确定生产管理控制策略、车间层的设计和调度、库存的规划管理等。其中用于生产管理控制策略的仿真包括确定有关参数以及用于不同控制策略之间的比较;用于车间设计和调度的仿真主要用于对各种可能方案进行分析评价,进而选择出最优方案;用于库存管理的仿真主要目的为确定订货策略、确定订货点和订货批量、确定仓库的分布、以及确定安全库存水平等等。[5] 4.5计算机仿真技术在轿车销售阶段的应用 在轿车的销售阶段,可以根据收集到的客户和对手的信息,通过计算机仿真手段来分析和比较各种方案,进而调整市场价格、制订销售策略等等。[6] 4.6计算机仿真技术在轿车使用阶段的应用 轿车的使用阶段,可以通过计算机仿真技术对用户进行驾驶培训、维修培训等。同生产设计阶段的仿真相比,这种面向用户的仿真大量应用了虚拟现实技术,由计算机全部或部分生成的多维感觉环境,使参与者产生沉浸感。通过这个虚拟环境,人们可以进行观察、感知和决策等活动。[7] 4.7计算机仿真技术在轿车回收阶段的应用 在回收阶段,计算机仿真技术可以用于对产品拆卸分解过程提供决策支持。严格的说,产品的可拆卸性应该是在设计阶段就予以考虑的因素。产品材料的使用和产品结构的合理性,直接影响废旧产品的可拆卸和回收价值。利用计算机仿真技术对产品回拆卸序列的分析和优化,可以对现有产品给出最大回收价值的拆卸方案。 作者:孙斌 单位:沈阳理工大学汽车与交通学院 计算机小论文:电路原理教学中计算机仿真应用 摘要:电路原理是电子信息类专业的必修课,具有理论性和逻辑性强、推导严谨,公式繁杂的特点,所以在电路原理教学中教学的任务中,教学难度大,教学的效果不理想。尤其是传统的教学模式难以满足教学的目标和效果。进行教学方式和方法的改善有重要的意义。因此,计算机仿真技术在电路原理的教学中受到极大的欢迎。本文从传统电路原理教学中存在的问题角度进行分析,探讨计算机仿真技术的特点、计算机仿真技术在教学中的应用以及独特的优势,希望能对电子信息行业的工作者有一定的帮助。 关键词:计算机仿真技术;电路原理教学;Multisin应用 在高校的电子信息类专业中,电路原理教学是一门基础课程,对学生专业知识和技能的掌握具有重要的意义[1]。然而由于抽象性较强、难度较大等原因教学的效果不理想。近年来随着社会经济的发展,计算机也逐渐普及开来,计算机仿真技术在高校教学中的比重越来越大,有利于提高教学的效果和质量[2]。 一、传统电路原理教学中存在的问题 电路原理教学需要作图进行授课,抽象性强。但是传统的教学模式难以满足教学的要求,教学的效果低下。首先是理论性强、抽象。电路原理教学需要学生对电路、元件等等各个环节都要熟悉,比较注重原理概念性的教学。同时还需要学生进行大量的计算推导和联想,将抽象的东西转化为具体的事物,所以整个课堂气氛沉闷,学生感到枯燥乏味,教学效果不理想[3]。其次是在电路原理的教学过程中,需要画大量的电路图,通过图形来进行讲解。在传统的黑板教学中,图形复杂导致画图不精确,另外也浪费了大量的课堂时间,整节课没有很好地利用,教学的效率不高。最后,传统的课堂教学实验中,难免会出现仪器的故障、电子元件的损坏等情况,影响实验的正常开展,不仅浪费了上课的时间,也造成了资金的浪费,打击了学生的动手积极性和参与性,制约了教学工作的开展和完成。在这种形势下,加强对传统教学模式的改革尤为重要。在目前的高校电子信息类专业教学中,计算机仿真技术的应用越来越广泛,教学的效果大幅度提高。 二、计算机仿真技术的特点 第一是更加生动直观,便于学生理解。传统的教学模式以黑板教学为主,图形复杂,注重理性的分析,学生很难接受。在电路原理教学中引入计算机仿真技术,可以将繁复的电路图等资料详细地绘制出来,具备直观、生动的界面,学生也更容易接受,有利于学生的理解和记忆。 第二是为电路原理教学提供了多重的手段。传统的教学理论型较强,需要经过严谨的推导和大量的计算,学习的难度较大。在教学中应用计算机仿真技术,可以把许多元件细致地描绘出来,而且更加的齐全,为学生的学习提供了便利。另外,计算机仿真技术功能强大,不但可以保存各种工作状态中的电路数据,还可以打印出来进行教学。最重要的就是当电路中出现短路或其他故障时,计算机仿真技术可以进行提前的预防和提醒。 第三是为课堂教学提供简单有效的实验方法。在电路原理教学活动中,实验是必不可少的一个环节,对巩固知识具有重要意义。在教学中引进计算机仿真技术,保证了成本的低投入,学生的实验过程避免受到其他不必要因素的影响,保证了实验过程的顺利开展和完成。另外,学生在实验过程中,不会造成原料和器材的损坏浪费,可进行长期的、反复的实验。计算机仿真技术帮助学生学习,激发学生学习的兴趣,提高教学的效果。 三、计算机仿真技术在电路原理教学中的应用 一方面计算机是一种智能化的工具,在电路原理教学中,能够自动建立电路运算方程,并且进行计算,将结果通过图形的方式表达出来。因此,在电路原理教学中,引用Multisin(电路仿真软件)软件进行教学活动,可以激发学生的学习兴趣,提高学生的参与能力和动手操作的能力,有利于帮助学生直观地了解掌握知识,提高教学的效果。 另一方面Multisin软件具备齐全的电子元件,并且可以进行长期的实验而不必担心器材和原料的损坏,资金投入较少。另外,Multisin软件的功能齐全,可以进行各种类型的仿真电路实验活动,得到详细的数据报告和图形,并且可以将Multisin软件和多媒体技术相结合,在大屏幕上演示整个实验的过程,让学生更加直观地参与、了解电路的原理,掌握专业的知识和技能[4]。 再者,因为社会经济的发展和对人才的需求,Multisin软件应用于电路原理教学已经成为一种趋势,对于高校教学工作具有重要意义。Multisin软件是一款专门针对于电路设计和仿真的工具类软件,随着科学技术的进步和多媒体技术的发展,Multisin软件在国内和国外的电子行业应用的范围越来越广泛,已经成为高校电子信息类专业教师和学生进行授课和学习的教学工具。 四、Multisin软件在电路原理教学中的独特优势 第一是有助于帮助学生加强对基本概念和原理的理解和掌握。电路原理课程具有衔接性和实践性,因此在高校的教学活动中,通过将Multisin软件和PPT相结合的方式,制作一个教学用的多媒体课件,并在课件中标明重点和难点。在教学过程中,理论部分的学习通过PPT幻灯片制成文字进行授课;在实验部分,依赖于Multisin软件强大的仿真能力,利用图形、视频、现场操作等方式对学生进行演示,将抽象的、逻辑性较强的文字转变成生动的、具体的图像,实现理论和实践的良好配合。另外,在PPT幻灯片的制作过程中,可以将电路原理的仿真过程穿插到课件当中,使整个多媒体课件内容丰富,文字图形的协调搭配为课件增添了吸引力,同时能够让学生直观地接受知识,提高学生的学习积极性和动手操作能力,保证教学活动的正常开展和完成,促使电路原理教学实现改革和完善。 第二是有利于学生自己分析解决问题,提高自主能力。在“电路原理教学”中,运算量大,公式的运用和推导复杂,造成整个电路的工作原理十分的抽象和枯燥,难以集中学生的学习注意力。其次,教师在授课过程中进行纯理论知识的灌输,用文字对电路工作的原理进行分析和讲授,学生往往是难以接受,教师的“教”和学生的“学”之间脱节,抑制了学生的学习积极性,教学的效果不理想。只有将理论变得生动和具体,抽象变得形象化,学生对知识有充分的兴趣,主动地参与课堂,才能够更好地学习和掌握电路原理,完成教学的任务和进度。因此,在教学中引入Multisin软件,利用Multisin软件独特的电路分析的能力,例如运算放大器对数据的放大性能分析等等,学生可以自主地发现并解决出现的问题,并在实验的过程中通过多次反复的实验来验证结论,提高学生独自分析问题的能力,将对电路原理的学习从理性的认识上升到感性的认识。 第三是有利于帮助学生掌握电路的结构。在电路原理教学中,需要绘制复杂的电路图来进行授课和设计。但是在传统的教学活动中,电路原理是通过黑板教学完成的,用手绘图形保证不了电路绘制的准确性。另外,手绘图形的复杂导致学生难以辨认,无法集中学生的注意力,造成上课的效果低下。在教学中应用Multisin软件后,情况大大改善。因为在Multisin软件的元器件库中,具备数量齐全的各种电子元件,在进行电路原理教学中所需的电子元件都可以找到,而且元件的大小并不是固定的,可以根据实际教学和实验所需的参数和大小进行更换。因此在教学中绘制电路图的效率和速度大幅度的提高,并且还可以随时地增删。与黑板教学相比,Multisin软件仿真技术具有独特的优势,成为电子信息类专业教学中的主流工具。再者,利用Multisin软件绘制完电路图之后,可以直接将电路图进行课堂的演示,在教学中对电路图进行仿真分析,帮助学生更加了解电路的结构和各个元器件的作用,集中学生的注意力,激发学生的学习积极性和能动性,提高教学的效果。 五、结束语 传统的教学模式和教学的手段已经难以适应时代的潮流,所以进行教学方式的改进和完善,应用先进的技术辅助教学是非常有必要的。电路原理这门课程的理论性和操作性强,学生在学习的过程中因为知识比较抽象而感到难度过大,因此在教学中运用Mul-tisin仿真技术辅助教学是非常有作用的。Multisin软件将抽象的理论文字转换成直观的、具体的图形和图像,并且针对教学的重点和难点充分利用自身独特的优势和PPT软件相结合,制作内容丰富、生动的课件,帮助学生更好地进行学习,了解和掌握专业的知识。将传统的教学和先进技术相结合,激发了学生的学习积极性,提高了教学的效果,促进了电子类专业的长远发展。 作者:刘增磊1 高爱莲1 王栋2 陈娟3 单位:1.南阳理工学院 2.山东交通学院 3.国网山东禹城市供电公司 计算机小论文:瓦斯抽采系统计算机仿真系统分析 摘要:采用可视化与计算机虚拟仿真技术对瓦斯抽采工艺系统开展研发,利用3DMAX和NURBS曲面技术实现了巷道系统及瓦斯抽采系统的仿真,结果表明:该仿真系统成功地展示钻孔布置,抽采范围以及瓦斯运移状况,具有直观、生动和易懂等特点,可用于煤矿安全培训,对现场施工和培训学习具有一定的指导意义。 关键词:虚拟仿真;瓦斯抽采;计算机;安全培训 1概述 矿井瓦斯是煤矿的主要灾害之一,预防突出的主要方法之一是预抽采瓦斯[1-3]。随着软件开发应用的高速发展,越来越多的计算机软件应用到了矿井设计和预测中。根据瓦斯抽采形态,采用计算机技术(3DMAX、NURBS曲面技术)建立三维巷道仿真模型和瓦斯抽采工艺系统等的虚拟仿真,将整个工艺过程用模型动作制成动画演示出来,直观地展示了抽采瓦斯的相关细节,可供人员学习和培训应用。 2瓦斯抽采仿真系统研发 本文借助计算机结合3DMAX软件,把井下瓦斯抽采工程中的岩层、钻场、巷道、瓦斯抽采管道等要素展现出来,在系统开发中,涉及的关键技术包括系统的智能化、三维要素的建模和显示等,运用控制插值算法的精度和视窗的消隐与裁剪等技术,实现了多角度观察、旋转、透明处理等可视化功能。 2.1巷道模型仿真 以拱形巷道为例,通过NURBS中CV曲线创建巷道轮廓,利用UV放样曲面生成巷道断面,进行UV放样时先画出CV曲线,当点击修改面,出现NURBS的工具面板,依次选择两条曲线即可生成巷道断面图形,将各条巷道用中心线条表示;利用创建“复合对象”中的放样工具,拾取已创建的巷道断面作为基本图形,放样得到立体巷道模型,辅以巷道内部管路、轨道等设施模型设计,抽排巷道的三维巷道模型。 2.2瓦斯抽采系统模型仿真 根据现场抽采工艺,基于抽采设备的3DMAX静态建模,模拟了抽采巷道、卸压煤层的空间位置关系,并实现了钻机,注浆泵、油泵等抽采设备的创建及配套。在3DMAX中设置模型透明度参数,使内部煤岩体变得透明可见,设置多个角度的摄像机路径进行分段渲染,设定摄像线性路径,摄像机在渲染时沿着指定路径运动。打开“修改”命令,设置摄像机镜头参数,达到较好的摄影效果,在渲染窗口设置视频的帧数,控制演示速度和时间。通过仿真,清晰展示了煤层与钻场、巷道层位的关系,具有较强的立体感,将钻杆钻进,注浆封孔及瓦斯流动真实地展现出来,实现了可视化,有利于工程技术人员对该工艺的了解。 3结论 本文建立的可视化瓦斯抽采计算机仿真系统在一定程度上反映了瓦斯抽采的主要工艺过程,清晰地显示钻孔布置,抽采范围,瓦斯运移状况。该仿真系统可直接应用在其他煤矿企业的安全培训中,能够将钻孔布置及参数设计模型准确形象地用于培训教学上,同时,可为煤矿瓦斯抽采及综合治理提供一定参考。 作者:史友升 单位:国投新集能源股份有限公司培训中心驻刘庄煤矿培训办 计算机小论文:计算机仿真技术创新发展 【摘要】随着现代化计算机技术的快速发展,计算机所模拟的结构、功能以及所使用的计算机系统,在涉及到的过程控制系统在动态行为上的模仿更为逼真。这属于一种描述性的技术,是通过定量分析来建立出相应的模型,或者是通过系统对一个过程或者系统进行描述,最终在一个集的条件之下,就能够获得定量的仿真指标或者是定量分析过程亦或是系统。文章从计算机仿真发展的全过程出发,分析其特点、仿真步骤与关键技术,然后基于应用领域,对其发展进行探讨。 【关键词】计算机;仿真;发展 1引言 自改革开放以来,计算机技术发展不断加快,信息处理技术也得到了进一步的提升,让仿真技术拥有更为广阔的应用控制。为了更好地做出全面的运行行为分析,需要做好计算机仿真的应用与研究,最终满足提高计算机仿真技术的目的,使其在各个领域的作用都可以得到良好发挥。 2计算机仿真的发展 随着图形图像技术与计算机技术的发展,计算机仿真技术也有所提高,纵观历史发展之河,计算机仿真主要发展分为几个阶段。第一,模型试验。这属于一种古老的方式,是基于物理模型的一种试验,不仅费时费力,还浪费材料。第二,数字化仿真。通过计算机技术做好相应的分析,但是计算机分析的结果却存在局限性,无法作辅导直观的表达。第三,图像化仿真。通过三维图形技术的利用,将计算结果表达出来,具备重复使用以及科学性的优势。第四,虚拟现实技术。不但可以利用图形图像技术来对仿真结果进行表达;另外,通过触摸仪器的利用,也可以为人们传递逼真的现实环境,让人们愿意沉浸其中。 3计算机仿真技术特点 第一,根据实际的需求,可以对模型参数进行调整、修改以及补充。人们可以获取想要的结果,改善研究计划。相比传统的物理实验,仿真技术操作成本更低,不存在风险,而且更加灵活。第二,计算机模拟结果是一个极短时间的仿真,可以及时地提供生产实践指导。第三,仿真结果不仅准确,而且可靠。只要仿真模型、仿真程序以及系统模式是科学合理的,其结果就一定是准确的。传统的模拟技术属于迭代的过程,在一定程度上,一个真正系统的性能,抽象的模型,在通过假设与实验之后,受试者阅读输出与验证模型,根据相关的参数以及模型的变化进行判断,不仅效率偏低,而且还会受到环境、安全等因素的影响,很难让仿真结果符合人们的意愿。计算机仿真技术以及科学技术是基于系统仿真结果而建立起来的,在动力模型试验的条件之下,不会受到过大的环境影响,其效率更高、安全性更高,能够对时间规模进行改变,进而成为设计、运行、评估、培训系统,特别是复杂系统的关键工具。 4计算机仿真的步骤及关键技术 开展计算机仿真的步骤。第一,建立出数学模型。通过专家经验以及观测数据表达的分析,利用各种手段做出考虑,然后建立一个数学模型。第二,将数据模型程序化,利用先进的自动编程软件,通过交互式的操作,就可以将数据模型程序化完成。第三,仿真实验。在进行仿真实验之前,需要设计一套实验方案,并按照实际要求运行仿真模型,以满足实验需求。在计算机仿真的计算中,包含几个关键技术。第一,智能化仿真。通过科学技术,在整个仿真过程中植入人类的思维行为,并以知识作为其优秀,进行开发研究,通过仿真技术和人工智能的相互结合,就能够仿照出接近于现实的物体和景物,满足人们的实际需求。第二,仿真面向具体的对象。由于人们主观的意识,通过功能设计的研究与发展,对图片与动画进行整合,就能够实现对象对信息的获取,最终带动系统活动。第三,人机仿真和谐。站在多媒体、虚拟以及可视化的仿真角度,就可以将计算机仿真的实际作用反映出来。第四,分布交互仿真。通过现代化网络计算机技术的运用,可以实现仿真设备的互连,让空间与时间相互配合,这样就能够达到仿真环境的虚拟。 5计算机仿真技术的应用 5.1军事领域 在军事领域中运用计算机仿真技术,主要是贯穿武器装备的设计、研制、生产、使用和维护。设计阶段,需要针对设计的实物做好仿真模型的试验,这样可以将产品设计的风险降低;研制过程,通过仿真技术,可以完成项目的检测与调试,避免出现不必要的环节,同时,研制进度也能加快;生产阶段,通过仿真模型,可以实现武器装备的测试,以确定产品是否能够满足质量标准;维护阶段,通过仿真模型可以对产品性能进行综合化评估,并建立出预控方案。在军事领域中运用计算机仿真技术,就可以将研制武器装备的周期加快,这样也可以节约成本,降低风险,将产品的综合性能提高到新的高度。 5.2教育教学领域 在教育教学领域中运用计算机仿真技术,可以满足课堂教学质量与效率的要求。通过仿真模型的教学试验仿真与动态试验的相互结合,就可以将抽象化的内容实体化,如此就能让学生对仿真计算的方法以及网络模型有一个更深入的了解,最终满足教学所需。5.3工业领域随着工业的不断发展,工业领域涉及到的项目与系统等都具备一定的特殊性与复杂性,通过计算机仿真技术,就可以提高生产的经济性与安全性,也可以对工业项目生产的机理和规定有更进一步的了解,提供理论依据以支持工业产品的性能指标。一般来说,主要是在石油化工、设备仪器、电子产品和汽车等领域使用。 6计算机仿真技术未来的发展 随着计算机科学技术的发展,计算机仿真技术发展也在不断完善。在新的发展空间、发展条件之下,计算机仿真技术发展集中在两个方面。 6.1网络化计算机仿真技术 由于当前计算机仿真系统所开发出来的并不兼容,也不能实现相互之间的转移,导致共享存在一定的难度。由于开发成本过高,并且需要耗费大量的时间,所以一直无法满足物尽其用的功能。为了将这一部分问题解决,实现网络化的计算机仿真技术,就能够达到资源共享的目的。在未来,这一趋势必定会拥有极为广阔的发展前景,并且也可以避免因为二次开发所造成的投资成本费用的大幅度增加。另外,在这一过程中,还可以得到一定共享费用的回收,带来一定的经济效益。 6.2虚拟制造技术 随着虚拟制造技术不断端深入,使得计算机仿真技术也拥有另一个重要的发展方向。在20世纪的末期,虚拟制造技术得以发展。在计算机上运用虚拟制造技术,主要是实现从产品的设计阶段到产品的出厂阶段以及企业各个级过程的控制与管理,都需要通过计算机仿真技术才能够将其实现。另外,通过虚拟制造,也使得制造技术不必再对原本的生产经验过于依赖,可以实现多维度的制造预测,这样就能够促进机械制造领域更好、更快的发展下去,让其拥有更为广阔的前景。 7结束语 随着计算机技术的不断发展,计算机仿真技术发展已经成为计算机领域的一大趋势,并且在未来的发展道路上也可以获得提高与完善。所以,以计算机为基础的仿真技术,再配合上通信技术与计算机技术,就可以促进信息化以及社会现代化的发展,再以此为基础,就可以推动仿真技术的发展。因此,我们可以清楚地了解到,不断地扩大计算机仿真技术应用领域,才能够将其应用效果扩大,让其拥有更为广阔的发展空间。 作者:胡命杰 单位:广州航海学院 计算机小论文:工程教育认证下计算机专业人才培养 [摘要]工程教育专业认证可促进专业建设、提高教学质量。针对计算机专业的特点,结合工程教育专业的认证标准,明确专业定位、制定合理的人才培养方案,可为通过专业认证奠定基础,从而培养符合行业需求及国际标准的工程技术人才,提高专业竞争力。 [关键词]工程教育专业认证;计算机专业;培养模式 一、引言 随着全球经济的迅速发展,我国产业结构不断调整,社会对工程技术人才的要求越来越高,国际化人才竞争越来越激烈。中国是世界工程教育大国,培养符合国际标准的工程技术人才势在必行。如何结合院校自身发展特点,培养出符合国际标准、满足社会需求、具有人才市场竞争优势的IT类毕业生呢?国际工程教育专业认证为我国IT类人才培养改革提供了新的思路。借鉴国际工程教育专业认证的成熟经验,结合我国专业建设具体实践,通过全面开展专业认证建设工作,可以更加明确人才培养目标,关注专业培养与社会需求的接轨,并可以有效促进专业建设,优化课程体系和提高学生就业竞争力。[1]但工程教育专业认证是一项十分艰巨的任务,国内外众多学者对此进行了深入研究、探索与实践,并取得了丰硕成果。本文借鉴已有研究成果以及国内外工程教育专业认证实践经验,结合本校计算机专业发展特点,研究该专业工程教育专业认证下的人才培养改革问题。 二、问题描述 我院计算机专业创办时间不长,要通过专业认证还需不断探索实践、发展壮大。这主要因为工程教育专业认证是一项复杂的工程,与传统的本科教育评估不同,只有扎实进行工程教育专业建设才能顺利通过专业认证。[2]目前,我院计算机科学与技术专业通过专业认证存在的主要问题如下。 (一)培养目标、毕业要求及课程设置问题 专业认证要求培养目标准确合理,毕业要求具有足够的分辨率,并能够完整支撑培养目标,同时课程体系能够有效分解并合理承载各项毕业要求,三者须保持一致。[2]我院计算机科学与技术专业在培养目标、毕业要求及课程设置上还需完善。 (二)质量保障问题 专业认证要求应具备完善的教学管理规章制度及评估机制。[2]我院计算机科学与技术专业人才培养质量保障体系存在的问题有:在实际运行过程中过于重视学生理论知识的学习和考试成绩,不够重视对工程实践能力的培养;评估体系指标领域过窄,缺乏具有特色的评价指标,且由于评估的复杂性,通常以定性评价为主,定量分析计算所占比重较小;在现有人才培养质量评估体系中,基本没有行业参与人。 (三)持续改进问题 由于技术产业不断变化,专业必须具有不断改进的能力。[2]我院计算机科学与技术专业现有培养方案制订及修订过程中主观性成分所占比重较大,缺乏来自企业及毕业生的反馈信息,导致决策存在一定程度的盲目性。以上分析了我院计算机科学与技术专业人才培养的现状,通过对比该专业国内外专业认证标准,我们找出了专业认证存在的问题及差距。为保证该专业顺利通过专业认证,提升人才培养质量,提高专业竞争力,必须制定合理的人才培养方案及人才培养质量评估机制和保障体系。本文主要探讨人才培养方案的制订问题。 三、基于工程教育专业认证的计算机专业人才培养方案 (一)明确专业定位 在制定具体的人才培养方案之前,必须根据工程教育专业认证标准,结合专业实际情况,明确专业定位。根据我院生源与师资的实际情况,确定本院计算机科学与技术专业的定位为培养应用型工程技术人才。[3] (二)合理制定培养方案 确定专业定位后,需根据工程教育专业认证标准,结合行业需求和专业特点制定具体的人才培养目标,然后根据人才培养目标确定毕业要求、调整课程体系等。 (三)培养目标 专业认证首先要关注人才培养目标是否准确合理。[4]本院计算机专业制定的培养目标为:培养德、智、体、美全面发展,掌握计算机科学与技术基础知识、基本理论,具有计算机软件设计、网络设计、移动终端程序设计及开发能力,具备良好的职业道德和团队合作精神,面向计算机应用领域,从事计算机软件设计、开发、维护以及网络部署、多媒体技术的应用技能型工程技术人才。 (四)毕业要求 专业认证主要关注毕业要求是否具有足够的分辨率支撑培养目标。因此,毕业要求必须具体定义毕业生应该具备哪些素质、知识和能力。不同的培养目标应该对应不同的毕业要求。根据专业认证标准中规定的关于学生毕业要求的十条准则,结合上述培养目标,确定本院计算机专业学生毕业要求如下。 1.素质要求 了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发的法律法规,具有较好的人文社会素养、较强的社会责任感和良好的工程职业道德。(1)思想道德素质:热爱祖国,具有为国家富强、民族昌盛而奋斗的志向和责任感;能树立科学的世界观和人生观,具有敬业爱岗、团结协作的品质及良好的思想品德,遵纪守法,严谨务实,具有职业道德修养,具有诚信意识和团队合作精神。(2)文化素质:具有一定的文学艺术修养、交流和沟通能力。(3)专业素质:掌握科学的思维方法和工程设计方法,具有良好的工程素养,具备一定的创新意识和严谨的科学态度以及务实的工作作风。(4)身心素质:具有较好的身体素质和心理素质,掌握科学锻炼身体的方法和基本技能,心理健康,积极向上。 2.能力要求 (1)获取知识的能力:具有查阅文献、获得信息,了解本专业及相关领域科技动态、不断提高自身业务水平的能力。(2)应用知识的能力:具有运用基础知识、基本方法和工具的能力;具有选择和使用开发工具的能力;具有良好的工程素质和软件分析、设计、构造、测试、维护的能力。(3)组织合作能力:具有一定的组织管理能力、较强的表达能力和人际交往能力。(4)创新能力:在基础研发、工程设计和实践等方面具有一定的创新意识和能力。 3.知识要求 (1)工具性知识:具有外语、文献检索、科技写作的能力。(2)人文社会科学知识:具有基本的人文知识、政治思想品德、职业道德、艺术、军事和经济管理等方面的素养。(3)专业基础知识:具有数学、计算机科学与技术的基础知识,包括离散数学、数据结构与算法、操作系统、计算机网络、计算机组成原理、数据库系统原理等。(4)专业知识:具有基于Java或C进行软件开发的相关知识,具有网络工程规划、设计与实施的相关知识等。 (五)课程体系 课程体系是人才培养的主要部分,是承载各项毕业要求、实现培养目标的主体。因此,课程体系必须从培养目标出发,结合具体毕业要求以及本专业发展的特色和学生自身情况以及师资队伍优势进行设置。针对我院计算机专业学生的特点及上述培养目标和毕业要求,经过大量的教学研讨,将毕业要求全部分解到课程中,以保证毕业要求全面落实,为此构建了如下课程体系。[5][6] 1.课程设置 课程分为公共基础课、专业课和通识教育课,其中专业课包括专业基础课和专业课,专业课又分为必修课和选修课两种,学生可以根据兴趣分方向进行选修,例如Java、数据库应用、网络规划、软件测试等方向。 2.实践教学 专业认证特别关注学生实践能力的培养,为此我们设计了分层次的实践教学体系。这些实践教学环节既立足于课程,又与行业需求紧密结合,由基础到专业层层深入,不仅为学生提供了学习实践的机会,还可以让学生获取职业资格证书,提高了学生的就业竞争力。说明:(1)课程内实践主要针对课程知识点设置,以提高学生接受和使用基础理论知识的能力。(2)课程设计与综合实训则综合一门或几门课程知识解决实际问题,以提高学生综合应用理论知识的技能,并加强团队合作精神。(3)校企合作实习有助于培养学生的职业技能、职业素养。职业取向顶岗实习根据学生选修课程的方向有针对性地开展,目的是让学生了解行业生产过程、技术应用和发展前景;校企合作项目实战实习进行真实项目开发或模拟演练,这有助于学生尽早进入工作状态。(4)毕业设计是培养学生实践能力的重要环节。学生需综合应用四年所学的专业知识解决问题。为保证毕业设计质量,学院制定了详尽的毕业设计规范。 (六)课程体系与毕业要求 课程体系的设置必须完整支撑毕业要求,本方案课程体系设置与毕业要求中的素质要求、能力要求以及知识要求能完整对接。 四、结论 通过专业认证困难重重,任务十分艰巨。为此,必须制定合理的人才培养方案及质量保障体系,这样才能保证顺利通过专业认证。本文根据工程教育专业认证标准,结合本院计算机专业实际发展情况,针对学生具体情况描述了基于工程教育专业认证的计算机专业人才培养方案的制订思路、策略及具体内容。合理的人才培养方案是专业认证的基础,但距离专业认证标准尚存较大距离。我们希望以工程教育专业认证为契机,不断规范人才培养过程,从而培养出具有更高竞争力、符合国际标准的工程技术人才。 作者:孙宪丽 张欣 张楠 单位:沈阳工程学院信息学院 计算机小论文:计算机信息安全技术及防护策略 摘要:随着计算机的不断应用和发展,计算机已经被应用在各个领域之中,人们的生活中已经慢慢的离不开计算机的身影,对于计算机的依赖性也在逐渐加深,不同程度上的工作内容的都会让计算机加以利用和更新。在这样的广阔空间中,计算自己正在以飞速的脚步不断地向前迈进。但是不论它的发展有多么快速,这中间都会存在一定的问题。现在一直以来不断困扰的计算机信息安全问题已经渐渐凸现出来。本文将对计算机在信息安全技术方面的问题加以概述,并且提出一定的改善措施。 关键词:计算机;信息安全;技术防护 前言:社会的发展已经渐渐离不开计算机的技术革新,计算机的应用程度已经逐步扩散到社会中的方方面面:政治、经济、文化、军事、教育、科技等一系列的领域之中。它丰富了人们生活的同时也在不断地加快自身的步伐。但是发展的过程中都会出现各种各样的问题,我们首先考虑的就是现在网络下的计算机技术应经实现了联网化的能力,信息流的来源也越来越广泛。但是同时也暴露了一些问题——计算机的信息安全化问题就变得尤为重要[1]。 一、计算机信息技术所存在的问题 随着计算机技术的日益革新和不断发展,网络实现联网化的技术已经把计算机技术逐渐的推向了历史的顶峰。越来越丰富的资源可以在计算机世界的海洋中获取,但是同时也存在着一种逐渐凸显的隐患问题——计算机信息技术安全问题。这项问题的产生就严重影响了大部分人的正常生活,同时引起了社会上的广泛关注。近几年的发展来看,我国单位对计算机安全的管理工作也越来越重视,但是仍存在一些单位防护意识淡薄,负责人员素质偏低,计算机安全措施的不健全,还有一些企业对专业人员的培训力度不够深入,这都影响着我国目前的计算机信息技术安全问题的产生和加深还有防护水平上的严重缺陷。所以面对着这样的问题,我们的首要问题就是分析其产生的原因加以研究从而得到有效的解决方法。真正做到改善计算机信息技术的安全问题,加强其防护水平,而不是任其自由发展、蔓延恶化[2]。 二、计算机信息安全的偏向普通用户防范技术 (一)增强对计算机信息安全问题的重视 目前,我国的计算机安全防护技术仍处于发展的初级阶段,政府及相关部门并未重视计算机安全问题,甚至有些单位的计算机已处于长期不设防的状态,所以一旦有病毒或者而已软件侵入,就会使国家或企业遭受到严重的损失。所以,首先应当纠正的是我们思想中忽视计算机安全的错误理念,应当意识到计算机安全对于企业发展的重要性,为提高企业计算机信息数据安全指数做充足的准备。 (二)物理安全防护措施 虽然我国的计算机物理安全防护措施的种类有很多种,但是它的根本目的都是将计算机受人为及自然因素破坏的可能性降到最低,提高计算机网络链路的安全指数。使用计算机物理安全防护措施,不仅能够验证用户身份信息和使用权限,还能从根本上保障计算机网络的安全。 (三)设置防火墙 防火墙,又称防护墙,是一种位于内部网络与外部网络之间的网络安全系统。一项信息安全的防护系统,依照特定的规则,允许或是限制传输的数据通过。因为防火墙可以对任何一台计算机进行安全防护,确保计算机被的数据安全、防止不明身份的人非法侵犯计算机内患者隐私、保证安全运行用户交换信息系统,所以被认定为是确保计算机正常运行的基础。第一,数据包过滤。主要是在网络信息传递过程中,软件系统会科学的选择出相应数据,然后允许该数据通过;第二,应用网关。主要是对网络服务协议中的数据包进行科学的分析,并严格的管理、控制网络信息。第三,服务。是以代码形式存在的针对计算机防火墙的一种网络服务。她会根据用户的不同要求而显示出不同类型的功能。 (四)身份认证技术 身份认证通常指的是用户在进行身份确认后方能知道自己是否被赋予访问数据的资格。如果在系统中存有申根认证,那么当认证通过后,用户就可以自由的查询数据。但是如果在身份认证中存有安全隐患,那么在遭到非法侵害时数据信息就可能被盗用、破坏甚至是销毁,处于相当危险的境地。所以使用计算机系统对用户进行身份信息确认,在某种程度上来说可以确保计算机数据信息的完整性和安全性。 (五)选择有效的数据备份 在计算机信息中需要进行备份的数据有两种,即用户数据和系统数据,因此,对于信息的备份也分为两种,即备份用户数据和备份重要系统信息。前者是可以降低计算机内数据信息被破坏和丢失的可能性,确保用户信息的安全性。后者是可以确保计算机保障系统能够正常的运转。所以,在对网络数据信息进行备份时,应注意及时更新本地及异地备份。 (六)安装病毒、木马等防护软件 要想在企业内树立计算机信息安全的防范意识,应当设置计算机安全防范技术的专业人员,为计算机安装病毒、木马等防护软件,可养可以时时保护计算机安全。例如,可以安装较为普遍的360安全卫士或者金山杀毒等防护软件。这样就能够确保用户在安全合法的环境下进行计算机的使用,并能够确保计算机数据信息的安全[3]。 三、计算机信息安全的偏向技术用户防范技术 提示:(一)、(三)是针对现今技术状况提出建议。(二)、(四)、(五)是现有技术,我已经标明。其余蓝色部分均为语句不通修改。 (一)操作系统的安全保护措施 目前对我国计算机网络的研究证实,其依旧存在着相对较为严重的安全漏洞。通过对目前针对性解决办法的研究,需要对信息的管理进行重点的研究。通过对信息管理研究进而为计算机网络给与安全保障。同时通过对计算机病毒传播方式进行分析,操作系统存在的众多难以解决的漏洞等问题。需要肯定的是,黑客入侵开始不断的向深入化进行发展,让计算机系统各漏洞间联系加大。针对上述状况提出一定的解决建议:首先,在修复计算机漏洞方面,我们有必要采用安全企业提供的优质服务,获得真实效果的可靠保障。对个人计算机用户分析,需要对其进行系统的运行安全保证,如按照电脑管家等软件,并对不良风险网站进行监控处理,不主动的进行登录等等。并且,在修复计算机漏洞的时候,我们应该重点选择专业的技术人员,严格选取安全的厂商。目前很多的网站都具有自身专业素质和技术能力都齐备人员,进而在计算机系统的维护上也可以获得另一层面的安全保障。其次,在网站建设和维护角度方面,主要是对黑客入侵和非法的信息数据载入给与有效防御,检测工作人员需要考虑到各种现实状况,对没必要打开的端口进行及时关闭。在对系统进行日常维护中要依靠检测工作人员最为系统和专业的检测工具,通过科学完备的检查体系,用较为先进的技术针对性的对计算机系统给与维护,才能确保计算机操作系统的运行状况在周期性上获得持续的问题保障。 (二)充分利用防火墙技术和应急方案 防火墙技术是我国现有技术之一,下面针对该种技术给与一定的详细分析。具体来讲个人计算机用户的有效分析能够个人信息的安全起到一定的保障。目前通过对防火墙应用属性和自身属性的分析,得出防火墙是可以合理设置在服务器端口上,通过端口的合理设置让计算机网络的安全性以及可靠性获得完备的保障。对技术层面进行由浅入深的分析得出,防火墙主要是包括了滤信息处理、监测数据反馈、网络位置转化等技术。该种技术能够交换计算机内部网络数据,同时在此基础上起到安全控制的有效作用。当前,在监测数据的过程中,监测型防火墙作为一种较为先进的计算机网络安全技术具有一定的可操作性,它能够通过一定的方式,主动进行相关方面的工作。通过对计算机在威胁机制的研究证实,计算机网络外部不同属性的危险多来自其内源机制运作过程,主要是指计算机网络内部的各种威胁。进而通过选择分布式原理达到监测此类危险,并合理规避相应危险的作用。不管是计算机个人用户,还是服务器的提供商,为了能够更好地处理计算机病毒,要保持数据在可变度以及可控度范围内实现最大舒展性发挥,科学合理地安装相关方面的防火墙,降低从网络端口进行风险数据载入等情况的发生。 (三)防范计算机病毒 目前从计算机风险病毒袭击的内在表现可以得出,计算机网络中断之后会发生威胁问题。也就是说当计算机出现病毒破坏后,会对现有的生产生活造成一定程度的影响。通过对计算机病毒属性的分析可以的得出,计算机网络病毒在隐秘性和防阻碍性都有更为优越的更新表现。通过仅仅依靠单机防病毒产品,无法将计算机感染的相应病毒彻底清除干净。我们必须结合实际情况,选择更为科学、合理的计算机防病毒产品。实践表明,通过不断提高计算机操作水平,采取一些高效率的网络安全方式,能够更为准确地判断出计算机系统中有无存在病毒。随着现有科学技术的更新,软件产品也更新较快,因而对计算机病毒的实际防范提出了以下几点建议:其一,计算机检查。检测计算机的过程中,要对计算机防毒软件进行针对性的预防。其二,计算机识别。通过对计算机病毒按照其检测方法的研究获得标识的首先识别,为了彻底将其消除,正确使用的计算机防毒软件。其三,安全扫描。为了得到系统代码,获得相应的技术安全扫描,让其硬盘到系统多角度获得安全层面的保护。其四,有效运行。为了有效运行计算机程序,在按照分析、编译、运行,及时修复相应漏洞。除此之外,加大监管力度,通过监督机制的完善让计算机防毒获得时效性的体现。 (四)对IP地址实施有效的隐藏 黑客技术同样也是我国现有技术之一,下面针对该种技术给与一定的详细分析。具体来讲该种技术主要是通过网络探测实现对现有的IP地址获取,因而对问题的解决要集中在区分IP地址的位置方面。IP地址是计算机网络信息安全会形成完备的整体概念,黑客在对其目标进行确定后,进而建立IP地址攻击流程。若黑客无法得知IP地址,那么各种攻击行为就无法实行。因此现今对于IP地址实施有效的隐藏主要是指对通过利用服务器来实际隐藏IP地址。即黑客探测到IP地址属于服务器,使得用户在获得IP地址上获得安全的首要保护。让网络安全在技术层面和网络探测标识层面获得多效的安全保护。 (五)做好网络运行质量的设计 网络运行质量设计是我国现有技术之一,下面针对该种技术给与一定的详细分析。具体来讲,在人们对计算机网络防御系统升级的同时,黑客等对计算机网络攻击手段也在迅速升级,对计算机安全维护的传统技术已经无法满足网络信息安全防御的需要,因此要想提高计算机网络系统的安全性、依靠性、持续性、稳定性,就要从建设和完善网络系统本身做起。由于局域网层面不同节点间的数据可能被太网上其他节点所截取,因而就需要对不同节点给与研究并得出具体的整改和修缮意见。通过对不同规则的研究可以得出严格的质量体系检测模型,并对其数据得出相应的监听整改,进而认真完成网络运行质量的相关设计。因此,只需要对太网上某一节点实施监听,就可以获得太网上的数据包,从而获得所需的关键信息。总结来讲采用网络分段技术可以避免这种监听现象的发生,并且将非法用户与保密资源隔离开来,切断非法监听行为的实施途径,从而保证网络信息的安全。 四、结论 综上,计算机的飞速发展已经是这个时代的必然产物,而且今后的一段时间里,计算机的应用和发展也会是社会、国家关注的焦点。但是网络中的计算机存在着这样一些无法避免的难题——信息技术安全问题。这也是一直困扰着专家们的优秀话题。该问题不仅仅关系到计算机本身的发展,同时也影响到信息化社会化社会的发展。所以我们不仅要对计算机的信息技术安全问题起到一定的高度重视,还要积极分析形势找到有效解决问题的方法,避免意外的发生。 作者:石珣 单位:渤海大学 计算机小论文:计算机信息安全问题及解决策略 摘要:文章分析了计算机安全面临的问题,提出了解决策略。信息安全重在防范,首先要提高人们的信息安全的意识,认识到保护信息安全的重要性,其次要不断完成信息安全保护方法,努力营造一个安全健康的网络环境。 关键词:计算机;信息安全;问题策略 1计算机信息安全面临的问题 1.1自然环境的影响 计算机硬件芯片都是高精度电子器件,与生俱来对温度、湿度较为敏感。自然环境出现异常,如果温度过高、湿度过大或者雷雨天气造成的突然断电,都会对计算机硬件造成不可修复的损坏,从而造成存储信息的丢失,带来信息安全问题和无法挽回的损失。 1.2人为操作失误 用户在计算机的使用过程中,一些常常无意识的操作带来了信息安全,如硬盘格式化、镜像还原到分区错误,这些无意识的操作都会造成信息的损失。再者就是网络安全意识不强,网络安全设置的漏铜、用户密码的不慎和文件共享等等,都给信息的丢失提供了条件,给网络安全带来了威胁。 1.3人为恶意攻击 恶意的网络攻击主要分为2类: (1)显性型。它已各种方式破坏信息的完整性和有效性;(2)隐蔽型。它潜伏在用户的计算机中,不影响用户的正常使用,用截获、破译的手段窃取用户计算机中的有用信息[1]。这两种形式都给信息安全造成极大的威胁,造成信息的泄露。具体主要有以下几种途径[2]:(1)信息的截获。信息的获取是指在未授权的情况下,第三方非法获得了传输的信息,此时接收方虽然也获得了信息,但已经造成了信息的泄露。在信息的传输过程中,第三方可通过在信息的发送方或者接收方,亦或者在传输中途植入相应的病毒程序,既不影响信息的正常传输,又悄无声息的截获了有用信息。 (2)信息的伪造。信息的伪造是指第三方在未授权的情况下,将信息植入传输通道,使得接收方获得的是虚假信息,不是发送方的真实意愿。 (3)信息的中断。信息的中断时指信息传输通道被非法破坏,造成信息无法有效传输,破坏的信息的实时性、有效性。造成信息的中断一方面可能是软硬件故障使得信息无法传输、丢失或者无法接受;另一方面有可能是恶意攻击,计算机网络本身受到病毒的恶意攻击,造成无法有效的接受和发送信息。 (4)信息的篡改。信息的篡改是指在未经发送方许可的情况下,对发送方发送的信息进行了篡改,破坏了信息的真实性。尤其在商业活动中,信息的篡改非常常见,被篡改的信息造成的信息安全问题常常伴随着巨大的商业损失。 1.4网络软件的漏洞 网络软件不可能百分之百完美没有缺陷,或多或少会存在漏洞,而这些漏洞就是黑客攻击的首选目标,为网络非法犯罪提供了缺口。曾经出现的网络黑客攻击事件,无一不是网络安全措施不完善给犯罪份子造成了可乘之机。另外,软件“后门”通常是软件设计人员为了自身方便而设置的,一般非常隐蔽,但一旦“后门”被犯罪份子打开,比较给信息安全带来极大的威胁[3]。 2计算机信息安全解决策略 2.1改善计算机使用环境 通过改善计算机的使用环境,保证计算机在一个温度湿度适宜稳定的环境中工作,可以最大限度的降低计算机硬件损坏的风险,防止因硬件损坏造成的信息丢失。 2.2安装网络防火墙和杀毒软件 用户可通过安装网络防火墙和杀毒软件来保护网络,不受外界干扰,降低网络安全风险。安装网络防火墙和杀毒软件,一方面通过秘钥、口令限制外部用户的访问,将有毒信息拒之门外;另一方面对用户所在网络和计算机进行查杀,保证已有信息的安全,防止内部产生安全威胁。专业的网络防火墙和杀毒软件一把配合使用,大部分病毒都可以查杀,并且阻止外部入侵。在软件的使用中,要注意定期升级软件,更新病毒库,提高杀毒软件的有效性[4]。 2.3计算机用户的账号安全 计算机用户的账号涉及非常广,包括系统登录账号、网银账号和各种门户网站账号,一旦账号泄露,必将造成用户个人信息和机密信息的泄露。因此,在设置账号密码时,一方面可以通过再加密码的复杂程度,包括字符数或者加入各种符号;另一方面可以通过使用电子密码,如U盾等。账号的安全保护重在防范,首要要提高用户的防范意识,要认识到网络安全的复杂性。 2.4信息加密技术 信息加密技术是信息安全和网络保护的优秀技术。其原理是利用一种规定的算法,信息的发送方将明文变为密文,这个过程称为加密,信息的接收方将密文变为明文,这个过程称为解密,而加密和解密使用的算法就称为秘钥。这样,即时在信息的传输过程中,信息被截获或者破坏,第三方非法获得者也无法获得准确的信息,从而提高信息的保密性。根据算法和秘钥的不用,通常将加密技术分为对称加密技术和非对称加密技术。对称加密技术又称私钥加密技术,加密秘钥可以从解密秘钥推算出来,反之也可成立[5]。非对称加密技术又称公钥密码加密技术,这种加密技术要求密钥成对出现,一个为加密密钥,另一个为解密密钥。在这对密钥中,可以将任何一把都作为公开密钥(加密密钥)向他人公开,而将另一把秘钥作为私有密钥(解密密钥)加以保存。公开密钥用于进行加密,私有密钥用于进行解密。 2.5引入网络监控技术 在计算机信息安全的保护中可以引入网络监控技术。这种监测技术已统计技术和规则方法为理论基础,能够监控网络现有运行状况,并且预测网络可能存在的风险,保证计算机的信息安全。这种技术从分析角度考虑,可分为签名分析方法与统计分析方法,其中根据系统弱点展开的攻击行为活动称为签名分析法,对这种行为的概括总结后得到其签名,最终将签名编写到计算机的系统代码中去。而统计分析方法的理论支撑是统计学,是指在计算机正常运行状况下,辨别并判断其中的正常动作与行为模式,从而确定动作的正确性。 3结语 如今计算机信息安全面临的问题概括起来主要是两方面:一方面是非人为的,比如用户的操作失误、网络和软件自身的缺陷;另一方面是人为的,主要是指犯罪份子截取或破坏用户计算机内存储的有用信息。计算机信息安全重在防范,首要要提高用户的信息安全意识,认识到信息安全保护的重要性。其次要完善各种信息安全保护方法,包括信息加密技术、防火墙技术、杀毒软件的不断更新换代等等。通过行之有效的努力,一定能够不断降低计算机信息安全的风险,为用户提供一个安全健康的网络环境。 作者:王钧丰 单位:辽宁省实验中学 计算机小论文:计算机信息管理及其应用实践 摘要:计算机信息管理技术涵盖多个方面,例如信息加密技术、防火墙技术、安全入侵检测技术等等,它们对信息管理都有极强的应用实践性,已经被广泛应用到了社会的各个领域层面,值得不断深入研究和推广。主要针对计算机信息管理技术中的一种———防火墙技术进行其应用实践的研究深入,分析了它的技术类型和具体应用实现,希望为提升计算机信息管理及应用实践研究带来一定的参考价值。 关键词:防火墙技术;计算机信息管理;技术应用;实现 防火墙技术是计算机信息管理技术中的一种,它确保了信息管理的安全可靠性和稳定性,在网络之间形成了持续稳定的执行控制策略系统,从而为网络通信监控建立桥梁,保障了计算机及其信息管理的安全。作为一种控制技术,它既可以以软件产品的形式出现,也可以作为嵌入硬件产品的基本组件。 1基于计算机信息管理的防火墙功能 防火墙技术是计算机信息在网络管理应用中的重要安全技术,“防火墙”也被业界领域视为是一个典型的通用术语。基于逻辑思维来看,防火墙能够起到分隔、限制和分析三大作用。但实际上,防火墙是由强化后的内部Internet网络与其相应组件所共同组合而成的,因此所有计算机所发送、接收、管理的Internet信息都要经过防火墙,所以防火墙就起到了保护文件传输、电子邮件、远程登录等等功能的作用,并且实现了信息之间的安全交换。防火墙可以被视为计算机信息管理及网络安全策略中最重要的有机组成部分。另外,防火墙也被视为是一种内网与外网之间的连接阻塞点,它专门负责那些被授权的、通过阻塞点的通信信息,进而达到防治非法入境或非法利用系统资源行为的出现。以下详细介绍3点针对于计算机信息安全管理技术的防火墙功能。 1.1网络安全的屏障。上文提到,防火墙是阻塞点,也是控制点,它能够最大限度的提升内部网络的安全性,并通过对不安全服务信息及协议的过滤而降低网络风险。理论上来说,防火墙是可以做到同时保护内部网络和内部协议免收来自于路由的外部攻击的,它甚至可以拒绝所有类型的攻击报文并及时通知防火墙管理员采取合理的安全防护措施。 1.2强化网络安全相关策略。以防火墙为中心进行相关的安全方案配置,不但可以实现如加密口令、身份认证、审计等安全软件配置,也能够通过网络安全策略将其分散到各台主机上,以达到防火墙对计算机信息安全管理的集中性和经济性。比如说在进行网络信息访问时,一次一密口令系统与其它身份认证系统就可以完全不用分散到每一台主机上,而是集中结合到防火墙一体上进行网络安全强化策略。 1.3VPN功能。防火墙技术除了具备安全防护功能,还可以支持具备Internet服务特性的企业计算机内部技术实现VPN功能,借助VPN来实现企业与地域间、甚至世界范围的LAN及专用子网有机联合。这种操作方法不但节省了搭建专用通信线路所消耗的人力及物力成本,也能为信息共享提供安全可靠的技术保障[1]。 2新一代防火墙技术的应用与实践 在21世纪的第一个10年中,防火墙技术越来越丰富和成熟,它不但能够强化数据的安全性传输及系统运行效率,也提升了对信息数据的过滤功能,增加了应用层服务,建立了传统中所不具备的过滤和透析,即从数据链路层到应用层实现了全方位的信息数据安全处理效用,这就是新一代防火墙技术。本文简单介绍3种防火墙技术,探讨它们的优点以及在计算机信息安全管理体系中的应用。 2.1嵌入式防火墙技术。嵌入式防火墙技术是嵌入到路由器及交换机的计算机信息管理技术,它作为某些路由器的标配,也被专业领域称为计算机信息过滤的阻塞点。它的工作位置是防火墙的IP层。从本质上来看,嵌入式防火墙技术没有常规的监控体系,因此在信息包传递过程中,它可能不会过多考虑防火墙与系统的连接状态。从优势上看,嵌入式防火墙可以弥补目前企业防火墙在防病毒程序、主机应用程序、入侵检测告警程序以及网络程序设计上的缺陷,确保企业内外部信息传输与管理的安全稳定性。而它可管理式的执行方式也能够为企业用户的非物理设施进行自定义,根据实际状况开展安全防护策略,保护信息安全。在实践应用方面,嵌入式防火墙主要针对那些需要通过访问企业局域网或需要远程办公处理业务的个体及企业集体,嵌入式防火墙会提供给他们相应的保护措施,确保企业信息管理体系中薄弱环节和未保护领域的安全性。比如可以实施以集中式管理为主的嵌入式客户机方案来实现跨企业边缘的防火墙网络连接功能,进一步强化对企业中数据信息的安防措施。 2.2分布式防火墙技术。分布式防火墙技术是对传统边界防火墙技术缺陷的弥补,广义上来看,分布式防火墙也可以被视为是一种全新的防火墙体系结构,它还可以被细分为网络防火墙、主机防火墙和中心管理部分。三个部分的组合相当于为计算机系统及网络添加了一层新的安全防护,它有效抵御了来自于计算机内部的攻击,同时也消除了存在于网络边界的单一故障点与通信瓶颈,另外它也支持带有认证与加密功能的网络应用程序。最后,它与拓扑体系是完全分开独立的,并支持移动计算功能。在应用方面,分布式防火墙一般应用于企业的网络与服务器主机上,它的任务就是封堵企业内部网络所存在的各种漏洞,避免来自于内部网络的各种攻击,对新一代网络应用的需求适应能力也相当强大[2]。 2.3混合型防火墙技术。通常情况下,传统防火墙被外部侵袭攻破后,企业的内部就会处于暴露状态,造成对企业网络系统及信息安全极大的威胁。所以以现代技术为基础,就基于常规防火墙的技术之上实施了创建了混合防火墙系统。混合防火墙系统不但能有针对性的解决计算机的信息安全管理问题,而且它所消耗的成本也相对较低。混合型防火墙技术由内外部防火墙、堡垒主机、基站主机、邮件、Web等服务器以及数据库组成。首先,堡垒主机服务器在运行应用过程中会过滤管理器模块,对到达壁垒主机的所有数据包,从最底层协议开始到最高层协议逐层分析,并相应提取数据、通信等安全信息,将所获取的信息再通过安全通道秘密传输至基站主机服务器上实施进一步分析。最后再发送到过滤管理器模块进行应用服务方面的过滤功能配置,以便于顺利完成所有过滤工作。如果用户正在使用网络服务,就会从混合防火墙所监控的某一个节点发送一个打过包的数据到网络当中,这个数据包中就应该包括该节点的IP地址与映射物理地址,如果IP地址与所映射的物理地址相符,网络通信就可在安全状态下顺利完成[3]。 3结论 如文中所述,计算机信息管理及应用实践技术是一个庞大的体系,防火墙安全技术只是其中一个微小的分支,但它却是其它计算机信息管理应用技术的基础。在计算机信息网络技术日益发达复杂的当今社会,只有保证网络信息的安全基础,才能更顺利的推动国家国民经济走上正确发展的高速轨道。 作者:崔雷1 王琪2 单位:1.吉林省科学技术协会学会服务中心 2.长春理工大学
