通信系统论文:航空电子通信系统论文 1网络拓扑结构的选取 航空电子通信网络拓扑结构指的是航空电子不同子系统在物理层面的互连结构。典型的网络拓扑结构包括三种:一是单级总线拓扑结构,此结构中的所有子系统均与同一条总线电缆相连。此结构适宜用在航电子系统数量少、网络通信负荷低等情况下;二是多单一级总线拓扑结构,该结构中各个子系统均根据功能或通信频繁程度予以分类,并将各类子系统连到两个或多个总线电缆上,适用于子系统较多、通信负荷较重的系统中;三是多级总线拓扑结构,该结构中至少包括功能高低有别的两级总线,其中,下级总线负责对上级总线所发出的控制命令进行接收,同时,下级总线向上级总线回发相应的工作参数,适用于航电中部分功能单元数量多、且不同单元需下级总线连网进行通信的子系统中,此结构管理较为复杂,需要设计好上、下级总线的硬件网关,还要对其信息交换进行组织。为了解决网络拓扑结构的选取问题,设计过程中应针对机载设备数量、响应时间、可靠性、吞吐量等,优化选择或组合出最佳的网络。对于ACT飞控系统而言,其共包括7个节点,通常而言,其中1个是总线控制器,剩余均为远程终端,多数情况下,系统通信量均不太繁重,网络连接节点也相对较少,因此,应尽量选取单级总线拓扑结构,这样不仅满足了通信的需求,也便于实现。 2时间同步机制的建立 在航空电子通信系统中,每个子系统都拥有能够独立工作的计时时钟,它们之间会存在一定的时间误差,为了保证子系统之间在传输信息和执行实时任务的同步性,必须建立时间同步机制,统一整个通信系统时间,这里所说的时间统一,不仅仅包括上电之后能够在短时间内迅速达到统一,还包括飞行过程中始终保持统一。时间同步机制将大幅度提升航空飞行效率和稳定性,并确保子系统工作在有序进行的前提下,实现步伐统一和指挥统一。时间同步机制的原理:实时计时器(RTC)和时钟分辨率是航空电子通信系统各个子系统中安装有的设备,每个RTC的长度均一致,在上电后它们会自动计数。依照整个系统和子系统RTC精确度的要求,计算出总线控制器RTC的广播周期值。通过系统总线控制器向子系统进行周期性广播RTC值,各个子系统根据此周期计算自身RTC与总线RTC间误差,得出误差后修正时间,并按照此时间执行实时任务。航空电子通信系统RTC精确度的要求越低,周期值越大;反之越小。 3故障处理 在航空电子通信系统通信过程中,要求系统能够及时对所发生故障进行排除。对于总线控制器而言,其在子系统故障处理方式方面,同非总线控制器不同,非总线控制器在故障发生后处理方式也不尽相同,如果子系统多路总线接口的硬件存在故障,此时,状态字的终端标志位置位,若并非硬件故障和永久故障,则子系统标志会置位。若故障更加严重,中央处理器无法运行,此时,通信系统会发出相应的指令,禁止响应总线控制器所发出的各项命令。由于三种故障情况的处理方式不同,因此,必须根据实际需要进行分析,以防运行存在错误,影响通信过程。对于总线控制器而言,其处理故障也需要分情况进行。总线控制器需要对发生故障的子系统进行判断,并对故障电缆作出相应的记录,由于通信故障包括临时性故障和永久故障,因此,总线控制器需要根据系统需求,在双余度电缆上先开着调试,若简单调试后故障消失,则属于临时故障,若故障长时间内无法消除,则可能是子系统或电缆硬件存在问题。若采用双余度电缆重新调试,故障仍存在,即为永久故障,此时,总线控制器会进行记录。 4结束语 航空电子通信系统是十分复杂的分布式机载通信网络系统,主要涉及航电多路传输总线中的各种设备,因此,航电通信系统顶层设计优劣将会对飞机总体性能带来直接的影响。上文所涉及的系统层次结构、故障处理、网络拓扑结构、航空电子时钟同步设计等均为系统关键性问题,本文提出了相应的解决方法,以供航电设计人员参考。 作者:裘宇单位:交通运输部东海第一救助飞行队 通信系统论文:基于模型构建的信息通信系统论文 1项目的研究内容 项目的主要研究内容为构建信息通信系统状态检修体系,明确信息通信系统的典型构成及信息通信状态检修准确定义,为工作开展树立明确目标和范围。研究软件评价相关数据采集、指标体系及方法,从技术评价、安保运维评价和设备评价三个角度进行软件运行状态特征量收集、评价指标的建立,并引入参考权重理念实现软件评价。基于设备/软件相关评价结论,从业务系统评价、支撑系统评价和综合系统评价三个层面形成系统层面的评价体系。形成系统风险评估机制,根据状态评价结果及风险评估参数对设备和系统两个层面进行风险评估,并计算出相应的资产损失、系统性能下降风险和数据丢失等安全风险。构建系统故障诊断方法,通过对系统的组成部分设备与软件的相关运行情况、故障情况及评价结论等信息的分析,对系统故障及异常进行预警分析,给出针对性较强的处理建议。 2项目建设目标 (1)建立信息通信系统状态检修体系,基于现有信息通信设备状态检修工作开展的前提下实现软件、软件与硬件构成的系统的状态检修体系的建立。(2)建立IMS、一体化安全运维系统的数据接口,实现软件的监测数据接入。(3)构建软件、系统的评价指标体系,结合软件和系统特点实现评价指标抽取、评价指标分类及评价方法的制定。(4)建立系统评价模型,从业务系统评价、支撑系统评价和综合系统评价三个层面形成系统层面的评价体系。(5)形成系统风险评估机制,根据状态评价结果及风险评估参数对设备和系统两个层面进行风险评估,并计算出相应的资产损失、系统性能下降风险和数据丢失等安全风险。(6)基于设备和软件的在线监测预警数据,结合项目对系统各组成设备和软件的关联关系,智能分析系统故障原因,软硬结合实现系统故障诊断并给出辅助处理建议。 3项目研究路线 一是进行项目范围定义及相关关键概念的归纳总结,形成系统的典型构成、信息通信系统概念、信息通信系统状态检修工作等内容界定。二是全面调研现有信息通信设备、软件和系统现状,实现对其关联关系、组成结构的分析,建立相应模型分类。三是研究探索软件及系统评价模型和方法,建立相应指标体系、评价流程以及设备/软件和系统的评价影响模型。四是研究软件与系统风险评估模型。五是研究软件及系统的故障诊断方法,结合设备和软件的监测数据和故障情况,为系统故障和异常的预警分析提供细化处置建议。六是严格项目管理,制定可行的项目管控措施。 4结束语 随着信息通信系统状态检修工作的开展,新检修工作模式的优点逐步展现,为信息通信专业运维检修工作提供准确、可执行、可操作性强的检修策略及方案。实践证明,项目的应用使信息通信设备故障率降低42.3%,检修效率提升27%,及时、高效、快捷、节约的实现了专业管理设备和系统的运维。 作者:刘月琴郝朝虹单位:国网山西省电力公司忻州供电公司 通信系统论文:基于配网自动化通信系统论文 1、通信系统维护成本的要求 目前我国的配网自动化通信系统中往往是采用光纤通信,无线通信,电力线载波通信以及双绞线等数据传输方式来实现的。这些传输方式中的电力线载波通信以及无线通信和双绞线通信方式较为容易受到一些技术因素的干扰,例如配电网分支、“T”型结构过多,信号在线路上会严重衰减,以及其他自然因素,如地形、天气等。正是由于这些影响,让类似的通信技术维护成本增加,且难以得到全面的推广,目前很多用户也淘汰了这些传输方式。在使用光纤通信的过程中,人们发现光缆价格正在逐渐下滑,因此在进行通信系统建设的过程中可以使用光纤通信来作为数据传输方式,这种传输方式不仅维护成本较低,并且使用过程中的可靠性也很高,值得在通信系统建设的过程中进行广泛应用。 2、配网自动化通信系统建设的原则 配网自动化通信系统在实际建设的过程中,应注意通信系统的可行性、拓展性以及先进性,同时也需要结合实际情况,采取一些较为灵活的手段来进行建设,保证它的功效性。具体可有如下几点: 2.1整体规划、循序渐进。对整个配电网自动化通信系统做出整体规划,按照地区、电压等级等逐步推进,最终实现全面覆盖,实施过程中注意与远期工程的衔接、及采购设备时做到不同厂家间设备的兼容性。 2.2重点突出、经济建设。根据实际情况及重要程度,选取已有设备条件及通信网络现状比较好区域,按照“遥信、遥测、遥控”三遥功能建设。依此类推,把整个配电网自动化系统建设成为一个真正实用,避免重复建设的功能性系统。 2.3因地制宜、灵活选择各种通信手段。下面介绍几种通信方式。 2.3.1无线通信,需要租用网络运营商的无线网络,将站端采集到的数据传至网络运营商的后台系统,再通过专线和配网自动化系统进行互联,实现业务接入。这种通信方式具有投资少、见效快等优点,但是无线通信往往受天气、地形等的影响,信号不稳定、安全性差,所以适用于“遥信、遥测”功能的使用。 2.3.2电力线载波通信是在站端将原始信息调制为高频信号,并通过耦合器耦合至输电线路,利用输电线路作为传输媒介传送到接收端,接收端通过耦合器将载波从强电电流中分离出来,然后解调出原始信息并传送到接收端。该通信方式带宽有限,基本上可以满足“遥信、遥测”、或者仅是“遥信”功能的使用。 2.3.3光纤通信是以光波作为信息载体,以光导纤维作为传输介质的通信方式。它具有传输速度快、可靠性高、组网方式灵活等优点,但是成本较高。该通信方式可以满足“遥信、遥测、遥控”功能。在通信系统的建设过程中,应当根据当地的具体环境选择不同的通信方式相结合的手段。应首选光纤通信,如在主干通道、主站间、主站与配电终端间,无法铺设光纤的地方及配电终端之间可以灵活选择电力线载波和无线通信方式。 3、配网自动化通信系统的规划 通信系统在整个电力系统的运行过程中占据着极其重要的地位,它是主站系统与配网终端设备联接的纽带,主站与终端设备间的信息交互都是通过通信系统完成,因此必须有稳定可靠的通信系统,才能实现配网自动化的功能。由于整个电网的一次设备多数已经建成,因此在通信系统规划过程中,应该通过重点建设配网终端设备的通信功能。配网终端设备主要功能有以下几点:①配网馈线运行状态监测;②馈线开关远方控制操作;③馈线过负荷时系统切换并重新优化配置(网络重构);④监测并进行故障识别、隔离、恢复供电。为实现配网终端设备的功能,它们与主站及彼此之间的通信必不可少。最终它们需要将采集到的各种信息,通过通信网络实时传至主站端,为调度运行工作人员正确做出各项指令提供可靠依据。由此可见,配网终端设备的通信功能是实现配网自动化的基础,在实际的工作过程中发挥着举足轻重的作用,重点建设终端设备的通信功能是明智的。 4、结语 电力系统工作的过程中,需要可靠的通信系统为电力系统的安全运行提供有力的保障。在配网自动化通信系统的建设过程中,需要注意根据实际情况选择合适的通信方式及高可靠配网终端设备,为配网自动化业务提供可靠、高效的通信网络,以实现电网安全、高效、优质、经济运行,为我国的电力事业发展做出贡献。 作者:牛瑞王静陈小军单位:陕西省地方电力(集团)有限公司 通信系统论文:高速公路信息通信系统论文 1信息系统的主要内容 1.1收费系统 高速公路以往所采取的收费方式为全封闭的,现阶段所采取的收费方式是利用计算机系统,这样的话有利于进行统计分析以及管理。收费系统主要分成收费中心、收费车道一级收费站等,而每个站之间都会形成一个计算机局域网,再利用通信系统有机的和收费中心连接在一起。收费系统一般都是半自动收费,也就是人工对车型进行判别、计算机计费和把现金付费当作优秀的收费手段 1.2监控系统 监控系统主要囊括了监控中心以及各分控中心。能够划分成:控制系统、传输系统、监控系统以及情报板系统等。该系统的主要功能是利用监控系统获取道路中的气候变化、事故、交通拥挤、交通量、路基路面损坏、阻塞以及车速等情况,并提出合理的解决方案,再通过传输系统把其传输到情报系统,为交通参与人员提供保持正常运行的信息。除此之外,还需要对道路进行某些控制,用来确保高速公路连续行驶以及安全行驶,并为路政管理以及稽查管理提供一定的借鉴。监控系统往往采取巡逻车、红外线探测器、紧急电话、摄像机、无线电设备、气象检测装置、闭路电视以及车辆检测器等先进技术对信息进行采集,而通信系统的主要职责为传输信息,并采取广播系统以及标志牌等对信息进行。 2信息系统的管理和建设 高速公路信息系统是服务于高速公路的业务运营的,它也是组成高速公路的重要部分,也是高新技术发展的产物。除此之外,高速公路信息系统在专用的交通通信网内占据着至关重要的地位,还可以被称之为使交通信息顺利的传出的重要载体。是否可以管好、建好和用好高速公路信息系统,对高速公路的服务质量、层次以及管理水平有着至关重要的影响作用。 2.1建设前的设计 在对系统进行建设前,需要充分的对未来发展需求以及各传递因素进行考虑,主要包含:气候、自然灾害、车流量和一些突发事件(难以预料)。通过调查研究可知,一定要从未来发展的角度出发,并制定出合理有效的方案,从而让整个系统能够实现及时、准确和快速的传递作用。除此之外,不仅技术上没有出现浪费,还有助于日后对其进行升级换代。 2.2规范技术标准 高速公路信息系统构建完成以后,需要相应的对其进行技术分析,并对技术资料进行整理,既能考察该系统能够实现预期目的,还能为系统的升级换代、日常保养以及日常维护等提供技术支持以及理论依据,还能为系统的管理者以及使用者带来很大的便利。技术资料主要囊括了下面几点:重要设备说明书、工程竣工图纸、工程设计图纸以及其他有关材料等,还需要在该前提下对相应的标准进行整理和制定。例如:确立发展方向、规范操作行为、制定标准以及确立相应系统等。 2.3构建健全的管理运行机制 高速公路信息系统作为高新技术发展的产物,要求管理人员、使用人员以及维护人员必须具备很高的科技素质,构建出具备高水平的队伍直接决定着高速公路信息系统能够使自身功能得到充分的发挥。随着社会发展和技术进步,也要求技术人员不断的对知识进行更新。所以,相关部门需要加大对人员进行培训的资金投入,也必将能够收获更好的效果。高速公路信息系统是服务于高速公路的业务运营的,在工作时,高速公路信息系统与其他部门是相互协调和紧密相连的,构建健全的管理运营机制是信息通信系统得到正常发挥的重要保障,高速公路信息系统需要和其他有关部门有机的结合在一起。例如:监控系统中服务于稽查以及路政的环节,则需要和路政部门与稽查部门构建相应的关系,这样的话有助于进行操作和管理。 2.4构建专业的抢修队伍 现阶段,由于我国高速公路正是飞速发展的阶段,而高速公路信息系统还有很多部门的设计一直处在研发的阶段,操作繁琐和系统反应慢是导致高速公路成本偏高的重要因素。例如:收费系统硬件和收费系统软件均需要从外国进口,这就需要大量的外汇。我国的计算机行业目前已经取得了较高的发展水平,如果能够在此前提下,可以相应的组织人力和物力把这方面的研究工作做好,则会开辟出具有很大发展前景的产业,还可以为国家创造更多的利润,并为国家节省大量外汇。 3结语 随着高速公路建设的日趋发展,则需要培养诸多的信息通讯系统的专业机电人才,相关的管理部门需要通过自身存在的机电优势,构建出高速信息系统的机电创新队伍,还需要和实际的工作有机的结合,从而使单位获得更大的经济效益以及社会收益。 作者:马奇宇文飞单位:陕西公路研究院 通信系统论文:智能变电站光纤通信系统论文 1智能变电站站内光纤通信系统设计 1.1设计原则 巍山变电站是110kV智能变电站,因此在智能变电站的光纤通信系统建立时,需要从总体上考虑光纤系统的可行性和可实现性,在保证传输安全的前提下保证数据传输的效率,即可靠性。智能变电站光缆的选择要符合施工的实际情况,光纤的接口应该尽量统一,在施工中要尽量采用新技术。方案的设计要尽可能节约光缆的使用量,提高光纤的利用率,同时要在设计中明确施工目标,从而保证施工效率。在进行光缆的铺设时要注意光缆的保护等。 1.2光缆的选择 在智能变电站中,光缆产品的性能决定了智能变电站的通信效率,因此光缆的选择是其在设计时需要优先考虑的,在实际的工作中要根据实际情况进行光缆的选择。在智能变电站内数据的传输距离长,通常选用单模光缆,以确保数据的准确传输;站内各LED之间的通信,则要选用渐变性多模光缆。在进行户外配电装置的选用时,对光缆的抗磨损性要求较高,因此大多选用铠装型光缆。在光缆的选择之后,还要进行光缆连接器的选择,即接入光模块的光纤接头。根据使用的光缆块不同,光缆连接器的选择也有不同。该变电站采用光纤代替了二次电缆技术,并且通过智能终端使各项数据可以共享。 2智能光纤通信系统的主要实施手段 2.1光缆线路设计 在进行信息数据传输时,为了保证传输的稳定性和可靠性,使光纤在各种环境下都能够进行长期使用,需要将光纤制作成光缆。在进行光缆设计时要对光缆进行足够的保护,保证光纤不受外界因素的损坏,光缆的材质要选择重量较轻、便于施工和维护的材料。针对不同的传输环境,选择不同结构的光缆,从而将传输的线路进行优化处理。在进行光缆的安装时,要对光缆之间的挤压、磨损、扭转等进行规范操作,清除光缆附近的障碍物,进行电场强度控制,使其感应电场不超过规定值。由于110kV巍山智能变电站光缆的安装是在高电压的环境下进行安装,因此要格外注意人身安全和安装设备安全,在安装时要进行安全措施防护,保持作业的安全。要注意施工的环境,在施工结束后要在附近悬挂警示牌和设立相关的标志,及时进行光缆的维护等。 2.2通信系统设计 110kV巍山智能变电站的通信系统主要由传输设备、接入设备和电源设备组成,SDH传输设备是光纤系统的优秀,所有的控制信号都要通过SDH进行转换才能进行数据的传输。PCM接入设备将传输设备中的2M信号转换为可控制传输的64K信号,而电源设备是通信系统正常运行的重要保证,只有电源提供稳定的电源,才能保证数据传输的可实现性和准确性。在进行通信设备施工时,要对施工人员进行大地放电,消除人体静电,以防止通信设备的损坏。通信设备对周围环境的要求很高,要设置专门的通信机房,安装防静电地板,同时要保证机房的温度和湿度恒定,将通信电池和设备相分隔开,以防止火灾的发生。巍山智能变电站的设计中采用了全封闭式的组合电器,具有很强的抗干扰功能,智能化远程遥控可以大大减少人为操纵的风险。 3现阶段变电站中光纤通信系统存在的问题 3.1光缆施工安全隐患 在智能变电站建设中,光纤通信作为其主要通信介质发挥出了极大的作用,但是在施工建设中容易出现一系列问题,导致变电站通信质量受到损坏。在导入光纤时接口密封不严,使保护钢管中容易出现积水,造成冬天积水无法排除结冰膨胀,从而造成光纤被积压,不仅降低了传输效率,同时也影响了光缆的安全性。在进行光缆材料的选用时没有固定的标准,捆绑材料也达不到标准,使光缆在固定时不稳定,余缆容易出现散落的现象,从而造成安全隐患。光缆的材料选用不足,也会造成施工工艺的差异,产品的质量达不到统一的标准,导致同一个智能变电站中出现不同施工工艺的现象。在进行光缆的固定和安装时,其固定架间隔之间缝隙存在着质量问题,部分型号的光缆固定架间隙不足,导致传输的质量和速率下降,固定架和光配机架上下距离不够充足,使光缆在固定保护套管弯曲过大,使馆内光纤造成积压,从而降低传输速率。 3.2材料选择不规范 智能变电站光纤通信系统涉及到多个专业,施工需要采购的设备数量多,型号也分为很多种类,因此在进行设备采购时针对光缆固定架、配线单元、保护套管等材料的配备要符合施工的要求。但是从巍山智能变电站光纤通信系统的材料选购上看,设备进行采购时常常出现遗漏的现象,设备材料的供应商数目众多,其产品型号难以统一,给材料的配置带来了很多的困难。不同型号进行的施工工艺也不相同,造成工程的工艺不规范。 3.3施工人员素质不强 智能变电站光纤通信系统的构建是一个非常复杂的施工工程,施工规模大,项目多,作业环境危险,这就需要施工人员增强安全意识和专业技能,但是现阶段很多施工人员不注重技能的提升,不能够及时掌握新技术,在进行高电压作业时防护措施不到位,高空作业时没有配备相应的安全设施,造成人身安全隐患。在进行通信设备的建设时没有进行大地放电,身上的静电造成通信设备的损坏等。 4加强变电站站内光纤通信的有效措施 4.1进行变电站初期研究 在进行智能变电站光纤通信系统的构建时,要与相关部门进行沟通,确定系统的可实现性,要对光缆通信建设的目标进行明确,同时优化设计方案,将设备材料的选购、光缆设计数量、安装方式和投入使用等各界环节进行预算和估量,在设计时要严格审核期设备的选用,人员的调配和施工技术的应用也要符合相关的规定。要选择专业的设备厂家进行设备材料的选购,保证设备的型号一致,将安全隐患在初期研究阶段降到最低。110kV巍山变电站的顺利实施和政府的支持紧密相连,其各项施工也符合国家的施工要求。 4.2规范施工中的各项操作 在进行光缆的安装和调试运行时,施工人员要严格按照相关的规定进行规范操作,在进行光缆施工时,要以光缆数据传输效率最大化和传输安全为标准进行光缆的安装。结合巍山当地的气候特点,对于施工中出现的客观因素如天气原因等要进行及时的调整工期,保证施工的进度和工期。及时将新技术应用到施工建设中,从而让通信建筑更好地发挥其作用。在建筑中明确责任人和监督人,监督施工按照相关规定操作,保证施工的安全。 4.3加强施工人员的培训 在进行光缆通信建设时,施工人员的操作是保证系统顺利运行的关键。要加强对施工人员的技能培训和综合素质的提高,不断提升员工的专业技能水平,让新技术运用到光纤通信建设中。增强员工的安全意识,在员工进行危险环境作业时,要让员工配备相应的安全工具,如安全帽等,在进行通信设备建设时,要注意对员工进行大地放电,减少通信设备的损害。建筑单位要及时对光缆进行维护,防止光缆的损坏造成极大的损失。 5结语 随着我国电力产业的发展,国家供电量需要大幅度的增加,国家电网建设越来越重要。在电网建筑中,最重要的部分就是变电站的建设,其可以有效的进行数据信息的传输,保证了供电系统的完整性。在进行智能变电站光纤通信系统的构建时要依照其设计原则进行设计,在施工时要注意施工安全和施工细节。提升员工的专业技能和安全意识,对于会影响到通信传输的各项因素进行及时的处理,发现问题时要进行及时的处理,防止损失的进一步增加。要大力发展智能变电站光纤通信系统的构建,让我国的电站通信更好的发展。 作者:洪健明单位:云南电网公司大理供电局 通信系统论文:变电站通信系统论文 一、变电站的通信网络系统 (一)网络拓扑结构和组网技术 一般来说,在系统运行的过程中,组网方式的合理性,在一定程度上关系着以太网运行的可靠性和高效性。随着现代技术的不断发展和我国电网的进一步深化改革,变电站的智能化程度也越来越高,从当前我国组网方式的运用现状来看,可以将其简单概括为:新组建的网络将系统的性能和功能要求作为基本前提,采用优化节点分布和网络结构的方式,一方面可以有效提高变电站通信系统的信息化水平,另一方面还能实现投入与效能的均衡化。 (二)以太网交换技术 所谓以太网交换技术,主要指的是在以太网运行的过程中,具有性能高、操作简单、密集高端口以及低价特点的一种交换产品,将这一技术运用在变电站通信系统中,在一定程度上可以有效提高通信系统的安全性和可靠性。一般来说,在网络系统中,之所以会提出交换技术这一概念,主要是为了进一步改进网络系统的共享工作模式。从当前我国以太网交换技术的使用现状来看,有三种交换技术被得到广泛地推广和运用,分别是信元交换、帧交换以及端换。随着现代科学技术的不断发展,在以太网运用领域出现了三层交换技术,一方面改善了在明确划分局域网中段之后,只能通过路由器对网络中子网进行全面监督和管理的局面;另一方面也解决了由于传统路由器的复杂、低速而导致网络产生瓶颈的问题,有效提高通信系统的工作效率。 二、加强变电站通信系统可靠性的有效策略 (一)双以太网冗余的实现 在对变电站结构进行全面仔细地分析之后,我们可以知道,IED具备完全独立的两组隔离变压器、控制器、通信电缆以及收发器等。一般来说,每个通信设备都具有个体差异性,在通信冗余协议的实现上也存在着一定的区别,但是具有相同的基本原理。所以,我们在实际的研究工作中,在解决一个通信设备的问题之后,就可以解决其余通信设备的问题。IED可以采用回环测试的方式,对系统中的链路进行全面地检测,确保通信系统的正常稳定运行。在实际的工作中,可以将这两个接口都与协议栈绑定,并且具备控制层访问的不同媒体地址。通常在完成以太网与热备用的连接之后,系统是不具备信息发送功能的,但是由于充分考虑到链路会在发生故障时被切断这一因素,所以需要对设备进行不断地改进,确保系统信息接收的通畅性。系统在正常运行时,利用工作接口IED设备可以在网络中传送信息,在进行回环检测时,如果IED发现系统故障,就可以马上发出命令,对热备用接口进行设置,确保其通信控制器可以进行信息发送,并且将全部信息从工作接口的主链路上转移到热备用接口的链路上,这样一来,就算工作信息接口发生故障,备用接口也可以完成信息接收任务,在一定程度上可以为变电站通信系统的可靠性和稳定性提供有效地保障。在变电站通信系统运行的过程中,双以太网结构将热备用作为主要工作方式,在对链路进行切换时,不可避免会发生延时的情况。同时,由于每个IED之间都存在着个体差异性,不同交换机和IED在进行协议配合时,往往存在着一定的区别。所以,针对这一问题,在实际的工作中,还需要不断地研究和改进,只有这样,才能确保通信系统的安全稳定运行。 (二)环网冗余的实现 从当前我国双以太网环网的运用现状来看,通信系统在运行的过程中,主要是通过交换机来实现信息接收和发送目的的。一般来说,不同厂商生产出来的交换机具有一定的区别,为了确保系统的安全稳定运行,厂商在生产交换机时,可以采用生成树系列的标准协议,这样一来,就可以通过交换机构组成相应的环路,为变电站通信系统可靠性的提高奠定坚实的基础。通信系统在运用环网结构时,在信息传输的过程中,为了避免环网中信息的循环传输,可以对交换机进行重新设置,将两个端口分别设置为阻塞态和转发态,这样一来,信息就可以在系统中进行无障碍传输,在一定程度上可以有效提高系统的可靠性。除此之外,通信线路在正常工作的过程中,系统在传输信息时,也需要通过诸多的交换机来完成,同时,将交换机的1、3、6端口设置为阻塞态,这样一来,该端口就不能进行信息传送。站控单元可以利用交换机的7—3—1—2端口将控制信号传送到保护单元,并且在传送的过程中,不会出现循环发送的现象,有效保障了系统传输的可靠性。在变电站通信系统运行的过程中,当1、3这两台交换机的链路出现故障之后,3号交换机在接受到系统的命令之后,会自动对环路进行全面仔细地检测,如果发现该链路无法保持通畅状态,则会对它的端口进行重新设置,将阻塞态变为转发态,并且及时通知其它的交换机,在进行信息传输时,选择其它的转发路径,这样一来,就不会出现因为其中一台交换机故障,而导致整个系统信息被阻塞的现象。同时,在环网冗余协议中,延时的时间通常保持在1—3s,不仅可以确保整个通信系统运行的可靠性,在一定程度上还能有效提高工作效率。但是,通常在正常情况下,备用链路完全处于闲置状态,端口和宽带的利用率相对较低。 三、结束语 总而言之,随着我国智能电网建设脚步的进一步加快,变电站的重要性也逐渐凸显出来。因此,一定要充分认识到变电站通信系统建设的重要性,在全面了解当前我国变电站通信系统的应用现状之后,将双以太网环网结构运用在变电站通信系统的建设中,一方面可以为通信系统的安全稳定运行提供有效地保障,另一方面还能有效提高变电站通信系统的实时性和可靠性。 作者:张大淼单位:佛山市瑞兴电力工程技术咨询有限公司 通信系统论文:视频通信系统论文 [论文关键词]视频通信应用实现通信技术 [论文摘要]宽带通信技术和数字视频处理技术的迅速发展,为视讯通信业务面向公众广泛运营已经准备好技术条件。结合当前通信领域和计算机领域的出现的技术,对如何实现远程视频通信进行研究。 随着人们对视频和音频信息的需求愈来愈强烈,追求远距离的视音频的同步交互成为新的时尚。近些年来,依托计算机技术、通信技术和网络条件的发展,集音频、视频、图像、文字、数据为一体的多媒体信息,使越来越多的人开始通过互联网进行各方面通讯,缩短了时区和地域的距离。 一、视频通信概述 视频通信实质上是多媒体技术、计算机网络技术与现代通信技术相结合的产物。它通过多媒体技术和网络通信技术的支持,为不同地域的人们提供了类似与面对面的交流方式,为身处异地的人们提供了一个相互讨论问题并可协同工作的环境,它集计算机的交互性、通信的分布性,以及电视的真实性为一体,具有明显的优越性。 二、视频通信的组成 (一)组成 一个视频通信系统包括节点机和通信网络两部分。典型的会议节点机主要由音/视频获取设备、回放设备、媒体编解码器、通信接口卡和会议功能模块构成。网络部分主要指支持实时多点传输的网关和信道。完整的视频会议系统的逻辑结构模型由六大模块构成:(1)人际交互模块,即视频会议系统的人机界面。(2)会议文档部件,包括会议文档的自动生成、管理和查询等功能模块以及与数据库的接口模块。(3)媒体处理部件,包括音、视频信息的获取、编码、回放等处理模块。(4)共享空间部件,包括共享空间管理模块、电子白板及应用过程共享功能模块。(5)会议管理部件,包括会议的发起、与会人员的管理(加入/退出)、会话建立以及会议结束等处理模块。 (二)软硬件与网络条件 要进行网络视频通信,需要一定的软件和硬件设备作为支撑。 1.所需硬件环境。 要使用网络视频会议,除了要有一台较高性能的多媒体计算机或显示屏外,还需要配备摄像头、麦克风、音箱或耳机等外部设备,其中最主要的设备为摄像头,它是用来进行视频获取的一个重要硬件,摄像头分为模拟摄像头和数字摄像头两大类,前者捕获的为模拟视频信号,需要将其输入到视频捕捉设备进行数字化后方可转换到计算机中使用。而数字摄像头可以直接捕捉影像,然后通过串、并口或者USB接口传到计算机里。 2.所需软件环境。 (1)操作系统软件:目前绝大多数的网络视频会议软件都支持Windows98/Me/2000/XP/2003系统,另外也可有一些视频会议软件支持在Linux等非Windows系统中运行。 (2)网络视频软件:要进行网络视频会议,必须借助于网络视频会议软件。网络视频会议软件支持点到多点的视频会议应用,即可以在用户之间,也可以实现多个用户进行联机视频会议。 (3)其他软件:音频连接模块、网络交换机、多媒体加速软件、多媒体编码/解码软件等。 3.承载网络。 要在网络视频通信系统中使用视频,用户必须具有可供视频流畅传输的网络链路,也就是说用户必须具有足够带宽的局域网环境和宽带接入Internet的网络环境。 三、视频通信系统的实现 NetMeeting作为一款免费网络电话与协作办公工具,它除了支持视频、音频的实时交流外,还提供了文档与应用程序共享、电子白板和远程桌面共享等多种功能,是一款用于网络视频通信的优秀软件,使用它我们可以轻松的进行网上视频通信。 (一)安装视频软件 首先,检查需要进行视频通信的系统中是否安装了视频软件,如果没有安装,可以通过填加组件的形式进行安装。 (二)连接信息设置 确认NetMeeting已经安装在系统后,单击“开始” “程序” “附件” “通信” “NetMeeting”命令,启动程序。首次运行NetMeeting,软件会出现一个向导,要求用户信息进行简单的设置,单击“下一步”按钮,输入个人信息。接下来,向导要求用户设置网络连接方式,可以根据具体的网络连接情况选择ADSL、局域网等。单击“下一步”按钮跳过NetMeeting服务器设置,此时向导会要求对计算机声卡和麦克风进行测试。单击“下一步”按钮完成向导之后,即可进入NetMeeting主界面。 (三)开始视频通信 1.新建视频通信。单击“呼叫”“主持会议”命令新建一个视频会议,在弹出的“主持会议”对话框中设置会议名称(不能使用中文名)和密码,然后,将“会议工具”中的“共享”、“聊天”、“白板”、“文件传送”四个复选框全选上,单击“确定”按钮。 2.呼叫主机。建立会议后,与会的计算机即可呼叫主持会议的主机,方法是单击“呼叫”“新呼叫”命令,或单击NetMeeting面板中的“呼叫”按钮,打开发出“呼叫”的对话框,输入IP地址,并单击“呼叫”按钮即可对主机进行呼叫。3.接入验证。此时,被呼叫方的计算机中会出现是否应接呼叫的对话框,单击“接受”按钮。然后,拨入方计算机即可登录会议,如果在“主持会议”对话框中设置了会议密码,此时还会弹出一个对话框要求用户提交验证密码。 4.进行视频通信。各个不同地方的参与视频通信的人员,只需要单击主界面中的“开始视频”按钮,即可发送视频流。将发言请求发送到中心站的服务器上,由主会场主持人来确定允许还是否定发言请求,一旦确定可以发言,即可实现通话。 (四)其他功能 NetMeeting界面下方有四个按钮,分别对应了“共享”、“聊天”、“白板”和“文件传送”四项主要功能(这四项功能需要在会议属性中启用,否则在非会议中处于不可用状态): 1.“共享”功能。通过共享功能可以便于同其他会议参加者在获得授权后控制本地主机上的应用软件进行演示与操作。 2.“聊天”功能。单击“聊天”按钮,NetMeeting会弹出一个聊天对话框,可以对所有或某一与会者发送聊天信息。 3.电子白板。系统提供多块白板,与会人员都可通过白板进行绘制矢量图,可以进行文字输入、粘贴图片等。在主控模式,主持可以禁止其他人使用白板。 4.传送文件。“传送文件”功能用来在与会者之间传送与接收文件。使用方法比较简单,只需单击“文件传送”按钮并选择需要传送的文件即可。 四、结束语 随着网络的发展和视频通信技术的进一步完善,视频通信技术将越来越多地被人们利用到工作及生活中,甚至改变人们的生活和工作方式。人们根据自身对网络质量需求的不同,自由选择传输方式及终端设备,更多的行业、企业、个人都将享受到视频通信所带来的便利。 通信系统论文:无线宽带接入通信系统论文 1.引言 到2001年底,全球移动电话用户总数突破了10亿大关,并有100多个国家的移动用户数超过了固定用户数。移动通信已成为普遍接入的必要手段之一,而不再是传统所认为的固定电话的补充。另一方面,定向话音仍是当前移动通信的主要业务,但包括高速数据在内的多媒体业务的比重逐年增加,预计2010年话音业务和多媒体业务之比将为1:2。移动多媒体业务是把文本、图形、语音和视频等信息以任意组合的方式给移动用户提供的服务。为了提供优质的移动多媒体业务,必须构筑大范围覆盖的高质量无线宽带网络。从2002年开始,无线宽带网的建设进入高速发展阶段,许多国家均在政府支持和电信制造商、运营商的积极投入下,研究和建设各种不同类型的无线宽带网络。 我们知道,无线通信是利用无线电波(电磁波、激光)在空间的传播来传递声音、文字、图像和其它信息的。空间信道具有可移动性、共享性、广播性和可迅速建设等优点,同时也具有高干扰、强衰落、窄带宽的缺点。因此,无线宽带网络需要特殊的发送和接收技术来保证。本文按固定无线接入、移动无线接入和蜂窝移动三大系列介绍国内外无线宽带网络的现状和发展。 2.固定无线宽带接入通信系统 由于固定无线接入比移动通信场合容易现实操作,智能天线、软件无线电、现代编码调制及自适应信号处理等功率/频谱有效利用的新技术往往首先在固定无线接入中试验与装备应用,固定无线接入往往成为新一代移动通信的技术先导。 目前,与xDSL、HFC、FTTx、APON等有线宽带传输的发展相对应,LMDS、MMDS、SFO等无线宽带接入亦在快速推进。固定无线宽带接入系统采用TDMA和CDMA等多址技术将点对点微波传输系统发展到一点对多点的无线集中系统,它可以提供本地交换局至终端用户之间的宽带通信服务。 2.1本地多点分配接入系统(LMDS) LMDS在1998年被美国电信界评选为十大新兴通信技术之一。其最大的特点在于宽带特性,可用频谱往往达1GHz以上。在不同国家或地区,电信管理部门分配给LMDS的具体工作频段及频带宽度有所不同,其中大部分国家将27.5GHz~29.5GHz定为LMDS频段。我国则采用26GHz及38GHz。 由于该技术利用高容量点对多点毫米波进行传输,它几乎可以提供任何种类的业务,如话音、数据及视频图像等,能够实现从64Kbps到2Mbps,甚至高达155Mbps的用户接入速率,并具有很高的可靠性,被认为是一种"无线光纤"技术。它是解决电信接入网问题的利器,为电信运营商开展业务、发展用户提供了高成效、低成本的有效手段。尤其适合于新兴运营商进入电信市场。 LMDS系统通常由四个部分组成:基础骨干网络、基站、用户端设备以及网管系统。由于LMDS直接支持无线ATM协议,可以使链路效率得到提高。 2.2多点多信道分布式系统(MMDS) LMDS的缺点是覆盖范围小,为了覆盖30平方英里以上的面积,可以使用另外一种成本低廉的宽带无线技术—MMDS技术,它有时被称为无线DSL。如图1所示,MMDS不需要本地电信或有线广播公司的干涉就能够通过用户安装在屋顶上的天线为每位用户提供服务。 MMDS最初用于单向传输的影像广播服务,包括城市与城市之间的无线网络系统。现在则可以采用双向的数据业务传输,允许更加灵活地使用MMDS频谱。而LMDS技术,则属于区域性的无线技术,可被应用在城市内、郊区等小范围的通信网络,它们的比较如表1。 表1LMDS与MMDS的比较 2.3自由空间光通信(FSO) 激光无线通信与以往的利用电磁波(radio)的无线通信相比,具有容量大、发射装置和功率小、不用政府特许证、对人体无影响等优点。但容易受到天气和障碍物的影响,一般用于近距离室内通信,如各种遥控信号的传递、微机间和手机间的数据通信等。现在开始应用到室外通信,但需要使用抗天气劣化的自适应技术。 自由空间光通信(FSO)使用光脉冲调制信号,按照FSO联盟的规定可以采用两个红外线波长:长波长1550nm和短波长800nm。以提供100、155和622Mbps的数据速率。 3移动无线宽带接入通信系统 移动通信是处于移动状态的通信对象之间的通信,一般采用无线方式。移动通信系统可以分为两大类:移动无线接入通信系统和蜂窝移动无线通信系统。前者依赖于现有网络系统,仅仅是现有网络的接入系统;后者是一个完全独立的网络系统,除了骨干传输部分外,都需要重新建立。移动无线接入通信系统以往主要包括第一代(CT1)、第二代(CT2)、第三代(CT3和PHS)无绳电话,它们仅提供语音和低速数据业务。移动无线宽带接入通信系统则有以下几种: 3.1宽带无线局域网络(WLAN) 无线局域网络是便携式移动通信的产物,终端多为便携式微机。如图2所示,其构成包括无线网卡、无线接入点(AP)和无线路由器等。目前最流行的是IEEE802.11系列标准,它们主要用于解决办公室、校园、机场、车站及购物中心等处用户终端的无线接入。 图2802.11网络的典型应用 在802.11的基础上,IEEE相继推出了802.11b和802.11a两个标准。三者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。802.11b使用动态速率漂移,可因环境变化,在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps之间切换,且在2Mbps、1Mbps速率时与802.11兼容。802.11a工作在5GHz频段,物理层速率可达54Mbps,传输层可达25Mbps。可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口。 目前,2波段兼容(2.4GHz802.11b和5GHz802.11a)的产品最为流行,3波段(2.4GHz802.11b,5GHz802.11a和1.8GHzGSM/GPRS/WCDMA)产品也走出了实验室。另外,802.11g标准刚刚被推出,它可以在2.4GHz频段上实现54Mbps的数据速率。 欧洲的宽带WLAN标准是HiperLAN2,它与IEEE802.11a非常相似。它希望和3G移动通信协议互通,并且能提供不同等级的QoS,以满足多媒体或VoIP等不同类型的应用需求。 3.2无线ATM网络 无线ATM的目的是在ATM骨干网的基础上实现端到端的ATM连接,以提供质量可保证的各种服务,如ABR、VBR、CBR和UBR等。由于无线ATM网络采用的无线传输信道与ATM骨干网所采用的光纤传输信道具有很大的差异,一些新的问题,如介质共享性、广播性、较长的传输延时、较高的信道误比特率以及信道衰落的影响等等,必须加以解决。因而无线ATM除了具有与ATM相同的ATM层、AAL层以及信令部分外,还要增加与无线通信有关的无线物理层(PHY)、介质访问控制层(MAC)、数据链路控制层(DLC),以及相应的无线控制功能,这样才能在无线网络中实现ATM服务。为支持对各种业务的服务质量控制,DLC协议常常针对不同的业务采用不同的差错控制方式;MAC协议则一般采用信道动态分配算法来支持业务速率的可变。 另外,无线ATM通信网要支持移动用户,因此网络应具有移动管理功能。当无线ATM通信网采用微蜂窝小区形式的网络结构时,越区切换控制就是移动管理的一项关键技术。无线ATM网和现有的移动通信系统(如GSM)相比具有一些不同的特点。例如,无线ATM网可支持多种类型的业务及多速率业务的通信,越区切换时需保证各种业务的服务质量(信元丢失率、延时等)不恶化;ATM信元字头没有序号字段,越区切换时可能出现信元次序混乱,造成信元丢失;现有的ATM网络采用固定VP/VC连接方式(即固定路由),而越区切换需更新原来的连接、重建路由。这就必须研究适用于无线ATM网络的切换控制方案。 关于无线ATM的无线接口方面和移动管理方面的标准分别由ETSI和ATM论坛负责制定。依据这些标准,许多无线ATM系统被推出,如表3所示。无线ATM技术在生活中的深层次应用主要包括如何帮助人们完成远程医疗、保健和教育。 移动无线宽带接入还包括欧洲ACTS项目中著名的AWACS、SAMBA及MEDLAN系统,其工作频段分别使用19GHz、40GHz、61GHz等,MEDIAN为室内慢速移动,AWACS及SAMBA可用于室外较高移动速度的情况,覆盖范围一般较小,为数十米至200米左右。它们的目标是实现155Mbps乃至速率更高的移动或半移动环境下高速优质多媒体个人通信服务。 另外,在移动无线宽带接入通信方面还有两个技术动向应引起注意: 最近美国FCC公布了最新频率分配政策,批准有限使用在超宽频带(UWB)上传送高速数据的非许可无线系统,但UWB的使用须高于3.1GHz或低于960MHz。有些厂商已经开始推出UWB产品的试验样机,它最适用于拥挤的室内通信。 作为一种多跳无中心分布控制网络,自组网(adhoc)的研究方兴未艾,它组网灵活、生存力强,可以迅速应用到某些特殊环境和紧急情况,是无线网络发展的新方向。 4.蜂窝移动无线通信系统 蜂窝移动无线通信系统是当前移动通信的主力军,它采用蜂窝结构,频率可重复利用,实现了大区域覆盖;并支持漫游和越区切换,实现了高速移动环境下的不间断通信。从70年代起,它已经历了第一代(1G)、第二代(2G)并开始进入第三代(3G),未来向超(Beyond)3G过渡。图3描述了移动无线接入和蜂窝移动无线通信系统的发展过程,它们的数据传输速率分别对应于不同的固定通信系统,其中MMAC、HAPS和ITS将在后面介绍。 图3不同移动通信系统与固定通信系统的比较 1G采用FDMA和模拟调制,由于频率利用率低、通话质量差、容量小,在中国已经退出市场。目前,国内外的主流系统是2G,它采用TDMA/CDMA和数字调制,提高了系统容量和通话质量。但1G/2G主要提供语音服务,为了提供自由的移动多媒体接入,例如话音、可视电话和高速数据传输,则需要发展3G和超3G移动通信系统。 4.1第三代移动通信系统(3G) 为了支持多媒体业务和全球无缝漫游,90年代初,一些标准化组织就已经对3G进行研究。在1999年10月的ITU芬兰会议上,3G(即IMT-2000)的无线接口技术规范(如图4)获得通过,标志着第三代技术的格局最终确定。它分为CDMA和TDMA两大类共五种技术,其中主流技术为三种CDMA技术:CDMA-DS(直接扩频)即欧洲和日本共同提出的WCDMA技术;CDMA-MC(多载波)即美国提出的cdma2000技术;CDMA-TDD(时分双工)包括我国提出的TD-SCDMA和欧洲提出的UTRATDD。这些标准的制定主要靠3GPP和3GPP2两个国际组织。 图4IMT-2000标准 3GPP研究制定并推广基于演变的GSM优秀网络的3G标准,即WCDMA、TDS-CDMA等。GSM系统在向3G演进的过程中,其无线接入网络采用新型WCDMA技术,引入了适于分组数据传输的协议和机制,可支持144Kbps、384Kbps、2Mbps的数据速率,这是一个革命性的变化。而在网络部分则采用演进的方式,即在初期针对话音和数据业务分别接入到不同的交换网络--电路型和分组型的交换网络。通过提高现有GSM的传输带宽,逐步向提供3G所要求的2Mbps速率的方向努力。目前,3GPP完成了许多标准版本,其中版本5完成了IP多媒体子系统的定义,诸如路由选取及多媒体会话,其下行峰值数据速率可高达8-10Mbps,并具有高的数据吞吐量和低的延时。 按照从事CDMA2000标准研究的国际组织—3GPP2的规范,窄带CDMA系统(IS-95)无论是无线接口部分还是网络部分在向3G过渡时,都将采用演进的方式。cdma2000-1X商用初期,网络部分在窄带CDMA网络基础上,保持电路交换、引入分组交换,以分别支持话音和移动IP业务。为了进一步增强传输能力,3GPP2开始制订支持速率高于2Mbps的cdma2000-1X增强标准,其中高通公司的HDR、摩托罗拉和诺基亚公司联合提交的1Xtreme,还有中国的LAS-CDMA都作为候选技术在探讨中。 目前移动通信业界已基本达成一个共识:未来的移动通信优秀网络将是一个全IP的宽带分组网络。3GPP和3GPP2都将3G发展的目标设定为全IP网,它将承载从实时话音、视频到Web浏览、电子商务等多种业务。 IMT-2000的原意是指2000年在2000MHz频段实现2000Kbps的数据传输速率。但由于2.5G和WLAN的加强运作,延长了2G的寿命,再加上超(beyond)3G的基本概念与框架结构的研究已经启动,这使得3G处于2.5G/WLAN及超3G的夹击之下。另外3G标准和技术上也存在一些问题,近来世界经济也处于低潮,这都使得3G的大规模使用比预想的要晚些到来。 为了在2G网络上实现移动数据通信,许多2.5G过渡方案被提出,象GPRS和WAP技术。目前发展最快的是NTTDoCoMo公司的i-mode,它很好地实现了在线上网。在i-mode的基础上,i-motion、i-area、i-appli等业务陆续在日本被推出。为了更好地提供这些服务,NTTDoCoMo公司于2001年10月1日开通了世界上第一个商业3G网—FOMA系统。 4.2超第三代移动通信系统 如图3所示,即使3G系统建成了,也仅仅实现了相当于窄带ISDN的数据速率。为了提供交互式移动多媒体服务、更高速数据接入(相当于宽带ISDN)、真正的全球漫游和服务可携带性,超3G的研究已经启动。目前的设想是将各种无线接入手段(包括宏/微蜂窝漫游、高/低速率传输等)组合起来,与以IPv6为基础的优秀网相连接,构成超3G的框架,从而形成慢速移动与快速移动的有机融合。ITU认为,可以将IMT重新定义为InternetMobile/MultimediaTelecommunications即互联网移动/多媒体通信。目前,超3G的研究主要包括: 多媒体接入通信系统(MMAC)--高速率传输 MMAC是由日本推出的多媒体无线接入系统,其目标是通过便携式可视电话和因特网获得信息。如表4所示,目前主要提供两类高速无线接入。第一类用于室内外宽带移动通信系统,用3-60GHz频段传输30Mbps的数据,该项目从2001年开始;第二类提供超高速WLAN室内接入,传输速率达到600Mbps,采用60GHz频率,即毫米波。但是这些系统不能提供大范围覆盖,也不能用于车辆业务环境,只能用于“热点地区”。研制出的毫米波样机可以演示60GHz的WLAN与ATM或100BASE以太网接口,其数据速率可以达到155Mbps。 移动宽带系统(MBS)--高速率传输 欧洲MBS的目标是使蜂窝系统具备低时延、高QoS保证,数据传输率达到155Mbps的水平,比现行速率要快数千倍。MBS将朝着“与服务无关性”方向发展,即随着数据传输率的提高,无线通信设备将能实现任何应用。 MBS创建于1995年,原型的数据传输率为34M的水平,但通过并行运用多路链接可提高数据传输率。MBS经过很多室内和室外环境的测试,包括在比较拥塞的城区以每小时30英里的速度行进。MBS的物理层采用独特的TDMA技术,这也是大多数2G蜂窝电话所采纳的标准;更高层则采用ATM方式。不过开发人员认为,MBS原型的功能仍不是很强,成熟的产品将在2010年出现。这期间规范肯定要作相应变更,物理层将会采用OFDM技术,网络层则会采用IP协议。 智能运输系统(ITS)--高速度移动 ITS是新型的传输系统,由先进的信息通信网组成,为用户道路、车辆等提供高速运动中的信息传递。ITS不仅提供道路情况、交通事故等,同时还能为驾驶员和乘客提供多媒体业务。 ITS由9个开发层面组成,包括导航系统、电子长途数据采集(ETC)、安全行车辅助系统等。ETC是利用两对5.8GHz的频段进行连续的长途数据采集。ITS的通信系统分为路途车辆通信和车辆互通,其中最主要的是路途车辆通信。ITS系统在沿途布上光纤网,光纤无线收发信机是关键技术。 平流层高空平台(HAPS)--宏蜂窝漫游 HAPS系统基于高空平台提供多媒体电信业务和大气层监测。基站将被安放在长时间停留在空中的气艇、气球或其他飞行器上。这些飞行器处于距地面20km至50km的空中,基本静止。基站之间彼此通过光互连链路形成网络。由于基站所处位置很高,使得每个基站有非常大的覆盖范围。因此,只需较少的基站就可以完成全网覆盖,部署较快。 按照设计目标,HAPS将兼取卫星系统和地面通信系统的长处,以作为地面移动通信系统强有力的补充手段。HAPS可以支持固定终端、便携终端和移动终端。典型的接入速率为25Mbps,对于有些固定终端可达几百Mbps。由于采用了毫米波频段(47/48GHz),容许使用高增益小口径天线。 5结语 无线通信方式深深改变了我们和世界,它与我们的生活、工作和娱乐已经紧密相连。回溯到60年前,绝大多数国际电话是通过无线短波传送的,人们也通过无线方式获取最新时事新闻。展望未来,多数国际呼叫仍将通过手持或可携带的终端收发,而且这些设备还能从全球不同渠道接收网页和实时视频的更新。目前移动通信、图象通信和互联网正走向融合,多媒体业务将成为今后移动通信业的一个新的增长点。无线将越来越多地被用于提供接入,而使用有线网络提供长途大容量传输。 通信系统论文:电力系统广域保护通信系统论文 1广域保护系统结构 目前,关于广域保护系统结构国内外学者提出不同的见解,一般可分为分布式、区域集中式、变电站集中式以及分层集中式。其中,在分布式广域保护系统中,广域保护算法内置于每个装设在变电站内部的保护IED中,分布式广域保护系统的广域保护决策过程完全在单个保护IED中实现,这使得分布式广域保护系统更适合于实现广域继电保护的功能。区域集中式广域保护系统其功能包括实现传统继电保护功能、通过通信网络与广域保护决策中心设备交换信息等。变电站集中式广域保护系统主要是利用收集到的信息实现广域保护算法,并向站内相应保护IED发送控制命令。分层集中式广域保护系统继承了区域集中式和变电站集中式广域保护系统的优势,而且它既能够与上层区域广域保护决策中心设备通信又能够与下层的保护IED通信,同时也能够弥补变电站集中式存在的一些缺点。 2电力系统信息综合传输调度算法研究 电力系统不同于其他系统的运行,尤其是顺利实现其信息的综合传输不可避免的需要解决诸多潜在的问题,尤其是信息业务综合传输过程中存在的流量冲突问题,特别需要注意的是不仅要保证实时信息业务的服务质量,同时也不可忽视各类非实时信息服务质量,这些非实时信息也是传输过程中重要的组成部分。实现基于IP技术和区分服务体系结构模型的网络通信模式的关键技术包括队列调度法,本文主要对队列调度算法进行深入讨论,使其在对电力系统信息综合传输的服务质量问题进行解决时能够发挥出关键的作用。WFQ算法的分组服务顺序与GPS模型有很大差异,它是一种模拟通用处理器共享模型的队列调度算法,本文在WFQ算法基础上提出了WF2Q+算法,并通过将“虚拟延迟时间”引入WF2Q+算法解决了该算法在推迟传输高优先级信息业务分组的问题,进而提出了提出以基于IWF2Q+算法的区分服务体系结构模型实现电力系统信息综合传输。 2.1WF2Q+算法介绍及分析WF2Q+算法是一种基于GPS模型的分组公平队列调度算法。在实际的信息业务传输过程中,分组到达各列队头部的时间会存在一定的微小差别,致使根据GPS模型得到的各队列头部分组服务顺序也出现微小差别,从而也会影响到WF2Q+调度器先为高优先级队列内分组提供服务,还是为低优先级队列提供服务。观察图1我们可以发现,优先级较高的信息业务在电力系统分组传输过程中不能保证其实时性,关键在于优先级较高的信息业务分组到达时间较晚,从而使得优先级较低的信息业务“捷足先登”,到达时间稍快,影响了电力系统高优先级信息业务分组传输的实时性。 2.2改进的WF2Q+算法——IWF2Q基于上述问题,为了保证电力系统信息综合传输中高优先级信息业务分组的实时性,本文采用了PQ调度算法,并用PQ算法原理对WF2Q+算法进行改进,按照这种方式获得的算法非常有可能将高优先级分组推迟传输问题轻而易举地解决,同时也能保持良好的公平性。具体操作如下:将优先级最高队列中传输个分组所需时间的倍定义为队列的“虚拟延迟时间。IWF2Q+算法与WF2Q+算法都采用SEFF分组选择策略,此时,不得大于系统虚拟时间,并且越小的队列中的分组越优先获得调度器的服务,通过这种方式高优先级队列中所转发分组的延时得到了降低。 3仿真分析 本文首先仿真对比电网发生故障时WFQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情况下IEEE14母线系统各变电站与控制中心站之间变换信息时4类信息业务分组的平均延时,结果如图2所示。观察图2可知,WF2Q+算法与WFQ算法在保证信息业务实时性方面的性能不相上下,而WF2Q+算法推迟传输高优先级信息业务分组的问题可通过IWF2Q+算法解决,并且能够减小高优先级信息业务分组延时,同时也会导致低优先级信息业务分组延时变大。其次仿真对比电网发生故障时PQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情况下得到的系统中各变电站与控制中心站之间传输四类信息业务的平均服务速率,如图3所示。该结果说明基于WF2Q+算法和IWF2Q+算法的区分服务体系结构模型能够较好地协调不同优先级信息业务获得的服务效率,达到了各类信息业务传输的公平性,且性能相当。 4课题研究结论及展望 现代经济和社会的发展使得电力系统的电网复杂程度增加,未来的电网不可避免的将是信息网与电力网构成的相互依存的复合网络,广域保护能够避免传统继电保护和安全稳定控制存在问题,而先进的通信技术与信息技术的使用将有望提高电网的可靠性、安全性以及运行效率。基于互联网协议的通信技术,将为实现广域保护系统通信提供新的技术手段,为未来电网同一电力信息专用网络平台的构建奠定理论基础。 作者:林钢单位:佛山供电局 通信系统论文:2ASK调制通信系统论文 1、2ASK调制与解调仿真设计 文中使用LabVIEW软件对2ASK通信系统进行仿真。LabVIEW具备了仪器的基本属性,其程序的基本构成包括两部分:(1)前面板,用于反映仪器的控制操作和显示;(2)程序框图,用以反映仪器内部的分析处理过程。2ASK的调制与解调分别采用模拟幅度调制法和相干解调法,将基带信号与载波信号相乘得到已调的2ASK信号,用高斯白噪声模拟信道,在接收端将接收信号与同频同相的载波相乘,并经过巴特沃斯低通滤波器,滤波器的截止频率为归一化频率,最后进行抽样判决,判决门限取0.125,从而得到输出序列,程序框图如图3所示。 在前面板中,输入序列的产生采用根据序列个数而随机产生相应个数的二进制码元,基带波形采用余弦波,根据产生的二进制码元可得到相对应的基带信号波形,载波采用正弦波。所以,前面板中需要创建码元个数、码元速率、采样点数、采样频率、载波频率数值输入控件、基带信号波形、载波波形、2ASK信号波形和频谱、滤波后波形等图形显示控件,以及输入和输出序列等数值显示控件。 使用修饰控件可对前面板进行调整和修饰,最后得到2ASK调制与解调.vi前面板,如图4所示。在前面板的参数输入模块输入如图4所示的参数并运行可得到输出结果。由结果可看出,此仿真实验在调制端产生了一串码元个数为10的二进制码元序列,并得到了输入序列波形、载波波形、2ASK信号波形和频谱,2ASK信号经过高斯白噪声信道后,在接收端得到了低通滤波器滤波后的波形、抽样判决后的输出序列波形和输出序列二进制码组。对比输出序列和输入序列可看出,此系统除了一个码元的延时以外,其余部分都正确地进行了信号的还原,表明仿真实验结果正确,达到了2ASK通信系统的调制与解调在教学中的意义。 2、结束语 本文以2ASK信号调制解调为例,实现了在LabVIEW虚拟仪器平台上设计通信系统仿真的方法。通过调节各个实验参数,对实验结果进行比较,可以很形象地得到或验证所需要的或已有的结论,使实验效果更加清晰,从而使学生更好地理解通信系统中的基本概念和原理。LabVIEW软件把一些复杂的程序变得很直观,方便操作,而且易于修改和以后的维护,可作为老师课堂教学的辅助教学软件,将抽象的概念具体化、形象化,达到加深理解,强化记忆,提高教学质量的效果,从而调动学生的学习积极性和提高学生的创新能力,具有实际应用意义。 作者:付国兰刘晓山刘正奇单位:江西师范大学物理与通信电子学院 通信系统论文:信道仿真通信系统论文 1信道特性仿真 通信系统的信号传输质量与信道的性能密切相关,与光纤等有线信道相比,无线信道处于开放的电磁环境中,更容易受到衰落、干扰、噪声等多种因素的影响。而DSRC通信信道除了具有一般无线信道的特征外,还存在快速移动等特有情况。典型的DSRC通信有路车通信(R2V)和车车通信(V2V)两种方式。R2V是指车辆和路边设备进行通信,属于移动设备和固定设备的通信过程。V2V是指车辆和车辆之间进行通信,属于移动设备之间的通信。充分掌握DSRC系统无线信道的特征,可以为提出改善系统通信质量的技术方案提供参考,从而保证R2V和V2V通信的可靠性。 1.1仿真测试平台结构 基于AgilentN5106A基带信号发生器与信道仿真器搭建的面向DSRC通信信道的仿真测试系统如图2所示。N5106A具有120MHz的调制带宽,能够模拟各种通信信道。本仪器配备了8路实时衰落仿真器,支持的信道衰落类型包括Rayleigh、PureDoppler、Rician、Suzuki等,多普勒功率谱频谱形状有classical3db,classical6db,flat,rounded,jakeclassical和jakerounded。由图2可见,该系统还包括了一台矢量信号发生器E4438C和一台信号分析仪N9020A,E4438C和N5106A之间的控制信号通过LAN口连接,数据信号通过数据总线(DigitalBus)传输。 测试系统如图2所示。首先使用Agilent的N7617BSignalStudio软件生成符合IEEE802.11p协议的理想基带信号数据文件,该数据文件经过N5106A产生基带信号,并通过信道模拟器得到包含信道特性的基带信号。N5106A产生的信号通过DigitalBus输入信号发生器E4438C,由该仪器将基带信号调制到5.9GHz的载波上,经过射频输出端输出到信号分析仪N9020A进行分析。 1.2仿真测试实例 DSRC系统信道模型如表2所示。图3至图6给出了不同信道条件下信号的测试结果。其中,图3为信号通过白噪声信道后产生的星座图,其中EVM(误差向量幅度)为-27.62dB,CPE(同相位误差)为0.903%rms。由于车车通信,可能存在直射路径,因此图4给出了信号经过信道3模型,即在单径莱斯分布的作用下,多普勒频移为1345Hz,路径损耗为-14.2dB,K因子为5.7时的测试结果,结果表明,此时EVM上升为-3.047dB,CPE上升为6.938%rms,说明在该种信道作用下,信号的接收质量显著下降。图5给出了信号经过信道7模型,即在单径瑞利衰落,多普勒频移为1522Hz,路径损耗为-27.9dB时的测试结果,此时,EVM为-16.791dB,CPE为5.542%rms。图6给出了信号经过信道11模型,即信号在单径瑞利衰落,多普勒频移为1562Hz,路径损耗为-27.9dB时的测试结果,图中EVM为-16.065dB,CPE为1.455%rms。比较图5和图6,说明了在类似的信道作用下,信号接收质量存在一定的随机性。另外,这两条路径的延时分别为400ns和700ns,在帧结构的保护时隙范围之内,因此可以通过均衡消除延时的影响。 2小结 本文搭建了面向DSRC应用的无线信道仿真和测试系统,介绍了系统的工作流程和测试方法,根据DSRC信道模型,给出4种典型信道的测试结果。本文工作为ITS系统设计提供了参考。 作者:殷晓敏金婕孙玲单位:南通大学江苏省专用集成电路设计重点实验室中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室 通信系统论文:飞机高频通信系统论文 1故障分析 高频通信系统是工作在2-29.9999Mz的频率范围内的,在排除CRJ-200飞机的高频故障时有一些技巧,系统上电时能听到短暂的调谐声,在RTU上调节一个高频频率瞬间按压PTT能够听到1000Hz的调谐声,调谐周期大约在1-3秒钟。如果该频率已经调谐过,再次按压PTT时调谐声的时间会变得非常短,大约为30ms,这个时间太短不容易听出来。高频耦合器具有频率存储功能,耦合器的存储空间被划分为很多个站点,每次调谐完频率后耦合器将回到起点,等待下一次的调谐指令。耦合器的工作性质就决定了可能由于耦合器的某个调谐站点出现故障而导致高频系统在某个工作频率时通信不正常,如果某个频率点出现故障,按压PTT后会出现调谐音,连续输出不会中断。在实际的运行中,机组也反映过此类问题。研究高频收发机和高频耦合器的工作原理目的就是,根据故障现象来大致判断是高频收发机的故障还是高频耦合器的故障。然而对于高频收发机,其主要的工作过程是频率合成,变频以及功率放大,对高频通信的话音质量和通信距离都有着不同程度的影响。高频收发机是由多个模块所组成的,其中包括处理器模块,射频/中频模块,频率合成器,频率基准器,电源/音频模块和功率放大器,其中处理器模块控制着收/发单元的所有功能,由于模块性能的下降将导致高频通信出现通话效果不佳或者出现不能完成语音的接收和发射。在高频收发机组件内还有一个静噪电路,这个电路在排故过程中也有一定的帮助作用,静噪电路对高频收发机有自检的作用,特别是在对故障判断很困难时,关闭静噪电路去听噪音背景声,这样可以对高频收发机的自身工作性能进行判断,这也是一种排除相关故障件的方法。 在排故过程中应该还注意这样一些问题,在安装高频收发机和高频耦合器时应该特别注意收发机和耦合器之间两根同轴电缆的链接线,这两跟线很容易接反而造成高频通信系统不工作。高频收发机和高频耦合器安装在后设备舱内,具体位置如图2。 这种部件的布局可以说是CRJ-200飞机设计上的缺陷,因为在这个区域范围内邻近APU,一号、二号液压系统,滑油散热系统,空调系统的ACM,这些系统都会出现滑油和液压油的渗漏,长时间必然对该区域的安装部件存在油污染的情况,高频收发机和高频耦合器之间有同轴电缆的连接,还有波导管等部件,长时间机器表面被大量的油污所覆盖,这将会影响到机器的散热,降低了机器本身的使用寿命。同轴电缆的接头处也覆盖了大量的油污,长时间慢慢渗透进入接头内,在实践工作中也碰到拆装高频收发机和高频耦合器时,发现同轴电缆接头内有少量的油污,这将导致高频收发机和高频耦合器信号传输出现衰减。这要求在安装机器时对接头的连接要特别注意。 对于CRJ-200飞机的高频故障还可以根据FIM23-12-00来进行排故,但是要根据FIM来进行排故的话,在MDC(维护诊断计算机)的当前状态页必须出现和高频相关的故障信息才能依据FIM进行排故,这也是CRJ-200飞机在FIM设计上存在的缺陷。在实际工作中大量的有关高频的故障出现时,MDC的当前状态页是没有任何信息出现的,那么我们是不是就束手无策,失去排故得方向了?如果有相关的信息,利用FIM是可以很方便地解决问题的,但是在没有相关的信息指引时,就只能应用上面笔者所总结的一些思路和经验来进行排故,也就是说在故障现象很模糊的情况下,运用高频收发机和高频耦合器的工作原理和自身特点来进行排故是一个很好的方法,能快速确认故障点及时排除故障。 2总结 在对高频通信系统的日常维护工作中,要善于对出现的故障现象进行分析,找到导致故障的关键因素,通过查阅手册、资料,或者利用工作经验,及时地排除故障,保障航班正常运行。 作者:雷鑫单位:国航工程技术分公司重庆维修基地 通信系统论文:藏羚羊的无线通信系统论文 1监控中心对于数据的收集和分析 藏羚羊由于活动范围广,我们可以通过无线传感器传输数据到上位PC机,这些数据制作成一个表,记录藏羚羊经常活动的范围,从而更好地实施保护措施。通过移动GPRS网络为用户提供透明TCP无线远距离数据传输或者透明UDP无线远距离数据传输的功能。监控中心在接到数据以后要完成数据备份,以防止系统故障造成的数据丢失,多数据的传递要完成同步,进而对数据很好地收集和分析;它同时能完成高速、稳定、可靠的TCP/UDP透明数据传输功能。 2工作原理 欲监测和保护藏羚羊,就要建立一个完善的控制管理系统。首先藏羚羊自身的体温和心跳的信息转化成虚拟信息传递到无线传感器,经过A/D转换把虚拟信息转化为数字信息,运用GPRS技术传递到一些基站,这些基站通过信息的整合后,传递给监控中心,该系统根据藏羚羊的心跳和体温来判断其位置和是否安全。传感器设置最高的体温和最低的体温,最大的心跳频率和最小的心跳频率;CC2431完成信息的转换,GPRS无线通信完成数据的远距离传输,监控中心对数据信息进行收集和分析,给出一些判断。 热释电红外传感器和反射式光电传感器有四种测量信号报警上限信号Ps,报警下限信号Px,正常上限信号Pu,正常下限信号Pd。这四个测量信号把藏羚羊的安全分为三个区域。安全区:Pd P PsorPx P Pd;警戒区:P Ps;危险区:P Px;(1)若藏羚羊的心跳和体温大于正常下限小于报警上限或者大于报警下限小于正常下限,说明藏羚羊在正常的活动,它们是安全的;(2)若藏羚羊的心跳和体温大于它的报警上限,这说明藏羚羊有两种可能,一种是藏羚羊大规模的迁徙;另一种是受到盗猎人的追赶,在拼命地逃生。(3)若藏羚羊的心跳和体温小于报警下限,这说明藏羚羊有危险,盗猎人猎杀了藏羚羊死以后温度下降,这时需要最近的藏羚羊保护人员采取相应的措施保护它。通过传感器传递的数据信息,实现藏羚羊保护的及时性和有效性,同时减少了资金的投入、能源的消耗。因为藏羚羊是恒温动物,它会根据外部的温度调节自身的体温一直维持在相对稳定地范围内,这样不管是白天还是夜晚都能够无偏差的监测藏羚羊的安全情况。还能够通过藏羚羊的活动路线和范围,使得人们对于藏羚羊的迁徙和生活范围有更精确地了解和认识,也有利于在迁徙的过程中和生活的范围内,实施一些人为的保护措施。 3结论 本文运用了当代最先进的无线通信系统来监测和研究藏羚羊,对于藏羚羊的保护起到了关键的作用。无线通信系统采用的网络化管理,不用布线,就能完成传感器到监控中心PC计算机的数据信息传输,由于其能实现复杂、高效的监控,因此增加了应用的范围。伴随着大数据时代的到来,无线通信系统能更广泛的应用到工业、农业、运输业等。无线通信系统的推广和应用,对于未来的科研和社会效益都能带来巨大的优势。 作者:张金良单位:西藏大学 通信系统论文:医疗领域电子通信系统论文 1传真 利用电话线实行数据传递的传真,目前已经在很多领域得到了广泛应用,医疗领域也不例外,利用电话线传真已经成为一种重要的电子通信形式,传真实现信息传递的具体步骤为:第一步:利用传真机内部影像扫描器,对信息发送者需要发送的图像、图形、文字等进行扫描,并转换为二进制数值;第二步:借助调制解调器的转换功能,将第一步中获得的二进制数值转换成模拟信号,此时便可以利用电话线进行信息传输;第三步:完成了第二步向接收方传输信息之后,接收方再通过传真机进行反向转换,再借助打印机将其进行打印。具体在医疗领域,传真的作用主要是在各个医疗单位之间,或者是为个人传递病人的个人基本信息、化验单据、B超声波扫描图、CT扫描图、诊治意见等,通过将这些信息进行互相传递,可以获得更多人的帮助,也方便了病人在遇到转院治疗等情况时,相关信息的传递。随着社会的发展及医疗事业的进步,传真不仅表现出其速度快、信息传递方便等优势,同时也明显表现出其一定的劣势,笔者总结为以下几点:①通过打印机打印出来的传真内容依旧比较模糊,不利于远程联合诊断工作的进行;②传真在使用过程中是需要进行扫描与打印的,如果传输的数据量比较大,那么就会直接带来经济上的负担;③存在“失真”的情况,这主要是由信息形式的多样化导致的,不同的信息形式,如文字、图像等通过纸介质的传真进行表现之后,就不容易进行数据转换。所以,在医疗机构运用传真的过程中,要注意传输的信息量,合理使用传真,还要注意传递的信息形式,保障接受者接受信息的准确性。 2数据交换 数据交换出现于上世纪九十年代,它是一种标准数据传输方式,已经在国内外的众多行业中得到了应用,并取得了较好的应用效果,因为数据交换的自动化处理能力较大,尽管涉及了较大的用户范围,但是依然能够较好的保障数据处理的正确性,所以,数据交换在医疗领域的应用前景也是比较大的。本文接下来以面向区域医疗的临床数据交换系统设计为例,研究其实际应用。一方案整体架构医疗机构内部系统较低的集成水平,导致医疗机构与区域医疗中心的信息交换的可靠性与实时性特点表现的不够明显,为了能够更好的实现二者之间的数据交换和共享,所以设计了面向区域医疗的临床数据交换系统,整体架构如图1所示:从图1中我们可以看出,在这一临床数据交换系统中,主要包含两部分,一是区域医疗边界网关,二是数据交换标准化接口。其中,区域医疗边界网关是通过集成平台提供的SQL、File、FTP等接口,将EMR、LIS、PACS、药库系统等进行信息集成,从而形成一套有效的医疗信息元数据,以实现区域医疗的各项需求,在文件服务器中存储整个过程中出现的图像、文件等,为本系统实现数据交换提供数据基础;数据交换标准化接口主要是利用集成平台与MML标准,实现上述医疗信息元数据的标准化,通过运用区域医疗中心的集成平台,对标准文件进行解析,并在区域医疗区域数据库中进行存储,最终实现数据的交换和共享。二数据获取方式设计数据获取的基础是系统中的集成平台的设计,通过它来获取各种医嘱、文书等关键信息,并在特定的数据库中进行保存,通过集成采集挂号、EMR、PACS、等异构系统中的离散数据,并在数据库表中进行存储。通过面向区域医疗的临床数据交换系统的设计及以上分析,充分证明了数据交换技术在医疗领域的应用。 3电子邮件 随着通信技术的不断创新与进步,以及计算机技术的广泛应用,在人们目前的工作、生活中计算机已经成为一种不可或缺的交流工具,电子邮件(E-mail)已经基本上取代了传统的书信。通过E-mail进行信息交流仅能够将传送者的文字信息快速传递,还能够传输生动的图片、音乐、视频等数据信息,而且,E-mail还可以通过群发功能将同一信息快速传递给多个人,大大提升了信息传递效率,也节约了传递者的时间,提高了他们的工作效率。电子邮件的这些优点都决定了其在医学领域的广泛应用,它操作简单方便、传输信息准确可靠,并具备邮件接受自动提醒功能,医生以及医院之间通常会使用E-mail作为其主要通信方式,甚至在一些医院信息管理以及办法自动化系统中,内部信息交流的基本通信方式就是使用E-mail。 4远程医疗 远程治疗是指利用现代网络和电子计算机等多媒体来实现远程临床诊治。从其定义来看,远程医疗实现的最基本条件就是网络,医生通过网络了解病人的基本信息及病情,并通过计算机技术,进行远程指导与治疗,从而大大节约了诊治所需的时间。比如,远程手术就是专家及医生通过运用计算机网络技术观察和了解病人图像和声音,再利用现代医疗器械对病人实施远程遥控手术,从而在危急时刻,在最短的时间内挽救病人生命;再比如远程联合会诊,各个专家不必在同一地点出现,而可以直接通过计算机远程技术,让身处不同地方的专家同时清楚地观察到病人的病情,并能够实现专家间的相互沟通。 5结论 综上所述,随着科学技术的不断进步,电子通信系统在医学领域的应用成为一种必然,本文通过对电子通信系统的介绍,进一步了分析了电子通信系统在医学领域的广泛应用,并着重分析了交换数据技术在这一领域中的具体应用。 作者:张泽月罗俊波杨芳孙强易显富戢晓珊单位:湖北医药学院附属十堰市太和医院湖北省十堰市妇幼保健院 通信系统论文:风力发电场通信系统论文 1风力发电场通信系统设计要遵循的基本原则 首先,在进行风力发电场通信系统的系统设计过程之中,要严格按照电力系统设计的基本原则完成风力发电场内部各种基本设计,并在完成风力发电场的基本设计的过程之后,再进行相应的风力发电场通信系统设计;其次,在进行风力发电场通信系统设计的过程之中,要充分的分析风力发电场在通信系统之中扮演的角色,并根据相应的电信业务的计算,对风力发电场的通信规模进行设计,并对风力发电场的通信容量进行设计,规划好风力发电场通信系统;然后,在进行风力发电场通信系统设计的过程之中,要充分的考虑到如何进行区域通信网络共享,帮助风力发电场充分的利用到区域的通信资源;最后,在进行风力发电场的电力通信建设方案的设计和技术方案的规划的过程之中,要充分考虑到风力发电场的实际通信需求,与此同时,还要充分考虑到风力发电场的远期发展的情况,提出可行的通信设计方案(一般情况下至少要设计出两套较为合理的方案),在进行设备的选型和购买,完成风力发电场的电力通信建设过程。 2风力发电场通信系统设计方案 2.1风力发电场通信系统光纤通信设计方案。风力发电场通信系统光纤通信设计的过程之中,要根据风力发电场的实际施工环境进行对光缆类型的选择。例如,在进行风力发电场电力通信系统的架设光缆的选择的过程之中,如果在线路架下方有地线就需要选择OPGW光缆,如果在线路架下方没有地线,则需要选取ADSS光缆。在进行电力通信系统的光缆数量的确定的过程之中,要根据电力通信系统的传输长度以及针对电力通信系统的线路保护的原则来进行选择。例如,如果电力通信系统的线路长度如果是在六十千米之下,还需要对电力通信系统之中对两个相互独立的传输通道进行保护,就需要为电力通信系统建立两条光缆。如果如果电力通信系统的线路长度如果是在六十千米以上,只需要对电力通信系统之中的一条传输通道进行保护,就只需要架设一条光缆。在进行风力发电场通信系统光纤的配置的设计过程之中,也要针对实际的情况进行对风力发电场通信系统光纤的配置进行设计。例如,如果进行电力通信系统的线路保护过程之中涉及到了两个光纤的通行通道的,就需要使用两个2Mbit/s的光纤专用通道来进行设计。如果进行电力通信系统的线路保护过程之中只涉及到了一个光纤的通行通道的,就只需要使用一个2Mbit/s的光纤专用通道来进行设计。与此同时,在进行完光缆的设计过程之中,后续的设备选型要满足光纤选择的需求。 2.2风力发电场通信系统载波通信设计方案。在进行风力发电场通信系统线路的设计过程之中,要充分考虑到线路的实际高频保护问题,具体的来说,目前的高压线路主要有500千伏、220千伏、110千伏、35千伏这几种,这就需要针对不同的电压数值进行风力发电场通信系统载波通信设计,并专门规划好相应的载波通道。在载波通道的开通过程之中,要充分的考虑到风力发电场的内部的载波现状,保证所选取的载波频率的筛选不会干扰的风力发电场通信系统载波通信的正常运行,与此同时,还要求所选的载波机的型号和风力发电场通信系统的设备选型保持一致。 2.3风力发电场场内通信系统设计。所谓风力发电场场内通信系统设计,主要满足的是风力发电场内部的各个用来发电的风力发电机机组与风力发电场的升压站监控主机之间的通信连接系统的功能的发挥。在进行设计的过程之中,要满足以下几个方面的设计原则:首先,要保证风力发电场的升压站监控主机可以有效的对用来发电的风力发电机机组进行控制,还需要使用光缆将风力发电机机组和升压站监控主机有效的连接在一起,保证升压站监控主机对风力发电机机组的实时监控;其次,进行设计的连接用来发电的风力发电机机组与风力发电场的升压站监控主机之间的光缆要满足相应的通信频率和载波频率的要求;然后,为了保证信息传输的可靠性,还要求架设相应的通信支路,并杜绝这些通信支路之间的相互干扰;再者,风电场内通信光缆的埋设方式应当采用直埋敷设的埋设方式,当风力发电场内部的架空线路走向与风力发电场的通信电缆的走向相同的时候,就可以有效的利用风力发电场内部的架空线路同杆架设的架设方式,以便于有效的减少电缆沟的施工,与此同时,电缆一般情况下要选用铠装电缆;最后,要保证好通信设备的接地操作,保证通信过程的安全运行。 3结束语 综上所述,在进行风力发电场通信系统设计的过程之中,首先要分清设计的两个系统,并根据风力发电场的实际情况,进行相关设计方案的选择,保证风力发电场通信系统的正常有效运行。 作者:陈枣儿桂知进单位:甘肃建筑职业技术学院
复杂网络论文:复杂动力网络软件工程论文 1复杂动力网络的意义分析 诸多的软件工程专家都表示,复杂动力网络的研究具有划时代的意义,例如,复杂动力网络在解决如何提升大规模网络的传输效率,不断增加网络的可信度和稳定性,以及避免恶意袭击和随机错误给人们所带来的经济损失等方面,都有着非常重要的作用。而且,这些问题的解决必须要依据复杂网络的理论知识和技术上的发展。 2复杂动力网络的特征分析 2.1复杂动力网络的同步效应 网络上的同步这是社会中广泛存在的一种非常重要的非线性现象。并且在现实生活中,有着非常复杂网络在弱耦合情况喜爱可以在很大程度上展示同步的倾向性,而且,在对于全连接的网络中,无论是耦合强度大小,只要是网络进行充分连接,对于一个全局耦合的网络就一定要能够进行相应的同步,对于最近的邻居耦合网络,若一个局部耦合网络也不一定能够进行同步,在更为宽泛的意义上看,网络上的同步要分情况来看,有时是有优势,但是有的时候也会有害处。有益的网络同步可以更好地运用在软件工程中去,例如,可以更好地运用在保密通信和语言涌现和组织管理的协调上进行高效运行,如果是有害的同步,则很有可能会造成传输控制协议的增加,或者是出现网络信息堵塞的情况,从目前的情况来看,网络上的同步在核磁共振和激光设备中运用更加广泛和成熟。所以,对于有益的网络同步,我们一定要切实采取各种技术手段来保持网络系统上的同步性,但是,对于有害的网络同步,就必须要加以制止。 2.2复杂动力网络上的控制 复杂动力网络由于具备大量的节点,以及相对复杂的拓扑结构,使得传统的控制手段已经不能完全地适应当前软件工程的运用。人们相继提出了自适应控制和线性反馈控制、切换控制以及牵制控制等方面。在当前复杂动力网络系统中,我们就不仅仅可以通过控制网络上的所有节点来实现一个既定的目标,而且,在大多数的情况下,就是希望能通过控制尽量少的节点来实现各种目标,这就是牵制控制。复杂网络的牵制控制方面,基本上有两种不同的控制策略,主要是可以分为,随机控制策略和目的性选择策略。总的来说,就是随机选择一些节点来进行牵制控制,但是,目的性的控制策略,就是严格按照一定规则来选择有效地节点进行控制,实际上,牵制控制所涉及的领域非常广,其中就包括网络结构和节点动力学,以及相应的网络耦合强度等一些方面,为此,对于牵制控制来说,如何来选择网络耦合强度和牵制控制器的数目就是当前牵制控制两个最为基本的问题,从具体上看,就是可以给定复杂网络系统和牵制控制策略和网络耦合强度,必须要对多个牵制控制器才能更好地实现网络上的稳定性,所以,这些问题都是需要我们面临的问题。 3复杂动力网络在软件工程中的有效运用 在过去的几年当中,有很多的专家和学者都将复杂网络的理论和方法有效地运用在软件工程中去,例如,可以有效地运用复杂网络的工具分析,并进一步分析了软件网络各种统计特征和网络可视化的软件研究,并得到广泛的运用和发展。在网络化的软件运用过程中,网络软件从某种意义上是一种多结构和全方位的动态演化软件,具有很强的适应性和自组织性以及开放性。从另外一个角度上看,这是相对于传统的网络软件来说,网络式软件的组成单位显得更加主动,并且耦合度也非常松散,在规模上可以适当地进行收缩和拓展,而且网络化的软件可以切实通过发现和挖掘网络资源,从而可以实现资源的有效利用,为客户提供可持续性和安全上的交互与协调服务,更好地满足用户的各种需求。同时,软件系统的运用过程中,这是一种人工上的比较复杂的系统,从而可以导致了统计意义上出现规律上的附和,这就必然会造成软件设计方法和开发过程汇总的某些原则之间存在的关联性。尤其是在200年以来,复杂动力网络阐述了面向对象软件网络的结构与传播代价之间的内在关系,可以说,网络评价传播代价和软件网络之间存在紧密的联系。并且两者的相关系数可以随着网络中的边数结构的增加而减少,这样就能够充分说明在节点一定的情况下,随着边数的增加,可以在网络中形成很大的中枢节点,进而可能导致了平均最短路径长度的减少,同时,平均传播代价也随着减少,平均传播代价和出入度之间的范围都存在负相关,这也在一定程度上会造成网络环境上的异质化更高,其中的平均传播代价就越低,这就是为什么能够出现真实的软件网络,而且网络传播代价显得相对较小,而且,规则网络却使得平均传播代价更大,为此,这就必须要对具体的情况做出详细的分析,才能更好地推动复杂动力网络在软件工程中的应用。 4结语 从以上的情况分析中可以得知,笔者认为,只有深入分析复杂动力网络的结构特征,并对软件工程的运用情况做出详细分析,之后,笔者还进一步阐述如何使得复杂动力网络运用在软件工程中去,才能更好地发挥复杂动力网络在软件工程中的效用。 作者:李岱 单位:郧阳师范高等专科学校 复杂网络论文:计算机复杂网络系统论文 一、计算机复杂网络系统竞争性传统方法研究缺陷 1.1分析过程中个体研究不足 在对计算机复杂网络系统竞争性的研究中,主要的研究对象是对于整体的研究,忽略了个体对于整体的影响作用,个体与整体、微观与宏观的并没有完全统一,个体和整体关系不密切,产生分离,因此对于它们之间难以建立有效的联系,而且在两者之间没有基本的过渡阶段,缺乏基本的联系。成员之间竞争性的分析方式主要是从整体上分析竞争系统,然后再根据长期以来对于其的跟踪研究工程,了解其性能和工作状态,只是在乎整体研究,可是却没有认识到整体是由个体而组成的,因此在研究整体的变化过程需要根据个体的情况来最后总结,而不是站在宏观的角度上研究。尤其是在研究成员的竞争力时,一般只研究整体的竞争力,对于个体并不细致研究,这也是由于个体的竞争力难以估量,很难系统的对组成个体的竞争力进行研究,这样就很可能忽略了个体竞争力变化过程以及特征和作用的分析,对于整体分析也有严重的影响。因此在分析成员之间竞争力的时候要从个体角度出发,分析每个个体的竞争力,进而分析整体的竞争力,这样才能保证整体的竞争力分析的准确程度,因此这方面我们要加以改进。 1.2对于竞争系统的分析系统性、完整程度不够 在研究计算机复杂网络系统的竞争性时,由于系统的复杂性和不确定性,因此分析过程并不细致,尤其是对于系统中的复杂性中的非均衡状态,缺乏有效的描述手段,这部分是对于竞争系统分析的重要组成部分,更没有细致准确的分析。同时也过于强调均衡状态和不动点的分析,分析重点有所偏差,造成原本就不完整的竞争系统分析更加错误。另外在系统内部元素的刻画上并不细致,系统内部的各个元素是保证其正常运行的基本元素,也应该是竞争系统分析刻画的重点,这些元素主要包括系统内部的内部结构、性质、个性特征以及演化趋势等,分析刻画不细致直接导致了竞争系统分析的不完整。因此在竞争系统分析刻画的时候,不能过于笼统,而是需要针对系统内部的各个基本元素进行分析,不能忽略每个元素的重要作用,同时分析过程应细致准确,为竞争系统的整体分析做好基础。以上两点是在计算机复杂网络系统竞争性分析中存在的主要问题,究其原因还是对于系统整体太过重视,分析过程按照整体为单位,没有真正意识到个体和内部元素对于分析刻画过程的重要性。针对这一缺陷,我们在日后的分析工作中就可以有针对性地进行解决,保证竞争系统分析的合理准确。 二、计算机网络系统复杂性问题 2.1开放的复杂系统 计算机的网络系统是一个开放性的系统,而且具有资源共享的特点,所以能够拥有庞大的用户人群。随着经济的快速发展,计算机网络系统包括各种政治、经济、文化以及科学人文等内容,这也是互联网拥有庞大用户群的主要因素,也能促使互联网发展,同样互联网的发展也影响着社会的发展。 2.2成员群体庞大 互联网的发展,拥有庞大的用户群体,而计算机网络系统中的成员是由用户终端、交换机、网关、路由器等各种终端设备组成的,因此各种各样、大量的用户以及交换节点使计算机网络系统变得更为复杂。 3.3成员之间的联系 计算机网络系统的运作是由系统中人员之间相互合作而完成的,系统中的每一个成员都存在着一些联系,但是值得我们注意的是网络协议系统是分散的,在系统中,成员之间除了相互合作也相互竞争,相互竞争就会导致系统的瘫痪等问题,因此,可以通过网络协议系统进行调节,从而保证各成员之间的有序合作。 2.4系统由多层次组成 计算机系统的复杂性也包括系统的层次性,计算机网络系统的结构构建是分层化的,这也是网络体系结构构建的出发点。计算机网络中分层体系的有很多,如通信标准和TCP,以及网络拓扑结构。所以说层次性也是计算网络复杂系统的重要特性。3.5系统信息的复杂性在传递信息时,成员之间相互发送信息、接受信息,处理信息以及转发信息等,由于信息量多,信息的服务性以及信息的设备的多样化,使计算机网络系统中的成员之间会产生竞争,这也是计算机网络系统的复杂性之一。 三、计算机网络系统竞争特性分析 3.1局域网系统成员之间的竞争特性 我们最关心的局域网问题就是它们之间的互访,这也是目前的热点话题,我们主要采取有序控制的措施,可以避免成员之间的冲突,这也是有序冲突的实质。有序控制的方式有轮询,轮询的方式有很多种,包括限定式、穷尽式、门限式以及混合式,主要根据网络成员之间的需要,网络控制程序按照顺序依次询问,若需要立即被使用,不需要则问下一名成员,因此避免了成员之间的冲突。另外我们还可以采用预约的方式,这种预约的方式分为分布式预约和集中预约两种,这种方式和轮询本质上是一样的,也是根据需要的网络成员进行资源分配,但是在方式上有很大不同,需要网络资源的成员得先预约,然后再按顺序进行分配。还有一种是令牌控制,这种方式在局域网中应用的比较多,令牌控制就是一个通行证,网络成员抓住没有用到的令牌,才可以把需要的资源信息写上去,这种令牌通常分为单令牌和多令牌。最后一种是叫做时槽方式,时槽方式也分为两种,即固定式槽环和随机式槽环,这种方式把网络的传输时间分为几段,其中每一段是一个时槽,时槽在用户之间的作用是传递信息。还有其它一些不常用的有序控制方式,例如寄存器插入和信道复用等。 3.2路由器的竞争问题 由于网络速度的提高,导致当局域网中大量信息抵达时宽带不够使用的情况,从而引起网络成员之间的冲突。因此为了避免这种状况,应采取两种办法用来解决和预防。 (1)冲突解决解决冲突的有效方式通过“丢弃”数据这一项操作进行,它是任何的交换节点都支持的一项操作。当网络中大量的数据包争夺有限的输入、输出缓存和输出宽带时,由于需求小于供给,就需要对一些数据包进行丢弃,但是在什么时间丢弃也有不同的算法,算法包括两种,一种是丢尾算法,另外一种是随即早期检测算法。 (2)提高路由器的性能路由器操作系统中还有很多问题,我们应努力更新和完善路由器系统,修改默认口令,将普通的默认口令改为高级的默认口令,同时也可以采用修改内部一些优秀模块的方式,另外还有修改词法分析器、解释器以及查询执行器等。 计算机复杂网络的竞争性有其利弊,对于系统内部的竞争我们应加以改进和解决,并且尽量避免这些冲突,提高网络的利用率。我们还应根据计算机复杂网络的特性,有效解决竞争带来的冲突,促进网络成员之间的合作,使网络安全有效的运行。 作者:孙万里 单位:黑龙江建筑职业技术学院 复杂网络论文:铁路客运网络复杂性释解 1交通运输网络的地理空间特性 交通运输是典型的网络型产业,与生物群落、社交关系和互联网等网络一样,具有复杂网络拓扑结构的共性,也与电力、通信和供水等网络一样,必须通过实体网络系统(或节点系统)才能实现产品和服务的生产与销售。但是,交通运输的网络构成和行业特征与上述各种网络存在很大区别,从而使其网络的复杂性特征展现出独特之处[5]。在复杂网络的理论研究中,交通运输网络对于地理空间的绝对依赖,构成了其结构演化和其上传播机制的研究复杂性基础。 1.1叠加性和延展性较弱 对于较少或几乎不依赖于固定设施的网络系统来说,在一定时间或一定空间上,若干网络的叠加是可能和经济的,如社交网络和电信行业网络,其网络增长受限较小,对网络稍加或几乎不进行改造,就可以实现能力的大幅调整。而从网络的物理特性上来说,交通运输服务则受制于其实体网络,即构筑于特定地理空间下的基础设施,网络结构和能力调整不能灵活变化。相对而言,民航网络按不同的飞行高度划分出若干空域,在一个立体的空间内也可实现不同航路一定程度的“叠加”,而铁路网络要形成多片叠加则几乎不可能。 1.2与地区经济社会的互馈作用较强 与生物群落、社交关系和互联网等网络相比,通信、电力和交通运输等网络的形成,具有明显的外部效应。这种外部效应,即是这类网络与其所在区域经济社会发展的互馈作用的一种体现。网络型基础设施的经营与所在区域的经济社会需求普遍具有互馈效应,但程度和范围上也有所差异,如电网和公路网的建设往往有较强的地域性,这种互馈作用更多地局限在某一特定时段或特定地区。相对而言,铁路网络的建设和运用常常辐射和跨越更大的地区,与更大范围内的地区经济互馈作用更为显著。 1.3要素构成复杂且与地理空间具有全关联性 非实体或一般的网络型产业中,网络关系或传输物常具有无形、均质和稳定的特征,关系的接入较为简单,如电力网与通信网,其联通和运用相对简单,各地区网之间的切换可在瞬间完成,对传输过程的影响很小[5]。而交通运输网络的传输对象所要求的运输条件各异,需配备的装载设备也不同,其网络构成要素更多、更复杂,固定设施与移动设备的配合使用,要求进行统一的运输调度指挥或充分协调,多要素的地理关联性也给网络带来分析的不确定性。相对而言,铁路运输系统内部的技术联系更为密切,保持路网畅通所需要的各种条件更为复杂,多因素与地理空间的全关联性为其网络分析增加了复杂性。 2铁路运输网络要素的高协同性与强相关性 铁路运输网络是依赖于实体网络系统进行活动的典型网络,和其他运输方式的网络一样,与虚拟网络有着显著的区别。根据大量实证研究结果,从度量网络复杂性的基本指标来看,铁路运输网络(含铁路线路网络与列车运行网络)与道路网络、航空网络和地铁网络具有基本拓扑结构及特性相关结论的相似性。但是,铁路运输网络因其独特的构成要素和技术特征,仍然与其他运输方式的网络有较大区别。通过与其他运输方式对比,可以看出,在复杂网络的理论研究中,铁路运输网络关键要素的高协同性和强相关性,构成了其结构演化和其上传播机制的研究复杂性根源。 2.1道路运输网络复杂性 对于道路运输网络方面的研究,目前分为干线路网(含城市群路网)和城市内部路网两大部分,两类网络及其上的交通流各有其特征,但是在与铁路运输网络的比较中,其共性表现一致。道路运输的地理网络体系的突出特点是:网络密度很大,网络增长的灵活性较强,网络的功能层次明显。同时,由于路权专用性不强,其上的运输组织活动倾向于采用自组织(自驾车)或系统组织(公共交通)的方式,与地理网络的关联性不强。对于前者,出行者选择较为灵活,与作为普遍存在的地理网络相比,使用者行为对运输组织网络(或称服务网络)生成和变化的影响要大得多,因此相关研究常转化为出行者(或驾驶员)行为方面的复杂性研究。对于后者,线路走向选择较为灵活,与作为普遍存在的地理网络相比,城市土地利用和用地规划对服务网络生成和变化的影响要大得多,因此相关研究常转化为公共交通服务网络拓扑结构的复杂性研究。 2.2民航运输网络复杂性 民航运输网络的空间尺度较大,且地理网络的构造较为特殊,机场(节点)是其网络结构的关键要素,航线(线路)无实物载体,受地理空间限制较小。这种地理网络的特殊构造,将民航网络的复杂性问题转化为机场的网络布局和航线的层次结构复杂性问题。因其内生的安全和技术管理要求,民航地理网络上的运输组织活动采用系统组织方式,但是其地理网络(机场分布网络)与服务网络(航线分布网络)仍然相对独立。同时,因为民航运输的技术经济特征,其成熟的网络结构(含地理网络和服务网络)具有收敛性,呈现出稳定结构。 2.3远洋运输网络复杂性 远洋运输网络的空间尺度最大,与民航运输网络相似,其地理网络的构造也较为特殊,港口(节点)是其网络结构的关键要素,航线(线路)无实物载体,二者均受到地理空间的限制,特别是港口体系,一般分布在大陆边缘、航运通达条件较好的地区。远洋运输地理网络上的运输组织活动采用系统组织方式,其地理网络(港口分布网络)与服务网络(航线分布网络)不仅相对独立,更因受到国际贸易的影响,其分布具有明显的规律性和特定时空上的稳定性。 2.4城市轨道交通网络复杂性 虽与铁路运输网络同属轨道交通大类,城市轨道交通系统因其服务范围、服务对象和服务方式的特殊性,其复杂性特征与铁路运输网络有所区别。从地理网络的构成上看,成网的城市轨道交通系统一般点(车站)多线(站间距)短,网络密度较大,分布范围与城市发展和用地规划密切相关,但受工程和地理条件限制较大。城市轨道交通的轮轨关系较为密切,其系统组织方式在所有运输方式中最为典型和完全,虽然其对网络固定设施与运载工具的协调性要求较高,但是,从服务对象来看,其运量构成简单、客流性质较为单一;从其服务方式和频率来看,其制式单一,运输调整便利,服务网络的构成比较简单,因此二者关联后的复杂程度并不高。与上述典型交通运输网络相比,铁路运输的地理网络一般空间尺度较大,网络密度分布不均,局域高密和长程低密兼而有之,受区域经济的影响明显,对经济的引导作用强。同时,路网专用性强,基础设施和移动设备均存在多样化制式,内部技术联系密切,存在互补资产和互补技术,服务网络的绩效对二者的协调性要求较高,二者作为铁路运输网络关键要素的高协同性和强相关性,更增加了对其进行复杂性分析的难度。 3铁路客运网络结构与增长的叠加复杂性 一般来说,旅客和货物运输条件差异巨大。与铁路货物运输相比,旅客运输通常对乘坐舒适度、运输安全性、换乘便捷性等要求较高。反映在运输网络方面,则体现出铁路客运网络应当保有较高的密度和覆盖性,网络接续条件好、通达能力强,网络的连通可靠性高、抗干扰能力强,其拓扑结构必然表现出一类典型的复杂性特征。同时,铁路客运地理网络(基础设施投资建设)的阶梯性增长规律,与客运需求的持续性原发增长或突变性诱增规律之间,在特定时空条件下会存在较大差异,对服务网络的绩效可能产生较大影响,要尽可能规避这种长期存在的客观不利因素,并在最大程度上发挥铁路服务网络对人口分布、土地利用和城市发展的引导作用,其网络结构必然表现出一类典型的流量变化与网络增长动态均衡的复杂性机制。另外,铁路旅客运输关于安全、快速、便捷的要求在客运网络中的反映,不仅体现在地理网络上直接连通所表现出的拓扑特征,更体现在其服务网络及所含层次和局域结构在各种运输条件下的适应性。特别地,作为与人的行为和活动发生直接关系的基础设施实体网络,网络上拥堵或故障的传播动力学及控制是关键问题,而铁路运输网络要素的高协同性,叠加在其与客运需求的强相关性之上,更增加了网络复杂程度,必然表现出对一类特殊的网络拥堵控制或故障规避的复杂性分析方法需求。 4我国铁路客运网络的复杂性 我国铁路客运网络的拓扑结构特征及部分网络静态特征指标,与国外典型国家或区域的铁路客运网络相比,具有相似性,究其原因,是由铁路客运内在的技术经济属性决定的。但由于铁路客运供需之间的紧密互馈关系,国内外国情、路情的巨大差异,反映在我国铁路客运供给上,则必使其体现出与国外典型国家或地区客运路网不同的结构和演化特征。 4.1需求数量变化的驱动 从我国客运需求规模和结构来看,我国地域广阔,人口基数大,作为旅客基数的人口数量总量大,加之近30年经济发展迅速,消费水平和消费结构发生了很大变化,不仅公务商务出行稳定增长,而且消费性旅行需求增长迅速,导致客运需求的数量规模大、增速快。受社会文化风俗、工农业和服务业生产规律以及生活方式变化的影响,人员流动在时间上趋于特定时期集中大量流动、一般时期正常波动的动态平衡状态。如春节前后在全国范围内的人员大量往返探亲和务工,在夏秋季节去往主要农业生产基地采收,节假日往返旅游度假地等。在这种经济、社会和文化背景条件下,客运需求表现出突变性和常规性波动的叠加。 4.2需求结构调整的驱动 我国国土地理形势多样,且受地缘关系影响的经济区域发展水平和方式不同,人口分布在地域上趋于局部集中、广域分散的动态平衡状态,在客运需求的空间结构上存在多样化、非均衡的特点以及点、线、面运输需求的相互转化问题。由于我国正处在居民出行结构转型的关键时期,客运需求呈现出类型多样、特征交叉、持续分化等现象。客运需求类型极大丰富,规律性渐趋明显,需求结构开始逐渐趋于动态稳定,对长程运输能力强、中短距离运输服务水平高、安全性好、价格适中、便捷性强的运输方式需求仍将长期稳定存在。 4.3我国铁路客运网络构建的关键问题 从我国铁路客运供给的现状与发展来看,我国铁路网正处在加速成长期,还远未达到成熟期,不仅存在路网布局有待完善、网络覆盖程度仍需提高等情况,还存在线路衔接不甚合理、系统协调程度不高等问题。受长期建设滞后和能力制约的影响,运输需求的层次性在铁路客运供给的地理网络和服务网络中的体现并不十分显著。随着客运需求的进一步分化,铁路客运网络进一步完善的问题就演变成如何在扩大硬件服务能力的同时,又能合理利用既有各类设施、设备和运输组织资源,既研究客运需求对网络演变的指导意义,又探讨网络结构变化对流的有效组织的关键影响的复杂网络结构演化问题。由于我国地理区域广大,地形地质条件复杂,加之东、中、西部地区经济发展水平不一,社会文化习俗有差异,人口分布形式多样,旅客出行规律时空特征不同,铁路客运供给在交通运输体系宏观定位下的地区特征也很明显。因此,随着我国铁路客运服务逐渐进入能力扩张与质量提高并进的新阶段,对铁路客运网络的深入研究,也必须重点考虑路网成长规模、线路建设时机、运营技术标准匹配、服务组织与能力分布等时序与空间耦合问题,即网络的局域演化及动力学特征对整体网络构建的影响,以及路网承载能力变迁机制和规律的复杂网络结构演化问题。另外,作为承担国家安全功能的常规基础设施网络之一,为保障领土和经济安全,铁路运输具有无可替代的国防意义。处在国际政治经济形势瞬息万变的环境下,铁路客运网络除承担常规旅客输送任务外,还肩负着在系统面临巨大威胁或破坏时仍能保障一定通达要求的重要责任。在这一特殊前提下,铁路客运网络的通达性问题,又上升成为在遭受完整性威胁的情况下仍能保证特定的服务水平,即系统可靠性问题。 5结束语 在我国居民出行结构转型及铁路建设运营体制创新的关键时期,面对我国铁路客运的新形势,应当客观认识铁路客运地理网络和服务网络的时空复杂性,理解其形成及演化的内在机理和运行规律,把传统的铁路运输活动与新兴的复杂网络理论结合起来,更好地刻画铁路客运服务特性,为解决网络规划和调整以及运营管理问题提供新的视角和决策依据,从而充分利用现有交通资源,切实提高整个路网承载能力,优化完善服务方式与运营水平。 作者:王琳 于洋 单位:西南交通大学交通运输与物流学院 西南交通大学建筑学院城市规划研究所 复杂网络论文:复杂网络理论的计算机网络拓扑研究 复杂网络研究已经渗透到生活及学习的方方面面,目前,复杂网络研究已成为计算机领域的研究热题。当今时代,计算机网络对于人们来说,已是生活中不可或缺的部分。然而,随着网络平台的快速发展,传统的网络模型已难以科学地展现其拓扑特性,将复杂网络理论的思想应用于计算机网络拓扑研究中,引起计算机研究者及从业者的关注,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑的研究结果也应用于实践。 1计算机网络的发展 1.1复杂网络的基本内涵复杂网络是计算机领域的一个术语名词,是指基本具备小世界、无标度、吸引子、自相似、自组织中的部分或者所有属性特征的网络架构。网络系统的演化进阶、演化规律的释放、演化动力学的基体层次及网络系统模型的形成机制、几何属性、结构稳定性等是构筑其理论的优秀。由许多节点与连接两个节点的一些边构成了网络。而节点是指系统中不同的个体,边代表着个体间的关系;具有特定的关系的两个节点之间连一条边,两个节点有边相连则是相邻的。 1.2计算机网络拓扑结构网络的拓扑性质是指不依赖于节点的具体位置和边的具体形态而表现出来的性质,其对应的结构就是网络拓扑结构。有研究报道,在很大程度上,网络拓扑决定了网络的性质,不同的网络性能是因为不同的拓扑结构,因此,网络拓扑是研究网络中的重中之重。 2复杂网络理论 复杂网络理论在基于复杂理论的计算机拓扑研究中的应用网络管理,是在网络系统正常运行的重点部位,把握并网络拓扑行为的改变方式优势并应用是建立网络模式的关键。在理论的学习研究中,还要分析在计算机的网络动态情况下的数据流量,掌握计算机网络动态情况下计算机流量数据及网络的稳定特性。基于拓扑结构原理的插入及分析,并研究分析该结构的衍生技术层面以解决问题的方法。在传统的计算机结构方法中,多数计算机网络的拓扑是以简单的随机网络来展现的。随机网络模型在规模小、单一业务种类的网络初级阶段,一定程度上客观地反映在计算机网络拓扑中的演化规律。现在的计算机网络所处的环境发生了很大变化:计算机用户量不断增长,不同网络正在融合发展;庞杂的网络协议体系的层次结构在垂直方向呈现出多样化,以区域和性能为标准水平上进一步形成水平上分布且多级的架构;由于协议,非线性作用、用户之间的合作与竞争网络等在节点间、节点与数据分组间发生。它们使计算机网络变得复杂,随机网络模型已不适合计算机网络拓扑行为。 以系统整体性为重点的复杂网络理论应运而生,成为人们研究计算机网络拓扑的新途径,有研究就是基于复杂网络理论研究复杂的计算机网络行为,从不同层次、不同角度分离网络系统的整体性及网络中单个之间的联系和相互作用,以分析表现其整体性的性质。例如流量行为和拓扑行为的各自性能以相互作用行为的研究等。基于复杂网络理论的定义及研究,从整体上了解计算机网络拓扑结构的特征模型,并分析计算机网络的整体系统定型。基于拓扑结构的理解,通过定量分析并把其结果应用到定型分析当中去;相互联系作用的网络节点在拓扑演化行为中受到极大影响。复杂网络拓扑结构的构造机制,是建立并分析研究网络拓扑结构及动力学行为的演化模型。在基于构造机制而建立的演化模型中,针对拓扑数据的范围变化和对数值进行分析处理的讨论,都是根据网络结构而进行分析讨论的,在计算机网络中,由于其分布比较明确而且具有小范围的节点度,还有依据其没有标记的特性和相联系的动力行为。 3基于复杂网络理论的计算机网络拓扑应用 世界上多数发达国家开始重视计算机拓扑技术系统原理的研究以及在IT领域的应用,同时全世界上的著名高校都十分看重计算机拓扑技术理论技术的研究,比如说,传统的拓扑数值参考体系结构工分为五个层次,分为控制过程,再优化过程,再次生产中进行调整,然是企业层面进行管理整治,最后在经济上进行宏观决策。锥塔式管理模式通常采用这种模式并取得很好的效果,在生产过程中将不再采取以往控制与管理详解的形式,而是将其分开,不再注意资源在生产过程的消耗及能量损耗、对设备的实施监控与管理控制。由于此种结构模型采用多层次结构,而且比较复杂,应用起来成本极高且不那么灵便。也不利于计算机网络平台技术的建成,在社会实践中得不到很好的推广应用。另外,煤矿企业为世界工业发展提供了很大的能源支持,然而,安全生产一直是煤矿企业持续发展并一直坚持的,因此在煤矿企业安全生产中更加强调控制和管理的统一化。生产、管理、安全三者是相互联系、相互依托的,需紧紧的联系在一起,才会更好的发挥起作用,不过其需依据计算机理论的实际研究和应用,形成资源管理、生产执行、过程控制三个层次的计算机复杂网络信息化系统。 在复杂网络理论指导下,优先突出复杂网络下计算机的统计方面的关系,然而拓扑网络结构的构造以及拓扑运行的方式也是不可或缺的,在突出表现计算机的统计方面的关系的同时也要形成它们操作模式的具体形式。在广泛的复杂网络以及其复杂理论的研究当中,要时时刻刻关注大众用户的资源信息,并不时地进行更新,不过,要控制管理用户资源,不要让其超过最新的范围,以保持高效运行。在网络不断发展更新的过程中,要时刻保持较高的资源数据利用率,使其利用尽量最大化。在计算机拓扑网络中,数据搜索功能是至关重要的,因此,要保持数据服务总台具有其强大功能,以增强其性能。网络拓扑结构化成果已不能很好地适应现有的网络载体,因目前的网络载体的连接功能特性不能很好地与网络拓扑结构相匹配,需要进一步提升结构化的研究成果以满足需求。而无标度特性的结构网络提体系的实现需要对计算机网络拓扑结构的区域管理进行扩展化延伸,因此,通过对网络数据同步控制,进一步形成完整的网络拓扑,而网络拓扑的完整性可以有效减缓拥堵的计算机网络数据的压力,从而提高计算机网络数据运行的效率。 4结语 在现代社会中,计算机已成为人们生活当中必可不少的一部分,越来越受到广大群众的关注,在计算机迅猛发展的时代,计算机的运行方式及速度一直是人们关心的问题,它关乎整个计算机的运行效率及数据的及时性。计算机需要进行有效的程序控制和管理,使其管理体系更加完善以保证计算机的正常运行。运用相关的计算机网络复杂理论研究,以升级传统模式下的计算机技术,对计算机存在的网络模型特点进行深入客观的分析,寻找新的思路、方法用来解决可能存在的问题。本文主要讲述了复杂网络理论的内涵,基于复杂理论的计算机网络拓补结构及使用情况,建设全新的计算机拓补系统,以提高计算机网络的控制和管理体系,有效地为广大群众提供服务。 作者:王晓元 单位:咸宁职业技术学院网络中心 复杂网络论文:复杂网络在财务审计中的应用 一、关联公司的复杂网络模型 对复杂关联公司的建模中,将每个与母公司有关联的子公司或其他公司建模为一个结点,将公司之间的联系建模为一个边,这样的一个结点和边的集合就构成了一个复杂网络模型。示意图如图1所示。网络模型为无向加权网络,结点联系的强度与所涉及的两个关联企业间的资金往来和负债等因素有关。 二、联系的强度 有权网络的一个重要参数就是边的权值,该权值表征两个关联企业之间的联系,应由销售、采购、企业间投资关系、筹资关系来确定。需要指出,诸如投资、筹资等关系,本质上是有方向的,精确的复杂网络模型应该考虑使用有向网络模型。在本项研究中,为了简化模型和计算,我们统一使用了无向网络。 三、多关系网络模型 上述模型中使用了单关系网络,从联系强度的计算过程可见,实际上这个单关系是一个复合关系:将多个关系复合在一起。实际中,企业间往往存在多个关系,比如可由销售、采购关系构建一个关系网,而由投资关系构建另外一个关系网,如图2所示。所以应该使用多关系网来描述企业间的这种混杂关系。有了上述单关系或者多关系网络模型后,我们可以构建中心度度量,从而可以检测网络中重要的子公司;还可以检测紧密联系的社区,从而找到紧密联系的公司群。 四、中心度度量:识别重要子公司 在复杂网络上,一个结点的重要程度可以用其中心度来度量。常见的中心度度量包括:度中心性、紧密度中心性和特征向量中心性等。考虑到本研究中网络的规模和计算复杂性,我们使用了度中心性和特征向量中心性。子公司的度中心性计算与该企业所联系的企业数量,一般来讲,母公司应该具有最大的度中心性。特征向量中心性通过子公司的关联公司的中心程度来度量该该子公司的中心性,即如果与一个公司联系的其他公司具有较高的中心度,则该公司也具有较高的中心度。该问题转化为求解网络邻接矩阵的特征值和特征向量问题,对于较复杂的网络,使用迭代法求解该特征值效率较高,例如使用Power迭代法。基于特征向量的中心度方法类似于网络搜索中的PageRank算法。 五、社区发现:识别紧密联系的关联公司 发现关联公司的社区结构有助于发现紧密联系的关联公司。如图1所示,一个社区指的是相互之间紧密联系的企业群,群内的联系强度要远高于群外的联系强度。在图1中,显然所有标识为黑色圆圈的结点构成一个社区,而所有标识为白色方框的结点构成了另外一个社区。常用的社区发现的方法有顶点相似性、谱聚类等方法。本文中采取了顶点相似性方法。其中的相似性度量使用加权的Jaccard相似性:用联系的权重加权共有邻居数。 六、结论 考虑到公司舞弊的合谋特性,建立了关联公司的复杂网络模型:单关系网络和多关系网络模型,确定了联系强度的度量,通过中心性度量和社区检测,可有效发现重要的关联企业。 作者:石利芳仇丽青孙晓红单位:山东科技大学审计处山东科技大学信息学院山东科技大学审计处 复杂网络论文:复杂网络拓扑论文 复杂网络可视化方案设计的关键在于可视化工具和算法的选择,本文设计的方案中,可视化工具选择基于Python的软件包NetworkX[7],压缩算法采用提出的一种基于节点和边的关键性压缩网络拓扑的算法(NECB,NodeandEdgeCentralityBasedNetworkCompressingAlgorithm),布点算法则选择基于FDA改进的经典FR算法[8],整体方案如图2-1所示。原始的网络拓扑数据经过NetworkX作图生成网络拓扑图,而NECB算法和FR算法则利用NetworkX通过Python编程实现。 1NetworkX介绍 NetworkX是一基于Python语言开发的网络可视化工具,集成了众多专门针对复杂网络的分析算法,非常适合复杂网络拓扑的可视化,并能结合其它的Python软件包,比如Numpy、Scipy、Matplotlib、Pygraphviz、Mayavi2等数据分析和可视化工具进行使用。NetworX支持邻接矩阵、边列表、GML、Pajek等多种类型的网络拓扑数据的读写,也可逐个添加或删除单个节点和边,同时还提供了大量直接生成某一类型复杂网络的函数,针对网络拓扑的性能分析,NetworkX也提供了许多算法,对于同类型的网络,还支持并集、交集、差、子图等集合操作。 2NECB压缩算法 基于节点和边的拓扑压缩关键在于压缩标准的制定,如何评判压缩算法的有效性也是重要的方面。 2.1压缩节点的选择NECB压缩算法中的压缩是针对节点进行的,这里仅针对简单无向图进行讨论,对于网络拓扑G=(V,E)中任意节点v,是否删除它的参考标准主要有两点:节点v的度deg(v)和网络拓扑中经过该点最短路径数。节点的度是网络拓扑最重要的属性之一,如果一个节点的度数越大,说明它与很多节点都有关联,那么它在网络拓扑中也就显得很关键[9]。NECB算法采用的计算公式如下。是为了将其值归一化在[0,1]范围内。网络拓扑的平均最短路径长度也是其重要的属性之一,如果网络拓扑中多条最短路径经过某一节点,显然该节点扮演着重要角色[9],NECB算法采用的计算公式如下。用Wpath(v)的值衡量节点v关于最短路径的关键性,Π(s,t)表示网络拓扑中所有最短路径的集合,π表示经过节点v的最短路径,(|V|-1)(|V|-2)/2是经过节点v的最短路径数最大可能值,乘以2/((|V|-1)(|V|-2))可以将其值归一化在[0,1]范围内。 2.2压缩算法流程NECB算法中的压缩本质上就是删除节点,这里对删除进行一下说明:对于网络拓扑G=(V,E),删除节点v是指从E中删除所有包含v的边,然后从V中删除v生成新的网络G’,NECB算法流程如图2-2所示。 首先计算网络拓扑中各个节点的度和所有节点之间的最短路径,然后根据公式和分别计算Wdeg(v)和Wpath(v),删除值相对较小的次要节点,保留值相对较大的重要节点,再将得到的两个节点集合并。假设合并后的节点集合为V1,对于复杂网络,通常情况下,节点集合V1构成的压缩图是连通的,若不连通,则需要对压缩拓扑进行补充,选择一个最小的节点集合V2补充到压缩拓扑中,至少使得由V1∪V2中节点构成的压缩图是连通的,这是一个NP完全问题,NECB采用的是一种叫做KeepOne的策,。V1中节点在G中的任意一条最短路径上的所有节点组成V2,V1∪V2的完全图与原始网络拓扑G的交集即为最终的压缩网络拓扑G’。 作者:张畅谢钧胡谷雨段伟伟单位:解放军理工大学,指挥信息系统学院 复杂网络论文:基于复杂网络理论的网络拓扑论文 1研究假设与模型 复杂网络理论是在十几年前才被人们挖掘并总结出来的一门崭新的理论学科,尽管该理论的研究内容并不丰富,但鉴于计算机网络技术的快速发展及其在全社会范围内的迅速普及,促使复杂网络理论内容的研究也趋于成熟,并为计算机网络拓扑特性提供了可靠的理论分析内容,使计算机网络拓扑成为了一种具备科学性、合理性的一种系统网络架构,维系着网络空间环境的有序运作,促进了互联网领域的健康、稳定发展。而要想具体的对计算机网络拓扑的研究假设与模型进行验证,这就要从复杂网络理论的框架、网络行为内涵,以及复杂环境中的计算机网络拓扑行为所遵循的理论基础等方面来入手实施。 1.1复杂网络理论的框架及其内涵从长期以来的研究过程来看,将复杂网络理论应用到计算机拓扑行为研究的过程中极为可行,因其能够更为明晰地呈现出在较高技术水平下的计算机网络拓扑结构,从而便可以对网络性能及其流量进行更细致的分析,所得出的相关分析成果可以反作用于实践当中,不断提升计算机拓扑项目的延展性。复杂网络理论的研究内容所涉及到的学科较广,具备较强的跨学科特色,因其与数理学科、生命学科以及工程学科等诸多学科领域有着密切的关联,同时,也正是由于复杂网络理论本身的跨学科特性存在,对复杂网络的定量以及定性特征的科学化理解的难度较大。其中,计算机网络拓扑模型方面的研究较为重要,且为实践领域提供了诸多可借鉴的经验。除此之外,复杂网络理论的内涵中还包括有复杂网络上的传播行为、搜索算法以及相继故障等方面,这些都属于复杂网络理论中的优秀内容。从现实的角度来看,掌握网络拓扑行为的演进过程及其规律,便可以实现更优质的、更系统化的网络结构管理,为网络中各节点提供更便捷的网络服务。 1.2复杂环境中的计算机网络拓扑行为所遵循的理论基础近年来,网络行为理论及网络拓扑架构等项目的研究受到了日益延伸的网络平台的影响,在这种传统计算机网络理论与模式的影响下,已经不适宜进行对网络行为的客观描述,因此,复杂环境中的计算机网络拓扑行为需要重新修正,并利用复杂网络理论的优秀内容来充实计算机网络拓扑。从现实环境来看,随着国内外各领域科学技术的不断发展,人们的视野较以往更加开阔,对各种事物也都有了更加深刻的认识和理解,因此,人们在诸多领域的建设过程中,对于计算机软件以及各类型电子设备的体验与使用要求也日趋提高,简单来说,人们对于计算机网络平台运行的要求有所提升。因此,在复杂网络理论精髓内容的明确指引下,计算机网络拓扑模型需要重新创建。 1.3针对计算机网络同步行为的研究从过去一段时期以来关于计算机拓扑项目的研究内容来看,始终停留在复杂网络演化模型框架的基础上,凭借路由器以及自治域这两个层面的特性来架设并描述计算机网络拓扑结构。后期,随着网络平台及信息数据的进一步延展,促使计算机网络同步行为越来越趋于复杂化,同时,由于其复杂化行为所产生的网络节点过于繁杂,则通过网络同步行为来探知计算机网络拓扑也是较为合理的策略,能够削弱计算机网络同步行为对整个网络环境所带来的负面影响。 2研究设计 通过研究以往有关的资料可知,网络本身所具有的特性在一定程度上取决于网络拓扑,而且,不同拓扑结构所构建出来的网络环境,其性能也有着明显的差异。实际上,网络拓扑结构的设计便能够影响网络平台运作的实际效能。在以往,传统的网络一般是规则的网络形式,该种形式最大的特征便是它的网络节点与其边的连结方式较为固定,属于一种近似封闭的网络环境,但在复杂网络理论支撑下的计算机网络拓扑结构的延展性就较强,这一形式的新型网络拓扑形态通常被人们形容为具有复杂动力学行为以及复杂拓扑结构的网络模型,该模型的优秀特性在于它的无标度性、节点广泛且规律等方面。 2.1网络协议分析技术的研究在当前,现代电子信息技术的普及应用,各领域针对信息管理的研究不断深入,而且大多取得了极富价值的研究成果,并将其在实践过程中进而验证。从总体情况来看,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑研究可以分成如下几个部分来进行探索:网络协议分析技术、计算机网络拓扑行为的特征等。具体的网络拓扑形态如图1所示:从图1中可以看出,传统的计算机网络拓扑结构呈现出网状的态势,由中心为个终端提供数据转换等服务支持。其中,TCP/IP协议是网络协议系统中的重要组成部分,它也是现代网络信息管理中最优秀的协议之一。在传送数据的过程中,由于IP层的传输不会受到过度限制,信息的传递顺次可能会有所改变。从网络协议分析的基础框架结构来看,网络协议分析技术的理论研究内容仍有一定的挖掘空间。 2.2网络协议分析技术的应用为网络拓扑行为的客观描述夯实基础依照TCP/IP参考模型,在数据包封装相关技术研究的基础上,采取端口检测以及特征值深度包检测等协议识别技术,探究网络协议分析的基本内容。从网络平台信息传递的效率来观察,按照TCP/IP协议格式逐层显示所采集到的网络数据包的各层协议网络字段信息,最终构建起网络协议分析的基础框架,整个过程较为合理。从具体情况来分析可知,总体的网络协议分析技术是分为两部分内容来实现的,一部分为网络数据采集模块,另一部分为网络协议分析处理模块。这两个部分的协调运作,便能够针对网络拓扑行为进行客观的描述。 3数据分析与假设检验 3.1探知计算机网络行为所谓的“计算机网络行为”,指的便是网络运行的动态变化规律以及用户主动或者被动采用终端设备通过Internet连接其他终端设备获得信息数据的行为。这样看来,计算机网络行为是构成网络系统的各个因素经过交互作用后而使系统表现出来的一种行为。从我国计算机网络运行的总体情况来看,对计算机网络行为概念的理解和掌握,能够更好的对网络状态做出宏观的预测,从而在一定程度上提高网络的整体服务质量。 33.2在网络协议分析技术支撑下的计算机网络数据分析一般情况下,网络环境中的物理地址与IP地址是互相绑定的,这样可以稳定网络运行环境中的各项信息资源,以便于网络参与者执行信息传输与操作。但同时,也意味着当有人盗用他人网络地址进行恶意操作时,就会给正常使用网络的人们带来一定的风险,易发生损失。所以,就要发挥出网络协议分析技术的功能,通过研究物理地址与IP地址的绑定时间范围,来确定并指认盗用网络者的非理性行为,进而维护网络运行安全。 3.3计算机网络拓扑模型的架设基础计算机网络拓扑形态结构当中的每种形态结构都有其独特的适用环境与搭建标准;再从传输技术的角度而言,网络拓扑结构可以被划分为两大类,即点对点的传播方式与广泛散播方式,二者都能够对网络协议和数据采集过程产生影响,进而对计算机网络拓扑行为带来干扰。无论如何划分网络结构与形态,网络协议分析技术需要足够的网络数据来支撑,只有当网络结构中的数据库中采集到大量的网际间信息数据时,网络分析技术的框架才可能搭建起来。 4研究结论与建议 计算机技术的涌现为网络信息的有序流转提供了可能,随着技术的不断升级,人们渴望能够寻找到一种切实可行的简便方式来描述计算机的拓扑行为,因此,探知到一种基于复杂网络理论的计算机网络拓扑形态,为当前复杂网络环境下的现代网络运转保驾护航。现阶段,我国各领域的发展都离不开计算机相关技术的支撑,然而,让遇见较为特殊的实际工作要求时,就需要借助专业化的计算机软件来辅以操作,这样一来,就需要开展计算机软件开发项目,以高质量的计算机软件产品的功用来满足用户的个性化需求。从本质上来看,将电子信息技术在实践领域的应用则意味产业技术的升级,同时,还代表着信息时代的发展成果。随着电子信息技术的发展,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑行为等方面的研究也取得了实质性的进步,进而为信息时代环境下的复杂化网络管理提可靠的理论支撑。 作者:张志鹏单位:渤海大学信息科学与技术学院 复杂网络论文:复杂网络理论计算机网络论文 1国内文献综述 袁芳芳(2014)在其公开发表的文章中阐释了一种传统的网络拓扑数值参考体系结构,在该体系结构的影响下,计算机拓扑体系结构可被分成五个主要层次,即过程控制、过程优化处理、生产调配、企业管理以及宏观经济这五个层面。复杂网络理论的网络拓扑模式往往需要与传统的模式割裂开来,因其所遵循的理论基础不尽相同。从实践的角度来看,计算机复杂网络信息化系统往往可以由资源管理模块、生产执行模块以及过程控制模块这三部分来执行,从而能够在复杂网络理论的支撑下,削减网络平台架构中不必要的分支,以此来增强复杂环境下网络拓扑行为客观描述的精准度。 2研究假设与模型 复杂网络理论是在十几年前才被人们挖掘并总结出来的一门崭新的理论学科,尽管该理论的研究内容并不丰富,但鉴于计算机网络技术的快速发展及其在全社会范围内的迅速普及,促使复杂网络理论内容的研究也趋于成熟,并为计算机网络拓扑特性提供了可靠的理论分析内容,使计算机网络拓扑成为了一种具备科学性、合理性的一种系统网络架构,维系着网络空间环境的有序运作,促进了互联网领域的健康、稳定发展。而要想具体的对计算机网络拓扑的研究假设与模型进行验证,这就要从复杂网络理论的框架、网络行为内涵,以及复杂环境中的计算机网络拓扑行为所遵循的理论基础等方面来入手实施。 2.1复杂网络理论的框架及其内涵 从长期以来的研究过程来看,将复杂网络理论应用到计算机拓扑行为研究的过程中极为可行,因其能够更为明晰地呈现出在较高技术水平下的计算机网络拓扑结构,从而便可以对网络性能及其流量进行更细致的分析,所得出的相关分析成果可以反作用于实践当中,不断提升计算机拓扑项目的延展性。复杂网络理论的研究内容所涉及到的学科较广,具备较强的跨学科特色,因其与数理学科、生命学科以及工程学科等诸多学科领域有着密切的关联,同时,也正是由于复杂网络理论本身的跨学科特性存在,对复杂网络的定量以及定性特征的科学化理解的难度较大。其中,计算机网络拓扑模型方面的研究较为重要,且为实践领域提供了诸多可借鉴的经验。除此之外,复杂网络理论的内涵中还包括有复杂网络上的传播行为、搜索算法以及相继故障等方面,这些都属于复杂网络理论中的优秀内容。从现实的角度来看,掌握网络拓扑行为的演进过程及其规律,便可以实现更优质的、更系统化的网络结构管理,为网络中各节点提供更便捷的网络服务。 2.2复杂环境中的计算机网络拓扑行 为所遵循的理论基础近年来,网络行为理论及网络拓扑架构等项目的研究受到了日益延伸的网络平台的影响,在这种传统计算机网络理论与模式的影响下,已经不适宜进行对网络行为的客观描述,因此,复杂环境中的计算机网络拓扑行为需要重新修正,并利用复杂网络理论的优秀内容来充实计算机网络拓扑。从现实环境来看,随着国内外各领域科学技术的不断发展,人们的视野较以往更加开阔,对各种事物也都有了更加深刻的认识和理解,因此,人们在诸多领域的建设过程中,对于计算机软件以及各类型电子设备的体验与使用要求也日趋提高,简单来说,人们对于计算机网络平台运行的要求有所提升。因此,在复杂网络理论精髓内容的明确指引下,计算机网络拓扑模型需要重新创建。 2.3针对计算机网络同步行为的研究 从过去一段时期以来关于计算机拓扑项目的研究内容来看,始终停留在复杂网络演化模型框架的基础上,凭借路由器以及自治域这两个层面的特性来架设并描述计算机网络拓扑结构。后期,随着网络平台及信息数据的进一步延展,促使计算机网络同步行为越来越趋于复杂化,同时,由于其复杂化行为所产生的网络节点过于繁杂,则通过网络同步行为来探知计算机网络拓扑也是较为合理的策略,能够削弱计算机网络同步行为对整个网络环境所带来的负面影响。 3研究设计 通过研究以往有关的资料可知,网络本身所具有的特性在一定程度上取决于网络拓扑,而且,不同拓扑结构所构建出来的网络环境,其性能也有着明显的差异。实际上,网络拓扑结构的设计便能够影响网络平台运作的实际效能。在以往,传统的网络一般是规则的网络形式,该种形式最大的特征便是它的网络节点与其边的连结方式较为固定,属于一种近似封闭的网络环境,但在复杂网络理论支撑下的计算机网络拓扑结构的延展性就较强,这一形式的新型网络拓扑形态通常被人们形容为具有复杂动力学行为以及复杂拓扑结构的网络模型,该模型的优秀特性在于它的无标度性、节点广泛且规律等方面。 3.1网络协议分析技术的研究 在当前,现代电子信息技术的普及应用,各领域针对信息管理的研究不断深入,而且大多取得了极富价值的研究成果,并将其在实践过程中进而验证。从总体情况来看,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑研究可以分成如下几个部分来进行探索:网络协议分析技术、计算机网络拓扑行为的特征等。具体的网络拓扑形态如图1所示:从图1中可以看出,传统的计算机网络拓扑结构呈现出网状的态势,由中心为个终端提供数据转换等服务支持。其中,TCP/IP协议是网络协议系统中的重要组成部分,它也是现代网络信息管理中最优秀的协议之一。在传送数据的过程中,由于IP层的传输不会受到过度限制,信息的传递顺次可能会有所改变。从网络协议分析的基础框架结构来看,网络协议分析技术的理论研究内容仍有一定的挖掘空间。 3.2网络协议分析技术的应用为网络 拓扑行为的客观描述夯实基础依照TCP/IP参考模型,在数据包封装相关技术研究的基础上,采取端口检测以及特征值深度包检测等协议识别技术,探究网络协议分析的基本内容。从网络平台信息传递的效率来观察,按照TCP/IP协议格式逐层显示所采集到的网络数据包的各层协议网络字段信息,最终构建起网络协议分析的基础框架,整个过程较为合理。从具体情况来分析可知,总体的网络协议分析技术是分为两部分内容来实现的,一部分为网络数据采集模块,另一部分为网络协议分析处理模块。这两个部分的协调运作,便能够针对网络拓扑行为进行客观的描述。 4数据分析与假设检验 4.1探知计算机网络行为 所谓的“计算机网络行为”,指的便是网络运行的动态变化规律以及用户主动或者被动采用终端设备通过Internet连接其他终端设备获得信息数据的行为。这样看来,计算机网络行为是构成网络系统的各个因素经过交互作用后而使系统表现出来的一种行为。从我国计算机网络运行的总体情况来看,对计算机网络行为概念的理解和掌握,能够更好的对网络状态做出宏观的预测,从而在一定程度上提高网络的整体服务质量。 4.2在网络协议分析技术支撑下的计算机网络数据分析 一般情况下,网络环境中的物理地址与IP地址是互相绑定的,这样可以稳定网络运行环境中的各项信息资源,以便于网络参与者执行信息传输与操作。但同时,也意味着当有人盗用他人网络地址进行恶意操作时,就会给正常使用网络的人们带来一定的风险,易发生损失。所以,就要发挥出网络协议分析技术的功能,通过研究物理地址与IP地址的绑定时间范围,来确定并指认盗用网络者的非理性行为,进而维护网络运行安全。 4.3计算机网络拓扑模型的架设基础 计算机网络拓扑形态结构当中的每种形态结构都有其独特的适用环境与搭建标准;再从传输技术的角度而言,网络拓扑结构可以被划分为两大类,即点对点的传播方式与广泛散播方式,二者都能够对网络协议和数据采集过程产生影响,进而对计算机网络拓扑行为带来干扰。无论如何划分网络结构与形态,网络协议分析技术需要足够的网络数据来支撑,只有当网络结构中的数据库中采集到大量的网际间信息数据时,网络分析技术的框架才可能搭建起来。 5研究结论与建议 计算机技术的涌现为网络信息的有序流转提供了可能,随着技术的不断升级,人们渴望能够寻找到一种切实可行的简便方式来描述计算机的拓扑行为,因此,探知到一种基于复杂网络理论的计算机网络拓扑形态,为当前复杂网络环境下的现代网络运转保驾护航。现阶段,我国各领域的发展都离不开计算机相关技术的支撑,然而,让遇见较为特殊的实际工作要求时,就需要借助专业化的计算机软件来辅以操作,这样一来,就需要开展计算机软件开发项目,以高质量的计算机软件产品的功用来满足用户的个性化需求。从本质上来看,将电子信息技术在实践领域的应用则意味产业技术的升级,同时,还代表着信息时代的发展成果。随着电子信息技术的发展,基于复杂网络理论的计算机网络拓扑行为等方面的研究也取得了实质性的进步,进而为信息时代环境下的复杂化网络管理提可靠的理论支撑。 作者:张志鹏单位:渤海大学信息科学与技术学院 复杂网络论文:基于复杂网络的网络舆情论文 1模型应用的必要性 基于网络的真实数据进行实证性研究是研究网络舆情演化规律的有力方向,但由于网络结构复杂、海量的个体和真实数据难以获取等原因,虽有一定进展,但成果不显著.而通过模型构建来反应个体的观点交互进而解释网络舆情的传播规律成为大量学者的选择.模型不是现实,而是虚构的对象,旨在通过某些可测量,在一定程度上达到与所研究现实世界的同构性.模型通常是将研究对象简单化,关于其相关变量和交互都考虑得不够周全,但是模型是获得事实的有益工具.简单的模型可以作为研究更加复杂和精确现实的起点,不完全的模型可以让我们专注于复杂现象的特殊属性或评估缺失变量的重要性.在网络舆情建模研究上,有来自物理学、数学、计算机与信息科学、传播学、心理学、社会学、情报学等多学科的学者分别在自己的研究视域内开展,不同学科的交叉更促进了其发展速度.研究者们利用统计物理学、观点动力学、社会动力学、社会心理学等领域的方法,着重描述个体之间意见交互和观点形成的过程,进而得出群体的宏观舆论涌现,为后续研究储存了深厚的积淀,并产生了深远的影响.舆情网络是典型的社会复杂网络,具有复杂系统的特征.复杂网络理论的逐步发展,提供了比以往其他方法都更有效的表达社会网络结构及关系的方法.复杂网络中的个体行为传播与集体活动的演化等引发了学者们的关注.随着社会系统的复杂化和信息技术的快速发展,网络传播的模式也越来越多元化复杂化,利用复杂网络分析方法分析互联网,尤其是Web2.0网络中的舆情信息发生、发展、演化的机理成为一个研究热点. 2基于复杂网络的网络舆情传播模型 2.1传染病模型由于信息传播与病毒感染的前提条件存在一定的相似性(有向性和相邻性等),并且具有相同的动力学特点,所以传染病模型被借以模拟网络舆论尤其是谣言的传播[7].传染病模型最早是1926年Kermack和McKen-drick构造的SIR(susceptibleinfectedrecovered)模型,以及1932年提出的SIS(susceptibleinfectedsus-ceptible)模型.在SIR模型中,将人群分为易感人群(S),染病人群(I)和免疫人群(R).该模型适用于染病后自动免疫并不会被二次感染的疾病,如水痘、百日咳,或者不能治愈终会死亡的疾病,如艾滋病等.SIS模型则只有易感人群和染病人群,适用于被治愈以后仍然恢复为易感人群的疾病.对于同一谣言,接触的次数并不影响已经被传播的后果,所以很多谣言传播模型借鉴了SIR模型.Daley和Kendal在1965年首次根据流行病模型构建了谣言传播的D-K模型,该模型借助随机过程理论,将谣言相关个体分为三类,未听说过谣言(相当于易感人群),传播谣言的人(相当于染病人群)和听说过谣言但不传播(相当于免疫人群),并假定角色以一定概率转换.Maki和Thompson等随后构建了M-T模型[9].这两个模型在谣言传播上得到广泛使用.随着复杂网络的兴起,谣言传播重新被学者重视,并取得了较大的研究进展.Kitsak等将谣言传播的SIS模型和SIR模型应用在了一些真实复杂网络中,分别为:LiveJournal.com上的550万人的朋友圈、伦敦大学学院计算机科学系的邮件联系网、瑞典的病人联系网和imdb.com上提供的电影演员的合作网络,并得出了一些重要结论.Zanette首次应用了小世界网络理论研究谣言传播,建立了SIR平均场方程,结论显示,谣言传播有一定的临界值.随后,Zanette比较了谣言传播在小世界网络和动态小世界(dynamicsmallworlds)两种复杂网络机制下的异同,结果显示,动态小世界网络更接近实际,并具有易分析和便于数值处理等优势.Moreno和Nekovee则在无标度网上了构建了谣言传播模型,并对随机分析和计算机模拟两种分析方法得出的结论进行了比较.Xiong等提出了SCIR模型,该模型侧重微博转发行为导致的信息传播,其中,C表示已获知信息但对是否转发该信息尚处于犹豫状态,并基于规则网格和无标度网络进行了仿真.国内也有大批研究成果出现.潘灶峰和汪小帆等在改进的无标度网络(聚类系数可变)上构建了谣言传播模型,发现增加网络聚类系统,即增加信息的透明度是抵制谣言的有效手段.陈静等综合了SIS模型和SIR模型,提出了针对在线网络传播形式的SICRS传播模型.该模型加入了起过渡作用的治疗状态(cured),通过对该模型的仿真,发现了复杂网络尤其是无标度网络中舆情传播的三阶段规律:初期的爆发、中期的周期性波动和后期的稳定状态.此外,作者还具体阐述了舆情传播的影响因子.陈福集等[20]重要关注了网络舆情传播建模中的衍生效应,通过仿真的数值设定实验,在传统SEIRS模型基础上引入话题衍生率,同时考虑舆情传播的社会影响作用和个体记忆因素等,分析其对舆情传播的影响.陈波基于泛在媒体环境,考虑现有模型对网络个体状态处理太过简单,引入了两个新的变量:直接免疫率和潜伏个体,建立了一个带直接免疫的SEIR模型,并采用了starlogo仿真软件验证了该模型.朱恒民等将SEIR模型应用到BA无标度网络上,重点考虑媒体对网络舆情话题传播的影响,提出了舆情话题传播模型,结果表明,媒体会加快舆情传播速度.钱颖基于SIR模型建立了微博舆情的传播模型. 2.2观点动力学模型研究舆论或共识形成过程的模型可以追溯到应用数学领域的French模型,该模型创建于1956年,研究在离散条件下,考虑个体以某种不同权重值采用他人意见时,团队内部的意见相互影响的复杂性问题.随着问题不断被研究者重视,出现了多个能用于模拟网络舆情传播的模型,经典的元胞自动机模型、Sznajd模型、Hegselmann-Krause模型、Deffuant模型、Wu-Huberman模型等均在一定程度上影响了后续网络舆情传播模型的构建.随后,大量学者将观点动力学上的模型应用到舆情中观点的传播,进一步考察舆论的形成等.Alves[等首次提出宏观的舆论模型正逐渐被基于局部个体空间相互作用的微观离散动力学模型所代替.国内学者纷纷在元胞自动机模型的基础上提出多个改进模型.方薇团队考虑元胞坚定性特点设计了元胞移动遍历的舆情传播模型,并进一步构建了协同元胞自动机模型.王鹍鹏提出了三位元胞自动机模型来模拟网络舆情传播动态.潘新等改进了Wu-Huberman模型,考虑社会网络中的个体交互,构建了网络舆情传播模型,该模型可用来衡量舆情传播的速度. 2.3其他模型博弈论因为其分析个体关系的优越性,被应用到网络舆情传播中.王杨等基于博弈论,考虑网络社区内外部对舆情传播的影响,构建了网络舆情的传播模型.结果表明,网络舆情在网络社区中的传播具有初期传播稳定、后期形成具有影响力的舆论的一般特点.韩少春、刘锦德等利用了不完全信息演化博弈模型,分析了网络舆情传播的羊群行为,并提出了控制羊群行为的主要策略.其他学者抛开经典模型,尝试构建新的病毒模型来模拟舆情传播、模拟群体极化的动力模型;也有学者利用复杂网络的方法,分析网络舆情传播的特点和规律,或者构建相应的模型,对实际的网络舆情引导起到指导作用,例如在新浪微博、高校BBS等方面的应用. 3现有研究的总结及发展趋势 3.1研究总结 3.1.1建模方法多数网络舆情传播模型采用了自上而下的建模方法,重点关注网络舆情宏观的演变及群体整体的观点变化.这类模型将研究对象看成一个系统,在不同层次研究系统的整体.最典型就是利用传染病模型模拟谣言传播过程进而反映网络舆论的传播过程. 3.1.2建模工具基于复杂网络的模型构建,利用恰当的软件或工具能起到事半功倍的效果.目前常用的建模工具有Starlogo、Netlogo、Swarm、Ucinet、Pa-thon等软件工具.也有不少学者自行开发了相关软件平台,如武汉大学信息管理学院开发了NEView-er,用于复杂网络的演化分析,这些工具都在相关研究中发挥了重要的作用. 3.1.3模型对实践的指导目前,大多是结合理论研究和实证分析来研究网络舆情传播的规律和特点,从理论上深入探讨网络舆情传播演化的数学或物理模型,建立清晰准确的理论框架,同时在大数据的背景上,借助数据仓库和数据挖掘等先进信息技术获取大量实证数据,验证理论模型的有效性,修正理论模型的假设.尽管目前已构建了基于不同理论基础的多个模型,但是模型如何指导实践,用于引导网络舆情朝正确方向发展,或控制负面舆情的发展等方面,仍需要进一步深入研究. 3.2发展趋势随着复杂网络理论的不断发展,网络拓扑结构更加接近真实网络,促进了基于复杂网络理论建模的复兴.通过网络微观生产机制来探寻网络宏观性质成为一项有意义且极具挑战性的工作.尽管统计物理学和数学等学科领域的经典模型可以借助到网络舆情的观点演化研究上,学者也展开了一些实际的应用研究,但是社会网络的复杂性,使得目前学界的研究成果对于描述实际网络舆情演化状况仍显简化,存在较大的改进空间.移动网络已成为更重要的舆情传播阵地,所以针对移动网络社区的舆情传播特性,例如微信群等,构建相应模型将成为一个新的研究热点.自适应网络代表了一类新的网络结构和网络行为,主要特点是能够相互反馈,这类网络能够反应真实的合作演化过程,所以流行病模型在自适应网络上的应用受到越来越多的关注。 作者:任立肖檀柏红张亮单位:天津科技大学经济与管理学院 复杂网络论文:复杂网络生态环境下企业技术创新问题 信息化时代的到来,为生存于网络环境中的企业带来了前所未有的机遇和挑战。当今,无论是产品设计、制造装配,还是物料供应,都可以在全球范围内进行;适应全球化潮流的产品,通过各种网络组织协调与运作,把分布在世界各地的工厂和销售网点联结成一个整体,并能时刻与世界上任何一个角落的顾客或供应商进行交流。如何运用信息技术这个杠杆来重新调节企业的内部和外部资源,平衡变化多端的市场供求关系和竞争与合作的格局,已成为企业、政府和研究机构共同关心的问题。发达的工业化国家面临的是如何保持领先地位,抢占技术和市场的制高点;正在进行工业化的国家则面临更加严峻的挑战,开放的市场既提供了新的准入机遇,也是对自身产品的竞争能力、管理效率以及市场反应速度的新考验。随之而来的是世界变得越来越小,全球经济一体化已成为企业变革的最根本的动因。作为企业发展源动力的技术创新更是首当其冲地受到网络环境的影响,企业的技术创新及商业化过程已经成为企业获取竞争优势的关键因素之一。 企业生态系统与网络环境 生态学的基本观点是适应观、选择观、整体观、层次观、动态观、进化观和协同观。在生态学发展的百余年历史中,生态学研究已超出生物学的范畴。企业生态系统是借用生态学的概念,来解释组织和环境之间的关系,凡是相互影响、相互作用的企业组织之间、企业组织和个人之间,依靠各自的优秀能力进行优势互补,以共同实现价值创新所形成的复杂经济群体都属于企业生态系统。企业生态系统与其环境之间相互依赖、相互作用。 随着计算机网络的出现,及网络环境的变迁,组织的传统经营模式发生了巨大改变,环境对组织的影响也日益扩大,为生存于网络环境中的企业带来了前所未有的机遇和挑战。网络环境是由技术层面和社会层面构成。技术层面是由信息技术发展带来的互联网网络环境,通过企业内部网和外部网将企业生态系统内各成员企业或相互联系的不同企业生态系统联结起来,实现信息在企业组之间的流动;社会层面是企业生态系统获取信息、资源及社会支持的社会网络,各种资源是联结成员企业之间、系统和环境之间的纽带,资源的内容和形式主要有资金、人才、信息、技术、服务、知识和物资等,所以,企业生态系统也是一个由多种关系联接交织而成的多重复杂的社会网络关系。这两个层面相互依赖、相互影响,技术层面是社会层面的依托和基础,社会层面是技术层面的升华。技术层面的变革,使企业组织间信息高效流动,进而促使企业组织向更具有动态性、开放性和自学习性的方向演进,最终带动社会层面的变革。其中,网络信息流是重要的作用力,网络环境将对企业生态系统的价值链、资源配置方式、组织结构、竞争战略和运作方式等产生巨大的影响。网络环境的变化将为企业组织实现动态的创新与演化过程提供可能的机遇。 网络环境为企业提供了更为先进的硬件技术平台,使企业的竞争方式和手段的转变成为可能;同时,基于网络外部性的网络环境又使得企业必然转变竞争方式,以求得在激烈环境中生存与发展。企业顺应信息的网络化已成必然趋势,具体表现在以下几个方面:信息的普遍性和分布性,有用的信息到处可见,知识的流淌与外溢效应愈加显著,关键是如何正确地判断和应用;技术进步日益加速,新技术产生越来越快,大大增加了企业间的相互依赖性;技术更具有的可获取性,技术的交流渠道多样化,只有不断地创新、合作,才能保持优势;全球经济一体化,国内市场成为全球市场的一部分,中国企业也可以利用全球市场;受环境和资源限制,增强资源的有效利用,扩大可利用资源的来源,从资源依赖型向知识依赖型转移成为迫在眉睫的问题;日益增加的服务期望,个性化的产品与个性化的服务不断增长的要求,扩大了企业与客户关系的内涵;计算机网络技术的快速发展,网络通信系统具有高度的开放性、可靠性和可缩放性;网络服务系统具有以不同服务质量传输不同数据类型的集成服务能力,在其上传输的信息和数据具有良好的操作性和一致性语义;各种应用系统能够跨平台进行数据访问。这些因素促使环境发生巨变,对企业的环境依赖性和环境适应性要求越来越高。 网络环境下的企业变革 (一)促进企业竞争战略的变革 传统企业的竞争是你死我活的竞争,而这种竞争在网络经济时代则变成了双赢合作,从公司竞争变成联盟竞争,在网络经济时代出现的很多新的商机都需要将多种复杂的系统结合在一起,而不是围绕一件独立的产品搞技术革新,不仅一个企业无法完全具备应该具备的能力,甚至一个国家也都需要更多的支持和帮助。在开放的网络环境中,企业生态系统的价值链变形为价值网,企业间的联系更加紧密,企业与其供应商、分销商及顾客组成了一个更大的价值增值系统,即价值网,企业在价值网中体现其价值的增值。网络技术的快速发展为企业竞争战略从红海到蓝海的转变扫除了技术障碍,还将推动企业全球营销战略变革的进程。 (二)对传统制造理念产生革命性变革 虚拟企业和动态联盟正逐渐成为现代企业适应竞争的理想模式,也是网络化环境中企业组织模式的重要特征。网络技术实施的最终目标是将分散在不同区域、企业、组织和个体中的各类资源有效地组织起来,形成一个制造网络。使用户能够方便地获得各种制造服务,并在网络的支持下方便地形成面向特定企业制造需求的专业化应用系统,实现企业间的商务协同、设计协同、制造协同和供应链协同。 (三)推动企业经营模式变革 企业组织利用网络环境,跨越不同企业之间存在的空间障碍,通过企业之间的信息集成、业务过程集成、资源共享,对企业开展异地协同的设计制造、网上营销、供应链管理等提供技术支撑环境和手段。为实现敏捷制造和虚拟企业的运作提供支持,形成具有数字化、柔性化、敏捷化等基本特征的优势互补的协同企业。通过网络环境下企业间信息、过程、资源的集成,实现协同制造过程中物流、信息流、资金流、工作流的优化运行,使整个网络系统中的制造企业群体以较低的成本和较短的开发周期,制造出符合市场需求的高质量产品。网络技术的发展将推动企业从大规模生产到大规模定制,从产品经济到服务经济,从实体经营到虚拟经营,从封闭式经营到开放式经营,从自主经营到动态联盟等经营模式变革。 (四)带动企业组织变革 网络经济正在改变着每一个企业与外部联系和交往的方式,同时也对企业自身的组织结构和组织形态提出了挑战。知识和信息改变着企业管理的理念,拓宽了企业管理的范围和内容,网络技术必将改变企业管理的环境,创造一种新的共同工作的方式方法。而所有这些都将从根本上影响和改变着未来的本论文由整理提供企业组织。企业组织结构将趋于扁平,企业组织规模将趋向两个极端,企业组织的边界将趋于模糊和虚拟,企业组织的职务设计将趋于团队任务。 五)赋予企业更强的优秀竞争优势 网络技术的进步,将在解决海量计算、加快设计速度、缩短产品开发周期等方面发挥巨大优势。网络环境的变化,将有利于提高企业产品研发和设计能力;提高制造企业的管理能力;降低企业信息化的风险;提高企业资源共享能力;提高企业的协同工作能力;增强制造装备的信息互联能力。 网络环境下企业技术创新特点 (一)创新机遇的变化 在网络环境中,技术创新机遇仍然是企业技术创新实现的重要外部因素,并以各种类型在企业技术创新时空系统中普遍存在和持续分布。在企业技术创新过程中,所有产品创新、工艺创新、市场创新、组织创新及管理创新等都可能组合在整个技术创新过程中,因而创新组合具有集成性,并导致技术创新的组合机遇也具有时空上的集成性。在网络环境中这种集成性更加凸显。 考察企业技术创新实践过程,企业创新过程发生跨越式、转折性变化的高层次战略性机遇与发生渐进性、连续性变化的战术性机遇往往是并存的。通常,战略性机遇次数不多,但至关重要。能否抓住这种战略性机遇,决定了企业技术创新的成败,以至于决定企业发展的命运。网络环境的变化,导致战略性机遇发生的频率增加,但对知识积累和知识吸收能力的要求不断增加。 (二)创新网络成为重要资源 传统环境下企业技术创新的主要影响因素,包括技术创新能力、技术创新投入、创新实施、创新(组织)管理、技术创新市场(产出)等几个方面。在网络环境下,知识经济的特征越加明显,创新活动过程以及推广和扩散过程中形成的网络及其联系已成为十分重要的战略资源,尤其是知识生产者与使用者之间、企业合作伙伴之间的网络特征和联系都会对企业技术创新的绩效产生很大影响。网络环境下企业技术创新的很多活动,往往超出单个企业内化式创新能力的支持范围,企业必须依托多主体、多过程和重复进行的技术创新网络,寻求外部技术与资金资源的支持,通过内外技术知识资源的有效整合进行技术创新。 (三)创新模式不断变化和演进 在网络环境下,企业技术创新的过程受到许多因素的影响。由于这种复杂性,企业不可能完全孤立地进行技术创新。为追求创新,企业不得不与其他组织产生联系,来获得各种信息、知识和其他资源,这就导致了技术创新模式的多样化。 从技术创新的发生机制角度看,技术创新过程是信息、人员及物资等创新要素在创新目标下的流动实现过程。技术创新模式从技术推动和市场拉动的线性模式,经历技术创新的平行交叉模式,进入了系统一体化与扩展模式。系统一体化模式又称为网络模式,强调技术创新过程的网络外部连接性,即企业与外部环境间广泛的网络构建,合作与竞争并存。 从技术创新的来源角度看,已从社会层面理解和认识技术创新,经历创新的主要来源归结为专业管理人员,而不是技术开发人员,到如今创新政策的主要着重点是基础建设与市场信息,充分说明在网络环境下企业技术创新对外部资源的依赖。 从技术创新研究开发的组织方式角度看,已从本国集中研究开发模式、多国集中研究开发模式逐步进入多国分散研究开发模式、多国网络化研究开发模式和多国网络集成研究开发模式不断的演进过程中。网络集成的研究开发模式适应了技术的发展和企业研究开发的要求,这种研发模式不单单从技术的角度考虑研发的目标和创新过程,而是从战略的高度审视研发的实现过程,在充分发挥内部研发优势的同时,可以有效利用外部技术资源。 从研发单位与生产单位的关系密切程度角度看,已从技术协作模式、契约型合作模式向一体化模式演进。一体化模式是企业与高等院校、科研设计单位合作中最高级、最紧密、最有成效的形式。对于生产单位来说,通过研发单位与生产单位的合作,可以弥补仅仅依靠本企业力量的困难,缩短新技术、新产品的开发周期,以尽快抢占市场。对于科研单位来说,则有利于了解社会需要,将科研成果尽快地转化为产品,取得经济效益。 (四)提高知识吸收能力实现技术创新能力转化 在开放的网络环境中,企业的竞争优势主要取决于信息、技术、优秀能力和人力资源等无形要素。公平和开放的网络环境为企业提供了高效分享资源、信息、知识和利益的有效机制。这些不仅可以带动生产能力的提高,使生产系统的效率、产品、工艺和技术水平得以提升,也可以使企业组织的知识吸收能力大幅提升。知识的吸收能力是指企业获得、存储、学习和转化新知识的能力。 知识运用是知识创新过程的最终落脚点。随着知识经济时代的来临,人们对知识的认识越来越深刻。知识的价值越来越直接体现在经济生活中。知识的创造和积累已不再是人类所主要追求的惟一目标,只有不断运用到实践中去推动人类社会向前进步才能真正带来价值。网络技术促进了生产能力和知识吸收能力大幅提升,并带动技术创新能力的提高。技术创新能力担负着提高技术能力的重任,只有拥有技术创新能力,经过不断创新,企业在技术能力上才能最终战胜技术领先者。由于知识能够在网络环境中的边际成本迅速降低的情况下被迅速复制和分配,这时企业的唯一竞争优势取决于其能否从现有知识中产生新知识的能力,即学习创新能力。 在开放的网络环境中,学习创新能力成为企业优秀能力的内核,竞争优势主要来自于学习创新能力,这种学习创新能力不仅是为了避免结点企业脱离既定的目标,而且更重要的是形成敏锐的洞察力。通过实施各自的战略行为,创造新的竞争优势,获得行业竞争的关键制胜因素。知识创新活动是沿着“知识链”进行的,即:企业知识的产生和形成、企业知识的传播和共享、企业知识的存储和积累,以及企业知识的运用和保护。企业的这一知识创新过程并不是封闭的,它受到企业内外多种因素的影响,企业可以通过管理这些影响因素来实现对知识创新过程的间接管理。对于大多数企业来说,不论是何种形式的竞争优势,其最终来源都是企业所拥有的独特的资源和能力,而这些独特的资源和能力的优秀,正是企业的知识及其创新。因而知识创新是企业持续竞争优势的根本来源。 网络环境下企业技术创新体系构建 创新在企业内部可能表现为新的产品设计、材料、生产工艺、包装、广告、销售渠道、支付手段、价格策略等,并要求企业更新整体的经营观念、经营方式、资金运作等。更艰巨的是,创新常常意味着面对未知的外部,需要从头开始,往往要抛弃过去的经验,摸着石头过河,并承担巨大的风险。在网络技术快速发展的背景下,全球企业竞争格局将重新洗牌,竞争起跑线会重新划定,企业的生产经营模式将发生根本性变革,企业将面临巨大的机遇与挑战,这也使创新具备了必要性和紧迫性。企业创新是企业发展的必然要求,是优胜劣汰、适者生存的竞争法则,是企业生存的基础。企业只有牢固树立创新意识并付诸行动,以创新求生存、求发展,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。 企业技术创新能力是企业在相当长的时间内,持续不断地推出、实施新的创新,并持续不断地实现创新经济效益的能力。企业的生存与发展必须依靠持续的技术创新,通过不断的技术创本论文由整理提供 新,为企业的生存与发展注入活力,促进企业竞争力的提升。在企业技术创新实践过程中,提高把握创新机遇的能力,努力实现持续创新目标与资源要素在时空的最佳耦合。准确把握优秀层技术创新,打造强势企业结构,提高主动驾驭市场的能力,确保企业优秀竞争力。信息的网络化和资源的分散化使得企业组织必然走向网络化,技术创新赖以产生的知识共享、信息交流等机制的畅通必须有技术手段的支持。企业应当充分利用先进的信息技术,构建完善的信息系统和知识平台等基础设施;优化信息资源整合、企业技术创新过程的组织与管理;加快生产和传递对产品以及服务的改进信息;对企业内部的资源、过程、策略和组织机构进行再设计,为决策层提供可以洞察和预见企业潜在发展机遇的有用信息;为企业知识的产生和形成、企业知识的传播和共享、企业知识的存储和积累,以及企业知识的运用和保护构建信息化平台。企业必须从如何提高自身适应能力的角度来确定信息化发展目标,提出信息化和网络化的实现框架和关键技术。 技术创新的本质是知识创新,作为知识创新的载体,人力资源成为知识创新过程中的优秀因素,知识创新对人力资源的素质、技能、知识构成、学习能力等提出了新的要求,企业应当据此对人力资源加以培训和激励。 组织是企业技术创新的重要影响因素,包括组织文化和组织结构。组织结构是企业面临的环境、技术、人员、任务等多项变量的函数,当某项或某几项变量发生变化影响到企业整个组织结构与行为方式时,就必须从战略高度来重新规划企业的组织结构。无论采用什么样的组织结构都必须与这些因素保持一种动态的平衡。技术创新要求企业内部有良好畅通的知识共享渠道,人与人之间能够进行广泛而迅速的联系,企业要充分重视构建柔性化的、灵活的组织结构,以适应知识创新的这一要求。适应企业技术创新活动的组织文化应当是一种有助于知识创造、知识传播和知识运用的学习型文化。 企业在从事技术创新活动时不可避免地受到所处环境的影响,因为技术创新不是一个简单的从新思想产生到开发、生产、营销的线性过程,而是企业与企业外的研发机构、大学、其他企业及客户等交互作用的结果。不仅如此,政府、金融、文化和法律等因素也都是影响创新的重要变量。环境影响因素包括宏观和微观两个方面。随着全球经济的一体化,企业将面对一种以多变性和不确定性为主导的市场竞争环境,以合作来赢得竞争已成为各国企业的共识。企业应当通过对这些环境因素进行管理或施加影响,来提高企业的环境适应性,创造有利于自身技术创新的环境条件。 复杂网络论文:复杂网络生态环境 信息化时代的到来,为生存于网络环境中的企业带来了前所未有的机遇和挑战。当今,无论是产品设计、制造装配,还是物料供应,都可以在全球范围内进行;适应全球化潮流的产品,通过各种网络组织协调与运作,把分布在世界各地的工厂和销售网点联结成一个整体,并能时刻与世界上任何一个角落的顾客或供应商进行交流。如何运用信息技术这个杠杆来重新调节企业的内部和外部资源,平衡变化多端的市场供求关系和竞争与合作的格局,已成为企业、政府和研究机构共同关心的问题。发达的工业化国家面临的是如何保持领先地位,抢占技术和市场的制高点;正在进行工业化的国家则面临更加严峻的挑战,开放的市场既提供了新的准入机遇,也是对自身产品的竞争能力、管理效率以及市场反应速度的新考验。随之而来的是世界变得越来越小,全球经济一体化已成为企业变革的最根本的动因。作为企业发展源动力的技术创新更是首当其冲地受到网络环境的影响,企业的技术创新及商业化过程已经成为企业获取竞争优势的关键因素之一。 企业生态系统与网络环境 生态学的基本观点是适应观、选择观、整体观、层次观、动态观、进化观和协同观。在生态学发展的百余年历史中,生态学研究已超出生物学的范畴。企业生态系统是借用生态学的概念,来解释组织和环境之间的关系,凡是相互影响、相互作用的企业组织之间、企业组织和个人之间,依靠各自的优秀能力进行优势互补,以共同实现价值创新所形成的复杂经济群体都属于企业生态系统。企业生态系统与其环境之间相互依赖、相互作用。 随着计算机网络的出现,及网络环境的变迁,组织的传统经营模式发生了巨大改变,环境对组织的影响也日益扩大,为生存于网络环境中的企业带来了前所未有的机遇和挑战。网络环境是由技术层面和社会层面构成。技术层面是由信息技术发展带来的互联网网络环境,通过企业内部网和外部网将企业生态系统内各成员企业或相互联系的不同企业生态系统联结起来,实现信息在企业组之间的流动;社会层面是企业生态系统获取信息、资源及社会支持的社会网络,各种资源是联结成员企业之间、系统和环境之间的纽带,资源的内容和形式主要有资金、人才、信息、技术、服务、知识和物资等,所以,企业生态系统也是一个由多种关系联接交织而成的多重复杂的社会网络关系。这两个层面相互依赖、相互影响,技术层面是社会层面的依托和基础,社会层面是技术层面的升华。技术层面的变革,使企业组织间信息高效流动,进而促使企业组织向更具有动态性、开放性和自学习性的方向演进,最终带动社会层面的变革。其中,网络信息流是重要的作用力,网络环境将对企业生态系统的价值链、资源配置方式、组织结构、竞争战略和运作方式等产生巨大的影响。网络环境的变化将为企业组织实现动态的创新与演化过程提供可能的机遇。 网络环境为企业提供了更为先进的硬件技术平台,使企业的竞争方式和手段的转变成为可能;同时,基于网络外部性的网络环境又使得企业必然转变竞争方式,以求得在激烈环境中生存与发展。企业顺应信息的网络化已成必然趋势,具体表现在以下几个方面:信息的普遍性和分布性,有用的信息到处可见,知识的流淌与外溢效应愈加显著,关键是如何正确地判断和应用;技术进步日益加速,新技术产生越来越快,大大增加了企业间的相互依赖性;技术更具有的可获取性,技术的交流渠道多样化,只有不断地创新、合作,才能保持优势;全球经济一体化,国内市场成为全球市场的一部分,中国企业也可以利用全球市场;受环境和资源限制,增强资源的有效利用,扩大可利用资源的来源,从资源依赖型向知识依赖型转移成为迫在眉睫的问题;日益增加的服务期望,个性化的产品与个性化的服务不断增长的要求,扩大了企业与客户关系的内涵;计算机网络技术的快速发展,网络通信系统具有高度的开放性、可靠性和可缩放性;网络服务系统具有以不同服务质量传输不同数据类型的集成服务能力,在其上传输的信息和数据具有良好的操作性和一致性语义;各种应用系统能够跨平台进行数据访问。这些因素促使环境发生巨变,对企业的环境依赖性和环境适应性要求越来越高。 网络环境下的企业变革 (一)促进企业竞争战略的变革 传统企业的竞争是你死我活的竞争,而这种竞争在网络经济时代则变成了双赢合作,从公司竞争变成联盟竞争,在网络经济时代出现的很多新的商机都需要将多种复杂的系统结合在一起,而不是围绕一件独立的产品搞技术革新,不仅一个企业无法完全具备应该具备的能力,甚至一个国家也都需要更多的支持和帮助。在开放的网络环境中,企业生态系统的价值链变形为价值网,企业间的联系更加紧密,企业与其供应商、分销商及顾客组成了一个更大的价值增值系统,即价值网,企业在价值网中体现其价值的增值。网络技术的快速发展为企业竞争战略从红海到蓝海的转变扫除了技术障碍,还将推动企业全球营销战略变革的进程。 (二)对传统制造理念产生革命性变革 虚拟企业和动态联盟正逐渐成为现代企业适应竞争的理想模式,也是网络化环境中企业组织模式的重要特征。网络技术实施的最终目标是将分散在不同区域、企业、组织和个体中的各类资源有效地组织起来,形成一个制造网络。使用户能够方便地获得各种制造服务,并在网络的支持下方便地形成面向特定企业制造需求的专业化应用系统,实现企业间的商务协同、设计协同、制造协同和供应链协同。 (三)推动企业经营模式变革 企业组织利用网络环境,跨越不同企业之间存在的空间障碍,通过企业之间的信息集成、业务过程集成、资源共享,对企业开展异地协同的设计制造、网上营销、供应链管理等提供技术支撑环境和手段。为实现敏捷制造和虚拟企业的运作提供支持,形成具有数字化、柔性化、敏捷化等基本特征的优势互补的协同企业。通过网络环境下企业间信息、过程、资源的集成,实现协同制造过程中物流、信息流、资金流、工作流的优化运行,使整个网络系统中的制造企业群体以较低的成本和较短的开发周期,制造出符合市场需求的高质量产品。网络技术的发展将推动企业从大规模生产到大规模定制,从产品经济到服务经济,从实体经营到虚拟经营,从封闭式经营到开放式经营,从自主经营到动态联盟等经营模式变革。 (四)带动企业组织变革 网络经济正在改变着每一个企业与外部联系和交往的方式,同时也对企业自身的组织结构和组织形态提出了挑战。知识和信息改变着企业管理的理念,拓宽了企业管理的范围和内容,网络技术必将改变企业管理的环境,创造一种新的共同工作的方式方法。而所有这些都将从根本上影响和改变着未来的企业组织。企业组织结构将趋于扁平,企业组织规模将趋向两个极端,企业组织的边界将趋于模糊和虚拟,企业组织的职务设计将趋于团队任务。 (五)赋予企业更强的优秀竞争优势 网络技术的进步,将在解决海量计算、加快设计速度、缩短产品开发周期等方面发挥巨大优势。网络环境的变化,将有利于提高企业产品研发和设计能力;提高制造企业的管理能力;降低企业信息化的风险;提高企业资源共享能力;提高企业的协同工作能力;增强制造装备的信息互联能力。 网络环境下企业技术创新特点 (一)创新机遇的变化 在网络环境中,技术创新机遇仍然是企业技术创新实现的重要外部因素,并以各种类型在企业技术创新时空系统中普遍存在和持续分布。在企业技术创新过程中,所有产品创新、工艺创新、市场创新、组织创新及管理创新等都可能组合在整个技术创新过程中,因而创新组合具有集成性,并导致技术创新的组合机遇也具有时空上的集成性。在网络环境中这种集成性更加凸显。 考察企业技术创新实践过程,企业创新过程发生跨越式、转折性变化的高层次战略性机遇与发生渐进性、连续性变化的战术性机遇往往是并存的。通常,战略性机遇次数不多,但至关重要。能否抓住这种战略性机遇,决定了企业技术创新的成败,以至于决定企业发展的命运。网络环境的变化,导致战略性机遇发生的频率增加,但对知识积累和知识吸收能力的要求不断增加。 (二)创新网络成为重要资源 传统环境下企业技术创新的主要影响因素,包括技术创新能力、技术创新投入、创新实施、创新(组织)管理、技术创新市场(产出)等几个方面。在网络环境下,知识经济的特征越加明显,创新活动过程以及推广和扩散过程中形成的网络及其联系已成为十分重要的战略资源,尤其是知识生产者与使用者之间、企业合作伙伴之间的网络特征和联系都会对企业技术创新的绩效产生很大影响。网络环境下企业技术创新的很多活动,往往超出单个企业内化式创新能力的支持范围,企业必须依托多主体、多过程和重复进行的技术创新网络,寻求外部技术与资金资源的支持,通过内外技术知识资源的有效整合进行技术创新。 (三)创新模式不断变化和演进 在网络环境下,企业技术创新的过程受到许多因素的影响。由于这种复杂性,企业不可能完全孤立地进行技术创新。为追求创新,企业不得不与其他组织产生联系,来获得各种信息、知识和其他资源,这就导致了技术创新模式的多样化。 从技术创新的发生机制角度看,技术创新过程是信息、人员及物资等创新要素在创新目标下的流动实现过程。技术创新模式从技术推动和市场拉动的线性模式,经历技术创新的平行交叉模式,进入了系统一体化与扩展模式。系统一体化模式又称为网络模式,强调技术创新过程的网络外部连接性,即企业与外部环境间广泛的网络构建,合作与竞争并存。 从技术创新的来源角度看,已从社会层面理解和认识技术创新,经历创新的主要来源归结为专业管理人员,而不是技术开发人员,到如今创新政策的主要着重点是基础建设与市场信息,充分说明在网络环境下企业技术创新对外部资源的依赖。 从技术创新研究开发的组织方式角度看,已从本国集中研究开发模式、多国集中研究开发模式逐步进入多国分散研究开发模式、多国网络化研究开发模式和多国网络集成研究开发模式不断的演进过程中。网络集成的研究开发模式适应了技术的发展和企业研究开发的要求,这种研发模式不单单从技术的角度考虑研发的目标和创新过程,而是从战略的高度审视研发的实现过程,在充分发挥内部研发优势的同时,可以有效利用外部技术资源。 从研发单位与生产单位的关系密切程度角度看,已从技术协作模式、契约型合作模式向一体化模式演进。一体化模式是企业与高等院校、科研设计单位合作中最高级、最紧密、最有成效的形式。对于生产单位来说,通过研发单位与生产单位的合作,可以弥补仅仅依靠本企业力量的困难,缩短新技术、新产品的开发周期,以尽快抢占市场。对于科研单位来说,则有利于了解社会需要,将科研成果尽快地转化为产品,取得经济效益。 (四)提高知识吸收能力实现技术创新能力转化 在开放的网络环境中,企业的竞争优势主要取决于信息、技术、优秀能力和人力资源等无形要素。公平和开放的网络环境为企业提供了高效分享资源、信息、知识和利益的有效机制。这些不仅可以带动生产能力的提高,使生产系统的效率、产品、工艺和技术水平得以提升,也可以使企业组织的知识吸收能力大幅提升。知识的吸收能力是指企业获得、存储、学习和转化新知识的能力。 知识运用是知识创新过程的最终落脚点。随着知识经济时代的来临,人们对知识的认识越来越深刻。知识的价值越来越直接体现在经济生活中。知识的创造和积累已不再是人类所主要追求的惟一目标,只有不断运用到实践中去推动人类社会向前进步才能真正带来价值。网络技术促进了生产能力和知识吸收能力大幅提升,并带动技术创新能力的提高。技术创新能力担负着提高技术能力的重任,只有拥有技术创新能力,经过不断创新,企业在技术能力上才能最终战胜技术领先者。由于知识能够在网络环境中的边际成本迅速降低的情况下被迅速复制和分配,这时企业的唯一竞争优势取决于其能否从现有知识中产生新知识的能力,即学习创新能力。 在开放的网络环境中,学习创新能力成为企业优秀能力的内核,竞争优势主要来自于学习创新能力,这种学习创新能力不仅是为了避免结点企业脱离既定的目标,而且更重要的是形成敏锐的洞察力。通过实施各自的战略行为,创造新的竞争优势,获得行业竞争的关键制胜因素。知识创新活动是沿着“知识链”进行的,即:企业知识的产生和形成、企业知识的传播和共享、企业知识的存储和积累,以及企业知识的运用和保护。企业的这一知识创新过程并不是封闭的,它受到企业内外多种因素的影响,企业可以通过管理这些影响因素来实现对知识创新过程的间接管理。对于大多数企业来说,不论是何种形式的竞争优势,其最终来源都是企业所拥有的独特的资源和能力,而这些独特的资源和能力的优秀,正是企业的知识及其创新。因而知识创新是企业持续竞争优势的根本来源。 网络环境下企业技术创新体系构建 创新在企业内部可能表现为新的产品设计、材料、生产工艺、包装、广告、销售渠道、支付手段、价格策略等,并要求企业更新整体的经营观念、经营方式、资金运作等。更艰巨的是,创新常常意味着面对未知的外部,需要从头开始,往往要抛弃过去的经验,摸着石头过河,并承担巨大的风险。在网络技术快速发展的背景下,全球企业竞争格局将重新洗牌,竞争起跑线会重新划定,企业的生产经营模式将发生根本性变革,企业将面临巨大的机遇与挑战,这也使创新具备了必要性和紧迫性。企业创新是企业发展的必然要求,是优胜劣汰、适者生存的竞争法则,是企业生存的基础。企业只有牢固树立创新意识并付诸行动,以创新求生存、求发展,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。 企业技术创新能力是企业在相当长的时间内,持续不断地推出、实施新的创新,并持续不断地实现创新经济效益的能力。企业的生存与发展必须依靠持续的技术创新,通过不断的技术创新,为企业的生存与发展注入活力,促进企业竞争力的提升。在企业技术创新实践过程中,提高把握创新机遇的能力,努力实现持续创新目标与资源要素在时空的最佳耦合。准确把握优秀层技术创新,打造强势企业结构,提高主动驾驭市场的能力,确保企业优秀竞争力。 信息的网络化和资源的分散化使得企业组织必然走向网络化,技术创新赖以产生的知识共享、信息交流等机制的畅通必须有技术手段的支持。企业应当充分利用先进的信息技术,构建完善的信息系统和知识平台等基础设施;优化信息资源整合、企业技术创新过程的组织与管理;加快生产和传递对产品以及服务的改进信息;对企业内部的资源、过程、策略和组织机构进行再设计,为决策层提供可以洞察和预见企业潜在发展机遇的有用信息;为企业知识的产生和形成、企业知识的传播和共享、企业知识的存储和积累,以及企业知识的运用和保护构建信息化平台。企业必须从如何提高自身适应能力的角度来确定信息化发展目标,提出信息化和网络化的实现框架和关键技术。 技术创新的本质是知识创新,作为知识创新的载体,人力资源成为知识创新过程中的优秀因素,知识创新对人力资源的素质、技能、知识构成、学习能力等提出了新的要求,企业应当据此对人力资源加以培训和激励。 组织是企业技术创新的重要影响因素,包括组织文化和组织结构。组织结构是企业面临的环境、技术、人员、任务等多项变量的函数,当某项或某几项变量发生变化影响到企业整个组织结构与行为方式时,就必须从战略高度来重新规划企业的组织结构。无论采用什么样的组织结构都必须与这些因素保持一种动态的平衡。技术创新要求企业内部有良好畅通的知识共享渠道,人与人之间能够进行广泛而迅速的联系,企业要充分重视构建柔性化的、灵活的组织结构,以适应知识创新的这一要求。适应企业技术创新活动的组织文化应当是一种有助于知识创造、知识传播和知识运用的学习型文化。 企业在从事技术创新活动时不可避免地受到所处环境的影响,因为技术创新不是一个简单的从新思想产生到开发、生产、营销的线性过程,而是企业与企业外的研发机构、大学、其他企业及客户等交互作用的结果。不仅如此,政府、金融、文化和法律等因素也都是影响创新的重要变量。环境影响因素包括宏观和微观两个方面。随着全球经济的一体化,企业将面对一种以多变性和不确定性为主导的市场竞争环境,以合作来赢得竞争已成为各国企业的共识。企业应当通过对这些环境因素进行管理或施加影响,来提高企业的环境适应性,创造有利于自身技术创新的环境条件。 复杂网络论文:浅谈网络系统设计复杂性 摘要:在网络系统程序的开发设计过程中,并发性和复杂性所造成的影响十分巨大,它们严重降低了网络程序的开发效率,延长了设计时间。本文通过对网络程序并发性与复杂性的原因进行分析,提出了事件驱动并发模型、多线程并发模型、混合性并发模型三大解决方法,为相关的互联网研究提供一定的参考。 关键词:网络程序;并发性;复杂性 近年来,传统的程序开发设计方法在高质量网络程序开发中暴露出了许多的问题,而造成这些问题的关键因素就是网络环境和单机环境之间所存在的巨大差异。在产生的这些问题中有两个问题最为突出,它们就是并发性问题和复杂性问题,其中并发性问题给网络程序的设计和发展造成了极大的麻烦。怎样处理好并发性问题所造成的困难,以及如何选择合适的并发处理模型,成为了摆在所有程序员面前的最大挑战。 一、网络程序并发性与复杂性原因分析 通常来说,造成网络程序并发性与复杂性的原因主要有三个方面。一是单机环境和网络环境之间存在过于明显的差距。由于这巨大的差距,混合性并发模型会暴露出发展时间过短和应用面过窄的缺陷,为高质量网络程序的开发增添了很多的麻烦。二是设计理念受到了限制。软件和硬件的功能限制着原先的程序设计理念,也是造成网络程序并发性与复杂性存在的重要因素,设计理念的限制,也严重降低了整个网络程序设计过程的效率。一般来说,网络程序的并发性会以异构性、异步性、访问延误和分布性体现出来。三是驱动模式有待优化。在实际的工作中,根据具体的语义类别,网络并发任务的处理办法可以分成反应式和前摄式。以反应式模型为例,相应事件发出通知后,应用程序要先对通知进行接收,然后在这一基础上根据具体发生的情况,针对性的发出相关的操作指令,整个过程中由操作结果所引发的错误会以函数返回值的形式体现出来,通过观察函数返回值,工作人员便可获知错误的具体情况。在事件完成的整个流程中,这些错误情况会以参数的形式参与和传递到各个相关的内部程序中。当需要同时发出很多个并发操作指令的时候,则应先对整体程序添加一个标识参数,然后再发出相应操作指令,这样就能更细致的区分不同类型的并发操作。 二、网络程序并发性与复杂性解决方法 (一)事件驱动并发模型。事件驱动并发模型已经广泛应用在开发和设计网络程序的工作当中。通常按照实际工作情况和具体的语义类别将事件驱动并发模型分成两种,第一种是反应式,第二种是前摄式。在第一种模型中,计算机的应用程序要先对事件发出的通知进行接收,然后根据具体事件发出有针对性的操作指令,在过程中若是出现操作结果的错误,函数的返回值会将错误反应出来。在第二种模型中,计算机的应用程序会先发送出具体的操作指令,等相应事件结束之后,操作过程中出现的错误会被当作完成整个事件的参数,并传送到对应的应用程序之中[1]。如果任务要求同时发送大量并发性操作,则需要先对整体程序添加一个标识参数,然后再发出相应操作指令,这样就能轻松对不同种类的并发操作加以区分。对于事件驱动任务关系的处理问题,程序员们可以使用位于最底层的事件分配器,这时工作人员必须先拆分相关函数,如果拆分的过程中出现失误或错误,则会使函数大量分裂,这会加大网络程序的调整难度,从而造成计算机大量泄漏出内部所存储的信息,如图1所示。为了避免函数大量分裂这一状况的出现,程序员们可以使用profile开发信息的方式来优化调试过程,从而使程序的整体性能得到大幅的提升。(二)多线程并发模型。多线程并发模型可分为抢占式与协作式两种,下文对这两种调度方式分别展开详细的研究和分析。抢占式线程调度,指的是计算机的内核控制和管理线程的方式,线程的工作状况同应用层对其的控制状况没有任何关联。抢占式线程调度中的调度器严格把控CPU的控制权,会根据前一线程运行的具体情况加强调度,也就是说,可能在某个不应该暂停线程工作的时刻,调度器会强制将CPU控制权转交给另一个线程,这样会让前一个线程在运行过程中无法满足当前线程的个性化需求,最终发生计算机的网络系统彻底崩溃的问题。协作式线程调度,指的是所有应用层共同合作来让线程处于工作状态的方式。这种类型的调度方式对于CPU的掌控程度要高于抢占式调度,只有在线程停止数据处理的时候,其他线程才能得到CPU的使用掌控权。但是在进行高实时性的任务处理时,选择抢占式线程调度要好于协作式,因为协作式线程调度的实用性相对较低。通常情况下,线程调度器都位于计算机的内核里面,所以必须经过系统内核的调用才能对线程进行有效操作,这样在处理复杂性和并发性较高的任务时,会花费更多时间,其性能的发挥还会被复杂的调度算法所影响,而且移植线程代码是个极其困难的过程[2]。例如,Windows系统可以同时运行抢占式线程和协作式线程,可是Linux系统却只能运行抢占式线程,而在一些资源非常稀少的系统内,根本就不能进行线程的运行。(三)混合性并发模型。从以上的分析可知,在工作中上述两种模型均存在较大的局限性。因此,一些网络程序员们为了解决这个尴尬的局面,把这两个模型进行取长补短的大胆融合,开发出了新型的并发模型,即混合性并发模型,它的适用性更强,适用范围更加的广泛。在实际的工作中,混合性并发模型可以转换驱动的方式。驱动转换的方式可分成翻译时转换、运行时转换两种。翻译时转换目前有着一些尚未得到解决的问题,所以其通用性非常低,也不能和其他体系的应用程序展开合作,运行时转换的实用性则相对较强。在当前的技术条件下,能一并支持事件驱动模型和多线程模型,可是其处理问题所用的方式过于复杂。混合性并发模型还处于刚刚兴起的阶段,其发展时间并不长,实际应用也较少,相关性能仍需进一步研究和改进。 综上所述,并发性问题在网络程序的开发设计过程中是无法避免的,情况也极其复杂,以当前的技术条件,还不能将这些问题彻底地解决。因此,相关的技术人员们应以实际情况出发,结合具体的问题采用针对性的并发处理模型,不断提升自身的并发处理能力,具体事件具体解决,尽量缩小并发处理的规模,做到让网络程序的性能变得更为良好和稳定。 作者:刘西 单位:西南交通大学希望学院 复杂网络论文:复杂网络数据挖掘论文 1复杂网络数据流密度分析 对于一个多种网络形式并存的复杂网络,假设复杂网络作为一个网络社区,在复杂网络中存在的网络类型数即社区数。我们用一个无向遍历图GV,E来表示整个网络社区,如果网络中有两个节点有两条不重合的网络路径,则说明这两个节点处于一个网络环路当中,网络中的数据流需要经过网络环路到达特定的节点。当在某个时间段里需要传送的数据流个数大于网络节点数时,则说明该网络的数据流密度较大,为了能够准确地在复杂网络中挖掘出所需的数据流,则需要根据数据流密度来划分整个网络社区,寻找数据流处于哪个社区,再确定数据流所在社区的环路。在这里我们通过设计算法确定网络数据流密度,来对复杂网络进行社区划分,再对社区进行无向环路遍历,并通过遍历得到该社区网络的所环路,确定所需查询的数据流位于哪个环路。以下为复杂网络中需要用到的符号说明。 2增量子空间数据挖掘算法 为了能够有效地在复杂网络中挖掘出目的数据流,使用了复杂网络数据流密度的分析方法在对复杂网络进行社区划分后,通过对社区网络进行无向环路遍历并得到社区网络的所有环路。接下来挖掘算法先后挖掘出目的数据流所属的社区以及环路,最终确定目的数据流的具体位置。 2.1基于社区网络遍历的数据流挖掘 当数据流i与社区k的相关度最大时,说明数据流i位于社区k的可能性就最大。但是当多个数据流的大小区别不大时,以数据流的大小作为指标来定义相关度会导致挖掘精度较低。这里我们也引入数据流的特征集和数据流中的分组队列长度来计算相关度。 2.2基于多增量空间的数据流挖掘 在采用基于社区网络遍历的数据流挖掘方法得到数据流的所属社区后,我们接着采用基于多增量空间的数据流挖掘方法来挖掘出数据流的所属环路。先将社区网络的环路进行多增量空间扩展,即先得到 目标数据流所经过的环路,再得到数据流所经过的节点与时间的相关系数,这样就可以在时空上确定目的数据流位于环路的哪个节点中。 3实验结果 为了验证本文提出的基于复杂网络数据流密度的增量子空间数据挖掘算法的效果,我们通过matlab7.0软件进行算法仿真,其中仿真的复杂网络由多种网络形式组成,网络节点有200个,数据流大小为500bytes,节点的接收能耗为10nJ/bit,发射能耗为50nJ/bit,进行信号处理和功率放大的能耗为10nJ/bit。其他节点干扰而产生的能量消耗为5nJ/bit。在对本文算法进行分析的过程中,我们采用了对比分析的方法,Lopez-Yanez等人提出一种基于时间序列数据挖掘的新的关联模型,该模型是基于伽玛分类,是一种监督模式识别模型,目的是为了挖掘已知模式中的时间序列,以预测未知的值。由Negrevergne等人提出的一种PARAMINER算法:一个通用的模式挖掘算法的多核架构。多核架构采用的是一种新的数据集缩减技术(称之为EL-还原),在算法中通过结合新的技术用于处理多优秀架构的并行执行数据集。为了验证本文算法的挖掘有效性,我们分别在增多节点数量和社区网络数的情况下获取算法的数据挖掘精度。实验采用的精度为NMI[16],实验结果如图3和图4所示。在不同节点数量下基于复杂网络数据流密度的增量子空间数据挖掘算法的挖掘精度更高,挖掘精度高于85%,而文献[14]的挖掘精度在77%以上,挖掘精度在76%以上。因为、提出的关联模型、提出的多核架构没有准确把握数据流在不同时间段里与环路位置的相关情况。而本文算法采用社区网络遍历和多增量空间的方法可以有效地确定这种相关性。图4为不同社区数下的算法挖掘精度,从图中可以看出,当社区网络的种类增多时,会对算法的挖掘精度造成影响,本文算法的挖掘精度在社区数为10时是95.7%,当社区数增加到50时为87.5%。而基于时间序列数据挖掘方法的挖掘精度在社区数为10时是88.6%,在社区数为50时是77.4%,而PARAMINER算法在社区数为10时是86.7%,社区数为50时是78.2%。因此从数据分析来看,本文算法的数据挖掘精度在社区数增多时仍能保持在较高水平。 4结论 为了提高网络数据流的挖掘精度,本文提出了一种基于复杂网络数据流密度的增量子空间数据挖掘算法,该算法对复杂网络进行数据流密度分析,根据数据流密度并采用无向环路遍历的方法来划分整个网络社区,确定数据流所属社区。利用基于社区网络遍历的数据流挖掘方法来挖掘出数据流位于哪一个社区,接着采用基于多增量空间的数据流挖掘方法来挖掘出数据流的所属环路,并最终确定数据流在某一刻时间里位于哪个节点。在实验中通过数据分析和对比,证明了算法在数据挖掘精度上的有效性。 作者:侯燕李巍文乔农单位:周口师范学院西南科技大学 复杂网络论文:物流领域复杂网络运用思索 1前言 自1960年起,随机图论一直是复杂网络的主要研究理论。到90年代末期,美国康奈尔大学的Watts和Srro-gatz通过文章《“小世界”网络的群体动力行为》建立了小世界网络模型,通过这个模型进一步揭示了复杂网络的小世界特性;1999年,Barabasi和Albert发表了《随机网络中标度的涌现》一文,该文进一步揭示了复杂网络的无标度性质,并建立了一个无标度网络模型。这两篇文章发现了复杂网络的小世界性和无标度性,开辟了复杂网络研究的新纪元。以这两篇文章的发表为起点,复杂网络的研究不仅仅局限于数学领域的研究,它开始涉及物理、系统科学、交通运输、机械制造和物流等多个领域的研究,为这些领域的研究发展做出了重大的贡献。本文将从四个方面对复杂网络理论在物流领域的应用进行论述。 2复杂网络在物流领域的应用 2.1基于复杂网络的物流网络的研究 在物流网络中各种各样的制约因素影响着运输、仓储、包装、流通和配送等各个物流环节,这种复杂性可以让我们运用复杂网络的研究方法去研究物流网络中存在的问题。在研究物流网络时,以各级影响因素为节点,对有制约关系的节点连边,根据各节点的性质赋予每个节点不同的边权,这时将该网络视为一个简单的加权网络,通过构建模型等方法,可以得出物流网络具有鲜明的无标度性质。目前,国内外学者运用复杂网络对物流网络主要进行了以下的研究:潘坤友等依据三轴和完全覆盖原则、时间最短原则、多重枢纽配置原则等构建了干线通道和支线通道,形成安徽沿江地区中心城镇“轴—辐”物流网络。董艳梅等认为城市节点作为区域物流网络系统的重要组成部分,应建构在经济中心城市或节点间的轴线(物流,信息流)之上。在应用复杂网络知识研究物流网络时,许多学者认为他的理论研究基础是,物流节点相互之间的关系并不是独立的而是相互依赖、相互作用的。杨广华等分析区域物流网络关系的程度中心性、中介中心性、凝聚性、优秀—边缘结构性等结构关系指标,通过与其他数据结合分析,对区域物流结构进行优化。杨广华在其博士论文中以复杂网络理论为基础进一步对区域物流网络进行了研究,构建了区域物流网络节点优化模型和线路优化模型,为构建区域物流网络物流节点、线路、网络等提供参考。覃儒展等分析各个节点在整个物流网络中的重要程度,反映各个环节的瓶颈问题以及物流网络中节点的相互变化、市场的变化和环境的变化对物流网络的影响。通过以上文献综述可知:采用复杂网络理论可以有效补充物流管理领域宏观层面研究的不足。当代网络分析技术特别是网络模型分析技术取得了重大进展,通过研究网络整体运作及对网络整体进行模拟等,揭示出物流网络的结构。这些都对物流网络理论的研究提供了重要工具。在以后的研究中,复杂网络在物流领域可以重点研究各个物流节点之间的关系怎样影响以及在多大程度上影响网络成员的行为、物流网络整体发展对单个物流节点的限制和制约等诸如此类的问题。 2.2复杂网络在供应链中的应用 供应链在本质上讲它是一个开放的复杂巨系统,其复杂性体现在它的实体复杂性、结构复杂性和各环节相互联系的复杂性等。将复杂网络理论应用于供应链时,把优秀企业、顾客和供应商作为节点,供应链中存在的物流、信息流、资金流和决策流等各种意义上的“流”作为网络的边,创建一个以复杂网络理论为基础的供应链网络。通过对这种网络的分析可知:复杂供应链网络的结构不是稳定的网络结构,它将随着外部条件的改变而改变。刘燕楚建立了集聚型供应链网络动态演化模型,分析了供应链网络的鲁棒性与不确定性、抗毁性的关系,最终从供应链视角提出了两种集聚型供应链网络的鲁棒性优化方案。刘小峰、陈国华分析了供应链网络在受到不同干扰以及有无局部联盟的情形下,供应链网络的稳定鲁棒性和性能鲁棒性表现,为实际进行供应链鲁棒性分析、提高其抗干扰能力、增强其鲁棒性提供了一定的研究思路。朱冰心等从评价网络结构、衡量网络效率、识别重要网络节点三个方面阐述了复杂网络在供应链应急管理中的应用前景。ChristianKuhnert发现城市的物资供应中,占少数的优秀节点发挥重要的物资调度和配送作用,整个物资供应是一个无标度网络。叶笛认为,可以利用复杂网络理论来深入分析供应链系统整体运行规律和宏观行为、供应链网络的特征以及供应链网络动态生长演化规律。张纪会、徐军芹提出了基于复杂系统理论的适应性供需网的一个初步框架,并建立了其复杂网络演化模型。刘利军对煤炭的供应链特性进行分析,证明了煤炭供应链网络的复杂性和无标度性。郭进利建立了Poisson有向网络,通过对网络的研究发现有向网络的出度分布幂律特性受老节点之间相互连接的概率控制,但是入度分布与该概率无关。从以上文献综述可知,学者运用复杂网络理论在供应链的结构、网络等方面对其进行初步的研究,但是现有的研究一般只是证明供应链符合小世界特性、无标度特性,具有高鲁棒性等,没有给出具体的模型。随着复杂网络理论在供应链中的研究不断地深入,我们不应仅仅是建立一个供应链网络结构的描述性模型,还应朝着细化各种模型参数并量化模型的方向进行研究。 2.3复杂网络在配送网络中的优化研究 在利用复杂网络对配送网络优化的研究中,主要研究问题有道路最短研究、配送中心选址研究和配送路线优化研究三方面。薛艳肖通过对配送网络中的节点进行分类,基于无标度网络形成机理,建立了物流配送网络演化生长模型。运用平均场解析方法计算分析该模型的度分布函数,指出了配送网络具备复杂网络的无标度、小世界等特性。聂郁兰在研究配送网络时以复杂适应理论为指导,构建分析复杂物流配送系统的适应能力,为配送网络的研究提供新的研究思路和方法。张旭凤等通过计算分析发现第三方物流企业的配送网络符合无标度特性,为建立物流配送网络中的配送节点和客户节点的生成模型提供理论基础。从以上的文献研究可以看出,学者证明配送网络符合无标度网络的特征,同时利用无标度网络,进行了配送网络的建模和优化、从无标度网络的统计性质的角度进行分析构建复杂物流配送网络的模型等研究,但是现在国内外有关于复杂网络理论在配送网络中的应用还是很少。 2.4复杂网络在物流其他领域中的应用 武云霞以中铁快运行包快捷运输服务网络为例,证明了行包快捷货运服务网络具有小世界特性。白世贞、王文利从系统的自组织角度出发,通过构造吸引力函数,给出了各地区物流行业投资吸引力的计算方法。高义佳利用无标度网络模型,确定影响冷链物流网络抵抗各种随机或恶意毁坏的关键统计参数,并进行优化仿真分析,通过调整网络参数,改变网络结构,实现网络优化的最终目的。通过以上文献综述可以看出,学者运用不同的方式证明了冷链物流网络、集装箱运输网络和行包快捷运输网络符合无标度特性,并进行了相关的建模和优化。复杂网络在这些领域的研究还是相对较少,有关的研究也没有深入。 3结论 本文对复杂网络的基本知识、复杂网络的发展以及其特征度量、复杂网络分类及应用等情况进行了简单介绍。然后在物流网络、配送网络和供应链等几个方面,对复杂网络在物流行业的应用进行了分析。随着复杂网络理论和应用的发展,复杂网络在物流中的应用将会越来越广泛,并积极地促进物流行业的发展。
计算机软件专业论文:音乐学专业学生的计算机软件操作能力 一、课件制作能力 一名合格的中小学音乐教师所应具备的最主要能力是能够胜任音乐课的常规课堂教学。作为一名教师,应具有扎实的语言表达能力和板书水平。随着时代的进步,信息量更加丰富、相对粉笔板书更为直观,且集视、听效果为一体的多媒体教学课件出现。多媒体教学课件是指在教学过程中,通过教学设计,利用多媒体综合处理文字、声音、图像、影像等多种信息的一种教学手段。音乐艺术以声音为载体进行传播。音乐课教学应充分遵循这一特性,把声音的输出作为音乐课最为重要的教学手段。因此,精心设计、制作多媒体课件,并能在课堂上娴熟操作,是每一名音乐学(教师教育)专业学生应掌握的技能。目前,多媒体课件制作的主流软件是美国微软公司出品的MicrosoftOfficePowerPoint(以下简称PPT),这是一个“演示文稿”功能的课件制作软件。在制作音乐课课件时,该软件可以导入文字、课件背景、图片(包括乐谱图片)、音频、视频等素材,且能使其按照设计好的顺序出现,以动画的方式展现每一张幻灯片中的视听素材。它能很好地满足中小学音乐课教学中唱歌、音乐欣赏等几种常见课型对多媒体课件的需要。 二、乐谱制作能力 音乐教师在常规音乐课教学、音乐节目排练活动中,经常要和乐谱打交道。因此,音乐教师的乐谱制作能力也非常重要。在利用多媒体课件辅助的常规音乐课堂教学中,有时需要在课件中向学生展示音乐作品的乐谱,以便教师做示范,这就需要在课件中插入乐谱。在PPT中可以以图片的形式很方便地插入乐谱,但乐谱需要用专业打谱软件制作,才能以图片的形式导入PPT中。中小学音乐教师经常会负责组织学校的合唱队、乐队排练及重大节日演出的任务。在这种活动中,乐队总谱不可缺少。或许有些经典作品的乐谱可以从专业乐谱网站下载,但更多情况是教师根据歌曲乐谱自行编配小型乐队总谱。因此,为了使学生在排练时能有乐队总谱方便视奏,用专业制谱软件制谱就显得至关重要。目前,国内通行的制谱软件根据乐谱类型分为简谱和五线谱两大类。在简谱绘制方面比较出色的有作曲大师、雅乐简谱等;五线谱绘制软件相对来说比较多,初级阶段的有Overture,高级阶段的有Sibelius和Finale。以上这些制谱软件都可以对乐曲的调式、节拍、声部、速度等进行设置,完成乐曲音高、节奏型、歌词的输入,以及对乐谱布局的排版和调整。因此,能够使用制谱软件绘制乐谱对于中小学音乐教师来说非常重要,是一项基本职业技能。 中小学音乐教师在日常教学中必然会涉及音频编辑方面的工作。在音乐欣赏课的教学中,很重要的教学理念是向学生阐述乐曲的曲式结构,然后进行分段欣赏。切忌采取从头播放到尾,囫囵吞枣式的听赏,特别是像交响曲、奏鸣曲等较大型曲式结构的音乐作品,重复播放会使学生产生倦怠心理。正确的做法是欣赏多段体音乐作品时,如A—B—A结构,用音频编辑软件将作品按顺序依次截开,让学生分而听之,去感受前后两段与中间段落的对比。或者在欣赏奏鸣曲式时,把主部主题和副部主题的段落分割,让学生分段感受奏鸣曲式的优秀内容,然后让学生单独聆听连接部和结束部,通晓奏鸣曲式各个乐章的段落进程,最后全乐章合而听之。以上做法可以加深音乐欣赏课中,学生对大型曲式作品的理解和感悟。中小学音乐教师一般要担任学校节日文艺汇演的组织工作,晚会演出也需要音频处理方面的工作。在制作歌曲联唱类节目的伴奏带时,需要从网上下载每一首歌曲的伴奏音乐,再利用音频制作软件将其串联起来,完成音响制作。这些工作都需要音乐教师具备一定的音频编辑能力。目前常用的音频编辑类软件有AdobeAudition、SoundForge等,大多都支持对WAV、MP3、MPEG、AVI、WMA等多种音频格式的转换和播放,支持剪贴、复制、粘贴、多文件合并和混音等常规处理,支持对音频数据进行扩音、衰弱、淡入、淡出、压限、延迟等特效处理。四、网络音乐信息收集能力进入21世纪,互联网成为人们生活中不可或缺的信息工具。作为音乐学(教师教育)专业的学生,应具备在互联网上搜索音乐信息的能力,包括在一些音乐类网站上检索音乐专业知识,从酷狗音乐、百度音乐等音乐搜索引擎上下载音乐作品,或是在优酷和土豆等视频网站上搜索中外音乐名作的演出录像等。通过以上信息的收集,学生一方面可以加深自身音乐文化知识修养,另一方面,这些从网上搜索到的内容可以成为音乐教学课件中的丰富素材。 结语 综上所述,作为音乐学(教师教育)专业的学生,应该对自己的专业发展方向有长远的规划,认清信息化高速发展的今天,电脑技术在中小学音乐教学领域所带来的革新和运用。音乐学(教师教育)专业学生应该从在校阶段就熟练掌握一名合格的中小学音乐教师所应具备的基本计算机软件操作技能,为将来从事音乐教育工作打下良好的基础。 作者:徐杰 陈瑶 计算机软件专业论文:计算机软件专业教学策略思索 一、引言 高等职业技术教育不同于普通高等教育,高等职业技术教育主要是培养技术应用型人才和技术含量较高的技能型人才。高职毕业生能否迅速地、真正地适应企业一线的需要是高职教育成败的关键。计算机软件专业在高职各专业中具有非常显著的自身独到的特点,因而其教学方法也必须有很大的不同。一般专业的情况是,理解掌握概念、原理、公式,在此基础上能解题,然后将此理解和解题能力应用到工作中去,一切也就基本满足了。并且,对这些概念、原理、公式的讲解,往往能结合具体的针对性明显的小例子,以达到使学生透彻掌握之目的。计算机软件专业则与此大不相同。一是它的许多概念、原理、公式,你是找不到具体的针对性明显的小例子的,也就是说,你不可能通过讲解几个小例子,达到使学生透彻掌握这些概念、原理、公式的目的。二是就算学生透彻地掌握了概念、原理、公式,那也只是停留在很粗浅的水平上,因为计算机软件专业最优秀的东西是复杂思路的构思能力,这种能力是不可能通过理解概念原理来达到的,而是需要有意识地长期地培训磨练。 二、高等职业院校软件专业普遍存在的问题 随着改革开放,实施工业化进程的推进,高等职业教育逐步发展起来。尽管我国的高等职业教育起步很早,但发展速度却非常缓慢,高等职业教育仍然是我们国家教育事业的一个薄弱环节,办学条件差、教学投入不足、发展不平衡等都是当前普遍存在的问题。虽然高等职业教育受到我国政府越来越大的支持,高等职业院校的办学条件也有了一定程度的改善,但办学机制以及人才培养的模式、规模、质量等仍不能适应经济社会发展的需要。随着IT技术的突飞猛进的发展,计算机软件专业的课程教学内容也不断更新,新的技术层出不穷。高等职业院校计算机软件专业的毕业生普遍存在问题是:所学知识与实践有较大程度的脱节以及较严重的滞后等问题。很大部分的高等职业院校一味追求学科的系统性而导致许多高职毕业生专业知识不够扎实、技能不够熟练、与用人单位的实际需求差距较大、工作以后进入状态的时间周期较长、不能充分体现高职院校培养人才的优势与特色。造成这种情况发生的主要原因有:部分院校依然沿袭中专的办学模式,甚至照搬本、专科院校的办学模式,而没有自己的办学特色;大部分院校的师资水平不能适应职业教育发展的要求;大部分院校课程设置与教材的选用缺乏前瞻性,导致教学内容和方法陈旧脱节;办学经费紧张,导致实习、实训条件较差;高职院校的生源质量总体偏差,学生的学习热度和刻苦钻研精神较弱,面对新环境与新技术显得束手无策,从给用人单位不好的印象。我们不能扩大在软件方面的教学经费,但我们可以改变教学模式、提升自身的业务素质、编写适合本院师生的校本教材、努力有针对性的选择适合自己所带课程的教学方法,以此为高职计算机软件专业的教学做点自己的贡献。本文仅写一些本人对高职计算机软件专业教学方法的探索。 三、教学方法的探索 为深化高职教育教学改革,高职教学工作者要大力加速教学方法的改革、尽快实现教学方法、手段的现代化。在教学过程的实施中,我们要尽量采用“项目导向任务驱动式”、“启发式”、“讨论式”、“引导式”、“互动式”、“互助式”等各种教学方法,从而引导学生自觉、主动地学习,培养学生的综合能力。譬如,对《数据结构》、《软件工程》等课程,以讲授为主;《C语言程序设计》、《Java程序设计》等各种高级语言等课程,以讲授结合上机实习为主;像系统开发等课程最好采用以“任务驱动”法进行教学。对于实践性强的课程,教师可以把该课程的主要思想及问题向学生作“引导性”的讲授,然后布置一些有代表性的课题或者项目,提示解决问题的思路,让学生通过查讨论、资料等方式完成任务,以此来感悟和理解相关知识,学生通过完成一个个具体的课题,从而达到融会贯通该门专业课需掌握的知识的目的。在让学生掌握知识的同时也培养了学生的团队精神和利用所学知识解决实际问题的能力。此外,还要合理充分的利用校内外的各种教学资源,提高教学资源使用效率;加强多媒体教室及计算机实训室的建设;积极鼓励开发精品课程资源,增加课程的开放性和灵活性。下面具体谈谈几种教学方法: (一)“项目导向、任务驱动”法 计算机软件专业很多程序设计课程都可以采取这种教学方法。项目导向、任务驱动法主要是教师通过一个个项目,把蕴含该课程知识点的小项目分解成一个个任务,让学生通过完成老师布置的任务,最终完成一个个项目,通过项目的学习达到掌握知识点,通过掌握知识点后了解项目的完成过程。所谓“项目导向”就是教师利用项目案例开发的过程、方法和思想同教学工作结合起来,引导学生在分析和解决问题的过程中学习专业知识从而锻炼学生综合运用所学知识的能力。众所周知,计算机专业课知识点较多、实践性较强,以高职类专业课更为突出。学生在学习一定的理论知识的同时需要把它加以灵活的运用,从而做到融会贯通。通过教师设计一些IT项目,在教学工作的过程中让学生用所学的知识加以实现,这就是所谓的“项目导向”的教学方法。 (二)“互助式”教学模式 在互助式教学模式中,教师布置给学生的学习任务是学生学习的主要动力,是问题提出的关键所在。教师根据教学大纲将课程所包含的知识要点分成若干个教学模块,并将知识要点蕴涵在学习模块之中,使学生通过完成任务模块来达到课程的教学目的和培养目标。教师根据教学目标,结合学生学习水平,将教学内容精练成一个个实际问题或学习任务,通过激发学生的学习兴趣,让学生产生学习的动力,从而引导学生的完成任务。学生在收到教师安排的各项学习任务后开始进行自主探索,寻求完成任务的方法,在寻求解决任务方法的过程中学习知识,掌握和运用知识,从而完成教学目标。在寻求解决知识的过程中学生可以充分锻炼自己的能力。互助式教学模式中教师可以使用的互助方式包括:课程论坛、腾讯QQ群、电子网络教室系统等。 (三)“互动式”教学 兴趣是最好的老师,是学生学习的动力。互动式教学刚好能很好的激发学生学习的兴趣。教师在日常教学实施过程中应从培养、激发学生学习兴趣入手,并贯穿教学的全过程.激发学生的求知欲,使学生爱上计算机程序设计。互动式教学是课堂上最常见、最重要的一种师生互动教学方法。传统教学中教师以灌输方式向学生传授知识,这种教学方法使学生处于消极被动学习状态。在互动式课堂教学中,教师根据教学内容的特点和要求,开展互动式教学,培养活跃的学习氛围,使学生建立起较强的自信心,从而激发学生学习的兴趣。每一节课教师和学生相互提问,不断研究探讨中进行,将教师和学生真正放在同一平台上,实现互动、实时交流的互动式教学。上面列举了多种教学方法,多形式的教学方法还应与多形式的课程考核相结合,才能更好地达到教学目的。计算机软件专业的学科特点比较特殊,学生不仅要掌握相关知识,还要能融会贯通,将所学知识运用到实际的软件项目中,所以在考核中要改变以往单一的理论考试,增加上机编程的考核。考核中还要逐渐减少专业课理论内容,加大对学生团队合作精神完成项目的能力考核。考核方式应从传统的卷面考试过度到对学生实际能力进行考核,并逐步建立适合高职院校学生能力考核的科学的评价体系和评价方法。理论考试主要针对知识性、理论性较强的课程,考核学生对所学课程的重点知识;上机编程考核主要是考核学生实际动手能力、即兴编程能力;综合测试主要考核学生团队合作、利用所学计算机软件技术解决实际问题的能力。 总而言之,按照高等职业教育人才培养目标,不断的深化改革课程体系和教学内容,积极探索有利于我们高等职业教育的教学方法与手段,既能让学生主动去学习、积极地学习、愉快地学习,又能培养学生的动手能力,为提高其就业技能打下坚实的基础,这也是我们高等职业教育工作者所追求的目标。 计算机软件专业论文:计算机软件专业实习报告 编者按:在刚去的头三天里,我真的是不想干这份工作。但是我心中有一个念头就是不管怎样,既然已经找到了工作,还不如踏踏实实地干下去,好好做事,人生总得有第一次嘛!最后我还是坚持下来了。过了一个星期之后,我就开始慢慢地学会了如何倒茶,如何点菜,嘴巴也开始会说些客套话了。在去的第一周里,酒店里因没有经理管,那些老员工总是欺负我们这些新员工,因为刚刚去什么都不懂啊。我在慢慢的学习的过程中有过苦与累,委屈与耐性是避免不了的。而现在,我终于明白了,当时他们所说的苦与累是多么的苦多么的累,苦的连走路都差点就要跌倒了,晚上连睡觉都睡不着了,在抱怨着…….每天晚上我都在想着我的选择是对的还是错的。 我很庆幸在这个寒假中进行了为期一个月的社会实践。接受我的单位是武汉市江岸区新马路小湖南酒楼,我任职服务员。在这一次实践中,我终于体会到了生活中的苦与乐、痛与累。同时,我也学会了很多以前不懂的东西。 在刚去的头三天里,我真的是不想干这份工作。但是我心中有一个念头就是不管怎样,既然已经找到了工作,还不如踏踏实实地干下去,好好做事,人生总得有第一次嘛!最后我还是坚持下来了。过了一个星期之后,我就开始慢慢地学会了如何倒茶,如何点菜,嘴巴也开始会说些客套话了。 慢慢地我开始能接受这份工作。在这个月里,小湖南的员工们由开始的冷眼变成了热情和宽容。我真的感谢他们,使他们让我知道了生活的苦与累,是他们给了我这一次锻炼的机会。我虽然能顺利地完成了这次社会实践,但我还是有很多地方感到不满意。比如说,客人问服务员哪一种菜是用什么做成的,其中又放了什么配料,我总是一头雾水地乱说一通,有时候有的客人总是很为难服务员。通常地,给客人倒茶是我们的职责,但是当我们倒茶时,他偏要喝白开水,作为服务员的我们必须以客人为主。 在去的第一周里,酒店里因没有经理管,那些老员工总是欺负我们这些新员工,因为刚刚去什么都不懂啊。然后,也只能老老实实地去学着做。最后来了个刘经理,刘经理对我们新员工还是蛮体谅的,总是很有耐心地叫我们怎么做,每一个细节、所要说的每一句话,都慢慢地教了我,每天早上他都要我们所有员工记一遍小湖南的标语:“嘴里甜一点,脑筋活一点,行动快一点,效率高一点,做事多一点,理由少一点,度量大一点,脾气小一点,说话轻一点,微笑露一点。”再次便教我作为一名合格的服务员要必须记住五声原则:第一看到客人进门要有迎声;第二客人叫喊要有应声;第三服务不周要有歉声;第四客人帮自己的忙要有谢声;第五客人出门要有送声。同时,在厨师们给我们菜谱培训时,我也非常认真地记了下来了。现在,那本菜谱我基本上能背的下来了。 再回首,只觉得刚去的时候,自己像个傻瓜一样,笨手笨脚的,不是把客人的口杯给弄倒就是撞到客人,不是不小心把打火机弄到客人的菜中,就是()把客人的菜弄倒。然而,通过一个月的实践和刘经理教导,我真的有了很大的成就感,因为我真的看到了我一直在进步着。我真的很感谢小湖南里的所有员工们,是他们一步一步地教会了我,是他们一句一句地提醒了我,是他们一手一脚地把我扶过来的……这期间我也受过不少的委屈,流下了无数次心酸的泪。可是,我还是不停地鼓励自己,这一点痛又算得了什么呢?只要自己学会了东西,有过了一次、两次的经验就行了。但是当他们指责我,责骂我时,尤其是在刚刚去的前一周里我不能容忍的就顶了几句,后来慢慢地熟练了,跟他们的关系就慢慢地越来越好了。但是,慢慢地我也适应了那种生活,没有他们的责骂,我犯的错就会越来越多。然而,作为一名服务员,不受苦受累,不受委屈是假的服务员,我认为这种苦与累就是给我一次锻炼的机会吧! 我在慢慢的学习的过程中有过苦与累,委屈与耐性是避免不了的。而现在,我终于明白了,当时他们所说的苦与累是多么的苦多么的累,苦的连走路都差点就要跌倒了,晚上连睡觉都睡不着了,在抱怨着…….每天晚上我都在想着我的选择是对的还是错的。今天受到的委屈,明天受到的指责,让我无可奈何,心里想着到什么时候这种生活才能结束啊,我何时才能摆脱掉呢?最后,我还是坚持到底了。在这一个月里,我终于学会了宽容大量,对人要讲礼貌,做事要迅速手脚从笨拙变得灵巧了。 我在此衷心的感谢小湖南给了我这一次机会。同时,我也意识到以前老师所说的“吃得苦中苦,方为人上人”之意了。感谢小湖南的所有员工对我的支持与帮助,指责与教导,我真的很感动。 计算机软件专业论文:计算机软件专业教学方法综合探讨 摘要:通过对计算机软件专业几门优秀课程以及该专业学生所必需优秀能力的综合分析,揭示计算机软件专业以学生将来的实战为教学目标,而不是搞以背概念为主的应试教育。总结出高效实用的计算机软件教与学的方式方法:自下而上的教学法和自上而下的教学法。这两大类方法在教学实践中取得良好的效果。 关键词:计算机软件;优秀课程;软件开发;综合构思能力;科研;教学 笔者一直认为,计算机软件专业的优秀就是两个复杂性和三种能力。两个复杂性是复杂的关系(包括复杂的数据结构、数据库及多模块之间的关系)和复杂的思路(包括算法思路和复杂系统的工作流程思路)。三种能力是编程构思能力(算法)、大程序的调试掌控能力和系统的构造能力。其中最根本的能力是编程构思能力(算法)。有了这个能力,其他能力都可通过有意识的培训很快得到。计算机软件专业知识更新快,新知识点层出不穷,但若把握了这个优秀,所有新知识均为参考手册。 与其他专业不同,计算机专业的几门主要课程彼此连接非常紧密,孤立地学习和理解各门课程肯定达不到深度要求,但作为初学者,刚开始又不能不孤立地从最基本的概念学起。 为此,笔者借鉴计算机软件专业两种最基本的软件开发方式,提出软件专业教学的两大方式,即自下而上的教学法和自上而下的教学法。前者是从基本概念和基本原理(包括程序语言的基本句型)讲起,先孤立地应对各门课程,在此基础上逐步与其他课程关联起来。对此应多准备一些小例子,哪怕深度不够,能初步说明问题就行。此方法适合于初学者。后者指的是从综合构思一个较大的系统出发,从各门课程的关联和综合运用出发,自上而下,在关联的层面上,在结合复杂构思能力的层面上,达到深入透彻地掌握某门课程具体概念原理之目的。该方法必须始终围绕构思能力来进行,适合于高年级学生。 下面通过几门课程谈谈如何应用这两种方法。 1计算机语言课 计算机专业有一种错误的认识,编程是一种低档次的工作,那是程序员的事,因而学生不重视语言学习和编程。事实上,一个软件最终的产品是程序代码,程序代码包含了系统的分析设计、数据结构、数据库、算法思路、编程技巧等全部信息,可以说,熟练掌控程序代码的能力再怎么强调都不过分。只有精通了一门语言,才能运用、培训和锻炼编程构思能力和大程序的调试掌控能力,并最终实现软件开发。通常,C语言是我国高校计算机专业普遍开设的课程,学生从大一开始学习。学习语言课最关键的是领会程序语言的思维方式,各种不同语言的思维方式都是相通的。C语言作为首选是有道理的,因为它的功能强大,并同时兼有高级语言和低级语言的优势,特别是C语言的句型和语法现象非常丰富,熟练地掌握了C语言,以后学其他语言就非常容易了[1]。 鉴于C语言是第一门语言课,从低年级开始学,故此课大抵按自下而上的方法教学,以讲解句型为主。特别重要的是,要让学生领会程序语言的思维方式,必须用心去体会,而不是死记硬背。教师应准备大量的小例子,结合例子讲解句型,并逐步加进较复杂一点的数据结构以及算法思路,从句型层面逐步提高到思路层面。愈快地进入到思路层面上,结合思路讲解句型的运用及其上下文关联,教学效率也就愈高[2]。始终将大量时间拘泥于句型是低效的。 C语言之后还要学其他语言课,此时的教学和学习方式就应与作为第一门语言课的C语言大不相同了。笔者的经验是,学生在熟练掌握C(含C++)语言,尤其是在透彻领会程序语言的思维方式,以及程序语言的几种句型类别之后,通过直接阅读专家所写的大型高质量程序源代码,是学习第二门计算机语言的最佳方式。当然,学生刚开始可能达不到这一水准,但以自上而下的教学方式作为原则是很重要的。下面以Java语言为例说明。 笔者教Java课的理念是:学生从大一开始学C语言,由于没有什么基础,当然应该从最简单的概念、语法、句型学起,而学Java的学生往往是大二或大三了,他们此时已掌握了程序的思维方式,具备一定的编程构思能力,具有数据结构、数据库、系统构造方面的知识技能,再从基本句型学起就是低效的。而且,作为一个大的开发平台,Java拥有的类和函数的数目大得惊人,课堂上不可能一一讲解。所谓“授人以鱼不如授人以渔”,笔者的方法是教学生如何读懂别人的程序,通过别人程序的总体功能及上下文来推敲理解Java类及其函数的功能及正确用法。即从大到小,由整体理解到推敲出小的细节,而不是相反,这样不仅小的句型掌握了,而且别人的编程技巧也学会了,综合构思能力也得到了锻炼和提高。让学生先掌握Java最基本的类和函数,能力具备后,他们就可用此方法自学掌握其他Java类和函数。在教学过程中,教师应注意锻炼和培养学生较大型程序的调试能力及读懂别人程序的能力,这会使学生在以后的工作中受益无穷。 在教学中,笔者针对开发中的重点难点训导学生,以利于学生以后的工作实战。软件开发有三个方面最难突破,首先是综合调试大软件的能力。一个大而复杂的软件,由多个小组开发出各个模块,每个小组都认为自己做得很好,集成调试时却问题百出,这时极少有人能掌控整个大软件,把它调试顺畅。再就是bug问题,有些bug非常难解决。然后是性能问题,主要是速度、内存消耗和容量问题。一些高手开发的成熟软件,往往在这些方面做得相当优美,但用户可能依然对性能不满意,要求显著改进。 教学目标的高低及正确与否对教学效率起着决定性作用。笔者希望学生学过Java后,对别人写的数万条以上语句的程序,不要任何文档及注释行,不作任何介绍,硬读源代码,就能将软件结构、数据结构、数据库、算法思路全部读通并推出来,而且时间很快,然后想怎么改就怎么改。这就要求学生在数据结构、编程思路方面的功力必须强大。再者,数据库、系统结构及其构思运用能力必须强大,否则不可能从系统的角度把握整个软件。另外,学生必须全面掌握Java本身的结构以及面向对象编程的思维逻辑、各种方法技巧,至于Java的句型细节,有了上述条件,根本不需花多大功夫,根据上下文推敲一下就足够了。 再次强调读通别人程序的重要性,它能使你得到一切的一切! 2计算机算法 计算机算法不同于其他学科的最大特点是它需要一连串的思维,它们由许多关键点构成,这些关键点彼此依序而行,又动态关联。任何疏忽遗漏或一知半解都会导致整个思路的失败。这些正是复杂算法难于理解掌握的根本原因。解决算法问题,最需要的是复杂思路的构思能力,包括思维的多样性、巧妙性和深入性。其中,多样性体现的是想象能力,巧妙性是一种创造性思维,是一种天分,而深入性则是深深地沿一条思维脉络进行下去的能力。这种构思能力需要长时间艰辛的培训,最有效的方法是在头脑中一遍又一遍地回味他人的复杂思路,将他人的复杂思路印在脑海里,时间一长,自然会功力大增。 因此,算法教学的关键是首先让学生透彻理解和掌握较复杂的算法,然后才能使其将复杂的思路印在脑海里反复回味,以达到熟能生巧、触类旁通之效果。因此,教师在讲算法课之前,让学生先作预习是必要的过程。先对要学的算法有一个初步的理解,并带着问题听课,才能有好的效果。其次,抓住关键点实属必要。每个复杂的算法均有几个关键点,攻破了这几个关键点,算法也就迎刃而解了。笔者教学前先将算法分为易、较难和很难几个等次,因材施教。告诉学生要讲的算法属哪个等次,使他们心中有数。容易的可以较快完成。对难的,教师先逐一讲解关键点,然后让学生依据讲解自己看书,去理解这些关键点,然后再让学生就不理解的地方提问,教师就学生的提问作更具针对性的讲解。一般来说,经过这一过程,学生基本能理解这些关键点。接着让学生自己将这些关键点串起来,形成思路。最后让学生反复回味思路,并给出针对性的问题,让学生解答。经此过程,学生大都能很好地掌握要点。 以一般图搜索算法为例,算法从一个无向图的初始节点开始,寻找距该初始节点路径最短的目标节点以及最短路径[3](该算法为经典基础算法,一般算法教科书均可见到,这里不再赘述)。该算法有一定难度,无论是其思路技巧,还是其文字表述,均堪属经典。学生若能全面掌握此算法,即为进一步深入学习算法打下良好基础。 第一步,教师在学生预习的基础上讲一遍整个算法。 第二步,着重强调关键点。关键点一:对每一节点建立从父节点到爷节点等的祖先链,这一祖先链是动态变化的。要求学生理解祖先链,理解其为什么和如何动态变化。关键点二:OPEN节点和CLOSE节点的动态变化过程,必须清晰透彻地理解。OPEN表中已完成展开的节点放入CLOSE表中,此节点以后还有可能从CLOSE表中重回OPEN表中继续展开,且可能不断反复,为什么? 第三步,给学生时间,要求学生透彻理解关键点,并串成清晰的思路。 第四步,要求学生对还不够理解的地方提问。有学生问,既然OPEN表中节点完成展开后移到CLOSE表,以后又反复从CLOSE表移到OPEN表重新做展开,那程序何时能结束?显然这是没理解该算法逐步向最优解迭代的过程,每重复一次,到顶点的路径长度就优化一次,而这种优化不可能无限进行(反问学生“为什么”),最终OPEN表必然为空,程序终止。 第五步,演算一个较复杂的例子。 经过这五步,学生大都反映完全掌握了该算法。 对于软件开发人员自己学习算法,在功力尚不强大且又无老师讲解的情况下,在遵循上述步骤原则的基础上,最好先用几个小例子或较小规模的输入单步跟踪算法的计算步骤,反复回味整个思路,以达到清晰把握整个思路之目的。即使是功力强大者,这也是攻克复杂算法思路的有效途径。 在算法教学上,笔者注意结合科研上的难点,给学生以引导激励,鼓励学生大胆思索探讨。例如, Hamilton环为著名的NP难问题[5],让学生去解决这样的问题显然不切实际,但可以提到,以激励学生。笔者将此问题稍稍改了一下,题目如下。 将具有N个节点的无向连通图(最小度数为2,最大度数为3)的N个节点围成一个圈,我们称它为虚环,因为它可能包含很多断点。希望用多项式实践得到这个虚环。唯一的要求是:虚环里不能包含孤立节点(即某节点与自己两侧的节点都不相连)。 此问题难度不太大,但要完成它也非易事,需要学生具有较强的复杂思路的构思能力。 3软件工程课 首先,我们确定软件工程学[7]课程的三大教学目标:一是掌握软件开发的过程、步骤、方法;二是对各学科知识的综合运用及加深协作;三是构思能力的培训(此点为优秀)。 要使学生不能仅限于对课本概念和原理文字上的理解,而必须时时面临需要较复杂思路来解决的问题。因此,必须准备一些适合于课堂讲解的、既短小精悍又能说明问题的例子。 例一,大学自动排课系统。输入为:①资源。教室及其容量;每名老师及所能上的课。②每个班。人数及本学期上哪几门课;多少课时。输出为学生、教师以及教室管理员均能方便查询的排课结果。要求同课可合班,尽量少占教室。此系统看似不大,但相当复杂。若学生能在课堂上透彻接受此例子,则意味着显著的收获:①该例子对数据结构和算法知识起运用和强化的作用,如怎样优化使教室得到最充分的利用和最大的结余,做好此算法相当有难度。②该例子对数据库知识起运用和强化的作用。数据库表设计:为方便起见,可将上课时间作为一个实体,每天8节课,一周5天,共40节课,编号为1至40,可作主键使用。三个方案:①以班级加时间作主键,教室老师课程全部作属性,一个表即能容纳排课结果,另两个方案为两个表。让学生比较到底谁优,在什么条件下优以及为什么优。此外,还有手动调剂功能,人的权限与机器排课权限之争的问题、特殊课程和特殊教师的处理问题、教师课程的平衡问题等,都需要考虑。 例二,打手机的全过程分析设计。含市内、长途、漫游及交叉等多种情况。每个城市都有一个通信中心,市内用户的所有数据均存放在此通信中心,手机用户通过分散的基站与通信中心联系,各基站只起中转的作用,不存储数据,而城市间则通过通信中心互联。此例子相当能说明问题:①此例子让学生明白,系统构思与编程构思类似,关键是打通思路,而不是背概念、套框框。②使学生学会将系统构思与数据结构数据库的构思结合起来。③使学生明白用户层面的需求与系统分析员层面的需求有本质的不同。本例用户需求非常简单,就是打通手机。而系统分析员的需求分析则要复杂得多。 总之,软件工程课应运用自上而下的教学方法,准备几个像样的系统,从系统构思着手,让学生通过例子理解掌握软件工程各个章节的基本概念,达到综合运用、融会贯通之目的。 4结语 针对专业特点,笔者提出计算机软件专业教学的两大方法:自下而上法和自上而下法,并通过几门主要课程加以说明。在多年实践研究的基础上,给出了一些课教与学的关键点,既可供教学参考,亦可为软件开发人员培训提高功力之借鉴。 计算机软件专业论文:中职计算机软件专业教师培训――质量评价指标体系的需求分析 摘要:随着软件产业的发展与软件产业实用型人才需求的日益扩大,近几年国家对担负初级软件人才培养重任的中职计算机软件专业教师的素质愈加重视。教师培训是不断提高教师素质的重要手段之一,那么要如何保障教师培训的有的放矢,行之有效呢?该文分析了中职计算机软件专业教师培训质量评价指标体系建立的必要性,针对软件专业教师培训及评价的特殊性及重要性,探讨了质量评价指标体系建立的可行性,从而得出结论:中职计算机软件专业教师培训质量评价指标体系是保障教师培训效果的基本手段,它的建立刻不容缓! 关键词:中职;计算机软件专业;教师培训;评价指标体系;需求 随着软件产业的发展,企业对软件产业实用型人才的需求则日益扩大。而近几年软件人才尤其是初级软件人才却十分匮乏,这已成为制约我国软件产业发展的重要因素。担负着初级软件人才培养重任的中等职业学校计算机软件专业亦成为了国家大力发展的70个重点专业之一[1](以下如无特别说明,所用“软件专业”均指“中等职业学校计算机软件专业”)。为尽快完成初级软件蓝领人才的培养与储备工作,“中等职业学校计算机软件专业师资培训包” 项目于2007年立项,开始调研,并希望构建科学、有效的软件专业教师培训质量评价指标体系,以保障软件专业师资培训有的放矢,行之有效。 1 软件专业及计算机类教师培训评价的现状分析 软件专业是计算机类专业的分支之一,目前还未有专门针对软件专业教师培训及评价体系的成规模的研究。笔者分别以中国知识资源总库和维普资讯中文科技期刊数据库为平台,检索计算机软件专业教师培训评价的相关文章,均未搜索到结果。而检索与软件专业相关的计算机类教师培训及评价体系的研究也是凤毛麟角,其主要代表有: 1)、赵建功 、赵香兰、刘燕等发表的《河北省职业学校计算机专业省级骨干教师培训教学设计研究 》,[2]他们从培训目的、培训内容、培训方式和培训效果评估及巩固四个方面对未来计算机专业培训工作提出策略性建议; 2)、岳小婷发表的《辽宁省高校计算机骨干教师培训体系的构建及启示》中,[3]分析总结了历届辽宁省高校计算机基础骨干教师培训实践的经验教训,并在此基础上,提出了一种产学研结合的全方位立体联动师资培训体系; 3)、刘广、王小梅发表的《中职教师培训中教育技术的设计与应用》中,[4]以中职计算机专业骨干教师部级培训为例,分析了中职计算机教师培训任务和培训方法,探讨了改进培训效果的途径。 这些针对计算机类教师培训的评价过于笼统,针对性不强,尤其不适用于知识更新换代较快、讲究时效性的软件专业。 2 构建软件专业教师培训质量评价指标体系的必要性 2.1 计算机软件行业的战略地位 我国软件产业战略地位是由发展趋势决定的,而作为本世纪最具发展前景的软件产业是一种“无污染、微能耗、高就业”的产业。软件产业不但能大幅度提高国家整体经济运行效率,而且产业自身也能形成庞大规模,拉升国民经济指数。随着信息技术的发展,软件产业逐步成为衡量一个国家综合国力的标志之一。因此,发展和扶持软件产业,是一个国家提高国家竞争力的重要途径与战略制高点。基于这样的战略地位,振兴软件产业势在必行。 2.2 软件人才结构有待转变 软件产业调整与振兴需人才先行。据“中等职业学校计算机软件专业师资培训包” 项目组调查显示,目前我国软件人才呈“橄榄型”结构。这种结构严重限制了产业与信息化应用的发展,而理想的软件人才构架应为“金字塔”型,即初级软件人才的需求应远高于中、高级软件人才。只有尽快完成软件人才结构从“橄榄型”到“金字塔型”的转变,才能在产业规模、企业实力、技术水平、竞争能力上与世界软件产业水平缩短距离乃至步入前列。从我国现状看,完成这一转变的关键是学校配合企业对“金字塔”基础软件蓝领人才的培养与储备。 2.3 中等职业学校担负着培养软件基础人才的重任 中等职业技术学校的计算机教育是软件人才队伍的重要来源之一,中职计算机软件专业定位于“金字塔”基础人才的培养,因此中职计算机软件专业担负着软件人才结构从“橄榄型”到“金字塔型”转变的重任。但项目组调研显示:中等职业学校计算机软件专业在人才培养模式、课程设置、师资队伍建设、教师实践应用能力等多方面都与企业及信息化应用需求之间还存在着巨大的差异。 3 构建软件专业教师培训质量评价指标体系的特殊性及重要性 3.1 培训质量评价指标体系对于提高教师培训质量的重要性 人才的培养在很大程度上有赖于教育,而决定教育质量的关键在于教师,因此师资培训的质量决定了人才培养的质量。为了迅速满足市场对初级软件人才日益增长的需求,应缩短软件专业教育的探索阶段,尽快构建一个科学、有效的中等职业学校计算机软件专业教师培训质量评价指标体系。 中等职业学校计算机软件专业教师培训质量评价指标体系是了解、监督和控制中职师资培训效果的一种有效手段。我们可以通过开展培训质量评价,了解和掌握培训效果,发现培训过程中的问题,及时研究和改进培训工作,以保证培训的质量始终处于有效的控制之中。任何一种培训都必须接受客观、公正、可靠、有效的评估和考核,否则培训将流于形式,为培训而培训,这对师资培训质量的提高乃至整个软件人才的培养起不了积极作用。因此,为了避免培训的盲目性,建立一套科学有效的培训质量评价指标体系势在必行。[5] 3.2 软件专业的教师培训质量评价指标体系的特殊性 当今市场上,新的软件层出不穷,旧软件也在不断升级,支持软件运行的硬件平台也越来越先进,所以与其他专业相比,软件专业的教学内容更讲究时效性。因此随着软件的日新月异,软件专业的师资培训质量评价指标体系中,在培训内容、培训目标、培训条件乃至培训环境的权重设计上都需因时而异,与时俱进,以最快的速度跟上软件市场发展的步伐。软件需要硬件平台的支持,在培训环境中,各种硬件设备的条件制约着培训的效果,而其他专业就少受这方面的因素的影响,因此,其他专业的培训质量评价指标体系并不适用于软件专业。 4 构建软件专业教师培训质量评价指标体系的可行性 4.1 政策支持 国家从政策、资金等方面鼓励软件人才培养,尤其是面向企业和市场需求的实用型软件人才的培养,并在学历教育、职业教育、继续教育等多方面做出支持,以加快软件人才培养的步伐。 2002年国务院下发文件《关于大力发展职业教育的决定》,其中提出:加强师资队伍建设,支持职业教育师资培养培训基地建设和师资培训工作。 教育部于2001年出台了《关于“十五”期间加强中等职业学校教师队伍建设的意见》,其中指出:进一步加强中等职业教育师资培养培训基地建设,努力构建中等职业教育师资培养培训体系;2007年又接着印发了《关于“十一五”期间加强中等职业学校教师队伍建设的意见》,其中还强调:加大培训力度,提高教师队伍整体素质;充分利用社会资源,开展技术指导,开阔教师视野,跟进技术发展,密切与社会的联系。 教育部、信息产业部等九部委联合制定了《关于加快软件人才培养和队伍建设的若干意见》,提出中国软件人才培养和队伍建设的总体目标,以及加快人才培养和队伍建设的主要措施,并指出中等职业技术学校的计算机教育是软件人才队伍的重要来源之一。 4.2 教师的迫切需求 目前任教于计算机软件专业的教师中,绝大部分教师期待高质量的培训。“中等职业学校计算机软件专业师资培训包”项目组对中职院校的125位教师进行抽样调查,结果显示:77%的教师表示曾接受过培训,但是接受企业实训实践的仅占17%,绝大部分教师没有系统、规范的软件项目开发经验,对软件项目的组织和流程没有感性认识,对软件开发企业采取的主流技术、项目管理方式和岗位配置情况了解很少,不熟悉软件开发企业的软件开发流程。对教师知识欠缺调查的结果显示:74%的教师表示欠缺操作实践实训知识。70%的教师表示有待提高实践操作技能。在培训效果的认同上,53%的被培训者觉得培训对自身工作有帮助,41%的被培训者认为只有一定的帮助,另外2%的被培训者觉得纯属浪费时间,还有4%的被培训者觉得没有帮助。 从调查结果来看,目前的教师培训体系混乱,而对于培训效果的评估,也没有形成一套科学规范的质量评价指标体系,只仅仅依靠被培训者带有主观性的个人感知。而真正科学有效的质量评价指标体系应该建立在一系列的信息、资料、数据上,对培训的效果进行定性和定量的评价,以提高培训质量。并且在培训的各个环节都应进行培训评估。可以说培训需求分析和培训效果评估是培训环节中的两个关键点。在进行培训需求分析时对培训需求分析的结果应进行评价;在培训进行的各阶段应及时进行评估,以保证培训沿着既定的方向运行;在培训结束后,对培训成果应进行不同时段的跟踪评估,为下一次培训提供依据,使培训工作的质量呈螺旋式上升。 4.3 培训评价指标体系的可实现方案 构建软件专业教师培训质量评价指标体系,可以采用调查法收集体系中的各层级指标,其调查对象为参加培训的计算机软件专业教师及其所在单位的部分教师、培训基地的管理者、负责人等。然后聘请几个专家来商讨量表的构成,再采用特尔斐法Delphi method ,用书面形式广泛征询专家意见。最后经过反复的研究、修改,确定指标体系的层级指标构成,以及所分配的权重和分值。在培训评价指标体系平台的设计上,可采用数据库软件建立相关表单,搭建后台数据库,再应用编程语言设计培训评价的平台,实现学员和培训教师都能在培训的各个环节中,登录平台为培训效果做出的评价和反馈。 5 总结和展望 为了让软件人才的培养跟上软件产业发展的步伐,为中等职业学校计算机软件专业教师培训构建科学、有效的质量评价指标体系刻不容缓。然而软件专业又有别于计算机的其他专业,软件随着IT行业的发展而不断更新,软件企业的岗位要求以动手实践为主,“计算机软件专业”的师资培训必须要注重教师实践教学能力的培养,注重教师自身专业技能的培养,注重教师自身知识技能的更新与软件行业技术发展同步的培养。这就要求软件专业教师培训的形式、方案、内容等都必须与时俱进,跟上软件发展的步伐。由此可见,针对计算机软件教师培训质量的评价体系亦有着特殊的要求,比如加大培训环境的比重,强调培训师资的素质与构成的专业性、注重教学设施和实训条件的设计等。因此,为中等职业学校计算机软件专业教师培训构建科学、有效的质量评价指标体系面临着极其严峻的挑战。 计算机软件专业论文:面向能力需求的应用型计算机软件类专业课程体系建设探索 摘要:针对高校传统培养应用型本科计算机软件类人才的专业课程体系存在的问题,以“需求导向,能力优秀,理实一体,工学融合”为理念,在深度校企合作、产教融合的基础上,提出了能力培养与软件岗位需求对接、课程内容与软件标准对接、教学过程与开发过程对接、孵化项目与产业市场对接的“四对接”应用型本科软件类人才培养专业课程体系,以及校企融合的支持平台、教学团队、教学资源和质量保障体系四项建设保障举措。 关键词:应用型人才;计算机软件类;课程体系;校企合作 随着“互联网+”战略的推进,特别是电子商务、服务外包等新兴信息技术产业的迅速发展,社会和产业对计算机软件人才的需求日益强盛。根据有关部门不完全统计,今后每年对IT人才的需求将突破100万,其中信息、软件、网络管理人才的需求占70%以上,而每年高等院校培养的此类毕业生数量和质量远远不能满足行业发展的需要,兼备信息技术与行业知识的复合应用型人才更是紧缺。 传统高校面向学科的专业课程体系、单一的课程教学模式和考核评价机制培养出来的软件类人才能力与企业需求还存在不小的差距,一般企业不得不花6~12个月的时间和大量的成本对毕业生进行岗前培训。如何构建面向能力需求的计算机软件类专业课程教学体系是应用型软件人才培养中的关键问题。 近年来,一些高校计算机软件类教育工作者对该问题进行了探索,但是,如何在新形势下面向能力需求建构应用型本科计算机软件人才培养专业课程体系尚未有很成功的经验。本文在深度校企合作、产教融合的基础上,提出了一种“四对接”的专业课程体系,并提出了保障课程体系改革与实施的四项举措。 一、应用型计算机软件类专业课程体系现状分析 随着社会和高校对应用型转型的认识不断提高,地方性、应用型院校对应用型人才培养的定位越来越明晰。应用型人才培养需要应用型的课程体系。目前,不少高校软件类专业课程体系还不能支撑培养目标,存在着以下问题和不足。 1.专业课程体系目标定位与产业能力需求脱节 传统高校培养的计算机软件类人才设计开发能力、创新创业能力普遍不足,不能较好地胜任新兴信息技术产业软件岗位,课程教学体系不能支撑软件岗位所需要的优秀能力培养。在课程体系定位上,过分强调学科、理论基础扎实,轻视能力需求;在课程教学模式上,固封在传统教室、实验室上课实习,忽视与相关产业、企业的结合;在课程教学安排上,理论课程占比过高,实践课程占比严重不足。 2.专业课程教学内容与生产实际脱节 传统计算机软件类专业课程教学的课程目标、课程内容、环节安排、教学方法、实践途径、评价机制、质量保障等与新兴信息技术产业软件行业能力要求、技术需求、组织形式、生产过程、质量标准等严重脱节。课程目标没有与岗位技术相关细分能力要求一致;课程内容陈旧,距离当前行业流行软件开发技术距离较远,更没有与生产标准相结合;实践途径、环节安排也很少与实际软件开发过程相结合;评价机制只注重验证性的个人实践结果正确与否,而不是生产性的团队项目测试是否通过。 3.支撑资源平台与专业教学需求脱节 培养应用型软件类人才的专业课程体系需要有较好的校企合作平台支撑,需要有良好的校企合作运行机制,需要有校企合作的“双师型”教学师资队伍,需要有与软件生产对接的教学资源。而目前大部分高校的校企合作仅仅停留在校外实践基地上,只注重把学生派到企业实习,没有与企业建立起深度合作课程教学的机制,没有引入企业的师资和教学资源,不能满足教学的深层次需要,校企合作还停留在浅层的实习合作。 二、面向能力需求的应用型计算机软件类专业课程体系构建 1.专业课程体系的构建理念 针对产业需求和传统计算机软件类课程体系存在的问题,提出了“需求导向,能力优秀,理实一体,工学融合”的应用型计算机软件类专业课程体系建设理念。需求导向,是以产业、行业对计算机软件类人才的实际需求为目标,兼顾毕业生的岗位适应能力和未来职业发展潜力,对课程体系进行顶层设计;能力优秀,即课程体系的构建突出行业、企业实际需要的各项能力的培养;理实一体,即通盘设计理论课程与实践课程,使理论课程与实践课程融为一体;工学融合,是指与行业、企业共同设计、建设课程体系,把计算机软件产业当前生产实际的开发标准、组织形式、流行技术引入课程体系,校企共同实施课程教学。 2.面向能力需求的“四对接”专业课程w系建设 (1)能力培养与软件岗位需求对接,全面创新专业教学课程体系。经过广泛的调研和深入分析,梳理出应用型计算机软件类人才应具备三个优秀能力,即“软件开发能力、业务流程分析能力、沟通与项目管理能力”。在剖析三项能力的基础上,设计全新的专业课程体系。根据三项优秀能力培养的需要,建设业务流程分析、软件开发、沟通与项目管理三个能力课程群。确定课程群中各课程之间衔接关系,课程中各知识点的串接,并设置课内实验、独立项目实训、企业综合实习等实践环节。从第一、二学年的专业基础知识课程,第三学年综合应用课程到第四学年的行业相关岗位任职的职业素养课程,构建递进式培养的课程体系。 在课程学分安排方面,大幅提高实践课时和学分。独立设置的实践课程加上毕业实习等学分占到总学分的40%以上,主要优秀专业课的实践课时占总课时的45%以上。 (2)课程内容与软件标准对接,深化改革专业课程教学内涵方法。从计算机软件行业岗位实际出发,根据《计算机程序设计员国家职业标准》和服务外包软件开发行业标准中的要求,将相关岗位所需的技能素质要求和技术标准细化,成为课程教学标准。学生通过“了解标准”“熟悉标准”到“使用标准”三个阶段的教学、训练和实践,毕业进入工作岗位后,能够自觉按照技术标准和工作要求规范操作。 在教学中,根据典型软件岗位技术需求结合各课程要达到的细分能力目标,对教学内容、教学方法、组织形式、评价机制等做了全面的改革。对Java/Net开发工程师、UI设计、web前端开发工程师、测试工程师等岗位技术与能力需求进行深入的分析提炼,并通过优化课程教材与实践案例把这些内容融入相关课程。将职业素养的培养融入日常教学和实践中,强调编码规范、编程习惯等基本职业规范。 (3)教学过程与开发过程对接,着力培养学生岗位胜任能力。梳理专业课程,以岗位需求的细分能力为目标,重构理论教学和实践教学过程。在专业实践教学环节方面,重构由专业认知实习、专业课内实践、独设实践课程、创新创业实践、综合项目实训、假期顶岗实践、专业毕业实习、就业岗位试用等紧密相连的八个环节组成的实践教学体系,通过理论与实践交互、校内与校外交替、学习与生产交融,实施“从初级到高级、从简单到综合、从实践到岗位”的综合实践能力递进式培养。 依托校外实践基地联盟,将“面向对象程序设计课程设计”等8门主要专业课程的实践部分或全部放在企业进行,使学生的学习过程直接与软件企业生产过程对接。“项目开发实例”以软件企业真实开发项目为案例项目,从合同签订、项目启动、设计开发到测试与验收,全程仿真模拟在企业实际操作,无缝对接软件开发实际生产过程。 (4)孵化项目与产业市场对接,着力提升学生创新创业能力。依托基地联盟,通过举办创新创业辅导报告、沙龙论坛以及开设创新创业课程等进行创新创业教育;通过组建创新创业团队、设立学生创新研发资助项目引导学生创新创业;通过设立创业孵化项目、设立创新创业工作室、支持学生注册公司等形式推进学生创新创业.依托本专业产学研“软件研发中心”及教师工作室,通过“传帮带”机制,吸引学生参与教师科研,增强学生创新创业实战能力。 为使教学项目更符合新兴信息产业软件发展方向,对接软件产业市场,选择基地联盟企业关注的、创业前景良好的开发类项目设立为创新创业资助和孵化项目。企业也将一些实际项目的开发、设计和测试等环节直接放在学校,让学生以参加项目组研发和实践的形式参与其中。 三、专业课程体系建设的保障措施 1.建设机制融合的校企合作课程体系支持平台 为支撑软件开发能力、业务流程分析能力、沟通与项目管理能力三项优秀能力的培养,在全面梳理专业课程体系所需要的实验、实践平台的基础上,依托部级校外大学生实践教育基地――东忠集团服务外包基地,全面整合完善专业实验室和校内外实践基地,搭建校企融合的计算机软件类专业课程体系教学支持平台。 为了更好地取得政府、行业、企业的支持,成立由政府主管部门、省计算机软件行业协会、省服务贸易协会、计算机软件企业等高管、专家和学校、专业领导、教授共同组成的学校计算机软件类人才培养指导委员会和实践教学指导委员会。按照“过程共管、互惠共赢、共享合作”的原则构建人才培养和实践教学共同体――计算机软件类人才培养联盟和实践基地联盟,以“供需对接、资源共享、利益共享、双赢三益”的新型紧密融合的校企合作机制在校内和企业实施人才培养。 2.依托“千百工程”共建校企融合的教学团队 依托学校“千人业师”“百业培师”的“千百工程”,建立一支跨越学科、校企融合的教学团队,共同建设课程体系,共同实施教学。企业工程师全程参与教学项目和课程设计、组织、实施、考核;学校教师担任企业项目经理、项目组成T和企业培训师,全程参与项目的研发、业务流程设计、员工培训等工作。团队教学根据不同阶段采用不同模式,在校内外理论教学和实验、实习、实训等教学环节中,采用团队合作授课、指导和考核模式;在企业顶岗实习、毕业实习和就业岗位试用阶段,采用企业分配岗位和真实项目,业师全权指导并考核、教师跟踪管理的模式。 3.以企业实际项目为基础共同开发教学资源 校企双方根据行业技术和能力需求,以企业真实项目为基础,分解课程知识点和技能需求,结合课程学习、实践的特点,构建基于课程案例资源与企业综合项目的“叶一枝一干”案例项目体系,实施教学后大大提高了学生的学习兴趣和综合实践能力。 为“数据库”“面向对象程序设计”等每门专业优秀课设计了10~20个案例资源,校企共同实施理论和实践教学。企业提供、双方共同制作了用于综合项目实践课程的“人保会员管理系统”“地铁管理系统”等10个企业大型真实项目,包括各项目的计划书、需求分析说明书、概要设计说明书、测试计划书等行业标准文档。在梳理知识、技能和案例的基础上,校企双方合作开发教材和实践指导书。 4.校企合作共建新型教学质量评价和保障体系 按照“校企共管、过程监控、目标管理”的原则构建课程教学评价体系和质量保障机制。通过校企融合的教学团队多维度对学生的软件开发、沟通协调、业务分析、项目管理、团队合作等综合能力给予综合评价。构建“校、企、生”多元教学督导机制,对教学过程和状态进行全程监控,通过常规听课、专家评教、企业反馈、教学督查、毕业生跟踪调查等途径对教学过程进行全方位的监控和反馈。 经过专业课程体系建设和教学实践,浙江树人大学计算机软件类专业在校学生在、获得国家与省级学生课题、软件著作权、国家与省竞赛奖项等方面均取得了长足的进步,毕业生大部分在知名服务外包企业就业。培养了相对高就业率、高专业符合率、高薪水、高企业文化融入度、高职业发展潜力的“五高”应用型软件类人才,企业、学校、家长、学生四方均较为满意。根据麦可思公司近几届毕业生的数据跟踪调查,学校计算机软件类的毕业学生就业率高达96%,85%以上学生入职软件开发和服务企业。学校计算机科学与技术专业入选浙江省重点建设专业、省新兴特色专业,浙江树人大学东忠实践教育基地被列为部级、省级大学生校外实践教育基地,校内基地被列为浙江省国际服务外包人才培育基地,该教学改革获得浙江省教学成果一、二等奖。 计算机软件专业论文:计算机软件专业生产实习模式探索 摘要:生产实习是计算机专业教学中必不可少的重要环节。针对计算机专业的特殊性,我们采用学生校内实习的模式,以任务驱动式为主,组织学生分组完成课题的设计,使学生亲身经历软件开发的各个过程培养学生的创新能力和实践动手能力。 关键词:生产实习 软件 计算机软件专业或软件方向经过二年的专业学习,完成了计算机软件开发相关的课程。在学习过程中,尽管采用了基于工作过程的项目教学法,但在整个教学体系中还是显得有孤独之感,整个课程体系对于学生来说体会不深。故生产实习显得非常重要。 1生产实习及其必要性 生产实习是高等学校或中等专业学校学生,在生产现场以工人、技术员、管理员等身份,直接参与生产过程,使专业知识与生产实践相结合的教学形式。通过生产实习,可以对学生专业知识、技能的实际水平,为社会主义建设服务的专业思想,社会主义劳动纪律与职业道德,以及教师的教学效果和思想工作,进行一次综合性的社会检验。 2计算机软件专业生产实习所面临的困境 软件开发企业在社会上如雨后春笋班出现,学生面临的生产实习环境从想象中可谓十分丰富,但实际情况却并非如此,软件企业需要的是成熟的员工,而计算机软件专业的学生缺乏实践的经验,两者的矛盾导致了学生不能直接面向软件企业进行生产实习。那么软件生产实习环境的搭建如何实施?其一、引导软件企业项目开发人员进驻校园指导软件生产实习,但实施起来有些不易;其二、搭建校园生产实习环境,它是解决软件专业生产实习的根本 3生产实习环境的搭建 其一、硬件环境的搭建,通过机房建立计算机软件生产实习基地,模仿软件企业开发模式,建立其工作场景,由四至五个计算机构成一个项目开发小组模块。其二、软环境的搭建。首先是具有软件开发经验的、具有双重身份的教师软件开发团队,这是一个必要条件。有条件的学校可以聘请相关的软件开发企业项目开发人员作为生产实习的开发顾问。其次,将生产实习学生定位为软件开发项目经理和程序员,并由四至五人成立软件生产实习开发团队。 4生产实习体系建设 软件生产实习其最终目标是解决学生软件开发能力问题,因此制定生产实习内容体系时应考虑软件开发的方方面面,力求形成一个完整的体系结构。生产实习过程中将解决如下问题: 其一、软件开发生产流程问题。软件从生产到投入使用,要经历软件需求分析、概要设计、详细设计、软件编码及软件测试及售后维护几个阶段,因此在设计生产实习时要考虑软件工程方面的问题。 其二、软件开发工具与技术问题。软件开发过程中,将采用目前社会上的哪种主流技术,使用哪个开发平_,这也是要考虑的问题。 其三、数据库技术。根据项目规模采用何种数据库来规划生产实习项目。 综合上述,可采用如下体系结构: 软件工程学:含软件需求分析、概要设计、详细设计、编码设计、软件测试和软件维护。 软件开发技术:开发技术、FineUI开发技术。 数据库技术:SQLServer数据库。 5生产实习实施方略 案例:某高职学院计算机专业大三某班级共有40名学生,在上期将进行模拟企业的生产实习。 【实习目的】模拟软件公司软件生产流程,开发软件产品。 【硬件条件】40台配置高端的计算机台套,均实现网络连接,且连接上Internet。且以小组方案按5人一组安装形成相对封闭环境。 【师资条件】软件设计师、计算机专业副教授各一名。 现将实施方案规划如下: 5.1实习人员分组 将40名学生分成8小组,每小组5人,为每个小组配备一名学生能手,充当项目小组长或项目经理,并要求每个小组取一有进取意义的组名。 5.2制定生产实习计划 5.3实施主要目的及要点 任务一至六,主要解决编写软件设计任务书的问题,要求学生对每一环节编写相应阶段的任务书,知道软件是如何产生、分析设计为一完整产品;任务七主要解决利用技术编制软件产品,强调技术手段;任务八主要利用目前社会主流开发技术编制软件产品,掌握FineUI技术;任务九学生可以综合利用所学技能独立开发软件产品。 5.4阶段性成绩考核 生产实习学生的考核分阶段考核,每个任务完成后进行成绩考核,由小组长和指导老师共同完成。考核表如下: 其中,软件工程部分占比30%,项目实训部分占比30%,生产实习项目占比40%,从而汇总得到生产实成绩。 综述之,经过软件生产实习阶段,按上述方案实施,实践证明,达到了企业级的生产实习效果,促进了学生软件产品开发能力的提高,不少学生经此阶段进入了软件生产相关行业或企业,圆满实现了计算机专业学生的软件生产实习的教学大纲要求,对计算机专业人才培养方案进行了强有力的补充。 计算机软件专业论文:高职计算机软件专业基于工程过程的课程体系构建 摘要:随着信息技术的不断发展,计算机应用系统也是越来越庞大和实用,开发软件所采用的技术也是越来越优秀。面对这些如雨后春笋般涌现出来的新技术,高职计算机软件专业的教育者门有时候显得手足无措,不知道讲解哪些课程及其课程内容给学生。归根结底是高职计算机软件专业的课程体系更新缓慢、课程体系中的有些课程及其课程内容已经淘汰、更不上时代的发展。通过深入调查软件企业及其行业标准,制定出科学合理的高职计算机软件专业的课程体系,是当前培养出优秀人才的前提。该文将采用基于工作过程的方法,对高职计算机软件专业进行课程体系构建。 关键词:工作过程;课程体系;计算机软件 现在信息技术的发展,是信息技术各方面全方位的发展,不仅是计算机硬件配置越来越高,计算机网络带宽越来越大,移动终端越来越流行,甚者包括提供给用户服务的计算机软件系统也是功能越来越强大,操作越来越方便,正因为这样,信息技术已经极大地提高了人类社会的生产效率和生活质量。正是信息技术全方位的发展,给信息大类下的每个专业的高职教育带来了严重的挑战,计算机软件专业分属于信息大类中一个重要的专业类别,自然也不例外。如何使高职计算机软件专业教育水平跟得上信息技术的发展,是各大高职院校计算机软件专业教师必须面临的重大问题。课程体系是专业教学的设计大纲,只有对计算机软件专业的课程体系进行时时更新和调整,才有可能维持教学水平,才有可能适应信息技术的发展,才有可能培养出适合软件企业的人才需求。课程体系是指一个专业不同课程按照课程顺序排列,是教学内容和进程的总和。课程体系中是由哪些课程组成,每门课程是由哪些课程内容组成,构成了课程体系研究中的关键。 1.计算机软件专业的课程体系现状 通过走访高职院校,与高职院校计算机软件专业教师和同学进行沟通交流,了解各高职院校计算机软件专业的课程体系,对课程体系进行分析和调研,认真进行分析总结,得出了如下的几种现象。 1)课程体系中有些课程不符合专业的特点。主要表现在有些课程与信息技术有联系,但是与软件专业没有联系。 2)课程体系中的课程之间关系体系不明显,没有体现出课程之间的先导课程和后续课程之间的关系。 3)课程体系中的每门课程内容没有明确,这很容易造成教师在授课时的随意性和盲目性。 4)课程体系中的课程及其课程内容已经淘汰过时,没有进行及时更新和调整。 从以上的几种现象可以看出,当前计算机软件专业的课程体系构建还是存在很多的问题,根据调查的结果,有的课程体系是根据模块化设计的,有的是根据岗位群设计的等等,几乎每一个高职院校课程体系的构建都依据一套设计原则,设计出的结果总是顾此失彼。 2.基于工作过程的课程体系构建方法 通过到企业一线去进行参观,考察,调研。了解目前企业开发哪些类型的软件应用系统以及不同类型的应用系统的市场份额,了解不同类型的应用系统整个开发和实施流程,包括需求分析,项目设计,数据库设计,软件代码开发,软件测试和软件实施等。通过市场调研,了解不同类型的软件应用系统的整个工作过程,了解研究工程过程中所涉及的技能点和职业素质,最后研究出适合人才培养方案的计算机软件课程体系。 3.基于工作过程的课程体系构建内容 根据软件企业和行业调查结果显示,当前采用Java语言进行软件系统开发市场份额最高。通过搜索“世界编程语言排行榜”结果显示,近三年来Java语言开发比例分别是18.2%,16.7%和21.4%,由此我们确定Java语言作为计算机软件专业的优秀语言。计算机软件应用系统主要分为C/S结构和B/S结构,C/S结构和B/S结构各有优缺点,但根据目前流行趋势来看,B/S结构更受客户欢迎,因此我们将选择B/S结构的web软件系统作为研究重点。 基于上述分析,我们重点调研了基于Java语言开发的web系统的工作过程。掌握了web系统在完成之前经历了需求分析,系统设计,数据库设计,系统开发,系统测试和系统安装与维护整个工作过程。通过研究,我们构建了下表的软件专业的课程体系。同时通过企业调研和网络搜索,了解行业内使用Java语言开发各种web系统采用的最新技术,包括前台框架技术和后台框架技术。当前行业内,在前台框架技术方面,普通浏览页面多采用基于响应式的bootstrap框架,能够做到屏幕自适应效果,在PC和手机上都能够进行方便的浏览页面,省去了过去分别在PC和移动终端上单独设计浏览页面的工作,提高了工作效率,在管理员页面,我们采用easyui jquery框架技术来进行页面设计。在后台框架技术方面,不同的web系统采用不同的框架技术,在诸如ERP企业web系统和OA办公自动化系统等,我们采用流行的SSH框架技术进行后台设计,在诸如电商web互联网系统,我们采用流行的SSM框架技术进行后台设计。在构建过程中,将工作过程中所涉及的理论知识和实践操作技能,我们按照了专业基础课,专业优秀课,专业优秀高级课程的三层架构进行了课程设计,使课程体系结构设计具备层次感。之所以要有层次感,使学生在学习时有基础,对技能的掌握能够层层递进,最终能够达到融会贯通。同时在构建过程中,我们不仅确定了课程名称,还确定了每门课程的课程内容大纲,之所以要确定课程内容大纲,是防止任课老师在授课时的随意性和盲目性,最后偏离了课程体系的知识结构。高职计算机软件专业基于工作过程的课程体系构建内容如下表所示。 4.结论 只有到企业一线去进行考察、调研,才能掌握软件项目的开发流程和软件项目框架搭建、代码实现所需要的流行技术。根据调研结果,采用基于工作过程的方法,来分析和构建课程及其课程内容。只有这样,才能构建出符合市场人才需求的专业课程体系结构。按照这种专业课程体系进行培养,必定可以培养出技术一流,素质一流的人才,为我国的社会主义现代化建设贡献力量。该课程体系的部分课程及其课程内容经过我院的件专业试行教学,取得了很好的教学效果,学生就业率及就业档次有了明显的提高,实践证明该课程体系及其课程内容是实用和可行的,值得其他高职院校借鉴和推广。 计算机软件专业论文:浅谈高职高专计算机软件技术专业行业需求现状和培养策略 摘 要:新时期随着科学技术及经济发展速度的不断加快,计算机技术在不断完善中向前推进,与人们的生活息息相关。高职高专院校相关专家提出应该加强计算机专业基础能力培养,按照行业需求现状进行相关课程及理论教学,高职高专院校作为计算机专业人才培养基地,在已有传统教学模式基础上进行改革及策略研究存在一定难度,实际操作中势必遇到各种难以解决的问题,因此各高校应该从基本教学工作出发,结合学生学习情况,以行业基本需求作为各项工作出发点,全面展开各项工作。该文重点分析计算机软件技术专业行业发展需求现状及出现的问题,通过问题剖析,找出适合高职高专院校学生的专业培养方法、策略,以保证各高校平稳快速发展。 关键词:高职高专 计算机软件技术 行业需求 培养策略 经济飞速发展与计算机技术及信息技术的推动有密切关系,受到各方广泛关注,国家大力支持计算机软件技术应用推广,各高校顺应时代需求,广泛开设相关专业。计算机软件技术发展需要高素质软件人才的大力支持,我国各大高校虽然开设计算机软件专业,并有很大一部分应届毕业生步入社会,但是许多企业计算机软件相关岗位依然缺乏相关人才,主要是因为企业所需人才与高校专业培养之间的矛盾所造成的[1]。该文通过分析计算机软件技术专业发展现状及问题,着重探讨人才培养策略,以尽快解决这种矛盾。 1 高职高专计算机软件技术专业发展现状 计算机软件技术在我国发展过程较为缓慢,时间较长,随着信息技术不断完善,计算机软件行业也在迅猛发展[2]。各高职高专院校顺应求职需要,广泛开设相关专业,我国计算机软件产业从源头出发,逐渐走上可持续发展道路,虽然整体趋势稳步快速发展,但是日益增长的计算机软件技术专业行业需求现状与高职高专院校培养人才之间的矛盾与日俱增,一方面是大量待业求职的高职高专院校大学生,另一方面是寻求高素质计算机软件技术开发人才的企业单位,各高职高专院校应及时调整教学培养思路,按照该行业相关需求进行相关专业培养,以早日缓解这种现状,进一步推动信息化发展步伐。 2 计算机软件技术专业教学中出现的问题 第一,专业课程教材陈旧,教学方法落后。目前国内各大高职高专院校计算机软件专业教学多延续常规教学模式,单纯追求学生理论知识掌握而忽视实际实用技能培训,不仅如此,教材内容陈旧,与新时期计算机软件技术专业行业需求严重脱节,未能及时更新教材内容,学生理论学习相对滞后[3]。在教学方法中,虽然大部分高职高专院校已经采用多媒体教学模式,很多院校普及理论实践相结合的授课方式,但是教师对于学生职业技能方面的培养明显不足.目前所进行的教学大纲与教学方法与就业企业所需人才要求逐渐相背离,教材内容未能根据行业需求做及时调整,越来越多的高职高专院校学生面临毕业之后就业困难的现状。 第二,缺乏优质教师队伍,现有师资综合素质差。现任高职高专院校软件专业教师的多为未经过专业培训任教时间较长的教师,这些教师年龄较大,对于理论知识传授能力强,但是缺乏相应的实践及创新能力。另一部分任教老师则为大学毕业直接参与到教师队伍中的毕业生,自身缺乏相应软件行业从业经验,缺乏同行业之间生产现状认识,对该行业所需新技术了解程度低,专业技术更新速度相对较慢。 第三,学校缺乏软件教学设备,实训条件落后。大多数高职高专院校建立专门计算机实训机房,但是有限的教学设备与大量生源之间致使学生上网、上机时间、实训锻炼机会明显无法满足教学需求,学校有限的资金补给无法满足学生接触行业最新设备,软件教学质量落后,学校现有信息技术及网络资源未能得到充分利用。 3 与行业需求现状相符的人才培养策略 第一,更新教学内容,提高师资质量。高职高专院校计算机软件专业普遍存在课程教材落后、更新不及时等情况。教学课程安排欠缺合理性,与当今最新技术及软件设施明显脱节[4]。为保证学生及时掌握最新技术,与最新技术相接轨,各高校应实时掌握最新软件技术产业发展现状,完善教学内容,与各行业需求相结合,使学生准确掌握软件技术产业发展方向,相关专业教师授课是学生软件学习主要来源之一,对学生软件知识掌握起到至关重要的作用,为了紧跟行业需求,高职高专院校应该及时调整师资队伍建设,与前沿科技相统一,及时与学生交流,提高学生软件理论知识的学习兴趣及专业技术掌握水平。 第二,完善教学方法及课程大纲。实际计算机软件技术专业教学中常出现教学内容与实际需求之间的矛盾,想要从根本上解决这一问题,高职高专院校应及时改善教学方法及课程大纲,增加计算机软件技术理论知识的同时还应该注重课程大纲内容设置,多采用新型教学方式传授,调动学生学习的积极性[5]。计算机软件教学过程中,教师应该使用多种授课形式,学生学习方式多样化、内容新奇,这与当今软件技术专业走向相符合。教学过程应该提倡课程驱动教学模式,学生在理论学习过程中接触到大量的实践机会,将课堂所学知识加以融会贯通,不仅可以加强学生团队配合与实践能力,教师课堂形式多样,提倡启发式教学,减少单一传授模式,以提高和培养学生创新能力和实践能力。 第三,制定相应考核标准,锻炼学生实践技能。高职高专院校教学中应摒弃传统教学中应试教育模式,根据实际情况制定多样化的考核标准。制定的考核标准应该重点考察学生利用所学知识处理问题能力,教师需要加强责任感,对于考核制度出现的问题应及时调整,提高自身专业水平,以培养更加优质的符合行业需求的人才为己任[6]。 第四,提高学生实践技能。国内高职高专院校计算机软件技术专业教学仍以应试教育作为主要任务,开设多门理论知识课程,实践教育课程虽有涉及,但是并未满足实际教学需求,导致软件技术专业学生实践动手能力薄弱,增大学生就业压力。为提高学生实践能力,高职高专院校应结合自身校情,联合当地优质企业作为实训基地,为学生提供真实的岗位实训环境,强化实践能力培养力度。将整体理论课程进行有计划调整,让学生有充足的时间进行实训体验,增加学生对于该行业的认知与兴趣,为今后的就业打下坚实基础。 4 结语 综上所述,随着经济发展,全球信息继续不断完善,计算机软件技术与人们的关系日益增加,受到人们的广泛关注和高度重视,为满足日益增长需求,各高职高专院校增设计算机软件技术专业,从而为社会培养计算机软件专业人才,各大高职高专院校应该及时更新教学内容,改革教学模式,提高教学水平及师资综合素质,尽快掌握新技术新发展以适应当前行业需求,紧跟行业发展步伐,为社会培养更多适应性优质人才。 计算机软件专业论文:基于校企合作的高职计算机软件工程专业实践教学体系的构建 【摘要】高等职业教育的人才培养目标是以就业为导向,以服务为宗旨,培养满足社会需要的高素质技术技能型人才。由于软件技术专业具有知识更新快的特殊性,因此,构建完善的实践教学体系,通过校企合作的方式让学生在真实的项目中训练,实现学生校内学习与企业就业的零距离对接,这样才能有效地提高该专业学生培养的质量。 【关键词】校企合作 软件技术 实践教学体系 【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)09-0207-02 一、高职计算机软件工程专业实践教学的现状 1.实践教学项目设计不合理 实践教学项目设计的好坏对学生专业实践技能的培养具有关键的作用,而目前很多老师设计的实训项目基本都是根据教材上的项目,或者是教师设计的一些小的实训项目,缺乏将企业实际项目进行教学化加工,没有引入企业的实战项目,造成目标模糊化,项目简单化,内容随意化,指导书形式化,实践教学没有发挥应有的作用。 2.企业参与度不够 很多高职院校没有建立有效的校企合作机制,没有成立企业参与的专业技术指导委员会,企业没有参与专业实践教学全过程,没有参与实践教学项目的开发,更没有好的校外顶岗实习基地,造成了学生实践教学内容与企业实际需求脱节。 二、实践教学体系构建的原则 1.校企合作培养的原则 高职教育校企合作是工学结合人才培养模式实现的基础,软件技术专业更是如此。软件技术专业由于知识更新快,更需要深度的校企合作。通过成立行业企业专家参与的专业教学指导委员会、校企共建专业、共建课程、共建教师团队、共建实训基地,让企业参与专业的教学全过程等方式建立长效的校企合作机制,及时了解和跟踪行业发展动态,最新知识和最新工具软件等。 2.实践教学体系的整体性原则 实践教学体系是由教学目标、教学内容、教学方法、实训条件、实训教师等多种要素构成的一个有机整体,各要素间相互联系,相互作用。教学目标是人才培养的依据,学校要根据专业教学目标确定实践教学的内容和实践教学的方法;要注重理论知识与实践教学内容的有机结合,避免理论与实践脱节;在设计实践教学内容时,注意要由简入繁,由易至难,由单一到综合的方式进行设计,这样既能体现学生职业成长的规律,又能有效地培养学生的专业技能水平。 三、实践教学体系的构建 1.实践教学内容体系的构建 实践教学内容是解决为了达到专业教学目标而教什么的问题,学生要具备哪些专业技能,通过哪些实践教学内容和教学项目来进行训练等,因此,必须对原有的课程体系进行重构,设置合理的实践教学环节。由于软件技术的发展日新月异,为适应企业需求和社会需要,应灵活设计教学内容,教学内容的设置以更有利于学生实现阶段目标为目的,多设计适合学生知识体系、贴合实际项目开发的教学内容。实践教学体系一般可以按照“三阶段递进式”的模式来进行构建,即按照专业基础能力、专业技术能力和专业综合能力的三个阶段,按照能力层层递增的方式设置实践教学课程。 2.实践教学保障体系构建 实践教学内容的实施需要具备“双师”素质的教师、完善的实训教学条件和实践教学制度来保障。 (1)“双师”教学团队的构建 教师作为实践教学实施的主体,应具有较强的软件开发能力和丰富的项目开发经验,本专业应构建实践教学经验丰富、专兼结合的合理“双师”结构的教学团队。可以采用“内培外引”的方式进行“双师”素质教师的培养,一是选派专业课教师定期到企业进行顶岗实践,或者让专业课教师参与企业的大型软件项目的开发和管理,提高教师项目实战能力;二是引进企业一线的专业技术人员或项目经理到学院来担任兼职教师,让学生在真实的软件项目中进行训练。 (2)校内外生产性实践教学基地的构建 一是通过校企合作的方式建立校内生产性实训基地,比如和企业共建软件工作室,工作室应按企业的模式进行运行,应设置总经理、项目经理、技术主管以及市场开发人员等岗位,引真实的项目进工作室,力争将工作室建成集教学、实践、科研和培训“四位一体”的校内软件技术创新孵化平台。 四、结论 高职院校软件技术专业实践教学体系的构建是软件专业人才培养的关键环节,对培养社会急需的软件行业基础技能型人才有着非常重要的意义。构建一套完善、实用的软件技术专业实践教学体系需要高职院校领导、系主任的高度支持,软件专业教学团队要结合本校实际,充分调研和论证,不断探索、实践和完善,努力建设好软件技术专业的软件环境和硬件环境,才能培养出综合素质高、专业实践技能强的软件技术人才,有效实现校企“零距离”对接。 计算机软件专业论文:高校计算机软件专业资格考试辅导教学探讨 摘要:简述计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试,分析考试类别、特点及意义,探讨在本科高校计算机相关专业中开设软件考试辅导课的必要性,并提出教学方法建议。 关键词:软件考试;行业资格考试;软件设计师;网络工程师 作者简介作者简介:唐兵(1982-),男,湖北麻城人,博士,湖南科技大学计算机科学与工程学院讲师,研究方向为并行与分布式计算;张黎(1981-),女,湖南张家界人,硕士,湖南科技大学计算机科学与工程学院讲师,研究方向为云计算;张会福(1970-),男,福建松溪人,博士,湖南科技大学计算机科学与工程学院教授,研究方向为嵌入式系统。 1软件考试简介 随着软件产业的快速发展,软件人才需求日益旺盛。为适应产业发展需求、规范软件专业人员职业资格、技术资格认定,人力资源和社会保障部、工业和信息化部开展了计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试(以下简称“软考”)。该考试已经实施了20年,累计参考人数超过200万人。由于其权威性,该考试得到社会及用人单位的广泛认同,为推动我国信息产业特别是软件产业的发展,提高IT人才的素质作出了积极贡献。为了适应计算机信息技术发展,满足社会对各种计算机信息技术人才的需求,目前该考试已经拓展到计算机信息技术行业的各个领域。 根据原人事部、信息产业部文件(国人部发[2003]39号),计算机软件考试纳入全国专业技术人员职业资格证书制度的统一规划。通过考试获得证书的人员,表明已具备从事相应专业岗位工作的水平和能力,用人单位可根据工作需要聘任相应专业技术职务。取得初级资格证书者可聘任助理工程师或技术员职务,取得中级资格证书者可聘任工程师职务,取得高级资格者可聘任高级工程师职务。计算机专业技术资格(水平)实施全国统考后,不再进行计算机技术与软件相应专业和级别的专业技术职务任职资格评审工作。因此,此考试既是职业资格考试,又是职称资格考试[1]。 考试合格者将颁发由人力资源和社会保障部、工业和信息化部签章的证书。该考试任何级别不设学历、资历报考条件,部分级别已与日本、韩国相应级别的考试互认,考试互认的级别以及互认国家还将进一步扩大。评定中级职称时,可以用此类考试的中高级合格证来代替职称计算机考试合格证。中级证书相当于中级职称,高级证书相当于高级职称[2]。 2软件考试特点 近年来,该考试作了很多积极探索,进行了一系列改革,考试名称、考试内容、专业类别、职业岗位也作了相应调整。目前,考试分5个专业类别:计算机软件、计算机网络、计算机应用技术、信息系统和信息服务。每个专业又分3个层次:高级资格(高级工程师)、中级资格(工程师)、初级资格(助理工程师、技术员)。考试科目主要分为以下三类[1,2]: (1)高级资格:网络规划设计师、系统规划与管理师、系统架构设计师、信息系统项目管理师、系统分析师。 (2)中级资格:软件设计师、网络工程师、软件评测师、信息安全工程师、系统集成项目管理工程师、多媒体应用设计师、嵌入式系统设计师、电子商务设计师、信息系统监理师、数据库系统工程师、信息系统管理工程师、计算机硬件工程师、软件过程能力评估师。 (3)初级资格:信息处理技术员、网络管理员、程序员、网页制作员、信息系统运行管理员、电子商务技术员。 从2004年开始,每年举行两次考试,通常上半年在5月下旬,下半年在11月上旬。上半年和下半年考试的级别不尽相同。考试时间均为150分钟,满分均为75分,各科考试合格标准为45分,但要求两科同时达45分才算合格。单科成绩不予保留,软考通过后,证书长期有效。 3开设软考辅导课的必要性 计算机专业应用性强,如何将计算机专业的学生培养成符合社会需求的专业复合型高级人才是计算机教育必须面对的问题。目前,官方公布的软考通过率为20%左右,初级科目通过率较高,高级科目通过率最低。省属高校学生多,且学生整体素质低于985和211高校。笔者认为在省属高校中开设中级软考辅导课非常有必要。据统计,中级资格考试中目前报名人数最多的是软件设计师和网络工程师,针对这两门课程进行辅导,有利于提高学生软考通过率。笔者所在高校已经开展软考辅导教学实践,将软考辅导当成一门课已将成为趋势[36]。开设中级软考辅导课的意义有: (1)提高就业竞争力。对于省属高校毕业生而言,中级软考合格证书是专业能力的证明,与没有软考合格证书的同学相比有一定优势。部分单位招聘时限看重软考合格证书,录用后待遇也会有所差别。 (2)提升专业技能。以软件设计师和网络工程师为例,备考中需系统复习数据结构、面向对象程序设计、软件工程、操作系统等以及计算机网络、数据通信、网络设计、网络协议分析、综合布线等优秀课程。通过复习可以进一步提高专业技能。 (3)建立完整的计算机知识体系。备考中需要将零散的知识点联系起来,建立完整的知识系统,进一步加深学生对于计算机知识的理解。 (4)帮助学生考研复习。大多学校计算机专业考研专业课为计算机学科基础综合,综合性强,备考学生可以梳理所学知识,有助于考研复习。 此外,部分高校对于学生考证有相应鼓励措施,如获得中级软考合格证书,可以减免相应的公选课学分,减轻学生公选课学习负担。 4软考辅导课教学 (1)理清考查知识点。软考辅导需引导学生围绕考试大纲复习各知识点,从历届真题中选取典型试题,认真总结题型和出题思路,着重培养学生综合运用所学知识的能力。对于软件设计师而言,考点主要为计算机系统知识、程序语言基础知识、操作系统知识、系统开发和运行、网络基础知识、多媒体基础知识、数据库技术、数据结构、算法设计和分析、面向对象技术、标准化和软件知识产权基础知识、计算机专业英语系。对于网络工程师而言,考点主要为计算机组成与结构、操作系统知识、系统开发和运行、标准化和软件知识产权基础知识、数据通信基础、广域通信网、局域网和城域网、无线通信网、网络互连与互联网、下一代互联网、网络安全、网络操作系统与应用服务器配置、交换机与路由器、网络管理、网络系统分析分析与设计、计算机专业英语等。 (2)开设软考辅导专业选修课。开设学期为大三学年,考核方式为考查,32~48个学时,每周4~6学时。课程学习结束,要求提交一份软件系统分析报告或网络设计报告。报告紧扣软考考题,突出针对性。对软件设计师而言,可针对某个软件应用系统或网站项目写分析报告,内容包括:结构化分析(主要包含功能描述、数据流图DFD)、数据库分析(主要包含需求分析、以E-R关系图为代表的概念结构设计、以关系模式及主外键为代表的逻辑结构设计、数据库表格设计)、面向对象分析(以用例图、序列图、类图、状态图、协作图等为代表的UML建模);对网络工程师而言,可针对某个大型企业进行网络组网设计,写出设计报告,内容包括:物理设备(路由器、优秀交换机、汇聚交换机、接入交换机、防火墙、服务器)选择、绘制网络拓扑图、电脑IP地址的分配方案、Web/FTP/Email/DNS/DHCP等常用服务器的配置方案。 (3)开发软考教学辅助网站。针对软件设计师和网络工程师建立题库系统,将历年真题录入系统,供学生在线学习。网站支持浏览学习模式,学生可以查看标准答案;支持模拟测试,从题库中抽取题目自动组成一套试题,学生在规定时间作答,自动评分。 此外,可针对所考查的知识考点进行串讲,讲解历年经典真题,总结题型及解题方法。还可组织较正式的模拟考试,给学生考试体验,比自行模考效果更好。 5结语 本文分析了软件考试的特点,探讨开展软考辅导必要性,提出了开设软考辅导课的教学方法,以对本科高校开展软考辅导提供参考。 计算机软件专业论文:高校艺术设计类专业计算机软件教学探讨 摘 要:当前信息技术发展迅速,计算机软件的功能变得愈加强大。在高校艺术类专业中,图形处理软件能够为艺术设计提供很大的帮助,各大高校艺术设计类专业纷纷开设了计算机软件课程。文章从各个方面对高校艺术设计类专业计算机软件教学进行探讨。 关键词:艺术设计;计算机软件;教学 计算机软件技术的发展和其在教育领域的推广与应用,为高校艺术设计类专业教学带来了巨大的变化,其强大的功能中图形处理软件为艺术设计提供了很多便利,能够有效促进艺术设计专业学生对相关技巧的掌握。在实际的教学过程中,高校应当将传统课程与计算机软件课程有机地结合起来,采取科学的教学措施,提高教学的有效性。 1 发挥计算机软件在高校艺术设计类专业教学中的作用 应用计算机软件的智能化在高校艺术设计类专业教学。在传统的艺术设计类专业的教学中,一般都是以教师的口头讲解以及绘画演示作为教学的主要方式,学生需要在上课时备好铅笔、马克笔、曲线板等各种各样的绘画工具,而应用计算机软件,一方面,可以对传统的设计手法进行优化;另一方面,可以替代相当一部分绘画工具,让艺术设计变得更加方便。例如,使用计算机软件进行艺术设计,可以根据自身需求非常快速且方便的改动相关参数,从而达到想要的艺术效果。同时,教师在教学中应用计算机软件,能够让学生更清晰地看到具体的内容,给学生留下更深刻的印象。例如,在视觉传达设计专业的包装课程中,传统的教学方法是通过手绘来对整体形状进行描述,虽然具有直观的视觉效果,但是如果绘画功底不够,或者绘画过程中在某处的长度没有把握到位,就会导致整体比例失去平衡,并且学生需要花费大量的时间学习绘画,而应用计算机软件,学生只需要在软件中输入相关的数据,再设计一定的形状,就能够将物体模型设计出来,而且计算机软件还能够对所绘制的模型进行渲染,让模型的整体效果更加接近现实。 应用计算机软件培养学生的学习能力和创新能力。计算机软件最明显的特征就是数据的精确性,所以在应用计算机软件进行教学和艺术设计时,学生必须首先对相关事物进行全面的了解,然后才能绘出符合要求的图形。计算机软件虽然能够通过参数很方便地进行调整,但是这也要求学生对所绘事物有深刻的了解,并在绘画过程中充分调用自己的思维,然后才能灵活的把握图形的绘制过程。因此,在应用计算机软件的过程中,学生能够得到很多锻炼自身学习能力的机会,在艺术设计类专业的教学中,对学生创新能力的培养也是非常重要的一个方面。应用计算机软件进行艺术设计,能够为学生提供更全面的设计元素和材料,让学生在绘画过程中没有过多的限制,从而能够发散自身的思维更好地进行思维创新。另外,计算机软件的应用,能够将理论与实践有机地结合在一起,从而达到锻炼学生实践能力的效果。例如,应用计算机软件,学生能够亲手对模型进行操作,与实际的模型制作并没有什么区别,而且对参数的把握也更加方便,学生还能够通过应用计算机软件进行大量绘画练习,提升自身的实践能力。 2 落实计算机软件在高校艺术设计类专业教学中融合 2.1 教师要做好课程内容的安排 在艺术设计专业相关的计算机软件课程中,可以用于教学的软件很多,而课时是有限的。因此,教师在教学过程中不能按照软件数量平均分配时间,因为每个软件的掌握难度以及实用价值都是不一样的,所以教师要在充分了解软件特性的前提下,对软件进行合理的课时分配,对于掌握难度较低,实用性较小的软件,可以安排较少的课时,一般不能多于60课时;对于难度较大的软件则要着重教学,安排更多的课时。例如,3DMAX以及Maya这两个三维动画设计软件,学习难度很大,而且实用价值也很高,就需要安排大量的课时。同时,教师在课程内容的安排中,要注意尽量减少同类软件的教学,在一类软件中选择实用性最好的一款就可以了,不必将各个软件都教一遍,这样做没有太多的好处,反而会占用大量的课堂时间,是对资源的一种浪费。 2.2 教师要做好教学模式的设计 一般来说,硬性的理论知识灌输虽然会让课堂变得乏味,但是能够在很多时候取得一定的效果,毕竟能花费大量的课堂时间对相关知识进行巩固。然而,对于计算机软件课程的教学,理论知识的灌输收效甚微,就算教师在课堂上为学生讲解了软件的操作和相关功能,学生依然要自己动手进行软件的操作,否则还是无法熟练掌握软件的用法。因此,在高校艺术设计类专业计算机软件课程的教学中,教师需要更加注重对学生的引导作用,并为学生提供更多的时间进行实践上机操作,而非一味地理论教学,因为只有通过实践,学生才能体验到软件功能的具体用法。此外,在计算机软件的教学中,单调的软件练习与讲解并不能让学生提起更多学习的兴趣,教师可以将实际案例融入到教学中,并为学生安排一定的实际性学习任务,从而让学生更好地发现软件设计的实用价值,提高学生的学习兴趣与积极性。 2.3 教师要做好评价教学 每个学生都是不同的,有些学生在计算机软件方面很有天赋,而有些学生则更擅长其他方面。因此,在高校艺术设计类专业计算机软件课程的教学过程中,教师要做好评价教学,一方面,及时发现学生在学习中的强项和薄弱点,对同类的学生进行划分,并针对性地进行辅导教学和学习任务的安排,充分发挥学生的强项,并对其薄弱点进行强化;另一方面,通过评价教学,了解学生对当前阶段软件的理论知识与实践操作的掌握情况,然后对教学的进度进行调整,从而保证对当前教学的课时安排达到合理标准,符合学生实际情况。此外,在教学过程中,教师应当做好与学生在课堂上的互动,并与学生进行及时的沟通和互动,提高学生的学习兴趣,因为沟通可以及时地发现学生在学习过程中遇到的问题,并帮助学生进行解决。同时,对于学生作品的评价也是非常重要的,教师要给予学生客观的评价以及充分的肯定,在指出其缺点的同时,肯定其优点,从而促进学生的学习进步。 在高校艺术设计类专业计算机软件的教学中,教师要注意软件教学与艺术教学的结合,根据艺术设计教学的特点和需求,合理地安排软件教学的内容,设计并落实科学的教学措施,提高教学的有效性,培养学生的软件操作能力。 作者简介:蒋昊朋(1983―),男,黑龙江佳木斯人,本科,广东财经大学华商学院文学院艺术设计学系助教,研究方向:戏剧影视美术设计。 计算机软件专业论文:利用全国软件大赛竞赛平台促进计算机软件专业教学 【摘 要】分析目前计算机软件专业教学中存在的问题,阐述了全国软件大赛竞赛平台对促进计算机软件专业教学的优势,并介绍了学科竞赛对大学生创新实践能力培养的具体措施。 【关键词】软件专业 教学 竞赛平台 全国软件专业人才设计与开发大赛作为一项全国性的竞赛活动,目的是为推动软件开发技术的发展,促进软件专业技术人才培养,向软件行业输送具有创新能力和实践能力的高端人才,提升高校毕业生的就业竞争力。因此,探讨这一竞赛平台究竟给软件专业教学带来了哪些积极的作用、如何促进专业教学等问题,对专业教学的改革有非常重要的意义。 一、计算机软件专业教学中存在的问题 (一)课程安排模块化,连贯性不强 表1是计算机软件专业主干课程的安排情况表,表中看不出专业课程的教学主线,更看不出学生应该学习的主要专业知识和专业技能。第一方面,第一个学期程序设计基础,第二个学期C语言程序设计,第三学期C#程序设计基础,程序设计基础课程占了三个学期,且还开设了不同的语言,导致学生在编程入门基础学习无所适从。第二方面,第二个学期的课程共有4门,学时都差不多,第三个学期除网页动画设计外,其余4门课程学时也差不多,课程杂,体现不出技术主线和学生软件编程知识能力的逐步培养和形成。第三方面,课程模块化,连贯性不强。看不出第二个学期的所学对第三个学期的课程学习有什么帮助和知识技能的积累。这样的课程安排违反了学生学习软件编程开发技术的认知规律,导致学生学习不系统,在实践操作时无从下手,最简单的程序都写不出来。同时也对学生的自信心造成打击,觉得自己很差,失去学习兴趣,以后上课就开始不听,接着就是听不懂,最后干脆旷课在宿舍玩游戏的恶性循环局面。 表1 软件专业主干课程安排表 (二)缺少让学生自我展示的平台,学生找不到学习的成就感 首先,计算机类专业不像艺术类等其它专业那样具有很强的现场观赏性,没有很多竞赛平台让学生展示自己的专业技能。针对软件专业学生举办的竞赛仅有ACM国际大学生程序设计竞赛,作为国际性大赛,ACM不分本科组和高职高专组,难度比较大,不适合高职高专学生参加。因此,行业社会就缺少让高职高专计算机软件专业的学生自我展示专业技能水平的舞台。其次,计算机软件专业课程多,衔接性强,难度大,很难像艺术类等其它专业那样,单独学习完一门课程就可以设计出精美的作品。软件专业的学生需要学完很多门课程后,经过不断的动手编程实践,积累一定经验才可能设计开发出相应的程序作品。所以,在专业教学上没有举办过学生作品展,更不用说举办学校层面的作品展。缺少了行业社会和学校两大重要展示平台,学生在学习上很难找到学习成就感。 (三)为了照顾大多数学生,缺少对拔尖学生的培养 由于招生政策的问题,高职学生之间的差距比较明显。特别是补录的学生,在基础和学习能力上与正常录取的学生又有一段差距。而在正常的专业课堂教学活动中,面向的是大部分学生,因此,在制定课程教学目标和确定教学内容时,要兼顾大部分学生的学习能力和接受能力。这样,无形中就降低了专业课程教学内容的深度和教学目标的高度。而后果就是导致少部分拔尖学生在课堂上“吃不饱”,不能学到自己想学的知识内容,不能提高并达到自己应有的专业技能水平。 二、利用全国软件大赛竞赛平台促进计算机软件专业教学的优势 参加竞赛实践证明,通过引导学生参加全国软件专业人才设计与开发大赛,能促进学生对专业知识和技能的学习,能较好的解决上述专业教学过程中存在的问题,具体表现在: (一)通过竞赛培训引导,增加学生自主学习能力 为兼顾大多数学生学习制定的人才培养方案,在课程安排上就多开设些相对容易掌握的技能课程,让在编程方面可塑性不强的学生能掌握一些其他专业技能,增强这些学生的就业竞争力。为了解决这个问题,让学生参加全国软件专业人才设计与开发大赛是一个有效的解决途径。在准备竞赛的过程中,按竞赛考纲的要求安排专业教师对学生进行全程辅导,对学生难以掌握的知识点进行详细的讲解。在专业教师的辅导下,学生可按竞赛知识技术路线进行系统有效的学习。经过一段时间的学习,学生便可以入门编程,找到编程应用于实际的快乐。有了兴趣,学生就会根据自己的兴趣点,制定自己的学习目标,根据目标,制定学习计划和多方获取学习资料,利用课余时间刻苦钻研,多做多练,积极促进了教学的教学工作,很好的弥补了课程安排和课堂教学上的不足。 (二)搭建让学生展示自我技能水平的舞台 以参加全国软件专业人才设计与开发大赛为契机,首先,在选拔参赛选手时,就建立了一次学校范围内的、让学生自我展示专业技能水平的机会。在校内设置选拔赛,只有在选拔赛中取得优秀成绩的选手才有资格报名参加全国比赛。其次,全国软件专业人才设计与开发大赛再次搭建了一个全国性的大舞台,让高职软件专业学生能有机会与来自全国各地的同行同台竞技,真正检验自己的专业技能在全国同行中处于什么样的水平,看清自我,找出差距。同时也给他们指明了今后应该努力的方向,激起学习的热情。看到这个大赛平台给学生所带来的积极影响,也促使了教师积极地在教学过程中搭建学生专业课程作品展。在学生学完相关课程后,给他们布置相应的工程应用项目,然后将作品以多媒体展厅的形式尽可能更开放地展出。以此激励学生努力学习,并从中找到学习的成就感。 (三)推动精英学生的培养 培养高水平的毕业生是打造一流高职院校的前提,兼顾大部分学生的传统课堂教学,很难满足精英学生的学习培养需要,无法实施因材施教的适合高职学生培养的教学方式。全国软件专业人才设计与开发大赛恰好给精英学生的培养搭建了一个很好的平台。学生通过参加此项竞赛,能额外得到老师的培训指导,进行更多专业的技能训练,同时他们能与来自全国的选手比赛交流,一是方便老师发现自己学校的精英,二是方便学生找到自己与其他选手之间的不足。此外,本大赛有很多知名企业参与,获得大赛全国一等奖的选手会直接被这些知名企业录用,在企业资深工程师的指导下快速成长,成为学校的“品牌”毕业生。 三、利用全国软件大赛竞赛平台促进计算机软件专业教学的具体措施 (一)提高学生创新能力 1.积极探索学科竞赛模式的创新。以全国软件大赛竞赛组织为切入点,引入更多的学科竞赛,组织更多形式的学科竞赛方式。据调查,扩大招生规模后的高职高专学生普遍喜欢娱乐性强的学科竞赛,不喜欢传统方式的学科竞赛。因此,需要在竞赛形式上下功夫,创新竞赛组织方式,找准学生的参赛兴趣点,提高学生的参赛热情。如各学校可根据自身的专业办学特色,举办形式多样、层次不同的竞赛,如网页设计大赛、创意创业竞赛、演讲比赛、辩论赛、动画制作大赛、计算机组装大赛等活动,积极组织和鼓励学生参加各种比赛,从多方面来培养学生的自主学习、自主创新和创造能力。 2.建立学科竞赛的保障机制。完善的竞赛保障机制,是学生得以安心参加各类学科竞赛的前提,是老师安心指导创造佳绩的保障,良好的竞赛保障机制是鼓励学生参加种学科竞赛并取得成绩的重要前提。首先要有良好的赛项宣传机制,让每位同学务必知晓比赛通知。同时深入学生宿舍宣传,并通过赛前动员会等手段鼓励学生参赛,扩大比赛的参赛人数。其次,在整个竞赛过程中,学校提供专门的比赛训练场地和训练设备,相关经费和政策支持,使参赛学生和指导教师无后顾之忧。最后,对每次参赛进行经验总结,提高各种比赛的竞争力。 (二)提高学生实践能力 1.改变原来的教学方式,理论与实践相结合。高职学生不喜欢照本宣科的纯理论知识灌输的教学方式,喜欢通过实践的方式去理解和掌握理论知识。因此,在教学上应采用案例教学法,将理论知识传授通过案例去讲解,提高学生的学习兴趣。平时布置相应的作业,让学生多动手,多实践,积极提高自身的实践能力。 2.将竞赛转化为教学内容。在程序设计等相关的课程里,将竞赛的内容融入到教学内容,在讲解理论知识的同时,让学生明白这些知识的应用,有助于学生消化理论知识,促进实践能力的培养。 3.建立学科竞赛实践训练场所。建立如实践教学创新实训基地,大学生创客空间等实践教学场所,开放实训室和实训设备,为学生提供自己动手,自主创新的发展空间,激发学生的学习热情。 在职业教育中,如何提高学生的实践创新能力是一项重要的课题,也是职业教育者的教学目标。随着各种竞赛体制的完善,以学科竞赛为载体,积极鼓励学生参加各种(下转第160页)(上接第34页)学科竞赛,通过竞赛对大学生创新实践能力培养的作用将会越来越显著。高职教育必须以市场为导向,培养出更多适合社会需要的人才。 全国软件专业人才设计与开发大赛平台,为专业的教学改革指明了方向。从专业建设角度来说,应该参考大赛平台的要求,对课程体系进行重新整合,以适应社会对软件人才的需求;同时通过大赛平台丰富教学资源,促进专业的对外交流,加强培养学生的自学能力、分析和解决问题的能力,提高学生的创新能力和就业竞争力。 【作者简介】罗云芳(1981- ),男,广西贺州人,硕士,广西职业技术学院讲师,研究方向:软件工程,计算机网络编程,计算机教学。 计算机软件专业论文:高职院校计算机软件专业教学方法的探索与思考 摘要:高职计算机软件专业的教学应适应我国高等职业教育改革发展的新观点、新理念和新思想,努力把本专业的学生培养成为高等技术应用型和高技能型专门人才。高职计算机软件专业的教学方法可采用项目导向任务驱动法、类比法、启发式、讨论式、引导式、互动式、互助式等多种方法。 关键词:高职;计算机软件专业;教学方法 一、引言 高等职业技术教育不同于普通高等教育,高等职业技术教育主要是培养技术应用型人才和技术含量较高的技能型人才。高职毕业生能否迅速地、真正地适应企业一线的需要是高职教育成败的关键。 计算机软件专业在高职各专业中具有非常显著的自身独到的特点,因而其教学方法也必须有很大的不同。一般专业的情况是,理解掌握概念、原理、公式,在此基础上能解题,然后将此理解和解题能力应用到工作中去,一切也就基本满足了。并且,对这些概念、原理、公式的讲解,往往能结合具体的针对性明显的小例子,以达到使学生透彻掌握之目的。计算机软件专业则与此大不相同。一是它的许多概念、原理、公式,你是找不到具体的针对性明显的小例子的,也就是说,你不可能通过讲解几个小例子,达到使学生透彻掌握这些概念、原理、公式的目的。二是就算学生透彻地掌握了概念、原理、公式,那也只是停留在很粗浅的水平上,因为计算机软件专业最优秀的东西是复杂思路的构思能力,这种能力是不可能通过理解概念原理来达到的,而是需要有意识地长期地培训磨练。 二、高等职业院校软件专业普遍存在的问题 随着改革开放,实施工业化进程的推进,高等职业教育逐步发展起来。尽管我国的高等职业教育起步很早,但发展速度却非常缓慢,高等职业教育仍然是我们国家教育事业的一个薄弱环节,办学条件差、教学投入不足、发展不平衡等都是当前普遍存在的问题。虽然高等职业教育受到我国政府越来越大的支持,高等职业院校的办学条件也有了一定程度的改善,但办学机制以及人才培养的模式、规模、质量等仍不能适应经济社会发展的需要。随着IT技术的突飞猛进的发展,计算机软件专业的课程教学内容也不断更新,新的技术层出不穷。高等职业院校计算机软件专业的毕业生普遍存在问题是:所学知识与实践有较大程度的脱节以及较严重的滞后等问题。很大部分的高等职业院校一味追求学科的系统性而导致许多高职毕业生专业知识不够扎实、技能不够熟练、与用人单位的实际需求差距较大、工作以后进入状态的时间周期较长、不能充分体现高职院校培养人才的优势与特色。造成这种情况发生的主要原因有:部分院校依然沿袭中专的办学模式,甚至照搬本、专科院校的办学模式,而没有自己的办学特色;大部分院校的师资水平不能适应职业教育发展的要求;大部分院校课程设置与教材的选用缺乏前瞻性,导致教学内容和方法陈旧脱节;办学经费紧张,导致实习、实训条件较差;高职院校的生源质量总体偏差,学生的学习热度和刻苦钻研精神较弱,面对新环境与新技术显得束手无策,从给用人单位不好的印象。 我们不能扩大在软件方面的教学经费,但我们可以改变教学模式、提升自身的业务素质、编写适合本院师生的校本教材、努力有针对性的选择适合自己所带课程的教学方法,以此为高职计算机软件专业的教学做点自己的贡献。本文仅写一些本人对高职计算机软件专业教学方法的探索。 三、教学方法的探索 为深化高职教育教学改革,高职教学工作者要大力加速教学方法的改革、尽快实现教学方法、手段的现代化。在教学过程的实施中,我们要尽量采用“项目导向任务驱动式”、“启发式”、“讨论式”、“引导式”、“互动式”、“互助式”等各种教学方法,从而引导学生自觉、主动地学习,培养学生的综合能力。譬如,对《数据结构》、《软件工程》等课程,以讲授为主;《C语言程序设计》、《Java程序设计》等各种高级语言等课程,以讲授结合上机实习为主;像系统开发等课程最好采用以“任务驱动”法进行教学。对于实践性强的课程,教师可以把该课程的主要思想及问题向学生作“引导性”的讲授,然后布置一些有代表性的课题或者项目,提示解决问题的思路,让学生通过查讨论、资料等方式完成任务,以此来感悟和理解相关知识,学生通过完成一个个具体的课题,从而达到融会贯通该门专业课需掌握的知识的目的。在让学生掌握知识的同时也培养了学生的团队精神和利用所学知识解决实际问题的能力。此外,还要合理充分的利用校内外的各种教学资源,提高教学资源使用效率;加强多媒体教室及计算机实训室的建设;积极鼓励开发精品课程资源,增加课程的开放性和灵活性。下面具体谈谈几种教学方法: (一)“项目导向、任务驱动”法 计算机软件专业很多程序设计课程都可以采取这种教学方法。项目导向、任务驱动法主要是教师通过一个个项目,把蕴含该课程知识点的小项目分解成一个个任务,让学生通过完成老师布置的任务,最终完成一个个项目,通过项目的学习达到掌握知识点,通过掌握知识点后了解项目的完成过程。所谓“项目导向”就是教师利用项目案例开发的过程、方法和思想同教学工作结合起来,引导学生在分析和解决问题的过程中学习专业知识从而锻炼学生综合运用所学知识的能力。众所周知,计算机专业课知识点较多、实践性较强,以高职类专业课更为突出。学生在学习一定的理论知识的同时需要把它加以灵活的运用,从而做到融会贯通。通过教师设计一些IT项目,在教学工作的过程中让学生用所学的知识加以实现,这就是所谓的“项目导向”的教学方法。 (二)“互助式”教学模式 在互助式教学模式中,教师布置给学生的学习任务是学生学习的主要动力,是问题提出的关键所在。教师根据教学大纲将课程所包含的知识要点分成若干个教学模块,并将知识要点蕴涵在学习模块之中,使学生通过完成任务模块来达到课程的教学目的和培养目标。教师根据教学目标,结合学生学习水平,将教学内容精练成一个个实际问题或学习任务,通过激发学生的学习兴趣,让学生产生学习的动力,从而引导学生的完成任务。学生在收到教师安排的各项学习任务后开始进行自主探索,寻求完成任务的方法,在寻求解决任务方法的过程中学习知识,掌握和运用知识,从而完成教学目标。在寻求解决知识的过程中学生可以充分锻炼自己的能力。 互助式教学模式中教师可以使用的互助方式包括:课程论坛、腾讯QQ群、电子网络教室系统等。 (三)“互动式”教学 兴趣是最好的老师,是学生学习的动力。互动式教学刚好能很好的激发学生学习的兴趣。教师在日常教学实施过程中应从培养、激发学生学习兴趣入手,并贯穿教学的全过程.激发学生的求知欲,使学生爱上计算机程序设计。互动式教学是课堂上最常见、最重要的一种师生互动教学方法。传统教学中教师以灌输方式向学生传授知识,这种教学方法使学生处于消极被动学习状态。在互动式课堂教学中,教师根据教学内容的特点和要求,开展互动式教学,培养活跃的学习氛围,使学生建立起较强的自信心,从而激发学生学习的兴趣。每一节课教师和学生相互提问,不断研究探讨中进行,将教师和学生真正放在同一平台上,实现互动、实时交流的互动式教学。 上面列举了多种教学方法,多形式的教学方法还应与多形式的课程考核相结合,才能更好地达到教学目的。计算机软件专业的学科特点比较特殊,学生不仅要掌握相关知识,还要能融会贯通,将所学知识运用到实际的软件项目中,所以在考核中要改变以往单一的理论考试,增加上机编程的考核。考核中还要逐渐减少专业课理论内容,加大对学生团队合作精神完成项目的能力考核。考核方式应从传统的卷面考试过度到对学生实际能力进行考核,并逐步建立适合高职院校学生能力考核的科学的评价体系和评价方法。理论考试主要针对知识性、理论性较强的课程,考核学生对所学课程的重点知识;上机编程考核主要是考核学生实际动手能力、即兴编程能力;综合测试主要考核学生团队合作、利用所学计算机软件技术解决实际问题的能力。 总而言之,按照高等职业教育人才培养目标,不断的深化改革课程体系和教学内容,积极探索有利于我们高等职业教育的教学方法与手段,既能让学生主动去学习、积极地学习、愉快地学习,又能培养学生的动手能力,为提高其就业技能打下坚实的基础,这也是我们高等职业教育工作者所追求的目标。
计算机仿真论文:智能变电站计算机仿真论文 1仿真的总体思路 1.1信息一体化平台 信息一体化平台采用一体化模式,集监控和五防功能于一体。一方面作为后台监控系统软件,模拟数据采集处理、运行监控、正常操作、事件和报警处理等,实现常规站监控系统功能,同时新增加智能变电站特有的高级应用功能:一键顺序控制、告警信息分类、智能告警等;另一方面作为五防系统软件,嵌入到信息一体化平台中,不仅保留就地间隔内电气设备的电气联锁,同时还通过以太网实现相互通信,交换设备的状态,实现智能变电站站控层、间隔层、过程层3级防误闭锁功能。 1.2智能化保护测控系统 智能化保护测控系统按照保护测控装置的物理原理建立数学模型,采用定值驱动法,当故障发生后计算的故障电流结果到达定值要求时自动启动保护测控装置,按照其工作原理进行判别,相关保护动作,报出故障信息报文,有关指示灯点亮,与变电站真实设备保持一致。 2系统功能 智能变电站高级应用功能的仿真是以智能变电站仿真系统为基础,将智能站高级应用集成于信息一体化平台中,实现了智能变电站特有的一键顺序控制、智能告警信息分类、故障综合分析决策功能的仿真。该系统从其功能上可以作为培训和测试的平台。 1)培训功能。智能变电站高级应用功能是智能站特有的新应用,对运行人员来说是全新的知识,需要进行培训学习。该系统真实再现了智能变电站场景,可以为运行人员提供一种有效的培训手段,使运行人员能够学习智能变电站中的新知识、新技术,提升专业素质。该系统已经投入培训使用,系统运行稳定,人机界面友好,培训功能完善,培训效果逼真。 2)测试平台功能。智能变电站高级应用功能的仿真还可以为高级应用功能的研究提供测试平台。由于电力系统的特殊性,不能在真实运行设备上进行任意操作,而该仿真系统通过为其他系统或软件提供开放的数据接口,可以反复进行操作和设置故障,对被测系统或软件运行情况进行测试,通过与某公司合作,能够正确地实现测试功能,为研究智能站高级应用功能提供了一种有效的测试平台。 3智能告警信息分类的仿真 通过建立故障信息的逻辑推理模型,对故障告警信息分类过滤,并对变电站运行状态进行实时在线分析推理,能够实现智能告警功能,可以自动报告站内异常状态,并根据需求提供分层分类的故障告警信息。智能变电站各种运行告警信息量非常大,包括3类: 1)提示性信息。这类信息不需要特别关注; 2)告警信号。这类信息虽然没有直接引发事故跳闸,但实际隐含着可能的故障,若不进行综合分析,消除异常,持续发展会导致事故发生,需要给予重点关注; 3)事故信息。事故信号产生一般都会有保护动作、开关跳闸,要求在尽可能短的时间判断故障原因,以便上报,并依据调度指导进行故障隔离和恢复操作。因此,需要对故障告警信息进行过滤,提供分层分类的告警信息,以方便运行人员工作。智能告警信息分类的仿真包括以下几个方面: 1)图形界面仿真。智能告警信息分类通过信息一体化平台进行展示,信息告警图形界面是信息分类结果的直观展现。在进行仿真开发时,按照智能变电站信息分类的原则,根据告警信号重要性,告警实时显示窗口由多个页面组成,包括:全部告警、严重保护事件、一般保护事件、SOE、开关刀闸动作和智能告警6类,所示同时还会根据告警信息的级别,通过声音的方式发出告警。 2)数据库仿真。智能告警信息量非常大,其仿真时所需的数据量也很多。仿真时全站采集信息采用统一的命名格式。变量命名格式包括:变量名、变量描述、变量单位、变量标识、变量数据指向。变量名是信息的代表,当变量为1时,其变量描述才有意义,该描述会在智能告警图形界面中显示出来;变量单位的作用是区分告警信息变量的间隔,是实现变量筛选分类的基础;变量标识的作用是区分告警信息变量的重要程度,以便于告警信息的分类;变量数据指向主要用于数据通信。 3)告警信息筛选分类功能。由于告警信息总量很大,为满足不同的关注需求,在告警显示窗口设置信息筛选的功能,在窗口中选择某一设备间隔,根据告警信息变量的标识,可以在告警窗口各页面中自动显示出有关该间隔的所有信息,将不关注的信息屏蔽。可以通过左上角下拉列表选择变电站间隔来显示不同间隔的告警信息,使运行人员更有针对性地查看所需的信息。 4故障综合分析决策的仿真 故障综合分析决策是指在故障情况下对事件顺序记录、保护装置动作及信号、故障录波数据等进行深入挖掘,通过多专业综合分析,并将变电站故障分析结果以简洁明了的可视化界面综合展示。通常当变电站发生异常或事故时,其处理过程是运行人员按照现场情况、规程及经验进行判断处理,这种方式不仅要求值班员非常熟悉变电运行规程、规范及设备运行要求,而且需要较长的分析判断时间。故障综合分析决策功能可自动为运行人员提供一个或多个可能的事故分析报告,便于迅速确定事故原因和应采取的措施。 4.1故障仿真 故障仿真是进行故障综合分析决策仿真的基础,该仿真系统中对真实系统中可能发生的故障类型进行了分析总结,可实现真实系统中常见故障的仿真。在仿真中故障类型,分为4类,一百多个故障: 1)一次设备故障及异常,包括线路、母线、主变压器、电容器、所用变、断路器操作机构、SF6泄露等; 2)保护与测控装置故障; 3)智能组件故障,包括智能终端、合并单元、网络故障; 4)低压交直流故障。其中,一次故障可以进行故障相别、故障距离、故障性质(瞬时/永久)进行分别设置。在仿真中既可以单独设置一次、二次故障或网络故障,也可组合一次、二次故障和网络故障。故障仿真范围全面,效果逼真。通过仿真系统在培训中的应用,该系统能够在故障和异常发生时,能够真实反应故障现象和保护动作情况,故障信息详细,为故障综合分析决策提供分析依据。 4.2故障综合分析决策仿真的基本结构 故障综合分析决策仿真的基本结构,以仿真支撑系统为服务器,进行故障模拟、采集信息、建立推理知识库、故障综合分析推理,并将分析结果以可视化的形式在信息一体化平台中展示出来。信息采集是对设备实际状态信息和故障信息的采集,在仿真时通过支撑系统完成数据的采集;推理知识库存放专家提供的告警及故障分析知识,推理机完成故障信息的综合分析,给出推理结果,推理知识库和推理机以数学模型的形式存放于支撑系统中;推理结果展示是将推理结果以一条条报文的形式展示在信息一体化平台的告警窗口中。 4.3建立推理知识库 推理知识库的知识源自变电运行规程、规范及运行人员的经验总结,通过分类归纳总结,形成一定的知识规则,在仿真过程中其规则内容包括设备名称、事件、原因、推理相关信息等。它采用统一建模方式,可以通过修改、完善知识库中的推理逻辑来提高综合分析决策的功能。 4.4推理机 推理机是利用类似专家解决问题的思维方式,通过推理机来实现知识库的价值。在故障发生后,推理机将采集到的告警信息、设备状态信息与知识库中的推理建立起关联关系,采用正向推理策略,按照推理规则进行反复匹配和判断,最终给出一个或多个合理的推理结果以供参考。 4.5推理结果展示 推理结果展示既是将推理结果以报文的形式展示在信息一体化平台的告警窗口中,告警窗口“推理信息”页面提供简单的故障分析结果报文信息,包括故障发生时间、设备名称及简单推理结论,通过双击该报文信息调用具体故障分析报告的展示窗口,分析报告显示的内容包括故障发生的时间和间隔、动作事件、故障原因、故障相关信息分析的结果。通过推理结果展示,可以直观的看到故障综合分析决策的结果。 5结束语 本文介绍了实现智能变电站高级应用功能仿真的总体思路,并对一键顺序控制、智能告警信息分类、故障信息综合分析决策功能的仿真进行了详细阐述,该智能变电站高级应用功能的仿真为既为高级应用功能的研究提供了测试平台,同时也为运行人员提供了培训平台,有较好的推广意义。 作者:张洪波 刘国宏 徐岩 单位:国网河南省电力公司技能培训中心 计算机仿真论文:变电站塔架计算机仿真论文 1CAD标准和构件标准化 本文针对不同的变电站构件类型,研究其标准化方法,从而可选取标准化构件进行组合和建模。特别是在多排架结构建模时,如果没有标准构件库,模型的建立将需要繁琐的手工设置,变得非常复杂,影响模型的质量。标准化的构件能够帮助设计师迅速建立起复杂模型,同时也能保证模型的质量,提高设计效率。因此,提供一套标准的构件模型库就变得十分必要。 2变电站塔架的标准化 本文研究的建模系统向用户提供了110kV、220kV、500kV、750kV四种变电站类型下常见梁、柱形式的建模。它主要包含圆钢梁、三角形格构梁(三种形式)、四边形格构梁(两种形式)、圆钢柱、人字柱和格构柱等。 2.1圆钢梁和圆钢柱 圆钢梁和圆钢柱是110kV变电站类型中常见结构。圆钢梁的主要描述参数为横向段杆数、每段杆长度;圆钢柱的描述参数包括柱高度、地线柱高度。另外,圆钢梁在实际工程中会设置挂线点,电线从挂线点处穿过;圆钢柱上的地线挂点处会有地线挂载,默认为地线柱的最高点。要特别注明的是,一般提到的杆,其描述参数有起始位置、结束位置、截面类型、材料类型等。 2.2人字柱(A柱) 人字柱常用在220kV和500kV变电站中,采用三角支撑使结构更加稳定,在柱顶处设置连接支架,用于支撑梁。描述人字柱的特性,从下往上讲:第一是根开尺寸,就是底部叉开的Y向宽度;第二是是否有端撑,即是否存在第三条支撑柱,如有则需要指定端撑的X向根开宽度;第三是顶部宽度,人字柱的顶部一般会设立面积不大的操作平台,一般为两边支撑柱截面面积之和的二分之一;第四是柱分段数,在段与段间设置横撑,横撑的长度由以上参数可以计算;第五是地线柱设置,同圆钢柱;第六是避雷针设置,一般提供用户选择,不为必须,避雷针也可配置分段数和长度,并可设置每段截面属性,一般截面设置形式为从下往上越来越细。 2.3三角形格构梁 三角形格构梁拥有三种形式,其特征描述主要包含以下部分:第一是偏心尺寸,即梁与柱之间的间隙距离;第二是横向分段数,每一段的长度属性;第三是段与段之间的属性,包含是否有立杆,立杆中是否有腹杆,段结尾处是否为挂线点;第四为梁的底部宽度和垂直高度,如有起拱则最高起拱处拱起高度。为三角形I型格构梁模型示意。该类型梁的特点如下:首个横向段顶部不存在主杆,每一段的斜撑起点与上一段斜撑终点相连;模型的斜撑呈之字型前后相连。因此,该模型建模时必须保证模型的总跨数为偶数。为三角形II型格构梁模型示意。该类型该类型梁的特点为在其2~3段处有一个折点,梁的起始宽度小于梁最大宽度。梁底部的斜撑形式为交叉形,而侧面的形式则呈以中心段为轴左右对称型。并且,此种类型每一段都存在立杆。因此,该类型在标准化时需额外提供折点,而不需要选择立杆选项。 2.4格构柱 格构柱常用在500kV以上级别的变电站中,其特点是具有高度优势,当承载高压电线时可大大降低对地面设施的影响。展示了工程中使用的格构柱。格构柱模型是由多个竖向的段叠加而成,段与段之间由横向的隔层隔开,每一段有四个面,每一面的形式也不尽相同。因此,对该结构标准化定义,重点在于定义每一段。具体来说,可将每一段分为前后左右四个面,前后面相同,左右面相同;每一面拥有底部宽度、顶部宽度和高度三个几何属性;每一面的支撑杆件的形式一般为以下五种形式之一:“/”、“×”、“>”、“”、“”。段与段间的隔层一般为交叉型结构,故此处仅需要提供截面定义接口即可。 2.5四边形格构梁 四边形格构梁包含两种形式,其横截面均为四边形。四边形I型格构梁与人字柱结合使用,在500kV变电站中较为常见。而四边形II型格构梁则与格构柱结合使用,在750kV中较为常用。展示了750kV变电站中,格构柱和格构梁结合使用的情况。四边形I型格构梁模型图,其底面为交叉型斜撑组成,侧面和顶面为“之”字相连形式斜撑。与三角形格构梁相同,描述其特征也需要描述横向段数、每段长度、结构整体宽度和长度等。每一段之间的腹杆也需要进行定义,如腹杆类型和截面等。该格构梁的首段也没有立杆,故分段数需要为偶数形式。四边形II型格构梁模型图,与I型不同。它在两侧存在额外的支撑,可以与格构柱连接。因此,该模型在定义时还需要提供该支撑部分的参数定义。以上详细介绍了每一种构件的标准定义方法和描述参数,通过这些参数的研究和定义,为构件的计算机模型化创造了前提条件。 3变电站塔架的建模方法 针对上述构件的计算机模型设计,提出构件的计算机建模方法。在构件的计算机表示设计中,Component为构件顶级父类,为每一个构件提供了Name属性。另外,构件的建模需要提供一个初始原点,即Zero-Point,根据构件的参数和该ZeroPoint,调用Genera-lElements生成构件。Pole类为柱构件的公共父类,提供了两个公共方法:GetHeight为得到构件的总高度,即柱本身、地线柱、避雷针的高度之和;GetBottomPoints为得到构件地面支撑点。Pole类有三个子类,即圆钢柱、LinePole、人字柱APole和格构柱GridPole。LinePole可以设置其柱身高度PoleHeight和地线柱GroundColumn;APole可以设置其底部宽度BottomWidth、顶部宽度Top-Width、地线柱GroundColumn、避雷针LightRod、垂直段VerticalParts等;GridPole可设置的主要为垂直段VerticalParts和最上部段的顶部宽度TopWidth。除此之外,GridPole提供了一个自动计算段宽度的方法AutoCaculateParts。Beam为梁构件的公共父类,提供了两个公共方法:GetLength为得到构件的横向全长;Eccentricity-Length为偏心距离,即梁与柱结合建模时,梁连接点到柱连接点距离,一般在这里安装连接件。Beam有三个子类,即圆钢梁LineBeam、三角形格构梁Rect-angleBeam和四边形格构梁QuadrangleBeam,分别表示三种常见梁构件。其中,LineBeam的设置只包含线形横向段LineParts;RectangleBeam包含有宽度Width、高度Height、横向段HorizontalParts、挠度De-flection、梁类型BeamType等的设置。Deflection是指梁最高处的拱起高度;QuadrangleBeam中除了这些属性之外,还包含与格构柱连接处的属性设置StandBarWidth和StandBarHeight。除了主要的Pole和Beam构件之外,还有其包含的子构件。LightRod即避雷针构件,其提供了分段数Parts设置,以及每段的截面类型SectionName和长度Lengtj;GroundColumn为地线柱构件,其提供了高度Height和截面的设置SectionName;Horizon-Part为水平向的段构件,VerticalPart为垂直向的段构件,一般包含段的长度Length和一些特点属性。上述基础对象模型构成了变电站塔架的基本构件库,为模型的计算机实时建模和分析提供了支持。 4结论 本文基于构件组装的变电站塔架CAD设计系统,实现了对模型常见构件的标准化工作,提出自主模型构件标准,实现了变电站构件模型的计算机模型构件标准化,并实现了计算机建模方法。目前变电站建模系统已经可以将模型在计算机中建立和生成,模型的仿真结果对变电站设计工程师来说更加重要。因此,笔者将会深入研究基于计算机模型的工程仿真方法,为变电站行业的CAD设计仿真做出更大的努力。 作者:白勇 张为 单位:重庆电力高等专科学校 重庆市电力公司检修分公司 计算机仿真论文:海事事故分析中的计算机仿真论文 1计算机仿真 1.1案例介绍 2009年9月18日晚22点左右,一艘渔船(下文称“船A”)在仰光河沉没,船上16人全部遇难.由于水面风平浪静,渔船在出港前进行过适航检查,所以排除因自身原因沉没的可能.为了查明事故原因,缅甸交通部成立事故调查委员会对当时位于出事水域附近的船舶展开调查.海事部门调查得知渔船沉没当时有5条船经过附近水域.对这5条船舶进行检查发现:4条船都无明显摩擦痕迹,其余1艘韩国籍货船(下文称“船B”)吃水线附近有摩擦痕迹,船首右舷方向有一0.5m×1m的凹陷,并重新上了船用漆.据此,“船A”的船东认为“船A”的沉没是由“船B”碰撞而致,要求“船B”的船东赔偿损失.然而碰撞事故发生在晚上,出事海域还有其他船舶,并没有人直接观察到哪条船为碰撞船舶.而且仰光河上经常有原木等漂浮物,无法辨别摩擦和凹陷是与船舶碰撞而导致的抑或与原木等碰撞而导致的.所以海事法庭裁决:仅凭“船B”有擦痕不足以断定“货船B”就是撞击船舶.因缺乏有力证据,一审判决“船A”败诉.“船A”的船东对判决不服,委托保险公司找研究人员,希望找到新的证据.本文即是在此背景下进行的仿真研究,通过计算机仿真驳斥和补充了一审中的一些证据.在新证据的支持下最终在2013年9月份的二审中,“船A”胜诉,获得赔偿. 1.2仿真建模 从缅甸海事局公布的材料模型的质量是影响仿真分析精确度的重要因素之一.虽然仿真建模技术在不断发展,但是目前精确建立一整条船仍是件很费时费力的工作.而且实际经验表明,绝对精细的模型难以进行网格剖分和有限元计算.准确建立出总体轮廓和主要承力部件,忽略非承重结构对仿真精度和精细模型相差不大.本文以实船的横剖面型线进行放样,中纵剖面型线进行拉伸切除,采用这种自上而下的建模方法得到的模型与实船轮廓=几乎一致. 1.3数值计算 船舶碰撞是短时间内,在巨大碰撞载荷作用下的一种复杂的非线性动态响应过程,碰撞中存在着大量的非线性问题,如几何的非线性、材料的非线性、接触非线性和运动的非线性等.所有这些特点使船舶碰撞问题的研究变得相当复杂.当前的研究方法主要有:经验公式法、实船试验方法和有限元仿真分析法.经验公式法计算粗糙,多用于研究船舶在水平面内的二维运动;实船试验方法虽然可以得到可靠的数据,但“破坏性”试验的代价极其极昂贵.相比之下,有限元仿真分析法运算能力强,成本低廉,结合计算机对图像的后处理功能,可直观的再现碰撞过程,顾永宁、崔维成等开始利用有限元法对船舶碰撞进行深入的研究.计算时中心差分法对系统刚度矩阵要求不高,但对时间步长要求挺严格.通常,时间步长越小,计算越准确,但可能导致运算量太大而无法计算;而较大的时间步长容易导致计算不收敛,所以在用中心差分法计算时合理的确定时间步长是十分重要的一步.本文中各单元的时间步长Δt按如下计算方法确定. 2仿真实验 2.1实验一 事故发生在晚上,无人看到碰撞过程,若是“船A—船B”相撞,那么2船碰撞的过程是什么样的?据海事部门对2船的检查:“船A”有2处凹陷,一处位于水线附近,另外一处位于驾驶台左侧;“船B”有3处擦痕,2处位于水线附近,一处位于船首外板的右侧.但并不能据此来证明“船A”与“船B”碰撞,还需验证2船的损伤位置是否能够对应起来. 2.1.1仿真设置 利用前面建好的船舶仿真模型,根据“船A”和“船B”的变形位置、吨位、吃水确定碰撞实验的相对高度。模拟2船碰撞局面,还需知道边界条件和初始条件.主要是明确2船碰撞位置、碰撞角度,以及碰撞速度.参考船舶航行记录仪的数据,以及船员的描述可得到:“船A”航速为2kn,“船B”航速为14kn,两者的航向接近垂直,当时海面风平浪静,故无需考虑风浪对船舶碰撞的影响.计算时“船A”现对静止,根据速度的矢量合成,设置“船B”以14.14kn航速,85°方位角向“船A”左舷船中偏后位置撞去。 2.1.2仿真结果 通过仿真碰撞的平面视图,直观的再现碰撞过程.仿真实验得到的船舶碰撞全过程的二维。通过划分的6个重要阶段能够直观再现碰撞过程:(左边)“船B”以8kn航速、正横的角度向(右边)“船A”撞去.受到“船B”的撞击,“船A”会被推向X轴一段距离,即横移.同时,在撞击力与水阻力的共同作用下,“船A”还会向右侧倾斜.“船B”横向速度较大,向右航行会再次撞上“船A”,造成“船A”继续右倾.最终“船A”右舷入水,水进入船体,稳性降低,加速倾覆. 2.1.3仿真结果与实测结果对比 缅甸海事局公布的“船B”损伤资料,具有法律效应和可信度. 1)由图5a),b)可知,“船B”的船首外板从吃水线上方1m开始由下至上向前延伸使得“船B”接近正横撞向“船A”尾部左舷区时,“船B”上方的船首右侧外板要先于水线附件的首柱外板与“船A”发生接触碰撞.这正对应的是图6标示的“1号损伤”. 2)由图5c),d)可知,第一次碰撞后,“船A”会发生右移和右倾,(“船B”质量和动能比“船A”大很多)“船B”状态几乎不变.“船A”的右移速度受水阻力影响不断下降,“船B”向右航行会第二次撞上渔船.由于“船A”的右倾,“船B”上方的船首右侧外板不再与“船A”发生接触,水线附件的首柱外板与“船A”发生第二次接触碰撞.这对应的正是图6所标示的“2号损伤”和“3号损伤”处.3)图5e),f)显示球鼻首吃水线附近的上端碰撞点距吃水线大约0.9m,下端碰撞点距吃水线大约1.7m;小船吃水线附近的上端碰撞点距设计水线大约0.9m,下端距设计水线大约1.4m,撞深为0.43m(注意:小船已经右倾,在测量小船时不能再以水线(WL)来算距离,而应以设计水线(DWL)来算距离).仿真结果中2船碰撞点位置和图6中所标的2船损伤部位基本吻合. 2.2实验二 事故当时在附近航行的船舶共有5艘.其中3艘为椭圆形球鼻首,2艘(包括“船B”)为柱形球鼻首.不同形状的球鼻首撞击它船后的损伤特点是否相同?“船A”的损伤变形到底是被哪种形状的球鼻首撞击所致? 2.2.1实验设置 首先确定了2种球鼻首———椭圆形球鼻首、柱形球鼻首,二者形状不同,但是为了比较的准确性,两者的质量、速度、角度都须设置相同.因为怀疑“船B”为撞击船,本文以“船B”为基准,通过调节密度使2种球鼻首的质量都为42195t.并以85°碰撞 2.2.2仿真结果 在ExplictDynamics中进行求解,碰撞时间设为0.11s,输出“船A”在2种不同形状船首撞击下的损伤变形云图,受柱型球鼻首撞击,船体在碰撞区域有垂向的长条状变形,有2处变形较大,位于长条上端和下端区域,最大总变形为0.4344m;受椭圆形球鼻首撞击,船体在碰撞区域明显体现出水平方向变形,区域中间的变形较大,最大总变形为1.1159m. 2.2.3仿真结果与实测的对比 缅甸海事部门提供的“船A”实船。真实变形为从甲板边线到舭龙骨间的垂向的狭长状变形,而且据缅甸海事局勘测,实船的最大撞深为0.48m.实验和实测值的对比。将仿真实验得到的变形形状、最大变形与实船测量结果对比分析可得: 1)从碰撞后“船A”的变形形状上比较,很明显受柱型球鼻首撞击后得到的实验结果和真实结果最为吻合,均为垂向狭长状变形. 2)实测“船A”的最大总变形为0.48m.受柱型球鼻首撞击,“船A”最大总变形的仿真结果为0.4344m,与实际损伤变形误差为9.5%;受圆形球鼻首撞击,“船A”最大总变形的仿真结果为1.1159m,相对误差达到63.59%.显然,从“船A”的变形程度上比较,也是受柱型球鼻首撞击后得到的实验结果和真实结果最为吻合. 2.3结论 通过仿真实验,知道了“船A”、“船B”的多处损伤变形是由2次碰撞所致;两船的损伤位置可以一一对应;“船A”吃水线附件的狭长状凹陷,是被柱形球鼻首撞击所致,“船B”以航海日志中记录的吨位、航向、航速为参数撞击“船A”,“船A”最大总变形为0.4344m,与海事局实测数据0.48m较吻合.这为执法部门对碰撞事故的责任认定提供了一份客观、科学的材料. 3结束语 本文将计算机仿真技术用在船舶碰撞中,再现了碰撞过程,计算了碰撞后船舶的变形.实际上运用计算机仿真技术还能解决很多海事问题:反推碰撞角度和碰撞速度;计算、校核碰撞后船舶的稳性和强度等.目前计算机仿真技术在事故分析中的运用还不广泛,仿真模型的建立、网格的剖分、边界的约束,时间步长的设定,每个环节都会对结果的精度有较大影响;耗时较长的计算也让很多人对计算机仿真望而止步.但随着海事现代化、数字化的发展,事故数据的收集已不再是难题,对数据的深入研究将逐渐成为提高海事事故分析水平的关键.根据事故数据运用仿真技术可以直观的模拟事故经过,结合有限元计算对事故做定量分析,达到许多传统分析手段无法达到的研究深度. 作者:刘超 李范春 李翔 单位:大连海事大学轮机学院 大连海事大学交通运输装备和海洋工程学院 计算机仿真论文:汽车电子悬挂系统计算机仿真论文 1电子控制悬挂系统的原理与主要结构 悬架系统是影响汽车驾驶及乘坐舒适性和操纵稳定性的主要部件,是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。汽车悬挂系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器构成的整个支撑系统。悬挂系统应有支撑车身的功能,改善乘坐的颠簸感觉,不同的悬挂系统设计会使驾驶者有不同的乘坐感受。外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力,决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性,是现代轿车十分关键的部件之一。常见的悬挂系统结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别系统则还有缓冲块、横向稳定杆等。计算机仿真系统的电控单元控制悬挂系统可根据车载重量、路况条件、行驶速度等来调节悬挂系统的刚度、减振器阻尼力以及车身高度。从而使车辆在各种行驶条件下均可获得最佳的行驶平稳性和操纵协调性。有多种不同类型的电子控制悬挂系统,以大众汽车的电子控制空气弹簧悬挂系统为例,电子控制悬挂系统主要由空气压缩机、干燥器、车身高度传感器、带有减振器的空气弹簧、悬挂控制执行器、悬挂控制选择开关、悬挂用电控单元等组成。在汽车行驶过程中,电控单元不停地接收车身高度传感器、加速度传感器(即油门动作传感器)、制动传感器、转向传感器以及车速传感器输出的信号并进行运算、分析和判断,最终向执行器输出控制信号,控制车身高度和悬挂刚度。 2计算机仿真技术在汽车悬挂系统的应用特点 电控单元中计算机仿真控制悬挂系统的主要优点有:为提高汽车正常行驶时乘坐的舒适性,可以将弹簧刚度设计得较小,以使车身的自然振动频率尽可能的低。为提高汽车的操纵稳定性,使汽车的行驶安全性明显提高,可以将汽车悬挂抗侧倾,抗纵摆的刚度设计得比较大。将车轮快速提起,避开障碍物,可以在车轮碰到障碍物(如砖、石等)时,提高汽车的通过性。电控单元可以在汽车载荷变化,在不平路面上行驶时自动保持车身高度不变。仿真技术可以防止汽车制动时车头的下冲。提高汽车转弯时的操纵稳定性,可以避免汽车转弯时车身向外倾斜。为提高车轮与地面间的附着力,可以减小轮跳离地面的倾向。 3总结 计算机仿真技术是研究和分析系统运行行为、展现系统动态过程和运动规律的一种重要形式手段和方法。计算机仿真新技术的快速发展和计算机仿真技术所表现的实用性和前景效益是相当大的。特别近年来在仿真方法、技术研究、机械系统仿真应用等方面都取得了显著的成就。因此,计算机仿真技术在多方领域有广泛的应用。 作者:王来丽 田雪萍 王海峰 单位:黑龙江农业职业技术学院 计算机仿真论文:3A21铝合金矩形管变形计算机仿真论文 1简化模型与截面变形 通常采用截面变化率δh表示弯曲后矩形管在截面处的变形程度,其可用公式δh=(h-h1)/h×100%表示,其中h、h1分别表示矩形管变形前后截面处的高度。 2建立有限元模型 2.1模型建立 矩形管坯尺寸为b×h×t=24.9mm×12.3mm×1mm,材料为3A21铝合金。采用Abaqus软件建立有限元模型。步骤如下:建立部件的几何模型、部件进行装配、设置接触条件、划分网格等。 2.2可靠性验证 采用试验方法对有限元仿真结果进行验证,判断有限元仿真的可靠性,进而对芯模参数影响矩形管截面变形规律进行研究。试验与模拟中工艺参数设置一致,即:弯曲角度θ=90°,弯曲半径R=40mm,弯曲速度w=1.567rad/s,芯棒、夹块及其他模块与管坯之间的摩擦系数分别为0.01、0.50、0.17,管坯与模具间隙ΔC=0.1mm,芯头参数为,H=10mm,B=22.88mm,D=3mm,A=60°,n=3,同时要求芯棒无伸出量。对有限元方法与实验方法得到的截面变化率δh进行对比。可以看出:靠近弯曲两端部分(0°、90°)时截面变化率比较小,处于弯曲中间部分(40°~80°)时截面变化率较大,且随着截面位置的增大而增加。对比两条曲线,发现曲线变化趋势相同,通过计算可知模拟结果与实验结果的最大误差为2.9%。充分说明本文采用的模型可有效的模拟3A21铝合金矩形管在绕弯成形中的截面变化。 3模拟结果分析 3.1芯头个数n影响截面变化 以2.2节中设定的工艺参数为基础,保证其他参数不变,改变芯头个数n,分别设置为1、2、3、4,采用文中建立的模型进行仿真模拟,研究芯头个数n对截面变化的影响。不同时截面变化率沿绕弯方向的曲线对比图。可以看出,n=1或者n=2时截面变化率δh较大,且在弯曲中间位置(45°左右)取得最大值,分别为37%、34.5%。当n=3时,截面变化率迅速减小,最大截面变化率为6.9%。继续增大芯头个数n,当n=4时,截面变化率变化不大,可以判断当n大于3时,增大芯头个数对矩形管绕弯成形中截面变化无太大影响,故应选取n=3,矩形弯曲管质量较好。同时,截面变化率在弯曲两端较小,而在弯曲中间位置较大。由于压块、弯曲模与防皱模对矩形管的外壁进行限制,同时芯头和芯棒对内壁起到支撑作用。在弯曲中间部分,内壁失去了芯头的支撑作用,外壁没有压块进行限制,故处于悬空状态,此时截面变形率会较高。矩形管的末端受到夹块及弯曲模作用,即使没有了芯头的支撑作用,其截面的变化也不会很大。 3.2芯头间距D影响截面变化 保证其他参数不变,改变芯头间距D,分别设置为3mm、4mm、5mm和6mm,研究芯头间距D对截面变化的影响。不同芯头间距D下截面变化率沿绕弯方向的曲线对比图。可以看出,芯头间距D为3~5mm时,弯曲始端的δh比末端的明显小,而D=6mm时两端的δh相近。截面变化率δh随着芯头间距D的增加而逐渐减小。这是由于芯头间距D增加,芯头支撑矩形管内壁的角度增大,故δh减小。 3.3芯头厚度T影响截面变化 改变芯头厚度T,分别设置为3mm、5mm、7mm和9mm,保证其他参数不变。不同芯头厚度T时截面变化率沿绕弯方向的曲线对比图。可以看出,截面变化率δh随着芯头厚度T的增加而逐渐减小。T≤7mm,截面变化率δh在矩形管的起始端与末端比中间部分小。T=3mm时,当绕弯角度大于40°时,δh迅速上升,角度在60°时δh达到最大值,随后逐渐减小。随着芯头厚度T逐渐增加,δh随截面位置变化趋势也较为平缓。这是由于芯头厚度较大时,在绕弯过程中芯头对矩形管的支撑范围比较大,所以使得截面变化程度较小,综上选择T=9mm时矩形管绕弯效果好。3.4芯头圆弧角度A影响截面变化改变芯头圆弧角度A,分别设置为60°、90°、120°、180°,保证其他参数不变。不同芯头圆弧角度A时截面变化率沿绕弯方向的曲线对比图。可以看出,在弯曲过程中矩形管始端与末端δh较小,在中间位置δh较大。截面变化率δh随着芯头圆弧角度A的增加而逐渐增加。这是由于随着芯头圆弧角度A的减小,圆弧上的顶点U与末点C之间的高度差Δh减小,芯头对矩形管的支撑效果越明显,故截面变化程度越小。但是当圆弧角度A过小时,一套芯模不适合在不同弯曲半径的多种弯曲模中使用,而A=60°时,芯头中心与圆弧中心位置一致,方便芯头的加工。综合考虑选择芯头圆弧角度A为60°。 4结论 (1)在矩形管的始末端截面变形程度较小,中间位置(40°~80°)截面变形程度较大;增大芯头数目、芯头间距、芯头厚度及减小芯头圆弧角度,均使得绕弯过程中矩形管截面变化程度降低。 (2)选择3个芯头,芯头间距、厚度和圆弧角度分别为6mm、9mm、60°时,可以生产质量较高的矩形弯管。 作者:赵秀梅 单位:长春工业大学 吉林司法警官职业学院 计算机仿真论文:电弧传感焊缝偏差计算机仿真论文 1电弧电流信号的数据检测 该高速旋转电弧传感器的频率0~30Hz,扫描区域半径0~3.5mm。本次实验选用25r/s的固定频率进行数据采集。实验表明,如果焊接工艺参数一定,设定水平偏差为变量,则在一个旋转电弧圆周运动的周期内,电流的波形具有一定的规律性,通过电流波形的变化特点可以得到焊点的水平偏差的参数。但是在实际操作中,焊接作业很容易受到外界因素的影响,如熔池的震荡、飞溅等,这样获得的电流信号就有了干扰因素,即使在偏差一定的情况下,检测到的电流也不相同。所以为了减小这些因素的影响,将采集到的数据通过小波滤波后进行归一化处理。将采集到的不同周期内的同一点的电流信号进行纵向的平均值处理,取该均值为这点的电流信号,这样便减小了外界因素的影响。设定采样频率为104Hz,旋转频率为25r/s,则每个周期内可以采集到416个点的信息,然后将各个点的电流信息进行小波滤波、归一化、均值处理后得到样本波形保证结构风险最小化原则要求,采用不敏感损失函数ε,加入惩罚参数C和松弛变量ξ(*),ξ(*)=(ξ1,ξ1(*),ξ2,ξ2(*),…,ξb,ξb(*)),得到原始最优化问题minτ(W,ξ*)=12W2+C1l1i=1Σ(ξ1+ξ1*)(1)s.t.(Woxi+b)-yi≤ε+ξi,i=1,2,…,lyi-(Woxi+b)≤ε+ξi,i=1,2,…,lξi*≥0,i=1,2,…,l构造拉格朗日函数进行求解,最优问题以Wolfe对偶原则化作凸二次规划问题min121i,j=1Σ(αi*-αi)(αj*-αj)•K(xi,xj)+ε1i=1Σ(αi*+αi)-1i=1Σyi(αi*-αi)1i=1Σ(αi-αi*)=0αi≥0αi≤Cn变为标准形式,得到最优解α=(α1,α1*,…,αl,αl*)T根据α构造出决策函数为(fx)=1i=1Σ(αi*-αi)K(xi,x)+b(3)式(3)为决策函数式,其支持向量为非零解所对应的矢量。不敏感损失函数ε的选取可以用来调整回归逼近的精确度。根据式(3)选取新的输入参数便可得到一个精确的输出参数。 2支持向量回归机的实现 2.1支持向量回归机的计算原理 设定输入的训练样本集为D={(xin,yk),k=1,2,3,…,l}式中xin∈Rn,yk∈R。通过训练样本可以得到一个决策函数,这样通过训练样本集之外的输入参数x可以较为精确的计算到相应的输出参数y。际工程中可操作。提高焊缝跟踪精度前(下)后(上)的焊缝形貌。 2.2构造核函数运用 支持向量回归机解决实际问题时必须构建一个合适的核函数,类型不同的核函数与之相对应的支持相对应的向量回归机类型也不相同,一个合适的核函数直接决定了所构造的支持向量回归机的运算性能。通过采集的数据信息的包角映射建立SVR核函数,然后修正函数,以提高核函数的回归精度。构造核函数:设定一个标量函数式F(x),F(x)≥0。令F(x)的最大值在支持向量处取得,最小值在支持向量以外点处取得,得到修正后的核函数K(x,x')=F(x)F(x')K(x,x')(4)令其标量函数F(x)的最小值在支持向量处取得,最大值在其他以外点处取得。这样修正后的核函数对支持向量回归的精度有所提高。由于实际操作中支持向量一般都是不知道的,所以通常的初始核函数选为GAUSS核函数K(x,x')=exp(-x-x'22σ2)(5)式中σ为归一化参数。通过式(5)可以得到初始的支持向量,将其带入函数F(x)实现支持向量邻域内黎曼度规的减小。修正后的GAUSS核函数大大提高了回归精度。在Matlab中编写函数式M文件,其逻辑流程为:(1)读取样本数据集;(2)建立数据集矩阵;(3)构建矩阵f,LB,UB;(4)计算初始核矩阵;(5)计算初始α值;(6)计算修正函数;(7)计算各个最优解α,将最后求的各个α值和变量值保存到MAD文件,然后编写决策函数编码通过调用MAD文件里的参数得出偏差值。 3仿真模拟 3.1水平偏差值 计算通过调用MATLAB中已经编写的M文件,得到的变量与函数值采用小波滤波、归一化、均值化处理后得到一个周期内的数据点参数集,使用已经编写好的决策函数文件计算出各个点的水平偏差,将其转化为水平偏差值。 3.2高度偏差值 计算焊炬的高度与电弧的电流值具有一定的规律性。选取焊炬在某一不变的位置高度,得到该位置的电流值,将该电流值与电流均值做差值,则该差值和高度偏差值具有线性规律,在LABVIEW中通过函数公式的各节点可以推算出高度偏差值。 3.3焊缝跟踪将LABVIEW 与机器人纠偏系统相联结,将水平偏差值与高度偏差值的实时参数传送给机器人纠偏系统,焊接机器人实时调整焊缝的路径,这样就实现焊缝焊接的实时跟踪。 3.4实验结果 选取旋转电弧传感器的扫描半径为3mm,V型坡口,角度45°,取样频率104Hz,电弧旋转频率25r/s。在水平偏差不相同的条件下分别选取两组数据,第一组取采集试验结果12个数据训练支持向量回归机,第二组作为参考组,进行偏差识别对比测试。使用该算法系统具有较小的偏差识别误差,提高了系统的识别精度,在实{st(2)α(*)∈R2lW∈R,ξ(*)∈R2I,b∈R。通过图像能够清楚地看到,进行处理后的数据提高了系统的精度和实时性。 4结论 在一定工艺参数下,焊炬的水平偏差和焊接电弧的电流大小在一个旋转周期内具有一定的规律性。通过采集LABVIEW焊接过程中的电弧电流信号,将原始信号进行小波滤波减少外界因素干扰,然后信号进行归一化、均值滤波处理,提高了数据精度。将处理后的数据在MATLAB中进行支持向量回归机的计算,通过修正核函数与决策函数的运算处理最终得到偏差值。试验结果证明,采用这种算法进行电弧传感焊缝的偏差识别是可行的,提高焊缝识别精度约20%,完全满足实际工程的需要。 作者:王霞 单位:江苏师范大学 江苏省泰州职业技术学院 计算机仿真论文:计算机仿真和建模临床医学论文 1引言 研究团队、制药产业及医疗服务业已经认可生命科学仿真系统的作用。在化学工程师和计算机辅助过程工程专家的帮助下,生物工程师可以运用这些手段解决诸多生理学和医学问题。 2仿真技术的研究进展 系统生物学要使用定量分析来研究生命系统。起因于处理大量数据的需要。学者通过计算机仿真技术,利用定量分析来处理临床问题,产生了名叫系统医药学的新学科。化学工程师长期参与生物学和生物医学的定量分析。Peppas和Langer认为在20世纪60年代早期化学工程师就参与生物医药工程。Bailey和同事研究出一种控制新陈代谢的手段,这种手段不仅可用于生物制造技术,也可用于其他生物问题。2005年,Solis和Stephanopoulos指出了纳米级的系统工程需要解决的问题。2006年,Doyle和Stelling回顾了用计算机仿真技术去分析代谢网络的一些重要的成果。2009年,Eissing、Chaves和Allgower利用仿真模型来分析细胞死亡。近年来,有许多论文概述了计算机工程师和化学工程师在医疗系统中的作用。对化学工程师,尤其是工艺系统工程师来说,免疫系统是一个采用仿真技术的复杂系统,化学工程师能够研究免疫系统和病毒之间的相互作用。2004-2005年,Deem开发了一种运用计算机仿真技术研究了病毒和疫苗造成的免疫反应的定量模型。Chakraborty在2003年用仿真技术研究了免疫系统的细胞间的通信,以及免疫反应。2006年,Joly和Pinto认为HIV-1发病机理的数学模型优化了药物治疗的方法。这种方法会导致药物设计和配方设计的改进。Yin在2007年提议把病毒当作一种产品,研究病毒生长和传播时需要考虑时空的影响。可以预见,将来人们会用生理学模型和计算机技术设计出最佳药物配方。为了有效地进行仿真,需要根据生物具体的特性建立多种生理学计算模型。几年前,学者启动生理组计划(PhysiomeProject),旨在寻找人和其他真核生物的计算模型。迄今为止,该计划主要关注使用CellML标准的细胞电生理学的数学模型。CellML标准是一种使用细胞进程模型的生物物理学模型标准。另外SBML标准是一种能够辨识生物进程的计算机可读标准。最近,一个名为虚拟生理人的项目进一步促进了欧洲学者研究生物医学的建模和仿真。学者开发了一些数据库去存储生物模型。细胞模型系统和生物模型数据库是其中两个重要的数据库,两个数据库都建议使用CellML标准和SBML标准。学者可使用这两个数据库来探索复杂的生命系统。生物模型在药物的使用方面有重要作用,这不仅是一个通用手段,而且对癌症治疗和眼病治疗也有特殊的贡献。2002年,Cstete和Doyle提出一种生物反馈系统的逆向工程分析原理。2003年,Tyson、Chen和Novak回顾一些生物控制模块的设计原则。 3简单系统的建模 2001年,Hangos和Cameron强调明确建立模型的目的,模型是在对现象总结的基础上,用计算机能够接受的方式反映规律,建模是下一步仿真计算的基础。对复杂系统来说建模十分必要。复杂系统不可能设计出含所有现象的实验,因为部分量不可测量,并且几个现象间很难找到相互关系。尽管学者已经在测量基因与代谢领域取得巨大进展,但仍有许多生物量无法测量,即便能够测量出一些,测量的准确性也不够高。下面的例子是伦敦大学研究得到的一种模型,该模型模拟了血流改变时动脉壁内皮细胞的反应。血流改变刺激细胞产生化学信号,而这些化学信号拉长了内皮细胞,在某些条件下,巨噬细胞在动脉壁上增加了,最后导致动脉粥样硬化。动脉粥样硬化斑块的位置与血流改变的区域息息相关。并造成影响。学者研究出两个模型来探索这种影响。模型一是细胞表面的血液模型,首先把细胞表面分解成许多不同的小三角形区域(0.4um),这个模型可以看成一个斯托克斯公式的边界积分表达式,通过该模型可以研究在血流作用下细胞的受力情况。模型二研究了力对细胞骨架的影响,细胞骨架保持细胞形状,可以使用开尔文体模型研究这个问题,它是由1个缓冲器和2个平行的弹簧构成的黏性弹性系统,开尔文体代表一种将机械力转化成生化信号的细胞成分,这种生化信号会导致Src激酶的活化,Src激酶会调节Rho激酶和GTP酶(Rac和Rho),而Rho激酶和GTP酶可以控制细胞结构和形态。简单的展示了该过程。此模型可以解释很多现象,但仍然有一些问题解释不了,例如当涉及体内细胞间的通信时,该模型不适用。研究人员建立复杂的仿真模型,这些模型涉及化学和机械领域,可以使用这些模型来进一步研究各种生理学和临床医学现象。 4复杂系统的建模 生命系统具有很强的鲁棒性,生命系统和多反馈的鲁棒性系统相似。建模时要识别模型中的薄弱区域,在该薄弱区域模型可能不够准确,需要用模型进行预测,这要求修改模型。在复杂模型中,特别要注意内部参数不能测量的区域,当处理涉及复杂生理问题时,这些区域变得很重要。原料中包括必要成分A,A和其它成分一起加到反应器。在该反应器上,一些原料反应生成副产物B。在这个过程中,在一定范围内控制成分A的数量很重要。在反应器上,A在催化剂C的催化下生成B,B在催化剂D的催化下生成A。A的数量决定CSTR产生C或者D的数量。如果A加入很多,将会产生C催化正反应。如果A加入的很少,将产生D催化逆反应。与此同时,膜反应器过滤掉废物。这个简单的工艺流程初步反映了血液中葡萄糖调节机制。葡萄糖由肠道进入血液,并供给其它所有的器官。葡萄糖维持在一定浓度很重要,因为维持在一定浓度可以确保人类各种机能的良好反应,这种调节过程称为葡萄糖稳态。如果葡萄糖糖浓度高,胰腺产生胰岛素,指示肝脏把葡萄糖转化成糖原,如果血液中的葡萄糖浓度低,胰腺产生胰高血糖素,将糖原转化回葡萄糖。肝细胞还将血液中废品送入胆汁,并通过胆管过滤并排泄。这是一个涉及多个器官的复杂系统,探索该系统需要考虑许多器官间的联系,葡萄糖稳态系统可以用7个模型表示。 1).胰高血糖素受体模型 通过胰高血糖素模拟肝细胞表面受体的活化,受体活化产生三磷酸肌醇。该模型由5个微分方程构成,分别描述受体的各种状态、G蛋白的活化和三磷酸肌醇的产生。 2).钙模型 模拟由三磷酸肌醇活化产生的钙信号通路。该模型由2个微分方程构成,分别涉及细胞质和内质网中钙浓度。钙模型的前提是Hill方程。 3).环磷酸腺苷模型 模拟受体的活化和环磷酸腺苷的产生。该模型由5个微分方程构成,分别关于环磷酸腺苷的浓度、S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的浓度、受体的比例、不活动的比例以及核定位蛋白激酶A的比例。模型遵守Hill方程。 4).胰岛素模型 模拟肝脏对于胰岛素的反应,该模型由1个描述糖原合成酶激酶(GSK)活化的微分方程构成。 5).血液模型 模拟葡萄糖在血液、肝脏和胰腺之间的运输,该模型由1个描述血液中葡萄糖浓度的微分方程构成。 6).糖原分解模型 模拟控制糖原分解与合成的4个因素,葡萄糖及6磷酸葡萄糖的控制、钙离子的控制、环磷酸腺苷的控制、胰岛素的控制。该模型是一个模糊逻辑模型,该模型描述糖原合成酶(Sta,控制糖原合成速率)及糖原磷酸化酶(Pho,控制糖原分解速率)的活性水平。该模型由4个微分方程构成,分别关于糖原磷酸化酶(Pho)、糖原合成酶(Sta)、糖原和细胞内的葡萄糖。 7).胰腺模型 模拟胰高血糖素或胰岛素的释放。该模型由2个微分方程构成,分别关于胰岛素和胰高血糖素的血液浓度。每一个微分方程都要遵循Hill方程。上述7个模型共同构成葡萄糖的调控模型,需要软件管理系统来协调它们。Saffrey等人在2007年描述一种模型管理系统。该管理系统用来存储模型和数据。在该系统中,上述的7个模型互相联系,共同模拟出葡萄糖稳态系统。Hetherington等人详细描述这个葡萄糖稳态系统的模型。 5完善和应用模型 建立模型以后,需要进一步完善。可以选择各种不同的实验者,将实验者分成多个小组,分别观察和记录他们的数据,根据这些数据完善和调整模型,甚至改变模型,最终确定适合不同人的具体的模型。通过这些具体的模型可以预测未来的变化情况,为了达到某些目的也可以设计一些干预措施。在其他领域中,学者已经充分研究了基于模型工程的设计方法,利用这些设计方法可以达到一些想要的结果,虽然这些设计方法还不成熟,需要进一步完善,但值得借鉴。在生命科学中,要特别注意干预措施也可能会导致一些危害。这些干预措施包括环境干预、药理学干预或基因干预。环境干预通过物理或化学因素,药理学干预主要通过临床干预。在上一部分描述的复合模型中,广泛的使用了计算机辅助过程工程技术,和优化技术寻找最佳解决方案,如糖尿病患者的最佳胰岛素剂量;使用随机技术寻找高敏感度模型的解决方案;使用区间方法确定能够接受的最坏情况。上述方法和模型已经被用来预防一些疾病。如糖尿病患者很可能患非酒精性脂肪肝(NAFLD),利用上述方法可以提出一些措施,有效地避免Ⅱ型糖尿病患者患非酒精性脂肪肝(NAFLD)。基于模型的方法(例如优化、随机分析、间隔方法)将促进生物学和医学的发展,并且随着生物学和医学的发展,这些方法将更完善。要在生物学和医学领域中很好地使用这些方法和模型,必须要掌握生命科学的知识和计算机的知识,单个的研究者常常不具有这两个领域的知识,因此合作很重要。那些希望从事相关研究工作的学者必须合作,例如通过短期或长期项目,建立一个促进合作的机制。 6结论 本文展示了生理学和临床医学中一些可以用计算机辅助技术解决的问题。这些问题涉及化工厂(或者身体内)的化学和物理变化,并且常常涉及到复杂多尺度系统。虽然生命科学发展很成熟,但是在不能测量的领域,我们仍需使用计算机仿真和建模技术去解决问题。只有通过使用系统模型,某些复杂问题才可能解决,最终才有可能设计出合适的干预措施。最大难题是如何建立出好的模型,只有使用足够精确的模型才可以预测生理学系统的行为。在医疗领域的模型只有到很高的精确度时才可以用。模型的临床推广仍然有很长一段路要走。通过新的系统生物学和系统医药学手段,将会使用于临床的这种方法加速运用。 作者:蔺玉柱 邱晓磊 沈平冰 单位:安徽师范大学物理与电子信息学院 计算机仿真论文:冰壶运动轨迹计算机仿真论文 1冰壶运动简介 冰壶运动是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目。投掷的冰壶为圆壶状,周长约为91.44厘米,高(壶的底部与顶部)11.43厘米,重量(包括壶柄和壶栓)最大为19.96公斤,冰壶底部和冰面相接触的部分是一个半径约为12.8至13.1厘米的圆环。冰壶所用场地是一个长44.5米、宽4.32米的冰道。场地冰面浇过平整的冰面后,还需要用喷头像冰面喷洒热水滴,保证冰面出现表面圆滑的凸起的小冰点,使冰壶的底面不能完全接触到冰面,并且冰面更粗糙,对冰壶的阻力更大。冰道的一端画有一个直径为1.83米的圆圈作为球员的发球区,被称作本垒。冰道的另一端也画有一圆圈,被称为营垒。在场地两端各装有一个斜面橡胶起蹬器。在冰壶场地前后两端各有一条蓝色的实线称为“前卫线”和“后卫线”。球员掷壶时,身体下蹲,蹬冰脚踏在起蹬器上用力前蹬,使身体跪式向前滑行,同时手持冰壶从本垒圆心推球向前,至前卫线时,放开冰壶使其自行以直线或弧线轨道滑向营垒中心。在一名队员掷球时,由两名本方队员手持毛刷在冰壶滑行的前方快速左右擦刷冰面使冰壶能准确到达营垒的中心或者将对方冰壶击打出得分区域。最后当双方队员掷完所有冰壶后,以场地上冰壶距离营垒圆心的远近决定胜负。 2运动学方程的建立 冰壶在冰面上滑行可以视为刚体的平面运动,可以将其分解为质心的平动和绕过质心轴的定轴旋转。以前卫线的中心为O,前卫线中线为x轴,垂直于x轴的是y轴,垂直与冰面的为z轴建立坐标系。 2.1旋转 冰壶的质量为m,开始时的角速度为,冰壶与冰面间的摩擦系数为μ,μ的大小与温度T有关,可表示成假设摩擦力是均匀分在整个低面圆盘上,故计算摩擦力矩时,应将圆盘分解为许多的以转轴为圆心的同心环来考虑。 3仿真系统结构 为了实现冰壶运动轨迹的仿真,根据前面所述的运动方程模型,需要先确定冰壶运动轨迹的一些参数。为此将冰壶运动轨迹仿真系统分成两部分,即基础参数设置和动态模拟。基础参数设置中分别输入初速度、初始角速度和温度。冰壶场地两营垒之间的距离近30米,所以在没有任何干扰的情况下,冰壶应可以自由滑行20米才是有可能到达营垒。 4结论 根据机械能量守恒理论建立的冰壶运动方程,从主观上验证了它的正确性,可以帮助运动员分析投掷冰壶时应以怎样的初速度和角速度投壶,才能有效的进入营垒。 作者:田雨 单位:沈阳体育学院 计算机仿真论文:飞机模型设计计算机仿真论文 1综合保障效能评估与质量控制 飞机的综合保障效能是飞机及其保障系统在预期的使用环境和条件下经济有效地满足平时战备完好和战时任务持续能力的度量。综合保障效能评估就是在现有飞机研制程序的基础上,利用适宜的保障效能评估方法和技术,在飞机研制过程中持续开展综合效能评估,评价出研制过程各阶段的综合保障效能,提出优化、改进建议,实现对新机研制过程综合保障的有效监控;在部署/使用阶段开展保障效能评估,验证飞机及其保障系统是否满足规定的系统战备完好性要求,为调整保障系统和飞机改型、研制新型号飞机提供必要的经验信息。保障效能是由飞机平台设计特性、保障系统设计及维修保障方案所决定的,是在飞机研制过程中设计,逐渐形成、并在使用过程中不断保持的。综合保障效能的度量不仅考虑飞机平台及其使用特点、可靠性与维修性、保障系统的特性与表现,而且还要考虑飞机的利用率、使用方式、任务剖面以及使用环境等。飞机设计质量控制就是要实现飞机及其保障系统满足规定的系统战备完好性要求,飞机设计质量不仅包括飞行平台具有优良的性能,而且还包括其保障系统的性能和配备能够支撑飞行平台实现战备完好、战时可用的目标。综上所述,综合保障和质量控制具有共同的目标,综合保障效能的高低反映了飞机平台及保障系统设计质量的高低。在飞机设计的各个阶段,对综合保障效能评估即可实现对飞机设计质量进行阶段性和系统性地控制。 2评价指标选择 由于综合保障和质量控制具有共同的目标,反映综合保障效能的指标即可作为飞机设计质量控制的评判标准。飞机的综合保障效能不仅取决于飞机的设计性能,同时也取决于飞机的使用和保障。综合保障效能评估结果对四性和综合保障工作直接产生影响,这关系到飞机的设计、研制,并决定着综合保障最终目标——以可承受的寿命周期费用实现战备完好性要求的实现。飞机设计质量评价指标的确定必须遵循以下原则:(1)以作战任务需求、综合保障各阶段的任务和目标为依据。(2)参考国内、外同类飞机的有关指标,相似装备的战备完好性水平,以及本国的国防工业科技水平等。(3)环境条件的约束,包括作战使用和平时训练、储存和运输等环境条件。(4)预期使用的新技术、新产品对保障效能的影响。(5)现役同类装备的保障方案和新机预期的保障方案、使用与维修保障资源的约束条件。(6)费用、进度等约束条件。(7)其他约束条件,如充分考虑各指标之间的协调性(不可互替代性、全面性)和各指标的阶段性等。根据以上原则,结合相关标准,选用使用可用度(固有可用度)、能执行任务率、出动架次率、再次出动准备时间和寿命周期费用作为评价指标。这五个指标从不同的侧面反映了保障系统设计质量对战备完好性和任务持续能力的影响,其中使用可用度综合反映飞机在实际任务过程中的使用情况,主要体现了飞机特性、维修保障、供应保障水平对战备完好性的影响;能执行任务率主要反映在平时条件下飞机保障系统的训练保障水平;出动架次率主要是反映在战时条件下飞机维修保障和使用保障水平对战时任务持续能力的影响;再次出动准备时间主要是反映飞机在连续出动条件下保障系统的使用保障水平;寿命周期费用从经济性的角度度量装备系统和战备完好和战时任务持续能力的权衡。这几个指标之间具有不可替代性。战备完好性的度量不仅考虑飞机及其使用特点、可靠性与维修性、保障系统的特性与表现,而且还要考虑装备的利用率、使用方式、任务剖面以及使用环境等。这五个指标从不同的角度反映了不同设计和使用因素对战备完好性和保障效能的影响,涵盖了飞机设计特性、保障系统的要素(包括使用保障、维修保障、训练保障、供应保障)和寿命周期费用对飞机设计质量的贡献。以这些指标作为评价标准,可以实现飞机设计质量全面控制。 3评估方法和模型构建 3.1评估方法 可用的方法可分为解析法和仿真法两类。解析法能够准确地计算各类效能指标,但缺乏对飞机维修和使用保障动态特性的描述;仿真法能够动态地描述飞机的维修和使用保障动态特性,但仿真结果不够稳定。为了得到客观、合理和科学的结果,本系统采用解析法和仿真法相结合的方法。 3.1.1计算机仿真 仿真技术具有低成本、有效克服解析法所不能解决的动态问题独特优势。计算机仿真体现在以下几个环节:(1)根据对业务、模型、输出参数之间的逻辑关系进行分析的结果,模拟单一飞机和机群在仿真周期内的总体使用业务流程。根据实际使用情况,模拟仿真周期内飞机的作战使用流程。一般流程均从飞机执行的任务开始,进行任务前准备、执行任务、返回进行维修保障,然后进行再次出动。优秀业务活动包括飞机状态的判断、飞机的调度、修复性维修、预防性维修、起飞前准备、再次出动准备等。(2)故障抽样。采用蒙特卡洛方法进行飞机系统故障抽样,确定故障发生时刻序列。单架飞机的年平均飞行时间或者每次的仿真时间。η为由RANDOM()函数生成的0~1之间的随机数。故障发生时刻序列的确定方法如下:下一次故障发生时刻=本次故障发生时刻+下一次故障发生时间间隔(2) 3.1.2数据统计 对于已经研制的飞机及其保障系统,数据统计方法主要体现在飞机故障数据、资源数据等输入数据的获取。而对于新研发的飞机及其保障系统,这些数据可采用设计参数或者相似型号飞机参数。为了计算最终的评价指标,仿真过程中通过多次统计最终评价指标的分解项,获取最终的评价指标计算结果。 3.1.3解析法 解析法主要用于各评估指标的计算,飞机各业务活动分解及其时序的确定、时间和资源分配等。各评估指标均可采用解析法进行分解,一直到最底层指标与飞机设计指标相同为止。这有利于确定最终的输入参数,也利于模型数据的收集。 3.2评估模型构建 任务周期从飞机执行的任务开始,进行任务前准备、执行任务、返回进行维修保障,然后进行再次出动,直到当天任务结束。而在这一任务周期中,将涉及到任务系统、结构、维修保障活动、保障资源、保障组织五大方面设计工作的动态协同。如何全面、科学、客观模拟这一过程,并将其量化,进而构建数学模型,最终计算出飞机在执行任务过程中的各评价指标,是飞机设计质量控制需要突破的优秀技术。 3.2.1模型组成 建模的关键体现在任务建模、保障资源建模、飞机建模、组织建模和任务执行过程建模五个方面。这些模型都描述了飞机系统某个方面的特性,它们独立构成飞机系统的不同侧面。因此,飞机设计质量控制模型分为任务、装备、资源、组织、过程五个子模型。(1)任务模型:描述作战单元的任务内容及其构成的模型。任务可分为若干个子任务,子任务又可分为若干个次级子任务,各个子任务的内容及其相互关联都在任务模型中进行描述。随着任务的进程,其他各个模型都会发生相应的变化。不同模型间的逻辑关联是保障系统模型所固有的。(2)飞机模型:描述系统中飞机的结构和功能组成的模型。复杂的飞机系统由各单元以一定关系组成并形成特定的功能。(3)资源模型:描述保障系统的各种资源以及资源间关联关系的模型。保障系统中的资源有很多种,例如:维修人员、备件、设施、技术资料、计算机资源等,但是在作战单元执行任务的过程中,由于任务的持续时间一般比较短,对保障效能影响最大的资源只有两种:备件和维修人员。因此,资源模型主要包括维修人员和各种备品备件的分配信息(其中的备品备件即为飞机的最小保障单元)、各种备件在维修过程中的消耗信息以及维修人员的占用信息等。(4)组织模型:描述系统中的组织、角色信息以及组织、角色间关联关系的模型。其中系统中的组织为各个作战单元和基本作战单元,存在的关系有组织间的所属关系、角色间的存在关系等。(5)过程模型:是保障系统的优秀模型,保障系统的其他模型都是围绕着过程模型展开的。过程模型是描述任务的执行过程中发生的一系列维修、使用保障活动及为维修、使用保障活动之间关联关系的模型。 3.2.2系统输入 根据模型的组成、评估指标的分解结果以及飞机设计理论和原理,通过梳理以上模型组成中各描述参数之间的关系的,理清了各输入参数以及5个子模型之间的关系,明确了各子模型必要的输入参数。该模型分为任务、飞机、资源、组织、过程5个子模型。根据每个模型的描述,对描述参数进行结构化描述。例如,任务模型结构化为任务系统、任务剖面和基本任务;任务系统结构化为飞机名称、飞机总数、飞机任务种类;任务剖面结构化为任务种类、任务持续时间、任务所需飞机数量、基本任务名称;基本任务可结构化为基本任务名称、基本任务持续时间、所含波次数、单波次所需最小飞机数、单波次持续时间和单波次任务成功点等设计参数。 3.2.3业务流程 在大量调研的基础上,对单一飞机和机群的总体使用业务流程进行了梳理,并对业务、模型、输出参数之间的逻辑关系进行了分析。根据实际使用情况,对飞机的作战使用流程进行了梳理。在活动过程子模型中,需要确定各专业活动执行的逻辑先后、执行时间、资源、组织、特殊要求、所属专业等信息。通过仿真飞机的任务和使用保障过程,梳理各任务和活动的执行流程,将5个子模型以及个输入参数关联起来,最终统计相关参数和计算结果。 4模型初步验证 为了易于验证模型和方法,对案例进行了以下简化:(1)飞机结构假定只有三个子系统(燃油系统、航电系统、火控系统)。(2)将所有的保障资源放在同一个“资源池”中。(3)使用保障活动与任务暂时没有关联,作业时间是一个定值。(4)维修过程中备件的周转时间为定值。(5)预防性维修活动看作一个事件,作业时间为一个定值。(6)供应保障和训练保障暂时不考虑。模型的验证采用本模型仿真结果和LSEM模型仿真结果进行对比,计算的出动架次率分别为2.56架•次/天和2.5架•次/天,偏差为2.4%。该偏差处于可接受范围内。 5模型特点和应用 5.1模型特点该模型具有以下特点: (1)系统性。该模型使得飞机设计质量的控制不再以各系统、各部件、各产品等孤立地进行,而把整个飞机及其保障系统作为一个有机系统进行质量控制。这不仅符合飞机研制的客观规律,而且将飞机的装配、各系统、各产品之间的接口对飞机质量的影响也进行考虑。其结果能够更真实、全面、客观反映飞机及其保障系统的设计质量。该方法的这个特点与戴明的系统论理论一致。(2)阶段性。由于飞机研制具有明显的阶段性,每一阶段的设计参数逐步详细和准确,因此,该模型也具有阶段性。随着设计的深入,该模型的输入将不断逼近飞机及其保障系统的设计质量。该方法的这个特点与戴明的质量持续改进一致。 (3)动态性。以往的控制方法仅采用了质量管理体系和程序,是一种静态的控制方法。该模型能够动态性地描述飞机的使用和保障过程,其结果与真实的设计质量具有较小的偏差。(4)客观性。该模型能够克服以往采用的程序控制和专家评审方法具有的主观性,其结果更加科学、合理、客观。(5)全面性。目前,美国工业界已开发出大量相关模型,如战备完好性试验用可用性原型的快速构建(RAPTOR)软件、装备保障性仿真工具SCOPE、后勤复合模型LCOM、战备完好性评估模型METRIC、F-15E的可用度评价模型SLAM、JSF战斗机的全任务仿真系统、美国空军基地资源的战区仿真模型TSAR等。以往的模型仅采用单一的评价指标。选择的使用可用度、出动架次率、再次出动准备时间、全寿命周期费用指标能全面衡量飞机设计质量。评价结果不仅反映了飞机平台本身的设计质量,而且还反映了其保障系统和他们之间接口的设计质量。(6)经济性。地面试验的成本高昂,而本模型可以省去地面试验所需要的飞机及其保障系统的研制费用,地面试验的包括人工、场地、设施等其他费用也不再需要了。 5.2应用 由于飞机及其保障系统的研发具有明显的阶段性,本文提出的模型和方法在各阶段对飞机设计质量的控制途径也不相同。 (1)在项目的招标和投标阶段,利用该模型评价供应商提供的设计方案和标书,确定其是否满足项目的指标要求,从而最终选定合适的供应商,从而确定最佳设计质量方案。 (2)在概念设计阶段,利用该模型评价设计方案,找出飞机和保障系统设计的薄弱环节,提出优化和改进措施,完善飞机平台和保障系统设计,提高飞机设计质量。 (3)在详细设计阶段,利用该模型评价详细设计方案,找出飞机和保障系统设计的薄弱环节,提出优化和改进措施,完善飞机平台和保障系统设计,提高飞机设计质量。 (4)在部署/使用阶段,验证飞机及其保障系统是否满足规定的系统战备完好性要求,找出设计中的模弱环节,提出优化和改进措施,为调整保障系统和飞机改型、研制新型号飞机提供必要的经验信息。 6结论 针对当前飞机设计和使用中存在的诸多问题,本文提出了一种基于计算机仿真和数据统计的飞机设计质量控制方法,确定了衡量飞机设计质量的评价参数,构建了计算机仿真模型,利用成熟的LSEM模型对模型的正确性、有效性和合理性进行了初步验证,但是仍需要经过大量的真实使用数据的验证。该模型具有系统性、阶段性、动态性、全面性、客观性和经济性等。在飞机研制的各个阶段,利用该模型对飞机平台及其保障系统的设计质量进行评价和控制,提出优化、改进措施,实现对飞机研制过程设计质量的有效监控。 作者:袁聪聪 张传超 单位:中航航空电子有限公司 中国人民大学 计算机仿真论文:自动化专业中的计算机仿真论文 一、计算机仿真理论教学内容改革 现代控制理论近年来发展迅速,使得我们对各类控制对象有了更好的理解,能够很好地刻画实际对象中事件驱动的动态过程,提出了离散事件系统,它的动态行为是由一系列随机出现的事件驱动的,而且控制理论界已经给出了很多建模方法和建模工具,如Gracefet图、自动机和Petri网[2,3]。而现有的计算机仿真内容主要是面向连续动态系统,虽然也涉及离散事件系统,但是对离散事件系统建模和仿真方法少有涉猎。离散事件系统的模型大部分来自计算机科学研究领域,现代控制理论和控制工程都离不开计算机,对此类建模工具的了解可以拓宽自动化专业学生的知识结构,提升他们思考和解决计算机控制工程问题的能力。为此,在计算机仿真课程内容中,我们增加了自动机和Petri网的基本概念。考虑到学生缺乏离散数学的基础,我们拟根据实际对象建模需要,结合Matlab中的stateflow工具箱,介绍离散事件系统的建模和仿真方法。具体内容包括: (1)离散事件系统概念; (2)自动机模型; (3)Petri网模型; (4)离散事件系统的自动机模型的建模方法; (5)离散事件系统Petri网模型的建模方法; (6)自动机的仿真模型的设计方法; (7)Petri网的仿真模型的设计方法。 另外,现实工程领域大多数系统是混杂系统[4],既有连续变化的特征,又有事件驱动的特征,而且连续变量子系统与事件系统之间相互作用相互影响。从20世纪60年代,学界就开始了混杂系统的研究,目前已经取得了丰富的成果,涉及混杂系统的建模、分析、控制、调度和优化等问题。其中,建模和分析方法对自动化专业知识体系的构建非常重要,事件驱动的思想能够让学生将控制理论与实际过程更好地建立联系,因此在计算机仿真课程中,我们增加了对混合自动机和混合Petri网的介绍,并结合实例阐述如何给出混杂系统的数学模型以及仿真模型和仿真程序的设计方法。具体内容包括: (1)混杂系统概念; (2)混合自动机; (3)混合Petri网; (4)混杂系统的混合自动机建模方法; (5)混杂系统的混合Petri网建模方法; (6)混合自动机的仿真模型的设计方法; (7)混合Petri网的仿真模型的设计方法。 二、计算机仿真实践教学内容改革 计算机仿真是一门实践性很强的课程,利用代码将实际对象虚拟到计算机中,这就要求自动化专业的学生不仅要掌握知识概念,还要能够编写代码用计算机实现抽象的概念。如果实验课内容设计合理,可以很好地锻炼学生解决实际问题的能力。鉴于自动控制原理大量内容属于动态系统的分析方法,而仿真是分析系统不可或缺的手段,仿真实践课程可以巩固控制原理的抽象的知识。如何设计仿真课程的实验项目对自动化专业的计算机仿真课程非常重要,围绕自动化专业课程体系,我们拟设定如下实验项目: (1)二阶电路的C程序仿真实验; (2)单容水箱的C程序仿真实验; (3)电机拖动控制系统的C程序仿真实验; (4)一阶倒立摆的C程序仿真实验; (5)立体仓库系统的自动机模型仿真实验; (6)立体仓库系统的Petri网模型仿真实验; (7)Bang-bang控制液位系统的混杂自动机、Petri网模型的仿真实验; (8)反应釜复杂控制系统的Matlab仿真。 三、结束语 本文探讨了自动化专业计算机仿真课程的教学改革问题,通过实践改革,使教学内容更加符合自动化专业的课程体系。从前期的教学效果看,上述改革能够激发学生的学习兴趣,巩固专业知识基础,并且有效地提高了学生解决工程实际问题的能力。 作者:罗继亮 邵 辉 晏来成 单位:华侨大学自动化系 计算机仿真论文:计算机仿真制造业论文 一、计算机仿真技术在制造业中的应用分类 (1)计算机仿真计算在产品模型为中心的应用:在产品模型引入计算机仿真技术可以对产品的静态及动态性能、可制造型、可装配性等情况进行分析。一个产品的研究与开发,需要考虑其实用功能、实际需求、产品外观、产品尺寸、产品的可制造型、产品的可批量生产性等方面的因素,计算机仿真技术很好的完成这些工作,在产品模型中发挥作用。 (2)计算机仿真技术在制造系统模型为中心的应用:制造业中的制造系统模型中包括了制造设备的高仿真智能运用。复杂制造系统的模拟等过程,计算机仿真系统在检测设备的运行能力、监控设备的实际运行状况中发挥着巨大的作用。 (3)计算机仿真技术在开发过程模型为中心的应用:在这个分类中,计算机仿真技术主要是在产品设计和制造中起到作用。产品的制造过程引入计算机仿真技术就是利用仿真技术将制造系统模型和产品模型进行有效的结合,进行多方位的模拟、全面的运算,以及全面的考虑生产批量、产品成本等问题,开发出合格并且满足需求的产品。 二、计算机仿真技术在制造业中的应用 计算机仿真技术作为一种高新的科学技术在制造业中具有广泛的应用,在工业、军事、医疗等汗液都有应用,特别是在航空行业、国防行业等大规模、复杂的系统研发中具有很高的应用价值。计算机仿真技术在制造行业中的应用可以减少不必要的损失、节约经费、缩短产品开发周期、提高产品质量。在制造行业中,计算机仿真技术涵盖了产品的设计、制造、测试运行的全过程,已经成为了制造业不可或缺的重要技术手段。 计算机仿真技术中的虚拟现实技术可以使用户通过电脑屏幕进入一个三维世界,其可以为产品提供一个可视化的三维环境,对物体进行交互操作,从而对质量和数量进行综合决策,这种可视化的解决策略可以对快速化及批量化生产的发展起到推动作用[2]。虚拟现实技术可以实现人机互动,对产品的性能和运行状况进行测试与监控,这种技术将计算机图文学、高仿真技术、计算机传感技术等多种技术手段进行了结合,这种技术对产品的各个阶段都可以进行支持,使用者通过操作可以检验产品的各个部件是否合格,检验产品的各个性能进的稳定性,检验产品功能的实用性。 计算机仿真技术中的虚拟制造技术将三维模型和虚拟仿真进行有有效的集成,从而可以对实际世界中的物体进行操作,是一种计算机辅助系统技术,是一种实现生产制造过程的应用技术[3]。虚拟制造技术在制造业中的引入可以实现实际生产线或车间中少人力、物力、财力并在短时间内进行产品的设计验证[4],为产品的生产奠定坚实的基础。 三、制造业中计算机仿真技术的研究展望 计算机仿真技术实现了企业的生产过程的信息化、数字化、以及网络化,为企业产品的设计与制造提供了包含生产源、工艺流程、管理等多种动态信息的分析方法。在传统的制造方法却无法对生产线进行快速化设计,无法进行小批量多品种的产品的生产,对于产品的设计、制造、控制都很难达到预期的效果,而计算机仿真技术的引入就可以很好地解决这些问题。 现阶段应用比较广发的物流仿真软件有DEL-MIA/QUEST、EM-Plant等,这些软件都是面向对象的、图形化集成建模仿真软件,可以搭建系统仿真模型,通过参数输入而获得系统的参数输出,对制造企业的实际生产具有很高的参考性。随着仿真软件在制造业中的需求的不断增大,计算机仿真技术会不断的发展,三维建模软件与物流仿真软件会得到更好的结合,并以快速、简单的建模建立、工艺仿真以及优化算法等一步一步的集成,这将是制造业中计算机仿真技术的发展方向。 四、结论 计算机仿真技术在制造业中得到飞速的发展,最主要的原因是其对我国社会的发展和经济的提高具有重要的意义。现在段,在制造业中仿真技术是一种具备综合性、高科技的基本保障,并发挥着越来越重要的作用。,在一些大规模、复杂性强的研发中更是必不可少的工具。计算机仿真技术在制造业中的仿真规模在不断的扩大,仿真功能也在不断的强化,大力的推进计算机仿真技术在制造业中的应用,对提高我国产品的自主生产力,推动我国制造业的发展具有重要的意义。 作者:崔建亭 单位:上海交通大学 计算机仿真论文:高频电子线路教学改革计算机仿真论文 1教学方法改革 1.1情景教学 在高频电子线路教学内容中,概念多、难点多、数学推导多,同时还会涉及到非线性分析法,因此学生在学习过程中经常会觉得枯燥、难学。通过实验展示可以使教学中的难点得到化解。但在实际教学中,因为受到空间和时间条件的限制,在实际教学中实物演示受到了制约。在高频电子线路教学中要找到教学过程中的教学难点、抽象点,要准备例如振荡器平衡的调制系数、稳定条件等多个仿真实验,在课堂情境教学中应用,为学生在认识上提供更加便利的条件,提高教学效率。 1.2课程统筹教学 通常情况下,在高频电子线路教学中,理论课与实验课是分开的,两者相互独立,这样在实际教学过程中难免会出现理论与实践脱节情况,主要表现在时间和内容上脱节,教学过程中的验证性试验无法在及时的加深学生对教学内容的理解,导致了教学效果大大降低。在教学过程中为了完整性经常会对一些操作简单、结论明显的实验也安排相应的实验环节,这浪费了实验课程。在教学过程中应当对这一现象进行合理改革,对课堂教学和实验教学中的内容进行统筹,课堂教学结束后,应当安排相应的验证性实验;部分理论课程可以在实验课程上进行,可以一边做实验一边传授理论知识。针对每个验证性实验,设计相应的仿真预习,利用计算机仿真代替实验内容,通过预习报告的方式完成。通过实践证明,采用此种教学方式不仅解决了教学时间,而且提高了学生在自我学习中的管理能力。此外,计算机仿真通过计算机对实验条件和环境进行了模拟,学生可以进行多次实验,并且可以对实验过程中的参数进行自行修改,这样不仅缩短了实验时间,而且对实验设备也起到了一定保护作用,避免学生在实验过程中因为操作不当而给设备造成损伤。 2仿真教学应用实例 Multisim11是高频电子线路教学中经常被应用的一种软件,仿真分析具体步骤如下:依据设计和原理创建电路原理图,然后依据实验情况对电路图选项进行设置,开启仿真开关,使电路运行,再借助仿真仪器,获取理想的仿真结果。解调、调制电路是组成通信设备的重要部分,解调和调制方式对系统的性能有着巨大影响,同时也是在高频电子线路学习中的难点。 2.1普通AM(调幅)信号波形仿真 调幅是振幅调制的简称,调幅包括:抑制载波、普通调幅等,普通调幅是其中最基本的一种,其余调幅都是有普通调幅演变来的。依据调幅信号形成的基本原理,在Multisim11下创建普通调幅电路,开启仿真后可以可在双踪示波器上看到低频调制信号与普通调幅信号波形对比图。对直流电压V3进行调整,使电路调幅系数进行改变但V3与1V相等时,调幅系数将超过1,则为方正波形,发生调幅现象,已调波在经历检波后将无法恢复到原有的形态,属于严重失真,因此在实际教学中应当尽量避免此现象的发生。 2.2二极管包络检波器仿真波形 二极管构成的包络检波器性能强,结构简单,因此被广泛应用与检波电路教学中,经过解调后输出的信号能够对输入信号的包络进行合理反映,仿真电路如图4所示。开启仿真,对电路参数进行调整,便可得到获得调解后信号与输入信号两者的对比。但在对电路参数调整过程中,如果没有对电路参数进行正确选择,二级管包络检波器在实际工作中极有可能发生负峰切割失真和惰性失真。因此,在实际操作过程中要注重电路参数的调整。 3计算机仿真应用需要做好辅助工作 (1)整合教学内容对课堂、实验教学内容进行整合,在使用计算机仿真前,教师需要做大量工作。首先,教师要对教学中的内容进行详细统筹。例如,在教学过程中,哪些部分课堂讲解的内容需要利用计算机仿真代替,哪些教学内容应当通过计算机仿真演示,又有哪些内容使需要通过计算机仿真对学生进行指导。 (2)编制辅助教学手册对高频电子线路教学内容进行整合后,教学应当精细编制辅助教学手册,对进行过程进行指导。辅助教学手册中的内容应当通俗易懂,计算机仿真的思路、目的、步骤等内容要言简意赅,便于学生理解和运用。 (3)改革考核制度考核是检验教学成果的主要手段,既然在高频电子线路教学中引入了计算机仿真,那么在考核中也应当有所体现。在考核过程中不仅要涵盖大纲的教学要求,同时也要加入计算机仿真考核。在考核上应当做出合理的改革,主要体现在总成绩的构成上。通过实践应用表明,合理的考核结构,不仅能够使计算机仿真教学在高频电子线路教学中起到更好的作用,同时对学生的学习起到了一定督促作用。 4结语 将计算机仿真软件应用到高频电子线路教学中,可以将教学中抽象难懂的内容进行展示,通过改变参数获取不同波形,不仅可以提高学生的学习兴趣,同时也可以加深学生对知识的理解,是一种值得推广的方法。 作者:张晓军 陆兴华 单位:广东工业大学 计算机仿真论文:公铁联运物流系统计算机仿真论文 1计算机仿真技术概述 1.1宏观仿真(Macro-simulation) 描述公铁联运系统各要素及其规律的细节程度较低,主要通过集聚行为来对物流及交通流进行描述,仅仅对车流在路段和节点的流入流出行为进行描述,而对两种运输方式的切换及列车、车辆的运行过程中的行为等细节行为不进行描述。常见的宏观仿真软件有TransCAD、TRIPS、CUBE、VISUM及EMME等。 1.2中观仿真(Med-simulation) 能够较高程度的对系统要素及其规律进行描述,以列车或者货车组成的队列为基本单元,在对车流在路段和节点流入流出行为进行描述的同时,能够对两种运输方式的切换及列车、车辆的运行过程中的行为进行简单的近似描述。常见的中观仿真软件有CONTRAM、TISI和INTEGRATION等。 1.3微观仿真(Micro-simulation) 描述公铁联运系统各要素及其规律的细节程度较高,对于物流和交通流以单个列车、车辆为基本单位进行描述,对两种运输方式的切换及列车、车辆的运行过程中的行为能够较为真实地反映。常见的微观仿真软件有Corsim、Paramics、Trans-Modeler、AIMSUN、SimTraffic、VISSIM、MITSIM及Synchro等。 1.4次微观仿真(Submicroscopic-simulation) 描述公铁联运系统各要素及其规律的细节程度最高。例如:次微观仿真模型在对运输方式切换行为进行描述的同时,还要对车辆承载量的改变对车速的和费用的影响等进行描述。 2公铁联运物流仿真平台建设及关键技术研究 2.1公铁联运物流工程仿真平台的建立 采用先进的物联网及信息技术,以公铁联运物流业务流程管理为优秀,集成交通运输工程、物流工程、现代物流运筹规划、计算机控制技术、信息处理技术、工业现场总线通讯技术、分布式数据库技术、实时数据库技术等学科和技术,建立针对公铁联运物流的高连接性、精确性、集成性、动态性、实时性的要求,区别于一般物流概念的学习实验室或演示实验室,建立基于实际工程项目应用为背景的公铁联运物流工程仿真平台。 2.2不同运输环节的无缝连接 采用基于XML的EDI技术协调公铁联运的各个环节,完成两种不同运输环节的无缝衔接,深入研究公铁联运信息的传输效率及跨地区传输,进而实现跨区域的实时信息传输、远程数据分布式和集中式处理的结合以及多个异地局域网连接等。 2.3公铁联运的信息集成服务的研究 通过多目标协同优化方法对公铁联运多式联运的信息集成服务进行研究,达到物流过程中信息的高效共享和业务的协同联动,实现跨区域,跨行业,跨部门的信息共享,充分发挥信息集聚效应,达到降低成本提升效率的目的。 2.4公铁联运物流安全控制与研究 建立基于GIS的公铁联运物流安全监控系统,根据该系统采集的数据以及历史数据,建立预警数据库,对数据信息进行定性和定量分析,作出识别、诊断和决策。 3结束语 综上所述,我国由于基础设施落后,技术水平低及信息化程度不高等不足,迫切需要通过一种低成本、高效率的方式从多角度开展多式联运研究,因此通过计算机仿真技术,建立公铁联运工程设计仿真平台对于寻求最优解决方案具有重要的理论和实践意义。 作者:李晶 侯倩倩 田彬 单位:兰州交通大学机电技术研究所 兰州交通大学自动化学院 计算机仿真论文:计算机仿真自动化物流系统设计论文 1我国的物流运作现状分析 我们通过对2003年的第四次中国物流市场的供需状况调查进行分析,调查出来的结果显示出我国的物流行业运转情况并不是很好。2.1企业的库存期过长、周转时间太慢通过该项调查我们可以看出,有百分之八十的企业原材料库存时间在一周到三个月期间,百分之八十四的生产企业产品库存都在三个月以下,百分之七十的商品企业销售库存在一个月以下,这就表明我国的企业产品库存时间太长,周转时间太慢,主要还是物流情况差劲导致的,在此我们也能看出我国的物流情况急需得到相应改善,从而改变现在这种状况。2.2人们对物流的满意度较低生产企业里面的3PL相比较自理物流来看,在满意度方面差别很大,对于自理物流的评价主要是不完全满意,对第三方的物流评价就不是这么固定了,分布相对分散,满意、不完全满意和不满意都有一部分。而在商业企业中,对物流不完全满意的比例是最大的,这就表明第三方的物流服务是好于自理物流的。再从不满意的原因分析,企业内部对于物流服务的关心侧重在于物流信息的操作质量以及运作能力,对运作成有不满意的评价也占一小部分,这就说明我国的物流系统还是不够完善,物流行业的成本需要进一步降低。通过上述现状我们可以看出,我国现如今的物流运作水平还是比较落后的,所以说我们应该加大对物流系统的优化工作,提高物流系统的服务水平已经在物品运输上的成本的降低,只有这样才能保证我国的物流行业继续发展下去,才能让企业的竞争优势得以凸显。 2基于计算机仿真技术的自动化物流系统设计 2.1企业内部的生产物流系统 当企业内部开始安排并且计划着在生产领域实行物流系统并且提出运行的总体方案时,应该根据企业内部的实际情况以及生产出的产品的需求多设计出几套不同的物流方案,然后对这些方案进行分析比较,不论是对哪一套方案进行分析,都需要在企业内部的产品生产系统中采集需要的样品进行分析。此外,我们可以在这一流程里面融入计算机仿真技术,这样就能够对多套方案进行实际情况下的运作模拟操作、物流运作的绩效评估以及企业产品的生产试验等等。一般而言,计算机仿真技术在企业的物流系统中加以应用,主要在原材料的购买、运输以及储存,还有整套产品的生产流水线以及产品的加工、出库这些方面有所体现,它能够对上述的过程进行动态化的仿真模拟操作,从而能够对生产环节的效率进行提升,还能够降低原材料等物质的运输成本,可以让企业内部的物流系统各项指标得到改善。此外,通过计算机仿真技术的物流系统我们可以有效地对生产设备的功能进行检查,还可以检验企业的订单要求和生产环节的匹配程度,还有交通工具的有效利用,物流的运输方式和运输路线是否最优,生产物资的原材料经过的环节是否达到了最简等等。现在看来,物流系统中融入自动化计算机仿真技术可以有效地对企业物流的各个方面进行检验,能够极大的对物流系统进行完善,在促进其优化方面起着重要的作用。 2.2适用于港口的物流系统 在港口的物流系统中加以应用计算机仿真技术,主要是在港口物流系统的环节以及相关领域的规划方面得以体现,即船舶泊位设计、货柜堆场设计、装运搬卸工艺设计等的合理分配和资源优化上,另外对于现实港口管理系统的策略制定和优化方面也是计算机仿真系统要解决的一个重点问题,最主要的目标就是想对港口物流作业的调度进行实时化的实现,包括港口生产调度、货柜堆场作业控制、车辆作业路线等,我们对这些线路环节进行仿真操作以及分析,能够对港口的物流作业系统有一个科学合理的评判,对其整体的流程进行有一定的积极影响,此外,还能实现对于物流系统整体的钱能诊断以及深入分析。我们在分析之后的基础上对港口物流系统进行改进优化,选择最优的改进方案,就能达到最好的改进效果。目前计算机仿真技术在港口物流货柜堆场的管理中已经实现了实时立体化全景象管理和控制,这在很大程度上对各种货柜的存放、搬运以及出入情况进行了改善,操作起来更加的方便,从而提高了企业的生产效率。 3结论 自动化的物流系统设计最前沿的手段以及现代的解决方案就是对计算机仿真技术的利用,那些基于计算机仿真技术的自动化物流系统的设计,能够对物流行业的操作自动化水平、智能化水平以及技术化水平有效地进行提高,此外,物流工程的直观性也可以通过计算机仿真技术来进行提高。本文主要分析了计算机仿真技术和物流系统的含义,然后分析了两种技术的相互融合起到的促进作用,之后对我国前几年的物流运作状况进行了统计性分析,最后是介绍了两种不同的应用了计算机仿真技术的物流系统,与相关的物流作业的基本功能和要求进行联系,认为我国的物流系统还需要进一步的进行完善,我们要致力于发展基于计算机仿真技术的自动化物流系统设计。 作者:余小花 单位:陕西财经职业技术学院 计算机仿真论文:负控系统计算机仿真论文 1覆盖率算法在负控系统中的应用 负控系统在电力网络中有两个重要的应用,首先是数据采集节点,通过部署在各个电力网络节点的负控终端来实时的采集电力负荷的运行数据,并且通过中继站上传到负控中心。由于中继站的成本较高,因此在中继站的部署过程中也要通过仿真分析来确定一个优化的部署方案。在中继站的部署过程中要考虑到本区域的电力负荷、地形等因素,以便能够更好的规划部署,消除盲区。在负控系统的规划阶段,可以使用现有的智能算法来确定最优化的方案,在本节剩下的部分中将会根据人工鱼群基本算法提出一个适用于负控系统规划的人工鱼群算法模型。在负控系统中,为了避免负控终端的资源浪费,规划的目标应该是使目标函数达到最大值,因此也就是使人工鱼群向食物浓度较大的方向移动。 1.1参数设定 根据负控系统的特性对参数进行设定,根据指定区域中预先估计的负控中心的规模、中继站的数量负控终端的数量,结合该区域中的用户数量和电力负荷来确定人工鱼群的规模,根据负控系统需要覆盖的区域的大小来确定鱼群的移动范围,根据中继站的覆盖范围和负控终端的覆盖范围来确定鱼群的视野,最后根据指定中继站所管理的负控终端数来确定迭代参数和密度参数。 1.2初始化人工鱼群 根据指定区域中的用电负荷和用户数来生成n个数,为每条人工鱼的初始位置,人工鱼的初始位置要根据指定区域中电力负荷来确定。 1.3执行算法 根据预先设定的参数,使用人工鱼群基本算法对人工鱼群的追尾行为、聚群行为进行模拟,人工鱼根据自己的所在区域中鱼群密度较大而且食物浓度较高的区域移动。如果无法确定移动方向,则根据自己当前位置的食物浓度选择一个比当前浓度高的方向进行移动或者随机移动一步。如果达到最大迭代次数,输出鱼群密度最高的区域,即得到最佳的部署位置。 1.4方案分析 根据算法执行结果来设定负控终端和中继站的部署方案,根据地形等因素适当的进行调整。最后根据指定区域的实际用电数据对方案进行仿真测试,根据测试结果在进行方案的优化和修改。人工鱼群的基本算法提出后,学术界根据不同的需求对该算法模型进行了大量的优化,并且在电力系统中有很多的应用研究,例如齐志华将人工鱼群算法应用于电力控制系统,吴杰对人工鱼群算法在输电网络规划中的应用进行了分析。 2结语 随着社会经济的发展,必然会对电力负载控制提出更高的要求。负控系统将在监控电力网络中各节点的状态、动态控制各节点的运行等方面起着重要的作用。合理的部署负控系统能够最大化的节约电力网络的投入,更好的为用户服务。因此,在以后的发展中,基于人工智能算法的计算机仿真优化技术将会对负控系统的规划提供更好的决策依据。 作者:田博今 李源 刘亚敏 陈劲 单位:国网重庆信息通信分公司 计算机仿真论文:水轮机调节系统计算机仿真论文 1.水轮机调节系统仿真模型建立 1.1引水系统 由于水轮机是一个动态元件,在工作时,其内部结构的变化和运动相对于稳定时要复杂很多,所以在进行水力瞬变的计算中,工作人员通常采用水轮机在稳定情况下工作时的综合特性曲线去确定水轮机流和水轮机力矩特性,但是在水轮机稳定状态下的综合特性曲线不包括尾水管和蜗壳不称定工况时水流惯性对水轮机特性曲线的影响。在计算水轮机综合特性曲线时如果引水管道很长,其影响对于整体的综合特性曲线影响不大,所以可以忽略。反之,则要进行一些运算确定其特性曲线而不可忽略。在计算机对水轮机调节系统进行仿真建模时,由于实际的水力发电站中线路复杂,所以在建立模型是必须要对整个水力发电系统中的所有管道通路进行编号,这样可以有效地避免重复而出现的误差,也可以提高整体的工作效率。在对于系统管道进行编号后,由于整体管道过多,同时建立其仿真模型非常麻烦,工作人员通常需要把管道分成若干个网格,网格的边界点作为计算节点,然后在网格内部进行仿真,然后进行最后统一的计算,建立合理的引水系统。 1.2电液随动系统 现代水轮机调速是由电子调节控制器和电液随动系统两部分构成。对于前一部分我国研究的比较深入,技术比较成熟。但对于电液随动系统基本保持原有体制并在此基础上进行一部分优化微调。微调主要分为模拟电调和微处理器电调两种方法。但是这两种方法都是采用电液随动系统。电液随动系统作为水轮机调速的执行部分,是其中不可缺少的重要组成部分。但是由于在水轮机调速系统中工作油液量大,流动路径较长,并且与大气和压缩空气直接接触,使得工作油液内的金属微粒、油泥、纤维等机械杂质较多,并且由于酸碱、水分所引起的油质劣化十分严重,又由于电液随动系统可靠性差,综合所有因素,电液随动系统油孔容易被堵塞,多次工作后断线,强度低等缺点。但是通过电子计算机仿真系统对此进行仿真,可以满足不同情况下的水轮机调节系统,使效果达到最优值。 2.水轮机调节系统仿真算法 2.1引水系统仿真算法 在仿真编程时,引水系统特征线方程与水轮机联立作为一个部分,引水系统采用特征线法求解;水轮机的流盆和力矩可由模型特性曲线上查得。调速器和发电机等部分的徽分方程作为另一部分,并分为存在大扰动和小扰动两种情况考虑。由于存在大扰动时,水轮机参数变化很大,超出其线性范围,因此小扰动模型不适用。为此调速器和发电机采用差分方程的方式建模,采用特征线原理求解。将上述两部分交替求梁晨哈尔滨电机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150040解,即为水轮调节系统动态仿真结果。 2.2电液随动系统的传递函数 将电液随动系统中的步进电机,主接力器作为积分环节,液压缸、主配压阀作为一阶惯性环节。同时记录导叶控制信号的限幅,步进电机输出限幅,步进电机输入信号死区以及液压缸、主配压阀死区等5个主要非线性。并且利用连续系统离散化非线性系统数字仿真,即可得电液随动系统传递函数。 3.仿真系统具备功能 3.1水轮机特性的计算 在求解非线性方程组时,如果没有水轮机流量特性和力矩特性的全特性,就只能在模型综合特性与逸速特性的基础上延长使用,所以在求解非线性方程组时,必须知道水轮机流量特性和力矩特性的全特性。同时将水轮机的特性参数用数组的方式在计算机中储存,需要储存的参数有:导叶开度,机组单位转速,机组单位流量和机组力矩。但是由于实际值与计算机所储存的理想数值存在误差,所以在实际计算出的数值与计算机储存的数值不相等,可以通过拉格朗日公式或者四点插值方法计算求得与单位流量个单位力矩所对应的计算值。 3.2仿真系统步长计算 由于理想情况下和现实情况存在误差,从而导致计算结果不准确,为了减小误差,使计算结果与实际情况更加符合,仿真计算时的步长必须取得足够小,分割的足够精密。步长的确定原则是:仿真系统计算步长的时间必须小于计算机微调调速器的采样时间,这样才能最小的减小误差,同时步长的计算必须在上述条件下同时也满足水击计算的特征方程曲线。当步长计算不能满足水击计算特征方程曲线时,应该在仿真系统中适当的调整波速使得步长满足其条件。 4.水轮调节系统仿真硬件设计 对于水轮机调节系统的仿真,应该从我们的真实情况出发,不能在理想情况下进行仿真实验,否则实验结果很难融入到真正的生产使用。在设计仿真系统的同时应该在实物中加入输入输出模块,以便系统中参数的输入。同时为了方便我们更容易的观察水轮机调节系统的实时性变化,仿真系统应该具备显示功能,并且为了方便我们对参数的调节,确定系统的优先级别,安装可控制的显示屏是最好的选择。结束语水轮机调节系统作为水电站中最为重要的环节,其控制性能和可靠性一直是人们十分关注并希望优化的问题。因此在计算机发展迅速的今天,很多学者利用计算机仿真技术研究。在当前看来,通过计算机仿真技术,分别建立模型,列写算法,并根据不同条件对模型算法进行微调,即可得到可靠,准确的结果,大大节省了人力物力,也使其可靠性增加。但随着科技的进步,越来越先进,精确的仿真也被提出来。由此可见,计算机仿真技术因为具有高效,优质,经济的特点,被越来越多的学者青睐,并且在水电能源理论研究和技术开发方面具有很好的前景。 作者:梁晨 单位:哈尔滨电机厂有限责任公司
综合实践课程论文:剖析如何更好地开展综合实践活动课程教学论文 【摘要】:新时期,中小学教育强调学生的综合实践活动课程的开设及发展普及。所谓综合实践活动课程是以学生自主活动为特征的实践操作中体验对知识的综合运用和实践科学结论,发现新知识的课程形态,是一种以学生的经验和生活为优秀的实践性课程。那么如何更好地开展综合实践活动课程教学呢,本文将试做阐述。 【关键词】:综合实践活动课程资源主题 综合实践活动课程强调让学生在实践中学习,在实践中获取知识和能力,在实践中体验情感,发展个性品质;强调以学得直接经验为主,从生活中自主选择感兴趣的问题为研究对象。因此应以学生自主发展为目标,以丰厚的地域文化和丰富的社区资源为依托来更好地切入综合实践活动这个有机整体。 一、开发课程资源,确立课题 开展综合实践活动,首先是选题问题。恰当选题对综合实践活动的实施与效果起着关键作用,这就要求课题贴近学生实际,使研究有一定的活力和潜力。小学综合实践活动的内容,可设计经济管理、交通、体育、环境等方方面面。活动课题的确立,应在教师指导下由学生自己来完成,只有这样,活动才具有生命和活力,学生才能带着浓厚的兴趣去研究。 (一)以社会资源为切入点,开发课程内容 学生通过对自然、社会等方面的调查,掌握和发现解决矛盾与问题的方法,形成怀疑和探索思维的初步能力,培养探索的兴趣和能力,同时使学生初步学会科学的调查研究方法,增强学生对自然、社会的关注。 1、从地方文化活动中发掘主题。例如,我县的道情、焙面娃娃、上党二黄、舜的传说被列入首批部级非物质文化遗产名录开调查研究,追寻历史的足迹,弘扬地方文化的精髓。 2、从自然环境中发掘主题。如:我县在开发综合实践活动过程中,引导学生对我县的旅游文化开展全面而深刻的探究活动。阳城,处于华夏文明北方优秀区。数万年的考古史和几千多年的文明史,造就了内涵丰富、品位独特的阳城文化。我县境内有礁峣山、索泉岭和走马岭等三处新、旧石器遗址。有关史籍记载:舜曾“渔于镬泽”,禹曾“导析城至于王屋”,汤曾“祷雨桑林,以观桑者”,养蚕缫丝的历史源远流长。科举时代曾创造过“十凤齐鸣、十凤重鸣”的佳话。阳城先民不同时期的生产、生活遗址和轨迹,广布城乡,俯仰兼是。可引导学生对旅游文化和传统文化进行探究,还可开展对周边自然风光的探究活动,可开展“我是小导游”等一系列活动介绍阳城,发展阳城。 同时,还可以从地方农副产品及学校的突发事件等等中挖掘主题 (二)以现实生活为主题,开发课程内容 综合实践活动的开展,对课程资源有一定的要求。农村学校的综合实践活动必须从农村实际出发,充分利用一切可以利用的课程资源来开展综合实践活动。在综合实践活动课程资源的开发方面,我们一是开发学校课程资源。抓好学科间的综合,超越单一学科知识体系的局限,要求学生学会综合运用所学知识分析问题、解决问题,发展创新精神和实践有力。二是开发自然资源。研究和分析地方和社区的背景和条件,充分挖掘地方自然条件、社会经济文化状况、社区文化传统等方面的课程资源,力求体现课程资源的地方性特色。开发地方和社区的自然因素及其状况,如水士、气候以及综合环境。 因此,综合性学习应该引导学生从生活实践中发现问题,从中提取综合性学习的主题,发挥“其中的生活意义”,唤醒人的生命意识,启迪人的精神世界,建构人的生活方式,以实现人的价值生命。 (三)拓展学科内容,开发课程资源 在基础教育课程体系中,综合实践活动与各学科领域形成一个有机的整体。妥善处理综合实践活动与各学科的关系,是值得我们广大教师深入探究的课题。在综合实践活动主题设计时,教师们要引导学生综合、延伸、重组学科知识,将综合实践活动与某些学科结合起来进行,从而拓宽综合实践活动的内容领域。实践证明,综合实践活动可与某些学科结合起来进行。例如,围绕某一主题,对课本进行探究阅读。阅读一至六年级有关课文,摘抄和分析有关描写家乡的文字,分析其描写内容、方法、作用,并将其进行比较,求同存异,归纳综合,找出一些规律性的东西。再根据这样的思路进行研究家乡的特产,如研究小杂粮、山茱萸、核桃、花椒等,可以在探究中培养学生观察能力和写作能力等。 二、合理实施课程,有效利用资源 新课程下的综合实践活动呈现的教学形态,有一种是学生直接参与的主题活动。课程目标主要是通过教师指导下的学生主动参与的各种教学活动来实现的,教师的主要做是指导和组织儿童的活动。综合实践活动怎样开展才能有效呢?根据教学实际,我认为应精心设计教学活动,对活动的目标、内容、结构、形式等都要做细致的考虑,具体说,应注意以下几点: (一)教师有效指导是前提 1、处理好教师与学生的角色 综合实践活动是一种主体性、实践性课程,是学生通过实践来学习知识、通过实践来获得发展的重要形式,学生是课程实施的重要主体。学生的实践是任何教育者都难以替代的。因此,在活动过程中,教师尽可能的让学生自主活动,在活动过程中起指导或引导作用,防止包办或代替。 2、教师教学设计具有生成性 在综合实践活动课程实施的过程中具有综合性强、开放性强、不确定因素多和课程资源极其宽泛等特殊的复杂性。因此,精心预设指导方案,努力为课程的实施准备较充分的工具和资料,是综合实践活动能否顺利实施的基本条件,也是教师有效指导的必要前提。 3、活动目标要具体化 教学目标对教学活动具有导向、激励、调控和评价作用,只有明确、具体、贴近学生生活、解决学生实际问题的教学目标,才能使教学活动有效。但是,如果活动目标不切实际,没有明确的目的性,仅仅是在追求活动的形式,那么,即使活动看起来丰富多彩,热热闹闹,一节课下来,学生究竟体验到什么,感悟到什么,往往不知其所以然。因此,实践活动一定要有明确的目标。要使目标具体、明确,教师必须读懂教材,把活动要求与学生的实际结合起来。 (二)学生自主探究是关键 1、增强趣味性,引发自主探究 综合实践活动是在教师引导下的学生自主进行的一种批判性、反思性、研究性的实践,它强调要尊重学生的主体。尊重主体,就要保护学生的学习兴趣和天生的求知欲。兴趣是最好的老师,它能激发学生的求知欲望,促进思维的活跃,保持学习的持久。因此,开展综合实践活动的活动项目首先是要学生真正感兴趣的内容,是学生真正想了解的,能真正“吊”起学生的“胃口”,使学生一上语文综合实践活动课就来劲,就跃跃欲试的讲究趣味性,“乐”中学习。 2、重视过程评价,引发自主探究 重视隐性目标、长远目标必定要重视过程的评价赏识。评价赏识中,既要考虑到个体,又要考虑到群体,既要顾及情感态度,又要估计能力成果,更要努力建设及时、公正、激励、合理的评价机制,积极关切地加以赏识。让每一位学生感受到老师对自己的关注,感受到对自己的认可,感受到对自己的鼓励,由此引发学生的自主探究。 三、评价工作,确保课题研究实效 综合实践活动课程评价的目的是为了激发学生对学习的兴趣和积极性。在评价工作中,我们坚持以形成性、发展性评价为主的原则,注重学生主体参与实践的过程及在这一过程中所表现出来的积极性、合作性、操作能力和创新的意识,采取了自评、生评和师评相结合。综合实践活动课程不采用书面考试的方法,我们常采用作品(手工、劳技、科技作品、调查报告等)评价、展示与交流、成果汇报活动、技能比赛等多种方法进行。在这样的评价模式中,越来越多的同学及家长都主动地参与到综合实践活动课中来。 充裕的时间是综合语文实践活动的翅膀,广袤的空间是语文综合实践活动的舞台。学生在动态、多维的天地里,才能把心灵深处的内在感悟转化为一种精神产品,人生才能得以精彩,生命才能得以健康成长。教学中要改变以课堂为中心、以书本为中心、以教师为中心、以传授灌输为基本特征的传统教学模式,实现学习方式的革命;在实践中培养学生的创新精神和实践能力,为学生的终身学习发展打下坚实而全面的基础,塑造完善的人格个性。综合实践活动,让我们为之探索,为之思考。 综合实践课程论文:软件工程综合性课程设计的教学实践 摘要:综合性课程设计能有效地激发学生的学习兴趣,提高学生的动手能力,促进其综合素质的全面发展。本文阐述了开展软件工程综合性课程设计的必要性,给出了课程设计的组织方式、考核与评价方法;并且通过教学实践,提出了课程设计的创新模式。 关键词:综合性课程设计;软件工程;教学实践;创新模式 中图分类号:G642 文献标识码:A 1引言 软件工程课程具有综合性强,实践性要求高的特点。但是,通过教学实践发现学生普遍感觉软件工程课程中的概念抽象,不容易在课堂讲授中获取切身的体会和认识。同时,大部分学生的编程实践较少,很少参与开发实际的软件项目,对项目的背景了解甚少,欠缺在实际环境中综合运用知识的能力。因此,仅仅是在上软件工程课程的时候以固定课时的方式进行实验训练,学生很难真正理解和掌握软件工程的内涵。从实验过程来说,学生也没有足够的时间为具体的项目做好充分的准备,以完成资料查找、阅读、系统分析、设计、编码和测试等软件开发工作。此外,很多学生重视编程等技术的学习而忽视了必要的文献查找、阅读和写作的训练。 开展综合性课程设计主要是要解决本科生在学习中重理论轻实践,缺乏综合运用各种知识来完成实际工作的问题。软件工程综合性课程设计作为培养学生软件开发能力的重要教学手段为软件工程课程教学提供了理论与实践相结合的有效途径。通过参与综合性课程设计,学生能更好地掌握软件开发的基本技能,培养动手能力,锻炼分析和解决问题的能力。通过经历整个软件开发过程,学生发现和解决各种问题,能进一步培养学生的创新素质;同时,经过工程实践,学生还能建立起独立开展软件开发工作的信心和动力。 2课程设计的组织 课程设计以学生为主体,为学生提供一个既动脑又动手,并且独立实践的机会。首先实验题目要能激发学生的兴趣而不仅仅是一些常规的示例性课题。其次,课程设计的时间安排、实验的开展都需要学生自己把握。因此,在实践过程中不能按通常的课程教学来组织,需要围绕给定的具体题目指导学生自己查阅相关的资料,自学必要的开发工具,搭建实验的开发环境,完成编程和测试工作。除了软件开发实践以外,还要在此过程中培养学生的项目组织和管理能力,以及团队协作精神。老师主要是通过指引方向、讨论问题、提出建议、评价和考核完成情况为学生提供一个将所学知识进行融会贯通的环境,让学生在这个环境中自由的成长。 围绕上述的教学理念,教学过程的组织主要包括以下三个方面: (1) 制定目标和要求。让学生明确综合课程设计的重要性、需要完成的任务和考核目标,给出具体的问题领域和题目。综合性设计的题目可以按照不同的标准进行划分,例如:研究型和应用型题目,或科研型和教学型题目。研究型题目可以指定学生完成某个特定的研究问题,例如:某些比较复杂且学生没有学过的算法。应用型题目则偏重软件开发实践,训练学生掌握新的技术,例如对于网站开发类题目,不仅是简单的实现网站构建,而是引入当前IT领域最新的技术(如Ajax),使学生学会如何在较短时间内掌握一门新的开发技术。 (2) 按学生的实际水平和情况进行分组管理。学生在知识掌握和运用方面有一定的差异。有的学生具有较强的分析、理解能力,但是动手能力较差;而有的学生动手能力较强,但在写作方面的训练较少。不少的学生在接触到自己不熟悉的领域时,感觉进入陌生的领域很困难,缺乏完成题目的信心。另外,很多学生由于认识上的问题,关心编程锻炼而忽视写作练习。针对这些问题,在组织管理时,要充分了解学生各自的特点,把不同类型的学生划分到一个小组中,例如:在一个小组中以五个人为上限,进行合理组合和搭配使在一个团队中既有具有较强管理意识的学生、编程能力较强的学生,又有一定写作能力的学生。在管理小组时,让每个人去尝试其他小组成员的角色,让他们从团队中学习,既发挥各自的专长,又能全面培养软件开发的才能。 (3) 项目实施和指导。采用定期检查任务进度、召开团队会议、讨论问题等形式关注并检查学生的工作情况。在时间安排方面,通过一个学期来实施整个课程设计,所有实践不占用课程时间,学生利用课余时间来完成分配的任务。前期老师对如何开展工作进行指导,然后定期对学生的阶段性成果进行检查。根据学生所积累的问题的数量和重要程度不定期的做一些软件开发知识的专题指导,如软件编程规范、界面和数据库设计、软件体系架构等。在完成系统后,指导学生依据文档规范撰写实验报告。针对在写作过程中出现的条理混乱、表述不清等问题,通过讲解相应的写作模板和案例来加强学生的写作训练。最后,对学生提交的各种文档采用分析、讨论等方式进行评审和考核。 3教学实践 在综合考虑各情况的基础上,以实验项目的形式开展综合课程设计的教学活动。设计的实验题目涉及多领域的知识和工程背景。老师在指导过程中,运用引导、辅助等手段来充分发挥学生在实践中的主导作用,加强创新能力的培养,让学生充满热情地参与到系统开发,从中获取知识和经验。 (1) 引导学生进入课程设计 开始课程设计时,首先召集学生,建立小组联系方式,确立项目的开发团队。给小组成员讲解综合性课程设计的目的和意义、题目背景,以及所涉及的知识领域。大多数学生是第一次完成这样较大的软件开发题目,缺乏足够的自信,老师需要通过鼓励来帮助学生扫清心理障碍。刚开始学生对整个工作没有明确的思路和规划,因此要引导学生按照项目的开发方式进行规划,包括时间安排、任务分配、确定重点、查阅资料文献,等等。通过培养学生独立查阅文献资料的能力和对系统进行分析和设计的能力,使他们能独立地思考问题,逐步摆脱对老师的依赖。 对于项目完成的成果,给出明确的规范和考核标准。在开始课程设计前需要向参加项目的成员介绍软件开发需要建立哪些文档,例如:需求规格说明书、概要设计说明书,等等,要求学生按照标准的软件工程文档来完成课程设计报告。概要讲解有关的软件开发工具,包括设计工具(MS Visio等)、开发环境工具(MS Visual Studio,Eclipse等)、测试工具(JUnit等)。这些工具的安装、配置和使用要学生通过搜索Internet、查找图书馆资料来自学掌握。 (2) 培养创新能力 软件工程教学如果仅仅在抽象的概念、术语和图表上进行分析、讲解,学生没有直接的项目开发体验,不了解真实用户的需求,就很难发现在软件开发中存在的问题,这样也就限制了学生用新的思维或新的角度去思考问题。从很多IT行业的成功例子中可以发现很多优秀的人才在实践中发现问题、解决问题从而创造了新的产品和技术,甚至开拓了一个新的市场或领域。例如,Google、Facebook、P2P软件等都是从最初一点想法和实践发展起来的。因此,在综合性的课程设计中要充分考虑发挥学生自己的想象力,训练学生的创新思维。 在综合性课程设计中提出四种创新模式,通过不同的创新模式引导学生突破传统和常规的思维方式,尽可能以创造性的方式去解决实践中遇到的问题。 ① 应用创新。应用创新以实际工程中的用户需求为优秀,以多领域相结合,强调软件系统的实用性,例如:在指导学生确定题目时,把P2P网络和信息检索相结合提出应用软件课题。 ② 技术创新。开发一个具体的软件系统需要各门课程,甚至是其他学科的知识,因此,掌握新的技术,并对多种技术进行融合创新,能极大地激发学生的积极性。例如:根据学生已掌握的操作系统知识,在实验中结合多核技术拟定“基于多核实现矩阵并行运算”的题目。 ③ 研究创新。研究创新强调问题驱动和研究导向,通过给出能激发学生兴趣的研究问题,进行研讨式分析和实验。老师指导学生阅读某个研究领域前沿性的论文,在论文的基础上实现相关的算法和系统,在逐步积累的基础上,对不足的地方加以改进,实现创新。 ④ 管理创新。在实际的软件项目开发中,管理比技术更重要。通过实践要让学生重视管理,学会管理,培养管理能力,实现管理创新。例如,在软件开发中经常会出现各种变化,包括软件需求、设计、源代码等都会在开发过程中出现这样或那样的改变,学生通过在实践中体会这些变化对软件开发的影响,思考如何从管理的角度去解决这些问题,从而发挥创造性。 (3) 评价与考核 在实验过程中要进行阶段性评价,以讨论的方式找出软件系统和文档中的问题。将文档分发给团队成员,每个人要对其他成员的工作进行分析和衡量,对程序代码和各种文档进行评估,提出自己的看法。通过讨论以及批判性和创造性的思考,来强化学生之间的知识交流,提高其分析能力,锻炼交流和沟通技能。老师在评价时要考察学生的开发进度、商讨解决出现的技术问题,协调管理中的矛盾。在总结学生工作时要对学生作出指导,并给出改进建议。 考核方式主要是对学生开发的软件系统和课程设计报告进行评分。在评分时,要综合考虑学生的平时表现、提交的源代码、课程设计报告,以及是否具有创新性。具体来说,考核分为三个部分:第一部分是软件系统的需求分析,这一部分占 30分,主要根据文档考察学生对系统的认识和分析能力;第二部分是软件系统的设计,这一部分占30分,主要考核学生运用各种图表和语言进行系统分解和设计的能力;第三部分是软件系统的编码和测试,这一部分占40分,主要考核学生的逻辑思维能力和动手能力。 4总结 当前本科生除了掌握基本的理论知识和技能外,还需要通过训练学会如何运用各种知识来解决实际问题。综合性课程设计以培养学生的综合素质和能力为目标,以发挥学生主观能动性为指导思想,注重学生在实践过程中各方面能力的培养。通过开展软件工程的综合性课程设计,为学生建立起完成具体任务的团队合作环境,使学生真正成为学习的主动者,让学生组织项目团队,担任不同的角色,培养了组织和管理才能,提升了动手能力和创新素质。 综合实践课程论文:独立学院计算机专业综合实践课程教改探讨 摘要:本文分析了某独立学院计算机专业综合实践能力培养方面的现状,建议独立学院开设专业综合实践课程。通过介绍综合实践课程的课程目标、教学内容、组织形式、教学实施和教学效果评价等情况,指出在课程教学实施过程中存在的问题及对策。实践表明,开设专业综合实践课程教学能够有效地增强计算机专业学生的综合实践能力。 关键词:综合实践能力;计算机专业;独立学院 中图分类号:G642 文献标识码:A 1引言 独立学院计算机专业培养目标要求以学生的学习能力为基础,以专业实践能力为优秀,协调发展判断、创新、沟通和团队协作等能力,培养应用型本科人才。通过专业认知实习、课程教学与实验、课程设计、生产实习及毕业设计等环节培养学生上述各种能力,以期达到计算机专业毕业生具备从事计算机专业工程实践所必需的专业知识与技能的目标。然而,制约毕业生就业与发展的关键因素是学生是否具备利用专业知识研究问题、分析问题和成功解决问题的综合实践能力。与其它能力不同的是:实践能力只能通过专业实践与训练获得。 与重点和一般本科院校的同专业学生相比,独立学院的学生进入高校时存在文化课基础差、学习习惯不好、自学能力不强等特点。因此,更加需要在专业老师的指导下形成专业综合实践能力。 某独立学院对2002级至2004级计算机专业部分就职IT企业的毕业生的工作情况进行调查。结果表明:有67%的学生认为在校期间缺乏专业综合实践训练,在就业的半年甚至更长的时间内感到因缺乏专业综合能力难以胜任工作。这与当前IT企业期望应届本科毕业生在一至三个月就能够胜任本职工作的愿望有明显差距。 该院未能与IT企业建立固定的实训基地联系,除了少数学生能够自己联系IT企业进行生产实习外,其他学生难以获得工程实践的机会。因此,学院有必要设计工程实践课程,让学生在课程中模拟工程实践。 此外,该院越来越多的在校计算机专业学生认识到良好的专业综合实践能力是他们毕业后能够顺利就业的保证,纷纷参加培训。据统计,该院2002级至2007级计算机专业参加软件工程和网络工程方面的职业技能培训人数占所在年级人数比率依次是:37.5%、24%、24%、39%、21%和8%。由于这些学生需要同时兼顾专业课学习和职业培养,专业课程学习势必受到严重影响。如果学生的专业综合实践能力只能通过社会培训机构的职业技能培训,这是独立学院计算机专业教学的失职。 针对这些情况,该学院于2007年和2008年秋季学期前十周,尝试为计算机专业软件工程方向准毕业生开设专业综合实践课程,通过软件工程项目实训以提升学生的专业综合实践能力。 2课程设置及教学实践 2.1课程目标 专业综合实践课程应区别于一般计算机专业课程。课程设置需以学院计算机专业应用型人才的培养目标为指南,坚持理论与实践相结合的原则,注重培养学生分析问题和解决问题的能力,以适应新经济时代企业对计算机专业应用型本科人才的需求。通过全真或者仿真的工程训练,侧重培养计算机专业学生的软件工程的综合实践能力。实现如下目标: (1) 扩宽专业知识面及提高综合运用专业知识分析、解决实际问题的能力; (2) 培养学生学习新技术和获取新知识的能力; (3) 通过对设计方案的各种分析、选择、比较,掌握软件工程设计的方法,掌握计算机软件、硬件或应用系统设计和开发的基本能力; (4) 书面和口头表达的能力; (5) 协作配合工作的能力。 2.2教学内容 该课程需强调软件工程的相关概念、原理或者观点。在已掌握软件工程理论、方法和技术的基础上,加强软件配置管理、项目管理、快速原型技术、人机界面技术、软件测试和软件开发新技术等方面的训练。除了要考虑所在地区的区域经济发展需要,还应兼顾当前人才自由流动的特点,教学内容应及时反应国内主流IT企业的开发技术、平台和开发流程。以应用型本科计算机专业的基础课和主干专业课为先导课程。 2.3教学组织形式 综合实践课程应该确立“学生和指导老师双主体,在实训项目的分析、设计、实现、测试和部署各个阶段,指导老师全程参与,并适时给予适当指导,以团队形式在仿真企业真实应用场景的实验环境里,遵循软件工程规范完成中等以上规模的应用系统的研发”的原则。团队规模一般为五人,按分析、设计、实现、测试和部署、项目管理环节灵活设置成员的角色。以团队为单位按要求通过综合课程实训后才能进入毕业设计环节。 2.4教学实施 结合2007年和2008年综合实践课程教学情况,一个可行的教学实施方案建议如下: (1) 教材:讲授者可以根据具体情况自己组织教学内容,或者选择内容适当的教材。但要求学生在实践中选择J2EE和.NET平台之一的主流开发技术。 (2) 课堂教学:48学时(16学时课堂教学+32学时实验教学);工程实训:352学时;整个教学用时:400学时(8学时/天*5天*10周)。 (3) 实验室提供仿真IT企业开发平台的环境。项目开发期间,学生能够使用主流开发技术与工具进行项目管理、版本管理以及软件分析设计、实现和测试等任务。 (4) 课程考察方式:课程结束时提交团队开发的应用系统的源代码、可执行版本以及相关开发文档。 (5) 指导老师严格按照软件工程规范对项目各个阶段进行检查与评价,对团队选择开发技术及开发中存在的困难提供适当的建议。 2.5教学评价 课程结束时对2004级和2005级学生进行问卷调查,分别发出并收回25份、67份调查表,合计两次调查数据。结果表明:86%的学生赞成在第七学期开设综合实践课程。94%的学生认为通过专业综合实践课程的学习,综合实践能力确实得到提高。74%的学生建议增加指导老师,每位老师最多指导二至四组。47%的学生建议教学用时延长至一个学期。38%的学生建议计算机专业实验室的开发环境需进一步完善。43%的学生建议开设网络工程方向的综合实践课程。38%的学生建议在先导专业课程学习中,加强编程技能和算法设计的训练。 上述统计数据表明:在第七学期开设专业综合实践课程,有助于增强计算机专业学生的综合实践能力。显然,科学评价教学效果还需进一步统计与分析这两届学生在IT企业就职后的工作情况。 3存在的问题及对策 3.1教学过程中存在的问题 软件工程方向综合实践课程教学中主要存在如下问题: (1) 缺乏适合综合实践教学的指导用书。笔者选用教材时,曾在国内知名计算机专业书籍和教材出版社的网站上搜索,所找到的教材并非完全适合综合实践课程教学,需要对教材内容进行适当地裁剪。 (2) 缺乏软件工程经验丰富的、能够胜任综合课程实践教学的“双师型”教师。独立学院自聘教师的标准工作量过大,指导综合实践课程的老师还必须承担其他教学工作任务。因此,对于部分选修综合实践课程的学生的指导不及时且不充分,这严重影响综合实践课程的教学效果。 (3) 计算机专业实验软硬件配置不合理。实验室缺乏部分商用软件,提供的开发环境难以完全仿真IT企业的真实开发环境。 (4) 由于在先导专业课程的实践技能未达到预定要求,例如学生编程能力欠缺、对主流开发平台与技术掌握不够,这也严重制约这些团队的开发进度。 3.2对策 针对上述问题,可采取如下改善措施: (1) 组织具有深厚IT行业从业经验的专业人士和教师,根据独立学院计算机专业综合实践教学特点编写合适的教材或指导用书。 (2) 引进“双师型”教师,构建适合综合实践课程及其先导课程教学的教学团队,在教授专业课时强化学生专业实践技能训练,提升学生的工程实践技能。聘请专业培训机构的IT行业从业经验丰富的老师主持或者指导专业综合实践课程的教学。 (3) 了解不同规模的IT企业的主流开发平台与技术,完善计算机专业实验室软件硬件的配置,建立仿真IT企业开发环境的实验环境,以满足综合实践课程教学需要。 (4) 重视先导课程的实验教学与课程设计指导,提高学生编程技能;展示综合实践课程实训中的优秀作品,激发学生提高工程实践技能的积极性。建议充分利用第六学期后的暑假,增加实训时间,确保专业实践能力欠缺的学生完成一个项目,而实践能力较强的学生完成两个不同的项目。 (5) 加强与信誉良好、师资力量雄厚的IT培训机构的交流与合作,共建生产实习基地,尝试合作办学模式。适当地修订独立学院计算机专业的培养方案,或者将课程体系中部分侧重应用能力培养的课程与培养机构的相应课程进行置换,有效地提升学生的工程实践能力。 4结束语 本文分析独立学院计算机专业的综合实践能力培养现状,建议没有与IT企业建立实训基地联系的独立学院可以通过设置计算机专业综合实践课程,学生在实验室仿真 环境完成生产实习环节;以软件工程方向为例,介绍综合实践课程的教学目标、内容和组织形式、实施和教学效果评价以及教学实践中存在的问题及对策;实践表明:开设专业综合实践课程,能够有效地提升计算机专业学生的专业综合实践能力。 综合实践课程论文:计算机专业综合课程设计的探索与实践 摘要:本文介绍了综合课程设计的目的和当前存在的问题,并结合作者多年的探索与实践,指出解决问题的途径和方法,实践证明,上述措施提高了综合课程设计的质量,改善了研究性教学方法。 关键词:计算机专业;综合课程设计;研究性教学 随着中国经济的高速发展,科技进步和创新已经作为经济社会发展的首要推动力量。社会对人才的要求也越来越高,培养懂技术、会思考、善于解决问题、勇于创新的本科生成为大学教育的重要目标。而作为计算机专业重要的实践性环节之一的综合课程设计,对于学生完成从学习到灵活应用知识,完成分析问题、解决问题和创新的飞跃,以及大四毕业设计高质量的顺利完成,都起着承上启下的重要作用。 1计算机专业综合课程设计的目的 计算机专业的本科生,通常在二年级和三年级开始综合课程设计。综合课程设计与传统的课程实验或课程设计培养目标不尽相同[1-3],通过综合课程设计需要达到以下目标。 首先,采用综合课程设计来巩固和加深学生对相关课程的基本知识理解和掌握,并拓展知识面,加强工程素质培养。虽然很多计算机专业的课程在开设过程中,有配套的实验或课程设计环节,但大部分实验都针对课程较具体的某个环节或算法,课程设计也主要完成本课程的配套综合实验[2-3]。而综合课程设计,一般是具有一定综合性的题目,以提高学生综合应用和独立设计能力为目的,所以它会涉及到多个知识点、多门课程或多个领域的综合应用,需要学生对相关课程内容灵活掌握,并拓展现有的知识面,才能较好解决实际问题。 其次,综合课程设计能够培养学生正确的设计思想与方法、严谨的科学态度和良好的工作作风,也在一步步解决问题的过程中,树立了学生解决问题的自信心。由于课程设计的综合性,学生需要针对问题,仔细考虑解决问题的思路和过程,有计划地实现每一个细节,从而逐步验证所提出方法的可行性。同时,在实现的每个细节过程中,会涉及各种解决问题的工具和算法,而工具的应用和算法的实现,可以提高学生的基本技能,培养学生综合运用所学知识的能力和基本工程素质。 而且,综合课程设计的实现过程,可以很好地培养学生获取信息和综合处理信息的能力。这是因为很多问题的复杂性要求学生查阅大量资料,进一步锻炼他们从这些资料中获取有用信息的能力。同时,在思考和解决问题的过程中,也会涌现很多创新性的想法,提高学生的创新能力。 最后,在学生实现了既定的综合课程设计题目后,课程设计报告也帮助学生掌握书写综合性文档的能力。这些为学生高水平的完成大四毕业设计奠定了坚实的基础。 从以上分析可以看出,综合课程设计环节对于培养现代的、综合能力强的、具有创新能力的大学生非常重要。然而,在实际的大学综合课程设计中,也出现了一些问题。 2计算机专业课程设计的几个问题 当前的综合课程设计一般由教师提出课程设计题目,然后学生被动接受教师的课程设计题目,并和教师进行简单的几次沟通后就开始了课程设计。目前的课程设计很多是在课后完成,由于各种原因,教师和学生的交流时间和次数很有限。在这一过程中所反映出的问题如下: 首先,教师在课程设计中要为学生考虑综合课程的题目,而这类题目的完成需要学生经过一定的努力才能实现。通常每个教师一次要辅导几个学生,每个学生的题目都不相同,所以教师每年都需花较多时间考虑综合课程设计题目。学生被动接受这些题目,并不一定是他们的兴趣和强项。同时,综合课程设计题目往往有一定的实用背景,学生往往缺乏对题目背景的理解,而导致研究方向偏离。 其次,在综合课程设计的过程中,学生所面对的指导教师经常都是博士、教授,甚至是博导。很多学生担心教师很忙,或自己问的问题过于简单,受到教师的批评等,从而缺乏和教师交流的主动性。由于没有解决问题的正确有效渠道,导致课程设计的质量不高,或根本达不到预期的目标。 最后,在课程设计完成后,由于每个学生的研究题目都不相同,学生之间的工作无法做客观比较,其工作量和工作完成情况都由指导教师评价,没有统一的评价指标,造成学生最终课程设计评分不尽客观。而且每年学生课程设计的工作没有延续性,后一届学生和上一届学生课程设计题目完全不同,即使相同也无法参考上一届学生成功或失败的经验。 针对综合课程设计在实践过程中的这些问题,我们提出基于网络技术构成的综合课程设计新型探究型学习环境,并以教师引导为辅和学生探究学习为主的新型教学活动。 3计算机专业课程设计的探索和实践 根据上述综合课程设计中的各类问题,结合作者的研究方向和教学实际情况,以实例说明综合课程设计的新思路。 首先,教师选择的综合课程设计题目应具有典型性、代表性,能够涵盖相关课程的众多知识点,并且代表指导教师的专业方向,以及反映课程的重要内容和学科方向。由于教师所带课程一般和自己的专业方向对口,这条一般可以做到。建议一位教师的综合课程题目选择3-6个,这些题目在一定时期内基本不改变,并在WEB网页上。所有学生可以在这些题目中选择自己感兴趣的方向,规避不同学生不同题目的传统方法。例如,指导教师的研究方向为增强现实、计算机视觉和多媒体通讯,主要所带课程为数字图像处理。那么综合课程设计题目选择为:特征检测和匹配、图像压缩算法研究和视频压缩算法研究等。这些题目都是数字图像处理领域很经典的一些研究方向,同时也处在不断发展的过程中,因此,这类题目的研究既有针对性和挑战性,又有很好的延续性。 其次,综合课程设计题目在网上的同时,指导教师需要对每个题目任务有一个概要描述,并且给出这项工作的工程意义,以及当前这项工作所能达到的效果,从而使学生从总体上把握题目方向以及实现目标。如针对特征检测和匹配课程设计题目,需要学生编写代码检测图像中的显著特征,并且完成与其他图像的特征匹配。同时,这些特征需要是平移、旋转、尺度和亮度不变量。教师提供测试图像集,学生实现自己的算法,通过ROC曲线和AUC指标评价算法性能,并根据不同图像测试结果对学生排名。且进一步给出该题目的研究和实现意义,即特征检测和匹配结果可以帮助实现图像拼接、计算基础矩阵和场景重建等。 第三,指导教师前期对学生综合课程设计的辅导,不仅仅是给出题目和题目内容概要,更重要的是需给出解决问题的主要思路和方法。这样使学生有的放矢,在统一的框架内,验证和开发各种算法。如针对上述特征检测和匹配综合课程设计题目一般需要三个步骤解决问题:(1)特征检测。通过一定算法的实现能够识别图像中显著的特征点,如利用Harris算法检测角点。(2)特征描述。有了这些特征点后,需要定义以特征点为中心的局部描述子,这个描述子对平移、旋转、尺度和亮度为不变量,从而可以比较不同图像之间的描述子,实现特征的匹配。如通过一个小的窗口,利用差的绝对值比较,简单实现此描述子,能够检测平移下的不变量。为了实现更一般情况的不变量描述子,需要定义更完善的描述子,如SIFT。(3)特征匹配。有了每帧图像的特征描述子,就可以通过它匹配特征点。对于一帧图像的每个特征,可以在其它图像中找到对应的匹配特征。这一部分主要设计如何测试不同图像间的描述子。最简单的办法是通过计算描述子之间的距离,最小的距离则为匹配特征点。也可通过距离比方法,使用门限判断匹配特征点。通过(1)~(3)步,基本给出了解决问题的总体思路框架,学生可以在这个框架下,使用各种现有的或创新的算法实现特征检测和匹配。 第四,基于上述解决问题的整体思路框架,为了进一步规范学生在大框架下的代码开发,可以给出整体的代码框架。指导教师定义框架下的大模块,规范调用接口,并给出类或函数实现的功能。学生基于接口和功能要求,提出每个功能模块的解决思路,甚至一些开创性的算法,并加以实现。这种规范的代码框架提高了代码的可读性,为其他学生学习不同算法和代码提供了方便,使整体综合课程设计有好的延续性。 第五,在学生实现了所有综合课程设计题目的算法后,指导教师必须仔细而明确地给出学生测试结果的指标和方法。这个环节对于客观准确评价学生工作,鼓励学生创新和探究都非常重要。如在特征检测和匹配中,要求学生使用指导教师提供的测试图像集合和测试方法,给出ROC曲线,并计算ROC曲线下的面积和特征的正确匹配率等参数,从而所有学生都在统一的测试平台和标准下评价算法的优缺点,激发了学生对新算法探究。同时,要使学生能够从感性上触摸到课题内容实质,有一个较高的研究开发起点,教师可以在代码框架下给出最基本的算法实现,学生们学习基本的算法,并将开发出的新算法与最基本的算法比较。 第六,为了鼓励学生的探究学习,凡是提出更好的算法或实现增强的功能,可以额外加分。如学生能够证明自己的描述子是尺度或仿射不变量,通过统一测试平台,测试的指标好于教师所给出的指标;在不同图像的特征匹配中实现了实时匹配等,那么学生都可以获得额外的综合课程设计加分。 最后,将每年学生的综合课程设计结果、评测和得分全都在网上,并基于学生的测试结果给出综合成绩排名。该措施可以促使大家相互监督,有效避免学生之间的抄袭,也保证了后续学生综合课程设计的延续性,并在一定程度上提高了学生成绩评定的客观性和准确性。 4结语 实践证明,基于网络的新型综合课程设计环境,以及规范化和标准化的综合课程设计框架,可以避免学生在综合课程设计中“孤身奋战”,学生不但可以和教师交流,也可以和同项目组的学生做算法交流,还可以参阅以前学生的算法和实现结果,使学生们站在一个比较高的高度来分析问题和解决问题。这同传统的被动接受指导教师的综合课程设计题目并独立完成完全不同,即学生往往因为对研究题目不感兴趣,缺乏解决问题的渠道,或没有一套客观的结果评价指标,从而降低对自己的要求,使总体综合课程设计的质量不高。 同时,在综合课程设计中,教师给出项目的工程背景,学生可以根据自己的兴趣选择适合自己的题目,并依据工程应用背景衍生其它的研究和开发。比如很多学生选择了特征检测和匹配这个题目,在综合课程设计完成后,又主动实现了和此题目相关的计算机视觉算法,并开发了相应的应用程序如全景图像拼接软件等。这些不但提高了综合课程设计水准,也为毕业设计打下了坚实的基础。 综上,通过基于网络技术构成开放的新型综合课程设计探究学习环境,以及为综合课程设计题目提供的解决问题框架、代码框架和统一测试方法,学生们可以随时借鉴、参阅已有成果,客观评价自己算法。同时,也可以进一步掌握科学分析问题、解决问题的方法和思路,提高自己的创新能力,培养严谨的科学态度和良好的工作作风。最后,此综合课程设计的实施方案与当前高等教育所提出的研究型教学思路相吻合,提高了教师的工作效率和学生综合课程设计的质量水平。 综合实践课程论文:一个管理信息系统课程综合性实践方案及存在问题分析 摘要:管理信息系统是信息管理相关专业的一门重要课程,综合性实验的实施对于该课程的学习非常重要。该文设计了一种综合性实验方案,并对该方案存在问题进行了分析。 关键词:管理信息系统;实践教学;综合性实践 1 意义和现状分析 《管理信息系统》是信息管理与信息系统专业的一门重要的优秀课程。通过承担该门课程多年的教学工作,发现存在几方面的问题:1)学生感觉理论太多,难于理解,虽然在教学过程中也有不少的实践课程,但部分理论由于实验条件和时间的关系,难于在实践中来逐一模拟;2)实践课程主要针对一些知识点的训练,学完该门课程之后,学生感到知识点非常多,实践较散,希望通过一个综合性实验把课程知识整合起来,让学生能很好理解和把握相关知识。一方面加强专业综合知识的应用;另一方面加深学生对信息系统开发整个过程的理解,包括相关工具、技术和方法。进行综合性、设计性实验过程中,不但强化了相关知识,还提高学生的实践动手能力和创新能力 2 课程能力培养 各高校的实验条件以及师资水平不同,对于信息管理类专业的培养目标以及就业动向有所不同,部分学校侧重于走管理路线,部分学校由于计算机方面的师资较强,实践环境条件较好,侧重于信息系统方向,本文主要针对信息系统方向,具体来说,该门课程实践主要需要培养学生具有如下能力和素质: 1)要求学生掌握一些各阶段常用的工具的使用、认识相关技术和方法,比如:E-R图、业务流程图、数据流程图、数据字典、U/C矩阵、Visio工具建模、PowerDesigner建模、Rational Rose建模等。 2)做好需求分析:做系统最难的部分在于系统分析,特别是需求分析,需求是开发系统的出发点和落脚点,没有做好需求分析,一切工作都没有意义。 3)需要做好功能模块的设计、代码设计、物理配置方案设计、输出输入设计、算法设计等。 4)需要熟练掌握一门程序设计语言,如:VB、C++以及基于B/S开发的ASP、JSP等工具。 5)能够掌握数据库的概念设计、逻辑设计、物理设计,熟悉SQL语句的使用。 6)文档在软件开发过程中起到非常重要的作用,要求学生完成一定的文档,较为重要文档有项目陈述报告、产品需求规格说明书、体系结构设计报告、数据库设计报告、系统实现报告等; 7)有些这需要很多部门和很多人参与进来,团队协作就显得尤为重要。所以在进行管理信息系统综合性实验时需要培养学生的协作能力。 8)坚强的意志:做系统是一件非常辛苦的事情,要求学生有连续作战的精神和毅力,甚至需要熬夜,因此在实践过程中需要培养学生持之以恒的精神。 3 实践方案 针对学生所需具备的能力,需要开设一个综合性实验,内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。该实践过程如下: 1)过程学习。在学生有一定信息系统开发知识基础上,通过一个实际的案例(信息系统),让学生通过该案例的学习,掌握信息系统开发过程(系统分析-- 系统设计-- 系统实施)中的理论、方法和技术。做好该实践,学生还必须具有一定的程序设计、数据库设计、计算机网络等相关知识基础。 2)学生分组和选题。把全班学生按6-8人进行分组,每个组选一个成员作为组长,并选择一个管理信息系统题目。题目最好是学生生活中的题目,这样更有利与学生做好调研,能够更好地理解业务过程。 3)分配任务。组长自行组织本小组成员开会,根据成员情况,给每个成员分配一定的任务。一般任务包括项目管理、需求获取、系统分析、数据库设计、界面设计、模块设计及实现、各类文档的编写等。 4)实施。根据分配的任务,每个小组合作按进度计划完成一个小型的管理信息系统。在实施的过程中,教师应做好监控,期间可以通过3-4次项目检查的方式动态了解学生项目的实施情况,对存在困难的同学提供帮助和指导。 5)模拟答辩。期末以小组为单位,展示“作品”,检查完成程度及效果。答辩组可有任课教师组织3位左右教师进行答辩,首先做项目陈述,然后答辩组提出问题由项目组长或者指定的组员进行答辩,根据答辩的情况给出答辩分数。 4 存在问题及分析 该实验需要学生主动的参与进来,重视开发学生的创造力,巩固所学知识,提高学生的动手能力、创新能力有较大帮助。同时实施过程中也存在一些问题: 1)由于小组内学生的设计思想方向不一致,容易造成将来模块交互的问题,这要求组长组织开会,进行充分的分析讨论,做好规划和分析工作。 2)部分小组成员对程序设计能力较差,况且成员之间掌握的程序设计语言可能不同,这造成在编写程序时,只有一两个人来做编程工作,任务较重。再者,由于是分工实施,对于要搞清各模块之间的调用关系就显得有点困难。所以,必须做好系统分析再进行后续的工作,学生需要自学一些程序设计语言。 3)信息系统设计需要完成的多个文档,如项目陈述、产品需求规格说明书、数据库设计报告、体系设计报告、用户界面设计报告、模块设计报告等,需要分工合作来完成,如果某个组员没有完成,容易造成实施的中断,针对这种问题,组长要组织好小组、合理分配时间和任务,督促本组成员按时完成任务。 4)小组成员的工作量较大,学生所花的时间较多,部分学生时间得不到保障;个别项目组协作能力较差,完成的工作与预期比较有差距。这在分配小组的时候,需要认真考虑组长的人员,要选择组织协调能力较强的同学担任组长。 通过该实践的顺利实施,让学生体验实际的工作环境,使学生在技术能力、思想作风、学习毅力、工作作风、团队精神上受到一次良好的锻炼。 综合实践课程论文:《综合布线技术》课程的创新与实践 摘要:传统的教育方式已不能满足当今信息化技术的发展,对“综合布线技术”课程的改革与创新迫在眉睫,该文根据广州工程技术职业学院实际情况,对现有课程标准、教育模式、人才培养模式进行改革与创新,实现人才培养与就业零距离。 关键词:综合布线系统;课程标准;培养模式;改革与创新 随着信息技术的不断发展,传统的二合一(电话线+网线)楼宇已经满足不了人们日常工作、生活的要求。自20世纪80年代,美国建立第一座智能大厦后,智能化建筑的发展十分迅速,智能程度越来越高。现代化智能建筑往往是将网络通信、安全防范、消防系统、照明系统、大厦设备控制系统等集中进行布线和管理。 “综合布线技术”是系统介绍综合布线知识和技能的一门课程。它是一个多学科交叉的新领域,也是计算机技术、通信技术、控制技术与建筑技术紧密结合的产物。当前智能化建筑的全面进入网络化年代,对既懂理论知识,又能熟练操作的高素质综合布线人才的需求量日益剧增。对传统的教育模式的改革势在必行。 1 制定新的课程标准 综合布线技术是广州工程技术职业学院计算机应用、网络专业开设的专业基础课。在传统教学里,主要讲授理论知识,实践项目非常少,以至于学生对所学内容不能很好地理解和应用。为了让学生更好的掌握综合布线技术,学院与2009年建成综合布线实训室,并对课程标准进行了修改,要求学生通过本课程的学习,应达到以下知识与能力要求: 知识要求:掌握网络系统结构和综合布线系统结构、熟悉综合布线相关产品、熟悉综合布线相关标准、设计方式和规范、掌握安装规范和技术、设计综合布线从设计到施工安装到测试验收的工作流程。 能力要求:能设计中小型综合布线系统方案、能绘制各种综合布线图、会综合布线产品选型和材料预算、能按规范安装线管线槽、水平和垂直等子系统的布线与安装、能按规范敷设和端接双绞线和光缆、能根据设计方案和验收标准度对工程进行检测和验收。 2 教育模式改革与实践 在教学方式上,学院新采用“项目教学法”进行施教。在授课过程中,我们将整个教学内容划分为:项目招标、项目整体设计规划、项目整体施工、项目检测、项目验收5个实验模块。以建造一个智能化小区为例,首先要求学生以小组为单位,根据工程规划提出各自的布线设计方案,每个小组派一人来讲解设计思路,再由学生之间讨论,选择出一个最合理的设计方案。然后按照既定设计方案进行整体施工,要求学生在规定时间内完成实训项目。项目完成后,各小组相互间进行项目检测,并将检测结果反馈到作业小组,作业小组再根据反馈意见对项目进行整改。最后,由教师带队,对整个工程进行验收。如发现不合格工程,则要求其作业小组重新施工。 通过模拟现实工程场景,提高学生的技能操作熟练度和工程实践能力,再辅之以必要理论知识,让学生能真正将所学知识融会贯通,学以致用。 3 人才培养模式改革与创新 当前网络综合布线人才培养数量与市场需求形成了一种很特殊的矛盾形势。一边是每年有数百万学习过综合布线技能的大专生毕业,但感觉就业困难。一边是企业大量招聘新人,却发现招聘困难。对于当今的学生来说,“毕业=失业”是一个非常严峻的社会问题。而造成这个问题的最大因素是学生的专业技能不熟练,不能马上适应企业的工作环境和技术要求。因此,新的人才培养模式呼之欲出。 3.1 找准专业定位,建设精品课程 首先,必须明确高职院校最主要的职能。高职院校是为社会培养各种技能型人才的摇篮。在教学过程中,我们要培养的是掌握一定的专业理论知识、能熟练操作和实践的专业技能素养、能迅速适应企业工作岗位、职业道德良好、勤劳踏实的技能型人才。 在课程建设上,要结合本校学生特点,自主开发与之配套的专业教材。加强师资培养力度,鼓励教师去相关行业的企业去任职,积累和强化教师的企业实践经验,积极培养“双师型”专业技术骨干。将“综合布线技术”课程建设成精品课程。 3.2 建设专业实训室 提高学生实践动手能力最好的方法就是建造高仿真度的专业实训室。广州工程技术职业学院于2009年建造了综合布线实训室,安装有综合布线台,模拟墙、吊架等设备。能让学生进行项目设计、施工和检测等实验项目。 3.3 加强校企合作 在实践教学中,加强校企合作办学和校外实习基地建设。校企合作最大的优势在于学生能通过去企业实习,了解从项目招标、投标、成本预算、设计方案、施工、测试到验收的整套工作流程。这样能使学生对所学知识有个完整的认识,更容易融入到企业工作中。校企合作如果开展的好,对企业、对学院是一种双赢。 3.4 职业资格考试纳入考核指标 目前职业资格证书不仅成为学生掌握相关技能的认定,同时也是学生走向就业之路的敲门砖。学院可以将职业资格培训纳入到考核指标,邀请企业培训机构来学院授课,课程结束后通过职业资格考试考取相关职业资格证书。获得相应职业资格证书者能免考该课程。 4 结束语 “综合布线技术”是一门实践性非常强的科目,合理布置实践内容,让学生自主学习,在实践过程中学会去发现问题、分析问题、解决问题,提高学生实践动手能力。在教学过程中,我们要紧跟信息技术的发展,根据不断发展的新技术来调整课程标准以及授课内容。让学生毕业后就能直接融入到企业工作中,达到“综合布线技术”最理想的教学效果。 综合实践课程论文:高中思想政治综合实践活动课程的探究 摘 要:我国新一轮课程改革的重点和亮点之一是综合实践活动课程的开设。它的实施改变了传统的教学模式给老师的教学注入了新鲜的血液。 关键词:问题情境 主体作用 感悟 综合实践活动课程是新课程实施过程中应运而生的一门新课程,它的实施没有现成的经验可循,作为一名从教二十多年的思想政治课教师,在指导学生开展综合实践活动的两年多时间里,既有和学生共同体验和成长的喜悦,也遇到很多困难和困惑,给教师的教育教学观念、经验、能力、素养、知识结构等方面都带来严重的挑战。下面针对案例,笔者谈谈自己在指导学生开展综合实践活动中的一点体会和认识。 一、创设问题情境,指导学生选好题综合实践活动课程的实施是从问题开始的,活动主题的选择和确定至关重要。活动主题的提出应以学生为主体,让学生根据自己的需要、动机、兴趣、爱好,从身边的生活中提出问题。由于中学生身心特点、生活阅历、认识水平和理解能力方面都与成人存在一定的差距,对科学研究方法的掌握以及对科学研究的过程体验很少,学生选题时经常会出现要么课题太大,研究无从下手;要么课题太小,无事可做,深究不下去。这时,教师必须给予指导,提出合理化的建议。 二、充分发挥学生的主体作用,转变学生的学习方式新课程强调改变旧课程实施的过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手。通过综合实践活动的学习,使学生获得亲身参与研究探索的体验;培养学生发现问题和解决问题的能力、收集和处理信息的能力;使学生学会分享与合作;促进学生形成积极的学习态度和良好的学习策略,培养学生的创新精神和实践能力;这一要求实际就是转变学生的学习方式,即倡导自主学习、合作学习和探究学习。在当前教师的教育观念、教学评价体制和高考升学制度没有发生根本改变的情况下,要在平时课堂教学中一步到位的去完成这个转变,难度相当大。而综合实践活动课程的实施,为转变学生的学习方式和教师的教学方式找到了突破口,起到了开路先锋的作用。在笔者指导学生开展综合实践活动时,有90%以上的同学认为主题研究是自己所遇到的最大挑战,有学生说“,平时上课时,无论有什么问题,老师都会通过一定的途径引导你往正确答案上靠,而在课题研究中,老师几乎不给任何框框,每一步都让我们自己走,一时真是难以适应”。如在开展“建设节约型校园”的活动中,从主题提出、活动方案设计、制订采访调查提纲、收集信息资料并进行分析处理、得出结论、撰写研究报告等一系列的过程中,都让学生自己完成,让学生真正成为学习的主人。在上述活动中,活动分成四个小组:文献组、访谈组、实地调查组、问卷调查组,各小组通过各种途径了解、收集大量校园浪费现象的资料后,我没有就事论事,而是趁机引导学生自己去分析造成浪费的原因,尝试寻找解决问题的方法。虽然在实施的过程中,学生遇到很多困难,会迷茫,甚至打退堂鼓,教师要作必要的指导、鼓励,但更多的时间和空间应留给学生,让他们充分发挥自己的聪明才智和主体作用,充分开发学生自我管理、主动学习和自主成长的能力,重视学生的体验、探究和发展的过程。综合实践活动不是教师“教”出来的,而是学生做出来的,是学生在“做中学,学中做”的活动,在整个学习过程中,学生始终拥有高度的自主性。综合实践活动把学生从书本和课堂引向了大自然,走进社区,走近生活,关注社会,实现了学生学习方式的转变,为学生的终身发展打下了坚实的基础。 三、着眼引领,重视发挥教师的指导作用综合实践活动课程的实施很大一部分时间是在课堂外进行的,更加强调发挥学生的主体作用,但活动目标的确定、任务的分配、进程的安排、方法的选择、材料的收集分析整理、研究报告的撰写等诸多环节,都关系活动开展的顺利性和有效性,教师必须参与上述环节的设计,才能减少活动的盲目性。为此,教师必须注意自身的角色转换,要作为一个活动的开发者、实施者、参与者而不是主宰者身份来共同参与学生的活动,并对活动进行有效地指导和监控。在综合实践活动课程实施过程中,笔者感到不少教师对自己的角色定位不准确,要么放任自流、不闻不问,还要振振有词地说。综合实践活动就是让学生自己去做研究,教师不能干预太多,致使学生在活动中盲从、茫然无助,活动流于形式;要么越俎代庖,从选题到各种资料、表格设计和统计都由教师包办代替,让学生亲历一次造假体验。教师的指导作用应该体现在活动的准备阶段中,教师要提供给学生更丰富的学习资源和有效方法;在探究中提出富有启发性和开放性的问题,引导学生思维;在讨论中对一些偏离主题的观点、看法有针对性地给予引导;在辩论中,调节和疏导学生因争执而发生的矛盾;在照顾学生的差异性上,协助和加强对学生的个别辅导;在调查中,帮助学生解决具体操作中的困难等;在学生遇到困难时,给予情感上的激励和支持,鼓励学生树立自信,克服困难,坚持完成任务;尤其在指导学生收集、统计、分析、整理各类信息和资料得出研究结果和结论方面,教师的指导作用显得尤为重要。 四、促进学生知识、能力、情感态度价值观和行为的和谐发展《基础教育课程改革纲要(试行)》的界定“,综合实践活动课程是基于学生直接经验、密切联系学生自身生活和社会生活、体现对知识的综合运用的实践性课程,它以培养学生的创新精神和实践能力、高度的社会责任感、健全的人格、终身学习的愿望与能力为目标”。可见,综合实践活动课程不仅仅注重学生知识的运用,更注重能力和素质的培养。应该说我们的学生大部分都知道国家乃至世界能源短缺、环境恶化的现状,知道浪费和破坏环境的危害性,但往往是“只有心动,没有行动”,不能真正做到“知”“、行”统一。如何把认知通过情感上升到意志落实到行动上,最有效的途径是实践。通过指导学生开展“建设节约型校园初探”和“关爱地球,校园拒绝一次性用品”活动,学生珍惜环境、节约资源的意识和行为明显增强和改善。同学们在研究报告中写道“:数百份的问卷调查,几十个人的口头访问,一个个浪费问题浮出水面,它们让我们意识到,浪费问题已相当严重,浪费现象几乎无处不在、无时不有。一次活动的体验,比任何语言上的德育教育来得更直接、深刻和有效,教师作为学生道德成长的引导者、组织者、合作者,要让学生在实践中感悟,在感悟中成长,融入社会,提高自我,不断获得知识、能力、素质、品德的发展! 五、多元评价和多主体评价方式相结合卡罗汤姆林森说过:“评价应该是永远更好地帮助学生成长,这比把学生进行错误地归类更重要”。传统的思想政治课教学评价常常借助于终结性测验或水平考试,过于关注结果,过于注重学生的考试成绩,并把它作为评价学生的唯一标准,这种测试的结果显然无法全面反映教学质量的好坏,更无从反映学生的情感态度、思想道德状态和行为表现。《普通高中思想政治课程标准(实验)》中强调“要改变过去注重知识性和单一纸笔测验的评价方式,立足思想政治素质的提高,建立能够激励学生不断进步的评价机制”。综合实践活动课程的目标之一,是让学生获得亲身参与研究的体验。因此,教师在评价过程中应重体验而非结果,注重学生的感受和体验,不能苛求所有学生的研究成果都一定要达到有所创新的目标,其实绝大多数学生的研究成果都显得稚嫩,只要学生亲身参与了整个学习过程,不管结果如何,我们都应该给予肯定,都可以给他一个满意的分数,以此激发和保护学生的好奇心和创造欲,激励学生的进步。评价主体应该多元化,评价不应只由教师来定,采用学生自评、学生互评、教师家长共同参与相结合的方式;评价要采取多种方式,如论文、设计方案、口头汇报、答辩等。综合实践活动不仅改变了学生的学习生活,也彻底改变了教师的教学生活,对于长期沉浸于单一学科教学的教师来说是给他们带来了严峻的挑战;同时,教师也是综合实践活动课程实施的受益者,它打开了教师视野,引发了教师继续学习的需求,为教师进一步提高素养和发挥潜能提供了大好机遇和巨大空间。让我们在实践中学习,在实践中研究,在实践中反思,在实践中总结,与新课程和学生共同成长! 综合实践课程论文:工程案例及其在材料力学课程中的综合实践教学应用 摘 要 材料力学课程教学改革的实践越来越重视学生工程应用能力和创新能力的培养。在教学实践中,结合工程案例,让学生通过建立模型、简化计算、工程测试、汇报答辩等环节,小组分工合作完成综合实践作业,培养学生的综合能力。 关键词 材料力学;工程案例;综合实践教学;卓越工程师 1 引言 材料力学课程是工科院校机械类、土建类、交通运输类等较多专业的专业基础课,是学生接触专业知识和工程领域的先导课程,将材料力学课程教学与培养学生的工程应用能力和创新能力相结合,具有重要意义。国家开展卓越工程师教育培养计划,也旨在培养适应经济社会发展需要的创新能力强的高质量工程技术人才,对材料力学课程教学实践提出新的要求。 以往力学课程教学以理论严密、逻辑性强为特点,强调学生的理论基础和数理逻辑能力。近年来,随着高校教育教学改革的不断深入与广大教师的不断实践,越来越重视学生的工程应用能力和创新能力的培养。但在教学中如何将工程实践知识与学生动手能力和实际应用能力相结合,还需多做探索。部分教师在开展科研项目研究时让学生参与,但发现学生的基础还没达到要求,并且学生在学完课堂内容后觉得作业习题大多偏重理论,与工程应用还有距离。 笔者在长期教学积累和科研合作中,提炼了部分与材料力学课程知识结合紧密的工程案例,使学生在完成工程实践综合作业的过程中,重点培养材料力学课程知识的应用能力、团结协作与动手能力,引导学生参与工程实践及科研项目,提高学生的综合能力和创新素质。 2 结合工程案例的综合实践作业设计 材料力学课程综合实践作业的教学目的可以概括为培养学生提炼力学模型的能力,提高学生解决实际工程问题的能力,提高学生自我学习的能力,培养和提高学生组织协作的能力,培养学生科学思维方法和研究能力,锻炼学生分析总结和表达能力。 材料力学课程综合实践作业的设计一般要求结合一定工程背景,提供相应图纸、参数、工作原理等,锻炼学生读懂图纸、提炼力学模型的能力;综合实践作业的内容结合专业知识、工程实例或相关后续课程,列出一定的参考书及参考文献,需要学生学会阅读、自主学习;综合实践作业的设计一般采取开放式的结论,给定设计参数让学生分析研究方案,或给定必要功能进行相关参数的设计。 材料力学课程综合实践作业的形式可以分为与课程内容相关的可以让学生直接参与的课题、从工程实际中提炼的力学近似计算、结合工程问题的开放选修实验、学生自主选题的大学生创新项目、群体性参与的趣味力学竞赛等。限于篇幅,这里仅列举几个材料力学综合实践作业案例。 案例1:锚链环拉伸试验与分析 某型号的锚链环如图1所示,需进行拉伸试验以检验锚链单环承受的最大载荷、最大应变以及锚链环的变形等。试验载荷从520 kN分20个加载步到7460 kN然后卸载,采用电测法进行应变测试,实测时确定的应变片布置方案如图1所示。 要求:1)根据锚链环的结构图纸,确定锚链单环的力学模型,分析锚链环拉伸的应力分布;2)根据应变测试方案确定试验步骤,分析应变测试方案的合理性;3)少部分学生参与现场测试;4)已知各载荷步下各测点的实测应变,分析试验结果,得到简要结论。 该案例考查的学生的知识和能力包括:1)对内超静定结构的受力和应力分析的能力;2)电测理论,如何应用电桥理论得到锚链环拉伸时的拉伸应力和弯曲应力;3)通过参与现场测试锻炼学生的动手能力,增长学生的工程见识;4)对测试数据的处理和分析能力,直接感受工程测试与理论分析的差别。 案例2:张弦桁架结构张拉应力测试与分析 某体育馆张弦桁架结构见图2,最大跨度115米,单榀最大重量s128吨,张拉过程是施工的关键项目。以某一榀桁架为例,需对张拉过程中桁架关键部位的应力进行监测。 要求:1)根据钢结构施工图纸,用力学知识建立单榀桁架的力学模型;2)对模型进行简化,得到材料力学中的超静定结构;3)简要分析单榀桁架的应力监测关键部位;4)参观工地,参观张拉过程;5)对应力、结构变形等监测数据进行简要分析,与施工前的分析进行对比,分析差别的原因;6)预测温度对结构的影响,提出验证方法。 这是一个实际工程问题,通过布置综合实践作业的方法让学生在施工前就提前参与,使学生对课程的工程应用有了更加深刻的认识。再由于工程缺少工程经验,学生分析后确定的监测点与项目方案存在偏差,但通过施工现场的分析讲解,对结构施工直观了解,培养了学习积极性。 案例3:某双体客船螺旋桨轴系的强度计算 某长江短途客船已知主机额定功率为190 kW,额定转速1000 r/min, 总减速比2.89,轴的转速346 r/min,螺旋桨推力2350 kg, 螺旋桨重量200 kg,材料35#钢,联轴节重量42.8 kg,法兰重量28.5 kg,屈服极限270 MPa,许用安全系数[k]= 2.5~5.5,圆齿轮箱装有推力轴承,可承受2600 kg的推力,满足本船实际推力2350 kg的要求。在强度计算时,为偏于安全,将前端视为自由端。船舶轴系一般是一个变截面连续梁,在联轴节处作用集中载荷,将它简化为分段等截面连续梁,如图3所示。 要求:1)按分段等截面连续简化法,完成基本数据表; 2)按力矩分配法,计算各节点的弯矩,计算分配系数、固定端外力矩,用列表的方式进行力矩分配法计算(分配13次);3)求节点处的剪力和支座反力;4)用三弯矩方程计算节点处弯矩校核力矩分配法的结果;5)画轴系受力简图、轴力图、扭矩图、剪力图和弯矩图;6)按第四强度理论,对危险截面用安全系数法进行强度校核。 通过该案例的计算,学生在复习和熟悉材料力学课程内容外,增强了综合计算及综合应用能力,提前接触了专业知识、行业规范以及工程术语,掌握了力学模型的简化及计算方法,进一步认识到材料力学课程在工程中的实际应用。 案例4:八角环式车削测力仪的测力计算 八角环式弹性元件见图4,要求:1)将八环式弹性元件简化为两端固定的圆环式曲杆;2)用力法正则方程求解三个垂直方向力单独作用下的超静定问题,求解刚化杆中间截面上各自的内力(作为多余约束力),写出曲杆的弯矩和轴力方程;3)以 大曲率曲杆计算各测点上的正应力,并计算理论读数;4)分 析每组布片和接线图,说明理由;5)分别计算理论读数值与实验读数的误差;6)进行误差分析。 该案例是一个典型的力学方法应用案例,涉及曲杆超静定计算、力与变形及应变之间的关系、电测法测试应力、桥路应用等知识,进一步促使学生综合应用课程知识。 3 材料力学综合实践作业的教学实践 由于课程教学时数不断减少,在时间安排上,一般一次综合实践作业占用3学时的课内时间。其中1学时用于布置任务、讲解基本要求,确定分组和组内分工,明确小组负责人和完成时间节点,最后占用2学时进行答辩。其余为课外时间完成,包括学生查阅资料、完成作业、辅导答疑等。这样做到了课内教学与课外学习的有益结合。 一般一学期有2~3次综合实践作业,在教学过程中,结合每学期的实际情况及项目情况,每年的内容和要求会略有不同。由于综合实践作业难度较大、要求较高,每次作业按学生自愿的原则结合学生学习程度分组,一般4~6人一组,要求小组内明确分工与合作。小组分工包括查阅文献、建立模型、计算、绘图、完成报告、制作答辩PPT等。 考核是综合实践作业的另外一个重要环节,作为课程的一个重要组成部分,综合实践成绩被记入课程考核内容。考核内容包括:小组分工情况,考察每个学生参与程度及完成工作量;完成一份作业总结报告,报告内容要求条理清楚,详尽描述小组分工、完成过程、研究思路、研究方法和结论;项目答q,要求每组派一个代表汇报答辩,其余学生接受问询考核,对每位学生分别给分。 在综合实践作业的实施过程中,大部分学生能积极配合,学有余力的学生在图书馆和网上查阅大量文献,并在与教师的交流过程中学习到大量课堂以外的知识;也有少量学生不很热心,浑水摸鱼。另外,综合实践作业占用学生大量的课外时间,需要进一步合理安排课堂教学与课外教学的时间关系。在考核内容和考核方式以及激励措施方面,材料力学综合实践作业的教学实践还需进一步完善。 4 结语 材料力学课程是工科类各专业学生由基础课程向专业课程过渡的先导课程,对培养学生工程基础和实践能力起到重要影响。在材料力学课程教学过程中,结合实践性教学环节锻炼和培养学生的综合素质是当代大学教育改革的一个必然趋势,很多教师和同行都提出许多很好的方法。本文仅是教学过程中的一个小的实践,在结合工程实际合理选题、优化课堂教学内容与课外学习之间的关系、培养和调动学生参与积极性等方面还需不断改进。笔者希望通过本文起到一个抛砖引玉的作用,得到同行的批评指正。 综合实践课程论文:浅谈综合实践活动课程的有效实施与开展 摘 要:素质教育作为一种新的教育理念,在我国已经历20多个年头,为全社会所认可,成为我国教育发展的必由之路。而综合实践活动课,作为新课程实施的一门必不可少的课程,在实施过程中,却面临诸多困难!怎样有效地实施与开展综合实践活动课程?对此问题进行简要浅析。 关键词:综合实践活动;活动模式;教学评价 素质教育作为一种新的教育理念,在我国已经历20多个年头,为全社会所认可,成为我国教育发展的必由之路。而综合实践活动课,作为新课程实施的一门必不可少的课程,在实施过程中,却面临诸多困难!因为它毕竟是一个稚嫩的新生事物,但是,综合实践活动课却有着自己独特的魅力,对学生的成长、发展起着很大的作用,新课程改革设置的所有课程中,最能体现生活与教育之间紧密联系的当数综合实践活动课程了,所以很多学校都已经把综合实践活动课提到很高的位置。东昌府区青少年素质教育实践基地(以下简称基地)成立于2011年,短短6年的时间,把综合实践活动搞得红红火火,走出一条适合自己的成功之路,并且带动了周边及聊城市区的很多学校!本文结合基地的几点成功经验,对综合实践活动课程的有效实施途径做一简单论述。 一、改变教师观念,加强学习,提升教师品位 基地由普通中学转型而成,教师多来自普通教师,多年来的应试教育使老师的观念难免落后,一时很难摆脱应试教育的影响,自身的角色很难定位,对基地将要开展的综合实践课程感觉无从下手。在这方面,基地领导从以下几个方面做文章。 1.加强交流,“走”出去,“引”进来 基地成立之初,组织全体教师赴青岛、潍坊等地考察,学习先进的理念、先进的教学方法手段,使全体教师开始了艰难的蜕变与成长。与邻近县市之间交流也很多,基地先后组织教师去阳谷县实践基地、冠县实践基地、茌平县实践基地交流学习,相互促进、共同提高。 先后多次聘请有关专家、非物质文化传人来基地传道授业解惑:陶艺、剪纸、捏面人、3D打印技术等大师,葫芦雕刻艺术传人,户外体能拓展专职教练的无私付出,使基地教师在专业上飞速进步。 采用“走”出去、“引”进来的方法,可以在短期内快速提高教师业务能力及水平,使基地综合实践课程的开展快速走向正轨! 2.开发研究新课程 单纯学习别人,就没有发展;没有创新,就失去了生命与活力。所以基地在已有的基础上,花大力气,组织全体教师开发研究适合自己的新课程,实行个人自主创新与小组合作相结合,出台相应的激励措施,经过几年的努力,独创新课程近一百门,有些课程已经在基地开始运行,效果良好。 3.创建“创客工作室” 基地逐步实施整合优化人力资源策略,充分挖掘每一位教师的潜能,创建“创客工作室”,配备专业工具,特别是引进一批无人机、3D打印机、激光切割机、激光葫芦烙画机等,为教师的专业化成长添油助力。期望由“创客工作室”到小“创客”,创新、创造,使基地综合实践活动课程的有效实施与开展锦上添花。 二、创建高效自主的课堂,构建多元化的活动模式,注重实效 实践基地开设六大区,二十多门课程,既让学生张扬个性,也注意培养孩子们的合作意识,在每一门课程实施的过程中,尽可能最大限度地以学生的需要、动机和兴趣为基础,采取动手操作、探究交流、团体合作、制作、探险等多种形式,给学生提供展示的舞台,让学生体验更多的乐趣,积累更丰富的知识,受到更多的教育。所有课程,以“生”为本,灵活多变。比如“小小美食家”的教学,老师提供相关食材,做什么,怎么做,学生可以随意发挥,所以包出的饺子会有各种形状、各种颜色,学生赋予饺子各种寓意,收获满满。 三、优化教学评价,激发学生兴趣 恰当的、充满激励的评价,对学生的学习兴趣、自尊心的培养甚至一生的发展都有极大作用。 1.评价手段和方法多踊 比如,在陶艺工作室,可以将学生作品放入展橱;在美食家,对成功作品――美食的品尝,绝对是评价的高潮;在逃生墙、击鼓颠球等项目中,评价则重在德育:合作才会赢! 2.多角度评价 多角度、全面地对学生进行评价,面对不同的个体,应有不同的评价标准和方式,对于某一个学生,要捕捉其身上的闪光点。 3.丰富评价内容 着眼于学生健全人格的发展,对其遵守纪律、操作情况、合作态度、爱护公物、创新能力等各方面做出评价。 四、创建良好的校园环境,为综合实践活动提供平台 自建校开始,基地很重视校园文化建设,在缺乏资金的情况下,投资建设了地质园、名人苑、走廊文化,2016年又投资150多万元,加大校园文化建设,包括儒家文化园、诗画长廊、摄影墙、名校园、科技园、艺术园,通过各种形式的校园环境的布置,营造良好的综合实践活动氛围,让学生更好地感知,并投身到实践活动中。 如何让综合实践活动课程有效实施,让学生有效学习、成长,有待我们不断地探索,实践基地的青少年创新教育只有进行时,没有完成时。相信在探索青少年创新实践教育的道路上,实践基地一定能走出一条五彩斑斓的创新之路。 综合实践课程论文:德育教育在中学综合实践活动课程教学中的体现 【摘 要】随着近几年来我们国家的社会主义经济发展的新阶段中,人们一再强调的德育建设中,关于大家所提倡的公民道德、思想政治道德、与职业道德等等各项德育建设的新举措中一一受到了关注,那么,在我们当今社会的中学德育教育中,这是教师们在对学生进行良好的育人的基础,下面我们就其主要问题进行详细的讨论。 【关键词】德育教育;中学综合实践活动 首先来说德育在现在的各大中学教育教学中是教师们的头等大事,在他们进行教书的同时,需要对我们的中学生朋友进行各种渗透式的育人活动,只有先把人育好了,才会把书给教好,因为一个人的德育状况怎样是体现一个人的修养与品质重要基础,我们只有努力把他们身上的各种优良人格进行充分的开拓,才可以在他们以后的人生道路上越走越宽阔。 一、德育教育的基本含义 何为德育呢?德育是一个人的综合价值属性与在做各种事情之前的促进功能,它可以很好的展现一个人在为人处世方面的做事方式,是我们所崇尚的一种精神情怀,更是一种美德。记得伟大的哲学家苏格拉底曾经说过:“知识即美德”,何为知识呢?知识是进行有效约束与规范我们的日常行为的准则与要求,它们是各种的文字类的条目,需要我们进行严格的遵守与服从,因此,倘若我们在日常生活与学习中,事无巨细的都一一按照知识的约束进行从事各项活动,那么我们的心中就会生出一朵一朵的花来,它们像沐浴阳光的花蕾一般进行绽放,这就是美德所在。英国作家卢梭先生说的“观念是行动之父”也是同样的这一道理,无比美誉度高的德育教育是人们在日常生活中的行为之本,只有我们心怀各种美好的品质,才会做出来非常优美的事情来。 二、德育教育是中学里面教师的责任 然而,在我们的中学教学实践活动中,无论是哪一门学科的教师都应当在心中树立这样一种观念,在从事单一学科的教学活动中,首先需要的是与学生们建立起一种良好的师生关系,然后在他们身上获得一种和蔼可亲的信任感之后,再进行一种“德育”教育,也就是把育人的事情作为第一要务去努力达成,因为知识的多寡并不是衡量一个学生的好坏的标准,真正的人格魅力在于德育的教育是否成功,教师们用心去灌溉孩子们的美好心灵才是最为重要的事情,教育他们需要从小就向善去做人、做事、做学问,在以前我们就有听说过关于“孔融让梨”的故事吧,在我们的印象中孔融从小就非常懂得把大的让给别人,自己选择吃那个小点的梨子,说明孔融的自我修养非常之好,在大的教育环境下,他给我们起了一个良好的榜样作用,可见德育教育是我们的整个教育环节当中的重中之重。 三、德育教育在中学综合实践中的思想基础作用 1.加强班级内师生之间的各种德育教育 首先来说,在整个中学教学与各种综合实践的过程中,努力加强对于学生们的德育教育,是时下社会主义新中国的精神道德文明建设的必有之路,也是提高我们国家的民族综合实力的必要条件,如何在中学教育中进行科学、有效的德育教育,是在我们的教师工作者与学校里面的以班级为单位的学生朋友之间,建立起一种充分的和蔼可亲的师生友情,让教师们如同亲人一般的进行对学生朋友予以生活与学习方面的各种关怀,然而,可以在我们的中学综合实践中进行有效的开展,譬如说举办一些感恩父母的活动,让孩子们亲身去经历好多的事情,然后进行一些诗歌朗诵比赛,看一下谁的感情最榉崤嬗胝媲校在我们的日常生活中,需要去不断的孩子们的高尚情怀,让他们的身心都受到一些真情的熏陶,这是进行德育教育的最佳方式。 2.加强教师们在课堂多样化教学的模式 接着是在我们中学校园里面,进行以一个班级为单位的教学教育活动中,通常孩子们可以把班级作为一个温暖的大家庭,然后大家都是兄弟姐妹,既可以在学习方面进行一些互帮互助的活动,又可以在思想上面进行各种有意义的关怀与支持,比如说哪位学生去参加一些校内的比赛之类,作为一个班级推选出来的尖子生进行报名与参加活动时,我们大家可以怀着无比的班级荣誉感进行一些赛前培训与加油打气之类的活动,可以让孩子们进行充分的互动与情感方面的热络,让他们之间亲如一家人,这样温馨的氛围也是非常有益于学习与生活的,教师作为本班级里面的一家之长,可以充分调遣孩子们的各种积极性与潜能,学校里面可以进行一些适当的合理的安排,来引导孩子们逐渐爱上各种赋予生活气息的综合实践活动。凡事要求他们躬亲参加,这样他们就能够在劳动中体会到各种艰辛与不易,从而更加珍惜今天的美好生活与学习了,帮助他们更有效的树立起人生观、价值观、世界观等等,来不断的建立起他们内心中那一抹优秀的品质。 然而,在我们班级里面的各类学科的教学教育活动中,广大的教师工作者们可以根据孩子们的兴趣需要进行合理与有序的规划课堂教学模式,充分运用孩子们的强烈的求知欲与好奇心的特点,进行有的放矢的教学,经常在我们的课堂与课外时间里面开展各种各样丰富多彩的中学综合实践活动,譬如说为了我们的校园环境着想,学校可以安排并组织学生参加一场关于“垃圾分类处理”实践活动,目的在于为了锻炼孩子们的内心,让他们在不断的活动中感受到保护环境的重要性,与热爱地球我们共同的家园,让他们在实践活动中增强知识与阅历,运用各种学过的科学知识进行更好的服务社会。 3.加强学校里面的各个渠道的德育教育的心理建设 最后是在把孩子们学习与生活的环境进行不断扩大,从班级到整个校园里面,使得中学生活变得不再那样的枯燥与无味许多,学校里面可以调遣一切可以运用到的设备与器材,譬如说是校园里面的广播频道,还有一些校园内的体育娱乐设施的安放,这些都是可以在孩子们进行一天的文化课知识的学习后,可以换一下轻松的方式进行对他们的各种精神情操的培养与熏陶,让他们在课间十分钟内可以听到广播里面动人的音乐,抑或是在课间操时间进行集体的广播体操运动,为了全面发展孩子们的身心健康而积极参加各种有意义的课外活动,让他们快乐的学习生涯中可以德、智、体、美、劳全面发展,学校里面作为辛勤培育孩子们的摇篮更要注重这些实践活动的不断开展与完成,让他们在充满情趣的初中学习环境中不断的成长为更优秀的人而不断努力着。 四、结语 综上所述,在我们时下的中学教学教育实践活动中,广大的一线教师工作者们需要对孩子们进行颇有计划性的德育教育,他们应该把育人的工作重心放在首位上面,只有把人育好了,才会教好书的。无论是任何一门学科的教师们都应当去努力的事情。因为德育教育最终是关于建立健全孩子们的良好的身心教育,他们在提供给孩子们各项知识的同时,也潜移默化的教给他们一些待人处事的良好品质,只有心灵崇尚一种美好了,整个的工作与学习思路才会变得愈加的开阔与明朗。 作者简介: 杨振宇(1972.1~ ),汉族,广东广州花都人,中学生物一级教师,大专,现就职于广州市花都区新华街云山学校。 综合实践课程论文:基于时代背景的基础工程课程综合改革探索与实践 摘 要:卓越工程师培养教育计划、应用技术性大学、工程专业认证背景下大学专业课程改革强调课程功能的转变,强调学生的主体地位和主动学习的态度,这就要求课程改革与之相适应。文中提出了大学专业课程改革的新思路,即围绕课程培养目标系统地开展综合改革,内容包括教学方式方法改革、实践教学改革、考试方式方法改革、教材建设、课程教师队伍建设及学生工程文化教育。以土木工程专业“基础工程”课程为例诠释了课程综合改革的实践过程。 关键词:时代背景;基础工程;专业课程;综合改革 当前先进的课程改革理念是将转变课程功能作为首要目标,力求通过课程教学环节,使学生具有适应新时期社会、科技、经济发展所必备的素质。我国确立了课程改革的优秀目标即课程功能的转变,强调形成积极主动的学习态度,使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。 “基础工程”课程是土木工程专业应学的一门重要的专业必修课。土木工程专业是一个需要综合能力较强的专业,在时代大背景下,要求我们改革传统教学模式,调整培养目标与知识结构,树立学生的教育主体地位,进行综合素质教育,让学生感知工程文化熏陶,同时要有与之相适应的教师队伍。课程综合改革是围绕这一目标全面展开,力求跟上改革的步伐,实现学生全面综合素质培养的终极目标。“基础工程”课程在黑龙江工程学院于2006年被批准为校重点课程,2007年被批准为校级精品课。近几年来,围绕该课程建设申报并获批了省级高等教育教学改革项目3项,校级教改项目3项及课程建设项目1项。 一、课程改革的时代背景 2010年以来,我国教育改革进入了飞速发展阶段,提出了卓越工程师培养教育计划、应用技术性大学分类和与世界接轨的工程专业认证。课程改革应适应时展需求,与时俱进,彰显高等教育的时代特点。 (一)卓越工程师培养教育计划 2010年6月23日,教育部“卓越工程师教育培养计划”启动会在天津大学召开,这是国家教育部贯彻落实《国家中长期教育改革和发展划纲要(2010―2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010―2020年)》的重大改革项目,是以培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才为主要建设目标,全面提高工程教育人才培养质量,促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。黑龙江工程学院土木工程专业被批准为教育部首批卓越工程师培养教育计划试点专业。 (二)应用技术性大学 2014年开始,国务院开始正式引导一批非研究型普通本科高校向应用技术型转型,以适应我国高等教育分类设置、分类管理的需要,适应我国经济转型发展的需要。应用技术性大学区别于研究型大学,定位于应用技术型人才培养,服务地方和行业,密切与行业、企业的合作,为企业提供人才培养和技术服务支撑[1]。2013年6月,黑龙江工程学院成为应用技术大学(学院)联盟第一届副理事长单位。 (三)工程专业认证 2005年开始,我国开展工程教育认证。2016年6月2日,中国正式加入《华盛顿协议》,这标志着我国工程教育面向国际迈出重要的一步,推动了我国构建与国际实质等效的工程教育认证体系。专业认证是从以学生为本、目标导向、持续改进三个方面着手,关键是深化课堂教学改革,提高课堂教学质量[2]。2015年9月,黑龙江工程学院土木工程专业正式通过工程专业认证。 二、课程综合改革的内容 课程改革是提高教学质量的重要手段,是提升学生综合素质的有效途径。目前大多数课程改革只注重改革课程实施过程中的某一部分,而系统的课程改革将围绕课程培养目标,在课程实施的各个环节中全面展开。“基础工程”课程组教师经过多年的探索与研究,开展的综合改革内容包括:教学方式方法改革、实践教学改革、考试方式方法改革、教材建设、课程教师队伍建设及学生工程文化教育等。 三、课程综合改革主要解决的教学问题 1.通过课程教学方式方法改革,解决了课堂教学手段及方式相对单一,学生主动参与度不高,自学能力差,教学效果不好的问题。 2.通过实践教学改革,解决了培养形式单一,能力培养欠缺的问题,同时提高了学生解决实际问题的能力、自学能力和团队协作精神。 3.通过考试方式方法改革,解决了传统考试内容导向性明显、考试题型标准化、考试方式单一的问题,同时培养了学生的创新意识。 4.通过教材建设,解决了长期以来教材与行业规范的表达不一致及知识系统老旧、计算方法复杂的问题,同时扩宽了学生的知识面。 5.通过课程教师队伍建设,解决了教师只熟悉书本理论知识,工程实践能力弱的问题,提出了教师队伍建设的目标和途径。 6.通过工程文化教育,解决了学生知识面狭窄,工程素养不高的问题,通过让学生感知工程文化,提高了学生的综合素质,也扩展了学生的竞争能力和国际视野。 四、基础工程课程综合改革实践 (一)教学方式方法改革 课程教学方式方法改革打破传统以教为主的授课方式,建立以学生为中心的教学模式,课堂教学采用以工程项目为牵引组织教学内容的CDIO模式教学,互动式教学,案例式教学,翻转课堂教学等形式,有效地提高学生的学习主动性和学习兴趣。同时在课堂上拿出适当内容和时间尝试学生自主授课,学生需要在课下查找资料,准备PPT课件,课上给同学们讲授,和同学们交流互动,锻炼了学生的自学能力、动手能力、语言表达能力和应变能力。 (二)实践教学改革 实践教学改革中构建以生产认识实习为载体的工程基本训练模块,以基础工程课程设计为平台的创新训练模块和以毕业设计为主的专业拔高模块[3]。在认识实习环节中增加了基础工程的施工现场参观,让学生对工程环境与实体建筑有了直观的认识。课程设计改变各人独立完成的设计方式,采用CDIO工程教育模式,团队式设计,3人一组,每个人有不同的分工,合作完成一份课程设计。在毕业设计中,不同学生选择不同的基础形式,设计的内容和难易程度上也有不同要求。改革增强了学生的动手能力、创新能力和团队合作精神。 (三)考试方式方法改革 改革课程考试内容,增加案例分析题,答案的给出更加的灵活,可以检验学生对课程知识的综合掌握及运用情况。改变平时成绩的给定方法,采用分段考试、过程中考核等形式,在学生的学习过程了解学习效果[4],更全面地检验了学生对知识的掌握情况。在课程设计的成绩评定中,增加组内分工答辩,每个人都要介绍一部分设计内容,共同回答老师提出的问题,教师能够更加深入地了解学生对设计内容的掌握情况,更加准确地给定课程设计成绩。经过考试方式方法改革,学生反馈独立思考能力增强了,不用死记硬背了,知识综合运用能力提高了。 (四)教材建设 2015年,编辑并出版了高等学校土木工程专业规划教材《基础工程》。该教材在经典课程内容基础上,补充了最新的工程案例和新工艺、新结构、新方法,图文并茂;对部分内容还是旧规范的技术标准,按照最新的规范进行了修订,保证了知识的更新换代,使教材和行业规范协调一致。增加了借助电子表格进行电算内容,提高学生对工具的应用和计算能力。在每一基础形式章节习题的后面补充一个扩展型的课程设计,丰富课程设计内容,增多学生的选择性。教材建设体现了土木工程“大土木”、大平台宽口径的要求,扩展了专业知识架构。该教材被5个省近10所大学院校采用。 (五)教师队伍建设 优质的教师队伍是课程综合改革成功的重要保障。在教师队伍建设中采用校校合作、校企合作的模式进行“双师型”教师队伍建设,通过举办工程师论坛、教师挂职锻炼、多校团队式毕业设计、与企业共同制定培养方案等形式提升教师的工程背景。课程组教师还经常对城市周边的重点工程项目进行集体实地考察和学习,将书本知识和现场实际结合起来。教师队伍建设成果论文“基于校校、校企合作的“双师型”教师队伍建设的探索与实践”在《高等建筑教育》期刊发表并获重庆市文化委员会评选的“第十五届期刊好作品”三等奖。 (六)工程文化教育 工程文化教育强调以人为本,以人对工程的态度为根本出发点。土木工程专业的大学生在校期间,应树立正确的工程观、伦理观,要培养审美的意识和工程思维,接受工程文化的熏陶。在基础工程课程专业知识讲授之外,开设了“桥梁文化与美学”课程,被学校批准为首批工程文化教育选修课程。该课程主要内容包括桥梁文化、桥梁美学、职业道德、工程伦理等。通过美学鉴赏、伦理教育培养了学生工程文化、工程意识,丰富了学生的文化内涵和工程素养。课程采用团队式教师授课方式,由4位教师共同授课,每位教师发挥优势,承担一部分自己擅长的授课内容。学生在了解课程意义和授课内容后报名积极踊跃,学习兴趣高,课程生命力强。 鉴于我土木工程事业的迅猛发展,时代背景下高等教育要与之相适应,要不断创新人才培养模式,优化人才培养理念,教育要面向世界,面向未来。通过基础工程课程综合改革的探索与实践可知,将全面系统的课程改革模式深入土木工程专业教学改革中是切实可行的,但需要我们转变教学思路,在进行专业教育的同时,要突出学生的主体地位,激励学生学习的主动性和持续性,更要注重学生工程素质的培养,全面提升学生的综合能力,培养出新时代的高级应用型工程技术人才。 综合实践课程论文:高职计算机网络专业综合实践课程教学改革探索 摘 要:基于大数据背景下的高职院校计算机网络专业毕业生的就业调研数据,剖析参与毕业综合实践的学生专业对口率和实践教学满意度现状。文章针对近3年来的实践教学中出现的明显问题,如:实习专业对口率偏低、校企合作基地偏少、前期优秀课程内容滞后问题给出相应的改革措施。 关键词:计算机网络专业;毕业综合实践;教学改革 1 高职信息化教学改革概述 随着云计算技术的深入应用,大数据产品已深入我国高职院校的信息化教学改革中。如开展精品在线课程、提升微课的教学质量、在线教学培训与学习,一定程度上提升了高职院校教学管理与教学设计能力。作为计算机网络技术专业,如何通过大数据时代背景为课程提升有益价值,在高职院校信息专业的就业质量、专业对口率方面起到优化和辅助作用,是当前浙江省各高校的毕业综合实践的教学改革重点之一[1]。 信息专业的毕业综合实践课程主要包括:校外实习阶段和校内毕业论文答辩阶段,其中校外实习阶段的教学工作主要包括学生实习基地走访调研、实习周记批复。这一课程的主要特点包括:开课周期长,课程规模较课堂教学大,教学管理系统工作负担重,课程考核复杂度高。同时,学生学习和实习压力较大。 大数据作为一种覆盖广、规模宏大、能够实现实时获取、存储、管理、分析等方面功能的数据集合,其主要意义在于专业化处理教学实践相关的数据[2]。以互联网+为背景,根据大数据相关结果,可以较快地获取多届毕业生的毕业实习情况、存储应届毕业生实习相关数据、管理应届毕业生的毕业论文(设计)和实习周记等、通过多届毕业生的毕业跟踪调查报告分析人才培养方案的可行性并加以丰富和调整。以嘉兴职业技术学院为例,从浙江省2012―2014年的高院校的毕业就业率相关数据结果看,就业率和专业对口率呈现递增趋势,但是专业对口率数据连续在40%以下;在就业率方面,截至2014年计算机网络技术专业出现了下滑趋势,图像处理专业和电子商务专业呈现略微上调趋势,软件技术专业呈现持平;在专业对口率方面,4个子专业表现不甚明显;在实践教学满意度方面,截至2014年实践教学满意度普遍呈现出先下降后上升的趋势,这主要源于在2014年信息专业通过改革毕业综合实践教学模式后的首轮效果。 2 毕业综合实践课程现状 2.1 高就业率低专业对口率 随着信息技术的在我国各高校的深入应用,各高职院校均开设了信息相关专业。信息专业毕业生的就业情况良好,但是专业对口的却很少。结果如表1所示。 从有关部门的调查结果可知,信息专业人才的需求量非常大,包括网络招聘、社会招聘、校园招聘,虽然信息专业毕业生的就业情况较其他传统行业有明显的优势,但是专业对口率增长仍然不明显[4]。通过为期3年的实习调研走访和多处室研讨,分析学生高就业率和低专业对口率的主要原因大致上源于: (1)学生择业观的改变,当代高职毕业学生大多为独生子女,异地求学的学生大多数选择毕业后返城求职,一定程度冲击了专业对口率[5]。 (2)随着信息化在各行各业的参与度的提升,跨学科、多学科交叉职位也随之增加,跨学科职位让毕业生萌生“跳槽式”求职岗位[6]。 (3)学生热衷于短期利益,热门职业的高薪、好待遇、门槛低和对口专业的低薪、门槛高都是影响因素。如当前房产销售行业月薪较其他行业员工为2~5倍,这对于毕业生而言,更具吸引力。 2.2 校企合作基地偏少 由于学院属于市属高职院校,学生毕业综合实践实习基地以浙江省为主,其中校企合作基地大多为嘉兴市本级企业。当前信息专业的校企合作基地数量约为200家,但实际上在学生毕业综合实践课程中承担联合项目的数量不足一半。通过连续3年的走访和调研,从合作基地反馈的信息中主要有3种情况: (1)实习生较独立求职者来说,工作态度仍然保留在校学习的被动状态;且学生实际技能操作经验和工作能力往往难以胜任当前项目需求。 (2)实习生在前期的顶岗实习中表现不佳,工作进度方面存在散漫状态,且学习热情不高。 (3)信息专业学生对于出差性强的工作有抵触情绪,本土企业大多数情况无法给予实习生期待的实习经费,外地企业(如上海、苏州等地)在校企合作范围之外,但往往这些沿海地区的信息技术产业发展较本土更适合学生就业与职业规划发展。 然而,在实习基地也存在实习生源不足或者生源过剩,学生在实习基地无事可做或者实习基地给予的学生实习比例远远低于学院指标等现象。 2.3 专业优秀课程内容滞后 不难看出,不管在网络招聘还是校园招聘中,对于信息专业的人才需求总是供不应求。但是往往毕业生求职时,难以与对口专业签约,主要原因是企业需要的人才专业里无法满足,这一现象在当前各高职院校普遍存在。随着大数据时代的来临,信息化技术不断地革新,也需要信息专业优秀课程的不断革新。学生在校学习期间,一方面不仅要学习专业课程也要完成各类创新性实践类的课外活动,一方面校内优秀课程、专业课程学习的内容与职业需求存在一定的滞后性。文献[2]指出,部分高职院校针对此类问题,改革人才培养方案已系统地完成专业优秀课程的教学,却导致了学生基础知识不牢,基础的技能操作太生疏,这在一定程度上会导致学生难以胜任专业对口的职位。 3 大数据背景下毕业综合实践课程改革的必要性 毕业综合实践课程作为衔接学生在校学习和社会就业的主要课程,在毕业生就业质量方面具有关键性作用[7]。为了科学而稳定地提升信息专业中各子专业的就业质量、专业对口率以及实践课程的满意度,教师上好毕业综合实践课程、学生利用好毕业综合实践课程是高职院校毕业综合实践的必要条件。 以往的岗前综合实训效果不明显情况,增加岗前综合实训的完整度、严谨性,提升岗前综合实训的有效性,做好学生毕业综合实践中毕业生的技能知识基础,以增强学生实习时的专业对口率,一定程度上提升就业质量,决定了信息专业的毕业综合实践课程的执行性。 4 毕业综合实践课程教学改革 针对当前信息专业学生高就业率低专业对口率的情况,信息专业的毕业综合实践课程教学改革从以下几个方面展开:从教师的教学模式出发,驱动教师队伍建设,推进毕业综合实践课程的改革和发展;从课程考核方式改革切入,缓解学生实习期间的压力和教师以及管理系统的工作负担,“以学生为主,从学生出发”。 4.1 教学模式改革 为了更好地开展毕业综合实践课程以缓解现状,提升信息专业毕业生的就业率和专业对口率以及保证实践教学的满意度,改革主要从以下几点展开: (1)在教学期初,通过案例教学、MOOC、翻转课堂等教学方法展开毕业综合实践的前期指导教学,使学生在开始实习之前就对实习流程有一个深入的认识、对毕业流程有一个清晰的了解过程。 (2)专人专带:由传统的一个老师辅导教学几个学生分散式或者分组式完成实习过程,改革为特派一个专任教师深入实习基地走访和监督学生实习状况,并通过实习基地的走访和调研获取当前企业所需人才的标准和要求。通过总结和分析,给予专任教师一定启迪和启发,推动下一轮专业优秀课程的改革和创新。 (3)学生集中半集中式实习:以校企合作基地为主要实习基地,便于集中式管理,确保学生实习安全和校企合作的顺利开展;对于有特殊情况或者特别要求的学生采取半集中式管理和实习方针,尊重学生的自主选择和就业态度。以上所有实习基地都要以学生能够在专业对口的岗位为主要依据。 (4)指导教师深入企业和实习基地,走访和调研学生实习现状。一方面更加清晰地了解企业对实习生的实习评价,一方面提升专业教师团队对社会用功的需求的了解程度,同时,教师也能切身了解学生在实习期间的实习状况和毕业论文的完成状态。 4.2 课程考核方式改革 (1)以一定考核标准为课程合格指标,强制性管理实习阶段学生的实习工作,防止学生频繁调换工作岗位、玩忽职守,一定程度上提升学院就业声誉、学生就业质量。 (2)对校企合作基地的要求和考核制定明确的考核指标,如:每年学院的订单班、联合培养班、校企短期合作和长期合作、高校联盟、职教集团等成员单位,每年的学生实习的比例标准是否能够满足,校企合作基地是否能够按照学院的标准完成人才培养和企业项目的实际交接。 (3)分层次教学,针对专业技能知识较差的一批学生展开合作企业的集中式教学、专业技能培训课程;针对专升本学生提供专业理论知识的教学辅导,待考试结束后,督促其继续完成毕业综合实践课程。 综合而言,不仅从16次周记中检查学生实习状况,更要从实际的走访调研中企业指导老师处、专任教师处了解学生实习的实际情况,通过学生毕业论文综合质量等评价学生实习效果。 4.3 重视科研工作和师资队伍建设 专业教师的职业技能培训和专业技能培训以及实验设备的更新,都是提升R悼纬探萄能力所具备的条件。专业优秀课程的教学是毕业综合实践顺利展开的基石,学生学好了,才能在实习中有信心,继而展现专业技能,为校争光。 然而,教师队伍的建设决定了专业优秀课程的进展效果。针对专业优秀课程的滞后性,从师资培养和科研工作的视角展开。高职院校的信息专业教师要参与到信息专业的科学研究以及相关教学研究活动总,积极参与到信息技术的科学研究和深入探索,同时研究工作要能接轨计算机网络、软件技术和计算机应用等方面的发展步伐。在科研中提升知识学习能力和更新知识库和资源库,利用新的科研知识和技能改革教学方法和教学手段,让学生在学习过程中由浅入深,技能操作方面实时掌握社会职位的操作要点,为毕业实习工作打下扎实基础。 4.4 校企合作基地配置 根据社会用工需求,在师资力量充足的情况下,增加校企合作基地数量,为学生实习寻找更多的社会实践机会。深入开展“现代学徒制”和“厂中校”的合作模式,让学生在前期校外实训和顶岗实习期间,就有机会深入企业了解和学习技能操作知识,为踏上社会工作岗位做好准备,减少在对口专业上就业的压迫感和迷茫感,一定程度上提升专业对口率。 5 结语 基于大数据背景,关注信息专业的毕业综合实践课程教学效果。基于近几年的毕业综合实践课程反馈出的就业率、专业对口率和实践教学的满意度调研数据,深入分析并展开改革与探索。分别从教学模式和考核方法、师资力量的建设方面提出改革措施,为信息专业的毕业生就业率和专业对口率的发展作出优化和创新。 综合实践课程论文:基于地方资源特色的综合实践活动课程开发 综合实践活动作为一门新兴课程,与传统学科课程有着显著区别。传统学科课程偏重于学科知识传授,综合实践活动课程则强调围绕活动开展教学,让学生在丰富多样的自主性活动中学会学习,培养创新精神和实践能力。 正是基于这一特性,综合实践活动类课程的开发具有开放性。目前教育部仅是出台了此类课程实施的指导纲要,并没有国家层面的统一教材,课程开发与实施的主体是广大教育工作者。教育工作者可根据学生身心发展特征,发掘地方文化资源并结合各地实际情况,开发出切实可行的综合实践活动课程。 刻喜笺作为如皋市青少年素质教育实践基地自主开发的一项民艺体验类综合实践活动,通过在实践中不断完善,取得了良好的教育教学效果。笔者拟以刻喜笺这门具有鲜明地方特色的综合实践活动课程为例,浅谈基于地方资源特色的综合实践活动课程开发。 一、《刻喜笺》课程开发初衷 贴喜笺是如皋的传统年俗,而刻喜笺作为本地传统民间手工艺术,更有着悠久的历史。基于这一传统手工艺术开发的刻喜笺课程具有趣味性、实践性和自主性,符合到如皋市青少年素质教育实践基地参加综合实践活动的高年级小学生的身心发展规律,易于被孩子们接受。 二、课程开发、实施中的困难与突破 由于课程是全新的,没有现成的活动方案可循,也没有现成的活动经验可借鉴,所以笔者必须从零开始,摸着石头过河。 首先要做好课程方案设计,而做好刻喜笺课程方案的关键是如何设计图案。什么样的图案适合高年级小学生?既要培养他们的耐心和细心,又要培养他们的动手能力和创新精神,同时还不能让他们因为完不成作品而对自己失去信心。为此,笔者通过网上搜索、查阅书籍等方式,先后设计了十多个图案,经过对多个班级学生的教学试验,最终形成了“合家欢乐”图案模板。这个模板可以让绝大多数学生在规定时间内完成,产生完成作品的成就感。同时,笔者设计图案时特意在喜笺上方圆圈内留出空白,为学生发挥创意提供了空间。 其次是如何管理好活动课堂中的学生。没有良好的纪律,就无法进行正常的教学。于是,笔者组织学科组成员一次次开研讨会,一次次试讲讨论,试运行后,又根据实际情况进行调整,在不断地实践中总结经验,抓住学生的兴趣点,吸引学生注意力,严而不厉,调控住一些过于活泼的学生,维持好课堂纪律。同时采取组长监督制度协助老师管理好课堂,实现自我监督,小组监督,老师提醒的全方位立体监督模式,帮助学生加强自制力,实现课堂在平稳和谐基础上的活跃。 最重要的一点是安全。小学生正处于身心发育的第一个高峰期,比较活泼好动,自制力偏差,较难管理。而刻喜笺需要用到一些刀具,使活动存在了潜在的危险。为降低安全事故的发生概率,笔者从以下几个方面着手:第一,工具的维护和使用。之前桌上还提供了锤子,但上完两节课后,发现锤子的危险性太大,并且不用锤子效果反而更好,于是将锤子全部收回并且封藏。活动开始前,笔者会要求学生检查刻刀数量是否齐全,一共12把雕刻刀,有多的或有少的都要报告老师,活动结束后先由小组长检查刀具,接着自己再挨个检查,防止学生将刀具带走。在使用刻刀前,笔者会详细讲解刀具使用方法和注意事项,在学生操作过程中不断进行巡查,严密监控,防止学生把刀具当玩具。第二,意外事件的处理。在活动室内,配备了双氧水、创可贴,若学生不小心割到手可及时进行包扎。 虽然该课程开发的过程充满了困难与挑战,但正是因为这些困难与挑战,让刻喜笺活动迎来了破茧成蝶,也让笔者收获了成长。 三、收获与成长 在刻喜笺所在的民艺体验室内,收藏了很多学生的作品。“合家欢乐”四个字上方贴着不同学生设计的金色图案,有“福”字,有“寿”字,有金元宝,有太阳……这些很有创意的设计都是学生自己发挥想象力设计制作的,很多学生在活动中经历了头脑风暴的洗礼。 目前,刻喜笺课程已成为如皋市青少年素质教育实践基地最受学生欢迎的活动之一。通过对该课程的开发,笔者对综合实践活动课程的地方化、校本化有了更深的认识,对小学高年级年龄段孩子的身心发展特征有了进一步的了解,丰富了基于地方资源特色开发综合实践活动课程的经验。 四、反思与展望 学生在基地参训共五天时间,在这五天内我们的课程到底能带给学生什么?学生又会因此产生什么变化?很多以前的同事这样问我,在向他们介绍基地开展的综合实践活动课程及相关理念时,笔者进行了思考:的确,对于一个孩子来说,五天不可能使其发生翻天覆地的变化,五天也不可能使其养成各种好习惯立马变得优秀,但是在这五天的活动中体现出来的团结协作精神、创新精神和探索精神等一定会或多或少深入到学生的内心中,融入他们的血液里,进而影响着他们的未来。让五天影响孩子的一生,这就是校外实践基地蓬勃发展,综合实践活动课程不断深入的源泉,也是综合实践活动教师不断进取的源动力。 凡事预则立,不预则废。综合实践活动课程作为学科课程的补充,起着延伸学校教育,拓展社会教育,丰富家庭教育的重要作用。综合实践活动教师作为课程开发的主体,应提高认识,提升理念,不断学习,不断创新,使综合实践活动课程不断发展,不断前行。 (作者单位:江苏省如皋市青少年素质教育实践基地) 综合实践课程论文:思维导图在小学高段语文综合实践活动课程开展中的运用 摘要:小学生的语文综合实践活动课程是教师以学生为中心,指导学生根据自己的需要选择与语文相沟通的学习内容,帮助学生自由地把课本与生活实践中相关信息和知识建构起来。本文研思维导图在小学高段语文综合实践活动课程开展中的运用形式。 关键词:思维导图;小学语文;综合实践活动课程 思维导图是20世纪70年代初,由英国学者东尼・博赞(Tony Buzan)提出创建的,英国广播公司BBC曾拨出一期颇有影响的节目,介绍学习障碍儿童通过思维导图发生了很大转变。这期节目使思维导图广为人知,如今,世界各国都在使用这种工具,并被誉为“21世纪全球性的思维工具”。在英国,思维导图被列为国民中小学必修课程,新加坡、韩国、日本等国的教育机构也对该课题进行了持续、深入的研究。而在我国,思维导图而在学校教学中却较为少见,今天我们从思维导图在小学高段语文综合实践活动课程开展的运用角度,对思维导图的使用进行简单的探讨。人教版小学高段语文书中每册除安排了一次以课外为主的综合性学习外,出现了整组集中的、课内外一体的综合性学习。该如何在综合性学习中使用思维导图呢?本文从思维导图在活动方案制定、搜集整理资料、活动交流阶段的运用三个方面,通过三个案例进行初探。 一、制定活动方案阶段思维导图的运用 [案例一]五年级上册的《遨游汉字王国》 1、第一次指导 我先给学生每人一张白纸,让学生把“遨游汉字王国”这个主题写在白纸的中央,作为中心图像,然后请学生自己针对汉字提几个问题。孩子的问题有:汉字起源于什么时候?汉字是谁创造的?汉字有什么结构?汉字有哪些故事?有关汉字的谜语有哪些?生活中哪些地方会用到汉字?有关汉字的艺术作品有哪些? 通过学生的汇报,我把问题与中心图像用粗线相连,成为思维导图的主支并将不同问题分配给不同的小组。但这些主支都是关于本次综合实践活动的主要研究内容,需要进一步引导,于是进行了第二次指导,对方案进行完善。 2、第二次指导 看着自己手中的思维导图,我问孩子们:“你决定用什么活动形式表现自己小组的主题?”常见的活动形式有:手抄报、打印资料、拍照、记录、演讲、讲故事、各种曲艺形式、写作文、制作PPT、竞赛、制作调查报告等。有的主题需要采用几种活动形式,同一主题可以采用不同的活动形式。接着我请同学在自己思维导图主支之下列出第一层分支:活动形式。学生们的思维被打开了,汉字起源于什么时候?汉字是谁创造的?可以通过查资料,用讲故事的形式表现给大家。汉字有哪些故事?除了在班上讲故事,还可以收集网络中有声资料,通过微信群普及给大家。有关汉字的谜语有哪些?可以通过制作字谜花灯、竞赛等有奖问答形式。汉字有什么结构?可以制作PPT课件,讲解给同学听。生活中哪些地方会用到汉字?可以制作调查表,同时还可由此衍生出“街头乱用错别字”这样的调查主题。 通过学生汇报,我再次完善班级的“遨游汉字王国”主题思维导图,并请各小组组长在第一层分支后列出成员分工,并请各成员在自己分工后面填写好完成时间,汇报地点。 这样,活动的方案基本成型。 二、搜集整理素材阶段思维导图的运用 [案例二]五年级下册的《走进信息世界》 以搜集信息传递的方式为例。我先指导学生把“信息传递的方式”写在纸的中央,作为中心图像。然后可以按照时间分成几个主支:远古、古代、近代、现代。指导学生以不同时间阶段及信息传递方式为关键词搜集资料。根据所搜集的资料在主支基础上再画出分支,比如远古时代的结绳记事、借助器物;古代有飞鸟传,驿传,狼烟,旗语、灯光等;近代:交通工具、电报;现代:电话、互联网。再把搜集到的资料归类到不同的分支中。比如飞鸟传后面可以画出鸽子、大雁的图案;互联网的后面可以分出QQ、微信、EMAIL等。有的分支还可以继续延伸分裂,比如可以列出跟此项传递信息形式相关的成语、小故事等。还可以总结不同形式传递信息的优缺点。总之,运用思维导图,学生更容易将资料进行分类、辨析、去伪。 三、活动交流阶段思维导图的运用 从语文综合实践主题活动实施的过程来看,每个阶段既要有课外实践环节,也不能缺少在课堂中交流学习的环节,而教师可借助思维导图使课堂的交流变得充实而有序。 [案例三]六年级上册的《轻叩诗歌大门》 借助大屏幕分步向学生展示本次活动过程的思维导图,先出示“与诗同行活动交流”为中心图像。 接着出示经探讨决定的四种活动形式为主支:诗歌朗诵会、自己写诗合编诗集、诗歌知识竞赛、整理诗歌。 然后分四支展示每支活动的过程。 诗歌朗诵会分各小组选题朗诵、教室布置、串词准备、道具准备、场地清洁、拍照报道等分支。每个分支后面先注明负责此项的小组组别,再在组别后注明所需材料、完成时间等。 自己写诗合编诗集分教师导学、小组交流、完成原创、交流修改、合编诗集等分支。每个分支后面注明活动时间。 诗歌知识竞赛分出题方式、教室布置、串词准备、道具准备、场地清洁、拍照报道等分支。出题方式后面注明一半学生出题、一半老师出题。其他分支后面注明各负责小组,但组别与诗歌朗诵会组别要有不同。 整理诗歌分出按内容分、按题材分、按形式分、按体裁分、按国家分、按创作方法分、按时间分。每项各有分支:按内容分:叙事诗、抒情诗、送别诗、山水田园诗、关于秋天的诗、关于春天的诗……按题材分:山水诗、边塞诗、思乡、咏物诗……按形式分:格律诗、自由诗……按体裁分;童话诗、寓言诗、散文诗……按国家和作者分:外国诗、中国诗;按创作方法分:诗歌、民歌或童谣;按时间分:古代诗、近代诗、现代诗、当代诗。学生按自己喜欢的方式填写《诗歌分类表》,小组内补充交流,利用墙报张贴进行全班交流。 通过案例,我们可以看出在一般的综合实践活动中,学生的思维容易受到主题的局限,很难把一个主题内容研究深入。而运用思维导图,进行相关因素的联想,能很好地完善活动方案,以一个主题为优秀呈现了学生多方面的相互关联,拓展了学生的学习空间。思维导图在综合性学习活动中的应用,改变了学生的学习方式:改被动学习为主动学习。在交流活动中思维导图可以根据学生的不同意见,不断调整,真正发挥学生的主体作用。 综合实践课程论文:综合实践活动课程学生评价方法探究 [摘 要] 综合实践活动课程学生活动的评价,是指对学生参加活动的表现、体验及活动成果所进行的评价,它是课程评价的主体。综合实践活动课程的学生评价,重视学生心灵在生活中展开的历程,致力于探索新知的过程,学生不H仅是课堂的参与者,更是践行者。对综合实践活动课程进行评价,有助于转变观念,全面落实、提高学生创新精神与实践能力目标。 [关键词] 综合实践;课程;评价 综合实践活动作为新课程改革中最活跃、最富有生机和活力的一个领域,正以其日益凸显的育人价值而备受人们关注,而新课程背景下的教学管理和评价策略的研究,是课改实验操作过程中公认的瓶颈和关键。综合实践活动课程作为一门新增设的必修课程,学生学业的评价方法同样成为亟待解决的问题。 一、指导思想 《基础教育课程改革纲要(试行)》强调建立促进教师和学生发展的评价体系。《纲要》指出:“改变课程评价过分强调甄别与选拔功能,发挥评价促进学生发展、教师提高和改进教学实践的能力。”《综合实践活动课程指导纲要》提出:综合实践活动要求新的评价理念与评价方式。它反对通过量化手段对学生进行分等划类的评价方式,主张采用“自我参照”标准,引导学生对自己在综合实践活动中的各种表现进行“自我反思性评价”,强调师生之间、学生同伴之间对彼此的个性化的表现,进行评定、进行鉴赏。 二、理论基础 (一)综合实践活动课程多元化评价体系的构建 综合实践活动课程表明,课程是生活世界的有机构成,而不是孤立于生活世界的抽象存在;学生是学习的主体,而不是被动的接受者。因此,从综合实践活动课程的价值角度可以看出: (1)综合实践活动课程重建了课程观,体现了课程的“范式转换”。课程不再只是静止的“跑道”,它已成为对个体生活经验的改造和建构,成为自我的“履历情境”,成为“在跑道上奔跑”的历程。 (2)综合实践活动课程重建了教学观,体现了教学的“范式转型”。它改变过去机械的、单向灌输式的知识传递方式为灵活的、多角度探究式的知识获取过程,让师生在生活世界中通过交往共同建构活动。 (3)综合实践活动课程重建了学习观,体现了学生学习方式的变革。综合实践活动打破原有知识的“霸权性”,学习作为建构新知识的活动,学习成为学生不断质疑、不断探索、不断表达个人见解的历程。 三、指导原则 综合实践活动课程的评价原则,是指开展活动评价时所应遵循的基本要求,这些要求既反映了教育评价的一般规律,也体现了综合实践活动课程规律的特点。 (一)以促进个性发展为重点的原则 这一原则是指综合实践活动课程评价,要以促进学生心理素质全面、健康发展为宗旨,在评价中,要以人为中心,反对就事论事,要从活动中发掘一切因素促进学生个性的完善和成熟。 评价中,不以学生活动的成果为重点,应该挖掘每一活动环节内含的因素作为个性教育素材,启发和引导学生。比如,一些学生的模型制作得非常精美和奇特,那么评价就不应只限于对作品本身的评价,还应评价学生对活动的投入以及创新精神。又如,一位学生的任务是担任调查员前往访问某工厂,被拒绝接待后就无功而返了。对于这项失败的活动也不能简单地说其完成得不好,而应引导学生回顾完成任务的每一个环节,查一查所做的努力够不够,是否从多种角度想办法去完成任务,与对方打交道时为什么没能说服接待人,从而让学生评价自己在态度、意志、方法等方面存在的不足,启发学生看到自己的缺欠。 (二)体验分享的原则 这一原则是指在评价中,通过学生喜闻乐见的形式,引导学生愉快地交流活动中的感受和经验,交换意见和看法,将每一个人的收获变为大家的共同精神财富。 评价活动应尽可能具有公开性,组织的形式要多样。如调查活动可以采用演讲、报告、讨论、演示等评价形式;制作活动则可采用比赛、展览、答辩会等形式。鼓励学生充分表达自己的感受和对问题的看法,引导学生就一些问题展开深入讨论。 (三)以学生自我评价为主的原则 这是指在评价过程中,教师应引导学生自主地开展评价,培养其自我认识的自觉性,并提高其独立的分析能力。 贯彻这一原则时应注重学生个体评价和集体中相互评价相结合。 (四)非等级评价的原则 这一原则要求对学生的评价应以鼓励为主,激发每一个学生的上进心,调动其自我教育的积极性。 (1)采用口头评价或口语评价法。例如,写某学生“在活动中敢于独立思考,大胆提出见解,但尚不够细致、全面”。 (2)评优不评劣。 (3)给每一个学生提供在活动中成功的机会。 (五)差异性原则 这是指在评价过程中,指标体系项目的设定、深度要求以及评价中分寸的掌握,都应根据学生的年龄特点和个人发展水平来加以掌握,从实际出发,讲究实效。 (六)灵活性原则 这一原则是指评价要从学生发展的需要、活动进行的状况及条件许可程度出发,审时度势,灵活地加以组织,讲求实效,不要拘泥于某一种模式。 四、评价内容 综合实践活动课程学生活动的评价,是指对学生参加活动的表现、体验及活动成果所进行的评价,它是课程评价的主体。 (一)学生活动评价的基本依据 根据综合实践活动课程所提出的三个方面的基本目标,站在现代社会的角度,比较扼要地概括了小学综合实践活动课程中应培养的基本素质,可以作为学生活动评价的目标要素。这三个方面是: (1)态度。是指一个人对生活和周围事物的稳定的观点和行为的表现。具体来说,又表现为:①关心;②参与;③进取。 (2)能力。对于综合实践活动课程而言,目标主要集中于培养学生独立思考和独立完成任务的能力、人际交往的能力、语言表达的能力、领导和被领导的能力、搜集处理资料的能力及动手制作简单物品的操作能力等。 (3)知识。主要是指学生在接受和理解新知识及综合运用知识等方面所取得的进步。 (二)学生活动的两个层次评价 学生活动评价也要从总体评价和L庋习活动评价两个层次上进行。 (1)总体评价 学生活动的总体评价是指阶段性评价。这种评定着眼于衡量学生群体素质的变化,以此验证课程的成效,并为以后课程目标的制定及方案设计提供依据。 (2)专题学习活动评价 学生专题学习活动的评价是对学生参加活动的表现及其收获所进行的总结,是综合实践活动课程评价最重要的组成部分,它集中体现了课程的“过程性”原则。通过总结,学生对活动获得概括性的体验,可以进一步提高对所获经验的认识并激发兴趣,也可以分享其他同学的经验,发现自己的不足,从而找到进一步前进的方向。例如,在一次环保专题的评价会上,做汇报的女同学生动地讲述了她和同学所见到清洁工人辛勤劳动的场面,以及见到和听到的一些人对清洁工人的劳动甚至人格不尊重的情形。她哽咽着再也说不下去,全体同学也深深地被感动了,思想感情上受到强烈的震动。 五、评价标准 评价指标体系一般是由评价项目和权重两个方面构成的。综合实践活动的学生评价指标体系中的评价项目,主要包括以下两个维度的评价项目。 第一个维度是活动过程的要素,主要涉及行为能力或基本的发展状况,包括活动主题或活动项目的选择和确定的状况。要评价学生活动主题或活动项目的意义、学生在主题或项目选择和确定中的作用、活动方案的制定状况。要评价学生制定活动方案的能力、活动方案本身的合理性程度、方案的具体化程度、活动过程的具体行为方式等;要评价学生在活动过程中的具体行为,如行为的合理性、行为方式的多样性、具体的操作方式、参与实际情境的深度、文献资料、具体事实材料的搜集情况、活动的总结情况等;要评价学生的活动报告、成果或产品等状况。 第二个维度是活动过程中学生的态度、情感发展,主要涉及行为所反映的情感、态度和价值观的发展状况。包括学生参与活动的主动性、积极性和创造性状况,学生在活动中的合作精神、学生各种良好思想意识的发展状况,如环境保护意识、社会责任感、服务意识、安全意识、效率意识等。 六、评价方法 全面、科学地收集和处理信息,是得出准确评价结论的基础。 综合实践活动课程评价信息的收集范围取决于评价的对象和评价类型。目前在实际工作中常用的方法有以下几种。 (一)问卷法 这种方法是将所要了解的问题写成书面材料,让被调查逐一填写回答,然后统计分析、了解问题的一般趋向。问卷的形式主要有自由叙述式和选择式两种。 自由叙述式是编制若干个开放性题目,让被调查者自由表达。比如:“你与同学在活动中有不同意见时是如何处理的?有什么体会?” 选择式问卷是对所要了解的问题编成若干陈述句作为题干,然后列出若干选择支让被调查者根据自己的实际情况加以选择。例如:“我们应当关心贫困地区的同学们”是题干之一,其后可列“很赞成”、“比较赞成”“说不清”“不赞成”和“很不赞成”5个选择支。 (二)谈话法 谈话法是调查者通过与被调查者直接谈话来获取信息的方法。 (三)行动观察法 这是把学生作为观察对象,有目的地在各种活动中考察学生的变化。观察时应自然,认真做好详细、全面的观察记录。 (四)作品法 这是以学生的作文、日记或其他创作物为中介,评价学生的变化与进步的方法。 (五)活动资料分析法 这是针对综合实践活动课程注重在活动过程中使学生得到锻炼的特点而采用的一种方法,是指在活动中要求学生妥善保存自己拟定的活动计划、草稿和半成品等资料,在活动完成后进行总结时,作为评价其活动过程的基本素材,从中发掘工作经验、教训、评价工作态度和方法。 所获得的评价信息,在开始时还比较分散和凌乱,必须采用科学的方法进行整理和分析。整理工作一是去伪存真,二是归类。分析可分为状态分析和原因分析两种。 总体来说,评价的反馈应遵循评价的原则进行,做到客观、公正、全面、富有启发性、教育性和艺术性。 综合实践课程论文:综合实践活动课程与学科课程有效整合的研究 【摘 要】在新课程标准中,对学生能力培养提出了更高的要求,这就需要将理论与实践相结合,进一步强化提升学生的综合能力,为学生后续学习及发展打下坚实的基础,因此综合实践活动课程也就应运而生,并成为课程改革中尤为重要的特色化教学指标。但是在课程推进过程中,其能效发挥效果却并不理想,逐渐呈现出滞后性及片面性问题,尤其是在部分基层农村学校中,综合实践活动课程也大多以形式化形式长期存在。因此,对综合实践活动课程与学科课程的整合进行相关性研究也就显得至关重要。 【关键词】综合实践活动课程;学科课程;整合研究 在对综合实践活动课程进行研究及深入了解的过程中可以发现,提升其专业指标最为关键的优化路径就是以课堂教学为依托,满足学生的个性化学习需求,为学生未来制定规划及目标,借助于实践活动的优势力量,将教学侧重点放在将综合实践活动课程与学校各项活动进行融合及整合,从而不断提高课堂教学效率。要想获得更加有效的教学效果,离不开学校及各个老师的辛勤付出及对新课改的支持,更为重要的是要具有创新意识,使综合实践活动课程能够与学科课程高效融合,为现代教学目标的深化夯实基础。 一、与学科课程的教学整合 综合实践活动课程虽然是以活动形式存在,但是它本身并不具有明显的独立性特点,而活动在推进过程中必然需要资料为其提供基础保障,相对的学科课程内容就应当做出进一步深化及整合,所谓学科教学内容也就是日常教学活动中普遍存在的基础性学科,例如:语文、数学等。在综合实践活动课程的学习探究进程中,学生需要在教师的指导下选定活动主题,并且其大多数选项都应当来自于学科课程中。例如:《你了解的英语知识有多少》、《找别扭》等等,都是学生在获得老师的启发后自主思考产生的活动项目,而这些课题都与学生日常学科学习息息相关,学生对于这类学科活动也并不陌生。 在以往学科教学过程中,由于受到相应因素的影响,再加之课堂时间较为有限,这就使得学生原本感兴趣的内容在还没有深入研究时,就被一带而过,这将在一定程度上打消学生学习积极性,而实践活动的开展就能改善这一问题,在这一过程中不仅能够有效激发学生学习热情,更能促使学生养成自主思考及学习的好习惯,以自身或者集体的力量解决生活及学习中的难题,从而更加快速的走出窘境。因此不难发现,只有不断结合学生的个性化学习需求,促使综合实践活动课程与学科课程相互衔接及融合,才能使学生从思想上认定自主学习及思考的重要性,并养成终身学习的好习惯,而学生也可以在这一过程中通过自己努力找到答案,这样轻松愉快的教学氛围通常更能激发学生的学习积极性。 二、与学科课程资源整合 综合实践活动课程不仅能够⒁酝过于刻板的课堂教学模式进行优化转变,更能突破其存在的局限性,实现教学内容的不断延伸及拓展,这样学生获取知识的渠道就会更加宽广,知识覆盖面也会呈现量化增加趋势,促使各个方面能够协调并进,形成统一的优势共享圈。人教版小学教材中都设置了适量的实践性活动内容,这就为综合实践活动课程的研究性学习提供了基础保障,相对的社会实践活动的开展也能够有据可凭,资源类型的多样化,更为其优化发展带来了勃勃生机。 在实际教学过程中,研究活动的开展是具有积极意义的,这就需要以学科教学为主体,对课程资源进行系统划分及有效整合,制定与综合实践活动课程相关联的研究主题,满足日常教学所需,这样不仅能够有效解决教师选题存在偏失的不良问题,更能为后续研究项目的不断推进奠定基础,相对的研究性学习效果也能受其影响不断提升。例如:《品格高尚的人都具有哪些特征》、《自然界的神奇景色》等等,都可以作为综合实践研究的主题,学生在对主题进行研究的过程中,就能潜移默化的掌握学科知识,这样不仅能够使课堂气氛更加活跃,学科课程也会更加具有趣味性,这样就能引导学生走出片面性学习误区,更加积极主动的对自己感兴趣的内容进行研究,进一步提升课堂学习乐趣。 三、与学科教学模式进行整合 在新课改不断深化落实的过程中,教学形式的多样化特点也更加显著,尤其是在课堂模式优化中,教师也逐渐注意到了实践活动为教学效果提升所带来的积极作用,因此,从当前形势来看,课堂教学的侧重点应当集中在提升学生的主体地位、引导学生进行合作式学习、积极主动的参与到课堂活动中这三个细化层面上。为了促使教学模式能够新课程标准的教学要求相一致,就需要将教学模式与研究性学习相结合,促使二者成为统一整体,这样教师就能够根据学生特点,对学生进行有针对性的培养,在这一过程中教师可以将学生划分到不同的小组中,以这一合作形式激发学生潜能,达到培养其实践能力及合作意识的教学目标。 综上所述,在新课程标准中,实践活动的重要性愈发显著,这就为综合实践活动课程与学科课程的有效整合提供了基础保障,这不仅能够丰富教学资源,更能突破以往课堂教学中存在的局限性,提高教学质量,而学生也能够在这一过程中得到锻炼,综合素质明显提高。
计算机软件基础论文:基础教育中的计算机软件技术论文 一、基础教育中计算机软件技术的应用前景 基础教育中计算机软件技术的应用前景非常的广泛,不仅有广阔的市场需求,更是有对教学实践操作能力提升的现实需求。随着就业市场竞争压力的增加,掌握更多专业性的计算机软件技术能够为学生参与就业竞争提供有力地砝码。计算机软件的开发和应用更是现代社会发展的最有效的体现,人们的生活和学习都离不开计算机软件的帮助。在基础教育中将计算机软件的操作作为专门的课程规划已经成为这个社会发展的必然。 二、基础教育中计算机软件技术运用教学实践对策分析 (一)完善计算机软件技术应用课程。计算机软件技术的应用在基础教育范围内还没有形成系统化的学科教学,只是在计算机教学中作为一个主要的教学方面。因此,完善计算机软件技术的应用课程,将计算机软件作为专门的教学内容,以理论性和实践性的教学活动促进计算机课程教学的改革。不断地丰富计算机软件的教学内容,从基础性的软件应用到实现创新应用领域,为软件应用创造更好的平台,顺应教学改革的发展需求。 (二)提升计算机软件技术的应用范围。计算机软件就似乎的应用可以实现和其他基础学科教学之间的融合,在其他学科的教学实践中以计算机软件作为教学辅助工作,让学生在掌握基础知识的同时提升对计算机软件应用的重视程度。教学活动的设计可以以计算机软件的应用作为依托,让学生通过具体的实践操作巩固学科学习的成果,同时提升对计算机软件技术的使用能力。将计算机技术的应用范围不断的扩大,实现对基础教育能力的有效提升。 (三)促进计算机软件技术的操作能力。计算机软件技术的应用是实现计算机软件技术开发的前提,在基础教育中存在着很多的可能性,学生在学习和操作过程中可以发现更多的使用问题,为计算机软件技术的开发提供更多的有效建议。同时计算机软件技术的操作能力更是实现计算机技术推广的重要手段,计算机技术的普及是整个社会进步发展的现实需求。社会想要实践长远发展必须要提升计算机软件在全社会的应用程度,不仅仅在基础教育范围内,而是作为全社会成员必备的一项技能进行培养。 三、结论 综上所述,基础教育中计算机软件技术的应用越来越广泛,一方面为了满足学生的学习需求,以计算机软件教学实现对学生技能的拓展。另一方面,通过计算机软件技术的教学能够提升教学的专业化水平,通过科学的系统化的教学平台的设计实现为基础教育提供良好的网上平台,提升教学的质量,满足更多的教学实践需求,实现基础教育的现代化发展。 作者:宋建宇 尤广辉 计算机软件基础论文:计算机软件开发的基础架构原理研究 摘要:计算机软件开发行业的发展得益于当前信息技术的快速发展和信息受众不断增加,当然计算机软件开发也需要遵循特定的规律,依照其基础架构原理来进行操作,才能够保证计算机软件开发朝着有效性的方向发展。且计算机软件设计的过程,就是在逻辑关系的引导下,实现软件内容的重新确定,进而形成对应的基础架构,这是软件运行的前提和基础,甚至会影响到后期软件系统的维护和管理工作。由此积极探讨计算机软件开发的基础架构原理,是很有必要的。文章由此入手,积极探究计算机软件开发的概况,进而分析计算机软件开发的基础架构原理。 关键词:计算机软件开发 基础架构原理 信息技术 计算机软件设计的过程,就是在逻辑关系的引导下,实现软件内容的重新确定,进而形成对应的基础架构,这是软件运行的前提和基础,甚至会影响到后期软件系统的维护和管理工作。由此积极探讨计算机软件开发的基础架构原理,是很有必要的。 1 计算机软件开发的概况 1.1 计算机软件开发的概况 计算机性能的不断提升,使得人机交互效益得到不断展现,越来越多的行业开始尝试以计算机软件开发的方式,实现自身运营模式的信息化转变,由此以对应需求为基础的软件开发行业得到了快速的发展。计算机软件开发具备以下的特点:持续性特点,就是软件开发是一个循环往复的完善过程,在计算机逻辑基础上,计算机软件的缺陷是一直存在的,只有不断的采取措施去修正,才能够更好的发挥计算机软件的性能;针对性比较强,往往都是针对于某一行业或者领域而开展的计算机软件开发工作,其开发工作的目的性更强,对于效益的追求也是更加强烈的。 1.2 计算机软件开发基础架构的重要性分析 当前计算机软件开发过程中,使用量比较多的基础架构,就是三层结构体系,其分别可以归结为:其一,表示层;其二,逻辑层;其三,数据层。在上述三个层次的基础上,可以使得软件的人机交互界面展现出良好的性能,使得逻辑关系和计算机语言之间得以分离,这样在后期维护和修改的时候,单独的对人机交互模式进行调整,就可以使得软件开发的节奏变得更加快捷。由此可见选择合理的计算机软件开发基础架构,对于软件性能的最大化发挥,对于软件后期的维护和管理工作质量提升而言,都是有很大帮助的。 2 计算机软件开发的基础架构原理分析 2.1 从计算机软件开发基础架构需求的角度来看 无论是开发设计怎样的软件,都需要在明确开发目的的基础上进行,也就是需要对于软件的需求进行全面分析。不同的企业,归属的领域不同,所需要展现的功能也是很有差异性的,此时企业都会提出对应的软件开发需求。在此过程中,计算机软件开发者与信息企业之间会展开大量的协商工作,对于软件的功能进行分析,结合企业业务运行特点,实现计算机软件开发方案的敲定。为了做好需求分析方面的工作,需要特别注意以下几个方面的工作:建立完善的软件企业与需求企业之间的沟通机制,保证在软件需求分析的过程中,能够充分的了解企业组织的业务特点和规律,保证软件开发需求能够更加明确。 2.2 从计算机软件开发基础架构编写的角度来看 计算机软件开发基础架构需求分析结果得出之后,就需要进行实际的软件编写工作,从当前的实际情况来看,多数使用的是C语言,这种语言的特点为:语言结构结构比较好,编写操作比较快捷,是当前程序员使用频率比较多的语言模式。在实际的软件编写的过程中,会依照对应的功能划分,实现不同模块的敲定,保证不同模块都能够发挥自己的功能,此时需要建立对应的函数模式,使用这样的主函数对于各个模块进行调节和改善,这样可以保证结构能够更好的维护。当前一个计算机软件的开发工作,都是有多个程序员来共同完成的,这样可以尽可能的保证软件编写工作的高效性。 2.3 从计算机软件开发基础架构测试的角度来看 在计算机软件开发基础架构编写工作完成之后,就需要对于软件的不同功能实现测试,实现对于软件测试阶段的管理和控制,是保证软件性能发挥的关键所在,这也是将对应计算机软件投入使用之前必然要进行的工作。在此过程中,需要关注以下几个方面的内容:其一,输入特定的参数,对于软件的运行情况进行记录,验差运行情况与理论情况之间差异性;其二,使用白盒子和黑盒子的方式去进行测试,同样对于软件测试的效果进行记录,由此实现实际计算机软件开发工作的顺利开展;其三,除了测试工作之外,还应该做好计算机软件开发基础架构的维护和管理工作,定期对于软件的性能发挥进行检查,并且推出全新的版本,进而实现软件自身的修复,这样可以使得其自身的性能得到全面提升。 3 计算机软件开发基础架构选择的基本原则 计算机软件开发基础架构的选择,关系到计算机软件效能的发挥,牵涉到各行各业信息化的快速发展和进步。在选择计算机软件开发基础架构的时候,需要关注以下几个方面的内容:其一,树立软件设计目标意识,在需求分析的基础上,对于不同的基础框架进行选择;其二,使用先进的逻辑语言和编程技术,对于计算机软件架构进行合理的编写和操作,由此才能够保证基础架构开发工作的高效性;其三,依照软件目标功能和结构选择之间的关系分析,选择合适的结构,进而使得软件开发行为朝着有目的性的方向发展和进步;其四,注重计算机软件开发团队的塑造,处理好不同模板开发之间的关系,保证计算机软件基础结构选择得更加科学和合理。 4结语 综上所述,计算机软件开发过程并不简单,其中不仅仅涉及到专业领域的知识,还关注到计算机软件基础结构的原理,处理好这两者之间的关系,才能够保证计算机软件开发的基础架构工作朝着更加高效的方向发展和进步。从当前计算机软件开发基础架构原理的运用实践来看,其基础架构选择还存在很多不合理的情况,此时就需要采取对应的措施来改善和调整,相信随着在此方面实践经验的积累,计算机软件开发的基础架构将会展现出更加大的效能。 作者简介:田园(1984―),女,山东日照人,讲师,硕士,研究方向:项目管理。 计算机软件基础论文:计算机软件基础课程实验教学研究 摘 要 计算机软件基础是一门实践性强的课程,为增强教学效果,增强学生的编程能力,强调以学生为本,提高学生的学习兴趣;实验教学应尽早介入教学过程,让学生边学边用;建立多层次实验教学内容,发掘学生实验潜能;建立多样化实验教学方式,方便学生自学。把实验教学做好做实,既能巩固理论知识的学习,又能切实提高学生的编程能力。 关键词 计算机软件基础;实验教学;编程能力 计算机软件基础是我国高等院校电类非计算机专业本科生的一门基础课,为相关专业学生打下利用计算机语言编写程序的基础,为后续专业课的课程设计、实践环节以及最后的毕业设计做准备,其重要性不言而喻。然而在实际教学过程中,由于多方面的原因,使得本课程教学效果不佳,学生普遍编程能力不强,甚至影响了后续部分课程的学习。要提高学生的动手能力,关键还是要多练。本文在肯定理论教学重要性的前提下,着重就计算机软件基础课程的实验教学部分进行分析,对实验教学环节的介入、实验内容的优化以及实验教学方式等提出一些探讨性的做法。 1 坚持“以学生为本” 计算机软件基础教学如何实现教学目标,其关键的一点就是以谁为出发点,是以教为主,还是以学为主,还是实现教学互动,教学互长,教学互推。从目前的现实状况来看,以教为主的弊病还很明显,迫切需要改变,实现以学生为本,实现教学互动。 以“教”为主的模式已经成为制约学生创造性、积极性发挥的重要因素 计算机基础课程从本质来看应该是一门实操性课程,其涵盖的内容广泛且繁杂,而且实验性强是该课程的基本特点,甚至可以说离开了实验操作,也就实现不了其课程目的。然而从目前的课程安排状况来看,以书本理论知识教学为主仍是该课程教学的主流,计算机软件基础教学都侧重书本理论学习,而忽视了学生实验环节。实践证明,这种教学方式就跟学游泳不下泳池,学骑车而没有自行车一样,学生在学习计算机软件基础知识时,绝大部分是事倍功半,导致学用脱节,无法学以致用。更有甚者,有些学生直到课程结束连最简单的程序编写都掌握不了,这既给教师教学造成很大的困惑,也彻底地打击了学生的自信和学习该门课程的积极性,更遑论实现知识创新,成为软件人才了,这与教学初衷显然是不符的。 原因是在现有的教学模式中,课程实验环节的设置和实验环节介入的时间发生了问题。从实际情况来看,实验环节介入越早,实验安排越多,教学效果也越好。而部分采用边教学边实验,教学与实验融为一体的教学方式,其实现的教学效果更是明显。因此,改变现有的以教为主的教学模式,从理论和实践上探索该门课的一些新的教学方法,已经成为计算机软件教学题中之义,不断创新教学方式,才有可能从根本上改变现有的学习费力不讨好、效果欠佳的状况。 深入浅出地解析理论知识是增强学生学习兴趣的重要途径 “学生是教学活动的主体,教学活动要以学生为中心而展开”,这已经成为现代教学理念的主流观点。从学生学习的心理来看,一方面由于计算机软件课程是基础课程,学生对学习开始阶段接触的软件知识有一定的好奇感,求知欲也相对比较强烈。同时,由于是刚进校门的低年级学生,对大学环境还不是特别了解,仍然具备认真学习的态度,因此,好好学习知识的想法也比较明显。另一方面是由于目前大学生数量急剧增加,社会就业压力明显,学生普遍有学习好专业课,实现良好就业的外在动力。因此,可以说,学生在开始阶段的学习兴趣是比较浓厚的。但由于语言、算法、数据结构等知识,是进行程序设计所必须具备的基础知识,而低年级学生在这方面基本没有知识储备,对其学习方法也并不适应,而原有的知识结构又很难同化现有课程知识,导致难以自学和分析、解决问题,引发学生学习的挫败感,一旦处理不得当,就会使学生学习提不起兴趣,缺少主动参与的积极思维活动、创造性思维活动,更有甚者还会使学生抵触学习,削减学生本身己经调动起来的积极性,影响后续课程的开展。 教育心理学的研究也表明[1]:学生在没有精神压力和心理负担并且情绪饱满、心情舒畅的情况下,大脑皮层最容易形成兴奋中心,思维也最活跃,此时的实践能力最强。因此,如何使学生保持这种状态就成为教师应该考虑的重点问题之一。单就理论教学而言,如何使理论变得通俗易懂,接近生活,易于学生理解,这是计算机软件基础课程理论教学的关键。从实践来看,在授课过程中,教师通过深入浅出地讲解,设置理论问题情境,解答学生在实验中产生的疑问,肯定和鼓励学生的想法等方式,都能比较充分地调动学生的积极性和主动性,使学生更加容易融入教学环节中,也便于学生深入理解理论知识。比如说针对学生提出的一些设想,经常正面地肯定,能使学生更加信任自己,更加愿意去创新,从而与学生实现良好互动。 同时,在课后对学生进行必要的关心,用人格魅力引导学生参与教学,也不失为一种好的方式。比如,通过课后深入学生,与学生建立亦师亦友的关系,与学生打成一片,学生往往会因喜欢教师而喜欢该教师教授的课程,实现良好的教学效果;而相反,教师冷冰冰的态度往往也会成为影响教学效果的一个重要因素。 2 尽早引入实验教学环节 实践证明,计算机软件基础的教学,引入实验教学环节越早,教学的效果往往越好。因此,计算机软件基础课程教学要想在培养软件人才、促进软件产业发展方面有所突破,尽早引入实验教学环节是一条必由之路。 现有的实验课程安排作用并不明显 计算机软件基础是计算机软件的优秀课程,其主要内容包括数据结构、操作系统、数据库系统概论,教学目的是让学生掌握数据结构的相关算法,理解操作系统的基本概念,熟悉数据库的基本操作,从而具备初步的软件编程能力。同时,从目前的教学安排来看,该课程安排了一定数量的常规上机实验练习,以便提高学生的软件素质[1]。 但现有的课程安排还存在一定的问题,突出表现在: 一是学生上机练习的题目规模较小; 二是上机内容以章节为主,有的章节有上机内容,有的没有,导致上机实验没有连贯性和系统性; 三是上机安排的内容发挥作用不充分。 从实践来看,培养学生的软件素质必须适当结合电子信息类专业的特点,这对于培养应用型人才的作用至关重要。但从目前上机安排的内容来看,主要是从计算机专业的角度提升学生的软件素质,而并没有与电子信息类专业特点充分结合,其结果就是导致学生对硬件有较好的掌握,而对信源编码等通信软件知识知之甚少,影响课程设计的整体进度。由此可见,目前安排的实验课程其作用甚微,难以达到为学生打下软件知识基础的教学目的。 尽早引入实验教学,利于学生在操作中学习,达到学以致用的目的 从现有的教学来看,学生对计算机软件基础课程学习的困难点主要在于:课程理论知识比较枯燥难懂,上机操作能力不足,导致学生学习兴趣降低,影响了教学效果。比如说在C语言教学中,C语言程序设计作为学习计算机其他课程如数据结构、JAVA语言程序设计等课程的先修课,对于培养学生的计算机技能具有至关重要的作用,因此,提高这门课程的教学质量意义也十分重大。 但是,这门课程首先要讲授C语言的特点、运算符和表达式等内容,而这部分内容恰恰又相对比较枯燥,学生难以提起学习兴趣,而这部分内容通常是安排三周学完,对于初学者来说要在这么短的时间内理解这些理论并不容易。于是等到这部分理论教完开始接触程序设计时,部分学生已经远远落后于教师的进度,导致没有继续学习下去的动力,有些学生就此掉队。 同时也有研究表明[2],部分教授在教授这门课程时,调整了讲课顺序,提前给学生讲授程序设计的内容,安排学生提前实验,让学生亲身体验计算机如何运行C语言程序,而等到学生对C语言程序有一定了解后再讲授运算符和表达式等内容。由于之前学生对C语言有了切身的体会和感受,再学习其他理论时,往往能将这些理论与实验知识结合,加深对运算符和表达式等理论的理解,也提高了学习C语言的兴趣,作用都相当明显。 由此可见,针对计算机软件基础课程的内容特点,尽早安排学生上机实验,让学生体会学以致用、现学现用、现用现学的乐趣,对培养学生兴趣和创新能力、提升教学质量有着不可替代的作用。 3 建立多层次实验教学内容,发掘学生实验潜能 学生的素质和潜能并不完全一样,孔子时代就已经讲究因材施教,实验教学中也必须根据学生的实际情况,适当地分层次安排实验教学内容,建立多层次实验教学内容体系,从而更好地提升学生的学习兴趣,激发学生潜能,实现教学目的。可以分为基础性实验、应用性实验和创新性实验。 基础性实验要求精 基础性实验是课程的统一安排,目的是验证和巩固课堂知识,针对群体为所有学生。要充分发挥这部分实验内容的作用,主要在于求精。 首先要精选实验内容,针对每个知识点,都要精推细敲,并在每个实验内容中设置开放性思考题,要求学生认真思考做答,不求数量,但求质量。 其次要精讲实验内容。针对学生实验内容的答案,要进行深入的讲解分析,肯定学生做得好的地方,指出其不足,并指导如何修改完善,务求每个实验内容都讲透,并通过实验内容夯实学生对每个知识点的理解。 最后,引导学生运用发散性思维进行解题,提升学生对知识点的认识水平,如引导学生运用多种方法解题。 基础性实验是学生对知识点的深入掌握,也是开展应用性实验的必要准备。 应用性实验要求实 应用性实验是课程的适当补充,是学生对课堂知识的具体运用,旨在培养学生应用知识的能力,针对的群体是大部分学生。其主要任务就是培养学生解决实际问题的能力,具体方法是由教师选择合适的项目,让学生自愿分组,在规定的时间内按计划完成。 在应用性实验教学中,项目的选择非常重要,其主要原则是既要覆盖计算机软件基础课程的主要内容,也要贴近实际,是实际生活中有应用价值的项目,还要便于学生理解完成项目的方法,能最终形成一个完整的软件作品。比如说各种信息管理系统都是比较合适的项目。 在这个阶段,教师重在引导学生开展项目,指导学生解决项目实施中碰到的难题,检查学生项目实施情况,及时纠正项目的方向性、原则性错误,并引导学生及时进行反思总结,便于更好地掌握编程技巧和语法知识等内容。 在应用性实验阶段,学生的实验成果,不仅是要通过提交相关文档以及编写的程序代码来体现,还要在一定的范围内进行实际测试,便于学生将理论知识与实际挂钩,也便于学生进一步认识实验项目与实际项目的环境差别,更好地融入社会实践。 本阶段的实验由于应用性强,对于学习计算机软件基础理论知识感到吃力的学生,可不强行要求。 创新性实验要求新 创新性实验是课程的升华内容,主要是激发学生的创新思维和创新能力,所针对的群体是小部分学有余力的学生。在这部分实验内容中,由学生自行选择实验项目,设计实验方案和实验步骤,学校提供相应的实验环境和其他保障措施,教师则对学生选择的实验项目进行把关指导,确保项目具有创新性。在这个实验中,整个过程都由学生独立完成,学生要自行解决实验中遇到的各种问题,总结各种错误出现的原因和避免出错的方法,并在实验结束后,自行检验实验结果的应用价值,从而达到融合知识、锻炼素质、提升能力的效果,培养软件人才。 4 建立多样化实验教学方式,方便学生自主学习 实验教学的方式要多种多样,并优化实验教学载体,为学生实验提供更多的便利。 首先是可以充分发挥校园网的作用。目前,绝大部分学校已经建立自有的校园网,一方面为学生提供了大量的实验教学资料储备,如教学大纲、实验大纲、实验指导书、实验室开放时间表、指导教师安排等实验教学的所有技术支持文献信息,为学生开展实验提供了极大的便利;另一方面还提供了学生自测系统。在自测系统中,学生可以回答教师指定的问题,并完成打分,并可对回答问题的正确与否进行分析,纠正错误答案,进一步消化知识。同时,有的学校还设计了基于C语言的计算机软件基础自学系统,学生可以通过系统进行应用程序学习,循序渐进地学习和掌握知识,有力地巩固课堂教学的知识。 其次是可以充分发挥社会单位的作用。学校可以和与计算机软件专业对口的企业合作,在企业相应建立学生实践基地,让学生参与企业的实际设计,以干代学,从而进一步提升学生对计算机知识的认识,也进一步了解软件产业对软件人才的要求,适应软件产业的环境,从而更好地增强教学效果。 5 结束语 计算机软件基础是一门实践性强的课程,其实验教学要适时推进,这是增强课程教学效果的需要,也是提升学生素质的需要。在实验教学中,教师角色的转换,学生主体地位的重申,社会单位作用的发挥,都深刻影响着学生学习本门课程的效果。在目前的形势下,要充分发挥计算机软件基础作为培养应用型人才的重要基础课程的作用,充分发挥教师、学生、社会单位在该课程中的积极作用,就必须抓好实验环节的教学工作。只有实验教学才能更好得实现教师与学生互动、学校与社会互动,才能培养出适合软件产业发展需求的应用型人才。 计算机软件基础论文:计算机软件基础教学的改革思考 【摘要】本文针对计算机软件技术基础课程教授过中出现的主要问题,提出了对教学实践环节的几点改革意见。 【关键词】计算机软件技术基础;课程;软件设计 “计算机软件技术基础”是计算机基础教育的基本内容,是学生在本专业学习和研究中,开展计算机应用和系统开发的立足点。计算机基础教育的任务和目标是培养既精通本专业知识,又能掌握计算机应用技能的复合型人才。这种复合型人才所具有的能力结构不是简单的一维层次结构,而是网状的空间结构,即包括:学生的本专业知识、计算机应用能力和信息素养。如何适应素质教育的要求,如何使学生的专业知识与计算机技术结合,如何使学生在已有的操作使用能力基础上,提高应用开发能力,培养研究创新能力,《计算机软件技术基础》课程教学有着重要的作用。 1.教学现况与存在的问题 1.1 学生方面 由于非计算机专业学生来源不同,故其基础也是不同的。学生在高中所学的前续程序课程分别为C语言、VB和VF,个别地区的高中甚至没有开设计算机语言课程。由于软件基础课的第一部分为数据结构,涉及到相当多的指针操作,所以学过C语言的学生基础相对较好,教学中容易理解教学内容。而学VB,VF的学生对指针没有任何概念,对教学内容的理解相当困难,更不用说没有学过语言的学生。这是由前续课程带来的问题。 半数以上的学员一开始对该门课程的学习抱有极大的热情,然而随着课程难度的逐渐加大,编程技术底子较薄或接受能力较差的学员开始退缩,主要反映在大型程序设计作业完成情况上,分工不均衡,出现能者干、庸者看的现象。这与课程的设置有关。 1.2 课程设置方面 这门课程涉及到的内容很多,主要包括数据结构、结构化程序设计、面向对象程序设计。这几个部分对于计算机专业而言都是单独的一门课程,但是现在要把各部分的内容综合到一门课程中去,便给教学带来一定的难度。 这门课程的学时数有限,笔者所在学校安排了58学时(理论28学时、实验28学时、考试2学时),教学的时间非常有限,要在这么短的时间内学好所有的内容,对学生和教师都是一个挑战。 2.教学改革方面的几点建议 2.1 传统的课堂教学与新兴网络教学的完美结合 传统教学模式的主要手段就是“粉笔+黑板”,这种教学手段可以充分展示教师的教学思路,展示教师的个人教学魅力,同时可以留给学生充裕的思考时间和完成笔记的时间。这种教学主要应避免“满堂灌”和“面面俱到”,而是对一些原理性、概念性较强的教学内容采用这种教学。如:链表的概念,几种查找、排序的方法以及他们之间的差异等内容都可以使用这种教学方法。例如,在讲授应用结构体处理数据时,我们举了一个显示输出输入的几组学生数据的例题,在课堂上,采用板书方式分步介绍了如何定义结构体,如何建立输入功能子函数,如何建立输出功能子函数,要求学生给出完 整的程序和输出结果。然后又给学生布置一个作业,要求使用链表处理信息,程序运行后需按序显示输入的学生信息。这样就可以让学生进一步掌握动态分配空间函数的应用及如何创建链表和它在C语言程序中的应用。 “粉笔”黑板”这种教学看似简单和落后,但如果提供了完善的网络环境,学生就能在园区网上看到教师已经制作完成的课件,就能根据自己的学习需要检索教师当天教学的板书,播放教师的某段讲解。这种教学模式使学生能够在课堂上紧跟教师思路,减少了完成笔记的时间,提高课堂效率。 2.2 目标驱动理念在课堂教学中的应用 建立在建构主义理论基础之上的目标体验教学是以学生为中心,以教学目标为驱动的教学方式,属于探究式教学模式的一种。其显著表现是:教师的教学与学生的学习都是围绕着一个目标,而这个目标又包含着几个小目标,每一个具有建构思想的目标驱动都要符合学生的“最近发展区”规律。最近发展区主要是指学生的潜在发展水平,在此水平上,学生还不能独立完成学习目标,但经过启发、帮助和努力,就能完成目标。例如,在讲述“排序”时,首先就要求教师已经介绍过冒泡排序和快速排序这两种互换类排序方法,而且学生已熟练掌握。在这基础上,就可以对学生讲解简单插入排序和希尔排序这两种插入类排序,也可以讲授简单选择排序和堆排序。在这个教学过程中,冒泡排序和快速排序就是学生现有的发展水平,学生能独立地、自如地完成教师提出的教学目标;而其他排序方法则是尚处于形成状态,还不能独立完成的教学目标,是学生的潜在发展水平,在教师帮助下,通过训练和学生自己的努力才能完成的教学目标。 2.3 注重培养学生的动手能力 在计算机课程的教授中,许多老师比较注重概念、语法的讲解,却忽略对能力的培养,这样培养出来的学生在上机时就会不知从何下手因此在教学过程中,在介绍完基本概念和语法知识后,可以利用更多的课时来对学生的思维方式进行引导对常用的软件设计方法可以从“拿到题目”“如何分析”“如何解决”“最后具体程序实现”的整个过程进行全方位的启发这样能提高学生的软件设计能力,使学生如何设计该类软件有一个基本思路,知道如何去思考问题,如何去解决问题,方向明确、思路清晰。 2.4 改变单一考试模式 考试是学生学习导向的指挥棒,也是检验教学效果的基本方法。计算机软件技术基础是典型的实践性课程,单一理论考试模式无法掌握学生上机操作水平。我们采取厂“笔试+上机”的考核方式,任何一项成绩不通过这门课程学习就不合格。机试成绩并不是一次给出,在平时上机实验中就分阶段进行考核,可以随时掌握学生的学习和应用情况。例如,可以给出一些应用题,让学生通过分析找出解决方法,训练学生掌握应用领域的知识并综合运用知识的能力。新的考核方法给了学生一个发挥才能的空间。变被动的应试为主动的学习,使学生成为考试的主人。学生在解决问题时若有创新,就可以得高分。这样。可以激发学生的学习积极性和求知欲,给他们展示自己才能的机会。充分发挥创造力和想象力。 3.结束语 “计算机软件技术基础”课程对于从事计算机应用领域的非计算机专业人员是相当重要的,同时对于计算机应用领域的发展也起着十分重要的作用本文中针对该课程现阶段教学中存在的问题,提出了改进的方法实践证明,该方法能有效地提高学生的软件设计能力和创作能力,是教学上的一种较好的开拓。 计算机软件基础论文:探究计算机软件基础数据结构之算法 摘要:近年来计算机在我国各行各业扮演的越来越重要的角色,加强对计算机的有效性探讨是实现计算机为各行各业服务的关键。计算机数据结构主要指的是信息在计算机内的寄存方式和信息的集合和整理。计算机数据结构经常与算法相联系。算法是被计算机所识别的指令,算法是通过数据结构所进行的信息储存。算法和数据结构二者是相互作用的,通过对算法蕴藏信息的分析可以有效的解决计算机存在的一些问题,提高处理效率和速度。 关键词:计算机软件 数据结构 算法 一、引言 随着计算机在在我国各行各业发挥的作用日益凸显,计算机的数据结构只的是信息在计算机 寄存方式和信息的集合和整理。计算机结构与算法关联甚广,因此加强计算机数据结构算法的研究对于计算机研究十分重要。下面我们将对计算机基础数据的算法进行相应的介绍。 二、计算机软件基础数据结构之算法概述 (一)算法的两要素 算法包括两要素,一部分指的是对信息的操作处理,这部分对信息的操作处理包括四种处理方式,分别为逻辑符合,数学计算,信息的对比以及信息的传递另一部分指的是对信息的处理方式的操作,它引导指令进行有序的进行。 (二)算法的特征 算法是有限指令的整体,这些指令表明了处理问题的步骤,针对相应的问题,算法可以对定值按照原先设定的指令进行运算处理,并且通过一定数量的运算后传送出计算机得出的最后结果。这就要求算法包含有限的指令,同时各项指令都 应该明确,不能多层含义,同时也要求这些指令都是计算机能力范围之内的,超出计算机范围以外的不仅不能起到积极效果反而会对以后的操作造成一定负面影响。算法对处理对象没有要求,同时被处理对象也不会对这些指令产生影响。 (三)算法的表示 很多人可以通过文字或者符合翻译算法,一般翻译法包括一般性文字,C语言,程序图,PAD图等。其中一般性文字和C语言是具体详细的描述算法的。他可以使学习者更容易学会。 (四)常用的算法 1.枚举法 枚举法是指对信息的某些独特特点估计运行结果的区域,然后通过一些手段检验该区域的每种结果,直到验证到所有饿都符合才加以停止。这些验证有的是可以满足算法的要求的,同时也存在着一些不能满足算法要求的,这些满足的对象就是计算机最终会传递的结果,那些不能满足算法要求的就表明该算法无解。 枚举法具有工作原理简单,容易接受的优点,但是枚举法有显著的缺点就是工程量大工作时间长,枚举法一般只适用于无法用别的方法解决的问题。 枚举法包括以下步骤: 1.1通过对问题的思考,预估问题的大致方向 1.2选出合适的枚举形式。枚举形式包括顺序法,对比法类型列举法等 1.3将可能的方向进行一一验证 1.4确定哪些情况是合理的哪些是不合理的,得出最终结果。 2.迭代法 迭代法与枚举法相比比较粗糙,生活中很多方面都需要这种方式进行问题的处理它的显著特点就是可以将一个麻烦的问题转化成为比较简单迭代算式,这样就会形成问题由难至简的循环,从何最终得出答案。 3.递推和递归法 递推和递归法是比较常用的一种方法,通过对一些特殊的公式的性质加以推导得出结果。递推法和递归法从简单入手,把前面得出的结果进行到后面的推理之间可以更加方便结果的得出。 三、计算机软件基础数据结构之算法的设计要求 算法就如同人与计算机之间进行沟通和交流的语言,通过算法作为中介可以加强人与计算机的距离,让计算机按照预先设定的指令一样去执行任务。但是要遵循一定的原则。 (一)正确性 设计者首先要按照算法的规则编译指令进行编译,只有按照规则的编译才能实现和计算机的交流,让它按照规定执行任务。如果出现错误的指令那么将会对引出不准确的结果。 (二)可读性 算法一定要具有可读性的原则,只有可读性才能让人对算法一目了然,如果算法过于复杂和晦涩会让人难以理解原理。 (三)稳定性 算法的稳定可以使得计算机在运用时的稳定性能的保持,试问如果计算机在运行的时候总会出现错误,给人的感觉整体下降。稳定性对于算法来说至关重要,同时对于计算机的规范使用也至关重要。 (四)高效低耗能性 计算机内部器件的好坏对于计算机性能的高低具有决定性作用。算法亦如此,好的算法可以在最短的时间得出答案并且使用最低的耗能得出答案。 四、计算机软件基础数据之算法的复杂性分析 (一)运行时间长 一般设计者并不是根据计算机的算法衡量时长,算法运行的载体依然是计算机,因此计算机地运行速度是受很多因素的影响的。一样的计算法在不同的载体上会产生不一样的效果,这一效果并不是对算法效率的评判而是表现在时间的耗损上,耗损程度作为评价算法的好坏标准。 (二)内存消耗 内存消耗指的是计算机在运行算法时需要用到空间大小的尺度。内存消耗有传入传出信息所占的内存以及算法在运行过程中暂时占用内存的大小。传入传出信息占据的比例和问题相关,并不会随着算法的变化而变化,在运行过程中暂时性占用的内存大小往往是由算法决定的,好的算法可以占据比较小的内存,相反坏的内存则会占据教的的内存。 五、结束语 计算机在近年来以及其迅速的脚步占领各个行业,计算机软件基础数据结构之算法是学校者了解计算机数据结构的基础,通过对它的学习可以帮助学生更科学的认识到计算机的运行情况,并且使得学习者更好的掌握。本文从计算机软件基础数据结构之算法概述,计算机软件基础数据结构之算法的设计要求,以及计算机软件基础数据之算法的复杂性分析进行了相关的介绍。 计算机软件基础论文:计算机软件基础数据结构之算法分析 摘 要:计算机软件的基础数据结构,主要负责讲解计算机内信息的寄存方式、集合和整理,通常是与算法密不可分的。算法是能够被计算机分辨和识别的指令,指令的内容就是通过计算机软件基础数据结构来进行寄存的信息。数据结构的算法分析,可以使计算机处理比较复杂的难题,提高了效率,本文对计算机基础数据结构的算法进行了分析。 关键词:计算机软件;基础数据结构;算法分析;复杂度 1 算法的概述 1.1 算法两要素 算法主要包括两部分:信息的处理操作和信息处理方式的操作结构,对信息的处理操作一般包括逻辑符号、数学计算、信息传递和信息对比,操作结构可以指引指令有序进行,通常用流程图来描述。 1.2 算法的主要特征 有限指令的主要部分就是算法,有限指令能够明确处理问题的步骤。面对问题,算法能够对各种定值指令进行预算处理,通过运算传达最后的计算结果。算法的特点主要为:指令的数量必须有限;指令不能超出计算机的能力范围;被处理的对象不受指令影响,对象数量不影响指令,必须要有至少一个传递末端。 1.3 算法表示方法 目前编译算法一般都用符号和文字来进行,主要包括程序图、C语言、PAD图,一般性文字等。C语言和一般性文字能够具体详细的描述算法,其他方法描述算法是大致内容并进行作图,更加直观的表达,便于学习理解。 1.4 常用的算法 常用的算法主要包括枚举法、迭代法、递推和递归法。枚举法内容是指通过信息特点对运行结果的可能区域进行估计,然后利用一些方法手段检查各个结果,直到所有结果都符合。在验证过程中,验证对象如果满足算法要求,这个验证对象就是最终计算机传递的结果,如果没有达到要求的对象,那么算法就无解。迭代法是一种较为粗略的方法,可以把麻烦复杂的问题转化为较为简单的迭代式子,通过循环这个步骤,达到由繁化简并最终得出答案的目的,该法适合非数值类问题的计算。递推法和递归法是主要的算法制定编写法,都通过运用特殊公式逐项推导而来的。 2 算法设计要求 算法像语言一样,是计算机和人类沟通时的语言,通过算法,人们不仅可以跟计算机进行交流,还可以按照指令执行任务。因此所有的指令必须要符合一定的行为准则,算法的设计要求主要包括以下几点: 2.1 具有正确性 设计者编译指令时必须要按照算法的规则来进行,从而保证人和计算机正确的交流,保证计算机执行好任务。正确性中最重要的就是避免语法错误的出现,从而能够为正确答案的得出做好准备。 2.2 具有可读性 算法具有可持续性,是指算法总体思路容易让人理解,是想一下,一个非常混乱的算法,即使再聪明的人也很难明白算法原理的,更不用说得出计算机答案。 2.3 具有稳定性 就像机械设备似的,如果工作状态不稳定,那么就会很容易出现难懂奇怪的问题,算法如果不够稳定,计算机在正常运行的时候,也会很容易出现错误。经常出现的错误就是乱码,就会让人感觉像是算法存在严重问题。 2.4 具有高效低耗的性能 计算机性能的好坏取决于内部的器件好坏,算法也是这样的。好算法可以用最低能耗最短时间来得出答案,计算机内部的工作原理可以决定这些因素,其中最主要的就是存储大小和运算速度的联系。 3 算法复杂度的分析 算法复杂度决定了一个算法执行并得出结果需要的总时间,设计者通常是根据算法复杂度来判断对算法的总效率来进行判断的,这是因为时间的消耗和算法需要的内存情况是直接联系挂钩的。评判者主要是依据运行的时长以及内存的消耗来进行判断的。下面就简要介绍一下运行时长以及内存消耗: 3.1 运行的时长 通常来讲设计者不是依据算法的总运行时间来衡量时间长短的,这是因为计算机仍然是算法正常运行的载体,计算机的运行速度跟许多因素有关,例如计算机的运行环境、计算机内部使用损耗等。因此,同一种算法在不同的计算机运行载体上运行的效果也是有很大差别的。一般来说,计算机运行时长的大小不是衡量算法效率的一种标准,而是判断算法运行时间损耗的一项指标,能够在一定程度上评判算法运行的好坏。 3.2 内存的消耗 计算机运行算法,会暂时占用相关的空间,被占用的空间大小尺度就是常说的内存消耗,内存消耗与相关的函数紧密联系。内存消耗主要内容是传入和传出信息占用的内存、算法在运行过程中暂时占用的内存等。传入和传出信息占用的内存跟需要解决处理的问题是相关的,不会因算法变化而变化;算法运行中暂时占用的内存大小是由算法来决定的,不同的算法需要不同的内存,因此,比较好的算法需要的内存也比较少,这也是内存消耗成为评判算法好坏的又一个非常重要的标准。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程教学探讨 摘 要:针对计算机软件技术基础课程的内容与特点,探讨了传统教学中存在的不足,提出几点行之有效的教学改革方法。这些方法在实践中取得了实效,对该课程的教学改革具有一定的意义。 关键词:计算机软件技术基础 课程 教学改革 计算机软件技术基础是为非计算机专业开设的课程,该课程是后续课程的基础,涉及内容比较广泛,包括数据结构、操作系统、数据库系统、计算机网络、软件工程技术、管理信息系统等内容,具有很强的理论和实践性。本课程有如下三个难点。 (1)该课程的内容多、跨度大、学生把握重点有些困难。 (2)计算机软件技术基础是一门内容综合的课程,涉及的知识面广,学生对基础课程的知识和理解程度有所差别,授课中比较难掌握。 (3)计算机软件技术基础是一门应用性很强的课程,需要理论与实践相结合。 针对以上难点问题,本人分析了目前该课程在授课中普遍存在的问题,并从实际要求出发,对计算机软件技术基础课程的教学改革进行探讨。 1 计算机软件技术基础课程存在的 问题 (1)目前,大多数老师采用常规的灌输式教学方法,以教师讲授为主,学生处于被动的学习接受状态,缺乏对课程学习的兴趣和主动性,启发式教学没有充分运用。 (2)有时为了增强学生的兴趣和信心,往往较低教学难度,大部分时间讲授基本概念,而对程序设计和调试技巧等较深的知识只是点到为止或者避而不谈。导致大量学生学完本课程,只会背诵几个基本概念,并没有真正掌握程序设计的很多精华思想和编程技巧,更没有了解软件是如何管理计算机全部资源的。 (3)计算机软件技术基础实验课在机房内进行验证性实验,实验时教师只是把实验目的、具体程序、程序实现的功能等内容介绍给学生,学生直接输入程序代码,然后获取实验数据,验证理论知识。这样,学生只是机械的进行程序录入,不用独立思考,所以不能深入细致的分析和调试, 2 课程教学改革 (1)教师主导性和学生主体性相结合 充分调动学生学习的主动性,引导学生自觉的学习和发展,教学过程实质是教师教和学生学的互动,只有这样,才能使师生之间和学生之间教学相长、信息交流,从而达到知识与兴趣共存,进而实现教学共赢。课程教学过程中,采用启发式教学,随时了解学生对知识点的理解和掌握,调动学生学习的热情。 (2)采用案例引导式教学 在课堂理论知识的讲授中,尤其是讲解新知识时,采用实际的案例进行演示说明,把学生带入特定的情景中进行思考;在演示过程中,逐步引出各个相关概念,加深学生对基本概念与原理的理解,进而提高学生运用理论知识分析和解决实际问题的能力。 案例引导的课程教学,能为学生在理论和实践之间搭起一座桥梁。学生带着多个基本概念和知识点的任务通过生动形象的案例进行学习,既容易激发学生的学习兴趣,又有利于学生迅速掌握抽象、枯燥的概念,以及各相关知识点之间的内在联系。在讲授的过程中循序渐进、环环相扣,优化教学内容。 (3)注重实践环节 对于计算机软件技术基础这门实践性特别强的课程,必须把理论课和实验课结合起来讲解才能培养学生的能力,而且实践教学不再是理论教学的附属,它与理论教学同等重要,学生可以通过实验课的练习领会理论教学中所学的知识,在上机的指导过程中,不仅要指导学生软件设计的基本方法、程序调试的基本技巧,还要对学生思维方式进行引导。对实践环节中的软件设计从“给定题目”―“具体分析”―“解决问题”―“程序实现”―“运行调试”的整个过程进行全方位的启发。使学生掌握软件设计的基本思想,知道如何思考问题和解决问题. 3 结语 计算机软件技术基础是一门理论与实践相结合的课程。该文针对该课程现有教学中存在的问题,提出了改进方法。实践证明,该方法取得了良好的教学效果,能够帮助学生系统掌握课程知识,切实提高实践能力。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程教学研究 【摘 要】本文阐述了计算机软件技术基础课程教学特点和教学目的,针对课程教学现状,分别从明确教学目标、丰富课堂教学手段、巧设学习情境和构建良好师生关系等几方面对计算机软件技术基础课程教学策略进行了探讨。 【关键词】软件技术基础 课程教学 研究 一、引言 科学技术的飞速发展,使计算机技术在社会生活各个领域得到了广泛的应用。计算机软件技术基础是高校计算机基础教学中的重要内容,随着《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求(试行)》 的出台,国家对计算机基础教学提出了新的要求,即打破传统教育模式,以人为本,学生为主体,造就既精通本专业基础知识,又能掌握计算机应用技能的复合型人才,达到素质教育的培养目标。 计算机软件技术理论,是学生学以致用的基础,其涉及的知识面广、概念多、原理复杂和抽象,理解上会有一定的困难。因此,从计算机教学出发,对计算机软件技术基础课程教学知识体系、教学模式和教学方法等进行深入的分析和研究,寻找科学的教学方法,全面提升学生软件开发应用技能和解决实际问题的能力,为学生终身可持续发展提供更为广阔的空间,就显得尤为重要和迫在眉睫。 二、计算机软件技术基础课程教学特点和教学目的 计算机软件技术基础课程既是集计算机网络基础、操作系统、数据结构、软件工程以及数据库等多门专业课为一体的综合课程,涉及面广,内容相对独立,也是一门理论与实践结合性较强的课程,其线性结构、非线性结构、图、查找、排序等数据结构与算法之间关系复杂。教学中,应针对应用实例,对编程中常用的算法给予重点讲解,对典型数据结构数据元素的集合关系以及基本运算展开教学研究和深入的讲解。 计算机软件技术基础课程的教学目标,是用科学的方法引导学生,通过课程学习,既掌握计算机软件技术基本理论知识、具备开发应用软件所必需的软件基础知识、懂得高级编程语言知识、丰富编程技术和基本算法,又熟练运用程序设计的思维和方法,使其软件素质得到提高,抽象思维能力,灵活运用高级语言进行程序设计和动手编程解决实际问题的能力得到加强。 三、计算机软件技术基础课程教学现状分析与对策研究 (一)现状分析 基础知识不扎实。学生计算机知识较薄弱,尤其是该课程是以概念多、抽象而复杂的“C语言程序设计”为基础的学科,理论知识多、应用层面的内容相对较少,学生难以理解的同时,感觉枯燥乏味,产生畏难情绪,加重了思想包袱,严重影响了学生的学习热情。 教学方法单一。缺乏先进的教学理念的指导,教学策略上缺乏创新,沿袭着“你教我学”的教学模式,学生始终处于被动学习的地位,积极性受到压抑,自身创造力和潜能未能得到有效发挥,知识传输与能力培养相互割裂。 课时限制。该课程知识点较多,课程学时安排较短,教师偏重基本理论讲解,学生在短时间内难以消化吸收包括数据结构、操作系统等繁杂的基本概念,而程序设计和调试技巧等实践性较强的部分往往因课时限制只能点到为止,学生无法体会课程的乐趣,更无法进行深入研究,严重影响了教学目标的实现。 (二)对策研究 明确教学目标。摒弃传统教学方式,倡导以学生为中心,注重学生知识水平和技能的培养。教师应对计算机软件技术基础有一个全新的定位,在对教材知识点内涵与外延正确把握的基础上,精心设计和巧妙安排学生易于接受的课堂教学活动,准确驾驭计算机软件技术基础课堂教学,将“任务驱动法”、“合作学习法”等优秀教学方法组合运用,创设探究情境,激发学生的学习热情,使其对操作系统、 数据结构、 数据库技术等功能和运用产生浓厚的兴趣,不断提高学习能力。 丰富课堂教学手段。以“任务驱动法”为代表的互动教学法,是上世纪80年代后逐渐发展成熟的实践型教学方法,是国内外运用较多的、先进的教学理念。它是让学生在“做中学”,通过学生的参与和体验,在完成任务过程中主动地去分析和思考问题,加深对知识的理解和感知,共同探讨解决问题的方法,进而达到对知识、技能的理解和掌握,既增强了知识点的融会贯通,也强化了学生主动积极的学习意识。 巧设学习情境。软件技术基础课程教学目的,是让学生打破常规,启迪思想,通过探索、实践,掌握理论知识并能灵活地加以应用。“情境教学”正是基于这一先进思想的教学方式。如学习语言编译时,使用“栈”可实现函数过程的调用。当计算机输出数据打印时,打印机速度慢,为解决这个问题,教师安排学生们分组讨论,最终在操作系统中设一个打印队列,将打印任务逐个完成,避免了数据丢失或打印次序混乱。任务进行过程中,学生们热情高涨,积极思维,体会知识的奥妙,深刻认识到了这门课程的意义和作用,同时小组成员团结协作,焕发出可贵的集体智慧,在目标实现过程中体验成功带来的巨大喜悦。 构建良好师生关系。教师传道授业,是学生学习的组织者和倡导者,更应成为学生的良师益友,将抽象的、枯燥的软件技术基础,用实用化和情趣化的现代教学思想巧妙呈现,产生共鸣、碰撞智慧的火花,使学生充分感受学科魅力,从而启迪心灵,放飞思想。当学生暴露出畏难或厌烦情绪时,教师应给予最大限度的宽容和理解,并用科学的思想加以引导,鼓励他们打破常规、迎难而上,与学生共同完成知识点的跨越。 四、结论 综上所述,打造充满生机和活力的计算机软件技术基础课程教学,是新时期高校教学的需要,也是实施素质教育的关键。只有对教学现状进行深入的分析和研究,采用科学的方法正确梳理教学思路,将优秀的现代教学思想融入计算机软件技术基础课程教学,优化教学过程,才能实现教学相长,不断提高计算机软件技术基础课程教学的实效。 作者简介: 范晓静,(1979.1―)女,籍贯:内蒙古呼和浩特市,2005年毕业于内蒙古大学计算机网络专业,2012年至今就读于同济大学软件学院软件工程硕士,工作单位:呼和浩特职业学院,讲师,研究方向:计算机网络、软件工程。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程的案例建设 摘要:案例教学能有效提高学生分析问题和解决问题的能力,是现代教育的常用教学方法之一。文章分析案例教学中的案例特征,以实际工程项目的一个子系统为背景,设计实时仿真监视系统案例并介绍案例的具体建设情况,指出该案例对提高学生的学习兴趣以及分析问题和解决问题的能力具有明显的效果。 关键词:软件技术基础;案例教学;案例建设;实时仿真;监视系统 1、计算机软件技术基础课程中案例教学的必要性 计算机软件技术基础是仿真工程与自动化专业的优秀课程之一,是一门应用性很强的专业基础课。该课程是整合课程,主要包括c++面向对象程序设计、算法与数据结构、操作系统、软件工程等方面的内容,知识庞杂且难以掌握。学生在学习该课程之后常常感到困惑:所学知识有什么用,怎样运用所学知识?一些学生虽然能够在考试中考出高分,却不知道怎样解决实际问题。如何使学生认识所学知识的用途,融会贯通并灵活运用,是这门课应重点考虑的问题。目前,案例教学在法律类和管理类课程教学中的地位和作用已在教育界达成共识。教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会于2006年6月了《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求(试行)》白皮书,明确指出在教学方法和手段上运用案例教学的必要性,因此,将案例教学作为一种教学方法引入工科类课程的教学,具有可行性和必要性。 2、认识案例 案例教学法就是在教师的指导下,根据教学目的和要求,以案例为基本素材,把学生带人特定的教学情境中进行思考,以此加深学生对基本原理和概念的理解,进而培养并提高学生运用理论知识分析问题和锯决问题能力的一种教学方法。 案例是案例教学的基础,离开了案例,案例教学就无从谈起。案例与一般教学中的例题有着本质区别,案例教学中的案例是将多个知识点融人一个整体来解决实际问题,涉及的知识面广,知识间具有连贯性和系统性,涵盖的知识具有综合性的特点,知识和原理蕴藏于案例之中。一般教学中的例题往往是配合某一章节或某一知识点,从某个角度、某个方面或某个层次反映所学理论和方法,起着验证和说明作用,常常带有为讲知识而杜撰例子的痕迹,各个例题之间相对独立,涵盖的知识单一,知识和原理孤立地呈现在学生面前。一般说来,工科类课程的案例应具有以下基本特征。 1)真实性。 客观真实性是案例的基本特征。教学案例应源于真实,取材于工程实际或科研课题,但是又要高于真实。为了突出主题,可以对真实做一定的删减处理。 2)综合性。 案例应是综合知识的载体,既要以学生已掌握的知识为依据辐射足够多的知识点,又要在匹配教学内容的基础上对知识有一定程度的扩展。 3)完整性。 案例是完整过程的载体,涉及了解背景、查询资料、分析信息、发现问题、探求方法、采取行动、解决问题的全过程。 4)启发性。 案例教学着眼于能力的培养,希望得到的不是案例的标准答案,而是解决问题的思维方法和能力。案例中,解决问题的方式是开放性的,可以留给学生想象的空间和发挥的余地。 5)实践性。 学生可以对案例进行复现、改进和完善,也可以按照自己的思考去实现,增强理论应用于实际的能力,实现从理论到实践的转化。 3、案例建设 案例教学的前提是高质量的案例,高质量的案例既要覆盖足够的知识,又要控制合适的规模。规模过小,则不能溶入足够的知识,也不能提供足够的研讨与思维空间;规模过大,则在短时间内难以被学生接受,不能得到预期的教学效果。笔者以实际工程项目卫星实时仿真系统的一个子系统为案例背景,在突出主题的前提下,进行了适当的详略及删减处理,形成了“实时仿真监视系统”案例。 3.1 案例背景简介 卫星实时仿真系统能够对卫星的方案、设计、集成、测试和运行各个阶段进行仿真验证,是提高卫星总体设计水平的重要手段,其网络关系连接如图1所示。在此系统中,仿真模型解算、物理设备接口等苛刻实时约束的节点通过反射内存互联,构成实时内环,外环则通过普通网络互联,将人机交互、可视化、数据处理等实时约束弱的节点互联,内、外环都可以根据需要扩充且内环不受外环影响,苛刻实时得到保障。转发计算机完成内存数据的提取并转发外环,仿真管理计算机则同时管理内、外环系统。卫星仿真监控是卫星实时仿真过程中的重要一环,它将抽象的仿真活动形象化,并及时将信号数据以各种方式反馈给用户,以利于用户分析、理解和决策。卫星实时仿真监控系统,能够模拟通过控制、监视和测量星上设备的工作状态实现实时连续地记录工作过程、测试数据和描绘曲线。图1中,人机交互计算机、曲线显示计算机和三维显示等外环计算机共同实现仿真监视功能。我们将人机交互计算机和曲线显示计算机的功能提取出来,要求系统具有一定的通用性,能够适应不同监视任务和不同数据类型,形成“实时仿真监视系统”案例。 3.2 实时仿真监视系统案例 实时仿真监视系统的工作原理为:转发计算机完成内存数据的提取并转发外环,外环上的实时仿真监视系统首先进行初始化,随后自动生成系统主界面。系统支持两种运行模式:监视模式和回放模式。在监视模式下,系统既要处理主界面信息,又要处理网络数据。主界面信息的处理包括响应用户交互消息、更新实时监视界面、实时绘制曲线;网络数据的处理包接监听网络端口,接收、解析和保存数据包,将有效数据写入共享数据结构,供给系统绘制曲线。在回放模式下,不再需要对网络进行监听,直接读取监视模式下保存的原始数据文件,然后进行相应处理即可。 为实现上述目的,使系统具有一定的通用性,我们设计了如下方案: (1)在软件工程思想指导下,进行需求分析、总体设计、详细设计、编码实现以及综合测试。通过该案例,让学生对软件工程思想指导下的软件开发全过程有一个感性认识; (2)采用多线程技术实现监视模式下的主界面信息处理和网络数据处理,仅用单线程实现回放模式; (3)设计一个数据包发送测试程序,模拟转发计算机的功能。 为此,我们结合本课程的基本知识点将系统的主要功能模块划分为界面管理和数据处理两大部分,界面管理部分主要承担主界面信息的处理,数据处理部分则主要负责数据的处理。 3.2.1 界面管理 系统运行过程中始终需要对系统主界面进行管理。从运行初期的生成主界面,到运行中的监视过程的显示,再到最终的系统结束,都需要对主界面进行即时的调整。为了提高通用性,系统采用基于配置文件的方式,通过用户提供的配置文件,动态改变系统监视任务,也就是说,系统能够改变每次运行时的任务,主界面显示的内容具有不确定性。 1)读取配置文件,获取初始化信息。 系统运行之前,需要进行初始化,这就需要系统读取配置文件,包括全部信号、实时显示信号、数据包类型等配置文件。用户必须按照约定的正确格式提供配置文件,否则系统有可能无法正确识别相关信息。从软件工程的角度,配置文件的设计与确定应在总体设计阶段完成。配置文件的类型、组织方式以及数据正确性的检验,都是学生可以自由发挥和扩展的内容。 2)自动生成实时监视界面。 监视对象的不确定性使得系统的监视界面无法固定,然而,不能将界面的生成工作完全交给用户完成,这就需要设计一种适用于不同监视任务的界面生成算法,使系统将界面生成工作承担下来。另外,系统界面的尺寸等信息是用户所不知道的,因此被监视的信号在系统主界面中的显示位置无法由用户设定,这就需要系统自己完成界面的排布任务。因此,要求设计一个具有较强通用性的监视界面自适应生成算法,这部分涉及算法设计和计算机系统配置的获取等基础知识,算法设计是学生能够自由发挥并出彩的部分。 3)定时更新监视界面。 为了实现实时监视功能,系统需要对监视界面进行定时更新,以显示当前被监视信号的实时数据。为了满足用户的不同需求,系统提供0.5s、1s、2s三种刷新频率。系统可以根据用户选择的刷新频率对主界面进行更新。这部分主要涉及定时器的使用。 4)处理用户交互消息。 系统需要对用户的交互消息进行处理,主要为鼠标消息,包括运行模式的切换、仿真的开始与结束、加载历史数据包文件等。这部分涉及所选编程环境下的消息响应机制问题。 3.2.2 数据处理 系统在运行过程中,需要对数据包进行接收、解析和存储,还要为曲线绘制提供原始数据,因此需要设计一个专用的数据结构。 1)接收网络数据包。 在监控模式下,系统既要处理主界面信息,又要通过网络接收数据包。为了避免“漏掉”数据包,系统必须对网络持续进行监听。如果主线程将大量时间用在网络监听上,势必无法对用户的交互做出及时响应。因此,需要将数据包的接收放在一个单独的线程中。这涉及操作系统进程管理的相关概念,是多线程程序设计技术的典型应用;也涉及网络通信技术,需要了解网络通信协议等相关知识。 2)解析数据包。 在接收到数据包后,需要将数据包内的数据进行解析,获得数据包内的数据,将最新的数据更新至系统对应的变量中,以供实时显示。解析数据包涉及网络通信程序设计技术。 3)保存原始数据包。 系统要求有回放功能,因此需要将接收到的数据包写入文件,进行永久保存。数据包的保存有两种方式:解析后按段保存和作为整体进行二进制保存。第一种方法耗时,需较大工作量。第二种方法简便,工作量小。显然第二种方法更适合本系统。由于系统必须适应两种类型的数据包,因此,进行数据保存时,采用以形参类型为区别的方式进行同名函数的重载,实现两种类型数据包文件的存储。这部分功能涉及C++面向对象程序设计中的重载技术以及文件操作技术。 4)读取数据文件,获取数据包。 在回放模式下,系统不再对网络进行监听,不进行数据包的接收,需要通过读取之前保存的原始数据包文件获得数据包。原始数据包文件保存的是二进制形式的数据包,系统每次读取之后需要对数据包进行解析,这与接收到数据包的过程是一样的,不同之处在于回放过程不再需要将数据包进行保存。这涉及C++面向对象程序设计中的文件操作,同时,通过监视模式下的多线程程序设计与回放模式下的单线程程序设计的对比,使学生真切感受并理解多线程程序设计技术及其应用场合等。 5)共享数据。 系统嵌套了曲线绘制模块,因此,数据处理与曲线绘制之间需要有一块共享数据内存。在收到数据包并解析后,马上将有用的信息写入该共享内存。写入操作由数据包接收线程处理,读取操作由主线程内的曲线绘制模块完成,因此,需要对两个线程进行同步。这涉及数据结构的设计和操作系统的同步与互斥。 6)快速查找。 系统支持大数据量下的仿真监视,对数据的快速查找有较高的需求,因此,需要设计支持快速查找的哈希表数据结构,包括哈希函数的确定、冲突的解决等,这涉及数据结构的哈希表技术。 4、结语 “实时仿真监视系统”案例,涵盖了软件工程、c++面向对象程序设计、算法与数据结构、操作系统和网络通信等计算机软件技术基础课程及其先导与后继课程的知识点,是一个与学生所学专业密切相关的实际应用系统,容易引起学生的兴趣,也容易被学生理解和接受。这样的案例既与教学目标相吻合,又便于教师驾驭和把握。 从学生反馈的情况看,学生普遍认为,案例教学法方式新颖,实时仿真监视系统案例与专业基础结合紧密;能引导学生积极思考,提高学生的学习兴趣以及分析问题和解决问题的能力。该案例在教学过程中取得了明显的教学效果。 为了更好地开展案例教学,我们必须把建设高质量的案例作为重点来抓,选择合适的案例背景,制定合理的案例建设计划。实践证明,只有经过长时间的积累、认真的思考、精心的选择和多次教学实践,才能获得高质量的教学案例;只有经过团队的长期努力,才能建设高质量的教学案例库。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程的案例建设 摘要:案例教学能有效提高学生分析问题和解决问题的能力,是现代教育的常用教学方法之一。文章分析案例教学中的案例特征,以实际工程项目的一个子系统为背景,设计实时仿真监视系统案例并介绍案例的具体建设情况,指出该案例对提高学生的学习兴趣以及分析问题和解决问题的能力具有明显的效果。 关键词:软件技术基础;案例教学;案例建设;实时仿真;监视系统 1、计算机软件技术基础课程中案例教学的必要性 计算机软件技术基础是仿真工程与自动化专业的优秀课程之一,是一门应用性很强的专业基础课。该课程是整合课程,主要包括c++面向对象程序设计、算法与数据结构、操作系统、软件工程等方面的内容,知识庞杂且难以掌握。学生在学习该课程之后常常感到困惑:所学知识有什么用,怎样运用所学知识?一些学生虽然能够在考试中考出高分,却不知道怎样解决实际问题。如何使学生认识所学知识的用途,融会贯通并灵活运用,是这门课应重点考虑的问题。目前,案例教学在法律类和管理类课程教学中的地位和作用已在教育界达成共识。教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会于2006年6月了《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求(试行)》白皮书,明确指出在教学方法和手段上运用案例教学的必要性,因此,将案例教学作为一种教学方法引入工科类课程的教学,具有可行性和必要性。 2、认识案例 案例教学法就是在教师的指导下,根据教学目的和要求,以案例为基本素材,把学生带人特定的教学情境中进行思考,以此加深学生对基本原理和概念的理解,进而培养并提高学生运用理论知识分析问题和锯决问题能力的一种教学方法。 案例是案例教学的基础,离开了案例,案例教学就无从谈起。案例与一般教学中的例题有着本质区别,案例教学中的案例是将多个知识点融人一个整体来解决实际问题,涉及的知识面广,知识间具有连贯性和系统性,涵盖的知识具有综合性的特点,知识和原理蕴藏于案例之中。一般教学中的例题往往是配合某一章节或某一知识点,从某个角度、某个方面或某个层次反映所学理论和方法,起着验证和说明作用,常常带有为讲知识而杜撰例子的痕迹,各个例题之间相对独立,涵盖的知识单一,知识和原理孤立地呈现在学生面前。一般说来,工科类课程的案例应具有以下基本特征。 1)真实性。 客观真实性是案例的基本特征。教学案例应源于真实,取材于工程实际或科研课题,但是又要高于真实。为了突出主题,可以对真实做一定的删减处理。 2)综合性。 案例应是综合知识的载体,既要以学生已掌握的知识为依据辐射足够多的知识点,又要在匹配教学内容的基础上对知识有一定程度的扩展。 3)完整性。 案例是完整过程的载体,涉及了解背景、查询资料、分析信息、发现问题、探求方法、采取行动、解决问题的全过程。 4)启发性。 案例教学着眼于能力的培养,希望得到的不是案例的标准答案,而是解决问题的思维方法和能力。案例中,解决问题的方式是开放性的,可以留给学生想象的空间和发挥的余地。 5)实践性。 学生可以对案例进行复现、改进和完善,也可以按照自己的思考去实现,增强理论应用于实际的能力,实现从理论到实践的转化。 3、案例建设 案例教学的前提是高质量的案例,高质量的案例既要覆盖足够的知识,又要控制合适的规模。规模过小,则不能溶入足够的知识,也不能提供足够的研讨与思维空间;规模过大,则在短时间内难以被学生接受,不能得到预期的教学效果。笔者以实际工程项目卫星实时仿真系统的一个子系统为案例背景,在突出主题的前提下,进行了适当的详略及删减处理,形成了“实时仿真监视系统”案例。 3.1 案例背景简介 卫星实时仿真系统能够对卫星的方案、设计、集成、测试和运行各个阶段进行仿真验证,是提高卫星总体设计水平的重要手段,其网络关系连接如图1所示。在此系统中,仿真模型解算、物理设备接口等苛刻实时约束的节点通过反射内存互联,构成实时内环,外环则通过普通网络互联,将人机交互、可视化、数据处理等实时约束弱的节点互联,内、外环都可以根据需要扩充且内环不受外环影响,苛刻实时得到保障。转发计算机完成内存数据的提取并转发外环,仿真管理计算机则同时管理内、外环系统。卫星仿真监控是卫星实时仿真过程中的重要一环,它将抽象的仿真活动形象化,并及时将信号数据以各种方式反馈给用户,以利于用户分析、理解和决策。卫星实时仿真监控系统,能够模拟通过控制、监视和测量星上设备的工作状态实现实时连续地记录工作过程、测试数据和描绘曲线。图1中,人机交互计算机、曲线显示计算机和三维显示等外环计算机共同实现仿真监视功能。我们将人机交互计算机和曲线显示计算机的功能提取出来,要求系统具有一定的通用性,能够适应不同监视任务和不同数据类型,形成“实时仿真监视系统”案例。 3.2 实时仿真监视系统案例 实时仿真监视系统的工作原理为:转发计算机完成内存数据的提取并转发外环,外环上的实时仿真监视系统首先进行初始化,随后自动生成系统主界面。系统支持两种运行模式:监视模式和回放模式。在监视模式下,系统既要处理主界面信息,又要处理网络数据。主界面信息的处理包括响应用户交互消息、更新实时监视界面、实时绘制曲线;网络数据的处理包接监听网络端口,接收、解析和保存数据包,将有效数据写入共享数据结构,供给系统绘制曲线。在回放模式下,不再需要对网络进行监听,直接读取监视模式下保存的原始数据文件,然后进行相应处理即可。 为实现上述目的,使系统具有一定的通用性,我们设计了如下方案: (1)在软件工程思想指导下,进行需求分析、总体设计、详细设计、编码实现以及综合测试。通过该案例,让学生对软件工程思想指导下的软件开发全过程有一个感性认识; (2)采用多线程技术实现监视模式下的主界面信息处理和网络数据处理,仅用单线程实现回放模式; (3)设计一个数据包发送测试程序,模拟转发计算机的功能。 为此,我们结合本课程的基本知识点将系统的主要功能模块划分为界面管理和数据处理两大部分,界面管理部分主要承担主界面信息的处理,数据处理部分则主要负责数据的处理。 3.2.1 界面管理 系统运行过程中始终需要对系统主界面进行管理。从运行初期的生成主界面,到运行中的监视过程的显示,再到最终的系统结束,都需要对主界面进行即时的调整。为了提高通用性,系统采用基于配置文件的方式,通过用户提供的配置文件,动态改变系统监视任务,也就是说,系统能够改变每次运行时的任务,主界面显示的内容具有不确定性。 1)读取配置文件,获取初始化信息。 系统运行之前,需要进行初始化,这就需要系统读取配置文件,包括全部信号、实时显示信号、数据包类型等配置文件。用户必须按照约定的正确格式提供配置文件,否则系统有可能无法正确识别相关信息。从软件工程的角度,配置文件的设计与确定应在总体设计阶段完成。配置文件的类型、组织方式以及数据正确性的检验,都是学生可以自由发挥和扩展的内容。 2)自动生成实时监视界面。 监视对象的不确定性使得系统的监视界面无法固定,然而,不能将界面的生成工作完全交给用户完成,这就需要设计一种适用于不同监视任务的界面生成算法,使系统将界面生成工作承担下来。另外,系统界面的尺寸等信息是用户所不知道的,因此被监视的信号在系统主界面中的显示位置无法由用户设定,这就需要系统自己完成界面的排布任务。因此,要求设计一个具有较强通用性的监视界面自适应生成算法,这部分涉及算法设计和计算机系统配置的获取等基础知识,算法设计是学生能够自由发挥并出彩的部分。 3)定时更新监视界面。 为了实现实时监视功能,系统需要对监视界面进行定时更新,以显示当前被监视信号的实时数据。为了满足用户的不同需求,系统提供0.5s、1s、2s三种刷新频率。系统可以根据用户选择的刷新频率对主界面进行更新。这部分主要涉及定时器的使用。 4)处理用户交互消息。 系统需要对用户的交互消息进行处理,主要为鼠标消息,包括运行模式的切换、仿真的开始与结束、加载历史数据包文件等。这部分涉及所选编程环境下的消息响应机制问题。 3.2.2 数据处理 系统在运行过程中,需要对数据包进行接收、解析和存储,还要为曲线绘制提供原始数据,因此需要设计一个专用的数据结构。 1)接收网络数据包。 在监控模式下,系统既要处理主界面信息,又要通过网络接收数据包。为了避免“漏掉”数据包,系统必须对网络持续进行监听。如果主线程将大量时间用在网络监听上,势必无法对用户的交互做出及时响应。因此,需要将数据包的接收放在一个单独的线程中。这涉及操作系统进程管理的相关概念,是多线程程序设计技术的典型应用;也涉及网络通信技术,需要了解网络通信协议等相关知识。 2)解析数据包。 在接收到数据包后,需要将数据包内的数据进行解析,获得数据包内的数据,将最新的数据更新至系统对应的变量中,以供实时显示。解析数据包涉及网络通信程序设计技术。 3)保存原始数据包。 系统要求有回放功能,因此需要将接收到的数据包写入文件,进行永久保存。数据包的保存有两种方式:解析后按段保存和作为整体进行二进制保存。第一种方法耗时,需较大工作量。第二种方法简便,工作量小。显然第二种方法更适合本系统。由于系统必须适应两种类型的数据包,因此,进行数据保存时,采用以形参类型为区别的方式进行同名函数的重载,实现两种类型数据包文件的存储。这部分功能涉及C++面向对象程序设计中的重载技术以及文件操作技术。 4)读取数据文件,获取数据包。 在回放模式下,系统不再对网络进行监听,不进行数据包的接收,需要通过读取之前保存的原始数据包文件获得数据包。原始数据包文件保存的是二进制形式的数据包,系统每次读取之后需要对数据包进行解析,这与接收到数据包的过程是一样的,不同之处在于回放过程不再需要将数据包进行保存。这涉及C++面向对象程序设计中的文件操作,同时,通过监视模式下的多线程程序设计与回放模式下的单线程程序设计的对比,使学生真切感受并理解多线程程序设计技术及其应用场合等。 5)共享数据。 系统嵌套了曲线绘制模块,因此,数据处理与曲线绘制之间需要有一块共享数据内存。在收到数据包并解析后,马上将有用的信息写入该共享内存。写入操作由数据包接收线程处理,读取操作由主线程内的曲线绘制模块完成,因此,需要对两个线程进行同步。这涉及数据结构的设计和操作系统的同步与互斥。 6)快速查找。 系统支持大数据量下的仿真监视,对数据的快速查找有较高的需求,因此,需要设计支持快速查找的哈希表数据结构,包括哈希函数的确定、冲突的解决等,这涉及数据结构的哈希表技术。 4、结语 “实时仿真监视系统”案例,涵盖了软件工程、c++面向对象程序设计、算法与数据结构、操作系统和网络通信等计算机软件技术基础课程及其先导与后继课程的知识点,是一个与学生所学专业密切相关的实际应用系统,容易引起学生的兴趣,也容易被学生理解和接受。这样的案例既与教学目标相吻合,又便于教师驾驭和把握。 从学生反馈的情况看,学生普遍认为,案例教学法方式新颖,实时仿真监视系统案例与专业基础结合紧密;能引导学生积极思考,提高学生的学习兴趣以及分析问题和解决问题的能力。该案例在教学过程中取得了明显的教学效果。 为了更好地开展案例教学,我们必须把建设高质量的案例作为重点来抓,选择合适的案例背景,制定合理的案例建设计划。实践证明,只有经过长时间的积累、认真的思考、精心的选择和多次教学实践,才能获得高质量的教学案例;只有经过团队的长期努力,才能建设高质量的教学案例库。 计算机软件基础论文:基于 Flex的《计算机软件基础》电子教案系统的应用研究 摘要:针对当前《计算机软件基础》电子教案开发中存在的问题,在调研了各种多媒体支持比较好的开发技术的基础上,结合多年的教学实践,提出了基于Flex 和 AIR 技术平台的《计算机软件基础》电子教案系统开发的技术解决方案。该系统提高了课程教案的可复用性和可维护性,实现单机运行功能和网络化功能,顺应了电子教案的网络化发展趋势,克服了传统 PPT 在课程电子教案制作方面的不足。 关键词:计算机软件基础 电子教案 RIA Flex 电子教案,是将传统教案中的内容转换成计算机能处理的数字信息格式后存储于记录介质(如磁盘、磁带、光盘等) 中的一种形态。同其他的电子出版物一样,在观看阅读时必须事先输人计算机主机中,由显示器输出。目前课堂上比较流行的电子教案一般有两种类型:PPT 教案和 WORD 教案,调研中发现在《计算机软件基础》课程教学当中 PPT 教案使用的比例非常高。与传统教案相比,电子教案不仅仅是形式上的变化,而是对传统教学手段、教学方法和教学模式的深层次变革。在教学过程中有效运用电子教案是新课程改革的必然要求、是教育现代化的必然要求、也是未来社会发展的必然要求。 《计算机软件基础》作为工科专业的必修专业基础课程之一,主要介绍了程序设计语言、数据结构和软件工程基础知识,强调基本算法的理解和运用。传统教学无法演示程序设计实践和算法演示,充分利用多媒体、网络技术发展带来的契机,采用新的教学模式改进原来的以教师讲授为主的单一课堂教学模式是课程发展的趋势。 一、现有《计算机软件基础》电子教案开发中存在的问题 软件复用是一种由预先构造好的、为软件复用是一种由预先构造好的、为复用目的而设计的软件构件来建立或者组装软件系统的过程。目前用 PPT 等软件开发的《计算机软件基础》电子教案的大部分内容是直接打包在一起的,用户根本看不到动态演示过程,也没法对内容进行修改,所以根本就谈不上软件的复用,网络共享也困难。目前少数一些用Authorware,Director,Flash 和 Html 等软件开发的《计算机软件基础》电子教案,由于在打包或时把教学内容和程序放在一起,一般没有计算机培训的用户根本就没有办法对其进行修改。由于现在网络的快速发展,基于 PPT 等开发工具开发出来的电子教案都不支持网络浏览,这样不利于课程电子教案内容的及时更新。同时,PPT 要做出很强的交互性需要熟悉它的脚本开发,而 PPT 的交互设计能力不强,限制了教案的二次开发能力,使得教师的教学活动设计和组织受到现有电子教案的约束,很难达到理想的教学效果。 二、系统整体设计结构 电子教案系统总体上被分为两大部分,一个是电子教案的编辑器部分,另一个是电子教案的内容前台展示部分(播放器功能)。编辑器部分的界面设计要力求简洁明了,逻辑结构清晰。播放器部分是教师上课时用来展示教学内容的程序,它包括导航部分、内容展示部分、以及电子白板。系统的功能需求主要集中在图文混排、多媒体支持、用户交互、编辑和修改、文字批注和电子排版等功能。 系统总体上采用由电子教案编辑器和播放器两部分组成,电子教案编辑器在完成电子教案内容的制作后导出素材内容,打开播放器播放电子教案。 编辑器主要是为电子教案的制作人员提供添加和修改课程电子教案内容的功能。编辑器部分包括电子教案文件处理部分,电子教案逻辑的设计,具体的每个页面内容的添加和页面相关属性的设置。其中文件处理部分对电子教案进行新建、打开、保存;逻辑结构对电子教案内容之间的逻辑结构进行安排,使其符合电子教案整体的结构或教师教学的具体要求;页面内容的添加负责在页面中添加具体的教学内容素材,如图片、文本、音频、视频等;页面相关属性的设置对页面背景颜色和背景图片的添加和修改,对页面切换效果的设置。另外还有具体的媒体素材的风格设计,同时还提供备课时添加批注的功能。播放器通主要负责对编辑器生成的电子教案素材文件的展示,供教师上课使用。播放器的交互设计和 PPT 类似,保持了 PPT 的一些版面设计风格和快捷键操作等。另外播放器提供弹出式导航栏,方便教师上课时的导航操作,每种素材对象都有自己特定的交互方式。编辑器打包把播放器和电子教案素材内容放在一起,播放器在打开时会调用同级同名文件夹里的 XML 文件和素材文件。 三、主要模块实现 1、电子教案文件操作模块 该模块在设计时把电子教案文件作为一个整体内容来进行新建、打开和保存。新建电子教案时对原有已打开电子教案的处理,如果用户对已打开电子教案做了修改,但是未保存,会提示用户先保存,然后再新建电子教案文件。 作为该系统的重要模块之一,内容结构编辑模块的设计要方便用户对电子教案文件的逻辑结构进行编辑和修改。本系统采用树的数据结构来标示电子教案的内容结构,不仅结构清晰,而且操作方便,符合一般用户的习惯。 该树形结构的节点可以拖动以调整节点的位置,在节点上单击右键会弹出右键菜单,包括对节点的添加、复制、粘贴、删除和修改等操作。 四、总结 《计算机软件基础》电子教案设计和开发的过程中,不仅使电子教案结合了桌面应用良好的用户体验与网络课件轻松部署,带给用户更好的交互体验。该系统实现了电子教案对网络的支持,提高了教案的可重用性和可扩展性。本系统结构在细节上还有部分可以改进和提高的地方。比如系统定义的各种资源素材 XML 表示文档没有遵循 Scorm 技术标准,给以后电子教案素材内容网络复用带来不便。 计算机软件基础论文:计算机软件开发基础知识浅析 一个软件从开始计划到废弃为止,称为软件的生存周期。它包括计划、开发和运行三个周期,每一时期又可细分为若干个更小的阶段。计划时期为问题定义和可行性研究;开发时期为需求分析、概要设计、详细设计和编码;运行时期为测试和维护。我们在开发软件项目时,要做到系统计划、分析、设计、编码、测试及维护等基本的六大步骤。软件开发首先从制定计划开始,这是必不可少的一步,在制定计划时,要准确地弄清软件项目最终要解决的问题,并考虑相应的对策,宁愿花一些时间充分作好计划,也不要在计划不周的情况下仓促着手。 一、系统计划:它包括系统定义及分析、可行性研究和实施计划报告的编写。1、系统定义是制定软件计划的第一步,它应决定所开发软件的总目标,其任务包括首先是确定所开发软件的总体要求和适用范围,描述所开发软件与外界接口的关系;其次是确定所需硬件和软件的支持,对开发的进度和成本作初步估计;第三是分析系统的可行性是否确定所开发软件与原软件的兼容性或其它关系;最后是确定所开发软件的性能与其内部复杂性之间的折中关系。2、可行性研究它包括技术可行性、经济可行性及社会可行性方面。技术可行性是研究应弄清现有技术条件能否顺利完成开发工作,对参加开发工作的人员应有哪些技术方面的要求。硬件配置能否满足开发的需要,估计的进度是否恰当以及对用户的技术方面的要求是否合理等等;经济可行性研究的目的是希望以最小的开发成本取得最佳的经济效益的软件产品;社会可行性研究则是指所开发的软件项目是否涉及到版权纠纷等法律问题,这样的软件产品投入运行后,对生产、管理或经营体制带来有什么社会影响。3、实施计划报告的编写是开发进度、人员投入计划、人员的组织及其资源的利用作个计划报告提纲。 二、系统需求分析:需求分析的任务在于完全地弄清用户对软件系统的确切需求,它具有三大特点:准确性和一致性;清晰性和没有二义性;直观、易读和易于修改。比如,你首先要知道做这个项目是为了解决什么问题;测试案例中应该输入什么数据等等,为了清楚地知道这些需求,你经常要和客户、项目经理交流等。需求分析的步骤:1、通过对现实环境的调查研究,获得当前系统的具体模型;2、去掉具体模型中的非本质因素,抽象于当前系统的逻辑模型;3、分析当前系统与目标的差别,建立目标系统的逻辑模型;4、对目标系统进行完善和补充,并写出完整的需求说明;5、对需求说明进行复审,直到确认文档齐全,并且符合用户的全部需求为止。 三、系统设计:主要分成两步即概要设计(总体设计或结构设计)和详细设计。概要设计阶段应着重解决实现需求的程序模块设计问题,如何把被开发软件系统划分成若干模块,并决定模块的接口,模块间的相互关系以及模块之间传递的信息。详细设计则是要决定每个模块内部的具体算法。经概要设计和详细设计完成后,需要进行必要的阶段评审,其目的在于使设计发生问题能够及时发现并得到及时的解决。实际上软件设计的主要任务是就是将软件分解成模块,该模块是指能实现某个功能的数据和程序说明、可执行程序的程序单元。 四、系统编码:系统编码即编程序是软件开发的最终目标,是产生能在计算机执行的程序,其目的是使用选定的程序设计语言,把模块的过程性描述翻译为用该语言书定的源程序。实质上,软件=程序+文档。编码的目的是产生程序,其余阶段是产生文档。软件编码是指把软件设计转换成计算机可接受的程序,写成以某一程序设计语言表示的“源程序清单”。能充分了解软件开发语言、工具特性和编程风格,有助于开发工具的选择以及保证软件产品的开发质量。 五、系统测试:包括测试的方法与技术和测试步骤。测试在软件生命期中占重要地位,不仅是因为测试阶段占的时间、花费的人力和成本占软件开发的比重很大,而且它直接影响着软件的质量。程序中许多细微的地方要求绝对正确无误,不能半点马虎。软件开发工作在测试以前已经历了制定计划、需求分析、设计和编码等许多阶段,每一个人的思维不可能绝对周密,而不可能不出现差错,更不用说,在大中型软件开发项目中,系统内各部分之间、各种数据之间、各种人员之间存在着复杂的关系,因而目前可采用的开发方法都不能完全避免发生差错。1、测试的方法与技术主要是机器测试与人工测试和白盒测试与黑盒测试。机器测试是在设定的测试数据上执行被测程序的过程,又称为动态测试。人工测试并不是可有可无的,为了节约计算机机时采取的权宜措施。它是机器测试的准备,也是程序测试中不可缺少的环节。而白盒法和黑盒法主要依据是软件的功能或软件行为描述,发现软件的接口、功能和结构错误。其中接口错误包括内部、外部借口、资源管理、集成化以及系统错误。2、测试步骤。分单元测试(模块测试)、综合测试、确认测试和系统测试四部分组成。它是整个计算机系统(包括软件与硬件)的测试,可与系统的安装和验收结合进行。测试的目的是让你知道,什么时候算是完成了,这样可以及时知道你是否真的完成。 测试是软件开发时期最繁重的任务,也是保证软件可靠性最主要的手段,测试的目的是发现程序的错误,而不是证明程序没有错误,软件的测试通常分散在3个阶段进行。编码阶段完成单元测试,包括静态分析与动态测试。 六、软件维护:当软件产品交付使用后,就进入生存周期的最后一个时期——运行时期。必须搞好软件的维护,才能使它正常工作,还使它扩充功能、提高性能,为用户带来显著的效益。一般软件维护工作包括三个方面的内容:改正性维护、适应性维护和完善性维护。在软件生存期中,维护工作是不可避免的,按照不同的目标,维护活动可以分为四类:1、以加强软件功能为目标的完善性维护;2、纠正软件遗留错误的纠错性维护;3、为了适应运行环境变化而进行的适应性维护;4、以及为改进软件的可维护性,减少将来的维护工作量而进行的预防性维护。软件的可维护性,主要决定开发时期的活动,用软件工程的方法来开发软件,编制齐全的文档,严格进行软件测试和阶段复审,是改善软件可维护性、降低维护费用的关键。要加强对维护的管理,尤其是配置管理。有效地对软件配置进行跟踪和控制,避免造成文档的混乱。为确保维护中修改的正确性,消除因修改不当给拥护带来的不良影响,要求对修改工作持谨慎态度。 软件工程环境是在开发软件工程时,开发者要求环境支持他们按照软件工程的方法,全面完成生存周期中的各项任务环境。它要求有适用的语言、良好的工具、有力的编辑和调试手段,以及尽可能丰富的实用程序。良好的环境可以提高开发效率和软件质量的重要条件。软件项目的特点是软件产品和其它任何产业不同,它是无形的,既没有重量,也没有体积。对于这样看不见、摸不着、完全没有物理性质的产品,如何组织生产和研制,却有许多与众不同之处。 计算机软件基础论文:计算机软件技术基础课程教学团队的建设探索与实践 摘 要:该文是将我们对于计算机软件技术基础课程教学团队的多年建设经验进行了探索与实践,为相关基础课程教学团队的建设提供一些宝贵的经验,使国家“质量工程”建设工作落到实处。 关键词:计算机软件技术;基础课程;教学团队 我校计算机软件技术基础课程教学团队经过多年的建设和发展,形成了鲜明的特色,为信息类专业学生的培养做出了一定的贡献。 一、团队设置特色 计算机软件技术基础课程教学团队是在多年的教学改革与实践中自然形成的老中青相结合的教学团队。本团队是在不断适应国家建设需要的过程中形成、发展和壮大的。当今我国经济飞速发展,在信息化建设中对高素质人才的培养提出了新要求,本团队根据这些要求大力开展计算机科学与技术人才培养模式与课程体系的研究、建设与实践,团队自身水平稳步提高。组成了以教授、博士为优秀的教学小组,并结合学科发展方向,建立多渠道师资培养机制。 二、切实可行的创新性改革措施 本团队按照课程内涵,适应国家现代化建设对人才的需求,通过长期的教学实践探索、总结、形成了以下创新性改革措施。 (一)树立先进教学理念,优化课程内容 团队以“厚基础、宽口径,知识、能力、素质协调发展”的教育教学理念,针对社会发展需求,结合各专业特点,分别制定教学计划,将课程划分为“基础类”、“专业类”和“应用类”三个层次的课程类型。 (二)采用灵活教学方法和手段,提高教学质量 本团队在长期的教学研究过程中,归纳、总结和形成了若干种实用的教学方法。将省级重点学科、精品课程建设的经验应用到本课程教学改革中,充分发挥教授、博士的作用:教授、博士全部承担课程的主讲工作,定期研讨本课程的新技术及发展动向;由团队带头人主持培养方案、教学计划、教学大纲制订等教学活动;将科研课题引入课程设计和创新实验等实践活动中。紧跟学科发展的步伐,面向市场需求、结合各类专业特点,制订了一套全新的课程大纲和人才培养方案,加大基础实验的课时数,着力培养实际动手能力。 (三)强化课程设计,提升学生综合素质 从课程设计的选题、指导教师的配备、设计过程,我们从制度上实现了全方位的考核和监控。近年来,课程设计的选题中有15%来自团队成员的基金项目和科研课题,35%来自企事业单位横向课题,有30%的选题跟踪学科领域的新技术。 三、实验教学或实践性教学 (一)依托优势资源,强化实验教学 依托我校的计算机科学与技术部级实验教学示范中心、光电技术与智能控制教育部重点实验室、甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室、铁道部通信与自动化重点实验室、甘肃省网络测试技术研究中心、甘肃省网络监测中心等11个实验室和研究所,建立了面向本科生的课程实践体系。实践教学中突出知识的综合运用能力培养,设立了综合性课程设计体系,并对某些专项内容单独设课,突出了计算机软件分析设计能力、创新能力和团队协作能力的培养。 (二)结合学生兴趣,建立个性化的培养方案 利用部级实验教学示范中心的先进软硬件平台,开设设计性、创新性的综合实验,并作为实践活动的必修环节。这些活动不仅向学生提供了接触、学习先进软件工具的机会,而且也通过教师的言传身教,掌握科研的基本实验技能,为后续实践活动奠定基础;通过本科生参与团队成员承担的科研项目,使学生一开始就处在一个较高的起点,能够涉猎学科前沿。 (三)完善实验教学管理制度,保证实验教学质量 团队切实加强教师队伍和管理制度的建设,确保高质量地实施课程计划。借鉴ISO9001认证体系中的过程化管理、按要素评估的思想,建立完善的教学质量保障体系。 四、资源建设 课程建设依托计算机科学与技术部级实验教学示范中心、光电技术与智能控制教育部重点实验室、甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室、铁道部通信与自动化重点实验室、甘肃省网络测试技术研究中心、甘肃省网络监测中心等实验室,先后通过教育部、甘肃省教育厅和学校共同投入,补充和更新了一大批实验设备,使实验条件得到较大的改观,能满足教学科研的需要。同时,团队通过校企联合,建立了一批计算机设备比较先进、技术力量雄厚、指导能力强、稳定的校外学生实践基地。各实习基地的实践活动按照教学大纲和任务书进行,保证了实践教学效果。 五、网络教学建设 建立本课程网上课堂及在线立体化智能教学系统。网上课堂设计的目的是能够给不同层次、不同需要的学生提供帮助,提高教学质量。根据网络立体化教学环境的要求,系统主要包括用户管理、公告系统、网上教学、动画演示、在线测试、网上答疑、课程实验、课程设计及论坛多个模块构成,系统的设计思想确定为:以知识点为中心组织教学子系统;利用动画技术设计演示子系统;建立交互式的考核子系统;建立答疑教室,为教学交流提供桥梁。 六、结束语 我校的计算机软件技术基础课程教学团队是一支实力雄厚,极具影响力的教学科研队伍。该团队很好地把握了当前“计算机”教育的特点,坚持理论与实践并重,一方面,注重对国际上新理论、新方法以及实践中的热点问题进行跟踪和研究。另一方面,注重运用现代信息技术,精心制作了多媒体课件,采用多媒体手段进行教学,同时利用现代信息技术,实现了网络化教学,方便了师生之间的教学互动,有助于促成教学质量的提高。该团队的很多研究成果已经达到国内领先水平,并被评为部级教学团队。 计算机软件基础论文:以计算机软件工程为基础的现代化技术研究 摘 要 为了推进我国现代化产业的健康发展,各界对于计算机软件工程技术的发展非常关注。目前,电子计算机的覆盖面非常广泛,这对于计算机软件工程的发展提供了动力。为此,本文首先分析了计算机软件工程的具体情况,其次,提出了促进以计算机软件工程为基础的现代化技术发展的可行性方法,最后,就计算机软件工程未来的发展趋势作以分析。 【关键词】计算机 软件工程 现代化技术 研究 现如今,已经步入信息化时代。在此背景下,现代信息技术以其特有的优势为各个行业提供便利。其中,计算机软件工程也属于应用现代化信息技术中的重要一员,为了更接近理想发展目标,有必要提升其现代化水平。因此,了解计算机软件工程现代化技术发展现状,并提出合理性的改进意见,是非常必要的。只有这样,才能让计算机技术得到更充分的应用。 1 计算机软件工程及其发展现状 计算机软件工程,具体是指参与软件工程活动的软件工程师和管理员进行开发、维护、管理软件产品的过程。在这期间,他们需要在软件工程的方法指导下,利用计算机及其软件工具完成上述工作。自计算机软件工程技术传入我国以来,其也得到了一定的发展。分析其发展现状,不难发现,计算机软件工程技术与其他先进技术相比,存在明显的共通性。因此,计算机软件工程技术得到了众多应用领域的认可。为了促使计算机软件工程技术更好的发展,分析其存在的不足之处,有利于实践过程中调整或者改正。具体而言,在软件工程化开发过程中,会产生较多问题,例如,最突出的问题就是工程软件设计需求与实际业务需求存在出入。除此以外,关于软件工程的管理也不是一件容易的事情,其涉及的环节较多,内容较为繁杂,给软件工程的管理造成诸多不便。就其根本,限制我国计算机软件工程的发展因素主要有两个方面: (1)缺少自身的自主研发手段; (2)缺少一套计算机软件工程管理体系。 2 促进以计算机软件工程为基础的现代化技术发展的可行性方法 2.1 加强自主产权的保护 计算机软件工程借助现代化技术实现发展,因此,在计算机软件的自主创新技术上,相关企业应注重保护自主产权。在此过程中,要通过优化投资结构,创建出属于自主研发的创新技术,进而推出相应的技术与产品。除此以外,为了缩小我国计算机软件工程现代化技术与国外的差距,有必要密切关注国外的发展状况。同时,保护知识产权是一项重要工作,企业或者相关人员应增强自身的知识产权保护意识,明确科学、合理的知识产权保护举措,以促进我国现代化技术向更好的方向发展。为实现该目标,应做好以下几点, (1)针对知识产权方面的知识,应大力宣传。 (2)针对相关知识产权方面的法律法规,应积极完善。 (3)将违背知识产权保护条例的行为给予相应的处罚。 从上述几点入手,调动计算机设计人员的工作积极性。 2.2 重视创新技术和产品 我国计算机软件工程上的技术自应用以来,取得了不错的发展。但停滞不前的技术水平,很难让我国计算机软件工程技术实现更好的发展。为了扭转这种局面,我国相关部门与科研人员在技术方面应实现创新。国外的先进技术固然能够被引进或者借鉴,但是这不是长久之计。在计算机软件工程技术中融入自身更多的自主性,才是创造优质产品的根本。通过技术创新,促进行业整体平稳发展,是我国的计算机软件工程走向可持续发展的道路唯一途径。现阶段,我国相关部门与科研人员应该通过引进新型、专业型的技术人才,提出新颖的技术理念等方法实现计算机软件工程技术的创新。这样计算机软件工程的建设才能打好基础,进而推动其的整体进程。 2.3 政府增加扶持力度 信息化项目建设的发展,对于一个国家来说是非常重要的。作为信息化项目建设中的重要组成部分,现代化计算机软件工程技术相关项目应该受到政府的重视,得到更多的扶持。为此,政府部门,应该做好以下几项工作: (1)通过增加投资和融资渠道让项目建设获取更多的投资。 (2)由政府负责牵头成立相关的计算机软件工程基金,为计算机软件信息产业的发展贡献出重要的力量。 (3)政府还应该通过引导和开发,促成相应的技术改造项目顺利完成。 3 以计算机软件工程为基础的现代化技术发展方向 从计算机软件工程的技术应用现状来看,以计算机软件工程为基础的现代化技术发展前景非常好。在未来,以计算机软件工程为基础的现代化技术更倾向于向智能化方向发展。只有实现智能化,才能提升计算机在办公效率方面的能力。不仅如此,在软件工程技术开发中,也可以增强自动化的作用。因此,加大软件开发技术的智能化推进力度刻不容缓。另外,分析以计算机软件工程为基础的现代化技术发展方向,可以明显看出,其更加趋向开放性的发展趋势。计算机的应用领域越来越多,全面推动技术的开发是必然的选择,如此一来,增强开放化程度也成为了唯一方法。网络化程度增强也是以计算机软件工程为基础的现代化技术发展的一个主流。在计算机软件工程开发的过程中,涉及的信息数据越来越多,需要存贮的内容也随之扩大,因此,在未来,计算机软件工程需要更加趋向网络化。否则,将难以快速的进行信息处理。同时,与全球信息的交汇也需要增强其网络化。 4 结束语 综上所述,为推动现代化社会发展,关注并重视现代信息技术非常必要。在现如今的信息化社会的背景下,促进信息化技术的发展不能仅仅借鉴或者引入国外的先进技术。我国应该本着积极创新产品的目的,提升自主研究技术水平,为提升服务质量与水平做出努力。我国计算机软件工程的现代化发展,需要当代科研人员和相关人员贡献力量。从政府加大扶持力度到科研人员重视创新技术和产品,都是推动计算机软件的开发与进步的方法。此外,企业自身也要尽可能创造积极的环境为计算机软件工程的优化升级奠定基础。 作者简介 高志强(1988-),蒙族,内蒙古阿拉善盟人。大学本科学历。现供职于内蒙古阿拉善盟阿拉善职业技术学院(初级职称),主要从事计算机教学方面工作。 作者单位 阿拉善职业技术学院 内蒙古自治区阿拉善盟 750300 计算机软件基础论文:计算机软件开发的基础架构原理研究 [摘 要]计算机软件开发行业的发展得益于当前信息技术的快速发展和信息受众不断增加,当然计算机软件开发也需要遵循特定的规律,依照其基础架构原理来进行操作,才能够保证计算机软件开发朝着有效性的方向发展。且计算机软件设计的过程,就是在逻辑关系的引导下,实现软件内容的重新确定,进而形成对应的基础架构,这是软件运行的前提和基础,甚至会影响到后期软件系统的维护和管理工作。由此积极探讨计算机软件开发的基础架构原理,是很有必要的。文章由此入手,积极探究计算机软件开发的概况,进而分析计算机软件开发的基础架构原理。 [关键词]计算机软件开发;基础架构原理;研究 1 引言 计算机软件设计的过程,就是在逻辑关系的引导下,实现软件内容的重新确定,进而形成对应的基础架构,这是软件运行的前提和基础,甚至会影响到后期软件系统的维护和管理工作。由此积极探讨计算机软件开发的基础架构原理,是很有必要的。 2 计算机软件开发的概况 2.1 计算机软件开发的概况 计算机性能的不断提升,使得人机交互效益得到不断展现,越来越多的行业开始尝试以计算机软件开发的方式,实现自身运营模式的信息化转变,由此以对应需求为基础的软件开发行业得到了快速的发展。计算机软件开发具备以下的特点:持续性特点,就是软件开发是一个循环往复的完善过程,在计算机逻辑基础上,计算机软件的缺陷是一直存在的,只有不断的采取措施去修正,才能够更好的发挥计算机软件的性能;针对性比较强,往往都是针对于某一行业或者领域而开展的计算机软件开发工作,其开发工作的目的性更强,对于效益的追求也是更加强烈的。 2.2 计算机软件开发基础架构的重要性分析 当前计算机软件开发过程中,使用量比较多的基础架构,就是三层结构体系,其分别可以归结为:其一,表示层;其二,逻辑层;其三,数据层。在上述三个层次的基础上,可以使得软件的人机交互界面展现出良好的性能,使得逻辑关系和计算机语言之间得以分离,这样在后期维护和修改的时候,单独的对人机交互模式进行调整,就可以使得软件开发的节奏变得更加快捷。由此可见选择合理的计算机软件开发基础架构,对于软件性能的最大化发挥,对于软件后期的维护和管理工作质量提升而言,都是有很大帮助的。 3 计算机软件开发的基础架构原理分析 3.1 从计算机软件开发基础架构需求的角度来看 无论是开发设计怎样的软件,都需要在明确开发目的的基础上进行,也就是需要对于软件的需求进行全面分析。不同的企业,归属的领域不同,所需要展现的功能也是很有差异性的,此时企业都会提出对应的软件开发需求。在此过程中,计算机软件开发者与信息企业之间会展开大量的协商工作,对于软件的功能进行分析,结合企业业务运行特点,实现计算机软件开发方案的敲定。为了做好需求分析方面的工作,需要特别注意以下几个方面的工作:建立完善的软件企业与需求企业之间的沟通机制,保证在软件需求分析的过程中,能够充分的了解企业组织的业务特点和规律,保证软件开发需求能够更加明确。 3.2 从计算机软件开发基础架构编写的角度来看 计算机软件开发基础架构需求分析结果得出之后,就需要进行实际的软件编写工作,从当前的实际情况来看,多数使用的是C语言,这种语言的特点为:语言结构结构比较好,编写操作比较快捷,是当前程序员使用频率比较多的语言模式。在实际的软件编写的过程中,会依照对应的功能划分,实现不同模块的敲定,保证不同模块都能够发挥自己的功能,此时需要建立对应的函数模式,使用这样的主函数对于各个模块进行调节和改善,这样可以保证结构能够更好的维护。当前一个计算机软件的开发工作,都是有多个程序员来共同完成的,这样可以尽可能的保证软件编写工作的高效性。 3.3 从计算机软件开发基础架构测试的角度来看 在计算机软件开发基础架构编写工作完成之后,就需要对于软件的不同功能实现测试,实现对于软件测试阶段的管理和控制,是保证软件性能发挥的关键所在,这也是将对应计算机软件投入使用之前必然要进行的工作。在此过程中,需要关注以下几个方面的内容:其一,输入特定的参数,对于软件的运行情况进行记录,验差运行情况与理论情况之间差异性;其二,使用白盒子和黑盒子的方式去进行测试,同样对于软件测试的效果进行记录,由此实现实际计算机软件开发工作的顺利开展;其三,除了测试工作之外,还应该做好计算机软件开发基础架构的维护和管理工作,定期对于软件的性能发挥进行检查,并且推出全新的版本,进而实现软件自身的修复,这样可以使得其自身的性能得到全面提升。 4 计算机软件开发基础架构选择的基本原则 计算机软件开发基础架构的选择,关系到计算机软件效能的发挥,牵涉到各行各业信息化的快速发展和进步。在选择计算机软件开发基础架构的时候,需要关注以下几个方面的内容:其一,树立软件设计目标意识,在需求分析的基础上,对于不同的基础框架进行选择;其二,使用先进的逻辑语言和编程技术,对于计算机软件架构进行合理的编写和操作,由此才能够保证基础架构开发工作的高效性;其三,依照软件目标功能和结构选择之间的关系分析,选择合适的结构,进而使得软件开发行为朝着有目的性的方向发展和进步;其四,注重计算机软件开发团队的塑造,处理好不同模板开发之间的关系,保证计算机软件基础结构选择得更加科学和合理。 5 结语 综上所述,计算机软件开发过程并不简单,其中不仅仅涉及到专业领域的知识,还关注到计算机软件基础结构的原理,处理好这两者之间的关系,才能够保证计算机软件开发的基础架构工作朝着更加高效的方向发展和进步。从当前计算机软件开发基础架构原理的运用实践来看,其基础架构选择还存在很多不合理的情况,此时就需要采取对应的措施来改善和调整,相信随着在此方面实践经验的积累,计算机软件开发的基础架构将会展现出更加大的效能。 计算机软件基础论文:认知案例教学法在“计算机软件技术基础”课程中的探讨与应用 摘要:针对目前“计算机软件技术基础”课程教学中存在的共性问题,结合专业特色,着重探讨了将基于Zadeh认知原理的认知教学法与案例教学法相结合形成的认知案例教学法及其在该课程中的应用。通过三年的教学实践,收到了良好的效果。 关键词:软件技术基础;教学法;认知;案例 一、引言 “计算机软件技术基础”课程是非计算机专业的计算机基础教学内容之一,有着广泛的应用。课程的教学目标是使学生能够全面系统地了解并掌握计算机软件技术的基本概念、思想、原理和方法,并且具有一定的软件系统设计能力,更好地利用计算机软件技术解决本专业领域中的实际问题和日常事务性问题[1-2]。目前,很多高校都开设了“计算机软件技术基础”课程并取得了一定的成效,但该课程的综合性较强,在教学过程中出现了一些不尽如人意之处。本文针对目前该课程在教学中存在的共性问题,结合作者的教学实践,从教学方法的角度出发,对该课程的教学改革进行探讨。 二、课堂教学存在的共性问题 “计算机软件技术基础”课程教学目前面临的共性问题主要体现在以下几个方面[3]:(1)学生对该课程的学习目的不明确,认识不到课程内容的重要性;缺乏学习动力、主动性和自觉性;(2)学生的程序设计、调试能力薄弱,缺乏解决实际问题的经验,对课程内容的实用性体会不深;(3)教学学时较少,一般为32或者48学时。课堂教学大部分时间集中在基本概念、原理的讲授上,而程序设计、调试等实践性较强部分通常只能点到为止,无法进行深入讲解和布置练习。 对于第一个问题,普遍采用的对策是引导学生重视课程;后面的两个问题,目前的解决方式主要集中在教学方法和教学手段的改革上,不同的授课者在具体实施的时候,会因情况而各异。本文作者承担着内蒙古大学通信工程、电子信息科学与技术两个专业的“计算机软件技术基础”课程的授课任务,面对目前该课程教学中的共性问题,进行了深入的思考、分析和研究,除了对学生进行科学研究层面的适当引导外,尝试采用合理有效的教学方法展开教学工作。 目前,一门课程大多采用一种教学方法,主要有任务驱动教学[4]、案例教学[5]、问题教学[6]、引导教学[7]、认知教学[8]等。前四种方法侧重于教学形式与手段的变新与改革,认知教学从讲授内容的本质出发,研究教学内容的认知过程。“计算机软件技术基础”课程以高级程序设计(C或C++)为基础,内容涵盖“算法与数据结构”、“操作系统技术”、“数据库技术”和“软件工程”等,各内容之间既互相联系又比较独立,每一部分内容都是计算机专业的一门专业课程。对于这样具有繁杂的内容并且注重理论联系实践的课程,仅采用单一的教学方法组织教学肯定满足不了授课的要求,同时学生也不容易掌握其内容。基于Zadeh认知原理的认知教学能够从牢牢抓住教学本质出发,深化知识的组织、粒化与因果关系,将所有知识融为一体。案例教学能够使理论和实践有机地结合起来,利于学生的思维能力、知识应用能力、团队合作精神的培养。本文将基于Zadeh认知原理的认知教学与案例教学两种教学方法紧密地结合起来(以下称认知案例教学法)并应用到该课程的教学实践中,借此加强学生的程序设计、调试能力,缓解因教学学时较少与加强实践能力间的矛盾。 三、认知案例教学法及在“计算机软件技术基础”中的应用 基于Zadeh认知原理的认知教学是按照人类认知事物的规律进行教授知识,将教学知识组织、粒化、因果化,使学生抓住知识的本质,全面地掌握知识。其中,组织是对知识宏观的掌控,粒化是对知识微观的演化,因果则是知识之间的关联。因此,认知教学能够条理地、逻辑地、系统地组织教学内容,是一种符合学生学习逻辑认知过程的科学方法[8]。案例教学是一种以教学案例为基础的教学方法,以学生在课堂内外对案例的分析、思辨为重点,目的是提升学生应用理论创新性地解决实际问题的能力。具体形式是在教师的精心策划和指导下,根据教学目的和教学内容要求,运用典型案例将学生带入特定事件的现场进行案例分析,通过学生独立思考或集体协作,进一步提高其识别、分析和解决某一具体问题的能力[5,9,10]。对于认知案例教学法,首先综合考虑认知教学法和案例教学法的内涵,认真分析课程的特点和内容,提取宏观知识点(教学内容)并把它们合理地组织在一起;然后对每个宏观知识点进行细化,得到微观知识点;接下来搭建宏观知识点之间、微观知识点之间的相互关联,从而得到一个课程的认知系统;最后在这个认知系统的基础上,对微观知识点或宏观知识点选择合适的案例开展课程教学。 根据“计算机软件技术基础”课程的内容,把“算法与数据结构”、“操作系统技术”、“数据库技术”和“软件工程”四部分作为宏观知识点,并用系统工程作为基点把它们关联起来;依靠采用的教材和使用的参考资料对这四个宏观知识点进行细化,并建立微观知识点的彼此关联,这样就得到了“计算机软件技术基础”课程的认知系统,如图1所示。图1中的宏观知识点和微观知识点形成了一个多层次、逐层深入的组织结构。每一层是其上层的粒化,每层的微观知识点之间、上层和下层之间都有直接或间接的因果关系。依据图1所示的认知系统,在实际教学中采用了对底层一个或多个关联紧密的微观知识点精选有真实场景的应用案例展开课堂授课。为了能够成功地进行认知案例教学,需要对学生进行科学研究层面的引导,较好地激发学生对课程的强烈求知欲和学习积极性,使其在课堂之外能够主动地投入更多的时间和精力认真完成课堂教学的准备工作,同时自主地学习和发现问题。对于教师,需要在图1的认知系统框架下,根据微观知识点有针对性地选择案例。仔细研究案例的内容,做好案例分析。明确给出本次案例教学重点讨论的问题、有关的背景知识、参考资料和预习要求,把这些内容文档化提供给学生,要求学生提前预习,找出具体问题,同时准备分组讨论提纲。注重程序设计和调试,布置相应的练习,要求学生提前熟悉程序,并准备调试结果。课堂教学中,引导学生就一个问题进行讨论,根据学生的发言进行相应的点评和讲解;并引导学生从一个问题的讨论过渡到另一个问题的讨论;最后进行小结和归纳。 认知案例教学注重培养学生的程序设计和调试能力,教学中布置的练习都有相应的应用背景,学生通过调试和设计程序对课程内容的实用性有了进一步的体会。一般一个案例包含多个知识点,学生的预习和准备工作缩短了授课教师讲授基本概念、原理所需的时间,这让授课教师能够在有限的课堂教学中集中更多的精力去讲解实践性较强部分。经过三年的认知案例教学实践,发现学生的学习积极性和学习效率都有了明显的提高,学习效果良好。 四、结束语 本文把认知案例教学法应用到“计算机软件技术基础”课程的教学实践中,对于该课程的教学有一定的独到性之处。较好地处理了理论与实践相结合的关系,进一步激发了学生的学习兴趣,使学生能够更加牢固地掌握课程的知识点,同时培养了学生的自学能力和创造能力,提高了教学质量。 计算机软件基础论文:基于计算机技术发展基础上的计算机软件安全检测技术 摘要:计算机软件安全检测技术已经成为了计算机软件开发过程中不可或缺的一项优秀内容。计算机软件开发人员,在进行计算机软件开发过程中,非常有必要对不同类型的计算机软件进行安全性检测,以便于软件开发人员事先发现安全隐患,从而采取适当的改进措施,确保不同计算机软件在使用过程中顺利运转。 关键词:计算机软件;安全检测技术 在社会经济飞速发展的今天,计算机作为意义上的生产或者生活用品已经融入人类社会的各个领域,并且随着科技的日新月异,电子计算机科学技术也随之日臻完善和成熟。是计算机软件在支撑着计算机的正常运转,人们依赖计算机进行生产和生活要借助不同的计算机软件来进行,因而,计算机软件的安全性也就提到了计算机维护的首要日程。否则,其安全性就极有可能对计算机的使用带来极大的安全隐患,同时也会给互联网安全造成极大威胁。鉴于此,计算机软件开发人员,在进行计算机软件开发过程中,非常有必要对不同类型的计算机软件进行安全性检测,以便于软件开发人员事先发现安全隐患,从而采取适当的改进措施,确保不同计算机软件在使用过程中顺利运转。显而易见,计算机软件安全检测技术已经成为了计算机软件开发过程中不可或缺的一项优秀内容。 1计算机软件安全检测的基本内容 当今社会,计算机的使用在不同领域越来越广泛,而且越来越具有依赖性,因而,计算机软件使用过程中的安全性则越来越成为计算机用户的终极要求,主要表现在以下几方面::第一,软件之间的冲突导致计算机运行的不通畅。安装某一款计算机软件后,用户发现这对计算机本身并没有产生多么明显的影响,甚至会因为该软件和其他软件冲突因而导致计算机运行速度明显变慢等;第二,计算机软件安全性得不到保证。计算机用户在使用软件的过程中许多个人信息会被留下,用户的私密信息随之就不可避免地被泄露,自然,用户的个人隐私就会得不到有效的、必要的保护。因此,在不同计算机软件开发过程中,软件开发人员要利用成熟的安全检测技术对计算机软件中存在的安全漏洞进行检测,并对其进行安全修复,从而达到提高安全性,降低风险的目的。 计算机软件安全检测是指在软件开发过程中,计算机软件开发人员采用安全检测技术,采取科学的手段,对计算机软件的漏洞和缺陷进行系统性地检测。安全漏洞检测是指计算机软件开发人员对计算机软件的安全缺陷及在使用过程中产生的安全隐患进行有针对性的检测、修复,软件升级或版本修复是这一过程的主要运用手段。不过,这类检测只是停留在技术的层面问题;而真正的技术检测,则是计算机使用过程中系统运转过程中的安全管理、授权、访问控制和机密性等优秀内容。 2计算机软件安全检测的基本要求 计算机软件检测是一项复杂、严谨技术含量较高的工程,不仅对检测的软件有着科学严格的要求,同事对检测方法、技术手段、操作人员素质等都有着严格的要求。 首先,由于计算机软件程序具有复杂性的特点,要使用科学有效的安全检测方法对计算机软件安全进行实质性检测。软件中很多潜藏的安全问题,采用简单的检测方法是不能被排除的,所以开发人员一定要事先对软件的相关特性以及检测软件的使用条件进行全面了解后,再根据实际情况选择适当的检测方法,制定出科学合理的检测方案,对计算机软件安全进行实质性检测,不仅如此,开发人员还要在细节方面也要依据相关程序进行细化和深化。 其次,因为软件漏洞具有存在于软件开发程序的各个环节的特点,需要多类人员共同参与对计算机软件的检测,才可能确保尽可能多地排除软件中潜在的安全威胁。多元化的人员参与有利于实现检测方法的多极性、多样性,这有利于及时、准确地排除安全隐患。不过,在软件安全检测过程中,必须需要具有专业软件安全检测技术的人员参与,同时还需要有了解软件工作和使用特性的人员,从而实现多角度、全方位的检测,以排除更多的安全风险,满足软件使用的安全要求。 最后,对计算机软件进行安全检测必须要按计划选择合适的方法进行安全检测。选择大体说来,需要通过以下做法具体执行:首先,要对计算机软件检测的各种方案和案例进行必要地分析研究,并且最后要进行汇总,在此基础上再进行分析、归纳、总结,寻找出普遍通用的检测规律。之后,再根据检测的具体要求,对比、筛选合适的方法予以检测。但是,再进行检测之前,为了确保检测程序的顺利推行,事先必须制定出切实可行的检测方案,并将检测过程的方案制定的形象化、具体化,以确保检测过程准确无误地予以开展。以上工作做好、做细后,还要对上述拟定的检测方案采用电脑模拟建立数据模型。特别需要指出的是,在这个过程中,一定要把语言支持作为实现模型形式化表现过程中的动态帮助。以上环节结束之后,作为对软件进行运行和结构的安全测试,再开始检测模拟系统。 3 计算机软件安全检测的具体技术 3. 1 语法安全检测技术 语法安全监测技术主要是对计算机软件中的语法进行实质性、技术性检测。最初输入条件的不同会使最终检测结果产生差异。语法安全检测技术通常被用于检测源程序中的安全漏洞,该检测技术可及时有效地检测出系统函数与C语言库函数的切换,并及时恰当地做出处理,从而建立以语法为基础的测试数据。同时该检测技术还能实现对计算机软件的安全检测,排除潜存的安全风险,保证计算机安全运行。 3. 2 动态安全检测技术 这项技术是对计算机软件运行环境变量进行的必要检测,漏洞等风险因素是它主要进行的检测目标。这种安全动态检测技术的使用,计算机软件源码不需要在运作过程中进行修改,因而计算机用户的隐私安全得到了很大程度地保证。在这类检测技术应用过程中,如果计算机软件的漏洞被发现,就会自动完成相关修复工作。今天,由于计算机在商务应用中也发挥着越来越大的作用,这种软件的检测技术更加适用于商务性,随着普及率的越来越高,对保证商业机密的安全,必将发挥着越来越大的作用。 3. 3 静态安全检测技术 近年来,计算机程序开发人员根据程序代码内部特性和结构是静态安全检测技术这一特征,事先构建合理的测试模型,以满足计算机读取的相关要求,对计算机进行安全静态检测,这就是所谓的静态安全检测技术。这种检测技术的检测程序是:开发人员先利用这种安全检测技术对需要检测的计算机进行检测之后,再将选定的测试模型和待检测的程序数据进行全面比对,如果待测的计算机软件安全性能良好,其对比数据就会高度一致。近年来,由于这项技术日臻成熟,并且简洁易行,越来越多的软件技术开发人员倾向于此项研究之中,从而推动了这项技术得到更为充分的发展,并且越来越大地在计算机软件安全领域中发挥了重要的作用。 3. 4 混合安全检测技术 近年来,随着计算机检测软件越来越多样化,检测技术要求的不断提升,对计算机软件越来越趋向于多项或者混合检测,以确保效果的精准化、全面化。鉴于此,实践中,我们往往倾向于多种检测软件并行的检测方法,也即这里我们所说的混合安全检测技术。这种混合安全检测技术双管齐下,动态安全检测与静态安全检测并驾齐驱,采用了动态安全检测与静态安全检测两种检测技术的优势,扬长避短,强强联合,确保计算机软件检测过程精准、全面、不留死角,极大地扩大了检测范围。 3. 5 基于web技术的安全检测技术 计算机技术检测采用web技术是近年来计算机检测技术领域的一项尝试和技术突破。Web技术是近年来伴随着计算机互联网技术出现的网络资源开发技术。随着web技术的不断革新,这项技术也逐渐渗透到计算机软件安全检测领域中,并且和其他检测手段比起来越来显示出它独特的优越性能――与同是作为计算机软件安全检查的传统的检测技术,Web安全检测技术更具有灵活性、高效性和先进性的特点,在检测性能等各方面都表现出优异的成绩。大体说来,基于Web技术的安全检测技术不仅能够及时检测出风险和漏洞,而且能够及时对这些安全风险和漏洞进行有效修复,为计算机系统安全、可靠、高效地运行提供了有力的保障。鉴于这种检测技术的精准、高效、安全的特色,基于Web技术的安全检测技术已经越来越多的运用到不同行业的计算机检测技术中,并且大有取代传统检测软件的趋势。 4 结束语 综上所述, 随着计算机网络越来越大的影响着人类的生产和生活,计算机安全检测技术作为计算机运用过程中的辅助技术,势必越来越彰显出它的必不可少的重要作用。同时,计算机技术越先进,势必要求计算机安全检测技术也必须随之越先进,在科技日新月异的今天,相信我们人类社会在计算机安全检测技术方面,也必将取得更多成果,以更好地服务于计算机技术,更好地造福于人类。 计算机软件基础论文:协作学习在计算机软件技术基础课中应用的优势 摘 要 通过分析协作学习,结合计算机软件技术基础课程的特点,分析协作学习在此门课中应用的优势。在协作学习过程中,促进教学优化及学生协作学习能力提升,学生对知识进行有意义的建构和深度学习,从而达到解决问题、深度学习、有效学习的目的。 关键词 协作学习;计算机软件技术基础课程;深度学习 1 前言 计算机软件技术基础是云南大学教育技术学研究生所上的一门课程,此门课程对于教育技术学的学生来说是很难的,学生学习起来很困难。现在学习者与教学者之间交流互动少,再加上缺少实验环境,学生动手能力相对较差,思维空间狭窄。为了能够优化教学,促使学生实现对此门课程的深度学习、有意义建构,能够解决存在的问题,培养知识迁移的能力,特引进协作学习,促进教学有效进行,提升学习者各方面的能力。 2 协作学习及协作学习理论相关信息 协作学习 对于协作学习,国内外专家学者有不同的看法。美国明尼苏达大学的约翰逊兄弟认为:“协作学习就是在教学上通过小组学习,使学生共同努力以最大限度地促进自身及他人的学习。”[1]北京师范大学黄荣怀教授认为:协作学习是学习者通过小组形式为达到共同的学习目标、在一定的激励下为获得最大化的学习成果而合作的一切相关行为[2]。笔者也比较认同他们的观点,协作学习能够促进高效学习,提高教学质量,培养学习者之间的情感交流能力、协作共赢的思想。通过协作学习,学习者共同完成任务,解决实际学中的问题,达到有效知识建构、深度加工知识。 协作学习组成要素 要素构成整体,使整体的力量变大。协作学习拥有自身的要素。通常以2~4人构成一组,组内学习者各有不同,组与组间基本同质,小组成员各自担任不同的角色,为共同目标尽职尽责,互相交流沟通、深入理解,把知识进行有意义的建构、深度加工。协作学习要发挥很大作用,离不开其本身的组成要素。协作学习由组成的小组、学习者、领导者、协作学习环境与资源等要素构成,要素之间相互依赖、缺一不可。学习者组成协作学习小组,协作学习小组中学习者采用互补的方式进行学习。领导者可以是小组长或者是教师,在协作学习中发挥重要作用,能够为协作学习的高效进行提高后盾及保证。良好的协作学习环境能够提升学习及教学质量,丰富的资源为协作学习提供便利。 协作学习的基本模式 协作学习主要有竞争、辩论、合作、问题解决、伙伴、设计和角色扮演等7种基本模式[3]。在协作学习中,学习者之间可以根据教师安排的任务进行讨论,积极发表自己的见解。根据各学习者的特长、能力分担任务。获取、整理有用信息,共同合作交流,成员之间可以进行角色互换,发挥积极作用,最终得出一个满意的成果。每个组完成任务后,教师可以组织学习者进行互评,组与组之间形成竞争关系。在解决问题过程中,每个组之间对问题的看法各有不同,进行交流时,双方会获得不同的解决问题的思路,开阔眼界、丰富经验,为以后的工作、学习等奠定良好的学习基础。 3 协作学习理论 协作学习有着深厚的理论基础,下面就来看一下相关的理论。 建构主义学习理论 建构主义的思想来源于认知加工主义学说,它认为学习是一个积极主动的建构过程。学习者借助于外界环境,在其帮助下,积极主动地对知识形成一个有意义的体系,结合以往知识进行深度加工,对所学知识形成一个认知结构。“情景”“会话”“协作”“意义建构”构成建构主义理论的四要素[4]。学是在一定的社会背景下(情景)产生的,学习者在此过程中会与他人进行交流协作(会话、协作),在交流学习中不断地同他人进行思想的碰撞,产生共鸣。同时,协作学习能够主动地建构意义学习知识,不断地深化,逐步形成一个体系。 人本主义学习理论 人本主义学习理论是建立在人本主义心理学基础之上的,人本主义学习理论的代表人物是美国心理学家马斯洛(A. Maslow)和罗杰斯(C. R. Rogers)。 罗杰斯认为,学习是一种将个人经验与学习相融合的有意义的心理过程,这种心理过程对每个人都是需要的[5],能够在合适的情景中产生出来,当学习者知道学习的真正价值时,学习会变得很主动。在教学中,教师作为学习者的引导者、促进者。教学应该做到因材施教,满足学生的个性化发展,关注学习者的特征,充分调动学习者积极性,重视学习过程中有效交流,创造良好的学习风气、学习环境。 4 计算机软件技术基础课的特点 教师的教是让学习者学习到有用的知识,解决生活中存在的问题,让学习者重构有意义的知识,学以致用。计算机软件技术基础课程难度稍大,学习者需要理论与实践相结合,同他人进行协作学习。下面介绍此课程的特点。 整体性 该课程从简单到复杂,逐步推进。它整体性很强,章节之间联系紧密。课程分章节介绍,各章节中有简单的知识,也有复杂的知识,需要从部分到整体去理清思路。它涉及其他知识,如网络等,教师在教学时应该从整体的角度介绍,让学生把握一个整体的知识,然后划分成部分。最后,把各个部分进行精炼,整合为一个结构清晰明了的结构图。学生可以在教师帮助下把知识重构成一个个精炼的个体,最后由部分加工成为一个出色的整体。 实践性 实践是检验真理的唯一俗肌Q习者,除了书本上学习到的理论外,更重要的是理论结合实践。此门课程理论性很强,听起来很难,比如算法、数据结构等知识很抽象。学生需查阅很多知识,积极主动与他人进行交流协作,结合大量的实验来掌握。如线性表、树、图等章节就需要学生进行相应的实验,结合实验准确地理解、加工知识,使知识深化。 抽象性 语言是为了能够让人看懂,越简单的话语越容易被人理解、接受。计算机软件技术基础每一个章节所使用的词汇都很精炼,似乎能够看懂,但是理解起来却不容易。形象的事物,理解起来很容易。抽象的事物需要更加深入的构建、想象、理解等,才能把知识理解透彻。此门课程抽象性极强,需要把书本上的话语换一种方式描述,结合实验,才能理解。如栈、二叉树等,可以用形象的东西比喻,然后结合实验,构建出容易理解的知识。 5 协作学习对此门课程的优势 协作学习相对于传统教学来说具有自身的优势,对教学产生很大的帮助。下面介绍协作学习对此课程的优势。 协作学习能够促进学生积极性的有效发挥 小组或团队的学习能够带动个体之间的积极性,两个人的思想互相交换,可以获得多于两份思想的价值。学生进入大学后,学习兴趣逐渐下降,个体支配时间增多,各具特色的社会实践活动越来越多,他们的关注焦点开始转移,学习就是不挂科就行。然而,学习对于学生来说是很重要的人生经历。小组之间有了目标及方向,大家都会为此负担起责任。同伴之间相互交流协作,会把不理解的知识逐步转化为可吸收的东西,在交流协作中会受益匪浅。协作学习可以增进彼此间的感情交流,培养彼此间的协作意识,从而使学习效果更加突出显著。 协作学习推动课程有效理解、优化教学 在小组或团队活动中,学生之间相互协作交流,会激发出每个人的潜能。学生在教学中积极主动探讨,课后通过QQ、微信等即时通信软件进行协作学习,可以有效推动课程知识的理解。一个难懂的知识单独分给一个学生,可能需要一段时间查阅很多知识,才能勉强了解此知识;通过小组协作,在很短的时间内,效果会远远超出一个学生所了解的内容。协作学习可以大大优化教学,为教学活动奠定良好的教学模式。 协作学习有利于问题解决 教学是为了促进学生有效学习。在协作学习中,小组根据教师或者本组的任务要求,学习者积极主动参与学习活动,发挥自己的特长。学生取长补短,虚心向他人请教,不断端正自己的学习态度,提高自身学习能力。教学中广泛应用协作学习,有助于提高学生信息收集、整理能力,能够培养学生之间沟通交流协作能力、动手操作能力。学习就是为了很好地解决问题,问题的解决将伴随很多方面的知识,协作学习为问题的有效解决提供了有效帮助。 结合协作学习的优势及计算机软件技术基础课程的特点,可以看出协作学习对提高学生学习能力、深度学习、知识的有意义建构,以及学习者之间的有效沟通具有积极作用。协作学习促进教学优化,提升学习者的高阶思维能力,为将来的教学及学习奠定良好的基础。