地理信息科学论文:我国地理信息科学专业实践教学研究进展 [摘 要]在现代科学技术的推动下,实践教学在教育领域的作用日益突出。文章以地理信息科学专业为例,通过运用文献资料、词频分析等研究方法,对国内过去13年来实践教学研究的热点及时空分布特征进行了分析,旨在揭示该领域研究发展演化的历程并对其未来趋势进行预测。 [关键词]地理信息科学;GIS;实践教学;词频分析 1 引 言 随着现代科学技术的突飞猛进,教育教学领域发生了重大变革,实践教学作为理论教学的补充,对应用型和创新型人才的培养发挥着重要作用。本文通过对国内地理信息科学(Geographic Information Science,GIS)实践教学研究相关成果进行系统的梳理,发现了当前研究存在的问题,同时发现了该专业相关研究的最新进展和未来的发展趋势。 2 数据来源及研究方法 本研究的文献数据全部来自中国学术期刊网络出版总库。该数据库是世界上最大的、连续动态更新的中国学术期刊全文数据库。截至2014年,收录国内学术期刊8054种,文献总量4300万篇,且数据可实现每日更新。[1]检索出版年度2002―2014年;检索条件:主题=“GIS”and “创新能力”and“实践教学”;匹配模式“精确”。共检索到相关文献326篇,剔除书评、征稿启事、会议通知、无关键词、无作者等文献,得到符合要求的文献208篇。 除运用文献资料调研、数理统计等常规研究方法之外,本文重点使用社会网络分析方法。社会网络分析(Social Network Analysis)是由社会学家根据数学方法p图论等发展起来的定量分析方法。该方法目前在教育领域应用比较广泛。 3 结果与分析 3.1 国内地理信息科学教学研究的时间分布特征 研究成果的发文量和学术共同体规模的时间序列分布可在一定程度上反映该研究领域的发展状况。从2002年至2014年,该领域教学研究共发文192篇,作者301人次。 图1显示,国内GIS实践教学研究领域的成果数量和学术共同体规模从总体上呈现波动起伏中的增长态势。从其走势来看,2002―2014年这13年间的国内GIS实践教学研究可分为3个阶段:2002―2005年为起步阶段;2006―2009年为缓慢增长阶段;2010―2014年为快速增长阶段。3个阶段的发文量分别为14篇、47篇和131篇,各占本数据集文献总量的7.29%、24.48%和68.23%;作者人数分别为26人、117人和334人,占本研究领域作者总人次的5.45%、24.53%和70.02%。由此可以看出,2010―2014年是国内GIS实践教学研究最为活跃的时期,其原因主要是国家各级部门对高校实验实践教学的重视和社会对地理信息学科人才的需求。2007―2015年教育部连续出台了教高〔2007〕1号、教高〔2007〕2号[2]、教高〔2011〕6号[3]、教高〔2011〕1号[4]、教基二〔2014〕4号文件,强调了大力加强实验、实习等实践教学环节,推进实践教学内容、方法、手段及人才培养模式的改革与创新。系列政策措施的相继出台,在很大程度上促进了国内高校对实践教学的重视,为实践教学研究注入了活力,进而催生国内GIS实践教学研究的繁荣。 3.2 国内GIS实践教学研究的机构和作者分布特征 13年来,国内GIS实践教学研究领域共有非重复作者301人,分布于多个不同层次的研究机构。其中发文量在5篇以上的有郑贵洲(7篇)、田雨(5篇)、卢秀山(5篇)、晁怡(5篇)、袁艳斌(5篇)。高产作者人数较少,发文量也偏低,创新点较少,缺乏突破性和前瞻性,这表明国内GIS实践教学研究领域学术共同体的规模偏小,缺乏创新和实践。95个研究机构中发文量在5篇以上的有9个,分别是测绘科学(14篇)、地理空间信息(10篇)、测绘通报(9篇)、测绘与空间地理信息(8篇)、中国电力教育(7篇)、教育教学论坛(7篇)、科技信息(6篇)、首届地理信息系统专业教育研讨会论文集(5篇)、测绘工程(5篇)。它们可称为国内GIS实践教学研究领域相对高产的机构。总而言之,国内地理信息系统虽然兴起20年之久,在近些年呈现出快速增长的趋势,但总体来看,仍属于一个比较偏僻的研究领域,研究力量分布较为分散,领军人物缺失,创新能力不足,学术集散中心尚未形成。 3.3 国内GIS实践教学研究的热点分析 词频分析法能够用于揭示某一学科的发展动态和研究进展。本文通过对国内GIS的相关学术期刊论文(193篇)进行梳理和挖掘,得到非重复关键词139个,通过ROSTCM数据挖掘软件进行分析,得到28个高频关键词(见下表)和共现网络图(见图2)。 从上表中高频关键词的词频信息可知,教学改革包括教学活动的各个环节,形式上分为理论教学和实践教学。实践教学是教学改革的优秀之一,该领域相关研究除教学改革(117次)整体层次上的创新培养问题之外,主要集中在实践教学(70次)、培养模式(68次)、课程体系(52次)等子科目,而同属教学改革范畴的校企合作、实训基地、实验室建设等科目的实践教学研究则较为薄弱。 通过仔细观察图2高频词共现关系,结合上表关键词词频分析发现,国内GIS实践教学研究主要围绕教学改革、实践教学、培养模式和课程体系等问题展开,这几个方面是实践教学研究的热点。 为揭示国内GIS实践教学研究热点的形成与演化态势,我们绘制了总词频15次以上热点关键词的历时性演变趋势图(见图3),以窥探国内教学改革研究的未来发展趋势。 图3显示,国内GIS实践教学研究未来几年仍会保持较快的发展势头,教学改革、实践教学、培养模式以及课程体系各方面相关问题将继续保持研究重点的地位。此外,从部分相对低频(6~15次)关键词近三年的年度变化趋势来看,以校企合作为主的实践教学模式研究将有可能成为未来几年新的研究热点。 4 结 论 (1)从国内GIS专业实践教学研究领域的发文量和学术共同体规模上来看,呈现出波动起伏中的增长态势;从总体规模上来看,研究成果不明显,学术共同体的规模不太可观。 (2)国内GIS专业实践教学研究的热点领域主要包括实践教学改革、实践教学、培养模式3个方面,是从宏观角度把握研究方向,细致的具体实施过程涉及较少。 (3)随着现代技术的不断发展,在市场大规模需求的推动下,国内GIS专业实践教学研究未来几年仍会保持较快的发展势头,实践教学改革等方面相关问题研究将继续保持重点地位,课程体系、专业设置等具体环节将会成为研究热点,由此发挥理论指导实践的作用。 地理信息科学论文:MOOC地理信息科学专业相关课程评述 【摘要】MOOC在全球范围的快速发展,给高校传统的教学方式带来了冲击和挑战。如何利用MOOC提升自身素质和对传统课堂教育进行改革,已成为每位高校教师应该思考的问题。本文首先回顾了全球MOOC的发展历程及平台现状;然后以Coursera平台为主,详细介绍了MOOC平台现有的GIS相关课程,包括加州大学戴维斯分校的GIS专项课程、斯坦福大学的全球卫星导航系统、宾夕法尼亚州立大学的地图、地理空间革命和地理空间智能等课程;最后,简单探讨了MOOC课程和传统GIS课堂教学想结合的混合式GIS教学模式。 【关键词】 MOOC 地理信息科学 Coursera平台 一、全球MOOC的发展 MOOC是大规模在线开放课程(Massive Open Online Course)的简称,主要致力于通过网络技术来实现无限制和公开的在线学习[1]。MOOC起源于2001年麻省理工学院发起的开放教育资源运动,是远程教育的最新发展,2011年斯坦福大学开设了一门免费的网络课程,吸引了全球十万多人的注册学习,引起了社会的广泛关注[2-4]。 2012年是MOOC发展最为迅速的一年,纽约时报称之为“MOOC之年”[5]。若干有着雄厚资金并且和全球顶尖大学合作的MOOC平台开始出现。其中,Couresa、Udacity及Edx是全球范围内最具影响力的三大MOOC平台[6]。Coursera平台由美国斯坦福大学两名计算机科学教授创办,是目前全球知名度也最高、用户最多的课程平台。汇集了包括耶鲁大学,斯坦福大学在内100多所名校的MOOC课程,国内的北京大学、上海交通大学、复旦大学等高校也在Coursera平台上课程。Coursera是一个比较综合的平台,涵盖各种学科,主要以英文课程为主。2012年5月哈佛大学和麻省理工学院联合创办Edx平台,超过70多家大学、非盈利机构及公司在Edx平台上课程。截至2016年5月份,超过7百万学生在线注册学习了700多门课程。Udacity是一个私立教育组织,主要从事线上学习,Udacity网站于2012年2月推出,课堂涵盖计算机科学、数学、物理学、统计学、心理学等,且以计算机课程为主。不过,Udacity也开始尝试向职业教育培训方向转型发展,对课程的学习进行收费。 随着美国高校主导参与的MOOC的蓬勃发展,世界其他国家和地区也开始自己的MOOC平台建设。英国主导的首个MOOC平台FutureLearn于2012年12月成立[7]。截止目前,共有83家英国和全球合作伙伴。不同于其它MOOC平台,FutureLearn除了合作高校外,还包括了一些非大学合作伙伴,包括:大英博物馆、英国文化协会、英国图书馆等众多机构。Open Universities Australia (OUA)是位于澳大利亚的高等教育机构,其Open2Study在线平台于2013年3月份正式上线,已有超过60万的学生注册学习。此外,还有法国的FUN平台、西班牙的MIriadaX平台、日本的Gacco平台等,都各具特色。 在全球MOOC发展的浪潮中,我国高校和相关机构也积极展开在线教育的探索和实践。2013年的早些时候,北京大学和清华大学宣布加入MOOC,成为国内率先试水的高校[8],目前,我国MOOC平台主要有学堂在线、中国大学MOOC和好大学在线等。2013年10月10日,具有中国特色的学堂在线MOOC平台正式向全球。学堂在线是教育部在线教育研究中心的研究交流和成果应用平台,致力于通过来自国内外一流名校开设的免费网络学习课程,为公众提供系统的高等教育,让每一个中国人都有机会享受优质教育资源。通过和清华大学在线教育研究中心、以及国内外知名大学的紧密合作,学堂在线将不断增加课程的种类和丰富程度。中国大学MOOC是由网易与高教社携手于2014年推出的在线教育平台,承接教育部国家精品开放课程任务,向大众提供中国知名高校的MOOC课程。其宗旨是让每一个有意愿提升自己的人都可以免费获得更优质的高等教育。好大学在线(CNMOOC)由上海交通大学主导,是中国高水平大学慕课联盟的官方网站。旨在通过交流、 研讨、协商与协作等活动,建设具有中国特色的、高水平的大规模在线开放课程平台,向成员单位内部和社会提供高质量的MOOC课程。其愿景是让所有人,都能上最好的大学。 纵观全球各国的 MOOC平台,它们均提供学习课程的网络平台,全部教学资源,定期开课,按时布置作业和测验,强化师生互动等。这些海量、优质的教学资源对我国开放课程建设具有参考意义,同时也可以成为高校教师进行自我学习和课程教学改革的重要途径[9]。 二、MOOC 平台GIS相关课程 GIS 作为对空间信息进行采集、存储、管理、分析、可视化的技术和工具,已在各行各业中得到广泛的应用。目前我国有 200 余所大专院校设立了 GIS 本科专业,在校学生上万余人[10]。虽然,我国GIS本科教育得到了长足的发展,但相对于发达国家还存在较大的差距。MOOC平台GIS相关课程的出现及发展,为我国GIS本科教育的发展带来了机遇。 由于MOOC平台上现在主要以公共课为主,GIS专业相关的课程并不多。通过检索发现, Couresra上有GIS直接相关的专业课程数量最多,质量也最好。因此,本文以Coursera平台为主,介绍该平台上的GIS相关课程。 在Couresa平台上,加州大学戴维斯分校于2016年推出GIS专项课程,该专项课程是全球MOOC上的首个GIS专项课程,包含“GIS基础”,“GIS 数据格式、设计与评估”,“地理空间和环境分析”,“影像、建模及应用”4门课程和一个“地理空间分析毕业项目”。 通过该专项课程,学生将学习到怎样分析空间数据、利用制图技术对结果进行可视化、培养与GIS相关专业人员协作能力。在毕业项目中,将会利用空间数据的搜集、分析和空间分析技术,创建一个专家级的GIS毕业作品。该专项课程提供付费和免费两种注册学习机制,两者区别在于是否最终可以获得课程证书,如果不需获得证书则免费注册学习即可。 下面将简单介绍该专项课程中每门课的基本情况。“GIS基础”(Fundamentals of GIS)是专项课程的第一门课程。本门课程共四周的学习时间,每周需要3-5个小时。课程内容主要基于ESRI公司的ArcGIS平台学习ArcMap软件的基本操作,包括:怎么安装ArcMap软件、空间数据的导入及基本操作、数字制图和结果的共享。“GIS 数据格式、设计与评估”(GIS Data Formats,Design and Quality)是专项课程的第二门课程。本门课程共四周的学习时间,每周需要2-3个小时。课程内容主要进一步学习栅格和矢量两种空间数据类型、结构、质量和存储等,包括:空间数据模型和结构、创建矢量数据及基本操作、ArcGIS数据存储机制、探索空间数据库,并评价数据质量及不确定性。“地理空间和环境分析”(Geospatial and Environmental Analysis)是专项课程第三门课程。本门课程共四周的学习时间,每周需要3-4个小时。课程内容主要是将已经学习的GIS知识应用到地理空间分析中,重点关注于分析工具、3D数据、栅格数据处理、投影以及环境相关变量的分析等。本课程的学习将基于一个完整的项目,从投影开始、通过数据检索、元数据管理、数据处理以及最终的分析产品,完成空间分析的完整流程的训练。具体内容包括:ARCGIS工具箱的运用、栅格数据的操作、3D分析、投影及坐标系统的深入学习、数据的符号化等。“影像、建模及应用”(Imagery, Automation,and Applications)是专项课程的第四门课程。本门课程共四周的学习时间。课程内容主要利用已学到的知识完成技术性任务,比如栅格计算和适宜性分析等。具体内容包括:高级栅格分析、DEM分析、适宜性分析、水文分析、空间建模工具等。“毕业项目”(Capstone: Geospatial Analysis)中,学习者将独立设计和完成一个基于GIS的完整分析项目。该项目可分为四个阶段:项目计划阶段、分析阶段、生产产品阶段和最终展示阶段。项目计划阶段,主要写一个简单的计划,内容包括:项目描述、所需数据、时间安排、怎么完成项目等。分析阶段,利用所学的方法构建一个实用模型对数据进行分析。生产产品阶段,获取并对其进行数据预处理,进而运行构建的模型得到初步结果。最终展示阶段,生成具有吸引力的结果图、数据及方法提交给指导者进行评价。 全球卫星导航系统(Global Positioning System,GPS)是GIS本科专业的必修课程。Coursera平台上,全球顶尖的斯坦福大学GPS研究实验室开设了一门,“全球定位系统:卫星导航入门,使用智能手机与全球实验室互动”(GPS: An Introduction to Satellite Navigation,with an interactive Worldwide Laboratory using Smartphones)的课程。课程主讲教授是斯坦福大学Per Enge教授和Frank van Diggelen教授,Per Enge教授是斯坦福大学工程学院教授、斯坦福大学GPS研究实验室主任、美国国家工程院院士。本课程主要介绍了GPS的基本工作原理,并介绍卫星导航在我们生活方方面面的不同用途。通过生动的在线讲课,以及利用支持GPS的智能手机或平板进行的一系列试验,学生将能够把在线学习和现实中的实践联系起来。该课程内容分为6个模块,包括:GPS如何工作、伪距、卫星轨道和信号、接收机设计基础、辅助GPS、GPS现代化及其他卫星导航系统。 地图学和地理空间技术的发展大大推动了GIS学科的发展。2015年春季宾夕法尼亚州立大学在Coursera上开设了“地图和地理空间的革命”(Maps and the Geospatial Revolution)课程。该课程结合了地图学、地理信息系统和空间思维的优秀概念并用现实世界的例子来帮助学生了解一些高级别的地理知识。同时探索了地理空间信息的独特性,如何创建空间数据,如何进行空间分析,以及如何设计地图等。同时在课程中,使用了最新的地图和分析软件来探索地理问题。该课程总的学习时间为五周,每周需要学习6-9个小时。由于目前该课程并没有开设新学期教学的计划,Coursera平台上的学习资源现已不能访问,不过幸运的是国内网易公开课有该课程视频的镜像备份。 GIS技术在国防军事领域发挥着重要的作用。地理情报数据的分析和利用的需求比以往任何时候都更加重要,而地理信息系统具有强大的分析功能,将GIS功能与地理空间情报融合在一起,形成了新的技术地理空间智能(Geospatial Intelligence,GEOINT)。宾夕法尼亚州立大学在Coursera上也推出了“地理空间智能分析和及其影响”(Geospatial Intelligence and the Geospatial Revolution)课程。课程主要介绍了GEOINT在商业、执法和国防中的应用。在这门课程中,学习者将体会到GEOINT的价值,将学习如何通过使用GEOINT工具和谍报来设计和执行地理空间分析项目。这门课程专为想要学习GEOINT基础知识的人士而设计,但并不适合地理空间智能分析专业的学生。 此外,Coursera平台上还有明尼苏达大学于2014年开设的“从GPS和谷歌地图到空间计算”(From GPS and Google Maps to Spatial Computing)课程。本课程主要介绍空间计算的概念、算法、编程、理论和设计,例如全球定位系统(GPS)、Google地图、基于位置服务(LBS)和地理信息系统(GIS)。学习如何收集、分析和可视化自己的空间数据集,开发更好的位置感知技术等。同样由于目前该课程并没有开设新学期教学的计划,Coursera平台上的该课程学习资源现在不能访问。 除了Coursera平台上提供了GIS相关的课程,Udemy平台也了一些GIS课程。如“利用开源工具创建企业级GIS” (Using Open Source Tools to Create an Enterprise GIS)、“GIS入门”Introduction to GIS、“提高你的GIS技巧”(Sharpen Your GIS Skills)等,这些课程主要由个人制作,多面向专业职业教育,并且多数都是收费课程。 国内MOOC平台现有的GIS相关课程几乎处于空白状态,仅在中国大学MOOC上搜索到中山大学将于今年9月份开设的“地理信息系统概论”课程,华东师范大学开设的“计量地理学”和南京大学开设的“走进地理学课程”。但这些课程有的脱胎于原有的部级精品课程,甚至是仅仅对原有精品课程视频和素材的重新剪辑和整理,与国外MOOC课程相比还存在不小的差距。 三、总结 MOOC在全球范围的快速发展,给高校传统的教学方式带来了冲击和挑战。我国的地理信息科学专业教学与美国等发达国家相比还存在差距,而MOOC平台上的国际名校开设的GIS相关课程为国内高校GIS专业教师的素质提高提供了很好的途径。同时,在GIS专业本科生教学过程中适时的引入相关MOOC课程,可以大大开阔学生的视野,激发学生的专业兴趣。但由于我国GIS相关MOOC课程缺乏,国际MOOC平台的GIS课程又主要以英语授课为主,如何解决本科生学习MOOC课程的语言障碍也是需要在教学实践中考虑的问题。可行的措施有,对国外课程进行翻译,加大国内GIS相关MOOC课程建设等。总之,虽然还存在一些问题,但可以预见这种传统GIS课堂教学和MOOC课程相结合的混合式教学模式将是未来GIS本科教学改革和研究的方向之一。 通讯作者:姜小三(1967-),男(汉族),江苏省姜堰县人,博士,副教授,主要从事资源环境信息系统研究,。 地理信息科学论文:地理信息科学专业《遥感数字图像处理》课程实践教学模式探索 【摘要】《遥感数字图像处理》课程实践性较强,如何更好地激发学生自主学习理论知识并培养动手能力是该课程课堂实践环节中最重要的目标之一。本研究在分析本课程特点和教学现状的基础上,将“团队研究型教学模式”和“问题导向型教学模式”引入到课程的课堂实践环节中,构建了以学生为主导的实践教学体系,在提高学生学习主动性和创造性及培养团队意识等方面取得了较好的效果。 【关键词】遥感数字图像处理 团队合作 问题导向 地理信息科学 一、课程特点和教学现状 1998年教育部新增地理信息系统(GIS)本科专业后,我国GIS教育发展形势空前活跃。目前,国内已有近200所高校开设了地理信息系统专业,逐步形成了比较稳定的GIS专业课程体系与课程设置方案(石永明,2011)。其中,遥感系列课程(遥感物理与技术、遥感数字图像处理、遥感地学分析与应用)成为GIS专业课程体系中的重要模块。充分利用各种图像处理算法从遥感数据中获取各种生物物理参数和土地覆被/利用信息,可以为自然和人文生态系统的空间分布式模型提供输入参数,在遥感技术应用中占有十分重要的地位。 《遥感数字图像处理》是一门系统研究遥感图像理论、技术和应用的课程(路元刚,2012), 它是遥感科学技术和地理信息系统等专业本科生的专业课(朱洪锦,2012;宋怀波,2014)。数字图像处理技术的迅速发展使其分支几乎扩展到农业信息科学的全部领域,该课程强调实践性,实践教学是创新人才培养中的重要环节,对于培养学生专业技能和理论实践结合能力、激发学生的创新思维和探索精神、提升科研能力,有着重要意义。因此,只有通过适时安排实验课,才能收到最佳的教学效果。目前,国内高校中该课程一般都安排有12个学时以上的实验。新疆农业大学GIS专业的《遥感数字图像处理》课程于2009年开设,教学过程中重视实践教学环节,安排有20-24学时的上机实验,按照教育部对实验课的要求,实验类型主要为验证性和综合性。虽然现有的实践教学内容不断丰富,但仍以教师为主导,学生的学习兴趣没有被完全调动,主动思考的意识尚有待提高。而现代教学模式强调学生的主观能动性,教学要以学生为中心,使学生处于主动的地位。因此,如何更好地激发学生学习遥感图像处理的兴趣、鼓励学生自主学习理论知识并培养动手能力是在本课程课堂实践环节中最重要的目标之一。笔者所在的新疆农业大学GIS教研室的教师通过多年的课程实践教学积累了一些经验,并在实践中取得了很好的效果(朱磊,2014),需及时地进行系统地梳理和总结,尽快建立起一套符合农业类院校遥感图像处理的课堂实践教学模式,以规范和完善课程实践教学的内容并推动授课模式的改革,有助于提高GIS专业学生的遥感图像处理的实践能力。综上所述,本研究拟将“研究型教学模式”和“问题导向型教学模式”引入到课程的课堂实践环节中,构建以学生为主导的实践体系,使学生了解和掌握了图像处理的主要内容和方法,培养学生团结协作和创新思维能力,为今后深入学习专业课程和高质量完成毕业论文奠定基础。 二、实践教学内容调整 1.调整课时安排 《遥感数字图像处理》课程强调学生的实践动手能力,因而实践教学在整个教学过程中占据重要地位。新疆农业大学自2009年开设“遥感数字图像处理”课程以来,课程总学时为50-52学时,其中实践教学课程始终保持在20学时至24学时之间,占课程总课时量的近50%,高于其它同类高校约33%的平均比例(黄秋燕,2008)。较高的实践教学课时,保证了学生能够接触到大量的综合性实验,并有足够的时间能在教师指导的状态下熟悉和掌握实践技能,这对他们提高动手能力、积累实战经验大有益处。全部课程共十章,除第一章绪论外,其余各章均安排有2-4学时的课堂实习。 2.补充教学材料 《遥感数字图像处理》课程相关教材较多,我们选用的是韦玉春等主编的、科学出版社出版的《遥感数字图像处理教程》(韦玉春,2007)。该教材结构设置合理,对遥感数字图像处理的基本概念和常用方法进行了系统的讲解。但限于篇幅,教材中对涉及到的其它遥感领域的一些定义、算法和思路仅做了概述,因此向学生推荐了多本辅助教材,如:赵英时主编的《遥感应用分析原理与方法》(赵英时,2003)和戴昌达等主编的《遥感图像应用处理与分析》(戴昌达,2004)等。另外,鉴于教材中部分内容的时效性,不能够反映最新的研究动态,而这部分内容恰恰是教材中最能够引发学生学习兴趣的部分。因此,我们鼓励学生自行检索并下载阅读近1-3年相关领域的文献,并推荐有能力的同学阅读英文文献。同时,引导学生充分利用网络资源,主动查阅资料,不断更新知识库、扩展知识面。 3.推进学科交织 遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)构成了“3S”综合应用体系,遥感作为该系统最重要的数据源,与其他学科结合紧密。学生已初步具备了GIS和GPS的基本知识和操作技能。因此,教师适时地运用视频、图片等多媒体方式将“3S”实际应用的案例穿插在理论讲授过程中,让学生了解遥感图像处理在整个“3S”应用体系中的作用和技术要求,以及RS如何与GIS和GPS衔接与集成。此外,积极引导学会学生触类旁通、举一反三,不仅要知道怎么做,而且知道为什么做,同样的方法还能够解决什么问题,碰到类似的问题时自己是否能够独立解决等等,这对学生日后面对实际工作、解决实际问题具有极大的帮助。 三、实践教学方法改革 1.构建任务导向式的实践教学模式 根据实践教学方案,各主要章节理论知识讲授完毕后,均安排相关内容进行上机实验。课堂实验选题设计为学生在未来的专业领域可能遇的“真实世界”的现实的问题,没有固定的解决方法和过程。整个过程以自主探究和小组写作为主,减少教师的“灌输式”讲述。在每一个任务完成和每个课程单元结束时进行自我评价和小组评价,并定期进行总结。如:第八章图像分割上机实验题目为“运用空间建模手段,提取给定影像上的植被信息,非植被区域保留原始影像”。通过完成该任务,学生可以复习、巩固以下知识点和技能点:(1)归一化植被的概念、作用和计算步骤,不同取值的指示意义;(2)如何为植被区域赋常量值,非植被区域保留原始影像;(3)借助专业图像处理软件ERDAS IMAGINE的空间建模平台,构建针对本任务的模型。上机实验中任务的设计对教学效果极其重要,应全面考虑学生对理论知识的掌握程度,并要求教师对重要知识点的提炼和融合,力求让学生通过完成一个课堂任务来增强对理论知识的理性认识,更重要的是培养学生分析问题、解决问题的能力。 2.培养学生团队合作意识和能力 实践教学活动在我校综合实验楼GIS机房中进行,作者本学期所带的GIS132班共计29人,按照自愿结合的原则,分为10个小组(除第十组为2人外,各小组均为3人)。同一小组的同学座位相邻,便于交流。每人一台计算机,保证操作的独立性。 首先用很短的时间对已学的相关知识进行简要的复习,让学生较快地进入到学习新知识的氛围中来,并让学生了解到本节课实践内容与复习内容的相关性,为之后学生自主探究及实践做铺垫。 之后教师课堂任务,学生以小组为单位开展实践。由于最终的考核是以小组为单位,所以组内的每位成员都需按时完成任务,且保证质量,小组内部就会产生一种你追我赶的学习状态,每个学生都不想因为自己的落后而影响整个小组。从而在小组内自发形成“快带慢、快帮慢”的学习模式。此外,在任务完成质量同等的前提下,教师将对先完成任务的小组给出较高的分数,各小组间也形成了竞争模式。先完成的小组可以帮助进度较慢的小组,这种帮助其他同学完成任务的过程也会让先完成的同学获得成功的体验,形成“任务一出,大家争相完成”的学习氛围。 3.改革学习考核评价方法 本研究运用上述授课形式,对GIS132班进行了教学模式改革的尝试,学期末通过对学生进行的调查问卷,获取了学生对知识掌握的情况及对该授课方式的意见和建议。最终,综合学期考勤记录、学生课堂表现记录和期末调查问卷,得到课堂实践教学模式改革的整体效果评价,结果显示:(1)学生出勤率较高,完成作业情况较好,课程学习的积极性较高:全班共计29人,本课程包含13个教学周,总计旷到1人次、请假2人次、迟到5人次;课后书面作业5次,总计4人次未按时提交,作业正确率较高。(2)学生对知识点的掌握更为牢固,调查问卷显示90%以上的学生认为通过本学期的学习,掌握了遥感数字图像处理的主要步骤和方法,了解了实际应用的领域。(3)课堂实践教学模式取得了较好的效果,全班认为“问题导向型模式”和“小组协作型模式”有助于课堂理论知识的巩固和实践操作技能的提高的比例达到100%。 四、结语 《遥感数字图像处理》课程是地理信息科学专业本科生的专业必修课,在整个课程体系中占有重要地位。该课程在理论和方法的课堂教学之外更加强调学生的实践能力,因此该课程的课堂实践教学显得尤为重要。本研究探索性地将“研究型教学模式”和“问题导向型教学模式”引入到课程的课堂实践环节中,构建了以学生为主导的实践体系,同时编制《遥感数字图像处理实验手册》。该教学模式在提高学生学习主动性和创造性及培养团队意识等方面取得了较好的效果,。今后的教学改革中,如能将该模式与翻转课堂等其它先进的教学模式进行合理地组合,将开创《遥感数字图像处理》课程课堂实践教学的新模式,进一步提高学生自主学习的效率,并有助于探索出一套适合GIS本科生实践技能和创新能力培养的开放式的综合教学体系。 第一作者(通讯作者): 朱磊(1982- ),男,汉族,新疆库尔勒人,讲师,博士。研究方向:遥感和地理信息系统应用、土地利用/土地覆被变化研究。 地理信息科学论文:高校地理信息科学专业人才培养模式研究与实践 摘要:地理信息科学专业是新兴的专业,基于国家需求,高校信息科学专业取得快速发展,我国GIS专业人才也呈现多元化人才培养的趋势,结合各高校地理信息科学专业目前存在的问题,从GIS专业教学方法改革、专业课程体系设置、人才培养模式转变等方面进行探讨,以期对高校地理信息科学教育发展有一定借鉴意义。 关键词:地理信息科学 课程设置 人才培养模式 地理信息系统(Geographical Information System,GIS)是在计算机软硬件支持下,研究地球表层,以空间数据库为基础,对数据进行编辑、综合分析、可视化表达,为政府管理、决策部门提供决策的技术系统。随着“数字地球”“数字中国”“数字城市”“数字校园”“智慧校园”的提出,面向社会需求发展需要,对GIS专业人才需求也不断扩大,各个高校都开设了地理信息科学专业,并制定了相应的课程及人才培养规划。目前,我国地理信息科学教育及其人才培养体系已呈现多元化、层次化和规模化的发展格局,大批相关的硕士和博士点正在建设与发展之中,GIS教育发展空前壮大,而GIS专业人才培养是地理信息产业化发展的优秀和关键。在招生规模扩大和人才竞争激烈的情况下,探讨GIS专业人才培养模式研究与实践显得尤为必要。本文以吉林师范大学地理信息科学专业为研究对象,进行相关研究,研究内容有望对其他高校相关专业的建设有一定的借鉴意义。 一、地理信息科学专业课程设置存在的问题 地理信息科学专业人才培养应适应社会发展和经济建设需要,培养学生应该具备的的基本理论与综合技能,使毕业生能在高等学校或科研单位从事教学和科学研究,能在城市、环境和规划管理等领域从事有关的应用研究。目前GIS专业的课程设置还停留在表面知识的讲解上,并没有真正进行课程间的相互衔接和理解,主要表现在两个方面。 (1)从就业需求上没有达到企业的要求标准,高校的教学内容只是停留在知识表面上,用“泛”字可以概括,对GIS软件的操作不够熟练,更谈不上二次开发;程序的编写,也只是停留在基本程序的设计上,根本谈不上对于GIS的研发。 (2)从培养模式上和培养目标上看,20世纪90年代的地理信息系统专业迅速在中国高校中兴起,依托着以地理学为基础,教师队伍的专业性素质不强,使得大学本科生在软件应用方面,动手能力没有大专、高职的学生强,而软件开发的能力却没有计算机专业的学生强,这就导致了目前高校地理信息系统专业的学生就业“高不成、低不就,跳槽多”等现象。所以地理信息系统课程的设置改革及人才培养模式研究迫在眉睫。 二、教学方式方法改革 GIS专业是跨多个学科的综合性学科,这里不仅要求对其课程设置进行必要的有针对性的改革,同时也应该从教师队伍的学科体系建设方面进行一系列的改革,可以对部分专业课进行有针对性的座谈,邀请专家进行互动式的教学活动。聘请GIS软件开发人员与学生进行定期交流,了解国内外最新GIS软件发展趋势及公司的需求,比如超图公司举办的超图杯中国大学生GIS软件开发大赛,交流开发经验与心得,鼓励学生参加大赛,即提高了学生的开发能力,又为学生的就业增加了机会。鼓励专任教师积极申报省部级课题,整合GIS专业发展过程中存在的问题,并进行教学改革,都是一些不错的教学形式和方法。 三、GIS专业课程体系设置研究 社会在发展,教学内容必须与时俱进。为此,我系制定了地理信息系统专业的《学科基础课程建设实施方案》。由于GIS是一个非常年轻的专业,更是一门发展非常迅速的学科。1998年国家学位委员会才将其列入本科专业目录。到目前为止《地理信息系统专业指导性专业规范》仍处于调研与讨论过程中。因此如何制订出适合社会需要的GIS专业培养方案是课程体系改革工作的重点。 几年来,在制定每一届GIS专业培养方案时,根据系情、校情、国情对上一届GIS专业培养方案提出初步修改意见,充分讨论,形成一致意见,以使每一届GIS专业培养方案既合情合理,又与时俱进,既保证了GIS专业培养方案的基本特征,又力求有自己的培养特色。GIS专业的专业基础课及专业选修课均有不同课程在教学内容、课程体系上进行调整和改革。在课程设置上,增加GIS理论与方法课程的课时量;对其他相关辅助课程来说,如城市规划、自然地理学、经济地理学、资源管理、环境、生态等课程,可以安排一些在第一学年或第二学年进行学习,大三学生应适当增加与用人单位需求的一些编程课程,如网络技术等;结合GIS专业特色,也需适当增加一些人力资源管理方面的知识;鼓励学生进行跨专业选修其他相关课程等等;随着师资力量的增强,地信专业的课程将适时增加学生测绘专业能力的培养,增强毕业竞争力。 四、GIS专业人才培养模式转变研究 在人才培养模式方面,旅游与地理科学学院地理信息科学专业经历了从“教学”型向“教学-科研”型转变的过渡时期。近几年来,我院地理信息科学专业纵向课题项目“从无到有”,直接或间接地促进了GIS产业化,增强了专业教师及学生实践能力的培养;尽管取得一定的成绩,但缺少与社会紧密联系,还没能形成“教学与科研”相结合模式,到目前为止,还没有一项横向课题项目。因此地理信息科学专业要加强与地方政府、行业部门的联系,促进我院GIS产业和信息化的发展。同时,鼓励专业教师积极申报校级教研项目,通过校级项目的申报,可以整合GIS专业教学发展过程中存在的一些问题,通过发现问题,并采取相应的措施,不断完善GIS专业教学改革,这对专业人才培养极为有利。 五、结语 在“数字化时代”契机下,GIS专业得到极大发展。据不完全统计,全国有近百所高校开设了GIS专业,这对于GIS专业人员就业而言,是机遇,也是挑战;在面临着人才市场的激烈竞争,很有必要调整专业能力培养思路及理念;培养GIS专业理论与实践结合相能力,是当前GIS专业人才培养发展的必然。 基金项目:2015年吉林省高校科技与“十二五”科研规划项目(项目编号:吉教科合字[2015]第222号);校级高等教育教学研究立项课题(Jlsdjy201147)。 地理信息科学论文:地理信息科学学科的数据库技术课程教改 摘 要: 地理信息科学学科的课程体系中,数据库技术相关的课程是很重要的课程。针对长江大学地球科学学院的地理信息科学专业数据库课程教改展开讨论。首先明确现有课程体系与教学大纲存在的问题;然后从课程的设置、教学目标的定位、教学内容选择、教授方式与手段的改进等方面展开讨论;最后针对数据库技术课程教改效果进行分析,提出突出特色的数据库技术课程教改思路。 关键词: 地理信息科学; 课程体系; 数据库技术; 教学改革 0 引言 20世纪80年代至今,地理信息系统历经数十年的发展,已由单纯的技术发展为一门学科[1-3]。地理信息系统(Geographical Information System,简称GIS),是一种在计算机软硬件支持下,以空间位置为主线,以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据,并回答用户问题等为主要任务的计算机系统。1992年,Goodchild提出了地理信息科学的概念,地理信息科学更加侧重于将地理信息视作为一门科学,而不仅仅是一个技术实现,主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题,地理信息科学是自然科学、工程技术、社会科学等多学科、多手段联合科学。地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时,还注重支撑地理信息技术发展的基础理论的研究[2]。 长江大学(原江汉石油学院)于2000年开设地图学与地理信息系统专业,开始本科招生,学科代码为070503。历经十数年的发展,2012年长江大学将地图学与地理信息系统专业更改为地理信息科学专业招生,学科代码070504,顺应了学科的发展趋势与需要。地理信息学科专业下属长江大学地球科学学院地理信息系,地球科学学院具有深厚的石油地质勘探专业背景,如何在普通高校中,办出地理信息科学在石油地质勘探行业应用的特色,如何制定专业培养计划与课程教学大纲成为了我校专业教师关注的重点。 数据库技术是大容量海量数据的有效管理手段,能实现石油企业海量数据的安全共享与存储管理。无论是早期的地图学与地理信息系统,还是目前的地理信息科学,空间数据库作为空间信息的有效管理手段,数据库技术课程教学大纲的制定一直是教学教改的重点。本文结合石油地质勘探的专业背景,针对数据库技术课程教改展开探讨[4-5]。 1 现状与存在的问题 我校自地图学与地理信息系统专业招生以来,专业培养计划的制定与课程的设置积极参考国内高校相关专业的优点,目前开设有“数据库原理”与“数据库运用技术”两门数据库技术相关的课程。随着学科的发展,以及专业队石油地质勘探领域应用的需要,现有的课程设置、课程的教学目的与教学内容的设置需要进一步改进,主要针对以下几个方面[6-9]。 ⑴ 总学时占比过高 现有的课程“数据库原理”的课时为56,学分3.5,“数据库运用技术”的课时为64,学分4,两门课程总学分高达7.5,占专业优秀课程总学分的23%,极大地挤压了程序设计、GIS技术等方向课程的学时数,同时也增加了学生的负担。 ⑵ 教学重点不突出 现有的两门数据库技术课程,教学目标不够明确,且对于地理信息科学专业的学生,教学目标过高。例如,在“数据库原理”课程中,对关系代数的教学要求过高,是参照计算机技术相关专业的要求来制定的,该内容对地理信息科学专业的学生的发展作用不大,学生学习起来还比较吃力。教学重点也不够突出,例如,“数据库运用技术”中的T-SQL语言基础、存储过程与触发器等内容,是教学的重点,但在课时上没有体现。甚至有部分内容在两门课程中重复明显。 ⑶ 教学内容特色不明显 我校地理信息科学专业在地球科学学院开设,具有较强的石油地质勘探专业背景,但数据库技术相关课程教学大纲的制定,没有体现专业特色,没有紧密结合石油企业对海量数据的存储管理与共享、数据安全的需要,导致教学内容特色不够明显,影响了毕业生的行业竞争力。 2 数据库技术教改 2.1 课程调整 结合我校的行业背景与地理信息科学专业的教学需要,数据库技术相关课程的教学目标进行相应调整,以数据库技术的应用为主,针对石油行业海量数据存储共享、安全管理的需求,对数据库技术相关课程进行教改。将“数据库原理”与“数据库运用技术”两门课程共计120学时,7.5学分,调整为一门课程“数据库原理与应用技术”,64学时,4学分。由于学时的压缩,更需要明确课程的教学目标,突出重点教学内容。 2.2 教学目标 在数据库技术课程与学时的调整基础上,进一步明确“数据库原理与应用技术”的教学目标,使学生通过课程的学习,理解关系数据库的基本原理,并掌握主流数据库平台SQL SERVER的应用技术,掌握基于SQL SERVER的数据库及逻辑对象的创建,重点掌握存储过程与触发器的数据库编程,能利用其解决石油行业的海量数据存储管理的需求,明确数据库安全管理的实现机制,能基于SQL SERVER实现石油行业数据的安全控制。 2.3 教学内容 重新整合了原有的“数据库原理”、“数据库运用技术”两门课程的教学内容,设置了新课程“数据库原理与应用技术”的教学内容。压缩了数据库原理的教学内容,剔除了关系代数等难度大、实用性不强的教学内容,突出了T-SQL语言基础、存储过程与触发器等数据库编程等内容的地位,增加其课时,进行重点教学。并且,针对地理信息科学专业特点,补充了空间数据库内容,针对石油勘探开发专业背景,增加了数据安全管理教学内容。 2.4 教学方式与手段 为了提高教学效果,在“数据库原理与应用技术”的教学过程中,采用课堂教学+课堂实训+上机实践+课程设计的模式,培养学生的实践动手能力,使学生能从真正意义上掌握一种商业数据库SQLSERVER的应用。同时,为了顺应社会知识传播技术的发展,在教学过程中,采用多媒体+板书的模式,多媒体信息量大,并且方便现场演示教学,板书能强化学生对重点知识的掌握,记录教学过程中的重点教学内容。 3 教改效果分析 数据库技术教改在2011级学生中开始实施,基于学生的理论课程成绩,分析难度系统与往年相当的考题,平均成绩由原来2010级学生的72,提升至79分,教学效果提升明显;基于学生的课程设计大作业情况,学生能更加顺利地完成数据库课程设计,质量有显著提高;针对2010级、2011级学生展开问卷调查,学生对数据库的实践应用更感兴趣,对过于基础的关系原理等内容,感觉枯燥,学习起来比较吃力,验证了此次数据库教改的效果。 4 结论 通过地理信息科学专业数据库技术教学改革,我们取得了以下的认识与结论。 ⑴ 教学目标要适应专业背景和发展需求,针对我校石油地质勘探专业背景,修正了数据库技术的教学目标,以数据库技术的应用为重点。 ⑵ 教学内容要根据学生情况制定,针对我校普通高校的地位,生源质量,制定合理的教学内容,提出关系代数等,对数据功底要求过高,行业应用价值不大的教学内容,突出重点,提升教学效果。 ⑶ 教学方式要多样,采用课堂教学+课堂实训+上机实践+课程设计的模式,将理论教学与实践紧密结合起来,增强学生动手能力的培养。 ⑷ 教学手段要与时俱进,采用多媒体+板书的,发挥多媒体教学信息载荷大,能现场演示教学的优势,同时配以传统的板书,能加深学生对关键知识点的理解与记忆的优势,传统板书和快捷多媒体相配合,提升课堂教学效果。 地理信息科学论文:地理信息科学在宝安区地下管网系统中的应用 【摘要】地理信息系统的发展为城建档案由传统模式向数字模式的转变带来了契机,并创造了档案管理手段革命性变更的条件,也促成了我区建设档案室地下管网地理信息系统的诞生,为我区地下管网数据入库和查询,提供一种高效、快捷的解决方案。 【关键词】地理信息科学 地理信息系统 地下管线 数字档案 1.系统总体架构 根据软件需求分析,软件系统中的表示逻辑、业务逻辑、后台数据库被分离为三个不同的层次,各司其职。表示逻辑负责用户界面及信息的输入、输出,业务逻辑负责事务处理,后台数据库负责业务逻辑中的数据持久保存。三个层次通过网络分布环境下的标准协议TCP/IP连接。 数据层是是业务的数据视图,是业务处理的基础;业务逻辑层是业务本身的逻辑表达,业务逻辑通常是不断变化的;表现层是业务逻辑图形化的表达,是用户参与系统的界面。 系统体系架构要考虑的优秀是将数据层、业务逻辑层、表现层分离,保持它们的独立性,以便使系统能很好地适应未来的变化和扩展。利用接口的方式将三层之间松散耦合起来,这样当每一层单独改变时不会影响其它层的运作。 总体上系统包括三个层面,数据层、业务逻辑层、表现层。它们的关系如下图所示: 2.系统的功能结构 2.1数据的管理功能 管线数据和属性数据的采集、输入、建库以及维护。 系统具有对普查所获得的数据进行预处理能力,能够方便、有效、快速地把普查获得的数据转换为系统所需要的数据格式,从而进入系统。 管线图与地形图绘制,图形库与属性数据库双向更新。 数据库安全性控制,为保护系统数据的安全,不被随意修改或破坏,应建立安全机制,只有被授权的操作人员才能使用系统和修改数据。 系统具有海量图库管理能力。可对辖区内的任意图幅统一管理,进行各种操作(增加、删除、检索等)。 系统建立点、线属性库,可任意增加、删除、修改属性库结构字段,可对数据库中的记录进行增加、删除、修改、查询操作。 2.2综合查询、统计功能 系统具备图元的双向检索功能,用户可方便地了解图形与属性库的相关信息。系统具有管线点、线专业属性库的条件检索功能,检索条件可由用户系统交互式设定。 按道路名、对象类型、专业、图号、对象的属性字段、空间位置等查询任意范围的管线及附属物。 对任意指定范围,任意的一个或几个专业,对一个或几个属性字段进行单一和组合查询。所查实体按适当的比例放大,同时列出其相关属性及文档、图纸等。 2.3管线工程规划管理功能 管线竣工后将有关符合《宝安区城建档案室地下管线数据导入规范》的测量成果数据,经计算机差错、录入,转换入库。 对现状管线数据库进行修改与更新操作。 系统基本功能由十大模块组成,包括管网管理、辅助设计、三维图形处理、数据导入导出、图形打印、资产统计、系统管理、系统帮助。其功能结构如下图: 3.系统的主要应用 3.1数据快速入库 宝安区地下管网地理信息系统是一个面向城市的、现代化的、数字化的包含各种市政专业管线的综合管线信息系统。系统不仅能够记录历史数据,并在日常管理中及时对各专业管线数据进行更新、维护,实现地下管网信息的动态更新。 系统在数据导入方面采取了多种手段,面向档案系统目前以数据表转换导入的方式为主。在充分考虑已有竣工测量资料的基础上,专门为本区定制了以工程技术要素表为原型的数据导入工具。通过对包含有各种专业管线节点坐标、埋深和材质等全方位信息的工程技术要素表的读取,生成管线及管线设施的图形和属性表,并在检查无误后直接入库。这将大大简化工程数据的导入程序,同时提高了录入效率。另一方面,为保证工程技术要素表的准确性和完整性,系统将对档案审查单元提出更高的要求。 3.2综合查询输出 建设档案归档的另一个目的就是利用。怎么能提高档案利用率,也是我们档案人十分关注的另一个焦点。系统是否拥有一个能实现数据全方位查询和输出的功能也因此成为衡量一个档案系统好坏的重要指标。 宝安区地下管网地理信息系统提供了按重要地物、道路名称、道路中心线、管线设施及工程属性信息等多种查询方式,并可实现地下管网数据的分幅、批量及各种比例尺的打印出图工作;实现管线数据分层、分区显示、输出、查询、编辑等功能;能够按年代、按类型、按增量等多种方式进行统计分析,并输出报表和专题地图;建立统一的数据库,在业务管理系统间实现数据共享;为应用部门提供及时、准确、全面的有关管线信息,实现对城市综合管线的计算机辅助管理,为相关部门提供管理和决策依据及辅助手段。 4.系统应用的优势 有别于专业管线GIS系统,该系统着重于档案管理方面,对分析和三维方面要求较低,相反对于和传统档案的挂接方面则要求更高。通过本系统不但能够向专业管线那样,按照图形要素查询,还可以通过建设、施工、设计、监理单位等工程属性查询和统计,一定条件下甚至可以通过这类查询调看该工程的文字扫描资料。这也是数字城建档案馆不可或缺的重要部分。 从与传统数据管理方式的比对来看,海量数据库的应用彻底打破了仅有数量庞大的图纸和光盘的格局,一定程度上减轻了大量占用库房面积的情况。地下管网系统数据库的可靠性和可移植性,决定了该系统可以通过定期的数据库异地备份的手段提高地下管网数据的安全系数。地下管线信息的快速检索能有效的提高调取、查阅数据的速度,节省查阅时间。数据的定位与输出功能也更为强大,能更加有效的为施工单位提供施工开挖前图纸准备,必要的时候可以为专业部门、应急指挥部门提供有效准确的定位和打印输出服务。系统的应用也使我们从令人昏迷的纸质文件库房中解脱出来。竣工数据的快速实时更新方式彻底颠覆了传统数据更新入库的方式。通过数据表的方式更为安全精确,提高工作效率的同时也避免了野外重复采集调绘等资源的不合理配置。 5.系统应用的社会效益 5.1服务的快捷性和多样性 由于传统数据入库的周期比较长,在查询服务方面多以纸质档案查询为主,不但查询速度慢而且服务较为单一。地下管网系统的应用真正从源头上(工程报建开始到竣工验收)进行把关,有效提升了竣工测量数据的质量。在竣工测量数据(工程技术要素表)移交后经过校正可直接入库,如此一来将大大缩短相对于重复探测成图的周期。传统后期探测成图到入库的周期至少要六个月,而直接从竣工测量数据入库的时间可以控制在一个月以内,从而使查询服务更为快捷。服务方面也将不再只拘泥于传统纸质图纸的调阅,可以提供更为准确的图形查询、属性查询、叠加或分层查询、范围查询以及精确定位查询输出服务。 5.2优化资源配置 目前大多数城市地下管网都是多头管理的状况,国土部门每年要花大量经费在管线的后期探测上,造成了大量公共资源的浪费。建设部如果城市建设主管部门,在工程竣工的同时把数据收集上来,通过数据共享的方式传输给国土部门作为补充,那么每年将节省大量的社会公共资源。 建设部第136号令第四条明确规定,建设单位在申请领取建设工程规划许可证前,应当到城建档案管理机构查询施工地段的地下管线工程档案,取得该施工地段地下管线现状资料。地下管网系统的建立和应用更能强化体现这一政策意图。将有效的提高查询输出质量,更好的为新项目开工准备提供服务。一定程度上减少或避免因盲目施工而造成地下管线被挖断的事故出现,降低因事故带来的资源浪费和社会不利影响。 地理信息科学论文:与时俱进 培养地理信息科学拔尖创新人才 与时俱进 培养地理信息科学拔尖创新人才 摘 要:科学技术的发展和人才需求的变化对地理信息科学专业人才培养模式的创新提出了新的要求。秉承南京大学人才培养的优良传统,与时俱进,走过了“专题地图编制与地图集设计-计算机地图制图-地理信息系统与遥感-地理信息科学”的拔尖创新人才培养道路,形成了南京大学地理信息科学专业人才培养的鲜明特色,为国家和社会输送了大量高端地理信息科学人才。 关键词:地理信息科学;拔尖创新人才;培养模式 地理信息科学是集地理科学、测绘学、遥感学、空间科学、环境科学、计算机科学等学科为一体的新兴学科,已经深入到社会经济生活的各个领域。特别是进入新世纪以来,随着嵌入式软件、云计算、大数据、导航定位与位置服务、数字地球、智慧城市等技术的不断发展,已促使地理信息科学向着集成化、产业化和社会化方向迈进,而且与办公自动化、虚拟现实等多种技术相结合,构成了综合的信息技术。大数据时代的地理信息科学应用已经渗透到国土资源、水利、农业、林业、城市规划、环保、交通等多个国民经济部门,并成为国家空间信息基础设施和智慧城市建设的关键技术和重要组成部分[1]。 随着地理信息科学技术与产业的高速发展,对相应人才的需求与日俱增,地理信息科学教育事业也进入了蓬勃发展期。人才培养是地理信息科学发展的前提和基础,高等院校则是培养高水平地理信息科学人才的摇篮。为了全面贯彻落实国家教育规划纲要(2010-2020 年)和人才发展规划纲要(2010-2020 年),促进高等教育面向社会需求培养高素质、高技能人才,全面提高地理信息科学人才培养质量,造就一批创新能力强、适应快速经济社会发展需求的理论创新和高端应用人才,地理信息科学专业面临着如何培养拔尖创新人才这一重要命题[2]。 南京大学地理信息科学学科由原地图学专业发展而来。地图学专业是在陈述彭院士的支持下,李海晨教授于1957年创办的,是当时国内综合性大学中唯一的地图学专业。最早招收的地图学专业学生是从1956年入学的地理系学生中选出的,1961年向国家输送了第一批五年制本科毕业生。1972年地图学教研室开始主攻地图制图自动化,1974年招收2届制图自动化方向的学生,开创了国内高等院校计算机地图制图教学与科研的先河。由于计算机技术的普及与应用,后来在学生培养方向上兼顾了传统地图编制与计算机辅助制图两个方面。1974年,我国首幅全要素计算机地图诞生于南京大学。在教材建设方面,李海晨教授编著的《专题地图与地图集编制》于1984年获全国优秀测绘教材二等奖,被全国大多数高校采用。 20世纪80年代后期,地图学随着遥感技术和信息科学的迅速发展日益表现出数字信息处理的时代特征。1989年黄杏元教授撰写的《地理信息系统概论》一书出版,这是我国第一部地理信息系统教科书,在全国有较大的反响,被广泛采用,推动了地理信息科学教育与人才培养的发展,在我国地理信息科学发展史上具有重要意义[3],该书1995年获全国优秀测绘教材一等奖。自学科创办到20世纪末,南京大学地理信息科学教学科研团队先后承担了多项国家、省部级科研项目,取得了一大批科研成果,1987年荣获国家科技进步二等奖,1992年荣获国家教委科技进步三等奖。科研反哺教学,有力促进了地理信息科学专业的人才培养。 教育部先后将“地图学”专业更名为“地理信息系统”、“地理信息科学”,南京大学的本科生人才培养也随着专业的更名而与时俱进,不断摸索人才培养的创新模式。 一、师资队伍 地理信息科学专业旨在培养掌握地理信息获取、处理、分析和应用的基本理论、知识和技能,具有从事地理信息系统设计、开发、应用以及编制各类地图的专门人才[4]。所以,在确定地理信息科学专业人才培养方案时,要结合学科特点,并满足现代社会对这类复合型专门人才的特定需求。地理信息科学是高新技术、边缘科学,而且理论方法发展速度快,软件更新换代频繁,要想办好这个专业,需要有十分雄厚的师资队伍。南大地理信息科学专业实施的是拔尖人才培养战略,长期以来每年本科招生人数控制在20~30人之间,具有少而精的特点。 在师资队伍建设方面,一方面强调“国际化”,直接从海外名校引进高素质的国际化人才,或者促进本土教师的国际名校学术交流,要求至少有1年的海外留学经历,使南京大学地理信息科学专业的人才培养与国际接轨。另一方面强调“符号化”,注重“学者”、“长江学者”、“国家杰出青年基金获得者”、“教学名师”、“教育部新世纪人才”、江苏省“333高层次人才培养工程”学术带头人等高层次教学科研人员的成长。 由于采取了这些措施,因此许多优秀的海外学者陆续加入南大地理信息科学教学科研团队,壮大了学科力量。目前教师队伍中80%以上有海外留学经历或者直接从海外引进。拥有学者1人,创业人才2人,长江学者讲座教授、加拿大皇家科学院院士1人,高等学校教学名师奖获得者1人,3名教师荣获全国高校地理信息系统创新人物奖。尤其是在加拿大皇家科学院院士陈镜明教授的带领下,建设了“碳循环陆气协同遥感”教育部创新团队和“全球变化遥感”江苏省创新团队,进一步壮大了师资队伍的实力。这些教师专业背景各不相同,优势互补,与“地理信息科学”这个新兴边缘学科的特点比较吻合,形成了强大的师资队伍阵容,有利于地理信息科学专业拔尖创新人才的培养。 二、课程体系 南京大学地理信息科学专业的课程体系在继承传统的基础上,借鉴国内外名校的课程设置[5-7],达到洋为中用、兼收并蓄的目的,每四年进行一次课程体系的改革,不断完善优化。 在课程体系设置的过程中遵循四个原则:一是为学生积淀雄厚的外语、计算机和数理基础;二是要使学生有扎实的地理学基础;三是要培养学生的地理信息科学专业兴趣、爱好,并激发求知与探索欲望;四是促进学生对专业知识及其基本技能的掌握,培养发散思维,开阔知识视野,同时对就业和进一步深造要有一定的导向作用。目前形成了公共必修课、专业基础课、专业课和专业选修课四个层次的课程体系。 开设的公共必修课有高等数学、大学英语、C语言程序设计等。专业基础课包括人文地理、自然地理、测量学、地图学、地理信息系统概论、遥感概论、地理学实习等。开设的专业课有数据库原理、地理信息系统设计与实现、遥感图像处理、卫星导航定位原理、数字摄影测量、数字高程模型、地图设计与编制、地理建模、地理信息技术、虚拟地理环境、地理信息科学专题讲座、地理信息系统实习、遥感实习、测量实习等。专业选修课有数据结构、计算机图形学、空间数据库、模式识别与人工智能、地理信息系统二次开发、城市规划CAD、地理科学知识讲座、土地利用规划、环境规划与评价等。 在人才培养的过程中,为不断提高课程质量,始终注重教材建设。近十年来先后主编教材十余部,如《GIS设计与实现》、《地理信息系统概论(第三版)》、《地图投影》、《3S技术集成》、《遥感数字图像处理》等。而且比较注重教材的质量,《GIS设计与实现》2005年荣获全国优秀测绘教材三等奖,并列入“十二五”国家规划教材。 在专业课的建设过程中,努力实现专业主干课程的突破,以建设精品课程为目标。地图学课程建设与实践、GIS设计课程建设与创新分别获省级教学成果二等奖。“GIS设计”课程于2007年入选国家精品课程。 三、实验与实践教学 地理信息科学是实践性很强的学科。多年以来,南京大学形成了基础学科与技术科学结合、理论教育与技能训练结合的特色,确立了课程实验、野外实践和综合实习“三位一体”的实验实践教学体系[8]。树立了以“学生为本、以提高实践创新能力为目标”的实验教学理念,并落实到教学改革与创新人才培养的全程之中。 我们建设有江苏省高等院校地理与海洋科学实验教学中心,拥有地理信息系统、遥感、测量与制图、3S技术综合应用等与地理信息科学实验教学密切相关的教学实验室,有先进的地图制图(绘图系统)、测量(徕卡GPS、激光雷达测量系统等)、遥感(ASD光谱仪等)等硬件设备,同时拥有ArcGIS、SuperMap、ERDAS、ENVI、GAMMA、VirtuoZo等通用软件。良好的实验教学设施保障了地理信息科学专业课程实验教学的实施。南京大学建设有庐山地理学野外实习基地,为地理信息科学专业自然地理(包括地质、地貌、水文地理、气象气候、土壤地理、植物地理等)、地图、遥感、测量等课程的野外实践教学提供了有力的支持。综合实习安排在大三的暑假至大四第一学期的前两个月。目的是让学生真实参与实习单位的具体工作,利用所学的专业知识提升实践能力。目前南京大学已与中科院南京地理与湖泊研究所、中国测绘科学研究院等多家单位合作,建立实习基地,共同培养高水平专业人才。 四、科研训练 大学生的科研能力训练和创新能力培养是本科教学的优秀任务之一[9]。南京大学建设有卫星测绘技术与应用国家测绘地理信息局重点实验室和地理信息技术江苏省重点实验室,软硬件设备齐全,研究开发技术手段先进。近几年先后承担了“863计划”、“973计划”等多项重点项目、自然科学基金等部级纵向科研课题数十项,获得部级、省部级科技奖励多次。良好的科研条件促进了各项教学任务的圆满完成,教学与科研形成了良性互动。 在国家自然科学基金委员会人才培养项目的资助下,专门开展了本科生科研训练。同时学生也可以在老师的指导下申请国家、江苏省或南京大学的本科生科研创新项目,开展前沿科学研究。从大二起,学生就可以选择指导教师,参与指导教师承担的科研任务,申请使用重点实验室的软硬件设备,进行科研训练。从大四的第二学期开始进行毕业论文设计,选题都要依托指导教师的科研项目,要经过开题、中期进展报告、论文答辩等环节,历时四个月。毕业论文的撰写是一次完整的科研训练,对地理信息科学专业创新人才的培养来说是一个非常关键的环节。同时积极支持并资助本科生跨出国门参加国际学术会议,展示自己的科研成果,较早地与国际同行交流,了解地理信息科学的最新国际动态。这既开阔了学生的知识视野与眼界,也有利于地理信息科学专业人才培养的国际接轨。目前,南京大学的地理信息科学学科已发展成为具有较大影响的人才培养与科学研究基地之一。 2006至2012年,本科生在校就读期间以第一作者在国内外学术刊物上发表科研论文40余篇。1名本科生获得Geoinformatics2007最佳学生论文奖,获得中国GIS协会2007ESRI杯大学生GIS软件开发竞赛二等奖1次。有二十几名本科毕业生赴美国普林斯顿大学、哥伦比亚大学、波士顿大学、加拿大多伦多大学、德国斯图加特大学等国外著名高校继续深造。特别是2008届的毕业生,有6位同学获得全额奖学金赴美国、荷兰的国际名校攻读博士学位。南京大学地理信息科学专业的毕业生不仅有深厚的理论功底,同时在地图设计与编制、地理信息系统数据库建设与软件开发、遥感图像处理与专题信息提取、测量工程等方面实践动手能力也比较强,因此毕业生也颇受用人单位的欢迎,一次就业率都在100%。 随着大数据与智慧城市时代的到来,地图学、地理信息系统、遥感对地观测与导航定位技术已渗透到经济社会发展的各个领域。新的形势赋予新的使命,南京大学地理信息科学专业将不断探索拔尖创新人才的培养模式,为国家和社会输送更多的地理信息科学高端人才。 地理信息科学论文:地理信息科学专业建设与探究 1地理信息科学专业建设现状与思路 地理信息产业发展从20世纪90年代初期进入起步阶段。随着社会进步,地理信息产业不断发展,我国地理信息产业面对国际金融危机的冲击仍然保持了强劲的发展势头,“十一五”期间增幅超过300%,2011年产业总产值突破1500亿元,从业人员约80万人,从业机构超过2万家。国家测绘地理信息局推进地理信息产业的目标是到2015年年总产值超过3000亿元,到2020年年总产值达到10000亿元。1998年教育部颁布了我国新的《普通高校本科专业目录》,其中对高校本科专业行了调整,专业由原来的504个调整为294个,教育部特别增设了地理信息系统专业,这一点说明地理信息产业的特殊优势和生命力。2012年普通高等学校本科专业目录再次调整,将地理信息系统专业改名为地理信息科学专业。经各种资料的统计表明,2000年有37所院校设立了GIS专业,2003年有93个高校开设了GIS专业,2007年全国共有161所高校设置GIS专业,2012年全国共有168所高校设置地理信息科学专业[1-2]。从而促进地理信息产业不断发展壮大。 2地理信息科学专业发展面临的问题与分析 2.1教师专业素养迫切需要提高 目前状况是一些院校现有的地理信息科学专业教师是从相关学科转入地理信息科学专业的,大多数是从学校毕业又走入学校,并没有机会从事实际地理信息系统研究、开发和应用的经验[3]。而地理信息科学技术本身发展又很迅速,这使得一些教师很难胜任所承担的优秀课程与专业课程教学任务。 2.2教材建设与培养目标脱节 由于软件的更新速度飞快,相应的实验教材很难跟上。据此有些人提出了要大胆尝试采用电子教材,某些部门或是软件出品单位不要只是将精力放在软件使用帮助上,也应当随之出品入门级或更高档次的电子实验教材,弥补实验教材陈旧落后更新慢的问题。理论教材内容更新滞后非常明显,与各人才培养层次与方向脱节,没有针对各个培养层次和方向的统一化、系统化的教材的建设[4]。 2.3课程体系及教学内容与社会需要脱节 各高校开办地理信息科学专业时,主要是依托已有相关专业构建课程体系,无论是学科基础课程,还是专业优秀课程的设置,皆与地理信息系统专业培养目标及社会需求脱节[5]。大多是根据本校的师资和学生的素质来设置相应的课程。还有因师资不足,涉及地理信息新理论、新技术、新方法的课程不能开设,学生空间分析、地理信息系统技术二次开发与应用的能力上得不到锻炼,在工作中暴露出地理信息系统应用能力差的缺陷,直接影响到该学校地理信息科学专业人才培养的声誉[6]。 2.4专业目录名称与本学科内涵不相适应 随着形势的发展,逐渐暴露出一些问题。从地理信息科学专业分层次的培养来看,名称上存在不相称,一些专家建议,对于理科院校或从地理科学为基础发展起来的,完全可以称为地理信息科学专业,但对于工科院校或从测绘等方向发展起来的,可以改称为地理信息工程专业。笔者认为经过多年的磨合共融发展,也可能在将来二者会统一于新的名称。 2.5资金投放不足 目前,高校地理信息科学专业建设与人才培养,同样受到发展速度与投入增量不同步的影响,专业建设经费不足,仪器设备陈旧且不配套。特别是在一般本科类院校,在追求规模发展过程中,因资金不足与基础设施建设需要,对教学仪器设备与运行保障经费采取紧缩政策[7]。 2.6全国地理信息科学专业的发展没有一个统一的教育培养评价体系 对于这个专业培养的人才没有相应评价体系。尤其针对一般本院校来说,不论是以测绘为基础发展起来的,还是以地理科学为依托发展起来的地理信息科学专业,都没有真正融入到全国地理信息科学专业的大圈子里。要真正服务社会,不应靠少数顶级院校的科学进展,更多是发挥好全国各地的地理信息科学专业的教育资源,让地理信息科学的大众化教育与培养复合型人才可以落到实处,从而彰显地理视角。 3建议与发展策略 3.1地理信息科学教育应遵循应用科学的教育理念 这个专业无论是从测绘工科院校发展起来的还是从以地理学空间分析应用为主的理科发展起来的,大家都会认为本专业是理论实践相结合的学科。从现在本科生、研究生的招生就业情况来分析,本科阶段是扎实掌握基本理论的重要时期,研究生阶段可注重与实践相结合。大学本科阶段要遵循教育的基本理念,而不是一味地追寻市场,更不能成为步入社会的培训场所。大学本科教育是思想和认知善恶发育成型的阶段,让学生有能力去追求知识与真理,这是大学本科的教学优秀。只有这样才能在以后的工作中具有更强的创新能力。 3.2培养空间思维的教学模式不能变 空间思维能力不只是让人知道东西南北,更多是分析和解决问题的空间维度。从另一个角度来看,地理信息科学的普及也是对全民空间思维能力的培养,比如ESRI在美国会对小孩子进行免费的地理知识讲解,使他们从小就能接触到地理空间的概念,启发了他们的空间想象力。 3.3人才培养上要在权威机构中划分出层次 从地理信息产业发展来看,地理信息科学学位教育应强化技能培训,这部分人才培养就落在一些以测绘为基础的工科院校发展起来的地理信息科学专业的培养上,突出地理信息科学技术的开发与应用。而另一类别是以地理学为基础发展起来的院校专业上应突出地学方面的应用。总之地理信息科学人才的培养既需要有能够创新思路的人才,也要培养具有扎实知识的技能型人才,这样才能共同推动地理信息科学和地理信息产业可持续发展。 3.4通过任教资格考试、技术水平认证来规范地理信息从业人员的水平 国家应有相应的政策法规来管理地理信息产业。规定必须要有相当水平的从业人员才能承接各种项目。原因就是地理信息产业的相关行业关系人类社会正常发展,如果政策法规跟不上,那么将会一片混乱。3.5为一线地理信息科学教育工作者申请教学或科研项目建立一种运行模式与保障机制笔者认为可以从政府层面上建立一种运行模式,保障地理信息科学教育工作者真正地申请到地理信息科学项目,如教育部科技司、国家测绘地理信息局、国家发改委高技术产业司等等或是中国测绘地理信息学会、中国地理信息产业协会等各级协会都可以组织建立保障机制并实施这种运行模式。 3.6分层次规范地理信息科学专业的课程体系 笔者认为,全国一流院校培养高级人才应侧重于地理信息科学技术研究的学术型人才;对于一般的工科院校来说,这个专业的课程设置应突出测绘或计算机及信息科学方面的应用,培养出具有优秀技能型人才;对具有地理学师资优势的一流综合理科院校,其专业课程设置应突出地学方面的应用,培养能够有创新思路的人才;那么对于一般的理科或职业院校,应该重点培养地理信息科学的大众化教育及具有高素质的技能型人才。 作者:孙百生 杨淑敏 李春和 单位:河北民族师范学院 地理信息科学论文:地理信息科学实习报告撰写探讨 1地理信息科学专业实习报告的撰写 本文以这3种优秀实践课程为例来探讨实习报告的撰写规范。首先,实习报告的封面应指明如下信息:实践课程名称、学校、学院、专业、班级、学号、姓名、指导教师和提交日期等。其次,实习报告的提纲应涵盖以下内容:实习名称、实习目的、实习时间、实习内容和实结等。1)实习名称,用于概要描述实习内容,字数不宜过多,以20字以内为宜,可作为标题放在实习报告的最上方,也可以作为实习报告的正文放在最前面。2)实习目的,一般言简意赅,直入主题。例如,GIS软件操作的实习目的在于熟悉某GIS软件的某些功能操作,实现指定应用目标,掌握课堂教学的相关知识点;GIS软件研发的实习目的在于熟悉某编程语言、某GIS软件基础开发平台,掌握GIS软件工程设计与实现思路;地图设计与编绘的实习目的在于精通制图软件的相关操作,掌握不同类型的普通地图和专题地图的设计与编绘技巧。3)实习时间,包括完成实习内容的起始时间。另外,还可以在这一部分增加时间进度安排,用于进一步规划实践过程每一个关键步骤的完成时间节点。4)实习内容,是整个实习报告中最重要的部分,是对实践过程的完整反映,需详细阐述实验环境、实验任务、实验步骤、实验结果等方面的内容。实验环境是指实践过程中涉及的各种软、硬件环境。除了实践课程所用的计算机硬件设施、操作系统,GIS软件操作的实验环境还包括各种GIS软件、数据库软件等。GIS软件研发的实验环境还包括编程语言、编译环境、二次开发平台、数据库软件等,地图设计与编绘的实验环境还包括各种图形图像处理软件、GIS制图软件等。实验任务是实习目的的具体化,通常通过完成某一个或多个实验任务来达到实习目的。例如,某地区地块拓扑关系的建立可以作为GIS软件操作的一个实验任务;某校园地理信息系统的实现可以作为GIS软件研发的一个实验任务;某地区人口结构分布图的制作可作为地图设计与编绘的一个实验任务。实验任务篇幅不宜过长,可略多于实习目的,通常用一小段文字进行描述。实验步骤是指完成实验任务的每一步操作、流程、思路等,应结合技术路线进行说明。从以往学生提交的实习报告中可以看出,在实验步骤的阐述中,一部分学生容易产生误区,如在GIS软件操作的实验步骤中大量插图,缺乏文字描述;在GIS软件研发的实验步骤中大量粘贴代码;在地图设计与编绘的实验步骤中仅指出图例设计与图面配置的结果。实验步骤的撰写应把握好度,既不能顾此失彼,也不能面面俱到。GIS软件操作的实验步骤应图文并茂,不必每一个参数的设置都配图,但需用文字进行说明,插图以关键步骤的实现效果图为宜,并辅以相应的文字表述。GIS软件研发的实验步骤应结合流程图展开,并辅以关键算法的代码。地图设计与编绘的实验步骤中,对于普通地图而言,应先指明地图符号设计和地图注记配置遵循的国家标准、地图综合选取和概况的方法与依据,再插入各种地图符号的设计效果图、地图注记的配置效果图、地图综合前后的对比图等;对专题地图而言,应先分析和比较现有专题资料,再统计分析各种专题数据,接着选择各种专题内容的表示方法,最后以各专题内容的表达效果作为插图。实验结果是指通过以上实验步骤,完成实验任务之后所得结论或取得的总体实验效果,一般以插图或插图加简要文字说明为主。GIS软件操作的实验结果可以是数据编辑处理之后的效果图、执行空间查询分析之后的效果图、二三维数据可视化表达效果图等;GIS软件研发的实验结果可以是系统运行界面、系统各功能操作效果图、算法执行后的效果图等;地图设计与编绘的实验结果可以是一幅完成数字化或地图综合后的普通地图,也可以是一幅完整的专题地图。5)实结,是对实践课程的整体回顾,是实习内容的进一步凝练与升华,能够体现学生在实践过程中是否进行了独立的思考。实结的内容包括实践过程的总述、遇到的问题及其解决方法、实践课程的收获与心得、实践过程中存在的不足、将来有待进一步学习和改进的地方以及对未来从事相关实践活动的展望等。由于实习内容难免和现实生活之间存在一定差距,照本宣科的机械式实践课程学习固然有助于巩固课堂教学所学知识点,但不利于培养学生的创新性思维能力,也不利于提高学生利用所学GIS知识解决复杂实际问题的能力。因此,应鼓励学生在完成实习任务的同时,充分进行外延拓展性思考,并将思考的内容记录在实结中,与指导教师进行交流,在课外进行实验验证,如GIS软件操作中的缓冲分析拓展综合应用;GIS软件研发中最短路径算法的改进与优化;地图设计与编绘中的自动综合、注记自动配置等。这既符合国家对高校提出的培养创新性人才的要求,又能真正让学生发挥专业特长,将所学的GIS知识灵活应用到日常生活中,还能为今后的各种创新性活动提供思路。最后,实习报告的图文格式方面应严格遵循科研要求,以养成良好的科技行文习惯。 2实习报告评分标准 实践课程的考核应包含2个方面:一是随堂考核,主要检查学生实习结果的质量;二是实习报告的考核。通过上述分析,本文认为实习报告的考核在实践课程考核中应占60%~70%的权重。对于实习报告而言,主要从4个方面进行考核:实习报告的组成部分是否齐全,如是否包含实习名称、实习目的、实习时间、实习内容、实结等;实习内容阐述是否清晰,如是否详细阐述了实验环境、实验任务、实验步骤、实验结果等;外延拓展性思考的深度与广度;图文是否规范等,考核因子及权重如表1所示。 3结语 实践课程可分解为若干个不同的实践内容,各部分实践内容对应的实习报告都可按本文提出的规范分开撰写。若实习报告中引用了参考文献,需在实习报告正文中添加引用,并在末尾指明引用的文献信息,参考文献格式参考《文后参考文献著录规则(中华人民共和国国家标准GB/T7714-2005)》。本文提出的实习报告撰写规范及考核标准可为地理信息科学专业的学生和实践课程的指导教师提供参考。 作者:杨乃 郑贵洲 单位:中国地质大学(武汉)信息工程学院 地理信息科学论文:地理信息科学本科生能力调查分析 1企事业单位对学生能力期望分析 在对学生成绩总体评价方面,单位或企业都很看重学生的在校成绩,希望学生成绩在良好以上的单位占92.0%。在学生获得各类证书方面,希望学生外语成绩通过四六级考试的比例为72.0%,但有些单位不要求学生通过等级考试,这样的单位有软件公司和从事纯测绘的单位。希望学生掌握计算机程序设计语言能力的单位占96.0%,但在计算机等级考试方面,希望学生过二、三级考试的单位占64.0%,也有28.0%的单位不需要学生过计算机等级考试,这样的单位往往是行业管理单位或规模较小的单位。考虑学生是否具有“全国GIS应用水平考试证书”的单位不多,选择可有可无的单位占80.0%,选择需要的只占12.0%,“全国地理信息系统应用水平考试证书”考试是由地理信息系统软件及其应用教育部工程研究中心组织的。目前除高校外,对大多数企业来讲不是很了解,有待进一步加强宣传力度,当其纳入到政府行为的全国职业资格考试范畴时才会引起学生和用人单位的重视。在行业内地理信息系统软件使用方面,有84.0%的单位要求学生熟练掌握地理信息系统软件使用,说明单位看重学生的对行业内地理信息系统软件的实际动手能力。在地理信息工程应用方面,希望学生在校期间参加过工程应用项目经历的比例达84.0%,且92.0%的单位希望学生掌握了数据整理与建库技术。在地理信息系统软件开发方面,要求学生基本掌握或熟练掌握地理信息系统二次开发技术的比例达96.0%,要求熟练掌握的主要是地理信息系统软件公司和信息中心等单位达48.0%。由于调查的是测绘地理信息行业,有68.0%的单位希望学生具有从事外业测绘工作的经历和能力,不要求学生具备外业测绘能力的单位多数是软件公司和信息中心。除外业测绘能力外,有96.0%的单位强调学生具有摄影测量与遥感方面的知识,因为企业都知道摄影测量与遥感技术是未来空间信息获取的主要手段,此项知识的掌握有助于单位未来业务拓展。自学能力是一个人从事终生学习的基本要求,几乎所有的单位都希望学生具有自学能力,有72.0%特别强调很需要,说明一个单位的发展离不开员工的知识更新。希望学生具有科学研究潜力的单位占80.0%,只有20%的单位不强调这一要求,其中私有企业几乎都要求学生具有科学研究的潜力,表明企业要发展,必须要求员工具有科学研究潜力来保证。多数企业注重学生在校期间参加各类竞赛活动并获奖,有60.0%单位表示会优先考虑录用获得过各类竞赛奖的学生,只有16.0%单位不会考虑。至于学生在校期间是否获得奖学金,有60.0%的单位明确表示不考虑,表明单位注重学生实际能力的因素大于课堂考试成绩因素。在团队协作精神方面,有96.0%的单位强调学生这一素质,因此大学期间如何培养学生的团队精神是今后学校应该关注的问题。就学生的交际能力方面,84.0%的单位表示学生应该具备较强的交际能力。在学生业余爱好方面,强调学生具有体育、艺术爱好的单位比例分别是48.0%和36.0%,也有20.0%的单位不对学生业余爱好提出要求。在学生生源的地域方面,有76.0%的单位不考虑学生的地域要求,希望学生来自农村或周边省份的单位所占比例均为16.0%单位,这样的单位是基础测绘单位,希望学生能吃苦、稳定。在性别方面,有72.0%的单位不考虑学生的性别,有28.0%的单位希望是男生。这是由于GIS专业性质所决定,GIS专业人员大多在室内工作,男女生没有什么太大的区别。而希望招收男生的主要是从事测绘与地理信息生产任务的单位。 2地理信息科学专业本科学生能力结构体系 2.1学生能力结构体系 人的能力是在人的生理素质的基础上,经过教育和培养,并在实践过程中吸取前人的智慧和经验而形成和发展起来的。能力=知识+科学方式+技能[6,7]。地理信息科学是一门集计算机科学、地理学、测绘科学、环境科学、空间科学以及管理科学等学科为一体的交叉学科,这就要求GIS专业的学生不仅要有扎实的理论基础,还应该具有较强的动手能力和软件开发能力,同时自主学习能力是学生适应未来学科发展和拓展应用领域的基础[8]。具体来讲,对一个GIS本科生的基本要求是:起码要熟练掌握一门计算机语言,能够开发简单的GIS应用模块,能够掌握二种以上的常见地理信息系统软件,并至少具有一种二次开发的能力,尽最大可能让学生参与相关的科学研究与实用地理信息工程项目的开发[9]。由此可见,GIS专业学生能力除一般大学生所具备的能力和素质之外,更要突显以下七个方面的能力:专业基础理论与前沿技术、地理信息系统软件使用与数据采集处理能力、空间数据建模与分析能力、地理信息工程建设能力、地理信息系统二次开发设计能力、自主学习能力以及GIS科研与创新能力等。基于上述分析,我们可以构建地理信息科学专业学生能力结构体系,通过专家打分后采用改进的层次分析法进行综合评价得到各结构项的权重[10-12],如表2所示。在该能力结构体系中,强调学生的基础理论、兼顾学生的基本技能,同时也突出了地理信息系统工程应用的特点和创新能力。权重的高低并不代表知识重要程度,因为表中的7个方面的知识和能力是地理信息科学专业所必须具备的,它是指各知识结构在整个知识结构中的比例,可以成为地理信息科学专业课程体系设置的基础。 2.2能力结构体系应用 东华理工大学地理信息科学专业从1999年开设,专业教师一直在探索该专业学生能力体系结构,并根据能力结构体系制订和修订教学计划。东华理工大学地理信息科学专业是依托测绘学科开设的,所以东华理工大学的特色在于突出空间信息的获取与表达、地理信息工程开发与建设两个方面。对此,东华理工大学加强了测绘类和计算机类课程的理论与实践性教学的比重,体现理论与实践性课程“四年不断线”的教学计划设计思路。例如,测绘类课程开设了地图学、测量学、测量平差基础、摄影测量学、GPS测量原理、遥感原理等课程;计算机类课程开设了计算机基础、C语言、高级程序设计、数据结构、数据库原理与地图数据库、计算机地图制图、GIS二次开发等课程;实践性课程有数字化测图软件(测量学)、GIS软件及应用、遥感软件及应用,GIS设计与开发、专业综合实习、生产(毕业)实习。这样保证了学生从大一到大四每年都能在测绘类、计算机类、实践类三方面都有相应的理论课程或实践性教学环节,对巩固学生的理论知识与实践能力、对学生能力培养起到了很好的推动作用。此外,东华理工大学还注重为学生提供科技创新与动手能力的机会,例如实行本科生导师制、鼓励学生参加老师生产型或研究型课题、引导学生参加各类科技创新与竞赛活动等。实践表明,通过教学计划的调准,学生能力有稳步提高的趋势。例如,东华理工大学2013届地理信息科学专业有一个本科生就成功地在网络环境下研发了一个“基于GIS的高校餐饮物流配送管理信息系统”,并应聘到上海诚信所从事软件开发工作,这与平时东华理工大学加强学生知识结构与能力培养是分不开的。 3结束语 就业率的高低是高等学校培养大学毕业生成功与否的重要指标之一。通过本次调查研究发现,目前社会对GIS专业学生需求量较大,而且寄希望他们从事GIS工程开发与维护工作,更注重学生的专业基础知识、GIS软件操作与二次开发能力、科技创新能力以及团队协作精神。针对就业单位的需求,本文构建了地理信息科学专业学生能力结构体系,它可以作为GIS课程体系设置的基础,为GIS专业学生能力培养提供很好的参考依据。 作者:程朋根 夏元平 聂运菊 刘波 郭先春 单位:东华理工大学 地理信息科学论文:地理信息科学的绘图方法研讨 作者:董晴晴 董敏 冯欣欣 1(略) 2基于ArcGIS的实现本文基于上述制图思路,以ArcGIS9.3为技术平台,以绘制西准噶尔地区地质图(1∶1000000)为例来具体说明如何实现。 2.1空间数据获取西准噶尔地区位于西伯利亚板块与准噶尔板块的碰撞带,属于古生代残余洋盆的后碰撞花岗岩类[6]。确定该区的范围,扫描其纸质地质底图和地理底图,在ArcCatalog中建立空间数据库,将底图配准后通过ArcScan自动矢量化或者手工矢量化,得到该区的地质、地理底图的矢量数据。经过拓扑检查后以点、线、面的形式存储(图略)。 2.2属性数据关联空间数据库中的每个要素类都有各自的描述,主要通过要素类名称、空间数据类型(点、线、面)、数据类型、数据存储长度、约束条件、数据项描述等进行描述与定义(表略),为数据加载做准备[7]。属性数据以传统数据库方式存贮和管理,并通过公共字段与各要素进行关联,使点、线、面不再仅仅是传统意义上的图元单位,而具有地质特征描述内容[8] 2.3图例制作图例是地图的语言体系[9],集中体现了制图者对客观事物本质的认识,以及对这种本质的分类思想和分类体系。在以往的图例绘制中,人们只关注规范化表达。传统纸质图时代的图例采用人工手绘来实现,由于人的主观判断和绘图工具的误差,会导致线条粗细不匀、符号大小不一,无法完全实现图例的规范化表达[10]。同时,作为传统地质图整饰内容的一部分,图例是一种机械的“排列”,与图件主体部分并没有有机的联系,仅是单纯的视觉表达,实现了认知表达中的符号层,而概念层仍然隐式地停留在人的大脑中。Fishnet是ArcGIS平台下的一种空间分析工具,相当于图形化的Excel。它可以自由定义的基本单元格的大小,并对其赋予属性。利用Fishnet制作图例,不仅可以实现符号的标准化表达,更重要的是,它是在数据库中管理符号和数据,可以随时修改或查询[11]。 2.4STYLE匹配将Fishnet中的图例存储为Style,或者将整个要素调用Savetolayers命令存成Layer。调用Proper-ties中的MatchtoSymbolsinastyle,用Layer与图件主体中要素的相同字段进行匹配,或者用Style直接进行匹配,实现图件的自动符号化。在匹配时,如果按照一对一的方式进行,会产生很大的工作量。比如,不同时代的侵入岩很多,若采用一对一匹配,那每个时代(设有M个)的每一种侵入岩(设有N个)都要有相应的符号(CMN)。但是如果采用多字段来描述同一个地质体,采用多对一的方式,只需要制作时代的符号和侵入岩的符号(M+N)。在制作图面内容较多的地质图时,这一方法将会大大提高效率,而且对于数据的分类尤为便捷(图略) 2.5整饰成图在layout视图下,调整图面大小、位置,添加图名、比例尺、指北针、经纬网、责任栏等整饰要素。图例可以以图片形式添加,或者以数据窗口的形式添加。 3基于地理信息科学制图的优势 从地理信息科学的视角出发,地理信息系统就成为地理信息科学应用的一个环节[2],这就使制图不仅具有所有数字制图的优势,如方便携带、易修改、易复制、易整饰,存在严格的拓扑关系,不受比例尺的限制,具有良好的现势性及动态性[12],更能体现以信息科学为基础的优势,使图元单位与地质实体之间建立起有机联系,使隐式存在于人脑中的语义显式地表达出来,实现信息的查询、新图件的生成、空间数据分析等优势。 3.1信息查询传统纸质图和数字制图只是对纸质地质图的数字复制,不具有信息查询的功能。比如,若想了解西准噶尔地区泥盆纪地层分布情况,在传统图件中,你只能通过读图例在图上圈出泥盆纪的地层。不仅费时,而且导致图面内容更加复杂,极易出错。基于信息科学制图是运用数据库储存数据,图面与数据关联,因此信息查询很容易实现:打开属性数据表,在查找中输入“D*”(其中*代表D的任一组),在属性数据表中属于D的所有地层就会被选择出来。相应地,在图上所有泥盆系的地层也会特别标识,这样西准噶尔地区泥盆系的地层分布就一目了然。如果需要查询泥盆纪侵入岩分布,则将相关字段相加再进行查询。 3.2图件派生在传统纸质图和数字制图中,图面一旦固定,再做任何修改或派生图件都是一件费时费力的事情,相当于重新制作。但基于信息科学思想成图不是一幅图件的终结,而是生成新的图件的渠道[13]。比如要制作西准噶尔地区侵入岩分布图。在西准噶尔地区地质图的基础上,通过查询“岩性大类”挑选出该区侵入岩数据,导出选择的侵入岩图层,或者在原图上删掉其他不相关数据或让其他数据不显示,调整图面大小、图名、图例、比例尺等整饰要素,一幅新的派生图件就完成了。 3.3空间数据分析所有的空间分析都是基于数据而不是基于图形。在这方面,基于信息科学成图具有别的制图方式不可比拟的优势。在这种成图方式中,每一个点、线、面都是具有实际地质意义的单元。在进行点的密度(如矿床的密度分析[14])、线的缓冲(断层对特定矿种的影响范围[15])、面的选择(矿床模型对成矿有利地层的选择)时,依托ArcGIS平台都能够迅速实现。这些依托数据的空间分析目前正在探索应用之中。 4结束语 本文基于地理信息科学,以认知科学和信息科学为基础,以ArcGIS为平台,阐述了制图的新思想及实现。运用数据库来存储、修改地理地质数据,利用Fishnet规范化表达图例,并以公共字段与图件主体关联,使用多对一的方式进行匹配,在实际输出中,达到了图件的规范化表达;在图件管理中,能够快速实现信息查询、数据修改;在应用中,可以依据需要派生多幅图件,最重要的是能实现空间数据分析。大量实践证明了该思路的可行性。目前,这种成图方式的推广将会成为制图的一种趋势。 地理信息科学论文:地理信息科学专业学风建设论文 1学风建设现状分析 1.1地理信息科学专业学风建设的劣势 1)缺少有影响力的学术带头人。地理信息科学专业的青年教师占多数,基本上都是从学校毕业就直接来校任教,缺少教学、科研的经验与积累,在教学与科研的双重压力下负担较重。因为地理信息科学专业没有知名度较高的学术带头人,在教学上未能形成鲜明的专业特色,与专业的办学历史不符,在科研上也没有确定某一明确的方向,各位教师各自为政,单打独斗,不能形成具有战斗力的教学科研团队,无法实现1+1 2的整体涌现性。 2)生源质量不高,师生双向不满。地理信息科学专业与城乡规划、土木工程等专业相比,录取分数线较低,由于社会大众对该专业不熟悉,往往招收的大部分学生都是在其他专业录满后调剂过来的低分生,生源的质量较差。因此,学生从入学开始就对专业不认同,缺少学习动力,这样在某种程度上也影响了教师的上课热情。学生抱怨教师工作不敬业,教学不投入、能力差,教学手段单一,讲课不生动。教师抱怨学生学习不认真,没有明确的学习目标,学习态度不端正。 3)课程设置不科学。地理信息科学是依托测绘工程而创办的专业,地理信息科学和测绘的专业课程各占50%,虽然拓展了学生的就业面,由于课程之间衔接不紧密,学生所学的地理信息科学专业课程不完整,尤其是开发类课程较少,使得地理信息科学专业的学生与测绘工程专业的学生相比,在测绘能力方面处于劣势,与中南大学、湖南科技大学等高校的地信专业学生相比,开发能力较弱,学生容易产生厌学情绪。毕业后绝大部分学生只能胜任数据处理工作,只有少数学生能够从事GIS开发方面的工作,限制了学生的全面发展。 1.2地理信息科学专业学风建设的机会 1)社会对高素质地理信息科学专业技术人才需求迫切。随着地理信息产业的高速发展,我国地理信息产业的总产值以30%以上的速度增长,到2012年就已突破2000亿元。产业的发展,促进了社会对地理信息科学专业人才的需求,特别是即懂技术又懂应用的中、高端人才。 2)院校领导重视。近两年,地理信息科学专业得到了学校、学院各级领导的重视,学校成立了湖南省城市规划信息技术高校重点实验室,地理信息科学专业的教师都是实验室成员,将地理信息科学专业的发展与城市规划相结合,为地理信息科学专业学风建设提供了平台。 1.3地理信息科学专业学风建设的威胁 1)社会环境影响。市场经济的发展为学生学习提供了优越的物质条件,但是也带来了一些负面影响,“读书无用”、“一切向钱看”等思想在大学生中普遍存在,使得一部分学生在学校虚度时光,沉溺于网络游戏中的虚幻世界,没有学习目标。 2)校园氛围影响。湖南城市学院是一所处于转型期的地方二本院校,学校在教学与管理方面并不能完全适应社会需求和学生的发展。校园的学习氛围不强,“功利主义”、“拜金主义”、“享乐主义”在校园中广泛存在,这些不良风气影响了部分学生的学习情绪,改变了一些学生的价值观,阻碍了优良学风的形成。 2学风建设改革措施 学生是学风建设的主体,教师在学风建设中起主导作用,而专业是学生学习的基本单位,专业学风对学校、学院和班级学风,以及学生个人都有非常大的影响。因此,可从如下几个方面进行地理信息科学专业学风建设改革。 2.1以思想教育为切入点,确定学生的主体地位学风建设的关键是解决学生学习的思想问题,通过主题班会、一对一交谈等思想教育形式帮助学生树立正确的人生观和价值观。 2.2做好入学教育,培养学生的专业认同感新生对专业不了解,大部分学生并没有将地理信息科学专业作为第一志愿填报,因此,在入学教育时将专业介绍和学风建设的教育作为重点,使学生从了解专业到热爱专业,以积极的心态面对学习。班主任、辅导员和专业教师应根据不同的学生,采用具体的方式,尽快确定学习目标,以激发学生对专业的学习兴趣。 2.3以科学的管理制度,促进专业学风建设制定具有可操作性的奖惩制度、考试管理制度、计划管理制度、教学过程管理制度、质量管理制度等,保证地理信息科学专业的教学工作有步骤、有计划地进行。通过这些制度规范师生的行为,做到有章可循,更利于形成公平竞争的环境和良好学风。 2.4深化教学改革,培养学生的创新意识地理信息科学是一门交叉学科,知识更新快,应按其知识体系设置专业课程,厘清各门课程的关系,保证本专业的学生能够掌握数据采集、数据处理、系统开发与应用等不同环节的知识。把握社会对技术更新的需求,及时调整教学内容,将市场急需的、先进的科学技术传授给学生。通过大学生导师制,以大学生创新性项目和开放性实验为载体,培养学生的创新意识和学习主动性。 2.5加强师资队伍建设,以教风促学风通过引进有影响力的学者作为地理信息科学专业的学术带头人,在科研和教学方面确定方向,指导年轻教师快速成长,在较短的时间内形成战斗力和协同竞争的良好氛围。教师教学水平的不断提高和严谨的治学态度,在教学中将直接影响到学生的学习态度。 2.6开展积极向上的文化活动,营造良好的学习氛围围绕学科专业,开展丰富多彩的文化活动,如GIS文化节、GIS技能大赛、学术讲座等,让学生尽快融入到大学生活中来,同时也拓展了学生的视野,激发了学习的热情。 3结论 学风建设是一项复杂的系统工程,需要用科学的方法进行分析,综合考虑学风建设的优势、劣势、机会和威胁,以整体的思维,从学生、教师、管理和文化等多个方面,相互协调、共同努力,才能营造具有专业特色的良好学风。 作者:吴德华杨冰龙岳红张习科汤淼单位:湖南城市学院市政与测绘工程学院 地理信息科学论文:地理信息科学人才培养研究 摘要: 本文分析了国内外GIS教育的基本现状,认为高校可以根据自身特色量身设计面向研发型人才培养的专业知识体系,通过建立本科生导师制度和有利于检验研发能力的考核方式等,实现为社会培养和储备GIS研发人才的目标,提升毕业生就业竞争力。 关键词: 地理信息科学;本科教育;研发型人才;培养 一、GIS本科教育中开展研发型人才培养的意义 目前,以GIS应用型人才为主的培养方式正面临挑战,而以研发型人才为主的培养方式将在以后一个阶段成为高校人才培养的趋势,原因是产业发展的需求和解决毕业生就业带来的压力。本科阶段是学生确定发展方向和目标的重要时期,在这一阶段掌握的知识和技能将决定他们未来的求职定位和发展目标。从产业发展趋势的角度来看,高校GIS教育应为未来产业发展提供更多的技术研发型人才储备;从学生个人发展的角度看,不少从事GIS研究的研究生在本科阶段缺乏基本的软件研发训练,读研阶段难以配合导师做好科研课题,或者无法自己设计实验验证。虽然要使大多数本科毕业生具有很强的软硬件研发能力并不容易实现,但高校积极地在这方面加强引导和培养,将是为我国地理信息产业发展培养优秀技术研发人才、提高我国GIS产业竞争力的重要途径。 二、国内GIS本科教育基本现状 国内GIS本科教育的重点,随着计算机技术和产业发展而转移。