计算机视觉论文:计算机视觉下食品工业论文 1计算机视觉技术概述 1.1自动化程度高 计算机视觉可以实现对农产品的多个外形和内在品质指标进行同时检测分析,可以进行整体识别、增强对目标识别的准确性。 1.2实现无损检测 由于计算机视觉技术对农产品的识别是通过扫描、摄像,而不需要直接接触,可以减少对所检测食品的伤害。 1.3稳定的检测精度 设计的运行程序确定后,计算机视觉技术的识别功能就会具有统一的识别标准,具有稳定的检测精度,避免了人工识别和检测时主观因素所造成的差异。 2计算机视觉技术在食品检测中的应用 20世纪70年代初,学者开始研究计算机视觉技术在食品工业中的应用,近几十年电子技术得到快速发展,计算机视觉技术也越来越成熟。国内外学者在研究计算机视觉技术在食品工业中的应用方面主要集中在该技术对果蔬的外部形态(如形状、重量、外观损伤、色泽等)的识别、内部无损检测等方面。国内有关计算机视觉技术在食品业中的应用研究起始于90年代,比国外发达国家晚20多年,但是发展很快。 2.1计算机视觉技术在果蔬分级中的应用研究 计算机视觉技术在食品检测中的应用研究相当广泛,从外部直径、成熟度的检测到内部腐烂程度的检测都有研究。韩伟等[4]采用分割水果的拍摄图像和新的计算机算法计算水果的半径,进而得出果蔬的最大直径。研究表明,该算法不仅降低了计算量而且提高了计算精度,此方法用于水果分级的误差不超过2mm,高于国际水果分级标准所规定的5mm分类标准差,可在工业生产中很好应用。李庆中[5]也利用图像的缺陷分割算法研究了计算机视觉技术在苹果检测与分级中的应用,结果表明此算法能快速、有效地分割出苹果的表面缺陷。孙洪胜等[6]以苹果色泽特征比率的变化规律为理论基础,结合模糊聚类知识利用计算机视觉技术来检测苹果缺陷域,检测不仅快速而且结果精确。刘禾等[7]通过研究认为苹果的表面缺陷可以利用计算机视觉技术进行检测,计算机视觉技术还可以将苹果按照检测结果进行分级,把检测过的苹果分成裂果、刺伤果、碰伤果和虫伤果等类别。梨的果梗是否存在是梨类分级的重要特征之一,应义斌等[8]通过计算机视觉技术、图象处理技术、傅立叶描述子的方法来描述和识别果形以及有无果柄,其识别率达到90%。杨秀坤等[9]综合运用计算机视觉技术、遗传算法、多层前馈神经网络系统,实现了具有精确度高、灵活性强和速度快等优点的苹果成熟度自动判别。陈育彦等[10]采用半导体激光技术、计算机视觉技术和图像分析技术相结合的方法检测苹果表面的机械损伤和果实内部的腐烂情况,初步验证了计算机视觉技术检测苹果表面的损伤和内部腐烂是可行的。冯斌等[11]通过计算机视觉技术对水果图像的边缘进行检测,然后确定水果的大小用以水果分级。试验表明,该方法比传统的检测方法速度快、准确率高,适用于计算机视觉的实时检测。朱伟[12]在模糊颜色的基础上,分析西红柿损伤部分和完好部分模糊颜色的差别,用分割方法对西红柿的缺陷进行分割,结果显示准确率高达96%。曹乐平等[13]人研究了温州蜜柑的果皮颜色与果实可滴定酸含量以及糖分含量之间的相关性,然而根据相关性,样品检测的正确识别率分别只有约74%和67%。刘刚等[14]从垂直和水平两个方向获取苹果的图像,并通过计算机自动分析图像数据,对苹果的外径、体积、以及圆形度等参数进行处理,与人工检测相比,计算机视觉技术具有检测效率高,检测标准统一性好等优点。Blasco.J[15]通过计算机视觉技术分析柑橘果皮的缺陷,进而对其在线分级,正确率约为95%。赵广华等[16]人综合计算机视觉识别系统、输送转换系统、输送翻转系统、差速匀果系统和分选系统,研制出一款适于实时监测、品质动态的智能分级系统,能够很好地实现苹果分级。王江枫等[17]建立了芒果重量与摄影图像的相互关系,应用计算机视觉技术检测桂香芒果和紫花芒果的重量和果面损伤,按重量分级其准确率均为92%,按果面损伤分级的准确率分别为76%和80%。 2.2计算机视觉技术在禽蛋检测中的应用研究 禽蛋企业在生产过程中,产品的分级、品质检测主要采用人工方法,不仅需要大量的物力人力,而且存在劳动强度大、人为误差大、工作效率低等缺点,计算机视觉技术可以很好的解决这类产品工业生产中存在的困扰。欧阳静怡等[18]利用计算机视觉技术来检测鸡蛋蛋壳裂纹,利用摄像机获取鸡蛋图像后,采用fisher、同态滤波和BET算法等优化后的图像处理技术,获得裂纹形状并判断,试验结果表明,计算机视觉技术对鸡蛋蛋壳裂纹的检测准确率高达98%。汪俊德等[19]以计算机视觉技术为基础,设计出一套双黄鸡蛋检测系统。该系统获取蛋黄指数、蛋黄特征和蛋形尺寸等特征,和设计的数学模型对比来实现双黄鸡蛋的检测和识别,检测准确率高达95%。郑丽敏等[20]人通过高分辨率的数字摄像头获取鸡蛋图像,根据图像特征建立数学模型来预测鸡蛋的新鲜度和贮藏期,结果表明,计算机视觉技术对鸡蛋的新鲜度、贮藏期进行预测的结果准确率为94%。潘磊庆等[21]通过计算机视觉技术和声学响应信息技术相结合的方法检测裂纹鸡蛋,其检测准确率达到98%。MertensK等[22]人基于计算机视觉技术研发了鸡蛋的分级检测系统,该系统识别带污渍鸡蛋的正确率高达99%。 2.3计算机视觉技术在检测食品中微生物含量的应用研究 计算机技术和图像处理技术在综合学科中的应用得到快速发展,在微生物快速检测中的应用也越来越多,主要是针对微生物微菌落的处理。食品工业中计算机视觉技术在微生物检测方面的研究和应用以研究单个细胞为主,并在个体细胞的研究上取得了一定的进展。殷涌光等[23]以颜色特征分辨技术为基础,设计了一套应用计算机视觉技术快速定量检测食品中大肠杆菌的系统,该系统检测结果与传统方法的检测结果具有很好的相关性,但与传统方法相比,可以节省5d时间,检测时间在18h以内,并且能够有效提高产品品质。Lawless等[24]人等时间段测定培养基上的细胞密度,然后通过计算机技术建立时间和细胞密度之间的动态关联,利用该关联可以预测和自动检测微生物的生长情况,如通过计算机控制自动定量采集检测对象,然后分析菌落的边缘形态,根据菌落的边缘形态计算机可以显示被检测菌落的具体位置,并且根据动态关联计算机视觉系统可以同时处理多个不同的样品。郭培源等[25]人对计算机视觉技术用于猪肉的分级进行了研究,结果显示计算机视觉技术在识别猪肉表面微生物数量上与国标方法检测的结果显著相关,该技术可以有效地计算微生物的数量。Bayraktar.B等[26]人采用计算机视觉技术、光散射技术(BARDOT)和模式识别技术相结合的方法来快速检测李斯特菌,在获取该菌菌落中的形态特征有,对图像进行分析处理达到对该菌的分类识别。殷涌光等[27]人综合利用计算机视觉、活体染色、人工神经网络、图像处理等技术,用分辨率为520万像素的数字摄像机拍摄细菌内部的染色效果,并结合新的图像处理算法,对细菌形态学的8个特征参数进行检测,检测结果与传统检测结果显著相关(相关系数R=0.9987),和传统检测方法相比该方法具有操作简单、快速、结果准确、适合现场快速检测等特点。鲁静[28]和刘侃[29]利用显微镜和图像采集仪器,获取乳制品的扫描图像,然后微生物的图像特征和微生物数量进行识别,并以此作为衡量乳制品质量是否达标的依据,并对产品进行分级。 2.4计算机视觉技术在其他食品产业中的应用研究 里红杰等[30]通过提取贝类和虾类等海产品的形状、尺寸、纹理、颜色等外形特征,对照数学模型,采用数字图像处理技术、计算机识别技术实现了对贝类和虾类等海产品的无损检测和自动化分类、分级和质量评估,并通过实例详细阐述了该技术的实现方法,证实了此项技术的有效性。计算机视觉技术还可以检验玉米粒形和玉米种子质量、识别玉米品种和玉米田间杂草[31]。晁德起等[32]通过x射线照射获取毛叶枣的透视图像后,运用计算机视觉技术对图像进行分析评估,毛叶枣可食率的评估结果与运用物理方法测得的结果平均误差仅为1.47%,因此得出结论:计算机视觉技术可以应用于毛叶枣的自动分级。GokmenV等[33-34]通过对薯片制作过程中图像像素的变化来研究薯片的褐变率,通过分析特色参数来研究薯片中丙烯酰胺的含量和褐变率的关系,结果显示两项参数相关性为0.989,从而可以应用计算机视觉技术来预测加热食品中丙烯酰胺的含量,该方法可以在加热食品行业中得到广泛应用。韩仲志等[35]人拍摄和扫描11类花生籽粒,每类100颗不同等级的花生籽粒的正反面图像,利用计算机视觉技术对花生内部和外部采集图像,并通过图像对其外在品质和内在品质进行分析,并建立相应的数学模型,该技术在对待检样品进行分级检测时的正确率高达92%。另外,郭培源等[36]人以国家标准为依据,通过数字摄像技术获取猪肉的细菌菌斑面积、脂肪细胞数、颜色特征值以及氨气等品质指标来实现猪肉新鲜程度的分级辨认。 3展望 新技术的研究与应用必然伴随着坎坷,从70年代初计算机视觉技术在食品工业中进行应用开始,就遇到了很多问题。计算机视觉技术在食品工业中的研究及应用主要存在以下几方面的问题。 3.1检测指标有限 计算机视觉技术在检测食品单一指标或者以一个指标作为分级标准进行分级时具有理想效果,但以同一食品的多个指标共同作为分级标准进行检测分级,则分级结果误差较大[37]。例如,Davenel等[38]通过计算机视觉对苹果的大小、重量、外观损伤进行分析,但研究结果显示,系统会把花萼和果梗标记为缺陷,还由于苹果表面碰压伤等缺陷情况复杂,造成分级误差很大,分级正确率只有69%。Nozer[39-40]等以计算机视觉为主要技术手段,获取水果的图像,进而通过分析图像来确定水果的形状、大小、颜色和重量,并进行分级,其正确率仅为85.1%。 3.2兼容性差 计算机视觉技术针对单一种类的果蔬分级检测效果显著,但是,同一套系统和设备很难用于其它种类的果蔬,甚至同一种类不同品种的农产品也很难公用一套计算机视觉设备。Reyerzwiggelaar等[41]利用计算机视觉检查杏和桃的损伤程度,发现其检测桃子的准确率显著高于杏的。Majumdar.S等[42]利用计算机视觉技术区分不同种类的麦粒,小麦、燕麦、大麦的识别正确率有明显差异。 3.3检测性能受环境制约 现阶段的计算机视觉技术和配套的数学模型适用于简单的环境,在复杂环境下工作时会产生较大的误差。Plebe等[43]利用计算机视觉技术对果树上的水果进行识别定位,但研究发现由于光照条件以及周边环境的影响,水果的识别和定位精度不高,不能满足实际生产的需要。综上所述,可看出国内外学者对计算机视觉技术在食品工业中的应用进行了大量的研究,有些研究从单一方面入手,有些研究综合了多个学科,在研究和应用的过程中,取得了较大的经济效益,也遇到了很多问题,在新的形势下,计算机视觉技术和数码拍摄、图像处理、人工神经网络,数学模型建设、微生物快速计量等高新技术相融合的综合技术逐渐成为了各个领域学者的研究热点,以计算机视觉为基础的综合技术也将在食品工业中发挥更加重要的作用。 作者:姚瑞玲 单位:四川工商职业技术学院 计算机视觉论文:基于计算机视觉的移动机器人导航 摘 要:针对跟随路径导引的移动机器人导航方式的灵活性较差、维护成本较高、功能单一的缺点,将计算机视觉用于移动机器人路径识别。首先对视觉传感器获得的视频图像进行处理,获得有用的特征目标,实现机器人对当前路径信息的理解。然后调用直行或转弯功能模块对机器人进行导航控制。实验结果表明,该导航方式具有较好的实时性和鲁棒性。 关键词:计算机视觉;移动机器人;路径识别;自主导航 现代机器人技术在人工智能、计算机技术和传感器技术的推动下获得了飞速发展,其中移动机器人因具有可移动性和自治能力,能适应环境变化被广泛用于物流、探测、服务等领域[14]。移动机器人的优秀技术之一是导航技术,特别是自主导航技术。由于环境的动态变化和不可预测性、机器人感知手段的不完备等原因,使得移动机器人的导航难度较大,一直是人们研究的重点[5]。 目前常用的一种导航方式是“跟随路径导引”[6],即机器人通过对能感知到某些外部的连续路径参考信息做出相应的反应来导航。如在机器人运动路径上敷设金属导线或磁钉,通过检测金属导线或磁钉的特征信息来确定机器人的位置。从导航的角度看,这种方法的优点是可靠性较高,但功能单一,如不能在行进的同时对目标进行识别、避障,对环境的适应能力较弱、灵活性较差、维护成本较高,因此限制了其在移动机器人中的应用。 随着计算机技术、数字图像处理技术及图像处理硬件的发展,基于计算机视觉的导航方式在机器人导航中得到广泛关注[68]。在实际应用中,只需要在路面上画出路径引导线,如同在公共交通道路上画的引导线一样,机器人就可以通过视觉进行自主导航。相对于敷设金属导线、磁钉等方法,这种方法增强了系统的灵活性,降低了维护成本。视觉信息中包含有大量的数据,要从中提取有用的信息,需要复杂的算法及耗时的计算。如何保证视觉导航系统在正确理解路径信息的前提下仍具有较好的实时性和鲁棒性,是该方法要解决的优秀问题。 1 视觉导航系统构成及工作过程 基于计算机视觉的移动机器人导航实验系统的硬件部分由计算机、USB接口的摄像头、LEGO实验用机器人组成。软件分为2部分,即图像处理和机器人运动控制。基于视觉导航的原始输入图像是连续的数字视频图像。系统工作时,图像预处理模块首先对原始的输入图像进行缩小、边缘检测、二值化等预处理。其次利用哈夫变换提取出对机器人有用的路径信息。最后,运动控制模块根据识别的路径信息,调用直行或转弯功能模块使机器人做相应的移动。整个工作流程如图1所示。 1.1 视觉导航的图像预处理 目前图像采集设备都具有较高的空间和灰度分辨率,精度高、数据量大。 实验中的原始输入图像是USB摄像头采集320×240像素的RGB格式图像,最大帧数30帧/s。 图像预处理的效果对后续哈夫变换检测路径信息的速度和准确性有很大影响。对整幅图像进行抽取时计算量过大、也无必要,故先将彩色图像转换为灰度图像,再将图像的大小依据最近邻域插值法原理[9]进行缩小以节约后续计算时间。在实验室环境下,经测试,将原始图像缩小到30%仍然能满足需要,处理时间缩短了72%。 由于图像传感器从时间和空间上对介质(光)采样,其图像质量对现场的非均匀光场和其他干扰因素非常敏感,二值化时,不同光照条件下阈值的确定是一件比较困难的工作。目前常用的阈值选取方法有双峰法、迭代法和 最大类间方差法[10]。从执行时间和处理效果2方面考虑,对3种方法比较后(结果如表1所示),在优先考虑实时性的前提下,选用双峰法来求取阈值。在实验室条件下,路径环境相对理想,黑色引导线与背景反差较大。在灰度直方图上,引导线和背景都形成高峰,对这2个峰值及谷底的求取也可简化,使用灰度级的最大值和最小值代替2个峰值,那么这2个峰值的中间值即可作为谷底用作图像的阈值。 地面的反光和阴影,以及不均匀的光照都会导致同一幅图像的二值化效果表现出很大差别,图2和图3是对同一幅图像在不同光照条件下二值化的结果,可以看到在光照条件2下会出现大量的黑点,这些黑点将严重影响提取路径信息的速度并且可能导致错误的路径信息。然而,相对于灰度、颜色特征,边缘特征受光照影响较小[11]。为此,对缩小后的图像先进行引导线的边缘检测,边缘检测后图像中引导线边缘像素灰度的对比度得到增强,通过实验确定合适的阈值,然后对图像进行二值化以提取路径信息。 1.2 引导线角度检测 2 视觉导航的机器人运动控制 机器人运动控制部分分为直行控制和转弯控制2部分。 2.1 直行控制 如果哈夫变换的检测结果表明是一条直线即机器人视野中只有1条主引导线时,则运行直行模块。实际中有2种情况需要考虑:一是机器人的初始位置不一定正对引导线,二是在机器人的机电配置中,左右轮子的马达运动不会绝对精确和对称。这些会使机器人在运动中出现侧偏。可采用下述方法进行直行控制:根据引导线在图像平面坐标中的位置来判断机器人的偏向。当引导线位于图像平面的左半边,说明摄像头的光轴与引导线不垂直且相对于引导线右偏,则命令机器人左转;当引导线位于图像平面的右半边,说明摄像头的光轴与引导线不垂直且相对于引导线左偏,则命令机器人右转;当引导线在图像平面两边均存在时,则命令机器人不偏转继续直行。机器人在前进过程中,根据图像平面中引导线位置不断调整方位,以一定的转动角度(转动角度尽量小,这样机器人的摆动幅度就会小)在直线路径上行走。 2.2 转弯控制 如果哈夫变换的检测结果表明是两条相互垂直的直线,即机器人的视野中出现转弯路口,则开始运行转弯模块。 机器人需要在距转角合适的距离处开始运行转弯模块,以保证机器人视野中始终具有引导线。如图4所示,AB段表示摄像头的纵向视野范围,C点为转角点,机器人需要知道自身在实际二维平面中相对于转角点C的距离即BC段距离。由图像信息获得现实世界坐标系中的参数,即所谓三维重建,这需要对基于计算机视觉的移动机器人导航系统进行摄像机标定。 鉴于移动机器人识别的引导线在地面上这一限制条件,并且摄像头固定在机器人上,可以选择机器人坐标系为世界坐标系,即世界坐标系与机器人同步移动。坐标原点为标定模板的左下角标定点的中心,Zw轴垂直地面,XwYw平面即为地面。在该坐标系下地面目标的坐标可以表示为(Xw,Yw,0),П甓模板由直径5 mm、相距10 mm共72个圆点构成,如图5所示。 3 实验结果及结论 实验中选用的LEGO移动机器人,其运动速度为8.57 cm/s(指令设定Power=25 RPM)。导航场地中画有宽1 cm的黑色引导线,实验要求中机器人完全根据引导线自主运动。实验中,识别1帧图像并且机器人根据识别的路径信息运行直行或转弯模块共需0.311 s,即机器人每处理1帧图像移动2.67 cm。实验室中的光照条件是机器人移动时的主要干扰,而锐利的引导线边缘受光照影响较小,对这些干扰有较好的滤除作用。经过在阴天白天、晴天白天以及开灯和不开灯的情况下、晚上开灯的情况下、遮盖物位于摄像头上方50 cm处形成阴影情况下,机器人能正确的沿引导线移动。同时,当摄像头视野范围内引导线消失即认为出现障碍物,机器人能发出前方有障碍物的报警信息。 可见上面所述方法有较好的实时性和鲁棒性有一定的通用性,使得该视觉导航方法具有一定的应用价值。只要光照条件变化不是非常剧烈,在工厂、医院、办公楼等环境中,机器人根据路径引导线可自主到达目的地。 当然,由于移动机器人活动场景的复杂性和动态特性,以及视觉处理的复杂性,视觉导航还有很多需要解决的问题,例如当导航场地出现较大面积的强烈反光、极暗的阴影时能否有效可靠的进行移动机器人的导航控制,这需要进一步研究。另外,如何将视觉系统与本系统机器人平台中的超声波传感器、光电传感器及声音传感器在空间、时间及数据上进行融合以提高系统的适应性和环境识别能力也是一个研究方向。 作者简介 赵 瑜 女,1983年出生,陕西西安人,硕士研究生。主要研究方向为非接触测量与可视化计算。 种兰祥 男,1960年出生,陕西合阳人,西北大学信息科学与技术学院副教授,中国科学院西安光学精密仪器研究所博士研究生。主要从事非接触测量、光电子技术和可视化计算方面的研究。 张万绪 男,1964年出生,山西运城人,西北大学信息科学与技术学院副教授。主要研究方向为智能仪器仪表。 注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文 计算机视觉论文:谈计算机视觉课程的教学创新 摘要:近年来,随着计算机视觉技术与应用的飞速发展,越来越多学生对这门课产生了浓厚的兴趣。文章是对我院计算机视觉课程教学经验的总结,讨论我们在教学过程中遇到的一些具体问题,主要包括教学内容和工程实例的选取、教学方法的几个注意事项,期待与同行们进行交流探讨。 关键词:计算机视觉;教学应用;教学改革 计算机视觉是人工智能学科中的一门重要课程。随着相关应用在多个领域中的出现,越来越多的学生开始对这门课产生了浓厚的兴趣。如何让学生能够在整个课程中保持盎然的兴趣,并为有志于深入研究计算机视觉的学生指明方向,成为我们教师首先应注重的问题。 在实际的教学工作中,通过不断摸索总结,我们认为,以实际应用引导学生的学习兴趣,既满足了学生想了解计算机视觉实际应用的需求,又加深了学生对于算法的理解,把算法放在一个实际应用中,学生可以理解怎么用,为什么这么用。在这样的目标导引下,我们从选择教材开始,准备教学内容(包括合理的应用实例的选择)、制作PPT、探索教学方法,形成了目前以实际应用为主导的创新教学体系,非常受学生欢迎。在此,我们对这期间遇到的问题,解决方法、心得体会做一个总结和思考,希望能对同行有些许参考作用。 1选择教材 在我们这个专业,每年的上研率基本都保持在50%左右。在本专业的研究生阶段,也开设了双语教学的计算机视觉课程。另外,毕业后选择参加工作的同学也基本都进入和本专业非常相关的一些单位,所从事的工作,都是和在学校学习的知识密切相关。 因此,如何让这门课程的教学既兼顾本科毕业就参加工作的那部分同学,又兼顾继续深造的学生的需求,也是在这门课程讲授的过程中,需要特别注意的一个问题。对于本科毕业就要参加工作的同学而言,需要“广度”,需要了解计算机视觉这门课在各个领域中的应用,在实际中接触到相关的项目或工作时,能够知道去哪里可以找到自己需要的参考资料;而对于要进一步深造的同学而言,则需要一定的“深度”,为研究生阶段的研究打下基础。 全盘考虑到这些学生毕业之后的去向,我们选择了两本教材。一本是贾云得教授编著,科学出版社于 2000年出版的《机器学习》[2],这是一部顺应了时代与教学发展要求的教材,对计算机视觉中的基本概念、基本算法、基本算法的应用、经典应用进行了由浅入深的介绍。内容涵盖了所有经典的数字图像处理与机器视觉方法,也对一些已经得到非常好实际应用的方法,如光流法等作了简要介绍。另外还选择了一本英文原版的计算机视觉的经典著作,Ramesh Jain 教授等所著的《Machine Vision》[3],机械工业出版社于2003年出版。这是国内外非常推崇的一本计算机视觉著作,该教材条理清晰,深入浅出,对计算机视觉的基本原理、算法、应用的介绍非常详尽。 在教学中,我们采用了英文的PPT,但主要用的教材是贾云得教授的《机器视觉》,这样中英文对照讲解,一方面加深学生对教学内容的理解,另一方面也为学生今后阅读专业的英文论文做了相应准备。 2教学内容和工程实例的选取 2.1选取教学内容 本课程之前,大学二年级的本科生已开设数字图像处理课程,但所讲的基本原理和算法都非常浅显,所以在教学内容的安排上,分为两大部分:数字图像处理部分和视觉部分。数字信号处理部分主要讲解在视觉部分会用到的一些基本算法,为后面进入计算机视觉部分打基础。这部分约占总课时的1/3。视觉部分的课时也分为两部分:算法讲解与实例讲解。在算法讲解部分,对计算机视觉的基本算法、经典算法都做了深入浅出的讲解。实例部分则选择了经典的工业应用,让学生能够对所学算法进一步加以理解。 2.2选取适当的工程实例 就计算机视觉的教学内容而言,各个孤立的算法和方法对本科生来讲,有些抽象不好理解。如果在教学上仅仅通过老师在课堂上的讲解,很难让学生深入地理解相关的教学内容,而选择一个触手可及且简单好理解的工程实例往往就会达到意想不到的教学结果,学生可以把课堂上所学的枯燥理论与现实中活生生的事物联系起来,从而加深对教学内容的理解。 通过反复比对、反复论证,我们选择了在讲解基本原理和算法之后,在课程结束前,专门留出课时讲解手机制造这个例子。手机现在是人手一部,是这些年青学子再熟悉不过的事物了,通过对手机主板、手机键盘的制造过程的讲解,把所学的算法都融合进来,学生在觉得有趣的同时,不知不觉就加深了对所学算法的理解。 另外,在教学的过程中,我们还不断穿插其他学生耳熟能详的实例,如数码相机原理中的一些算法的讲解,我们和学生一起探讨应该怎么选择数码相机。再有,滤波器算法、在课堂上对Photoshop功能的演示,与所学算法关联起来,学生都很容易理解接受。 3教学点滴 3.1点睛之笔 在第一节课的讲述中,我们的重点不在于Marr理论,而是告诉学生: 人工智能就是要让计算机像人一样,能够会听、会看…… 我们这门课程就是要让计算机“会看”,要像人一样会看。进而展示给学生一些我们精心挑选的图片,让学生自己判断,是不是自己的眼睛“骗了”自己,人眼和计算机看到的到底有什么不一样。 每次讲到这里,学生都会进行热烈的讨论,每个人都有不同的看法,每个人都有自己的坚持,不知不觉中,对这门课就产生了浓厚的兴趣,有了继续深入学习下去的愿望。在课堂讨论的最后,比较人眼对图片的判断以及计算机的判断后,让学生自己总结归纳,我们这门课到底要研究些什么,都有可能应用在哪些方面,然后对争议比较大的提议一一探讨。每到这个时候,大家的积极性就都被激发出来,在不断的争论与思想碰撞中找出正确的结论。 3.2拿身边的事物说“事” 计算机视觉课程的前半部分,多涉及到图像处理的一些常见算法。在讲授各种各样的滤波器和算子时,并没有针对各个滤波器和算子摆出一堆示例图片,让学生比较滤波前后的差异,从而很生硬地理解滤波器与算子的功能。取而代之的,我们首先以现在人手一台的数码相机为例提出问题,你为什么要选择你手里的这台数码相机?当初选这个品牌和型号时,你的考虑是什么?历年学生的回答几乎都是看网上测评,或者在网上看别人怎么说。这时列出我们收集到的各个品牌相机的测评报告,列出它们的优缺点,然后引导学生去思考,例如这个品牌的相机的缺点是照片发灰,不是很鲜亮,而另一个品牌的相机则绿的特别绿,红的特别红,为什么?那么有可能是哪部分的算法不够完善,为什么? 通过如此简单的对比,学生的积极性被完全激发。原来,数码相机这个几乎人人都有,大家都熟悉的“玩具”竟然和自己在课堂上学到的知识这么密切相关。 再有,就是利用学生们都熟悉的PS(Photoshop),演示现在所谓的“完美证件照”是怎么来的。为什么可以把疙疙瘩瘩的脸部皮肤变得光滑?在PS中,你就是点了一下鼠标,其实在后台,是加入了一个滤波器进行了滤波。各种这样的演示,学生都非常喜闻乐见。因为他们突然发现,原来那些事物,和我自己接触到这些看似枯燥的理论之间,还有这么深刻的联系。 还有一个很受学生欢迎的例子就是对于“鼓形失真”的讲解。我们的老师每次讲到这里,都不会简单告诉学生“鼓形失真”发生的原因是什么,应该怎么解决?老师都会问学生,明星为什么都一窝蜂去减肥?现在的女明星为什么都要去弄个“锥子脸”?课堂上就会出现一个小高潮,男同学和女同学的看法各异,彼此之间开始争论不休。此时再趁热打铁地问学生,如果拿着相机,离自己的鼻子一公分,会拍出什么样的效果?有学生开始拿出手机对着自己和别人开拍,有的学生开始头头是道地分析。每到这种学生都开始热烈讨论的时候,就可以适时引导学生往正确的方向去,让他们自己找到正确的分析解决方法,往往这个时候,学生都会颇有成就感,对于问题的理解也会特别的深刻。 3.3选择合适的实际应用 在所有理论讲解结束后,我们会留出2~4次课讲述计算机视觉在工业上的应用。这些年来,对于手机制造这样一个工业应用,非常受学生欢迎。正如“数码相机”这个例子一样,现在学生都是人手一部手机,是大家再熟悉不过的东西。这个例子涉及到了在前面理论讲述中的大部分算法,如二值图像的处理、模板匹配、高斯滤波器等。学生通过对这个工业应用的理解,更进一步加深了对算法的理解。 以讲解手机键盘的制造过程为例,向学生提出和前面所讲内容相关的问题,引导学生自发思考,如为什么选择模板匹配法,而不是采用其他更复杂更精确的方法等等。每到这个时候,课堂气氛总是分外热烈,学生各抒己见,在不断争论中,更进一步加深对课本上枯燥理论的认识。 在这里需要注意的问题是一定要一步一步提出问题,循循善诱,引导学生一层一层地深入思考。如果问题的答案过于“深藏不露”,则有可能触发学生的抵触情绪,无法继续深入地思考。 4结语 通过多年的教学摸索,我们认为,在计算机视觉课程的讲述中,以实际应用引导学生这样的教学方法非常可取,而且也收到了很好的效果。另外,除了制定好的教学大纲,并选择合适的教材外,根据学校现在的时间情况,我们选择了多媒体手段辅助教学,充分利用Matlab和大屏幕投影等方方面面的优势,结合多种方法进行教学,对讲好计算机视觉这门课,非常有益。 计算机视觉论文:计算机视觉导航综述 摘要:导航技术是移动机器人优秀技术,移动机器人又有多种导航方式,本文对各种导航方式进行了分析比较,提出由于计算机视觉理论及算法的发展,又由于和激光、雷达和超声在导航方面相比,视觉导航具有很多优点,因此视觉导航被大量地采用。根据移动机器人是在导航过程中对图像进行处理,实时性差始终是一个非常棘手的问题,提出解决该问题的关键在于设计一种快速图像处理方法。 关键词:视觉导航;移动机器人;图像处理 移动机器人是一种在复杂的环境下工作的具有自规划、自组织、自适应能力的机器人。移动机器人集人工智能、智能控制、信息处理、图像处理、模式识别、检测与转换等专业技术为一体,跨计算机、自动控制、模式识别、智能控制等多学科,成为当前智能机器人研究的热点之一。 在移动机器人的运动过程中始终要解决的是自身的导航与定位问题,相关技术研究中,导航技术可以说是其优秀技术,也是其实现真正的智能化和完全的自主移动的关键技术。也就是DurrantWhyte提出的三个问题:(1)“我现在何处?”;(2)“我要往何处去?”;(3)“要如何到该处去?”[1] 其中问题(1)是移动机器人导航系统中的定位及跟踪问题,问题(2)、(3)是移动机器人导航系统中路径规划问题。导航研究的目标就是没有人的干预下使机器人有目的地移动并完成特定任务,进行特定操作。机器人通过装配的信息获取手段,获得外部环境信息,实现自我定位,判定自身状态,规划并执行下一步的动作。 移动机器人的导航方式分为:基于环境信息的地图模型匹配导航;基于各种导航信号的路标导航、视觉导航和味觉导航等[2]。 环境地图模型匹配导航是机器人通过自身的各种传感器,探测周围环境,利用感知到的局部环境信息进行局部地图构造,并与其内部事先存储的完整地图进行匹配。如两模型相互匹配,机器人可确定自身的位置,并根据预先规划的一条全局路线,采用路径跟踪和避障技术,实现导航。它涉及环境地图模型建造和模型匹配两大问题。 路标导航是事先将环境中的一些特殊景物作为路标,机器人在知道这些路标在环境中的坐标、形状等特征的前提下,通过对路标的探测来确定自身的位置。同时将全局路线分解成为路标与路标间的片段,不断地对路标探测来完成导航。根据路标的不同,可分为人工路标导航和自然路标导航。人工路标导航是机器人通过对人为放置的特殊标志的识别实现导航,虽然比较容易实现,但它人为地改变了机器人工作的环境。自然路标导航不改变工作环境,是机器人通过对工作环境中的自然特征的识别完成导航,但路标探测的稳定性和鲁棒性是研究的主要问题[3]。 视觉导航,计算机视觉具有信息量丰富,智能化水平高等优点,近年来广泛应用于移动机器人的自主导航。视觉导航方式具有信号探测范围广,获取信息完整等优点,是移动机器人导航的一个主要发展方向[4]。目前国内外主要采用在移动机器人上安装车载摄像机的基于局部视觉的导航方式,如文献[4]中所提及的:D.L.Boley等研制的移动机器人利用车载摄像机和较少的传感器通过识别路标进行导航;A.Ohya等利用车载摄像机和超声波传感器研究了基于视觉导航系统中的避碰问题等。视觉导航中边缘锐化、特征提取等图像处理方法计算量大且实时性较差,解决该问题的关键在于设计一种快速的图像处理方法或采取组合导航方式[4-5]。 味觉导航是通过机器人配备的化学传感器感知气味的浓度,根据气味的浓度和气流的方向来控制机器人的运动。由于气味传感器具有灵敏度高、响应速度快以及鲁棒性好等优点,近年来许多研究人员在气味导航技术上做了许多研究工作。但该项技术能够真正应用到实际环境中的却很少,仍处于试验研究阶段。Figaro Engineering Inc.公司研制的氧化锡气味传感器,被广泛用于气味导航试验。石英晶体微平衡气味传感器、导电聚合物气味传感器和一种模仿哺乳动物鼻子功能的电子鼻等用于移动机器人味觉导航的传感器都处于试验阶段。目前的味觉导航试验多采用将机器人起始点和目标点之间用特殊的化学药品,如酒精和樟脑丸等,引导出一条无碰气味路径,机器人根据不同的道路跟踪算法,用气味传感器感知气味的浓淡和气味源的方向进行机器人导航试验。味觉导航的研究具有很好的研究价值,该种移动机器人可用来寻找化学药品泄露源。 由于计算机视觉理论及算法的发展,又由于和激光、雷达和超声在导航方面相比,视觉导航具有以下几个优点:首先,即使在丢弃了绝大部分的视觉信息后,所剩下的关于周围环境的信息仍然比激光雷达和超声更多更精确;其次,激光雷达和超声的原理都是通过主动发射脉冲和接受反射脉冲来测距的,因此当多个机器人同时工作时,相互之间可能产生干扰,而视觉由于是被动测量,因此多个机器人相互之间的干扰可以减少到最小;最后,激光雷达和超声数据的采样周期一般比摄像机长,不能及时对高速运动的机器人提供信息并作出规划,因此视觉传感器被大量地采用。目前移动机器人的导航大都采用基于视觉或有视觉参与的导航技术。最近二十年来,在未知或部分未知环境中,基于自然路标导航与定位技术的研究;视觉导航中路标的识别以及图像处理的新型快速算法的研究成为了计算机视觉的主要研究方向。 视觉导航主要完成障碍物和路标的探测及识别。国内外应用最多的是在机器人上安装车载摄像机的基于局部视觉的导航方式。P.I.Corke等对有车载摄像机的移动机器人视觉闭环系统的研究表明,这种控制方法可以提高路径跟踪精度。从视觉图像中识别道路是影响移动机器人导航性能的一个最重要因素。对于一般的图像边沿抽取而言,已有了许多方法,例如,局部数据的梯度法和二阶微分法。Trahanias利用视觉探测路标来完成机器人的导航。其中路标不是预先定义的人工路标,而是在学习阶段自动提取的自然路标。在视觉导航中边缘锐化、特征提取等图像处理方法的计算量大,移动机器人是在运动中对图像进行处理,实时性差始终是一个非常棘手的问题。解决该问题的关键在于设计一种快速图像处理方法。为了满足速度的要求,基于统计计算的预值法被应用于机器人的导航,但在实际应用中发现,它抑制噪声的能力差,特别是预值的选取极大地依赖于环境,要想获得理想的结果,仅在一幅图像中的不同区域就要设置不同的预值。近些年,由于人工智能的发展,有很多好的算法被应用到移动机器人的视觉导航中去。比如,根据导航图像的特点采用边缘提取结合HOUGH变换的方法和带滤波窗的区域扫描的方法,经过检验,这两种算法都具有较好的实时性,对于直线形态的各类导航线以及对于已知半径的弧形导航线具有较高的可靠性,以上算法目前对于分支较多的直线形态的导航线以及未知半径的弧形导航线的效果不佳,这是今后努力的方向。 Stanley还提出了基于神经网络的机器人视觉导航技术。该技术中估算逆雅可比矩阵,并将图像特征的变化与机器人的位置变化对应起来,通过神经网络训练来近似特征雅可比矩阵的逆阵。该技术,通过提取几何特征、平均压缩、向量量化和主成分提取来简化图像处理,实现实时视觉导航。 综上所述,移动机器人是在运动中对图像进行处理,实时性差始终是一个非常棘手的问题。解决该问题的关键在于设计一种快速图像处理方法。将室内地面作为机器人视觉导航的路标。依据地面的颜色信息,将地面上没有障碍物的区域识别并分割出来,机器人在可行走区域内行走,这样就可以实现机器人的自主导航。利用环境中地面的颜色特征,采用比较简单的图像处理算法分割彩色图像,经实验证明可提高机器人导航的实时性、准确性和鲁棒性。 计算机视觉论文:基于计算机视觉的学生考试自动监考系统设计与实现 摘 要: 针对当前视频监控进行考试监考的丢包率大和智能化程度不高的问题,在计算机视觉下进行学生考试自动监控系统优化设计,提出一种基于视频帧循环纠错编码的计算机视觉自动监考系统设计方法。系统设计分为硬件和软件部分,包括A/D电路、时钟电路、视频帧循环纠错编码电路、程序加载电路和输出接口电路。实验测试结果表明,该系统能有效降低监考过程中的视频丢包,提高监考区域的视觉覆盖度,系统集成性和智能性较高。 关键词: 计算机视觉; 考试; 自动监考; 视频帧 0 引 言 随着视频图像处理技术的发展,采用计算机视频监测方法进行现场O控设计,提高对监控区域的自动化识别和管理能力[1]。学生考试自动监考系统是考试智能化管理系统的重要部分,采用计算机视觉分析方法进行自动监考,首先采用计算机视频监控方法进行考试现场的实时视觉画面采集,从而实现对考试现场的检验分析和指导。研究学生考试自动监考系统,在促进智能化考试管理和提高考场监考的管控能力方面具有积极重要意义[2],对学生考试自动监考系统是建立在视频图像分析基础上的,结合系统硬件设备设计和软件开发,采用计算机视觉分析方法进行监控现场的异常信息特征提取和分析,采用视频帧循环纠错编码避免监控过程中的丢包和误码失真。首先进行系统的总体构架分析,然后进行监考系统的硬件模块化设计,最后进行系统调试分析,得出有效性结论。 1 系统设计与实现 1.1 外围器件选择 根据上述设计思想和总体设计构架,进行基于计算机视觉的学生考试自动监考系统的硬件模块化设计,学生考试自动监考系统的数据采集系统是整个系统的基础。通过PCI桥接芯片与PC机进行数据通信,采用PCI9054的LOCAL 总线设计方法,进行数据特征采集,把学生考试监考现场的视频信息存储到PCI总线上,在嵌入式RAM中对监控视频信息进行收发转换和视频帧间编码,基于视频帧循环纠错编码方法进行视频纠错。硬件设计主要包括如下几个部分:学生考试监考现场的视频信息的DSP信号处理器、模拟信号预处理机、视频信息的逻辑控制设备、外部I/O设备以及A/D设备和电源供电设备,用DSP控制A/D转换FLASH寄存器寄存学生考试监考现场的视频视觉特征信息,同时DSP与PCI通信,DSP接收PCI总线的用户信息,输出多路视频编码到功率放大器。通过串行E2PROM进行配置校验,在C 模式下通过PCI总线送采样数据或处理结果到PC机进行监考现场的监控信息分析。 1.2 监考系统的电路设计 根据上述总体设计要求,结合选择的外围器件,采用可编程DSP芯片ADSP?BF537作为优秀处理芯片,进行学生考试自动监考系统的电路设计,主要包括了A/D电路、时钟电路、视频帧循环纠错编码电路、程序加载电路和输出接口电路等,分别设计描述如下: (1) A/D电路。学生考试监考系统的A/D电路是实现对输入视频采集信息的数/模转换,提供给计算机和DSP芯片可识别的原始计算机视觉信息,结合视频帧循环纠错编码方法进行可视化校对和视频编码。外部I/O设备包括A/D转换器AD7864两片,A/D电路的分辨率为12位,最大采样频率25 kHz,采用AD7864(以下简称7864)作为A/D芯片,它是4通道输入、转换速度1.65 μs的高性能AD芯片,自动监考系统的A/D输入电压满足: 采样通道数由DSP数据总线dspD[3:0]控制[3],A4~A0和译码,利用信号作读数标志信号,得到A/D电路的接口硬件设计图如图1所示。 考虑到系统处理视频传输信息的时间和读数匹配问题,在进行A/D设计中,需要考虑7864模拟输入/输出对应码表,见表1。 (2) 时钟电路。时钟电路执行学生考试自动监考系统的时钟中断控制功能[4],采用5409A 作为自动监考系统的时钟中断的优秀控制芯片,5409A有3个多通道缓冲串口McBSPs,提供串行A/D、D/A 设备以及其他的串行器件直接接口,本地总线支持复用/非复用的 32 位地址/数据,包括 PCI 总线操作和LOCAL总线操作,PC9054 内部CI9054的LOCAL 总线与PCI总线通过异步操作实现两个 DMA数据的串行接口输入和输出。时钟电路的引脚设计如图2所示。 (3) 视频帧循环纠错编码电路。视频帧循环纠错编码电路是整个系统设计的优秀模块,视频帧循环纠错编码通过Emulator由JTAG(Joint Test Action Group)口下载到DSP中运行,在IEEE 1149.1标准协议下进行 5409A芯片外围器件的操作测试,芯片采用4通道高性能运放,带宽为10 MHz。使用ADUM1201进行帧同步信号设计[5],选择Motorola 公司高性能 MPC850/86作为自动监考系统的三维特征分析模块,从外部16位存储器读取监测视频图像的编码特征,引出双排的14脚插针外接上拉或下拉电阻,选择引脚、时钟信号输入引脚,数据总线LD 9054与应用电路连接,以串行E2PROM的配置电路作为I/O 初始化控制寄存器模块单元,直接从地址0x20000000执行16位打包模式实现视频纠错编码,得到视频帧循环纠错编码电路设计如图3所示。 (4) 程序加载电路。选择Motorola 公司高性能 MPC850/86作为学生考试自动监考的可视化校验视觉分析的程序加载电路的优秀处理芯片。在程序加载电路中,采用可编程逻辑芯片PLC进行图像信息分析,在程序加载中,从外部16位存储器直接执行16位打包模式,引导ROM配置异步存储器空间,通过连续读取0x00字节的个数来确定学生考试自动监考系统的SPI存储器的片选[6],程序加载电路设计如图4所示。 图4中,在VCC和地之间并联1个电容,满足程序加载电路的可编程的硬件写保护和片内的偶然性的写保护功能。 (5) 输出接口电路。输出接口电路设计中,通过JTAG接口访问CPU的内部寄存器,通过串行E2PROM进行配置校验。使用JTAG仿真器执行12通道DMA异步串行口设计,采用分立元件构成串口复位电路,降低DSP的能耗。开关频率也可在0~1间调节,内核电压在0.8~1.2 V间调整,内核电源通过10 和0.1 电容滤波,以减少电源噪声。实时时钟电源与I/O电源采取分别供电策略,综上分析,得到输出接口电路见图5。 在上述进行系统的硬件模块化设计的基础上,进行系统集成设计与软件开发。 2 实验测试分析 对上述学生考试自动监考系统进行软件开发和系统调试分析。件开发建立在CCS 2.20开发平台下,借助于 LabWindows/CVI,C/C++开发计算机视觉下的图像和视频信息处理程序。根据编写的PCI卡驱动程序进行视频信息采样和监考系统的原始数据采集,得到学生考试自动监考的视频采集分析界面如图6所示。 从图6可见,采用本文设计的考试自动监考系统,能有效实现计算机视觉下的监考视频信息传输。为了定量测试系统的性能,图7给出了不同方法进行监考视觉分析的视频丢包率对比结果,从图7得知,该系统能有效降低监考过程中的视频丢包,从而提高监考区域的视觉覆盖度。 3 结 语 本文提出一种基于视频帧循环纠错编码的计算机视觉自动监考系统设计方法。系统设计分为硬件和软件部分,首先进行了学生考试自动监考系统的总体设计构架分析和功能指标描述;然后以ADSP?BF537并行微处理芯片为优秀进行监考系统的硬件设计,包括A/D电路、时钟电路、视频帧循环纠错编码电路、程序加载电路和输出接口电路;最后在Visual DSP++集成开发环境中进行自动监考系统的软件开发设计,结合视频帧循环纠错编码进行程序加载,实现计算机视觉下的自动监考。实验测试结果表明,该系统能有效降低监考过程中的视频丢包,提高了监考区域的视觉覆盖度,具有优越性能。 计算机视觉论文:基于计算机视觉的疲劳驾驶检测专利分析 摘 要 对基于计算机视觉的疲劳驾驶检测领域的专利申请趋势、专利申请产出国和申请人分布进行了统计分析,重点针对基于人眼、基于人脸、基于嘴巴的疲劳驾驶检测这三个技术分支的发展脉络进行了梳理,并对基于计算机视觉的疲劳驾驶检测的发展趋势进行了分析。 关键词 疲劳驾驶 人眼、人脸 嘴巴 专利 0引言 造成交通事故的原因25%-30%产生于疲劳驾驶,因此疲劳驾驶已成为诱发交通事故的重要因素。国内外专家和学者针对疲劳驾驶的检测开展了大量的研究工作,目前研究的重心主要集中在基于计算机视觉的疲劳驾驶检测,因此对基于计算机视觉的疲劳驾驶检测的相关专利进行分析尤为必要。 1基于计算机视觉的疲劳驾驶检测专利申请数据分析 1.1全球专利申请量趋势 从图1可以看出,基于计算机视觉的疲劳驾驶检测专利申请量从1990-2001年间处于技术研发初期,专利申请量相对较少。从2002年开始该领域的专利申请量逐渐呈现持续增长趋势,并在2014年达到最大值153件。由此可知,随着疲劳驾驶的增多,人们对疲劳驾驶的检测也越来越重视,相应的研究也正不断增加。基于此,在今后的一段时间内,相关的专利申请量有望继续保持。 1.2专利申请产出地区分布 目前各领域的专利申请量主要集中在中国、美国、韩国、日本和欧洲,通过对该领域在中国、美国、韩国、日本和欧洲的专利申请量进行统计分析发现,中国的申请量以48%的占比雄居第一,其他几个地区的申请量相差不大,具体如图2所示。 1.3在华专利申请量变化趋势 图3为1990年至2014年基于计算机视觉的疲劳驾驶检测在华的申请量变化趋势图,由该图可以看出,1990-2002年是技术的萌芽期,在2003年以后申请量才呈现逐年增长的趋势,并且在2012年-2014年将均维持在较高的申请量。因此,该领域国内虽然起步较晚,但是最近几年申请量相对其他地区却具有压制性的优势。 1.4在华主要申请人分析 图4展示了在华主要申请人的申请量份额,主要以科研院所和大型汽车企业为主,其中吉利汽车公司以领先优势排名第一。 2主要技术分支的专利申请分析 基于计算机视觉的疲劳驾驶检测的主要技术分支有:基于人眼的驾驶疲劳检测、基于人脸的驾驶疲劳检测、基于嘴巴的疲劳检测。下面从三个技术分支的发展概况、三个技术分支的主要工作原理及重点专利等方面进行分析。 2.1全球专利申请主要技术分支的申请量趋势图 由图6可知,近年来基于人眼和人脸的驾驶疲劳检测的申请量呈现较快增长,申请量也较基于嘴巴的疲劳检测的申请量大,体现了该领域近年来的发展趋势,并体现出基于人眼和人脸的驾驶疲劳检测的技术分支发展已较为成熟。三个技术分支在2006年之前,申请量的差别不大且数量均较小,显示出在2006年以前三个分支的区别并不明显,发展也较为缓慢,这说明基于计算机视觉的疲劳驾驶检测也是近10年才兴起的一项技术,它依赖于图像处理技术的发展水平。 2.2在华专利申请主要技术分支的申请量趋势图 由图7可知,三个技术分支在2006年以前均只有零星的申请量,这与该领域在全球的发展情况相符合,基于人眼的疲劳驾驶检测在华申请量自2006年以来呈现稳步增长,且近年来申请量最大。基于人脸的疲劳驾驶检测申请量虽小于基于人眼的疲劳驾驶检测,但近年来的申请量也呈现出稳步增长的势头。然而,基于嘴巴的疲劳驾驶检测虽有增长趋势,但申请量一直都较小。由此可知,在国内疲劳驾驶的检测主要是采用人眼检测和人脸检测,这两个分支是国内的研究的热门,也是今后国内在该领域的发展趋势。 3结语 通过对基于计算机视觉的疲劳驾驶检测专利的申请量的总体分析,以及基于人眼、基于人脸、基于嘴巴三个技术分支的申请量趋势分析可知,基于计算机视觉的疲劳驾驶检测在近10年取得了较快发展,这与计算机图像处理技术的发展密不可分;同时,科研院所作为该领域研究的主体,应加强与中小企业的合作。国内疲劳驾驶的检测研究主要集中在人眼检测和人脸检测,这两个分支是国内的研究的热门,同时,基于人眼的疲劳检测其发展方向明确,后续发展将集中在眼睛定位算法的研究上,并且定位精度将越来越高,越来越满足实际的要求。 计算机视觉论文:一种基于计算机视觉的手指特征识别算法研究及其FPGA实现 摘 要: 为了提高视频图像中手指特征识别的精度和速度,提出一种基于矩形模板的动态阈值算法。该算法采用矩形模板平滑图像,用灰度阈值法提取目标边缘,实现对手指特征的准确识别。Matlab仿真结果表明,该算法受环境噪声影响较小,能清晰准确地分割出手指边缘。在FPGA平台上设计了一套基于计算机视觉的手指特征识别系统,并对该系统的实时性、手指识别精度等性能进行了测试。测试结果表明,该系统的运行速度与摄像头摄取图像的速度基本同步,可满足系统对实时性要求。系统对手指位置识别的坐标偏差约为3个像素,基本满足系统对识别精度的要求。 关键词: 计算机视觉; 手指特征识别; 动态阈值算法; 矩形模版 S着科学技术的飞速发展,人与计算机之间的交互活动越来越密切,并逐渐成为人们日常生活的重要组成部分。传统触摸屏是现阶段一种最常见,也是最重要的人机交互方式,其是通过一种附加在显示器表面的透明介质,依赖使用者的手指触摸该介质来实现对计算机的输入控制[1?2]。目前,这种触摸屏技术已经相当成熟,但是,技术上不容易做到大尺寸,且成本相对较高,也易于破损。为了突破传统触摸屏这种人机交互方式的局限,把任何成像平面变成可用手指进行交互的系统,本文提出了一种基于计算机视觉的手指特征识别算法,并在FPGA平台上建立了一套基于计算机视觉的手指特征识别硬件系统。这种基于计算机视觉的手指特征识别方法可为基于视觉的人机互动提供一种新的技术解决途径。其与传统触摸屏的区别在于,不需要在成像屏幕上安装任何特殊介质,使用寿命得到大幅延长,应用范围有了很大扩展。 1 图像采集平台 本文所采用的图像采集平台如图1所示,在任何与计算机连接的显示设备(如投影屏幕、等离子电视等)的左上角、右上角安装两个摄像头,通过这两个摄像头便可确定手指在屏幕上的二维坐标信息(x1,x2)。然后,将此坐标点传至计算机,并与Windows系统的鼠标程序关联即可实现人机交互功能。图2是图像采集平台的侧视图。其中虚线框表示摄像头视野中系统需要处理的区域,即手指出现的区域。 2 手指特征识别算法及仿真 在系统实现过程中,如何从摄像头所拍摄的画面中准确地识别并提取出手指信息是其难点之一。在目前的图像处理技术中,用于识别背景图案中目标物体的算法很多,本文在分析基于色彩聚类的肤色识别算法的基础上,结合课题特殊需求,提出一种基于矩形模板的动态阈值算法,并在Matlab中对上述算法的处理效果进行了仿真。 从图像采集平台可以看出,本系统只关心距屏幕很近的小视野内是否出现区别于背景的目标物体。因此,只需从摄像头拍摄的图像当中截取一部分,如图3中的小矩形框所示。 2.1 基于色彩聚类的肤色识别算法 肤色是人体区别于其他物体的一个重要特征,人体肤色特征不受位置、角度、大小等因素影响,具有较强的稳定性。因此,本文首先选定基于色彩聚类的肤色提取识别算法进行研究。在色彩聚类方法中,Anil K.Jain的Cb,Cr椭圆聚类方法最为典型[3?4]。采用非线性分段肤色分割得到的肤色区域在Cb,Cr空间中近似于椭圆,如下: 由图5可知,利用该算法分割手指信息的效果尚可,能从比较友好的环境中迅速准确地识别出手指信息。图6为利用椭圆聚类肤色分割算法对从图像采集平台读取图像的手指识别效果。可见,该算法在普通环境下对手指的识别效果良好。但当屏幕上的颜色影响手指肤色时,该算法的识别能力就会有所降低。可见,该算法对皮肤颜色的纯度要求较高,适用范围受限。图7为屏幕出现大面积蓝色时对手指识别造成的影响效果。 2.2 基于正方形模板的动态阈值算法 基于正方形模板的动态阈值算法,即采用灰度阈值法,用正方形模板平滑图像[5?6]。图8(a)是3×3模板动态阈值算法平滑图像的过程。 应用基于3×3模板的动态阈值算法对原图4进行边缘提取的仿真效果如图9(a)所示。可见,应用3×3模板可以提取出目标物体的边缘,但不够清晰。虽然可以通过增大模板取得比较理想的效果(图9(b)为采用基于101×101模板的动态阈值算法的处理效果),但会使计算量剧增,同时也缩小了模板所能完全覆盖的范围,使图像边缘产生无效的白色区域。 2.3 基于矩形模板的动态阈值算法 根据课题实际需要,即所要处理的目标区域为长方形窄条区域(如图3所示),本文提出一种基于矩形模板的动态阈值算法。该算法与基于正方形模板算法的区别在于,平滑图像时所用的模板为窄条形,如3×5模板,3×15模板,3×41模板等。图8(b)是3×9模板动态阈值算法平滑图像的过程。 图10给出了采用基于3×9模板、3×14模板、3×81模板、3×101模板动态阈值算法对原图4进行手部边缘提取的仿真效果。由仿真效果可知,基于矩形模板的动态阈值算法在模板取值为3×9的情况下,便能够清晰提取出目标物体的边缘。而且,随着模板取值的增加,目标物体边缘的提取效果更加清晰准确。与基于正方形模板的动态阈值算法相比,基于矩形模板的动态阈值算法计算量较小,节约了系统的计算资源。 3 基于FPGA的手指特征识别算法的系统测试 为了验证本文所提出的基于矩形模板的动态阈值算法能否满足屏幕交互系统的整体要求,本文通过编写软件程序在FPGA开发板上对这种算法进行了硬件实现和系统测试。 3.1 硬件实现 本文所采用的硬件实现系统主要是基于美国Altera公司生产的型号为EFA?CY1C12的“红色飓风”(Red Cyclone)系列FPGA开发板,并另外集成了用Ommvison公司的型号为OV9655的CMOS数字摄像头,以及ISSI公司的型号为IS61LV25616AL的SRAM存储器[7?10]。最终搭建的硬件系统如图11所示。 3.2 系统测试 本文主要对系统的实时性、手指提取精度、资源占用情况等影响系统运行的重要技术指标进行了测试。 (1) 实时性 OV9655摄像头在1 280×1 024分辨率下,能提供15 f/s的图像采集速率,课题所设计的软件程序可以在一帧图像的处理时间内完成了数据的采集、手指边缘的识别等运算,实现了系统执行速度与摄像头拍摄速度的同步,达到了系统对实时性要求。 (2) 手指识别精度 由于课题在软件设计过程中编入了图像采集防抖动处理程序,提高了图像采集的稳定性,也提高了手指识别的精度。经过测试,本系统得到的手指位置信息的坐标偏差为3个像素,基本满足大屏幕交互系统对识别精度的需求。 (3) 资源占用情况 从Quartus Ⅱ的编译报告中可以看出,本系统的软件运行已占用FPGA的9 702个逻辑单元,占逻辑单元总数的80%。可见,该硬件系统的FPGA运算资源基本能满足系统的实际需要。 4 结 语 本文通过对基于矩形模板的动态阈值算法的研究和基于FPGA的手指特征识别硬件系统的实现,建立了一套基于计算机视觉的手指特征识别系统。该算法受环境噪声影响较小,能清晰准确地分割出手指边缘,且随着矩形模版取值的增大,算法的识别效果会更加良好。该系统的实时性、手指识别精度及资源占用情况均可满足系统要求。这种基于计算机视觉的手指识别方法成本低、灵活性好,为基于视觉的人机交互提供了一种新的技术途径。 计算机视觉论文:基于计算机视觉的运动目标跟踪算法 摘 要截至目前,运动目标跟踪已经历经了几十年的发展研究,其作为当前社会一项至关重要的先进技术,对于人们的日常工作生活以及社会经济、军事政治等其他各领域均有着积极的帮助作用。特别是在计算机视觉技术逐渐发展成熟的今天,运动目标跟踪与计算机视觉技术的融合程度也越来越高。基于此,本文将选择当前比较常见的一种目标跟踪算法即Kalman filter算法,并以运动的人脸作为跟踪目标,着重围绕基于计算机视觉的运动目标跟踪算法进行简要分析研究。 【关键词】计算机视觉 运动目标 跟踪算法 在计算机等现代科学技术尚未出现以前,人们在获取外界信息时往往主要依赖视觉,而在我国计算机技术水平不断发展提升的背景之下,计算机视觉技术的出现使得人类肉眼视觉得到了进一步的发展延伸,尤其是在各种传感器技术的帮助之下,使得人们能够对保持运动状态的目标进行实时跟踪,从而准确掌握目标的具体形态属性。在此背景之下,本文将运动目标设定为运动的人脸,通过探究基于计算机视觉的运动目标跟踪算法,希望能够为相关研究人员提供相关参考和帮助。 1 Kalman filter目标跟踪算法的简要概述 Kalman filter目标跟踪算法是当前众多跟踪算法当中使用范围较广、使用频率比较集中的一种跟踪算法,这一算法最早可以追溯至上个世纪六十年代,人们通过将滤波理论与状态空间模型相集合,从而得到的一种递推估计的算法也就是卡尔曼滤波理论。其通过利用上一时刻获取的预估值以及当下获取的实际观测值,在信号与噪声状态空间模型当中不断更新状态变量,进而顺利完成估计预测并获得当前时刻估计预测值。经过不断的发展,在计算机图像处理以及其他运动目标跟踪当中经常会使用Kalman filter算法。如果在k时刻系统下的状态向量用xk表示,那么在t0时刻下初始化的状态预测方程为;在tk时刻下更新系统状态的具体方程为 ,其中Hk、Zk分别表示测量矩阵m×n维以及转移矩阵n×n维的状态向量。但在跟踪计算机视觉运动目标譬如说视频目标时,由于相邻的两帧视频图像本身时间间隔非常短,因此目标在这一时间内难以发生明显的运动状态变化,此时我们可以通过将此间隔时间设定为单位时间,同时目标在单位时间内一直保持匀速运动状态,这时我们可以得到一个状态转移矩阵且 ,定义系统观测矩阵即为 ,定义噪声Wk以及Vk协方差矩阵则可以分别用 和表示。 如果在滤波器在经过若干次卡尔曼滤波后仍然能够恢复至原始状态,则其具有较好的稳定性,但如果在进行运动目标跟踪实验的过程当中,对于处于运动状态的被跟踪目标,一旦出现遮挡行为则将在第一时间内暂停估计参数,并将这一参数估计值直接代入到状态方程当中,使得运动目标无论是否被遮挡均可以对其进行精确跟踪。 2 基于计算机视觉的运动目标跟踪算法 2.1 建立颜色概率模型 颜色囊括了诸多的信息量光柱点,尤其是在人类的视觉世界从本质上来说也是一种用过感知自然界色彩以及明暗变化的世界,因此人们可以通过使用三基色原理获得RGB颜色空间。考虑到颜色与计算机视觉场景当中各个场景和目标之间有着紧密的关系,同时不同于目标的大小、形态等其他视觉特征,颜色特征鲜少会受到包括观察视角等在内各因素的干扰影响,从某种角度上来说基于颜色特征的运动目标具有较好的稳定性。为了能够保障目标跟踪既稳定又迅速,需要选择合适的颜色特征,否则将极有可能导致出现跟踪失败。在这一环节当中人们通常使用的是RGB颜色空间以及HSI颜色空间,但由于二者均具有一定的局限性,因此本文在对人脸特征尤其是颜色特征进行选取时,选择了rgI颜色直方图的方法,在解决两N颜色空间自身缺陷的同时,尽量避免目标人脸运动位置以及尺寸等变化因素对目标追踪造成的干扰影响。在rgI颜色直方图当中 其中R、G、B就是RGB颜色空间当中的三原色,r、g、I有着相同的取值范围即在0到1之间。保持间隔相等的情况下划分L值即可得到rgI颜色直方图。虽然rgI颜色直方图与物体相对应,但如果目标只是位置以及尺寸等出现变化,rgI颜色直方图并不会受到任何实质性影响,因此在理想情况下,利用rgI颜色直方图能够对视频图像中不同运动位置以及不同尺寸的人脸进行目标追踪。 2.2 跟踪算法 运动目标的不断变化将会使得模板图像随之发生相应变化,因此需要不断更新模板图像才能够有效完成对运动目标的连续跟踪,本文在对运动目标的实际运动范围进行预测过程中选择使用卡尔曼滤波,之后利用rgI颜色直方图在预测运动范围之内搜索和匹配相应目标,从而通过此举获得与目标模板有着最小欧式距离的区域,在此过程当中存在一个特定阈值T,如果两者的欧氏距离在进行相减时差值没有超过这个特定阈值,那么此时该区域就是运动目标所在的实际位置,利用在这一区域当中的rgI颜色直方图并将其充当下一帧运动目标的匹配模板,在不断重复的过程中模板能够实现不间断地更新。由于相邻的两帧视频图像之间,时间间隔并不长,因此目标人脸在极短的时间间隔当中基本上不会出现突然变化,此时我们可以认为运动目标人脸的运动连续性比较强,此时利用公式 可以进行欧式距离的计算并用以衡量匹配的模板。其中匹配区域和模板的rgI颜色直方图分别用l和l'表示,而rgI颜色直方图中的维数则用n进行表示。根据相关视频图像显示,通过不断更新模板确实可以对目标运动人脸进行实时跟踪显示。 3 结束语 总而言之,本文通过选择当前比较常见的目标跟踪算法即Kalman filter算法,利用卡尔曼滤波以及rgI颜色直方图完成对运动人脸的跟踪。事实证明,Kalman filter算法确实能够在对各目标之间的干扰进行明确区分的基础之上,准确描述运动人脸目标,从而较好地跟踪运动目标,但由于人脸之间本身存在一定的相似性,因此本文只是对理想状态下的运动人脸进行跟踪实验,日后还需要对计算机视觉技术和Kalman filter算法进行进一步优化以妥善解决多人脸目标以及相似性问题。 作者单位 重庆电子工程职业学院软件学院 重庆市 401331 计算机视觉论文:基于计算机视觉的室内自主移动机器人导航综述 摘要:计算机视觉在人工智能学科占据重要地位,为自主移动机器人视觉导航做了深厚的理论铺垫。基于计算机视觉的自主导航与路径规划是自主移动机器人研究的关键技术,计算机视觉室内导航技术主要分为3类:第一类是环境地图事先已知;第二类是同时定位与地图构建(simultaneouslocalization andmapping,SLAM);第三类是不依赖环境地图。详细阐述了每种导航模型和技术方法,探讨了基于计算机视觉导航的最新技术进展,总结了目前国内外计算机视觉导航的研究进展。 关键词:计算机视觉;地图匹配;SLAM;机器人导航;路径规划 1概述 计算机视觉在人工智能学科占据重要地位,为自主移动机器人视觉导航做了深厚的理论铺垫。目前,机器人导航技术有很多种,传感器导航技术如里程计、激光雷达、超声波、红外线、微波雷达、陀螺仪、指南针、速度、加速度计或触觉等得到了普遍应用,与上述非计算机视觉导航技术相比较,计算机视觉导航技术如人眼般具有灵敏度高且可捕获的信息量大以及成本低等优点。由于室内相对室外空间比较狭小且内部环境复杂,所以普通移动机器人在作业过程中,完成躲避眼前障碍物、自主导航以及为自身找出一条可行路径等一系列操作会相对比较困难。计算机视觉导航技术可利用本身的摄像头获得室内周围的环境信息,实时对其周身的场景进行快速反馈,对视野前方障碍物进行快速识别和检测,从而确定一条高效的可行的安全路径。本文对计算机视觉导航技术进行分类研究,主要分为3类:第一类是环境地图事先已知,提前对外界环境特征进行提取和处理,建立全局地图,并将地图信息存储在机器人内存数据库中,在导航的时候实时进行地图匹配;第二类是同时定位与地图构建,移动机器人在自身位置不确定的情况下根据自身的摄像头获取周围未知环境信息,在作业时逐步构建周围的环境地图,根据构建的增量式地图自主实时定位和导航;第三类是不依赖环境地图,自主移动机器人不需要依赖任何的环境地图,其在作业活动时的可行区域主要取决于摄像头实时识别和检测的环境相对信息。 2环境地图的表示方法 目前,计算机视觉导航技术多采用栅格地图、几何地图、拓扑地图和混合地图构建环境地图信息。 2.1栅格地图 栅格地图,将栅格图像考虑为一矩形,均分为一系列栅格单元,将每个栅格单元赋予一个平均概率值,并利用传感信息估计每个单元内部内存障碍物的概率。构建栅格地图的优点是其地图表达形式直观,创建和维护比较容易;但当划分的栅格单元数量不断增多时,实时性就会慢慢变差;当划分的栅格单元越大时,环境地图的分辨率越低。 2.2几何地图 几何地图利用几何特征如点、直线、平面等来构成环境主要框架,需要知道这些特征在环境中信息的具体位置,所以几何地图通常使用其对应的三维空间坐标来表示。几何地图构建过程相对简单,保留了室内环境的各种重要信息,是基于计算机视觉的定位与地图构建算法中最常用的一种表示方式。但是为了完成环境的建模需要标记大量的特征,从而计算量也非常的大,降低了实时性,其重建的地图也容易出现与全局不一致的情况。 2.3拓扑地图 拓扑地图用许多节点和连接这些节点的曲线来表示环境信息。其中,每个节点相对应真实环境中的特征点(如门角、窗户、椅子、桌子角及拐角等),而节点之间的曲线表示两个节点对应的地点是相联通的。拓扑地图把环境信息表上在一线图上,不需要精确表示不同节点间的地理位置关系,图像较为抽象,表示起来方便且简单。机器人首先识别这些节点进而根据识别的节点选择节点与节点间的曲线作为可作业的路径。 2.4混合地图 混合地图主要包括3种形式:栅格一几何地图、几何一拓扑地图以及栅格一拓扑地图。混合地图采用多种地图表示,可结合多种地图的优势,与单一的地图表示相比更具有灵活性、准确性和鲁棒性,但其不同类别的地图结合起来管理会比较复杂,难以协调,增加了地图构建的难度。文献针对室内环境所建立的模型分为全局拓扑和局部几何表述部分,整体环境通过拓扑节点串连起来,维护了整体环境表述的全局一致性;而以每个拓扑节点为优秀所采用的几何表述则可确保局部精确定位的实现,这样建立的几何一拓扑混合环境模型可将二者的优势都表现出来,使得移动机器人定位和地图构建同时进行,实现容易。 3基于计算机视觉的室内导航 基于计算机视觉的室内导航技术可利用摄像头捕获机器人周围环境的全部信息,对其周身的场景进行反馈,对障碍物进行快速识别和检测,从而确定一条高效的可行的安全路径。本文将计算机视觉室内导航技术主要分为3类:第一类是环境地图事先已知;第二类是定位与地图构建同时进行;第三类是不依赖环境地图。 3.1环境地图事先已知 提前对外界环境特征进行提取和处理,建立全局地图,并将地图信息存储在机器人内存数据库中,在导航的时候实时进行地图匹配,即预存环境地图。在环境地图事先已知的导航中,路标信息保存在计算机内存的数据库中,视觉系统中心利用图像特征直接或间接向移动机器人提供一系列路标信息,一旦路标被确定后,通过匹配观察到的图像和所期望图像,机器人借助地图实现自身精确定位和导航。该导航技术过程可分为以下步骤: a)图像获取:摄像头获取其周围的视频图像; b)路标识别及检测:利用相关图像处理算法对图像进行一系列预处理如进行边缘检测和提取、平滑、滤波、区域分割; c)路标匹配标志:在观察到的图像和所期望图像之间进行匹配,搜索现有的路标数据库进行标志路标; d)位置计算:当有特征点进行匹配时,视觉系统会根据数据库中的路标位置进行自身精确定位和导航。 在基于计算机视觉的地图匹配定位过程中,主要有2种地图匹配较为典型。 ①已知起点,已知地图。这种条件下的定位称为局部定位,采用的是一种相对定位的方法,如图1所示为其位姿估计过程,这种情况目前导航技术研究得最多。 ②不知起点,已知地图。这种条件下的定位称为全局定位。当机器人需要重置时,通常使用这种定位方法来检索机器人的当前位置(即姿态初始化)。常用的辅助方法是在环境中添加一些人造信标,如无线收发器,几何信标,条码技术,红外或超声波接收系统进行位置识别,利用视觉系统识别自然标志,自主定位。 3.2定位与地图构建同时进行 不知起点,不知地图。SLAM技术最早由Smith等人于1986年提出,移动机器人在自身位置不确定的情况下根据自身的摄像头获取周围未知环境信息,在作业时逐步构建周围的环境地图,根据构建的增量式地图自主实时定位和导航。在日后的导航研究中,混合地图中的几何一拓扑混合环境模型被得到广泛应用,主要用来解决SLAM问题。 2003年,在解决SLAM技术难题上,Arras等人采用基于Kalman滤波器和最邻近(nearest neighbor)匹配策略的随机地图创建方法。下面是该算法步骤: a)数据采集:首先初始化系统,从摄像头传感器采集距离数据; b)状态预测:视觉系统预测机器人运动状态,实时返回新位姿信息和协方差矩阵,预测地图; c)观测:从原始捕获的信息中提取主要特征信息并将此信息返回给局部地图; d)测量预测:预测机器人当前位姿的全局地图; e)位置匹配:应用最邻近滤波器匹配局部地图中的观测点和预测点; f)估计:使用扩展Kalman滤波器更新地图; g)创建:将非相关的观测点加入地图,对机器人返回增量式地图; h)输出地图。 制约机器人视觉系统性能的重要因素是信息实时处理的计算复杂度和处理效率,SLAM算法需要在地图密度与计算效率之间取得权衡。 3.3无环境地图 在这类系统中,机器人不需要依赖任何的环境地图信息,机器人的活动取决于其当时识别和提取出来的环境信息,这些环境信息可能是桌子、椅子和门等,不需要知道这些环境元素的绝对位置。无环境地图的导航技术典型的技术有3大类:基于光流的导航技术、基于外观信息的导航技术、基于目标识别的导航技术和基于目标跟踪的导航技术。 3.3.1基于光流的导航技术 光流是三维空间运动物体在观测成像面上的像素运动的瞬时速度,也是图像亮度的运动信息描述。光流法计算最初是由Horn和Schunck于1981年提出的,其利用二维速度场与灰度,引入光流约束方程,得到光流计算的基本算法。光流计算基于物体移动的光学特性提出了2个假设:①运动物体的灰度在很短的间隔时间内保持不变;②给定邻域内的速度向量场变化是缓慢的。如Santos-Victor等人研发了一种基于光流的robee视觉系统,该系统模拟了蜜蜂的视觉行为。在robee视觉系统中,使用单独的双目视觉方法来模拟蜜蜂的中心反射(Centering Reflex):当机器人移动到走廊两侧的墙壁中心时,左眼捕获场景的瞬时速度与右眼捕获场景的瞬时速度是相同的,几乎没有差别,那么机器人就可以知道他们在走廊的中心。如果眼睛两侧的眼睛的瞬时变化速度不同,则机器人移动到较慢的速度。在自动机器人导航的实现中,基于这个想法是测量摄像机捕获图像场景瞬时速度差异。这种导航技术只能用于室内单通道直走道导航,不能引导机器人改变方向,具有一定的局限性。 3.3.2基于外观信息的导航技术 基于外观的机器人导航方法,不需要构建真实的地图导航,机器人通过自身所携带的摄像头和传感器感知周围目标的外观信息进行自主定位和导航。其中,所述的外观信息多为目标信息的颜色、亮度、形状、空间大小和物理纹路等。机器人在导航时存储连续视频帧的环境图像信息,并将连续视频帧与控制指令相关联,从而再执行指令规划有效路径到达目的地。 3.3.3基于目标识别导航技术 为了达到目标点或是识别目标,机器人很多时候只能获取少量的图像信息。Kim等人提出了一种用符号代替导航各个位置的赋值方法。该赋值方法中,机器人执行命令如“去窗边”“去你后面的椅子旁”等。这样,通过相关的符号命令,机器人自动识别并建立路标,通过符号指令到达目标点。例如“去你后面的椅子旁”,这样的命令就是告诉机器人路标是椅子、路径向后。该导航技术的难点在于目标是否可以准确实时识别路标。第一,识别大量不同类别的物体,室内环境有许多不同类别的物体,需要将它们组织到一个在给定的容易搜索图像数据结构中去,起到容易识别是用什么度量来区分物体;第二,识别大量不同背景下的物体,一个合适的物体表达式有助于将图像组织成片断,而这些片断来自于物体的种类且与物体无关的;第三,在抽象层次上识别物体,机器人可以不需要在看到一个具体的杯子之前便能知道它是一个杯子,相关程序能够类似的物体进行识别和区分。 3.3.4基于目标跟踪的导航技术 基于目标跟踪的导航技术,为机器人构造一个虚拟地图,机器人通过摄像头获取连续的视频序列确定一个跟踪的目标,为了达到对目标的精确定位和实时跟踪,可以利用粒子滤波算法对需要跟踪的目标进行建模。基于粒子滤波的目标跟踪主要包含四个阶段,分别是初始化目标区域,概率转移,目标区域权重计算,目标区域重采样。在机器人导航之前,通过视频序列的当前几帧标注机器人所需要跟踪的目标,在导航时,机器人通过连续的视频帧感知周围的待跟踪目标,同时对所需要跟踪的目标散播粒子,当获取的视频帧对目标区域重采样后足以让机器人确定所需要跟踪的目标时,机器人通过确定的目标为自己规划最有效的路径到达目的地。获取视频序列目标跟踪是算机视觉领域中的重要分支,它在工业生产、交通导航、国防建设、航空导航等各个领域有着广泛的应用。 4结论 本文对近三十年来基于计算机视觉的室内自主式移动机器人导航技术进行了详细的分类介绍,对于移动机器人是否需要地图匹配的导航系统进行了详细的综述。目前,在做导航和面向任务的决策时,自主机器人尚未能够准确地综合考虑真实环境空间中的各种不确定性,当路径前方突然出现动态场景变化、目标运动、遮档障碍物时便会显得一无所措,无法及时把握室内环境变化的动态信息进行实时导航,而这将是未来计算机视觉研究的一大难点和热点。所以,室内自主移动机器人仍在发展中,还有很多的问题值得研究和探索,现有的机器人大多数都需要人为定期去进行清理和维护,直到今天还没有产生一台真正意义上完全自主的移动机器人。 计算机视觉论文:探讨计算机视觉技术在图书馆工作中的应用 摘要:随着科技的不断发展,计算机视觉技术的发展越来越迅速,它的研究和应用范围不断的扩大,已经涉及到制造业、农业、医疗诊断以及军事领域。本文通过对计算机视觉技术在图书馆工作应用中的探讨,了解计算机视觉技术在图书馆实行的效果。 关键词:计算机;视觉技术;图书馆;应用探讨 引言 俗话说“书是人类进步的阶梯”,各大高校以及各大城市都建有图书馆,图书馆可以满足人们对各种知识的需求,因此对图书馆的管理工作也是十分重要。如今科技不断的发展,计算机视觉技术被运用到图书馆管理中。计算机视觉是用摄影机和电脑来代替人眼进行检测、监控、识别和测量等的机器视觉,它能够对收集来的图片和视频进行处理,然后获得相应的三维信息。计算机视觉是一门综合性的学科也是一个富有挑战性的领域,它已经被应用到各个领域中,它的重要性不言而喻。 一、计算机视觉技术的特点 (一)检测范围广泛 人眼的检测范围毕竟有限,有些细微的方面人眼是检测不到的,比如红外线、超声波等,但是计算机视觉技术却是可以检测到人眼所检测不到的范围。计算机视觉技术可以将红外线和超声波处理成图像呈现出来,它的检测范围十分广泛而且是不加选择的进行检测,可以说它的使用大大拓展了人眼的视野。 (二)检测安全可靠 我们都知道电子产品如果接触使用必然是会受到一定辐射的,但是计算机视觉与以往的检测机器不同,它是不需要与被测者进行接触的,观测者和被测者都是十分安全不会受到丝毫损伤的,而且它在使用的过程中并不会像人眼一样感到疲惫,它可以一直进行高效率的工作,因此对其检测结果也是十分的可靠的。 二、视觉技术在图书馆工作中的应用分析 (一)图书剔旧和修补 图书馆是人们知识的殿堂,是思想文化知识不断扩展的地方,因此图书馆的剔旧是一项十分重要的工作。图书馆的空间毕竟有限,一些相对陈旧而利用率较低的参考文献是需要不定期的进行筛选的,这些资料通常都是表面发黄、布满灰尘和封面破旧等,而图书馆的剔旧工作大多是由工作人员亲自到书库中进行挑选,这样不仅工作量大、耗时长还有可能会存在遗漏的现象,而且资料上的灰尘也会给工作人员的身体健康带来影响。 图书馆会收藏一些珍贵的古籍和字画,但是时间一长,受到温度、湿度等的影响会造成古籍和字画表面发黄、纸张变脆甚至会出现虫眼,这时候就需要对古籍字画进行修补工作。这项工作大多由工作人员亲力亲为,会给工作人员带来一定的健康影响,如果使用计算机视觉技术代替人们来进行工作,会大大减少工作人员的工作强度,同时也保证了工作效率。 (二)管理职工人员 图书馆中职工人员的正常有序的工作是保证图书馆正常运行的关键之处,在进行图书馆职工人员的管理上可以引用计算机视觉技术。以往的职工签到可能会出现代签现象,而计算机视觉技术可以采用图像视觉处理技术对职员进行磁卡、眼膜、人脸识别等进行签到,杜绝了以往签到工作所存在的弊端。同时,在图书馆工作处理中,计算机视觉技术也可以帮助职工人员处理一些难题,让图书馆工作能够有序高效的进行。 (三)监控检测系统 如今图书馆的书籍是完全向人们开放的,人们可以自由进行借阅,以往的人工检测会造成猜疑和尴尬,也会加大图书馆管理人员与读者之间的磨擦。计算机视觉技术的使用可以全自动化进行监控和检测,避免了以往人工监测所出现的问题。图书馆的书籍借阅管理工作异常重要,计算机视觉技术可以全程自动化进行高效工作,可以进行无人看管检测读者进出携带书籍文献和借阅空间的监控等,大大提高了工作效率,让图书馆的借阅工作顺利有序的进行。 三、视觉技术在图书馆工作中的应用问题的研究 (一)循序渐进的结合 计算机视觉作为一个新兴技术,虽然已经被运用到各个领域内,但是在引进入图书馆的管理中,如果想要快速的取代传统的管理模式,无论是工作人员还是工作理念都不可能及时接受这种改变的。新技术的融入必须要循序渐进,找到与传统的管理模式的结合点,然后进行慢慢磨合,达到与传统相结合的效果,这样人们才能够接受一种新技术的使用,不仅提高了工作效率减轻了工作人员的工作负担,也能够更好的发挥出计算机视觉技术的真正作用。 (二)提高专业人员的业务水平 新的技术需要新的业务水平来支持,如果没有相应的业务水平是没有办法发挥出新技术应有的作用。计算机视觉技术通过计算机成像系统来代替人类的视觉感官,能够自主适应环境、自主工作的能力。计算机视觉技术在不断的更新中,它的使用功能也是越来越多,操作方法越来越复杂,这时就需要图书馆的工作人员对计算机视觉技术有细的了解,能够熟练操作和运用计算机视觉技术。图书馆管理阶层应该组织工作人员进行培训工作,让他们接收新的知识掌握新的技术,不断的提高图书馆工作人员的业务水平,才能够保证图书馆工作高效进行。 (三)读者素质和应用手段的提高 现代化图书馆要想实现工作和服务的全面自动化,就需要有现代化技术的支持,计算机视觉技术的引用虽然是一个现代化技术的支持,但是如今仅停留在生物特征的识别领域。比如图书馆如今普遍有门禁系统,这也仅停留在计数功能和监控可冲消磁条的识别和认定上,如果有些读者素质不高故意去掉这些生物识别,图书馆的门禁系统就没有办法阻止这些读者的进入进出。因此,提高读者的素质和计算机视觉技术的应用手段,才能够保证计算机视觉技术在图书馆被广泛的进行使用。 结束语 计算机视觉技术作为新兴的综合性技术,被运用到工业、农业、医学、军事、体育等各个领域,它的出现代替了人类去完成不可能的工作,开拓了人类的视野,提高了工作效率和深度,让人类从不适应的工作环境中解放出来。计算机视觉被称为自动化的眼睛,对周围的空间物体有着传感、抽象、判断的能力,它能够从根本上改变人们的思维方式。 虽然如今计算机视觉技术在图书馆的应用中仅处于初始层面,但是每项新的技术的引用不都是循序渐进需要一个过渡时段吗?计算机视觉技术虽然进入了瓶颈时期,但是相信在不断的提高和完善下,一定会突破瓶颈期进入到迅猛发展的时期。计算机视觉技术的提高,能够让图书馆更好的发挥其作用,让人们能够更快更方便的利用图书馆汲取不同的知识,同时也能够加快学术的发展和社会的进步。 计算机视觉论文:计算机视觉图像精密测量下的关键技术 摘 要近代测量使用的方法基本上人工测量,但人工测量无法一次性达到设计要求的精度,就需要进行多次的测量再进行手工计算,求取接近设计要求的数值。这样做的弊端在于:需要大量的人力且无法精准的达到设计要求精度,对于这种问题在现代测量中出现了计算机视觉精密测量,这种方法集快速、精准、智能等优势于一体,在测量中受到了更多的追捧及广泛的使用。 【关键词】精密测量 计算机视觉图像 关键技术 在现代城市的建设中离不开测量的运用,对于测量而言需要精确的数值来表达建筑物、地形地貌等特征及高度。在以往的测量中无法精准的进行计算及在施工中无法精准的达到设计要求。本文就计算机视觉图像精密测量进行分析,并对其关键技术做以简析。 1 概论 1.1 什么是计算机视觉图像精密测量 计算机视觉精密测量从定义上来讲是一种新型的、非接触性测量。它是集计算机视觉技术、图像处理技术及测量技术于一体的高精度测量技术,且将光学测量的技术融入当中。这样让它具备了快速、精准、智能等方面的优势及特性。这种测量方法在现代测量中被广泛使用。 1.2 计算机视觉图像精密测量的工作原理 计算机视觉图像精密测量的工作原理类似于测量仪器中的全站仪。它们具有相同的特点及特性,主要还是通过微电脑进行快速的计算处理得到使用者需要的测量数据。其原理简单分为以下几步: (1)对被测量物体进行图像扫描,在对图像进行扫描时需注意外借环境及光线因素,特别注意光线对于仪器扫描的影响。 (2)形成比例的原始图,在对于物体进行扫描后得到与现实原状相同的图像,在个步骤与相机的拍照原理几乎相同。 (3)提取特征,通过微电子计算机对扫描形成的原始图进行特征的提取,在设置程序后,仪器会自动进行相应特征部分的关键提取。 (4)分类整理,对图像特征进行有效的分类整理,主要对于操作人员所需求的数据进行整理分类。 (5)形成数据文件,在完成以上四个步骤后微计算机会对于整理分类出的特征进行数据分析存储。对于计算机视觉图像精密测量的工作原理就进行以上分析。 1.3 主要影响 从施工测量及测绘角度分析,对于计算机视觉图像精密测量的影响在于环境的影响。其主要分为地形影响和气候影响。地形影响对于计算机视觉图像精密测量是有限的,基本对于计算机视觉图像精密测量的影响不是很大,但还是存在一定的影响。主要体现在遮挡物对于扫描成像的影响,如果扫描成像质量较差,会直接影响到对于特征物的提取及数据的准确性。还存在气候影响,气候影响的因素主要在于大风及光线影响。大风对于扫描仪器的稳定性具有一定的考验,如有稍微抖动就会出现误差不能准确的进行精密测量。光线的影响在于光照的强度上,主要还是表现在基础的成像,成像结果会直接导致数据结果的准确性。 2 计算机视觉图像精密测量下的关键技术 计算机视觉图像精密测量下的关键技术主要分为以下几种: 2.1 自动进行数据存储 在对计算机视觉图像精密测量的原理分析,参照计算机视觉图像精密测量的工作原理,对设备的质量要求很高,计算机视觉图像精密测量仪器主要还是通过计算机来进行数据的计算处理,如果遇到计算机系统老旧或处理数据量较大,会导致计算机系统崩溃,导致计算结果无法进行正常的存储。为了避免这种情况的发生,需要对于测量成果技术进行有效的存储。将测量数据成果存储在固定、安全的存储媒介中,保证数据的安全性。如果遇到计算机系统崩溃等无法正常运行的情况时,应及时将数据进行备份存储,快速还原数据。在对于前期测量数据再次进行测量或多次测量,系统会对于这些数据进行统一对比,如果出现多次测量结果有所出入,系统会进行提示。这样就可以避免数据存在较大的误差。 2.2 减小误差概率 在进行计算机视觉图像精密测量时往往会出现误差,而导致这些误差的原因主要存在于操作人员与机器系统故障,在进行操作前操作员应对于仪器进行系统性的检查,再次使用仪器中的自检系统,保证仪器的硬件与软件的正常运行,如果硬软件出现问题会导致测量精度的误差,从而影响工作的进度。人员操作也会导致误差,人员操作的误差在某些方面来说是不可避免的。这主要是对操作人员工作的熟练程度的一种考验,主要是对于仪器的架设及观测的方式。减少人员操作中的误差,就要做好人员的技术技能培训工作。让操作人员有过硬过强的操作技术,在这些基础上再建立完善的体制制度。利用多方面进行全面控制误差。 2.3 方便便携 在科学技术发展的今天我们在生活当中运用到东西逐渐在形状、外观上发生巨大的变大。近年来,对于各种仪器设备的便携性提出了很高的要求,在计算机视觉图像精密测量中对设备的外形体积要求、系统要求更为重要,其主要在于人员方便携带可在大范围及野外进行测量,不受环境等特殊情况的限制。 3 计算机视觉图像精密测量发展趋势 目前我国国民经济快速发展,我们对于精密测量的要求越来越来高,特别是近年我国科技技术的快速发展及需要,很多工程及工业方面已经超出我们所能测试的范围。在这样的前景下,我们对于计算机视觉图像精密测量的发展趋势进行一个预估,其主要发展趋势有以下几方面: 3.1 测量精度 在我们日常生活中,我们常用的长度单位基本在毫米级别,但在现在生活中,毫米级别已经不能满足工业方面的要求,如航天航空方面。所以提高测量精度也是计算机视觉图像精密测量发展趋势的重要方向,主要在于提高测量精度,在向微米级及纳米级别发展,同时提高成像图像方面的分辨率,进而达到我们预测的目的。 3.2 图像技术 计算机的普遍对于各行各业的发展都具有时代性的意义,在计算机视觉图像精密测量中运用图像技术也是非常重要的,在提高图像处理技术做以提高。同时工程方面遥感测量的技术也是对于精密测量的一种推广。 4 结束语 在科技发展的现在,测量是生活中不可缺少的一部分,测量同时也影响着我们的衣食住行,在测量技术中加入计算机视觉图像技术是对测量技术的一种革新。在融入这种技术后,我相信在未来的工业及航天事业中计算机视觉图像技g能发挥出最大限度的作用,为改变人们的生活做出杰出的贡献。 作者单位 常州信息职业技术学院 江苏省常州市 213164 计算机视觉论文:基于计算机视觉的人脸检测与识别技术初探 随着计算机技术和网络技术的飞速发展,计算机已深入到社会的各个领域,并深刻的改变人们的工作、学习和生活方式。信息的获取、分析、处理、、应用能力已经成为社会中人们的一个必备的技能。多媒体技术也在发生着日新月异的变化,包括这多媒体技术的基本概念、图像、音频、视频、动画的常用处理工具等。其中人脸检测与识别技术在计算机视觉方面也是尤为重要的,人脸检测与识别技术主要是用于身份信息的识别,也可以用来对个人的隐私信息通过识别来进行保护。 诞生于20世纪40年代的电子计算机是人类最伟大的发明之一。并且一直以飞快的速度发展着。进入21世纪的现代社会,计算机已经进入各个行业,并成为各行业必不可少的工具。如今的计算机发展的更加智能化,就如今来说,人们最什么事情都非常重视信息,人类和社会的发展,时刻都离不开信息。计算机如今重视的方面就是对信息的阅读和控制,人脸检测与识别技术也是应运而生。 人脸识别的论述 人脸识别是人类视觉中的一大特色,因为能对身边的人进行识别,才不会对身边的信息进行混淆,简单来说,根据人脸可以对人的年龄,性别进行初步判断。随着计算机技术的智能化,计算机业已经通过视觉能进行人脸的识别。其中在对人脸识别的同时进行有关信息的收集、识别、提取、变换、存储、传递、处理、检索、检测、分析和利用等技术。如今人脸识别已经应用于很多的领域,但是要人脸检测与识别是需要基于本来已经收集和整理的信息本库才能进行。再加上现在计算机技术虽然已经接近成熟,然而在人脸识别方面的表情传达出什么信息还是无从下手进行编程和设计。所以,基于计算机视觉的人脸检测与识别技术还是会有很广的发展空间,再加上人脸识别还可以维护人们的财产安全和隐私保护,必然会引起社会各界人士的广泛关注。 从19世纪末开始就已经有人对人脸识别进行了研究,因为当时没有先进的科学技术做后盾,所以经过了数百年的研究仍然没有什么显著的进展和成果。直到20世纪90年代人脸识别才成立了自己的学科,在加上当时的科技发展水平已经达到了不错的水平,人脸识别这个学科得到了快速的发展。如今,我国的计算机技术也已经居于世界的前列,我国也已经拥有比较完善的一套东方面孔的人脸数据库。 人脸识别在发展过程中大概经历了三个阶段:第一阶段就是对人脸特征进行整理,整理出所需要的数据库,并且应用当时的计算机技术做出一套质量不错的人脸灰度模型,这个阶段的识别工作全部由操作人员来完成;第二阶段比第一阶段要先进,有了基础人机互交,将人脸的特征经过多维度的矢量在模型上表示出来,并也可以设计出一套人脸识别的系统,这个阶段的识别不再是仅仅依靠操作人员,而是操作者和计算机一起完成;第三个阶段是计算机智能识别的最高峰,一切操作和识别都依靠机器全自动化进行,在人脸识别过程中也不再是每台计算机都需要完成一整套的工作,也实现了计算机与计算机之间的互联,多台计算机一起完成人脸识别的过程,都人力也是一种解放。 积极践行人脸检测识别技术 人脸检测识别技术是计算机实现智能化特征后的又一重要发展方向之一,它已经在世界范围内得到了广泛的普及与应用。人们可以通过人脸识别来进行定位,来起到保护人们财产安全的作用,通过人脸识别来抵制社会中的造假率,之前曾经有一些不法分子利用假身份来做损害公共利益和侵犯人们隐私权的事情,有了人脸识别让不法分子没有可乘之机,也应用人脸识别来对财务密码进行联系,起到对人们的财产有绝对的保护作用,对社会的安定何尝不是一项有意义的发明。 人脸识别一直是计算机智能化发展过程中的一个重要领域,因为人脸的识别与检测是一个很难做到完善的项目,由于人类的面部表情丰富,要对人类的面部表情做出判断和分析会存在一定的困难。再加上人脸识别的过程中,每个独立存在的个体都有一张专属于自己的脸。它的轮廓没有明显的特征界限,同时对眼、鼻子、嘴等器官在脸上的分布情况也没有明确的界限,这就使得对人脸识别来进行算法设计有一定的困难,所以只有通过轮廓特征来进行初步的判断,分辩出各种器官,再根据器官来完成人脸的分布情况设计灰度模型的完成工作。 随着红外光的可利用率提高,也应用到了人脸识别的领域,在人脸识别过程中也加入不同光的效果来识别人脸,使得如今的人脸识别的准确度有了明显的提高。但是光的效果是不可控的,在环境不适宜和用户不配合的情况下,利用红外光技术来进行人脸识别又会将准确度拉到很低的成度。因此,在人脸检测与识别方面仍然有一些尚未解决的问题,值得人们关注和探索。 科学的进步、时代的进步,必将给发展赋予新的内容。这个社会已经成为了一个信息化社会,信息化代表了一种信息技术被高度重视,信息资源被高度共享,从而使得人的智力和潜力以及社会物质资源潜力被充分发挥。在这个信息化社会中最重要的就是信息。个人信息已经成为在社会中必备的物质。如此看来信息的保护也成为了发展的头等大事,基于计算机视觉的人脸检测与识别技术也有了发展的独特性,它的独特性由这个时代所决定。 计算机视觉论文:计算机视觉创新研究的探索者 人类正在进入后信息时代,计算机越来越广泛地进入到几乎所有的科技和生活领域。现代计算机具有强大的功能和运行速度,但与人脑相比,其智能化程度仍有待提高。如何让计算机具有类人脑的学习与分析能力,拥有“视觉”“听觉”,并可通过“思考”与人类沟通交流,是当今世界计算机视觉研究领域各国科学家不断追求和探索的目标。 计算机视觉是人工智能领域的优秀之一,其研究的终极目标是让机器具有人一样的视觉功能。西安交通大学电子与信息工程学院杨国安教授在计算机视觉领域沉心研究多年,为计算机视觉的发展提供了丰富的理论基础。 “西安交通大学郑南宁院士是图像处理、计算机视觉和模式识别领域的国际知名专家,是他2001年把我从日本引进回来的。”这是杨国安选择计算机视觉和图像处理领域的契机。在该领域,杨国安主要研究新型的小波变换、多尺度几何分析和压缩感知理论,对这些最前沿的理论进一步地改进,以提高图像分析与理解的能力、计算机视觉模型的精度、大数据的模式分类的效率以及互联网图像检索的正确识别率。 留学回国后,杨国安在郑南宁院士团队参与完成了多项国家项目,包括国家自然科学基金创新研究群体项目“智能化视觉信息处理理论与实现技术”,国家自然科学基金重点项目“高效可伸缩视频编解码基础理论与方法研究”,国家重点基础研究发展计划项目“视觉信息环境感知与识别关键技术”,国家科技支撑计划项目“数字媒体内容互通共用关键技术”,国家高技术研究发展计划项目“基于离散小波变换的JPEG2000图像处理及场景数据实时传输”等。其中,在国家科技支撑计划项目中,杨国安取得国家发明专利“一种分布式多格式数字视频转码结构设计方法”的正式授权。该项专利开发出了一种分布式多格式数字视频转码结构设计新方法:对源视频文件解复用后将视频进行快速无缝分割,通过动态调度程序,将视频片段以及音频文件发送到各个转码计算机上进行快速多格式转码,在输入某一种格式的视频后只需解码一次,便能输出多种格式的码流,并且能对输出码流进行很好的码率控制,最后收集转码后的视频片段进行无缝拼接并与转码后的音频文件复用。该项专利不仅改善了像素域级联转码器的转码效率,也增强了视频转码后的质量,并在我国相关电视厂家得到实际应用,取得了良好的社会和经济效益。 目前,罟安正在主持国家自然科学基金项目“基于生物视觉稀疏编码特性和显著性特征的多尺度几何分析纹理模型研究”。他介绍说,今后的研究重点将是进一步研究基于多尺度几何分析和脉冲耦合神经网络的生物视觉模型,并将其应用到大数据的模式识别以及互联网图像检索上。 学术方面,杨国安有木哿Γ砥砺前行。他长期兼任IEEE Transactionson Signal ProcessingENeural Networks等世界顶级期刊的通信评审专家,并在IEEE,Elsevier和springer等知名期刊和国际会议上发表SCI和EI收录论文30余篇,其中SCI收录8篇,EI收录21篇,取得国家专利2项,出版“十一五”至“十三五”规划教材各1部,为硕士和博士研究生开设课程,培养硕士研究生和博士研究生30余名,2016年2月又培养出交通大学历史上第一位日本博士留学生。 在科研的世界里,只有脚踏实地,持续奋斗与攀登,才可能收获点点星光。在20余年的研究工作中,杨国安亦是如此勉励自己,不断创新,突破传统。相信在未来,他一定能收获一片属于他的星空。
2017年7月8日,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,为我国人工智能未来发展指明了方向,有望在2020年,将人工智能技术和应用处于世界先进地位,为改善民生提供一个新的途径。到2025年,可带动相关产业产值达5万亿元。国家对于人工智能的规划发展,表明了对于人工智能技术的认可和信赖。而电气自动化技术作为一个电气信息领域的新兴学科,其关乎生活中的大事小情,因此如何做好电气自动化控制影响着人们的生活,而引入人工智能则影响着电气自动化技术革新。 1人工智能技术简要概述 人工智能主要通过计算机来模拟人类的活动,设计出机器来代替人们工作,达到一个期望的效果。人工智能不仅是计算机科学的一个分支,还是自然科学和社会科学的交叉综合类学科,包含神经学、数学、行为学、控制学等学科。 2人工智能技术的特点 2.1适应性强 传统的控制方法是线性的、单路的控制,针对系统中的具体对象实施控制,虽然这种控制方法,达到了控制效果,但是针对系统中其他同类或非同类产品控制能力弱。而人工智能技术的引入,对于系统的控制从单路或者线性控制转变为非线性变结构控制,有利于复杂多变环境系统中的使用,可以依据不同的传感器信息,结合信息处理与决策机构,控制系统运行,适用范围更加广泛。 2.2操作简易化 传统的电气控制系统,在进行调试之前,需要了解电气系统设备,参考原理图,接线图以及系统中各个元件的连接关系,需要了解多种资料、综合分析,调试难度较高,花费时间较长。运用人工智能可以实现系统可视化,在控制台上可以直观形象的完成调正,操作简便对于操作人员的要求较低。在参数调节方面,需要不断试错,操作繁琐。通过计算机辅助技术进行模拟,实现参数精确化和简便化,再结合可视化的操作界面,方便快捷。 2.3抗干扰能力好 在电器自动控制系统中,利用人工智能技术对于电器工程系统中的设备实现系统化控制,自身系统稳定性高,受到外界干扰小,实时信息的获取,更加高效的调节,减少了人为因素对于系统的干扰,保证系统能够在稳定的参数下运行较长周期,降低系统运行误差。 3人工智能技术在电气自动化方面的实际应用 3.1精细化管理的实现 随着市场竞争越来越激烈,企业想要生存,需要不断提升竞争力。利用精细化管理,降低企业运营成本,提升企业运行质量是提升企业竞争力的重要手段之一。因此在电气自动化设备中,应不断提升设备的智能化水平,实现可靠性运行和预测性运维。为了实现配电智能化,通过PowerTag无线电能测量模块、多种智能FD控制元件进行系统的多重电能保护与实时能耗监测,以千里眼PC端及移动终端实现远程运维,确保用户可随时随地获取信息,最终达成精细化管理,提升便捷运维体验。 3.2优化电气设备设计 计算机辅助设计技术已经被广泛应用于机械制造、电子仪器行业。在电气自动化设备方面,也从传统设计方式向CAD设计以及CAE、CAM转变。传统的电气自动化设计依靠电气工程师根据相关标准进行设计,设计周期长,图形审查容易出现问题。依靠CAE和CAM软件,对于电路系统进行模拟,实现对于设计的验证与效果分析,让设计更加高效精确。通过遗传算法,利用遗传算法来计算在电气设备设计中较为关键的数据,求解出最优解,从而提升电气设备的设计水平。 3.3智能化电气工程系统诊断 智能化诊断主要是应用在两个方面,一个方面是问题发生前的预警,另一个方面是问题出现后的诊断。电气工程系统中,不管是设备还是电路出现问题,在系统中可能会出现预兆,例如一些数据的跳动,利用智能化监测技术,实时监测非正常数据,预判问题设备或者系统,采取停机或其他控制方式,降低事故发生率,实现提前预警。在故障出现以后,人工智能技术利用神经网络、模糊理论以及专家数据库就可以分析出问题所在,提高故障排除率,保证系统运行,降低企业损失。 3.4实时控制,图表化分析 智能化系统的使用,简化了系统的控制操作,将员工的工作交给了计算机控制实现,操作界面也从各种开关、按钮转变为可视化的电子屏。并且现有的智能控制系统中,实现了所有开关量、模拟量数据实时自动采集与处理,并能按照设计者预先设计好的要求进行定时批量的整理和存贮。 4总结 人工智能化技术的发展,为其他领域带来了新的发展机遇。传统的电气自动化控制系统在现代的市场竞争中,也有着自身的不足。而引入智能化技术可以消除或者缓解传统电气自动化控制技术的不足,实现故障诊断、可视化操作、数据实时分析与管控,协助企业实现精细化管理,降低企业运维成本。 参考文献 [1]魏海春,张堃.在电气自动化控制中人工智能技术的应用[J].自动化与仪器仪表,2013,(05):128-129. 作者:张麒轩 单位:辽宁科技学院
医学图像处理课程教学研究:“专题式”教学在医学图像处理课程中的应用 [摘要]目的: 探讨“专题式”教学在医学图像处理课程中的应用。方法∶ 对本教研室承担的《医学图像处理》课程进行授课方法改革,形成科学的培养方案,并对教师授课情况进行综合评价,对学生学习效果根据“形成式”考核方案,进行科学评价。结果∶ 通过对教师授课及学生考核评价改革后,极大的激发了学生学习的积极性,同时形成了科学的培养计划,学生反映良好,教师的授课满意度达到98%以上,学生学习效果较往届有明显提高,成绩优秀率在89%以上,同时学生真正接触到临床医学图像后处理环节。结论∶ “专题式”教学模式下不仅提高了授课的灵活程度,更有利于培养学生的学习能力,较好地体现了医学图像处理课程的教学目标和教学要求。 关键词 : 医学图像处理; 专题式教学; 评价 “专题式”教学模式目前已经广泛的应用于大学课堂教学中,这种教学模式主要指的是教师选取并紧紧围绕教学目标,以学科体系和课程教学大纲指导内容,把各知识点按教学任务分解为多个教学专题, 以专题的模式取代传统教材授课顺序,并辅以相应的教学方法和手段,通过对各专题的讲解,使学生掌握每个专题内容,从而完成教学任务[1]。本文主要探讨专题式教学模式在我院医学图像处理课程中的应用。 1数字图像处理专题教学模式的目标 “专题式”教学模式以学科体系和课程的教学大纲为指导,不受时间、地点和教材章节的限制。[2-3]医学图像处理专题教学模式,既要体现专题式教学的优点,即教学重点突出、信息量大、针对性强,讲述内容深刻,在授课过程中教师可以根据教学大纲的基本要求, 结合本学科研究的热点和重要成果,科学合理设置课堂授课内容,通过对各个相对独立内容进行深入探讨和学习,增强医学图像处理课的针对性和实效性,同时要求紧密结合计算机软件设计基础,充分调动学生学习的积极性,培养学生利用该技术进行大胆创新应用的能力,同时结合医院大影像科工作实际,了解最新图像后处理工作技术,并对各技术以专题的形式向同学们介绍。 2 “专题式”教学模式的前提要求 在“专题式”教学实施之前,首先要求教师转变教育思想、更新教育观念,并且要求渗透于教学工作的各个方面,贯穿于教学改革的全过程。随着临床医学影像技术的飞速发展,在容积扫描数据基础上,可以实现多种成像方式,所以要求教师能够认识到临床医学图像后处理工作的重要性,改革教育思路及观念,同时还要学习医学知识, 学习由计算机学和医学交叉所形成新学科,同时密切联系医学影像专业的教学目标和要求,掌握医学图像处理技术的新思路、新技术和新方法在临床工作中的应用, 拓宽知识面,了解前沿动态[4]。 3专题式教学模式的实施内容 3.1 教学实施专题化 充分利用我院网络实验室的教学资源,完成教学分组,3-5人一小组。将医学图像处理课程内容分为若干教学研讨单元,在每个教学专题授课前,教师讲解本专题的基础知识和原理并简单介绍各种图像处理算法实现的关键环节,同时要求每个有各自的学习及研讨任务,再次上课时,各组分别将负责的专题范围及应用领域进行汇集和整理,并对其内容进行阐述, 其他组员进行补充说明,外组同学可以提问题[5],由小组负责人进行解答,教师给予完善。 3.2 充分利用网络教学资源,加强网络实训 教师在某些专题提供专题分组讨论后,需要在计算机上强化处理,通过选用 MATLAB软件作为实验教学软件,针对专题特点设置相应的实验,例如,教师事先准备好在临床中采集的X线(包括CR、DR)、CT、MRI等图像,让学生直接对这些图像进行处理和改善,从而达到预期的视觉效果。再有,采集256CT容积重建扫描数据,让各小组在各角度,各断层对影像进行三维及各断层重建实训,培养学生实践动手能力。 3.3 增强“专题式”教学的评价效果 医学图像处理课教学效果要在教师和学生之间双向进行效果评价,要看学生是否能够真正掌握理论学习效果。充分根据医学图像处理的课程特点,采用多向性、多角度评价手段,增加师生之间的双向评价,教师评价学生,学生也评价教师,教研室之间还进行互评,同时邀请院内教学督导团队进行督导打分,最后根据学生评价、教研室教师评价、院内督导评价情况,最终确定教师的教学方法的可行性,并对各专题设置进行讨论,形成围绕教学大纲的专题设置,同时激励教师不断进行教学研究,用更新、更好的方法提高教学效果[6]。 传统的学生考核评价模式,效果单一,不能体现多元化的评价效果,针对专题式教学模式,我们主要运用自主式命题,并根据“形成式”考核方案,科学设置考核方案,其中笔试成绩占50%,实验报告成绩占20%,增设实验操作考核,根据各组间的操作情况进行综合评分,同时注重平时考核,根据学生搜集资料、课堂发言和作业的完成情况综合进行评价给分。 通过对教师授课及学生考核评价改革后,极大的激发了学生学习的积极性,同时形成了科学的培养计划,学生反映良好,教师的授课满意度达到98%以上,学生学习效果较往届有明显提高,成绩优秀率在89%以上,同时学生真正接触到临床医学图像后处理环节,有利于提高学生的专业学习效果。“专题式”教学模式下不仅提高了授课的灵活程度,更有利于培养学生的学习能力,较好地体现了医学图像处理课程的教学目标和教学要求。 医学图像处理课程教学研究:医学图像处理课程的教学经验探讨 摘要:本文分析探讨了医学图像处理课程的特点,结合医药院校学生的实际情况,从课堂教学所用教案及实验教学所选软件和内容两个方面对医学图像处理课程教学方法进行了探讨。 《医学图像处理》是以《数字图像处理》为基础,结合医学院校的特点和教学要求,以医学图像为处理方向,开展的一门课程。作为一门医科院校的工科课程,《医学图像处理》课程的对象是医学院校的工科学生,是生物医学工程、计算机科学等专业的必修课程。该门课程教授的是指将医学图像信号转换成的数字信号用计算机技术对其进行处理的算法和过程,要求学生既掌握基础的医学常识又有教深的计算机编程的经验。由于专业与课程的特殊性,导致该课程在教学过程中存在些许问题和困难:如学生没有较强的基础理论知识,听课过程中遇到困难,容易失去学习兴趣,不能掌握专业知识,或者只懂理论而不知道如何在计算机上编程实现应用。经过多轮的教学和不断的探索,将已有的一些经验做一个小结,以期对提升教学效果有所帮助。 1 多媒体动画教案的优势和应用 《医学数字图像处理》课程需要重点讲解的内容包括:图像运算、图像灰度变换、直方图处理、图像的空域增强及频域增强、图像分割、图像配准、图像复原、图像压缩编码、形态学处理等内容。图像处理课程涉及面广、跨度大、内容多,且具有较强的工程性,在教学上存在一定难度。多媒体动画教案的应用能将学生难以理解的抽象内容及复杂的变化过程,通过动态模拟和局部放大的手段,动态直观地展现在学生面前,将抽象的算法转换为浅显生动的形象[1]。 例如进行图像增强时常采用均值滤波和中值滤波算法,仅用数学公式教导的办法,因其较抽象导致效率低且效果不好,将算法步骤先用动画直观展现出来,再结合数学公式解释阐明,大大降低了学习难度,保证了学生的学习兴趣。又例如频域滤波法中的高通滤波算法可增强图像的高频分量而滤除图像的低频分量从而达到突出图像边缘的目的。这一算法是基于傅里叶变换及信号处理等抽象理论发展出来的,理解起来有一定的难度,在课堂上,首先给学生展示一张脑部CT图片及其对应的频域图,对应高通滤波算法逐渐改变滤波范围使原来的图像相应发生改变,让学生对脑部CT图片在计算机上进行逐步动态锐化,锐化后脑膜轮廓清晰可辨,达到了增强图像边缘的目的。利用多媒体教学,可以直观地看到图像在处理前后的明显变化,便于学生接受,增强了学生对重要概念的理解,提高了教学质量和课教学效率。多媒体的动态教学需要贯穿这个课程始终,例如讲解图像灰度变换时可以开窗算法为例,辅以显影效果不甚理想的医学图片如细胞显微图等讲解利用代数运算对图像进行处理的方法,并将处理后得到的增强图片与原图像加以比对,让学生真切地看到图像处理的作用,了解其价值和意义。此类例子还有很多,通过具体的医学图像实例进行直观生动的课堂演示,可以提高学生的学习兴趣让他们积极参与到教学过程中来,成为教学中的主体。 多媒体动画教案在教学中的作用不言而喻,因此制作合适的教案是能否成功完成教学任务的关键。经过多轮的摸索总结,我们发现教学案例的选择要结合实际,除了让学生掌握理论外,还要让他们知道学到的知识可以用到什么方面、怎么用。 2 实验教学工具与内容的选择 目前,医学图像处理教学选用比较多的软件有PhotoShop、Matlab和VC等。在实际教学中需根据学生的特点选择不同的医学图像处理教学软件,比如我们学院生物工程专业学生编程基础较弱,在学习医学图像处理时选择的是PhotoShop和Matlab,通过PhotoShop软件向学生展示各种医学图像处理算法的实现效果[2],而使用Matlab编程工具实现各种图像处理算法,另外调用Matlab图像处理工具箱中的系统函数可以实现医学图像的增强、分割等基本图像处理功能,可以让学生掌握一些基本的医学图像处理编程方法。而对于计算机专业的学生,由于他们系统地学过计算机课程,因此在医学图像处理实验教学时就采用VC编程实现各种图像算法。首先提供给学生一个用VC编写好的图像处理平台代码,然后交给学生如何在该平台上增删改他们所需要的图像处理算法。尽管直接使用VC++编写医学图像程序通常代码都比较长,学生比较难掌握,但是采用VC编程相对MatLab编程而言更容易实现可视化界面,编写出的程序可以模仿PhotoShop软件的部分功能,极大地提升了学生的学习兴趣。除此之外还可以使学生了解医学图像处理的每一个细节,彻底领悟医学图像处理各种实现算法的精髓,从而加深对抽象的医学图像处理理论的理解。 在实验内容的选择上多选用验证性算法,以期让学生通过实验巩固和加深对医学图像分析的各种常用算法的理解与掌握在我们的教学中;为了提高学生对实验的重视程度和实验积极性,将实验考核成绩引入总成绩,占到总成绩的10%-20%。 3 小结 本文对医学图像处理课程的特点,课堂教学方法及实验教学工具和内容的选择进行了探讨。由于医学图像处理课程难度大,理论性和实践性均很强,教师在教学时需根据医学院校学生理工基础弱,编程能力差的特点选择合适教学方法帮助学生克服困难,提升教学效果。 医学图像处理课程教学研究:医学图像处理课程在线学习系统设计 摘要:《医学图像处理》作为生物医学工程专业的一门专业必修课,教学内容多,课时安排紧凑,不利于同学们对理论知识的消化理解,同时书本资料匮乏,电子资料不易搜索,导致了部分同学学习积极性不高,学习效率低下。在线学习系统作为一种新的教学模式,利用计算机互联网实现网络授课、学习、文档共享及师生在线交流,突破了传统教学的时空限制,具有资源共享、快捷高效等优点。该课题经过系统需求分析的调研,运用Dreamweaver软件开发平台、ASP动态网页制作和ACCESS数据库开发技术,通过编写VBScript脚本语言,设计完成了一个基于B/S网络框架的《医学图像处理》课程在线学习系统。 关键词:在线学习系统;ASP;ACCESS数据库 1系统开发环境及工具 本课题采用Windows XP及以上操作系统、ASP和ACCESS完成本次设计。ASP是美国微软公司出品的WEB编程语言,运行环境是微软出品的WEB服务器IIS。数据库采用ACCESS数据库。 其他软件包括:IE6以上、Dreamweaver7或更高的版本。 2在线学习系统的设计 2.1系统总体结构的设计 系统主要有以下模块构成:用户管理模块、公告栏模块、留言板模块、友情链接模块、下载资料模块、聊天室模块、在线练习模块。现对用户管理模块设计简单介绍。 用户管理模块主要包括用户注册、管理员审核、个人信息修改、删除用户等等操作,管理员、教师、学生都会涉及这一模块的制作。 图1管理员主页 2.2后台数据库的设计 人们把数据库设计分为需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行与维护6个阶段。概念结构设计就是对信息世界进行建模,常用的概念模型是E-R模型,它是P. P. S. Chen于1976年提出来的。 概念结构设计的任务是在需求分析阶段产生的需求说明书的基础上,按照特定的方法把它们抽象为一个不依赖于任何具体机器的数据模型,即概念模型。概念模型使设计者的注意力能够从复杂的实现细节中解脱出来,而只集中在最重要的信息的组织结构和处理模式上。 概念模型(E-R模型)的组成元素有:实体、属性、联系,E-R模型用E-R图来表示。实体是用户工作环境中所涉及的事务,属性是对实体特征的描述。 3在线学习系统的实现 在正确安装IIS之后,即可进行程序语言的编写和程序调试。 3.1连接数据库 不同数据库有不同的连接方法,对应ACCESS数据库,有字符串连接方法和DSN链接方法此处使用第一种由于几乎所有的ASP动态网页都需要连接数据库,所以将以上字符串连接数据库方法粘贴到config文件下db.asp文件中,而在其他需要调用数据库的文件中调用此文件即可,调用方法为: 3.2功能模块的实现 在完成以上操作之后可以开始进入整站制作的过程,动态页面从流程图开始,涉及到的具体语句中只对较为重要的编程语言进行讲解。 3.2.1引用文件编写 由于在编写程序时,ASP本身提供的函数并不足以满足我们的所有应用,所以在设计时将经常用到的一些功能如:连接数据库语句、翻页功能等编写为引用文件,在需要使用这些功能的文件头部引用即可,将这些文件统一存放config文件夹下。 3.2.2模块实现 此处选取注册功能进行讲解。 在本站中,没有注册成功或者审核通过的用户无法浏览网站内容的。 用户注册功能是本站开始设计的第一个步骤,也是一个很基础的功能,以上叙述的设计过程是以后每一个功能模块都严格遵循的设计过程,在每一个模块完成之后,都要开始进行相应的运行与调试。 4系统运行与调试 4.1测试概述 本章根据用户需求,设计测试用例,对软件进行系统测试。并根据测试结果填写测试表格的测试结果栏。测试的重点是确保各项功能的正常运行。测试的目标是确保所开发的功能符合用户的需求。 4.2系统部分测试 在第四章设计系统实现中重点讲了注册功能的实现,此处也以注册页面的测试为例讲解测试步骤。 在Dreamweaver中打开register.asp页面,点击在浏览器中预览/调试按钮。根据流程图3,首先验证用户名或者密码为空情况:可以看到最后一名用户就是刚刚注册的用户,其姓名、性别、联系方式等内容都与注册内容一致。u_check默认为空,在管理员审核通过之后用户即可登录本站。 5结论 本课题实现了一个基于ASP和ACCESS的医学图像处理在线学习系统,可供学生、教师、系统管理员三方用户安全使用,界面友好、功能完善、通用性强。其主要模块包括:公告管理、留言板管理、友情链接管理、学习资源管理、聊天室管理以及在线练习管理等。 该系统简介易用,投入使用之后可以利用计算机互联网实现网络授课、学习、文档共享及师生在线交流,突破了传统教学的时空限制,具有资源共享、快捷高效等优点,可以有效地促进该课程的理论和实验教学,帮助改善同学们的学习状况,常适用于高等院校的远程教学,具有非常广阔的应用前景,由于预算有限和时间仓促,本系统尚存在如下一些缺陷: 未能购买域名、将系统放在网上进行远程调试; 整站结构的设计还不够十分合理,网站结构使用了两种方式,既存在以身份为划分建立的admin、stu、teacher文件夹,也存在以功能为划分的message文件夹,可能造成网站投入使用之后的功能移植会比较繁琐; 系统缺乏统一的排版格式,而且为了节约空间,提高页面载入速率,网站所用图片很少,也没有复杂的布局结构,导致整站虽然简洁,但是缺乏美感,可能不足以在视觉上吸引同学; 多数页面只是实现了基本的功能,如添加习题、公告等,但是目前还缺乏实质性可以立即投入使用的内容; 友情链接功能与学习资料上传功能还面临路径和文件名不能包含中文字符的问题。 除此之外,随着浏览器版本的提升,众多浏览器厂商对安全性的控制更加严格,系统中很多html静态网页的特效不能显示,比如对于按钮或者图片,可以制作为鼠标放上去之后显示一些说明文字,但是在实际应用中chrome内核的浏览器选择直接直接忽视其内容,IE内核的浏览器会提示限制此文件显示可能访问计算机的活动内容,这样的页面会带给用户安全性能上的顾虑,但是,缺乏这些特效的网站在外观的吸引力方面又有所降低。 在线学习系统是一个正在兴起的应用领域,主要利用页面制作、数据库等技术实现网上教学的实时性、交互性、动态性。本系统突破一般多媒体辅助教学工具的思想,目的是尽可能将现实的活生生的教学环境和方法应用于网络教学中,提高学生网上学习的兴趣,从而真正提高网上教学质量。作为传统教学的延伸,信息化教学的作用正逐步被人们所重视,随着网络技术和多媒体技术的进步,信息化教学系统还会有更多的发展空间。 医学图像处理课程教学研究:双语教学在医学图像处理课程中的应用 摘 要 双语教学是一种新的培养人才的教育模式,通过在医学图像处理课程教学中应用双语教学,在各个教学环节进行研究与探索,发现在教师与学生英语水平、课堂教学方法、教材的选用及考核机制等方面存在一定问题,并提出相应的改进措施。 关键词 医学图像处理;双语教学;教材 双语教学是指除汉语外,用一门外语作为课堂主要用语进行学科的教学。作为一门国际化的语言,英语的重要性越来越被人了解。在高校中开展专业课的双语教学可以增强学生了解世界科技最新成果的能力,加快高等院校高层次教育与国际接轨的步伐。同时双语教学课堂可以为教师提供一个提高自身英语综合运用能力的训练机会,提高教师进行科学研究和国际学术交流的能力[1]。 医学图像处理是高校生物医学工程专业普遍开设的专业课程之一。近年来,河南科技大学医学技术与工程学院在开展多媒体教学的基础上,大胆尝试双语教学在本课程中的应用,根据教师的实际教学经验,结合大多数学生的反馈,总结在双语教学过程中发现的问题,并提出几项改进措施。 1 双语教学中存在的问题 1.1 从教师角度 学院生物医学工程专业的医学图像处理课程使用教材的是罗述谦等著的《医学图像处理与分析》,在应用双语教学之后,教材更换为Rafael C.Gonzalez教授所著的Digital Image Processing,该教材内容阐述清晰易懂,几乎覆盖了学生所必须掌握的全部基础知识。本书已被全世界500多所大学和研究所使用,是国际知名高校的经典教材。 对于担任本门课程的教师来说,需要反复理解中文和英文原版教材,在吃透教材内容的基础上,结合图像处理的最新技术制作多媒体课件,将原来准备好的中文课件转换为英文课件,并把原来已经讲熟练的课堂内容用英语讲授给学生。其中存在的问题有:1)教师之间对双语教学的认识有偏差,一部分教师认为双语教学应该完全用英语授课,而其他大多数教师认为既然是双语,那么可以用两种语言交叉授课,以学生理解为最终目的;2)教师的英语口语水平不够高,毕竟不是英语专业出身,平时用到口语的机会也不是很多,所以教师都对自己的口语不是百分百自信。 1.2 从学生角度 双语教学对学生的基础英语应用能力,尤其是听说能力要求较高。学生在课堂上本来就需要经过思考才能完全理解教师讲的内容,现在还要在听懂英语的基础上进行思考和继续听课,这对学生尤其是英语基础不是太好的学生来说是比较困难的。虽然大部分学生已经通过大学英语四级考试,甚至有部分学生已经通过大学英语六级考试,但他们的英语实际听说能力相对于应试能力却较为薄弱,仍然有可能听不懂教师的讲解,因此听说能力成为他们用英语进行学习和交流的主要问题。 医学图像处理课程中涉及许多医学图像,因此有关医学的英文词汇也出现不少。医学词汇较为难记,长单词较多,这也给学生的课堂听讲带来一定的困扰,影响了课堂内容的吸收,效果较差。 1.3 从考核角度 既然是双语授课,那么在考核时同样需要考虑到两种语言的问题。如果用全英文出试卷,恐怕会出现学生连题都看不懂的情况;如果用中文试卷,又无法体现双语教学的优势,难以考核教学的效果。 2 相应的改进措施 针对在双语教学中遇到的问题,思考后认为:在医学图像处理课程的双语教学中,应明确课程双语教学的目的仍是传授专业知识,这一点在教学过程中必须始终坚持,英语只是一种工具,否则专业课的双语教学就变成专业英语课。为实现这样的目标,结合师生的实际情况,提出相应的改进措施。 2.1 加强教师培训,提高讲课水平 双语教学成功与否取决于从事双语教学教师的水平,因此,加强授课教师的英语能力是十分必要的。学院与外语学院联系,请专业的英语口语教师为承担双语教学任务的教师开展英语培训,培训的内容包括教学过程中经常使用的教学专用术语以及学科中常用的英语阐述和评论能力。除此之外,学院还派青年教师到国内著名高校或国外学习进修,参加学术研讨会议和培训班等,提高教师的专业水平和英语能力。 除加强教师水平之外,还要更好地发挥多媒体教学手段在教学中的作用。对于较难理解的专业术语、句子等,在课件中用中英文对照帮助理解,这样可以保证即使英语水平较低的学生也能够领会教学中的基本内容。由于本课程是医学图像处理,因此在课件中可以多引入一些新型图像处理技术在医学图片中的应用。这些知识与本专业的其他专业课也有相关联之处,学生对这方面的内容较为感兴趣,课堂气氛活跃,教学效果良好。 2.2 发挥学生主体作用,增强学习兴趣 上课时教师应鼓励学生用英文发言、提问,加强师生之间及学生之间的英文沟通和交流能力,激发学生的学习热情和主动性,引导学生自主思维。授课结束,可由学生用英文做重点总结,然后教师补充。精选教学内容,对于一些常用的专业术语和句子,课堂上需要经常复习。引导学生逐步学会用英语结合专业知识进行思考分析,提高学生分析解决问题的能力,加深对授课内容的理解。双语教学难度大,只有充分调动学生的学习积极性,发挥他们的主体意识,才能取得良好效果[2]。 2.3 改进考核方法,提高教学质量 双语教学仍然是以学生为主体的,因此采取一个合理有效的考核方法能够激发学生的学习兴趣,取得良好的学习成绩。可以考虑作业、课后练习、实验报告采用全英文模式,在这种情况下,学生有时间在组织好英语答案的情况下进行回答。课堂上的讨论及问题回答以英文为主,必要时辅以中文解释,这样也可以锻炼学生的口语能力,并提高他们参与讨论的热情。最后的期末考试可以采取中英文结合的方式,对于一些相对简单的题目如填空题等可以用英文出题,要求英文回答;而一些较为复杂的问答或计算题,可允许学生用中英文作答。这些考核内容在最终成绩中所占的权重不同,如可定为平时成绩占总评成绩的30%,考试成绩占总评成绩的70%。这样的考核方式也可促进学生在平时的学习兴趣,加强日常的学习积累。 3总结 通过这些改进措施,能够提高学生对双语教学的学习兴趣,调动学习的积极性,使学生通过学习不仅能够学到专业知识,也提高了英语听说读写能力。双语教学作为一种较新的教学手段,仍然在实践中摸索,在教学过程中不断完善,只有不断地发现问题、解决问题、积累经验,才能更好地发挥双语教学的效果。 医学图像处理课程教学研究:医学图像处理与分析课程教学改革的探索 摘 要 医学图像处理与分析是生物医学工程专业的专业基础课之一。在简要介绍CDIO教学模式基础上,提出几点该课程教学改革的措施,包括融合多媒体教学和传统教学手段;引导学生整体把握知识点;调动学生的学习积极性;培养学生的实践动手能力;形成理工医结合的思维方式。教学实践证明,所提教改经验能全面培养学生的学习技能,激发学生的学习兴趣,很好地增强教学效果。 医学图像处理与分析是研究图像处理的基本理论及其在生物医学工程中的应用的一门学科,是生物医学工程专业的专业必修课。该课程的任务是:系统介绍图像处理与分析的基本理论和基本方法,侧重使学生掌握其在生物科学领域的实际应用,目的是使学生系统掌握数字图像处理的基础概念、基本原理和实现方法,学习图像分析的基本理论、典型方法和实用技术,为在生物医学工程领域从事研究与开发打下扎实基础。 医学图像处理与分析课程理论抽象,涉及医学、计算机、数学、物理、信号处理等多个领域的知识,学科之间高度交叉、渗透,学生很难理解其中的相关知识和技术,因此课程起点高,教学难度大[1-2]。笔者在教学方法上也与时俱进,摒弃传统教学方法的弊端,引入新的教学模式和教学方法,实现培养高质量人才的目标。 本文提出笔者基于CDIO教学模式的医学图像处理与分析课程教学改革方面的一些经验。总体说来,该课程教学改革的主要思路是:以全新的教学理念为指导,以先进的教学手段和方法为桥梁,以学科交叉的眼光有机结合课程教学与课外教学、理论教学与实践教学、系统讲授与学生自学等多种方式,实现教学内容的完整性、前沿性、理论性与实践性,使学生掌握本门课程的理论框架与思维方法,掌握生物图像处理与分析的相关技能,能够采取合适的处理方法实现特定的医学图像处理目的。 1 CDIO教学模式 CDIO教学模式是近年来国外工程教育改革的最新成果,其中C代表构思(Conceive),D代表设计(Design),I代表实现(Implement),O代表运作(Operate)。CDIO模式是以产品研发到产品运行的生命周期为载体,强调让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式来学习工程,并以综合培养的方式使学生在多方面达到工程师的预定目标。实践证明,CDIO教学模式比传统教学模式适应面更宽,更有助于提高教学质量,尤为重要的是CDIO模式中的新评测标准,为工程教育的系统化发展奠定了基础[3]。 2 医学图像处理与分析教改措施 2.1 融合多媒体教学和传统教学手段 目前高校授课中普遍存在两种极端: 一种是只板书授课,形式单调,内容枯燥,课堂时间无法有效利用,知识容量小; 另一种则完全采用多媒体授课,课堂教学变成单纯地播放幻灯片,缺乏学生参与互动的空间和可能。 笔者强调打造“多媒体+板书”的高质量精品课堂: 一方面,优秀的教学课件能提升和精炼教材内容,通过利用图像、声音和动画等多媒体技术将教材中相关概念、算法、原理及应用转化成形象逼真的影像展示给学生,介绍和比较不同的图像处理方法应用于医学图像的不同效果,为学生提供生动的感性认识; 另一方面,将板书穿插于多媒体教学中,对图像处理算法的关键步骤进行推导和演算,同时展示教学进度、层次和重点,有利于学生对重要知识点的系统把握,有效避免知识讲授过程中的“碎片化”现象。 2.2 引导学生整体把握知识点 在教学过程中,引导学生从整体上把握学习的总体要求,理清教学知识点、学习难点以及学习技巧,对于落实课程的知识点非常关键。每一章教学伊始,首先提出本章主线,即要解决什么问题,以什么样的方法和步骤来解决问题,所介绍方法对于解决问题的优点何在。当教学内容章节较多,分成多次讲授时,这个主线将会反复强调,从而不断加强学生对有关内容学习目的性的认识,开展针对性的学习。 2.3 调动学生的学习积极性 德国教育学家第斯多惠认为:“教育的艺术不在于教授的本领,而在于激励、唤醒和鼓舞。”[4]心理学研究也表明,学习动机与学习效果之间的关系十分密切,不同性质的学习动机对于学习效果有不同的影响。学生的学习动机直接制约他们的学习积极性,影响学习效果。笔者在课堂教学中经常采用问题学习法(problem based learning,PBL),以提高学生的学习积极性,促进学生参与教学。学生通过图书馆以及网络等资源,查阅资料,系统分析,形成读书报告,再到课堂上讨论和交流,教师则主要起到布置任务和经典总结的作用[2,5]。这种启发式、互动式、讨论式、研究性等教学方法,能够充分调动学生的积极性和学习兴趣,培养学生的创新思维和研究能力。另外,还可以通过课程网站、在线聊天等现代交流手段,将课堂教学和课后辅导有机结合,建立多渠道的教学互动模式,使学生得到及时的指导,增强学生学习兴趣。 2.4 培养学生的实践动手能力 本课程是一门以实践为基础的课程,必须十分注重学生实践能力的培养和开发,使学生熟悉医学图像处理课程基本理论的同时,掌握如何通过计算机实现这些算法,能够将所学知识和设计的算法应用于医学图像处理和分析,能够根据具体临床需要对算法进行设计、改进和优化,使处理后的图像符合临床要求。为此,本课程设置了相关的课程设计环节,两周时间内要求学生完成5~6个实验,检验算法效果,最终形成实验报告。 2.5 形成理工医结合的思维方式 现代生物科学已经呈现高度综合和高度分化的发展趋势,作为生物医学工程领域的本科生,需要具备丰富扎实的理工科知识和一定基础的医学专业知识,才能在今后的工作中有所发展和创新。南通大学的生物医学工程本科专业设置于电子信息学院,隶属工科范畴,而学生的医学知识背景相对较弱。因此,本课程讲授时要注重与医学成像技术、医学电子学等课程的衔接和交叉,不仅在讲授某一种图像处理方法时突出重点、分化难点,更要将医学实例的处理融合于各章节,体现出理、工、医三者结合,对从方法论和认识论的较高层次上形成新的研究思维起到指导作用[2]。 3 结论 本文结合笔者多年来的教学经验,在简要介绍CDIO教学模式的基础上,针对医学图像处理与分析理论教学方面提出一些改革措施。实践表明,医学图像处理与分析课程教学应紧密结合医学实践,注重图像处理方法与具体医学应用的有机结合和交叉,激发学生的学习热情和创新思维能力。笔者今后还将围绕实践教学环节的改革开展一些有益的探索。 医学图像处理课程教学研究:医学图像处理课程教学模式探索 摘要:在分析了医学图像处理课程特点的基础上,结合医学院校学生的实际情况,对课程教学模式开展了探索与实践。通过串烧式的课堂讲解和讨论、课程实验、教学环节的实施,设计开发基于matlab的医学图像处理教学平台系统,把教学与学生兴趣、能力很好地结合起来,新颖的考核方式得到学生肯定。 关键词:医学图像处理;理论教学;串烧;教学平台 我校在开设《数字图像处理》课程的基础上,结合医学院校图像处理的对象——医学图像(片)的特点开设了《医学图像处理》,是计算机各专业及影像学专业重要的专业基础课程。如何在学习图像处理技术的同时体现各专业特色,提高学生的图像处理技术的应用能力,是医学图像处理课程建设、课程改革的重要内容。现就接合经过两轮的课程教学活动,并融合学生的反馈信息,对该课程进行了教学模式的探索,希望有助于教学效果和教学水平的提高。 1 理论教学 1.1 专业素养的培育[1] 建立在数学及信号处理技术基础上的医学图像处理,以计算机算法为工具,并充分考虑解剖学的知识、临床医学的知识,对医学图像的采集、传输中产生的如噪声、失真、退化等现象分析处理,以提高医学图像的质量,并为后续的图像感兴趣区域的选取,病灶区域的分割等临床应用提供依据。但《医学图像处理》课程涉及的内容多、广,其中的算法更是以数学公式的推导为基础。而医学院校的学生普遍缺乏理工科知识,造成学生对理解抽象概念的困难,很易造成畏难情绪。与此同时,学生对通过本课程的学习对知识结构的构建及就业的帮助心存疑虑。缘于此,授课之初,需要进行专业素养教育。 1.1.1 按专业,分内容克服学生的畏难心理 因计算机专业与影像学专业的培养方向,教学内容和侧重点不同,计算机专业专注于各种图像处理算法和编程实现。而影像专业应从繁琐的数学公式的推导中解脱出来,而更注重实际应用,并进一步了深化对图像处理的理解、分析。 1.1.2 课程设置对就业的影响[2] 图像处理是计算机视觉、模式识别,图像理解、分析的基础。熟练掌握各种算法可以为将来从事如指纹、条码、人脸、虹膜识别、车辆和其他与医学图像相关工作提升竞争力。因具有医学知识背景,也可去医疗器械公司或医疗软件开发公司,当然因具备医学知识背景的同时,掌握图像处理的各种算法及实现为应聘到医院的医疗技术部门提供了保障,我校已有此专业学生成功应聘三甲医院的事例。通过这些学生身边鲜活的事例提高学生的自信心,拓宽学生的思路和视野,引导学生找到自己的发展方向和目标,因此可以更有效地利用时间。 1.2 打破了传统的章节式教学方法,探索“串烧”式教学 传统的灌输式教学中,重点内容并突出,讲解中存在片面性,局限性,没有深挖跨学科知识的内在关系。医学图像处理是一个注重实际应用的课程,应根据设置的专业特点设置知识点,并融合基于案例的教学内容,根据其内部逻辑关系“串烧”涉及的相关的知识。 1.2.1 内容选择上的“串烧” 医学图像处理教学的要求是了解医学图像的特点和图像处理的基本概念,掌握医学图像(片)处理的基本原理、技巧,能够利用计算机来完成对各种医学图像的处理,现以我校两专业的两本不同教材为基础,在充分涉列大量的医学图像处理技术、文献的基础上,根据各类知识点间的相关性以及课时要求将课程分为:医学图像的描述表达、图像的运算、图像的增强、图像的变换、形态学处理、图像分割及特征提取等专题。 “串烧”的医学图像处理的内容是完成后,接下来考虑如何在传授知识的过程“串烧”,如在讲授医学影像的运算操作时,如基本的“加”,“减”,“乘”,“除”时,把医学图像中的减景技术及数字减影在血管造影中的应用“串”到讲授内容中;在图像的采集表示时,可以“串”进各种成像设备及其成像原理,可以把数学运算中的差分运算内容串入医学图像的边缘检测算法中。 1.2.2 教学形式上的“串烧” 教学形式上采用了传统教学方式与“串烧”式教学相结合的形式,讲授基本知识时,以传统按授课方式为主,让学生了解对医学图像处理的整个过程。授课内容中选取了学生感兴趣的内容,让学生们图书馆自己查资料,寻根问源,调动学生学习的积极性,下次课时选一二名学生在课堂上对内容进行阐述,教师对学生阐述的内容进行补充[3]。选择了图像表示和图像分割两个知识点让学生在教学过程中的“客串”讲授,通过本环节的实施,充分调动了学生的积极性,激发了学习热情,迸发出许多有趣的想法,可以方便地了解学生对知识的掌握程度与存在的问题,与此同时,结合本课程的特点及影像学专业学生人数较少(08级71人,09级90人)的特点,把课堂教学过程移至计算机机房,可以边讲授边演示准备好的在临床中采集到的X 光、MRI等医学图片, 让学生直接观察对这些图片进行处理和改善的效果,课堂气氛非常活跃,授课效果较好。 1.2.3 充分利用多媒体教学技术,搭建医学图像处理平台[4]。 通过“串烧”方式的实施,使学生通过在课堂上的医学图像处理的演示,了解、掌握了各种医学图像处理方法和其在医学临床中的应用,但众多算法都需要计算机仿编程仿真实现,为缓解由此给学生带来的压力,提高学习效率,搭建了以淋球菌感染图为例的济宁医学院医学图像处理演示平台,学生通过平台的实用,加深了对所学的医学图像处理知识的理解,提高了学生的实际应用能力。 1.2.4 教师的医学知识积累 我校的信息工程学院的教师承担着医学图像处理课程的授课任务,授课教师虽有较高的计算机编程能力,但缺乏医学知识,使在为强调应用的影像专业学生上课时,在如何淡化数学推理,着重临床医学图像处理应用中遇到了很大的压力。特别是在第一轮次的讲授医学图像分割时,面对一个陌生的医学图像,不知道如何选择图像的特征点,纵有丰富的编程思想却无从下手。缘于此,医学图像处的授课教师需自觉地将医学和工程学结合,通过广泛的与医护人员的交流,并积极参加医学相关的知识讲座丰富自己医学方面的知识,我校信息工程学院组织的院内专家、学者的信息大讲堂是一有益的尝试。 2 实践教学[5] 实验教学是教学课程的重要组成部分,通过本环节的实施,不仅加深了对理论的理解,同时也培养了学生的独立思考、创新能力,虽然很多关于图像处理实验指导书,但他们中的大多数并不适用于医学院校的学生,接合医学院校学生的实际对相关的实验内容的选取及验收进行了相应的改革。 2.1 实验方案的实施 2.1.1 实验的准备 根据医学图像处理的要求,选用了工具箱使用方便,计算能力强的MATLAB软件作为实验教学软件,并准备好医学图像(片)的采集。 2.1.2 实验内容的选择 实验内容的选择上,考虑到不同的专业的特点和医学图像处理的内容,选择了医学影像的表达,图像运算,图像增强,图像变换,形态学处理,图像分割,特征提取等内容。根据难易程度分为基本实验、开放型实验和演示实验。让学生不仅学习图像处理的基本知识,并能独立进行实验设计,使学生快乐的获取知识,在实践中提升应用能力。 2.1.3 医工结合,分工协作 依托我校的教学医院中的众多的医疗影像设备,鼓励计算机和影像专业的学生假期期间多去医院参观实习,了解各种医疗设备仪器的功能,工作原理。为开放型实验的实施做好充分准备。 医学院校医学生最大优势是具有一定的医学基础,因此在为学生开设开放型实验时,充分考虑使医工学生相结合,每个开放型实验安排2名影像专业的学生,负责对相关医学图片的认识、理解和提炼。4名计算机专业的学生进行相应的编程实现。 2.1.4 实验的扩展-科学素养的提高 经过《医学图像处理》理论的讲授和实验教学活动的实施,学生具备了运用图像处理的基本理论知识处理具体医学图像的能力,为学生提供机会参与任课教师的研究活动,提高实践能力和创新能力。为学有余力且有兴趣的学生开设了基于任课教师的科研项目的课程设计,主要涉及到了涉及医学图像处理课程建设、动态医学图像处理算法展示又包括下一步医学图像处理的实验平台的搭建。通过学生的积极参与,一方面,加深了对所学专业知识的理解,同时培养学生主动学习的良好习惯,另一方面通过在理论教学、实践教学的“串烧”方式的实施,学生的团队意识得到明显提升。 3 验收考查环节 根据专业设置的特点和课时的安排,为准确反映出学生学习差异性,对传统的考核方式进行适当的调整,加强实施“一加一减一强化”[6]的系统的评估方法。“一减”:根据学科特点和各业课程设置对学生的要求,在不同专业不同试卷的前提下,改传统闭卷考试为开卷考试,在心理上减轻学生对数学公式推导和恐惧,也减少了记忆量,使学生可以更专注于医学图像处理应用、理解,“一加”,以加强学生的积极思维,勇于表达自己的想法的意识。“一强化”,主要指强化了实践环节验收的多样性,根据医工各专业特点,验收的侧重点体现出差异性。具体做法是,对医科生实验结果的验收,强调理解、临床应用、效果分析,而对工科生的实验结果的验收,主要侧重算法的编程实现。如对上图的淋球菌感染图进行分割实验时,以医科生的图像的特征选取的有效性、可行性,实验报告的撰写为主要对像,而工科生则侧重编程实现的效率,当然在后继的课程建设及课题中,工科学生做的课程网页,各种算法的flash动态展示也可成为验收结果,实践结果验证了学生对此考查验收方式给予的肯定。 4 结语 结合我校计算机、影像各专业对图像处理的要求和数字图像处理本身的特点,充分考虑医工学生的差异,对课程教学环节的实施过程进行了探讨,把教学、科研及学生能力结合起来,经过三个年级的教学节实施,学生的综合能力得以提高。与此同时,如何依托医科院校的医学优势,实现医工间“无缝连接”,培养具有医学特色的创新人才,必将需长期的探索研究。 [作者简介] 刘二林(1975.9-),男,济宁医学院,讲师,控制理论与控制工程专业,主要研究方向:图像处理、机器视觉、信息处理。
电力自动化通信技术研究:试析电力自动化通信技术中的信息安全问题 【摘 要】随着我国电力建设的不断改革与深化,电力行业引进了诸多先进的技术及设备,在一定程度上促进了电力企业的发展,但同时也伴随着挑战。就我国电力自动化通信技术而言,其内部就存在诸多的安全隐患,本文主要针对电力自动化通信技术中的信息安全问题进行了深刻探讨,重点分析了电力自动化通信系统中的安全漏洞,并提出了切实可行的对策。 【关键词】电力自动化通信技术 信息安全 安全隐患 对策 目前,我国电力自动化通信系统中的信息存在一定的安全漏洞,严重威胁了通信系统信息的安全性,面对这一现状,找出其问题所在,及时采取行之有效的措施加以解决势在必行,它是保证电力自动化通信系统中信息安全的重要手段。 一、电力通信系统安全防护体系 电力通信系统安全防护体系是在电力通信中常出现一些故障等安全隐患的情况下应运而生的,对于电力通信系统而言,其主要作用是预防和处理电力通信系统中存在的安全漏洞。该防护体系改善了电力通信系统管理中的不合理因素,利用其内部的防护技术对电力通信系统中的信心安全进行科学有效的管理。然而其具体所要保护的对象与传统的信心安全工程防护体系存在本质上的区别,电力通信系统安全防护体系,更侧重于管理其内部的相关技术及机制,而传统的信息安全防护体系则主要是对管理设备进行安全防护,从管理侧重点来看,现代信息安全防护体系管理中的特点,现代化的电力通信系统安全防护体系融入了一系列的管理策略及管理理念,降低了其对通信设备的依赖性,使电力通信系统更加科学合理的运行。 二、电力自动化通信系统中存在的安全隐患 电力自动化通信技术在电力企业已经广泛推广开来,它给电力企业带来了一定的发展机遇,但同时也面临着诸多挑战,电力自动化通信技术中的信息安全存在一定的安全漏洞影响了电力通信系统的正常运行,以下是笔者总结的关于电力自动化通信系统中存在的主要安全隐患。 (一)电力通信系统中心站的安全隐患。中心站是电力通信系统运行的重要组成部分,它是一个集合电力通信系统内部各子站数据的节点,同时也是通信应用系统与外部进行数据收发连接等操作的一个接口,它存在很大的安全隐患,因为一旦有入侵者攻击该节点或者是接口,那么整个通信系统的操作数据就会呈现在入侵者面前,从而无法保证通信系统内部的信息安全。 (二)电力通信系统无线终端的安全隐患。无线终端是电力通信系统中最基本的构造,它是利用通信系统的子站与中心站之间的相互配合进行通信的,电力通信系统内部有若干条无线终端,然而数据越多,越容易影响电力通信系统的运行,其在运行中也有一些潜在的安全隐患。就电力通信系统中的应用系统来讲,保护系统中的信息安全与该系统的业务其地位是相同的,要提高保护系统中信息的安全性,就要确保电力通信系统的安全访问,要让信息具备一定的识别性,对于应该看到信息的人可以让其随意查看信息,而对于有非法意图者则应该及时拦截,阻止其查看信息,以此来提高电力通信系统的安全性。 三、电力通信系统中保护信息安全的常用方法 电力通信自动化系统运行常出现一些安全漏洞,对于该问题电力企业常用的解决方法就是运用算法加密技术,对通信过程中的发送方要发出的信号进行加密,将其内部数据全部转化成不可识别的密文,当接收方收到文件后运用与之相对应的解密算法将其转化为可识别的明文,如今在电力通信系统中运用的算法加密技术包含两种加密方式,以下是对这两种加密方式的介绍: (一)数据加密标准算法。数据加密标准算法简称DES算法,该算法其明文分组长是64bit,密匙长是56bit,该加密方式对明文的处理首先需要一个初始置换IP,利用IP将64bit数据进行重新分组,然后将具有相同功能的数据进行16轮转换,当然每轮在置换或者代换过程中都需要进行精确的计算,当16轮转换后将其输出的数据进行左右分割,并交换次序。其次,当通信系统中的数据调换顺序后在利用一个逆初始置换IP-1,这样就得到了64bit密文,对电力通信系统中的信息就可以进行加密操作了。 (二)公开密匙算法。公开密匙加算法属于一种非对称性密匙算法,其中包含了两种密匙,一种是公共密匙,另一种则是专用密匙,两者之间有着密不可分的关系,它们之间相互配合才能保证电力通信系统中信息的安全性。电力通信用户要保障信息及专用密匙的安全,就要将公共密匙出去,并且公共密匙只能用专用密匙来解密,具有唯一性。公开密匙算法与数据加密标准算法的最大不同点就是公开密匙算法不需要连接密匙服务器,操作较为简单,简化了密匙管理。 四、加强电力自动化通信技术中信息安全的对策 (一)采用先进的防火墙技术 防火墙技术主要是针对中心站所存在的安全隐患设立的,它能够作为不同网络及网络安全域之间的信息出入口,从而全面控制信息的流入与输出,其本身具有较强的功能性及抗攻击性,它主要为电力通信系统中的信息提供安全保障。防火墙中一般包含三种设备,分别是分离器、限制器及分析器,在电力自动化系统中运用防火墙技术能够有效监控电力通信系统的整体运行状况,从而确保电力通信系统的安全运行。在通信系统中设置防火墙,可以实现四个目的,第一,阻止无关人员进行通信系统内部网络,它能够自动阻止非法用户,剔除运行中的不安全服务;第二,它能够防御入侵者侵犯通信系统中的防御设备,具有一定的防御功能;第三,对于一些特殊站点,它能够自动化的限定通信用户的访问,避免非法入侵的现象;第四,其具有一定的监控功能,能够全面监控通信系统运行状况。 (二)对无线通信终端进行多层次加密 通信网络系统加密一般分为链路加密、端端加密及混合加密三种方式,链路加密是指通过对网络中两相邻点之间的数据进行加密,任意节点与其相邻节点需要具备相同的密码机及密码,端端加密则是通过通信用户双方认同后进行数据加密,混合加密则是将以上两种加密方式结合在一起,实现多层次加密,从而加大对电力通信系统中信息的保护力度。 五、总结 电力通信自动化系统中的信息安全是电力企业尤为关注的问题,它直接关系着整个电力通信自动化系统运行的安全性与稳定性。中心站是通信系统的重要环节,对其内部的信息安全要重点把握,要保证通信系统中的信息安全需要选择适合的加密方式,将其应用到系统中从而提高电力通信自动化系统中的信息安全性。 电力自动化通信技术研究:电力自动化通信技术中信息安全的探析 摘要:本文首先介绍了电力自动化通信技术中信息安全的概述,阐述了电力自动化通信技术中信息安全存在的问题,并提出了常用方法和对策。 关键词:电力建设;电力自动化;通信技术;信息安全 引言 电力产业是我国国民经济中的重要组成部分,对我国社会经济发展起到至关重要的作用。因此,确保电力产业系统运行的安全性是非常重要的。电力系统的安全运行,对社会经济的发展和稳定产生巨大的影响。我国电力自动化通信技术的发展和自动化通信水平的不断提高,要求电力企业必须采取一定措施,严格加强防护电力自动化通信的安全运行,确保电力系统能够正常运行[1]-[3]。 1 电力自动化通信技术中信息安全的概述 1.1 电力通信安全的防护体系 电网安全的防护工程是一项系统工程,即是将合理的工程实施过程、管理技术及目前能够得到最好的防护技术手段相结合的过程。在理论上,电网的安全防护工程可套用电力信息安全的工程学模型方法,信息技术的安全工程能力的成熟度模型,即是SSE-CMM(如图1所示)能够指导电网安全工程项目的实施过程,可以从单一安全设备的设置转向系统地考虑安全工程的管理、设计、组织、实施及验证等解决措施。将上述信息的安全模型所涉及到各方面因素总结、归纳起来,其主要因素有:策略、技术及管理,这三个因素构成了一种较简单信息技术的安全模型。 从工程实施角度看,信息安全工程是一种无限循环的动态过程,它的设计思想主要是将安全信息管理视为一个动态过程,安全措施要求适应通信网络的动态性。安全模型的动态适应性是由下列流程不断循环组成的:安全的需求分析、监测的实时性、报警响应、信息技术措施及审计评估。 1.2 电力通信数据对安全系统的需求 电力通信数据对安全系统的需求主要有两个方面:一是实时数据,在通信网络传输实时数据时,对通信时间有着严格要求,要求数据传输的时效性和稳定性,避免出现较大的传输延迟。电力自动化系统中实时数据的内容主要是遥测、遥控、遥信、遥调、事件记录、停电和负荷管理等数据,要求这些数据具有较高的实时性、保密性、完整性,因此对电力系统实时数据加密要求必须保持谨慎。二是非实时数据,此数据传输量较大,对实时性要求不高,但是严格要求传输数据的保密性及完整性,并且在一定情况下是允许出现传输延迟,非实时数据主要是有电力用户记录信息和电力系统的设备维护日志等。 2 电力自动化通信技术中信息安全存在的问题 电力自动化通信技术在电力行业中已被广泛的推广应用,而电力自动化通信信息安全是保证电力系统能够安全运行和社会的安全供电,涉及到信息网络系统、配电网自动化及电网调度自动化等相关领域复杂的一项系统工程。许多电力生产的重要环节是依靠电力信息网建设能否正常运行,像电网调度自动化系统是影响无人值班的变电所运行,而用电营销信息系统是可影响电费回收情况等。虽然国内电力自动化通信系统技术有了很大的进展,但是现阶段的电力自动化通信技术在通信信息安全分析(如表1)方面仍存在一些急需解决的问题。 2.1 网络信息的安全问题 随着英特网快速发展,网络病毒传播现象也愈来愈严重,因此给电力企业的信息网安全造成了严重威胁,其电力通讯信息的安全风险主要有:网络入侵者传播代病毒控制命令,导致电力系统出现事故;利用授权的身份进行非授权修改控制的系统配置、指令及程序等操作;非法对网络传输中相关参数、交易报价等进行拦截、篡改,这样造成了一定程度上网络、监控系统瘫痪。 2.2 电力系统的信息安全问题 电力系统信息安全会影响到整个局域网中网络操作系统及网络硬件平台能否可靠运行。任何一种操作系统,都有其特性的Back-Door,但缺乏比较安全的操作系统,像很多蠕虫病毒(振动波、冲击波等)均是借助于一些操作系统的安全漏洞来进行传播。 2.3 应用信息的安全问题 随着计算机、信息技术不断发展,电力行业传递信息内容也愈来愈丰富,又由于控制系统多采用网络技术或计算机接入,所以控制网络系统也越来越多。通信信息在应用时,其安全问题涉及到数据和信息安全性、损坏信息的完整性、泄露机密信息孔破坏系统可用性等。电力企业由于局域网的跨度受限,多数重要信息均在内部进行传递,因此,信息的完整性和机密性是可保证的,但一些重要信息在进行内部传递时所设的加密措施是不完善的,给信息传递带来潜在危害。 2.4 管理信息的安全问题 管理是信息安全中很重要的组成部分,若是没有完善的通讯信息安全管理制度,可能会给员工泄露一些他们所了解的数据信息,或是给一些外来员工随意进入机房重地,从而造成信息的不安全性。更严重的是在网络攻击行为、网络受到一些安全威胁时,信息管理人员也许无法对其进行实时检测、监控、报告及预警等必要措施。所以电力企业必须要求建立完善的网络安全系统。 3 电力自动化通信技术中保护信息安全常用方法 (1)数据加密标准算法,简称DES算法,此算法的明文分组长为64bit,密匙长为56bit,此加密方法对明文处理需要一个初始置换IP。再利用IP将64bit的数据进行重新分组,将其相同功能数据再进行16轮转换,每轮在代换或置换中需进行精确计算,在16轮转换后把输出数据再进行左右分隔,同时交换次序。通信系统中数据在调换顺序后利用一个逆初始置换IP-1,即得到64bit密文,则对电力系统中通信信息可进行加密操作。 (2)公开密匙算法,是一种非对称性密匙算法,包括两种密匙,分别是公共密匙和专用密匙,两者间有着密不可分关系,其是相互配合方可确保电力系统通信信息安全性。电力信息用户若保证信息、专用密匙安全,就要公共密匙,并将公共密匙只用专用密匙进行解密,具有唯一性。公开密匙算法、数据加密标准算法最大区别是公开密匙算法不需连接密匙服务器,其操作较简单,也简化密匙管理。 4 加强电力自动化通信技术中信息安全的对策 (1)采用县级防火墙技术。此技术主要是中心站存在安全隐患所设立的,其可以作为不同网络与网络安全域间信息的出入口,可以全面控制安全信息的流入、输出,其自身具有抗攻击性和较强功能性,主要是为电力系统中信息提供安全保障。防火墙一般有限制器、分析器及分离器暗中设备,防火墙应用在电力系统中能够有效地监控其整体运行的状况,可以保证电力系统的安全运行。在通信系统中设防火墙,其目的有四个,一是自动阻止非法用户,并剔除运行的不安全服务;二是防御入侵者对通信系统的侵犯,具有一定防御功能;三是对一些特殊站点,能自动化限定通信用户访问,预防非法入侵现象;四是具有一定监控功能。 (2)多层次加密在无线通信终端。通信系统网络加密有端端加密、链路加密、混合加密三种,端端加密是经通信用户双方认可后的数据加密,链路加密是经对网络中相邻两点间数据加密,而混合加密是结合上两种加密方式,实现多层次加密,可以加大保护电力系统通信信息的安全性。 5 结语 电力自动化通信技术在国内不同领域起到重要作用,在实际应用中,也会受到一些因素影响,给信息安全带来一定的威胁。针对这些问题,采取有效措施,对电力自动化实行安全防护,确保信息技术安全,才能更好促进电力自动化的发展。 电力自动化通信技术研究:关于电力自动化通信技术中信息安全的分析 摘要:我国社会经济的迅速发展和科学技术的不断进步,为电力行业的迅速发展提供了良好的条件,促进了电力的自动化发展。随着电力自动化通信技术水平的不断提高,在电力系统的运行过程中发挥着重要的作用。所以,保证电力自动化通信安全工作十分重要。文章通过对电力通信技术中的信息安全进行综合的分析,以期能够提供一个借鉴。 关键词:电力自动化通信技术;信息安全;分析 引言 电力是我国国民经济中的重要组成部分,对于社会经济的发展有着重要的作用。所以保证电力系统的安全运行十分重要。电力系统运行的安全对社会经济的发展和社会的稳定有着很大程度的影响。我国电力自动化的发展,自动化通信水平不断的提高需要电力企业采取一定的措施,加强对电力自动化通信的安全防护保证电力系统的正常运行。 1.电力通信系统的安全管理重要意义 1.1电力通信实时数据的基本特点 在电力通信的过程中,无线网络中主要采用的是实时数据的传播方式,也就是说无限网络的主要应用特点就是可以实现对实时数据的传播,而且值得注意的是在实时数据的传播过程中,对于数据的时间的要求是非常严格的,即不可以出现较大的时间延迟现象,也就是说要保证实时数据的有效传输。此外,在无线网络传输的过程中,数据的流量相对较小,所以除了保证数据传输的速度外,还要对数据的稳定性进行分析,以更好的实现数据的安全运行。一般来说,在数据的稳定性的控制方面,数据可以分为上行数据和下行数据两种,对待这两种数据的稳定性的措施是不同的。1)对于下行数据来说,要想实现稳定性的管理,就必须要实现对相关无线设备的安全管理,即对现有的无线自动装置和网络遥控设备进行安全管理;2)对于上行数据的传输过程,要做好相关的信息检测和事件记录,也就是说要根据现有的电网调度的相关信息,对数据的稳定性进行综合分析,即对其使用过程中的可靠性和、安全性进行分析。 1.2电力通信非实时数据的基本特点 对于电力通信过程中的非实时数据来说,其最大的传输特点就是在传输过程中,要同时处理数量较大的信息,也就是说对于数据的传输量的要求比较高,但是值得注意的是对于时间的要求相对较为宽松,也就是说可以允许一定的数据延迟现象的产生。另外,还要注意的是要对数据进行严格的加密处理,因为非实时数据的保密性通常要求也比较高。 2.电力自动化系统数据加密技术和方法 2.1数据加密技术 (1)传统数据加密技术 传统数据加密技术指的是基于某个字母表或者密码谱对文字书信的内容进行重新编码。文字一般是由字母表中的字母一个个组成,所以可以按照一定既定排列顺序来进行文字编码,将字母前前后后都使用数字来进行表示。大部分数据加密算法都具有数学属性,传统数据加密算法表示通过字母进行算术运算从而形成相应的代数码。 (2)现代数据加密技术 信息数据加密技术可以大致分为对称式和非对称式两类。对称式密码加密算法又称之为单钥密码算法,简单而言就是加密密匙和解密密匙为同一密匙。这意味着信息的发送者以及接受者在进行信息交互过程中必须共同持有该秘钥。而对于非对称式加密算法,简而言之就是加密密匙和解密密匙是两个不同的密匙,一个被用来加密信息,另一个用来解密,这意味着通信的双方不需事先交换密匙,就可以顺利进行通信工作。 2.2典型数据加密算法 (1)数据加密标准算法(DES) 目前,数据机密标准算法(DES)主要用于POS机、ATM机、IC卡、磁卡以及高速公路收费站等重要领域。通过对这些领域的一些关键数据进行加密,来实现通信信息的安全保障。DES算法具有极高的保密性和安全性,具体来说密码的明文长为64bit,密匙组长56bit,处理过程主要有三个阶段:首先初始置换一个IP,重新组合64bit的数据,然后进行16轮相同功能的置换和代换运算,最后再通过逆置换生产加密数据。对DES算法进行破密,到目前为止除了穷举法对其进行攻击解密外,没有发现其他更有效的破密手段。由此可见,DES算法对信息传输的安全性是有足够保障的。 (2)公开密匙算法(RSA) 公开密匙(RSA)算法属于现代数据加密技术,又称之为非对称密匙算法,由两对密匙共同组成:公共密匙和专用密匙;用户专用秘钥的加密数据信息只能用公共秘钥来解密,所以用户必须要着重保障专用密匙的安全性。公共密匙的使用不需要联机密匙服务器,并且分配协议相对简单,所以一般对密匙的管理比较简单。 (3)DES算法与RSA算法的比较 如前面所述,DES算法的安全性好,目前为止没有有效地技术手段对其进行破密攻击,但是随着计算机处理能力的提升,加上并行以及分布式处理方式的引进,DES算法的抗破能力会逐渐下降。而RAS算法的加密安全性依赖于大整数因式分解,有些RAS加密方程的变体被证明同样难以分解,目前存在的攻击手段只是针对RAS算法的协议而不是算法本身。因此,对于那些保密级别不是很高的电力系统数据一般使用DES加密算法就能满足要求。 2.3物理隔离技术 物理隔离可以分为纵向隔离和横向隔离,横向隔离主要安装在管理信息大区和生产控制大区之间,目的在于实现两个安全区域的物理隔离,禁止网络服务和数据库之间的穿越以及访问等,纵向隔离装置主要是采用加密以及数字认证的方式,是一种专门用于电力系统的认证装置,保证大区纵向数据传输的安全性。 2.4VPN 技术 VPN 技术又可以称之为虚拟专用网络,采用加密以及隧道技术等建立安全数据专用通道,使用户和企业能够利用互联网连接到其他远程服务器,VPN 技术具有灵活性强以及安全性高的特点,此技术能够加密跨地区的数据传输以及关键业务信息跨部门数据传输,在采用VPN 技术中需要注意的是,必须保着能够协议与现有网络相一致,同时还必须保证每个VPN的电力行业具有自己的密匙技术、加密方法等,保证安全性与网络负载处于平衡状态。 2.5IPSee 技术 IPSee 技术全称为 Internet 协议安全性,主要是为 IPv6 和 IPv4 提供加密安全服务,安全性主要是依靠网络认证协议以及封装安全荷载协议来实现,达到密匙的管理、交换以及加密通讯协商等。IPSee 技术安全服务内容主要包括无连接数据完整性、数据机密性以及控制访问量等,访问控制是通过身份认证机制进行认证,无连接完整性服务是通过数据源验证机制实现,IPSee 使用消息鉴别机制来实现数据源认证服务,发送用户使用消息鉴别计算信息验证码,保存在验证数据字段中,使用算法计算验证数据,在 IPSee 技术中也使用了隧道模式封装 IP,保证数据的安全性。 2.6SSL 技术 SSL 技术又称为安全套接层协议,主要是用来保护网络传输信息,通过加密传输保证数据的机密性,信息的完整性通过MAC技术保护,接受者的身份通过数字正数进行认证,在信息安全防护体系的SSL安全通报道中,完全依照透明性、可移植性的建设原则实现客户端的身份认证。 3.3.通信技术网络管理措施 3.1完善通信网络系统,加强信息安全监督。随着科学技术的发展,电力运行管理系统不断呈现高智能化发展,极大的提高了系统运行效率。但由于受多方面因素的影响,通信网络系统在电力中的建立仍然存在一定缺陷,导致电力信息传输安全性受到威胁。因此,电力部门应当与时俱进,不断应用新技术,更新和升级现有的通信系统,全面提高通信设备设施的使用性能和抵御风险能力,确保电力系统通信环境的安全性。 3.2构建科学管理机制,增强内部管理能力。电力系统内部应当根据行业标准,结合通信技术特点和信息安全要求,制定有效的管理制度,并执行安全管理责任制,将电力通信安全管理责任精细化,实现管理责任落到实处。当前,电力通信网络管理对技术厂家依赖程度比较大,内部管理能力欠缺,信息安全维护不全面。 3.3遵循一定的原则。在电力通信网络管理系统中,受到的影响因素主要是通信系统的规模、技术经济指标和通信网络结构等。在实际的电力通信网络系统管理中加强管理,需要坚持“不同问题选用不同方案”的原则针对不同的问题采取相应的措施。例如电力通信网络系统管理的过程中厦视实时监控设备就须做好监控工作。针对这种问题,电力企业可以建立监控系统和通信系统,组成网元管理系统,实现对整个电力自动化通信系统的实时监控。 3.4建立全面的管理系统。目前俄国电力网络管理系统的相关设备和技术庄要是依靠生产厂家和设计厂家,相对来说比较片面会对电力自动化的通信信息造成一定的安全威胁。因此在电力自动化通信系统的管理过程中,建立系统、全面的网络管理系统十分重要。建立的网络管理系统庄要的内容包括网元数据采集层、网元管理层和业务管理层等不同的内容,具有全自动拓扑发现技术、故障智能检测和分析、支持分布式管理、多维度监控和支持多操作平台等特点,不仅可以实现对电力自动化通信信息数据的实时采集和传输还可以在线对防护体系中出现的故障进行预测和分析保证了电力自动化通信信息技术的安全。 3.5提高网络反病毒技术能力。通过安装病毒防火墙来进行实时过滤,然后再利用网络的入侵检测技术对网络服务器中的文件进行频繁扫描和监测,在工作站上采用防病毒卡,加强网络目录和文件访问权限的设置,在网络的正常运行过程中,限制只能由服务器才允许执行的文件,对于一些被感染的硬盘以及电脑要进行彻底的杀毒,对于一些不知来历的优盘以及不明来历的程序不能轻易使用,对一些可疑的信息也不要轻易下载。最后就是要在计算机网络安全的管理方面要加强计算机用户的安全教育,在管理功能方面也要得到加强,完善计算机网络安全的相关法律规范,从而构建和谐安全的网络社会。 结束语 随着电力自动化无线通信技术的快速发展,对网络信息安全的要求也不断提高。无线通信技术有着其自身的特点,因此必须结合其自身特点和信息安全的需要,开发出新的技术和方案,以提高电力自动化无线通信系统的安全。 电力自动化通信技术研究:现代电话通信技术在电力自动化中的应用研究 摘 要 通过对电话振铃、DTMF拨号、手机短信等现代电话通信技术原理的分析,描述了电话通信技术对电力自动化系统产生的积极影响,证实了其巨大的促进作用,并拥有美好的发展前景。 关键词 电话通信技术;电力自动化;遥控设计;模块结构 1 在电力系统应用中电话通信技术的意义 应用自动化设备远程电话诊断遥控装置是目前解决电力自动化生产运行监控和远程维护比较理想的手段,为了使电网与电力调度自动化系统满足安全稳定的运行的要求,当电气设备出现故障时能迅速反应及处理,就需要有安全、讯速、稳定、准确的自动化维护手段,尤其是能够远程诊断、维护、遥控。 电话遥控与常规的遥控方式相比,不需要进行专门的布线,传输通道可共用,其具有突出的优越性。它是利用有线固定电话网络和无线移动电话网络以及用户电话交换网络共同构成。目前几乎没有死角的移动GSM网络十分完善,正趋于完善的联通CDMA网络和城市小灵通的不断发展和推广,不断促进电话有线与无线移动网络达到结合全国各地联网的作用,使其遥控的距离不受限制。灵活方便的GSM,CDMA、小灵通等无线移动短信通信,可不但以跨市、省乃至跨国传送,且每送一条短信息只要1毛钱。因而利用手机短信来实现超远程遥控工业设备及报警是一个非常不错的选择,因为其成本最低也最便捷。 2 远程电话遥控设计与模块结构 1)电话振铃遥控电路采用的技术原理。远端电话控制模块只有对有权电话的振铃信号进行接收,才可以对相应的遥控电路进行驱动,根据要求将相应的状态信息进行回传。拒绝接收无权电话的振铃信号,这种无权信号不能驱动遥控电路。远端电话的振铃遥控使用结合振铃电压、号码过滤器、提取来电显示号码等手段,将几部有权用户的手机与固定电话设置到远端分机模块中,使其电话号码具有“身份证”遥控的功能。(见图1) 图1 振铃遥控电路原理 2)DTMF拨号遥控电路采用的技术原理。DTMF信号最早应用于程控电话交换系统,是一种稳定可靠的实用技术,用来替代传统的脉冲信号。DTMF信号是由低音组(697 Hz,770 Hz,852 Hz,941 Hz)和高音组(1209 Hz,l336 Hz,l477 Hz,l633 Hz)四个音频信号组成的,使用8中取2的方法,在高低两组音频中,分别选取一个音频信号进行复合组成,形成一个有16个编码信号系统。 远端控制模块中的DTMF拨号遥控是指在远端电话控制模块中先对有权电话进行设置,使其电话号码具有“身份证”遥控的功能,当对其拨号验证通过后,对所构成得通信进行自动提示,再进行DTMF编码拨号,对相对应的遥控对象进行驱动。对非有权电话拨号拒绝接听,非有权电话无法进行拨号。 3)手机短信遥控电路采用的技术原理。远端电话控制模块的短信遥控技术结合了过滤器、短信内容提取过滤、提取来电显示号等方法。先在远端电话控制模块内设置有权手机号码,让其具备遥控“身份证”的功能,并对遥控指令的短信内容进行预先设置。若预置的短信内容和接收到的短信内容相同,电话号码和指定号码也一致后,则对相应的遥控对象进行驱动,对执行命令信息进行回传。反之,则拒绝执行遥控指令。(见图3) 图3 短信遥控电路原理 4)告警信息采集和回传信息传送原理。远端电话控制程序模块的回传信息传送和告警信息采集为保证适合不同传感器的连接,采用单片机电路。回传报警短信息传送至主站主机和有权电话上。告警与回传电路接口分别用上沿触发(触发电平由低变高0 V-5 V)和下沿触发(触发电平由高变低5 V-0 V)。 3 电话遥控技术在电力自动化中应用 自动化设备实现远程电话遥控是一种处理智能遥控系统、维护远程自动化设备的方法,特别是在能够可靠稳定的运行无人值班站自动化设备运行管理中的运用。电话遥控技术充分适应了电网调度自动化系统和电力企业供电保障系统安全稳定的运行需求。成功应用自动化设备远程电话诊断遥控模块,不仅对当前生产运行监控和远程维护问题进行了有效地解决,还对电力企业在设备自动化管理维护的发展起到了促进作用。电话控制模块拥有安装便捷、造价低、安全可靠、使用简单等多种优点。利用电话及移动网络通道建设安装周期短,振铃遥控没有费用,拨号遥控仅需几十秒,特别是手机短信息灵活方便,可以跨市、省,乃至跨国传送,尤其是利用短信息来实现报警、超远程遥控工业设备更能节省维护费用,可利用住宅电话、办公电话、移动手机,因此用电话进行远程诊断遥控方便、简捷、运行费用低。 4 结束语 电力系统通信技术是紧跟计算机和通信等IT技术的发展而发展的,远程电话控制模块在电力自动化系统中应用能够对自动化设备的缺陷故障进行,能够缩短处理设备故障进行快捷、准确、迅速的诊断和解决,使资源浪费的现象得到降低,对现有通信公网资源进行了充分的利用,对电力自动化系统通信专网建设的成本也得到了相应的降低。此外,还降低人员的劳动强度、车辆的磨损等,减少了自动化设备缺陷处理的维护经费,具有显著的社会效益和经济效益,对远程维护发展有着广阔的应用前景和与时俱进的意义。 电力自动化通信技术研究:电力自动化通信技术中的信息安全分析 摘要:近年来,随着电力建设的快速发展,自动化通信技术中的也网络信息安全要求也不断提高。因此,本文作者主要电力信息系统的数据加密技术中的des和rsa两类典型加密算法、密匙的生成和管理方案及加密方案的性能进行了分析。 关键词:电力通信;安全;数据加密标准 1.电力通信安全防护体系。电网安全防护工程是一项系统工程,它是将正确的工程实施流程、管理技术和当前能够得到的最好的技术方法相结合的过程。从理论上,电网安全防护系统工程可以套用信息安全工程学模型的方法,信息安全工程能力成熟度模型(sse-cmm)可以指导安全工程的项目实施过程,从单一的安全设备设置转向考虑系统地解决安全工程的管理、组织和设计、实施、验证等。将上述信息安全模型涉及到的诸多方面的因素归纳起来,最主要的因素包括:策略、管理和技术,这三要素组成了一种简单的信息安全模型。 从工程实施方面讲,信息安全工程是永无休止的动态过程。其设计思想是将安全管理看成一个动态的过程,安全策略应适应网络的动态性。动态自适应安全模型由下列过程的不断循环构成:安全需求分析、实时监测、报警响应、技术措施、审计评估。 2.电力信息系统的数据加密技术 2.1.典型的数据加密算法典型的数据加密算法包括数据加密标准(des)算法和公开密钥算法(rsa),下面将分别介绍这两种算法。 2.1.1.数据加密标准(des)算法。目前在国内,随着三金工程尤其是金卡工程的启动,des算法在pos、atm、磁卡及智能卡(ic卡)、加油站、高速公路收费站等领域被广泛应用,以此来实现关键数据的保密,如信用卡持卡人的pin的加密传输,ic卡与pos间的双向认证、金融交易数据包的mac校验等,均用到des算法。 图1des算法框图 des加密算法的框图如图1所示。其中明文分组长为64bit,密钥长为56bit。图的左边是明文的处理过程,有3个阶段,首先是一个初始置换ip,用于重排明文分组的64bit数据,然后是具有相同功能的16轮变换,每轮都有置换和代换运算,第16轮变换的输出分为左右两部分,并被交换次序。最后再经过一个逆初始置换ip-1(ip的逆),从而产生64bit的密文。 des算法具有极高的安全性,到目前为止,除了用穷举搜索法对des算法进行攻击外,还没有发现更有效的办法。而56位长的密钥的穷举空间为256,这意味着如果一台计算机的速度是每秒检测一百万个密钥,则它搜索完全部密钥就需要将近2285年的时间,可见,对des处法的攻击是难以实现的。 2.1.2.公开密钥算法(rsa)。公钥加密算法也称非对称密钥算法,用两对密钥:一个公共密钥和一个专用密钥。用户要保障专用密钥的安全;公共密钥则可以出去。公共密钥与专用密钥是有紧密关系的,用公共密钥加密信息只能用专用密钥解密,反之亦然。由于公钥算法不需要联机密钥服务器,密钥分配协议简单,所以极大简化了密钥管理。除加密功能外,公钥系统还可以提供数字签名。公共密钥加密算法主要有rsa、fertzza、elgama等。 在这些安全实用的算法中,有些适用于密钥分配,有些可作为加密算法,还有些仅用于数字签名。多数算法需要大数运算,所以实现速度慢,不能用于快的数据加密。rsa 使用两个密钥,一个是公钥,一个是私钥。加密时把明文分成块,块的大小可变,但不超过密钥的长度。rsa把明文块转化为与密钥长度相同的密文。一般来说,安全等级高的,则密钥选取大的,安全等级低的则选取相对小些的数。rsa的安全性依赖于大数分解,然而值得注意的是,是否等同于大数分解一直未得到理论上的证明,而破解rsa 是否只能通过大数分解同样是有待证明。 2.1.3.算法比较。des常见攻击方法有:强力攻击、差分密码分析法、线性密码分析法。对于16个循环的des来说,差分密码分析的运算为255.1,而穷举式搜索要求255。根据摩尔定律所述:大约每经过18个月计算机的计算能力就会翻一番,加上计算机并行处理及分布式系统的产生,使得des的抗暴能力大大降低。 ras的安全性依赖于大整数的因式整理分解问题。但实际上,谁也没有在数学上证明从c和e计算m,需要对n进行因式分解。可以想象可能会有完全不同的方式去分析ras。然而,如果这种方法能让密码解析员推导出d,则它也可以用作大整数因式分解的新方法。最难以令人置信的是,有些ras变体已经被证明与因式分解同样困难。甚至从ras加密的密文中恢复出某些特定的位也与解密整个消息同样困难。另外,对ras的具体实现存在一些针对协议而不是针对基本算法的攻击方法。 综合上述内容,对于保密级别不是很高的电力数据,例如日常电量数据,没有必要适用当时最强大的密码系统,直接引用des密码系统实现一种经济可行的好方案。 2.2.密匙的生成和管理。密钥管理技术是数据加密技术中的重要一环,它处理密钥从生成、存储、备份/恢复、载入、验证、传递、保管、使用、分配、保护、更新、控制、丢失、吊销和销毁等多个方面的内容。它涵盖了密钥的整个生存周期,是整个加密系统中最薄弱的环节,密钥的管理与泄漏将直接导致明文内容的泄漏,那么一切的其它安全技术,无论是认证、接入等等都丧失了安全基础。 密钥管理机制的选取必须根据网络的特性、应用环境和规模。下面对常用的密钥管理机制做详细的分析,以及判断这种管理机制是否适用于无线网络。具体包括以下几个方面: 2.2.1.密钥分配模式。kdc可以是在中心站端,与服务器同在一个逻辑(或物理)服务器(集中式密钥分配),也可以是在与中心站完全对等的一个服务器上(对等式密钥分配)。如果kdc只为一个子站端分发密钥,应该采用集中式,如果kdc为许多的同级子站分发密钥,应该采用对等式。由上文的分析来看,显然应该采用集中式的分配方案,将kdc建立在中心站中。 2.2.2.预置所有共享密钥。网络中的每个节点都保存与其它所有节点的共享密钥。如果网络规模为n个节点,那么每个节点需要存储n-1个密钥。这种机制在网络中是不现实的。网络一般具有很大的规模,那么节点需要保存很多密钥而节点的内存资源又非常有限,因此这种密钥分配机制会占用掉巨大的存储资源,也不利于动态拓扑下新节点的加入。 2.2.3.密钥的生成和分发过程。采用一时一密方式,生成密钥时间可以通过预先生成解决;传输安全由密钥分发制完成;密钥不用采取保护、存储和备份措施;kdc也容易实现对密钥泄密、过期销毁的管理。电力自动化数据加密传输的方案中,密钥的分发建议采用x.509数字证书案,并且不使用ca,而是采用自签名的数字证书,其中kdc的可信性由电力控制中心自己承担。由于方案中将kdc建立在中心站中,因此只要保证中心站的信 息安全,就不虞有泄密的危险。 2.2.4.密钥启动机制。目前电力系统中运行的终端,一般是启动接入数据网络就进行实时数据的传输。采用实时数据加密机制后,数据的传输必须在身份认证和第一次密钥交换成功之后才能开始数据传输。在数据传输过程中,一时一密机制将定时或不定时地交换密钥,此时密钥的启动和同步成为非常重要的问题。 2.2.5.随机数的生成。一时一密的密钥生成方式需要大量的随机数。真正的随机数难以获取,一般由技术手段生成无偏的伪随机性数列。在电力系统应用中,一般可以采用三种手段得到[4]:a)通过随机现象得到。如记录环境噪音、每次击键、鼠标轨迹、当前时刻、cpu负荷和网络延迟等产生的随机数,然后对其进行异或、杂凑等去偏技术,通过一系列的随机性检验后,就可以得到较满意的伪随机数。b)通过随机数算法得到。如线性同余算法,meyer的循环加密算法,ansix9.17算法等。c)以前一次的随机密钥为随机种子,生成新的随机密钥。 3.结束语。在电力建设中,电力通信网作为电网发展的基础设施,不但要保障电网的安全、经济运行,同时更应该提高电网企业信息化水平和网络安全防护体系,从而使企业的安全得到有效的保障。
化工安全论文:化工企业安全生产论文 1不重视安全培训,培训效果不佳 由于化工企业的产品特殊性,安全培训是企业制度中不可缺少的一部分,但是其实际操作效果却让人大跌眼镜。第一是培训力度还有待大大提升,基本上绝大部分的化工企业对于安全培训的实施是走走场面,拍拍照,流于形式,员工想去参加培训就参加,不想去就不去,正规的考核根本没有落实下去,其效果是很不尽人意的。第二是职工的安全意识差,即使是参加了培训,由于不上心仍然无法很好地掌握安全技能的要领。第三是培训质量差,化工企业由于对安全的不重视,也不会去聘请专业的安全讲师对员工进行培训,通常他们随便在公司内部找一个相关管理者进行培训,其培训质量是不容乐观的,这些现象都体现了化工企业忽视了安全宣传教育的重要性。 2创新化工企业安全生产管理 2.1强化安全生产管理意识 作为企业的管理者,一定要有高瞻远瞩的战略思想,坚持社会主义经济建设的优秀价值观,坚持科学发展观,做科学发展的领先者,要在确保员工和人民群众的生命安全的同时促进当今社会经济发展,积极响应“安全第一”的生产标语和生产原则。从里到外、从源到尾抓好安全工作,无论是在设备的引进过程中把好关,还是在生产的过程中加强监督,都需要引起领导的足够重视,这种安全意识不仅要深入员工的心理,更有深入到领导者的心里。 2.2明确化工企业安全生产责任 化工企业的科学健康发展,必须做到将安全生产的责任落实到位。首先,相关安全生产的规范制度必须完善。企业必须把每个工序的安全操作规范名列出来,另外,相关的处罚条例一一审核列明,从而使员工在工作的过程中可以实时提醒自己,严格按照技术要求进行操作,增强安全隐患意识,提高安全操作技能。其次,每个工序必须有一个安全负责人,每天监督和管理安全事宜。对于责任人玩忽职守导致安全事故的必须严惩不贷。 2.3认真落实化工企业安全培训工作 对化工企业人员进行安全宣传教育的过程中,主要是在在培训内容上,尤其是对化工企业的生产特点、作业环境、危险操作、设备状况、消防设施等情况和典型事故案例进行剖析和深度讲解,让员工能够深入了解企业安全情况。在培训过程中,采取案例分析,理论学习和实际操作三方面进行培训,从思想和实际行动上增强员工的安全意识和安全操作技能。培训是一个长期的学习过程,工作之余多学习多分析,多向老员工老师傅进行请教,切实将自己的安全、企业的安全和社会的安全结合起来,高瞻远瞩,为化工企业的长远未来作打算,在企业内部营造一个注重安全生产的良好氛围。培训后必须进行考核,考核不能通过的需要重新进行培训,直至员工都能通过考核,提高员工的综合素质。 3结语 总而言之,化工企业必须将“安全第一”的理念深入员工的内心。强化安全生产管理意识,将化工企业安全生产责任明确到位,大力落实化工企业安全培训工作,这需要每个化工企业的领导者都积极切实行动起来,共同创造化工企业的美好明天,为企业的健康发展和社会的和谐发展贡献一份力量。 作者:姜中州 单位:衢州华友钴新材料有限公司 化工安全论文:企业安全管理石油化工论文 1启用石油化工企业安全管理模式的现实意义 从现实的角度来说,石油化工企业安全管理过程中,每一个生产环节的工作人员都要提高规范化生产的意识,因而需从细节抓起,找到各环节中危险因素出现的根本原因,将可能发生的安全事故扼杀在萌芽之中,将安全防范措施与完善的生产技术相融合,才能体现出我国石油化工企业安全生产和管理的严密性,在此基础上才能谈及企业的生产效益以及社会效益。 2石油化工企业安全管理模式的优秀内容 2.1制定石油化工企业安全管理的应急预案 鉴于石油化工企业在实际生产中需要用到具有高毒性、强腐蚀性等特性的危险化学品,则制定基本的石油化工企业安全管理应急预案是极为必要的。企业需定期开展系统检查,严防出现重大生产事故,一旦发生爆炸、毒物泄漏等突发性事件,则要极力采取应急措施将损失降到最低[2]。 2.2严格规范石油化工类型企业生产原料的标准 我国行业监管机构对于石油化工行业所出台的政策较为明确,其优秀在于实现节能减排,严格控制能耗比指标[3]。与此同时,国家对石油化工类型企业生产原料的标准也有着严格的规范,不仅相关的原材料的挑选要符合国家标准,而且相关的技术操作人员要尽可能选择机械化、自动化的手段来维系生产,避免人体直接与化工硫酸等物质相接触,从而降低人体受到危害的概率,并要合理地使用相关原料及设备,管理者及一线工人要时刻注意生产安全制度的履行。 2.3针对相关的一线操作技术人员进行系统化安全教育 石油化工类型企业可以定期对操作人员进行培训,使其掌握先进的处理方法,并能严格遵守操作规程,配备相应品种和数量的消防器材,以及专门针对石油化工产品泄漏的应急处理设备,以系统内部层级宣传的模式来强化企业安全管理。石油化工企业安全管理模式探讨刘鹏(唐山中浩化工有限公司,河北唐山063611)摘要:随着我国石油化工类型企业生产规模的扩大,需要采取行之有效的企业安全管理模式来应对实际的生产状况。而且如若必要,企业管理层以及国家监管部门需依据企业的生产工艺和状况的变动,对规范化安全管理的模式进行适当的调整。本文就针对启用石油化工企业安全管理模式的现实意义以及石油化工企业安全管理模式的优秀内容进行阐述,并探究如何更好地改进石油化工企业的安全管理的策略,以期为同质类型企业管理带来有益的借鉴。 3更好地改进石油化工企业的安全管理模式 3.1安全管理模式的选用要与石油化工企业的生产实践相配套 通过对我国石油化工企业生产危险因素的分析,更加深刻地体会到安全生产的重要性。目前,我国绝大部分石油化工企业单位采用了HSE管理体系的框架来巩固自身在市场中的位置,并适时根据生产工艺技术的变化来调整安全管理模式,简单来说,我国石油化工企业要与时俱进,采取先进的管理模式来保障生产,其安全管理模式的选用要与石油化工企业当下的生产实践相匹配。 3.2实施石油化工企业安全管理与环保理念的整合模式 从各产业发展的实际状况来看,我国石油化工行业的发展较为迅速,为社会总体经济的发展贡献了较大的力量。但从环境保护的角度来看,石油化工行业的负面效益值得管理层深思。基于此,石油化工企业的安全管理模式的调整也要本着顺应国家环保标准要求的原则来执行,坚持“健康、安全与环境管理并重”的理念,将安全管理与环境治理结合起来操作,这样不仅能够提升企业生产管理的效能,还能有效降低企业管理成本,为石油化工产业的可持续发展夯实基础。 4结语 近几年来,随着我国现代工业的快速崛起,国民经济发展水平日益提升。从现在我国石油化工企业安全管理模式的优秀架构来看,仅仅停留在制定出石油化工企业安全管理的应急预案、严格规范石油化工类型企业生产原料的标准以及针对相关的一线操作技术人员进行系统化安全教育的层面上是远远不够的,还需要企业与时俱进,即安全管理模式的选用要与石油化工企业的生产实践相配套,并结合国家环保措施来强化安全管理与环保理念的整合应用实效,从而将石油化工企业的安全管理落到实处,提升产业的社会效益。 作者:刘鹏 单位:唐山中浩化工有限公司 化工安全论文:消防安全规划石油化工论文 1石油化工园区消防安全规划现状分析 (1)规划缺乏科学性。部分石油化工园区消防规划不够合理,部分园区没有进行消防安全规划论证。没有按照危险源进行布局,在消防规划中没有按照危险源的变化而变化,使消防规划难以真正的发挥其关键作用。 (2)对大型火灾缺乏应对经验。在石油化工园区的消防安全规划中具有特殊性,部分石油化工园区的消防规划缺乏应对大型火灾的的经验,对于过热液体储存区、大型油罐一级石油化工产品的火灾特点缺少足够的认识和研究,没有做好提前的应对措施。对于化学园区化学品泄露、火灾等灾害后果与影响范围缺少科学分析和预测,没有建立相应的火灾风险管理机制。 (3)火灾事故的处置力量不足。对于化学工业园区事故救援和应急处理能力不足,特别是应当重大化工灾害时,缺少足够的救援能力,还没有建立对于石油化工园区相应的消防安全预案。 2加强石油化工园区消防安全规划的措施 (1)做好石油化工园区的消防安全规划研究。规划应当做好园区内危险源的分析,确定园区内可能存在的消防安全隐患,以及危害的模式和规模和最后导致的灾害后果;同时还有可能存在的次生灾害和引起的其它危害。通过对园区内的风险因素进行定量分析,并且对其社会风险进行评价,做好化工园内的安全规划工作。要做好园区内消防安全规划的评估,按照火灾风险的等级进行布局,建立满足园区长远发展所需要的科学规划体系。做好所有园区内的火灾危险源的辨识和分级规律研究,结合石油化工企业的火灾事故演变规律,对园区内的化工产品泄露、火灾等灾害建立相应的风险管理体系。园区消防规划作为园区整体规划的重要组成部分,应当从园区的整体布局出发,加强园区各种因素之间的协调。 园区内的消防安全规划应当在整个园区安全规划的基础上,做好相应的消防力量的配置,提高园区内的消防应急能力。园区内的消防安全规划要结合当地的实际情况,根据园区内石油企业的分布现状和园区的总体规划,对园区各功能区域进行科学合理的划分,满足科学规划的要求。同时园区消防安全规划还应当和其它专业规划石油化工园区消防安全规划现状及应对策略赵军潘金辉(新疆维吾尔自治区安全科学技术研究院,新疆 乌鲁木齐 830002)摘要:随着我国经济的快速发展,对于石油产品的需求也越来越旺盛。不少地区建设了石油园区,这些园区具备了生产、储存、加工等一体化的模式。但是在石油园区的规划中,消防安全是其中重要的基础,本文通过对石油化工园区消防安全规划的现状进行分析,提出了自己的看法。关键字:石油化工园区;消防安全;规划协调,例如供电规划、给排水规划、防洪规划等,建立有效的反馈机制,建立满足消防安全需要的安全体系。 (2)做好园区内的消防安全演练工作。对石油化工园区内重点危险源做好相应的安全监测和控制工作,在发生消防安全时能够进行及时的报警,并且加强和消防力量的联动,争取消防控制的时间。园区要建立相应的消防安全安全演练机制,定期做好消防应急救援和疏散演练。针对园区的消防安全现状和实际应急可能存在的火灾类型,做好园区内相应的灭火救援。通过火灾消防演练,检查灭火过程中的救援程序和疏散程序是否得当,预案措施是否符合要求,同时也检验了消防装备的性能。在演练中主要对消防资源和消防力量的配置情况进行检验,检查园区内的消防监控、消防通道等公共消防设施的运行情况,以及消防供水和消防人员的准备情况。通过对演练中存在的问题进行进行及时的调整,特别是检查园区消防规划是否合理,能否在发生灾难时快速的响应,满足消防安全的需要等。 (3)建立有效的消防力量。消防车要不断的吸收国外的先进经验,提高消防车的水泵压力,满足新型火灾的消防需要,同时还能够有效的解决远距离和高层供水问题,提高了灭火的强度。应当结合园区消防安全的规划的需要,配备特勤消防站,以便满足特种火灾和事故的需要。特勤站作为园区救援和灭火的图集力量,不仅能够完成一般的消防任务,同时还能够处置大型特种火灾的需要。特勤站能够具备处理化学灾害事故的能力,同时还应当具有处置地下、高层以及石油化工特殊化学品火灾的处置能力。 3结语 石油化工园区的消防规划应当加强防范能力,降低火灾发生的几率,提高园区的安全水平。同时还应当加强消防安全的规划研究,将消防安全融入到园区规划和建设中,配备专业的消防设备和力量,在发生火灾时能够快速的启动,降低火灾的危害。 作者:赵军 潘金辉 单位:新疆维吾尔自治区安全科学技术研究院 化工安全论文:安全管理石油化工论文 1.加强对员工的培训工作 施工人员,应加强施工人员的培训和管理,必须进行岗前培训在施工人员进入工地前,例如,施工人员的思想品质,建立相应的规章制度,施工过程的操作,以及各种设备模型和功能训练。仿真和实践各种意想不到的情况,熟悉事故,找出解决策略的实践。培养施工人员逃生意识同时,为了有效地确保发生事故时迅速逃离。安全教育是一个重要的方式来提高安全意识和员工的整体素质。 2.密封和密闭系统的管理 持续排放易燃、/粉尘、有毒气体、或生产,应设计成一个封闭的,并设置雾和除尘或吸收设施。可以低沸点易燃液体、有毒液体或空气中的氧气、水、氧化、分解、和反应或变质,应使用惰性气体密封,确保惰性气体系统的安全。腐蚀介质的过程做好防腐措施。 3.危险介质杜绝进入火场 在满足生产平稳的前提下,尽可能把材料在设备的停留时间缩短,选择的分离设备要减少储蓄流体。对大型设备底部、排量大于8m3/h液化烃泵入口、大排量泵、高温(\闪点,\自燃点)泵入口、液化烃罐出口,应考虑事故的发生设置隔离阀,紧急切断当事故发生时,减少事故外泄露。切断气源是气体消防和最好的方法。因此,应当建立事故隔离阀在天然气加工厂边界可燃气体歧管。 4.对设备布置的安全管理 设备布局设计等专业设计,需要操作满足工艺设计的要求和流程,控制布局时应考虑的第一个问题。设备布置根据工艺步骤,单元操作和工艺设备布局,特别是强调流程设计的设备高差的要求,温度下降和压降的要求,没有直接造成安全事故,经常会出现故障,不稳定和不连续性给生产带来危险。 5.管道器材的安全管理 选择管道设备,应该能够经得起最苛刻的操作过程产生的温度和压力的组合力量;不得超过规范允许范围内在管道设备的使用时,不允许使用的材料不符合规范;道应该仔细选择耐腐蚀材料和腐蚀裕量的腐蚀介质管,不同等级的管道连接,应该使用阀来连接,尽量避免异种钢对接口进行焊接;危险中应尽量避免使用波纹管伸缩接头解决挠性管;高毒性和液化烃管道阀门,不要使用螺纹盖阀门,高压阀门应选择压力密封结构或更好的密封结构。 6.管道机械的安全管理 必须确保管道的情况下设计是足够柔性。尤其是对高温、厚壁和大直径管与敏感设备(如泵、压缩机、发电机、空气冷却器,等等)的连接管,力矩作用在设备嘴子上,应满足设备制造商的要求;往复压缩机收购,除了考虑到灵活的脉冲振动分析也应该做;备用两个或两个以上的设备或开关操作时应考虑不同条件下的应力分析的影响,振动分析。 作者:吴兴云 单位:中石化第四建设有限公司 化工安全论文:化工管理模式安全生产论文 一、操作人员整体素质偏低 操作人员整体素质偏低是影响化工安全生产及管理模式的一个最为普遍的因素。在众多的化工事故中,操作的违规是造成事故发生的一大原因[4]。许多的化工企业在员工技术培训上不够重视,从而出现了部分技术员工违规操作的情况发生。另外,技术与设备操作的不熟练以及理论知识不达标也会造成不同程度的操作事故。对于发现出现问题的设备,由少数员工的职业素养不够,不仅没有及时的向上级汇报相关的情况,而且还随意的拆卸设备。这些都是造成化工安全生产事故发生的原因。 三、加强化工安全生产及管理模式路径分析 1.普及安全生产管理理念 化工企业要想实现安全生产管理的最优化,就必须要普及安全生产的管理理念,让员工从内心深处意识到安全生产的重要性,保障企业和员工的财产安全及生命安全。可以通过定期宣传“安全生产、人人有责”的理念,提升企业全体员工对化工安全生产的重视程度,积极投入到安全生产管理活动中去,实现和保障化工企业安全生产及管理的目标。另外,在安全生产相关法律法规上,也可以通过广泛的宣传和解读,提升员工的安全意识,从根本上杜绝化工安全事故的发生。 2.落实安全管理制度 落实安全管理制度需要在相应国家安全管理号召下,建立和完善化工企业内部安全生产及管理制度。首先是要构建一个化工企业安全生产及管理操作规章,全面考虑化工企业考虑化工企业日常营运的每一个化解,然后在此基础上做好化工企业安全生产及管理体系的建立和强化。另外,需要成立安全生产及管理的领导班子,注重安全生产制度的落实,全面贯彻每一项制度。对于出现违规操作的员工,不但要给予相应的惩罚,还需要进行一系列关于化工安全生产的教育工作,让员工充分认识到自身问题的严重性。 3.提升操作人员操作水平,完善设备检修工作 在提升操作人员操作水平,完善设备检修工作方面,需要结合化工产品高度腐蚀性的特点来选用高质量的设备以及先进的技术,保障日常化工生产的顺利进行。同时还需要积极制定对设备检修方案,在提升员工基本素质及知识技能的前提之下,保障相关措施的执行力度,减少设备的耗损率,从而达到降低因为生产设备受损而引发的各类安全事故,保障化工企业安全生产及管理水平。结语安全生产及管理是化工企业未来健康成长的基础条件,是保障员工生命安全及化工企业财产安全的关键所在。本文从化工安全生产及管理的重要性出发,全面分析了化工安全生产及管理过程中出现的各种问题,最后就如何进一步加强化工安全生产及管理模式深入的分析,希望为今后化工企业安全生产及管理提供一个参考的依据。 作者:李冠甫 单位:乌海煤炭局 化工安全论文:化工生产下煤矿安全论文 一、化工产业的安全问题 1.化工产业的资源节约性 通过化工生产支持经济发展快速提高,保证经济建设的高速发展,提高可持续发展的步伐。我国的工业化生产中,能源的占用总能源消耗的百分之四十,这其中有百分之六十被用于工业消耗。所以,提高我国的资源充分利用对于保证我国经济的建设,资源的综合利用,工业化的合理发展都有极其重要的作用,保证我国化工产业结构的合理化发展和平衡维持。 2.化工产业的环境安全保护意识 对于化工产业的发展的快速进度,督促着我国化工行业在整体环境保护上也有合理的应对措施,通过合理的治理手段保证我国化工产业的正常发展,降低我国新节能的减排效果。化工企业中将经济节能措施与节能减排方法合理的安排保证节能的合理的效果,从而使企业可以更好的拥有合理的技术支持。安全生产的化工产业是指行业产业的和谐安排,保证社会生产的合理发展,使社会工业化生产中合理控制整体安全环境生产状态,提高化工产业员工的整体素质,保证科学技术知识的培养条件,保证员工对于工业化产业发展中环境保护问题的认识水平,对于常见的与化工生产相关联的问题有一个合理的认识,准确的处理遇到的各种可能发生的不利因素,对于有相关化工生产过程中用到的原材料进行分类保护处理,保证化学产品的合理堆放和整体储存。及时有效的处理不当的安全隐患,解决在安全生产过程中产生的安全问题。 3.化工产业中安全生产的重要意义 通过对化工产品中易产生危险问题的物品进行合理的储存,提高化工生产的安全级别,保证我国化工产业安全的稳固发展。据统计表明,随着科学技术和生产规模的发展和扩大,越来越多的安全生产问题凸显处理,由于我国化工企业的安全制度不完善或管理不及时导致操控人员没有合理的知识储备和现场操控能力,经常会发生各种问题。因此,只有提高化工产业生产管理的安全制度,保证合理的安全生产才能提高我国化工产业整体水平。 二、化工产业中生产导致的环境污染 化工产业的发展带给环境的污染是无形的、是巨大的。环境污染会导致大自然生态系统失衡,制约人类社会发展,破坏生态平衡,造成例如沙化现象的产生、酸雨的现象、温室效应的形成等,这些问题都与化工产业生产的环境保护情况的好坏密切相关。及时处理和解决因为不断的环境破坏造成的大自然带给我们的生态变化的警钟,及时敲响我们,提醒我们要及时遏制破坏环境的做法,及时弥补我们做错的事情,保护我们赖以生存的地球。因此,及时的提高大气的自净能力,降低污染物的排放量,积极的植树造林,提高生态绿色环境,加强自然的自我环境再生能力是保证我国工业化生产环境问题的良好处理办法。另外,提高二氧化碳的消耗,建立合理的天然氧气生产加工,加强绿色植物对于二氧化硫等不利气体的吸收能力,从而提高空气的净化能力,保证空气的清新。 三、结论 综上所述,通过对我国现代化工生产中安全环保问题的研究,可以从整体管理体制上制定合理的方案,在技术水平上提高空气净化水平,建立合理的科学化控制,保证利用现有的技术提高我国整体环境。从而既保证我国化工生产的高速、有效产出,提高我国化工产业在世界工业水平中的市场占有率,又可以保证我国环境不受任何工业化生产的污染,达到共赢的目的,保证我国可以在经济建设与环境保护上的和谐平衡,保证我国民众可以更好的完成以可持续发展为战略基本目标。 作者:周建东 单位:江苏恒盛技术咨询有限公司 化工安全论文:安全管理下石油化工论文 1我国石化生产安全管理现状和主要存在的问题 1.1石化制品存储设备性能不良,缺乏定期检修 以往出现的安全事故中,多是由于石化制成品出现泄漏导致爆燃事故的发生。石化产品的保存要处于密闭性和稳定性良好的设备之中,才能保证其不会发生外泄,一旦发现设备有泄漏的迹象,就必须及时对其进行维修或更换,以确保万无一失。而对设备检修不到位是引起石化产品发生泄漏的常见问题。 1.2企业和人员不重视安全生产的重要性 石化企业内部缺乏安全管理体制的建设是造成安全责任事故的根本原因。这一原因主要表现在企业管理者本身缺乏安全管理意识,对企业员工的安全管理培训也不够重视,使得企业员工上行下效,忽视生产作业的安全性。 2对于石油化工生产安全管理的几点建议 2.1加强生产设备的检修力度与次数 化工企业应该高度重视设备安全管理,比如要制定一套科学有效的设备设施安全管理制度,建立完善生产设备设施台账制度等等。重点要加强特种设备、压力容器、大型生产设备、储罐、仓库存储设备以及安全装置的日常管理与维护,由专人负责,定期检测维修,对检查中发现的安全问题,应当及时处理。 2.2培养全体员工的安全意识 针对企业的安全管理,保证员工人身安全,不仅仅要将安全责任落实到公司的安全管理上面,企业管理者更需要加强安全培训,并且达成“安全工作,人人有责”的共识。安全管理不仅可以发挥出专业安全管理人员的价值,同时调动全体员工对于安全管理的积极主动性。 3石油化工生产安全技术的分析 3.1过程监测与故障诊断技术 过程监测与故障诊断技术,主要是针对在生产运行中存在的非正常状态,而采取的一系列新技术新措施。非正常状态主要包括过渡、异常、事故、灾难等几个阶段,其过程监测与故障诊断技术是化工企业生产过程连续稳定安全生产的有力保障的手段之一。Frank将故障诊断方法分成基于知识的、基于解析模型的和基于信号处理等三种方法。Purdue大学的VenkatasuBramanian将故障诊断方法再分为定量模型方法、定性模型方法和过程历史方法,还有学者提出了数据驱动方法。 3.2故障安全控制技术 故障安全控制(failsafecontrol简称FSC)技术系统是基于微处理器、模块化、可进行软件编程和组态的系统。该系统具有安全控制、串行通讯、系统诊断、故障报警、实时操作记录和查询历史记录等功能,其高度的自诊断功能,可确保FSC在生产过程的安全时间内充分发挥作用,从而保证生产装置的安全性。 3.3基于虚拟现实的化工企业安全仿真技术 基于虚拟现实的化工企业安全仿真技术系统,主要采用兰维仿真技术在计算机上重现现场的环境和设备,模拟事故发生时的声、光、影等特效,同时允许用户与虚拟环境进行交互,按预案要求进行相关的操作处理,达到熟悉和演练预案的目的。该系统具有比其他仿真系统更高一级的功能,诸如3D用户界面、可交互性、特效模拟等优点,同时还能与工艺流程仿真模型服务器进行互相通信。通过该系统可仿真出化工企业实时的生产状况,可通过对故障和预案的设定对各个部门的员工进行培训,并可对操作成绩进行评定。 4结束语 石油化工生产制品具有易燃易爆的特点,而且在生产过程中各种加工技术也具有一定的危险性,所以对生产环境条件要求极高,石化制品大多以液态或气态的形式存在的,一旦发生泄漏或处于高温明火条件下,就极易发生燃烧和爆炸事故,对企业和周围地区都会产生大面积影响。同时,石化生产原料和制品还多具有有毒有害的特性,人体一旦吸入或接触到这些物质就会对其生命安全造成威胁。解决上述问题的有效途径就是对石化生产过程进行安全管理控制,并不断提高生产安全技术,与此同时,还要树立企业员工的安全生产意识,并进行必要的安全生产技术培训,将生产危险性控制在源头,实现企业安全生产的目标。 作者:严雁 单位:海西州工程咨询中心 化工安全论文:改进化工安全生产论文 一、化工生产的特点 1.原料易燃、易爆、腐蚀性强 约百分之六七十以上的化学物品易燃、易爆、有毒和腐蚀性强。如果在生产、使用、贮运中管理不当,就会发生火灾、爆炸、中毒和烧伤等事故,给安全生产带来重大损失。 2.高温、高压设备多 化工生产所需设备多高温、高压,能量集中,如果操作中失误,易发生灾害性事故。 3.工艺复杂,操作性强 化工生产工艺流程长、技术复杂、工艺参数多、要求严格。如果擅自改动,违背操作规程,就会产生安全隐患,导致事故发生。 4.三废多 化工生产中产生的废气、废渣、废液多。“三废”中许多物质可燃、易爆、有毒、有腐蚀,这都是不安全因素。 二、化工安全隐患中人为因素 1.员工素质不高 不少化工企业的员工,并不是科班出身,只是经过短期培训就匆忙上岗,安全技术素质不高,安全意识不强,缺乏防范和处置事故的能力,因此易于发生事故。统计数字表明,员工操作不当导致的事故占整个生产事故的50%以上。 2.管理者安全意识淡薄 不少化工企业管理者对安全隐患流于被动整改,却并未真正彻底改进。不可否认,经营者在生产中尽量降低成本,拼设备、拼消耗,加之部分员工不懂操作程序,技术生疏,加大了生产管理的安全隐患。 3.安全管理制度不健全 不少化工企业虽有安全管理制度,却并不健全,巡查制度不落实,诸如未增设有效紧急止漏装置、未在易漏地点增设浓度报警装置;员工没有取得资格证,对职工操作技能、安全生产的教育和培训不够;工艺设计不完善,生产设备选型不妥,厂房设计、施工弊端多,降低防爆标准,人员随便出入生产场所,职工随便吸烟;危险化学品的储存没有按照规定摆放,甚至混存随意摆放。管理上的漏洞易增加危险化学品爆炸事故的发生。 4.生产设备老化 许多企业不增加技改投入,普遍存在设备老化严重问题,甚至必要的定期维护也难以做到,设备失效而引起气体泄漏产生爆炸。 5.职能部门监管不力 化工厂建厂审批没有把好关,未经严格审查就批准生产经营条件存在安全问题的化工厂开工,带来安全隐患;职能部门在化工厂生产、运营环节没有做好安全监督工作。 二、化工企业安全生产改进策略 基于以上所述化工生产自身特点以及人为因素,笔者以为,要科学认识化工生产特点,在员工中普及防火防爆知识,知晓危险有害因素,深入研究事故发生的客观规律,提高安全意识,创建安全生产环境。具体而言: 1.真正树立安全管理意识 化工企业管理者要时刻牢记“人命大于天”,真正的树立起安全生产的管理意识,把管理落实到车间、班组,抓住每一个薄弱环节,层层落实才能更有效的作好各项安全生产,做到步步到位,不留死角;把安全第一,预防为主的方针落实到实处,对生产中存在的不安全因素实行监控,查找隐患,控制危险源,招聘文化水平高、技术素质较高、安全意识较强、防范和处置事故能力强的员工,减少因操作不当而发生的事故。 2.完善安全生产制度 化工企业必须建立健全安全生产管理制度,加强巡查制度,真正落到实处。增设有效紧急止漏的装置、在易漏地点增设浓度报警装置;对职工操作技能和职工的安全生产意识做定期培训,提高职工的防火防爆意识;禁止随便出入生产场所,禁止职工在生产区吸烟;对于危险化学品要严格摆放,加强火源的控制和管理,除生产过程本身具有的加热炉火、反应热、电火花以外,对易于引起易燃易爆物着火爆炸根源的维修用火、机械摩擦热、撞击火星等,严格控制。 3.强化细节安全 在生产操作过程中注重细节,把安全生产落实到每一个环节,要严格控制工艺指标,控制温度、压力、加料速度、加料比例、加料顺序等,对设备进行正确的操作,减少火灾爆炸事故的发生。确保检修质量,确保设备完好,加强对压力的容器的安全监察和检测,及时更新老化设备,严格控制系统中的氧含量,加强气体监测,采用自动检测分析、自动调节、自动报警、自动排放、自动切除电源等安全联锁自控技术措施,防止火灾爆炸。 4.加强安全监督 安全生产离不开政府职能部门的监督,化工厂审批建厂时要严格审查,审查合格后才能上马;对化工生产、运营环节安检部门要做好监督工作,要对企业进行定期检查,保证安全运行。应当看到,化工生产与其他工业生产行业相比,具有易燃、易爆、腐蚀性强、危险性大等特点,发生事故后果比较严重。因此化工生产中要普及防火防爆知识,知晓危险有害因素,深入研究事故发生的客观规律,提高安全意识,创建安全生产环境,加强职工的安全意识教育,改善管理制度,规范生产操作,严格按生产规程执行,努力探讨控制危险因素的有效措施,防止各类事故的发生。 作者:曹胜男 单位:山东省吉安化工有限公司 化工安全论文:实例教学化工安全工程论文 综合案例法:即在每章的结尾,提出需要解决的工程问题,引导学生综合利用本章所学知识,研究人、物、环境三方面潜在的危险因素及其出现的条件和形成事故的规律,探讨控制危险、预防事故的有效手段和对策,提高系统的安全可靠性。下文以几个实例来进行实例教学的说明和示范。化学工业的发展伴生着新危险,即:化工装置的大型化使大量化学物质都处于工艺过程或者储存状态;化工设备呈现多样化、复杂化及过程连接管道化特点,如果管线破裂或者设备损坏,则会有大量易燃气体或者液体瞬间泄出,迅速蒸发形成蒸气云团,云团随风飘移,遇明火爆炸,造成难以想象的灾难。(据估计50t的易燃液体泄漏,蒸发会形成直径为700m的云团)。讲到上述内容时,让学生利用所学知识进行实例问题计算,强化对这段话和相关灾害事故的理解。实例1:使用列管从高温热载体流体中除去易挥发物质。在维修过程中,水流进了两个阀门之间,正常的操作是开启一个阀门,使热油进来与冷水接触,结果却是水进来突然蒸发,给列管带来很大的破坏。假设水温25℃并处于1atm的环境下,如果水在100℃、1atm时气化,其体积会增加多少倍?解:水从液态迅速变为气态,体积膨胀,对列管带来破坏。在状态改变的过程中,水的量不变,假定为1mol。 结论:1mol的水从液态变为气态时,体积约变为原来的1697倍。如果是大量易燃液体泄漏,蒸发会形成巨大的灾害。另外注意:水在列管中发生了相变,不能使用水在1atm,100℃下的密度求体积;题目中并未提及水变为饱和蒸气,用1atm,100℃下的饱和水蒸气密度求体积也不妥当。压力容器有安全性问题。由于气压试验的危险性比液压试验高,气压试验比液压试验对安全防护的要求高,除了要有必要的保护措施外,还要有试验单位的安全部门人员在现场监督。我们用实验室的一个真实实例来讲:实验室购买了一台压力容器,厂方来人给用户调试设备,做气密试验时由于有一个螺栓未上紧,当压力上升到0.7MPa时发生泄漏,当时只听见一声巨响(本人处在监控室),设备快速泄压,所幸没有任何人员受到伤害,那情景希望大家一次也别遇上。所以,气密试验一定是在压力试验(包括液压和气压)后进行的。再讲泄漏源及扩散模式。化工厂的许多事故都会导致有毒、易燃易爆物质的溢出。准确地判断泄漏量的大小,掌握泄漏后有毒、易燃易爆物质的扩散范围,对于失事现场控制和处理非常重要。 实例2:含有少量有害废物的水经过内径为100mm的钢直管道,通过重力排出某一大型储罐。管道长100m,在储罐附近有一个闸式阀门。整个管道是水平的。如果储罐内的液面高于管道出口5.8m,管道在距离储罐33m处发生事故性断裂,计算直管道泄漏的速率?表格数据也显示了摩擦系数f随雷诺数变化很小。因此,对于粗糙管道中的完全发展的湍流,可以用近似式来估算。这里描述了一个有意义的流速。假设有15min的应急反应时间来阻止泄漏,总共有26000kg的有害物质泄漏出来。除因流动泄漏外,储存在阀门和断裂处之间的管道内的液体也将释放出来。必须设计另外一套系统来限制泄漏。这包括减少应急反应时间、使用较小管径的管道、对管道系统进行改造、增加一个阻止液体流动的控制阀。分析事故案例宜用真实的案例,阐明研究事故案例的重要性。事故案例将所发生的事故记录下来,包括原因、后果和防止类似事件发生所需的方法。在安全领域,研究事故案例很重要。工作中的任何人都能够从事故案例中吸取教训,避免危险情况的出现;或者忽视历史案例教训,使自己处于潜在的威胁生命安全的事故中。我们通过真实的历史案例,阐明使用化工安全基本原理的重要性。实例3:正在装载的油罐车发生爆炸。两名工厂的操作人员正在用乙酸乙酯充装油罐车。一名操作人员位于地面上,另一名站在车的顶部拿着充装软管的末端喷嘴。充装开始几秒钟后,油罐内的物质发生了爆炸。罐顶的操作人员被抛到了地面上,头骨发生断裂性骨折,身体的大部分被烧伤,最终死亡。事故调查表明:爆炸是由钢制喷嘴转移到油罐车的静电火花引起的。喷嘴没有同油罐车进行连接,导致静电积聚。使用非金属软管,可能也是引发事故的原因。 调查所揭示的事实是:1.容器上部的物质是可燃的;2.充装管线是不导电的软管;3.火花可能在充装喷嘴和油罐车之间转移;4.爆炸将位于车顶的充装人员冲击下来;5.不存在确定这类问题的检查或者安全检查程序。分层的建议是揭示根本事故原因的结果。第一层建议:直接的技术建议。1.使用导电的金属管道来输送可燃液体;2.将管道与油罐车连接起来,并将油罐车和管道接地;3.对充装油罐车进行浸渍管设计;4.充装操作期间,提供对油罐车进行氮气保护的方法;5.在充装平台上增设护栏,以避免操作人员从油罐车的顶部摔落到地面上。第二层建议:避免危险。1.建立新的油罐车充装工序;2.对操作人员进行特别的培训,以便他们熟悉每一个加载和卸载操作。第三层建议:改进管理体系。1.对所有加载和卸载操作进行初始的直接的安全检查;2.制订一个作为通常执行的制度,对所有新的加载和卸载进行安全检查;3.进行定期的审核(每6个月一次),以确保所有的标准和程序都能被有效地执行。实例教学显示,我校化工学院的化工安全工程采用这种教学方法对于提高教学效果大有益处。实例的运用促使学生很好地掌握了理论,并能用所掌握的理论知识尝试来解决工程实际问题,激发了学习热情,在学习方法和学习能力上都有大的提高。 作者:韩媛媛刘勇军单位:华侨大学化工学院 化工安全论文:基于遗传神经网络的化工企业安全论文 1化工企业安全评价指标 安全评价的关键与基础是选取与确立评价的指标体系,它对评价的结果是否符合实际情况至关重要。化工企业安全评价指标体系应尽可能反映化工企业的主要特征和基本状况。评价过程中指标体系的要素组成非常关键,如果选取的要素太多,有可能使评价指标体系更加庞大和冗杂,从而增加评价的困难程度,甚至会使一些重要因素被忽略;如果指标因素太少,则难以较完整地反映被评价系统的客观实际情况。•33•通过查阅研究某大型炼油化工企业的相关文献和资料[4],由人、机和环境3个方面构成的系统模型出发,把生产系统所有重要环节包含其中,从而建立出化工企业的安全评价指标体系如图1和表1至表4所示。 2化工企业的遗传神经网络安全评价模型 2.1遗传神经网络遗传算法优化神经网络的方法主要有2种:对神经网络的初始权值和阈值进行优化;对神经网络的结构进行优化[5]。本文在保持神经网络的结构不变的情况下,用遗传算法对BP神经网络初始权值和阈值进行优化。 2.2遗传神经网络评价模型遗传神经网络优化的数学模型[6]如下:本文构建的遗传神经网络模型的运行过程如下:(1)初始化BP神经网络。(2)把BP神经网络的全部权值与阈值实数编码,确定其长度l,确定其为遗传算法的初始种群个体。(3)设置遗传算法的相关参数以及终止条件,执行遗传算法;遗传算法包括对群体中个体适应度进行评价,执行选择、交叉、变异遗传操作,进化生成新的群体;反复操作至设定的进化代数,最终取得最佳染色体个体。(4)把最佳染色体个体解码,分解为BP网络对应的权值、阈值,输入训练样本,利用BP网络进行训练。(5)得到训练好的BP神经网络,则可输入实例样本进行评价。 3遗传神经网络评价模型在化工企业的应用 3.1学习样本的准备根据前文所确定的评价指标体系和对某大型炼油化工有限公司成氨分厂提供的空气分离、渣油气化、碳黑回收、一氧化碳变换、甲醇洗涤、液氮洗涤等工序的安全原始数据,参考文献中化工企业安全评价指标取值标准,进行分析和整理,得出11个实例样本,如表5所示。选择10个样本作为遗传神经网络的训练样本,1个样本作为测试样本。 3.2BP网络结构的确定BP网络拓扑结构一般是由网络层数、输入层节点数、隐含层节点数、隐含层数以及输出层节点数等来确定。本文建立的遗传神经网络模型是根据经验来确定神经网络的层数,一般选取BP神经网络的层数为3层[7]。通过化工企业安全评价指标的分析,得出BP神经网络输入层神经元数目为评价指标的总数12+6+8+5=31。模型最后输出的结果为综合安全评价结果,因此,神经网络的输出层节点数确定为1。隐含层中节点数的范围通过经验公式来确定,本文在其确定范围内选12。依据训练样本的规模,设定学习率为0.1,最大训练误差值设为10-5,循环学习次数为1000次。网络输出层为1个节点,即化工企业的安全评价结果。化工企业安全等级一般分为5级[7],如表6所示。 3.3遗传算法优化遗传算法中,参数设定如下:种群规模设为300,交叉概率设为0.7,进化代数设为100,变异率设为0.05。本文运用MATLAB软件中的遗传算法工具箱gads,在GUI操作界面中输入以上参数,并输入适应度函数,对神经网络的权阈值进行优化。经过遗传操作后,运行遗传算法工具箱,则可得出最佳适应度曲线图和最佳个体图(图2),得到最佳适应度个体,将其进行解码,作为该网络的初始权值和阈值赋给BP神经网络。 3.4GA-BP神经网络训练在MATLAB界面中编程语言,得到输出向量和网络均方差变化图。训练结果与期望输出见表7,BP网络训练过程如图3所示。从训练结果可以看出,该网络的误差值不超过10-5,满足设定要求。用该网络对实例样本进行安全评价,得到结果为3.9956,对照安全评价输出结果等级表为较安全,与目标值吻合。从而训练后的网络稳定性得到验证,可以用于化工企业安全评价。 4结论 从本文研究结果能够看出,将BP神经网络与遗传算法相结合的方法应用于化工企业的安全评价,可以比较准确地反映化工企业的安全实际状况。因此,该方法为化工企业的安全评价提供了新的思路,对改善化工企业的安全评价将起到一定的积极作用。但因为化工企业系统的复杂性,此方法还相对不成熟,比如在安全评价指标取值的过程中,仍无法脱离人为主观因素的影响,所以该方法在化工企业安全评价中的应用还有待改进,需要进一步的探讨。 作者:宋园园申超霞陆愈实单位:中国地质大学工程学院 化工安全论文:化工企业安全论文 一、完善安全生产制度 化工企业的发展,意味着企业业务扩展,企业人员队伍扩大,化工企业应建立完善的安全生产管理制度,提高员工安全防范意识,明确员工安全生产职责。化工企业员工要正确认识安全生产管理工作,将安全生产管理放在化工企业的第一位,真正将安全生产管理落实在化工企业日常工作。确保化工企业在工作中,营造安全生产工作氛围,在国家法律法规基础上,制定完善的安全生产管理制度,在企业中建立安全生产管理体系,明确各级工作人员权责利,加强对安全生产管理的考核奖惩,在工作中做到逐级管理,定期考核各级安全生产管理工作,结合各级工作制定相应的安全生产目标责任书,在各级管理中实施责任追究制,真正做到化工企业安全生产管理。 二、加强生产设备维护 化工企业的工作环境和工艺流程使得生产设备受到腐蚀损坏,非常容易引起化工企业安全生产事故。尤其在化学气体环境下,化工企业的生产设备在复杂的工艺流程中,极易导致安全生产事故。在长期的生产运行状态下,化工企业生产设备的安全装置以及生产设备的零部件遭受腐蚀磨损,并且老化的生产设备也会发生不确定性失效故障。所以,化工企业要加强对生产设备的维护管理,针对不同的生产设备配置相应的维护方案,确保生产设备的有效运行。不同的化工企业生产设备制定不同的检修方案、检修周期,技术人员及时检查记录生产设备状况,确保化工企业生产设备安全生产工作,促进化工企业安全生产管理;另外,技术人员要加强对生产设备的运行状况进行监测,定期对生产设备巡视检修,发现问题及时维护,最快速度响应生产设备安全问题,降低安全生产事故发生频率。 三、加强安全管理培训工作 化工企业安全生产管理要加强安全管理培训工作,确保企业各级在生产中切实做好安全生产管理责任,让所有员工参与到安全生产管理工作。针对化工企业不同级别的工作人员开展不同内容的培训工作,领导层的安全培训要加强安全管理意识,转变领导层安全管理观念,做出正确的安全生产管理决策,加大化工企业对安全管理的资金支持,有效实施安全生产管理工作;中层领导的安全培训要加强对自身促进安全生产管理的作用认知,以管理优秀力量引导员工做好安全生产管理的具体工作;普通员工的安全生产管理培训要加强安全生产管理意识培训,做好安全生产管理工作宣传,充分认识化工企业安全生产管理要求,按照安全生产操作流程工作,保证化工企业安全生产,降低安全事故发生。 化工企业与其他行业相比,更具有危险性,属于高危行业,很多化工企业存在安全生产管理隐患。但是,化工企业作为我国国民经济的基础产业,对社会经济有着非常重要的影响。这就需要加强化工企业安全生产管理工作,笔者从提高安全生产意识、完善安全生产制度、加强生产设备维护和加强安全管理培训工作四方面建立化工企业安全生产管理长效机制,确保化工企业健康稳健发展。 作者:刘伟单位:山东英利实业有限公司山东寿光神润发海洋化工有限公司 化工安全论文:化工企业安全监控论文 摘要:安全生产一直是各行各业首先强调重点,对于化工企业而言,安全责任更重要无比,任何事故的发生,将直接影响生产活动,甚至造成财产和人员的重大损失和伤亡。介绍了2016年以来化工企业的一些典型的重大安全事故案例,每一次事故下,都是血和泪的教训,甚至造成很多家庭的破碎,因此,企业的安全管理尤为重要。分析了风险和风险率,建立了相关公式对风险进行量化评价。基于网络构建了安全风险监控与预警体系,应用于实际的企业安全管理中。 关键词:风险分析;风险监控;安全管理;风险预警 随着现代化科技和工业的发展,无论是机械智能还是人工流水作业线,都面临着诸多的潜在安全风险。一旦发生安全事故,将造成不同程度的经济损失,甚至造成人员伤亡[1]。企业成于安全,败于事故。任何一起事故的发生对企业而言都是不可挽回的损失。 1典型事故案例 例如自2016年以来发生的安全事故,1月16日美国休斯敦一家化工厂发生化学品储存罐爆炸事故,造成1名工人当场死亡,3人因手臂骨折和暴露在化学物质中受伤。1月27日凌晨,绍兴市袍江经济开发区马山镇一家印染企业发生火灾,绍兴消防支队第一时间调集多方力量,成功扑灭大火,将损失降到了最低。1月29日,位于山东潍坊市滨海经济技术开发区的山东海化集团有限公司纯碱厂渣场北渣池护坡发生溃泄,大量液体碱渣泄漏。2月18日,眉县金渠镇教坊村四组一化工厂内一辆拉运燃料油的油罐车装油过程中突然发生闪爆,并引发大火,导致一死两伤。2月28日,青岛安装建设股份有限公司2名工人,在对青岛双桃精细化工(集团)有限公司平度分公司苯胺黑车间更换氮气缓冲罐内的密封垫时,发生窒息事故,致一名工人死亡,一名受伤。仅2016年以来化工行业发生的大大小小的安全事故,达到了数十起,造成了极大的经济损失[2]。诸多血泪的实例沉痛的告诫了我们,为了有效的降低事故的发生,甚至预防事故的发生,必须对各类风险源进行明确的识别,不管是作业人员还是管理人员,都必须以安全责任为重中之重[3]。在基于以为的研究成果,利用计算机网络计算手段,使得化工企业的风险监控和管理有了更进一步的发展。使得安全生产实现以“预防为主,安全第一”的根本方针,对企业安全管理提供良好的指导。 2化工企业风险分析 2.1风险与风险率风险是人类从事生产劳动行为过程潜在的不安全状态,在这种状态下势必存在的或大或小的风险,一旦出现突发事件,风险失控,将直接产生安全事故,造成财产和人员生命损失[4]。风险的定义具有广义和狭义之分,广义的风险指的是任何风险的发生都具有一定的概率,且造成的损失都是不确定的,狭义的风险指的是出现事故造成的损失的期望值[5]。可以由式1表达。=(,,LPHR)(1)式中,R为风险,H为危险,P为危险发生的概率,L为危险发生导致的损失。风险率是反应风险大小的指标,可以对风险进行量化评价,表示风险的严重程度。可以由式2表达。有了风险率的概念,可以更直观的表述安全性。⋅=CPN(2)式中,N为风险率,P为事故发生的概率,C为事故的严重程度。2.2风险源识别。风险识别就是识别、发现生产劳动过程中的危险源,通过调查分析,判定出哪些作业过程、作业区域存在危险性,并分析危险性质和危险程度,从而有效的进行监控和管理,使得危险源在一定的范围内不至于转化为事故。分析过程和方法如下:(1)生产作业过程的相关资料的整理分析,设备装置说明书、工艺参数、操作手册等等;(2)设备装置的资料,以及参与工艺过程的各类物料所发生的物理和化学反应,以及其产生的次类风险;(3)预估各类风险所造成的故事情况,分析其事故出现的可能性;(4)降低或减少风险的措施方案。 3风险管理与控制 3.1风险分类。按照风险产生原因区分为物理因素、化学因素、人为因素和潜在二次危害。3.2管理与控制。基于计算机网络的应用模式下,以C/S(客户端/服务器)系统,建立风险分析、风险评价、风险监控、风险管理和预警的构架系统。能实现如下功能:(1)风险信息采集;(2)风险识别判断;(3)风险等级划分;(4)安全指令的;(5)风险预警图标打印;(6)管理对策措及实施情况反馈;(7)其它安全服务。基于以上系统建立了风险监控与安全管理预警系统平台,在提高管控水平、使得管控达到目视化管理的水平,能良好的生成图标,对各类风险进行实时的分析,对整个系统设备都具有更良好的整体化评价分析。同时使得风险控制与安全管理有机结合起来,使得网络系统更加贴近于实际应用。 4结语 通过对近年来化工企业实际的重大事故分析后发现化工企业安全情况不容忽视。对化工企业的风险和风险率分析,建立了相应的评价公式,更为直接量化的评价风险。基于C/S建立网络化的风险分析管控平台,应用于实践效果良好。 作者:王雄 单位:新疆圣雄氯碱有限公司 化工安全论文:氯碱化工企业设备安全管理论文 1氯碱化工企业设备安全管理的现状 1.1企业设备陈旧老化 有些氯碱化工企业规模较小,资金的配置和流量也较为紧张,还有些企业人员为了节省开支,保证利益最大化,都选择在企业设备上“下功夫”。通常设备在被买入的时候,就属于质量差、价格低的次等产品,再长时间的进行使用,把大量的生产压力都集中在这些质量不过关的设备上,这就直接导致企业设备的陈旧老化,危险性很高。氯碱化工长期接触的都是化学产品和化学试剂,这些东西都是带有毒性的,有些甚至是剧毒,如果还坚持使用陈旧老化的设备,轻则设备受损,重则可能导致人员伤亡。 1.2企业设备管理制度不合理 管理制度松懈,很多氯碱化工企业没有严格的管理制度,把所有工作混为一谈,每个环节都比较混乱,经常出现某些工作扎堆,某些工作却没人处理的情况,而这些被忽视的环节往往就会出现问题,很容易产生安全隐患。 1.3企业工作人员水平参差不齐 技术水平。氯碱化工企业的工作人员,特别是一些年纪较大的人员,都有在专业技术方面的短板,他们在工作初期就是用“以人授人”方式,几乎没专业学习过什么理论知识,多年来都以工作经验为重,对科学的方式方法很排斥,更不会去主动学习,盲目自信,从而导致很多安全隐患没有被第一时间发现,工作效率也桎梏不前。氯氰化工企业的人员在意识上以自我享受为主导,把意识的主观能动性没用到正地方去,在工作中缺乏使命感,不能对自己的每一个行为负责任,对安全问题不够重视。日积月累下来,工作人员在能力和素质等方面都会严重不足,导致工作失误。 2氯碱化工企业设备安全管理强化方式 2.1注重设备质量管理 针对企业设备陈旧老化这一问题,企业首先要设置巡查机制,保证每天都对设备进行排查检修,把责任落实到个人,确保大到整个机器,小到某个零件都没有任何问题。每天在排查后都进行记录,建档建册,做到有证可依,有据可循。如果企业在条件允许的情况下,适当引入一些先进的、科学的设备,把陈旧设备换代更新,达到报废标准的设备也必须申请报废处理,这样更能从根本上解决问题,把设备本身的风险降到最低。 2.2强化企业设备管理制度 全员参与,不走过场。让企业所有员工都参与到安全管理工作中来,把各项工作进行合理拆分,根据员工的专长,分配不同的任务,保证每一项工作都有人负责,并保证负责到底,不能走过场,做样子。这样不仅能科学有效的缩短工作时间,也能把工作由复杂变简单,不再毫无头绪的乱做,专职做好某一项,经验越来越丰富。设置监控装置,有效的对每台设备进行监控,及时进行安全排查,及时设备运行良好的时候也要定期排查,做到防患于未然。特别是某些设备出现过的问题,应该记录在册,妥善解决,并提出多项方案,保证在下次问题出现的时候不会惊慌,在强化企业管理的基础上,还能把设备的使用年限延长,确保更优渥的利润。遵守法律,严格规章。企业在遵守法律的基础上,严格规章制度,不能一味的追求利益。设备规章方面,要在企业的各个地点进行明确标识,尤其是危险化学产品的标识,防火、防毒、防爆标志缺一不可,消防设施如“灭火器”等放在显眼位置。对于放置工作设备的场所、厂房要保持空气顺畅、流通,适时进行通风。员工规章方面,则要把企业安全有关的规章制度通过纸质版或电子邮件的方式下发至每个员工手中,要求员工加强执行力,为自己安全负责,也为企业安全献力。 2.3做好企业工作人员的培训工作 针对企业工作人员水平低,意识差的问题,把“人”的问题切实解决,以人为主导,安全管理工作会更加强化,更加有保证。 总的来说,氯碱化工企业设备安全管理还有很长的路要走,各个看似已经成型的步骤都或多或少的存在着安全隐患,氯碱化工所应用的化学工业,每个小的问题都可能导致无法挽回的悲剧。因此,本文提到的每一个步骤都是必不可少的,考虑问题要全面仔细,并在源头处遏制,才能保证安全,安全得到了保证,工作效率越来越高,工作质量越来越强,氯碱化工产业整体水平才能一直不断稳步发展下去。 作者:李俊 单位:中国石化江汉油田分公司盐化工总厂漂粉精二分厂 化工安全论文:化工工艺安全设计论文 摘要:在化工工艺技术的兴起与发展中,各种化工产品在人们的生活中越来越多,极大的便利了人们的生活环境。但是在化工产品的研发与生产中还是存在一定的危险性,如何提升化工工艺的整体安全性是值得探究地问题,对此主要探究了化工工艺安全设计中的危险因素及解决对策。 关键词:化工工艺;安全设计;危险因素;解决对策 在现阶段的化工工艺设计过程中,对于化工工艺设计过程中的安全性越来越重视,在实践中要对相关工艺安全设计存在的危险因素进行系统的分析,对其存在的问题进行探究,进而提出具有一定实践意义的解决对策。 1化工工艺设计的主要类别 1.1概念设计 所谓的概念设计就是通过模拟具体的工业生产设备状况开展实施的一种技术手段。概念设计一般会在设计过程中开展并实施,其主要目的就是要提升整体的工艺条件以及相关生产路线的合理性。 1.2中试设计 中试内容与相关任务主要就是对小试中已经确立的相关条件以及工艺路线进行系统的检查,对于具体的产品进行系统的考核,了解其主要性能,对于具体的工艺系统的持续性以及可靠性进行探究,进而收集到相关工艺需求的数据,这些内容与系列内容可以作为整个检验部分,也可以对其进行部分的检验,具体操作要根据实际情况开展。 1.3初步设计 初步设计就是基于相关化工项目设计中的初始阶段进行优化,其主要成果为总概算书以及初步设计的说明书。主要是对相关化工工艺的设计的技术与经济进行计算。 1.4施工图设计 主要就是根据相关审批意见,将初步设计过程的具体设计计划与原则进行确定,在实践中要基具体的操作要求,明确具体的布置以及施工方式,明确具体的方法,解决各种初步设计问题。 2化工工艺设计中的安全问题与对策 化工工艺设计中主要存在的安全问题就是在生产过程中存在的各种安全隐患以及一些可以造成安全损失的不稳定要素。对此要提升对整个化工工艺设计的重视,加强对其危险意识的重视,通过科学的方式与手段,对其进行系统的控制,避免各种安全隐患问题的出现,在操作过程中,要尽可能的应用一些具有一定安全性的工艺技术与手段,要避免危险产品的应用,同时,在化工工艺设计中要采取与其相匹配的安全措施。 2.1化工工艺相关物料中存在的安全问题与控制对策 化工工艺在生产过程中要使用不同的原材料与半成品,这些物料应用中都是通过各种不同状态存在的,主要可以分为气态、液态以及固态三种形式。在相关物质具备特定的物质与化学性质与特定的状态之下,才可以判定其是否具有危害。因此,要对一些具有一定危害特征的物质进行详细的分析,对其具体状态进行了解与掌握,进而了解此种物质的稳定性与化学反应,对其毒性进行识别,通过科学的分析与评价,在一定程度上降低各种危险问题发生。 2.2化工工艺设计路线存在的安全问题与控制对策 化工工艺设计中的一种反应会对多种不同的工艺路线产生影响,对此在相关设计过程中,要对其进行综合考量,选择较为合适的生产路线,要尽可能的将各种危害降低到最小。工艺设计要对相关物料以及生产条件与设施等因素进行综合考量,要尽可能的使用一些危害相对较低的物料。同时要通过各种全新的设施与技术手段,降低废气、废水以及废渣的总排放量,要在合理范围之内对其进行回收时候,提升资源的最大利用率,进而避免对环境造成过度的污染。 2.3化工工艺设计中反应设备存在的安全问题与控制对策 化工反应是产品生产过程中最为关键的内容,在实践中主要就是通过各种化学反应获得一定的产物,整个过程在操作过程中存在着诸多的安全性问题,如果不足够的重视,会导致各种安全事物问题的产生,对此在进行相关反应设备的设计与选择过中要进行科学的设计与分析,避免各种问题的出现。在相关化工设计中存在着各种不同种类的化学反应,这也就直接给安全控制与管理问题带来了一定的挑战。同时,在化工反应过程中也存在一定的反应失控危机,也就是说提升对相关反应物的整体反应速度与热效应的控制,是十分重要的。 3结束语 在化工工艺设计过程中,要严格执行相关法律政策,保障操作的标准性,提升整个工艺设计的安全性,加强重视,对设计方案中的漏洞与缺点进行完善,在根本上避免各种事故与问题的产生。熟练掌握相关设计与生产过程中存在的各种安全隐患,保障化工工艺的整体安全性。 作者:孟佳 单位:众一阿美科福斯特惠勒工程有限公司宁夏分公司 化工安全论文:化工园区消防安全管理论文 摘要:科技不断发展的同时,工业领域也在不断发展中,化工园区犹如雨后春笋般接连不断出现。化工对于人们来说至关重要,人们的生活离不开化工产品,但是近几年,化工园区经常会发生火灾、爆炸事故,不仅影响了周围居民的人身安全,更是给化工工作人员带来了生命危险。因此化工园区的消防安全管理至关重要,有关部门应该重视起来。 关键词:化工园区;事故分析;消防;安全管理 随着科技的不断发展,人们的生活水平不断的提高,化工园区的设备也是越来越高端,化学合成的每个反应所涉及的设备是很多的,而且各个化学反应都不相同,因此各个化工园区所发生的事故类型就会各不相同。因此,必须要针对不同类型的化工园区制定出相应的消防安全措施,这样才能够有效避免化工园区的事故发生的概率。减少事故发生,概率杜绝隐患,是需要与时俱进的学习新的消防和演练方法的。 1化工园区事故的分析 1.1不合理的布局。科技带动社会的发展,化工园区的发展对于整个国家来说都是至关重要的,国家对化工园区的发展是大力支持的。然而,现在有些商家为了赶快将化工产品投入市场,并没有将过多的精力投入到化工园区的建筑布局上。化工园区在设计的时候就存在安全隐患,使工作人员的生命安全没有办法得到保障,有些化工生产车间与易燃易爆化工储备室相邻,而有些化工园区的防护措施并不完善,这就犹如在化工生产车间放置一枚定时炸弹。因此,不合理的化工园区布局,大大提高了化工事故发生的概率。1.2维护管理力度不够。对化工园区内的消防设备的维护和管理至关重要,虽然我国法律明文规定各类建筑需要在设计和施工过程中通过消防审核,但是有些化工园区为了避免消防维修的巨大资金的消耗,导致消防设备的维修和管理处于无人管理状态。有些化工园区的灭火剂甚至都失效无法使用,但是却没有管理人员进行替换。无人管理的设备,很有可能会出现巨大的安全隐患,尤其是化工园区的设备可能存在大型环境污染的潜在危机,因此,对化工园区的消防设备的维护管理力度的不够也是影响事故发生的重要因素之一。1.3消防设备不全。有些化工园区大多是在之前的一些企业基础上建立的,那些企业年代久远消防设备已经无法满足现如今的社会,但是化工园区管理者却并没有过多的关注消防设备不全的问题。化工园区的起火事件一度非常频繁,随着化工园区内企业的,数量更加密集,人口更多,可能会大大增加火灾的安全隐患,因此消防设备是非常重要的杜绝火灾隐患的重要保障。随着化工园区的不断发展,对消防设备的要求也是越来越高,有些化工园区的消防设备出现损坏和无法正常使用情况,有些危险性较大的化工园区甚至缺少了重要的泡沫灭火器。消防设备的不齐全,导致事故发生的开始无法及时采用相应的消防措施避免事故的进一步扩大。 2化工区消防安全管理研究 2.1建立完善的消防安全政策。一个完善的安全政策是在消防安全源头上避免了事故的发生,化工园区的管理者应当依据国家规定的有关消防法规制定出适当的消防安全政策,同时也要结合各个化工园区生产的不同情况进行消防安全政策的完善。消防管理人员需要监督将消防安全政策落实到位,不然所谓的消防政策只是一纸文件,丝毫没有任何作用。消防管理人员必须要定期的进行消防设备的检查,对于存在安全隐患的设备必须立即维修或者更换,建立完善的消防安全政策能够大大降低事故发生的概率。2.2消防规划的改善。对于化工园区来说,消防规划与设计也是至关重要的一件事,如何将消防设备建设在最有利于企业的安全是消防规划和设计中必须要考虑的问题。对于消防设备的规划与设计,必须要能够及时方便的使用,不能离化工园区距离过远,而且需要均匀分布,这样才能够在事故发生的起初就能够及时有效地采取措施,而且设置的消防设备必须数量要适当,不能过多也不能过少。对消防设备规划和设计的完善,才能够更好的发挥出消防设备的作用,而且也避免了事故发生时的进一步扩大,能够保障工作人员的人身安全和减少企业的经济损失。2.3完善人员管理制度。一个企业的成功与否是与管理制度的完善有着密切联系的,无论是对管理人员还是工作人员,都需要制定相关的管理制度。企业的管理人员需要定期对消防设备进行检查,发现破旧损坏不能使用的消防设备时必须要立即联系维修人员,及时进行维修或者替换,管理人员还要时时监督生产车间的工作情况,避免工作人员在生产过程中因为不正当的操作而导致事故的发生。对于工作人员,企业需要定期进行消防相关知识的培训,提高他们的文化水平,否则他们在面对车间出现的突发状况,只能手足无措。人员管理制度的完善,能够让企业的人员各司其职,能够大大提高工作效率和安全效率。2.4开展消防演练。俗话说“实践出真知”,一味地传授消防相关知识却没有进行实践操作,导致工作人员在拿到消防设备的时候却不知如何正确使用。企业的管理人员应该根据工作人员的实际情况适时开展消防演练,让有经验的消防人员在一旁指导,让工作人员能够熟练地掌握消防设备的使用方法和使用情况,这也进一步提高了企业应对突发情况的处理能力。完全杜绝火灾是不现实的,因此,消防演练是非常必要的,在化工园区根据实际的布局和厂房分布,根据实际的情况来安排合理的消防排练和消防人员,将消防知识做到深入每一位基层员工的内心,才是防患于未然的基础。 3结束语 化工生产在人们的生活中处于举足轻重的地位,然而化工生产过程中伴随着一定的危险性,因此对化工园区的消防安全管理至关重要。单一的消防安全管理无法有效避免事故的发生,必须综合考虑企业的实际情况,制定适宜的消防安全政策,提高工作人员的消防意识才能够有效降低化工园区的事故发生概率。 作者:龙洁 单位:南昌市公安消防支队
在网络信息技术不断发展的背景下,计算机信息处理技术被广泛运用在各个行业之中,使我国实现了数字化、网络化的发展。通过计算机信息技术的运用,会产生大量的数据资源,这种技术虽然可以满足人们的工作及生活需求,但是海量数据的出现增加了计算机系统的信息储存,影响计算机的运行效率。因此,计算机信息技术处理中,应该通过大数据资源的利用,可以满足信息技术使用的容量高、增长速度快以及信息多样化的使用需求,提高信息处理的整体效率,改变计算机信息处理系统运营中存在的问题,为计算机信息技术效率的提升提供支持。 1大数据的相关内容 1.1大数据概念 大数据主要是指传统数据处理软件无法处理的数据集,大数据存在着容量高、增长速度快以及信息多样化的特点,通过大数据的使用,可以展现出成本效益以及创新的信息处理形式,实现信息数据挖掘的有效性[1]。 1.2大数据的特点 在大数据发展的背景下,其特点体现在以下几个方面:第一,信息量庞大的特点。大数据主要是指可以突破1ZP的数量级,这种数据存储形式相当于传统数据储存形式的几何式翻倍。第二,速度快。在大数据资源信息处理中,大数据的信息流量是实时存储的,通过专业大数据处理器的使用可以在信息交流中实现高速传输。第三,结构多样化的特点。大数据的组成并不是单一的、固定的模式,其内容一般包括文本信息、网页框架以及图像等内容,由于处理格式的差异性在某种程度上增加了信息处理的难度[2]。 2大数据时代背景下的计算机信息处理所面临的挑战 2.1对信息安全要求更高 在大数据时展中,网络信息技术得到广泛运用,这种背景下人们对网络信息的安全性要求逐渐提升。网络环境中,人们在网络购物、网络支付平台使用中,较为关注平台的私密性以及安全性,若在计算机信息技术使用中缺少保护,会影响网络信息处理的安全性,为人们的财产造成风险。所以,在网络信息技术发展中,为了实现对人们信息的保护,应该建立有效的网络安全监督平台,使大数据背景下计算机信息技术的处理得到安全运用。 2.2专业人才需求不断提升 伴随大数据网络信息的发展,大数据网络技术得到了人们的关注,技术型人才成为行业关注的焦点。在大数据网络信息技术使用中,专业人才成为行业的需求,为了保证大数据新处理的高效性,相关数据库管理者应该提高自身的安全性,通过大数据信息技术的使用以及专业方案的构建,实现网络信息的保护,充分满足网络信息技术使用的基本需求,提升大数据网络资源的运用效率[3]。 3大数据时代背景下的计算机信息处理方式 3.1分布式存储技术的运用 伴随大数据网络时代的发展,计算机信息技术处理中通过分布式存储方法的运用,可以实现大数据信息资源的储存,改变了以往信息存储的限制性问题,通过网络专线以及高速网络资源的利用,形成多个数据库,实现总分形式的数据逻辑管理。在分布式存储技术使用中,系统结构在同一个数据中得到运用,而且,通过不同的分布以及不同的存储,可以实现不同数据系统之间逻辑关系的确定,实现数据分离及统一的最终目的。而且在分布式存储技术使用中,也解决了海量数据对信息的存储问题,计算机信息技术通过多种服务器的共同使用,提高数据存储的整体效率,解决网络信息技术使用中存在的资源不足问题[4]。 3.2数据挖掘技术的运用 结合当前大数据资源的使用状况,在计算机技术中通过数据挖掘技术的使用,可以体现出人工智能处理技术的优势。数据挖机系统通过仿生学手段的利用,按照人类的思考方式将数据进行统一处理,之后根据项目需求构建决策信息,完善对人类行为的指导。通常状况下,在数据挖掘技术使用中,其基本的组成包括以下内容:第一,数据资源的选取。在大数据背景下,计算机信息技术使用中通过数据的预处理进行数据资源的选取;第二,对选取之后的数据进行无效数据、冗余数据以及零数据进行清理、删除;第三,通过数据挖掘技术的使用进行信息的分析;第四,数据分析及评估。通过专门应用系统的使用实现对数据的分析、展示。在数据挖掘技术使用中,通常采用了人工智能的方法进行数据处理,这种设计处理技术一般包括了决策树、聚类以及神经网络等,根据数据技术进行数据的直观展示,提高计算机信息技术处理的整体效率。例如,在大数据时代背景下的计算机信息处理中,通过聚类技术的使用,其作为数据挖掘分类技术,在使用该种技术是需要将定义分为不同的簇群。其中k-means算法作为一种常用的计算形式,主要是通过制定簇群个数的确定,将源数据生成簇群中心,之后通过离中心距离计算项目的确定,实现对数据的收集处理,将对应的数据个数作为簇群中心,可以提高源数据以及簇中心计算的有效性,之后在限定数据的范围内进行数据的生成,提高数据结果计算的有效性。在数据源头上进行分类,可以将数据中心以及新的平均数值作为重点,提高项目结算的有效性。通过k-means算法的使用,能够实现平均簇群个数的确定,实现限定簇群个数的有效处理,提高数据结算结果的价值[5]。 3.3信息安全技术的运用 信息安全技术作为大数据背景下较为重要的内容,可以实现大数据信息资源的保密处理。在信息安全技术处理中,其技术通常包括数据加密技术、身份认证技术、隧道技术等,通过这些信息技术的运用,可以充分保证网络信息资源使用的安全性,但是也不能完全实现对数据信息的安全保障,因此,在大数据背景下,为了实现信息安全技术使用的安全性,应该将网络信息技术的使用以及网络安全信息系统的构建作为重点,强调网络信息运维部门以及相关部门的监控力度,通过IT网络框架理念的确定以及数据资源的信息处理,提高计算机技术使用的安全性,进而维持网络信息方案使用的安全性。通过对计算机信息技术的安全运用,通过数据加密技术的处理,可以实现网络信息技术使用的有效性,结合不同加密算法对数据资源进行分析,充分保证网络信息技术使用的安全性。在数据加密算法使用中,通过不同加密算法的运用,在通过数据项目的调节通过MD5算法对数据进行加密储存,这种素案发通过村塾数据验证的处理,可以实现信息技术安全使用的基本需求。MD5算法作为一种不可逆的计算方式,按照原始数据添加、数据分解以及数据出书计算的形式,通过任意数字以及任意符号的使用,对计算机技术的数据资源进行统计,提高网络信息资源使用的安全性、有效性,在该种算法中,当完成身份认证之后系统用户会输入登录凭证,系统会对MD5加密处理,之后自动生成固定的128字节进行数据传输,通过与数据库的存储对比,完成用户身份的验证。在数据传输中,加密技术应该在接受终端上进行原始数据的确认,提供数据加密处理不同算法的使用等,提高密钥处理的有效性,而且,通过密钥管理技术的使用,可以有效提升数据加密信息处理的安全度,为大数据背景下计算机安全处理的保密性提供参考[6]。 4大数据时代背景下的计算机信息处理的发展趋势 在大数据发展背景下,为了提高计算机技术使用的安全性、稳定性,应该根据网络信息技术的发展方向,进行信息处理方法的创新。首先,在云计算网络发展中,通过云计算技术的使用,其作为优秀的计算机技术形式,可以提高信息技术的处理效率,而且能够及时改变网络信息处理的问题。云计算技术使用中可以将网络软件作为基础,通过编程性、回应性数据的分析,可以构成云计算网,这种云计算网络可能够增强网络存储、信息技术存储能力等,拓宽计算机技术的使用范围。其次,实现计算机安全技术的创新发展。在大数据发展背景下,通过各个数据系统的运用以及网络资源的连接,可以在个人终端设备上进行信息资源的共享,实现网络信息的开放性,但是整个过程中增加了网络安全风险,使计算机安全信息受到威胁。因此,在大数据网络信息处理中,通过网络数据安全性的增加,可以提高大数据安全管理的有效性,并逐渐形成安全管理体系,实现网络计算机网络信息技术的安全发展[7]。 5结束语 总而言之,在大数据发展背景下,通过网络信息技术的运用可以结合大数据的特点,进行网络信息资源的安全、有效处理,提高网络信息处理的整体效率,推动网络信息技术的创新发展。对于计算机技术处理人员,应该认识到信息资源处理中所面临的挑战,结合这些问题构建针对性的处理方法,通过大数据资源的安全、有效运用,保证网络信息资源传输的安全性、实时性。而且,在大数据背景下的计算机信息处理技术使用中,也应该通过分布式存储技术、数据挖掘技术以及信息安全技术的运用等,进行网络信息资源的查询,提高网络信息资源处理的有效性,推动计算机技术的安全发展。 参考文献: [1]冯燕茹,闫婷.基于大数据背景下的计算机信息处理技术思考[J].数字技术与应用,2016(7):238-238. [2]李伟,江明夏.大数据时代下的计算机信息处理技术[J].信息通信,2014(8):129-129. [3]张翠.浅析大数据时代的计算机信息处理技术[J].农民致富之友,2017(9):234-234. [4]彭英,李佐军.“大数据”视角下计算机信息处理技术分析[J].天津中德应用技术大学学报,2016(6):108-110. [5]高杨.大数据时代的计算机信息处理技术[J].科技风,2018(12):69-69. [6]邱成相,苏有邦.“大数据”时代背景下计算机信息处理技术研究[J].数字技术与应用,2016(7). [7]冯思毅.大数据时代背景下计算机信息处理技术[J].数字通信世界,2018,160(4):83. 作者:储向向 单位:江南大学
医学技术论文:开放式医学信息技术教育研究 一、国内外开放式教育平台研究现状 随着开放式教育资源运动的持续发展,大规模网络开放课程已成为高等教育发展新趋势,新型课程体系迅速席卷全球。麻省理工学院(Edx)和斯坦福大学(Coursera)等世界知名大学以及许多创新公司(如Udacity)纷纷投身于大规模网络开放式课程市场,引起了巨大反响,获得了公众大量的关注和模仿。2012年9月,Google了一款用来传递免费在线课程的开源软件CourseBu1ider,这是Google涉入在线教育领,实验性的第一步。2012年12月,英国开放大学(OpenUniverity)成立了一家私人企业,推出一个新的大规模开放式在线课程平台Fu-turelearn,通过提供一些著名大学和机构开设的高质量课程,增加人们接受高等教育的机会。同月,全球最大的商业网络教学平台提供商Blackboard宣布与大学合作,利用CourseSites平台免费为用户提供在线课程创建和便利化服务平台,方便中小学教师、大学教师或社区教育工作者为课程添加网络元素。美国Instructure公司也开发了CanvasNetwork,面向所有的机构、教师和学生免费开放,世界范围内的教师均可以通过注册,按照自己意愿设计和开发课程。2013年4月,欧洲多国合作参与的MOOC(massiveopenonlinecourses,大型开放式网络课程)被命名为OpenupE,该平台注重课程的平等性、高质量和多样化,旨在为学习者提供便利,引导高校采取更加灵活和创新的教学方法。2013年7月,平台加拿大的Text-bookVi-deos已22门MOOC课程,且将与全国各地的大学和学院合作,提供非传统的教育课程,包括有利于终身学习的课程,目前已经6门课程。2013年10月,Google联合Edx推出免费教育平台,该网站将向教育工作者和公众提供工具,以便他们能创建自己的数字课程。2012-2013年间兴起的大规模在线课程在全球引发了教育信息化的新浪潮和新挑战。在全球MOOC发展热潮的背景下,国内开放式教育平台的发展已成燎原之势。2013年7月,教育部科技发展中心主任李志民提到,对于各国知名高校而言“,慕课”平台是高等教育的新大陆,谁都不希望失去向全世界传播知识,提升国际地位的机会。2013年5月,北大和清华同时宣布加入Edx。我国果壳网MOOC自习教室拥有接近4万用户,成为拥有全国最大的MOOC线上社区。2013年10月,由清华大学打造的全球首个中文版“慕课”平台———“学堂在线”正式推出,清华大学的电路原理等5门课程,麻省理工学院的电路原理以及北京大学的计算机辅助翻译原理与实践作为首批上线课程对外开放选课。2013年底,复旦大学与Coursera(由美国斯坦福大学两名计算机科学教授创办的免费大型公开在线课程项目)正式签署了合作协议,U21联盟之一的复旦已经加入联盟的MOOCs计划。开放式在线教育成为我国解决教育公平问题的有力手段。从以上研究可知,大规模网络开放课程已成为高等教育信息化建设的新方向,备受教育界内外广泛关注。目前推出的免费开放式平台能优化教育资源配置,加深用户对课程的理解和认识,但大多基于单一模式,限制了不同类型课程的教学改革,且缺乏具有领域、学科和专业优势,符合高校实际发展的需求,能将教育理念和教育模式系统呈现的专用教育平台。由此可见,构建一个符合高等医药院校人才培养需求,基于泛在学习的开放式医学信息技术教育平台迫在眉睫。 二、开放式教育平台的比较研究 2012年以来,各类开放式网络教学平台通过信息技术与网络技术将优质教育送到世界的各个角落,不仅提供免费的优质资源,还提供完整的学习体验,展现了信息技术与现行高等教育体制结合的种种可能。从最初的Coursera、Udacity、Edx三大平台,到后来各国不断涌现的通用平台,大家都看到了信息时代的特点,害怕错失良机,并非冷静思考如何提升教学质量,更关注以下问题:(1)大规模参与;(2)在线、开放的教学资源;(3)一系列教学环节与流程;(4)嵌入相关资料或测验的教学短片;(5)网上朋辈(Peer)支持与学习讨论。但真正意义上的开放式教育平台不单是教育技术的革新,更应该带来教育观念、教育体制、教学方式、人才培养过程等方面的深刻变化。通过各类开放式网络教学平台优缺点的比较研究,有助于准确把握研究目标,合理规划和设计开放式医学信息技术教育平台。 三、开放式医学信息技术教育平台的设计 开放式医学信息技术教育平台是针对学生在泛在学习环境下自主学习和终身学习的需求,坚持“前瞻、导向、科学、可行”的建设思想,把研究成果应用于教学实践之中,利用计算机网络技术和PHP+MySQL开发环境,通过几种基于Web2.0技术的开源软件进行开发,为学习者搭建一个良好的在线学习与互动交流平台,建立行之有效的基于泛在学习的教育资源共享信息平台,采用一体化的方式为高等医药院校师生提供教育资源共享信息服务和课程指导、研讨、互动、交流环境,为建立一个网络化、数字化、智能化、科学化有机结合的开放式技术教育平台而努力。本平台利用Web2.0技术的互动性和开放性建立了医学信息技术教育资源共享库,通过启发式、探究式教学,深入剖析课程中的重点和难点,培养学习者的信息素养、自主学习能力、分析问题和解决问题能力,构建终身学习体系。平台包括注册登录、课程概述、课程互动和在线学习等功能。 (一)课程概述子模块 该模块系统的介绍了开放式信息技术教育平台中各门课程的相关情况,其中包括医学类课程沿革、教学定位与目标、教学手段与方法、教学内容、课程考核方案、教学效果与评价、教师队伍和课程建设与规划。内容展示的形式多为课程详细内容的文本文件和图片。此模块能完整呈现教学的设计,通过对课程全方位的解读,让学习者更了解课程教学的思路、理念,将所学知识融会贯通。 (二)课程互动子模块 课程互动模块包括教学活动、讨论区、联系我们三部分功能。该部分能有效呈现课程的多元培养形式,为医学信息类人才多途径培养实践与效果评价提供依据。该模块支持管理员和教师上传资源、发帖、讨论和私信群发功能,为师、生之间营造了一种良好的学习和教研氛围,内容展示的形式可以为文字,图片和视频等,能有效促进各级用户之间的互动和交流。 (三)在线学习子模块 在线学习模块能再现教学的全过程,包括医学类课程公告、评分标准、课程学习、在线练习、私信、考试、课件、课程评价和分享功能。该模块能记录课程教学的进度,群发私信提醒参与课程的学习者;明确教学各环节的评分标准和细则,为课程考核和认证奠定基础;每部分学习内容提供在线练习、课件下载和分享功能,每门课程都能实现在线考试;各级用户在平台互动过程中产生的所有数据都能从数据库中导出相关的excel文件,便于课程后续的评价和分析。 四、结束语 文章顺应开放式教育平台的发展和教育信息化模式的变革,提出一种新型课堂体系———开放式医学信息技术教育平台,将开放式教育理念和教育模式贯穿于高等医药院校大学教学全过程,遵循“前瞻、导向、科学、可行”的建设思想,利用Web2.0技术和计算机网络技术,从课程概述、课程资源、课程互动、在线学习等四个方面阐述基于泛在学习的教育资源共享信息平台的实现思路和系统原型,为后续建立一个网络化、数字化、智能化、科学化相结合的开放式技术教育平台奠定理论基础。在后续的教学改革中,作者计划将文章所提出的开放式教育平台应用于高等医药院校课程教学当中,以检验这种新型课堂体系在提升学生的自主学习能力和实践动手能力方面的实效。 作者:刘青萍 晏峻峰 周燃犀 周知 瞿昊宇 王林峰 刘东波 单位:湖南中医药大学管理与信息工程学院 医学技术论文:代谢组学技术在医学检验中的应用 一、代谢组学技术的概念 从一般意义上说,代谢组学是指通过分析组群中的单个细胞结构、器官、组织或者体液内的小分子物质,对组群指标进行高位检测和操控处理,利用多元统计学原理和模式识别的技术设备,对细胞体内的代谢物质进行全面立体的检查和研究;是一门对某一特定时间段的有机体全部小分子代谢物质,进行定量和定性解剖处理的学科。 二、代谢组学技术与研究方法 (一)代谢组学的检测技术 1、核磁共振技术 核磁共振技术作为检测有机体机构的重要谱学,能够在自动旋转的原子核的基础上,依靠核外磁场的引力作用,通过吸收到的辐射波刺激发生能量跳迁的一种谱学技术。其优点在于无损害,对检测的样品结构不存在破坏性;操作方式多样化,能够根据实际情况变换多种检测方案,采用不同的实验方法进行研究;速度较快,能够在较短的时间内得到检测结果;富有动态性,能够得到较为与时俱进的灵活变动的研究信息。缺点在于检测的灵敏度不是很高,制约着NMR技术的发展。 2、气相色谱——质谱联用技术 从字面上解析,气相色谱——质谱联用技术融合了色谱、质谱二者的优势特点,检测的灵敏度更高、效能更好、分辨率清晰。由于自身的构造,需要观测的主要参数为毛细管柱的尺寸大小等指标:被检测样品通过毛细管柱时,仪器设备会依据生物体分子的构成性质不同而得到分离,各自流入不同的柱子里,记录下不同时间段里流入柱子里的分子结构,然后利用色谱和质谱进行检验。这样通过利用气相色谱——质谱联用技术,能够及时准确地将被检测样品实行快速的剥离,然后利用相关仪器进行检测和分析处理,最终进行定性分析,记录研究的结论。但是气相色谱——质谱联用技术也有自身的局限性,由于在检测之前需要对样品结构实行预备式的衍生化操作工作,在这一过程中需要耗费较多的时间,会因时间的耽搁而使原本的样品发生一些微妙的变化,使检测结果不真实;同时还有一个缺点在于不能分析某些个大分子代谢物质的结构。 3、液相色谱——质谱联用技术 液相色谱——质谱联用技术把液相色谱作为一个样本的分离处理系统,把质谱当做样本结构的检测处理系统,这样液质联用技术充分发挥了色谱和质谱的优势特色,融于一身。既具备了分离复杂样品结构能力强的色谱的优势,又具有了检测灵敏度高、动态性强的质谱的特点,使这一技术能够更好地为疾病监测发挥自己的力量。 (二)代谢组学研究方法 通常一个比较完整、规范的代谢组学检测程序一般要经过收集样品、处理样品并进行保存工作;进行仪器的分析和选择,获取样本数据,进行数据的定性和定量的分析和处理;最终进行研究结果的总结和归纳,总结出生物学意义上的代谢结论。 三、代谢组学技术在医学临床检验中的应用 1、代谢组学技术与糖尿病、肾病的研究 糖尿病与肾病紧密联系,目前进行的DM并发症的代谢组学技术的研究,更多地涉及肾病,可以借助核磁共振技术分析DN中小分子代谢物质的结构,进行剥离处理和分析,如果实验证明葡萄糖含量和氧化三甲胺的存量在血浆中有上升的趋势,而多种氨基酸却在下降,则证明有机体肾存在着病变,为医学临床诊断和检测提供了实验依据。 2、用于诊断肿瘤 医学专家Odunsi等曾利用氢核磁共振波谱法开创了一个新的医学诊断模型,利用检测血清上的代谢标志物可以诊断出是否存在皮性卵巢癌的病症。Corona专家学者曾利用代谢组学技术用于肿瘤方面的诊断研究,发现了重大的成果,结果中发现通过分离检测能够分析出不同种类的代谢物质分子结构,灵敏度和清晰度较高,其中的色氨酸、丝氨酸及其甘油磷脂等为医学中诊断乳腺癌提供了重要的参考依据。 3、消化系统疾病的检测 医学家利用氢核磁共振波谱法技术建立的生物标志体模型,能够及时、较快速的检测出有机体是否存在肠炎病症,进行及早的治疗。 四、结语 随着科学技术的不断发展,代谢组学技术的研究不断深入推进,应用的领域更加广泛和普遍,需要不断开拓其在医学、营养与健康学、生物学等学科上的发展空间,由于是发挥代谢组学技术在医学检验中拥有疾病诊断的重要功能,为人类的生命健康贡献力量。 作者:张再华 单位:黑龙江省齐齐哈尔市第一机床厂职工医院 医学技术论文:医学检验技术综合实训课程构建 一、综合实训课程教学内容的确定 (一)对检验岗位能力需求和检验项目的调查。 2013年在浙江省范围内对163家不同类型医疗机构的检验工作岗位进行调研,包括55家三级医院、16家二级医院、45家社区医院、42家乡镇卫生院和5家检验公司独立实验室。对医学检验技术人员应必备的专业知识技能和综合素质能力需求的重要性进行调查。除寄生虫检验的重要性需求在78.5%之外,其他各课程均在91%以上。同时,被调查单位对团队协作能力和分析问题解决问题能力的重要性需求均在93%以上,说明各单位对工作人员具备这些综合素质和能力的要求越来越高。对这163家单位开展的主要检验项目进行调研(见表2)。除骨髓象检查外的各主要检验项目开展率均在60%以上,三大常规达到100%。其中二级以上医院和独立实验室的项目开展率跟社区医院和乡镇卫生院因定位不同有所区别,各主要检验项目的开展率接近于100%,最低的骨髓象检查也在86%以上。 (二)教学内容的确定。 根据调研结果,即检验岗位对专业知识技能和综合素质能力的需求和各单位主要检验项目的开展情况,组织课程专家、专业优秀课程教师召开课程分析会议,从检验专业优秀课程分析出常规检验项目形成教学内容,建立新的课程标准和教学大纲。教学内容包括:三大常规、骨髓象检查、生物化学检验、免疫学检验、微生物检验,结合团队协作能力和分析问题解决问题能力的培养。 二、医学检验技术综合实训室的建立 我校医学检验技术专业得到中央财政专业建设项目和省特色专业建设项目的支持建立了医学检验技术综合实训室。招标购置和医院、公司馈赠,配置了一批检验仪器设备:Sysmex-xs1000i全自动血细胞分析仪、FUS-200尿有形成分分析仪和H-800尿干化学分析仪、ESR-30全自动动态血沉仪、迈瑞BS-320全自动生化分析仪、DNM-9602自动酶标分析仪、奥林帕斯显微成像系统、荧光显微系统等。并安装了LIS系统,把所有的仪器设备连接,形成一个完整的检验实验室系统,从标本接收、项目检验、结果审核到检验报告单的输出打印实现一体化,实现医院检验科的功能。 三、综合实训课程教学方法的确定和实施 (一)教学方法的确定。 我校医学检验技术综合实训课程安排在学生完成专业课程学习后、进入毕业实习前进行。课程30学时,集中一周以小组为单位开展,训练学生团队协作能力和分析问题解决问题能力。根据教学内容确定教学方法,通过临床病例引导,提出医院检验项目,要求学生查询相关资料以医院检验顺序(提供检验项目和标本)为线索进行设计,按照工作过程整合(复习实验原理步骤)、安排项目准备(准备实验器材试剂)、项目实施(操作过程和注意事项)、项目结果(实验结果和报告)、分析讨论(实验过程的总结及碰到的问题进行讨论)等学习项目。 (二)课前准备。 综合实训前一周,准备好若干个病例,经筛选的病例要求是能整合包含各专业课程三个以上检验项目,以达到综合实训的目的。将学生5人一组分组,每小组为一个团队分配以不同的病例并提出数个检验项目,各小组学生一同设计每个检验项目。要求学生查阅资料,对每一个检验项目做好以下知识理论准备:选取正确的检验方法、确定检验项目的标本类型和标本前处理、检验方法的原理、需用到的仪器与试剂、检验方法的步骤及注意事项、结果的判断、检验方法的质量控制、正确的结果报告形式、废物处理、临床意义,最后形成纸质报告。培养学生自主学习查阅资料分析问题的能力。 (三)综合实训课程的开展。 在开展医学检验技术综合实训课程时,医学检验实践中心所有实验室和检验综合实训室向学生全面开放,并有专任指导教师在各自课程的实训室进行指导。每个检验项目的实施将模拟临床检验工作的流程展开,由组长安排,各小组成员主要负责某一项工作任务共同完成:标本的采集和接收,标本的检测,结果的分析与审核等工作。整个技能操作严格按照《全国临床检验操作规程》(第三版)进行。如遇到结果异常,检验人员还需对结果进行分析,如需手工复查的进行手工复查。完成该项目的检验工作后,各小组根据检验结果进行综合分析,完成实验报告。实训结束后,教师引导学生进行分组讨论,对检验项目的目的和原理、检验过程中的注意事项、检验结果的分析进行阐述,对遇到问题如何分析和解决问题进行回答,最后总结整个综合实训过程中的经验和收获。 (四)综合实训课程的考核。 综合实训课程的考核以检验过程的形成性考核为主,由教师评分和学生互评相结合,评分根据实训的实施由三部分组成:课前准备的纸质报告、检验项目过程中的规范操作和处理、检验项目完成后的分析和讨论。根据各检验项目不同特点,针对检验项目操作制定一套检验项目评分标准,在训练检验综合能力的同时也不放松对检验技能的强化训练。 (五)综合实训课程的成效。 检验综合实训课程的开展,对照我校医学检验技术专业2011、2012级两届学生在课程开展前后检验技能操作得分,有了显著提升。并培养了学生的临床思维能力和素质,在实习生、毕业生中问卷调查显示,检验综合实训课程得到了学生和实习、用人单位充分认可和高度评价。 四、小结 医学检验技术综合实训课程的构建,将分散于各专业课程中单个检验项目和方法有机结合起来,不仅培养学生临床思维能力和医学检验综合素质,也对课程教学和教师素质提出了更高的要求。(1)强化训练了学生的检验技能操作水平。检验技能操作是医学检验技术人员的根本,检验综合实训课程加强了这方面的训练,并着重强调技能操作的规范化。(2)培养学生的临床思维能力和对检验专业课程综合知识的运用。检验综合实训课程模拟临床检验项目的工作流程,训练学生将本专业各专业优秀课程的知识及技能综合运用到临床检验工作中去。(3)提高学生团队协作能力和分析问题解决问题的能力,提升学生的检验综合素质和职业素养。综合实训过程中,各小组成员分工合作,共同完成多个检验项目的实训,培养团队协作能力。在实训设计中,先提出多个检验项目,要求学生查阅资料,分析并统筹安排检验项目的开展,锻炼学生分析问题解决问题的能力。为从事临床检验工作打下基础。(4)加强教学与临床之间的对接。检验综合实训课程安排在学生进实习之前,模拟临床检验工作流程,能够为学生进临床实习起到一个适应建立SP联系网络,互通有无、共享资源,使之发挥优势并形成辐射网络。综上所述,OSCE作为一种较全面评价临床胜任能力的考试模式,具有传统笔试无法比拟的优势,但在应用中也逐渐暴露出一些不足。通过加强对SP的系统培训,合理调整考试设置,以及进一步改进考试形式等方式,OSCE能够适用于各种形式、不同要求的考核,从而更好地服务于我国医学教育及医师培训。 作者:沈鑫烽 吴怡春 褚美芬 汤立旦 黄卫平 王家学 单位:浙江医学高等专科学校 医学技术论文:技术人员继续医学教育问题及建议 1发展现状 继续医学教育考核合格已是专业技术人员执业注册、年度考核、技术职称晋升等必备条件。继续医学教育包括国家、省级继续医学项目,发表科研论文,单位组织的学术活动等形式。医疗卫生机构可以通过继续医学教育项目的申报与举办,推广科技成果,充分带动学科培养创新性人才。 2存在问题 2.1思想认识不到位 卫生技术人员的学习缺乏主动性与积极性,不能形成良好的学习氛围。部分学员认为参加继续医学教育只与职称晋升相关,已晋升到高级职称或不再愿意继续晋升职称的部分人员,对参加继续医学教育热情度较低。另外,基层医院部分在职在岗人员工作繁忙,难以离职离岗学习,无法满足送培需求。 2.2学科发展不均衡 中西部地区老、边、贫地区较多,区域、城乡医疗卫生机构发展不平衡,基层全科医学的培训更显薄弱;同时,部分新生的边缘学科继续教育项目开展较为困难,学科发展不均衡,继续医学教育项目层次结构、专业结构存在偏科现象,难以满足全体人员需要。 2.3体系建设不完善 部分继续医学教育方法稍显陈旧、途径不多,远程、网络教育等先进的继续医学教育手段未被广泛而规范使用;培训内容的针对性、方式的适宜性、实施的协调性与结果的有效性需要改进;医疗卫生机构对继续医学教育工作投入不够,教育经费偏低,培训基地与信息化建设滞后,监督管理相对薄弱。 2.4人员配备不充分 部分医疗卫生机构无专职继续医学教育工作人员或专职人员流动性较大,不熟识相关政策,导致在项目的实施过程中还存在不够规范的现象,如举办时的项目名称与公布的项目名称不完全相符、学分管理与登记制度混乱等。继续医学教育管理人员缺乏足够经验、知识,继续医学教育管理干部队伍建设有待加强。 3发展建议 3.1优化模式,深化改革 集成各类优势资源,构建区域布局合理、专业覆盖广泛,满足各级医疗卫生人员培训需求的继续教育体系。以实际素质能力为基础,以岗位胜任能力为优秀,有计划地选派与组织相关专业的人员参加内容鲜明,具有科学性、先进性、战略性与可推广性的继续医学教育学习,逐步实行各类卫生技术人员的规范化培训;加强构筑网络化信息平台,将集中面授与远程教育相结合,方便尤其是边远地区农村基层卫生技术人员就地学习;推动继续医学教育信息化管理,逐步健全覆盖城乡的继续医学教育管理与服务信息化公共平台,提升继续医学教育管理水平。 3.2重点扶持,均衡发展 通过开展有效的继续医学教育活动提高农村医疗卫生队伍素质与服务水平是卫生技术人员队伍建设的重要内容。均衡继续医学教育项目的层次结构、专业结构,特别是提高农村、民族地区与偏远地区的教学质量,更好适应卫生事业改革与发展的需要。积极探索符合农村基层特别是民族地区、边远贫困地区农村基层实际的继续医学教育方式,增强培训的针对性、实用性、便捷性与有效性,使所有农村基层卫生技术人员均能参加适合的继续医学教育。对基层继续医学教育项目的申报、举办给予重点扶持,在政策导向与资金安排方面予以重点倾斜,力争使继续医学教育工作重心下移,提高农村、民族地区与偏远地区的教学质量,提升全体卫生技术人员的职业素质能力。 3.3完善监管,提高效率 适时调整继续医学教育发展的目标考核、学分授予等具体政策措施;建立培训、质量控制与监管机制,严格对培训的针对性、科学性与有效性监督管理;加强对继续医学教育管理人员法规、政策与管理知识的培训,组织继续医学教育科学研究,支持继续医学教育工作的交流与合作,学习先进工作经验,提高管理效率与水平。 3.4保质保量,稳步提升 完善继续医学教育培训体系,设立一批形式多样、水平较高的继续医学教育基地,全面开展继续医学教育工作。鼓励优秀卫生技术人才承担继续医学教育的教学工作,强化年轻卫生技术人员终身学习的理念,为其自觉参与医学终身教育奠定基础,为促进卫生事业发展提供人力资源保障。 作者:杨麟 何剑 单位:四川省医疗卫生技术咨询所 川北医学院附属医院 医学技术论文:医学检验技术本科人才培养探索 一、发展现状及存在问题 理论课教学一般采用大班授课,以教师为中心,学生参与课堂教学的机会相对较少,课后学习也以复习课堂内容及相关知识为主。目前国内大中型(三甲及以上)医院、高等医学院校及科研机构中医学检验专业本科生及研究生已基本饱和,但市县级以下医院仍以大中专学历专业人员为主;医疗器械生产、营销及技术支持行业对检验本科生的需求量较小;四年制检验专业的本科生不能报考国家执业医师资格考试,不能转向临床、口腔、预防等专业,毕业生的去向主要是中小医院、血站或疾控中心的临床检验机构。 二、改革思路 1.以就业为导向,增加培养方向。 目前,我国输血、病理及其相关行业的技术人员任职前大多未接受专业教育,他们绝大多数来自检验科及临床相关科室,而医学院校关于输血和病理的教学内容很少,相关知识和技能主要来源于实际工作中积累的经验和非系统的培训,学生对输血医学和病理技术的认识已不能适应输血医学和病理学的飞速发展及临床工作需要,急需医学院校培养一大批高学历的输血医学和病理技术专业人才。潍坊医学院医学检验技术专业充分利用自身的资源与优势,以临床检验方向为主体,增加输血技术、病理检验这两个培养方向,以提高学生就业能力,拓展就业渠道,力求探索出适合地方高等医学院校的输血技术和病理检验人才的教育模式。 2.以精品课程和考试平台为依托,建立网络教学资源库。 精品课程建设是教学质量的重要标志,以优秀课程为中心,整合优质教学资源已经成为提高教学质量的关键环节之一。潍坊医学院医学检验学系在已有的《分子生物学检验技术》和《临床免疫学检验技术》两门省级精品课程基础上,积极构建医学检验技术专业精品课程群,将课程群的大纲、PPT课件、教学视频等资源上传至校园网服务器,建立课程群网上平台,并尝试与学生在线交流与答疑。同时,通过制作专业课的网络考试平台,建立形成性评价机制。每学完一个章节,让学生先自测,再集体测试,教师根据测试结果确定下一阶段的学习任务与速度,让学生循序渐进地掌握预定的教学内容。 3.更新教学理念,丰富教学手段和教学方法。 教学理念是影响教学质量的重要因素。潍坊医学院医学检验学系组织全体教师观摩学习各种先进的课堂教学方法与教学手段,充分利用现有的资源调动学生的主观能动性。如在《临床微生物学检验》课程中实施PBL教学模式,以问题为基础,小组讨论为主要方式,促进学生将理论与实践有机结合;采用启发式和讨论教学法,结合案例分析或病例分析,鼓励学生发表自己的意见和看法,培养学生的创新思维;在专业课教学中试行教师边教、学生边学边做的教学模式,促进理论与实践的融会贯通。 4.建立实验、实训、实习三位一体的技能培训体系。 医学检验技术专业的专业课程强调学生的动手操作能力,实验教学学时占课程总学时的50%,因此,实验教学的效果是影响教学质量的重要因素。潍坊医学院医学检验学系进一步完善基础检验、微生物学检验、显微互动等专业实验室,安装多媒体实验教学系统,使形态学教学更加丰富形象。加大实验室开放力度,提高仪器利用率,为学有余力的学生提供练习平台。同时,建立医学检验实训中心,根据职业岗位需求和临床工作的实用性技术,遴选100项实验技能,按难易程度分配到每个学期,并开设检验技能课程,进行专业的指导培训。课程结束时对每项技能进行严格考核,合格者颁发合格证书,并且每年举行专业技能大赛,为获奖者颁发荣誉证书。挑选大型三甲医院作为临床实习基地,提高临床教师实习带教水平,并拓展北京、上海等地三甲医院作为实习基地,以满足不同学生的实习和就业需求。 5.以重点实验室为平台,培养学生科研创新能力,促进产学研结合。 潍坊医学院临床检验诊断学实验室是山东省“十二五”高校重点实验室,学校附属医院检验科为省级临床重点专科、市级重点学科,科研氛围浓厚,坚持“以科研带动教学,以教学促进科研”。鼓励教师与企业联合开展科研项目,企业提供资金,学校教师提供技术支持;鼓励教师课题组吸收一部分有兴趣的学生参与科学研究,让学生进入实验室充当教学和科研实验助手,充分挖掘学生潜力,培养学生的科研意识;挑选适合医学检验技术专业本科生的科研课题,遴选中级以上职称教师担任指导教师,学生自愿报名参与,组成科研小组,撰写课题申请书竞标,中标者在规定时间内完成开题、实验、结题等程序。学生在参与研究过程中不仅提高了动手和创新能力,也被激发了科研发展潜能,为顺利开展科研设计和论文写作奠定了坚实的基础。 6.形成人文与医学相融合的教育模式。 医学人文教育能够提高医学生的人文素质和科学素质。学生不仅要有熟练的临床技能,而且要有良好的职业道德,在今后的职业生涯中践行人文关怀。将人文教育融入医学专业课程,既可以丰富枯燥的医学专业知识,拓宽医学生的知识面,又能培养学生的人文精神及职业道德。另外,开展丰富多彩的校园文化活动,举办人文讲座和读书活动也是人文教育的一种重要方式。潍坊医学院每年举办“科技文化活动月”“科技、文化、卫生三下乡”等丰富多彩的校园文化活动,学生自愿参加各种社团组织。2013年开始,学院定期举办潍医大讲堂,邀请社会各界专家学者讲学,讲学内容广泛新颖,切入社会热点,营造了浓厚的人文氛围,是课堂教学的有益补充。医学检验学系开展“我读经典”活动,并长期坚持,将集体统一组织和自主学习相结合,让学生更多地接触经典原著,培养读书的习惯和能力。 三、结语 潍坊医学院医学检验学系自2014年开始逐步推行医学检验技术专业培养模式的改革,下一步将对授课教师和受试学生进行问卷调查以及通过实验技能考核、专业课程考试等方式,了解人才培养模式改革的效果,发现实施过程中存在的主要问题,组织专家讨论(包括学校、用人单位、实习单位等)以及毕业生反馈等方式,初步确定一套符合学校实际的医学检验技术专业人才培养实施方案,为完善人才培养体系提供理论支撑和现实依据。 作者:李猛 单位:潍坊医学院 医学技术论文:技术专业建设医学检验论文 1专业建设当前存在的问题 医学检验技术专业是较年轻的临床医学专业,相比其他临床医学教育体系,存在较多需规范和完善之处。目前主要表现在以下方面: 1.1课程设置 ①课程体系设置中注重专业教育,人文素质教育、医德医风教育相对薄弱。②检验医学相关临床课程设置求广求全、培养重点不突出。③专业必修课程过多,学科交叉、岗位需要的选修课程和专题讲座极少。④课本教学、课堂讲授为主要方式,教学网络化与数字化水平低下。⑤课程体系由5年制“医学士”改为4年制“理学士”,原有课程体系明显不适合现教学需要。 1.2实验教学 ①检验专业实验课程存在设备陈旧、利用率低,管理水平差。②注重理论课程学习,对临床实验教学和管理关注不足。③实验课教学偏重教材知识讲授,科研精神与科研能力等创新性能力培养不足。④实验教学内容与临床实际应用脱节,与现代医学检验发展现状脱节。 1.3实践教学 ①实践教学管理松散,专业技能培养方式落后。②未及时与实践教育基地沟通,不能及时了解实习同学思想动态。③因为实习基地师资、管理水平不同,实践教学效果存在明显差异。 1.4前、后期教师缺乏交流 进行基础课教学的前期教师缺少机会接触临床,对医学理论知识在临床实践中的具体应用缺乏一定的了解和实践;来自医院进行实践教学的后期教师教学经验相对不足,在教学方法、语言组织能力等方面存在一定的缺陷。 2检验专业建设的初步尝试 针对培养方案调整,以及存在的问题,我们在借鉴兄弟单位经验基础上,进行专业建设的改革,主要在课程体系与教材、教师队伍、实验教学中心、实践教学基地建设等进行一些有益的尝试,取得一定的经验。 2.1课程与教材建设 ①课程体系建设:医学检验技术专业作为教育部教学改革试点,培养目标和时间均有改变。如何培养出能满足社会需求的医学检验应用型人才?我们对已有的教学资源进行有效整合,对现有课程体系教学进行改革,以专业课贴近临床实际应用为目的,突出临床应用型专业课建设。例如利用现有省级精品课程———《生物化学》、《医学免疫学》和校级精品课程———《人体寄生虫学》,以及省级教学团队———人体寄生虫学教学团队、医学免疫学教学团队,省级实验实训教学中心———病原生物学实验教学示范中心等课程建设时,突出医学检验技术专业的特点,以达到打造成医学检验精品专业课目的;专业课程教学以基础学院和临床学院教师共同担当,利用各自教学特长,取长补短,切实达到理论与应用相结合,保证教学工作与临床实际应用相一致。加强教学改革工作,将临床医学各相关学科内容合并成《临床医学概要》进行讲授,即保证学时不足与临床课程教学任务过重的矛盾,又满足学生对临床医学知识了解的需要,取得良好的教学效果。同时我们加大人文科学素质、心理健康教育,在思政类课程中组织开展各种社会实践活动,让学生们走出校门,到社会去积累经验;积极有步骤开展教学改革,将专业课程建设成为网络课程或在线网络课程,建设网络课程专题网站,开展基于网络环境下的教学内容与教学手段的改革。②教材建设:各级部门重视教材的建设,学校教务部门设教材建设专项经费,积极支持和鼓励检验技术专业各学科教师参与教材的编著工作。本专业多名教授近年以来编写出版了多部规划教材,在已有的编写基础上,现正组织编写适合医学技术发展的专业教材或讲义,满足教学工作需要。 2.2教师队伍建设 ①建设有特色的教学团队:a.建设一支素质高、业务强、务实、创新、凝聚力强的教学团队是学科建设的重点。我们的师资队伍建设以“三高一强”(学历高、职称高、综合素质高、实践教学能力强);结构(年龄结构、职称结构、学历结构)合理、质量优良、创新精神强、专兼结合、一专多能的“具有创新性和应用型”兼顾的教师队伍为目标。b.培养教师树立崇高理想和激励奋斗目标。坚持以教育思想观念改革为先导,以专业教学改革为优秀,鼓励教师教学进行教学改革,以学科建设为重点,注重提高教学质量和科研水平;开设专业选修课和1-2门双语教学专业课,努力把医学检验专业打造成有特色的专业。c.重视科学管理,突出“以人为本”。建立一套教学、科研、特殊贡献在内的团队管理制度和工作量化考核指标体系,努力营造积极和谐、公正合理评价体系的团队内部环境,提高团队整体精神面貌,建立公平、公正、公开的评价体系;加大奖惩力度,体现在晋升、晋级、年度考核之中。②完善教学管理工作,建立相应规章制度:a.完善《教学管理工作手册》,实施教师考核记录、集体备课记录、讲课讲座记录、教学会议记录、授课试讲记录。b.加强教学督导,提高教学质量,由相关专业领导和教授组成校、院、教研室三级教学质量指导、监督小组配合学校教学督导组进行教学质量监控,并开展教师之间、学生对教师的授课评价活动,保证专业教学工作有章可循,维护教学工作的严肃性。c.不断完善教学计划,学生实纲的修订;严格按照教学计划完成教学任务,鼓励深化教学改革;在教务部门指导下不定期举办教学计划修订会议,不断完善不足之处。d.加强学生实习的管理,完善《医学检验专业实习考核制度》,每年不少于两次教学实习检查。e.完善学生毕业论文的工作规程,修订和规范一套完整的毕业论文实施与管理体系,严格要求学生完成毕业论文,规范学生毕业论文的完成过程,包括选题原则、查阅文献,开题报告、中期检查、签署指导老师意见、审阅人意见和答辩情况记录等; 3实验实训教学中心建设 医学检验实验教学中心建设包含两个实验平台,分别为医学检验形态学和机能学实验室。形态学实验室主要服务于检验医学微生物、临床基础检验、骨髓细胞学、染色体检查等形态学实验教学。机能学实验室主要负责生物化学检验,免疫学检验、分子生物学、分子遗传学等相关专业课的实验教学。实验教学中心担负培养检验专业学生基本实验技能、独立分析问题和解决问题的能力,形成检验专业基础实验、专业实验和探索性实验三个层次有机结合、协调发展、具有一定特色的开放性专业实验教学中心。选择性的开展一些新方法、新技术的实验项目,即满足检验医学实验教学需要,又加强学生的综合分析能力培养;培养学生基本的科研能力。添置贴近临床实际的现代化实验设备:购置贴近临床实际使用的现代化实验设备,如全自动生化分析仪、全自动五分类血液检测仪、PCR仪、尿液分析仪、自动血培养仪、全自动细菌鉴定仪、流式细胞仪等。为配合检验专业教学的需要,打破原来依附于教研室的实验室管理旧模式,建立检验实训教学示范中心,促进实验室工作整体水平的提高,推动了实验室的管理、建设和发展;将实验仪器集中组成仪器实验室,集中管理和使用。制定合理的措施,做到既能提高仪器的使用率,满足教学科研使用要求,又能有效维持仪器的安全完好。建设相关网页:利用计算机网络系统平台,介绍实验中心所拥有的仪器设备的性能、配置,为广大的师生员工提供全天候的科研教学平台。构建基于检验课程内容的“虚拟实验室”,改善学生对实验内容的理解和掌握,并为学生进行探索性实验及自主设计实验提供虚拟化平台。 4实践教学基地建设 加强与实习医院的合作,促进实践教学基地建设:①通过加强与实习医院的合作,发挥好学校的主导作用,促进医学检验专业临床教学基地的建设。定期召开实习医院领导、主管部门、各带教临床教师参加的现代教育思想的讲座,更新教育观念。②规范教学管理,组织开展教学管理业务讲座或座谈会进行现场指导;每年按照学校统一安排,到实习医院进行教学检查;不定期进行教学抽查,加强与实习单位和带教教师沟通,及时了解学生情况。③强化医学检验专业毕业实习质量,在临床教学基地遴选出一批具有副高以上职称,能完成对同学进行业务指导的教师担任实习同学的导师。同时,根据实习学生的反馈意见,结合检验技术的发展,不断地更新实纲和实习手册中的内容,使学生能够学到更多的检测项目和检测技术。实行导师指导下的毕业设计和撰写论文:①加强学生毕业论文的规范化管理工作并不断改革。规定每届本科学生实习阶段必须在导师指导下完成一篇毕业论文并参加答辩。②在临毕业实习前一个学期,配合文献综述课程,要求学生掌握课题文献查找方法、综述撰写格式、开题并进行科学研究的步骤,论文撰写的正确格式,为学生在实习阶段开展初步科学研究和撰写论文打下良好的基础。③规范毕业论文实施与管理体系,如选题原则、查阅文献,开题报告、中期检查、签署指导老师意见、审阅人意见和论文答辩情况等,并制订了毕业论文管理条例,论文成绩作为实习成绩的一部分纳入学生成绩单。④强化毕业论文管理过程。为防止出现论文抄袭的现象,每篇论文进行上网核对检查。⑤组成专家组负责学生论文审核和答辩。专家根据学生的论文完成的内容、课题相关综述、论文质量、答辩等情况,现场提出问题,考察学生回答问题的能力,可以评价学生毕业论文完成的质量,按照评分标准评分,记入成绩。 5小结 我校医学检验技术专业自2012起即招收4年制学生,经过近年专业建设,医学检验教学团体取得多项成果,其中获批校、省级教学改革项目5项,大学生创新创业项目4项,编写教材和讲义5本,发表教学研究论文17篇、科学研究论文100余篇,获得教学成果3项,获得国家、省级科研课题18项等,这些成果为今后培养出有特色的医学检验专门人才和学科进一步发展打下了坚实的基础。医学检验专业具有多学科理论交叉和应用性强的特点,医学检验作为近年新开专业,完善人才培养方案,创新实验教学体系、建设实践教学基地;改革传统的医学检验教学模式势在必行;成立有完整逻辑、能激发学生创新思维、培养出能适应未来人才需求、独立的实践课程体系十分必要。培养能适应21世纪国家经济建设与社会发展需要的、具有国际竞争能力的高素质创新型医学人才是医学检验检验改革的主要方向和目标。 作者:浦春 冯钢 武其文 黄丽珠 张鹏 黄建军 单位:皖南医学院临床检验诊断学教研室 医学技术论文:网络技术教学改革下医学信息管理论文 一、非计算机专业网络技术课程教学中缺少面向应用的问题 (一)教学目标定位不准,学习内容纷杂、主线不清 非计算机专业网络技术教学存在照搬计算机专业教学程式,忽视专业特点的现象。教材一味择权威、“高大全”,内容覆盖广,重、难点多,专业术语繁杂、抽象。教学目标制定盲目攀高,面向理论,缺少实践内容等问题。网络技术是一门交叉学科,涵盖、涉及的知识面广。若无选择、无着重点、无针对性,忽略教学目标与今后职业应用的关系,会造成学生望而却步,产生厌学情绪。更有甚者,许多内容未必用得到,势必造成教学内容丰富,学生所获实用知识甚少的尴尬局面。偏离了“着眼应用重视需求”这条教学目标主线。 (二)理论与实践脱节,实验拘于步骤 教学过程存在理论与实验分离的现象。单纯的理论传授使学生无感性认识,实验操作时无所适从。以教师为主导,学生被动接受知识的教学模式抑制了学生的自主潜能,削弱了学习兴趣。实验内容单调、重视步骤,缺乏理论与实验衔接,缺少实验内容与实际应用结合。理论与实验的分离遏制了网络技术教学的发展,严重影响了教学质量。拘泥于步骤的实验方法束缚了学生的主观能动性,有悖于“学生为中心”、“问题为中心”等先进的教学理念,不利于学生应用能力和科学思维能力的培养。 二、医学信管专业网络技术应用能力的培养 在缺少本专业教学模式、经验借鉴的情况下,针对教学中存在的问题及现状,几年来,经过反复摸索、改革、实践,在教学方式和方法上,针对信管专业教学得到了一些经验。 (一)教学目标主线定位明确 教学目标的定位要紧密结合专业培养目标,以提高专业技术的应用能力为教学目的,以专业需求为依据,强调实用性,实效性。重视应用能力的培养,有的放矢、学以致用。教学目标确定基于教学目的,教学目标定位应考虑学生未来职场应用的需要,考虑所学内容能否充分运用到实际工作中。结合办学条件、性质、教授对象,认真分析、实践、总结,从章节到总体构成进行综合科学评价,得出符合自己专业的教学内容体系。内容体系要随信息化进程同步革新,这是个不断总结、研究、调整、实践、再总结周而往复的渐进过程。 (二)教学要突出应用,内容明晰 教学目标的准确定位是确保教学效果最优化的基础,把握内容组成结构是决定教学基本内涵的重要环节,不能机械式照搬,更不能盲目模仿。网络技术由原理及应用两部分组成,前者侧重理论基础,后者是基于理论的设计、配置、开发应用等实践性内容。针对本专业特点,紧密结合应用需求,遵循确定的教学目标,充分对知识体系进行全面分析、认真设计,研究制定出课程的内容体系和教学方法。排除轻视应用,注重理论,或迷信应用,忽视理论的现象。理论、实验相辅相成,互为支撑,合理组织理论及实验内容,不能偏废。从实际应用需求着手,使学生既具备一定的理论素养,又拥有较强的网络技术应用能力。围绕教学目标组织教学内容。依据内容体系结构,优化、精练教学内容,合理分配,科学取舍。制定出适合本专业教学目标,注重理论、实践密切结合的教学内容纲要。 (三)以应用为目的,培养科学思维,改革教学方法及教学手段 改革教学方法,摒弃教条、照搬书本的陈旧教学模式。探索适合本专业学生接受能力、科学思维的教学手段。以启发、引导、师生互动为主要途径,采用适宜本课程教学的“问题为中心”、“任务驱动”等广为推崇的教学方法,达到理想的教学效果。 1.理论与实验交叉教学,解决理论、实践脱节问题。 网络技术理论、实验密不可分,两者平行且交融。理论是实验的基础,实验是加深对理论认识、应用的有效途径,是理论联系实际、培养、提高动手能力的重要平台。采用理论、实验交叉教学效果明显。所谓“交叉”指对某些内容理论、实验交互进行。该方法保证了理论与实验内容的有效衔接。对教学内容有目的、条理化组织,将理论与实践内容合理分配。对关键原理性内容教师现场演示讲解,学生同步操作,以实验事实说明理论原理。涉及到与理论相关联的应用实时进行操作验证,在感性认知的基础上掌握理论内容,加深学生对所学知识的理解。实践表明,交叉教学方法可充分提高有关教学内容的效果。合理采用模拟实验环境,可在有限课时内达到事半功倍。如,对TCP/IP体系各层实现原理,通过包捕获软件进行有关分析,理解报文的组成及协议层间的相互关系。再如,网络设计中,在模拟环境下用多种拓扑结构实现设定功能,比较各种方法的优劣,了解网络设计优化的概念等。 2.依内容特点,引“问题为中心”教学,培养科学思维方法。 根据教学内容特点,有针对性地采用“问题为中心”的教学方法。“问题”教学优势已日渐凸显,成革除传统教学弊端的手段之一。将课程所含知识,转化为解决实际应用的问题。针对实际应用,以提出、分析、解决问题为线索,以启发、引导的方式进行教学,使学生在探索解决问题的思维活动中掌握知识,提高专业科学思维意识。围绕教学知识点,对优秀内容以问题构造情境。如,介绍TCP/IP体系结构内容时,用“tcp/ip协议的各层数据包结构及其关系”提出要解决的问题,带着问题进入学习过程,继而通过对数据包分析,引导学生发现IC-MP、OSFP等协议无传输层协议包,产生“为什么”的疑问。教师分析归纳、实验演示,学生同步操作,清楚了类似协议在网络层结束向上传输的缘由。明白了层间包结构的关系及构成。创设问题情境,学生参与其中,体现了学生的重要地位。对问题的处理,增加了学生的问题意识,激发了学习潜能,培养了学习兴趣。通过归纳分析,总结规律,培养了学生对网络技术的科学思维方法。 3.以“任务驱动法”营造应用情境,激发学习主动性。 对设计类型实验采用“任务驱动”教学法。以任务为主线,学生为主角,教师设计出体验实践的任务情境。如,基于实验总体目标,将内容划分成典型的单元“任务”,优秀内容融入具体的案例和任务中,通过对“任务”的执行完成预定目标。该方法利于培养学生分析、解决问题及彼此协作的能力。改变了传统实验单调、注重步骤的弊端,创建了以学施教、学生主动参与、自主协作的新型教学模式。以局域网设计为例,教师结合综合案例,模拟企业级局域网作为基础项目,按逻辑划为单元任务。诸如,Ip子网、vlan设计;静态路由、动态路由区域设计;访问控制,基于网络层、传输层区域流量及安全限制;边界路由的NAT转换;汇聚设备上的DHCP配置等任务。学生围绕与现实情况类似的单元任务,以角色身份带着真实的“任务”进入完全情景化的虚拟环境。“身临其境”增加了任务感,通过分析解决面临的问题,加深了对网络设计过程的了解,开阔了视野,强化网络技术的应用技能。在完成“任务”的过程中,教师提供解决问题的线索,将网络系统设计思想融入实验中,营造讨论、交流合作的氛围。学生面对实际应用案例,积极、主动地应用所学知识分析、解决实际问题,采用自己认为最佳的途径得出解决问题的方法。单元“任务”的完成,更能激发学生的求知欲,形成感知心智活动的良性循环。随着各个单元任务的完成,伴随接踵而来的成就感,更加提高了学习兴趣。最后,回首完成的所有任务,相当于一个较全面的网络设计项目,这时的成功喜悦是不言而喻的,这将大大增强学生的学习自信心。“任务驱动”为学生思考、探索、发现和创新提供了开放的空间,培养了学生分析问题、解决问题、相互协作的能力,开拓了主动创新的意识,培养了科学思维的良好习惯。 4.采用模拟仿真教学,增强实践应用能力。 针对网络设备相对短缺,硬件网络实验环境效率低下,学生缺少实践机会的状况,对部分实验采用模拟软件仿真教学方法。由于其对物理环境模拟的真实性,具有仿真程度高,使用过程方便,交互性好,对硬件要求低等优点,成为网络实验的重要手段。极大地促进了教学方法的优化,充分提高了网络技术教学的效果和效率。在应用模拟环境的教学中,可即时模拟演示应用操作内容,学生同步进行实践,达到即学即用的效果。有机地将理论与实践统一起来。教学实践表明,这种教学方式效率高,节省开支,有较好的教学效果。模拟仿真方法打破了传统教学模式,开创了课堂教学的新形式,解决了传统教学模式下理论、实验难以交叉进行教学的难题。网络模拟仿真环境可以实现具有一定规模的真实网络环境,在此平台进行实验,可以满足大多数的实验需求。在网络设计实验中,它克服了网络物理环境下拓扑不易改动,实验用时过长、不够灵活等诸多缺点,大大提高了网络实验效率。在课时有限的情况下,可以达到事半功倍的效果。仿真模拟环境增强了学生应用动手能力,为学生进行网络实践,培养专业应用技能提供了良好的条件。仿真模拟教学方式,充分发挥了教师的主观能动性,积极探索实验教学新方法。力求营造出高效、良好的教学实验环境。结合“任务驱动”、“问题为中心”的教学方法,使实验教学内容更加丰富、充实。由于模拟软件的易操作性、便利性,不受时间、空间的限制,使学生在课外进行实践成为可能。有效开展课外教学实践,设定课外实训项目,增强学生对网络技术的实际操作能力。通过模拟教学,我们对“教学环境职业化、教学环节情景化、教学手段现代化”的教学理念有了更进一步的理解。 三、结语 总之,针对医学信息管理专业的特点,对网络技术教学进行多方面研究、改良、实践,旨在提高网络技术教学质量,加强对学生网络技术应用能力及科学思维方法的培养。实践证明,网络技术教学的改革,充分提高了学生的网络技术应用能力,大大提高了网络技术教学质量。 作者:常沛 赵建伟 单位:内蒙古医科大学计算机信息学院 医学技术论文:基于检验技术的医学检验论文 1开设校外检验仪器实训课的必要性 1.1实践教学模式陈旧 医学检验技术专业实践教学一直沿袭“基础实验→专业技能训练→临床见习→毕业实习”教学模式进行,实践教学以校内实验、实训为主,缺少与行(企)业的联系与互动。 1.2实验教学内容滞后 当代医学检验已远不是一杆枪(刻度吸管)、一门炮(显微镜)的时代,取而代之的是操作自动化、技术现代化和方法标准化的时代。然而,由于受到条件的限制,临床检验新设备和新的检验技术在临床应用后,很长一段时间内不能被纳入教学内容。 1.3校内实训基地建设滞后 医学检验技术专业校内实训基地建设,一直按照课程为基础设计教学实训室,通常为生化检验实训室、免疫学检验实训室、微生物学检验实训室、临床基础检验实训室和血液学检验实训室等。实训室功能单一,缺乏医学检验职场氛围,教学仪器设备更新速度慢,明显落后于医院检验科。这些都导致学生在进入实习岗位时对自动化仪器的使用及维护不能熟练掌握、融入角色慢等问题。 2检验仪器实训的改革与实践 2.1开展岗位调研 2010年我们就浙江省各级各类医院检验科大型仪器配置情况以及对检验仪器使用与维护重要性的评价开展了调研。调研单位共165家,收回有效调查问卷163份。其中三级医院55家,二级医院16家,城市社区卫生服务中心45家,乡镇卫生院42家,独立实验室5家。 2.1.1大型检验仪器配置情况 五分类血细胞分析仪、尿干式化学分析仪、尿沉渣自动分析仪、全自动血凝仪、全自动生化分析仪、血气分析仪、酶标仪、免疫发光分析仪以及微生物鉴定药敏分析系统在二级及以上医院配置情况达80%以上。 2.1.2对检验仪器使用与维护重要性的评价 调研结果表明:90%及以上被调查者认为检验仪器使用和维护对医学检验技术专业很重要或重要,应作为医学检验技术人员必备的专业技能。 2.2实施过程 根据上述调研结果,结合医学检验技术专业实践中心现状,在充分听取专业建设指导委员会专家意见的基础上,我们将专业优秀课程中有关大型检验仪器实训内容进行整合,确定检验仪器实训内容。将五分类血细胞分析仪、尿干式化学分析仪、尿沉渣自动分析仪、全自动血凝仪、全自动生化分析仪、血气分析仪、酶标仪、免疫发光分析仪以及微生物鉴定药敏分析系统作为实训重点。2011年与杭州5家医院按照“院中校”的理念建设紧密型校外实训基地,通过集体备课的形式,共同制订校外检验仪器实训教学大纲,统一教学方法,通过联合命卷统一实训考核评价标准。 2.2.1实训安排 在第四学期的第15周安排为期一周的校外检验仪器实训。通过一周的校外检验仪器实训,要求学生初步熟悉和了解检验常用仪器如血细胞分析仪、尿液分析仪、尿液沉渣仪、全自动血凝仪、全自动生化分析仪、酶标仪、全自动细菌鉴定仪等仪器的工作原理、操作方法、试剂参数、质量控制、维护保养及注意事项等内容。上述教学过程,全部由临床一线骨干教师通过集中讲授、分组示教以及实战演练等形式完成。校外检验仪器实训总学时为30学时,其中集中讲授11学时,分组(6人/组)示教19学时。 2.2.2总结及考核 每次实训结束后,临床一线教师对检验常用仪器的工作原理、操作方法、试剂参数、质量控制、维护保养及注意事项等进行总结。为了更好地了解学生对检验仪器实训内容的掌握情况,以试卷形式完成考核。试卷由5家校外实训基地联合命题,其中客观性试题占75%,主观性试题占25%。考核内容主要为常用检验仪器有关的基本原理和操作方法,如自动生化分析仪常用的分析方法有哪些?尿沉渣分析仪标记参数和定量参数分别有哪些?目前医院使用的主流血培养仪型号是什么?其检测原理主要是什么?等等。 3效果 为了解在校学生校外检验仪器实训效果,我们对2012级医学检验技术专业174位学生进行了问卷调查,本次调查共收到有效问卷167份。绝大部分学生肯定了我们的改革,认为校外检验仪器实训内容安排合理,与专业理论非常衔接,对掌握专业理论知识很有帮助;而且通过这次实训,知道了医院检验科整个检验流程,熟悉了一些大型检验仪器的操作流程,了解了大型检验仪器的维护对检验结果的重要性。实训过程中带教老师随时向学生渗透质量控制对检验医学工作的重要意义,这对培养和提高学生的质量意识、诚信意识等专业必备的职业素质都有很大帮助。从2011年开始,医学检验技术专业已经连续4届(2009级-2012级)22个班级637人参加了校外检验实训,取得了良好的教学效果。学生一进入实习岗位就能很快进入角色,深受实习单位好评。通过近2年毕业生访谈得知,校内所学的专业技能和岗位实际应用比较衔接,能迅速适应岗位要求,因此,这项改革得到了用人单位的肯定。 4小结 校外检验仪器实训,充分利用行业的优质教学资源,不仅解决了学校教学中大型仪器昂贵难以更新的难题;同时实现课堂与职场的无缝对接,提高教学效果,凸显职业能力培养,从而切实提高学生的岗位适应力。在真实的工作环境、职业氛围中,能更好地培养学生的职业态度、职业道德和职业能力。我们的实践表明,通过一周的校外检验仪器实训,不仅开拓了学生的视野,使学生了解临床检验实际工作过程,而且加强了实践教学与临床实践的紧密联系,实现了教学与临床的“零距离”对接,同时,为学生顺利走上实习岗位打下了良好的基础。尽管我们的改革已经取得了一定的成绩,但在今后的教学中还需要不断完善。(1)校外检验仪器实训虽然有统一的教学大纲,但缺少统一的实训教材;(2)由于要在短短的一周时间内完成临床检验、血液学检验、生化检验、免疫学检验及微生物学检验的相关仪器实训,而且每家实训基地需要承担一个班级的实训,只能以试卷形式完成考核。今后如何进行检验仪器实训操作考核,以便更加客观地评价学生掌握的情况等,需要我们进一步加大校院合作的力度,使这项改革日趋完善,以更好地培养高素质技能型医学检验技术人才。 作者:褚美芬 吴怡春 单位:浙江医学高等专科学校 医学技术论文:地区医学工程技术论文 1医学工程技术现状及人力资源状况 (1)人员严重短缺。 根据《河北省医疗卫生机构医学装备管理实施办法》第2章第8条“医学工程技术人员与床位的配比不少于1:200”的规定,6家三甲级医院共有床位15000张,应配备医工人员75名,实有32名,只占规定人数42.7%。其中人员最短缺的医院医工人员只有2名,仅占规定人数的16%。人员的短缺使分工不细,常常一个人负责多方面的工作,只能在繁重的工作中,疲于应付,没有时间去钻研新业务,学习新知识。因此,技术含量较低,只能维修一些小设备和基础设备,工作效率不高。 (2)专业人员少,职称普遍不高。 在32名医工人员中,有高级职称的仅6人,占总人数的18.7%;医学工程专业毕业的有18人,占总人数的56%,其他的都是从后勤部门调配过来的或者是部队复员转业人员,当中也包括没有任何学历的电工、机修工等。这些人员虽能掌握某一方面、某一专业的实践知识,但因缺乏必要的基础理论,缺少跟踪先进医学工程技术的潜能,致使技术单一,发展后劲不足,难以具备维修大型仪器设备所需要的技术能力。 (3)从业人员年龄老化,结构不合理。 在32名从业人员中,年龄<35岁的,仅有7人,占总人数的21.8%。容易出现人才断档现象。 (4)维修手段落后,设施不完善。 由于医院长期以来对医学工程技术不重视,致使技术手段落后,设备陈旧。现在大多数医院给医学工程技术部门配备的工具非常简陋,基本上是钳子、螺丝刀加万用表,在维修过程中多数是凭借个人经验来判断故障所在。随着医疗设备的集成化、模块化、计算机程度越来越高,很多设备使用了大规模集成电路、贴片元件、多层电路板等元器件,单靠这样的维修设备和个人经验已远不能适应实际需要了。三甲级医院的情况已不容乐观,其他医院的情况更糟。综上所述,石家庄地区医院的医学工程技术人力资源短缺,技术水平低,不能有效地保证医疗设备的安全运行。 2形成现状的原因 (1)医院对医学工程技术工作重视程度不够。 大多数医院“重采购,轻医工”,领导层往往把提高经济效益作为主要目标,认为采购管理人员能够带来直接的经济收益,可以给医院节约大量资金,而医学工程技术工作既需要人力,又需要财力,工作成效还不明显,还不如请厂家或第三方维修更方便快捷。因此,常把其当做后勤班组来管理,对医工人员的培养、使用、晋升、工资待遇等方面都不够重视,使医工人员产生了强烈的不平等感。另外,医院也没有很好的激励机制,干多干少一个样,干好干坏一个样,严重挫伤了医工人员的积极性。 (2)优秀的医学工程技术人才流失严重。 目前医学装备市场发展迅速,医疗器械公司(含医疗器械维修公司)如雨后春笋般地冒了出来,据不完全统计,石家庄市每年新增此类公司达200家之多,因此,需要大量的专业人才。他们可以提供更为优厚的条件,比如高出医院几倍的薪酬,提供更多学习、进修甚至出国深造的良好机会等。医院内外待遇的强烈反差,造成了医院很多优秀的医学工程技术人才的流失。 (3)医学工程市场的激烈竞争。 随着医疗设备市场竞争的白热化,各生产厂家对售后工作的重视程度越来越高,再加上众多第三方维修公司的加入,使医学工程市场逐渐规范和成熟,他们有高素质的维修队伍、完善的工作制度、合理的奖惩机制、维修响应时间快、维修价格也趋于合理。而医院的很多医工人员没有危机意识,缺乏学习新知识和新技术的动力和精神,工作懈怠、服务态度差、技术水平低。因此,很多医院宁愿选择厂家或第三方维修公司,也不愿意多增加医工人员。 3对策 (1)医院领导要高度重视医学工程技术工作。 医院领导应该清楚地认识到,很多医疗设备虽然都能使用,但是否符合国家规定的使用标准,它的参数、功能等是否符合要求,仅仅靠出了故障找厂家或第三方公司维修,是解决不了所有问题的,要想彻底解决只能靠医院自己的医工队伍。因此,医工人员理应成为医院建设中一支不容忽视的技术生力军。医院领导要重视部门建设、学科的发展和人员的培养,尽快改变医学工程技术落后的局面。要改变目前的局面,医院应该做好以下几点工作:①配备足额的专业人员,使他们可以细化分工,实施精细化管理。