在地理信息系统专业开设之初,国内GIS应用的重点在于基础地理信息数据的采集方面,如国家基本比例尺空间数据库的建设[1],此时国内GIS专业的人才培养主要以应用型为主,能力水平主要达到Marble的第三层次。2003年刘耀林[2]、秦其明[3]等所提出的课程设置优化建议,主要以掌握专业基础理论、培养较强的软件操作和应用能力为主,并开始强调GIS二次开发能力的培养。随着国内测绘类软件企业的发展壮大,对研发型、创新型人才需求越来越多,大量软件公司需要大批研发人才,从事空间数据图形输入、海量数据管理查询、空间数据网络传输与共享、空间分析、二三维可视化、高精度数字制图等GIS优秀功能的研发工作以及专题地理信息系统的设计开发工作,高校也进一步重视GIS毕业生的二次开发能力、系统分析设计能力培养[4~7]。通过分析各高校培养方案可发现,重点高校往往开设课程较多、涉及面更广,如武汉大学、浙江大学、中国地质大学等,而地方高校更注重专业技术类课程以及学生实践能力的培养,其原因可能是重点高校在师资、生源上的优势。总之,大多数高校还是非常人性化地考虑了学生个人素质和兴趣的差异,国内高校并未要求所有GIS本科生都具有较强的研发能力[4~5,7],有志于从事技术研发工作的学生还是少数。 三、GIS本科教育中研发型人才培养的实施途径建议 1.设计面向研发型人才培养的GIS专业知识体系 专业知识体系的优化设计是课程体系设计的前提和基础。国外UCGIS的地理信息科学与技术知识体系是一个完备的参考体系,但是每个学校应根据自身特色、师资水平设计相应的专业知识体系。设计面向培养研发能力的GIS专业知识体系,其优秀实质是在完备的参考体系中,围绕基础理论、程序设计、模仿创造能力为主线,选择适合本校办学特色的授课内容和技能训练体系,并以此作为评价准则。对于重点大学来说,由于师资水平相对较高、生源素质相对较好,可适当扩展这一体系前两种能力培养的深度和广度,如武汉大学不仅要求掌握地理信息系统与地图学的基本理论、基本知识,而且强调对相邻专业如地理学、资源环境与城乡规划管理、测绘工程等一般原理和知识的了解;对于地方高校来说,则不宜在相邻专业上开设课程,地理信息科学基础理论、计算机方面课程也不宜开设太多,而应重点建设本专业优秀课程,有选择地讲授一些优秀算法设计和实现,在这一个过程中加强培养学生的模仿能力和创造能力。以桂林理工大学为例,由于在办学初期缺乏经验,开设了较多基础课程,涉及到测绘、城规、地理学、土地管理等方面,而在计算机、数据库、GIS软件应用和开发方面的课程投入不足,导致某一阶段毕业生就业竞争力欠缺等问题。通过调整,一些相邻专业课程仅作为选修课或被删除,将整个知识体系定位为以桌面版和WebGIS应用程序开发能力培养为主线的专业知识体系和课程体系[5],主要涵盖如下知识模块:①编程语言模块,主要讲授C++、C#等两种编程语言,C++便于学生在以后进行较为复杂的算法设计时使用,C#语言则用来向学生讲解GIS二次开发技术;②基础理论模块,包括空间数据库、空间分析、地理信息系统算法基础以及测绘学科相关课程;③地理信息系统软件开发相关课程。特别是在第②模块,重点设计若干算法实验,让学生在掌握基础理论、编程语言的基础上,教师先示范一些简单算法的代码编写过程,然后逐渐加深难度,学生通过教师引导完成相应算法代码编写,加强对GIS软件研发的自信心。第③模块,学生掌握了软件工程设计、组件式GIS开发技术,并在教师指导下分成4~5人小组,每个小组在实践环节都必须完成相应的设计和代码编写任务。学生不仅软件操作能力逐渐增强,程序开发能力也相应提高,逐步扭转就业竞争力不足的局面。 2.建立有利于提高研发能力的本科生导师制度 知识体系和课程体系的建设仅仅是教学目标实施的第一步。在已有的教学实践中,本科生对程序设计研发的兴趣并不高[4,7],一方面是部分刚入学的学生对就业的压力感知不足,认为即使没有学好难度相对较高的GIS设计和开发相关课程也能找到合适的工作;另一方面是教师对学生的引导和交流不够,设计和开发类课程上完了,课后就没有再去关心学生怎么应用,大部分学生对自己实践课的要求不高,应付了事。目前桂林理工大学地理信息科学专业开始尝试采用本科生导师机制,促使学生得到导师在学业和未来规划上的指导,具体作法有:①导师可以根据自己学术研究方向,在二年级时开始选择一些学生进入自己的兴趣小组,为以后参加国内各类竞赛做准备,也可以在课题研究和生产项目上对教师起到帮助作用,并直接在该导师指导下做毕业设计工作;②结合桂林理工大学推行的应用研究型课程教学项目,解决学生选修课学分问题以及教师教学工作量补偿问题;③对于导师和学生,无论是参与校内比赛还是国内比赛获奖,都给予相应奖励,形成激励机制。本科生导师制度的作用主要体现在以下两方面:①通过导师在课外的指导,激发本科生的危机意识,增强学生主动学习的愿望,比仅仅以人性化的方式对学生进行分层次培养有更好的效果;②导师在日常交流中,可以从基础地理信息系统软件的基本功能、模块和接口以及软件设计语言和组件式软件开发方式,对学生进行全方位辅导,避免以往一个教师教授一门课程,知识内容断层严重的局面,同时也加强了对学生的监督和鼓励。 3.实施有利于检验研发能力水平的考核方式 由于研发能力通常体现为对基础知识、专业软件、编程语言等方面的综合应用表现,过去主要采用笔试和平时成绩的方式进行考核。但平时成绩考核往往仅为对学生是否到课的检查,并没有真正成为学生设计研发能力的体现。涉及到实践能力、软件开发能力的课程,可以分成笔试、上机考试和PPT介绍设计内容等过程进行,每门包含上机课、实践环节的课程均可划出一定课时用于上机考试或PPT演讲。上机考试和PPT演讲可占总分值的30~40%,有效地避免部分学生浑水摸鱼的情况。随着地理信息产业发展对高校GIS教育提出的更高要求,以及更多高校参与到GIS教育中来,办学单位和毕业生都将面临更激烈的竞争。GIS研发能力将是未来一段时间内社会对GIS毕业生的指标要求,虽然在当前情况下要完全按照研发型人才标准对GIS专业学生进行“一刀切”式衡量并不现实,但高校只有在办学中坚持高标准培养要求,突出自身特色优势,推进人才培养模式改革,提高毕业生的优秀竞争力,才能不至于在未来的竞争中被淘汰。 作者:蓝贵文 杨霞 殷敏 靖娟利 单位:桂林理工大学测绘地理信息学院 广西空间信息与测绘重点实验室 地理信息科学论文:地理信息科学专业数据结构课程教学内容改革实践 【摘 要】在当前地理信息科学专业教学中,数据结构的教学内容和计算机专业的教学内容相似,如果不能很好地结合地理信息科学专业的特色进行课程内容设计,就无法达到理想的教学效果。结合地理信息科学专业的特点进行数据结构教学内容的设计,能够促进学生对数据结构和地理信息系统的学习。 【关键词】数据结构 地理信息科学专业 教学内容改革 一、前言 数据结构是计算机专业的一门综合性专业基础课,算法和数据结构是计算机科学的两大支柱。地理信息系统(GIS)是在计算机硬、软件系统支持下,对地理空间数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。作为计算机专业优秀课程的数据结构是GIS专业的优秀课程。然而,计算机专业和GIS专业学生专业背景不同,学习重点也不同。因此,在GIS专业数据结构教学过程中,根据本专业的需求,并结合专业特点,设计合理的教学内容是十分必要的。 二、GIS专业数据结构课程教学存在问题 通过数据结构的学习,要求学生掌握:数据的各种逻辑结构和物理结构,包括线性表、栈、队列、串、树、图等;基于各种数据结构的各种运算,如插入、删除、检索等;基于各种数据结构的算法,例如基于图的最短路径分析、查找算法等;分析算法的效率,主要指算法的时间和空间复杂度[1]。 GIS专业是一门集地理学、计算机、遥感技术和地图学于一体的新型专业。GIS专业的学生不仅要有深厚的计算机功底,而且还应该具有较强的空间思维能力,能够处理和分析二维/三维的地理空间数据。然而教师在当前的数据结构教学过程中,普遍重视非空间数据的处理,较少涉及空间数据的组织和管理。同时,学生对于数据结构与GIS专业的关系非常疑惑,特别是常规的教学内容与方法,不能与专业相结合,学习起来就比较困难。 通过近几年的教学研究,笔者在数据结构教学过程引入空间数据存储、空间数据管理、空间关系、空间分析等与GIS专业关系密切的教学内容,使得学生对数据结构有了更好的理解,对GIS的学习也有了很好的促进作用。 三、GIS专业的数据结构教学内容改革实践 (一)数据结构用于空间数据存储和运算 数据结构研究内容包括线性表、栈、队列、串、树、图等结构。它们不仅能够对非空间数据进行表达,也能够对空间数据进行表达。在数据结构教学过程中,对数据结构存储的内容进行扩展,数据结构中存储的不再是整型、浮点型、字符型等简单类型,还可以是各种各样的空间数据。 在数据结构课程教学中,要求学生能够独立设计点、线和面等不同维度的矢量和栅格空间数据、影像空间数据的结构体(或类),并实现线性表、栈、队列、串、树、图等结构的定义和运算,使数据结构能够处理各种类型的空间数据。 (二)树结构用于空间数据管理 在数据结构课程教学中,要求学生能够利用树结构,设计典型的空间数据索引。空间数据的一个非常重要的特性是其海量特征。海量的空间数据管理,需要设计相应的空间索引。作为一种辅助性的空间数据结构,空间索引介于空间操作算法和空间对象之间,它通过筛选作用,排除大量与特定空间操作无关的空间对象,从而提高空间操作的速度和效率。比较有代表性的空间索引有格网索引、四叉树索引、R树和R+树索引、CELL树索引。 空间索引的设计需要树结构的支持。例如,四叉树空间索引的构建可以用树结构进行描述。通过建立树结构表示,表达地理空间对象,能够实现对空间数据的快速检索。 (三)图结构用于空间关系表示 GIS不仅关心空间目标自身的几何特征及属性,还必须能够处理其与所处环境间的关系。因此,在数据结构课程教学中,要求学生掌握空间关系的基本理论并设计相应的图结构,使图数据结构能够对各种空间关系进行计算机表达。 空间关系是GIS的优秀研究内容之一,主要包含拓扑、方位和度量空间关系。拓扑关系描述了空间对象在拓扑变换下的拓扑不变量;方位关系描述了空间对象之间的相对位置信息;度量空间关系是用某种度量空间中的度量来描述对象间的关系。因此,数据结构支持空间关系的计算机表达,也是数据结构教学过程中的重点。 空间关系可以通过图数据结构来表达。图G是由集合V(G)和E(G)组成,记为G=(V,E),其中V(G)是顶点的非空有限集合,E(G)是边的有限集合,边是点的无序对或有序对。在空间关系的表达过程中,采用顶点表示地理空间对象,边表示地理空间对象之间的空间关系。V(G)表示地理空间对象集合,E(G)表示地理空间对象关系的集合。然而,地理空间对象之间存在多种空间关系,例如,地理空间对象A和B之间的拓扑关系为相离、方位关系为东、度量关系为10米。这就需要定义多种子图,分别表达不同的空间关系,然后将各种子图进行合并,形成一更高级别的图集合。可以定义图的集合:,其中,表示图的集合,分别表示各种子图。 (四)数据结构应用于空间分析 GIS包含很多空间分析方法,如叠置分析、网络分析、地形分析等。其中,网络分析通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配情况,对网络结构及其资源的优化问题进行研究。在数据结构课程教学中,要求学生掌握空间分析的基本理论并设计相应的图结构和改进的Dijkstra算法进行路径选择、资源分配和网流量分析。 网络分析可以通过图数据结构实现。例如,基于图数据结构和改进的Dijkstra算法能够进行网络分析。进行网络分析,能够选取一条最优的路径,也可以选择合理的资源配置中心,同样可以选择最佳的布局中心。 四、结论和展望 空间数据存储、空间数据管理、空间关系、空间分析是GIS专业的优秀研究内容。教师结合GIS专业特色,对数据结构课程内容进行适当调整,强调数据结构在GIS方面的应用,使教学内容更具有针对性,既有利于增强GIS专业学生学习数据结构的兴趣,又有利于GIS专业人才培养。 地理信息科学论文:地理信息科学发展研究 【摘要】地理信息科学可以说贯穿着所有的学科内容,它是在“3S”技术的直接动力推动下,新兴的科学专业,在人类的历史进程中,起到了举足轻重的作用,今天,我们就地理信息技术在产业化发展过程中所进行的有效管理与决策加以分析,为地理信息科学的发展提供更加合理的解决措施与方案。 【关键词】地理信息科学;发展;应用 1引言 地理信息科学主要是对地理信息技术的研究,是针对现代地理学中的比较复杂的、范围又比较广泛的内容而进行的解析处理与技术保障,通过其在不同领域的应用,不难看出,在全球变化性问题上,地理信息科学有一定的处理功能,例如:社会经济发展,资源与环境的保护、开发利用等方面。毫不夸张地说,新世纪是地理信息科学的时代,是依赖地理信息科学的发展与应用的时代。 2地理信息科学的发展历程 地理信息科学是以信息技术的发展为理论基础,以优秀技术遥感、全球定位及相互渗透技术的发展,而形成的集成化技术系统。当前,随着地理信息产业的成熟,一些发达国家已经成立了高科技的地理信息系统与企业,而我国因为在这一领域的发展时间较短,还没有大规模的体系动作,许多的科研项目还停留在研究阶段,更没有被公众广泛认知,可喜的是,在近几年,国家加大了对高新技术大扶持与推动工作,先后成立了“中国GIS协会”和“中国海外GIS”协会,以及应运而生了相关的高科技企业,同时在国家的职能部门中也设立了测绘信息局与信息系统,相信通过不断的努力与科学的探索,在不久的将来,我们将能看到地理信息技术在我们的生活中遍地开花,生机勃勃的繁荣景象。 3地理信息科学的发展趋势 那么究竟地理信息科学在哪些方面可以得到应用与发挥呢?我们在这里举例说明一下,就我们的城市电子地图来说,此技术的应用可以让我们浏览城市分布全貌,通过输入起点、终点,还能查询出公交车的路线,并提供相关车次信息,获取沿途的换乘信息与道路信息,其信息量之大,实用价值之大,不仅体现了地理信息科学的超强功能,更实惠和方便了我们日常生活;又如,在医学上,地理信息系统可以用来制作血管分布图、内部器官的结构图,这样,我们就可以直观地看到人体各部位的结构,微观手术的实现,使我们看到,地理信息科学真的离我们很近。也正是因为以上种种优点,它正逐步影响与改变着我们的生活,然而,这也只是地理信息科学被广泛应用的冰山一角,它不仅在城市交通与规划上得以应用,在自然资源保护、自然灾害的预测与预防,以及水气管道等领域,都有其发挥空间。那么,作为一门新兴学科,它未来将有怎样发展前景呢?就目前而言,地理信息科学主要是通过计算机来收集储存海量的人文地理信息,也正在航天技术中进行着不断的尝试,而一般地理复杂方程的建立,为地理信息科学的发展提供了理论基础,使其得以应用,地理信息网络系统正在迅速发展,在遥感影像成图,数学模型与信息模型,还有复杂的地理现象等方面都进行了深入的研究工作,这些无疑说明,地理信息科学具有旺盛的生命力,必将在推动社会生产力的发展中发挥巨大作用。 4地理信息科学的框架结构 地理信息科学的优秀是将遥感、定位、遥测、虚拟地理环境及新一代地理信息系统等集合成一体化的天地信息网络系统,再运用信息机理研究、全球定位系统理论与应用研究、遥感理论和技术研究、3S集成理论应用研究等,实现地理信息技术的探讨与完善,在从技术理论过度到实践应用,构建推动社会前进的包括文化发展、制度创新、产业发展等人文科学的完事体系。新一代的地理信息系统是在互联网的交互作用下,不仅仅局限于集成库的数据收集,而是在遥感、遥测、定位、地面观测、社会统计这五个数据源的作用下建立的数据库集合,在以后的发展中,我们还会将多媒体引入数据收集中,建立更全面的关系数据结构,还要发展元数据与数据仓等技术,为此面向我们的问题是,如何解决图像与图形结合、知识与属性连接、推理机与逻辑库等问题。地理信息科学严格来说,是一门研究人类与地理环境相互作用的学科,建立整个学科体系可以从三方面入手:(1)技术层这个层面的研究主要依靠遥感技术、GPS技术、GIS技术以及其他空间信息为设施基础,在这些技术支撑下探讨与分析如何处理、描述地理信息的基本问题,并由此构建研究地理信息的可运用机理。(2)理论层地理信息科学是建立在地理学基础上,以计算机技术为辅助的学科,它通过地理信息的运动机理,与地理学科的基本原理与理论相结合,运用计算机强大的存储与处理功能进行区域化服务,进行可持续发展。(3)应用层所有的理论与研究均要对我们的社会,我们所生存的空间发挥其作用,才能得到应用,作为强大的地理信息科学也一样,在如此强大的理论与技术支撑下,面对我们全球的变化问题,它从资源、环境、经济、社会、人口等方面,对我们的生活进行了决策性的服务,并通过持续性发展继续指导着人类的各项实践活动。 5地理信息科学在产业化进程中所面临的问题 现阶段,地理信息科学的应用还没有得到充分发挥,集成化一体信息网络系统的框架内容也在日趋完善中,与基础设施相关的众多学科领域也在大力筹建中,为此,我们在投入了大量的人力、物力与财力的前提下,必须快速解决这一学科中所面临的问题。(1)遥感影像的系列成图问题这个问题并不是一个没有参考的问题,大地图集就是可以参考与借鉴的系列成图的典范,当然,这经过了几世纪,几辈人的努力,从文字描述到地图制作,才获得了如此伟大的进步,才最终完美地呈现在我们眼前。作为新一代的遥感影像系列成图问题,因系统间符号与数据结构相冲突,达不到完整统一的制作要求。那么在计算机人工智能的帮助下,我们是否可以完成这项工程呢?答案是尚未成功,但我们相信,不久的将来,通过计算机的图像处理功能的不断深入开发,遥感影响的进一步普及应用,我们终将会解决系列成像问题。(2)改变地理信息计算机系统计算机在地理信息科学中起着决定性作用,其数据库与辅助设计相结合,使地理信息系统得以完善,然而,出现的新问题是:由于系统中不支持模型的综合运算,不能使运算结果可视化,这一问题只有通过改变系统中对地理现象客观规律的软件,可将专题地图自动自成,才能取得这一阶段性的突破。(3)计算与信息模型的问题模型有实物模型与信息模型之分,信息模型是在信息系统中运行的,而我们的地理信息科学中,有遥感信息模型、复杂性地理信息模型、料子体元遥感信息模型等这些信息模型的系数与指数都会随时空或新因素发生变化,那么系统对其计算结果也会产生辩证逻辑计算,这将是一个不断更新的要进行大量计算处理的研究工作。 6结束语 地理信息科学的迅速发展,离不开其应用价值与推动历史进程的重要作用,目前,仍处于发展中阶段,随着信息产业的不断成长壮大,这门学科将得到更广泛的应用,相关技术也属于高科技知识产业,对人才的培养也有较高要求,在国家政策的大力扶持下,我们也欢迎更多的有识之士参与进来,一起为我们的新兴事业添砖加瓦。 作者:颜秋宇 单位:南京师范大学强化培养学院 地理信息科学论文:地理信息科学专业建设和探究 1地理信息科学专业建设现状与思路 地理信息产业发展从20世纪90年代初期进入起步阶段。随着社会进步,地理信息产业不断发展,我国地理信息产业面对国际金融危机的冲击仍然保持了强劲的发展势头,“十一五”期间增幅超过300%,2011年产业总产值突破1500亿元,从业人员约80万人,从业机构超过2万家。国家测绘地理信息局推进地理信息产业的目标是到2015年年总产值超过3000亿元,到2020年年总产值达到10000亿元。1998年教育部颁布了我国新的《普通高校本科专业目录》,其中对高校本科专业行了调整,专业由原来的504个调整为294个,教育部特别增设了地理信息系统专业,这一点说明地理信息产业的特殊优势和生命力。2012年普通高等学校本科专业目录再次调整,将地理信息系统专业改名为地理信息科学专业。经各种资料的统计表明,2000年有37所院校设立了GIS专业,2003年有93个高校开设了GIS专业,2007年全国共有161所高校设置GIS专业,2012年全国共有168所高校设置地理信息科学专业[1-2]。从而促进地理信息产业不断发展壮大。 2地理信息科学专业发展面临的问题与分析 2.1教师专业素养迫切需要提高 目前状况是一些院校现有的地理信息科学专业教师是从相关学科转入地理信息科学专业的,大多数是从学校毕业又走入学校,并没有机会从事实际地理信息系统研究、开发和应用的经验[3]。而地理信息科学技术本身发展又很迅速,这使得一些教师很难胜任所承担的优秀课程与专业课程教学任务。 2.2教材建设与培养目标脱节 由于软件的更新速度飞快,相应的实验教材很难跟上。据此有些人提出了要大胆尝试采用电子教材,某些部门或是软件出品单位不要只是将精力放在软件使用帮助上,也应当随之出品入门级或更高档次的电子实验教材,弥补实验教材陈旧落后更新慢的问题。理论教材内容更新滞后非常明显,与各人才培养层次与方向脱节,没有针对各个培养层次和方向的统一化、系统化的教材的建设[4]。 2.3课程体系及教学内容与社会需要脱节 各高校开办地理信息科学专业时,主要是依托已有相关专业构建课程体系,无论是学科基础课程,还是专业优秀课程的设置,皆与地理信息系统专业培养目标及社会需求脱节[5]。大多是根据本校的师资和学生的素质来设置相应的课程。还有因师资不足,涉及地理信息新理论、新技术、新方法的课程不能开设,学生空间分析、地理信息系统技术二次开发与应用的能力上得不到锻炼,在工作中暴露出地理信息系统应用能力差的缺陷,直接影响到该学校地理信息科学专业人才培养的声誉[6]。 2.4专业目录名称与本学科内涵不相适应 随着形势的发展,逐渐暴露出一些问题。从地理信息科学专业分层次的培养来看,名称上存在不相称,一些专家建议,对于理科院校或从地理科学为基础发展起来的,完全可以称为地理信息科学专业,但对于工科院校或从测绘等方向发展起来的,可以改称为地理信息工程专业。笔者认为经过多年的磨合共融发展,也可能在将来二者会统一于新的名称。 2.5资金投放不足 目前,高校地理信息科学专业建设与人才培养,同样受到发展速度与投入增量不同步的影响,专业建设经费不足,仪器设备陈旧且不配套。特别是在一般本科类院校,在追求规模发展过程中,因资金不足与基础设施建设需要,对教学仪器设备与运行保障经费采取紧缩政策[7]。 2.6全国地理信息科学专业的发展没有一个统一的教育培养评价体系 对于这个专业培养的人才没有相应评价体系。尤其针对一般本院校来说,不论是以测绘为基础发展起来的,还是以地理科学为依托发展起来的地理信息科学专业,都没有真正融入到全国地理信息科学专业的大圈子里。要真正服务社会,不应靠少数顶级院校的科学进展,更多是发挥好全国各地的地理信息科学专业的教育资源,让地理信息科学的大众化教育与培养复合型人才可以落到实处,从而彰显地理视角。 3建议与发展策略 3.1地理信息科学教育应遵循应用科学的教育理念 这个专业无论是从测绘工科院校发展起来的还是从以地理学空间分析应用为主的理科发展起来的,大家都会认为本专业是理论实践相结合的学科。从现在本科生、研究生的招生就业情况来分析,本科阶段是扎实掌握基本理论的重要时期,研究生阶段可注重与实践相结合。大学本科阶段要遵循教育的基本理念,而不是一味地追寻市场,更不能成为步入社会的培训场所。大学本科教育是思想和认知善恶发育成型的阶段,让学生有能力去追求知识与真理,这是大学本科的教学优秀。只有这样才能在以后的工作中具有更强的创新能力。 3.2培养空间思维的教学模式不能变 空间思维能力不只是让人知道东西南北,更多是分析和解决问题的空间维度。从另一个角度来看,地理信息科学的普及也是对全民空间思维能力的培养,比如ESRI在美国会对小孩子进行免费的地理知识讲解,使他们从小就能接触到地理空间的概念,启发了他们的空间想象力。 3.3人才培养上要在权威机构中划分出层次 从地理信息产业发展来看,地理信息科学学位教育应强化技能培训,这部分人才培养就落在一些以测绘为基础的工科院校发展起来的地理信息科学专业的培养上,突出地理信息科学技术的开发与应用。而另一类别是以地理学为基础发展起来的院校专业上应突出地学方面的应用。总之地理信息科学人才的培养既需要有能够创新思路的人才,也要培养具有扎实知识的技能型人才,这样才能共同推动地理信息科学和地理信息产业可持续发展。 3.4通过任教资格考试、技术水平认证来规范地理信息从业人员的水平 国家应有相应的政策法规来管理地理信息产业。规定必须要有相当水平的从业人员才能承接各种项目。原因就是地理信息产业的相关行业关系人类社会正常发展,如果政策法规跟不上,那么将会一片混乱。3.5为一线地理信息科学教育工作者申请教学或科研 项目建立一种运行模式与保障机制笔者认为可以从政府层面上建立一种运行模式,保障地理信息科学教育工作者真正地申请到地理信息科学项目,如教育部科技司、国家测绘地理信息局、国家发改委高技术产业司等等或是中国测绘地理信息学会、中国地理信息产业协会等各级协会都可以组织建立保障机制并实施这种运行模式。 3.6分层次规范地理信息科学专业的课程体系 笔者认为,全国一流院校培养高级人才应侧重于地理信息科学技术研究的学术型人才;对于一般的工科院校来说,这个专业的课程设置应突出测绘或计算机及信息科学方面的应用,培养出具有优秀技能型人才;对具有地理学师资优势的一流综合理科院校,其专业课程设置应突出地学方面的应用,培养能够有创新思路的人才;那么对于一般的理科或职业院校,应该重点培养地理信息科学的大众化教育及具有高素质的技能型人才。
信息类论文:文本分类结合人工智能信息获取论文 编者按:本文主要从问题的提出;文本分类技术的基本原理;文本分类技术在数字图书馆中的应用分析;结束语进行论述。其中,主要包括:数字图书馆在我国高校、政府以及科研机构都得到了有效发展、文本分类技术是人工智能和信息获取技术的结合、数字图书馆是一个巨大的知识宝库、文本分类是指根据文本的内容或属性,将大量的文本归到一个或多个类别的过程、文本分类的映射规则是系统根据已经掌握的每类若干样本的数据信息、系统使用训练样本进行特征选择和分类器训练、特征选择的结果是初始特征项集合的子集、文本特征项、文本的特征项应该具特点、特征项选择、特征值的提取等,具体请详见。 一、问题的提出 随着计算机技术与网络技术的普及和发展,数字图书馆在我国高校、政府以及科研机构都得到了有效发展。数字图书馆来源于图书馆馆藏的数字化从而充分地高效地利用图书馆信息资源。现有的图书馆资料主要是书籍、杂志、报刊、技术报告等。人们希望利用因特网把所有的数字化的资源站点连接起来,这样要管理的信息除了图书馆中的文本信息外,还希望管理博物馆、展览馆、档案馆、学术组织以及其它Web站点上千差万别的信息。 面对浩瀚无边的数字化信息使得数字图书馆关键优秀技术之一的文本分类成为一个日益重要的研究领域。文本分类技术是人工智能和信息获取技术的结合,是基于内容的自动信息管理的优秀技术。 二、文本分类技术的基本原理 数字图书馆是一个巨大的知识宝库。数字图书馆的服务重点是以人为主,而不是以馆以书为主。数字图书馆的特点使得其服务要深入到知识的层次,通过对信息内容的组织和加工的自动化,把资源组织成一个知识系统。文本的自动分类是为提高信息内容服务的质量而产生的文本处理技术。它们的出现使得信息内容服务出现了新的局面。 文本分类是指根据文本的内容或属性,将大量的文本归到一个或多个类别的过程。文本分类算法是有监督学习的算法,它需要有一个己经手工分好类的训练文档集,文档的类别已标识,在这个训练集上构造分类器,然后对新的文档分类。如果训练集的类别未标识,就是无监督的学习算法,无监督学习算法从数据集中找出存在的类别或者聚集。 从数学角度来看文本分类是个映射程,它将未标明类别的文本映射到已有的类别中,用数学公式表示如下: f:AB其中,A为待分类的文本集合,B为分类体系中的类别集合 文本分类的映射规则是系统根据已经掌握的每类若干样本的数据信息,总结出分类的规律性而建立的判别公式和判别规则。然后在遇到新文本时,根据总结出的判别规则,确定文本相关的类别。但是由于大量的文本信息是一维的线性字符流,因此文本自动分类首先要解决的问题就是文本信息的结构化。在模式识别领域里,把文本信息的结构化称为"特征提取"。在文本信息内容处理领域,这项工作被称为文本的"向量空间表示"。其基本流程如图1所示: 系统使用训练样本进行特征选择和分类器训练。系统根据选择的特征将待分类的输入样本形式化,然后输入到分类器进行类别判定,得到输入样本所属的类别。 三、文本分类技术在数字图书馆中的应用分析 为了提高数字图书馆中分类准确率,加快系统运行速度,需要对文本特征进行选择和提取。两者的差别在于,特征选择的结果是初始特征项集合的子集,而特征提取的结果不一定是初始特征项集合的子集(例如初始特征项集合是汉字,而结果可能是汉字组成的字符串)。特征选择、提取和赋权方法对分类结果都有明显影响。 (一)文本特征项 文本的特征项应该具有以下特点:特征项是能够对文本进行充分表示的语言单位;文本在特征项空间中的分布具有较为明显的统计规律;文本映射到特征项空间的计算复杂度不太大。对于计算机来说,文本就是由最基本的语言符号组成的字符串。西文文本是由字母和标点符号组成的字符串,中文文本就是由汉字和标点符号组成的字符串。 概念也可以作为特征项,"计算机"和"电脑"具有同义关系,在计算文档的相似度之前,应该将两个词映射到同一个概念类,可以增加匹配的准确率。但是概念的判断和处理相对复杂,自然语言中存在同义关系(如老鼠、耗子)、近义关系(如忧郁、忧愁)、从属关系(如房屋、房顶)和关联关系(如老师、学生)等各种关系。如何很好地划分概念特征项,确定概念类,以及概念类的数量都是需要反复尝试和改进的问题。 (二)特征项选择 不同的特征项对于文档的重要性和区分度是不同的,通常高频特征项在多个类中出现,并且分布较为均匀,因此区分度较小;而低频特征项由于对文档向量的贡献较小,因此重要性较低。 文档频次就是文档集合中出现某个特征项的文档数目在特征项选择中计算每个特征项在训练集合中出现的频次,根据预先设定的闽值去除那些文档频次特别低和特别高的特征项。 信息增益方法是机器学习的常用方法,在分类问题中用于度量特征项在某种分类下表示信息量多少,通过计算信息增益得到那些在正例样本中出现频率高而在反例样本中出现频率低的特征项,以及那些在反例样本中出现频率高而在正例样本中出现频率低的特征项。 (三)特征值的提取 在文本分类中,我们称用来表示文档内容的基本单元为特征,特征可以是词、短语。目前,大多数有关文本分类的文献基本上采用词的集合来表示文档的内容。采用短语来表示文档存在两个缺点:第一短语的提取较困难,特别是准确的提取,需要较多的自然语言处理技术,而这些技术还不够成熟;第二采用词组表示文档在信息检索和文本分类中的效果并不比基于词的效果好,有时反而更差。 四、结束语 近年来,国内外数字图书馆的建设发展地很快,各国政府在建设,而且大学、企事业等也在建设各自的数字图书馆。随着计算机技术和网络技术的不断成熟,困扰数字图书馆发展的一些技术瓶颈也逐渐地被解决了。随着数字图书馆中对精度要求较高,而且要处理的文本数据量也相当庞大,今后对文本分类技术在数字图书馆中应用的精度和速度有待进一步改进。 信息类论文:电子信息类专业课程教学论文 1课堂教学 1.1明确教学内容,突出重点难点 《微机原理与接口技术》作为一门技术基础课,其中需要记忆的内容较多,而且比较抽象,不好理解,所以学生普遍反映难学,随着所学内容的增多,越学到后面越觉得乱,理不出个头绪来,更谈不上好好理解并加以应用了,经常是顾此失彼,穷于应付。我们认真地分析了学生所反映的问题,从本专业的特点、学生的素质及教材系统性出发,主要以8086/8088为主,从CPU的组成、内存单元的存储原理、寻址方式入手,讲述指令的组成及应用,实验部分强调基本接口电路的原理与编程及系统设计的基本方法。 在每一章节讲授之前,先指出重点和难点,重点部分精讲,要求学生全面掌握。例如:在讲8086/8088结构一节时,存储器地址分段是本章的重点和难点,讲课时应配以大量图表形式进行重点阐述并辅以例题和练习题加深理解,而关于计算机硬件和软件一节,学生在前修课程中已经学过,只是粗略复习一下即可。其他章节也采用类似的方法。这样,学生知道每一章节的重点、难点,学习有了目标,大大提高了学习效率,增加了学习本课程的积极性。 1.2有选择地运用多媒体教学,提高教学效果 课堂教学是教学过程的基础,也是教学过程的主体。课堂教学的效果决定了授课过程是否成功,决定了这门课程能否达到授课目的,也影响到学生的学习兴趣。为加强课堂教学的效果,教师可以采用边理论教学边进行演示实验的方法,使学生在轻松有趣的学习中掌握理论。例如,在讲解芯片引脚图和芯片的内部结构图时,可在课件中通过点击相应文字或按钮来控制这些图片的显示或隐藏,并在图片旁边显示文字说明或语音提示,从而增强图片的可读性;又如,汇编语言指令和数据寻址方式是课程的基础知识,可在课件中用动画效果来模拟原本无法看到的指令执行过程和数据流动方向。在此课程中,类似的情况还有很多,采用多媒体教学一方面可以加快教学速度,弥补教学时数的不足,另一方面图文并茂,动感演示,无疑会激起学生的学习兴趣,课后阅读时容易产生联想。 1.3利用形象比喻法,加深内容理解 本课程有一些概念比较抽象,学生初次接触时会觉得很难弄明白,例如:堆栈、存储单元、寄存器、各种寻址方式等等。在教学时,不妨把这些内容和现实中的事情联系起来,比如:在讲解堆栈“后进先出”工作方式时,可以将“堆栈”比喻成火车站,先到的火车排在最后,最后到的火车排在最前,出站时,后到的火车必须先走,先到的火车才能出发。又如,在讲存储器物理地址和逻辑地址时,可用学校的教室做比喻,每一个教室是一个存储单元,有且只有一个唯一的教室编号,而该教室又属于某一个教学楼,即存储器的段,在该段里通过偏移量找到该存储单元比喻成在该教学楼里找到该教室。类似的例子还有很多。实践证明,凡是比喻恰当的地方,学生就容易掌握,只要我们认真地去探索和联想,课本中许多枯燥、抽象的问题都能与生活中的事情联系起来,从而使它们变得生动形象,易于理解和接受了。 2实验教学 微机原理与接口实验是电子信息类专业学生今后从事系统设计、研究、开发和应用的一门重要实践课程,学习最终结果是要求学生具有开发嵌入式系统能力。要达到这样的目的,除了课堂讲授原理外,还要靠实践加深理解,要通过对一些典型软件、硬件进行设计,编写程序、调试,直到正常运行,才能让学生具有基本的微机开发能力。我们在实践环节上主要作了以下一些探索: 2.1注重实验的选择 在传统教学中,汇编语言的实验占用了大部分课时,而实际效果却并不理想。为此,在实践教学过程中让学生掌握汇编语言的调试过程即可。重点学习与输入输出相关的指令,并通过实验熟练掌握。中断和接口技术对于电信类学生而言,可在今后的实际中直接进行应用,因此在实践教学过程中需要有重点的学习。 2.2注重实验方法的运用 在实验课程中,适当采用逆向教学方式,例如在中断技术的教学中,可以让学生先做实验。在实验中,学生们只要将电路按规定连接好,并输入预先编好的程序即可。然后再在课堂教学中在对实验的原理和实验中出现的问题进行讲解和分析,学生参与共同讨论。由于学生通过实验已经建立起感性认识,因而在理论学习上就容易理解和接受了。 2结束语 从我系学生的平时反映及成绩来看,本文所提倡的教学方法收到了良好的效果。通过对“微机原理与接口技术”课程教学方法的探讨,我们深刻地认识到只有通过教学改革才能提高教学质量,才能培养出能尽快适应社会的应用型人才。我们只要坚持不懈地努力下去,不断总结,相信一定可以取得较满意的效果。 信息类论文:电子信息类课程教学论文 一、实验课教学模式的改革 我们将低频、高频、数字逻辑电路等实验课的内容进行整合和优化,成为“电子线路设计与测试”课程,面向信息学院开课。该课程分为三个层次:基础性实验-综合设计性实验-设计研究性实验”。各个层次的教学内容和教学方法是:(1)基础性实验:开设一定数量的验证性实验,包括模拟电路、数字电路以及高频电路三门课程的基础实验。运用EDA进行仿真、比较实验与仿真的结果。(2)综合设计性实验:以集成电路和可编程器件为主,由学生自行设计、装调电子电路,培养学生工程设计能力,启发学生创新设计思维。(3)设计研究性实验:打破多门课程界线,进行综合性、研究性课题设计,如电子系统的设计,CPLD/FPGA的数字应用系统设计,嵌入式系统设计,电子系统自动化设计与仿真。 采用“三开放”的教学方法,即(1)时间开放:学生可以通过上网预约实验时间和实验室,实验仪器1人1组。(2)内容开放:学生完成基本的实验后,可以扩展实验内容。(3)元器件开放:与实验相关的所有元器件发给学生,由学生保管。学生每做完一个实验课题,教师收集学生实验中的问题,组织同学课堂讨论,还可以在课堂上提问,师生共同讨论。理论与实践相结合,学生以自学为主,实验为主,教师现场指导的方法进行教学,同时还用多媒体课件给学生讲授20学时的理论课,介绍电子线路的设计方案、设计思路,新器件和EDA技术的应用以及实验测试方法等问题。 二、实践到理论再到实践的教学方法 1.先理论后实践的缺点 电子类课程理论较难掌握,相当一部分学生成绩较差,分析其原因,课程理论知识比较难只是一方面,最重要的是学生学习兴趣不高,觉得理论知识没有用处。而参加电子设计大赛的同学学习却非常轻松。由于比赛的题目多数都是和实际应用相结合,甚至要求设计一种全新的产品,学生在制作过程中会深刻体会到理论知识在实际应用中的作用,实际问题的解决要靠理论知识来支撑。教师无数次地强调理论知识的重要性也没有学生一次实际经历给他们的印象深刻。 2.实践到理论再到实践的作用及效果 低年级的同学参赛前没有学习电子类课程,相关的知识也只是中学阶段和课外自学获得的,并没有系统性地学习。因此在实际制作过程中,会遇到很多问题无法解决,使他们带着问题学习理论课程,问题解决后,也已掌握大部分的理论内容。因此,在电子课程的教学中,我们采用实践到理论再到实践的教学方法。具体实施如下: 教师在先实践后理论的教学中要起主导作用。主要是调动学生的积极性和学习兴趣。在指导实践过程中,教师对电路原理只做简单的讲解,告知学生如何应用相关组件,并强调在后续的理论课程学习中会学习相关的理论知识。在理论课程教学中,以学生制作过的电路等为实例,结合课程内容详细讲解其工作原理,让学生懂得电路为什么能实现相应的功能。在开始的实践引导下掌握好理论知识,再将理论知识应用到实际中去,是我们的教学目的。理论后的实践是学生自主应用理论知识的过程,这时我们给学生提供的只是场所,由他们自由发挥自己的想象力和创造力,目的明确地设计和制作小产品。 3.与项目教学法相结合 我们在先实践后理论的教学中紧密联系项目教学方法,以实现一定功能的机器人设计和组装作为主要项目,结合电源设计、功放设计和收音机组装等纯电子线路设计,对学生进行基本的电子实践训练。教师全程参与到教学过程中去,从纯粹的知识传授者转变为教学过程的组织者和指导者。 在初始阶段,教师是学生学习的指导者,根据教学目标由教师或师生共同确定教学项目。教师要帮助学生完成信息的收集、计划的制定与论证。由于我们是机电专业,强调机械电子相结合,我们给学生推荐的项目是机器人设计和组装,机器人是典型的机械电子产品,既有机械设计部分,又有电子控制部分,能让学生对机械电子结合有很深的感性认识,能够很好地满足教学要求。 设计制作过程中,教师对学生遇到的问题进行引导解决,对于部分自主学习能力较强的学生,可以鼓励他们自主学习,自行解决问题。解决一个问题学习到的知识远比纯粹的理论讲授印象深得多。 设计制作结束后的评价,以制作结果的性能可靠性作为主要的评价依据,还参考制作过程中对遇到问题的主动解决能力。这种实践主要以激发学生兴趣和学习主动性为目的,因此并不作为成绩记录,让学生无须担心最后的成绩,可以尽情发挥自己的想象力,在教师总的要求下,做出有自己特色的产品来。 三、结语 在实际教学中采用实践到理论再到实践的方法,极大地提高了学生的学习兴趣,开拓了学生视野,激发了学生的思维,使得理论教学变得比较容易,学生的成绩有了显著的提高。但是我们的教学目的不是仅仅为了掌握理论知识,先实践后理论是为了提高学生学习效率,教学的最终目的还是为了实践,因为学生工作后面对的就是对知识的实际应用。 信息类论文:信息化水平聚类分析论文 1、变量指标的选取 国家统计局在其《中国信息能力报告》中,设计了一套评价我国信息化水平的指标:指标体系共分4级,有25个指标:①信息技术和信息设备应用能力:a.每千人拥有PC数;b.每千人拥有传真机数;c.每百人拥有电话数;d.每千人拥有电视机数;e.每千人拥有收音机数;f.每万人接入因特网用户;g.每百万人互联网上网主机数;h.每平方公里光缆长度;i.每百家企事业单位上网数;j.基础信息产业产值占GDP比重。②信息资源及开发利用能力:a.每户打国际电话时间;b.每百人期刊发行量;c.每日信息量;d.网络用户平均上网时间;e.每万人Web站点数。③人口素质:a.每万人平均科学家和工程师数;b.第三产业从业人数占就业总人口比重;c.大学入学率;d.每十万人在校学生数;e.计算机专家和工程师数。④国家对信息产业发展的支撑:a.信息产业产值占GDP比重;b.研究开发(R G)支出占GDP比重;c.每主线电信投资;d.人均GNP;e.教育投入。 鉴于遵循数据的客观性和代表性,以及易得性,本文采取以下指标:每千人工业增加值x1;每千人电信业务量x2;每千人移动通信交换机容量x3;移动电话普及率x4;电话普及率x5;广播综合人口覆盖率x6;电视综合人口覆盖率x7;有线电视普及率x8;每十户宽带上网用占有户数x9;R D经费支出占GDP比重x10;每十人从事科技活动人员总数占有的人数x11;每十人在校大学生人数占有的人数x12;每千人专利授权数占有数x13。其中缺省值用平均值代替或者临近年数内值代替。由于篇幅有限,指标数据省略。 2、因子分析 因子分析法是能够实现数据简化目的的有效方法之一。其基本思想是根据相关性大小把变量分组,使得同组内的变量之间相关性较高,使不同组的变量相关性较低,每组变量代表一个基本结构,这个基本结构称为公共因子。运用因子分析法,借助EXCEL多元统分析,对已得的指标数据进行分析处理,在处理过程中选取方差贡献比率为0.80。 按照方差贡献比率大于80%,应提取前四个因子,它们所解释的方差占总方差的84.58%,这四个因子就可以解释原始数据的大部分信息了。 分析结果中可以得到每个城市的四个因子得分情况F1,F2,F3和F4。最后,对28个城市的信息化水平进行综合评价并排序。以旋转后四个因子的方差贡献率为权数计算综合得分,计算公式为:F=0.5923F1+0.09957F2+0.0804F3+0.0736F4,最终可以得到所有城市的综合得分排名。 由于变量指标取值的同向性,得分越高代表信息化水平越高。排名依次为:北京,天津、广东、浙江、江苏、湖南、福建等等。 3、聚类分析 聚类分析是统计学中研究“物以类聚”问题的多元统计分析方法,在统计分析的应用领域已经得到了极为广泛的应用。其思路为:首先每个数据对象自成一类,并且计算各个类之间的“距离”或者相似性。然后每次将最相似的两类合并,合并后重新计算新类与其他各个类之间的距离或相似度。这一“凝聚”的过程一直继续直到所有对象都归为一类为止。利用各城市的因子得分,还可对28个城市进行分类,得分值相近的城市被认为具有较相似的属性。 4、结果分析 由所得到的聚类图可以看出,全国信息化水平基本上可以分为五类,北京,山西各成一类,从上面的综合水平排名可以看出,北京信息化水平处于全国领先地位,这首先归功于北京的地理位置和政治人文环境,其次结合因子得分矩阵,北京在因子1上的得分最高,而根据因子载荷矩阵可以看出,因子1在13个变量指标上的载荷系数都比较大,证明北京在城市信息化的各个方面都比较出色。山西的信息化综合水平排名第10,属于中等偏上的水平,在因子4上的得分较高,因子4在变量指标x1,x2上的载荷量较大,这正好符合山西是个煤矿大省的特征,通信电信比较发达繁荣。天津、广东、江苏、福建、浙江归为一类,这几个城市都是发达城市,信息化水平偏高,在每个指标上得分都比较平均。而河北、黑龙江、河南、江西、辽宁、吉林、湖北、湖南、安徽、山东、四川、海南、重庆可以归为一类,这几个城市由于地理环境、产业结构、人口众多等因素使得信息化水平中等偏下。最后一类,信息化水平偏下的一类包括:内蒙古、甘肃、青海、宁夏、广西、云南、西藏和陕西,信息化水平底下源于经济发展水平不高、对于信息化认识薄弱以及对信息产业的投入不够。 5、政策建议 虽然我国信息化应用工作已取得了较大的成绩,但在发展的过程中还存在着一些问题和不足使信息化带动经济发展的优势难以更好地发挥与国外发达国家相比还有很大差距,就是同亚洲一些发展中国家(或地区)比较也存在不小的距离。当前,经济全球化、我国加入世界贸易组织和世界信息产业的新发展,都对我国信息化应用发展提出了新的要求,因此,我们应认真分析中国信息化水平现状,分析与国外信息化发展的差距,有效地针对问题和不足进行改进,正确地规划未来发展方向和应采取的对策。 对策和建议主要有:(1)加快有关信息化法律、法规的制定,确保应用中的可靠性和安全性(2)降低成本,普及大众。(3)加强信息化知识普及与培训力度。(4)加大国家对信息化投资力度缩小地区间差距。(5)加强信息资源建设,提高信息化服务质量与水平。(6)建立信息化数据采集系统和评价监测体系。 另外,由上文的分析,信息化水平测度的数据很不全面,在每个地区城市的报告中尚未包括有些信息化水平测度指标,比如说信息产业增加值占地区生产值的比重。完整的数据不仅可以帮助很好的测度信息化水平,同时可以鞭策及时发现问题,提出相应的解决办法,这对于提高信息化水平是必要的途径。 信息类论文:电子信息类专业课程教学研讨论文 摘要:《微机原理与接口技术》是电子信息类专业学生的一门必修课程,此课程内容多、细、零散且抽象不易理解,学生反映难学,为此,对此课程的教学方法提出了几点体会。 关键词:微机原理与接口技术;教学方法;形象比喻法 1引言 随着我国微机事业的发展,目前微型机在我国工业过程控制、智能化仪器仪表、机电一体化、办公自动化等领域已得到迅速发展。许多现代通信设备都融合了当今最前沿的计算机技术,这就要求我们培养的通信类人才必须了解和掌握计算机在通信领域的应用技术。为培养综合性人才,我系将《微机原理与接口技术》作为电子信息类专业的主要课程,主要阐述微型计算机的基本组成结构和应用系统设计,以及汇编语言程序设计。通过本门课程的学习,学生可以获得微机软硬件方面的基本理论、基本知识和基本技能,从而培养学生工程应用能力,为深入学习计算机控制技术、智能仪器的设计打下良好基础。但是,在以往的教学中,学生普遍反映该课程“难”、“活”、“繁”,属于“困难课程”之一。从如何提高微机原理课程教学质量、增强教学效果,促使学生个性化发展等方面,谈谈在教学上的一些体验和认识。 2课堂教学 2.1明确教学内容,突出重点难点 《微机原理与接口技术》作为一门技术基础课,其中需要记忆的内容较多,而且比较抽象,不好理解,所以学生普遍反映难学,随着所学内容的增多,越学到后面越觉得乱,理不出个头绪来,更谈不上好好理解并加以应用了,经常是顾此失彼,穷于应付。我们认真地分析了学生所反映的问题,从本专业的特点、学生的素质及教材系统性出发,主要以8086/8088为主,从CPU的组成、内存单元的存储原理、寻址方式入手,讲述指令的组成及应用,实验部分强调基本接口电路的原理与编程及系统设计的基本方法。 在每一章节讲授之前,先指出重点和难点,重点部分精讲,要求学生全面掌握。例如:在讲8086/8088结构一节时,存储器地址分段是本章的重点和难点,讲课时应配以大量图表形式进行重点阐述并辅以例题和练习题加深理解,而关于计算机硬件和软件一节,学生在前修课程中已经学过,只是粗略复习一下即可。其他章节也采用类似的方法。这样,学生知道每一章节的重点、难点,学习有了目标,大大提高了学习效率,增加了学习本课程的积极性。 2.2有选择地运用多媒体教学,提高教学效果 课堂教学是教学过程的基础,也是教学过程的主体。课堂教学的效果决定了授课过程是否成功,决定了这门课程能否达到授课目的,也影响到学生的学习兴趣。为加强课堂教学的效果,教师可以采用边理论教学边进行演示实验的方法,使学生在轻松有趣的学习中掌握理论。例如,在讲解芯片引脚图和芯片的内部结构图时,可在课件中通过点击相应文字或按钮来控制这些图片的显示或隐藏,并在图片旁边显示文字说明或语音提示,从而增强图片的可读性;又如,汇编语言指令和数据寻址方式是课程的基础知识,可在课件中用动画效果来模拟原本无法看到的指令执行过程和数据流动方向。在此课程中,类似的情况还有很多,采用多媒体教学一方面可以加快教学速度,弥补教学时数的不足,另一方面图文并茂,动感演示,无疑会激起学生的学习兴趣,课后阅读时容易产生联想。 2.3利用形象比喻法,加深内容理解 本课程有一些概念比较抽象,学生初次接触时会觉得很难弄明白,例如:堆栈、存储单元、寄存器、各种寻址方式等等。在教学时,不妨把这些内容和现实中的事情联系起来,比如:在讲解堆栈“后进先出”工作方式时,可以将“堆栈”比喻成火车站,先到的火车排在最后,最后到的火车排在最前,出站时,后到的火车必须先走,先到的火车才能出发。又如,在讲存储器物理地址和逻辑地址时,可用学校的教室做比喻,每一个教室是一个存储单元,有且只有一个唯一的教室编号,而该教室又属于某一个教学楼,即存储器的段,在该段里通过偏移量找到该存储单元比喻成在该教学楼里找到该教室。类似的例子还有很多。实践证明,凡是比喻恰当的地方,学生就容易掌握,只要我们认真地去探索和联想,课本中许多枯燥、抽象的问题都能与生活中的事情联系起来,从而使它们变得生动形象,易于理解和接受了。 微机原理与接口实验是电子信息类专业学生今后从事系统设计、研究、开发和应用的一门重要实践课程,学习最终结果是要求学生具有开发嵌入式系统能力。要达到这样的目的,除了课堂讲授原理外,还要靠实践加深理解,要通过对一些典型软件、硬件进行设计,编写程序、调试,直到正常运行,才能让学生具有基本的微机开发能力。我们在实践环节上主要作了以下一些探索: 3.1注重实验的选择 在传统教学中,汇编语言的实验占用了大部分课时,而实际效果却并不理想。为此,在实践教学过程中让学生掌握汇编语言的调试过程即可。重点学习与输入输出相关的指令,并通过实验熟练掌握。中断和接口技术对于电信类学生而言,可在今后的实际中直接进行应用,因此在实践教学过程中需要有重点的学习。 3.2注重实验方法的运用 在实验课程中,适当采用逆向教学方式,例如在中断技术的教学中,可以让学生先做实验。在实验中,学生们只要将电路按规定连接好,并输入预先编好的程序即可。然后再在课堂教学中在对实验的原理和实验中出现的问题进行讲解和分析,学生参与共同讨论。由于学生通过实验已经建立起感性认识,因而在理论学习上就容易理解和接受了。 4结束语 从我系学生的平时反映及成绩来看,本文所提倡的教学方法收到了良好的效果。通过对“微机原理与接口技术”课程教学方法的探讨,我们深刻地认识到只有通过教学改革才能提高教学质量,才能培养出能尽快适应社会的应用型人才。我们只要坚持不懈地努力下去,不断总结,相信一定可以取得较满意的效果。 信息类论文:网络信息组织分类研究论文 1网络信息分类组织面临的问题 分类组织方式是网络信息资源组织的一种重要方式。目前,大多数提供网络信息服务的搜索引擎或门户网站都采用自编的分类体系进行信息组织。这些分类体系虽然充分考虑了用户的需求和网络信息的特点,突出了个性,方便了使用,但这些体系仍然存在许多有待改进的问题。 1.1学科大类设置不全,知识体系不完整 以中文雅虎(Yahoo)为例,它将网络信息分为14个宽泛的类目,每个大类又分出若干二级类,二级类目下细分出三级类目,可根据需要细分出四、五级类目。可以说,Yahoo采取的是一种逐层扩充的方法,以使知识的覆盖面越来越全。但是,从Yahoo分类每年都发生的明显变化和迅速增长的网络信息资源我们可以看到,仅仅设置这14个大类是难以涵盖人类社会生产生活的各个方面的。又如搜狐(sohu),将网络信息分为18个大类,网易()将网络信息分为19个大类,都有类似情况。总之,由于各种原因,现在的网站分类设置还不完善。知识覆盖不全,体系过于简单。几乎所有的中文搜索引擎的分类体系都存在着知识残缺不全、体系设计不完整的通病。 1.2类目划分标准不够合理 信息资源在同一层次下划分的标准不够统一,有时出现两个或两个以上划分标准的现象。具体来讲,同一层次类目在选择上存在的问题有:一方面,网站为了突出当今的热门和主流信息,将一些下级类目提升到大类中,如大多数中文网站把“电脑网络”或“计算机与网络技术”与“科学技术”并列为大类;又如网易将“体育竞技”和“少儿乐园”放在大类中。另一方面,子类的设置的标准问题,如Yahoo的“科学”这一大类下设有“电脑与信息技术”、“活动”、“教育”、“科普”、“酷站”、“能源”、“字典”、“组织”等等的二级类目。此外,在大类的展开中常出现整体不包含局部的违反逻辑规则的现象。 1.3各网站采用的分类标准不同,各行其是,导致了用户在使用时无所适从 以网络信息资源为基础建立类目体系,虽有较好的实用性,但类目划分的规律性不强,从而造成了各搜索引擎的分类不一致,体系也不太严密、科学,类名不规范,各个搜索引擎设立分类目录时力图突出的是自己的特色。 如新浪设立了“少儿搜索”大类,搜狐把“公司企业”单独列为一个大类,这就使得用户在使用时必须对某个搜索引擎的类目比较熟悉,否则当人工的分类有时与某些用户的习惯不一致时,会造成这些用户无法在正常的路径中找到资料。 1.4类目名称设置不够规范合理,不能全面反映类目的内容,给用户查找易造成误解 类名有时不能确切地概括类目的内涵,有时只有象征意义。此外,由于类目的下位类范围较宽,上位类有时很难有效限定其含义,再加上网络自编分类体系一般不使用注释揭示类目内涵,容易使一些类目的含义和范围难以确定。 设置好类目名称关键是选好类日用词。很多网络分类体系中采用一些含义模糊的语词,而且没有注释,这就使用户很难判断该类目的外延。如“网易”的“另类科学”,“搜狐”的“生活情趣”等类名,如果没有注释,根本就无法明白该类的内容包括什么。 1.5类目排列缺乏逻辑性 目前,中文网站总的来讲类目排列比较随意,外延常常有交叉重叠。几乎所有的中文搜索引擎的分类体系都存在着类目排列混乱的通病。如新浪、网易、搜狐、中华网在线等,都把“文学”与“艺术”、“电脑网络”与“科学技术”、“经济”与“文化”及“政治”等原本密切的大类,却人为地分割开来。又如网易对“文学”大类之下15个二级类目的排列,逻辑性不是很强。再如新浪对”文学”大类之下30个二级类目的排列,即便是按类目的使用频率或访问量序列排列,也使人感到排列次序不规律,不易查找。 1.6从事网络信息分类组织的人员都大多是非专业的分类人员,缺乏专业知识 随着网络信息资源的迅速增长以及信息需求的不断加大,网站业务量也快速攀升,而建立一个优秀的中文搜索引擎是一项庞大复杂的系统工程,在技术、设备、人力、财力的投入上都有比较高的要求。因此,许多网站扩大了工作人员的招收数量和范围,与此同时,许多网站却忽视了引进有信息处理专业知识的人才,因此造成了许多诸如以上提到的网络信息分类组织方面的问题。 面对海量网络信息,其分类体系的诸多弊端为用户充分利用网络信息、开发共享网络资源带来严重困难。因此,构建规范合理的网络信息分类体系,实现网络信息分类组织标准化已是大势所趋。 2国内有关学者的研究观点 从1998年开始,国内对网络信息分类组织的研究此起彼伏。其中,有许多学者表达了网络信息组织“标准化”的思想。如黄如花在文献1中指出要“信息描述标准化”;又如郑福根在文献2中认为网络信息组织的原则之一就是“标准化原则”;再如张林龙在文献3中指出“建立统一的网络信息分类标准成为网络信息分类组织的迫切需要”等等。此外,从近几年的研究成果来看,要编制一部适用于网络信息分类组织的分类法已具备了一定的理论基础,此说法可从刘延章、余义芳在文献4中对1998年~2002年这5年间160余篇有关网络信息分类组织研究的一些结果中略见一二。下面是文献4中的部分观点: (1)关于网络信息、网络信息用户、网络信息技术环境特点方面的研究成果极大地提高了我们对网络信息分类检索工具的标引对象、使用对象、所处环境的认识,为编制高质量的网络信息分类法打下了认识基础。 (2)关于网络信息分类法与传统文献分类法方面的比较研究为我们借鉴二者各自的特点、编表的理论、方法和技术提供了便利,从而为编制高质量的网络信息分类法打下了理论基础。 (3)关于传统分类法应用于网络信息分类组织方面的研究虽然有助于传统分类法特别是《中图法》自身的调整和改造,使之适应于网络信息分类组织的需要,但也为更好地编制网络信息分类法打下了方法基础。 (4)关于现代技术应用于网络信息分类组织方面的研究为编制高质量的网络信息分类法奠定了坚实的技术基础。 (5)关于中文网络信息分类体系的特点、问题及其改进方面的研究对于编制高质量的网络信息分类法具有现实的借鉴意义。 (6)关于统一的中文网络信息分类法编制方面的研究对编制高质量的网络信息分类法奠定了扎实的基础。 从上述研究结果可以看出,我国编制一部高质量的网络信息分类法具备了一定的理论研究基础和技术实现条件,为实现网络信息分类组织标准化提供了强有力的保障。 3对网络信息组织标准化的构想 通过以上分析,要实现网络信息组织标准化,编制一部适于网络信息组织的《分类法》是非常紧迫,也是切实可行的。但网络环境下的信息分类体系与传统文献分类体系相比存在着许多差异:①网络分类是以事物为中心,而不是以学科为中心列类;②网络信息分类是以网络资源为分类的基本对象,类目收录对象的范围更广;③采用了更多的信息技术;④直接采用语词进行信息标引;⑤传统分类是以线性方式展开类目,而网络分类是以网状方式进行超文本链接;⑥更新速度快。因此,编制网络信息分类法应考虑以下两大方面。 3.1宏观构想 编制网络信息分类法,实现网络信息组织标准化,应体现以下主要原则: (1)科学性原则。网络信息分类法应结合网络信息资源的特点,在充分揭示各学科之间内在联系和相互关系的基础上,将学科分类与事物分类相结合,构建一套科学合理的网络分类体系。 (2)继承性原则。网络信息分类法应吸收传统分类法的精华,吸收目前各中文网站分类体系的优点,结合现代信息技术来共同建造。对传统的东西不能全盘抛弃,也不能全盘吸收,应在吸收借鉴的基础上有所创新,有所发展。 (3)动态性原则。由于互联网是一个多元、开放的信息系统,因此,网络信息资源具有范围广、数量大、动态性强的特点。这就要求网络信息分类也要随着互联网内容的变化及时调整,使各种类型的网络信息资源都能在分类法中找到自己的位置。 (4)实用性原则。网络信息分类法应考虑网络环境下用户需求的特点。在类目的设置上,既要体现分类体系的相对稳定性,又要方便用户快速查询。类目数量控制在20~25个,类目层次展开至3~4级为宜。 (5)多维性原则。传统分类法以线性方式揭示文献信息内容,而网络信息分类法要尽可能全面而深入地揭示网络信息的内容和形式,多层次、多途径、全方位、多角度地进行信息揭示和描述,用超文本链接技术,变线性方式为网状方式,构建新型网络信息分类体系。 (6)开放性原则。网络信息分类体系具有相对的稳定性,但网络信息资源的开放性和动态性决定了网络分类体系也要随时增添新的内容。同时,不断吸收新思想、新技术,进一步满足和适应社会以及科技发展的需要。 3.2微观构想 根据上述对网络信息分类法宏观构想原则,结合传统分类法和现有网络信息分类体系的研究成果,笔者针对网络信息资源中的一类资源——综合性网站的框架构建了5大板块,对其中内容相对稳定的休闲娱乐、社会科学、自然科学和综合信息四大板快设计了22个一级类目。该分类体系以主题为主要聚类标准,充分体现网络信息组织分类——主题一体化思想。具体如下: 一级类目 热门追踪板块:考研聊天室游戏同学录人物明星下载专区招聘动漫flash...... 休闲娱乐板块:新闻与媒体娱乐与休闲体育与健康旅游与交通生活与服务 社会科学板块:社会文化哲学与宗教政治与法律军事与战争经济与金融教育与就业人文与艺术历史与地理 自然科学板块:自然科学医疗与卫生农业科学计算机与网络工程技术环境科学 综合信息板块:国家与地区参考资料综合网站 上述各板块中,热门追踪板块内容不固定,根据网上热点话题的变化而变化,其余四个板块的内容相对稳定,即休闲娱乐板块包括5个一级类目;社会科学板块包括8个一级类目;自然科学板块包括6个一级类目;综合信息板块包括3个一级类目。 Internet是一个开放、动态的网络体系,对其分类体系的构建,实现网络信息分类组织标准化是一个逐步完善的过程。本文所探讨的分类体系也需要进一步细化和发展,相信经过不断的努力和实践,实现网络信息分类组织标准化的这一天不会太晚。 信息类论文:信息系统开发类论文写作研究 摘 要:信息系统开发类课题一直在信息类本科专业毕业生选题中占多数比例。学生在设计开发完系统后,接下来就是如何高效地完成论文的写作。本文重点就信息系统开发类论文的写作框架结构,以及论文中每个部分的叙述内容注意要点进行了论述。近3年中,我院本科专业信息系统开发类论文的写作,基本上按照本文论述的方法撰写。此方法不仅提高了该类论文的写作效率和质量,也对学生以后做科研工作有一定的帮助。 关键词:信息系统;论文;写作研究;设计与开发 1 引言(Introduction) 本科毕业设计(论文)是学生综合运用所学知识和技能,学习科学研究或工程设计基本方法,培养实践能力、创新能力、科学精神和创业精神的重要实践教学环节,也是学生将所学知识深化和升华的重要过程[1]。它既是对学生素质与综合能力的一次全面检验,又是对学生的毕业资格和学位资格认证的重要依据[2]。 通过对我院近几年信息管理与信息系统专业、软件工程专业以及计算机科学与技术专业本科生的毕业设计选题内容调查统计后,发现信息系统开发类选题占90%以上。为规范和提高我院信息系统开发类论文的撰写工作,并根据《中华人民共和国国家标准科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式》(国标GB7713-87)的规定,本文给出了撰写信息系统开发类论文的框架结构,以及在论文框架每个部分的写作方法和要点。 2 论文章节结构(The structure of the kind of thesis's writing) 本科毕业生在选择了信息系统开发类毕业设计后,首先利用自己所学信息系统开发的方法、工具、技术等设计和开发一个完整的信息系统,然后就要整理开发过程中的各类文档完成论文的撰写。依据国标GB7713-87的规定、信息系统开发过程,以及结合多年指导本科毕业生论文写作实践经验,信息系统开发类论文结构一般包括:摘要、正文、结论、谢辞、参考文献和附录,其中正文部分包括:绪论、开发工具技术介绍、需求分析、概要设计、详细设计与实现和系统测试。 (1)摘要 摘要是整篇论文的关键内容,是设计与开发工作的缩影,通过摘要了解研究的问题、角度、方法、目的和观点[3,4]。摘要内容杜绝阐述背景信息,应该直奔目的、方法、结果、结论。目的主要说明设计与开发的前提、目的和任务,所涉及的主题范围,或本文主要解决的问题。方法是说明在设计开发过程中所用的原理、理论、工具、技术等。结果是设计开发了一个什么样的系统,即说明系统实现的功能。结论要说明设计与开发的某个(类)信息系统,对企业或者商家的实际应用价值。信息系统开发类摘要可归纳总结为一种格式,“为了什么目的;设计开发了一个什么样的系统;使用了什么工具、技术、设计与开发思想如何做的;实现了信息系统的哪些功能;所开发的系统对企业或商家有哪些利弊。” (2)正文 ①绪论 此部分主要说明设计与开发的背景和意义、国内外研究现状、论文的组织与结构。 开发背景和意义主要说明为什么要做这样的一个信息系统,也就是说,传统的人工信息管理方式或者目前存在的此类信息系统在管理信息时有哪些问题、弊端、不足之处等,一定要针对存在的问题具体说明,切忌用大量的通用性语言来说明。国内外现状就是开发背景中存在问题在国内外是如何研究和解决的,即就是此信息系统目前在国内外的研究情况,一般描述国内的要多一些,最好找到具体的实例系统用数据加以说明。论文的组织与结构是阐述论文的框架结构,说明论文包括哪些章节,每个章节都叙述了什么。 ②开发工具技术介绍 本节中说明设计与开发信息系统时,用到的主要开发环境、工具、技术、原理知识等的介绍,每类可以用一个小标题来说明。写作此部分的要点:一是说明该工具技术的主要作用是什么;二是与同类工具技术相比的优势在哪里;三是在本信息系统中是如何应用的;四是切忌用大量语言描述其功能和特点。另外,此部分与其他论文的重复率高,应该尽量用自己的语言重新组织。 ③系统分析 此部分主要阐述两个方面的内容,一是系统的可行性研究;二是系统的需求分析。 可行性研究是指在当前具体条件、环境、知识等具备的情况下,信息系统的研制工作是否已具备必要的资源及其其他条件。一般从技术可行性、经济可行性、社会可行性分析三个方面说明。技术可行性主要是指构建和运行信息系统所必需的硬件、软件及相关技术对系统功能实现的支持分析;经济可行性主要指构建与运行系统的投入与产出的效益分析;社会可行性是指企业组织内外是否具备接受和使用该信息系统的条件。 需求分析一般可以从功能分析、业务流程分析、数据流程分析等三个方面说明。功能分析可以从前台用户和后台管理员操作功能,如电子商务购物系统前台用户操作功能一般包括:查询商品信息、购买商品、查看订单信息以及修改个人信息等,后台管理人员需求主要表现为:对商品类型、商品信息、订单信息、用户信息的管理等。业务流程分析是系统中主要功能业务的操作流程说明,一般通过业务流程图来表示,如用户购买商品业务、购物车操作业务、后台信息管理业务等。数据流程分析是将信息系统中的数据流动情况抽象地独立出来,单从数据流动过程来考察实际业务的数据处理模式,一般通过数据流程图来表示,如购物车数据流程。 ④概要设计 此部分主要包括三个内容,一是系统总体结构设计,二是数据库设计,三是系统开发与运行环境设计。 系统总体结构设计主要是从实现功能方面,说明系统包括的前台功能和后台功能模块,如购物系统前台主要指用户的购物功能,后台主要是管理人员操作管理基本信息的功能,分别画出前台和后台功能模块图。 数据库设计是指设计信息系统的数据逻辑模式和物理结构,并据此建立高效的数据库,以服务于信息系统。在论文中一般说明数据库的概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计。数据库概念结构设计是说明信息系统中包括的数据以及之间的关系,具体可以通过E-R建模图来表示,在绘制E-R图时,可以先给出单个数据实体的实体属性图,然后画出系统总体的E-R图,总体E-R图不包括单个实体的属性,只包括实体及其联系和联系的属性。数据库逻辑结构设计是在概念结构设计的基础上,选择关系数据模型抽象出数据库的关系数据模式,具体抽象时E-R图中的一个实体对应一张二维数据表,实体之间联系为多对多时,联系单独也要抽象成一张二维表。数据库的物理结构设计是数据库如何存储,具体采用什么数据库访问技术来访问数据库。 系统开发运行环境的设计是指以系统开发环境是如何配置的,系统运行的软硬件详细配置是什么。 ⑤详细设计与实现 此部分重点说明信息系统重要功能模块是如何设计与实现的。具体要分别对每个优秀功能单独说明,先用文字语言详细叙述功能的算法步骤以及实现方法,然后再画出每个功能的算法实现流程图。要注意两点,一是功能的算法步骤不要写成业务操作过程;二是说明功能实现时可以放置优秀代码,但是不要将放整个实现函数或者模块代码。 ⑥系统测试 系统测试是为了发现信息系统中的错误而执行程序的过程。在写此部分时,首先说明系统测试有哪些常用方法,在本系统的测试中使用了什么测试方法。然后,选择系统中优秀功能来测试,在测试时,先要以表格形式给出具体的测试用例,然后给出相应测试结果图以说明测试过程。 (3)结论 结论先叙述使用了什么设计思想,开发了一个什么样的信息系统。然后重点叙述三个方面内容:一是设计、开发过程中遇到了哪些问题(典型的、可借鉴的),并且是如何解决的;二是系统目前的不足之处,有没有解决方案;三是系统还需要改进、完善的方面是什么。 (4)谢辞 简要叙述在整个毕业设计过程中,向曾帮助过你的组织和人以致谢。请注意言辞要恳切,要根据实际情况,尽量减少大话、客套话。 (5)参考文献 此部分是在写论文的过程中,按照章节以及参考的文献资料顺序,逐个列出所有参考的文献资料。重点要注意不同类型参考资料的著录方式,可以参考国家《文后参考文献著录规则2005》[5]中列出的著录格式。所有文献资料列出后,要在前面论文章节引用位置处添加引用点。 (6)附录 如果在论文中使用了大量的公式、图、表等,可以统一整理后放置在此部分。 3 结论(Conclusion) 本文论述了信息系统设计与开发过程,信息系统开发类本科毕业设计论文的写作问题,着重叙述了信息系统开发类论文的结构,以及论文中每个部分的写作要点。本文的研究为计算机类相关专业本科毕业生完成信息系统开发类论文的写作提供了指导性的依据,为学生走向工作岗位的科研工作奠定了基础。 作者简介: 段 群(1980-),女,硕士,讲师.研究领域:计算机教学,图像处理. 李 红(1976-),女,硕士,副教授.研究领域:图形图像处理. 康世英(1980-),女,硕士,讲师.研究领域:计算机网络应用. 信息类论文:电子信息类专业计算机网络论文 1实验教学内容和形式的研究 为提高实验教学的质量,针对以上存在的问题,笔者从实验教学的内容和形式两方面对计算机网络实验教学进行研究和探索。结合计算机网络课程自身的特点,利用电子信息类专业有限的实验条件,在传统的验证型实验的基础上增加了操作型实验、设计型实验和研究型实验。在实验内容的安排上力求循序渐进,先通过对基础原理的验证型实验和操作型实验来加深对网络原理和技术的理解,提高学生的实际应用能力,进而逐步涉及难度较大的设计型和研究型实验。 1.1验证型实验优化和整合传统的验证型实验,将验证型实验分为初级验证型实验和高级验证型实验。主要用于帮助学生理解网络基本概念如协议、数据帧和算法等,观察和评价网络性能指标。初级验证型实验主要利用网络协议分析工具截获网络中传送的数据包,验证网络上数据包的基本结构,通过观察分析数据包的传送认识和理解协议的运行机制。高级验证型实验依托网络仿真软件进行,首先由教师给出实验的仿真优秀源代码,学生根据教师的讲解及关键部分的提示对网络仿真脚本做相应的修改后运行,利用网络仿真软件中的可视化工具观察网络协议运行过程的动画演示。在高级验证型实验中学生还可以通过修改某一参数观察网络各性能指标的变化,分析比较仿真结果,领会协议和算法的含义。以Wireshark软件抓取网络上的数据包为例实现初级验证型实验。该实验的硬件配置要求比较低,配备网卡的PC机和局域网环境即可,操作系统Windows2000或者XP都可以。通过Wireshark软件抓取网络上的数据包,可以得到封包的详细信息[3],如物理层的数据帧概况Frame、数据链路层以太网帧头部信息EthernetII、互联网层IP包头部信息InternetProtocolVersion4、传输层TCP的数据段头部信息TransmissionControlProtocol和应用层的信息HTTP协议HypertextTransferProtocol等。学生可以通过每层捕获的数据包清楚地验证数据包头部信息的嵌套,数据帧或包的格式,进而理解网络协议分层的意义。为了提高学生独立分析能力,而不是被动验证所学知识,可以用Wireshark捕获到的实验数据分析TCP/IP连接的三次握手情况,识别Wireshark截获到了三次握手的三个数据包。高级验证型实验中的网络仿真软件目前使用较多的有OPNET、Matlab、NS2和OMnet++等。由于NS2是开放源码的网络仿真平台,不需要额外付费,可以运行在Linux或Windows操作系统上,能够在计算机网络各个层次上模拟网络运行,并支持目前计算机网络教材中出现的大多数有线和无线网络协议,所以可选择NS2作为高级验证型实验的主要软件工具。以NS2为网络仿真软件的高级验证型实验的硬件配置要求比较低,配备网卡的PC机。如果现有实验室的PC机已有Windows系统,又想在Linux下运行NS2仿真,可在PC机的现有操作系统上安装虚拟机,虚拟机上再安装Linux操作系统运行NS2即可。在运用NS2做高级验证型实验时,重点是验证网络协议或算法的动态运行和变化过程。由教师给出TCL脚本实现对模拟仿真场景的产生和控制,并对关键控制部分进行详细讲解。学生依据图1所示实验流程完成实验。在这个实验阶段,学生一般不具备独立编写网络控制脚本的能力,对NS2网络仿真软件使用不熟练,所以学生主要是观察和验证已有网络协议的运行过程,修改关键网络仿真参数,通过观看动画演示和分析NS2的跟踪记录文件,得到网络性能如何变化,深层次领会网络协议和算法。 1.2操作性实验为提高学生的动手能力,突出电子信息类专业注重学生实践能力的培养,可在传统网络实验的基础上增加操作性实验,适当购置一些计算机网络实验的硬件设备,如双绞线夹线钳、双绞线测试工具、小型路由器、网络检测设备等,针对性地开设一些必要的计算机网络硬件实验,如网络线缆的制作与测试、网卡等一些常用设备的安装、设置及使用,路由器的设置、小型局域网的配置等。操作性实验不仅能增强学生实际操作能力,还能激发学生的学习兴趣,真正达到学以致用的目的。操作性实验包括3个步骤:①布线实验。主要是掌握双绞线的制作与连接,使学生明白双绞线与直通线的不同点,能够使用测试仪测试网线,制作出合格的双绞线[5]。②组网和建网实验。主要是掌握如何利用小型路由器、PC机和在步骤①做好的网线连接形成一个小型局域网。通过这一步实验,使学生能够掌握路由器的基本配置、路由器的级联方法、理解冲突域的概念等。③测试和管理网络。主要是掌握常用网络测试命令的应用,如Ping命令、Tracert命令、ipconfig命令等。对学生在步骤②中组成的一个网络运用基本的网络测试命令进行网络测试和管理。在传统的计算机网络实验中,常用网络测试命令通常都放在验证型实验中,学生实验的目的性不强,通常是把每一个测试命令敲一遍看看结果就结束实验,大约20分钟不到就可以完成,实验的效果不佳。将基本网络测试命令的运用放在操作型实验中,可让学生有针对性地对自己布线和组网成功的网络进行测试,检查网络是否连接成功,如何通过命令修改网络配置等。这样学生做实验的兴趣比较浓厚,也达到学以致用的目的。在操作性实验结束之后建议学生在家里组建自己的有线或无线小型局域网通过ADSL上Internet,也可以鼓励学生实验在笔记本上配置无线AP(接入访问点),手机接入WiFi的方法,进一步巩固实验内容。 1.3设计型实验电子信息类学生一般要具备一定的网络应用软件开发能力,因此设计性实验是电子信息类学生计算机网络实验不可缺少的一部分。设计性实验的主要目的是让学生能够编写简单的网络通信程序,掌握网络基本编程技巧。计算机网络课程通常在电子信息类专业的大三和大四开设,此时学生一般都已熟练掌握一门程序设计语言,如C语言和Java语言,学生具备顺利掌握网络编程技巧的基础。设计性实验的主要内容是用Socket套接字进行网络程序设计,让学生能运用Winsock提供的API函数接口进行面向连接或无连接的网络程序设计,实现网络数据传输。通过该实验学生可掌握Socket编程的基本方法,进一步深入理解UDP及TCP协议的工作原理,初步掌握TCP和UDP方式的网络编程模式。传统的计算机网络设计性实验通常是侧重网络应用层通信的设计,即实现网络聊天程序,FTP客户端/服务器端程序开发等[6]。电子信息类专业要求学生掌握一定的网络底层通信技术,因此其计算机网络设计性实验需要侧重网络底层的通信实验。针对电子信息类的专业特点,设计型实验主要包括3个部分:①基于Socket的异步串行通信设计。电子信息类的课程设计中会大量用到串口通信测试,可以让学生设计基于Socket的异步串行通信,通过这部分实验不仅让学生了解串口通信的原理,而且有利于学生掌握基本的Socket编程方法。②基于原始套接字的通信设计。电子信息类专业在进行硬件设计特别是嵌入式开发时,通常要对网络的数据链路层和IP层进行开发,而原始套接字可以用来处理数据链路层及IP层数据。这部分实验可以让学生自己设计Ping程序,完成数据链路协议设计和修改等。③基于流式/数据报套接字的客户/服务器通信设计。这部分实验是传统的计算机网络设计性实验的主要内容,目的是让学生掌握基于TCP和UDP方式的网络通信设计,如设计FTP客户服务器程序。 1.4研究型实验研究型实验主要对学有余力的学生利用课余时间进行的自主研究实验,采取2~4人为一组的形式,旨在提高学生运用所学知识解决实际问题的能力,以及培养学生的团队协作能力。在高级验证型实验中学生已对网络仿真软件有了一定的了解和熟悉,通过高级验证型实验学生能了解网络协议的动态工作工程,分析网络性能。研究型实验可以在高级网络验证实验的基础上进一步让学生深入了解如何修改和设计自己的网络协议,并观察、测量和比较其性能的变化。以NS2网络仿真软件为例,图2给出了NS2的网络仿真模型,由上至下可以针对网络层、数据链路层(包括介质访问控制层)和物理层分别展开研究。(1)在网络层上,重点研究动态路由。在有线网络环境中,研究动态路由的路由信息更新过程。以距离矢量算法的动态路由为基础,研究当链路状态发生改变时,静态路由和动态路由之间的差异。在无线网络环境中,在分析无线Adhoc网络路由协议(如DSDV、AODV以及DSR)性能的基础上,进一步修改和设计无线网络路由协议。(2)在数据链路层上,重点研究链路层协议。在研究以太网基本协议(如滑动窗口协议、停止等待协议、CSMA/CD协议等)的基础上尝试修改链路层协议以改善网络在某方面的性能(如吞吐量、延时、数据包投递率等)。(3)物理层上,重点研究无线传播模型和能量模型对无线网络性能的影响,从而为不同网络环境设计不同的无线网络的上层协议。 2结语 计算机网络是一门理论和实践结合非常紧密的课程,计算机网络实验教学具有十分重要的地位,电子信息类专业的计算机网络实验有必要独立设课,规范实验教学,并针对电子信息类专业培养目标更新实验教学内容,因地制宜地引入多种实验教学形式方法。通过实验教学内容和形式的具体实施,笔者完成了两个电子信息类专业教学班的实验教学任务,对比没有实施上述实验教学的班级学生,发现这两个班学生思维更加活跃,对计算机网络的基础理论掌握更加熟练。下一步,将重点考虑培养学生网络通信协议的独立开发能力和综合实践能力。 作者:李晓卉单位:武汉科技大学信息科学与工程学院 信息类论文:中职类学校信息化建设论文 1中职类学校信息化建设的重要意义 在当今信息化社会,信息在我们的日常生活中无处不在,我们每天都会通过各种多媒体手段获取大量的信息,信息已经彻彻底底地成为了我们的精神食粮,不可或缺。如今QQ、微信、微博等已经成为了人们互相联络的重要手段,QQ工作群已经取代了电话,成为了很多单位重要的通知手段。朋友圈、微博也成为了人们交朋友和联络感情的好地方。大家都知道“有问题找度娘”,利用数据库可以检索各种论文,解决学术问题。因此,在这个全民都倡导信息化建设的社会,不会使用互联网的人,就是当今社会的新型文盲。学校办学的主要目的是教书育人,信息化建设自然要以教书育人为中心,要为教师和学生服务。中职学校的信息化建设,应该坚持以教师和学生为本,提高全体教师的整体信息化素质,增强学生对信息化的兴趣。本文从信息化建设普遍存在的问题入手,和我校以人为本的信息化建设两方面来剖析中职学校的信息化建设对策。 2中职类学校信息化建设的现状与普遍存在的问题 2.1计算机应用已经普及,每个学校都有自己的多媒体教室、机房,每个办公室都有办公电脑,并且都已经开通互联网,但信息工程建设滞后。据调查,目前中职院校的计算机仅仅用于上网和学校的局部管理,只是解决一些相对独立的问题,计算机系统仍然处于封闭和静止的状态,系统的集成相差很远,信息工程建设与其他行业相比有较大差距。搞得信息化建设成为了一种硬件投资,尤其在一些中职学校,考虑到学生自律性比较差,机房在平时都不向学生开放,利用率不高。 2.2信息化建设没有从本校的实际需要出发,缺乏符合本校实际需要的数据软件,信息的采集、处理、利用等工作做的还很不够,学校内部的信息资源未能开发,没有本校的数据库,网上有价值的数据寥寥无几,整个计算机网络就相当于空架子,未能发挥出应有的效益,造成资源的极大浪费。 2.3对职业学校信息化的内涵理解模糊。很多人包括学校领导都把学校信息化看作是信息部门的事情,而忽视与整个学校的管理改革和应用发展相结合,缺乏学校决策者、管理者和普通员工的共同参与配合。信息化涉及到学校的方方面面,不是单纯的技术问题,它既包括管理体制、管理模式的变革,更包括人的思想观念、思维方式的转变。 2.4信息化建设水平有限,教师信息化建设水平整体偏低。 3中职类学校信息化建设的主要内容 3.1信息化建设的第一步也是至关重要的一步就是建立一个稳定、安全、高速的计算机网络,这一步做不好,其后续的软件应用也就无从说起。我校现在不但建立起了稳定、安全、高速的计算机网络,还着手建立了无线网,并在不断的完善中,满足教师和学生随时随地上网查询资料的需要。 3.2中职学校成员素质的信息化。一方面,搞好教职工的职业技术培训,提高职工的计算机应用技能。二是通过科普宣传,开展全员信息化教育,提高信息化意识。我校在假期期间经常承担全省中职学校教师的信息化培训任务,并鼓励本校老师积极参与,利用业余时间提高信息化技能。为了提高老师的信息化技能,我校还鼓励老师自主进行课件开发,并进行校内评比,然后给予物质奖励。并且,我们还成立了课件开发中心,扩大开发团队,协助全校老师开发教学课件,帮助全校老师提高信息化水平,丰富课堂内容,使得原本枯燥的课堂变得生动、形象,有利于学生学习得更好更快,提高学生学习兴趣,增强教师的信息化意识,提高学生的信息化兴趣。我校还响应号召,组织全校老师学习微课制作,并开展微课制作大赛,提高教师微课制作水平,将微课引进课堂。我校通过组织全校教师参加全省乃至全国的课件、说课和教学设计等竞技比赛,增强教师的信息化意识,提高教师的信息化技能。培养学生参加信息化大赛,增强学生的竞技意识,提高学生的动手能力,通过学校和老师对信息化的重视,加强学生的信息化意识,信息化技能,增强学习兴趣。 3.3管理过程的信息化。我校积极调研学校老师和学生的需求,搜集整理学校有用的数据,不断完善我校的数据管理系统,实现学校的教务管理、人事管理和资源管理等的统一化、网络化、集成化、信息化,方便教师和学生管理的工作。 3.4完善学校的数据系统,搜集整理有用的数据资源和学习资料,实现资料的网络化、集成化、共享化,方便教师和学生的随时下载、使用,提高这些资料的利用率,最大限度的实现这些资料的价值。 4结束语 我校一直秉承着以人为本的办学理念,始终从教师和学生的需求出发来推进学校的信息化建设,增强教师和学生的信息化意识,让教师和学生参与进来,推动信息化建设的高速发展。当然,我校在信息化建设这条道路上还需要很大的努力,我们的信息化团队还需要壮大,信息化技能还有待加强,还没有实现全体师生对信息化的重视,信息化的数据整理也需要一个过程。我校还在不断的摸索和改进的路上,希望中职学校的同仁们,共同分享成功的经验,实现信息化建设的高速发展。 作者:赵冰 单位:齐齐哈尔铁路工程学校 信息类论文:信息通信类电力企业论文 一、企业人才队伍现状 截止2014年6月,拥有员工600多人,从性别来看,大部分员工为男性,男性占比达到8成多;从学历来看,主要以本科及以上为主,占比达到了90%,硕士研究生及以上员工占比38%,人才当量密度达到1.05;从年龄来看,大部分员工比较年轻,这是信息通信类行业的普遍现象,25岁及以下员工为13%,26岁至30岁员工占比44%,31岁至40岁员工占比为37%,41岁及以上员工为5%;从职称来看,拥有高级专业技术职称的人员占比6%,中级专业技术职称的人员占比32%;从专业结构来看,大部分员工主要集中在计算机类、电气类、通信类、信息安全类等专业。 二、企业人才队伍建设存在的问题 随着信通公司规模快速扩大,人员总数也快速上涨,五年来将近翻了一番,人才队伍素质与企业规模的不匹配逐渐凸显,人员结构不够合理、人才梯队建设不完备、人力资源有序流动和优化乏力等问题亟需解决,亟需变“以量换量”(以人员数量增加推动业务量增加)的粗放式管理为“以质取胜”(以人员综合素质提升市场/行业地位)的精细化运营。企业人才队伍建设存在的问题主要体现在以下方面。 1.人才队伍结构不够合理,人员偏向年轻化 从数据来看,信通公司年龄30周岁(含)以下人员占比达到57%,40周岁(含)以下人员占比达到93.7%,50周岁(含)以下人员占比达到95.4%,人员平均年龄仅31周岁,因此公司人才队伍相对年轻,人才队伍不稳定因素加大。 2.人才梯队建设不完备,高、精、尖人才缺乏 从数据来看,信通公司硕士研究生及以上员工占比38%,中高级专业技术职称的人员占比38%(但高级专业技术职称的人员占比仅为6%),可以看出职称结构整体层次偏低,公司人才队伍的梯队存在“断层”,初级型、单一型的人员比较富余,但高层次、复合型人才相对短缺,技术骨干队伍亟待加强。 3.人才配置机制不科学,人才缺乏有序流动 信通公司向来重视人才的引进和培养,但在人才配置上,却相对缺乏科学合理的岗位配置和有序流动,有时造成了人才资源的浪费,不能营造有利于人才脱颖而出的机制环境。因此企业经营者要遵循“人岗匹配”原则,选择最合适的人放到最合适的岗位上,建立平等竞争、有序流动、优胜劣汰的岗位竞争机制,从而实现人力资源的合理配置。 4.人才培养机制不完善,考核激励机制不健全 信息通信行业的知识、技术、技能和设备日新月异的变化对人才提出了更高的要求,虽说信通公司已经认识到对人才再培养的必要性,但对于如何再培养却没有相应的机制支撑,对人才的培养和使用缺乏长远观念。在人才考核激励方面,工作绩效考核指标不够量化,考评方式不够完善,不利于发挥和调动人才的积极性和创造性。 三、加强企业人才队伍建设的对策 1.创新人才理念,确立人才发展思路 第一,树立“人力资源是第一资源”的理念,坚持贯彻落实科学发展观,大力实施“人才优先发展”战略,以优化人才队伍结构和提升队伍整体素质为主线,以加快高端人才的培养和引进为重点,把人才发展规划纳入公司总体发展规划和各级各部门的工作规划中持续推进,对人力资源管理进行重新定位,推动科学化管理进程,做到人才资源优先开发、人才结构优先调整、人才资本优先积累、人才制度优先创新。 第二,坚持以人为本,贯彻落实科学人才观,将优秀人才个人职业发展规划与公司发展规划结合起来,实现人尽其才、才尽其用。坚持改革创新,不断创新选人、用人、育人、留人机制,营造有利于人才脱颖而出的机制环境,充分调动各类优秀人才的积极性和创新性。坚持培养和引进并用,既要努力培养好现有各类人才,提升优秀能力,又要根据事业发展需要,积极引进高层次的优秀人才和急需紧缺人才。 2.建立人才管理体制,培养复合型人才 第一,逐步建立结构合理的人才队伍控制机制,实施“三定”工作(定岗、定编、定员)与战略目标、收入、产品线“三挂钩”,保证公司人才队伍结构均衡发展。具体有以下两个方面:一是制定公司《机构编制管理规范》,提高内设机构管理、编制管理的规范性、协同性和有效性;二是逐步建立并完善《劳动用工计划测算模型》,将业务部门人员数与战略目标、综合业绩增长率(营业收入增长率及利润总额增长率或合同额增长率)、产品线发展阶段、盈利能力水平、产出效率水平等因素进行挂钩;职能部门人员数由用工总量、部门使命、部门职责进行确定。 第二,建立平等竞争、有序流动、优胜劣汰的岗位竞争机制,健全公司《轮岗管理办法》,通过内部岗位轮换,营造有利于人才脱颖而出的机制环境,给员工提供更广阔的职业发展平台,促进员工熟悉和掌握相关岗位作业流程,有效培养复合型人才,进一步优化人力资源配置,有效解决结构性缺员。主要可以从三个层面进行岗位轮换:业务部门间岗位轮岗(营销部门与事业部之间、研发部门与事业部之间);部门内相关岗位轮岗(研发、工程实施、项目管理、市场销售等职位之间);职能部门关键性岗位轮岗(如采购、财务等岗位)。 3.完善选拔任用机制,助力人才脱颖而出 第一,转变人才招聘的思维方式,拓宽工作思路,充分考虑现有人员结构(性别、学历、专业、年龄、职称分布情况),依据人岗匹配原则,及时开展内外部招聘、调整人员,确保各部门的人才当量密度在合理范围内,有效防止员工量增质降。 第二,多渠道多方式实施各类人才引进工程,加大国家青年、江苏省333高层次人才、江苏省“双创”人才、国家电网公司“科技领军人才”等专家人才的引进力度,加大博士等高学历人才的引进力度,加大教授级高工、高工的引进力度,加大信息系统项目管理师等高级资质的引进力度,确保人才队伍梯队中有足够的高、精、尖人才。 第三,创新优秀人才和后备干部的选拔机制,大力推行关键岗位竞争上岗制度,将民主推荐专业拔尖人才和后备干部常态化,建立“人力资源人才池”,选拔具有良好发展潜力的年青同志为我公司今后3~5年的重点培养对象,采取各种措施予以重点培养。完善高层次人才“传帮带”机制,强制要求高层次人才在规定时间内须培养下一级技术肯干,培养结果与其年度绩效奖金挂钩。 4.优化人才培养机制,促进人才素质提升 第一,建立集团级、公司级、部门级、分部级“四级”培训体系,发挥“网络学堂”、“管理培训课堂”、“职称培训课堂”、“资质培训课堂”、“新员工培训课堂”、“岗位技能提升课堂”等“六大”课堂更大的作用。加强职称管理工作,强化职称建设考核责任制,提升公司员工总体职称水平。结合公司市场拓展需求和员工个人职业通道规划,以资质认证为重点,开展针对性培训,推动员工专业技能与职业素养的持续提升。 第二,探索与高校、党校、行政管理学院、管理咨询公司等建立委托培训关系,以短期委培的形式,对公司技术骨干、管理骨干、业务骨干进行相关专业前沿知识、短板知识的培训,提高其工作能力和工作前瞻性,使其在各专业领域成为企业各项工作的推动力量。 第三,加强对员工职业生涯通道的管理,充分了解员工的职业倾向,寻求更有效的培养方式,有意识地、有选择性地进行培养(包括调整岗位),提高员工的职业满意度,从而最大地激发员工的自主创新精神,提高对公司的贡献度。建立专家人才(高级专业类职位)职业发展通道,形成公司级专家、集团级专家、行业级专家及部级专家“四级”专家人才梯队。 5.健全考核激励机制,激发人才发展潜能 第一,进一步完善绩效考核制度,通过考核对人才的招聘、流动与配置、职业生涯规划、培训的效果进行衡量,同时推进人力资源管理各模块的良性互动和人才队伍动态管理,形成有效的激励与约束机制,整合各类资源,形成合力,实现员工与企业同发展。加大绩效考核在人才队伍建设中的强化作用。明确各部门人员素质提升各阶段的考核指标,加强对人才发展规划各项任务目标的督促落实,并列入季度、年度绩效考核。 第二,完善内部分配激励机制,探索管理、技术等生产要素按贡献参与分配的方式,处理好效率与公平的关系,增大科研成果转化应用的奖励比重,培养更多的创新型人才。对创新性人才、科研人才、突出贡献人才等实行年薪制,或在内部薪酬分配方案中增设特殊贡献奖,体现分配向关键人才倾斜。 四、结语 综上所述,构建一支服务于一流信息通信类现代公司的人才队伍是一项系统工程,它涵盖人才规划、人才引进、人才配置、人才培养、人才管理和激励等人力资源管理的各个方面和各个环节,需要企业不断地加强人力资源管理,不断改革、创新和突破,形成多层次、全方位、系统化、制度化的人力资源管理体系,营造有利于人才脱颖而出的机制环境,为保障公司可持续发展和战略目标的实现提供强有力的人才保障和智力支撑。 作者:蓝丽娟单位:南京南瑞集团公司信息通信技术分公司 信息类论文:电子信息类实践教学论文 1构建合理完善的实践教学体系 围绕专业综合改革目标,建立分层分流人才培养方案的课程体系.根据学生的学习认知规律,实施按层次、分阶段组织实践教学.将实践教学内容分为4个模块:认知类实习实验模块、基本技能训练模块、专业综合能力训练模块和创新能力训练模块.建设新目标下的实验室和实验教学模式,以适应培养创新型、复合型人才的需求.不断完善各类实验室开放形式,创造条件让学生较早地参加科研和创新活动.同时不断深化教学内容和教学方法与手段的改革,将仿真技术与各模块融为一体,充分利用软件操作的便捷性,探讨问题的关键所在. 1.1实践教学体系的模块化、层次化建设 坚持“以实践与创新能力培养为优秀”的实践教学观念,优化实践教学内容,改革实践教学方法和手段.结合专业综合改革,在相同知识平台基础上,将教学内容联系较为密切的课程,整合成系列课程群,按群建立以能力培养为主线,分层次、多模块、相互衔接、科学系统的实践教学体系.实现与科研、工程、社会应用密切联系,基础与前沿的有机结合的良性互动.引入现代技术,改造传统的实践教学内容和技术方法.建立新型的适应学生能力培养的考核方法和教学模式.在专业综合改革的基础上,整合拓展,完善实践教学过程的层次化,在实践教学体系中主要完成: (1)基础型训练——实践教学的基础,加深学生对基本知识的理解; (2)综合设计型训练——实践教学的关键,增强学生理论联系实际能力; (3)拓展应用型训练——实践教学的提高,促进学生对交叉学科的知识综合性; (4)工程创新型训练——实践教学的升华,培养学生对系统的工程能力和创新精神. 1.2理论、实践和仿真并举 将仿真技术逐步渗入到电子信息类理论课程以及相关的实践类教学中,在课程内容设置上理论教学与实践教学相辅相成、相互渗透.在实验教学中,加强实验教材建设,编写集电子电路、通信与信息类处理、计算机控制三位一体的电子信息类专业实验教材,突出软件仿真技术在实验中的应用.在具体过程中,硬件实验与软件仿真并举,加强对系统设计工具软件的实训,突出对知识综合运用能力、系统设计能力、创新能力、团队协作能力与工程实践能力的培养. 1.3以大学生电子设计竞赛促进实践教学 伴随科学技术迅速发展,专业之间相互交叉与渗透,而电子设计竞赛内容具有明显电子技术、信息类技术、计算机技术等的综合特征,需要理论与实践的紧密结合,强调系统总体方案的设计和具体电路的实现,朝着新技术和新应用方面发展.传统下的课程体系已经不能适应这种需求,必须更新教育理念,在专业综合改革框架下,构建新的实践课程体系,以满足专业学科在新环境下要求.鼓励学生申报开放项目,自主选择指导教师,在教师的宏观指导下完成课题研究,为参加电子设计竞赛打下基础.对积极愿意参加电子设计竞赛的同学,则组成参赛小组,指派理论水平高、实践经验丰富、创新意识强的教师给予指导,提高综合实践能力.十多年来,我们在竞赛中获得优良成绩,有力推动实践教学改革. 1.4实践教学保障体系的进一步完善 实践教学保障体系的基础是拥有一支实践经验丰富,勇于创新的实践教学队伍.以现有的两个教学团队《现代电子技术教学团队》、《信息类与控制教学团队》为基础,整合两个团队的师资力量,打造一支教学理念先进,教学管理有力,实践环节特色突出,教学、科研成果丰富,朝气蓬勃、开拓创新的一支优秀电子信息类专业实践教学团队.实践教学保障体系的优秀是实践教学管理制度,为保证正常的实践教学秩序,必须加强实践教学工作的规范化管理.实践教学由实验、实训、实习、毕业论文(设计)等环节有机构成,强调每个环节都重视实践教学的管理和监督,并积极探索创新管理监督模式,是提高实践教学质量的关键.如成立由教学经验丰富、责任心强的高级职称教师组成的教学督导组,督导实验课中的备课情况、课程教学计划的执行情况、实验报告的批改情况;实训中的电子电路制作的方案、调试、验收情况;专业实习中的计划、实施过程、实习报告的撰写和鉴定情况;毕业论文(设计)的选题、开题、论文(设计)规范性的指导情况等.对教师实施教学过程及时提出针对性的意见和建议,以提高实践教学效果,形成长效管理机制. 2实习、实训基地建设 建立一个集实践教学内容、形式、手段、考核、教材建设和队伍建设等为一体的电工电子实验中心,能为学生能力培养提供便利.围绕专业综合改革目标,在分层分流人才培养方案的课程体系下,根据学生的学习认知规律,按层次、分阶段实施实践教学. 