在配备人员时,要尽量选择高学历、高能力的医学工程技术专业人员,同时要注重人员梯队建设和培养,不可急于求成;②加大资金投入,配备先进的维修设备和质控设备。要学会用质量控制设备检测日常使用的医疗设备参数、功能等是否符合规定的要求;③重视医工人员的继续教育和再培训。医院应将医学工程技术做为一门专业学科来发展,使其享有同临床医技科室一样的地位,在教育和培训方面与医护人员一视同仁,给他们提供足够的学习、进修和参加各种专业技术培训机会,以提高医工人员的技术水平和管理水平;④提高待遇,建立健全激励机制。医工人员服务于临床,要求随叫随到并且快速准确地解决问题,技术含量高、工作压力大,医院应该提高他们的收入,并在职称晋升、人才使用与培养等方面予以照顾。同时通过岗位职责、劳动绩效、劳动态度、技能等指标对他们进行动态考核,并与待遇挂钩,以加强工作责任心,充分调动工作积极性。 (2)医工人员要加强自身素质修养,提升在医院中的地位。 首先医工人员要有危机意识、竞争意识、服务意识。在当前医工市场的激烈竞争中,如果没有过硬的技术和较强的管理能力,最终会被淘汰。在日常工作中,急医护人员之所急,想医护人员之所想,多与临床医护人员接触,多为医院利益着想。其次,要努力提高自身素质。刻苦学习和钻研新知识、新技术,努力探索医学工程技术的新方法。在工作中不断总结经验教训,做到能发现问题,并有能力解决问题。这样,既提高了自身素质,也提高医工人员在医院的地位。 作者:王保林 单位:河北医科大学第三医院医疗设备处 医学技术论文:基于实验诊断技术的医学论文 1实验诊断技术的现状 随着交叉学科的兴起与发展,不同学科技术的有机融合不断形成崭新的混合型技术,如化学与电学技术的结合产生了化学传感器检验技术.光学与电磁学技术的结合产生了流式分析技术,等等。为了便于介绍和了解,应将医学实验诊断技术进行合理的分类。但是,混合型新技术的出现,使得众多实验诊断技术难以按某种单技术原理进行分类。由于同一原理可建立多种不同技术。而不同的原理又可建立类似的技术,用于解决相同的问题,因此,目前实验诊断技术分类比较困难。 2实验诊断具体方法 2.1实验诊断前的准备工作 首先实验诊断技术人员必须提高自己的知识水平,不断学习,钻研专业技能,经常去医院了解医学发展动态,以便使教学与临床实践紧密结合,从而获得更多、更新的知识。其次,上课前要熟悉每个实验的目的、要求、试剂配制、用具的准备、提前预示,以掌握实验诊断的全过程和预计可能出现的问题。例如,微生物基础实验课中如果标本制作的结构不清楚、不典型、染色模糊、有人工假象,那么学生观察起来则很吃力,不能独立找到所要了解和掌握的结构内容。还有在进行细菌生化鉴定方面实验时,如果没有进行预示,不知道细菌培养生长的情况如何,实验诊断中出现的问题就很难给学生解释,这就必然影响学生的实验情绪,影响实验诊断结果。因此实验诊断前的准备工作至关重要。 2.2运用实验诊断教学方案 传统的教学模式往往是教师牵着学生的鼻子走,多以“满堂灌”方式指导进行实验,故导致学生有依赖心理,不动脑思考,对实验诊断过程及结果不甚明传统的教学模式往往是教师牵着学生的鼻子走,多以“满堂灌”方式指导学生进行实验,故导致学生有依赖心理,不动脑思考,对实验诊断过程及结果不甚明了,从而使整个实验课效果不理想。近年来,我们在教学中开展了综合性实验诊断教学,即学生独立设计和完成一次实验,教师只提供必要的器材和试剂,提出实验诊断技术要求和操作事项。 2.3做好实验诊断的考核方法 以往实验成绩的考核,过分依赖报告的优劣,导致学生不注重实验过程,片面追求实验结果的正确性和实验报告的篇幅与整洁程度,严重制约了对学生综合素质的培养,导致学生对实验课的不重视,不当回事。近几年我们将实验课独立出来,成为单独的一门课后,学生普遍重视起来,提高了他们对实验的重视程度,调动了他们学习的积极性,保证了成绩评定的客观和公正、提高了实验的教学效果。 3展望 发展基于需求。随着人们对疾病防治及保健概念的转变,医学实验诊断技术也必然向着相应的方向发展。同时由于相关技术的不断突破,必然促使医学实验诊断技术的加速发展。在未来的几十年内,医学实验诊断技术将会达到:①个性化和自主化为主的家庭或个人健康侦监。为达到此目的,将促使两类产品的出现:家用简便型检验仪器和即用型检测试剂材料。前者的形式可能是多探头、多功能衣帽、床、柜,甚至镜子、拐杖、手表等,后者的形式则可能是笔、纸、滴瓶、塑料卡片等。此类产品使人们可以自主检查、了解自身的某些生理或生化指标;②医院以综合生理功能监测室和组合指标化学分析室的模式服务患者。只要人进入综合功能监测室,受检后即可得出形态学检查结果。再由化学组合指标检测进行印证,最终得到确诊,即医院的实验诊断技术主要用于完成疾病的明确诊断。家庭或个人所需的实验诊断技术主要用于完成对健康指标、疾病状况的跟踪和疗效评价。 4结论 总之,未来的医学实验诊断技术将使人能够全程了解自身的健康情况。你穿着的衣服可能就是多功能的监护衣,可实时监测、记录或显示你的各项生理参数。梳妆台可能就是功能完善的体层扫描影像系统,你在梳妆时就可以顺便观察一下自己各个脏器的形态及功能状况,一旦发现异常,即可通过在线咨询得到指导,及时采取防治措施。多数疾病若能在临床前期或亚临床状态时被发现,均可通过适当的生活调理而治愈。而无需吃药、打针或手术。所以,从一定意义上讲,今后的医学实验诊断可能比医学治疗更重要。 医学技术论文:芯片技术领域下的医学检验论文 一、资料与方法 1.一般资料: 随机抽取于2010年7月在我院乙肝治疗的40例感染性疾病患者,年龄分布为35~55岁。调查的40例患者均为感染性疾病患者,全身均无系统性疾病和药物过敏史。患者需要进行采血、化验等辅助检查。现将40例感染性疾病患者随机分为实验组和对照组,实验组人数20人,男11人、女9人,对照组人数20人,男10人、女10人。分组完全按照随机分组的方法来进行分组,不考虑年龄、性别及疾病。显示结果具有统计学意义。 2.纳入和评价标准: 纳入标准:年龄在35~55岁的感染性疾病患者;没有免疫缺陷等疾病、智力正常、自然状况一切正常;排除标准:存在感觉功能缺陷;先天性的疾病;高血压等。 3.方法: 实验组采用生物芯片技术对感染性疾病的患者进行检测,对照组采用传统检测方法对患者进行检测,即常规的ELISA检测。两组的用药方法用量相同。对照组:传统检测法;实验组:生物芯片技术检测法,根据对感染性疾病病毒的敏感度进行评价。 4.效果评价标准: 观察检测感染患者病毒的灵敏度作为评估标准。5.统计学处理:采集到的数据采用SPSS15.0软件进行统计学分析,百分率(%)表示计数资料,定性资料的比较采用χ2检验,成组设计的t检验用于组间比较,当P<0.05时,可认为差异有统计学意义。 二、结果 数据显示P值小于0.05,表示调查结果具有统计学意义,即表明生物芯片技术对感染性疾病的患者检测效果优于传统检测法。 三、讨论 感染性疾病主要是由病毒和细菌引起的。除了理解感染性疾病的发病机制之外,临床上通过检测病毒/细菌其相应的免疫标志物在人体中的存在,对病因诊断与治疗意义重大,但传统检测的方法,如ELISA费用较高。由于生物芯片技术的引进,大大增强了对疾病的治疗与检测的效率。由乙肝病毒(HBV)、丙肝病(HCV)引起的病毒性肝炎是全世界主要的公共健康问题。生物芯片技术能够同时检测出不同的HCV抗体。与ELISA技术相比具有较高的敏感性和特异性;且易操作、低成本,非常适用于体外HCV抗体的检测。Duan等用纳金免疫扩增和银染为基础构建的蛋白芯片可以同时快速地检测HBV和HCV的相应抗体HBsAb、HBeAb、HBcAb和HCVAb,而且不存在交叉反应,结果与ELISA检测的结果无显著差异。而且芯片技术引入光学生物传感器技术,突破了常规ELISA技术所采用的底物显色方法。Ivanov等首次应用IAsys+双通道光学生物传感芯片,记录固定在生物传感芯片上的抗HBs单抗与血清样本中的HBsAg的相互作用,从而对乙型肝炎表面抗原进行鉴别。与酶免疫技术对比,它具有灵敏度高、特异性好的特点。生物芯片的应用给临床检验带来了方便与快捷,人类基因组计划是为了更好的认识自己进行的一项伟大影响力深奥的研究计划,但还存在很多的问题和困难,之后的基因组计划、蛋白组计划、疾病基因组计划的都是为了这一目标而产生的。从以上研究结果可以看出,采用生物芯片检测技术,检测灵敏度要优于对照组采用的常规检测手段,并且结果具有显著性差异。 四、结语 现阶段,我们要更好的、更全面了解不同组织、不同生物体、不同生命状态的基因表达信息的差异,而生物芯片技术就更好的完成这项任务。生物芯片技术具有高通量、并行性、低消耗、微型化、自动化等特点,总体更优于临床传统检测方法,生物芯片技术一定会被众多临床理疗中国所使用。所以这种技术是需要一个国际上通用的评定标准,但是我国的生物芯片技术还不完善,有很多方面需要改进,但我们相信生物芯片技术在不久的将来一定会成为历届人类生命、检查疾病的重要工具。 作者:杨巍巍 单位:黑龙江省大庆龙南医院检验科 医学技术论文:生物医学图像信息技术论文 1生物医学图像信息技术的应用分析 目前,生物医学图像信息技术主要包括生物医学图像传输、图像管理、图像分析、图像处理几方面。这些技术同以前的图像技术、医学影像技术都有一定的联系,其在涵盖以往图像技术、医学影像技术的同时,也具有自身的特点,与传统的图像和医学影像技术相比,生物医学图像信息技术更加强调在医学图像信息收集、处理等过程中应用计算机信息技术。 1.1图像成像 从本质上来看,生物医学图像成像技术(下文简称“图像成像技术”)与医学影像技术的区别并不大,仅仅是人们更习惯将其表达为医学影像。生物医学图像成像技术的研究内容为:利用染色方法和光学原理,清晰地表达出机体内的相关信息,并将其转变为可视图像。图像成像技术研究的图像对象有:人体的标本摄影图像、观察手绘图像、断层图像(如ECT、CT、B超、红外线、X光)、脏器内窥镜图像、激光共聚焦显微镜图像、活细胞显微镜图像、荧光显微镜图像、组织细胞学光学显微镜图像、基因芯片、核酸、电泳等显色信息图像、纳米原子力显微镜图像、超微结构的电子显微镜图像等等。 图像成像技术主要包括2个部分:现代数字成像和传统摄影成像。通常可采用扫描仪、内窥镜数码相机、采集卡、数字摄像机等进行数字图像采集;显微图像采集则可应用光学显微镜成像设备及超微结构电子显微镜成像设备;特殊光源采集可应用超声成像仪器、核磁共振成像仪器及X光成像设备。目前,各种医学图像技术的发展都十分迅速,特别是MRI、CT、X线、超声图像等技术。在医学图像成像技术方面,如何提高成像分辨力、成像速度、拓展成像功能,尤其是在生理功能及人体化学成分检测方面,已经引起了相关领域的重视。 1.2图像处理 生物医学图像处理技术,是指应用计算机软硬件对医学图像进行数字化处理后,进行数字图像采集、存储、显示、传输、加工等操作的技术。图像处理是对获取的医学图像进行识别、分析、解释、分割、分类、显示、三维重建等处理,以提取或增强特征信息。目前,医学领域所应用的图像处理技术种类较多,统计学知识、成像技术知识、解剖学知识、临床知识等的图像处理均得到了较快的发展。另外,人工神经网络、模糊处理等技术也引起了图像处理研究领域的广泛重视。 1.3图像分析及图像传输 生物医学图像分析技术,是指测量和标定医学图像中的感兴趣目标,以获取感兴趣目标的客观信息,建立相应的数据描述。通过计算测定的图像数据,可揭示机体功能及形态,推断损伤或疾病的性质及其与其他组织的关系,进而为临床诊断、治疗提供可靠依据。生物医学图像传输技术,是指应用网络技术,在互联网上开展医学图像信息的查询与检索。通过网上传输图像,在异地间进行图像信息交流,可实现远程诊断。同时,在院内通过PACS(数字医学系统—医学影像存档与通信系统),也能在医院内部实现医学图像的网络传递。 2总结 医学图像不仅形象、直观,同时信息含量也十分丰富,且易于存储和观察,所以其在现代医学实验研究及临床诊断中所占据的地位也日益重要。生物医学图像信息技术的应用水平也已经成为衡量现代医院医疗设备现代化水平和诊断水平的一个重要标志,由此可见生物医学图像信息技术在生物医学领域的发展前景必将十分乐观。 作者:郜璐璐 单位:山西医科大学医学影像学系 医学技术论文:医学决策树技术的作用 1概念与特点 1.1概念 决策树方法(decisiontree)是通过一系列规则对数据进行分类的过程。具体讲是利用信息论中的互信息(信息增益)寻找数据库中具有最大信息量的属性字段,建立决策树的一个节点,再根据该属性字段的不同取值建立树的分支,在每个分支子集中重复建立树的下层节点和分支的过程[1]。也可以从几何意义上直观理解:将训练样本集中的每一个数据看成是n维空间上的一个点,决策树的分支就是按照一定规则完成对n维空间的区域划分。当决策树建好,n维空间便分成了若干个小区域,由于n维空间不直观,不易理解,便以树形结构展现[2]。 1.2特点 决策树学习属于机器学习的范畴,是一种类似于判别分析的有监督的学习方法。从统计角度看,与假定数据源呈一固定概率分布,然后进行参数估计的常规分类方法相比,决策树属于严格“非参”方法,对于输入数据高维属性和分类标识具有更好的弹性和稳健性。决策树对于问题的分类是基于逻辑,而不是像传统统计分类模型一样基于样本的统计属性。决策树分类耗时短,占用计算机资源少,效率高。分类结果简单、明确、结构直观,适用于较大规模的数据集研究。与神经网络和贝叶斯分类相比,决策树更容易理解,能处理缺失值,同时处理有数值型、两分类和多分类,有序型变量的数据,能清楚显示对分类或预测有意义的变量,并可生成一些规则(从根节点到每个叶子节点对应的路径就是“规则”)为决策提供依据[3~8]。 2历史与发展 决策树是迄今为止发展最为成熟的一种概念学习方法。它最早产生于20世纪60年代,是由Hunt等人研究人类概念建模时建立的学习系统(CLS,ConceptLearningSystem)。到70年代末,J.RossQuinlan提出ID3算法,当时他目的在于减少树的深度,却忽略了叶子数目的研究。1975年和1984年,分别有人提出CHAID(Chi-squaredAutomaticInteractionDetection)和CART(ClassificationandRegressionTree,亦称BFOS)算法。1986年,J.C.Schlimmer提出ID4算法。1988年,P.E.Utgoff提出ID5R算法。1993年,Quinlan本人以ID3算法为基础研究出C4.5/C5.0算法,新算法在对预测变量的缺失值处理、剪枝技术、派生规则等方面作了较大改进,C5.0是C4.5的商业改进版,与see5相对应[2,9~10]。 3种类与算法 3.1种类 按照不同的标准,决策树可以划分为不同的种类。①按照分类精确度和树复杂程度的大小,分为单个决策树和多个决策树,多个决策树是由单个决策树合并得到。②根据分割内部节点时使用统一的还是不同的算法,分为单一决策树和复合决策树。其中,单一决策树又可分为单变量(特征)决策树和多变量决策树,前者在树中每一内部节点处由数据的单一属性决定树的分支,后者在内部节点处由通过数学或逻辑算子将某些属性组合起来的新属性决定树的分支;复合决策树中常用的算法有决策树算法、线性判别函数和K最临近分类器。③根据每一树叶子节点内是否只含有相同类别的对象,可分为确定性决策树和非确定性决策树。④根据分类或预测变量的特征,分为分类树和回归树,分类树是对离散变量做决策树,回归树是对连续变量做决策树[3~10]。 3.2算法 决策树技术中有多种算法,最为有影响的是Quinlan以信息熵的减少作为选取分裂属性标准的ID3算法。该算法基本原理中引入了信息论的概念,简要介绍如下。假设训练实例集为X,目标分类为n。设属于第i类的训练实例个数为Ci,X中总的训练实例个数为X,若选择属性a进行测试,在得知a=aj的情况下属于第i类的实例个数为Cij个,则P(Ci;a=aj)=CijX为在测试属性a的取值为aj时它属于第i类的概率。此时决策树对分类的不确定程度,即训练实例集对属性a的条件熵是H(Xj)=-∑ip(Ci/a=aj)logp(a=aj),决策树的学习就是使得对划分的不确定程度逐渐减少。又因为在选择属性a后伸出的每个a=aj叶结点Xj对于分类信息的信息熵为H(X/a)=∑jp(a=aj)H(Xj),所以属性a对于分类提供的信息量即信息增益为I(X;a)为:I(X;a)=H(X)-H(X/a)。C4.5算法建立决策树时就是选择信息增益最大的属性作为分裂属性[11]。尽管决策树算法很多,但各有优势与不足。从事机器学习的专家学者一直在潜心改进现有算法并研究新算法,改进的着眼点主要围绕提高树的分类精度、减少树的大小、降低复杂性等几个方面。仅就ID3算法而言,就有二叉树判定算法、按信息比值进行估计、按分类信息估值、按划分距离估值、基于ID3的ID3-MAX、ID3-SD算法等几种改进[11]。此外,还有其它基于粗集的改进、基于深度优先搜索的改进、分类规则简化生成算法、加权模糊熵算法[6~8,12]等。 4优秀问题与应用条件 4.1优秀问题 决策树算法围绕的优秀是决策树的生长和剪枝。生长,就是利用训练样本集完成决策树建立的过程;剪枝,就是利用检验样本集对形成的决策树进行优化处理,防止发生拟合过度的过程。剪枝方法主要包括预剪枝和后剪枝。预剪枝意为事先定好决策树的大小从而阻止其自由生长,停止准则常基于统计意义下的χ2检验或信息增益等度量,预剪枝计算量较少,但难以精确估计何时应该停止树的生长。后剪枝意为让决策树充分生长之后然后用所选的精度准则回头去除拟合过度的分支,主要分为减少分类错误修剪、最小描述长度修剪和最小代价-复杂性修剪等方法。后修剪通常能产生更可靠的树,因此在实践中应用更多一些。 4.2应用条件 决策树算法很多,可实现的软件也很多,常被应用的软件有SAS/EM、CART、See5-demo、KnowledgeSEEKER、KnowledgeSTUDIO、BusinessMiner、Decisionseries等。现以决策树较为常用的CART、CHAID、C4.5三种算法为例,说明它们在SAS/EM(SAS软件EnterpriseMiner)中各自的应用条件及选择分裂属性的标准。 4.2.1CART算法软件中输入变量(即自变量)的类型可以为名义型、数值型,如果是有序型,则可当作数值型变量处理。目标变量(即应变量)可以为两分类、多分类、数值型和有序型变量。不同的目标变量采用不同的分裂标准(splittingcriterion),两分类目标变量采用基尼系数(GiniCoefficient)、twoing和orderedtowing标准,其中后两个分裂标准使用频率不高;多分类变量采用基尼系数和twoing两个标准;数值型目标变量采用方差减少量或最少绝对差减少量标准;有序型目标变量采用的分裂标准为orderedtowing。 4.2.2CHAID算法输入变量的类型可以为名义型、有序型,因为选择分裂变量的算法不针对数值型变量,所以遇到数值型输入变量需先将其分段后再进入软件参与分析。目标变量可以为名义型或数值型,名义型和数值型变量选择分裂变量的标准分别是基于和卡方F分布的P值,决策树在构建过程中的停止均以卡方或F分布统计显著性为准。 4.2.3C4.5算法输入变量的类型可以为两分类、多分类名义型和数值型变量,目标变量可针对两分类或多分类名义型变量,分裂标准可选取信息熵(entropy)、信息增益(informationgain)或信息增益比(gainratio)。 5医学领域中应用 在国外,决策树应用领域较为广泛,其在商业、工业、农业、天文、医学、风险分析、社会科学和分类学等领域中的应用已经取得了很好的经济和社会效益。国内目前有关决策树的研究多是围绕算法的改进以及决策树在商业、工业等领域的运用,在医学领域应用较少。现将决策树在国内外医学中的应用情况集中概括为以下几个方面: 5.1疾病诊断治疗 临床医生为病人做出医疗诊断可以看作是一个分类的过程:医生根据他的知识和经验将病人分类到一个特定的疾病群中。决策树产生的结果简洁明了,易于理解,并能提取相应的诊断规则,其应用于疾病的分类诊断往往可以提高诊断正确率,并为经验较少的临床医师提供帮助,因而得到了广泛的应用。ErnaKentala等人曾从赫尔辛基大学附属医院的鼻神经专家系统数据库ONE中提取前庭区与晕头有关的6种发病人数较多的疾病资料,分别为6种疾病建立不同规模的决策树,并针对6棵树单独分析影响每一种疾病发生的重要因素,而且从决策树中提取诊断规则,从而将专家经验知识转化成了可供年轻医师随时参考的有价值的信息[13]。决策树在临床医学中应用范围较广,除了可以对疾病分类以外,还可以对疾病程度分级,筛选危险因素、决定开药处方大小以及选择治疗方法等[14~20]。 5.2基因与高分子序列分析 随着人类基因组计划的进行,目前已获得数十亿的核苷酸和上百万的氨基酸数据,如何对基因进行功能分类已成为基因研究人员非常关心的问题。而关于高分子序列,大约4000种蛋白质已经被排序,但只有10%的蛋白质的三维结构被研究过,三维结构基本决定蛋白质的功能,所以需要有一种可靠方法从氨基酸序列中预测出它的功能结构,数据挖掘中的决策树技术可以满足上述需求。有人利用决策树对已知功能分类的基因建立分类树,归纳出蕴含在数据中关于分类的信息并提炼成规则,从而实现对未知功能分类的基因进行分类预测[21]。DakeWang等人则利用决策树对已知功能分类的蛋白质序列进行研究,建立了已知功能分类的蛋白质序列决策树模型,实现了模型对未知功能分类的蛋白质序列功能的预测。结果表明决策树方法比传统方法有效[22]。 5.3医院信息系统挖掘 医院HIS(HospitalInformationSystem)系统包括管理信息系统(ManagementInformationSystem,MIS)和临床信息系统(ClinicalInformationSystem,CIS)两部分。目前的HIS可以高效地实现数据的录入、查询和统计功能,但在决策支持方面存在明显不足,难以发挥其潜力。而将数据挖掘决策树技术运用到该系统之后,可以从中提取大量隐含的、事先未知的、对决策有潜在价值的信息,为管理决策和临床决策提供支持。决策树在HIS系统的主要用途可以表现为医疗需求预测、医疗市场分析、预测未来某段时间内常发生的疾病种类、未来某段时间内的药品使用频率、分析疾病之间的关系以及疾病的影响因素、总结各种治疗方案的治疗效果等[23]。 5.4医疗政策分析 一个国家国民的健康保障在很大程度上依赖于其完备的医疗卫生政策,政策的制定离不开理论的分析与方法的探讨,离不开已积累的与人群健康状况相关的各种数据。从目前积累的各型数据库来看,利用知识管理优化库信息并从中提取知识结构为政策分析提供依据已经成为卫生管理人员和信息开发人员的共同任务。研究人员多次尝试将数据挖掘中的决策树技术在此进行应用。韩国的YoungMoonChae与SeungHeeHo等人便利用以监测卫生状态和开发国民健康促进程序为特征的韩国医疗保险公司数据库,成功地将决策树应用于人群健康状态评估以及为高血压管理提供政策信息[24]。 5.5医疗卫生保健 卫生保健是卫生领域内的一个重要内容,保健的需求与利用评价、不同保健方式的选择以及保健的经济和社会效益评价一直是卫生保健人员关心的问题。利用决策树方法可以解决诸如家庭护理保健的需求分析、儿童预防保健的干预、为不同的卫生保健群体提供实际可行的决策支持系统等一系列问题,为保健政策的制定与实施提供了相应的基础[25]。 5.6医疗资源利用评价 尽管当今社会医疗科技手段日新月异,医疗技术水平不断提高,但并不表明医疗卫生资源的极大丰富。医疗资源合理分配、恰当运用仍是医学研究中不可忽略的重要问题。把决策树技术引入对有潜在急症的病人是否进行预检查而导致医疗资源占用情况不同的比较其成功地显示出决策树在处理此类问题的重要意义[26]。 随着数据挖掘技术的广泛应用,决策树算法的不断改进与完善,决策树可实现软件的普及推广,决策树处理医学资料功能的日显强大,相信决策树方法在医学领域与管理决策中的应用范围将会越来越广泛,带来的经济和社会效益将会更多更可观,必将显示出重要的实用价值和广阔的发展前景。 医学技术论文:医学图像配准技术探究 1医学图像配准方法 医学影像学的发展为临床诊断和治疗提供了有效的辅助手段。目前,医学成像模式可分解剖成像和功能成像,前者主要描述人体形态信息,后者主要描述人体代谢信息。基于各种原因,临床上通常要将同一病人的多种模式成像结果结合起来进行分析,以提高医学诊断和治疗的水平。这就需要对不同模态的图像进行融合,而融合首先要解决这几幅图像的严格对齐问题,即配准问题。医学图像配准,即通过寻找一种空间变换,使两幅图像的对应点达到空间位置和解剖位置的完全一致,配准的结果应使两幅图像上所有解剖点、或至少是所有具有诊断意义上的点都达到匹配。医学图像配准方法基本上可分为前瞻性和回溯性两种[1]。前瞻性配准是基于外部特征的图像配准(有框架),它是利用外部基准点特征,精度较高,但由于它是有创的,且操作较复杂,应用较少。回溯性配准即是基于内部图像特征的图像配准(无框架),它是利用图像内部本身的特征,具有无创性和可回溯性,已成为配准算法研究的重点。回溯性配准技术可分为形状特征点的方法和像素(体素)相似性的方法。基于形状的方法根据图像间的共有特征进行几何配准,该方法原理简单,应用面广,但是需要较多的人工介入,且配准精度受特征点(面)提取精度的限制;基于像素相似性的方法是基于图像中所有体素的配准方法,不需要对图像做预处理。近年来,引入了信息论中的一些概念,如联合熵、相对熵和互信息[2],精度较高,可以达到亚像素级,已成为医学图像配准很重要的方法。互信息是信息论中的一个基本概念,是两个随机变量统计相关性的测度,当两幅图像基于共同解剖结构的图像达到最佳配准时,它们对应像素的灰度互信息应达到最大。由于该测度不需要对不同成像模式下图像灰度间的关系作任何假设,也不需要对图像进行分割或任何预处理,所以被广泛地用于多种医学图像配准,特别是当其中一个图像的数据部分缺损时也能得到很好的配准效果。 2互信息基本概念 将两幅待配准的图像RF图像和FA图像的灰度值看作两个随机变量A和B,其灰度值为0~255,其概率密度函数分别为和,两者的联合概率密度函数为,虽然两幅图像来源于不同的成像设备或来自于不同的时间,但它们都是基于共同个体的同一位置的解剖信息,所以当两幅图像在空间位置配准时,其重叠部分所对应的像素对的灰度的互信息达到最大值,以此时的变换参数作为空间变换的参数,通过空间变换达到图像配准的目的。 3归一化互信息 尽管互信息测度成功地应用于医学图像配准中,由于两幅图像重叠部分的大小对互信息的度量有很大影响,重叠部分减小,参与统计互信息的像素个数减小导致互信息值减小,互信息与两个图像重叠部分多少成正比,其次Studholme等[4]指出误配数量增加可能导致互信息值增大。因此互信息值达到最大并不能保证得到正确的配准结果。为了解决这个问题,使目标函数能更加准确反映互信息量和配准参数之间的关系,Studholme等提出了一个归一化互信息测度,归一化互信息使配准函数更平滑,它能减少对图像重叠部分敏感性,配准精度更高。NMI(A,B)=H(A)+H(B)H(A,B)(6)Maes等[1]利用熵相关系数(ECC)作为另一种归一化相关系数。NMI和ECC有如下关系表示式:ECC=2-2/NMI(7)近年来归一化互信息被许多学者广泛应用,实践证明,在刚性配准中,归一化互信息比传统互信息有更强的稳健型[5~7]。 4利用互信息配准常用方法 互信息的计算是最为关键的问题,计算结果对配准精度有很大的影响[8]。主要体现在插值运算、优化算法及提高配准速度等3个方面。Zhu和Cochoff[9]研究了采用不同的优化算法、插值方法、直方图及多尺度逼近方法对配准结果的影响。目前,虽然提出了许多种方法,但还没有一种非常有效的方法。 4.1空间变换 当两幅图像配准时,需要根据变换参数求出空间变换,浮动图像的空间变换按照变换性质不同可分为刚体变换(rigid)、仿射变换(affine)、投影变换(projective)和非线性(curved)变换。刚体变换是指物体内部任意两点间的距离保持不变;仿射变换是将直线映射为直线,并保持平行性;投影变换将直线映射为直线,但不再保持平行性质;非线性变换也称做弯曲变换,它把直线变换为曲线。基于互信息的配准技术一般采用刚性变换或仿射变换。 4.2插值运算 在一般情况下,图像经过几何变换后,像素的坐标不会和原来的采样网格完全重合,像素的灰度值也需要重新计算,这就需要对变换后的图像进行重采样和插值处理。常用的插值算法有最近邻域法(Nearestneighboringinterpolation)、线性插值法(Trilinearinterpolation)和三线性部分体积分布(Trilinearpartialvolumedistribution)插值算法,简称PV插值方法。最近邻域法具有计算量小、速度快的优点,但是存在质量不高的缺点。线性插值效果较好,运算量也不很大,故经常采用。三线性PV插值算法不是通过邻居点确定所求像素的灰度,它是按照周围8个像素和所求像素点的空间距离来分配权重,避免了一次插值运算,使互信息的计算更为精确,而且对于小的空间变换,增量,互信息的变化会更平滑,同时优化过程中的局部极值问题也会有所缓解[2]。文献[10~12]讨论了包括最近邻居法、线性插值法、PV插值法在内的几种插值算法,比较了各自的优缺点。文献[10]详细分析了线性插值法和PV插值法产生局部极值的原因,其实验结果表明,非网格点上的PV插值操作造成的直方图分散甚至比在位移更大的整数平移点上由于失配造成的直方图分散还要严重,在整数平移点上产生局部极值。针对这个问题,文献[11]提出了先验联合概率法和随机重采样法两种改进的插值算法,先验联合概率法既保证了最大互信息量方法的有效性,又引入了与变换无关的先验分布,增加了联合分布的稳定性,使得互信息量随配准参数变化更加平滑;随机重采样法在每个网格点施加一个轻微的扰动避免大量网格重合,这两种方法在一定程度下抑制了局部极值的产生。文献[12]提出带扰动采样的最近邻居法(Nearestneighborwithjitteredsampling),网格点扰动后该坐标位置的灰度值由最近邻居法确定,达到抑制局部极值的目的。 4.3优化策略 图像配准在本质上是一个多参数优化问题[13],即寻找互信息达到最大时的几个空间变换参数值。因此,配准问题实质是配准函数优化问题,但是,配准函数经常不是光滑的,存在许多局部极大值,给求解带来很大难度。产生局部极大值主要有两个原因[14]:一是两幅图像本身存在较好的局部匹配;二是在运算过程中产生的,如插值运算、图像重叠部分的改变都有可能产生局部极值。避免局部极值的常用方法有:采用PV插值方法、图像先滤波减少噪声以及增大灰度直方图窗口尺寸等方法。由于局部极大值的存在,优化算法的选取对配准结果有较大的影响,尤其对初始变换的鲁棒性有很大影响。另一个关键问题是优化过程中参数变量的合适取值范围[15]。优化过程中得到的值可能不是搜索空间中全局极大值,而是部分搜索空间中局部极大值。初始值偏离搜索区间太大很难使图像配准正确。实践证明,遗传算法等随机优化算法不适合求解此类问题,因为此类算法很容易跳出搜索区间。目前常用的方法是Powell优化算法[13],该算法轮流对变换参数进行优化,由于无需计算梯度,因而可以加快搜索最大互信息的速度,在每一维内使用Brent算法迭代搜索和估计配准参数,从而使互信息不断增加。实践表明Powell优化算法很容易受到局部极值的干扰[14]。另一个常用的方法是单纯形算法,该方法也不要求计算梯度,与Powell算法只考虑单一变量相反,它同时考虑所有变量[9,13,16,17],但是该方法收敛速度不确定。Plattard等[18]使用Powell和单纯形混合算法。Kagadis等[19]采用Powell和遗传算法混合方法。Jenkinson和Smith用多分辨率技术扩展了Powell算法。尽管爬山法是一种最简单的优化方法,但是它在多分辨率策略中有较好的效果,随着图像分辨率的增加,爬山法搜索步长逐渐减小[20]。其他常规的算法如梯度上升法、Newton法、模拟退火法等也得到应用。为了提高配准函数全局最优值的搜索能力,Chen等[21]先将整幅图像分成4个子块,分别计算整幅图像和4个子块的互信息,并假定当整幅幅像互信息达到最大时,子块图像也应达到最大。Thevenaz等[22]同时利用3个不同窗口尺寸的直方图计算的互信息来求解变换参数。采用多分辨率方法是一种克服局部极值的一种有效方法[23]。 4.4优化速度加速策略 多分辨率策略除了能够避免出现局部极大值外,还能提高算法执行速度。配准按照从粗到精的方式执行,在低分辨率下利用较少的时间进行初配,在高分辨率下精配需要花销较多的时间。Maes等[13]对多种优化算法在不同的分辨率情况下结果进行了详细比较。一般情况下,多分辨率策略分为增加模型复杂度方法和增加数据复杂度方法[24],多分辨率策略经常采用高斯金字塔方式。多分辨率策略提高了运行速度、增加了鲁棒性,不影响配准正确性。对于高分辨率图像采用多分辨率策略是降低运算时间一种最有效的方式。最近提出的主要加速策略有:基于轮廓特征点的互信息配准方法[25],先用小波变换或其它边缘检测算子求出两幅幅图像的轮廓信息,利用聚类分析法求出轮廓特征点,再求出特征点对的互信息;Josien等[26]提出联合互信息和梯度信息作为图像配准的新标准,该算法不仅利用了图像的灰度信息,而且还利用了图像的空间信息(梯度信息),实验表明,该方法比采用传统互信息或归一化互信息结果更准确,还能避免产生不正确的全局极大值以及由于插值产生的局部极大值。 5结束语 近几年来,将信息论的互信息概念引入到医学图像配准中取得了很大进展。由于该方法不需要对图像进行预处理、其精度高、适应性强、自动化程度高,能使多模态图像的配准精度达到亚像素精度,因而在医学图像配准中得到广泛应用。然而,互信息只是一个相似性测度,如何实现不同模态图像间互信息的最大化到目前为止还没有一套完全成熟的方法,选取什么样的优化策略、如何避免局部极值、如何提高优化速度、如何将互信息概念与其他概念结合起来形成一个更稳健的测度、怎样将互信息应用到非刚性变换中等等问题均需要我们继续深入研究。 医学技术论文:医学图像处理技术分析 1医学图像处理技术 医学图像处理技术包括很多方面,本文主要介绍分析图像分割、图像配准和融合以及伪彩色处理技术和纹理分析在医学领域的应用和发展。图像分割就是把图像中具有特殊涵义的不同区域分开来,这些区域使互不相交的每一个区域都满足特定区域的一致性。它是图像处理与图像分析中的一个经典问题。目前针对各种具体问题已经提出了许多不同的图像分割算法,对图像分割的效果也有很好的分析结论。但是由于图像分割问题所面向领域的特殊性,至尽尚未得到圆满的、具有普适性的解决方法[2]。 图像分割技术发展至今,已在灰度阈值分割法、边缘检测分割法、区域跟踪分割法的基础上结合特定的理论工具有了更进一步的发展。比如基于三维可视化系统结合FastMarching算法和Watershed变换的医学图像分割方法,能得到快速、准确的分割结果[3]。图像分割同时又是进行三维重建的基础,分割的效果直接影响到三维重建后模型的精确性,分割可以帮助医生将感兴趣的物体(病变组织等)提取出来,帮助医生能够对病变组织进行定性及定量的分析,从而提高医生诊断的准确性和科学性[4]。 如何使多次成像或多种成像设备的信息得到综合利用,弥补信息不完整、部分信息不准确或不确定引起的缺陷,使临床的诊断治疗、放疗定位、计划设计、外科手术和疗效评估更准确,已成为医学图像处理急需解决的重要课题。医学图像配准是通过寻找某种空间变换,使两幅图像的对应点达到空间位置和解剖结构上的完全一致。要求配准的结构能使两幅图像上所有的解剖点,或至少是所有具有诊断意义以及手术区域的点都达到匹配[5]。目前医学图像配准方法有基于外部特征的图像配准(有框架)和基于图像内部特征的图像配准(无框架)两种方法。后者由于其无创性和可回溯性,已成为配准算法的研究中心。基于互信息的弹性形变模型也逐渐成为研究热点。 互信息是统计两个随机变量相关性的测度,以互信息作为两幅图像相似性测度进行配准基于如下原理:当两幅基于共同的解剖结构的图像达到最佳配准时,它们对应的图像特征的互信息应为最大[6]。图像配准是图像融合的前提,是公认难度较大的图像处理技术,也是决定医学图像融合技术发展的关键技术。近年来国外在图像配准方面研究很多,如几何矩的配准、利用图像的相关系数、样条插值等多项式变换对图像进行配准。国内研究人员也提出了一些相应的算法:对于两幅图像共同来估计其正反变换的一种新的图像配准方法,称为一致图像配准方法;采用金字塔式分割,进行多栅格和多分辨率的图像配准,称为金字塔式多层次图像配准方法;为了提高CT、MRI、PET多模态医学图像的三维配准、融合的精度,还可以采用基于互信息的方法[7]。 在图像配准方面,在努力提高配准精度的同时,目前提出的多种方法都尽量避免人工介入,力求整个过程自动化,其结果导致实现算法的过程复杂而耗费时间,文献[5]已进行研究,试图实现基于人机交互的快速图像配准策略,同时根据图像的不同成像模式选择合适的配准测度也十分重要。不同的医学图像提供了相关脏器的不同信息,图像融合的潜力在于综合处理应用这些成像设备所得信息以获得新的有助于临床诊断的信息。利用可视化软件,对多种模态的图像进行图像融合,可以准确地确定病变体的空间位置、大小、几何形状及它与周围生物组织之间的空间关系,从而及时高效地诊断疾病,也可以用在手术计划的制定、病理变化的跟踪、治疗效果的评价等方面。在放疗中,利用MR图像勾勒画出肿瘤的轮廓线,也就是描述肿瘤的大小;利用CT图像计算出放射剂量的大小以及剂量的分布,以便修正治疗方案。 在制定手术方案时,对病变与周围组织关系的了解是手术成功与否的关键,所以CT与MR图像的融合为外科手术提供有利的佐证,甚至为进一步研究肿瘤的生长发育过程及早期诊断提供新的契机。在CT成像中,由于骨组织对X线有较大的吸收系数,因此对骨组织很敏感;而在MR成像中,骨组织含有较低的质子密度,所以MR对骨组织和钙化点信号较弱,融合后的图像对病变的定性、定位有很大的帮助[8]。由于不同医学成像设备的成像机理不同,其图像质量、空间与时间特性有很大差别。因此,实现医学图像的融合、图像数据转换、图像数据相关、图像数据库和数据理解都是亟待解决的关键技术[9]。对一幅黑白图像,人眼一般只能辨别出4到5比特的灰度级别,而人眼能辨别出上千种不同的颜色。针对这一特点,人们往往将黑白图像经过处理变为彩色图像,充分发挥人眼对彩色的视觉能力,从而使观察者能从图像中取得更多的信息,这就是伪彩色图像处理技术。 医学图像大多是黑白图像,如X、CT、MRI、B超图像等。经过伪彩色处理技术,即密度分割技术,提高了对图像特征的识别。通过临床研究对X线图片、CT图片、MRI图片、B超图片、电镜图片均进行了伪彩色技术的尝试,取得了良好的效果,部分图片经过处理后可以显现隐性病灶。例如对X线图片,在乳腺照影中伪彩色处理能鉴别囊性病、良性和恶性肿瘤,同样,钡餐照影图片和各种X线图片也得到良好的诊断效果[10]。纹理是人类视觉的一个重要组成部分,迄今为止还难以适当地为纹理建模。为此有关专家进行了大量的探索研究,但未能获得有关纹理的分析、分类、分割及其综合的有效解释[11]。 有研究针对肝脏疾病难以根除、危害面广的问题,采用灰度梯度共生矩阵的方法,分别提取纤维化肝组织和正常肝组织的CT图像的纹理特征,提出了基于灰度梯度共生矩阵的小梯度优势、灰度均方差、灰度熵等参数作为图像的纹理特征量。通过选取的纹理参数,可以看到正常组和异常组之间存在显著性差异,为纤维化CT图像临床诊断提供了依据[12]。 2三维医学图像的可视化 三维医学图像的可视化通常是利用人类的视觉特性,通过计算机对二维数字断层图像序列形成的三维体数据进行处理,使其变换为具有直观立体效果的图像来展示人体组织的三维形态。三维医学图像可视化技术通常分为面绘制和体绘制两种方法。体绘制技术的中心思想是为每一个体素指定一个不透明度,并考虑每一个体素对光线的透度、发射和反射作用。医学数据的可视化,已成为数据可视化领域中最为活跃的研究领域之一。实现三维数据可视化的方法很多,空间域方法的典型算法包括:射线投射法、足迹法、剪切-曲变法(目前被认为是一种速度最快的体绘制算法)等;变换域方法的典型算法有频域体绘制法和基于小波的体绘制法,其中小波的体绘制技术显现出较好的前景[13]。 以上可以利用的三维可视化软件有AVS、Analyze、amira、3Dslicer等,其中Analyze是专为生物医学图像的研究而开发的图像可视化软件。利用二维断层数据进行三维重建,可以更为直观地显示人体器官的各个解剖结构的形态及它们之间的毗邻关系,为基础研究和手术规划及手术过程模拟提供参考。鼻部是人体内解剖结构比较复杂的部位之一,可以利用3DSlicer来尝试实现鼻部部分解剖结构的三维可视化,以此为可视化虚拟人体模型的建立探索一种精确的重建方法和显示手段,同时也可为医疗工作者提供更为细致、完全和快捷的观察方案[14]。 随着互联网技术不断发展,跨越空间限制的远程虚拟现实技术已经逐步成为可能。基于虚拟现实技术利用美国国家医学图书馆VHP(VisibleHumanProject)完整数据重建可视人体,综合VTK、VRML、OperGL等可视化平台的优势,采用三维互动、空间电磁定位、立体视觉等虚拟现实技术,实现了全数字可拆装人体骨骼的本地和远程互动学习。三维虚拟现实让“遨游”人体世界成为可能,可以呈现一个物理上并不存在但又实实在在“看得见”、“摸得着”的“真实”人体,使用者可以无数次地“解剖”这个虚拟人以了解人体的结构[15]。在临床方面,提出了一种用AVS/Express开发的基于PC的LeFortI手术模型系统原型。 利用AVS/Express大量预制的可视化编程对象模块,快速构建系统的结构框架和功能模块,生成的原型能对以DICOM(DigitalImagingandCommunicationsinMedicine)格式存储的颅颌面CT序列断层图像进行预处理,并进行三维重建,在交互式操作环境中,显示颅颌面各种组织的解剖结构,进行相应的三维测量,模拟LeFortI手术的截骨头,对截骨段实行任意的平移颌旋转[16]。 在体视化方面一直致力于提高重建速度(实时显示利于交互操作),使重建效果理想,减少冗余信息及存储空间。具体需要考虑:1)不完全数据提出一个足够精确的数据提取方案2)什么算法能够快速准确地实现图像重建。人体器官是一个高精度庞大的结构,所建模型还应考虑临床实用方面的因素以及某些特殊部位的个体差异,针对不同的生理组织应采用不同的分割方法[17]。3针对PACS的图像压缩PACS(PictureArchivingandCommunicationSystem,图像存档及通信系统)是近年来国内外新兴的医学影像信息技术,是专门为医学图像管理而设计的,包括图像获取、处理、存储、显示或打印的软硬件系统,是医学影像、数字化图像技术、计算机技术和网络通信技术相结合的产物。显然,计算机网络是PACS的重要组成部分,它负责提供底层图像传输服务,是PACS的软硬件基础,正是通过各个层次的网络才将PACS中的图像获取、存储显示以及医疗数据的管理等单元连为一体,使之形成一个统一、高性能的系统。 PACS需要解决数据传输和图像存储的问题,如何利用有限的存储空间存储更多的图像,医学图像压缩是关键的技术之一。医学图像数据量是非常惊人的,建立PACS的许多技术困难都与之有关,如图像的存储、传输、显示等。从图像压缩还原的角度出发,图像压缩方法可分为无损压缩和有损压缩两大类,常用的无损压缩方法有差分脉冲预测编码、多级内插方法等。常用的有损压缩方法有离散余弦变换(DCT)、全帧离散余弦变换、重叠正交变换(LOT)、自适应预测编码和神经网络法等,近年来又出现了分形和小波变换编码[18]。如何对医学图像进行压缩,是近年来图像处理技术中的一个重点研究的问题[19]。 医学图像的压缩无疑是减低应用系统成本,提高网络传输效率,减少存储空间的一个重要途径。DICOM作为医学图像与通信的重要标准,加入了对图像压缩算法的支持。目前DICOM正在研究对最新的压缩标准JPEG2000支持的可能性。随着新一代静态图像压缩标准JPEG2000的发展,小波理论在这个领域成为研究的热点,在这方面文献[20]提出了面向任务的医学图像压缩的概念。医学图像是医学诊断和疾病治疗的重要根据,在临床上具有非常重要的应用价值。确保医学图像压缩后的高保真度是医学图像压缩首要考虑的因素,现在医学图像上常常采用无损压缩,因为它能够精确地还原原图像。但是无损图像压缩的压缩比很低,一般为2~4;而有损图像压缩的压缩比可以高达50,甚至更高。 所以将这两种压缩方法在保证使用要求的基础上结合起来,在获取高的压缩质量的前提下提高压缩比。因此,医学图像被人为地划分为两个区域:1)包含重要诊断信息的区域,其错误描述的代价非常高,所以此感兴趣区域(ROIRegionofInterest)需要高重构质量的压缩方案;2)非感兴趣区域则要求达到尽可能高的压缩比,即需要在某一框架下将无损压缩与有损压缩统一起来,这也是目前医学图像研究领域的一个热点。我们的工作就集中在小波理论框架下实现面向任务的医学图像压缩,由于并非所有的小波基都适合于分解图像,所以前期工作的重点在MATLAB的仿真上,考虑到部分所选医学图像的ROI区域和非ROI区域的对比度不很理想的情况,图像分割的最优算法是考虑的一个方面。 压缩比方面在满足一般性的图像条件下针对某些特殊图像也会有相应的考虑,目前的工作是在VC平台下实现面向任务的医学图像压缩。在医学图像压缩方面,许多学者结合模式识别、计算机视觉、神经网络理论、小波变换和分形理论等探索图像编码的新途径,同时人的视觉生理心理特性的研究成果也开拓了人们的视野,给从事图像编码技术研究的学者带来了新的启迪。但随着网络技术在医学领域的广泛应用,更加细致的要求也逐渐被提出来了。 4结束语 随着远程医疗技术的蓬勃发展,对医学图像处理提出的要求也越来越高。以“千禧年的技术挑战和全球机遇”为主题的IEEE生物医学信息学和生物医学工程学(BIBE)国际会议的一个重要议题就是“多媒体、虚拟现实、可视化、高级图像处理和机器人在医学中的应用”。医学图像处理技术发展至今,各个学科的交叉渗透已是发展的必然趋势,其中还有很多亟待解决的问题。有效地提高医学图像处理技术的水平,与多学科理论的交叉融合、医务人员和理论技术人员之间的交流就显得越来越重要。总之,医学图像作为提升现代医疗诊断水平的有力依据,使实施风险低、创伤性小的化疗、手术方案成为可能,必将在医药信息研究领域受到更多的关注[21]。
医学图像处理论文:医学图像处理技术分析管理论文 论文关键词:医学图像处理图像分割图像配准图像融合纹理分析 论文摘要:随着医学成像和计算机辅助技术的发展,从二维医学图像到三维可视化技术成为研究的热点,本文介绍了医学图像处理技术的发展动态,对图像分割、纹理分析、图像配准和图像融合技术的现状及其发展进行了综述。在比较各种技术在相关领域中应用的基础上,提出了医学图像处理技术发展所面临的相关问题及其发展方向。 1.引言 近20多年来,医学影像已成为医学技术中发展最快的领域之一,其结果使临床医生对人体内部病变部位的观察更直接、更清晰,确诊率也更高。20世纪70年代初,X-CT的发明曾引发了医学影像领域的一场革命,与此同时,核磁共振成像象(MRI:MagneticResonanceImaging)、超声成像、数字射线照相术、发射型计算机成像和核素成像等也逐步发展。计算机和医学图像处理技术作为这些成像技术的发展基础,带动着现代医学诊断正产生着深刻的变革。各种新的医学成像方法的临床应用,使医学诊断和治疗技术取得了很大的进展,同时将各种成像技术得到的信息进行互补,也为临床诊断及生物医学研究提供了有力的科学依据。 在目前的影像医疗诊断中,主要是通过观察一组二维切片图象去发现病变体,往往需要借助医生的经验来判定。至于准确的确定病变体的空间位置、大小、几何形状及与周围生物组织的空间关系,仅通过观察二维切片图象是很难实现的。因此,利用计算机图象处理技术对二维切片图象进行分析和处理,实现对人体器官、软组织和病变体的分割提取、三维重建和三维显示,可以辅助医生对病变体及其它感兴趣的区域进行定性甚至定量的分析,可以大大提高医疗诊断的准确性和可靠性。此外,它在医疗教学、手术规划、手术仿真及各种医学研究中也能起重要的辅助作用。 本文对医学图像处理技术中的图像分割、纹理分析、图像配准和图像融合技术的现状及其发展进行了综述。 2.医学图像三维可视化技术 2.1三维可视化概述 医学图像的三维可视化的方法很多,但基本步骤大体相同,如图.。从#$/ ’(或超声等成像系统获得二维断层图像,然后需要将图像格式(如0(#1 )转化成计算机方便处理的格式。通过二维滤波,减少图像的噪声影响,提高信噪比和消除图像的尾迹。采取图像插值方法,对医学关键部位进行各向同性处理,获得体数据。经过三维滤波后,不同组织器官需要进行分割和归类,对同一部位的不同图像进行配准和融合,以利于进一步对某感兴趣部位的操作。根据不同的三维可视化要求和系统平台的能力,选择不同的方法进行三维体绘制,实现三维重构。 2.2关键技术: 图像分割是三维重构的基础,分割效果直接影像三维重构的精确度。图像分割是将图像分割成有意义的子区域,由于医学图像的各区域没有清楚的边界,为了解决在医学图像分割中遇到不确定性的问题,引入模糊理论的模糊阀值、模糊边界和模糊聚类等概念。快速准确的分离出解剖结构和定位区域位置和形状,自动或半自动的图像分割方法是非常重要的。在实际应用中有聚类法、统计学模型、弹性模型、区域生长、神经网络等适用于医学图像分割的具体方法。 由于可以对同一部位用不同的成像仪器多次成像,或用同一台仪器多次成像,这样产生了多模态图像。多模态图像提供的信息经常相互覆盖和具有互补性,为了综合使用多种成像模式以提供更全面的信息,需要对各个模态的原始图像进行配准和数据融合,其整个过程称为数据整合。整合的第一步是将多个医学图像的信息转换到一个公共的坐标框架内的研究,使多幅图像在空间域中达到几何位置的完全对应,称为三维医学图像的配准问题。建立配准关系后,将多个图像的数据合成表示的过程,称为融合。在医学应用中,不同模态的图像还提供了不互相覆盖的结构互补信息,比如,当CT提供的是骨信息,MRI提供的关于软组织的信息,所以可以用逻辑运算的方法来实现它们图像的合成。 当分割归类或数据整合结束后,对体数据进行体绘制。体绘制一般分为直接体绘制和间接体绘制,由于三维医学图像数据量很大,采用直接体绘制方法,计算量过重,特别在远程应用和交互操作中,所以一般多采用间接体绘制。在图形工作站上可以进行直接体绘制,近来随着计算机硬件快速发展,新的算法,如三维纹理映射技术,考虑了计算机图形硬件的特定功能及体绘制过程中的各种优化方法,从而大大地提高了直接体绘制的速度。体绘制根据所用的投影算法不同加以分类,分为以对象空间为序的算法(又称为体素投影法)和以图像空间为序的算法!又称为光线投射法",一般来说,体素投影法绘制的速度比光线投射法快。由于三维医学图像的绘制目的在于看见内部组织的细节,真实感并不是最重要的,所以在医学应用中的绘制要突出特定诊断所需要的信息,而忽略无关信息。另外,高度的可交互性是三维医学图像绘制的另一个要求,即要求一些常见操作,如旋转,放大,移动,具有很好的实时性,或至少是在一个可以忍受的响应时间内完成。这意味着在医学图像绘制中,绘制时间短的可视化方法更为实用。 未来的三维可视化技术将与虚拟现实技术相结合,不仅仅是获得体数据的工具,更主要的是能创造一个虚拟环境。 3.医学图像分割 医学图像分割就是一个根据区域间的相似或不同把图像分割成若干区域的过程。目前,主要以各种细胞、组织与器官的图像作为处理的对象,图像分割技术主要基于以下几种理论方法。 3.1基于统计学的方法 统计方法是近年来比较流行的医学图像分割方法。从统计学出发的图像分割方法把图像中各个像素点的灰度值看作是具有一定概率分布的随机变量,观察到的图像是对实际物体做了某种变换并加入噪声的结果,因而要正确分割图像,从统计学的角度来看,就是要找出以最大的概率得到该图像的物体组合。用吉布斯(Gibbs)分布表示的Markov随机场(MRF)模型,能够简单地通过势能形式表示图像像素之间的相互关系,因此周刚慧等结合人脑MR图像的空间关系定义Markov随机场的能量形式,然后通过最大后验概率(MAP)方法估计Markov随机场的参数,并通过迭代方法求解。层次MRF采用基于直方图的DAEM算法估计标准有限正交混合(SFNM)参数的全局最优值,并基于MRF先验参数的实际意义,采用一种近似的方法来简化这些参数的估计。林亚忠等采用的混合金字塔Gibbs随机场模型,有效地解决了传统最大后验估计计算量庞大和Gibbs随机场模型参数无监督及估计难等问题,使分割结果更为可靠。 3.2基于模糊集理论的方法 医学图像一般较为复杂,有许多不确定性和不精确性,也即模糊性。所以有人将模糊理论引入到图像处理与分析中,其中包括用模糊理论来解决分割问题。基于模糊理论的图形分割方法包括模糊阈值分割方法、模糊聚类分割方法等。模糊阈值分割技术利用不同的S型隶属函数来定义模糊目标,通过优化过程最后选择一个具有最小不确定性的S函数,用该函数表示目标像素之间的关系。这种方法的难点在于隶属函数的选择。模糊C均值聚类分割方法通过优化表示图像像素点与C各类中心之间的相似性的目标函数来获得局部极大值,从而得到最优聚类。Venkateswarlu等[改进计算过程,提出了一种快速的聚类算法。 3.2.1基于模糊理论的方法 模糊分割技术是在模糊集合理论基础上发展起来的,它可以很好地处理MR图像内在的模糊性和不确定性,而且对噪声不敏感。模糊分割技术主要有模糊阈值、模糊聚类、模糊边缘检测等。在各种模糊分割技术中,近年来模糊聚类技术,特别是模糊C-均值(FCM)聚类技术的应用最为广泛。FCM是一种非监督模糊聚类后的标定过程,非常适合存在不确定性和模糊性特点的MR图像。然而,FCM算法本质上是一种局部搜索寻优技术,它的迭代过程采用爬山技术来寻找最优解,因此容易陷入局部极小值,而得不到全局最优解。近年来相继出现了许多改进的FCM分割算法,其中快速模糊分割(FFCM)是最近模糊分割的研究热点。FFCM算法对传统FCM算法的初始化进行了改进,用K-均值聚类的结果作为模糊聚类中心的初值,通过减少FCM的迭代次数来提高模糊聚类的速度。它实际上是两次寻优的迭代过程,首先由K-均值聚类得到聚类中心的次最优解,再由FCM进行模糊聚类,最终得到图像的最优模糊分割。 3.2.2基于神经网络的方法 按拓扑机构来分,神经网络技术可分为前向神经网络、反馈神经网络和自组织映射神经网络。目前已有各种类型的神经网络应用于医学图像分割,如江宝钏等利用MRI多回波性,采用有指导的BP神经网络作为分类器,对脑部MR图像进行自动分割。而Ahmed和Farag则是用自组织Kohenen网络对CT/MRI脑切片图像进行分割和标注,并将具有几何不变性的图像特征以模式的形式输入到Kohenen网络,进行无指导的体素聚类,以得到感兴趣区域。模糊神经网络(FNN)分割技术越来越多地得到学者们的青睐,黄永锋等提出了一种基于FNN的颅脑MRI半自动分割技术,仅对神经网络处理前和处理后的数据进行模糊化和去模糊化,其分割结果表明FNN分割技术的抗噪和抗模糊能力更强。 3.2.3基于小波分析的分割方法 小波变换是近年来得到广泛应用的一种数学工具,由于它具有良好的时一频局部化特征、尺度变化特征和方向特征,因此在图像处理上得到了广泛的应用。 小波变换和分析作为一种多尺度多通道分析工具,比较适合对图像进行多尺度的边缘检测,典型的有如Mallat小波模极大值边缘检测算法[6 3.3基于知识的方法 基于知识的分割方法主要包括两方面的内容:(1)知识的获取,即归纳提取相关知识,建立知识库;(2)知识的应用,即有效地利用知识实现图像的自动分割。其知识来源主要有:(1)临床知识,即某种疾病的症状及它们所处的位置;(2)解剖学知识,即某器官的解剖学和形态学信息,及其几何学与拓扑学的关系,这种知识通常用图谱表示;(3)成像知识,这类知识与成像方法和具体设备有关;(4)统计知识,如MI的质子密度(PD)、T1和T2统计数据。Costin等提出了一种基于知识的模糊分割技术,首先对图像进行模糊化处理,然后利用相应的知识对各组织进行模糊边缘检测。而谢逢等则提出了一种基于知识的人脑三维医学图像分割显示的方法。首先,以框架为主要表示方法,建立完整的人脑三维知识模型,包含脑组织几何形态、生理功能、图像灰度三方面的信息;然后,采用“智能光线跟踪”方法,在模型知识指导下直接从体积数据中提取并显示各组织器官的表面。 3.4基于模型的方法 该方法根据图像的先验知识建立模型,有动态轮廓模型(ActiveContourModel,又称Snake)、组合优化模型等,其中Snake最为常用。Snake算法的能量函数采用积分运算,具有较好的抗噪性,对目标的局部模糊也不敏感,但其结果常依赖于参数初始化,不具有足够的拓扑适应性,因此很多学者将Snake与其它方法结合起来使用,如王蓓等利用图像的先验知识与Snake结合的方法,避开图像的一些局部极小点,克服了Snake方法的一些不足。Raquel等将径向基网络(RBFNNcc)与Snake相结合建立了一种混合模型,该模型具有以下特点:(1)该混合模型是静态网络和动态模型的有机结合;(2)Snake的初始化轮廓由RBFNNcc提供;(3)Snake的初始化轮廓给出了最佳的控制点;(4)Snake的能量方程中包含了图像的多谱信息。Luo等提出了一种将livewire算法与Snake相结合的医学图像序列的交互式分割算法,该算法的特点是在少数用户交互的基础上,可以快速可靠地得到一个医学图像序列的分割结果。 由于医学图像分割问题本身的困难性,目前的方法都是针对某个具体任务而言的,还没有一个通用的解决方法。综观近几年图像分割领域的文献,可见医学图像分割方法研究的几个显著特点:(1)学者们逐渐认识到现有任何一种单独的图像分割算法都难以对一般图像取得比较满意的结果,因而更加注重多种分割算法的有效结合;(2)在目前无法完全由计算机来完成图像分割任务的情况下,半自动的分割方法引起了人们的广泛注意,如何才能充分利用计算机的运算能力,使人仅在必要的时候进行必不可少的干预,从而得到满意的分割结果是交互式分割方法的优秀问题;(3)新的分割方法的研究主要以自动、精确、快速、自适应和鲁棒性等几个方向作为研究目标,经典分割技术与现代分割技术的综合利用(集成技术)是今后医学图像分割技术的发展方向。 4.医学图像配准和融合 医学图像可以分为解剖图像和功能图像2个部分。解剖图像主要描述人体形态信息,功能图像主要描述人体代谢信息。为了综合使用多种成像模式以提供更全面的信息,常常需要将有效信息进行整合。整合的第一步就是使多幅图像在空间域中达到几何位置的完全对应,这一步骤称为“配准”。整合的第二步就是将配准后图像进行信息的整合显示,这一步骤称为“融合”。 在临床诊断上,医生常常需要各种医学图像的支持,如CT、MRI、PET、SPECT以及超声图像等,但无论哪一类的医学图像往往都难以提供全面的信息,这就需要将患者的各种图像信息综合研究19],而要做到这一点,首先必须解决图像的配准(或叫匹配)和融合问题。医学图像配准是确定两幅或多幅医学图像像素的空间对应关系;而融合是指将不同形式的医学图像中的信息综合到一起,形成新的图像的过程。图像配准是图像融合必需的预处理技术,反过来,图像融合是图像配准的一个目的。 4.1医学图像配准 医学图像配准包括图像的定位和转换,即通过寻找一种空间变换使两幅图像对应点达到空间位置上的配准,配准的结果应使两幅图像上所有关键的解剖点或感兴趣的关键点达到匹配。20世纪90年代以来,医学图像配准的研究受到了国内外医学界和工程界的高度重视,1993年Petra等]综述了二维图像的配准方法,并根据配准基准的特性,将图像配准的方法分为两大类:基于外部特征(有框架)的图像配准和基于内部特征(无框架)的图像配准。基于外部特征的方法包括立体定位框架法、面膜法及皮肤标记法等。基于外部特征的图像配准,简单易行,易实现自动化,能够获得较高的精度,可以作为评估无框架配准算法的标准。但对标记物的放置要求高,只能用于同一患者不同影像模式之间的配准,不适用于患者之间和患者图像与图谱之间的配准,不能对历史图像做回溯性研究。基于内部特征的方法是根据一些用户能识别出的解剖点、医学图像中相对运动较小的结构及图像内部体素的灰度信息进行配准。基于内部特征的方法包括手工交互法、对应点配准法、结构配准法、矩配准法及相关配准法。基于内部特征的图像配准是一种交互性方法,可以进行回顾性研究,不会造成患者不适,故基于内部特征的图像配准成为研究的重点。 近年来,医学图像配准技术有了新的进展,在配准方法上应用了信息学的理论和方法,例如应用最大化的互信息量作为配准准则进行图像的配准,在配准对象方面从二维图像发展到三维多模医学图像的配准。例如Luo等利用最大互信息法对CT-MR和MR-PET三维全脑数据进行了配准,结果全部达到亚像素级配准精度。在医学图像配准技术方面引入信号处理技术,例如傅氏变换和小波变换。小波技术在空间和频域上具有良好的局部特性,在空间和频域都具有较高的分辨率,应用小波技术多分辨地描述图像细貌,使图像由粗到细的分级快速匹配,是近年来医学图像配准的发展之一。国内外学者在这方面作了大量的工作,如Sharman等提出了一种基于小波变换的自动配准刚体图像方法,使用小波变换获得多模图像特征点然后进行图像配准,提高了配准的准确性。另外,非线性配准也是近年来研究的热点,它对于非刚性对象的图像配准更加适用,配准结果更加准确。 目前许多医学图像配准技术主要是针对刚性体的配准,非刚性图像的配准虽然已经提出一些解决的方法,但同刚性图像相比还不成熟。另外,医学图像配准缺少实时性和准确性及有效的全自动的配准策略。向快速和准确方面改进算法,使用最优化策略改进图像配准以及对非刚性图像配准的研究是今后医学图像配准技术的发展方向。 4.2医学图像融合 图像融合的主要目的是通过对多幅图像间的冗余数据的处理来提高图像的可读性,对多幅图像间的互补信息的处理来提高图像的清晰度。不同的医学影像设备获取的影像反映了不同的信息:功能图像(SPECT、PET等)分辨率较差,但它提供的脏器功能代谢和血液流动信息是解剖图像所不能替代的;解剖图像(CT、MRI、B超等)以较高的分辨率提供了脏器的解剖形态信息,其中CT有利于更致密的组织的探测,而MRI能够提供软组织的更多信息。多模态医学图像的融合把有价值的生理功能信息与精确的解剖结构结合在一起,可以为临床提供更加全面和准确的资料。 医学图像的融合可分为图像融合的基础和融合图像的显示。(1)图像融合的基础:目前的图像融合技术可以分为2大类,一类是以图像像素为基础的融合法;另一类是以图像特征为基础的融合方法。以图像像素为基础的融合法模型可以表示为: 其中,为融合图像,为源图像,为相应的权重。以图像特征为基础的融合方法在原理上不够直观且算法复杂,但是其实现效果较好。图像融合的步骤一般为:①将源图像分别变换至一定变换域上;②在变换域上设计一定特征选择规则;③根据选取的规则在变换域上创建融合图像;④逆变换重建融合图像。(2)融合图像的显示:融合图像的显示方法可分成2种:空间维显示和时间维显示。 目前,医学图像融合技术中还存在较多困难与不足。首先,基本的理论框架和有效的广义融合模型尚未形成。以致现有的技术方法还只是针对具体病症、具体问题发挥作用,通用性相对较弱。研究的图像以CT、MRI、核医学图像为主,超声等成本较低的图像研究较少且研究主要集中于大脑、肿瘤成像等;其次,由于成像系统的成像原理的差异,其图像采集方式、格式以及图像的大小、质量、空间与时间特性等差异大,因此研究稳定且精度较高的全自动医学图像配准与融合方法是图像融合技术的难点之一;最后,缺乏能够客观评价不同融合方法融合效果优劣的标准,通常用目测的方法比较融合效果,有时还需要利用到医生的经验。 在图像融合技术研究中,不断有新的方法出现,其中小波变换在图像融合中的应用,基于有限元分析的非线性配准以及人工智能技术在图像融合中的应用将是今后图像融合研究的热点与方向。随着三维重建显示技术的发展,三维图像融合技术的研究也越来越受到重视,三维图像的融合和信息表达,也将是图像融合研究的一个重点。 5.医学图像纹理分析 一般认为图像的纹理特征描述物体表面灰度或颜色的变化,这种变化与物体自身属性有关,是某种纹理基元的重复。Sklansky早在1978年给出了一个较为适合于医学图像的纹理定义:“如果图像的一系列固有的统计特性或其它的特性是稳定的、缓慢变化的或者是近似周期的,那么则认为图像的区域具有不变的纹理”。纹理的不变性即指纹理图像的分析结果不会受到旋转、平移、以及其它几何处理的影响。目前从图像像素之间的关系角度,纹理分析方法主要包括以下几种。 5.1统计法 统计分析方法主要是基于图像像素的灰度值的分布与相互关系,找出反映这些关系的特征。基本原理是选择不同的统计量对纹理图像的统计特征进行提取。这类方法一般原理简单,较易实现,但适用范围受到限制。该方法主要适合医学图像中那些没有明显规则性的结构图像,特别适合于具有随机的、非均匀性的结构。统计分析方法中,最常用的是共生矩阵法,其中有灰度共生矩阵(graylevelco-occurrencematrix,GLCM)和灰度—梯度共生矩阵。杜克大学的R.Voracek等使用GLCM对肋间周边区提取的兴趣区(regionofinterest,ROI)进行计算,测出了有意义的纹理参数。另外,还有长游程法(runlengthmatrix,RLM),其纹理特征包括短游程优势、长游程优势、灰度非均匀化、游程非均匀化、游程百分比等,长游程法是对图像灰度关系的高阶统计,对于给定的灰度游程,粗的纹理具有较大的游程长度,而细的纹理具有较小的游程长度。 5.2结构法 结构分析方法是分析纹理图像的结构,从中获取结构特征。结构分析法首先将纹理看成是有许多纹理基元按照一定的位置规则组成的,然后分两个步骤处理(1)提取纹理基元;(2)推论纹理基元位置规律。目前主要用数学形态学方法处理纹理图像,该方法适合于规则和周期性纹理,但由于医学图像纹理通常不是很规则,因此该方法的应用也受到限制,实际中较少采用。 5.3模型法 模型分析方法认为一个像素与其邻域像素存在某种相互关系,这种关系可以是线性的,也可以是符合某种概率关系的。模型法通常有自回归模型、马尔科夫随机场模型、Gibbs随机场模型、分形模型,这些方法都是用模型系数来表征纹理图像,其关键在于首先要对纹理图像的结构进行分析以选择到最适合的模型,其次为如何估计这些模型系数。如何通过求模型参数来提取纹理特征,进行纹理分析,这类方法存在着计算量大,自然纹理很难用单一模型表达的缺点。 5.4频谱法 频谱分析方法主要基于滤波器理论,包括傅立叶变换法、Gabor变换法和小波变换法。 1973年Bajcsy使用傅立叶滤波器方法分析纹理。Indhal等利用2-D快速傅立叶变换对纹理图像进行频谱分析,从而获得纹理特征。该方法只能完成图像的频率分解,因而获得的信息不是很充分。1980年Laws对图像进行傅氏变换,得出图像的功率谱,从而提取纹理特征进行分析。 Gabor函数可以捕捉到相当多的纹理信息,且具有极佳的空间/频域联合分辨率,因此在实际中获得了较广泛的应用。小波变换法大体分金子塔形小波变换法和树形小波变换法(小波包法)。 小波变换在纹理分析中的应用是Mallat在1989年首先提出的,主要用二值小波变换(DiscreteWaveletTransform,DWT),之后各种小波变换被用于抽取纹理特征。传统的金字塔小波变换在各分解级仅对低频部分进行分解,所以利用金字塔小波变换进行纹理特征提取是仅利用了纹理图像低频子带的信息,但对某些纹理,其中高频子带仍含有有关纹理的重要特征信息(如对具有明显的不规则纹理的图像,即其高频子带仍含有有关纹理的重要特征)得不到利用。使用在每个分解级对所有的频率通道均进行分解的完全树结构小波变换提取特征,能够较全面地提取有关纹理特征。 由于医学图像及其纹理的复杂性,目前还不存在通用的适合各类医学图像进行纹理分析的方法,因而对于各类不同特点的医学图像就必须采取有针对性地最适合的纹理分析技术。另外,在应用某一种纹理分析方法对图像进行分析时,寻求最优的纹理特征与纹理参数也是目前医学图像纹理分析中的重点和难点。 6.总结 随着远程医疗技术的蓬勃发展,对医学图像处理提出的要求也越来越高。医学图像处理技术发展至今,各个学科的交叉渗透已是发展的必然趋势,其中还有很多亟待解决的问题。有效地提高医学图像处理技术的水平,与多学科理论的交叉融合、医务人员和理论技术人员之间的交流就显得越来越重要。多维、多参数以及多模式图像在临床诊断(包括病灶检测、定性,脏器功能评估,血流估计等)与治疗(包括三维定位、体积计算、外科手术规划等)中将发挥更大的作用。 医学图像处理论文:医学X射线图像处理算法初探 【摘 要】针对DR图像的特点,主要论述了应用灰色系统理论进行图像分割的算法。通过计算各像素点与初始聚类中心的灰色关联度,将像素点进行归类。然后,进行迭代运算,更新聚类中心,使得灰色关联度总和最小,获得最佳分割效果。 【关键词】DR图像;图像分割;灰色聚类;灰色关联度 0 引言 DR(digital radiography)图像相对其他X成像技术获得的图像具有较高的分辨率,图像细节显示清楚,便于后期处理等优点。但与传统光学成像相比,图像的分辨率处于较低水平。由于采用DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)图像格式,因此,处理方法也与传统数字图像处理存在不同[1]。 1 DR文件的读取 DR图像采用的DICOM格式与传统PC机上常见BMP格式不同,因此,要在PC机上处理DR图像就必须进行转换。目前,由DR图像转换成BMP格式图像大多数为32位增强彩色图像,即除了颜色的三个分量(RGB)外还有第四个分量:透明度(alpha)。所以,DR图像转换后的一个像素就由四个分量组成。由于X成像技术本身的特点,一个像素的alpha分量一般为0,而RGB三个分量的值是相等的。也就是说,转换后的DR图像实质上是一幅灰度图像。因此,读取图像数据时应按照32位真彩色格式处理,在后续处理时按256级灰度图像处理。 2 DR图像的平滑处理 如上原因,DR图像的平滑处理应使用灰度图像处理方法,因此,图像处理的复杂程度较低。常用平滑处理算法包括均值滤波、中值滤波等。 均值滤波是典型的线性滤波算法,处理时以目标像素为中心,取其周围全体像素的灰度平均值来代替原来的灰度值。均值滤波运算速度快,但不能很好地保护图像细节,使图像变得模糊。 与之对应,中值滤波法是一种非线性平滑技术,以目标像素点邻域窗口内的所有像素点灰度值的排序中间值为该像素点的灰度值某。由于需进行排序运算,因此计算效率较低,但对图像细节有很好的保护效果,滤波效果也较好。 3 DR图像的分割 传统的图像分割定义:把图像分成若干个具有特殊意义的区域,是由图像处理到图像分析的关键步骤。常用的算法主要包括:基于阈值的分割方法和基于边缘的分割方法等。由于DR图像的特殊性,上述两种算法均不能很好的完成图像分割工作。图2(a)为使用经典最大方差阈值法处理后的结果,图2(b)为使用经典Sobel算子处理后的结果。最大方差阈值法处理后,图像细节丢失严重;使用经典Sobel算子处理后,图像的细节保留较好,但无法分清主次。 笔者应用灰色系统理论中的灰色关联度方法对DR图像进行处理[2-4],进行了灰色聚类处理,取得了较好的分割效果。本算法属于聚类算法,具体算法为:首先,根据实际需要确定聚类数目和初始聚类中心;然后,计算DR图像中每个像素与各聚类中心中心的灰色关联度,并按照关联程度将像素点归类;最后,进行迭代运算,更新聚类中心,目的是使得灰色关联度总和最小。 4 结论 图3所示为对图1(a)进行灰色聚类处理后的结果,最终确定8个聚类中心(其中7个灰度值大于20,一个小于20,以此为背景),图4以彩色形式显示采用灰色聚类结果。由图3、图4可以看出采用灰色聚类算法可有效的对DR图像进行分割。 医学图像处理论文:基于实时自动拼接技术的医学图像处理系统研究 摘要:目前,图像拼贴技术在医学图像处理领域的发展趋势是实现图像的实时自动拼接。本文探讨了基于实时自动拼接技术的医学图像处理系统的主要技术和实现方案。 关键词:医学图像;图像采集;拼接技术;实时;自动 1引言 近年来,医学影像技术已成为医疗技术中发展最快的领域之一,图像拼接(Image Mosaic)是指将多幅具有重叠区域的序列图像通过图像预处理、图像变换、图像配准、图像融合等处理后,形成一幅包含各个图像序列内容的宽视角全景图像的技术。图像拼接技术是图像处理的重要研究领域,被广泛应用于卫星遥感、图像识别、医学图像分析及无人机监视和搜索、虚拟现实等方面。Shmuel Peleg等人在图像拼接理论和图像拼接方法上做了大量工作,为图像拼接在工程技术上的应用奠定了理论基础。Masanobu Shimada等人将图像拼接技术应用于雷达图像处理领域,用于监控森林植被的变化情况。国外Mustafa Suphi Erden课题组研制了针式共聚焦显微腹腔镜,在微创手术中截取部分视频图像,拼接成全景图像指导医生诊断治疗。国内的严壮志课题组提出基于特征检测、特征匹配、空间坐标转换和图像融合等方法的图像拼接技术,实现了连续X光片拼接的医学全景成像。 现有的传统医学成像设备,特别是显微成像设备,基本都是对组织的某一较小视野进行成像,设备最后采集到的是不同组织部位的多帧医学图像,需要医生对这些图像进行观察分析,根据自身医学知识与医疗经验来做出诊断。图像拼接技术的应用,能将多幅具有重叠区域的医学图像,通过图像变换、图像配准、图像融合等方法,自动拼接为大视野的清晰图像。该图像包含完整的医学病理信息,有助于医生全面了解病人病情。同时,系统能够自动追踪图像中的感兴趣区域,做出标记和注释,为医生提供诊断辅助。 2主要研究内容及关键技术 2.1主要研究内容 本系统的研究是通过研发基于实时自动图像拼接技术的医学图像分析系统,为医学实践中,实现显微镜、眼科设备、内窥镜等设备的数字化图像采集、图像自动分析处理,从而对医生的诊断、治疗起到辅助作用。 本系统的主要研究内容有基于CMOS的图像采集、实时自动图像拼接技术。 (1) 基于CMOS的图像采集 基于CMOS的高清图像采集系统的研发,包括图像和视频采集、图像的编码技术。兼顾红外光和可见光,实现图像的多波段自适应采集。具体功能还包括自动对焦、自动识别拍照功能,以及图像采集模块在各种医疗设备使用的适应性研究。 (2) 实时自动图像拼接技术 研究图像灰度处理、图像变换、图像配准、图像融合等算法,实现多帧医学图像或视频序列的实时自动图像拼接,输出具有计算机诊断辅助功能的大视野全景医学图像。能够自动跟踪图像中的感兴趣区域并做出标识和注释。 2.2关键技术 图像的拼接技术是本设计的关键,本设计提出对采集的多帧医学图像进行实时自动拼接,提供宽角度全景图像。同时,能够自动跟踪图像中的感兴趣区域并做出标识和注释。 3 系统设计思路 3.1 图像处理模块 图像传感器模块计划采用CMOS传感器为优秀做成独立硬件模块,通过高速数据线与图像处理模块连接。这样设计的优点在于模块可以根据不同的应用场合,进行合理布置。 图像编解码和图像处理模块的方案计划采用TI的soc方案。该方案可以完成图像编解码、图像处理功能。 3.2实时自动图像拼接技术研究 图像拼接的优秀技术是图像配准,关键在于准确找到相邻图像间重叠区域的位置及范围,进而通过图像融合的方法实现全景图像构建。图像配准通常有三类方法:基于灰度值的图像配准、基于变换域的图像配准和基于特征的图像配准。基于灰度值的图像配准方法实现方便,计算量小,但该方法对图像间的细微差别较敏感,抗干扰能力不强。基于变换域的图像配准可以缓解这个问题,且算法简洁,利于硬件的实现。不过该方法要求两幅图像的重叠区域不能少于50%,如果重叠区域过小,容易造成误配准。为了提高图像配准的精确度和速度,达到实时自动图像拼接的功能,本设计提出将基于灰度的网格配准和基于特征值配准相结合的方法。首先,对输入图像进行粗网格的分块处理,利用基于灰度的配准方法确定相似重叠区域。然后在重叠区域内进行基于SIFT(Scale-invariant feature transform)特征点提取和配准,这样就可以大大提高图像配准的速度。图像拼接算法的流程如图1所示。 4 结论 本文探讨了基于实时自动拼接技术的医学图像处理系统的主要技术和设计思路,有了自动的图像拼接技术,就能将多幅具有重叠区域的医学图像,通过图像处理的方法,自动拼接为大视野的清晰图像,为医生的诊断提供参考。 医学图像处理论文:产前超声医学图像处理 【摘要】 在目前我国所采用的医学成像方式中,超声诊断属于临床应用中较为常见的一种,以此相对应的医学图像自动处理形式可以有效提高综合的诊断准确性和诊断客观性。本文首先从超声医学的应用图像处理原理研究入手,详细阐述了相关的技术信息以及所具体应用算法,并对超声医学设计以及图像处理手法进行了可行性分析以及实际操作估算研究。此后,以产前的超声医学为基础对该类型技术进行了综合应用研究,其中包括了标准化切面的自动提取技术和应用生物学研究模式进行参数自动化测量处理。最后,对产前超声智能化发展和诊断进步方向进行了完整总结。 【关键词】 产前学 医学图像处理 生物学参数测量 前言:出生带来的生理缺陷是导致新生儿死亡率上升的主要原因,同时也是该部分原因给个人家庭以及集体社会带来了沉重的负担和影响,出生生理缺陷引发的新生儿问题发生概率也在逐年上升。目前来看,我国每年新生儿出生缺陷病例总数在逐年上升,同时,因为新生儿出生缺陷而消耗的医疗治疗费用也高达百亿元,本文首先从超生医学的相关图像处理方法入手,之后对该部分技术的临床应用进行了完整总结。 一、超声医学图像处理方法 1.1计算机的视觉 我国的计算机视觉处理手法与医学影像研究处理方法的结合一直是一个重点研究课题,同时也对我国传统的医学图像处理技术的发展产生了重要影响。在我国的计算机视觉领域目前已经研究总结了大量有价值的研究方法和研究技术。 1.1.1图像滤波 超声的图像滤波应用主要作用在于过滤掉斑点噪声。斑点噪声主要是因为人体内存在很多实际尺寸小于波长的人体组织机构,同时在后向的散射声波影响下而产生,斑点和噪声的出现进一步降低了在B超成像过程中的实际图像对比以及组织内可以提取的详细信息数据。通过调查研究可以发现,斑点噪声的模型可以大致划分为两个类别:完全性的随机模型、长阶次非随机模型、断阶次非随机模型。目前我国已经采用的多种超声成像滤波算法都可以实现一定程度的噪声过滤,并没有哪一个固定的滤波算法可以实现应用最优效果发挥,对于固定的图像成像分析可以采用多种定性以及定量形式进行计算,从而对各类型滤波进行对比分析,所以属于一种可行性较强的应用方案[1]。 1.1.2图像分割 医学的图像构成处理方法研究过程中,图像分割一直都是其中一个热门讨论课题。主要的图像分割目标在于按照合理的规则进行图像像素类型划分。早期的该部分技术主要有区域生长以及聚类,主要是借助图像的灰度信息,但是应用此类方法对于灰度值较为相近的两种类型物品难以区分,以边缘检测的方法进行分析需要结合梯度信息,但是该类型的方法没有较为敏感的噪声反应度,同时对于边缘较为模糊的物体提取存在困难,因为大部分的产科超声医学计算机成像质量较差,同时在操作过程中的待分割目标也较为复杂,所以需要利用更加多元化的信息处理方法才能取得更好的分割处理效果。形状先验操作形式是在活动的具体轮廓和活动模型的提出而受到重视,以神经网络信息计算方法为分割的主要目标,同时也可以通过学习一种合理的分割形式来提高分割效果[2]。 1.2机器学习 在我国的产前超声医学处理过程中,机器学习都占据重要的地位并发挥着重要的作用,主要是因为机器学习促进了我国的产前超声诊断以及智能化发展,对于部分没有充足精确度和分析推导较为困难的问题,可以利用实际案例中的自动学习算法提高准确性。近些年来,我国大部分的超声成像医学设备开始应用于临床实践中,从而丰富了总体的超声医学成像数据信息资源,进而也提高了机器学习在产前超声的医学应用可行性[3]。 二、产前的应用 国内学者对于标准切面自动化搜索研究成果已经较为丰富,获得了较大的研究进展,首先,提出了自动化的标准切面模型成像方法,该种方法需要人工进行参考切面处理,同时还应该根据实际的统计方法进行其他类型研究,上述工作多数都是以传统图像处理手段为基础,实际的有效性主要是以假设的正确性为基础,但是从另一个角度进行分析也难以满足所以复杂的要求。机器学习主要是可以实现自动化的训练数据信息提取,通过该种方法可以获得更加复杂同时可靠性较强的经验,同时还可以实现系统范化性能的良好实现。 结论:以超声图像为基础的医学诊断属于我国当前临床诊断中的重要方式,基于超声图像手段的医学诊断方式具有受损程度小、及时性强、非侵入等众多优点,从而让其在实际的诊断中得到了更为广泛的发展和应用。本文主要从产前超声医学为研究背景,对相关的医学图像处理方法以及处理手段的原理进行了综合分析和阐述,同时也对其中应用的关键性技术进行了综合分析,可以丰富该领域的研究成果。 医学图像处理论文:面向创新能力培养的“医学图像处理”实验教学改革研究 摘 要:以“医学图像处理”实验课程中培养学生创新实践能力为目的,以“医学图像处理”实验课程教学改革为例展开研究,通过实验教学改革,激发了医学院学生的学习积极性,培养了学生自主学习的能力,加强了学生学习的主动性,提高了学生的动手能力,提升了学生的创新能力和独立从事科研工作的能力。实践证明,教学改革方案对于提高学生解决实际问题能力和提高学生学习效率和学习效果有显著作用。 关键词:医学图像处理;实验改革;创新能力 医学科学的不断发展,有赖于医学自身认识能力的提高,更有赖富于独立思考能力和创新能力的医学人才的成长,在大学阶段培养和造就富于创新能力的医学人才,是时代赋予我们的神圣使命。 医学图像处理是一门系统地研究各种图像理论、技术和应用的较新的课程,实验教学在“医学图像处理”课程中起着越来越重要的作用,数字医学图像处理实验教学的目的在于让学生掌握医学成像和图像处理方面的基本原理、方法和发展趋势,培养学生解决该方面实际问题的能力。本文通过对医学图像处理实验课程进行改革研究,通过实践动手环节,有效培养医学生的独立思考和创新能力,并为医疗学科培养学生创新能力的实验教学模式提供借鉴。 一、培养学生的学习兴趣和独立思考的积极性 通过实验教学改革,设计新的实验方案,以培养学生的学习兴趣,增强主动参与意识。学生对实验内容产生了好奇,就会积极主动地查找相关资料,与老师和同学讨论。实验过程尝试多种教学方法,增强学生的学习动力,培养学生对实验内容的浓厚兴趣。同时,采用医院实际应用案例,培养学生独立思考的习惯和解决实际应用问题的能力。医学图像处理课程相关的数学理论抽象,算法难度偏大,给教师教学和学生学习造成了很大的困难。利用影像物理课程的“医学图像处理”实验教学中的Matlab软件使用Matlab图像处理工具箱函数将大大减轻图像数据的繁杂操作,使学生更加快捷地完成图像处理任务,可以把更多的精力倾注于各种图像处理算法的效果上。Matlab为医学影像专业的学生提供了一个很好的编程平台,使学生能够编程实现简单的图像处理算法,提高学生的独立思考能力和实际动手能力,使学生能更快、更好掌握图像处理和图像分析的基本理论和分析方法。对于医学图像处理这门课程的特点,布置大量上机操作训练,让学生体验图像处理的乐趣。例如,图像增强处理实验,图像增强技术是图像处理的重要内容,用来改善图像的质量,一幅视觉效果很差的图像,其灰度直方图都集中在很窄的一段区间内,为了增强该图像的对比度,提高图像的视觉效果,就需要采用一种图像增强方法。Matlab工具箱中有求直方图函数imhist和均衡化函数histeq函数,读取原始图像后,直接调用工具箱的相应函数就可以处理图像,可以让学生自己编写函数,尝试用不同的方法改善图像,将增强后的图像与原图像进行相比,观察处理结果,不断改进,这样就可以使学生对直方图均衡化图像增强方法产生兴趣。 二、通过开展研究性教学培养学生的自主学习和独立思考能力 开展研究性教学,培养学生在教学中的主动性和创造性,它是以培养学生的独立思考和创新实践能力为优秀的一种教学活动方式,可以提高学生的观察、操作、研究的能力且开发其创新思维。具体实施步骤为:首先,教师根据课程内容,提出问题,解释实验题目的内容和研究目标。其次,学生查阅文献资料,找到感兴趣的课题题目。再次,在教师的指导下,学生提出解决问题的方案,激发学生自主学习和探究的动机,鼓励学生自己编程调试实现,学生开动脑筋,亲自动手,开发了学生的创造力并使其对该学科产生兴趣。最后,实验总结和评价。实验结束,有针对性地找出典型实验,对于最优解决方案和尚有不足的解决方案,分别对各方案的研究方法、技术路线、研究结论进行总结和评价。以医学图像处理的直方图知识点为例,首先教师解释该实验题目的内容和研究目标,认识直方图在图像处理中的基本概念,接下来需要学生对教材的知识进行系统的掌握,并且要查阅相关资料,根据课本上直方图的数学公式,利用Matlab软件仿真出一幅图像的直方图分布,进而得出的仿真图与利用Matlab图像处理工具箱的imhist函数得到的直方图分布图片进行比较,根据两者图像曲线的相似度来判断自己编写的程序是否合理。学生完成上述步骤后,教师需进行实验总结和评价并对本实验进行统一演示,对共性问题统一解决,对个别问题应进行单独辅导。 三、充分利用实验室条件,通过实验室教学,解决一些图像处理问题 配合20学时的理论课程,安排了12学时的实验课。设计了5个多达20学时的实验内容供学生选择,其中验证性实验2个8学时,目的是巩固和掌握在医学图像处理理论内容中的基本的原理、算法及思想;综合性实验2个8学时,使理论课程中的重要知识点的综合运用能力得到提高;设计创新性实验1个4学时,运用理论知识解决实际问题、与本学科前沿研究相结合、注重培养学生创新能力的有效手段。选择图像处理中最重要的算法作为实验课教学的主要内容,覆盖了医学图像处理中图像增强、图像压缩、图像分割、图像特征描述、彩色图像处理等各个重要部分,并利用实验室开放管理的模式为学生课下做实验提供了条件,以满足因材施教,体现以学生为主体的思想,以及满足不同层次学生的需要。 四、通过实训基地教学,开展拓展性探究学习 通过医学院附属医院实训基地教学,了解社会对该课程应用方向的实际需求情况以及创新技术进行项目开发,积累实践经验和工作技能,培养地科研、生产实践一体化的创新型人才。增加课外设计实验,鼓励学生对算法改进或提出新的解决算法,加强学生的动手能力。加强科研训练,培养创新实践意识,重视实际研究性问题实验,有针对性地提出研究性问题,让学生利用所学知识进行解决。例如,我们提出了附属医院实际MRI图像分割问题,让学生利用图像分割的方法去解决,提高学生开展科学研究的能力。这些科研训练能提高学生思考问题、分析问题和解决问题的能力,培养其创新实践意识,从而提高学生开展科学研究的能力,为今后工作打下良好基础。 总之,针对医学图像处理课程的特点,结合学科组多年的教学经验,在实验教学实践等环节中对如何培养学生的创新思维这个课题进行了一些具有改革性的尝试,结合实验教学案例,简要阐述了如何利用实际的案例来激发学生的学习兴趣和培养创新动机。通过教学效果能够看出该实践可以有效地激发学生的兴趣,在培养学生的动手能力同时可以加深学生对实际问题的理解,加强了学生对知识综合运用和创新研究的能力。 作者简介:王克难,1961年2月出生,男,汉族,辽宁锦州人,副教授,从事物理学与电子技术教学工作。 医学图像处理论文:计算机技术在核医学图像处理系统中的应用研究 【摘要】:本文以下内容将对计算机技术在核医学图像处理系统中的应用进行研究和探讨,以供参考。 【关键词】:计算机技术;核医学;图像处理系统;应用 1、前言 核医学影像系统是通过探测标记有发射性示踪同位素的药物在人体内的分布和代谢来获得人体信息的医学图像处理系统,其中,γ相机是两维的显像设备,主要由探头和计算机系统两部分组成,探头部分检测到γ光子并输出它的位置、能量及其它相关信息,与探头相连接的控制台获取这些信息,数字化后将数据读入到内存中进行处理并最终计算得到可用于临床诊断和研究的核医学图像,可见对其研究具有非常重要的意义。本文以下内容将对计算机技术在核医学图像处理系统中的应用进行研究和探讨,以供参考。 2、核医学影像系统软件的总体结构 其软件系统主要由四个子系统组成,即影像信息管理子系统、图像采集子系统、图像处理与临床规程子系统和影像信息交换子系统。各子系统在形式上时互相独立的应用程序,可以分别运行在控制台、辅诊台和服务器上。其中影像信息管理子系统是整个系统的优秀,负责维护和管理整个系统的图像数据及病人,报告等其它相关信息。其它三个子系统的运行要依赖于该子系统的运行,它们不具备直接修改系统数据的权限,而只能通过影像信息管理子系统来获取、查询或更新系统的图像数据及其它信息。实际上影像信息管理子系统在其内部建立了一个数据库,它封装了对这个数据库的所有操作,这种集中式的数据管理保证了系统数据的安全性和一致性,也使得整个系统各模块的划分更加清晰和明确,同时也便于系统的扩展。 图像采集子系统完成数据的采集、成像和实时显示等工作,图像处理与临床规程子系统对采集得到的核医学图像进行显示、处理及进行定量的临床规程分析,影像信息交换子系统通过监听网络上的DICOM服务请求,核实后接受该请求,并响应其检索、存储以及获取图像的请求。 3、核医学图像处理系统总体框架设计及程序实现 数据库服务器总的来说有两种状态:监听状态和数据维护状态,在监听状态下,它能够接受来自采集端和处理端得请求,并分别调用相应的模块进行处理,在数据维护状态下,它能够完成通常的数据维护工作,同时,它也能够处理来自客户端的请求。因此,系统的总体框架是启动服务器后就立即进入监听状态,只有在维护人员登录以后,才启动相应的数据维护模块。 核医学影像系统的主要功能有两个,一个是实现数据库服务器功能,它在后台充当数据库服务器,可以提供数据查询、数据添加等功能;另一个是数据库维护功能,可以对数据库中的数据进行管理维护,分别介绍如下:第一,数据库服务器,其启动后,图像采集系统、图像处理系统和信息交换系统就可以连接到数据库上,完成数据查询、数据添加等工作。当数据库服务器启动后,系统就进入监听状态,可以处理客户端的请求。服务器在监听状态下,可以接受到网络上的连接请求,只有在检验用户名和密码后才接受查询和添加请求,这样大大提高了系统的安全性。客户端和服务器的链接是基于TCP/IP协议,按照我们自己定义的一套通讯协议来工作的。所有的这些操作都是在后台进行的,不需要任何人为操作,而且系统管理员可以通过查看日志来了解历史操作。第二,数据库维护功能。作为一个完善的数据库模块,必须提供一个安全可靠的数据库维护方案,ANMIS系统充分考虑到了这一点,其提供了许多方便安全的数据维护功能,系统可以为每个用户指定操作权限,不同权限的用户可以访问的数据和操作都是不同的,这样有利于系统安全。①数据显示模块,在该模块中,可以进行记录的逻辑删除和部分信息维护,可以选择多个病人,然后选择编辑即可编辑选中的病人记录。数据维护模块。在病人数据维护模块中,可以完成对病人数据信息的所有维护功能:编辑、添加、查找、逻辑删除、物理删除等。③数据备份和恢复模块。在图像文件的备份和恢复模块中,主要完成的功能是数据备份和数据恢复,其主要界面是两个树状控件组成,其中一个数控件显示未备份的图像文件,另一个显示即要备份的图像文件,选中文件可以通过中间的命令按钮,也可以通过菜单,甚至可以直接将图像文件从左边拖到右边。对于文件夹,则将其内的所有的图像文件全部选中,在选完文件后,按“备份”按钮即可备份。如果设置的是备份到默认目录,则系统自动向默认目录备份,如果设置的是指定备份目录,则系统提示选择备份目录,用户甚至可以为每一个文件制定备份目录。④用户管理模块。对于超级用户,他可以授权他人访问数据,设置其访问权限,也可以删除用户,同样,他也有权更改任何用户的密码,对于一些重要的系统参数,也只有超级用户才能更改。 4、结尾 利用计算机技术进行核医学图像处理显示出了科学技术的优越性,其可以为医生提供一个功能完备且强大,操作界面友好,自动化程度高,能够大大降低医生的劳动强度,相信,随着计算机技术的发展,其必将越来越广泛的被应用到医学的各个领域。 医学图像处理论文:医学图像处理与分析课程的实践教学改革研究 摘 要 医学图像处理与分析是生物医学工程专业的专业基础课之一。针对该课程的特点,提出一些实践教学环节的改革措施,包括实验和课程设计的开展以及第二课堂的实施。教学实践证明,本文所提教改经验能全面培养学生的学习技能,激发学生的学习兴趣,极大增强教学效果。 关键词 图像处理;图像分析;实践教学;教学改革 1 引言 生物医学工程是一个由理、工、医交叉融合的新兴学科,是多门工程学科向生物医学领域渗透的产物,包括生物信息学、医学图像处理、生物力学及生物材料、医疗器械等多个分支。其中,医学图像处理与分析是利用数学原理和方法,在计算机上针对不同医学影像设备(如CT、MRI、B超、PET、SPECT、显微镜等)产生的图像,按照实际需要进行处理、加工和分析。随着医学成像技术的发展与进步,图像处理技术在医学研究与临床诊断中的应用越来越广泛,因此,医学图像处理与分析这门课程的地位和作用也日益重要。 该课程是以数字图像处理为基础,介绍图像处理中的基本概念、理论和算法,特别针对医学图像处理研究中的基本问题以及解决这些问题的原理和实现方法,使学生能够编程将图像处理算法应用于医学图像的处理和分析,是生物医学工程及相关专业的优秀主干课程之一。 医学图像处理与分析这一课程起点高、难度大、理论和实践紧密结合,课程建设难度较大。虽然目前已有不少院校开展本课程的教学工作,但实际教学情况并不十分理想,主要表现在教材缺乏和实践环节较少。在中国期刊网上,以题名包含“医学图像处理”或“生物图像处理”以及题名中包含“教学”为检索条件,只获得文献18篇,其中涉及该课程实践教学的只有6篇,主要集中于虚拟实验室和实验教学系统的研发[1-6]上,可见在国内关于该课程的教学研究尚不多见。 笔者结合教学实践经验,在理论教学改革的基础上[7],提出一些实践教学环节的改革措施,以全面培养学生的学习技能,激发学习兴趣,改善教学效果。 2 实验与课程设计的开展 以“科研为教学服务,教学促进科研”为宗旨,采用MATLAB编程语言为实验教学平台,以医学图像处理知识为主,同时综合医学成像系统、医学电子学等相关课程的知识,编写《医学图像处理与分析课程的实验与课程设计指导书》,设置验证型、综合型和设计型三大类实验(参见表1)。其中,实验1~9为验证型实验,学生通过调用MATLAB中已有的图像处理程序来完成实验,加深对理论教学重点和难点的理解;实验10~14是综合型实验,学生针对医学图像的具体特点,综合运用多种算法达到图像处理的目的;实验15~24是设计型实验,给定实验目的和要求,学生自行设计实验方案并编程实现,培养他们查阅资料、分析问题和解决问题的能力[6-8]。 3 第二课堂的实施 为培养学生的科研实践能力,教师有意识地在课堂中简要介绍自己科研项目的基本情况,鼓励和引导学生参加自己的科研项目研究。这不仅增强了他们对该课程的学习兴趣和重视度,而且使他们亲身经历并体验了医学图像处理和分析知识怎样应用于科研和临床。 由于南通大学附属医院拥有门类齐全的现代化医疗仪器设备,因此鼓励学生利用假期在医院实习,特别是到影像科和检验科实习,学习和掌握各种仪器的功能和图像处理的场合,从而有助于他们将理论知识与实际问题相结合,提高实际工作的能力。 在教学过程中,适当融入一些就业方向的指导,介绍医学图像处理在医院和医疗器械公司的应用状况,同时简要介绍课程中没有涉及但与工作密切相关的最新最热门的医学图像处理知识,供学生课后自学和深入研究。这样一方面增强了学生的自信,获得了更好的教学效果;另一方面也拓宽了学生的视野,引导他们寻找自己发展的方向和目标。 4 结论 本文结合笔者多年来的教学经验,针对医学图像处理与分析课程的实践教学环节提出一些改革措施,秉承“加强基础、重视应用、培养能力”的宗旨,以“内容的基础性、方法的先进性、学科的交叉性”为原则,编写《医学图像处理与分析课程的实验与课程设计指导书》,积极开展第二课堂,实现教学、实验、科研三管齐下,课内、课外、理论、实践同时并举的教学格局,有效提升学生的综合知识水平和实验技能,为后续课程学习、毕业设计开展及科学研究奠定坚实基础。 医学图像处理论文:医学图像处理课程教学模式探索 摘要:在分析了医学图像处理课程特点的基础上,结合医学院校学生的实际情况,对课程教学模式开展了探索与实践。通过串烧式的课堂讲解和讨论、课程实验、教学环节的实施,设计开发基于matlab的医学图像处理教学平台系统,把教学与学生兴趣、能力很好地结合起来,新颖的考核方式得到学生肯定。 关键词:医学图像处理;理论教学;串烧;教学平台 我校在开设《数字图像处理》课程的基础上,结合医学院校图像处理的对象——医学图像(片)的特点开设了《医学图像处理》,是计算机各专业及影像学专业重要的专业基础课程。如何在学习图像处理技术的同时体现各专业特色,提高学生的图像处理技术的应用能力,是医学图像处理课程建设、课程改革的重要内容。现就接合经过两轮的课程教学活动,并融合学生的反馈信息,对该课程进行了教学模式的探索,希望有助于教学效果和教学水平的提高。 1 理论教学 1.1 专业素养的培育[1] 建立在数学及信号处理技术基础上的医学图像处理,以计算机算法为工具,并充分考虑解剖学的知识、临床医学的知识,对医学图像的采集、传输中产生的如噪声、失真、退化等现象分析处理,以提高医学图像的质量,并为后续的图像感兴趣区域的选取,病灶区域的分割等临床应用提供依据。但《医学图像处理》课程涉及的内容多、广,其中的算法更是以数学公式的推导为基础。而医学院校的学生普遍缺乏理工科知识,造成学生对理解抽象概念的困难,很易造成畏难情绪。与此同时,学生对通过本课程的学习对知识结构的构建及就业的帮助心存疑虑。缘于此,授课之初,需要进行专业素养教育。 1.1.1 按专业,分内容克服学生的畏难心理 因计算机专业与影像学专业的培养方向,教学内容和侧重点不同,计算机专业专注于各种图像处理算法和编程实现。而影像专业应从繁琐的数学公式的推导中解脱出来,而更注重实际应用,并进一步了深化对图像处理的理解、分析。 1.1.2 课程设置对就业的影响[2] 图像处理是计算机视觉、模式识别,图像理解、分析的基础。熟练掌握各种算法可以为将来从事如指纹、条码、人脸、虹膜识别、车辆和其他与医学图像相关工作提升竞争力。因具有医学知识背景,也可去医疗器械公司或医疗软件开发公司,当然因具备医学知识背景的同时,掌握图像处理的各种算法及实现为应聘到医院的医疗技术部门提供了保障,我校已有此专业学生成功应聘三甲医院的事例。通过这些学生身边鲜活的事例提高学生的自信心,拓宽学生的思路和视野,引导学生找到自己的发展方向和目标,因此可以更有效地利用时间。 1.2 打破了传统的章节式教学方法,探索“串烧”式教学 传统的灌输式教学中,重点内容并突出,讲解中存在片面性,局限性,没有深挖跨学科知识的内在关系。医学图像处理是一个注重实际应用的课程,应根据设置的专业特点设置知识点,并融合基于案例的教学内容,根据其内部逻辑关系“串烧”涉及的相关的知识。 1.2.1 内容选择上的“串烧” 医学图像处理教学的要求是了解医学图像的特点和图像处理的基本概念,掌握医学图像(片)处理的基本原理、技巧,能够利用计算机来完成对各种医学图像的处理,现以我校两专业的两本不同教材为基础,在充分涉列大量的医学图像处理技术、文献的基础上,根据各类知识点间的相关性以及课时要求将课程分为:医学图像的描述表达、图像的运算、图像的增强、图像的变换、形态学处理、图像分割及特征提取等专题。 “串烧”的医学图像处理的内容是完成后,接下来考虑如何在传授知识的过程“串烧”,如在讲授医学影像的运算操作时,如基本的“加”,“减”,“乘”,“除”时,把医学图像中的减景技术及数字减影在血管造影中的应用“串”到讲授内容中;在图像的采集表示时,可以“串”进各种成像设备及其成像原理,可以把数学运算中的差分运算内容串入医学图像的边缘检测算法中。 1.2.2 教学形式上的“串烧” 教学形式上采用了传统教学方式与“串烧”式教学相结合的形式,讲授基本知识时,以传统按授课方式为主,让学生了解对医学图像处理的整个过程。授课内容中选取了学生感兴趣的内容,让学生们图书馆自己查资料,寻根问源,调动学生学习的积极性,下次课时选一二名学生在课堂上对内容进行阐述,教师对学生阐述的内容进行补充[3]。选择了图像表示和图像分割两个知识点让学生在教学过程中的“客串”讲授,通过本环节的实施,充分调动了学生的积极性,激发了学习热情,迸发出许多有趣的想法,可以方便地了解学生对知识的掌握程度与存在的问题,与此同时,结合本课程的特点及影像学专业学生人数较少(08级71人,09级90人)的特点,把课堂教学过程移至计算机机房,可以边讲授边演示准备好的在临床中采集到的X 光、MRI等医学图片, 让学生直接观察对这些图片进行处理和改善的效果,课堂气氛非常活跃,授课效果较好。 1.2.3 充分利用多媒体教学技术,搭建医学图像处理平台[4]。 通过“串烧”方式的实施,使学生通过在课堂上的医学图像处理的演示,了解、掌握了各种医学图像处理方法和其在医学临床中的应用,但众多算法都需要计算机仿编程仿真实现,为缓解由此给学生带来的压力,提高学习效率,搭建了以淋球菌感染图为例的济宁医学院医学图像处理演示平台,学生通过平台的实用,加深了对所学的医学图像处理知识的理解,提高了学生的实际应用能力。 1.2.4 教师的医学知识积累 我校的信息工程学院的教师承担着医学图像处理课程的授课任务,授课教师虽有较高的计算机编程能力,但缺乏医学知识,使在为强调应用的影像专业学生上课时,在如何淡化数学推理,着重临床医学图像处理应用中遇到了很大的压力。特别是在第一轮次的讲授医学图像分割时,面对一个陌生的医学图像,不知道如何选择图像的特征点,纵有丰富的编程思想却无从下手。缘于此,医学图像处的授课教师需自觉地将医学和工程学结合,通过广泛的与医护人员的交流,并积极参加医学相关的知识讲座丰富自己医学方面的知识,我校信息工程学院组织的院内专家、学者的信息大讲堂是一有益的尝试。 2 实践教学[5] 实验教学是教学课程的重要组成部分,通过本环节的实施,不仅加深了对理论的理解,同时也培养了学生的独立思考、创新能力,虽然很多关于图像处理实验指导书,但他们中的大多数并不适用于医学院校的学生,接合医学院校学生的实际对相关的实验内容的选取及验收进行了相应的改革。 2.1 实验方案的实施 2.1.1 实验的准备 根据医学图像处理的要求,选用了工具箱使用方便,计算能力强的MATLAB软件作为实验教学软件,并准备好医学图像(片)的采集。 2.1.2 实验内容的选择 实验内容的选择上,考虑到不同的专业的特点和医学图像处理的内容,选择了医学影像的表达,图像运算,图像增强,图像变换,形态学处理,图像分割,特征提取等内容。根据难易程度分为基本实验、开放型实验和演示实验。让学生不仅学习图像处理的基本知识,并能独立进行实验设计,使学生快乐的获取知识,在实践中提升应用能力。 2.1.3 医工结合,分工协作 依托我校的教学医院中的众多的医疗影像设备,鼓励计算机和影像专业的学生假期期间多去医院参观实习,了解各种医疗设备仪器的功能,工作原理。为开放型实验的实施做好充分准备。 医学院校医学生最大优势是具有一定的医学基础,因此在为学生开设开放型实验时,充分考虑使医工学生相结合,每个开放型实验安排2名影像专业的学生,负责对相关医学图片的认识、理解和提炼。4名计算机专业的学生进行相应的编程实现。 2.1.4 实验的扩展-科学素养的提高 经过《医学图像处理》理论的讲授和实验教学活动的实施,学生具备了运用图像处理的基本理论知识处理具体医学图像的能力,为学生提供机会参与任课教师的研究活动,提高实践能力和创新能力。为学有余力且有兴趣的学生开设了基于任课教师的科研项目的课程设计,主要涉及到了涉及医学图像处理课程建设、动态医学图像处理算法展示又包括下一步医学图像处理的实验平台的搭建。通过学生的积极参与,一方面,加深了对所学专业知识的理解,同时培养学生主动学习的良好习惯,另一方面通过在理论教学、实践教学的“串烧”方式的实施,学生的团队意识得到明显提升。 3 验收考查环节 根据专业设置的特点和课时的安排,为准确反映出学生学习差异性,对传统的考核方式进行适当的调整,加强实施“一加一减一强化”[6]的系统的评估方法。“一减”:根据学科特点和各业课程设置对学生的要求,在不同专业不同试卷的前提下,改传统闭卷考试为开卷考试,在心理上减轻学生对数学公式推导和恐惧,也减少了记忆量,使学生可以更专注于医学图像处理应用、理解,“一加”,以加强学生的积极思维,勇于表达自己的想法的意识。“一强化”,主要指强化了实践环节验收的多样性,根据医工各专业特点,验收的侧重点体现出差异性。具体做法是,对医科生实验结果的验收,强调理解、临床应用、效果分析,而对工科生的实验结果的验收,主要侧重算法的编程实现。如对上图的淋球菌感染图进行分割实验时,以医科生的图像的特征选取的有效性、可行性,实验报告的撰写为主要对像,而工科生则侧重编程实现的效率,当然在后继的课程建设及课题中,工科学生做的课程网页,各种算法的flash动态展示也可成为验收结果,实践结果验证了学生对此考查验收方式给予的肯定。 4 结语 结合我校计算机、影像各专业对图像处理的要求和数字图像处理本身的特点,充分考虑医工学生的差异,对课程教学环节的实施过程进行了探讨,把教学、科研及学生能力结合起来,经过三个年级的教学节实施,学生的综合能力得以提高。与此同时,如何依托医科院校的医学优势,实现医工间“无缝连接”,培养具有医学特色的创新人才,必将需长期的探索研究。 [作者简介] 刘二林(1975.9-),男,济宁医学院,讲师,控制理论与控制工程专业,主要研究方向:图像处理、机器视觉、信息处理。 医学图像处理论文:医学图像处理与分析课程教学改革的探索 摘 要 医学图像处理与分析是生物医学工程专业的专业基础课之一。在简要介绍CDIO教学模式基础上,提出几点该课程教学改革的措施,包括融合多媒体教学和传统教学手段;引导学生整体把握知识点;调动学生的学习积极性;培养学生的实践动手能力;形成理工医结合的思维方式。教学实践证明,所提教改经验能全面培养学生的学习技能,激发学生的学习兴趣,很好地增强教学效果。 关键词 图像处理;图像分析;教学改革;教学模式;CDIO 医学图像处理与分析是研究图像处理的基本理论及其在生物医学工程中的应用的一门学科,是生物医学工程专业的专业必修课。该课程的任务是:系统介绍图像处理与分析的基本理论和基本方法,侧重使学生掌握其在生物科学领域的实际应用,目的是使学生系统掌握数字图像处理的基础概念、基本原理和实现方法,学习图像分析的基本理论、典型方法和实用技术,为在生物医学工程领域从事研究与开发打下扎实基础。 医学图像处理与分析课程理论抽象,涉及医学、计算机、数学、物理、信号处理等多个领域的知识,学科之间高度交叉、渗透,学生很难理解其中的相关知识和技术,因此课程起点高,教学难度大[1-2]。笔者在教学方法上也与时俱进,摒弃传统教学方法的弊端,引入新的教学模式和教学方法,实现培养高质量人才的目标。 本文提出笔者基于CDIO教学模式的医学图像处理与分析课程教学改革方面的一些经验。总体说来,该课程教学改革的主要思路是:以全新的教学理念为指导,以先进的教学手段和方法为桥梁,以学科交叉的眼光有机结合课程教学与课外教学、理论教学与实践教学、系统讲授与学生自学等多种方式,实现教学内容的完整性、前沿性、理论性与实践性,使学生掌握本门课程的理论框架与思维方法,掌握生物图像处理与分析的相关技能,能够采取合适的处理方法实现特定的医学图像处理目的。 1 CDIO教学模式 CDIO教学模式是近年来国外工程教育改革的最新成果,其中C代表构思(Conceive),D代表设计(Design),I代表实现(Implement),O代表运作(Operate)。CDIO模式是以产品研发到产品运行的生命周期为载体,强调让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式来学习工程,并以综合培养的方式使学生在多方面达到工程师的预定目标。实践证明,CDIO教学模式比传统教学模式适应面更宽,更有助于提高教学质量,尤为重要的是CDIO模式中的新评测标准,为工程教育的系统化发展奠定了基础[3]。 2 医学图像处理与分析教改措施 2.1 融合多媒体教学和传统教学手段 目前高校授课中普遍存在两种极端: 一种是只板书授课,形式单调,内容枯燥,课堂时间无法有效利用,知识容量小; 另一种则完全采用多媒体授课,课堂教学变成单纯地播放幻灯片,缺乏学生参与互动的空间和可能。 笔者强调打造“多媒体+板书”的高质量精品课堂: 一方面,优秀的教学课件能提升和精炼教材内容,通过利用图像、声音和动画等多媒体技术将教材中相关概念、算法、原理及应用转化成形象逼真的影像展示给学生,介绍和比较不同的图像处理方法应用于医学图像的不同效果,为学生提供生动的感性认识; 另一方面,将板书穿插于多媒体教学中,对图像处理算法的关键步骤进行推导和演算,同时展示教学进度、层次和重点,有利于学生对重要知识点的系统把握,有效避免知识讲授过程中的“碎片化”现象。 2.2 引导学生整体把握知识点 在教学过程中,引导学生从整体上把握学习的总体要求,理清教学知识点、学习难点以及学习技巧,对于落实课程的知识点非常关键。每一章教学伊始,首先提出本章主线,即要解决什么问题,以什么样的方法和步骤来解决问题,所介绍方法对于解决问题的优点何在。当教学内容章节较多,分成多次讲授时,这个主线将会反复强调,从而不断加强学生对有关内容学习目的性的认识,开展针对性的学习。 2.3 调动学生的学习积极性 德国教育学家第斯多惠认为:“教育的艺术不在于教授的本领,而在于激励、唤醒和鼓舞。”[4]心理学研究也表明,学习动机与学习效果之间的关系十分密切,不同性质的学习动机对于学习效果有不同的影响。学生的学习动机直接制约他们的学习积极性,影响学习效果。笔者在课堂教学中经常采用问题学习法(problem based learning,PBL),以提高学生的学习积极性,促进学生参与教学。学生通过图书馆以及网络等资源,查阅资料,系统分析,形成读书报告,再到课堂上讨论和交流,教师则主要起到布置任务和经典总结的作用[2,5]。这种启发式、互动式、讨论式、研究性等教学方法,能够充分调动学生的积极性和学习兴趣,培养学生的创新思维和研究能力。另外,还可以通过课程网站、在线聊天等现代交流手段,将课堂教学和课后辅导有机结合,建立多渠道的教学互动模式,使学生得到及时的指导,增强学生学习兴趣。 2.4 培养学生的实践动手能力 本课程是一门以实践为基础的课程,必须十分注重学生实践能力的培养和开发,使学生熟悉医学图像处理课程基本理论的同时,掌握如何通过计算机实现这些算法,能够将所学知识和设计的算法应用于医学图像处理和分析,能够根据具体临床需要对算法进行设计、改进和优化,使处理后的图像符合临床要求。为此,本课程设置了相关的课程设计环节,两周时间内要求学生完成5~6个实验,检验算法效果,最终形成实验报告。 2.5 形成理工医结合的思维方式 现代生物科学已经呈现高度综合和高度分化的发展趋势,作为生物医学工程领域的本科生,需要具备丰富扎实的理工科知识和一定基础的医学专业知识,才能在今后的工作中有所发展和创新。南通大学的生物医学工程本科专业设置于电子信息学院,隶属工科范畴,而学生的医学知识背景相对较弱。因此,本课程讲授时要注重与医学成像技术、医学电子学等课程的衔接和交叉,不仅在讲授某一种图像处理方法时突出重点、分化难点,更要将医学实例的处理融合于各章节,体现出理、工、医三者结合,对从方法论和认识论的较高层次上形成新的研究思维起到指导作用[2]。 3 结论 本文结合笔者多年来的教学经验,在简要介绍CDIO教学模式的基础上,针对医学图像处理与分析理论教学方面提出一些改革措施。实践表明,医学图像处理与分析课程教学应紧密结合医学实践,注重图像处理方法与具体医学应用的有机结合和交叉,激发学生的学习热情和创新思维能力。笔者今后还将围绕实践教学环节的改革开展一些有益的探索。 医学图像处理论文:双语教学在医学图像处理课程中的应用 摘 要 双语教学是一种新的培养人才的教育模式,通过在医学图像处理课程教学中应用双语教学,在各个教学环节进行研究与探索,发现在教师与学生英语水平、课堂教学方法、教材的选用及考核机制等方面存在一定问题,并提出相应的改进措施。 关键词 医学图像处理;双语教学;教材 双语教学是指除汉语外,用一门外语作为课堂主要用语进行学科的教学。作为一门国际化的语言,英语的重要性越来越被人了解。在高校中开展专业课的双语教学可以增强学生了解世界科技最新成果的能力,加快高等院校高层次教育与国际接轨的步伐。同时双语教学课堂可以为教师提供一个提高自身英语综合运用能力的训练机会,提高教师进行科学研究和国际学术交流的能力[1]。 医学图像处理是高校生物医学工程专业普遍开设的专业课程之一。近年来,河南科技大学医学技术与工程学院在开展多媒体教学的基础上,大胆尝试双语教学在本课程中的应用,根据教师的实际教学经验,结合大多数学生的反馈,总结在双语教学过程中发现的问题,并提出几项改进措施。 1 双语教学中存在的问题 1.1 从教师角度 学院生物医学工程专业的医学图像处理课程使用教材的是罗述谦等著的《医学图像处理与分析》,在应用双语教学之后,教材更换为Rafael C.Gonzalez教授所著的Digital Image Processing,该教材内容阐述清晰易懂,几乎覆盖了学生所必须掌握的全部基础知识。本书已被全世界500多所大学和研究所使用,是国际知名高校的经典教材。 对于担任本门课程的教师来说,需要反复理解中文和英文原版教材,在吃透教材内容的基础上,结合图像处理的最新技术制作多媒体课件,将原来准备好的中文课件转换为英文课件,并把原来已经讲熟练的课堂内容用英语讲授给学生。其中存在的问题有:1)教师之间对双语教学的认识有偏差,一部分教师认为双语教学应该完全用英语授课,而其他大多数教师认为既然是双语,那么可以用两种语言交叉授课,以学生理解为最终目的;2)教师的英语口语水平不够高,毕竟不是英语专业出身,平时用到口语的机会也不是很多,所以教师都对自己的口语不是百分百自信。 1.2 从学生角度 双语教学对学生的基础英语应用能力,尤其是听说能力要求较高。学生在课堂上本来就需要经过思考才能完全理解教师讲的内容,现在还要在听懂英语的基础上进行思考和继续听课,这对学生尤其是英语基础不是太好的学生来说是比较困难的。虽然大部分学生已经通过大学英语四级考试,甚至有部分学生已经通过大学英语六级考试,但他们的英语实际听说能力相对于应试能力却较为薄弱,仍然有可能听不懂教师的讲解,因此听说能力成为他们用英语进行学习和交流的主要问题。 医学图像处理课程中涉及许多医学图像,因此有关医学的英文词汇也出现不少。医学词汇较为难记,长单词较多,这也给学生的课堂听讲带来一定的困扰,影响了课堂内容的吸收,效果较差。 1.3 从考核角度 既然是双语授课,那么在考核时同样需要考虑到两种语言的问题。如果用全英文出试卷,恐怕会出现学生连题都看不懂的情况;如果用中文试卷,又无法体现双语教学的优势,难以考核教学的效果。 2 相应的改进措施 针对在双语教学中遇到的问题,思考后认为:在医学图像处理课程的双语教学中,应明确课程双语教学的目的仍是传授专业知识,这一点在教学过程中必须始终坚持,英语只是一种工具,否则专业课的双语教学就变成专业英语课。为实现这样的目标,结合师生的实际情况,提出相应的改进措施。 2.1 加强教师培训,提高讲课水平 双语教学成功与否取决于从事双语教学教师的水平,因此,加强授课教师的英语能力是十分必要的。学院与外语学院联系,请专业的英语口语教师为承担双语教学任务的教师开展英语培训,培训的内容包括教学过程中经常使用的教学专用术语以及学科中常用的英语阐述和评论能力。除此之外,学院还派青年教师到国内著名高校或国外学习进修,参加学术研讨会议和培训班等,提高教师的专业水平和英语能力。 除加强教师水平之外,还要更好地发挥多媒体教学手段在教学中的作用。对于较难理解的专业术语、句子等,在课件中用中英文对照帮助理解,这样可以保证即使英语水平较低的学生也能够领会教学中的基本内容。由于本课程是医学图像处理,因此在课件中可以多引入一些新型图像处理技术在医学图片中的应用。这些知识与本专业的其他专业课也有相关联之处,学生对这方面的内容较为感兴趣,课堂气氛活跃,教学效果良好。 2.2 发挥学生主体作用,增强学习兴趣 上课时教师应鼓励学生用英文发言、提问,加强师生之间及学生之间的英文沟通和交流能力,激发学生的学习热情和主动性,引导学生自主思维。授课结束,可由学生用英文做重点总结,然后教师补充。精选教学内容,对于一些常用的专业术语和句子,课堂上需要经常复习。引导学生逐步学会用英语结合专业知识进行思考分析,提高学生分析解决问题的能力,加深对授课内容的理解。双语教学难度大,只有充分调动学生的学习积极性,发挥他们的主体意识,才能取得良好效果[2]。 2.3 改进考核方法,提高教学质量 双语教学仍然是以学生为主体的,因此采取一个合理有效的考核方法能够激发学生的学习兴趣,取得良好的学习成绩。可以考虑作业、课后练习、实验报告采用全英文模式,在这种情况下,学生有时间在组织好英语答案的情况下进行回答。课堂上的讨论及问题回答以英文为主,必要时辅以中文解释,这样也可以锻炼学生的口语能力,并提高他们参与讨论的热情。最后的期末考试可以采取中英文结合的方式,对于一些相对简单的题目如填空题等可以用英文出题,要求英文回答;而一些较为复杂的问答或计算题,可允许学生用中英文作答。这些考核内容在最终成绩中所占的权重不同,如可定为平时成绩占总评成绩的30%,考试成绩占总评成绩的70%。这样的考核方式也可促进学生在平时的学习兴趣,加强日常的学习积累。 3总结 通过这些改进措施,能够提高学生对双语教学的学习兴趣,调动学习的积极性,使学生通过学习不仅能够学到专业知识,也提高了英语听说读写能力。双语教学作为一种较新的教学手段,仍然在实践中摸索,在教学过程中不断完善,只有不断地发现问题、解决问题、积累经验,才能更好地发挥双语教学的效果。 医学图像处理论文:医学图形图像处理在大专类医学院校医学信息学教育体系中的研究 【摘要】在信息高速发展的今天,医学信息学的涵盖已经悄悄的发生了变化,医学图形图像处理已经作为一个非常重要的内容而被纳入了医学信息学的范畴。国内的一些本科院校纷纷设置了相关专业,开设了相关教学内容。然而与此相比,大专类的医学院校,在这一块仍然处于空白状态。本文针对这一问题展开研究,拟提出医学图形图像处理在大专层次的教育当中的必要性与可行性。 【关键词】医学图形图像处理;信息学;大专;医学院校 一、引言 1999年6月9日,经纽约中华医学基金会(China Medical Board of New York,CMB)理事会批准资助,成立了国际医学教育专门委员会(1nstitute for Interna- tional Medical Education,IIME)。该委员会的任务是为制定医学教育“基本要求”提供指导。在该机构制定的培养要求当中,生物医学工程相关知识,特别是“医学图形图像处理”被作为基础知识要求被提出。[5][8] 当前我国数字化医院建设的重点是医院内部的数字化建设。为实现无胶片化,需要建立覆盖全院医疗和办公区域的网络和pacs系统,实现ct、核磁、x线、病理、彩超、电子胃镜等图像的网上数字化采集、传输、存储、调阅等功能。而这些方面,都需要从业者具备相关的专业知识。但是医学图形图像处理教学在专科层次教学当中处于盲区。经过调查国内各省的40多所相关大专院校,其中开展了医学信息教育的学校目前的有12所。[1]授课内容基本是信息检索,少数涉及到了一些医疗管理软件的应用,至于医学图形图像方面的课程,高专的医学信息学教育中没有涉及,因此在目前大专层次的医学信息学教育体系的现状是:医学信息教育停留在信息素养的培养的阶段,没有进一步的考虑医学信息的处理,也就是说没有提升到技能的层面上。 二、国内外关于医学信息学教育的现状分析 医学信息学是交叉学科,起源于美国。现今美国的医学信息涵盖面,已经不仅仅局限于医学情报,信息资源建设、检索,其内涵已经扩展到了转化研究信息学、医学图像信息学。[3][4] 德国是国际医学信息学会(IMIA)的官方国家成员,其医学信息学、生物测量和流行病学协会(GMDS)提出医学信息学(Medizinische Informatik,MI)内涵:应该包括医疗信息的收集、加工与提炼过程。具体研究内容包括:生物信息学,医学图像处理,信息检索、决策支持等。[9]国外一些发达国家,医学信息学已经从信息素养教育上升到了信息技术教育的程度,并形成了专科-研究生-博士研究生的完整培养体系。 20多年来,医学影像已成为医学技术中发展最快的领域之一,其结果使临床医生对人体内部病变部位的观察更直接、更清晰,确诊率也更高。20世纪70年代初,X-CT的发明曾引发了医学影像领域的一场革命,与此同时,核磁共振成像象(MRI:Magnetic Resonance Imaging)、超声成像、数字射线照相术、发射型计算机成像和核素成像等也逐步发展。计算机和医学图像处理技术作为这些成像技术的发展基础,带动着现代医学诊断正产生着深刻的变革。各种新的医学成像方法的临床应用,使医学诊断和治疗技术取得了很大的进展,同时将各种成像技术得到的信息进行互补,也为临床诊断及生物医学研究提供了有力的科学依据。而医学图形图像作为一门交叉学科,成为了一般医学本科院校临床专业与生物医学工程专业的主要的学科。 三、国内政策对于医学信息教育的扶持与指导方向 卫医研教发[2007]01号文件指出:卫生部医院管理研究所在相关部委的支持下,决定在全国开展“医疗卫生信息技术普及教育”工作,旨在建立和完善我国“医疗卫生行业信息技术教育体系”,并使之成为指导我国医疗卫生行业信息化建设对各类IT人才需求的重要依据;成为我国医疗卫生信息技术人员和医学院校学生走出国门与国际接轨的桥梁和纽带;成为我国全体医务人员和医学院校在校生必须掌握的一门现代化工具,从而提高医疗卫生行业的整体服务水平,为更多的患者提供更加优质的服务。 卫医研教发[2007]02号文件指出:加速推进信息技术在医疗服务、预防保健、卫生监督、科研教育等领域的广泛应用,普及医疗信息化知识,充分利用现代远程教育手段为广大医务人员提供继续教育机会,快速培养符合我国医疗卫生行业信息化建设急需的专业人才,满足人民群众日益增长医疗卫生服务需求。 卫医研教发[2007]03号文件指出:随着信息技术在医疗卫生领域的广泛应用,对“医信”复合型人才的需求已成为各级医疗机构在医疗信息化建设、应用和管理中急需解决的首要问题。 作为国内的大专院校,其教学的宗旨与目的是为基层输送大量的实用型医学人才,同时兼顾了向更高层次医学教育输送可持续培养的医学生。无论是从实用出发还是从可持续的培养出发,医学生在医学信息学上的教育都不容缺失。 四、目前医学信息教育环节当中的拓展方向 医学信息学是医学和计算机学科的结合,是医学发展的必经阶段。[2]该学科的发展需要大批掌握相关计算机技术和医学只是的高素质符合人才。 当前社会对于医学信息处理方面的人才需求量大,通过课程建设能够培养出符合社会要求的懂得医学信息处理应用类人才。使学生掌握医学图像的相关概念与图像处理中的图像变换,增强,恢复,压缩,图像的分割及特征提取等基本理论;掌握医学图像处理的基本理论、技术、方法、应用和进展;了解医学信息三维可视化的技术和基本实现方法;并在此基础上掌握医学图像处理的整体结构框架,逐渐形成观察、思考、分析和解决有关理论和实践问题的能力,并通过图像处理算法的编程来提高学生的动手能力。这样的才能使学生在数字化医院建设的大背景下适应需求,提高竞争力。[7] 五、专科层次开展医学图形图像教学的必要性和可行性 医学图像处理是当今各医学领域应用和需求广泛的一门学科,是生物医学工程专业的必修课程,也是计算机科学与技术(医学应用和医学智能信息处理方法)的专业主要课程。设置本课程的目的是:(1)使学生掌握数字图像的相关概念与图像处理中的图像变换,增强,恢复,压缩,图像的分割及特征提取等基本理论;(2)掌握医学图像处理的基本理论、技术、方法、应用和进展,并在此基础上掌握医学图像处理的整体结构框架;(3)掌握数字图像与医学图像处理的基本方法,逐渐形成观察、思考、分析和解决有关理论和实践问题的能力,并通过图像处理算法的编程来提高学生的动手能力。[7][8] 目前国内的专科院校鲜有开展这门学科的基础教育,主要原因是相关的教学条件要求较高(师资,设备)。但是做为专科院校,无论是从向基层输送基层的医疗服务人才这个方向来看,还是从为本科医疗院校输送继续教育人才方面来看,我们都有必要把这门重要的学科,在医学类专科层次进行普及性的基础教学。最为恰当的方式就是在医学信息学的教学内容中补充丰富医学图形图像内容。 专科层次的学生有他们的特点:基础和自学能力有待强化,而且在校学习时间比较短,他们需要和能够掌握的是跟专业相关的简易并实用的医学信息概念和技术,而不是高深的理论。根据专科学校的特点和学生基础情况,以及各用人单位(基层医院)对医学信息技术的需求情况,查阅国内外各医学院校医学信息专业教学资料,在现有计算机课程内容基础上,引入一定课时的医学数字图形图像处理,通过实践教学进行论证之后,完善出一套适合专科层次的教学大纲和实验大纲。 通过对大专医药各专业学生进行实用的医学信息技术与医学图形图像学教育,其目的是使学生更能适应各专业岗位的需求,从而提高专科层次毕业生就业竞争力;提高基层医疗卫生行业的整体服务水平,为更多的患者提供更加优质的服务。 医学图像处理论文:医学图像处理课程在线学习系统设计 摘要:《医学图像处理》作为生物医学工程专业的一门专业必修课,教学内容多,课时安排紧凑,不利于同学们对理论知识的消化理解,同时书本资料匮乏,电子资料不易搜索,导致了部分同学学习积极性不高,学习效率低下。在线学习系统作为一种新的教学模式,利用计算机互联网实现网络授课、学习、文档共享及师生在线交流,突破了传统教学的时空限制,具有资源共享、快捷高效等优点。该课题经过系统需求分析的调研,运用Dreamweaver软件开发平台、ASP动态网页制作和ACCESS数据库开发技术,通过编写VBScript脚本语言,设计完成了一个基于B/S网络框架的《医学图像处理》课程在线学习系统。 关键词:在线学习系统;ASP;ACCESS数据库 1系统开发环境及工具 本课题采用Windows XP及以上操作系统、ASP和ACCESS完成本次设计。ASP是美国微软公司出品的WEB编程语言,运行环境是微软出品的WEB服务器IIS。数据库采用ACCESS数据库。 其他软件包括:IE6以上、Dreamweaver7或更高的版本。 2在线学习系统的设计 2.1系统总体结构的设计 系统主要有以下模块构成:用户管理模块、公告栏模块、留言板模块、友情链接模块、下载资料模块、聊天室模块、在线练习模块。现对用户管理模块设计简单介绍。 用户管理模块主要包括用户注册、管理员审核、个人信息修改、删除用户等等操作,管理员、教师、学生都会涉及这一模块的制作。 图1管理员主页 2.2后台数据库的设计 人们把数据库设计分为需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行与维护6个阶段。概念结构设计就是对信息世界进行建模,常用的概念模型是E-R模型,它是P. P. S. Chen于1976年提出来的。 概念结构设计的任务是在需求分析阶段产生的需求说明书的基础上,按照特定的方法把它们抽象为一个不依赖于任何具体机器的数据模型,即概念模型。概念模型使设计者的注意力能够从复杂的实现细节中解脱出来,而只集中在最重要的信息的组织结构和处理模式上。 概念模型(E-R模型)的组成元素有:实体、属性、联系,E-R模型用E-R图来表示。实体是用户工作环境中所涉及的事务,属性是对实体特征的描述。 3在线学习系统的实现 在正确安装IIS之后,即可进行程序语言的编写和程序调试。 3.1连接数据库 不同数据库有不同的连接方法,对应ACCESS数据库,有字符串连接方法和DSN链接方法此处使用第一种,代码编写如下: 由于几乎所有的ASP动态网页都需要连接数据库,所以将以上字符串连接数据库方法粘贴到config文件下db.asp文件中,而在其他需要调用数据库的文件中调用此文件即可,调用方法为: 3.2功能模块的实现 在完成以上操作之后可以开始进入整站制作的过程,动态页面从流程图开始,涉及到的具体语句中只对较为重要的编程语言进行讲解。 3.2.1引用文件编写 由于在编写程序时,ASP本身提供的函数并不足以满足我们的所有应用,所以在设计时将经常用到的一些功能如:连接数据库语句、翻页功能等编写为引用文件,在需要使用这些功能的文件头部引用即可,将这些文件统一存放config文件夹下。 3.2.2模块实现 此处选取注册功能进行讲解。 在本站中,没有注册成功或者审核通过的用户无法浏览网站内容的。 用户注册功能是本站开始设计的第一个步骤,也是一个很基础的功能,以上叙述的设计过程是以后每一个功能模块都严格遵循的设计过程,在每一个模块完成之后,都要开始进行相应的运行与调试。 4系统运行与调试 4.1测试概述 本章根据用户需求,设计测试用例,对软件进行系统测试。并根据测试结果填写测试表格的测试结果栏。测试的重点是确保各项功能的正常运行。测试的目标是确保所开发的功能符合用户的需求。 4.2系统部分测试 在第四章设计系统实现中重点讲了注册功能的实现,此处也以注册页面的测试为例讲解测试步骤。 在Dreamweaver中打开register.asp页面,点击在浏览器中预览/调试按钮。根据流程图3,首先验证用户名或者密码为空情况: 验证同名用户是否能够注册: 注册成功时: 打开后台数据库文件,验证用户信息是否写入数据库中: 图7注册成功时数据库内容 可以看到最后一名用户就是刚刚注册的用户,其姓名、性别、联系方式等内容都与注册内容一致。u_check默认为空,在管理员审核通过之后用户即可登录本站。 5结论 本课题实现了一个基于ASP和ACCESS的医学图像处理在线学习系统,可供学生、教师、系统管理员三方用户安全使用,界面友好、功能完善、通用性强。其主要模块包括:公告管理、留言板管理、友情链接管理、学习资源管理、聊天室管理以及在线练习管理等。 该系统简介易用,投入使用之后可以利用计算机互联网实现网络授课、学习、文档共享及师生在线交流,突破了传统教学的时空限制,具有资源共享、快捷高效等优点,可以有效地促进该课程的理论和实验教学,帮助改善同学们的学习状况,常适用于高等院校的远程教学,具有非常广阔的应用前景,由于预算有限和时间仓促,本系统尚存在如下一些缺陷: 未能购买域名、将系统放在网上进行远程调试; 整站结构的设计还不够十分合理,网站结构使用了两种方式,既存在以身份为划分建立的admin、stu、teacher文件夹,也存在以功能为划分的message文件夹,可能造成网站投入使用之后的功能移植会比较繁琐; 系统缺乏统一的排版格式,而且为了节约空间,提高页面载入速率,网站所用图片很少,也没有复杂的布局结构,导致整站虽然简洁,但是缺乏美感,可能不足以在视觉上吸引同学; 多数页面只是实现了基本的功能,如添加习题、公告等,但是目前还缺乏实质性可以立即投入使用的内容; 友情链接功能与学习资料上传功能还面临路径和文件名不能包含中文字符的问题。 除此之外,随着浏览器版本的提升,众多浏览器厂商对安全性的控制更加严格,系统中很多html静态网页的特效不能显示,比如对于按钮或者图片,可以制作为鼠标放上去之后显示一些说明文字,但是在实际应用中chrome内核的浏览器选择直接直接忽视其内容,IE内核的浏览器会提示限制此文件显示可能访问计算机的活动内容,这样的页面会带给用户安全性能上的顾虑,但是,缺乏这些特效的网站在外观的吸引力方面又有所降低。 在线学习系统是一个正在兴起的应用领域,主要利用页面制作、数据库等技术实现网上教学的实时性、交互性、动态性。本系统突破一般多媒体辅助教学工具的思想,目的是尽可能将现实的活生生的教学环境和方法应用于网络教学中,提高学生网上学习的兴趣,从而真正提高网上教学质量。作为传统教学的延伸,信息化教学的作用正逐步被人们所重视,随着网络技术和多媒体技术的进步,信息化教学系统还会有更多的发展空间。 医学图像处理论文:医学图像处理课程的教学经验探讨 摘要:本文分析探讨了医学图像处理课程的特点,结合医药院校学生的实际情况,从课堂教学所用教案及实验教学所选软件和内容两个方面对医学图像处理课程教学方法进行了探讨。 关键词:医学图像;多媒体;Photoshop;MatLab 《医学图像处理》是以《数字图像处理》为基础,结合医学院校的特点和教学要求,以医学图像为处理方向,开展的一门课程。作为一门医科院校的工科课程,《医学图像处理》课程的对象是医学院校的工科学生,是生物医学工程、计算机科学等专业的必修课程。该门课程教授的是指将医学图像信号转换成的数字信号用计算机技术对其进行处理的算法和过程,要求学生既掌握基础的医学常识又有教深的计算机编程的经验。由于专业与课程的特殊性,导致该课程在教学过程中存在些许问题和困难:如学生没有较强的基础理论知识,听课过程中遇到困难,容易失去学习兴趣,不能掌握专业知识,或者只懂理论而不知道如何在计算机上编程实现应用。经过多轮的教学和不断的探索,将已有的一些经验做一个小结,以期对提升教学效果有所帮助。 1 多媒体动画教案的优势和应用 《医学数字图像处理》课程需要重点讲解的内容包括:图像运算、图像灰度变换、直方图处理、图像的空域增强及频域增强、图像分割、图像配准、图像复原、图像压缩编码、形态学处理等内容。图像处理课程涉及面广、跨度大、内容多,且具有较强的工程性,在教学上存在一定难度。多媒体动画教案的应用能将学生难以理解的抽象内容及复杂的变化过程,通过动态模拟和局部放大的手段,动态直观地展现在学生面前,将抽象的算法转换为浅显生动的形象[1]。 例如进行图像增强时常采用均值滤波和中值滤波算法,仅用数学公式教导的办法,因其较抽象导致效率低且效果不好,将算法步骤先用动画直观展现出来,再结合数学公式解释阐明,大大降低了学习难度,保证了学生的学习兴趣。又例如频域滤波法中的高通滤波算法可增强图像的高频分量而滤除图像的低频分量从而达到突出图像边缘的目的。这一算法是基于傅里叶变换及信号处理等抽象理论发展出来的,理解起来有一定的难度,在课堂上,首先给学生展示一张脑部CT图片及其对应的频域图,对应高通滤波算法逐渐改变滤波范围使原来的图像相应发生改变,让学生对脑部CT图片在计算机上进行逐步动态锐化,锐化后脑膜轮廓清晰可辨,达到了增强图像边缘的目的。利用多媒体教学,可以直观地看到图像在处理前后的明显变化,便于学生接受,增强了学生对重要概念的理解,提高了教学质量和课教学效率。多媒体的动态教学需要贯穿这个课程始终,例如讲解图像灰度变换时可以开窗算法为例,辅以显影效果不甚理想的医学图片如细胞显微图等讲解利用代数运算对图像进行处理的方法,并将处理后得到的增强图片与原图像加以比对,让学生真切地看到图像处理的作用,了解其价值和意义。此类例子还有很多,通过具体的医学图像实例进行直观生动的课堂演示,可以提高学生的学习兴趣让他们积极参与到教学过程中来,成为教学中的主体。 多媒体动画教案在教学中的作用不言而喻,因此制作合适的教案是能否成功完成教学任务的关键。经过多轮的摸索总结,我们发现教学案例的选择要结合实际,除了让学生掌握理论外,还要让他们知道学到的知识可以用到什么方面、怎么用。 2 实验教学工具与内容的选择 目前,医学图像处理教学选用比较多的软件有PhotoShop、Matlab和VC等。在实际教学中需根据学生的特点选择不同的医学图像处理教学软件,比如我们学院生物工程专业学生编程基础较弱,在学习医学图像处理时选择的是PhotoShop和Matlab,通过PhotoShop软件向学生展示各种医学图像处理算法的实现效果[2],而使用Matlab编程工具实现各种图像处理算法,另外调用Matlab图像处理工具箱中的系统函数可以实现医学图像的增强、分割等基本图像处理功能,可以让学生掌握一些基本的医学图像处理编程方法。而对于计算机专业的学生,由于他们系统地学过计算机课程,因此在医学图像处理实验教学时就采用VC编程实现各种图像算法。首先提供给学生一个用VC编写好的图像处理平台代码,然后交给学生如何在该平台上增删改他们所需要的图像处理算法。尽管直接使用VC++编写医学图像程序通常代码都比较长,学生比较难掌握,但是采用VC编程相对MatLab编程而言更容易实现可视化界面,编写出的程序可以模仿PhotoShop软件的部分功能,极大地提升了学生的学习兴趣。除此之外还可以使学生了解医学图像处理的每一个细节,彻底领悟医学图像处理各种实现算法的精髓,从而加深对抽象的医学图像处理理论的理解。 在实验内容的选择上多选用验证性算法,以期让学生通过实验巩固和加深对医学图像分析的各种常用算法的理解与掌握在我们的教学中;为了提高学生对实验的重视程度和实验积极性,将实验考核成绩引入总成绩,占到总成绩的10%-20%。 3 小结 本文对医学图像处理课程的特点,课堂教学方法及实验教学工具和内容的选择进行了探讨。由于医学图像处理课程难度大,理论性和实践性均很强,教师在教学时需根据医学院校学生理工基础弱,编程能力差的特点选择合适教学方法帮助学生克服困难,提升教学效果。 医学图像处理论文:计算机图像处理技术在医学中的应用 摘要:现代医学越来越离不开医学图像信息、医疗设备或系统的支持,在医学图像处理和医学设备中,超声成像、CT、磁共振、外科手术、中医舌像诊断都与计算机图像处理技术息息相关。 关键词:计算机技术;医学图像;图像处理技术 1医学图像的种类 随着计算机技术和医学的发展,医学图像信息在临床诊断中起着越来越重要的作用。目前,供医学研究和临床诊断所需要的医学图像多种多样,如:B超图像、MRI图像、CT图像、PET图像、SPECT图像、数字X光机(DR)图像、X射线图像、各种电子内窥镜图像、显微镜下病例切片和显微镜下细胞图像等。利用计算机技术处理这些图像,不仅可以提高医学临床诊断水平,还能为医学培训、医学研究与教学、计算机辅助临床外科手术等提供必要支持[1]。 2医学图像处理技术的内容 在医学图像处理中,计算机起着至关重要的作用。广义的图像处理技术包括:图像的获取、图像的存储、图像的传递、图像的处理和图像的输出,这些处理工作都需要用到计算机技术。狭义的图像处理主要研究计算机可以实现的算法,包括:1)几何处理:包括改变图像的大小,旋转、移动图像等。2)算数与逻辑预算:包括图像的加减乘除、与或非运算等。3)图像数字化:将模拟形式的图像转化成数字图像。4)图像变换:为了方便后续操作,改变图像的表示域和表示数据,如傅里叶变换、余弦变换、小波变换等等。5)图像增强:改善视觉效果和图像质量,如对比度增强、平滑、校正等等。6)图像复原:修复失真图像以尽量接近原始的未失真的图像,如频域中的恢复方法、最大熵恢复、运动模糊恢复等。7)图像压缩:为了有利于图像的传输和存储,将一个大的数据文件转换成较小的同性质的文件,如自适应编码压缩、基于人工神经网络和小波技术的压缩等。8)图像分割:将图像中感兴趣的部分分割出来,为后续图像分析和理解打基础,如边界检测、区域检测等等,具体可以参考文献[2]。9)图像的表示和描述:对已分割的图像进一步表示和描述,以更适合计算机进一步处理,如颜色提取、纹理提取、区域集合特性等等。10)图像分类识别:根据提取的特征来分类识别图像,如人工神经网络、支持向量机、模糊识别等。11)图像重建:将一组关于目标的某一剖面的一维(或二维)投影曲线,重构该剖面的二维(或三维)图像的技术,如投影重建、3D重建技术等。一般所说的图像处理指的是狭义的图像处理。 3计算机图像处理技术在医学中的应用 3.1图像处理技术在超声医学成像中的应用 超声成像过程中图像处理的方法有很多,其中主要的有图像平滑处理、图像伪色彩处理、图像纹理分析、图像分割、图像锐化处理,以及图像增强处理等图像处理方法[3]。在B超图像中,不可避免会出现噪声,噪声的存在对某一象素或某幅图像是有影响的,因此要平滑图像,去除噪声,为图像的后续处理做准备。为了使B超医生更好的识别B超图像信息,可以用不同的颜色来表示图像中的不同灰度级,达到图像增强的效果,可识别灰度差较小的像素,这种用彩色差别代替灰度差别而组成的图像,即为伪色彩图像。B超图像中存在颗粒状纹理,其主要有以下两种情况引起的,一种是B超图像本身的斑纹,是无用的信息,另一种是由被检查者的组织结构引起的,是有用的信息。正常和有病变的器官图像组织颗粒分布不同,即纹理也不同,因此,对B超图像进行纹理分析,从而判别病情。图像分割是将病变区域分割出来,以便测量其大小,体积等,为诊断提供必要数据。除此之外,还要用到图像锐化处理和图像增强等计算机技术处理B超图像。 3.2图像处理技术在CT和MRI中的应用 CT的本质是一种借助于计算机进行成像和数据处理的断层图像技术。虽然X线透视可使人们了解人体的内部结构,但只有CT通过计算机在排除散射线和重叠影像的干扰并对X线人体组织吸收系统矩阵作定量分析后,才从根本上解决了分辨率问题。计算机在CT系统中要完成图像去噪、图像的增强、图像重建等任务。没有计算机技术,CT设备的发展是不可想象的[4]。在磁共振中,图像处理技术包括图像去噪、图像增强、图像复原、图像三维重建等操作,磁共振成像也离不开计算机图像处理技术的支持。 3.3图像处理技术在图像引导外科手术中的应用 手术导航(Surgical Navigation)是近二十几年迅速发展的微创外科(Minimally Invasive Surgery,MIS)技术之一。图像引导外科系统利用医学影像和计算机图像处理技术,可在术前对患者多模态图像数据进行三维重建和可视化,获得三维模型,制定合理、定量的手术计划,开展术前模拟;在术中利用三维空间定位系统进行图像和病人物理空间的注册或配准,把患者的实际体位、手术器械的实时空间位置映射到患者的三维图像空间,对手术器械在空间中的位置实时采集并显示,医生通过观察三维图像中手术器械与病变部位的相对位置关系,对病人进行精确的手术治疗[5]。它把图像图形处理、空间立体定位、精密机械和外科手术等结合在一起。医学图像自动处理算法诸如图像分割、滤波、特征提取算法在图像引导外科中发挥着重要作用。 3.4图像处理技术在中医舌像诊断系统中的应用 计算机图像处理技术在舌象综合定量化研究中起着重要作用,也是舌诊现代化的发展方向之一。中医舌象诊断系统运用色度学、近代光学技术、图像处理技术和计算机硬件技术等学科技术,其中图像处理技术是关键技术之一。在该系统中,要对舌象进行预处理,包括去噪、图像分割等操作。建立颜色模型,根据模糊数学理论,确定有关舌象的定义域,进行特征提取和纹理分析等,这些都是计算机图像处理技术。 4结束语 现代医学越来越离不开医学图像信息的支持,在医学图像处理中,计算机技术起着至关重要的作用。在医学领域中,超声成像、CT、磁共振、外科手术、中医舌像诊断都与计算机图像处理技术息息相关。随着计算机技术和医学的发展,计算机图像处理技术会在医学领域中得到更广泛的应用,医学领域也更离开不计算机图像处理技术。 医学图像处理论文:远程高精度医学图像处理技术浅论 摘要:远程高精度医学图像处理技术是指满足医学质量及其要求,包含医学完整信息的高质量、高清晰、高精确的医学图像处理技术。它包括医学影像的采集、图像缝合、图像压缩、图像存储、图像传输及其图像的复原再现的过程。 关键词:远程医疗;高精度;医学图像;处理技术 一、远程高精度医学图像处理技术的概念以及特点 (一)远程高精度医学图像处理技术的概念 远程高精度医学图像处理技术是指满足医学质量及其要求,包含医学完整信息的高质量、高清晰、高精确的医学图像处理技术。它包括医学影像的采集、图像缝合、图像压缩、图像存储、图像传输及其图像的复原再现的过程。 (二)远程高精度医学图像处理技术的特点 通过国家构建的交互式计算机系统实现医学图像的静动态解析及其多点交互,完成了病理图像的无缝拼接,完善了医疗卫生事业的信息化、数字化的进程,无疑是中国科学技术的一大进步! 远程高精度医学图像处理技术运用计算机、通讯、 医学设备和现代技术,通过图像、数字数据信号、符号等将病人的病历资料远距离输送和传输,实现了医学专家和医生、病人之间在不同地方直接的交流和诊治。 二、国内外远程高精度医学图像处理技术的内容及方法 远程高精度医学图像处理技术与其他图像处理技术(传统高清视频会议系统)的区别和联系视频会议系统技术和高清视频会议系统(NETMEETING),一般的卫星传输,音视频压缩技术。 远程高精度医学图像处理技术的几个重要发展历程,远程高精度医学图像处理技术的技术实现及其高端设备全自动数字病理切片扫描仪的运用。 三、全自动数字病理切片扫描仪的应用 (一)全自动数字病理切片扫描仪的技术特点 远程高精度医学图像处理技术与其他图像处理技术的区别和联系:视频会议系统技术和高清视频会议系统一般的卫星传输。远程高精度多路医学动态解析转移及多点交互系统、远程静态医学图像交互式讨论系统、远程病理无缝缝合拼接及诊断数字技术系统病理工作站、远程手术指导系统、远程查房系统及其电子医院数码技术系统、远程高精度皮肤检查系统、体征检查内镜系统、远程医学影像阅片及讨论系统、及其远程培训及其教育系统。 实际上远程高精度医学图像的获得虚拟病理切片是利用电脑控制显微设备或者CCD镜头的上下运动,一张一张的通过面扫描自动采集放大后的图像,这种信号是计算机能够识别处理的数字信号,较以前的线扫描有了很大的提高,然后通过储存自动缝合拼结成一张信息完整的数字病理图片通过光纤发到服务器上或者其他计算机中,通过图象处理软件可以对图象进行编辑处理,这种能够虚拟观察的计算机可以被认为是虚拟显微镜,一个很大的图像通过软件的处理,可以压缩以后传到世界任何一个地方。 总体来说,数字病理切片技术应用显微图像数字化目前世界上和国内的应用上还停滞在局部图象扫描的数字化的水平上,就是通过显微镜或者摄象机或者数码相机中的CCD采集很多张或者上百张用来诊断病情或者做出分析并且复原出病理图象的照片,远程诊断和进行专家讨论,为专家提供了非常有用而真切的医学图像信息,使专家能够很快地浏览图片上的医学信息,非常方便而准确,节省了大量时间和资源,方便了医生和患者,它的推广给现代医学带来了观念性的技术变革。 (二)全自动数字病理切片扫描仪的应用实例分析 数字病理切片可以进行远程会诊和远程诊断病情,医院可以制作数字病理虚拟切片和一些病理资料通过软件进行查看和浏览,分析和判断并且得出病情的判断,医院可以收集病人会诊的病历资料进行局部的切片扫描,随意进行放大和压缩的进行观察也可以上传到服务器上,提供给大家查阅,对大病技术特别是肿瘤的病变有了很好的效果,也可以实现资源共享,完全达到病理资料的电子化、数字化、技术化。 四、高精度医学图像数字处理技术的发展展望 南非项目,西部为民工程,云南县县通工程,南方医院工程,协和医院,中山医院,瑞京医院的运用情况,印度运用情况,ATA年会及其科技部国际培训班情况,人类的安康,天下的福址,解决了人民的看病难看病贵,医疗资源分布的严重不均。天正在使用的绝大多数远程医疗系统采用了两种不同技术类型。一种叫做存储和传输,用于将数字图像从一个地方传到另一个地方。数字图像在原始拍摄处传输到另一个地方,这是一种非实时的典型应用。美国未来学家阿尔文?托夫功多年以前曾经预言:“未来医疗活动中,医生将面对计算机,根据屏幕显示的从远方传来的病人的各种信息对病人进行诊断和治疗,”这种局面己经到来。
电动汽车论文:电动汽车电池管理系统论文 1电动汽车的电池管理系统 电动汽车的电池管理一直是电动汽车关键技术中的一大难题。电池管理系统(batterymanagementsystem,缩写BMS),主要对象是二次电池。二次电池存在下面的一些缺点,如存储能量少、寿命短、使用安全性、电池电量估算困难等。为了能够提高电池的利用率,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态,BMS主要用于对电动汽车的动力电池参数进行实时监控、故障诊断、SOC估算、行驶里程估算、显示报警,充放电模式选择等,并通过CAN总线的方式与车辆集成控制器或充电机进行信息交互,保障电动汽车高效、可靠、安全运行。 2电池管理系统存在的问题 在电动汽车普及的进程中,电动汽车的电池充电管理是重要的一个环节。在硬件方面要求电池管理系统和充电机之间单独使用一路CAN总线,该CAN总线独立于动力系统控制之外。而现有的电池管理系统只有两路CAN接口,其中一路用于电池管理系统内部通讯,另一路用于和动力系统控制通讯,没有多余的CAN接口和充电机之间通讯,需要制定解决方案,包括电池管理控制箱结构、BMS系统硬件和充电机之间的硬件连接信号、电气配线等电池管理系统硬件的更改;而在软件方面,则要进行充电机与电池管理系统间通信协议的开发,包括与道路车辆控制系统的通信网络兼容,通信协议的物理层、数据链路层、数据帧格式遵循的规定;充电机和BMS对电压、电流和温度等参数的监测与设置等。 3电池管理系统的改进设计 3.1BMS系统硬件实现 本文所述系统采用专用的电池控制芯片LTC6802实现系统的分布式管理;重新设计电池的参数采集模块、均衡控制模块、数据处理模块、通讯模块、故障处理模块等;系统内部采用SPI总线进行数据和控制命令的传输,主控芯片通过CAN总线实现与整车控制器的通讯。(1)参数采集模块:LTC6802电压检测芯片可以对电池电压进行实时检测;有输入引脚专门用于温度传感器的输入;采用ACS758LCB-050B电流霍尔传感器进行电流检测,可采用直流、交流电流,并且强电侧与电子电路边具有很强的隔离作用,性能稳定。(2)均衡控制模块:若电池管理系统检测到的电池电压在正常范围内,系统根据设定的SOC估计算法对电池进行SOC估计,当电池组中出现电压异常时,控制系统就会根据设定的均衡算法进行均衡控制,由控制器LTC6802完成,通过对其控制字的写入,控制LTC6802引脚S的开关动作,实现均衡开关矩阵的控制。(3)数据处理模块:以单片机编程的模式进行数据处理。根据系统具有的功能分为若干子程序,包括:SOC估计、故障分析、信号监控、报警等。(4)通讯模块:采用CAN总线通讯协议。包括内部通讯和外部通讯,内部通讯对参数采集模块所采集的数据进行记录后传给数据处理模块,并将数据处理结果反馈给数据采集模块及故障处理模块;外部通讯通过CAN总线与PC机进行数据交互,使用户更直观的对BMS内部的数据进行监控及处理。(5)故障处理模块(保护电路):控制LTC6802的引脚对故障信息做出相应的处理,利用红绿二极管对于告警及保护信息进行光警报,并输出报警信息,自动控制调节充、放电或切断电路。 3.2BMS系统上位机软件实现 PC机通过CAN总线与下位机进行通讯。下位机的采集模块所采集上来的电压、电流、温度数据等上传给上位机,上位机对采集上来的数据进行保存、处理及显示。(1)上位机软件数据存储模块:由于电池组数据量比较大,监控数据的记录采用占用空间比较小的二进制流进行存储。XML提供了更强有力的数据存储和分析能力,而且XML极其简单,XML的简单使其易于在任何应用程序中读写数据。(2)上位机软件通讯模块:上位机与下位机之间采用CAN通讯,协议采用CAN协议2.0B扩展帧格式;通讯速率为100Kbps;物理层匹配电阻120Ω。上位机呼叫BMS并下发命令,BMS收到命令后返回响应信息。PC等待500ms后如尚未接收到BMS响应或接收响应信息错误,则认为本次通信过程失败。 4结语 电池管理系统的改进设计已在电池厂商、充电机厂商和电动汽车生产厂商中得到应用,当前研发的电池管理系统都已具有多路CAN接口(最少3个),充电机与电池管理系统通信协议已按统一标准进行了设计与测试,解决了电动汽车的充电问题,能够推进电动汽车的普及进程。 作者:王刃峰 单位:黑龙江农业工程职业学院 电动汽车论文:电动汽车故障诊断无线通信论文 目前,世界范围内都在推动电动汽车技术的研究与使用,但在电动汽车的使用过程中,由于其控制系统部分比传统汽车复杂,故障诊断需要综合电池、电机及整车的参数来进行综合判断,目前还依赖于有经验的工程师到现场进行诊断与维修,因此汽车故障诊断技术应用而生。文章详细阐述了一种集本地和远程诊断于一体的手持式故障诊断仪,该诊断仪参考了ISO和SAE的标准进行设计,可以对某些参数进行标定。 1故障诊断仪系统结构与功能 1.1结构 图1示出电动汽车用手持式故障诊断仪的系统架构图。由图1可以看出,该诊断仪的系统架构及工作方式为:手持式故障诊断仪通过CAN总线读取电动汽车ECU单元中的故障码,现场维修人员可以选择是否将该故障码通过无线网络发送给远程故障诊断服务器。如果选择不发送,现场人员则根据故障码对现场的故障进行诊断排查,故障排除后清除ECU单元中的故障码,如果选择远程故障诊断,现场维修人员需等待远程故障诊断服务器返回给现场维修人员的维修意见,从而指导现场人员的工作。 1.2功能 1.2.1本地和远程诊断功能 该诊断仪读取电动汽车ECU单元中的故障码,现场维修人员通过故障诊断仪的显示屏幕读取故障码,通过该故障码确定故障的部位或故障级别,对故障进行检查排除。同时将该故障码及故障处理方式通过无线网络远程发送给远程故障诊断服务器,用于指导其它远程故障诊断,同时清除ECU单元中的故障码。如果现场维修人员读取的故障码不能进行故障排除,可将该故障码上传至远程故障诊断服务器,远程故障诊断服务器将诊断数据库中对应于该故障码的诊断信息反馈给现场人员,现场人员通过该信息进行故障诊断。 1.2.2本地和远程标定功能 本地和远程标定功能类似于本地和远程故障诊断功能,当现场维修人员对一些参数进行标定时,可以通过手持式故障诊断仪的标定功能对电动汽车进行现场标定,如果对一些标定参数不能确定,可以请求远程故障诊断服务器进行远程标定协助。 2硬件系统架构 可以看出,该诊断仪的硬件电路设计,主要包括CPU控制与外围电路设计、CAN网络接口电路设计、可靠性保障电路设计及电源电路设计等。 手持式故障诊断仪通过电源电路给整车设备供电,并通过CAN网络接口读取ECU单元的故障码,该故障码可以通过USB接口进行存储,也可以通过无线通信模块发送给故障诊断服务器。 3软件系统架构 基于无线通信的电动汽车用手持式故障诊断仪的软件系统架构,包括手持式故障诊断仪与远程故障诊断服务器软件架构两部分。 可以看出,该诊断仪软件架构包括:读取和清除故障码、诊断数据库和软件升级等。其中软件和诊断数据库升级以及请求远程标定功能均需在无线通信功能使用的情况下才可以使用,否则该手持式故障诊断仪仅仅是由现场使用人员操作的一款诊断设备。 远程故障诊断服务器的软件系统为了配合手持式故障诊断仪的使用,主要包括:远程故障诊断、远程标定、手持式故障诊断仪诊断数据库升级、软件升级以及自身的数据库升级与更新。 软件系统的总流程,如图4所示。通过图4可以看出,该软件有诊断、升级及标定模式3种。这3种模式是互斥的关系,现场人员需根据具体情况对功能进行选择。 4结论 文章基于无线通信的电动汽车用手持式故障诊断仪的设计,实现了高效率的诊断和排除故障。该设计在提高工作效率的同时,大大缩短了维修人员的培训周期,由于其设计的先进性及功能的多样性,有利于节省电动汽车保养及维修方面的人力、物力及时间。 作者:于兰 李志平 辛明华 周能辉 单位:天津清源电动车辆有限责任公司 电动汽车论文:纯电动汽车设计论文 1驱动系统参数匹配 驱动系统是纯电动汽车的优秀,其基本特性参数的选配必须满足整车动力性能要求。通过计算,合理选择动力系统各部件的参数,并将其进行有效匹配,才能设计出高性能的纯电动汽车。 1.1电机最大功率计算 为满足纯电动汽车整车性能,通过3种方法计算电机最大功率Pnmax,即:根据汽车最高车速确定的功率即额定功率Pne;爬坡度确定的功率Pna;加速性能确定的功率Pnc。根据整车设计参数,可计算出上述3个功率值,取其中最大者作为电机最大功率选取参考值,即Pnmax≥maxPne,Pna,P[]nc。根据表1、2所给出的参数,由以上公式(1)—(3),计算求得Pne为22.64kW,在坡度为20°,以35km/h的车速爬大坡时,Pna为55.66kW,同时求得Pnc为45.78kW。因此,取Pna的值作为电机最大功率选取的参考值。 1.2电机功率与转矩选择 电机在工作时,其性能分为连续工作性能和短时工作性能。电机的额定值决定了其连续工作特性,短时工作特性是电机过载一定倍数之后的转矩功率特性。在电机转速与转矩选择时,通常以纯电动汽车的常规车速来确定电机的额定转速(电机通常运行的转速),再通过电机的额定功率和额定转速求出电机的额定转矩。 1.3电池组参数设计 动力电池是纯电动汽车唯一的动力源,其携带的总电量是整车动力性和续驶里程的基本保证。电池组的总电量与电池单体的容量和组合形式有关,而动力电池的单体电压和组合形式又直接决定了其为电机提供总电压的大小。动力电池参数匹配主要包括电池类型的选择、电池组电压和容量的选择。根据纯电动汽车对目标性能的要求,综合考虑整车所需的动力电池总电量、动力电池单体类型以及其组合形式后,计算确定动力电池单体数量。 2底盘系统设计 在纯电动汽车底盘系统中,动力系统需要重新架构,因此总布置方案改变较大。目前,电动汽车底盘设计主要运用2种方式,即:根据设计需求,在传统车平台基础上进行局部改制;开发“电动化、模块化、智能化、集成化”全新理念的底盘系统。本文采用的方式是基于原有车型平台进行局部改制。底盘系统中,大部分子系统的工作原理没有发生变化,改制后需对底盘及整车进行重新总布置,重新计算轴荷分配对悬架系统性能造成的影响,然后对悬架系统做出相应调整。 2.1电机、减速器布置 电机、减速器的布置在原发动机前舱布置的基础上进行,布置时应考虑如下几个因素(以下X、Y、Z方向为车辆坐标系坐标轴方向,即当车辆在水平路面上处于静止状态,坐标原点与质心重合,X轴平行于地面指向正前方,Y轴指向驾驶员右侧,Z轴通过汽车质心指向正上方):1)电机、减速器外轮廓距离左右纵梁的空间宽度应一致,以便于安装悬置;2)减速器输出轴中心线布置在满载前轮中心线附近,差速器输出轴与前轮中心连线尽量接近;3)减速器后部应与副车架、转向机构都留有安全距离;4)电机三相线进线与控制器出线方向位置相协调;5)半轴在YZ平面内与Y方向夹角,空载时应小于15°,满载时小于7°;6)电机布置位置应在整车满载条件下确定。确定减速器输出轴位置后,电机定位可绕减速器输出轴旋转,电机的轮廓上限不超过纵梁上平面,电机右侧为3相线接口,电机控制器放置于电机正上方;电机位于减速器右侧,如图2所示(以下示意图均是通过对各元件的简化建模后得到)。差速器中心平面相对XZ平面偏左200mm,电机减速器集成体外轮廓距左侧纵梁最小170mm,距右侧纵梁最小60mm。该设计方案中,根据电机减速器集成体的尺寸分布,将差速器中心平面布置与整车中心平面基本重合,左右半轴通过万向节将车轮与减速器的输出轴连接起来,在YZ平面上,左右半轴与前轮中心线的夹角相等,在核算半轴与前轮中心线夹角时计算一侧即可,如图4所示。装配时电机、减速器集成体与车架的连接点一共有3个,分别位于左侧纵梁、右侧纵梁、副车架。左侧纵梁悬置轴线平行于Y方向,限制X和Z方向运动;右侧纵梁悬置轴线平行于X方向,限制Y和Z向运动;副车架上的悬置轴线平行于Y方向,限制X和Z方向运动。 2.2前后舱元件布置 如上所述,将电机、减速器布置在原发动机前舱位置,同时DC/DC、电机控制器、空调压缩机等相应电气装置均布置在前舱。可利用各元件的外形尺寸将各元件简化为长方体模型进行布置,从车辆前舱上方往下俯视,如图5所示。原车的后舱容积约为0.43m3,将车载充电器、电源管理器、配电箱、直流空气开关布置在后排座椅背后,并且设计拱形支架,使其不影响备胎的放置,布置示意图如图7所示。同时,可设计一个大盖板,将这几个器件盖住,以达到从后面看车内美观的效果,后舱电器盖板采用塑料件制成,以减轻整车质量。 2.3动力电池布置 本设计将电池单体集中布置于一个电池包中,动力电池包中共布置了100个电池单体,包内电池单体总共分为6排,沿车辆X方向,前部3排电池卧放,后部3排电池立放,以保证其与后排座椅地板形状相统一,同时通过串联形式将所有单体进行连接,如图8所示。电池包采用无上盖结构,利用车身地板及四周安装板和加强板形成电池包的上盖。电池包外壳可采用钣金件折弯和焊接的工艺形成箱体,翻边形成安装板,可实现在安装孔定位时与车身地板的模具统一起来。同时,电池排布上充分利用车身地板下方空间,与车身地板的形状一致,以最大程度节省空间,为避开后轮摆臂安装座和后轮罩在电池包后部两边开有2个缺口,如图9所示。动力蓄电池布置在座椅地板下方,并且尽量保留了车身地板形状,该布置的电池包是车辆的最小离地间隙位置,如图10所示。该布置保证了驾乘人员安全,给货仓和备胎留下了一定的空间,同时还考虑了电池包整体快速更换原则,方便电池包的整体更换。该动力电池单体质量为3.1kg,电池单体共310kg,加上电池包壳体及加强等附件结构,电池包总质量约385kg。该布置后电池包重心位置距离前轴水平距离为1558mm,前、后轴轴荷比例分别为49.4%和50.6%,满足GB7258—2012中关于轴荷的要求。 3车身设计 纯电动汽车车身设计是整车设计的重点之一,其设计效果对整车性能(如续驶里程、加速时间、爬坡性能等)的影响显著。同时,车身必须达到足够的结构强度以及满足其他性能指标(如安全、耐久性、NVH、工艺等)。国内外对纯电动汽车车身设计研究较多,目前主要是应用多种轻量化材料,同时集成结构设计优化和先进制造技术及工艺等手段进行设计[8]。基于以上所述,本例中电池包安装在车身地板下方,其外壳设计及电池单体布置时尽量与车身地板的形状一致。同时,电池包布置时考虑了整体快换原则,根据设计需要及电动汽车相关安全规定,上车体可直接由原传统车平台提供,但原车身地板在结构上必须做出相应更改。 3.1更改因素 为满足要求,设计地板时考虑的因素如下:1)电池包安装于车身地板下方,根据电池实际布置,为达到电动汽车安全法规相关要求,需抬高地板高度;2)车身地板下方要根据电池包外壳的形状设计密封的加强梁,用于安装电池包,并且与电池包共同形成电池包空间;3)车身地板下方需焊接3个支撑杆,该支撑杆用于支撑电池包中部变形产生的载荷,同时也用于安装时的定位;4)车身地板上方需设计螺孔,用于安装中央通道盖板;5)设计中后排地板高度升至与前座椅安装支架一致,需在车身地板上重新设计凸台结构用于座椅安装;6)车辆地板结构发生变化,侧碰刚度发生变化,需重新校核,车身地板的承载能力同时也需要校核;7)新设计车身地板与周围钣金件的连接与原车不同,需重新设计。 3.2结构设计 根据以上设计需求,从车身底部右后边向上斜看改进后的车身地板结构如图12所示,其侧面剖视示意图如图13所示。图13中的台阶面从左至右依次表示:后排座椅安装面、后排座椅脚地板及前排座椅安装面、前排座椅脚地板。车身地板与电池包安装梁通过车身焊装构成车身的一部分,而中央通道盖板在整车装配线束后,再通过螺钉或螺栓固定在地板上,用于构成线束的通过空间。本例中由于车身地板在电池包的基础上进行了抬高和展平,使得后排座椅的H点与脚地板的垂直距离减小,从原车的400mm以上减少至250mm左右,但是仍然符合一般乘用车布置设计要求。座椅下方安装板展平后,重新设计了小的安装支架结构,使得坐垫底座轻微改动。本设计在适当的地方加强了车身地板设计刚度,以满足整车碰撞法规要求和承载要求。综上所述,前后舱、动力电池包及与车身地板之间的布置关系如图14所示。 4整车性能 改制后的纯电动汽车整车基本性能可通过理论计算求得。将以上计算选取的各项参数导入Matlab软件,并通过编程获得部分相关性能曲线,结果如图15—18所示。图15是不同车速电机需求功率曲线。可知,在整车运行过程中,电机的需求功率随整车车速变化,其大小随车速增加而增大。其中,车速为50km/h时,电机满足整车基本要求的需求功率为6.02kW;当车速为80km/h时,电机的需求功率达到13.41kW。图16所示是不同爬坡度的电机功率曲线。图16是在35km/h的车速匀速爬坡情况下获得,曲线反映出电机需求功率与爬坡度成正比例关系。在爬坡度为零时,电机功率为0.47kW;当爬坡度为14.05%(8°)时,电机功率为24.63kW;当爬坡度达到36.40%(20°)时,电机需求功率最大,达到55.66kW。图17是在电机额定功率、整车空载状态下,整车的百千米加速时间曲线。由图可见,车辆从原地起步加速至50km/h时,时间为5.66s;(50~80)km/h所用时间为6.16s;整车车速达到100km/h时,共用时为19.34s。图18是不同条件的加速度与时间的关系曲线。可以看出,车辆在实验质量-电机额定功率、车辆空载状态、车辆满载状态下,其起步加速度大小不同。在车辆起步时,加速度的值最大,图中3种条件下分别为2.63、2.41和0.84m/s2。在车辆起步后的一定车速范围内,加速度大小基本保持不变;当车速达到一定值后,加速度开始逐渐减小,最后变为零,此时车速达到最大。其他数据,如等速(60km/h)续驶里程大于260km,最小转弯半径小于11m,整车满载时最小离地间隙为147mm等。这些理论计算数据均达到了前期设计的性能目标要求。 5结束语 纯电动汽车在能源利用率、减少排放污染、降低噪声方面所具备的显著优势,对目前能源危机、环境污染问题均可起到有效缓解作用。本文针对基于传统汽车平台的纯电动汽车改制进行了重新设计,各总成布置合理,将选配的数据导入matlab程序获得了相应的车辆性能曲线。结果显示,所有性能数据能够满足本文所提出的整车目标性能要求,将为该纯电动汽车下一步整车优化提供有效参考。 作者:何勇彭忆强王子江王海单位:西华大学交通与汽车工程学院四川汽车工业股份有限公司新能源汽车研究院 电动汽车论文:电动汽车技术论文 一、旧技术体系的不适应性 汽车发展的历史表明,上个世纪前三十年曾经兴盛一时的电动汽车与燃油汽车的市场地位发生了逆转,燃油汽车后来居上成为欧美发达国家千万家庭的宠儿,电动汽车则沦为在特定封闭区域使用的专用工具。导致这一逆转的原因与当今电动汽车遇到的困难并无二致。近百年来,电动汽车技术虽然在电池、电机、电控等各个方面都有长足的发展,其根本技术架构却无大的改变。在此期间燃油汽车不仅自身技术日臻完美,与其相配套的道路、停车场、加油站等服务设施也日益完备。今日,正像“汽车社会”、“汽车文化”等学术用语所蕴含的那样,汽车(主要是燃油汽车)不仅已经成为现代社会的生活必需品,也被赋予了丰富的文化内涵。在此背景下如果无视电动汽车现存的诸多不便,奢望人们放弃燃油汽车改用电动汽车就等于要他放弃原有的生活习惯和价值观念,无异于让人弃用智能手机改用固定电话,让人弃液晶电视而改用黑白电视,其难度可想而知。因此,在发展电动汽车已经确立为国家战略的当下,重新谋定发展路线和发展策略应该成为当务之急。在我国这样一个汽车普及率不及美国的十分之一、三分之二的新车出售给初次购车者的发展中大国,电动汽车或许只有面向家庭的首辆车,也就是说能满足跨区域远程行驶需求才有出路。既然源于十九世纪的现行电动汽车技术架构无法满足这种需求,何不回到原点从零开始进行顶层设计,创造一个新的技术体系。 二、新技术体系探讨 在续航里程短、充电时间长这两个妨碍电动汽车远程行驶的关键障碍中,续航里程虽然受电池技术制约难以比肩燃油汽车,但续航150公里~200公里还不难实现。这个距离相当于在高速公路上驶过三四个服务区或大多数人日常行驶两三天的路程,只要电力耗尽时快速得到供给,驾驶电动汽车500公里一日往返、1000公里朝发夕至亦非难事。如此,快速电力供给就成为问题的焦点。既然沿用先开发出电动汽车而后为其配套电力供给体系的传统发展策略不能解决问题,那么运用一下逆向思维,先规划一个满足需求且容易实现的电力供给体系,然后再开发适应这一电力供给体系的电动汽车会怎样。出现总理所讲的“颠覆性技术”也未可知。说到快速电力供给,首先需要界定电力供给的快与慢。多年来,人们已经习惯于燃油汽车加油所需的数分钟时间,电动汽车的快速电力供给采用这一标准顺理成章。从物理学原理来看,现存的三种电动汽车电力供给方式中,快速充电相对来讲接近这个标准但也需数倍于加油耗时的30分钟(80%),普通充电所需的数小时可说是天壤之别,只有换电方式符合标准。有报道说特斯拉换电站一分半钟可以完成一次换电操作。自从曾经的明星换电运营商BetterPlace破产以来,支持换电的观点似乎已经销声匿迹。但是,既然特斯拉又开始换电了,事情看来尚存回旋余地。多数专家认为BetterPlace的换电方式一是换电站建设运营成本高,二是电池不能在多种车型间通用,使其最终走向破产。BetterPlace的失败说明它的换电方案和商业模式行不通,但是如果据此断定换电方式行不通特斯拉首先不会认同。达成一个既定目标从来都不止有一种方法,能否成功在于能否寻找到技术可行、经济合算的解决方案,将问题简单化的最有效手段莫过于“分解”。例如古代印刷书籍采用雕版印刷技术,一页印版雕成书页的内容布局、字的形状、大小无法更改,一部书的雕版需要具有高超技艺的雕刻工匠耗费大量时日,因而书籍昂贵。活字印刷技术普及之后,一套字模可以反复用来铸造铅字,而后随意排成印版,字模和铅字的通用性保证了印刷成本的低廉。如果说快速电力供给是电动汽车的必然选择,BetterPlace失败的主要原因是没有实现电池通用化,而将雕版上的字符分解为一个个铅字可以破解通用化难题,那么何不尝试一下将电动汽车的大箱电池组分解,代之以多个(比如说十个2kWh的)参照电动自行车锂电池标准的小箱电池。以小箱电池为基础可以构建一个简单的快速电力供给体系。只要电池体积和重量都适合人力搬动,而且借用电动自行车锂电池适合快速装拆的安装结构,换电作业就可以采用纯人工方式。从人工换电出发,继而将换电站的充电功能剥离出去,剩下的数个收纳电池的专用周转货架和两三个操作人员就能构成一个典型的简约换电站。接下来要做的是,将从各个换电站剥离出来的充电服务汇集到一个大型的储能电站,充分利用夜间电网的低谷电力为电池充电。最后用货运车辆在换电站与储能电站之间往返穿梭,为各个换电站运来充满的电池并带走放空的电池。在这样一个类似WI-FI无线局域网架构的电力供给体系中,如果说换电站好比WI-FI热点、储能电站好比无线路由器、货运车辆好比无线电波,一个个标准电池好比“无线电波”所携带的数字信号,那么电动汽车就相当于移动终端。可以预见,流通的商品从电转化为标准电池、消费者支付满电电池和空电电池之间的差价,上述电力供给体系各个利益相关方都能获得显而易见的经济收益。第一个受益者是电动汽车的购买者,不为电池付费却可以尽情享用别人提供的电,自然也就无需关心电池的价格寿命几何。电池制造者则不再因百来个“鸡肋”般的订单而苦恼,可以日复一日地生产同样的电池。电动汽车制造者不再为选用多大的电池而殚精竭虑,可以按自己的喜好灵活设计续航里程,只需考虑如何将所需个数的电池塞进车里。城市的管理者不必再为从哪里挤出充换电站的建设用地、为如何压迫小区物业放行充电桩安装、为可能到来的配电网增容改造而苦恼,只需将电动汽车的基础设施建设交给电力供给体系的运营者就万事大吉。电力供给体系的运营者的收益则更大。先是从“先有鸡还是先有蛋”的无休止口水官司中脱身,不说“鸡”也不说“蛋”,转而建造一个相当于自然界中“野生原鸡”进化地位的储能电站,先收获着电网峰谷电价差的利益,随着电动汽车拥有量的增加逐步转身为充电工厂,等到流通中标准电池寿命期来临梯级利用自然而然地发生,充电工厂再一次转化为储能电站。其次电力供给体系运营者不必烦恼换电站如何“建”只需筹划“搁”在哪里,只要能腾出几十平米的场地,加油站、公共停车场、居民小区、工厂商场都可以加入换电站的行列。 不仅如此,这些换电站的数量、换电站的地点和容量可以随时根据形势的发展任意调整。长远看,不仅这样的储能电站很容易与风力光伏电站相融合,如果将标准电池看作一个大的“充电宝”其应用领域甚至可以涵盖日常生活、生产的方方面面。有了电力供给体系和适合人工换电的小箱标准电池,接下来的课题就是能否将这些标准电池用于电动汽车的电源系统。其关键在于处理好三个问题:一是电池的安装位置,二是电池固定可靠便于快速更换安装结构,三是电池与电机之间的电气连接关系。对于采用一个大箱电池的电动汽车而言,考虑到车内空间和车辆重心、轴荷,其安装位置大多利用座椅下的空间安装在车辆下部中间位置。当采用多数个标准电池时,安装位置不仅可以在前后座椅下面还可以在引擎仓或者行李箱的边角处分布安装,设计者的选择自由度大大提高。若说电池安装结构,QB/T4428-2012《电动自行车用锂离子电池产品规格尺寸》所定电池外壳滑槽及配对的安装滑道是现成可用的,既安装可靠又方便插拔。至于电池与电机间的电气连接关系则需要多些文字加以说明。电动汽车以数个小箱标准电池为电源,除去上面所述种种以外还可为解决高电压触电风险、简化整车电池管理系统、简化电池热管理等电池相关问题创造机会。通常的电动汽车为在限制过大电流的条件下保证驱动电机的输出功率,单个大箱电池的工作电压多在300V以上。将电压分解给十个小箱标准电池,每个标准电池的电压就低于40V,处于安全电压范围内。如果不将这些电池串联一起而是分别经逆变器接入驱动电机,高电压的弊端就可以彻底根除。驱动电机可以相应地将定子绕组分解为十个分绕组,工作时各个分绕组产生的磁通势相叠加与原绕组相当。各个标准电池分别接入驱动电机还可以带来一个好处,电池均衡的对象不再是整个电源系统而转化为各个标准电池,所涉单体电池数量仅为整体电池的十分之一。更有意义的是,十个标准电池分别经逆变器接入具有十个分绕组的驱动电机,其功效相当于用十个小电机共同承担电动汽车的驱动。从理论上讲可以分别控制每个分绕组参与或者不参与驱动,利于电动汽车应对多种复杂工况。尤其是在电动汽车起步或者加速时确保全部分绕组参与驱动抑制大电流冲击,巡航行驶时控制各个分绕组逐次停歇方便相应的小电池散热,当某个分绕组或者为其供电的标准电池发生故障时其余分绕组继续工作就能避免电动汽车突然失速。 三、总结 总之,既然欠缺远途行驶能力是源于十九世纪的现行电动汽车技术架构的系统性缺陷,那么基于现有电池技术构建新的、技术可行经济合算的、涵盖电力供应和电源及驱动系统的电动汽车技术架构,或许是化解电动汽车诸多难题的有效路径。 作者:庄森 禹茜 单位:郑州大学 电动汽车论文:电动汽车产业经济论文 一、发展规律 1.环境可承载规律。 决定汽车产业的发展规律中环境的可承载规律也影响重大。随着现在各大城市的污染逐步加深,越来越多的人开始将环境恶化的原因归结到汽车的使用上。因此,必须找到一种低污染或零污染的交通工具,这样才能解决实质问题。 2.技术推进规律。 电动汽车作为新一代的交通工具其技术组成不仅包含了原有的机械技术、驱动技术和控制技术,还使用了最新的电力电子技术和信息技术等高端科技,这些技术的全面发展是推动电动汽车产业化的重要因素,并且为其发展打下基础。 3.市场拉动规律。 每一个产业的发展都离不开产品的实际使用价值,只有产品的使用价值得到认可才能够促进产品的再生产,而产品的使用价值是需要通过销售市场来体现的,任何一个产业都会遵循这个规律。当今世界经济全球化的浪潮高涨,想要推动电动汽车的产业化发展必须要注重对其市场的培育和开发。 二、与我国国情相结合 我国的国情有着非常明显的区别于他国的特点,具体表现在:人口数量大、人均资源量小、经济增长方式以粗放型为主、市场体系尚不完善、相关法规尚不健全等。电动汽车的产业化发展要做到主动与我国的国情相结合,改变以往被动适应的固有方式,让产业和经济两方面和谐发展,以科学的发展理念为指导,依照国情制定合理的产业化途径。 1.与我国能源现状相结合。 随着近些年我国汽车保有量的迅速增长,年均石油进口量不断上升,汽车燃油消耗量逐年增加,发展电动汽车产业首先要解决能源消费结构的问题,缓解我国的能源危机,保证能源的安全稳定。 2.与我国环境现状相结合。 新时期越来越多的人已经注意到了人与自然和谐发展对人类的重要性。进行产业化的电动汽车发展过程要注重其与环境的适应能力和相互融洽程度,适应我国的环境特点,发展零排放的低能耗工程。 3.与我国汽车工业的技术水平相结合。 面对目前我国汽车技术依旧没有实现完全的自主知识产权的国情,电动汽车产业在发展之初,要牢牢把握住各国均处于发展初级阶段的情况,积极地加大研究投入,让产业化带动我国的电动汽车技术走在世界的前列,增强我国的汽车工业国际竞争力。 4.与我国汽车市场现状相结合。 近10年,我国汽车产业呈现狂飙式发展,汽车销量从2001年占全球4.3%,到2010年攀升至23.5%,成为全球第一汽车生产和消费大国。未来10年我国汽车将进入第二个高速增长期,我国将逐渐步入“汽车社会”,迎来汽车消费大众化的时代。据专家预计,至2015年国内汽车的产能将达到3800万辆,消费量将达到3000万辆,我国汽车消费将占全球汽车总消费的25%左右。这为电动汽车产业发展提供了巨大的市场需求。电动汽车产业在开始发展之初,认清我国汽车市场的现状和经济规律,充分利用汽车市场的竞争机制,减少国家政策对市场竞争的过度干预,在短期内促进电动汽车产业按照市场规律得到最快发展。 5.与我国汽车法律法规体系相结合。 因此,在实际操作中要从社会的角度出发,在维护汽车产业利益的同时努力把产业的附加影响降到最低。促进我国汽车产业相关法律体系进一步完善。从政策层面看,我国已经将新能源汽车列入战略性新兴产业,国家颁布实施的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》提出,2020年中国将构建起支撑电动汽车大规模产业化的关键零部件产业体系,这必将为促进我国整个电动汽车产业健康发展奠定坚实基础。 三、与国际电动汽车产业接轨 为了发展汽车工业常常需要通过市场来换取技术,中国市场的发展受制于别国的先进技术。因此在电动汽车产业发展之初,应当积极投入电动汽车技术的研发,争取在世界上取得超前的地位,从以下几个方面做好相应的工作。 1.以技术研发为基础。 首先,要将优秀技术作为追求的主要目标和研究投入的主要方向。只有掌握了产业的优秀技术才能够真正掌握产业的“命脉”,实现产业链的水平分工,给产业的进一步发展提供充足的动力。 2.注重调整汽车产业结构。 将结构调整贯穿于电动汽车产业发展的始终,在产业化发展的全过程中,要注意到产业结构的调整和优化问题,政府部门不要将注意力集中在劳动密集型和资本密集型的产业上,而是多关注高科技的优秀产品和技术,通过充分的思考来指导产业的健康发展。 3.积极进行产业转移。 产业化的发展不仅需要全球的资源,更需要全球的市场。从国内外环境看,国际汽车产业呈现由汽车制造向汽车研发转移的趋势。我国作为新兴国家的代表,将从电动汽车产业研发转移中获取更多机会。我们需要适时地制定出产业发展的规律和策略,不失时机地走“引进来、走出去”的特色发展道路。 四、市场经济体制下推动电动汽车产业发展的措施 1.必须坚持“两条腿走路”的方针。 对于未来电动汽车产业的发展,必须采取一定的措施和制度,也要结合中国国情,从实际出发,必须坚持“两条腿走路,双管齐下,两手抓、两手都要硬”的方针。一方面,要以空前的热情和努力大力推动电动汽车产业发展;另一方面,高度重视传统汽车的技术进步和技术升级。 2.加快优秀部件的技术研发力度,尽快掌握优秀技术。 政府应以更大的力度支持电动汽车的技术开发,毫不放松地紧跟世界前沿技术,巩固己有的优势地位,加大科研的力度,走一条“吸收-引进-创新”的道路,形成国内电动汽车优秀技术,防止产业发展在技术上受制于人。 3.培育国内消费市场,提高消费者成熟度。 促进电动汽车消费的关键是降低产品价格。从汽车市场看,我国已经是世界上汽车产业发展潜力最大的地区之一,目前北京、成都等5个城市的汽车保有量超过200万辆,巨大的消费潜力是我国电动汽车产业不断发展的基本保证。推广电动汽车需培育国内消费市场,电动汽车只有在消费者的广泛使用中才能不断得到改进,其社会效益也才能得到体现。 五、结语 纵观电动汽车行业的发展,电动汽车的发展已不单单是在汽车行业内部的经济发展,而是上升到了国家战略高度,它的发展也将带来一场低碳环保的技术革命和创新。所以我们应该合理应用各方面的推动力量,最大限度的发挥国家政策和市场的巨大推动力,不断的革新电动汽车技术,满足市场的新需求,优化产业的资源合理利用,促进电动汽车产业良性发展。 作者:干波单位:西南财经大学 电动汽车论文:电动汽车热泵空调管理论文 摘要: 介绍研制的电动汽车热泵空调系统及其配用的双工作腔滑片压缩机的性能,依据测试样式机的试验结果分析了转速对该空调系统制冷量、输入功率及COP等性能的影响。若轿车顶盖全部布满太阳电池,所产生的电能约为225W,可以使空调系统的制冷量增加8%左右,同时还能降低汽车空调冷负荷的峰值。 关键词:汽车空调;热泵;太阳能 0引言 现代流行的燃油汽车不仅消耗大量的石油资源,而且还严重污染大气环境,危害人类健康。据统计排放到大气的污染物中,汽车的废气(主要是氮氧化物、碳氧化物及碳氢化合物等)约占42%。鉴于此,许多国家政府通过立法逐步限制这种高污染产品。电动汽车具有无任何排泄物、不污染环境、低噪声及节省石油资源等特点,再次引起全世界的广泛关注。世界汽车工业发达国家都投入大量的人力、物力进行电动汽车开发和研制,取得了大量的成果,一批批先进的电动汽车不断面市,有的已形成商业化规模生产。与燃油汽车一样,电动汽车也要创造一个舒适的驾驶和乘座环境,即要配备相应的空调系统,提高其中舒适性和竞争力。在开发和研制电动汽车同时,也对配套的空调系统进行了开发与研制。热电空调系统因效率太低而无法被电动汽车所接受[1]。采用直流电动机驱动蒸汽压缩制冷系统的电动货车空调系统的试验结果表明,其性能与普通燃油汽车空调系统基本相当[2]。90年代初又对采用环保制冷剂的电动货车空调系统进行了试验研究[3]、[4]。 我国也制定了电动汽车的研究与开发计划,并正在逐步实施。本课题组对电动汽车配套的空调系统进行研制,开悄磁直流无刷电机直接驱动旋转压缩机的电动汽车热泵空调系统,本文介绍该系统及对其所进行的试验研究。 将太阳电池布满整个车顶可以起到两个作用;一是给电动汽车空调系统提供部分能量,使其取自车载蓄电装置的动力减少;二是可将电动汽车所需冷量的峰值减少40%[5],从而使空调系统取自蓄电装置的动力进一步减少。根据Sekurit公司太阳能盖板的产品介绍,20组100mm×100mm单晶硅电太阳电池在完全曝晒时可产生25W的电能,对于小型轿车有1.81m2(19.5ft2)车顶面积[6],这个空间安装的光电池在完全曝晒时能产生大约225W的电能。这种方案非常适合电动汽车使用,因为它在不加大车载蓄电装置容量的条件下,使电动车的有效行驶距离增加。本文也对太阳电池在电动汽车空调系统中的应用进行探讨。 1电动汽车热泵空调系统 电动汽车热泵空调系统的工作原理如图1所示,压缩机由直流无刷电机通过皮带驱动,空调系统的制热/制冷运行方式由四通换向阀转换,实线箭头表示制冷运行方式,这时向车室内吹冷气,使车内降温冷却;虚线箭头表示制热运行方式,这时向车内吹热风使车内升温加热或对挡风玻璃除雾/霜。通过感受车室温度,逆变器调制电动机电源的脉冲宽度来控制压缩机转速的大小,从而改变空调系统的冷(热)量大小,以满足各种环境条件下车室的舒适性及除雾/霜要求。从原理上讲,该系统与普通的热泵空调并无区别,但由于该空调系统是用于电动汽车这一特殊场合,该系统所用的主要部件都有其特殊性。为此,我们配套开发了双工作腔滑片压缩机,专门制作直流无刷电动机和逆变器控制系统。 1.压缩机2.驱动电机3.逆变器4.车室温度传感器 5.平行流换热器(车外单元)6.四通换向阀7.轴流风阀 8.膨胀阀9.平等流换热器(车内单元)10.离心风扇 11.制热工作方式12.制冷式方式 图1电动汽车热泵空调系统 Fig.1Heatpumpairconditioningsystemforelectricvehicle 专门研制的双工作腔滑片压缩机的结构原理如图2所示,圆形转子同心地安装在扁圆形气缸内,五个滑片置于转子上开设的槽中并能来回滑动,原动机驱动转子转动时,滑片靠离心力被甩出,紧贴在气缸内表面上,在气缸内腔分隔成若干个随转子转角变化其容积的小空间(称为基元),随着转子转动,基元容积的大小周期性变化,从而完成了气体的吸入、压缩、排出等工作过程。该压缩机具有以下特点: 1.气缸2.转子3.滑片4.吸气口5.排气阀 图2双工作腔滑片压缩机 Fig.2Schematicviewofvanecompressorwithdouble-actingchambers 1)结构简单,零部件少,加工与装配容易实现。 2)运转平稳。由于无偏心转动零部件,动力平衡性能好,尤其在高转速运动时振动和噪声很小。 3)起动冲击小。滑片在起动时逐步伸出,静摩擦转矩小,因而起动转矩缓慢上升,减少了起动冲击。 4)效率高。由于没有吸气阀,余隙容积小且余隙膨胀不直接影响吸气基元,因而使吸气损失减少,容积效率提高。 5)体积小,重量轻,便于狭窄空间安装,因而比较适合汽车空调使用。 6)压缩机每转完成两次吸、排气,输气量大且脉动性小。 表1列出了所研制双工作腔滑片压缩机的主要尺寸,图3为它与电装(Denso)公司容量相同的汽车空调用涡旋压缩机制COP[4]比较,从图中可以看出:转速低于2500r/min时,涡旋压缩机的COP低于双工作腔滑片压缩机,这主要是由于涡旋压缩机的内泄漏间隙比较长,低转速时其内泄漏量较大的缘故;转速高于2500r/min时,涡旋压缩机的COP则高于双工作腔滑片压缩机,但高出的幅度并不很大,这主要是因为双工作腔滑片压缩机随转速的升高摩擦功率增加比较快的缘故。考虑到其它因素:如加工简单、高转速下的振动和噪声很小、起动冲击小等,双工作腔滑片压缩机是适合电动汽车空调系统使用的压缩机。涡旋压缩机虽然也有优良的性能,但对加工和装配等的要求都比较高,国产设备还不能完全满足其技术要求。 2试验装置与测试条件 研制的电动汽车热泵空调样机在按照国际标准建造的全自动汽车空调系统试验装置上进行了测试,主测采用蒸发器侧进出口空气焓差法,辅测采用冷凝器侧液体制冷剂流量计法。测试时,主辅测制冷量偏差应小于5%,并以主测数据为准。试验方法及数据处理均依据中国汽车行业标准QC/T72.1-93《汽车空调制冷装置性能要求》和QC/T72.2-93《汽车空调制冷装置试验方法》,所有测试所用仪表均符合QC/T72.2-93的规定。 由于压缩机由直流电机直接驱动电机的转速就可连续改变压缩机的转速,厂商的测试工况,试验中压缩机转速分别1000、2000及3000r/min;工质采用条件为:蒸发器侧干球温度(27±0.5)(19.5±0.5)℃,冷凝器侧干球温度(35±0.5)℃。样机的试验结果整理成如图4~6所示的性能曲线,这些曲线未计入太阳电池所产生的能量。 图6示出了空调系统的COP随转速的变化,从图中可以看出;转速较低(<1500r/min时,COP随转速的增加有较快地增长,当转速增长到一定程度(>2000r/min)后,COP随转速增加而定不变,这说明低转速时,转速的增加可使压的密封效果得到很大改善,致使制冷量速度较快,高转速时,压缩机的内泄漏再增加转速已使密封效果改善不大,所以长速度趋于稳定,而压缩机制输入功却一直比较稳定速度的增长。 作者研制的电动汽车空调系统与目前正在使用的燃油汽车空调系统(用斜盘压缩机)的性能比较如图6所示。电动汽车空调系统的COP在转速较低时(<1500r/min)略低于燃油汽车空调系统,而在高转速时(>2000r/min)却明显于燃油汽车空调系统。这主要由于斜盘压缩机工作腔的密封性能较好且几乎不受转速的影响,而滑片压缩机的工作腔密封性能受转速的影响较大,转速升高可以明显改善其工作腔密封性能。压缩机由独立电机驱动后,其转速不再受汽车动力机的影响,可以恒定在较高的转速下运转。因此带双工作腔滑片压缩机的热泵空调系统的性能优于现有的燃油汽车空调系统,能够满足电动汽车空调的。 4太阳能的应用 将电动汽车整个车顶布满太阳电池,所产生的电能使电动汽车空调系统制冷量增加的情况见表电能使电动汽车空调系统制冷量增加的情况见表2。表2中制冷量增加量是用光电池产生的电能乘以各转速下空调系统COP所得的结果,相对增加量为制冷量增加量与不利用太阳能时空调系统制冷量的比值。从表中可以看出,利用太阳能可使空调系统制冷量增加200W以上,且转速较高时的增幅较大,这是由于空调系统低转速时的COP较低、高转速时势COP较高的缘故;制冷量的相对增加量为6%~27%,且COP越低(对应的转速也低),增加的效果越明显。电动汽车空调系统采用独立电动机驱动后,压缩机转速不再受怠速的影响,可以稳定COP较高的转速(约为2500r/min)下工作,这时,可以增加制冷量350W以上,相对增加量约为8%,大家知道,汽车在太阳下曝晒时空调系统的冷负荷最大,当车顶布满光电池后,这时不仅能最大限度地产生电能,而且可以有效地阻止太阳辐射热通过车顶进入车室内,使保持车室舒适所需的冷量大幅度降低,从而使空调系统消耗蓄电装置的电能降低。总之,利用太阳能可以有效地减少空调系统取自车载蓄电装置的动力,增加电动汽车的有效行驶距离。 5发展展望 车载蓄电池提供的直流电是电动汽车唯一的动力源且很有限,辅助设备消耗的电力减少了电动汽车的行驶蹁,开发高效的电动汽车空调系统乃是电动汽车在商业上能够被接受的关键一步。压缩机和电动机做成共用主轴的封闭结构后不仅能大幅度提高效率,而且还可以杜绝制冷剂的泄漏、安装更加灵活;直流电驱动又使压缩机采用封闭结构成为可能,因此,高效节能将决定电动汽车空调未来的发展,采用封闭压缩机是未来电动汽车空调不可逆转的趋势。我国目前作为汽车空调的制冷工质,发达国家已于1996年1月1日全部采用对臭氧层安全的R-134a,但R-134a的温室效应系数较大,在不久的将来还可能会被更符合环保要求的制冷工质所取代,不管制冷工质如何变化,电动汽车空调必须符合环保要求的这一发展趋势将不会改变。采用人工智能技术开发先进的传感-控制系统,使创造的车室环境更加符合人体皮肤的感觉,进一步提高舒适性,也是电动汽车空调未来的发展方向。随着太阳电池效率提高和成本降低,其在电动汽车空调系统中的应用会成为可能,并且会逐步得到普及。 6结论 从以上分析可以看出,作者面向电动汽车开发的热泵空调系统具有良好的性能,适合电动汽车使用。分析样机试验结果得出以下结论: 1)空调系统的制冷量/制热量、输入功率随转速增加基本呈线性增长关系;空调系统的COP在转速较低时随转速增加有较快的增长,而在转速较高时,则受转速的影响较小。 2)所开发的双工作腔滑片压缩机,低转速时的COP高于容量相同的涡旋压缩机,而高转速时的COP低于涡旋压缩机,但所低出的幅度并不很大。综合考虑性能、加工及安装等因素,双工作腔滑片压缩机是比较适合电动汽车空调系统使用的压缩机。 3)与目前使用的燃油汽车空调系统相比,电动汽车空调系统的低速性能略差,但它却具有较好的高速性能。 4)若轿车顶盖全部布满太阳电池,所产生的电能约为225W,可以使空调系统的制冷量增加8%左右,同时还能降低汽车空调冷负荷的峰值。 致谢:广东省电动汽车实验专门为本项目研制驱动电机,并指导电控系统的设计;试验得到广州豪华汽车空调器有限公司质检科的支持和配合,在此一并致谢。 电动汽车论文:电动汽车制动能量管理论文 摘要:电动汽车的驱动电机运行在再生发电状态时,既可以提供制动力,又可以给电池充电回收车体动能,从而延长电动车续驶里程。对制动模式进行了分类,并详细探讨了中轻度刹车时制动能量回收的机制和影响因素。提出了制动能量回收的最优控制策略,给出了仿真模型及结果,最后基于仿真模型及XL型纯电动车对控制算法的效果进行了评价。 关键词:制动能量回收电动汽车镍氢电池Simulink模型 电动汽车(EV)的研究是在环境保护问题及能源问题日益受到关注的情况下兴起的。在EV性能提高并逐步迈向产业化的过程中,提高能量的储备与利用率是迫切需要解决的两个问题。尽管蓄电池技术有了长足进步,但由于受安全性、经济性等因素的制约,近期不会有大的突破。因此如何提高EV能量利用率是一个非常关键的问题。 制动能量回收问题对于提高EV的能量利用率具有重要意义。电动汽车采用电制动时,驱动电机运行在发电状态,将汽车的部分动能回馈给蓄电池以对其充电,对延长电动汽车的行驶距离是至关重要的。国外有关研究表明,在存在较频繁的制动与起动的城市工况运行条件下,有效地回收制动能量,可使电动汽车的行驶距离延长百分之十到百分之三十。 目前国内关于制动能量回收的研究还处在初级阶段。制动能量回收要综合考虑汽车动力学特性、电机发电特性、电池安全保证与充电特性等多方面的问题。研制一种既具有实际效用、又符合司机操作习惯的系统是有一定难度的。本文对上述问题作了一些积极的探索,并得出了一些有益的结论。 1制动模式 电动汽车制动可分为以下三种模式,对不同情况应采用不同的控制策略。 1.1急刹车 急刹车对应于制动加速度大于2m/s2的过程。出于安全性方面的考虑,急刹车应以机械为主,电刹车同时作用。在急刹车时,可根据初始速度的不同,由车上ABS控制提供相应的机械制动力。 1.2中轻度刹车 中轻度刹车对应于汽车在正常工况下的制动过程,可分为减速过程与停止过程。电刹车负责减速过程,停止过程由机械刹车完成。两种刹车的切换点由电机发电特性确定。 1.3汽车长下坡时的刹车 汽车长下坡一般发生在盘山公路下缓坡时。在制动力要求不大时,可完全由电刹车提供。其充电特点表现为回馈电流较小但充电时间较长。限制因素主要为电池的最大可充电时间。 由于电动汽车主要工作在城市工况下,所以本文将研究重点放在中轻度电刹车上。 2制动能量回收的约束条件 实用的能量回收系统应满足以下要求: (1)满足刹车的安全要求,符合驾驶员的刹车习惯。 刹车过程中,对安全的要求是第一位的。需要找到电刹车和机械刹车的最佳覆盖区间,在确保安全的前提下,尽可能多地回收能量。具有能量回收系统的电动汽车的刹车过程应尽可能地与传统的刹车过程近似,这将保证在实际应用中,系统有吸引力,可以为大众所接受。 (2)考虑驱动电机的发电工作特性和输出能力。 电动汽车中常用的是永磁直流电机或感应异步电机,应针对不同的电机的发电效率特性,采取相应的控制手段。 (3)确保电池组在充电过程中的安全,防止过充。 电动汽车中常用的电池为镍氢电池、锂电池和铅酸电池。充电时,避免因充电电流过大或充电时间过长而损害电池。 由以上分析可得能量回收的约束条件: (1)根据电池放电深度的不同,电池可接受的最大充电电流。 (2)电池可接受的最大充电时间。 (3)能量回收停止时电机的转速及与此相对应的充电电流值。 本项目原型车为XL型纯电动车,驱动采用异步交流电机,额定功率为20kW,峰值功率为60kW,额定转矩为53Nm,峰值转矩为290Nm,持续输出三倍额定转矩时间不小于30s,额定转速为3600r/min,最高转速为9000r/min。蓄电池采用24节100Ah镍氢电池,其瞬时充电电流可达1.5C(C为电池放电倍率),即150A。在充电电流为0.5C时,可持续安全充电。实验表明,在电机转速为500r/min时,充电电流小于6A。可设此点为电刹车与机械刹车的切换点。 3制动能量回收控制算法 3.1制动过程分析 经推导可得,一次刹车回收能量E=K1K2K3(ΔW-FfS)。 特定刹车过程中,车体动能衰减ΔW为定值。特定车型的机械传动效率K1和滚动摩擦力Ff基本上是固定的。对蓄电池来说,制动能量回收对应于短时间(不超过20s)、大电流(可达100A)充电,因此能量回收约束条件(2)可忽略,充电效率K3也可认为恒定。对于电机来说,在制动过程中,其发电效率K2随转速和转矩的变化而变化。制动距离S取决于制动力的大小和制动时间的长短。 由以上分析可知,如果电池状态(包括放电深度、初始充电电流强度)允许,回收能量只与发电机发电效率和刹车距离有关。在满足制动时间要求的前提下,通过调节电机制动转矩可以控制电机转速。 3.2控制算法 控制策略可描述为:在满足刹车要求的情况下(由中轻度刹车档位决定),根据能量回收约束条件(1)和(3)的不同值,确定最优制动力,使回收的能量达到最大,即电流对时间的积分达到最大。为了与平常的刹车习惯相符合,令制动力随刹车时间呈线性增长,即Fj=Fo+Kt。问题转换为寻找最优的制动力初值Fo和制动力增长系数K。 我国常用的轿车循环25工况规定,汽车最高速度不超过60km/h,加速度变化范围为-1.5m/s2~1.5m/s2。为了体现城市工况下汽车制动的典型性,同时保证安全性和平稳性,考察如下制动过程:电制动初始速度为60km/h(对应电机转速为4500r/min),电制动结束速度为5.4km/h(对应电机转速为500r/min),要求加速度的绝对值小于2m/s2,速度曲线尽量平滑。中度档位刹车时规定制动时间为8s~12s,轻度档位刹车时规定制动时间为12s~18s。下面只讨论中度档位刹车情况,轻度档位刹车情况与之类似。 镍氢电池(100Ah)在常温以0.5C放电时,电池单体电压变化范围为12~15V,但电池主要工作于平台段,即12.2~13V。为讨论问题方便,认为电池单体端电压为12.5V,总电压等于300V。据此假设,计算所得的充电电流误差不超过6%。 电机在不同的转速与转矩运行时,实测的效率曲线类似指数函数。为了处理方便,可将效率曲线分三段线性拟合成如下函数(拟合误差不超过5%,其中n为电机瞬时转速): 与此相对应,可将制动过程分成三个阶段: 第一阶段:电机转速变化范围为4500r/min~3600r/min,电机发电效率为0.9,要求制动时间t1≤3s。 取制动转矩为60Nm,即F0=1860N,K=20,可得t1=2.62s,平均加速度约为-1.29m/s2。计算可知,充电电流I单调减小,IMax=It=0=75.75A。 第二阶段:电机转速变化范围为3600r/min~1500r/min,电机的发电效率变化范围为0.9~0.82,要求制动时间t2≤5s。 此时问题归结为在约束条件下的最优控制问题。经仿真计算可知,回收能量值随F0、K的增加而单调增加,并且主要由F0决定。当F0较小时,K的变化对制动时间的影响较大。由于电机可运行在三倍过载(140Nm)的情况下,可得最大制动力为4300N。当F0=4300N、K=30时,回收能量取最大值,为274.3(单位:安秒/As),平均加速度为-2.83m/s2。为了满足刹车平稳性的要求,取F0=2300N、K=50。制动时间为4.71s,此时回收能量为262.8As,较最大值减少4.2%,而平均加速度为-1.68m/s2,仅为最大值的59.3%。此阶段充电电流最大值为76.9A。为了准确描述能量回收的效果;引入了一个新的单位“安秒/As”(即时间以秒为单位对电流的积分)来衡量能量的大小。 第三阶段:电机转速变化范围为1500r/min~500r/min,电机的发电效率变化范围为0.82~0.6,要求制动时间t3≤2s。 仿照第二阶段的分析方法可得,取F0=3000N、K=30时,制动时间为1.88s,回收能量为42.1As,平均加速度为-2.01m/s2。此时回收能量较最大值减少2.3%,而平均加速度为最大值的74.1%,此阶段充电电流最大值为35.9A。 4仿真模型及结果 根据汽车动力学理论并结合其它相关方程可得仿真模型: 驱动力合力:Ft=Ff+Fj+Fi+Fw 其中,Ft为作用于车轮上的驱动力合力,Ff为滚动摩擦力,Fj为加速阻力,Fi为坡度阻力,Fw为空气阻力。在城市工况下,Fi和Fw可忽略。 其中,车体质量为M,瞬时车速为V,制动初始车速为V0,电制动结束时车速为V1,充电电流为I,电池端电压为U。其它符号含义与前相同。 在Simulink环境下建立仿真模型,可得电机转速曲线如图1所示,充电电流曲线如图2所示,回收能量曲线如图3所示。 5制动能量回收控制算法功效的评价 以初始速度为60km/h的电制动典型过程为例,经仿真计算可得,回收能量占车体总动能的65.4%,其余的34.6%为机械刹车和电刹车过程中的损耗。以我国轿车25循环工况为例,考虑到摩擦阻力及各部分效率的问题,回收能量占总耗能的23.3%。 实验证明,本文提出的制动能量回收控制策略是简洁有效的。在典型城市工况下,配备能量回收系统的XL型纯电动轿车运行可靠,可以延长续驶里程10%以上。 6其它相关问题的讨论 锂电池由于比能量高,也是EV常用的动力源。实验证明国内研制的锂电池瞬时(20s)充电电流上限可达1C,对常用的80Ah锂电池而言,其最大充电电流为80A左右。但是出于安全方面的考虑,如果把制动能量回收系统用于锂电池系统,需要严格的限流措施或将电刹车与机械刹车同时作用。 制动能量回收的另一种情况是汽车下长缓坡。我国规定城市道路坡度不超过8%,在此条件下,如果EV下坡速度为30km/h(n=2200r/min,效率=0.847),则制动充电电流为37.6A,对镍氢电池来说不到0.4C,可以安全地持续充电。 尽管本课题针对纯电动车,但由于混合动力车与纯电动车的能量回收规律相似,因此以上讨论同样适用于各种混合动力车,主要区别在于电池放电倍率大小不同。 电动汽车论文:电动汽车应用管理论文 这种电力电子系统的两个特征是压接技术和机械高度集成化,这两者都是混合多动力电动汽车的里程碑技术。 2004年5月25日,纽论堡--来自于赛米控为混合动力和电动汽车开发的优化模块SKAITM,由于其特殊的压接技术以及机械集成度,满足了汽车工业的高可靠性需求。就产品性能而言,和以前开发的产品相比SKAI™模块取得了长足的进步。 SKAI™是一个三相逆变模块,用于将直流电源(来自于燃料电池)转变成交流电源(供给电机)并可附带能量回馈电路。该系统含集成的DSP控制器,驱动和保护电路,直流稳压电容,半导体,绝缘体,传感器,液体冷却回路以及和汽车通信的CAN总线接口。 该功率电子模块包含两种拓扑结构。其一IGBT模块设计有600V/1200V,500A/400A规格的输出能力,适合50~200KW功率的电机,而第二种拓扑MOSFET模块设计有75V/100V/150V,700A/600A/500A规格的输出能力,适合3~20KW功率的电机。 SKAI™是赛米控在其以往主要用于汽车领域的专利压接技术--SKiiP 技术的基础上发展起来的。事实上,得益于其SKiiP 技术,赛米控享誉电池汽车的功率电子系统专业供应商的殊荣已有十余年的历史,特别是在叉车领域中。这种用于所有电气接触和热接触上的压接技术,能延长产品寿命并提高温度循环能力。与焊接不同,压接技术对冲击、震动以及高环境温度不敏感,并能确保热直接扩散到散热器。“正是这种压接技术帮助我们在汽车工业立稳了脚跟”,赛米控国际营销/市场总监PeterFrey先生说道,“它为高要求,低成本,安全第一的汽车工业提供了服务保障”。 SKiiP 技术早已使用在很多电动汽车上,如OpelZafira,BMWE1,FordThink(其前身为Pivco),FiatSeicentoElettra,DaimlerChryslerA-Class,AudiDuo,混合动力公交工程,VWPowerGolf,ChryslerEpic。除了混合动力汽车和燃料电池汽车外,SKiiP 技术在叉车、平板传输带,社区汽车以及拖拉机上都得到广泛应用。 就赛米控产品策略的背景,PeterFrey先生表示:“对我们而言,如今内燃机最具潜能的替代品就是混合动力电动汽车和氢燃料电池汽车。这种想法事实上在19世纪就业已存在,出而非新近才出现。“燃料电池电动引擎不产生有害的排放物,噪音低,能量利用效率高。如此多的优点使得我们在该领域进行研究和开发的时候始终保持着昂扬的激情。” 电动汽车论文:电动汽车锰酸锂电池寿命的研究 本文作者:曹建华 高大威 宣智渊 魏解元 单位: 清华大学汽车工程系 前言 作为混合动力车辆的车载能源,锂离子电池的性能是车辆重要的参数之一。混合动力城市客车对于电池的要求很高,因其起停和加减速工况占总工况的很大一部分,电池工作电流区间跨度大,且电流变化率也非常大,这无疑会缩短电池寿命;而混合动力城市客车行驶特性则要求电池具有良好的寿命,以保证其经济效益。所以,对于车用电池使用寿命的研究很有现实意义。国内外学者对于混合动力车用电池寿命的研究主要在两个方面:一是锂离子电池循环寿命测试,包括分析影响电池寿命的因素等[1-4];二是电池寿命预测模型的建立[5-6]。研究结果显示,锂离子电池在55℃的环境下存储之后容量衰减加剧,表明高温下的工况测试对电池寿命的影响更大[7]。目前对锂离子电池的研究更多的是围绕单体电池进行的,而对单体电池成组之后的寿命研究较少。但电池成组对电池寿命有一定的影响,比如本来能够充满的单体电池成组后只能充入单体电池容量的95%[8]。本文中根据北京市混合动力城市客车的实际运行数据提取出一个电池充放电循环,作为电池使用寿命试验研究的工况,然后进行电池循环寿命试验,评估了锰酸锂电池的寿命;分析了影响电池使用寿命的因素,提出了合理的电池运行工况。通过电池寿命强化试验,可得到不同应力水平下电池寿命衰减的关系,给出了在大的应力水平下进行电池寿命试验和缩短试验时间的方法。 1车用锰酸锂电池寿命试验的介绍 1.1电池寿命试验研究平台电池使用寿命试验研究平台包括电池试验台、主控计算机系统和动力电池等,如图1所示。研究对象为某型号车用锰酸锂电池组,其主要参数见表1。电池组中各单体电池排列顺序见图2。电池试验台是美国Arbin公司生产的专业电池测试仪器,该仪器可对电池以恒流、恒压或者恒功率等手段充放电,并可进行工况测试。电池运行时的各种数据由电池管理系统采集,通过CAN总线和主控计算机实现通信,以监控试验状况,并记录数据。 1.2电池寿命的试验方法 1.2.1电池充放电工况循环的制定试验用的同型号电池搭载在混合动力客车上,在北京的某线路上进行了4000km的测试。分析试验过程数据可知,电池在运行过程中重要的3个参数:电压和SOC变化不大;电流的变化非常剧烈。最大充电电流达到120A,最大放电电流达到150A。所以,车辆对于电池系统的实际功率需求是随电流变化而变化的,在制定电池充放电工况循环时,可默认电压被限制在某一个固定值附近,而电流值的改变则对应了电池功率的改变。工况的时长是5min,如图3所示。工况提取的操作如下。(1)将充电电流从0到最大值等分成10个区间,统计落在各个区间的电流平均值和电流持续时间占总时间的比例。(2)将放电电流从0到最大值等分成10个区间,统计落在各个区间的电流平均值和电流持续时间占总时间的比例。(3)统计电流为0的持续时间占总时间的比例。(4)工况各脉冲电流值即是步骤(1)和(2)中的平均值,电流持续时间比例保持不变。(5)采用充电、静止和放电循环的步骤构成脉冲序列,充放电电流依次增大。由于工况参数都是混合动力客车运行时实测数据的平均值,该工况循环在很大程度上能模拟真实道路上电池的工作情况。 1.2.2试验方法工况循环试验共进行了5000个循环的测试,每个循环时长5min。每1000个循环之后进行1次电池全容量充放电,测量电池的容量。测量电池容量时参照汽车行业标准《电动汽车用锂离子蓄电池(QC/T743—2006)》,测定电池容量的流程见图4(电压判断标准是平均单体电池电压达到极值,I3=5.33A)。 2锂离子电池寿命的初步评估 一般认为当电池容量衰减至额定容量的80%以下时[1],电池不再适合动力系统或整车的需要,试验参考QC/T743—2006国家标准,也以电池容量衰减为额定容量的80%作为电池寿命终结的标志。电池寿命一般都是通过强化试验来缩短试验时间,但是强化试验须知道各种应力水平下的电池寿命试验结果的关系,这非常复杂。而如果给电池施加的电流应力水平是其工作时的水平,试验将会持续非常长的时间,同样不可取。在本文中,电池寿命试验采取了试验加模拟的方法,通过部分试验得到电池容量的衰减情况,模拟出电池容量衰减曲线,从而计算出电池的寿命值。电池每1000个循环后的容量测量结果见表2。从表2中第3栏的数据可见,与前面的4个1000循环相比,第5个1000循环的电池容量衰减率明显增加,显示出一定异常。在监测电池单体电压的过程中发现,4000个循环之后,电池组中24号单体电池出现电压明显下降的问题,并且随着试验的进行,它与其他电池的电压差距越来越大,因而断定是由于24号单体电池过度亏电导致电池组衰减速率加快。图5为5000个循环之后全容量放电时,24号单体电池与其他单体的电压曲线对比。为消除因24号单体电池原因造成电池组容量衰减速率的加快,在进行数值拟合时,舍去了5000循环后的数据,分别进行1阶以及2阶的拟合,并将其外推,来预测电池寿命,结果如图6所示。电池失效时的容量为标称容量的80%,即12.8A•h,按1阶拟合结果,电池可以使用21450个循环,折合时间为1787.5h。以混合动力客车实车数据统计得到的客车平均速度为18km/h计算,在电池失效前,车辆可行驶3.22万km;按2阶拟合结果,电池可使用15410个循环,折合1284.2h,行驶里程为2.31万km。对比这两种拟合方式,2阶拟合结果更接近随着电池使用时间延长容量衰减率加快的实际情况。 3温度和单体电池的一致性对电池寿命的影响 3.1温度对电池寿命的影响电池在工作时会伴随着电极和电解液的分解,锂离子也会在电极上沉积形成氧化物,这些反应导致了电池容量的减小。而温度和反应速率存在如下关系[9]。式中:K为电极衰减反应速率,mol/s;Ea为反应的活化能,kJ/mol;R为气体常数,R=8.31451J/kmol;T为温度,K;B为频率因子,A/(mol•s)。可见温度对于电池寿命有很重要的影响,表3为单体电池最高温度和容量衰减率之间的关系。从表3可知,在试验的不同阶段,控制试验中的单体电池最高温度略有差别,则电池的容量衰减率也不一样。随着单体最高温度的升高。容量衰减率也呈上升趋势。 3.2单体电池一致性对电池寿命的影响由于生产流程和工艺等方面的原因,单体电池间容量等参数会出现细微的差别,但使用环境会加大这种不一致性。因电池风道设计的缺陷,电池中的某些单体电池始终要比其他单体电池的温度高很多。这种温度的不一致性主要通过内阻的不一致来影响电池寿命。因为不同的单体电池温度会导致其内阻不一样,这样单体电池的电压也就不同。在整个试验过程(包括工况循环试验及下文所述的强化试验和容量补充试验)中,总共进行了17次充放电,按照时间先后顺序标示为试验1~17号。对电池进行容量测试时的起始放电和起始充电电压数据进行分析,发现它们随着试验的进行呈现出一定的规律,如图7和图8所示。从图7和图8可见,随着试验的进行,电池的起始充电电压越来越大,起始放电电压越来越小,说明每次电池在全容量充放电的过程中,充入的电量变少,且放出的电量更少,即电池的容量在逐渐减小。分析试验中电池充放电电压范围变小的原因可知,在充电过程中,某些单体电池的电压高于其他单体电池,当其电压达到4.2V时,很多单体电池的电压仍未达到4.2V,这导致后续放电电压降低;在放电过程中,某些单体电池的电压远低于其他单体电池,当其电压降至3.0V时,仍有很多单体电池的电压大于3.0V,这导致后续充电电压升高。随着试验的进行,单体电池的电压差距在增大,充放电电压范围就逐渐减小了。所以在电池工作时要保证每个单体电池不过充过放,每个单体最大电压不超过4.2V,最小电压不小于3.0V。单体电池的电压不一致还会造成充放电过程中的部分单体电池过充和过放,损坏单体电池。在试验中,24号单体电池由于过度放电导致其电压降低,进而影响了整个电池组的寿命。 4电池寿命强化试验 4.1电池寿命强化试验方法电池的强化试验就是对电池采用一些比较苛刻的试验条件,比如大电流、宽SOC范围充放电和电池处在较高的温度下等。这些极端的情况,会导致电池容量衰减加速,从而缩短电池寿命试验的时间。通常情况下,还须寻找这些极端情况试验和普通工况试验之间的关系,及二者对于电池影响之间的换算系数,从而可由强化试验的结果推导出电池在一般工况试验下的结果。把各种参数简化为对电池的作用应力值,电池强化试验的基本思路就是利用高应力水平下的寿命特征去推导出正常应力水平下的寿命特征,所以应先研究应力值和容量衰减率之间的关系。此次试验选取了电池充放电电流和电池SOC范围两个应力条件。首先,分别统计了实车试验数据中充电和放电电流的平均值,充电电流为40.71A,放电电流为35.43A。为考查两个因素对电池寿命的影响,采用控制变量法进行试验。选定两种不同电流应力水平,第一种是以80A电流充电,70A电流放电;第二种是以120A电流充电,105A电流放电。考虑到SOC在试验仪器中不可控制,以电压范围代替SOC范围,第一种是从320~400V;第二种是从340~380V。用控制变量法一共要进行4组试验,见表4。试验时每一应力水平下,进行多次充放电循环,之后进行一次全容量放电,测定该时刻的电池放电容量,计算这一循环过程的容量衰减率。为提高试验精度,采用了多次测量取平均值的方法。 4.2试验的结果分析将电池容量衰减情况列于表5中。可求得不同组别的容量衰减率:第1组为2.52×10-2A•h/h;第2组为0.108A•h/h;第3组为2.06×10-2A•h/h;第4组为0.114A•h/h。强化试验之前的工况循环试验按其平均容量衰减率为0.16A•h/103cycle计算,每个循环时间为5min,容量衰减速率换算为1.92×10-3A•h/h。分析试验结果,可得到的规律如下。(1)对于同样的电压变化范围,大电流强度容量衰减率远大于小电流强度。(2)对于同样的电流强度,不同电压范围应该是电压范围越大,容量衰减率越大。但是试验结果没有看出明显的规律。工况循环的电压变化范围一般在350~390V,从之前得到的数据来看,电压范围变化对容量衰减率变化的影响远不及电流强度变化的影响,因此本文中只考虑电流强度的影响。如果分别设工况循环电流强度和容量衰减率为x和y,则第1、3组强化试验电流强度应力水平为2x,第2、4组强化试验电流强度应力水平为3x;第1、3组强化试验容量衰减率为11.93y;第2、4组强化试验容量衰减率为57.81y。令P为强化试验电池电流强度和工况循环电流强度之比,C为强化试验电池容量衰减率和工况循环下电池容量衰减率之比。在P=1时,lnC=0的约束条件下进行2阶拟合,得到图9的曲线。拟合方程式为lnC=-0.4505P2+3.8305P-3.38(2)这样若得知电流强度为I2的强化试验条件下的容量衰减率为ΔC2时,则可按下式求得电流强度为I1的正常工况循环下的容量衰减率ΔC1。ln(ΔC2/ΔC1)=-0.4505(I2/I1)2+3.8308(I2/I1)-3.38(3)温度对于容量衰减的影响是不能忽略的,但是由于缺少相关的试验设备,温度部分的工作暂时未能进行,因此上述有关强化试验的结论有待今后进一步完善。 5结论 (1)所采用的工况循环测试方法能更真实地体现电池的实际工作状况,试验测得的电池循环寿命更加接近电池在实车环境中的寿命。(2)温度升高虽然会使容量有所上升,但是容量衰减率大大增加,导致了电池寿命的缩短。(3)单体电池不一致性导致容量测试时,起始充电电压增大,起始放电电压减小,从而导致电池能够释放的电量减少,使电池寿命缩短。(4)电池强化试验表明,电流强度是影响电池寿命的主要因素,由大的电流强度下的试验结果可推导出小的电流强度下的试验结果,为缩短电池寿命试验时间提供了依据。 电动汽车论文:新能源电动汽车电池技术探讨 摘要:电动汽车是最具发展潜力的新能源汽车,以电力为驱动,有着噪声低、低排放、效率高等特点,应用前景广阔。本文围绕新能源电动汽车对其电池技术进行了讨论。 关键词:电动汽车;比能量;可靠性;锂离子电池 0引言 由于传统内燃机汽车所造成的环境和能源问题愈加突出,汽车行业发展受阻。目前我国科研机构和汽车制造企业都加大了对新能源电动汽车的研发力度,以期解决现存电动汽车电池技术难题。 1新能源电动车电池技术 根据能源供给类型的不同,电动汽车可分为纯电动车、混合电动车和燃料电池电动车,且这三种电动车电池技术均面临着技术难题,较难量产推广。电池技术是影响新能源电动车推广和广泛应用的重要因素,所以迫切需要解决电池的容量和能源补充问题。 2新能源电动车电池技术对比 (1)铅酸蓄电池。铅酸蓄电池是由浸入稀硫酸电解液的正极板(PbO2)和负极板(Pb)组成。充放电反应方程式:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。该种电池的性能指标中的比能量和比功率均较低,电池的循环使用寿命也较短,充电所需时间较长,这些特点致使其在电动车领域的推广受到很大制约。同时,该种电池技术较为成熟,可以大批量生产,其造价也低,所以这种电池也具有一定的应用空间,目前是被用于行驶里程短,重点要求较低的场合,例如目前已投入使用的电动观光车、电动叉车、短途电动公交车等。 (2)镍氢电池(NiMH)。由镉镍电池发展而来的镍氢电池是由电解液(KOH)、碱式氧化镍(NiOOH)组成的正极和吸氢合金(MH)组成的负极构成。充放电反应方程:NiOOH+MH⇋M+Ni(OH)2。镍氢电池充电时间短、容量大、放电深度大,更有着耐过充和过度放电等优点,但是由于金属镍价格较昂贵对其在在电动车领域的推广和应用。镍氢电池与锂离子电池相比,能量密度较弱但可靠性高、成本低。在不久的将来镍氢电池会成为混合动力电动车的主流电池。 (3)燃料电池(FuelCell,FC)。燃料电池由正极、负极(不包含活性物质)和电解质隔膜组成。目前研究以氢燃料电池为主,充放电反应方程:2H2+O22H2O。作为被汽车制造商重点投资的燃料电池,仅须补充燃料与空气即可,并不需要充电储能的过程。氢燃料电池不仅供电效率高、功率密度高,也有着无污染和可循环利用的优点。但是其造价太高、启动时间过长,制造和存储代价高且氢燃料电池加氢站的建设有着很大的难度。就目前来说,燃料电池电动车只是处于研发阶段,尚存在较多技术难题,在短期内很难进行大规模的推广。基于燃料电池绿色环保的作用,燃料电池未来肯定会成为解决能源危机的动力电池,有着较为广泛的前景。 (4)锂离子电池。锂离子电池主要包括正极(锂离子金属氧化物LiMO2构成)、负极(焦炭或石墨C构成)和有机溶液(溶有锂盐)。充放电反应方程:LiMO2+nC⇋Li1-xMO2+LixCn。锂离子电池的性能要优于前两种电池性能,有着体积小、寿命长和自放率低的优点,锂离子电池并不存在传统蓄电池出现的“记忆效应”,该电池无污染,所以该种电池一直被看好,是最具有实用价值的电动车电池。但锂离子电池在快速放电性能、价格、过放电保护方面有着不足之处。而大容量、高功率的锂离子电池在安全方面有着一定能够隐患,使其大规模推广受到限制,现在主要被用于容量较小、功率较低的电动汽车的应用中。目前各国汽车生产商都在重点研究锂离子电池技术,主要围绕如何降低电池成本,实现快速便捷放电,确保大容量的电池安全性为研究重点。 3锂离子电池技术 (1)锂离子电池材料技术。该种电池正负极材料体系很丰富。用于动力电池的NCM三元层状正极材料,其中LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的应用比较成熟,而拥有较高容量的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2已被批量应用。近几年铝掺杂的锂镍钴氧电池将被用于驱动电动汽车,与锰酸锂混合也可用于制造车用动力电池。磷酸铁锂电池生产已满足客车和专用车辆的应用。用于负极的材料石墨、硬/软碳和合金负极材料,其中石墨应用最为广泛,无定形硬碳或软碳与石墨混合已经逐渐被应用。钛酸锂负极材料倍率性和循环性佳,但比能量低、成本高,适用于大电流充电。将纳米硅或硅氧化物作为负极材料已有小批量应用,但还需研究出解决因锂嵌入硅后造成的体积膨胀导致使电池循环寿命减少问题的方法。锂离子电池电解液中六氟磷酸锂及其它新型锂盐、溶剂提纯、电解液配制、功能添加剂技术不断进步,而如何提高电池工作电压,如何改善电池高低温性能是现在研究方向,目前安全型离子液体电解液以及固体电解质均在研制中。聚烯烃微孔膜是现如今锂离子电池隔膜销售中的主要产品,而耐高温、高电压隔膜将会是未来的主要发展方向。 (2)单体电池技术。单体电池形状主要有圆柱、方形金属壳(铝/钢)和方形软包散装,而车用电池组容量大、电池数量多、管理系统复杂。目前圆柱电池技术并不能满足车用电池需求;方形电池电芯制作方式较多(正极包膜叠片、卷绕+叠片、叠片+卷绕等),制作出的电池容量大,适用于软极片电池(磷酸铁锂和三元材料的电池)。叠片式电池在各材料体系中均适用,可靠性高,与卷饶电池相比寿命较长,例如日产Leaf纯电动汽车、Volt插电式混合动力汽车电池均采用叠片式。软包电池电芯的制作则与方形金属壳电池类似。总体来看,我国单体电池生产正在由半自动向着全自动大规模制造迈进。 (3)电池系统技术。我国动力电池系统产品存在功能简单、数据采集可靠性较弱,SOE估算精度、热管理、均衡、安全管理等有待提升,而优秀元器件则差距大。电池系统应从结构设计优化与材料选型两个方面入手结构抗振、抗冲击以及轻量化集成优化设计进行研究,并从故障诊断预测、热安全监测预警和防控三个方面进行关键技术的开展。 4结语 综上所述,对于新能源电动汽车来说镍氢电池性能要优于铅酸蓄电池,燃料电池和锂离子电池比与镍氢电池相比性能性能更佳,但都有着各自难以突破的技术难题。基于锂离子电池各项性能和目前技术研究程度,不久的将来锂离子电池会被广泛应用于纯电动汽车。 作者:姬超 单位:山东中实易通集团有限公司 电动汽车论文:纯电动汽车的故障诊断思路探究 摘要:随着国家经济水平与科技水平的不断提升,纯电动汽车技术正在不断成熟和发展,逐渐步入产业化进程。目前汽车故障诊断技术探索大多数是针对传统发动机汽车而进行的,对于纯电动汽车的故障诊断研究少之又少。我国与国际上汽车故障诊断水平先进的国家来说,仍处在起步阶段,因此对于纯电动汽车的故障诊断发展需要不懈的努力。对纯电动汽车的常见故障进行了阐述,并探索了故障诊断思路。 关键词:纯电动汽车;故障诊断;思路 纯电动汽车指的是整体运动全部通过蓄电池来提供电力驱动的电动汽车,尽管纯电动汽车已经经历了一百多年的历史,然而其一直限制在某些特殊环境下使用,面对的市场有限。造成这种情况的关键原因在于各种类型的蓄电池,大都存在成本高、工作期限低、外观较大、质量高、充电时间较长等明显缺陷。除此之外,纯电动汽车的故障诊断技术尚不发达,不仅仅是查找问题存在困难性,而且在处理故障的时候比之传统动力汽车更为复杂和危险。国内的纯电动驱动系统开发刚刚起步,出现故障的概率相当大,安全性能需要着重提升。同时,既有的汽车以及电机系统的故障诊断技术和智能检测技术大多数难以直接用在电驱动系统中,而且部分电驱动系统特有的问题同样缺少对应的诊断措施,所以非常有必要对纯电动汽车的故障诊断思路进行探索。 1纯电动汽车系统构造分析 由于生态与环境的压力和政府的大力支持,使得纯电动汽车正在渐渐走入大众的视野中并接受人们的考验。为了确保高压电安全,需要严格按照有关标准进行设计。电动汽车整车控制系统可以称作是汽车的指挥中心,通过它来统筹协调汽车每个部位运行,是整车控制系统的中心枢纽。随时能够正确诊断每个系统出现的故障且做出科学的解决方案,是确保汽车稳定运行的重要技术。纯电动汽车是通过组合多个子系统而形成的一个复杂系统,不但有低压电气组织,而且还有强电压、高电流的高压动力组织,其中任意一个部件故障都将导致整车不能稳定行驶,特别是对于电压高达上百伏的供电系统,假如产生漏电问题,将很可能给驾驶人员的生命带来威胁。本文设计了某纯电动汽车动力系统结构和控制机制,其中发动机、电池等各个零构件都配有相对独立的控制系统,并且利用控制器局域网络把数据传送给整车控制设备,同时利用控制器局域网络接收整车控制系统的控制命令,整车控制系统所采集到的零构件数据和采集的油门踏板数据、档位数据等乘坐人员数据,由此获得控制对象的信息,此外还可以利用控制器局域网络总线发送和直接操作继电系统,以此来保证汽车安全、稳定地依据乘坐人员需要工作。在进行控制的环节里,及时地判断各个系统故障且在出现问题时选择合适的处理手段,是确保整车稳定、可靠行驶的关键。 2纯电动汽车常见故障诊断思路分析 2.1纯电动汽车绝缘故障的诊断和查找 纯电动汽车是通过纯电池动力来为汽车提供动力的车辆类型,该类型车辆的动力电池的输出电压通常保持在DC/72V与DC/600V之间或者超出此范围。通过有关标准的规定可知,一般人的安全电压强度通常指的是不能导致人类直接死亡或者残废的电压强度,而通常环境条件下许可长时间触碰的安全最低电压为DC/36V。可以说纯电动汽车动力电池产生的电压强度已然大大超出了此安全电压范围,因此对纯电动汽车绝缘故障的诊断是相当重要的工作。同时纯电动汽车发生该故障的概率并不低,经过对诊断过程的归纳,累积了一些经验:首先对于绝缘故障警报来说,通常纯电池汽车的最小警报绝缘电阻额值度设置在500千欧左右,通过电池控制系统来负责检查功能,假如检查到的绝缘电阻额度不高于此值时,电池控制系统将把相应的绝缘问题代码发送给上位机设备,整车方面利用综合仪表来实现代码读取与故障提醒。如果综合仪表上出现故障代码或者警报提醒时,就意味着该汽车产生了绝缘问题,需要及时进行故障诊断,以此避免出现人身安全事故;其次要初步判断绝缘警报,按照实际汽车的情况来分析,故障的类型与故障零件多种多样,可以按照一定的步骤来实现初步判断。假如汽车的仪表可以正常工作,且真实反映出车辆是否存在故障,则表明电池控制系统绝缘监测自身是没有问题的。假如汽车的仪表提示的是绝缘没有连接,那么此时需要检测低压控制路线是不是正确连接或者已经松脱。当经过检测得知低压连接路线没有故障,就应该检查控制器局域网络线路的通信问题,测试终端电阻数值是不是合理,一般情况下数值是60欧,假如测试结果低于该数值,则表明信号被阻隔了,会致使控制器局域网络通信失常。除此之外,还应当对高压部件进行检测,确定了系统线路连接正常,则可以把注意力放着高压部件的绝缘过低方面。通过这种方式,可以高效提升诊断速度且正确找到故障部位。 2.2纯电动汽车高压电故障诊断和安全管理 纯电动汽车使用动力蓄电池与电动机作为驱动装备,产生的电压能达到数百伏。如果出现高压电路绝缘故障,则将直接威胁到乘坐人员的生命财产安全和车载物品的安全。所以纯电动汽车高压电故障诊断技术已经变为纯电动汽车设计人员首先要处理的关键问题之一。纯电动汽车高压电故障诊断和安全控制的意义在于处理纯电动汽车的高压电安全问题。纯电动汽车高压电系统线路的短路、漏电等问题都会给车辆的高压用电安全带来不可预测的损害。对于纯电动汽车高压电结构的配置,为该结构可能出现的故障实现分析,其中纯电动汽车高压电部位故障能够分成动力蓄电池系统问题、短路问题、绝缘问题、高压环路问题等,任意一种故障都是纯电动汽车的潜在威胁。为了真正处理电动汽车所面对的各种故障问题,保证电动汽车的高压用电安全,国内纯电动汽车安全规范对车载能源储存设备、性能安全与问题预防和驾驶员触电保护都做了明确的规定,为纯电动汽车高压电路设计与生产提出了科学的设计与测试规定,且提供了比较详细的硬件设计试验检查程序。然而,这只是高压电系统自身设计和生产层次上的保障手段。因为纯电动汽车工作环境复杂,故障的出现具有很大程度的随机性,单单依据高压电系统自身可靠性设计和生产仍不足以让电动汽车具有预防各样高压危险事故突发的能力。 2.3纯电动汽车电驱动故障诊断分析 以往的故障诊断系统是利用一套整车管理控制器局域网络实现通讯的,而整车控制器局域网络中通常会设置很多控制单元,于是就比较容易导致总线荷载过高,系统即时反应速度缓慢,故障分析数据难以获得快速的反应。本文针对该问题构思了一种独立的故障分析控制器局域网络,这种网络的特征是能够在整车控制器局域网络中获得数据,但是没有传送数据的能力。通过加工后的故障数据是应用故障诊断结构传送至独立的故障诊断控制器局域网络中的,继而通过故障诊断控制器局域网络传送到每个控制器,这种方式不但能够提升故障反应速率,还能够防止多个控制器局域网的互相扰动。在纯电动汽车的电驱动故障诊断系统中,整车控制器与电动机控制器把电压、电流、热度等数据以文字形式发送到故障诊断系统,故障诊断系统依据诊断规范分辨其是否为故障后,再以文字的形式传送出去。电驱动系统包含了驱动电路与电动机自身。该文中的电动机使用的是效率明显的永磁同步电机。 驱动系统包括了控制电路、驱动维护系统、电力供给系统和传感系统等。电驱动系统的故障一般出在控制器方面与电机自身方面。对于纯电动汽车电驱动故障诊断分析方法通常有两种,一种是自测试手段、另一种是在线诊断方法。直流母线系统线路中的电容是一种能够在自测时期处在非静态输出的零件,在自测试的结束阶段应当对母线电容进行充电,在充电环节里电容的接入电流和电压都是非静态的参数,应用这个特征能够实现电容故障的检查。在线诊断方法通常包括IGBT模块开路故障在线检测、电机绕组匝间短路故障在线诊断与位置传感器偏转误差故障的在线诊断。该方法具备工程实用性高、诊断迅速的优势。 3结语 电子信息技术在汽车领域的使用让车辆故障测试和诊断变得更加繁复,以往的经典修理手段已经难以满足实际需求,所以汽车故障诊断系统和专门的诊断设施的开发有着十分巨大的发展空间,故障诊断技术正在渐渐朝着自动化的方向发展。国内已经有部分研发机构对纯电动汽车故障诊断技术进行研究,并且获得了比较乐观的成绩。尽管目前纯电动汽车的故障诊断系统仍旧处在起步阶段,然而随着科技水平的持续提升,相信故障诊断系统必定会越来越完善。 作者:白彩盛 单位:甘肃金城理工中等专业学校 电动汽车论文:电动汽车复合电源控制研究 摘要: 针对蓄电池单独作为汽车电源不能满足纯电动汽车短时间功率的需求问题,可采用超级电容与双向DC/DC串联再与蓄电池并联的复合电源来满足汽车功率的需求。利用模糊控制工具箱设计对于复合电源功率分配的模糊控制器,搭建整车复合电源控制策略模块,应用Cruise软件快速完成整车模型的搭建,将控制策略添加到整车模型中。仿真结果表明,纯电动汽车复合电源控制策略能够有效地分配蓄电池和超级电容的功率,从而使超级电容充分发挥“削峰填谷”的作用。 关键词: 纯电动汽车;复合电源;模糊控制;联合仿真 0引言 动力汽车要求其车载电源具有充放电功率大、充放电效率高、使用寿命长、容量衰减小等特点[1-2]。而蓄电池单独作为汽车的电源时存在充电时间长、比功率太低,不能满足汽车短时间功率需求问题,严重影响汽车的加速、爬坡、制动性能及能量回收效率,不能完全满足汽车对车载电源的要求[3-5]。超级电容充放电迅速,可瞬间大电流充放电,充放电能力比蓄电池要高100多倍,动态特性很好,循环寿命在10万次左右[6-7]。一种新的汽车电源是将超级电容与蓄电池结合起来使用,由蓄电池提供整车运行期间电机需求的平均电功率,而超级电容则提供电机需求的峰值功率,这样可以充分发挥蓄电池比能量大和超级电容比功率高的优点[8]。针对超级电容和蓄电池构成的复合电源系统,实现能量的合理分配是关键。模糊控制利用人的经验、知识和推理技术及控制系统提供的状态条件信息,不依赖物理过程的精确数学模型,具有较好的鲁棒性,控制性能高,简化了复杂的控制问题[9-12]。Cruise是研究汽车动力性、燃油经济性、排放性及制动性能的高级模拟分析软件,灵活的模块化理念使得Cruise可对任意结构形式的汽车传动系统进行建模和仿真[13]。本文采用Cruise/Simulink联合仿真的形式,在基于传统电动车模型的基础上,添加超级电容模型和双向DC/DC模型,利用Cruise搭建整车模型,在Matlab/Simulink中设计了针对复合电源的模糊控制策略,将控制参数进行模糊化处理,并通过MatlabDLL方式进行联合仿真,实现复合电源功率的合理分配,并对模糊控制策略和整车性能进行研究分析。 1复合电源的结构 复合电源主要由蓄电池、超级电容和双向DC/DC组成。复合电源的拓扑结构有很多,例如:蓄电池和超级电容直接并联,蓄电池与双向DC/DC串联,再与超级电容并联[14-15]。本文选择的是超级电容与双向DC/DC串联,再与蓄电池并联共同向负载电机提供电能的方式。复合电源的工作模式为:当汽车正常行驶,需求功率低时,由蓄电池单独向电机供电;当汽车需求功率较高时,蓄电池和超级电容共同给电机供电,并且由蓄电池提供平均功率,超级电容提供峰值功率。当汽车制动时,超级电容优先回收制动能量,在超级电容不能再回收时由蓄电池回收能量。控制策略通过控制双向DC/DC的升降压来控制超级电容的充放电。复合电源组成结构如图1所示。功率总线的功率信息,蓄电池和超级电容SOC(Stateofcharge)等状态信息为模糊控制器控制的输入,经过控制器对功率进行分配。由于汽车在整个运行过程中会经历多种工况,而且交通状况复杂,汽车状态切换频繁,且各种工况下的电机功率、蓄电池、超级电容的状态都各不相同,需要制定合理的功率分配控制策略,使得在保证整车动力性的前提下,利用超级电容高比功率,能够瞬时大电流充放电的特性,为蓄电池“削峰填谷”,减小大电流对蓄电池的冲击,延长蓄电池的使用寿命,提高充放电效率,并且最大限度地回收制动能量,提高整车的效率和经济性[16-18]。 2模糊控制策略模型 利用Matlab中提供的模糊控制工具箱设计了对于复合电源功率分配的三输入、单输出的模糊控制器,输入为汽车的需求功率Preq,蓄电池荷电状态BSOC,超级电容荷电状态SSOC。输出为蓄电池功率分配因子(Kcap)。汽车的驱动电机有电动和发电两种工作模式,在这两种工作模式下系统需求功率大小和波动范围有较大差别,控制的侧重点也不同[19]。因此,在正常行驶与制动两种工作模式下应分别制定复合电源控制策略,即需要两个模糊控制器,它们的模糊控制规则不同,但是两个模糊控制器都是三输入单输出且输入变量和输出变量相同。因此,在Preq>0和Preq<0时各设计一个控制器,分别为模糊控制器A和模糊控制器B。当Preq>0时,设输入量Preq的论域为[04],模糊集为{S、MS、M、MB、B},分别表示{小、较小、中、较大、大}。动力电池BSOC的论域为[0.20.9],模糊集{S、M、B},分别表示{小、中、大},超级电容SSOC的论域为[0.11],模糊集{S、M、B},分别表示{小、中、大}。输出量为动力电池功率分配因子Kcap,其论域为[01],模糊集{S、MS、M、MB、B},分别表示{小、较小、中、较大、大}。各输入结果如图2所示。当Preq<0时,设输入量Preq的论域为[-10],模糊集为{B、M、S},分别表示{大、中、小}。蓄电池和超级电容的SOC论域、模糊集、隶属度函数和Preq>0时是一样的。输出量为蓄电池功率分配因子Kcap,其论域为[01],模糊集{S、M、B},分别表示{小、中、大},输入输出量的隶属函数如图3所示。根据前面设计的模糊控制器,在Matlab/Simulink环境下建立复合电源模糊控制策略模型如图4所示,模糊控制器根据输入变量的变化调节输出比例因子Kcap,从而得出蓄电池所分配的功率,因为汽车的需求功率由蓄电池和超级电容共同提供,所以汽车需求功率减去蓄电池所分配功率得到超级电容分配功率。 3整车模型的搭建 将建好的控制策略添加到Cruise中主要有MatlabDLL和MatlabAPI两种方法。联合仿真的结果都可以直接从Cruise获得。但是用MatlabDLL方法仿真的时间比采用MatlabAPI方式短很多。因此,本论文中采用的是MatlabDLL方式。在控制策略模型建好之后,需要进行模型编译,编译完成后生成controler.dll文件,在Cruise模型中放入MatlabDLL接口模块,进行接口模块的参数设置,完成以上设置后,在Cruisedatabus中完成相应的数据通信,即可实现Cruise与MatlabDLL方式联合仿真[19-20]。在进行信号通信时实际上是一个数据交换过程,Cruise通过数据接口将动力蓄电池和超级电容SOC值、电机转速、负载信号、超级电容电压值等信息传递给Simulink中的模糊控制策略模型,之后Simulink模型将超级电容电流、转换开关信号反馈给Cruise模块中的电气终端、电机及驾驶员,以建立Cruise和Simulink之间的数据通信。AVLCruise软件中含有简捷通用的模型部件、易懂的管理系统、可以与Matlab、C、Fortran接口完成复杂控制算法的设计和离线仿真,也可与DSPACE等硬件接口,展开实时仿真,真实模拟车辆传动系统,完成对复杂动力传动系统的仿真分析,整车仿真模型如图5所示。在进行整车建模时,从模块库中直接拖拽部件模块来搭建整车模型。修改部件属性来快速完成整车模型的参数设定并进行部件间的机械连接、电气联接和信号联接。 4仿真结果与分析 采用中国城市道路工况作为本文的循环工况。中国城市道路工况是中国汽车技术研究中心根据我国各大城市的行驶特征研究出的更加适合我国的城市工况。中国城市道路工况如图6所示,工况总运行时间是1304s。工况中最大速度达60km•h-1,其中怠速时间占工况总时间的28.8%,除去怠速部分之后平均车速则为22.6km•h-1。从图6可直观的看到我国交通系统中存在车辆怠速时间长、总体的均车速低、车辆的速度变化频繁等特点。图7是在中国典型城市道路工况下车辆行驶的当前车速度与期望速度变化曲线。从图中可以看出两条曲线基本保持一致,速度没有出现大的波动,这说明车辆的跟随性和平顺性都比较好。图8是在中国典型城市道路工况下,蓄电池和超级电容所需提供的功率曲线图。从图中可以看出在车辆运行过程中由超级电容和蓄电池共同供电,电池提供的功率比较平稳,在6kW左右。在制动时由超级电容吸收峰值功率,最大峰值功率达到10kW。超级电容充分发挥“削峰填谷”的作用,从而验证制定的模糊控制策略的有效性。 5结论 在纯电动汽车的基础上,借助Cruise软件搭建了带有复合电源模块的整车模型。详细介绍了通过联合仿真的方法将Simulink里搭建的策略模块加入到整车模型中的步骤。其他用户可以根据类似方法开发自定义策略和车型。提出超级电容与双向DC/DC并联再与电池串联的复合电源结构。用模糊控制工具箱设计对于复合电源功率分配的模糊控制器,搭建整车复合电源控制策略模块,使得超级电容充分发挥了提供瞬时功率的作用,避免了蓄电池过充和过放,提高了复合电源系统的循环使用寿命。此设计方案和仿真结果对于纯电动汽车复合电源系统的研究具有一定的参考价值。 作者:周美兰 胡玲玲 张宇 单位:哈尔滨理工大学电气与电子工程学院 哈尔滨职业技术学院电气工程学院 电动汽车论文:电动汽车充放电控制研究 摘要: 大规模电动汽车入网参与电网调度需要在某一区域设置一个机构,作为电力公司调度部门和电动汽车的中介。针对机构对所管辖电动汽车的控制,首先,以1天为1个周期把电动汽车可能被控制的区域分为办公区、居住区和超市购物区。然后,机构根据各电动汽车状态信息把各区域的电动汽车分为充电集群和放电集群。之后,机构根据可调度容量、可调度时长、电动汽车车主违约度制定评价体系对集群内电动汽车在每个时段的充电或放电的顺序进行排队。最后,在保证电动汽车车主行驶和电池安全约束的情况下,对电动汽车进行充放电调度,使机构充放电尽可能满足电力公司调度部门的调度计划。 关键词: 电动汽车;机构;分区;充放电集群;评价体系;充放电顺序 0引言 能源危机、环境污染和气候变化是当今人类面临的三大挑战,为了应对挑战新一轮的能源变革势在必行,基本方向是以实施清洁替代和电能替代为重点,加快能源结构从以化石能源为主向以清洁能源为主的根本转变[1]。电动汽车是以电能替代化石能作为驱动能源,是电能替代的重要内容。随着电池技术的逐渐成熟、充电站修建的不断完善和成本的不断降低,在不久的将来电动汽车将大批量替代燃油汽车[2-3]。对汽车行驶行为模式的研究表明,1天之中90%以上的时间电动汽车是处于停驶状态,可以与电网互动(vehicle-to-grid,V2G)[4],文献[5]围绕电动汽车与电网互动的调控技术、市场机制和基础设施这3方面的关键问题进行了分析。文献[6]针对电动汽车与电网互动对配电网规划的影响进行了分析。另外研究表明,电动汽车具有规模大、接入点分散、单机容量小的特性,电动汽车V2G服务若采用集中控制将对调度系统的复杂性、通信能力、计算处理能力提出很高的要求。同时,允许用户参与电力市场的门槛通常为MW级,而单辆电动汽车并不达到此容量级[7-8]。基于此,文献[9]提出了电动汽车集群的概念,也可称为电动汽车机构。电动汽车机构管辖着某区域内一定数量的电动汽车,具有一定容量的可调度负荷和储能容量,可以作为调度部门和每辆电动汽车的中介。目前,针对电动汽车集群并网对电网的影响及电动汽车集群的约束研究相对较多也比较完善[10],但是,针对机构对每辆电动汽车控制的研究虽相对较多但侧重点不同,有待完善和深入。文献[11]为实现电动汽车机构与电动汽车之间的互动策略,在计及电动汽车用户用车便利性的前提下,建立了基于优先权的电动汽车集群充放电优化模型。文献[12]对停驶的电动汽车根据状态进行分群,对可控状态的电动汽车的充电行为进行控制。文献[13]设计了一种用于协调电动汽车充电的多机构。文献[14]把电动汽车分为充电集群和放电集群,然后根据需要动态管理每个电动汽车集群。文献[15]提出了一种电动汽车根据自身以及附近电动汽车的信息进行决策的分布式控制策略。文献[16]提出了一种停车场通过管理电动汽车参与V2G进行套利的调度模型。文献[17]对电动汽车进行本地控制,为电力系统提供调频辅助服务。虽然,上述文献考虑了每辆电动汽车的影响,但是,并未全面考虑每辆电动汽车的调度优先顺序、每次调度时每辆电动汽车的调度功率和车主违约对调度的影响。以1天为1个周期对电动汽车进行充放电调度,需要机构管辖的区域包括电动汽车1天所有可能长时间停驶的区域。研究表明,除了个别时间个别车辆远距离行驶外,大多数车辆都是在一定区域内的办公区、居住区、超市购物区循环行驶的。因此,本文把机构管辖的区域分为办公区、居住区、超市购物区3个停驶区域,3个区域都是以充放电站的形式对电动汽车进行充放电管理。机构根据电动汽车的停驶区域和停驶时申报的停驶起始时刻、终止时刻、停驶时荷电状态、结束时荷电状态,把停驶区域内的电动汽车分为充电集群和放电集群,每辆电动汽车在每个停驶处只能选择充电或放电,因为研究表明随着充放电切换次数的增多,电动汽车的寿命会加速衰减[14]。除此之外,本文还制定一个评价标准对充电集群和放电集群的电动汽车在每时段调度的顺序进行排列。最后,在考虑约束条件的情况下,使机构充放电尽量满足调度计划。 1机构的控制结构 机构有2方面的功能:一方面把自已管辖的电动汽车信息上传给电力公司调度部门,并执行调度部门的调度计划,从而从电力公司获得收益;另一方面协调控制所辖各区的电动汽车充放电,为系统稳定运行、提高电能质量等创造条件,同时给予所管辖电动汽车车主一定收益。机构与各电动汽车只进行信息与资金交流,不进行能量交流,电动汽车与电网间的能量交换是通过现存的电力网络进行的[18]。考虑到电动汽车由于紧急情况可能需要快速充电,所以机构具备一定的零散快速充电桩,但是,由于需要快速充电的电动汽车数量少且接入电网时间短,不适合于调度[19]。所以本文只考虑接入办公区、居住区和超市购物区的选择慢速充放电的电动汽车。机构具体控制框图如图1所示。 2充放电集群的划分机构 给所管辖的每个区和每辆电动汽车都设置一个编号,作为区和电动汽车的标识。每辆电动汽车在1天中任意时段可以在任意区做长时间停驶,停驶开始时,车主把电动汽车停驶的状态信息告知机构,电动汽车车主提供给机构的状态信息为S=[m,n,TS,TE,eSOC0,eSOCmin](1)式中:m为电动汽车停驶区域编号;n为电动汽车编号;TS和TE分别为停驶的起始时刻和终止时刻;eSOC0为停驶起始时刻时电动汽车电池的荷电状态;eSOCmin为电动汽车停驶结束时刻用户设置的电动汽车电池的最小荷电状态。机构根据每辆电动汽车的状态信息可把在每个区的每辆电动汽车划分为充电集群或放电集群,划分的依据为:若eSOC0≤eSOCmin则把电动汽车划分为充电集群,至于充电起始时刻及充电结束时的电池荷电状态视调度计划和优先顺序而定,但是在停驶区间内充电结束时刻电池的荷电状态必须大于等于eSOCmin以保证电动汽车用户出行;若eSOC0>eSOCmin则把电动汽车划分为放电集群,放电起始时刻及放电结束时的电池荷电状态同样视调度计划和优先顺序而定,但放电集群中的电动汽车在停驶区间,放电终止时的荷电状态应该大于等于eSOCmin,以满足用户用车。通过充放电集群的划分可以使电动汽车在某一区的停驶时间内,只进行充电或放电,减少充放电切换次数,这样有利于对电池寿命衰减的减缓,维护电动汽车车主的利益。 本文针对机构对所管辖的电动汽车充放电控制进行了研究,首先机构把电动汽车调度区域分为办公区、居住区、超市购物区,然后机构根据电动汽车车主上传的电动汽车状态信息,把各区的电动汽车分为充电集群、放电集群,之后针对电动汽车在某时段充放电顺序问题,提出并建立了基于可调度容量、可调度时长、车主违约度的电动汽车优先级综合评价体系,确定充放电顺序。最后根据调度计划及充放电约束条件确定每辆电动汽车充放电情况。由于存在调度偏差和车主违约的可能,所以机构在设计过程中应具备一定常备储能设备。 作者:李文华 范新涛 孔梅娟 单位:河北工业大学电气工程学院 电动汽车论文:电动汽车充电桩服务营销策略 【摘要】 环保电动汽车充电桩是在传统充电桩概念中加入风能及太阳能的电能输入概念的新兴电动汽车充电装置。该文在于利用服务营销策略对于新型环保电动汽车充电桩进行市场营销。结论:提出了利用服务营销进行产品市场开拓及推广,在确保电能运行稳定情况下,不同等级客户区别对待,充电流程的电子化管理,开拓信息功能,关注用户体验,让用户享受方便,及时,快捷充电服务。 【关键词】 环保;充电桩;市场;服务营销 1.环保电动汽车充电桩简介 1.1输入模块电网供电:通过电力网直接供电。风力供电:通过风力带动发电机运转,产生直流电,储存在电池中,也可通过逆变器逆变成交流电直接供电。太阳能供电:通过太阳光经过太阳能电池板产生直流电,储存在电池中,也可通过逆变器逆变成交流电直接供电。 1.2输出模块直流/交流电,根据充电桩的类型输出相应电压类型。 1.3刷卡计费系统刷卡登陆,启动充电系统,选择充电类型及充电金额等。 1.4充电模块通过充电电路,变压器,逆变器等相应电力电子器件,输出安全的,快速的,稳定的充电参数。 1.5安全模块保护电路,防止过充,线路短路等等安全性问题,保护充电桩及汽车的安全。 1.6通讯模块通过无线/有线通信,使用户登录,传输用户指令行为,反馈充电桩的运行状态等信息。 1.7充电枪与汽车充电接触的接口,目前已出台国标统一标准。 2.环保电动汽车充电桩的产品竞争优势 环保电动汽车充电桩服务营销策略文/阮玉洁环保电动汽车充电桩是在传统充电桩概念中加入风能及太阳能的电能输入概念的新兴电动汽车充电装置。该文在于利用服务营销策略对于新型环保电动汽车充电桩进行市场营销。结论:提出了利用服务营销进行产品市场开拓及推广,在确保电能运行稳定情况下,不同等级客户区别对待,充电流程的电子化管理,开拓信息功能,关注用户体验,让用户享受方便,及时,快捷充电服务。 (1)由传统的电能供应,变成由风光能互补发电系统和电能结合供电; (2)具有通用性,具有多种充电接口; (3)具有普适性,适合目前市面上的大部分电动车。 3.环保电动汽车充电桩市场需求分析 电动汽车充电桩市场空余量很大,在未来五年的时间内至少有1万座充换电站需要被建成。然而市场上的电动车充电桩企业还是一片蓝海,大型企业如特斯拉的销售价格为60万人名币以上,普通消费者无法独立承受,而且其电动车桩的适配性较低,只能适配其专属的电动车。小型企业虽然价格有所降低,但是在运行监控和售后服务方面还存在很大的缺陷。面对这个市场,环保电动汽车充电桩潜力巨大。 4.环保电动汽车充电桩服务营销策略 4.1确保电能运行稳定现今的电动汽车充电桩市场,产品同质化现象明显。据此,从产品中提升经济效益具有很大难度,产品应该在保障产品质量的基础上,努力完善产品服务,进而扩大产品销售范围,以期更大的经济效益。首先,应该做到不断完善电力网络,太阳能与风能极易受环境因素的影响而导致诸多不稳定因素,应该考虑合理适配电力网,进而保证电能的优质与稳定。 4.2充电流程的电子化管理由于市场对于充电桩的性能的要求不同,所以在销售时因及时关注目标客户群体的不同需求,环保电动汽车充电桩的建筑占地面积较大,发电效能较高,可能不适用普通个体消费者,需要连结多个个体消费者形成消费网络群体,这就需要有营销技术服务管理系统对于掌握不同群体的不同需求并在此基础上有需求预测,报修投诉,电费管理等不同模块功能,尽可能实现充电流程的电子化管理,便于个体消费者及时找到消费网络群体享受充电桩服务,同时可以利用电子化管理掌握用户在用电过程中的困难与限制,并及时反馈以便于调整服务内容,创建高效,便捷的服务标准,最大程度满足电动汽车用户的充电需求。 4.3开拓信息功能开发环保电动汽车充电桩的APP系统,给用户提供方便,及时,快捷信息服务平台,例如用户可以通过APP及时了解电动汽车充电状态及完成充电的剩余时间,在行驶途中及时掌控附近环保电动汽车充电桩的所在位置进行及时充电。APP开发模式主要可以借鉴一下两种:(1)借助已有微信平台进行服务营销。微信作为更快速的即时通讯工具,传播到达率100%,使沟通更灵活、更智能。微信的用户基数大,用户关注快,且可以享受运营上为其量身定做的有针对性的服务,其实用性最强。(2)自主开发产品APP进行服务营销。前期用户市场开拓及资金投入较大,对于新兴产品不建议使用此种模式,在后期客户量增大后可以根据实际需求进一步开发自主APP软件应用。 4.4关注用户体验对用户使用信息资源进一步深入精细加工,充分揭示其中隐含、分散、动态的信息,促使信息情报化,实现信息的增值性,达到提高产品质量的目的。通过APP平台及时掌握用户消费体验状况,定期对固定用户进行电话回访,派专业人员定期对于环保电动汽车充电桩进行定期检查,让顾客在购买此产品后感到物有所值,让消费不仅仅是一次性购买,还帮助推销产品,建立产品与终端之间、终端与终端间的良性关系。同时,利用现有营销“大数据”,实现用能在线监测掌上运用,开发需求响应互动功能,为用户提供灵活双向互动服务。有针对性地服务平均电价高、能效水平低的用户赠送移动服务终端,为大型企业免费提供能效诊断服务,对不合理的企业用电进行指导。 5结论 电动汽车充电设施是七大新兴产业领域里很重要的一个方面,而此前由于电动汽车规模较小,充电设施建设投资巨大,投资短期效益不明显,因此充电设施建设速度较慢,现在则进入到一个很好发展时期。与传统电动汽车充电桩相比,环保电动汽车充电桩具有能源利用效率高和环境污染少(或无污染)的特点。就宏观来看电动汽车充电设备市场将会具有强烈的竞争,国内一些大型的国企对这个市场已经虎视眈眈,并且也做了相当的准备。环保电动汽车充电桩应利用强大的市场空间进入这个领域,推广服务营销,实现物联网效应占领一定范围内的市场。 作者:阮玉洁 单位:上海海洋大学 电动汽车论文:空气动力学下的电动汽车造型设计 摘要: 本文对基于空气动力学的电动汽车造型设计进行了讨论,对电动汽车的发展和普及起到一定的促进作用。 关键词: 电动汽车;造型设计;空气动力学 1电动汽车车身造型特点 电动汽车是未来汽车发展的主要方向之一,目前,电动汽车的发展才刚刚起步,而电动汽车车身造型的设计师大部分参与过传统汽车造型的设计工作。因此,汽车造型的特点及发展趋势,将会对电动汽车造型发展的趋势产生极大的影响,但是电动汽车由于本身结构特点的限制,与传统汽车的特点存在一定的差异,这些特点对于电动汽车的造型设计非常重要,下面进行了详细的分析[1]。 1.1结构和空间布局不同 相对于传统汽车,电动汽车在结构方面的最大差异是驱动方式的差异,传统汽车依靠汽油机和柴油机燃烧花式燃料产生能量,然后通过离合器、变速器以及传动装置传递能量,实现汽车的行驶,而电动汽车则依靠电池进行能量的储存和供给,通过将电池储存的能量传递给电机,实现对汽车的驱动。因此,电动汽车上减少了体积庞大的机械师传统系统,而由体积更小的电动机取代传统汽车发动机占据的空间。因此,相对于传统汽车来说,电动汽车的前悬距离大大缩短,前围到挡风玻璃的车头部分也有一定的缩短,车身比例更加协调,同时能够省略传统汽车进气格栅结构,只需对前悬结构进行包覆为设计师留下了更大的创作空间。 1.2集成化 集成化是电动汽车技术发展的主要方向之一,通过线控技术的应用能够使电动汽车底盘传动系统的结构极大简化,提高电动汽车的空间利用效率,底盘平整度提高,也为电动汽车的造型设计留下了更大的自由度。线控电子技术还能实现对电动汽车各种电子系统的电子控制,通过设计出类似软件接口的扩展插口,即可实现车身与底盘的连接,减少传统机械控制系统对空间的占用,同时还使车身与底盘的设计融合度提高,实现两者的模块化拼接,提高车身造型设计的自由度。 1.3智能化 智能化同样也是未来电动汽车发展的主要方向之一,从家喻户晓的EBD、ESP等,再到逐渐普及的智能泊车系统、只能制动系统等,在提高汽车安全性方面发挥了重要作用[2]。电动汽车智能化的持续发展,将不断降低交通事故发生的概率。现在的汽车造型设计中,包含了大量被动的安全性设计,包括前后防撞钢梁以及车身前后端预留的缓冲区域等。而随着智能行车系统的发展,这些被动安全设计可以逐渐减少,这对车身的整体造型必然会产生较大程度的影响,也为电动汽车的造型设计提供了更大的发挥空间。 2电动汽车的空气动力学设计 对电动汽车来说,良好的空气动力学性能能够提高电动汽车的操控性能和谐有效果,并且能够使电动汽车获得更好的续航能力,因此,电动汽车的空气动力学设计非常重要。 2.1电动汽车空气动力学设计原则 虽然电动汽车的造型在未来必然会呈现出多样化的发展趋势,但是从空气动力学的角度来看,仍然需要遵循以下几方面的原则:1)车身的简洁性,这一原则主要是要求减少车身表面的凸起物、减少不必要的进气口,确保车身的整体性,避免凸起物和进气口增加空气阻力,保证气流通过车身受到的阻力尽量要小。2)流线型车身,该原则是要求气流在流过车身时,尽量避免出现分离现象,图1给出的大众XL1概念车就属于典型的流线型外观。 2.2电动汽车空气动力学设计 针对电动汽车造型的空气动力学设计,需要注意以下几个方面的问题: 1)车头高度设计。电动汽车车头的高度将会直接影响到整车的启动阻力系数CD。通常,车身启动阻力系数与车头高度成正比。对于传统汽车来说,由于发动机舱内部结构的特殊性,车头高度必然会达到一定的值,而电动汽车由于省略了发动机舱,因此,车头高度能够得到降低,对于降低车身的气动阻力系数具有作用,也为车头设计提供了更大的空间。 2)车身尾部造型设计。汽车尾部造型与空气的流动关系非常复杂,通常很难对各种尾部造型的优劣进行准确的评价。从理论分析来看,小斜背的造型具有更低的气动阻力系数。因此,在进行电动汽车尾部造型设计时,首先把握好大方向的基础设计,然后经过复杂的工程分析之后,再对最初的设计方案进行不断优化。 3)车身底部离地高度设计。从相关的试验数据来看,光滑的汽车底板结构,为了实现更好的空气动力学性能,存在一个最佳离地高度。图2给出了汽车底板结构离地高度与气动阻力系数之间的变化关系。从图中可以看出,VW-Van、VW-Por-sche914和CompetitorF2-2这3种车型的气动阻力系数与汽车底板离地高度成正比;而Citroen-ID19车型由于车身底部属于光滑结构,存在一个最佳离地高度[3]。电动汽车的底板结构能够被设计为光滑的行驶,因此,在设计过程中需要结合工程分析的数据确定最佳离地高度,从而获得最佳的空气动力学性能,但是需要注意满足车辆的通过性要求。 4)前后扰流器设计。扰流器包括前后扰流器两个部分。由于电动汽车自身结构特点,其造型的设计更为灵活多变,扰流器的设计应该结合电动汽车的整车造型风格能够设计,同时这种风格应该以追求良好的空气动力学性能为主要目标。但是在实际设计时,尾翼与车身表面的高度参数非常重要,同时尾翼的高度也可能影响整车造型风格。通常情况下,利用尾翼与汽车表面的高度和尾翼弦长之比来描述,当这一比值大于1时,升力系数达到最小值,且不再继续变化。现代汽车的唯一更多的是与侧后围高度结合到一起,其作用不会过度凸显出来。 5)车轮与轮腔的设计。从相关实验可以看出,有轮腔覆盖的车轮通常比完全暴露在空气中的车轮具有更好的空气动力性能。对于前后车轮均存在轮腔包覆时,车轮的大小及轮腔间距的影响非常明显。通常情况下,如果车轮高度与直径之比大于0.75,则气动阻力系数与升力系数最小。当然,由于前轮存在专项问题,其空腔应大于后轮,空腔对外部气流更为开放,因此,前轮所受的气动阻力与气动升力比后轮更大。 3结语 空气动力学设计在未来电动汽车造型设计中占据着至关重要的地位,其设计水平将会直接影响到电动汽车的操作性能和节油性能。本文结合对电动汽车造型特点的分析,提出了基于空气动力学的电动汽车造型设计原则,并从多个方面提出了电动汽车空气动力设计需要重点注意的内容,通过本文的讨论,希望能够对进一步提高电动汽车造型设计水平,对电动汽车的发展和推广起到一定的促进作用。 作者:单承标 单位:中国第一汽车股份有限公司青岛汽车研究所 电动汽车论文:电动汽车产业发展战略 摘要: 在十八大“推动战略性新兴产业、先进制造业健康发展”精神的指引下,发展节能环保、新能源等新兴产业,已成为各地新一轮经济发展的重大战略。作为新中国汽车工业的摇篮,汽车工业是吉林省的支柱性产业,从长远来看,寻找石油的替代品,发展电动汽车不仅是节能环保的必然选择,也是吉林省汽车产业的发展趋势。发展电动汽车不仅对吉林省转变经济发展方式,建立现代产业体系,具有十分重要的现实意义,同时也能带动国内汽车市场的整体跃升。 关键词: 电动汽车;产业发展;战略 1吉林省电动汽车产业发展现状 在节能与环保的双重压力下,吉林省电动汽车项目起动较早,制定并实施了一系列发展电动汽车的计划和行动。纯电动客车于2007年底开始立项研制。项目由一汽客车公司、吉林大学、东北师范大学、辽源彤坤公司共同承担;一汽集团一直都在进行有关电动汽车项目的开发及课题研究,长春市基本具备混合动力汽车的部件和整车开发能力。汽车电子形成集群发展。重大专项实施以来"在纯电动+混合动力和燃料电池汽车的整车集成技术动力系统集成技术以及动力总成关键零部件技术方面取得重要技术突破"同时也在专利战略和技术标准平台建设方面为自主知识产权新能源汽车产业化奠定了良好的基础。不难看出吉林省现已具备发展电动汽车的技术、市场、人才、环境等综合产业优势。但将科技成果进行商品化与产业化转化过程与世界发达国家和地区还存在相当差距,竞争力仍然较弱。另外,吉林省在混合动力轿车、客车和纯电动客车的开发上也取得了一定进展,具备了一定的技术力量和生产基础,2009年年末,20辆锂源纯电动车供应给辽源市,作为城市公交车及往返长春的客车。这是吉林省首次批量下线的电动车辆;2012年,华奥纯电动公交车已于去年在长春开始运行,创造出电动公交车在世界最高纬度、高寒地区运行的纪录;2014年7月,欧朗纯电动轿车下线,欧朗EV的成功下线,不仅使一汽集团新能源汽车产品线更加完善,同时也是吉林汽车产业实施新能源汽车战略规划的重要行动之一。虽然吉林省在电动汽车产业取得一定发展,但从总体上看,目前仍处于研发阶段或小批量试制阶段,距离成熟的批量化生产尚有一定距离。 2吉林省电动汽车产业发展存在的问题 虽然吉林省电动汽车行业目前发展得如火如荼,并取得了阶段性的成果,但应该清醒地看到该行业目前尚存在以下问题: 2.1研究的单位、企业较少,缺乏协作,信息交流不畅 目前,整车厂和零部件厂商发展电动汽车由于合作主体与技术路线的不同,可能形成若干个不同的新能源汽车产业联盟,以及相应的新能源汽车标准。各个联盟之间应该能够通过竞争与交流,实现技术水平和研发实力的全面提升,拉动产业升级。吉林省在汽车零部件配套企业方面,涉足电动汽车动力系统的企业很少,支持力度不足。国内主要新能源汽车动力系统生产企业均分布在江浙、广东和北京等地区,吉林省在这方面处于明显弱势,在吉林省新能源汽车战略规划中仅有辽源雷天从事锂电池的研发和生产,并且与一汽的合作仅限于电动客车领域。本地的电动汽车动力系统配套企业不完备的问题将影响新能源汽车的整车研发进程,也将成为吉林省发展新能源汽车的一大瓶颈。 2.2研发起点较低,与国内外尚有差距,并且存在重复研究,现有资源没有合理配置和使用从汽车企业来看,除一汽集团外,省内绝大部分企业不具备自主开发能力。从产品来看,自主品牌产品尚在培育之中;零部件企业的配套产品开发仍依赖主机厂或购买国外技术,开发手段落后,周期较长,技术人员比重较低。在国内对新能源汽车的研发中,包括吉林大学汽车工程学院在内的长春本地研究机构,实际上被排除在国内第一集团军之外,上海和北京的一些研究机构抢占了足够的先机,在经费支持、人才准备方面,吉林省内的研究机构与京沪两地相比,还有较大差距。 2.3跨行政区划的产学研合作较少目前,跨行政区划的产学研合作项目还很少。实际上,东北三省及上海和广州等企业、高校和科研机构各具优势,但高校与高校,科研机构与科研机构,企业与企业,科研院所与企业,高校与企业,科研院所与企业之间也都有较强的互补性,存在较大的跨区划的产学研合作空间。 3吉林省电动汽车产业发展的对策建议 3.1完善吉林省电动汽车产业创新机制科技创新必须以企业为主体,目前吉林省企业由于投入不足和人才紧缺等原因"导致以企业为主体的创新体系尚未完全形成"在以往的产学研合作中企业基本处于被动接受成果的地位。成功的实践证明"建立以企业为主导的新型产学研联盟"学科链结合产业链"通过全方位的战略合作能够有力提升企业自主创新能力。 3.2制定发展电动汽车产业的总体规划由于缺乏发展电动汽车产业的总体规划,目前对发展电动汽车产业感兴趣的企业和研发机构很多,致使研发方向、资金投向分散,导致有限资源没有发挥最大效率,政府的引导和协调作用没有完全发挥出来,因此,应尽快制定电动汽车产业发展的总体规划,促进吉林省电动汽车产业的发展。 3.3建立吉林省电动汽车产业产学研合作机制电动汽车是高新技术的集中载体,具有研发投入大,技术含量高等特点,因此,依靠强强联合形成聚合能量,分摊研发成本并提高该项技术上的竞争优势,已成为新能源汽车发展的一个新趋势。吉林省汽车产业的生存和发展除了企业自身的发展壮大,更应注意产、学、研间的有效结合,建立产学研合作机制,通过生产企业、大学、科研院所在社会范围内依照各自的优势建立的,以共赢为目的的一种合作关系,最终形成基础研究或理论研究(学)、应用与开发研究(研)、商品化与产业化(产)的一体化,使产业系统、教育系统和科研系统相互融合的有机整体,实现优势互补,共赢的格局。此外,需要政府出台相应的扶持和优惠政策。只有这样,才能给电动汽车产业营造出一个良好的发展和应用氛围,才能发挥出电动汽车应有的作用。 作者:孔繁娟 单位:吉林工商学院 电动汽车论文:电动汽车商电力市场竞价 1电动汽车充放电模型 电动汽车商通过对所辖范围内居民区、充电站以及充电桩所接入电动汽车进行充放电调度控制。所有车辆统一安排在最后一次行驶结束后和次日出行前进行充放电。商根据所管辖车辆的行驶需求,通过制定报价策略,决定次日各时刻电动汽车的充放电功率,并满足次日车辆的电量需求。其充放电约束条件如下:1)电动汽车充放电功率约束。电动汽车的充放电功率主要受到车载电池以及充电设备所允许的电压电流限制。2)电动汽车蓄电池充放电等式约束。电动汽车蓄电池t时刻荷电状态与t+1时刻荷电状态关系式。 2电动汽车商电力市场报价模型 笔者所提模型考虑电动汽车用户侧和市场出清2个不同层面的优化问题,既要使电动汽车充放电用电效益最大、成本最小,同时也要考虑市场出清电价交易机制。下层优化模型以电动汽车用电效益最大化目的,并考虑其各个商管辖内电动汽车的行驶特性,以及各物理特性约束条件。上层优化模型主要为市场出清模型,电动汽车用户根据自身用电情况,向所属商申报次日电量需求。电动汽车商通过把每时段接入系统的电动汽车用户申报电量信息进行统计,并预测每时刻各发电商报价水平,以及各竞争对手报价,从而决定自身的报价策略。市场出清机制根据各方所报价格决定各参与者电量(发电量和用电量)。商根据市场竞价获得的用电量,从而优化所管辖区内电动汽车的充放电功率。该文主要考虑发电侧与电动汽车商竞价,不考虑其他可控负荷参与市场竞价。 3原对偶内点算法 原对偶内点算法是基于对数障碍函数法,由于原对偶内点算法的提出,故对数障碍函数法被重新用来求解线性规划问题。原对偶内点算法在数学上描述。 4数据仿真分析 4.1电动汽车参数笔者采用含电动汽车商参与电力市场竞价来说明该文所提模型的有效性和求解方法的可行性。假设某区域电动汽车商5000辆私人电动汽车参与市场竞价,获得各时段电动汽车充放电电量,其电动汽车型号为RAV4SUV[16],各项参数如表1所示。根据美国交通部联邦公路管理局对全美国家庭私人开车出行进行调查的结果[17],从统计数据中获得其私人电动汽车平均最后一次出行结束时间、有效充放电时间段以及平均日行驶里程,其数据如表2所示。 4.2发电商数据参数考虑到电动汽车行驶特性,电动汽车一般在夜间交由商进行充放电控制。因此,笔者将报价策略周期设置为中午12∶00至次日中午12∶00,调度周期以小时(h)为单位。假设在该电力市场中有3个常规机组发电商与1个风电发电商,其发电机组Pmint,k=0,Pmint,k=50MW。根据PJM公司公布发电商报价数据,选取3个发电商各时段平均报价数据[18]为预测发电商报价,如图1所示。风电不参与市场竞价,各时段风电出力预测采用文献[19]数据。 4.3电动汽车商报价策略分析在系统中各时段不可控负荷曲线如图2所示。笔者主要设计2种充放电模式,模式I参与电力市场竞价获得市场出清电价以及电动汽车充放电电量;模式II为自由充放电,当电动汽车接入系统时,便以额定功率先进行放电,然后对其充电,直至充满,不进行市场竞价,采取的是不灵活充放电模式。电动汽车各时段报价策略如图3所示,可以看出,电动汽车平均接入系统时间为18∶00,而在18∶00—24∶00期间,系统中不可控负荷用电量最大,为峰荷时段,各发电商报价也最高。因此,商选择在这几个时刻进行放电,报价比其他时刻高,获得放电收益。而在24∶00—07∶00期间,不可控负荷用电量减少,此时为系统谷荷时段,各发电商报价较低,因此,选择在这几个时段进行充电电量的竞价。模式I,II的充放电成本分别为1091.4,1305.3$,电动汽车商进行竞价所获得的充放电成本比不灵活充放电模式降低213.9$/MW。充分说明电动汽车参与市场竞价有效地降低了电动汽车充放电成本,验证了所提模型的可行性。由于电动汽车具有放电的功能,若电动汽车只针对充电参与市场竞价,其报价策略如图4所示。电动汽车商将主要集中在24∶00—07∶00时段参与竞价,并获得充电电量。笔者所提充放电报价策略模型和文献[20]所提模型所得充放电成本分别为1091.4,1507.8$,其充放电成本能有效降低416.4$/MW。 5结语 随着电动汽车的广泛投入使用,如何有序控制以及整合系统中分散的电动汽车参与市场竞价,将成为未来电力市场发展一个值得研究的问题。基于电力市场竞价框架,笔者提出了电动汽车商参与市场竞价的双层优化模型,上层以社会效益最大化为目标,下层以电动汽车充放电效益最大为目标。通过KKT条件将双层优化模型转化为单层优化模型,为了能快速求解,采用非线性互补函数将非线性不等式约束转化为等式约束,并通过原对偶内点算法求解模型。最后,通过含电动汽车商参与竞价的电力市场竞价机制,对所提模型进行仿真分析,验证了该文所提模型的有效性和可行性,为电动汽车参与市场竞价提供了理论基础。 作者:杨亚雄 杨洪明 张俊 单位:长沙理工大学 智能电网运行与控制湖南省重点实验室 电动汽车论文:电动汽车的驱动系统设计 1电动汽车控制系统中矢量控制技术 电动汽车系统控制电路中系统功率部分采用直-交电压型电路,功率回路有蓄电池、滤波电路和智能功能模块IPM逆变电路组成。系统控制器采用TI公司推出的TMS320LF2812-DSP作为控制主芯片,用它来完成电子差速算法、及高阶控制器离散化的鲁棒控制器,它们的实现需要记忆大量的历史数据,且完成电动机矢量控制系统的转速控制器、电流控制器的算法、以及电压空间矢量PWM的产生、A/D转换以及坐标变换等。辅助电路由速度检测电路、电流检测电路以及故障检测电路等组成。实现异步电机的转速检测、电流检测以及转速和电流的双闭环控制。DSP控制器负责将电动汽车驾驶员根据自己的意图与行车线路给定目标车速Vc、方向盘转角信号、刹车信号、电机转速、蓄电池电压、电容储能状态等进行A/D转换,应用电子差速算法计算电机的转速和位置,最后应用矢量控制算法和鲁棒控制算法,得到电压空间矢量PWM的控制信号,经过光电隔离电路后,驱动IPM功率开关器件。DSP控制器还负责整个系统的保护和监控,一旦系统出现过压、过电流、欠压等故障,DSP将封锁SVPWM输出信号,以保护IPM模块。异步电动机矢量控制基本思想就是把异步电机的电子电流分解为直轴电流分量ids和交轴电流分量iqs。矢量控制策略是当转子磁通恒定时,电磁转矩与定子电流的q轴分量成正比,通过控制定子电流的q轴分量就可以控制电磁转矩。这样由定子电流d轴分量控制转子磁通,q轴分量控制转矩实现了系统的完全解耦控制,形成经过SVPWM逆变调制信号,将期望电压矢量值供给逆变器,对异步电机进行供电,一旦控制器的参数设定好后,在电机的运行条件不发生改变的前提下,这个控制系统具有较好的动态响应性能。但由于电动汽车在行驶过程中道路工况复杂,且驾驶模式多变,那么电机的自身参数也随之改变,如果不对速度控制器的参数和输出不进行校正,驾驶性能会变差,所以利用通过脉冲编码盘获得的电机速度n反馈值,与经过电子差速算法输入的速度参考量refn和转向信号形成闭环。同时编码盘的另一个作用是获得转子的绝对位置,从而通过磁通观测环节,输出正确的磁通角θ以实现精确的PARK逆变换,这样对输出进行及时的校正,使真个系统在运行条件发生变化时,加快动态响应过程。为了抑制干扰对控制误差的影响,使得闭环控制系统正常工作,系统中的速度调节器采用H∞鲁棒标准控制问题的混合灵敏度设计算法以加强内部稳定性。采用矢量控制方案的交流异步电机的系统结构如图1所示。 2控制器硬件电路设计 控制系统的任务是根据驾驶员根据由方向盘、驱动踏板和制动踏板设定的指令信号,以及车辆当前的运行状态,即电机转速、蓄电池电压、电容储能状态等。首先调节主回路使其工作于某一特定的状态,然后调节相应功率器件的占空比,使电机电枢电流或者储能器件的充电功率满足驱动或制动踏板设定的指令值。控制系统硬件部分为以美国德州仪器(TI)公司的TMS320F2812型DSP(数字信号处理器)芯片为优秀的控制电路板和相应的外围电路构成,如图2所示。系统主回路的电压、电流信号及驱动和制动踏板位置信号经传感器采集后,通过信号调理电路由DSP的A/D转换模块进行模数转换。控制系统的输出为多路SVPWM信号,电路中采用Avago公司的HCPL-316J门驱动光电耦合器对SVPWM信号进行处理,经光耦隔离处理后接入IGBT的门极。IGBT的故障信号经光耦隔离后接入DSP的功率驱动保护中断引脚。在主回路进行相应的调整后可用于电机的驱动和再生制动控制,霍尔传感器检测到的电机转子位置信号经信号调理电路接入DSP的捕获单元。制动系统由电机和能量储存器件,即超级电容或者高速飞轮组成。车辆制动时,电机在驱动控制系统的调节下工作于发电机工况,将车辆的部分动能或重力势能转化为电能经过控制储存在超级电容或飞轮中。这部分能量在车辆加速和爬坡时释放出来,协助电池向电机供电,使回收的能量得到再利用。超级电容通过双向DC/DC连接到直流母线,和电池并联通过电机控制器向电机供电。电机控制器在刹车踏板被踩下后,使电机工作于发电机工况,将回馈能量送至直流母线;双向DC/DC作为超级电容充放电控制器使用。车辆制动时将直流母线上的电机回馈能量进行电压变换后向超级电容充电;车辆起动或加速时使电容放电,电容储存能量经电压变换后送至直流母线,和电池并联向电机供电,一方面改善车辆加速性能,另外还可以避免电池大电流放电,延长电池寿命。控制系统外围电路主要包括PWM输出与IGBT故障信号输入光耦隔离电路,主回路电压、电流信号调理电路,以及电机转子位置检测信号调理电路。 3控制系统软件设计 控制系统软件设计采用基于空间磁场定向控制策略,即在速度控制器采用H∞鲁棒标准控制问题的混合灵敏度设计算法,系统q轴、d轴电流环采用PI控制器。利用TMS320F2812强大的实时算术运算能力,对异步电机的速度、转矩进行实时控制。系统控制软件先完成系统的初始化工作,包括DSP的内核初始化,模数转换(ADC)子模块的初始化,以及PWM输出子模块的初始化和数字输入输出(DIO)子模块的初始化。系统初始化完成后进入等待定时器周期中断循环状态。控制软件主程序如图3所示。图3控制器主程序流程图主回路的电压、电流和车辆的驱动、制动指令经滤波电路输入到DSP中,在定时器周期中断服务子程序中,首先对这些信号进A/D转换和数字滤波,在控制系统对车辆的运行状态做出判断后,运行相应的控制算法,并用控制量,即IGBT的占空比设置相应的PWM模块及PWM引脚的输出。中断处理模块程序流程图如图4所示。 4实验结果 以7.5KW电动汽车用交流异步电机为控制对象,其最大功率15KW、额定电压72V、额定扭矩为32N.m、最大转速为5600rpm、效率95%,根据异步电机的技术指标得到在MTS-II电机测试台架上的测试结果如表1,电机及其控制器外特性曲线如图5。将给定目标车速cV、方向盘转角信号、刹车信号、电机转速检测信号、蓄电池电压、电容储能状态等进行A/D转换的信号输入到上述设计的驱动控制系统中,相应交流电机侧得的技术参数如电压为72V、输入功率为6.6KW,转矩得到11.9N.m、转速为4609rpm、输出功率为5.7KW、均低于额定值。根据实验结果表明,电动汽车异步电机驱动控制器具有较好的系统稳定运行性能,较快的转速响应速度、达到预期的设计效果。 5结论 选择合适的电动机是提高各类电动汽车性价比的重要因素,因此研发或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求,并具有坚固耐用、造价低、效能高等特点的电动机驱动方式显得极其重要。本文从选择合适的交流选择异步电机,设计基于矢量控制的变频调速系统,采用H∞鲁棒标准控制问题的混合灵敏度设计算法,解决复杂系统在不确定条件下维持系统可靠性和稳定性;采用的新型的PWM调制方式——空间电压矢量(SVPWM)脉宽调制原理与实现直-交PWM电流源型异步电机变频器控制器,提高了能量的利用效率;同时采用电子差速控制技术,解决电动汽车发展瓶颈中的电机及其控制系统中需要协调控制电机差速,实现倒退,转弯等功能。通过以上技术应用与传统PID控制器相比,非线性方法具有更好的控制效果,改善了电动车运行的稳定性和可靠性,而且在制动过程中可以回收更多的能量,提高了整车的能量利用效率,并且再生能源方便地回馈到电动汽车的蓄电池中,实现了能量回收。 作者:黄英 殷军 单位:江苏省光伏风电控制工程技术研发中心 苏州经贸职业技术学院 苏州秉立电动汽车科技有限公司 电动汽车论文:电动汽车产业发展措施建议 镇江市发展电动汽车产业拟采取相应措施宜基于上述SWOT分析得出的战略定位,重点针对其劣势与机遇,充分发挥政府、大学及科研院所、企业、科技中介等机构主体协同联动效应,合理配置技术、人力、资金、公共服务、基础设施等科技资源,形成政务、商务、研发,科技服务等“组合拳”,大力推动镇江科技电动汽车产业取得长足进展。 1.完善新能源电动汽车技术创新研发体系 目前世界各国电动车发展真正进入产业化阶段的只有日本丰田,美、法、德、英紧随其后。研发技术虽已取得一些进展,依然存在不少瓶颈有待突破,如若不能在降低燃料电池和氢气存储系统成本上有所突破,那么燃料电池汽车至少在2030年前不具备大规模产业化成熟条件;我国政府在“863计划”中明确提出电动汽车发展重点:确立“燃料电池汽车发展居首位,第二为混合动力电动汽车,纯电动汽车兼顾的基本原则”。为此,可考虑由政府牵头,联合本地江苏大学、江苏科技大学在北汽集团镇江公司建立企业工作站,尤其江苏大学汽车学院在汽车研发方面具备一定技术研发实力与实践经验积累,应尽早让科研机构与高校介入企业研发,弥合产业与学术届信息不对称隔阂,使技术研发与北汽二期开发生产电动汽车在时间与空间上实现无缝对接,及早形成多方协作的科研创新合力。在企业工作站基础上组建部级创新平台,结合本地研发实力与要素资源重点突破动力电池、驱动电机、电子控制、快速充电设备等关键技术;推动产学研联盟建设,逐步形成集整车制造、关键部件与新材料、配套技术应用等为一体的研发设计机构;抢先进行相关技术专利申报,积极参与全国新能源电动车技术标准制定,争取创建部级新能源汽车研发平台和产业示范基地。 2.加强新能源汽车发展各项政策扶持力度 基于省市原先政策措施如:《江苏省新能源汽车产业发展规划纲要》,《镇江“十二五”发展规划》,《镇江市城市总体规划》,《镇江市综合交通规划》,《镇江市公交规划》等政策文件,进一步加强相关政策扶持力度。电动汽车研发成本与售价均较高,可适当采取政府补贴方式,对企业研发和个人购买电动汽车予以支持;鉴于人们对传统汽车依赖的思维惯性,在原先预计基础上,可以公交为突破口推进示范推广,适当将镇江市2015年公交电动汽车保有量提高至20%-30%。此后逐步推进并培育私家与出租电动汽车消费市场;通过政策引导电动汽车消费与日常维保新商业模式,比如电动机车与电池价格均较高,可以借鉴其他地区一些做法,探索“车电分离”运营模式,通过在政策和资金方面扶持充电设备运营商及融资租赁机构,由特许经营商将“裸车”租赁给公交公司,提供电池并保障其使用年限,从而缓解公交企业一次性支付压力;通过政策引导,适当降低车贷利率,并提供相应优惠电价,以促动人们消费积极性。 3.形成促进新能源汽车推广应用长效机制 通过电视、网络、报刊等媒体,积极宣传低碳环保理念,使环保意识深入人心,令各方潜在消费群明确新能源电动汽车是人类未来交通工具发展趋势;积极进行充电桩配套设施及电动汽车日常维保方面认证、规划和建设。在总结积累基础上,形成相应技术与运营方式特有模式。鉴于国内外在电动汽车纯技术方面研发及标准设定已走在本市前列,但我们在充电配套及日常维保方面的技术与商业运作模式依然有望形成标准化系列配套模式并推广至其他省市,为镇江电动汽车产业在全国乃至世界范围内推广与销售奠定坚实支撑。以北汽落户镇江为发端,由政府机构牵头组成招商团,加快产业园区基础实施建设,给予一定政策优惠。进一步积极引进电动整车、配套部件、电极材料、充电设备和其他相关系列生产厂家投资。比如:整车领域的比亚迪、五龙等,动力电池、电机、总控领域有沃特玛、长河动力、汇川科技、航盛电子等,充电设备有奥特迅、巴斯巴;电池隔膜、正负极材料方面有星源材质、惠程电器、贝特瑞等。这样有助于本市产业结构升级由粗放型转入深度精细化,有望最终形成以龙头企业带动,关键零部件及相关材料和配套产业有机整合的新能源汽车产业链群体系。这是镇江电动汽车产业发展由扭转型战略跃迁至增长型战略的关键,使其成为我市振兴地方经济的又一绿色高科技支柱产业。 4.推进人才培育引进与金融支撑 21世纪谁掌握了关键人才与技术,谁就把控了某一行业发展先导与契机,为此加快人才培养与引进步伐刻不容缓。电动汽车行业发展不仅需要各种高精研发人员,对于各类销售、生产线操作、生产工艺、后期维保等各层级相关工程管理技术人员需求量也很大。结合当地现有高等、高职院校及技师学院教育布局,各高校可根据自身科研基础与办学特点,针对产业发展实际需求,分层分类培养各种工程技术与管理、销售人员。比如江苏大学与江苏科技大学可以开辟与整车、各项零部件生产及充电设备有关的研究生层面研发人员,及工业工程专业本科生;镇江高专正积极筹建汽车学院,培养电动汽车管理、销售及日常维保方面的技术与管理人员;交通技师学院和镇江技校可以相应培养电动车维修、充电站维护、生产线操作等技术工人等。然而,人员培养有其滞后性,尤其高端人才培育很难一蹴而就,为此有必要从全国乃至海外引进高端技术人才,政府机构及用人单位应在工作条件、收入待遇、配偶随调、研发费用、生活设施、子女入学等方面给予适当倾斜,这样才能留住并用好人才。鉴于新能源电动汽车前期研发,生产及配套充电站建设等方面资金投入颇巨,仅一座大型充电站建设动辑上千万,资金缺口较大。可以采取梯度投资,逐步完善,使配套设施投资规模与投产速度相匹配。此外,汽车厂商由于巨额投资及技术和市场开发不确定性,囿于传统车型既得利益,对新能源电动车研发与生产积极性不高。这一心态亦会蔓延至金融领域,使电动汽车在研发、生产、配套设施建设,销售等方面的信贷规模与流向受到制约。为此政府要对各金融机构做适时引导,使其明确:加大相应信贷力度,支持科技型新能源交通“功在当代,利在千秋”,不能只顾眼前利益而忽视长远发展。此外应加强电动汽车在生产、研发、推广、日常维护等方面安全管理,促进信息化全面升级,以利于以电动汽车为龙头的新能源高新产业链逐步成形。 作者:凌峰朱冬林范灵单位:镇江市高等专科学校南京理工大学经济管理学院镇江市高等专科学校 电动汽车论文:电动汽车换电定价建议 《宁夏电力杂志》2014年第六期 1电动汽车的能耗成本 电动汽车的能耗成本主要包括建设成本、运营成本及电池折旧成本[1](电池由国家电网公司提供,但电池的折旧费用要摊到能耗成本之中)。在这里我们以单个换电站作为研究对象,假定电动汽车数量很多,换电站满负荷运营,计算出换电站的最大服务能力即能提供的最大能源补给的公里数,用以摊薄建设成本和运营成本。 1.4电动汽车换电成本将电动汽车能耗成本作为其换电成本,以上计算结果如表2所示。从表2可以看到,大客车的换电成本价格为5.25元/km,其中电池折旧所占比重最大。乘用车的换电成本价格为0.6元/km。 2电动汽车换电定价建议 2.1换电服务定价策略从市场情况分析来看,现阶段电动汽车能耗成本很高(电动大客车5.25元/km,而燃用天然气大客车则是1.42元/km,享受政府补贴的天然气公交车只需0.8元/km),如果按成本价格定价就无法吸引用户使用电动汽车。况且,现阶段银川地区的电动汽车充换电站仅有9座,而银川地区却有近40座天然气加气站,两者在服务便捷性上存在差距。但是,从可持续发展和绿色环保的角度看,电动汽车能耗成本下降存在很大的空间:随着电池技术的进步,2013年的电动汽车动力电池招标采购价格已经比2011年的采购价格下降25%,保守估计5年后还能下降50%~70%。如表3所示,随着国家推动电动汽车发展的相关政策逐步落实及政府对充换电网络建设提供资金补贴,电动汽车能耗成本会大幅度下降。而天然气作为不可再生能源,随着时间的推移储量将会越来越少,能耗成本会大幅上升。从表3中可以看到,如果能争取到50%的建站补贴,即电动汽车换电站建设成本降低一半;5年后,电动汽车动力电池价格下降70%,天然气价格上涨1倍以上;这几个条件同时实现的话,则电动汽车能耗成本均低于天然气车辆的能耗成本,电动汽车换电站比天然气加气站更具有竞争优势。因此,宁夏地区电动汽车换电服务的定价策略应是:积极争取政府补贴,先以具备市场竞争力的换电价格推动电动汽车的市场占有率,降低充换电网络经营风险,随着电池技术进步,换电价格逐步下降和竞争对手天然气价格的上升,在一定的时间范围内,最终实现充换电站的盈利。 2.2换电定价选择天然气车辆作为主要的竞争对手,电动汽车换电价格与天然气车辆的能耗成本价格挂钩,按约90%的比列收取。参考文献[2]的做法,根据实际情况,建议宁夏地区电动汽车换电价格如表4所示。电动公交车换电价格为0.8元/km。主要是争夺公交市场,虽然价格持平,但通过宣传电动汽车绿色无污染可以具备一定的竞争优势。普通电动大客车换电价格为1.25元/km。小型乘用车的换电价格为0.225元/km,都比天然气价格略低,以增加市场竞争力,吸引用户。 3效果和意义 (1)电动汽车换电定价建议已面向社会进行了意见征求:银川市公交公司对这个换电定价较为认可,在行驶成本基本相同的情况下,考虑到电动汽车环保、节能的优越性,愿意尝试使用电动公交车。银川地区的私家车主和出租车司机也表示,该换电定价比较具有吸引力。所以定价建议具有一定的市场可行性。(2)目前宁夏回族自治区经济和信息化委员会正在编写“‘十二五’期间宁夏电动汽车发展规划”,电动汽车换电定价建议可为其制定提供参考,对尽快实现规划目标有积极的促进作用。(3)电动汽车换电定价建议有助于实现电动汽车充换电站网络的市场化运营。 4结论 (1)电动汽车换电定价建议是通过调查、分析市场情况,综合考虑了宁夏地区交通车辆不同的能耗方式,论证了电动汽车换电服务网络的市场定位后提出的。(2)电动汽车换电定价建议具有可行性。虽然电动汽车换电服务的运营前期需取得政府补助,但随着电动汽车达到一定规模后,电池技术的不断进步,换电能耗成本将下降,预期5~7年后,电动汽车充换电价格可以不依靠政府补助参与市场竞争。(3)石油、天然气是不可再生能源,随着储量的下降,价格会越来越高,且以其为燃料的车辆还会产生环境污染问题。而电动汽车在节能环保、无污染零排放方面具有无可比拟的优势。所以电动汽车必将取代汽、柴油及天然气车辆,是未来交通工具的必然选择。 作者:刘德鹏单位:国网宁夏电力公司银川供电公司,
1高职智慧课堂建设的机遇 1)随着“工匠精神”“大国工匠”理念地位的提升,国家越来越重视职业技术人才的培养。然而不同于传统的理论知识课堂教学形式,实训教学(技能操作类教学)的重要组成部分是老师技能动作的言传身教和学生对操作的不断练习、纠错和熟练等。实训教学由于学生观摩空间有限,生生间/师生间技能操作与传授造成了诸多教学不便,教师在示范和演示某一技能操作时,不是所有的同学都能同时很清楚和直观地学习和掌握,老师难以同时观察所有学生的练习动作,进行实时指导纠正,不利于学生实时、快速、生动地掌握各种技能知识。2)进入21世纪以来,依托海量数据、大规模计算,人工智能(AI)获得了飞跃式发展,深度学习模型的提出,更是直接驱动AI在图像识别、语音识别、自然语言处理等方面取得众多技术突破。结合“5G”通信技术数据传输速率高达10Gbit/s、网络延迟低于1ms和百万级超大连接的特点,相对于4G,5G技术具有更强的关键性能力:传输峰值速率达到20Gbps、用户体验数据率达到100Mbps。5G+AI将实现教学场景大量、实时、生动易懂地展现,也给实训教学(技能操作类教学)方式带来了更多的可能性。3)在这种时代背景和学校实训教学面临的现实问题下,研究如何以音视频技术和交互式技术应用为核心,以学生技能提升为中心的5G+AI智慧课堂整体解决方案(主要包含示范教学、仿真实操、教学数据分析、教学视频比赛录转播、实训课程资源库等功能),以实现高职院校实训教学智慧化需求尤为重要。 2国内外的基本研究状况 1)随着我国信息化发展进程的加快,对于智慧教育的研究受到越来越多学者的重视。有学者指出,智能化技术促发了教育系统的“形变”,而智慧教育则将引发教育系统的“质变”[1]。2018年4月教育部印发《教育信息化2.0行动计划》,其中指出要实现教育信息化2.0应启动“智慧教育创新引领行动,完善课程方案和课程标准,充实适应信息时代、智能时代发展需要的人工智能和编程课程内容”。为响应国家有关人工智能科普教育的政策,各地都在建立“人工智能科普教育示范校”,将人工智能课程纳入常规教学,推动5G+AI智慧课堂的方案落地。关于5G环境下的智慧课堂研究,李玉强[2]提出了5G背景下智慧校园的建设趋势主要在多应用场景的智慧教室、云智慧平台方面。蔡苏等[3]开发了5G环境下的多模态智慧课堂实践案例——“彩虹的秘密”,通过多模态资源整合、多模态互动、多模态评估的多模态智慧教学方式,利用5G高带宽、低时延、大连接的技术特性,接入VR/AR/MR设备、全息投影、智能白板、移动终端、智慧学习笔等多种形态的智联终端和教育装备,实现多种软硬件设备间的无缝互联、协同工作,为学习者提供沉浸式的实时学习体验[4]。相关数据显示,仅2012—2017年,就有195位作者发表1篇关于智慧教育教学的论文;发表2篇关于智慧教育教学的论文的作者有28位。可见在我国有很多学者在研究智慧教学,而关于智慧教育主题的文献数量在2018年也在持续增长。2)国外智慧教育研究起步较早,信息技术与教育教学深度融合,经验相对丰富,能够为解决我国智慧校园建设中存在的突出问题提供有益思路。国外一流大学关于智慧教育的建设进入了一个全新的高度,以实现学校有效的IT治理为目标,例如在智慧教育建设排名第一的麻省理工学院,在建设时明确设立校级首席信息官职位和办公室,并根据应用服务建立不同的分支部门,形成了决策、管理、服务三位一体的机构职能。斯坦福大学和剑桥大学的信息化组织机构最为健全,其中,斯坦福大学设立了CIO办公室、战略服务部、企业技术部等7个部门;剑桥大学除上述7个核心部门外,还设立了负责全校信息化顶层设计的架构部和负责校级核心业务的大项系统部。国外一流大学在建设智慧教育时都不再是建设单一的智慧教室来满足某一教学功能,基本实现了从IT管理向IT治理的转变,并将IT治理的核心观念贯穿到各部门业务职能中,非常重视IT发展和大学整体愿景之间的关联与互促。同时,深切意识到保护师生个人信息与教学科研成果信息安全的重要性,信息风险和安全管理已成为各高校共同的关注重点,为我国的智慧校园建设提供了很好的借鉴。 3高职智慧课堂建设的目标 北京市高等教育学会在《中国现代教育装备》期刊发表的《高等学校智慧教室建设技术要求》中明确:高等学校智慧教室建设应遵循教育部《高等学校数字校园建设规范(试行)》的总体要求,以“统筹、集约、绿色、发展、开放、共享、安全”为原则,根据实际情况按需建设[5]。新一代智慧教室将集多媒体教学、可视化教学质量管理、智慧课堂、网络教学资源、多媒体设备网络化管理于一体[6]。5G+AI环境下高职实训教学智慧课堂主要目标是以5G+AI技术为基础,聚焦人脸识别、行为分析、智能语音、视频结构化、大数据技术与教学的深度融合,开发简易平台,打通人脸点名、考勤、教学录转播、行为分析、语音识别等应用壁垒,实现人脸点名考勤管理、课堂行为分析、示范教学、仿真实操、教学数据分析、教学视频录转播、实训课程资源库、实训回放分析[7]、场外实时指导等功能,满足教师、学生等角色在技能传授中的需求,探索建立以实训教学为核心的5G+AI实训教学智慧课堂整体解决方案,逐步整合“教”“学”“管”“评”的综合功能[8]。通过智慧课堂的开发和升级,高职的实训教学能达到以创新能力为导向,并融合相应的社会真实案例作为载体,提升学生的技能创新能力和实践操作能力[9],并适当将智慧课堂作为支撑延伸至整个教学过程。 4高职智慧课堂建设的可行性分析 1)基于5G+AI环境的高职智慧课堂建设研究是符合当下职业教育培养大国工匠精神的,它适应我国职业教育的发展和要求,是深化教育教学改革,创新教育方法,探索多种方式形成各类拔尖技能人才的时代要求。2)本研究具有很强的操作性和实践性,又具有很强的创新性,既应用了当前最先进的5G技术,也结合了不断融入教学的AI技术,符合湖南国防工业职业技术学院在职业教育的理念,而且该校在2017年就开始应用先进信息化技术教学,建设了基于AI技术的汽车虚拟仿真实训室。3)本研究以先进5G技术为基础,聚焦人脸识别、行为分析、智能语音、视频结构化、大数据技术与教学的深度融合,建立以课堂为核心的5G智慧教室整体解决方案,是5G技术和AI技术融合应用到教学中很好的案例。4)在2020年初由于受新冠疫情的影响,各高校加速推动学院的信息化教学模式的改革,特别是线上教学的教、考、评一体的模式在不断升级更新。 5高职智慧课堂建设的内容研究 在高职院校专业实训教学中,需要根据专业技能讲授需求不同,探索如何在实训教学中技能训练前、训练中和训练后的全教学生命周期中,在各个环节适当选择部署移动式、桌装式、固定安装式等多种前端设备,覆盖近景拍摄、全景拍摄、音视频录制等能力。调用相应的操作行为数据包,通过AI算法实现操作动作流程的合规监测与评价。合理利用以上通信技术和人工智能技术,总体的研究内容主要体现在以下几个方面:首先,在实训教学前能采用结合教学平台的方法布置任务,明确重难点,适当地提供某些重难点的解决视频,有效地引导学生自我学习。其次,实训课堂教学全过程智慧化是本课题研究的主体,实训教学设计为三大模块,即技能训练实操学习模块、校内观摩学习模块、校外观摩和专家实时指导模块。具体情况为:1)在实训室内技能操作讲授模块,通过在实训室部署可实现移动式、桌装式、固定安装式等多种部署方案,满足技能实训过程中对操作的近景细节拍摄、全景拍摄、专业仪器图像录入、声音采集、音视频播放[10]、数据存储、解码投屏等功能的需求,最好能辅以行为判别,对危险动作加以警示。2)在校内观摩学习模块,在系统内部部署直播推流设备,用户可以通过互联网,通过安卓手机扫码、IP链接打开等方式实时预览实训教学的直播视频,并辅以交互式手段,满足学生即使不在场也能正常进行技能学习的需求[11]。3)在校外观摩和专家实时指导模块,通过网络连通,部署录播终端、全景摄像机、音箱系统、显示系统、拾音系统等,可以实现与实验实训室之间的音视频互动,完成“点对点”“点对面”等多种视频传递方式的业务要求,满足校外专家实时连线指导的需求。4)在实训课堂教学后,应有效地提供课堂中的数字教学资源给学生、老师和教学督导等,分别方便学生回顾、复习,老师掌握学生学习技能情况,督导对教学全程进行指导、评价等。为适应智慧实训室的智能化建设需要,设计和规划期就应该合理采用物联网技术、通信技术、人工智能技术,可对智慧教室各类信息化设备高度整合,具有高扩展性,可以实现智能化控制、智能化数据快速推送、智能化管理。智慧实训室的智慧管理系统具有以下重要功能:智能控制、IC卡(或人脸识别)管理、智能显示和智能识别等。 6高职智慧课堂建设创新性分析 1)网络技术应用、音视频技术、高效数据传输的应用使得专业操作类学习不再受地域限制,尤其在疫情防控时期,起到了减少人员流动和接触的效果;实训操作教学过程全录制(近景+远景+音频),可备学生课后自查提高和学生间相互借鉴学习,学生操作过程音视频向观摩室实时转播,同时支持视频回放,为校外的专家实时指导提供条件[12-13]。2)5G高带宽、低时延的特点,为整个实训教学过程从课前、课中、课后提供通信支撑。3)AI技术赋能学生身份认证,自动巡航,结合2D视觉识别算法和3D图像分析算法,提升实操动作规范性的识别精准度,实现对操作工艺和操作流程的实时合规检测,有效防止学生翘课。4)课堂教学全过程视频素材可以存放在中心存储设备中,可供下载与在线发布,有助于院校教学资源沉淀并形成自己的资源体系,进一步开发出社会培训课程资源库,开展社会、行业、企业的职业技能培训,创新服务模式、促进资源共享等等。 参考文献: [1]王淑芳,周伟.“互联网+教育”环境下智慧课堂研究分析与思考[J].甘肃科技纵横,2021,50(8):75-77. [2]李玉强.5G背景下智慧校园建设的趋势分析与研究[J].信息记录材料,2020,21(6):207-208. [3]蔡苏,焦新月,杨帆,等.5G环境下的多模态智慧课堂实践[J].现代远程教育研究,2021,33(5):103-112. [4]余诗佳.2012—2017年国内智慧教育研究综述[J].教育现代化,2018,5(20):211-214. [5]高等学校智慧教室建设技术要求[J].中国现代教育装备,2021(15):160-168. [6]王旭升.基于职教云平台的机械设计基础智慧课堂教学模式探索[J].南方农机,2020,51(10):97. [7]李恒,乔旭.高等院校智慧教室建设与实践:以中国海洋大学为例[J].科技风,2021(12):11-12. [8]张凯,杨再明.智慧教室的构建与应用研究:以中国矿业大学为例[J].现代教育技术,2018,28(10):81-86. [9]王珏.智慧教学环境的建设与应用研究:以无锡交通高职校为例[J].电脑知识与技术,2021,17(1):185-186. [10]练若琳.高校智慧教室建设与应用策略探析[J].深圳信息职业技术学院学报,2020,18(3):1-7. [11]谢菲,黄剑锋,石金艳,等.智慧职教云课堂平台的“线上+线下”混合式教学模式改革:以“机车车辆主型电器装调”课程为例[J].南方农机,2022,53(9):183-185+188. [12]李舟明.基于智慧树平台的混合教学模式探索:以信息技术应用课程为例[J].西部素质教育,2022,8(5):137-139. [13]陈国保,陈欣宇.智慧课堂在国际特色课程中的应用:以江西科技学院为例[J].南方农机,2021,52(20):194-196. 作者:庞新苗 张若钢 易跃洋 李志成 单位:湖南国防工业职业技术学院