2.1实验室建设 不断深化教学内容和教学方法与手段的改革,将仿真技术与各模块组成有机整体,采用现代仪器方法和技术,将理论教学与实践教学紧密地联系在一起,重点培养学生的知识综合运用能力、实践动手能力、创新意识和创新能力.通过实验与多媒体及计算机软件仿真相结合,体现现代教育技术在电子教学实验中心实施的实验教学.以培养和提高学生的科学实验素质和创新能力为目标,积极开展实验教学改革,努力提高实验教学质量,进行实验教学改革.精选实验项目,按照基础型、综合型和设计性等实验类型,分层次开设教学实验,因材施教.改革教学方法,利用现代教育技术加快实验教学手段的现代化,并努力将科研成果转化为实验方法和内容.依托优势学科让学生及早参加科学研究,通过科学实验培养学生理论联系实际的学风、严谨的科学态度和分析问题、解决问题的能力与创新精神.充分重视实验室向学生开放工作,把实验室开放工作作为教学改革的重要内容.坚持“面向全校、因材施教、形式多样、注重实效”的基本原则,有效利用现有实验室条件或创造必要的条件,统筹规划实验室开放工作,制定相应的实验室开放制度.本着实验教学改革的精神,积极开展实验室开放工作,采用多种形式向学生开放.不断完善各类实验室开放形式,创造条件让学生较早地参加科研和创新活动.在时间和空间上全方位开放实验室,吸引学生利用课余时间(假期)到实验室参加实验研究、进行科技制作和发明创造等活动,培养学生动手能力和创新实践能力. 2.2电工电子实验中心建设 经多年努力,已经形成一个实验形式上开放与计划安排相结合,实验内容上基本是内容与创新相结合的新型实验教学与管理模式,是一个提高学生的实验技术水平、增强动手能力、逐步养成从事科学研究的基本素质和良好习惯的综合性平台.在这个综合平台上,建设新目标下的实验室和实验教学模式,以适应培养创新型、复合型人才的需求. 2.3实习基地建设 校企合作是高校培养创新型人才的一种新型人才培养模式,是促进高等教育改革创新,全面提高人才培养质量的重要举措.通过校企共建实习基地,实现应用型人才培养的目标.在实践基地中,完成对大学生的技能训练,培养实践动手能力.学生在企业导师的指导下,有望直接参与企业的产品研发和技术活动,增强创新意识.目前我院已与杭州大华,武汉众友,江苏洪泽瑞特,扬中绿杨电子、苏州固纬、福建冠捷电子、淮北东磁电子、淮北矿业集团等企业建立长期稳定的专业实习基地,收到良好实习效果. 3结束语 在专业实验中,以多媒体技术仿真技术为主线,采用“层次化、模块化、相互衔接、整体统一”的模式,不断优化实验项目.坚持因材施教,提供一部分拓宽与提高的选做实验项目,为学生的自主研究与发挥留有足够的空间,以满足部分学生兴趣特长和个性发展的需求,促进创新人才的成长.在专业实践教学中,以实验教学为基础、课程设计为主线、电子设计竞赛和工程训练为依托的教学模式.结合仿真技术特点,从课程、课程群、逐步过渡到以系统设计、模拟分析和系统实现为主的方式,强化EDA技能训练和突出工程应用培养,以满足加强素质教育、培养复合型、应用型人才的要求. 作者:杨一军陈得宝方振国李峥王江涛李素文单位:淮北师范大学 信息类论文:电气信息类应用型人才培养论文 1电气信息类专业人才“画像”与“塑像” 在专业人才准确“画像”的基础上,形成符合行业需求、岗位要求的应用型人才培养方案——“塑像”。我校电气类相关专业根据“画像”,优化人才培养方案,整合课程形成新的课程体系,加强网络课程、优秀课程建设,实践能力培养从“满足学生实践能力基本训练需求”转入“提升学生综合训练和创新训练的质量和效果”,完善“三级”大学生创新训练体系,加强教学过程设计、管理、评估等环节,探索多种应用型人才培养模式,并逐步完善以适应高级应用型人才培养需求。 2课程整合优化,强化专业基础能力培养 应用型人才培养的关键是能力的培养,而基础能力培养又是其他各种能力培养的重要前提。调研发现,有相当一部分电气信息类专业的毕业生在择业、就业时连专业相关的基本能力和基本素质都很缺乏,在就业时就失去了专业的优势,专业领域实力与竞争力明显不足。因此,适应应用型人才培养的课程体系就显得尤为重要。我校电气信息类相关专业以此为人才“塑像”、课程体系整合优化的重要依据,形成了“通识基础+学科基础+专业优秀+实践、创新训练环节”课程体系框架,进行课程整合优化,加强网络课程、优秀课程建设,提升学生综合训练和创新训练的质量和效果。如独立出“模拟电子线路”、“数字逻辑电路”课程的课内实验与EDA课程相结合,进行课程整合与教学内容、过程管理、评估考核等方面的创新改革,设立“模电实验”、“数电试验”课程,将传统的课内实验与专业常用的软件工具(如Multisim、Altiumdesigner)相结合,要求学生在进行相关课程实验之前需要用相关的专业软件进行仿真或画出原理图,并调整实验内容增加综合性设计实验,加强过程管理、考核。又如,调整传统的电子实习内容,增强学科基础与专业优秀课程、实践创新等的联系,具体做法是将传统的焊接、调试收音机和数字万用表的实习内容调整成利用“模电实验”、“数电试验”课程所学的专业相关软件进行原理图绘制、PCB版图设计,单片机开发套件(我校自行研发)焊接、测试、软硬件联机调试等内容,为后续的“单片机原理及应用”、相关课程设计、综合应用开发、毕业设计及创新训练等做准备,这不仅加强了前后课程衔接,还在实践应用中强化了学生的专业基础能力培养。再如,整合“传感器原理及应用”与“虚拟仪器”课程,增设“检测技术综合训练”环节,以综合项目设计形式将传感器应用与LabVIEW开发平台结合,增强学生的系统设计、工程素质意识,培养学生团队协作精神。 3完善创新训练体系,注重应用型人才工程实践能力与创新意识培养 创新训练包含两个层面的含义: (1)人才培养模式的创新,以往本科生教育更注重理论学习,而进实验室进行项目化的综合训练机会相对较少,创新训练让更多的学生有机会进入实验室得到实践训练; (2)真正意义上的创新训练,包括各类创新实践活动及各种学科相关竞赛活动。不管从哪个层面来说,创新训练都成为应用型人才能力、素质等培养不可或缺的重要途径和有效方法。完善省级、校级、二级院系组成“三级”创新训练体系,为应用型人才工程实践能力、创意意识、综合素质培养提供了制度上保障与激励。电子电气工程学院在省级大学生实践创新训练计划、校级实践创新训练计划的基础上,总结多年经验出台了二级院系层面的“实践创新训练计划实施办法”、“学科竞赛组织实施办法”等条例,开放创新实验室,成立了以学生为主导由经验丰富的教授、副教授等为顾问的科技协会,积极组织开展各类科技创新活动,引导学生积极参与科学研究、技术开发和社会实践等创新活动,充分发挥学生学习的主动性、积极性和创新性。这些办法的实施有效地激发学生求知欲望、实践创新意识,培养了一批专业基础扎实、工程实践能力强、有一定研究基础的、综合素质高的应用型人才。先后多次斩获“中国机器人大赛暨RoboCup公开赛”特等奖、一等奖,江苏省大学生机器人大赛冠军、一等奖,江苏省大学生实践创新“最具潜力项目奖”、江苏省普通高校本专科优秀毕业设计(论文)优秀团队、优秀毕业设计,飞思卡尔智能车华东赛区二、三等奖等众多赛事奖项。 4教育教学内容改革创新,强化过程设计、管理与评估 课程体系整合优化完成后,为达到好的教学效果,相应的教育教学内容与教学方式的改革创新也就成为至关重要的一步。教学内容改革注重认知规律、实际应用,以实例、综合性设计等讲解相关知识点等。如电子信息工程专业与电子科学与技术专业的“FPGA系统设计”课程授课内容组织时不受教材的制约,而注重认知规律,循序渐进,逐步推进,减少传统的硬件结构讲解,以实例讲解硬件描述语言,在应用中提升学生的学习兴趣,将枯燥的记忆与实际练习相结合,加深了学生的记忆。在教育教学方式方面打破传统的理论教学和实践教学分离先讲理论后做试验的教学方法,将上课地点安排在实验室,采用边讲边练和竞赛式实践操作的教学方法。这种“练中学,学中练”、“竞赛式”的教学方法,提高了学生的学习兴趣、提高了学习效率、提升了教学效果与教学质量。又如“单片机原理及应用”课程作为推广试点,经过教学内容整合、教学环境及教学方式改革,在电气工程及其自动化专业先期开展,取得了与“FPGA系统设计”课程同样的预期效果。 5探索多种人才培养模式,促进应用型人才培养 电子电气工程学院在对人才培养目标进行“画像”、“塑像”过程中,除了修炼内功、继承优良传统、吸收消化兄弟院校较好的做法,还积极引导电气信息类相关产业、行业、企业参与“画像”、“塑像”,探索“CDIO”、“校际合作”、“校企融合”等多种形式人才培养模式,促进应用型人才培养。电气工程及其自动化专业作为“CDIO”试点专业,在应用型人才培养教学实践中,运用“CDIO”人才培养模式有效的建立理论与实践之间的联系,取得显著效果,校际合作方面,与南京理工大学紫金学院就“电子工程师”、实践创新训练等项目合作达成意向;与本地兄弟院校相关专业共享优质资源、学分互认等校际合作进行积极磋商并取得进展。校企融合方面,先后与ADI、北京精仪达盛、连云港龙瑞电气等企业建立联合实验室;与绿扬电子仪器集团、华清远见南京分中心、南京诺网信息等企业建立“产学研”合作关系,积极参与电气信息类专业应用型人才培养方案的制定。在模块课程设置、实践创新、嵌入式系统开发集中实践、通信技术服务、实习、毕业设计、就业、师资培养、教师企业实践等方面相关企业都给予了很多帮助并提出了宝贵意见,安排工程师走进课堂开展技术培训。与华清远见、诺网信息合作成果显著,并走向深入,进一步探讨校企合作项目。 作者:井娥林温宏愿孙正凤单位:南京理工大学泰州科技学院 信息类论文:新型信息传播媒体类型探究论文 论文摘要:新媒体是一个很有弹性的相对性概念,不同时期对其的解释并不相同.新媒体具有传播上的无限性、时间上的即时性、沟通上的互动性、内容上的整合性等特点.互联网技术、多媒体技术、通信技术和数字技术的迅猛发展,使各种类型的新型信息传播媒体不断推陈出新,但是总起来讲,新媒体的类型主要是网络媒体、新电视媒体、手机媒体三种类型. 论文关键词:新媒体;类型;特点;分析 1新媒体的界定 段鹏博士在其著作《传播学基础:历史、框架与外延》中提出:“所谓传播媒介,是指介于传播者与受传者之间,用以负载、传递、延伸、扩大特定符号的物质实体.”新闻传播学中的媒介一般指狭义的媒介.“新”,一般用来描述与传统的、旧的、落后的不同的、更先进的、新近出现的事物.童兵先生也曾在他的著作《理论新闻传播学导论》中提出:“传播媒介有时也称媒体.” 由此我们可以看出,所谓“新媒体”,就是指一定时期内,在传统媒体基础上,以最新的科学技术为背景和手段,随着传播新技术的发展和传媒市场的进一步细化而产生出的一批新型的信息传播媒体的统称.新媒体出现于20世纪中后期,计算机的发明和网络技术的应用是其获得发展的科技基础和最主要的标志. 2新媒体的类型 新媒体,这一概念的提出可以追溯到近40年前.1967年,美国CBS哥伦比亚广播电视网)技术研究所所长、NTSC电视制式的发明者P·戈尔德马克(P·Goldmark)发表了一份关于开发EVR(电子录像,ElectronicVideoRecording)商品的计划,其中第一次提出了“新媒体”(NewMedia)一词.新媒体是个综合性的概念,它不是专指某一种特定的媒介,而是对为适应信息传播的新需求而出现的一批媒介的统称.这里所说的“新媒体”,是在传统媒体的基础上,以最新的科学技术为背景和手段发展起来的新型媒介,主要包括以下几大类:其一,光纤电缆通信网、电子计算机通信网、大型电脑数据库通信系统、互联网等网络技术下的网络媒体;其二,都市型双向传播有线电视网、利用数字技术播放的广播网、图文电视、通信卫星和卫星直播系统、高清晰度电视、数字电视等电视技术下的新电视媒体(为了和传统的电视媒体相区别,我们在这里把这些新型的电视媒体称为“新电视媒体”);其三,手机短信和多媒体信息的互动平台、WAP手机、手机电视等手机技术下的手机媒体. 2.1网络媒体 计算机网络在传播新闻和信息方面具有媒体的性质,因而将其称为“网络媒体”.网络媒体的发展是以目前全球最大最普及的计算机信息网络—互联网为基础和载体的,有时,国内也将其称为“互联网媒体”. 互联网又译为“因特网”或“英特网”,其全名是“国际计算机互联网网络”,是目前最大的国际性互联网络.互联网突破了时间和空间的限制,网络上的每一台计算机就是每一个节点,最大限度地实现了资源共享,这是人类传播领域里的实质性变革. 因特网起源于1969年美国国防部为避免核战时通信瘫痪而开发的计算机“ARPANET",这个网络的使用者最初被严格控制为有关从事国防科研的科学家.1991年,欧洲粒子物理研究所科学家提姆·伯纳斯·李(TimBernersLee)开发出了万维网(WorldWideWeb),还开发了极其简单的浏览软件.此后,互联网开始向社会大众普及.1993年,伊利诺斯大学美国国家超级计算机应用中心学生马克·安德里森(MarkAndreesen)等人开发出了真正的浏览器“MOSAIC".该软件后来被作为NetNavigator推向市场.此后,互联网才开始爆炸性普及.90年代中期,互联网在全球迅猛发展起来.到1998年,互联网已经通达180多个国家和地区,连接着超过947万台的计算机主机,用户超过1亿. 我国在20世纪80年代中期以后才开始和互联网发生联系.1987年9月,在北京计算机应用技术研究所正式建成了我国第一个互联网电子邮件节点,并于同月22日22点55分在北京通过互联网向全世界发出了第一封电子邮件:“越过长城,通向世界”(OvertheGreatWall,WecanreacheachcornerontheWorld),而当时我国还没有加人互联网.1991年10月,在中美高能物理年会上,提出把中国纳人互联网络的合作计划.1994年4月,我国实现了和互联网的TCP/IP连接,开通了互联网的全功能服务,并在同年5月完成了我国最高域名CN的主服务器设置,这标志着我国正式加人互联网工程.1995年,张树新创立了第一家互联网服务供应商—壕海威公司,中国的普通百姓才开始使用互联网.至今,互联网进人普通家庭仅12年时间,但互联网工程在我国已经取得了很大的发展和普及.2000年末,我国颁布了《互联网站从事登载新闻业务管理暂行规定》和《互联网电子公告服务管理规定》.在国家政策的规范下,相信中国的互联网媒体产业能够走出一条富有特色的发展道路. 2.2新电视媒体 1884年,德国科学家保罗·尼普科夫(P"Nipkow)发明了一种机械式的圆盘扫描盘,并申报了专利.这项发明为现代电视的诞生提供了有力的技术支撑.20世纪初,电子电视的研制工作正式开始.1926被称为“电视之父”的英国科学家约翰·洛克·贝尔德(J"L"Baird)利用尼普科夫发明的机械扫描盘成功地完成了画面传送和接收的完整组合试验.1962年7月,电视图像首次越过大西洋. 麦克卢汉在《理解媒介》一书中首创了“地球村”(TheGlobalVillage)一词.他认为,传播革命改变了人们的感官尺度,电子媒介的高速传播压缩了广漠的空间,消除了人类视觉和听觉上的珍域,使世界逐步变小,最终成为一个村庄.麦克卢汉认为,电子媒介尤其是电视的普及,把遥远的世界拉近了,整个世界成了一个“地球村”,任何国家和社会都是这个村庄的一部分. 电视在中国出现于1958年.那年5月1日中国中央电视台(初名“北京电视台”,1978年5月1日改为现名)开始试验播送节目,同年9月20日开始正式播送节目. “电视”,在今天应该是属于传统媒体的,但是随着都市型双向传播有线电视网、图文电视、通信卫星和卫星直播、数字信号处理的等技术的发展和应用,“电视”这一传统媒体衍生出了属于新媒体的数字电视、高清晰度电视、车载移动电视等新型的传播形式. 数字电视是21世纪广电领域中引领人们享受现代数字化生活的一项新的技术革命.在电视节目的制作、传输和接受中,使用模拟方式的叫模拟电视;而在电视信号的获取、产生、处理、传输、接受和存贮的过程中均使用数字方式的电视叫数字电视.一般而言,数字电视系统是将活动图像、声音和数据,通过数字技术进行压缩、编码、传输、存储、实时发送或者经过纪录媒体传播的视听系统.有线电视是通过电缆或光缆组成传输线路,将电视节目直接传送给用户接受机的一种区域性电视广播方式.1999年,中国国务院作出决定,组织我国高清晰度(数字)电视产业的研究和发展,并把数字电视产业化项目列人国家“十五”计划的十二项重点项目中.电视产业数字化发展的趋势不可阻挡.中国国家广电总局更是提出了发展数字电视的“三步走”战略,到2015年全面实现数字电视的播出. 数字电视的发展在中国具有深远的意义.它不仅会改变人们的日常收视习惯,也给传统的广播电视产业带来了巨大的革新和激烈的竞争.今后几年,数字电视在中国将会得到更大程度的发展.公务员之家 “移动电视”作为新电视媒体的一种,其发展之迅速,依然让人始料不及.移动电视具有覆盖面广、反应迅速、移动性强等特点.移动电视首先在新加坡得到应用.我国内地已经有北京、上海、广州等十多个大城市开始在公交车上播放移动电视.上海文广集团在我国率先开展了移动电视业务.一个中型城市公交车达2000至5000辆,2003年我国私人轿车数量突破1000万辆,2003年全国列车年运载量达13亿、2007年将达17.6亿、2020年更有望达40亿.面对如此庞大的移动受众群,广播得到了很好的发展,国家广电总局将2003年定为“中国广播发展年”并大举酝酿中国广播业的第二次复兴.然而,移动电视的出现,注定了我国广播业的繁荣只是昙花一现,也注定了广播业将很难再有如此巨大的辉煌,这份辉煌将属于移动电视. 2.3手机媒体 传播学大师麦克卢汉曾说:“媒介是人体的延伸.”用这句话形容今天的手机再合适不过了.手机是手中的交际圈、是移动的生活艺术.如今,手机已经不只是普通的通讯工具了,科技的发展使人们对手机的要求越来越高,那些功能多样化、设计个性化的时尚手机更是倍受年轻消费者的青睐. 现代移动通信技术在20世纪得到了飞速的发展.20世纪20年代至40年代,美国在短波几个频段上开发出专用移动通信系统,这是现代移动通信的起步阶段.移动通信技术的发展为手机的出现铺平了道路,固定电话技术的成熟也为手机的发展奠定了基础手机,本是简单的点对点语音通讯工具,但是随着微处理器技术、数字信号处理技术、多媒体技术的发展和应用,手机的功能得到了飞速的发展和扩充,手机的发展为信息传播带来了全新的途径.1992年世界上第一条手机短信在英国沃达丰的网络上通过电脑向手机成功发送,这标志着短信时代的到来.1999年,诺基亚推出了首款WAP手机,用户使用支持WAP的网上通系列手机就可以随时通过无线蜂窝网络登录互联网.而后,2000年5月,中国移动通信有限责任公司正式开通了短信(SMS)服务,发出了中国的第一条短信.接着,2001年4月底开始,新浪、搜狐、网易等门户网站率先推出手机新闻短信服务,提供重大时事和热点新闻.另外,2002年诺基亚推出了第一款内置摄像头手机,这让手机的功能更是达到了登峰造极的程度.2005年江西发生地震后,九江市政府在第一时间向全体市民发出了:“九江市附近发生5.7级地震,但不会给九江市民造成很大影响”的公共短信,在最短的时间里对缓解市民的恐慌心理、稳定社会的正常秩序起到了很好的作用.手机已经不再仅仅是通讯工具了,它已经俨然成了影响人们生活方式的新型信息传播媒体.手机作为产品消费平台和付费平台,被视为是未来一段时间信息和娱乐消费的个人终端设备. 信息类论文:剖析电力工程建立项目信息分类论文 摘要:近年来,随着经济的快速增长,我国的电力需求也在大幅度的提高,电力工程项目的快速增长对我们提出了一些新的要求。如何有效、有序、有组织地对电力工程项目全生命过程的信息资源进行管理,是电力工程项目管理的重要环节。以计算机为基础的信息处理技术在电力工程项目管理中的应用,又为大型电力项目信息管理系统的规划、设计和控制提供了全新的信息管理理念、技术支撑平台和全面解决方案。 关键词:电力工程;信息管理;智能化 0引言 近年来,随着国民经济的快速发展,我国电力工业也得到了快速的发展。电力工业成为国民经济产业的基础,承担着促进我国国民经济发展的重要任务。 据统计,2009年1月至10月我国电力工业生产简况如下: “十一·五规划”即将完成,从电网的“十二·五规划”可知,在今后一段时期,我国经济增长仍将保持高速的态势,伴随着社会对电力工业也将保持旺盛的增长需求。电力项目按照超前规划、适度发展原则进行建设,实现更大范围的资源优化配置,推动能源的高效开发及利用,是我国经济又好又快发展的重要保障。发电厂、变电站等电力工程项目建设的任务繁重,如何进行科学合理的项目信息管理,对提高电力工程项目的质量、工期、造价都起着重要的作用。 1电力项目信息管理 对于电力工程建设项目,随着电力项目的计划、启动、规划、实施等项目生命周期活动内容的展开,大量项目的文件、报告、合同、照片、图纸、录像等各种各类信息会不断地产生,需要对其进行诸如收集、分类、加工、过滤、归档、储存等处理,以实现对项目的有效控制和管理。所谓电力项目信息管理是指在整个电力项目全生命周期管理过程中,对信息进行收集、加工和输入、输出活动的总称。项目信息管理过程包括信息收集、信息传输、信息加工和信息储存等内容。 电力项目信息管理直接影响项目管理工作的效率、风险、质量和成本。因此,如何有效、有序、有组织地对电力项目全生命过程的信息资源进行管理,是电力项目管理的重要环节。以计算机为基础的电力项目信息处理技术在电力项目管理中的应用,又为大型电力项目信息管理系统的规划、设计和控制提供了全新的信息管理理念、技术支撑平台和全面解决方案。 1.1项目信息管理的基本原理项目信息管理是涉及信息资源、信息技术、参与活动的人员等要素,是多要素、多学科、多手段的管理活动。项目信息管理是一种技术性很强的管理活动,它要运用许多技术手段和管理方法。具有以下四大基本原理: 1.1.1信息增值原理信息增值是指项目信息内容的增加或者信息活动效率的提高。它是通过对项目信息的收集、组织、存储、查找、加工、传输、共享和利用来实现的。 1.1.2增效原理项目信息管理可以通过提供信息和开发信息,充分发挥信息资源对包括信息和知识在内的各种社会活动要素的渗透、激活与倍增作用,从而能够节省社会资源、提高工作效率、创造企业效益,实现社会的可持续发展。 1.1.3服务原理项目信息管理与一般的管理过程相比,具有更强烈的服务性,项目信息管所有过程、手段和目的都必须以用户需求为中心,必须通过服务用户来发挥作用。 1.1.4市场调节原理信息管理也受到市场规律的调节,主要表现在以下两个方面:信息产品的价格受市场规律的调节,信息资源要素受市场规律的调节。 1.2电力工程项目信息管理的特征电力工程项目信息管理具有管理的一般性特征。例如,管理的基本职能是计划、组织、领导、控制;管理的对象是组织活动;管理的目的是为了实现组织的目标等,在信息管理中同样具备。但是,电力工程项目信息管理作为一个专门行业的管理类型,又有自己的独有特征:与电力企业制度紧密结合,设备及人员信息需要高度集中。正是有了信息的集中统一,才使得信息真正成为一种资源,并且实现了信息资源的共享。使电力项目管理人员随时掌握设备、人员的相关信息,使电力运行安全可靠。 2电力工程项目信息管理系统 “电力工程项目信息管理系统”是向电力企业内各级主管部门(人员)、其他相关人员,以及组织外的有关部门(人员)提供信息的系统。它通过提供作为决策依据的统一的信息来为企业的计划、组织、领导、控制以及日常的作业服务。电力项目信息管理系统应向主管部门提供四种主要的信息服务:确定项目信息、搜集项目信息、处理项目信息及使用信息为项目服务。 以“变电站智能化巡检信息管理系统”为例: 变电站智能化巡检信息管理系统采用了“条码(无线射频钮)”作为设备标识器,各个需要巡检的设备上安装一个“条码”,内部存储特定的代码,标识着设备的状态、参数等所有内容。当工作人员巡检时只需带着巡检器(掌上电脑)到现场读取各设备标识器的数据即可,由于巡检器机身小巧轻便、操作简单方便,十分适合现场使用,同时它还解决了巡检到位问题以及省去了大量的数据录入工作,使用效果良好,对提高设备的运行维护水平及减轻数据的输入工作量起了很好的作用。当需要进行设备状态检修、设备缺陷管理和设备性能动态分析时,将工作站数据库的相关信息调出,设备的历史状况便一目了然了。 2.1变电站智能化巡检信息管理系统的硬件组成 变电站智能化巡检信息管理系统主要由无线射频设备标识器(条码)、巡检器(掌上电脑)、客户计算机和网络服务器组成。 2.2变电站智能化巡检信息管理系统的特点 2.2.1巡检内容的编制灵活 巡检路线按部门、专业、巡检员分类; 每一条巡检路线按设备、部件、项目分层组织; 每一条巡检路线可定义巡检或点检两种模式; 2.2.2巡检项目齐全,巡检工作人员录入方便 系统设定了“观察类”、“记录类”、“代码类”、“测温类”、“测振类”五种巡检项目类型。 2.2.3强大服务器软件的信息处理与统计功能 ①信息查询信息查询是系统对信息进行处理的主要部分,通过不同的查询功能可以按不同的方式对信息进行处理、分析获得所需的结果。系统提供五种查询方式:工作查询、异常查询、缺陷查询、结果趋势查询、漏检查询。 ②考核统计功能主要功能是对巡检工作人员的日常巡检工作的统计,以便考核巡检工作人员的工作情况,主要包括:路线统计、到位检查、工时统计、异常统计。 异常统计用于统计设备有无异常情况或是有哪些异常情况;路线统计、到位检查、工时统计用于统计巡检工作人员到达巡检现场各个检查点的时间,以及在各个检查点耗费的时间。 漏检统计用于巡检人员在应巡检周期内未检查项目的条数,以及哪些已派发而未下传的点检计划。 ③报表功能系统设计有各种完善的报表,并且用户能够根据实际需要定制各种报表。 ④缺陷管理系统可以按巡检人员、巡检日期、缺陷类别、设备等方式作为检索条件,方便地统计设备的缺陷情况,同时也可以将设备缺陷转给其它系统,以便与其它系统集成。 3结论 电力工业是关系国计民生的基础产业,承担着保障和促进国民经济发展的重要任务。当前乃至今后一段时期,电力工程建设都处在一个快速发展的时期,电力工程项目投资大,任务紧迫,环境复杂,新技术新工艺不断应用,业主对项目质量、工期、安全、投资效益等方面的要求不断提高,电力工程项目管理应当适应新的发展要求,借鉴国内外先进的管理理念、管理模式、制度、方法和手段,实现项目管理的现代化,促进工程建设规范有序、优质高效、安全可靠的进行。信息管理是项目管理的重要内容之一,对电力工程项目管理的好坏起着决定性的作用。公务员之家 工程项目信息管理系统在电力工程项目管理中的应用,不仅提高了工程管理效率,而且提升了工程管控水平。目前,信息技术快速发展,利用先进的信息技术手段进一步深入工程信息的挖掘利用,可以强化工程信息整合处理能力,推进工程效益的有效管控。本文结合变电站智能化巡检信息管理系统来制定科学合理的管理制度和规范完善的管理程序。 变电站智能化巡检信息管理系统是变电设备运行维护单位用来辅助对变电设备及其附属设施进行日常巡视和检查工作的信息系统。此系统的使用将改变以往设备大修制定计划需要再三催促各部门上报计划,而各部门进行上报时又需要翻查大量资料统计设备信息,不但工作效率低还有可能漏报的状况,现在大修计划的制定只是举手之劳的事,设备的安全运行水平、管理效率都得到了极大的提高。借助系统的帮助不但可以及时掌握设备的第一手现场资料,而且可以快速地进行处理。变电站智能化巡检信息管理系统大大提高了设备的健康水平,保证了各项生产任务优质高效地完成。 信息类论文:企业网络营销的客户信息分类研究论文 【关键字】:互联网络网络营销客户信息管理 【摘要】:网络环境下传统的营销模式发生了巨大的变化,网络营销的产生促进了以客户为中心的营销观念的产生和发展。针对目前在网络营销中对客户信息处理的不完善性,提出了关于网络营销客户信息管理的实施策略 1.网络营销与客户信息组织 互联网络的开通与不断完善,为企业营销带来了新的契机,预示着一场营销革命即将发生,网络营销时代即将到来。网络营销是利用网络资源展开营销活动,是目标营销、直接营销、分散营销、顾客导向营销、双向互动营销、远程或全球营销、虚拟营销、无纸化交易、顾客参与式营销的综合。其实质是利用互联网的技术和功能,通过信息的交互式流动,在虚拟的市场中实现交易。上网企业可以利用互联网,以很低的成本进行国内外商品信息的查询;对网上目标顾客进行产品测试与满意调查,让顾客自行设计产品,满足个性化需求;可在网上有关信息,进行广告、促销活动;可利用网络渠道进行直接的网上交易(主要是诸如电脑软件、电子图书、电子资料库等电子化产品,有的可使用电子货币),或配合传统的送货上门、结算完成交易过程;也可通过网络提供各种售后服务,建立顾客档案,与顾客进行一对一的双向互动沟通。由于渠道缩短,业务人员及管理人员的减少,企业内外部虚拟组织(如虚拟橱窗布置、虚拟商品、虚拟经销商、虚拟业务代表)的采用而导致的经理、及分店、门市数量的减少或消失,“按单制造,及时送货”所带来的库存成本及风险的减少,交易过程简化所带来的高交易效率与低交易成本,势必会大大降低营销成本,提高营销效率、质量和效益。 1.1基于网络的营销方式与营销信息流的组织 我国目前网络营销的主要方法有: a.网上页面广告。主要包括横幅旗帜广告(即Banner,可以是静态图片或gif动画或Flash动画),标识广告(即Logo,它又分为图片和文字2类),文字链接以及分类广告(ClassifiedAd.)等几种形式。当访问者看到网上广告并对其感兴趣时,即会点击链接到广告者的网站上。 b.搜索引擎加注。经常上网的朋友都会熟悉这个名词,搜索引擎收集了成千上万的网站索引信息,并将其分门别类地存放于数据库当中,当我们想在网上寻找某方面的网站时,一般都会从搜索引擎入手。有关机构的统计报告显示,搜索引擎查询已经成为上网者仅次于电子邮件的一种最常使用的网上服务项目,相信每一位网站建设者都希望自己的网站能被搜索引擎罗列出来,甚至排名靠前,这就必须进行搜索引擎加注。 c.商业分类广告。据统计,上网者查看分类广告与查看新闻的比例不相上下。分类广告是指按行业及目的等进行分类的各种广告信息,它具有针对性强、费用低、见效快、交互方便及站点覆盖广等优点。目前网上提供这种服务的站点层出不穷,较常见的有阿里巴巴、经贸信息网及市场商情网等。d.电子邮件。历年来世界各国的互联网应用调查都显示,电子邮件几乎永远是网络用户的首要应用项目,各类专业的邮件营销服务商已将服务深入到千家万户,作为一种全新的电子邮件RichEmail,由于其具有的多媒体特性,正在受到越来越多客户的关注。 e.交换链接。如果说“链接”是互联网站上最实用、最有特色的技术,那么“交换链接”应当是开展网上营销的最经济、最便利的手段,网站之间通过交换图片或文字链接,使本网站访问者很容易到达另一个网站(对新网站尤其重要),这样可以直接提高访问量,扩大知名度,实现信息互通、资源共享。以互联网为载体的网络营销呈现出勃勃生机。在这个过程当中客户处于中心地位,而信息的获取成为企业追逐的目标。而网络营销中企业的信息活动主要表现为以企业为中心的信息流的运动。任何信息都是为了满足某一特定企业的某一需求而产生的,任何企业又作为信息的生产者而存在。营销信息流的出现很好地满足了企业的需求。网络营销作为企业经营活动的一部分,是信息的生产者。它产生了大量的无序杂乱信息,需要进行信息组织,以其更好的为企业服务,创造更多的价值。 1.2网络营销中的客户信息组织 互联网具有跨时空、交互性、拟人化、超前性、高效性、经济性的特点,可以将企业和客户紧密地结合在一起,真正实现了以客户为中心的网络营销观念对企业服务的能动作用。在整个网络营销环节中,客户信息发挥着重要的作用。 a.客户信息是企业资源的组成部分。客户不仅是普通的消费者,而且成为信息的载体,能有效为企业提供包括有形物品、服务、人员、地点、组织和构思等大量信息。而信息是不能脱离客户而单独存在,它成为企业争夺的重要资源。在互联网上,客户的地位和作用正在发生着变化。客户可以控制自己作为产品和服务的潜在购买者的价值。但是客户却没有认识他们作为人口统计信息和交易史的价值,并没有从他们的信息所创造的经济价值中得利。另一方面,企业需要大量的投入以获得客户信息。双方都缺乏对信息的正确认识,因为客户信息不仅是企业资源,也成为个人的一部分价值。对企业而言,有效客户信息的获得成为他们开拓市场、取得成功的第一步。 b.客户信息是企业创新的合作伙伴。创新是企业生存的灵魂。企业创新的过程就是不断研发新产品、开拓新市场的过程。而客户信息提供了关于未来产品的价格和性能的变化趋势,及时反映最新的市场动向,便于加强客户和企业的联系。客户信息成为企业和市场的一座桥梁,熟练地运用客户信息可以加快企业的 创新步伐。 c.客户信息是企业利润的部分来源。随着互联网技术发展的成熟和互联成本的低廉,信息传播的速度加快,客户与企业之间对信息的享有和具有对等的权利。客户可以利用信息,根据企业的报价,选择最具有吸引力的企业。而企业也将从中获益。首先企业可以利用互联网更容易地找到客户,减少搜寻费用,而且还可以获得关于这类产品的潜在客户的信息。另外,在交易中企业的信息由客户跨时空地传递,使得企业在全球范围内拥有更多的客户。在这个过程中,客户信息间接地为企业创造了利润。由于客户信息自身的特点,以及企业对其认识不足,目前客户信息的使用较为混乱,没有统一的方法、高效的管理策略。主要的问题在于以商品物流为中心的闭环系统缺乏对客户信息的足够重视,不能及时反馈消费者的潜在需求和消费热点,从而造成信息不对称。客户信息管理在现代企业中已显得日益重要。 2.网络营销中的客户信息管理及其实施 科学的客户信息管理是凝聚客户、促进企业业务发展的重要保障。客户信息是一切交易的源泉。由于客户信息自身的特点,进行科学的客户信息管理是信息加工、信息挖掘、信息提取和再利用的需要。通过客户信息管理,可以实现客户信息利用的最大化和最优化。 2.1客户信息管理的内容 网络营销中的客户信息管理是对客户信息进行收集、抽取、迁移、存储、集成、分析和实现的全过程。具体内容如下: a.客户信息的收集。客户信息的收集是客户信息管理的出发点和落脚点。客户信息的收集可以广泛地利用各种渠道和手段,最为有效的是网络营销所提供的大量信息。但也不能忽视传统的方式(例如电话咨询和面对面交谈)发挥的作用,他们可以作为因特网的有效补充,保证客户信息的全面性。 b.客户信息的抽取和迁移。客户信息的抽取和迁移也是在进行客户信息的收集,但其不是直接面对客户,而是利用已有的信息进行一定的加工。因为各种行业所需的客户信息是千差万别,所以各个企业都占有大量的为本企业所用的客户信息。为了实现信息使用的高效率,有必要在各个行业之间推行一套客户信息的使用标准,最大限度地取得信息的一致性。 信息的抽取机制是建立在不同行业的客户信息基础之上。它使用信息过滤和信息模糊检索技术,在其他企业的客户信息数据库中取得所需的客户信息。它强调两个企业之间客户信息数据的相似性,从共性出发,实现信息的抽取。信息的迁移机制是从客户信息的整体角度考虑,在不同企业之间实现客户信息的共享。信息在迁移过程中忽视细微的差别,重视整体的一致性,花费较少的精力取得较大的效果。 c.客户信息的存储和集成。客户信息的存储和处理技术是客户信息管理的优秀技术,数据仓库技术在其中占有重要地位。因为客户信息是十分巨大的数据,为了能够实现数据使用的便捷高效,需要对使用的数据库进行慎重选择。建议采用大型的关系型数据库管理系统,并带有对并行处理、决策查询优化的组件。客户信息在存储过程中应考虑冗余问题,避免浪费大量有效的空间。客户信息的集成是指客户信息数据按照时间或空间的序列保存,并进行一定层次的划分后存储在数据库中。用户在查询、统计中都使用集成后的数据,可以提高运行效率。 d.客户信息数据库的设计。客户信息数据库是以家庭或个人为单位的计算机信息处理数据库。针对不同的行业有不同的数据单元,而且客户信息数据库的更新频率较高,数据处理量逐步增大。 索引的使用原则。使用索引可以提高按索引查询的速度,但是会降低插入、删除、更新操作的性能。因选择合适的填充因子,针对客户信息数据库更新频繁的特点,亦选用较小的填充因子,在数据页之间留下较多的自由空间,减少页分割和重新组织的工作。 数据的一致性和完整性。为了保证数据库的一致性和完整性,可以设计表间关联。这样关于父表和子表的操作将占用系统的开销。为了提高系统的响应时间,有必要保证合理的冗余水平。 数据库性能的调整。在计算机硬件配置和网络设计确定的情况下,影响到系统性能的因素是数据库性能和客户端程序设计。数据库的逻辑设计去掉了所有冗余数据,提高了系统的吞吐速度。而对于表之间的关联查询,其性能会降低,同时也提高了客户端的编程难度。因此物理设计对于两者应折衷考虑。公务员之家 数据类型的选择。数据类型的合理选择对于数据库的性能和操作具有很大的影响。在该数据库中应注意避开使用Text和Image字段,日期型字段的优点是有众多的日期函数支持,但其作为查询条件时服务器的性能会降低。 e.客户信息的分析和实现。客户信息的分析是客户信息数据库的落脚点,是直接为企业开展其他一系列工作服务的。客户信息的分析是指从大量的数据中提取有用的信息,该信息主要可以分为直接信息和间接信息。直接信息是可以从数据中直接取得,价值量较小,使用范围较小。而间接信息是经过加工获得的较有价值的信息。分析过程主要包括基本信息分析、统计分析、趋势分析、关联分析等。基本信息分析是利用客户的基本情况信息,分析本企业或产品的主要客户的特点,包括年龄、性别、职业、工资状况、学历、地理位置等等。统计分析是利用所有的信息进行统计,分析企业或产品的销售额、利润额、成本量等经济指标,也包括大客户分析和业务流量分析。趋势分析是利用本企业的信息和同行业其他企业的信息,并结合国民经济的整体运行状况,对长期和短期的业务状况进行预测。关联分析是利用客户信息对产品信息、市场信息、企业信息进行分析,综合评价企业的运行状况和产品的供需比例。 2.2客户信息管理的实施 网络营销中客户信息管理的实施主要是指客户信息数据库的实现。在当前环境下,客户信息数据库技术中数据仓库技术是企业使用的主流,该技术的实现也表明了当代客户信息管理系统的走向。以数据仓库系统为优秀技术的数据仓库型客户信息管理系统的广泛应用,为在技术实施以客户为中心的个性化服务提供了可能,又极大影响了企业业务流程的转变,使机构向“扁平化”方向发展。 数据仓库是面向主题的、集成的、稳定的、不同时间的数据集合,用以支持经营管理活动中的决策制定过程。面向主题是指数据仓库内的信息按照企业重点关心的数据(即主题)进行组织,为按主题进行决策的信息过程提供信息;集成是指数据仓库内的信息不是从各个业务系统简单抽取来得,而经过系统加工、汇总和整理,保证数据仓库内的信息是整个企业的全面信息;随时间变化数据仓库内的信息并不是关于企业当时或某一时刻的信息,而系统记录了企业从过去某个时刻到目前各个阶段的信息,通过这些信息,可以对企业的发展历程和未来趋势做出定量分析和预测;稳定是指一旦某个数据进入数据仓库,一般情况下将被长期保留,也就是数据仓库中一般有大量的插入和查询操作,但修改和删除操作比较少。 数据仓库的特点可以描述为主题突出的集成性的信息管理系统。它由源数据、仓库管理和分析工具组成。数据仓库的数据来源于多个数据源,包括本企业的内部数据,也有来自外部的相关数据。网络营销中源数据主要从开展网络营销的实践中获得,包括企业所关注的关于客户的各类信息。仓库管理是根据信息需求的要求进行数据建模,从数据源到数据仓库的数据抽取、处理和转换,确定数据存储的物理结构等。这一阶段是进行客户信息管理的基础,因为大量的源数据经过仓库管理进行了初步的处理。分析工具指完成决策所需的各种信息检索方法、联机分析方法和数据挖掘方法。这一阶段是针对企业的客户群服务的,它直接与客户发生联系,因为企业的产品企划就是在这里完成。数据仓库型客户信息系统继承了以往信息管理系统的一切手法,并以其强大的数据检索和分析功能,为企业提供了综合性的及时信息服务手段,成为客户信息管理系统发展的主流。 客户信息管理在各个方面的运用,已经显示出了强大的生命力。特别是在当今企业以网络营销为支撑来开展业务的情况下,由于网络信息的复杂性和多样性,开展信息管理迫在眉睫。客户信息管理已经也必将会成为企业生存取胜的重要一环。 信息类论文:信息化对人类传统认识方式的改变研究论文 论文关键词:当代认识论信息化信息化社会 论文摘要:在信息亿社会中,人类的传统认识问题得到了扩展,信息化带来了人类认识模式的改变。这主要表现为:认识主体由单一的人发展到“人——机联合体”;主体间关系复杂化、抽象化,构成了一种以平等合作为基础的共生关系;认识客体符号化,实践活动虚拟化。在信息化社会视野下,反思信息化给人类认识方式带来的改变,重新审视人类的认识和实践活动,突破主客二元对立的研究方法,已经构成哲学认识论的当展路向。 在传统马克思主义哲学的视域内,认识论研究基于认识和实践的辩证关系展开[f}l。这种把认识的主客关系作为重点的研究模式强调人作为认识主体是如何在实践中获得、检验认识以及认识之于实践的意义。换言之,该模式只是抽象地建构认识论体系,却忽视了认识论与现代科学的系统结合。随着信息技术不断深人社会生活诸领域,社会实践的发展必然冲击并改变这种模式。对传统认识论的丰富和发展表明,当代认识论发展的新路向渐成雏形。 一、信息化社会的创生 申农1948年在贝尔系统技术杂志上的《通讯的数学理论》奠定了信息论的基础,它与当时的系统论、控制论共同构成了现代社会信息化的基石。计算机网络技术的蓬勃发展催生信息社会化和社会信息化,信息化社会是什么?W.JMartin认为:信息化社会是一个生活质量、社会变化和经济发展越来越多地依赖于信息及其开发利用的社会。在这个社会里,人类生活的标准、工作或休闲的方式,教育系统和市场都明显地被信息和知识进步所影响r}0 信息化社会是工业化社会之后人类社会发展的一个独特形态。在这个以信息技术为基本特征的社会,社会生活各领域都信息化、符号化,信息将起主要作用的社会。在农业社会和工业社会中,物质和能源是主要资源,所从事的是大规模的物质生产。而在信息社会中,信息成为比物质和能源更为重要的资源,基于开发和利用信息资源的信息经济活动蓬勃发展,逐渐取代工业生产活动而成为国民经济活动的主导。在国民经济中占主导地位的信息经济同时构成社会信息化的物质基础,以计算机、微电子和通信技术为主的信息技术革命成为社会信息化的动力源泉。信息技术在各个领域、各个层面的广泛应用对经济社会发展产生了广深影响,从根本上改变了人们的生活方式、行为方式和价值观念。概言之,在信息化社会,信息是重要的资源,信息和知识是社会发展的重要动力,它们以“加速度”方式积累,以丰富多样的形式提供多感官、多通道的信息。 二、信息化杜会对传统认识论的挑战 传统马克思主义哲学认为,认识是人脑在实践基础上对外部现实的能动反映。在这里,认识内含三要素:作为主体的人脑、作为客体的外部现实和充当中介的实践。在马克思主义哲学的文本研究中,实践中介论虽然频遭实践基础论和实践物质论的反对,但它一直以来还是得到了人们的广泛认可。勿庸讳言,实践中介论的表述在当时的生产力条件下是合理的。但是,科技的发展已经远远超出了我们的想象,传统意义上的认识主体、认识客体和实践活动都发生了不容忽视的巨大变化,变化的原因就是信息化社会的挑战。 人类的大脑从来没有像今天这样被如此繁多的信息包围着。信息的社会化和社会的信息化相伴而生,人脑对外部世界的认识已经超出了单一的时空,扩展到全球历史的范围。各认识主体间的联系越来越紧密,蝴蝶效应日益显著。具体而言,信息化社会对传统认识论的挑战主要表现在以下几个方面: 1.认识主体的改变 在信息化社会,认识主体发生了深刻的变化,已经从单一的个体变成了由人和计算机构成的系统。人工智能的出现实现了人的部分智能的外化和虚拟化,扩展和增强了人的认识能力。众所周知,人类曾不断运用物质性工具来延伸和提高自己认识和改造世界的能力,如望远镜、显微镜等。但计算机的问世是对人的智能的扩展。这种扩展在有的部分已经超出了人脑,有些人工智能同人一样也充当着认识主体的角色。 当今时代只是信息爆炸的开端,人们却无时不在感受着信息爆炸所产生的威力。认识主体面临着比以往任何时代更多的挑战与机遇。信息化社会带来了自动化的工作和数字化的生活娱乐。人类不再需要像工业时代那样事必躬亲,而只要准备好大脑接受信息,信息爆炸产生的碎片俯拾皆是。有时候人们不得不被迫接受信息。人们在惊叹万维网信息海洋的绚烂多彩时,却又在迷失中乐此不疲。在信息化社会的迅猛发展中,人类主体与人工智能的互动性关联已经造成了传统认识论认识主体的迅速改变。 2_主体间关系的改变 认识主体向人一机系统的拓展使主体认识能力增强,同时促使主体间关系发生擅变。主体间的交往最大限度地以信息交换的形式显现。在人一机一人的模式下,主体间关系进一步符号化、模式化与单一化,一种平等合作、共生共荣的关系是交往的现实注脚和诊释。个性在系统里被模糊处理,年龄、性别、身体状况之间的差异都被抹去。在0和1的交相映辉中,人们凭借信息能力攻城掠地。家庭、朋友、师长等传统人伦关系遭遇空前挑战。纷繁复杂的信息世界,丰富多变的交往主体,但交往都是在相同的信息规则下完成。个体的违规将会给自身和以自己相关主体带来连带影响。主体间关系的符号化无异于复杂现象中的分形,看似混沌无序,实则每一步都是同样规则的延伸和复制。相较于传统的主体间关系,信息化社会中的主体间关系更具广泛性,任何两个主体都能依信息技术手段发生联系。 3.认识客体的改变 传统认识论的认识客体是物质世界和精神世界的具体客体,信息化社会中的认识客体还包括信息世界。科技的发展和人类认识能力的增强深化了人们对这三个世界的认识。物质世界和精神世界的客体被不断符号化,转化成信息化的客体。这种符号化的客体既非物质亦非精神,是超越于传统二元哲学思维之外的。换言之,这种符号化了的客体是信息化(数字化)了的虚拟客体,它是对真实客体的抽象与模拟,能较全面地反映真实客体的各类特征。在这种情况下,认识主体与客体不再是一对一的间断性反映,而变成了一对多、多对一、多对多的连续性反映。客体的信息化使对客体的连续认识和认识成果的长久保存成为可能,但信息化的客体在人机系统中不断被创生、修改、变换、传输和删除,使得它的生成、运化和发展已非模型能精测实握,个体的认知难度由此增大。这种矛盾只能通过技术进步和主体间合作的加强来逐渐缓解。 信息化社会认识客体的能动性增强了,认识客体不再像过去那样羞答答地等待被主体认识,而是主动地大量涌现到主体面前。这导致主体信息量剧增、认识难度加大,同时促使客体社会化。客体的涌现倘若利于主体的认识,就能很快被主体发现并认识,反之便会阻碍主体的认识活动。虚拟客体的能动性是以主体的能动性为前提的,主体对物质和精神客体的信息化过程本身就是一个能动的改造过程,这一过程直接影响着虚拟客体的能动性。因此,在信息化社会中,客体的能动性归结于主体的能动性,并影响主体的认识。 4.人类实践方式的改变 认识是以实践为基础的。在传统意义上,认识是观念性的活动,实践是物质性的活动。在信息化社会中,认识主体和客体的极大丰富和发展,必然带来实践活动的巨大变革。实践渐渐远离那种传统意义上的物质生产活动,而代之以复杂信息的处理过程。信息构成了人们实践的对象。 信息化社会中的实践作为认识的来源,内涵和外延都已扩大。有人提出“虚拟实践”的概念,首先,引出了一个问题,即实践的客观性问题。传统的实践是主体有目的地改造外部世界的感性活动,外部世界是客观地呈现在主体面前等待改造的。信息化社会中的外部世界大部分被信息化处理,变成了高度符号化的信息,因此这种实践的客观性取决于对外部世界进行信息化处理的科学性和准确性。其次,实践的客观性取决于主体的囚素,诸如主体的道德因素和技术熟练程度等。虚拟空间的主体一切都符号化,个体实践是跨时空的。相较于现实世界更广阔的虚拟世界并不是虚假的,实践的客观性取决于认识主体的道德因素。幻化的主体缺少了他人的道德注视,容易为所欲为。道德的外在约束似乎鞭长莫及,主体自身的道德内在约束尤显重要。最后,虚拟实践是一种低成本高效率的实践。 三、哲学认识论研究的新路向 传统认识论在宏观上仍不失为人认识和改造世界的工具,但在信息化社会的发展视域中,微观层面的变革势在必行。信息化社会的迅猛发展促进了哲学认识论思维模式的改革,现实地造成了哲学认识论在研究主题、方法、视野和目的上的新路向。 首先,哲学是其所处时代精神的精华,认识论研究需要紧密关注现当代科学发展的状况。信息化影响日盛,人的认识界定的变迁,把人类认识简单化为认识论的研究对象已不能满足社会的需要,人类个体的认识活动应同科学的发展和社会的进步联系起来。公共视阂中的人类认识才是信息社会认识论研究的主题。其次,认识论的研究要勇于突破传统主客二元对立的研究方法,主客之分是认识论研究的基础,但主客的区分不等于主客的对立,在认识论的研究中要更多关注客体的主动性和主体的客体化问题。再次,应树立全球化的信息化社会发展的世界历史视野。自资本主义开辟世界历史以来,信息化社会的发展更为迅速地将人们的认识问题融为密不可分的整体。为此,马克思主义认识论应强调信息化社会认知中的世界历史视野,为有效地改造世界提供有力的工具。最后,马克思主义认识论一般强调认识的目的在于认识世界和改造世界。信息化社会的发展使得改造世界的目的较之以往更为迫切。在当代社会中,信息化社会的发展使得虚拟实践成为可能,这样认识实践的目的便能够在虚拟实践中得到呈现。因此,认识的实践目的更为突出、更为迅捷。 信息类论文:电子信息类专业体系建设论文 一、建设和改革的方向 在提高普通民办高校办学质量这一系统工程中,课程体系与课程内容的改革无疑是一个优秀的问题。尤其是专业基础课的教学与课程平台的建设对于人才培养起着至关重要的作用。电子信息类的专业基础课程体系改革建设同样对其他专业课程体系改革有着重要的指导意义和应用价值。本文依据应用性本科院校人才培养的需求,针对电子信息类的四门专业基础课,从课程体系建设的角度对教学内容的优化,理论课程与工程应用相结合的具体方法进行了探讨和研究。《电路分析基础》、《信号与系统》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》四门课程是电子信息类专业学生的重要专业基础课,具有理论性强、公式定理多、计算量大等特点。而这四门课程内容循序渐进,联系紧密,对后续课程的学习意义更是重大。同时着眼于民办普通高校“应用型、创新性”的人才培养目标;充分考虑其生源情况,坚持“因材施教、突出实践、个性发展”的方针;深入研究课程群之间的内在关联性;优化和精简教学内容;强调理论课堂引入仿真软件的教学手段;立体的、科学的开展电类专业基础课程体系的建设和改革。 二、建设和改革的指导思想 1.课程体系突出“综合化、应用性”人才培养目标结合民办普通高校的办学实际,强调学生素质和能力的培养,使学生在掌握基础理论、工程实践、运用现代化技术等方面得到全面锻炼,注重培养学生的工程应用意识,培养学生用综合与整体性眼光解决工程技术问题的能力,塑造具有高素质的“应用型、创新型”专门人才。 2.科学的、立体的专业基础课程体系建设要让专业基础课程体系的建设改革取得成效,必须是系统和科学的。一方面对课程理论内容进行优化整合,与时俱进,做好教材建设;其次,结合计算机仿真软件辅助教学,改善教学手段;另外,加强实践环节在教学中的地位,减少验证性实验,增加综合性实验,补充设计性实验。在课程体系建设中,以“掌握原理”为准则,贯穿“加强实践、提高兴趣、培养技能、积极创新”的理念。 3.注重专业基础课程间的内在联系体系内课程建设应尽量减少课程群中课程间的人为隔断,从课程体系的角度对授课内容进行整合;考虑课程之间的相互衔接,理顺课程间的相互关系,制定统一的教学大纲和实践计划表。 三、建设和改革的主要内容 1.课堂教学与工程应用的有机结合根据电子信息类四门专业基础课程的特点,结合三本院校生源的实际情况,突出“综合化、应用性”,将Matlab与《电路分析》和《信号与系统》;Multisim与《模拟电子技术》和《数字电子技术》有机结合起来。在理论课的教学中引入Matlab软件辅助分析电路问题让理论教学变得直观、易懂,是化解教学窘境的有效手段。通过Multisim仿真软件来绘制电路,观察电路的工作过程,让学生一看就懂,一听就会,突出重点的同时又解析了难点。利用仿真软件进行辅助教学,即降低了学生的学习门槛,又提高了其学习兴趣,对理论课程教学效果的改善是显而易见的。同时,对于应用性本科院校,将仿真软件引入课堂教学,还有更长远的意义。通过软件仿真,学生不仅对知识理解更深刻,掌握更牢固,应用更熟练,并进一步加强了理论联系实际的运用能力,缩短了传统课程与相关实用技术和科学技术发展前沿的距离;对学生的职业发展之路作了很好的铺垫。 2.优化整合,统一部署体系内课程建设不能孤立单干、各自为政;应减少课程群中课程间的人为隔断,从课程体系的角度对授课内容进行整合;考虑课程之间的相互衔接,理顺课程间的相互关系,制定统一的教学大纲和实践计划表。在教材建设上,削枝强干,注重基本理论和知识性,合理定位内容的广度和深度;弱化复杂推导和深度计算,突出概念和原理,强调其在实际工程电路中的分析与运用;注重揭示课程内容之间的内在联系和普遍规律,前呼后应,浑然一体,力求构建一个良好的教材体系。在实践教学环节,注重营造工程环境,加强集中实践课程建设;以综合性实验为载体,实行跨课程的基础理论应用训练的和技能训练。有助于学生对所学知识的宏观把握和深入理解,提升了学生分析问题、解决问题的能力。 独立学院经过十余年的发展,已经形成一批新的高等教育资源,在发展本科教育中发挥了重要的作用。但随着独立学院数量和规模的不断扩大,同质化现象日趋严重,人才培养、专业设置等方面的雷同和缺乏特色已成为制约独立学院发展的主要原因。教育部《独立学院设置与管理办法》等相关文件出台后,母体高校的“光环效应”逐渐减退,独立学院在专业设置、人才培养等方面遭遇到前所未有的挑战。为了更好地适应市场和社会需求,有效提高电子信息类专业工程应用能力,众多高校都在积极研究与探索。 针对民办普通高等院校,课程体系改革的趋势是向着“基础化、综合化、学研产一体化”发展,适应市场的人才需求变化。“基础化”就是强调设置最基本的理论知识课,讲授基础性最强的科学、技术和专业工程知识,训练作为电子信息类专业工程技术人员最基本的技能,这是当前电子信息类专业课程体系改革中的一个重要趋势,也是应对当前电子信息类工程技术高速发展和工程人才需求快速变化的有效途径。“综合化”就是要求电子信息类专业教育应加强交叉学科或多学科的教学,扩大人文、社会科学和管理科学的课程设置,以及加强综合性的工程设计的理论教学和实践训练。高等工程教育培养的是未来的工程师,工程综合是电子工程师工作最显著的特征。“学研产一体化”是指应建立教学、科研、生产一体化的联合体,面向科学研究、技术开发和工业生产实际,调整课程设置,精简教材内容,改变课堂教学方式,改善传统教学手段。在专业课程体系改革的道路上,始终以“掌握原理”为准则,坚持贯穿“加强实践、提高兴趣、培养技能、积极创新”的理念,为电子信息类专业教育带来新的生机。 作者:姚敏单位:武汉东湖学院