机械工程论文:MATLAB测试技术中机械工程论文 1对MATLAB的信号分析应用软件的设计 1.1界面的设计工作在信号分析 界面主要是通过GUI图形用户界面菜单的编辑器来设计的。根据信号分析的结构划分,系统的主页面由多个子窗体的模块共同组成,分别为:系统简介、信号分析、推出系统等。只要单机主页面上面的模块键就可以打开相应的子窗体。并且所有功能的模块都是MATLAB系统应用程序,在每个子窗体模块中还有多个典型信号,其中有方波信号、脉冲波信号等。典型信号的分析还包括实频谱、虚频谱、相位谱等,相关的分析还有正弦、余弦、方波、脉冲波等信号的自相关与互相关的分析;加窗处理涵盖锯齿波、三角波、方波等信号的窗处理,窗函数还有汉宁窗、哈明窗、矩形窗等。除此之外,在典型的信号分析中,想要保证图形的精确性,还要进行加窗与选取采样点工作。这样每一个模块的显示的内容就会用菜单的形式很好的体现出来。 1.2通过举例进行分析 在实际教学过程中,信号测试分析及处理就可以直接应用先前所设计完成的信号分析应用软件,并且在辅助教学工具在实际应用过程中,只需要进行菜单电机就可以完成,就以就对分析正弦信号的谱举例说明。给出正弦波的信号为y=8sin(10π)t,并根据数据来求出信号的实频谱、相位谱、虚频谱等求出。然后点击MATLAB信号分析应用软件,就会出现测试信号分析主页面图;再次点击页面中的正弦信号分析就可以进入正弦信号的分析主页面图。在选择相应的参数时,要注意频率在6Hz左右,取300个采样点,汉宁窗的宽度为300,点击绘图就可以得出正弦波信号y=5sin(10π)t的结果。求出结果为:相频谱、实频谱显示为0,虚频谱为±3.5,双边幅值谱为3.5,功率谱为13.5等等。根据上述的举例分析可了解到,设计的信号分析应用软件具有简便性,并且界面显示很好,比较适合上课测验、演示等。当然,对于测试技术试验及工程领域此技术仍然可以很好的使用。 2合理搭配与实际应用 将MATLAB及测试信号的分析应用软件应用在教学中可以取得很好的教学效果。对于教师而言,在上课中可以在讲解同时还进行演示,对于一些比较抽象的问题就可以用仿真图形来进行仿真演示,这样会使分析结果非常清楚,减少了教师板书的书写及作图步骤所用的时间,在很大程度上提升了教学效率,教学质量也随之提升。然而对于学生来讲,软件的应用可以帮助学生们进行深刻记忆与理解,可以作为学生预习的材料,帮助学生们解决困难习题等。此软件的应用充分的表现出MAT-LAB的灵活性,还可以对学生们起到规范作用,学生们在教师的帮助下,可以自己设计一些工具箱,无形中提升了学生们的学习积极性。虽然MATLAB及测试信号的分析应用软件具有很多优势,但是在测试教学中也有其自身的特色,在进行公式推算中,相比应用板书会取得更好的效果。因为板书可以将内容保留一段时间,方便学生们进行比较分析。软件的应用主要偏于结果,所以在以后的机械工程测试技术教学中,要将软件应用与其他教学方法进行科学合理的搭配使用,这样才能充分发挥出其自身优势。 3总结 将MATLAB充分的应用在机械工程的测试技术中,形成了一种新型教学试验方法,并且其与多种教学方法相结合共同完成教学任务,无疑会推动教育事业的发展,机械工程测试技术课程改革会更加完善。 作者:谢杰 单位:邵阳学院 机械工程论文:机械工程专业大学化学论文 1结合本专业其他课程,强调学科交叉 学习是一个连续的过程,尤其是机械工程专业,该专业的课程设置是一环扣一环,结构紧凑和合理,因此,课程和课程之间联系很大。但是,传统的机械工程专业,似乎并没有涉及到化学这一学科,更多的是涉及到数学和物理。其实,机械工程和化学关系也很大,理解到这一点,还可以把本课程作为机械制造课程群的基本课程之一。如《工程材料》课程:材料的结构涉及到化学的物质结构内容,不锈钢涉及到电化学腐蚀内容,化学热处理更是直接和化学有关;《机械制造基础》课程:各种热加工都不开化学热力学知识,冷加工离不开表面工程和摩擦学知识;《机械制造工艺学》课程:钢材表面的预处理、表面成形的工艺确定、表面质量的确定、各种热处理工序的安排、各种先进制造工艺等都离不开化学知识;《再制造》课程:由于机械零部件的主要失效形式是磨损、腐蚀、断裂三种,因此,零部件的再制造技术离不开表面工程、摩擦学、电化学、纳米技术等化学知识。由于本课程理论较深,偏科学,机械工程学科相关课程实践性较强,偏技术。事实上,理论和实践、科学和技术从来都是相辅相成的。一般而言,它们存在两种基本模式:一是由于生产实践需要创建了技术,然后提高到理论上来,再反馈到技术中去,促进技术更一步发展;二是在实验室中揭示了某些基本规律,建立了比较完成的理论体系,然后再在生产技术中创建全新的技术部门。比较化学学科和机械学科的关系,也有助于理解科学和技术的辩证关系。 2结合专业实际,阐明化学基本原理 在讲解教材主体部分的时候,应适当结合机械工程专业特点,这样讲解起来学生印象较为深刻,同时又可以让学生在大一阶段逐步渗透机械工程学科思想。如讲解物质结构部分,化学的结构是原子结构、分子结构、各种结合键结构、晶体结构等,这些内容纯粹是化学知识,其实,结构的范围很大,机械工程也有宏观的结构。如轴上有键槽、轴肩、挡圈等,连接结构有螺栓、双头螺柱、螺钉等,机构结构有平面连杆、凸轮、齿轮机构等。这些都是结构,只不过和化学的结构从内容上不一样,但从结构决定性能的角度看,实质是一样的,只不过结构的尺度不一样,一个偏微观,一个偏宏观,现在很多科学研究都是跨尺度研究。再比如化学的合称,在材料界称为制备和加工,在机械上就是机械制造,名称上有差别,实际各自的角色都差不多。学院除了机械工程专业以外,还有三个专业,分别是过程装备与控制工程、交通运输、农业机械化及其自动化,学生应对一个学院的专业有一定的了解。在讲解反应部分,这部分热力学知识涉及到能量的改变,在学院这几个专业里面,都要涉及到能量的转化,机器和汽车涉及到电能、化学能、机械能等相互转换,而过程装备与控制工程专业有专门传递能量的过程工程;同时,该部分和过程装备制造工艺密切相关,过程设备壳体制造的准备工序第一道就是钢材的净化处理,以清除材料表面的锈、氧化皮和熔渣等;讲解电化学部分,也可以结合过程装备与控制工程专业某些过程机器防腐蚀的特点来讲解。事实上,过程装备与控制工程专业以前是化工机械专业,是化学工程各机械工程两大学科结合起来的。 3结合宁夏地区实际 大学的根本任务是人才培养,但同时大学也要服务社会,从这个角度讲,老师应了解本地的相关企业,对于学生而言,也要清楚自己的专业和所学课程和当地社会的关系。,在讲解熵变时,可以联系能源的开发前景和利用效率,找到更加清洁与高效的新能源,如燃料电池、太阳能等[2],可以结合国电宁夏太阳能有限公司的主导产品来讲解;讲解溶液部分,涉及到渗透压概念,纯粹的讲解概念学生肯定感觉到太学术,不清楚和身边的事物有何关系,如果能结合宁夏地区的盐碱地实际情况,了解到盐碱地不容易种庄稼就能很深刻的理解渗透压这一概念;讲解溶液的凝固点下降时,可以参考宁夏共享集团有限责任公司,铸铁的非铁元素含量较高,从而凝固点要比铸钢低,所以共享集团的铸铁温度要比铸钢温度低;在讲解电解池部分,可以结合宁夏青铜峡铝业集团有限公司的电解铝、宁夏天元锰业集团电解锰来讲解;在讲解化学和环境这一部分,可以结合银川污水处理厂采取的水处理流程环节;讲解表面工程与摩擦学的时候,可以结合西北轴承股份有限公司,该公公司的轴承保持架均要采取磷化处理,区内其他机械公司的机械产品均离不开摩擦学知识。这样学生既学习了知识了,又了解了当地的企业主导产品。 4激发学生兴趣 任何学习,要有一定的热爱才会学好,学起来才有主动性。因此,教学的过程中,可以穿插一些化学发展历史,化学与诺贝尔奖,化学与社会,化学与生活,化学学科前沿等有趣的典故、故事。如人们利用扫描纳米探针技术进行原子、分子尺度上的机械刻蚀,操纵单个的分子、原子,将单细胞核酸分析技术用于疾病的早期诊断,目前已经能够进行乳腺癌特异性RNA中某种结构的测定[3]。以及向学生介绍化学理论已经取得的成就,这些成就为社会、生活的进步带来的贡献,化学的面临的难题等[4]。让学生知道化学学科不再枯燥,严密的化学学科也存在娱乐性的一面,还让他们清楚化学学科和社会、生活都有关,更别说机械学科了。同时,也可以使学生理解自然科学发展的共性规律,增加科学素养和情操。 5发挥学生主观能动性 人才培养的目的是让学生自己掌握思想、知识和技能。基于此思想,本课程设置了三个专题:化学与材料,化学与能源,化学与环境。这三部分主要由学生讲解,原则是学生要讲清楚知识点,讲清楚化学与这些主题的联系,并且一定要联系宁夏地区实际讲解。把班级学生分成三组,每组讲解一个专题,每组确定一位组长,让组长给组成员分工,主要包括查资料、作PPT、演讲者等。任课老师首先把每个专题涉及到的知识点和需要查询的书籍、期刊文献、图片、网站等给学生交代清楚。讲解的时候,该组学生全部坐在前面,讲解完后,其他组学生自由提问,由本组学生负责解释和回答。 6考核方式 本课程的主要任务是培养学生的自然科学素养,让学生在工程实际中会运用化学基本原理解决具体工程问题。因此,考核方式与机械工程其它课程有所差异。课程考核采取全程考核,多种方式并存,期末考试考试采取闭卷考试。考核方式如下:(1)在三个专题讲解环节要求是每个学生参入,但是分工不同,有的查资料,有的做PPT,有的讲解,而且课堂有问答互动。本环节,我给每位学生的起点成绩为60分,让每个参与的学生保证及格。在此基础上,再根据实际情况,给分工不同的学生不同的分数。(2)小论文环节该环节是每个学生自己完成的环节,在上述各小组分组讲课之后,根据现场讲解及师生互动情况,每位学生把专题讲解总结成小论文,小论文角度不限,充分发挥学生自己的理解,但要兼顾本地区、本专业等基本原则,要求内容正确,层次清楚;图标规范,语言通顺;论证合理,思路清楚;参考文献等要有出处,是网络来源,要写清楚网址。这为学生以后写科研论文也打下了基础。(3)期末考试环节本环节采取闭卷考试,学生作答。本环节不仅是考学生,也考老师自己。由于本课程的实际情况,试卷中尽量少出现计算、推导等试题,大部分试题侧重运用化学原理解决工程实际。因此,作为任课老师,一定要知识点丰富,了解各个学科(如物理、化学、力学、材料、生物、尤其是机械学科等)的内在联系和交叉、衔接情况,也要清楚本地区相关企业的实际情况。 7结论 (1)在机械工程专业开设大学化学课程是十分有益和必要的。对于工程技术专业的学生,培养化学基本素养和情操起到了很好的作用;(2)经过去年的课程考核情况,该考核方式普遍被学生接受,同时也收到了较好的教学效果;(3)随着教学的不断深入,我们将总结更多的教学规律,探讨理科和工科的学科交叉和渗透情况。 作者:邓安强 赵瑞红 单位:宁夏大学机械工程学院 宁夏大学教育学院 机械工程论文:专业学位培养机械工程论文 机械工程领域是东北石油大学最早获批工程硕士学位授予权的领域之一,并于2009年开始招考全日制专业学位硕士研究生。面对石油石化行业,以及东北老工业基地人才需求的新形势,我校在对机械工程领域专业学位研究生教育存在的问题进行分析的基础上,对保持石油特色的、面向工程应用需求的全日制专业学位研究生培养体系进行了研究探索,构建了新的培养体系。 1机械工程全日制专业学位研究生培养体系改革的总体策略 在人才培养越来越注重个性化、创新性的今天,高等学校应该改变过去单一的知识传授的教育方式,增强学生的个性培养与实践创新能力的培养,培养体系应该有自己的特色与个性。通过领会我国由工程教育大国迈向工程教育强国,走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国的发展战略,为适应高等教育面向社会需求培养人才的发展形势,我们深入分析了机械工程领域的优势特色和发展难题,借鉴国内外工程教育教学改革的成功经验,确立了石油特色机械工程全日制专业学位研究生培养体系改革的总体策略。即:依托石油石化企业发展优势,进一步增强与企业的产学研合作,促进导师队伍建设,加快具有石油特色的实验室和校内外实践创新基地建设;开阔全球视野,推进国际化办学,拓宽学科发展空间和就业渠道;以企业需求为导向,借鉴国际工程教育人才培养新理念,培养知识面广博、适应性广、实践创新能力强的高层次应用型人才。 2机械工程全日制专业学位研究生培养体系的构建 专业学位研究生培养体系的构建涉及培养目标、研究方向、课程设置、实践基地、培养方式、学制、学位论文、导师队伍、质量管理等要素。 2.1培养目标全日制专业学位是以应届本科毕业生为主的全脱产学习,其培养目标与非全日制专业学位应有所不同,与学术型学位有明显差异。机械工程全日制专业学位研究生的培养目标为:具有良好的思想道德素养、敬业精神和创新精神;具有坚实的数学、力学、机械工程、计算机技术基础;掌握一门外国语,能熟练阅读专业文献;掌握现代机械设计、制造、机电控制、车辆工程等领域的基本理论与方法,了解本学科专业发展前沿;在石油机械工程、机械设计、机械制造、机电控制、车辆工程等某一方向或领域,从事科技攻关、技术开发、工程设计与施工、工程规划与管理的应用型高层次专门人才。 2.2研究方向经过机械工程学科与石油与天然气工程、石油化学与化工技术、油气田防灾减灾工程及防护工程等石油特色学科或方向的长期交叉渗透,融合凝练成东北石油大学机械工程领域全日制专业学位研究生的研究方向:a.石油机械工程;b.机械设计及理论;c.机械制造及其自动化;d.机械电子工程;e.车辆工程;f.工业设计;g.安全技术及工程;h.材料腐蚀防护与失效分析。 2.3课程设置在实行弹性学分制的同时,将研究生所学课程分为学位课与非学位课,以及为加强实践能力培养而设置的必修环节,为跨专业学生设置的补修环节。全日制专业学位硕士研究生应修学分不少于32学分,其中专业学位课程不少于12学分,必修环节至少5学分。为了突出石油特色,注重知识的前沿性、交叉性和渗透性,除了对常设课程内容和教学模式进行改革与更新的同时,新设置了油井举升工程前沿技术、机械制造前沿技术、机电控制前沿技术、材料科学与工程前沿技术、机械装备故障检测与分析前沿技术、石油化工设备安全技术、流体参数测试实验等课程。 2.4实践创新基地全日制专业学位研究生实践能力的培养,需要采取多种模式、拓展多种渠道,在加强企业实践基地建设的同时,要更加重视校内实践基地的建设。我们依托黑龙江省石油装备工程技术研究中心、中国石油HSE安全检测与评价重点实验室、钻井修井井架及设备检测评价国家计量认证实验室等高水平实验室,整合学科、学院实践教学资源,构建了机械工程专业学位研究生校内实践基地。由多个实践教学平台组成:石油钻采机械实践平台、海洋石油钻井采油工程技术与装备实践平台、多相流分离技术与装备实践平台、特种工程车辆实践平台、石油化工设备状态监测与故障诊断实践平台、石油化工装备腐蚀防护与失效分析实践平台、流体传动与控制综合应用实践平台。实践基地为学生提供一个实现自主创新、自由探索的实践环境。 2.5学制与培养方式实行弹性学制,一般培养年限为3年,最长不超过5年。具备提前毕业资格的研究生,修学年限可为2~3年。研究生培养采用“三跨”模式,学生可以根据需要自由择时、择地、择专业课学习。实行双导师制,校内导师为主要责任人,指导团队培养相结合。应充分发挥导师指导研究生的主导作用,努力体现“因材施教”的教育思想,积极调动研究生学习的主动性和自觉性,帮助研究生按时制定好个人培养计划。加强研究生的自学能力、动手能力、表达能力、写作能力和创新能力的训练和培养。 2.6教师队伍充分利用地处大庆油田这一地理位置的优势,选派青年教师到石油石化企业去挂职锻炼,他们将得到大量的直接面向工程实践的“实战机会”;加强学校与企业的合作,积极开展联合课题研究和科技服务,使年轻教师都参与到解决工程实际问题和科技创新的实践中来,工程创新意识不断得到增强,解决工程实践问题的能力也得到相应提升。同时,现场工程知识的积累及科技创新,又促进了专业理论水平的提高,逐步建成“双师型”的导师团队。充分利用与石油石化行业长期全面合作办学的各种资源,完善校外导师聘任制度,扩大校外导师队伍,落实好全日制专业学位研究生培养的“双导师制”。 结束语 实施效果表明,全日制专业学位硕士研究生培养体系的构建,可切实、有效地提高我校机械工程专业学位硕士研究生的培养质量。适应专业学位研究生教育快速发展的新形势,面向企业需求,特别是石油石化行业的发展需求,走出一条具有石油特色的机械工程专业学位研究生培养之路,任重而道远。 作者:王金东 李大奇 赵海洋 雷娜 李静 单位:东北石油大学机械科学与工程学院 机械工程论文:材料应用煤矿机械工程论文 煤炭生产(采煤、洗煤和输送管道)中大部分设备、零部件,包括液压支架外导向套立柱、刮板输送机中部槽和刮板、支架用推拉头、落煤管、溜槽、导料槽裙板、带式输送机头部的迎煤板、导流档板、犁煤器犁板、实物校验装置的料斗以及输送机、给煤机的滑道等工程材料,由于冲击、磨损、腐蚀等破坏导致上述部件普遍存在材料失效严重,寿命短,并伴有噪音大、灰份多等环境污染和含煤介质跑、冒、滴、漏等问题,上述问题不仅造成材料的巨大浪费,而且严重降低生产、劳动效率,生产环境恶劣(主要是噪音和灰份)。据统计,神华神东每年因环境污染处理而投入的费用上亿元,对于磨损,仅9个洗煤厂整体更换和日常修补的耐磨材料费2000万元以上,因更换和修补而造成的间接经济损失(生产停产和重复劳动等)是材料损失的5倍以上。本文以液压支架立柱、板刮板输送机中部槽和刮板、溜槽、落煤冲击板等工程材料为例,着重分析工程材料应用存在的磨损、腐蚀、材料选择及产生的环境污染等问题,同时,为生产企业提高工程材料应用水平、节能减排以及提高生产效率提出改进措施。 1液压支架立柱应用存在的问题及对策 煤矿井下环境中往往存在大量的腐蚀介质,如CO2、SO2、H2S等,所用机械工程材料(板材)主要以低合金钢为主,结构件大多采用16Mn低合金钢板。液压支架作为综合机械化采煤工作面重要设备之一,在工作面开采过程中,需要长期承受载荷和不断运动,并且矿井环境对钢结构件有很强的腐蚀性,这些对支架材料的强度、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性能等均有较高的要求,图1是立柱的腐蚀失效形貌。与国外同类产品相比,国产支架所用工程材料由于合金含量低(不添加Cr、Ni、V等合金元素)、表面不处理,因此抗磨、耐蚀性能较差,为延长使用寿命只有通过增加材料厚度来实现,某一型号的液压支架质量比国外同类产品质量增加了1/3。提高国产支架立柱及其结构件工程材料的应用水平的措施包括以下几方面:(1)材料设计着重于选择具有Cr、Ni、V等合金元素含量的高强度低合金钢为主,不仅保证机械工程材料具有较高的强度等力学性能,而且具有较好的耐腐蚀性能;(2)对机械工程材料表面进行必要的表面喷涂处理,使其表面具有较好的耐磨、耐腐蚀氧化层(如合金化合物、陶瓷等),提高材料的使用寿命;(3)通过提高材料力学性能和使用性能,减低国产支架及其结构件质量,减少煤炭生产设备材料成本和生产成本。 2刮板输送机中部槽和刮板应用存在的问题及对策 在当前采煤工作面内,刮板输送机的中部槽是刮板输送机的机身部件,在工作过程中,刮板输送机刮板链由机头电机牵引与刮板一起带着货载在中部槽中移动,长期以来中部槽部件制作都选择普通碳钢或低合金钢材料,在使用过程中存在以下问题:①重量大,安装和搬运费时费力;②为了降低生产成本和减轻部件重量,中部槽一般是由8~16mm的钢板制成,在受到较大的冲击时易变形,修复困难;③长期受硬质煤块摩擦磨损,磨损严重;④受工作环境温度、空气湿度影响,以及存在的CO2、SO2、H2S等腐蚀介质,产生腐蚀失效。针对刮板输送机机身部位,需要结合其恶劣的工况条件,选择耐磨性能优越、易弯曲、拉伸性能好、抗撕裂、耐冲击、易施工和摩擦阻力小的耐磨材料。根据上述问题,国内部分煤炭生产企业使用了山东科技大学研制的采用超高分子量聚乙烯作为衬里的钢塑复合方法,提高大型刮板输送机的耐磨性,其主要原理是通过利用高弹性超高分子塑性材料吸收能量,减小磨损和降低摩擦系数,在使用初期产生了一定效果,但由于物料输送时与高分子塑性材料摩擦过程中产生摩擦热,致使高分子塑性材料逐渐老化发生快速磨损。中部槽和刮板等工程材料的使用失效实际上是材料的摩擦磨损失效为主,材料的腐蚀及其与磨损的交互作用加速了材料的失效。提高中部槽和刮板等工程材料的应用水平主要以提高材料的耐摩擦磨损性能为主。提高该类工程材料应用水平的主要措施:(1)中部槽、中板材料设计为8~10mm的碳钢材料+(8~10)mm的高铬合金耐磨耐蚀材料,在保证部件使用强度前提下,可以采用复合镶铸的材料制作方法提高材料的耐磨性,也可以将厚度8~10mm的高铬合金制作成具有互换性的通用型耐磨耐蚀板件,这对于提高100万t以上的过煤量的刮板输送机中部槽的材料使用寿命,通过适当增加中板的高铬合金层厚度更有意义;(2)在刮板表面堆焊一层耐磨陶瓷涂层(Ni基WC陶瓷,厚度8~10mm)是解决其耐磨难题的较好的工艺方法,但要求堆焊层铺展均匀、通过退火消除堆焊层应力,防止耐磨堆焊层脱落。 3支架用推拉头(联接头)材料应用存在的问题及对策 煤矿机械用推拉头是联接液压支架和刮板输送机重要的链接联头,作用是联接液压支架和刮板输送机,即刮板输送机向前推进,支架同时向前步进,推拉头的使用性能要求是抗推拉、挤压、扭转强度高。进口支架随机配匹的推拉头(如DBT型号)具有较好的使用性能,但国产推拉头使用寿命短(有的30d内断裂,有的使用寿命不到1a),其失效形式主要是断裂、裂纹、组织粗大,心部有气孔、缩孔等缺陷等,如图2、图3所示。国产推拉头的频繁失效导致其更换量大、操作困难,给井下工作人员带来极大不便,特别是该零件存在的安全隐患给井下工作人员和生产单位带来人身安全和煤矿生产不安全的严重后果难以估量。图2材料组织粗大,整体截面断裂图3链接部位断裂推拉头的化学成分设计、成形工艺、热处理等技术要求对推拉头的材料应用寿命的长短至关重要,随着强度的提高,特别是当抗拉强度超过600MPa时,传统合金材料受力后的延迟断裂变得突出,这是推拉头材料高强度化时遇到的一个主要问题和难题。根据上述用于采煤设备联接用的合金钢的推拉头部件的失效分析,通过对材料的化学成分进行重新设计优化、探索部件的成形工艺、热处理工艺,开展系列的材料组织、性能研究和优化,并进行新型推拉头试制产品的生产现场工业试验,可最终到达批量生产合格产品的要求。提高推拉头部件工程材料的应用水平的措施为:采用先铸锭成型,并确保材料内部无气孔、缩孔等缺陷,后锻造成型等工艺,确保材料组织细化,致密性高,从而制备具有一定含量的Cr、Mo、V等成分的高强度合金钢材料,并通过研究推拉头新型材料的系列淬火工艺、回火工艺,优化微观组织,确保材料的力学性能。目前由西安交通大学联合神华神东技术研究院研制的新型Cr-Mo-V高强度合金钢推拉头材料已经在神东煤矿开始工业运行试验,其使用寿命可望达到或超过进口产品材料。 4溜槽、落煤冲击板等材料应用存在的问题及对策 (1)溜槽、落煤冲击板材料的磨损、腐蚀失效煤炭生产中的原煤中含煤干石10%~12%,煤干石中含高硬度的26%SiO2、10%Al2O3、15%Fe2O3、35%CaO(上述硬颗粒总量合计在86%左右),是造成输送设备材料损耗的主要磨损源。流动的含煤介质主要是煤泥,对输送设备(管道、落煤管、溜槽、导料槽裙板等)的冲击磨损、磨粒磨损、摩擦磨损及腐蚀严重。由于高硬度的、耐磨性能好的合金材料都为高合金白口铸铁,焊接性能差,所以现在煤炭生产中选用的耐磨材料基本上都是低合金碳钢材料,首先保证了安装、检修方便(焊接性能好),但硬度低,耐磨性差。保德等9个洗煤厂所有靠近地面的煤介质输送溜槽斜挡板由于冲击磨损严重,每隔90d就要焊补或增加一层耐磨板(16~25mm),所有溜槽斜挡板每年都要更换一次,耐磨材料的消耗量巨大,生产设备管理工作和工人检修、更换的劳动强度巨大,是当前影响和削弱神东煤炭生产效率、生产成本高的主要原因之一。要保证噪声、灰份污染问题解决的效果和可持续型,首先要解决所有相关设备用材料的抗磨损问题,其后才能通过防噪音处理解决噪音污染问题,也减少了运行设备中煤粉、灰份跑、冒、滴、漏现象。(2)抗冲击磨损腐蚀材料设计与应用西安交通大学针对上述冲击、磨损工况,进行了多次调研、分析和试验,设计、研制了一种既抗冲击、又耐磨损的高铬合金铸铁/橡胶/碳钢三维网格型双金属复合材料。该抗冲击磨损腐蚀复合材料由3层及3种材料组成,底层为钢铁材料,中间层为高分子橡胶材料,上层为耐磨、耐腐蚀性能良好的高铬合金铸铁材料。底层钢铁材料作为组装和支撑高铬合金层和橡胶中间层的基底,方便安装焊接;中间层高分子橡胶垫硫化粘接于钢铁和高铬合金铸铁材料之间,可以缓冲物料冲击、降低噪音;上层高铬合金铸铁材料设计成100mm×100mm网格型,而且整体拼接成横截面为中间高两边低的弧形,防止了高冲击致使高硬度耐磨合金碎裂问题,提高耐磨合金的抗冲击性能,并充分发挥了高铬合金耐磨铸铁的高耐磨性能(硬度HRC62~65),同时高铬合金铸铁基体组织为奥氏体,也具有较好的抗冲击性能。通过在2006年~2007年期间调研、试制,新型复合材料已经在神华神东公司保德洗煤厂安装并使用,并且经90d的磨损量测试,其使用后使用寿命比原16Mn耐磨钢材料提高9倍多(见表1),维修次数减少1/10,噪音由原95dB降至85dB。溜槽等部件材料同样可以设计为8~10mm的碳钢材料+(8~10)mm的高铬合金耐磨耐蚀材料,在保证部件使用强度前提下,可以将厚度8~10mm的高铬合金制作成具有互换性的通用型耐磨耐蚀板件,不仅提高了工程材料的耐磨、耐蚀性能,而且有利于耐磨板的更换,避免了整体结构件的更换。 5结语 (1)液压支架立柱等机械工程材料的失效主要原因为磨损、腐蚀和疲劳破坏。通过制备具有Cr、Ni、V等合金元素含量的高强度低合金钢、表面喷涂处理等措施可有效解决液压支架立柱工程材料耐磨、耐腐蚀和抗疲劳性等问题;(2)中部槽和刮板等工程材料失效是摩擦磨损为主。通过采用复合镶铸碳钢/耐磨高铬合金材料、或制作具有互换性的通用型高铬合金板件可有效提高材料的耐磨耐蚀性能;(3)研制新型Cr-Mo-V高强度合金钢推拉头材料具有组织细化、强度高、韧性好等优点,其使用寿命可望达到或超过进口产品材料;(4)溜槽、落煤冲击板等工程材料受冲击磨损严重、并伴有介质腐蚀,研制的高铬合金铸铁/橡胶/碳钢三维网格型双金属复合材料具有高抗冲击、耐磨损腐蚀性能,且明显较小环境噪音污染。 作者:郭爱军 鲍崇高 谷丽 王旭东 单位:神华神东煤炭集团有限责任公司 机械工程论文:自动化技术下机械工程论文 1机械工程自动化技术现状分析 1.1机械自动化管理应用现状。依靠机械的方法实现自动控制的技术被称为机械自动化技术。就目前而言,我国机械自动化技术的管理应用模式上与国外相比还存在着滞后性,但由于机械自动化技术在国内应用非常广泛,而且行业前景也很好,使得一些机械工程企业在应用技术的过程中重视程度不够,管理方面也不成熟,缺乏系统性和科学性,而且缺乏创新意识,导致机械自动化技术整体更新过慢。 1.2机械工程自动化人才培养现状。对于机械工程自动化人才的管理,既缺乏技术人才的培养,也缺乏对技术人才的管理。机械工程自动化技术发展还处于初级阶段,因此专注于此方面的技术人才培养不足,造成人才匮乏现象。另外是对技术人才的管理,在人才培养上我国更加侧重于理论知识教育,使人才缺乏技术实践经验,直接造成了对人才全面发展的制约,对开展自动化技术应用也有着制约影响。我国的机械设计水平没有大幅度的提升,使得设计人员的技术水平也出现了停滞现象,这种现象直接使我国机械工程自动化呈封闭状态发展,造成发展状态不平衡。 2机械化工程自动技术的创新措施 针对目前我国机械化工程自动技术的现状,加强机械工程创新研究至关重要。在加强机械工程自动化技术措施的过程中,主要可以从三个方面进行加强: 2.1制定明确的战略方向。实现机械工程自动化是一个长期的工程,不能盲目进行操作。自动化主要是机械工程自动控制取代传统人工操作,这个过程要保证方向和目标的明确,要针对我国具体情况制定针对性的措施对策。在加强自动化过程中,要积极引进国外先进技术,学习创新理念,从理论上不断丰富机械技术。要在教育过程中加大对自动化知识的普及,使市场和机械行业发展以此为重要导向。国家相关部门要通过大力度的资金政策支持,促进科学技术研究,实现机械自动化产业链的形成。在明确发展方向的同时,要始终以实际情况为基本参照标准,以保证符合多元化市场发展规律。另外机械化自动技术的发展是以信息技术为一定基础的,因此要注重信息技术的应用和发展,以加快机械工程经营管理效率的提高,促进产业结构的完善。 2.2积极引进自动化设备及应用技术。从目前我国机械工程自动化技术应用情况来看,存在着一定的滞后现象,且发展态势落后于国外发达国家。没有实现高度自动化,计算机集成制造系统没有得到广泛应用,基础技术储备不足。在实践探索中要以自身发展特点为基础,积极借鉴国外经验,完善自身技术,实现技术突破和创新。现阶段的机械生产中,针对大批量零件加工仍采取流水作业模式,即以半自动化为主。针对这个环节我们要积极引进先进设备,提高机械自动化,既节省人力资源,同时也提升生产加工效率,对提升企业整体经济效益有着重要作用。在进行非大规模生产加工过程中,可以通过成熟技术人员进行数控机床加工,实现自动化技术应用。在自动化应用中不是进行单一复制,而是有针对性的进行侧重,对不同特性的产品进行优化。在信息化和新材料不断研究发展的新时期,给自动化技术应用带来更大发展空间。目前自动化技术正向开放式结构发展,驱动装置也向数字化方向发展。在系统上和通讯方式实现数字化和智能化是新一代自动化技术的新方向。在我国工业发展不断加快的新时期,机械工程自动化技术要大力推广,实现工业全面自动化、智能化。 2.3实现高质量技术人才培养。为真正实现机械工程自动化,要注重专业技术人才的培养。在人才培养中要加大教育体系建设,从教育着手,加大对自动化专业人才的教育投入。同时改变传统应试教育模式,积极鼓励学生理论与实践相结合,坚持“工学结合”理念,使专业人才在接受理论教育阶段接触机械自动化实践。通过教育机构与校外企业的联合合作,可以保证机械工程自动化人才是理论知识与实践技能兼备的复合型人才。针对目前专业自动化人才空缺现状,要结合科学理念进行培养和管理,在吸纳人才和应用人才的过程中,也要注重人才潜能挖掘,实现机械功能自动化技术创新,人才发展推动我国技术革新。 3机械工程自动化技术未来发展形势 我国科技的不断发展和创新推进机械工程行业发展迅猛,自动化技术将越来越广泛的应用于各行业领域中,实现自动化普及。机械工程自动化将真正实现创新、发展、科学,进一步向机械智能化迈进。同时在“中国梦”理念的指导下,自动化技术的应用形势将走向低碳、环保,实现设备环保、应用材料环保,使得机械工程自动化技术实现可持续发展。网络信息技术的高速发展,使机械自动化技术逐渐趋向网络化。实现网络化能够使自动化技术不受传统应用管理下的地域空间限制,使发展前景和空间更加广阔。因此,在未来的机械工程自动化技术应用中,要充分利用网络信息技术,同时结合管理技术、制造技术以及其他系统工程技术,促进完整的、系统的自动化技术体系形成。 结束语 综上所述,我们已经能清楚的了解到机械工程自动化技术对机械工程行业发展所带来的积极推动作用,但由于在技术方面还存在的一定的欠缺,所以的我国的机械工程自动化技术的水平还有待提高,除却技术方面的问题,应用和管理方面也存在着问题,其问题主要集中在人才空缺方面,所以注重专业技术人才的培养也成为促进我国机械工程自动化技术发展的一大前提。自动化措施目标与方向的明确性是机械工程领域中对自动化技术应用和发展长远性和实效性的保证。而机械工程自动化技术的发展也对我国经济发展起到了一定的促进作用。 作者:王普 机械工程论文:PLC技术应用于机械工程论文 一、PLC技术及其特点 目前,在工业领域中,PLC属于单台设备自动化控制较为典型的设备,有着不易受干扰、可靠性高、编程简单、安装快捷以及体积小等优点。最近几年以来,PLC技术得到快速发展,技术、硬件以及软件的开发都得到了十足进步,功能强大,系统开发性与兼容性比较好,PLC技性比较高。在冶金、电力、化工以及机械等方面PLC得到广泛应用,是自动化控制的主要支柱,推动了自动化与机械工程的持续发展。PLC技术包含生产管理、顺序控制、生产监控、位置控制以及过程控制等,要想将这些复杂控制完成就需要将PLC处理器优秀同控制设备之间所产生的通信问题解决,对于通信技术的重点是确保通信的稳定性与正确性。PLC技术在通信功能方面较为稳定,以下几点分析PLC在数据共享或者是传递中的主要特点。1.程序编辑简单化。大部分的PLC生产厂家均为PLC用户设计了专业的通信软件以及计算机软件,进而完成程序的翻译,使用户编程工作量得以减轻,进而使得PLC编程不在仅仅局限在专业人员,PLC编程门槛大大的降低。2.应用国际上标准的通信协议。为了方便PLC用户的使用以及PLC的推广,PLC生产厂家规定需要使用国际统一的标准通信协议,这样在一定程度上提高不同生产厂家PLC产品进行生产互换的可能性,同时还为PLC用户的维修带来了便利,使PLC产品通信开放程度得到大大提高。3.现场总线界面之间的契合度。PLC的大部分生产厂家都能生产出现场总线,并且广泛应用于通信领域中,比如,目前广泛应用于PLC中并且符合国家标准的AS一工总线、Profibus总线以及DeviceNet总线。这类的现场总线同PLC界面有着较高的契合度,在一定程度上使通信稳定性得到保证。 二、远程通信控制与系统控制中PLC技术的应用 目前,在自动化控制系统中,PLC技术不仅在其他继续结构控制中应用,同时还在自动化系统本身的控制中得到应用,也可以说,PLC技术能在本身系统中采取逻辑错误纠正以及故障排查,这样才能保证自动化控制系统运行的稳定性。在工业自动化的实际生产中,设备所进行的每个动作都会有相应的自动化系统进行控制,并且应用系统检测装置会进一步调整执行期间所出现的累积误差,一旦设备的运行情况发生异常,PLC整个系统的逻辑关系就会发生混乱,通过发生混乱现象的逻辑关系,PLC控制系统就会自行诊断故障,并且报警。在不同系统间PLC进行远程信息控制的过程中,只要确保信息传输界面同互联网通信模块之间的正确性,PLC技术便能稳定的进行远程通信。 三、逻辑运算中PLC技术的应用 PLC在自动化控制系统中,数据处理与逻辑运算有着比较重要的作用,例如运算功能、数据筛查功能、数据传输功能、数据转换功能、数据位处理功能以及控制开关量等。利用PLC运算功能,进而对生产数据进行处理,比如数据的分析、采集以及工作总结等,目前大部分的造纸工业、冶金以及食品等都是通过PLC对数据信息进行监控。通过PLC控制开关量,可以使软接触点得到有效的增加,进而使工业自动化系统质量得以提升,企业能够节省大量的物力成本与人力成本,对比传统意义上继电器,其可靠性较好、操作简单、便于维修、迅速控制,目前基本上能替代大多数的继电器。 四、生产系统自动化控制中PLC技术的应用 在自动化生产的过程中,通常PLC是利用主机模块、位置控制模块、模拟参数控制模块、工//0界面模块、通信模块以及计数模块对工业自动化生产进行控制。在实际的工业生产过程中,PLC技术可以利用对于生产过程的了解,并且按照实际生产过程中需要控制的监控对象与动作对象,优化组合以及合理调整PLC系统中的相关控制模块,进而通过最合理方式与最少模块构建功能完善且全面的一个自动化控制系统,这样才能确保生产中灵活调整控制以及生产中的准确运行。在运行PLC控制系统的过程中,对参数模块功能的模拟是在监控整个生产的过程,并且将控制语句传输到监控仪表,进而对控制精度进行改善,比如,热处理日常运行的维护,锅炉温度升降控制或者是保温工作等等。目前世界上的大部分国家,都已经利用PLC技术完成机械工程自动化的相关标准设备,这一技术的应用范围比较广,覆盖到食品、娱乐、交通、化工以及冶金等全部轻重工业,在自动化领域中使用最为重要,也是用途最为广泛的控制设备。仅在2009年全国PLC的生产件数就己经达到了1500万件,到2010年时,其产量突破了1800万件,2011年时产品最终数量达到2300万件,到目前为止呈现为持续增长的趋势。 五、结论 在信息化与工业化快速发展的时代,机械工程与自动化水平的高低是国家工业发展水平的重要标志,PLC技术的迅速发展有利于工业生产自动化水平的提升。本文主要探讨在各个领域自动化设备中PLC的应用,并且分析机械工程和自动化中PLC的重要作用,进而为自动化领域中PLC的推广提供参考依据。 作者:王新明 单位:江西金工建设有限公司 机械工程论文:遗传算法机械工程论文 1GA(遗传算法)原理 遗传算法就是一种以事物的自然属性和遗传属性为基础,通过计算机对生物进化规律进行模拟以寻优的一种算法,将寻优的范围与遗传空间相对应,把每一种可能的值通过二进制码进行编码,如同染色体一样,形成的字符串相当于基因,然后按预期的结果对每一组编码进行评价,选出最合适的一个值。算法一开始是提出一些问题的解,然后根据要求对这些解进行选择,重新拆解组合,去掉不合适的,留下最优值,由此形成的便是新值,如此往复,继承与改良,这便是GA算法。由以上我们可以看出GA算法并不是简单的重复,而是属于一种螺旋式的上升过程,是不断向更好的方向“进化”的,在淘汰与择优中趋于稳定。 2GA算法的数学基础和算子 2.1GA算法的数学基础 图式定理是GA算法的数学基础,图式定理是Holland提出的,它在一定程度上解释了GA算法强大的数据信息处理能力,由定理我们能看出,经过不断地复制和交叉变异,在第一代中包含的编码数量H可以用如下公式表示:m(H,t+1)≥m(H,t)(N(H)/FAV)[1-PC•(〥(H)/(L-1))-O(H)•Pm](1)如以遗传学讲,其中m(H,t)和m(H,t+1)分别代表第t代和第t+1代种群数量,N代表图式H中染色体适应能力的平均水平,FAV代表种群中包含的染色体的适应力的平均水平,交叉比率用PC表示,变异比率用Pm表示,图式的长度用〥表示,OH是H的确定参数,即阶,染色体长度用L表示。 2.2GA算法的算子 GA遗传算法的基本算子有三个,分别是选择、交叉和变异。选择算子相当于生物界优胜劣汰,决定物种最终存活的自然选择,在生物群中选择一些适应力强的生物,将它们的染色体放入基因库,是染色体重新交叉组合完成变异的前提,选择算子的特点是只能在原有的基础上选择出优良的基因,而无法重新创造。交叉算子相当于自然界生物为完成繁衍生息和进化而进行的交配繁殖现象,染色体经由交叉,重新组合后形成新的染色体,即从双亲染色体里随机地分别选择一条再重新组合,是染色体的重新创造。变异算子是在选择和交叉算子完成重组的基础上使遗传算法能力的增强,以寻找GA值的最优解,如果在整个GA算法中少了变异操作,就只能在原有基础上来回寻找而没有新的突破。 3如何实现遗传算法 遗传算法归根结底是寻找一个最优的解或者工程中所讲的最好的解决方案,从函数来讲是求如下函数的最优解:F=f(x,y,z),x,y,z∈Ω,F∈R(2)其中x,y,z是自变量,每一组(x,y,z)就是一组解,优化目标的目的是寻找一组解使得:F=f(x0,y0,z0)=maxf(x,y,z)(3)首先,将公式(2)的各个参数通过二进制数编码形成字符串,再进行链接形成所谓的“基因链”,据已有的研究结果,可以知道字符串长度不同、码制不同都将对最终计算的结果的精度产生影响。其次,采用随机抽选的方式选择个体的初始值,之所以随机抽选是因为这样产生的结果更具有一般性,能代表寻常情况。最后,确定群体的规模,即确定基因选择的目标源,在这个目标源中寻找最佳值,规模的确定决定了GA算法结果的权威性和有效性,太小则不能提供足够的采样点,结果的多样性将会打折扣,太大则会增加计算量,拖长搜索时间,通畅将规模控制在40~200左右为宜,在对每个个体的优劣实施评价之后,设置一个适应度函数,然后分别确定交叉率和变异率,判断搜索何时停止,在本次讨论中,判断标准可以定为搜索所得的解是否达到了预期的最大值。 4GA在机械工程中的应用 GA算法的优点显而易见,它在机械工程中的应用是极为广泛的。在零件的切削中可以对零部件和切削工具予以优化,使得切削参数的设置达到总在工作以最低的成本,实现最高的效率,最终得到最高的收益的目的,在自动化控制的智能制造系统中可以为系统的静态动态的配合寻找到最佳契合点,以下对GA算法在机械公式和功能中的应用以具体实例加以阐述。 4.1优化人工神经网 ANN,即人工神经网,是一种用于建模和控制的,针对模型结构不稳定的线性系统而设计的结构,单次结构目前并不成熟,并没有确切的数据指导后来者准确的使用,处于摸索阶段。对于ANN,目前采用的训练方法是反向传播算法,大速度比较慢且结果具有一定的局限性,GA算法可谓使这一问题得见柳暗花明。在AN的行学习参数的优化工作中,仍用反向传播,但对一下因素进行编码操作,包括隐含层数、隐含层数的单元数、势态、网络连接方法、迭代数等,编码完成后,构成ANN基因链,把基因链的适应度函数定义为10-MSE-隐含单元数/10-训练跌代数/1000,MSE是训练好的网络对样本的方差。 4.2优化FLC矩阵的参数 模糊逻辑控制器,简称FLC,涉及到的概念有控制对象偏差和动作强度,表达了二者的模糊关系,现有一延时二阶系统的函数为GS=exp(-0.4s)/(0.3s+1),要求此系统的输出值尽量的跟踪输入值,采用FLC矩阵进行参数优化,取矩阵R=77×11,对此矩阵的77个元素以8bit的二进制码表示,基因链长616bit,经由GA算法优化的FLC控制下,输出值的效果明显地优于“比例-积分-微分”控制器的效果。 4.3实现机床挂最佳组合 机床挂轮组合的完美与否直接决定了生产线的效率,而这又是一个极为古老的问题,最佳组合最终实现的是挂轮组的传动比与要求的值误差达到最小,本文中,笔者通过GA算法,以求能找到一个有效的方案,适合度函数定义为:F=20-ABS(id)-(A/B)*(C/D)(A,B,C,D)∈Ω其中,A,B,C,D分别代表挂轮齿数,共计4个挂轮,ABS()表示绝对值函数,Ω是挂轮约束条件,需要A+B>C=d+m,C+D>B+d+m,d,m分别代表齿轮模、安装轴径。笔者在文中采用cenitor算法,对每个齿轮用一个5位二进制码进行编码,代表挂轮表的32个挂轮,共4个挂轮故基因码长20位,个体数为100,经过验证后发现,如果id为整数,GA算法只需完成1000次杂交运算就可以选出多个误差为0的组合,它并非盲目地完成计算,搜索数远小于问题解的数值。 5结语 随着GA算法的不断发展,由于其与其他技术易于融合,当然对于它的争议仍然是存在的,但就近年的研究,大量实例都证明了它是一种简单且实用性很强的算法,在工程领域中的应用也将更加广泛。 作者:郑旭浩 单位:吉林交通职业技术学院 机械工程论文:自动化技术及机械工程论文 1机械工程自动化技术概述 机械工程自动化技术主要是指机械装置在没有外力干涉的情况下,按照事先预定的程序方法,通过机械力进行自动操作或控制的过程。在机械工程行业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动化生产,实现优化、有效的自动生产过程,加快生产投入物的变换和流动速度,进而促进整体机械工程行业的发展。 2机械工程自动化技术的现状及制约因素 从我国机械工程自动化技术应用的现状来看,其还处于刚性自动化、单自动化的阶段,但国外一些工业发达国家已经实现了机械自动化技术的集成化、智能化、柔性化发展。在机械自动化生产的管理方面,我国一些企业仍旧是采用传统的管理模式,而发达国家已实现了计算机全程控制管理,而且在机械生产模式、工业组织与管理方面也在不断升级与创新。由此可见,我国机械自动化的发展仍然存在诸多的不足之处,而制约我国机械工程自动化技术进一步发展的因素,主要为:缺乏相关技术人才、自动化技术应用范围不够宽广、自动化技术相对落后、缺乏自动化技术的科研投入、机械自动化技术的管理不够完善等。 3加强机械工程自动化技术的建议 3.1加强配套机械自动化技术的发展 所谓配套机械自动化技术,是指机械自动化技术既要发展主要机械设备的自动化,又要发展配套元件及控制系统的自动化。充分应用电子学、零件检查与机床装料自动化技术、电子计算机技术,大力推广程序数控机床,研究发展可靠、高效的自动化生产线、自动化控制系统、生产信息系统等。通过配套机械自动化技术的大力发展,使机械工程行业从生产制造开始到结束均能实现自动化生产,从而大力提高生产效率,促进生产效益 3.2重视低成本机械自动化技术的发展 根据形势分析来看,我国暂时还无法投入大量资金发展太多高科技、高成本的机械自动化技术,这种形势下,便应该先从投资少、见效快、成本低、前景广、潜力大、适合我国发展需要和国情的自动化技术着手,打好基础,慢慢向上发展。例如芬兰NOKOAData机工厂组装车间内拥有的一条可制造286/386/486微机的灵活生产线,该生产线在自动化设备应用的同时融入人工参与,将自动化技术与传统工艺完美结合,使其在保证造价较低的同时,具有柔性制造系统的性能。国外这种低成本、见效快的自动化技术我们均可借鉴参考,并结合我国基本国情,研发出适合国内机械工程发展的低成本自动化技术。 3.3重视机械工程自动化人才的培养 我国机械自动化技术之所以发展缓慢,与这方面人才的缺失有很大关系,因此,为促进机械工程及自动化技术的进一步发展,便要重视对机械工程自动化人才的培养。第一,需大力引进国外先进的机械自动化技术,同时加强对机械工程自动化教育活动的开展,使我国的科研实力逐渐增强。第二,机械工程自动化专业人才必须具备机械工程的研究、设计、制造以及自动化技术基础知识、基础理论、基本技术与应用的能力,能够在机械工程生产第一线从事材料加工机械、机械制造及自动化等方面工作。 4机械工程及自动化技术的发展前景 在科技的快速发展下,我国的机械工程及自动化技术也在不断朝前发展,但其在发展的同时,也突显出资源浪费、环境污染、产品开发及利用率低等问题。为促进机械工程及自动化技术的可持续发展,机械工程自动化技术朝着绿色环保、经济性、实用性等方面发展也是必然趋势。 (1)绿色环保的发展前景。机械工程行业在自动化技术的广泛应用下,虽然大幅度地提高了生产效率,但给生态环境也带来了严重破坏,因此,自动化技术的应用与发展应该以减少环境污染和资源浪费,倡导绿色生产战略为原则。 (2)经济性发展前景。我国很多企业在自动化技术的应用与发展中还较为落后,由此也导致了企业经济发展的缓慢,因此,为保证自动化技术能创造出更为可观的经济效益,各企业对现有技术设施不断改进与优化,在提高生产效率的同时使经济的发展得以满足,才能真正发挥机械工程自动化生产的作用。 (3)实用性发展趋势前景。机械工程自动化技术的发展,应该将企业的技术需要与生产需求作为最基础的条件,根本目的是生产出更高科技含量的产品,以此来满足消费者的需求,因此,重视机械工程及自动化技术的实用性发展,也是必然趋势。 综上所述,机械自动化技术是当代先进机械制造业技术的重要组成部分,也是当前机械工程领域涉及面比较广、研究比较活跃的技术,还是机械工程行业获取优势市场竞争力的关键手段。但我国机械工程及其自动化技术目前还不是很成熟,鉴于这种情况,更应该结合我国具体国情,充分参考国外先进经验,做好各项基础工作,循序渐进地进行优化与改善,不断提高机械自动化技术能力,才能使我国的机械工程及自动化技术与国际接轨,最终促进我国的机械工程行业向自动化的更高阶段迈进。 作者:刁荣飞 单位:西南石油大学机电工程学院 机械工程论文:工程设计机械工程论文 一、机械设计制造及其自动化专业工程设计能力的内涵 机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标是现代机械工程师,使学生接受机械工程领域的基本知识和专业理论知识,受到机械工程师基本技能的训练。学生毕业进入企业后,除具备机械设计制造及其自动化专业的一般知识与能力外,作为现代机械工程师,还应具备以下能力:(1)能够正确判断机械设计制造及其自动化专业领域的工程实际问题;(2)具备针对工程实际问题的系统分析能力和解决问题的能力;(3)具备机械制造行业的工程设计、工程开发能力;(4)能适应机械制造行业涉及学科的交叉性和复杂性,具备协调与合作能力;(5)具备终生学习的能力。 二、机械工程系列优秀课程教学培养现状 机械工程系列优秀课程包含机械制图、机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、电工电子技术、互换性与测量技术基础、机械制造工艺学、机电传动控制、液压传动与气压传动、数控技术等理论课程,以及课程设计、专业课程设计、毕业设计、认识实习、生产实习等实践教学环节。每门课程的理论性和实践性都非常强,与相关课程关联关系强,在机械类学生的知识结构中都具有举足轻重的地位。以《机电传动控制》为例,该课程的理论性、实践性和综合性强,涉及动力学基础、电机与拖动、传感器、机床电气自动控制、电力电子技术、传动控制系统、可编程序控制器等知识面,关乎《理论力学》、《电工电子技术》、《机械制造技术基础》等前期课程,和《金属切削机床》、《机床夹具设计》、《液压传动与气压传动》等同期课程,甚至《数控技术》、专业课程设计、生产实习、毕业设计等后期课程的关联教学,在机械设计制造及其自动化专业人才培养体系中尤为重要。现有教学体系中,机械工程系列优秀课程均存在内容量大,知识面广,教学以理论为主,实验为辅的现状。理论教学方面,由于原理图多,文字叙述较抽象,学生又无实物接触,难以全面了解、掌握机械工程技术在生产实际应用中的内涵和精髓,不仅影响了学生的实际应用能力,也降低了学生在今后的工作中不断学习提高的后劲。在工科教学中尤为重要的实验或实践教学环节,多采用验证型实践教学,且往往由于受控对象体积大、重量重、价格高、维护难等因素,难以大量装备于实验室,使学生在实践教学中无法感受工程实践的趣味性、知识性和实验成功后的成就感,在很大程度上挫伤了学生的积极性,更谈不上对工程设计能力的培养。对于教学另一重要环节,即考试,现有的考试方式仅注重于考查具体知识点的了解或掌握,比较理论化,并不注重与工程实际的联系,往往出现教师为考而教,学生为考而考、考后即忘的现象,无助于对工程技术人才的培养。机械工程领域知识的复杂性和交叉性,使得实际工程问题通常是隐性的,学生毕业进入企业后,无法再像课堂学习一样根据已知条件和固有步骤得到答案,企业必须投入相关资源进行二次培养,企业的经济效益和高校的人才竞争能力都大受影响。因此,工科院校机械设计制造及其自动化专业,针对机械工程系列优秀课程实施以培养工程设计能力为目标的课程改革,培养学生对工程实际问题的分析判断能力、工程设计能力和终生学习能力是实现该专业人才培养目标的需要,是适应社会发展需求的需要。 三、以培养学生工程设计能力为目标的机械工程系列 优秀课程教学改革研究与实践我校以培养工程设计能力为目标的机械工程系列优秀课程教学改革的思路是以培养学生工程设计能力为总体目标,贯彻以工程项目构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运作(Operate)全过程为载体的CDIO高等工程教育理念,打破以理论知识全面性为原则的专业课程群设置方式和课程教学内容安排方式,以完成工程项目CDIO过程作为课程群设置或整合、课程教学内容(含实践教学)安排、教学方法以及师资和教材建设的优秀,系统推进教学改革。一个典型的领域工程项目(一级项目),其CDIO过程所需的专业知识和技能几乎可以涵盖一个专业方向甚至一个专业的所有课程(含实验),这就给专业课程群设置及其教学内容整合提供了一个内在的“纲”,极大地增强了专业课程群的整体性。与此同时,工程项目的实施流程及各部分工作内容也为专业课程的教学内容和教学重点安排提供了有效依据。以工程项目运行过程来驱动课程教学实施,构建真实的工作场景,以完成“完整技术工作”的训练并以此来实现工程综合应用能力的培养,加速学生从在校生到工程技术人员的角色转变。解决现有教学体系中重理论轻实际、教学过程中缺乏工程实践和工程设计的引入、教与学均是纸上谈兵等教学问题;解决现有实验环节以传统的验证型实验为主的实验教学模式下,学生动手能力差、综合分析问题能力欠缺,以及现有实验设置与工厂实际脱离、与先进技术的发展和应用相脱离的现状,使实验教学环节与培养工程设计人才目标相促进;解决现有考试方式“考”老师所“教”、考试内容简单化、命题标准化等教学问题,真正避免现有教学制度下,老师教学生“考”而不是教学生“学”和“用”的现状。针对教学体系改革,建立以能力培养为中心、以工程设计为主线的课程教学体系,优化课程结构,改革教学内容。如教学过程中,以“车用气瓶螺纹接口自动加工专机”的完整设计工作为主线,给出学生某企业待加工气瓶产品的不同形状与尺寸规格、加工精度要求、加工效率与设备成本要求等参数,要求学生直接进行该产品加工设备的设计。整个教学过程既围绕“气瓶螺纹接口自动加工专机”的实际工程课题研究,又紧密围绕《机电传动控制》课程各章节内容,注重工程实际在恰当知识点的引入。如进行第二章“机电传动系统的动力学基础”内容的教学时,将转矩折算与电机选择、专用钻孔动力头设计、车床变频器主轴改造等工程实际案例逐层相结合,扎实培养学生的工程设计思路和能力。教学过程中适当引入“三通球阀加工专机设计”、“铝塑药品包装机改造”“、80喷漆线伺服系统”等相关工程设计实例贯穿课堂的教学和设计指导。部分章节如“继电器接触器控制系统”、“PLC控制技术”等采用了现场教学模式,使学生易学,老师易教。在《机电传动控制》课程教学改革过程,共有三条主线:其一,课程自身教学系统主线;其二,工程设计项目与实验教学主线;其三,对相关课程知识进行验证学习的主线。三条主线围绕工程设计项目主线同步展开,最终为学生的《机电传动控制》课程服务。学生在课程学习过程中,在授课教师的带领下,进行了企业委托项目《气瓶螺纹接口自动加工专机》的研究与设计。因涉及学习内容多,工作量大,单靠课堂学时远远不能完成。但是由于构建了一个学生进入企业后真正的现代化生产主战场,极大地激发了整个团体的学习积极性和创造性。依靠课后大量的资料查阅与学习,课堂上再结合教师对《机电传动控制》相应章节的讲解与对该工程项目的设计思路引导,学生在课程学习期间即完成了该项目的工厂调研、工艺分析、方案设计、刀具设计等工作,完成了企业要求的设计任务。并成功申请了发明专利“气瓶螺纹接口自动加工生产线”1项和实用新型专利“直动式电控叠加溢流阀”、“专用锪车复合刀具”等9项,目前均已获得授权。由于学生学习积极性高涨,课后主动学习时间大增,在这个环节中扮演重要角色的教师的实际教学过程相对以往教学模式轻松。教师更多是扮演“导师”角色,而不是以往的“填鸭式”教学;学生通过实际的工程设计历练逐步建立和深化了工程意识与能力,达到的是双赢效果的工程设计人才培养目标的实现。同步实施的实验环节改革,强调针对工程实际进行设计、选型、搭建、调试的系统性实验,培养动手操作和创造能力,注重该课程与相关课程的关联设计,注重该环节理论与实践的联系;对于考试环节,不以最后一考来定输赢,而以阶段性工程设计与期末整体性设计相结合,笔试与口试结合,注重工程设计的实际应用方面的考评。 四、总结 目前,我校《机电传动控制》课程以培养学生工程设计能力为目标的教学改革已经实施了五年,并带动了机械工程系列相关优秀课程群的教学改革。由于在改革实践过程中,以工程项目运行过程来驱动课程教学实施,以完成“完整技术工作”的训练实现工程综合应用能力的培养,加速了学生从在校生到工程技术人员的角色转变。从用人单位反馈情况(两届)看,就业学生在创新能力、实践能力、知识结构、团队意识、岗位适应能力等方面较往届有较高水平的提升。总之,我们将继续积极进行改革,密切观察实施过程,冷静分析成绩和不足,不断总结经验教训,期望能为中国的工程教育改革做些实事,提供新的改革思路,为培养符合现代企业要求的工程技术人才做出贡献。 作者:杜柳青 余永维 周康渠 米林 单位:重庆理工大学 机械工程论文:机械工程材料建构主义论文 1《机械工程材料》的教学 机械工程材料交融了多方面的专业课程,内容繁多,关系复杂,不利于被学生接受,因此教师在授课时,课堂理论与实际的结合就非常重要,将原本的抽象理论具体化,可以帮助学生直观的了解并掌握机械工程材料的相关内容。注重理论与实际的结合,是提升教学效果的重要方式。如今多媒体的教学方式得到广泛的应用,给教师的教学工作提供了极大的辅助作用。机械材料的教学需要大量的媒介辅助,多媒体正好提供了辅助功能。如今的《机械工程材料》的课堂教学,主要是借助多媒体、网络教学平台,将讲课的方式生动化,期望学生能够接受所传输的知识,在一定程度上提起了学生的学习兴趣,但是这教学方式的本质是没有变化的,还是教师对于学生的单方面传输,只是丰富了传输方式罢了。 2基于建构主义的《机械工程材料》教学 2.1以问题或任务作为驱动力教师在教学的过程中,以问题或任务串联整个教学过程,让学生带着任务和问题开始学习,为学生的学习提供明确目的性,激发学习的积极主动性。在学生追寻问题答案的时候,教师对于过程加以引导,让学生了解知识点的真实应用,同时对于实际的结合也是一个系统的知识梳理过程。比如教师可以引导学生认识钢材的分类,将对不同型号钢材的具体用途的认识作为学生的探究的学习任务,在学生的探究过程中,涉及到不同钢种本身区别和特点的方方面面,整个过程下来对所有的知识点进行了一个系统的整理。这样的过程改变了原本教师枯燥繁杂的教学过程。带着问题和任务来学习,学生成为学习过程的主导力量,提升了学生的学习兴趣,也帮助学生对于学科知识有更深入的认识。 2.2教学课程以学生熟悉的事情做类比在教学的过程中使用类比,可以帮助学生更好的理解所要传达的信息,拉近学生与学科的信息距离,恰当的使用类比让课堂的变得生动,学生的参与积极性提高。对于类比对象的选择直接影响着类比的效果。在《机械工程材料》的教学过程有时候出于条件的限制,教师无法将实物搬到课堂上,这个时候类比的作用就凸显出来了,类比对象尽量选学生熟悉的事情,可以是学生日常生活中常见的情景。例如金属的凝固,金属在大家的日常生活里大多是固体的,学生对于金属的凝固肯定会觉得很抽象,而教师又无法将金属凝固的过程展示出来,这时候如果教师讲金属的凝固类比为水的凝固,就一下子帮助学生产生了具象化的认识,毕竟水的凝固对于学生来说是再熟悉不过的。通过类比,让学生借助自身已有知识与新知识的对比来强化记忆,有助于学生构建自己系统的知识网络。 2.3鼓励学生自己发现问题在教育工作中,提出问题跟解决问题一样是对知识综合掌握并运用的过程。在建构主义的指导下,多鼓励学生提出自己在学习或实践中发现的问题。引导学生主动的去发掘可能存在的问题,鼓励学生对现有的理论提出质疑,可以引发学生对于理论知识的研究兴趣,发挥实践中的观察能力,激发学生的学习积极性,同时通过对问题的发掘,学生对于知识有一个综合性的认识。 3结语 基于建构主义教学理论指导的《机械工程材料》教学,学生成为课堂的重心,老师不再是一味的向学生灌输知识。学生积极的参与到教学活动中,在知识对应的情景中将知识学以致用,从而达到学习的目的,教学的效果质量得到很大的提高。 作者:邓玉容单位:重庆人文科技学院 机械工程论文:机械工程中机电一体化论文 1.提高了设备的安全性 由于机电一体化设备具有安全报警以及自动检测、修复的功能,所以,应用这项技术可以有效的提高设备运行的安全性以及高效性。机电一体化设备是对传统设备的革新,其具有重要进步意义,这种技术自动修复的功能有效的提高设备的安全性,保证了机械设备的正常运行。1.4扩大了机械设备的应用范围机电一体化设备是对传统机械设备的改进与创新,其改变了传统设备应用范围窄,功能单一的问题,扩大了机械设备的使用范围,有效的提高了机械工程的效率。所以,应用机电一体化技术,可以有效的促进机械工程行业的发展。 2.机电一体化在工程机械中的应用措施 2.1机电一体化技术在机床的应用我国数控机床一般使用Z80-CPU软件实现机电一体化,这是因为Z80-CPU系统开发较为简单,且配套的芯片具有普遍性和廉价性,因此在机电一体化技术上具有额可靠性和通用性。由于我国的数控机床是按照坐标轴进行工作台运动的,因此一般需要采用插补功能实现连续控制的目的。其中滚珠丝杠具有摩擦损失小、传动效率高的优势可以有效消除低速爬行的现象,因此在数控机床的执行机构传动方式可以使用该种传动方式。它具有耐磨性好,摩擦系数小,可消除低速运动的爬行现象,同时它的抗撕伤能力强、以及成本低等优点。 2.2监控系统的应用机电一体化技术在工程机械加装电子监控和故障诊治以及自动报警系统可以对工程机械的各种装置如传动系统、液压系统、发动机以及制动系统等进行综合的全方位的监控。监控系统在工程机械运行过程中如果发现异常,能够自动找出机械出现故障的部位,并发出警报,提醒工作人员注意。因此机电一体化技术的应用不仅提高了工程机械的工作效率,而且改善了操作人员的工作环境,降低了工程机械故障维修的费用,缩减了停机维修的时间,对延长机械使用寿命和提高机械经济效益具有重要的作用。 2.3对柴机的控制借助机电一体化技术的电子油门控制系统,对柴油机安装电子调速器和升温控制自动系统可以提高对柴油机控制的便捷性。 2.4降低工程机械功耗,促进生产效率的提高一般的工程机械使用时功耗较高,但是生产效率确较低,例如传统的液压挖掘机不仅功耗较高,能量利用率不到30%,而且生产率较低。但是应用了机电一体化技术的工程机械利用先进的电子控制系统使机械的功耗大大降低,生产率明显提高,例如采用了卡特电子系统的液压挖掘机,功率利用率明显提高,从而使机器的生产率大大增加。又如将机电一体化技术应用于柴油发动机,由于电子调速器等的应用,使柴油发动机可以根据不同的工况选择不同的工作模式,降低了柴油发动机的功耗,增加了柴油发动机的工作效率。 2.5提高产品质量机电一体化技术应用于工程机械中,借助电子系统的精密控制系统,可以提高工程机械工作的精密程度,提高产品质量,促进良品率的提高。一般的机床在加工产品时是操作人员依据自身的操作经验和技术进行操作的,这造成的机床生产的良品较低。实现机电一体化的机床在进行产品加工时依赖于电子系统的控制,因此精确度较高,同时监控系统可以及时对机床操作进行调整,确保良品率的提高。我国较为先进的数控金切机床已经可以进行精度为0.001毫米的作业加工,这是单纯的依靠人工操作的机床难以做到的。 3.结语 机电一体化设备是一项新型的产品,其在机械工程中的应用收到了良好的效果。应用机电一体化技术,需要有效的结合计算机以及先进的信息技术,随着科技的不断发展,计算机信息技术也在不断的改进与创新,这也推动了机械工程行业的发展。所以,应用机电一体化技术也引导这机械工程行业未来发展的方向。通过实践发现,机械工程中应用机电一体化技术后,有效的提高了工作人员的效率,由于机电一体化设备具有自动修复的功能,其还提高了机械设备运行的稳定性以及安全性。 作者:陈玉震单位:唐山国丰钢铁有限公司 机械工程论文:基于校企合作的机械工程师论文 一、校企合作培养模式的现状及存在问题 早在19世纪70年代,美国联邦政府开始推行《莫里尔法案》,确立工程教育在大学高等教育中的地位,这是最早以政府法案方式强化校企合作的典范。2005年10月德国国际汽车制造商大陆公司(ContinentalAG)资助设立了“全球工程教育卓越计划”(GEE),探讨全球化背景下工程师的工作环境及全球化工程师的培养模式等问题,该项目具有突出企业在工程教育中发挥的作用和多方参与工程教育的培养模式两大特点。高等院校在工程人才培养方面采用校企合作模式,可以弥补学校在实践教育和职业训练计划方面的不足,为从事技术研发的教师提供更多施展才华的空间,也有利于提高企业的研发能力,实现校企双赢。我国从19世纪末引入工程教育,但由于开始就缺乏与工程产业领域的密切联系而失去工程化的环境。与国外相比,国内高校工程教育中的工程实践能力培养还存在较大的差距。国内工程人才培养仍以应试教育为主,与工程实际需求脱节,普遍存在重理论轻实践、工程意识较差、工程训练缺乏、社会适应性差等问题,导致所培养出来的学生的工程实践能力较弱。“卓越工程师计划”实施后,上述情况有所好转。统计数据显示,在实施“卓越工程师计划”的试点高校中,有91%的院校采取“3+1”人才培养模式,3年在学校学习理论知识,1年在企业进行专业实践培养,但在校企合作培养卓越工程师方面仍存在诸多不足,主要表现在以下几个方面。 1.缺乏符合“卓越工程师计划”实施要求的师资队伍 现有教育体系下,学生对专业知识的获取更多的来源于教师的引导和直接传授。尽管近年来工科院校师资队伍的学历层次得到很大提升,但绝大部分教师来自于应届毕业生,缺乏在生产一线从事技术开发或工程实践的经历,这导致了他们在教学中所教授的知识偏理论化,与工程实践结合较少,带有一定的片面性和局限性,使学生的专业深度和广度达不到工程实际的需要,不利于机械卓越工程师的培养。 2.学生培养环节中实习和实践机会偏少 实践教学是工程类人才培养的重要环节,它有助于学生对理论知识的理解、吸收和推广应用。在美国大学课程体系中,实践教学约占30%。我国教育主管部门也认识到实践教学的重要意义,2012年教育部在《教育部等部门关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》中提出各高校要结合专业特点和人才培养要求,增加实践教学比重,确保理工农医类本科专业不少于25%。但实际情况则不容乐观,我国高校实践教学比例基本上只达到20%,且不同的学校相差较大。同时,配套的实验设施和实践实习基地也远不能满足卓越工程师培养的实际需要。专业课程配套实验开课率较低,一般不足40%,开放性实验与创新性实验流于形式,金工实习等工程实训环节以教学型演练和模拟教学为主,学生缺少工程实际环境下的真刀真枪实践机会,专业性实习以参观为主且时间较短,很难深入企业的生产实践中,导致学生在实践教学环节中很难得到充分的训练和实践机会。 3.校内教学与工程生产实际相脱节 虽然学校为学生开设了很多理论课程,但所开设的课程要么以对口专业需要为目的,课程体系窄、专、深,要么与工程领域的生产实际结合得不够紧密,教材编写人员缺乏足够的工程实践经验,专业教材更新不及时,学生对于所学的专业知识在实践中如何应用缺乏具体的概念,使得所学的专业知识缺乏针对性,学生学习积极性不高,学习效果严重打折。实践教学环节重视不够,实验课时不足,实验设施缺乏,更新不及时;实习环节存在一定的盲目性和随机性,内容安排上缺乏系统性、针对性和全面性,导致学生动手的机会越来越少,工程实践能力有所下降,与用人单位的实际需求相脱节。 4.校企合作层次较浅,缺乏深度和广度 现行的校企合作内容比较狭隘,合作目的比较单一,缺乏互惠共赢的利益机制,难以深入和持续合作。困扰高校的是企业参与工程人才培养环节的积极性不高,由于企业普遍认为人才培养是高校的任务,很少有企业愿意接待学生实习,学生在企业的所谓实习也只是参观实习,缺乏动手实践机会,无法接触工程应用知识。究其原因,一方面,由于市场经济体制,企业以经济效益为目的,担心学生进入企业会影响其正常生产;另一方面担心学生参与生产实践易出现安全事故。更为主要的是,学校和企业没有进行有效的沟通和了解,未能形成校企联合培养人才的机制。 二、校企合作实施“卓越工程师计划”的人才培养模式 在工程人才特别是卓越工程师培养方面,世界各国高校多采用校企合作方式,依托企业的工程实践优势弥补高校在实践教育和训练环节的不足,国外成功的校企合作培养卓越工程师模式,如,德国的“双元制”模式,英国的“三明治”模式等。国内高校多采用“3+1”培养的基本模式,细分开,还有“交替型”培养模式、继续工程教育模式、工程研究中心模式、企业研究生工作站(包括企业博士后工作站)模式、校内产学研结合模式、订单式培养模式、企业顶岗实习模式、校企共建联合实验室/实训中心模式和大学科技园模式等。在校企合作形式上,包括校企联合办学、联合组建师资队伍、共建实习基地、科研项目合作和微观课程合作五大校企合作形式。针对校内师资队伍工程实践经验缺乏的情况,我校与省内外十余家企业签订了联合培养机械卓越工程师的协议,并建立了专门的培养基地,在机械卓越工程师培养中采取了“两段式、双导师制”的校企合作培养模式。“两段式”是指在学校和企业分别进行理论和实践环节的两段式培养;“双导师制”是指分别给机械卓越工程师试点班的学生配置两名导师,其中校内专业指导教师由专业能力较强和具有一定技术开发和产品研制经验的老师担任,企业指导教师由承担联合培养任务的对口企业选派具有丰富工程现场工作经验的工程师担任。 三、校企合作实施“卓越工程师计划”的思考与建议 1.做好顶层设计,确定培养方案和课程体系 试点学校应成立包括行业专家、工程生产一线的卓越工程师在内的卓越工程师教育委员会,根据机械行业企业发展需求,以卓越机械工程师培养为目标,确定卓越机械工程师培养方案,重构适合卓越机械工程师培养要求的课程系统,课程设置侧重以工程实际应用为导向、以职业需求为目标,将卓越工程师计划的专业培养标准细化为知识能力大纲,确定本校培养的卓越机械工程师应具有的知识、能力、素质和特色。根据安徽理工大学的煤炭系统行业特色,构建基于大机械观、大系统观和大集成观的机械工程知识系统,将课程体系设置为公共基础模块、公共选修模块、学科专业必修模块、跨学科专业选修模块、专业优秀课程模块、专业任选课程模块、课程实践模块、专业实践模块和素质拓展模块,共9大模块。其中课程实践模块包括机械原理课程设计、机械设计课程设计、专业课程设计、工程制图实践、机械基础综合实验和电工电子综合实训;素质拓展模块是指参加或参与科技文化竞赛、才艺竞赛、社会服务等取得的奖励、表彰以及在外语水平、计算机水平、从业资格、发明制作、论文论著等方面取得的成果,按学生所取得的成绩和效果给予不同的学分,侧重学科交叉和工程实践与创新活动方面的引导。 2.出台配套政策,保障卓越计划的经费投入 来自政府、高校和企业三个层面的配套政策,是有效实施“卓越工程师计划”的重要保障。国家、省级教育部门、行业主管部门、劳动与社会保障部门等相关政府部门可以为参与“卓越工程师计划”的企业提供优惠的税收优惠政策,协调解决学生进入企业实践前后所面临的种种困难,为“卓越工程师计划”的实施创造良好的政策和社会环境。学校可以联合企业共建集产品或技术研发、测试、教学、培训等功能于一体的综合科研平台,同时面向学生和企业员工开放;制定和完善卓越机械工程师师资选拔和培养计划,引导教师有效地将教学、科研与生产实践相结合,鼓励教师融入校企联合体,促进成果转化;联合制定优秀学生奖励和就业帮扶政策,为学生研究生推免、创新创业、就业派遣提供帮助。企业还可以制定优惠政策,鼓励师生参与企业产品开发和技术改造,鼓励优秀学生就地就业,甚至可以在经费许可的条件下为高校提供科研经费,在学校设立一批竞争性的长期项目,资助工程实践项目的开展,促进工程教育的深入改革。试点高校要加大对实施“卓越工程师计划”专业专项资金及配套项目的投入,确保卓越机械工程师培养平台和各级工程实践教育中心按计划建设完成,解决学生在企业培养阶段师生所需经费的维持。 3.校企深度合作,构建校企联合培养体 为了避免以往校企合作内容狭隘、目的单一、缺乏互惠共赢的机制等弊端,校企双方应以“双主体”的方式深度合作,充分考虑双方的利益诉求,制定合作与管理机制,共同确定人才培养目标和课程体系,共建师资队伍、共同指导实践教学。通过校企产学研深度合作,使教学与生产相结合,校企互相支持、互相融合、双向介入、优势互补、资源互用、利益共享、风险共担。一方面有利于企业借助于高校众多学术性高端人才及其成果解决企业存在的关键性技术难题,促进企业的快速发展;同时,也有利于高校教师加深对生产实践的了解,丰富其工程实践经验。另一方面,也有利于学生深入企业,获得真正意义上的专业实习和实践机会,增强动手能力,并可从企业导师处了掌握企业工作流程,学会如何运用所学专业知识灵活地解决工程实际问题,有利于学生快速向工程师的角色转变。按照卓越机械工程师的培养方案的要求,安徽理工大学已与广东宏大爆破公司、江苏鹏飞集团、中泰国际(集团)高新技术有限公司、凯胜重工等十余家知名企业签署人才联合培养协议,共建工程人才培养基地、联合实验室和研究生工作站。利用企业先进的工艺设计和装备制造能力,提升学生工程实践能力的培养水平,同时实施了专业教师企业挂职锻炼工程和青年教师进企业培养工程。 4.侧重工程实践,改革考核评价体系 卓越机械工程师与传统的机械工程师在培养模式和培养方案方面不同,因而有必要改革现有的考核评价体系。在专业教师的评聘与考核环节中增加在企业工程实践经历的要求;在教学内容上应增加注重理论性和实践相结合,强调专业知识在工程实践中的灵活运用;在考核评聘方面认可并重视教师在参与企业产品开发、技术改造等过程中所取得的成果,优先考虑参与企业挂职锻炼、顶岗工作的教师。对学生的考核要改变分数决定一切的传统考核方式,从单纯的书本知识成绩向集知识、能力、素质和特色四位一体的综合评价转变。除了要具有良好的素质修养、正确的人生观、价值观和世界观,具备扎实的基础知识和基本的人文知识,还要系统地掌握本专业的知识,了解专业现状和前沿发展动态。更为重要的是要具有善于学习和独立获取知识的能力,具有一定创新思维能力和团队协作能力,学会如何分析问题并灵活运用所学专业知识去解决工程实际问题。此外,还应具有一定的专业特色和技术优势。目的是为了有效地引导各教学环节从注重学生成绩向注重学生的学习过程和能力培养转变,回归工程教育的本意。尤其是在实践环节的考核方面一定要从严、从实,采用双导师评分法,对毕业设计课题的选题也应来源于生产实际或应用型课题,具有明确的专业背景和应用价值。 四、结束语 校企深度合作、构建校企联合培养体、创建工程人才成长环境是实施“卓越工程师计划”,培养卓越机械工程师的关键。本研究以安徽理工大学机械设计制造及其自动化专业校企合作实施“卓越工程师计划”为例,探讨“卓越工程师计划”的人才培养模式、培养方案确定、课程体系构建、配套政策、校企联合培养体构建和考核评价体系的改革等方面的问题,提出了相应的建议,可为同类专业实施“卓越工程师计划”提供建议和参考,培养满足行业的需要的卓越机械工程师。 作者:王成军沈豫浙黄如杭李刚单位:安徽理工大学机械工程学院淮南郑煤机舜立机械有限公司江苏鹏飞集团股份有限公司 机械工程论文:培养卓越机械工程师论文 1教学科研互动的现实和理论意义 我校为本科生开设的数控技术系列课程涉及数控加工技术、数控设备与编程技术、特种加工、CAD/CAM技术、机械制造工程学、模具设计与制造、先进制造技术等。长期以来,受经费、任课教师的知识背景和考核标准等因素影响,该课程教学有重视软件、轻视硬件训练的倾向;国内具有高水平和突出特色的教材偏少;办学模式较为单一,缺乏自身的特色和多样化风格;实践类培养环节不能保证所有学生有充裕的时间、充足的设备进行自主、创新性实验或进行科技创新活动。尽管我们承担了大量以数控技术为“使能技术”的科研课题,积累了丰富的高新技术研究开发与工程经验,但在教学和科研的关系上存在着各自为政的局限,教学和科研的融合不能令人满意。主要问题在于教师过于重视科研,而对教学工作敷衍了事,不乐意探讨教学方法、教学成果、教学业绩,不安心从事基础教材的编写;教学内容陈旧乏味,教学方式照本宣科;课堂远离科学研究氛围,科研的新成果不能应用到教学之中,科研的新动态不能融合到教学之中;教师之间科研单兵作战、各自为营,虽鼓角相闻,但交流无多。教学和科研相结合成为一句空话。相对于传统教学科研割裂的情形,教学与科研互动在4个方面具有优化作用和先进性。 1.1教育内容 教学不是按照一本相对固定、内容庞杂的数控技术教材进行授课,而是根据实际需要,以一定的理论框架为基础,将理论授课整合为结构合理、专业精深的专题讲座体系,其教学内容应是与时俱进的。 1.2教育方法 让在数控技术科研上富有学术成果的教师参加教学工作,有利于将相关领域基础理论中的知识点和学科发展的前沿自然结合,形成高屋建瓴之势,真正做到深入浅出。 1.3教育分工 不是由一位特定教师承担一两个班级至少一学期的授课,而是由多名或更多的研究型教师,经分工协作,充分发挥各自的教研所长,面对更多的班级进行短时期、高水平的学术交流。 1.4教育考核 采用研究型专题写作等灵活形式,更加注重对学生能力、素质的考核,促使教学重心向素质教育转轨,加大对理论联系实际问题的考核,加大对数控技术现实问题、热点问题的分析与考核。 2基于教学科研互动的数控技术系列课程改革 实现教学、科研的良性互动,把促进综合素质的培养作为制订课程计划的基本依据,在数控技术系列课程和社会需求之间建立明确的联系,使数控技术系列课程教学从基于理论向重视实践和面向行动转化。 2.1解决了教学和科研相融合的机制问题 建立了教学和科研相互融合的机制,主要包括三部分 (1)结合学科建设和教研室工作,建立任课教师的评价体制,即制定处理教学科研关系的激励政策,教师的奖励、晋职、招收研究生等均要求教学与科研并重。 (2)任课教师自身要实现教学和科研之间的融合,即采用互动式的教学方式,注意学生的反馈,注意与实践相结合,注意通过研究的方法来解决问题,以利于学生和教师的交流互动,有利于教师掌握当前社会的变化以及研究领域的变化。 (3)任课教师之间要实现教学和科研的融合,即形成“学科带头人”制度,以机械工程学科带头人为工作中心,数控技术的教学和科研都围绕其进行,一方面,通过相互传授和向学生传授其研究的内容,扩大团队的影响,另一方面,通过教学,相互听课,不断相互交流协作,互相学习,最终取得教学和科研的双赢效果。 2.2促进了科研成果向教学资源的转化 结合课程改革和实验教学改革,结合专业建设与学科发展,进行统筹规划,坚持高标准、高起点、高效率,在引进高新技术硬件和软件的同时,将数控技术的最新研究成果和技术引入课程教学,内化为数控技术教学内容,形成教学特色,从而使数控技术系列课程的办学水平得到提高,教师和实验技术人员的交流得以加强,知识得以更新,素质得到提高。由于改善了教学科研条件,教学、科研相互促进、良性循环。 2.3教学方式和方法迈上新台阶 自主开发了数控铣床仿真系统、数控车床仿真系统等虚拟实验系统,机械制造工程学CAI虚拟教学软件,数控加工技术、数控车床编程与操作、数控铣床/加工中心编程与操作、数控电火花线切割机床编程与操作等CAI课件。由于在教学过程中体现了自己特有的教学思想,不但有效地提高了教学效率,而且以逼真的效果加大了课堂信息量,提高了学生的空间思维能力、创新能力,从而提高了教学质量,取得了很好的教学效果。 2.4优化数控技术优秀课程,发展跨学科相关课程 从数控技术的系统性、整合性出发,减少了一些专业课的课时,将数控技术系列课程中带有共性的基础原理和方法整合、加强、优化至优秀课程,尽量避免对学位课程进行过于具体的设计;调整了人才培养方案,先后对本科生进行了数值分析、计算机图形学、Matlab科学与计算、复杂刀具设计等课程知识的培训,尽可能地拓宽课程基础知识;打破学科壁垒,先后聘请与我院有科研合作关系的设计与艺术学院、电气工程学院、计算机学院、临床医学院的专家举办机电产品造型技术、控制电机、计算机图像处理技术、人体解剖学等课程知识的讲座,使学生形成了较为灵活的思想和较为宽广的知识背景。 2.5花大力气编写高质量的特色教材和专著 如何编写和使用教材是数控技术系列课程改革面临的新问题。我校组织数控技术科研和教学的精干力量,编写了《数控铣床及加工中心自动编程与操作》《数控车床自动编程与操作》《数控线切割自动编程与操作》三部拟作教材使用的专著。该系列著作的特点在于:尝试将学科性教育和职业性教育的内容糅合,内容科学合理、客观翔实;突出一个“新”字,现代化内容贯穿全书,使读者处于数控技术的发展前沿,拉近读者与现代科学发展的距离;重视交叉学科和跨学科研究的发展动向,并尽可能地将这些动向反映出来;结合工程实际,融合机械设计自动化软件SolidWorks的三维特征造型技术、Matlab语言的数值计算功能,详尽地介绍数控技术CAD/CAM软件在模具和工具行业的应用;对于师生和社会读者普遍关心的数控加工技术的工艺技巧及特种加工技术等内容,也做了合理的编排。 2.6向本科生开放大型、精密科研数控设备 向本科生开放大型、精密科研设备,是在课程实践环节改革中将教学科研互动工作落到实处的一项重大举措。但这种开放不是简单的开放,而是通过拟订培养方案,提出培养措施,安排开放时间等,将其纳入专项培训、专业课程设计、毕业设计、课外科技创新活动的工作计划中。得益于该措施,学生不但有机会接触一些高精尖的数控设备,如数控高功率横流二氧化碳气体激光器、数控YAG固体激光器、立式数控加工中心等,一些学生还以主人翁的姿态参与了部分相关科研子课题的研究工作。该举措在一定程度上改变了数控技术教学中存在的课程理论化、实践环节简化、实践训练弱化的现状。 3结束语 以数控技术系列课程改革为切入点,经过较长时间的探索与实践,形成了“以教学、科研相结合为基本形式,以教学、科研良性互动为主要内容,以提高教育教学质量和提高学生综合素质为目的”的卓越工程师人才培养模式;通过在课程改革中强调通识教育与专业教育、理论性教育与实践性教育的平衡,全面促进学生综合素质的培养;探索并形成了教学与科研相融合的有效机制,取得了明显的教学效益、科研效益、育人效益和社会经济效益,实现了教学和科研双赢的效果。 作者:袁锋伟李必文龙双涟单位:南华大学 机械工程论文:基于管理技巧的机械工程师论文 一、重视“润物细无声”的无形管理 在经济飞速发展、竞争无处不在的现代社会中,企业无不追求以规范化、系统化的管理获得更好的效益。管理能力几乎决定了一个企业的生产力。一个成功企业的存在所具备的条件大体可分为两方面:一是硬件条件,即企业依靠其先进的生产设备、生产工艺等生产条件以生产具备市场竞争力的产品为手段,获取良好的社会品牌声誉;二是软件条件,也可称为内部条件,即企业通过规范化、系统化的管理流程有效的安排企业的各种生产活动,从而取得最优的行动绩效。管理活动可以分为两个部分。其一为有形管理:制度、规定、日常运作安排等有序的规划。这是一种程序,有记可寻,几乎是日常不变的流程。其二为无形管理,这种管理不拘于形,也无条例可寻,是管理者对人对事的态度、思路和修为的体现。企业的有形管理和无形管理是两种既各自独立又相互联系的形态。其最突出的共同点是:两种形态的所承载者或所涉及者为同一部门或同一区域的人员,是在一个范围内的共同体。可以说是一点光源照亮一个面,管理人员就是这点光源。管理学大师有句经典的名言:管理是门科学也是门艺术。科学即是指管理者运用知识的层面,是否有逻辑,是否客观,是否合理运用了可利用的科学技术,以现有的资源获得更高的效益。而艺术,便是对那些表面与生产无关的事件的处理态度及方法。更简单的诠释即如何处理人和人的关系,领导和员工的关系,如何进行思想交流与沟通。“润物细无声”的无形管理恰恰是管理作为一门艺术的最生动体现,机械工程师应当时刻注重无形管理对其日常管理工作的重要性。 二、形成良好的团队分工 曾有这么一个故事,皇帝难为身边的一位大臣,问道:“城门一天来往多少人?都是做什么的?”大臣很机智的回答道:“每日城门来往两人,非男即女;不求名即为利。”在这位大臣的回答中我们不但见识了他的机智,更看到了他对复杂事物进行分类管理的科学思路。那一个企业又有几种人?又都是做什么的?在笔者看来,一个企业有三种人。第一种是总经理,负责掌控全局,决定战略方针,起决定性作用。第二种是中层和基层管理者,认真执行上层领导的意图,制定战术。第三种则为基层的工作人员,执行战术,付诸于实践。如果说商场如战场,那这三种人就是元帅、将军和士兵。若要打胜仗,元帅的战略正确性固然重要,但士兵的勇猛忠诚和实战能力也很重要。实战能力可随时间训练而提高,但勇猛和忠诚呢?这时,将军的重要性便体现了出来。在这里要强调一点,企业真正创造效益的是基层工作人员,他们是落实所有行动的最终体。无论领导的战略战术多么的高明,所拥有技术和设备多么先进,但最终是由基层工作人员完成,实现。中基层管理人员起到什么作用呢?一个合格优秀的中基层管理人员,不只是限于对流程、统计、计划等表格程序化的外形管理。真正做到的是其对无形管理的掌控,使之与有形管理相辅相成,成为有形管理坚实的基础,真正起到提高生产力,优化生产力的作用。机械工程师应当认识到良好团队分工对顺利完成其日常管理工作的特殊意义,在实际工作中根据团队成员的特质进行有效的分工。 三、团队管理者的素质和职责 欲治兵者必先选将。这是军事领域对于管理者的要求。要想有一支强大战斗力的队伍,必先选择好将领。一名优秀的将领将给整只支队伍带来一种思想,一种气质,一种灵魂。俘获了人心,凝聚了力量。在哈佛大学MBA工商管理的课程中,专用了很大的篇幅讲到领导者在管理体系中所需发挥的重要作用,从更基础的层面体现了管理中领头人的重要性。选好一个带头人至关重要。对企业来说,一个优秀的领导者必须具备雷厉风行、果断对事、有大局观、既不拘于小节又惩罚分明的良好素质。这就要求机械工程师不仅要懂得技术,还要广泛涉猎各个学科(特别是人文社会学科)的最新理论成果,用更丰富的知识来提升自身管理能力。在很多企业中,领导者有成熟的想法和新颖的创意,但却不能很好的将其思路贯彻到团队管理中。这充分说明对一个团队来说,只有领导者没有中基层管理者也是不行的。中基层管理者是一条纽带,是和基层员工接触时间最多的人,也是更具体的管理实施者。三国时期形成的著名典故———“蜀中无大将,廖化为先锋”也充分反映了作为领导者的诸葛亮对于蜀国中基层干部不得力状况的无奈。企业领导人将词和曲给了中基层管理者,如何使之成为一首动听的广为传唱的歌曲那就要看管理人员的实力了。作为中基层管理者的机械工程师,则必须努力在高层领导者和基层员工之间架起一道沟通的桥梁,以自己的智慧实现团队内部的和谐关系构建。 四、注重人性化管理 调查表明,能长期留任于一家公司的人员,在解释其为何不跳槽时往往提到:对所在企业有较深的感情,企业具有人情味,感受到非金钱的情感。其中更有人放弃了薪金翻倍的跳槽机会选择留任,只是因为觉得现企业对人员的态度很人性,不想轻易放弃这样的工作环境。在此,企业的人情浓厚战胜了金钱对人才的诱惑。若企业给了员工家的感觉,也是隐含的给予了员工稳定的信息。家,是不会抛弃自己的孩子的。作为孩子的员工,很大一部分是不会抛弃安稳去寻求未知的发展的,因为他也不想轻易的离开这个充满爱的家。企业留住了人,难道不是留住了生产力吗?正如死板、教条的军事化管理已经逐渐被企业所淘汰,当今企业要想留住人已经不能单纯的依靠有形管理了。这就需要作为管理者的机械工程师能够更加真心的对待每一个团队成员,尤其需要发挥无形管理的作用,很多的企业管理者都有一个困惑:基层的工作人员总是重复的出现所谓低级错误,有时也就是再小心一点、再仔细一点就能避免的错误。流程工艺制订的很完善,可一实际操作管理起来困难重重。最后只有用一个办法,加大惩罚力度,制订更为严格的条例来约束员工的行为。这样真正起到了根本的作用了吗?“攻城为下,攻心为上”条例只可限制行为,不可捕获人心。过于苛刻的条例制度有时还会起到反作用。万事不出于心,难为其意。一个人在不同的心态下去完成一件事,是不会得到同一效果的。很多时候员工是因为怕受惩罚而不去做,而不是因为知道这样做会给企业造成损失和伤害而不做。所以一旦在无人监督或随意的情况下,他仍会做出错误的行为。更有甚者由于对企业态度的淡漠,在企业某方面出现了问题被其发现后,因不属于其工作范围,他可装作毫不知情而不上报。这种行为既不会被别人所知,也未触及任何的条例和制度,而受损失的却是企业。相反,人人都以此为己任,那又会是一种怎样的情况呢?一个朋友的老板经常挂在嘴边训斥员工的一句话是:“你在家里也这样吗?如果这是你自己家的东西你会这样吗......”我想很多的管理者都说过同样类似的话。但他们都忘了一点,他是否给了员工或大部分员工家的感觉?管理上智商是不可缺少的,但我们更需要管理者运用他们的情商。人毕竟不是机器,人有欲望、有追求、有理想、有感情。机械工程师们应当在管理工作中避免像要求机器一样要求人的错误,真正尊重人,重视人,做到人性化管理。 五、结束语 优秀的企业可以通过成功的无形管理而进一步形成自己的企业文化,这种文化超越了一切的制度和利益,使自己的员工在潜意识中遵守各项的规章制度,不去做任何一件有可能损害企业利益的事情。员工真心的爱戴自己的企业,就像对自己的家庭,以自己所在的企业而自豪。“没有不好的机器,只有不会使用它的人,没有不好的员工,只有不合格的管理者,没有失败的军队,只有失败的指挥官”。在推行科学管理的今天,机械工程师应当意识到自己所面对的不再只是机器,不再只是图纸,而是有思维有意识有感情的人,需要付出自己的感情。 作者:孔亚娟单位:天津市建业工程建设监理有限责任公司 机械工程论文:校企机械工程师论文 1校企协同构建卓越机械工程师培养模式的探索与创新 依据南通大学自身的特色,依托长三角经济发展和南通市区域经济发展需要,积极探索、创新校企协同工程人才培养模式,以实际工程为背景,以工程需求为导向,以培养优秀后备工程师为目标,循工程技术为主线,靠校企合作为手段,以培养“双师型”教师队伍为支撑,达回归工程实践之重点。从2007年至今,倡导企业与学校按照新的模式培养工程师人才,变招收学生为参与培养学生,组织并实施了卓越机械工程师培养计划,并取得显著成效,主要进行了如下探索与创新。 1.1创立了高校和一流企业联合培养卓越工程师的新机制 从南通大学自身定位和办学特色出发,调研南通及周边地区产业结构,遴选在行业内产品技术含量高、科研实力雄厚,生产设备及管理模式先进的一流大型企业,研究论证校企协作共同实施人才培养的可行性,突破现有“订单式”人才培养模式的局限,探索面向行业需求的卓越工程师培养新机制。行业企业深度参与卓越工程师培养全过程,校企合作共同制订培养目标、共同建设课程体系和教学内容、共同实施培养过程、共同评价培养质量、共同促进学生就业。 1.2校企协同下的卓越工程师培养模式制度化创新设计 在校企协同培养的机制与理念下,需要对传统的工科教育模式进行创新设计。将学生专业培养从宏观上分为学校培养和企业培养两个层面,学校培养以强化基础理论教学为主、夯实专业基础;企业培养以实践教学为主,强化工程实践能力。基于校企协同培养模式,进一步使特色课程建设、生产实习、综合素质拓展和毕业设计等具体环节设计制度化,形成具有自主特色的体系,主要体现在以下几方面。 1)创新设计特色课程体系和教学方法。 以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为优秀,优化课程体系和教学内容。结合企业和行业对工程师素质实际需要,特设与企业实际结合的专业课程,并纳入教学计划,聘请企业资深工程师讲授专业性强、实践性强、学校难以开设的优秀技术课程,并针对现有技术难题和生产过程组织实施案例教学,开展基于问题的学习、基于案例的学习等研究性教学和学习方法,对调动学生自主学习的积极性、提升学生专业理论水平、加强专业技能起到重要作用,教学效果明显。 2)面向卓越工程师能力要求的综合素质拓展创新。 开设包括人生励志篇、生产组织与管理篇、制造科学与技术篇、交流与总结篇等涵盖多方面的系列讲座,对进一步提升学生与青年教师的工程素质、工程意识、人文科学素养和创新能力起到了积极作用。具有丰富工程背景和管理经验的资深教授、高级工程技术专家的讲座,极大调动了学生的学习热情,取得了良好效果。 3)制订规范、合理、安全且可操作性强的实习计划。 结合专业培养的需要,制定定点岗位实习与全厂多岗位流动实习相结合的实习计划,可满足学生对未来从事工作的兴趣需要,对培养未来工程技术人员的全面素质起到推动作用。 4)结合工厂实际生产,组织落实能符合学生培养要求的毕业设计。 毕业设计从选题论证、过程指导到答辩等诸多环节,以工厂工程师队伍为主、学校指导教师为辅共同负责,有力强化了毕业设计在卓越机械工程师培养中的重要地位,提高了学生解决工程实际问题的能力,深化了学生对理论知识的理解与掌握,促进工程应用与实践水平的提高。 1.3校企协同构建面向卓越工程师培养的“双师型”师资队伍 从企业层面构建稳定的企业教师梯队,选择技术水平高、责任心强的工程技术人员作为企业的指导教师,负责人才培养各个环节,同时负责对学校青年教师的再培养工作;学校组建以老教师为主、青年教师轮流参与的教师队伍,在对学生实施培养的全过程中,完成对青年教师的工程实践能力培养,逐步提升大学教师回归工程实践、服务工程需要的能力,使教师兼具工程师素养,取得对学生培养和对青年教师再培养双重教育效果;学校教师有义务培养企业年轻工程师,努力参与营造工厂科学研究、人文与管理氛围,使工程师兼具教师素质,共同构建适应卓越工程师教育培养的新型“双师型”师资队伍。 1.4以学科平台支撑卓越工程师教育培养体系的健全与完善 牢固树立大学以培养人才为宗旨,倡导一流企业为社会人才培养作贡献的理念,构建教、学、产、研系统。校企深层次产学研合作、共建实践基地和平台,促进科研与教学的融合、促进高校教师理论与实践的结合,构建寓研于教的培养模式,使校企合作平台提升到学科平台的层次。学科平台的构建对促进专业建设、实践基地建设、课程体系完善和科研反哺教学均具有重要的推动作用,最终支撑卓越工程师培养体系的完善,回归高等学校人才培养的根本任务。 2校企协同构建卓越机械工程师培养模式的实践 2007年,南通大学选择机械工程学院为改革试点单位,根据学科专业特点和服务地方经济发展的需要,与上海振华重工集团(南通)有限公司开始探索校企协同人才培养模式,从2005级300名学生中双向遴选出30名学生,成立南通大学振华港机班,实施校企协同定向培养,由企业和学校共同制定培养目标、共同实施培养过程、共同促进学生就业,这种机制与模式在南通大学尚属首次。作为校企合作单位的上海振华重工集团(南通)有限公司(以下简称“振华港机”)是世界著名企业上海振华重工集团下属生产基地之一,主要从事港机钢结构生产、总装、调试、发运以及钢桥、大型龙门吊、浮吊以及船舶配套件等海洋重型装备的研发与制造。公司先后参与承担了国家科技支撑计划、国家高技术研究发展计划(863计划)、工业与信息化产业部产业技术创新计划等几十项研究课题,并获得授权国家发明专利数十项。其中参与的:“ZPMC新一代港口集装箱起重机关键技术研制平台建设”获2008年国家科技进步一等奖、“海上重型装备全回转浮吊关键技术及应用”获得2010年国家科学技术进步二等奖。经校企双方专家共同研讨,制订了面向企业的人才培养方案,并根据机械工程师培养的目标和要求,对专业课程体系进行了调整和优化,增设了与企业生产实际紧密接轨的课程。2008年上半年组织该批学生到企业进行了认识实习,2008年暑假又组织该批学生到振华港机进行了为期1个半月的生产实习;工厂及教师团队完成了学生在企业半年的毕业设计任务,结合工厂实际题目,实施一生一题。针对公司港机钢结构装备制造的需要,开设了《钢结构力学及制造工艺》课程,共32学时;开设了《焊接结构工艺实践》,为期1周,由振华港机和学校共同实施组织完成。为适应振华公司面向进军海洋工程市场的需求,南通大学通过中远川崎公司邀请日本川崎造船株式会社及其配套件公司的日籍专家来校进行8场专题讲座。总部设在南通的中远川崎船舶制造有限公司是中国远洋运输集团公司与日本川崎造船株式会社的合资公司,是江苏乃至全国屈指可数的一流船舶制造企业,实现了行业联合实施人才培养。 2009年6月,首次由校企联合培养的30名学生到振华集团顺利就业,在各自的岗位上发挥了积极的作用,部分学生已经成长为企业骨干和中层管理,在人才培养实践过程中,通过不断积累经验,积极拓展,深化改革,进一步强化校企互动,彰显了办学特色,为地方经济社会发展做出了应有的贡献。在人才培养的基础上,南通大学机械工程学院与上海振华重工集团(南通)有限公司开展了深层次的产学研合作,积极参与企业重大项目研发和技术攻关。双方合作成功申报了2012年江苏省科技成果转化专项项目:“潮间带及近海风电设备多功能安装作业船的研发及产业化”获批经费1200万元,成功申报了2009及2012年南通市重大科技创新项目:“大型船舶动力定位推进器的研发与制造”、“大型高效回转伸缩式装船机关键技术研发与产业化”共获批经费900万元。双方合作科研项目的成果“喷射流场电沉积机理及绿色环保应用”、“喷射电沉积流场主导结晶机理与绿色技术应用”荣获2011年教育部高校科技进步二等奖、2011年江苏省科技进步三等奖;“海洋钻井平台升降系统设计与制造”、“潮间带风电设备多功能安装作业工程船设计与制造”分别荣获2012年南通市科技进步二等、三等奖各一项。协助公司申报高新技术企业、国家及江苏省首台套产品;与公司共建省级企业研究生工作站、省级技术研发中心,为企业自身发展、研究生培养、青年教师提升知识和应用能力都创造了条件和机会,在实践过程中逐步形成并完善了以公司高端人才、学校资深教授、年轻工程师、青年教师、研究生共同构成的多层次梯队,每年定期举行学术、技术研讨会,进一步促进和完成对“双师型”队伍的培养,促进科研团队与教学团队的融合。在科研合作过程中探索构建寓研于教的培养模式,在面向本科生开设的《先进制造技术》、《机械制造工程学》和《测试技术》等多门专业课中努力把与企业合作项目的科研思想、方法及成果纳入教学过程,让本科层次的学生及早了解技术发展前沿和趋势,尤其是让即将进入该行业的未来工程师们提前接触和了解行业的发展现状、技术前沿与趋势,对于学生的专业水平、科学素养、创新意识和能力都有明显提高,为这些学生毕业后能够迅速融入企业,参与企业的科技创新和技术革新,成长为社会需要的卓越工程师,奠定了良好的基础。振华港机的多名学生毕业后参与了企业的一系列重大技术攻关,获得了优秀团队的称号,体现出校企协同人才培养的良好效果。帮助公司工程技术人员进行工程理论再教育,接纳17名振华公司员工开设专科升本科的学历教育,派出学院教师参与企业文化、教育与工程技术交流等活动。把科研优势转化为教学优势,把科研成果转化为教学资源,促进科研与教学的融合、科研基地与教学基地的融合。 在成功实施南通振华港机校企定向培养的基础上,通过进一步总结经验,结合2010年6月教育部出台的关于卓越工程师教育培养计划的新要求和新形势,2011年经过与江苏苏南重工机械科技有限公司(以下简称“苏南重工”)多次协商,挑选机械工程学院30名学生组成“08苏南重工班”开展面向卓越工程师计划的培养。江苏苏南重工机械科技有限公司是由江苏苏南特钢集团有限公司于2006年投资创办的现代化冶炼大型锻件及装备的研发、生产企业,产品主要用于船舶、电力、石油化工、冶金设备制造等领域。企业拥有世界一流的生产设备和一批高端工程技术人员。2011年7月,南通大学和苏南重工校企合作签约仪式在常熟市举行,双方签署了面向卓越工程师教育培养的人才培养协议,共同推进南通大学卓越工程师教育培养计划全面启动。2011年7月,30名学生到苏南重工进行了为期一个半月的生产实习,结合学生就业兴趣和工厂需求,实施生产实习定点及岗位轮训制度,这是南通大学与苏南重工开展本科人才培养的一个重要环节,并倡导企业把工程师对学生指导、授课等培养环节纳入年终个人考核中。2011年9月,由南通大学与苏南重工共同开设的人才培养“08苏南重工班”特色课程班开课,特意安排三位享受国家特殊津贴、研究员级高级工程师周奠华、林尧武与白多智分别讲授《大功率低速柴油机用N80A高温合金排气阀的研制》、《柴油机半组合式特种曲轴制造技术及设备》、《大型锻件制造工艺及设备》等三门课程,各24学时,授课中实施了基于现场案例的教学,对照现场设备和制造过程讲授专业理论知识,深受学生欢迎。邀请了近20位校内外专家学者,围绕人生励志篇、生产组织与管理篇、制造科学与技术篇、交流总结篇几个部分组织、安排了15场特色系列讲座,着力提升苏南重工班学生的整体素质,提高人才培养的质量,取得了良好的效果。在毕业设计环节,机械工程学院根据南通大学毕业设计的规范和要求,结合苏南重工的实际情况,经过双方多次协商交流,共同落实了苏南重工班学生毕业设计题目,确定了企业毕业设计指导教师团队,以工厂工程师为主,学校教师为辅共同负责。学生在工厂为时半年,圆满完成了在企业进行的毕业设计任务。通过毕业设计环节学生进一步熟悉了工作岗位要求,学习企业先进技术和文化,为走上工作岗位参与企业技术创新和工程开发奠定了良好基础。 3结束语 2007年,南通大学与上海振华重工集团合作协同培养人才,形成初步培养方案,完成协同培养模式的设计;2011年,南通大学又与常熟苏南重工进行协作培养,更加注重培养学生的实践能力与创新能力,进一步发展完善培养模式。经过与振华港机和苏南重工的成功实践,完成了校企协同培养模式的构建,形成了校企协同的培养机制。协同培养学生的创新水平、实践能力、责任意识,沟通能力等都有了进一步的提高。该模式已经逐步成为机械工程师培养的基本模式,已逐步成为南通大学卓越工程师教育培养的示范和样板。结合南通大学卓越工程师培养的实践经验,对实施卓越工程师培养的改革与深化提出几点思考: (1)目前,实施卓越工程师培养的最大困难在于企业的认知度与参与度不够。 迄今,政府没有相应的鼓励政策与约束机制强化企业的参与,以追求产品利润为目的的企业无义务履行大学生培养的职责;而教学资金短缺、无职场氛围和规模产品生产的学校又难以满足可持续性的卓越工程师培养任务。解决困难的措施在于把握企业的人才需求,倡导企业变市场普招学生为向学校定向培养学生,选择优秀学生,根据双向选择机制,各用人单位合理出具相应资金、人力和场所,减少学校教学成本; (2)在实施卓越工程师培养中,需要为同行业或相近多家企业进行特色人才培养,遴选一、二个大型企业为基础,以其他企业为补充,以形成学生成班制的培养模式。 从目前的小规模“订单式”入手走出“订单式”,走出企业小订单,做卓越工程师培养的行业大订单,进行分类组班、分级特色培养,为相近企业联盟或行业培养人才,建立学校、企业、学生与社会共赢的、可操作性更强并可持续性发展的行业卓越工程师培养的新模式。 作者:王恒花国然何凤刘兆平单位:南通大学机械工程学院南通大学教务处
汽车销售论文:汽车销售渠道模式的缺陷及对策研究论文 论文关键词:汽车营销;发展趋势;营销模式;营销渠道 论文提要:在新的竞争环境下,传统汽车营销模式已经不能满足企业的发展需要,因此根据汽车市场需求和竞争,分析汽车营销模式,就能对汽车制造厂家和经销商带来新的销售业绩和利润。笔者根据目前汽车市场营销现状,总结当前汽车营销渠道模式中存在的不足,对汽车营销模式未来发展趋势进行预测。 随着汽车工业的逐渐发展和经济的增长,汽车市场需求也在不断更新,在市场竞争机制的调节下,汽车营销的模式也将随之更新。本文从我国目前汽车营销模式的现状来分析,中国汽车营销模式的发展趋势。 一、我国汽车营销渠道模式现状 改革开放30年以来,我国的汽车营销模式得到了较快的发展,由单一化逐渐地演变为多级化。每一个市场阶段的需求都是在引导整个汽车行业的变动。目前,我国汽车行业的营销渠道模式主要有:特许经营专卖店、普通经销商、汽车园区和车展。 (一)特许经营专卖店营销渠道模式。这种模式是厂家极力推行的一种营销模式,因为专卖店一般是实行单一品牌营销的4S店,即:整车销售、售后服务、配件供应和信息反馈。这种特许专卖店的营销队伍一般都是素质良好、文化水平较高、接待礼仪非常规范、身份表示醒目、讲究营销人员的外在形象等。对于这种特许经营的4S店来说,生产厂家除了考虑销量外,还希望树立品牌的形象,以牟取更加长远的利益。 (二)普通经销商营销渠道模式。普通经销商一般都是多种品牌汽车的销售,价格就便宜,价格便宜销售量就大,然而销售量大,就会迫使厂家为其提供价格更加优惠的货源。而其他营销模式的经销商会因为普通经销商的价格优势,在销量上受到很大打击。由于销售业绩不断下滑,就会导致其他模式的经销商退出当地市场,然而这种情况更会促使普通经销商在制造商处得到更加物美价廉的汽车。 (三)汽车园区营销渠道模式。汽车园区是最能吸引广大汽车消费群体,因为汽车园区的功能齐全,在汽车销售、维修、配件等方面,汽车园区更能显示汽车文化、科技、交流、旅游和娱乐等功能,各项功能汽车园区基本全部具备,对于客户购车来说非常方便。 二、汽车行业营销渠道存在的不足 我国在加入WTO以后,汽车行业方面的竞争加剧,原来的营销渠道的不足也被逐渐地暴露了出来,其主要表现在以下方面: (一)缺乏战略营销的理念与管理。尽管中国汽车业界已经认识到规模经济的重要性,并把规模经济看成是优先于财务的企业关键目标,但是以竞争优势与竞争能力为导向的管理体系的建立上,至今还没有形成分析未来市场需求、判断产品定位走势、建立滚动开发设计的汽车需求战略管理与开发体系,这一问题将会导致一部分优势企业的市场占有率开始下滑。 (二)汽车营销渠道的管控体系不完善。渠道商务政策的完善性、返利制度的合理性以及激励制度的有效性,都会直接影响渠道的管控能力。目前,汽车厂家都是通过对产品的控制,特别是对产品利润的控制来实现对经销商的管理,厂家处于绝对控制地位。然而,一旦产品滞销,厂商关系就会出现恶化。经销商为了完成厂家的任务指标和获得利润,就降价、窜货、甚至低于进价销售,这不仅乱了厂家的价格体系,还严重影响了品牌形象。 (三)汽车营销渠道服务能力不足。目前,国内汽车企业普遍存在重营销、轻服务现象,营销渠道服务能力不足主要体现在以下几个方面:①备件供应不及时、备件供货率不能满足备件缺货;②对于一些高档车的进口部件,普遍缺货,且供应不及时;③维修技术,对于专营店无法解决的技术难题,经销商迫切需要厂家提供支持,而目前一切厂家的技术支持还不能满足经销商的需要;④商家不仅需要产品的营销广告,也需要增加服务营销广告的投入。 (四)汽车营销渠道忠诚度降低。无论是国内还是国外汽车厂家的销售体系一般都是以自己为中心,强调对渠道的控制。以前汽车市场的快速发展,都是汽车厂家靠经销商获得高额利润来维持其忠诚度。目前,随着我国加入WTO时间的延续,国外汽车大量进入中国,汽车市场竞争日趋激烈,经销商的利润不断降低,导致经销商对厂家的忠诚度也降低。超级秘书网 三、我国汽车营销渠道发展趋势 由于我国的特殊国情和汽车工业的发展的限制,以及各种不同形式的汽车营销渠道都具有不同的优缺点,都具有特定的使用范围和消费群体,这就决定了我国新一轮的汽车营销渠道不能建立单一的汽车营销模式,要依据市场规律和变化,结合企业的特征和消费者的个性需求建立多种形式的汽车营销渠道模式。笔者认为,中国的汽车营销渠道的发展主要表现为以下几个方面: (一)汽车营销渠道的发展趋于扁平化。扁平化是指营销渠道的层次要尽可能地少,厂商与消费者的距离要尽可能地拉近,降低渠道的经营成本。扁平化的营销渠道不仅能大大降低运营成本,而且在信息反馈上也有着十分独到的优势,汽车厂家在终端能与用户直接沟通,做好售前、售中和售后的衔接服务,更加满足客户的要求。这一点是企业在进行渠道变革时考虑的因素,以避免营销渠道的变革风险。 (二)汽车营销渠道的发展趋于信息化和一体化。信息化是指对营销渠道的信息化建设,用于提高企业营销渠道的信息反馈速度。比如,订货、车型选择、订单处理、资金往来、物流配送等都可以在网上实现或通过网络提供信息支持。一体化是指整合服务资源,实现营销渠道建设的一体化,即整车销售、维修服务、配件供应的全面整合。 (三)汽车售后服务趋于完善化。售后服务在汽车销售中所起到的作用越来越大,这几乎成为中国汽车企业的共识。根据中国质量协会、全国用户委员会的一项调查显示,汽车售后服务的受关注程度高达95.5%。事实上,汽车售后服务市场是汽车产业链中最稳定的利润来源,可占据总利润的60%~70%左右。 (四)汽车营销渠道的网络化。这种新的营销渠道模式正在逐渐地改变汽车销售方式,对汽车的营销将会产生很大影响:首先,汽车网络营销改变了汽车的销售模式,只要进入汽车制造企业的网址,用户便可以便捷的了解这个品牌4S店的销售网络,进行查询、网上下订单等活动;其次,网络营销为用户提供了方便。只要轻轻点击手中的鼠标,就可以在互联网中任意选择和直接订购,并且在计算机屏幕上会即刻地呈现出,客户所选的车型、颜色和车的立体模型,为用户提供直接的感受。客户还可以在各大汽车公司的网站之间任意转换,对同类型汽车性能进行比较;再次,每个汽车企业网站上都有客户评论,浏览的客户直接点击就能了解大家对这个企业或者某个车型的评论,比如诚信度、性能、售后服务等。 总之,只有把握好市场需求和经济发展的方向,才能做好汽车市场营销渠道的改进和应用。新的、适合市场的营销渠道必然取代旧模式,这为汽车制造企业、经销商和汽车消费者之间的联系和利益起着决定性的作用。 汽车销售论文:汽车销售渠道及未来走向研究论文 论文关键词:汽车营销;发展趋势;营销模式;营销渠道 论文提要:在新的竞争环境下,传统汽车营销模式已经不能满足企业的发展需要,因此根据汽车市场需求和竞争,分析汽车营销模式,就能对汽车制造厂家和经销商带来新的销售业绩和利润。笔者根据目前汽车市场营销现状,总结当前汽车营销渠道模式中存在的不足,对汽车营销模式未来发展趋势进行预测。 随着汽车工业的逐渐发展和经济的增长,汽车市场需求也在不断更新,在市场竞争机制的调节下,汽车营销的模式也将随之更新。本文从我国目前汽车营销模式的现状来分析,中国汽车营销模式的发展趋势。 一、我国汽车营销渠道模式现状 改革开放30年以来,我国的汽车营销模式得到了较快的发展,由单一化逐渐地演变为多级化。每一个市场阶段的需求都是在引导整个汽车行业的变动。目前,我国汽车行业的营销渠道模式主要有:特许经营专卖店、普通经销商、汽车园区和车展。 (一)特许经营专卖店营销渠道模式。这种模式是厂家极力推行的一种营销模式,因为专卖店一般是实行单一品牌营销的4S店,即:整车销售、售后服务、配件供应和信息反馈。这种特许专卖店的营销队伍一般都是素质良好、文化水平较高、接待礼仪非常规范、身份表示醒目、讲究营销人员的外在形象等。对于这种特许经营的4S店来说,生产厂家除了考虑销量外,还希望树立品牌的形象,以牟取更加长远的利益。 (二)普通经销商营销渠道模式。普通经销商一般都是多种品牌汽车的销售,价格就便宜,价格便宜销售量就大,然而销售量大,就会迫使厂家为其提供价格更加优惠的货源。而其他营销模式的经销商会因为普通经销商的价格优势,在销量上受到很大打击。由于销售业绩不断下滑,就会导致其他模式的经销商退出当地市场,然而这种情况更会促使普通经销商在制造商处得到更加物美价廉的汽车。 (三)汽车园区营销渠道模式。汽车园区是最能吸引广大汽车消费群体,因为汽车园区的功能齐全,在汽车销售、维修、配件等方面,汽车园区更能显示汽车文化、科技、交流、旅游和娱乐等功能,各项功能汽车园区基本全部具备,对于客户购车来说非常方便。 二、汽车行业营销渠道存在的不足 我国在加入WTO以后,汽车行业方面的竞争加剧,原来的营销渠道的不足也被逐渐地暴露了出来,其主要表现在以下方面: (一)缺乏战略营销的理念与管理。尽管中国汽车业界已经认识到规模经济的重要性,并把规模经济看成是优先于财务的企业关键目标,但是以竞争优势与竞争能力为导向的管理体系的建立上,至今还没有形成分析未来市场需求、判断产品定位走势、建立滚动开发设计的汽车需求战略管理与开发体系,这一问题将会导致一部分优势企业的市场占有率开始下滑。 (二)汽车营销渠道的管控体系不完善。渠道商务政策的完善性、返利制度的合理性以及激励制度的有效性,都会直接影响渠道的管控能力。目前,汽车厂家都是通过对产品的控制,特别是对产品利润的控制来实现对经销商的管理,厂家处于绝对控制地位。然而,一旦产品滞销,厂商关系就会出现恶化。经销商为了完成厂家的任务指标和获得利润,就降价、窜货、甚至低于进价销售,这不仅乱了厂家的价格体系,还严重影响了品牌形象。 (三)汽车营销渠道服务能力不足。目前,国内汽车企业普遍存在重营销、轻服务现象,营销渠道服务能力不足主要体现在以下几个方面:①备件供应不及时、备件供货率不能满足备件缺货;②对于一些高档车的进口部件,普遍缺货,且供应不及时;③维修技术,对于专营店无法解决的技术难题,经销商迫切需要厂家提供支持,而目前一切厂家的技术支持还不能满足经销商的需要;④商家不仅需要产品的营销广告,也需要增加服务营销广告的投入。 (四)汽车营销渠道忠诚度降低。无论是国内还是国外汽车厂家的销售体系一般都是以自己为中心,强调对渠道的控制。以前汽车市场的快速发展,都是汽车厂家靠经销商获得高额利润来维持其忠诚度。目前,随着我国加入WTO时间的延续,国外汽车大量进入中国,汽车市场竞争日趋激烈,经销商的利润不断降低,导致经销商对厂家的忠诚度也降低。 三、我国汽车营销渠道发展趋势 由于我国的特殊国情和汽车工业的发展的限制,以及各种不同形式的汽车营销渠道都具有不同的优缺点,都具有特定的使用范围和消费群体,这就决定了我国新一轮的汽车营销渠道不能建立单一的汽车营销模式,要依据市场规律和变化,结合企业的特征和消费者的个性需求建立多种形式的汽车营销渠道模式。笔者认为,中国的汽车营销渠道的发展主要表现为以下几个方面: (一)汽车营销渠道的发展趋于扁平化。扁平化是指营销渠道的层次要尽可能地少,厂商与消费者的距离要尽可能地拉近,降低渠道的经营成本。扁平化的营销渠道不仅能大大降低运营成本,而且在信息反馈上也有着十分独到的优势,汽车厂家在终端能与用户直接沟通,做好售前、售中和售后的衔接服务,更加满足客户的要求。这一点是企业在进行渠道变革时考虑的因素,以避免营销渠道的变革风险。 (二)汽车营销渠道的发展趋于信息化和一体化。信息化是指对营销渠道的信息化建设,用于提高企业营销渠道的信息反馈速度。比如,订货、车型选择、订单处理、资金往来、物流配送等都可以在网上实现或通过网络提供信息支持。一体化是指整合服务资源,实现营销渠道建设的一体化,即整车销售、维修服务、配件供应的全面整合。 (三)汽车售后服务趋于完善化。售后服务在汽车销售中所起到的作用越来越大,这几乎成为中国汽车企业的共识。根据中国质量协会、全国用户委员会的一项调查显示,汽车售后服务的受关注程度高达95.5%。事实上,汽车售后服务市场是汽车产业链中最稳定的利润来源,可占据总利润的60%~70%左右。 (四)汽车营销渠道的网络化。这种新的营销渠道模式正在逐渐地改变汽车销售方式,对汽车的营销将会产生很大影响:首先,汽车网络营销改变了汽车的销售模式,只要进入汽车制造企业的网址,用户便可以便捷的了解这个品牌4S店的销售网络,进行查询、网上下订单等活动;其次,网络营销为用户提供了方便。只要轻轻点击手中的鼠标,就可以在互联网中任意选择和直接订购,并且在计算机屏幕上会即刻地呈现出,客户所选的车型、颜色和车的立体模型,为用户提供直接的感受。客户还可以在各大汽车公司的网站之间任意转换,对同类型汽车性能进行比较;再次,每个汽车企业网站上都有客户评论,浏览的客户直接点击就能了解大家对这个企业或者某个车型的评论,比如诚信度、性能、售后服务等。超级秘书网 总之,只有把握好市场需求和经济发展的方向,才能做好汽车市场营销渠道的改进和应用。新的、适合市场的营销渠道必然取代旧模式,这为汽车制造企业、经销商和汽车消费者之间的联系和利益起着决定性的作用。 汽车销售论文:汽车销售税收筹划论文 一、汽车税收筹划的方法分析及风险点控制 增值税和营业税均为流转税,与汽车制造商和汽车经销商的销售活动密切相关。增值税与营业税在所涉及的经济业务中常常会交叉,会出现混合销售行为、兼营行为等特殊情况,而且混合销售行为、兼营行为在一定的条件下还可以相互转换。这导致增值税及营业税具有比较大的税收筹划空间。 (1)通过混合销售行为和兼营行为,进行税收筹划。对于混合销售行为,税法是按年销售额或营业额所占比例来确定,是作为增值税应税项目征收增值税,还是作为营业税的应税劳务征收营业税。汽车制造商和汽车经销商一般都为增值税一般纳税人,以销售货物、提供修理修配劳务为主要经营范围,如果涉及混合销售行为一般会被判定为增值税的应税项目,计征增值税。根据增值税实施细则第七条,“纳税人兼营非增值税应税项目的,应分别核算货物或者应税劳务的销售额和非增值税应税项目的营业额;未分别核算的,由主管税务机关核定货物或者应税劳务的销售额。”因此,企业如果在销售方案中有涉及营业税应税劳务的业务,并且该劳务分开核算缴纳的营业税低于作为混合销售行为缴纳的增值税,在设计销售方案时应作为兼营销售行为进行设计,即将销售货物、提供服务设计为两种销售行为,并在会计核算时分开核算两种销售行为的收入和成本。例如,购车赠送汽车清洁这项销售方案,销售车辆属于增值税纳税业务;汽车清洁属于营业税纳税业务。汽车专卖店在进行营销设计时应该把销售车辆和提供汽车清洁作为两个业务进行设计和筹划,并分别核算两个业务的收入和成本。通过混合销售行为和兼营销售行为进行税收筹划需要重点把握的是,要使业务流程、财务流程通畅,并满足混合销售行为或兼营销售行为的判定标准。作为兼营销售行为筹划的营销方案,如果在业务宣传、业务单据的准备上没有作为两项业务进行,很有可能就会被税务机关判定为混合销售行为。税务机关就会要求企业补缴增值税并进行处罚。因此,筹划不充分就会给企业带来风险。 (2)通过降低应纳税额进行税收筹划。在激烈的市场竞争环境中,汽车制造商为了维持或扩大自己的市场份额,通过各种各样的销售方式鼓励汽车专卖店出售自己品牌的产品;汽车专卖店采取多种多样的销售方式来吸引客户达到促销的目的。税法中不同的销售方式有不同的计征增值税的规定,汽车制造商及汽车专卖店对销售方式有自主选择权,这为利用不同销售方式进行税收筹划提供了可能。根据国税函[2010]56号规定,“纳税人采取折扣方式销售货物,销售额和折扣额在同一张发票上的“金额”栏分别注明的,可按折扣后的销售额征收增值税。”因此,对于汽车制造商来说,在制订销售方案时,不管促销目的如何,需要尽可能地将销售方案与销量挂钩,来计算需支付给汽车专卖店的销售折扣,并且应尽量使得销售额和折扣额在同一张发票上的“金额”栏分别注明,这样就可按折扣后的销售额计征增值税。汽车专卖店的销售方式更加复杂,有积分换礼品、买一赠一、购车送保养、二手车回收及销售等等。对于不同的销售方式需事先进行税收筹划。如在“积分换礼品”的销售方式下,汽车专卖店可以把“积分换礼品”的宣传内容修改为“积分换取折扣券”,折扣券上要注明:顾客使用折扣券购物后,如需要开具发票,在发票上的“金额”栏分行写明“货物原价、折扣金额和实收销售额”。当消费者拿着折扣券消费时,汽车专卖店可将销售商品的金额和折扣额同时开在一张发票的“金额”栏中。采取折扣方式销售应控制的风险点是,将销售额和折扣额进行抵减时,降低销售额需要掌握定价的尺度,如果被税务机关判定为价格明显偏低,则税务机关有权核定销售额。 二、结语 总之,企业在采取某种销售方式之前,不能盲目进行,应详细了解税法的相关规定,完善销售过程中的业务手续,选择最佳的、合理合法的销售方式,降低税收成本,减少税务风险,获取最大的经济效益。 作者:罗宁 单位:东风本田汽车有限公司 汽车销售论文:汽车销售服务营销研究论文 摘要:汽车产业的迅猛发展加剧了企业之间的竞争,继价格战和产品质量竞争阶段后,服务成为竞争的有利武器。本文通过对汽车服务营销理论的探讨,得出了服务营销对于企业的重要性,并在此基础上,对企业如何开展服务营销提出了5点建议。 关键词:服务营销;顾客满意;策略研究 汽车市场竞争越来越激烈,技术与产品,价格优势通常不能维持很久,因此汽车市场竞争在经历了价格战和产品质量竞争阶段后,服务成为竞争的有利武器,成为企业争取差异化优势源泉。现在越来越多的汽车企业开始重视服务,汽车服务营销是以服务营销理论为指导思想,以提升用户满意度与忠诚度为导向,树立全员性、全过程的服务理念,而不仅仅是传统意义上的汽车销售和售后服务两个方面,应该从汽车开发,到生产制造,到营销,贯穿汽车“从生到死”的全过程。 一、汽车服务营销理论 服务营销是企业在充分认识满足消费者需求的前提下,为充分满足消费者需要在营销过程中所采取的一系列活动。同传统的营销方式相比较,服务营销是一种营销理念,企业营销的是服务,而传统的营销方式只是一种销售手段,企业营销的是具体的产品。从服务营销观念理解,消费者购买了产品仅仅意味着销售工作的开始而不是结束,企业关心的不仅是产品的成功售出,更注重的是消费者在享受企业通过产品所提供的服务的全过程的感受[1-3]。因此企业将更积极地关注售后维修保养,收集用户对产品的意见及建议反馈给设计部门以设计出新的产品来迎合消费者。 同样地,汽车服务营销是以服务营销理论为指导思想,以用户满意度和忠诚度为导向,树立全员性、全过程的服务理念来提高汽车企业的优秀竞争力。 二、汽车服务营销的作用 汽车属于大宗耐用消费品,具有一次消费花费资金大、使用周期长、需定期保养维护和检测、频繁易更换损件等特点。在汽车的购买和使用过程中,始终伴随着各式各样的汽车服务。在购买时,要同销售人员洽谈,询问汽车的性能、价格、配置等,此为咨询服务,还有汽车厂商提供的汽车金融服务、保险服务;购买后在使用中,汽车要进行定期的保养与维护服务,发生交通事故时,需要定损、定险、理赔服务。所以,对汽车这种独特而价值高的商品,为消费者提供服务显得更加重要。 1.汽车服务营销给企业带来长远利益 服务营销的优秀理念是顾客的满意和忠诚。以顾客满意为导向,实施优质的顾客服务,并与顾客建立良好的相互信任关系,这样顾客就会对企业及其产品形成一定的忠诚度[4]。如果企业能够在顾客购买和使用汽车的过程中提供全方位的优质服务,顾客就会满意。满意的老顾客也会对企业及产品形成一定的忠诚度,并在亲朋好友要购买汽车时,往往向其推荐自己使用的汽车品牌及产品。顾客的忠诚度和推荐不但可以促进汽车产品的销售,还可以降低成本,给企业带来长远的经济利益。 2.汽车服务营销使企业获得新的利润 汽车服务不但对消费者重要,对企业来说也极其重要,它给企业带来新的机会,新的利润增长。从全球来看,汽车服务业已成为第三产业中最富活力的主力军。根据欧美国家统计,在充分竞争的汽车市场中,汽车的销售利润占整个汽车业利润的20%左右,零部件供应利润占20%左右,而50%-60%的利润是从汽车服务中产生[5]。 3.服务营销使企业获得竞争优势 在当今剧烈变动的市场环境下,竞争也越来越激烈,各个企业技术相当,产品类似,成本相差也不大,汽车企业在经历了价格战和产品质量竞争阶段后,只有依靠服务取胜。由于服务具有差异性,即使由同一服务人员所提供的服务也可能会有不同的水准,服务就成为企业竞争的有力武器。目前,各个汽车企业也看准了这一点,奔驰一直致力于营建最优秀的服务网络。1998年奔驰就在中国实施“VEP价值升华计划”,与各服务中心携手定期为奔驰用户提供便捷可靠的验车服务,并向用户介绍有关保修索赔和汽车保养概念,其目前已在全国范围内建立了39家集销售与维修一体的特许服务中心。 三、如何开展服务营销 为提高我国汽车服务营销水平,汽车企业应当采取“服务客户,提高用户满意度”的营销策略,转换角色,换位思考。汽车服务营销不应当仅仅局限于专业的销售人员,每一位员工都是企业提供服务的窗口。应从汽车设计开始,到生产制造到营销、使用,维修等,将服务贯穿于汽车“从生到死”的全过程。 1.建立汽车服务营销新观念 在提供服务上,厂家和经销商都应该树立起以客户为中心的服务意识,而不是简单的服务与收费的关系。作为汽车厂家和经销商,还应树立“保姆”意识,对用户的买车、用车、养车和修车提供尽一切可能的帮助和便利,要像“保姆”一样耐心、细心和精心,尽最大努力使顾客感到满意。 2.树立汽车服务品牌观念 入世的成功标志着中国经济正面临重大的转折,经济全球化必将导致国内市场竞争的国际化,新经济的冲击和消费的日趋成熟,使企业认识到谁能树立良好的品牌形象,谁就会赢得先机,占领和创造更大的市场。 中国重汽面临激烈的市场环境,充分认识到树立品牌的重要性。早在1999年率先在国家工商行政管理局注册了“亲人”服务商标,使其成为业内唯一注册的服务品牌,并且将服务品牌人格化,赋予其独厚的感情色彩及鲜活的生命力。“亲人”服务品牌理念包含亲和用户和全程陪护两层含义。“亲人”服务理念,把服务提升到一个非常高度,带有浓厚的感情色彩,使品牌富有人情味,使品牌有了鲜活的灵魂,从而使品牌的生命得到了延续。 新世纪,中国民族汽车工业必须将汽车作为一种文化和一个完整的品牌来创造和经营,而不是当作一件产品去生产。 3.服务内容更丰富 (1)建立完善的售后服务体系 良好的售后服务是解决消费者后顾之忧的关键措施,是巩固和提高市场占有率的重要手段。汽车市场容量的扩大和科技含量的增大,势必大大提高汽车维修养护市场的容量。这对汽车行业来说必须以用户为中心,以服务为宗旨,以满意为标准,建立一套完善的售后服务体系,真正实现从“销售服务”向“服务销售”的跨越。首先,要提高汽车维修保养人员的技术素质和服务水平。其次,加强汽车销售服务的管理,提倡个性化的服务。另外,汽车售后服务除了维修外,还应积极开展汽车维护,保养业务和技术培训业务。今后消费者将把更多的目光投向那些能够保证自己汽车维护的全过程,能够为车辆建立档案,并且提供定期服务的维修公司。 (2)利用电子商务,建立强大的营销网络 众所周知,我国加入WTO后,企业面对国内外的市场竞争越来越激烈,所以企业应充分利用现代高科技产物之一的互联网及时地发现商机、创造商机并抓住商机,通过建立企业网站,向国际市场寻求企业发展机会。正所谓谁最快抢先掌握了最新信息,谁就掌握了市场的主动权;没有强大的网络体系,就没有市场。据调查,目前我国有许多汽车企业虽然已经接通互联网,但多数仅在网上开设了主页和E-mail信箱,网页更新速度慢,公司最新动态不能及时上网,很多信息还是通过传统、落后的方式如影视广告、报刊广告、墙体广告、企业产品广告图片等告知用户。因此我国汽车行业应充分利用电子商务,尽快建立适应入世要求的汽车贸易体系,形成与国际接轨的资源采购和营销服务手段,建立与企业发展相适应的营销网络。 4.加强客户关系管理 CRM即客户关系管理,简单地说,它是一个不断加强与顾客交流,不断了解顾客需求,不断对产品及服务进行改进和提高,以满足顾客的需求的连续的过程。CRM的策略就是要为客户提供完整且一致的销售、行销与服务,使客户愿意与厂商进行互动与交易[5]。它结合了信息系统、销售机制、行销企划和客户服务,当然也包含了企业的内部作业。这些方面经过完整的整合,呈现给客户一个协调一致的企业形象。随着计算机、网络的普及,目前所有的汽车企业完全满足现有进行CRM的要求。问题是在执行过程中,很多企业并没有充分发挥该系统的功能,针对这一情况,我提出了下面几个建议: (1)严格执行客户100%互访制度 通过互访,企业可以与客户沟通,倾听客户的意思,及时反馈服务质量信息,将信息反馈记录表传给相应责任部门,从而在有效时间内改进服务,最终使客户满意,并且每月产生服务质量月报,对服务因子进行分析,提出改进意见。 (2)提供各种情感服务 情感活动是维持客户关系有效的方法之一,虽然难以影响顾客的最终决策,但对于提高客户的满意仍然非常有效。 ①提醒服务。定期提醒客户进行车辆保养,车险续保、驾驶证年审、车辆年审、交通违章、恶劣天气等,由服务顾客或客户服务员进行提醒。 ②亲情服务。在顾客生日和重大节日的时候送去公司的祝福,也可以为当天过生日的客户实行价格优惠和赠送小礼物。 ③告知服务。企业在各种服务或营销活动等信息通过客户鼓舞中心电话、短信、直接邮件等方式传递到客户手中,邀请客户参加活动、座谈会等。公务员之家 ④针对新手客户。提供汽车驾驶、汽车保养、简单故障应急处理、驾驶技巧等知识讲座;针对女性客户开展驾车防盗培训等。 5.提高服务人员素质,重视内部营销 (1)提高服务人员素质 经销商在经营活动中,其管理水平的高低以及员工的自身素质情况,对经销商争取客户起着相当重要的作用。经销商对其工作人员应该有一个严格的用人标准,除了相应的学历标准外,对其还要制定相应的培训计划,特别是对销售及服务业人员还应该进行综合素质方面的培训。本来汽车的结构原理比较复杂,而且价格也比较高,客户在购买之前也会慎重考虑。所以这对我们的汽车销售人员也提出了更高的要求,首先必须要掌握汽车的结构和原理,而不是单纯地只知道它的价格和配置,这样才能更好地与客户沟通。其次也不能忽视对销售人员文化修养,知识水平方面的训练。一旦工作人员的综合素质与客户相同,甚至高于客户,这样才能够拉近经销商与客户的距离,才有可能获得客户好的印象。 (2)加强内部营销 众所周知,“有快乐的员工才会有满意的顾客”,这是服务领域的重要准则。内部营销就是将员工视为内部顾客,强调将营销哲学和方法应用结果在服务顾客的员工身上,以运用和维持员工,并使员工更加努力地做好工作[6]。企业首先应该在本质上关怀员工,使其在顾客服务中真正具有主人翁责任感。其次,企业还应该设计科学合理的激励、报酬机制,提高人员的工作积极性,只要包括岗位工资,年终奖励,职务补贴,福利补贴等。最后为了提高服务的质量水准,企业还应该加强人员培训,使其熟练掌握现代汽车检测、诊断技术和对新结构、新技术的认知。 四、结论 本文站在理论和实践相结合的角度,通过对服务营销理论的研究,得出服务是汽车企业获得竞争优势根本所在,并征对汽车企业如何开展服务营销提出了建设性的意见。首先,企业要建立汽车服务营销新观念;其次,企业要树立汽车服务品牌观念;第三,企业应使服务内容更丰富;第四,企业应加强客户关系管理;最后,企业应提高服务人员素质,重视内部营销。通过对服务营销策略各个方面的改进,企业的客户满意度和忠诚度会有明显的提升,公司的优秀竞争力会得到明显加强。 汽车销售论文:汽车销售过程中与客户进行有效沟通的技巧分析 摘 要:汽车销售是一份直面客户,以交流为主的工作。在与客户交流的过程中,销售人员需要对汽车知识与汽车性能进行详细介绍,并从中了解客户的需求和忧虑,逐步攻破客户的心理防线,让客户对自身所言产生强烈的认同感,最终促成客户与车行之间的交易。在汽车销售这一职位上,勤奋努力虽然重要,但有效的沟通技巧才是取得优异业绩的关键所在。因此,作为汽车销售人员,掌握与客户的沟通技巧是从事这份工作的必修课程。 关键词:汽车销售;沟通技巧;客户认可 当汽车销售成为一个人的职业,也就是当一个人成为汽车销售人员后,那么与客户进行沟通和交流就成了家常便饭。每一位客户对销售人员而言都是一次机遇,如何才能把握好这些机遇,促成商家与客户之间的交易呢?这就要求销售人员具备较强的沟通能力,发掘出沟通交流中的技巧,并将其运用到与客户的交流当中,让客户有一个愉悦的交流过程,并让用户逐步认可自己的观点。有技巧的沟通能够增大销售的成功率,帮助销售人员取得更好的销售业绩。因此,熟练掌握与客户进行沟通交流的技巧,发挥语言的魅力,是从事汽车销售这一职位的人员必须要掌握的内容。以下是与客户进行沟通的几大技巧。 一、推销不能急于求成,要以耐心取胜 作为一名汽车的销售人员,与客户见面后切不可急于求成,一见面就向客户推销产品。许多客户在其生活中经常会遇到各种推销人员,他们总是一见面就喋喋不休地推销各种不同的产品,故而客户对推销人员难以产生好感,甚至对其感到厌烦。有很多事例表明,那些见到客户急于推销的销售人员最终往往都是以失败告终。因此,要提高销售的成功率,就要全面了解客户的需求,针对客户的需求对其有条不紊地介绍,耐心为客户解除疑惑,让客户产生购车的欲望。例如,不同的人对汽车的要求也各不相同,有些人追求瞬间加速,他们想要购买的汽车加速度一定要快,而有些人注重环保,他们需要的汽车必须要排量较小,还有些人汽车的行使道路较为崎岖,那么其所要购买的汽车的抗震动性能必须要好……买车对于大多数客户而言都是较为重大的决定,因此在购车过程中犹豫不决,或者有诸多问题都是极为常见的表现,销售人员在推销过程中,应当耐心地为客户排除忧虑,解决疑难,以耐心取胜。这样才能让客户放心做出购车决定,提升销售的成功率。 二、察言观色,根据客户的神色调整沟通重点 一些客户在购买汽车之前就对自己想要购买的车类车型有了详细的了解,对于这样的顾客,销售人员只需要将其所想要购买的车型进行全面介绍即可。还有一种顾客,他们在购车之前并不了解各类车型的特征,不知道什么样的汽车能够满足自身的需求和喜好,对于该类客户,销售人员需要对各类车型进行逐一介绍,并在介绍的同时学会察言观色,观察顾客神情的细微变化,以此判断客户的喜好,从而决定是细说还是略谈正在被介绍的车型。例如,销售人员在介绍某种车型时,如果观察到客户有皱眉或者不耐烦的情绪时,这说明客户对该类型的车不感兴趣,再多介绍也难以促成交易,且浪费客户的宝贵时间,因此可以快速略过,进行下一车型的介绍。而一旦客户在介绍过程中呈现出对某种车型很感兴趣,或者很投入地听取销售人员的介绍,那么客户心仪的车型很有可能就是正在被介绍的这种型号。此时,销售人员就应重点介绍该种车型,让客户对其有更深更细的了解,增强客户的购车欲望。察言观色,就是要快速找出客户对各种车型的喜好,并根据客户的喜好有针对地进行销售,提升沟通交流的效率。这样,客户的购车成功率得到了提升,销售人员的销售业绩自然也会变得更好。 三、沟通要充满自信,让顾客消除疑虑 对于销售人员而言,在与客户沟通交流的过程中保持自信也十分重要。客户若是从销售人员的语气或者神态中发现其缺乏自信,那么即便这个销售员说得再好,客户也会怀疑其所言的真实性。因此在与客户交谈的过程中,保持自信很重要。销售大王乔・吉拉德,一年汽车推销量达到1600多辆,在他应聘汽车销售员之前,只做过日用品、电器的推销。一个没有接受过专业的汽车销售培训的人,却敢于在应聘时自信满满地说自己会推销汽车,并最终取得让许多汽车销售员惊叹不已的成就。自信在汽车销售中是一种强劲的力量,自信的体现不仅通过语言表现,还包括销售人员的穿着、神情等,自信的流露是由内而外的,故而作为汽车销售员,在每天的工作开始之前,可以对着镜子为自己加油鼓劲,多多发现自己以及产品的优势。与客户进行交谈时,提及自己所推销产品的优势要胆大,底气要足,要用必胜的语气来让客户信服,客户感到这个销售员自信如此之强,想来其所言非虚,并没有夸大其词。这样客户才能打消疑虑,放心购车,销售的成功率也因此得到了提升。 销售的诀窍都在于与客户的沟通交流上,在与客户的沟通交流过程中,技巧很重要。沟通不是人生来就具备的本能,而是一种能力,作为汽车销售员,在其工作过程中,要通过实践和学结出有效的与客户之间的沟通技巧,强化沟通能力,最终实现销售业绩的节节高升。 汽车销售论文:遗传算法优化的BP神经网络对汽车销售的预测 摘要:为了使BP神经网络拟合复杂函数的能力得到进一步提升,本文通过改变BP神经网络结构的权值和阈值,从而进一步优化遗传算法,并将此设计的模型应用到预测汽车销售系统之中。为了比较它与传统BP神经算法预测效果,我们进行了预测仿真,从中可以比较两者准确性高低与否。仿真结果表明改进后的算法对存在较明显线性相关性的数据时有更好的拟合能力和更高的预测精度。 0 引言 以时间序列预测汽车销量的方法在当今的预测汽车销售领域中占了绝大多数,比如我们所熟悉的有线性回归法、季节预测法[1]等等。线性回归法[2](如AR、MA、ARIMA模型等)能够体现销售量数据随时间变化的趋势,季节预测法能够有效地反映销售量随季节波动的特点。然而,除了汽车市场的内部影响因素之外,汽车销售量还受到市场环境变化等外部因素影响,如经济危机、限购政策、油价上涨、小排量购置税优惠政策等等[3]。在常见的预测模型中对非线性因素的处理方法存在着“自身的缺陷”,比如在外部因素引起市场一定的波动时,仅仅是靠时间序列模型的预测方法则很难做到精确。因此,在有效地收集、分析、掌握外部因素信息的基础上,将这些因素甄别和量化,反映到整个预测过程中,提高预测模型可使用的总体信息量,提高预测模型的预测质量,尤其在当市场环境有变化的情况之下,销售预测精确性将会获得较大的提高,并且更加趋近合理。 1 系统模型 1.1 系统分析 在不同的系统分析中,我们有时会采取不同的算法,每个算法都有各自的优势。遗传算法、BP神经网络和多元回归等算法也有着不同的优点[4],如遗传算法的全局寻优性, BP神经网络的优秀学习能力,从而避免了它们在各自单独使用时所存在的不足。我们把数据分为两个部分:线性相关和非线性相关,对这两部分采取相关性分析法进行处理。紧接着,充分利用BP神经网络与多元回归在处理数据方面的优势,分次处理数据的非线性和线性部分;最后,利用遗传算法所拥有的特性,即寻优特性,将已由BP神经网络和多元回归算法处理的数据整合在一起,最终的目的是使各项值得到进一步优化,如多元回归的权值、BP神经网络的连接权值以及阈值。 在这里,我们先暂定待处理的数据为DATA,DATA中包含的记录条数为U条。DATA的第k个记录含有M+N个自变量,记为X 其中: k∈{1,2,…U},i∈{1,2,…M+N};1个因变量(期望值),记为Yk其中k∈{1,2,…U}。 1.2 相关性分析 当我们要判定如国民收入和居民储蓄存款或者身高和体重,这些变量之间的关系时,我们首先会去判定这两个变量或两个数据集合间是否存在线性相关时,这里就引出了我们所要用到的判定相关系数Pearson[5]。Pearson相关系数的作用最重要的是用来判定定距变量间的线性关系和两个数据集合是否在一条线上。某些情况下我们会用到Pearson简单相关系数r。其计算公式为: 我们根据所得r的数值来判断两者相关度的强弱。一般说来,当相关系数的绝对值越大或者相关系数越接近于1或-1的情况下,相关度是越来越强的;而相关系数越趋近于0,相关度就会变得越来越弱。 若相关系数r 0.6,认定自变量Xi与Y线性相关,否则为线性不相关。根据文献[6]可知,本文研究的BP神经网络中,输入数据Xi i∈{1,2,…N}与输出数据Y在Xi i∈{1,2…N}与Y线性相关,在Xi i∈{N+1,N+2…N+M}与Y线性不相关。 1.3 BP神经网络 输入层、输出层和隐含层[6]是BP神经网络的三个组成部分,其中输入层和输出层各一个,而对于隐含层,在理论上,它的数量是不会受到任何限制的,但BP神经网络在一般情况下仅设置一个或者两个隐含层。在这个神经网络中,输入信号经过作用函数的作用之后,在其信号传至隐层节点之时随即把它得到的输出信号传递到输出层节点上,同样经过处理后而得到的输出便是最终的结果。作用函数S型函数在本文中的节点之间会被用到,它的计算公式为:f(x)= 。 本文构建的神经网络模型如图1所示。 由图1可知,我们这个神经网络模型共有四层。模型的第一层X即是输入层,它是以非线性相关的Xi i∈{N+1,N+2…N+M}的数据作为其输入的;神经网络包括的两个隐含层分别是第二层J和第三层I;神经网络模型的输出层就是第四层BY。例如图1上的J层第1节点,当它和第I层的第2个节点连接时,权值的计算值则为W 。如若模型采用的节点作用函数为f(x)= ,则可以得到该节点的输出为Y =f( W Y -B )。该式中W 、Y 和B 分别表示某一节点与其上层节点之间的连接权值、上层各节点的输出值和节点的阈值。根据公式:E=(t-BY)*BY(1-BY),它表示的含义是网络误差的计算,在式中t的含义是输出的期望值。将网络误差与最大允许误差进行比较: BP神经网络在模式匹配、模式分类、模式识别和预测分析等方面[7],性能优势十分明显。 虽然BP算法是网络结构中应用比较普遍的算法之一,而且BP算法在应用上也取得了一定的成功,但是BP算法本身还是存在着不可避免的局限性: ①在BP神经网络算法中,它为了不使加权值过大,通常选取较小的随机数(如0~0.2之间)作为初始权值,同时设置网络在初始阶段就处于S型函数的饱和区,就是在这样给定初值的范围内,有些取值也会使算法的结果值陷入局部极小,一旦有了某些局部极小点[8]的牵累,就会引起训练的振荡而达不到我们所想要的稳定,同样也会陷入局部极值的不利情况。 ②在BP算法中,我们需要设置一些参数的初始值,以便网络训练得以进行。如初始权重值,隐层节点个数值,当我们在设置没有任何参考时,可能会致使网络训练的失败或者说执行的并不如我们所预料的结果那样,与理想有所差别。但是这些参数的选取过程又缺乏严格的理论依据,需要根据我们过往的经验以及一定的实验来选取,才可保证它的选取值合适与否。 ③在BP算法中,它存在一个遗忘所学样本的趋势,就是在每当其输入一个的权重值时,会导致阈值不断地修改,所以前面已学的学习样本必然会受到后面每次所输入样本的影响。 2 一种BP神经网络和线性回归优化的遗传杂合算法 为了实现网络训练的过程并得到全局相应的最优化的解,我们提出一种基于BP神经网络和线性回归优化的遗传杂合算法。在文章的前面我们知道,传统的BP神经的学习过程存在一些不足,我们提出的这种算法会把BP神经网络和遗传算法结合起来,利用遗传算法的全局寻优特性,来实现网络的训练,得到全局相应的最优解。改进的算法模型如图2。 待处理数据Xi i∈{1,2…N}和Y,我们假定两者是呈线性相关的。首先对线性不相关数据进行BP神经网络处理输出为BY,BY与存在线性相关的数据进行多元线性回归。 模型误差: 2.1 改进算法模型的遗传优化 在生物进化机制的搜索方法中有自然选择和自然遗传,而本文改进的遗传算法就是基于这些内容的。现如今有一种算法正趋于发展成为自适应启发式概率性迭代式全局搜索算法[9]。某个优化问题的解集,也就是它的搜索空间,并且映射搜索空间为遗传空间。我们随机产生的一组初始解,在遗传算法中称作此初始解为群体,它所产生的后代中不断地传下去并且一代一代地进化,我们称之为遗传。我们找到收敛为最佳的染色体,即是最优解。 将以上改进的遗传优化算法运用到BP神经网络的权重、阈值以及回归系数上,可以达到优化这些参数的目的,使网络误差值最小。在本文的实验中,由生物种群的概念,我们视BP神经网络和回归系数的所有权值为一个种群。本文的实验是基于遗传代数1000、种群60所进行的遗传算法优化训练过程。即为图3所示过程。 2.2 算法详细流程 ①样本值归一化处理。 对原始样本值X,Y按照公式X′= -1,Y′= -1归一化处理作为模型输入数据,归一化处理后数据在[-1,1]之间。式中X′、Y′为归一化后的数值,Ymin、Xmin为原始数据最小值,Ymax、Ymax为原始数据最大值。 ②参数集。 将模型中待优化参数BP网络权重W 、阈值B 与回归系数?孜组成一个参数集C={W ,B ,?孜},C作为染色体,Ci为单个基因。 ③编码。 编码方式中有一种称为实数编码的,它是指个体编码的长度与决策变量的个数相等,在合理具体的条件范围内,用一个实数表示某个体的每个基因值。该方法中用到的值是决策变量的真实值,因此我们又称它为:真值编码方法。考虑我们实验过程所需要的算法,这种编码方式对于我们的实验十分合适。 ④初始化种群。 种群大小N=60,随机生成第一代个体C 其中t为代数t=1,i表示个体编号i∈{1,…, },C 表示第一代的第五个个体。 ⑤个体适应度。 我们以f =Emax-E(C )为个体适应度函数,能够满足我们的要求。式中f 表示第t代的第i个个体的适应度计算值,Emax为最大系统误差,E(C )为C 个体的系统误差。 ⑥选择操作。 在试验中我们需要知道选择概率值,所以由前公式f =Emax-E(C )和公式P = 两者结合便可以计算出选择概率。我们在pop(t)代中根据所计算得到的概率值随机的选择一部分个体染色体遗传到下一代,为pop(t+1)代。将选择出的个体染色体暂且称为一个中间代mespop(t),并将其作为下面遗传操作(交叉、变异)的对象。 ⑦交叉算法。 我们先假设要交叉的两个父体对象分别为Pi=(p , ⑧变异算法。 在选择交叉的遗传过程中,我们也需要考虑到遗传变异这一情况。所以我们采取了一种特殊的变异算法:边界变异。它在遗传的后代种群中选择中间代mespop(t)代,又在其中选择N对个体,当交叉概率为Pc时,以此概率值指导个体进行遗传变异。边界变异的取值方法的多样性也正是后代种群群体多样性的特点。其变异位的值往往是在它的边界上,因为在边界上,通常存在着许多约束优化的最优值,也就是其编码位取值范围的边界之一。在中间代mespop(t)完成交叉和变异所形成的下一代中pop(t+1)进行个体适应度值计算的操作。 3 仿真结果和分析 仿真实验中,分别采用多元线性回归、传统BP神经网络和本实验算法对多元线性方程、多元非线性方程、含有线性和非线性部分的方程进行拟合。 多元线性方程: 多元非线性方程: 含有线性和非线性部分的方程: 3.1 样本数据 样本输入数据是在考虑影响汽车销售多方面因素的前提下,如:经济危机、限购政策、油价上涨、小排量购置税优惠政策等,在Matlab平台下拟合而成。样本输入数据为xi∈[-1,1],样本总数为20,随机生成20组数据作为样本值(图4)。 3.2 仿真结果 式(8)多元线性回归、BP神经网络、改进算法仿真结果(图8)。 式(9)多元线性回归、BP神经网络、改进算法仿真结果(图9)。 式(10)多元线性回归、BP神经网络、改进算法仿真结果(图10)。 多元线性回归、BP神经网络、改进算法拟合三种方程误差平方和如表1所示。 3.3 仿真结果分析 由结合改进算法的特点和对比分析所得到的实验结果,我们可以得到以下三点结论:①多元线性回归在拟合线性方程时所产生的误差比较小,而在拟合非线性方程时,产生的误差略大。②BP神经网络在拟合存在非线性数据时,误差较小,在拟合线性方程时存在明显的不足。③三种算法在拟合非线性和线性结合方程时,本实验的误差要比单纯拟合非线性方程小很多,与理论预期明显相悖。对于这种情况的原因,结合理论,本文总结出可能存在的两小点:1)数据的输入值范围在[-1,1],范围太小,对函数值得影响不显著;2)由于实验采用拟合函数的形式,函数关系内部过于简单。 4 结论 用改进算法拟合复杂函数的能力比单纯依靠线性回归和BP神经网络存在明显的优势。影响商品销售的因素有很多,各种因素对销售的影响也各不相同,传统的BP神经算法可以很好的预测效果。但是BP算法在处理那些同销售值存在较大相关性的因素时,不能突出它的优势。我们通过把影响销售较大的因素与其他因素直接加权相加得到销售值,最后通过遗传算法来优化权值。这也就是我们研究本文算法的目的之所在。 汽车销售论文:试论如何完善汽车销售行业的税务问题 【摘要】 本文分析了汽车销售行业中税务管理存在的问题以及解决措施,以供参考。 【关键词】 汽车销售 税务 问题 措施 一、前言 在当前汽车销售过程中,由于利益的驱使会造成国家税收的流失。因此,我们要做好汽车销售的税务控制。 二、汽车销售税收管理中存在的问题 1、少开发票金额少计收入。部分经销商采取“一车两票”,少开发票,不按实际收款计提销售。即将车辆差价或加价部分另开(普通)收据、(维修保养单),逃避增值税、车购税。 2、返利收入未作进项税转出。厂家对经销商的奖励和返利行为种类繁多,有的汽车生产商将返利在增值税专用发票上用负数反映,有的汽车生产商将返利直接冲应收款,不在进项发票反映。部分汽车经销企业往往对不在专用发票上反映的返利,挂在与厂家的“往来账”上,未作进项税额转出处理,由于经销商与厂家采取的是滚动结算方式,税务部门难以区分。 3、价外费用不作应征增值税收入申报。在实际操作中,时常有经销商为客户代办上牌或者汽车抵押等业务发生,而这类与销售捆绑向客户代收的收取费,根据增值税暂行条例,这部分业务收取的费用属于价外费用,应征收增值税,但大部分企业均未作价外费用申报缴纳增值税。 4、汽车销售价格垄断 税收流失是一种道德风险,是一种由信息不对称导致的交易成本,是纳税人在追求自身利益的过程中为自己谋取利益的一种表现。汽车销售领域造成国家税收流失的垄断行为主要出现在经销商零售环节,表现为汽车加价销售的“提车费”不开具任何发票或是只提供以“装饰费”、“美容费”开具的发票。根据我国的税收政策,车款需要开具增值税发票,税率为17%,而不开发票的加价款则是全部落入了经销商或者整车生产商的口袋。也即,每1万元加价款中就有经销商应交的1700元税款和消费者应交的1000元车辆购置税流失。就算以“装饰费”、“美容费”为名开具的发票,其5%的税率与应缴纳的税率之间的差距也会造成国家税款的巨额流失。汽车加价销售款项税收的流失一方面违反了税收的公平原则,影响国家的财政稳定;另一方面也弱化了税收合理配置资源、调整经济结构的作用。此外,从调节收入分配,缩小贫富差距的角度而言,其影响也是极为不利的。 三、汽车销售管理税务问题防治措施 1、掌握不同品牌的经营特点是前提。由于不同汽车经销商销售不同的汽车品牌,所对应商务政策的返利形式也各有不同,有的是按季返利,有的是按年返利,有的在票面上将返利直接冲抵,有的将返利冲减应收款项。不同的品牌汽车综合毛利率也不相同,有的在5%左右;有的无差价或低差价,但通过销量返点来实现利润。 2、把握4S店维修保养情况是重点。目前,大多数4S店都使用了厂家提供的“配件维修销售系统”,较真实反映了修理备件的领用存情况,并且按厂家要求每天要上传相关维修数据。因此,需重点监控二类数据:一是维修及备件数据。把握维修及配件销售的毛利构成,配件加价是否为20%-30%左右,人工费(工时)是否为15%-25%左右。维修及配件综合毛利率是否为35%左右。二是销售零部件数据。根据典型企业调查,发现多数4S店有汽车零部件经销现象。这些零部件销售包括原厂零部件、分厂零部件等。主要调拨给分支机构的经销店,也销给一些汽车维修站(一般加价5%-10%)。对开发票部分申报纳税,没有开发票的部分未申报纳税。这些情况需要税收管理员时时把握。 3、汽车销售维修模式的调整 商务部、国家发改委、国家工商总局于2005年联合的《汽车品牌销售管理实施办法》确立了我国汽车销售的授权经销模式,按照该规定,中国和国外的汽车生产企业都可以通过授权来选择自己的总经销商。其初衷是为了规范当时混乱的汽车销售市场,更好地保护消费者的合法权益,但在实践中却成了品牌汽车生产商控制经销商,实施垄断行为的利器。如整车生厂商要求经销商店面设计、装修用品均由其指定并供货;强制搭售滞销车型和非品牌汽车用品;经销商必须建立库存等等,若经销商不合作,那么其下一年的经销资格很有可能被剥夺。整车生产商的优势地位使其在产品供应、优秀技术、销售网络、配件供应、售后服务等各个环节形成了彻底的商业垄断。 4、监控纳税申报情况是措施。在日常征管中重点监控销售额变动、应纳税额增幅及税负变化情况,与同行业、同品牌、同时期的纳税指标有无异常等。在应纳税额及税负方面,应监控大类税负与小类税负对比,对部分汽车经销商的纳税申报指标远低于同类型纳税指标的,应纳入重点监控对象。 5、管住行业发票是关键。由于购车人需凭机动车专用发票才能上车牌。因此,管住发票是最直接有效的控管手段。一是进一步深入开展票表税比对。重点是对网上申报、网上认证的纳税人。优化和完善“票表税”比对功能,对“一机多票系统”开具的普票(机动车发票)应纳入到“票表税”比对系统。对网上申报的信息也要增设票表比对功能。二是管住汽车维修发票。建议加强维修发票的管理,要求经销商对维修车辆结帐时,必须按规定开具发票,不得以维修单代替发票,对违反发票规定的必须予以处罚。三是管住车饰发票。此类问题是汽车经销行业的一大难点问题,较为隐蔽。优秀问题是不开票较为普遍。为此,要积极宣传税收政策,督促纳税人加强财务核算管理,增设车饰领用存明细账。对加装的车饰部分,要求纳税人开具发票。 四、结束语 综上所述,针对当前汽车销售存在的各种税收问题采取针对性措施进行控制,大大提高了税收管理的科学性,有利于汽车行业的规范和发展。 汽车销售论文:电动汽车销售现状分析及对策研究 摘要:电动汽车具有节约能源、污染小、噪声低、动力来源多元化等优点,但是目前电动汽车销售存在较多问题,分析研究后提出科学合理的解决方案,可使纯电动汽车行业的销售正规化,有效地缓解能源短缺和环境污染问题。 关键词:电动汽车;销售;对策研究 随着石油资源日益匮乏,发展新能源汽车已经成为世界各国政府的一致看法。从目前的技术来看,新能源汽车主要包括混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等。而插电式混合动力汽车、纯电动汽车与燃料电池电动汽车通常又被称为“电动汽车”[1]。按照《国家“十二五”科学和技术发展规划》的规定,到2015年,新能源纯电动汽车的示范推广城市将会达到30个以上,并且会在超过5个城市开展新型商业化示范运行[2]。 一、纯电动汽车的销售现状 2013年全球纯电动汽车、插电式混合动力汽车(以下称电动汽车)产量24.1万辆,同比增长44%;销量18.6万辆,同比增长55%[3]。美国、日本、法国、中国、荷兰、德国、英国、挪威、加拿大、瑞典分列前10位,10个国家共销售电动汽车14.5万辆,占全球电动汽车销量的78%,见表1。 其中,美国电动汽车销量遥遥领先,如图1。在降价行动和车型推陈出新的刺激下,2013年美国共销售电动汽车9.6万辆,同比增长83%,其中,纯电动汽车贡献了4.8万辆,是2012年销量的3倍多[4,5]。另外,2013年美国销售传统混合动力电动汽车49.6万辆,二者合计占到机动车销量的3.8%。 二、影响纯电动汽车销售的问题分析 1.产品自身的问题。一是电源技术的制约,导致了电动汽车在动力性能、续航里程、制造成本、环境适应能力和可靠性等方面无法与常规汽车相比。二是电动汽车的配套设施,如充电桩、充电站等充电网络设施尚不完善,导致使用电动车的便利性大大降低。三是电动汽车的价格较高,使用和维护费用也较高。除了上述几个主要原因,还有一些因素也影响了电动汽车的市场化进程。比如,消费者对电动汽车的认识不足、电动汽车行业的一些相关技术标准还不够完善等。 2.营销策略问题。销售市场细分不准确,致使选择目标市场,及产品定位、设计等均存在问题。企业在纯电动汽车销售上,因市场调研不充分和对目标市场选择、市场定位不明确,导致产品定位有误差,所生产产品“高不成、低不就”无法满足消费者的购买欲望,无法契合消费者的购买心理,导致销售不畅。 三、电动汽车销售问题的对策研究 虽然电动汽车行业发展面临着上述问题的制约,但基于长远利益的考虑,各汽车制造商仍纷纷进军电动汽车领域,在不断研发改进相关技术的同时,也已试水个人市场或正计划进入个人市场,这也是大部分汽车制造商的最终目的所在。针对销售现状提出以下对策: 1.明确目标市场选择及市场定位。根据企业纯电动汽车现有发展特点,企业纯电动汽车的目标市场定位在中低端市场是恰当的,其市场定位为大众消费市场也是合理和可行的。纯电动汽车除了符合上述纯电动汽车中低端市场推广的特点之外,其购买群体还具有年轻化、高学历化、时尚化、优综合素质化、中等消费层次化、城市化等一系列特点。所以纯电动汽车消费群体的细分市场是20~40岁城市白领、高素质人群。 2.创新商业化模式。目前电动汽车的商业模式主要有两种类型,一种是“整车销售+自充电模式”。另一种是“裸车销售+换电模式”。以色列的Better Place公司现阶段的商业模式也是把电池和汽车分开,该公司在以色列建立大批充电网络和汽车交换服务站,客户可以在这些充电站充电或者更换电池,乃至更换汽车,电动汽车发展到普及阶段,客户可以选择购买汽车,在充电站充电或者更换电池。该公司在国际上的合作伙伴是雷诺,目前在国内己同奇瑞签订合作协议,计划在中国推广该营业模式,奇瑞也在2010年北京国际车展上展示了配有可更换电池的瑞麟和G5电动轿车。采取这两种模式有效结合,有效解决了产品价格竞争力及能源供给系统建设简单等电动汽车产业发展中众多的难题,是一种能够快速推动纯电动汽车商业化发展的能源供给模式。 3.完善营销渠道模式。建立完整的分销系统和体系,按级定位分销商的销售补贴、资金回笼贷款、新产品推介奖励等制度。规范分销商对电动汽车销售的权利、义务,并授子等级加以区分。有效地管理纯电动汽车的分销商系统。建立积极、高效的纯电动汽车分销机构。营销渠道的结构,可以分为长度结构、宽度结构以及广度结构三种类型,渠道结构中的长度变量、宽度变量及广度变量完整地描述了一个三维立体的渠道系统。如图2所示。 四、结论 通过分析电动汽车销售现状以及存在的问题,提出了科学合理的对策。需要明确电动汽车目标市场选择,市场定位准确,创新商业化模式,完善营销渠道模式。采取这一系列对策,可有效解决电动汽车销售中存在的问题,为我国电动汽车推广普及做出应用的贡献。 汽车销售论文:基于市场细分的电动汽车销售策略研究 摘 要:随着环境、资源问题的逐渐产生,电动汽车迈上历史舞台,但其销售状况极为不佳,到底是什么阻碍了电动汽车的发展,本文通过对石家庄市场进行市场调查,分析被调查者对电动汽车的特征需求等问题,为企业销售电动汽车提供一定的数据支持和相关建议。 关键词:电动汽车;问卷调查;市场细分;销售策略 近些年,我国环境、资源都处于恶化的状态之下, 2015年河北省一年内近80%的时间皆处于雾霾天气,环境危机日益严峻;且石油供给远小于需求,导致我国石油对外依存度越来越高,资源问题不容忽视。另一方面,汽车持有量近些年不断增长,消耗石油量不断上升,其排放物加重了空气污染。因此,新能源电动车取代传统汽车是大势所趋。但是,电动汽车的市场销售并不理想,2013年,新能源汽车销量为1.76万辆,相较于2013年汽车总销售量5967.8万辆,其所占比例很小。2014年,全球电动汽车市场产销两旺,销量突破7.48万辆,同比增长425%;但相较于2014年汽车总销量6402.4万辆,电动汽车占比依旧极小,2015年亦处于同等状况。理论上电动汽车的需求大涨而实际销售状况却如此尴尬,实在令人费解。为此,我们针对电动汽车销售情况进行了市场调查,试图找出原因。 一、 调查介绍 课题采用问卷调查的方式,对石家庄的消费者通过分层比例抽样和简单随机抽样进行了市场调查。通过市场细分理论,并根据目标市场具有可测量性、可接近性、重要性、可辨别性、可操作性五个方面的标准对各个子市场进行筛选,最终确定以20-39岁的消费者市场最为目标市场,进行了市场调查。 二、电动汽车市场调查结果与分析 (一)消费者特征需求分析 调查发现,消费者愿意接受的购车价格集中在20-30万之间。被调查者中,20-39岁的消费者中购车预算在20-30万的占比49.7%,20万以下的占比10%,30万以上的占比40.3%。消费者对电动汽车车型、颜色等偏好都极为明显,其偏好较高的车型是基本型乘用车、SUV,喜好的颜色为银色系、黑色系和白色系。调查发现,在车型方面,基本型乘用车、SUV占比皆在40%以上。对于颜色,占比较高的为银色系、黑色系、白色系,20-39岁的消费者多处于创业期或工作稳定期,多偏好稳重型汽车。消费者期望获得的优惠形式为打折优惠和一年期的免费定期保养服务,而对于一年免费车险、赠送汽车零件等,消费者反应度不高。电动汽车价格、电池因素、基础设施建设以及政府政策是影响消费者购买的主要因子。想要对汽车销售状况提出有用建议,就要了解影响消费者购买的因素,经过调查,消费者在购买电动汽车是更多考虑的是电动汽车价格、电池因素、基础设施建设和政府政策,对于汽车性能、维修费用等却不太在意。 (二)消费者购买行为分析 1、了解途径。消费者了解电动汽车的途径主要是电视媒体、网络和经销店面的宣传。尤为明显的是网络,消费者通过网络了解电动汽车的占比69%,在如今网络高速发展的时代,电子商品已经成为消费者获得信息的首要选择。 2、企业宣传手段影响度。消费者普遍偏好广告营销方式与活动营销方式。调查发现,消费者对于广告营销方式和活动营销方式反应比较敏感,而对于虚拟营销、观念营销等反应不大。对于20-39岁的消费者,他们更倾向于观感较强,可直接参与的销售活动,对虚幻的、理论性强的销售方式接受度不高。 三、 销售对策与建议 (一)产品策略 企业在推出电动汽车时应综合消费者的喜好和自身实际生产能力。初期企业应重点推出基本型乘用车,而对于SUV来说,初期的电动汽车技术水平难以达到同类型燃油汽车所能提供的较高配置与合理价格。在成长期,待技术水平成熟时,再重点推出符合消费者要求的SUV车型;在汽车颜色方面,以银色系、黑色系和白色系作为主打颜色;在促销活动方面应以一年期打折优惠和一年期免费定期保养服务作为重点优惠形式,以此来吸引更多的消费者。 (二)价格策略 在电动汽车产业的生命周期内,不同时期应选择不同的价格策略。1.导入期,电动汽车属于新兴产品,消费者了解不多,价格对消费者的购买行为有不可忽视的重要作用,企业应将价格在20万-30万之间的电动汽车作为主打品牌销售,以满足消费者的价格需求。2.成长期,消费者的关注点除了电动汽车性能,还有品牌、价格等方面因素,由于竞争者和潜在进入者的威胁,此时企业应采取成本领先的策略,快速有效的占据市场份额。3.成熟期,当企业占据霸主地位增加了其他潜在竞争者进入市场成本的同时,企业对电动汽车的价格可调范围也较小,可以通过优质服务来进一步提高竞争地位。4.衰退期,此时电动汽车即使降价也不能刺激足够的需求。企业应在损失最小的情况下退出市场。 (三)渠道策略 企业对电动汽车的宣传应以网络宣传为主,多种宣传方式并存。在20-39岁的消费者中,通过网络了解电动汽车信息的市民占69%,这部分人群对网络依赖性较高。在此基础上,对于电动汽车的网上宣传企业应该做到:(1)充分利用网络技术,在相关网络平台有关电动汽车的信息,同时搜寻公司的潜在客户,帮助其了解电动汽车,使其产生购买意愿,产生购买行为;(2)完善公司网站,方便顾客访问。企业可以在自己网站上提供如下信息:①企业的简介、企业电动汽车产品及其服务流程等。②电动汽车产业的发展趋势。通过收集、公布电动汽车行业的相关信息,引起消费者对环境保护的重视,促使其产生购买行为。 针对目前市场的热点营销模式,企业可以采取“自建店+加盟店”的方式,低成本迅速扩张销售。对经销商店面要有统一的装潢、店内广告、销售服务,从而宣传企业品牌形象。 (四)促销策略 在营销方面,注重广告销售和活动销售。在广告方面,企业应做到:(1)利用明星效应,挑选在青年中有影响力且符合电动汽车时尚、环保特点的明星作为代言人。并将广告做到电视媒体,让消费者直观体会电动汽车运动的特性。(2)广告内容具有针对性,打造出反应不同人生目标或近期诉求的广告意境以吸引消费者。 在活动营销方面,企业可以举办电动汽车挑战赛。参赛者能在比赛的过程中,体验电动汽车的性能,并吸引沿途的观赛者,增加购买对电动汽车的宣传力度。除此之外,企业可以举办展会,通过报刊、广播、电视等媒体刊登展会信息,展会现场进行实物体验及图片信息介绍,并邀请报社、电台记者对展览会进行跟踪报道。以多种形式增加企业的影响力。 四、结束语 如今,环境和资源压力日益加大,电动汽车的兴起是必然的,增加电动汽车销售量,既可以缓解环境、资源压力,又能更好的建设建设和谐、环保社会。 汽车销售论文:反垄断重构汽车销售业 在新的政策出台之后,必将引起厂、商、消费者之间关系的调整,打破厂家垄断,出现新的竞争格局,也使消费者有了更多的选择 新年伊始,汽车业三个重要文件面向全社会征求意见,反映了汽车业反垄断的新形势。 1月7日,汽车业反垄断指南工作会议在京召开,反垄断局局长张汉东在会上透露,《汽车业反垄断指南》从2015年6月开始起草,已经历四个步骤,下一步将向全社会征求意见,于今年5月上交国务院反垄断委员会审核。张汉东指出,《汽车反垄断指南》的制定和出台,有利于预防汽车业垄断行为,保护公平竞争,保护消费者利益和社会公共利益,促进汽车业健康发展;在增进执法的透明度,确保科学、有效反垄断监管的同时,降低行政执法成本,降低汽车业经营者成本。 同一天,商务部起草的《汽车销售管理办法(征求意见稿)》开始在网上征求意见。此前的《汽车品牌销售管理办法》是2005年4月1日起施行的,业内反应比较强烈,主要认为这一办法实际上把汽车销售的主动权全部交给了汽车制造商,形成对汽车销售渠道的垄断。 最近,交通部了《汽车维修技术信息公开实施管理办法(征求意见稿)》,其中明确规定,汽车生产者应以可用的信息形式、便利的信息途径、合理的信息价格,向所有维修经营者和消费者无差别、无歧视、无延迟地公开汽车维修技术信息。 反垄断成“新常态” 由于汽车产业链非常长,关联面非常广,涉及方方面面的问题,所以汽车业反垄断是一个世界性的难题,不仅国家反垄断执法部门针对汽车业执法的过程十分艰难,汽车制造商和经销商同样困惑。而我们现行反垄断法律体系在纵向垄断限制方面主要规定了与价格有关的行为,但实际上在汽车销售过程中,还有许多非价格类垄断行为,如数量、地域和市场划分上做一些约束,都需要做一些细化规定。 另一方面,汽车业竞争态势早已发生变化,国际汽车反垄断的重点已经从新车销售转向售后服务领域,相应的法规也有变化。欧盟自1985年以来一直实施专门针对新车销售和售后市场的纵向协议集体豁免条例并做过多次调整。欧盟委员会一位司长说:“市场永远处在变化中,每隔10-15年,我们就会进行规则调整。”近年来,欧盟认为新车销售由于竞争日趋激烈已没有必要继续适用专属豁免条例,但由于汽车维修及配件供应商仍存在许多限制、扭曲竞争的行为,2010年5月,欧委会颁布了适用于汽车售后服务的《2010年汽车业纵向协议集体豁免条例》,旨在保障独立维修商和获取配件及技术信息的渠道,进一步促进欧盟汽车维修和配件供应市场的有效竞争,保障消费者权益。 从2014年8月以来,国家反垄断执法部门已先后对宝马、奥迪、克莱斯勒、奔驰、东风日产等整车汽车企业以及旗下品牌经销商做出反垄断处罚,日本住友、电装等12家日系汽车零部件企业也被有关部门处罚。大家都感到比较突然,但是今后反垄断调查和处理会成为新的常态。 我们政府的三个征求意见稿,就是在总结汽车反垄断经验教训、汽车业反垄断形势变化的基础上,参照欧盟等国际汽车反垄断文件,并反复征求意见的基础上推出来的。这三个征求意见稿非常重要,形成正式文件后,将对现有的汽车营销模式和售后市场竞争格局的影响会非常大。 重构销售竞争格局 原来的《汽车品牌销售管理办法》饱受争议,原因就是这个办法造成了厂家的垄断。该《办法》的优秀是“授权”,其规定:“汽车品牌经销商应当在汽车供应商授权范围内从事汽车品牌销售、售后服务、配件供应等活动,不得以任何形式从事非授权品牌汽车的经营,而且除非经授权汽车供应商许可,汽车品牌经销商只能将授权品牌汽车直接销售给最终用户。”而按《汽车销售管理办法(征求意见稿)》,经销商可以不经供应商授权出售汽车,或者未经境外汽车生产企业授权销售进口汽车(所谓的“平行进口”);不得要求经销商同时具备销售、售后服务等功能,不能限制经营其他供应商商品,不得规定整车、配件库存品种或数量或者规定汽车销售数量,不能限制经营本企业汽车产品的经销商之间相互转售,不能要求承担以汽车供应商名义实施的广告、车展等宣传推广费用,不能限制为其他供应商的汽车提供配件及售后服务,不能搭售未订购的汽车、汽车配件和用品等商品。供应商不得限制配件生产商的销售对象,不得限制经销商、售后服务商转售配件。 《汽车业反垄断指南》的重点内容是对主机厂滥用市场支配地位行为做出了明确规定,重点关注配件与售后市场的限制竞争问题。《指南》明确指出,汽车供应商无正当理由,不应限制配件制造商生产双标件;不应限制配件的外采、外销;不应限制售后维修技术信息的供应渠道等。 目前,我国二手车交易中存在一些行政垄断行为,阻碍二手车市场健康发展。对此,《指南》认为,地方政府等行政机关出台相关规章制度限制二手车流转,将会触犯《反垄断法》,因此在《指南》正式出台后,目前影响二手车流转的地方限迁政策将有望解除。 据报道,《指南》初稿明确厂商没有正当理由,不应限制售后配件的供应与流通,这将有效促进售后环节的竞争。也就意味着4S店所用的配件有可能是出自厂家直接提供,也有可以是4S店从平行进口渠道获得,还有可能是非原厂但与初装件同等质量的配件;而反过来说,消费者在独立维修店,也有了使用到原厂配件的可能。 因此,在新的政策出台之后,必将引起厂、商、消费者之间关系的调整,打破厂家垄断,出现新的竞争格局,也使消费者有了更多的选择。 4S模式面临大挑战 去年6月,有的媒体发表文章《汽车4S店的丧钟已经敲响》,认为“4S店体系已经不符合当下社会的发展形态和消费者利益,会很快死去。” 其实经销商大规模面临困境已经不止一次,比如2004年、2008-2009年、2012年等,都是出现在汽车市场增速下滑的时候。有的专家指出,“中国的汽车经销商正面临盈利下降的难题,部分是因为运营p人力和财务费用的上涨,也因为过度依赖新车销售业务(价格竞争越来越激烈导致新车利润减少)。汽车是资本密集型行业,汽车经销商一直承担着巨大的资产负债压力。为了满足资金需求,经销商杠杆率很高。64%的受访者将地区商业银行贷款列为融资主要渠道之一。”现在的汽车经销商融资渠道极为单一,中小企业贷款极为困难,这是资金紧张的根本原因。如何解决汽车经销商融资难是各方面要参与的课题。 其实4S本来的意思是指整车销售、零配件供应、售后服务、信息反馈“四位一体”的营销方式,而不是品牌排他性专卖。目前大家诟病的是中国式汽车品牌专卖制度,并不应该否定4S。 但从另一个角度看,新的政策实施后,现在形态的4S店面临极大的挑战,包括新车销售、进口车销售、售后服务、配件销售等等,都将不再是4S店一统天下,会涌进来众多的竞争者,争食蛋糕的将越来越多。 汽车销售论文:浅析汽车销售企业的财务管理 摘 要 本文主要介绍了财务管理对汽车销售企业的价值作用,以及汽车销售企业的财务管理所面临的问题,并列举了一系列的措施,为从事相关汽车行业的财会人员提供了参考意义。 关键词 汽车销售企业 经济利润 财务管理 一、前言 财务管理指的是公司根据相应的总体目标与规划,对公司的融资、投资和效益分配等活动实施规划、协调以及把控,保证公司财务目标的达成的管理活动。财务管理可提高公司的成本把控,减少不科学的支出以及浪费,提高公司的利润层次,达成汽车销售企业总体经济利益的提高,从而提高汽车销售企业的整体竞争力。 二、汽车销售企业的财务管理所面临的问题 (1)企业融资活动具有一定的风险性。由于汽车销售行业的特殊性,汽车销售企业大部分流动资金贷款均利用三方协议贷款的形式进行,就是汽车经销商、供应商以及银行三方共同订立的贷款及保证协议,汽车经销商提供三成的购车款,就可以从供应商处提车,余下的款项由银行贷款转付厂家。事后由经销商把所购车辆的车辆检验合格证交由银行实施保管。厂家是把合格证直接寄给经销商的,部分紧俏车型合格证还没交到银行就直接销售,汽车经销商(4S店)会利用这笔销售款进行二次三次循环,并没有及时归还银行贷款和利息,而银行又没有取得车辆的合格证。这样运用融资杠杆原理加大了汽车经销商对于整部车的采购力,同样也加大了公司的财务风险。致使公司面临相应的还款风险,很容易因为销售低迷而到期无法及时还款,影响企业信用记录,甚至致使公司资金链断裂。 (2)运营资金管理层次需提升。对于汽车销售企业来说,营运资金管理的优秀是存货的管理。公司需要优化其存货的构造和存货的周转率,以提升公司运营资金的周转速度。汽车销售商为了有效地满足顾客需求以及具体的销售需要,务必要准备相应的整车与零配件的相关存货。但是,一些汽车销售企业在存货管理上是有不少的管理问题的,重点呈现为:经销商受厂方控制,淡季汽车库存量往往很大,占用大量资金。没有建立科学合理的存货安排,在整车和零配件库存的管理上面临问题,没有按期实施盘点以及核对周期等问题,致使公司在销售旺季时库存不足,无法很好地符合销售需要,淡季时库存太多占有了大量资金,形成沉重负担。 (3)利润管理形式需要改变。就目前来说,汽车销售商为了可以增加利润,把目光都放在了保险收入以及配件销售收入上,且把公司大多数的资源和运营都汇集在这几个层面上。而配件的销售所提供的利润依旧是目前汽车销售商获得利润的重要因素。但是,随着社会竞争的日益激烈,汽车销售商依赖的“一招鲜,吃遍天”的利润增长形式已逐渐后继无力,汽车经销售需要进行转变,找寻新的利润增长点,对现存的利润增长进行研究和探讨,改变原先依赖单一的利润增长形式所发展的形势。并且,因为汽车行业本身自有的特殊性,销售商在汽车行业上是没有太大的话语权的,很难震撼厂商的主导地位,这样利润增长形式就很容易受制于人。除此之外,经销商对成本经费上的控制也是面临着改进方法和空间的。有的销售商不关注对员工薪资奖励机制的设计以及建立,很容易使员工主动性不高。 三、提高汽车销售企业财务管理的措施 (1)集团资金统一管理,降低三方融资的风险。资金是企业生产经营活动中的血液,资金匮乏的企业将无法维持正常的经营运转。一旦资金链断裂,企业将面临破产的威胁。因此资金管理是企业财务管理的首要任务,需提高经销商在汽车厂家的话语权,汽车采购的自主权要争取,通过政府的政策出台及经销商自身的占有市场份额,减少厂家的控制。首先,经销商每批次采购的车型尽量掌握选择权,难卖车型少进货或订单进货,减少滞压车,提高存货周转率,节约资金。好销车型备足货源,特别要满足国庆、春节等节日存货。其次,要加强库存车等存货管理,随时掌握库存车辆信息,已销车辆及时登记并做银行还款工作,月末库存车必须全面盘点。最后,要对资金动态信息每天掌握,集团资金统一管控,每周各子公司上报收款及采购计划。每天各子公司的资金统一归集到集团账户,第二天再将采购及费用资金划转分配到各子公司。汽车销售企业自身所有的特殊性,其融资管理活动是三方进行协议的融资管理活动。公司在实施三方协议贷款融资的过程中,需要提升融资管理层次,防范公司财务风险,主要措施如下:第一,公司需对自身的销售绩效做出科学的推算,建立准确的采购安排,防止经费挤占造成浪费。第二,销售商要规范其三方协议程序,防范合同的不确定风险。公司需要严格处理质押给银行的车质合格证,而合格证的流转部分都是需要明确其等级的,且在一定时期和银行实施核对。与此同时,有些顾客需要提车时,需要正确计算出应需还银行的本金和利息,且要依据对应的程序换得合格证,设立相关的销售台账,销售台账需和存货台账相符合。 (2)寻找新的利润增长点。销售商需要主动开发新的利润增长点,依靠销售差价、返点以及保费等,在激烈的竞争中获得生存能力。除此之外,汽车销售商一定要主动改变思维,创建新的利润增长点来分散公司的经营风险,提高利润收入的来源。公司需要密切重视市场的动态,探究顾客需要,创新服务方式和工具。另一方面,汽车经销商需要提高销量和销售利润,那么同行业的兄弟单位尽量少比较价格,因为真正消费者买车、选车时不在乎几千上万的车价款,消费者看中的车的质量及售后服务。 (3)做好全面预算工作,降低成本费用。全面预算编制开展前,要清晰了解集团当前面临的环境和可以利用的条件,以及集团以后的发展目标和方向,并依照集团的目标,找出最佳的结合点,对预算时期集团的收支、经营状况等做出有效的安排,并细化预算目标,将之细化成不同等级、不同项目的指标,下达给相关的部门执行,从而促进预算计划的可行性。另一方面,全面预算编制过程中,要尝试先进的预算编制方法。该方法要充分考虑到法规、经济、政策以及自然等多方面,从而制定出明确的考核指标。同时,要留给各部门一定程度的支配权,从而提高部门的积极性以及加强集团对各活动的控制。把预算中的指标进行分解处理,确保每个部门都能进入到预算的整个过程中。全面预算管理,需要从年度、季度、月度目标销量、费用预算中做好相关的工作,在日常中也要对预算执行情况评估并调整。其次,汽车销售公司需要提高成本费用的管理,科学把控成本的支出。销售商企业需要综合探究,比较企业内部的成本费用,比较销售的预测情况,建立合理有效的年度预算规范。例如,营销费用的预算、运营费用的预算和采购的预算等。汽车销售企业是服务型的企业,为了提高人员薪酬福利的设计与管理,需要把服务意识以及服务水平加入进绩效考核当中。而汽车销售企业需要最大水平鼓励人员的生产,增强公司的销售服务层次。 四、总结 紧跟着我国汽车销售行业的发展,原本所建立的财务管理是很难满足当今时代的要求。而本文主要从提升融资管理层次、加强公司运营资金管理以及实施利润精细化管理这三个方面来提高汽车销售企业的财务管理,同时,要和具体的经营方式相结合,增强利润增长点,从而更好地推动汽车销售企业的发展,建立更加有效的财务管理系统。 (作者单位为浙江中通控股集团) 汽车销售论文:新常态下汽车销售人员的技能提升 摘 要:新常态下我国的汽车销售市场发生了很大的变化,特别是随着“互联网+”到来,汽车营销模式也在不断创新。创新模式下的销售顾问应该通过什么样的途径来提高职业技能,以便能更好地适应汽车销售的市场需求?为了解决这个问题,本文首先研究汽车营销市场分析了当前汽车销售的发展方向,通过研究提出了创新模式下对汽车销售人员职业技能的具体要求。最后针对汽车销售人员所需的素质要求,给出了一些供高职学生和销售顾问学习训练的建议。 关键词:创新模式 汽车销售 职业技能 新常态 随着经济的快速发展,我国的汽车产销量也在逐年增长。那么,在创新模式下汽车销售都有哪些变化呢?创新模式下的汽车销售人员如何提升自身的职业技能,才能更好地适应市场需求?为了研究这些问题,本文首先探讨了目前汽车销售的发展趋势和方向,详细分析汽车销售市场对汽车销售人员的职业技能要求,结合作者的教学经历和培训全国汽车营销技能大赛的经验给出汽车销售人员学习训练的建议。 1 汽车销售模式的变化 汽车销售目前绝大部分品牌都以汽车4S店销售为主,同时大部分企业都开始增加了网销业务。据湖南新闻网报道,由芒果汽车打造的汽车生活主题馆不久将在长沙市青竹湖会展中心启动运营。一站式、体验式的汽车销售平台,将改变消费者的购车过程和汽车生活。“互联网+汽车”的销售新模式也即将诞生。总的来说,汽车销售模式有以下几点变化: 1.1 拼质量、比服务 “顾客是上帝”不在是标语,而是早已深入人心的服务意识。北汽福田汽车以“服务创造感动、品质成就未来”来明确提出感动服务的到来。从让客户满意到客户感动,可以看出企业把服务水平和服务质量看作了生命线。把好质量关,让产品质量为自己代言。 1.2 销售模式多样化 依据不同市场细分和品牌自身的优势,目前汽车销售模式主要汽车4S店销售、“互联网+汽车”销售模式,中小城市仍然是以四位一体的4S店为主,而很多品牌在大都增加了很多城市体验馆+网络销售的方式,也就是我们说的“互联网+汽车”销售模式。销售模式的多样化,不仅是改变了消费者的购车过程,同时也对我们的汽车销售顾问提出了更高的要求。 2 新常态下汽车市场对汽车销售人员的技能要求 在市场经济不断创新的形式下,汽车销售的方式发生了变化。那么,它对我们汽车销售人员又会提出什么样的职业技能要求?我们归纳一下,可以看出以下几点变化: 2.1 具备扎实的汽车专业知识 拥有专业的汽车知识,是与客户建立信任的基础。作为销售顾问,客户期望你可以解答他关于汽车的任何疑问。只有销售顾问对汽车技术足够了解,才能更好地比较出哪些技术是可以真正给客户带来利益的。讲解关键技术、创新技术能给客户带来的利益,才可以做到以理服人。 2.2 有良好的服务意识 销售人员要能理解服务的意义和对企业的贡献,按照企业的要求做到每一个细节,做好每一个感动点。服务意识是主观的,米卢说过态度决定一切,只有具备良好的服务意识,才能把服务他人满足客户需求看成是工作的成就。服务是主动的,事情想在前,做在前,才会有更好的效果。企业都希望通过销售人员良好的服务,提升企业形象,提高竞争力。 2.3 有事业心、职业道德 销售人员要有事业心,愿意为汽车销售奋斗。毕竟在工作中会遇到各种困难,只有信念坚定、富有责任心的人才能坚持并走向成功。另外,无论哪个职业工种,职业道德都第一位的,这也是基本要求。 3 销售人员提高技能的有效途径 我们讨论了当前汽车销售的模式变化,分析了新常态下汽车销售市场对销售人员的技能要求。接下来,我们在看看销售人员应该通过哪些途径来提高销售技能。根据笔者多年的教学经验,认为下面的方式还是比较适合汽车销售顾问训练学习的。 3.1 学习汽车专业知识,尤其是不断学习汽车新技术 汽车是一部非常复杂的机器,同时也是一部告诉运转的机器。高速运转结构复杂的汽车是人们出行的主要交通工具,它的安全性是所有车主都非常关心重视的问题。如果销售顾问不能够将汽车知识掌握的很好,销售顾问就不能很好地为产品代言。只有掌握技术知识,才能更好地服务客户,建立与客户的信任。 3.2 熟悉产品、了解竞品、分享驾驶经历 对于新车来说,很多购车者都驾驶的比较少。销售顾问应该对自己的产品如数家珍,清楚产品的每一个细节。而对于竞品,应该知道它们的优势和不足。更重要的是,应该多实践驾驶。销售顾问如果可以现身说法,适当的与客户分享驾驶产品和竞品的经历,再去针对客户需求来有是针对性的推荐汽车车型,成功率是不是可以高很多? 3.3 熟悉业务、不做传递员 汽车销售顾问应该要积极掌握公司的业务流程,以及各个环节的重点内容和细节特点。例如,客户买车要办的保险、金融服务、涉及到简单维护保养等等相关事宜。只要客户能提出的问题,我们都能够回答,不需要再去询问其他工作人员。因为销售顾问不了解业务流程,一旦顾客问到不熟的问题,就会影响销售顾问的状态,同时反复沟通传递信息会浪费客户的宝贵时间。熟悉各个流程,清楚购车的每一个环节事项,不仅可以提高工作效率,也可以更客户更专业的形象。 3.4 树立感动服务意识,多从客户角度出发考虑问题 客户的需求都能满足的话,客户满意;如果连客户没想到的服务,我们可以主动做好,就会超出客户期望,创造出客户感动。工作中树立起感动服务意识,站在客户的角度去思考,多想想在每一个环节中,客户想要什么的服务,他们的期望是什么?除了公司要求的服务以3.5 主动提示,去除客户一切后顾之忧 尽管现在是信息时代,人们可以到网上查阅很多信息。但是,我们不要忽视一个重要信息,客户就是一个买车的潜在车主。他们不是专业的销售顾问,他们不可能了解购车的业务流程。过程中,可能会忽略各种各样的细节问题,而我们销售顾问是专业的,所以我们有责任和义务去提示每一个细节,主动避免因误会失误所带来的不必要的麻烦。 3.6 主动学习,了解汽车销售的新动向 社会在发展,新常态下各种创新形式层出不穷。一个“互联网+”的时代已经到来,汽车销售模式不断创新,作为汽车销售的一员,我们应该主动学习及时掌握新的技术、理念和发展方向。与时俱进,才能做好工作。 4 结语 社会的发展速度超乎想象,科技创新的力量是伟大的。我国汽车技术在不断进步,汽车营销模式、销售渠道、产品的研发、价格的制定都在创新。服务意识、服务水平在不断上升,消费者对服务的要求也越来越高,我们唯有不断跟进,调整自身的学习训练方向、方法与时俱进,才能走在前面。另一方面,高职院校的汽车营销专业教学中要重视对学生服务意识的培养,加强实践训练。汽车经销商企业也要给销售人员更多的训练机会,包括对竞品的使用和培训等等。 汽车销售论文:进口汽车销售的建议提出 【摘 要】迎合国内进口汽车的贸易需求,近几年来我国汽车的进口增长率,呈逐步上升态势。在该背景下,我国进口汽车销售需要在分析宏观环境的基础上,从各个层面深入研讨其销售方法,这也正是本文研究的宗旨所在。 【关键词】进口汽车;销售 1.进口企业的销售环境分析 1.1社会环境分析 我国自改革开放以来,经济发展迅速,人们的可支配收入越来越多,道路交通越来越发达,人们消费观念逐渐转变,开始关注产品的附加值。对于汽车产品来说,中国消费者从最初能遮风挡雨的代步工具上升到对汽车外形、性能、驾驶体验等综合水平的追求,从单纯的开车到赏车,再到现在热门的私家车收藏,这是社会进步和经济发展的结果。中国消费者更希望购买更加高端品牌汽车,对汽车的高要求带动了进口汽车品牌的销售,例如主打全手工制作的宾利汽车等,在中国的高端汽车消费市场非常受欢迎,据相关数据统计,2014年我国汽车市场的宾利销量超过2600辆,占全球总销量的24.2%,成为了宾利汽车第二大销售市场。 1.2我国汽车市场竞争分析 我国汽车行业竞争激烈,国内外汽车生产厂超过120家,然而真正能在市场上占领一定地位的汽车企业只有少数。进口汽车品牌在竞争力上有着绝对的优势,国产汽车品牌只能在提高性价比上下功夫,攻占60万以下的中低端汽车消费市场;进口汽车的则是巩固自己品牌地位的同时不断开发出新产品,保证品牌关注度和高端汽车消费市场的占有量。 1.3顾客购买心理与行为分析 购买进口汽车的消费者从个人到团体、企业等,不同的购物人群对汽车的需求多数是刚性,然而对于是否选择进口汽车品牌则与自身经济能力、品牌认知度、个性追求等多种因素有关。所以,进口汽车在销售中应当细分市场,面对不同的消费群体提供更有针对性的产品,实行更有针对性的销售策略。消费者是市场构成的主体,抓住市场份额的前提是抓住消费者的心理,进口汽车品牌的市场营销活动要围绕中国消费者的需求制定。 2.进口汽车销售SWOT分析 2.1进口汽车销售的优势 进口汽车多数品牌悠久,在世界已享盛名,其技术性和历史性都不容置疑;进口汽车品牌拥有深厚的技术积淀;进口汽车品牌不断改进技术,工艺非常成熟;进口汽车品牌企管理更加现代化;新产品研发能力强;具有良好市场口碑与企业形象;拥有成熟的销售渠道和忠实消费群体。 2.2进口汽车销售劣势 一些进口汽车品牌由于进入中国市场比较晚,在中国市场的品牌识别度不高;一些消费者对合资和进口的概念混淆,在一定程度上影响了进口汽车品牌影响力;进口汽车的价格昂贵,且后期维修费用高;进口汽车在后期检修时间长,熟悉进口汽车维修的人员较少。 2.3进口汽车销售机会 进口消费基础越来越大,人们消费水平和消费观念都得到了提升;随着人们生活水平的提高,越来越重视生活的品味,对中高端进口汽车需求会越来越高,高档次汽车越来越受欢迎;经济全球化的带给进口汽车更多的机会;网络的发达和信息传播能力的加强也为进口汽车的营销开辟了更多的渠道。 2.4进口汽车销售威胁 物价上涨致使居民消费能力下降;汽车销售有地方保护主义,区域性发展受阻;进口汽车赋税高,造成了进口汽车的售价居高不下,而国产汽车价格低,在技术和质量方面也有所突破,受到了市场好评,成为进口汽车销售的最大威胁;中国市场汽车生产厂家数目众多,竞争残酷,市场份额抢夺激烈。 对进口汽车市场SWOT的结果进行分析,得出进口汽车品牌在销售中应当重视自己的发展优势,避开发展劣势,把握发展机会,弱化竞争威胁,赢得市场份额。 3. 进口汽车的销售建议 3.1细分市场 不同的市场,面对的汽车消费群体可能存在比较大的差异性,尤其是消费倾向、购买能力和购买需求等,都与其息息相关。因此,汽车企业实行进口销售贸易,可按照以下几个方面的标准,进行市场的细分: 1)根据消费者的地理变量。汽车消费者的收入水平、消费能力、消费倾向,与所居城市的地理位置有关。笔者建议将进口汽车销售的市场,划分为沿海地区市场、内陆地区市场和边远地区市场,譬如广东省地区集中了大量的一线城市、二线城市和三线城市,当地人民的生活水平较高,高端汽车的消费需求比较大。根据地理变量细分市场,还要考虑当地汽车产业政策的推行情况,譬如进出口税收标准等。 2)根据消费者年龄。据笔者了解,当前国内中高档汽车的消费群体,以20-34岁的年轻人居多,该类群体追求汽车外观的个性化和独特性;而在35-49岁之间的消费群体,经济基础相对扎实,并且收入稳定,但较为崇尚高品质的生活,其汽车产品消费倾向,趋向于成熟、稳重;在51-60岁之间的消费群体,尽管经济基础扎实,但消费行为相对保守,因此不会过多青睐于中高档汽车。由此可见,针对不同年龄阶段的消费群体,进口汽车销售要选准重心,尽最大可能迎合不同年龄阶段消费群体的个性化需求。 3.2产品策略 不同的汽车产品,能够吸引不同需求的消费者。在理论的范畴内,产品被定义为可消费、能使用、有作用的物品,汽车属于高成本的大型产品,但在实际营销中销售的不仅仅是汽车产品本身,还有附带的服务,譬如售前咨询和售后服务等。进口汽车销售,必须重视产品的销售策略,笔者认为至少有三点策略值得一提: 1)排量结构调整。进口汽车销售过程中,很多国家将绿色环保定义为汽车进口的门槛条件之一,譬如我国的汽车消费税,在“环境保护”口号的呼声中,进行相应修改和调整。笔者认为做到真正意义的节能环保只有两个选择,第一,生产小型化的车辆,降低发动机的排量。如果仅仅是在城市内上下班代步,我们为什么不能开小排量的车,降低能耗,降低排放呢。第二,国外的一些新能源汽车以及油电混合车型的技术,值得我们参考借鉴,以新能源新技术推进降本增效,实现节能环保。我们应该在强调绿色消费的同时,引入先进技术,通过汽车排量结构的调整,并引导市场的理性消费,方可规划好进口汽车销售贸易的市场格局。 汽车销售论文:浅析影响汽车销售的因素及对策 【摘 要】当前汽车销售行业目前虽然具有良好的发展趋势,但目前仍有许多的阻碍因素,对我国汽车销售行业的快速发展造成不利影响。因此汽车销售行业应当加强危机意识,加强对消费者的理解,并通过对营销渠道的拓展,从而减轻不利因素对汽车销售行业带来的影响,以此来推动汽车销售行业的发展。本文简述了我国汽车销售的特点,对汽车销售行业的影响因素进行了论述分析,并提出了汽车销售行业的相应对策。 【关键词】汽车销售;影响因素;对策 一、我国汽车销售的特点 据问卷调查研究分析,目前中国汽车消售总结出以下几个特点:私人消费比例逐渐上升,消费总量处于绝对增加的趋势;中、高端汽车、进口汽车消费量稳步增加;小排量、经济型车尤其是1.6及以下排量汽车,占市场份额的60%的水平;汽车销售传统的淡旺季的差异越来越模糊;汽车消费不仅仅受到政策、股市、房市的影响,将更多的受到消费观念、消费方式的重大影响。所以,随着我国汽车市场国际化,消费者的购买力不断提升,消费心理不断变化,汽车消费情况将日新月异,今后的几年,仍是汽车消费市场迅速扩张的黄金时期。 二、汽车销售行业的影响因素 2.1政策因素 国家对汽车销售领域的宏观政策主要是鼓励购车、限制购车和经济调整等三个方面进行控制。而鼓励购车政策,通常是为了进行刺激消费,从而加强人们消费水平的提高,以此来促进GDP的快速增长。而限制购车政策往往是国家针对日益恶劣的交通拥堵现象制定的,部分城市的限制购车政策,虽然对交通压力有了一定的缓解,但却阻碍了汽车销售行业的快速发展。而宏观经济政策的控制是为了为稳定消费市场,并避免国际市场经济危机为我国带来的影响,并为汽车销售行业提供良好的发展环境。国家政策方面对于汽车销售行业是多面性的,其有利的一面和不利的一面,都对汽车销售行业产生巨大的影响,但汽车销售行业可以针对相关政策,采取相应的措施,减少不利影响,从而促进汽车销售行业的发展。 2.2价格因素 作为一个发展中国家,国民收入普遍偏低,汽车的价格高于他们的年收入,据调查,57%的受访者表示影响他们选择车型的关键仍是价格。加之房价上涨、子女教育、养老、就医、通货膨胀等一系列消极因素导致大部分的工薪阶层很难实现拥有汽车的梦想。目前,国内车价频频跳水,使得现在汽车价格欠合理,而整车价格的下调其实压缩的是产品和服务的质量。 2.3交通压力的增加 随着私家车数量的迅速增加,我国的许多城市都面临着恶劣的交通拥堵问题,并且这种问题已经蔓延到乡镇地区。日益恶劣的交通拥堵现象,为人们的购车心理带来了负面情绪。拥堵的交通环境往往使得汽车夹在车流中间,既不能出也不能退,在浪费人们宝贵时间的同时,还会带来相应的严重损失。而交通压力的增加主要是基于路况问题和司机驾驶问题,但我国因为庞大的私家车数量因此很容易出现堵车现象,这种现象出现次数的频繁,往往会降低人们的购车情绪,往往遇到堵车现象时,私家车通常会成为一种负担,为人们带来极大困扰。这种现象的出现,加强了人们购车的负面情绪,使得很多人都不想选择买车,从而极大影响了消费者购车积极性,给汽车销售行业带来阻碍。 2.4环保理念的普及 目前随着环保理念的推广和普及,环保理念已经越发的深入人心,并且随着环境问题的日益严重,导致我国格外重视对环境的保护和能源的节约。而我国向低碳经济进行过度的转型过程,已经对环境保护理念给予了高度的重视,并针对我国的环境问题提出了一些列的治理措施,并且在这个过程中环保理念的深入人心,使得人们对汽车具有了抵触心理,汽车因为在消耗石化能源的同时,还会排放出大量的污染气体,这些方面都使得汽车销售与环保理念产生了一定的冲突,而随着环保理念的普及,人们对汽车将更加的抵触,并且人们的购车情绪也会大大降低,我国汽车销售行业也会受到一定影响。 2.5油价上涨 目前我国的汽车销售行业已经从卖方市场向买方市场进行过渡,汽车的价格不断的降低,使得汽车销售所面临的市场空间更为广阔,但是近些年来国家队石油使用量的控制,使得油价的不断上涨,这种上涨的幅度为人们的购车带来一定压力,部分家庭虽然有经济实力进行购车,但却并没有经济实力来应对油价的上涨,从而加强消费者心理的负面情绪,在对大排量汽车销售进行影响的同时,这种趋势已经蔓延到整个汽车销售行业,为整个汽车销售行业带来不利影响。 三、汽车销售行业的相应对策 3.1加强对国家政策的关注 汽车销售行业虽然是市场化的产物,但是仍然要对国家的政策方针进行密切的关注,并通过对国家政策方针的深入理解来对汽车销售行业的相关措施进行调整,避免国家宏观经济政策带来的不利影响。并且汽车销售行业在关注国家政策的同时,应该对相应的政策和方针进行深入分析,从而加强对消费者心理变化情况的掌握,通过对国家激励政策的充分运用,以此调整汽车销售行业的未来的发展方向,并且通过对经济政策的重视,加强汽车销售领域的科学性,在降低销售成本的同时,尽可能的满足客户需求,从而加强汽车销售行业的发展。 3.2健全汽车价格体系 中国的汽车行业起步较晚,汽车价格体系还不完善。由于消费者对价格的敏感度不仅决定了他们的购买选择,甚至影响着他们对企业诚信度的认识。所以,汽车企业在研发自己品牌的同时,不仅要扩展自己的车型种类,还要控制各类车型的价格差,以满足不同的消费人群,从而丰富自己的汽车差价体系。 3.3多品牌汽车销售业务 目前汽车制造业正值蓬勃发展的阶段,每个汽车品牌都有其独特的吸引力,因此汽车销售行业在受到阻碍的同时,除了加强自身经营品牌的宣传力度,还应该加强多品牌的汽车销售,通过对客户类型的细化,从而引进客户喜爱的汽车类型,并不能只通过对一个品牌的经营,从而消失了大量的潜在客源。因此汽车销售行业应当对服务体系进行相应改革,加强汽车销售行业资源的合理运用。 3.4环保型汽车销售领域的开发 我国的汽车销售行业应当针对国家的环保政策,加强对汽车排放量的控制,并有意识的发展环保型汽车,通过对人们消费水平的充分考虑,合理制定价格,从而进行对环保型汽车销售领域的开发,并通过对新能源汽车、节能型汽车和小排量车的引进,加强汽车销售领域的全面性。 四、结束语 我国是汽车消费离全球平均水平还有很大的距离。因此我国的汽车市场仍然具有强大的增长潜力,但随着汽车销售行业向买方市场的过度,汽车销售行业应该更为重视客户的需求,从而运用适合的销售方式,掌握客户的心理,让汽车销售更容易被客户所接受,加强在市场竞争中的优势。但在汽车销售行业重视客户需求的同时,并没有注意到实际销售的过程之中,汽车销售行业往往受到一些因素的影响,也正是这些因素阻碍了汽车销售行业的快速发展。因此汽车销售行业应当对这些影响因素进行深入分析,从而提出相应的解决措施,加强汽车销售行业的发展动力。 汽车销售论文:汽车电商离我们有多远?互联网+汽车销售=易车2 汽车电商离我们很远,真正的电商化要完成资金流、信息流和物流的整个环节,而目前中国的汽车电商还做不到;汽车电商离我们很近,2014年双十一的易车订单总量达53万,超过2013年的5倍。那么现在问题来了,这忽远忽近的到底是几个意思? 时候未到 我向易车商城西南区总监张苑抛出“网上购车很多流程还是要到线下走,是否说明汽车电商还处于概念营销阶段”这一尖锐问题,她认为汽车具备一定的固有属性,对于目前中国的绝大多数消费客户来说,这些实质的线下指标和流程是不接受在线化、虚拟化的,这和中国的金融价值观、信誉价值观有着密切的联系。 与之相比的是,美国很多人买车都直接通过网上购车完成全部过程,张苑认为中国还有很长一段路要走,“目前汽车电商处于初期发展阶段,有很多相关的流程需要规范化,合理化。” 中国的汽车网站经历了三个阶段:传统门户汽车频道、汽车垂直媒体、汽车电商,而下一阶段,张苑将其命名为智能汽车生活体验门户。“在越来越容易满足汽车基本需求的基础之上,客户更多看重的是,在整个电商环节中,用户的体验。” 比如易车正在探索的在线预约试驾功能,客户对于意向车型的信息进行一个平行纵向对比,对于某几款汽车有意向时,可以选择合理的地理位置及时间预约相关4S店试驾,然后易车商城会将该信息推送到相关4S店进行预约准备。 铁三角的想象空间 今年1月9日,易车、京东、腾讯达成三方合作。易车将获得京东及腾讯以现金和资源形式的投资共计约15.5亿美元,中国汽车互联网迄今为止投资金额最高的战略合作就此产生。京东一举成为易车最大股东,改写汽车电商格局。双方找到了共同的利益:易车希望获得高质量用户群,借京东成熟的电子商务体系帮助易车完成从信息网站到交易网站的转换,并进一步提升企业形象和市场份额;京东垄断了互联网上的流量和客户资源,但缺乏在汽车领域的有效挖掘,希望通过资本进入,将汽车垂直领域的领跑者扶持起来,从而对竞争对手形成牵制。 对于腾讯来说,除了电商领域的合作,更是将互联网金融版图扩张到了汽车领域。易车成立了汽车金融事业部,上线了车贷频道。腾讯不管是微信支付还是率先在前海成立的第一家互联网银行微众银行,都是在金融领域里的积极布局。易车CEO李斌透露,易车旗下惠买车未来将与腾讯在资金的使用、产品的共同设计、个人征信机制、更加快捷的支付方式等方面展开合作。 可以想象,易车汽车金融平台一旦有京东交易数据、腾讯社交数据加持,将有效优化现有的贷款流程。也许不久的将来,贷款人不用递交任何纸质材料,动态授信、产业链金融互联网化等也将成为现实。 改良还是革命 汽车电商离我们的距离,取决于汽车电商希望自己走哪条路――改良还是革命? 汽车电商如果把自己定位成一个辅助性的平台,就意味着要需要更多流量的引入。之前易车和汽车之家的百度阿拉丁流量之争就是范例。 而革命便是汽车电商把自己定位成独立性的平台,实现完全的独立线上交易。这无疑是革了4S店的命,从理论角度上看,目前的4S功能随着线上技术的提高以及离线业务的成熟和完整,的确有实现的可能。但问题在于,目前还缺乏完整的实践案例和广泛推广的可行性,消费者的购买习惯也不是一日之间就可以改变的。当然,资本推动下的汽车电商平台无时无刻不在创造奇迹,也在积极地进行局部的试点,易车就在积极推进全线上流通的尝试。 在当前市场销售格局下,汽车电商的短期内发展还是会以改良为主。革命一旦成功,将全面改写世界汽车流通史。而未来的互联网汽车在设计之初就会考虑到在线销售的基本特点。换言之,不适应全线上销售的汽车也不是真正意义上的互联网汽车。
企业管理系统论文:建筑施工企业管理系统论文 1施工企业集成化综合管理系统 当前建筑行业信息化发展普遍落后,其重要原因是施工企业自身是一个复杂系统,在信息化发展过程中存在“重实施、轻规划,重技术、轻管理”的现象。特别是未经过系统分析,建设出的系统与实际管理脱节,造成一个个信息孤岛,未切实发挥其应有价值;平台建设后,缺乏应有的运行管理机制,最终造成各应用人员疲于应付,系统形同虚设。集成化管理是在系统工程的基础上,把信息论、系统论与工程论有机结合的一种整体化管理模式。这种“集成”不是有关知识门类及各个部门的简单叠加,而是以系统工程为基础,实现知识门类的有机融合,经过各个部门的重组所形成的一个新的有机体,其整体功能远大于各个部分之和,是工程项目管理建立和实现知识管理的一种有效途径。当前,工程项目管理集成化管理研究方向有:①项目全生命周期管理;②项目全要素成本管理;③全面一体化管理。基于集成化管理思想对施工企业业务环境进行全面分析,构建集成化的企业综合管理系统。可将施工企业复杂系统中各个独立的要素统筹纳入企业综合管理系统,使每一项管理活动都能在最优的框架下进行;监控优秀业务过程,降低业务风险;基于数据分析进行系统、业务优化,实现决策数据化,提升决策水平。 2施工企业集成化管理模型 施工企业作为独立运营企业,其经营业务建立在行业法律法规规范、质量体系、环境与安全体系、企业自身运行体制(制度、流程)、施工技术与工艺基础上等。作为工程项目管理主体,其涉及的业务活动过程有招投标过程、施工合同实施过程、分包与供应合同实施过程、现场人、材、机管理过程、施工工艺流程、施工活动的组织管理过程等;其经营活动的目标包括成本、进度、质量、安全;其对外业务单位包括业主、分包商、供应商、监理、各政府主管单位等。利用集成化管理思想,从施工企业的业务关系、管理目标、管理过程、生产要素等维度进行综合系统分析,构建了施工企业集成化管理模型。 3系统建设 3.1系统架构 基于施工企业集成化管理模型,针对郑州一建集团管理实际,构建了综合管理系统建设规划,并确认本期建设系统范围与边界、各系统之间的集成关系,如图2所示。郑州一建集团企业综合管理系统建设的原则:①标准化基础数据;②标准化流程;③集成化应用。综合管理系统建设目标:①资源整合;②风险管控;③决策支持。本期建设的企业综合管理系统,包括为:门户网站、人力系统、OA办公系统、项目管理平台、档案管理系统、财务系统等子系统。下一步将在各业务子系统的基础上构建知识管理系统、商务智能系统等。本次建设的各系统的功能与范围如下。 1)门户网站根据不同的浏览类型可定制化显示不同内容;提供手机网站功能;并提供各内部业务平台访问入口。 2)人力系统分层级进行人员招聘、员工管理、员工招聘、自定义绩效管理、薪酬管理等。可实现对人员绩效、单位绩效的任意维度分析。 3)项目管理系统包括经济类业务(投标、施工合同管理、专业分包、劳务分包、机械设备管理、物资管理、成本管理等)和非经济类业务(技术管理、质量管理、安全管理、环境管理等)。实现对工程项目生命周期业务的整体管理,并对影响工程的重大经济类事项或非经济类事项进行预警。 4)档案管理系统对工程竣工资料进行管理;对单位、个人重要绩效等事项进行记录;实现对各类纸质、电子资产的管理。 5)财务系统实现对集团各类经济业务、项目核算业务的会计核算,并对会计核算结果进行多维度分析。 6)OA办公系统公司办公驾驶舱、员工学习生活园地。具备工作计划于总结、会议室管理、车辆管理、审批业务;并且集成各平台的待办、重要报表数据;各层级单位均可子定义本单位的门户平台,进行本组织层级的员工文化建设。各系统之间的重要集成关系如下:①所有系统均从人力系统中关联账户、人员、组织结构等信息;②人力系统自动关联办公系统、项目平台中个人、单位考核指标;③OA办公系统集成各类常用报表数据及重要链接;④档案系统对各系统需要归档内容进行管理;⑤系统开发接口,目前可集成Project,GCL2013,Office等。 3.2分步骤、分期开展系统开发与实施工作 根据各系统依赖关系,确定各平台建设的先后顺序及模块业务启动顺序,保证平台业务正常进行。建立项目组运行机制,考察并选择内外部项目组成员及平台开发与实施应用推广范围。建立了以周为单位的周计划、周总结、周沟通等制度,及时监督开发实施过程中业务冲突项并解决。平台建设以业务及需求梳理为前提,必要情况下进行流程再造。信息化系统实施难度的大小与公司业务规范、标准化程度有很大关联。标准化、流程化程度越高,实施难度越低,实施效果越好。平台实施与应用推广,充分发挥以点带面、标杆作用,从而让大家在看到美好前景的基础上跟从项目组的计划开展各项工作。 3.3做好培训,构建平台的运行机制 以公司内部实施团队为基础,逐步构建平台运行机制:制度保障(平台运行制度、平台操作手册)、内部团队(内部讲师、业务应用分析人员)等,从而形成良性平台运行机制,保障平台建设能够实现预期目标。 4系统应用效果 基于集成化管理模型,合理设计信息要素,将各项管理工作过程进行信息登记,满足各级管理要求。从业务管理角度,通过对历史数据的存储、分析,挖掘业务系统优化价值;从决策者角度,可提供更直观、形象的多维度数据展示形式,便于科学决策。 1)构建多层级管理架构施工企业,一般是2级或3级及其以上组织结构。各层级在各业务系统中因所处层级的不同,关注的业务点均不同。郑州一建企业综合管理系统将集团各层级管理需求纳入平台,使各单位、各岗位人员根据业务需要充分参与系统、各司其职。 2)标准化基础数据、业务流程,加强数据集成,提升协同效率基础数据的标准化、共享使用,保障了数据的唯一性与关联性,实现信息“一次录入,多次使用、共享使用”,例如供应商基础信息、合同信息、价格信息等。通过对各级业务流程进行梳理,严格管控用章、资金等业务风险;并针对各业务单位的特殊情况,提供个性化流程配置。基于标准化数据、流程的逻辑关联,可实现业务联查分析;并且各业务平台之间通过接口进行数据集成汇总,减少重复工作,为多维度综合分析提供支持。提供手机终端审批,便于工程项目现场、出差期间办公;使用即时通信工具、手机短信提醒等,实现对重要事项的多方式告知。利用全方位、立体式的综合管理系统实现协同办公、高效管理。 3)实现了对工程项目全生命周期管理,精细化工程项目成本管控风险,提升施工技术水平与资金运作效率通过企业综合管理系统,构建工程项目全生命周期管理。工程项目投标、项目内部立项;各类现场物流、人流、信息流的流动;各层级工程质量、安全等的监督;各种外部对接;工程竣工资料等,在企业综合管理系统中均得到体现。将工程项目全过程、全生产要素、内外部业务关系对接等全部纳入平台,实现信息的集成管理;并将项目管理的各级管理职责在平台中具体化、标准化、流程化。通过对过程、要素、全员的动态记录与监控,实现项目的精细化成本管控;基于各种生产要素的精细化成本核算体系,实时监控项目运营成本,定期的成本分析,便于核查盈亏的具体原因,从而不断地从施工技术、管理方法上去改进,提升企业的项目管理水平、资金的运作效率;通过对重点项风险指标的客观定量考核,实现风险预警。 4)实现对各级单位、个人的全方位绩效评估企业综合管理系统可以集成记录组织、个人的各类评价指标、活动等。从而基于多维度KPI指标,实现对各层级组织单位、个人绩效的量化评估。开展组织绩效的分析,便于平衡组织权力,通过不断的优化组织结构,提升沟通效率,保障各项工作的有效监督、有序进行。个人绩效分析,不仅可以为员工个人职业生涯规划提供充分依据和明细路径,而且便于管理者做好计划与分工,解放管理者时间。进而有利于组织及个人目标的实现。 5结语 本企业利用集成化管理思想构建的综合管理系统,实现了企业各个层面和各方面的综合集成,利用科学、系统、合理的制度,保障全员参与,但集成化综合管理系统的建设是一项长期的、动态的系统工程,只有用发展的视野将各项思维、方法贯彻到企业中心工作中,才会立足于行业前列,本企业还需要随着优秀业务的变化及时更新与调整,以适应不同时期的需求。希望本项目的实践能够为其他同类型同规模企业提供参考。 作者:周明军 李遐 单位:郑州市第一建筑工程集团有限公司 企业管理系统论文:物流企业管理系统论文 1保税区物流管理企业系统设计分析 为了推动保税区内我国的物流管理企业先进程度,在原有技术水平上创立新型的管理系统势在必行。 1.1系统框架设计 如图1所示,该系统主要包含四个重要部分,包括物流管理信息系系统、物流监控系统、物流网站以及数据交换平台。在此基础上利用WebServices技术,对所有物流数据进行汇编与技术化处理,从而实现终端数据的贡献,并实现不同用户数据之间的交换,实现跨平台数据传输服务。 1.2系统结构分析 1.2.1物流管理信息系统物流管理信息系统是在C/S的基础之上建立起来的,其主要对象是物流总部与各分支部分之间的信息交流,并实现信息交互。它是物流系统的优秀部分,也是系统结构的指挥中心。该系统的目的在于是将不同结构部分内所包含的信息进行技术化处理,包括数据信息进行初步的采集,利用不同的传输渠道实现信息流转,最终完成数据的变更,从而将有效数据公布出来,它是物流公司给管理层进行整体性统计与指挥的系统结构。该信息系统内部包含下设的子系统,是在总系统下对不同物流信息进行管理的系统。可以完成对物流信息的初步的统计,并针对不同的物流信息进行规划与收集,从而完成数据的入库、出库等,根据不同的物流信息安排车辆运输,实现对车辆的调度与派送,同时,在此系统结构内部还配置了相应的客户跟踪系统,实现对货物的跟踪,为财务部提供可供就算的业务量。 1.2.2物流网站物流网站是建立在B/S模式基础基础之上的,它是整体物流公司的门户,主要功能在你与实现对外宣传,承载了交流信息,并利用浏览器实现在数据平台上将相关数据进行交互处理,从而保证个人、企业与客户之间信息交互与透明。物理网站可以建立在Web服务器之上,并利用互联网与局域网,将不同客户的信息与物流信息传输到中央数据处理中心上,这样就可以完成对物流信息的贡献,从而为客户提供在线提交功能。同时,利用互联网门户为个人提供相应的功能,并对实时更新物流新闻。 1.2.3物流监控系统物流监控系统是借助C/S模式建立的,它配置GPS卫星系统,将物流数据信息传输到卫星设备上,在通过专用数据传输渠道数据发射到车载GPS独立设备上,从而实现对物流的追踪,并配合物流监控调度中心对物流信息进行现实性监控,调度中心是建立在GPS服务器以及Map服务器基础之上建立起来的系统。在运载车辆上配置GPS移动设备,将物流信息间断性传输到GPS服务器上,并通过代码分析,实现车辆的定位,在利用专业的信息传输渠道,将实际信息传输到MAP服务器上,借助GIS空间分析系统,制定最合理的配送线路。物流中央信息处理中心根据物流信息与实际运载路线状况分析最合理的运输路线,设计最佳合理配置方案。 1.2.4数据交换平台根据物流空间的本身体质,与不同物流业务的需求,建立Web环境下的物流空间信息系统多层体系框架结构,是一种整体性的数据交换平台与数据交换模式,最终实现不同物流信息在数据系统内部,利用不同的物流信息传输渠道来完成数据交互,它是一种规范性的XML文档。数据交换平台是建立在总系统之下的单独运行系统部件,它嵌入在物流管理信息系统与数据服务器之间,并对数据进行处理,可以完成对不同物流单号的确认与委托。信息被搜集进入数据库后上传至数据服务其中,可以利用数据交换平台与Web服务器进行简单的数据交换,主要表现在用户在线信息的传输与浏览。该系统主要利用C/S以及B/S模式,并实现二者的相互结合建构起信息交流框架,其设计是通过WebService技术实现的,通过对不同数据进行处理与收集,完成数据的传输,并在信息凭条内部将不同的信息进行内部与外部的相互传输,在信息平台内,完成不同的数据的传输,相比利用互联网进行数据传输,其效率更高,准确性更好,并具有内部保密性。在该系统内部,不同的数据之间的交换都需要建立在不同的网点之上,即利用不同网点对区域内的数据信息进行采集处理,并配合使用外部信息进行比较分析,因此,网点主要功能在在于将不同的物流信息进行汇编,其处理的数据资料庞大,因此,目前内部有一定程度的因访问量巨大而造成数据传输缓慢的问题。 2结论 综上所述,随着国家经济的发展,在保税区内部的建立新型的物流企业信息管理系统是推动我国经济的必然选择,也是国家走向国际化发展道路的必经之路,因此,应该借助相应的信息化手段来进行合理有效的发展,是目前我国物流企业发展的方向。 作者:林鑫单位:同济大学软件学院 企业管理系统论文:小议供电企业管理系统 1、构建管理系统的主要工作 供电企业资产全生命周期管理系统的构建,应该要把财务管理看作一个重要的环节,使用信息化的方法,从企业的整体进行考虑,进行统筹规划,充分利用有形资产,把生命周期成本降到最低,让企业的价值最大化。主要工作有:(一)增强管理对于供电企业资产生命全周期的强化管理,要进行系统性的建设。这要求各级领导充分重视资产管理,明白资产管理的意义及重要性,改变固有观点,通过制度建设进行资产管理流程再造,让各个部门既分工明确,有能有效协作,并且将资产管理的质量作为业绩考核的一项重要指标。在供电企业内部的资产管理,是从上到下的信息反应过程,收集与集中,政策的落实力度决定了这个过程是否顺利,因此对于资产做出全生命周期的管理,有关的职能管理部门应该要做好本部「刁工作。可以建立相应规章制度,增强管理与协调,制订以及颁布整体的工作方案。管理资产的具体事宜,应该要把资产信息及时传递到各部门,方便落实。如果资产信息得到更新,也应该及时反馈到各个部门。在各个部门的互相协调、努力配合之下,才能做好资产管理工作。(二)构建信息化平台如今建立信息平台是一种常见做法,在企业成熟的资产管理中常常会见到这种信息平台,一般包含多项功能,比如管理文档、管理资产、管理库存、管理工单、管理项目、管理决策等等功能。对于信息系统管理的选择,可加人相对先进的管理概念,但是也不能完全抛弃旧有的管理生产模式。所以在建设企业资产全生命周期的过程时,最好根据资产管理信息系统的成熟平台特征,使用先进的开发方法和成熟的工具,在这个基础上肉进行进一步的开发,增强关于资产管理的内容,这样才更加符合供电企业业务管理的要求,还可以适应企业的发展以及变化。(三)使用编码企业应该要做好对于资产的编码工作,还应该对于信息进行建档,因为资产的品种比较多,数目庞大,因此要想顺利完成这项工作需要借助计算机的条码技术。首先应该要建立相同的条码规定。然后依照建立的规定对每个需要记录的资产进行记录,记录了相关信息以后,才可以进行资产管理。使用固定条码可有效检查出账实是否相符,记录提高工作准确性以及工作效率的方法。此外,条形码应该是唯一的,不但要记录下资产的种类名称,日期等固定的信息,还要对错误进行修正,并且可防伪。经过采集数据能够对扫描所获得的数据来进行归纳与整理,对资产的动态来进行管理。(四)提升员工素质供电企业员工的素质得到提升,有利于供电企业资产全生命周期管理系统的构建。因为这种系统的构建,也是更新管理的理念以及实践,这对于旧的管理以及分工也有一定的影响。所以,应该通过各种方式来提高工作人员的综合素质,提高工作人员的分析判断能力、以及操作能力,争取造就一个专业素质高的队伍,这样才可以为供电企业资产全生命周期的管理过程奠定良好的基础。 2、系统主要板块 在供电企业资产整个生命生产周期中,管理的过程通常包含下面这几点:(一)分析替换成本资产引进,并且分析资产的替换成本,在运营成本中占有大部分比例。通过正确的视角,对于资产管理重新规划,可以节省成本,也可提升产品的服务效率,让生产的安全情况以及环境得到改善,这一点与收益同等重要。资产的使用部门提出相应申请,相关部门应该对申请进行分析讨论,最后给出统一的、专业性的意见。不管要做出怎样的更改,都应该提洪一定的数据作为支持。(二)签订合同并录入数据库和供货商所签订的合同,应该把和合同有关的资料都输人信息数据库中,包括上文所提到的唯一条形码。在这之后,合同的执行部门应跟踪产品的生产进度、工程的进度,让交货的一系列安排得到落实,最后完成调试验收,在正式得到有关资产的所有权以后,把有关数据记录到数据库中。有时一些在建工程被记录为固定资产,也应该依照规定让数据进行自动转化,记录到固定资产中。前期积累的一些信息,有利于加强管理,也对以后的分析以及决定有着重要的帮助。(三)对资产的编码资产的使用状态不可能一成不变,都会发生变动,比如停用、出租等等。当发生这些变化时,应该要及时的把数据库进行更新,各个部门的管理人员在给这些资产进行粘贴标签时都应该要按时检查这些标签是否完好,如果发生破损应该及时进行更换,在盘点资产时,最好使用条形码来进行管理。管理人员可依据这些卡片及资料文档建立维护计划,然后交给各个部门审查。或依照上级部门的指令,构建关于维护的计划。资产管理员应该要在规定的时间之内对这些物品进行核查,然后再把检查结果报告给仁级,来进行分析决策。(四)有计划地维修以及维护资产管理部的工作人员应该根据数据资料,制定一定时期的维修检查计划,尤其是对于一些安全等级比较高的重要的设备,这样才可以有效降低风险。这项计划可以给资产的使用部门,当作下发维修工作单的根据。在完成实际操作过程后,管理负责人可以把所收集的关于维修的记录及时输人数据库,然后把结果进行备案,这样可以方便分析与统计。(五)计划性以外的维护工作资产的维修不可能总在计划之内,还可能出现很多意外状况,当意外故障出现时,要及时的进行维修或者更换。这时可以由使用部门提出申请维修,或是更换。资产管理人员必须要给予相关意见。当申请被批准,且对资产的维修完成之后,这些数据也应及时进行备案,方便下次查询。 3、固定资产使用管理基本准则 (一)统一领导,分级管理固定资产由领导统一管理,各级再按照隶属关系进行管理的管理模式在供电行业存在已久,并且取得了较好管理效果。此种管理模式在执行管理时条理清楚,可以避免发生混乱清况。(二)归口负责,责任到人在对固定资产进行管理的过程中,应该做到权责分明,把管理工作任务分摊到具体的员工身上,保证每个环节都有负责人。这样安排既有利于管理工作的进行,也有利于管理工作责任的划分。(三)合理配置,效益优先固定资产数量有限,应该依据单位的实际情况以及生产经营的需要来进行分配,这样才有利于实现固定资产使用效益的最大化。 4、总结 供电企业资产数目庞大,管理步骤也相对复杂。供电企业如果想构建一个较为完善的资产生命周期管理系统,就应具有系统思维,站在生命周期管理的高度上,根据先进理念,让信息实现共享,实际业务与管理价值得到极高的统一,最终让资产的使用达到最大,这样可以让企业更好地发展。 作者:张婕单位:云南电网公司昆明供电局 企业管理系统论文:鉴于SOA重构企业管理系统讨论 摘要:信息时代,企业结构的复杂性和地域的分布性使得将各类信息集中起来协同工作变得十分困难,而基于网络平台,采用SOA技术构建信息系统可以信息具有目的性、可扩展性、具有联合协作性的架构具有更大范围共享。结合SOA技术特点说明利用SOA建立企业管理信息系统的优势,探讨了企业管理信息系统之重构方法和步骤,以促进企业管理水平的提升。 关键词:管理信息系统;SOA;系统重构;信息集成 一、传统管理信息系统难以适应现代企业管理的需求 信息化带动了企业的高速发展,尤其是中小企业不间断的信息化投入使许多企业拥有了一定数量、不同目标的信息系统,在业务应用模式和工作方式上都有了本质的变化。由于多种的原因,企业内部各信息系统之间以及企业外部各信息系统之间存在许多不相适应的地方。为提高信息系统的运行效率,系统重构逐步成为企业关心的内容。传统管理信息系统和现代企业管理不相适应的地方主要有以下几个方面: 1.需要增加新的功能。早期的管理信息系统(即MIS)通过采集、加工和整理数据提供信息的查询和形成统计报表。随着管理的进步和规范,原有的工作方式,即信息加工流程,可能发生变化;大量的信息经加工和整理后,除了提供查询和统计外,现代信息管理还要求提供自动计算和辅助决策支持。因此,原有的系统功能需要经过必要的修改和扩充。 2.现代企业管理对数据提出了更高的要求。早期的MIS在数据的正确性、有效性、一致性和安全性方面缺乏全面的考虑。一个完整的事务可能由于系统的异常而中断,从而破坏数据的一致性;由于对数据的访问缺少有效的安全措施和权限控制,可能会造成数据的失窃或破坏。现代信息管理要求对数据的正确性和存取的安全性有更严格的保证措施。此外,现代信息除了采集传统的字符、数字、日期等数据类型外,还包括图形、图像、声音等多媒体数据。 3.现代企业管理要求更大量的数据和更大范围的信息共享。早期的MIS常常是小规模操作,数据不能实现有效的共享。在一个单位内部常常表现为不同的部门各自运行不同的系统或软件,同样的数据库分别储存,而且常常存在着差异和不一致。数据的重复存放不仅浪费计算机资源,它所带来的数据不一致性还往往引发管理上的负面效应。另外,有一些系统虽然也能实现少数用户的共享,但系统在多用户方式下缺乏有效的并发控制,而现代信息管理要求管理更大量的数据,在企业级通过网络实现大范围的信息共享。 4.传统管理信息系统存在先天不足。在组织管理上,很多组织都是未经充分规划而创造的,或者虽经规划,但随着外部环境的变化,组织结构等经过多次调整,系统结构早已发生变化;在技术方案论证上,MIS建设的平台选择,包括硬件、操作系统和数据库管理系统等方面,缺乏综合的考虑和前瞻的眼光;在应用设计上,限于设计人员的水平或者责任心,在系统功能设计或数据库设计方面不符合现实需求。由于上述原因,就可能使MIS在建立之初就潜伏着危机。 二、利用SOA建立企业管理信息系统的优势 采用SOA架构就成为企业的最佳选择。SOA即Service-OrientedArchitecture,就是面向服务的架构。它是一种以通用为目的、可扩展、具有联合协作性的架构,所有流程都被定义为服务,服务通过基于类封装的服务接口委托给服务提供者,服务接口根据可扩展标识符、格式和协议单独描述。 1.便于集成现有系统,SOA体系结构可以基于现有的系统来发展,不需要彻底重新创建系统。原有的功能模块可以通过Web服务接口来封装和访问,采取SOA框架可以将各种业务服务构造成现有组件的集合。如:当其他部门使用这种新的服务只需要知道它的接口和名称,服务的内部细节以及在组成服务的组件之间传送的数据的复杂性都对外界隐藏了。这种组件的匿名性使企业能够利用现有的投资,从而可以通过合并构建在不同的机器上、运行在不同的操作系统中、用不同的编程语言开发的组件来创建服务。 2.便于重复利用业务服务,已经创建的业务服务不必与特定的系统和特定的网络相连接。服务是独立的,服务间的通讯框架使得服务重用成为可能。对于业务需求变化,SOA能够方便组合松耦合的服务,以提供更为优质和快速的响应。第三方企业信息系统允许服务使用者自动发现和连接可用的服务,并通过对服务使用者的验证、授权,来加强安全性保障。 3.提高了系统开发速度,在所有不同的应用程序之间,基础架构的开发和部署将变得更加一致。现有的组件、新开发的组件和从厂商购买的组件可以合并在一个定义良好的SOA框架内,这样的组件集合将被作为服务部署在现有的基础构架中,从而成为了重复使用的架构元素。当需要新的企业进入,可以直接对现有服务和组件进行新的创造性重用,大大缩短了设计、开发、测试和部署产品的时间,可以在最短时间内投入使用。 4.降低了系统开发成本,Web服务库成为采用SOA框架的第三方企业信息系统的优秀。直接使用这些Web服务库来构建和部署服务将显著地减少软件开发成本,提高开发人员的工作效率。研究表明,一般系统的接口开发费用占到整个开发费用的33%,最高的竟达到了70%,因为重用和敏捷设计使得在SOA中,接口的重用会节省费用60%。通过采用SOA框架和服务库,为原有应用程序增加服务和创建新的服务的成本大大地减少了。 5.便于改进业务流程,SOA清晰地表示服务业务流程,这些业务流程通过在特定业务服务中使用组件的顺序来标识,这给企业提供了监视业务操作的理想环境。 6.流程的控制是依靠构成业务服务的组件重组来实现的,这将进一步允许改进业务流程,提高效率。重用现有的组件大大降低了在增强或创建新的业务服务的过程中带来的风险。三、重构管理信息系统的方法和步骤 现代管理信息系统是一个具有高度复杂性、多元性和综合性的人机系统,它全面使用现代计算机技术、网络通信技术、数据库技术以及管理学、运筹学、统计学、模型论和各种最优化技术,为经营管理和决策服务。这要求构建企业现代管理信息系统要具备系统的思想和遵循一定的步骤。 1.选择成熟的标准和技术实现。(1)利用数据中间件提供的适配器服务,连通企业现有应用系统,屏蔽不同应用系统复杂的技术接口和通讯协议;(2)将复杂的数据格式转换、业务逻辑等,封装成服务,通过服务总线提供服务消费功能;(3)利用强大的Java服务功能,对流程进行梳理和编排组合,构成更大粒度的合成服务和流程服务;(4)采用消息中间件保证分布式的异步可靠消息传输;(5)将创建的服务和可复用资源,使用资源中心进行集中存储,以方便管理及团队协作开发;(6)使用内部集成的服务总线,对服务消费进行寻址路由、通讯协议转换及服务质量保障等,降低了服务消费者和提供者之间的耦合性。 2.构建服务的基本模块和面向对象的应用开发一样,在实施SOA的过程中,所要分析的目标就是业务流程和针对业务流程每个环节的服务,尤其是一些原子服务。 (1)在分析现有系统基础上从头开始编写服务。这一种选择适合现正在开发全新系统或者改写应用软件的公司。这样可以通过通盘考虑服务,让可重复使用机会最大化,但往往需要较大的投入。(2)将现有代码改写成面向服务。这种服务提供组件的松散耦合,并使用独立标准接口,建立SOA体系结构:服务使用者、服务提供者和服务者。服务者是服务发现支持者,主要提供接口。服务提供者:将自己服务和接口契约到注册中心,服务请求者:通常称为客户端,它根据接口契约来执行服务。(3)对现有的应用或者流程加以“封装”,为它们提供Web服务接口。主要对企业内部业务流程的封装,使企业内部的业务流更加完整流畅,不同业务流程之间实现无缝链接,企业之间业务封装,使整个企业供应链业务流程更完整。(4)获得的服务。包括企业内部的套装应用和系统(如大型ERP、CRM)随带的Web服务支持功能,或外部企业提供服务执行的功能。 3.构建SOA应用系统企业实施,SOA是个分步走的过程,也是分阶段的,具体到实施每个应用系统的时候也是这样。无论是新建系统,还是对原有系统的重构,都需要我们根据需求分析建模的结果去构建、部署、整合、使用到管理服务。 (1)在建模阶段,可以定义业务模型或流程、软件模型和SOA模型。之后就可以创建一组服务,这组服务可以与已的通用接口一起重用;(2)在部署阶段,开发人员可以提取创建的服务,并把它们放在一个可执行、可管理的环境之中;(3)在使用阶段,根据软件模型来装配应用程序,并且测试其软件质量以及非功能性需求,比如性能、可伸缩性等等;(4)管理阶段是一个长期的过程,在这个阶段中,可以监控并管理安全性和使用,以及在许多与可能已经为SOA制定好的服务级协定或策略相对应的方面比较其性能。 总之,对现有信息系统的重构,要在做好总体规划的前提下,对于信息化建设基础比较薄弱的企业,应选择从初级的办公自动化平台开始,逐步到协同办公平台的建立,进行初期的系统重构;对于信息化建设基础比较好的企业,应通过企业门户平台的建设,进行进一步的系统重构;而对于信息系统已经相当完善的企业,应通过数据重构平台的建立和应用集成,实现对整个信息系统的重构与优化。 企业管理系统论文:企业管理系统分析论文 1企业管理柔性评价指标体系的建立 企业是个由多要素、多层次所构成的具有经营过程和管理过程的人造微观经济系统,而企业的管理系统则是由企业的组织结构、人力资源、经营方式、生产技术等多方面组成。企业管理系统的柔性就是要使企业管理各要素在一定的环境条件下,按照企业管理内部运动的规律,进行有效组合,从有利于发挥这些要素的功能及提高系统整体管理的柔性。这里为了方便下面的讨论,将企业管理系统抽象为:企业再造、技术创新、市场营销、企业文化四个部分[3]。 1.1企业再造企业再造的是企业经营模式的调整,这为企业实现柔性管理提供了机会。企业再造的优秀是以重整业务流程为突破口,以完整性为出发点,将原来支离破碎的业务流程再合理地“组装”回去,通过业务流程重组,过去僵化的管理体制被打破,组织内部的冲突和扯皮现象减少,员工拥有了自主权,积极性极大提高。即企业再造是在更高层次上确定企业如何对市场做出反应,如何识别潜在市场与创新市场,并在这种识别与创造中重新定位企业在市场中的角色。企业再造的目的是把企业变成一个学习型组织,增强企业从员工个人到整个组织对瞬息万变的环境的适应能力[4,5]。企业再造包括企业战略的柔性、组织结构再造的柔性、制度创新的柔性和业务流程再造的柔性。 1.1.1企业战略的柔性。在经济全球化和信息化的商海中,企业需要从战略目标制定、规则调整到战略实施都贯彻柔性化的理念,才能在运营中表现出很强的应变弹性。柔性的战略观念能使人们以一种更能适应复杂环境变化的管理来迎接新时代的挑战。这种新的战略观念主要是企业要主动适应经济社会环境的变化;要真正以满足消费者(客户)的需要作为组织的战略目标;增强组织利用新技术的弹性;加快新产品开发迅速进入新的生产活动领域,抓住有利时机,抢占新的市场等[6]。 1.1.2组织结构的柔性。由于传统组织管理模式决策周期长,信息交流渠道不畅,不能灵活多变地适应市场需求,建立柔性管理组织结构势在必行[6]。近年来,企业组织结构出现了扁平化、工作团队、网络化、虚拟化的发展趋势。扁平网络化的组织结构比层次结构更具有柔性,它能够通过改变内部结构来适应外界环境的不同要求,表现出极强的应变能力。同时,这种组织结构为组织内部成员提供了自我完善的发展空间和支持条件,人员的主动性和积极性得到了极大的提高,组织的运行成本也会大大降低。 1.1.3制度创新的柔性[3]。制度创新在于以充分的产权和制度设计来降低交易费用。从制度创新的角度来看,制度创新所导致的产权重新安置和制度设计的效率要通过企业柔性管理模式-优化资源配置的效率得以展现。企业要不断改革,在改革中创新,在创新中改革。这样才能使更新、更完备的企业制度和体制继续被创造出来,也只有这样,企业才能适应现代经济全球化、网络化运作的要求。 1.1.4业务流程再造的柔性。所谓业务流程是指一组逻辑上相关联的业务活动,企业依靠这些关联活动来实现预定的目标。重整业务流程,就是要从整体流程出发,先考虑企业从投入到产出的总过程,找出目标,然后重新分析不同业务流程以及同一业务流程中的各环节的内在关系,进行优化组合,以实现企业管理的最大柔性。 1.2技术创新技术创新的基本概念是指某项新产品从设想、研究、开发、工程化、商业化以及销售一系列技术活动的综合。在国际经济领域中,以技术创新为优秀的技术的柔性,越来越成为决定生产力发展水平的主要因素。提高技术的柔性,才能提高企业技术创新的能力。从总体来说,企业技术柔性主要包括自动加工系统柔性,物流系统柔性、信息系统柔性和软件系统柔性[7]。 1.2.1自动加工系统柔性是指当作业发生变化时,加工不需要进行特别的调整能完成多种操作的能力。还可分为设备柔性、工艺柔性、作业柔性、路径柔性等。 1.2.2物流系统柔性是指在加工过程中,采用不同手段将多种物料在设备之间转移的能力。它能提高设备利用率,降低在制品库存,并缩短生产周期。 1.2.3信息系统柔性是指对加工和运输过程中所需各种信息收集、处理、反馈,并通过计算机及其它控制装置对设备实现分级控制的能力。 1.2.4软件系统柔性是指企业用计算机进行有效管理的能力,包括设计、规划、生产控制和系统监督等软件的柔性。 1.3市场营销随着市场竞争的加剧,迫使企业越来越注重市场营销,促使企业提高市场的柔性,使企业在激烈的竞争中处于不败之地[3]。市场营销的好坏,决定了企业总体效益的高低,只有搞好市场营销,提高企业对市场的柔性,从而加速商品的周转和销售,减少产品积压以及资金的占用,加速资金回笼,从而促进企业的经济步入良性循环轨道中去。其中主要包括绿色营销的柔性、服务营销的柔性、知识营销的柔性、网络营销的柔性与文化营销的柔性[8]。 1.3.1绿色营销的柔性。绿色营销的基本含义是企业通过营销活动,在获取利益的同时,在生产经营活动中的每一环节都应该考虑到消费者、环境及社会的利益。绿色营销是企业今后发展的重要方向,是实现可持续发展的保证。企业要适应绿色大趋势,以提高企业及其产品的市场形象和竞争力。 1.3.2服务营销的柔性。服务营销是指通过取得顾客满意和忠诚来促进买卖双方相互有利的交换,最终获得适当的利润和公司长远发展。实施服务营销是企业提高竞争力和适应力的现实要求。在竞争日益激烈、技术与经营方式纷纷被仿效的今天,服务对企业市场竞争力的提高更是有着独特的作用。 1.3.3知识营销的柔性。知识营销代表了一种先进的营销理念,是指企业在产品推销的同时,向社会传播与产品有关的知识、技能,让公众不但从直接的物品使用中受益,还从企业那里得到文化、知识等熏陶。它提倡掌握科学方法,通过向顾客传播知识与技能,变潜在的消费群体为现实的顾客来提高产品的市场占有率,从而获得利润。知识营销将会为企业带来无比广阔的发展前景。 1.3.4网络营销的柔性。网络营销是因特网发展日益成熟的直接结构,是网络技术发展的新方向。它的出现极大的改变了商务模式,带动了经济结构的变革,对现代经济活动产生了巨大的影响。企业作为经济活动的主体,网络营销对企业各方面都产生了重大的影响。随着电子商务时代的到来,企业要充分利用网络时代所带来的机会,努力开创营销管理工作的新局面。 1.3.5文化营销的柔性[8]。文化营销是通过有意识地发现、培养或创造某种优秀价值观念来达到企业经营目标(经济的、社会的、环境的)的一种营销方式。文化营销是站在主动利用文化环境因素的角度,把文化与营销看作一个整体来研究,使文化渗透到产品、品牌及企业形象中,形成一种全新的经营理念。 1.4企业文化一个企业的工作方法、工作部署、工作业绩和效率与企业文化紧密相关。企业文化既是一种柔性管理方式,又是一种以文化为载体的管理理论。同时,它又作为一种管理工具,参与竞争并在竞争中致胜的手段。企业文化柔性的优秀是企业价值观念及经营理念在动态环境下的不断创新,企业中各利益主体的观念和利益也相应经历调整过程,以期形成相应的企业使命和有利于柔性管理的氛围,即企业文化的柔性越强,就越有利于柔性管理的实现[5]。因此,如何加强企业文化建设,是提高企业的柔性管理的一个重要方面。主要包括企业的精神文化、制度文化与物质文化[9]。 1.4.1精神文化的柔性。企业的精神文化在整个企业文化系统中处于优秀的地位,它是在企业的生产经营活动中,受一定的社会文化、意识形态影响而长期形成的企业的领导和职工共同信守的基本信念、价值标准、职业道德等,包括企业精神、企业价值观、企业目标等。 1.4.2制度文化的柔性。企业的制度文化规定了企业成员在共同的生产经营活动中应遵循的行为准则,实际上是对企业职工和企业本身产生规范性和约束性影响的部分,主要包括企业工作制度、责任制度和特殊制度三方面。 1.4.3物质文化的柔性。企业的物质文化是由企业员工生产的产品和各种物质设施等构成的器物文化,它主要包括企业的厂房、工艺装备和产品等,它们是群体价值观的物质载体。 2企业生产系统柔性评价——层次分析法 层次分析法(AnalyticalHierarchyProcess,简称AHP)是美国运筹学家萨蒂教授于20世纪70年代提出的一种定性分析和定量分析相结合的系统分析方法。它将复杂的问题分为若干层次,逐步分析,可将人的主观判断用数量形式表达和处理,也可以防止对某类问题出现前后矛盾的主观判断[10]。几十年来,它成功地运用于社会、政治、技术和经济等各个领域,取得了许多成果,它也适用于对企业管理系统柔性的分析评价。 使用层次分析法首先要把复杂问题分解为称为元素的各组成部分,再把这些元素按属性分成若干组,形成不同层次。同一层次的元素作为准则对下一层次的某些元素起支配作用,同时又受上一层次元素的支配。处于最上层的通常只有一个元素,它是分析问题的预定目标或理想结果,称为目标层。中间的层次包括实现目标所涉及的中间环节,称为准则层。最低一层为实现目标可供选择的各种措施、方案或体现各准则要素变化的指标,称为措施方案层或指标层。在我们这个问题中,目标层为评价企业管理系统柔性,准则层则B表示影响企业管理系统柔性的因素,每个要素的变化又可以用若干项指标来反映,即准则层C,方案层D为不同企业的管理系统。根据我们对企业管理系统的分析,建立其递阶层次结构模型。 建立层次分析模型之后,我们就可以在各层元素中进行两两比较,构造出比较判断矩阵。层次分析法主要是人们对每一层次中各因素相对重要性给出的判断,这些判断通过引入合适的标度用数值表示出来,写成判断矩阵。判断矩阵是层次分析法的基本信息,也是进行相对重要度计算的重要依据。 为了避免决策受个人业务水平的限制,常使用专家评比法或德尔菲法等建立判断矩阵中的相对权重。对两两比较构造出的判断矩阵,要检验其一致性,若不满足一致性条件,则要修改判断矩阵,直到满足为止。另外,在不同时期应根据当时情况重新判断,以使分析结果更符合实际情况。 首先利用专家评比法建立准则层B各元素对目标层A的相对权重,得到的判断矩阵为4×4阶矩阵。根据算术平均法得到准则层B的层次单排序,即单一权重向量,同时这一权重向量也是准则层B的组合权重向量,记作W′=(W1,W2,W3,W4)T。 从上可以看出,运用层次分析法对企业生产系统柔性进行评价具有很大的灵活性和主观性[11]。这是因为,对不同的柔性目标,不同的管理决策者以及不同的企业生产系统,柔性类型的相对权重会有很大的差别,因此构成的判断矩阵就各异,这完全取决于管理者或专家的经验、主观判断以及特定的环境。因此,即使对同一企业生产系统,其柔性评价可能也会不同。其次,生产系统柔性递阶层次结构的建立是否科学和切合实际,对其评价结果是否符合实际有极大影响。企业生产系统柔性递阶层结构的建立一是要考虑问题求解的需要,不同问题其递阶层次结构也将有别;二是取决于管理者和决策者对企业生产系统柔性的认识程度和把握程度。 3结语 柔性作为管理系统所应具有的重要特征,它是作为应付动态多变的市场需求的重要手段,它对提高管理系统的适应性和稳定性至关重要。与以往对管理系统柔性的概念性、框架性的研究相比,本文研究的结果更具有现实意义和可操作性,使对企业管理系统柔性构成要素和整体柔性的评价更加切实可行,为评价管理系统基于柔性的竞争力、分析和改善管理系统的功能提供了有效而实用的方法。 企业管理系统论文:新型中小型印刷行业企业管理系统的设计 摘要: 本系统采用的是“互联网+印刷行业+企业管理+电子商务”模式。与现有印刷行业的管理系统相比,本系统将电子营销、客户关系管理CRM融入到现有的ERP管理系统中,从而实现了客户、营销、生产、仓储、物流的多元化管理模式。 0 引言 随着电子互联网技术的飞速发展,传统行业受到的影响越来越大。传统印刷行业正处于整合、换代的时期,虽然印刷技术的发展愈来迅速,但是管理营销模式仍处于相对落后的状态。中小型印刷企业承接的绝大多数客户订单,都仅限于中小型批量,而非大企业能承接到印制出版物、报纸、大型期刊的大型订单,同时中小型印刷企业也存在资源有限的问题,因此对于中小型印刷企业而言,多元化企业管理系统将会最大程度地整合企业资源、降低管理成本、拓展客户资源。 1 可行性分析 纸质传媒在生活中随处可见,虽然互联网技术的发展日新月异,但是人们对纸质传媒需求并未因此降低居民反而更倾向于使用高质量的纸制品,如包装、笔记本等,不再是各大商家以宣传为主的各种传统制品。高质量纸制品的制造工艺繁杂,导致中小型企业因资源的匮乏无法独自完成大量订单。据调查研究发现:目前中小型印刷企业模块化的情况非常严重,每个印刷厂仅经营单一工艺纸制品,所以企业的整合以降低制造成本是非常必要的。 行业竞争的逐渐加剧,导致企业利润降低,使得中小型印刷企业的发展日益艰难。调查发现中小型印刷企业的管理模式存在很大问题,虽然已普及使用ERP管理系统,但是这种系统带来的效益并不高。ERP系统人工输入的部分,缺少系统本身运算管理,而仅仅是作为生产单的管理、财务审核的凭证,除此带来的是错误的蝴蝶效应。这远远无法达到印刷企业的需求。 目前,印刷企业已经与电子产业密切结合,但是与互联网的交集并不多。在当今电子商务的环境下,客户更倾向于在互联网上寻找印刷企业,而不是通过厂家的传统各种营销手段来选取厂家。本系统融合ERP、CRM、电子商务等技术,加强了企业与互联网之间的相互结合、与客户的联系,可以整合各中小印刷企业的资源,这将使中小型印刷企业在当今互联网时代获得重生。 2 系统架构 系统设计总图如图1所示,主要分为资源管理、销售/客户管理两大模块。资源管理模块包括生产管理、仓储管理、财务管理、设备管理、人力资源管理等。销售管理与客户管理作为整个项目的重点,单独从传统的ERP管理中提取出来作为两个个主干的一部分。销售管理的主体是电子商务,包括企业网站、连接各销售平台等。客户管理主要是由客户APP等构成。 3 传统ERP模块的改进 3.1 生产管理 生产管理就是对整个生产过程的管理。当新/老客户来询价时,经报价双方谈好价格,然后确认订单开始进入到生产阶段;或者客户已经在公司有过订单、购买公司给出的已经计价的套餐,则直接确认订单进入生产过程。整个生产过程包括印前设计、确认、出板、印刷及后续步骤。生产过程管理是对整个生产流程的监控,以确保每个订单自生成到结束的每个环节都没有错误。 3.2 仓储管理 中小型印刷企业中,由于人员缺乏以及场地租金问题,造成原材料存放混乱、半成品及成品处理不及时等一系列问题,为解决类似问题,本系统针对中小型印刷企业的特点做出了一些的更改,将所有的物品出仓、入仓、存储位置都进行相应的记录。当半成品、成品超出存放时间会进行警报。 3.3 财务管理 财务作为企业的重中之重,一定马虎不得。整个财务管理涉及应收账款、应付账款、成本、工资、银行对账、各类报表等部分。统计销售部门产生的订单,记入应收账款文件;统计采购及生产外包产生的费用,记入付账款文件;由印刷所用时间、耗材使用等统计得来运营的成本,记入成本核算文件;工资管理是由人事部门计算基本工资,结合每个人的奖惩产生工资单等,并产生明细记录于工资文件中;银行对账后所有明细资料存入相应的对账文件。整个系统中财务所涉及的明细都需将原件扫描存入数据库中,每种文件由系统调用数据库自动生成相应的报表,这样使得财务账单明确、出错几率小。 4 CRM客户关系管理 客户关系管理主要分线下和线上两大部分。系统为了加强印刷企业的线上功能,将原本需要人员电话、现场服务的内容提炼到网页/客户端。线下部分由销售人员和客户面对面的交流组成,每次的行为记录在数据库中。线上部分由APP和网店组成。如图2所示,客户APP为客户提供了在线实时交流支持、订单查询、企业动态、订单追踪和自动报价服务。这些是客户所需要的内容、同时企业动态和实时交流促进了企业与客户的交流。 5 系统特色 自动印刷报价模块独立于各个系统模块,但又与每个系统模块相辅相成。它根据其他系统模块提供的数据,进行相应的运算,而实现自动报价。相比于现有的印刷报价而言,拥有更高的自动化程度、更丰富的报价内容以及更好的报价体验。 普通印刷报价仅包括单一的报价过程,缺少灵活性。本系统设计的自动报价模块如图3所示,具有弹性的价格/种类推荐、成本核算和生产计划/交货时间预计等优点。这方便客户了解订单耗时、不同搭配等需求,同时也满足了企业明确生产链、自动安排订单排序、成本核算等需求。本模块通过提高系统的自动化程度,既兼顾客户体验,又注重到印刷企业的需求。 5.1 环节简介 5.1.1 传统报价过程 基本的印刷报价过程是由客户发起的。客户提出需求后,销售部门开始计算价格。对于中小型印刷企业来说,大多数由人工手算或者普通的印刷报价小软件计算得到。计算得来的价格由销售部门告知客户。往往一次的价格并不能达到客户的需求。例如:客户也许会有不同种类的需求方案,客户每一次变换需求价格就得重新计算一次,直到满足用户所有的需要才能进入下一个环节。 5.1.2 自动拼板 在基本的印刷报价过程中,由于客户所需产品的数量、尺寸不同,可以进行拼板操作以达到节约成本、加快印刷速度的目的。但是传统的印刷报价过程中往往是对照印刷开本进行估算产品所需要用的纸张开本。这造成了纸张的极度浪费和印刷成本的增加。本系统特有的自动拼板功能将省略计算纸张开本步骤,使原本繁琐的计算过程变得简单。 5.1.3 推荐报价 推荐报价就是在本身的报价外,还会输出变换一定报价条件后的价格。这样的设置既可以让客户了解到除本身需求之外的报价数据,视情况改变订单需求,也可以在客户不明确或者需要了解不同条件时,自动输出根据需要变换后的价格。这样就节省了反复多次报价的过程,方便客户了解全面的价格,从而根据需要选择适合的价格。推荐价格是在客户输入完产品要求后,与报价计算同时进行的,在用户输入完产品要求后,输入需要变换的条件,当不输入时则由系统自动设置。接着系统计算客户输入的明确价格,并同步计算用户拟更改某些条件后的价格,然后将所有计算结果输出到显示界面。如果用户确定其中一个作为最终的要求,则进入订单提交环节;如果所有的条件都不能满足需求,用户可以选择更改变换条件,或者重新输入产品要求重新开始报价,直到客户确定某一报价,进入下一关节,也可以直接放弃本次报价。 5.1.4 生产安排(订单耗时预计) 传统印刷报价只能提供产品价格,无法预估生产时间。本系统的生产管理模块将计算并记录每个生产环节所需要的时间,根据每个订单的具体情况进行生产时间的统计,从而预估订单的开始制作时间和结束时间。由于企业每种设备数量的不同,可以组合多种生产设备链,同时产生不同的时间花费。综合所有的因素就会产生最多和最少时间耗费。这样客户就能够明确知道产品生产的时间,也方便了企业对生产的安排。 5.1.5 成本估算 以往的报价中只有报给客户的价格。但是对于每一个订单的成本都没有进行核算,因此对于某一个单独订单而言,只有相对于出厂价的利润,而没有印刷企业自己的利润。这对于印刷企业来说是一个缺陷。本系统将纪录各环节的成本,当订单产生的时候,系统自动计算使用不同生产链时所花费的总成本,并推荐花费最低的生产链作为默认的生产链。同时可以用于错误订单的盈亏核算,使得账目更加明确。 5.2 详细流程 报价流程如图4所示,程序首先判断是不是全新的订单,如果不是则进入旧订单再生报价,否则开始新的报价过程。 全新的报价过程先由客户在网页或者APP端输入报价需要的数据,比如纸张类型、印刷品种、数量、页数等不同需求,产生一系列不同的报价条件。整个报价过程使用当型循环,当所有不同的报价条件全部执行完后进入下个步骤。系统先将所有的条件种类进行排序,然后进入循环流程。进入循环后首先确定条件种类,然后进行尺寸的计算。 手提袋的例子如图6所示,此图展示了手提袋的实物图和其平面展开图,根据其展开图的逻辑使用图5流程进行平面展开尺寸计算和进行拼板操作。拼板操作为了使产品在固定印刷机面幅下,能最多数量的印制,以节省成本。 在进行拼板后,不同的拼板尺寸要选用不同的印刷设备,以保证不同的印制面幅都被计算,而不出现错误。再次进入循环后,首先要确定的就是生产线安排,这样不仅可以预先模糊地了解订单完成时间,还可以计算不同生产线的不同成本,使得利润最大化。 生产计划流程也是使用当型循环结构,遍历所有涉及到的设备。完成生产计划的安排,首先调取整个订单所涉及所有设备现有的生产安排,这就了解到每个设备最早能够开始处理本订单的时间。接着根据每台设备的性能估算每道工艺在各个设备上花费的时间。然后预计开始时间和花费时间,可以得到结束时间。将所有时间进行整合,即可得到订单完成的近似时间。但是由于每种印刷物品种类的印制流程不同,如果仅仅按照时间先后顺序进行生产,则会造成生产的浪费。所以需要经过生产统筹算法,对整个生产进行细化安排。生产计划的完成给印刷企业明确了实施步骤,减少了出错概率,使得订单有条不紊的进行。 进行生产计划安排(如图7)之后,进入产品价格的计算和成本的估算(如图8)。产品价格是由每道工序加工成本及材料成本累加后再加一定比例的利润所得。首先由每个订单数据整合出的单位变量内的消耗成本。成本的估算由单位变量内的消耗成本与每个变量乘积后累加所得。成本的估算使得每笔订单的利润明确,而且在订单出错返厂再造时可以用来核对盈亏,同时也给财务审计带来便利。 到此整个全新报价计算过程结束。当开始进入的不是全新报价的过程,而是老客户,则选择之前的订单再次进行报价,报价程序就跳过尺寸的计算,直接进行之后的生产计划安排、价格算、成本估算三个步骤。因为再生的订单目的性明确,往往不需要再进行推荐。 经过报价计算之后,得出与一系列初始条件相对应的价格、时间估算表单,供客户进行选择。如果客户满意其中一种则随即生成订单,将此条数据存入数据库,并且将相关信息反馈至其他部门系统,进行再一步的操作,至此报价流程结束。 6 总结 本文详细分析了当前印刷行业中中小型印刷企业的生存现状。根据分析的结果,系统时构建了自动报价等一系列针对印刷企业的模块。这充分降低了印刷企业的管理成本、提高了工作效率;同时与互联网的结合带来了更广的业务范围。拥有这些特点的ERP系统从多方面解决了当前中小型印刷企业生存的窘境。 企业管理系统论文:数据挖掘在通信企业管理系统中的应用 【摘要】 通信企业客户数量多、数据存储量大、响应及时性要求高,其数据仓库对基于大数据的挖掘需求强烈。基于上述需求,提出数据挖掘在应用的方法,用以提高其运营效率。 【关键词】 数据挖掘 大数据 通信企业 应用 通信企业具有客户数量多、数据规模大、数据及时性需求高等特点。应用数据挖掘技术对通信企业收集到的数据进行建模可以帮助企业对现有的运维、计费、市场中的运营进行深度研究,得到系统存在的问题、用户支付情况等信息,为企业改善自身系统提供新的支撑。具体来讲,通信企业可以通过数据挖掘技术实现系统故障管理、系统计费管理和用户管理。 一、数据挖掘在故障管理系统中的应用 1.1 网络故障管理系统概述 故障管理是通信企业网络管理的重要组成部分,故障管理是否有效直接关系到整个网络的可靠性,其目的是迅速发现和纠正整个网络的告警故障,维护网络的可用性。通常需要对故障时间点附近所有告警进行分析才能够发现故障的根本原因,数据呈现告警数据库巨大、数据具有关联性和告警数据的关联性只能反映系统当前状态等特点。故障管理系统的特点决定了使用关联模型不仅可发现告警数据的关联性还能够高效地更新和维护已经出现的数据和数据间的联系规则。 1.2稻萃诰蚍椒ǖ挠τ 1.2.1 重复项增量挖掘 重复项增量挖掘是关联模型应用中的一个基本问题。由于并非每条告警都表示某故障的根本原因,需要对告警数据进行规则处理,将多个告警合并成一个包含更多信息量的告警,以便确定反应故障根本原因的告警,从而对故障进行定位。然而对所有数据进行分析处理数据量过大,导致系统效率低下,因此需要通过设置反映需要监测的告警数据频繁程度的支持门限实现重复项增量挖掘。支持门限增大算法效率会提高,但会减少处理的告警项目;支持门限减少算法执行效率会下降,但可以处理更多的告警项目。因此需要针对用户需要不断调整支持门限,并采用不同算法来对数据进行处理。当需处理的数据为日常事件、常规数据时,可采用CHARM算法,使用混合搜索策略跳过树的多层进行重复项搜索,提高搜索效率;若处理故障性数据时,通常采用BODHI算法,通过数据间的关联和削减,确定关键数据,然后判断系统故障节点[1]。 1.2.2 告警增加时增量挖掘 随着告警数据增加,已有挖掘结果也会受影响,此前所用模型可能不再适用。为保证规则有效性需要及时应对数据更新带来的变化,但若每次都不利用现有结果而重新发现所有数据,将会造成巨大浪费。 本文发现,若每次增加相同数据集,则支持门限越小,性能提高越显著;若支持门限相同,则数据集增加量减少,性能提高越显著。此时可采用PADMAN算法[2],该算法复杂度取决于支持门限以确定的重复项个数,而跟数据量大小关系不大,在支持低门限条件下,算法对稠密数据库性能改善更为显著。从重复数据项中发现关联规则的经典算法是APRIORI规则产生算法[3],其可从重复数据中发现所有满足支持门限和置信门限的强关联规则。 二、数据挖掘在计费管理系统中的应用 2.1网络计费管理系统概述 计费管理也是通信企业网络管理的重要组成部分,计费管理的有效性直接关系到通信企业计费结算业务是否能够平稳开展。计费管理主要提供账单查询等各种收费报表的查询统计,为企业各种服务决策提供数据支持。随着计费管理越来越多的业务数据和网络数据,需要对数据进行全方位的提取和分析,进而进一步分析用户行为,并定期总结用户流量信息。 2.2 计费管理系统中的数据挖掘方法 2.2.1 关联挖掘 应用关联模型发现诸如IP端口使用频率,IP端口和数据包之间等网络IP流量之间的关系。正常行为下,IP-端口的对应关系是多种多样的,数据包的大小也不固定;若应用关联挖掘模型测出某IP-端口使用率非常高而数据包却不大,则有可能是网络攻击等异常行为。此外,关联挖掘可根据IP-端口对应和数据包的使用频率更变网络策略。如“10k-100k,d-80”说明80端口使用率较高,大量用户在浏览网页,可据此调整网络策略[4]。 2.2.2 序列挖掘 通过建立时序模型,连接挖掘项目和时间,对在线人数、在线记录、发送帧数、发送字节数、接收帧数、接收字节数等时间相关联数据进行处理。时序模型通过自身的时间和度量值构成二维曲线反映网络情况。正常行为下,曲线都是平稳有规律性的;曲线出现抖动、暴增、骤降等,都可以看为不正常行为,可据此判断有网络故障或存在入侵行为[5]。 2.2.3 分类挖掘 分类挖掘可以帮助网管人员根据用户购买的不同业务属性判定用户喜好。分类模型可组合二维及以上的筛选浏览,并可进行细化和汇总,进行多重统计工作[6]。 三、数据挖掘在用户管理系统中的应用 3.1用户管理系统概述 通信领域竞争日趋激烈,企业除需面对同行之间的竞争,还要面对OTT企业的进入。企业亟需应用数据挖掘分析客户数据,按照客户价值、离网倾向、产品需求和服务需求等多个维度分析客户信息,建立一个良性的交互平台系统,进而有效改善运营商服务水平、改进客户关系、提升企业竞争力。 3.2用户管理系统中的数据挖掘方法 3.2.1 用户细分 用户细分通过分析用户、潜在用户的特征,根据用户个体特点、消费特性及用户价值的不同将现有用户及存量用户分解,确定不同的用户等级并描述。该过程把消费群体分成多个细分群体,同一细分群体内的用户具有相似性。通过用户群体分析,可对用户行为做出预测。RFM分析法[7]是管理用户分析的基本方法,可用于用户特征细分。细分用户主要基于用户的消费行为,有近量、频度和消费和三个变量。通过用户细分进行用户消费解析,运用累计的信息分析用户价值,对用户流失、用户满意度、贡献值、响应度、客户附加需求等做出预测,提升用户监管水平,提高用户满意率,指导企业研发销售。 3.2.2 精准营销 通过用户细分了解用户需求,把产品和用户需求正确连接起来,再通过适合的营销方式销售给客户。应用数据挖掘实施精准营销的流程[8]主要包括用户数据库搭建、主表设计、用户分析、特征刻画、用户开发、销售策划、目标用户选定、营销活动准备、营销活动和评估改进等环节。 四、结束语 综上所述,本文针对当前通信企业所面临的机遇和挑战,结合客户规模大、数据量大、数据及时性需求高,争日趋激烈的特点,提出应用数据挖掘方法提高企业运运营效率。提出数据挖掘算法在故障管理系统、计费管理系统和用户管理系统这三类系统中的应用,能够为电信企业解决现存问题提供支撑。 企业管理系统论文:企业管理系统的优化建议探讨 【摘要】我国当前是经济市场为主导的经济体制的发展模式,这种市场化的经济发展模式推动着企业的发展,而企业的发展应重视企业管理系统的优化。文章将针对企业管理系统进行深入的探讨。 【关键词】企业管理系统;内部控制环境;外部经营活动;企业运营结构;优秀竞争力 企业的健康可持续发展是与我国的整个国民经济发展的趋势有着密不可分的联系,尤其是在当前国家宏观市场经济为主体的发展背景下,企业自身的发展更是在激烈的市场竞争中有了发展与前景的危机和挑战。对此,必须做好企业系统管理,对企业内部实行理论与实践的双向控制管理,才能对企业的整体组织架构以及生产运营的模式框架进行更加周密且符合市场经济发展需要的发展目标的制定,并结合当前我国经济发展实力以及经济全球化的发展趋势,做好对企业内部管理系统的不断优化,才能在理论研究和实践活动某种意义上存在共性和可借鉴性,从而更好的促进企业的可持续健康发展。 一、企业管理系统内涵的解析 对于企业管理系统的优化工作,其根本要从当前我国面临的经济发展时代的大背景为基础来进行。企业要从更加客观、立体以及全面的视角和立场来对企业整个管理系统的结构进行考虑和分析,从而使得企业的管理系统能够在正常有效的运作下促进企业的各部门职能和作用的发挥。另外作为进行企业管理系统的优化提升所涉及的企业内部与外部的内容较为广泛,企业不能仅仅将这种管理系统的工作集中凝聚在企业某一项管理中,例如避免将所有管理提升优化的作用和职能的发挥集中在人力资源或者单一的财务管理这一方面,但如果企业的财务管理的信息直接源于业务本身,在某种程度上会有助于提高财务管理的工作效率,但反过来讲,如果企业仅仅把管理系统的作用发挥在采购管理上,那么只能实现企业采购管理信息化和提升企业采购团队的整体业务水平;另外如果企业只是把管理系统应用在生产管理上,那么只能对企业分析市场行情和缩短产品生产周期产生一定的积极作用;如果企业只是把企业管理系统的作用发挥在销售管理上,那么就只能单纯对销售管控起到一定的作用;通过以上说明,如果企业只是把企业的管理系统做在企业发展的某一项单一的管理项目中,则从总体而言不会给企业带来强大的竞争力,必须通过协调企业中各方面、各部门的管理内容,并将这些协调统一起来,才能实现对整个企业经济效益的提升管理效果的增强,也只有这样,企业所能周转的资金流动量才足够充分,并减少库存的积压,降低产品生产成本、缩短产品生产周期、提高产品生产质量等目标。 二、对企业管理系统进行优化提升的必要性 随着我国经济社会的快速发展,企业也随之得到了发展的动力和机遇,所以企业的业务也开始日益广泛和复杂,在当前为了应对这种企业发展的需要,必须对管理系统进行优化和提升才能适应和满足当前企业发展的需要。尤其是当前科学技术的快速发展,给企业的生产和业务发展都带来了改革和变化,这就要求企业必须对整个管理系统进行重新规划和升级优化,规划设计出更加能够促进企业管理和发展的业务流程,以此达到对企业在生产、业务发展及业务流程重组、组织结构等方面满足企业对外发展的需要。而其中所涉及到的企业业务流程重组包括对企业在业务流程上的完善和改进,这将直接关系到企业业务健康发展的一个重要因素。因为只有对企业这些内容进行管理的优化和改革,才能在当前激烈的市场竞争中赢得发展和突破的优势和地位,并不断给企业在未来业务发展中降低可能发生的发展风险,因为在科学技术和社会趋势的不断变化和进步过程中,企业发展中的多项内容都在不断的进行改革和优化升级,如果企业原有的组织架构和内部管理制度已经不能适应社会和经济发展的步伐,那么就会对企业整体运营发展造成风险。所以企业要重视管理系统的优化和改革的工作,并根据实际发展的需要对各部门、各人员以及业务发展结构进行重组和资源配置的重新升级优化,并重视人的权利,才能更好的使得企业得到一个更加稳定和可靠的可持续发展。 三、优化企业管理系统 (一)做好企业内部控制环境与外部经营活动的协调统一管理 企业的内部运营体系是一个动静结合的过程和状态。这是因为企业本身的发展是需要通过企业的生产经营活动的完成并最终接受企业运营结果的评估和检验,然后通过实施者加以修正和完善,再进行新一轮的运转和循环才能实现,所以这就体现了企业的动态性;而这种动态性的企业运营是需要制造一个企业发展的环境和条件才能实现,这即是企业的静态性表现。这两者之间的互相存在并相互作用才使得企业的发展运营得以开展。而企业内部控制环境的效果如何,则是直接关系到企业运营活动控制的实施效果,所以这种动态性是静态所直接关联着的关键。如果企业忽略了对企业控制环境的管理优化,只是对具体生产经营活动进行管控,那么就会产生不相协调的管理问题,也就无法从根本上达到有效防范风险和提升经营效率。所以作为企业,要从静态和动态的协调性出发进行管理,做好组织架构的调整和企业文化氛围的培养,从而使两者得到协调优化和改善,在此基础上,并针对企业的优秀生产经营活动设计相应的内部控制措施,另外则是根据制度规范要求构建内部控制流程体系。 (二)结合实际情况对企现内部管理系统进行合理评估 任何企业的运营与发展都必须有规矩和管理制度才可得到稳定发展。因此,企业要建立管理系统的制度和规范,并针对原有的制度和体系进行更进一步的完善,来促进企业的发展,这就要求通过企业当前运行的情况来制定相对应的规章制度,选择恰当的管理人员来对当前公司的运营结构进行管理和补充完善,并基于已有的制度和体系,建立更加有利于当前激烈竞争的环境下企业的运行模式。并对当前企业发展存在的管理系统方面的疏漏和不足进行修正和弥补。同时要充分做好员工的思想统一工作,让他们意识到企业业务和内部结构管理规划的重要性,并激发和调动企业员工的积极性,让涉及企业管理系统的每个员工都能按照制度和规范制度形式,从而达到企业整体管理系统更加健全和完善,促进企业可持续健康发展。 (三)加强生产运营结构的实施管理和应用管理 在企业的不断改革发展中,要主动针对企业发展的现状进行调整,企业上级领导也要与各部门进行联合商讨,并在集合各部门意见的基础上,做好整体企业管理系统的规划和设计,并形成最终的统一意见。此外,对于企业在发展中在业务和生产方面的任何变动,也要上下级进行有效沟通,并对这个过程中可能产生的变动和整体影响进行反思和分析,而且企业管理人员须对企业新的合作和项目进行密切跟踪,及早发现问题、及早提出问题解决的方案。 (四)从实际出发,注重企业运营结构和管理制度的健全完善 在企业的业务发展中,如果在企业的组织架构和内部管理制度的运行下,开始对企业整个生产、运营和业务的发展造成一定影响时,就要采取重视和慎重的态度,一方面要对企业运作的效率性以及实际经济效益的收益性进行考虑,同时更为重要的是对内部管理体系重新进行评估和完善。对于一个规模较大的改动,为了检验新系统的有效性,事先进行模拟运行和测试是一个必不可少的步骤。另外,对于企业的商业模式发展也要在管理系统的基础上进行相应的改变和优化,达到内部管理系统的协调、统一。 (五)重视人在管理系统中的优秀作用力 通过对企业进行管理系统的优化,其方式必须是在当前已有的科学技术和社会发展的背景下来进行科学合理的系统管理,其管理的根本优秀目标是以人为本,只有这样才能实现从实际出发,并落实贯彻我国的全面、协调、可持续发展的目标,另外,企业的管理系统要做到统筹兼顾,从全局出发,然后做出科学的判断和结论。例如在企业进行管理系统的优化过程中,对企业中采购部分的管理内容,要从企业采购管理链的全局出发,不能片面的看待。而这种采购供应链的管理又要归根到采购的原材料开始,然后进入到中间过程中所生产出来的产品以及最终通过原材料完成的产品,以此来连接生产完成后的产品通过销售平台来送到消费者手中的一个管理过程。这个过程的采购管理是将供应商、制造商、分销商、零售商、客户贯通连接起来形成一个统一的整体,然后再通过对物流、资金流、信息流的合理统筹调配实现客户对产品的满足。在这条采购供应链的过程中,其实也即是一个增值企业经济效益的过程,给这条链上的相关企业带来了丰厚的收益,实现企业经济效益,这也是企业的根本目标,同时也是维系这条供应链赖以生存的基础,并以此来不断增强企业的优秀竞争力和发展的实力。 四、结语 综上所述,企业管理系统是利用信息化管理手段实现对企业资源的统一科学调配的有效方式。企业要从多方面进行协调综合考虑,并结合当前企业发展的实际情况来进行管理系统的优化完善,从而真正增强企业的优秀竞争力。 作者简介:海宁(1988-),女(回族),河南开封人,中国人民大学在职研究生,研究方向:企业管理。 企业管理系统论文:基于生产加工过程的企业管理系统研究 摘 要:指出生产过程管理系统主要研完的内容是与产品生产直接相关的各项活动的工作方式,包括企业的主生产计划,CAD,CAPP,MES和底层撞制系统,实施该系统的目标是使企业生产过程成为一个有机的整体,并能优化生产计划与调度,保证产品的供货期,提高企业的竞争力。 关健词:生产过程 制造执行系统 管理监侧 0、引言 当今世界已经进入了信息时代,以信息技术为主导的高技术为制造业的发展提供了极大的支持,推动着制造业不断地向前发展,并深刻变革着人类的生产制造理念。在我国,伴随着国家“863”计划的深人展开以及CIMS(计算机集成制造系统)应用示范工程的实施,以CIMS为代表的先进制造技术已经广泛地为生产制造业所接受,也越来越多地被应用到生产实际中。实践表明,计算机集成制造技术对于提高制造企业的技术创新能力、缩短产品开发与制造周期、减少消耗和降低成本、增强企业的市场竞争力等具有显著的作用。 1、系统需求 美国先进制造研究机构AMR(AdvancedManufacturingResearch)于90年代提出一个企业集成模型,该模IV中企业结构主要有三个层次:计划层、执行层和控制层和计划层(主要包括MRP/ERP等):强调企业的计划性。它以客户订单和市场猫求为计划源头,充分利用企业内的各种资源,降低库存,提高企业效益,是企业级的CIMS.即上层CIMS, 执行层(主要是制造执行系统MES):强调计划的执行。通过MES把MRP/ERP与生产现场的控制系统有机地集成起来,是车间级的CIMS.它与控制层统称为底层CIMS,控制层:强调设备的控制。包括PLC,数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等的控制。 2、总体模型 随着对CIMS的深人研究,以及对机械加工企业进行广泛调研。我们提出了一个生产过程管理系统的模型:管理与产品生产直接相关的各项活动,包括MRP/ERP的主生产计划系统、CAD、CAPP、MES和底层控制系统,使生产过程成为一个有机的整体,并能优化生产计划与调度,保证产品的供货期,提高企业的竞争力。 3、功能模块 3.1、主生产计划(MPS)模块 主生产计划是制造企业的组织生产的关键部分,企业的所有工作都是围绕它来进行的,该模块的主要功能表现在两个方面:一是编制企业的主生产计划,把产品生产大纲的任务在全年中合理搭配,并做好生产进度上的安排,通过编制MPS,要求尽可能实现均衡生产和均衡出产,以保证充分合理地利用企业的生产能力和资金的有效运转闭。二是将主生产计划分配给MES,并监控MES的执行情况。 3.2、车间作业计划与调度模块 车间作业计划与调度模块是MES的优秀,是保证生产任务顺利完成的关键。它的主要功能是根据主生产计划(中期计划.包括任务种类、数量及交货期),以及车间内的资源能力,自主编栩每一个生产周期(周、旬、月)的作业计划,在实际情况和可用资源发生变化时,及时进行调整,重新进行调度,保证按时、按量、优质地完成生产任务。 3.3、电子工票与工况数据采集模块 接收车间作业计划与调度系统下达的生产指令,反懊工作地人员的生产任务执行信息。接收生产单元中出现的影响生产任务执行的各种故障信息。并尽快向企业生产协调系统、ERP系统和质盘管理系统反映生产和产品质量情况,使问题得到及时解决。 3.4、工具管理模块 工具管理模块的主要功能是优化车间的工具管理,提高制造执行系统的可靠性与生产效率,为企业的连续生产提供准确的工具信息,保证加工设备的高效利用。同时,作为基础数据之一,为生产计划调度人员、工艺设计人员等提供必要的工具信息。 3.5、设备数据管理模块 设备数据属于MES中的基础数据之一内容包括设备编号、设备名称、设备组号、设备型号、工作地编号、加工能力、计划利用率、工位数等有关设备的基本信息以及设备在车间的布置情况以及利用情况,为车间作业计划与调度、生产加工等环节的提供数据支持。 3.6、绩效分析模块 通过对信息的汇总分析,以离线或在线的形式提供对当前生产级效的评价结果。 3.7、质童管理模块 通过质盘管理模块,实现高效的质量信息传递、过程和工艺设备的自动监视和测最、产品的监视和测量、参数的分析和调整等。实现在线实时过程质量控制,对过程进行调整以预防出现不合格的产品。 4、实施目标 通过在机械加工企亚实施生产过程管理系统,可实现以下四个目标. (1)联接主生产计划CAD,CAPP,MES与底层控制系统,使之成为一个联系紧密的生产过程整体。 (2)优化生产计划与调度,保证零件按计划进行生产加工,保证产品能够按照供货期及时供应用户。 (3)现生产过程的实时监控,适时调整生产过程; (4)实现企业底层的信息化。 5、结束语 MES是当前CIMS研究的重点内容,生产过程管理是MES的一个发展和延伸,本文所研究的生产过程管理模型主要应用于离散行业的机械加工企业。 通过研究和实施生产过程管理系统,必将丰富和完普CIMS的理论,为企业的生产管理提供新的思路。 作者简介: 蒙引红(1983.11―)女,2006年毕业于西安工业大学机械设计制造及其自动化专业,本科学历,现在西安华晶电子股份有限公司工作,长期从事质量工程师和质量体系管理工作。 企业管理系统论文:浅析新一代企业管理系统的设计应用 【摘要】 企业管理方式随着社会的发展向信息化靠拢,新一代企业管理系统的开发,给企业各方面的管理带来了巨大的好处。本文首先研究了企业管理系统的设计工具,设计理念和设计内容,其次阐述了新一代企业管理体系在企业管理中的应用。 【关键词】 企业管理 系统 设计 应用 0. 引言 新一代企业的管理对自动化和高效率提出了更高的要求,新型企业管理系统的开发,在管理模式和工作方式上有了巨大的进步,员工利用内部网络平台进行工作中的沟通交流和信息共享,对公司上层的命令快速反馈,从而有效地提升了员工的工作效率,降低了管理者的工作量,企业的管理水平也得到了很大地提高。 1. 企业管理系统的设计 1.1设计工具 企业管理系统的设计是基于软件工具来实现的。主要工具包括:采用B/S结构中的Mvc模式,采用ASP,Microsoft,Access,Dreamweaver作为主要开发工具,使用struts进行构架,使用JSP技术做出表示层,使用J2EE分布式多层体系设计标准信息管理系统的业务层,使用tomcat为服务器,使用Jav和Jbdc实现对数据库的连接,通过Session会话技术跟踪用户的操作状态及实现页面的转换功能,对于需要对用户设置不同访问权限的,数据要实行授权访问。 1.2设计理念 首先,企业管理系统设计时以Mvc模式实现逻辑,客户端向服务器提交http请求,然后载入属性文件,选择对应的目标action,将控制权交给RequestProcessor. Mvc模式需要编写一系列的代码实现,如登陆模块代码有:jave,web,log in jsp,action,struts-config等。其次,为保证管理系统的高效运行,需对其进行配置和调试,对web数据库服务器和服务器进行编程维护,配置合理的log信息。 1.3设计内容 1.3.1数据库的设计 数据库是企业管理系统的优秀,设计内容为: (1)依据企业管理中项目的处理需求,对应数据库要设计的内容及功能如下: a.用户表: 主要用于保存用户信息;b.员工信息表: 主要用于保存员工信息;c.部门信息表: 主要用于保存部门信息。 (2)企业管理系统主要通过系统ER图实现对员工的管理工作,通过对系统需求分析的研究,对涉及到的用户信息、员工信息、员工类型信息、部门信息进行管理。 1.3.2功能模块的详细设计 企业管理系统是对企业中的员工进行管理。换言之,通过对企业员工信息管理来提高企业的生产效率,最终达到企业不断发展的的目的。 企业员工信息管理系统是针对企业中所有员工的一个信息管理办公平台。办公平台主页功能模块主要有下列几个:(1)登录模块:主要有管理员、上级及普通员工的登录;(2)注册模块:用户注册登录时的用户名和密码等信息;(3)员工管理模块:管理员或上级登录后,对员工信息进行增加、删除、修改、查询等操作。 2. 新型企业管理系统的应用 新型企业管理信息系统,应用于很多公司的管理平台,用户可以在此平台上了解企业的信息,进行日程规划,处理业务工作等,本文以某企业的办公协同管理系统为例,分析其具体的应用。 2.1日程管理的应用 员工通过图文展示功能,能清楚地知道自己的工作安排,同时,和客户管理模块、项目管理模块等协同运作,让员工可以高效地调配自己的工作安排,员工可以在日程管理中给自己、上级及同事安排工作计划,还可以在线新闻、通知等。 2.2人力资源管理的应用 企业的人员管理、公司的组织机构、人员信息、职务权限、工资都在这里进行管理,其他的部分功能,比如出差任务的安排,员工请假等工作流程等。在此系统中,所有的人力资源信息的建立和维护都可以在一张卡片上得到体现,这张卡片将所有与当前人员相关的信息全部汇总在一起,再与人员参与的其它工作及信息相链接,获得最详尽的数据。 人力资源工作中的培训管理、招聘管理、考核制度、合同管理等等,企业管理系统同样有相应的应用。 2.3知识管理的应用 企业员工在知识管理中可以新建自己的文档,成内部新闻,作为知识库的信息与其他员工共享;在管理范围内对公司制度、公文等文档进行审批工作;员工可浏览标题,批次性地阅读新文档;有些没有权限查看的文档,可通过文档的订阅来进行阅读,文档所有者可在订阅审批流程中批准或退回没有文档查看权限的订阅者的订阅请求。 2.4客户关系管理应用 企业管理中的客户关系管理十分重要,员工可通过系统新建客户资料,建立多个客户方的联系人,做好客户记录的维护,包括客户的地址信息、邮件发送、客户销售机会管理、合同管理、客户价值评估等。 2.5工作流程的管理应用 员工可新建流程,发起留言,也可以跟踪流程的处理情况,查看待办事宜、已办事宜、办结事宜并进行批量提交,当员工出差时,还可进行流程,由他人对流程进行处理,对需要关注的流程可设置短信提醒和邮件提醒。 2.6项目管理应用 企业管理工作就是由一个个项目组成的,系统中对项目管理的应用有项目的分析报告、修改记录、项目信息共享、项目搜索、预算的管理、项目经费情况管理等。 2.7资产管理应用 资产的管理是企业的综合保障,资产的管理、领用、调拨、借用、减损、报废、维修、变更、归还等都可在系统中进行管理,公司的车辆使用也可通过相应流程进行申请。 3. 结束语 新一代企业管理系统模式的应用效果是非常显著的,企业的各项管理都得到了提高。我国对企业管理系统的运用还处在初级阶段,这对企业管理系统的设计开发、拓展创新提出了更高的要求,在原有的基础上,加强关键技术的研究与应用,促使系统的复用性、可扩展性和维护性能大大地提高,更加有效地作用于企业的各项管理制度中。 企业管理系统论文:基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统研究 摘 要:随着计算机技术的不断发展,J2EE与SOA等面向对象为企业提供服务的技术不断被提出,并且应用在各个领域,但是在餐饮业中应用的相对较少,本文以餐饮企业管理系统为背景,利用物联网的技术摆脱传统餐饮管理中由于信息反映不够及时导致管理滞后的现象,并对基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统进行了研究,让其与计算机技术有效的结合在一起,提高企业服务质量。 关键词:餐饮企业管理系统,J2EE,SOA,WEB技术 中图分类号:TM769 1 J2EE、SOA与WEB技术的概念 1.1 J2EE的概念 J2EE指的是一系列的技术规则和方向,各种组件由服务架构与技术层次共同组合而成,并且由相同的规范构成,这有利于它在不同的开发环境中相互兼容,摆脱了企业以前后台无法相互联系、信息无法及时传递、企业与企业之间无法有效沟通的困境。并且J2EE的开发比较方便,具有可伸缩性,比较灵活与稳定。 1.2 SOA的概念 SOA的全称为面向服务的体系结构,它的本质模型也是一个组件,它可以利用不同的协议于端口把不同的应用功能相互连接起来,并且端口使用的是同一种编程语言,如此一来,便可以在不同的服务应用程序中通用,实现操作系统的应用。 1.3 Web技术的概念 Web服务技术是目前比较流行的新型技术,它可以实现不同服务间的互通,并且实现数据的相互调用。而SOA技术与Web技术相辅相成,前者给后者提供了应用框架,后者主要负责技术的实现。它像用户提供某种功能的服务,让用户在访问时可以更加灵活自由,并且拥有高度的集成性。 2 研究基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统设计 2.1 基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统要求 想要建立餐饮企业管理系统,引进先进的管理理念,必须围绕信息化管理平台,形成一套有利于自身企业发展的管理模式,通过各类数据的综合,让企业管理更加科学与规范,并且在经营过程中更加有效率[1],餐饮企业管理系统必须满足以下几点: (1)可靠性。餐饮企业管理系统登录的用户过多,会导致系统的崩溃,所以构建基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统时必须要拥有可靠性,可以在大量的访问量面前做到应对自如,并且能够准确处理数据与传输数据。 (2)可维护性。基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统必须容易更新,因为餐饮业的发展迅速,一个时间段的产物不足以满足后续的发展,所以企业的管理时刻需要更新,在对管理系统进行扩充时不需要将所有程序完全替换,而只需要在原来的应用上添加需要的新应用即可,这样使更新更加方便快捷。 (3)简单易用。系统的功能设计要简单易用,功能齐全,用户以及企业工作人员在使用过程中减少因为操作复杂而产生的错误,从一方面也保证了企业数据的可靠性。 (4)安全保密。企业管理中数据的安全性需要得到保证,这关系着企业的发展与稳定。所以系统的安全保密性需要得到保障,防止数据泄露,就要做好数据库访问以及高层应用的安全保障。 2.2 基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统模块 基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统需要以下管理模块: (1)供应链管理模块 供应链指的是采购、销售、库存、品质等管理,可以通过各个过程中的数据统计,进行分析,来提升预判的准确性。 (2)财务会计管理模块 财务会计管理模块指的是帐目、财务报表,预算等数据。并且可以保留相关凭证等数据。并且可以根据各类数据自动生成相关财务文件,让管理者一目了然。 (3)成本管理模块 可以根据各项数据,提供成本管理预算等信息,满足企业的需求,从企业的发展中分析需求,降低成本。 (4)物品采购模块 办餐饮企业需要餐具以及食材,已有的库存、采购需求和相应费用等数据可以满足餐饮企业物品采购的需求,给企业提供便利,提高运营效率。 (5)人力资源管理模块 每一个企业都需要人力资源部,负责解决招聘,培训,薪资等问题,企业管理系统中有人力资源管理功能,在数据库中能够保存员工信息,工资情况,入职时间以及职位等信息,有利于企业的统一管理。 2.3 基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统的技术应用 基于SOA架构的餐饮企业管理系统拥有同步和异步这两种调用模式,同步模式往往会受到外界的干扰因素影响,所以通常我们使用的是异步模式来实现调用。业务组件都是采用J2EE的技术构造的,并且提供了相应的接口给用户使用。利用该技术可以很好的满足系统的要求,让系统持久稳定的运行。整个系统由表示层、控制层、业务层与数据库层构成,而J2EE是表示层所使用的架构,Web service是控制层主要运用的优秀技术,业务层与数据库层则分别使用了EJB技术(J2EE技术的一种)与SQL技术。整个系统的优秀还是采用J2EE为基础技术,SOA为构架的餐饮企业管理系统[2]。 Web层主要由Web前端控制,将数据进行分装,并且由固定端口进行传输到达业务层,由J2EE技术中的EJB技术构建了不同的Web service并且符合Web2.0,用来完成同步以及异步的操作,还要执行数据进入数据库的封装以及相关数据的储存。最后一层数据库的主要功能是完成对数据的修改与储存,并且保证并发操作进行时不影响数据的准确性。主要的数据访问只停留在业务层,而数据库层用来处理以及存储相关数据,确保访问与后台无关,如此一来,也可保证数据的安全性[3]。由于表示层相对简单,可以与控制层相互合并,使用者在Web页面上的输入位置提交一个请求,服务器收到以后,根据识别转发给需要完成的服务应用,最后由相关功能应用返回所需的结果,再由控制器将结果转移到需要的页面,最后在浏览器上显示出页面自动生成的HTML。另外,使用业务代表,可以降低业务之间的耦合性,提高数据传输时的安全性,有效处理问题的发生。应用J2EE的SOA可以有效的让数据更加持久。该餐饮管理系统是在J2EE与SOA大平台下构建的,并且利用了MS SQL service与windows 2003 service等开发环境。 本文从基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统进行研究,研究了SOA的开发技术与J2EE的构架,并对餐饮企业管理系统的所需模块进行了切分,建立在Web服务的基础上,使用松散耦合的J2EE构架和SOA结构实现管理系统的运行。 作者单位:梧州学院,广西梧州 543000 基金项目:2012年梧州市科学研究与技术开发计划项目:物联网技术在梧州餐饮信息平台建设的应用研究(项目编号:201201025-3)。 企业管理系统论文:绩效管理在企业管理系统中的应用 根据目前国内企业绩效管理的现状及其存在的问题,有针对性地提出绩效管理系统的构建体系,以实现组织和个人的利益最大化。从而认证出,“公平”不能成为组织中公认的原则,在组织中若无适当的淘汰制度,常会因小仁小义而搁浅了进化的历程。十八大以来,市场化改革的不断深化和竞争的日趋激烈,将促使国内企业进一步加强管理创新,提高绩效管理的水平。 工欲善其事,必先利其器。从观察国内众多企业,特别是上市企业的发展脉络,可以发现,提高企业管理的绩效水平,不是没有办法,而是在优化管理制度的基础上,找到真正有效的绩效管理工具,这样一来,管理就不再是不可传的艺术,不再是天赋的才能,而是一门可供研究和传授的科学。绩效管理就是卓有成效的现代人力资源管理工具。所谓绩效管理,是指各级管理者和员工为了达到组织目标共同参与的绩效计划制定、绩效辅导沟通、绩效考核评价、绩效结果应用、绩效目标提升的持续循环过程。在更高层次的绩效管理里用关键绩效目标(KPI)和平衡记分卡表示。 1.国内企业绩效管理的意义 绩效管理不仅能有效地调动组织与个人的积极性和创造性,而且能持续地提高管理水平,成为企业不断向纵深方向发展的重要议题。 《孙子兵法》曰:“兵者,国之大事,死生之地,存亡之道,不可不察也。”商场如战场,同样是慈不掌兵!一个领导者,如果一味“非常仁慈”,往往会事与愿违,对公司、对个人都产生不利影响。生产和管理的特性决定了国内企业绩效管理具有特殊性。国内企业绩效与我国宏观经济走势密切相关,通过科学合理地实施绩效管理,可以及时发现组织中存在的问题,也可以使内部人才得到成长。 绩效管理促进管理流程和业务流程优化。所谓流程,就是一件事情或者一个业务如何运作,涉及因何而做、由谁来做、如何去做、如何传递等方面的问题。机构臃肿,人浮于事,也会造成组织整体不协调,效率低下。在绩效管理过程中,各级管理者都应从公司整体利益以及工作效率出发,在提升了组织运行效率的同时,逐步优化了公司管理流程和业务流程。 2.国内企业绩效管理的现状及其存在的问题 在宏观上我国行业总体状况不容乐观。一方面,我国各行业结构尚不合理,部分行业需要大量投资;另一方面,由于我国还没有建立起完善的市场机制,行业盈利水平仍然不高,需要国内企业进一步加强绩效管理,实现企业绩效的提升。 微观上缺乏现代企业绩效管理理念。我国部分国内企业还未树立起现代绩效管理理念,没有建立起系统的绩效管理体系,不少国内企业管理者还没有认识到绩效管理是实现企业战略的重要工具。在管理中缺乏战略指引与文化支撑,考核过程一盘散沙;盲目追求指标量化,时髦方法华而不实;反馈机制不健全,难以奏响共鸣曲;相关领导不支持,人力资源部门孤掌难鸣;相关措施不匹配,管理方案被迫流产。 3.建立绩效管理体系的保证机制 针对国内企业绩效管理中存在的问题,建立绩效管理体系的保证机制至关重要。绩效管理体系主要包括以下方面: 构建企业目标管理体系。针对国内企业的特点,采用目标管理是一种比较合理的方法。实施战略性目标管理是提高企业绩效的有效途径,通过企业管理目标的制定,将目标层层分解,最终落实到具体部门和岗位,人人各司其责、各负其责,避免了互相推诿现象,提高了企业的效率,增强了执行力。随着企业战略的改变,绩效管理系统也应随时进行调整,这样才能及时引导员工个人行为向企业目标的转变,才能有助于实现企业战略、增强企业凝聚力。 实施科学的绩效管理考核方法。国内企业人员可以分为管理人员、专业技术人员、领导干部、工人等几个层次,各个层次的工作目标和岗位要求不尽相同,因而完成工作所需的知识技能、责任和态度以及经验的程度和广度是有差别的,评价要素也各不相同。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http://总第522期2013年第39期-----转载须注名来源绩效评价的方法可以采用企业负责人经营业绩评价法、目标管理、关键绩效指标、平衡计分卡等方法。对于部门负责人可以选择目标管理、关键绩效指标、平衡记分卡方法。对于基层员工采用关键事件法、目标管理法、平衡记分卡、关键绩效指标法、360度评估法等绩效指标。 加大企业文化的导向作用。优秀的企业文化不仅能使员工产生使命感和责任感,而且能激励员工积极的工作,使员工对未来充满憧憬,反之,会使员工产生消极,悲观厌世,甚至自杀。文化是“道”,它贯穿企业发展始终又潜行于企业各个细节和制度中。文化无形却又比有形之物更具有力量,是“理念制胜”时代企业的优秀。要加强企业激励导向,加强对领导的监督与约束,建立权利与义务对等的关系,强化民主建设,加强干部的世界观、人才观的教育,引导职工形成正确的价值观等。 4、加强劳动定额管理 加强企业劳动定额管理是提高企业绩效管理水平的必要途径。当前,加强企业劳动定额管理应做好以下几个方面: 发挥好各级政府的导向和服务功能 。新的市场经济体制和现代企业制度的确立,使劳动定额由政府行为逐步转变为企业行为。政府应由过去的“管制”者变为“服务”者,并要借助政府的权威,充分发挥其优势,通过各种方式为企业提供信息和咨询服务,积极引导企业加快转换生产经营机制,推动企业劳动定额管理工作健康发展。 强化劳动定额管理意识。劳动定额管理是企业管理的基础,是直接为降低劳动消耗服务的,它对降低产品成本、提高经济效益有着十分重要的促进作用。企业作为劳动定额标准的直接实践者,如果缺乏积极性,定额管理工作就寸步难行。因此,必须要转变全体职工的观念,充分认识劳动定额管理的极端重要性,进一步强化“定额管理出效益”的意识,把定额管理工作抓紧抓好。 制定切实可行的劳动定额管理制度。配备专职定额管理机构和人员,制定出科学合理、符合实际的定额管理制度,实现劳动定额管理机制与公司内部分配机制有机结合。要根据各个工序的特点,全面把握资源配置、生产组织、劳动用工的关系,确保管理制度科学严密,符合航空仪表制造企业的生产实际。 强化对定额管理的评价与分析 。建立科学的定额水平统计分析评价体系,通过定期评价和分析,全面掌握生产计划、工段、工组、职工实际的定额水平,找出影响定额管理的因素,进一步采取技术和组织措施,重新组合生产要素,优化生产流程,改进管理水平,提高劳动效率。定额管理工作绝不仅仅是定额管理部门和管理人员的事,而是全体职工共同的工作。定额标准的制定、贯彻执行、考核、修订完善都要广泛听取职工意见和建议,取得大家的支持,促使定额管理工作不断加强。 正如德鲁克所说:“组织的目的,就是让平凡的人做出不平凡的事。20世纪,企业最有价值的资产是生产设备;21世纪,企业最有价值的资产是人。管理是社会机构的器官,变乌合之众为组织,化人们努力为绩效,不断地进行自我审视,强调开放的文化,形成一种管理的内力,完善和提升绩效管理加快整个行业的市场化进程。 (作者单位:辽河石油职业技术学院经济管理系) 企业管理系统论文:惩治和预防腐败体系融入企业管理系统的途径 摘要:总书记在党的十八大报告中指出:“反腐倡廉必须常抓不懈,拒腐防变必须警钟长鸣。”全面加强党的思想建设、组织建设、作风建设、反腐倡廉建设、制度建设,确保党始终成为中国特色社会主义事业的坚强领导优秀。坚持为群众办好事、办实事,倡导勤俭节约、勤俭办一切事业,反对奢侈浪费,以求真务实作风推进各项工作。本文结合企业的改革与发展,就企业深化反腐倡廉工作谈几点认识。关键词:教育机制;反腐倡廉;企业管理 一、构建反腐倡廉教育长效机制 形成反腐倡廉教育长效机制,就要做到常抓不懈,警钟长鸣,始终保持一个有影响度的反腐倡廉宣传声势。 (1)、内容上突出主题。以科学发展、企业和谐为中心,加强理想信念、道德修养、廉洁勤政教育。利用廉政党课、集中学习、专题培训等方式,让党员、干部能够和风细雨地经常听到反腐倡廉的声音,增强法律意识、纪律意识和廉洁从政意识。反腐倡廉宣传教育面向广大党员,而重点对象是党员领导人员和关键、敏感岗位的党员。要以定期上课的形式,针对性地对一些重要岗位的党员进行廉洁勤政的专题培训,重点开展对新任领导干部廉政专题教育,对重点岗位人员的集中纪律教育。 (2)、形式上更加灵活。改进教育的方式方法,使反腐倡廉教育更加贴近工作实际,更有吸引力,更具震撼力。注重发挥正面典型的示范作用,充分利用先进典型开展正面教育。综合运用社会上的案件通报、案例剖析、反面典型警示教育片等多种形式开展警示教育。公司党政主要领导利用干部会议场合,进行五分钟的现象点评、个别提示、侧面提醒,发挥上级“点”的作用。纪委在处理信访、干部考察中所反映的倾向性、苗头性问题,以及干部容易犯错的环节和时间,采取个别谈话、上岗前廉政教育等措施,帮助干部构建思想道德防线,增强干部内在的约束力和教育的有效性。 (3)、载体上更加丰富。进一步拓宽教育的覆盖面,让勤廉理念深入员工。把党风廉政教育同建设和谐企业文化,营造健康向上、廉洁从业、“廉荣贪耻”的企业廉政文化氛围结合起来。广泛依靠群众,开展喜闻乐见的勤廉文化活动。利用集团互联网, 将党员、干部学党章、学法律的体会在网上学习栏目上登载, 共同探讨廉政文化建设的途径与方法,促进互动交流,入耳入脑。以勤廉文化为重点,让广大党员干部在思想上筑防线,在行动上廉洁自律。 二、形成反腐倡廉教育企业特色 近年来,企业按照反腐倡廉的要求,在制度建设上,贯彻执行党风廉政的工作机制。主要有: 1、礼品登记上缴制度。 2、“三必谈”谈话制度。 3、党风廉政监督员制度。 4、廉洁自律情况自查报告制度。 5、干部述职述廉制度。 6、中层干部廉洁自律承诺制度。 这些机制的运行,从一定程度上有效地加强了对干部廉政勤政的监督,规范领导人员的从政行为。按照总书记在十八大报告中指出:“严格执行党风廉政建设责任制。坚决查处大案要案,着力解决发生在群众身边的腐败问题。不管涉及什么人,不论权力大小、职位高低,只要触犯党纪国法,都要严惩不贷”的明确要求,形成了一套符合中央统一要求又具有企业特色的制度体系。 ⑴、建立“三重一大”集体议事制度。以落实“三重一大”制度为重点,把廉洁从业要求寓于企业管理制度和流程中,实行对事权、财权、物权、人权的关键环节和重点部位的用权行为的约束,突出对权力规范运作的监督制衡。对于重大决策、重要干部任免、重要项目安排和大额度资金的使用问题,坚持集体研究讨论,避免与防止个人或少数人擅自决定,确保重大决策不失误、重要人事任免不偏袒、重要项目安排无疏漏、大额度资金使用无风险;完善资本运营、项目投资决策程序以及产品销售、物资采购、工程招投标等管理制度和运作程序,建立投资项目后评价制度和重大投资管理责任追究等一系列制度;围绕企业生产经营决策的重要环节,制定集体决策操作规程,并根据企业自身特点制定细化管理规定 ,着力做到职权、事权明确,并按照制度流程操作。 ⑵、完善廉洁从业人员行为规范。结合《国企领导人员廉洁从业规定》与企业自身工作实际,建立简明、清晰、便于记忆、针对性强,又便于操作的“管理人员职业诚信操守”。“管理人员职业诚信操守”内容包括管理人员廉洁承诺、职务消费、业务招待费使用及管理、个人重大事项报告等。同时把执行“管理人员职业诚信操守”作为考察、考核、奖惩的重要内容和选拔任用的重要依据,纳入党风廉政建设责任制的责任内容,列入班子民主生活会必须对照检查的重要议题。还要把“管理人员职业诚信操守”的主要内容纳入《员工职业行为规范》之中,就“违反“管理人员职业诚信操守”的行为” 单列一节。对违反廉洁从业规定的各种行为,根据情节轻重,予以责任追究。 ⑶、形成党政工齐抓共管的优势。企业健全“党委统一领导,党政齐抓共建,宣传部门主管,纪委组织协调,工会发挥优势,职工群众积极参与”的企业勤廉文化建设的领导体制和工作机制。推进勤廉文化建设要融入中心,服务大局,培育“廉洁从业、诚信守法、行为规范、道德高尚”的理念,营造反腐倡廉的氛围和环境,促进和保证企业又好又快发展。要进一步加强组织领导,从建设社会主义优秀价值体系、建设和谐文化、满足职工群众精神文化需求、创新反腐倡廉教育的高度,提高企业勤廉文化建设重要性的认识,通过制度建设,扩展廉洁文化成果,形成勤廉文化建设的领导体制和工作机制。 企业管理系统论文:新时期企业完善企业管理系统的有益探索 摘要:新时期,经济市场体制改革不断深化,企业之间的竞争也逐渐加剧,尤其是在全球经济一体化进程不断深入过程中,我国企业更是需要创新思想,强化企业管理力度,构建完善的企业管理系统,以应对来自国内外企业竞争的危机,提高自身的管理水平,为企业在经济市场站稳脚跟奠定坚实的基础。本文主要针对新时期企业管理系统构建中存在的问题进行探讨,并提出完善企业管理系统的策略,以供企业管理人员参考。 关键词:新时期;企业;管理系统;完善策略 随着信息技术、网络技术、计算机技术、数字技术等的不断发展,为企业的发展提供了坚实的技术基础,但是,技术的发展与运用,也加剧了企业之间的竞争,这给企业带来了巨大的挑战。因此,企业希望不断发展就必须认识到自身管理中存在的问题,并结合先进技术构建完善的企业管理系统,从而有效解决企业管理问题,提升企业管理效率与水平,规范企业各项经营管理活动,不断提高经济效益、社会效益与生态效益,使企业能够在激烈的市场竞争中,保持良好的发展势头,实现可持续发展的目标。 1 企业管理系统构建中存在的问题 现阶段,我国很多企业已经构建了管理系统,并发挥着管理系统的优势,提高了企业管理质量与效率。但是,一些企业管理依然会受到传统管理观念与管理方法的影响,制约着管理系统作用的全面发挥,从而未能有效地提升企业的管理水平。 1.1 企业构建管理系统,是为了更好地管理企业经营发展活动,从而促进企业的发展。这是需要企业管理人员进行统一规划,并实施适宜管理手段才能够完成的。但是,一些企业在构建管理系统过程中,存在着认识不足、盲目管理的问题,比喻流程过于繁复或条块分割等,从而导致企业管理系统的构建与企业实际相脱离,无实际应用意义,甚至管理风险增大,不利于企业管理效率的提高。 1.2 管理系统是需要相关安全软件与功能软件相配合,才能提高管理系统应用的效率。尤其是在信息技术不断更新的今天,企业更是需要不断强化软件功能研究,以保证管理系统运行的安全性与可靠性。但是,部分企业依然采用传统的系统软件构件管理系统,而未考虑软件的适应性,对安全软件的应用效率也不理想,导致系统维护较难,容易出现系统漏洞,增加管理系统运行风险。同时,不适宜的管理系统也将严重制约企业管理水平的提高。 1.3 企业管理人员是保证管理系统有效运行的主体,其综合素质直接影响到管理系统优势的有效发挥。然而,一些企业并未意识到提高管理人员综合素质的重要性,没有在管理制度中增加适宜的人员培训制度,从而导致企业管理人员专业技能、职业道德、信息素质、法律素质等方面参差不齐,难以协调工作,不利于管理系统软件的开发与创新,也不利于企业管理效率的提升。 2 新时期完善企业管理系统的策略 新时期,信息技术、网络技术等的发展,促使世界经济向着全球化方向发展,企业之间的竞争逐渐加剧,我国企业不仅要应对国内企业的竞争,同时还要应对来自国外企业的市场竞争。在这种形势下,企业要想在市场竞争中站稳脚跟并获得更多的市场份额,改革企业管理模式、创新企业管理手段将是一条关键的途径。所以,企业管理人员提出构建企业管理系统,并提高企业全员对管理系统的认识与重视,以便合理运用管理系统,达到提高企业管理效率与质量的目的,为企业的经营发展提供管理基础。 2.1 企业管理系统是企业内部管理的关键手段,同时也是企业与外界联系的重要途径。企业的业务流程直接关系到管理系统各项功能的有效发挥,因此,需要企业管理人员提高重视,优化企业的业务流程。良好而科学的业务流程能够有效地提高业务完成效率,同时也可以促进企业管理系统的运行质量。因此,企业在完善管理系统过程中,需要对企业的业务流程进行详细的分析与科学的重组,尤其是对一些较为复杂的业务更是需要利用信息技术对其进行重新分析与思考,设计出科学的业务流程,做好部门工作人员的认识工作,并在实践运作中不断改革,降低业务流程改进的风险,以便达到优化业务流程与组织结构的目的,为管理系统的完善奠定基础。 2.2 企业经营管理过程中,项目开发和运营是企业获取经济效益,实现企业规模扩大、发展生产经营的目的。因此,项目的管理也是企业日常管理工作中最为重要内容之一。企业构建、完善管理系统过程中,对项目的管理可以采用适当的方法(如项目工作分解结构方法,即是将整体的项目分解成为小项目,这些小项目多是以分级树形结构为主,由简单到复杂,由粗分到细化,从而达到便于管理的目的),制定详细、动态的项目计划,并在不断执行计划过程中,来实现对项目的管理。企业管理系统下的项目计划,最大的特点即是它具有动态性,是可以根据实际情况进行科学改进与调整的,因此,管理人员需要对项目计划的关键点做标记,以便保证项目目标不会出现偏差,同时,管理人员利用管理系统相关操作功能,优化项目管理,确保项目优质、高效完成或营运。 2.3 任何系统的开发,都需要有一定的硬件与软件支持,企业管理系统也不例外。因此,在企业完善管理系统过程中,需要对相应的硬件设备与软件进行优化与创新。尤其是功能软件与防御软件更是需要得到足够的重视,以便保证管理系统功能的有效发挥,提高管理系统的安全性与可靠性。目前,较为常用的系统防御软件多为金山、瑞星、Symantec等杀毒软件,这些软件能够在一定程度上阻止计算机病毒的入侵,但是,对于一些系统本身的漏洞,则起不到修复功能。所以,企业需要在管理系统运用用户验证技术、漏洞检测与修复技术等,降低管理系统运行的风险,从而提高企业管理系统运行的有效性、可靠性与安全性。 2.4 在管理系统得到企业决策层的充分认可与支持基础上,企业需要完善内部控制制度与管理制度,尤其是人才培养与激励制度,这样才能不断提高企业管理人员的综合素质,更好地运用管理系统,提高企业管理水平。因此,在明确经营管理目标的前提下,根据实际情况,企业将有针对性、有计划性地培养管理人员,对其进行专业管理技能训练以及信息能力培养,提高管理人员的专业能力、计算机操作能力、创新能力、协调能力,实现管理人员思想理念、愿景与能力的统一、协作与胜任,从而规范管理工作,创新管理方法,积极开发更有效的系统软件,消除人为因素的不良影响,不断完善管理系统,提高管理系统运行的有效性。 3 完善企业管理系统的重要作意义 企业运用管理系统进行各项工作的管理,不仅达到提高管理效率与水平的目的,同时也可以有效地降低企业经营管理成本。根据调查显示,企业运用管理系统,可以有效降低库存投资,库存周转率提高5倍;制造成本降低12%;停工待料减少60%;管理人员减少10%;生产能力提高10%等,提高企业经济效益、社会效益与生态效益。 4 结语 总而言之,在企业经营发展过程中,企业必须认识到管理的重要性,积极分析企业管理中存在的问题,找到提升管理水平的切入点,并将先进的信息技术、网络技术、计算机技术与数字技术等应用到企业管理中,构建完善的企业管理系统,将企业的管理与企业的发展融为一体,优化企业管理结构,发挥企业管理系统的优势,促使企业各个部门都能够参与到企业管理中,从而促进企业管理效率的提升,缓解企业在经济市场中的竞争压力,实现可持续发展。 企业管理系统论文:试论企业管理系统化和情势控制 摘 要:企业管理内容丰富,已构成一个大系统,包括管理基点、境界、定位、原则、准则、心态、需求、行为,都需要加以规范。作为管理者还需具备辨别是非能力、控制情势能力和平衡协调能力。 关键词:管理系统化 内涵与要求 情势与控制 一、管理系统化的内涵与要求 企业管理内容丰富,已构成一个大系统,包括管理基点、境界、定位、原则、准则、心态、需求、行为八个方面。 一个基点。管理应以“人性管理”为基点,经营企业就是经营人,人性管理是最有效的管理。每个人都渴望得到满足、尊重、肯定、实现人生价值。 两种境界。人生有两种境界:一种是舍,一种是得。舍得舍得,有舍才有得。曾经有这么一件事,一个老板让手下的一个老木匠建造最后一栋房子。老木匠想:反正是最后一栋了,随便应付下吧。房子建好后,老板对他说,你为我工作了这么多年,这栋房子就送给你吧,老木匠后悔莫及。所以,懂得舍与得,人生的运气就不会太差。 三层定位。对于不同层次的管理者要有不同要求:高层管理者要求通才,有事业心;中层管理者要求专才,有进取心;基层管理者要求干才,有责任心。 掌握三层定位要避开三个盲区:茫—迷茫:无目标、无方向、无思想、无梦想;盲—眼瞎耳聋:不看,不听,自我封闭;忙—“心”忙:过于忙,心就会停止跳动。 四化原则。标准化,把重要事项形成标准化的管理制度和管理流程,有效提高工作效率和工作准确性;书面化,将标准化的制度、流程和方法通过书面形式形成模板,便于记忆和沟通;透明化,形成各子公司、各部门、各层次员工充分透明的制度体系和文化体系;简单化,把复杂事务和管理制度流程简单化,便于培训和操作。 五位准则。定位:管理者既要明确和摆正自己的位置,又要努力发挥个人专长,创造更多的价值。到位:任何组织和个人,做人、做事都要做到位,杜绝形式主义,每一次都要做好。补位:强调团队作战能力,而不是个人。若在团队中发现领导、同事或者下属的不足,要主动提醒或者配合,把事情做好。越位:强调两层管理:越位检查而不是指示;越位汇报而不是请示。换位:要站在对方的角度思考问题,己所不欲,勿施他人。要学会包容和理解,退一步海阔天空。 六种心态。积极的心态:积极的人像太阳,照到哪里哪里亮;消极的人像月亮,初一、十五不一样。开放的心态:思想开放,心胸开放。正向的心态:做正确的事,做好事、做善事。正直的心态:懂得什么该做,什么不该做。公司规定去做的必须要做,公司没有规定的尽管大胆去做。公平的心态:持平常心,做自在人。感恩的心态:感恩对你一生最重要的两个人:爱你的人和你的领导。对别人傲慢就是贬低自己。 七种人性需求。充分信任:信任既是一种感觉又是一种情感,更是对人的肯定。相互尊重:人与人之间交流需要建立在尊重的基础上,没有尊重就没有包容。给予机会:成大事者,都是机会加能力,有了机会又有能力事业定能成功。懂得授权:授权不是放权,授权要进行监督。只有授权才能做出成绩。学会关怀:关怀是一种爱,也是一种美,关怀是对人的最高荣誉。实现公平:对管理者而言,公开、公平、公正三者之中,公平最重要,只有一视同仁,公平对待下属才能形成有效指导。有效激励:激励是爱护下属、满足下属,有了激励,才有希望。 八大行为。一是认同文化:文化是思想的源泉,文化是发展的根本。二是充满激情:激情是做事的动力,有激情才能有发展。三是善于思考:人的成功85%靠智慧,15%靠技术和能力。四是以身作则:你想让下属怎么做,就必须先做给下属看,下属才会信服你,尊重你。五是计划明确:没有计划的行为是盲目的,没有行动的计划是无效的,一个好的计划是做事成功的一半。六是行动迅速:一个方案定下来即使是错的也要立刻执行,在执行中改进。在今天,时间是最大的成本,绝不能拖延。七是检查督导:在吩咐下属去做一件事后,必须要跟踪指导。只有这样才能有效促进结果的快速形成。八是激励下属:一流的激励出一流的成绩,同时,激励需要经常化。 二、管理者应具备辨别是非、控制情势、平衡协调能力 作为管理者,对素质与能力的要求是很高的,其中辨别是非的能力、平衡情势的能力和平衡协调的能力,都是不可或缺的。辨别是非的能力可以保障作正确的事,控制情势的能力可以避免工作失去理性而导致失误,平衡协调的能力可以最大限度地发挥人财物的优势,把工作做的更好。 1.要提升辨别是非的能力。在企业生产和生活中,是与非,对与错,善与恶,单从表面上看,有时并没有严格的明显分别,“是”有时隐藏在“非”中,“非”有时也似“非”而“是”;“对”有时与“错”交织,“错”有时也含有“对”的因素。有人为了作恶有时表面行善,有些善举一时也许不为人所知。种种类似的问题,在周围的生活中,都是经常存在着的。但是,无论表象多么华美,只要善于洞察事物的内在本质,就会尽可能避免被假象迷惑,尽可能多地辨别出是非、对错和善恶的区别,从而在对矛盾的判断中作出正确地抉择。作为企业干部,应该有这个辨别是非的能力,只有这样,才能带领大家做正确的事,才能把正确的事做好。 2.要提升控制情势的能力。在平时的工作生活中,面临着一个控制自我、控制情势的问题。管不好自己是废物,控制不住局面是庸才。一个人能控制住的自己情绪,不因情绪波动而影响工作和自己周围方方面面的关系,就需要不断发展和完善良好的情商;一个人要控制住工作的局面,不使局面失控,就要学会把握全局、预测事物的发展趋势、正确处理生活和工作中遇到的各种问题,在控制与反控制中找到解决矛盾的有效途径和和谐的平衡点。企业干部,一言一行都事关自身形象,所以必须时刻注意控制自己的情绪和工作局面,只有避免情势失控现象,才能真正成为一个理性的人,完善的人,对企业和社会有所贡献的人。 3.要提升平衡协调的能力。平衡协调也是生产力。生产力的哲学概念是人们征服自然、改造自然的能力,其中有人的因素和物的因素,而人是生产力中最活跃的。既包括由先进知识和技能武装的人,也包括掌握了先进技能的人。协调工作的前提是尊重人,尊重主导协调工作方向的人。放下架子,俯下身子,不厌其烦的说明情况,阐明事由。在协调进程中,力求以理服人,尽可能地让事实说话,用数据论证观点。协调工作的内功在平时,立足平时的交往和做人、做事,认真做好日常协调,关键时刻才能无往而不胜。准备充分是做好协调工作的基础。对要协调的问题,提前深思熟虑做好预案,有备协调,才能避免盲目。协调切忌高高在上、旁若无人,或者看不起他人,藐视协调各方,否则即使准备多日的协调也会付之东流。协调是一门高超的艺术。会因人而异,因事而异,因时而异,但只要开动脑筋,因地因时因人制宜,一切问题都会迎刃而解。
在信息技术课程中,程序设计一直作为重要的教学内容。教育部颁布的新课标中,清晰的界定了信息技术学科的优秀素养,包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新和信息社会责任四个方面。程序设计融入必修模块中,提出了学习要求:让学生掌握一种程序设计语言的基本知识,利用程序设计语言实现简单算法,解决实际问题。将计算思维的形式化、模型化、自动化特征渗透至内容标准中。在这里,特别突出了计算思维的重要性。然而,一直以来,在程序设计教学的重点都是语法的掌握,而对学生设计合理算法,并学会迁移运用到解决实际问题中的计算思维的培养则较为忽视,基于此,教师应该积极进行教学实践改革,在程序设计教学中渗透思维教学,从而促进学生计算思维的提高。 1.制定出学生计算思维培养的教学体系 在程序设计内容的基础教学过程中,培养学生的计算思维十分重要,因此作为教师,应该在整个教学的过程中渗透计算思维,尤其要把其作为对未来人才培养的重中之重。考虑到当前课程教学中侧重点的不同,要培养学生的计算思维,需要教师结合人才培养的目标制定出相应的教学体系,同时根据所制定的教学体系,系统性的塑造程序设计知识内容,再结合实际案例进行分析,使学生可以对问题解决的方法逐渐掌握,进而养成计算思维能力。比如,在程序设计基础教学中讲解算法这一知识时,教师就可以与生活中的实际例子进行结合,考虑对实际问题的解决作为主要方面,列举出生活中存在的哪些问题,再利用合理科学的比较与计算,进而选择适当的解决方法,这就需要运用到算法的特征与概念。举例来说,假如我们要去某个地方旅行,结合实际生活里的这个问题,就应该先思考从始发地去目的地的路线方面的问题,之后还应该考虑到天气方面的要素,最后在对交通工具进行适当的选择。而在思考这几个影响因素时,就能够发现其中存在着一些制约的要素,而对这些制约要素进行分析的过程实际上就是计算思维体现的过程。这种利用案例启发学生学习和思考的方法,能够把实际生活中的问题引入到相关知识的学习中,还可以环环相扣促进学生思维能力的提高。 2.对现有教学内容进行改革,促进学生学习兴趣的提高 程序设计教学对于计算机基础较差的学生而言,在对程序设计语言入门知识以及基本知识进行教学时,应该尽可能出现对语法细节的过度强调,否则很可能导致学生因为一时无法很好的了解与掌握而失去信心和学习的兴趣。因此,作为程序设计课程的教师来说,最好多和具体的实例相结合,对现有的教学内容进行改革,将计算思维的理念融入到其中,从而促进学生计算机知识兴趣的提高。就理论教学而言,应坚持“学生主导、教师辅助”的原则,对程序的流程以及程序设计关系进行重点的讲解,通过探究式和启发式等教学方法,使学生的自主思考能力得到提高,强化培养学生程序设计基础以及灵魂方面的教学,如流程图表达算法和计算思维方面的教育,进而促进学生程序设计能力以及计算思维能力的提高。 3.强化教学实验,促进高中生分析设计能力的提高 程序设计教学是一门实践性较强的课程,因此应该强化对实验教学模式与方法的改革,进而更好的培养学生对问题分析、解决和创新实践的能力。基于此,作为程序设计教师来说,应该依照课程的教学安排,对不同的实验内容进行分层次、分阶段的实施,增强学生对理论知识方面的理解。结合教学内容设计的不同,通过典型性的实验题目,给学生以指导,使其对基本的语法知识以及程序设计的基本方法掌握,之后在对综合性实验题目进行分层次、分阶段的设计,从而让学生可以对所学知识进行综合利用,通过计算思维,编写出更为复杂的设计类程序,促进其问题分析与解决能力的提高。 4.改革考核内容和方式,提升高中生的专业学习能力 过去的考试主要侧重于对学生基本语法方面的考核,这实际上并不能明显的提高学生的学习能力。所以,要培养学生的计算思维,就应该相应的改革传统考核的方式与内容,重视阶段性过程考核,提高其在整个总成绩当中的比例。此外,还应该全面改革期末试卷考试的内容,对关于语法细节方面侧重的填空以及选择取消,用侧重于对学生能力培养的程序分析以及程序改错等题型进行替代。这样不仅考核了学生的理论学习,也极大的调动了其学习的兴趣、实际动手操作的能力。 5.结语 程序设计教学不但要向学生传授程序设计语言基础知识方面的知识,更应该重视对学生计算思维基本理念的传授,问题分析、解决能力以及实际编程能力的培养。 参考文献: [1]郭兴凯,金英,马吉权.基于计算思维能力培养的程序设计基础课程研究与实践[J].黑龙江教育•理论与实践,2018,(3). [2]吴蕾,钦明皖,杨勇.基于计算思维能力培养的程序设计基础课程教学新模式[J].计算机教育,2015,(7). 作者:徐萱 单位:南京市第三高级中学