电力系统自动化技术论文:电力系统自动化计算机技术论文 1电力自动化系统概述 1.1变电系统自动化电力系统通过变电站和输电线路输送电能,在变电站运行过程中,仅仅依靠人工来监控电力供应,工作效率较低,并且难以及时进行信息反馈和实时监控。计算机技术在变电系统的应用,不仅极大地提高了监控精度和工作效率,而且帮助工作人员及时发现变电运行存在的问题,从而有针对性的采取有效措施,提高电力运行的可适应性和稳定性。在变电站自动化系统中应用计算机技术,光纤和计算机电缆作为最重要的媒介,实现了变电站二次设备的集成化、信息化和数字化。变电站系统利用计算机技术生产变电运行管理档案,变电系统自动化是电力系统发展的重要趋势。 1.2电网调度自动化电网调度自动化是电力系统自动化的重要基础,我国各级的电网调度自动化系统和计算机技术有着密切联系,终端设备主要有显示器、打印机、存储器、计算机网络接口等,这些设备都是经过计算机技术的整合,在电力系统局域网进行参数测量和状态检测。电网调度自动化系统主要实现在电力生产过程中,自动化分析和监控电网的运行状态、采集实时数据、评估电力系统安全状态、预测电力负荷、控制省级以上电网控制等,满足电力系统的运营要求。 1.3配电网系统自动化电力系统借助于计算机技术进行改造省级,实现电力系统网络化和配电智能化,配电网系统自动化分为三级结构:光线终端、配电子站和配电主站,配电网系统自动化有助于实现电力系统的资源共享,确保配电系统的安全稳定运行,保障电力系统的高效运行和高度自动化。 2电力系统自动化中计算机技术的应用 2.1电力一次设备在线状态检测近年来,我国电力部门积极引进先进的科学技术,和科研机构进行合作,在电力一次设备在线状态检测的研究中取得了很多的成就。电力一次设别在线状态检测可以长期连续地对电力系统一次设备如开关、断路器、变压器、汽轮机、发电机等设备的运行参数进行在线监测,通过实时监控一次设备的运行状态,科学分析电力一次设备运行参数的变化趋势,判断电力系统是否出现运行故障,及时对一次设备的维护保养,提高电力一次设备的利用率和使用性能。 2.2新型测控和继电保护装置光电式互感器技术在电力系统的应用,使得电力二次设备如继电保护、测控设备装置的功能和结构发生了很大变化。新型测控和继电保护装置省去了部分信号处理电路、A/D转换电路和隔离互感器,极大提高互感器的响应速度。 2.3智能化电力一次设备在电力系统中电力二次设备和一次设备的安装位置相距较远,两者之间用大电流控制电缆和强信号电力电缆连接。而智能化电力一次设备是指在设计电力一次设备结构时,充分考虑二次设备的运行,将电力二次设备的基本功能就地实现,节省大量的控制电缆和电力信号电缆,实现电力一次设备的保护和自带测量功能,如常见的箱式智能化变电站、智能化开关柜、智能化开关等。但是在实际的应用过程中,智能化电力一次设备很容易受到电力系统大电流断开造成的高强度电磁场干扰,其关键技术主要包括通信接口协议标准、电子部件和电磁兼容的供电电源等。 2.4光电式电力互感器电力互感器是输电线路的一种重要设备,其按照一定的比例将输电线路的大电流和高电压数值降到电力仪表可以测量到的数值,便于电力仪表的直接测量。但是,电力互感器的电压等级越高,其绝缘性能越差,并且设备的质量和体积也越大,动态的信号范围越来越小,导致输电线路的电流互感器饱和,甚至导致信号畸变。当前很多国家都成功研制了电子式互感器和光电式互感器,其相应的应用标准也逐渐完善。和普通电力互感器相比,光电式电力互感器的输出信号比较小,通常是毫安级,其很难通过较长的电缆线路将信号输送给相关的保护和测控装置,必须通过光电转换和模数转换将信号转换为数字信号之后,由光纤接口送出。 3结束语 电力系统自动化中的计算机技术的应用,推动了电力系统的快速发展,随着计算机科学技术的快速发展,计算机技术将在电力系统自动化中发挥着更加重要的作用。 作者:杨会宇单位:国网河南淇县供电公司 电力系统自动化技术论文:变电站电力系统自动化技术论文 1系统结构与性能 1.1系统性能特点:变电站综合自动化的监控和管理系统适应不同的工作环境,现场安装后可立即使用并稳定可靠运行。系统的软、硬件设备十分便于维护,各部件都具有自检和联机诊断校验的能力,为维护人员提供了完善的检测维护手段,包括在线的和离线的,都能准确!快速的进行故障定位,维护人员都能在现场自行处理。计算机监控和管理系统具有很高的可靠性(其平均无故障时间MTBF为:主要设备大于20000h,系统总体大于17000h。系统的软、硬件设备具有良好的容错能力。当各软、硬件功能与数据采集处理系统的通信出错,或当运行人员在操作时发生一般性错误时,均不引起系统的保护功能丧失或影响其它模块的正常运行。 1.2信息采集方式:对一个较先进的变电站综合自动化系统而言,其信号采集应该是可以完全分散分布和下放的,因为只有这样才能最大限度地减少二次控制电缆,简化二次回路。特别是在10kV变电站,可将测控部分合并在10kV保护装置内,根据模拟量对采样精度的不同要求,采用专用的电流输入口以接测量用。 1.3网络结构与通信:分散分布式结构,各间隔层与站级层所有控制指令、数据传送、信息交换等都是通过计算机数字通信实现的。这就对承担数字通信的物理介质的可靠性、实时性提出了非常高的要求。因此在变电站自动化向分散式系统发展时,采用计算机网络的优点来替代传统串口通信成为一种趋向。 2变电站电力系统自动化的技术发展途径 2.1神经网络控制技术的应用:由于神经网络具有本质的非线性特性、并行处理能力、强鲁棒性以及自组织自学习的能力,所以受到人们的普遍关注。神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的。神经网络将大量的信息隐含在其连接权值上,根据一定的学习算法调节权值,使神经网络实现从m维空间到n维空间复杂的非线性映射。 2.2模糊逻辑控制技术的应用:模糊方法使控制十分简单而易于掌握,在家用电器中也显示出优越性建立模型来实现控制是现代比较先进的方法,实践证明它有巨大的优越性!模糊控制理论的应用非常广泛。电热炉一般用恒温器来保持几档温度,以供烹饪者选用,模糊控制的方法很简单,输入量为温度及温度变化两个语言变量,每个语言的论域用 组语言变量互相跨接来描述。 2.3专家系统控制技术的应用:专家系统在电力系统中的应用范围很广,包括对电力系统处于警告状态或紧急状态的辨识,提供紧急处理,系统恢复控制,非常慢的状态转换分析,切负荷,系统规划,电压无功控制,故障点的隔离,配电系统自动化,调度员培训,电力系统的短期负荷预报,静态与动态安全分析,以及先进的人机接口等方面!虽然专家系统在电力系统中得到了广泛的应用,但仍存在一定的局限性,如难以模仿电力专家的创造性。 2.4线性最优控制技术的应用:最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分,也是将最优化理论用于控制问题的一种体现。线性最优控制是目前诸多现代控制理论中应用最多,最成熟的一个分支。 3国内变电站自动化技术发展存在的问题 3.1不同产品的接口问题:接口是综合自动化系统中非常重要而又长期以来未得到妥善解决的问题之一,包括RTU、保护、小电流接地装置、故障录波、无功装置等与通信控制器、通信控制器与主站、通信控制器与模拟盘等设备之间的通信。这些不同厂家的产品要在数据接口方面沟通,需花费软件人员很大精力去协调数据格式、通信规约等问题。 3.2运行维护人员水平不高的问题:目前,变电站综合自动化系统绝大部分设备的维护依靠厂家,在专业管理上几乎没有专业队伍,出了设备缺陷即通知相应的厂家来处理,从而造成缺陷处理不及时等一系列问题。要想维护、管理好变电站综合自动化系统,首先要成立一只专业化的队伍,培养出一批能跨学科的复合型人才,加宽相关专业之间的了解和学习。其次,变电站综合自动化专业的划分应尽快明确,杜绝各基层单位“谁都管但谁都不管”的现象。 4变电站自动化系统应能实现的功能 4.1微机保护:是对站内所有的电气设备进行保护,包括线路保护,变压器保护,母线保护,电容器保护及备自投,低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能:故障记录转贴于。存储多套定值。显示和当地修改定值。与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息,动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值,校对时钟等命令。 4.2数据采集及处理功能:包括状态数据,模拟数据和脉冲数据。状态量包括:断路器状态,隔离开关状态,变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、事故跳闸总信号、预告信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统,也可通过通信方式获得。常规变电站采集的典型模拟量包括:各段母线电压、线路电压,电流和有功、无功功率值。 4.3事件记录和故障录波测距:事件记录应包含保护动作序列记录,开关跳合记录。变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现,一是集中式配置专用故障录波器,并能与监控系统通信。另一种是分散型,即由微机保护装置兼作记录及测距计算,再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。 4.4控制和操作功能:操作人员可通过后台机屏幕对断路器,隔离开关,变压器分接头,电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备,在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。 4.5系统的自诊断功能:系统内各插件应具有自诊断功能,并把数据送往后台机和远方调度中心。对装置本身实时自检功能,方便维护与维修,可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查,能快速发现装置内部的故障及缺陷,并给出提示,指出故障位置。 4.6数据处理和记录:历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容,它包括上一级调度中心,变电管理和保护专业要求的数据,主要有:①断路器动作次数;②断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数;③输电线路的有功、无功,变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大,最小值及其时间;④独立负荷有功、无功,每天的峰谷值及其时间;⑤控制操作及修改整定值的记录。 5结语 电力系统自动化控制技术近年来得到了快速的发展,并在电力行业展示出其独有的魅力,自动化控制技术的改进和自动化元器件性能的提高,对电力系统的稳定性、安全性和经济性起重要的作用。 作者:刘珍 单位:四川蜀能电力有限公司成都蜀达分公司 电力系统自动化技术论文:电力系统自动化技术安全管理论文 1人员管理存在问题在电网建设、发展中,急需具有专业素质的管理人员 但实际状况是,相关管理人员对于电力自动化技术的掌握度较低,缺乏专业化的技术。与此同时,电力系统的相关专业管理人才较为缺乏,对于一些新进入企业的工作人员,其专业素养的提升培养较为缺乏,从而致使在管理工作中遇到问题无法科学判定及处理的状况。此种状况问题的出现对于企业的经济获取造成了较大的损失,使得电力系统的维护工作花费成本有所增加。而且,如果在事故发生后无法及时、妥善的排除问题,那么对于电网系统安全性而言也极为不利。因此,积极培养出一个具有专业素养的管理人才团队对于自动化技术管理而言极为重要。 2电力系统自动化技术安全管理科学措施 2.1合理设计电力系统自动化技术 首先需做的便是在电网自动化设计期间,对其相关影响因素进行全面化的考量、分析。在电力自动化技术设计中,需注意对其采用分布式的设计方式,也就是指将各个设计单元分隔开来,以此帮助有效避免在某一个单元内部,出现各个组成部分相互影响的状况。另外,在自动化系统运行时,二次接线的状况经常会出现。针对这些二次接线点,应相应地对其系统做简化处理,积极采用多功能继电器来替代二次接线工作。之后再对主控制及其它开关柜运用分布式的设计方式,实现其内部接线的简化处理,避免出现因操作失误而导致的安全事故。最后需注意的是,对于电网系统的扩展、兼容性均应注意进一步的加强,以此促使在各电力设备中,自动化技术均有用武之地,满足其使用需求。 2.2提升电力系统自动化技术维护水准 现今社会呈现出信息化的发展趋势,电力自动化技术也得到了较大的关注。在自动化技术管理中,准确判定其发展形式及方向极为关键。如此一来,便能够充分且全面的掌握自动化技术的功能及优点所在,进一步提升其维护水准,为电网系统运行安全提供保障。近些年来科技的迅速发展使得信息技术发展趋势越发突显,因此,在电力自动化技术管理中也需注意灵活运用信息技术,积极开发一些数字变电站,确保电网的安全及高效运行。信息化技术的应用能够帮助将搜集整理电网中大量的运行数据,实现对电网技术的高效管理,并促使其智能化水准得到提升,使得电网运行更加安全。 2.3提升自动化技术管理人员专业素养 为了促使达成电力自动化技术管理的目标,具备专业素养的人才队伍建设极为重要。技术管理人员需在日常工作中丰富自身的知识储备,尽可能的满足市场发展需要,对市场竞争环境进行全面分析,合理降低工作成本,为电力事业发展提供助力。第一,充分考量企业发展需求,明确各工作人员的工作职责及要求标准,促使其在日常工作中处于一个动态学习的状态中。站在长远发展角度考量,依照企业发展需求来对工作状况进行科学调整,强化自主学习意识。第二,注意采用因岗施教法方式。对于企业内部员工的培训管理,应在对其岗位职责需求充分考量的基础上,采用因材施教的方式。丰富管理人员先进管理经验;提升技术人员专业技能。第三,积极创设浓厚学习气氛。采用外出交流、鼓励、举办技能竞赛等多种方式,进一步帮助增强企业内部员工的自主学习意识。 3结语 为了更好的促进电力事业的发展,确保电网系统的安全、经济运行极为重要。现今科技的迅速发展使得自动化技术频繁应用于电网系统运行中,电力自动化技术也开始由低级转至为高级,整体开始走向进步。对电力自动化技术实行安全、科学化管理,积极达成相关的管理目标,才能够帮助有效促进我国电网事业的良好发展,进一步促进社会经济发展。 作者:黄卫华 单位:国网天津武清供电有限公司 电力系统自动化技术论文:电力系统厂站自动化技术论文 1电力系统自动化概述 随着时代的发展,人们生活水平的提高,时代要求电力系统实现自动化运行与管理,同时也是有效解决现代城市电力需求办法。在现代计算机技术等的不断发展下,极大地改变了原来电力系统自动化内涵,在EMS系统中已经综合了PAS工程,而且开发电力系统故障管理数据软件技术也成熟起来,电力系统的CCCPE统一体自动化就是最好的见证。CCCPE软件管理系统把电力电子管理装置和通信以及计算机控制集合于一体,能够检测与监控电力运行故障,而且对管理的全程都可实现自动化监控,对电力系统的电力调度能够成功承担完成。就装配电力系统各种自动化设备来看,与其他投资相比,引入自动化设备所用投资比重不大,但重要性能够与投资的电力系统主设备媲美。在电力系统中引进先进的自动化设备在一定程度上能够促进系统主设备运行效率的提高,使运行故障避免发生,并能够使主设备的使用寿命最大限度的延长,使配置新设备的时间推迟,能节约资源,使电力公司在设备投资上节省。为使用电需求的日益增多状况得到满足,使电力系统供电量与用电量处于平衡好的状态,在管理电力系统运行中,管理电能就离不开自动调节与电力控制装置。在对电力自动调节与控制装置进行研发时,为使控制要求更好地得到满足,相关研究人员详细分类了电力系统自动装置,自动化装置能够在电力系统接入后正常运行;在异常状态下能够运行,并且自动化控制的电力保护装置可同时发挥功能,这是最常见的两种。文章以电力系统厂站中自动化装置应用状况对电力系统的自动化发展进行阐述。 2厂站自动化概述 2.1火电厂自动化 自我国火电厂建立自动化系统以来,共经历了“第一代”和“第二代”以及“第三代”数字控制系统三个阶段。把彼此孤立的各个机组,建立起系统为第一控制阶段的内容,没有产生理想的效果。第二阶段这一问题没有被解决,在火电厂自动化历史舞台也渐渐退出。就目前火电厂自动化发展状况来看,正是发展中的第三阶段,该阶段的支撑为具备开放式特征的工业自动化系统。立足第三代数字控制系统的实际工作状态及其效率角度进行分析,能够完成实时监控全场电力工作行为任务,并能够将其向电力调度部门及时提供,这样电力调度部门就可根据各机组工作状态,分配全厂经济计算数据。与此同时,第三代数字控制系统还能够向电力系统各个“分部”反馈电力调度部门各项工作指令,这样调度部门通过合理调度整个电力系统,使其能够处于正确与科学的工作状态之中。分析第三代数字控制系统实际工作水平,其工作性能能够满足火电厂自动化工作需求,其作为自动化技术类型在火电厂推广和发展是值得的。 2.2水电厂自动化 就我国水电厂自动化技术来看,其建立是以计算机监控系统为基础实现的。在其发展初期,主要系统类型为分布式系统。而当代水电厂自动化技术全面改革的实现是建立在计算机监控系统不断进步基础上全面铺开的。目前,就水电厂自动化发展来看,其主要技术类型为全开放和全分布式监控系统。全开放和全分布式监控系统与集中式和分层分布式系统相比,具有明显的可靠性和可维护性优势,在电力生产和运行工作中投入速度更快,因此人们更“器重”它。无人值班为下一步发展水电厂自动化技术方向,对于这一发展目标的实现,水电厂不仅要把内部计算机实时监控系统建立起来,还需要其他调度部门的配合,把整个电网自动化系统建立起来,从而使有效监视与采集整个电网信息数据能够实现,这样无人值班的发展目标就会在各个自动化系统相互监督下成功实现。 2.3变电站综合自动化 变电站的综合自动化作为自动化管理技术是把各项优秀技术集中为一体。在实际工作当中,其能够完成检测电力工作现场数据,并将在其他系统的支持下分析无法测量的数据,将记录下来,调度部门对其进一步分析和使用带来便利。目前,变电站综合自动化技术能够有效集中电力系统各个分散设备,实现有效调度电力系统各个设备。由于同质性为电力系统当中部分设备特征,因此为防止相互干扰和混淆调度指令信号,变电站综合自动化系统能够有效划分系统单元,以中央单元和间隔级单元呈现,综合自动化系统特点正体现于此,其优势也正在这里。 3厂站自动化技术的发展趋势 综合自动化技术为当今发电厂和变电站自动化技术,其主要特征为分层分布,在科学技术不断进步下,方兴未艾为其发展状态,以下为其大致发展趋势。电子、计算机、通信技术加速了厂站自动化技术的发展,IED兴起在20世纪末,被广泛地应用在工业自动化领域和电力自动化方面。IED实际就是一台嵌入式装置,具备微处理器等部件,对各种不同工业应用环境都能够满足,应用场合不同其软件也具有差异,电子电能表等就是比较典型的IED。以这一定义为依据,我们针对厂站自动化系统,可以以IED来看待其中的间隔层测控等装置。通常各种IED之间接口为工业现场总线或工业以太网,由于应用环境不同其信息交换协议也存在差异。特别强调一下,在厂站自动化领域中,PI的应用存在逐步扩大趋势。作为工业自动化产品的PLC比较经典,应用历史较长,目前处于发展与改进中,但在过去电力自动化行业相当长一段时间内,其被较为广泛地应用在电厂自动化机组单元控制外,在远动与继电保护领域运用极少。近来在厂站自动化领域,PLC的应用呈现出扩大和深化趋势,成为关注的焦点。 4结束语 综观当前我国电力事业发展整体状况,其主流趋势就是自动化能够贯穿于整个电力系统运行和调度之中,这对于未来电力事业发展而言,也是其主要走向。而作为电力系统,其电力调度实现自动化对于用电紧张局势可以发挥更好的缓解作用,并且在很大程度上有利于促进电力系统稳定运行状态的提高,从而使我国电网用户享受的电能更具有安全性和稳定性以及可靠性,为用电居民和用电企业正常生活和生产运行提供全面保证。文章以我国电力系统厂站自动化为研究对象,详细论述了其调度技术和发展趋势,把相关结论总结出来,以期为同行工作提供借鉴。 作者:黄年 单位:平南供电公司 电力系统自动化技术论文:电力系统自动化计算机技术论文 1三层应用模型 在新型的电力自动化系统中,多了一部分以往所没有的结构——应用服务器,处于三者正中间的位置。处于中间件的应用服务器在这一结构中,在对前置机的数据进行接纳的同时自动备份,历史数据的存在为数据访问中逻辑规则的实现开辟了路径而电力工作站的功能借助逻辑规则以及数据库得以实现。同时不能忽视的是DCOM是实现应用服务器和电力工作站通讯功能的基底,ADO则是应用服务器和数据库服务器实现通讯的依据。在这一模型的基础上,还有两个很大的优势。第一个就是使得软件自身的可扩充性得到了进一步的增加和推动,假如数据发生了相关的逻辑规则的变化,不需要改动其他,只需要将对应的中间件(应用服务器)就可以了,这个时候对于电力前端也不必担心,影响是微小的。第二个优势则是在安全性能上的保障,因为前后客户端没有直接的数据往来,而是通过应用服务器进行,这样以来便使得一些不安全因素得以避免。 2计算机技术在电力系统中的实现 2.1系统的应用服务器 在上文中所提及到的三层C/S结构,所添加的中间件的部位是最为重要的部分。这里将对中间件进行一个较为详尽的解释。这一部位具有强大的通信功能,同时自身的可扩展性可以得到极高的展现。由此使得客户机与服务器之间、服务器相互之间的数据传输稳定进行,实现两者群体之间的通信进行。结合在上文中所提到的功能的实现问题,可以知道,应用程序服务器在发挥本身程序功能的同时,又承担着DCOM服务器的角色。 2.2实时数据的获取和保存 应用程序服务器是承接实时数据的纽带。说到实时数据这里就要有所区分,实时数据是分为未处理的和已处理的两个部分,前者是存在于前置机中,后者则是具体的计算之后呈现的。这里需要提及到的是WinSock编程。当操作电力自动化时,内部存在一个存盘线程,位于后台部位,只要不是有系统出现暂停或者是退出的问题,就会一直运行。 2.3系统的应用逻辑 在文中我们所采用的三层C/S结构,应用逻辑是需要被定义在应用服务器端的,这样就可以达到所有用户共享这一资源的目的,假设遇到事物逻辑变化,则只需对服务器中的应用逻辑进行一定的更改即可。这样就使得客户端在运行和使用过程中减少了很多不必要的问题。 3计算机技术应用于电力系统自动化的价值和意义 当今社会的发展速度加快,对于电力的性能要求也进一步提高。将计算机技术应用与电力系统自动化的过程中,可以有效提升相关电力部门的管理水平和工作效率,自动化和智能化的优势得到很好的展现。另一方面则是在安全性方面更加有保障,由于计算机技术本身的自动化优势,可以将许多风险性事件的危险度降到最低,电力系统在自动化加强的同时,对电力使用的安全性能方面也有显著加强,使得安全性有效提高。计算机技术于电力系统自动化的应用过程中产生了极大的积极效益,促进了社会整体的进步与发展。 4结语 综上所述,在电力自动化系统中进行的数据传输本身便十分巨大,加之自身种类的多样性的存在,使得通讯功能的优劣成为了系统整体性能是否良好的至关重要的因素。简而言之,对于电力自动化系统中问题的探究,便是对前置机和数据服务器以及电力工作站等方面通讯问题的探究。在本篇论文中,为达到电力部门于工作过程中得以稳定操作,致力于探究编程技术的实现,以促进电力系统于运行中的有效性。 作者:李萍 电力系统自动化技术论文:计算机与电力系统自动化技术论文 1.电网调度自动化 电网调度自动化,简单来说,就是运用现代自动化技术,对电网进行调度和管理。电网调度自动化是电力系统自动化的重要组成部分,也是非常关键的内容。在我国,根据实际情况,对电网调度进行了相应的等级划分,由低到高依次为县级电网调度、地区电网调度、省级电网调度、大区电网调度以及国家电网调度。以县级电网调度自动化系统为例,其基本结构如下:在电网调度自动化中,计算机网络系统是最为关键的部分,其与服务器、工作站、显示器、变电站终端设备等在计算机系统的连接下形成了一个相对统一的整体,构成了电网调度自动化系统。在实际应用中,电网调度自动化所涉及的方面是非常广泛的,不仅需要对电网运行数据进行实时采集,还需要对电网运行中的安全性和可靠性进行有效评估,更需要对整个电力系统的运行状态和负荷能力进行预测,而这些功能的实现,都离不开计算机系统的支持。不同等级的电网调度对于计算机系统的需求也存在很大的差异,对于级别相对较低的电网调度自动化系统,可以选择PC机作为服务器或者工作站;而对于级别相对较高的电网调度自动化系统,由于电网容量更大,结构更加复杂,对于计算机系统的需求也较高,需要选择更加先进的计算机技术以及更加可靠的软件支撑。 2.智能电网技术 智能电网的基本网络结构如下:智能电网技术可以说是计算机技术与电力系统自动化技术有效结合的最佳范例,其中涵盖着相当多的技术,不仅电网的调度需要依靠智能电网技术对全局进行控制,而且智能电网技术同时也覆盖了发电、输变电、配电、调度等环节,计算机技术也随之深入到了电网运行的各个环节。在智能电网中,计算机技术的应用主要体现在稳定控制系统、调度自动化系统、柔性交流输电等方面,而正是由于计算机技术的应用和发展,才使得智能电网技术变得突飞猛进。从目前来看,我国构建智能电网的主要目标之一,就是利用现代数字化技术进行电网的建设。而在这个过程中,必然需要计算机技术的支持。首先是通信系统,利用现代通信技术,智能电网可以更好的对电网运行数据进行采集、传输和保护,需要电网建设人员的重视。在智能电网中应用通信系统,可以对电网的功能进行扩展,提升电网对于风险的抵抗能力,保障电网运行的稳定性和可靠性。同时,用户也可以通过通信系统,对智能电网服务系统进行访问,对电力相关的问题进行实时在线咨询,实行用户与供电企业之间的良好沟通。其次是信息管理系统,其同样是智能电网的重要组成部分,同样是以计算机技术为基础构建起来的。信息管理系统的功能主要是对信息的采集、处理、集成和显示,保障信息安全。信息管理系统在智能电网中的作用是非常重要的,例如,信息的采集和处理可以实现对各种信息的记录、归类、总结,方便人们进行查询;信息的集成可以有效提高智能电网的信息处理能力;信息显示可以为用户提供了解电网运行情况的平台;对于信息安全的保障则能够避免用户信息的泄露,使得用户的权益得到更好的保障。然后是网络拓扑,未来智能电网的结构必然是向着稳定性强、灵活性高的方向发展,而我国能源分布不均匀的情况使得发电区域和用电区域相距甚远,电力在传输过程中会出现大量的损耗。对此,我国在电力网络中加强了对于计算机技术的应用,通过直流联网工程等项目,对电网结构进行了优化和调整,从而有效确保了电网的经济高效运行。 3.变电站自动化 在电力系统中,变电站以及相关输配电线路的主要功能是方便供电企业与电力用户的相互沟通和联系。在应用计算机技术前,供电企业与电力用户之间的信息传递通常都是由人工方式进行,不仅效率低下,而且存在很大的滞后性。建设变电站自动化系统,融合计算机技术,可以极大地提高信息反馈效率,加强对于变电站的监控和管理,保证变电站的安全稳定运行。变电站自动化系统如下图所示:在不断的发展过程中,借助于计算机技术,变电站逐渐实现了自动化运行和管理,二次设备也开始朝着数字化的方向发展,并且随着计算机技术的不断深入,还将实现变电站的网络化和集成化。变电站自动化系统的出现,一方面,可以有效简化变电站的操作流程,实现无人值守,另一方面,也可以促进电网调度自动化的有效实现,必须得到电力技术人员的充分重视。 4.结语 总而言之,在当前科技发展的带动下,计算机技术得到了突飞猛进的发展,在电力系统中也得到了日益广泛的应用。将计算机技术和电力系统自动化技术有效结合在一起,可以推动电力系统自动化的快速发展,为电力用户创造一个稳定可靠的用电环境,进而促进我国社会经济的持续健康发展。 作者:马波 王惠丽 单位:国网河南省电力公司三门峡供电公司 电力系统自动化技术论文:电力系统调度自动化技术论文 1电力系统检测与控制功能 电力系统存在的作用不仅是为了满足人类的生产生活之需,而且还是电力企业追求发展成果与利润的基础。为了保证电力系统中的发电厂能够自动进行发电、电力的调度能够实现科学经济化和电网的安全稳定运行,电力系统的检测和控制功能就显得十分重要。电力调度自动化系统具备的电力系统检测与控制功能,能够为整个电力系统的调度自动化提供数据支撑。在电力系统运行过程中,检测系统对系统运行的各数据信息进行采集,利用计算机软件进行信息的分析和处理,将相关信息显示在终端设备上,调度员对相关信息与数据进行整理,依据制定好的对策和计划,让电力调度系统执行既定的调度方案。对于数据分析可能出现的异常情况,采取合适的控制动作,对系统进行控制,确保电力系统的安全、适用和可靠。 2电力系统调度自动化技术的应用现状 随着时代的发展,各种先进的技术不断出现并发展成熟,极大地改善了人类生产生活条件。电力作为人类使用的重要的能源之一,在与电力相关的领域,信息化水平逐渐提升。目前,电力系统已经实现了自动化运行,整个系统中的电力系统调度自动化技术也在不断发展,而且相关公司研发了许多的电力系统调度自动化功能系统,并将这些系统应用于我国的电力能源的实际调度之中,为社会的发展进步做出了巨大的贡献。目前,在我国电力系统调度自动化领域广泛采用的主要是符合国际公认标准的RISC工作站和POSIX操作系统接口。如下对几种应用广泛的电力系统调度自动化技术的应用详情做一个简要的介绍。 2.1、CC-2000电力系统调度自动化系统 CC-2000电力系统调度自动化系统作为一款面向现代的高水平的电力调度系统平台,是由我国电力研究领域领先的中国电力科学研究院、清华大学、东北电力集团公司等共同开发研制而成的。这个系统采用了分布式的结构和面向对象的技术,采用事件驱动和封装思想为此应用软件提供的透明的接口。整套系统利用分布式结构,将实时数据的采集、数据存储和数据处理以及其他各种应用按照功能的不同,分布在不同的结构层上,整个系统中某一部分出现故障,对整个系统其他部分的运行不产生影响,而且整个系统还能维持一定程度的正常运行。这套系统目前已在我国的国家调度中心和华北、东北等地的电网调度通信中心成功应用,对我国电力系统的安全、可靠和经济运行提供了支撑。 2.2、OPEN-2000能量管理系统 OPEN-2000能量管理系统是在1998年,由南京的南瑞集团公司开发出的一套对电网进行监控、采集数据、控制自动发电、电力系统应用软件、调度员培训仿真系统、配电管理等各种功能于一体的电力调度管理系统。这套系统具有开放性和分布式的特点,是电力系统调度自动化系统中较为先进的一种。这种系统是我国首次将IEC870-6系列的TASE.2协议集成于软件平台的系统。目前已在国家调度中心、湖北省调、广东省调、山西省调和深圳、上海等大中城市的调度中心安全稳定运行。 3电力系统调度自动化技术的发展前景 随着计算机技术、电子通信工程和数据库技术等的不断发展,使得电网系统调度自动化技术不断趋向发展成熟,极大地促进了我国电力事业的发展。如下,笔者结合时展潮流和相关科研进度,预测电力系统调度自动化技术的发展将会朝着如下方向前进。(1)可视化。当前,人们对于各种信息和数据更追求直观化的认知,因此,利用图像图形技术将原始的数字、表格、文字等呈现出来的资料转化为直观的可视化的图形图像信息,是时展的必然趋势,这也是电力系统调度自动化技术将来的一种重要发展方向。对于调度过程中,各种信息利用图形和图像表达出来,更加直观地方便相关人员对电网运行状况、调度情况等进行有效及时的掌握。(2)智能化。电力系统调度自动化的智能化技术是不久的将来,电力系统调度自动化系统即将实现的一种功能,这也是电力电力系统调度自动化技术发展到现阶段的必然结果。(3)数字化。近年来,在各领域数字化技术均得到了良好的应用。在电力系统调度自动化领域,其运用也会很快地实现。电力系统调度自动化技术的数字化利用先进的遥感技术、虚拟现实技术、GPS技术等新兴技术,应用到调度系统中,促进整个系统在可视化和智能化得以实现的同时,还利用先进的数字控制技术对电力调度过程进行有效良好的控制。 作者:李丽娜 刘雪梅 单位:国网冀北电力有限公司唐山供电公司 电力系统自动化技术论文:电力系统继电保护自动化技术论文 1继电保护自动化技术在电力系统中的实践应用 1.1继电保护自动化技术在电力系统中的应用 ①继电保护自动化技术在母线保护中的应用。母线继电保护主要包括两种,即相位对比保护以及差动保护。相位对比保护指的是通过相位的对比方式,提高系统保护母线的可靠性和有效性;差动保护是将特点以及变化都一致的电流互感器设置在母线元件上,当系统母线侧边端子和二次绕组进行连接之后,再将继电保护装置安装在系统母线差动位置。在大电流接地过程中,通过三相连接的方式实现;小电流接地过程中,在相间短路中设置系统母线保护,然后通过两相连接的方式实现。②继电保护自动化技术在发动机保护中的应用。发电机是电力系统的重要组成部分,保证发动机的安全、稳定运行至关重要。继电保护自动化技术在发电机保护中应用主要包括两个方面:一方面,重点保护,如果发电机定子绕组匝间发生短路故障,将会导致发电机的故障部位温度上升,破坏绝缘层,威胁发电机的安全运行,通过在定子绕组内安装匝间保护装置,能够有效的防止定子匝间短路故障的发生;如果发电机的单相接地产生的电流超过规定值,通过安装接地保护装置能够对发电机进行继电保护;通过将发电机中性点、电流、相位进行相互结合,能够形成纵联差动保护,实现对发电机的保护;另一方面,备用保护,过电压保护能够有效的防止发电机自负荷较低的状况下发生绝缘被击穿的现象;过电保护能够有效的实现对外部短路故障的保护,防止发生短路破坏发电机;当发电机定子绕组发生低负荷问题时,继电保护装置能够自动切断电源,并发出相应的报警信号,实现对发电机的保护。③继电保护自动化技术在变压器保护中的应用。变压器是电力系统的重要组成部分之一,对电力系统的运行安全性和稳定性具有非常重要的作用。继电保护自动化技术在变压器保护中的应用主要包括以下几个方面:其一,短路保护,变压器短路保护包括阻抗继电保护和过电流继电保护,阻抗继电保护主要是通过利用变压器阻抗元件产生的保护作用,阻抗元件运行一段时间之后,会自动切断电源,以此实现对变压器的保护;过电流继电保护主要是在变压器电源两边电源和时间元件中安装过电流继电保护装置,电流元件运行一段时间之后,会自动切断电源,进而实现对变压器的保护。其二,瓦斯保护,当变压器的油箱出现问题时,在故障电弧的作用下绝缘材料和油都会发生分解,产生有害气体,通过采用瓦斯保护,当油箱出现上述故障时,能够自动的启动保护动作,将变压器电源切断,同时发出警报信号通知维护人员赶到故障地点进行处理。其三,接地保护,对于不接地变压器保护,应该采取零序电压保护措施;对于直接接地变压器保护,应该采取零序电流保护。④继电保护自动化技术在线路接地保护中的应用。电力系统的线路错综复杂,接地方式也相对较多,因此电力系统的接地方式包括大电流型接地与小电流型接地,当出现大电流接地时,应该立刻切断电源,防止接地故障对电力系统造成的破坏;当发生小电流型接地时,继电保护装置会发出报警信号,电力系统在一定时间内依然可以运行。针对不同的接地故障,应该根据故障状况采取相应的保护措施,具体状况如下所示:其一,零序功率,当电力系统发生接地故障时,零序功率的方向发生变化,零序电流波动相对较小,以此实现对电力接地故障的预测以及保护;其二,零序电流,当电力系统线路发生接地故障时,零序电流会迅速上升,继电保护动作非常敏感,能够及时的采取切断电源的保护措施,对电力系统进行保护;其三,零序电压,电力系统在正常运行时,并不会产生零序电压,如果电力系统发生接地故障,会导致零序电压的产生,继电保护装置能够及时的发出相应的报警信号,同时电网维护人员通过观察电压表数值能够判断系统是否发生接地故障,主要是因为当电力系统发生接地故障时,电压数值会降低。 1.2实例分析 文章以某电网为例,该电网于2010年应用了继电保护自动化技术,2011年4月23日,110kV变压器主变低压侧继电保护动作,1号主变101开关跳闸,2号主变119、131开关过流保护动作跳闸,重合闸动作,合成功,电网维护人员赶到事故现场,设备并无异常,维护人员通过查看跳闸过的线路,两条线路故障都能够合闸成功,但是却导致越级跳闸。通过对故障进行分析,发现为线路故障,开关拒动,处理方法表现为:把故障开关隔离,恢复供电,然后通知检修人员认真检查,查实状况后采取措施进行检修。 2继电保护自动化技术的未来发展趋势 继电保护自动化技术的未来发展趋势主要包括以下几个方面:其一,智能化,近年来,人工智能技术在电力系统继电保护自动化中得到非常广泛的应用,例如模糊逻辑算法、遗传算法、神经网络等,通过将这些人工智能技术应用在继电保护自动化系统中,能够保证继电保护自动化系统正确判别故障,并具有智能化解决复杂问题的能力,进而实现继电保护的智能化;其二,网络化,计算机网络技术在国家经济建设以及能源发展中发挥了至关重要的作用,通过将网络化技术应用在电力继电保护系统中,利用计算机网络能够将主要设备的继电保护装置连接在一起,创建继电保护装置网络,能够显著的提高继电保护的可靠性,因此电力系统继电保护技术的网络化是未来发展的一种必然趋势;其三,计算机化,随着计算机技术的快速发展,自动化芯片控制的电路保护硬件已经从16位单CPU结构发展为32位CPU微机保护结构,显著的提高了继电保护的性能以及响应速度,继电保护自动化系统的计算机化已经成为不可逆转的发展趋势。 3结束语 总而言之,继电保护是电力系统的“哨兵”,通过将继电保护自动化技术应用在电力系统中,能够实现对电力系统的实时监控,当电力系统发生故障时,能够及时、准确的确定故障部位,并发出报警信号通知电网维护人员赶到故障地点将故障排除,尽可能的降低故障造成的影响,进而保证电力系统能够安全、稳定的运行。 作者:赵军 单位:陕西省地方电力(集团)有限公司甘泉县供电分公司 电力系统自动化技术论文:电力系统中的自动化技术论文 1几种自动化技术介绍 1.1主动对象数据库技术这种技术在电力系统监视及控制中应用较为广泛,对软件的继承性及封装性产生深远影响,同时对电力系统的开发及设计也具有革命性的推动作用。随着电力行业的快速发展,为了保证电力运行稳定性及安全性,应当大力推广最新的对象数据库技术。和一般数据库相比较,主动对象数据库技术具有主动性功能,利用自身携带的触发子实现电力运行中的监视功能,并利用对象函数对电力运行进行有效控制,以提高电力运行的稳定性。而传统的数据库技术的一些判断功能,主要依靠外界程序完成,所以安全性不高。主动对象数据库技术由于具有触发机制,再加上对象技术,便能对电力运行实现自动监控,并在数据读写的同时,对数据库进行管理及更新,完成了数据资源共享,也实现了电力系统运行稳定性。随着电力系统运行规模不断扩大,复杂性也相应提高,需要解决的供电问题有所增加,所以,主动对象数据库技术也应自动升级,并拓展功能范围,以适应复杂变化的电力运行系统,实现供电高效化。 1.2总线控制系统总线控制系统指的是将电力运行中的各个设备通过一定设施和控制室内部的仪表及设备连接起来,所形成的具有双向、多功能的通信网络。该系统是在传统的测量系统上发展起来的,只在传统装置中安装了微处理器,从而实现自动获取供电信息的能力。这些微处理器通过电缆相互连接,并和远程监控计算机也保持连接,使得微处理器获得的供电信息能够在网络内部传播,并通过远程控制计算机进一步处理,实现了信息在整个电力系统中的广泛传播。信息在不同微处理器中按照一定的通讯协议传输的,由于和监控计算机相连接,所以便实现了自动控制系统。总线控制系统具有开放性及分布涵盖范围广等特性,被作为电力系统的纽带,安装在总线上,从而形成网络系统,实现对电力运行中的信息进行有效控制、补偿计算、监控及优化等,所以,通过应用该技术,电力运行中的诸多内容能够得到快速解决,从而实现了运行高效性及稳定性。总线控制系统目前在我国电力运行中被广泛应用,通过传感器及变送器,经电力运行信息收集,输送给监控计算机,该计算机通过进一步分析处理,最后指令。该系统在结构上采用了控制器及变送器,将二者有机的而结合在一起,提高了抗电磁干扰能力,从而有效提高了电力系统的稳定性及精确性。另外,该系统在运行方式上采用分开的方式,将变送器安装在监控现场,而控制器则安装在控制室内部,这样有利于电力信号技术被采集,通过变送器输送给控制器,形成了一个简单的回路系统,从而避免了众多弊端。 1.3光互连并行处理器阵列该技术具有如下特点,首先,在运行中不受电容负载影响,从而具有较高的安全性及灵活性;其次,解决了诸多电力运行中的问题,如能够有效解决临界线长度限制问题,也可以解决线路输出端受限制问题。