图书管理系统论文:计算机图书管理系统简析 1计算机图书管理系统需求分析 上述介绍的新型计算机图书馆系统不仅需要具备功能性需求,还应该具备非功能性需求。所谓功能性需求,主要包含图书搜索、图书借阅等,也就是系统必须要具备的功能。而非功能性需求是一种延伸与补充。计算机图书管理系统只有实现非功能需求,整个系统才能更加安全可靠、性能也才会更加的优良。具体表现如下:首先,可支持性,就是指计算机图书管理系统软件应该具有易变性,同时也应该具有可维护性。因为当系统进行需求分析时,有些需求并不能被识别出来,而且软件应用期间,还会有很多新的需求,同时原有的需求也有可能会发生改变,这种情况下,软件极有可能对需求作出错误的判断,因此这就需要软件能够时常更新,也能够随时维护。其次,可靠性,换言之,计算机图书管理系统软件应该具有一定的容错度,软件应用过程中还应该具有相应的吞吐量,如果软件不间断进行运转,还应该具备相应的可恢复性等。最后,可用性,这是计算机图书管理系统应该具备最重要的性能需求,软件应该方便用户使用,操作简单,同时还方便理解,最为重要的是软件还应该具备安全访问限制功能等。至于软件性能,主要是指软件运行效率。在对软件系统尽心需求分析时,应该遵循相应的原则:首先,需求分析人员应该对软件功能有所了解。即软件主要用于解决哪些问题,相关人员还应该了解软件业务具体流程,数据加工处理步骤等;其次,有关了解软件功能之后,就需要针对各个具体的功能建立相应的系统模型,同时在深化系统;再次,因为软件对可实现性以及理解性有严格的要求,为了能够实现这一要求,相关人员可以对系统进行有效分解,分解的方式有两种,一种是横向分解,即将系统中的某一个功能,通过横向分解为几个功能;另一种是纵向分解,即将系统某一个功能分解成各个子功能;最后,系统软件中的逻辑视图与物理视图一定要做好区分,所谓逻辑视图主要是指计算机图书管理系统能够实现的所有的功能,这与细节没有任何的关系,物理视图主要是指系统内部设计,其与外部功能并没有任何的联系,其着重解决的是如何做的问题。 2计算机图书管理系统功能与非功能性需求 2.1功能性需求 首先,用户注册由于登陆功能,系统软件应该允许借阅读者或者是购买图书的读者能够进行注册成为会员,会员就可以随时登陆进行各种操作。其次,图书搜索显示介绍:用户根据自己的需求进行相关查询和浏览,查看图书目录,内容介绍,并显示购买价格;再次,图书借阅:用户根据自己的需求选择借阅书籍,并生成还书曰期;购物车查看:查看用户自己放入购物车内想要购买的图书,及在图书订购前杳看是否是自己打算购买的图书。 2.2系统非功能性需求 系统界面的友好性:虽然系统界面的设计与计算机技术没有多大的关系,但是一个好的系统界面具有美观性、易操作性,使用起来能够让人身心愉悦,能够吸引更多人的关注,直观易懂的界面让人使用起来也方便很多;可用性:这个具体表现为系统是否实现了该有的功能,好不好的问题。 3结语 综上所述,可知计算机图书管理系统是一种值得广泛使用的系统,因为此种系统不仅具有基本的功能,还具有一些补充功能,能够使系统更加的稳定可靠。再加之,信息时代,图书管理要求越发严格,传统的管理系统并不能满足需求,因此,计算机管理系统的应用是图书管理事业发展必然的选择。尽管现阶段,该系统的应用范围还不是十分广泛,这正说明其具有一定的市场发展前景。 作者:赵迎春 单位:中国刑警学院图书馆 图书管理系统论文:图书管理系统论文:XML查询技术图书管理系统研究 1XML查询技术 XML是Web发展到一定阶段的必然产物,可扩展标记语言是用来描述一种称为XML的文件的数据对象,同时也部分描术了处理这些数据对象的计算机程序的行为。为图书馆理系统实现查询功能奠定基础。 1.1XML的文档结构 一个典型的XML序言包含以下的语句成份: ?xmlversion=”1.0”? !DOCTYPEbooksSYSTEM“books.dtd” ?xml-stylesheettype=”text/xsl”href=”books.xsl”? xsl:stylesheetversion=”2.0”xmlns:xl=///1999/XSL/Transform 这个语句为了XML文档数据的有效性说明、XML文档的格式转换和应用程序设计。 1.2XML查询定位链接 随着XML的发展,XML文档的查询、定位、链接的相关技术规范相继出台。这些规范完善了XML技术体系,使XML稳步发展。目前Xpath、Xlink、Xpointer是W3C推荐的用于XML文档的查询链接和检索的规范。1.3XML与数据库的交换在XML技术出现之后,各种传统数据库相继推出了自己的支持XML的解决方案来实现传统数据库与XML之间的转换。作为数据存储载体,XML文档也可以作为数据文件使用,同样可以完成传统数据库存储数据的任务和功能。 2XML查询在图书管理系统中的设计 本论文是基于我院的图书管理系统中的数据查询为主要研究内容。我学院是省骨干高职院校。(1)招生规模在省内高职中处于前列,在图书管理工作中有着自己独特的方法。(2)我学院现有多个单机版本的图书管理系统,存在数据格式不兼容,数据严重冗余等问题,课题组通过对现有系统的整个改造并结合学院中各个子系统之间数据整合情况,采用XML表示各子系统中的数据,形成图书综合管理系统。(3)使用基于XML数据的查询技术进行深入研究,在众多的XML查询技术当中,选择了XQuery查询语言进行研究。(4)最终通过XQuery查询技术能够对图书综合管理系统中的XML数据进行有效的查询,最后得到所需要的数据信息。 3实现图书管理系统的查询方法 3.1专业调查(社会调查法) 通过调查,弄清本校图书馆现有的多套图书馆管理系统运行方式,数据的格式,系统的缺陷,数据相互共享的需求情况。 3.2文献资料法 通过专业图书、期刊及网络资料等资料文献检索方式,查阅国内外有关XML查询技术方面的资料,并进行归纳和总结,从而总结其教训,借鉴其先进的经验,做为我们研究XML查询技术在高职校图书管理系统中应用的一个基础条件。 3.3数据搜集法 搜集学院各图书管理系统的相关开发手册资料等。主要是针对XML查询语言进行研究与应用,研究XML查询语言中的XQuery查询技术;利用这种查询技术对高职院校图书综合管理系统进行查询应用。针对XML查询技术方面的资料很少,还有XQuery查询技术在高职校图书综合管理系统中的查询实现。 3.4XQuery查询技术法 XQuery查询技术从众多的XML查询语言是各个行业中表示数据的标准。基于关系数据库的通用XML存储查询系统的研究与实现,能够将XML文档解析并存储到关系数据库中,实现不同图书管理系统数据的查询共享。 3.5主要观点和创新价值 主要针对图书管理系统不同数据平台下进行整合时,遇到的数据交换及数据不兼容等问题。提出了使用XML数据来描述信息,使用XQuery来查询数据的应用解决方案。充分利用XML可以自定义格式的特点,以及XQuery对结构化和半结构化数据查询的优势,并且以学院图书管理系统为实例,使用以上提出的技术手段,进行应用研究。创新之处在于使用XML数据组织不同图书管理系统之间的数据,并在查询系统数据时使用XQuery查询语言。研究成果可以作为同类高职院校图书馆,在进行图书馆管理系统升级、多系统整合时遇到数据不兼容、数据高度冗余等问题时的样例解决方案。通过研究,我们能够顺利使用XML查询语言中的XQuery查询技术对高校图书综合管理系统进行有效查询,另外如果条件允许的情况下,还可以进一步研究,实现利用XML查询语言中图形化查询技术来实现相应的查询,会取得更好效果。 作者:许宪玲 单位:黑龙江农垦科技职业学院 图书管理系统论文:高职院校图书管理系统研究 1.XML查询定位链接 传统的图书管理方式已出现严重的不适应。在互联网技术高速发展的今天,应用数据库技术和网络技术实现图书管理工作是完全可行而且必要的,它能够提高工作效率和管理水平。摘要随着XML的发展,XML文档的查询、定位、链接的相关技术规范相继出台。这些规范完善了XML技术体系,使XML稳步发展。目前Xpath、Xlink、Xpointer是W3C推荐的用于XML文档的查询链接和检索的规范。在XML技术出现之后,各种传统数据库相继推出了自己的支持XML的解决方案来实现传统数据库与XML之间的转换。作为数据存储载体,XML文档也可以作为数据文件使用,同样可以完成传统数据库存储数据的任务和功能。 2.XML查询在图书管理系统中的设计 本论文是基于我院的图书管理系统中的数据查询为主要研究内容。我学院是省骨干高职院校。(1)招生规模在省内高职中处于前列,在图书管理工作中有着自己独特的方法。(2)我学院现有多个单机版本的图书管理系统,存在数据格式不兼容,数据严重冗余等问题,课题组通过对现有系统的整个改造并结合学院中各个子系统之间数据整合情况,采用XML表示各子系统中的数据,形成图书综合管理系统。(3)使用基于XML数据的查询技术进行深入研究,在众多的XML查询技术当中,选择了XQuery查询语言进行研究。(4)最终通过XQuery查询技术能够对图书综合管理系统中的XML数据进行有效的查询,最后得到所需要的数据信息。 3.实现图书管理系统的查询方法 3.1专业调查(社会调查法) 通过调查,弄清本校图书馆现有的多套图书馆管理系统运行方式,数据的格式,系统的缺陷,数据相互共享的需求情况。 3.2文献资料法 通过专业图书、期刊及网络资料等资料文献检索方式,查阅国内外有关XML查询技术方面的资料,并进行归纳和总结,从而总结其教训,借鉴其先进的经验,做为我们研究XML查询技术在高职校图书管理系统中应用的一个基础条件。 3.3数据搜集法 搜集学院各图书管理系统的相关开发手册资料等。主要是针对XML查询语言进行研究与应用,研究XML查询语言中的XQuery查询技术;利用这种查询技术对高职院校图书综合管理系统进行查询应用。针对XML查询技术方面的资料很少,还有XQuery查询技术在高职校图书综合管理系统中的查询实现。 3.4XQuery查询技术法 XQuery查询技术从众多的XML查询语言是各个行业中表示数据的标准。基于关系数据库的通用XML存储查询系统的研究与实现,能够将XML文档解析并存储到关系数据库中,实现不同图书管理系统数据的查询共享。 3.5主要观点和创新价值 主要针对图书管理系统不同数据平台下进行整合时,遇到的数据交换及数据不兼容等问题。提出了使用XML数据来描述信息,使用XQuery来查询数据的应用解决方案。充分利用XML可以自定义格式的特点,以及XQuery对结构化和半结构化数据查询的优势,并且以学院图书管理系统为实例,使用以上提出的技术手段,进行应用研究。创新之处在于使用XML数据组织不同图书管理系统之间的数据,并在查询系统数据时使用XQuery查询语言。研究成果可以作为同类高职院校图书馆,在进行图书馆管理系统升级、多系统整合时遇到数据不兼容、数据高度冗余等问题时的样例解决方案。通过研究,我们能够顺利使用XML查询语言中的XQuery查询技术对高校图书综合管理系统进行有效查询,另外如果条件允许的情况下,还可以进一步研究,实现利用XML查询语言中图形化查询技术来实现相应的查询,会取得更好效果。 作者:许宪玲 柴炜 郎裕 王丽丽 周文瑞 图书管理系统论文:计算机图书管理系统分析 1计算机图书管理系统需求分析 上述介绍的新型计算机图书馆系统不仅需要具备功能性需求,还应该具备非功能性需求。所谓功能性需求,主要包含图书搜索、图书借阅等,也就是系统必须要具备的功能。而非功能性需求是一种延伸与补充。计算机图书管理系统只有实现非功能需求,整个系统才能更加安全可靠、性能也才会更加的优良。具体表现如下:首先,可支持性,就是指计算机图书管理系统软件应该具有易变性,同时也应该具有可维护性。因为当系统进行需求分析时,有些需求并不能被识别出来,而且软件应用期间,还会有很多新的需求,同时原有的需求也有可能会发生改变,这种情况下,软件极有可能对需求作出错误的判断,因此这就需要软件能够时常更新,也能够随时维护。其次,可靠性,换言之,计算机图书管理系统软件应该具有一定的容错度,软件应用过程中还应该具有相应的吞吐量,如果软件不间断进行运转,还应该具备相应的可恢复性等。最后,可用性,这是计算机图书管理系统应该具备最重要的性能需求,软件应该方便用户使用,操作简单,同时还方便理解,最为重要的是软件还应该具备安全访问限制功能等。至于软件性能,主要是指软件运行效率。在对软件系统尽心需求分析时,应该遵循相应的原则:首先,需求分析人员应该对软件功能有所了解。即软件主要用于解决哪些问题,相关人员还应该了解软件业务具体流程,数据加工处理步骤等;其次,有关了解软件功能之后,就需要针对各个具体的功能建立相应的系统模型,同时在深化系统;再次,因为软件对可实现性以及理解性有严格的要求,为了能够实现这一要求,相关人员可以对系统进行有效分解,分解的方式有两种,一种是横向分解,即将系统中的某一个功能,通过横向分解为几个功能;另一种是纵向分解,即将系统某一个功能分解成各个子功能;最后,系统软件中的逻辑视图与物理视图一定要做好区分,所谓逻辑视图主要是指计算机图书管理系统能够实现的所有的功能,这与细节没有任何的关系,物理视图主要是指系统内部设计,其与外部功能并没有任何的联系,其着重解决的是如何做的问题。 2计算机图书管理系统功能与非功能性需求 2.1功能性需求 首先,用户注册由于登陆功能,系统软件应该允许借阅读者或者是购买图书的读者能够进行注册成为会员,会员就可以随时登陆进行各种操作。其次,图书搜索显示介绍:用户根据自己的需求进行相关查询和浏览,查看图书目录,内容介绍,并显示购买价格;再次,图书借阅:用户根据自己的需求选择借阅书籍,并生成还书曰期;购物车查看:查看用户自己放入购物车内想要购买的图书,及在图书订购前杳看是否是自己打算购买的图书。 2.2系统非功能性需求 系统界面的友好性:虽然系统界面的设计与计算机技术没有多大的关系,但是一个好的系统界面具有美观性、易操作性,使用起来能够让人身心愉悦,能够吸引更多人的关注,直观易懂的界面让人使用起来也方便很多;可用性:这个具体表现为系统是否实现了该有的功能,好不好的问题。 3结语 综上所述,可知计算机图书管理系统是一种值得广泛使用的系统,因为此种系统不仅具有基本的功能,还具有一些补充功能,能够使系统更加的稳定可靠。再加之,信息时代,图书管理要求越发严格,传统的管理系统并不能满足需求,因此,计算机管理系统的应用是图书管理事业发展必然的选择。尽管现阶段,该系统的应用范围还不是十分广泛,这正说明其具有一定的市场发展前景。 作者:赵迎春 单位:中国刑警学院图书馆 图书管理系统论文:物联网技术图书管理系统初探 1数据描述 1.1静态数据 图书:图书ID,书名、作者、出版社、索书号、ISBN/ISSN、单价、出版时间,出版社等。管理员:用户名,用户密码,管理权限,姓名。读者:姓名,借书卡卡号,读者类别,性别,部门或班级,所属系部,联系方式。 1.2动态数据 输入数据:查询关键字,读者项记录的修改,查询方式,图书项,新建读者项,新建图书项,鼠标对按钮的点击,借还图书的输入信息等。输出数据:图书借还信息,注销结果信息,查询关键字对应的数据库子集,,操作成功或失败的消息,统计信息。 2数据库 系统数据库采用SQLServer数据库软件。数据库概念结构分析图书实体的E-R图(图1)。读者实体的E-R图(图2)。数据库逻辑结构分析图书信息表图书信息表是用来记录图书各种字段信息的表,由条码号、书名、ISBN号、作者和单价等。其中条码号为主键(表1)。读者信息表读者信息表记录的是读者的个人信息,包含读者证号、姓名、年龄、性别、联系电话、邮箱、可借书数、已借书数、罚款。其中读者编号是主键(表2)。 3系统构成 3.1软件构成 通过对图书管理系统需求进行的需求分析,图书管理系统主要功能包括:图书管理、借还管理、读者管理、查询管理、系统设置、超期通知、智能标签转换、盘点、智能监测、自助借还、查询和个人信息修改等。对不同的用户角色开通不同的模块和权限。超级用户拥有最高权限,开放系统设置模块;系统管理员开通读者管理、图书管理、借还管理、查询管理、超期通知、智能标签转换、盘点、智能监测模块;读者开通自助借还、查询和个人信息修改模块。 3.2硬件构成 3.2.1计算机主机网络设备包括应用系统和数据库系统,全部存放于服务器端。回传对应书本的RFID标签数据可以通过有线网络或无线网络的方式来实现。可以在各个书库内布设AP,以实现手持设备和智能书车的信号接入,无线AP通过有线网络接入优秀交换设备。3.2.2RFID相关设备RFID标签有多种类型,包括层标、图书RFID标签、架标等类型,在使用过程中还需要配置标签打印设备。一般图书的RFID标签,应从成本、寿命、读写性能等多方面来考虑,图书馆中采用13.56MHz的RFID标签比较合适。3.2.3标签转换站采用B/S结构的标签转换站,实现对标签的转换。之所以采用B/S结构,目的是为了降低图书馆技术人员对设备的后期维护。任何一台装有标签转换装置的计算机,都可以实现对标签的转换。3.2.4自助借还机在物联网技术应用于图书馆之前,图书的借还主要是通过扫描仪扫描书本的条形码实现。当RFID技术应用于图书馆之后,借还的整个过程不再需要人员的干预,而且RFID自助借还机可以实现一次借还多本图书,相较于人工的逐个扫描,大大加快了图书的借还效率,减少了人工操作的失误。3.2.5自动盘点设备利用条形码技术对图书进行盘点,实现起来非常困难,且效率低下。当便携式RFID阅读器运用于图书盘点之后,可以无接触读取图书信息,检查库存或进行各种文献查找,速度快且准确,寻找错架图书的工作变得简单。 4系统的实现 图书管理系统软件采用B/S结构。Web检索系统将系统的馆藏书目数据和读者外借数据以web方式,实现上网查询、图书借阅及续借、读者自助借还情况查询。登录模块未登录的用户只能访问到图书馆简介性内容,其他内容不对匿名用户公开,因此需要用户进行登录认证。用户进入到登录页面后,输入用户名和密码,选择用户类型后进行登录。系统会自动查找数据库,核对登录信息,通过后,进入到对应的登录页面,分配不同的权限。管理员进入到管理员的登录页面,读者进入到读者的登录页面。可以说,登录其实是系统对用户身份进行验证的过程。读者模块读者登录后会进入到读者页面,进入读者页面后可以进行查询、图书预约、预约取消、图书续借、个人信息维护、在线留言等操作。查询模块个人借阅情况查询在个人借阅情况查询中,读者可以查看到个人信息和图书借阅情况,在借阅情况中可以查看到全部未归还书籍以及应该归还的日期。图书查询读者可以在图书查询页面进行图书查询,在图书查询中分为普通检索和高级检索,在普通检索中读者可以选择检索途径、语言种类、时间范围、排序选项等信息来进行查询进行图书的查询,系统自动从数据库中选择满足条件的图书供读者查看。 5系统测试 5.1登录页面的测试 输入正确的用户名和密码进行登录,查看登录是否正常。输入各种错误的数据,如正确的用户名,空密码等进行登录,检查系统是否做出正确的提示。系统在遇到各种不同的登录时,是否能做出合理的处理和提示。 5.2读者管理模块测试 读者模块各功能窗口的测试和其它模块测试一样,先是测试模块在正常使用数据输入的情况下,功能是否正常。其次是,在各种不同数据输入和操作流程中,查看系统是否能做出合理的正确的处理。 5.3图书盘点模块的测试 在图书盘点模块的测试中,系统能对采集到的数据与数据库中的数据进行比较,达到盘点的目的。在此项功能的测试中,由于各种原因的限制,系统并未进行大规模的采集数据,仅进行了试运行,测试结果表明此项功能基本能达到要求。 6结束语 物联网技术与图书管理系统相结合,有效的解决了图书馆在管理过程中出现的借还书难、图书失窃、无法快速准确盘点图书等问题,提升了图书馆的服务和管理水平,在未来必将受到越来越多的图书馆青睐和应用。 作者:刘秀峰 单位:广东理工学院 图书管理系统论文:图书管理系统的设计方案解析 1图书管理系统总体设计方案 总体任务是实现图书信息系统化、规范化以及用户使用自动化。本系统需要完成的主要功能有:图书借还管理、图书管理、读者管理和系统维护管理。系统功能设计最终必须转换成详细设计,要充分了解用户各个方面的需求,进行需求分析,得出数据字典。设计出满足系统需求的各种实体,对读者信息实体的描述,对读者以及属性信息的定义;画出用户信息实体E一R图,对用户信息以及属性的描述;画出借阅信息实体E一R图,描述借阅信息实体,刻画各实体间的关系。系统数据流图描述了图书管理系统的输入输出,用数据流把这些加工连接起来,进行书籍的分类及书籍信息的处理。根据读者类别表,读者信息表获得读者信息,读者可以查询借还书信息,借阅情况等。系统详细设计包括登录模块,图书管理模块,读者管理模块,图书借还管理模块和系统维护管理模块的功能,输入输出流以及流程设计。登录模块主要是验证用户身份,要画出图书登录界面的流程图,判断是否为合法用户;图书管理模块包括图书入库处理子模块,主要描述了图书入库处理子模块。图书查询子模块查询图书信息;读者管理模块包括读者登记子模块,登记读者的一些信息。还包括读者查找子模块,列出读者所借书籍信息;图书借还管理模块包含借书模块,实现借书功能,还有还书模块,实现还书功能;系统维护管理模块,要画出系统维护管理模块的流程图,实现系统用户与普通用户的设置。数据库设计。我们使用为Access2003数据库系统。为图书数据管理系统数据库命名为T1,设计图书信息表,表名为book。设计读者信息表,表名为user,读者级别信息表,表名为rl,设计系统用户信息表,表名为ADoper,设计借阅信息表,表名为b1。 2图书管理系统检索算法 这是整个图书管理系统中的重要环节,利用计算机技术,高效的检索算法能够提高图书管理系统的性能。随着图书的类别与数量的增加,我们会发现其检索成为系统性能的障碍,针对图书管理系统的检索模块,能设计出一种高效的图书检索算法。即基于类别、日期和类别日期的索引表。图书类别和图书日期索引表为二级索引,图书类别索引表和图书日期索引表。随着因特网的发展,网络里已经呈现出海量数据,在这种情况下,如何加强数据检索成了业界关心的问题。数据挖掘以一种全新的理念整合了多种学科技术,从而更加有效的提高检索的效率。在我们这个系统中,它主要是通过统计出读者近期所借阅的书籍,然后进行相关运算,得出读者借阅书籍的类别,年份等信息,接下来再将这些信息加以扩展,设置缓存,利用相关算法统计,直到重新收集数据进行统计分析。基于数据挖掘的索引表采用分块处理的机制,具体算法包括建立类别日期索引表,检查无误后进行了初始化缓存,放入相关借阅的书籍,然后使读者能够进行正确查询,用数据挖掘技术,经过相关运算后放到读者偏好的书籍,采用LRU算法,数据挖掘技术与索引表的结合,对书籍进行聚类分析,可以加速检索的速度,并推测读者未来可能借阅的书籍,充分发挥数据检索的优势,把这些书籍提前放到缓存中去。 3图书管理系统各模块的实现与测试 用户登录模块的实现。用户登录窗口是用户和管理员进入系统信道,用户登录窗口起到了保护系统的作用,本系统的最大登录次数设置为三次,密码不正确则系统会出现信息提示。若输入的用户名与密码正确,方可进行系统界面。主窗口及菜单的实现。这个部分要求设计界面好看,实用。主窗口是管理系统的重要部分,用户通过登录接口进入的就是主窗口,并在这里实现系统各功能。菜单栏下面的工具栏有四个快捷图示。图书管理模块的实现。实现了图书信息的添加、修改和删除,系统管理员可以添加新的图书信息,对某图书信息进行修改,为图书信息删除等对图书信息进行编辑。对图书管理系统检索功能做性能分析,将把图书类别作为聚类对象,检索方式主要有直接进行检索,建立类别和日期索引,进行检索,在索引表中引入数据挖掘技术检索。读者管理模块的实现。其窗体与图书入库处理的窗体类似,但所有的数据项都不能为空,查找方式采用的是多条件查找和模糊查找。另外,还有图书借还管理的实现、系统维护管理的实现,最后进行系统测试,结果标明检索时间、可靠性达到需求分析指标。 作者:赵淮羚 单位:吉林省伊通满族自治县老干部局 图书管理系统论文:物联网技术的图书管理系统 1系统设计目标 基于物联网技术的质量追溯系统是建立在企业制造执行系统UniMaxMES(ManufacturingExecu-tionSystem)平台上,通过采用激光喷码结合条形码实现主关键件加工过程数据采集。在UniMaxMES系统中完成生产计划与现有计划的集成,根据下达计划安排生产,将生产过程及质量相关数据进行实时记录,零件的加工过程状态清晰透明。系统基于生产过程中的质量数据记录进行分析,可追溯零件查明所涉及的人、机、料、法、环等环节的质量问题,从而做出合理的质量预防和处理方案,减少或避免类似质量问题的出现。该系统的总体实施目标见表1。在实施过程中充分考虑信息共享,将现有罗拉计划管理系统SAP无缝集成至UniMaxMES系统中,计划人员可以直接应用集成的SAP计划,也可手工导出集成的计划进行修改,再更新集成后的计划作为实际生产计划。计划人员也可手工创建生产计划,灵活安排生产。所有工序加工完成即可报工返回至现有SAP中,从而避免信息孤岛。 2系统主要功能模块 该系统包括生产计划、生产执行、质量管理、质量追溯等模块,总体架构见图1。以下以公司主关键件罗拉为代表进行阐述。 2.1生产计划管理模块车间的生产计划来源于SAP的用户订单计划和发运计划。根据SAP计划,计划人员根据实际生产情况下达实际生产计划。根据业务需求,计划模块包括如下功能。1)统筹生产计划,实现生产计划可控可追溯。2)实现与外部系统SAP主生产计划同步,提供生产计划的导入功能。3)提供生产计划的实时查询、导出Excel文件功能。4)通过与外部生产系统的信息集成,实现计划调整和车间执行情况的快速查询。 2.2生产执行模块根据实际加工情况,将一个计划分成若干批次,一个批次包含120根罗拉,在生产执行中一个批次在一个工作地始终有一张条形码工序流转卡对应,流转卡用于实时记录加工信息,一个班组或一个工作地加工完毕,根据流转卡信息结合扫描枪基于信息录入Web界面快速采集加工信息。罗拉加工工艺路线需要经过4个工作地:来料加工、抛光、电镀、组装加工及装箱。在每个工作地布置信息采集点,实现生产信息实时采集。根据罗拉材质及加工工艺的特殊性,罗拉将在工序“磨成型”后进行激光喷码,每一根罗拉将生成一个唯一编码,成为终身标识。在激光喷码后,可对每一根罗拉进行加工者、质量等信息收集,为后期质量追溯提供数据依据。所有工序加工完毕,在装箱发运前与SAP工单绑定,使生产中的实际罗拉与SAP计划相关联。 2.3质量管理模块质量管理模块主要是为分析加工过程中人机料法环提供数据信息,为决策层提供科学解决方案的依据。数据来源是首检、自检、互检、巡检、专检(百检)环节,加工者与检验员通过WEB页面将数据录入到系统中,主要功能如下。1)基础数据维护。检验类型、各工序检验项、返修、报废等数据的定义与维护。2)数据录入。包括各工序检验项、人员、物料名称、报废数量等信息录入。3)信息查询。可输入加工者名字、工号、批次号、工单号、检验类型、机床号、加工时间段等进行质量信息查询。4)报表统计。支持时间段(日、周、月、年)、工作地、班组、加工者、机床信息(见图2)。 2.4质量追溯模块若在用户安装现场发现罗拉存在质量问题,可通过互联网,在Web页面输入激光喷码在罗拉上生成的产品序列号,追溯罗拉的加工工序和对应的加工者。结合质量模块检测记录,分析质量问题发生原因,从而预防、减少类似问题的发生。 3结束语 物联网激光标识技术在产品制造过程质量追溯中的应用,实现了与企业现有管理系统无缝集成,使销售、设计、工艺、生产制造深度融合,实现了现代企业对自身产品生产、包装、物流、销售等环节的精细化管理要求,为企业决策提供即时的数据分析,大幅提升了企业全方位的管控能力及市场综合竞争力。 作者:李彦辉 白连科 单位:经纬纺织机械股份有限公司榆次分公司 图书管理系统论文:科技图书管理系统的应用 1科技图书管理系统的作用 科技图书管理带给我们的是全新的管理理念和现代管理技术,可以在不同的情况下满足用户的不同需求,而且信息筛选快速、准确,虽然服务的对象没有综合性图书馆那么广泛、复杂,但所面对的读者仍是一个较复杂的群体,之所以利用这个系统软件,是因为它可以提高图书管理的工作效率,同时保证了图书管理的服务质量。 2完善定期宣传提升服务质量 可以根据馆藏资源和文化前言动态,及时向读者宣传本图书馆的藏书,并可帮助读者对科技文化、科研的动态、进展有所了解,将图书馆群体意识逐渐完善,以此充分发挥读者的积极性,努力实现图书馆服务的多元化,积极的给读者进行介绍,增加读者借阅的选择性,强化图书馆的多样性管理模式,不断提升图书馆整体的服务质量。 3实现图书管理的责任感、使命感 图书管理员的工作是将图书馆内的文献信息资源实现利用的最大化,满足不同图书阅读者的需求,突出图书管理工作的服务性,培养良好的道德素质修养,才能够为读者提供个性化的图书服务,在图书管理工作中要全身心的投入到图书管理工作实践当中去,全面了解和把握图书的搜集和整理工作,以强烈的责任感、使命感,来保证实现图书管理的信息传递、宣传领域的工作积极效应的实现,保证图书馆工作的质量和效益。 4结束语 科技图书管理通过与信息技术相结合,充分利用zixing图书管理系统软件,系统操作方便,界面友好,具有高效的查询与借阅能力,数据运行安全可靠,为其提供便利,为图书管理提供更多的信息,极大的提高了图书管理人员的工作效率,总之,图书管理应与时俱进,不断进行探索,在服务理念等各方面贴近读者需要,为读者着想,提高图书管理的实效,使图书管理更科学、更有效,更好地为读者服务。 作者:孙东颖 单位:中国地震局第一监测中心 图书管理系统论文:网络框架下图书管理系统的设计 为了减轻图书管理员的工作量,为用户提供一个快捷、准确的使用环境,实现对所有图书进行准确、轻松的管理,本文根据软件工程的思想,设计一套新型的图书信息化管理系统软件,使用信息化技术图书馆的图书资料信息进行分类管理,实现快速查找、大存储量、高可靠性、高保密性、长寿命等功能,极大地提高图书资料管理的效率[2-3]。 一、软件工程 1软件工程简介 软件工程属于工程类的学科,主要侧重于实践应用,即是将软件工程理论和知识应用于实际的软件设计开发中。软件工程的主要目的是设计出高质量的软件系统,它借鉴了数学建模、计算机科学、管理科学和传统工程科学等多个学科的知识,利用工程科学设计范型、评估成本、权衡风险,应用数学建模和计算机科学构造软件系统的模型及算法,使用管理科学制定计划、分配资源、管理质量、控制成本。 2软件工程的组成 一般来说,软件工程分为三大部分,即软件工程包含下列三大过程[5]:1)项目开发过程,是指系统开发人员设计并开发软件的过程,主要包括客户需求分析、软件系统设计、编码、系统测试等几大内容,类比于传统机械加工中产品在车间的生产过程;2)项目管理过程,是指项目负责人或产品经理在开发过程初期对软件开发过程的规划,并在开发过程中控制开发进度的过程,类比于传统机械加工中对车间加工过程的管理过程;3)项目改进过程,即是对上述项目开发过程和项目管理过程的管理和改进,包括对开发过程和项目管理过程的定义与改进,保证高质量产品的生产过程。可以说,软件工程包含的三大过程构成了一个系统工程,成为软件行业的必备基础。但在现今的软件项目中,项目开发过程往往受到大家更多的关注,而项目管理过程和项目改进过程经常得到忽视,根据实践经验,其实后面两个过程十分重要,在某些时候其重要性甚至超过项目开发过程。随着市场需求的变化,对软件产品的要求也不断发展,软件规模越来越庞大,软件开发也会逐步由个人作坊式开发向工厂流水线化变化,整个软件项目的开发过程也逐渐向传统的机械加工行业的生成过程进化,产品内容、产品质量、生产时间、生产成本等都成为项目管理的工作内容,软件工程逐步向规范化、工程化、工艺化、机械化发展。 3软件工程的开发方法 结构化开发方法由Yourdon和Constantine提出,也被称为面向数据流的开发方法。结构化开发方法是80年代使用最广泛的软件开发方法,它首先用对软件的需求利用结构化分析法进行需求分析,然后利用结构化设计方法对整个软件进行总体设计,最后利用结构化编程方法实现系统。它给出的变换型和事务型两类典型的软件结构,使得软件开发的成功率大大提高。面向数据结构的开发方法是把问题分解为可由三种基本结构形式表示的各部分的层次结构,最典型的代表即Jackson方法。三种基本的结构形式包括顺序、选择和重复,这三种基本数据结构可以进行任意组合,最终形成各种形式的复杂结构体系。该方法从系统的输入、输出数据结构入手,得到整个程序框架结构,再补充细节,最终得到完整的程序结构图。该方法对输入、输出数据结构明确的中小型系统特别有效。面向对象和分布式、并行组成了当前计算机业界最流行术语,面向对象开发方法位于当今计算机业主导地位。面向对象技术是一次软件开发技术的革命,在软件开发史上具有里程碑的意义。该方法包括面向对象编程、面向对象设计和面向对象分析三个步骤,采用了自底向上归纳与自顶向下分解的相结合方法,以对象为开发基础,不仅考虑了输入、输出数据结构,同时也包含了所有对象的数据结构。该方法通过对象模型的建立,实现基于用户的需求,同时大大改善系统的可维护性。 二、图书管理系统的分析与设计 1系统管理需求 系统需求分析是系统开发的基础,它将客户的需求抽象为模型,为软件系统的开发打下基础。本文中需要实现图书馆管理系统主要针面对普通读者借阅和管理员管理两部分:1)普通读者:可以登录系统时不需要输入用户名和密码,可直接查阅图书信息,也可以通过书名、作者、出版社、ISBN编号等多个选项进行查询,了解所需借阅图书的在库情况,但普通读者无权修改库中的数据信息。2)管理员:登陆时需要输入管理员密码,以此保证图书管理系统的安全,管理员拥有对图书信息库数据库进行操作的权限,系统应该为管理员提供了较完善的数据库维护功能,可以是管理员方便的进行图书管理,包括新书入库、图书借还、修改图书信息、图书信息管理等。通过这些功能,管理员可以对图书馆中所有图书以及图书借阅情况进行统一管理。另外,为了保证整个系统的安全保密性,系统还为管理员提供了修改密码的权利,这样是的整个系统的安全保密性得到提高。 2系统模块设计 本系统主要实现对图书信息及其借阅情况的管理,根据上述系统管理需求进行分析,本系统大体分为以下几个模块:登陆模块、管理模块、维护模块和设置模块。系统功能模块图如图1所示。 3系统数据库设计 本系统采用微软公司的.NET开发,开发语言选择C#。C#是集合了JAVA、VB等多种高级编程语言的优点的完全面向对象的编程语言。C#语法优雅,代码较健壮,结合VisualStudio集成开发环境,使得调试过程较为简单。.NET平台包含了微软最新的数据库技术——LINQ(LanguageIntegratedQuery)。LINQ是一组技术的总称,使用LINQ的查询语法,可以让开发者便捷的对数据源执行复杂的操作,和传统的SQL语句相比,LINQ查询语法在语义或性能上没有区别,但比用SQL语句编写的等效表达式更易读。从安全保密性角度考虑,远程数据库比本地数据库更能够保证数据的安全,且便于集中管理,存储的数据也较多。本系统设计为三层构架,客户端通过服务器的WebService服务访问数据库,不与数据库直接通讯,服务器提供WebService服务作为数据交换中心,提供数据的存储、查询、维护等功能接口。采用三层构架的设计可以保证访问数据库过程的安全性,所有访问数据库的代码都运行在服务器端,客户端只是通过服务器端的程序访问数据,使得客户端无法对数据库进行非法操作。 三、结论 本系统利用信息化技术,将传统图书馆手工管理方式利用软件实现,将各种图书管理操作集为一体,减轻了图书馆管理人员的工作量,有效的提高了工作效率,增强了管理工作的安全保密性,并利用软件工程的思想,在分析需求的基础上,设计了功能模块,并利用微软最新的LINQ技术设计系统数据库。本系统为图书馆实现现代化的管理奠定了一定的基础。(本文作者:张伟单位:常熟市中医院) 图书管理系统论文:图书管理系统安全稳定性研究 SQL(结构化查询语言)是世界上最流行的和标准化的数据库语言。Mysql可以说是目前最为流行的开源数据库管理系统软件,是一个真正的多用户、多线程SQL数据库服务器。Mysql开放源码,快捷灵活、稳定和容易使用等优点决定了其在中小型管理系统应用的优势。本文以基于Mysql网络数据库的图书管理系统为例,从安全稳定性要求和采取的安全策略等方面进行分析研究。 1Mysql在信息管理系统的应用与优势 1.1Mysql的基本特性与应用 Mysql与其他大型数据库Oracle、DB2、SQLServer等相比,有自身的不足之处,但是没有影响到Mysql在信息管理系统的应用。在个人或者是中小型的企业,Mysql发挥了自身的优势与作用。Mysql开放源码,具有快捷灵活、稳定和容易使用等优点,并有效的提供了PHP、C,C++,JAVA和HTML等主流前端开发软件的API接口。支持多种操作系统包括Windows、Linux、Solaris、MasOS等。目前,搭建动态网站或者服务器的开源软件组合有典型的网络架构LAMP,极大地方便了开发者。Mysql应用非常广泛,Google、facebook、等使用Mysql作为网络数据库。 1.2Mysql应用于图书管理系统的优势 Mysql应用于图书管理系统的优势主要分为三个方面,一是免费开源优势,如果再使用linux操作系统,可以减少购买操作系统和数据库的开销。二是多种平台支持的优势,Mysql可以与多个平台进行有效的连接,实现信息资源的共享。三是中小型数据库灵活稳定的优势,在设计Mysql程序的时候,加入了SQL中没有的一些补充条件,更加的适用于在中小型数据库中使用。图书管理系统通常要保存用户信息、图书信息和借阅信息,以及建立相关的书籍查询等,数据仓库并不是很庞大,因此,使用Mysql来管理数据非常合适。 2基于Mysql的图书管理系统安全稳定性分析 高校图书管理系统是基于互联网的网络数据库,通常采用B/S的体系结构,因此,在浏览器层、Web服务器层、数据库服务器层都会存在安全性要求,以及在操作系统、网络技术等方面的安全问题。只有控制好图书管理系统的安全问题,才能保证信息资源的有效共享。基于网络数据库的图书管理系统的安全稳定性具有以下几个特点:(1)较高的稳定性,包括操作系统的稳定性和数据库系统的稳定性,要保持Mysql数据库的正常运行轨迹。(2)数据的保密性能,对客户信息、访问浏览量、客户端等进行有效的保密。(3)运行的速度很快,包括浏览器端、数据库服务器端的访问速度,以保证数据信息在查找、修改等方面的快速反应。(4)数据的备份与数据的恢复功能。数据库服务器中,包括图书信息、借阅图书记录、客户账号等在内的相关数据的安全问题,是保证图书管理系统正常运转的重要因素。要采取严格的防范措施,同时,当发生数据故障的时候,要在最短的时间内恢复数据与系统。 3基于Mysql的图书管理系统安全稳定性策略 图书管理系统通常采用三层B/S结构模式,即用户层、Wed服务器层和数据库层。图书管理系统要注意提高数据库安全、操作系统安全和网络安全技术等方面的安全策略。 3.1优化数据库设计 比如,在遵循关系模式规范化的基础上,优化表设计适当增加中间表或增加冗余字段以减少连接查询所花的时间,优化JOIN操作和子查询尽量使用全连接避免产生中间表,尽量避免LIKE关键字和通配符进行查询。另外,还可以修改my.ini文件,对相关参数如sort_buffer_size、read_buffer_size、query_cache_size、max_connections等,设置合适的缓冲区大小和MySQL允许的最大连接进程数,以优化服务器提高系统性能,提高保证图书信息资源查询效率。 3.2数据容灾与备份机制 要定期地进行数据备份,保护图书书目数据、流通数据、客户信息等。定期的进行数据库的重组工作,增强数据库的使用性能。用好MYSQL的容灾与备份机制,比如:建立主从数据库集群,采用MySQL复制;制定数据库备份/恢复计划;启动数据库服务器的二进制变更日志;定期检查数据表;定期对备份文件进行备份;把MySQL的数据目录和备份文件分别放到两个不同的驱动器中,等等。 3.3帐户安全策略 可以从账户安全检查、系统内部安全措施、哈希加密等方面着手进行。比如,检查用户表mysql.user是否有匿名空账号(user=‘’),如有应将其删除。使用哈希加密帐户密码。加强客户的登录认证,尤其是服务器主机的登录认证。在主数据库创建从数据库操作所用的用户,并指定使用SLL认证等等。 3.4网络安全和操作系统安全策略 在网络安全策略方面,利用NAT技术,有效的防止发生来自网络外部的攻击现象,将局域网络内部的计算机系统进行隐蔽。正确设置计算机操作系统,确保客户使用真实身份,登录具有合法性。此外,还可以设置系统的实时监控,优化网络防火墙、文件加密以及杀毒软件技术的升级,等等。 4结语 综上所述,要确保基于Mysql在图书馆管理系统的安全稳定性能,要考虑很多种因素的影响,在数据库设计、数据库服务器、数据容灾与备份、帐户安全,以及计算机网络、操作系统等方面进行优化配置。图书管理系统的安全与稳定性能保证了信息数据的安全、稳定性与高效,保证了客户在不同的时间、地点、平台中有效的使用图书馆的资源信息共享。 作者:石坤泉 单位:广州番禺职业技术学院信息工程学院 图书管理系统论文:图书管理系统分析 1系统分析 本软件主要用于图书的采集、盘点操作。用户可以用本软件来为自己采集图书、盘点图书。也可以为其他客户进行代采。本软件的优点是适应性广、功能全面、存储容量大、数据保障性高、高效率、技术性高、一号多书处理、兼容多种数据源、支持多用户采集、适用性强、采书盘点数据格式通用、数据交换简单。 2系统总体设计 2.1硬件、软件支持 硬件平台是指开发与运行本系统时所需要的硬件环境,主要包括计算机机型和硬件配置。由于本系统只配备有PII处理器、64M内存、10G硬的普通微机即可顺利运行。该软件是在WINDOWS操作系统下以uBase/Linux系统为平台并使用uToolsTM2为开发工具所开发出来的软件,所以有简捷的WINDOWS界面操作风格,完善的功能流程设置,操作直观、方便。 2.2采集器内部结构和工作原理 平板式扫描枪一般由光源、光学透镜、扫描模组、模拟数字转换电路加塑料外壳构成。它利用光电元件将检测到的光信号转换成电信号,再将电信号通过模拟数字转换器转化为数字信号传输到计算机中处理。本软件是通过数据采集器对图书的现行条码和ISBN号进行量化采集,然后通过数据交换把采集到的信息通过数据线导到PC端软件,然后通过软件对用户的图书种类和需求进行分类,实现智能化和自动化的目的。 2.3软件模块结构设计 通过使系统调研与分析,系统主要应完成的功能如下:书库数据管理、订书数据管理、盘点数据管理、数据交换。图书管理系统包含书库的导入、导出、订书数据管理、盘点数据管理等功能。该系统执行时,先导入书库数据,然后根据输入的数据选择执行路径,购入图书进行登记,编用调用图书采编功能,导入、导出调用功能查询调用查询功能。 3图书信息管理软件详细设计 3.1图书管理系统启动界面本系统设计原则:界面美观大方、操作方便灵活;依据用户的需求设计界面;界面对用户操作有引导功能,并提供一些帮助功能。 3.2书库数据管理书库数据管理的功能是将书库数据与软件进行传输,图书数据就是在这里导入软件的,其主要分为导入书库数据、导出书库数据、书库信息显示、书库数据查找、书库数据清空和书库统计信息6部分组成。 3.3订书数据管理:导入订书数据、从采集器导入订书数据 3.4系统配置:库存代码设定、导出字段设定、DBF字段设定、交换数据 4结论 图书管理系统和射频识别技术有效结合为企业日常管理提供了重要的保障和安全。本系统利用射频识别的相关知识,主要实现了图书管理、数据库管理、书库管理等。该系统针对书店、图书馆的图书管理设计了一系列图书管理和图书采购管理功能。此软件有效解决了图书重复采购、书库盘点困难的难题。让“轻松采购、快速盘点”成为可能。 作者:徐化冰 单位:渤海船舶职业学院动力工程系 图书管理系统论文:图书管理系统设计与实现 摘要 根据图书管理的实际需求,本文给出了图书管理系统的需求分析以及程序设计的全过程。利用Access设计后台数据库;采用VB设计了客户机的应用程序界面。设计并实现了登陆、基本信息管理、图书信息管理和用户管理等功能模块。该系统的应用在一定程度上规范了对图书的管理,有效提高图书管理的效率及服务质量。 0 引言 随着社会信息量的与日俱增,作为信息存储的主要媒体之一图书[1],数量、规模比以往任何时候都大的多,高效的管理庞大的图书体系是非常必要的[2]。为了能让管理员从繁重的工作中解脱出来,使管理员在使用一个软件以后能极其容易地对所有图书进行管理,并且准确无误,轻松自如。设计一个图书管理系统软件是当务之急,也是本论文的重要意义和研究宗旨。 1 图书管理系统分析与设计 系统分析作为系统开发的基础,它是一个将客户的需求从具体到抽象的过程,为后续环节的设计与开发指明方向[3]。 图书管理系统主要实现对图书的系统化管理,大体有以下几个功能模块:登陆模块、基本信息管理模块、图书信息管理模块和系统管理模块。 系统功能模块图如图1所示: 图1 系统功能模块图 Fig. 1Block diagram of system function 1.1 登陆模块 出于对系统安全性考虑,实现权限等级管理[4]。系统管理员、老师和学生拥有不同的权限,在进入系统时需要通过用户 名来进行权限判断,登陆后可进行不同的操作。 进入系统后,首先看到登陆窗体,对用户的身份进行认证,身份认证可以分为以下两个过程: ⑴ 确认用户是否为有效的系统用户。 ⑵ 确认用户的类型。 第一个过程决定用户能否进入系统,第二个过程根据用户的类型决定用户的操作权限。 如果是学生或老师登录,不能对各种参数进行修改,否则用Admin用户登陆,如果还要创建其他用户,可以在用户管理模块中进行创建和管理,在创建用户时,需要输入要创建的用户名和密码,Admin用户还可以修改和删除其他普通用户数据。 用户列表及其权限如表1所示: 1.2 基本信息管理模块 该模块包括读者信息管理、图书分类信息管理和出版社信息管理等三大部分。图书管理员可在系统提示下对这几部分中的信息进行修改、添加、删除等操作。 1.2.1 读者信息管理 读者信息管理模块的主要功能是对读者的信息进行管理,可以对该信息进行添加、删除、修改和查询等操作。读者信息包括读者姓名、读者学号、所属学院和读者专业。当程序运行时,显示读者的详细信息。 1.2.2 图书分类信息管理 图书分类信息管理模块的主要功能是对图书的分类信息进行管理,可以对该信息进行添加、删除和修改等操作。图书分类有一级分类和二级分类,当程序运行时,显示图书一级分类名称,点击某一一级分类名称时,将显示此一级分类名称下的二级分类名称,如果此时要对一级分类名称进行修改,可直接进行,但此时的二级分类名称处于不可更改状态,如果要对其进行修改,须先选中二级分类名称单选按钮。 1.2.3 出版社信息管理 出版社信息管理模块的主要功能是对图书出版社的信息进行管理,可以对该信息进行添加、删除和修改等操作。当程序进行时,显示所有的出版社名称信息,当用户选择一条记录时,将在右侧的文本框中显示用户选中的出版社名称,则此时可以对其进行添加、删除和修改。 1.3 图书信息管理模块 图书信息管理模块包括图书入馆管理、图书借阅管理和图书归还管理三大部分。 1.3.1 图书入馆管理 图书入馆管理模块的主要功能是对入馆图书进行管理,当系统运行时,显示所有入馆图书的详细信息,如果入馆图书的状态显示为“入馆”,则表明该图书已经进行了入馆确认,不能再对其进行修改或删除,如果入馆图书的状态显示为“创建”,则表明该图书还未进行了入馆确认,还可对其信息进行修改或删除,若对该图书信息进行了确认,则可点击入馆审核按钮对其进行入馆确认,使其变为不可更改状态。 由于入馆图书较多,如果要查看某一入馆图书的详细信息,可通过DataCombo下拉菜单选择所要查看的图书分类名称,即可显示用户所要查看的详细信息。 1.3.2 图书借阅信息管理 借阅信息管理模块的主要功能是对图书的借阅信息进行管理,当系统运行时,显示所有图书的借阅信息,可以对图书借阅信息进行修改和删除等操作。 1.3.3 图书归还信息管理 图书归还信息管理模块的主要功能是对图书的归还信息进行管理,当系统运行时,显示所有图书的归还信息,可以对图书归还信息进行修改和删除等操作。 1.4 系统管理模块 系统管理模块包括用户管理和修改密码两大部分。 1.4.1 用户管理 用户管理模块的主要功能是实现对普通用户进行添加、删除和修改操作。当系统运行时,显示用户名列表,当管理员选中某一用户时,可显示该用户的用户名及用户类型。 1.4.2 修改密码 修改密码模块有两个功能:一、管理员通过调用此模块添加、删除或修改用户;二、普通用户通过此模块修改自己的登录密码。 2 数据库设计 数据库是图书管理的基础[5],在图书管理系统中占有非常重要的地位。数据结构的好坏将直接对应用系统的效率及实现的效果产生影响。 2.1 数据库表 本数据库中包含7个表,即借阅信息表Borrow、借阅明细表BorrowList、出版社信息表Publisher、入馆信息表StoreIn、读者信息表Reader、图书分类信息表Types和用户信息表Users。下面以借阅信息表为例介绍这些表的结构: 借阅信息表Borrow:主要用来保存图书的借阅信息,结构如表2所示: 2.2 系统变量 系统中定义了与数据库操作相关的变量,内容如下: IsConnect是私有布尔型变量,它的作用是标记数据库是否连接,如果IsConnect=True,则表明数据库已经连接,否则表示数据库没有连接。在连接数据库之前,需要对IsConnect变量进行判断,从而决定是否需要执行连接操作。IsConnect变量的值在Connect()函数中设置。 Connect_Num是私有整型变量。 变量cnn是连接数据库的Connection对象,变量rs是保存结果集的Recordset对象。 图书管理系统论文:图书管理系统的设计与实现 摘要:随着高校人数不断增多,加之管理信息化的冲击,传统的图书管理系统已经无法满足时代所需,为图书管理系统设计和实现提出新任务与新要求。本文依据图书的管理所需,探究图书管理系统设计和实现。 关键词:设计 图书管理系统 实现 1.前言 21世纪是一个信息时代,图书作为信息的载体,依然是人们获取知识的重要途径之一,图书馆的运作情况直接关系着传播知识的速度。因此,探究管理系统设计和实现具有实际意义。 2.管理系统设计分析 2.1需求分析 对于软件工作而言,需求分析属于关键过程。而图书管理系统中必须要实现信息管理、借阅管理以及后台支撑管理等各种重要的管理系统功能。如果从使用系统的对象来看,可以划分成系统管理员、图书管理员以及借阅者几个部分。 其一,如果从借阅者的角度来看,图书管理系统应该具备几个方面功能,即为查询图书的参数情况,借阅者借阅历史记录,修改借阅者个人信息,比如联系方式,登录密码等等,同时还要对他们的权限进行适当扩展,应该具有预定图书以及读者留言之功能。因此,其主要功能有图书信息检索,查询借阅历史,修改个人信息,预定图书,信息反馈等。 其二,从图书管理者角度来看,图书管理人员要具备的功能需求为录入,查询,编辑读者的基本信息,主要包含读者的姓名、编号、性别以及单位等;还包含输入,查询,编辑书籍的信息,其中包含了名称,编号以及类别等。以及借书和还书的信息输入。 其三,从管理系统的人员角度来看,包含了怎样使用该管理系统,如借阅者、管理人员的管理和维护,还要能够查看与维护系统等,主要包含了业务模块、数据维护模块、查询模块等。 2.2技术性要求 因为使用图书管理系统的场所较为特殊,开发者一定要关注系统的性能,以及使用后用户的体验情况,保障新开发系统能够满足计算机发展所需,因此技术性必须要满足如下要求。 其一,系统工作具备连续性;其二,系统要能够并行处理,以及快速响应的能力;其三,具备极强处理数据能力;其四,信息共享;其五,具备友好的人机界面。 2.3数据库设计 系统中数据库主要是用来管理与存储大量数据信息,这些信息不是孤立的,属于系统中一部分,程序终端就能够从数据库里得到关键数据信息。而项目开发功能和数据库紧密相连,对业务工作存档有较大影响,所以系统应该考虑实况来规划管理,就需要在选择数据库上下功夫。如今比较常用数据库有Access、Oracle、Sybase以及SQL Server几种数据库。 第一,E-R图。数据库中的E-R图又叫实体-联系图,通过这种图实现现实环境中概念模型,因为这种图也叫E-R模型,并且该模型是设计开发中较为常用的工具,该模型包含了三个基本概念,实体集、联系集以及属性,这种模型具备简便性和清晰性。比如用户信息的实体图,就包含了用户名、编号、密码以及权限、状态几个属性。 第二,数据库表结构的设计。数据库中表结构也较多,本文列举一些主要表结构: 用户表(tb_user),该表主要是用来存储于管理系统的用户数据,包含了用户的编号、密码、用户名以及权限与状态,其中最为关键是用户编号,其值属于自增类型。 图书分类表(tb_book_style),该表主要是存储于管理图书的分类数据,包含了图书的类型编号、名称及备注,关键是类型编号,属于自增类型。 部门信息(tb_department),主要是用来存储于管理部门的信息数据,包含了该部门的编号、名称以及备注。 图书信息表(tb_book),主要是用来存储于管理图书的数据,包含了图书的编号、名称、负责人、类型、描述、状态以及联系方式。 图书借阅(tb_book_borrow),该表是存储于管理图书的借阅数据,主要包含了借阅的编号、图书编号、读者编号以及借阅的日期与归还日期。 部门信息表(tb_publisher),该表是用来存储于管理图书出版社的信息数据,包含了图书出版社的编号、名称以及备注。 第三,数据库的连接设计。图书管理系统应用了SQL Server_2005为服务器数据库,使用对数据库编程接口进行访问,实现了数据库的链接、删、增、改以及查。 2.4系统网络设计 管理系统中网络架构,就必须要全面掌握两种网络类型,即为外部网与内部网,也称之为局域网与广域网。因为管理系统网络结构,必须要应用便利、灵活的内网与外网二者有机结合,一些比较机密、敏感的图书信息只能够在内网访问,其他的可以在外网中共享。同时还要确保网络系统的安全性,因此就要在外网中加设防火墙,提防外界的黑客恶意攻击系统。 2.5系统界面设计 在整个管理系统中,系统界面设计非常重要,属于用户接触与使用管理系统的主要阵地,能够有体现出用户对管理系统的认可度以及体现整个系统价值。 3.图书管理系统实现分析 3.1信息管理系统 要满足管理系统总体要求,管理系统中必然要包含图书管理的新增、修改、删除以及查询等各种功能。新增图书应该构建新图书记录,删除还能够删除以建图书记录,而修改且能够修改所选图书中各种资料,查询就能够依据相关条件查找和条件相符的图书。 3.2查询图书 查询系统能够查询图书编号、名称、出版社、类别代码等和图书相关的信息,还能够修改图书信息,将查询关键词与查询方式输入,通过模糊查询进行检索,就能够获取到关键词相关的数据。本文就是采用SQL语言对数据库进行访问,查询数据库, 上面这些代码就是按照编号查询方式查询图书,比如将所需查询的书籍编号输入之后,只要点击查询按钮,就会将所查询图书的信息显现在查询结果中,同时还能够在该处修改书籍属性,自然也能够删除图书。 依照上面编写的代码,还要编写出其他所需代码,如添加图书、图书的基本设置以及类别设置等等,只有将这些设置输入到相应的软件程序就能够实现所需界面。比如,实现的系统登录入口如下图所示。 4.结语 随着信息技术不断发展,图书馆所采用的传统管理模式无法满足所需。因此就必须要依据实况分析所需,采用SQL Server_2005作为开发工具开发出管理系统的模块,从而有效解决图书管理中存在的各种问题,促进图书管理系统真正成为承担传播信息的载体。 图书管理系统论文:面向数据挖掘的图书管理系统探究与设计 摘 要 随着科学技术的进步,图书馆的发展主流也由原来传统的纸质图书转化为现在的数字图书馆。对于图书管理系统来说,数据挖掘的应用在数字图书馆有着很大的发展空间,但是目前在图书馆理系统中对于数据挖掘技术的应用和研究还是比较落后的,这样就导致很多数字图书馆的优势难以体现。所以对于数据挖掘这一技术的运用是完善数字图书馆的一大重任。 关键词 数据挖掘;图书管理系统;探究;设计 当今时代,伴随着科学技术的发展,信息资源慢慢成为生活工作中不可缺少的一部分,甚至成为最重要的资源之一。面对庞大的信息资源,传统的信息管理方式已经不再适用。海量的信息要求使用新的科学技术手段来进行管理,此时,数据挖掘技术应运而生。如何利用这一技术挖掘出有价值的信息知识就成为了图书管理系统中的重中之重。 1 数据挖掘技术概况 所谓数据挖掘技术指的就是从大量的庞杂信息中提取出隐秘的、之前不了解的、潜在的、有用的信息知识的过程。近些年随着网络的迅速发展,很多图书馆都从传统的纸质图书管理发展到建立了自己的数字图书馆。但是海量的信息也给数字图书馆的管理带来了挑战,由于技术的不成熟,大量的信息很多时候都不能够被提炼出来,数据是很丰富,但是有用的信息却很贫乏。所以,怎样才能够充分的利用这些海量数据成为了图书馆的一大难题。这些问题的出现也让数据挖掘技术受到极大 关注。 2 数据挖掘技术应用于图书管理系统的需求 分析 2.1 图书馆资源开发利用的缺失 其实,随着数字图书馆的流行,很多图书馆都建立了自己的数据库,但是图书管理者没有对庞杂的信息进行很好的归类整合,也没能有效地适用数据库,对于大多的图书馆来说,数据库建好后,除了进行一些常规处理外,根本就没有对数据进行再加工和处理,也就不能更好的利用信息。这样就浪费了很多资源,最重要的是也没能达服务于读者的目的。 2.2 数字图书馆信息服务存在不足 在图书馆查询或者借阅书籍时,一般情况下都是读者向工作人员提出信息请求,图书馆工作人员通过检索解答读者问题。但是这些并不能满足读者需求。这些都使读者处于被动位置,也就意味着图书馆的信息管理系统存在着不足。图书馆的信息服务应该做的不仅是为读者提供书籍等显而易见的,更重要的是针对读者的具体需求,挖掘出知识隐性的层面,更加贴近读者想要的 答案。 在图书馆日常工作中肯定存在着很多问题,有的读者借阅过一次就没有第二次,或者是热门书籍读者要预约,最后等很久才借到书或者是根本借不到,这样的话读者就放弃借阅。就会导致图书馆失去很多读者,提升读者对于图书馆的忠诚度也成为图书管理系统必须解决的问题。相信通过图书馆管理人员的努力,为读者提供不同于传统信息的服务方式,很好的解决读者的疑惑,就能够使图书馆的读者数量持续上升。 3 数据挖掘技术应用于图书管理系统的设计 分析 3.1 设计的基本原则 设计的基本原则最根本的是为了满足广大的读者,依据大多数读者的阅读水平和对计算机的掌握能力,采用先进的科学技术,保证读者的阅读质量。图书管理系统的设计要严格按照国家文化部以及国家出版部门的要求,要严格遵守相关的法律法规,同时要注意信息产业等相关部门软件开发的规范,做到尊重权威的标准化体系。对于图书管理系统的设计还要注意到与时俱进,最好做到与互联网或者是其他网络的关联度,保证不会与飞速发展的信息社会脱轨。最后要保证系统能够进行升级,能够扩展新功能,开发新的用途,做到不会随着技术的发展而被淘汰,要做到可持续发展和利用。最后设计的原则要注意到现有的图书管理系统的工作人员的专业素质,要结合现有的能力进行设计,否则系统设计后工作人员无法使用也是不可行的。要充分尊重工作人员的工作能力和工作习惯。管理系统设计实施时,必要时要对工作人员进行专业知识的普及。 3.2 设计的最终目标 做好图书馆数据库的建设,系统开发的最终目标是实现数字图书馆的系统化、自动化和规范化。通过系统可以对图书信息进行编辑之后存入建立的数据库中,供以后进行检索使用。 更好的管理书籍,对电子图书进行细致的分类,一目了然的分类可以节约读者的时间,及时的更新纸质书籍的状态,例如书籍放在图书馆的具体某个馆,在某个书架,或者是被读者借走阅读,又或者是纸质书籍有破损或者是销毁等,这些信息输入图书管理系统便于读者的选择,数据挖掘技术也会根据读者的需求推荐类似的书籍,从而满足读者的阅读需求。 为广大读者提供优质的服务,数据挖掘技术可以通过读者进行检索的信息得出读者的根本需求,通过对数据的收集整理最后得出最接近读者需求的信息,通过图书管理系统反馈给读者,这样可以使读者更加便捷的得到自己所需信息。 4 数据挖掘技术应用于图书管理系统的应用 分析 4.1 吸引读者注意力 数据挖掘技术可以通过对数据的分析了解得到读者的需求以及需求的特点,这样的话就能够提前预测出读者的阅读意向,也就能够根据预测的结果提前向读者提供相关信息,这样一方面可以吸引读者的注意力,一方面还可以根据读者对于推荐信息的反应做出改善,提供个性化服务,使得读者对于图书馆的满意度得以提升。 4.2 提升读者忠诚度 读者忠诚度是检验图书馆管理系统是否成功的重要标准,好的服务才能够造就高的读者忠诚度,通过数据挖掘可以了解读者的需求,提供给读者个性化的服务,在数字图书馆管理系统中提供给读者多样的选择,读者就能够享受到好的服务,自然读者的忠诚度也就会提高。 4.3 了解读者群体的需求 数据挖掘技术中有一种叫做关联规则,通过这一规则可以发现读者群体的特征。例如可以把读者群体按照不同的性别、年龄、学历、职业等方面进行分类。或者是应用更详细的分类方式对读者群体进行划分。通过分析得出他们的特点,全面了解读者的需求,这样才可以提供更好的服务。 4.4 提高图书馆图书的借阅率 图书管理系统的工作人员可以将每天的图书馆藏书的借阅数据输入管理系统,通过数据挖掘技术可以得到读者的借阅率以及图书的借阅频率,之后依据数据挖掘得到的信息对图书进行合理的规划,例如哪些图书借阅率较高就建议图书馆相关部门加大购进力度,提供给更多的读者以借阅机会,更好的满足读者的需求,更高效的进行图书管理工作。 5 结论 在如今的数字化图书馆的发展下,数据挖掘技术已经成为建设图书管理系统不可缺少的一份子,数据挖掘技术的应用使得图书馆在如今网络发达的社会不被淘汰,以一种全新的方式――数字化图书馆的方式得以存在。相对于传统的信息服务,数据挖掘技术又展现其优势,正以一种积极主动的方式向读者提供所需的信息,更好的服务于读者,提高读者对于图书馆的忠诚度。 图书管理系统论文:基于用户个性化的图书管理系统 摘 要:文章设计了一个基于用户个性化的图书管理系统,分析了系统的需求,将系统主要划分为用户主页数据存储、用户主页数据管理、用户编程模型、用户栏目管理以及用户主页结构配置等几个模块,且设计了相应的功能结构树,并通过系统运行流程图详细阐述了系统的实现过程。 关键词:个性化服务;图书;推荐系统 作者简介:芮怀楷(1980― ),黑龙江东方学院图书馆馆员。 随着时代的进步与发展,我国进入了快速发展变化的转型时期,其中图书管理也发生了剧烈的变化。图书管理系统作为图书馆应用现代信息技术更好服务于读者的支撑平台,随着信息技术的发展,也经历了多次的升级。目前传统的高校图书馆图书管理系统还是以图书管理为中心,难以体现出以读者为中心的服务理念。在当前图书数据呈现出爆炸式增长的趋势下,越来越多的读者开始利用网络搜索进行检索,这就使得传统图书管理系统中目录的作用越来越弱化,编目业务也正在被边缘化。而且当前图书管理系统的用户已经不再是单纯的系统使用者,更多的用户越来越倾向于表达自己的意见以及个性化需求。这也使得传统的统一用户界面图书管理系统已经无法满足图书数据的管理与检索以及用户的个性化需求。因此,本文将设计一个能够满足用户个性化需求的图书管理系统。 1 系统分析 用户的个性化需求主要分为两方面内容,一类是用户自身感兴趣的图书信息,另一类则是与用户的个性化内容相关的图书信息。前者由用户在图书信息系统中自己配置,后者则由系统通过用户的行为分析进行大数据挖掘,或者由用户的个性化编程得到。因此图书管理系统中用户的个性化需求主要包含:用户主页数据存储、用户主页数据管理、用户编程模型、用户栏目管理以及用户主页结构配置这几个功能模块。功能模块之间的关系及用户个性化需求图书管理系统如图1所示。 从图中可以看出,数据存储和栏目管理是系统的优秀部分,这两部分主要是对每个用户的个性化主页信息进行管理、分布式存储以及栏目的定制。①主页数据存储模块负责对用户个性化主页栏目的相关数据进行存储,支持从后台读取数据在前台进行显示,并且能够使得个性化主页的内容存储在安全方面得到保障。②主页数据管理模块主要负责对主页的数据进行管理,是以用户作为基本单位来进行管理,每个用户会存在多种形式的文档,包括xml文档、html文档、文本文档、图片文档等,系统需要对这些文档分别进行存储,并对这些文档进行维护,当需要这些文档时可以快速地对这些文档进行查找,以最快的速度提供给用户。主页数据管理模块会针对用户个性化主页的每个栏目对主页内容进行细化管理,并最终支持主页的最后显示。③编程模型模块负责对主页的数据进行检索,因为主页的数据是分布式地存储,快速地实现主页数据的检索并最终呈现给用户成为编程模型模块的主要任务。编程模型模块是在主页数据存储以及主页数据管理两个模块的基础上运行的,编程模型主要用来实现快速地在海量的图书数据中进行检索,最终以最快的速度呈现给用户,增强用户在使用个性化主页时的体验。④栏目管理模块负责对用户个性化主页的栏目进行管理,每个用户的栏目不同,其所呈现出的内容也会不同。一方面是为了实现对用户个性化的标准栏目进行管理,以使用户在进行文档的上传操作时,可以有效地对这些文档进行分类的上传,并可以文档所属栏目的类别来对栏目进行管理;另一方面允许用户对栏目进行定制操作,并形成和用户相关的栏目,用户同时需要上传和自己定义的栏目相关的文档内容。⑤主页结构配置模块是建立在前四个模块基础上的,该模块利用xml工具以及xml解析引擎生成用户的整个个性化主页结构,并以规范化的形式呈现给用户,供用户最后使用。 2 系统设计 在上述系统分析的基础上,本文给出了如下的基于用户个性化的图书管理系统的功能结构。基于用户个性化的图书管理系统主要包括了栏目管理、主页数据管理、主页数据存储、编程模型以及主页结构配置等五个功能模块,如图2所示。 2.1 栏目管理模块 栏目管理模块中主要包含了栏目分类、栏目定制以及栏目修改模块。栏目分类模块主要是把栏目版块分为标准栏目以及自定义栏目。标准栏目主要是由主页框架中的dtd文档来对其进行定义,dtd文档定义的每个用户的栏目都是相同的,包括新闻、公告、产品以及服务等栏目。自定义栏目主要是针对个性化用户而言的,个性化用户可以通过自定义栏目的形式编辑相应的栏目,同时,还需要上传与栏目相关的文档以及相应的图片数据,并且对这些数据进行维护。栏目定制模块是由个性化用户在自定义栏目类别下面定义具体的栏目信息。栏目修改模块是指用户可以对定义的栏目名称进行修改。综上,栏目管理模块可以有效地对每个个性化用户主页的栏目版块进行管理,也能够从栏目层面上来对不同的个性化用户的主页进行区分。 2.2 主页数据管理模块 主页数据管理模块包含了数据操作模块和数据分类模块。数据操作模块又可以分为数据上传、数据下载、数据修改以及数据删除等操作。以上的四个数据操作子模块可以统称为数据的维护。数据上传功能的使用者可以是系统管理员,也可以是个性化用户。系统管理员可以直接把数据上传至相应的数据节点处。而个性化用户在进行文档上传操作时,首先要具备栏目自定义的权限,才能完成相应的数据上传操作。数据的下载同样需要用户充当相应的角色,而这个角色必须拥有数据下载的功能,只有这样用户才能够针对特定的文档进行下载操作。数据修改操作是在整个系统中用得最少的操作,因为数据的修改需要涉及的内容比较多,一般是通过上传不同版本的文件来完成数据修改功能的。同样,只有用户具有相应的数据修改权限才能够进行操作。数据删除模块也是一样,只有具有相应的权限,才能够进行数据的删除操作。数据分类模块是以上传数据的不同种类为依据进行操作的,数据按照种类可以分为xml文档、html文档、文本文档、图片文档以及音/视频文档。 2.3 主页数据存储模块 主页数据存储模块主要分为元数据存储、结构化数据存储以及非结构化数据存储三个模块。元数据存储模块主要指的是在HDFS中的名称节点中的元数据的存储。HDFS的架构为主从(master/slave)架构,一个HDFS集群通常由单个名称节点和多个数据节点组成,名称节点作为主服务器存在。名称节点主要负责管理文件命名空间和控制客户端的访问。数据节点将文件、数据块和数据节点等组织成相应的数据结构进行管理,这不仅简化了操作,而且也方便了整个数据结构随数据节点改变而更新,有利于保持数据的一致性。结构化数据管理的主要对象是数据库数据。非结构化数据存储主要指的是一些文本文档、图片文档、xml文档、html文档以及音/视频文档,这些数据都是非结构化数据,要实现对这些数据的存储,需要依靠HDFS以及其他的一些文档数据库。HDFS中的数据节点主要用来实现这些数据的分布式存储,HDFS针对的是大文件的存储,这些大文件会被进行分块,根据具体的配置信息这些文件会被分配成一系列的大小相同的块,而每个数据块又会有3块副本数。因此,要完成HDFS对数据节点的有效管理,需要时刻监督数据节点,并对每个数据节点的存储状态作相应的评估。 2.4 编程模型模块 编程模型模块主要包括了Map操作以及Reduce操作。Map操作主要是实现输入信息的映射,其输出是key/value中间对,需要Map/Reduce库提供的库函数,同时,用户编写的Mapper函数将会用在整个过程中。Reduce是一个规约性质的操作,在文件经过Map以及与之配套的Combine操作之后,便会得到一些相应的中间key/value对,然后再经过Sort操作,对这些中间键值对进行排序操作,接着进行Reduce操作,最后进行输出,并得到最终的输出结果。在进行Reduce操作时,不仅需要Map/Reduce库提供的库函数,而且需要用户编写相应的Reducer函数来实现Reduce操作。 2.5 主页结构配置模块 主页结构配置模块主要是由两大子模块组成,分别是xml工具以及xml解析引擎。通过xml工具,个性化用户可以根据系统提供的服务框架的dtd文档来进行xml文档的填写。xml解析引擎模块主要是对用户填写的xml文档进行解析,在解析的同时,对这些文档进行dtd的合法性验证,并生成个性化用户主页的主结构,完成用户填写的xml文档的存储操作。在个性化主页结构生成之后,需要借助前文提到的编程模型模块中的Map/Reduce编程模型来实现对主页的构件的查找,以及对主页栏目文档数据的快速检索操作,并最终生成用户的个性化主页。 3 系统实现 在前文系统分析和设计的基础上,本节给出了基于用户个性化的图书馆管理系统的实现方式。在此,本文将重点介绍系统的优秀模块数据存储以及栏目管理两大模块的运行流程。 在数据存储模块中,针对非结构化数据,系统采用了HDFS系统来实现。HDFS存储的文件主要是大文件,而个性化用户的文档数据大多是一些小文件,因此对于HDFS来说,存储小文件时会存在效率低下的问题,因此必须提出小文件存储的改进措施。改进措施如图3所示。 如图3所示,在对这些小文件进行存储时,需要事先实现预处理,当用户在客户端上传文件时,首先会将文件上传至处理层,然后判断文件的大小,如果文件大小符合HDFS配置的要求,那么就会直接将文件交由HDFS客户端处理;如果文件很小,则需要事先对文件进行资源整合,资源整合完毕之后再对文件进行合并,并将合并之后的文件交由HDFS客户端处理。当处理层处理完成之后,需要交由存储层来进行处理:先将文件进行分块处理,并将分出的块分别存储在不同的数据节点上,以实现分布式存储,然后在名称节点上记录相应的数据节点的信息(分别记录文件和数据块的映射信息,数据块和数据节点的映射信息),这将有助于提高数据的检索效率。 当用户首次登录该系统时,根据用户库以及功能库查看用户是否具有自定义栏目的功能,如果用户具有自定义栏目的功能,那么用户就可以对个性化主页上的栏目进行定制,定制完成后,会生成与用户相关的xml文件,这个xml文件会存储在数据库中。同时,用户需要完成其定义的栏目内容的上传操作,并将上传的文件存储到数据库中。当用户下次登录时,根据用户选择的栏目定制信息,以用户信息以及所选择的栏目定制作为输入,从HDFS中检索出和用户相关的xml文件,并依靠xml解析引擎生成用户自定义之后的主页。 4 结语 文章设计了一个基于用户个性化需求的图书管理系统,此系统使用户能够主动获取自己所需的图书信息。在这个图书管理系统中,用户不再是单纯的使用者,更是系统的内容生产者。在未来的设计中,文章还将探讨通过数据挖掘技术实现对用户所关注的图书的主动推荐以及相关联推荐,进而为用户提供更智能化的图书管理系统。
计算机控制技术论文:计算机控制技术课程教学改革论文 1课程教学中的问题 《计算机控制技术》这门课程在不同高校的课程设置有很大的不同。有的高校侧重于以计算机为主线,着重讨论直接数字控制系统、以及现场总线控制系统等计算机控制系统。有的高校侧重于硬件系统的设计和仿真,而对软件却是一带而过。有的高校针对的是计算机控制技术的数学描述及控制算法。应该说各个高校在教材的选取和教学环节的进行中都有自己的独到之处,但是对于针对本校学生的实际情况,这些是远远不够的。在经历了若干个环节的教学和实践中,我对计算机控制技术这门课程的教学改革的方法和实践有自己的一些认识。 2课程教学改革的方法和实践 2.1教学环节突出侧重点 针对本校学生的实际水平,在教学环节中突出侧重点。由于本课程的第一部分主要涉及计算机控制的基础知识、数学模型及控制原理和分析方法。这一部分内容在前期的自动控制原理、复变函数中都有所讲述,那么在本课程的学习中主要是针对课程内容进行复习和总结,而不作为重点内容进行讲授。而第二部分中,讲述的是计算机控制技术的算法和应用以及系统仿真的算法。该部分是众多学科实践与应用的理论支撑,包括了经典控制算法如PID控制算法及其改进等,复杂控制算法如最少拍控制及达林算法等以及数字滤波等数据处理方法,同时包括了系统仿真算法。这一部分作为重点内容讲授。而第三部分是控制系统的MATLAB仿真和SIMULINK仿真。该部分需要学生动手实践来完成,实际应用也很广泛,在讲授中同样以举例的方式让学生能亲身体会到软件方面的使用。 2.2教学与教材有机结合 针对《计算机控制技术》这门课程的特点,现有的高校教材可谓是形形色色,各有各的特点,那么如何使学生更好的学习课程内容而又不依赖于教材呢?或者说如何使学生更好的理解教材内容而更深入的学习课程知识呢?这就要求将教学与教材有机的结合起来。针对本校学生特点,不能拘泥于一本教材来学习本课程,因此,在教学过程中,第一部分内容也就是前期的计算机控制技术基础知识和数学模型等内容,主要针对学生现有教材以及自动控制原理等教材进行讲解,第二部分内容主要是计算机控制技术的算法和应用以及系统仿真的算法。该部分的内容想对比较难,计算量大,因此既应用现有教材,还参考于海生等编著的《计算机控制技术》以及汤楠等编著的《计算机控制技术》等教材,针对算法的部分,结合不同教材的例题,使学生更好的理解算法的来源。第三部分即控制系统的MATLAB仿真和SIMULINK仿真,该部分更多的需要学生自己动手操作,那么在上课的过程中针对例题给学生通过多媒体演示的方法,引入知识点来提高学生学习的积极性。 2.3有效利用实验环节 《计算机控制技术》这门课程不但有独立的理论和方法,而且有相当强的实践性和应用性。因此,要学好这门课程,必须有效的充分的利用实验环节。本门课程安排在第六学期开设,该课程的实验的设置充分结合课堂内容,考虑以实际应用为主,主要安排了数字滤波器、数字PID控制算法、最小拍控制、大林控制算法等等。并为了提高学生的学习兴趣以及拓展学生的知识面,还安排了选做的步进电机控制、温度控制系统等现实中广泛应用的实验环节。 2.4重视教学中的考核方式 考核是评价学生学习、了解教师教学效果的一个重要杠杆。而仅仅通过期末考试的方法来对学生进行考核的话,有可能使学生平时不注重学习,期末搞突击,考后知识还给老师。我们把考核分为了4种: ①课堂作业。每次作业计10分,按照作业次数折合成满分10分的平时成绩。 ②课堂表现。针对学生的课堂状态以及回答问题的正确率和积极性,计10分平时成绩。 ③实验环节。针对各个实验中学生的预习情况、实验过程中的参与情况,实验结果的准确度来评价,满分计10分。 ④期末考试。期末考试成绩折合成70%,再加上以上3项的成绩即为学生的总体考核成绩。这样分配更加合理,也充分调动了学生的积极性。 3结语 我在从事《计算机控制技术》这门课程的教学过程中,也深深的被该课程的魅力所吸引,同时也深感学生是蕴藏着极大的学习热情和潜能的,关键是要靠教师去挖掘。通过我对该课程的教学改革的一些方法进行了实践后,学生对该课程的掌握和实际应用能力均有了很大的提高,并且在课堂中,也明显感觉学生有了活力和动力。那么在今后的教学中,我将投入更大的精力在该课程的教学改革中,希望能用我的微薄之力使该课程的教学能更上一层楼。 作者:马智慧 田振宇 单位:沈阳工业大学 计算机控制技术论文:计算机控制技术互联网论文 1集中控制与集散控制的分析 计算机控制技术发展初期,是以集中控制的工作方式进行计算机系统控制的。集中控制系统会建立统一的控制中心,由控制中心负责信息的收集、处理、加工等工作。如果集中控制系统出现了任何问题都能够及时发现,有助于企业及时制定科学合理的解决方案,系统的控制效率也因此得到了大幅度提升。集中控制技术主要是将信息的输入或输出作为控制主体的,主要包括信号采集、信号运算、信息处理及信息反馈、状态显示等工作内容,以上工作内容主要是通过IPC(一种工业控制计算机)控制完成的。IPC会收集温度、PH值、压力等相关数据,并通过接口卡来接受经过处理而得到的信号。集中控制技术具有一定的缺陷,一旦出现控制失误的情况就会使整个系统的运行都会受到某种程度的影响。而且,随着控制系统的日益复杂化,一台计算机已经无法负责控制多种信号的处理工作。为解决以上缺陷问题,以集散控制工作方式为主的计算机控制技术随之发展起来,集散控制又被称为分布式控制系统,根据功能的不同,集散控制又被分成了上位机与下位机,集散控制系统将通信作为系统的优秀。整个系统的集中监视工作主要由上位机负责,而下位机则负责控制分布在各现场的用于分布控制的个体,集散控制系统的上、下位机通过通讯互联网进行信息传递,保持信息通畅。集散控制系统具有较高的安全性、有效性及可拓展性。但许多厂家为实现经营垄断常常采用封闭形式的集散控制系统,阻碍了集散控制系统的推广和发展。 2封闭集散控制系统到工业现场中线的发展分析 封闭式的集散控制系统缺乏较好的兼容性和开发性,系统存在无法共享信息的局限。为增强集散控制系统的兼容性和开发性,在构建系统过程中必须采用标准化、网络化的网络协议,工业现场中线技术随之发展起来。由该技术构建的工业现场总线控制系统可以确保工业现场中智能化仪器、控制器、执行机构设备之间保持信息通畅。整个控制系统按照总线方式有条不紊的运行着。工业现场总线控制系统采用的是开放式的现场总线协议,以该协议方式进行现场所有支线工作的协调工作,不仅可以降低投资成本、维护资金,该系统还具有操作简单、经济实用、工作效率高的显著优势,用户的功能需求也可以得到更好地满足。工业现场总线控制系统是一种开放的、互联的分布式系统。该系统将工业现场作为中线,通过收集中线中的信号或信息,并根据所收集的信息对其进行有效控制,将分散控制管理与集中控制管理进行了有效结合,将系统危险分散开来,实现控制分离。 3现场控制到企业自动化控制发展分析 以太网工业协议作为一种开放式的网络协议,实现了全方位的自动化控制。在计算机控制技术中引入互联网,有助于提升产品的安全系数和适用性。但目前,企业化基于以太网的自动化控制中存在着一个问题就是不稳定的网络信号,无法确保系统时刻保持在稳定的工作信号下。信息化工厂的提出是为了解决以太网不稳定问题。基于该技术下,系统将大量的数据进行转移,使信息的采集、传输和处理都能处于良好的环境中,最终实现信息的自动化控制,并提高控制效率。 4总结 基于互联网的计算机控制技术先后经历了集中控制到集散控制、封闭集散控制系统到工业现场总线控制系统、现场控制到企业自动化的几个过程,其技术越来越成熟、高效,计算机控制技术的自动化、智能化程度越来越高,为提高企业的生产效率、生产安全、产品质量提供了有力保障。 作者:党杰 单位:西安医学院 计算机控制技术论文:计算机控制技术研究论文 摘要介绍一种多分布传式MARX发生器能源计算机监控系统.详细叙述了系统的硬件构成,计算机与各能源系统之间的通讯原理和通讯协议,以及系统的软件实现,同时简要说明了系统抗干扰解决办法。 关键词MARX发生器程控电源RS485总线VisualBasic 1引言 脉冲能源装置在加速器、自由电子激光研究、X光闪光照相和粒子聚变等脉冲功率技术研究领域广泛使用,通常使用数量较多,分布较广,同时周围电磁干扰较强,控制操作和参数测量都比较复杂,同时也需要较多的人力来维护。 随着计算机技术的发展,当今世界上基于PC的自动化方案已成为主流,PC在自动化领域的应用正迅速增长,通过将所有的功能集成于这个统一开放的平台上,通过人机界面可以使复杂的控制和数据处理变得更加简单化。 2控制系统硬件构成 整个系统有多台Marx需要控制,每台发生器由充电控制和触发两部分组成,需要控制的量有充电电压的起停控制、电压检测、接地装置的通断控制、触发以及开关上的气压检测等,通过一条总线将将系统中的各个被控量连接在一起,构成一分布式控制系统,这里采用工业上广泛使用的RS485总线,RS485总线是美国电子工业协会(EIA)制定的平衡发送、平衡接收的标准异步串行总线,具有传输距离远、通讯速率高,抗干扰能力强,软硬件支持丰富与现场仪表接口简单,易于实现和扩展等特点,接口总线上可连接32个设备,加中继器后最多可达255个设备,因此完全满足该能源控制要求。控制系统框图如下: 图1控制系统结构图 该系统由一台主控上位机PC和一系列MARX发生器充电电源设备构成,由于环境电磁干扰较为严重,在选择通信介质时可优先采用光纤通信方式,通讯速率57.6kB/s,通讯距离可达1.2km,通过上位机(PC)发送参数及控制命令,给电容器充电到事先设定的电压值(0到100kV之间任意值)。在以上各子设备中,经常要用程控电源去控制MARX发生器的充电电压、充电速度。通过一台工控PC机灵活地控制多台充电电源,以达到控制各MARX发生器充电的目的。针对这一需要,采用带有RS485通信接口的具有线性升压功能的可编程交流电源,该电源内部自带单片机系统和看门狗定时器,每个电源赋予各自独立的地址码用以识别身份,同时它属于正弦波调压,可有效避免采用传统的采用可控硅调压方式时屡次损坏高压变压器的情况,使操作者能够方便灵活地对其进行控制。 每路Marx发生器充电部分包括程控电源、双极性高压变压器,分压器和接地装置等三部分,见图2所示,程控电源给高压变压器初级提供缓慢上升的电压,变压器高压侧经整流后给MARX发生器充电,电压检测是通过10000:1的高压分压器将分压后的信号送给程控电源内部A/D转换,经内部单片机处理,并与设定的电压值进行比较,比较后的结果用来实现自停控制,这样可有效防止通讯故障所造成失控现象。 图2Marx发生器能源部分线路图 3MARX发生器能源制过程 ①程控电源接通供电电源时的输出为0伏,开关量输出为假(开路)。 ②首先上位机发出各种设置参数到指定地址程控电源。如,上升时间、上升速度、保持时间、充电电压等。 ③程控电源收到电压回传命令后,将两路模拟量的值传送到上位机。 ④上位机发出启动指令后,指定地址程控电源的输出开始从0伏慢慢线性上升到设定值,保持到指定的时间后关断输出。当上位机发出所有电源都启动指令后,所有程控电源都启动。 ⑤上位机发出立即停止指令后,指定地址程控电源的输出立即停止上升,保持到指定的时间后关断输出,当上位机发出所有电源都停止指令时,所有程控电源都立即停止。 ⑥上位机发出接地打开指令后,指定地址程控电源的开关量输出为1,电磁铁吸合,当上位机发出所有程控电源的接地都断开命令时,所有程控电源的接地电磁铁都吸合。 ⑦上位机发出接地指令后,指定地址程控电源的开关量输出为0,电磁铁释放,当上位机发出所有程控电源都接地时,所有程控电源的接地电磁铁都释放。 4监控软件设计 软件采用VisualBasic6.0编程,作出十分直观的人机界面,采用RS-485通信标准和上述的问答方式进行数据通信,通过上位机向串口读写数据,并通过光纤485总线将各种控制信息传送到现场的每路MARX充电子系统,上位机就可以监控网络上任何一台MARX能源了,予置数值可以分别显示在PC机软件窗口和单片机系统的予置数字表头上。同时,现场实测电压信号也可以实时显示在PC机的界面上。此设计界面直观,而且利于对现场信号进行实时监测。因此,采用本系统,大大提高了现场信号予置精度,对实验操作人员来说人机界面良好,简单易懂。 根据系统功能的要求,上位机需发送2种类型的命令:(1)同期命令,它由定时器触发引起,每隔一个定时周期发送1次,例如发往各充电单元的数据和状态回传命令;(2)非周期性命令,它由操作者按动相应命令按钮引起,非周期性发送。所有命令均采用ASCII码方式传送,为了防止通讯错误,各子机正确收到上位机发来的命令后返回相应的确认字符。 5系统抗干扰问题 监控系统在工业中的应用越来越多,由于现场的电气环境比较复杂,容易形成各种干扰源,特别是在大电流、强脉冲实验环境中,因此研究解决系统抗干扰问题对确保系统的稳定运行有着非常的意义。 该系统中使用RS485总线,RS485总线是采用差分平衡电气接口,本身具有较强的抗电磁干扰能力,但在实际当中仍然会现一些问题,为此应注意以下几个方面: (1)与远距离上位机通讯采用光纤传输,子机之间不方便采用用光纤传输时,应选择合理的网络拓扑结构。 (2)采用双绞线作为RS485传输线时,虽然对电磁感应噪声有较强的抑制能力,但对静电感应引起噪声的抑制能力较差,因此应选用带屏蔽的双绞线,同时双绞线的屏蔽层要正确接地。 (3)通过在总线两端加入匹配电阻的方法,解决信号反射问题 (4)系统的供电方式有两种:一种是集中供电方式,即电源都引自同一处,另一种是分布式供电,各子设备在安装位置附近取电源,从抗干扰效果的角度讲,应选择集中供电方式,这样可基本消除各处参考电位不等的情况。 6结束语 本文提出的主从分布式多机通信系统硬件电路简单,控制灵活。与其他语言相比,用VB语言实现上位机数据传送的优点是可方便地控制通信对象的选择,具有较大的灵活性,且编程容易。此外,由于RS485总线的通讯方式仍属于串行通讯方式,在通讯速度上有些偏低,在操作上表现为数据刷新时间稍微偏长,当系统子设备较多时,其控制的实时性不很理想,此时需对控制系统作进一步的改进。 计算机控制技术论文:计算机控制技术在人工湿地处理系统中的应用 摘要:人工湿地处理系统作为一种节能、经济、简易和有效的生态化污水处理技术,近几年来在我国一些城市应用较为广泛。根据人工湿地污水处理工艺流程的特点和过程控制的要求,采用计算机集散控制技术,设计人工湿地污水处理过程的分布式计算机控制系统。通过采用优化设定控制技术、解决人工湿地污水处理过程中存在的非线性、耦合等技术问题,实现人工湿地污水处理过程的计算机自动控制,使人工湿地的处理水达到国家相关排放标准。 关键词:人工湿地;污水处理;自动控制;可编程控制器PLC 2 1 概述 人类急需解决的问题是当今水环境的保护问题。跟其他工业过程相比,污水控制手段和处理控制方法相对比较落后,大多数是集中于人工手动操作方式和简单的开关控制,操作和 运行稳定性比较差,处理出水指标波动较大,处理效率低。 人工湿地处理系统以一种人工建造和监督控制的、与沼泽地相类似的地面,通过自然生态系统中的物理、化学和生物三者协同作用以达到对污水的净化。人工湿地的工艺流程有多种,目前采用的主要有:推流式、阶梯进水式、回流式和综合式4种。人工湿地污水处理系统一般包括前处理和人工湿地两部分。前处理一般包括化粪池、格栅、沉砂池、沉淀池、厌氧池和兼性塘等。后处理以多级湿地流床处理为主。流程简图如图1。 根据人工湿地处理系统和处理流程的特点和控制的要求,结合实际情况给出计算机控制的解决方案。 1.1 人工湿地处理系统控制过程要求 保证出水水质稳定、合格是人工湿地处理系统的首要任务。可以达到国家规定的排污标准,同时还可以降低成本。在系统的设置和运行操作上要注意以下几点: 1)生产率:改进操作方式,提高湿地污水处理过程的能力; 2)可靠性:保证干扰事件情况下污水处理过程正常运行,降低过程故障发生率; 3)稳定性:当过程出现一些问题,可能对出水水质造成一定的影响,但通过控制技术可以避免这类事件。 4)操作费用:减少生物填料、化学药剂和能源消耗,降低生产成本。 1.2 人工湿地处理系统对自动控制系统的要求 人工湿地处理系统的管理方式和工艺过程与其它工业过程差别较大,而且操作和控制也没有达到规范化,因此要想使控制系统发挥理想的效果。主要的要求有如下几点: 1)要求计算机控制系统有良好的适应性; 2)要求计算机控制系统采用分布式结构,具有良好互通能力; 3)要求计算机控制系统有好看的人机界面和良好的后备能力; 4)要求计算机控制系统有良好的计算能力; 5)要求计算机控制系统对水质,水速等参数进行在线测量; 6)要求计算机控制系统具有全面的故障诊断和报警记录能力。 2 人工湿地处理过程计算机控制系统体系结构和功能 2.1 人工湿地处理过程计算机控制系统总体结构 根据人工湿地处理过程的工艺特点、控制要求,针对人工湿地处理系统野外范围大,处理情况复杂,控制点多等具体特点,计算机控制系统采用了PC-PLC分级分布式控制形式。在系统中采用中央操作站与主PLC相结合的控制结构,通过现场总线技术实现各点互联通讯处理,达到提高系统安全性、实现分布式控制思想的目的。系统总体结构体系分为三个层次:1)上层:中央控制室计算机监控系统;2)中间层:主PLC控制器作为中央控制单元;3)下层:分布在生物降解、格栅截留、生物接触处理场、生物填料,面流及潜流控制场、出水道的两个分控站的8个现场就地分控站。 2.2 人工湿地处理过程控制系统功能 人工湿地处理控制系统功能主要包括以下几个方面:1)人工湿地处理过程控制; 2)多点数据采集和处理设备控制;3)人工湿地处理过程监控。如图2所示。 1)人工湿地处理过程控制 主要控制回路包括料液泵站控制和泵站负荷分配控制、生物填料自整定PID控制、填料优化设定控制。 2)多点数据采集和处理设备控制 数据采集主要实现各处理参数的实时检测,例如:污液浓度、液位、滤水量、生物填料量、生物填料加量、温度、PH值等处理参数的采集、报警等功能。处理设备控制主要实现逻辑控制和顺序控制,例如:主要电气设备启动、停止、联锁,设备状态报警等功能。 3)人工湿地处理过程监控 本监控系统具有良好的通用性和严格的工程性。具有以下几个特点:①控制方式灵活、安全。操作人员可以通过监控画面实现过程联锁控制、手动开关控制和单元连锁控制。②控制画面生动直观,过程选取非常简洁,而且实用性强;③报警显示配有声光显示,画面自动切换和打印存储功能,极大地方便了报警处理和故障诊断分析工作;④数据处理能力强,系统提供启动次数累计和电量累计功能。 2.3 人工湿地处理自动化控制 人工湿地处理系统是一个完整的生态系统。它有良好的内部循环处理功能,并具有较好的经济效益和生态效益。人工湿地系统的循环处理特点是,要求计算机控制系统必须能够兼顾处理流程和单元控制,单元控制是计算机控制系统的基础,是实现人工湿地处理系统优化控制的条件,因此人工湿地处理的各站单元控制点需根据湿地处理控制要求,实现系统工程控制的目的。 1)人工湿地处理系统污液流、水流泵站控制 人工湿地中的污液流、水流的控制状况以及运行效果直接影响污水处理效果。各部点泵站的控制要求:1)各部点泵站响应能力较快,才能保证人工湿地污液流、水流的顺畅;2)人工湿地污液流、水流水位、流速变化在一定范围内变化。各部点泵站按照检测的污液位差和水流差变化率、污液流速和水流速变化率,按最佳的菌类消化响应过程,引入模糊控制方法,采用PD控制结构控制泵的运行台数,提高各泵站对各水量变化的响应能力。控制器采用了五个模糊变量污液位差YC; 污液流速变化率YL; 水位差SC; 水位流速变化率SU;启动泵台数MC。这些模糊控制思想由PLC编程实现。PLC间隔20S检测各点参数,根据量化公式计算并转化为控制表位置,查询得到实际应该启动的泵站台数并执行控制。 2)生物填料自整定PID控制技术 生物填料可控处理是人工湿地处理系统控制的一个关键环节。它直接涉及到污液水处理效果和处理成本。生物填料投加量少会影响净水效果,因此,在系统设计处理中要分析浮选生物填料的处理过程,采用经济、高效的生物填料控制方法。 根据人工湿地处理的实际情况,考虑到影响指标的诸多因素:污液的浓度、PH值、水质、水流和搅拌、生物填料的种类、数量、填料方式等,采用污液的进水浊度、污液的PH值、污液入口流量、作为前馈变量,浮选污液出口浊度、PH值作为反馈变量,利用PID控制调节生物填料投加(有自动投加和手动投加两种)。如图3所示。 从受控系统看,这是一个水、电、机一体化的复杂系统。在实际系统运行过程中,由于测点的变化、水温随季节变化、生物填料变化等因素的影响会使控制过程相应发生变化。可采用基于性能指标的自整定PID技术自动确定PID控制器的控制参数,稳定较快跟踪污液的浓度、PH值、和流量的变化,随时加以调整可控。 3)人工湿地处理系统流床控制技术 人工湿地流床处理污水按其中的流动处理方式可分为两种类型:①自由水面人工湿地(简称FWS,或称地表径流型人工湿地);②潜流型人工湿地(简称SFS)。为达到最佳的处理效果可采用综合式处理方式。人工湿地流床是由许多人工建造的长满植物的碎石床,各天然物理类介质清污床并联和串联组成.是一个完整的生态处理系统。 解决过程控制中存在的技术问题,实时调节影响处理效果的PH值控量及添加剂投放量和投放配比,优化人工湿地流床处理过程分布式计算级控制系统的污水浊度、PH值、添加剂数量等回路设定值,使处理水质参数BOD、COD达到国家规定的排放标准。主要的计算机控制技术是:1)在各处理运行点按控制要求分布监控,采集跟踪污液水的浓度、PH值、温度和流量的变化;2)用PID控制技术自动确定PID控制器的控制参数,调控添加剂的投放(有自动投放和手动投放两种);3)监控人工湿地流床和各天然物理类介质清污床的滤水状况、天然植物的生长状况,及时预报和做故障诊断分析工作并报警显示处理。 3 结束语 人工湿地处理系统是一种正处于研究、应用和发展的污水处理实用技术,在我国具有非常广泛的应用前景。尽管目前在人工湿地研究和应用中仍然存在一些不足之处,但将计算机控制技术引入其中,处理效果是非常明显的。特别是计算机控制技术提供了非常有用的量化处理方式,解决了人工湿地处理系统中污水处理过程控制中存在的监控、采集、非线性、耦合、跟踪控制等关键技术问题,实现了人工湿地处理系统的新的应用和发展。 计算机控制技术论文:计算机控制技术在工业自动化生产中的应用研究 摘 要:计算机技术在不断发展与完善,其应用领域比较广泛,促进了其它产业的快速发展。计算机控制技术在工业自动化生产中的应用,提高工业生产的工作效率,为企业发展提供了技术支持,同时为企业增加利润。我国的工业发展比较快,需要计算机控制技术的支持,计算机控制技术需要在实际应用过程中不断完善与发展,提高自己的性能,能更好的为工业自动化生产提供技术支持,为企业的可持续发展起到技术支持。 关键词:计算机控制技术;工业自动化生产;研究 一个国家的发展,工业占有相当大的比重,任何国家都重视工业的发展,工业发展是保障国民经济发展的主要支柱。计算机控制技术在工业自动化生产的应用,提高了工作效率,为企业发展提供技术支持,为企业可持续发展进行保驾护航。 1 工业自动化生产中计算机应用的重要性 互联网技术不断发展与完善,互联网技术在工业生产中的应用,改变了企业的生产模式,对于提高企业科学管理、技术革新、生产效率提高、产品质量提升都有一定的作用,尤其借助于计算机控制技术,提高了企业的技术水平,科技水平能力是企业发展的优秀能力,也是企业竞争的优秀能力,企业在发展过程中,都注重企业优秀能力的提升,在计算机控制技术在工业自动化生产中的应用,对改变生产技术提供了技术保障,提高了工作效率,节省人力、物力、财力投入,符合现代工业发展需要。 2 计算机控制技术在工业自动化生产中的应用 (1)数字控制。工业自动化生产过程中,借助于计算机控制技术与相应软件进行有效控制,提高自动化控制能力,通过遥感器对数据进行科学处理,通过对数据的科学分析,及时掌握机械的运行情况,及时对设备进行有效控制。科技水平不断发展,遥感器越来越智能化,遥感器可以容量很大数据,这有助于计算机系统更好发挥数字控制能力,保障工业自动化生产正常完成。 (2)集散式控制系统。计算机控制技术的现有水平还不能更好的利用集散式控制系统对工业生产自动化控制,虽然集散式控制系统经历了大约50年的发展,是以计算机软件技术为优秀,现在集散式控制系统技术越来越完善,集散式控制系统现在还是工业自动化生产智能化的发展方向,需要计算机控制技术进一步改进,才能在工业自动化生产中有效的进行自动控制。 (3)可编程控制器。计算机控制技术应用到可编程控制器,可编程控制器利用软件技术进行编写,通过输入命令进行工业自动化生产中进行控制,这样数据的信息控制比较准确,能更加科学的进行自动化工业生产控制,有利于提高工业自动化发展,提高其工作效率。 3 计算机控制技术的发展趋势 (1)工业自动化计算机技术越来越广泛。计算机技术在不同领域的渗透,在计算机技术不断更新,提升自己的应用能力,已经符合现代工业发展需要。传统工业自动化生产应用计算机技术主要是监控管理,但现在应用领域不断扩大,提高工业自动化生产效率,大数据时代,计算机技术在工业领域应用范围越来越大,符合现代工业自动化计算机技术发展需求。 (2)自动化计算机技术会成为工业生产的主导力量。企业的规模在不断扩大,传统的生产模式已经不适合现代工业发展需要,工业自动化生产应用成为工业生产的主流,自动化计算机控制技术将来会成为工业生产中的技术优秀力量。计算机技术在应用过程中,根据行业的需要不断完善,技术不断革新,自动化计算机技术在工业自动化生产领域的应用,取得一定效果,我国的工业在快速发展的轨道上,自动化计算机技术会成为工业生产的主导力量,计算机技术不仅能提高工业自动化生产技术更新,还可以在企业管理上利用计算机技术,提高企业管理方法,能更加科学、合理的进行企业管理,提高企业的工作效率。 (3)工业自动化计算机技术仍然不能满足市场的需求。我国现在工业发展很快,对技术及人才需求量不断增大,尤其需要应用型高级人才。工业的发展需要人才的支持,现有的计算机技术与计算机产品,已经从不同领域进行渗透,促进工业自动化生产的实现。计算机控制技术是未来在工业、农业等领域中有广泛的应用前景,其技术的更新,对工业自动化生产起到促进作用。工业自动化计算机技术应用领域不断扩大,现有的工业自动化技术水平不能满足市场发展需要,现在企业在市场经济的调控下,企业生产必须依靠市场规律进行,提高企业的生产能力,满足市场的需要,必须加强工业自动化计算机技术的应用。 (4)工业自动化计算机应用会不断的创新。工业自动化急死俺家技术在应用过程中促进企业的发展,同时根据企业的发展需要,工业自动化计算机技术需要不断创新,更新自己的技术,以适应社会发展需要,满足企业的需求。创新能力的发展是企业的优秀因素,必须提高工业自动化技术的优秀能力,以提升企业的竞争力,是企业可持续发展的关键因素。 总之,计算机技术在工业自动化生产中的应用,是工业自动化发展需要,也是社会发展的需求,计算机控制技术需要在实际应用过程中,不断进行发展与创新,提升自己的优秀能力,满足工业发展需要,提高企业工作效率。 计算机控制技术论文:自动化生产线上计算机控制技术的应用探析 摘要:近年来,伴随着我国科技的不断发展,计算机控制技术是目前高科技技术发展的重要结晶,其中计算机控制技术主要包括了电子技术、自动控制技术、计算机应用技术等。同时,计算机控制技术即是一种优秀控制技术。多用于可编程控制技术、片机技术、计算机网络技术在内的多种技术。可快速提升我国生产技术应用过程中的精密化、信息化、智能化、自动化等。对于提升生产技术的生产质量、标准、效率等有着十分重要的意义。本文主要概述计算机控制系统和自动化生产线的基本定义,说明计算机控制系统在自动化生产线上起到的作用,并分析计算机控制系统在未来工业的发展趋势。 关键词:计算机;控制技术;自动化生产线;应用 引言 随着计算机的广泛使用以及工厂自动化生产设备的全面覆盖,不但减轻了员工的工作压力,加快了生产速度,而且降低了企业财政支出,增加企业经济效益。现阶段,越来越多的企业依托计算机控制技术进行自动化产品生产。本文将针对计算机控制系统的设计进行分析,进而探讨自动化生产线上计算机控制技术的相关应用。 一、自动化生产线的概述 自动化生产是指无人手动操作机器,自动化设备根据工作人员规划好的生产流程和设计好的指令进行产品成产。自动化生产线是自动完成产品制造过程的生产系统,一系列的工作程序包含原材料的使用分量、数量控制、检验检疫等都是自动化设备自主完成。自动化生产线和各程序之间相互连结,任何一个步骤都不能出现差错,否则,自动化生产线将会受到巨大的牵连。改革开放以后,自动化生产技术开始涌入工业领域,由于制造设备自动化程度的逐步提高,大大减轻了劳动人民的生产压力,也极大满足了人类的物质文化需求。因此,自动化生产线改善了人类的生存环境,使社会文明向前迈了一大步。 二、构成计算机控制技术的条件 计算机控制系统是应用计算机的硬件部分和软件部分与被控对象相联系,达到控制目的的系统。软件部分是由软件研发人员为用户制造的备件,在计算机控制技术中起着重要作用,是计算机控制系统必不可少的环节。硬件部分是计算机控制系统与被控制对象互通的媒介。计算机控制系统由工作人员按照工厂环境自主设计、并决定是否投入使用。 三、论计算机控制技术在自动化生产线上的具体使用 计算机控制系统在自动化生产线上的使用推动着工业生产领域不断向前迈进,人们越来越关注自动化生产线上在工业上的应用,企业更是不断探讨和研发,计算机控制系统也被越来越多的工厂投入使用。具体来讲,计算机控制技术在自动化生产线上的应用主要涉及以下两个方面: (一)可编程计算机控制器的使用 可编程计算机控制器通过利用自动化生产过程中的数字运算达到操作电子设备的一种系统,可编程计算机控制器可以在很大程度上为工作人员提供更简便的操作功能,以最快的速度设计、保存、计算、复检以及应用自动生产线控制程序。可编程计算机控制器对自动化生产线应用过程中的有关步骤进行数字交换,然后设计出符合自动化生产的控制程序,加快自动化生产线的生产速度和生产质量,避免浪费资源,达到减轻企业负担的目的。可编程计算机控制器和工业制造系统可以做到相互融合,这不仅提升了工业制造系统的扩张性以及多样性,而且全面简化自动化生产线生产过程中有关步骤的复杂化。 (二)现场控制总线的作用 现场总线是自动化生产线运转过程中必不可少的备置,它具有数字通信转换以及信息测量控制等相关功能,把计算机控制技术和现场控制总线进行有效的连接,能极大发挥现场控制总线在自动化生产线上的积极作用,规范了现场控制总线的工作标准。在计算机控制技术前提下,现场控制总线可以让更多的测量控制器与计算机网络控制中心达成有效的连接,从而强化对自动化生产线的远程控制功效,让自动化生产线与相关监测设备之间可以良好通信,加大自动化生产线应用过程中的安全性和工作的可靠性。 四、计算机控制系统的发展前景 (一)造就先进的可编程序控制器 在工业生产环境中,可编程序控制器是一种现代化电子设备,它不但具有可编程序的存储器,收集用户指令,而且能模拟数字的输入输出[6]。除此之外它还具有逻辑思维,能合理规划时间。目前,编程序控制器的主控制器都大部分使用微机系统,并且收集大规模集成电路用做存储器及I/O的接口,促使其效用、成本、安全性等都得到大幅度保障。鉴于智能I/O模K取得的成功,编程序控制器不仅拥有了逻辑运算、逻辑判断等功能,还能自主修复故障,精确处理数据,从而促使编程序控制器的应用范围不断向外伸展。 (二)集散控制系统的高效化 集散控制系统把微机系统做为工作重心,让微机、工业控制计算机、数据通信系统等有效结合的一种计算机控制系统。要使自动化系统向少支出、高收益的方向发展,必须应用先进的控制模式,实现集散控制系统的高效运用[8]。 (三)开创智能控制系统新范畴 智能控制是在无人操作的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。其中智能控制主要划分为三种类型:学习控制系统、分级递阶智能控制系统、专家系统。通过利用智能控制技术和自动控制理论形成先进的计算机控制系统,不但可以促使有关科学技术的发展,而且能优化工业生产系统自主工作的技术。智能控制方法是利用计算机模拟人类大脑思考的方式来实现控制目的。由此可见,智能控制系统将促进计算机控制系统不断向前发展。 五、结束语 随着科学技术的不断创新,计算机技术已经渗透到各行各业,计算机控制系统作为一种新型的控制系统,被各生产企业争先使用。在工业生产过程中,技术人员经过不断的探讨与研发,使计算机控制系统的安全性与可靠性得到肯定,促使其作用获得了专业人士的认同。目前,计算机控制系统在制作过程中包含数字运算、软件部分和硬件部分,在设计过程中只有让数字运算、软件部分和硬件部分同时得到满足,才能保障计算机控制系统的安全性,从而提高产品的质量与员工的工作效率,使计算机控制系统在企业生产过程中能够发挥积极的作用,实现工业生产的自动化。 计算机控制技术论文:“计算机控制技术”课程教学模式探究 摘要:笔者结合“计算机控制技术”课程的特点,从教学改革及考核方式入手,对课程教学模式进行了论述,并提出了具体的改革方法。 关键词:计算机控制技术;课程教学模式;教学改革 “计算机控制技术”以单片机原理及应用、自动控制原理、现场总线等先修课程为基础,结合了之前的理论课知识。就目前的就业形势来看,企业对计算机控制领域的人才需求较强,因此我校积极创新、探索新的教学理念与方法,以此进一步增强学生的创新能力与学习能力。“计算机控制技术”是一门结合理论和实践的综合性专业课,所以进一步探讨该n程的理论教学和实践教学方法非常必要。 一、课程定位与特点分析 “计算机控制技术”课程是自动化专业、电气工程及其自动化专业的限选课程。计算机控制技术的应用领域非常广泛,在航空、航天,以及与现代日常生活相关的工业、农业、医学等领域都起到了至关重要的作用。经过对课程的学习,学生应该掌握计算机控制系统的发展历程及应用领域,计算机控制系统的具体组成部分以及各部分的功能,学会计算机控制系统的分析方法,以及相对简单的软件、硬件的设计与实现过程,了解计算机控制系统的工作原理。 本课程旨在培养学生掌握微型计算机控制的基本概念,以及微型计算机控制系统的基本分析方法和设计方法。课程要求学生从理论上掌握计算机控制系统的基本原理及应用;而教师要为学生提供有效的分析,培养学生掌握设计计算机控制系统所需的知识、洞察力和理解力。学生在实践过程中要学会利用计算机技术解决控制系统中的实际问题,通过对该课程的学习,今后能独立承担和开展计算机控制系统方面的研究工作。 二、课程的教学改革 “计算机控制技术”课程以培养应用开发能力为目标,不断更新课程体系,从而确保教学内容的实用性和先进性,其主要特色与创新如下: 1.摒弃了传统的教学模式,采用项目驱动式教学。新课程采用项目驱动式教学,每一章节都设置一个驱动项目,教师组织学生自行分组、分工,制订设计方案。学生每一节课都带着问题、围绕项目学习所需知识,不断提高实践能力。 2.课程教学与课外科技活动紧密结合、相互促进。基于计算机控制技术课程的特点及其在电子产品设计中的重要作用,新课程将课程教学与大学生科技创新竞赛、全国大学生电子设计竞赛、飞思卡尔智能车竞赛等多项赛事结合,大力开展第二课堂,延伸教学范围,组织科技创新小组,提高利用单片机进行自动化系统及电子系统的开发和设计能力,以此激发学生的创新意识,锻炼其动手实践能力。 3.改革教学手段,增强教学效果。传统的教学方法是教师进行书面知识的传授,在黑板上写板书,学生只是进行信息的接收。这种教学方法并不能取得较好的教学效果。因此,要想切实提高教学质量,就需要改革教学手段。教学手段是否有效将直接影响学生对知识的理解和掌握。在学校的大力支持下,我校教师在教学过程中采用了多种现代教学手段。例如,在教学过程中使用多媒体课件进行计算机控制系统的教学和展示,利用三维动画制作技术和模拟仿真技术展示教学内容。通过一段时间的检验,笔者发现改进的教学手段不但显著提高了教学质量,还可以直观展示课本上难以理解的教学内容。我校设有专门的计算机控制技术实验室,共有32台THSSC-4型实验台。根据教材章节,课程设置了8个实验课题,穿插在理论教学过程中,学生能够在实践中巩固所学的理论知识。学生通过这种方式提升了动手能力,为今后的就业打下了基础。 三、课程考核方式的改革 传统的考核方法采用期末考试的方式,学生仅仅是考试的工具,并没有有效掌握平时上课的重点与方法。而科学的考核方法不仅需要激发学生平时上课学习的热情,还要真实反映学生的综合能力。考核方法除了最终的期末考试,还应该包括平时成绩(习题作业、课堂小测验、课堂提问、课堂讨论、课外作业、实验)。笔者经过实践,总结出比较合理的权重分配,即平时成绩占30%,期末考试占70%。通过这一改革,教学质量和学生的上课积极性都有了显著提高。 四、总结 “计算机控制技术”课程涉及的科目种类繁多,具有专业性强、内容更新快等特点。在学校组织的教学方法研究与改革过程中,教师对本课程的特点进行了一系列的创新与研究,最终取得了很好的效果。教师充分利用上课时间进行知识的传授与讲解。课程改革一方面提高了学生的积极性,另一方面增强了学生的动手实践能力,使教学效果得到了提升。 计算机控制技术论文:《计算机控制技术》教学实施方案 《计算机控制技术》作为自动化专业一门重要的专业必修课,教学质量的高低直接对自动化专业学生的专业技术水平起到至关重要的作用,所以制定一个好的切实可行的教学实施方案势在必行。 n程简介与定位 教学目标 《计算机控制技术》教学目的是使学生从系统集成的角度掌握计算机控制系统的基本原理与设计方法,不但能够分析与应用、设计并实施满足实际工业生产需要的计算机控制系统,而且能够不断地根据已有的基础知识,迅速进行知识更新。 在专业课程体系中的定位 在浙江大学城市学院自动化专业的专业必修课中,《计算机控制技术》是讲述控制手段的一门必修课程,是自动化闭环控制系统的重要组成部分。 在专业能力培养中的定位 控制精度要求比较高的实际控制系统大多为闭环控制系统,在闭环控制系统中,计算机将作为一个重要的控制手段而存在,所以经典PID为代表的控制算法将成为《计算机控制技术》这门课程的重点研究内容,本课程将搭建以温度、电机和液位为主要控制对象的闭环控制系统,并完成对位置型PID、增量型PID、积分分离式PID、模糊控制等先进控制算法的学习。 与优秀课程群中其他课程在知识体系与能力培养上的整体设计 随着现代化工业复杂性与集成化程度的增加,计算机控制技术已广泛应用于各个工业领域。因为《计算机控制技术》教学目的是使学生能够分析与应用、设计并实施满足实际工业生产需要的计算机控制系统,所以在教学内容方面主要讲述计算机控制系统的设计与实现相关的硬件、软件、控制策略、数据通信、网络技术、数据库技术等方面的理论知识与技术。包括计算机控制系统的基本概念与基础理论,控制系统的接口技术、数字通信与网络技术、软件技术,计算机控制系统中常用的控制策略,不同规模的计算机控制系统的设计范例,以及流程工业的计算机集成制造系统。 能力培养要求 借助本门课程的学习,培养学生了解计算机控制系统组成、分类、硬件及软件构成、控制算法等相关知识,使学生从系统集成的角度掌握计算机控制系统的基本原理与设计方法,不但能够分析与应用、设计并实施满足实际工业生产需要的计算机控制系统,而且能够不断地根据已有的基础知识,迅速进行知识更新。 实践教学要求 实践教学方面采取实验课与课外课程设计相结合的形式,实验课上主要学习组态监控软件在计算机控制系统中的应用,并以液位为控制对象,搭建以计算机为控制优秀的闭环控制系统,通过特性调试,了解计算机控制算法在实际系统中的应用。课外则要求同学们完成以电机为控制对象的闭环控制系统的设计报告,深化学生对计算机控制系统的理解和掌握,完成理论到实践的转换。 作业及考核要求 《计算机控制技术》作业基本都要求网上提交,每个章节结束,都会按照讲授内容布置相应网上作业,要求学生按照规定时间完成。同时为了巩固学习效果,还会配备相应章节的网上在线测试题目。最后同学们要完成以电机为控制对象的闭环控制系统的设计报告。期末成绩的构成为到课率及课堂表现10%,平时作业和小测试10%,期中考试15%,设计报告15%,期末考试50%。 教学实施方案设计 教学内容组织 针对计算机控制技术综合知识比较多、专业性较强、不易理解的特点,具体从以下几个方面组织教学内容: 第一,准确把握课程的性质与作用。计算机作为闭环控制系统的一个重要控制手段,经典PID等算法讲解将成为《计算机控制技术》这门课程的重点研究内容,同时在搭建以温度、电机和液位为主要控制对象的闭环控制系统时,了解信号检测、信号传输、信号处理、信号显示等相关知识。 第二,突出学生综合能力的培养。在课程知识的讲授过程中,注意教育和启发学生用哲学的思想、辩证的观点来分析和思考问题,如主要矛盾与次要矛盾的转化、事物都是一分为二的道理等,健全学生的心智,提高学生综合素质。 第三,通过课程教学,教给学生现代科学研究的方法。以实际控制系统为主线,将设计方法、分析方法、算法编写等过程梳理清晰,将讲述内容集中在目前的工业生产现场的使用技术上。 教学策略 ①结合课程知识和社会调研以增强学生学习动力;②理清思路,从简到繁,强化计算机控制系统的理解和应用;③观看模型理解抽象闭环控制系统概念,加深学生对知识的掌握;④引导学生参与课堂教学,分组讨论促进学习主动性和能力齐头并进;⑤设计贯穿理论教学周期,通过实践加深学生对课程知识的理解和掌握;⑥加强课外辅导巩固学生对课程知识的掌握;⑦结合现代教学手段开展辅导。 结束语 《计算机控制技术》课程的改革在实施过程中,通过计算机控制系统的硬件和软件技术等工作原理的讲解,将模拟电子技术、数字电子技术、电路原理、自动控制理论等相关课程的知识进行点对点的连接,学生对所学专业知识有了更加系统化和模块化理解,有利于专业整体知识的消化和掌握。 (作者单位:浙江大学城市学院信息与电气工程学院;辽宁科技大学电子与信息工程学院) 计算机控制技术论文:“计算机控制技术”全英语课程建设的探索与实践 摘要:我们从课程大纲、教学课件、教材选用、课程网站及考核方法等方面进行了“计算机控制技术”全英语课程建设,并探讨了教学内容与教学方法、师资队伍建设等问题。在教学过程中注重培养学生的专业技能和英语听说能力,从而进一步提高全英语教学效果。 关键词:计算机控制技术;全英语教学;课程建设;教学实践 一、引言 日趋频繁的国际交流需要更多能够熟练应用英语进行专业技术交流、科学研究的国际化人才,而高等院校开展全英语教学正是为培养具有国际竞争力,适应国家和社会需要的高端人才而进行的教学改革[1]。我校积极开展全英语教学课程建设,并把自动化全英语专业作为试点实行全英语教学,并已经实践了近三年。 计算机控制技术课程要求学生应能掌握分析设计与实现计算机控制系统的方法,并能完成控制系统的软件开发、系统安装与调试等[2]。这就要求学生不仅需要学习抽象的理论知识,而且要具有较强的工程技术背景[3]。两年多来我们开展了该课程的全英语课程建设与教学实践工作。 二、“计算机控制技术”全英语教学的特点 (一)课程的特点 计算机控制技术的先修课程为计算机仿真、自动控制原理、单片机原理及应用。通过对本课程的学习,针对不同的控制对象,学生应能运用离散控制理论,设计M足要求的计算机控制系统。该课程具有较强的实践性等特点。在授课过程中教师应该处理好与先修课程和后续专业课程的关系,形成系统的知识体系。 (二)授课对象的特点 本课程授课对象是自动化专业试点班和留学生班的学生。试点班学生具有较强的数学基础和自学能力。选拔时也综合考虑了学生的英语读写听说能力。经过基础课的学习,基本适应了这种全英语课程教学方式。留学生班学生有较高的英语水平,但数学基础相对弱些,在讲授时需补充或复习相关基础知识。 三、全英语课程建设的具体工作 (一)修订课程教学大纲 教学大纲是教学工作的指导性文件,是教师制定授课计划、对学生进行课程考核的依据。根据我校自动化专业的培养具有较扎实的技术理论基础,一定的技术创新与技术应用能力,现场从事自动化的高等技术应用型人才的专业定位[2],我们制定了此全英语课程的教学大纲。 计算机控制系统的优秀是计算机,而计算机应用是一门实践性极强的应用性学科。另外,它也是一种建立在完整的控制理论基础上的自动控制系统。因此,在课程内容设置时,可适当压缩理论教学内容,但需考虑理论教学的深度应能够支撑该课程所涉及到的技术。 (二)完善全英语教学课件 我们根据全英语课程教学大纲的要求,结合所选教材对课件进行了全新的制作。强调各个章节的重点内容和难点内容,明确对学生的基本要求等。 为了让学生直观的学习教学内容,我们在课堂教学过程中借助于Matlab仿真技术,利用Simulink仿真工具中的相关模块搭建数学模型,进行仿真与调试,根据要求修改系统和优化参数,从而使教学内容更加直观地表达出来,有利于学生理解抽象的概念。 (三)选择高水平的全英语教材 目前国内已出版的“计算机控制技术”中文教材种类繁多,基本能满足各层次的课程教学要求,但英文教材相对比较缺乏,很难满足双语或全英语教学的要求。经过长时间的查阅、调研,我们选择《Discrete-time Control Systems》(第二版)作为该课程的参考教材。该书是国外大学教材,内容详尽,适合本科生使用。书中除了讲解离散控制系统的理论外,还有许多实际实例,学生可以根据实例较好地理解系统理论。我们还选择了和英文教材对应的中文版《离散控制系统》作为参考书。学生可以阅读英文教材的相关内容,也可以借助于中文参考书学习,从而达到了理解教学内容,又学习了专业英语的目的。 (四)课程网站的建设 团队成员需要制作全英语授课教学视频,并把视频和多媒体课件上传至学校课程中心网站,学生可随时登录课程网站观看课堂教学视频。另外,还需要把教学大纲、复习思考题、课程介绍、课程标准、参考资料以及常用的相关链接等均上传到课程网站上,并进行定期的更新与维护网站资源。 (五)完善考核方法 要求学生所有作业全部使用英语。课程测验以及期末考试均采用英语卷子,学生也用英语作答。本课程总评成绩由两部分组成:平时成绩和期末考试成绩,分别占40%和60%。其中,平时成绩包括出勤情况、课外作业、实验报告、课堂讨论等方面,以加强过程考核力度。 四、对“计算机控制技术”全英语教学的思考 (一)教学内容与教学方法的改革 为了提高教学效果,教师应精心组织教学内容,确保传授知识的先进性和前沿性。教师需要清楚地介绍重点和难点,因此应考虑好如何用容易理解的英语口语表达专业含义,并结合录像、PPT等多媒体教学环节,帮助学生更好地理解。在结合学生的学习体会的基础上,安排适当的问题,采用启发式方法引导学生,调动其参与问题的解答和学习。 通过讨论课培养师生之间的讨论与互答,提高学生的英语表达能力和知识掌握的水平。鼓励学生通过查阅文献资料,制作PPT,做专题报告,让学生更加清楚的认识到计算机控制技术的应用领域,理解如何建立一个控制系统。尝试采用多种教学方法和手段,培养学生的创新意识和学习兴趣。 (二)教学师资队伍的建设 教师的英语水平和专业水平是能否得到较好教学效果的关键[4]。学校鼓励承担全英语教学任务的教师进行英语培训和专业课培训,注重提高教师的教学能力、教学模式和语言能力。已有三位本课题组成员作为高级研究学者赴国外知名高校或研究机构进行交流学习一年,以提高教师的教学能力、专业知识及口语表达能力。 在开展全英语教学中,师资队伍建设是一个持续的过程,需要学校各部门的共同努力。只有不断提高教师的素质才能实现各门课程的全英语教学,最终实现自动化专业人才培养的国际化。 结束语 通过全英语课程的实践,我们认为为了使学生能够清晰地表达自己的专业见解,能在专业领域运用英语进行交流沟通的培养目标,需要有较高英语口语水平的老师承担全英语教W工作。教师需要重视自身英语教学能力的提高,鼓励引导学生。另外,要注重优化教学内容并改进教学方法,使全英语教学效果得到进一步的提升。 计算机控制技术论文:自动化生产线上计算机控制技术的应用探析 摘 要:近年来,伴随着我国科技的不断发展,计算机控制技术是目前高科技技术发展的重要结晶,其中计算机控制技术主要包括了电子技术、自动控制技术、计算机应用技术等。同时,计算机控制技术即是一种优秀控制技术。多用于可编程控制技术、片机技术、计算机网络技术在内的多种技术。可快速提升我国生产技术应用过程中的精密化、信息化、智能化、自动化等。对于提升生产技术的生产质量、标准、效率等有着十分重要的意义。本文主要概述计算机控制系统和自动化生产线的基本定义,说明计算机控制系统在自动化生产线上起到的作用,并分析计算机控制系统在未来工业的发展趋势。 关键词:计算机;控制技术;自动化生产线;应用 随着计算机的广泛使用以及工厂自动化生产设备的全面覆盖,不但减轻了员工的工作压力,加快了生产速度,而且降低了企业财政支出,增加企业经济效益。现阶段,越来越多的企业依托计算机控制技术进行自动化产品生产。本文将针对计算机控制系统的设计进行分析,进而探讨自动化生产线上计算机控制技术的相关应用。 1 自动化生产线的概述 自动化生产是指无人手动操作机器,自动化设备根据工作人员规划好的生产流程和设计好的指令进行产品成产。自动化生产线是自动完成产品制造过程的生产系统,一系列的工作程序包含原材料的使用分量、数量控制、检验检疫等都是自动化设备自主完成。自动化生产线和各程序之间相互连结,任何一个步骤都不能出现差错,否则,自动化生产线将会受到巨大的牵连[1]。改革开放以后,自动化生产技术开始涌入工业领域,由于制造设备自动化程度的逐步提高,大大减轻了劳动人民的生产压力,也极大满足了人类的物质文化需求。因此,自动化生产线改善了人类的生存环境,使社会文明向前迈了一大步。 2 构成计算机控制技术的条件 计算机控制系统是应用计算机的硬件部分和软件部分与被控对象相联系,达到控制目的的系统。软件部分是由软件研发人员为用户制造的备件,在计算机控制技术中起着重要作用,是计算机控制系统必不可少的环节。硬件部分是计算机控制系统与被控制对象互通的媒介。计算机控制系统由工作人员按照工厂环境自主设计、并决定是否投入使用。 3 论计算机控制技术在自动化生产线上的具体使用 计算机控制系统在自动化生产线上的使用推动着工业生产领域不断向前迈进,人们越来越关注自动化生产线上在工业上的应用,企业更是不断探讨和研发,计算机控制系统也被越来越多的工厂投入使用[2]。具体来讲,计算机控制技术在自动化生产线上的应用主要涉及以下两个方面: (一)可编程计算机控制器的使用 可编程计算机控制器通过利用自动化生产过程中的数字运算达到操作电子设备的一种系统,可编程计算C控制器可以在很大程度上为工作人员提供更简便的操作功能,以最快的速度设计、保存、计算、复检以及应用自动生产线控制程序。可编程计算机控制器对自动化生产线应用过程中的有关步骤进行数字交换,然后设计出符合自动化生产的控制程序,加快自动化生产线的生产速度和生产质量,避免浪费资源,达到减轻企业负担的目的。可编程计算机控制器和工业制造系统可以做到相互融合,这不仅提升了工业制造系统的扩张性以及多样性,而且全面简化自动化生产线生产过程中有关步骤的复杂化[3]。 (二)现场控制总线的作用 现场总线是自动化生产线运转过程中必不可少的备置,它具有数字通信转换以及信息测量控制等相关功能,把计算机控制技术和现场控制总线进行有效的连接,能极大发挥现场控制总线在自动化生产线上的积极作用,规范了现场控制总线的工作标准[4]。在计算机控制技术前提下,现场控制总线可以让更多的测量控制器与计算机网络控制中心达成有效的连接,从而强化对自动化生产线的远程控制功效,让自动化生产线与相关监测设备之间可以良好通信,加大自动化生产线应用过程中的安全性和工作的可靠性[5]。 4 计算机控制系统的发展前景 (一)造就先进的可编程序控制器 在工业生产环境中,可编程序控制器是一种现代化电子设备,它不但具有可编程序的存储器,收集用户指令,而且能模拟数字的输入输出[6]。除此之外它还具有逻辑思维,能合理规划时间。目前,编程序控制器的主控制器都大部分使用微机系统,并且收集大规模集成电路用做存储器及I/O的接口,促使其效用、成本、安全性等都得到大幅度保障。鉴于智能I/O模块取得的成功,编程序控制器不仅拥有了逻辑运算、逻辑判断等功能,还能自主修复故障,精确处理数据,从而促使编程序控制器的应用范围不断向外伸展[7]。 (二)集散控制系统的高效化 集散控制系统把微机系统做为工作重心,让微机、工业控制计算机、数据通信系统等有效结合的一种计算机控制系统。要使自动化系统向少支出、高收益的方向发展,必须应用先进的控制模式,实现集散控制系统的高效运用[8]。 (三)开创智能控制系统新范畴 智能控制是在无人操作的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。其中智能控制主要划分为三种类型:学习控制系统、分级递阶智能控制系统、专家系统。通过利用智能控制技术和自动控制理论形成先进的计算机控制系统,不但可以促使有关科学技术的发展,而且能优化工业生产系统自主工作的技术[9]。智能控制方法是利用计算机模拟人类大脑思考的方式来实现控制目的。由此可见,智能控制系统将促进计算机控制系统不断向前发展[10]。 5 结束语 随着科学技术的不断创新,计算机技术已经渗透到各行各业,计算机控制系统作为一种新型的控制系统,被各生产企业争先使用。在工业生产过程中,技术人员经过不断的探讨与研发,使计算机控制系统的安全性与可靠性得到肯定,促使其作用获得了专业人士的认同。目前,计算机控制系统在制作过程中包含数字运算、软件部分和硬件部分,在设计过程中只有让数字运算、软件部分和硬件部分同时得到满足,才能保障计算机控制系统的安全性,从而提高产品的质量与员工的工作效率,使计算机控制系统在企业生产过程中能够发挥积极的作用,实现工业生产的自动化。 计算机控制技术论文:浅论互联网时代的计算机控制技术 【摘 要】互联网的迅速发展,通过改变信息传播方式而改变了世界,同时对于计算机控制技术相关领域来说,也产生了翻天覆地的变化。互联网的信息控制时代随着工业以太网和现场总线的结合而到来。文章主要阐述了以太网、工业现场总线相结合的计算机控制技术方面的应用。 【关键词】互联网;计算机;控制技术 互联网时代,计算机控制技术的定义已经发生了根本的变化,进入了一个多机的、自动化生产、控制和智能一体化相结合的发展方向。本篇文章将归纳计算机控制技术的发展概况,同时指出作为计算机控制技术操作工程师主要的责任和工作从事情况。 一、集中控制到集散控制的发展 最初的计算机控制主要采用的是集中控制的工作方式,在进行一系列的包括采集信号、运算处理、信息反馈、显示状态等任务的过程中,均是通过工业控制计算机IPC来控制的。IPC工业控制计算机将各种参数,如,压力、温度、PH值等进行有效的收集,然后通过接口卡来接受经过处理而得到的信号。现在,伴随着控制系统日益增加的复杂度,单独的一台计算机已经不能胜任多种信号的处理工作了,在这种情况下,分布式控制系统便应运而生,根据功能的不同,可分为上位机、下位机。上位机主要负责整体集中监视工作,下位机为分布在各现场的用于分布控制的个体。而上、下位机则通过相关的通讯互联网进行传递信息工作。 通讯是集散式控制系统的中心,它作为DCS的中央神经系统。DCS系统具有可拓展性、安全性和有效性。DCS最初研发阶段的瓶颈为系统开放性低。许多厂家采用封闭形式来实现经营垄断,而不同厂家之间的信息闭塞,则成为了DCS系统发展困难的主要问题之一。 二、封闭系统到工业现场总线的发展 为了达到增强DCS系统的兼容性、开放性的目的,必须采取措施实现DCS系统网络协议的公开化和标准化,因此就有了封闭系统到工业现场总线的发展。工业现场的总线控制系统(简称FCS)的主要功能就是实现数据“点到点”到“总线”的方式转变。按照总线方式,整个控制系统有条不紊的进行运行,各种设备的工作都是一个“总线单元”,相互平行的运行,遵守公开、统一的通信协议进行综合自动控制相关工作。FCS相比于DCS系统,更能实现顺应用户的要求,它采用的是开放式的现场总线协议,通过这种协议协调现场所有支线工作,使得维护和成本都降低。所以说,FCS系统是种互联的、开放的分布式系统。 上个世纪80年代,现场总线技术就开始发展,其各种标准也不断成为工业国家和厂商的争夺焦点。现在,Profibus及CAN均是中国自动控制领域的优秀。1996年,Profibus标准开始进入中国,在10年光景的推广中,广泛存在于我国的工业领域中。2006年,Profibus成为了我国第一个现场总线技术的国家标准。到现在为止,Profibus仍是应用最为广泛、各种控制设备、仪表种类最为齐全的总线技术,一直是车间级的总线标准、自动化集成的首要选择。同时,CAN是机电设备控制相关领域中应用最为广泛的总线技术,一直是工业机械手、汽车电子、高速印刷机等控制系统的设备级的总线标准。也就是说,Profibus和CAN分别是自动化、电子工程师的首选。 三、现场控制到企业自动化的发展 EtherNet/IP即以太网工业协议,是一种以以太网的传输为标准的协议。目前,这个协议被三大组织所支持,即the Industrial Ethernet Association(IEA)、ControlNet International(CI)、the Opening DeviceNet Vender Association(ODVA)。以太网工业协议旨在形成一个开放式的网络协议,以便于工业控制网络的开放式建设。工业以太网可以定义为将商业以太网(IEEE802.3标准)在技术上实现统一、同时提升产品的器件选用、适用性、可靠性和抗干扰能力,以满足不断增长的工业现场需求。 控制作用要能满足实时性,这是工业控制网络必须遵从的原则,换句话说,传输信号的过程要迅速同时信号必须稳定,因此要保证满足数据定时刷新的要求。以CSMA/CD的方式所进行的传统以太网的传输,不能在电荷负荷过大的时候正常运行。工业以太网采用的是新的信息交换技术,能够快速刷新信号,这就为以太网信号的不确定问题找到了解决方法。如,EtherNet可以达到100M、10G的传输速率,减少了网络传输的延时问题,使得阻塞几率大大降低。双工星形的拓扑结构及EtherNet技术则使传输实时性、确定性变成了可能。 “信息化工厂”是工业以太网的技术存在意义,这里的信息化工厂指的是在信息基础相关设施的基础上,利用信息处理手段,将信息收集、传输、计算处理和综合应用,如同在工厂中生产、管理和运营的手段一样。可以说,工业以太网是自动化控制的优秀,管理、运营等信息的传输都靠它。 很多现场设备对EtherNet/IP协议都很支持,它能实现直连下层设备,直接挂接变频器和分布式IO,并采用以太网交换机作为中部链接,实现整个信息交换系统。EtherNet/IP控制网络的功能包括以下几方面,决定性控制、适应应用需要、故障容纳措施、远程控制、低成本连接、内部安全和开放式标准。它具有许多值得推广的价值,如,实现了商业和企业的简单整合,即有效的将生产控制、质量监督、可检测性及系统维护等结合起来;高速、高带宽,便于网络技术的融进,能够连接广泛区域内的设备;便于专家远程服务、诊断及部署等,有利于成本的降低和方便快捷进行信息控制等。所以,有人将工业化的以太网形容为“总工程师读数据的网”。可以看出,工业以太网具有无缝对接的优点,这样,工程师们就能实现远程对挂在以太网上设备的控制管理了。 四、结论 互联网时代的计算机控制技术是实现了集中控制到集散控制的发展、封闭系统到工业现场总线的发展、现场控制到企业自动化的发展的过程。最初的计算机控制采用集中控制的工作方式,一系列任务均是通过工业控制计算机IPC来控制的;DCS系统具有可拓展性、安全性和有效性,但信息闭塞;工业现场的总线控制系统FCS实现数据“点到点”到“总线”的方式转变,是一种互联的、开放的分布式系统;EtherNet技术则使传输实时性、确定性变成了可能。 计算机控制技术论文:计算机控制的高压共轨喷油器驱动控制技术研究 摘要:在高压共轨系统中,产生燃油的压力和燃油喷射是分开的,而高压共轨喷油器的喷油的时刻以及它的喷油量的调整都是通过触发来实现外,还和它的驱动控制的设计技术相关,在计算机盛行的电子时代,驱动的设计打破了传统的设计思想,驱动的最主要设计采用了高电压以及大电流通过计算机的控制和开启,然后再通过低电压来对驱动进行相关的保持和疏通,以此来满足高压共轨喷油器中驱动的一些需求,本文将通过详细的描写来对此控制技术进行研究。 关键词:计算机控制;高压共轨;技术 喷油器是共轨式的燃油系统中最重要和最关键的一个部件,它的主要作用就是通过接收到的控制信号,通过控制器的开启和关闭,将所在高压共轨腔中的燃料以一种最佳的喷油定时、喷油量以及准确的喷油率将燃料喷入到机器的燃烧室内。这些喷油器取代了传统的喷油嘴和喷油嘴帽的组合。 1 高压喷油器的发展状况 随着社会的不断发展,在最近几年,一些已经匹配直喷柴油发动机的小型轿车在欧洲的发展非常的显著,不但可以提高燃油的经济性,还可以减少发动机对环境造成的噪音的污染。我国的某一个车型就已经运用了此系统,最高的喷射压力可达到1800帕。但是,随着排放的更加苛刻的控制,我们就需要更高的以及恒定的喷射的压力以及更加完善的电子的控制,于是。在众多的制造商们就把优点相对而言比较多的共轨系统作为发动机的发展的方向。高压共轨系统有着很高的燃油的压力,并且可以合理地分配燃油的控制,通过计算机灵活的对燃油分配、燃油的喷射的时间、喷射的压力以及喷射速率的控制,可以达到显著的燃油的经济性和低排放的特性。 在发动机所有的转速的范围内既可以很好地保证比较高的燃油的压力,并且高的喷射的压力可以在比较低的转速的工作的情况下还是可以获得良好的燃烧的特性。 由于燃油系统的压力与发动机的转速是呈现出线性关系的状态,在这样的转速状况下,发动机会出现燃油压力不足的情况,共轨系统能够在所有不同的转速的情况下依旧可以产生非常高的燃油的压力。由于计算机和电子控制的灵活度会对发动机的喷射压力产生一定的影响,使得发动机的排放量降低的同时还可以提高效率。不过,由于压力的产生过程是与喷射过程分离的,方便使得发动机在燃烧和喷油的过程中可以得到最大方位的自由,可以灵活的调节喷油器的喷射压力。 2 高压共轨系统的主要特点 高压共轨系统主要是利用比较大的容积的共轨腔来将要输出的燃油在高压的状态下进行储存,在此工程中消除掉燃油中的压力的波动,才可以进行下一步的环节,即将燃油分配到每一个可能需要喷油的喷油器中,最后是通过喷油器上的电磁阀来控制喷油器的开始以及结束。其主要的特点包括: 1)在高压共轨中,喷油器的喷射是通过共轨腔中的高压来进行的,共轨腔的设计与原来的设计相比,主要是去掉了喷油器中用来增压的增压构造,而且,高压共轨还可以使喷油器持续的保持着高压的状态。再者就是力矩,高压共轨的油泵所需要的力矩与传统的油泵中的力矩相比要小很多。 2)在高压油泵中有一个压力调节的电磁阀,可以根据发动机自身的负荷的状态、燃油的经济性以及排放量来灵活的对高压油泵进行调节,最显著的特点就是可以优化此发动机的在低速方面的性能。 3)在喷油器上的电磁阀还可以来控制燃油的喷射的定时、喷射的优良以及喷射的速率,甚至还可以来灵活的在不同的工作的状况下的预备喷射以及后喷射的喷射的油量和在主喷射之间的时间的间隔。 计算机控制技术论文:计算机控制技术在自动化生产线上的应用研究 摘 要:随着科学技术的不断发展,网络的普及已经到了千家万户,基本上每一个人都生活在网络的大潮中,离不开网络带来的便捷。计算机控制技术在企业中的应用,使得企业的生产效率越来越高。这种新技术在自动化生产线上面的应用,使得企业在扩大生产、提高生产效率方面有着至关重要的作用。 关键词:计算机控制技术;自动化;生产线 科学技术的发展,人们生活水平的提高,对于可持续发展的重视,使得计算机控制技术的发展,在我国的经济运行中起着更加重要的作用,现阶段的计算机控制技术运行程度如何,以及最新的发展趋势又如何,将是本文研究的重要内容,另外,计算机控制技术对于工业的运行的好处是什么,这也是本文进行研究的重点内容。 1 计算机控制技术的作用 计算机控制系统的发展是随着我国科学技术不断发展而逐渐产生的,这与科技的进步、科学技术的创新发展有很大的关系。计算机的控制系统需要具备较缜密的控制技术,现代技术的引进对于生产线的自动化水平具有很大的提高。企业应该利用这一优势,不断优化企业的产业结构,推动产业效率的提高。 1.1 计算机控制技术 计算机控制的基础是基于计算机的自动控制与计算机技术。计算机技术的不断发展为我国控制技术的发展带来了很大的进步。工业生产中引用这些技术,可以推动整个工业化进程的不断发展。 1.2 计算机控制技术的作用对于在工业生产中 在科学技术的不断发展过程中,对于自动化设备的不断发展,这在一定程度上减少了相关工作人员的负担压力,这对于企业的生产效率的提高也有很大的帮助。而且,新技术的不断应用,也增强了企业在生产过程中的相关系统的安全性,这也符合当今时代可持续发展的潮流,减少了资源的损耗,推动了产业结构的不断优化升级。 1.3 计算机控制技术的发展态势 计算机控制技术在工业生产过程中的智能化技术不断提高,这也是未来在工业化生产发展中的趋势,这也是工业生产向着更复杂的方向发展的不断优化。而且由于信息技术的落后,对于相关的危害程度较高的部门来说,这无疑是致命的打击。随着我国科学技术的不断发展,人们开始越来越重视生产生活过程中的安全系数,这也就大大增加了智能化系统在实际生活中的运用。 2 计算机控制系统的自动化过程 2.1 生产线的自动化过程 传统的生产线的传输过程往往是人工的传递,随着科学技术的不断发展,当今的生产线的传递更多的是自动化的生产过程,这一整个过程是由一系列生产线的活动开始的。而最基本的工业化生产过程也是需要将生产的原材料按照相关的分类进行处理,对其进行加工、检测,按照不同的工艺进行加工处理,推动产业结构的优化升级。 2.2 自动化控制系统的特点分析 自动化控制具有以下几个特点:一、系统的开放性;二、具有较强的可操作性和实用性;三、自动化系统的智能性和功能自治性。首先,从第一方面来说,系统的开放性,是指对于开放性的自动化系统在现场总线系统的有关标准方面具有很强的公开性,而且对于有一定的标准的自动化系统,可以有一定的认识与遵从。对于开放性的自动化系统来说,这个好处就是可以通过自动化系统,将相关标准与开放程度相联系,保证新老用户都能通过自动化系统获得收益。其次,他们之间的可操作性以及实用性,可以使得各个设备之间可以互相连接,而且对于不同的使用者来说,可以达到相互沟通的作用,使得具有相似性能的生产设备能够得到相互替换以及相互使用,进一步节省了生产资源,推动了企业的生产效率的提高。再次,对于自动化系统的智能性分析,可以从传感测量、控制以及补偿计算的过程的来分析,进而完成设备的自动化控制过程,推动系统的不断运行。 3 计算机控制技术的实际运用 3.1 运用的现状分析 键在较传统的工业化生产过程中,更多的是以人力劳动为主的工作内容,当然这在一定程度上增加了就业机会,提高了人们生活的幸福程度,但是对于一些危险系数较高的作业来说,对于人们的生命安全造成了一定的威胁,这将会大大减少人们的幸福程度。而且由于信息技术的落后,对于相关的危害程度较高的部门来说,这无疑是致命的打击。 3.2 计算机控制技术的举例分析 随着计算机技术的不断发展,自动化技术的不断升级,对于一些较危险的行业,我们完全可以让机器人代替作业,进行危险化的处理,而且在这一过程中,我们可以利用全程的电子监控系统,对于机器人的作业进行监督,并且通过总线技术对于机器人作业的各个环节进行监测,对于有可能发生的危险进行监控。机器人在自动化生产线的过程中,主要可以利用自动化的生产设备进行自主运行,这在一定程度上大大减轻了工作者的压力,尽可能的减少了工伤的出现。 3.3 计算机控制技术的重要性分析 计算机控制技术的不断发展并不是凭空出现的,而是随着经济的发展、科学技术的进步而不断出现的,这也是人们不断创新的结果计算机控制技术的不断发展,将原有的模拟控制所取代,这在一定程度上推动了自动化控制系统的运行。对于社会经济的发展以及环境的改善、生态的保护都有重大的作用。 4 计算机控制技术的发展趋势 计算机在我国的发展已经逐步成熟,但是计算机控制技术在自动化生产中的应用才刚刚开始,这对于计算机的发展来说是一项艰巨而伟大的工程,这就需要我们将科学技术方面的创新更多的运用到这一方面,而且在其经济发展的过程中,这也是一项重要的方面。随着经济的发展,对于科学技术的要求越来越高,自动化控制技术在这一方面的应用将会被更多的进行运用这对于推动经济的发展,降低生产成本,节省生产的费用具有很大的帮助。 5 总结 随着科学技术的不断发展,计算机控制技术在自动化生产中的应用随着自动化程度的不断提高,推动了计算机方面的发展。这在一定程度上也使得企业的生产线逐步得到优化,在现实世界中的应用更加频繁,这也有利于推动更高效技术的发展,大大减少了重复性的工作,促进了工业生产的运行,而且计算机控制技术的运行也增加了企业生产的灵活性,提高了生产效率,提高了企业运行的质量。这在一定程度上大大减轻了工作者的压力,尽可能的减少了工伤的出现。 计算机控制技术论文:计算机控制技术在林业工程中的应用探讨 摘要:林业是我国生态建设、经济建设和社会建设的重要组成部分。本文详细叙述了计算机控制技术的特点、原理和控制系统的类别。总结了计算机控制技术在林业工程监测与控制、森林资源管理、林业工程绘图及林业灾害控制等方面的作用,为林业工程的信息化发展提供理论参考。 关键字:计算机;控制技术;林业工程;应用探究 科技发展与经济体的并轨,给计算机在林业工程中的应用提供了广阔的空间。计算机已成为当代青年生活的必须品,联同移动设备让人们的生活百般滋味。 古语有云“大树底下好乘凉”,这也深刻说明了林业在社会生活中的重要地位。当前林业工程的发展最重要的是资源调配,资源利用,资源蓄积,而这些都需要计算机控制技术来辅助,当前,完善的林业信息管理系统和决策系统已经初步落成,可靠的计算机控制软件不断更新,给林业工程送去了简化和高效,使林业工程的管理技术和研究手段都发生了巨大变化。 一、我国林业工程的特点 1、林业及林业工程 说到林业,我们一定会想到大山密林吧!谁会在意整齐有秩初入沃土的小小树苗呢?它们的朝气也不输参天大树吧!林业的脚步不止在绿化和山水间吧!经济的需求也是林业的重要组成部分,林业工程也是应市场需求而生吧!当然林业的发展更依赖社会建设,只有良性的林业发展才会对社会起到中流砥柱的作用。林业工程是以森林资源的高效利用和可持续发展为目的,研究森林资源的抚育、开发利用和林产品加工等。林业工程虽然是一个综合性的传统领域,但是随着信息技术、电子技术、自动化技术、材料科学等的迅速发展和渗透,它的研究专业化水平也必将得到提高。 2、我国的林业工程及特点 在我国的林业“六大”生态工程中,“天然林保护工程” 是我国林业的一号工程,投资最大,见效慢;“退耕还林还草工程”是我国林业建设史上涉及面最广、政策性最强、群众参与度最高的生态环境建设工程;“‘三北’和长江中下游地区等防护林体系建设工程”是我国涵盖面最大、内容最丰富的防护林体系工程;“京津风沙源治理工程”是首都乃至中国的“形象工程”,也是环京生态圈建设的主体工程 ;“野生动植物保护及自然保护区建设工程”是一个面向未来,着眼长远,具有多项战略意义的生态保护工程。“速生丰产林基地建设工程”是我国林业产业体系建设的骨干工程,也是增强林业实力的“希望工程”。 “六大” 林业重点工程的意义在于发挥森林作为“大自然总调度室”的作用,同时提高我国森林资源的蓄积量,满足国民经济各部门对森林资源的需求。 当然林业工程管理的实现离不开计算机控制技术的支持,林业工程中涉及的海量信息、图像数据和加工制造,都需要数据处理和辅助设计软件,图像采集与数据分析更需要各种数据模型方法支持,历史数据的甄选删除工作更需要专家系统的处理。前不久在加拿大发生的大型火灾让林业资源和环境遭受了巨大的损失,深刻说明了深林防火的重要,林业工程管理的重要。 二、计算机控制技术 1、计算机控制技术的特点 计算机技术与控制应用的结合,将电子技术、自动控制和应用开发技术引向智能化和专业化,巩固了控制管理的优秀地位。计算机控制技术很好的将可编程技术、嵌入式技术和网络技术结合起来,为控制需求服务。控制技术的应用很好的提升了生产的精度和速度,信息化生产渐渐成为企业加工的主流,生产过程的自动化程度已远远超过预期。如机器织布机制作出的印花,已完全替代了人工,当然传统特色性加工的发展依然很受市场欢迎。 2、计算机控制技术的工作原理 计算机控制技术根据其系统的工作特点可以分为:操作指导系统、直接数字控制系统、计算机监督系统、集散控制系统和嵌入式系统。其工作原理为: 1) 进行实时的数据采集,把来自测量变送装置的被控制量的瞬间值进行检测和输入。 2) 对数据进行控制决策,把采集到的被控制量进行分析和处理,并按已定的控制规则决定将要使用的控制行为。 3) 注意实时的控制输入,依照控制决策,实时的对执行机构发出控制信号,指导完成控制任务。 3、计算机控制系统的分类 第一,计算机控制首先要有中央处理器,中央处理器可以实现对采集数据的运算和调配。如温度、压力和留速等数据信息的收集、录入、归类、计算、分析、评判和指令设置等,可以通过视频显示设备将关键信息和处理过程显示出来,需要时可以对所需信息进行处理,给操作人员提供设计改进思路和检测跟踪信息。 第二,直接数字控制系统,它是利用 1 台计算机对 1 个或多个参数进行检测,并将检测结果与给定值比较,然后按照之前规定的控制规律进行计算,并将控制量通过接口直接去控制执行机构,对被控对象进行控制。计算机直接控制生产过程。此系统的特点是灵活性大,可靠性高,可实现复杂的控制规律。缺点是危险集中。 第三,监督控制系统,它属于两级控制系统。上位机是监督计算机,面向被控对象的下位机可以是 DDC 系统或模拟调节器。监督计算机的主要任务是采集现场信息,根据数学模型进行最优控制和其它复杂的控制,指挥下位机工作,并可调整下位机的设定值,向操作人员发出操作指示。 三、在林业工程中的作用 1、对林业工程的监测与控制 计算机监测的具体内容为现场数据的采集和保存,它主要的监测对象是试验和生产过程中需要的数据。计算机控制技术中的过程控制是指使用计算机对林业工程生产工艺过程中的温度、湿度、重量、电压、浓度、水压等物理用量和化学用量进行控制。 2、对森林资源的管理 在林业工程林地管理的工作中,对于各种侵入、占用林地的行为,我们可以使用计算机控制技术进行准确的定位、测量,计算出面积。然后再把遥感技术采集到的外围数据输入计算机中,就可以马上绘制出被侵入、占用林地的准确位置、面积和图形。 3、有助于林业工程的绘图 传统的林业用图都是手工绘制出来的,绘制过程复杂、难度大,图的精确度、 标准度以及规范度难以保证,并且十分不利于检验和修改。以计算机和有关图像图形输出设备为工具,配合使用 GPS 技术、遥感技术以及计算机辅助设计应用软件对林业工程进行绘图,使林业工程的绘图工作发生了巨大的变革。 计算机控制技术论文:计算机控制技术课程改革的研究与实践 [摘 要]计算机控制技术是电气自动化专业的重要专业课,是一门理论性和实践性都很强的综合性专业课程。为解决传统的授课方式过于偏重理论教学,难以将理论与应用有机结合的问题,应构建一种基于系统工程理论,能够培养学生的系统观念,提高学生综合实践能力的系统教学体系。 [关键词]计算机控制技术;实践教学;课程改革 计算机控制技术是电气工程及其自动化专业重要的专业技术课程之一。本课程的任务是培养学生掌握计算机控制的基本概念,掌握计算机控制系统的基本分析方法和设计方法,使学生从理论上掌握计算机控制系统的基本原理及应用,使学生具备有效地分析和设计计算机控制系统所需的必要的知识、洞察力和理解力。它融合了计算机技术、控制理论、计算机通信等多种技术,以计算机在系统控制中的应用为中心,以计算机控制系统为主线,涉及控制系统硬件、软件、系统分析和应用等方面的问题,因此计算机控制技术是一门理论性和实践性都很强的专业课程。 但是,从近几年的教学效果来看,通过本课程的学习,学生能够很好地掌握计算机控制系统的相关理论,但是无法很好地完成面向实际应用的计算机控制系统的设计。计算机控制技术课程兼具理论性和实践性,在教学过程中,必须将课堂理论教学与实践教学有机结合,培养学生分析和解决实际问题的能力。因此对计算机控制技术课程教学方法的改革进行研究、探索和实践是十分必要的。 一、计算机控制技术课程分析 计算机控制技术是模拟电路、数字电路、单片机原理、自动控制原理以及计算机技术等前期课程的再次综合与进一步升华,学习难度较大,特别是在基础薄弱的情况下,学习该课程就显得更为吃力。由于该课程的理论性和实践性都很强,传统的授课方式过于偏重理论教学,难以将理论与应用结合。传统方式授课时仍以数字控制理论为主体,在理论的应用中介绍微机控制方式及其具体实现,减少了计算机与实际控制系统结合的内容,这种方式与培养应用型专业人才的目标相距甚远。最为明显的后果是学生走上工作岗位后,所学的知识在具体生产应用中很难适应实际的生产实践。 计算机控制课程具有如下特点:1.应用性强。计算机控制技术在十分广泛的领域内获得越来越多的应用,在新型工业化中起着不可缺少的重要作用。2.更新性强。随着计算机技术和自动控制理论的不断发展,其教学内容也不断更新。3.综合性强。涉及电子技术、自动控制理论、过程控制、微型计算机原理与应用等多方面的知识,综合了许多的基础理论和前期课程。4.实践性强。本课程是典型的需要理论联系实际,要求学生理论分析、系统设计和实验实现三位一体,培养学生科学、技术与工程一体化的意识和能力的课程。 二、计算机控制技术教学中存在的问题 通过对省内多所开设有计算机控制技术课程的理工类和综合类本科院校的教学过程和教学效果进行调研,发现以下问题:计算机控制技术的教学过程仍是以教师为主体的传统授课方式,老师授课学生听讲;课内实验大多为验证型实验,学生发挥自主能动性的机会很少,造成了学生的实践能力和综合素质培养不够,学习效果不佳。 分析造成此种结果的原因,主要有以下几个方面:1.教师方面:教师的授课重点更多地放在了理论知识的传授上,而对于知识的实际运用比如系统设计中的团队合作等往往被放在了次要的位置;2.教材方面:大多数教材在设计中以控制系统各组成部分的介绍和理论推导为主,实际的案例很少,针对案例的分析和讲解更少,对学生实际应用能力的培养很难起到明显的作用;3.课程安排方面:理论课和实验实践学时差别较大,实验内容同实际工程应用相脱离,使得学生难以在实验实践环节中得到实际的工程经验;4.考核方面:以出勤、作业成绩和考试成绩评价学生的学习效果,没有对学生的应用能力和实践能力进行考核,导致大部分学生不重视实验实践教学环节。 三、计算机控制技术教学方法改革的研究与探索 我们通过广泛调研兄弟院校、毕业生用人单位的培养经验和反馈信息,在深入分析现在计算机控制技术课程教学过程中存在的不足之处的基础上,提出以下改革方案:基于系统工程理论,加强计算机控制系统课程设计和创新实践环节,同步提升学生的理论水平和实践动手能力;同时,将“卓越工程师培养计划”的理念引入计算机控制技术的教学中,以提高学生“学以致用”的综合素质和动手能力,为国家培养出适应新环境的高素质的,具有创新思维、创新能力的综合性应用型人才。 (一)基于系统工程理论,培养学生的系统观念 系统观念的建立是工业自动化专业学生所应达到的最终培养目标之一,需要教师在传授知识的过程中潜移默化地教导学生,使其从思想上重视系统理论,自觉地在日常学习中树立系统观念。系统观念的树立应该从多方面入手进行指导,包括指导学生系统地看待问题,教育学生系统地思考问题,指导学生系统地解决问题。计算机控制技术课程教学本身就是一个系统工程,它和多门专业基础课息息相关,比如电路,电子技术,单片机技术等,还和多门专业课相关,比如自动控制原理,电力电子技术等。因此需要从相关的专业基础课开始进行系统的专业知识培养,循序渐进、潜移默化地进行系统观念的培养。在这个系统工程中,教师不仅是计算机控制系统的理论技术知识的传授者,更重要的是还要充当学生系统观念培养的引路人。要将控制系统的思想内核及方法应用到计算机控制技术的教学实践中,用系统方法论对该课程的理论和实践教学进行改革研究,从而达到使该课程的教学系统工程最优化的目的。计算机控制技术是一门高度综合的课程,是元件与系统的结合,硬件与软件的结合,强电与弱电的结合,算法研究与程序实现的结合。因此,我们在教学组织上要通过对这四个结合的论述和理解,使学生树立系统设计的协调意识和全局优化意识,提高学生用科学的方法论指导课程学习的自觉性。 (二)加强课程设计环节,做到“三有、两严、一宽” 专业课程设计是计算机控制技术教学过程中培养学生系统观念的重要环节之一,它要求学生在此过程中必须运用系统论的方法,系统地看待和分析问题,系统地思考和解决问题。为了系统地训练学生综合运用所学知识解决本专业方向的实际问题的能力,我们采用了如下措施。首先为了保证时间的充裕性,将计算机控制技术课程设计时间定为6周。其次要做好前期准备工作,教师需要先把计算机控制技术课程设计的要求知会每一位学生,这些要求分布在任务书和指导书中。学生要认真阅读和领会任务书和指导书的内容,做到心中有数,以便能够在接下来的工作中系统地分析设计任务。分析任务的步骤完成后,学生将会依据自身条件在网络上或者图书馆内查阅相关专业技术资料,系统地了解实际系统的组成、原理和设计过程,系统地思考解决问题的方法。然后教师会根据学生对课题的了解情况合理地分组,一般是5人分为1个小组,小组内选出小组长一名,负责课程设计工作的总体安排和协调。要求每个小组在课程设计的各个阶段均需撰写相应的设计进展报告,以便教师能够根据各组的进展情况有针对性地进行指导。最后是课程设计的总体评价机制,我们会综合考虑学生在课程设计中的表现,如日常出勤、报告撰写、实际作品的运行情况、程序编写的合理性和效率、最后答辩表现等因素,最终综合评定课程设计总成绩。答辩环节是计算机控制技术课程设计中非常重要的一环,它不但能够有效地检验学生设计任务的完成情况,而且能够便于教师发现学生在过程中存在的薄弱环节。通过对每个学生在答辩过程中体现出的问题进行总结,就能够在今后的课程设计中有针对性地进行改进,从而达到提高教学效果和效率的目的。 在课程设计的实际操作中,教师要做到“三有、两严、一宽”。“三有”即有指导性的时间和内容的安排计划;有加强能力培养的具体目标;有切实可行的操作规程,保证把能力培养落到实处。“两严”即严格要求学生自己动手设计方案和调试;严格验收检查。“一宽”即为学生创造宽松的学习氛围。 (三)重视课程实践教学,提高学生学习兴趣 课程实践教学是对传统实验教学的补充和升级,传统的实验教学是在现成的实验设备上完成既定的测试和设计,其内容和步骤都已限定,学生自由发挥的余地较小。针对课程实践教学的目标,我们拟以单片机为控制器,融合Matlab、Protel及Protues等软件完成计算机控制系统的课程实践。利用Matlab软件设计仿真方案,完成数字控制器的仿真设计和参数选择;利用Proteus和Keil软件设计计算机控制系统的硬件仿真系统,使学生在选择微处理器、A / D转换器、D / A转换器以及其他典型元器件时有了更多的自主性;软件仿真和硬件仿真全部通过后即可进入系统的实质性实现阶段,学生通过Protel软件绘制电路原理图和PCB图,自己制版,焊接,下载程序直至软硬件调试成功。实践教学的改进,大大提高了学生的学习兴趣。 四、结论 本文针对目前计算机控制技术教学过程中普遍存在的问题,以适应电气工程专业应用型人才培养为目标,结合本地区经济的发展特点与我校该专业的实际条件,通过广泛调研兄弟院校、毕业生用人单位的培养经验和反馈信息,对计算机控制技术专业课程体系进行了改革与实践,构建了适应新环境条件下的新的教学理念和教学方法。主要创新点包括:提出了基于系统工程理论,培养学生的系统观念;进行课程设计改革,做到“三有、两严、一宽”。 计算机控制技术课程改革方案实施后,学生的理论水平和实践动手能力有明显提高,使我校的毕业生就业竞争力大大加强,从而为更好地培养电气工程复合型技术人才打造了科学的平台,也为其他高校尤其是应用型二本地方院校人才培养提供了理论依据和参考价值。 计算机控制技术论文:计算机控制技术的现状及发展趋势 【摘要】伴随着计算机技术的发展和控制理论的完善,计算机控制技术也应运而生,并且在现阶段的生产与生活中逐渐起到了举足轻重的作用。笔者详细分析了计算机控制技术的原理、特征及发展现状,发现计算机控制技术在快速发展的同时,其弊端和问题也是不容忽视的。相信伴随着科学技术的不断发展和控制理论的成熟,计算机控制技术也会更加完善。 【关键词】计算机 控制技术 原理 特征 现状 趋势 一、计算机控制技术原理及特征分析 (一)计算机控制技术原理概述 所谓的自动控制,即通过控制装置使运作过程自动得按照要求运行。这里所说的“自动”,即在完全没有人参与的情况完成操作。计算机控制原理,简单来说就是以计算机为优秀的,在生产过程中自动控制的系统。计算机控制系统同时包含了计算机和自动控制的特点,并且在此基础上,速度更快,精确度更高,存储量更大。可以说,用计算机来组建控制系统,同时在质和量上都会达到常规控制技术无法达到的性能指标。该技术的发展,从工业生产领域来说,改变了工业生产的方式,提高了效率,同时,对人们的生活方式也起到了不可忽视的作用。 典型的计算机控制系统分为监控系统和过程对象。计算机监控系统可分为软件和硬件两个部分。第一,软件系统。计算机能否正常运行,软件系统起到了决定性的作用。其中,软件系统中的应用软件的功能是确保了被控对象的正常运行。被控对象的特性变化决定着应用软件的的变化走向。为了加快软件的开发周期,提高软件的可靠性,应用软件的发展越来越标准化。第二,硬件系统。计算机控制系统的硬件可以分为主机、外部设备、生产过程输入输出通道、通讯设备、操作台等结构。主机由控制器、内存储器和运算器组成;外部设备可分为外存储器、输入设备与输出设备等等。所谓的过程对象,就是指被监测的对象。 计算机控制系统根据不同的被控对象以及被控要求,可分为以下几种形式:(1)数据采集系统,即计算机不直接参与,主要的功能就是采集和处理数据,分析变化趋势;(2)分级控制系统,是一种新型控制系统,以微处理器为基础;(3)直接数字控制系统。相别于与数据采集系统,直接数字控制系统中,计算机直接参与控制以实现控制算法的灵活转换;(4)现场总线控制系统。是一种在 DCS 系统的基础上发展而成的新一代分布式控制系统,该系统最大的特点是通信标准的统一;(5)监督计算机控制系统。 (二)计算机控制系统的特征分析 正如上文所言,具备计算机的精确性和自动控制的便捷性的计算机控制系统,具体可分为以下特点: 1、精度度高。之所以计算机控制系统的精确度高,是因为可以排除零点漂移、热噪声以及元件老化对精确度的控制,达到常规调节器难以达到的控制精确度;2、分时处理能力强。一台计算机可以控制多个控制回路;3、较强的分辨力和逻辑判断能力。计算机控制系统具有很强的智能性,它能判断出环境的变化,并且根据生产环境的变化,及时作出反应,制定出相对合理的对策;4、使用便捷灵活。计算机的硬件和软件相互合理配合,才能实现其功能,所以二者缺一不可,共同作用。如果配合合理的话,可以硬件没有变化的条件之下下,可以通过修改软件来实现控制方案和控制机的功能的改变。5、除此之外,计算机不只能实现控制功能,在生产环节中,还可以实现对生产过程的监控,从而更好地管理,例如生产计划调度,经济核算等都是计算机除控制功能之外的功能体现。 二、计算机控制技术的发展现状及存在问题 在近一百年里,科学技术取得了突飞猛进的发展,将人类带入到信息时代。尤其是第二次世界大战之后,伴随着计算机技术的诞生,科学技术再一次取得了长足的进步。与此同时,经典控制理论的出现也起到了推动作用。在此基础上,计算机与控制技术的融合促进了计算机控制技术的出现和发展,但是,发展的同时也同样存在不可避免的问题。 (一)计算机控制技术发展现状 计算机硬件的发展迄今为止已经经历了四个阶段,并且正大踏步向第五个阶段迈进。计算机的处理方式也经历了三个阶段,分别是批量处理阶段、分段处理阶段、分布式处理阶段。现如今,则是向稠密处理的第四阶段发展。不仅仅计算机在发展,控制论的发展也不容忽视,它先后经历了三个阶段:经典控制论、现代控制论、大系统理论并且很快就会进入下一个阶段。 计算机控制技术是计算机技术与控制理论融合的产物,随着计算机和控制理论的不断发展,其也逐渐开始在生产生活中广泛应用。首先,母庸置疑,计算机控制技术较大规模得实现了生产的现代化和自动化,规模不断扩大,速度不断加快,效率不断提高。第二,计算机控制技术的应用在一定程度上解放了劳动力,节约人力资源,这也实现了提高生产效率的目的。 (二) 计算机控制技术目前存在问题 我国的计算机控制技术目前处于发展阶段,实践与理论的融合还存在一些问题尚待解决,所以计算机控制技术还待进一步的发展和完善。 1、抗干扰的问题。干扰是当前计算机控制中难以避免的问题之一。干扰源有很多,各类传感器、连接不当等都可能导致干扰的问题出现。干扰侵入的方式有两种,第一种是沿各种路线侵入微机控制系统。第二种,如果控制系统的接地如果出现不合理,也会导致干扰出现。 2、硬件抗干扰问题。硬件抗干扰问题是不可忽视的。如果措施得当,硬件抗干扰措施可以极大地提高抗干扰效率。首先,要明确干扰的类型和来源,在此基础尚,抑制抗干扰的方法有抗电源干扰、过程通道抗干扰措施、抗空间电磁波干扰措施、抗干扰接地等。 3、软件抗干扰问题。与硬件抗干扰问题相对应的是软件抗干扰问题。第二道防线的软件抗干扰措施包括指令冗余和软件容错设计。当然,一个系统若有可靠的硬件作为基础,以各种各样的自诊断软件作后盾,就可以构成一个可靠的微机系统。 三、结语 随着科学技术的不断发展,计算机技术和控制理论的不断进步,也会对计算机控制技术提出更高的要求。同时,计算机控制系统的设计将在系统的质量、可靠性、实时性以及系统的长期有效性上考虑得更加周到,更加健全为工业生产带来更大的推动力,为人们的工作生活提供更多的便捷。 计算机控制技术论文:以应用型人才培养的计算机控制技术课程教学改革 摘要:“计算机控制技术”是自动化专业开设的重要专业课。针对应用型本科院校中计算机控制技术课程教学中出现的问题,灵活多样地采用教学改革。根据该课程的特点以及课程教学中存在的某些问题,从理论教学、实践教学及考核方式等方面探索了教学改革的一些措施,为深化教学改革进行了有益的尝试,获得了良好的教学效果。 关键词:计算机控制技术;技术应用型本科教育;教学改革;实践教学 一、引言 计算机控制技术是结合自动控制技术、计算机技术、自动检测和传感技术、微电子等技术逐步发展起来的。随着该技术的发展和普及,控制系统趋向于利用计算机进行控制。计算机控制技术课程是自动化专业普遍开设的一门重要的专业课。自动化专业的学生或从事该专业的工程技术人员需要掌握分析设计与实现计算机控制系统的方法,并能完成控制系统的软件开发、系统安装与调试等[1]。上海电机学院定位为技术应用型本科教育,为了满足本校自动化专业培养人才的要求,在分析了该课程的实践性强的特点以及教学过程中存在的某些问题,从理论教学、实践教学及考核方式等方面进行了教学改革。 二、课程特点及课程教学中存在的问题 计算机控制技术课程安排在第6学期开设,该课程内容既是这些专业的学生毕业设计中要大量运用的,更是学生毕业后从事自动控制系统、智能仪器仪表和机电一体化产品的设计与运行中要长期应用的。在学完本课程后,学生应能根据不同的应用对象,运用离散控制理论,设计符合要求的计算机控制系统。由于该课程涉及的知识面和基础理论较广,具有较强的实践性,与专业课密切相关等特点。在授课中,教师应把有关课程的相关内容融合到该课程中,处理好与先修课程和后续专业课程的关系,形成系统的课程知识体系。 现有的“计算机控制技术”教材种类繁多,就涉及的内容而言,有的偏重于理论分析,有的以单片机为基础,介绍系统的硬件组成和应用软件开发[2]。受课时限制,学生很难全面掌握主要内容,制约了其提高自身应用该课程知识,完成系统的设计分析与安装调试能力。因此,学生在遇到实际问题时,由于缺乏面向工程实际经验,不能从问题本身分析,难以运用综合知识解决问题。这不符合我校应用型本科人才的培养目标。因此我们对该课程内容进行了一些研究与探讨。 三、课程教学改革的思路及对策 1.理论教学改革。(1)正确定位教学目标,优化教学内容。在课程内容设置上应以计算机在控制系统过程中涉及到的技术问题为主,突出实践性。计算机控制系统是一种建立在一整套完整的控制理论基础上的自动控制系统。在确定课程内容时需要考虑理论知识和深度,处理好计算机控制系统的理论知识与应用技术的关系。教师可以尝试选择一两个完整的应用实例,贯穿在整个教学过程中,让学生在开始阶段就对实际的计算机控制系统有感性认识,例如,一种计算机温度控制系统,学生学完第一章对这个系统进行定性分析,使学生对温度控制系统中各组成部分的作用以及系统的工作原理有初步的了解。学完离散控制系统的数学模型理论内容后,学生能够建立温度控制系统的数学模型;在学完控制算法和控制方法后,学生能够利用常用的控制算法或改进控制算法,实现对系统的设计和控制,并能借助于Matlab仿真工具进行建模与仿真;学生在学完计算机控制系统的相关内容后学生可以在实验室实现所设计的温度控制系统。学生在学习该课程的整个过程中,借助于一些应用实例逐步把理论知识转化为实际的系统,提高自己的系统设计与调试能力。(2)改进教学方法,建立以学生为中心的学习模式。启发式、互动式的教学方法易于激发学生听课的热情和积极性,达到加深理解的效果。在教学过程中应注重设计出启发学生思维的问题,尊重学生的主体地位。从工程实际中提出问题或从已有问题中提出新问题容易调动学生的学习积极性,满足学生解决实际问题的好奇心。教师应事先精心研究和设计在授课过程时何时提问,提什么问题。要能根据提出的问题启发学生进行问题分析与讨论,达到解决问题的目的[3]。(3)充分利用现代教育手段。灵活运用传统的黑板教学方法与多媒体等现代化手段,使教学内容易于理解,形象直观地呈现给学生。把自动化监控系统在工业生产现场的视频材料作为教学录像,使学生对计算机监控系统有初步的了解,并让学生感受理论知识的实际运用,扩大知识面。还可以采用Matlab等仿真软件设计一些算法、进行系统建模,增强学生解决实际工程问题的能力。例如,在讲授计算机控制规律如PID数字控制等理论性较强的内容时引入Matlab/Simulink仿真工具,可以把难以理解的理论知识通过仿真模型以图形化的方式向同学演示,从而增加教学信息量。学生可以利用Matlab/Simulink工具建立系统的数学模型,并进行仿真调试与结果分析,总结不同的控制规律对控制结果的影响。(4)鼓励学生探究式或研究性学习。探究式学习是学生在对课程有一定兴趣、带着了解问题或解决实际问题的愿望之后的一种自主性的学习方式。教师要充分发挥引领作用,以保证这种学习持续有效的进行。例如,在讲授PID控制算法及改进的PID控制算法问题后,以作业的方式指导学生学习有关控制技术和控制方法等方面的论文,进行理论推导及分析,对知识进行总结,并在课堂上讨论。通过阅读文献资料,学生会更加清楚地认识到计算机控制技术的应用领域,理解一个控制系统该如何建立,进一步提高学生的分析问题和解决问题的能力。 2.实践教学改革与创新能力的培养。该课程安排了8个课时的实验,在实验过程中注重仿真实验和实物操作相结合,培养学生的理论研究能力和思维能力。在实验教学过程中,发挥学生的主体作用,培养学生的自主学习能力。 实验教学内容的确定。实验内容主要分为验证性实验、设计性实验和综合性实验[4]。验证性实验主要有“A/D转换”、“数字PID控制算法的研究”等。通过此类实验让学生验证实验结果、理解相关的基本理论知识,从而培养学生的实验操作能力。设计性实验主要有“直流电机转速计算机控制”等,通过此类实验学生结合实验要求和条件,自行设计实验方案并加以实现。综合性实验主要有“水箱液位控制系统”等,通过此类实验,学生可运用掌握的综合知识、技能和方法进行的一种复合型实验[5]。 实验类型的改革。增大了设计性和综合性的实验[6]。学生设计并实现简单的控制系统,通过系统搭建和整体调试以提高运用综合知识的能力和动手能力。 增加实践教学环节。本课程增开了1.5周的课程设计,安排在课程教学结束后进行。可由4~5名学生组成一个团队,要求学生结合工程实际,设计完成一个完整的计算机控制系统。通过对计算机控制系统的设计、分析和调试,提高学生的实际应用能力和动手能力,为以后开展毕业设计以及从事实际工程设计、维护等工作打下良好基础。 3.多种考核方式考查学生的综合能力。为激发学生对该课程的学习兴趣,我们对原有的卷面考试和测验的考核方法及考核内容进行了完善,以利于创新精神培养和技术应用能力的提高。评价学生的总评成绩由三部分组成:平时成绩、实验成绩和闭卷考试成绩,比例为2∶2∶6。把课外作业、研究报告作为平时考核内容,增加实验成绩,以调动学生做实验的兴趣和学习主动性。 四、结束语 “计算机控制技术”是自动化专业的一门专业课。根据该课程的特点以及课程教学中存在的某些问题,从理论教学、实践教学和考核方式等方面进行了探讨。理论教学方法的使用效果良好,实践教学环节的改革也在不断地尝试。在教学过程中,结合多种教学方式,激发学生的学习兴趣,提高学生的动手能力和创新精神,增强学生综合运用知识的能力。 计算机控制技术论文:工业自动化控制中计算机控制技术的应用路径研究 摘要:随着科技的不断发展,工业生产突破了人工机械的限制,自动化和智能化程度增强,实现了成本的有效降低,提高了生产效率。在工业生产中,计算机信息技术是基本的技术保障,为自动化和智能化的发展提供了基本的技术支持。本文立足自动化与计算机控制技术,全面分析了计算机控制系统工作的基本原理,分析了应用的特征,重点介绍了其在自动化控制中的具体应用。 关键词:工业自动化控制 计算机控制技术 应用路径 前言: 随着市场经济的发展,工业企业竞争愈加激烈,因此,要在保证质量的前提下,提高生产效率,成为工业领域面临的问题。工业自动化成为当前工业行业发展的趋势,计算机控制技术在这一领域中的作用突出,尤其是NC、PLC等先进技术在计算机控制系统中发挥关键性的作用,更加倾向于精密化和灵活化,凸显开放性的特点。 1 对工业自动化技术的概述 在工业生产领域,涉及石化、建材等诸多领域,在工业制造行业,自动化技术彰显综合性,更强调对计算机、电子设备以及相关理论的综合利用,在根本上实现对工业生产制造整个过程的动态化和智能化的监测。在这一过程中,能够实现对工业生产资料的有机配置,完善对工艺流程的优化,为决策者提供有力的支持,在根本上提高工业生产的生产能力和效率,降低成本支出,降低对环境的污染程度。在工业自动化技术中,主要包含三个组成部分,即硬件、软件以及系统技术三个组成部分。在硬件系统中,对于硬件系统,主要是各项设备和仪器等。系统技术主要是各种集成技术。软件是指软件系统,在工业自动化中主要包含管理、控制以及测量等软件类型。三个组成部分各自执行不同的职责,相互之间进行密切配合,实现对工业生产的自动化控制。在自动化技术的支持下,有利于增强员工的素质和企业的制造能力,实现对产业结构的有效优化。 2 对计算机控制技术的分析 计算机控制技术的优秀是计算机技术,应用目的是实现对参数的有效控制和收集,依托计算机硬件,结合软件,达到对工业生产过程的自动化控制。也就是说,计算机控制系统是整个工业自动化控制系统的优秀。对于计算机控制系统,主要是由软件控制算法、硬件以及上位机操控软件构成。在整个系统中,计算机突出的能力就是对数据的高速运算和处理能力,有助于对命令的操作和执行,利用对目标的控制,实现对工业生产自动化控制的目的。计算机控制需要相应的辅助构件。上位机操控软件的功能是实现人机的交互作用,进行数据的输入和输出处理,进行数据库建设,一旦发现异常,进行有效控制。信息交互过程中国,主要是借助有线和无线通信模式。也就是说,计算机控制系统能够实现对工业生产过程的控制,完成对操作目标的优化。 3 对计算机控制系统基本工作原理的介绍 对于计算机控制系统,主要的构成部分为硬件和软件系统,为了更好地实现计算机控制的功能,需要进行相关的数字和模拟转换设备。在现实的工业制控制中,主要的模式是进行实时控制,对控制的可靠性要求比较高,但是,没有针对速度进行指标性的要求,需要满足及时性即可。计算机控制系统对工业自动化控制的基本原理可以分为三个过程,首先,对相关数据进行全面采集。对控制对象的即时数字进行检测,收集相关的数据信息,而后将其迅速传输给工业自动化控制的计算机中心。其次,进行实时决策。借助计算机的软件,对收集的信息进行分析,结合控制规划,完成对下一阶段控制方案的制定。再次,对控制任务的执行和完成。在完成决策之后,将其传输给控制系统,对信号进行解说,分配任务,执行控制操作,完成自动化控制的任务。在实际操作和控制中,三个流程需要进行周而复始的循环,缺乏实际的要求,实现对异常的有效控制和处理。 4 对工业自动化控制中计算机控制技术应用的介绍 4.1 对数字控制的分析 数字控制是自动化的一种模式,主要是借助对符号和数字的编程,完成控制。这一功能的实现,需要借助计算机设备,经操作指令进行发送,使得设备在接受命令之后,依据设计进行程序的运行。数控中,软件是优秀,影响较大,只有保证数字控制技术的先进性,才能保证设备具有较高的自动化运行水平。借助数字控制,也能够实现对故障的有效诊断和监控,在数据库的支持下,实现对系统的有效维护,提高系统运行的安全性与稳定性。 在本质上讲,控制器是计算机,专门为工业生产研发。其基础工作为数字运算,优秀为编程存储器,主要工作方式的数字和模型的输入和输出,从而实现对工业生产和相关设备的自动化控制。在这一控制器运用在工业生产中之后,优势明显,操作简单,性价比较高,可靠性强,应用范围较广,便于维护和检修。 4.3 对分布式控制系统的分析 分布式控制在整个工业自动化控制系统中,属于中型系统类型,借助计算机技术,实现对生产过程中相关数据的收集、分析和处理,达到对生产的管控。其基础为计算机运行的速度的提升以及微型计算机的应用,提高技术的可靠性和科学性,与计算机的发展关系密切。 4.4 对计算机传感器的分析 对于工业自动化控制中的计算机控制技术,其主要依赖的是通信技术、软件技术以及传感设备,传感设备的作用十分突出。其主要特点是数字化、智能化、系统化和精密化,决定工业产品的质量。借助传感器,计算机实现控制作用,达到对数据的收集和整理,形成对设备运行状况的掌握,保证自动化孔系统设备运行的可靠性,提高工业生产的品质。 结束语: 综上,对于工业自动化控制,彰显复杂性,涉及大量设备和技术的应用,控制难度较高。计算机技术在工业自动化控制中,保证了强有力的技术支持,有利于降低企业成本,提高生产效率。因此,要强化计算机控制技术在工业自动化中的应用,不断完善,强化技术研发,使其能够更好地服务与工业化生产,促进工业发展的可持续性。 作者简介: 方瑞,浙江,汉,本科,杭州太阳铸造工程技术有限公司,研究方向:自动化控制技术。
1网络安全协议的基本理论 网络安全协议是计算机协议的一种,它会指定任务内容基于两个或多个主题实现一系列流程优化完成,这一针对指定任务内容的优化完成过程就被称为“协议”。从功能作用层面来讲,网络安全协议是不同于普通协议的,因为网络安全协议中还加入了密码算法,这些密码算法会渗透到消息分析处理环节中,因此,可将安全协议描述为一种基于一类信息交换的重要协议,它的信息交换基础就是密码系统。在实际的通信网络或计算机分布式系统中,密码算法主要基于密钥来展开针对信息内容的安全分配,时刻做好身份确认和通信信息加密,同时,也可有效保障电子交易的整个过程安全有效,上述内容都是网络安全协议的主要工作内容。 2网络安全协议在计算机通信技术中的作用与价值体现 网络安全协议在计算机通信技术中才能体现其应有的作用与价值,凸显实践应用意义。在笔者看来,基于网络安全协议的计算机通信技术主要有以下几方面作用与价值。 2.1体现消息的独立性与完整性展示 首先,网络安全协议存在的意义就在于激活计算机通信技术中存在的信息数据消息,保证这些消息的独立性与完整性。即要精确表达协议内容和设计者基本构思,结合网络安全协议相关标准来转化形式化语言,实现形式化语言到非形式化语言的有效转化与表达。如此才能充分体现出消息的独立性与完整性,更好服务于计算机通信技术体系。 2.2体现协议消息前提的准确性 网络安全协议不仅仅要保护计算机通信技术应用过程,还应承担纠错责任,明确指出与消息执行相关联的所有先决条件,并基于协议准则进行进一步解释。换言之,它需要顾虑到消息前提的准确性问题。 2.3体现主体身份标识的原则性 主体标识呈现凸显两方面内容,即网络安全协议消息应清晰展示于计算机通信技术体系中,将主题名称用明文形式展示出来;另外,它要合理利用隐式方法,结合加密算法与签名算法读取归属主体身份,同样将其消息内容用明确的消息格式展示出来。 2.4体现消息加密的基本目的 如上文所述,网络安全协议中存在消息加密算法,为了有效规避信息冗余问题,需要保证诸如密码加密算法的计算结果准确性,保证协议安全有效,这也是为了有效避免安全协议运行错误。在运用加密算法过程中,一定要明确加密算法的多项安全目的,例如,将加密算法切实融入计算机通信技术当中,进一步凸显网络安全协议在整个技术体系中的重要作用。 2.5体现签名含义的清晰性 签名含义的清晰性原则是基于计算机通信技术主体中某一个消息的加密操作过程实现的。对该消息进行签名加密操作,然后对消息中的非表示主体进行加密,渗透其关键内容,基于主体消息进行签名加密操作,可表示主体获悉消息的主要内容。在该过程中,需要对消息进行进一步的加密操作优化时,需要思考消息签名操作对签名后消息结果的影响,做到合理加密操作,体现签名含义的清晰性基本原则。 2.6体现临时值作用 当前许多网络安全协议中都会加入临时值,主要通过临时值的相关属性来进一步优化计算机通信技术表现内容。比如,将一个带有预测功能的临时值加入网络安全协议中,并对它加以相应保护,就能保证计算机通信技术不会轻易受到外界攻击。临时值还有模拟外界攻击计算机通信技术体系的特殊作用,可用于临时模拟演习。 2.7体现随机数作用 除上述内容外,还会在网络安全协议中加入随机数,随机数的作用与属性鲜明,那就是增加计算机通信消息的新鲜性。在使用随机数的过程中需要注意一点,那就是要保证随机数真正满足随机性要求,这样才能保证网络安全协议的作用客观性。 2.8体现时间戳作用 在应用时间戳过程中,需要考虑地方的标准时间问题。在保证不破坏执行协议有效性的同时对事件系统进行有效维护,提出可信任的计算基础。而时间戳在实际应用中的作用就在于它能够保证自身应用与时钟同步,这也是网络安全协议能否被有效应用于计算机通信技术的关键。综上所述,网络安全协议在计算机通信技术的应用具有八项功能,这充分证明了它对于整个通信系统应用的现实价值。在实际的网络安全设计过程中,还需要严格遵循密钥使用基本原则,保证消息定位与信息关系的合理明确[1]。 3网络安全协议在计算机通信技术中的实践应用 网络安全协议在计算机通信技术的多个分支领域中都有应用,作为一种基础理论安全协议,它体现出了自身功能价值的优越性,本文简单探讨了其在两方面的应用。 3.1网络安全协议在工程车辆远程通信中的实践应用 在工程车辆远程通信的基本技术传输方式中会运用到网络安全协议,而其中的优秀技术内容就是GPRS技术,就目前来看它是适合于工程车辆远程通信的重要技术。GPRS技术体现在网络安全协议方面就表现为一种代表性协议,即GPRS认证协议,基于该认证协议会对GPRS技术提出进一步的技术认证改进措施。具体来讲,在改进过程中会为GPRS认证协议构建模型,并将SC同步计数器(SynchronousCounter)加入系统中。考虑到同步计数器相比于异步计数器在时间方面存在延迟且频率较高,所以才会采用同步计数器。在工程车辆的远程通信数据网管SGSN中应加入这一同步计数器。当然,在应用过程中伴随网络中时间的变化,SC同步计数器也会发生数值变化,该类事件会全部记录于工程车辆的SIM存储器中。这里简单介绍一下认证协议改进的几点关键措施:第一步,要在工程车辆远程通信系统中生成随机数SRAND;第二步,用SRAND与SC相连代替原有认证系统中的RAND,再利用A3算法得出新的口令值MSRES;第三步,要经过SGSN传递远程通信数据到SCRAND;第四步,通过AuC与GGSN随机生成MSRES’;第五步,比较MSRES与MSRES’是否相同[2]。改进之后,工程车辆远程通信技术体系的网络安全协议将会得到优化。在新GPRS认证协议体系下的安全协议随机数会全部从认证中心AuC中得出,在协议改进后从计算机移动终端输出。同时,考虑到认证地点发生了变化,所以原有网络安全协议会在无线网关SGSN中被认证。 3.2网络安全协议在 CTC中的实践应用CTC(CentralTraficControl)即铁路调度集中,它属于针对铁路调度集中控制系统的检测体系。目前,我国高铁发展快速,各项技术内容对于指挥调度的要求越来越高,许多铁路运输指导信息化与自动化基础内容也得以优化。因此,在CTC调度集中控制通信中采用网络安全协议也变得极为必要。CTC系统采用了TCP/IP协议,在数据传输过程中利用CHAP身份验证技术与IPSEC安全密保技术,这两项技术保证了CTC系统中通信数据的高速传递,并为网络通信安全增加安全保障。 4结语 网络安全协议于计算机通信技术的重要性不言而喻,它保证了计算机通信技术应用的安全性、有效性与完整性,处理计算机数据信息内容更加有效到位。在未来,网络安全协议还会应用于更多领域,发挥它巨大的作用。 参考文献 [1]钟明亮.网络安全协议在计算机通信技术当中的作用与意义分析[J].科技与创新,2017(7):56,58. [2]李洪雨.网络通信设备链路层接入安全技术研究与实现[D].西安:西安电子科技大学,2014. 作者:李伟 单位:临江市公安局情报中心
计算机本科论文:计算机本科教学论文 一应用型本科人才培养中专业基础课的教学模式和考核方式的改革 数据结构课程是通过研究计算机程序设计中非数值计算数据的关系、存储和操作等问题来培养学生的抽象思维和创造能力,使学生能够设计出结构清晰、高效率、鲁棒性强的算法来解决实际问题。因此数据结构这门课程具有很强的理论和实践背景。在我校,数据结构课程是计算机科学与技术(师范)、计算机科学与技术(信息安全)、计算机科学与技术(物联网)、软件工程、信息管理与信息系统、信息管理与信息系统(金融方向)、信息与计算科学等6个专业(方向)的专业基础课,同时也是电气教育技术、数学与应用数学等专业的专业任意选修课。尤其对于计算机科学与技术和软件工程等一级学科的课程设置而言,数据结构课程更是一门优秀的综合性专业课,在专业课程设置中有着不可替代的地位。美国ACM/IEEECC-2005教程将算法与数据结构类课程列为优秀课程之首。由于数据结构课程的重要性和特殊地位,相关的教学改革一直不断,总的来说大致有以下3个方面: (1)教学方法的改革; (2)教材体系的改革; (3)网络共享资源的建设。 基于以上对应用型本科学生培养目标的讨论,我们设计了如下的教学模式。 (1)对数据结构课程的理论知识进行细化,降低学生对理论的要求,但注重基本概念和基础算法在实际工作中的应用。 (2)将专业基础课的教学分为课堂教学和课外学习两部分。在课外的学习中,教师可以利用足够丰富的网络学习资源,引导学生进行自主学习,使他们尽可能掌握概念性及一般性知识。另外,我们开展了基础知识点的题库建设,并通过测试平台对学生自主学习的效果进行测评。 (3)在课堂教学结束后,要求学生在在线测试平台完成教师制定的练习和测试,巩固学习效果,这对教师来说也是了解学生学习情况、调整教学进度和难度、完善教学资源和题库的重要依据。值得注意的是,过去我国大学本科生的培养模式一直是以研究型为主,教材中存在着大量比较艰深的理论知识。 我们从应用型本科的培养目标出发,对理论知识的内容和要求作了相应的降低和调整。教学过程中为专业基础课设置了最低要求。应该指出,由于不同的应用型人才对专业基础课的要求不同,我们设定的要求可能不能满足学生某种职业规划的要求。对于将自己的兴趣、爱好或者职业规划设定为多媒体制作的学生来说,可以降低数据结构课程的学习要求;但对于选择程序设计、游戏设计等方向的学生而言,数据结构课程却是重要的专业课程。为了满足部分学生对某些专业基础课的较高要求,在降低理论要求的同时,我们将一些专业竞赛或者专业活动小组建设纳入到课程教学体系中来,鼓励在算法及算法分析设计等方面感兴趣或者在职业规划中有需要的学生通过竞赛前的专门训练提高相应的能力。例如,针对应用型本科数据结构课程的教学模式,可将ACM的竞赛纳入到教学体系中来。ACM/ICPC由美国计算机协会(ACM)主办,是世界上公认的规模最大、水平最高的大学生程序竞赛,其目的在使大学生运用计算机程序设计理论来充分展示学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的创造力和团队合作精神,也培养学生在压力下进行创新思维和理性实践的能力。同时也为那些将算法分析和设计与自己的职业规划一致的学生提供学习、交流的平台,提高他们的专业素养。在考核方面,单一的理论考核方式削弱了数据结构课程的实践性,而增加上机操作的考核能够有效提高学生对动手能力的重视。学生的考核方式由传统的纸质考试、上机操作和平时表现组成。考虑到不同专业对数据结构课程的要求不尽相同,学生的总评分数计算公式为:总评分数=理论考核成绩×α+上机操作成绩×β+平时成绩×γ,其中α,β,γ为权重因子,且α+β+γ=1。理论考核方式为闭卷考试,总分仍为100分,在计算总评分数的时候进行折算,但理论考核不再包含有关编程的具体问题。上机操作考核时间为120分钟,要求学生独立完成若干题目,考核在无网络环境下开卷考试,允许携带非电子版本资料和书籍。具体的考核环境严格按照ACM进行,只是不再分成小组,由学生独立完成。上机操作考核共设8份不同试题,学生随机抽取试题并按照一定顺序间隔坐好,保证学生前后左右试题不同。我校对2013级软件工程专业、2012级信息管理系统专业和2012级计算机科学与技术(师范)专业等进行了教学实践。在题库建设方面,目前已经对教学内容按照知识点进行了分类,并组织学生根据知识点进行了主观题目的录入。题库包括选择题、判断题和填空题共约1500道题目,所有题目已经让修过这门课的学生根据难度分别标记为预习和复习类型,并且开通了基于题库的在线测试,要求学生完成必要的测试,作为平时成绩的重要参考。考核中权重的设置主要从不同专业对理论和实践的要求进行考虑。软件工程专业对学生动手能力的要求最高,信息管理与信息系统次之,而师范专业学生的培养目标是中等教育的师资,因此要求他们掌握比较扎实的理论功底以满足以后的教学需要即可。 二结语 经过一年的教学实践,收到良好的教学效果。由于理论内容有所删减,针对基本概念及基础算法应用的学习实践相应增加,学生学习数据结构课程的理论障碍减少,其学习兴趣得到了相应的提高。同时我们鼓励学生参加ACM训练队的训练,使那些职业规划与算法分析与设计相符合或者对程序设计、算法分析感兴趣,或者学有余力的学生能够得到更为深入的学习。由于增加了上机操作的考核,学生在实验教学方面的学习兴趣和投入的时间和精力都有所提高。其中,软件工程专业的学生在上机操作考核方面表现得更好一些,对自己的职业规划更为明确,认识到数据结构课程的重要性;计算机科学与技术(师范)专业学生的理论成绩最好,但他们在上机操作方面明显不如软件工程专业的学生;信息管理与信息系统专业学生的理论学习、上机操作的成绩介于另外两个专业之间;另外,参加ACM训练的学生在理论知识学习和上机操作方面都表现得更优秀。在以后的教学中,我们应在坚持理论学习底线的基础上,探讨更为灵活的教学和考核方式,鼓励学生参加ACM训练队的训练,提高学生的创新能力和实际动手能力;继续完善上机操作考核,使考试方式、权重比例、考试时间都趋于合理化。 作者:黄伟陈建孝郑耿忠单位:韩山师范学院计算机科学与工程系 计算机本科论文:本科院校计算机专业论文 1财经类应用型本科院校计算机专业学生创新创业能力培养的现状 1.1没有充分利用财经类院校的优势学科 目前财经类院校在计算机专业人才培养上大都效仿理工类院校,普遍没有将计算机专业的工程特性与财经类院校的优势学科相结合,更没有突出财经类院校的人才培养特色,人才培养目标不明确,这使财经类院校培养出来的计算机专业人才缺乏市场竞争力,不具有竞争优势。 1.2创新创业教育课程体系不健全,缺乏创新创业的文化氛围 目前财经类院校计算机专业的创新创业教育研究仍处于起步阶段,没有形成课程结构和体系,缺乏创新创业的文化氛围。在计算机专业课程设置上,出于专业知识体系完整性的考虑[4],一些难度大、应用面小的理论课程都纳入课程体系中,如离散数学、编译原理和汇编语言等,课程体系“大而全”,学生学的“杂而不精”,课程的设置仍存在“偏重理论知识而实践训练不足,偏重学科建设而应用技能不足”的现象,使学生毕业后感到没有学到什么真东西,其知识泛而不专,无法学以致用,没有形成使学生获得创新创业知识技能的课程体系。 1.3师资队伍缺少工程能力,学生工程实践能力差 目前,财经类院校计算机专业的教师缺乏职业实践经验,技术更新滞后,而计算机专业是个实践性非常强、技术更新较快的专业,从而影响了教学质量和人才培养效果。另一方面,实践教学缺乏系统性和整体性,缺少对学生工程能力和职业素质的训练,致使学生工程实践能力差。 2财经类应用型本科院校计算机专业学生创新创业能力培养模式 在财经管理类课程与计算机专业课程多学科交叉的课程体系中,应融入创新创业教育理念,构建完善的创新创业教育课程体系,注重创新创业实践,从知识体系更新、增强动手能力和培养学生职业素质几方面入手,提高学生的创新创业能力。 2.1合理定位人才培养目标 财经类应用型本科院校的人才培养定位是以实际技能的应用为优秀,选择实际工作中常用的实用技术,引导学生在特定的专业方向深入学习。学校充分利用财经类优势学科,突出交叉学科特色,培养目标是使学生懂得企业经济管理的情况下,提高工程实践能力、创新创业能力和职业素质,让学生在更好地理解企业经营管理目标的前提下,实现工程项目的开发和管理,成为企业和社会所需的人才。 2.2课程体系建设 学校应充分利用财经类优势学科,让学生在主修计算机专业优秀课程的基础上,辅修财经管理类的主干课程,建立一种以工程项目设计为导向、工程能力培养为目标的课程体系。课程体系以项目设计的进程为主线,融入创新创业教育理念,由专业技术优秀课程、财经管理类课程和创新创业实践课程三大部分组成。课程体系既注重学生的创新创业素质和专业技术基础,又重视培养学生在职场上所需的技能应用,循序渐进地培养学生的实践能力、工程能力,提高其创新创业能力。课程体系使学生通过经历项目构思与设计的实践过程,引导学生在特定的专业方向深入学习,调动学生的自主学习能动性,达到培养计算机应用型人才的目标。 2.3教学模式 2.3.1理论教学理论教学以“项目驱动”为主,以具体的实践项目贯穿教学,坚持“基于项目的课堂教学”原则,讲解课程中的各知识点在项目中的应用,提高学生对知识点的理解和运用能力。 2.3.2实践教学实践教学突出课内、课外实践并与创新创业实践相结合,进行综合的创新创业指导,构建“课内实践+课外实践+创新创业实践”一体化的创新创业实践体系。课内实践以单元实验为基础,使学生巩固每个知识点。课外实践以课程设计为目标,在开课初期就把课程设计的综合项目布置给学生,随着课程的深入,学生分阶段完成综合项目。以Java程序设计为例,我们在课程教学初期(基础知识理论授课完成后),从企业引入资深专家给学生讲解目前Java语言的应用现状、应用前景及Java编程思想,调动学生的学习积极性,同时给学生布置实践项目(课外完成),对学生进行分组,以组为单位完成项目。这样,让学生带着问题以主动的、实践的方式学习,既培养学生的个人学习能力,又培养学生的团队合作能力和工程系统分析能力。另外,我们还通过组织校内的技能大赛、大学生全国程序设计竞赛、大学生创新创业项目等,提高学生的创新创业意识、创新创业知识积累、创新创业实践能力,提升创新创业的文化氛围。 2.4师资队伍建设 要提高学生的工程实践能力和创新创业能力,就要提高教师队伍的工程能力,强化专业教师的工程背景。一方面,可以建立校企深度协作关系,每年选派骨干教师,以技术员身份去企业参加项目研发,实现产学研相结合,提升教师的项目开发经验和实践能力。另一方面,从企业聘请有丰富经验的专家作为兼职教师,由兼职教师完成创新创业课程的讲授及创新创业实践过程的指导,本校专职教师负责创新创业实践课程的课外辅导。 2.5学生学业评价 研究制定一个课内教学与课外创新创业成果相结合的综合评价标准。学生学业成绩的构成要实行多元化,增加实践能力和创新创业能力的考核。通过对学生的实践能力和创新创业能力的评价,让学生及时了解对知识的掌握和运用情况,既知晓在知识体系中取得的进展和成功,又能清楚不足,找到进一步学习的方向,使考核评价成为一个继续学习的明灯。 3结语 将财经类院校的自身特色与创新创业实践教育模式相融合,为培养适应市场需求、具有特色专业能力的计算机应用型人才提供了一种新的方法和思路。但是,应用型本科院校由于学生素质、师资力量以及传统教学模式惯性延续等因素的影响,这个目标的实现存在着一定的困难。因此,在确定培养目标后,应在实际教学中逐渐完善培养体系及创新创业的文化氛围。 作者:李凌霞 齐景嘉 郭瑞波 单位:哈尔滨金融学院 计算机本科论文:中职本科计算机专业论文 一、教学模式改革的几点建议 1、工学结合,构建课程体系 分析学生的未来工作岗位和岗位角色,开展广泛调研,科学合理的制定培养目标和培养方向。跟据大连海洋大学应用技术学院以往的毕业生就业分布情况,对大连、沈阳、鞍山等省内城市的IT企业和市场需求深入调研。了解企业的岗位需求情况及企业对学生的就业岗位和岗位能力的要求,中职本科计算机专业课程设置即要参照普通本科院校的教学内容与教材选取,也要根据学院特色和相应的技能型人才的培养目标来制定教学计划,以就业作为人才培养的方向。根据社会、市场、企业的需要开设相关课程,设置课程系统、并选用适当的教学方法培养学生的操作技能,努力贯彻教育部提出的“以应用为目的,以必需、够用为度”的原则为专业培养目标服务。提高毕业生的就业率,把学生培养成会学习,懂技术的专门人才。 2、依据专业就业岗位素质和技能要求,确定专业优秀课程 中职学校本教育是以实践应用能力为本的教育模式,要以实践应用化为原则,这也符合计算机专业的专业特点。但实际上是学生毕业后,绝大部分同学都不能胜任本专业的相关工作,甚至连组装电脑、安装系统都不会,office办公自化也是一知半解。这就需要教师在教学过程中结合实际情况,针对岗位职业的实际,有选择的调整教学内容,边学边做,边做边学。即要掌握足够的理论知识,又要紧密联系实际,加大学生实习、实训、下企业实践的机会。接近未来的工作环境,使学生在学习过程中又积累了工作经验,实现了学院人才培养模式与企业用人机制的紧密衔接。中职本科学生理论基础差,动手能力就要强,才能在就业中具有竞争力。理论性较强的课程适当减少或削减学时,而动手操作的课程要尽可能的多开,强化C++、Java等课程,增开ASP、Oracle、Apache、C#、等课程。也可以分方向教学,加开英语班、日语班等。因为计算机专业的学生很多在软件公司,接触外文的机会相对要多,应该提高计算机专业外语水平。 3、以赛促教,提高学生综合素质,培养计算机专业应用技术人才 学不在多而在于精,学院即要注重学生综合能力的培养,又要重视某一方面专项能力的提高,学生学习的编程语言可能有多种,但对于他来说只要精通一种就足以在工作中游刃有余,当然是多多益善。鼓励支持学生多参于工程设计及各种技术大赛。比如动漫制作、手机编程、系统开发等专业技能竞赛。竞赛的形式很多,即可以是个人赛,也可以是小组赛,近年来,通过技能大赛,更多的学生意识到“勤奋出成绩,技能走天下“,学习技能热情高涨,学生在竞赛过程中即提升了个人能力也获得了相应的行业认证证书,为日后的就业也增添了一份法码。 4、加强就业培训实习环节,应对市场挑战,提高就业竞争力 坚持以企业需求为导向,以校企合作为桥梁,实施校内校外联合办学,学中做和做中学的人才培养模式,校外实训的一个重要功能就是检验教学成果,找出教学过程中存在的问题与不足,为教学改革提供重要依据。中职本科是四年制,而且大部分在中职学校的时候有了一定的专业基础,大一大二的时候是巩固基础知识,提高专业技能。大三或大四则是应偏重校外的顶岗实习。让学生对自己的能力和素质有一个全面的认识,并且有充分的时间去完善和提升自己。实习的过程,就是一次了解自己的过程,也是人格完善的过程。了解自己的思想,自己的学习,自己的人际交往的能力,从开始的浮燥到心态的稳定,学会服从,学会收敛,学会遵守规则。 二、提高教师能力素质,改进教学方法 教师是对学生进行培养教育的主体,教师能力和素质的提高直接影响到人才培养的效果。鼓励教师进行教学改革,中职学校本科学生自主学习能力差,学习兴趣不足,如果按照常规的四年制本科教学方式学生及易产生厌学情绪,教师在教学过程中,应多采用项目教学法。要求教师即要有雄厚的文化知识,又要掌握专业技术,还要讲究教学方法,不但能做学生的老师、还要做学生的朋友、师傅。 三、总结 计算机专业是一个实用、实践性很强的专业,而就业是人才培养的最终目标,是学以致用的根本所在。所以中职学校本科学校需要改变原有的专业教学模式,以市场用人机制为导向,以就业为最终目的,深化教学改革,建立学生实践学习基地,从而更有效的提高学生技能水平,适应就业的需要。 作者:孟庆伟 单位:大连海洋大学应用技术学院电气与信息工程系 计算机本科论文:应用型本科计算机基础教育改革论文 1背景 对于应用型本科院校,大学计算机基础课程教学改革除了适应计算机科学技术发展的需要,还应该突出应用。改革重点在两个方面:计算机原理的教学和培养利用计算机解决问题的能力。大学计算机基础课程教学改革应该以“利用计算机”和“解决问题”这两点为主线展开。当代计算机是一个多层次的复杂系统,可以多角度使用,它可以像汽车一样,通过简单操作来驾驭;也可以像数学原理或公式一样,需要懂得原理才能深度使用。对计算机多层次的不同认识产生了不同的教学理念。大学计算机基础课程教学首先应该定位于肩负历史和时代使命,不能只将计算机作为低层次工具开展教学。面对“利用计算机”的问题,大学计算机基础课程教学应该从计算机原理角度组织教学内容,这种定位并非是大学计算机基础课程教学改革的创新,而是真正将大学计算机回归到大学数学、大学英语同样基础性地位的过程。应用型本科大学计算机基础课程要进一步展示计算机“解决问题”的强大能力,就涉及到如何抽象问题的计算特性,如何利用计算机来解决具体的问题,这是应用型本科大学计算机基础课程教学改革的重中之重。 2教学改革的措施和方法 2.1课程设置的调整 由于大学计算机基础课程一直是大学本科一年级的必修课,不同专业的学生在大学四年内的课程体系有很大不同,应用型大学注重的是学生动手能力和综合能力的提高,大学计算机基础课程如何为后续专业课提供基础知识和基础技术,如何培养学生计算机应用的基本能力是当前热点问题,同时由于学生进校时的个人对计算机基础知识掌握的程度不同,这就要求我们应该在学生进校后应进行一次摸查,对确实达到要求的学生可以申请免修。其他学生进行分类教学,分类教学是指在统一教学指导的前提下,基于人才培养目标,面向不同专业进行的,根据不同专业需求,设计不同的教学方案,包括教学内容、教学手段、教学素材、教学过程和教学实验等。可以通过对各专业的课程体系、专业培养计划的缜密分析,对不同专业不同年级的学生的访谈沟通,特别是学生进入大三、大四后对计算机科学的依赖,将我校大学计算机基础课程授课对象分为社科人文类、理工类、经管教育类、大农类等4类,针对不同类别的专业重点强调某些内容,这是面向应用型本科专业人才培养的最高境界。所以分类教学是大学计算机基础课程改革的首要环节,不仅体现在课程讲授,也要体现在实验教学环节中。 2.2理论课教学改革 课堂教学是教育教学中普遍使用的一种手段,它是教师给学生传授知识和技能的全过程,主要包括教师讲解,学生问答,教学活动以及教学过程中使用的所有教具。它是按各门学科教学大纲规定的内容,组织教材和选择适当的教学方法,并根据固定的时间表,向全班学生进行授课的教学组织形式。课堂教学的方法多种多样,如:角色扮演法、案例分析法、小组讨论等。不同的教学方法在课堂中起着不同的作用。教师一定要主动的掌握不同的教学方法,摆脱传统教学的死板与枯燥,丰富课堂教学的形式,提高课堂教学的效果。对于大学计算机基础课程的理论教学现在都使用多媒体教学,这就要求教师首先应设计好自己的课件,课件要丰富多彩,同时在内容组织上要合理生动,有吸引力,笔者认为对于计算机的基础知识主要是以讲授和演示为主,而对于文字处理与文档编排、数据处理与图表制作、报告处理与幻灯片制作这部分内容的讲授应采用渐进式案例教学,每一部分内容设置两个案例,让问题复杂程度从简到难,从基础到综合,从而提高学生的课堂学习效率,同时在教学过程中还可以设置一些问题,多进行师生互动,让学生多思考,多动脑,变被动学习为主动学习。总之,理论课程的教学改革应以培养学生应用能力为导向,以培养目标为驱动,以渐进式案例教学为线索,以服务专业应用为目标,在高度浓缩理论课程教学的同时,让学生掌握利用计算机解决各类问题的能力。为学生后续专业课的学习和专业知识的综合应用起到非常好的作用。 2.3实验课教学改革 在理论课进行改革的同时,对实验课的教学改革就更为重要。实验应注重对已有知识的验证,突出对未理解未掌握知识的再学习以及对知识体系的探索,通过强化实验教学,培养和提高学生的动手能力、应用能力和创新能力,为应用型本科教学提供一个强有力的保障。 2.3.1对于计算机组成部分的实验可以先让学生看一个计算机组装与维护的视频,然后让学生自己动手去组装一下,最后让学生去设计一个方案———配置一台具体的计算机。 2.3.2文字处理与文档编排、数据处理与图表制作、报告处理与幻灯片制作这部分内容的实验则可采用任务驱动的方法,让学生带着任务去学习和掌握理论课所学的内容。笔者所在的学校大学计算机基础实验课程教学是让学生使用实验平台,每个部分内容都有一定的练习题,这些是必须提交的,学生是必须完成的,同时每次实验都设计了思考题和实验相关知识,配置了综合学习与拓展学习。让学有余力的学生可以向更深层次拓展。 2.3.3针对学时少内容多的矛盾,同时配备一些虚拟实验,供不同专业的学生选做,这些虚拟实验兼顾了不同专业学生的计算思维能力训练,考虑到与现行教学内容的关联,这些实验可以帮助学生理解计算机的重要理论和概念,培养基于计算机解决问题的计算意识,在有限的学时内将计算机科学的本质以及专业知识以有效的手段展示给学生,这是深化教学改革的技术途径。这部分实验可由学生课后自主完成。 3结语 当前,大学计算机基础课程的教学广受关注,改革的思路不尽相同,也不乏有建设性的理念和措施。笔者对大学计算机基础课程的教学改革进行了较大力度的尝试,分类教学和案例教学收到较好效果。这些改革的实施将全面培养本科生和科学素养和科学思维,有效提升本科生的学术意识,掌握牢固的计算机操作技能,使他们在后续课程和今后工作中,能够自学和自主应用计算机的基础知识,利用计算机解决实际问题,成为具有自主学习能力、研究性学习能力、终生学习能力,能够适应环境和任务变化的复合型应用人才。 作者:陈兴梅 庄锁法 单位:安徽科技学院 计算机本科论文:浅析本科计算机专业毕业设计(论文)常见问题 【摘 要】毕业设计是本科学生学习阶段最后一个综合性较强的实践教学环节,也是对学生在校期间学习、科研与实践相结合的全面总结,通过毕业设计能使学生各方面的知识、技能、能力和素质得到全面的锻炼与提高。对于计算机专业的学生来说,其专业性质决定了毕业设计教学更为重要。是进一步培养学生实践能力、创新能力和科研能力的重要组成环节。 【关键词】计算机专业;毕业论文;质量监控 0 引言 由于毕业设计是高等教育人才培养方案的重要组成部分,在设计过程中需要学生综合运用校内外获得的理论知识及实践经验,在老师的指导下独立的完成。通过毕业设计的实践训练,进一步巩固和加深所获得的专业知识,培养学生分析和解决实际问题的能力,而且还能够锻炼学生撰写文章的能力。然而计算机专业本科学生的毕业设计(论文)普遍存在着不尽如人意的地方,毕业设计的质量不高,在很大程度上并没有达到计算机专业毕业设计的目的。 1 毕业设计(论文)质量不高的原因 1.1 学生不够重视 一方面学生认为毕业设计只是教学环节的一个过程,不管完成的质量如何,都能蒙混过关,学生从思想上没有引起足够的重视。另一方面由于扩招,毕业生人数增多,面临严峻的就业压力,学生不得不将大量的时间和精力投入到找工作、面试或考研中,对毕业设计只能应付了事。 1.2 日常教学与毕业设计没有有机结合 本科计算机专业毕业设计内容涉及学生综合运用所学的专业知识的能力,包括算法设计、软件开发流程、数据库的设计、程序调试等方方面面。然而在教学过程中由于课程教学学时的限制或缺乏硬件设备等诸多原因,导致课堂教学只能完成最基本的教学任务,学生没有达到独立开发系统的能力,在学习过程中,学生很少有机会参与科研项目的研究,不了解系统开发的流程等,导致毕业设计时多数学生不能按要求完成指导老师给出的设计任务或完成的质量不高。 1.3 所选的毕业设计题目不恰当 计算机专业学生的毕业设计题目可以从理论、软件和硬件等方面进行选择,然而多数学生由于起点低,基础比较薄弱,毕业设计做软件或硬件的较多,进行理论研究的学生很少,我院的计算机专业毕业设计题目一般由两方面构成,一是指导老师给出题目,并指出题目类型、题目来源、题目主要内容、预期目标、要求解决的问题及重点、题目难易程度等方面的信息,之后由学生进行选题。二是学生自己命题,然后找老师指导完成。不管哪种方式首先都要由指导老师给出任务书,明确给学生提出毕业设计的时间安排 、研究方案和目标、任务要求等,指导教师针对选题提供相应的参考文献,学生根据指导老师提出的任务书,撰写毕业设计(论文)开题报告,包括主要研究内容、研究意义及预期目标、拟采用的技术路线、研究方法及步骤等,然而学生在选题时,由于老师给出的题目,理论性强或学生不感兴趣。不能进行深入思考导致无法完成。学生自选的题目,由于缺乏经验,没有进行切实的调研,所有的功能需求全凭想象完成,导致做出来的成品功能不全毫无应用价值,且题目多为各种类型的管理系统缺乏创新。 1.4 论文写作不规范 毕业设计后期,要求学生根据其系统的开发过程撰写出毕业论文。有的学生由于没有留出充足的时间来写论文,直到答辩前期才匆忙完成,导致毕业论文大多格式不规范、结构不合理,更缺乏对系统中关键技术进行论述,更多是靠粘贴代码或对系统界面进行截图来充当篇幅。 1.5 指导老师缺乏责任感 按要求,学生进行毕业设计开题之后,指导老师每周都要与学生交流,了解学生的设计进度,及时与学生一起解决在设计过程中遇到的难点问题,填写指导记录,设计中期还要进行中期检查等相关工作,然而由于指导老师往往忙于教学或科研,加上学生不主动联系老师、老师也不找学生进行指导,到最后指导老师只是在设计方向和论文写作上把把关。从而也影响了毕业设计的整体质量。 1.6 毕业设计答辩流于形式 我院计算机专业学生的毕业论文最终成绩由指导老师、评阅老师及答辩成绩三部分构成,一方面由于学生的侥幸心理,觉得毕业设计做了,答辩就能通过,不重视答辩,对评阅老师提出的修改意见置之不理。另一方面由于本科生数量过多,答辩任务很重,答辩往往流于形式,没有起到从质量上把好最后一道关的作用。 2 相关应对措施 计算机专业毕业设计质量是衡量教学水平的主要依据,在本科教学中有非常重要的地位和作用,因此要进一步加强本科毕业设计质量的管理。 2.1 加强思想教育 一方面加强学生的思想教育,让学生深入了解毕业设计的意义、毕业设计的基本过程和研究方法等,让学生在思想上引起重视。另一方面加强指导老师的思想教育,将毕业设计与教师教学评价挂钩,从而提高指导老师的责任心。 2.2 加强计算机专业实训基地建设 加强计算机专业实训基地建设,稳步发展校企合作基地。一方面通过校企实践教学基地的建设能够弥补课堂教学的不足,进一步巩固和提高专业知识,同时学生有更多机会参与科研,熟悉科研环境及流程,为毕业设计独立完成系统的开发打下基础,另一方面指导老师可以通过实践教学内容,有针对性的为学生毕业设计进行命题,让老师、学生对毕业设计题目进行双向选择。学生结合自己的兴趣根据自己需求选择题目,比如准备考研的学生可以选择其科研方向相关的研究性题目,为今后的研究生学习奠定一定研究基础;准备就业的学生,选择与实际工作相结合,具有实际开发背景的题目,这样就可以通过毕业设计积累相关的就业实践经验,为就业打下基础。 2.3 加强制度管理 在毕业设计过程中,建立各种规章制度对老师和学生形成约束,规范毕业设计流程,严格执行各种检查制度,制定规范的毕业论文书写格式,在答辩过程中制定详细的毕业设计质量监控体系,毕业设计不仅要检查最终的毕业设计成果,还应该从学生调研、选题、毕业设计和论文完成的过程进行监控,尤其对不合格或达不到指导老师要求的毕业设计作品要严格执行淘汰制度,对其进行多次的补答辩,对抄袭、买卖设计或论文的学生进行严肃处理,在制度上纠正不良的学风。另外,为调动指导教师的积极性,应该对毕业设计质量高的学生和指导老师给予奖励。 3 总结 计算机专业毕业设计作为本科教学计划中的最后一项任务,它承担着培养学生综合运用所学知识的技能、是教学中的一个最重要的、无可替代的环节,毕业设计质量高低也是衡量高等教育教学水平的一个重要依据,同时也是提高高等教育人才培养质量、培养大学生实践能力、创新能力的一个重要实践教学环节。因此,提高计算机专业毕业设计的质量,意义重大。 作者介绍:陈世琼(1981.12―),女,四川西昌人,西昌学院,从事计算机专业教学。 计算机本科论文:浅谈如何指导计算机专业本科生毕业设计论文 【摘要】本文论述了从毕业设计论文选题、先导培训、过程监督、全方位提高学生素质以及毕业设计论文报告撰写等方面.针对如何在本科毕业设计环节中加强学生创新能力培养的问题,对毕业设计论文指导工作进行的探索工作。 【关键词】毕业设计论文选题 先导培训 提高综合素质 创新能力 一、因材施教。恰当选题 选题是毕业设计论文工作的第一步.是高质量完成毕业设计论文指导的前提保证。经过三年多的学习,学生已经具备了从事本专业工作的基础知识,但相对来说他们的知识结构还是浅层次的,大部分同学还不具有选题、立项的能力,即使能选定题目,也往往难以全面提升自己的能力。教师在选题时,应贯彻因材施教的原则,题目的难度适应学生的实际能力和水平,鼓励一部分优秀学生有所创造。应该承认,在学习方面,学生是存在差异的,因此毕业设计论文选题难度要有差异性,这并不是一种歧视行为。教师的选题应与自己的科研项目相结合,发挥自身优势,以更好地指导学生。同时选题也要注意连贯性,可以利用前届学生的研究成果,在他们的基础上,继续作深入的研究。当然,学生不仅仅是以上两类,但只要掌握了因材施教这一原则,就找到了解决问题的思路。 二、确定选题。先导培训 课题确定以后.指导教师应给每个同学下达毕业设计论文任务书,以明确整体工作内容、提出明确的技术要求和量化的工作成果要求,包括论文的开题报告及设计的总体方案,论文及说明书的字数,图样、实物的数量,按毕业设计论文各阶段拟定工作进度,提供必要的资料和数据,列出部分推荐参考文献目录等。由多个学生共同参加的课题,必须分别明确各个学生应完成的工作内容和要求。 (1)以培养创新能力为中心的教学目标:要在毕业设计环节中突出加强对学生创新意识和创新能力的培养,首先,就要更新观念,从思想深处改变对毕业设计作用的传统认识.对毕业设计的培养目标和教学要求加以改革。明确地提出:毕业设计不再是单纯地针对解决专业技术问题能力的培养.而是对学生综合素质和创新能力的培养。毕业设计不仅是综合检测学生近四年学习的效果和水平,也是对已有教学环节的扩展和深化,更是检验和发挥学生创造性、开展创新活动的试金石,是学生综合素质与培养效果的全面检验。 (2)以学生为过程主体的培养原则与模式:毕业设计中学生创新能力的培养和创造活动的开展,必须坚持以学生为主体的培养原则。要想学生发挥能动性创造性,首先要使其具有自主性,成为毕业设计过程中的主角,而不是跟在老师后面亦步亦趋的配角。只有当学生切实地感到自己是创造活动的主体,才能激发创造的热情,全身心地投入创造的过程并关心创造的结果i才能进发出想象力、意志力和创造力。 (3)把握适度的指导方法与强度:把握适度的指导方法与强度在学生选择了合适的毕业设计题目,有了创新的欲望后,导师给予的正确、适度、及时的教学指导,会成为学生创新设计活动的催化剂、助动力和方向盘。 (4)鼓励学生的创新行为:学生是一个需要肯定、褒扬,需要体验成功喜悦刺激的群体,在毕业设计过程中,指导教师的信任和鼓励会直接影响到学生创新欲望的产生、创造意识的萌发和创造力的实现。以鼓励为主的指导方法,能够满足学生的成功需要,调动他们的积极性.再加以正确的引导.会大大促进学生创新意识的发展和创新能力的锻炼。 三、过程监控。全面育人 学生进入课题后,对每个人应根据任务书,列出时间表,对毕业设计论文工作进行督促检查。最后一学期学生课程少,加上找工作、研究生复试等问题,学生心态比较浮躁,检查督促跟不上,很容易造成毕业设计论文拖后,有的甚至完不成任务。指导教师每周至少应与每个学生保持接触交流,听取学生的汇报,检查进度情况,帮助学生解决毕业设计论文过程中遇到的疑难问题。整个毕业设计论文过程中,要培养学生独力解决问题的方法和能力:培养他们严肃认真的工作态度、勤奋钻研的优良学风:注重开发学生的创新精神和创造能力,严禁抄袭。 指导过程中,应该融思想道德素质教育、业务素质教育、文化素质教育于一体,注重学生素质的全面提高。坚持教书育人,在毕业设计论文指导期间,要对学生进行政治思想、职业道德和纪律教育,严格考勤。学生因故请假应督促其按有关规定办理相关手续。做事先做人,尊敬别人,科学作风,团队精神等是做事的基本素质要求,要让学生学习和体会做人做事做学问的各方面事情.要让学生养成良好的工作习惯。 四、指导撰写毕业设计论文报告 在答辩前两周,毕业设计论文的主要工作应该已经完成。指导教师应根据课题情况提出最后的修改意见,指出其中的错误,指导并督促学生限期改正,进一步完善。否则,不得参加答辩。最后的工作就是毕业设计论文报告的撰写。本科生大都没有进行过这方面的训练,有的甚至不知道该如何把前期做过的工作写成报告论文。即使能写出来,无论格式,还是内容组织等方面都离要求相差甚远。毕业设计论文报告直接反映前期工作的质和量,代表设计成果的水平。这最后一个环节.指导老师必须予以足够重视.应从以下几方面进行指导。 五、结语 近几年我们以“因材选题,规范管理,过程监督,全面考核”的原则指导毕业设计实践.从毕业设计论文评审的结果看.方法行之有效。 计算机本科论文:韩语专业本科生计算机教学模式探讨 【摘要】现如今,我国的高校韩语专业计算机教学当中仍然存在着很多的问题,本文针对韩语专业本科生的计算机教学现状提出了相应的措施。 【关键词】计算机教育;韩语专业;教学模式 1当前韩语专业计算机课程教学现状 现如今,韩语专业的计算机课程教学主要是按照《普通高等学校文科专业计算机基础教学大纲》来实行的。此外,韩语专业通常会安排两个层次的教学,第一个层次是计算机文化基础,而第二个层次则是计算机技术基础,通常也被称之为《程序设计》。如果对于大部分的学生来讲,计算机文化基础课较为简单,那么计算机程序设计对于韩语专业的学生来讲学习起来就较为困难。虽然Foxpro或者是VisualFpxpro是最容易学习的变成语言,但这仍然会对韩语专业的学生造成很大的困难。这是由于外语专业的学生通常在高中时期是文科生,这就使其在遇到逻辑思维能力较强出现为难的情绪,此外,一些学生认为,只利用一个学期的学习是很难真正的对编程语言完成掌握了,而即便他们真的能够掌握编程语言,这类技能也并没有对他们的日后工作、生活起到足够的作用,因此,很多的学生都会对这样的课程产生厌学的情绪。从实际的教学效果当中我们也能够看到,班级当中很少会有学生能够真正的学号编程,很多人对变成课程的学习只是基于得到几个的分数,这就需要对韩语专业的计算机教学进行相应的改革。 2改革思路与实施的办法 改革的基本思路是要对学生做到因材施教、注重专业语言软件教学、还应在教学内容当中加入计算机安全以及维护的相关内容,此外,还可以将《程序设计》的课程改为《网络应用》,本文在下面进行具体阐述: 2.1允许部分学生免修相关课程 本文认为,可以让一部分学生免修《计算机文化基础》课程,而这种方法的来源,则是受到了大学公共英语教学的开发。现如今,很多的院校为了提高公共英语教学的质量,采用了先摸底考试再分班的模式,这种教学模式当然也能够应用到计算机基础课当中,学校可以利用摸底的方法来确定哪些学生能够免修《计算机文化基础》课程。在我国目前的校园当中,在入学之前学生的计算机水平是参差不齐的,有的学生已经了解了该课程的教学大纲,还有一些学生则并不熟悉电脑的操作。因此,在实际的教学过程当中,可以允许学生在学期初期提出免修并参加测试,如果测试成绩能够得到一定的分数就能够允许改名学生免修这门课程,并直接将测试的成绩作为这名学生该课程的直接毕业成绩,而如果学生没有通过测试,则必须修读该门课程。 2.2注重应用、培养自学能力 在很多的教材当中,开篇就用了很长的篇幅来讲授计算机数据表示法、计算机主要结构等等。对于理工科的学生来讲,这些内容有着很大的学习必要性,但是对于韩语专业的学生来讲,则没有学习这些知识的必要,很多学生常常会对这些知识不知所云。因此,本文认为,对于韩语专业的计算机教学来讲,可以将讲解这些内容的时间放在讲授Windows的设置以及操作上,例如如何增加或删除输入法,如何防止某一程序的开机直接运行,在实际的操作过程当中,这些内容在实际的应用当中都能够经常用到,并且还能够发挥出十分重要的作用。此外,现如今所有的教科书在介绍Word的过程当中都不会提如何在Word当中安装其他语种的词典,而对于韩语专业的学生来讲,这样内容的学习是十分重要的。我们知道,在Word当中有一个英文单词的拼写和检查功能,这些功能主要是依据在Word自带的英语词典。但是对于韩语专业的学生来讲,英语并不是常用的语言,那么如果能够在Word当中加入韩语词典,就能够使得Word具有韩语单词的拼写和检查的功能,对于学生的韩语学习有着十分重要的作用。 2.3强计算机安全以及维护列入教学内容当中 现如今,随着时代的进步以及科技的不断发展,人们的生活水平正在不断的提高,计算机正在发挥着越来越重要的作用。这就更需要学生能够掌握计算机的安全维护相关知识。在计算机的安全当中主要包含病毒防治、黑客入侵等许多内容;而计算机维护则主要是对硬件的保养、软件的安装等内容。通过学习,这些内容能够让学生比较容易的掌握,而在日常的生活已经工作、学习过程当中都能够发挥着十分重要的作用。计算机之所以会产生故障,软件的故障占有很大的部分,但是,如果一出现计算机故障就需要专人维修,那就会对人们的日常生活造成不良的影响。 2.4开设计算机技术选修课 在对计算机教学进行一定的改革之后,对计算机成绩较好的学生来讲,韩语专业的计算机课程教学内容可能相对的就少了一些,为了能够更好的拓宽这些学生的视野,还可以开展一些学生的计算机选修课,而对于韩语专业的学生来讲,本文认为《电子商务》、《计算机英语》等课程都能够作为选修课来开设。除此之外,我们还需要认识到,计算机有着范围很广的应用范围,同时也有很多需要学习的内容,这就要在“需要”以及“可能”之间找到平衡,从而为学生的计算机应用打下坚实的基础。这样就能够使得韩语专业的学生在学习计算机课程时,有一定的选择性。这就需要在实际的教学过程当中,将应用作为教学的出发点,不断的对计算机课程进行改革。 作者:胡杨 佩尧 单位:西安翻译学院 计算机本科论文:本科院校计算机基础课程改革思考 摘要:针对应用型本科院校计算机基础课程教学中出现的弊病,即在课程教学和学生能力培养间存在鸿沟,提出将计算思维引入教学,解决计算机基础课程的教学危机。通过介绍计算思维中的关键内容,分析计算思维的优秀方法,探讨融入计算思维的分层次分类别教学模式,提出以计算思维能力培养为优秀的计算机基础课程改革方案。 关键词:应用型本科院校;计算思维;计算机基础课程;课程改革 0引言 应用型本科院校是中国高等院校的重要组成部分,学校数目众多,办学特色明显。不同于传统研究型本科院校,应用型本科院校立足于地方,为本地经济和社会培养技术密集型产业的高技术应用型人才。大学计算机基础课程是高校学生入学后的第一门信息技术类课程,该课程旨在培养学生使用计算机科学知识和技术分析和解决实际问题的能力,提升学生创新意识,培养学生的信息素养,为学生学习后继课程打下坚实的信息技术基础。该课程的教学是保证人才培养质量的一项重要教学工作,对大学生毕业后是否能够迅速适应社会需要,并具有可持续发展的再学习能力,具有重要意义。 1应用型本科院校计算机基础课程教学现状 2012年全国共有普通本科高校1171所,其中:211工程高校116所,占9.9%,非“211”高校1055所,占90.1%,新建的本科院校是指1999年以来新晋升科学校,共有647所,约占全国普通本科高等学校数量的55.3%,占非“211”普通本科高校数量的61.3%[1]。这些地方本科院校在办学地位、人才培养模式、生源质量和课程教学上都与传统的重点院校有着明显区别。随着网络技术、多媒体技术和无线接入技术的迅速发展,计算机基础知识得到快速的普及,特别在应用型本科院校中,计算机基础课程进入蓬勃发展期,呈现出以下特点。1)大多数学校都十分重视计算机教育教学的重要性,并确立了计算机基础课程的基础性地位,计算机基础课程在各专业的培养方案中已成为不可缺少的一部分。2)随着计算机的发展和普及,计算机基础课程的教学转变为理论教学与实践教学高度融合,用理论指导实践,并在具体的实践案例中去深化理论。同时,以能力训练为优秀的实验教学理论已经渗透进课程中,“案例教学”、“任务驱动”等多种教学模式得到广泛运用。3)社会信息化进程不断加速,各种学科间不再局限于单纯的某一领域的研究,多学科交叉融合是信息技术发展的契机,计算机的辅助功能得以极大的发挥作用,各专业对学生的计算机应用能力的要求日趋强烈,计算机基础课程成为很多专业课程的前驱课。 虽然计算机基础课程在应用型本科院校里得到越来越多的关注,但受限于学校的历史沿革和生源质量,该课程存在以下方面的问题。1)课程体系不明确应用型本科院校大多是1999年以后晋升为本科院校的,以前大都是高职高专层次的学校,在课程体系的规划上缺乏系统性和规范性,部分学校还继续沿用专科阶段的课程体系,教学内容还停留在“计算机文化基础”或“计算机应用基础”阶段,体现不出计算机技术的先进性。2)学时少、内容多计算机基础课程的教学学时一般在32至70个学时之间,每一章的教学内容可能对应着计算机科学与技术专业的一门专业课程,造成每章的教学只能触及表面即止,不能深入系统的学习。特别是教育部对本科教学计划的总学时做出规定后,很多专业在指定教学计划时就首先减少公共基础课程的学时,计算机基础课程首当其冲,有些院校甚至将计算机基础课开设为选修课,不仅学时大幅缩减,其基础性地位也受到动摇。3)陷入“狭义工具论”误区“狭义工具论”就是认为计算机基础教学就是教学生怎么将计算机作为工具使用[2]。教学内容的组织上以各种软件的使用为重点,教材中的一章就是某些软件的使用手册,如Windows操作系统、Office办公软件和网络软件等常见内容,教学过程以教会学生熟练使用常用软件为目的,让学生掌握软件工作环境的构成、具体的菜单命令和操作步骤等。“狭义工具论”误区使计算机基础教学丢失了灵魂,学生往往只会使用教会的软件,由于软件的升级换代非常频繁,很多学生又要重新学习新版本的或其他的软件,导致培养学生的创新能力成为空话。 2计算思维的关键内容 2.1计算思维的引入 针对高校计算机基础课程教学中出现的上述问题,2010年陈国良院士在第六届大学计算机课程报告论坛上所作的报告第一次正式提出将“计算思维能力培养”作为计算机基础课程教学改革切入点的开创性倡议。2006年,美国卡内基•梅隆大学的周以真教授显性的提出“计算思维”的定义:计算思维是运用计算机科学的基础概念去问题求解、设计系统和理解人类行为的涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[3]。计算思维是人类早已存在的思维活动,只是未被发掘提升到理论高度,它引领人类思考问题进行解决,推动人类科技进步。2010年,包括清华大学等高校在内的九校联盟在《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》中,确定了以计算思维为优秀的计算机基础课程教学改革。 2.2计算思维的地位 计算思维是一种科学思维,与理论思维、实验思维一起构成了人类的三大科学研究思维。计算思维并不是一种新的发明,而是早已存在的思维活动,是每一个人都具有的一种技能[4]。以其他思维方式相比,计算思维以抽象和自动化为本质,以设计和构造为特征,强调对问题进行自动化求解。计算机学科是计算思维的代表学科,思维的训练是一个长期的过程,在计算机基础教学中,不是仅仅通过几节课就要求学生了解计算思维的内涵,而要通过营造环境、设计案例让学生潜移默化的掌握。 2.3计算思维的优秀方法 计算思维方法是计算思维的优秀。计算思维是思维过程或功能的计算模拟方法论,其目的是为了提供适当的方法,使人们能借助现代和将来的计算机,逐步达到人工智能的较高目标,诸如模式识别、决策、优化、自控等的有关算法都可属于计算思维的范畴。计算思维方法很多,周以真教授将计算思维阐述成具体的七大类方法,有把一个困难的问题简化为如何求解的约简、转化等方法;有控制庞杂的任务或进行巨型复杂系统的设计的抽象和分解的方法;有对一个问题的相关方面选择合适的方式陈述或建模的方法;有对进行系统恢复的采用预防、保护等方式;有利用海量数据来加快计算,解决时间和空间之间矛盾的思维方法。这些方法中既有数学和工程的方法,也有如递归等公认的计算机科学方法。美国ACM前主席PeterJ.Denning教授将计算原理归为七类:计算、通信、协作、记忆、自动化、评估和设计,大多数的计算技术都使用这七类计算原理[5],它们是解决问题的有效方法。 3融入计算思维的计算机基础课程改革方案 3.1构建“分层次、分类别”教学模式 应用型本科院校是服务于地方经济社会发展需求的高校,计算机基础课程教学内容、方法和手段,必须与时俱进,才能适应学校办学定位和人才培养目标的要求。根据教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见》,采用了“1+X”的课程体系,“1”即“大学计算机基础”课程,推行“分层次、分类别”的课程教学模式[6]。1)分层次“分层次”是值新生入学以后进行计算机基础分级测试,根据测试成绩编入层次1班级(普通班)和层次2班级(高级班)。2)分级测试入学后新生参加分级考试,测试系统使用无纸化网络考试平台,测试题型包含理论题和实践操作题,测试题型和期末考一致,难度持平,以我校2015学年上学期的测试数据为例。以分级测试成绩作为分班依据,达到标准的学生编入层次2班级,没有达到标准的学生编入层次1班级。层次1的学生系统学习公共平台基础知识,层次2的学生通过强化公共平台知识的综合应用能力,快速提升后学习与专业后继课程对接的模块课程。3)分类别根据学科属性,将学科类别相近的院系学生划分为一类,全校分为4类,为每个类别的学生开设不同的模块课程。模块课程是在认真分析各院系人才培养方案的基础上确定的,原则是学习模块课程后对学生学习本专业的后继课程提供信息基础支持。通过分类别模块课程的学习,打牢了学生学习后继专业课程的信息基础,实现了计算机基础课与专业课的“无缝对接”,更好地满足了不同专业学生对信息技术的学习需求。“分层次、分类别”的教学模式很好地解决了计算机基础课程学时少与内容多的结构性矛盾,克服了讲授内容只能“点到为止”,学生学习效果只能是浅尝即止,更谈不上让学生掌握使用计算机进行问题求解的方法。 3.2融入计算思维的课程知识体系 针对所有学生利用2周的时间(8学时)开展计算思维基础知识专题教学,主要介绍三大科学思维、计算思维优秀概念和方法,结合生活化的例子引入计算思维的存在,激发学生学习计算思维的兴趣。通过讲授汉诺塔问题说明计算机和人类相比,各自的优势和局限性所在;讲解图灵机和停机问题让学生理解计算模型和可计算理论;讲解图灵模型让学生了解人工智能,引导学生主动探索人工智能领域的知识。对于层次2学生,理工类模块课程强调程序设计能力的培养,通过算法多样化训练计算思维;经管类模块课程强调数据库技术,讲授概念模型和数据模型,训练学生的建模思维;音体美类模块课程强调多媒体技术应用,通过制作多媒体体作品和网站设计训练学生的分析设计能力;文史类模块课程强调Office综合技术应用,通过对海量数据的统计分析挖掘出有效的知识。在不同类别的模块课程中以案例教学和任务驱动的方式,继续深入介绍计算思维的方法,培养学生的计算思维,让学生更加深刻的理解抽象和自动化这一计算思维的本质。 3.3考核方式改革 期末考试实施“教考分离”方式,在学校建设的“全自动网络考试平台”实现无纸化考试,该考试平台不但能够实现理论题型的自动评分,也能够对操作实践进行自动判分,操作实践题型包括Windows操作系统、Office软件、网络应用等。对于层次2的学生,增加了C程序设计、Access数据库和Dreamweaver题库的建设,以适应计算思维内容的考核。推行期末考试和社会认证的双重教学质量考核标准,在组织学生参加云南省级高校计算机等级考试的同时,积极引导和鼓励学生报考全国计算机等级考试及各类行业能力认证考试,如获得考试证书也能获得课程学分,有效追踪了课程教学效果,实现教学质量与能力认证间的有机结合。 4总结 计算思维的培养不仅仅是计算机技能的培养,而是思考方法和方式的培养,它的最终目标是培养大学生可持续学习和发展的能力,是一种受益终身的教育。将计算思维融入到计算机基础课程教学中,不仅让学生从“做中学”升华为从“思考中学”,而且能让教师真正做到“授人以鱼,不如授之以渔”。 作者:岳强 胡中玉 李玲 平大林 黄吉花 单位:昆明学院 计算机本科论文:应用型本科计算机基础教学改革 随着信息技术的不断发展,计算机技术越来越广泛地渗透到了社会的各个领域,已成为现代社会知识结构中不可缺少的重要组成部分,计算机基础教育成为高等院校学生素质的基本要素,学生计算机应用能力的高低成为衡量高等院校教学质量的一项重要指标。加强计算机基础教学,提高学生计算机应用能力技术水平,促进应用型人才培养的开展,是当前高等院校教学改革面临的一项重要任务。全面提高教育教学质量,提高学生与自身专业相结合的计算机应用水平,从而提升学生在现代信息化社会中的竞争能力,是迫切需要解决的关键问题。 一、大学计算机基础课程定位及教学意义 计算机基础教育过程是学生动手实践的过程,需要同学们发挥聪明才智、去想象,敢于自己动手。高等教育开设计算机基础课程是培养学生自主创新能力的一个非常好的途径,同时也担负着培养学生综合素质的重任。首先,计算机基础是一门公共课,目的在于向学生普及大学教育中关于计算机信息技术所必备的知识以及基本操作技能;其次,培养学生的计算机思维能力,要求学生应学会利用计算机这个工具分析和解决实际问题的能力、让学生了解学习新的技术对解决新的问题所带来的新的思路方法的能力;第三,计算机基础最终的教学目标不是让学生学习单纯的理论知识,而是让学生学以致用,为社会培养应用型、复合型人才。计算机基础课程的主要学习内容包括:计算机基础知识、操作系统简单介绍、Office办公软件(主要为Word、Excel、Powerpoint)应用及计算机网络知识等。 二、存在问题 (一)教学方法单一 目前,在计算机基础课程的教学过程中,多数高校采取的是以教师为主的讲授,学生加以部分实践练习。采取类似的教法未能使学生较好的学习此门实践性很强的课程,容易弱化学生动手能力,不易培养学生使用计算机解决实际问题的能力,教师起不到真正意义上的“传、帮、带”的作用。怎样使枯燥、乏味的课堂变得生动有趣也是教师们应该积极思考的问题之一。 (二)授课侧重点不明确,与专业脱节 教师在课堂教学的设计中过分专注于对计算机知识的讲解,容易与学生专业脱节,往往忽略了不同专业对计算机知识使用的要求,计算机基础授课侧重点不明确,给所有专业的学生制定一样的教学大纲及计划,完成的仅仅是课本知识的传授,并未注重学生所学专业对计算机技术的要求,未发掘学生潜能,调动学生的兴趣,导致学生对所学知识的实用性存在质疑,眉毛胡子一把抓,出现“学了就忘,考过就忘”的局面。学生对于枯燥的理论知识缺乏主动学习的积极性。 (三)教学实践环节不足 学好计算机基础课程,实践环节是关键,对提高学生利用计算机技术解决实际问题的能力起着至关重要的作用。在我校的计算机基础教学中,实践课大都是由教师先讲,然后学生根据教师的讲解按部就班的完成。受传统教学观念影响,教学理论课依然凌驾于实践课之上,实践环节弱化且实践时间相对不足,未能在理论课与实践课之间形成较为科学的匹配。计算机基础作为一门实践性很强的课程,学生通过大量的练习实践,对知识点的理解才能更加融会贯通,才能学以致用。 (四)缺乏合理的考核方式 对于计算机基础课程的考核,目前很少有高校出台专门的考核体系,考核方式欠佳,仅仅是通过试卷、机试的形式决定学生成绩的优劣。结合我校来说,虽然也在积极探索和尝试新的考核方式与评价体系,但是仍然没有突出考核的应有作用,对于应用型人才的培养,考知识还是考能力界定模糊;教师和学生难以通过考核结果真正认识学生所具备的实际水平,也影响了学生后续学习、使用计算机解决实际问题的积极性。 三、计算机基础课程教学改革措施探索 自我校升格为本科院校以来,一直积极寻找和探索培养“应用型人才”的计算机基础教学模式,经历了不断改革教学方法、不断创新教学管理理念的过程,成立了“计算机基础研究中心”。当前,本人认为工作重点应转向深化教学过程改革、完善教学评价体系,从而进一步提高计算机基础课程的教学质量。 (一)改变传统的教学模式,应以学生为主体 应用型人才的培养,改革教学方法是策略。教师在教学过程中应特别注意方法和对象,必须以学生为主体进行教学改革,做到对学生因材施教。改变“教师多讲,学生少练”的传统教学模式,而采取“教师精讲,学生多练”的新模式。计算机基础课的主要目的是培养学生利用计算机的能力和主动使用计算机去解决现实问题的能力。这些能力单靠课堂书本教学是不好培养的,而要靠大量的动手实践。因此,计算机基础教学应由“教师多讲”向“教师精讲指导下的学生多练”转移,通过教师的正确说教和学生大量上机实践是学好这门课的基本保证。对于计算机基础课这类实操性较强的课程,任务驱动法、案例教学法、小组讨论法是行之有效的教学方法。例如在讲解Word表格相关操作问题上,我们可以让学生个体或分组制作课程表或学生信息表等这些既熟悉又能解决一些实际问题的经典案例上来,比如对单元格的合并是怎么操作?表格当中涉及到一些数据的简单计算该怎么进行?课程表中斜线表头该怎么设置等。让学生带着问题去学习、去实验,使学生由被动学习转化为主动学习,培养学生对知识的渴求,起到事半功倍的学习效果。 (二)突出专业特点,明确教学侧重,求同存异 计算机基础教学应该对不同专业的学生提出不同的要求,需要培养出具有不同应用能力的计算机应用人才,要以应用为目的。深入对人才培养方案的探究,加强与学校各专业的交流,结合专业在计算机基础教学目标的制定上达成共识。积极参与学校各专业教学改革,与各专业教学紧密结合起来。通过学校召开的教育教学研讨会议、教学例会等及时互动交流,使教学侧重点不同的计算机基础课程在不同的专业间开展起来,围绕应用型确立教学所要达到的终极目标,进而体现开展计算机基础教学提高学生的计算机知识重要,而且强调使学生掌握计算机技术是为了更好地服务于所学专业,也就是培养具有较强计算机应用能力的专业人才更重要。举个简单的例子,比如:结合财会类专业的特点我们可以把Excel电子表格作为此类教学的侧重,新闻类专业我们可以把Word排版作为此类教学的侧重等,在教学案例素材方面结合不同专业特点制定相应的案例,进一步提高学生学习的积极性 (三)加强实践环节,提高动手能力、培养创新意识 应用型人才的培养,实践效果是优秀。能力的提升,实践是关键。计算机基础是一门实践性很强的课程,加强学生上机实践,一方面能加深学生对计算机理论知识的把握,提高应用能力,另一方面更能使教师及时发现和解决学生在学习过程中所出现的疑难问题,达到在“做中学”。因此,在制定教学大纲时应明确课程总课时数,突出实践环节,理论、实践课课时比例为1:2为宜,与此同时理论课、实践课应根据课程内容合理调配。在实践课前学生应明确本次实验的任务目标、要求等,使学生带着问题进实验室、带着项目进实验室,提高学生的动手能力和创新意识。最后要求学生提交实验报告,采取模块化的方式,深刻领悟实验要领,这也是我校应改善的重要环节。例如在Excel电子表格软件中,设计一个案例,先让学生直接上机操作,如有一些不熟悉的功能操作,可提问教师寻求针对性的讲解。教师在布置作业时,应该提升操作深度与难度,尽量杜绝学生练习教师示范内容,应让学生举一反三,对相同知识点,能够制作出不同内容的作品,使之别出心裁,培养创新意识。 (四)课程实训考核,巩固知识,并学以致用 应用型人才的培养,能力的提升是目的。应具有科学的评价体系。计算机基础课程的高度实用性是其他基础课程难以达到的,基于此应改变我校传统的考核方式,由“考知识向考能力”进行转变。对此进行课程的集中实训考核是很有必要的,目的是提高学生对计算机知识、Office办公软件的综合应用能力。可以使学生熟练的掌握文字处理软件Word图文混排、电子表格软件Excel的数据表操纵,演示文稿软件PowerPoint的动态效果展示等。可合理分配课时,如期末制定8课时时间,让学生全面理解并综合应用课程所学知识,教师根据实际情况给学生单独制定考核计划,定时完成任务,以解决考核问题,最后通过PPT汇报,教师给出考核成绩。不仅能考核学生掌握本课程知识的能力,还能考核学生解决实际问题的能力,及通过现场答辩汇报考核学生综合素质的能力。以此方式进行考核使学生达到知识向能力的转变,进而实现学以致用。 作者:洪涛 张富强 计算机本科论文:应用型本科院校计算机人才培养与计算机教育教学实践 摘要:本文从人才培养方案、培养模式、教学手段、实践环节与师资建设质量监控等几个方面对计算机应用型本科人才培养进行了探索和实践。学校通过对教学过程的各个要素和环节进行整体优化,努力形成多元的、以学生为本的、注重个性发展的人才培养过程,取得了较为理想的效果,人才培养质量有了显著提高。 关键词:应用型本科院校;计算机人才培养;教学实践 我国高等教育自1995年开始,相继实施了“211工程”和“985工程”建设项目,进入工程的这些高校是国家扶持发展的重点,主要由研究型大学和一部分教学研究型大学组成,是国家建设世界一流大学和高水平大学的主攻方向。国家的另一发展重点是高职高专学校,它们承担着高等职业技术教育任务,培养社会生产、服务、管理一线紧缺的技能型人才。在这两头中间的是一大批培养应用性人才的教学研究型和教学型的本科高校。这类高校的计算机应用型本科人才培养的方案与途径是摆在我们面前急需解决的课题。西安文理学院是一所由多个专科学校合并且经教育部批准升格的新建本科院校,定位为面向地方经济和社会发展需要,培养应用型本科人才。我校计算机系以培养学生创新意识和实践能力为目标,对教学过程的各个要素和环节进行整体优化,努力形成多元的、以学生为本的、注重个性发展的人才培养过程,取得了较为理想的效果,人才培养质量有了显著提高。 1精心设计人才培养方案 人才培养方案是实施人才培养的纲领。计算机的学科变化与发展相当快,计算机的课程体系必须根据计算机的学科变化而进行动态的修订与完善。为此,我们提出了计算机应用型本科人才培养要具有理论基础扎实,专业知识面广,实践能力强,综合素质高,并有较强的科技运用、推广、转换能力的特点。课程体系强调基础知识,创新意识和实践能力的培养,充分体现在以下三个原则。 (1)开放性原则 以保证将最新信息融进课程里。增加像Linux分析和Windows分析及流媒体等这样的课程,使课程内容更贴近现实。 (2)整合性原则 对相同或相近学科课程进行大类整合,避免课程划分过细或重复。例如,运算器结构在数字逻辑中要介绍,在计算机组成原理中也要介绍;虚拟存储器在计算机组成原理、操作系统和计算机体系结构中都要介绍,从而造成计算机组成原理与计算机体系结构课程中存在许多内容的重叠。因此,将计算机组成原理、操作系统和体系结构中的部分内容整合成一门计算机系统原理课程。这样,―方面强调了系统的整体结构,另―方面减少了内容的重叠。 (3)比例倾斜原则 加大实践环节,强化实践教学体系,注重实验室与实习基地建设,从复合型应用人才这一培养目标出发,注重实践教学内容与体系的改革与优化。 在“厚基础、多方向、重应用”上下工夫,精心设计“平台+柔性模块”的创新人才培养方案。把通识基础课程、专业基础课程及相对稳定的优秀必修课程构成平台,其中公共课基础课占总学时40%,专业基础课占35%,而把专业方向课程,根据社会需求、学生就业意愿的不同、专业依托的行业内在结构等划分为柔性模块,该模块可以随着企业与市场的需求变化而进行动态调整,从而使人才的培养能够适应社会的需要和变化,专业课比例占25%左右。理论教学与实践教学的学时比约为6.5∶4,集中实践教学环节包括实验课程、课程设计、生产实习和毕业论文,达到了42周,从而构建了“少而精、新而实、博而通”的课程体系,充分体现了以人为本、因材施教、注意个性培养的教育思想。 2学制采用“2+2”式的两阶段培养模式 “两阶段”培养模式为前两年是基础教育阶段,该阶段中大专业的教学注重不同专业的融合与沟通,实施统一课程、统一教材、统一教学要求,使同一大专业基础教学具有统一性、普适性、扎实性,努力搭建“高素质”人才培养平台;后两年为专门化教育,根据人才需求预测和学生兴趣、就业意愿按专业方向分流培养,灵活设置专业方向。例如,在“计算机科学与技术”专业下,分为软件方向、网络方向、多媒体等若干柔性方向。实行导师制,每个班派一位专业教师对学生的学习进行指导,帮助学生分析自己的优势与不足,确定自己的目标,选择合适的方向。针对学生个性化发展的需要,按学生素质和兴趣爱好为其量身定做培养计划。 一方面,根据学生基础和特点,制订阶段目标培养计划,有针对性地指导学生制订符合自身实际的阶段学习目标阶梯。一年级高等数学达标、二年级四级英语统考达标、三年级专业基础学习达标、四年级专业或研究生统考达标等等。当学生实现某阶段的目标时,适时调整培养计划,使学生向更高目标迈进。另一方面,根据学生不同毕业去向,将学生分为“考研流”和“就业流”实行分流培养。针对拟考研的学生,在保证整体教学质量的同时,设置了政治理论课综合训练、英语综合训练、数学综合训练、专业基础综合训练等选修课程以帮助学生提高公共基础和专业基础知识,为考研作好准备。针对拟毕业后就业的学生,设置专业方向和专业对口课程,使这部分学生在保证宽口径、厚基础的同时,在某一领域或专业方向有特长,学生可根据就业需要进一步加强专业对口课程及业务操作方面课程的学习,并可选择就业实习,为参加工作奠定良好的基础。这些专业方向的设置,既保证了本科教育的宽口径,又满足了提高学生研究能力的需求,为全面提高学生素质奠定了基础。 3重新构建新的实习教学体系 强化实践教学环节 (1)课程设计、生产实习和毕业实习按学生专业方向不同,结合具体专业知识在IT企业产品开发与经营管理过程中的实际运用,归纳出各种类型的“关键知识点”和技能要求,安排成系统的实习内容供学生具体实践。实习由针对各项“关键知识点”的讲座、案例分析和项目实践等内容构成,在时间安排上主要以项目实践为主。案例分析采用的内容全部来自IT企业多年来承担完成的实际应用软件开发与计算机网络系统集成项目,学生有机会体验真实IT项目的开发要求与各种规范。 (2)以现有机房、电脑、网络设备为基本的硬件保证,配以具有丰富企业信息化经验的教师队伍,模拟信息化环境,让学生能在类似企业信息中心的环境下完成实习任务。在校内实习过程中,支持和鼓励教师进行教学实习,在已有的试验平台基础上进行二次开发,形成开拓创新的优良学风,对于取得了重大进展的实行奖励措施。 (3)部分实习可以采用自行开发的实习平台,一方面自行开发的平台更经济,也能达到实习的要求;另一方面学生自行设计实习设备,培养锻炼了学生的创新思维和创新能力。 (4)实行实习指导教师负责制,实习内容、方式、手段、课程比例由相关实习指导教师根据教学计划确定。这样可以极大地增强教师的自主性和灵活性,同时也有利于实习计划的制定。 (5)实习由学生在实习中心配备的计算机上完成,允许学生借用必要的装置或仪器、仪表,但必须有严格的手续。 (6)在建立计算机校内实习基地的同时,大力发展和加强校外实习基地建设并扎扎实实地落到实处,充分发挥生产企业在人才培养中的作用,争取实现产学合作,校企双赢。目前我系已在“三帝电脑公司”、“长岭―圣方电脑公司”、“西安软件园”等建立了实习基地,这种合作方式不仅为学生提供了实习的场所,而且对提高学生综合素质和职业技术能力具有很大的促进作用,同时也为学生的就业搭建了平台。通过实习,学生反映“在学校期间,我们每天都在学习专业的理论知识,可是面临毕业,我却不知道自己所学的专业究竟能做什么,也不知道该找什么样的工作。通过实习和专家的辅导,使我明白了专业的理论只有在实践中才能够得到检验,只有实践了才知道自己能为企业做什么,也就明确了自己的就业目标。” (7)在抓好实践教学的同时,积极开展丰富多彩的科技文化节等活动,使各个年级的学生都能参加适合自己的科研和创新活动,让学生开阔视野,提高能力。我们积极引导和鼓励学生参加各种基础学科知识竞赛及其他课外科技活动,如电子设计大赛、数学建模大赛、“瑞林杯”课外科技作品大赛等,并制定了相应的鼓励政策,对于在大学生科技活动中获奖的学生及指导教师给予表彰奖励。近几年来,已累计有300多人次参加了各种科技竞赛活动,有30多人获得了奖励。 4努力打造一支过硬的师资队伍 教师是教学活动的主导,是深化计算机学科教学改革的关键。教师自身必须具有一定的深度,给学生授课时才能做到思路清晰,层次性、条理性比较强,从而调动学生的学习积极性。因此,我们把努力打造一支过硬的师资队伍放到一个突出的位置上,大力加强教师队伍建设,努力实现稳定队伍、优化结构、改善条件、提高质量的队伍建设目标,对教师通过各种措施不断加强教育培训,努力提高教学水平,增强应用能力,同时对教学实施综合测评。由学生、教研室教师对全系各门课程进行打分测评,再由系教学督导组成员在认真听课与考察教学各环节的基础上结合科研能力,对全系各门课程的教学进行综合测评。对测评中发现的问题及时反馈给教师,以便在教学中改正。对前三名进行表扬和奖励,对后三名提出批评并进行必要的调整。 5结束语 几年来,我们对计算机应用型本科人才培养的模式与途径,从人才培养方案、培养模式、教学手段,实践环节与师资建设质量监控等几个方面进行了探索和实践,促进了应用型本科院校计算机教学质量的提高。从招生情况看,第一志愿的录取比例大大提高,一举扭转了过去招不满的尴尬局面,毕业分配达到了90%以上,人才培养的质量有了很大的提高。 作者简介:韩利凯 (1961-),男,山东济南市人,副教授,研究方向:计算机网络。 基金项目:西安市教育局科研基金项目(JKY205358043);西安文理学院教改基金资助项目。 计算机本科论文:新升本科院校计算机专业培养方案的制定策略与实施 摘 要 新升本科院校属于应用型本科,它的教育既非宽泛的工程科学教育,也非狭窄的技术职业教育,而是保证人才基本素质培养基础上的现代专业教育。专业培养方案是一切教学活动的基础,也是专业培养特色的体现。本文针对新升本科院校计算机专业培养方案的内容进行了讨论,提出了制定原则以及实施措施。 关键词 新升本科院校培养方案制定原则实施措施 新升本科院校以教学为中心侧重培养在生产一线从事设计、制造、运行、检测、技术指导、经营管理的工程技术型、工程管理型人才。工程技术一线的人才最基本的特征是实践性、实用性、有效性、综合性和创新性。对于新升本科院校的计算机专业来讲更应该体现这些特征。 1 新升本科院校计算机专业面临的问题 截至2005年10月,本科“计算机科学与技术”专业在全国高校的布点数已达770个,该专业布点数在我国高等院校各专业中位居第二(仅次于英语专业)。目前计算机专业面临着很大的挑战,主要反映在两方面:一是竞争最大,包括全行业的竞争和其他专业的挑战,计算机应用技术已经不再是计算机专业的专利,也不再是优势;二是行业壁垒,目前企业和行业的应用系统工程、信息系统等项目渐与高校无缘,具有行业竞争优势的是既懂专业又熟知计算机技术的部门。这对高校计算机专业的办学带来了诸多新的课题和新的问题,不同类型的学校面临着的问题也各不相同。对于新升本科院校来讲,与其他高校相比面临的问题主要体现在如下几个方面: (1) 学生的差异 从1994年到2003年,我国计算机本科教育一直处于快速发展时期。但从2004年开始,其发展速度明显变缓,并逐步进入了一个平稳发展时期。从1994年到2003年,计算机专业生源好,录取分数高,第一志愿居多,但从2004年起,学生录取分数降低,且第一志愿少。对于一所新升本的本科院校,生源就可想而知了。 (2) 专业的差异 从计算机学科来讲,分计算机系统结构、计算机软件与理论、计算机应用技术三个二级学科;从社会对计算机人才的需求,可以分为研究型、工程型、应用型、教育型人才。当前国外兴起许多本科专业(比如:软件工程、网络工程等),一些本科院校纷纷开办软件学院,开办新专业。而对于新升本这类学校,受到很多限制,不允许申报目录外的其他专业,因此,目前新升本科院校只有计算机科学与技术一个本科专业,专业具有单一性。 (3) 师资的差异 本科教育与专科教育有着根本的不同,本科强调加强基础理论的教学,专科强调实践技能的教学。对于新升本科院校的师资来讲,教师原来都从事专科教育,教育思想都是专科的,所以讲授基础理论肯定不如其他高校的教师有经验、有水平,但是他们在讲授应用课程方面却积累了丰富的实践经验。 (4) 就业差异 由于国内75%的高校都有计算机专业,而且新升本科院校的知名度又不高,所以造成就业形势严峻。据2003年统计,一般本科院校的本科生考研的占16%,还有84%需要就业。对于新升本这类学校的学生由于生源的问题,几乎100%需要就业。重点院校的计算机本科专业学生的就业率远好于新升本科院校。 2 培养方案的制定原则 工程技术一线人才的最基本的特征是实践性、实用性、有效性、综合性和创新性,这也是新升本科院校的主要培养目标。但是目前社会上对本科教育存在两种观念。一种观念认为本科教育应该是厚基础宽口径,其培养方案中的课程体系要面面俱到。另一种观念则认为应该是深广适度的基础,较宽厚的学科基础,扎实有效的工程实践训练,实用对口的高水平专业方向,其培养方案中的课程体系应该适当根据市场需求来调整。笔者认为前者适合计划经济时期的精英培养年代,因为那个年代是包分配,学生毕业后不愁没有工作。后者则比较适合市场经济时期的大众化教育年代,学生毕业后需凭本事自谋职业。新升本科院校更应该以工程教育为优秀,以职业取向为基本原则来开展一系列的教育,由于计算机专业技术日新月异,市场需求不断变化,计算机专业的教育更应该坚持第二种观念。 本科生的培养要求是学生毕业时具有独立工作能力,能力的体现关键在于能不能发现问题、分析问题和找出解决问题的方法。而计算机专业学生的能力应该包括理解能力、设计能力、操作能力、应用能力和创新能力。计算机专业培养方案的制定原则应该是以工程教育为主线,以工程实践为基础,选择主体教学内容和环节,构建理论和实践教学体系。其基本思想就是以就业为导向,面向社会需求,加强能力培养,突出特色,提高质量。 3 培养方案的基本内容 人才培养方案是保证教学质量和人才培养层次的重要文件,是组织教学过程、安排教学任务、确定教学编制的基本依据。为使人才培养方案能科学合理、具有针对性,首先要明确人才培养定位,其次,要确定具体的人才培养目标。新升本科院校的计算机专业人才培养定位应该为IT人才的中低端人才,大部分为面向企业需求的实用性、复合型、国际化的高级人才,主要从事计算机应用领域的系统分析、设计、开发、测试等。 为使培养的计算机人才适应企业需求,在满足基本教育规律、基本技能、基本知识的基础上,一定要充分考虑企业的需求,做到以企业需求为导向,以能力培养为优秀,以适应企业需求为目标,坚持校企合作、科学培养。为此,我们对我院计算机专业的培养方案进行了积极的改革与探索,形成了以企业需求为导向的灵活的课程体系教学计划。 计算机学科知识结构的急速更新使得教学内容的取舍是许多培养方案制定者面临的最大问题之一,经过反复调研和全系教师的积极讨论,我院计算机本科专业的新教学计划改革的内容有以下几个特点。 (1) 改革传统的课程设置,去掉不必要的课程。面对我院的生源以及今后学生的定位情况,我们在教学计划中去掉了物理、工程制图等课程,将其中一部分课程作为选修课列出。 (2) 保持计算机专业特有的内容。为了与其他的专业区别,体现计算机专业的特殊性,我们保持了像数据结构、操作系统、微机接口、数据库系统原理、软件工程、编译原理等专业特殊课程。 (3) 吸取产学合作的经验,增加企业需求的新技术课程。为使学生毕业后尽可能快地走上工作岗位,我们积极开展产学合作,紧跟企业的需求,开设了像Java程序设计、JSP程序设计、Web程序设计、嵌入式系统、等一系列企业需求的新技术课程。 (4) 考虑系统性和结合性,在引入新技术的同时考虑系列课程。我们将教学计划中的课程体系分成若干系列课程。比如,学科基础类系列课程的设置,软件类语言系列课程的设置,硬件类应用系列课程的设置、数学类系列课程的设置等。 (5) 夯实专业基础课程。以前,教学计划中程序设计基础课程(C语言)仅在第3学期开设,实际情况是内容多、学时少,使专业学生对编程基础掌握并不牢靠,使得后续课程学得也不好。为了克服这一不足,新的培养方案中我们将这门课改为两学期,另加两周的课程设计。对于数据结构课程,也增加了2周的课程设计内容,以此巩固学生的专业基础。 (6) 加强实践能力的培养。课程体系中,除了加大独立实训和课程设计外,上机或实验比例也大大增加,仅独立实践的周数就达到了40周,加上课程内的实验,整个计划的实践教学比例达34%。在实践环节中强调设计性、工程性、复合性的实验项目的开发和指导。 (7) 吸取国外的办学经验,参考国外的相关课程设置,引进先进的课程内容和教学方法。最近几年,我系先后有5名教师到国外进修学习,他们带回了许多先进的教学理念、教学方法和教学资料,充实了我们的培养方案。 4 培养方案的实施与保障 人才培养方案制定后,如何实施是关键。为了保证培养方案的有效实施,应该有以下主要几方面的保障。 (1) 注重师资队伍能力的培养 由于我们培养的学生是高技能的人才,因此要求我们的师资队伍应该是双师型的队伍。教师必须具有较强的工程实践能力,这个能力须通过参加科研项目,到实验室或企业专职锻炼等方式予以提高。为此,我们制定了专任教师必须作科研,或到实验室坐班锻炼等制度,达到了预期的效果。除此之外,教师还必须自学新知识,认真研究教学方法、教学手段。为此我们制定了若干培养教师的考核制度,目的就是让计算机教师能主动提高自身的能力,满足教学的需要。 (2) 注重课程建设的研究 课程建设是教学计划实施的重要内容,是教学计划的基本单元,所以应该加强课程建设的力度。课程建设过程中主要研究课程理论教学、实践环节、课程资源库建设、课程的CAI教学等。为此,我们以计算机专业的第一门专业基础课“计算机导论”为教研课题,积极开展教学研究,目前课题已经结题,该课程已具有鲜明的特色,成为了计算机本科课程的样板课程。同时,“微机原理”课程的网络教学系统研制也已经启动并即将完成,该系统的完成势必进一步推动我系计算机课程建设工作。 (3) 注重教学内容的研讨 由于我系计算机教学机构的设置是按学科建立的,培养方案的制定又是由系里制定,因此,在实施过程中,涉及到教研室之间的协调、课程之间的衔接等问题。在教学过程中必须积极开展教学内容的研究,我们利用每周三的教研活动,积极进行教学内容的研讨,教研室之间做到了配合默契,保证了教学内容的有机结合。 (4) 注重产学结合的研究 实用性人才的培养离不开企业的参与。离开了企业的参与,计算机专业就失去了生存的根基。我院计算机专业从2000年开始与东软软件股份有限公司(原东大阿尔派)签订了产学合作培养协议,由于东软软件股份有限公司在全国IT行业内是极具潜力的知名IT企业,有着先进的企业理念,为了与该企业进行进一步深层次的合作,我们于2005年正式与该企业开展了订单式人才培养的合作,实现了3+1的订单式培养模式。经过这几年的合作,企业对我们的毕业生十分满意,截至目前,我系去东软工作的学生接近百人。除了东软以外,我们还与昂立信息技术公司等6个企业实行了合作办学。 (5) 注重学生实践技能的培养 实践教学是实用型人才培养的重要环节,直接影响人才培养的质量。为此,我们设置了有效的实践教学体系,该课程体系包括课程实验、课程设计、综合实训、毕业设计等,在实施过程中做到理论教学精讲,实验教学精练。课程实验内容做到科学设置,引入实际的项目案例;课程设计环节引入企业工程实践项目,结合课程内容让学生进行实际设计、训练;综合实习环节中,让学生结合企业的实际项目,进行综合训练;毕业设计阶段让学生到实习基地结合实际项目进行毕业设计,实行双导师制。通过这一系列的培养,学生的实际技能得到了很大的提高。 5 结束语 专业培养方案是一切教学活动的基础。好的培养方案是培养高质量人才的前提,是专业可持续发展的有利保证,从事专业教育的教育工作者应该清楚地认识到这一点。 计算机本科论文:计算机专业本科的图形学实践教学 摘要:本文介绍了作者在计算机专业本科的图形学教学中,如何针对新形势下素质教育的要求,在课堂教学和上机实践两个环节上,调动学生的主动性,激发学生学习的兴趣,培养学生创新精神和动手编程能力的若干具体措施,希望起到抛砖引玉的作用,与同行进行交流,共同促进和提高计算机本科的图形学教学质量。 关键词:创新;计算机专业;本科;计算机图形学;实践教学;编程 1引言 计算机图形学是计算机科学技术系本科的专业课程。它以二维和三维图形作为研究对象,包括图元的生成和填充、曲线和曲面、三维实体的表示、图形的变换、颜色知识、图形的消隐、真实感图形的生成等内容。在计算机图形学的研究内容方面,非计算机专业的教师和学生有一个误解,认为是利用一些图形软件进行图形的创作,包括Flash、3DS等软件。而计算机专业的本科生,有一部分在进入该课程的学习之前也有这样的误解,这是错误的。作者在教学中强调了该课程所研究的内容,用一句大白话来说,那就是“我们是做一个3DS,而不是用3DS”。 计算机图形学这门课程作为专业课,在大学三年级上学期(或者下学期)开设。这个时间上的安排有一个优势,那就是图形学所需要的数学知识,学生在大学一、二年级刚刚学过,在理解图形学的数学原理方面困难不是很大。学生在一年级和二年级,一般是学习物理、电路、高等代数、数学分析、数据结构等课程,C语言或者C++语言的学习还比较浅,至多是对语法的掌握和小程序的编写,没有真正用编程语言实现过一个中等规模的项目,除了少数学生之外,大部分学生的编程能力仍然比较弱,这是学生的基本特点。 作者针对课程的特点和计算机专业学生的特点,对课堂教学和上机实践进行了精心的设计,在教学中调动学生的兴趣和积极性,培养学生的动手编程能力。作者采取了若干教学改进措施。实践表明,这些改进措施对于培养学生的学习兴趣,提高学生的综合素质具有很好的作用,取得了满意的教学效果。 2互动的课堂 作者在课堂教学中,通过动画演示激发学生的学习兴趣;通过算法实际运行效果的比较和分析,帮助学生理解掌握图形学算法;让学生在课堂上讲解算法的实现,让学生参与教学过程,调动其学习的积极性。 2.1动画演示与课外作业,培养学习的兴趣 要激发学生学习的积极性,第一堂课的讲解是非常重要的。第一堂课的内容是对图形学的介绍难度不大,涉及图形学的内容、图形学的应用和图形学的发展历史等。为了提高学生的学习兴趣,作者把重点放在图形学应用的讲解上,并且从学生熟悉的计算机三维游戏入手,介绍了虚拟现实技术,并且举了古罗马建筑计算机重建实例,通过展示有关的动画片,学生被其壮丽和宏伟所震撼,接着作者展示了用计算机图形技术重建的紫禁城和老北京的风貌,激发了学生极大的兴趣。 虽然计算机图形学已经获得了很大的发展,应用于包括CAD、图形界面、艺术、GIS、虚拟现实等不同的领域,但是仍然有很多的问题还没有解决或者解决得不好。接着作者介绍了图形学的若干前沿问题,包括新的造型技术、真实感图形渲染技术、人机交互技术等。向学生展示了计算机生成的皮肤,和自然的皮肤仍然具有很大的差距。最后作者要求学生进行一次课外作业,通过互连网调查一下,如何利用计算机图形技术制作出羽毛、烟花、火焰、烟雾、水等效果,并且提交报告,从实现的基本原理、实际渲染的效果、仍然存在的问题等方面进行论述。经过调查,学生对这些技术的理解仍然是肤浅的,但是这样更加能够激发学生进一步探究的兴趣。 2.2算法执行效率的比较与算法的优化 计算机图形学这门课程,具有两条天然的线索,一个是二维图形,一个是三维图形。二维图形研究基本图元的生成、二维填充问题、混淆与反混淆、裁剪、图形变换等内容,而三维图形则包括曲线和曲面、三维实体的建模、投影变换、消隐、颜色与渲染等内容。在课堂教学当中,作者根据上述线索进行内容的重新组织,并不严格按照教科书的章节编排来进行讲授,并且要求学生在内容的自我把握上,遵循上述的线索。 计算机图形学算法,需要以数学知识作为支撑,包括线性代数(矩阵的运算)、解析几何、微积分等内容,学生对数学的掌握是纯数学的思维,必须把学生的纯数学思考引导到利用数学知识实现图形学算法、并且有效提高算法效率上。在直线段图元的生成算法上,作者进行了这样的讲授设计,首先,让学生自我设计出一个基本的算法,大部分的学生不约而同地利用直线段的方程进行算法的设计,根据直线方程,从X-min到X-max,每个X代入直线方程 ,取得一个对应的Y,然后把这一系列的配对作为屏幕坐标,按照某种颜色进行着色,把直线段显示出来。我们把这个算法命名为朴素算法。 接下来,作者首先指出该算法的若干严重问题。首先是正确性,当直线段比较陡峭(相对X轴),那么直线段就会发生断裂。另外一个问题是,算法的效率不高,比系统Windows GDI提供的算法,效率差10~100倍。在一个复杂的场景建模中,需要的直线段不是上万个,而是上亿个,那么累计的效率差异将变得很大,性能差到难以忍受的程度。这是学生所始料未及的,对接下来介绍的几个直线段算法,包括DDA算法、对称DDA算法、中点算法等,表现出强烈的学习兴趣,一探究竟,为什么这些算法有这么高的效率。这种提出问题,然后解决问题的教学模式,一方面打破了一些学生的错误认识,同时保持了学生学习过程中的兴奋度。 最后作者进行了总结,对于计算机的CPU来讲,定点运算比浮点运算更快,对于函数以及基本运算来讲,加减法运算比乘除法运算快,乘除法运算比三角函数运算快,作者总结了算法优化的基本策略,(1) 用加减法运算代替乘除法运算;(2) 用定点运算代替浮点运算;(3) 避免三角函数计算以及其他耗时的函数调用;(4) 用迭代计算代替独立步骤运算。同时,让学生思考每个算法做了那些优化,这样学生对算法的效率有了更新的认识,避免了用纯数学的知识来把握图形学算法的错误思想,把数学问题变化成计算效率高的算法。 2.3算法原理的掌握 在学习了基本图元的6~7种算法之后,学生们普遍碰到这么一个困境,那就是对于每个算法,似乎理解起来没有什么困难,但是又强烈地感到算法众多,互相混淆,没有真正把握每个算法的真正内涵。于是作者要求学生针对每个图元的生成算法,列一张表,按照算法的基本原理、算法的执行过程(包括开始条件、迭代步骤、终止条件)、算法的应用场合和特殊情况的处理等三个方面来对每个算法进行梳理。所有的算法都依赖于一个基本原理,这个原理决定了算法的框架,但是和具体实现是没有关系的,只有理解了基本原理,才能理解算法的各个步骤为什么这么来设计。而对于算法的执行过程,需要从开始条件,终止条件、迭代步骤来把握,而最重要的是,必须对每个迭代步骤的控制机制要有深入理解,每个迭代步骤都有一个判断依据(判据),来决定算法下一步应该走哪条路线,这是体现了算法基本原理的具体步骤。最后必须对算法的应用场合有所了解,有些算法效率高,但是只适用某些情况,而有些算法效率稍微差点,但是却是一个通用的算法[8]。 2.4学生对算法的自主分析和实现,讲解与交流 在教学过程中,作者把讲授和学生自己学习和理解、以及实现相结合,培养学生自主学习的能力。在讲解了若干个算法之后,作者有意把一两个算法留给学生进行自己学习,在掌握了上述介绍的基本思想方法之后,学生很容易地理解了该算法,并且要求所有学生上机实现。最后,随机选择一两名学生,把其实现的程序源代码在课堂上进行讲解。这样做,既能保证所有的学生都下工夫去学习、动手编程实现,而且可以检验学生在算法的理解上是否有偏差,及时进行点评和改正。 学生必须自己在学习、理解算法的基础上,用编程语言实现该算法,才能参加这样的实践交流课。既培养了学生学习的主动性,又锻炼了学生的动手能力。 3上机环节 3.1小算法的上机实现 对于独立的、复杂度比较小的算法,比如一些基本图元的绘制、图形的基本变换、裁剪、和反混淆技术等等,在推进课程内容的讲授的同时,即布置学生进行上机,并且经过一周时间,把编程的源代码以及上机报告提交上来。目的是加深学生对这些独立的小算法的理解,并且培养学生的动手编程能力。 3.2大作业的设计与阶段式推进 为了帮助学生对整门课程在理解上做到融会贯通,特别地设计了一个大作业,要求学生建立一个足够复杂的三维模型,这个模型需要两个以上实体,其中一个实体要通过曲面来进行建模,两个实体之间互相有遮挡关系(其中一个物体是透明的作为可选项),实现几何变换和投影变换,实现隐藏面的消除,最后根据现场灯光环境(多个光源作为可选项),进行渲染,对于能力比较强的学生,要求其把静态的场景转变成动画,可以起到平时成绩加分的作用。通过把大作业设计成两个层次的要求――基本层次和可选层次(透明物体、多个光源、动画实现等),既照顾了大部分学生的能力水平,又由于有加分的激励作用,能力强的学生,其积极性普遍高涨,根据作者以往的经验,这部分学生往往做出很好的作品。 大作业把整门课程的主要内容通过一个程序让学生都实现出来,难度是相当大的。需要指导学生,适当地对问题进行分割,把问题的解决分成两个阶段,第一个阶段,实现建立模型、投影变换,第二个阶段实现灯光、消隐和渲染。第一个阶段的目标比较容易完成,实现实体投影的效果,取得了阶段性成果,学生容易获得成就感,有了进一步前进的动力。 3.3团队协作 由于大作业具有一定的难度,对于能力强的学生,一个人独立完成是可以,但是对于能力一般的学生,则鼓励他们组合成小组,小组成员互相协作,共同完成大作业,为了避免部分学生没有投入足够的精力,要求小组大小不能超过三个人,每个人的任务必须明确,每个人必须完成大程序的其中一到两个模块。 3.4引入竞争、促进交流 为了进一步调动学生挑战困难的勇气,就大作业的实现,举行程序设计比赛,以大作业的实现效果作为比较的指标,并且组织5人的评审小组,评审小组由学生经过推举来选拔,就大作业的实际渲染效果、软件运行的性能、程序的可读性等三个方面进行比较,并且打分。选出前三名,由实现的学生或者小组,讲解其实现过程,促进整个班级的学习上的交流。 4其他措施 在作者的图形学教学实践中,除了上文提到的若干方法和措施之外,还通过其他的一些措施来激发学生学习兴趣和积极性,提高学习的效果[3][4][6]。这些措施包括鼓励学生阅读其他教学参考书,帮助学生剖析成熟的三维图形系统的源代码(比如Mesa 3D System[9]等),通过分析开源的成熟代码,可以帮助学生理解大系统的构造,以及具体功能的实现,另外,还充分利用计算机多媒体教学,以动画展示算法的执行过程,比如通过动画展示裁剪的过程等。 计算机本科论文:本科计算机专业人才培养改革的探讨 摘要:本文分析了目前市场需求与计算机本科人才培养之间的供需矛盾,在目标定位、教学内容、师资培养和与企业结合方面探索了本科计算机专业人才培养在新时期下的教学改革思路。 关键词:就业率;市场需求;计算机本科;改革 1引言 近年来,高校毕业生的就业率引起了社会的广泛关注,据国家统计署公告,2003年有80万的大学生没有找到工作,2004年有100万,2005年已经达到120万,而2006年全国高校毕业生人数达413万人,与上年相比增幅达到22%,2007年全国高校毕业生达495万,形式更加严峻。在这个大趋势下,作为前几年人才市场上最抢手、最风光、最体面的高校计算机专业本科毕业生,其就业状况也没能走出困境。我们不禁要问,是市场所需的计算机专业人才已经饱和了吗?还是质量太差,经过调查分析,事实并非如此。计算机专业毕业生就业出现困难的主要原因,是满足社会需要的针对性不够明确,导致了结构上的不合理,即在社会需求与高校计算机毕业生之间出现了供需错位的矛盾。 2人才结构与供需状况分析 我国IT产业正处于高速成长期,IT人才每年需求100万,其中仅软件人才缺口每年就达42万,但我国高校每年却有相当一部分计算机专业毕业生找不到工作。究其根本原因,在于我国高校IT人才培养模式与企业实际用人存在巨大差异,旧模式下培养出来的学生,无法使学生具有胜任岗位职责的技能。实际上是结构性过剩,供需不对路[1]。目前我国计算机求职者的构成比例呈现出不合理的橄榄型结构,软件人才结构中博士、硕士只占4.3万人,占7%;本科生19.6万人,占33%;大专生9.9万人,占17%;其他人员29.4万人,占43%。合理的软件人才结构应该是软件蓝领、软件工程师、软件架构与分析师并存的金字塔形状,人才基数由大到小,这种较为合理的呈金字塔型的人才结构能保证高中低端人才合理的搭配,形成软件产业内部生产的合理价值链。目前的情况是计算机入门级人才堆积,过于臃肿,在软件蓝领方面的培养规模还不够,同时高级软件人才的数量也短缺,水平高的系统分析员和有行业背景的项目策划人员偏少,从事项目管理、研发等方面的中高级人也少。从2005年开始,IT行业中的IC人才、网络存储人才、电子商务人才、信息安全人才、游戏技术人才这方面是出现了严重短缺的趋势,用人单位的需求与求职人员的意向吻合度有所下降,这种供需不对路的情况造成一方面IT要找的“目标人才”匮乏,企业求贤若渴;另一方面高校毕业很多计算机专业的大学生,却不符合用人单位的要求,出现了计算机专业毕业生是“有业就不成”的一种怪现象,找不到工作,这就造成了矛盾的升级。 3搞活计算机本科人才教育的几点建议 为了适应市场的需求,作为高校计算机本科专业,需要与时俱进,作出相应的改革,以促进毕业学生的就业率。要作出改变,就要分析目前高校本科计算机教育中存在的不足,针对这些问题提出一些相应的改革措施,才能取得良好的效果。经过详细的分析与对比,本人认为,要搞活计算机本科教育,拓宽就业之路,要抓好以下几个方面的环节。 (1) 明确本科层次重应用型与工程型人才的目标定位 目前,有很大一部分高校在明确培养目标上不明确,致使在课程体系的设置上出现了应用型及研究型学生都是用一套教学方式、方法。社会是需要研究型的人才,但是每年每个高校只有少部分学生能考上研究生进行计算机的科学研究、理论研究和系统研究,绝大部分学生是要走上工作岗位的。目前的市场要求本科计算机毕业生是一位“熟手”或“成手”,我从几个大型的IT企业的人力资源部进行了解,人才市场上一旦出现具有3年工作经验的 IT从业人员,几家公司就会开始争夺。所以本科计算机人才的培养首先要紧扣市场需求,明确培养目标。由于计算机的应用涉及很多方面,社会上对计算机的应用要求有很多差异,因此要对目前社会对计算机人才的要求作一个调查,根据这个调查来灵活的确定培养目标。培养的目标可以是:要培养具备计算机技术和信息管理方面的基本知识和技能,能应用计算机和网络技术,在企事业单位的生产、建设、管理、服务第一线从事计算机应用、程序设计、信息处理、系统开发、网络管理与维护、网站建设和管理、电子商务应用的应用型、工程型人才。这一目标除了和市场相一致以外,还与计算机学科的特点有关,因为计算机学科本质就是一门实践性、应用性、工程性的学科。本科层次应用型人才比高职高等职业教育技能应用型人才有更“宽”、“专”、“交”的知识结构;更强的自主学习能力和岗位适应性,从而不仅具有胜任某种职业岗位的技能,而且要具有技术创新和技术二次开发的能力;具有更高的适应多种岗位的综合素质。另一方面,与学术型人才相比,他要有更强的实践技能和动手能力,能较快地适应岗位的需求,解决工作实际问题。因此高校本科计算机与要明确人才培养方面的目标和层次定位,制定出与社会需求相吻合的特色鲜明的培养方案。要以市场需求为导向,采用订单式的培养方式、工程化的教学模式、模块化的课程体系,培养“岗位专才”。在培养本科层次应用型与工程型人才的具体过程中,实施的关键点是要在学生实践能力(岗位操作技能与实务经验)、沟通能力(理解、表达与团队合作)、创新能力(理论应用)等方面加强锻炼和培养。 (2) 做好专业方向规划,进行逐层次能力提高的教学模式 专业方向的规划是根据计算机学科和技术发展趋势,结合社会对计算机专业人才的需求状况,规划出如网络工程、信息管理与信息系统、软件工程、测控技术、动画艺术等不同的专业方向。同时,加强实践能力培养,采用逐步渐进,一年一个台阶的培养模式:一年级进行基础训练、二年级进行能力训练、三年级进行专业训练、四年级进行综合性工程训练。 (3) 改革教学与教材内容,打好实用型人才的培养基础 目前,计算机专业教学中内容中普遍是不实用理论较多,而职业基础课程不足,专业技能训练又太少,此种状况从根本上影响了计算机专业人才培养的质量。计算机属高科技技术,且具有较强的实用性,并在实践中得以迅速发展,而目前的教学内容体系与新世纪社会对计算机人才的要求还有很大的差距。如开设了太多的计算机基础理论课程,这些课程对学生的整体专业素质的提高并没有什么作用,而急需实践训练的环节却又安排得太少,即使在有限的上机实践课上,大多是只完成教材上的例题或老师布置的题目以进行理论上的简单验证,缺乏自主性,创建性的实验,造成学生在学习和工作过程中解决实际问题的能力薄弱,所学与市场相当脱节严重。据报道,某高校的一位计算机本科毕业生毕业后找了几个月的工作一直都不顺利,自己对用人单位提出的计算机方面的应用要求一无所知,甚至于有些计算机的新技术在大学时听都没有听说过,于是用了一年的时间去著名的IT培训基地进行培训,进一步充电,结果一年后就找到了满意的工作。 教学内容与教材内容相关,高校教材内容滞后于实际应用的矛盾已是相当突出,已经远远落后于世界其他国家的课程教学模式,致使学生学习的积极性不高,学生学习的兴趣不足。据了解,直到目前,还有许多高校计算机专业依然在使用上个世纪90年代初的落后教材。这种课程教材内容严重落后于技术潮流的现象依然非常普遍。例如,现在许多高校计算机专业依然在教授的FoxPro课程,是早已经被绝大多数IT企业淘汰的一种落后的编程技术。学校在讲授基本的VB编程技术时,很多IT行业用的是技术。知识结构的落后使学生掌握的技能在社会中没有用武之地,从而让企业对学生的选择显得顾虑重重。面对高校本科计算机中走出的毕业生,企业仿佛是面对“鸡肋”一般,这些学生拥有完整的基础理论知识和聪明的头脑,但却缺少实用的操作技能,丢了可惜,聘了无用。而在激烈的竞争中,以赢得时间为先的企业已经不可能有足够的耐心和精力去花费半年或更多的时间去培养自己的可用之才。一位IT行业内人士认为,目前有很多高校正在使用的课程体系、教学内容,整体上已经落后于当前流行的IT技术潮流3~5年,内容的更新远远跟不上技术应用的进步,更不用说紧跟上时代的发展了。高校计算机专业必须加快教材内容更新的速度,主动地根据市场需求来调整课程设置,以满足整个社会特别是IT行业不断提高的用人需求。 (3) 加强师资力量,打造“双师”、“双高”的师资队伍 学校教育必须以学生为本,教学工作必须以教师为本。任何学校要想持续发展,必须抓住质量这个生命线,而质量的根本所在是教师。因此,师资培养是教育改革的重要前提,改革成功与否关键在于教师的参与程度。只有教师认同改革理念,参与改革过程,才能使改革成功。教学方法、教学手段、教学内容的改革,都只有通过教师才能得以落实[2]。没有一支高素质的教师队伍,就不可能培养出高素质的人才。由于计算机技术发展迅速、知识更新快,同时也是实践性特别强的学科,计算机课的教师既要像其它学科的老师一样在课堂上讲授知识,又要像工程师一样具有“工程能力”。在计算机师资队伍建设方面,要打造“双师”(既是教师,又是工程师)、“双高”(高职称、高学历)的师资队伍。并逐步使这支队伍中高职称、高学历的比例趋于合理,专业结构和年龄结构趋于完善。实施的策略是“内培外引”。现在各高校计算机老师的教学任务都很重,不仅要承担计算机专业的教学,也要承担非计算机专业的教学,仅依靠教师自学来注入新知识是不够的,而且很多工程性的内容书上并没有,要依靠实际的实践经验。所以在师资队伍的培养上一方面要加强内部现有人员的培训,学校应每年为计算机教师提供1~2次短期学习的机会。定期分批到一些IT行业进行培训,选送到一些大型的企业技术岗位上以解决理论与实践、知识与技术的结合问题,学习新知识,新技能,新的管理理念,挖掘他们的潜在资源,还要到其他高校以提高学历。另一方面就是加大力度从高校和IT部门引进人才,充实师资队伍。 (4) 实行产学结合,共建实习实训基地,改革人才培养模式 计算机教学本应是一门理论学习与实践教育并重的学科,但如今的大学教育大多以枯燥的理论教育为主,能提供给学生走出去参与实际工作、项目实践的机会少之又少,即使有实验课,实验课时也远比理论课时少。很多高校为提高学生的能力,要求学生在毕业之前要进行毕业设计,这是计算机本科教学中的一个重要环节,通过毕业设计培养学生综合运用专业理论知识进行分析问题和解决问题的能力,以提高他们动手能力和适应社会需求的能力。这一点是与其它学科另一个最不同之处,因为其它学科只要写出毕业论文即可,但是计算机本科的学生要做了设计才能写相关的论文。目前很多高校把学生的毕业设计大多安排在第四个学年的第二学期,但是学生找工作和做毕业设计的时间几乎在同一学期,使得一些学生能真正把时间和精力放在毕业设计上的很少。 以往学生进行毕业设计时,常常由老师给出一个设计题目,比如设计一个学籍管理方面的程序,设计一个考试系统,或设计一个选课系统。大多数学生不会主动去思考设计的方向,不会选题。总体上来说,还是一种封闭式教学。为搞好毕业设计,要把实训课作为毕业设计准备的前提,进行充分的市场调研,以合理的选题作为毕业设计的良好开端。为做好实训,高校计算机院/系要努力追踪产业前沿,密切产学关系,与企业合作,密切学生实习和就业的衔接,创造开放式的人才培养环境。具体做法是,在毕业设计开始前,根据行业发展的情况、用人单位的意向及学生就业的实际需求,拟定具有实际应用背景的毕业设计课题。计算机系可与多个企业共同合作,制定合理的课程体系、教学内容,按方向进行“3+0.5+0.5”或者是“3+1”教学方式。即学生在学校学习3年,第四年到企业实习半年,另外半年回校进行毕业设计,或者是第四年都在企业一边实习,一边做毕业设计。如果条件允许,可由企业派专门的人来校共建实训基地。不管用哪一种方式,目的都是通过这种针对性很强的工程方面的训练,使学生能够提高实战能力,在走上工作岗位后,能够很快适应工作需要。在这样一个过程中,学生进行毕业设计的思路广了,创新能力也得到了提高。学校认可其学习时间和学分,企业可依据学生在学习期间的表现,优先选择录用毕业生,也为学生创造了更多的就业机会,这样学校、用人单位、学生、计算机院/系这四者都获得了双赢。 4结束语 面对计算机人才市场的供需矛盾,面对严峻的就业情况,大学本科计算机专业的教育与人才培养方式应作调整,以适应市场对人才的需求。如果注重在培养目标,教材内容,师资力量,产学结合等方面进行进行改革,我们的本科计算机教育将会办得生气勃勃,对就业形式将会起到良好的改善作用。 作者简介 李春梅,女,云南省楚雄师范学院计算机科学系讲师,硕士。主要研究方向:语义Web与服务计算、学科建设与教育教学改革。电子邮件: 吴云峰,男,昆明理工大学信息工程与自动化学院,计算机应用技术专业硕士研究生。主要研究方向:多媒体应用技术,学科建设与教育教学改革。 计算机本科论文:极限编程在计算机本科毕业设计中的应用 摘要:极限编程是敏捷的和基于实践的软件开发方法学。本文将极限编程引入计算机专业本科毕业设计中,并探讨了在毕业设计中引入极限编程的意义,以及如何应用极限编程有效地进行毕业设计。 关键词:极限编程;结对编程;毕业设计 1引言 极限编程[1](eXtreme Programming)是大师级人物Kent Beck于1998年首先倡导的,它是一种经历过实践考验的轻量级软件开发方法学。它以有效的实践规则将整个团队紧密联系起来,通过充分的反馈使团队能随时知道自己目前的状况和恰当地调节实践规则以适应自己的特殊情况,以简单性、交流、反馈和勇气为基本宗旨。极限编程强调我们将系统细分为可以在较短周期内解决的一个个子模块,并且强调测试、代码质量和及早发现问题。通常,通过一个个短小的迭代周期,我们就可以获得一个个阶段性的进展,并且可以及时形成一个版本供用户参考,以便及时对用户可能的需求变更作出响应。计算机专业本科毕业设计主要是考查及训练学生的综合应用能力,它是对学生四年所学知识的一次综合考验,它要求学生对各种软、硬件知识进行综合应用。但是,对于一直在学校学习,很少有实践机会的学生,如果要求每人交一幅作品,则会使一些技能相对薄弱的学生无法综合运用软硬件知识而敷衍了事。为促进学生学习的兴趣,加强学生综合应用各方面知识的能力,增强学生之间的相互交流、相互学习,提高毕业设计的整体效果。在毕业设计这一环节中,我们可以将极限编程应用到计算机专业本科毕业设计中,这有助于学生形成团队合作的精神,尽快掌握计算机中类如迭代开发,小组开发的方法。 2引入极限编程的意义 极限编程的优秀是结对编程[2]。结对编程的通俗含义指的是两个程序员并排坐在一台电脑前,面对同一个显示器,使用同一个键盘,同一个鼠标一起工作。他们一起分析,一起设计,一起写测试例子,一起编码,一起单元测试,一起整合测试,一起写文档等。基本上所有的开发环节都一齐肩并肩地,平等地,互补地进行开发工作。顾命思义,它的优秀精髓就在于小组内(通常为2人)成员紧密合作,时刻交流。采用极限编程进行合作的学生能更有效地交流,相互学习和传递经验;能提供更好的设计质量和代码质量;能训练更强的问题解决能力。同时,采取结对编程的学生更容易树立信心,从工作中获取更多的满足感。下面从四个方面论述在计算机本科毕业设计中引入极限编程的意义[3]。 2.1极限编程有利于培养学生的合作精神与综合能力 合作通常指为了共同的目的一起工作或共同完成某项任务。它是互相认同、互相接纳、目标一致,情感态度与诚信的结合,是一种价值的体现,而且只有在愉快的合作中才能更好地完成共同任务。在传统独自为政的毕业设计中,不同的学生具有不同的知识水准,有不同的设计目标,因此很难进行合作,而采用结对编程方式进行的毕业设计确能从根本上解决此类问题。这是因为采用结对编程方式进行的毕业论文完成的程度及好坏往往取决于小组内的学生密切合作的程度。为了达到共同的目标,小组内的成员必需紧密合作,加强沟通,并且时刻了解对方目前的进展。结对编程的内在含义决定了学生必需进行合作,从而无形中培养了学生的合作精神。正是由于学生存在不同的知识水平的差异,因此,在结对编程中双方容易学习到别人的优点,意识到自己的缺点并加以改正,从而在结对编程中达到提高综合素质和能力的目的。 2.2极限编程有利于全体学生主动参与,锻炼了学生的动手能力 传统的采用小组合作方式进行的毕业设计,有相当多的学生总是因为怀疑自己能力不够,而处于一种旁观者的位置。而技术能力比较强的学生又总会感觉凭他们一人或者几个人的能力就能解决所有毕业设计的问题。因此,一个本应该由全体成员同心协力,群策群力完成的课题,就变成了少数几个人用于个人表演的舞台。而极限编程则能有利地解决这个问题。在结对编程的方式中,双方处于一个对等的位置,每个人都是毕业设计课题的主角。因此,应用能力差的学生也有动手的机会,完全摆脱了过去那种旁观,旁听的位置,并能从与对方的合作中学到许多自己不知道和了解的内容,从而锻炼了动手能力,并最终导致双方积极主动地参与毕业设计。 2.3极限编程有利于促进学生人际交往 沟通问题是一个毕业设计成功与否的最重要因素之一。一个毕业设计项目可能并没有什么正式的软件过程,但是只要团队成员能够进行有效的沟通,项目成功的可能性就很大,但是如果项目中缺乏有效的沟通渠道,再优秀,再严谨的软件过程也没有用。从长期来看,内部能够进行有效沟通的组织能够得到很好的发展,但是反过来,内部沟通不畅的组织将会出现很多的问题。结对编程是一种非常有效的改善沟通的方法,一对编程人员是协作过程中最基本的沟通单元,而结对编程的中心思想就是组内成员以及组与组之间的成员相互协作,相互沟通。这种以小组为单位共进退的方式取代了过去以个人为中心的竞争。有利于成绩差,动手能力差的学生树立自尊和自信,同时也有利于成绩好,动手能力强的学生树立助人为乐的自豪感。通过相互之间具体的合作,从而顺利地建立起两者之间良好的人际关系。 2.4极限编程有利于提高工作效率,树立成就感 在极限编程的过程中,提倡简单设计的实践。在开发过程中要求过多的设计文档会使学生浪费太多的时间在上面,而且设计文档没有不修改的,可能在项目结束的时候,设计文档早已面目全非了。 在传统的毕业设计中,学生往往是按照瀑布式模型进行开发,测试会全部放在编码完成之后,其中包括单体测试,集成测试,功能测试以及验收测试等等,而且大多数的测试是通过手工来完成的。所以依据经验来说,如果编码使用了20%的时间,测试至少要用掉40%以上的时间。而且在测试的过程中,还有好多问题需要修改,这也是导致测试耗费了大量时间的原因。而在极限编程中,测试是通过编写测试代码来自动化完成的。特别是在一些面向对象的编程环境中,我们可以使用一些工具软件来快速、有效地进行单元测试。而且编写这些单元测试代码甚至可以是在正式编码之前。每一次修改了程序之后,都要运行测试代码来看程序是否有问题。而且对于程序的集成,极限编程提倡的是持续集成,也就是不断地将编写好的通过了单元测试的代码模块集成到编写完毕的系统中,在那里可以直接进行集成测试,从而保证代码不会影响到整个系统。这样方便学生及时地发现并修改出现的错误。而自动化测试工具保证了学生的工作效率,避免了过多重复的工作,从而能极大地树立成就感。 3如何有效地在毕业设计中应用极限编程 3.1合理设计结对[4] 团队进行结对设计时的目标主要是为了改进沟通质量。不同的团队有着不同的沟通问题,只有找到这个沟通问题,才能够对症下药。良好的结对设计,可以减少人员因素对项目的影响。 设计结对的含义是某一模块的设计由双人完成,这里的设计并不是大规模的软件设计,而是某个特性在编码之前的设计,这种设计的特点是持续的时间很短,但是对于整个代码的质量而言非常重要,因为我们需要保证设计符合架构的原则,以及设计的灵活性,一致性等等,还需要保证设计的性能和速度。而某个特性在设计完成并进入编码之后,这部分特性就已经确定下来了。因此这种小规模的设计往往是软件开发中比较重要的细微点。在设计上配置双人,能够有效地提高代码质量。这种结对的思路是把成本花在关键的部件上,但是小规模设计结对的具体表现往往是两个人对某个问题的某种看法,并不能以代码或是模型的形式来体现,对非编码者一方的约束比较小,而代码实现很可能和设计有所出入,这样,非实现者也难以获得这方面的知识。这种方式如果单独使用,容易演变成一种形式,效果并不是很好。因此,我们需要其他结对方式的配合。 结对设计时一般而言应该遵循以下几点。 (1) 以模块为单位,即是一组人负责一个模块的设计、编码。 (2) 尽量将性格融合的,技术互补的结对。并且在不同阶段,有针对性的组合,可以起到很好的作用。比如,一个严谨,谨慎的人,配上一个喜欢创新的人。 (3) 不区分两者的地位,两者处于一个平等的地位。 (4) 工作时,两人必须使用一台电脑,并确保两人有足够多的时间一起工作。 (5) 将毕业设计中的难点,分配给搭配默契并且经验丰富的组去负责。 (6) 在设计、编码、测试前双方先达成共同意见,任务出错或不能完成,应由双方共同负责,不能相互指责。两人意见不同时,由上司帮助解决。 (7) 编码前务必先进行测试。 (8) 每次测试必需采用其他的结对人员,而不是负责编码的结对人员,并给出完整的测试文档。 3.2合理分配任务 采用极限编程进行毕业设计时,通常由指导老师或者是项目组中技术和管理能力比较强的学生对任务进行分解。分解时必需考虑整个项目的复杂度和时间周期,尽量将任务复杂,周期长的任务分配给能力强的结对小组,而将任务简单,周期短的分配给能力较弱的结对小组。避免由于学生本身能力的局限而导致任务无法进行。 对于划分好的任务,要仔细地分析它的难点和工作量,这些东西都是任务分配必须的约束条件。 一定要结合技术含量、相关知识的学习难度来深入考虑,切不可以表面数据(代码行/页数/功能点数)来评估。任务分割完毕之后,就可以开始任务分配。 任务分配的总则是减少对交流的依赖。分配过程中,尽量把高耦合的任务分给同一个成员,避免把过多过琐碎的无关任务分给同一个成员。此外,分配任务时,还应当把任务相应的知识/技术要点列表,连同其他任务资料一起提交给成员,以便成员能够提前做好准备,做到胸有成竹,以避免不必要的技术风险。如果工作量实在太大,或是毕业设计要求时间太紧,不得不把高耦合任务甚至同一任务分给多个成员负责,这时候就要特别注意成员间工作相关知识的同步、信息的交流的问题。选择几个没有结怨的人,让这几个人坐在一起工作,就能使他们方便地交流。 作者简介:刘竹松(1979-),男,湖南邵阳人,助教,硕士研究生,主要研究方向为计算机网络与分布式系统。 李振坤(1949-),男,广东广州人,教授,广东工业大学计算机学院副院长、计算机工程研发中心主任,主要研究方向为计算机网络与分布式系统。 与时俱进的计算机本科教育 30年,让一个懵懂少年成长为成熟的青年;30年,对于浙江大学计算机学科来说,也同样经历了从小到大、由弱变强的成长过程,它已成为国内一流、具有一定国际影响的学科。回顾30年的历程,有太多的事情值得我们去总结和回味。 从浙大计算机系成立以来,历任系领导都十分重视本科教育工作。首任系主任何志钧教授亲自制订培养方案,确定课程,选择教材,并倡导使用国外原版教材。1998年“四校合并”之后,特别是计算机学院和软件学院成立以来,本科教育面临着新的形势和更高的要求:一是由于社会需求强烈,本科生和研究生规模不断扩大;二是随着科研经费快速增长,教师的科研任务日益繁重。高峰时期的2001和2002年,仅计算机和软件专业的本科招生人数每年就达到600人左右,作毕业设计的本科生人数2003年超过800人。另外,学院每年招收300名左右的硕士研究生和近100名的博士研究生。如此规模的学生人数,造成了教学资源的极度紧张,对平衡教学和科研的关系、保证教学质量提出了挑战。在这样的形势下,学院领导班子审时度势,以培养具有国际竞争力的高素质人才为目标,以保证教学质量为重点,坚持教学和科研两手抓,并采取了一系列措施,保证了本科教育的基础性地位,开创了本科教育新局面。 1适当控制本科生规模,不断优化生源和培养模式 针对2003年庞大的本科生规模给教学质量带来的冲击,由常务副院长陈纯教授提议,2004年开始减少计算机专业本科招生人数,同时计算机专业采取与我校竺可桢学院(培养学校尖子生的荣誉学院)共建的形式,共享竺院的优质教学资源。经过多方的协调,2004级计算机专业仅招生110人,这些学生前两年在竺院注册,以竺院管理为主,后两年回计算机学院培养,其中60%的优秀学生毕业时可能同时获得竺院的荣誉证书和计算机专业的毕业证书。通过减少招生人数和与竺院联合办学,有效提高了生源质量和培养质量。 从2006年开始学校推行大类招生模式,实行宽口径培养。为适应新的形势,2007年计算机专业放入学校的工科实验班招生,第一年不分专业,与信息学院、材化学院、航空航天学院等工科类的学生一起培养,一年后由学生自主确认主修专业,回到各学院培养。按照学校规划设想,2009年将实行全校的大工科统一招生。当然,新的招生模式,也将对各专业、各学院吸引优质生源的竞争提出新的挑战。 2与时俱进,面向社会需求,不断拓展新专业 随着计算机技术的快速发展和应用领域的拓展和深入,计算机技术在一些领域中的创新应用需求不断加强。多年来,浙江大学计算机学院根据计算机学科发展的趋势和社会需求,在原来单一的“计算机科学与技术”专业的基础上,不断拓展新专业,发挥学科交叉融合的优势,取得了良好的成效。 1990年,时任校长路甬祥教授和计算机系主任潘云鹤教授敏锐地察觉到工业设计对国家制造业发展的重要作用,在计算机系设立工业设计专业。近年来,工业设计专业针对我国要成为世界制造业强国的目标,大力培养具有市场意识、高层次的产品创新设计人才;通过加强多学科的交叉与融合,形成了“工业设计+嵌入式系统+机电-体化”的整合创新理念和专业特色;组织和指导以本科学生为主的多学科的设计创新团队,积极服务地方经济;鼓励学生参与国内外设计大赛,取得了丰硕的成果,获得了德国红点设计概念奖、iF材料概念设计奖和日本大阪设计大赛奖等国际顶级设计大赛的三十多个奖项,成为国内获得该类奖项最多的高校;并已获专利授权30项,已申报受理100多项,受到了社会各界的关注。同时,该专业的设立也有利地推动了学院学科的发展,使信息产品创新设计成为学院很有特色的研究方向,相关科研经费每年上千万元,并催生了很有发展前景的产业。 2001年,为适应我国经济结构战略性调整的要求和软件产业发展对人才的迫切需要,在时任校长潘云鹤院士的倡导下,以计算机系为依托我校率先成立了软件与网络学院(后成为国家示范性软件学院)和软件工程专业(2002年正式招生)。该专业以市场需求为导向,大力培养应用型、复合型的、国际化的软件工程专业人才,推动产学研紧密结合的办学模式,在课程体系建设、工程实践能力培养、国际化教育、教师队伍聘任等方面进行了有效的探索与实践,有力地支持了软件产业的发展。 2003年,为满足数字媒体和数字娱乐产业对人才的需求,由时任校长潘云鹤院士提议,我院建立了我国第一个数字媒体技术本科专业,并于2004年招生。该专业是融合计算机技术、媒体技术和艺术设计的新兴交叉学科,旨在培养从事数字媒体开发、制作与设计的高级复合型人才。该专业创办仅三年,已凭实力成为国家动画教学研究基地和国家第二类特色专业。 3质量为先,不断深化教学改革,推进课程精品化建设 抓好本科教学质量,是学院生存、发展的根本。近年来,学院不断深化教学改革,借鉴国外先进的教学理念和CC2001、CC2004课程体系,优化培养方案,更新教学内容,改革教学方法,特别是重点加强学生系统分析与设计能力的培养,提高毕业生竞争力。首先,重点关注专业主干课程,配备最好的老师,如计算机专业特别重视抓好数据结构、操作系统、数据库、编译原理、计算机网络等课程的教学,并开设系统软件设计课程,强化系统软件的分析和设计能力培养;同时对硬件课程加大改革力度,将一系列硬件专业课程加以整合(包括数字电路、计算机组成、汇编与接口、计算机体系结构和嵌入式系统等课程,并将数字电路课程改为逻辑与计算机设计基础),以硬件描述语言为基础、以FPGA板卡及其辅助设计软件为平台,形成了新的硬件课程体系和实验体系,强化硬件系统设计能力的培养。 课程建设是提高本科教学质量的突破口。多年来学院一直非常重视课程建设,以国家精品课程为目标,推进全院课程的精品化建设,并以学院自筹资金立项支持各课程的建设。这一思路正好与国家教育部和财政部于2007年实施的教育质量工程的目标相吻合。所以我们抓住机遇,积极组织申报教育部质量工程的各类项目,如精品课程、双语示范课程、特色专业、人才培养模式创新实验区等,并取得了良好的成绩。目前学院已拥有国家精品课程四门:“C程序设计基础及实验”(2004年,何钦铭等)、“操作系统”(2006年,李善平等)、“嵌入式系统”(2007年,陈天洲、陈文智等)、“计算机辅助工业设计”(2007年,孙守迁、彭韧等),以及教育部首批双语示范课程一门:“数据结构与算法”(2007,陈越等)。2007年,软件工程专业“软件开发技术”、“金融信息技术”、“电子服务科学与工程”等三个专业方向,以及数字媒体技术专业等获教育部首批第二类特色专业建设项目支持;工业设计专业和计算机专业成为第一类特色专业建设点,国际化计算机人才培养模式创新实验区获得教育部质量工程项目支持。 4大力推进教育国际化进程,努力营造国际化教育环境 我院的办学思路之一是与国际相接轨,重视营造一个国际化的教育环境,大力推进双语教学。通过引进智力、引进国外先进的办学模式,开展广泛的国际交流与合作,从而提高所培养人才的国际竞争力。这里的“国际化”有两层含义:一是向全球敞开大门,为引进国际师资,拓展国际生源创造必须的语言环境,建设真正意义上的“世界”一流专业;二是培养具有国际竞争力的中国学生。这方面的工作主要包括以下三方面。 (1) 推进“双语教学”。这是国际化教育的优秀推动力。我院的“双语”课程建设工作具有十分悠久的历史,自浙江大学1978年设立计算机系以来,数据结构等课程就一直使用外文教材。目前我院已有20多门课程使用外文教材,其中计算机与软件工程专业的专业基础和专业主干课程90%以上使用外文教材,并有12门课程实施了“双语教学”,其中4位教师的5门课采用全英文讲课。2007年,陈越教授负责的“数据结构与算法”,被评为国家“双语教学示范课程”。通过多年努力,学院培养出的学生普遍具有较强的国际交流能力,为近年来对外交流的逐步开展打下了坚实的基础,并为进一步的合作办学创造了良好条件。 (2) 拓展国际交流。学院大力推动大学生短期出国交流项目,已与美国、加拿大、爱尔兰、法国、德国、新加坡、澳大利亚、瑞典、日本、印度等国家和地区的16所高校签订协议,选派本科生出境交流学习。近年来我院本科生出国出境交流率已经接近20%,加强了学生跨文化国际交流能力的培养。同时,学院还通过引进国外智力、引进国外先进教材和办学模式,推进国际化的课程体系建设、课程内容建设、海外师资队伍的聘任和教师国际交流,每年聘请来自美国、加拿大等国的10多位教师为学生授课。通过选派优秀学生参加短期国际交流,学院正逐步达到扩大自身的国际影响力、赢得国际声誉的目的,已经开始吸引部分国际留学生进入学院进行专业学习。近4年来共接受来自加拿大、美国、法国、爱尔兰、澳大利亚、新加坡等国留学生50余人。 (3) 开展中外合作办学。从2005年开始我院与加拿大Simon Fraser大学(SFU)合作,启动了我校第一个中外联合培养的、中外学生共同参加的“2+2”计算机本科双学位项目。来自SFU的20位学生已于2006年后陆续来到我校,他们将与我院选拔的60多位同学一起在浙大学习两年,然后,双方学生一起到SFU学习两年,并获得两个学校的本科学位。根据项目要求,双方单位每年还将互派两名教师到对方学校授课。该中外合作项目的实施不仅提供了高质量的学生国际竞争力培养的途径,而且为培养国际化的师资队伍创造了良好的条件。 5积极探索教学科研互动、校企互动、课内外互动的实践教学体系,强化学生的创新实践能力培养 长期以来,我院注重学生创新实践能力的培养,积极探索教学科研互动、校企互动、课内外互动的开放实验机制。从课程大作业、企业实训/实习到课外实践活动等方面,全方位的加强学生工程实践能力的培养,构建了具有研究性大学特色的、由公共基础、专业基础、专业课程、专业方向等构成的较完整实验教学体系。 (1) 以一流的科研带动一流的教学。学院利用学校计算机学科的科研优势,采取一系列措施引导教师重视本科教学工作。在任课教师选聘、教学内容更新、实践教学内容设计以及教学方法改革等方面充分发挥科研对教学的引领和渗透作用。目前,计算机和软件专业的专业基础及专业课程中,75%的课程由教授领衔;学院鼓励教师将最新计算机技术和科研案例引入教学中,如要求学科带头人为本科生上学科导论课和新生研讨课;再如“操作系统”课程在国内高校中最早开设了操作系统源代码分析实验以及设立专门的实验课程,引导学生边学边干;“软件工程”课程教师利用在国际大型金融软件系统再工程中的实际经验,提炼了真实的软件工程教学案例。 (2) 积极引导学生开展研究性学习,主要形式有: 在专业基础和专业课程教学中,大力推行课程设计――大型综合性实验。目前已有近20门课程开展大型综合实验,并组织编写了一套涵盖计算机专业13门课程的课程设计系列教材。 将科研活动引入课程实践环节。例如,嵌入式系统课程依托“浙大-英特尔嵌入式技术中心”,从大量的科研项目中提炼综合性、设计性实践内容,有效地提高了教学效果;并提供一定的专项科研经费,鼓励学生自主提出有创新意义的研究方案。 积极组织学生参与教师课题研究工作。计算机专业学生毕业设计的选题来自教师科研项目的比例达85%; SRTP(大学生科研训练)项目的学生参与面达88%,其中由科研骨干教师指导的比例约占90%。工业设计专业本科生参与教师科研比例达90%以上,已是该专业方向科研的重要力量。 (3) 积极拓展与国内外知名企业合作,提高学生工程实践能力和社会适应能力,开展“项目实训”教学和企业实习活动。到目前为止,建立了比较稳定的实习基地42个,学生涉及实习单位160多个,还选送了近30名学生到国外实习。特别是以我院教师为骨干、以学生为主体的浙江大学道富技术中心以及网新恒天公司,近年来在国际金融系统软件的开发应用方面成绩斐然,被美国“CIO杂志”称为“一朵IT奇芭在中国开放”,每年吸引了近百名学生实习和就业,成为我院产、学、研结合的典范。 (4) 鼓励学生组织和参与各种课外科技活动,积极探索课内外互动的人才培养机制。每年一度的“浙江大学学生电脑节”已举办17届,成为浙大最有影响力的学生科技活动之一。学生积极参与各类国际竞赛,并频频获奖。学院设计与维护的程序设计竞赛网站,目前已积累题目近2000题,举办全球公开赛66场,在线提交量近300万人次,是全球最有影响力的程序设计竞赛类网站之一。 6加强教学管理,完善考核机制和质量监督体系 针对研究型大学的特点,探索并建立了研究所体制下的本科教学管理体系,制定了相应的管理、考核、监控和激励机制,保证了学院对本科教学的持续、有效的管理,进一步促进了教学质量的提高。 (1) 建立课程建设指导小组,推进教学研究和改革。为了发挥高水平教授在本科教学中的主导和优秀作用,从2002年起学院成立10个课程建设指导小组,由高水平教授任组长。课程小组的职责是负责课程建设、组织实施教学研究和改革。 为了加强对本科毕业论文的管理和质量控制,专门成立了毕业设计(论文)指导和管理小组,并开发了毕业设计(论文)管理系统软件,从选题、开题报告审查、论文预审、答辩和二次答辩等各个环节进行审查和监控,从而有效地保证了论文的质量。 (2) 建立本科教学质量考核小组,制订《计算机学院与软件学院本科教学质量考评办法(试行)》。教师的教学质量考核由学生评价和同行评价构成,其中学生评价权重占70%,同行评价权重占30%。同行评价来自督导组、课程建设小组、教学委员会、院领导和本科生科。学院要求课程小组负责人、教学委员会成员和院领导每学期都要听若干次课。学院根据每位教师的考核质量发放教学津贴和奖金。 (3) 设立本科教学骨干教师岗位。为了鼓励教学水平高的教师安心从事教学工作,学院专门设立了本科教学骨干教师岗位,并在岗位聘任和职称评定中给予政策倾斜(基本上是高聘一级)。目前学院共有14位教师获得了本科教学骨干教师岗位。在2006年的聘岗中,凡具有教授职称的教学骨干教师均保证被聘为7级及以上岗位,其中最高的被聘为9级岗位,具有讲师职称的教学骨干教师也保证被聘为相当于副高级别5级岗位。 值此浙江大学计算机学院三十周年院庆之际,忆往昔我们感慨万千,望未来我们豪情满怀。我们要认真总结以往的经验,秉承浙江大学“求是创新”精神,坚持学院“人为本,和为贵,变则通”的发展理念,加强本科教学的基础地位,大力推进教育创新理念和教育质量工程,为开创本科教育新篇章而继续努力奋斗。 计算机本科论文:应用性本科计算机专业设置与培养方案的改革 摘要:本文论述了应用性本科教育在我国高等教育体系中的地位和作用,分析了计算机专业人才培养的现状,研究了满足社会需要、适应学科发展的计算机本科专业应用型人才的培养模式。 关键词:应用性本科;培养方案;课程体系 1引言 应用性本科专业的设置是高等教育大众化的一个必然结果,发展应用性本科教育既是社会经济、科技发展的要求,也是教育发展的要求。应用性本科不是低层次的高等教育,它是在高等教育大众化新形势下对高等教育结构的合理调整,主要培养面向高新技术产业和现代制造业,面向社会生产、服务、建设、管理等一线岗位,能够解决实际工作中具体技术问题的应用型人才。 我国很多高等院校都设置了应用性本科计算机专业,但其培养方案、教学计划、课程教学大纲和实践教学体系都是参照传统研究型大学计算机科学与技术本科专业制定的。在计算机专业范畴日益扩大的趋势下,学生群体也日趋庞大,不同层次的学生需求不同,学术型的教学模式不能适应应用性人才培养的要求,应用性本科计算机专业设置与培养方案都需要进行改革。 2计算机专业人才培养现状 近年来,我国计算机本科专业发展很快,众多从事计算机教学的教师辛勤工作、深入探索,形成了自己得培养方案和课程体系。但由于计算机和软件技术发展迅猛,现存人才培养模式存在不少弊端,专业改革落后于计算机和软件技术的发展,培养的人才不能满足社会实际需要。 目前,我国计算机专业教育主要存在以下问题: (1) 专业定位与社会需求脱节。专业满足社会需要的针对性不明确,人才培养层次单一,人才结构培养不合理。造成这一问题的主要原因是各类院校对自己培养的人才定位不清,专业定位与企业实际需求存在明显的偏差。虽然课程体系设置比较全面,但没有特色,毕业生虽然知识结构比较全面,但实际工作能力不强。 (2) 人才培养模式不适应计算机和软件技术的发展。课程设置陈旧,没有跟踪新技术的发展,专业课教学内容滞后,基础课教学多年不变。教学方法改革不够,理论与实践脱节。教学内容设计缺乏特色,从重点高校到地方普通院校,教学计划、课程设置、教学方式基本相同。 (3) 师资队伍不能满足新形势下人才培养的需求。教师来源单一,大都是从高校到高校,没有实际软件工程和项目研发经验,缺乏双师型教师。大部分教师没有参加继续教育,没有时间和机会参加专业实践和技能培训。 (4) 实践教学环节重视不够。虽然实践硬件得到了改善,但软件没有实质性提高。实验指导教师层次不高,缺乏高质量的设计性实验和实践项目库。学生们缺乏充足、系统、综合的训练,影响了学生专业综合应用能力的提高,造成学生实际工作能力缺乏。 3应用性本科计算机专业设置与人才培养目标 随着计算机及应用领域的变化,教育部、IT企业界、专家及学者普遍形成的一个共识是:“计算机专业”这个概念的内涵和外延有了很大的扩展,应根据IT产业发展情况,将“培养规格分类”的优秀思想作为计算机专业建设与改革的重点,不同类型的院校要根据社会需求和自身实际情况对专业培养规格进行准确定位。从目前研究的情况来看,计算机本科专业培养规格分为研究型、工程型和应用型三类。研究型专业为“计算机科学”专业方向,工程型专业包括“计算机工程”和“软件工程”两个专业方向,应用型专业为“信息技术”专业方向。 研究型人才是计算机专业人才体系中极少的一部分,社会各界需要更多的是能够在企业从事产品研发的工程型和面向社会各行业使用计算机解决各类问题的应用型人才。根据“培养规格分类”思想和我国软件人才需求,我们认为应用性本科计算机专业主要培养应用性人才,专业培养规格应该定位为软件工程和信息技术两类。 应用性本科人才是满足经济社会发展需要的一类新型本科人才,因此在应用性本科专业设置上应以社会需求和就业市场为导向。通过广泛调查和研究,应用性本科计算机专业(软件工程和信息技术)的人才培养目标可以综述为:培养面向社会发展和经济建设事业第一线,具有计算机专业技能和软件工程能力或信息技术实践能力的应用性人才。软件工程专业培养的学生主要在计算机应用领域从事软件开发、数据库应用、软件测试、技术支持、软件产品销售等方面的工作;信息技术专业培养的学生主要在信息技术领域从事信息系统的开发、集成、运行、维护、管理和计算机应用等方面的工作。应用性本科计算机专业面向的职业岗位包括软件工程师、软件测试工程师、技术支持工程师、信息监理工程师、网络集成工程师、项目经理和销售经理等。 4人才培养方案与课程改革 根据专业人才培养目标我们制订了新的人才培养方案,其根本思路是以培养学生解决实际问题的能力为主要目的,在课程体系、专业课教学方式、实践教学和基础课教学内容等方面进行改革。应用性本科专业应该在岗位与技术之间建立关联,并充分考虑岗位、技术所要求的专业应用能力。专业应用能力包括专业基本技能和专业优秀应用能力。专业基本技能是指完成专业工作应具备或掌握的基础性的专门技术技能。专业优秀应用能力是指综合运用专业知识,完成专业工作任务所特有的综合能力。专业基本技能是专业优秀应用能力的重要支撑。 4.1课程体系设计 应用性本科计算机专业课程体系设计采用I型结构,基础课、专业基础课、专业课(包括必修和选修)所占比例相当。课程体系设计体现“依托学科、面向应用”的指导思想,从专业培养目标出发,课程体系包括通识教育、专业教育和素质教育三方面的课程。既培养学生掌握计算机科学与技术的基本理论、基本知识和基本技能,同时注重对学生的职业道德、团队协作能力、组织管理能力等方面综合素质的培养,使学生具备良好的职业素质和较强的专业应用能力。 应用性本科计算机专业与技术关联密切,因此需要及时把最新的计算机理论和应用加入到课程体系中。新的课程体系要着重体现以下特点:重视专业课教学,建立完整的实践教学体系,包括综合性和设计性实验、综合性课程、专业实习、毕业设计与实践等。要与具体应用领域相结合,培养学生的工程实践能力、交流能力、团队精神和职业素质。针对岗位、技术所要求的专业应用能力,研究专业基本技能和专业优秀应用能力的具体要求。 计算机应用性本科专业基本技能主要包括程序设计技能、数据库管理与应用技能、软件测试技能、信息系统运行管理技能,通过若干门专业课程培养学生的专业基本技能。专业优秀应用能力主要包括计算机应用能力、信息技术应用能力、软件开发与项目管理能力,主要通过综合性性课程培养学生的专业优秀应用能力。 进一步围绕培养专业应用能力构建实践教学课程体系,以专业基本技能和专业优秀应用能力为基本依据,设置实践教学环节。针对每一项专业基本技能,至少有一门具有实践教学环节的课程与之对应;针对每一项专业优秀应用能力,至少有一组具有实践教学环节的课程或一门综合性课程与之对应。 培养方案应该鼓励学生参加课外科技活动、竞赛、专利申请,引导学生参加教师科研项目,鼓励学生技术创新。在培养计划中制定了学生参加课外科技活动和竞赛获奖的学分替代方案。学生参加企业职业培训并考试合格也可以获得相应选修课的学分。 4.2专业课教学改革 计算机专业课分为专业基础课、专业必修课、专业选修课三类,专业基础课、专业必修课中重要的课程构成专业优秀课程。根据课程在培养方案与课程体系中的地位和任务来设计课程教学内容。虽然计算机和软件技术发展迅速,但是其基本原理、基础知识是相对稳定的,因而教学中一方面专业基础课应有其成熟和相对稳定的课程组成,另一方面需要不断更新其内容和技术背景。专业选修课选择范围较大,并且需要根据技术发展不断更新教学内容,把握重点。 除了专业课程体系和教学内容,专业课教学改革的一个重点是教学方法的改革。按照现代教育思想组织教学,在有些专业课中可以推行“问题式”教学法,以培养学生解决问题的能力为主要目的。同时,计算机学科是一门实践性很强的学科,光是“听”和“读”是不够的,在努力改进理论课堂教学方法的同时,必须加强实践教学,这样才能产生好的教学效果。 通过以下三个层次来加强实践教学:一是强化基础上机实验,使学生在上机操作、编程、程序调试等基本技能方面得到严格的训练;二是强化课程设计,对学生进行强化训练,提升学生解决实际问题的能力;三是提高综合性、设计性实验课程的比例,开设综合性课程,加强专业实习,增加培养学生专业优秀应用能力的实践环节。 4.3综合性课程建设 实际工作中完成工作任务所要求的能力往往是综合性的,需要综合运用所学的专业理论知识、专业优秀应用能力和体现素质的关键能力。这种综合能力的培养是应用性人才培养的重要组成部分,体现在教学过程中往往要通过综合性专业课程来完成。综合性课程是应用性本科教育的重要课程形式和一个特色,因此,我们以工作任务为导向,将综合性课程建设作为应用性本科计算机专业改革的一个重点。 综合性课程是理论教学和实践训练相融合的课程,教学目标应指向培养完成工作任务的能力,所以该类课程一般应以工作任务为导向,按项目形式展开。设计教学环节时,应着眼于本专业学生未来从事的工作岗位的要求,重点进行优秀专业应用能力和完成工作任务的训练和教学。 我们制定了综合性课程的教学内容和知识体系,包括构建课程体系和实践教学体系。提出相应的知识领域、知识单元和知识点,并给出课程大纲和教案。实际教学中要合理处理综合性课程与专业课的关系,保证综合性课程与毕业综合实践的有机衔接。 例如,对于软件工程专业方向的学生而言,软件开发与项目管理能力是一个必备的专业优秀应用能力,这种能力是学生在未来工作岗位上完成工作任务的能力,是所掌握专业理论知识、专业应用能力和职业素质的综合体现。因此,我们开设了“软件开发与项目管理实战训练”综合性课程,课程以提高学生的实际应用能力,强化学生的职业素质为主要目标。该课程以工作任务为导向,在CMM工程规范下,按项目形式展开,项目经理由老师承担,分小组进行实际项目的开发。 综合性课程需要真实的实践环境、具有实践经验的师资和项目资源,一般应通过校企合作来实施,因此需要发挥企业优势,合作培养应用性人才。综合性课程一般可安排在毕业学期之前,用连续8周以上的时间集中进行。 4.4基础课教学改革 基础课的教学涉及到不同教学部门的教师、教学管理人员和人数众多的学生,基础课的教学改革任务艰巨性。新的教学思想的确立需要一个认识、实践和深化的过程,新的课程内容要接受实践的检验。基础课的教学改革是一个系统工程,要想真正得到良好的改革结果,与教学有关的各部门、各方面、各环节就必须做到相互理解、相互支持、相互配合和有机衔接。 5结束语 近年来我们围绕培养IT产业技术应用型人才的目标,开展专业建设与改革工作,制定了新的培养方案。2007版培养方案采用“分类培养”模式,在计算机科学与技术统一的专业名称下设置了软件工程和信息技术两个应用性本科专业方向,并以信息技术专业方向作为改革试点。试点专业采用“3+1”培养模式,即第1学年至第3学年完成基础课、专业基础课和专业课的教学,第4学年开设一门综合性课程和进行毕业综合实践。从专业改革实践的效果看,新的培养方案是可行的。 进一步改革的设想是:将在企业大规模实践引入到教学中,建立校外集中技术实践基地,校企合作开设实训、实践课程,合作开展综合毕业实践。以行业实习形式驱动集中实践教学环节,统一对学生进行职业技能培训。积极引进具有实践经验的高水平专业人才,采用引进与培养相结合的机制培养双师型教师。
网络安全技术论文:校园网络安全技术研究论文 摘要:网络安全越来越受到人们的重视,本文从系统安全、网络运行安全和内部网络安全方面,对校园网的安全性谈了自己的看法和做法,供大家参考。 关键词:网络安全系统安全网络运行安全内部网络安全防火墙 随着网络技术的不断发展和Internet的日益普及,许多学校都建立了校园网络并投入使用,这无疑对加快信息处理,提高工作效率,减轻劳动强度,实现资源共享都起到了无法估量的作用。但教师和学生在使用校园网络的同时却忽略了网络安全问题,登陆了一些非法网站和使用了带病毒的软件,导致了校园计算机系统的崩溃,给计算机教师带来了大量的工作负担,也严重影响了校园网的正常运行。所以在积极发展办公自动化、实现资源共享的同时,教师和学生都应加强对校园网络的安全重视。正如人们经常所说的:网络的生命在于其安全性。因此,如何在现有的条件下,如何搞好网络的安全,就成了校园网络管理人员的一个重要课题。 作为一位中学电脑教师兼负着校园网络的维护和管理,我们一起来探讨一下校园网络安全技术。 网络安全主要是网络信息系统的安全性,包括系统安全、网络运行安全和内部网络安全。 一、系统安全 系统安全包括主机和服务器的运行安全,主要措施有反病毒。入侵检测、审计分析等技术。 1、反病毒技术:计算机病毒是引起计算机故障、破坏计算机数据的程序,它能够传染其它程序,并进行自我复制,特别是要网络环境下,计算机病毒有着不可估量的威胁性和破坏力,因此对计算机病毒的防范是校园网络安全建设的一个重要环节,具体方法是使用防病毒软件对服务器中的文件进行频繁扫描和监测,或者在工作站上用防病毒芯片和对网络目录及文件设置访问权限等。如我校就安装了远程教育中心配置的金山毒霸进行实时监控,效果不错。 2、入侵检测:入侵检测指对入侵行为的发现。它通过对计算机网络或计算机系统中的若干关键点收集信息并对它们进行分析,从中发现是否有违反安全策略的行为和被攻击的迹象,以提高系统管理员的安全管理能力,及时对系统进行安全防范。入侵检测系统包括进行入侵检测的软件和硬件,主要功能有:检测并分析用户和系统的活动;检查系统的配置和操作系统的日志;发现漏洞、统计分析异常行为等等。 从目前来看系统漏洞的存在成为网络安全的首要问题,发现并及时修补漏洞是每个网络管理人员主要任务。当然,从系统中找到发现漏洞不是我们一般网络管理人员所能做的,但是及早地发现有报告的漏洞,并进行升级补丁却是我们应该做的。而发现有报告的漏洞最常用的方法,就是经常登录各有关网络安全网站,对于我们有使用的软件和服务,应该密切关注其程序的最新版本和安全信息,一旦发现与这些程序有关的安全问题就立即对软件进行必要的补丁和升级。许多的网络管理员对此认识不够,以至于过了几年,还能扫描到机器存在许多漏洞。在校园网中服务器,为用户提供着各种的服务,但是服务提供的越多,系统就存在更多的漏洞,也就有更多的危险。因此从安全角度考虑,应将不必要的服务关闭,只向公众提供了他们所需的基本的服务。最典型的是,我们在校园网服务器中对公众通常只提供WEB服务功能,而没有必要向公众提供FTP功能,这样,在服务器的服务配置中,我们只开放WEB服务,而将FTP服务禁止。如果要开放FTP功能,就一定只能向可能信赖的用户开放,因为通过FTP用户可以上传文件内容,如果用户目录又给了可执行权限,那么,通过运行上传某些程序,就可能使服务器受到攻击。所以,信赖了来自不可信赖数据源的数据也是造成网络不安全的一个因素。 3、审计监控技术。审计是记录用户使用计算机网络系统进行所有活动的过程,它是提高安全性的重要工具。它不仅能够识别谁访问了系统,还能指出系统正被怎样地使用。对于确定是否有网络攻击的情况,审计信息对于确定问题和攻击源很重要。同时,系统事件的记录能够更迅速和系统地识别问题,并且它是后面阶段事故处理的重要依据。另外,通过对安全事件的不断收集、积聚和分析,有选择性地对其中的某些站点或用户进行审计跟踪,可以及早发现可能产生的破坏性行为。 因此,除使用一般的网管软件系统监控管理系统外,还应使用目前已较为成熟的网络监控设备,以便对进出各级局域网的常见操作进行实时检查、监控、报警和阻断,从而防止针对网络的攻击与犯罪行为。二、网络运行安全 网络运行安全除了采用各种安全检测和控制技术来防止各种安全隐患外,还要有备份与恢复等应急措施来保证网络受到攻击后,能尽快地全盘恢复运行计算机系统所需的数据。 一般数据备份操作有三种。一是全盘备份,即将所有文件写入备份介质;二是增量备份,只备份那些上次备份之后更改过的文件,这种备份是最有效的备份方法;三是差分备份,备份上次全盘备份之后更改过的所有文件。 根据备份的存储媒介不同,有“冷备份”和“热备份”两种方案。“热备份”是指下载备份的数据还在整个计算机系统和网络中,只不过传到另一个非工作的分区或是另一个非实时处理的业务系统中存放,具有速度快和调用方便的特点。“冷备份”是将下载的备份存入到安全的存储媒介中,而这种存储媒介与正在运行的整个计算机系统和网络没有直接联系,在系统恢复时重新安装。其特点是便于保管,用以弥补了热备份的一些不足。进行备份的过程中,常使用备份软件,如GHOST等。 三、内部网络安全 为了保证局域网安全,内网和外网最好进行访问隔离,常用的措施是在内部网与外部网之间采用访问控制和进行网络安全检测,以增强机构内部网的安全性。 1、访问控制:在内外网隔离及访问系统中,采用防火墙技术是目前保护内部网安全的最主要的,同时也是最在效和最经济的措施之一。它是不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入口,能根据安全政策控制出入网络的信息流,且本身具有较强的抗攻击能力。它是提供信息安全服务。实现网络和信息安全的基础设施。防火墙技术可以决定哪些内部服务可以被外界访问,外界的哪些人可以访问内部的哪些服务,以及哪些外部服务可以被内部人员访问。其基本功能有:过滤进、出的数据;管理进、出网络的访问行为;封堵某些禁止的业务等。应该强调的是,防火墙是整体安全防护体系的一个重要组成部分,而不是全部。因此必须将防火墙的安全保护融合到系统的整体安全策略中,才能实现真正的安全。 另外,防火墙还用于内部网不同网络安全域的隔离及访问控制。防火墙可以隔离内部网络的一个网段与另一个网段,防止一个网段的问题穿过整个网络传播。针对某些网络,在某些情况下,它的一些局域网的某个网段比另一个网段更受信任,或者某个网段比另一个网段更敏感。而在它们之间设置防火墙就可以限制局部网络安全问题对全局网络造成的影响。 2、网络安全检测:保证网络系统安全最有效的办法是定期对网络系统进行安全性评估分析,用实践性的方法扫描分析网络系统,检查报告系存在的弱点和漏洞,建议补救措施和安全策略,达到增强网络安全性的目的。 以上只是对防范外部入侵,维护网络安全的一些粗浅看法。建立健全的网络管理制度是校园网络安全的一项重要措施,健康正常的校园网络需要广大师生共同来维护。 网络安全技术论文:网络安全技术应用研究论文 摘要:如果我们的计算机安装了操作系统,并处于网络中。那么在计算机黑客肆虐的今天,作为一名用户如何保护自己的网络安全?如何进行有效的防御?当今开放的信息系统必然存在众多潜在的安全隐患,黑客和反黑客、破坏和反破坏的斗争仍将继续。在这样的斗争中,安全技术作为一个独特的领域越来越受到IT业的关注。主要论述了网络安全技术在个人计算机和商业领域中的研究及应用。 关键词:计算机网络;网络安全;安全技术 1个人计算机网络安全 1.1个人计算机在网络中所遭受攻击与入侵手法的分析 (1)安全漏洞。 许多系统都有这样那样的安全漏洞。其中一些是操作系统或应用软件本身具有的,如TCP/IP协议的缺陷常被用于发动拒绝服务入侵或攻击。这种攻击的目的通常是消耗带宽或消耗网络设备的CPU和内存。入侵者通过向目标服务器发送大量的数据包,并几乎占取和消耗该服务器所有的网络带宽,从而使其无法对正常的服务请求进行处理,导致网站无法进入,网站响应速度大大降低或服务器瘫痪。对个人上网用户而言,可能遭到大量数据包的入侵使其无法进行正常操作。 (2)电子邮件入侵方式。 电子邮件是Internet上运用得十分广泛的一种通讯方式,入侵者往往会使用一些邮件炸弹或CGI程序向目标邮箱发送大量内容重复、无用的垃圾邮件,从而使目标邮箱被塞满而无法使用。 (3)防范特洛伊木马程序。 特洛伊木马程序是一种黑客软件程序,它可以直接侵入计算机系统的服务器端和用户端。一旦用户打开附有该程序的邮件或从网上直接下载的程序后,它们就会像古特洛伊人在敌人城外留下藏满士兵的木马一样留在用户计算机中,当用户连接Internet时,此程序会自动向入侵者报告用户主机的IP地址及预先设定的端口。网络入侵者在获取这些信息后,就可任意修改用户主机的参数设定、复制文件、窥视硬盘中的内容信息等,从而达到控制目的。 1.2对网络攻击与入侵进行防御的方法 (1)把Guest账号禁用。 打开控制面板,双击“用户和密码”,单击“高级”选项卡,再单击“高级”按钮,弹出本地用户和组窗口。在Guest账号上面点击右键,选择属性,在“常规”页中选中“账户已停用”。另外,将Administrator账号改名可以防止黑客知道自己的管理员账号,这会在很大程度上保证计算机安全。 (2)禁止建立空连接。 具体方法是打开注册表“HKEY_LOCAL_MACHINE/System/CurrentControlSet/Control/LSA”,将DWORD值“RestrictAnonymous”的键值改为“1”即可, (3)删除不必要的协议。 鼠标右击“网络邻居”,选择“属性”,卸载不必要的协议,其中NETBIOS是很多安全缺陷的根源,对于不需要提供文件和打印共享的主机,还可以将绑定在TCP/IP协议的NETBIOS关闭,避免针对NETBIOS的攻击。选择“TCP/IP协议/属性/高级”,进入“高级 TCP/IP设置”对话框,选择“WIN”标签,选择“禁用TCP/IP上的NETBIOS”一项,关闭NETBIOS。 (4)保障电子邮件的使用安全。 ①选择安全可靠的邮件服务。 目前,Internet上提供的Email账户大都是免费账户,这些免费的服务不提供任何有效的安全保障,有的免费邮件服务器常会导致邮件受损。因此最好选择收费邮件账户。 ②确保邮件账号的安全防范。 首先要保护好邮箱的密码。不要使用保存密码功能以图省事,入网账号与口令应重点保护。设置的口令不要太简单,最好采用8位数。 ③对重要邮件信息加密处理。 可使用某些工具如A-LOCK,在发送邮件之前对内容进行加密,对方收到加密信件后必须采用A-LOCK解密后方可阅读,可防止邮件被他人截获而泄密。 (5)防范特洛伊木马程序常用的方法。 ①预防特洛伊木马程序。 在下载文件时先放到自己新建的文件夹里,再用杀毒软件来检测,起到提前预防的作用。尽量避免下载可疑软件,对于网上某些可疑的,诱惑性动机比较明显的软件或信息,一般不要下载,以防染上“木马”程序。 ②禁止不明程序运行。 在“开始”“运行”中msconfig,在“启动”选项中查看有没有可疑项目,去掉前面的勾2网络安全技术在商业领域中的研究及应用 2.1防火墙技术 防火墙技术和数据加密传输技术将继续沿用并发展,多方位的扫描监控、对后门渠道的管理、防止受病毒感染的软件和文件的传输等许多问题将得到妥善解决。未来防火墙技术会全面考虑网络的安全、操作系统的安全、应用程序的安全、用户的安全、数据的安全,五者综合应用。在产品及功能上,将摆脱目前对子网或内部网管理方式的依赖,向远程上网集中管理方式发展,并逐渐具备强大的病毒扫除功能;适应IP加密的需求,开发新型安全协议,建立专用网(VPN);推广单向防火墙;增强对网络攻击的检测和预警功能;完善安全管理工具,特别是可疑活动的日志分析工具,这是新一代防火墙在编程技术上的革新。 2.2生物识别技术 随着21世纪的来临,一种更加便捷、先进的信息安全技术将全球带进了电子商务时代,它就是集光学、传感技术、超声波扫描和计算机技术于一身的第三代身份验证技术——生物识别技术。 生物识别技术是依靠人体的身体特征来进行身份验证的一种解决方案,由于人体特征具有不可复制的特性,这一技术的安全系数较传统意义上的身份验证机制有很大的提高。人体的生物特征包括指纹、声音、面孔、视网膜、掌纹、骨架等,而其中指纹凭借其无可比拟的唯一性、稳定性、再生性倍受关注。 2.3加密及数字签名技术 加密技术的出现为全球电子商务提供了保证,从而使基于Internet上的电子交易系统成为了可能,因此完善的对称加密和非对称加密技术仍是21世纪的主流。对称加密是常规的以口令为基础的技术,加密运算与解密运算使用同样的密钥。 不对称加密,即“公开密钥密码体制”,其中加密密钥不同于解密密钥,加密密钥公之于众,谁都可以用,解密密钥只有解密人自己知道,分别称为“公开密钥”和“秘密密钥”。 目前,广为采用的一种对称加密方式是数据加密标准(DES)。在电脑网络系统中使用的数字签名技术将是未来最通用的个人安全防范技术,其中采用公开密钥算法的数字签名会进一步受到网络建设者的亲睐。这种数字签名的实现过程非常简单:①发送者用其秘密密钥对邮件进行加密,建立了一个“数字签名”,然后通过公开的通信途径将签名和邮件一起发给接收者,接收者在收到邮件后使用发送者的另一个密匙——公开密钥对签名进行解密,如果计算的结果相同他就通过了验证。数字签名能够实现对原始邮件不可抵赖性的鉴别。②多种类型的专用数字签名方案也将在电子货币、电子商业和其他的网络安全通信中得到应用。 网络安全技术论文:网络安全技术研究论文 1.概述 21世纪全世界的计算机都将通过Internet联到一起,信息安全的内涵也就发生了根本的变化。它不仅从一般性的防卫变成了一种非常普通的防范,而且还从一种专门的领域变成了无处不在。当人类步入21世纪这一信息社会、网络社会的时候,我国将建立起一套完整的网络安全体系,特别是从政策上和法律上建立起有中国自己特色的网络安全体系。 一个国家的信息安全体系实际上包括国家的法规和政策,以及技术与市场的发展平台。我国在构建信息防卫系统时,应着力发展自己独特的安全产品,我国要想真正解决网络安全问题,最终的办法就是通过发展民族的安全产业,带动我国网络安全技术的整体提高。 网络安全产品有以下几大特点:第一,网络安全来源于安全策略与技术的多样化,如果采用一种统一的技术和策略也就不安全了;第二,网络的安全机制与技术要不断地变化;第三,随着网络在社会个方面的延伸,进入网络的手段也越来越多,因此,网络安全技术是一个十分复杂的系统工程。为此建立有中国特色的网络安全体系,需要国家政策和法规的支持及集团联合研究开发。安全与反安全就像矛盾的两个方面,总是不断地向上攀升,所以安全产业将来也是一个随着新技术发展而不断发展的产业。 信息安全是国家发展所面临的一个重要问题。对于这个问题,我们还没有从系统的规划上去考虑它,从技术上、产业上、政策上来发展它。政府不仅应该看见信息安全的发展是我国高科技产业的一部分,而且应该看到,发展安全产业的政策是信息安全保障系统的一个重要组成部分,甚至应该看到它对我国未来电子化、信息化的发展将起到非常重要的作用。 2.防火墙 网络防火墙技术是一种用来加强网络之间访问控制,防止外部网络用户以非法手段通过外部网络进入内部网络,访问内部网络资源,保护内部网络操作环境的特殊网络互联设备。它对两个或多个网络之间传输的数据包如链接方式按照一定的安全策略来实施检查,以决定网络之间的通信是否被允许,并监视网络运行状态。 目前的防火墙产品主要有堡垒主机、包过滤路由器、应用层网关(服务器)以及电路层网关、屏蔽主机防火墙、双宿主机等类型。 虽然防火墙是目前保护网络免遭黑客袭击的有效手段,但也有明显不足:无法防范通过防火墙以外的其它途径的攻击,不能防止来自内部变节者和不经心的用户们带来的威胁,也不能完全防止传送已感染病毒的软件或文件,以及无法防范数据驱动型的攻击。 自从1986年美国Digital公司在Internet上安装了全球第一个商用防火墙系统,提出了防火墙概念后,防火墙技术得到了飞速的发展。国内外已有数十家公司推出了功能各不相同的防火墙产品系列。 防火墙处于5层网络安全体系中的最底层,属于网络层安全技术范畴。在这一层上,企业对安全系统提出的问题是:所有的IP是否都能访问到企业的内部网络系统?如果答案是“是”,则说明企业内部网还没有在网络层采取相应的防范措施。 作为内部网络与外部公共网络之间的第一道屏障,防火墙是最先受到人们重视的网络安全产品之一。虽然从理论上看,防火墙处于网络安全的最底层,负责网络间的安全认证与传输,但随着网络安全技术的整体发展和网络应用的不断变化,现代防火墙技术已经逐步走向网络层之外的其他安全层次,不仅要完成传统防火墙的过滤任务,同时还能为各种网络应用提供相应的安全服务。另外还有多种防火墙产品正朝着数据安全与用户认证、防止病毒与黑客侵入等方向发展。 根据防火墙所采用的技术不同,我们可以将它分为四种基本类型:包过滤型、网络地址转换—NAT、型和监测型。 2.1.包过滤型 包过滤型产品是防火墙的初级产品,其技术依据是网络中的分包传输技术。网络上的数据都是以“包”为单位进行传输的,数据被分割成为一定大小的数据包,每一个数据包中都会包含一些特定信息,如数据的源地址、目标地址、TCP/UDP源端口和目标端口等。防火墙通过读取数据包中的地址信息来判断这些“包”是否来自可信任的安全站点 ,一旦发现来自危险站点的数据包,防火墙便会将这些数据拒之门外。系统管理员也可以根据实际情况灵活制订判断规则。 包过滤技术的优点是简单实用,实现成本较低,在应用环境比较简单的情况下,能够以较小的代价在一定程度上保证系统的安全。 但包过滤技术的缺陷也是明显的。包过滤技术是一种完全基于网络层的安全技术,只能根据数据包的来源、目标和端口等网络信息进行判断,无法识别基于应用层的恶意侵入,如恶意的Java小程序以及电子邮件中附带的病毒。有经验的黑客很容易伪造IP地址,骗过包过滤型防火墙。 2.2.网络地址转化—NAT 网络地址转换是一种用于把IP地址转换成临时的、外部的、注册的IP地址标准。它允许具有私有IP地址的内部网络访问因特网。它还意味着用户不许要为其网络中每一台机器取得注册的IP地址。 NAT的工作过程如图1所示: 在内部网络通过安全网卡访问外部网络时,将产生一个映射记录。系统将外出的源地址和源端口映射为一个伪装的地址和端口,让这个伪装的地址和端口通过非安全网卡与外部网络连接,这样对外就隐藏了真实的内部网络地址。在外部网络通过非安全网卡访问内部网络时,它并不知道内部网络的连接情况,而只是通过一个开放的IP地址和端口来请求访问。OLM防火墙根据预先定义好的映射规则来判断这个访问是否安全。当符合规则时,防火墙认为访问是安全的,可以接受访问请求,也可以将连接请求映射到不同的内部计算机中。当不符合规则时,防火墙认为该访问是不安全的,不能被接受,防火墙将屏蔽外部的连接请求。网络地址转换的过程对于用户来说是透明的,不需要用户进行设置,用户只要进行常规操作即可。 2.3.型 型防火墙也可以被称为服务器,它的安全性要高于包过滤型产品,并已经开始向应用层发展。服务器位于客户机与服务器之间,完全阻挡了二者间的数据交流。从客户机来看,服务器相当于一台真正的服务器;而从服务器来看,服务器又是一台真正的客户机。当客户机需要使用服务器上的数据时,首先将数据请求发给服务器,服务器再根据这一请求向服务器索取数据,然后再由服务器将数据传输给客户机。由于外部系统与内部服务器之间没有直接的数据通道,外部的恶意侵害也就很难伤害到企业内部网络系统。 型防火墙的优点是安全性较高,可以针对应用层进行侦测和扫描,对付基于应用层的侵入和病毒都十分有效。其缺点是对系统的整体性能有较大的影响,而且服务器必须针对客户机可能产生的所有应用类型逐一进行设置,大大增加了系统管理的复杂性。 2.4.监测型 监测型防火墙是新一代的产品,这一技术实际已经超越了最初的防火墙定义。监测型防火墙能够对各层的数据进行主动的、实时的监测,在对这些数据加以分析的基础上,监测型防火墙能够有效地判断出各层中的非法侵入。同时,这种检测型防火墙产品一般还带有分布式探测器,这些探测器安置在各种应用服务器和其他网络的节点之中,不仅能够检测来自网络外部的攻击,同时对来自内部的恶意破坏也有极强的防范作用。据权威机构统计,在针对网络系统的攻击中,有相当比例的攻击来自网络内部。因此,监测型防火墙不仅超越了传统防火墙的定义,而且在安全性上也超越了前两代产品 虽然监测型防火墙安全性上已超越了包过滤型和服务器型防火墙,但由于监测型防火墙技术的实现成本较高,也不易管理,所以目前在实用中的防火墙产品仍然以第二代型产品为主,但在某些方面也已经开始使用监测型防火墙。基于对系统成本与安全技术成本的综合考虑,用户可以选择性地使用某些监测型技术。这样既能够保证网络系统的安全性需求,同时也能有效地控制安全系统的总拥有成本。 实际上,作为当前防火墙产品的主流趋势,大多数服务器(也称应用网关)也集成了包过滤技术,这两种技术的混合应用显然比单独使用具有更大的优势。由于这种产品是基于应用的,应用网关能提供对协议的过滤。例如,它可以过滤掉FTP连接中的PUT命令,而且通过应用,应用网关能够有效地避免内部网络的信息外泄。正是由于应用网关的这些特点,使得应用过程中的矛盾主要集中在对多种网络应用协议的有效支持和对网络整体性能的影响上。 网络安全技术论文:校园网络安全技术论文 摘要网络安全越来越受到人们的重视,本文从系统安全、网络运行安全和内部网络安全方面,对校园网的安全性谈了自己的看法和做法,供大家参考。 关键词网络安全系统安全网络运行安全内部网络安全防火墙 随着网络技术的不断发展和Internet的日益普及,许多学校都建立了校园网络并投入使用,这无疑对加快信息处理,提高工作效率,减轻劳动强度,实现资源共享都起到了无法估量的作用。但教师和学生在使用校园网络的同时却忽略了网络安全问题,登陆了一些非法网站和使用了带病毒的软件,导致了校园计算机系统的崩溃,给计算机教师带来了大量的工作负担,也严重影响了校园网的正常运行。所以在积极发展办公自动化、实现资源共享的同时,教师和学生都应加强对校园网络的安全重视。正如人们经常所说的:网络的生命在于其安全性。因此,如何在现有的条件下,如何搞好网络的安全,就成了校园网络管理人员的一个重要课题。 作为一位中学电脑教师兼负着校园网络的维护和管理,我们一起来探讨一下校园网络安全技术。 网络安全主要是网络信息系统的安全性,包括系统安全、网络运行安全和内部网络安全。 一、系统安全 系统安全包括主机和服务器的运行安全,主要措施有反病毒。入侵检测、审计分析等技术。 1、反病毒技术:计算机病毒是引起计算机故障、破坏计算机数据的程序,它能够传染其它程序,并进行自我复制,特别是要网络环境下,计算机病毒有着不可估量的威胁性和破坏力,因此对计算机病毒的防范是校园网络安全建设的一个重要环节,具体方法是使用防病毒软件对服务器中的文件进行频繁扫描和监测,或者在工作站上用防病毒芯片和对网络目录及文件设置访问权限等。如我校就安装了远程教育中心配置的金山毒霸进行实时监控,效果不错。 2、入侵检测:入侵检测指对入侵行为的发现。它通过对计算机网络或计算机系统中的若干关键点收集信息并对它们进行分析,从中发现是否有违反安全策略的行为和被攻击的迹象,以提高系统管理员的安全管理能力,及时对系统进行安全防范。入侵检测系统包括进行入侵检测的软件和硬件,主要功能有:检测并分析用户和系统的活动;检查系统的配置和操作系统的日志;发现漏洞、统计分析异常行为等等。 从目前来看系统漏洞的存在成为网络安全的首要问题,发现并及时修补漏洞是每个网络管理人员主要任务。当然,从系统中找到发现漏洞不是我们一般网络管理人员所能做的,但是及早地发现有报告的漏洞,并进行升级补丁却是我们应该做的。而发现有报告的漏洞最常用的方法,就是经常登录各有关网络安全网站,对于我们有使用的软件和服务,应该密切关注其程序的最新版本和安全信息,一旦发现与这些程序有关的安全问题就立即对软件进行必要的补丁和升级。许多的网络管理员对此认识不够,以至于过了几年,还能扫描到机器存在许多漏洞。在校园网中服务器,为用户提供着各种的服务,但是服务提供的越多,系统就存在更多的漏洞,也就有更多的危险。因此从安全角度考虑,应将不必要的服务关闭,只向公众提供了他们所需的基本的服务。最典型的是,我们在校园网服务器中对公众通常只提供WEB服务功能,而没有必要向公众提供FTP功能,这样,在服务器的服务配置中,我们只开放WEB服务,而将FTP服务禁止。如果要开放FTP功能,就一定只能向可能信赖的用户开放,因为通过FTP用户可以上传文件内容,如果用户目录又给了可执行权限,那么,通过运行上传某些程序,就可能使服务器受到攻击。所以,信赖了来自不可信赖数据源的数据也是造成网络不安全的一个因素。 3、审计监控技术。审计是记录用户使用计算机网络系统进行所有活动的过程,它是提高安全性的重要工具。它不仅能够识别谁访问了系统,还能指出系统正被怎样地使用。对于确定是否有网络攻击的情况,审计信息对于确定问题和攻击源很重要。同时,系统事件的记录能够更迅速和系统地识别问题,并且它是后面阶段事故处理的重要依据。另外,通过对安全事件的不断收集、积聚和分析,有选择性地对其中的某些站点或用户进行审计跟踪,可以及早发现可能产生的破坏性行为。因此,除使用一般的网管软件系统监控管理系统外,还应使用目前已较为成熟的网络监控设备,以便对进出各级局域网的常见操作进行实时检查、监控、报警和阻断,从而防止针对网络的攻击与犯罪行为。二、网络运行安全 网络运行安全除了采用各种安全检测和控制技术来防止各种安全隐患外,还要有备份与恢复等应急措施来保证网络受到攻击后,能尽快地全盘恢复运行计算机系统所需的数据。 一般数据备份操作有三种。一是全盘备份,即将所有文件写入备份介质;二是增量备份,只备份那些上次备份之后更改过的文件,这种备份是最有效的备份方法;三是差分备份,备份上次全盘备份之后更改过的所有文件。 根据备份的存储媒介不同,有“冷备份”和“热备份”两种方案。“热备份”是指下载备份的数据还在整个计算机系统和网络中,只不过传到另一个非工作的分区或是另一个非实时处理的业务系统中存放,具有速度快和调用方便的特点。“冷备份”是将下载的备份存入到安全的存储媒介中,而这种存储媒介与正在运行的整个计算机系统和网络没有直接联系,在系统恢复时重新安装。其特点是便于保管,用以弥补了热备份的一些不足。进行备份的过程中,常使用备份软件,如GHOST等。 三、内部网络安全 为了保证局域网安全,内网和外网最好进行访问隔离,常用的措施是在内部网与外部网之间采用访问控制和进行网络安全检测,以增强机构内部网的安全性。 1、访问控制:在内外网隔离及访问系统中,采用防火墙技术是目前保护内部网安全的最主要的,同时也是最在效和最经济的措施之一。它是不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入口,能根据安全政策控制出入网络的信息流,且本身具有较强的抗攻击能力。它是提供信息安全服务。实现网络和信息安全的基础设施。防火墙技术可以决定哪些内部服务可以被外界访问,外界的哪些人可以访问内部的哪些服务,以及哪些外部服务可以被内部人员访问。其基本功能有:过滤进、出的数据;管理进、出网络的访问行为;封堵某些禁止的业务等。应该强调的是,防火墙是整体安全防护体系的一个重要组成部分,而不是全部。因此必须将防火墙的安全保护融合到系统的整体安全策略中,才能实现真正的安全。 另外,防火墙还用于内部网不同网络安全域的隔离及访问控制。防火墙可以隔离内部网络的一个网段与另一个网段,防止一个网段的问题穿过整个网络传播。针对某些网络,在某些情况下,它的一些局域网的某个网段比另一个网段更受信任,或者某个网段比另一个网段更敏感。而在它们之间设置防火墙就可以限制局部网络安全问题对全局网络造成的影响。 2、网络安全检测:保证网络系统安全最有效的办法是定期对网络系统进行安全性评估分析,用实践性的方法扫描分析网络系统,检查报告系存在的弱点和漏洞,建议补救措施和安全策略,达到增强网络安全性的目的。 以上只是对防范外部入侵,维护网络安全的一些粗浅看法。建立健全的网络管理制度是校园网络安全的一项重要措施,健康正常的校园网络需要广大师生共同来维护。 网络安全技术论文:电子商务交易与网络安全技术论文 摘要:本文分析了电子商务首要的安全要素,以及将面临的一系列安全问题,并从网络平台和数据传输两个方面完整地介绍了一些相关的安全技术,通过它们来消除电子商务活动中的安全隐患。 关键词:电子商务信息安全数据加密数字签名 一、引言 随着信息技术和计算机网络的迅猛发展,基于Internet的电子商务也随之而生,并在近年来获得了巨大的发展。电子商务作为一种全新的商业应用形式,改变了传统商务的运作模式,极大地提高了商务效率,降低了交易的成本。然而,由于互联网开放性的特点,安全问题也自始至终制约着电子商务的发展。因此,建立一个安全可靠的电子商务应用环境,已经成为影响到电子商务发展的关键性课题。 二、电子商务面临的安全问题 1.信息泄漏。在电子商务中主要表现为商业机密的泄露,包括两个方面:一是交易双方进行交易的内容被第三方窃取;二是交易一方提供给另一方使用的文件被第三方非法使用。 2.信息被篡改。电子的交易信息在网络上传输的过程中,可能被他人非法修改、删除或被多次使用,这样就使信息失去了真实性和完整性。 3.身份识别。身份识别在电子商务中涉及两个方面的问题:一是如果不进行身份识别,第三方就有可能假冒交易一方的身份,破坏交易、败坏被假冒一方的信誉或盗取交易成果;二是不可抵赖性,交易双方对自己的行为应负有一定的责任,信息发送者和接受者都不能对此予以否认。进行身份识别就是防止电子商务活动中的假冒行为和交易被否认的行为。 4.信息破坏。一是网络传输的可靠性,网络的硬件或软件可能会出现问题而导致交易信息丢失与谬误;二是恶意破坏,计算机网络本身遭到一些恶意程序的破坏,例如病毒破坏、黑客入侵等。 三、电子商务的安全要素 1.有效性。电子商务作为贸易的一种形式,其信息的有效性将直接关系到个人、企业或国家的经济利益和声誉。因此,要对一切潜在的威胁加以控制和预防,以保证贸易数据在确定的时刻和地点是有效的。 2.机密性。电子商务是建立在一个较为开放的网络环境上的,维护商业机密是电子商务全面推广应用的重要保障。因此,要预防非法的信息存取和信息在传输过程中被非法窃取。解决数据机密性的一般方法是采用加密手段。 3.完整性。由于数据输入时的意外差错或欺诈行为,可能导致贸易各方的差异。此外,数据传输过程中的丢失、重复或传送的次序差异也会导致贸易各方的不同。因此,要预防对随意生成、修改和删除,同时要防止数据传送过程中的丢失和重复并保证传送次序的统一。 4.不可抵赖性。电子商务可能直接关系到贸易双方的商业交易,如何确定要进行交易的贸易方正是进行交易所期望的贸易方这一问题则是保证电子商务顺利进行的关键。在交易进行时,交易各方必须附带含有自身特征、无法由别人复制的信息,以保证交易后发生纠纷时有所对证。 四、电子商务采用的主要安全技术手段 1.防火墙技术。防火墙就是在网络边界上建立相应的网络通信监控系统,用来保障计算机网络的安全,它是一种控制技术,既可以是一种软件产品,又可以制作或嵌入到某种硬件产品中。所有来自Internet的传输信息或发出的信息都必须经过防火墙。这样,防火墙就起到了保护诸如电子邮件、文件传输、远程登录、在特定的系统间进行信息交换等安全的作用。实现防火墙技术的主要途径有:分组过滤和服务。分组过滤:这是一种基于路由器的防火墙。它是在网间的路由器中按网络安全策略设置一张访问表或黑名单,即借助数据分组中的IP地址确定什么类型的信息允许通过防火墙,什么类型的信息不允许通过。防火墙的职责就是根据访问表(或黑名单)对进出路由器的分组进行检查和过滤。这种防火墙简单易行,但不能完全有效地防范非法攻击。目前,80%的防火墙都是采用这种技术。服务:是一种基于服务的防火墙,它的安全性高,增加了身份认证与审计跟踪功能,但速度较慢。所谓审计跟踪是对网络系统资源的使用情况提供一个完备的记录,以便对网络进行完全监督和控制。通过不断收集与积累有关出入网络的完全事件记录,并有选择地对其中的一些进行审计跟踪,发现可能的非法行为并提供有力的证据,然后以秘密的方式向网上的防火墙发出有关信息如黑名单等。防火墙虽然能对外部网络的功击实施有效的防护,但对网络内部信息传输的安全却无能为力,实现电子商务的安全还需要一些保障动态安全的技术。 2.数据加密技术。在电子商务中,数据加密技术是其他安全技术的基础,也是最主要的安全措施,贸易方可根据需要在信息交换的阶段使用。目前,加密技术分为两类,即对称加密和非对称加密。 (1)对称加密。对称加密又称为私钥加密。发送方用密钥加密明文,传送给接收方,接收方用同一密钥解密。其特点是加密和解密使用的是同一个密钥。使用对称加密方法将简化加密的处理,每个贸易方都不必彼此研究和交换专用的加密算法,而是采用相同的加密算法并只交换共享的专用密钥。比较著名的对称加密算法是:美国国家标准局提出的DES(DataEncryptionStandard,数据加密标准)。对称加密方式存在的一个问题是无法鉴别贸易发起方或贸易最终方。因为贸易双方共享同一把专用密钥,贸易双方的任何信息都是通过这把密钥加密后传送给对方的。 (2)非对称加密。非对称加密又称为公钥加密。公钥加密法是在对数据加解密时,使用不同的密钥,通信双方各具有两把密钥,即一把公钥和一把密钥。公钥对外界公开,私钥自己保管,用公钥加密的信息,只能用对应的私钥解密。同样地,用私钥加密的数据只能用对应的公钥解密。RSA(即Rivest,ShamirAdleman)算法是非对称加密领域内最为著名的算法。贸易方利用该方案实现机密信息交换的基本过程是:贸易方甲生成一对密钥并将其中的一把作为公开密钥向其他贸易方公开,得到该公开密钥的贸易方乙使用该密钥对机密信息进行加密后再发送给贸易方甲;贸易方甲再用自己保存的另一把私有密钥对加密后的信息进行解密。贸易方甲只能用其私有密钥解密由其公开密钥加密后的任何信息。为了充分发挥对称和非对称加密体制各自的优点,在实际应用中通常将这两种加密体制结合在一起使用,比如:利用DES来加密信息,而采用RSA来传递对称加密体制中的密钥。 3.数字签名技术。仅有加密技术还不足以保证商务信息传递的安全,在确保信息完整性方面,数字签名技术占据着不可替代的位置。目前数字签名的应用主要有数字摘要、数字签名和数字时间戳技术。 (1)数字摘要。数字摘要是对一条原始信息进行单向哈希(Hash)函数变换运算得到的一个长度一定的摘要信息。该摘要与原始信息一一对应,即不同的原始信息必然得到一个不同的摘要。若信息的完整性遭到破坏,信息就无法通过原始摘要信息的验证,成为无效信息,信息接收者便可以选择不再信任该信息。 (2)数字签名。数字签名实际上是运用公私钥加密技术使信息具有不可抵赖性,其具体过程为:文件的发送方从文件中生成一个数字摘要,用自己的私钥对这个数字摘要进行加密,从而形成数字签名。这个被加密的数字签名文件作为附件和原始文件一起发送给接收者。接收方收到信息后就用发送方的公开密钥对摘要进行解密,如果解出了正确的摘要,即该摘要可以确认原始文件没有被更改过。那么说明这个信息确实为发送者发出的。于是实现了对原始文件的鉴别和不可抵赖性。 (3)数字时间戳。数字时间戳技术或DTS是对数字文件或交易信息进行日期签署的一项第三方服务。本质上数字时间戳技术与数字签名技术如出一辙。加盖数字时间戳后的信息不能进行伪造、篡改和抵赖,并为信息提供了可靠的时间信息以备查用。 五、小结 本文分析了目前电子商务领域所使用的安全技术:防火墙技术,数据加密技术,数字签名技术,以及安全协议,指出了它们使用范围及其优缺点。但必须强调说明的是,电子商务的安全运行,仅从技术角度防范是远远不够的,还必须完善电子商务立法,以规范飞速发展的电子商务现实中存在的各类问题,从而引导和促进我国电子商务快速健康发展。 网络安全技术论文:网络安全技术概述论文 Internet是一种开放和标准的面向所有用户的技术,其资源通过网络共享,因此,资源共享和信息安全就成了一对矛盾。 网络安全技术概述 常永亮 (飞行试验研究院测试所陕西西安710089) 【摘要】Internet是一种开放和标准的面向所有用户的技术,其资源通过网络共享,因此,资源共享和信息安全就成了一对矛盾。 【关键词】网络攻击、安全预防、风险分析、网络安全 1.引言 随着网络的迅速发展,网络的安全性显得非常重要,这是因为怀有恶意的攻击者窃取、修改网络上传输的信息,通过网络非法进入远程主机,获取储存在主机上的机密信息,或占用网络资源,阻止其他用户使用等。然而,网络作为开放的信息系统必然存在众多潜在的安全隐患,因此,网络安全技术作为一个独特的领域越来越受到全球网络建设者的关注。 一般来说,计算机系统本身的脆弱性和通信设施的脆弱性再加上网际协议的漏洞共同构成了网络的潜在威胁。随着无线互联网越来越普及的应用,互联网的安全性又很难在无线网上实施,因此,特别在构建内部网时,若忽略了无线设备的安全性则是一种重大失误。 2.网络攻击及其防护技术 计算机网络安全是指计算机、网络系统的硬件、软件以及系统中的数据受到保护,不因偶然或恶意的原因遭到破坏、泄露,能确保网络连续可靠的运行。网络安全其实就是网络上的信息存储和传输安全。 网络的安全主要来自黑客和病毒攻击,各类攻击给网络造成的损失已越来越大了,有的损失对一些企业已是致命的,侥幸心里已经被提高防御取代,下面就攻击和防御作简要介绍。 2.1常见的攻击有以下几类: 2.1.1入侵系统攻击 此类攻击如果成功,将使你的系统上的资源被对方一览无遗,对方可以直接控制你的机器。 2.1.2缓冲区溢出攻击 程序员在编程时会用到一些不进行有效位检查的函数,可能导致黑客利用自编写程序来进一步打开安全豁口然后将该代码缀在缓冲区有效载荷末尾,这样当发生缓冲区溢出时,从而破坏程序的堆栈,使程序转而执行其它的指令,如果这些指令是放在有root权限的内存中,那么一旦这些指令得到了运行,黑客就以root权限控制了系统,这样系统的控制权就会被夺取,此类攻击在LINUX系统常发生。在Windows系统下用户权限本身设定不严谨,因此应比在LINUX系统下更易实现。 2.1.3欺骗类攻击 网络协议本身的一些缺陷可以被利用,使黑客可以对网络进行攻击,主要方式有:IP欺骗;ARP欺骗;DNS欺骗;Web欺骗;电子邮件欺骗;源路由欺骗;地址欺骗等。 2.1.4拒绝服务攻击 通过网络,也可使正在使用的计算机出现无响应、死机的现象,这就是拒绝服务攻击,简称DoS(DenialofService)。 分布式拒绝服务攻击采用了一种比较特别的体系结构,从许多分布的主机同时攻击一个目标,从而导致目标瘫痪,简称DDoS(DistributedDenialofService)。 2.1.5对防火墙的攻击 防火墙也是由软件和硬件组成的,在设计和实现上都不可避免地存在着缺陷,对防火墙的攻击方法也是多种多样的,如探测攻击技术、认证的攻击技术等。 2.1.6利用病毒攻击 病毒是黑客实施网络攻击的有效手段之一,它具有传染性、隐蔽性、寄生性、繁殖性、潜伏性、针对性、衍生性、不可预见性和破坏性等特性,而且在网络中其危害更加可怕,目前可通过网络进行传播的病毒已有数万种,可通过注入技术进行破坏和攻击。 2.1.7木马程序攻击 特洛伊木马是一种直接由一个黑客,或是通过一个不令人起疑的用户秘密安装到目标系统的程序。一旦安装成功并取得管理员权限,安装此程序的人就可以直接远程控制目标系统。 2.1.8网络侦听 网络侦听为主机工作模式,主机能接受到本网段在同一条物理通道上传输的所有信息。只要使用网络监听工具,就可以轻易地截取所在网段的所有用户口令和帐号等有用的信息资料。 等等。现在的网络攻击手段可以说日新月异,随着计算机网络的发展,其开放性、共享性、互连程度扩大,网络的重要性和对社会的影响也越来越大。计算机和网络安全技术正变得越来越先进,操作系统对本身漏洞的更新补救越来越及时。现在企业更加注意企业内部网的安全,个人越来越注意自己计算机的安全。可以说:只要有计算机和网络的地方肯定是把网络安全放到第一位。 网络有其脆弱性,并会受到一些威胁。因而建立一个系统时进行风险分析就显得尤为重要了。风险分析的目的是通过合理的步骤,以防止所有对网络安全构成威胁的事件发生。因此,严密的网络安全风险分析是可靠和有效的安全防护措施制定的必要前提。网络风险分析在系统可行性分析阶段就应进行了。因为在这阶段实现安全控制要远比在网络系统运行后采取同样的控制要节约的多。即使认为当前的网络系统分析建立的十分完善,在建立安全防护时,风险分析还是会发现一些潜在的安全问题,从整体性、协同性方面构建一个信息安全的网络环境。可以说网络的安全问题是组织管理和决策。 2.2防御措施主要有以下几种 2.2.1防火墙 防火墙是建立在被保护网络与不可信网络之间的一道安全屏障,用于保护企业内部网络和资源。它在内部和外部两个网络之间建立一个安全控制点,对进、出内部网络的服务和访问进行控制和审计。 2.2.2虚拟专用网 虚拟专用网(VPN)的实现技术和方式有很多,但是所有的VPN产品都应该保证通过公用网络平台传输数据的专用性和安全性。如在非面向连接的公用IP网络上建立一个隧道,利用加密技术对经过隧道传输的数据进行加密,以保证数据的私有性和安全性。此外,还需要防止非法用户对网络资源或私有信息的访问。 2.2.3虚拟局域网 选择虚拟局域网(VLAN)技术可从链路层实施网络安全。VLAN是指在交换局域网的基础上,采用网络管理软件构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络。一个VLAN组成一个逻辑子网,即一个逻辑广播域,它可以覆盖多个网络设备,允许处于不同地理位置的网络用户加入到一个逻辑子网中。该技术能有效地控制网络流量、防止广播风暴,还可利用MAC层的数据包过滤技术,对安全性要求高的VLAN端口实施MAC帧过滤。而且,即使黑客攻破某一虚拟子网,也无法得到整个网络的信息,但VLAN技术的局限在新的VLAN机制较好的解决了,这一新的VLAN就是专用虚拟局域网(PVLAN)技术。 2.2.4漏洞检测 漏洞检测就是对重要计算机系统或网络系统进行检查,发现其中存在的薄弱环节和所具有的攻击性特征。通常采用两种策略,即被动式策略和主动式策略。被动式策略基于主机检测,对系统中不合适的设置、口令以及其他同安全规则相背的对象进行检查;主动式策略基于网络检测,通过执行一些脚本文件对系统进行攻击,并记录它的反应,从而发现其中的漏洞。漏洞检测的结果实际上就是系统安全性的一个评估,它指出了哪些攻击是可能的,因此成为安全方案的一个重要组成部分。漏洞检测系统是防火墙的延伸,并能有效地结合其他网络安全产品的性能,保证计算机系统或网络系统的安全性和可靠性。 2.2.5入侵检测 入侵检测系统将网络上传输的数据实时捕获下来,检查是否有黑客入侵或可疑活动的发生,一旦发现有黑客入侵或可疑活动的发生,系统将做出实时报警响应。 2.2.6密码保护 加密措施是保护信息的最后防线,被公认为是保护信息传输唯一实用的方法。无论是对等还是不对等加密都是为了确保信息的真实和不被盗取应用,但随着计算机性能的飞速发展,破解部分公开算法的加密方法已变得越来越可能。因此,现在对加密算法的保密越来越重要,几个加密方法的协同应用会使信息保密性大大加强。 2.2.7安全策略 安全策略可以认为是一系列政策的集合,用来规范对组织资源的管理、保护以及分配,已达到最终安全的目的。安全策略的制定需要基于一些安全模型。 2.2.8网络管理员 网络管理员在防御网络攻击方面也是非常重要的,虽然在构建系统时一些防御措施已经通过各种测试,但上面无论哪一条防御措施都有其局限性,只有高素质的网络管理员和整个网络安全系统协同防御,才能起到最好的效果。 以上大概讲了几个网络安全的策略,网络安全基本要素是保密性、完整性和可用性服务,但网络的安全威胁与网络的安全防护措施是交互出现的。不适当的网络安全防护,不仅可能不能减少网络的安全风险,浪费大量的资金,而且可能招致更大的安全威胁。一个好的安全网络应该是由主机系统、应用和服务、路由、网络、网络管理及管理制度等诸多因数决定的,但所有的防御措施对信息安全管理者提出了挑战,他们必须分析采用哪种产品能够适应长期的网络安全策略的要求,而且必须清楚何种策略能够保证网络具有足够的健壮性、互操作性并且能够容易地对其升级。 随着信息系统工程开发量越来越大,致使系统漏洞也成正比的增加,受到攻击的次数也在增多。相对滞后的补救次数和成本也在增加,黑客与反黑客的斗争已经成为一场没有结果的斗争。 3.结论 网络安全的管理与分析现已被提到前所未有的高度,现在IPv6已开始应用,它设计的时候充分研究了以前IPv4的各种问题,在安全性上得到了大大的提高,但并不是不存在安全问题了。在WindowsVista的开发过程中,安全被提到了一个前所未有的重视高度,但微软相关负责人还是表示,"即使再安全的操作系统,安全问题也会一直存在"。 总之,网络安全是一个综合性的课题,涉及技术、管理、使用等许多方面,既包括信息系统本身的安全问题,也有物理的和逻辑的技术措施,一种技术只能解决一方面的问题,而不是万能的。因此只有完备的系统开发过程、严密的网络安全风险分析、严谨的系统测试、综合的防御技术实施、严格的保密政策、明晰的安全策略以及高素质的网络管理人才等各方面的综合应用才能完好、实时地保证信息的完整性和正确性,为网络提供强大的安全服务——这也是网络安全领域的迫切需要。 网络安全技术论文:网络安全技术探讨分析论文 摘要:随着计算机技术的发展,在计算机上处理业务已由基于单机的数学运算、文件处理,基于简单连结的内部网络的内部业务处理、办公自动化等发展到基于企业复杂的内部网、企业外部网、全球互联网的企业级计算机处理系统和世界范围内的信息共享和业务处理。在信息处理能力提高的同时,系统的连结能力也在不断的提高。但在连结信息能力、流通能力提高的同时,基于网络连接的安全问题也日益突出。不论是外部网还是内部网的网络都会受到安全的问题。 关键字:网络、防火墙(firewall)、黑客、Internet 网络安全技术的探讨 过去两个世纪来对工业技术的控制,代表了一个国家的军事实力和经济实力,今天,对信息技术的控制将是领导21世纪的关键。有人说,信息安全就像茫茫宇宙中闪烁的星星一样无序,看得见摸不着,具有混沌特征。 随着计算机技术的发展,在计算机上处理业务已由基于单机的数学运算、文件处理,基于简单连结的内部网络的内部业务处理、办公自动化等发展到基于企业复杂的内部网、企业外部网[W1]、全球互联网的企业级计算机处理系统和世界范围内的信息共享和业务处理。在信息处理能力提高的同时,系统的连结能力也在不断的提高。但在连结信息能力、流通能力提高的同时,基于网络连接的安全问题也日益突出。本文主要从以下几个方面进行探讨: 一、网络的开放性带来的安全问题 Internet的开放性以及其他方面因素导致了网络环境下的计算机系统存在很多安全问题。为了解决这些安全问题,各种安全机制、策略和工具被研究和应用。然而,即使在使用了现有的安全工具和机制的情况下,网络的安全仍然存在很大隐患,这些安全隐患主要可以归结为以下几点: (1)每一种安全机制都有一定的应用范围和应用环境。防火墙是一种有效的安全工具,它可以隐蔽内部网络结构,限制外部网络到内部网络的访问。但是对于内部网络之间的访问,防火墙往往是无能为力的。因此,对于内部网络到内部网络之间的入侵行为和内外勾结的入侵行为,防火墙是很难发觉和防范的。 (2)安全工具的使用受到人为因素的影响。一个安全工具能不能实现期望的效果,在很大程度上取决于使用者,包括系统管理者和普通用户,不正当的设置就会产生不安全因素。例如,NT在进行合理的设置后可以达到C2级的安全性,但很少有人能够对NT本身的安全策略进行合理的设置。虽然在这方面,可以通过静态扫描工具来检测系统是否进行了合理的设置,但是这些扫描工具基本上也只是基于一种缺省的系统安全策略进行比较,针对具体的应用环境和专门的应用需求就很难判断设置的正确性。 (3)系统的后门是传统安全工具难于考虑到的地方。防火墙很难考虑到这类安全问题,多数情况下,这类入侵行为可以堂而皇之经过防火墙而很难被察觉;比如说,众所周知的ASP源码问题,这个问题在IIS服务器4.0以前一直存在,它是IIS服务的设计者留下的一个后门,任何人都可以使用浏览器从网络上方便地调出ASP程序的源码,从而可以收集系统信息,进而对系统进行攻击。对于这类入侵行为,防火墙是无法发觉的,因为对于防火墙来说,该入侵行为的访问过程和正常的WEB访问是相似的,唯一区别是入侵访问在请求链接中多加了一个后缀。 (4)只要有程序,就可能存在BUG。甚至连安全工具本身也可能存在安全的漏洞。几乎每天都有新的BUG被发现和公布出来,程序设计者在修改已知的BUG的同时又可能使它产生了新的BUG。系统的BUG经常被黑客利用,而且这种攻击通常不会产生日志,几乎无据可查。比如说现在很多程序都存在内存溢出的BUG,现有的安全工具对于利用这些BUG的攻击几乎无法防范。 (5)黑客的攻击手段在不断地更新,几乎每天都有不同系统安全问题出现。然而安全工具的更新速度太慢,绝大多数情况需要人为的参与才能发现以前未知的安全问题,这就使得它们对新出现的安全问题总是反应太慢。当安全工具刚发现并努力更正某方面的安全问题时,其他的安全问题又出现了。因此,黑客总是可以使用先进的、安全工具不知道的手段进行攻击。 二、网络安全的防护力漏洞,导致黑客在网上任意畅行 根据WarroonResearch的调查,1997年世界排名前一千的公司几乎都曾被黑客闯入。 据美国FBI统计,美国每年因网络安全造成的损失高达75亿美元。 Ernst和Young报告,由于信息安全被窃或滥用,几乎80%的大型企业遭受损失 在最近一次黑客大规模的攻击行动中,雅虎网站的网络停止运行3小时,这令它损失了几百万美金的交易。而据统计在这整个行动中美国经济共损失了十多亿美金。由于业界人心惶惶,亚马逊()、AOL、雅虎(Yahoo!)、eBay的股价均告下挫,以科技股为主的那斯达克指数(Nasdaq)打破过去连续三天创下新高的升势,下挫了六十三点,杜琼斯工业平均指数周三收市时也跌了二百五十八点。看到这些令人震惊的事件,不禁让人们发出疑问:“网络还安全吗?” 据不完全统计目前,我国网站所受到黑客的攻击,还不能与美国的情况相提并论,因为我们在用户数、用户规模上还都处在很初级的阶段,但以下事实也不能不让我们深思: 1993年底,中科院高能所就发现有“黑客”侵入现象,某用户的权限被升级为超级权限。当系统管理员跟踪时,被其报复。1994年,美国一位14岁的小孩通过互联网闯入中科院网络中心和清华的主机,并向我方系统管理员提出警告。 1996年,高能所再次遭到“黑客”入侵,私自在高能所主机上建立了几十个帐户,经追踪发现是国内某拨号上网的用户。 同期,国内某ISP发现“黑客”侵入其主服务器并删改其帐号管理文件,造成数百人无法正常使用。 1997年,中科院网络中心的主页面被“黑客”用魔鬼图替换。 进入1998年,黑客入侵活动日益猖獗,国内各大网络几乎都不同程度地遭到黑客的攻击: 2月,广州视聆通被黑客多次入侵,造成4小时的系统失控; 4月,贵州信息港被黑客入侵,主页被一幅淫秽图片替换; 5月,大连ChinaNET节点被入侵,用户口令被盗; 6月,上海热线被侵入,多台服务器的管理员口令被盗,数百个用户和工作人员的账号和密码被窃取; 7月,江西169网被黑客攻击,造成该网3天内中断网络运行2次达30个小时,工程验收推迟20天;同期,上海某证券系统被黑客入侵; 8月,印尼事件激起中国黑客集体入侵印尼网点,造成印尼多个网站瘫痪,但与此同时,中国的部分站点遭到印尼黑客的报复;同期,西安某银行系统被黑客入侵后,提走80.6万元现金。 9月,扬州某银行被黑客攻击,利用虚存帐号提走26万元现金。 10月,福建省图书馆主页被黑客替换。 三、网络安全体系的探讨 现阶段为了保证网络工作顺通常用的方法如下: 1、网络病毒的防范。在网络环境下,病毒传播扩散快,仅用单机防病毒产品已经很难彻底清除网络病毒,必须有适合于局域网的全方位防病毒产品。校园网络是内部局域网,就需要一个基于服务器操作系统平台的防病毒软件和针对各种桌面操作系统的防病毒软件。如果与互联网相连,就需要网关的防病毒软件,加强上网计算机的安全。如果在网络内部使用电子邮件进行信息交换,还需要一套基于邮件服务器平台的邮件防病毒软件,识别出隐藏在电子邮件和附件中的病毒。所以最好使用全方位的防病毒产品,针对网络中所有可能的病毒攻击点设置对应的防病毒软件,通过全方位、多层次的防病毒系统的配置,通过定期或不定期的自动升级,使网络免受病毒的侵袭。 2、配置防火墙。利用防火墙,在网络通讯时执行一种访问控制尺度,允许防火墙同意访问的人与数据进入自己的内部网络,同时将不允许的用户与数据拒之门外,最大限度地阻止网络中的黑客来访问自己的网络,防止他们随意更改、移动甚至删除网络上的重要信息。防火墙是一种行之有效且应用广泛的网络安全机制,防止Internet上的不安全因素蔓延到局域网内部,所以,防火墙是网络安全的重要一环。 3、采用入侵检测系统。入侵检测技术是为保证计算机系统的安全而设计与配置的一种能够及时发现并报告系统中未授权或异常现象的技术,是一种用于检测计算机网络中违反安全策略行为的技术。在入侵检测系统中利用审计记录,入侵检测系统能够识别出任何不希望有的活动,从而达到限制这些活动,以保护系统的安全。在校园网络中采用入侵检测技术,最好采用混合入侵检测,在网络中同时采用基于网络和基于主机的入侵检测系统,则会构架成一套完整立体的主动防御体系。 4、Web,Email,BBS的安全监测系统。在网络的www服务器、Email服务器等中使用网络安全监测系统,实时跟踪、监视网络,截获Internet网上传输的内容,并将其还原成完整的www、Email、FTP、Telnet应用的内容,建立保存相应记录的数据库。及时发现在网络上传输的非法内容,及时向上级安全网管中心报告,采取措施。 5、漏洞扫描系统。解决网络层安全问题,首先要清楚网络中存在哪些安全隐患、脆弱点。面对大型网络的复杂性和不断变化的情况,仅仅依靠网络管理员的技术和经验寻找安全漏洞、做出风险评估,显然是不现实的。解决的方案是,寻找一种能查找网络安全漏洞、评估并提出修改建议的网络安全扫描工具,利用优化系统配置和打补丁等各种方式最大可能地弥补最新的安全漏洞和消除安全隐患。在要求安全程度不高的情况下,可以利用各种黑客工具,对网络模拟攻击从而暴露出网络的漏洞。 6、IP盗用问题的解决。在路由器上捆绑IP和MAC地址。当某个IP通过路由器访问Internet时,路由器要检查发出这个IP广播包的工作站的MAC是否与路由器上的MAC地址表相符,如果相符就放行。否则不允许通过路由器,同时给发出这个IP广播包的工作站返回一个警告信息。 7、利用网络监听维护子网系统安全。对于网络外部的入侵可以通过安装防火墙来解决,但是对于网络内部的侵袭则无能为力。在这种情况下,我们可以采用对各个子网做一个具有一定功能的审计文件,为管理人员分析自己的网络运作状态提供依据。设计一个子网专用的监听程序。该软件的主要功能为长期监听子网络内计算机间相互联系的情况,为系统中各个服务器的审计文件提供备份。 总之,网络安全是一个系统的工程,不能仅仅依靠防火墙等单个的系统,而需要仔细考虑系统的安全需求,并将各种安全技术,如密码技术等结合在一起,才能生成一个高效、通用、安全的网络系统。 网络安全技术论文:图书馆计算机网络安全技术论文 1数据和信息的保护技术 1.1数据加密 在数字图书馆的数据和资源保护措施当中,将数字图书馆的所有数据和资源进行加密是最基础、最有效的保护方法。采用安全技术的加密算法,把数据中的资源转换成密文的形式传输,这样在数据的传输过程中就不能够截取和破译传输的信息内容,提高图书馆信息资源传输的安全性能,保证用户和数据的隐私[1]。数字图书馆在进行数据资源所运用的加密算法有相应密钥加密算法与显示的密钥加密算法两种,前者中的“相应”主要是指信息的密码和解密相同。 1.2信息伪装技术 国际数字图书馆数据安全技术专家探究出给数据附上伪装技术,用来攻击不法分子破坏、窃取文件的行为以保护文件的安全[2]。主要将原有的数据和信息进行隐藏,从而达到安全保护的作用。信息伪装技术适用于计算机网络数据的安全保护。 1.3防火墙 防火墙是常用的网络安全防护的技术,可以保护计算机的网络安全。其主要功能是对非法入侵网络的防御,并且可以将被保护的网络遭受到非法攻击和非法入侵进行及时的阻拦,并且对网络的数据流进行快速的控制和相应的改动,监视和控制网络的内部和外部,对网络进行有效的保护。但是防火墙仍存在一定的局限性,外部网络的非法入侵可以被抵御,对内部网络无作用。所以数字图书馆的内网需要加强控制和科学的管理,才能保证其安全。防火墙并不是万能的,随着信息技术的发展,黑客的技术越来越先进,一些普通的防火墙已经无法抵御外来的入侵,所以必须对防火墙进行及时的更新和升级,以保证防火墙能发挥作用。 1.4资源备份和恢复 在数字图书馆的资源共享平台中构建对应的存储局域网,能够进行一体的信息数据备份和恢复,借用镜像与RAD科技确保数据安全[3]。数字图书馆内的资料按类别进行相应的备份。并且定时的对资料的备份进行传输,及时进行资料备份,当需要拷贝时,可以进行同步或非同步的拷贝工作。对于安全装置当中的密匙也要进行相应的备份保存好,以防止密匙的丢失使网络得不到正常的运行。 1.5身份验证 客户可以进行注册而活获得相应访问授权,计算机可以通过对客户身份资料而进行验证,从而防止黑客的利用虚假信息非法访问网络。主要有两种方法,一种设置相应的口令,容易记住,但是安全系数不高;另一种是物理验证技术,主要是通过相应的智能卡或指纹的验证方法等。一些数字图书的系统较为陈旧,很容易被黑客通过非法的手段入侵数字图书馆的计算机网络当中。黑客通过非法入侵而得到系统相应的访问、存储和修改的权限,从而对数字图书馆的数据信息进行破坏。因此,要及时对数字图书馆的系统进行维护,升级系统,并且查找系统中存在的漏洞,及时查缺补漏,提高系统的安全系数。安全监控主要是分析和处理影响网络正常运行的相关数据和记录,从而及时对内外网的不合法行为进行技术的监控和处理。其主要方式是通过不断的数据查询和监控。 2图书馆计算机网络的现实环境防护 2.1机房场地的选择 现如今,图书馆的正常的运作,离不开其计算机网络的正常运转。因此对机房的管理必须十分的严格,未经允许的非工作人员不能擅入机房。图书馆的计算机网络机房里均是重要的电子器材,要重视防潮,所以对机房的选择十分的讲究。在机房的选择上,不要选择在楼房的底层和顶层。机房要单独设计在楼层的一边,不仅有利于对机房的使用和保护,而且能在发生紧急情况的时候快速的撤离。 2.2机房内的环境要求 机房内必须时刻保持适宜的温度和湿度以及清洁,所以必须在机房内安装合适的空调,保证机房各种电子器材能够正常的运转。机房湿度要保持在45℃—55℃,温度要保持在20℃—22℃。温度与湿度都要通过空调进行调节,除此之外,还要运用相应的措施进行防尘的工作。机房的地板要铺上防静电的材料,目的是为了避免机房内发生静电,从而影响机房的正常运行。要时刻保持机房内的清洁,禁止在机房内进食并且大声喧哗。机房的正常运行离不开电源,因此,要重视电源以及接地电源。在机房里,计算机应连接在有保护功能的不断电的UPS上,防止突然断电和电压的突变影响计算机的正常运行。接地电源时的所有电位必须以大地作为参考,接地为零电位,保证计算机电路的稳定,从而保证整个机房的设备和数据以及工作人员的安全。机房是图书馆正常运行的重要必备前提,所以要重视机房的防火防盗工作。对机房的门窗都要使用防盗的材料,并且在机房的内外四周都要安装监控摄像头。在机房内,要准备专门的灭火器,并且安装火灾报警装置,同时还要做好相应的隔离措施。在机房内活动时,要时刻遵循机房的安全规章制度,例如机房内禁止吸烟,禁止出现明火等。并且要对机房进行定期的安全检查工作,排除潜在的安全隐患。图书馆要对机房的工作人员进行机房防火防盗的培训,以保证工作人员在机房内工作时能够严于律己。机房的正常运行需要计算机的硬件和软件的支持,所以必须对计算机的硬件和软件采取相应的安全措施加以保护。在对硬件的保护上,可以增加相应的硬件设备保证其保密与安全,主要是对虚拟内存通道的控制以及保护储存器。对软件的防护主要是保护软件的操作系统的安全,提高软件的操作系统的安全系数。在安全保护而言,软件相对与硬件而言,更为灵活,也更容易操作,可以进行多重保护。对软件进行保护,主要是针对系统的内核进行安全保护,以及进行相应的隔离,安全各种安防设备进行拉网式的保护。 3加强管理和培训 数字图书馆的网络安全实质上是安全理论和安全实践的平衡点。从宏观上来看,网络安全除了是网络技术上的问题,更多的是思想的问题,以及管理的问题。所以要对图书馆的工作人员进行充分的网络安全教育,让他们真正的认识到网络安全的重要性,并且具备相应的网络安全的知识,提高自身的保密意识和责任心。相应的网络安全制度要根据图书馆的发展而进行相应的调整和更新,使制度符合信息技术发展的要求。具体问题具体分析,根据数字图书馆存在的具体情况进行安全方案的研究,并根据所面临的危险变化进行调整,使方案符合图书馆的发展要求。 4结束语 数字图书馆的计算机网络安全防护的策略多种多样,要具体问题具体分析,运用相应的技术,才能最大限度的提高数字图书馆的安全系数。数字图书馆的计算机网络安全是一项长期的工作,必须进行不间断的安全防护,才能真正的保证其网络安全。所以,数字图书馆的相关工作人员必须要对数字图书馆的系统进行的维护,并且查缺补漏,运用先进的网络安全技术,根据需要添加相应的网络安全产品。及时发现网络安全存在的隐患,并采取相应的措施,力争将各种危险的萌芽扼杀于摇篮之中。才能保证数字图书馆的网络安全,进而保证其正常的运行。 作者:王黎 单位:山东艺术学院图书馆技术部 网络安全技术论文:电力系统网络安全技术论文 1电力信息系统网络信息安全的体系结构 我国电力系统中通常采用专用网络和公共网络二者相互结合的网络结构。电力系统的专业网络包含SPDnet(调度信息网)和SPne(t电力信息网)二部分。在信息网络安全的前提下,与Internet网络连接。我国电力系统网络安全划分为三层四区。三层:第一层自动化系统,第二场为生产管理系统,第三层为电力信息系统管理系统及办公自动化系统。这三层对应着电力网络安全系统的四个安全工作区。四个安全区:第一个安全区是由SPDnet支撑的自动化系统,该区主要是能进行实时监控功能的系统;第二安全区是由SPDnet支撑的生产管理系统,该去主要为不具有控制功能的生产业务和批发交易区系统;第三个安全区为SPnet支撑的进行生产管理系统,该区主要为调度生产管理的系统;第四个安全区是由SPnet支撑的电力信息管理系统,包含MIS和OAS系统。 2安全隔离技术 电力系统的网络系统是个内部网络。内部网络被动防护角度的主要安全防护技术是防火墙,主动防护角度的安全防护技术主要是安全隔离技术。安全隔离技术又被分为物理隔离技术、防火墙技术及协议隔离技术三种技术手段。物理隔离技术是指从物理上将内部网与外部网分离,防止二者连接。物理隔离能够有效的防止黑客、病毒入侵网络系统中。电力网络系统的四个安全区主要采用物理隔离技术保障其安全。防火墙隔离技术是保护网络和外部网络之间的一道屏障,能够一定程度上的阻挡黑客及病毒的侵入。防火墙就像计算机网络外的一个屏障,起到隔离防火墙内外连接计算机系统的功能。当外界对网络进行攻击时能对管理员提出警报,并且保留着攻击者的信息。协议隔离技术是处于内外网连接端点处,通过隔离器隔离内外网的技术。当有数据交换时,内外网就可以通过协议隔离器进行连通。 3电力信息网络的安全对策 3.1网络分段 对网络进行分段是控制网络问题扩散的一种方式,能有效的保障网络的安全。能够对非法用户与敏感的网络资源相互隔离,从而防止可能的非法的侵入电力信息网络系统。 3.2数据加密与用户授权访问控制技术 数据加密与用户授权访问控制技术比较灵活,更加适用于网路系统当中。数据加密主要用于对动态信息的保护。数据加密实质上是对以符号位基础的数据进行移位和置换的变换算法。保证只有授权用户通过密钥才能进入电力网络信息系统。 3.3漏洞扫描技术 漏洞扫描是对计算机进行全面的扫描,寻找出可能影响计算机网络安全的漏洞。漏洞扫描技术对于保护电脑和网络安全必不可少,而且需要定时进行扫描。有的漏洞系统自身就可以修复,而有些则需要手动修复。 3.4以交换式集线器 采用共享式集成器对网络进行网络分段后,仍就存在安全隐患。这是因为在进行信息数据通信时,很容易被通一集线器上的其他用户倾听,造成数据的安全隐患。采用交换式集线器能有效的避免这一现象,保障网络信息的安全。 3.5安全管理队伍的建设 在计算机网络系统中,由于网路系统在不时的更新,绝对的安全是不存在的,因此制定健全的安全管理体制是计算机网络安全的重要保证。大力加强安全技术建设,强化使用人员和管理人员的安全防范意识。为了更好地对电力信息网络系统进行安全管理,应该电力网络系统中的IP地址资源统一管理,统一分配。 网络安全技术论文:无线传感器网络安全技术论文 1通信中存在不可靠性 在通信中没有稳定通道,且在路由方面会出现极高延迟,无法保证网络通信中的安全问题,例如一些重要信息可能会被拦截并对其泄露,因此网络通信的安全性不够强,则不能够有效的保证信息安全的传输。 2对无线传感器的安全技术造成破坏的因素 2.1破撞攻击。在发包作用处于正常的节点中时,破坏方则会附带的将另一个数据包进行发送,使得破坏的数据由于出现数据的叠加无法有效的被分离开,从而严重的阻碍了正常情况下的网络通信,并且破坏了网络通信的安全性,即为碰撞攻击。建立监听系统则是最好的防卸方法,它是利用纠错系统来查找数据包的叠加状况,并及时的对其进行清除,从而确保数据安全的传输。 2.2拥塞攻击。拥塞攻击指就是破换方对网络通信的频率进行深入的了解之后,通过通信频率附近的区域的得知,来发射相应的无线电波,从而进行一步对干扰予以加大。对于这种状况,则需要采用科学合理的预防方式,来将网络节点装换成另一个频率,才能进行正常的通信。 3加强无线传感器网络安全技术的相关措施分析 3.1密钥管理技术。通常在密钥的管理中,密钥从生成到完毕的这一过程所存在的不同问题在整个加密系统中是极其薄弱的一个环节,信息的泄漏问题尤为频繁。目前我国对密钥管理技术上最根本的管理是对称密钥机制的管理,其中包括非预共享的密钥模式、预共享密钥模式、概率性分配模式以及确定性分配模式。确定性分配模式为一个共享的密码钥匙,处于两个需要进行交换的数据节点间,且为一种非常确定的方式。而概率性分配则是将密码钥匙的共享得以实现,则要根据能够进行计算的合理概率,从而使得分配模式予以提出。 3.2安全路由技术。路由技术的实施就是想节省无线传感器网络中的节点所拥有能量,并最大程度体现无线传感器网络系统。但由于传播的范围较大,因此在传输网络数据信息时常常不同程度的遭受攻击,例如DD路由中最根本的协议,一些恶意的消息通过泛洪攻击方式进行拦截及获取,并利用网络将类似虚拟IP地址、hello时间以及保持时间这样的HSRP信息的HSRP协议数据单元进行寄发的方式,来对正常情况下的传输实行阻碍,使得网络无法进行正常且顺利的通信流程。但通过HSRP协议和TESLA协议进行有效结合所形成的SPINS协议,则可以有效的缓解且减少信息泄露的情况的出现,同时进一步加强了对攻击进行预防的能力,从而保证无线传感器网络整体的系统具有安全性。 3.3安全数据相融合。无线传感器网络就是通过丰富且复杂的数据所形成的一种网络,其中的相关数据会利用融合以及剔除,来对数据信息进行传送,因此在此过程中,必须谨慎仔细的对数据融合的安全性问题予以重视。同时数据融合节点的过程中,必须将数据具体的融合通过安全节点进行开展,并且在融合之后,将一些有效的数据通过供基站予以传送,才能进一步对监测的评价进行开展,从而保证融合的结果具有真实性以及安全性。 3.4密码技术。针对无线传感器网络中的一些极其不安全的特性,可通过密码设置、科学化的密码技术,从而进一步保证网络通信能够安全的进行。同时通过加大密码中相关代码以及数据的长度,来大大降低信息泄露的情况,从而可以有效的保证通信数据的安全性。由于出现的密钥算法无法达到对称性,其中所具备的保护因素较大,并且拥有简单方便的密码设置,从而广泛、普遍的被人们运用到日常生活中。而在应用不同的通信设备时,则需要将相应的密码技术进行使用。 4结束语 无线传感器网络技术的先进以及便捷的特征,让其迅速的传播以及广泛的被人们运用,但其中所存在的一些安全性问题必须引起重视。对无线传感器网络造成影响的因素,需利用相关的技术及措施来保证网络的安全,例如安全数据融合、密码技术、密钥技术以及安全路由技术等,从而提升网络系统的安全性。 作者:屠文 单位:文山学院 网络安全技术论文:电网调度信息网络安全技术论文 1缺乏完善的运行管理制度 电力企业电网系统管理过程中,过于注重电网应用管理,忽视了电网运行管理,尤其是电网运行管理中的系统和网络安全,缺乏完善的运行管理制度,工作人员工作中缺乏指导,无法发现管理中存在的问题,管理工作不规范,电网管理人员随意更改网络和系统,网络和系统安全存在非常大的安全隐患,无法对电网调度自主化信息网络安全提供保障。 2电网调度自主化网络安全技术 安全技术在电力企业网络和系统管理中的应用,有效提高了管理质量,为电网调度自主化网络系统提供了充分的保障,促进了电力系统的安全运行,有效提高了电力企业的经济效益和社会效益,促进电力企业进一步发展。 2.1提高网络管理人员的综合素质 网络管理人员是电网调度自主化信息网络管理的优秀,网络管理人员的专业水平和综合素质直接关系网络管理质量,因此,电力企业必须加强对网络管理人员的管理,提高他们的综合素质和专业水平,避免出现泄密和误用等风险性极大的事件,提高网络和系统管理质量,为电网调度自主化信息网络安全运行提供保障。 2.2完善运行管理制度 运行管理是电网管理工作的重心,电网安全运行才能实现电网系统的重要作用,所以电力企业必须完善运行管理制度,在相关制度规范下,指导网络管理人员的工作,使网络管理人员能够及时发现管理中存在的问题,及时解决问题,保证系统和网络安全运行,运行管理中要将系统和网络安全管理放在突出位置,为电网调度自主化信息网络安全运行提供保障。 2.3加强安全管理 安全管理的内容比较多,不仅要加强系统安全管理,还要加强信息资源管理,为了防止信息资源管理,应该根据不同的业务系统,对专用网络采取安全技术,例如,访问控制技术、加密技术以及身份验证技术等,每一个网络管理人员进行网络和系统管理的时候,要通过相关验证,对于外部访问用户,要严格控制系统安全性,限制外部访问用户使用系统信息,从而为系统安全提供保障,为了防止数据信息泄露,应该使用备份和恢复技术。除此之外,要加强信息使用者的理解,科学、合理地利用电网调度自主化信息网络,保证网络运行安全。 2.4加强设备安全管理 电力企业设立专门网络管理职位,明确管理责任,对网络管理人员进行严格的管理,避免网络管理人员在电网调度自主化信息网络中查阅其他无关信息,定期对设备进行维护,避免设备瘫痪造成网络和系统管理出现问题,完善监测技术,对网络和系统管理试行实时监测,及时发现管理中存在的问题,及时解决问题,从而保证电网调度自主化信息网络安全运行。 2.5实现信息单向传输 系统交互运行存在很多安全隐患,为了保证网络和系统安全,电网调度自主化信息网络系统运行过程中,应该实现信息单向传输,实现调度控制系统、调度生产系统、调度管理系统以及办公自动化系统之间的有效隔离,提高系统运行的独立性,避免系统运行过程中出现全面瘫痪的现象,提高网络和系统的安全性,为电网调度自主化信息网络安全运行提供保障。 3结束语 综上所述,在电网调度自主化信息网络管理中采用安全技术具有非常重要的作用,可以有效提高系统和网络的安全性,及时解决电网运行中存在的问题,促使电网安全运行,充分发挥电网调度自主化信息网络管理在电网运行中的重要作用,电网安全运行为社会发展提供充足的动力,保证社会生产生活,加强网络和系统管理,提高管理质量,可以有效提高电力企业的经济效益和社会效益,提升电力企业的优秀竞争力,促进电力企业发展。 作者:雷利琴 单位:国网四川丹棱县供电有限责任公司 网络安全技术论文:安全技术作用下的网络安全论文 1网络上常见的不安全因素 1.1计算机病毒 计算机病毒,是指应用制定好的程序输入计算机中,对计算机的程序进行破坏,从而影响计算机的正常使用。与黑客相比较,计算机病毒的特性,更让人们烦恼。其本身不但具有破坏性,更具有传染性,就像普通的生物病毒一样,计算机病毒一旦被复制或者产生变种,其传染速度是难以想象的,一旦有一台计算机感染和其接触的各种移动设备也都将成为病毒网络安全威胁若干因素和安全技术研究文/张欣21世纪,是信息化的时代,是计算机网络应用加速发展的时代,在计算机网络走进千家万户的同时,随之而来的是网络安全问题。为了保证广大的网民可以有个安全良好的网络环境,专业人士应针对不同网络的安全问题给出相应的解决方案。使得大家都有安全可靠的网络环境。摘要的携带者,将病毒继续传播。除了传染性之外,计算机病毒的潜伏性也和生物病毒相似,其发作的时间是可以提前预定好的,就像生物病毒的潜伏期一样,在发病之前是不易被人们察觉的,具有极好的隐蔽性,但一旦病发,就是极其可怕的,将影响网络的正常应用。 1.2计算机软件漏洞 在长久的软件应用过程中,发现了许多漏洞,使得软件在使用过程中的安全性降低。这些缺陷是在软件开发编程时经过无数次的修改测试,仍然无法解决的问题。软件带着这些无法解决的遗留问题流入市场,被大家广泛应用,在享受这些软件带给大家生活乐趣的同时,有一些黑客会怀着恶意破坏的心里,利用这些漏洞,对网络进行破坏。有的也可能因为软件本身的漏洞太大,而直接自身成为计算机的一种安全威胁。 1.3计算机的配置不当 在普遍利用网络工作和生活的今天,有很多人,因为对于网络的认识只是表面的皮层认知,致使在使用过程中,给计算机配置不当的网络安全设置,例如有的防火墙就是不能很好的起到防护的作用是形同虚设的,这样就会在无意识中加大计算机的危险性,可能会引起不必要的安全性问题。 1.4使用者的安全意识薄弱 网络安全问题除了上述一些客观因素和主管专业性不强之外,还有一个很重要的因素是使用者没有相应的网络安全意识,不懂得网络和实际的生活一样,同样是需要大家提高警惕,在网络上与他人分享私人的信息,还有应用软件时输入一些信息口令,在大家无意识的做这些事情的同时,可能一些非法人事已经盗取了我们的信息,致使我们不必要的财产损失。 2网络的安全技术 既然网络上有诸多的安全问题,相对应的就会有解决的办法,下面就一一谈谈上述问题的安全技术解决方案。 2.1入侵技术检测 入侵检测是指,通过对行为、安全日志或审计数据或其它网络上可以获得的信息进行操作,检测到对系统的闯入或闯入的企图。是为保证计算机系统的安全而设计与配置的一种能够及时发现并报告系统中未授权或异常现象的技术,是一种用于检测计算机网络中违反安全策略行为的技术。就像一个监控器一样对不安全因素有实时监控的作用,可以快速及时的预防不安全因素对网络产生的破坏。 2.2杀毒软件应用 既然计算机病毒的出现,就有杀毒软件的应运而生。杀毒软件在大多数网络用户的计算机上都属于常用软件,人们使用起来都是比较方便快捷操作简单的,但正因如此,其杀毒的功能有限,只能针对于一些小型用户的普通病毒进行查杀,并不能很好的解决网络安全的问题,尤其是在电子商务飞速发展的今天,杀毒软件并不能很好的对网络起到保护性的作用。这就要求软件开发者不断的技术革新,研发出更适合现代网络的杀毒软件。 2.3防火墙安全技术 防火墙技术,最初是针对网络不安全因素采取的一种保护措施。顾名思义,防火墙就是用来阻挡外部不安全因素影响的内部网络屏障,其目的就是防止外部网络用户未经授权的访问。对于个人来说使用软件防火墙,就可以很有效的解决平时遇到的网络安全相关问题。防火墙可以对黑客起到很好的防护作用,但也并不是完全的抵御,要想实现真正的良好的环境,还应有其他的防护措施来保护网络的安全。 2.4数据加密安全技术 数据加密技术是指通过特定的网络密钥才能解开计算机,从而获得计算机的数据。通俗意义上说,就是给我们比较重要的数据加个私人密码,让外人在非指定的机器,没有密码的前提下无法获得我们的信息,从而对我们的数据起到一个保护的作用。而高级的密码也可以抵御黑客和病毒的入侵,使得我们的计算机网络处于一个相对安全的环境下,保证我们的良好网络环境。 3总结 在网络飞速发展的当代社会,我们除了要享受网络带来的方便快捷的生活的同时,也要对网络上常见的安全问题有所认识,可以很好的解决这些问题,给自己营造一个安全的网络应用环境。 作者:张欣单位:国家新闻出版广电总局监管中心573台 网络安全技术论文:探求网络安全技术论文 摘要:本文针对网络安全的三种技术方式进行说明,比较各种方式的特色以及可能带来的安全风险或效能损失,并就信息交换加密技术的分类作以分析,针对PKI技术这一信息安全优秀技术,论述了其安全体系的构成。 关键词:网络安全防火墙加密技术PKI技术 随着计算机网络技术的飞速发展,尤其是互联网的应用变得越来越广泛,在带来了前所未有的海量信息的同时,网络的开放性和自由性也产生了私有信息和数据被破坏或侵犯的可能性,网络信息的安全性变得日益重要起来,已被信息社会的各个领域所重视。 计算机网络安全从技术上来说,主要由防病毒、防火墙等多个安全组件组成,一个单独的组件无法确保网络信息的安全性。目前广泛运用和比较成熟的网络安全技术主要有:防火墙技术、数据加密技术、PKI技术等,以下就此几项技术分别进行分析。 一、防火墙技术 防火墙是指一个由软件或和硬件设备组合而成,处于企业或网络群体计算机与外界通道之间,限制外界用户对内部网络访问及管理内部用户访问外界网络的权限。防火墙是网络安全的屏障,配置防火墙是实现网络安全最基本、最经济、最有效的安全措施之一。当一个网络接上Internet之后,系统的安全除了考虑计算机病毒、系统的健壮性之外,更主要的是防止非法用户的入侵,而目前防止的措施主要是靠防火墙技术完成。防火墙能极大地提高一个内部网络的安全性,并通过过滤不安全的服务而降低风险。通过以防火墙为中心的安全方案配置,能将所有安全软件配置在防火墙上。其次对网络存取和访问进行监控审计。如果所有的访问都经过防火墙,那么,防火墙就能记录下这些访问并做出日志记录,同时也能提供网络使用情况的统计数据。当发生可疑动作时,防火墙能进行适当的报警,并提供网络是否受到监测和攻击的详细信息。再次防止内部信息的外泄。利用防火墙对内部网络的划分,可实现内部网重点网段的隔离,从而降低了局部重点或敏感网络安全问题对全局网络造成的影响。 二、数据加密技术 与防火墙相比,数据加密技术比较灵活,更加适用于开放的网络。数据加密主要用于对动态信息的保护,对动态数据的攻击分为主动攻击和被动攻击。对于主动攻击,虽无法避免,但却可以有效地检测;而对于被动攻击,虽无法检测,但却可以避免,实现这一切的基础就是数据加密。数据加密技术分为两类:即对称加密和非对称加密。 1.对称加密技术 对称加密是常规的以口令为基础的技术,加密密钥与解密密钥是相同的,或者可以由其中一个推知另一个,这种加密方法可简化加密处理过程,信息交换双方都不必彼此研究和交换专用的加密算法。如果在交换阶段私有密钥未曾泄露,那么机密性和报文完整性就可以得以保证。目前,广为采用的一种对称加密方式是数据加密标准DES,DES的成功应用是在银行业中的电子资金转账(EFT)领域中。 2.非对称加密/公开密钥加密 在非对称加密体系中,密钥被分解为一对(即公开密钥和私有密钥)。这对密钥中任何一把都可以作为公开密钥通过非保密方式向他人公开,而另一把作为私有密钥加以保存。公开密钥用于加密,私有密钥用于解密,私有密钥只能有生成密钥的交换方掌握,公开密钥可广泛公布,但它只对应于生成密钥的交换方。非对称加密方式可以使通信双方无须事先交换密钥就可以建立安全通信,广泛应用于身份认证、数字签名等信息交换领域。 三、PKI技术 PKI(PublieKeyInfrastucture)技术就是利用公钥理论和技术建立的提供安全服务的基础设施。PKI技术是信息安全技术的优秀,也是电子商务的关键和基础技术。由于通过网络进行的电子商务、电子政务、电子事务等活动缺少物理接触,因此使得用电子方式验证信任关系变得至关重要。而PKI技术恰好是一种适合电子商务、电子政务、电子事务的密码技术,他能够有效地解决电子商务应用中的机密性、真实性、完整性、不可否认性和存取控制等安全问题。一个实用的PKI体系应该是安全的易用的、灵活的和经济的。它必须充分考虑互操作性和可扩展性。 1.认证机构 CA(CertificationAuthorty)就是这样一个确保信任度的权威实体,它的主要职责是颁发证书、验证用户身份的真实性。由CA签发的网络用户电子身份证明—证书,任何相信该CA的人,按照第三方信任原则,也都应当相信持有证明的该用户。CA也要采取一系列相应的措施来防止电子证书被伪造或篡改。 2.注册机构 RA(RegistrationAuthorty)是用户和CA的接口,它所获得的用户标识的准确性是CA颁发证书的基础。RA不仅要支持面对面的登记,也必须支持远程登记。要确保整个PKI系统的安全、灵活,就必须设计和实现网络化、安全的且易于操作的RA系统。 3.密钥备份和恢复 为了保证数据的安全性,应定期更新密钥和恢复意外损坏的密钥是非常重要的,设计和实现健全的密钥管理方案,保证安全的密钥备份、更新、恢复,也是关系到整个PKI系统强健性、安全性、可用性的重要因素。 4.证书管理与撤消系统 证书是用来绑定证书持有者身份和其相应公钥的。通常,这种绑定在已颁发证书的整个生命周期里是有效的。但是,有时也会出现一个已颁发证书不再有效的情况,这就需要进行证书撤消。证书撤消的理由是各种各样的,可能包括工作变动到对密钥怀疑等一系列原因。证书撤消系统的实现是利用周期性的机制撤消证书或采用在线查询机制,随时查询被撤消的证书。 四、结束语 网络安全是一个综合性的课题,涉及技术、管理、使用等许多方面,既包括信息系统本身的安全问题,也有物理的和逻辑的技术措施,一种技术只能解决一方面的问题,而不是万能的。因此只有严格的保密政策、明晰的安全策略才能完好、实时地保证信息的完整性和确证性,为网络提供强大的安全服务。 网络安全技术论文:计算机网络安全技术浅议论文 摘要:本文针对网络安全的三种技术方式进行说明,比较各种方式的特色以及可能带来的安全风险或效能损失,并就信息交换加密技术的分类作以分析,针对PKI技术这一信息安全优秀技术,论述了其安全体系的构成。 关键词:网络安全防火墙加密技术PKI技术 随着计算机网络技术的飞速发展,尤其是互联网的应用变得越来越广泛,在带来了前所未有的海量信息的同时,网络的开放性和自由性也产生了私有信息和数据被破坏或侵犯的可能性,网络信息的安全性变得日益重要起来,已被信息社会的各个领域所重视。 计算机网络安全从技术上来说,主要由防病毒、防火墙等多个安全组件组成,一个单独的组件无法确保网络信息的安全性。目前广泛运用和比较成熟的网络安全技术主要有:防火墙技术、数据加密技术、PKI技术等,以下就此几项技术分别进行分析。 一、防火墙技术 防火墙是指一个由软件或和硬件设备组合而成,处于企业或网络群体计算机与外界通道之间,限制外界用户对内部网络访问及管理内部用户访问外界网络的权限。防火墙是网络安全的屏障,配置防火墙是实现网络安全最基本、最经济、最有效的安全措施之一。当一个网络接上Internet之后,系统的安全除了考虑计算机病毒、系统的健壮性之外,更主要的是防止非法用户的入侵,而目前防止的措施主要是靠防火墙技术完成。防火墙能极大地提高一个内部网络的安全性,并通过过滤不安全的服务而降低风险。通过以防火墙为中心的安全方案配置,能将所有安全软件配置在防火墙上。其次对网络存取和访问进行监控审计。如果所有的访问都经过防火墙,那么,防火墙就能记录下这些访问并做出日志记录,同时也能提供网络使用情况的统计数据。当发生可疑动作时,防火墙能进行适当的报警,并提供网络是否受到监测和攻击的详细信息。再次防止内部信息的外泄。利用防火墙对内部网络的划分,可实现内部网重点网段的隔离,从而降低了局部重点或敏感网络安全问题对全局网络造成的影响。 二、数据加密技术 与防火墙相比,数据加密技术比较灵活,更加适用于开放的网络。数据加密主要用于对动态信息的保护,对动态数据的攻击分为主动攻击和被动攻击。对于主动攻击,虽无法避免,但却可以有效地检测;而对于被动攻击,虽无法检测,但却可以避免,实现这一切的基础就是数据加密。数据加密技术分为两类:即对称加密和非对称加密。 1.对称加密技术 对称加密是常规的以口令为基础的技术,加密密钥与解密密钥是相同的,或者可以由其中一个推知另一个,这种加密方法可简化加密处理过程,信息交换双方都不必彼此研究和交换专用的加密算法。如果在交换阶段私有密钥未曾泄露,那么机密性和报文完整性就可以得以保证。目前,广为采用的一种对称加密方式是数据加密标准DES,DES的成功应用是在银行业中的电子资金转账(EFT)领域中。 2.非对称加密/公开密钥加密 在非对称加密体系中,密钥被分解为一对(即公开密钥和私有密钥)。这对密钥中任何一把都可以作为公开密钥通过非保密方式向他人公开,而另一把作为私有密钥加以保存。公开密钥用于加密,私有密钥用于解密,私有密钥只能有生成密钥的交换方掌握,公开密钥可广泛公布,但它只对应于生成密钥的交换方。非对称加密方式可以使通信双方无须事先交换密钥就可以建立安全通信,广泛应用于身份认证、数字签名等信息交换领域。 三、PKI技术 PKI(PublieKeyInfrastucture)技术就是利用公钥理论和技术建立的提供安全服务的基础设施。PKI技术是信息安全技术的优秀,也是电子商务的关键和基础技术。由于通过网络进行的电子商务、电子政务、电子事务等活动缺少物理接触,因此使得用电子方式验证信任关系变得至关重要。而PKI技术恰好是一种适合电子商务、电子政务、电子事务的密码技术,他能够有效地解决电子商务应用中的机密性、真实性、完整性、不可否认性和存取控制等安全问题。一个实用的PKI体系应该是安全的易用的、灵活的和经济的。它必须充分考虑互操作性和可扩展性。 1.认证机构 CA(CertificationAuthorty)就是这样一个确保信任度的权威实体,它的主要职责是颁发证书、验证用户身份的真实性。由CA签发的网络用户电子身份证明—证书,任何相信该CA的人,按照第三方信任原则,也都应当相信持有证明的该用户。CA也要采取一系列相应的措施来防止电子证书被伪造或篡改。 2.注册机构 RA(RegistrationAuthorty)是用户和CA的接口,它所获得的用户标识的准确性是CA颁发证书的基础。RA不仅要支持面对面的登记,也必须支持远程登记。要确保整个PKI系统的安全、灵活,就必须设计和实现网络化、安全的且易于操作的RA系统。 3.密钥备份和恢复 为了保证数据的安全性,应定期更新密钥和恢复意外损坏的密钥是非常重要的,设计和实现健全的密钥管理方案,保证安全的密钥备份、更新、恢复,也是关系到整个PKI系统强健性、安全性、可用性的重要因素。 4.证书管理与撤消系统 证书是用来绑定证书持有者身份和其相应公钥的。通常,这种绑定在已颁发证书的整个生命周期里是有效的。但是,有时也会出现一个已颁发证书不再有效的情况,这就需要进行证书撤消。证书撤消的理由是各种各样的,可能包括工作变动到对密钥怀疑等一系列原因。证书撤消系统的实现是利用周期性的机制撤消证书或采用在线查询机制,随时查询被撤消的证书。 四、结束语 网络安全是一个综合性的课题,涉及技术、管理、使用等许多方面,既包括信息系统本身的安全问题,也有物理的和逻辑的技术措施,一种技术只能解决一方面的问题,而不是万能的。因此只有严格的保密政策、明晰的安全策略才能完好、实时地保证信息的完整性和确证性,为网络提供强大的安全服务。 网络安全技术论文:校园网络安全技术探讨论文 一、系统安全 系统安全包括主机和服务器的运行安全,主要措施有反病毒。入侵检测、审计分析等技术。 1、反病毒技术:计算机病毒是引起计算机故障、破坏计算机数据的程序,它能够传染其它程序,并进行自我复制,特别是要网络环境下,计算机病毒有着不可估量的威胁性和破坏力,因此对计算机病毒的防范是校园网络安全建设的一个重要环节,具体方法是使用防病毒软件对服务器中的文件进行频繁扫描和监测,或者在工作站上用防病毒芯片和对网络目录及文件设置访问权限等。如我校就安装了远程教育中心配置的金山毒霸进行实时监控,效果不错。 2、入侵检测:入侵检测指对入侵行为的发现。它通过对计算机网络或计算机系统中的若干关键点收集信息并对它们进行分析,从中发现是否有违反安全策略的行为和被攻击的迹象,以提高系统管理员的安全管理能力,及时对系统进行安全防范。入侵检测系统包括进行入侵检测的软件和硬件,主要功能有:检测并分析用户和系统的活动;检查系统的配置和操作系统的日志;发现漏洞、统计分析异常行为等等。 从目前来看系统漏洞的存在成为网络安全的首要问题,发现并及时修补漏洞是每个网络管理人员主要任务。当然,从系统中找到发现漏洞不是我们一般网络管理人员所能做的,但是及早地发现有报告的漏洞,并进行升级补丁却是我们应该做的。而发现有报告的漏洞最常用的方法,就是经常登录各有关网络安全网站,对于我们有使用的软件和服务,应该密切关注其程序的最新版本和安全信息,一旦发现与这些程序有关的安全问题就立即对软件进行必要的补丁和升级。许多的网络管理员对此认识不够,以至于过了几年,还能扫描到机器存在许多漏洞。在校园网中服务器,为用户提供着各种的服务,但是服务提供的越多,系统就存在更多的漏洞,也就有更多的危险。因此从安全角度考虑,应将不必要的服务关闭,只向公众提供了他们所需的基本的服务。最典型的是,我们在校园网服务器中对公众通常只提供WEB服务功能,而没有必要向公众提供FTP功能,这样,在服务器的服务配置中,我们只开放WEB服务,而将FTP服务禁止。如果要开放FTP功能,就一定只能向可能信赖的用户开放,因为通过FTP用户可以上传文件内容,如果用户目录又给了可执行权限,那么,通过运行上传某些程序,就可能使服务器受到攻击。所以,信赖了来自不可信赖数据源的数据也是造成网络不安全的一个因素。 3、审计监控技术。审计是记录用户使用计算机网络系统进行所有活动的过程,它是提高安全性的重要工具。它不仅能够识别谁访问了系统,还能指出系统正被怎样地使用。对于确定是否有网络攻击的情况,审计信息对于确定问题和攻击源很重要。同时,系统事件的记录能够更迅速和系统地识别问题,并且它是后面阶段事故处理的重要依据。另外,通过对安全事件的不断收集、积聚和分析,有选择性地对其中的某些站点或用户进行审计跟踪,可以及早发现可能产生的破坏性行为。 因此,除使用一般的网管软件系统监控管理系统外,还应使用目前已较为成熟的网络监控设备,以便对进出各级局域网的常见操作进行实时检查、监控、报警和阻断,从而防止针对网络的攻击与犯罪行为。二、网络运行安全 网络运行安全除了采用各种安全检测和控制技术来防止各种安全隐患外,还要有备份与恢复等应急措施来保证网络受到攻击后,能尽快地全盘恢复运行计算机系统所需的数据。 一般数据备份操作有三种。一是全盘备份,即将所有文件写入备份介质;二是增量备份,只备份那些上次备份之后更改过的文件,这种备份是最有效的备份方法;三是差分备份,备份上次全盘备份之后更改过的所有文件。 根据备份的存储媒介不同,有“冷备份”和“热备份”两种方案。“热备份”是指下载备份的数据还在整个计算机系统和网络中,只不过传到另一个非工作的分区或是另一个非实时处理的业务系统中存放,具有速度快和调用方便的特点。“冷备份”是将下载的备份存入到安全的存储媒介中,而这种存储媒介与正在运行的整个计算机系统和网络没有直接联系,在系统恢复时重新安装。其特点是便于保管,用以弥补了热备份的一些不足。进行备份的过程中,常使用备份软件,如GHOST等。 三、内部网络安全 为了保证局域网安全,内网和外网最好进行访问隔离,常用的措施是在内部网与外部网之间采用访问控制和进行网络安全检测,以增强机构内部网的安全性。 1、访问控制:在内外网隔离及访问系统中,采用防火墙技术是目前保护内部网安全的最主要的,同时也是最在效和最经济的措施之一。它是不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入口,能根据安全政策控制出入网络的信息流,且本身具有较强的抗攻击能力。它是提供信息安全服务。实现网络和信息安全的基础设施。防火墙技术可以决定哪些内部服务可以被外界访问,外界的哪些人可以访问内部的哪些服务,以及哪些外部服务可以被内部人员访问。其基本功能有:过滤进、出的数据;管理进、出网络的访问行为;封堵某些禁止的业务等。应该强调的是,防火墙是整体安全防护体系的一个重要组成部分,而不是全部。因此必须将防火墙的安全保护融合到系统的整体安全策略中,才能实现真正的安全。 另外,防火墙还用于内部网不同网络安全域的隔离及访问控制。防火墙可以隔离内部网络的一个网段与另一个网段,防止一个网段的问题穿过整个网络传播。针对某些网络,在某些情况下,它的一些局域网的某个网段比另一个网段更受信任,或者某个网段比另一个网段更敏感。而在它们之间设置防火墙就可以限制局部网络安全问题对全局网络造成的影响。 2、网络安全检测:保证网络系统安全最有效的办法是定期对网络系统进行安全性评估分析,用实践性的方法扫描分析网络系统,检查报告系存在的弱点和漏洞,建议补救措施和安全策略,达到增强网络安全性的目的。 以上只是对防范外部入侵,维护网络安全的一些粗浅看法。建立健全的网络管理制度是校园网络安全的一项重要措施,健康正常的校园网络需要广大师生共同来维护。 网络安全技术论文:计算机安全技术与网络安全论文 1网络安全管理欠缺 网络是进行信息交流的平台,由于其开放性的存在,进而导致了很多潜在的安全隐患的存在成为可能。因此就要对网络安全进行重视。这就需要我们从事网络安全的工作人员,从观念上对网络安全进行重视。很多工作人员由于观念落后,在技术上面不懂得提高,对于网络的工作原理并不清楚,这样就给不法分子提供了作案的机会。同时,要意识到安全软件都是滞后于病毒产生的,所以不要觉得通过杀毒就可以将所有的病毒全部查找出来并且杀掉。 2提高计算机网络安全的对策 2.1安装杀毒软件和防火墙 杀毒软件是由于网络安全问题的出现而产生的一款专门针对网络病毒和非法入侵的软件,主要对木马、病毒以及一些入侵行为进行监控和阻止。防火墙技术是加强对网络防卫进行监管,保证上网环境和浏览环境安全的技术,是对网络中传输的数据进行检查,进而确定数据安全性的网络安全技术。同时,防火墙还具有对网络运行进行监控的功能,对外部的入侵行为进行阻止。目前的防火墙技术非常多,通常可分为包过滤型、监测型、地址转换型等,针对不同类型的网络安全,防火墙技术也不一样。这样通过使用防火墙,就会对网络的安全进行一定的保障。 2.2采用信息加密手段 网络信息加密主要有端点加密、节点加密、链路加密等,端点加密是保证源端用户到目的端用户的信息安全、数据传输安全,对数据提供保护;节点加密是通过数据传输链路的保护,从而保护源节点和目的节点的数据传输安全;链路加密是节点间链路安全的保证。用户可以根据自己的使用需求不同而对信息加密的方式进行不同的选择,对所需要保护的信息安全进行保护。用户的账户种类很多,主要包含邮件账号、网页账号以及银行账号等,账号和密码往往是黑客进行网路攻击的主要目标,所以对于网络账户和密码一定要加强保护意识。对于密码的保护,要做到以下几点:第一是对密码的设置进行下划线、数字以及字母的组合运用,这样就可以增加解码器的难度;第二是通过对密码进行手机绑定和认证,增加更大的安全性能。 2.3及时修复系统漏洞 操作系统存在漏洞是非常普遍的,所以漏洞的存在,对于网络安全也是一种隐患。漏洞经常出现在程序、应用软件以及硬件等各个方面。所以,用户在使用的过程中,一定要有自己的安全意识,及时对漏洞进行检查和修复,对于不必要的网站和安全软件显示为具有威胁的网站尽量不要打开。 2.4加大安全技术管理 首先是转变认知观念,要对网络安全进行深刻认识,了解到自身利益与网络安全的关系,对于网络安全存在的问题要提高警惕;其次,在对网络安全进行管理的过程中,加强网络安全的立法,以法律为基础对网络安全破坏者进行打击;最后,提高网络安全保护意识和机能,增加网络安全技术研发和应用投入。 3结束语 由于网络已经运用到日常生活的各个领域,所以对于网络安全,我们一定要提高认识,网络安全不仅关系到自身利益,对于国家安全也构成一定的威胁。在目前的网络条件下,加强网络安全管理是非常有必要的。健康上网,不浏览、不相信非法信息,对计算机上存在的安全问题要及时解决。同时在安全防护技术的开发方面,要增加资金投入,不断突破,保障计算机网络安全。 作者:傅苗娟 单位:中广有线信息网络有限公司上虞分公司
计算机工程技术的应用:浅谈计算机工程技术的应用 [摘 要]自1946年世界上的第一台电子计算机ENIAC诞生以来,计算机网络已逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分。目前,计算机技术在各个领域的应用减少了人类很多重复的脑力劳动、大大丰富了人类的创造力、提高了社会的生产力,可以说计算机工程技术的应用不仅改变了人们获取信息的渠道与信息量,而且改变了人们的生活方式,使得人们的观念在时空上也有改观。 [关键词]计算机工程技术;应用 从20世纪八十年代开始,在水利、水电、建筑、公路等各种工程建设的勘察设计工程中,就开始引入了计算机替代人工进行计算的计算机工程技术的应用,但是目前人们已经越来越依赖着计算机,以计算机的计算数据为准,这在进行工程设计时,将对工程建设的安全构成极大的威胁。是当前值得注意的一个突出问题。 1.计算机工程技术的应用现状 随着计算机硬件技术、软件技术的高速发展,各种计算机应用程序的开发形成了这一批技术工程师从走出校门开始,就在计算机上进行工程计算、设计。他们小再经历老一代工程师们通过乎工计算的过程,甚至自日迷信计算机,认为计算机是解决一切工程问题的源泉,简单地信赖计算机。随着人里的计算机软件的开发,但又缺乏对计算机软件的质里的保证,包括对软件开发者和其技术支持的技术资质证明;软件开发商的质量保证、质量控制过程的严格评价,软件中所用技术的理论依据的严格评价;简单和复杂例题测试结果的严格评价及其与其他独认求解结果的比较等等很多威胁到工程技术安全的问题,被计算机软件应用的发展所掩盖了。 在当今世界,计算机技术的滥用开始日益威胁着公众的安全,计算机技术被抬高到了是知识、经验、思维的替代品。人们越来越愿意相信计算机技术使他们能对工程作出正确的判断,而很少有人在想,特别是年轻的工程师们更很少去想,如果没有计算机,工程设计师需要哪些必要的知识和经验。人家都相信,解决工程问题的专业知识就是怎样使用计算机技术以及计算机本身的专业知识,有的甚至把使用计算机的能力当成能胜任工作的能力,人里的工程师们相信,他们仅仅依靠计算机技术就可以“解决”工程问题。没有人认识到高质里的工程只能是渊博的工程理论知识、丰富的工程实践经验、以及艰辛的脑力劳动、高质里的设计思想相结合的产物。 在工程设计计算中利用计算机工程技术已有了很严重的负内影响,它使年轻的一代工程师们相信计算机的安全庄、知识庄和能力。他们变得如此依赖计算机,以至十丧失了正确进行工程计算工作的能力。他们不懂得计算机不可能记录有关模型、分析和设计的一此技巧。在现实工程实践经验中,工程设计,特别是水利水电工程设计的模型是千差万别的,计算机不可能识别上千万种工程设计思想,除了具有陕捷的计算速度以外,计算机程序只是一此离散的知识。而真正的工程知识是经验、直觉、灵感、领悟力、创造力、想象力和“认知”的巨人综合体,它超越了任何计算机程序和程序员对结构工程的“理解”。 现代工程具有复杂的理论依据、集体的设计思想,单纯的依靠计算机工程技术是不可能让人们学习有意义的经验的。越来越多的工程师们都期盼计算机软件能将工程设训程序完全自动化,希望在解决工程问题时他们只需要区化类型和条件,让程序自动生成必要的数学模型,完成复杂而重复的分析和设计过程,最后由制图工具完成设计图纸。这样,工程设计唯一的责任就是明确所要解决的问题,然后评价最后的设计“成果”。而对于是否能可靠的检测特征值,在进行分析时是否用了足够的模型、状态,或计算机建认数学模型的理论是否正确,是否符合工程实际的特征,分析结果对工程敏感部位是否敏感,计算结果是否在条件允许范同之内,是否能根据实际的工程设计模型对某此边界条件进行调整。这些在年轻一代的结构工程师们心中,都变得模糊不清。 很多软件开发商,在对计算机技术知识的精通之外,毕竞不是工程师,专业技术知识肯定有着各种方面的欠缺。计算机是一种工具,不可能替代人的脑力劳动、人的知识、经验的积累,计算机能处理大量的信息,但计算机程序是没有多少工程实际工作经验的程序员编制的,程序对工程建立的数学模型也不会很完善,在计算中,即使是错误的信息,计算机也不可能识别,同样的都在计算机上显示给专业技术工程师们。这就要求专业技术工程师们自己能通过专业技术知识的掌握,来控制设计计算机的偏差。 在软件的实际应用方面,那些只有极少经验、极少学识、年轻的工程师依靠计算机软件来解决极度复杂的结构分析和设计问题。他们对力学基本原理和设计规范的背景知识了解很少,无法判断程序算法所蕴含的假设和步骤,也无法判断计算机运算结果的质量,他们宁愿相信计算机程序产生的任何结果都是正确的,也无法怀疑计算机作出的所有结果,以及用独立的例题校验结果,这对计算机工程技术的应用方面造成了很大的缺陷。 2.如何正确合理的应用计算机工程技术 首先,在年轻一代的工程师当中,应让他们对工程设计的危险性、对公众安全的威胁、对工程设计的责任感有一定的认识,应该让他们知道,工程特性是由工程设计的质量决定的。真正有经验的工程师,应该不用完全使用计算机就能工作,计算机工程技术的应用本身并不是坏事,问题的优秀是在工程计算中计算机的使用方法,不能滥用计算机。要强调工程实践中知识、专业技术以及经验的重要庄,了解“为什么”这样设计才是关键。专业的工程师应在参加工作的最初一段时间内,对工程设计计算进行手工求解,了解手工求解的原理、基本原则和提炼模型、识别计算结果中的错误,解决问题的其他方法,判断计算结果的有效性。对计算机的计算结果应持批评态度,尊重工程实践经验,通过工程实践学习工程设计,强调从那此资深的或有经验的结构工程师那里学习结构工程设计。不依赖计算机解决工程问题,要经常怀疑计算机,在没有深入工程以前不使用计算机的结果。在被工程师证实正确之前,假设计算机提供的结果是错误的。在用计算机求解之前,必须先知道答案。不崇拜计算机,而是崇尚知识和经验,提倡全面了解工程理论和实践中的所有经验。 计算机在为人们提供很多方便、快捷的图像、文字、数值计算等信息处理技术的同时,要认识到计算机不可能能成为人类知识、经验、远见、灵感、创造力、想象力、独立思维的替代品。虽然在工程实践中计算机技术是非常有价值的工具,但是工程师们必须认识到对工程学的原理、方法、标准等等的全面了解,比对计算机操作方法的了解要重要得多,计算机不可能记录有关模型、分析和设计的一些技巧。 一个合格称职的工程师,应具备不依赖计算机技术解决工程问题的能力,应具备经验、直觉、灵感、领悟力、创造力、想象力和对工程的设计思想的能力。能独认地靠学识、创新和丰富的经验,而不是是依赖计算机找出工程问题的正确解答。计算机工程技术只能回归到工具的位置,只是一种方便快捷的计算、图像、文字处理等信息技术工具的位置,认识到这点,将对计算机工程技术的应用策略起到重要的影响。 总而言之,对计算机工程技术的应用不能完全依赖于计算机及其得出的表内数据,而应该更多的凭借自身的工程经验知识,这是一个合格的工程师所必备的条件之一。 计算机工程技术的应用:如何正确合理的应用计算机工程技术 摘要:计算机工程特性是由计算机工程设计的质量决定的,计算机工程技术的应用本身并不是坏事,问题的优秀是在工程计算中计算机的使用方法,不能滥用计算机。 关键词:正确合理 应用计算机 工程技术 1现状 随着计算机软件的不断开发,由于缺乏对计算机软件的质量的保证,包括对软件开发者和其技术支持的技术资质证明和对软件开发商的质量控制过程的严格评价,加之对软件中所用技术的理论依据的严格评价;简单和复杂例题测试结果的严格评价及其与其他独认求解结果的比较等等,很多威胁到工程技术安全的问题,被计算机软件广泛应用和发展所掩盖了。人们越来越愿意相信计算机技术使他们能对工程作出正确的判断,而很少有人在想,特别是年轻的工程师们更很少去想,如果没有计算机,工程设计师需要哪些必要的知识和经验。 许多人都相信,解决工程问题的专业知识就是怎样使用计算机技术以及计算机本身的专业知识,有的甚至把使用计算机的能力当成能胜任工作的能力,许多计算机工程师们相信,他们仅仅依靠计算机技术就可以“解决”工程问题。没有人认识到高质量的工程只能是渊博的工程理论知识、丰富的工程实践经验、以及艰辛的脑力劳动、高质量的设计思想相结合的产物。计算机不可能识别上千万种工程设计思想,除了具有快捷的计算速度外,计算机程序只是一此离散的知识。而真正的工程知识是经验、创造力、想象力和“认知”的综合体,它超越了任何计算机程序和程序员对结构工程的“理解”。 现代工程具有复杂的理论依据、集体的设计思想,单纯的依靠计算机工程技术是不可能让人们学习有意义的经验的。越来越多的工程师们都期盼计算机软件能将工程设训程序完全自动化,希望在解决工程问题时他们只需要区化类型和条件,让程序自动生成必要的数学模型,完成复杂而重复的分析和设计过程,最后由制图工具完成设计图纸。这样,工程设计唯一的责任就是明确所要解决的问题,然后评价最后的设计“成果”。而对于是否能可靠的检测特征值,在进行分析时是否用了足够的模型、状态或计算机建认数学模型的理论是否正确,是否符合工程实际的特征,分析结果对工程敏感部位是否敏感,计算结果是否在条件允许范同之内,是否能根据实际的工程设计模型对某此边界条件进行调整,这些在年轻一代的结构工程师们心中,都变得模糊不清。 2计算机是一种工具 计算机不可能替代人的脑力劳动、人的知识、经验的积累,计算机能处理大量的信息,但计算机程序是没有多少工程实际工作经验的程序员编制的,程序对工程建立的数学模型也不很完善,在计算中,即使是错误的信息,计算机也不可能识别,同样的都在计算机上显示给专业技术工程师们。这就要求专业技术工程师们自己能通过专业技术知识的掌握,来控制设计计算机的偏差。在软件的实际应用方面,那些只有极少经验、极少学识、年轻的工程师依靠计算机软件来解决极度复杂的结构分析和设计问题。他们对力学基本原理和设计规范的背景知识了解很少,无法判断程序算法所蕴含的假设和步骤,也无法判断计算机运算结果的质量,他们宁愿相信计算机程序产生的任何结果都是正确的,也无法怀疑计算机作出的所有结果,以及用独立的例题校验结果,这就对计算机工程技术的应用方面造成了很大的缺陷。 3如何正确合理的应用计算机工程技术 要强调工程实践中知识、专业技术以及经验的重要性,了解“为什么”这样设计才是关键。专业的工程师应在参加工作的最初一段时间内,对工程设计计算进行手工求解,了解手工求解的原理、基本原则和提炼模型、识别计算结果中的错误,解决问题的其它方法,判断计算结果的有效性。对计算机的计算结果应持批评态度,尊重工程实践经验,通过工程实践学习工程设计,强调从那些资深的或有经验的结构工程师那里学习结构工程设计。不完全依赖计算机解决工程问题,要经常怀疑计算机,在没有深入工程以前不使用计算机的结果。在被工程师证实正确之前,假设计算机提供的结果是错误的。在用计算机求解之前,必须先知道答案。要崇尚知识和经验,提倡全面了解工程理论和实践中的所有经验。虽然在工程实践中计算机技术是非常有价值的工具,但是工程师们必须认识到对工程学的原理、方法、标准等等的全面了解,比对计算机操作方法的了解要重要得多,计算机不可能记录有关模型、分析和设计的一些技巧。计算机工程技术只能回归到工具的位置,只是一种方便快捷的计算、图像、文字处理等信息技术工具的位置,认识到这点,将对计算机工程技术的应用策略起到重要的影响。我国目前的计算机技术工作技术与发达国家相比还有一定的差距,在计算机技术工作技术不完善的情况下,要想发展好计算机技术是有一定的难度的。我国应该加大对于计算机技术的自主知识产权的研发和保护,研究出省时、省力、安全、有效的计算机应用技术,鼓励高校和企业个人对计算机技术工作技术的研发和创新。对于计算机技术技术研发做出贡献的企业或者个人给予相应的奖励和表彰。计算机技术工作人员的职业素质是计算机技术工作顺利有效进行的关键,只有掌握了计算机技术的工作要领和安全规范,计算机技术的创新发展才有可能得到保障。加强对于计算机技术的工作人员的责任意识和创新能力的培训,只有负责人有传新意识的的员工才能为自己的企业创造效益,才能推动计算机技术的革新和发展。 4结语 计算机技术存在于人们的日常生活中,计算机革新技术将创造力与责任心得到统一,同时令我们的生活水平得到了较大的提高。 作者简介:彭涛(1990.5――)男,湖南省龙山县人,学生,本科,研究方向:计算机工程;魏于川(1992.10――)男,四川德阳人,学生,本科,研究方向:软件工程;杨阔(1992.12――)男,贵州省安顺市人,学生,本科,研究方向:计算机工程;龙凌霄(1993.10――)男,贵州纳雍人,本科,学生,研究方向:软件工程。 计算机工程技术的应用:计算机工程技术应用分析 1、计算机工程技术应用的现状 现在计算机的发展速度很快,硬件技术和软件技术都有很大的进步。各种应用程序层出不穷,并且广泛的应用于建设设计行业。所以这一批工程师在刚刚参加工作就开始使用计算机进行工程的相关计算和设计工作。他们开始盲目的相信计算机,而不通过自己实际的手工计算来对结果进行审核,这样会使设计的准确性受到影响。会对建筑的安全有很大威胁。这些人认为计算机可以解决所有的问题,并且不会出现错误。但是现在的计算机软件虽然得到了大量的开发,但是这些软件的质量却没有得到保证,有一些软件的开发者和技术支持的资质证明都没有得到保证,还有的软件的质量没有进行合理的检测,所以这些软件往往不能全部相信,不能完全依赖。如果只通过这些软件进行设计,会造成工程的安全受到威胁。所以我们必须重视这个问题。现在因为在工程的设计工作中,使用计算机工程技术进行计算已经产生了很多不利的影响。现在新一代的工程师变得十分依赖计算机,他们坚信计算机的知识性、安全性和能力不会出现问题,所以逐渐失去了对工程内容进行正确计算的能力。他们不知道,计算机不可能对一些模型、设计的技巧和分析进行详细的记录。他们只会依赖计算机来进行设计。通过实践经验表明,工程的设计工作,尤其是水利水电方面的工程设计有很多模型,而且差别很大,计算机不可能对这些不同的模型全部识别清楚。计算机的计算速度是很快,这一点毋庸置疑,但是除此之外,它在其他方面的知识都十分零散。而在工程建设过程中,要凭借设计师自身的经验、灵感、直觉、创造力、领悟力、想象力和认知能力来综合的进行设计。这一点计算机是永远无法取代的。任何计算机和程序员都没有办法对这种设计进行理解。所以,我们要培养这些新一批的设计师进行自主的设计,不要只依赖与计算机,而要进行手工计算,这样才能设计出符合规范的作品。现代工程具有复杂的理论依据、集体的设计思想,单纯的依靠计算机工程技术是不可能让人们学习有意义的经验的。越来越多的工程师们都期盼计算机软件能将工程设计程序完全自动化,希望在解决工程问题时他们只需要区化类型和条件,让程序自动生成必要的数学模型,完成复杂而重复的分析和设计过程,最后由制图工具完成设计图纸。这样,工程设计唯一责任就是明确所要解决的问题,然后评价最后的设计“成果”。而对于是否能可靠的检测特征值,在进行分析时是否用了足够的模型、状态,或计算机建立数学模型的理论是否正确,是否符合工程实际的特征,分析结果对工程敏感部位是否敏感,计算结果是否在条件允许范围之内,是否能根据实际的工程设计模型对某些边界条件进行调整。这些在年轻一代的结构工程师们心中,都变得模糊不清。很多软件开发商,在对计算机技术知识的精通之外,毕竟不是工程师,专业技术知识肯定有着各种方面的欠缺。计算机是一种工具,不可能替代人的脑力劳动、人的知识、经验的积累,计算机能处理大量的信息,但计算机程序是没有多少工程实际工作经验的程序员编制的,程序对工程建立的数学模型也不会很完善,在计算中,即使是错误的信息,计算机也不可能识别同样的都在计算机上显示给专业技术工程师们。这就要求专业技术工程师右自己能通过专业技术知识的掌握,来控制设计计算中的偏差。在软件的实际应用方面,那些只有极少经验、极少学识、年轻的工程师依靠计算机软件来解决极度复杂的结构分析和设计问题。他们对力学基本原理和设计规范的背景知识了解很少,无法判断程序算法所蕴含的假设和根据,也无法判断计算机运算结果的质量,他们宁愿相信计算机程序产生的结果都是正确的,也无法怀疑计算机做出的所有结果,以及用独立的例证校验结果,这对计算机工程技术的应用方面造成了很大的缺陷。 2、如何正确合理的应用计算机工程技术 首先,在年轻一代的工程师当中,应让他们对工程设计的危险性、又对公众安全的威胁、对工程设计的责任感有一定的认识,应该让他们知道,工程特性是由工程设计的质量决定的。真正有经验的工程师,应该不能完全依赖计算机工作,计算机工程技术的应用本身并不是坏事,问题的优秀在于工程计算中计算机的使用方法,不能滥用计算机。要强调工程实践中知识、专业技术以及经验的重要性,了解“为什么”这样设计才是关键。专业的工程师应在参加工作的最初一段时间内,对工程设计计算进行手工求解了解手工求解的原理、基本原则和提炼模型、识别计算结果中的错误,解决问题的其他方法,判断计算结果的有效性。对计算机的计算结果应持批评态度,尊重工程实践经验,通过工程实践学习工程设计,强调从那些资深的剪有经验的结构工程师那里学习结构工程设计。不依赖计算机解决工程问题,要经常怀疑计算机,在没有深人工程以前不使用计算机的结果。在被工程证实正确之前,假设计算机提供的结果是错误的。在用计算机求解之前,必须先知道答案。不崇拜计算机,而是崇尚知识和经验,提倡全面了解工程理论和实践中的所有经验。一个称职的工程师,应具备不依赖计算机技术解决工程问题的能力,具备经验、直觉、灵感、领悟力、创造力、想象力和对工程的设计思想的能力。工程师应该能够做到独立地靠学识、创新和丰富的经验,而不是依赖计算机找出工程问题的正确解答。计算机工程技术只能回归到工具的位置,它只是一种方便快捷的计算、图像、文字处理等信息技术工具的位置,而不能够把它当做工作中必须依赖的东西。认识到这点,将对计算机工程技术的应用策略起到重要的影响。能够使设计工作更好地进行。总之,对计算机工程技术的应用不能宪全依赖于计算机及其得出的表面数据,而应该更多的凭借自身的工程经验知识,这是一个合格的工程师所必备的条件之一。 3、结语 通过本文我们了解了我国计算机在工程设计上应用所存在的问题,并且提出了相应的解决办法。我们必须要使新一代的设计师对计算机的使用有一个科学的认识,不能够盲目的相信计算机,要学会通过自己手动计算和发挥自己的想象力创造了进行设计创造。要明确计算机在工作中的地位,合理的使用计算机,这样才能使设计工作能够更好地完成,是工程更加安全。
电力系统论文:电力系统广域保护通信系统论文 1广域保护系统结构 目前,关于广域保护系统结构国内外学者提出不同的见解,一般可分为分布式、区域集中式、变电站集中式以及分层集中式。其中,在分布式广域保护系统中,广域保护算法内置于每个装设在变电站内部的保护IED中,分布式广域保护系统的广域保护决策过程完全在单个保护IED中实现,这使得分布式广域保护系统更适合于实现广域继电保护的功能。区域集中式广域保护系统其功能包括实现传统继电保护功能、通过通信网络与广域保护决策中心设备交换信息等。变电站集中式广域保护系统主要是利用收集到的信息实现广域保护算法,并向站内相应保护IED发送控制命令。分层集中式广域保护系统继承了区域集中式和变电站集中式广域保护系统的优势,而且它既能够与上层区域广域保护决策中心设备通信又能够与下层的保护IED通信,同时也能够弥补变电站集中式存在的一些缺点。 2电力系统信息综合传输调度算法研究 电力系统不同于其他系统的运行,尤其是顺利实现其信息的综合传输不可避免的需要解决诸多潜在的问题,尤其是信息业务综合传输过程中存在的流量冲突问题,特别需要注意的是不仅要保证实时信息业务的服务质量,同时也不可忽视各类非实时信息服务质量,这些非实时信息也是传输过程中重要的组成部分。实现基于IP技术和区分服务体系结构模型的网络通信模式的关键技术包括队列调度法,本文主要对队列调度算法进行深入讨论,使其在对电力系统信息综合传输的服务质量问题进行解决时能够发挥出关键的作用。WFQ算法的分组服务顺序与GPS模型有很大差异,它是一种模拟通用处理器共享模型的队列调度算法,本文在WFQ算法基础上提出了WF2Q+算法,并通过将“虚拟延迟时间”引入WF2Q+算法解决了该算法在推迟传输高优先级信息业务分组的问题,进而提出了提出以基于IWF2Q+算法的区分服务体系结构模型实现电力系统信息综合传输。 2.1WF2Q+算法介绍及分析WF2Q+算法是一种基于GPS模型的分组公平队列调度算法。在实际的信息业务传输过程中,分组到达各列队头部的时间会存在一定的微小差别,致使根据GPS模型得到的各队列头部分组服务顺序也出现微小差别,从而也会影响到WF2Q+调度器先为高优先级队列内分组提供服务,还是为低优先级队列提供服务。观察图1我们可以发现,优先级较高的信息业务在电力系统分组传输过程中不能保证其实时性,关键在于优先级较高的信息业务分组到达时间较晚,从而使得优先级较低的信息业务“捷足先登”,到达时间稍快,影响了电力系统高优先级信息业务分组传输的实时性。 2.2改进的WF2Q+算法——IWF2Q基于上述问题,为了保证电力系统信息综合传输中高优先级信息业务分组的实时性,本文采用了PQ调度算法,并用PQ算法原理对WF2Q+算法进行改进,按照这种方式获得的算法非常有可能将高优先级分组推迟传输问题轻而易举地解决,同时也能保持良好的公平性。具体操作如下:将优先级最高队列中传输个分组所需时间的倍定义为队列的“虚拟延迟时间。IWF2Q+算法与WF2Q+算法都采用SEFF分组选择策略,此时,不得大于系统虚拟时间,并且越小的队列中的分组越优先获得调度器的服务,通过这种方式高优先级队列中所转发分组的延时得到了降低。 3仿真分析 本文首先仿真对比电网发生故障时WFQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情况下IEEE14母线系统各变电站与控制中心站之间变换信息时4类信息业务分组的平均延时,结果如图2所示。观察图2可知,WF2Q+算法与WFQ算法在保证信息业务实时性方面的性能不相上下,而WF2Q+算法推迟传输高优先级信息业务分组的问题可通过IWF2Q+算法解决,并且能够减小高优先级信息业务分组延时,同时也会导致低优先级信息业务分组延时变大。其次仿真对比电网发生故障时PQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情况下得到的系统中各变电站与控制中心站之间传输四类信息业务的平均服务速率,如图3所示。该结果说明基于WF2Q+算法和IWF2Q+算法的区分服务体系结构模型能够较好地协调不同优先级信息业务获得的服务效率,达到了各类信息业务传输的公平性,且性能相当。 4课题研究结论及展望 现代经济和社会的发展使得电力系统的电网复杂程度增加,未来的电网不可避免的将是信息网与电力网构成的相互依存的复合网络,广域保护能够避免传统继电保护和安全稳定控制存在问题,而先进的通信技术与信息技术的使用将有望提高电网的可靠性、安全性以及运行效率。基于互联网协议的通信技术,将为实现广域保护系统通信提供新的技术手段,为未来电网同一电力信息专用网络平台的构建奠定理论基础。 作者:林钢单位:佛山供电局 电力系统论文:浅谈电力系统谐振消除方法的研究 【论文关键词】电力系统 谐振 方法 【论文摘要】电力系统铁磁谐振一直影响着电气设备和电网的安全运行,特别是对中性点不直接接地系统,铁磁谐振所占的比例较大,因此对此类铁磁谐振问题研究得较多。本文针对电力系统谐振消除方法进行探讨和分析,并提出一些意见,为相关工作者提供参考。 0.引言 电力系统中过电压现象较为普遍。引起电网过电压的原因主要有谐振过电压、操作过电压、雷电过电压以及系统运行方式突变,负荷剧烈波动引起系统过电压等。其中,谐振过电压出现频繁,其危害很大。过电压一旦发生,往往造成系统电气设备的损坏和大面积停电事故发生。据多年来电力生产运行的记载和事故分析表明,中低压电网中过电压事故大多数是由于谐振现象引起的。日常工作中发现,在刮风、阴雨等特殊天气时,变电站35kv及以下系统发生间歇性接地的频率较高,当接地使得系统参数满足谐振条件时便会发生谐振,同时产生谐振过电压。谐振会给电力系统造成破坏性的后果:谐振使电网中的元件产生大量附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率,影响各种电气设备的正常工作;导致继电保护和自动装置误动作,并会使电气测量仪表计量不准确;会对邻近的通信系统产生干扰,产生噪声,降低通信质量,甚至使通信系统无法正常工作。 1.谐振及铁磁谐振 谐振是一种稳态现象,因此,电力系统中的谐振过电压不仅会在操作或事故时的过渡过程中产生,而且还可能在过渡过程结束后较长时间内稳定存在,直到发生新的操作谐振条件受到破坏为止。所以谐振过电压的持续时间要比操作过电压长得多,这种过电压一旦发生,往往会造成严重后果。运行经验表明,谐振过电压可在各种电压等级的网络中产生,尤其在35kv及以下的电网中,由谐振造成的事故较多,已成为系统内普遍关注的问题。因此,必须在设计时事先进行必要的计算和安排,或者采取一定附加措施(如装设阻尼电阻等),避免形成不利的谐振回路,在日常工作中合理操作防止谐振的产生,降低谐振过电压幅值和及时消除谐振。在6~35kv系统操作或故障情况下,系统振荡回路中往往由于变压器、电压互感器、消弧线圈等铁芯电感的磁路饱和作用而激发起持续性的较高幅值的铁磁谐振过电压。铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振、分次谐波谐振,其共同特征是系统电压升高,引起绝缘闪络或避雷器爆炸;或产生高值零序电压分量,出现虚幻接地现象和不正确的接地指示;或者在pt中出现过电流,引起熔断器熔断或互感器烧坏;母线pt的开口三角绕组出现较高电压,使母线绝缘监视信号动作。各次谐波谐振不同特点主要在于: ①分次谐波谐振三相电压依次轮流升高,超过线电压,一般不超过2倍相电压,三相电压表指针在相同范围出现低频摆动。 ②基波谐振时,两相电压升高,超过线电压,但一般不超过3倍相电压,一相电压降低但不等于零。 ③高次谐波谐振时,三相电压同时升高或其中一相明显升高,超过线电压,但不超过3~3.5倍相电压。 2.实例分析 2.1事故前系统运行方式 事故前,某110kv变电站有110kv单母分段、35kv单母分段、10kv单母分段运行,10kvi母接511所变、513负荷i线、514负荷ii线、518电容器、519电容器运行;10kv母线ii段接521电容器、522电容器,电压及负荷均正常;10kv母线ii段pt运行。 2.2事故经过 调度值班员于23时18分下令遥控断开514负荷ii线开关,电压恢复正常。22日01时50分,巡线人员汇报:514负荷ii线机砖厂支线奶牛厂变压器引线熔断后搭在变压器外壳上,操作人员已将分支拉开……。故障排除后合上514负荷ii线开关,送电正常,后未见异常情况。 2.3事故原因分析 实例中所涉及变电站的514负荷ii线机砖厂支线奶牛厂变压器引线熔断后搭在变压器外壳上后,三相系统对称性被破坏,出现零序电流、中性点偏移和对地电位u0,即开口三角有了零序电压,零序电压叠加在二次侧三相电压上,就出现了二次侧三相电压不平衡现象。事故起因:514负荷ii线机砖厂支线奶牛厂变压器引线熔断后搭在变压器外壳上,然后10kv母线接地,系统参数发生变化满足谐振条件,谐振发生之后10kv母线ii段三相电压及零序电压迅速升高,由电压波形及数值可知是发生高次谐波谐振(铁磁谐振)。正是谐振导致继电保护和自动装置误动作发出一系列错误信号。此状况下,需要仔细判断真假信号,以便很好地进行事故处理。实例中的事故发生后,当班调度员作出了谐振的准确判断,并根据工作经验进行接地选线,迅速查找出故障线路,并将其切除。 3.谐振事故解决方法 pt在正常工作时,铁芯磁通密度不高,不饱和;但如果在电压过零时突然合闸、分闸或单相接地消失,这时铁芯磁通就会达到稳态时的数倍,处于饱和状态,这时,某一相或两相的激磁电流大幅度增加,当感抗与容抗参数匹配恰当(满足谐振条件)时,即会发生谐振,即铁磁谐振。发生谐振时,会在电感和电容两端产生2~3.5倍额定电压的过电压和几十倍额定电流的过电流,通过pt的电流远大于激磁电流,严重时会烧坏pt及其它设备。 3.1防止谐振过电压的一般措施 ①提高断路器动作的同期性。由于许多谐振过电压是在非全相运行条件下引起的,因此提高断路器动作的同期性,防止非全相运行,可以有效防止谐振过电压的发生。 ②在并联高压电抗器中性点加装小电抗。用这个措施可以阻断非全相运行时工频电压传递及串联谐振。 ③破坏发电机产生自励磁的条件,防止参数谐振过电压。 3.2防止谐振过电压的具体措施 ①35kv系统中性点经消弧线圈(加装消谐电阻)接地,并在过补偿方式下运行,它的电压作用在零序回路中。 ②尽量减少6~35kv系统并联运行的pt台数。 a.凡是6~35kv母线分段的变电所,若母线经常不分段运行,应将一组pt退出作为备用; b.电力客户的6~10kvpt一次侧中性点一律为不接地运行③更换伏安特性不良的6~35kvpt。 ④6~35kv一次侧中性点串联阻尼电阻或二次侧开口三角形绕组并联阻尼电阻或消振器。 ⑤6~10kv母线装设一组y形接线中性点接地的电容器组。 ⑥在10kvpt高压侧中性点串联单相pt。在实际工作中谐振的发生往往伴随着接地故障,很多时候甚至就是由接地引起的,消除谐振常常采取的有效方法是改变系统运行方式以改变系统参数,破坏谐振条件。改变系统运行方式经常通过以下途径实现: a.投退电容器。 b.增投线路。 c.若变电站有一台以上数目的主变,可视具体运行情况将原本并列(分列)运行的变压器分列(并列)。 d.母线并解列。 若上述方法不能消振,应采用寻找线路单相接地故障的方法进行选线,选出故障线路后,立即将其切除。选线原则参照系统单相接地故障处理方法。此方法是最有效最能解决问题的,但往往不一定能准确及时判断出接地线路,以致延误消振时间,所以,工作中为及时消除谐振一般先考虑选择上述四种途径。 4.总结 针对某110kv变电站谐振事故,利用谐振原理与知识,分析了此次事故发生的原因,并结合实际工作经验对谐振过电压给出了多种控制措施和方法,以便具体工作中借鉴和运用,有效提高系统运行稳定性,提高供电安全性和可靠性。 电力系统论文:试论电力系统继电保护干扰原因及其防护方法 论文关键词:继电保护 组成作用 干扰原因 防护方法 论文摘要:继电保护是电力系统最重要的二次系统。它对电力系统安全稳定地运行起着极为重要地作用。随着近年来微机继电保护的不断投入,以往的检验标准已逐渐不适应系统的发展,因此。我们需要寻求更加完善的检验方法,只有系统、全面、准确地进行继电保护检验。才能确保整个电力系统的安全。本文笔者根据多年的工作经验,综述了继电保护在电力起到的作用。及内、外界对其影响干扰的原因,同时提出了如何加强对其防护的措施。 1 电力系统继电保护作用与要求 1.1 继电保护的作用与组成 在电力系统的被保护元件发生故障时,继电保护装置应能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除,以保证无故障部分迅速恢复正常运行,并使故障元件免于继续遭受损害。减少停电范围;到90年代初集成电路及大规模集成电路保护的研制、生产、应用处于主导地位,目前正在研究面向智能信息处理的计算机继电保护时代。 1.2 继电保护的基本要求 继电保护应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。可靠性是指继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作,在正常运行状态时,不该动作时应可靠不动作。速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障,以减轻损坏程度,指保护装置应尽快切除短路故障,其目的是提高系统稳定性,减轻故障设备和线路的损坏程度,缩小故障波及范围,提高自动重合闸和备用设备自动投入的效果。 2 继电保护的干扰因素 2.1 雷击 当变电站的接地部件或避雷器遭受雷击时,由于变电站的地网为高阻抗或从设备到地网的接地线为高阻抗,都将因雷击产生的高频电流在变电站的地网系统中引起暂态电位的升高,就可能导致继电保护装置误动作或损坏灵敏设备与控制回路。 2.2 高频干扰 如果电力系统在隔离开关的操作速度缓慢,操作时在隔离开关的两个触点问就会产生电弧闪络,从而产生操作过电压,出现高频电流,高频电流通过母线时,将在母线周围产生很强的电场和磁场,从而对相关二次回路和二次设备产生干扰,当干扰水平超过装置逻辑元件允许的干扰水平时,将引起继电保护装置的不正常工作,从而使整个装置的工作逻辑或出口逻辑异常,对系统的稳定造成很大的破坏。高频电流通过接地电容设备流人地网,将引起地电位的升高。 2.3 辐射干扰 在新时期,电力系统周围经常会步话机和移动通信等工具,那么它的周围将产生强辐射电场和相应的磁场。变化的磁场耦合到附近的弱电子设备的回路中。回路将感应出高频电压,形成一个假信号源,从而导致继电保护装置不正确动作。 2.4 静电放电干扰 在干燥的环境下,工作人员的衣物上可能会带有高电压,在穿绝缘靴的情况下,他们可以将电荷带到很远的地方,所以当工作人员接触电子设备时会对其放电,放电的程度依设备的接地情况,环境不同而不同,严重时会烧毁电子元件,破坏继电保护系统。 2.5 直流电源干扰 当变电所内发生接地故障时,在变电站地网中和大地中流过接地故障电流,通过地网的接地电阻,使接地故障后的变电站地网电位高于大地电位,该电位的幅值决定于地网接地电阻及入地电流的大小,按我国有关规程规定其最大值可达每千安故障电10v。对于直流回路上发生故障或其它原因产生的短时电源中断接电源的干扰主要是直流与恢复,因为抗干扰电容与分布电容的影响,直流的恢复可能极短,也可能较长,在直流电压的恢复过程中。电子设备内部的逻辑回路会发生畸变,造成继电的暂态电位差,从而影响整个保护系统。 3 加强电力系统继电保护的方法及措施 3.1 协调配置保护人员 在继电保护中,调度、继保、运行人员都会参与到其中。三方必须傲到步调一致,思想统一。使三方人员合作意识与新型保护一道跟上去。摆好自己的位置。要明确继保人员与电网调度和基层运行人员一样。是电网生产的第一线人员,工作一样,目标一样。 3.2 完善规章制度 根据继电保护的特点,健全和完善保护装置运行管理的规章制度是十分必要的。继电保护设备台账、运行维护、事故分析、定期校验、缺陷处理等档案应逐步采用计算机管理跟踪检查、严格考核、实行奖惩。有效促进继电保护工作的开展。同时电力系统在管理中应加强对继电保护工作的奖惩力度,建议设立年度继电保护专业劳动竞赛奖等奖项,并制定奖励办法进行奖励,从而增强继电保护人员的荣誉感和责任心。 3.3 对二次设备实行状态监测方法 随着微机保护和微机自动装置的自诊断技术的发展,变电站继电保护故障诊断系统的完善为电气二次设备的状态监测奠定了技术基础。对保护装置可通过加载在线监测程序,自动测试每一台设备和部件。一方面应从设备管理环节人手,如设备的验收管理,离线检修资料管理,结合在线监测来诊断其状态。另一方面在不增加新的投入的情况下,应充分利用现有的测量手段。 3.4 注重低压配电线路保护 在我国,无论是城市内配网线路,还是农村配网线路,一般都以10kv电压等级为主,但是10kv配电线路结构特点是一致性差。同时还要根据一般电网保护配置情况及运行经验,利用规范的保护整定计算方法,各种情况均可计算,一般均可满足要求。 3.5 实行继电保护智能化与网络- 近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域的应用也逐步开始。在新时期,计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,它深刻影响着各工业领域,也为各工业领域提供了强有力的通信手段。 到目前为止,除了差动保护外,所有继电器保护装置只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件。缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即使现微机保护的网络化,这在当前的技术条件是完全可能的。 4 结束语 综上所述,在进行继电保护时,一定要按原则将各种因素充分考虑,以保证继电保护动作不失配、不越级。在运行过程中出现问题后,要系统进行全面、仔细的分析。 电力系统论文:微机型自动准同期装置在电力系统中的应用 [摘 要]本文以sid—2c型微机同期控制器为例,通过实例分析,详细介绍了同频并网和差频并网这两种常见模式的基本概念,以及微机型自动准同期装置的基本原理及基本控制方式,为今后更好地应用该装置奠定了良好的基础。 [关键词]自动准同期 同频并网 差频并网 系统 并列操作 1 概述 发电机并入系统,两个不同系统并列,或一个系统分解为两部分,通过输电线路再连接等,所实施的操作称之为同步并列操作。 随着电力系统容量及发电机单机容量的不断增大,不符合同步并列条件的同步操作会带来极其严重的后果,可能引起发电机组损伤甚至系统的瓦解。 在发电厂,发电机在并入系统前与其他发电机组和电力系统是不同步的,存在着频率差、电压差和相角差。通过同步操作,将发电机组安全、可靠、准确快速地投入,从而确保系统的可靠、经济运行和发电机组的安全。 在变电站或发电厂网控中,同步操作主要解决系统中分开运行的线路断路器正确投入的问题,实现系统并列运行,以提高系统的稳定、可靠运行及线路负荷的合理、经济分配。 2 电力系统并网的两种情况 目前,电力系统的并网方式按两并列系统之间的关系可分为两种情况: 差频并网方式和同频并网方式。 2.1差频并网方式 差频并网是指在发电厂中,发电机与系统并网或已解列两系统间联络线的同步并网,它们是两个电气上没有联系的电力系统并网。其特征是在同步并列点处两侧电源的电压、频率均可能不同,且由于频率不相同,使 得两电源之间的功角(电压相位差)在不断变化。进行差频并网是要按准同期条件实现并列点两侧的电压相近、频率相近时,捕获两侧电压相位差为零的时机来完成的平滑并网操作。 2.2差频并网条件分析 如果能同时满足上述三个条件,意味着断路器dl两侧电压相量重合且无相对运动,此时电压差ud=0,冲击电流等于零,发电机与系统立即同步运行,不发生任何扰动。应该指出,如真的出现ωg=ωs,两电压相对静止,无法实现φ=0°,故上述角频率相等的条件应表述为角频率相近。 2.3 同频并网方式 同频并网操作是实现系统中分开运行的线路断路器的正确投入,完成系统的并列运行,是发电厂和变电所中重要的操作。同频并网是指断路器两侧电源在电气上原已存在联系的两部分系统,通过并列点再连通的操作。未解列两系统间联络线并网属于同频并网,如线路断路器、母联断路器、单母分段断路器或3/2接线的中间串断路器等。 这是因为并列点两侧频率相同,但在实现并网前并列点两侧电压幅值可能不同,而且两侧会出现一个功角δ,δ值大小与联接并列点两侧系统其它联络线的电抗及传送的有功功率成比例。这种情况的并网条件应是当并列点断路器两侧的压差及功角在给定范围内时,即可实施并网操作。完成并网后,并列点断路器两侧的功角消失,系统潮流将重新分布。因此,同频并网的允许功角整定值取决于系统的运行方式及潮流重新分布后的影响,即以系统潮流重新分布后不致于引起电力系统内继电保护及其它安全自动装置的误动,或导致并列点两侧系统失步为原则进行合理整定。 2.4 同频并网条件分析 从上式可看出,功角δ与传输功率p是正弦函数关系,也就是发电机有功功率的功角特性曲线,稳定运行的功角最大值是90°,其对应的pm值称为功率极限值。传送大功率的长距离线路的功角δ更接近于极限值,也就是稳定储备更小。从理论上讲,功角δ的取值可在0~90°之间。 “同频并网”无法按准同步的三个条件进行,因为三个条件中除了存在电压差需要检测外,频率差不存在,相角差(功角)已客观存在,也就是说这种并网注定要在一定电压差和相角差下进行。问题是多大的电压差和多大的相角差可以并网,超过多大的值就不能并网。因为电压差的数值决定了并网时两电源间的无功功率通过该连线的潮流冲击值,功角δ的数值决定了并网时两电源通过该连线潮流(包含有功功率和无功功率)的冲击值,这种冲击实质上是并网瞬间系统潮流进行了一次突发性的再分配。这种突发性的再分配可能会引起继电保护误动作,更严重的是在新投入的线路所分流的有功功率超过了其稳定极限时会导致该线路因失步而再次跳闸。 3 微机型自动准同期装置基本原理 3.1 准同期装置分类 准同期装置按其功能大致可分为三类: 一类为用于发电厂发电机的自动准同期装置,要检测系统和发电机的压差、频差和相角差,同时能自动对发电机的电压和频率进行调节,符合准同期并网条件时给发电机发出断路器合闸脉冲,发电机并入系统。 二类为用于发电厂、变电所的线路、母线分段联系断路器,检测并列点两侧的压差、频差和相角差,并能区别是差频并网还是同频并网,如为同频并网,应当在功角及压差为允许范围内时,给断路器发出合闸脉冲,使两系统合环并列。 三类为用于线路、旁路断路器的自动准同步捕捉和无压检定。前者为检测两系统间的压差、频差和相角差,在压差和频差符合条件,计算相角差过零点越前时间给断路器发出合闸脉冲。后者为线路断路器的重合闸回路,其中一侧无电压或任何一侧无电压时,即给断路器发出合闸脉冲。 3.2 微机型自动准同步装置功能特点 同步装置必须严格按准同步的三要素来设计,即应在待并侧与系统侧的电压差及频率差满足要求的情况下,确保相角差为零时将发电机平滑地并入电网。更确切地讲,应在压差及频压满足要求时捕获第一次出现的零相差将发电机并入电网。 所有发电机组都配备有调速器和发电机自动励磁调节器,在同步过程中其任务是维持待并发电机的频率和电压在给定水平,创造同步条件。由于各类调速器和励磁调节器的特性各不相同,因此在发电机同步过程中不可避免的会出现频率和电压的波动。一般这些波动较大的成分是频率差和压差及其一阶导数,在有些情况下二阶导数的成分也是不可忽略的。所以作为自动准同步装置不论在精确捕捉同步时机方面,或者是在有效实施均频均压控制方面,都应严格地按计及偏差、偏差一阶导数及偏差二阶导数的运动微分方程求解,确保快速、精确地实现同步操作。快速性和精确性自然是自动准同步装置所追求的主要目标。 微机型自动准同期装置与原模拟式准同期装置相比,在各项技术指标及功能上已生产了质的飞跃。微机型自动准同期装置的主要功能有: (1)能适应电压互感器(tv)的不同相别和电压值; (2)应有良好的均频均压控制品质; (3)能实现无逆功率并网; (4)确保在相差为零度时同步并网; (5)应不失时机地捕获第一次出现的同步时机; (6)应具备低压和高压闭锁功能; (7)应能及时消除同步过程中的同频状态; (8)能自动识别同频并网和差频并网两种模式; (9)具有接入发电厂或变电所监控系统的通信接口; (10)具有自动在线测量并列点断路器合闸回路的动作时间; (11)其他附加功能,如自动转角功能、复合同步表功能、相关电量的录波功能等。 3.3 sid—2c型微机同期控制器的工作原理 3.3.1 差频并网合闸角的数学模型 准同期的三个条件是压差、频差在允许值范围内时应在相角差φ为零时完成并网。压差和频差的存在将导致并网瞬间并列点两侧会出现一定无功功率和有功功率的交换,不论是发电机对系统,还是系统对系统并网,对这种功率交换都有相当承受力,因此,并网过程中为了实现快速并网,不必对压差和频差的整定值限制太严格。但并网时相角差的存在,将会导致机组的损伤,甚至会诱发后果更加严重的次同步谐振(扭振)。因此,一个好的同期装置应确保在相角差φ为零时完成并网操作。 在差频并网时,特别是发电机对系统并网时,发电机组的转速在调速器的作用下不断变化,因此发电机对系统的频差不是常数,而是包含有一阶、二阶或更高阶的导数。加之并列点断路器还有一个固有的合闸时间tk,同期装置必须在零相差出现前的tk时发出合闸命令,才能确保在φ=0°时实现并网。或者说同期装置应在φ=0°到来前一个角度φk发出合闸命令,φk与断路器合闸时间tk、频差ωc、频差的一个阶导数及频差的二阶导数d2ωs/dt2等有关。 同期装置在并网过程中需不断快速求解该微分方程,获取当前的理想提前合闸角φk,并不断快速测量当前并列点断路器两则的实际相角φ,当φ=φk时装置发出合闸命令,实现精确的零相差并网。 从上述可看出获得精确的断路器合闸时间tk(含中间断电器)是非常重要的,因此sid—2c系列准同期控制器具有实测tk的功能。同时也不难看出计算机对φk的计算和对φ的测量都不是连续进行的,而是离散进行的,从而使得我们不一定能恰好捕获φk=φ的时机,这就会导致并网的快速性受到极大的影响。sid—2c控制器用另一微分方程实现对合闸时机的预测,可靠实现了达到极值的并网速度。 3.3.2均频均压的控制方式 实现快速并网对满足系统负荷平衡及减少机组空转能耗有重要的意义。捕捉第一次出现的并网时机是实现快速并网的一项有效措施,而且良好的控制品质的算法实施均频与均压控制,促成频差与压差尽快达到给定值也是一项重要措施。sid—2c控制器使用了模糊控制算法,其发达式为: 表中将偏差e的模糊值分成正大到负大八档,将偏差变化率c的模糊值分成正大到负大七档,与它们对应的控制器发出的控制量u的模糊值就有56个,从正大到负大共七类值。以调频控制为例,如控制器测量的频差ωc=ωc-ωs(ωc、ωs分别为待并发电机及系统的角频率)为负大,而频差变化率dωc/dt也是负大,则控制量u为零(表中右下角的值)。这表明尽管发电机较之系统频率很低,但当前发电机频率正以很高的速度向升高的方向变化,因此无需控制发电机频率就能恢复到正常值。 然而,这些模糊控制量的值具体在控制过程中到底是多少呢?应该有个量化的环节,例如变成控制器发出控制信号的脉冲宽度和脉冲间隔。sid—2c控制器是通过均频控制函数kf和均压控制系统kv两个整定值来对控制量进行量化的,kf及kv是在发电机运行过程中通过观察同期装置在纠正频差及压差的过程中所表现的控制质量,经过数次试设来修改kf及kv,直到找到最佳值。不难看出,sid—2c控制器实质上是针对发电机组调速系统及励磁调节系统的具体特性来整定控制参数的。 总之,std—2c型自动同步装置首先对并列点性质进行判别,确定是差频并网还是同频并网。在差频并网时按φk=ωc * tk + 1/2 * dωc/dt * tk 2 + 1/6* d2ωc/dt2* tk 3的算法 ,每一个工频周期计算一次理想的导前角φk,并实测两次当前实际相位差角φ,然后按合闸角的预测算法准确捕获φ=φk的时机,将发电机在φ=0°时并入电网。在压差和频差不满足要求时,则对发电机组按模糊控制算法实施均频及均压控制。 在同频并网时则对压差及功角进行检测,按压差及功角定值实施快速 并网,如条件不满足,装置即进入等待状态,并发出信号,提请上级调度调整潮流,创造并网条件。 4 不同并网性质同步点实例分析 图3电力系统“同频并网”与 “差频并网”点分析图 图3为某电力系统接线示意图,从图中我们可以看到,有四个电源点: 发电厂g1、发电厂g2、发民厂g3。发电厂g4通过四条输电路: ab线、bd线、cd线及ac线连成一个环网电力系统。在本系统中,断路器dl1~dl12都是同步点,但它们具有不同的并网特点,即有些是同频并网点,有些是差频并网点。 在发电厂和变电所里的同步点通常可分两大类,一类是差频并网同步点,另一类是同频并网同步点。差频并网同步点是指不论在何种运行方式下同步点两侧都是两个独立的电源;而同频并网同步点则是随着运行方式的变化,同步点两侧有时是两个独立的电源,而有时则是同一个系统。下面就其性质作出详细的分析说明。 4.1 接在发电机——变压器组高压侧的断路器dl1、dl2、dl3、dl4 dl1、dl2、dl3、dl4均是差频并网同步点。以发电厂g1为例,发电机在dl1断开时是一个独立的电源点,并网时dl1两侧存在着压差,相角差和频差,故是差频并网点。通常操作是将发电机gs1启动,开机成功后即通过dl1进行差频并网。 4.2 线路断路器dl5~dl12、 dl5~dl12既可能为同步并网点,也可能为差频并网点。下面我们分析利用断路器dl5恢复线路ab线送电的情况。 ⑴ ac线、cd线、bd线均正常运行。 从图3我们看到,发电厂g1、发电厂g2、发电厂g3发电厂g4通过ac线,cd线、bd线,使这四个电源构成了电气连接关系,此时,dl5是一个开环点,因此dl5的投运实质上是一次合环操作,故此时的同步点dl5是属于同频并网同步点。这时,dl5两侧电源电压可能不同,但频率相同,并且存在一个固定的相角差,这个相角差即为我们通常所说的功角δ。此时在dl5点两侧测量到的功角δ是正在运行的ac、cd线、bd线所组成的等值线路的功角。 不难看出,功角δ的取值范围为0~90°之间,p和x∑ 越大,功角δ也越大。不论是开环或合环操作都会引起系统潮流重新分配。在进行合环操作后,新投入的线路ab线必定会突然带上一定的负荷,会导致一定的负荷冲击,但这是不可避免的,也是人们预期的。传统的同期接线中,在断路的合闸回路中串进去了同期闭锁继电器(tjj常闭触点)触点,其角度定值范围一般为30°左右。如前所述,当测量点dl5处所测得的功角δ 大于30°时,同期闭锁继电器tjj的常闭触点打开,断开断路器的合闸回路,导致合环操作失败。在这种情况下,有些厂站则采取强制手段(例如通过stk开关将tjj继电器触点短路),将同期开关打在无闭锁位置,进行强行合环操作,这种强行合环操作合闸将会生如下三种后果: ① 合闸成功: 这是因为合上dl5后引起的潮流的重新分配都不涉及ab线路的继电保护误动作或未超过静稳极限。 ② 继电保护随即跳开断路器: 这是因为当功角δ较大时,dl5合闸后导致ab线路所另得的潮流超出继电保护的定值而使继电保护动作跳闸。 ③ 引起系统的振荡失步而跳闸: 这是因为当功角δ较大时,dl5合闸后导致ab线路所分得的潮流超出线路的静稳极限而引起的失步。 因此,在可能出现同频并网(合环)的断路器上进行同步操作时,必须考虑功角δ的因素。允许进行同频并网操作的功角应确保合闸后产生的突发性潮流再分配不至引起新投入的线路的继电保护误动作或失步。 ⑵ ac线、bd线中任一条断开状态 当ac、bd线中任一条在断开状态时,由图3可知,发电厂g1和发电厂g2两个电源处于解列状态,故按前述的差频并网方式实现并网,此时dl5点属于差频并网同步点。 5 模拟型与微机型自动准同期装置比较 由以上分析可知,传统的同期装置已经不再适应于现代电力系统的并网操作的需要。它存在许多先天不足和缺陷,主要表现在: ⑴ 导前时间不稳定; ⑵ 同步操作速度很慢; ⑶ 构成装置元器件参数飘移不稳定; ⑷ 同频并网时所表现的问题更突出。由于同频并网时,同步点测得的相角差为一固定值,该相角差亦即为该联络线的功角δ。δ取值在0°~90°之间。这时,传统的同期接线方式会出现两个问题: 其一是相位表s停在功角δ的位置上,不存在出现相角差φ= 0°的并网机会; 其二是如果当时的功角δ大于同期闭锁继电器的整定值φz时,合闸回路将被tjj接点断开,无法合闸。在这种情况下,大多数电厂(变电所)采取强行合闸,或是利用同期闭锁开stk解除tjj的闭锁后再强行合闸。其后果如前所述。 而现代的微机型自动准同期装置不仅克服了上述的诸多不足外,还有其独特的优点: ⑴ 导前时间,均频均压控制,捕捉第一次并网时机等问题,以及其他各式各样的要求都可以通过描述同步过程的数学模型进行求解来解决。 ⑵ 不再存在元件老化,环境温度,湿度变化引起的特性漂移。 ⑶ 对同步点的并网性质能自动识别,不论是同频并网还是差频并网,装置均以精确的严密的数学模型确保并网时能捕捉到第一次出现的并网机会。在差频并网时,有均频均压控制,若发电机并网过程中出现同频状态时,装置会自动给出加速命令,摆脱同频状态,确保快速稳定的创造并网的频差和压差条件。而在同频并网时,装置能按压差和功角定值实施并网操作,如压差及功角大于定值时,会自动发信给有关调度部门,提请调度调整潮流,创造并网机会,其它特点前已论述,在此不再多叙。 6 总结 随着计算机技术,通信技术和电力电子技术的发展,同期装置的微机化、智能化是发展趋势,加之现代控制理论在同期装置上的应用,新一代微机型自动准同期装置已经在电力系统得到了广泛的应用,积累了丰富的运行经验,并取得了良好的经济效益和社会效益。我们相信,随着同步过程中的理论研究的不断深入,一批先进的新型自动准同步装置将会不断地推出,它必将为高速发展的电力系统的并网操作提供更加高效、可靠、安全的有力保证。 电力系统论文:论工厂电力系统大电缆配电系统中性点接地方式与供电可靠性 [论文关键词]工厂供电 中性点 方式 [论文摘要]工厂供电系统的安全运行对工业企业来说至关重要,特别是对于大型企业,企业供电的可靠性、连续性和安全性要求很高。对大型工厂电力系统大电缆配电系统中性点接地方式与供电可靠性进行了研究。 大型企业具有电力负荷密度大、供电可靠性要求高、供配电线路以电力电缆为主等特点。大型企业35/6kv配电网,其系统中性点以前主要采用的是中性点不接地的运行方式,这对过去以架空线路为主的配电网是适宜的,但是近年来随着电网的快速发展,电网逐渐发展为以电缆线路为主,电缆的长度不断增加,使得电网的接地电容电流水平不断提高;另一方面,氧化锌避雷器和结构紧凑的进口全封闭组合电器也得到广泛应用。在这种形势下,原有的中性点不接地运行方式已不能适应。同时随着bzt技术和短时停电再启动技术的应用,为电阻接地方式的应用创造了很好的条件。 一、中性点不接地系统存在的问题 (一)中性点不接地电网发生单相接地时,系统内部过电压水平高(可达到3.5~4.0倍相电压),持续时间长,而电缆和一些全封闭组合电气绝缘水平低。某些进口设备绝缘水平低于我国同电压等级设备的绝缘水平。以40.5kv真空断路器为例,进口设备工频交流试验标准是70kv,而我国同电压等级设备工频交流试验标准是95kv。而这些进口设备一旦击穿很难修复,因而不宜带单相接地故障继续运行。 (二)单相接地时,避雷器长时间在工频过电压下运行易发生损坏甚至爆炸。目前,采用提高氧化锌避雷器运行电压的方法来避免爆炸事故发生,但这并不经济,因而这种接地方式不利于无间隙氧化锌避雷器的推广应用。 (三)电缆的大量使用,已经不宜采用中性点不接地系统来保证供电的连续性。在这种中性点不接地系统中,当配电网电压发生突变、变压器高压线圈发生接地、系统发生接地或弧光接地故障时,都可能在系统中引发过电压。对于空载励磁特性较差的电压互感器,在过电压作用下,因励磁电流的剧增,会导致高压熔断器频繁熔断,甚至造成电压互感器烧毁,如果处理不当,或保护配置不周全,此类异常状况有可扩大为全厂性事故。 二、中性点经消弧线圈接地系统存在的主要问题 (一)如果消弧线圈调整不当,在系统正常运行时,可能会在中性点产生较高的谐振过电压,并直接影响系统的安全运行。 当消弧电感感抗和系统对地容抗相近,使补偿度很小时,系统中性点在正常运行时可能会出现相当高的过电压,超过运行电气设备的正常绝缘水平。 (二)准确检测出接地故障线路较困难,目前虽有不少微机型的高灵敏度接地保护装置,但实用情况均不够理想。 (三)虽然现在有自动跟踪、自动调谐的智能型消弧线圈,但当系统发生单相接地时,消弧线圈不再调整,若接地检测装置不能检测出故障线路,还必须依靠拉合有关线路查找故障点。对于出线回路数多、母线结线复杂的配电网,查找故障的时间可能很长,在查找过程中会出现过补偿或欠补偿超过允许值的情况,致使这将会使再多次发生弧光复燃,出现过电压,将有可能使相邻敷设的电力电缆被破坏,致使事故范围扩大。 三、大型企业配电网中性点经电阻接地方式的可行性 (一)中性点电阻接地方式有效地解决了单相接地过电压问题 有关资料表明,当电阻电流与故障点的电容电流相近或略大于电容电流,可以有效抑制弧光接地过电压幅值,并对继电保护有利。 (二)供电可靠性 采用电阻接地后,当发生单相接地故障时线路要立即跳闸,不能保证用户的连续供电。但石化系统的配电网,不是过去的单电源的辐射系统或树形系统,而是双电源供电系统。因此,在这种情况下,提高供电可靠性就不再单靠要求带单相接地故障运行几个小时来保证,而是靠bzt装置和短时停电再启动技术来保证。 bzt装置是保证系统可靠性的重要技术手段,石化系统的配电网中几乎百分之百使用,起到了很好效果。同时,在发电厂中广泛应用的保证工厂用电连续性的“智能型快速切换装置”可以在石化系统的配电网中应用,这样可以较好地提高企业供电系统的可靠性。 短时停电再启动技术在系统的配电网中应用广泛,较好地保证了石化装置的安全连续运行。 另外,根据电缆配电网的运行经验,单相接地引发相间短路事故较多。当发生单相接地故障时很容易引发电缆内部相间短路。由于电缆故障多为永久性故障,故障后应尽快切除,不宜长期单相接地运行。所以,从这点出发,也是以采用电阻接地方式为好。 七十年代年末到八十年代中,我国先后从国外引进四套大型合成氨装置,均采用电阻接地方式。十五期间,我国先后引进和投用了上海赛科、广东惠州特大型乙烯装置,也均采用电阻接地方式。 根据工艺的特点,如果特大型乙烯装置采用电阻接地方式,其供电可靠性能满足要求的话,在炼油装置也应该没有问题。在特大型的炼油企业,采用电阻接地方式,加上bzt和短时停电再启动技术满足了工艺的要求。 电力系统论文:浅议电力系统互感器的安全运行及故障处理 摘 要:本文详细介绍了电流、电压互感器在电力系统中的正确使用方法,阐述了电流互感器二次开路的故障处理和电压互感器一、二次熔断器熔断的处理。 关键词:互感器;运行;故障处理 电力系统中,电流、电压互感器安全运行十分重要。它们如同是电力系统中的眼睛和耳朵,电力系统运行是否正常运行,电量的计量都可以通过互感器的转换而显示出来。 一、互感器的正确使用 1.1电流互感器使用 (1)电流互感器的接线应遵守串联的原则,即一次绕组应与被测电路电路串联,二次绕组应与测量仪表或继电器的电流线圈串联。 (2)电流互感器在工作时其二次侧严禁开路,一旦开路,一次电流全部化成为磁化电流,引起磁通和二次侧电压聚增,危及人身和设备安全:同时磁通磁路过度饱和磁化后,产生剩磁,降低准确度,使误差增大。因此电流互感器在安装时,二次接线要求牢靠,且不允许接入熔断器和开关。同时二次侧要备有短路开关,一旦开路,马上撤掉电路负载,然后再停电处理,一切处理完后,方可再用。 (3)电流互感器的二次侧必须有一端可靠接地,防止一、二次绕组间绝缘击穿时,一次侧高压串入二次侧,危及人身和设备安全。 (4)电流互感器在连接时,采用“减极性”即p1与s1、p2与s2为对应同名端,否则二次仪表、继电器中流过的电流就不是预想的电流甚至可能引起事故。 (5)对大电流接地系统,一般按三相配置。对小电流接地系统,依具体要求按两相或三相配置。 1.2、电压互感器的使用 (1)电压互感器在投入运行前要按照规程的项目进行实验检查。例如;测极性、连接组别、摇测绝缘、核对相序等。 (2)电压互感器的接线应保证其正确性,一次绕组和被测电路并联,二次绕组应和所接的测量仪表、继电保护装置或自动装置的电压线圈并联,同时要注意极性的正确性。 (3)接在电压互感器二次侧负荷的容量应合适,接在电压互感器二次侧的负荷不应超过其额定容量,否则,会使互感器的误差增大,难以达到测量的正确性。 (4)电压互感器二次不允许短路。由于互感器内阻抗很小,若二次回路短路时,会出现很大的电流,将损坏二次设备甚至危及人身安全。电压互感器可以在二次侧装设熔断器以保护其自身不因二次侧短路而损坏。可能情况下,一次侧也应装设熔断器,以保护高压电网不因互感器高压绕组或引线故障危及一次系统的安全。 (5)为了确保人在接触测量仪表和继电器时的安全,电压互感器二次绕组必须有一点接地。因为接地后,当一次和二次绕组间的绝缘损坏时,可以防止仪表和继电器出现高电压危及人身安全。 2、互感器的故障处理 2.1、电流互感器的故障处理 2.1.1、电流互感器二次回路开路的现象: (1)回路仪表指示异常,一般是降低或为零。 (2)互感器本体有较大噪声,振动不均匀,严重发热,冒烟等现象。 (3)互感器二次回路端子,原件线头有放电、打火现象。 (4)继电保护发生误动或拒动,这种情况可在误跳闸或越级跳闸时发现。 (5)电度表、继电器等冒烟烧坏,不仅会使互感器二次开路,还会使二次短路。 2.1.2、电流互感器二次开路的故障处理: (1)处理二次开路故障,要尽量减小一次的负荷电流,以降低二次回路的电压。操作时注意安全。按规定使用好绝缘用具。 (2)应尽量减小一次负荷电流。若互感器严重损伤,应转移负荷,停电处理。 (3)尽快设法在就近的试验端子上用良好的短接线将二次短路,再检查处理开路点。 (4)若短接发生火花,说明短接有效,故障点就在短接点以下的回路中,可进一步查找。若没有火花,故障点可能在短接点以前的回路中,可逐点变换短接点,缩小范围检查。 (5)对检查出的故障若不能进行处理的或不能查明故障的,应将二次短路后汇报上级。 2.2、电压互感器的故障处理 2.2.1电压互感器二次熔丝熔断的现象 (1)有预告声响"电压回路断线"光字牌会亮。 (2)电压表、有功功率表和无功功率表的指示值会降低或到零,"备用电源消失"光字牌会亮。 (3)变压器严重过流时,互感器 丝熔断,低压过流保护可能误动。 (4)一、二次熔断器熔断及击穿熔断器熔断在现象上基本一致。 2.2.2、电压互感器两侧熔断器断熔处理 (1)查找时一般先查二次熔断器及辅助接点,再查一次熔断器,最后查击穿熔断器、互感器内部是否有故障。如果一次熔断器经常熔断又找不出原因,则可能是由互感器铁磁谐振引起的。 (2)当互感器一次侧熔丝熔断后,应当拉开电压互感器隔离开关,并取下二次保险,检查是否熔断,排除故障后可重新更换合格熔丝将电压互感器投入运行。 以上是对电流、电压互感器的正确使用和常见故障处理所采取的方法和措施,同时还要根据设备事故的具体情况,进行分析处理,以保障用电设备的安全可靠运行,减少事故造成的影响,尽可能防患于未然,消灭事故于萌芽状态。 电力系统论文:论电力电子技术在电力系统中的应用 摘要:文中概速性地介绍电力电子技术在电力系统中的各类应用,重点在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。 关键词:直流输电;电力电子;发电机 一、前言 电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程,它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(hvdc)。自20世纪80年代,柔性交流输电(facts)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。 二、电力电子技术的应用 自20世纪80年代,柔性交流输电(facts)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节,列举电力电子技术的应用研究和现状。 (一)在发电环节中的应用 电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。 1 大型发电机的静止励磁控制 静止励磁采用晶闸管整流自并励方式,具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。 2 水力、风力发电机的变速恒频励磁 水力发电的有效功率取决于水头压力和流量,当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转速便随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术优秀是变频电源。 3 发电厂风机水泵的变频调速 发电厂的厂用电率平均为8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%,且运行效率低。使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。 (二)在输电环节中的应用 电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”,大幅度改善了电力网的稳定运行特性。 1 直流输电(hvdc)和轻型直流输电(hvdc light)技术 直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。 2 柔性交流输电(facts)技术 facts技术的概念问世干20世纪80年代后期,是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术,可实现对交流输电功率潮流的灵活控制,大幅度提高电力系统的稳定水平。 20世纪90年代以来,国外在研究开发的基础上开始将fa cts技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小,设备结构简单,控制方便,成本较低,所以较早得到应用。 (三)在配电环节中的应用 配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求,还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用,即用户电力(custom power)技术或称dfacts技术,是在facts各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将dfacts设备理解为facts设备的缩小版,其原理、结构均相同,功能也相似。由于潜在需求巨大,市场介入相对容易,开发投入和生产成本相对较低,随着电力电子器件价格的不断降低,可以预期dfacts设备产品将进入快速发展期。 (四)在节能环节的运用 1 变负荷电动机调速运行 电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面,通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面,只有将二者结合起来,电动机节电方较完善。目前,交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速,我国正在推广应用中。 变频调速的优点是调速范围广,精度高,效率高,能实现连续无级调速。在调速过程中转差损耗小,定子、转子的铜耗也不大,节电率一般可达30%左右。其缺点主要为:成本高,产生高次谐波污染电网。 2 减少无功损耗,提高功率因数 在电气设备中,变压器和交流异步电动机等都属于感性负载,这些设备在运行时不仅消耗有功功率,而且还消耗无功功率。因此,无功电源与有功电源一样,是保证电能质量不可缺少的部分。在电力系统中应保持无功平衡,否则,将会使系统电压降低,设备破坏,功率因数下降,严惩时会引起电压崩溃,系统解裂,造成大面积停电事故。所以,当电力网或电气设备无功容量不足时,应增装无功补偿设备,提高设备功率因数。 结束语 电力电子技术正在不断发展,新材料,新结构器件的陆续诞生,计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持,在各行各业中的应用越来越广泛。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了可喜成绩。 论文网在线 电力系统论文:开发电力系统继电保护中级工教学培训包的实践与体会 开发电力系统继电保护中级工教学培训包的实践与体会 作为学校的教研项目,笔者于2005年起开发出电力系统继电保护中级工教学培训包并对之进行实施,取得了良好效果,现谈几点经验和体会。 一、开发电力系统继电保护中级工教论文联盟//学培训包的必要性及其目标 把学历教育与国家职业资格证书认证体系衔接起来,加强学历教育与职业资格认证的结合,使学生在取得学历证书的同时获得相应的资格证书,即“双证书制”。从2003年起,我校在完成学历教育的同时,开展了多项工种的职业技能鉴定培训与考试,即进行“双证书制”教学。电力系统继电保护是各类高等院校有关电力专业的一门专业必修课,也是电力行业的一项主要技术工种。近年来,随着我校“双证书制”教学的深入,参加继电保护中级工职业技能鉴定考试的学生占毕业生人数的比例逐年快速增长。为更好地落实“双证书制”教学方案,提高学生的学习效率,保证教学质量,必须开发出一套电力系统继电保护中级工教学培训包,使其以职业能力培养和职业资格评定为优秀,将《国家职业技能鉴定大纲(继电保护)》中对继电保护中级工应熟悉、掌握和具备的理论知识和专业技能按模块分布在学历教育的各个教学环节,使教师在每个教学过程中心中有数,重点突出;学生在学习过程中目标明确,学以致用。在保证学历教育教学质量的同时,提高学生职业技能考核的通过率,即提高学生的职业技能,保证人才的培养质量,满足用人单位的需求。 二、开发电力系统继电保护中级工教学培训包的途径 1.开发电力系统继电保护中级工教学培训包需解决的主要问题 (1)将用人单位对继电保护中级工理论知识及实践技能的需求与《国家职业技能鉴定大纲(继电保护)》有机结合起来,构建继电保护中级工教学培训包的总体框架,创建培训包的各个教学培训模块及其任务书。 (2)将构建的继电保护中级工教学培训包与学校的学历教育有机结合起来,探索各个教学培训模块任务书的实施方式和方法。 2.开发继电保护中级工教学培训包的流程 (1)原始数据采集环节。即采集继电保护中级工岗位的工作性质和特点、应具备的有关理论知识及专业技能等。 (2)分类统计、构建总体方案环节。分类统计、构建总体方案环节主要是对采集的原始数据和信息进行分类统计、分析整理,结合《国家职业技能鉴定大纲(继电保护)》,构建出电力系统继电保护中级工教学培训包的总体框架,编写总体方案,制定各个教学培训模块。 (3)构建各个模块任务书环节。本环节的任务是根据电力系统继电保护中级工教学培训包总体方案,将各个教学培训模块与学历教育的各个教学环节有机结合起来,拟定各教学培训模块的任务书。明确各个教学培训模块的目标、内容、培训时间及相关课程、实施的方式、方法和实施效果的检测等内容,然后咨询有关专家,对构建的总体框架及拟定的各模块任务书进行论证,确立电力系统继电保护中级工教学培训包的总体方案及详细的各模块培训任务书。 (4)确定学生,实施教学培训环节。本环节根据已创建的电力系统继电保护中级工教学培训包各模块任务书,按照优、良、中、及格的学习成绩选取学生,并实施教学培训。 (5)考评、完善环节。主要是通过河南省电力系统职业技能鉴定考试,对选取培训的学生进行继电保护中级工技能鉴定考核,并对其考核成绩进行统计、分析、评价。 三、电力系统继电保护中级工教学培训包实施效果与开发体会 利用电力系统继电保护中级工教学培训包实施教学培训的学生,在通过我校学历教育各项考试获取毕业证书的同时,参加河南省电力系统的继电保护中级工技能鉴定考试,全部合格并获继电保护中级工证书。 通过对继电保护中级工教学培训包的开发,笔者有如下几点体会。 (1)理解国家《职业技能鉴定大纲》中对有关工种的要求,了解生产现场对有关工种的需求,熟悉有关工种学历教育的各个教学环节是开发出教学培训包的基本保证。 (2)加强“双证书制”教学的认识,转变教育理念,提高教师责任心及专业素质,调动学生的学习积极性,是教学培训包实施的必要措施。 (3)搞好实验实训基地建设是实施培训教学的必备条件。 电力系统论文:浅析电力系统信息管理自动化实现的途径与策略 论文关键词:电力系统 信息管理 自动化 实现 途径 策略 论文摘要:实践证明,在电力行业中实施信息化管理是其在市场经济条件下生存余发展的必由之路。随着我国电力体制改革不断的深入和电力市场逐渐形成,供电企业已经由原先让上级满意变成了让用户满意上来。本文,通过对电力系统管理现状的分析对其实现的途径和策略进行了探究,研究结果认为实现的途径和策略可以从政策和资金的投入、全员对其认识上提高和系统运用所需的知识学习三个方面上加以突破。 电力系统作为国家基础经济重要的一个环节,随着国内外环境的变化迅速发展,运用信息管理自动化建设对电力企业解决信息资源短缺与资源浪费之间的矛盾将成为必然。换句话讲,建立并拥有一整套先进的适合于电力系统自身需要的信息管理系统,已成为电力企业增强其市场竞争能力,实现信息化工作必然发展趋势。因此,对电力系统信息自动化实现的途径与策略探讨是一件非常有意义的事情。 一、电力系统管理的现状分析 电力行业是应用信息技术较早的行业之一,但限于当时的客观条件和人员素质,直至90年代初,仍处于一般应用水平,其信息化程度与客观需求和电子技术的迅猛发展,还存在着相当大的差距。但随着国家对其重视程度的提高,时至今日全国大部分省市级电力公司的信息管理系统已实用化,可以说信息化的管理模式已经基本形成。信息管理系统的运用虽然取得了一定的成效,但在应用效果上仍然感觉不是很理想,在不同地域、不同单位之间发展伤存在着不平衡性。尤其是一些县级电力企业的信息管理系统在开发和应用上处于相对滞后的位置。主要的问题体现在已经建立了信息管理系统在投入的资金所得到的回报并不明显。特别突出的问题就是管理规范上比较差,不能适应信息化建设的需求以及领导对信息化工作的不重视、管理方法不合理等。 另一方面,在信息化系统的运用过程中其系统本身也存在着一些问题。目前,较多的电力企业运用的信息管理系统(mis,manage—ment information system)是一个由人、计算机组成的能进行管理信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用的系统管理管理模式。其主要作用就是将企业相对孤立、零碎的信息转变并形成成一个相对比较完整、有组织的信息系统,这样一来就彻底解决了信息存放的“冗余”问题,大大提高了信息的利用效率。可以说这个系统在一定的程度可以最大限度地利用现代计算机及网络通讯技术从而实现企业的信息管理。但是由于msi技术本身固有的缺陷,使得msi无法适应多变的管理环境。基于mis无法满足人们对于管理信息系统需求的情况下,统(dss,decisions support system)便随之研发出来。二者的区别主要是msi是实现对信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用,而dss更主要的是针对某一类型的半结构化和非结构化决策问题,通过对数据的分析、建立模型、挖掘规则等方式,为管理者提供决策支持信息。随着系统的不断运用和相关漏洞的修复,数据仓库的综合决策支持系统最终形成。以至于后期的数据仓库、olap、数据挖掘灯相结合起来所形成的综合决策支持系统(远程自动抄表系统、基于抄表数据的综合决策支持)。 总之,随着科技的不断进步以及管理者理念和对系统的把握,电力系统的信息管理自动化呈现出良好的发展势头。但是,我们看到硬件的不断发展也要看到软件发展的不足,即管理自动化系统的实现途径和策略。 二、实现的途径与策略 网络技术的迅猛发展 ,给信息管理电自动化硬件的集成提供了技术支持和保障 ,提高了系统的可靠性与实用性我们知道,在进行的信息管理目的就是要将各种信息收集过来 ,然后进行分类、整理、抽取和融合 ,获取有用的信息 ,最终为应用服务。所以,对供电企业而言 ,信息融合的主要目标是从企业的实际需要出发 ,融入先进的系统思想 ,深入配电网管理各个环节 ,构建一体化解决方案 ,实现配电网的数字化运营 ,并将以更加先进、实用、成熟的服务回报广大用户。为此,有效的运用信息管理系统是实现最优化服务的主要手段。那么,如何才能更有效的在电力系统管理中实施信息管理自动化呢,笔者对其途径与策略有如下几点思考。 首先,政策和资金的投入是管理自动化实现的保障。随着技术不断的发展,管理自动化系统也越趋于庞大、复杂,要想能有效的运用必须根据电力企业的特点进行修正。这其中就需要投入大量的人力、财力。不仅如此,一套管理自动化系统的投入使用同样要付出高额的费用。这些都需要得到国家政策上支持和资金上的大力投入。因此,国家支持是保障电力系统管理自动化实现的首要成功要素。 其次,通过全员对其认识上提高以确保实施的有效性。笔者认为,好的管理系统需要管理者的接纳,如果管理者对其有抵触情绪,那么你再好的系统也只是一个摆设。所以,加强对其系统的充分认识,了解其对于提升我们工作效率的好处,从认识上使系统工作人员产生重视的态度。这里面尤其要值得一提的就是相关主管部门领导的重视,对系统的实施是非常重要的。 最后,提高全员系统运用知识学习以确保实施的能力。实践证明,在信息管理自动化系统的运用过程中需要我们管理者掌握一定的知识和技能,因此对系统的全员进行相关培训是非常必要的,也是促进系统有效运行的有效途径和手段。事实已经告诉我们,新时期的电力系统发展更需要对知识的储备和技能的掌握。 电力系统论文:电力系统文书档案管理研究 一、电力系统文书档案的涵义和特征 电力系统文书档案又称电力管理性档案,是在电力企业运营过程中产生的,指其办理完毕、有保存价值的文书转化而成,在其党务、行政管理、调度服务等活动中为互相联系和处理事务等的实际需要,用文字、图表、电子等方式直接记录下来的具有完整体式和处理程序的信息材料。电力系统文书档案具有基础性、前瞻性、规范性、综合性和服务性,文书和文书档案管理工作是互相促进、互相联系、密不可分的工作,主要涉及电力系统行政管理、党群管理、人事管理、业务管理以及财务管理等方面。 二、加强电力系统文书档案管理的重要意义 加强电力系统文书档案管理工作是电力企业提高管理水平、快速健康发展的必然趋势,是强化电力系统内部管理、提高工作效率的重要体现,是其工作业绩和管理水平的历史记录和再现,具备一定法律效力的凭证作用,也是文书工作珍贵参考资料以及指导单位领导科学决策的重要依据,还是档案科学管理研究的基石,是衡量电力系统档案管理水平的高低的关键标准之一。电力系统档案管理是其经营活动中必不可少的管理要素,是电力企业管理中一个重要部分,具体负责日常公务文书的收发、登记、运转管理、档案管理与保管等。随着现代化进程的加大,电力文书档案管理信息化已成为管理工作的发展趋势,成为其最佳技术手段和提高管理水平的有效途径,在资源整合、共享的同时,开发电力系统文档信息平台,能够及时、动态地查阅电力文书档案,用于内部员工熟悉情况、总结经验、制定计划、处理问题的有力助手,便于快捷、重复网上阅览,在做好政策性、专业性、保密性的同时,不仅可以提高工作效率,还能提升电力文书档案的开发利用价值。 三、加强电力系统文书档案管理的对策研究 1、加大法律、法规的宣传力度,增强电力系统全员文书档案意识,争取各级领导对文书档案管理工作的重视 加大档案法律法规的宣传,提高电力系统法治意识和依法治档的自觉性,在员工中加大宣传和贯彻《中华人民共和国档案法》、《企业档案工作规范》等法律法规的力度,加强员工对文件材料及时进行归档重要性的认识,增强员工的档案意识,变被动为主动,从而加大开发利用的力度,提高工作效率和经济效益。领导的支持力度在一定程度上影响了电力系统文书档案工作者的积极性,资金投入的力度是提高文书档案管理水平的有力保障,也是促进电力系统内部各部门协调合作的重要一环,为实际的文书档案研究和服务工作奠定了坚实的基础。 2、开展继续教育和终身学习制,全面提高电力系统文书档案管理人员的业务技术素质,有效提升文书档案管理水平 电力系统文书档案管理水平关键取决于文书档案专业人员的素质高低,不仅要求基层文书档案管理人员具备较强的档案意识、扎实的业务功底,还要有较高的服务意识和管理能力。为此,要不断提供各种政治素质、业务技能的培训和学习的机会,持续拓宽工作思路和知识面,提供机会加强行业交流与学习的机会,借鉴兄弟单位以及国内外成功的管理经验,成功打造一支复合型文书档案人才队伍,并不断提升其综合素质,这是保证文书档案管理工作安全有序开展的基础,也是电力系统加大档案科技进步、提高管理水平、深入开展档案开发利用的关键所在。明确电力系统文书档案工作人员继续教育和终身学习制的目的,从目的性、现实性和实效性出发,本着缺什么补什么、“学以致用”的方针,在学习专业知识的同时应注重对相关科学知识的补充和更新。电力系统走向国际化的标志有两个,一个是电力系统设备的自动化,另一个就是电力业务的网络化和数据电子化水平,其中包括文书档案的信息化水平,肩负着为电力企业转型和精确化管理提供信息支撑的重大责任,信息技术的发展以及企业信息化进程的逐步深入,给电力系统文书档案管理带来了前所未有的巨大挑战,同时更赋予档案管理巨大的发展机遇。尤其是加强对信息技术、计算机、科技软件等新技术的学习,确保能够熟练运用现代化的办公设备来进行电子文件和资料的制作、使用和维护,从而为建设一支高质量的文书档案队伍打下坚实的基础。开展电力系统文书档案工作人员在职学习的约束、激励措施,与工资、技术职称以及管理人才培养、提拔相结合,增强文书档案工作人员继续学习的主动性和积极性,不断更新知识、拓宽视野,用现代化的科学知识、政治理论武装自己的头脑,掌握电力系统文书档案管理的技能,更好地适应电力系统企业和社会发展的要求,不断提升电力系统文书档案管理的水平。 3、建立健全电力系统文书档案管理的规章制度,不断创新电力系统文书档案管理模式 参照国家有关法律制定符合电力系统文书档案特点的规章制度,做到科学、合理、操作性强,明确各岗位的职责,从文书档案的组织领导、管理体系、基础分工、考核标准、激励约束等均做到有法可依、有章可循,从而有效地控制电力系统文书档案的形成、整理、归档、安全防护、过期销毁、阅览许可、综合利用等,尤其对特殊载体的档案要采取有效的安全防护措施加以重点保护,切实加强对知识产权和涉及商业秘密档案的管理,确保档案信息的完整与安全。创新电力系统文书档案管理工作,打破传统的工作模式和思维方式,采用数字化、信息化、网络化管理,在文书档案管理实行制度化、规范化、标准化管理的同时,为电力发展提供优质、高效的档案服务工作。 4、加大电力系统文书档案的开发利用力度。 文书是档案的来源,档案是文书的归宿,电力系统文书档案必须由原来的保管型向综合开发利用型转变,发挥文书档案的价值最大化才是文书档案管理永恒的主题和最终目的,充分发挥其提供优质服务、维护电力系统健康快速发展的重要作用。开展无纸化办公,利用电视台文书档案信息化、数字化技术,这是提高档案利用率的有效手段,解决档案管理动力不足、单调乏味的现状,避免重复、机械劳动,深化检索、简化统计整理的手续,推动其信息化进程,达到事半功倍、提高工作效率的目的,创新开发利用机制,增强服务意思,把文书档案这一珍贵财富有机地转化为电力企业生机勃勃的生产力,充分体现档案的价值、地位、作用和意义。 电力系统论文:电力系统电子技术应用 1电力电子技术的发展 (1)产生阶段 二战结束后,单纯为了战争而制造的电力电子技术开始在社会工业领域应用,首先开始使用电力电子技术的行业是晶闸管,通过该技术晶闸管行业得到了全新的发展和使用。在此基础上可发出了可控硅整流装置,可控硅整流装置的问世,代表了电力系统传动技术的一次巨大的跨越。从此,电能的变换和控制正式步入了电力电子器件构成的变流器时代。 (2)该技术的发展 从上世纪五十年开始,电力电子技术在未来的发展中逐渐突破了传统,开始注重全新的技术研发和制造,在起初阶段第一代电力电子器件晶闸管为主要代表,该时期的产品具有体积小,耗能低的优势,完全颠覆了过去传统的整流器;在电路系统中,电力电子技术逐渐开始应用,而其改变了原有的电路性能,有效的降低了能耗,提高了电源的使用效率。随着技术的进步,第二代的新器件在七十年代末期被研发出来,该器件具有了全新的自控能力,在开启速度上也有了很大的提高。在二十世纪九十年代,电力电子技术进入了现代化发展阶段,技术器件的体积和结构方面,其结构更加合理,体积朝着更小的方向发展。后来,又在集成模块的基础上,把应用于控制电力技术中的多种电力器件相组合,构成了集成电路。功率集成电路的出现,标示着电力电子技术迈向了高频化和标准模块化以及集成化和智能化的新时代。当前世界电力电子技术的发展方向更趋于现代化,开始在保障质量和用途的前提下追求节能和环保的作用与功效。 2电力电子技术在电力系统中的应用 电力系统是一个整体,在这个系统中有多个环节,每个环节都需要电力电子技术作为保障 (1)在发电环节的应用 发电环节随着技术的进步也逐渐提高了其工作质量,最为主要的体现就是发电机组的励磁控制和变频调速上。在世界各国,许多大型的发电厂机组中都使用该技术进行发电控制和调节。电力电子技术的发展,使电子技术取代了励磁控制中的励磁机环节,使静止励磁实现了简单的控制构造和高性能低成本的运作。 (2)在输电线路中的应用 输电线路也都是利用电力电子技术进行设置和安装的,最为主要的体现就是应用主要体现在柔性交流电技术、高压直流电技术以及静止无功补偿器等。采用电力电子装置和控制技术对电力系统中的主要参数,如电压、电流、相位差、功率和阻抗等进行灵活控制,最大限度地提高现有输电线路的稳定性极限,增强系统的稳定性和安全性。第一种技术在二十世纪八十年代被研发出来,电力电子技术的使用使该技术极大的降低了损耗,而且使传输过程中的稳定性得到了显著提升;第二种技术的代表是晶闸管,是在电力电子技术的发展中研发创造的,该技术的使用降低了电厂输送电力过程中的成本;第三种技术具有高速的调控能力,在高压线路无功补偿方面的作用尤为突出。 (3)在配电过程中的应用体现 配电的大小强弱以及配电的区域等都需要通过技术进行调控,作为现代电力系统中的重要环节,也需要电力电子技术发挥作用。通过该技术能够做到加强对电压、电流的控制,使配电过程更加稳定,而且电力电子技术在配电过程中还发挥着解决随时问题的作用。 (4)电力电子技术在节能方面的应用 现代电力系统在配电和传输过程中也在进行节能方面技术的研究和探讨,电力电子技术能够在节能方面发挥重要作用。众所周知,电机的变频调速可以实现大量节约电能的效果。目前,超音频的研究和应用,为电力电子技术在节能方面的应用提供了更加广阔的空间。在目前国家的"绿色照明工程"中,电子节能灯就是利用了高频镇流器的内耗低来实现的。此外,还有用于清洗半导体芯片的超声波发生器比常规清洗器更节约电能;在特殊材料的熔炼方面,高频的加热设备比常规纯电阻加热设备节点30%~50%。 3结语 电力系统可以说是现代社会发展的支撑力量,电力电子技术作为电力系统中的重要的保障性技术,在未来的发展中能够更加有效的保障电力系统的稳定与安全。 作者:于闯 单位:中核辽宁核电有限公司 电力系统论文:故障信息管理系统在电力系统中的运用 1故障信息远传系统的功能分析 (1)故障信息远传系统能够把二次设备的动作信息以及一次设备的运行状态及时地向主站系统传输,从而使主站系统和二次设备间完成数据通信,进一步使数据的汇集功能及转发功能得到有效实现。 (2)变电站数据传输的量是非常大的,尤其是在发生故障的情况,受到通道多以及故障录波信息采样率高等方面的影响,便会在极短的时间内形成一个峰值,这样便会对数据传输造成严重影响,而故障信息远传系统的应用,则能够对故障数据进行缓冲处理,从而降低对数据传输造成的不利影响。 (3)在变电站中,所使用的二次设备往往由多家生产厂家提供的,并且不同的厂家具备不同的规约,大多数厂家通常会采用私有的通信规约。所以,在对故障录波信息进行处理的时候,便会出现不同厂家的通信规约互不兼容的情况,并且还有可能同一个厂家不同型号的装置的通信规约也存在差异。针对这些问题,故障信息远传系统便起到了关键性的作用,能够对故障信息完成预处理,进一步使不同通信接口所存在的差异得到有效消除,在使不同的通信规约转化成为统一格式之后,便能够和调度主站数据采集保持一致的步调,最终为电力系统的稳定、安全运行提供保障依据。 2关键技术探究 2.1通信方式的选择 现状下,通信组织方式最为常见的有两类:一类是故障信息远传系统经Modcm就地接入地区电力行政电话交换机,以拨号为途径,从而使信息的传输得到有效实现。另一类是故障信息远传系统与主站系统之间使用2M数据通道,以电力数据通信网为渠道,进一步实现直接的通信。为继电保护故障信息系统结构示意图。继点保护故障信息系统结构示意图在电网故障的情况下,是需要传输大量的故障录波信息及继点保护信息的,如果以电话拨号为依据,那么在数据传输方面将要很长的时间,同时通信速率也不高,实时性还很差。所以,便采用2M数据通道进一步实现数据传输。如此一来,在电网产生故障的情况下,对于事故的处理便变得简单很方便。除此之外,在主站空闲的情况下,事故子站还能够将故障录波信息传输至主站系统,然而完成汇总与有效处理。 2.2GPS的应用 GPS即为全球卫星定位系统,通过对一台全球卫星定位系统加以应用,能够实现对变电站区域中全部设备的时钟的校对。装置使用“软/硬”融合的对时方法。其中,硬对时指的是利用全球卫星定位系统对时装置发出的“时脉冲”经保护装置的“对时端子”,进一步实现规定时间内的时钟校对程序。而软对时指的是通过对保护装置的串口进行利用,进一步完成对时。在变电站中,对于所存在的各类时间,便可以利用全球卫星定位系统,最终使记录以及归档工作得到有效完成。 2.3数据存储模式 在这里主要介绍到分散式的数据存储模式。该存储模式能够将诸多信息进行完好无损地存在,包括了图形信息、通讯参数信息、报警信息以及二次设备信息等。并且,以同步机制为依据,实现和各个主站在数据方面保持一致性。利用该存储模式,能够降低系统对通讯可靠性的依附,在系统遭遇严重破坏的情况下,通过恢复机制,能够使数据完好无损,从而避免数据信息丢失等状况的发生。 3结语 社会经济的发展带动了我国电力事业的发展,在电力系统规模逐渐扩大的情况下,系统的复杂程度也越来越高。为了保证电力系统在运行过程中的稳定性及安全性,便需要做好各环节的有效处理。其中,故障信息管理系统在电力系统中便起到了关键性的作用,将其融入能够使电力系统在故障处理方面的能力水平得到有效提升,进一步保证电力系统运行的稳定性及安全性。鉴于此,相关工作人员应该认识到故障信息管理系统在电力系统中应用的价值作用,进一步为我国电气事业的发展起到推波助澜的作用。 作者:唐龙波 单位:国网甘肃省电力公司临夏供电公司 电力系统论文:电力系统工作经验电气工程论文 1电力系统工作经历提升教师自身的专业水平 理论联系实际,在实践工作中检验理论、提升理论,是企业对毕业生的要求。理论指导实践,在实践工作中运用科学的理论指导实践,是企业对工程技术人员的要求。作者曾在电力系统就职,体会比较深刻。对于变电站而言变压器检修经常要做空载和短路试验,工程上变压器空载试验方法采用调压器在低压侧加压,空载容量应小于调压器容量的50%,试验电流为额定电流的1‰~1%,以测量变压器的铁损。一般电力变压器在额定电压时,空载损耗约为额定容量的0.1%~1%。变压器短路试验用自耦变压器调节原边电压,原边电流达到额定值时,测量变压器铜损。通常电力变压器在额定电流下的短路损耗约为额定容量的0.4%~4%。通过亲自动手做压器空载、短路试验及观察实验现象,联系《电路》、《电机学》中关于变压器的相关知识,加深了对变压器的学习与理解。发电厂自动化控制是电力系统的发展趋势与要求,已投产和在建的大型发电厂的自动化控制水平非常高,已达到“无人值守,少人值班”管理模式。发电机组的自动开停机、自动同期并网技术验证了《自动控制理论》、《继电保护》等相关理论知识。在电力系统工作的4年中,笔者的理论知识在工作实践中不断得到深化和提升。 2电力系统工作经历对电气工程本科教学起到的积极作用 2.1教材选用目的更加明确 教材是高校实施培养计划的重要介质,直接影响着教学质量和人才。高质量、合理化的教材是提高教学质量与水平、完成人才培养计划与目标的保证。作者在施教时参照自身的工作经验,选用更具有方向性与实践性的教材,提高毕业生与企业之间的契合度。智能电网、数字化电站是电力系统的发展趋势,其要求电网信息化、自动化程度更高。因为这一目的,可编程控制器(ProgrammableLogicController,PLC)被广泛应用到电力系统中,目前国内应用的PLC有西门子(SIEMENS)公司生产的S7系列、施耐德公司生产的Quantum等系列、三菱公司生产的FX3G系列等。随着日系PLC退出中国市场,西门子PLC被普遍应用于电力系统自动化控制。例如三峡电厂、葛洲坝电厂、溪洛渡电厂等大型水电站使用PLC对发电机组、辅助设备系统等设备进行控制。因此在向电气工程与自动化专业教授《电器与可编程控制器》这门课程时,应该选用以西门子PLC为基础讲述电厂及电网自动化控制的教材,教学内容更接近电力系统工作实践,使电气工程及自动化专业毕业生在走上工作岗位时具有更强的适应能力。 2.2培养学生更具有方向性 现代电力企业对高校毕业生有着严格的职业要求。扎实的专业能力、较强的实践动手能力以及必要的公文写作能力是毕业生就职于电力企业所必须具有的素质。电力系统设备分为一次设备、二次设备两大类。就发电厂而言,从事电气一次设备的检修、维护及管理工作需要毕业生熟练掌握《发电厂电气主系统》、《电力系统继电保护》、《电机学》等专业课程的内容,熟悉电机、开关电器、载流导体、电抗器、补偿设备、避雷器、继电保护系统相关知识,这些是为适应发电厂工作而储备的理论知识。从事电气二次系统工作的毕业生则必须重点掌握《自动控制理论》、《电力系统继电保护》、《电子技术》、《电器与可编程控制器》的相应内容。因此拥有扎实、丰富的专业知识来服务电力企业,是电气工程及自动化专业的培养目标。实践动手能力在促使毕业生快速融入到企业生产工作中扮演着积极、重要的作用。发电厂电气设备维修工作需要毕业生有较强的电气二次配线、布线及PLC编程能力。发电厂中大量布置电气二次控制盘柜,实际的检修与维护工作需要高强度的控制回路布线与配线工作,电力系统高度自动化则需要毕业生具备基于PLC的自动化程序读写能力。公文写作能力是现代化大型企业对职工的基本要求。我国各级电力系统的运营、管理、维护已经实现了规范化、制度化、标准化。实际的工作中需要职工撰写大量的公文,例如对发电厂而言,每个月要写电厂运营报告、机组检修报告、技术改造方案等,特别是实行工作票制度后,每天都要写设备缺陷处理报告及巡检报告。这些工作要求职工具有一定的公文写作能力。对于毕业生而言,必要的公文写作能力在求职及就职中有着不可替代的优越性。 2.3将工作经验融入教学 将宝贵的工作经历融于课堂教学,可极大地丰富教学内容,提高学生的学习兴趣。作者讲述《电路》第十一章时,结合自己的工作经历深入浅出地讲述了变压器的原理、空载和短路实验,使学生更好地理解和掌握课堂内容。在讲述《电器与可编程控制器》时,以发电厂开停机控制流程、辅助设备自动化控制流程为例,将专业课程学习与电厂实际工作紧密结合起来,以培养更适合企业要求的应用型人才。 2.4将企业中应用的前沿技术带进课堂 随着数字化电站、智能电网的建设,大型发电机组实现并网发电,状态检测技术投入使用,开始对1000KV特高压技术进行实验研究。电力系统的发展日新月异,设备更新速度非常快。电气工程自动化专业的教学应当将当前电力系统的先进技术、发展趋势带进课堂,在丰富教学内容的同时,增加学生对前沿技术的求知兴趣。笔者从事过175MW、770MW水电机组的自动化控制系统改造及维修工作,巨型水电厂厂用电系统运行及维护工作,水电机组状态检测与故障诊断系统的组建与维护工作。其中770MW发电机组自动化控制技术、巨型水电组状态检测与故障诊断技术都是当前电力系统的前沿技术。将这些知识带进课堂,有利于学生充分认识本专业的发展动向与趋势,积极地规划自己的职业发展方向。 3结语 加强电气工程及自动化专业实践教学是电力系统企业对高校的要求,是培养应用型电力人才的优秀内容。专业教师(特别是具有工作经验的专业教师)在实践教学中起着极其重要的作用。对于笔者而言,如何将工作经验转化为教学能力,特别是实践教学能力,如何将工作经验与电气工程及自动化专业人才培养完美结合,培养更具适应性的应用型人才,以满足电力系统企业的要求,还有很多工作需要做,还需要很长时间的摸索。 作者:蒋小辉 张萍 栾国森 单位:三峡大学科技学院 电力系统论文:电力系统网络安全论文 1电力系统信息网络安全的基本特征及实现要点分析 1.1信息网络安全的基本特征 (1)相对性。安全系统是相对的,换而言之便是没有绝对的安全系统;同时,操作系统和网络管理之间存在相对性,安全性基于系统的不同部件之间能够发生转移。(2)相关性。这里指的是配置的相关性。日常管理过程中,不一样的配置会产生全新的问题,一般的安全测评只能证明特定环境和特定配置的安全性,例如新设备的应用等。(3)时效性。主要体现为新的漏洞及攻击方式逐渐呈现,比如:NT4.0便从SP1逐渐发展至SP6;现在安全的系统在未来其安全性将会面临考验。(4)复杂性。对于信息安全来说,属于一项较为系统的工程,需融合技术手段及非技术手段,并且与安全管理、培训及教育密不可分,大致上分析便知其复杂性较高。(5)不确定性。指的是攻击的不确定性。如攻击时间的不确定性、攻击手段及目标的不确定性等。 1.2信息网络安全的实现要点 (1)需要对网络系统的硬软件及数据进行有效保护,对于系统遭到破坏、更改或泄露等情况需实现有效规避。(2)对于外部非法入侵行为需采取有效防止措施,同时加强内部人员的管理及教育,使内部人员的安全意识得到有效提高。(3)信息安全管理者需重视信息网络安全现状所存在的问题,例如行为管理的脆弱性,又如网络配置及技术的不完善性等。在认识到问题的基础上,制定有效的改善策略,进一步提高电力系统信息网络的安全性。 2电力系统信息网络安全架构策略探究 2.1防火墙技术 电力系统当中,为了防止病毒入侵,便需要防火墙技术的介入。目前具备的防火墙指的是设置在不同网络或网络安全域间的一系列部件的组合,它属于不同网络或者网络安全域间信息的唯一出入口,可以企业的安全政策为依据,进一步对出入网络的信息流实现有效控制,同时自身还具备比较强的攻击能力。另外,它还是提供信息安全服务的重要基础,也能够使信息网络更具安全性。近年来,防火墙技术已经广泛应用于局域网和Internet之间的隔离。 2.2NAT技术 应用NAT技术,能够让一个机构里的全部用户以有限的合法IP地址为途径,进一步对Internet进行访问,这样便使Internet上的合法IP地址得到了有效节省。另外,以地址转换为手段,还能够使内网上主机的真实IP地址实现隐藏,进而使网络的安全性得到有效提高。 2.3防病毒技术 利用防病毒产品,能够防止恶意程序的入侵,并起到抵御病毒的作用,进一步使网络当中的服务器及PC机获得了有效防护。防病毒产品具备功能强大的管理工具,能够对文件进行自动更新,让管理及服务作业更具合理性。另外,还可以使企业的防病毒安全机制更具完善性,具有优化系统性能及解决病毒攻击等优势,为电力系统信息网络的安全性提供了重要保障。 2.4网络加密技术 网络加密技术是指对原有的数据或明文文件通过某种特定算法进行有效处理,使其成为一段不可读的代码,然后只允许输入相应的密钥后才可显示出原来的内容,通过此途径为数据的安全性提供保障,同时使数据更具完整性及保密性。 2.5指纹认证技术 对于电力系统来说,其信息网络安全的身份认证显得极为重要。在现有的硬件防火墙的条件下,可以进一步应用最新的身份认证技术,即为指纹认证技术。基于电力信息网络管理过程中,把具有合法特质的用户指纹存入指纹数据库当中。使用指纹技术,便可以使认证的可靠性增强。主要原理是,把用户的密钥与用户指纹特征统一存储在密钥分配的KDC当中,用户在应用密钥时通过自动指纹识别确认身份后从KDC中获取。 2.6数据加密技术 防火墙及防病毒系统技术能够对电力系统起到保护作用,同时通过数据加密技术也能够对电力系统起到保护作用。数据加密技术是一种对网络传输数据的访问权进行限制的技术,在加密设备与密钥加密过程中会产生密文,把密文向原始明文还原的过程为解密,是基于加密处理的反向处理,但是对于解密者来说,需使用同样类型的加密设备及密钥,才能够进一步对密文进行有效解密。 3电力系统信息网络安全构架 通过防火墙、病毒网管及认证服务器,使非授权用户入侵网络的情况得到有效防止,进一步使网络系统的可用性得到有效体现。充分应用CA中心,能够对用户起到权限控制作用,并且在结合内容审计机制的基础上,能够对网络资源与信息实现有效控制。通过防毒管理中心,并利用漏洞扫描器,使系统内部安全得到有效保证,进一步保证了信息的完整性。通过VPN与加密系统,保证了信息不会泄露给没有获得授权的实体,进而使信息更具保密性。另外,利用入侵检测及日志服务器,能够为网络安全问题提供检测方面的有效依据,使信息实现可审查的特征,进一步充分保证了信息的可靠性及安全性。 4结束语 通过本课题的探究,认识到电力系统网络安全还存在一些较为明显的问题,如信息化建设步伐较为缓慢及病毒的侵害等。对于电力系统信息网络来说,它不仅是一项技术,而且还是一项较为复杂的系统工程。该项系统工程需要技术、管理及策略作为依据。在现代化背景下,信息网络安全仍有很大进步及改善的空间,因此做好电力系统信息网络安全研究工作便有着实质性的作用。对于电力系统工作人员来说,需要充分解决电力信息系统网络安全架构所遭遇的阻力及不利因素,进一步完善电力信息网络安全工作。 作者:方方 益雯君 张振武 单位:国网陕西省电力公司铜川供电公司 电力系统论文:电力系统规划电力工程设计论文 一、电力系统规划设计原则 为了确保发挥出理想的电能输送、调配的结果,电力系统规划设计应该遵循一定的原则。一是周期性原则,电力系统规划设计应该在规定的周期内完成,对于一些大型的大力系统规划应该制定全面、较完善的规划方案,在规定的期限内完成避免给用户正常使用带来不利影响;二是安全性原则,安全性是电力系统规划设计的首要条件,在电力系统规划设计的时候应该杜绝安全隐患,在必要的时候应该配备长期性的系统检测功能;三是成本原则,电力系统规划设计师为了实现系统功能,但也需要衡量系统设计成本,寻找系统功能效应与投入成本的平衡点,节约成本。 二、电力工程中涉及电力系统规划设计的主要内容 电力系统规划设计是对电力系统长期、中期的规划设计。在我国电力工程中电力系统规划设计具有较强的导向性。在进行电力工程规划设计的时候,涉及到系统规划设计的内容有:分析预测电力工程建设现场的电力负荷指数;处理周边地区电源规划情况;分析电力负荷数据,完善电源规划机构,平衡电力与电量;选择科学的电力工程接入方案;正确计算电力工程介入方案,确保方案的准确性;深入分析计算结果,综合考虑经济效益与方案技术的关系;主义考虑电力设计相关学科,借鉴电力学科资料。 (一)电力负荷预测与分析 电力负荷预测与分析是电力系统规划设计中重要的准备工作,对电力系统规划设计有巨大意义。电力负荷需要经过相关人员周密的计算分析,才可以给予电网规划设计获得具有参考价值的数据与信息。对中短期负荷的预测,应该分析我国经济发展情况,分析近几年来经济数据,知道我国经济大概发展情况,从而对电力最大负荷的层次进行分析。另外,规划设计人才可以参考已经完成的大规模电力系统情况,参考其电力负荷数据,对其进行分析,预测电力负荷,这种方式是我国电力负荷预测常采用的方法。预测电力负荷的方式比较多,比较常见的是预测方法、专家预测和模糊理论等。我国电力工程运用这些方法来预测分析电力负荷。分析负荷增长原因,从而可以分析出电力系统发展趋势,从而进行科学合理的电力系统设计。 (二)电源规划情况及出力 电源规划是对即将建设工程供电量分析,其周围的电网建设的规划研究,实现电力工程建设目标,是电力系统规划设计的重要组成部分。电力电源可以分为统一的调度电源和地方性电源两种,其中统一的调度电源是指电网调度统一的大型发电站;而地方电源是具有专用的发电设备的小型的地方性的水电站或发电站,每种电源发挥着作用是不同的,另外电源设备的投入使用可以看出电力系统规划的资金使用情况,对电源的出力情况进行分析可以有利于下一步工作的开展。 (三)电力电量平衡 电力电量平衡对电力系统的规划设计是具有制约作用的,根据电力负荷预测和电源出力分析,电力工程项目所在的供电区域、所在地区的电力与电量进行计算,平衡计算结果并对其进行分析,电力电量的平衡需要考虑分区间的电力电量的交换情况,这样就可以将电力工程的规模与布局确定下来。根据分析预测的电力系统各水平年的最大负荷,再根据各类电源的出力情况,可以计算出电力电量的盈亏,确定电力工程系统所需要的变电设备容量、所需要的发电量。确定的电力工程系统需要的容量应该是要加上系统需要的备用容量。 (四)接入系统方案 接入系统方案拟定的过程需要考虑电力工程的特点和电网的发展情况来确定,还需要考虑政府部门的相关意见及电网规划来进行方案的比较,使得拟定的方案时效性与实用性更强。接入系统方案要注意节远近结合,综合考虑节能降耗、节约用地,并运用电网新技术。同时需要提出电力工程项目各方案的规模与布局,终期近区电网结构、供电电压及运行方式等内容。 (五)电气计算 电气计算主要包括潮流计算、稳定计算、短路流计算和无功补偿计算。潮流计算是对电力网中电压分布和功率的计算。潮流计算可以计算中电网各网络原件电力损耗、电网各节点电压和电力潮流的分布情况,可以分析各接入系统方案的经济性、合理性和可靠性。稳定计算是对电力工程西戎的各故障情况进行模拟计算分析,确定电力工程系统稳定水平和稳定问题,稳定计算是以潮流计算为基础的,可以校验电力工程系统各个接入系统方案运营是否满足稳定性的要求。短路电流计算是验证故障短路在给定的网架中电气元件产生的不正常的电流值。短路电流计算可以校验电气设备,在发生故障的时候切断短路电流,减少短路带来的损失。无功补偿计算可以减少由于传输无功功率的各网络元件造成的电能损耗。 (六)方案比较 分析比较方案可以使得运算结果符合实际需要,确保电力系统更加可靠、安全,对方案进行横向纵向多层次的分析比较,可以形成最优化的方案,得到的方案设计是最符合实际需求的。 (七)系统专业提资 通过合理的系统设计、可靠的系统电气计算,选出综合条件最优的推荐接入系统方案中,确定电力工程项目的投产时间和建设规模,为电力工程规划设计提供准确的数据支撑和有效的设计依据。 三、电力系统规划设计工作的经验总结 随着我国社会经济的发展,电力系统进入快速发展时期,电力系统规划设计在电力工程设计中发挥着重要作用。如何更好的进行电力系统规划设计是电力工程规划设计中遇到的主要问题。本人认为在电力系统规划设计准备阶段应该了解大网区的基本情况和特点,收集附近地区电力系统情况,并将其录入数据库,作为电网现状的基础资料,了解附近区域电网发展变化情况,将其发展规划录入数据库中,为后续工作提供依据。在电力系统设计的时候应该时刻注意电力系统发展变化,收集更新数据资料库,掌握附近地区变电站、电厂和电力路线的数据资料和分布情况,收集当地负荷情况,计算各类系统电气,配合电力项目工程项目工作,不断更新完善基础数据。 四、总结 电力系统规划设计是电力工程设计中要组成部分,对电力工程设计是非常重要的,保障整个电力系统正常稳定运行。所以,应该重视电力系统规划设计,做好电力工程前期规划工作,制定科学的电力系统规划设计方案,注重基础数据库的更新完善,逐步提高电力系统规划设计的质量和水平,促使电力系统规划设计在电力工程设计中发挥应有的作用。 作者:王雅萱 单位:沈阳农业大学 电力系统论文:电力系统变电安全管理论文 1变电运行安全管理和设备维护中存在的问题 1.1不重视设备维护。 电力设备对保证电力系统正常运行有重要意义,可以说是电力系统得以运行的基础,但部分电力企业重使用、轻维护,对由于被长期使用而处于“亚健康”状态的设备不能及时检修,不仅进一步加剧了设备的损坏、老化,也影响了电力系统的正常运行。 1.2检修模式不科学。 当前,电力系统的检修模式为计划检修模式,其问题主要体现在检修频率、检修力度不当和检修模式落后等方面。部分电力企业为保证电力运行的安全和可靠,对投入使用时间不长的设备或性能良好的设备也进行大检大修,造成了人力资源浪费、检修效率低下等问题,不仅影响了正常供电,给用户造成了损失,还提高了设备发生故障的可能性,可谓得不偿失。而且,这种缺乏针对性的检修也增加了企业的运营成本,不利于获取最佳经济效益。 1.3安全管理不健全。 进行安全管理和设备检修维护,为的是处理变电运行中存在的安全隐患以提高供电的可靠性和减少事故的发生,但目前变电运行的安全管理不到位,主要体现在安全管理内容不全面、管理目标不明确或不具可行性或滞后、管理职责得不到切实落实、管理机制和制度不完善等。 2.加强变电运行安全管理和设备维护的对策 2.1明确管理目标。 要对变电运行进行有效管理,首先要明确管理目标。变电站安全管理是电力系统管理中的重要组成部分,其管理目标的制定需要以电网的实际运行情况和设备的检修计划作为依据,并有各项具体措施为目标的实现保驾护航。此外,电力企业需对目标的执行过程和执行结果进行监督、总结、分析,并对其中存在的问题进行探讨,寻找有效的解决措施,保证目标实现的同时,为下一目标的确定提供必要的依据。 2.2责任落实到个人。 责任落实到个人,即变电运行安全负责人和设备检修负责人、工作人员均负有保证变电运行安全、正常和检修安全的责任。个人应明确本职职责,忠于本职工作,以高度责任感完成本职工作,并自觉相互监督,提高安全管理工作的效率。企业要将责任真正落实个人,提高企业职工的责任感和主人翁意识,首先应制定严格的安全生产和安全管理制度,加强安全检查工作,以定期检查和不定期抽查的方式提高检查的力度。此外,安全管理负责人还应定期对变电运行情况和管理工作进行回顾总结,对变电运行存在的问题和隐患及时进行整顿、处理。要将责任落实到位,企业员工本身需具备一定的职业技能。企业应加强对安全管理人员和设备维护人员的培训,使他们掌握一定的故障发生规律和检修维护技巧。 2.3采取应急措施。 变电系统一旦受到人为因素、自然因素等外界因素的影响,正常供电可能难以为继。为保证特殊时期供电的正常,减少损失,电力企业应制定具体可行的应急预案。此外,电力有引发火灾的可能,且电力所引发的火灾是不能够采用常规灭火方法扑灭的,因此,电力企业应在变电站内备置足够的消防设施设备,并且加强企业职工的消防安全意识,加大消防知识宣传和消防演习、安全事故演习力度,提高企业职工的应急处理能力。 2.4信息化管理。变电运行的进行、数据庞杂,需要建立一套能够及时采集、准确分析和处理海量数据的管理系统,才能为发现和消除变电运行中的安全隐患提供必要依据。有学者着眼于当前先进的计算机技术,提出了变电运行管理信息系统的架构,在这个系统中,地区电业局部网络连接着电力局生产服务器、供电局服务器和变电运行工区服务器,供电服务器又连接着具体的供电单位的网络,变电运行工区服务器依靠变电运行工区的网络连接具体变电站,各供电单位和变电站通过网络将电力信息上行反馈,为上级管理单位调整和制定变电运行安全管理政策、措施提供必要的数据和信息。该系统较好地实现了数据的采集、分析和处理,在实际管理中具有可行性。 3.结语 当前,社会经济的发展和人们日常生活的正常进行都依赖于电力的支持。在电力事业中,电力系统变电运行是电力工程的重要建设项目,变电安全管理和设备维护是电力系统管理的重要内容,其高效管理质量与维护水平对保障电力系统的正常运行有基础性意义,一旦设备出现故障或安全管理出现漏洞,都会对生产生活带来损失和困扰。因此,加强变电运行安全管理,提高设备维护水平,是保证居民用电和生产用电、减少经济损失、节约电力企业运营成本的有效途径。加强安全管理和设备维护应根据实际操作存在的问题对症解决,可从明确管理目标、落实安全管理责任和维护责任、实行信息化管理和采取一定应急措施等方面入手。 作者:殷常敏 段振茂 单位:国网河南省电力公司安阳供电公司 电力系统论文:电力系统物资管理论文 1.电力系统物资管理现状分析 1.1物资采购不合理 一般情况下电力系统的物资采购是利用招标的方式进行,而物资采购的招标的过程有许多(体现在那几点)不规范的方面,使得采购的物资质量的不到有效的保障,造成其的使用效率不佳,资金使用的随意性较大。电力企业在采购物资的过程中需要先进行多方面的询价环节,一般应掌握三家以上信誉及口碑较好的厂家供应物资的价格情况.但是由于各种因素的影响,采购人员对于所需物资的种类、数量、类型等,没有准确的把握,没有真正做到合理利用资金。 1.2物资采购监督机制不完善 电力系统的物资采购直接关系到所购进物资的性能、资金的使用等,是极为重要的经营活动,其他各个部门均需要对该类活动进行约束与监督。但是许多企业没有针对物资采购流程构建监督机制或者监督管理机制较为陈旧,存在重大的缺陷等,导致采购项目的监督力度不足。具体来说则是将职能部门的设置全面寄托于内部控制,而其并不能够合理的进行机构设置;经营策划部门仅仅负有监督采购活动的责任,而供应物资的质量则不属于其管理范围,管理工作出现真空点,使得采购活动的一些环节无法做到有效的控制。 1.3价格供应商监管不力 价格供应商管理不力是电力企业物资管理一直面临的严重问题。由于各种因素的影响,针对价格供应商的监督与管理十分松懈。一般来说,分层分类的方法属于较为有效的管理方式,但是在实践的应用中,且推行的方式存在问题,合作较为不稳定,且财务部门也没有参与监督管理。 2.改进措施 2.1科学管理资金 在进行物资管理的过程中,需要全面掌握购进物资的市场情况,价格波动及各个厂家对物资的报价,全面进行分析对比之后,在优选供应商,合理的利用物资采购的资金。在资金的投人使用方面,电力企业的物资管理部门具有较强的综合性,需要与各个部门做好协调关系,包括财务部门、生产部门等,结合已经制定的投资项目、项目批复等,制定科学的项目物资采购资金使用方案,有效的对财务部门提供的资金实施科学的统筹规划,使得资金能够充分发挥出效能。针对维修方面的资金,财务部门应结合实际情况,把资金调拨至物资管理部门,并严密监督是使用方向。 2.2落实各项规章制度 在企业内部推广物资集约化管理模式,先全面掌握各项重点工程基本进度安排,进行有针对性的研究,制定好预警机制,积极和物资供应商进行协调,将传统的简单的实施物资招标采购转变为供应链的整体管理模式,包括制定采购方案、寻找物资来源、制定合同、物资存储、配送等内容。在实施物资集中管理的过程中,应逐步强化管理,对于其中的各个环节进行约束、规范,做好审核管理工作,优化采购计划的编制质量,协调各个部门,共同实现科学的物资采购。另外针对废旧物资的处理,也需要实施规范措施,将该类物质全面利用起来,完善管理机制,并构建应急物资保障制度。 2.3构建物资信息管理系统 现代科学技术的进步,许多企业均在大力开展信息化建设,电力企业也需要构建物资管理信息系统,实现电力物资的网络化管理,包括物资的招标工作、投标工作等,均能够在网络平台中进行。管理人员可以利用该网络信息平台了解到供应商的报价情况,并直接和供应商进行协调等。另外信息平台还能够将各类信息进行储存,不仅包括购进的物资、消耗情况等,还包括限制物资,其他部门可以了解该类信息,实现资源的合理调配,提升其利用率。 3.总结 现代市场经济的深入发展,各个行业之间的竞争越来越激烈,电力企业作为现代社会中极为重要的机构,在良好的社会形势下得到了快速稳定的发展,但是企业不可避免的需要面对不断扩大化的各项竞争。电力系统的物资管理部门是电力企业管理体系主要构成部分,其能够对于整个管理系统的正常运行起到极大的促进作用。本文仅从一般的角度分析了现代电力系统物资管理中存在的问题,并提出了几点改善意见,实际的管理工作中还需要管理人员结合企业的实际情况,构建完善电力企业的的物资管理信息系统,使得电力物资管理的集约化化更高,各个流程运行更加顺畅,效率更好,带来良好的经济效益及社会效益。 作者:邓晓建 单位:国网宁夏固原供电公司
企业网络安全论文:企业网络安全论文 一、企业网络安全的设计原则 (1)网络信息安全的整体性原则。网络信息安全系统包括安全检测机制、安全防护机制和安全恢复机制等方面,网络安全要求在网络发生被攻击或者破坏的情况下,系统能尽快恢复网络信息服务。 (2)网络信息安全等级划分评价与平衡原则。网络信息安全系统设计时绝对安全的网络环境是不可能实现的,但是要建立一个良好的信息安全系统必然需要划分不同等级的标准,这要求我们在建立时设立合理实用的安全性标准、与用户需求相关的评价和平衡体系,从而正确平衡网络安全信息系统在需求和风险、安全性与可用性关系。 (3)网络信息安全系统建设标准化与一致性原则。网络安全系统的建设是一个庞大的系统工程,因而其安全体系的设计必须遵循一系列的相关安全和系统标准。 二、企业网络安全分析与实践 (1)企业需要依据不同的标准分层次制定不同等级的网络安全实施策略。在企业网络安全的建设和实施过程中,企业可以通过划分安全项目,确定安全等级,分层次制定相关安全实施策略,并细分安全隐患及其相应的解决对策,企业可以根据自身机构设置条件成立安全小组,以分工负责制的形式进行实施从而准确、高效的对问题进行定位、分析和解决。 (2)企业可以依据自身发展成立安全小组,进行实时网络监控,加快安全相应速度。在企业网络安全建设中安全扫描是一项重要的网络安全防御技术,在实际的企业网络建设中可利用诸如网络扫描、流量监控等现有和最新安全检测技术,通过系统扫描报告或网络流量记录来分析判断网络信息系统是否正常,并及时发现网络信息系统中是否存在的入侵行为或安全漏洞,此外,为了有效的进行网络安全防御,企业需要设计并进一步完善一系列安全响应的常规措施和紧急处理办法,从而有效提升安全响应的速度。 (3)企业需要及时同步最新网络安全技术,动态快速完善安全策略。通过及时了解网络技术发展动态,尤其通过国家和权威网站获取最新的网络安全资料和技术解决方案将有助于企业尽快补充和完善网络自己的安全策略、进一步提升网络安全维护能力和管理能力。企业通过自身的建设实现动态完善安全策略,在网络安全建设中形成“更新完善策略一网络检测一再更新完善一再检测”的机制,保证网络信息系统处于最新状态,避免因自身漏洞和系统不完善引起的网络安全威胁。 三、结束语 从我国企业网络安全发展现状而言,无论是在网络硬件平台的建设方面还是在网络应用的水平方面,与发达国家相比在发展规模和发展水平上均较大的差距,此外,在企业网络安全人员的建设方面网络管理人员的安全意识和防范观念较较淡薄,技术管理人员缺乏相关的解决问题的实际经验,导致目前网络建设好后存在较大的网络威胁,本文通过对相关研究进行理论和实践分析,探究企业常见的网络威胁产生原因,并提出后期建设的原则和实践建设的经验,以期为相关建设和管理人员提供参照和经验。 作者:连晓 单位:宜昌永耀电力集团工贸有限责任公司计算机分公司 企业网络安全论文:油田企业网络安全论文 1油田企业网络安全现状 1.1企业信息安全管理的隐患 信息安全管理涉及油田生产、数据保存、办公区域保护等多个层面,在信息化时代,油田企业需要加强信息化网络安全管理。现阶段,油田企业信息安全管理的漏洞包括:①信息安全管理制度不健全,缺乏细化、具体化的网络安全措施,针对员工不合理使用信息设备、网络的惩罚机制不健全。②部分管理人员和员工信息素养较低,如他们不能全面掌握部分软件的功能,不重视企业网络使用规范,且存在随意访问网站,随意下载文件的现象,增加企业网络负担,影响网络安全。③信息系统管理员缺乏严格的管理理念。石油企业信息网络系统都设有管理员岗位,负责企业内部网络软硬件的配备与管理,但现阶段,该职位员工缺乏严格的管理理念,不能及时发现和解决信息安全隐患。④为方便员工使用移动终端设备办公上网,石油企业办公区域也设置了无线路由器。但是,员工自身的手机等设备存在很多不安全因素,会影响企业网络安全性。 1.2病毒入侵与软件漏洞 网络病毒入侵通常是通过访问网站、下载文件和使用等途径传播,员工如果访问不法链接或下载来源不明的文件,可能会导致病毒入侵,危害信息安全。病毒入侵的原因主要有两方面,一方面,员工的不良行为带来病毒;另一方面,系统自身的漏洞导致病毒入侵。由此看来,油田企业信息化软件自身存在的漏洞也具有安全隐患。其中,主要包括基础软件操作系统,也包括基于操作系统运行的应用软件,如Office办公软件、CAD制图软件、社交软件、油田监控信息系统、油田企业内部邮箱、财务管理软件、人事管理软件等。 1.3网络设备的安全隐患 现阶段,油田企业网络设备也存在不安全因素,主要表现在两方面:第一,油田企业无论是办公区还是作业区,环境都较为恶劣,部分重要企业信息网络设备放置环境的温度、湿度不合理,严重影响硬件的使用寿命和性能,存在信息数据丢失的危险;第二,企业内部网络的一些关键环节尚未引入备份机制,如服务器硬盘,若单个硬盘损坏缺乏备份机制,会导致数据永久性丢失。 2提高油田企业网络安全策略 2.1加强信息安全管理 基于现阶段油田企业信息网络安全管理现状,首先,油田企业要重新制定管理机制,对各个安全隐患进行具体化、细化规范,包括员工对信息应用的日常操作规范,禁止访问不明网站和打开不明链接。其次,油田企业要强化执行力,摒除企业管理弊端,对违规操作的个人进行严厉处罚,使员工意识到信息安全的重要性,提高其防范意识和能力。再次,油田企业要招聘能力强、素质高的信息系统管理员,使其能及时发现和整改系统安全隐患。最后,对员工使用智能终端上网的现象,则建议办公区配备无线路由器的宽带与企业信息网络要完全隔离,以避免对其产生负面影响。 2.2加强对软件安全隐患和病毒的防范 (1)利用好防火墙防范技术。现阶段,油田企业的网络建设虽然引入防火墙设备,但没有合理利用。因此,油田企业要全面监管和控制外部数据,防止不法攻击,防止病毒入侵。同时,定期更新防火墙安全策略。(2)对企业数据进行有效加密与备份。对油田企业来说,大部分数据具有保密性,不可对外泄密。因此,企业不仅要做好内部权限管理,还应要求掌握关键数据的员工对数据做好加密和备份工作。在传输和保存中利用加密工具进行加密,数据的保存则需要通过物理硬盘等工具进行备份。有条件的企业,可在不同地区进行备份,以防止不可抗拒外力作用下的数据丢失。(3)合理使用杀毒软件。企业要对内部计算机和移动终端安装杀毒软件,并高效运行,以加强对病毒的防范。 2.3提升网络设备安全 (1)由于油田企业内部信息网络规模较大,设备较多且部署复杂。因此,要及时解决硬件面临的问题,定期检查维修,提高硬件设备安全性。定期检修能准确掌握网络设备的运行状况,并能及时发现潜在隐患。(2)对处于恶劣环境中的网络设备,包括防火墙、服务器、交换机、路由器等,尽量为其提供独立封闭的空间,以确保温湿度合理。 3结语 信息网络安全管理是油田企业管理的关键。因此,油田企业要完善信息网络操作安全管理制度,保证软件系统、硬件设备安全运行。 作者:王凯 单位:大庆油田第四采油厂 信息中心 企业网络安全论文:石油企业网络安全论文 1、影响石油企业网络安全的因素 1.1主观因素 (1)从使用网络的人来看,网络使用者的安全防范意识不尽相同,有的人非常重视网络安全,有的人甚至不知道什么是网络安全,网络安全意识薄弱。 (2)从黑客的角度来分析,黑客对于网络安全的威胁是目前最大的。黑客通常是利用技术将带有病毒的游戏、网页、多媒体等放入软件终端,电脑使用者不留意就会点开这些资源,黑客就会监控电脑的一切活动,会偷取计算机上的用户名、账户、密码等个人隐私数据,或者占用系统资源,严重的情况下会导致系统崩溃,企业相关的资料都会消失,损害企业的经济、财产,并为网络安全带来威胁。 1.2客观因素 石油企业应用网络办公都已经形成了企业独立的网络系统,但还是受到网络安全的威胁,主要是由于影响石油企业网络安全的自然原因主要是操作系统和软件的漏洞。随着科技的发展,网络操作系统和应用软件总在不断地更新,而且其更新比较慢,这就为黑客的入侵提供了缝隙。 2、石油企业网络安全的防护技术措施 随着石油企业网络安全问题的频繁出现,网络使用者必须重视网络安全问题,必须对网络安全采取有效的防护技术和措施,为企业提供安全的网络管理平台。 2.1石油企业建立健全企业规章制度 为了确保企业网络安全,必须建立完善的安全系统,了解网络安全的重要性。对于网络安全事故的发生,应采取处罚制度,并进行记录,一旦出现重大网络安全事故,可以做到有证据可依。 2.2石油企业应对网络数据采取加密技术 石油企业内一些重要的文件必须对其进行加密后再放到外部网络中,并结合防火墙技术,才能进一步提高石油企业网络信息系统内部数据的保密性和安全性,防止数据被非法人员偷盗,损害企业的利益。 2.3石油企业应加强员工网络安全知识的培训 员工作为石油企业网络的使用者,梳理员工网络安全意识变得尤为重要,只有让员工认识到网络安全的危害和意义才能从根本上防止主观因素网络安全问题的发生。石油企业应加强对员工网络安全信息的培训工作,提高员工的网络安全意识,保证企业网络安全的使用。 2.4石油企业应加强系统平台与漏洞的处理 网络管理员可以利用系统漏洞的扫描技术来提前获取网络应用过程中的漏洞,并通过漏洞处理技术快速恢复系统漏洞。 3、关于石油企业网络安全中其它防护技术 在石油企业网络安全防护技术方案中,还应该应用以下几个防护技术:访问控制技术、入侵行为检测技术、异常流量分析与处理技术、终端安全防护与管理技术、身份认证与管理技术。 3.1访问控制技术 企业可以根据企业本身的安全需求、安全级别的不同,在网络的交界处和内部划分出不同的区域,在这些区域中安装防火墙设备进行访问控制。通过防火墙设备对数据包进行过滤、对于有问题的数据进行分析,防止外部未被授权的用户入侵企业网络。单向数据输出的安全区域,防火墙设备应对外区域的访问请求进行阻止;对于需要进行双向数据交互的区域,必须按照制源地址、目的地址、服务、协议、端口内容进行精确的匹配,避免网络安全问题的出现。 3.2入侵行为检测技术 入侵检测就是在石油企业网络的关键位置安装检测软件,对入侵行为进行检测与分析。入侵检测技术可以对整个企业网络进行检测,对产生警告的信息进行记录并处理。 3.3异常流量分析与处理技术 为了保障供应服务的稳定性,避免拒绝服务攻击行为导致业务系统可用性的丧失,需要通过深度包检测。当发现网络流量有问题时,就会将恶意数据删除,保留原有的正常数据,这样就保证了有权限的用户进行正常访问。 3.4终端安全防护与管理技术 企业整体信息安全水平取决于安全防护最薄弱的环节。在石油企业中,企业比较重视网络及应用系统的保护,忽视了对终端计算机的全面防护与管理措施的保护。这些就需要企业利用安全防护管理技术在内部终端计算机进行统一安全防护和安全管理,保证信息的安全。 4、结语 石油作为现代工业的血液,石油化工产业的发展关系到我国国民经济的基础产业,在国民经济中占有很重要的地位,因此,石油企业网络安全问题变得十分的重要。石油企业应在安全生产的基础上,建立一套安全的解决方案和安全管理体系。面对石油企业网络安全,只有利用先进的防护技术,采取科学、合理的安全管理措施,才能保证石油企业的发展和进步。 作者:赵长波单位:中国石油长城钻探工程公司 企业网络安全论文:企业网络安全与保护系统的创建 作者:钟豪单位:丽水市烟草公司松阳分公司 企业计算机网络所面临的威胁 当前,大多数企业都实现了办公自动化、网络化,这是提高办公效率、扩大企业经营范围的重要手段。但也正是因为对计算机网络的过分依赖,容易因为一些主客观因素对计算机网络造成妨碍,并给企业造成无法估计的损失。 1网络管理制度不完善 网络管理制度不完善是妨碍企业网络安全诸多因素中破坏力最强的。“没有规矩,不成方圆。”制度就是规矩。当前,一些企业的网络管理制度不完善,尚未形成规范的管理体系,存在着网络安全意识淡漠、管理流程混乱、管理责任不清等诸多严重问题,使企业相关人员不能采取有效措施防范网络威胁,也给一些攻击者接触并获取企业信息提供很大的便利。 2网络建设规划不合理 网络建设规划不合理是企业网络安全中存在的普遍问题。企业在成立初期对网络建设并不是十分重视,但随着企业的发展与扩大,对网络应用的日益频繁与依赖,企业未能对网络建设进行合理规划的弊端也就会日益凸显,如,企业所接入的网络宽带的承载能力不足,企业内部网络计算机的联接方式不够科学,等等。 3网络设施设备的落后 网络设施设备与时展相比始终是落后。这是因为计算机和网络技术是发展更新最为迅速的科学技术,即便企业在网络设施设备方面投入了大笔资金,在一定时间之后,企业的网络设施设备仍是落后或相对落后的,尤其是一些企业对于设施设备的更新和维护不够重视,这一问题会更加突出。 4网络操作系统自身存在漏洞 操作系统是将用户界面、计算机软件和硬件三者进行有机结合的应用体系。网络环境中的操作系统不可避免地会存在安全漏洞。其中包括计算机工作人员为了操作方便而主动留出的“后门”以及一些因技术问题而存在的安全隐患,一旦这些为网络黑客所了解,就会给其进行网络攻击提供便利。 网络安全防护体系的构建策略 如前所述,企业网络安全问题所面临的形势十分严峻,构建企业网络安全防护体系已经刻不容缓。要结合企业计算机网络的具体情况,构建具有监测、预警、防御和维护功能的安全防护体系,切实保障企业的信息安全。 1完善企业计算机网络制度 制度的建立和完善是企业网络安全体系的重要前提。要结合企业网络使用要求制定合理的管理流程和使用制度,强化企业人员的网络安全意识,明确网络安全管护责任,及时更新并维护网络设施设备,提高网络设施的应用水平。如果有必要,企业应聘请专门的信息技术人才,并为其提供学习和培训的机会,同时,还要为企业员工提供网络安全的讲座和培训,引导企业人员在使用网络时主动维护网络安全,避免网络安全问题的出现。 2配置有效的防火墙 防火墙是用于保障网络信息安全的设备或软件,防火墙技术是网络安全防御体系的重要构成。防火墙技术主要通过既定的网络安全规则,监视计算机网络的运行状态,对网络间传输的数据包进行安全检查并实施强制性控制,屏蔽一些含有危险信息的网站或个人登录或访问企业计算机,从而防止计算机网络信息泄露,保护计算机网络安全。 3采用有效的病毒检测技术 计算机病毒是指编制或在计算机原有程序中插入的能够破坏系统运行或破坏数据,并具有自我复制能力的计算机指令或程序代码。病毒是对网络造成最大威胁的因素,要采用一些有效的病毒检测及反应技术,及时检测到病毒并对其进行删除。 4其他网络安全技术 其他的网络安全技术包括密码更改、网络加密技术和IP隐藏技术等。密码更改是网络用户应具备的一项安全意识,要定期或不定期对自己的账户密码进行修改,设置密码保护问题,以预防密码泄露;机密技术是指通过将存储在计算机网络上的重要信息改变为密文来防止被窃取和泄露;IP隐藏技术是隐藏用户计算机的IP地址,避免网络黑客采取特殊的网络探测手段获取用户IP来确定攻击目标,以上都是确保网络安全的重要手段。计算机及网络技术的进步推动了信息时代的发展进程,在人类社会的各个领域都引起了一系列影响深刻的革命。但伴随着网络规模的逐步扩大和更加开放,网络所面临的安全威胁和风险也变得更加严重和复杂,企业计算机网络受到威胁行为日益增多。为了保障企业计算机网络安全,必须强化信息应用安全意识,及时了解网络中出现的安全问题,规范计算机网络使用行为,加强网络基础设施建设,提高设备设施应用水平,构建起有效的网络安全防护体系,维护企业的网络安全和合法权益。 企业网络安全论文:化工企业网络安全论文 1化工企业网络安全威胁现状 随着网络中传播的木马、病毒等开发、设计技术的强化和智能化,其传播速度越来越快,传播途径也越来越广泛,并且隐藏周期更长,更难以被人发现,尤其是在互联网时代,化工企业的生产控制、经营办公等信息数据均通过互联网连接在一起,并且非专业的技术人员很少定期进行查毒和杀毒,导致网络中弥漫着ARP病毒、FTP病毒、震荡波病毒、邮件病毒和网页病毒等,导致计算机网络性能逐渐降低,服务效率大幅度下降。 2化工企业网络安全防御措施 2.1应用层安全防御措施 在化工企业网络中,应用层与网络用户直接接触,因此为了保护应用层安全,需要强化第一道安全屏障,可以采取的措施包括设置用户/组角色,实行单一角色登陆及认证,为用户分配固定的安全控制权限标识,限制用户的访问权限,并且建立动态配置机制,以便更好地控制网络资源,避免病毒、木马和黑客攻击优秀数据资源,确保用户实现有效控制访问。 2.2接入层安全防御措施 接入层可以根据不同的IP组,分类控制访问网络资源的模式,并且能够强化远程接入的防御能力。由于化工企业员工众多,需要根据其所在的不同部门,设置不同的访问权限,仅仅依赖角色控制难以实现访问资源的合理管理,因为角色管理是人为的,无法更好地从根本上进行控制,因此根据客户机的IP地址、MAC地址、交换机端口地址划分VPN,可以有效地实现远程访问VPN、IntranetVPN或ExtranetVPN,共同构建良好的VPN模式,并且在实现远程接入过程中,可以采用隧道加密协议,将VPN根据不同的访问权限和重要程度划分为PPTPPN、L2TPPN、IPSecPN和MPLSPN等,以便能够对传输的数据进行不同层次的加密,更好保护化工企业网络的数据传输有效性、安全性、准确性。 2.3传输层防御措施 目前,化工企业网络传输层的防御措施也有很多个,比如构建入侵检测、防火墙和审计分析体系,因此可以使用杀毒防毒软件、防火墙、虚拟局域网和ACL等具体的措施进行实现,可以为化工企业网络构建一个完善的网络防火墙体系,确保网络用户的认证信息是完整的,保证网络用户不受到病毒、木马侵袭和黑客的攻击。 2.4主动防御体系 为了更好地面对网络安全面临的威胁,化工企业除了在接入层和传输层采用传统的安全防御措施之外,同时构建主动的安全防御体系,采用主动安全防御措施,以便能够确保网络的正常使用。构建主动安全防御体系时,网络主动预警技术主要包括网络主动预警、响应、检测、保护、恢复和反击六个方面,其中优秀内容是网络主动预警技术和主动响应技术,其也是与传统的防御技术具有较大区别的方面。在网络主动预警过程中,首先可以通过遗传算法、支持量机、BP神经网络等技术进行入侵检测,以便能够有效地确定网络中是否存在非法数据流等信息,扫描网络操作系统是否存在漏洞,以便能够根据数据库、知识库中保存的经验数据,判断网络信息流中是否存在非法的内容及相关的特征,及时主动地采取漏洞预警、攻击预警、行为预警、情报采集预警等技术,进行网络主动预警。 2.5网络主动响应技术 网络主动预警技术可以发现即将或者已经发生的网络攻击行为,网络主动响应技术可以对相关的攻击行为进行防御,以便能够最大化地降低网络攻击行为带来的影响。目前,网络主动响应技术可以搜集攻击数据,对其进行实时的分析,判断攻击源所在的位置,以便能够采用网络防火墙等阻断攻击源,或者可以采用网络攻击诱骗技术或者僚机技术,将网络中已经或正在发生的攻击行为引诱到一个无关紧要的主机上,降低网络攻击造成的危害。 3结语 化工企业网络安全防御是一项非常复杂的、系统性的工程,其需要随着网络规模、复杂程度等进行动态的改进,以便能够不断完善系统的防御效果,集成入侵检测、访问控制、网络预警等技术,构建一个深层次、多维度的积极防御系统,保证校园网络的正常运行,为化工企业网络提供更高级别的安全服务。 作者:余先健 单位:贵州天福化工有限责任公司 企业网络安全论文:电力企业网络安全论文 随着计算机的广泛应用,以及为了适应电力企业规范化、程序化和现代化管理的要求,目前广大职工的很多日常工作(包括生产MIS、协同办公、电力营销、ERP系统、视频监控等各种系统)已经与计算机及其网络密不可分。而计算机网络的快速发展得益于互联网的独特优势:开放性和匿名性,也正是这些特征,网络给我们提供极大的方便的同时也带来了诸多的网络安全威胁问题,这些问题一直在困扰着我们,诸如网络数据窃密、病毒攻击、黑客侵袭、木马挂马、陷门等。因此,如何有效地做好本单位计算机网络的日常维护工作,确保其安全稳定地运行,这是网络运行维护人员的一项非常重要的工作。为了有效防止网络安全问题的侵害,确保各系统持续、稳定、可靠运行和确保信息内容的机密性、完整性、可用性,计算机广泛地推广使用了各种复杂的软件技术,如入侵检测、防火墙技术、通道控制机制、服务器,尽管如此,计算机信息安全和网络安全问题还是频发。由于缺乏足够专业的安全支撑技术力量,同时一些负责网络安全的工程技术人员对许多潜在风险认识不足。缺乏必要的技术设施和相关处理经验,面对形势日益严峻的现状,很多时候都显得有些力不从心。也正是由于受技术条件的限制,很多人对网络安全的意识仅停留在如何防范病毒阶段,对网络安全缺乏整体意识。 1网络安全风险分析 1.1网络结构的安全风险分析 电力企业网络与外网有互连。基于网络系统的范围大、函盖面广,内部网络将面临更加严重的安全威胁,入侵者每天都在试图闯入网络节点。网络系统中办公系统及员工主机上都有涉密信息,假如内部网络的一台电脑安全受损(被攻击或者被病毒感染),就会同时影响在同一网络上的许多其他系统。 1.2操作系统的安全风险分析 所谓系统安全通常是指操作系统的安全。操作系统的安装以正常工作为目标,一般很少考虑其安全性,因此安装通常都是以缺省选项进行设置。从安全角度考虑,其表现为装了很多用不着的服务模块,开放了很多不必开放的端口,其中可能隐含了安全风险。 1.3应用的安全风险分析 应用系统的安全涉及很多方面。应用系统是动态的、不断变化的。应用的安全性也是动态的。这就需要我们对不同的应用,检测安全漏洞,采取相应的安全措施,降低应用的安全风险。主要有文件服务器的安全风险、数据库服务器的安全风险、病毒侵害的安全风险、数据信息的安全风险等。 1.4管理的安全分析 管理方面的安全隐患包括:内部管理人员或员工图方便省事,不设置用户口令,或者设置的口令过短和过于简单,导致很容易破解。责任不清,使用相同的用户名、口令,导致权限管理混乱,信息泄密。把内部网络结构、管理员用户名及口令以及系统的一些重要信息传播给外人带来信息泄漏风险。内部不满的员工有的可能造成极大的安全风险。 2网络信息与网络安全的防护对策 尽管计算机网络信息安全受到威胁,但是采取恰当的防护措施也能有效的保护计算机网络信息的安全。网络安全不仅仅是技术问题,同时也是一个安全管理问题。我们必须综合考虑安全因素,制定合理的目标、技术方案和相关的配套法规等。以下分别就这两个方面进行论述。 2.1管理维护措施 1)应建立健全计算机网络安全管理制度体系,定期对管理制度进行检查和审定,对存在不足或需要改进的管理制度及时进行修订。2)使用人员应该了解国家有关法规、方针、政策、标准和规范,并主动贯彻与执行;掌握终端的基本使用常识,了解国家电网公司、省公司及分公司有关管理制度,并严格遵守。3)坚持“分区、分级、分域”的总体防护策略,执行网络安全等级保护制度。将网络分为内网和外网,内、外网之间实施强逻辑隔离的措施。4)内外网分离,外网由信息职能管理部门统一出口接入互联网,其他部门和个人不得以其它方式私自接入互联网,业务管理部门如有任何涉及网络互联的需求,应向信息职能管理部门提出网络互联的书面申请,并提交相关资料,按规定流程进行审批,严禁擅自对外联网,如果互联网使用人员发生人事变动,原来申请的互联网账户必须注销。5)必须实行实名制,实行“谁使用,谁负责”,通过建立电力企业网络中确定用户的身份标识,将网络用户与自然人建立起一一对应的关系。6)加强网络监管人员的信息安全意识,特别是要消除那些影响计算机网络通信安全的主观因素。计算机系统网络管理人员缺乏安全观念和必备技术,必须进行加强。7)有关部门监管的力度落实相关责任制,对计算机网络和信息安全应用与管理工作实行“谁主管、谁负责、预防为主、综合治理、人员防范与技术防范相结合”的原则,逐级建立安全保护责任制,加强制度建设,逐步实现管理的科学化、规范化。8)办公人员每天直接面对计算机的时间是最长的,如果办公人员本身的计算机操作水平很高,就会有效地减少一些不必要的维护工作。因此,建议计算机管理员在每次维护的过程中,可以适当地把故障产生的原因和维护办法以及注意事项向办公人员做以讲解。随着维护工作不断地进行,时间长了,再遇到类似的故障办公人员便可轻松独立处理,而不只是束手无策。这样,既能提高工作效率,又能降低故障,还能避免重复维护。 2.2技术维护措施 1)操作系统因为自身的复杂性和对网络需求的适应性,需要及时进行升级和更新,因此要及时升级并打上最新的系统补丁,严防网络恶意工具和黑客利用漏洞进行入侵。2)按要求安装防病毒软件、补丁分发系统、移动存储介质管理系统等安全管理软件,进行安全加固,未经许可,不得擅自卸载。防病毒软件系统的应用基本上可以防治绝大多数计算机病毒,保障信息系统的安全。及时升级防病毒软件,加强全员防病毒、木马的意识,不打开、阅读来历不明的邮件;要指定专人对网络和主机进行恶意代码检测并做好记录,定期开展分析;加强防恶意代码软件授权使用、恶意代码库升级等管理。在信息系统的各个环节采用全面的防病毒策略,在计算机病毒预防、检测和病毒库的升级分发等环节统一管理,建立较完善的管理制度,有效地防止和抑制病毒的侵害。3)防火墙是用于将信任网络与非信任网络隔离的一种技术,它通过单一集中的安全检查点,强制实施相应的安全策略进行检查,防止对重要信息资源进行非法存取和访问。电力系统的生产、计量、营销、调度管理等系统之间,信息的共享、整合与调用,都需要在不同网段之间对这些访问行为进行过滤和控制,阻断攻击破坏行为,分权限合理享用信息资源。采用防火墙或入侵防护设备(IPS)对内网边界实施访问审查和控制,对进出网络信息内容实施过滤,对应用层常用协议命令进行控制,网关应限制网络最大流量数及网络连接数。严格拨号访问控制措施。4)对操作系统和数据库系统用户进行身份标识和鉴别,具有登录失败处理,限制非法登录次数,设置连接超时功能;用户访问不得采用空账号和空口令,口令要足够强健,长度不得少于8位,并定期更换,计算机帐号和口令要严格保密,用户短时离开要启动带口令的计算机屏幕保护程序或锁定计算机,长时间不使用计算机,必须将计算机关机,以防他人非法使用。5)要执行备份管理制度,对重要数据进行备份。加强对数据和介质的管理,规范数据的备份、恢复以及废弃介质、数据的处理措施。6)对于办公计算机而言,每天都要在办公区高频地收发处理文件,特别是使用U盘作为传输载体,传播病毒的几率更是居高不下,破坏力极强。可通过批处理程序在开机时把驱动加进去,然后关机时恢复原来设置;或通过组策略设置不自动打开U盘,然后启用杀毒软件扫描。 计算机网络安全是一项复杂的系统工程,涉及技术、设备、管理和制度等多方面的因素,任何一种单一的技术或产品者无法满足无法满足网络对安全的要求,只有将技术和管理有机结合起来,形成一套完整的、协调一致的网络安全防护体系,从控制整个网络安全建设、运行和维护的全过程角度入手,才能提高网络的整体安全水平。世界上不存在绝对安全的网络系统,随着计算机网络技术的进一步发展,网络安全防护技术也必然随着网络应用的发展而不断发展。电力系统的信息化应用是随着电力企业的发展而不断发展的,信息网络安全也是一个动态过程,需要定期对信息网络安全状况进行评估,改进安全方案,调整安全策略。需要强调的是,网络安全是一个系统工程,不是单一的产品或技术可以完全解决的。这是因为网络安全包含多个层面,既有层次上的划分、结构上的划分,也有防范目标上的差别。任何一个产品和技术不可能解决全部层面的问题,因而一个完整的安全体系应该是一个由具有分布性的多种安全技术或产品构成的复杂系统,既有技术的因素,也包含人的因素。一个较好的安全措施往往是多种方法适当综合应用的结果。一个计算机网络,包括个人、设备、软件、数据等。这些环节在网络中的地位和影响作用,也只有从系统综合整体的角度去看待、分析,才能取得有效、可行的措施。即计算机网络安全应遵循整体安全性原则,根据规定的安全策略制定出合理的网络安全体系结构。这样才能真正做到整个系统的安全。因此网络安全是一个伴随着信息化应用发展而发展的永恒课题,使我们在把握网络技术给人们带来方便的同时,又能使信息安全得到保证。 作者:刘静 单位:晋中市榆次供电公司 企业网络安全论文:企业网网络安全论文 1计算机网络安全存在的问题 1.1计算机自身系统安全问题 计算机系统的正常运行以计算机操作系统程序为主要依据,与之相关的各类程序也必须以此为标准,操作系统理所当然地成为了计算机系统中的基本程序。计算机操作系统具有较强的拓展性,开发商很容易完成计算机系统的开发工作。但是,在优化和升级计算机系统的过程中,相关操作技术仍存在较大问题,这是计算机技术快速发展的难点,也是黑客入侵计算机系统的主要切入点。 1.2计算机病毒安全问题 计算机一旦受到病毒的入侵,将会出现严重的运行问题,如系统瘫痪、传输数据失真以及数据库信息丢失等。计算机病毒具有典型的潜伏性、传染性、隐蔽性和破环性,目前,计算机病毒种类主要有以下四种:第一,木马病毒。该类病毒的主要目的是窃取计算机上的数据信息,具有典型的诱骗性;第二,蠕虫病毒。熊猫烧香是该类病毒的典型代表,以用户计算机上出现的漏洞为切入点,综合使用攻击计算机终端的方式控制计算机系统,该病毒具有较强的传播性和变异性;第三,脚本病毒。该病毒主要发生在互联网网页位置;第四,间谍病毒。要想提升某网页的访问量,强制要求计算机用户主页预期链接。伴随着科技的发展,计算机网络应用范围不断扩大,各种类型病毒的破坏性也随之增加。 1.3黑客 通过网络攻击计算机目前,我国仍存在着大量非法人员对计算机系统进行攻击等行为,这类人员大都掌握着扎实的计算机和计算机安全漏洞技术,对计算机用户终端与网络做出强有力的破坏行为是他们的主要目的。黑客攻击计算机网络的主要形式有三种:第一,利用虚假的信息攻击网络;第二,利用木马或者病毒程序对计算机用户的电脑进行控制;第三,结合计算机用户浏览网页的脚本漏洞对其进行攻击。 2计算机网络安全技术在企业网中的应用 2.1防火墙技术 防护墙技术是计算机网络安全技术在企业网中应用的主要表现形式之一。防火墙技术的应用能够从根本上解决计算机病毒安全问题,在实际应用过程中,计算机网络安全中心的防火墙技术被分为应用级防火墙和包过滤防火墙两种形式。其中应用型防护墙的主要目的是保护服务器的安全,在扫描终端服务器的数据后,如果发现有意或者不合常理等攻击行为,系统应该及时切断服务器与内网服务器之间的交流,采用终端病毒传播的方式保护企业网的安全。包过滤防火墙的主要工作任务是及时过滤路由器传输给计算机的数据信息,这种过滤手段可以阻挡病毒信息入侵计算机系统,并第一时间内通知用户拦截病毒信息,为提高企业网的安全性提供技术保障。下图1是企业网防护墙配置示意图。Intranet周边网络InternetInternet防火墙周边防火墙内部网络服外部网络务器服务器图1防火墙配置 2.2数据加密技术 数据加密技术是计算机网络安全技术在企业网中应用的另一种表现形式。在企业发展建设过程中,要想提高企业发展信息的安全性和可靠性,企业必须在实际运行的计算机网络中综合使用数据加密技术。数据加密技术要求将企业网内的相关数据进行加密处理,在传输和接收数据信息的过程中必须输入正确的密码才能打开相关文件,这为提高企业信息的安全性提供了技术保障。加密算法的常用形式有对称加密算法和非对称加密算法两种,其中对称加密算法中使用的加密和加密信息保持一致,非对称加密算法中加密方法和解密方法存在较大的差异,通常很难被黑客破解,这两种加密形式在企业网中均得到了广泛应用。 2.3病毒查杀技术 病毒查杀技术是计算机网络安全技术在企业网中应用的表现形式之一。病毒对计算机安全有极大的威胁,该技术要求企业技术对计算机操作系统进行检测和更新,减少系统出现漏洞的频率;杜绝用户在不经允许的情况下私自下载不正规的软件;安装正版病毒查杀软件的过程中还应该及时清理病毒数据库;控制用户浏览不文明的网页;在下载不明邮件或者软件后立即对不良文件进行病毒查杀处理,确定文件的安全性后才能投入使用。 2.4入侵检测技术 入侵检测技术在企业网安全运行中发挥着至关重要的作用,其作用主要表现在以下几方面:第一,收集计算机操作系统、网络数据及相关应用程序中存在的信息数据;第二,找寻计算机系统中可能存在的侵害行为;第三,自动发出病毒侵害报警信号;第四,切断入侵途径;第五,拦截入侵。入侵检测技术在企业网中的应用具有较强的安全性特征,该技术的主要任务是负责监视企业网络运行状况,对网络的正常运行不会产生任何影响。入侵检测技术使用的网络系统以基于主机系统和基于网络的入侵系统为主。基于主机系统的入侵检测技术主要针对企业网的主机系统、历史审计数据和用户的系统日志等,该检测技术具有极高的准确性,但是,实际检测过程中很容易引发各种问题,如数据失真和检测漏洞等;基于网络入侵检测技术以其自身存在的特点为依据,以网络收集的相关数据信息为手段,在第一时间将入侵分析模块里做出的测定结果发送给网络管理人,该技术具有较强的抗攻击能力、能在短时间内做出有效的检测,但是,由于该技术能对网络数据包的变化状况进行监控,在实际过程中会给加密技术带来一定程度影响。入侵检测技术在企业网的应用过程中通常表现为误用检测和异常检测两种形式。误用检测通常以已经确定的入侵模式为主,在实际检测过程中,该检测方法具有响应速度快和误警率低等特点,但是,该检测技术需要较长的检测时间为支撑,实际耗费的工作量比较大。异常检测的主要对象是计算机资源中用户和系统非正常行为和正常行为情况,该检测法误警率较高,在实际检测过程中必须对整个计算机系统进行全盘扫描,因此,必须有大量的检测时间作支撑。 3结束语 在社会主义市场经济快速发展的大环境下,我国网络信息化建设速度越来越快,各行业要想在激烈的市场竞争中站稳脚跟就必须结合实际发展状况综合使用现代化的计算机技术。目前,众多企业已经建立了与自身发展特点保持一致的企业网络体系,通过多台计算机的综合使用,建立了一个统一的网络完成现代化自动办公、数据传输和电子邮件发送的实际需求。在计算机技术快速发展的过程中,计算机网络安全问题日渐突出,如何解决计算机网络运行过程中存在的问题要求企业结合实际发展状况加强计算机网络安全技术在企业网中的应用,为提高企业的实际经济效益和社会效益打下坚实的基础。 作者:李连才 单位:中铁四局城市轨道交通工程分公司 企业网络安全论文:企业网络安全论文 1网络安全技术 1.1 加密技术 加密技术是企业常用保护数据信息的一种便捷技术,主要是利用一些加密程序对企业一些重要的数据进行保护,避免被不法分子盗取利用。常用的加密方法主要有数据加密方法以及基于公钥的加密算法。数据加密方法主要是对重要的数据通过一定的规律进行变换,改变其原有特征,让外部人员无法直接观察其本质含义,这种加密技术具有简便性和有效性,但是存在一定的风险,一旦加密规律被别人知道后就很容易将其破解。基于公钥的加密算法指的是由对应的一对唯一性密钥(即公开密钥和私有密钥)组成的加密方法。这种加密方法具有较强的隐蔽性,外部人员如果想得到数据信息只有得到相关的只有得到唯一的私有密匙,因此具有较强的保密性。 1.2 身份鉴定技术 身份鉴定技术就是根据具体的特征对个人进行识别,根据识别的结果来判断识别对象是否符合具体条件,再由系统判断是否对来人开放权限。这种方式对于冒名顶替者十分有效,比如指纹或者后虹膜,一般情况下只有本人才有权限进行某些专属操作,也难以被模拟,安全性能比较可靠。这样的技术一般应用在企业高度机密信息的保密过程中,具有较强的实用性。 2企业网络安全体系解决方案 2.1 控制网络访问 对网络访问的控制是保障企业网络安全的重要手段,通过设置各种权限避免企业信息外流,保证企业在激烈的市场竞争中具有一定的竞争力。企业的网络设置按照面向对象的方式进行设置,针对个体对象按照网络协议进行访问权限设置,将网络进行细分,根据不同的功能对企业内部的工作人员进行权限管理。企业办公人员需要使用到的功能给予开通,其他与其工作不相关的内容即取消其访问权限。另外对于一些重要信息设置写保护或读保护,从根本上保障企业机密信息的安全。另外对网络的访问控制可以分时段进行,例如某文件只可以在相应日期的一段时间内打开。企业网络设计过程中应该考虑到网络安全问题,因此在实际设计过程中应该对各种网络设备、网络系统等进行安全管理,例如对各种设备的接口以及设备间的信息传送方式进行科学管理,在保证其基本功能的基础上消除其他功能,利用当前安全性较高的网络系统,消除网络安全的脆弱性。企业经营过程中由于业务需求常需要通过远端连线设备连接企业内部网络,远程连接过程中脆弱的网络系统极容易成为别人攻击的对象,因此在企业网络系统中应该加入安全性能较高的远程访问设备,提高远程网络访问的安全性。同时对网络系统重新设置,对登入身份信息进行加密处理,保证企业内部人员在操作过程中信息不被外人窃取,在数据传输过程中通过相应的网络技术对传输的数据审核,避免信息通过其他渠道外泄,提高信息传输的安全性。 2.2 网络的安全传输 电子商务时代的供应链建立在网络技术的基础上,供应链的各种信息都在企业内部网络以及与供应商之间的网络上进行传递,信息在传递过程中容易被不法分子盗取,给企业造成重大经济损失。为了避免信息被窃取,企业可以建设完善的网络系统,通过防火墙技术将身份无法识别的隔离在企业网络之外,保证企业信息在安全的网络环境下进行传输。另外可以通过相应的加密技术对传输的信息进行加密处理,技术一些黑客破解企业的防火墙,窃取到的信息也是难以理解的加密数据,加密过后的信息常常以乱码的形式存在。从理论上而言,加密的信息仍旧有被破解的可能性,但现行的数据加密方式都是利用复杂的密匙处理过的,即使是最先进的密码破解技术也要花费相当长的时间,等到数据被破解后该信息已经失去其时效性,成为一条无用的信息,对企业而言没有任何影响。 2.3 网络攻击检测 一些黑客通常会利用一些恶意程序攻击企业网络,并从中找到漏洞进入企业内部网络,对企业信息进行窃取或更改。为避免恶意网络攻击,企业可以引进入侵检测系统,并将其与控制网络访问结合起来,对企业信息实行双重保护。根据企业的网络结构,将入侵检测系统渗入到企业网络内部的各个环节,尤其是重要部门的机密信息需要重点监控。利用防火墙技术实现企业网络的第一道保护屏障,再配以检测技术以及相关加密技术,防火记录用户的身份信息,遇到无法识别的身份信息即将数据传输给管理员。后续的入侵检测技术将彻底阻挡黑客的攻击,并对黑客身份信息进行分析。即使黑客通过这些屏障得到的也是经过加密的数据,难以从中得到有效信息。通过这些网络安全技术的配合,全方位消除来自网络黑客的攻击,保障企业网络安全。 3结束语 随着电子商务时代的到来,网络技术将会在未来一段时间内在企业的运转中发挥难以取代的作用,企业网络安全也将长期伴随企业经营管理,因此必须对企业网络实行动态管理,保证网络安全的先进性,为企业的发展建立安全的网络环境。 作者:关勇单位:大庆市邮政局 企业网络安全论文:企业网络安全管理研究论文 1企业网络安全概述 保护企业网络系统的软件、硬件及数据不遭受破坏、更改、泄露,信息系统连续可靠地运行是企业网络安全的基本要求。企业网络安全分为物理安全和逻辑安全,逻辑安全是对信息的保密性、完整性和可用性的保护。物理安全是对计算机系统、通信系统、存储系统和人员采取安全措施以确保信息不会丢失、泄漏等。目前企业网络中缺乏专门的安全管理人员,网络信息化管理制度也不健全,导致了部分人为因素引发的企业网络安全事故。因此企业网络安全必须从技术和管理两个方面进行。 2企业网络安全所面临的威胁 企业网络安全所面临的威胁除了技术方面的因素外,还有一部分是管理不善引起的。企业网络安全面临的威胁主要来自以下两个方面。 2.1缺乏专门的管理人员和相关的管理制度 俗话说“三分技术,七分管理”,管理是企业信息化中重要的组成部分。企业信息化过程中缺乏专门的管理人员和完善的管理制度,都可能引起企业网络安全的风险,给企业网络造成安全事故。由于大部分企业没有专门的网络安全管理人员,相关的网络管理制度也不完善,实际运行过程中没有严格要求按照企业的网络安全管理制度执行。以至于部分企业选用了最先进的网络安全设备,但是其管理员账号一直使用默认的账号,密码使用简单的容易被猜中的密码,甚至就是默认的密码。由于没有按照企业信息化安全管理制度中密码管理的相关条款进行操作,给系统留下巨大的安全隐患,导致安全事故发生。 2.2技术因素导致的主要安全威胁 企业网络应用是架构在现有的网络信息技术基础之上,对技术的依赖程度非常高,因此不可避免的会有网络信息技术的缺陷引发相关的安全问题,主要表现在以下几个方面。 2.2.1计算机病毒 计算机病毒是一组具有特殊的破坏功能的程序代码或指令。它可以潜伏在计算机的程序或存储介质中,当条件满足时就会被激活。企业网络中的计算机一旦感染病毒,会迅速通过网络在企业内部传播,可能导致整个企业网络瘫痪或者数据严重丢失。 2.2.2软件系统漏洞 软件的安全漏洞会被一些别有用心的用户利用,使软件执行一些被精心设计的恶意代码。一旦软件中的安全漏洞被利用,就可能引起机密数据泄露或系统控制权被获取,从而引发安全事故。 3企业网络安全的防护措施 3.1配备良好的管理制度和专门的管理人员 企业信息化管理部门要建立完整的企业信息安全防护制度,结合企业自身的信息系统建设和应用的进程,统筹规划,分步实施。做好安全风险的评估、建立信息安全防护体系、根据信息安全策略制定管理制度、提高安全管理水平。企业内部的用户行为约束必须通过严格的管理制度进行规范。同时建立安全事件应急响应机制。配备专门的网络安全管理员,负责企业网络的系统安全事务。及时根据企业网络的动向,建立以预防为主,事后补救为辅的安全策略。细化安全管理员工作细则,如日常操作系统维护、漏洞检测及修补、应用系统的安全补丁、病毒防治等工作,并建立工作日志。并对系统记录文件进行存档管理。良好的日志和存档管理,可以为预测攻击,定位攻击,以及遭受攻击后追查攻击者提供有力的支持。 3.2防病毒技术 就目前企业网络安全的情况来看,网络安全管理员主要是做好网络防病毒的工作,主流的技术有分布式杀毒技术、数字免疫系统技术、主动内核技术等几种。企业需要根据自身的实际情况,灵活选用,确保杀毒机制的有效运行。 3.3系统漏洞修补 现代软件规模越来越大,功能越来越多,其中隐藏的系统漏洞也可能越来越多。不仅仅是应用软件本身的漏洞,还有可能来自操作系统,数据库系统等底层的系统软件的漏洞引发的系列问题。因此解决系统漏洞的根本途径是不断地更新的系统的补丁。既可以购买专业的第三方补丁修补系统,也可以使用软件厂商自己提供的系统补丁升级工具。确保操作系统,数据系统等底层的系统软件是最新的,管理员还要及时关注应用系统厂商提供的升级补丁的信息,确保发现漏洞的第一时间更新补丁,将系统漏洞的危害降到最低。 4结束语 企业网络安全是一个兼具复杂性与综合性的系统工程。企业应该不断提升企业网络安全意识,采取有效的防范措施,才能确保计算机网络系统的高效运行。只要在管理层面正视网络的脆弱性,不断的健全企业内部网络相关管理制度,提高管理水平,正确运用先进的网络安全防范的技术,才能从根本上保证企业网络的安全运行。 作者:陈雅娣 王佩 童忠梅 朱小平 单位:湖南农业大学 企业网络安全论文:大中型石油企业网络安全论文 1国内大中型企业互联网应用现状分析 在计算机网络迅猛发展和广泛普及的时代,企业的各种经营活动都立足于计算机网络平台,因此网络安全一旦受到威胁,企业将面临直接的经济损失,更有可能给社会和整个国家带来巨大的安全隐患。现阶段,我国的大中型企业随着业务的不断壮大,网络规模也不断扩充。有些企业各地都有分公司,在不同的区域都建有局域网,这样一个分布全国各地的庞大的网络体系就成为企业运行的技术保障。这种企业的网络安全更需要强有力的保障,否则一旦出现问题便有可能带来灾难性的后果。 1.1Internet的安全性 互联网是把双刃剑,在给企业带来极大便利的同时,也不可避免地给企业的运营带来了极大风险。因为黑客与病毒无孔不入,稍有疏漏,就可能使整个网络遭受攻击,并带来不可逆转的损害。因此,建立科学的网络体系,保障系统网络安全迫在眉睫。 1.2大中型企业内网的安全性 ERP、OA和CAD等生产和办公系统已经在企业中得到普遍性应用,随之而来的就是企业对这些系统的高依赖性。这样带来的另一个问题是内网面临的风险。内网运行稳定、可靠、可控才能保障日常生产和办公的进行,一定程度上,将内网信息网络比作企业的生命线也不为过。这个内网同时由大量终端设备,大中小型服务器,各种网络设备构成,这个其中每一个部分都要确保正常工作,否则一点小问题都有可能引发网络的停滞甚至瘫痪。但目前大中型企业的内网安全依然存在很多安全隐患,主要表现为以下几种情形:对外服务器缺少安全防护遭到黑客攻击;员工上网过程缺乏有效监管,一方面会造成网络安全隐患,另一方面也影响工作效率;此外还有一些内部的服务器被非法访问,造成企业信息的外泄。 2大中型石油企业信息网络安全威胁及安全体系构建 2.1大中型石油企业面临的信息网络安全威胁 进入21世纪以来,大中型石油企业对数字化信息网络建设可谓不遗余力,软硬件的建设开发中,信息网络的安全性却未得到足够的重视。由于对网络安全防护重视程度不够,我国的大中型石油企业长期饱受网络安全的困扰。有相关调查显示,我国企业中,约有41%经常受到恶意软件和间谍的入侵,63%的企业经常遭受病毒或蠕虫攻击。而就大中型石油企业而言,不仅面临着外部病毒的攻击,同时内部人员的信息泄露也考验着企业的网络安全。由于员工信息安全意识淡薄,上网过程又缺乏有效监管,在员工无意识的情况下,就可能引起发一系列问题。比如,企业机密信息的泄露,各种垃圾邮件的充斥,各种网络病毒的侵袭,黑客的攻击等等,这些问题随着信息化的发展进程和企业经济发展利益竞争白热化,成为大中型石油企业最为棘手的问题。 2.2大中型石油企业网络安全体系的全方位构建 随着网络攻击的多元化,攻击方式也是五花八门。传统的只针对网络层面以下的安全对策已经不足以应对如今复杂的网络安全情况,企业必须要建立起多层次多元化的安全体系才能有效提升企业网络信息安全指数。大中型石油企业信息网络安全的五个重要组成:物理安全、链路安全、网络安全、系统安全、信息安全。 1)物理安全。物理安全是整个网络系统安全的前提,物理安全旨在为企业提供一个安全可靠的物理运行环境,这个更多指对企业相应硬件设施的安全防护,比如,企业服务器、数据介质、数据库等、 2)链路安全。链路安全指的是信息输送通道。数据传输过程中能够确保内容安全、可靠、可控、能有效抵御攻击。常见的几种数据链路层安全攻击有MAC地址扩散、ARP攻击与欺骗、DHCP服务器欺骗与DHCP地址耗尽、IP地址欺骗。 3)网络安全。这主要针对于系统信息方面。这个是涵盖范围相对广泛的一个方面。比如,用户口令鉴别,计算机病毒防治,用户存取权限控制,数据存取权限,数据加密等都属于网络安全范畴。 4)系统安全。系统的正常运行是企业日常生产和运行的根本保障。但是,系统出现崩溃、损坏的风险依然存在,这就需要能够有一套有效的风险预防机制和办法。能够确保系统崩溃时对相关信息实现最大化备份,同时能够具备保密功能,防止系统崩溃后的信息外漏。 5)信息安全。这就要分信息的传播安全和信息的内容安全。很大程度上是对不良信息的有效过滤和拦截。侧重于对非法、有害信息可能造成的不良后果的有效遏止。信息内容角度更侧重于对信息保密性、真实和完整的保护,防止网络黑客对信息的截留、篡改和删除等手段来达到损害企业利益的行为,本质上是对企业利益和隐私的保护。 2.3大中型石油企业安全设计的基本原则 信息保密性、真实性、完整性、未授权拷贝、寄生系统的安全性等五个方面的内容构成了信息安全的整体统一。信息安全的原则也就指明了大中型石油企业“数字化”网络建设安全设计的基本原则。 1)保密性:对授权用户的保护和对非授权用户的防止,信息利用的用户、实体的专属性。 2)完整性:信息的输入和传输要确保完整,防止非法的篡改或者破坏,保证数据的稳定和一致。 3)可用性:针对授权用户而言要确保其合理使用的特性。 4)可控性:信息能够在处理、传递、存储、输入、输出等环节中有可控能力。 3大中型石油企业网络信息安全风险漏洞的成因及一些防范措施 网络信息流量几何式增长,大中型石油企业信息资源对系统的应用也日渐成熟,生产经营数据也日益增多。与此同时,国内大中型石油企业信息系统安全问题日益突出。因而,如何保障大中型石油企业信息数据安全,全面建立安全保障体系,这就显得愈发重要。应从内因和外因上进行分析和预防。内因上,处于方向性决策的管理层对网络信息安全的防护意识不强,不够重视。这类人群往往关注的是信息化进程给企业带来的收益,对于安全隐患和潜在的威胁却往往忽视。此外,在信息化发展进程中,大中型石油企业在数据化硬件建设中容易竞争对比,但是对于数据的管理安全性建设要求不高。其次,网络信息安全建设不是一蹴而就的,相反是一个长期过程,需要不断进行系统补丁的更新。其一,信息系统连接于因特网,开放的网络环境带来的是企业信息安全的脆弱。其二,大中型石油企业信息化建设往往求新不求稳。云计算,物联网,只要是当下发展流行技术都会上马,而不充分考虑技术的实际应用于企业的现实贴合。多系统的复杂应用带来的是更多、更高的系统漏洞风险。再次,大中型石油企业在信息安全技术团队建设上海相对滞后,缺乏强有力的信息安全维护团队带来的是企业信息安全的高风险。这往往是因为大中型石油企业往往将预算优先分配于能够直接带来经济效益的生产方面,对于见不到短期回报的信息安全防护支出是能少则少。然而,一旦企业信息泄露带来的可能是灾难性的后果,因而,有水平有业务能力的专业信息安全维护队伍建设至关重要。外因上,一些不可抗力造成的硬件设备损坏,外部对企业信息的攻击,相关法律法规还不够健全等等因素都是影响企业信息安全的外因。因而,加强大中型石油企业的安全防范可从四个方面着手。在机制层面,第一,管理层要对信息安全有强意识,第二,信息安全意识要渗透到整个企业。进而建立企业信息安全管理、运行、检测体系。另外,在面对一些风险来临之时,能够有有效的应急机制加以应对。在技术面,技术指标相对可量化,过硬的技术实力是保证大中型石油企业信息安全的关键,所以说,提高对信息安全水平的投资力度,建设高水平,高素质的技术队伍显得尤为重要。在系统安全性建设层面,大中型石油企业在信息系统安全性建设之初就要结合企业实际充分考虑信息系统需要的安全保护等级以及架构建设,对后期风险能够有科学的分析与控制建议。在企业人员素养层面,大中型石油企业能够在技术层面实现对企业信息安全的保障,就需要企业能够有具备专业技术业务水准的网络信息技术安全人员队伍。从设计到操作到运维都离不开专业的技术人员。这些网络管理技术人员还要能够在后期不断得到组织和学习,不断得到新的知识补充,能够让这些技术人员时刻与最前沿的IT科技接轨。 4结束语 信息爆炸时代,大中型石油企业信息在发展进程和互联网快速发展的影响下,网络化、数字化已经成为企业信息化的发展大势。随之而来的是针对企业信息网络的各种攻击和破坏也成为常态化,为此企业付出了巨大的人力物力。信息化的深入发展伴随的网络安全问题不仅是大中型石油企业面临的问题也是全人类面临的挑战。大中型石油企业应两条腿走路,一方面强化网络信息化建设,另一方面强化网络安全防护能力提升。同时注重安全预防机制,建立科学的信息安全监察监测机制,及时在第一时间实现对信息泄露等隐患的防护,防微杜渐,避免造成重特大信息系统安全事故的避免。大中型石油企业要全方位提升和完善信息网络的安全和应急处理能力。在对信息网络安全隐患的发现、防范和控制,在信息资源管理事故的语境和恢复中有能力处置。整合日常信息资源管理、信息技术手段、应急处理等,确保企业数据的安全和系统的可靠安全稳定运行。 作者:杨锋单位:大庆油田信息技术公司运行维护中心 企业网络安全论文:企业网络安全研究论文 摘要随着信息化技术的飞速发展,许多有远见的企业都认识到依托先进的IT技术构建企业自身的业务和运营平台将极大地提升企业的优秀竞争力,使企业在残酷的竞争环境中脱颖而出。经营管理对计算机应用系统的依赖性增强,计算机应用系统对网络的依赖性增强。计算机网络规模不断扩大,网络结构日益复杂。计算机网络和计算机应用系统的正常运行对网络安全提出了更高的要求。信息安全防范应做整体的考虑,全面覆盖信息系统的各层次,针对网络、系统、应用、数据做全面的防范。信息安全防范体系模型显示安全防范是一个动态的过程,事前、事中和事后的技术手段应当完备,安全管理应贯穿安全防范活动的始终。 关键词信息安全;PKI;CA;VPN 1引言 随着计算机网络的出现和互联网的飞速发展,企业基于网络的计算机应用也在迅速增加,基于网络信息系统给企业的经营管理带来了更大的经济效益,但随之而来的安全问题也在困扰着用户,在2003年后,木马、蠕虫的传播使企业的信息安全状况进一步恶化。这都对企业信息安全提出了更高的要求。 随着信息化技术的飞速发展,许多有远见的企业都认识到依托先进的IT技术构建企业自身的业务和运营平台将极大地提升企业的优秀竞争力,使企业在残酷的竞争环境中脱颖而出。面对这瞬息万变的市场,企业就面临着如何提高自身优秀竞争力的问题,而其内部的管理问题、效率问题、考核问题、信息传递问题、信息安全问题等,又时刻在制约着自己,企业采用PKI技术来解决这些问题已经成为当前众多企业提高自身竞争力的重要手段。 在下面的描述中,以某公司为例进行说明。 2信息系统现状2.1信息化整体状况 1)计算机网络 某公司现有计算机500余台,通过内部网相互连接,根据公司统一规划,通过防火墙与外网互联。在内部网络中,各计算机在同一网段,通过交换机连接。 图1 2)应用系统 经过多年的积累,某公司的计算机应用已基本覆盖了经营管理的各个环节,包括各种应用系统和办公自动化系统。随着计算机网络的进一步完善,计算机应用也由数据分散的应用模式转变为数据日益集中的模式。 2.2信息安全现状 为保障计算机网络的安全,某公司实施了计算机网络安全项目,基于当时对信息安全的认识和安全产品的状况,信息安全的主要内容是网络安全,部署了防火墙、防病毒服务器等网络安全产品,极大地提升了公司计算机网络的安全性,这些产品在此后防范网络攻击事件、冲击波等网络病毒攻击以及网络和桌面日常保障等方面发挥了很大的作用。 3风险与需求分析3.1风险分析 通过对我们信息系统现状的分析,可得出如下结论: (1)经营管理对计算机应用系统的依赖性增强,计算机应用系统对网络的依赖性增强。计算机网络规模不断扩大,网络结构日益复杂。计算机网络和计算机应用系统的正常运行对网络安全提出了更高的要求。 (2)计算机应用系统涉及越来越多的企业关键数据,这些数据大多集中在公司总部数据中心,因此有必要加强各计算机应用系统的用户管理和身份的认证,加强对数据的备份,并运用技术手段,提高数据的机密性、完整性和可用性。 通过对现有的信息安全体系的分析,也可以看出:随着计算机技术的发展、安全威胁种类的增加,某公司的信息安全无论在总体构成、信息安全产品的功能和性能上都存在一定的缺陷,具体表现在: (1)系统性不强,安全防护仅限于网络安全,系统、应用和数据的安全存在较大的风险。 目前实施的安全方案是基于当时的认识进行的,主要工作集中于网络安全,对于系统和应用的安全防范缺乏技术和管理手段。如缺乏有效的身份认证,对服务器、网络设备和应用系统的访问都停留在用户名/密码的简单认证阶段,很容易被冒充;又如数据备份缺乏整体方案和制度规范,容易造成重要数据的丢失和泄露。 当时的网络安全的基本是一种外部网络安全的概念,是基于这样一种信任模型的,即网络内部的用户都是可信的。在这种信任模型下,假设所有可能的对信息安全造成威胁的攻击者都来自于组织外部,并且是通过网络从外部使用各种攻击手段进入内部网络信息系统的。 针对外部网络安全,人们提出了内部网络安全的概念,它基于这样一种信任模型:所有的用户都是不可信的。在这种信任模型中,假设所有用户都可能对信息安全造成威胁,并且可以各种更加方便的手段对信息安全造成威胁,比如内部人员可以直接对重要的服务器进行操控从而破坏信息,或者从内部网络访问服务器,下载重要的信息并盗取出去。内部网络安全的这种信任模型更符合现实的状况。 美国联邦调查局(FBI)和计算机安全机构(CSI)等权威机构的研究也证明了这一点:超过80%的信息安全隐患是来自组织内部,这些隐患直接导致了信息被内部人员所窃取和破坏。 信息系统的安全防范是一个动态过程,某公司缺乏相关的规章制度、技术规范,也没有选用有关的安全服务。不能充分发挥安全产品的效能。 (2)原有的网络安全产品在功能和性能上都不能适应新的形势,存在一定的网络安全隐患,产品亟待升级。 已购买的网络安全产品中,有不少在功能和性能上都不能满足进一步提高信息安全的要求。如为进一步提高全网的安全性,拟对系统的互联网出口进行严格限制,原有的防火墙将成为企业内网和公网之间的瓶颈。同时病毒的防范、新的攻击手段也对防火墙提出了更多的功能上的要求,现有的防火墙不具备这些功能。 网络信息系统的安全建设建立在风险评估的基础上,这是信息化建设的内在要求,系统主管部门和运营、应用单位都必须做好本系统的信息安全风险评估工作。只有在建设的初期,在规划的过程中,就运用风险评估、风险管理的手段,用户才可以避免重复建设和投资的浪费。 3.2需求分析 如前所述,某公司信息系统存在较大的风险,信息安全的需求主要体现在如下几点: (1)某公司信息系统不仅需要安全可靠的计算机网络,也需要做好系统、应用、数据各方面的安全防护。为此,要加强安全防护的整体布局,扩大安全防护的覆盖面,增加新的安全防护手段。 (2)网络规模的扩大和复杂性的增加,以及新的攻击手段的不断出现,使某公司计算机网络安全面临更大的挑战,原有的产品进行升级或重新部署。 (3)信息安全工作日益增强的重要性和复杂性对安全管理提出了更高的要求,为此要加快规章制度和技术规范的建设,使安全防范的各项工作都能够有序、规范地进行。 (4)信息安全防范是一个动态循环的过程,如何利用专业公司的安全服务,做好事前、事中和事后的各项防范工作,应对不断出现的各种安全威胁,也是某公司面临的重要课题。 4设计原则 安全体系建设应按照“统一规划、统筹安排、统一标准、分步实施”的原则进行,避免重复投入、重复建设,充分考虑整体和局部的利益。 4.1标准化原则 本方案参照信息安全方面的国家法规与标准和公司内部已经执行或正在起草标准及规定,使安全技术体系的建设达到标准化、规范化的要求,为拓展、升级和集中统一打好基础。 4.2系统化原则 信息安全是一个复杂的系统工程,从信息系统的各层次、安全防范的各阶段全面地进行考虑,既注重技术的实现,又要加大管理的力度,以形成系统化的解决方案。 4.3规避风险原则 安全技术体系的建设涉及网络、系统、应用等方方面面,任何改造、添加甚至移动,都可能影响现有网络的畅通或在用系统的连续、稳定运行,这是安全技术体系建设必须面对的最大风险。本规划特别考虑规避运行风险问题,在规划与应用系统衔接的基础安全措施时,优先保证透明化,从提供通用安全基础服务的要求出发,设计并实现安全系统与应用系统的平滑连接。 4.4保护投资原则 由于信息安全理论与技术发展的历史原因和自身的资金能力,某公司分期、分批建设了一些整体的或区域的安全技术系统,配置了相应的设施。因此,本方案依据保护信息安全投资效益的基本原则,在合理规划、建设新的安全子系统或投入新的安全设施的同时,对现有安全系统采取了完善、整合的办法,以使其纳入总体安全技术体系,发挥更好的效能,而不是排斥或抛弃。 4.5多重保护原则 任何安全措施都不是绝对安全的,都可能被攻破。但是建立一个多重保护系统,各层保护相互补充,当一层保护被攻破时,其它层保护仍可保护信息的安全。 4.6分步实施原则 由于某公司应用扩展范围广阔,随着网络规模的扩大及应用的增加,系统脆弱性也会不断增加。一劳永逸地解决安全问题是不现实的。针对安全体系的特性,寻求安全、风险、开销的平衡,采取“统一规划、分步实施”的原则。即可满足某公司安全的基本需求,亦可节省费用开支。 5设计思路及安全产品的选择和部署 信息安全防范应做整体的考虑,全面覆盖信息系统的各层次,针对网络、系统、应用、数据做全面的防范。信息安全防范体系模型显示安全防范是一个动态的过程,事前、事中和事后的技术手段应当完备,安全管理应贯穿安全防范活动的始终,如图2所示。 图2网络与信息安全防范体系模型 信息安全又是相对的,需要在风险、安全和投入之间做出平衡,通过对某公司信息化和信息安全现状的分析,对现有的信息安全产品和解决方案的调查,通过与计算机专业公司接触,初步确定了本次安全项目的内容。通过本次安全项目的实施,基本建成较完整的信息安全防范体系。 5.1网络安全基础设施 证书认证系统无论是企业内部的信息网络还是外部的网络平台,都必须建立在一个安全可信的网络之上。目前,解决这些安全问题的最佳方案当数应用PKI/CA数字认证服务。PKI(PublicKeyInfrastructure,公钥基础设施)是利用公开密钥理论和技术建立起来的提供在线身份认证的安全体系,它从技术上解决了网上身份认证、信息完整性和抗抵赖等安全问题,为网络应用提供可靠的安全保障,向用户提供完整的PKI/CA数字认证服务。通过建设证书认证中心系统,建立一个完善的网络安全认证平台,能够通过这个安全平台实现以下目标: 身份认证(Authentication):确认通信双方的身份,要求通信双方的身份不能被假冒或伪装,在此体系中通过数字证书来确认对方的身份。 数据的机密性(Confidentiality):对敏感信息进行加密,确保信息不被泄露,在此体系中利用数字证书加密来完成。 数据的完整性(Integrity):确保通信信息不被破坏(截断或篡改),通过哈希函数和数字签名来完成。 不可抵赖性(Non-Repudiation):防止通信对方否认自己的行为,确保通信方对自己的行为承认和负责,通过数字签名来完成,数字签名可作为法律证据。 5.2边界防护和网络的隔离 VPN(VirtualPrivateNetwork)虚拟专用网,是将物理分布在不同地点的网络通过公用骨干网(如Internet)连接而成的逻辑上的虚拟专用网。和传统的物理方式相比,具有降低成本及维护费用、易于扩展、数据传输的高安全性。 通过安装部署VPN系统,可以为企业构建虚拟专用网络提供了一整套安全的解决方案。它利用开放性网络作为信息传输的媒体,通过加密、认证、封装以及密钥交换技术在公网上开辟一条隧道,使得合法的用户可以安全的访问企业的私有数据,用以代替专线方式,实现移动用户、远程LAN的安全连接。 集成的防火墙功能模块采用了状态检测的包过滤技术,可以对多种网络对象进行有效地访问监控,为网络提供高效、稳定地安全保护。 集中的安全策略管理可以对整个VPN网络的安全策略进行集中管理和配置。 5.3安全电子邮件 电子邮件是Internet上出现最早的应用之一。随着网络的快速发展,电子邮件的使用日益广泛,成为人们交流的重要工具,大量的敏感信息随之在网络上传播。然而由于网络的开放性和邮件协议自身的缺点,电子邮件存在着很大的安全隐患。 目前广泛应用的电子邮件客户端软件如OUTLOOK支持的S/MIME(SecureMultipurposeInternetMailExtensions),它是从PEM(PrivacyEnhancedMail)和MIME(Internet邮件的附件标准)发展而来的。首先,它的认证机制依赖于层次结构的证书认证机构,所有下一级的组织和个人的证书由上一级的组织负责认证,而最上一级的组织(根证书)之间相互认证,整个信任关系基本是树状的。其次,S/MIME将信件内容加密签名后作为特殊的附件传送。保证了信件内容的安全性。 5.4桌面安全防护 对企业信息安全的威胁不仅来自企业网络外部,大量的安全威胁来自企业内部。很早之前安全界就有数据显示,近80%的网络安全事件,是来自于企业内部。同时,由于是内部人员所为,这样的安全犯罪往往目的明确,如针对企业机密和专利信息的窃取、财务欺骗等,因此,对于企业的威胁更为严重。对于桌面微机的管理和监控是减少和消除内部威胁的有效手段。 桌面安全系统把电子签章、文件加密应用和安全登录以及相应的智能卡管理工具集成到一起,形成一个整体,是针对客户端安全的整体解决方案。 1)电子签章系统 利用非对称密钥体系保证了文档的完整性和不可抵赖性。采用组件技术,可以无缝嵌入OFFICE系统,用户可以在编辑文档后对文档进行签章,或是打开文档时验证文档的完整性和查看文档的作者。 2)安全登录系统 安全登录系统提供了对系统和网络登录的身份认证。使用后,只有具有指定智能密码钥匙的人才可以登录计算机和网络。用户如果需要离开计算机,只需拔出智能密码钥匙,即可锁定计算机。 3)文件加密系统 文件加密应用系统保证了数据的安全存储。由于密钥保存在智能密码钥匙中,加密算法采用国际标准安全算法或国家密码管理机构指定安全算法,从而保证了存储数据的安全性。 5.5身份认证 身份认证是指计算机及网络系统确认操作者身份的过程。基于PKI的身份认证方式是近几年发展起来的一种方便、安全的身份认证技术。它采用软硬件相结合、一次一密的强双因子认证模式,很好地解决了安全性与易用性之间的矛盾。USBKey是一种USB接口的硬件设备,它内置单片机或智能卡芯片,可以存储用户的密钥或数字证书,利用USBKey内置的密码算法实现对用户身份的认证。 基于PKI的USBKey的解决方案不仅可以提供身份认证的功能,还可构建用户集中管理与认证系统、应用安全组件、客户端安全组件和证书管理系统通过一定的层次关系和逻辑联系构成的综合性安全技术体系,从而实现上述身份认证、授权与访问控制、安全审计、数据的机密性、完整性、抗抵赖性的总体要求。 6方案的组织与实施方式 网络与信息安全防范体系流程主要由三大部分组成:攻击前的防范、攻击过程中的防范和攻击后的应对。安全管理贯穿全流程如图3所示。网络与信息安全防范体系模型流程不仅描述了安全防范的动态过程,也为本方案的实施提供了借鉴。 图3 因此在本方案的组织和实施中,除了工程的实施外,还应重视以下各项工作: (1)在初步进行风险分析基础上,方案实施方应进行进一步的风险评估,明确需求所在,务求有的放矢,确保技术方案的针对性和投资的回报。 (2)把应急响应和事故恢复作为技术方案的一部分,必要时可借助专业公司的安全服务,提高应对重大安全事件的能力。 (3)该方案投资大,覆盖范围广,根据实际情况,可采取分地区、分阶段实施的方式。 (4)在方案实施的同时,加强规章制度、技术规范的建设,使信息安全的日常工作进一步制度化、规范化。 7结论 本文以某公司为例,分析了网络安全现状,指出目前存在的风险,随后提出了一整套完整的解决方案,涵盖了各个方面,从技术手段的改进,到规章制度的完善;从单机系统的安全加固,到整体网络的安全管理。本方案从技术手段上、从可操作性上都易于实现、易于部署,为众多行业提供了网络安全解决手段。 也希望通过本方案的实施,可以建立较完善的信息安全体系,有效地防范信息系统来自各方面的攻击和威胁,把风险降到最低水平。 企业网络安全论文:企业网络安全论文 摘要随着信息化技术的飞速发展,许多有远见的企业都认识到依托先进的IT技术构建企业自身的业务和运营平台将极大地提升企业的优秀竞争力,使企业在残酷的竞争环境中脱颖而出。经营管理对计算机应用系统的依赖性增强,计算机应用系统对网络的依赖性增强。计算机网络规模不断扩大,网络结构日益复杂。计算机网络和计算机应用系统的正常运行对网络安全提出了更高的要求。信息安全防范应做整体的考虑,全面覆盖信息系统的各层次,针对网络、系统、应用、数据做全面的防范。信息安全防范体系模型显示安全防范是一个动态的过程,事前、事中和事后的技术手段应当完备,安全管理应贯穿安全防范活动的始终。 关键词信息安全;PKI;CA;VPN 1引言 随着计算机网络的出现和互联网的飞速发展,企业基于网络的计算机应用也在迅速增加,基于网络信息系统给企业的经营管理带来了更大的经济效益,但随之而来的安全问题也在困扰着用户,在2003年后,木马、蠕虫的传播使企业的信息安全状况进一步恶化。这都对企业信息安全提出了更高的要求。 随着信息化技术的飞速发展,许多有远见的企业都认识到依托先进的IT技术构建企业自身的业务和运营平台将极大地提升企业的优秀竞争力,使企业在残酷的竞争环境中脱颖而出。面对这瞬息万变的市场,企业就面临着如何提高自身优秀竞争力的问题,而其内部的管理问题、效率问题、考核问题、信息传递问题、信息安全问题等,又时刻在制约着自己,企业采用PKI技术来解决这些问题已经成为当前众多企业提高自身竞争力的重要手段。 在下面的描述中,以某公司为例进行说明。 2信息系统现状2.1信息化整体状况 1)计算机网络 某公司现有计算机500余台,通过内部网相互连接,根据公司统一规划,通过防火墙与外网互联。在内部网络中,各计算机在同一网段,通过交换机连接。 图1 2)应用系统 经过多年的积累,某公司的计算机应用已基本覆盖了经营管理的各个环节,包括各种应用系统和办公自动化系统。随着计算机网络的进一步完善,计算机应用也由数据分散的应用模式转变为数据日益集中的模式。 2.2信息安全现状 为保障计算机网络的安全,某公司实施了计算机网络安全项目,基于当时对信息安全的认识和安全产品的状况,信息安全的主要内容是网络安全,部署了防火墙、防病毒服务器等网络安全产品,极大地提升了公司计算机网络的安全性,这些产品在此后防范网络攻击事件、冲击波等网络病毒攻击以及网络和桌面日常保障等方面发挥了很大的作用。 3风险与需求分析3.1风险分析 通过对我们信息系统现状的分析,可得出如下结论: (1)经营管理对计算机应用系统的依赖性增强,计算机应用系统对网络的依赖性增强。计算机网络规模不断扩大,网络结构日益复杂。计算机网络和计算机应用系统的正常运行对网络安全提出了更高的要求。 (2)计算机应用系统涉及越来越多的企业关键数据,这些数据大多集中在公司总部数据中心,因此有必要加强各计算机应用系统的用户管理和身份的认证,加强对数据的备份,并运用技术手段,提高数据的机密性、完整性和可用性。 通过对现有的信息安全体系的分析,也可以看出:随着计算机技术的发展、安全威胁种类的增加,某公司的信息安全无论在总体构成、信息安全产品的功能和性能上都存在一定的缺陷,具体表现在: (1)系统性不强,安全防护仅限于网络安全,系统、应用和数据的安全存在较大的风险。 目前实施的安全方案是基于当时的认识进行的,主要工作集中于网络安全,对于系统和应用的安全防范缺乏技术和管理手段。如缺乏有效的身份认证,对服务器、网络设备和应用系统的访问都停留在用户名/密码的简单认证阶段,很容易被冒充;又如数据备份缺乏整体方案和制度规范,容易造成重要数据的丢失和泄露。 当时的网络安全的基本是一种外部网络安全的概念,是基于这样一种信任模型的,即网络内部的用户都是可信的。在这种信任模型下,假设所有可能的对信息安全造成威胁的攻击者都来自于组织外部,并且是通过网络从外部使用各种攻击手段进入内部网络信息系统的。 针对外部网络安全,人们提出了内部网络安全的概念,它基于这样一种信任模型:所有的用户都是不可信的。在这种信任模型中,假设所有用户都可能对信息安全造成威胁,并且可以各种更加方便的手段对信息安全造成威胁,比如内部人员可以直接对重要的服务器进行操控从而破坏信息,或者从内部网络访问服务器,下载重要的信息并盗取出去。内部网络安全的这种信任模型更符合现实的状况。 美国联邦调查局(FBI)和计算机安全机构(CSI)等权威机构的研究也证明了这一点:超过80%的信息安全隐患是来自组织内部,这些隐患直接导致了信息被内部人员所窃取和破坏。 信息系统的安全防范是一个动态过程,某公司缺乏相关的规章制度、技术规范,也没有选用有关的安全服务。不能充分发挥安全产品的效能。 (2)原有的网络安全产品在功能和性能上都不能适应新的形势,存在一定的网络安全隐患,产品亟待升级。 已购买的网络安全产品中,有不少在功能和性能上都不能满足进一步提高信息安全的要求。如为进一步提高全网的安全性,拟对系统的互联网出口进行严格限制,原有的防火墙将成为企业内网和公网之间的瓶颈。同时病毒的防范、新的攻击手段也对防火墙提出了更多的功能上的要求,现有的防火墙不具备这些功能。 网络信息系统的安全建设建立在风险评估的基础上,这是信息化建设的内在要求,系统主管部门和运营、应用单位都必须做好本系统的信息安全风险评估工作。只有在建设的初期,在规划的过程中,就运用风险评估、风险管理的手段,用户才可以避免重复建设和投资的浪费。 3.2需求分析 如前所述,某公司信息系统存在较大的风险,信息安全的需求主要体现在如下几点: (1)某公司信息系统不仅需要安全可靠的计算机网络,也需要做好系统、应用、数据各方面的安全防护。为此,要加强安全防护的整体布局,扩大安全防护的覆盖面,增加新的安全防护手段。 (2)网络规模的扩大和复杂性的增加,以及新的攻击手段的不断出现,使某公司计算机网络安全面临更大的挑战,原有的产品进行升级或重新部署。 (3)信息安全工作日益增强的重要性和复杂性对安全管理提出了更高的要求,为此要加快规章制度和技术规范的建设,使安全防范的各项工作都能够有序、规范地进行。 (4)信息安全防范是一个动态循环的过程,如何利用专业公司的安全服务,做好事前、事中和事后的各项防范工作,应对不断出现的各种安全威胁,也是某公司面临的重要课题。 4设计原则 安全体系建设应按照“统一规划、统筹安排、统一标准、分步实施”的原则进行,避免重复投入、重复建设,充分考虑整体和局部的利益。 4.1标准化原则 本方案参照信息安全方面的国家法规与标准和公司内部已经执行或正在起草标准及规定,使安全技术体系的建设达到标准化、规范化的要求,为拓展、升级和集中统一打好基础。 4.2系统化原则 信息安全是一个复杂的系统工程,从信息系统的各层次、安全防范的各阶段全面地进行考虑,既注重技术的实现,又要加大管理的力度,以形成系统化的解决方案。 4.3规避风险原则 安全技术体系的建设涉及网络、系统、应用等方方面面,任何改造、添加甚至移动,都可能影响现有网络的畅通或在用系统的连续、稳定运行,这是安全技术体系建设必须面对的最大风险。本规划特别考虑规避运行风险问题,在规划与应用系统衔接的基础安全措施时,优先保证透明化,从提供通用安全基础服务的要求出发,设计并实现安全系统与应用系统的平滑连接。 4.4保护投资原则 由于信息安全理论与技术发展的历史原因和自身的资金能力,某公司分期、分批建设了一些整体的或区域的安全技术系统,配置了相应的设施。因此,本方案依据保护信息安全投资效益的基本原则,在合理规划、建设新的安全子系统或投入新的安全设施的同时,对现有安全系统采取了完善、整合的办法,以使其纳入总体安全技术体系,发挥更好的效能,而不是排斥或抛弃。 4.5多重保护原则 任何安全措施都不是绝对安全的,都可能被攻破。但是建立一个多重保护系统,各层保护相互补充,当一层保护被攻破时,其它层保护仍可保护信息的安全。 4.6分步实施原则 由于某公司应用扩展范围广阔,随着网络规模的扩大及应用的增加,系统脆弱性也会不断增加。一劳永逸地解决安全问题是不现实的。针对安全体系的特性,寻求安全、风险、开销的平衡,采取“统一规划、分步实施”的原则。即可满足某公司安全的基本需求,亦可节省费用开支。 5设计思路及安全产品的选择和部署 信息安全防范应做整体的考虑,全面覆盖信息系统的各层次,针对网络、系统、应用、数据做全面的防范。信息安全防范体系模型显示安全防范是一个动态的过程,事前、事中和事后的技术手段应当完备,安全管理应贯穿安全防范活动的始终,如图2所示。 图2网络与信息安全防范体系模型 信息安全又是相对的,需要在风险、安全和投入之间做出平衡,通过对某公司信息化和信息安全现状的分析,对现有的信息安全产品和解决方案的调查,通过与计算机专业公司接触,初步确定了本次安全项目的内容。通过本次安全项目的实施,基本建成较完整的信息安全防范体系。 5.1网络安全基础设施 证书认证系统无论是企业内部的信息网络还是外部的网络平台,都必须建立在一个安全可信的网络之上。目前,解决这些安全问题的最佳方案当数应用PKI/CA数字认证服务。PKI(PublicKeyInfrastructure,公钥基础设施)是利用公开密钥理论和技术建立起来的提供在线身份认证的安全体系,它从技术上解决了网上身份认证、信息完整性和抗抵赖等安全问题,为网络应用提供可靠的安全保障,向用户提供完整的PKI/CA数字认证服务。通过建设证书认证中心系统,建立一个完善的网络安全认证平台,能够通过这个安全平台实现以下目标: 身份认证(Authentication):确认通信双方的身份,要求通信双方的身份不能被假冒或伪装,在此体系中通过数字证书来确认对方的身份。 数据的机密性(Confidentiality):对敏感信息进行加密,确保信息不被泄露,在此体系中利用数字证书加密来完成。 数据的完整性(Integrity):确保通信信息不被破坏(截断或篡改),通过哈希函数和数字签名来完成。 不可抵赖性(Non-Repudiation):防止通信对方否认自己的行为,确保通信方对自己的行为承认和负责,通过数字签名来完成,数字签名可作为法律证据。 5.2边界防护和网络的隔离 VPN(VirtualPrivateNetwork)虚拟专用网,是将物理分布在不同地点的网络通过公用骨干网(如Internet)连接而成的逻辑上的虚拟专用网。和传统的物理方式相比,具有降低成本及维护费用、易于扩展、数据传输的高安全性。 通过安装部署VPN系统,可以为企业构建虚拟专用网络提供了一整套安全的解决方案。它利用开放性网络作为信息传输的媒体,通过加密、认证、封装以及密钥交换技术在公网上开辟一条隧道,使得合法的用户可以安全的访问企业的私有数据,用以代替专线方式,实现移动用户、远程LAN的安全连接。 集成的防火墙功能模块采用了状态检测的包过滤技术,可以对多种网络对象进行有效地访问监控,为网络提供高效、稳定地安全保护。 集中的安全策略管理可以对整个VPN网络的安全策略进行集中管理和配置。 5.3安全电子邮件 电子邮件是Internet上出现最早的应用之一。随着网络的快速发展,电子邮件的使用日益广泛,成为人们交流的重要工具,大量的敏感信息随之在网络上传播。然而由于网络的开放性和邮件协议自身的缺点,电子邮件存在着很大的安全隐患。 目前广泛应用的电子邮件客户端软件如OUTLOOK支持的S/MIME(SecureMultipurposeInternetMailExtensions),它是从PEM(PrivacyEnhancedMail)和MIME(Internet邮件的附件标准)发展而来的。首先,它的认证机制依赖于层次结构的证书认证机构,所有下一级的组织和个人的证书由上一级的组织负责认证,而最上一级的组织(根证书)之间相互认证,整个信任关系基本是树状的。其次,S/MIME将信件内容加密签名后作为特殊的附件传送。保证了信件内容的安全性。 5.4桌面安全防护 对企业信息安全的威胁不仅来自企业网络外部,大量的安全威胁来自企业内部。很早之前安全界就有数据显示,近80%的网络安全事件,是来自于企业内部。同时,由于是内部人员所为,这样的安全犯罪往往目的明确,如针对企业机密和专利信息的窃取、财务欺骗等,因此,对于企业的威胁更为严重。对于桌面微机的管理和监控是减少和消除内部威胁的有效手段。 桌面安全系统把电子签章、文件加密应用和安全登录以及相应的智能卡管理工具集成到一起,形成一个整体,是针对客户端安全的整体解决方案。 1)电子签章系统 利用非对称密钥体系保证了文档的完整性和不可抵赖性。采用组件技术,可以无缝嵌入OFFICE系统,用户可以在编辑文档后对文档进行签章,或是打开文档时验证文档的完整性和查看文档的作者。 2)安全登录系统 安全登录系统提供了对系统和网络登录的身份认证。使用后,只有具有指定智能密码钥匙的人才可以登录计算机和网络。用户如果需要离开计算机,只需拔出智能密码钥匙,即可锁定计算机。 3)文件加密系统 文件加密应用系统保证了数据的安全存储。由于密钥保存在智能密码钥匙中,加密算法采用国际标准安全算法或国家密码管理机构指定安全算法,从而保证了存储数据的安全性。 5.5身份认证 身份认证是指计算机及网络系统确认操作者身份的过程。基于PKI的身份认证方式是近几年发展起来的一种方便、安全的身份认证技术。它采用软硬件相结合、一次一密的强双因子认证模式,很好地解决了安全性与易用性之间的矛盾。USBKey是一种USB接口的硬件设备,它内置单片机或智能卡芯片,可以存储用户的密钥或数字证书,利用USBKey内置的密码算法实现对用户身份的认证。 基于PKI的USBKey的解决方案不仅可以提供身份认证的功能,还可构建用户集中管理与认证系统、应用安全组件、客户端安全组件和证书管理系统通过一定的层次关系和逻辑联系构成的综合性安全技术体系,从而实现上述身份认证、授权与访问控制、安全审计、数据的机密性、完整性、抗抵赖性的总体要求。 6方案的组织与实施方式 网络与信息安全防范体系流程主要由三大部分组成:攻击前的防范、攻击过程中的防范和攻击后的应对。安全管理贯穿全流程如图3所示。网络与信息安全防范体系模型流程不仅描述了安全防范的动态过程,也为本方案的实施提供了借鉴。 图3 因此在本方案的组织和实施中,除了工程的实施外,还应重视以下各项工作: (1)在初步进行风险分析基础上,方案实施方应进行进一步的风险评估,明确需求所在,务求有的放矢,确保技术方案的针对性和投资的回报。 (2)把应急响应和事故恢复作为技术方案的一部分,必要时可借助专业公司的安全服务,提高应对重大安全事件的能力。 (3)该方案投资大,覆盖范围广,根据实际情况,可采取分地区、分阶段实施的方式。 (4)在方案实施的同时,加强规章制度、技术规范的建设,使信息安全的日常工作进一步制度化、规范化。 7结论 本文以某公司为例,分析了网络安全现状,指出目前存在的风险,随后提出了一整套完整的解决方案,涵盖了各个方面,从技术手段的改进,到规章制度的完善;从单机系统的安全加固,到整体网络的安全管理。本方案从技术手段上、从可操作性上都易于实现、易于部署,为众多行业提供了网络安全解决手段。 也希望通过本方案的实施,可以建立较完善的信息安全体系,有效地防范信息系统来自各方面的攻击和威胁,把风险降到最低水平。 企业网络安全论文:企业网络安全探究论文 摘要随着信息化技术的飞速发展,许多有远见的企业都认识到依托先进的IT技术构建企业自身的业务和运营平台将极大地提升企业的优秀竞争力,使企业在残酷的竞争环境中脱颖而出。经营管理对计算机应用系统的依赖性增强,计算机应用系统对网络的依赖性增强。计算机网络规模不断扩大,网络结构日益复杂。计算机网络和计算机应用系统的正常运行对网络安全提出了更高的要求。信息安全防范应做整体的考虑,全面覆盖信息系统的各层次,针对网络、系统、应用、数据做全面的防范。信息安全防范体系模型显示安全防范是一个动态的过程,事前、事中和事后的技术手段应当完备,安全管理应贯穿安全防范活动的始终。 关键词信息安全;PKI;CA;VPN 1引言 随着计算机网络的出现和互联网的飞速发展,企业基于网络的计算机应用也在迅速增加,基于网络信息系统给企业的经营管理带来了更大的经济效益,但随之而来的安全问题也在困扰着用户,在2003年后,木马、蠕虫的传播使企业的信息安全状况进一步恶化。这都对企业信息安全提出了更高的要求。 随着信息化技术的飞速发展,许多有远见的企业都认识到依托先进的IT技术构建企业自身的业务和运营平台将极大地提升企业的优秀竞争力,使企业在残酷的竞争环境中脱颖而出。面对这瞬息万变的市场,企业就面临着如何提高自身优秀竞争力的问题,而其内部的管理问题、效率问题、考核问题、信息传递问题、信息安全问题等,又时刻在制约着自己,企业采用PKI技术来解决这些问题已经成为当前众多企业提高自身竞争力的重要手段。 在下面的描述中,以某公司为例进行说明。 2信息系统现状 2.1信息化整体状况 1)计算机网络 某公司现有计算机500余台,通过内部网相互连接,根据公司统一规划,通过防火墙与外网互联。在内部网络中,各计算机在同一网段,通过交换机连接。 图1 2)应用系统 经过多年的积累,某公司的计算机应用已基本覆盖了经营管理的各个环节,包括各种应用系统和办公自动化系统。随着计算机网络的进一步完善,计算机应用也由数据分散的应用模式转变为数据日益集中的模式。 2.2信息安全现状 为保障计算机网络的安全,某公司实施了计算机网络安全项目,基于当时对信息安全的认识和安全产品的状况,信息安全的主要内容是网络安全,部署了防火墙、防病毒服务器等网络安全产品,极大地提升了公司计算机网络的安全性,这些产品在此后防范网络攻击事件、冲击波等网络病毒攻击以及网络和桌面日常保障等方面发挥了很大的作用。 3风险与需求分析 3.1风险分析 通过对我们信息系统现状的分析,可得出如下结论: (1)经营管理对计算机应用系统的依赖性增强,计算机应用系统对网络的依赖性增强。计算机网络规模不断扩大,网络结构日益复杂。计算机网络和计算机应用系统的正常运行对网络安全提出了更高的要求。 (2)计算机应用系统涉及越来越多的企业关键数据,这些数据大多集中在公司总部数据中心,因此有必要加强各计算机应用系统的用户管理和身份的认证,加强对数据的备份,并运用技术手段,提高数据的机密性、完整性和可用性。 通过对现有的信息安全体系的分析,也可以看出:随着计算机技术的发展、安全威胁种类的增加,某公司的信息安全无论在总体构成、信息安全产品的功能和性能上都存在一定的缺陷,具体表现在: (1)系统性不强,安全防护仅限于网络安全,系统、应用和数据的安全存在较大的风险。 目前实施的安全方案是基于当时的认识进行的,主要工作集中于网络安全,对于系统和应用的安全防范缺乏技术和管理手段。如缺乏有效的身份认证,对服务器、网络设备和应用系统的访问都停留在用户名/密码的简单认证阶段,很容易被冒充;又如数据备份缺乏整体方案和制度规范,容易造成重要数据的丢失和泄露。 当时的网络安全的基本是一种外部网络安全的概念,是基于这样一种信任模型的,即网络内部的用户都是可信的。在这种信任模型下,假设所有可能的对信息安全造成威胁的攻击者都来自于组织外部,并且是通过网络从外部使用各种攻击手段进入内部网络信息系统的。 针对外部网络安全,人们提出了内部网络安全的概念,它基于这样一种信任模型:所有的用户都是不可信的。在这种信任模型中,假设所有用户都可能对信息安全造成威胁,并且可以各种更加方便的手段对信息安全造成威胁,比如内部人员可以直接对重要的服务器进行操控从而破坏信息,或者从内部网络访问服务器,下载重要的信息并盗取出去。内部网络安全的这种信任模型更符合现实的状况。 美国联邦调查局(FBI)和计算机安全机构(CSI)等权威机构的研究也证明了这一点:超过80%的信息安全隐患是来自组织内部,这些隐患直接导致了信息被内部人员所窃取和破坏。 信息系统的安全防范是一个动态过程,某公司缺乏相关的规章制度、技术规范,也没有选用有关的安全服务。不能充分发挥安全产品的效能。 (2)原有的网络安全产品在功能和性能上都不能适应新的形势,存在一定的网络安全隐患,产品亟待升级。 已购买的网络安全产品中,有不少在功能和性能上都不能满足进一步提高信息安全的要求。如为进一步提高全网的安全性,拟对系统的互联网出口进行严格限制,原有的防火墙将成为企业内网和公网之间的瓶颈。同时病毒的防范、新的攻击手段也对防火墙提出了更多的功能上的要求,现有的防火墙不具备这些功能。 网络信息系统的安全建设建立在风险评估的基础上,这是信息化建设的内在要求,系统主管部门和运营、应用单位都必须做好本系统的信息安全风险评估工作。只有在建设的初期,在规划的过程中,就运用风险评估、风险管理的手段,用户才可以避免重复建设和投资的浪费。 3.2需求分析 如前所述,某公司信息系统存在较大的风险,信息安全的需求主要体现在如下几点: (1)某公司信息系统不仅需要安全可靠的计算机网络,也需要做好系统、应用、数据各方面的安全防护。为此,要加强安全防护的整体布局,扩大安全防护的覆盖面,增加新的安全防护手段。 (2)网络规模的扩大和复杂性的增加,以及新的攻击手段的不断出现,使某公司计算机网络安全面临更大的挑战,原有的产品进行升级或重新部署。 (3)信息安全工作日益增强的重要性和复杂性对安全管理提出了更高的要求,为此要加快规章制度和技术规范的建设,使安全防范的各项工作都能够有序、规范地进行。 (4)信息安全防范是一个动态循环的过程,如何利用专业公司的安全服务,做好事前、事中和事后的各项防范工作,应对不断出现的各种安全威胁,也是某公司面临的重要课题。 4设计原则 安全体系建设应按照“统一规划、统筹安排、统一标准、分步实施”的原则进行,避免重复投入、重复建设,充分考虑整体和局部的利益。 4.1标准化原则 本方案参照信息安全方面的国家法规与标准和公司内部已经执行或正在起草标准及规定,使安全技术体系的建设达到标准化、规范化的要求,为拓展、升级和集中统一打好基础。 4.2系统化原则 信息安全是一个复杂的系统工程,从信息系统的各层次、安全防范的各阶段全面地进行考虑,既注重技术的实现,又要加大管理的力度,以形成系统化的解决方案。 4.3规避风险原则 安全技术体系的建设涉及网络、系统、应用等方方面面,任何改造、添加甚至移动,都可能影响现有网络的畅通或在用系统的连续、稳定运行,这是安全技术体系建设必须面对的最大风险。本规划特别考虑规避运行风险问题,在规划与应用系统衔接的基础安全措施时,优先保证透明化,从提供通用安全基础服务的要求出发,设计并实现安全系统与应用系统的平滑连接。 4.4保护投资原则 由于信息安全理论与技术发展的历史原因和自身的资金能力,某公司分期、分批建设了一些整体的或区域的安全技术系统,配置了相应的设施。因此,本方案依据保护信息安全投资效益的基本原则,在合理规划、建设新的安全子系统或投入新的安全设施的同时,对现有安全系统采取了完善、整合的办法,以使其纳入总体安全技术体系,发挥更好的效能,而不是排斥或抛弃。 4.5多重保护原则 任何安全措施都不是绝对安全的,都可能被攻破。但是建立一个多重保护系统,各层保护相互补充,当一层保护被攻破时,其它层保护仍可保护信息的安全。 4.6分步实施原则 由于某公司应用扩展范围广阔,随着网络规模的扩大及应用的增加,系统脆弱性也会不断增加。一劳永逸地解决安全问题是不现实的。针对安全体系的特性,寻求安全、风险、开销的平衡,采取“统一规划、分步实施”的原则。即可满足某公司安全的基本需求,亦可节省费用开支。 5设计思路及安全产品的选择和部署 信息安全防范应做整体的考虑,全面覆盖信息系统的各层次,针对网络、系统、应用、数据做全面的防范。信息安全防范体系模型显示安全防范是一个动态的过程,事前、事中和事后的技术手段应当完备,安全管理应贯穿安全防范活动的始终,如图2所示。 图2网络与信息安全防范体系模型 信息安全又是相对的,需要在风险、安全和投入之间做出平衡,通过对某公司信息化和信息安全现状的分析,对现有的信息安全产品和解决方案的调查,通过与计算机专业公司接触,初步确定了本次安全项目的内容。通过本次安全项目的实施,基本建成较完整的信息安全防范体系。 5.1网络安全基础设施 证书认证系统无论是企业内部的信息网络还是外部的网络平台,都必须建立在一个安全可信的网络之上。目前,解决这些安全问题的最佳方案当数应用PKI/CA数字认证服务。PKI(PublicKeyInfrastructure,公钥基础设施)是利用公开密钥理论和技术建立起来的提供在线身份认证的安全体系,它从技术上解决了网上身份认证、信息完整性和抗抵赖等安全问题,为网络应用提供可靠的安全保障,向用户提供完整的PKI/CA数字认证服务。通过建设证书认证中心系统,建立一个完善的网络安全认证平台,能够通过这个安全平台实现以下目标: 身份认证(Authentication):确认通信双方的身份,要求通信双方的身份不能被假冒或伪装,在此体系中通过数字证书来确认对方的身份。 数据的机密性(Confidentiality):对敏感信息进行加密,确保信息不被泄露,在此体系中利用数字证书加密来完成。 数据的完整性(Integrity):确保通信信息不被破坏(截断或篡改),通过哈希函数和数字签名来完成。 不可抵赖性(Non-Repudiation):防止通信对方否认自己的行为,确保通信方对自己的行为承认和负责,通过数字签名来完成,数字签名可作为法律证据。 5.2边界防护和网络的隔离 VPN(VirtualPrivateNetwork)虚拟专用网,是将物理分布在不同地点的网络通过公用骨干网(如Internet)连接而成的逻辑上的虚拟专用网。和传统的物理方式相比,具有降低成本及维护费用、易于扩展、数据传输的高安全性。 通过安装部署VPN系统,可以为企业构建虚拟专用网络提供了一整套安全的解决方案。它利用开放性网络作为信息传输的媒体,通过加密、认证、封装以及密钥交换技术在公网上开辟一条隧道,使得合法的用户可以安全的访问企业的私有数据,用以代替专线方式,实现移动用户、远程LAN的安全连接。 集成的防火墙功能模块采用了状态检测的包过滤技术,可以对多种网络对象进行有效地访问监控,为网络提供高效、稳定地安全保护。 集中的安全策略管理可以对整个VPN网络的安全策略进行集中管理和配置。 5.3安全电子邮件 电子邮件是Internet上出现最早的应用之一。随着网络的快速发展,电子邮件的使用日益广泛,成为人们交流的重要工具,大量的敏感信息随之在网络上传播。然而由于网络的开放性和邮件协议自身的缺点,电子邮件存在着很大的安全隐患。 目前广泛应用的电子邮件客户端软件如OUTLOOK支持的S/MIME(SecureMultipurposeInternetMailExtensions),它是从PEM(PrivacyEnhancedMail)和MIME(Internet邮件的附件标准)发展而来的。首先,它的认证机制依赖于层次结构的证书认证机构,所有下一级的组织和个人的证书由上一级的组织负责认证,而最上一级的组织(根证书)之间相互认证,整个信任关系基本是树状的。其次,S/MIME将信件内容加密签名后作为特殊的附件传送。保证了信件内容的安全性。 5.4桌面安全防护 对企业信息安全的威胁不仅来自企业网络外部,大量的安全威胁来自企业内部。很早之前安全界就有数据显示,近80%的网络安全事件,是来自于企业内部。同时,由于是内部人员所为,这样的安全犯罪往往目的明确,如针对企业机密和专利信息的窃取、财务欺骗等,因此,对于企业的威胁更为严重。对于桌面微机的管理和监控是减少和消除内部威胁的有效手段。 桌面安全系统把电子签章、文件加密应用和安全登录以及相应的智能卡管理工具集成到一起,形成一个整体,是针对客户端安全的整体解决方案。 1)电子签章系统 利用非对称密钥体系保证了文档的完整性和不可抵赖性。采用组件技术,可以无缝嵌入OFFICE系统,用户可以在编辑文档后对文档进行签章,或是打开文档时验证文档的完整性和查看文档的作者。 2)安全登录系统 安全登录系统提供了对系统和网络登录的身份认证。使用后,只有具有指定智能密码钥匙的人才可以登录计算机和网络。用户如果需要离开计算机,只需拔出智能密码钥匙,即可锁定计算机。 3)文件加密系统 文件加密应用系统保证了数据的安全存储。由于密钥保存在智能密码钥匙中,加密算法采用国际标准安全算法或国家密码管理机构指定安全算法,从而保证了存储数据的安全性。 5.5身份认证 身份认证是指计算机及网络系统确认操作者身份的过程。基于PKI的身份认证方式是近几年发展起来的一种方便、安全的身份认证技术。它采用软硬件相结合、一次一密的强双因子认证模式,很好地解决了安全性与易用性之间的矛盾。USBKey是一种USB接口的硬件设备,它内置单片机或智能卡芯片,可以存储用户的密钥或数字证书,利用USBKey内置的密码算法实现对用户身份的认证。 基于PKI的USBKey的解决方案不仅可以提供身份认证的功能,还可构建用户集中管理与认证系统、应用安全组件、客户端安全组件和证书管理系统通过一定的层次关系和逻辑联系构成的综合性安全技术体系,从而实现上述身份认证、授权与访问控制、安全审计、数据的机密性、完整性、抗抵赖性的总体要求。 6方案的组织与实施方式 网络与信息安全防范体系流程主要由三大部分组成:攻击前的防范、攻击过程中的防范和攻击后的应对。安全管理贯穿全流程如图3所示。网络与信息安全防范体系模型流程不仅描述了安全防范的动态过程,也为本方案的实施提供了借鉴。 图3 因此在本方案的组织和实施中,除了工程的实施外,还应重视以下各项工作: (1)在初步进行风险分析基础上,方案实施方应进行进一步的风险评估,明确需求所在,务求有的放矢,确保技术方案的针对性和投资的回报。 (2)把应急响应和事故恢复作为技术方案的一部分,必要时可借助专业公司的安全服务,提高应对重大安全事件的能力。 (3)该方案投资大,覆盖范围广,根据实际情况,可采取分地区、分阶段实施的方式。 (4)在方案实施的同时,加强规章制度、技术规范的建设,使信息安全的日常工作进一步制度化、规范化。 7结论 本文以某公司为例,分析了网络安全现状,指出目前存在的风险,随后提出了一整套完整的解决方案,涵盖了各个方面,从技术手段的改进,到规章制度的完善;从单机系统的安全加固,到整体网络的安全管理。本方案从技术手段上、从可操作性上都易于实现、易于部署,为众多行业提供了网络安全解决手段。 也希望通过本方案的实施,可以建立较完善的信息安全体系,有效地防范信息系统来自各方面的攻击和威胁,把风险降到最低水平。 企业网络安全论文:企业网络安全解决论文 摘要随着信息化技术的飞速发展,许多有远见的企业都认识到依托先进的IT技术构建企业自身的业务和运营平台将极大地提升企业的优秀竞争力,使企业在残酷的竞争环境中脱颖而出。经营管理对计算机应用系统的依赖性增强,计算机应用系统对网络的依赖性增强。计算机网络规模不断扩大,网络结构日益复杂。计算机网络和计算机应用系统的正常运行对网络安全提出了更高的要求。信息安全防范应做整体的考虑,全面覆盖信息系统的各层次,针对网络、系统、应用、数据做全面的防范。信息安全防范体系模型显示安全防范是一个动态的过程,事前、事中和事后的技术手段应当完备,安全管理应贯穿安全防范活动的始终。 关键词信息安全;PKI;CA;VPN 1引言 随着计算机网络的出现和互联网的飞速发展,企业基于网络的计算机应用也在迅速增加,基于网络信息系统给企业的经营管理带来了更大的经济效益,但随之而来的安全问题也在困扰着用户,在2003年后,木马、蠕虫的传播使企业的信息安全状况进一步恶化。这都对企业信息安全提出了更高的要求。 随着信息化技术的飞速发展,许多有远见的企业都认识到依托先进的IT技术构建企业自身的业务和运营平台将极大地提升企业的优秀竞争力,使企业在残酷的竞争环境中脱颖而出。面对这瞬息万变的市场,企业就面临着如何提高自身优秀竞争力的问题,而其内部的管理问题、效率问题、考核问题、信息传递问题、信息安全问题等,又时刻在制约着自己,企业采用PKI技术来解决这些问题已经成为当前众多企业提高自身竞争力的重要手段。 在下面的描述中,以某公司为例进行说明。 2信息系统现状 2.1信息化整体状况 1)计算机网络 某公司现有计算机500余台,通过内部网相互连接,根据公司统一规划,通过防火墙与外网互联。在内部网络中,各计算机在同一网段,通过交换机连接。 图1 2)应用系统 经过多年的积累,某公司的计算机应用已基本覆盖了经营管理的各个环节,包括各种应用系统和办公自动化系统。随着计算机网络的进一步完善,计算机应用也由数据分散的应用模式转变为数据日益集中的模式。 2.2信息安全现状 为保障计算机网络的安全,某公司实施了计算机网络安全项目,基于当时对信息安全的认识和安全产品的状况,信息安全的主要内容是网络安全,部署了防火墙、防病毒服务器等网络安全产品,极大地提升了公司计算机网络的安全性,这些产品在此后防范网络攻击事件、冲击波等网络病毒攻击以及网络和桌面日常保障等方面发挥了很大的作用。 3风险与需求分析 3.1风险分析 通过对我们信息系统现状的分析,可得出如下结论: (1)经营管理对计算机应用系统的依赖性增强,计算机应用系统对网络的依赖性增强。计算机网络规模不断扩大,网络结构日益复杂。计算机网络和计算机应用系统的正常运行对网络安全提出了更高的要求。 (2)计算机应用系统涉及越来越多的企业关键数据,这些数据大多集中在公司总部数据中心,因此有必要加强各计算机应用系统的用户管理和身份的认证,加强对数据的备份,并运用技术手段,提高数据的机密性、完整性和可用性。 通过对现有的信息安全体系的分析,也可以看出:随着计算机技术的发展、安全威胁种类的增加,某公司的信息安全无论在总体构成、信息安全产品的功能和性能上都存在一定的缺陷,具体表现在: (1)系统性不强,安全防护仅限于网络安全,系统、应用和数据的安全存在较大的风险。 目前实施的安全方案是基于当时的认识进行的,主要工作集中于网络安全,对于系统和应用的安全防范缺乏技术和管理手段。如缺乏有效的身份认证,对服务器、网络设备和应用系统的访问都停留在用户名/密码的简单认证阶段,很容易被冒充;又如数据备份缺乏整体方案和制度规范,容易造成重要数据的丢失和泄露。 当时的网络安全的基本是一种外部网络安全的概念,是基于这样一种信任模型的,即网络内部的用户都是可信的。在这种信任模型下,假设所有可能的对信息安全造成威胁的攻击者都来自于组织外部,并且是通过网络从外部使用各种攻击手段进入内部网络信息系统的。 针对外部网络安全,人们提出了内部网络安全的概念,它基于这样一种信任模型:所有的用户都是不可信的。在这种信任模型中,假设所有用户都可能对信息安全造成威胁,并且可以各种更加方便的手段对信息安全造成威胁,比如内部人员可以直接对重要的服务器进行操控从而破坏信息,或者从内部网络访问服务器,下载重要的信息并盗取出去。内部网络安全的这种信任模型更符合现实的状况。 美国联邦调查局(FBI)和计算机安全机构(CSI)等权威机构的研究也证明了这一点:超过80%的信息安全隐患是来自组织内部,这些隐患直接导致了信息被内部人员所窃取和破坏。 信息系统的安全防范是一个动态过程,某公司缺乏相关的规章制度、技术规范,也没有选用有关的安全服务。不能充分发挥安全产品的效能。 (2)原有的网络安全产品在功能和性能上都不能适应新的形势,存在一定的网络安全隐患,产品亟待升级。 已购买的网络安全产品中,有不少在功能和性能上都不能满足进一步提高信息安全的要求。如为进一步提高全网的安全性,拟对系统的互联网出口进行严格限制,原有的防火墙将成为企业内网和公网之间的瓶颈。同时病毒的防范、新的攻击手段也对防火墙提出了更多的功能上的要求,现有的防火墙不具备这些功能。 网络信息系统的安全建设建立在风险评估的基础上,这是信息化建设的内在要求,系统主管部门和运营、应用单位都必须做好本系统的信息安全风险评估工作。只有在建设的初期,在规划的过程中,就运用风险评估、风险管理的手段,用户才可以避免重复建设和投资的浪费。 3.2需求分析 如前所述,某公司信息系统存在较大的风险,信息安全的需求主要体现在如下几点: (1)某公司信息系统不仅需要安全可靠的计算机网络,也需要做好系统、应用、数据各方面的安全防护。为此,要加强安全防护的整体布局,扩大安全防护的覆盖面,增加新的安全防护手段。 (2)网络规模的扩大和复杂性的增加,以及新的攻击手段的不断出现,使某公司计算机网络安全面临更大的挑战,原有的产品进行升级或重新部署。 (3)信息安全工作日益增强的重要性和复杂性对安全管理提出了更高的要求,为此要加快规章制度和技术规范的建设,使安全防范的各项工作都能够有序、规范地进行。 (4)信息安全防范是一个动态循环的过程,如何利用专业公司的安全服务,做好事前、事中和事后的各项防范工作,应对不断出现的各种安全威胁,也是某公司面临的重要课题。 4设计原则 安全体系建设应按照“统一规划、统筹安排、统一标准、分步实施”的原则进行,避免重复投入、重复建设,充分考虑整体和局部的利益。 4.1标准化原则 本方案参照信息安全方面的国家法规与标准和公司内部已经执行或正在起草标准及规定,使安全技术体系的建设达到标准化、规范化的要求,为拓展、升级和集中统一打好基础。 4.2系统化原则 信息安全是一个复杂的系统工程,从信息系统的各层次、安全防范的各阶段全面地进行考虑,既注重技术的实现,又要加大管理的力度,以形成系统化的解决方案。 4.3规避风险原则 安全技术体系的建设涉及网络、系统、应用等方方面面,任何改造、添加甚至移动,都可能影响现有网络的畅通或在用系统的连续、稳定运行,这是安全技术体系建设必须面对的最大风险。本规划特别考虑规避运行风险问题,在规划与应用系统衔接的基础安全措施时,优先保证透明化,从提供通用安全基础服务的要求出发,设计并实现安全系统与应用系统的平滑连接。 4.4保护投资原则 由于信息安全理论与技术发展的历史原因和自身的资金能力,某公司分期、分批建设了一些整体的或区域的安全技术系统,配置了相应的设施。因此,本方案依据保护信息安全投资效益的基本原则,在合理规划、建设新的安全子系统或投入新的安全设施的同时,对现有安全系统采取了完善、整合的办法,以使其纳入总体安全技术体系,发挥更好的效能,而不是排斥或抛弃。 4.5多重保护原则 任何安全措施都不是绝对安全的,都可能被攻破。但是建立一个多重保护系统,各层保护相互补充,当一层保护被攻破时,其它层保护仍可保护信息的安全。 4.6分步实施原则 由于某公司应用扩展范围广阔,随着网络规模的扩大及应用的增加,系统脆弱性也会不断增加。一劳永逸地解决安全问题是不现实的。针对安全体系的特性,寻求安全、风险、开销的平衡,采取“统一规划、分步实施”的原则。即可满足某公司安全的基本需求,亦可节省费用开支。 5设计思路及安全产品的选择和部署 信息安全防范应做整体的考虑,全面覆盖信息系统的各层次,针对网络、系统、应用、数据做全面的防范。信息安全防范体系模型显示安全防范是一个动态的过程,事前、事中和事后的技术手段应当完备,安全管理应贯穿安全防范活动的始终,如图2所示。 图2网络与信息安全防范体系模型 信息安全又是相对的,需要在风险、安全和投入之间做出平衡,通过对某公司信息化和信息安全现状的分析,对现有的信息安全产品和解决方案的调查,通过与计算机专业公司接触,初步确定了本次安全项目的内容。通过本次安全项目的实施,基本建成较完整的信息安全防范体系。 5.1网络安全基础设施 证书认证系统无论是企业内部的信息网络还是外部的网络平台,都必须建立在一个安全可信的网络之上。目前,解决这些安全问题的最佳方案当数应用PKI/CA数字认证服务。PKI(PublicKeyInfrastructure,公钥基础设施)是利用公开密钥理论和技术建立起来的提供在线身份认证的安全体系,它从技术上解决了网上身份认证、信息完整性和抗抵赖等安全问题,为网络应用提供可靠的安全保障,向用户提供完整的PKI/CA数字认证服务。通过建设证书认证中心系统,建立一个完善的网络安全认证平台,能够通过这个安全平台实现以下目标: 身份认证(Authentication):确认通信双方的身份,要求通信双方的身份不能被假冒或伪装,在此体系中通过数字证书来确认对方的身份。 数据的机密性(Confidentiality):对敏感信息进行加密,确保信息不被泄露,在此体系中利用数字证书加密来完成。 数据的完整性(Integrity):确保通信信息不被破坏(截断或篡改),通过哈希函数和数字签名来完成。 不可抵赖性(Non-Repudiation):防止通信对方否认自己的行为,确保通信方对自己的行为承认和负责,通过数字签名来完成,数字签名可作为法律证据。 5.2边界防护和网络的隔离 VPN(VirtualPrivateNetwork)虚拟专用网,是将物理分布在不同地点的网络通过公用骨干网(如Internet)连接而成的逻辑上的虚拟专用网。和传统的物理方式相比,具有降低成本及维护费用、易于扩展、数据传输的高安全性。 通过安装部署VPN系统,可以为企业构建虚拟专用网络提供了一整套安全的解决方案。它利用开放性网络作为信息传输的媒体,通过加密、认证、封装以及密钥交换技术在公网上开辟一条隧道,使得合法的用户可以安全的访问企业的私有数据,用以代替专线方式,实现移动用户、远程LAN的安全连接。 集成的防火墙功能模块采用了状态检测的包过滤技术,可以对多种网络对象进行有效地访问监控,为网络提供高效、稳定地安全保护。 集中的安全策略管理可以对整个VPN网络的安全策略进行集中管理和配置。 5.3安全电子邮件 电子邮件是Internet上出现最早的应用之一。随着网络的快速发展,电子邮件的使用日益广泛,成为人们交流的重要工具,大量的敏感信息随之在网络上传播。然而由于网络的开放性和邮件协议自身的缺点,电子邮件存在着很大的安全隐患。 目前广泛应用的电子邮件客户端软件如OUTLOOK支持的S/MIME(SecureMultipurposeInternetMailExtensions),它是从PEM(PrivacyEnhancedMail)和MIME(Internet邮件的附件标准)发展而来的。首先,它的认证机制依赖于层次结构的证书认证机构,所有下一级的组织和个人的证书由上一级的组织负责认证,而最上一级的组织(根证书)之间相互认证,整个信任关系基本是树状的。其次,S/MIME将信件内容加密签名后作为特殊的附件传送。保证了信件内容的安全性。 5.4桌面安全防护 对企业信息安全的威胁不仅来自企业网络外部,大量的安全威胁来自企业内部。很早之前安全界就有数据显示,近80%的网络安全事件,是来自于企业内部。同时,由于是内部人员所为,这样的安全犯罪往往目的明确,如针对企业机密和专利信息的窃取、财务欺骗等,因此,对于企业的威胁更为严重。对于桌面微机的管理和监控是减少和消除内部威胁的有效手段。 桌面安全系统把电子签章、文件加密应用和安全登录以及相应的智能卡管理工具集成到一起,形成一个整体,是针对客户端安全的整体解决方案。 1)电子签章系统 利用非对称密钥体系保证了文档的完整性和不可抵赖性。采用组件技术,可以无缝嵌入OFFICE系统,用户可以在编辑文档后对文档进行签章,或是打开文档时验证文档的完整性和查看文档的作者。 2)安全登录系统 安全登录系统提供了对系统和网络登录的身份认证。使用后,只有具有指定智能密码钥匙的人才可以登录计算机和网络。用户如果需要离开计算机,只需拔出智能密码钥匙,即可锁定计算机。 3)文件加密系统 文件加密应用系统保证了数据的安全存储。由于密钥保存在智能密码钥匙中,加密算法采用国际标准安全算法或国家密码管理机构指定安全算法,从而保证了存储数据的安全性。 5.5身份认证 身份认证是指计算机及网络系统确认操作者身份的过程。基于PKI的身份认证方式是近几年发展起来的一种方便、安全的身份认证技术。它采用软硬件相结合、一次一密的强双因子认证模式,很好地解决了安全性与易用性之间的矛盾。USBKey是一种USB接口的硬件设备,它内置单片机或智能卡芯片,可以存储用户的密钥或数字证书,利用USBKey内置的密码算法实现对用户身份的认证。 基于PKI的USBKey的解决方案不仅可以提供身份认证的功能,还可构建用户集中管理与认证系统、应用安全组件、客户端安全组件和证书管理系统通过一定的层次关系和逻辑联系构成的综合性安全技术体系,从而实现上述身份认证、授权与访问控制、安全审计、数据的机密性、完整性、抗抵赖性的总体要求。 6方案的组织与实施方式 网络与信息安全防范体系流程主要由三大部分组成:攻击前的防范、攻击过程中的防范和攻击后的应对。安全管理贯穿全流程如图3所示。网络与信息安全防范体系模型流程不仅描述了安全防范的动态过程,也为本方案的实施提供了借鉴。 图3 因此在本方案的组织和实施中,除了工程的实施外,还应重视以下各项工作: (1)在初步进行风险分析基础上,方案实施方应进行进一步的风险评估,明确需求所在,务求有的放矢,确保技术方案的针对性和投资的回报。 (2)把应急响应和事故恢复作为技术方案的一部分,必要时可借助专业公司的安全服务,提高应对重大安全事件的能力。 (3)该方案投资大,覆盖范围广,根据实际情况,可采取分地区、分阶段实施的方式。 (4)在方案实施的同时,加强规章制度、技术规范的建设,使信息安全的日常工作进一步制度化、规范化。 7结论 本文以某公司为例,分析了网络安全现状,指出目前存在的风险,随后提出了一整套完整的解决方案,涵盖了各个方面,从技术手段的改进,到规章制度的完善;从单机系统的安全加固,到整体网络的安全管理。本方案从技术手段上、从可操作性上都易于实现、易于部署,为众多行业提供了网络安全解决手段。 也希望通过本方案的实施,可以建立较完善的信息安全体系,有效地防范信息系统来自各方面的攻击和威胁,把风险降到最低水平。