此外,能够连接在计算机系统内部,实现了减小时钟扭曲问题;再次,不受传输路径的限制,能够在光波导中自由传输,并不会和光束发生相互交叉。该技术结合了光子传输和电子交换,具有较强的灵活性及重构性,不受传输宽带的影响,具有较强的抗电磁干扰能力,所以在电力系统运行中具有广泛的应用潜力。此外,该技术能够对电力系统的自动控制及继电保护进行更新,并能够将继电保护水平进一步提高,使电力运行系统更加稳定、安全。 2自动化技术在电力运行中的应用 2.1在电力调度中的应用随着电力运行规模不断扩大,对电力调度系统的准确性及及时性也有进一步提高。在改进时,应采用信息技术及其它自动化设备,以提高调度效率,同时也应加快遥信、遥控设备使用力度,使电力设备的运行情况能够及时传送到网络上,被调度工作人员及时采集、分析,进而对调度制度作进一步完善。此外,通过使用先进设备,电力运行中的电压、电流及供电功率等情况都能及时被工作人员所知晓,从而提高了电力系统运行稳定性及安全性。 2.2在配网系统中的应用配电网涉及到众多环节,并具有一定的危险性,所以,加大自动化技术的使用力度,能够提高供电效率,也能够提高供电安全性。为了实现电网系统的高效运行,应加大自动化技术的使用力度,将计算机网络技术、通讯技术、自动监控技术及遥感等技术应用到设备运行检测中。使工作人员和电网设备保持统一状态。在配网中通过使用自动化技术,能够有效降低劳动成本,也能偶减少设备维护成本,更重要的是提高了供电效率,为企业增加了经济收入。 2.3在变电监控中的应用变电系统是电力运行中的重要环节,在供电规模扩大的同时,自动化技术应用要求也有所提高,所以,应加大自动化设备的使用力度,才能保证变电系统的高效运行。变电系统在自动化技术应用时,应加大最新设备的使用量,并配备相应的技术人员,使设备和人员相统一,从而实现变电系统、一次设备及二次设备的功效运行。如,应加大无功补偿技术的使用力度,使变电系统的电流、电压及供电功率始终处于稳定状态。另外,还要采用远程监控技术,对变电设备实施全方位监控,从而有效提高了设备运行的安全性及可靠性。 3结语 随着电力系统运行规模不断扩大,对运行效率也提出更高要求。必须加大自动化技术的应用力度,才能提高电力运行效率,满足现阶段人们的用电需求。本文就电力行业中自动化技术的应用进行分析,希望具有参考价值。 作者:胡孝奇单位:河南能信热电有限公司 电力系统自动化技术论文:电力系统下的电气自动化技术论文 1.电力服务实现智能化 在现代化生活中,电力已经渗透进各行各业,如果电力系统出现问题,很多行业将无法正常进行。由此可见,电力系统的正常运行显得如此重要。作为电力系统智能化的重要构成,电气自动化技术可以让操作人员在高精准度要求下实现系统设计,而且让系统实现自动化地进行自我分析所出现的故障,即系统运行的智能化。这种方式,可以让那个电力系统运行得更为高效准确。电力系统的高度自动化运行,让其服务功能得到了升级,实现了电力服务的智能化。 2.电气自动化技术在电力系统中的有效应用 2.1.本文经过研究分析,总结出现阶段电气自动化技术在电力系统中的应用主要包括以下几方面,下面,我们就来详细了解下。第一,仿真技术。在电力系统运行中,仿真技术是一项非常常用并且实用的技术,对于完善电力系统科学运行可谓是意义重大。仿真技术既可以应用到实验中,也可以应用到实践中,在实验过程中通过应用仿真技术,所得出的实验数据与实际数据非常相近,这样就可以避免重复大量的实际测量、实际运算等工作。同时,仿真技术在故障排除、分析中也得到广泛应用,有效的提高了对电力系统故障分析、排除工作的效率。 2.2.其次,就是智能技术。智能技术是电气自动化技术重要的表现形式之一,智能技术在电力系统中的应用可谓是发展迅速,并且发展空间非常巨大。在智能化系统的支持下,可以迅速发现电力系统运行中发生故障的所在之处,并且可以在最短时间内反馈给工作人员,提高了电力系统运行的灵敏度,有效降低了单位时间内的停电次数,提高了电力系统的运行效率。 2.3.实时动态监控技术。该技术也是电气自动化技术表现的一种形式,电力系统通过该技术的应用,可以对电力系统运行的各部分动态进行实时监控,并且可以对运行数据进行记录,并能及时反馈到操作室,对于预防电力系统运行事故的发展意义重大,提高了电力系统运行的安全性、可靠性。 2.4.柔性交流电系统技术。该技术是一种较为先进的处理技术,在电力系统运行过程中,该技术可以针对某些环节进行综合功能以及独立功能方面的处理,调控电力系统的关键性参数,该技术所涉及的技术是很多的,最为优秀的技术就是ASVC。该技术的优势就是调节的速度非常之快,可调节的范围也很大。所以,该技术在使用过程中,基本上没有噪音,也没有延迟,工作效率高,控制能力强。 3.电气自动化在电力系统中的应用趋势 自动化的发展则趋向于:第一,由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。第二,由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。第三,由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。第四,由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。第五,装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。第六,追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。第七,由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如管理信息系统在电力系统中的应用。 4.结语: 综上所述,电力能力是当今世界发展应用最为广泛的能源之一,而电子自动化技术也是当今世界发最活跃、最充满生机且发展潜力巨大的技术之一,所以不断研究电气自动化技术在电力系统运行中的应用以及发展趋势对于我国经济社会的可持续发展意义重大,以上就是本文所研究的主要内容,希望可以给广大同行业者带来帮助和提供借鉴。 作者:尹荣海单位:辽宁大连金州林场 电力系统自动化技术论文:电力系统自动化技术安全管理论文 摘要:现在,随着社会经济的不断发展,国家电网得到了高度的应用,其应用的领域越来越广泛,而且,运行的效率得到了很大的提升。科学技术的发展,能够促进电力系统自动化的发展,然而,带那里系统自动化技术还是存在一定的局限性,电力系统的故障会导致大范围的停电,影响了人们的生活和工厂的生产。本文通过对电力系统现在运行的现状进行分析,并针对问题,提出可行的建议,促进电力系统自动化的发展。 关键词:电力系统;自动化技术;国家电网 现在,我国经济发展迅速,为了能够促进电力系统平稳的运行,就必须实现电力系统自动化技术的发展,减少电力系统自动化技术在使用中出现的故障,提高其可靠性。科技的发展促进了电力系统自动化的发展,电力系统也朝着更加高级的方向发展,能够实现整体的发展。为了能够实现对电力系统的安全管理,要进行合理的安排,对管理方针进行优化,协调各项管理内容,完善相关的水平,促进综合电网的发展。 1电力系统自动化技术的现状和问题 1.1电力系统自动化技术设计存在问题 我国的电力事业发展起步比较晚,与一些发达国家相比还是比较落后的,我国也进行了几次大规模的电力系统的改造,电力系统自动化技术还不够成熟,导致了现在电力系统自动化在设计中还没有形成标准化的范本,现在,我国在进行国家电网建设的过程中,由于电力系统自动化技术的局限性,导致了其不能提高效率,在电网的建设中还出现很多的事故。我国的电网建设还不成熟,虽然经过几次大规模的改造,但是还是不能解决城乡电网统一的问题。所以,在对电力系统自动化技术使用的过程中,电力系统自动化技术不能实现兼容性,在不同的设备上不能同时使用,其接口是不一样的,而且出现了设备之间不能连接的问题。现在,国家电网的覆盖范围比较大,各个地区在进行电网建设的过程中使用的技术是不统一的,使用的电力设备也是不同的,在对电力系统自动化技术设计的过程中,在管理上就应该采取不同的方法,这也给管理带来很大的难题。所以,在电力系统自动化技术设计的过程中,应该分析不同地区使用的电力设备的共同点,能够使自动化系统具有兼容性,可以在不同的设备上使用。 1.2电力系统自动化技术中的设备存在问题 在使用电力系统自动化技术中,设备很容易出现故障,导致安全事故的发生。电力设备和电力系统自动化技术的各项指标和不合格,在选择电力设备中,为了能够减少经济成本,他们就会忽视电力设备的性能,导致了一些实用性不强的电力设备也投入到使用中。在使用电力系统自动化技术的过程中,对技术的成分要求比较高,在工作的运行过程中没有制定安全标准。尤其是工作人员在管理中缺乏责任感,他们的专业知识也不够扎实,这就导致了他们在对自动化技术的操作上会存在失误,在电力系统自动化设备运行中会出现这样或那样的故障,在对电力系统自动化技术的管理上存在着经验不足的问题,对国家电网构成威胁。电力系统自动化技术在实际的使用中,会出现各类干扰问题,不能使系统稳定的运行,对电力系统产生很大的隐患。 1.3电力系统自动化技术在管理上存在问题 电力系统自动化技术在管理中需要高素质的人才,但是,在实际的管理中,这些管理人员的素质并没有达到要求,当电力系统自动化技术出现故障的时候,都依靠厂家来维修。电力系统自动化技术的维护人员匮乏,导致我国国家电网的安全受到威胁。所以,要解决这个问题,就要注重对电力系统自动化技术维护人员的培养,促进安全的宣传和教育,防止在使用中安全事故的发生。电力系统自动化技术的管理方案也不理想,这就导致了管理人员不负责任,相互推诿的现象发生。 2电力系统自动化技术的安全管理措施 2.1完善电力系统自动化技术的维护水平 在电力系统自动化技术维护方面,应该建立一支高素质的管理队伍,定期对管理人员进行培训,提高他们的综合素质,使他们扎实的专业知识和良好的修养,在维护设备中要富有责任心,从而能够从根本上解决电力系统自动化技术没有人管理的问题。现在,随着科学技术的进步,信息技术在各行各业得到了广泛的应用,所以,在电力系统的应用中,应该结合信息技术共同使用,建立数字化的电网,完善数字化变电站的建设,促进我国电网的发展。电力系统自动化技术可以借助信息技术进行管理,实现了全面的管理,能够进行数据的收集,防止数据在收集的过程中发生遗漏的问题,运用信息化技术实现电力系统自动化技术的综合管理,提高管理的智能化和可视化的水平,使我国的电网在运行中减少故障的发生,使运行的经济效益提高。 2.2强化电力系统自动化技术的管理 现在,随着科学技术的发展,电力系统自动化技术的使用越来越普及,所以,在管理工作中一定要实现全面的管理,掌握电力系统自动化技术的发展方向。应该科学的对电力系统自动化技术的模式进行分析,在电力系统自动化技术中,应该结合我国的经验,在规模建设上进行各种考虑,应该对电力系统自动化技术进行分布式的结构设计,能够将电力系统的各个设备分别进行管理和控制,电力系统的各个单元应该是相互独立的,防止各个单元的相互影响。在强化电力系统的可靠性时,应该实现系统使用的兼容性,在此基础上,实现电网功能的扩充。运用简化电力系统结构的方法,从而能够方便管理,在电力系统的设计中,可以简化二次接线,从而能够进行分布式的设计。 3结语 现在,我国的电力事业在不断的发展,但是,我国的电网建设还是存在一定的问题,容易导致停电问题,使人们的生活和生产受到影响,原因在于我国的电力系统自动化技术还存在一定的局限性,所以,应该强化对电力系统自动化技术的管理。 作者:朱坤双 单位:国网山东省电力公司应急管理中心 电力系统自动化技术论文:电力系统中的电气自动化技术 前言 电气自动化专业在我国最早开设于5O年代,名称为工业企业电气自动化。虽经历了几次重大的专业调整,但由于其专业面宽,适用性厂,一直到现在仍然焕发着勃勃生机。据教育部最新公布的本科专业设置目录,它属于工科电气信息类。新名称为电气二程及其自动化或自动化。 随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 1、全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管 5O年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。它是第一代电子电力器件,在我国至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。随着交流变频技术的兴起,相继出现了全控式器件—— GTR、GTO、P—MOSEFT等。这是第二代电力电子器件。由于目前所能生产的电流/电压定额和开关时间的不同,各种器件各有其应用范围。 GTR的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题,使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上,这也使得电路比较复杂,难以掌握。 GT0是一种用门极可关断的高压器件, 它的主要缺点是关断增益低,一般为4~5,这就需要一个十分庞大的关断驱动电路,且它的通态压降比普通晶闸管高,约为2~4.5V,开通di/dt和关断dv/dt也是限制GTO推广运用的另一原因,前者约为500A/u s,后者约为500V/u s,这就需要一个庞大的吸收电路。 由于GTR、GT0 等双极性全控性器件必须要有较大的控制电流,因而使门极控制电路非常庞大,从而促进厂新一代具有高输入阻抗的M0S结构电力半导体器件的一切。功率MOSFET是一种电压驱动器件,基本上不要求稳定的驱动电流,驱动电路只需要在器件开通时提供容性充电电流,而关断时提供放电电流即可,因此驱动电路很简单。它的开关时间很快,安全工作区十分稳定,但是P—MOSFET的通态电压降随着额定电压的增加而成倍增大,这就给制造高压P—MOSFET造成了很大困难。 IGBT是P—MOSFET工艺技术基础上的产物, 它兼有MOSFET高输入阻抗、高速特性和GTR大电流密度特性的混合器件。其开关速度比P—MOSFET低,但比GTR快 其通态电压降与GTR相拟约为1.5~3.5V,比P—MOSFET小得多,其关断存储时间和电流I、降时间为别为O.2~O.4 u s和O.2~1.5 s,因而有较高的工作频率,它具有宽而稳定的安个工作区,较高的效率,驱动电路简单等优点。 M0S控制晶闸管(MCT)是一种在它的单胞内集成了MOSFET的品闸管,利用M0S门来控制品闸管的开通和关断,具有晶闸管的低通态电压降,但其工作电流密度远高IGBT和GTR,在理论上可制成几千伏的阻断电压和几十千赫的开关频率,且其关断增益极高。 lGBT和MGT这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。在器件的复合化的同时,模块即把变换器的双臂、半桥乃至全桥组合在一起大规模生产的器件也已进入实用。在模块化和复合化思路的基础上,其发展便是功率集成电路PIC(Power, Integrated Circute),在PIC中,不仅主回路的器件,而月驱动电路、过压过流保护、电流检测甚至温度自动控制等作用都集成到一起,形成一个整体,这可以算作第四代电力电子器件。 2、变换器电路从低频向高频方向发展 随着电力电子器件的更新,由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时,直流传功的变换器主要是相控整流,而交流变频动则是交一直一交变频器。当电力电子器件人第二代后,更多早采用PW M 变换器了、采用PW M 方式后,提高了功率因数,减少了高次谐波对电网的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。 但是PW M 逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上,使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题,一种方法是提高开关频率,使之超过人耳能感受的范围,但是电力电子器件在高电压大电流的情况下导通或关断,开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。 3、交流调速控制理论日渐成熟 矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的控制方式,把定子电流的磁场分量和转矩分量解祸开来,分别加以控制。这种解藕,实际上是把异步电动机的物理模型设法等效地变换成类似于直流电动机的模式,这种等效变换是借助于坐标变换完成的。它需要检测转子磁链的方向,且其性能易受转子参数,特别是转子回路时间常数的影响。加上矢量旋转变换的复杂性,使得实际的控制效果难于达到分析的结果。 大致来说,直接转矩控制,用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下分析计算与控制电流电动机的转矩。采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节(Band—Band控制)产生PwM 信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。 4、通用变频器开始大量投入实用 一般把系列化、批员化、占市场量最大的中小功率如400KVA以下的变频器称为通用变频器。从产品来看,第一代是普通功能型U/F控制型,多彩用16位CPU,第二代为高功能型U/F型,采用32位DSP,或双16位CPU进行控制,采用了磁通补偿器、转差补偿器和电流限制拄制器. 具有挖上机和“无跳闸”能力,也称为“无跳闸变频器”。这类变频器目前占市场份额最大、第三代为高动态性能矢量控制型。 5、单片机、集成电路及工业控制计算机的发展 以MCS一51代表的8位机虽然仍占主导地位 但功能简单,指令集短小,可靠性高,保密性高,适于大批量生产的PIC系列单片机及GM$97C(二系列单片机等正在推广,而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外,单片机的开发手段也更加丰富,除用汇编语言外,更多地是采用模块化的C语言、PL/M 语言。 6、结束语 随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 电力系统自动化技术论文:分析电力系统自动化技术 摘 要: 随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 关键词:电力自动化;现场总线;无线通讯技术;变频器 1.引言 现今,创新的自动化系统控制着复杂的工艺流程,并确保过程运行的可靠及安全,为先进的维护策略打造了相应的基础。 电力过程自动化技术的日新月异和控制水平的不断提高搜企网版权所有,为电力工业解决能源资源和环境约束的矛盾创造了条件。随着社会及电力工业的发展,电力自动化的重要性与日剧增。传统的信息、通信和自动化技术之间的障碍正在逐渐消失。最新的技术,包括无线网络、现场总线、变频器及人机界面、控制软件等,大大提升了过程系统的效率和安全性能。 2.电力自动化的发展 我国是从20世纪60年代开始研制变电站自动化技术。变电站自动化技术经过数十年的发展已经达到一定的水平,在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性,降低了变电站建设的总造价,这已经成为不争的事实。然而,技术的发展是没有止境的,随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响,全数字化的变电站自动化系统即将出现。 3.电力自动化的实现技术 现场总线(Fieldbus)被誉为自动化领域的计算机局域网。信息技术的飞速发展,引起了自动化系统结构的变革,随着工业电网的日益复杂工业自动化网版权所有,人们对电网的安全要求也越来越高,现场总线控制技术作为一门新兴的控制技术必将取代过去的控制方式而应用在电力自动化中。 4.无线技术 无线通讯技术因其不必在厂区范围内进行繁杂、昂贵的布线,因而有着诱人的特质。位于现场的巡视和检修维护人员借此可保持和集中控制室等控制管理中心的联系,并实现信息共享。此外,无线技术还具有高度灵活性、易于使用、通过远程链接可实现远方设备或系统的可视化、参数调整和诊断等独特功能。无线技术的出现及快速进步,正在赋予电力工业领域以一种崭新的视角来观察问题,并由此在电力流程工业领域及资产管理领域,开创一个激动人心的新纪元。 尽管目前存在多种无线技术汉阳科技,但仅有几种特别适用于电力流程工业。这是因为无线信号通过空间传播的过程、搭载的数据容量(带宽)、抗RFI(射频干扰)/EMI(电磁干扰)干扰性、对物理屏障的易感性、可伸缩性、可靠性,还有成本,都因无线技术网络的不同而不同。因此,很多用户都倾向于“依据具体的应用场合,来选定合适的无线技术”。控制用的无线技术主要有GSM/GPRS(蜂窝)、9OOMHzRadios、wi-Fi(802.lla/b/g)、WIMAX(802.16)、ZigBee(802.15.4)、自组织网络等,其中尤以Wi-Fi和WIMAX应用增长速度最快,这是因为其在带宽和安全性能方面较优、在数据集中和网络化方面具备卓越的安全框架、具有主机数据集成的高度灵活性、高的鲁棒性及低的成本。 5.信息化技术 电力信息化包括电力生产、调度自动化和管理信息化两部分。厂站自动化历来是电力信息化的重点,大部分水电厂、火力发电厂以及变电站配备了计算机监控系统;相当一部分水电厂在进行改造后还实现了无人值班、少人值守。发电生产自动化监控系统的广泛应用大大提高了生产过程自动化水平。电力调度的自动化水平更是国际领先,目前电力调度自动化的各种系统,如SCADA、AGC以及EMS等已建成,省电力调度机构全部建立了SCADA系统,电网的三级调度100%实现了自动化。华北电力调度局自动化处处长郭子明说,早在20世纪70年代华北电力调度局就用晶体管计算机调度电力,从国产1 2 1机到1 7 6机,再到176双机,华北电力调度局全用过,到1978年已经基本实现了电网调度自动化。 6.安全技术 电力是社会的命脉之一,当今人类社会对电力系统的依赖已到了难以想象的程度。电力系统发生大灾变对于社会的影响是不可估量的,因此电力系统最重要的是运行的安全性,但这个问题在全世界均未得到很好解决,电力系统发生大灾变的概率小但后果极其严重,我国电力系统也出现过稳定破坏的重大事故。由于我国经济快速发展的需求,电力工业将会继续以空前的速度和规模发展。随着三峡电站、西电东送、南北互供和全国联网等重大工程的实施,我国必将出现世界上最大规模的电力系统。 7.传动技术 实现变频调速的装置称为变频器。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器(MCU/DSP)等部分组成。变频器作为节能降耗减排的利器之一,在电力设备中的应用已经极为广泛而成熟。对于变频器厂商而言,在未来三十年,变频器,尤其是高压变频器在电力节能降耗中的作用极为明显,变频器也成为越来越多电力行业改造技术的首选。 在业内,以ABB为首的电力自动化技术领导厂商,ABB建立了全球最大的变压器生产基地及绝缘体制造中心。自1998年成立以来,公司多次参与国家重点电力建设项目,凭借安全可靠、高效节能的产品性能而获得国内外用户的好评。其公司多种产品,包括:PLC、变流器、仪器仪表、机器人等产品都在电力行业中得到很好的应用。 8.人机界面 发电站、变电站、直流电源屏是十分重要的设备,随着科学技术的不断发展,搜企网,单片机技术的日趋完善,电力行业中对发电站、变电站设备提出了更高精密、更高质量的要求,直流电源屏是发电站、变电站二次设备中非常重要的设备,直流电源屏承担着向发电站、变电站提供直流控制保护电 源的作用,同时提供给高压开关及断路器的操作电源,因此直流电源屏的可靠性将直接关系到发电站的安全运行,直流电源屏的发展已经经历了很长的时间,从早期的直流发电机、磁饱和直流充电机到集成电路可控硅控制直流充电机、单片机控制可控硅充电机、高频开关电源充电机等,至目前直流电源屏已很成熟。直流电源屏整流充电部分仍然采用目前国际最流行的软开关技术,将工频交流经过多级变换,最后形成稳定的直流输出,直流电源屏系统控制的优秀部件是V80系列可编程控制器PLC,它将系统采集的输入输出模拟量以及开关量经过运算处理,最终控制高频开关电源模块使其按电池曲线及有人为设置的工作要求更可靠地工作。 9.结束语 电气自动化技术是当今世界最活跃、最充满生机、最富有开发前景的综合性学科与众多高新技术的合成。其应用范围十分广泛,几乎渗透到国民经济各个部门,随着我国科技技术的发展,电气自动化技术也随之提高。 电力系统自动化技术论文:新经济下电力系统自动化新技术的内涵与发展方向 [摘 要]随着计算机技术、控制技术及信息技术的发展,电力系统自动化面临着空前的变革。多媒体技术、智能控制将迅速进入电力系统自动化领域。 [关键词]新形势;电力系统自动化;发展 电力系统自动化是我们电力系统一直以来力求的发展方向,它包括:发电控制的自动化(agc已经实现,尚需发展)、电力调度的自动化(具有在线潮流监视,故障模拟的综合程序以及scada系统),实现了配电网的自动化,现今最热门的变电站综合自动化即建设综自站,实现更好的无人值班。 一、 电力系统自动化的基本概念 电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护,网络信息的自动传输,系统生产的自动调度,以及企业的自动化经济管理等。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量(频率和电压)、系统运行的安全可靠,提高经济效益和管理效能。 二、变革性重要影响的三项新技术内容 (一)电力系统的智能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为3个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。智能控制是当今控制理论发展的新阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 (二)facts和dfacts 1、facts技术概念的提出 所谓“柔性交流输电系统技术”又称“灵活交流输电系统技术”,简称facts,就是在输电系统的重要部位,采用具有单独或综合功能的电力电子装置,对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行调整控制,使输电更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量,并可获取大量节电效益的新型综合技术。 2、facts的优秀装置asvc的研究现状 asvc由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压,而且可以在故障后的恢复期间稳定电压,因此对电网电压的控制能力很强。与旋转同步调相机相比,asvc的调节范围大,反应速度快,不会响应迟缓,没有转动设备的机械惯性、机械损耗和旋转噪声。 3、dfacts的研究态势 dfacts是指应用于配电系统中的灵活交流技术,它是hingorani于1988年针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是对供电质量的各种问题采用综合的解决办法,在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。 三、基于gps统一时钟的新一代ems和动态安全监控系统 (一)基于gps统一时钟的新一代ems 目前应用的电力系统监测手段,主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(scada)系统。前者记录数据冗余,记录时间较短,不同记录仪之间缺乏通信,使得对于系统整体动态特性分析困难;后者数据刷新间隔较长,只能用于分析系统的稳态特性。两者还具有一个共同的不足,即不同地点之间缺乏准确地共同时间标记,记录数据只是局部有效,难以用于对全系统动态行为的分析。 (二)基于gps的新一代动态安全监控系统 基于gps的新一代动态安全监控系统,是新动态安全监测系统与原有scada的结合。电力系统新一代动态安全监测系统,主要由同步定时系统,动态相量测量系统、通信系统和中央信号处理机四部分组成。采用gps实现的同步相量测量技术和光纤通信技术,为相量控制提供了实现的条件。 四、电力系统自动化的研究方向 (一)智能保护与变电站综合自动化 对电力系统电保护的新原理进行了研究,将国内外最新的人工智能、模糊理论、综合自动控制理论、自适应理论、网络通信、微机新技术等应用于新型继电保护装置中,使得新型继电保护装置具有智能控制的特点,大大提高电力系统的安全水平。 (二)电力市场理论与技术 基于我国目前的经济发展状况、电力市场发展的需要和电力工业技术经济的具体情况,认真研究了 力市场的运营模式,深入探讨并明确了运营流程中各步骤的具体规则;提出了适合我国现阶段电力市场运营模式的期货交易(年、月、日发电计划)、转运服务等模块的具体数学模型和算法,紧紧围绕当前我国模拟电力市场运营中亟待解决的理论问题。 (三)电力系统实时仿真系统 对电力负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行了研究,引进了加拿大teqsim公司生产的电力系统数字模拟实时仿真系统,建成了全国高校第一家具备混合实时仿真环境的实验室。该仿真系统不仅可进行多种电力系统的稳态及暂态实验,提供大量实验数据,并可与多种控制装置构成闭环系统,协助科研人员进行新装置的测试,从而为研究智能保护及灵活输电系统的控制策略提供了一流的实验条件。 五、电力系统运行人员培训仿真系统及电气设备状态监测与故障诊断技术 电力系统运行人员培训仿真系统是针对我国电力企业职工岗位培训的迫切要求,将计算机、网络和多媒体技术的最新成果和传统的电力系统分析理论相结合,利用专家系统、智能cai(计算机辅助教学)理论,是进行电力系统知识教学、培训的一种强有力手段。 (一)配电网自动化 在中低压网络数字电子载波ndlc、配网的模型及高级应用软件pas、地理信息与配网scada一体化方面取得了重大技术突破。其中,ndlc采用了dsp数字信号处理技术,提高了载波接收灵敏度,解决了载波正在配电网上应用的衰耗、干扰、路由等技术难题。 (二)电力系统分析与控制 对在线测量技术、实时相角测量、电力系统稳定控制理论与技术、小电流接地选线方法、电力系统振荡机理及抑制方法、发电机跟踪同期技术、非线性励磁和调速控制、潮流计算的收敛性、电网调度自动化仿真、电力负荷预测方法、基于柔性数据收集与监控的电网故障诊断和恢复控制策略、电网故障诊断理论与技术等方面进行了研究。 (三)人工智能在电力系统中的应用 结合电力工业发展的需要,开展了将专家系统、人工神经网络、模糊逻辑以及进化理论应用到电力系统及其元件的运行分析、警报处理、故障诊断、规划设计等方面的实用研究。 (四)现代电力电子技术在电力系统中的应用 开展了电力电子装置控制理论和控制算法、各种电力电子装置在电力系统中的行为和作用、灵活交流输电系统、直流输电的微机控制技术、动态无功补偿技术、有源电力滤波技术、大容量交流电机变频调速技术和新型储能技术等方面的研究。 (五)电气设备状态监测与故障诊断技术 通过将传感器技术、光纤技术、计算机技术、数字信号处理技术以及模式识别技术等结合起来,针对电气设备绝缘监测方法和故障诊断的机理进行了详细的基础研究,开发了发电机、变压器、开关设备、电容型设备和直流系统等主要电气设备的监控系统,全面提高电气设备和电力系统的安全运行水平。 结束语 电力系统是一个庞大的综合性的系统,从发电、变电到配电,最后到用户的使用是一个整体连续的过程,这其中的任何一个环节都对电力系统的正常运行很所影响。在信息化高速发展的时代背景下,在电力系统中实现自动化是其发展的目标,可以对发电控制、电力调度和配网方面都实现自动化,不仅可以节省企业的运行成本,并且可以提高工作效率,增加企业的经济效益。 电力系统自动化技术论文:电力系统自动化未来发展新技术研究 摘要:变电站自动化系统是变电站的优秀系统,自动化系统的稳定性与先进性对变电站及电网的影响深远,先进稳定的自动化系统不仅可以保证电力企业经济效率,而且能保证广大用电户利益。现代社会对电能供应的“安全、可靠、经济、优质”等各项指标的要求越来越高,相应地,电力系统也不断地向自动化提出更高的要求。电力系统自动化技术不断地由低到高、由局部到整体发展,本文对此进行了详细的阐述。 关键词:电力系统自动化 发展 应用 变电站电力系统是把一些设备组装起来,用以切断或接通、改变或者调整电压,在电力系统中,变电站是输电和配电的集结点,变电站主要分为:升压变电站,主网变电站,二次变电站,配电站。电力系统综合自动化是基于科技发展和计算机网络技术的出现而逐步形成的一个概念,是一个综合发电厂、变电站、输配网络和用户的集成概念,其概念研究和实现的主要目的就是如何更好地掌控和监视电力从出厂到供应的全过程,使输配过程更有效和通畅。 1 电力系统自动化总的发展趋势 1.1 当今电力系统的自动控制技术正趋向于: ①在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。②在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。③在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。④在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。⑤在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 1.2 整个电力系统自动化的发展则趋向于: ①由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到agc(自动发电控制)。②由高电压等级向低电压扩展,例如从ems(能量管理系统)到dms(配电管理系统)。③由单个元件向部分区域及全系统发展,例如scada(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。④由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。⑤装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。⑥追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。⑦由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如mis(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(computer)、控制(control)、通信(communication)和电力装备及电力电子(power system equiqments and power electronics)的统一体,简称为“cccp”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 2 具有变革性重要影响的三项新技术 2.1 电力系统的智能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有: ①电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。②具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。③不仅需要本地不同控制器间协调,也需要异地不同控制器间协调控制。 智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的asvg(新型静止无功发生器)的自学习功能等。 2.2 facts和dfacts 2.2.1 facts概念的提出 在电力系统的发展迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性的时候,一种改变传统输电能力的新技术——柔性交流输电系统(facts)技术悄然兴起。 所谓“柔性交流输电系统”技术又称“灵活交流输电系统”技术简称facts,就是在输电系统的重要部位,采用具有单独或综合功能的电力电子装置,对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行调整控制,使输电更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量,并可获取大量节电效益的新型综合技术。 2.2.2 facts的优秀装置之一——asvc的研究现状 各种facts装置的共同特点是:基于大功率电力电子器件的快速开关作用和所组成逆变器的逆变作用。asvc是包含了facts装置的各种优秀技术且结构比较简单的一种新型静止无功发生器。 asvc由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压,而且可以在故障后的恢复期间稳定电压,因此对电网电压的控制能力很强。与旋转同步调相机相比,asvc的调节范围大,反应速度快,不会发生响应迟缓,没有转动设备的机械惯性、机械损耗和旋转噪声,并且因为asvc是一种固态装置,所以能响应网络中的暂态也能响应稳态变化,因此其控制能力大大优于同步调相机。 2.2.3 dfacts的研究态势 随着高科技产业和信息化的发展,电力用户对供电质量和可靠性越来越敏感,电器设备的正常运行甚至使用寿命也与之越来越息息相关。可以说,信息时代对电能质量提出了越来越高的要求。 dfacts是指应用于配电系统中的灵活交流技术,它是hingorani于1988年针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是:对供电质量的各种问题采用综合的解决办法,在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。 3 基于gps统一时钟的新一代ems和动态安全监控系统 3.1 基于gps统一时钟的新一代ems 目前应用的电力系统监测手段主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(scada)系统。前者记录数据冗余,记录时间较短,不同记录仪之间缺乏通信,使得对于系统整体动态特性分析困难;后者数据刷新间隔较长,只能用于分析系统的稳态特性。两者还具有一个共同的不足,即不同地点之间缺乏准确的共同时间标记,记录数据只是局部有效,难以用于对全系统动态行为的分析。 3.2 基于gps的新一代动态安全监控系统 基于gps的新一代动态安全监控系统,是新动态安全监测系统与原有scada的结合。电力系统新一代动态安全监测系统,主要由同步定时系统,动态相量测量系统、通信系统和中央信号处理机四部分组成。采用gps实现的同步相量测量技术和光纤通信技术,为相量控制提供了实现的条件。gps技术与相量测量技术结合的产物——pmu(相量测量单元)设备,正逐步取代rtu设备实现电压、电流相量测量(相角和幅值)。 电力系统调度监测从稳态/准稳态监测向动态监测发展是必然趋势。gps技术和相量测量技术的结合标志着电力系统动态安全监测和实时控制时代的来临。 随着计算机技术,控制技术及信息技术的发展,电力系统自动化面临着空前的变革。多媒体技术、智能控制将迅速进入电力系统自动化领域,而信息技术的发展,不仅会推动电力系统监测的发展,也会推动电力系统控制向更高水平发展。 电力系统自动化技术论文:对电力系统中运用电气自动化控制技术的探讨 目前,现代电力电子技术的发展,电气工程及其自动化已迈向生产和社会生活的各个领域,如何培养和造就社会经济发展急需的具有工程实际应用能力的电气工程人才,集科学性、先进性、整体性、特色于一身的课程建设;理论与实践、知识与技能紧密结合的既能“动口”也能“动手”的“双师型”师资队伍建设;立足人才培养目标,按照高质量、高起点、高标准的原则,加强实验实训资源的整合方面对电气工程及其自动化建设进行了探讨。 1 电力系统中自动化控制技术 1.1 电网调度自动化 电网调度自动化主要组成部分,由电网调度控制中心的计算机网络系统、工作站、服务器、大屏蔽显示器、打印设备等,其主要是通过电力系统专用广域网连结的,下级电网调度控制中心、调度范围内的发电厂、变电站终端设备(如测量控制等装置)等构成。电网调度自动化的主要功能是:电力生产过程实时数据采集与监控电网运行安全分析、电力系统状态估计、电力负荷预测、自动发电控制(省级电网以上)、自动经济调度(省级电网以上)并适应电力市场运营的需求等。 1.2 变电站自动化 变电站自动化的目的是取代人工监视和电话人工操作,提高工作效率,扩大对变电站的监控功能,提高变电站的安全运行水平。变电站自动化的内容就是对站内运行的电气设备进行全方位的监视和有效控制,其特点是全微机化的装置替代各种常规电磁式设备;二次设备数字化、网络化、集成化,尽量采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆;操作监视实现计算机屏幕化:运行管理、记录统计实现自动化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分,是电力生产现代化的一个重要环节。 1.3 发电厂分散测控系统(dcs) 发电厂分散控制系统(dcs)一般采用分层分布式结构,由过程控制单元(pcu)、运行员工作站(0s)、工程师工作站(es)和冗余的高速数据通讯网络(以太网)组成。过程控制单元(pcu)由可冗余配置的主控模件(mcu)和智能i/0模件组成。mcu模件通过冗余的i/0总线与智能fo模件通讯。pcu直接面向生产过程,接受现场变送器、热电偶、热电阻、电气量、开关量、脉冲量等信号,经运算处理后进行运行参数、设备状态的实时显示和打印以及输出信号直接驱动执行机构,完成生产过程的监测、控制和联锁保护等功能。 运行员工作站(0s)和工程师工作站(es)提供了人机接口。运行员工作站接收pcu发来的信息和向pcu发出指令,为运行操作人员提供监视和控制机组运行的手段,工程师工作站为维护工程师提供系统组态设置和修改、系统诊断和维护等手段。 2 电子技术、计算机技术的发展不断推动电力系统自动化进步 随着上世纪八十年代单片机技术的发展和应用,我国电力系统自动化设备实现了全面的更新换代。国产的工业计算机和引进的pc机技术为电力系统调度自动化、电厂监控系统、变电站综合自动化奠定了基础。开发的应用软件可以实现电力系统实时数据采集、汇总、分类、分析、存档、显示、打印、报警、完成操作控制等任务。这~ 时期自动化存在的主要问题是系统结构、功能、通信协议等方面缺乏工业标准,不同厂家的设备不能互连;计算机与各设备的通信一般为星形点对点连结,主要采用低速率的串/并行口通信方式,系统实时性不太好,设备配置的灵活性也较差。 随着上世纪90年代高性能工作站、服务器及软件技术、信息处理技术、特别是高速网络技术的发展,电网调度自动化系统、电厂监控、变电站自动化、配电自动化的技术水平上了一个新台阶,产品逐步发展成为一种开放式、分布式、网络化、智能化的新模式。与上一代产品相比可以大幅度减少电力电缆、通信电缆的用量,设备体积小还减少了占地面积等从而降低了建设成本,同时大幅度提高了系统的技术性能,增加了设备配置的灵活性、互换性和可维护性,提高了系统运行的可靠性。最近几年以来,各种嵌入式产品的出现,例如嵌入式高性能微处理器、嵌入式计算机、嵌入式操作系统、嵌入式以太网等产品使电力系统中的装置类设备如测量控制设备、继电保护装置、数据通信控制器等得以再次更新换代,装置的硬件电路和应用程序结构简化,产品性能大大提高,装置信息处理速度更快,功耗更低,功能扩展能力更强。 3 当前电力系统自动化依赖it技术向前发展的重要技术 当前电力系统自动化依赖于电子技术、计算机技术继续向前发展的主要热点有:① 电力一次设备智能化;② 电力一次设备在线状态检测;③ 光电式电力互感器;④ 适应光电互感器技术的新型继电保护及测控装置;⑤特高压电网中的二次设备开发。 3.1 电力一次设备智能化 常规电力一次设备和二次设备安装地点一般相隔几十至几百米距离,互相间用强信号电力电缆和大电 流控制电缆连接,而电力一次设备智能化是指一次设备结构设计时考虑将常规二次设备的部分或全部功能就地实现,省却大量电力信号电缆和控制电缆,通常简述为一次设备自带测量和保护功能。如常见的“智能化开关”、“智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等。 电力一次设备智能化主要问题是电子部件经常受到现场大电流开断而引起的高强度电磁场干扰,关键技术是电磁兼容、电子部件的供电电源以及与外部通信接口协议标准等技术问题。 3.2 电力一次设备在线状态检测 对电力系统一次设备如发电机、汽轮机、变压器、断路器、开关等设备的重要运行参数进行长期连续的在线监测,不仅可 以监视设备实时运行状态,而且还能分析各种重要参数的变化趋势,判断有无存在故障的先兆,从而延长设备的维修保养周期,提高设备的利用率,为电力设备由定期检修向状态检修过度提供保障。近年来电力部门投入了很大力量与大学、科研单位合作或引进技术,开展在线状态检测技术研究和实践并取得了一些进展,但由于技术难度大,专业性强,检测环境条件恶劣,要开发出满意的产品还需一定时日。 3.3 光电式电力互感器 电力互感器是输电线路中不可缺少的重要设备,其作用是按一定比例关系将输电线路上的高电压和大电流数值降到可以用仪表直接测量的标准数值,以便用仪表直接测量。其缺点是随电压等级的升高绝缘难度越大,设备体积和质量也越大;信号动态范围小,导致电流互感器会出现饱和现象,或发生信号畸变;互感器的输出信号不能直接与微机化计量及保护设备接口。因此不少发达国家已经成功研究出新型光电式和电了式互感器,国际电工协会已了电子式电压、电流互感器的标准。国内也有大专院校和科研单位正在加紧研发并取得了可喜成果。目前主要问题是材料随温度系数的影响而使稳定性不够理想。另一关键技术是,光电互感器输出的信号比电磁式互感器输出的信号要小得多,一般是毫安级水平,不能像电磁式互感器那样可以通过较长的电缆线送给测控和保护装置,需要在就地转换为数字信号后通过光纤接口送出,模数转换、光电转换等电子电路部分在结构上需要与互感器进行一体化设计。在这里,电磁兼容、绝缘、耐环境条件、电子电路的供电电源同样是技术难点之一。 3.4 适应光电互感器技术的新型继电保护及测控装置 自从电力系统采用光电互感器技术后,与之相关的二次设备,如测控设备,继电保等装置的结构与内部功能将发生巨大的变化。首先节省了装置内部的隔离互感器、a/d转换电路及部分信号处理电路,从而提高了装置的响应速度。但需要解决的重要关键技术是为满足数值计算需要对相关的来自不同互感器的数据如何实现同步采样,其次是高效快速的数据交换通信协议的设计。 4 结束语 根据以上所述,电气工程及其自动化专业是电力系统的重要工作,因此,我们的工作人员应对其不断进行探索和研究,提高了电力安全可靠性。还要结合自己的工作经验进行分析。从而保证电力系统工作的安全与发展。