计算机仿真技术课程教学研究:计算机仿真技术课程教学中的应用 摘要:在研究生的计算机仿真技术课程教学中,针对机械工程类研究生的专业方向、课程体系的设置以及工科研究生自身特点,为培养研究生的自主学习能力、创新能力以及增强其工程应用意识,通过在计算机仿真技术课程教学的经验积累,逐步探索出以项目驱动为主要教学方法,通过实践应用,取得良好的教学效果。 关键词:项目教学法;计算机仿真;创新;实践 一、前言 研究生教学有其突出的特点,他们中多数人理论基础扎实,获取书本知识能力强。但同时也存在创新意识和创新能力不足、工程应用背景不够的缺点。本人通过十多年研究生教学的实践,结合本学院研究生专业方向、课程内容针对性强等特点,对如何在研究生教学改革中突出培养学生的自学能力、创新能力,增强学生的创新意识与工程应用能力等问题进行了一些改革创新。 二、课程定位及课程特点 随着现代工业的发展,科学研究的深入与计算机软、硬件的发展,计算机仿真技术已成为分析、综合各类系统,特别是大系统的一种有效研究方法和有力的研究工具,计算机仿真技术已经广泛应用在各技术领域、各学科内容和各工程部门。仿真技术已经在国防军事、国民经济、社会生活的众多领域发挥了重要的作用,国内外众多学者认为,仿真技术“正在成为与理论、实验并列的第三种认识和改造客观世界以及科学研究的手段”,因此仿真技术被认为是“使能”技术。计算机仿真技术是仿真科学与技术涉及到的有关具体仿真技术中最为基础的部分,具有综合性、多学科交叉等特点。为了拓宽机械工程专业基础,提高培养对象的整体素质,更好地适应社会对机械工程专业人才的需求,高校工科专业的研究生应掌握一定的计算机仿真知识与技能。计算机仿真技术课程是我校机械工程学院面向所有研究生各专业方向的研究生开设的一门专业基础课程,考虑专业应用需求并结合教学实践情况,课程目的是通过本课程的学习,要求学生掌握计算机仿真技术方面的基本理论,基本知识和基本技能,培养学生分析问题和解决问题的能力,为今后分析、综合各类工程系统或非工程系统提供一种有力的工具,以便能灵活应用所学的计算机仿真技术为本专业工作服务。一方面,基于仿真技术课程的内容方法较多,实践性强的特点;另一方面,授课对象专业方向较多、授课学时有限等特点,如何解决在有限的教学课时内讲授内容繁多的仿真内容、对计算机仿真技术课程进行教学方法和手段的改革探索和实践,以达到计算机仿真技术教学目标。 三、教学内容的设置和教学方法的选择 课程开设初期,由于只是机械电子工程专业方向的同学选修,所以所讲内容基本针对该专业方向进行设置。随着选修人数的不断增加,以及选修学生所属专业方向的扩大,专业方向包括:机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、车辆工程、机械工程(专业学位)等,基本涵盖了机械工程学院的所有专业方向。计算机仿真技术课程涉及多个交叉学科,紧密相关的课程包括数值计算方法、计算机编程、计算机图形学、高等数学、自动控制原理、现代控制理论、优化设计等课程。如何讲出本课程的特点,并充分结合相关课程内容,必须在教学内容的选排上下功夫。项目教学法是一种以任务驱动、以项目为基本教学单元,将理论教学和实践教学有机融合在一起,强调综合能力的培养在研究生教育中的重要性,突出学生在整个教学过程中的主体地位。因此,为了满足各个专业方向学生的要求,使他们能够掌握一门工程分析技术,为后续的学术论文和硕士学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段,本人在讲授该门课程的过程中,逐年对教学内容、教学手段和教学考核方法等不断进行调整和完善。1.采取项目专题方式进行教学内容的讲授,调整授课内容,采用专题教学方法使课程主题内容分明,有利于将仿真方法讲深、讲透。2.扩展所授课程内容涵盖的范围,包括数值计算、优化设计、图形可视化、控制系统特性仿真、控制系统设计以及与外部软件的接口等内容,以满足各专业方向学生的需求。3.增加与课程相结合的实验教学内容。计算机仿真技术本来是实践性很强的综合性技术,仿真技术本身是在对控制系统分析的过程中不断完善和发展起来的。因此并结合各个专业研究生的不同研究方向,灵活设计若干个专题实验,使学生学以致用,培养学生将该门课程应用于实际工程的能力。4.采用多个工程应用实例进行教学,从系统应用、数学建模、仿真建模、模型求解以及特性分析等,使学生从生产实际认知的研究对象,提升到理论高度的学习,应用所学的各科理论知识和技术手段,进行数学建模、仿真建模的建立,并对模型求解以及特性进行分析,获得直观结果,提高学生学习兴趣,最终解决实际工程问题,培养学生解决工程实例问题的能力。5.结合学科前沿,进行课堂讨论。研究生在初步掌握了对系统的模型、仿真算法设计、仿真及结果分析这一流程后,为强化计算机仿真在实际工程的应用概念,在此基础上,以项目形式,开展课程学科前沿以及将该门课程与现代技术融合等专题讨论。6.增加实验环节,培养研究生工程实际应用能力。利用各种平台,扩充计算机仿真技术资料,提供最新的仿真案例,结合教学团队的科研课题,设计实验项目,培养研究生工程实际应用能力。 四、项目教学法的教学效果 基于项目教学法计算机仿真技术课程的教学方法改革与实践,满足机械工程学院各个专业方向研究生的需求,教学方法和手段的完善,使研究生自主学习能力、创新能力和工程应用能力等得到了进一步的提高。计算机仿真技术作为工科研究生的必备研究手段和技术,使学生掌握一门工程分析技术,为后续的课题研究、学术论文和学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段。近五年的每年30—40人研究生选课,工程硕士每年20人左右选课,课程得到了各专业方向研究生的普遍认同。本人指导的研究生,发表与该课程相关的学术论文近20篇,撰写的硕士论文均用到计算机仿真技术。 五、结束语 根据工科研究生自身特点、研究方向以及课程体系设置等情况,本文以计算机仿真技术课程教学为例,基于项目教学法为主要方法,对课程的特点、教学内容设置、教学方法实施等方面进行了总结,达到本门课程的教学目的,满足研究生的培养要求和培养目标。 作者:罗艳蕾 罗瑜 刘会勇 单位:贵州大学机械工程学院 计算机仿真技术课程教学研究:项目教学法在计算机仿真技术课程教学中的应用 (贵州大学机械工程学院,贵州 贵阳 550003) 摘要:在研究生的计算机仿真技术课程教学中,针对机械工程类研究生的专业方向、课程体系的设置以及工科研究生自身特点,为培养研究生的自主学习能力、创新能力以及增强其工程应用意识,通过在计算机仿真技术课程教学的经验积累,逐步探索出以项目驱动为主要教学方法,通过实践应用,取得良好的教学效果。 关键词:项目教学法;计算机仿真;创新;实践 一、前言 研究生教学有其突出的特点,他们中多数人理论基础扎实,获取书本知识能力强。但同时也存在创新意识和创新能力不足、工程应用背景不够的缺点。本人通过十多年研究生教学的实践,结合本学院研究生专业方向、课程内容针对性强等特点,对如何在研究生教学改革中突出培养学生的自学能力、创新能力,增强学生的创新意识与工程应用能力等问题进行了一些改革创新。 二、课程定位及课程特点 随着现代工业的发展,科学研究的深入与计算机软、硬件的发展,计算机仿真技术已成为分析、综合各类系统,特别是大系统的一种有效研究方法和有力的研究工具,计算机仿真技术已经广泛应用在各技术领域、各学科内容和各工程部门。仿真技术已经在国防军事、国民经济、社会生活的众多领域发挥了重要的作用,国内外众多学者认为,仿真技术“正在成为与理论、实验并列的第三种认识和改造客观世界以及科学研究的手段”,因此仿真技术 被认为是“使能”技术。计算机仿真技术是仿真科学与技术涉及到的有关具体仿真技术中最为基础的部分,具有综合性、多学科交叉等特点。 为了拓宽机械工程专业基础,提高培养对象的整体素质,更好地适应社会对机械工程专业人才的需求,高校工科专业的研究生应掌握一定的计算机仿真知识与技能。计算机仿真技术课程是我校机械工程学院面向所有研究生各专业方向的研究生开设的一门专业基础课程,考虑专业应用需求并结合教学实践情况,课程目的是通过本课程的学习,要求学生掌握计算机仿真技术方面的基本理论,基本知识和基本技能,培养学生分析问题和解决问题的能力,为今后分析、综合各类工程系统或非工程系统提供一种有力的工具,以便能灵活应用所学的计算机仿真技术为本专业工作服务。 一方面,基于仿真技术课程的内容方法较多,实践性强的特点;另一方面,授课对象专业方向较多、授课学时有限等特点,如何解决在有限的教学课时内讲授内容繁多的仿真内容、对计算机仿真技术课程进行教学方法和手段的改革探索和实践,以达到计算机仿真技术教学目标。 三、教学内容的设置和教学方法的选择 课程开设初期,由于只是机械电子工程专业方向的同学选修,所以所讲内容基本针对该专业方向进行设置。随着选修人数的不断增加,以及选修学生所属专业方向的扩大,专业方向包括:机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、车辆工程、机械工程(专业学位)等,基本涵盖了机械工程学院的所有专业方向。 计算机仿真技术课程涉及多个交叉学科,紧密相关的课程包括数值计算方法、计算机编程、计算机图形学、高等数学、自动控制原理、现代控制理论、优化设计等课程。如何讲出本课程的特点,并充分结合相关课程内容,必须在教学内容的选排上下功夫。 项目教学法是一种以任务驱动、以项目为基本教学单元,将理论教学和实践教学有机融合在一起,强调综合能力的培养在研究生教育中的重要性,突出学生在整个教学过程中的主体地位。因此,为了满足各个专业方向学生的要求,使他们能够掌握一门工程分析技术,为后续的学术论文和硕士学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段,本人在讲授该门课程的过程中,逐年对教学内容、教学手段和教学考核方法等不断进行调整和完善。 1.采取项目专题方式进行教学内容的讲授,调整授课内容,采用专题教学方法使课程主题内容分明,有利于将仿真方法讲深、讲透。 2.扩展所授课程内容涵盖的范围,包括数值计算、优化设计、图形可视化、控制系统特性仿真、控制系统设计以及与外部软件的接口等内容,以满足各专业方向学生的需求。 3.增加与课程相结合的实验教学内容。计算机仿真技术本来是实践性很强的综合性技术,仿真技术本身是在对控制系统分析的过程中不断完善和发展起来的。因此并结合各个专业研究生的不同研究方向,灵活设计若干个专题实验,使学生学以致用,培养学生将该门课程应用于实际工程的能力。 4.采用多个工程应用实例进行教学,从系统应用、数学建模、仿真建模、模型求解以及特性分析等,使学生从生产实际认知的研究对象,提升到理论高度的学习,应用所学的各科理论知识和技术手段,进行数学建模、仿真建模的建立,并对模型求解以及特性进行分析,获得直观结果,提高学生学习兴趣,最终解决实际工程问题,培养学生解决工程实例问题的能力。 5.结合学科前沿,进行课堂讨论。研究生在初步掌握了对系统的模型、仿真算法设计、仿真及结果分析这一流程后,为强化计算机仿真在实际工程的应用概念,在此基础上,以项目形式,开展课程学科前沿以及⒏妹趴纬逃胂执技术融合等专题讨论。 6.增加实验环节,培养研究生工程实际应用能力。利用各种平台,扩充计算机仿真技术资料,提供最新的仿真案例,结合教学团队的科研课题,设计实验项目,培养研究生工程实际应用能力。 四、项目教学法的教学效果 基于项目教学法计算机仿真技术课程的教学方法改革与实践,满足机械工程学院各个专业方向研究生的需求,教学方法和手段的完善,使研究生自主学习能力、创新能力和工程应用能力等得到了进一步的提高。 计算机仿真技术作为工科研究生的必备研究手段和技术,使学生掌握一门工程分析技术,为后续的课题研究、学术论文和学位论文的撰写提供计算、分析和仿真手段。 近五年的每年30―40人研究生选课,工程硕士每年20人左右选课,课程得到了各专业方向研究生的普遍认同。本人指导的研究生,发表与该课程相关的学术论文近20篇,撰写的硕士论文均用到计算机仿真技术。 五、结束语 根据工科研究生自身特点、研究方向以及课程体系设置等情况,本文以计算机仿真技术课程教学为例,基于项目教学法为主要方法,对课程的特点、教学内容设置、教学方法实施等方面进行了总结,达到本门课程的教学目的,满足研究生的培养要求和培养目标。 计算机仿真技术课程教学研究:计算机仿真技术课程教学改革实践初探 摘要:计算机仿真技术是仿真科学与技术学科的重要分支,具有综合性、多学科交叉等特点。本文针对计算机仿真技术本科课程的特点和现行课程教学的不足,对该课程进行了教学改革探索与实践,从教学内容、教学方法、教学资源、实践环节等方面进行了改革实践。实践结果表明优化和提高了教学效果,为计算机仿真课程改革提供了参考。 关键词:计算机仿真;教学方法;教学改革;实践 一、引言 仿真技术已经在国防军事、国民经济、社会生活的众多领域发挥了重要的作用,国内外众多学者认为,仿真技术“正在成为与理论、实验并列的第三种认识和改造客观世界以及科学研究的手段”,因此仿真技术被认为是“使能”技术。 仿真科学与技术虽然尚未成为一级学科,但国内多个军队院校已经开始设置仿真专业和仿真工程二级学科,已经培养了数千名仿真工程技术人才。我校从2005年起开始在测控工程本科专业开设《计算机仿真技术》课程,30学时,每年选课人数近150人,主要目的是让学员建立起计算机仿真的概念,掌握计算机仿真的基本方法并能够对连续系统进行初步的仿真研究,为今后从事导弹控制系统的分析与设计奠定基础。 计算机仿真技术是仿真科学与技术涉及到的有关具体仿真技术中最为基础的部分,具有综合性、多学科交叉等特点。因此,学员普遍反应该课程难学、难懂。为提高教学效果,针对课程特点和现行课程教学的不足,我们从教学内容、教学方法手段、教学资源和实践环节等方面进行了课程改革和实践,取得了较好的教学效果,为计算机仿真课程的教学改革提供了实践基础和案例参考。 二、现行课程教学的不足 1.课程定位不明确。由于计算机仿真技术在本校是第一次开设,对于课程应该达到什么样的目标定位并不明确。现行的课程标准将目标定位为掌握连续系统仿真方法和离散事件系统建模与仿真方法,并能够对具体的连续系统进行仿真研究。事实证明这种要求目前是达不到的,特别是在有限的学时限制之下。另外,课程的定位也和测控工程专业的培养目标不尽相符。同时,本校应届毕业的研究生反映,本科阶段已经学过的内容,硕士阶段还得重新学一遍,甚至到了博士阶段,也有部分重复的教学内容出现。这说明目前对于计算机仿真技术本科课程、乃至整个仿真课群的设置与定位是不明确的。 2.教学内容与其他课程重叠。计算机仿真技术课程现行的教学内容与《现代控制理论》等课程的内容有所交叉和重叠。连续系统数学模型及相互转化等内容在《现代控制理论》中已经讲授过。而有关“数值积分法”的内容和《计算方法》的内容有交叉。教学内容交叉和重叠现象令学生无法准确界定、无法准确区分课程内容,也令教学督导专家诟病,当然也就不利于学员的系统学习了。 3.教学方法手段单一。该课程的教学方法还主要停留在传统的讲授为主的教学理念上,只采用单一的教学方法和手段。教学内容文字性公式居多,直观性材料、多媒体材料、应用型材料偏少,学员学完后不知道如何应用、如何解决实际问题,总认为计算机仿真就是一种数值游戏、一种计算机游戏。 4.缺乏必要的实践环节。计算机仿真技术本来是实践性很强的综合性技术,仿真技术本身是在对控制系统分析的过程中不断完善和发展起来的。现行的教学模式缺乏实践环节,学员难以了解仿真技术具体是如何应用解决实际问题的,缺乏感性认识和实践的机会,不知道在导弹控制系统分析中有何用处。 三、课程教学的改革实践 根据作者的教学实践和实际科研工作经历,提出并实践了如下改革思路。 1.教学内容改革。计算机仿真技术课程涉及多个交叉学科,紧密相关的课程包括计算方法、计算机软件设计、计算机图形学、计算机控制、自动控制原理、现代控制理论等课程。如何讲出本课程的特点同时又避免与其他课程雷同是必须解决的问题,因此必须在教学内容的编排上下功夫。 经过分析与调研,最终将本课程的主要内容选定为连续系统的数字仿真方法上(占总学时的40%),而对连续系统的建模及模型表示、相互转换则不作过多讲述,避免与自动控制原理、现代控制理论重复。而对于计算机仿真技术中的离散事件系统仿真(占总学时的25%)则仅作原理性讲述,因为经过调查发现,学员在现阶段还体会不到离散事件系统仿真建模的精髓,还不能够从离散事件仿真建模过程抽象出解决实际复杂系统的建模与仿真方法,而这正是离散事件系统仿真的优秀思想和应用目的所在。剩余的学时则主要讲述计算机仿真的基本概念、步骤与发展趋势及应用等内容。 授课内容调整后,课程主题内容分明,有利于将连续系统仿真方法讲深、讲透,增进学员的理解。 2.基于比较教学的教学方法实践。为了加深学员对内容的理解,在教学过程中广泛采用了比较教学方法[1]。 一是连续系统与离散事件系统仿真方法的比较。仿真的本质是在计算机上对模型进行试验,完成状态转移计算。连续系统仿真模型的建立主要是从数学模型出发,建立适合计算机上实现的运行模型。因此连续系统仿真推进时钟时,以为增量进行推进,采用差分方程实现状态推进。因而连续系统其仿真方法明确,好理解,在计算机上求解微分方程即可,重点放在如何选取微分方程的数值解法上。 而离散事件系统的状态变化是由于随机发生的事件而引起的,如何进行离散事件系统的仿真时钟推进和状态变迁就成为离散事件系统仿真的优秀问题。离散事件仿真的基本思想就是将事件序列模拟出来,记录事件引起的状态变化并进行统计,最后得到感兴趣的系统性能参数。时钟推进方法根据仿真粒度分别可采用事件调度法、互动扫描法和进程交互法,其中事件调度法是基础,体现了离散事件系统演化的特点。 离散事件系统只能根据其系统特点,将由事件驱动引起的状态变化通过简化在计算机上复现出来,从而进行仿真研究。这种思路大部分学员开始时不理解,甚至认为是“很笨的方法”,没有什么特别之处。然而,这种方法却是对离散事件系统甚至复杂混杂系统进行仿真的唯一有效方法。 通过建立连续系统和离散事件系统仿真比较表(如下表所示)进行比较教学,学员对两种系统的仿真方法理解得更透彻。 二是数值积分法、替换法和离散相似法的比较教学,后面两者都是从仿真的快速性出发进行设计的。 数值积分方法是从求解微分方程的角度发展而来的,思路严谨,方法体系完整,是主流的连续系统仿真方法,其主要过程是建立差分方程。替换法是应用z与s的映射得到离散脉冲传递函数,再由Z反变换求得差分方程的方法。替换法相当于数值积分法的多步法,简单替换法可以欧拉方法一致的精度,双线性替换法可得到和梯形法一致的精度,但计算过程相比欧拉积分方法和梯形法快。但缺点也很明显,替换法要求对系统先进行线性化,因而只对线性系统有效,而且替换法其理论依据不严格,误差大小也没有定量的结论。 离散相似法是一种快速仿真方法,其基本思想是简化系统的输入。由于实际系统输入经常选择阶跃信号,对输入采用零阶保持器的简化措施没有引入误差,可以获得更高的仿真精度。而欧拉方法要求状态变量的导数为阶跃信号时,才没有系统误差,这在实际中是很难满足的。因此对于阶跃信号输入,采用零阶保持器的离散相似法可以获得没有系统误差的仿真结果,这不仅优于欧拉方法,还优于其他的高阶数值积分算法。 但离散相似法的局限也是很明显的:即要求系统必须是线性的。非线性系统要采用离散相似法,首先要进行线性化,但线性化过程已经引入了误差,自然会影响仿真结果的准确性;另外系统的阶次和“病态”属性的存在使得计算状态转移矩阵很复杂甚至不收敛,将带来较大的截断误差。因此对于线性系统,离散相似法将系统拆分为一系列低阶环节,再针对每个低阶环节应用离散相似法,但此时这些低阶环节的“输入”已不再是阶跃信号了,因此采用离散相似法同样带来了误差。 只有在离散相似法选择的典型环节是积分环节时,离散相似法(零阶保持)等价于欧拉方法。 通过以上比较教学,学员对连续系统的仿真方法理解就很透彻了。 3.辅助教学资源开发。学员通过比较教学,虽然对连续系统的仿真方法已经很理解的,但是对其如何使用仍然是模糊的。为此,我们利用Matlab语言开发了连续系统仿真算法辅助教学演示软件。 软件的主要功能包括:(1)对常用的数值积分法进行Matlab实现,写出各种数值积分法的递推叠代公式,显示出每步计算结果;(2)连续系统包括典型的一阶系统、二阶系统和三阶系统;(3)可对数值计算结果和系统精确解进行列表比较和图形比较;(4)对病态系统采用不同的仿真方法进行仿真演示,比较方法的异同和计算精度;(5)一个鱼雷攻击移动目标系统(6阶系统)进行具体应用,演示如何对具体连续系统进行仿真分析。 教学过程中,涉及到相关算法时,利用辅助教学软件进行教学演示,对计算公式的推导、每步计算过程和结果都进行演示,并最终演示仿真结果及与真实解、其他算法之间的差异,从而班组学员理解算法的计算过程。 4.增加实践环节。由于教学过程中,只能采用较简单的对象进行讲授和演示,学员对于如何采用计算机仿真技术解决导弹控制系统的定量分析与精度评定等应用仍然没有概念。鉴于学时的限制和实验条件的限制,目前尚不具备让学员动手进行计算机仿真验证的条件。因此依托战略导弹控制系统半实物仿真试验系统科研条件,让学员参观、体验计算机仿真技术在大型导弹连续系统仿真中的应用这一实践环节,感受半实物仿真试验过程和数字仿真、可视化仿真过程,从而增强了学员理解仿真技术应用的直观性,使学员的实践能力得到全面锻炼和提高。 四、教学效果 计算机仿真技术课程在我校开设了7届,前几届学员普遍反映难学,抓不住重点和思路,不知道如何应用。经过近3年的教学改革与实践,教学效果明显改善,具体教学效果如下。 1.课堂和实践教学效果。通过以上教学改革和教学实践,学员在课堂上能够积极主动地思考和回答问题,对学习计算机仿真技术课程充满了兴趣,能够在教员的引导下主动对具体连续系统进行仿真建模与分析,主动阅读参考文献提出问题。实践环节中,多数同学能够从总体上理解半实物仿真系统的组成及工作原理、过程,有些学员甚至与实验指导教员探讨,提出半实物仿真、数学仿真、可视化仿真的改进措施。总体来说,课堂和实践教学效果较好。 2.大作业反馈教学效果。从近几年大作业完成情况看,学员对连续系统的仿真算法掌握较好,对于算法在一阶微分方程中的应用基本能够掌握,通过文献的参考和指导,初步掌握了对连续系统建模、模型转换、仿真建模、仿真实现这一过程。大部分同学也能对高阶系统进行模型转换和仿真分析,这表明大部分学员已经掌握了对实际系统进行仿真分析的能力。 总之,通过教学改革和实践,学员在学习过程中发挥了主体作用,提高了综合分析能力和知识运用能力,教学效果显著提高。 五、结束语 本文针对计算机仿真技术课程特点和现行教学模式存在的课程定位不明确、教学内容交叉重叠、教学方法手段单一、缺乏必要的实践环节等不足,结合作者多年的教学实践和经验,提出并实践了一些该课程教学改革的具体思路,相信对于该课程的后续教学改革、提高教学质量和效果具有一定的参考意义。这种教学改革的实践表明,不仅增加了教学的趣味性,学员也普遍反应计算机仿真技术更容易理解了,仿真方法思路更清晰了,取得了明显的教学效果。 作者简介:廖守亿(1974-),博士,副教授,硕士生导师,主要研究方向为导弹精确制导与控制。
随着科学技术的飞速发展,数据网络正在日趋完善。各行业为了迎合时展步伐,不断将大数据技术手段应用到自身发展中。大数据时代的到来改变了企业的运营与管理方式,其中最为突出的就是管理会计。房地产行业的管理会计人员应正视自身的不足,一并积极应对挑战,以此为企业的健康稳定发展夯实基础。以下就大数据时代中房地产行业的管理会计进行分析,保证企业稳定发展。 一、房地产行业中大数据时代管理会计的重要性 (一)提高企业前瞻性 随着大数据时代的到来,大数据技术早已被应用在各行业领域中。我们每个人都在享受着大数据技术带来的便利与优势。同时,大数据时代的到来也为人们之间的交流与沟通带来了便捷,加速了信息资源的传递。在房地产企业中,大数据技术的出现更是让人们的工作变得更加高效快捷,同时很好的解决了工作中的问题与困境,极大程度提高了人们的工作效率。除此之外,房地产行业可以通过大数据技术的使用放眼未来市场发展,只有拥有了长远的发展目光,才能真正发挥大数据技术的价值,为企业谋求更多的有效性信息。借助大数据技术帮助企业正确分析管理会计信息,切实提高管理会计工作效率,更好的为企业战略服务,实现企业经济利益的最大化发展。 (二)提高企业优秀竞争力 近年来,企业处于发展的大时代背景中,需要通过互联网技术拓宽市场,以此增进企业与客户之间的感情联络。互联网技术的出现让客户更加深入的了解了企业,从内涵到文化,从文化到发展,进而形成企业与客户之间的完美对接。通过对客户的深入了解,满足其需求,并为其提供更好的服务。与此同时,将大数据技术应用到管理会计之中,利用大数据技术从互联网内获取有用的信息资源,为企业提供更多的市场变化需求。企业可以从大量数据中进行有效信息的筛选,以此提高企业竞争力,保证自身综合实力的同时,在激烈的市场竞争中站稳脚跟。 (三)提高企业运营力 企业的管理会计不仅是企业经济利益的优秀成分,同样也是市场中预估测评的重要基础,企业可以通过合理的管理会计,为今后自身发展提供科学参考依据。企业内部管理会计与大数据技术的融合,在提高会计工作效率的同时,对企业运营意义非凡。大数据技术的使用便捷了信息数据的分析与管理,不仅有助于提高企业运营方案的实用性,同时也能有效提高企业运营效率,保证企业发展与稳定。 二、房地产行业中管理会计与大数据时代的融合 (一)经营决策 由于房地产行业自身行业特点的突出,可以将其分为年度预算、项目周期预算、拿地预测、盈利预测以及现金流预测模块等几大项。传统的管理会计由于数据首先,其预测有关工作要始终以企业内部数据为基础,从而无法对外部市场与外部环境进行有效分析,这就影响了预算工作的准确性。为了改善这一企业经营情况,大数据的出现为企业提供了多样化的通讯工具,旨在为企业提供便利的资讯获取方式。各地房地产企业中拥有的地理信息、城市规划以及城市经济发展状况与未来导向等各种数据,结合管理会计预测工作的各项技术与方法,利用分析工具对房地产行业的建设与经营进行分析。同时,大数据技术的出现,也为企业赢得了更多的信息渠道,企业可以在市场数据的整合后,第一时间得知对手的动向,以此评估建筑市场的走向与发展,从而做好充足的准备工作。 (二)运营监控 管理会计的工作开展务必要对企业内各部门及其工作情况进行监管,控制活动应保证企业经营的有序进行。通过对各项产品、服务等数据进行分析与挖掘,为企业提供强大的数据支撑力。由于房地产行业中各项目周期时间较长,控制与管理难度也在相对增加。大数据技术可以从多方环节对房地产的运营情况进行监控。管理会计可以从企业内各层级系统中将有价值的数据提取出来,并集中汇总到企业的大型数据资料库中,以此获得全面且完整的战略信息,力争避免由于信息缺失导致的数据分析失误。在处理企业运营问题期间,应结合具体指标将各层级的问题定位出来,并制定科学可行的运营方案,提升企业的管理能力与运营能力。在企业大数据库中,对各类型信息进行全方位分析,通过规范性的方案提出改进措施。并结合企业的实际经营建立起统一的数据信息平台,保证各部门之间数据共享的及时性,以此提高企业执行力的落实。 (三)成本管控 在当前的房地产行业中,成本管理逐渐朝着控制型与价值型转变,不仅要保证施工环节的成本投入,同时也要控制好市场调查、前期设计等准备工作以及营销环节的成本管理。对于不同房地产项目而言,多样化的形式,决定着项目建立到完成之间的大量成本信息数据。房地产企业务必要联合多部门进行运作,结合自身所掌握的数据进行成本的动态控制。即使各企业之间的成本控制手段各有不同,但是其共同目标都是为企业谋求更多经济利益,减少经营过程中不必要的成本浪费。企业内部数据与外部数据共同构成了企业的数据信息平台,其中包含了各项工程的开发进度、政府开发指标、调控政策、消费者偏好、以及市场价格等。在组建成本管控平台后,以此实现数据之间的横向对比,加强成本控制力度,做出科学可行的分析判断。 三、大数据时代为房地产企业管理会计带来的挑战 大数据技术的出现,在为人们工作带来便利的同时,也为人们的工作开展带来了全新的挑战。而这种挑战是有难度的、是不断进取的。信息的安全作为时代问题之一,已经从成为社会各界广泛关注的热点话题。企业在保证自身信息安全的同时,应尽量保护好优秀数据的完整性,对信息数据的使用权限、数据的传递进行严格把控,将安全工作落实到位。通过大数据技术分析后获取的信息多数具有一定的隐私性质,以常见的地理位置、影响因素等为例,这些信息的出现象征着企业的建设与发展。企业如何完善自身的信息管理系统,也会直接影响到客户的满意度,以及企业在社会中的声誉等。同时,在数据信息的处理过程中,管理会计的技术人员也面临着全新的挑战。由于其所管理的信息内容十分繁琐复杂,加之种类较多,海量的信息导致企业的数据筛选务必要实现高效。在房地产行业中,其数据大多呈现出非结构的态势,若依然沿用传统的数据挖掘算法,并不能得到有效的数据信息算法。管理会计应先将数据变为结构化信息,进而开展后续处理。这样一来,信息的时效性会因此受到削弱,创造与研发数据算法的处理成为了企业管理会计的当务之急。与其他行业相比较而言,房地产行业处于粗犷发展期,而信息处理、采集方面稍逊一筹。比如为保证对房屋信息的监测,会引入非房地产行业数据,用电量等,这种引入其中存在着诸多数据结构不合理的现象,加之数据信息的不对称。这些问题的出现要求房地产行业应建立一个可以存储海量信息的共享平台,切实提高系统工作的安全性与时效性,促使普通民众、企业以及政府之间的数据信息共享。除此之外,在大数据环境的大背景中,由于管理会计人员的缺失,导致其整体水平并不理想。加之目前管理会计人员的自身素质与水平并不符合时展需求,在未来的建设与发展中,人才的缺失成为房地产行业面临的一大难题。而人才的缺失早已变为影响企业发展的大趋势。因此,务必要重视人才的培养、培训与管理,促进自身管理优势的发挥。 四、总结 综上所述,大数据技术的出现不仅为企业带来了可观的经济收益,同时也为管理会计人员带来了全新的发展机遇与挑战。只有勇于接受挑战,才能实现自我突破与成长。房地产行业应认清形势,直面挑战,紧跟时代思想步伐,通过新技术的使用与研发,保证自身的安全,提高自身综合竞争力,以此推动房地产行业的又快又好发展。 参考文献: [1]柴俊.大数据时代企业管理会计面临的挑战与解决对策[J].财会学习,2018(14). [2]张磊华.基于大数据时代下的管理会计面临的挑战及应对策略[J].财会学习,2018(20). [3]廖敏霞.大数据技术对管理会计的影响及应对[J].企业经济,2018(1):103-108. [4]孙寒力.大数据背景下管理会计的创新研究[J].财会学习,2018(12). 作者:何家胜 单位:浙江创宇房地产开发有限公司
信息安全技术论文:电子商务信息安全技术论文 1电子商务平台系统结构 电子商务平台连接局域网(企业内部)和因特网。因为因特网是开放性的网络,并且结构非常复杂,不能确保传输信息的安全,所以,企业的局域网会采取先进的技术手段比如防火墙技术,屏蔽因特网中的不安全因素。企业内部局域网一般包括:ERP系统(企业资源计划系统)及传统系统、客户端、邮件服务系统,服务器包括数据服务器、协作服务器、Web服务器和账户服务器。 2电子商务中存在的信息安全问题 2.1网络信息安全问题 网络信息安全问题主要是因为因特网是一种开放的网络,所以数据在网络通道上进行传输时,一些不法分子会分析网络的使用协议及物理特征,损害传输的信息,其的主要手段是对信息进行插入、篡改、删除、截获等。通常情况下,插入就是在有用信息中插入部分无效信息,从而使得合法用户获得无效信息或者是错误信息;篡改就是更改信息流的传送次序,从而达到损坏或者是改变信息内容的目的;删除就是删除全部或者部分信息,造成信息的缺失,从而使合法用户不能得到完整的信息;截获就是不法分子采用非法手段在传输信道上拦截机密信息,比如银行卡的密码和账号等。 2.2身份冒充问题 身份冒充问题主要是因为电子商务是一种新型的交易方式,它和传统的交易方式不同,交易双方的身份不能明确,所以攻击者就有较多的机会采用非法手段,对合法用户的信息进行盗取,和其他人进行交易,从而来获取更多的非法利益。目前,身份冒充问题较多的就是冒充他人身份栽赃、冒充合法用户消费、冒充主机欺骗其他合法主机或者合法用户等。 2.3交易双方抵赖问题 交易双方抵赖问题主要是由于为了推卸责任,部分用户恶意否认自己发送的信息而产生的。比如,购买者不接收商品,否认自己的订单;网站者否认自己发送的一些信息进行,如果出了什么问题就可以不对用户负责;卖家为了不承担质量问题,否认卖出的商品等。以上这些问题如果想要得到解决,必须要有强有力的仲裁机构和统一的仲裁标准。 2.4拒绝服务问题 拒绝服务问题,这类问题主要是攻击者为了使合法用户无法对需要的网络资源不能进行正常的访问,从而伪造大量信息,占用正常的服务器或者是资源信息通道,从而使一些有严格时间限制的服务,不能获得及时响应。例如,对虚拟网店来说,攻击者通过伪造虚假的用户信息,发送大量无效订单,占用网络及服务器资源,网站就不能对正常用户及时进行信息反馈。 2.5计算机系统安全问题 由于用户是分散的,在世界的各个地方,所以不能保证每一台计算机都安全稳定的运行。计算机硬件受损导致的数据丢失,侵染病毒导致的信息泄露,木马导致的入侵攻击等问题,都将严重的威胁计算机系统的安全问题。 3计算机安全技术在电子商务中的应用 为了确保电子商务的安全,克服上述的安全问题,目前采用的计算机安全技术主要有身份识别技术、数据加密技术、智能防火墙技术、入侵检测技术、认证机构CA等。 3.1身份识别 身份识别问题是电子商务面临的比较突出的问题,这主要是由电子商务的特性决定的。一方面,电子商务和传统的交易方式不同,交易双方没有见过面,不能进行面对面的谈判,也不能对对方的身份进行有效的核实,只能通过网络进行交易,所以,身份识别问题在电子商务中十分关键。另一方面,电子身份识别关系到用户的合法性和安全性,因为只有合法的用户才有权利获得十分丰富的网络资源,所以进行身份识别也是网络资源管理的要求。 3.2数据加密 当前的数据加密技术主要有两大类,一类是专用密钥加密或者对称加密,另一类是公开密钥加密或者非对称加密,数据加密技术是保证电子商务信息安全的主要措施之一。不管是对称加密技术还是非对称加密技术,它们二者都是通过构建完整签名或者加密体系,有效地解决电子商务中的存在的安全隐患,当前,比较常见的加密体系一般是采取公开密钥技术构建的,此种方式可以确保网络交易的安全性和实现网络资源的共享。 3.3智能防火墙技术 防火墙技术是用来保护内部网络内的主机和资源的,它能有效防止外部的网络用户采用非法的手段入侵到内部局域网中,因此,防火墙技术可以加强网络间的访问控制。智能防火墙技术是根据技术特征,采用决策、概率、记忆、统计的智能方法识别数据并达到访问控制的目的。智能防火墙技术没有必要为了匹配检查进行大量的计算,而是直接控制访问,与传统防火墙技术相比,智能防火墙技术更安全,其安全性能大大提高了,尤其是在内核的安全性、系统和特权最小化、网络性能、系统的加固和优化等方面都有很大的提高。 3.4入侵检测技术 入侵检测技术提高计算机网络的安全性能,快速发现非法攻击,从而在整体上提高计算机的安全结构的完整性,它是作为防火墙和其他技术的补充。VPN技术采用加解密技术、隧道技术等,通过公共网络将多个内部网络进行远程连接,使用户能够跨采用统一规划的内部网络地址进行彼此之间的访问。 3.5认证机构CA CA的组成主要由证书签发服务器、密钥管理中心和目录服务器三部分组成。其中证书签发服务器,负责签发和管理证书,密钥管理中心提供CA证书的签发;目录服务器负责证书和CRL的查询及。使用公开密钥的用户都会得到CA中心发放的一个数字证书,证书上面具有数字签名,非法攻击者不能对其进行篡改和伪造,从而保证了信息的安全。根据X.509标准规定,证书应该包含以下内容:证书序列号、版本号及有效期,算法标识(用于证书签名),签发证书的CA机构的名字和唯一标识符,用户的名字、公钥和用户的唯一标识等。 作者:贺甲宁 单位:陕西职业技术学院 信息安全技术论文:电力信息系统信息安全技术论文 1网络协议隔离技术 协议隔离技术,就是通过安置协议分离器达到内网与外网的分离。利用设置上的两个接口,完成内网和外网通过协议隔离进行信息的交流。在使用协议隔离技术的时候,内网和外网都是断开的,只有在需要进行信息交流的时候才会进行安全的暂时性连接。防火墙技术,就是在内网和外网之间树立一块安全的分离屏障,把那些无法预判的恶性攻击和破坏进行有效的拦截掉。同时最大程度的对外隐蔽和保护内网的信息与构造,确保内网能够安全正常的运行。 2电力信息系统信息安全技术的应用 2.1构建和完善电力系统 构建和完善电力系统主要有三方面的工作需做好。首先,创建和完善电力调度数据网络,需要在专门通道上通过多种手段达到物理层面和公共信息网络的安全分隔。方法有:使用专线,数字序列同步处理和准同步处理,通过专一的网络设施组装网络等。电力调度数据网只能够被允许传送和电力调度生产密切有关的数据业务信息。然后,电力监控系统和电力调度数据网络都不准与外面的因特网进行直接关联,同时做好对电子邮件的严格限制收发工作。最后,电力监控系统可以利用专一的局域网(内网)做到和当地另外的电力监控系统的关系与连接。还可以利用电力调度数据网络完成不同层级之间在不同的地方对电力监督系统的相互联系。所用的电力监督系统和办公智能化系统还有其他信息系统互相之间在进行网络关联时,一定要得到国家相关部门的审核与批准才可以,并且要使用相关的专一,有效的安全隔离设备。 2.2改革和创新网络安全技术 改革和创新网络安全技术主要包括了以下几个方面的措施,第一,提升相关人员的安全防范意识和管理水平。安全意识的缺乏导致的系统安全隐患远远大于系统自身存在的错误与缺陷。把未经过扫描查杀病毒的优盘,软盘插入电脑中、不妥当,不合理的设置相关密码、把密码写在另外的地方或者存放在电脑文件中、没有定期的修改密码,在网络上下载一些不安全的文件、还有企业自身合法获得许可的用户进行非法的行为等等都会导致企业的信息网络存在较大的风险。第二,实时的监督网络端口和节点信息的走向,定期对企业的信息网络进行安全检查,信息日志的审核与统计,还有病毒的扫描排查工作,对很重要的数据要及时的备份保存,在整个网络领域创建一套正确有效的安全管理体制,都有利于企业信息网络的安全运转。第三,正确安全的设定和存储密码。密码的安全是网络安全中至关重要的。如果密码被破解或泄密将给非法用户有机可乘,进入相关系统。随着穷举软件的兴起,根密码的位数要在十位以上,普通用户的密码也要求在八位以上,并且有大小写字母和数字及其他符合穿插随机组成的设定规则。也要避免把自己的生日或者名字等比较容易破解的信息作为密码使用。 2.3更加先进的网络安全框架 电力企业信息网络在安全问题上有它自己的特点,遇到的安全威胁也是比较严重的,如果不处理好就会影响国家经济和人们的正常生活。未来一定会使用更加优越有效的网络安全框架,密码算法,入侵检测系统(IDS)与病毒查杀软件和更加智能化的防火墙技术等,来保证电力信息系统的信息安全。然而防护往往是先从自身被瓦解的,所以在这些技术方面的防护基础上,还要制定一套有效的安全体系和培养员工的安全防范意识,它们是保证系统信息安全的优秀。 3结语 综上所述,我国电力信息系统的信息安全实现要借助大量相关的关键信息安全技术的辅助作用。本文主要描述了其中在电力信息系统信息安全管理中运用到的关键技术,包括了各自的优缺点。在实际使用过程中还要注意多种技术的选择与融合,还描述了信息安全技术在今后的广泛应用与推广,有助于促进我国电力系统的完善与提高,更好的为国家和社会服务。 作者:张豆豆 单位:上海理工大学光电信息与计算机工程学院 信息安全技术论文:信息安全技术电子政务论文 1有效地划分安全区域 依据信息安全综合管理要求,信息安全领域包含了较多子区域,互相间相联系的区域形成了逻辑领域。当前,电子政务网络领域中基层设施以及安保功能应由接入专用网络系统用户具体负责。电子政务处理业务的领域则应包含已经属于政务部门管控范畴中且承载业务系统的本地系统环境与边界,还涵盖内部用户。该服务对象包含设计政务机构之中的公众、外网领域与内网领域等。电子政务基础服务领域则包括信息安全相应机构、测评机构、数字证书机构等。 2合理管控机密信息数据 电子政务系统针对信息资源的管控具体目标在于抑制攻击者登录系统主机并对其进行攻击。当然这一目标的实现具有一定难度,无法完全抑制攻击行为。当然,主机可允许对于电子政务系统内网的各类连接、分析扫描以及探测,对从主机系统之中传输的连接、扫描等,安全系统要具备相应条件方能进行放行。如果传输数据包包含异常问题,系统管理人员要快速叫停。防火墙系统为信息安全技术之中重要的一项安全管理方式,可全面预防电子政务之中的主机被操控进而对他类系统形成不良破坏。为此,应利用信息安全手段合理管控主机外连数量。例如,可准许在具体时间段之中传输一定总量的数据信息报。应用的防火墙系统应具备良好的功能,即可设定单向或双向地址进行拦截。单向拦截阶段中,可杜绝由一个方向面向另一方向进行数据传输。而反向传输则可顺利实施。另外,防火墙系统应采取现代化的状态监控过滤技术,不应单纯的依靠独立IP包完成过滤率,应实施监控研究各类连接以及对话,进而可在政务系统之内完成自动化的维持原有健康运行状态,而后再针对连接状态,使IP包完成更快的安全过滤,合理管控主机外出连接。倘若外出连接量突破要求标准,便会自动停止后续连接,预防主机受到恶意破坏攻击。 3科学设计系统VPN 电子政务系统之中采用信息安全技术手段的VPN可位于各个政府部门之中创建形成虚拟通道,令各个电子政务网络实现随意相互访问,就像是处在自身专属的网络系统之中。另外,还可令政务网络在连入外网之时,就好比在内网系统之中一样,可实现各类资源的全面共享。再者,可符合电子政务内网各类信息安全管控标准。创建VPN包含三类渠道,第一个方式即是创建因特网服务商,进而实现企业信息全面透明化。第二类渠道是为政府单位进行单独的划定建设,实现ISP透明化,再者可为政府单位以及服务商共同建设系统VPN。 4结语 总之,电子政务系统可靠安全性目前引发了政府机构乃至社会各界的较高重视,相关计算机行业专家应持续扩充信息安全技术应用,为电子政务开创稳定可靠的安全屏障,方能真正确保我国信息资源的整体安全,提升综合实力,进而实现可持续的全面发展。 作者:张瑞祥 王鹏宇 计算机信息安全技术论文 1.加密技术 加密技术主要是对计算机网络数据进行加密,来保证信息的可靠与安全。在信息安全技术中,对传输的数据进行加密,是计算机系统中一项非常关键的技术,是一种主动防御措施。在数据传输过程中,加密技术运用精密的加密算法,对传输的信息进行加工,使其转化为密文形式,防止不法分子的直接读取。加密技术有对称性和非对称性之分,使信息更具有安全性。 2.防火墙技术 在计算机的日常维护中,防火墙技术是比较常见的,也是用户经常使用的安全防护系统。在计算机网络系统中,它有特定的软件保护模块,充分发挥着安全部件的作用,对于计算机系统表现出来的异常状况,它会在第一时间启动警报系统,将异常信息及时反馈给用户,或者上传给网路监护人员,及时采取相对应的措施对计算机网络系统予以保护。防火墙技术,主要利用模糊数据库,来对外来者进行控制和访问,通过判断其所执行的网络行为,来分析其目的或意图,不需要进行大量的网络计算,及时拦截不正当的访问行为,直接提高了计算机网络系统的防控能力,在信息安全技术中,防火墙技术是最基础也是最有效的。 3.信息安全扫描技术 在保护计算机网络安全的措施中,信息安全扫描技术也是极其关键的。通过对全网系统给予有目的的安全扫描,对网络运行的状态,网路管理员可以及时准确地了解,一旦发现安全泄露问题,可以采取及时的补救措施。在计算机网络信息安全中,安全扫描技术应用的比较广泛,可以从防火墙系统、主机操作系统、Web服务站点、局域网等方面给予安全监控,对异常信息给予及时的检测,提高了系统安全性。 4.防止病毒入侵技术 在网络信息安全中,病毒入侵对计算机系统的破坏性是极强的,根据前面所讲述的,病毒具有很强的隐藏性,它会长期潜伏在我们的计算机系统中,一旦不小心将病毒激活了,那么导致的破坏性是非常强的。所以加强防止病毒入侵技术是非常有必要的,用户在使用计算机的过程中,在安装杀毒软件时,要选择正版的、专业的杀毒软件;对于陌生的邮件,用户要及时给予病毒查杀,有效防止病毒进入计算机系统。 5.结束语 综上所述,对于计算机网络信息安全的影响因素比较多,在对计算机的日常维护中要加倍小心,对于上述所提到的,几种比较新型的信息安全技术,用户要根据实际情况合理运用,努力创造一个安全、可靠的网络环境。 作者:陈跃辉 信息安全技术论文:电子商务信息安全技术论文 摘要:随着科学技术的发展和时代的日新月异,我们的生活在不知不觉中发生了翻天覆地的变化,就连最基本的购物和消费都在默默变化着。近年来,随着亚马逊、阿里巴巴等电子商务如火如荼地闯入大众的视野,“电子商务”这个在十几年前闻所未闻的名词如今成为人们口中常谈的对象。在大众的口中,“电子商务”这个名词依旧略显陌生和专业,人们常常用“网购”和“网上支付”来代替“电子商务”,实际上说的是一回事。电子商务的出现,打破了空间的束缚,极大地方便了人们的购物行为,刺激了消费,一定程度上促进了经济的繁荣和增长。 关键词:电子商务;信息安全技术 一、电子商务发展存在的风险 第三方的电子交易平台在网络上对于信息进行储存、记录、处理、和传递,以此来协助一次网络消费行为的完成。一般情况下,这些信息都具有真实性和保密性,属于大众的隐私。但是,现在的网络环境比较恶劣,有很多网络陷阱以及刻意挖掘用户信息的“黑客”,从而导致基本信息出现失真、泄露和删除的危机,不利于正常电子商务交易的完成。对于电子商务信息大致上可以分为以下几类:第一,信息的真实性;第二,信息的实时性;第三,信息的安全性。首先,是信息的真实性。电子商务上的基本信息是卖家和买家进行认识对方和分辨商品真实性可靠性的唯一途径,应该绝对真实。一旦出现虚假信息,则属于欺骗消费者,是危害消费者权益的不法行为。其次,是信息的实时性。信息的实时性主要是指信息的保质期。因为很多信息只在一段时间内有效,具有时效性,一旦错过这段关键时期,那么该信息则失去自身的价值,变得一文不值。最后,就是信息的安全性,这也是消费者最为关心的问题。电子商务出现的安全性问题主要表现为客户的信息被删除、篡改从而失真,同时也表现为用户的信息被窃取从而达成其他目的,使得用户的隐私被侵犯,正常的生活受到打扰。 二、电子商务的信息安全技术的内容 2.1 备份技术。相信备份技术对于大众来说不是很陌生。但是很多人却错误的将备份理解为拷贝,从而片面的看待这个问题。电子商务对于网络环境有很大的依赖性,网络环境自身却存在极大的不稳定性,这就导致电子商务的发展存在不可避免的风险,如果没有一个数据库对于基本信息进行存储,那么一旦出现系统故障或者误删的情况则信息永远消失,这对于商家来说是极其可怕的,因此,电子商务的第三方有一个信息储存库,旨在在必要的时刻段时间内将客户的信息及时恢复。这种恢复不是简单的、传统意义上的恢复,而是通过备份介质得以完成的。这样的话,在系统故障或者其他原因导致信息在短时间内无法正常恢复时,可以借助储存在备份介质中的信息将信息还原到原来的备份状态。2.2 认证技术。所谓认证技术其实一个专业术语,道理实际上很简单,就是我们常说的登录口令。认证技术的目的主要在于阻止不具有系统授权的用户进行非法的破坏计算机机密数据,是数据库系统为减少和避免各种破坏电子商务安全的重要策略。登陆口令是我们正常用户进行电子商务平台登录的方式,是大众在网络环境下的身份证。我们每一个用户在使用某一个电子商务平台之前都被要求进行注册,从而决定或者获得自己的登陆口令即用户名和密码。这些登录口令都是都是独一无二的,是我们进行网上交易的身份认证和识别。因为电子商务平台往往具有开放性,一旦没有身份认证后果将不堪设想。人们的信息安全更是没有任何保障。2.3 访问控制技术。访问控制技术也可以理解为访问等级制度,电子商务的系统会根据用户的不同等级对于用户对于系统数据的访问进行一定的控制。等级较低时,则用户的访问权限有限,一些重要的关键的信息则被系统禁止访问,只要当等级较高时才能获得相关权限,这就保证了一些重要信息不会被窃取。关于用户的访问权限也有两层含义,首先是用户能够获得数据库中的信息种类和数量,另一层含义则是指用户对于获取的数据库信息进行怎样的操作。 电子商务的便利性和优点远远大于其存在的信息安全技术风险给人们带来的不便,尽管信息安全技术问题层出不穷,但是大众们依然亲睐和依赖电子商务。但电子商务想要获得更广阔的发展空间,虏获更多人的心,则必须在信息安全技术问题上下一点功夫。其次,对于普通消费者来说,掌握一定的电子商务信息安全知识是十分必要的,它既能帮助我们在需要的时候解决自己原来束手无策的问题,更能让自身的网购行为变得更加安全,减少甚至避免了很多不必要麻烦的出现,因此,不管你从事任何行业,都需要对于电子商务的信息安全问题进行一定的了解。 作者:王传 单位:四川化工职业技术学院网管中心 信息安全技术论文:计算机信息安全技术防护论文 【摘要】随着我国社会主义现代化建设的不断发展,我国的计算机信息技术得到了前所未有的发展,并由此进入一个信息时代。计算机信息技术已经充分渗透于人们生活与工作的各个方面,在人们的生活中发挥着不可替代的作用,然而,伴随着计算机信息技术的发展,信息的安全防护也成为人们关注的焦点。本文将着重对计算机信息安全技术防护中存在的问题及其防护策略进行深入探讨。 【关键词】计算机;信息安全技术;防护;有效策略 信息时代的到来,使人们的生活方式与生产方式发生了一系列转变,已经成为人们日常生活中极为重要的组成部分,一方面使人们的生活更加丰富多样,另一方面也促进了社会效益的极大提升,体现了计算机信息技术的无限优越性。与此同时,在对计算机信息技术进行运用的过程中,也面临着信息安全的问题,这也是计算机信息系统亟待解决的一个问题。 1计算机信息安全概述 计算机信息安全主要指的是对计算机网络内部的各个环节的安全检测与防护,包括硬盘、各种数据资源等,保障相关的数据及信息不遭到人为更改或其他因素的破坏,使计算的网络信息系统能够正常运行。近年来,随着计算机网络的普及,信息安全也越来越受到人们的关注,计算机信息安全涉及的范围比较广,主要有计算机系统软件与硬件的安全、账号与密码的安全、服务器开机安全以及系统管理的账号使用等,另外,一些网页的访问记录、重要的文件等也属于计算机信息安全的范围,一旦出现计算机系统漏洞或被黑客攻破,将会存在信息安全隐患,甚至造成难以弥补的损失,因此,对计算机信息安全防护工作势在必行。 2计算机信息安全技术防护存在的问题 近年来,由于计算机信息安全问题造成的损失案例不在少数,这也引起了人们对计算机信息安全的关注。计算机信息安全防护与经济、科技水平有着一定的联系,经济水平比较发达的国家或地区,计算机信息安全防护相对更加成熟。我国的计算机网络起步比较晚,但发展较为迅速,目前,我国对计算机信息安全防护给予了高度的重视,计算机的信息安全防护工作得到了不断的完善与发展,然而,在实际应用中还存在着一些亟待解决的问题。首先,从整体来看,我国当前的计算机信息安全技术普遍偏低,存在一些安全隐患,尽管经历了不断的发展,计算机技术实现了重大的突破,然而很难对网络黑客进行有效的治理,这使人们对计算机技术的应用存在较大的安全隐患,同时也使相关的网络技术开发人员面临着巨大的挑战。另外,一些企业单位未能认识到计算机信息安全技术防护的重要性,缺乏必要的安全技术培训,一些计算机安全管理人员缺乏专业的技能与知识素养,这也在一定程度上使计算机的安全技术防护存在漏洞,使计算机信息安全管理存在一定的风险。 3计算机信息安全技术的防护 3.1加强对计算机病毒的安全防护 计算机与互联网有着密不可分的联系,互联网技术充分渗入人们生活与工作的各个方面,也正由于这种联系,一旦出现计算机病毒,那么整个计算机网络系统将会瘫痪,计算机病毒传播十分迅速,破坏性比较大,会造成不可估量的损失。因此,要采取科学的措施,将这些计算机病毒防护措施应用于计算机信息系统,保证计算机信息的安全性,目前,应用较为普遍的有360安全卫士、金山毒霸等,这些防护技术能够对病毒进行实时查杀,增强人们对计算机病毒的认识,合理操作计算机,降低病毒出现的几率。另外,要对计算机系统的防护能力进行加强,目前大部分计算机应用的是windows,针对计算机病毒问题进行了有效防护。计算机操作系统不同,所用的防毒软件以及功能也有所不同,要充分采用信息过滤技术、安全扫描技术以及访问控制技术等,有效抑制病毒的攻击,提升计算机病毒安全防护的能力。 3.2对计算机信息操作系统的防护 目前,计算机操作系统主要有windows、Unix/Linux以及苹果操作系统等,其中以windows操作系统最为普遍。对计算机信息操作系统的防护主要包括多个方面,首先,是对登陆权限的安全防护。通常计算机系统具有一定的安全性,能够有效控制外部对系统内的信息访问,因此,只有经过授权的用户才能够对计算机进行访问操作。其次,是计算机密码设置的安全防护,只有正确输入密码能够获得访问的权限,用户可定期更换密码,并且密码要尽量复杂化,一般来讲,密码越复杂,安全性就相对越高。软件的防火墙技术经过不断地升级与发展,不但能够对病毒来源与端口信息进行有效的分析,而且能够拦截、查杀各种病毒,对计算机信息进行实时的监控与防护。另外,当人们在对浏览器进行浏览与访问的过程中,很容易出现信息安全隐患,大部分病毒都是通过浏览器进行传播的,针对这个问题,windows系统对浏览器进行了安全级别设置,以此实现对浏览器病毒的拦截,消除其造成的威胁。除此之外,计算机还有设有专门的备份恢复还原机制,这些能够降低信息安全隐患带来的损失。在使用计算的过程中,尽量不要将外界的不明设备插入计算机,一旦发现有可疑的软件或邮件要进行及时的查杀、卸载,阻断其侵入计算机的路径,保障计算机信息系统安全。 3.3对软件系统的保护 在计算机的软件系统中,也会存在各种各样的安全隐患,因此,可在计算机上安装杀毒软件。一般情况下,杀毒软件负责维护一整个病毒库,它能够实现及时更新,对计算机软件中出现的最新病毒进行扫描、查杀。而目前又出现了一种新型的流氓软件,这类软件与一般的病毒、木马等有所不同,在强大的商业支持下,更新换代速度快,它主要是指一些商家为了实现商业经济利益,在未经过用户允许的情况下,强行进行安装,并且难以对其删除,不仅会弹出大量的广告信息,而且会更改用户的浏览器默认主页,影响计算机性能的发挥,造成死机、重启等现象的发生。对于这类软件,杀毒软件并不能够对其进行查杀,因此,可以应用反流氓软件工具,避免遭到流氓软件的侵害。 4结束语 当前,计算机信息技术已经成为人们生活中不可替代的重要组成部分,影响着人们的生活方式与生产方式,使人们的生活得到了极大的便利。另一方面,计算机的使用也存在着一定的安全隐患,因此,作为网络中的一员,必须加强对计算机信息安全技术防护的认识,提升计算机信息安全防护意识,有效避免病毒的侵害,安全、科学上网,使计算机信息技术发挥出更大的优越性。 作者:胡凯伦 单位:武汉市洪山高级中学 信息安全技术论文:电子商务信息安全技术特点研析论文 关键词:电子商务密码技术安全协议 摘要:文章主要针对在电子商务应用中所经常使用到的几种信息安全技术作了系统的阐述,分析了各种技术在应用中的侧重点,强调了在电子商务应用中信息安全技术所具有的重要作用。 21世纪是知识经济时代,网络化、信息化是现代社会的一个重要特征。随着网络的不断普及,电子商务这种商务活动新模式已经逐渐改变了人们的经济、工作和生活方式,可是,电子商务的安全问题依然是制约人们进行电子商务交易的最大问题,因此,安全问题是电子商务的优秀问题,是实现和保证电子商务顺利进行的关键所在。 信息安全技术在电子商务应用中,最主要的是防止信息的完整性、保密性与可用性遭到破坏;主要使用到的有密码技术、信息认证和访问控制技术、防火墙技术等。 一、密码技术 密码是信息安全的基础,现代密码学不仅用于解决信息的保密性,而且也用于解决信息的保密性、完整性和不可抵赖性等,密码技术是保护信息传输的最有效的手段。密码技术分类有多种标准,若以密钥为分类标准,可将密码系统分为对称密码体制(私钥密码体制)和非对称密码体制(公钥密码体制),他们的区别在于密钥的类型不同。 在对称密码体制下,加密密钥与解密密钥是相同的密钥在传输过程中需经过安全的密钥通道,由发送方传输到接收方。比较著名的对称密钥系统有美国的DES,欧洲的IDEA,Et本的RC4,RC5等。在非对称密码体制下加密密钥与解密密钥不同,加密密钥公开而解密密钥保密,并且几乎不可能由加密密钥导出解密密钥,也无须安全信道传输密钥,只需利用本地密钥的发生器产生解密密钥。比较著名的公钥密钥系统有RSA密码系统、椭圆曲线密码系统ECC等。 数字签名是一项专门的技术,也是实现电子交易安全的优秀技术之一,在实现身份认证、数据完整性、不可抵赖性等方面有重要的作用。尤其在电子银行、电子证券、电子商务等领域有重要的应用价值。数字签名的实现基础是加密技术,它使用的是公钥加密算法与散列函数一个数字签名的方案一般有两部分组成:数字签名算法和验证算法。数字签名主要的功能是保证信息传输的完整性、发送者身份的验证、防止交易中抵赖的发生。 二、信息认证和访问控制技术 信息认证技术是网络信息安全技术的一个重要方面,用于保证通信双方的不可抵赖性和信息的完整性。在网络银行、电子商务应用中,交易双方应当能够确认是对方发送或接收了这些信息,同时接收方还能确认接收的信息是完整的,即在通信过程中没有被修改或替换。 ①基于私钥密码体制的认证。假设通信双方为A和B。A,B共享的密钥为KAB,M为A发送给B的信息。为防止信息M在传输信道被窃听,A将M加密后再传送。 由于KAB为用户A和B的共享密钥,所以用户B可以确定信息M是由用户A所发出的,这种方法可以对信息来源进行认证,它在认证的同时对信息M也进行了加密,但是缺点是不能提供信息完整性的鉴别。通过引入单向HASH函数,可以解决信息完整性的鉴别问题,如图2所示 用户A首先对信息M求HASH值H(M),之后将H(M)加密成为m,然后将m。和M一起发送给B,用户B通过解密ml并对附于信息M之后的HASH值进行比较,比较两者是否一致。图2给出的信息认证方案可以实现信息来源和完整性的认证。基于私钥的信息认证的机制的优点是速度较快,缺点是通信双方A和B需要事先约定共享密钥KAB。 ②基于公钥体制的信息认证。基于公钥体制的信息认证技术主要利用数字签名和哈希函数来实现。假设用户A对信息M的HASH值H(M)的签名为SA(dA,H(m),其中dA为用户A的私钥),用户A将M//SA发送给用户B,用户B通过A的公钥在确认信息是否由A发出,并通过计算HSAH值来对信息M进行完整性鉴别。如果传输的信息需要报名,则用户A和B可通过密钥分配中心获得一个共享密钥KAB,A将信息签名和加密后再传送给B,如图3所示。由图3可知,只有用户A和B拥有共享密钥KAB,B才能确信信息来源的可靠性和完整性。 访问控制是通过一个参考监视器来进行的,当用户对系统内目标进行访问时,参考监视器边查看授权数据库,以确定准备进行操作的用户是否确实得到了可进行此项操作的许可。而数据库的授权则是一个安全管理器负责管理和维护的,管理器以阻止的安全策略为基准来设置这些授权。 ③防火墙技术。防火墙是目前用得最广泛的一种安全技术,是一种由计算机硬件和软件的组合。它使互联网与内部网之间建立起一个安全网关,可以过滤进出网络的数据包、管理进出网络的访问行为、对某些禁止的访问行为、记录通过防火墙的信息内容和活动及对网络攻击进行检测和告警等。防火墙的应用可以有效的减少黑客的入侵及攻击,它限制外部对系统资源的非授权访问,也限制内部对外部的非授权访问,同时还限制内部系统之间,特别是安全级别低的系统对安全级别高的系统的非授权访问,为电子商务的施展提供一个相对更安全的平台,具体表现如下: ①防火墙可以强化网络安全策略。通过以防火墙为中心的安全方案配置,能将所有安全软件配置在防火墙上。与将网络安全问题分散到各个主机上相比,防火墙的集中安全管理更经济。例如在网络访问时,一次一密口令系统和其它的身份认证系统完全可以不必分散在各个主机上,而集中在防火墙身上。 ②对网络存取和访问进行监控审计。如果所有的访问都经过防火墙,那么,防火墙就能记录下这些访问并作日志记录,同时也能提供网络使用情况的统计数据。当发生可疑动作时,防火墙能进行适当的报警,并提供网络是否受到监测和攻击的详细信息。另外,收集一个网络的使用和误用情况也是非常重要的。首先的理由是可以清楚防火墙是否能够抵挡攻击者的探测和攻击,并且清楚防火墙的控制是否充足。而网络使用统计对网络需求分析和威胁分析等而言也是非常重要的。 ③防止内部信息的外泄。通过利用防火墙对内部网络的划分,可实现内部网重点网段的隔离,从而限制了局部重点或敏感网络安全问题对全局网络造成的影响。再者,隐私是内部网络非常关心的问题,一个内部网络中不引人注意的细节可能包含了有关安全的线索而引起外部攻击者的兴趣,甚至因此而暴露了内部网络的某些安全漏洞。使用防火墙就可以隐蔽那些透漏内部细节如Finger,DNS等服务。Finger显示了主机的所有用户的注册名、真名,最后登录时间和使用shell类型等。但是Finger显示的信息非常容易被攻击者所获悉。攻击者可以知道一个系统使用的频繁程度,这个系统是否有用户正在连线上网,这个系统是否在被攻击时引起注意等等。防火墙可以同样阻塞有关内部网络中的DNS信息,这样台主机的域名和IP地址就不会被外界所了解。 ④网络安全协议。网络协议是网络上所有设备之间通信规则的集合。在网络的各层中存在着许多协议,网络安全协议就是在协议中采用了加密技术、认证技术等保证信息安全交换的安全网络协议。 目前,Intemet上对七层网络模型的每一层都已提出了相应的加密协议,在所有的这些协议中,会话层的SSL和应用层的SET与电子商务的应用关系最为密切: ①ssL协议(SecureSocketsLayer)安全套接层协议。SSL使用对称加密来保证通信保密性,使用消息认证码(MAC)来保证数据完整性。SSL主要使用PKI在建立连接时对通信双方进行身份认证。SSL协议主要是使用公开密钥体制和X.509数字证书技术保护信息传输的机密性和完整性。它主要适用于点对点之间的信息传输,提供基于客户/服务器模式的安全标准,它在传输层和应用层之间嵌入一个子层,在建立连接过程中采用公开密钥,在会话过程中使用私人密钥。加密的类型和强度则在两端之间建立连接的过程中判断决定。SSL安全协议是国际上最早应用于电子商务的一种网络安全协议,至今仍然有很多网上商店使用。在传统的邮购活动中,客户首先寻找商品信息,然后汇款给商家,商家将商品寄给客户。这里,商家是可以信赖的,所以客户先付款给商家。在电子商务的开始阶段,商家也是担心客户购买后不付款,或使用过期的信用卡,因而希望银行给予认证。SSL安全协议正是在这种背景下产生的。所以,它运行的基点是商家对客户信息保密的承诺。显然,SSL协议无法完全协调各方间的安全传输和信任关系。 ②SET协议SecureElectronicTransaction)安全电子交易。为了克服SSL安全协议的缺点,实现更加完善的即时电子支付,SET协议应运而生。SET协议采用了双重签名技术对SET交易过程中消费者的支付信息和订单信息分别签名,使得商家看不到支付信息,只能接收用户的订单信息;而金融机构看不到交易内容,只能接收到用户支付信息和账户信息,从而充分保证了消费者帐户和定购信息的安全性。SET协议的重点就是确保商家和客户的身份认证和交易行为的不可否认性,其理论基础就是不可否认机制,采用的优秀技术包括X.509电子证书标准,数字签名,报文摘要,双重签名等技术。SET协议使用数字证书对交易各方的合法性进行验证,通过数字证书的验证,可以确保交易中的商家和客户都是合法的、可信赖的。 信息安全技术在电子商务中的应用非常广泛,并且起到了尤其重要的作用。 信息安全技术论文:税收信息化建设中信息安全技术论文 摘要:税收管理信息化是加强税收征管、实现依法治税的重要措施,也是降低税收成本和提高征管效率的技术保障。随着我国税收信息化的快速发展,税收信息化建设中的信息安全问题日益凸显,它已成为制约我国税收现代化的瓶颈。随着“科技兴税”和税收征管改革的全面实施,税收信息化有了长足的发展,税收信息化建设中的信息安全问题越来越重要。 关键词:税收信息化;信息状态安全;信息转移安全;信息安全技术 从三个方面来考虑:首先是信息状态安全,即税务系统安全,要防止税务系统中心的数据被攻击者破坏。税务系统要通过Internet对纳税人提供纳税便利,必须以一定的方式将它的数据中心开放,这对税务系统本身带来了很大的风险。其次是信息转移安全,即服务安全,如纳税人识别号、口令、纳税金额等在传输中不被冒用、泄露和篡改。再次是安全管理制度,即使用安全,保证税务人员正确、安全的使用。本文主要针对以上前两个方面也就是信息安全技术进行研究。 一、信息状态安全技术 信息状态安全主要包括系统主机服务器安全、操作系统安全和数据库安全三个方面。 (一)系统主机服务器安全(ServerSecurity) 服务器是存储数据、处理请求的优秀,因此服务器的安全性尤为重要。服务器的安全性主要涉及到服务器硬件设备自身的安全性防护,对非法接触服务器配件具有一定的保护措施,比如加锁或密码开关设置等;同时,服务器需要支持大数据量及多线程存储矩阵以满足大数据量访问的实时性和稳定性,不会因为大量的访问导致服务器崩溃;服务器要能够支持基于硬件的磁盘阵列功能,支持磁盘及磁带的系统、数据备份功能,使得安装在服务器上的操作系统和数据库能够在灾难后得到备份恢复,保证服务器的不间断运行;服务器设备配件的高质量及运行可靠性也是服务器安全的非常重要的一个方面,这直接关系到服务器不间断运行的时间和网络数据访问的效率。 (二)操作系统安全(OperatingSystemSecurity) 设置操作系统就像为构筑安全防范体系打好“地基”。 1.自主访问控制(DiscretionaryAccessControl,DAC)。自主访问控制是基于对主体(Subject)或主体所属的主体组的识别来限制对客体(Object)的访问。为实现完备的自主访问控制,由访问控制矩阵提供的信息必须以某种形式保存在税务操作系统中。访问控制矩阵中的每行表示一个主体,每列表示一个受保护的客体,矩阵中的元素表示主体可对客体的访问模式。以基于行的自主访问控制方法为例。它是在每个主体上都附加一个该主体可访问的客体的明细表,根据表中信息的不同可分为三种形式:(1)权力表(CapabilitiesList),它决定是否可对客体进行访问以及可进行何种模式的访问。(2)前缀表(PrefixList),它包括受保护客体名以及主体对客体的访问权。(3)口令(Password),主体对客体进行访问前,必须向税务操作系统提供该客体的口令。对于口令的使用,建议实行相互制约式的双人共管系统口令。 2.强制访问控制(MandatoryAccessControl,MAC)。鉴于自主访问控制不能有效的抵抗计算机病毒的攻击,这就需要利用强制访问控制来采取更强有力的访问控制手段。在强制访问控制中,税务系统对主体和客体都分配一个特殊的一般不能更改的安全属性,系统通过比较主体与客体的安全属性来决定一个主体是否能够访问某个客体。税务系统一般可采取两种强制措施:(1)限制访问控制的灵活性。用户修改访问控制信息的唯一途径是请求一个特权系统的功能调用,该功能依据用户终端输入的信息而不是靠另一个程序提供的信息来修改访问控制信息。在确信用户自己不会泄露文件的前提下,用这种方法可以消除偷改访问控制信息的计算机病毒的威胁。(2)限制编程。鉴于税务系统仅需要进行事务处理,不需要任何编程的能力,可将用于应用开发的计算机系统分离出去,完全消除用户的编程能力。 3.安全核技术(SecurityKernelTechnology)。安全核是构造高度安全的操作系统最常用的技术。该技术的理论基础是:将与安全有关的软件隔离在操作系统的一个可信核内,而操作系统的大部分软件无须负责系统安全。税务系统安全核技术要满足三个原则:(1)完备性(Completeness),要求使主体必须通过引进监控器才能对客体进行访问操作,并使硬件支持基于安全核的系统。(2)隔离性(Isolation),要求将安全核与外部系统很好的隔离起来,以防止进程对安全核的非法修改。(3)可验证性(Verifiability),要求无论采用什么方法构造安全核,都必须保证对它的正确性可以进行某种验证。 其他常见措施还有:信息加密、数字签名、审计等,这些技术方法在数据库安全等方面也可广泛应用,我们将在下面介绍。 (三)数据库安全(DatabaseSecurity) 数据库是信息化及很多应用系统的优秀,其安全在整个信息系统中是最为关键的一环,所有的安全措施都是为了最终的数据库上的数据的安全性。另外,根据税务网络信息系统中各种不同应用系统对各种机密、非机密信息访问权限的要求,数据库需要提供安全性控制的层次结构和有效的安全性控制策略。 数据库的安全性主要是依靠分层解决的,它的安全措施也是一级一级层层设置的,真正做到了层层设防。第一层应该是注册和用户许可,保护对服务器的基本存取;第二层是存取控制,对不同用户设定不同的权限,使数据库得到最大限度的保护;第三层是增加限制数据存取的视图和存储过程,在数据库与用户之间建立一道屏障。基于上述数据库层次结构的安全体系,税务网络信息系统需要设置对机密和非机密数据的访问控制:(1)验证(Authentication),保证只有授权的合法用户才能注册和访问;(2)授权(Authorization),对不同的用户访问数据库授予不同的权限;(3)审计(Auditing),对涉及数据库安全的操作做一个完整的记录,以备有违反数据库安全规则的事件发生后能够有效追查,再结合以报警(Alert)功能,将达到更好的效果。还可以使用数据库本身提供的视图和存储过程对数据库中的其他对象进行权限设定,这样用户只能取得对视图和存储过程的授权,而无法访问底层表。视图可以限制底层表的可见列,从而限制用户能查询的数据列的种类。二、信息转移安全技术 信息转移安全即网络安全。为了达到保证网络系统安全性的目的,安全系统应具有身份认证(IdentificationandAuthentication);访问控制(AccessControl);可记账性(Accountability);对象重用(ObjectReuse);精确性(Accuracy);服务可用性(AvailabilityofServices)等功能。 1.防火墙技术(FirewallTechnology) 为保证信息安全,防止税务系统数据受到破坏,常用防火墙来阻挡外界对税务局数据中心的非法入侵。所谓防火墙,是一类防范措施的总称,是指在受保护的企业内联网与对公众开放的网络(如Internet)之间设立一道屏障,对所有要进入内联网的信息进行分析或对访问用户进行认证,防止有害信息和来自外部的非法入侵进入受保护网,并且阻止内联网本身某个节点上发生的非法操作以及有害数据向外部扩散,从而保护内部系统的安全。防火墙的实质是实施过滤技术的软件防范措施。防火墙可以分为不同类型,最常见的有基于路由器的IP层防火墙和基于主机的应用层防火墙。两种防火墙各有千秋,IP层防火墙对用户透明性好,应用层防火墙具有更大的灵活性和安全性。实践中只要有资金许可,常常将两种防火墙结合使用,以互相补充,确保网络的安全。另外,还有专门用于过滤病毒的病毒防火墙,随时为用户查杀病毒,保护系统。 2.信息加密技术(InformationEncryptionTechnology) 信息加密包括密码设计、密码分析、密钥管理、验证等内容。利用加密技术可以把某些重要信息或数据从明文形式转换成密文形式,经过线路传送,到达目的端用户再把密文还原成明文。对数据进行加密是防止信息泄露的有效手段。适当的增加密钥的长度和更先进的密钥算法,可以使破译的难度大大增加。具体有两种加密方式:(1)私钥加密体制(Secret-keyCryptography),即加密与解密时使用相同的密码。私钥加密体制包括分组密码和序列密码两种。分组密码把明文符号按固定大小进行分组,然后逐组加密。而序列密码把明文符号立即转换为密文符号,运算速度更快,安全性更高。(2)公钥加密体制(Public-keyCryptography),其加密密钥与解密密钥分为两个不同的密钥,一个用于对信息的加密,另一个用于对已加密信息的解密。这两个密钥是一对互相依赖的密钥。 在传输过程中,只有税务系统和认证中心(AuthenticationCenter,AC)才有税务系统的公开密钥,只有纳税人和认证中心才有纳税人的公开密钥,在这种情况下,即使其他人得到了经过加密后双方的私有密钥,也因为无法进行解密而保证了私有密钥的重要性,从而保证了传输文件的安全性。 3.信息认证技术(InformationAuthenticationTechnology) 数字签名技术(DigitalSignatureTechnology)。数字签名可以证实信息发送者的身份以及信息的真实性,它具备不可伪造性、真实性、不可更改性和不可重复性四大特征。数字签名是通过密码算法对数据进行加密、解密交换实现的,其主要方式是:信息发送方首先通过运行散列函数,生成一个欲发送报文的信息摘要,然后用所持有的私钥对这个信息的摘要进行加密以形成发送方的数字签名,这个数字签名将作为报文的附件和报文一起发送给报文的接收方。接收方在接收到信息后,首先运行和发送方相同的散列函数生成接收报文的信息摘要,然后再用发送方的公开密钥对报文所附的数字签名进行解密,产生原始报文的信息摘要,通过比较两个信息摘要是否相同就可以确认发送方和报文的正确性。 完整性认证(IntegrityAuthentication)。完整性认证能够使既定的接收者检验接收到的信息是否真实。常用的方法是:信息发送者在信息中加入一个认证码,经加密后发送给接收者检验,接收者利用约定的算法对解密后的信息进行运算,将得到的认证码与收到的认证码进行比较,若两者相等,则接收,否则拒绝接收。 4.防病毒技术(Anti-virusTechnology) 病毒防范是计算机安全中最常见也是最容易被忽视的一环。我们建议采用由单机防毒和网络防毒同时使用的这种防病毒措施,来最大限度地加强网络端到端的防病毒架构,再加上防病毒制度与措施,就构成了一套完整的防病毒体系。 信息安全技术论文:信息安全技术研究论文 摘要:税收管理信息化是加强税收征管、实现依法治税的重要措施,也是降低税收成本和提高征管效率的技术保障。随着我国税收信息化的快速发展,税收信息化建设中的信息安全问题日益凸显,它已成为制约我国税收现代化的瓶颈。随着“科技兴税”和税收征管改革的全面实施,税收信息化有了长足的发展,税收信息化建设中的信息安全问题越来越重要。 关键词:税收信息化;信息状态安全;信息转移安全;信息安全技术 从三个方面来考虑:首先是信息状态安全,即税务系统安全,要防止税务系统中心的数据被攻击者破坏。税务系统要通过Internet对纳税人提供纳税便利,必须以一定的方式将它的数据中心开放,这对税务系统本身带来了很大的风险。其次是信息转移安全,即服务安全,如纳税人识别号、口令、纳税金额等在传输中不被冒用、泄露和篡改。再次是安全管理制度,即使用安全,保证税务人员正确、安全的使用。本文主要针对以上前两个方面也就是信息安全技术进行研究。 一、信息状态安全技术 信息状态安全主要包括系统主机服务器安全、操作系统安全和数据库安全三个方面。 (一)系统主机服务器安全(ServerSecurity) 服务器是存储数据、处理请求的优秀,因此服务器的安全性尤为重要。服务器的安全性主要涉及到服务器硬件设备自身的安全性防护,对非法接触服务器配件具有一定的保护措施,比如加锁或密码开关设置等;同时,服务器需要支持大数据量及多线程存储矩阵以满足大数据量访问的实时性和稳定性,不会因为大量的访问导致服务器崩溃;服务器要能够支持基于硬件的磁盘阵列功能,支持磁盘及磁带的系统、数据备份功能,使得安装在服务器上的操作系统和数据库能够在灾难后得到备份恢复,保证服务器的不间断运行;服务器设备配件的高质量及运行可靠性也是服务器安全的非常重要的一个方面,这直接关系到服务器不间断运行的时间和网络数据访问的效率。 (二)操作系统安全(OperatingSystemSecurity) 设置操作系统就像为构筑安全防范体系打好“地基”。 1.自主访问控制(DiscretionaryAccessControl,DAC)。自主访问控制是基于对主体(Subject)或主体所属的主体组的识别来限制对客体(Object)的访问。为实现完备的自主访问控制,由访问控制矩阵提供的信息必须以某种形式保存在税务操作系统中。访问控制矩阵中的每行表示一个主体,每列表示一个受保护的客体,矩阵中的元素表示主体可对客体的访问模式。以基于行的自主访问控制方法为例。它是在每个主体上都附加一个该主体可访问的客体的明细表,根据表中信息的不同可分为三种形式:(1)权力表(CapabilitiesList),它决定是否可对客体进行访问以及可进行何种模式的访问。(2)前缀表(PrefixList),它包括受保护客体名以及主体对客体的访问权。(3)口令(Password),主体对客体进行访问前,必须向税务操作系统提供该客体的口令。对于口令的使用,建议实行相互制约式的双人共管系统口令。 2.强制访问控制(MandatoryAccessControl,MAC)。鉴于自主访问控制不能有效的抵抗计算机病毒的攻击,这就需要利用强制访问控制来采取更强有力的访问控制手段。在强制访问控制中,税务系统对主体和客体都分配一个特殊的一般不能更改的安全属性,系统通过比较主体与客体的安全属性来决定一个主体是否能够访问某个客体。税务系统一般可采取两种强制措施:(1)限制访问控制的灵活性。用户修改访问控制信息的唯一途径是请求一个特权系统的功能调用,该功能依据用户终端输入的信息而不是靠另一个程序提供的信息来修改访问控制信息。在确信用户自己不会泄露文件的前提下,用这种方法可以消除偷改访问控制信息的计算机病毒的威胁。(2)限制编程。鉴于税务系统仅需要进行事务处理,不需要任何编程的能力,可将用于应用开发的计算机系统分离出去,完全消除用户的编程能力。 3.安全核技术(SecurityKernelTechnology)。安全核是构造高度安全的操作系统最常用的技术。该技术的理论基础是:将与安全有关的软件隔离在操作系统的一个可信核内,而操作系统的大部分软件无须负责系统安全。税务系统安全核技术要满足三个原则:(1)完备性(Completeness),要求使主体必须通过引进监控器才能对客体进行访问操作,并使硬件支持基于安全核的系统。(2)隔离性(Isolation),要求将安全核与外部系统很好的隔离起来,以防止进程对安全核的非法修改。(3)可验证性(Verifiability),要求无论采用什么方法构造安全核,都必须保证对它的正确性可以进行某种验证。 其他常见措施还有:信息加密、数字签名、审计等,这些技术方法在数据库安全等方面也可广泛应用,我们将在下面介绍。 (三)数据库安全(DatabaseSecurity) 数据库是信息化及很多应用系统的优秀,其安全在整个信息系统中是最为关键的一环,所有的安全措施都是为了最终的数据库上的数据的安全性。另外,根据税务网络信息系统中各种不同应用系统对各种机密、非机密信息访问权限的要求,数据库需要提供安全性控制的层次结构和有效的安全性控制策略。 数据库的安全性主要是依靠分层解决的,它的安全措施也是一级一级层层设置的,真正做到了层层设防。第一层应该是注册和用户许可,保护对服务器的基本存取;第二层是存取控制,对不同用户设定不同的权限,使数据库得到最大限度的保护;第三层是增加限制数据存取的视图和存储过程,在数据库与用户之间建立一道屏障。基于上述数据库层次结构的安全体系,税务网络信息系统需要设置对机密和非机密数据的访问控制:(1)验证(Authentication),保证只有授权的合法用户才能注册和访问;(2)授权(Authorization),对不同的用户访问数据库授予不同的权限;(3)审计(Auditing),对涉及数据库安全的操作做一个完整的记录,以备有违反数据库安全规则的事件发生后能够有效追查,再结合以报警(Alert)功能,将达到更好的效果。还可以使用数据库本身提供的视图和存储过程对数据库中的其他对象进行权限设定,这样用户只能取得对视图和存储过程的授权,而无法访问底层表。视图可以限制底层表的可见列,从而限制用户能查询的数据列的种类。 二、信息转移安全技术 信息转移安全即网络安全。为了达到保证网络系统安全性的目的,安全系统应具有身份认证(IdentificationandAuthentication);访问控制(AccessControl);可记账性(Accountability);对象重用(ObjectReuse);精确性(Accuracy);服务可用性(AvailabilityofServices)等功能。 1.防火墙技术(FirewallTechnology) 为保证信息安全,防止税务系统数据受到破坏,常用防火墙来阻挡外界对税务局数据中心的非法入侵。所谓防火墙,是一类防范措施的总称,是指在受保护的企业内联网与对公众开放的网络(如Internet)之间设立一道屏障,对所有要进入内联网的信息进行分析或对访问用户进行认证,防止有害信息和来自外部的非法入侵进入受保护网,并且阻止内联网本身某个节点上发生的非法操作以及有害数据向外部扩散,从而保护内部系统的安全。防火墙的实质是实施过滤技术的软件防范措施。防火墙可以分为不同类型,最常见的有基于路由器的IP层防火墙和基于主机的应用层防火墙。两种防火墙各有千秋,IP层防火墙对用户透明性好,应用层防火墙具有更大的灵活性和安全性。实践中只要有资金许可,常常将两种防火墙结合使用,以互相补充,确保网络的安全。另外,还有专门用于过滤病毒的病毒防火墙,随时为用户查杀病毒,保护系统。 2.信息加密技术(InformationEncryptionTechnology) 信息加密包括密码设计、密码分析、密钥管理、验证等内容。利用加密技术可以把某些重要信息或数据从明文形式转换成密文形式,经过线路传送,到达目的端用户再把密文还原成明文。对数据进行加密是防止信息泄露的有效手段。适当的增加密钥的长度和更先进的密钥算法,可以使破译的难度大大增加。具体有两种加密方式:(1)私钥加密体制(Secret-keyCryptography),即加密与解密时使用相同的密码。私钥加密体制包括分组密码和序列密码两种。分组密码把明文符号按固定大小进行分组,然后逐组加密。而序列密码把明文符号立即转换为密文符号,运算速度更快,安全性更高。(2)公钥加密体制(Public-keyCryptography),其加密密钥与解密密钥分为两个不同的密钥,一个用于对信息的加密,另一个用于对已加密信息的解密。这两个密钥是一对互相依赖的密钥。 在传输过程中,只有税务系统和认证中心(AuthenticationCenter,AC)才有税务系统的公开密钥,只有纳税人和认证中心才有纳税人的公开密钥,在这种情况下,即使其他人得到了经过加密后双方的私有密钥,也因为无法进行解密而保证了私有密钥的重要性,从而保证了传输文件的安全性。 3.信息认证技术(InformationAuthenticationTechnology) 数字签名技术(DigitalSignatureTechnology)。数字签名可以证实信息发送者的身份以及信息的真实性,它具备不可伪造性、真实性、不可更改性和不可重复性四大特征。数字签名是通过密码算法对数据进行加密、解密交换实现的,其主要方式是:信息发送方首先通过运行散列函数,生成一个欲发送报文的信息摘要,然后用所持有的私钥对这个信息的摘要进行加密以形成发送方的数字签名,这个数字签名将作为报文的附件和报文一起发送给报文的接收方。接收方在接收到信息后,首先运行和发送方相同的散列函数生成接收报文的信息摘要,然后再用发送方的公开密钥对报文所附的数字签名进行解密,产生原始报文的信息摘要,通过比较两个信息摘要是否相同就可以确认发送方和报文的正确性。 完整性认证(IntegrityAuthentication)。完整性认证能够使既定的接收者检验接收到的信息是否真实。常用的方法是:信息发送者在信息中加入一个认证码,经加密后发送给接收者检验,接收者利用约定的算法对解密后的信息进行运算,将得到的认证码与收到的认证码进行比较,若两者相等,则接收,否则拒绝接收。 4.防病毒技术(Anti-virusTechnology) 病毒防范是计算机安全中最常见也是最容易被忽视的一环。我们建议采用由单机防毒和网络防毒同时使用的这种防病毒措施,来最大限度地加强网络端到端的防病毒架构,再加上防病毒制度与措施,就构成了一套完整的防病毒体系。 信息安全技术论文:网络信息安全技术优化和防范 当今社会在计算机网络技术广泛应用于人们的日常与工作中的同时,信息安全问题也越发突显化,人们对于信息保护的重视度正在逐渐增强,如果始终无法采取科学有效的防范措施对网络信息实行全面保障,那么则会带来极为严重的后果。由此可见,加强对网络信息的安全技术优化及科学防范措施相关问题的分析探究,具有极为重要的意义。 1网络信息安全技术优化措施 1.1防病毒入侵技术首先需做的是,加强对网络信息存取的控制度,以此帮助避免违法用户在进入网络系统之后,采用篡改口令的方式来实现身份认证。与此同时,还需注意针对用户类型的不同,对其设置相应的信息存取权限,以免出现越权问题。其次,需注意采用一套安全可靠的杀毒和防木马软件,以此实现对网络病毒和木马的全面清除,且还可对网络用户的具体操作进行监控,从而全面确保网络进行安全。最后需做的是,针对局域网入口,需进一步加强监控,因为网络病毒进入计算机系统的主要渠道为局域网。所以需尽可能地采用云终端,尽量减少超级用户设置,对系统中的重要程序采用只读设置,以此帮助全面避免病毒入侵。 1.2信息加密技术此项技术主要是指对网络中的传输信息做加密处理,在达到防范目的之后,再对其做解密处理,将其还原为原始信息的一种信息安全技术。在此项技术应用中,可全面确保传输文件、信息、口令及数据的安全可靠。此项技术主要的加密方式有:节点加密、链路加密及端点加密。其中节点加密主要的保障安全对象为:源节点至目的节点信息。而端点加密主要的保障安全对象为:源端用户至目的端的信息。链路加密主要的保障安全对象为:网络各节点间的链路信息。整个信息加密技术的设计优秀主要为加密算法,可被分为对称及非对称的密钥加密法。 1.3防火墙技术在用户正式连接至Internet网络中后,防火墙技术内部会出现一个安全保护屏障,对网络用户的所处环境安全性进行检测及提升,对来源不详的信息做过滤筛选处理,以此帮助更好地减小网络运行风险。只有一些符合防火墙策略的网络信息方可通过防火墙检验,以此确保用户连接网络时,整个网络环境的安全性。将防火墙作为重点安全配置,还可对整个网络系统之内的安全软件做身份验证、审查核对处理。整体而言,防火墙技术的应用可以说是计算机系统自带的有效防护屏障。 1.4访问控制技术此项技术的应用可对信息系统资源实行全面保护,其主要组成部分为:主体、客体及授权访问。其中主体是指主动实体,可对客体实行访问,可为用户、终端、主机等。而客体即为一个被动实体,客体会受到一定程度上的限制,客体可为字段、记录、程序、文件等。授权访问则是指:主体访问客体的允许。无论是对主体还是客体而言,授权访问均为给定。访问控制技术主要分为三种,自主访问、强制访问、基于角色访问。 1.5报文鉴别在面对被动信息安全攻击时,可采用前文所述的加密技术。而对于主动信息安全攻击,则需要运用报文鉴别技术。此技术的应用主要是为了对信息数据传输中的截获篡改问题予以妥善解决,科学判定报文完整性。报文鉴别技术的应用全程是:报文发送方在发送报文信息之间,对其做哈希函数计算处理,进而得到一个定长报文摘要,对此摘要做加密处理,并放置于报文尾端,将其与报文一同发送。而接收方在接收到报文之后,对加密摘要做解密处理,并对报文运用哈希函数做运算处理,将所得到的摘要与接收到的解密摘要进行对比。如果两者信息一致,那么则表明,在报文信息传输中,未受到篡改,反之亦然。 2网络信息安全防范措施 2.1增强管理人员网络用户安全意识网络信息管理人员在日常工作中需注意加强自身的责任与安全意识,积极构建起一个完善化的安全管理体系,对网络操作做严格规范处理,加强安全建设,全面确保网络安全运行。与此同时,网络用户还需注意加强安全意识,依照网络设置权限,运用正确口令,避免违法入侵者窃取用户的账号、密码信息,进一步加强网络信息安全设置。 2.2加强网络监控评估,建立专业管理团队对于计算机网络的安全管理,首先需做的便是采用先进化的网络安全技术,另外需做的便是积极建立起专业化的网络管理、评估人员。专业网络信息管理团队的建立,可帮助有效防范黑客攻击,监控网络运行全程,评估是否存在非法攻击行为,对网络运行机制做科学健全完善化处理,全面提升网络安全稳定性。 2.3安全检查网络设备网络管理人员,需注意在日常工作中对各网络设备做全面安全检查,积极运用多种新兴现代化的软件工具对计算机网络端口实行检查,查看是否存在异常状况。一旦发现存在任何问题,便需对网络实行扫描杀毒处理。情况严重时,还需对网络端口做隔离处理。只有逐渐提升网络设备的安全可靠性,才可有效避免计算机网络受到外在攻击,保障用户安全。 2.4积极更新软件对计算机软件做积极更新处理,可帮助全面保障计算机不会受到来自外界网络的恶意侵袭,信息安全得以受到保护。另外,对计算机软件做更新处理,则可帮助保障软件抵抗病毒能力能够与病毒的日益变化相互适应。与此同时,还需注意的是,需对整个网络操作系统做实时的更新处理,从而促使计算机软件始终处于一个最新的操作系统之中,为网络信息安全提供全面保障。 3结语 在网络信息技术发展之中,加强对网络安全问题的关注,才可帮助实现对网络信息的全面安全防范,更好地保障个体、集体的信息资源,促使网络信息社会得以健康发展。所以,在今后的网络安全防范工作中,还需实行更进一步的探索研究,从采用多种安全技术;增强管理人员网络用户安全意识;加强网络监控评估,建立专业管理团队;安全检查网络设备;积极更新软件等多方面入手,全面保障网络信息的安全性。 信息安全技术论文:电子政务如何运用信息安全技术 一.一钻研违景与意义 一、钻研违景 电子政务是指政府在其管理以及服务职能中运用通讯网络以及计算机自动化等现代化信息高科技技术与高新理念,超出部门隔离以及时空的制约,促使政府工功课务以及机构组织整合优化,建造公平公正、廉正高效的政府运行模式,到达系统综合地向社会民众提供高效优质、相符国际水平的管理与服务[一]。从广义的角度上说,电子政务其实是1个系统工程,它的内容10分广泛,国内外有着不同的内容规范。依据我国政府所计划的项目来看,电子政务主要包含这样几个方面:政府间的电子政务(G二G):政府与企业间电子政务(G二B);政府与社会民众间的电子政务(G二C)。跟着当代政府改革运动的展开以及现代社会信息化的加速,电子政务是信息社会管理发展的1种趋势,政府是全社会中最大的信息具有者以及最大的信息技术的用户,有效地应用信息技术,通过树立1个真正有效的、可伸缩的电子政务系统,可以匡助政府向更为勤政、精简、廉正以及高效的方向发展。在各国踊跃提倡的“信息高速公路”规划中,电子政务建设被列在第1位,成为世界各国的关注焦点。许多国家有远见的政府或者领导人都把施行电子政务作为创立高效政府管理的首要举措,特别是1些发达国家凭仗其信息技术以及人力资源等方面的优势,鼎力发展电子政务建设,其目的是要在国际政治、经济竞争中进1步获得主导地位。发展中国家只有踊跃吸取他们的经验教训,同时结合自己的实际,加大电子政务建设的力度,加快建设高效政府,才能在信息时期发展中迎头遇上。国家相干部门讲演显示,中国面临严重境外网络袭击要挟。 据了解,二0一二年境外约有七. 三万个木马或者僵尸网络节制服务器介入节制中国境内主机,同比增长五六. 九%,节制服务器介入节制中国境内一四一九. 七万余台主机;被篡改政府网站一八0二个,同比增长二一. 四%。国家某部门讲演显示,二0一二年中国网络基础设施运行整体安稳,但安全形势不容乐观。 不完整统计显示,全年有五0余个网站用户信息数据库在互联网上公然流传或者通过地下黑色产业链进行售卖,其中已经被证实确为真实信息的数据近五000万条。依据该部门提供的案例显示,中国网站被境外袭击10分频繁,主要体现在两个方面,1是网站被境外入侵篡改;2是网站被境外入侵并安插后门。中国网站遭遇来自境外的网络袭击也10分频繁。这些受控主机因被黑客远程操控,1方面会致使用户计算机上存储信息被盗取,另外一方面则可能成为黑客借以向别人发动袭击的跳板。大量遭到集中节制的主机还可能形成僵尸网络,成为黑客发动大范围网络袭击的工具以及平台。这些事件若产生在电子政务上,将会给电子政务系统带来严重危害,而电子政务信息安全瓜葛到国家的安全、社会的不乱,触及到国家与政府的形象,在现代社会电子政务系统盘踞着极为首要的地位,它具有极为i贵的各种资源,如果它被袭击胜利,后果将不堪假想,所以它极易成为背法犯法份子及各种利益团体的袭击目标,必然会见对于各种成心无心的损坏、袭击。电子政务安全问题是电子政务建设中的极为症结的问题,如果解决不好,必将影响到电子政务的构建。 如何既保障电子政务信息安全的条件下又提高政府部门的办事质量以及效力成为当今钻研的热门问题。电子政务系统树立在互联网基础平台上,包括政务外网、内网以及门户网。而互联网是有良多缺点的全世界网络,本身的安全风险隐患良多,使在互联网上幵展的电子政务利用面临着严峻的挑战。信息安全主要是采用各种措施,保证信息的秘要性、完全性、1致性以及不可否认性等。信息安全技术广泛利用于电子政务,规范了政务处理的流程,加快了信息活动,提高了政务处理效力,给政务工作方式带来了全新的变化二、钻研意义电子政务建设是国家信息化的龙头工程,是实现政府信息化的主要手腕,已经成为世界性潮流以及全世界化发展趋势,不管是发达国家、仍是发展中国家为在国际政治经济竞争中获得1席之地,都在踊跃推进电子政务建设。 我国的电子政务的建设,将有益于政府建立形象、精简人员与机构、提高办事效力、进行迅速有力的科学决策等,对于于国家的经济繁华以及社会进步有着深远的意义。电子政务系统的信息安全是指1个国家的政府信息资源不受外来的损害与要挟,信息资源不被故意的或者偶然的非法授权泄露、更改,避免信息被非法入侵者辨识、盗取、节制、应用等。信息安全成为如今政府信息化中的症结问题。安全问题是电子政务建设中的重中之重。可以说,信息安全在必定意义上触及到政治、社会、经济、军事、文化、生态文明等的安全。信息安全包含:存储传输、系统风险管理、审计跟踪、备份与恢复、应急响应等方面的安全内容。 总结与瞻望 电子政务系统安全部系的安全建设是1项雄伟的繁杂的系统工程,本文重点钻研并利用了信息安全技术及其相干理论,融入了管理学、数理几率理论、法律学、经济学、计算机网络技术、密码学以及安全工程、决策理论以及博弈学、通讯与信息工程学等知识,从多角度对于电子政务系统安全部系进行了设计构建。本文的主要工作包含下列方面: 一、钻研分析了电子政务系统的安全现状与安全问题,钻研了信息安全技术及理论,针对于电子政务系统的安全隐患问题,分析了电子政务系统的安全需求,分析设计了电子政务系统的安全部系。具体设计了它的电子政务安全法律法规、安全基础装备与设施、信息安全技术、安全管理、安全应急响应系统5个组成部份。 二、 针对于电子政务的具体的安全问题,利用信息安全技术,安全管理,应急响应等方面的知识理论,分别具体构建了电子政务系统安全部系的5个部份的机制或者措施方案。使患上电子政务系统的安全性患上到了首要保障。 信息安全技术论文:浅论计算机网络信息安全技术 [论文关键词]Web Services 网络完全 技术 [论文摘要]为了满足日益增长的需求,人们提出了基于XML的Web服务。它的主要目标是在现有的各种异构平台的基础上构建一个通用的与平台无关、语言无关的技术层,各种平台上的应用依靠这个技术层来实现彼此的连接和集成,Web Services的优秀技术主要是XML技术、SOAP技术、WSDL及UDDI等。本文对此进行了探讨。 1 XML技术 近年来,XML已成为数据表示和数据交换的一种新标准。其基本思想是数据的语义通过数据元素的标记来表达,数据元素之间关系通过简单的嵌套和引用来表示。若所有web服务器和应用程序将它们的数据以XML编码并到Internet,则信息可以很快地以一种简单、可用的格式获得,信息提供者之间也易于互操作。XML一推出就被广泛地采用,并且得到越来越多的数据库及软件开发商的支持。总体讲来,XML具有自描述性、独立于平台和应用、半结构化、机器可处理的、可扩展性和广泛的支持等特点。因此,XML可被广泛应用于电子商务、不同数据源的集成、数据的多样显示等各个方面。XML描述了一个用来定义标记集的方法用于规定一个标记集,填入文本内容后,这些标记和纯文本一起构成了一个XML文档。一个良好的XML文档必须满足以下几条规则:(1)有一致良好定义的结构(2)属性需用引号引起来:(3)空白区域不能忽略:(4)每个开始标签必须要有一个与之对应的结束标签:(5)有且只有一个根元素包含其他所有的结点:(6)元素不能交叉重叠但可以包含:(7)注释和处理指令不能出现在标签中:(8)大小写敏感:(9)关键词“D0CTYPE”、“ELEMENT”、“ATTRIBUTE”和“ENTITY”要大写。为了说明特定的语法规则,XMLDTD(DocumentTypeDefination)采用了一系列正则式。语法分析器(或称解析器)将这些正则式与XML文件内部的数据模式相匹配,以判别文件是否是有效。一个DTD描述了标记语言的语法和词汇表,定义了文件的整体结构以及文件的语法。在Internet中,一个最重要的问题是如何实现数据的交互,即客户端和服务器端双向数据交流。当前所面对的是一个物理上分散的、异源、异构的数据环境,能方便地从这些数据中取得所需要的信息极为重要。XML满足这一要求,它可以将各种类型的数据转换成XML文档,然后对XML文档进行处理,之后,再将XML数据转换为某种方式存储的数据。XML的数据源多种多样,但主要分为三种:第一种为本身是纯文本的XML文档、TXT文件、DAT文件等第二种来自于数据库,如关系数据库、对象数据库等:第三种是其它的带有一定格式的应用数据,如邮件、图表、清单等。针对不同的数据源可以采用不同的技术进行转换。纯文本文档是最基本也是最简单的,它将数据存储于文本文件中,可以直接方便地读取数据。另外,XML文档也可以加上CSS、XSL等样式信息在浏览器中显示,或者通过DOM、SAX编程接口同其它应用相关联。第二种来源主要利用现有的比较成功的数据库资源,是对第一种资源的扩展,可以利用数据库管理系统对数据进行管理,并用服务器编程语言对数据进行动态存取,来实现各种动态应用。第三种数据源的转换可以利用微软提出的基于OLEDB的解决方案,从数据源直接导出XML文档。 2 SOAP技术 SOAP(simple ObjectAcCess PrOtOCO1,简单对象访问协议)是由Microsoft、IBM等共同提出的规范,目的是实现大量异构程序和平台之间的互操作,从而使存在的应用程序能够被用户访问。W3C的SOAP规范主要由SOAP封装、SOAP编码规则、SOAPRPC表示及SOAP绑定四方面的内容组成:(1)SOAP封装(SOAPEnvelop):构造了一个整体的SOAP消息表示框架,可用于表示消息的内容是什么、谁发送的、谁应当接收并处理它,以及处理操作是可选的还是必须的。信封包含了S0AP消息头部(可选)和SOAP消息体(必须)。消息体部分总是用于最终接收的消息,头部可以确定执行中间处理的目标节点。附件、二进制数字及其他项目均可以附加到消息体上。(2)SOAP编码规则(SOAPEncodingRules):定义了一个数据编码机制,通过这样一个编码机制来定义应用程序中需要使用的数据类型,并可用于交换由这些应用程序定义的数据类型所衍生的实例。(3)S0AP RPC表示(S0AP RPcRepresentation):定义了一个用于表示远程过程调用和响应的约定与HTTP相似,RPC使用请求/响应模型交换信息。使用SOAP调用远程方法的主要工作就是构造SOAP消息。SOAP请求消息代表方法调用,被发送给远程服务器,5OAP响应消息代表调用结果,返回给方法的调用者。(4)SOAP绑定(sOAPBinding):定义了一个使用底层协议来完成在节点间交换SOAP消息的机制。SOAP消息的传输依靠底层的传输协议,与传输层的协议都能进行绑定。SOAP采用了已经广泛使用的两个协议:HTTP和XML。HTTP用于实现SOAP的RPC风格的传输,而XML是它的编码模式。SOAP通讯协议使用HTTP来发送x扎格式的消息。HTTP与RPC的协议很相似,它简单、配置广泛,并且对防火墙比其它协议更容易发挥作用。HTTP请求一般由Web服务器来处理,但越来越多的应用服务器产品正在支持HTTP XML作为一个更好的网络数据表达方式,SOAP把XML的使用代码转化为请求/响应参数编码模式,并用HTTP作传输。具体的讲,一个SOAP方法可以简单地看作遵循SOAP编码规则的HTTP请求和响应。一个SOAP终端则可以看作一个基于HTTP的URL,它用来识别方法调用的目标。SOAP不需要将具体的对象绑定到一个给定的终端,而是由具体实现程序来决定怎样把对象终端标识符映像到服务器端的对象。 3 WSDL与UDDI技术 WSDL(WebServicesDescriptionLanguage,web服务描述语言)基于Ⅺ旺,将Web服务描述为一组对消息进行操作的服务访问点它抽象描述了操作和消息,并绑定到一个具体的网络协议和消息格式,定义了具体实施的服务访问点。WSDL包含服务接口定义和服务实现定义,服务接口是Web服务的抽象定义,包括类型、消息和端口类型等。服务实现定义描述了服务提供者如何实现特定的服务接口,包括服务定义和端口定义几乎所有在因特网上的Web服务都配有相关的WSDL文档,其中列举了该服务的功能,说明了服务在Web上的位置,并提供了使用它的命令。WSDL文档定义了Web服务功能发送和接收的消息种类,并规定了调用程序必须提供给Web服务的数据,以便该服务能够执行其任务。WSDL文档还提供了一些特定的技术信息,告诉应用程序如何通过HTTP或其他通信协议与Web服务进行连接和通信。用户想使用服务提供者所提供的服务,必须首先找到这个服务。UDDI(UniversalDescrip—ti012DiseoveryIntegration,统一描述发现集成)提供了一种、查找服务的方法,使得服务请求者可以在Internet巨大的信息空间中快速、方便地发现要调用的服务,并完成服务间的集成。UDDI是一个基于SOAP协议的、为Web服务提供信息注册中心的实现标准。同时也包含一组提供Web服务注册、发现和调用的访问协议。UDDI通过XML格式的目录条目将Web服务注册在UDDI中心的公共注册表内供其它用户查询和使用。UDDI目录条目包括三个部分:白页、黄页和绿页。白页提供一般信息,即Web服务的URL和提供者的名称、地址、联系方式等基本信息:黄页提供基于标准分类法的相关产业、产品或提供服务类型以及地域等的分类信息:绿页提供技术信息,它详细介绍了访问服务的接口,以便用户能够编写应用程序以使用Web服务,这是发现潜在Web服务的关键。同时,UDDI提供了基于XML的轻量级的数据描述和存储方式,服务的定义是通过一个称为类型模型的UDDI文档来完成的。UDDI本身就是一个Web服务,它通过一组基于SOAP的UDDI的API函数进行访问。其中查询API用来查询定位商业实体、服务、绑定等信息。API被用来在注册中心或者取消服务。 信息安全技术论文:电子商务中的信息安全技术及机制 摘要:电子商务(Electronic Commerce)是90年代初期在美国等发达国家兴起的一种新的企业经营方式,它是一种通过网络技术的应用,快速而有效地进行各种商务活动的全新方法。 关键词:电子商务;信息;安全 电子商务(Electronic Commerce)是90年代初期在美国等发达国家兴起的一种新的企业经营方式,它是一种通过网络技术的应用,快速而有效地进行各种商务活动的全新方法。传统的电子商务指人们通过计算机及计算机专用网络进行商贸活动,例如电子资金转帐、远程购物、电子合同、电子化海关进出口报关、电子化税务申报等等。如今, 电子商务的范围更加广泛。基于因特网上的电子商务不仅指基于Internet网上的交易,而且指所有利用Internet、Intranet技术来解决问题、降低成本、增加价值并创造新的商机的所有商务活动,包括从销售到市场运作以及信息管理筹备各个方面。因此,电子商务的对商业的影响越来越大。 然而,随着Internet的高速发展,其开放性、国际性和自由性在增加应用自由度的同时,也使安全成为一个日益重要的问题。这主要表现在:开放性的网络,导致网络的技术是全开放的,因而网络所面临的破坏和攻击也是多方面的,如何保护企业和个人的信息不被非法获取、盗用、篡改和破坏,已成为所有Internet参与者共同关心的重要问题。企业与消费者对电子交易安全的担忧已严重阻碍了电子商务的发展,为了消除这些顾虑,必须保证企业与消费者在进行电子商务时双方的利益不受侵害。 按照安全策略的要求及风险分析的结果,电子商务中的信息安全系统由以下几个方面组成: 物理安全、网络安全、信息安全。 物理安全是保护计算机网络设备、设施以及其它媒体免遭地震、水灾、火灾等环境事故以及人为操作失误或错误及各种计算机犯罪行为导致的破坏过程。 网络安全可以分成三类:系统安全,指主机和服务器的安全,主要包括反病毒、系统安全检测、入侵检测(监控) 和审计分析;网络运行安全,是指系统要具备必须的针对突发事件的应急措施,如数据的备份和恢复等等;局域网或子网的安全主要是访问控制和网络安全检测的问题。特别说明,各种黑客与防火墙主要属于网络安全的相关范畴。 信息安全涉及到信息传输的安全、信息存储的安全以及对网络传输信息内容的审计三方面,当然也包括对用户的鉴别和授权。这里主要对信息安全技术进行概括介绍。 在信息安全涉及到的几个方面中,为保障数据传输的安全,需采用数据传输加密技术、数据完整性鉴别技术;由于网络的开放性,为避免数据被截获,泄漏机密信息,重要的信息、文件等数据在网络上进行传输时都要按照一定算法进行加密。目前,主要的加密技术分为两类,即对称加密和非对称加密。对称密钥加密,又称私钥加密,即信息的发送方和接收方用一个密钥去加密和解密数据。它的最大优势是加/解密速度快,适合于对大数据量进行加密,但密钥管理困难。非对称密钥加密系统,又称公钥密钥加密。它需要使用一对密钥来分别完成加密和解密操作,一个公开,即公开密钥,另一个由用户自己秘密保存,即私用密钥。信息发送者用公开密钥去加密,而信息接收者则用私用密钥去解密。公钥机制灵活,但加密和解密速度却比对称密钥加密慢得多。数据完整性鉴别技术是确保信息完整性,采用的方法大多是收错重传、丢弃后续包的办法,主要有报文鉴别、校验和、消息完整性编码MIC(Message Integrity Code)。 为保证信息存储的安全,须保障数据库安全和终端安全;计算机信息系统中存储的信息主要包括纯粹的数据信息和各种功能文件信息两大类。对纯粹数据信息的安全保护,以数据库信息的保护最为典型。而对各种功能文件的保护,终端安全很重要。 信息内容审计,则是实时对进出内部网络的信息进行内容审计,以防止或追查可能的泄密行为(为了满足国家保密法的要求,在某些重要或涉密网络,应该安装使用此系统)。 对用户的鉴别是对网络中的主体进行验证的过程,通常有三种方法验证主体身份。一是只有该主体了解的秘密,如口令、密钥;二是主体携带的物品,如智能卡和令牌卡;三是只有该主体具有的独一无二的特征或能力,如指纹、声音、视网膜或签字等。 保护信息安全所采用的手段也称做安全机制。所有的安全机制都是针对某些安全攻击威胁而设计的,可以按不同的方式单独或组合使用。合理地使用安全机制会在有限的投入下最大地降低安全风险。 网络中所采用的安全机制主要有: 1.加密和隐藏机制:加密使信息改变,攻击者无法读懂信息的内容从而保护信息;而隐藏则是将有用的信息隐藏在其他信息中,使攻击者无法发现,不仅实现了信息的保密,也保护了通信本身。 2.认证机制:网络安全的基本机制,网络设备之间应互相认证对方身份,以保证正确的操作权力赋予和数据的存取控制。网络也必须认证用户的身份,以保证正确的用户进行正确的操作并进行正确的审计。 目前,数字证书认证机制在电子商务中的网上银行、网上证券、网上缴税、网上保险、网上购物、网上贸易、网上招投标、电子商务交易平台、安全电子邮件、期货交易和网上票务等B2B、B2C安全管理业务以及电子政务等各种领域得到了广泛的应用。数字证书是为了防止不法分子诈骗采用的强身份鉴别技术。可以避免密码或口令容易泄露或被攻破的缺点。 3.审计:防止内部犯罪和事故后调查取证的基础,通过对一些重要的事件进行记录,从而在系统发现错误或受到攻击时能定位错误和找到攻击成功的原因。审计信息应具有防止非法删除和修改的措施。加强制度和岗位以及内外的审计是非常重要的 4.权力控制和存取控制: 主机系统根据需要赋予不同的用户不同的执行权利。严格控制用户不能越权操作。 5.完整性保护: 用于防止非法篡改,利用密码理论的完整性保护能够很好地对付非法篡改。完整性的另一用途是提供不可抵赖服务,当信息源的完整性可以被验证却无法模仿时,收到信息的一方可以认定信息的发送者,数字签名就可以提供这种手段。 6.业务填充 无业务时发送干扰数据,即发送无用的随机数据。减少攻击者通过通信流量获得信息。增加密码通信的破译难度。 以上简要的介绍了电子商务中的信息安全技术及信息安全机制。电子商务正以其低成本、高效率、高质量正逐步被广大企业所接受。而电子商务的安全性问题一直是电子商务令人担心的方面和关注的焦点,也将成为电子商务全面推广的主要障碍。因此我们要不断改进电子商务中的信息安全技术,提高电子商务系统的安全性和可靠性,促进电子商务的蓬勃发展。 信息安全技术论文:论电子政务系统中的信息安全技术的应用研究 [论文关键词]信息安全技术 电子政务系统 网络安全 [论文摘要]应用信息安全技术提高电子政务系统的安全性是一个迫切需要解决的问题。本文首先剖析了电子政务系统信息安全方面存在的问题,其次研究了信息安全技术在电子政务系统中的应用,涉及到安全区域的有效划分、重要信息的有效控制以及系统VPN的台理设计等等,在一定程度上保证了电子政务系统的安全。 1引言 电子政务是提升一个国家或地区特别是城市综合竞争力的重要因素之一,电子政务系统中有众多的政府公文在流转,其中不乏重要情报,有的甚至涉及国家安全,这些信息通过网络传送时不能被窃听、泄密、篡改和伪造。如果电子政务网络安全得不到保障,电子政务的便利与效率便无从保证,对国家利益将带来严重威胁。因此,研究信息安全技术及其在电子政务系统中的应用具有重要的现实意义。 2电子政务系统信息安全存在的问题剖析 2.1网络安全方面的问题 电子政务网在建网初期都是按照双网模式来进行规划与建设,即电子政务内网和外网,内网作为信息内部信息和公文传输平台,开通政府系统的一些日常业务,外网通过路由汇聚加防火墙过滤接入主要向公众一些公共服务信息和政府互动平台。双网实现了物理隔离,建网初期往往只看重网络带来的便利与高效,但是并没有同步充分考虑安全问题,也没有对互联网平台的潜在安全威胁进行过全面综合的风险评估,网络安全建设严重滞后。网络安全方面的问题主要涉及到以下几个方面: (1)来自内部的恶意攻击这种攻击往往带有恶作剧的形式,虽然不会给信息安全带来什么大的危害,但对本单位正常的数据业务和敏感数据还是会带来一定的威胁。 (2)移动存储介质的交叉使用,对于电子内网PC来讲,把上互联网的PC上使用过的u盘,移动硬盘都不能在政务内网上使用。U盘病毒和“摆渡”间谍特马会把内网中的保密信息和敏感数据带到互联网上,回传给木马的制作者。并且,这种病毒还会在内网上传播,消耗系统资源,降低平台的新能,影响政务内网各种业务的正常流转。 (3)内网的身份认证和权限管理问题。防止内网一般用户越权管理数据库,服务器,和高权限的数据平台。 (4)内网中使用的带存储芯片的打印复印设备离开现场返公司维修问题。 (5)政务内网中使用的各种损坏移动存储介质的管理销毁问题。 以上各个网络环节管理不好都会给信息安全带来潜在的隐患,会造成国家重要机密的泄密。 2.2信息安全管理方面的问题 有些政府单位存在只重技术,不重管理的现象,没有认识到人是信息安全的关键,管理正是把人和技术结合起来,充分发挥安全技术保障能力的纽带。总体上说,我国网络安全管理与保卫工作是滞后的。许多部门内部没有从管理制度、人员和技术上建立相应的安全防范机制,缺乏行之有效的安全检查保护措施。内部人员拥有系统的一定的访问权限,可以轻易地绕过许多访问控制机制不少网络维护使用人员缺乏必要的网络安全意识和知识,有的不遵守安全保密规定,将内网直接或间接地与因特网连接,有的安全设施设备的配置不合理,访问控制不够严格,这些问题的存在直接带来了安全隐患。 3电子政务系统中的信息安全技术的应用掇讨 通常情况下,政务网建设将市、区县政务网连接在一起。为政府的内部办公和对外服务提供了极大的便利。本节针对以上提到的各种安全问题,探讨安全技术在政务系统中的具体应用。 3.1安全区域的有效划分 根据安全策略需要,安全域可以包括多级子域,相互关联的安全域也可以组成逻辑域。 电子政务网络域:网络基础设施层及其上层的安全保护功能的实现应由接入政务专网的用户系统负责实现。 电子政务业务处理域:电子政务业务处理域(简称“业务处理域”)包括那些在政务部门管理控制之下,用来承载电子政务业务系统的本地计算环境及其边界,以及电子政务信息系统的内部用户。业务处理域内主要包含相应政务部门的政务内网域、政务外网域和公众服务域,有些政务部门还有内部自成体系的独立业务域。每个子域都对应的本地计算环境和边界。政务内网域与政务外网域物理隔离,政务外网域与公众服务域逻辑隔离。 电子政务基础服务域:电子政务基础服务域主要包括为电子政务系统提供服务的信息安全基础设施信息安全基础设旌有:电子政务数字证书中心、信息安全测评中心、信息安全应急响应中心以及远程灾备中心等。 3.2重要信息的有效控制 电子政务系统的数据控制主要目的是阻止攻击者利用政务系统的管理主机作为跳板去攻击别的机器,但是只是尽量的减少,而不是杜绝这种行为。当然,针对政务内部网络任何的扫描、探测和连接管理主机是允许的,但是对从主机出去的扫描、探测、连接,网络安全系统却必须有条件的放行,如果发现出去的数据包有异常,那系统管理员必须加以制止。数据控制示意图如图3—1所示: 本文研究的政务系统的数据控制使用两层来进行数据控制:防火墙和信息检测系统(IDS)。 防火墙为了防止政务系统的管理主机被作为跳板攻击其它正常系统。我们必须对管理主机的外连接数进行控制,如只允许在一定的时一间内发送一定数量的数据包。防火墙的主要功能是:设定单向地址拦截或双向地址拦截,在单向地址拦截时,~方到另一方的资料访问被禁止,但反向的数据访问依然能正常进行,不会受到影响;采用先进的状态监测数据包过滤技术,不仅仅是依靠单个的IP包来过滤,而是对每一个对话和连接进行分析和监控,在系统中自动维护其当前状态,根据连接的状态来对IP包进行高效快速安全过滤;对管理主机的外出连接进行控制。当外出连接达到一定数量时,阻断以后的连接,防止管理主机被攻击者攻破后用来作为发起攻击的“跳板对所有出入系统的连接进行日志记录。 3.3系统VPN的合理设计 使用VPN,可以在电子政务系统所连接不同的政府部门之间建虚拟隧道,使得两个政务网之间的相互访问就像在一个专用网络中一样。使用lrPN,可以使政务网用户在外网就象在内网一样的访问政务专用网的资源。使用VPN,也可以实现政务网内特殊管理的需要。VPN的建立有三种方式:一种是Internet服务商(ISP)建设,对企业透明;第二种是政府部门自身建设,对ISP透明;第三种是ISP和政府部门共同建设。 在政务网的基础上建立VPN,第二种方案比较合适,即政府部门自身建设,对ISP透明。因为政务网是地理范围在政务网内的计算机网络,它有运行于Internet的公网IP地址,有自己的路由设备,有自己的网络管理和维护机构,对政务网络有很强的自主管理权和技术支持。所以,在政务网基础上建立VPN,完全可以不依赖于ISP,政府部门自身进行建设。这样可以有更大的自主性,也可以节省经费。 3.4其他信息安全技术的使用 此外,电子政务系统的安全性可以采用如下的措施加以保证:控制对网络设备的SNEP和telnet,在所有的骨干路由器上建立accesslist只对网管中心的地址段做permit,即通过网管中心的主机才能远程维护各骨干路由设备路由协议在不安全的端口上进行Passive防止不必要的路由泄露;将所有重要事件进行纪录通过日志输出:采用防火墙设备对政务局域网进行保护。 结语 总之,本文对基于互联网的电子政务系统存在的安全问题进行了深入的分析,在综合考虑成本和安全保障水平的基础上,运用信息安全技术,构建了一体化分防护安全保障体系。 信息安全技术论文:论信息安全技术在电子商务中的应用 论文关键词:电子商务 密码技术 安全协议 论文摘要:文章主要针对在电子商务应用中所经常使用到的几种信息安全技术作了系统的阐述,分析了各种技术在应用中的侧重点,强调了在电子商务应用中信息安全技术所具有的重要作用。 21世纪是知识经济时代,网络化、信息化是现代社会的一个重要特征。随着网络的不断普及,电子商务这种商务活动新模式已经逐渐改变了人们的经济、工作和生活方式,可是,电子商务的安全问题依然是制约人们进行电子商务交易的最大问题,因此,安全问题是电子商务的优秀问题,是实现和保证电子商务顺利进行的关键所在。 信息安全技术在电子商务应用中,最主要的是防止信息的完整性、保密性与可用性遭到破坏;主要使用到的有密码技术、信息认证和访问控制技术、防火墙技术等。 1密码技术 密码是信息安全的基础,现代密码学不仅用于解决信息的保密性,而且也用于解决信息的保密性、完整性和不可抵赖性等,密码技术是保护信息传输的最有效的手段。密码技术分类有多种标准,若以密钥为分类标准,可将密码系统分为对称密码体制(私钥密码体制)和非对称密码体制(公钥密码体制),他们的区别在于密钥的类型不同。 在对称密码体制下,加密密钥与解密密钥是相同的密钥在传输过程中需经过安全的密钥通道,由发送方传输到接收方。比较著名的对称密钥系统有美国的DES,欧洲的IDEA,Et本的RC4,RC5等。在非对称密码体制下加密密钥与解密密钥不同,加密密钥公开而解密密钥保密,并且几乎不可能由加密密钥导出解密密钥,也无须安全信道传输密钥,只需利用本地密钥的发生器产生解密密钥。比较著名的公钥密钥系统有RSA密码系统、椭圆曲线密码系统ECC等。 数字签名是一项专门的技术,也是实现电子交易安全的优秀技术之一,在实现身份认证、数据完整性、不可抵赖性等方面有重要的作用。尤其在电子银行、电子证券、电子商务等领域有重要的应用价值。数字签名的实现基础是加密技术,它使用的是公钥加密算法与散列函数一个数字签名的方案一般有两部分组成:数字签名算法和验证算法。数字签名主要的功能是保证信息传输的完整性、发送者身份的验证、防止交易中抵赖的发生。 2信息认证和访问控制技术 信息认证技术是网络信息安全技术的一个重要方面,用于保证通信双方的不可抵赖性和信息的完整性。在网络银行、电子商务应用中,交易双方应当能够确认是对方发送或接收了这些信息,同时接收方还能确认接收的信息是完整的,即在通信过程中没有被修改或替换。 ①基于私钥密码体制的认证。假设通信双方为A和B。A,B共享的密钥为KAB,M为A发送给B的信息。为防止信息M在传输信道被窃听,A将M加密后再传送,如图1所示 由于KAB为用户A和B的共享密钥,所以用户B可以确定信息M是由用户A所发出的,这种方法可以对信息来源进行认证,它在认证的同时对信息M也进行了加密,但是缺点是不能提供信息完整性的鉴别。通过引入单向HASH函数,可以解决信息完整性的鉴别问题,如图2所示 在图2中,用户A首先对信息M求HASH值H(M),之后将H(M)加密成为m,然后将m。和M一起发送给B,用户B通过解密ml并对附于信息M之后的HASH值进行比较,比较两者是否一致。图2给出的信息认证方案可以实现信息来源和完整性的认证。基于私钥的信息认证的机制的优点是速度较快,缺点是通信双方A和B需要事先约定共享密钥KAB。 ②基于公钥体制的信息认证。基于公钥体制的信息认证技术主要利用数字签名和哈希函数来实现。假设用户A对信息M的HASH值H(M)的签名为SA(dA,H(m),其中dA为用户A的私钥),用户A将M//SA发送给用户B,用户B通过A的公钥在确认信息是否由A发出,并通过计算HSAH值来对信息M进行完整性鉴别。如果传输的信息需要报名,则用户A和B可通过密钥分配中心获得一个共享密钥KAB,A将信息签名和加密后再传送给B,如图3所示。由图3可知,只有用户A和B拥有共享密钥KAB,B才能确信信息来源的可靠性和完整性。 访问控制是通过一个参考监视器来进行的,当用户 对系统内目标进行访问时,参考监视器边查看授权数据库,以确定准备进行操作的用户是否确实得到了可进行此项操作的许可。而数据库的授权则是一个安全管理器负责管理和维护的,管理器以阻止的安全策略为基准来设置这些授权。 ③防火墙技术。防火墙是目前用得最广泛的一种安全技术,是一种由计算机硬件和软件的组合。它使互联网与内部网之间建立起一个安全网关,可以过滤进出网络的数据包、管理进出网络的访问行为、对某些禁止的访问行为、记录通过防火墙的信息内容和活动及对网络攻击进行检测和告警等。防火墙的应用可以有效的减少黑客的入侵及攻击,它限制外部对系统资源的非授权访问,也限制内部对外部的非授权访问,同时还限制内部系统之间,特别是安全级别低的系统对安全级别高的系统的非授权访问,为电子商务的施展提供一个相对更安全的平台,具体表现如下: ①防火墙可以强化网络安全策略。通过以防火墙为中心的安全方案配置,能将所有安全软件配置在防火墙上。与将网络安全问题分散到各个主机上相比,防火墙的集中安全管理更经济。例如在网络访问时,一次一密口令系统和其它的身份认证系统完全可以不必分散在各个主机上,而集中在防火墙身上。 ②对网络存取和访问进行监控审计。如果所有的访问都经过防火墙,那么,防火墙就能记录下这些访问并作日志记录,同时也能提供网络使用情况的统计数据。当发生可疑动作时,防火墙能进行适当的报警,并提供网络是否受到监测和攻击的详细信息。另外,收集一个网络的使用和误用情况也是非常重要的。首先的理由是可以清楚防火墙是否能够抵挡攻击者的探测和攻击,并且清楚防火墙的控制是否充足。而网络使用统计对网络需求分析和威胁分析等而言也是非常重要的。 ③防止内部信息的外泄。通过利用防火墙对内部网络的划分,可实现内部网重点网段的隔离,从而限制了局部重点或敏感网络安全问题对全局网络造成的影响。再者,隐私是内部网络非常关心的问题,一个内部网络中不引人注意的细节可能包含了有关安全的线索而引起外部攻击者的兴趣,甚至因此而暴露了内部网络的某些安全漏洞。使用防火墙就可以隐蔽那些透漏内部细节如Finger,DNS等服务。Finger显示了主机的所有用户的注册名、真名,最后登录时间和使用shell类型等。但是Finger显示的信息非常容易被攻击者所获悉。攻击者可以知道一个系统使用的频繁程度,这个系统是否有用户正在连线上网,这个系统是否在被攻击时引起注意等等。 防火墙可以同样阻塞有关内部网络中的DNS信息,这样台主机的域名和IP地址就不会被外界所了解。 ④网络安全协议。网络协议是网络上所有设备之间通信规则的集合。在网络的各层中存在着许多协议,网络安全协议就是在协议中采用了加密技术、认证技术等保证信息安全交换的安全网络协议。目前,Intemet上对七层网络模型的每一层都已提出了相应的加密协议,在所有的这些协议中,会话层的SSL和应用层的SET与电子商务的应用关系最为密切。 ①ssL协议(SecureSocketsLayer)安全套接层协议。SSL使用对称加密来保证通信保密性,使用消息认证码(MAC)来保证数据完整性。SSL主要使用PKI在建立连接时对通信双方进行身份认证。SSL协议主要是使用公开密钥体制和X.509数字证书技术保护信息传输的机密性和完整性。它主要适用于点对点之间的信息传输,提供基于客户/服务器模式的安全标准,它在传输层和应用层之间嵌入一个子层,在建立连接过程中采用公开密钥,在会话过程中使用私人密钥。加密的类型和强度则在两端之间建立连接的过程中判断决定。 SSL安全协议是国际上最早应用于电子商务的一种网络安全协议,至今仍然有很多网上商店使用。在传统的邮购活动中,客户首先寻找商品信息,然后汇款给商家,商家将商品寄给客户。这里,商家是可以信赖的,所以客户先付款给商家。在电子商务的开始阶段,商家也是担心客户购买后不付款,或使用过期的信用卡,因而希望银行给予认证。SSL安全协议正是在这种背景下产生的。所以,它运行的基点是商家对客户信息保密的承诺。显然,SSL协议无法完全协调各方间的安全传输和信任关系。 ②SET协议SecureElectronicTransaction)安全电子交易。为了克服SSL安全协议的缺点,实现更加完善的即时电子支付,SET协议应运而生。 SET协议采用了双重签名技术对SET交易过程中消费者的支付信息和订单信息分别签名,使得商家看不到支付信息,只能接收用户的订单信息;而金融机构看不到交易内容,只能接收到用户支付信息和账户信息,从而充分保证了消费者帐户和定购信息的安全性。SET协议的重点就是确保商家和客户的身份认证和交易行为的不可否认性,其理论基础就是不可否认机制,采用的优秀技术包括X.509电子证书标准,数字签名,报文摘要,双重签名等技术。SET协议使用数字证书对交易各方的合法性进行验证,通过数字证书的验证,可以确保交易中的商家和客户都是合法的、可信赖的。 信息安全技术在电子商务中的应用非常广泛,并且起到了尤其重要的作用。 信息安全技术论文:浅论计算机网络信息安全技术 [论文关键词]Web Services 网络完全 技术 [论文摘要]为了满足日益增长的需求,人们提出了基于XML的Web服务。它的主要目标是在现有的各种异构平台的基础上构建一个通用的与平台无关、语言无关的技术层,各种平台上的应用依靠这个技术层来实现彼此的连接和集成,Web Services的优秀技术主要是XML技术、SOAP技术、WSDL及UDDI等。本文对此进行了探讨。 1 XML技术 近年来,XML已成为数据表示和数据交换的一种新标准。其基本思想是数据的语义通过数据元素的标记来表达,数据元素之间关系通过简单的嵌套和引用来表示。若所有web服务器和应用程序将它们的数据以XML编码并到Internet,则信息可以很快地以一种简单、可用的格式获得,信息提供者之间也易于互操作。XML一推出就被广泛地采用,并且得到越来越多的数据库及软件开发商的支持。总体讲来,XML具有自描述性、独立于平台和应用、半结构化、机器可处理的、可扩展性和广泛的支持等特点。因此,XML可被广泛应用于电子商务、不同数据源的集成、数据的多样显示等各个方面。XML描述了一个用来定义标记集的方法用于规定一个标记集,填入文本内容后,这些标记和纯文本一起构成了一个XML文档。一个良好的XML文档必须满足以下几条规则:(1)有一致良好定义的结构(2)属性需用引号引起来:(3)空白区域不能忽略:(4)每个开始标签必须要有一个与之对应的结束标签:(5)有且只有一个根元素包含其他所有的结点:(6)元素不能交叉重叠但可以包含:(7)注释和处理指令不能出现在标签中:(8)大小写敏感:(9)关键词“D0CTYPE”、“ELEMENT”、“ATTRIBUTE”和“ENTITY”要大写。为了说明特定的语法规则,XMLDTD(DocumentTypeDefination)采用了一系列正则式。语法分析器(或称解析器)将这些正则式与XML文件内部的数据模式相匹配,以判别文件是否是有效。一个DTD描述了标记语言的语法和词汇表,定义了文件的整体结构以及文件的语法。在Internet中,一个最重要的问题是如何实现数据的交互,即客户端和服务器端双向数据交流。当前所面对的是一个物理上分散的、异源、异构的数据环境,能方便地从这些数据中取得所需要的信息极为重要。XML满足这一要求,它可以将各种类型的数据转换成XML文档,然后对XML文档进行处理,之后,再将XML数据转换为某种方式存储的数据。XML的数据源多种多样,但主要分为三种:第一种为本身是纯文本的XML文档、TXT文件、DAT文件等第二种来自于数据库,如关系数据库、对象数据库等:第三种是其它的带有一定格式的应用数据,如邮件、图表、清单等。针对不同的数据源可以采用不同的技术进行转换。纯文本文档是最基本也是最简单的,它将数据存储于文本文件中,可以直接方便地读取数据。另外,XML文档也可以加上CSS、XSL等样式信息在浏览器中显示,或者通过DOM、SAX编程接口同其它应用相关联。第二种来源主要利用现有的比较成功的数据库资源,是对第一种资源的扩展,可以利用数据库管理系统对数据进行管理,并用服务器编程语言对数据进行动态存取,来实现各种动态应用。第三种数据源的转换可以利用微软提出的基于OLEDB的解决方案,从数据源直接导出XML文档。 2 SOAP技术 SOAP(simple ObjectAcCess PrOtOCO1,简单对象访问协议)是由Microsoft、IBM等共同提出的规范,目的是实现大量异构程序和平台之间的互操作,从而使存在的应用程序能够被用户访问。W3C的SOAP规范主要由SOAP封装、SOAP编码规则、SOAPRPC表示及SOAP绑定四方面的内容组成:(1)SOAP封装(SOAPEnvelop):构造了一个整体的SOAP消息表示框架,可用于表示消息的内容是什么、谁发送的、谁应当接收并处理它,以及处理操作是可选的还是必须的。信封包含了S0AP消息头部(可选)和SOAP消息体(必须)。消息体部分总是用于最终接收的消息,头部可以确定执行中间处理的目标节点。附件、二进制数字及其他项目均可以附加到消息体上。(2)SOAP编码规则(SOAPEncodingRules):定义了一个数据编码机制,通过这样一个编码机制来定义应用程序中需要使用的数据类型,并可用于交换由这些应用程序定义的数据类型所衍生的实例。(3)S0AP RPC表示(S0AP RPcRepresentation):定义了一个用于表示远程过程调用和响应的约定与HTTP相似,RPC使用请求/响应模型交换信息。使用SOAP调用远程方法的主要工作就是构造SOAP消息。SOAP请求消息代表方法调用,被发送给远程服务器,5OAP响应消息代表调用结果,返回给方法的调用者。(4)SOAP绑定(sOAPBinding):定义了一个使用底层协议来完成在节点间交换SOAP消息的机制。SOAP消息的传输依靠底层的传输协议,与传输层的协议都能进行绑定。SOAP采用了已经广泛使用的两个协议:HTTP和XML。HTTP用于实现SOAP的RPC风格的传输,而XML是它的编码模式。SOAP通讯协议使用HTTP来发送x扎格式的消息。HTTP与RPC的协议很相似,它简单、配置广泛,并且对防火墙比其它协议更容易发挥作用。HTTP请求一般由Web服务器来处理,但越来越多的应用服务器产品正在支持HTTP XML作为一个更好的网络数据表达方式,SOAP把XML的使用代码转化为请求/响应参数编码模式,并用HTTP作传输。具体的讲,一个SOAP方法可以简单地看作遵循SOAP编码规则的HTTP请求和响应。一个SOAP终端则可以看作一个基于HTTP的URL,它用来识别方法调用的目标。SOAP不需要将具体的对象绑定到一个给定的终端,而是由具体实现程序来决定怎样把对象终端标识符映像到服务器端的对象。 3 WSDL与UDDI技术 WSDL(WebServicesDescriptionLanguage,web服务描述语言)基于Ⅺ旺,将Web服务描述为一组对消息进行操作的服务访问点它抽象描述了操作和消息,并绑定到一个具体的网络协议和消息格式,定义了具体实施的服务访问点。WSDL包含服务接口定义和服务实现定义,服务接口是Web服务的抽象定义,包括类型、消息和端口类型等。服务实现定义描述了服务提供者如何实现特定的服务接口,包括服务定义和端口定义几乎所有在因特网上的Web服务都配有相关的WSDL文档,其中列举了该服务的功能,说明了服务在Web上的位置,并提供了使用它的命令。WSDL文档定义了Web服务功能发送和接收的消息种类,并规定了调用程序必须提供给Web服务的数据,以便该服务能够执行其任务。WSDL文档还提供了一些特定的技术信息,告诉应用程序如何通过HTTP或其他通信协议与Web服务进行连接和通信。用户想使用服务提供者所提供的服务,必须首先找到这个服务。UDDI(UniversalDescrip—ti012DiseoveryIntegration,统一描述发现集成)提供了一种、查找服务的方法,使得服务请求者可以在Internet巨大的信息空间中快速、方便地发现要调用的服务,并完成服务间的集成。UDDI是一个基于SOAP协议的、为Web服务提供信息注册中心的实现标准。同时也包含一组提供Web服务注册、发现和调用的访问协议。UDDI通过XML格式的目录条目将Web服务注册在UDDI中心的公共注册表内供其它用户查询和使用。UDDI目录条目包括三个部分:白页、黄页和绿页。白页提供一般信息,即Web服务的URL和提供者的名称、地址、联系方式等基本信息:黄页提供基于标准分类法的相关产业、产品或提供服务类型以及地域等的分类信息:绿页提供技术信息,它详细介绍了访问服务的接口,以便用户能够编写应用程序以使用Web服务,这是发现潜在Web服务的关键。同时,UDDI提供了基于XML的轻量级的数据描述和存储方式,服务的定义是通过一个称为类型模型的UDDI文档来完成的。UDDI本身就是一个Web服务,它通过一组基于SOAP的UDDI的API函数进行访问。其中查询API用来查询定位商业实体、服务、绑定等信息。API被用来在注册中心或者取消服务。
生产调度论文:充分发挥调度指挥巾心作用保障矿山安全生产 [摘 要]随着我国矿山资源的不断整合,打造“数字化矿山”已经成为矿山行业长期战略与未来发展的主题。安全生产调度指挥中心系统就是对矿山的生产动态管理和实时监控和应对突发事件的需要而研发的大容量、多终端、多接入的调度指挥系统。可以有效地协调矿山企业各个部门的工作。 [关键词]调度指挥、集中管控、安全联动、灾害救援、视频会议 我国矿山企业的信息化建设起步晚、起点低,总体信息化水平还不够高。近年来,随着我国矿山资源的不断整合、企业规模的逐步壮大,矿山行业的经济形式和发展速度日新月异,打造“数字化矿山”已经成为矿山行业长期战略与未来发展的主题,采矿实时过程控制、资源实时管理、办公自动化、自动控制等的应用充分说明了信息化建设对矿山企业工业化、信息化发展有着重要的促进作用。河北钢铁集团矿业有限公司(以下简称矿业公司)安全生产调度指挥中心(以下简称调度指挥中心)系统就是矿业公司对其下属矿山的生产动态管理和实时监控和应对突发事件的需要而研发的大容量、多终端、多接人的调度指挥系统,该系统采用了多媒体计算技术、数字通信技术、数字信号处理技术等业界先进的高新技术,可适应矿业公司各级部门多变的通信需求,同时可配置多种通讯接口,支持多种电话终端,并实现了传统调度与IP调度的无缝结合,可在系统中融人多媒体终端;调度指挥人员可以和系统终端用户以最快、最便捷的方式建立联系,以最快的速度、最有效的手段向各终端进行紧急通知和命令,有效地协调矿山企业各个部门的工作。 矿业公司安全生产调度指挥中心系统结构 矿业公司安全生产调度指挥中心系统分为总部矿山两级结构,包括总部调度指挥中心和各矿山的调度指挥中心。系统功能分为两部分,即调度监控系统和指挥系统。监控内容在各矿山实施,在总部和矿山的指挥调度中心以视频、数字、图形等方式显示。 监控系统分为两部分,即视频监控和动态数据检测。视频监控是通过视频画面了解现场的生产安全情况。动态数据检测是通过动态监测数据了解现场的生产安全情况。如矿山主生产系统的运转情况,生产作业人员数量及分布情况,主要生产管理人员在岗情况等。 检测数据的内容包括露天采场设备GPS信息、露天边坡表面位移、内部位移信息、废石堆场和低品位矿石堆场边坡表面位移信息、井下风速、CO浓度和环境温度、水仓液位监测信息、尾矿坝浸润线、尾矿坝孔隙水压力、尾矿坝表面位移、尾矿坝内部位移、尾矿库内水位、尾矿库干摊指标信息等。检测数据可以通过数字、图表、三位立体图等多种方式显示。 指挥系统包括语音调度会系统和视频会议系统两部分。通过语音调度会进行音频信息的双向交流,实现语音调度指挥。通过视频会议系统进行音频、视频信息的双向交流,实现视频调度指挥。 矿业公司安全生产调度指挥中心主要功能 1、下属企业生产过程的集中管控功能 矿业安全生产调度指挥系统可以提取现有矿山生产过程中的各种视频监视和检测监控信息,通过现场视频画面和动态监测数据可以实时了解现场的所有情况,如矿山主生产系统的运转情况,生产作业人员数量及分布情况,主要生产管理人员的在岗情况,并且可以通过我公司现有ERP的三级系统可以直观了解个矿山的主要生产进展情况。 2、安全联动功能 通过VPN隧道联通各矿的尾矿库实时监测系统,对于有地下矿的矿山,联通井下人员检测井下人员定位系统,当采集到环境数据不正常时,可联动该地域的监控图像立即显示在指定的监视设备上(如:指挥调度终端、浏览终端),同时视频录像服务器启动对该监控点图像的录像任务,尽量避免出现安全隐患。 尾矿库在线监测系统对库区内设备设施的安全和周边环境的变化实行有效监控,弥补了过去采用人工观测周期长、监测数据不精确、信息量小、工作量大的不足,为进一步规范现场作业管理,确保尾矿库的安全运行提供了有力保障。 井下人员管理系统是集计算机软硬件、信息采集处理、无线数据传输、网络数据通讯、自动控制等技术多学科综合应用为一体的自动识别信息技术产品,该系统是通过对矿坑道远距离移动目标进行非接触式信息采集处理,实现对人、车、物在不同状态(移动、静止)下的自动识别,从而实现目标的自动化管理。系统采用DSSS 2.4G直接序列扩频技术,具有很强的抗干扰能力和高速数据传输速率,彻底解决了远距离,大流量,超低功耗,高速移动标识体的识别和数据传输难题。为矿山井下人员的安全定位和管理提供高效、安全的解决办法。 3、灾害救援决策中心功能 借助于矿山综合视频指挥调度系统独具的多种级别和权限模式设置,上级管理者通过指挥调度终端可以向下级指挥和调度命令,上下级各个部门、各级领导与下属之间可以实时地进行音、视频信息的双向交流,可实现点对点指挥、点对多点指挥、多组指挥、插入指挥等多和指挥调度方式。 4、视频会议功能 矿山集团管理层可根据需要适时召开视频会议,实现早调会、工程会、工作例会等各种会议,进行多点多方双向音视频交流互动。主席可以设定多个例会,每个例会包含相对固定的成员,主席可以方便地组织会议。会议采用手拉手麦克形式,摄像头会自动跟踪发言人。会议成员可随时加入和退出会议组。主席可以对各个会场的发言权进行控制,并可广播某一分会场。并且可以对视频会议进行录播,方便存档。 矿业公司安全生产调度指挥中心应用意义 管理决策水平得到提高。该系统采用多媒体技术、计算机网络技术、通讯与传感器技术、地理信息系统与工程数据库等技术,将自成体系的矿山安全、工矿监测与生产调度方面多个子系统集成为有机整体。用图、文、声等形式将这些信息实时、动态、准确、全面地显示在调度室多个高分辨率的大屏幕上。实现了机关、矿领导及技术、管理人员可随时在其办公室内或者通过网络直接调阅各有关矿井、采矿、工作面生产安全工况的实时动态图形与监测数据,井上下主要生产环节与设备的电视图像、生产安全调度多媒体数据库图形和各种生产报表,便于及时、准确掌握矿井生产与安全状况。因而大大促进了矿山管理决策的科学化及整体科技水平的提高。 社会经济效益显著。由于决策者及管理技术人员及时准确掌握有关信息,因而大大有利于保证矿井安全生产。降低成本,减少浪费,提高设备运行寿命该系统的经济效益是多方面的,如监测检修提高设备作业率,监测运输环节,充分利用矿上现有设备,节省不必要的设备投资等等。矿业公司公司自安装该系统后,就再也没有发生过重大伤亡故。一股性故也直线下降,这方面的效益高达数百万。 应用前景广阔。在该系统基础进行扩展,可形成集矿安全生产调度视频会议系统。建立企业内部网络,实现矿内集安全生产信息的远程交换,在网内进行环境与灾害分析、救灾方案确定,建立矿山数字化信息系统。要达到这些目标,软件是关键,空间信息的可视化及决案支持能力是决定性因素,而地理信息系统及丰目关技术的应用是前提条件。如利用三维数据的可视化和虚拟现实技术,有望将地下开采的矿井“虚拟”到该系统中,给安全生产策指挥分析带来极大的方便;实时GIS可大大提高安全监测信息的时空可视化程度,更准确地描述井下安全信息及井下地质位移变化、发生与发展规律;智能GIS理论、方法的应用将大大改进现有的安全管理决策支持系统,使之变得更加方便实用、准确可需。随着研究工怍的进一步深入,这些目标会逐步得到实现。 生产调度论文:试论公司企业如何抓好生产调度及核算工作 摘要:公司企业应如何抓好公司管理的调度工作,如何全面做好公司财务核算管理,使企业走上的良序发展的道路。这是摆在公司企业面前必须处理好的课题。当前,公司企业专业技能急需提高,责、权、利如何落实到位,设备如何保证质量,这都是急需解决的问题,本文从公司企业如何抓好生产调度工作,如何做好企业核算工作入手,试论公司企业如何抓好生产调度及核算工作的。 关键词:公司企业;生产调度;核算管理 引言 公司企业为了抓好生产调度管理,应当认真做好核算工作,公司企业对管理人员要明确责任目标,充分发挥部门的管理职能作用,实施财务管控系统的融合,包括采购合同、费用结算、付款等业务的统一。管理系统要根据立品数量、产品质量及合同考核条款自动结算单价、总价、折标单价等,对各批次产品质量和价格信息进行整合,自动生成产品结算单据,每月生成月结算单,经审批后推送至财务管控系统,自动生成凭证,进行结算,避免了在立品结算过程中的人工干预,也大大简化了产品成本结算的流程,实现了从业务端到财务端的无缝协接,提高了工作效率。 一、公司企业要做好调度管理、实现公司企业降损增效 1.近年来,由于国内外市场发展的变化,公司企业要推行周调度计划,让企业生产与市场营销紧密联合,调度岗位员工要知道如何在企业设计产能极限的状况下,合理的调动人员安排,保质保量的满足市场按时供应;公司生产系统出谋划策,合理安排调动人员安排,保质保量的满足了当前市场按时供应。 2.公司企业生产项目建设体量大、结构好、数量多、措施实,保证了重点项目良好的建设势头。但是,部分项目目前还存在前期工作不实、手续办理相对滞后、完成投资未达标等问题。 3.公司企业要高度重视调度管理工作,切实落实责任,加快各类项目手续办理,确保重点项目按进度要求顺利推进。要按照确定的目标和时限,增强责任感和紧迫感,确保重点项目全面进入实际行动开工阶段。 4.公司企业要集中精力抓好新开发的重点项目,做好各项重点项目的督促检查及调度工作,按时推进项目建设,真抓实干,推动重点项目重点工作落到实处、实现重大突破,确保圆满完成各项目标任务。 二、实现“6S”管理对公司企业的重要性 1.公司企业从加强内部管理入手,禁止跑冒滴漏现象,发现一次,考核一次,让员工提高节约意识,“6S”工作推出后,企业管理通道畅通,物品摆放有序,员工作业规范,区域性标识完成,促进公司整个发展。 2.分解年度安全指标,做好年初调度计划落实,完善安全工作规章制度,狠抓隐患排查治理,落实“谁主管、谁负责”的原则,形成清晰的调度流程。 3.公司企业在安全体系建设上,公司保质保量地完成全年决算工作,组织员工开展会计基础自查自纠,检查经济业务,就填报质量,落实核算、强化收入等关键指标,保证核算误差不超过3‰; 4.严格执行公司下达计划指标,充分反映收入和成本费用,开展资产清查,夯实资产质量,体现财务管理成效;清理涉税事项,做好优惠政策落实与税收筹划。 三、实现企业成本核算,是强化企业发展的重要环节 1.随着市场竞争的日益激烈,为了强化企业核算管理工作,公司在人员培养方面下功夫,做到核算人员以强带弱,以老带新,扬长避短,合理调配,结合实践,在提高核算人员C合能力,增强核算经营意识。 2.对公司企业成本核算进行梳理,要按照产生产品为核算对象。商品以销售量为基础,销售量和生产量之间自然存在差异。 3.公司企业核算要全面实现“管理精细化、制度规范化、保障集约化、手段信息化、考评系统化”总体目标,破解财经管理难题,促进企业建设由外延扩张向内涵发展转变。 4.实施成本核算管理,突出组织机构建立关系顺畅、合理规范的运行机构;规范成本范围界限,确保成本核算的准确性、真实性;健全完善管理制度,实现核算管理工作制度化、规范化。 5.推行全资产核算管理,重点落实核算采购制度;加强信息化管理,构建以网络、数据库和一体化工作平台为重点的信息化基础建设。使企业成本核算实现有章可循,产生了良好的经济效益和社会效益。 四、实现医药成本核算内在化 1.将环境成本纳入企业成本核算,对公司企业成本核算进行梳理,企业要明晰产品成本构成。 2.公司企业初步制定出行业成本核算制度,调研的产品成本核算。 3.企业还要有效调动核算会计人员的工作积极性和主观能动性,形成了责任和利益有机结合的正向激励机制,会计核算过程得到层层监督控制。提高了金融服务效率,减少了风险环节,把各种风险消除在萌芽状态。 4公司要按照规定设置账簿、强化财务核算,对于出现不规范核算的情况,要根据相关法规,核定其应纳企业所得税税额,并要根据行业财务会计制度的规定和会计核算的要求,正确登记成本费用总账及相应的明细账、日记账。 五、为进一步规范企业核 预防核算业务风险 1.公司企业要不断提高会计核算水平,要按照核算有关业务规定和要求,落实规章制度,以查找漏洞、规范操作、防范风险为突破口,通过对照检查、查漏补缺、落实责任、整改纠正、评比竞赛等方法,在全辖范围内进一步深入推行核算业务规范化管理工作。 2.核算业务实行规范化管理,就要实现核算业务规范化有序推进进行,明确其工作职责,通过组织学习、自查自纠、检查监督、竞赛评比、集中整改阶段开展工作。 3.为确保核算业务规范化管理工作的有效开展,公司企业要加强领导,明确任务,要设立相应组织机构,一把手亲自安排,亲自检点,亲自督查,做到任务明确,责任到人。并要求学习全面,自查深入,整改到位。 4.监督检查彻底,整改督办到位。不搞形式,不走过场。建立工作长效机制,落实工作责任制。为使工作机制得以有效运转,以目标责任制的形式进行了确定。 六、结语 综上所述,随着我国公司企业的快速发展,核算业务已成为目前公司企业管理工作的重要组成部分。因此,如何规范合理地管理核算工作,如何准确、及时地核算公司业务,对准确反映医药公司的财务状况、经营成果及现金流量情况,提高经济效益,具有非常重要的作用。公司企业要在自主营业务的范围内,划分好调度与核算工作的分水岭,让主营与非主营业务收入和成本提供依据,增加公司业务核算特点的相关会计科目,解决了代垫、暂收款项纳入公司营业额一并征收税等问题。 生产调度论文:基于固定在制品数投料系统的半导体生产线调度 摘 要:为优化半导体生产系统,针对半导体生产线的特点,建立基于在制品数(Work in Process,WIP)水平控制投料的数学模型. 通过仿真试验,得出不同WIP水平对生产线性能的影响;比较固定在制品数(CONstant WIP,CONWIP)投料系统与固定时间间隔投料(CONstant Release INterval,CONRIN)系统之间的性能差异. 在不停线的情况下,对增加生产品种的生产线进行分析,得出一些关于影响WIP水平因素的定性规律. 关键词:半导体;固定在制品数;固定时间间隔;投料控制;仿真 0 引 言 半导体在现代生活中发挥着日益重要的作用,但其生产线是目前世界上公认的最复杂的生产线之一.半导体制造过程一般可分为前段工序和后段工序两部分:前段工序主要指对硅片的加工;后段工序主要指封装和测试.一般意义上的半导体制造系统的投料和调度都是针对前段工序而言的,其特点不同于一般传统生产线的特点.[1,2] (1)可重入:重入,即同一工件在加工的不同阶段可能会出现在同一设备前等待加工;或工件在加工的不同阶段会重复访问同一设备.这一特点使产品对加工设备的竞争变得更加激烈,同一设备上需要调度的工件数量大大增加,不确定因素也有所增加,这无疑使调度变得更加困难. (2)高度不确定性:由于半导体制造具有可重入的混合加工方式、次序和相应的准备时间等特点,决定其加工周期的不确定;并且半导体制造的设备众多,发生的故障具有不确定性,所有这一切都导致半导体制造过程具有高度不确定的特点. (3)生产规模巨大、制造周期长:半导体产品的加工周期为2个月左右,加工步骤通常具有400~600步,加工设备种类80~100种,设备总数超过200台,这些都造成半导体生产的规模巨大和过程复杂. (4)多种产品同时在线生产:因为半导体的制造周期长,为了满足客户订单的需要,存在几种产品同时在1条生产线进行混合生产的情况.由于客户订单到达具有随机性,所以产品上线生产的时间也具有一定的随机性,这就需要合理安排新上线的产品与已经在线生产产品之间的关系. 半导体生产线的上述特点决定半导体制造系统调度的复杂性,因此根据实际生产需要,开发出一套适合调度、控制和分析的工具来解决生产实际问题,实现真正的计算机控制生产过程具有重要的现实意义. 1 调度与控制 目前,半导体生产线上生产任务的管理主要是投料控制与工件调度.前者是控制何时投入多少新的Wafer进入生产线;后者是尽可能在满足生产约束(交货期、资源和工艺路线等)的前提下,安排使用资源以及加工先后顺序,以获得产品的制造时间及成本的最优化. 目前的投料控制方法[3]可以简单地分成两类:静态投料控制和动态投料控制.静态投料控制是指事先制订好一定的投料规则,然后开始实施生产,不管生产线的状况,一直按照此规则进行投料,如固定时间间隔投料(CONstant Release INterval,CONRIN)法、按随机分布泊松流投料法等.动态投料控制是指事先选择一些生产线参数作为控制指标,当此参数满足一定条件后才进行投料,这相当于对生产线引入反馈机制,以改善控制效果.常用的动态控制有:固定在制品数(CONstant Work in Process,CONWIP)投料法、避免瓶颈设备饥饿法等.实际生产情况与仿真实验都表明,不同的投料策略会产生差距很大的在制品(Work in Process,WIP)水平、产出率和设备利用率等性能指标. 工件调度也可以分成启发式调度策略和基于模型的调度策略两类.启发式调度策略实现起来较为简单,在实际生产中的作用发挥良好,故目前所采用的调度多为启发式调度策略;基于模型的调度策略可以利用模型对生产线的某些性能进行离线分析,如负载平衡的调度策略.但是由于半导体生产线存在随机性设备故障、不确定性重入以及机台维护,故事先制订的离散调度计划往往无法很好地执行,因此把这两种调度策略结合起来,用基于模型的方法做离线分析,用启发式的方法实现实时调度. 2 CONWIP系统介绍 CONWIP的优秀是建立1个固定的WIP水平,当生产线的实际数量超过或者达到该水平时,则停止投料;只有当制成品离开生产线时,才能投入新的物料.所以生产线的在制品库存接近1个定值. SPEARMAN等[4]指出,CONWIP系统就像1个闭环排队系统,其优点为: (1)能够适应不断变化的产品品种,具有较强的鲁棒性; (2)能够适应因为产品不同或机械故障造成的生产线瓶颈漂移,工件会自动聚集到实际生产线加工瓶颈前,而总的WIP水平不变; (3)能够减轻各工序劳动力数量的压力,生产节奏控制灵活. 对于WIP水平的设置,目前常采用计算机仿真法.WIP的控制并非十分敏感,只要能够使产出达到预期的结果,并且WIP数量基本合理,生产就能顺利进行.估算WIP水平最有效的方法是先分析历史数据,然后通过Little公式[4]推算. 平均WIP=平均生产率×平均生产周期 随着生产的进行,可以对WIP水平(在一定范围内)进行适当的修正.理想状态下的循环时间等于工件的加工时间,没有工件排队等待时间.但这在实际生产中是不可能的.这是因为每道工序及每个机台的加工能力不同,故无法保证1个工件离开当前机台时,上道工序的工件正好到达.所以总有一定数量的工件等在工位前,避免机台停工待料.因此,实际的循环时间等于加工时间与等待时间两项之和. 生产周期和WIP控制是1项重要的生产制造指标,降低WIP的优点在于:可以有效控制投料速率,使订单保存在生产计划中,而不是在生产车间以及仓库中,减少对宝贵生产线的空间占用,减少因质量缺陷和返工带来的直接经济损失;缩短生产周期,有利于及时响应客户到达的订单,提高客户的满意度. 3 仿真模型分析 为了清楚地描述半导体制造系统,可把其分为对机器的数学描述和工件的数学描述. 3.1 对机器的数学描述 把平均制造周期、设备产出量和瓶颈设备利用率这3个目标函数作为评判仿真结果优劣的依据.平均制造周期短,在单位时间内产出的产品就必然多,资金的周转速度就加快;产出量高,必然产生高的经济效益;瓶颈设备的利用率由半导体制造系统自身的特点决定,半导体制造设备价格昂贵,尤其是瓶颈设备,提高瓶颈设备利用率,可减少固定资产的无形损耗.简言之,这3个目标都直接与企业的经济效益有关,控制好这3个因素,必然会增加企业的经济效益. 为了使模型简洁清晰,对上述模型进行一些假设: (1)Wafer的装卸时间计算到加工时间中; (2)对加工设备前Buffer的容量不进行限制; (3)生产线上有足够多的工人,即不考虑人员对生产线的影响; (4)生产线设备完好,不考虑维护检修. 仿真程序采用面向对象的编程方法,将25片Wafer组成1个Lot,各个Lot按照泊松分布规律到达生产线的输入端.仿真程序对离散生产过程中所有的Wafer和设备活动进行跟踪记录.根据各机器设备前等待加工的队列长度,计算WIP水平并作出投料决策.将实验中不同时段下的结果进行统计,得到下面结果. 4 仿真试验与结果分析 共采用2组不同的数据进行试验.第1组数据[5]来自Intel提出的5台机器、6步工序、单一产品的芯片生产线模型.如图1所示,其中机器A和B模拟实际生产线的“扩散”工序,每批加工3个Lot;机器C和D模拟实际生产线的“离子注入”工序,每批加工1个Lot;机器E模拟实际生产线的“光刻”工序,每批加工1个Lot. 第2组数据采用亚利桑纳大学提供的IC生产线数据[7],此生产线共有83种机组,其中瓶颈机组1个,包含3台机器;2种产品,产品A的加工步骤为210,加工时间为228 h,经过瓶颈机组14次;产品B的加工步骤为245,加工时间为250 h,经过瓶颈机组16次. 对第1组数据的试验基于CONWIP系统仿真,主要分析不同WIP水平对生产线性能的影响,仿真时间长度为1 000 h(见表1). 从表1可以看出,生产线在WIP水平为10 Lot时性能最优.当WIP水平低于最优值时,降低WIP水平,生产线的产出量以及瓶颈设备的利用率都会随之降低,平均加工时间有所缩短,这表明生产线的生产能力并没有完全发挥出来,投料量还可以增加;当WIP超过最优水平时,增加WIP水平,生产线的产出量会随之减少,平均加工周期迅速增加而瓶颈设备的利用率几乎没有改善,这表明生产线的生产能力达到“饱和”后,一味增加投料量,并不能带来性能的改善,反而使得生产线性能下降. 第2组数据主要比较固定时间间隔投料CONRIN系统与CONWIP系统之间的差异,以及2种产品同时在线生产的复杂情况,仿真时间长度为10 000 h. 试验1:基于CONWIP系统,分别对2种不同产品单独生产情况以及同时生产情况进行仿真. 从图2可以看出,对于相同的生产线,不同产品的WIP水平不同,产品B的加工步骤以及经过瓶颈设备的次数都多于产品A,所以其产品在线的时间大于产品A,故产品B的WIP水平比产品A低. 从图3可以看出,2种产品同时在线生产时,其最优的WIP水平与产品A的最优WIP水平相同.即多种产品混合生产时,其WIP水平取所有产品中的WIP水平最大值. 试验2:对比CONWIP系统与CONRIN系统的性能差异. CONWIP: (1)产品A与产品B同时生产(符号AB); (2)先生产产品A,然后经过1 000 h投入产品B(符号AAB); (3)先生产产品B,然后经过1 000 h投入产品A(符号BAB). CONINT: (1)产品A与产品B同时生产(符号AB); (2)先生产产品A,然后经过1 000 h投入产品B(符号AAB); (3)先生产产品B,然后经过1 000 h投入产品A(符号BAB). 试验中的观测值(见表2)为:(1)产品A与产品B的产量;(2)产品A与产品B的加工周期;(3)生产线的总产量(产品A与产品B的产量之和). 从表2可以看出,CONWIP系统明显优于CONRIN系统.这主要是由CONWIP系统自身特点所决定的.正如前面所述,它会使工件自动聚集在瓶颈设备前,而总的在制品数量保持不变,这样可以使现有的资源得以充分利用. 在CONWIP系统仿真试验中,“先生产产品A,然后经过1 000 h投入产品B”与“先生产产品B,然后经过1 000 h投入产品A”比较发现,当开始投放两种产品后(也就是生产1 000 h后),它们的最优WIP水平与第1个试验的最优WIP水平相同,即只要是同一条生产线,同样的产品,其最优WIP水平是确定的,不会因为投料时间与方式的改变而改变.这对实际生产具有重要的意义. 通过大量试验可以得出一些关于决定WIP水平的定性规律:(1)与产品的加工时间有关,加工时间长,产品驻留生产线的时间必然就长,所以对应的WIP水平势必高些;(2)与经过瓶颈的次数有关,瓶颈设备是整条生产线中最紧张、竞争最激烈的资源,若产品经过瓶颈设备次数多,那么它所要等待的时间就长,其WIP水平自然就高. 5 结束语 目前,对半导体生产系统调度的研究还处于初级阶段,许多地方尚有待研究和改进.良好的调度与控制能够提高企业的产量,降低成本,增加企业的竞争力.但是半导体生产制造系统是十分复杂的系统,在实际生产中还有很多因素直接影响生产线的产量与性能,例如:操作人员班次的安排、车间的设备布局等.因此,应该充分利用计算机管理系统,建立良好的生产环境,充分发挥生产线效能,提高企业的市场竞争力. 生产调度论文:基于混合粒子群算法的航空零件生产车间柔性调度研究 摘要:航空零件生产车间调度具有目标多样性和不确定性问题,普通方法难以求得最佳调度顺序。针对这个问题,采用了混合粒子群算法优化加工工序。该算法通过个体交叉,变异的方法来反复迭代寻优,从而得到更好的零件加工工序。通过仿真实验验证了该算法的有效性,从而为航空零件加工车间调度优化提供了一种新的思路。 关键词:航空零件;模糊目标;柔性;车间调度;混合粒子群 航空零件生产是一个复杂的过程,往往需要经过多个生产车间的加工才能完全加工成型。并且由于各零件的安装顺序不通,对于不同的零件,需求的时间不同。因此在航空零件加工的过程中需要合理分配各零件的加工车间顺序,从而达到合理利用产品制造资源,提高零件加工效率,更好地完成飞机组装线需求的目的。 粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)是Kennedy博士和Eberhart博士在1995年提出的一种基于群体智能的优化算法,它源自对鸟类捕食的研究,个体通过竞争搜索完成对复杂搜索空间最优解的搜索。PSO算法虽然具有收敛速度快的特点,但是容易陷入局部最优。混合粒子群算法是标准粒子群算法的改进,该算法摒弃了标准粒子群算法的依靠速度跟踪极值的方法,而是引入了遗传算法中交叉和变异算子,粒子通过和个体极值和群体极值交叉和粒子变异的方法来跟踪极值,寻找最优问题最优解,本文用混合粒子群算法来对车间调度进行优化。 1 问题模型 1.1 调度问题模型 航空零件柔性车间调度问题可以描述为有n个待加工的航空零件要在m(m 2)台机器上加工,已知的参数如下所示[1-2]: 1)机器集M={m1,m2,…mm},mj表示第j台机器,j=1,2,…,m; 2)航空工件集P={p1,p2,…,pn},pi表示第i个航空工件,i=1,2,…,n; 3)工序序列集OP={op1,op2,…,opn},opi={opi1,opi2,…,opik}表示航空工件pi的工序序列。 4)可选机器集OPM={opi1,opi2,…,opik},OPij={opij1,opij2,…,opijk}表示航空工件pi的工序j可以选择的加工机器。 5)使用机器加工工件的时间矩阵T,tij∈T表示第i个工件pi使用第j个机器的时间。 6)使用机器加工工件的费用矩阵C,cij∈T表示第i个工件pi使用第j个机器的加工费用。 并且问题满足下列条件: 1)每个工件的每道工序使用每台机器不能多于1; 2)每个工件的加工遵循一定的顺序,只有在前面工序完成后才能进行下一个工序; 3)每个工件的每道工序的生产开始后就不能停顿,直到该工序完成为止。 求解工件加工的排序S,使得所有工件的提交时间和总费用的加权和最小。 1.2 模糊提交时间 在航空零件的加工过程中,由于加工顺序不同,各零件组装的时间不一样,以最小完工时间作为优化指标并没有意义。因此,本文采用了遵循安装时间不通的模糊提交时间,对于零件pi的交货期,用下面的梯形模糊数来表示: Ti=(ti1, ti2, ti3, ti4) 模糊隶属度计算公式如下: 式中,μd(x)表示x属于模糊集Di的隶属程度,其范围为0到1之间的数,这样每得到一个工件的提交时间时,都计算提交时间的模糊隶属度作为该个体适应度值中的提交时间。 2 混合粒子群算法 2.1 混合粒子群算法 粒子群算法是一种群体智能优化算法,它是Kennedy博士和Ebehart博士在1995年提出的。算法首先初始化一群随机粒子,每个粒子都有自己的运动速度,粒子通过跟随个体极值和全局极值更新速度和位置完成寻优过程,粒子寻优的公式如(2),(3)所示[3]: 其中,Vk id为粒子速度,Xk,Xk+1是粒子位置,就是问题的潜在解,Pk ibest是个体极值,Pk gbest是群体极值,c1和c2是加速度因子;r1和r2是分布于[0,1]之间的随机数。 标准粒子群算法虽然操作简单,算法能够快速收敛,但是随着迭代次数的不断增加,在种群收敛集中,各粒子也越来越相似,可能在局部解周围无法跳出。因此,本文采用了一种混合粒子群算法,该算法引入了算法中的交叉和变异操作,通过粒子通过和个体极值,群体极值交叉以及只身变异的方法来搜索最优解[4-5]。 2.2 个体编码和适应度计算 粒子采用实数编码的方法,每个粒子表示零件在所有机器上的加工顺序,当零件数为n,加工顺序为m时,个体的长度为2*n*m,其中前面表示所有工件的加工顺序,后面表示加工机器序号。 根据每个粒子的编码求解该粒子的适应度值,由于机器的加工数量限制,每一个零件的某一工序投入加工时,首先应该判断加工机器的上一个零件是否加工完,没加工完则等待上一个零件加工完再投入加工。适应度的计算公式如公式4所示: ftness(s)=k1/time(i)+k2*cost(i) (4) 其中, time(i)表示所有任务的提交时间模糊隶属度和,cost(i)表示所有任务所需费用和,k1,k2为系数,fitness(i)为粒子i对应的适应度值。 2.3 进化算子 混合粒子群算法中的进化算法为交叉和变异,其操作方法如下: 1)交叉方法:交叉方法采用整数交叉法,首先选择出全局极值或个体极值的前n*m和个体的前n*m位,然后随机选择交叉位pos后,将交叉位pos后的加工顺序互换得到新个体,然后对新个体编码的工件重复加工和未加工完的编码进行调整,把重复加工的工件变化为没有加工完的工件。然后按照旧粒子的机器安排重新排列新粒子的n*m+1-2*n*m位。采用了保留优秀个体策略,只有当新粒子适应度值好于旧粒子时,采用新粒子更换旧粒子。 3)变异方法:变异方法采用个体内部两维互换方法,对于变异个体,首选选择变异位置pos1和pos2,然后把个体中pos1和pos2位的加工工序以及对应的加工机器序号对换。同样采用了保留优秀个体策略,只有当新粒子适应度值好于旧粒子时,采用新粒子更换旧粒子。 2.4 计算步骤 混合粒子群算法优化柔性车间调度问题的计算步骤如下所示: Step 1:初始化种群,计算种群适应度值,找到个体最优和群体最优位置; Step 2:粒子进行交叉操作; Step 3:粒子进行变异操作; Step 4:计算新种群的适应度值,更新个体最优和群体最优位置; Step 5:判断迭代是否结束,若否返回Step2 。 3 仿真实验 采用混合粒子群算法进行航空零件加工模糊车间调度,共有10台机器,6个航空零件,每个零件都有6道加工工序,每个工序可以选择的机器如表1所示。 每个零件的加工均需要一定的时间和费用,根据飞机安装时间的需求,每个零件的提交时间满意度遵循不同的模糊隶属度矩阵。采用混合粒子群算法求解该问题,每个粒子有72维整数,前36维表示加工顺序,后36维表示所选机器,种群中共有20个个体,个体通过同最优个体交叉和自身变异寻找新个体。进化次数为50次,最优个体适应度值随进化变化趋势和对应最终优化零件加工甘特图如图1,2所示。 最优个体对应各零件提交时间及对应的时间满意度模糊值如表2所示。 从图表中可以看到,混合粒子群算法车间调度能有效调度零件加工次序,得到各零件提交时间满足飞机组装时间需求。 4 小结 本文研究了混合粒子群算法在航空零件加工车间调度中的应用,通过个体同优秀个体交叉,个体自身变异等方式寻优合适的零件技工工序,并得到了较好的车间调度方法,为航空零件加工问题提供了一种参考方法。 生产调度论文:试论公司企业如何抓好生产调度及核算工作 摘要:公司企业应如何抓好公司管理的调度工作,如何全面做好公司财务核算管理,使企业走上的良序发展的道路。这是摆在公司企业面前必须处理好的课题。当前,公司企业专业技能急需提高,责、权、利如何落实到位,设备如何保证质量,这都是急需解决的问题,本文从公司企业如何抓好生产调度工作,如何做好企业核算工作入手,试论公司企业如何抓好生产调度及核算工作的。 关键词:公司企业;生产调度;核算管理 引言 公司企业为了抓好生产调度管理,应当认真做好核算工作,公司企业对管理人员要明确责任目标,充分发挥部门的管理职能作用,实施财务管控系统的融合,包括采购合同、费用结算、付款等业务的统一。管理系统要根据立品数量、产品质量及合同考核条款自动结算单价、总价、折标单价等,对各批次产品质量和价格信息进行整合,自动生成产品结算单据,每月生成月结算单,经审批后推送至财务管控系统,自动生成凭证,进行结算,避免了在立品结算过程中的人工干预,也大大简化了产品成本结算的流程,实现了从业务端到财务端的无缝协接,提高了工作效率。 一、公司企业要做好调度管理、实现公司企业降损增效 1.近年来,由于国内外市场发展的变化,公司企业要推行周调度计划,让企业生产与市场营销紧密联合,调度岗位员工要知道如何在企业设计产能极限的状况下,合理的调动人员安排,保质保量的满足市场按时供应;公司生产系统出谋划策,合理安排调动人员安排,保质保量的满足了当前市场按时供应。 2.公司企业生产项目建设体量大、结构好、数量多、措施实,保证了重点项目良好的建设势头。但是,部分项目目前还存在前期工作不实、手续办理相对滞后、完成投资未达标等问题。 3.公司企业要高度重视调度管理工作,切实落实责任,加快各类项目手续办理,确保重点项目按进度要求顺利推进。要按照确定的目标和时限,增强责任感和紧迫感,确保重点项目全面进入实H行动开工阶段。 4.公司企业要集中精力抓好新开发的重点项目,做好各项重点项目的督促检查及调度工作,按时推进项目建设,真抓实干,推动重点项目重点工作落到实处、实现重大突破,确保圆满完成各项目标任务。 二、实现“6S”管理对公司企业的重要性 1.公司企业从加强内部管理入手,禁止跑冒滴漏现象,发现一次,考核一次,让员工提高节约意识,“6S”工作推出后,企业管理通道畅通,物品摆放有序,员工作业规范,区域性标识完成,促进公司整个发展。 2.分解年度安全指标,做好年初调度计划落实,完善安全工作规章制度,狠抓隐患排查治理,落实“谁主管、谁负责”的原则,形成清晰的调度流程。 3.公司企业在安全体系建设上,公司保质保量地完成全年决算工作,组织员工开展会计基础自查自纠,检查经济业务,就填报质量,落实核算、强化收入等关键指标,保证核算误差不超过3‰; 4.严格执行公司下达计划指标,充分反映收入和成本费用,开展资产清查,夯实资产质量,体现财务管理成效;清理涉税事项,做好优惠政策落实与税收筹划。 三、实现企业成本核算,是强化企业发展的重要环节 1.随着市场竞争的日益激烈,为了强化企业核算管理工作,公司在人员培养方面下功夫,做到核算人员以强带弱,以老带新,扬长避短,合理调配,结合实践,在提高核算人员综合能力,增强核算经营意识。 2.对公司企业成本核算进行梳理,要按照产生产品为核算对象。商品以销售量为基础,销售量和生产量之间自然存在差异。 3.公司企业核算要全面实现“管理精细化、制度规范化、保障集约化、手段信息化、考评系统化”总体目标,破解财经管理难题,促进企业建设由外延扩张向内涵发展转变。 4.实施成本核算管理,突出组织机构建立关系顺畅、合理规范的运行机构;规范成本范围界限,确保成本核算的准确性、真实性;健全完善管理制度,实现核算管理工作制度化、规范化。 5.推行全资产核算管理,重点落实核算采购制度;加强信息化管理,构建以网络、数据库和一体化工作平台为重点的信息化基础建设。使企业成本核算实现有章可循,产生了良好的经济效益和社会效益。 四、实现医药成本核算内在化 1.将环境成本纳入企业成本核算,对公司企业成本核算进行梳理,企业要明晰产品成本构成。 2.公司企业初步制定出行业成本核算制度,调研的产品成本核算。 3.企业还要有效调动核算会计人员的工作积极性和主观能动性,形成了责任和利益有机结合的正向激励机制,会计核算过程得到层层监督控制。提高了金融服务效率,减少了风险环节,把各种风险消除在萌芽状态。 4公司要按照规定设置账簿、强化财务核算,对于出现不规范核算的情况,要根据相关法规,核定其应纳企业所得税税额,并要根据行业财务会计制度的规定和会计核算的要求,正确登记成本费用总账及相应的明细账、日记账。 五、为进一步规范企业核 预防核算业务风险 1.公司企业要不断提高会计核算水平,要按照核算有关业务规定和要求,落实规章制度,以查找漏洞、规范操作、防范风险为突破口,通过对照检查、查漏补缺、落实责任、整改纠正、评比竞赛等方法,在全辖范围内进一步深入推行核算业务规范化管理工作。 2.核算业务实行规范化管理,就要实现核算业务规范化有序推进进行,明确其工作职责,通过组织学习、自查自纠、检查监督、竞赛评比、集中整改阶段开展工作。 3.为确保核算业务规范化管理工作的有效开展,公司企业要加强领导,明确任务,要设立相应组织机构,一把手亲自安排,亲自检点,亲自督查,做到任务明确,责任到人。并要求学习全面,自查深入,整改到位。 4.监督检查彻底,整改督办到位。不搞形式,不走过场。建立工作长效机制,落实工作责任制。为使工作机制得以有效运转,以目标责任制的形式进行了确定。 六、结语 综上所述,随着我国公司企业的快速发展,核算业务已成为目前公司企业管理工作的重要组成部分。因此,如何规范合理地管理核算工作,如何准确、及时地核算公司业务,对准确反映医药公司的财务状况、经营成果及现金流量情况,提高经济效益,具有非常重要的作用。公司企业要在自主营业务的范围内,划分好调度与核算工作的分水岭,让主营与非主营业务收入和成本提供依据,增加公司业务核算特点的相关会计科目,解决了代垫、暂收款项纳入公司营业额一并征收税等问题。 生产调度论文:10kV配网线路预操作平台在调度生产工作中的应用 【摘 要】本文通过对10kV配网调度工作进行深入分析,对可能存在的造成调度误操作的因素进行了逐条分解,并针对性的提出了整改措施,从而开发了一款关于调度配网操作的系统,为调控人员操作运行提供了可靠依据,为调控新人员的培养提供成熟的外部环境。 【关键词】10kV配网线路;采取措施;实施策略 1 项目背景 一直以来,10kV配网线路是调度工作的软肋。线路联络多,方式倒换频繁,事故多发等。所涉及到线路开关、刀闸的操作较多,调度员下令之前,必须清晰了解当前线路运行方式方能进行正确操作。配网模拟预操作平台,可以使调度员直观明确的了解当前方式,同时模拟操作,保证10kV配网线路不造成带负荷拉合刀闸,误停送电,低压合环等误操作,确保电网安全可靠运行。 调控一体化后,调度员与监控员业务素质参差不齐,新进人员需要快速成长,目前的培训仍然停留在口头传授和偶尔的技术讲课层面,使用此平台,可以促进新进人员和调控人员主动学习,共同讨论,持续提升相关技能,保证日常培训效果。 10kV线路运行方式一直是口头交代和记录于遗留工作,日积月累,遗留项目越来越多,调控人员要找到相关线路的运行方式往往需要花费几分钟时间,模拟预操作平台与线路当前方式时刻保持一致,使调控人员实时、直观、正确的了解电网运行情况,杜绝因记录不清或交代不明造成的方式遗忘。 2 项目实施的步骤 2.1 主要研究内容 (1)要求标准化、规范化的绘制出10kV配网联络图,预留空间进行实时增减。 (2)编写线路联络开关、刀闸分合状态智能识别程序,预操作某一开关、刀闸时能够得到与之有联络开关、刀闸的状态的告警提示。 (3)智能更新开关、刀闸分合指示颜色、状态标识,根据图示可了解当前线路运行方式。 (4)创建预操作模拟平台,根据人员操作变位,类似于五防模拟系统。 2.2 采取措施 图1 设备带电状态判断功能逻辑示意图 图2 设备操作提示、变位功能逻辑示意图 (1)具体实施方式 如附图1、2所示,10KV配网线路预操作系统,包括元件数据库、操作程序、电网一次接线图、程序操作图。电网一次接线图是最初展示效果,根据需要选择进入某一程序操作图界面。 如图1、2所示,设备带电状态判断功能,1、在数据库中寻找程序操作图中的电源点。2、在数据库中寻找所连接的出线设备。3、根据数据库记录,判断出线设备的分合状态。4.1、若设备在分位。9、则停止,程序结束。4.2、若设备在合位。5、继续在数据库中寻找设备所连接的线路。6、将所找到的线路变换为与电源点和开关一致的颜色,表示来自同一电源。7、在数据库中寻找所连接的其他元件。8.1、若没有接有其他设备。9则停止,程序结束。8.2、若接有其他设备。则返回第2步。 (2)设备操作提示、变位功能。 1)进行“合”操作。1、判断当前需要操作元件的状态。2.1、若已是合位,提示并停止。2.2、若是分位。3、搜集相邻开关状态,并给予提示,4、用户确定是否要进行合位操作,4.1、若否,则停止。4.2、确定要进行合位操作。5、检查两边是否带电。5.1、若同时带电。6则判断需操作的开关是开闭所设备还是线路设备,6.1、若是开闭所设备,7、置此开关为合位状态,6.2、若是线路设备则不允许进行操作(由于公用线线路设备载流量不同,合环容易引起设备过载)。5.2、若只有一边带电,7、置此开关为合位状态。8、从此开关开始,寻找与之联通的线路和在合位的开关,置其状态为带电状态。 2)进行“分”位操作:1、判断当前需要操作元件的状态,包括开关、刀闸、小车开关、负荷开关。2.1、若已是分位,提示并停止。2.2、若是合位。3、搜集相邻开关状态。并给予提示4、确定是否要进行分位操作。4.1、若否,则停止。4.2确定要进行分位操作。5、查找此设备所属电源,由电源开始计算。计算到当前开关时,置其状态为分位。6、判断是开闭所设备还是线路设备。6.1、若线路设备。7、继续寻找相连下级的其他线路和设备,置他们为不带电状态。6.2、若是开闭所设备。8、判断是否两边同时带电。8.1、若是两边同时带电。9、相连下级设备带电状态改变(颜色变化)。8.2若否。返回第7步。 3 系统简介 3.1 10kV配网线路预操作平台简介 受客观因素限制,10kV配网线路一直都是各电网的薄弱环节,联络多,事故多发,方式倒换频繁。如今,客户对供电可靠性的要求越来越高,主动提高事故相应能力,利用线路互带,使用户少停电是当前我们的一个工作任务,开发此平台,让调控人员在日益复杂的联络线路中实时、直观、正确的了解当前运行方式,正确无误进行倒闸操作。 如下图3所示,,图3是用户进入系统点击自己即将要进行操作的设备后弹出的操作模拟图。用户可以在操作模拟图上进行一系列的模拟操作。 为节省寻找设备花费的时间,我们设计了可以直接进行查找的功能,按ctrl+f就可以直接进入查找界面(如图4)。 针对模拟图上的设备,系统设置了“分”与“合”两种操作选项。 当用户选择任一选项后,系统会提示相邻设备的运行状态,以此来提醒用户对当前设备的操作是否合理。 当用户确认当前操作无误后,操作模拟图开关变位,并在数据库中记录存档。为了便于用户区分,不同的电源,系统设置了不同的颜色。 4 实施效果和应用前景 4.1实施效果 我局按照QC小组提出的10kV配网操作平台实施后,促进了新进人员和调控人员技能持续提升,保证日常培训效果。保证10kV配网线路操作时不造成带负荷拉合刀闸,误停送电,低压合环等误操作,确保电网安全可靠运行。使调控人员实时了解电网运行情况,杜绝因记录不清或交代不明造成的方式遗忘。 4.2 应用前景 本QC的目的是开发一种10KV配网线路预操作系统,填补电网运行在10kV配网操作系统方面的空白,把地区电网10kV配网线路全部归纳到系统中进行模拟操作,使电网运行管理者及时掌握10KV配网线路的运行方式,根据线路和设备颜色明确电源点,在对变电站或线路上的开关、刀闸进行操作时,按照设定的程序分析判断与之有关联的开关、刀闸的状态,为电网运行管理者进行正确操作提供依据。 5 结论 保证10kV配网线路操作时不造成带负荷拉合刀闸,误停送电,低压合环等误操作,确保电网安全可靠运行。使调控人员实时了解电网运行情况,杜绝因记录不清或交代不明造成的方式遗忘。开发此平台,让调控人员在日益复杂的联络线路中实时、直观、正确的了解当前运行方式,正确无误进行倒闸操作。 生产调度论文:浅淡生产调度在煤化工企业中的重要性及具体方法 生产调度是组织执行生产进度计划的工作,生产调度的“调”是指科学的协调,“度”是指把握一定的尺度。调度工作的基本任务是贯彻执行党和国家安全生产方针政策,在确保安全的前提下组织和指挥生产,全面、均衡地完成生产任务。协助领导组织、协调、指挥事故抢救、抢险和生产恢复工作。调度已成为一门集技术与管理于一体的综合性很强的专业,为更好的发挥其在企业中指挥中心和主要管理部门职能的作用,调度工作的规范化、制度化是最基础的工作。 山东兖矿国际焦化有限公司是由充矿集团有限公司与巴西淡水河谷公司、日本伊藤忠商事株式会社共同投资组建的三方合资公司,横跨冶金、化工两大行业,涉及焦炭、甲醇、煤焦油、粗笨等多种产品,另有热力发电,工艺流程复杂,自动化程度高,连续性强。如此多元化的企业中,怎样才可确保生产的安全性和计划性,充分发挥生产调度的“总指挥家”的作用既有保障。 一、生产调度的必要性和重要性 1.一个生产计划的具体实施需要生产调度来完成 现在编制一个周密、完美的生产计划对一个现代化的大型企业来说是件很容易的事情,但是怎么把理想化的生产计划万无一失的变成现实的生产活动,以达到期望的可以销售的合格产品及获得可观的利润,就需要一个专门负责实施生产计划的部门来完成。现代的煤化工业企业,生产环节多,协作关系复杂,生产连续性强,不可预见的情况多且变化多端,某一个点或面发生故障,或某一措施没有如期实现,往往都会波及整个生产系统的安全、稳定运行,甚至发生事故。因此,生产调度工作,对于督促、控制、管理,及时了解、掌握生产情况,研究分析影响生产的各种因素,根据不同具体情况采取相应策略,确保生产计划的顺利完成是非常必要的。 2.生产调度的重要性 一个生产计划的具体实施会受到很多因素的制约,尤其是对一个大型的生产系统更是如此。实际生产过程中,情况十分复杂,千变万化,有局部的,也有整体的;有内部的,也有外部的;有人员方面的,有工艺方面的,也有设备方面的;有主管因素,也有客观因素。这些问题一旦出现,小则造成生产被动,大则造成生产过程中断,生产系统一旦停车,计划就难于完成;企业的生产计划是基于安全的前提下获得最大利润的,有时企业会因自身经营因素,或国内外市场因素,而不能赢的利润反而亏损,生产调度就要及时调整生产计划,以减少企业损失,短期生产计划的调整可能会造成整个生产计划不能按期完成,此时暂时计划的调整怎样把握一个“度”也是非常关键的。另外,生产系统会因不可预见或不可抗拒的因素而被迫中断,甚者会有生产中断而引起安全事故。面对突发事件,及时、有序、准确的进行有效组织生产和事故抢救也是生产调度的主要职责之一,“养兵千日,用兵一时”,当国家和人民生命财产受到威胁时,更显生产调度的重要性。 因此生产调度要及时全面详细的了解生产影响因素,协调有关部门、有关人员处理解决这些不利因素,消除隐患,以保证生产长周期安全、稳定、高效的运行,确保生产计划达到期望的目的。可想而知,如果没有生产调度夜以继日的指挥协调,要想及时解决生产过程中随时出现的矛盾,维持生产过程的正常运行是不可能的,同时人民的生命也难以安全。 二、生产调度的具体方法 1.调度管理方面 1.1 加强学习,提高思想境界,只有思想先行,行动才会跟随;只有实现思想统一,行动才会一致;“严肃活泼,团结紧张”是调度团队的整体精神意识所在。时时不忘学习,提高自身综合素质,使自己具有高度的事业心、责任感和良好的职业道德,具有较强的组织协调能力;做到内行管理,熟练把握本企业生产布局、生产系统流程,了解主要设备性能、完好情况,掌握生产所需主要原材料等生产要素;熟记标准化管理和掌握本企业《安全规程》、《作业规程》、《安全技术操作规程》及有关安全生产管理规定,并能灵活运用于生产管理中。 1.2 搞好调度质量标准化建设,抓好调度基础管理工作。调度质量标准化建设是响应煤化工企业整体标准质量化建设的要求,可以促进调度工作的规范化,统一化,树立良好的调度形象,以更好、更有效的为安全生产服务。调度日常管理工作是最基本的也是最主要的工作。在日常工作中,要坚持原则,实事求是,严格按照操作规程和生产组织管理规定执行;调度员要经常深入生产一线,掌握第一手原始资料,并建立完整的原始记录;了解生产变化的趋势,深入细致地分析研究所出现的问题,及时向有关领导汇报或是提出有建设性的意见,及时处理和解决生产中的关键问题。 1.3 为进一步规范本企业生产调度专业管理工作,逐步推行调度管理制度化、问题处理闭环化、应急管理程序化、资料管理档案化、调度装备信息化“五化”建设,及时协调、解决生产中发生的实际问题,确保生产系统的安全稳定运行。 2.调度生产工作原则 2.1 安全第一原则。生产调度组织工作应坚持“安全高于生产,不安全不生产”的根本方针不动摇,对威胁安全生产的重大问题有权下达调度指令,并督促有关部门采取积极措施解决。 2.2 集中性原则。坚持生产调度集中统一指挥为原则,凡有关车间或部室生产、建设、安全、经营的一切调度指示、命令,一般须通过调度指挥系统下达。情况紧急或必要时,生产调度指挥系统有权调度公司范围内的所有人力、物力,以确保生产安全、系统稳定运行,保质、保量、按时完成生产任务。 2.3 效益最大化原则。生产调度应以市场为导向,以“少投入、多产出、快产出”为原则,科学利用资源,合理组织调配,有效进行生产过程控制,获取最佳经济效益。 2.4 准确及时性原则。生产指挥应做到准确无误、记录详实。在听取汇报时,时间、地点、事件、汇报人必须记录准确,如实反映客观情况;一切数据计算要准确无误,上传的资料、数据必须及时、准确;对生产中出现的问题和矛盾要及时判断、解决和处理,信息反馈要迅速。 2.5 闭环管理原则。对生产组织过程中出现的问题,应有原因分析、解决方案、整改落实进度跟踪、结果评价和总结,并做好相关记录,做到闭环化管理。 3.调度装备 生产调度是企业生产作业控制、日常生产管理、生产信息汇集的中心;有上下贯通、左右协调、集中统一的功能,是保证企业安全稳定生产的优秀部门。因此调度要配备具有录音、扩、放、群呼及直通等功能的调度电话,录音资料保存3个月以上;配备转真机、电脑、打印机;一些重点工作地点的配摄像头;配有无线通讯设备及应急交通工具。现代化的、灵活高效的生产调度系统有利于调度工作的顺利开展,高效、快速的指挥实际生产,同时一定程度上也降低了调度人员的工作强度。 4.加强考核,统一意志,统一指挥,树立调度部门威信。 调度室制定严格的考核制度,并严格执行。企业的规章制度是企业的法律、法规,是各单位应该遵守的工作内容和工作程序,是每一个所属公司人员都必须遵守的规范和准则,具有严格的强制性和约束性,任何单位和个人违反制度都要受到相应的惩罚。调度制度保障调度工作能够顺利进行,对生产组织原则来说是最有力的保证。只有树立了调度室在企业中的权威,才可以确保调度命令畅通无阻,才可以更好的按计划组织、协调生产;以便为公司做出最大的贡献。 三、结语 综上所述,要保障复杂、多元化的现代化大型企业安全、连续,稳定、高效的生产,调度工作具有举足轻重的作用;为了更好的为生产企业服务,调度人员要不断的加强自身综合素质的提高及工作方法的改进,并把先进的现代化装备有效利用到实际工作中。由于调度这门专业起步晚,有很多不足之处待改进,还需大家共同努力,壮大调度队伍,为企业发展做好后勤保障。 生产调度论文:浅谈防汛生产调度中心电子屏信息系统的设计与应用 摘要:通过对飞来峡防汛生产调度中心电子屏信息系统设计与应用的阐述,明确电子屏信息系统为飞来峡信息提供一个服务平台,使职工及来访人员直观地了解枢纽的相关信息,同时也可以更好地宣传企业文化。 关键词:防汛生产;电子屏;信息;应用 1.概述 飞来峡水利枢纽防汛生产调度中心是飞来峡水利枢纽工程建设的后续项目,项目的建设将进一步提高飞来峡水利枢纽生产、运行、调度、管理水平,更好地适用全省防汛指挥信息系统建设及枢纽防汛指挥的需要,确保枢纽以防洪为主等功能得到充分发挥,为防洪安全和枢纽运行提供更有力的保障。为了使职工及来访人员直观地了解枢纽的相关信息,也为了更好的宣传企业文化,为信息提供一个服务平台,在飞来峡防汛生产调度中心大楼首层建设一套液晶大屏幕信息系统。 2.信息系统设计原则与建设目标 2.1设计原则 大屏幕拼接显示系统建设的总体设计原则是:系统充分考虑到先进性、可靠性、经济性、可扩充性、可维护及管理性等原则,建设一套采用先进成熟的技术、遵循布局设计优良、设备应用合理、界面友好简便、功能有序实用、升级扩展性好的液晶大屏幕拼接系统,以满足对大屏幕图像和数据显示的需求。 2.2建设目标 信息系统设计目标为:建成基于局域网或者互联网的信息系统,该系统接入调度中心大楼的办公网络,办公网络内任意电脑可实现对所有信息的管理和,支持目前所有的主流媒体文件格式,为大楼构建一个视频、图片、字幕、Flash动画、网页等多种媒体信息的多媒体信息平台,为用户提供高质量的多媒体信息服务。 在建设方案中,主要考虑设计3行3列55寸液晶屏拼接大屏显示方案,该设计结合目前最先进的图像处理和控制技术,能满足防汛中心当前的使用需求。 3.系统构成设计 3.1信息系统构成 (1)55英寸DS-D2055NH LCD显示屏:9块55英寸工程专用LCD显示单元能够保证系统设备的亮度、使用寿命、稳定性。 (2)液晶单元支架:9个模块化框架,3个基座 (3)拼接控制器(含配套专用控制软件):1套 (4)传输线缆:9条,将信号源传输到LCD电视墙上面显示。 3.2系统架构图 根据系统设计原则和实际应用需要,提出信息系统的构架图如下: 液晶大屏幕拼接显示墙由一套3(行)×3(列)55”(LED)超窄边液晶显示屏――DS-D2055NH组成,尺寸特性如下: 单屏尺寸:1215.3.0(w)×686.1(H)×118.0(D)(单位mm)。 组合尺寸:(686.1mm×3)×(1215.3mm×3)。底座高度:实际高度根据现场确定。 背后维护空间:默认1000mm,实际空间根据现场以及拼墙高度确定。 3.3系统组成效果图 4.系统功能设计 信息系统主要包括“信息制作、信息、播放管理、素材管理、系统设置、终端管理、系统备份还原、数据统计、日志管理”等基本功能以及扩展的功能应用。主要功能如下: 4.1所见即所得的信息制作 用户登录系统管理端以后可编辑需要的信息,灵活组合背景图、视频、音频、图片、字幕和实时数据等,排版组合成多媒体信息,各区域播放内容使用单独的播放列表进行控制,并可以设置信息有效播放时间。也可以使用信息模板对界面排版进行快速制作,同时支持信息导入导出功能,对信息进行快速更改。 4.2全效的信息播放控制(可选择播放方式) 垫片播放、周期播放、定时播放、间隔插播、独占信息插播、分组播放,以上几种播放方式使播放的节目内容更具有针对性,大大提高关注度。 4.3严谨的系统权限管理 信息审核:用户需要上传的信息必须经过审核方可由管理员进行信息编辑及播放终端播放。配合用户权限管理可以对播放素材进行可控性管理。 用户权限管理:管理用户的个人信息,配置用户的所属机构及角色权限。可以配置是否具体素材审核权限及具体终端管理权限。 信息审核、用户权限管理能够控制一切非平台审核通过的信息在终端上播放。能有效控制信息内容的安全。 4.4实时的终端监控维护 远程控制:支持远程设置终端的开始播放/停止播放、定时开关机、连接中心服务器设置、流媒体播放、紧急信息插播、固件升级等,便捷实现终端的远程控制及维护。 4.5生产信息实时显示 通过与水利系统数据管理模块进行对接,可以完成对水情、溢流坝、船闸、电站等生产实时系统数据库的连接、读取、修改和显示,需显示的数据既能从各生产实时系统读取直接显示,也可经本地修正后再显示,即支持本地存储修改后再显示到电子屏幕中。同时还可以灵活设置各生产实时系统数据在电子屏中显示的内容和样式,可自由选择需显示数据的组合,数据的具体显示形式F场确定。 需显示的生产实时信息系统包括:水情遥测预报调度系统、溢流坝闸门计算机监控系统、船闸收费调度系统、电站计算机监控系统等。 4.5.1水情遥测预报调度系统 需显示的信息包括:气象信息、上游实时水位、下游实时水位、入库流量、发电流量、闸门流量、总出库流量。 数据源:其中气象信息数据取自枢纽综合集成管理系统数据库;上游实时水位、下游实时水位、入库流量、发电流量、闸门流量取自水情遥测预报调度系统;总出库流量由发电流量与闸门流量相加所得。 4.5.2溢流坝闸门计算机监控系统 需显示的信息包括:15个泄水闸门开度、3个3号副坝闸门开度,1个排漂孔闸门的开度等信息。 数据源:15个泄水闸门开度、3个3号副坝闸门开度,1个排漂孔闸门的开度等信息均取自枢纽综合集成管理系统数据库。 4.5.3船闸收费调度系统 需显示的信息包括:上游待闸船只、下游待闸船只、日过闸量、月过闸量、年过闸量等信息。 数据源:上游待闸船只、下游待闸船只、日过闸量、月过闸量、年过闸量等信息需通过SQL语句对船闸收费调度系统数据库进行查询统计后才能得到。 4.5.4电站计算机监控系统 需显示的信息包括:4台发电机组的负荷;A、B点负荷;机组日发电量、月发电量、年发电量等信息。 数据源:4台发电机组的负荷、A、B点负荷取自电站计算机监控系统网关机数据库中;机组日发电量、月发电量、年发电量等信息需通过SQL语句对枢纽综合集成管理系统数据库进行查询统计后才能得到。 4.6枢纽政务信息 随着飞来峡水利枢纽标准化、规范化、科学化管理的需要和信息化的发展,管理处对各项工作的管理将越来越规范,并且由于分处两地办公,效率也需要进一步提高。各个部门有越来越多的信息与需求共享,通过信息化、数字化、网络化的多媒体信息系统,完全可以替代以往的打印海报、张贴宣传单等落后宣传手段,所有需要的信息都可以在第一时间编辑、制作、传输并到指定电子屏上显示,大大降低了人力的工作量,缩短了流程,提升效率和正确性 5.电子屏信息系统的运行维护和安全管理 遵循统一管理、分工负责、共同建设的原则,信息系统的运行部门为管理处办公室,办公室设置专门的运行管理人员,负责信息的上传和运行管理工作。信息中心提供技术支持,保障信息系统网络运行环境,确保网络安全畅通,负责信息系统设备安全稳定运行。 信息工作必须坚持“严格依法、具有特色、全面真实、安全保密”的原则。信息要体现我处的管理职能和水利行业特色,符合重在宣传、提升飞来峡形象和加强管理处与社会公众信息沟通的总体要求。 各部门要的信息应先由部门负责人、分管处领导审核同意后,以“部门领导”用户通过综合集成管理系统将电子文本发送至“办公室”和“处办领导”邮箱,经办公室审核后。对于处的重要政务活动信息,其图片和文字必要时由处主任审核后方可。 6.结语 飞来峡防汛生产调度中心电子屏信息系统采用本设计目前已完成建设,通过调试投入\行。电子屏信息系统对于实现飞来峡水利枢纽管理网络化、信息化,提高管理效率,起到了重要作用。所设计的功能符合管理处的需求,能够实现包括“信息制作、信息、播放管理、素材管理、系统设置、终端管理、系统备份还原、数据统计、日志管理”等基本功能以及扩展的功能应用,为飞来峡水利枢纽管理处提供了高质量的多媒体信息平台。 生产调度论文:以调度为中心的大柳塔选煤厂均衡化生产对策探析 【摘 要】 选煤厂调度室是把厂里各个生产环节:从原煤的供应、原煤的破碎和筛分、洗选过程、到装车外运等,组织协调起来达到综合平衡的工作机构。选煤厂的均衡生产是指合理协调检修与生产的关系从而达到公司外运计划的平稳实现。能否实现均衡化生产是衡量选煤厂管理的一个重要指标,本文提出:协调好生产与检修的关系,及时追踪各检修项目的落实情况,随时与矿井及运销公司联系,树立调度室的权威,减少设备空转时间,仓满停车时间安排在白天,本安理念牢记于心,等以调度为中心的大柳塔选煤厂均衡化生产对策。 【关键词】 选煤厂,均衡化生产,调度室 1、前言 选煤厂的均衡生产是指合理协调检修与生产的关系从而达到公司外运计划的平稳实现。其一是指:原煤的供应与装车外运的均衡,避免出现有煤无车,有车无煤的情况;其二是指:生产的各个环节,也就是各车间之间的均衡。 选煤厂的均衡生产受到众多因素的影响,其中洗选系统和装车系统属于内部影响因素,外运计划任务、原煤供应、铁路车辆供应情况、运销反馈的客户需求属于外部影响因素。 外运计划是公司总调度室在了解了矿井原煤供应和选煤厂仓存和生产状况以及铁路车辆供应的情况下制定出的,一般来说具有合理性。对选煤厂来说,外运计划量是计划也是任务,日计划是月计划的细分,月计划是年计划的细分,日计划的完成情况会影响到年计划的完成情况。因此选煤厂需要做的优秀是合理组织生产,保证外运计划的完成,这就需要洗选系统和装车系统运行正常。 大柳塔选煤厂的正常运行所受到的所有制约因素具体分析如下: 1.1、原煤的供应 原煤供应主要需要协调的是上煤时间、停煤时间、检修时间,以及一些大型的检修项目,尽量做到协调与匹配。对于有稳定煤源、煤质较稳定的大柳塔选煤厂来说,原煤的供应能否充足取决于矿井检修、矿井工作面故障、矿井突然来压、外购煤上煤是否及时。 1.2、选煤厂设备的运行状况 即使一个运行稳定成熟的选煤厂也会受到突发性设备故障、预防性检修、日常检修、产品仓满、矸石仓满等因素的影响。而且对于流水作业的各车间来说,任一车间的设备故意都会影响到整个系统的正常运行,而且选煤厂的故障还会造成全公司的故障,对整个公司的均衡生产带来负面影响,总之,选煤厂的均衡生产就是协调一切外部因素和内部因素的基础上圆满完成外运计划。 1.3、装车情况 装车外运决定了大柳塔选煤厂产品的输出,是否能正常输出取决于铁路的影响、厂内设备的影响、以及运销公司反馈的客户需求信息。 厂内设备的影响主要有装车系统故障、商品煤是否储备足量。铁路影响主要有:铁路天窗时间、南站满线后重车带不出去空车带不进来、火车机车供应不足等机车、铁路倒黄标,前边这四种是导致火车不能及时进来的因素,另外火车进来以后,除了正常的车辆检查还会有车门烂、冻底、红矿底、垃圾底等特殊情况需要处理,这些情况都会影响车辆整备时间。运销的客户需求在一定时期内具有稳定性,车型与煤种一般具有匹配关系,但也会因客户需求而变化。铁路车辆供应情况一般分天窗日和非天窗日,但也会受到一些外部因素的影响而引起进车不及时。 2、调度室在大柳塔选煤厂均衡化生产中的作用 大柳塔选煤厂的均衡化生产还需克服外部影响因素:如矿井、运销、铁路带来的影响。克服外部影响主要通过生产指挥中心和公司下发的的预防性检修计划表,如某日矿井有检修,那么可以把厂内的检修安排在同一时间段,或者尽量利用这段时间以减少对生产的影响。铁路天窗时外运计划会比平时少,应该利用天窗时间安排厂内检修。 大柳塔选煤厂的均衡生产,需要调度室和以上各单位协调解决一系列问题。其中生产指挥中心和总调度室是上级指导和领导部门,给选煤厂通知和命令以及一些业务上的指导;矿井调度、外煤站、运销公司、铁路是选煤厂的业务相关单位,选煤厂和他们的业务合作通过调度室的协调来进行。排矸公司、专门化的维修公司是服务机构,负责一些设备的维修。另外厂领导是调度室的直接领导,是调度职责“上情下达、下情上达”最直接的“上”。 2.1、合理安排系统停车起车时间 调度员根据生产指挥中心下发的外运计划,及时与矿调联系了解矿井的生产情况,参考本厂的仓存以及原煤仓的仓位情况,来安排日常检修和预防性检修计划,确定生产系统的停车时间和起车时间。在外运备足确定了停车时间后,要通知生产指挥中心和矿井调度,看是否有突发情况发生影响计划好的停车时间和起车时间,如需要还得做调整。调度室要随时与业务相关单位联系,及时沟通,保证原煤供应、选煤厂生产系统运行、商品煤装车都顺利进行。 2.2、随时掌握现场生产情况 随时通过集控画面监控系统运行状态,如皮带过煤量、设备电流、桶位、密度等监测数据,并根据这些数据判断系统是否运行正常,如有问题如实、迅速地告知现场岗位司机,对于不易处理的还要告知车间主任,如有必要还要汇报厂部值班领导和生产指挥中心,指挥现场人员排除故障,最终达到尽最大可能缩短故障影响时间,尽快恢复正常生产的目的。 2.3、及时处理生产中出现的故障 生产中出现故障后首先通知到岗位司机,根据岗位司机的要求如有需要还要组织到电工和钳工,并汇报到车间值班主任处组织人员落实处理,确保安全生产。然后汇报厂领导和生产指挥中心。对于两套系统并行的系统,在某一台设备出现故障且短时间内处理不好的情况下,与现场值班主任或者厂领导联系,是否只开启不故障的那半套系统,并通知现场打插板等,给故障设备检修恢复的时间,更重要的是避免因为一台设备的故障而停下整个车间甚至整个系统的作业,进而影响到生产任务的完成。 2.4、有条不紊地处理紧急情况和突发事件 遇到紧急情况和突发事件按照程序进行处理。发生事故时组织和指挥事故抢险,最大可能地控制和减轻事故造成的危害。当发生重大事故时,调度室需及时汇报车间和厂领导和生产指挥中心,并根据领导指示,组织有关部门,调动所需人力、物力,积极进行抢救,并组织尽快恢复正常生产。 生产调度论文:论三集五大形势下调度生产管理系统的深层应用 【摘要】电力调度自动化系统的综合数据管理子系统是电力调度自动化系统平台的优秀组成部分之一。本系统的主要内容是基于山东积成电子股份有限公司系列产品一一IES600电力调度自动化系统平台,对三集五大形势下调度生产管理中的应用分析。 【关键词】 中图分类号: F407.61文献标识码:A 文章编号: 电调自动化是电力运营环境中对电网调度监视控制的自动化应用,是一项复杂庞大而又十分重要的工程,关乎国计民生。好的电调环境要求必须具备安全可靠、平稳可控、反映及时、统计准确等方面,我国的电网目前正在使用并逐步完善有独立知识产权的现代化调度自动化系统。 一、三集五大形势下对电力调度的要求 三集五大运作模式上由原先的“生产、管理一体模式”转变为“管理、业务支撑体系”配合模式,这样的结构和模式转变给调度生产管理带来了新的挑战,横向上如何规范协调两大体系之间以及业务支撑机构和两大体系之间的的联系;纵向上如何加强省级电网、地区电网和县级电网之间的管理互联实现信息共享;如何落实“三集五大”体系的减员增效精神,提高系统可用性和使用人员的工作效率;这三大问题促使调度生产管理系统必须进行完善扩充以及更深层的开发应用。 加强系统的深层应用,实现新老系统的平稳过渡并和省调度生产管理系统接轨,保证业务流程的全省统一,在全省范围内实现“三集五大”后县调、地调、省调之间的一体化管理。项目完成后应当实现全局调度、运方、继保、自动化和通信等专业信息化管理的实用化,实现地调、县调与省调之间管理业务的一体化管理。该系统的服务对象涉及电网调度的运方、调度、保护、自动化、通信等各个专业,应用人员涉及以上各专业的技术人员、“大运行”、“大检修”、“大建设”体系中的相关技术人员。 二、三集五大形势下IES600系统在调度生产管理中的应用 1、IES600系统对所采集的信号进行分类 信号分类原则采用以下原则: 一类事故信号:主要反映由于非正常操作和设备故障导致电网发生重大变化而引起断路器跳闸、保护装置动作(含重合闸等)的信号以及影响全站安全运行的其他信号,如全站直流消失、火灾报警等。 二类异常信号:主要反映电网一二次电气设备状态异常及设备健康水平变化的信号,如断路器控制回路断线、装置异常、装置闭锁、过负荷、开关非全相、模拟量越限、通信电源-48V输出告警等信号。 三类状态信号:主要反映电气设备运行状态以及运行方式,如开关、刀闸变位信号、反映保护功能压板、同期压板投退的信号等,同时包含保护装置、故障录波器、收发信机等设备的启动、异常消失信号等。调控中心监控系统将信号区分为重点信号和非重点信号。原则上三类状态信号中二次设备启动等次要信号,反映综自系统状态信息的信号,供远动、保护专业人员查询的信号均不列为调控重点信号。 2、无效或冗余信息过多过滥处理 (1)微机保护信息展示:微机保护主动上送的动作、告警事项以历史事项进行存储。 (2)把微机保护信息作为常规远动信号的补充查询功能,不用来启动告警,只在事项详细查询和四层查询界面展示,故障录波、动作值、出口信号、测距等信号通过时间与开关判别事故进行关联,减少事故误判。 (3)在系统信号基础上进行梳理,报警信号采用综自硬接点优先,软报文补缺,综合信号首选,报警具有唯一性,排除包容性,其余信号归属查询。 (4)开展微机保护信号直采工作后,实现测量、控制、保护信号、定值、压板、动作值、故障录波的信息最大交互,对厂站信息的过滤、分类、告警、闪烁、展示由主站设备对象参数属性给予设置,所采信号全部做为查询展示,不纳入告警、主监视界面,并做为原有信号系统的冗余详细核查作用。 (5)为杜绝设备检修传动期间信号导致自动化系统误推事故画面、信号频发干扰调控人员正常监视,必须采用及时挂检修挂牌对检修设备相关信号进行短时屏蔽。对冷备用或备用间隔告警信号的告警过滤,可采用挂牌方式对告警信号进行过滤,但在挂牌取消时,信号应该立即解禁分类告警。对于控回断线、母线失地、弹簧未储能,电机启动(收发信机动作)等短时动作复归信号,采用(变电站综自延时18秒)校核后再发送主站。可疑事项处理。对于连续出现的周期事项,标示上可疑标志,并且以不同颜色显示,可以设定停止语音报警时间,但在监控系统事项窗提示标识。 (6)同时、同点SOE信号只单遍记录。实时告警事项窗SOE不展现,但在专门实时、历史事项查询窗可通过SOE和非SOE给予屏蔽或显示。各厂站采用GPS校时要采用软硬校时相结合,主时钟时差要控制在1μs(要求做专项检查)。 3、对监控信号事项显示界面重新设计 (1)设置监控动态组合窗为了满足监控人员实时了解监视设备动态情况,减少频繁切换监控界面,特建立并优化此窗口,此窗口主要包括一类、二类动作告警动态光子窗、遥测越限、系统告警(如通道、系统网络、模块)动作事项动态窗和告警实时事项窗组成。信号确认复归后自动消失,对频繁动作不合理数据也可通过人工干预给予屏蔽展现。不同报警等级的事项采用不同颜色显示。 (2)监控系统界面采用电脑三分屏界面,事项窗固定在其中一分屏,该分屏不参与监控界面轮换,不同报警等级的事项采用不同颜色显示,从而使监控界面各类信号一目了然。新系统监控界面采用三分屏显示,新的事项组合窗(重要信号一目了然,大大减少监控人员切换时间)。 事项监视窗口采用并列显示子窗体方式,变流水事项监控方式为分区重点监控方式,梳理、删减、合大量信号,便于及时发现设备异常工况,提高监控效率。电网发生事故时,系统弹出事故推图窗口,可迅速查询该间隔事故跳闸前后的所有事项,有助于调度员及监控员快速判断事故性质并及时处理。信息分层展示,监控重点信息在第三层间隔图中显示,采用语音报警、变位闪烁等功能进行提示。设备详细信息在第四层设备图中显示,按照名称排序索引,便于监控人员查找、确认和复归。 4、加强事项查看器的功能 监控系统对信号增加了按其采集源进行分类,如开关变位信息,刀闸位置信息,保护遥信信息等。事项可以根据厂站、时间、类别(开关、刀闸、SOE、保护等,保护可分软报文、硬接点、报警类别,操作、系统等)进行查询、打印,并可以导出EXCEL文档。使系统的某些信息管理、查询、检索功能得到有效利用,即使发生涉及多个设备的事故或异常时,大量信息使重要或关键信息溢出监控界面,也可以方便快捷地通过检索功能查到相关信号。对异常或事故做出正确判断。 在事项显示窗内只显示调控监视重点信号,不显示SOE信号。信号按不同类别在不同区域显示,原则上按下列六个区域显示。 (1)开关事故跳闸区:该区显示开关位置在非正常操作状态下由合到分变位信号。 (2)事故信号区:由保护动作硬接点以及相应的事故类软报文组成。 (3)异常信号区:显示异常类的软报文以及硬接点信号。 (4)状态信号区:显示反映电气设备运行状态的信号。 (5)遥测越限区:显示各负荷、电压、温度等遥测信息的越限信号。 (6)全部信号区:汇总上述五个区的信号。事项显示窗按变电站、事项类别进行个性化定义。事项显示窗具备多窗口显示功能,各窗口能同时显示。各类信号以不同的颜色显示,其中开关事故跳闸及事故信号显示红色。各类信号有不同的声音报警:开关事故跳闸及事故信号发警笛,异常发警铃,状态信号发提示音。 5、实现监控控制界面一体化 IES600系统将自动电压控制(AVC)模块集成一体,实现了监视控制界面一体化,达到了无功电压根据电网情况自动调整的目标。数据平台建成了数据中心和应用集成环境,实现数据整合、交换、共享、联机应用支持及数据分析展现、信息。 三、总结 在三集五大形势下将ies600系统应用到电力调度中,通过面向流程管理的调度生产管理系统实现了输、变电运行检修的全过程管理,实现全局数据的唯一性及数据共享,实现信息化带动生产自动化,从而提高地区电网的现代化管理水平和效益。 生产调度论文:论三集五大形势下调度生产管理系统的深层应用 摘要:随着国家电网公司“三集五大”改革的深入进行,“大运行”、“大检修”体系及其业务支撑机构对电网及其设备安全稳定运行起着至关重要的作用,改革优化后,在机构和管理上的变化对原先作为联系两大体系的调度生产管理系统也提出了更高的要求。 关键词:“三集五大”;调度生产管理系统;自动化 1 研究背景 以福建地区地级电网为例,“大运行”体系下地区电网调度控制中心负责地区所有的110 kV及以上变电站的监控,县(配)调负责35 kV以下变电站的监控。地调负责调度管辖110 kV电网和220 kV馈供网,县(配)调负责调度管辖35 kV及以下电网,城区配调划归地调管理。地调负责“大二次”归口管理,原生技部保护、厂站自动化和直流电源管理职能划归地调。通信专业管理职能划归运检部,同时组建业务支撑机构——市信通公司,负责电力通信网运行和维护。“大检修”体系下重组成立运维检修部构建电业局层面“一部一公司”的生产组织架构。对原生产技术部、营销部、配电管理工区等部门人员及业务进行合并重组,在生产技术部基础上成立运维检修部(简称运检部),把原属于营销部、配电管理工区有关配网管理的职责分离并入运检部统一管理。同时组建业务支撑机构——市检修公司与运检部合署办公,市检修公司层面不再设置生产技术管理岗位。市检修公司设输电运检工区、变电运维工区、检修试验工区、配电运检工区,负责电网设备的日常巡视维护及检修。 这样部门运作模式上由原先的“生产、管理一体模式”转变为“管理、业务支撑体系”配合模式,这样的结构和模式转变给调度生产管理带来了新的挑战,横向上如何规范协调两大体系之间以及业务支撑机构和两大体系之间的的联系;纵向上如何加强省级电网、地区电网和县级电网之间的管理互联实现信息共享;如何落实“三集五大”体系的减员增效精神,提高系统可用性和使用人员的工作效率;这三大问题促使调度生产管理系统必须进行完善扩充以及更深层的开发应用。 基于以上改革背景以及所产生的问题,完善和扩充调度生产管理系统功能、提高系统功能的规范性、合理性、全面性已迫在眉睫。笔者认为新调度生产管理系统理念的具体内涵主要体现在规范化管理、精细化管理、横向管理、纵向互连这四个方面。而且该理念的四个方面是相互依赖、相辅相成的。新系统应用功能可分为:调度子系统、运方子系统、保护子系统、自动化子系统、通信子系统、水调子系统、公共子系统等业务功能。由于各专业间存在紧密的业务联系和数据关联性,各子系统之间并非相互独立,它们通过数据层和业务层的内在联系,自然构成一个完整系统。这种业务子系统的划分主要依据的是业务主体,并不意味者应该割裂各专业系统之间的内在联系。对于涉及多专业、多部门参与的业务功能模块(如保护整定单流程管理、设备检修申请管理等),我们将根据其业务主体,将其划分至某一个专业子系统,但这种划分并不代表该业务功能模块只专属于某一专业,这样灵活的设计理念可以实现机构改革后不同机构、不同专业间从属关系的平稳过渡。 2 完善和扩充后的新系统的建设目标 加强系统的深层应用,实现新老系统的平稳过渡并和省调度生产管理系统接轨,保证业务流程的全省统一,在全省范围内实现“三集五大”后县调、地调、省调之间的一体化管理。项目完成后应当实现全局调度、运方、继保、自动化和通信等专业信息化管理的实用化,实现地调、县调与省调之间管理业务的一体化管理。该系统的服务对象涉及电网调度的运方、调度、保护、自动化、通信等各个专业,应用人员涉及以上各专业的技术人员、“大运行”、“大检修”、“大建设”体系中的相关技术人员。 3 完善和扩充后的新系统的建设路线 为贯彻落实“三集五大”精神,应实现电力调度集约化管理,实现自动化、保护、运方、通信、公共等子系统的流程、报表、台帐的新功能开发及规范化升级;与省调度生产管理系统的全面对接,保证省地县调度生产管理系统流程交互的闭环及报表、台帐上报的快捷性;与GPMS、ERP、SCADA、EMS等系统接口,大大减轻系统使用人员重复录入数据的工作量,达到提高工作效率的目的。新系统的建设路线如下: ①实现系统建设经济新、统一性,县调、地调调度生产管理系统采用现有的统一业务应用平台。 ②省、地调度生产管理系统之间通过中间库、WebService、数据交换附件传输等技术,实现自动化、保护、运方、通信、公共等子系统的流程、报表、台帐和省调度生产管理系统的全面对接,保证省地调度生产管理系统流程交互的闭环及报表、台帐上报。 ③对地县调各专业的业务功能进行垂直、规范化管理。采用一体化的思路设计调度管理、运方管理、继保管理、自动化管理、通信管理等信息业务。实现“管理标准化、操作规范化、业务流程化”,打造“三集五大一流电网调度控制指挥中心”的目标。 ④深入贯彻“三集五大”建设目标,升级后的系统应能实现电力调度集约化管理,特别是加大省调对地调、地调对县调的专业化指导和监督力度。 4 完善和扩充系统的设计原则 ①整体规划、分步实施、整体最优的原则,在整体规划的前提下,各功能模块按照分步开发推广的原则分步实施。 ②保护原有资源原则,充分考虑现有资源,尽力保护现行系统的信息和设备资源。对原有主机、网络和数据库平台资源予以继承。在数据规划设计时考虑原有管理信息系统数据导入问题,以达到最大限度的将原有数据库数据导入新系统中,避免原有数据的重新输入。 ③系统安全性的原则,在系统建设时,满足国网公司关于二次系统安全防护的要求,确保系统信息和信息传输的安全。 ④系统可扩充性的原则,应用软件系统采用模块化设计,充分考虑系统的可扩充性,以便于随着系统服务项目的增多和业务量的增加平滑地进行系统的扩充。 ⑤系统实用性和先进性相结合的原则,在系统建设时,优先考虑系统的实用性,使系统建设费用低、周期短、见效快,建成的系统稳定、可靠、易用,在确保实用性的前提下,应尽量采用先进技术和产品,延长系统的生命周期。 ⑥用户参与原则,管理信息系统的实施应当充分强调用户全面、真正参与系统建设,必须是在充分听取领导、资深的业务专家、最终用户意见的基础上,满足电力调度业务管理需求并得到用户认可并充分考虑“三集五大”改革后的生产、工作模式的系统。 ⑦流程自定义原则,系统工作流应可以根据“三集五大”后的业务变化、人员变化、组织机构变化等自定义。 5 完善和扩充后的系统功能及其社会效益 完善和扩充的系统应提高信息交互和共享能力,随着信息化的发展和管理规范化标准化的新要求,在应用中发现原有的系统基本上是以部门管理为主的程序系统,很难与其他部门方便地进行信息共享,“信息孤岛”比较严重,“三集五大”改革后该问题将更加凸显。需要进行统一的数据规划,使变电管理产生跨部门的信息化,并具备电力系统内相关专业的信息互连, 为此省公司专门建设了以省为单位的数据共享中心。在此背景下,新一代的调度管理生产系统数应加强与数据交换平台的数据交互,实现省、地市调度业务之间大量生产和管理数据的交换和共享,实现调度管理系统与EMS系统、生产部门的输、变、配电管理(GPMS)及安监两票系统等数据交换和共享。通过调度生产管理系统可以把各个部门有机地联系起来,使各部门既具有独立性又具有相关性,使用具有统一的数据库管理系统平台,实现数据共享,有效地避免了“信息孤岛”的产生,系统通过规范化和标准化管理,有利于设备及系统的信息化管理,实现对典型的管理流程进行闭环控制,提高应用效率。 完善和扩充后的调度生产管理系统,对原有的管理模式、管理方法、业务流程进行了改造和调整,运用计算机及网络通信技术把需求和资源整合在一起,形成一个完整的供需链,同时进行统一的数据规划,较好的解决了“三集五大”生产管理模式转变后各部门之间、业务支撑机构之间以及上下级调度管理机构之间的规范化管理和数据共享,并与电力系统内相关管理专业进行信息互连,达到调度管理、变电管理的数字化和信息化;通过面向流程管理的调度生产管理系统实现了输、变电运行检修的全过程管理,实现全局数据的唯一性及数据共享,实现信息化带动生产自动化,从而提高地区电网的现代化管理水平和效益。 生产调度论文:多阶段流水生产系统的批量流调度问题 【摘 要】调度问题要求在空间和时间上合理安排任务和资源,在满足技术和资源约束限定下,使预定目标达到最优。 【关键词】多阶段;批量流;调度 一、引言 调度问题通常可按就绪时间或加工时间进行划分。按工序就绪时间的异同可划分为动态调度问题和静态调度问题;按工件加工时间的性质可分为确定型调度问题和非确定型调度问题。 二、批量流调度问题的概念和分类 1.基本概念与分类 批量流就是把一个被加工的产品批量划分为若干个子批量,按子批量分别组织加工和工序间的运输,当在一台机器上一个子批量加工完成以后,这个子批量无须等待,就可以直接转运到下台机器加工。 2.Lot Streaming调度问题的一般假设条件 (1)假设在零时刻,所有产品准备就绪。(2)产品数、机器数、每种产品每个零件在各台机器上的加工时间及产品加工的工艺约束—加工路线是已知的。(3)被加工的产品批量划分为若干个子批量,按子批量分别组织加工和工序间的运输。(4)当在一台机器上一个子批量加工完成以后,而且相继机器空闲,这个子批量无须等待其余子批量在此机器上的加工完成,就可以直接转运到下台机器上进行加工。(5)子批量的大小是一致的。(6)子批量的加工时间和它的大小成正比,。(7)独立的调整时间(或可分离的设置时间):在一台机器上,从加工一种产品转到加工另一种产品要求机器的调整。(8)允许产品在工序之间等待,允许机器在产品未到达时闲置。 以上假设条件允许改变和放松,由此可构成不同类型的Lot Streaming调度问题。 3.多阶段、多产品流水车间批量流调度问题的符号和变量 以最小化最大完工时间为目标函数,考虑各产品的子批量可以混排的情况,给出多阶段、多产品流水车间调度问题的数学模型。 符号和变量: 决策变量: 三、混合遗传算法的设计 1.产品的基因编码 举例说明,例如:对于产品,可以表示成: 其中“*”代表的是第个产品的一个单位产品,两个“1”之间代表这个产品的一个子批量所含的单位产品数。也就是,用位来表示,第一位是“1”,表示一个子批量从这里开始,到下一个“1”之间就是这个子批量所含的产品零件数,再从这个“1”到下一个“1”是另一个子批量所含的产品零件数,直到最后一位“1”。 生产调度论文:以调度为中心的补连塔选煤厂均衡化生产对策探析 摘要:选煤厂的均衡生产是指合理协调检修与生产的关系从而达到公司外运计划的平稳实现。能否实现均衡化生产是衡量选煤厂管理的一个重要指标,本文通过以调度为中心的补连塔选煤厂均衡化生产对策进行分析,以供补连塔选煤厂参考。 关键词:选煤厂 均衡化生产 调度 1前言 均衡化生产,就是在避免大量生产的同时,有效的满足顾客的需求,最终带来整条价值流中的最优化的库存量、系统生产时间、设备维护时间。选煤厂的均衡生产是指合理协调检修与生产的关系从而达到公司外运计划的平稳实现。 选煤厂的均衡化生产,本质上是流程均衡。其一是指:原煤的供应与装车外运的均衡,避免出现有煤无车,有车无煤的情况;其二是指:生产的各个环节,也就是各车间之间的均衡,因为从原煤到商品煤的过程需要各车间相互协调、流水作业,这个过程中一旦有一个车间出现故障那么将会影响整个选煤厂的顺利作业。 选煤厂的正常运行影响因素,具体如下图所示: 2调度室在选煤厂均衡化生产中的作用 选煤厂的均衡化生产,既要克服内部影响生产顺利进行的因素,更要克服外部的影响:如矿井、运销、铁路带来的影响。厂内的影响有生产设备与装车系统是否能正常运行。克服外部的影响主要通过生产指挥中心下发的和公司下发的的预防性检修计划表,比如某日矿井有检修,那么可以把厂内的检修安排在同一时间段,或者尽量利用这段时间,以减少对生产的影响时间。铁路天窗时外运计划会比平时少,调度室应该利用天窗时间,安排厂内的检修。 2.1合理安排系统停车起车时间 调度员需根据生产指挥中心下发的外运计划,及时与矿调联系了解矿井的生产情况,然后根据本厂的仓存情况以及原煤仓的仓位情况,来安排日常检修和预防性检修计划,确定生产系统的停车时间和起车时间。在外运备足确定了停车时间后,要通知生产指挥中心和矿井调度,看是否有突发情况发生影响计划好的停车时间和起车时间。总之,调度室要随时与业务相关单位取得联系,并及时沟通,保证原煤供应、选煤厂生产系统运行、商品煤装车都顺利进行。 2.2 随时掌握现场生产情况 随时通过集控画面监控系统运行状态,如皮带过煤量、设备电流、桶位、密度等监测数据,并根据这些数据判断系统是否运行正常,如有问题如实、迅速地告知现场岗位司机,对于不易处理的还要告知车间主任,如有必要还要汇报厂部值班领导和生产指挥中心,指挥现场人员排除故障,最终达到尽最大可能缩短故障影响时间,尽快恢复正常生产的目的。 2.3 组织和协调生产准备工作 及时追踪各检修与保养项目的贯彻落实情况,对停产检修和一些季节性工作做到统筹安排,对选煤厂经济技术指标如:灰分、水分、发热量要求及完成情况做到心中有数,分析原煤加工、运销过程中可能存在的问题及影响,并提前做好应对工作。 2.4有条不紊地处理紧急情况和突发事件 遇到紧急情况和突发事件,能够按照程序进行处理。发生事故时组织和指挥事故抢险,最大可能地控制和减轻事故造成的危害。当发生重大事故时,调度室需及时汇报车间和厂领导和生产指挥中心,并根据领导指示,组织有关部门,调动所需人力、物力,积极进行抢救,并组织尽快恢复正常生产。 3以调度为中心的补连塔选煤厂均衡化生产对策探析 根据选煤厂调度室在均衡化生产中的作用。本文提出以下几点以调度为中心的选煤厂均衡化生产对策。 选煤厂的均衡生产需要在保证外运的完成的同时,还留有足够的时间进行日常检修和预防性检修工作,从而达到生产与外运的均衡,不出现因为原煤仓满而因为系统故障产品仓空的状况,也不出现在铁路车辆供应充足、外运计划没有完成的情况下,仓空无煤等装。 3.1协调好生产与检修的关系 根据矿井检修情况,外运计划,结合夜间和早晨各车间上报的检修票项目,以及仓存情况合理安排好停车时间与启车时间并报告给各岗位,在备够外运、原煤仓位不高的前提下,留够充足的时间让各岗位充分利用停车时间进行各项检修,减少设备在运行过程中故障的机率,增加均衡生产的机率。 3.2及时追踪各检修与保养项目的贯彻落实情况 每天提前告知岗位停车时间、起车时间将日常检修落实到位,岗位司机在每天的停车时、以及设备运行时,分别检查设备是否正常,从而降低设备故障率。定期进行预防性检修工作,必要时申请机械维修中心与电器维修中心的协助,以及请外委施工单位来解决。产品仓满停车时间如果安排在白天,可以利用该段时间检修,若安排在夜间系统就空停着。浪费了检修的时间,为生产中出现故障造成隐患,不利于均衡化生产的实现。 3.3保持与矿井及运销公司沟通联系 调度室要随时掌握矿井原煤生产情况,掌握列车到达情况,提前询问运销公司对商品煤的需求,及时告知运销仓存情况,避免所安排进车与仓存情况不符。装车情况影响产品仓的仓位情况,仓位情况影响是否能够按时起车生产,如精煤仓满没有精煤车,那么系统会因为仓满而不能起车,这时如果原煤仓满,矿井来压停不下来,那么就会因为补连塔选煤厂的不均衡生产造成矿井单位的不均衡生产,进而造成整个公司的生产不均衡。 3.4减少设备空转时间 设备在起停车时如果各岗位协调不好,那么就会出现设备空转的情况,设备空转会造成电的浪费,造成生产成本的增加,造成检修时间的浪费,增加了设备运行时间。,均衡化生产需要充分利用设备运行时间生产,充分利用停车时间检修,因此设备空转不利于均衡化生产的实现。这需要调度员提前告知各岗位启车时间,岗位工根据停车与起车时间安排检修项目,在起车前检查好设备,有问题提前处理,不要拖延加煤时间。 3.5本质安全的理念牢记于心 对一个生产性单位来说,安全的重要性是摆在任何事情前面的,均衡化生产是以安全生产为前提的,一旦出现安全问题,均衡化生产就失去了意义。调度室在工作中必须把本质安全的理念要了然于心,在停送电过程中坚持谁停电谁送电原则,送电试车时问清每个停电人是否可以送电试车,所有人都同意了方可指挥电工前去送电,在日常调度工作中不违规指挥,不违规操作,不违反劳动规程,坚持安全第一的思想理念。 4结论 通过以上分析,得出结论:调度室都应该“将合理协调检修与生产的关系从而达到公司外运计划的平稳实现”作为日常工作的一个重要目标与标准,克服过程中遇到的各种困难。并提出:协调好生产与检修的关系,及时追踪各检修项目的贯彻落实情况,定期落实对设备的保养工作,随时与矿井及运销公司保持联系,加强调度室的权限树立调度室的权威,减少设备空转时间,仓满停车时间尽量安排在白天,本质安全的理念牢记于心,一下以调度为中心的补连塔选煤厂均衡化生产对策,以供补连塔选煤厂参考。 生产调度论文:预警指令调度系统在公司安全生产指挥中心的智能应用 摘 要:近年来,随着燕山石化公司信息化整体水平的不断提升及专业化重组的进一步深入,是否能够及时准确地监控、关注、解决各类生产监控预警信息,在公司生产指挥及生产调度中显得尤为重要。预警指令调度系统集成了公司各类预警信息,是公司生产调度的优秀系统,文章简要介绍了预警指令调度系统的设计思想及实现功能,重点说明了在公司安全生产指挥中心,如何通过该系统实现预警信息、预警图像与监控屏幕的智能联动。在实际应用过程中,通过这种智能应用,有效减轻了公司调度人员的劳动强度,切实提高了工作效率。 关键词:预警;调度;屏幕;智能;应用 1 概述 燕山石化公司安全生产指挥中心(以下简称“指挥中心”)是负责企业日常生产调度工作的指挥和管理优秀,是公司近年来提升信息化管理的一个重要组成部分,是集安全、生产、环保、保卫和处理突发事件的神经中枢,并实现了多部门的“合署办公”。关注预警、处理预警是公司生产调度人员每天的重点监控工作,而原来的预警信息是分散在不同系统里面。针对此现状,公司领导提出开发预警指令调度系统(以下简称“预警系统”),系统将分散开来的所有预警信息按类型有效集成,并与指挥中心监控大屏有效结合,实现“黑屏”管理,调度人员不用时时盯着显示器,一有预警自动弹出,提醒调度人员处理,通过实际应用,有效减轻了调度人员的工作强度,可以说,预警系统的智能化操作初步形成。 2 预警指令调度系统简介 2.1 设计思路 原来预警处理模式预警查询需单独登录各自信息系统,查询后,公司调度人员还需再通知生产调度人员预警情况,最后再由生产调度组织相关技术人员处理预警,操作繁琐,且流程复杂,并不适合公司专业化重组后的生产要求。 现在的预警处理模式预警信息集中在预警指令调度系统中,并自动在公司安全生产指挥中心大屏展示,公司调度、生产厂调度根据预警等级分别处理预警信息,预警信息经过审核后关闭,同时,公司调度、生产调度及审核人员根据预警重要程度互相沟通,并可实现预警信息处理情况的追溯查询。 2.2 系统功能 (1)集成性:将实时数据库、生产运营实时监控、LIMS、炼油化工产供销监控、设备及物资实时监控、消防远程监控等系统有效集成,并划分为炼油、化工、产供销、火炬、可燃气体、安全、设备、质量、环保等9大类预警主题,数据抽取频率与源系统基本一致,预警操作界面简洁直观,适合各个岗位职工操作。(2)预警分级:打破了以往由公司调度统一处理预警的单一模式,按照配置规则,将预警分为公司级、厂级两级预警,公司调度、生产厂调度分级处理。(3)闭环管理:实现预警产生、处理及审核闭环管理。(4)智能性:将同一物料、同一装置重复预警次数较多的,并排在前5名的预警信息通过曲线图、柱状图展示,便于分析原因;与安全生产指挥中心大屏的有效集成,下文详细说明。 3 预警指令调度系统智能应用的效果与实现 3.1 实现效果 当监控屏幕未实现与预警系统智能集成时,所有屏幕都会24小时点亮,公司调度需长时间监控9块预警屏幕是否有预警信息,同时还要通过视频监控系统调用生产装置监控图像,查看是否有火炬报警画面,长时间盯着屏幕图像或长时间看同一页面的内容,很容易造成眼睛疲劳、注意力分散等问题,从而遗漏报警信息,影响公司正常生产任务部署。如图1所示。 针对上述的问题,目前,公司安全生产指挥中心针对预警信息实现了与大屏的智能应用,其主要体现在预警信息及预警图像上,如图2所示。智能应用主要有2种直观效果:(1)效果1:预警信息的“黑屏”操作。9类预警信息,初始状态下全部是“黑屏”,只有当预警产生时,对应的预警屏幕自动点亮;9块预警屏幕不固定预警类型,而是动态分配,保证预警信息“点亮”的屏幕是连续的。(2)效果2:火炬、可燃气预警图像的自动“弹出”。正常状态下,生产装置6个监控图像自动轮循,当有火炬或者可燃气报警时,6个监控屏幕自动变化,实现1、2、4、6、9预警图像切换。 3.2 实现过程 公司安全生产指挥中心经过一次改造,改造后的指挥中心存在多种大屏模式,整个安全指挥中心屏幕模式变换的实现较为繁杂。在此,主要将预警信息、火炬及可燃气图像与监控屏幕的“智能”预警实现过程进行说明:(1)预警系统与大屏控制系统建立网络链接。(2)预警系统接口程序发送预警数据包。(3)大屏控制程序接收并解析预警数据包。(4)查找预警关联的矩阵输入和对应的输出。(5)切换矩阵,控制屏幕。(6)如果是质量、炼油、化工、产供销、安全、设备、环保类预警信息,程序结束,即实现了预警信息的“智能”展示。如果是火炬、可燃气预警,还需进行步骤7-步骤10,实现预警图像的“智能”展示。(7)调用大屏模式。(8)查找视频图像对应的矩阵输入。(9)查找对应的矩阵输出。(10)切换到矩阵,显示预警图像。 4 结束语 近年来,随着燕山石化提出的“打造数字燕山,建设智能工厂”建设目标,信息系统的“智能化”应用越来越突出,越来越重要,传统意义上单纯的监控或者展示系统不再适合燕山使用,“智能工厂”、“智能指挥”建设势在必行。实践证明,文章提到的智能应用满足公司领导及使用人员要求,通过系统梳理了预警处理的流程,减轻了调度人员的工作强度,提高了使用人员的工作效率,同时也受到了总部及兄弟单位的好评和关注。 生产调度论文:地方电视台生产调度中心结构化综合布线系统 摘 要:湖南电视台新成立的生产调度中心是整个湖南电视台节目生产与调度的优秀,是湖南电视台的心脏,针对节目生产调度中心科室相对独立,部门多而杂,有些技术型部门,认为是外行管内行,对中心的管理表现为排斥等一系列矛盾,现代化的办公管理就像一剂润滑剂、一只无形的手,能够加强和推进节目生产调度中心科学管理。因此以计算机为依托的办公自动化,对于节目生产中心的管理有积极推动作用,一个统一的网络对于组建设对于湖南电视台的科学管理是多么重要.本文从网络基础建设出发,针对湖南电视台的现有状态,利用自己所学知识,阐述湖南电视台生产调度中心结构化综合布线系统的科学架构、设计以及验收全过程。 关键词:ST接口;超五类;非屏蔽双绞线;突变折射率;相对湿度;铜缆;光缆 综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。通过它可使话音设备、数据设备、交换设备及各种控制设备与信息管理系统连接起来,同时也使这些设备与外部通信网络相连的综合布线。它还包括建筑物外部网络或电信线路的连接点与应用系统设备之间的所有线缆及相关的连接部件。综合布线由不同系列和规格的部件组成,其中包括:传输介质、相关连接硬件(如配线架、连接器、插座、插头、适配器)以及电气保护设备等。这些部件可用来构建各种子系统,它们都有各自的具体用途,不仅易于实施,而且能随需求的变化而平稳升级。 随着计算机应用的不断普及,新技术越来越多地运用于电视节目,甚至改变原有节目形态。计算机作为一种工具、一项技术,网络作为一种连接方式、一种载体,是怎样溶入节目,从而影响与推动电视节目;电视台的信息化程度以及现代化办公体系对电视节目的重要推动作用;新技术运用到电视当中是一种怎样不可阻挡的趋势;新技术的运用对考核节目有什么样的重要作用;以及怎样洞悉新技术,运用新技术,让节目生产中心的成立成为湖南电视台的一个新的起航。 为了建设好湖南电视台调度中心的办公网,综合布线系统是基础。它为信息资源的传递提供了物质通道。因此寻求一种更合理、更优化、弹性强、稳定性和扩展性好的布线技术,已成为当务之急,它不但能够满足现在的需求,更重要的是迎接未来对配线系统的挑战。 结构化布线系统是现代通讯领域高科技的结晶,它为用户提供了最合理的布线方式,并依靠其高品质的材料,一改传统布线面貌,为现代化的大厦能够真正成为智慧型的楼宇奠定了线路基础。它将计算机数据处理和数据通信系统、语音通信系统、广播系统、基带图像传输和处理系统、楼宇监控自动化系统等等,综合集成在一组布线系统内,以开放的体系,灵活的模块化结构,以及遵循国际工业标准的设计原则,支持众多厂家的系统及网络,从而达到信息的高度共享,以增强自动化管理的程序,也以最好的性能价格比来满足现代通信发展的需要和适应综合业务数字网(ISDN)的需要。 一、系统详细设计 (一)传输介质选择 在系统设计中首先要考虑的是选用哪一类传输介质。 结构化综合布线系统中常用有四种传输介质可供选择: a. CAT.3 (三类)非屏蔽双绞线 b. 五类(超五类)非屏蔽双绞线(或屏蔽双绞线) c. (GigaSPEED)千兆比特(六类)4对非屏蔽双绞线 d. 光缆 根据湖南台具体情况及用户所提出的要求,本方案设计中数据主干传输介质采用linkbasic兰贝六芯室外多模光缆,建筑物内的水平子系统在性能上可采用三类、超五类和六类线缆。三类线缆一般使用其作为语音和低速设备的传输介质,超五类线缆能支持最高622M的高速网络,技术成熟,在各行各业得到了广泛的应用;六类线缆其性能指标在超五类的基础上有所提高,但其成本相对昂贵,且对产品的兼容性及施工技术要求严格,而且湖南台只是做为办公网在使用,非编网有专用的网络。因此我们确定水平子系统的传输介质选用际联信息科技有限公司的linkbasic兰贝的超五类非屏蔽双绞线,完全满足其数据、语音、图像传输及抗干扰的要求。 (二)工作区子系统 工作区子系统为用户提供一个满足高速数据传输的标准信息出口,并实现了信息口与设备终端的匹配、连接。该部分主要包括跳线、软线等非有源器件,其数据部分采用(RJ45-RJ45)超五类压接跳线,每个信息插座应可支持如下的终端设备:数据通信、语音通信、图像传输等。 根据湖南电视台调度中心的要求,本项目共计数据点289个。详细的分布见表1。 (三)水平(配线)子系统 水平(配线)子系统由信息插座、信息插座至楼层配线设备的电缆或光缆、楼层配线设备和跳线组成。信息插座均为RJ-45制式。每一条数据水平双绞线的长度均不应超过90米。水平双绞线布线从房间内的信息点引出并布到相应的楼宇配线柜内。整个布线为星型拓扑结构连接方式。其敷设采用PVC线槽安装。信息点插座采取安装在墙壁上的办法,其安装高度全部为离地300mm。 (四)设备间子系统 整个主设备间(计算机中心机房)设在主楼(T1区),主要放置主配线机柜、网络服务器、交换机及其它网络设备等。考虑到大楼的高度及宽度,在T2区与T3区分别设立分配线间。 为了保证系统的安全可靠性,所有的配线设备及网络设备必须置于机柜内。 设备间至少应具有以下三个功能: (1)提供网站管理 (2)提供设备进线 (3)提供管理人员值班 数据系统的主机房设于T1区紧靠弱电井的计算机网络中心。语音系统的主机房与数据系统设于同一机房,系统安装200门内部使用的数字程控交换机,语音总配线架MDF亦安装于此。机房内配置48芯光配线架一台,24口模块式配线架一个,2000×600×600标准机柜一台。 设备间的地面荷载要求达到大于5KN/m2,设备间环境条件: 1.湿温度 根据综合布线有关设备对温度、湿度的要求,可将温湿度分为A、B、C三级,如表所示。 常用的微电子设备能连续进行工作的正常范围:温度10~30℃,湿度20%~80%,超出这个范围,将使设备性能下降,寿命减短。 2.尘埃 设备间不仅应有防止有害气体(如SO2、H2S、NO2等)侵入,还应有良好的防尘措施。 设备间通话的尘埃含量限值见表2: 设备间的温度、湿度和尘埃对微电子设备的正常运行及使用寿命都有很大的影响,过高的室温会使元件失效率急剧增加,使用寿命下降,过低的室温又会使磁介质等发脆,容易断裂;温度的波动会产生“热噪声”,使微电子设备不能正常运行。相对湿度过低,容易产生静电,对微电子设备造成干扰;相对湿度过高会使微生物的作用还会使微电子设备内部焊点和插座的接触电阻增大,尘埃或纤维性颗粒积聚,以及微生物的作用还会使导线被腐蚀断掉。所以,在设计备用时,除了按GB2882-89《计算站场地技术条件》执行外,还应根据具体情况选择适合的空调系统。 3.电磁干扰: 设备间的无线电干扰场强,频率应在0.15~1000MHz范围内,不大于120dB。 设备间内磁场干扰场强不大于800A/m。 设备间低压配电系统应采用频率50Hz,电压220V/380V,TN-S或TN-C-S系统,通常采用直接供电与不间断电源(UPS)供电相结合的方式。 (五)(垂直)干线子系统 干线系统是指从主配线间至楼层配线间的电缆。本综合布线系统由于没有另外设置楼层配线间,故不考虑垂直干线子系统的设计。 干线子系统是由设备间和楼层配线间的连接线缆组成,它是综合布线系统的主要组成,是楼层之间垂直缆线的统称,本工程干线子系统的数据传输采用SM DEPRESSED COAD 1310/1550单模光缆加4根超五类非屏蔽双绞线。设备间至T2区3、1层楼层配线间布放6芯光缆各1条,设备间至T3区1、3层楼层配线间布放12芯光缆各一条。 (六)建筑群子系统 建筑群子系统将一个建筑物中的线缆延伸到建筑群的另外一些建筑物中的通信设备和装置上。它是整个布线系统中的一部分(包括传输介质)并支持提供楼群之间通信设施所需的硬件,其中有铜线,光缆等。本项目中建筑群子系统指的是湖南电视台调度中心办公楼与湖南电视台办公室之间的光纤连接。本方案中的数据主干线缆采用际联信息科技有限公司的linkbasic兰贝六芯室外型多模光缆,其敷设方式室内采用金属桥架,室外采用走地沟的方式。 生产调度论文:基于光纤通信网的生产调度通信系统的可行性和必要性 【摘要】 随着时代的进步社会经济的发展,科学技术的革新速度越来越快,光纤通信因为具有一系列的优势,被广泛应用于企业通信中。本文以某企业为例,分析了光纤通信网的生产调度通信系统的可行性和必要性,希望可以提供一些有价值的参考意见。 【关键词】 光纤通信网 生产调度通信系统 必要性 某企业有着较大的地域面积和很多的子单位,职工人数众多,目前在通信方面主要是这样的,S1240程控交换机10000门,长途出局从电信公司及联通公司中继出局,内部有几个模块局及电话站,生活电话几乎没有,几乎都是办公生产的行政电话;那么在信息化飞速发展的今天,就需要对现有通信环境进行改造,构建专业的生产调度指挥系统。 一、建立光环网生产调度通信系统的可行性与必要性 光环网中所用PCM概述:将先进的PCM设备应用于光环网中,具有一系列的优势,它具备的接口有很多,不仅提供音频,还可以提供宽带数据;主要可以从这些方面来理解:一是提供的用户接口板比较多样,这样就可以将非常丰富的业务接入能力提供给用户,其中,自动电话、专线电话以及公网电话等都是由AL2U1用户板提供的。二是时隙交叉连接能力比较的强大:本设备在时隙交叉连接能力方面比较的全面,可以互相交叉时隙的上下线路,不仅可以单向广播较差,还可以实现双向广播交叉。这样就可以有效实现自动电话。三是网管系统比较的统一和高效,可以灵活的进行组网管理和配置,专业就可以有效进行自动电话的软件设置。 在光环网业务配置现状方面:目前,光环网中的业务类型又很多,比如话音、远动数据以及以太网信息等等,其中,可以将语音和远动数据通过PCM来进行传输。在语音业务方面,目前一般将一路公网电话配置于每一个外围光纤站,也可以多大4路。但是只需要将一个AL2U1板配置于光纤站PCM,话路数量就可以达到16个,最大情况下,可以将12块AL2U1板配置于PCM,因此话路有着较大的容量,这样就可以更好的添置自动电话业务。 构建光环网生产调度通信系统的必要性:行政交换机用户的远端延伸就是公网电话,它对局行政交换机的资源进行了占用,如果有故障出现于行政交换机,那么就会中断公网电话。另外,如果有故障出现于调度总机故障,那么就会中断调度台到各个变电所的系统内电话,因此,就需要将光环网的现有资源利用起来,构建一个自动交换系统,这个交换系统是不依赖于行政交换机和调度总机的,因此可以直接服务于企业各个部门的生产管理人员。 二、光环网生产调度通信系统建立方法 一是在硬件配置方面:结合本企业的具体情况,通过中心站PCM将一部或者两部自动电话直接接入到调度台,另外,将自动电话接入到其他部门的负责人。在外围站配置方面,因为各个外围站PCM的话路板有着充足的容量,那么就不需要增加用户板,只需要将一部自动电话接入到所辖站点的有关用户即可。 二是在软件配置方面:将光环网网管系统打开,登陆主机,按照下面的步骤进行操作;在物理端口配置方面,首先是配置管理,找到物理端口配置,对某一网元进行选中,找到用户板属性,对某一个空闲用户支路号进行选择,将其设置为自动电话,然后进行发送关闭步骤即可。其他各个单元按照这种步骤进行操作即可。 三是在时隙配置方法方面:利用一个新的2M在软件上有效连接各个外围站SDH以及中心站的SDH,然后将各站的PCM时隙配置于网管上。在配置的过程中,需要注意的是,不能将时隙连接应用到HW6和HW10之间,因为这种类型的自动电话会将通道设置为那些设定过的若干时隙,只需要连接HW10的空闲时隙以及AL2U1板的空闲时隙即可。 三、结语 通过上文的叙述分析我们得知,基于光纤通信网构建的生产调度通信系统具有一系列的优势,可以有效满足使用要求,并且也不需要那么高的投资成本,将光环网的潜能给充分挖掘出来,促进企业更好的生产和发展。本文以某企业为例,分析了光纤通信网的生产调度通信系统的可行性和必要性,希望可以提供一些有价值的参考意见。
c语言课程设计论文:C语言课程设计教学探究 一、传统C语言课程设计教学模式 C语言是最基本的计算机编程,是计算机、电子信息类等相关专业学生的专业入门课,在其学习过程中,要求必须掌握编程的技能。但是C语言的学习有其特点,规则比较多、知识点多,涉及到的编程程序等也比较难懂,在运行上代码的要求较高,程序执行效率高,因此更讲究教学和学习的方式方法,但是在我们的教学中,目前教学方法比较单一,随着信息化的发展,传统的教学模式已经无法适应,亟需改革。 1、传统型 这种教学模式,也是最常用的,课堂上以老师为主,学生只能被动的接受知识的传授。通过最直接“填鸭”式照本宣科,不管学生接受与否,最后的考核也是以知识点的记住与否,造成学生死记硬背,不能真正掌握知识。其基本模式为:学习——回答——纠错——总结。这种模式下,使得教师在教材以外的发挥余地极小,基本是“照本宣科”,强行灌输C语言的概念、特点、编程程序、基本的方法等,整个教学过程缺乏灵活机动、具有启发性的内容,学生被动的接受知识、被动的记忆、被检查、被考试、被批评等,日复一日的教条式训练,不能有效地激发学生的主观能动性与创造热情。 2、任务型 C语言教学区别于其他学科,在理论知识的传授之外,还需要培养学生的实际动手能力,因此,很多学校也采用“任务型”教学模式,基本模式为:根据具体要求提出任务—鼓励学生设计方案—实际操作—解决任务。在日常的教学中,学校大多会利用电脑等锻炼学生的实际动手能力,利用实际操作,锻炼编程、逻辑等能力,从而掌握C语言的基本知识。例如翻转课堂模式,教师将知识传授环节制作成教学微课,课前提供给学生预习,通过预习使课堂的实践性练习目的性更明确,教师随堂对学生遇到问题进行指导分析,从而培养学生独立思考能力和实际操作能力。这种模式的采用,相对于传统模式,有其进步性,这也是C语言等专业性、操作性学科区别于其他学科的特点决定的,在这种模式下更取决于教师自身的素质、知识、能力等,是整个课程的掌控者、引导者,他们的能力直接关系着教学成果。 二、信息化背景下面临的挑战 随着科技的发展,信息化在教学领域的应用越来越普遍,信息技术的日新月异,也使得其在课堂上,已经不仅仅是局限于简单地计算机和多媒体运用,移动技术、智能化与虚拟技术等为我们的教学提供了新的思路和方法,如何能使我们的教学与高速发展的信息化相结合,是教育领域不断探索的课题。C语言程序设计等课程具有很强的专业性要求,主要是建立在计算机信息技术的基础上,对于信息化的反应更为灵敏,传统的课堂上,以教师为中心的“面对面”的教育模式面临着挑战和冲击,用技术手段的灵活性与便利性来增强课程学习的兴趣和接受能力。随着新技术的广泛应用,会促使传统的教学模式发生变革,以教师为中心的教学模式逐渐转化为互动式教学模式,达到更好的教育效果。在C语言课程设计教学领域,进行信息化教学改革的尝试,充分利用信息技术,变革教学手段和模式,是信息化发展的必然要求。只有实现C语言课程的信息化教学改革,使得教育信息化能够普遍运用,才能展现出信息技术在推动C语言教学中的强大威力和广阔前景。 三、教学模式改革的基本对策 教学模式直接反映出一定的教学理念,也直接决定着教学成果。随着信息化的发展,教育信息化逐渐打破传统的教学模式,在这样的背景下,C语言教学模式的改革任务艰巨,如何构建新型的信息化教学模式也是我们在实践中不断摸索的问题。 1、充分利用信息化的科技手段 信息化的科技手段,给我们的教育领域带来变革,尤其是计算机领域的学习,其主要是建立在信息化发展的基础上,因此在教学中,更要与时俱进,与信息化的发展程度相互依存,相互辅助,C语言课程设计教学中,可以充分利用信息化的科技手段,如计算机技术、云计算技术、多媒体技术、网络技术、虚拟现实技术、通信技术、移动学习技术、人工智能、传感器技术等,这些技术的发展,带来C语言教育领域的变革。为提高C语言教学质量,激发学生学习C语言的积极性,我们可以在课程建设过程中充分利用现代技术带来的便利与多样性,以及趣味性。如在教学课件设计上,利用多媒体技术,图、文、动画并茂,减少其枯燥的理论传授,增加趣味性;利用网络技术,实现在线教育,建立“C语言程序设计”网站,分组进行网站维护,运用编程能力进行更新;应用现代的通信技术,建立微信学习群,让学生分享自己的学习经验,共享学习资源。 2、案例引导式教学模式 改革C语言教学模式,另一探索的模式为案例引导式教学模式,C语言的教学,是为了培养学生读程序、调试程序、写(仿照)程序的能力以及规范性编程的能力,学习最主要的目的是为了应用,对于编程的应用,只有具体的应用场景,即案例,才能更容易被接受,更易懂。案例引导式教学模式,在别的专业课教授中,常被使用,主要特点就是用案例去引导知识点的掌握,对案例进行分析,通过分析启发学生的思路,将学生带入到具体的案例中,让学生有一种“身临其境”的代入感,从而掌握具体的知识,学会在这种场景下解决问题的方法,这种模式的教学更有针对性、系统性。案例引导式教学模式在C语言课程设计教学中的运用是指针对C语言课程的每一个优秀知识点,建立配套的案例,通过这些案例的学习和掌握,使得学生在例子的佐证下,更加了解C语言的应用,这种案例的设计,和我们的书本知识相结合,把理论知识融入到具体的案例中,进行综合性的阐述,如具体的计算机程序的编写,设计游戏环节,运用所学的C语言知识设计网站,并使之运行,可以在班吉内分组进行维护等,并加以各种领域成功案例或者失败经验的案例,让学生能够更进一步了解其应用范围、能力、领域等。 3、实践教学模式 C语言课程设计的学习,所需的能力不再是死记硬背,而是更注重实践和应用,因此我们在教学过程中,不能只传授书本知识,还要锻炼学生的动手能力和编程能力,实践教学模式应运而生,依靠大量的实践,将所学的知识转化为实际操作,得到进一步的应用。信息化技术为这种教学模式提供支撑服务,我们可以在课堂上设计各种实践环节,也可以在课堂后与各种软件公司、游戏公司、网络公司等合作,增加实践机会,让学生在具体的实践环节中,真正了解C语言的知识,并主动内化这些知识,变为实际操作能力。在这种教学模式改革中,如何能够更好的提高实践能力需要通过各个环节的相互配合,如课程设计上,增强实验、实训环节,让学生在熟练掌握C语言语法、程序结构的基本理论的同时,通过大量的实践操作,进一步掌握C语言的知识,学会编码;同是,积极与各软件、互联网、网络公司签订实践基地,让学生可以在实际应用中,边做边学,提高学生逻辑思维、实际操作能力,真正实现教学目的,熟练掌握计算机编程能力。 作者:王桂华 单位:营口职业技术学院 c语言课程设计论文:C语言课程设计研究与运用 1开设课程设计的目的及意义 高等职业教育的目标及侧重点不同于普通高等教育,其培养的学生在毕业后应能直接上岗,具有熟练的实践操作技能。教育部《关于以就业为导向深化高等职业教育改革的若干意见》中指出,高职教育应“坚持培养面向生产、建设、管理、服务第一线需要的‘下得去、留得住、用得上’,实践能力强、具有良好职业道德的高技能人才”。 因此,加强实践性课程教学,对保证人才培养质量显得尤为重要。我院为贯彻《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16号文件)精神,针对区域经济发展的要求,灵活调整和设置专业课程,以就业为导向,加快专业课程对应的课程设计改革。目前,我院按照由浅入深、不断深化的教学规律,构建了实践教学三层次四环节的实践课程体系(图1)。实践教学三层次包括基本技能、专业拓展、综合创新,四环节包括实验、实习实训、设计和课外实践。“C语言课程设计”是我院信息类专业的必修专业基础课程设计,在“C语言程序设计”课程教学结束后的下一学期进行,历时2周,40学时。课程开设的目的在于培养学生分析问题和解决问题的能力,为学生提供一个动手、动脑、独立实践的机会。 2项目教学法的简单介绍 2.1项目教学法“项目教学法”是基于建构主义教学理论的一种教和学的模式。著名的瑞士心理学家皮亚杰认为,知识不是通过教师传授得到的,而是学生在一定的情境下,借助他人的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得的。美国项目管理专家约翰·宾认为:“项目是要在一定时间里,在预算规定范围内需达到预定质量水平的一项一次性任务。” “项目教学法”是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动,旨在把学生融入有意义的任务完成的过程中,让学生积极地学习,自主地进行知识的建构,在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。因此,在教学活动中,教师将需要解决的问题或需要完成的任务以项目的形式交给学生,在教师的指导下,以小组工作方式,由学生自己按照实际工作的完整程序,共同制定计划,共同或分工完成整个项目。 在项目教学中,学习过程成为一个人人参与的创造实践活动,注重的不是最终的结果,而是完成项目的过程。在高等职业技术教育中,项目是指以生产或制作一样具体的、具有实际应用价值的产品的工作任务。在技术领域,很多小产品或一些复杂产品的模型都可以作为项目,如:在信息类专业,可以开展微机组装、网站建设、信息管理系统开发、局域网构建、单片机制作、多媒体课件制作等项目;在电子类专业,可以开展报警器、LED、门铃、家电组装等项目;在商业、财会和服务行业,所有具有整体特性并有可见成果的工作也都可以作为项目,如商品展示、产品广告设计、营销策划等。 2.2项目教学法的基本特征项目教学法与传统的教学法相比,有很大的区别,主要表现在改变了传统的3个中心:以教师为中心转变为以学生为中心;以课本为中心转变为以“项目”为中心;以课堂为中心转变为以实际经验为中心。项目教学法具有以下特点:(1)实践性。项目“源”于企业,项目的主题与真实世界密切联系,由浅入深,选择的项目具有典型性、实用性。(2)自主性。提供学生根据自己的兴趣选择内容和展示形式的决策机会,让学生能够自主地进行学习,从而有效地促进学生创造能力的发展。(3)发展性。长期项目与阶段项目相结合,构成了实现教学目标的认知过程。(4)评价特殊性。项目型教学的评价注重学生在项目活动中能力发展的过程,测评内容包括学生参与活动各环节的表现及作业质量,避免了传统的一张试卷定成绩的弊端。测评可以采用自评、小组评、教师综合评等方法。教师只有明确并抓住项目化教学特点,才能更好地完成教学目标。 3项目教学法在“C语言课程设计”中的实施 3.1教学内容为了更好地开展课程设计教学,经过多次实践和摸索,总结出学生在具体实施项目中一般存在2个方面的知识不足:第一,在教学内容上,由于前导课程在教学上受学时影响,很多教师对指针、结构体、共用体和文件基本操作的知识介绍不甚完善、系统,更难谈上辅以实例加以消化。对此,针对学生在这些知识点上的掌握程度,利用4~6个学时,实施区别式的、辅导性的、实例化教学。第二,学生对项目管理知识知之甚少,针对此情况,采用2个阶段实施有别于常规教学的补课行动。第1阶段为项目准备阶段,利用2~4个学时,安排曾经做过项目且做得比较好的学生,现身介绍项目的准备工作(包括如何选题、如何查找资料、如何复习C语言知识)、项目实施过程要完成的工作(包括如何做市场调查、如何做需求规格分析说明书、如何做概要设计说明书、如何做详细设计说明书、如何选择使用代码编码器代码编写注意事项)、项目验收及作业提交的工作(包括程序测试事项、如何写课程设计报告)等。在学生介绍中,教师穿插讲解,辅以点评。第2阶段为项目实施阶段,教师应针对学生发生的问题,及时给予指导,直到学生弄懂为止。 3.2教学要求切实保证教学质量和教学效果,本着“学以致用”的原则,要求学生做到以下3点:第一要做到“学有三备”,即:在项目实施前做好知识储备,在项目实施中做好安全防备,项目结束时做好被评准备。第二要写好“三书一报告”。“三书”即每个项目组要做需求规格说明书、概要设计说明书、详细设计说明书,“一报告”即人人都要做课程设计报告。第三要做“四自”参与者。“一自”即自律,要求学生自觉履行学生守则和项目实施有关规则,不迟到、不早退、不缺席,实施点名制度,若无特殊原因,有5次旷课者自愿以重修论处;“二自”即自尊,要求学生尊重知识、尊重学习规律、尊重项目组成员、尊重教师、尊重自己;“三自”即自信,要求学生相信自己能够按时、按量、按质完成工作内容,遇到困难时,沉着、冷静,理性地寻找问题解决的办法;“四自”即自强,要求学生不满足自己已有的成绩和以往与课题项目组共同取得的成绩,用创新和超越的思想,做出比以前哪怕是前进一小步的事情。同时也要求教师做好相应的工作,如做好项目整体规划、精心准备、努力激发学生参与行为、为人师表、表扬为主、批评为辅、多分析、精点评等。 3.3项目实施进程项目教学法是一种生动、灵活、多样化的教学方法。在项目实施过程中,既不能生搬硬套地利用一个时间标准,又不能影响项目实施的整体进程,因此对时间的灵活处理是非常关键的,也是值得商榷的。 3.4明确项目内容,帮助学生立项立项首先要审题。当学生拿到项目列表时,最不能忽略的问题,就是提醒学生审题。审题恰当对学生以后开展各项工作是关键。审题时,学生首先要考虑自己的长、缺处,做到扬长避短,也就是说审题就是学生自己审自己完成该项目有多大的能力,有没有信心。只有学生明白自己,才可以避免以后实施项目过程中走弯路。同时既要建议学生在组建项目组时,考虑所在组的其他学生的长处和短处,又要尽量避免使被学生认定的差等学生没人愿意与其组合,而成绩好的学生又抱团的现象发生。 根据近几年带课程设计的经验,关于如何合理选择项目,建议教师应从学生的角度考虑以下4个因素,协助学生做好选题:(1)规模。项目规模太大会影响项目的完整性,项目规模太小难以体现课程的实践性。(2)难度。项目难度一定要适中,既要激发学生学习的兴趣又不能影响学生的自信心。(3)实用性。项目的选择应该是现实世界真实的工作任务,具有一定的现实和实用性。(4)趣味性。兴趣是最好的老师,所以在选择项目时应考虑其趣味性,让学生有更大热情投入项目。 c语言课程设计论文:C语言课程设计实践与分析 摘要:C语言课程设计是C语言学习中一个不可缺少的环节,是学习和掌握C语言的重要手段。结合C语言的学习和课程设计的经验,给出了C语言在学生成绩管理系统设计的一些框架,指出了C语言课程设计中应该注意的一些问题。 关键词:C语言;课程设计;学生成绩管理系统 1 设计要求 矩阵乘法:编写一个函数实现矩阵A(2行3列)与矩阵B相乘(3行2列),乘积放在C数组中。在主函数中输入相乘的两数组,并输出结果。 学生成绩管理:结构体数组、函数、指针、算法、流程结构及文件等的综合应用。 程序说明:有N个学生,每个学生的数据包含学号(不重复)、姓名、三门课的成绩及平均成绩,试设计一学生成绩管理系统。 2 功能模块的设计 2.1 输入记录函数STUDENT *create() 算法:先声明一个首节点head,并将head- next设为NULL。每输入一个数据就声明一个新节点p,把p- next设为NULL,并且链接到之前列表的尾端。 2.2 记录函数void print(STUDENT *head) 算法:先将p结点的指针指向第一个结点,将p结点(即第一个结点)的数据输出。然后再将p结点的指针指向p指针的的指针(即下一结点),将p结点(即第一结点)的数据输出。重复执行此步聚直到p指针指向NULL为止。 N-S流程图如图2: 2.3 找记录函数void search(STUDENT *head) 算法:采用线性查找法往下一个节点查找。输入所要查找的学生的学号s,设一个指针变量p,先指向第一个结点,当strcmp(p- name,s) p!= NULL时,使p后移一个结点,如果p!=NULL,输出p所指的结点。 3 设计中应注意的问题 3.1 程序效率分析 在程序中频繁的调用函数会增加系统的负担,降低程序的执行速度,花费较多的时间,影响C程序的执行效率。同一个程序编写方式的不同,它们运行的效率也就不同,这就要求我们在编写程序时,在程序的可靠性得到保证的前提下,根据具体情况找出最优的、能充分利用系统资源和提高程序运行效率的一种最佳方法。当然,在不同的系统和不同配置的计算机上程序的运行效率是不尽相同的,程序的效率问题是在编写较大或较复杂程序时应该充分考虑的。 3.2 数据类型的使用 数据类型是C语言中的一个既简单又基本的问题,如果我们对它没有充分的理解,往往会导致一些莫名其妙的错误。C语言追求简捷、自然,编起程序来简单、方便、可读性好。另一方面,C编译程序的语法检查很不严格,所以程序即使通过了编译连接仍然可能得不到正确结果。特别是对于一些运行时错误,如运算溢出、数组越界,编译程序根本不做什么检查。这就要求程序员认真研究、掌握规律、避免错误。对于某些微妙的问题,如果能从书本上找到现成的答案固然好,但可能性不大。最好的办法还是用机器实验,实践是检验真理的唯一标准。如果程序员懂得汇编语言,那是大有好处的。不仅能提高联想力,而且可以阅读TCC产生的C源程序的汇编语言版本,那么我们几乎可以搞懂C语言的一切细节。 3.3 指针的使用 指针是C语言中的一个重要概念,也是C语言的一个重要特色。正确而灵活地运用它,可以有效的表示复杂的数据结构;能动态分配内存;能方便地使用字符串等。掌握指针的应用,可以使程序简洁、紧凑、高效。指针较难掌握,在使用时稍有不慎,将给C程序带来隐患甚至是致命的错误。 在指针的使用中经常容易产生以下错误:1) 定义和应用的错误;2) 类型匹配的错误;3) 共享内存和双向传递的错误;4) 指针在数组中的错误使用。 3.4 函数浮点形参的使用 在使用Turbo C语言开发程序时,并非需要将函数的形参float类型数据进行转换为double,也并非Turbo C在处理此类问题时存在缺陷和错误。本文通过实例分析,阐明了在Turbo C开发环境下,在进行函数说明和定义时,有两种方式可以使用,第一种是使用传统型函数说明和传统型函数定义,第二种是使用函数原型定义和说明,不能任意组合。 3.5 ++运算符的使用 在C语言中原本规定++运算是定义在整型上的,但是由于C语言中提供了自动类型转换,所以对于float类型使用++运算的时候编译器投有检查出错误。然而其运算过程不同于int类型,主要是由干要进行类型转换的原因。因此一般情况一下不必利用float类型进行++运算。 4 结论 本文在结合学生管理信息系统课程设计的经验的基础上,探讨了在C语言课程设计中的设计方法和应注意的一些重要问题,这对C语言的学习和课程设计有一定的指导作用。 c语言课程设计论文:C语言课程设计改革初探 摘 要: 通过一份问卷调查,发现C语言课程设计这门课程存在诸多问题。借鉴学生提供的建议,分别从课程设计的时间安排、课堂教学及课程设计的命题方面进行了改革,相信这些改革措施一定会取得很好的教学效果。此外还对学生反映比较多的问题,比如“编译错误不好发现、也不好修改”提供了一个很好的解决方案。所有这些教学改革措施的最终落脚点都是要为国家培养出更多、更优秀的建设人才。 关键词: C语言 课程设计 问卷调查 1.引言 C 语言作为一门程序设计语言的入门课程,很好体现了程序设计的灵魂,是进一步学习其他语言或者计算机技术的理论基础。“课程设计”在中国绝大多数高校已经开设很多年,那么什么是“课程设计”呢?简单地说,“课程设计”是一门这样的课程:学生利用所学的书本知识来解决现实生活中的各种实际问题。本文从一份简单的关于C语言课程设计的问卷调查说起,系统地总结了C语言课程设计存在的优点和不足,并针对这些不足提出了一些可行的改进措施。希望这些措施能够落到实处,能够对相关的课程起到借鉴作用,以便为中国高校培养更多更优秀的人才发挥一点作用。 在计算机发展的历史上,还没有哪一种程序设计语言能像C语言这样应用广泛。C语言不是一种“很高级”的语言,也不“庞大”,并且不专用于某一个特定的应用领域[1]。由前面的叙述可知,学习C语言对大学理科生,尤其对计算机学院的学生而言非常重要。笔者在一次C语言课程设计课上进行了一次问卷调查,问卷调查的内容参见图1。尽管这个问卷调查非常简单,可是通过它能发现C语言课程设计存在的问题。笔者对该问卷调查的结果进行了汇总,首先看学生是怎样评价C语言课程设计优点的,如图2所示。其实学生们提到的这些优点教师早已知道,本文重点关注的是学生们提到的不足和建议。 那么C语言课程设计在我校开设的过程中存在哪些缺点和不足呢?有关的详细信息如图3所示。笔者将学生们提出的缺点与不足分为五个类别,这五个类别分别是:(1)关于时间安排和课时量的问题;(2)关于课堂教学的问题;(3)编译与调试方面的问题;(4)关于教师辅导方面的问题;(5)关于题目方面的问题。笔者将在第3部分对这些存在的问题给出可行的解决方案。最后看看学生们给出的建议都是什么?详细信息参见图4,笔者提出的课程设计改革方案也参考了学生们提出的建议。 2.相关工作 曾辉等人[2]指出了当前C语言程序设计课程教学中存在的问题,分析了问题产生的原因,论述了教学改革的必要性,探讨了教学中如何提高学生积极性、教学方法和手段等几个方面的教学改革问题。张敏霞[3]根据当前大学生的具体情况,针对如何有效地进行程序设计语言课程的教学,提高学生的程序设计能力和计算机素质提出了几点具体的措施。殷秀云[4]指出传统的C语言程序设计课程的授课方式和考核方式存在一定的局限性,进一步加大了学生掌握C语言编程方法的难度。因此,如何改变这种现状,以适应不断发展的社会的需要,已经是一个亟待解决的问题。马杰等人[5]针对C语言教学中存在的若干问题,提出了从任务驱动、培养学生兴趣、改革教学内容和方法、加强实验教学环节及改革考核机制五个方面进行教学改革,以提高学生的编程能力,变被动学习为主动学习,培养自学的能力。谢竞博[6]从教学目的、教材选择、教学方法、实践教学及考核方式等方面,阐述了它们与教学效果的关系,详细分析了目前教学中存在的一些普遍问题的成因,并从几个方面分别提出了一些可行的改革建议。陈婷[7]论述了在应用型本科C语言程序设计教学实践中,根据应用型本科教育培养要求,对课程合理定位,采用“阶梯式”、“案例式”课堂教学方法,以“项目驱动式”实践教学为优秀,同时搭建多种自主学习平台,采用更科学和完善的考核方式,较好地兼顾了学生的不同需求,激发了学生的学习积极性。 刘三满[8]结合学生的学习心理和认知规律,分析了C语言教学问题的主客观原因,提出了“先过程,后对象”的教学理念,从教材建设、教学内容安排上阐述了教学内容的具体组织实施过程,从教学思路、教学观念、教学手段几方面探讨了教学方法的改革。谢中科[9]阐述了C语言程序设计课程的教学改革与实践,提出了通过激发大学生的学习兴趣、创新热情、教学互动等手段来建立大学生的编程思想,培养大学生的程序设计能力和创新意识。通过课程设计,培养大学生运用C语言解决实际问题的能力和创新能力。刘晓锋等人[10]从教师、学生和教学内容等方面介绍了在《C语言程序设计》课程建设中,以程序设计和实验为主,更新教学内容,改革传统的授课方式的探索,阐述了注重能力培养,提高学生的学习兴趣,充分调动学生的主动性、创造性的重要意义。 3.改革措施 前面部分,学生们针对C语言课程设计指出了一些缺点,同时提出了一些好的建议,在本部分将有针对性地提出一些改进的措施:(1)关于课程设计时间安排的改进:将C语言课程设计的开课时间定在学生学完C语言之后的下一个学期初。(2)关于课堂教学方面的改进:任课教师申请一个QQ或者微信群,在学校正式放假前,任课教师通过该群把课程设计的题目发送到每个学生的手中。下学期开学后的前几周进行课程设计的集体辅导,然后进行答辩验收。任课教师可以将没讲完的课程内容及对课程设计题目的大体梳理都录制成视频,然后将该视频文件上传到群文件里供学生们分享。群是实现师生互动的一个最重要的媒介,借助它可以突破时间和空间的限制。任课教师在放假前将题目发送到每个学生手里的一个最大好处是:学生们可以利用假期里的大量时间,充分地思考和准备这些课程设计题目。(3)关于题目方面的改进:允许学生自由命题,但是需要任课教师最终把关,以决定该命题是否适合作为课程设计的题目。此外,任课教师也可以考虑让企业帮助出题。 前面学生们提出“编译错误不好发现、也不好修改”的问题,笔者认为可以通过下面的方法进行解决:第一,首先告诉学生这是C语言的特点之一:语法限制不太严格,程序设计自由度大。一般的高级语言语法检查比较严,能检查出几乎所有的语法错误,而C语言允许程序编写者有较大的自由度,因此放宽了语法检查。“限制”与“灵活”是一对矛盾,限制严格,就失去灵活性;而强调灵活,就必然放松限制。第二,教会学生进行单步(Step Through)调试、设置断点(Breakpoint)等调试程序的技巧,必要时还可以通过额外添加一些输出语句辅助进行程序调试。第三,任课教师将常见的编译出错信息进行汇总,然后上传到群文件里供学生分享。其实对编译出错信息进行总结,不如直接告诉学生记住C语言的一些专业术语,表1中列出了其中的一些,相信这对学生调试程序将会起到很大的帮助作用。另外,还要告诉学生从一开始就要形成良好的编程风格,比如适当地添加注释(Comment),程序要有缩进(Indent),给变量、函数、数据结构等起名字时要做到见名知意等。 4.结语 从一份C语言课程设计的问卷调查入手,笔者根据学生指出的缺点和提出的建议对该课程进行了尝试性的改革,分别从课程设计的时间安排方面、课堂教学方面及课程设计的命题方面进行了改革,笔者相信这些改革措施一定会取得很好的教学效果。另外,笔者还对学生反映比较多的问题“编译错误不好发现、也不好修改”提供了很好的解决方案。将按照文中提出的一些观点编写《C语言课程设计》一书,该书将严格贯彻执行讲练结合的原则,对课程设计过程中可能涉及各个知识点通过举例子的方式进行讲解,例子的选择标准是不仅能说明问题而且要求最简单。 c语言课程设计论文:表现性评价在C语言课程设计中的构建方法 摘 要 表现性评价又被称为“基于表现的评价”、“真实性评价”。表现性评价是根据学生实际完成一项特定任务或工作的表现而做出评价,即是从学生实际的行为表现来评价。目的是评价学生整体性的学习成果,通过解决问题的实际历程,经发现问题、观察、提出假设、推理、控制变量、测量、归纳、诠释资料、研究判断做出决定,这整个过程都是属于表现性测验的评价范围。本文以C语言课程设计为例讨论如何针对实践性较强的课程构建表现性评价。 关键词 表现性评价 量规 课程设计 1构建表现性评价基本思路 构建表现性评价就是制定评价目标、选择评价内容、开发和设计评价方法的,还包括评价者的参与、选择评价时间和场所、记录、收集和整理评价信息的,以及制定评价标准和表现标准等。依据这样的开发步骤,对C语言课程设计表现性评价的设计和实施做出了整体规划,该设想的总体思路如下图所示: 2表现性评价目标的制定 学习目标是课程学习活动的出发点和归宿,它指导教与学,向其他人传达教学意图,并提供评价学生学业的指导意见,是评价学生的重要依据。表现性评价的评价目标和课程的培养目标是一致的。在评价之前只有清晰的知道C语言课程要培养什么样的学生,才能把握好教学与评价的方向,最终达成目标。 C语言程序设计是一门典型的具有操作性和实践性特点的计算机科学课程。该课程的学习目标体系包括下列内容: (1)知识类目标:理解并掌握课程要求的基本知识,加深对已学知识的理解,进一步提高原有技能;在熟练掌握陈述性知识的同时,更加注重对知识的应用。 (2)能力类目标:培养学生的创新意识、刨造思维能力和动手实践能力;培养学生信息意识和主动获取信息,处理信息的能力;培养学生的群体意识和学会沟通与合作交往的能力;培养问题意识和独立发现问题、提出问题、解决问题的能力;培养和提高管理能力等。 (3)情感类目标:现代学习观、科学精神和态度、社会责任感和使命感和交往能力等。课程设计的学习目标在课程学习目标的基础之上,更强调实践能力的提高,培养计算机程序设计的能力和素质,以及思维方法。经上述分析,与课程学习目标相对应,课程设计的表现性评价目标也应包含三个维度:对知识习得的评价、对能力的评价和对情感态度价值观的评价。对上述三方面的评价目的具体描述如下表所示。 3选择表现性评价任务 评价任务指的是一种与教学目标紧密相连的,而且能够为学生创造展示自己进步与能力的机会的一种具体的行为,能反映现实生活中的活动、表现和挑战的任务,建立在学习与评价的联系基础之上,考虑学生的兴趣和能力。C语言课程设计任务,更加突出应用性和实用性,拓展知识面。通过课程设计,进一步熟悉掌握数据类型、分支控制、循环控制、函数的定义及调用、结构体及数组、指针、文件操作、编译预处理等知识;达到系统理解、综合运用课程知识的学习目标;学会用C语言程序解决实际问题的方法;掌握程序的局部测试、调试方法,建立程序系统测试、调试的基本概念和思想,学会较大程序的系统测试、调试方法。 一般的C语言课程设计项目包括小型系统设计、图形图像设计和游戏程序设计基本过程包括以下6个步骤: 3.1程序的功能设计 功能设计是课程设计的第一个环节,其任务是根据课程设计题目的描述和要求,确定程序要实现的功能,并把功能划分为不同的层次,确定各层功能的上下级关系,然后绘制出分级描述的程序功能框图。 3.2程序的数据设计 程序的数据设计主要包括对以下各类数据进行设计:对程序中用到的主要数据确定数据类型;对程序中用到的结构体数据定义其结构类型;定义程序中使用到的全局变量、外部变量等;定义程序中通用的符号常量;确定文件的数据类型,如二进制文件、文本文件等。 3.3程序的函数设计 一个综合性的程序,需要设计若干个函数。各个函数功能各异,使用的层次也不尽相同。为了使总体设计协调有序的进行,需要在程序编码之前,对主要的函数做出预先设计,即所谓的函数设计。程序的函数设计包括函数的功能设计和函数调用设计两个方面。 3.4函数编程及调试 函数编程及调试是实现程序功能的优秀阶段,函数编程及调试是实现程序功能的优秀阶段,需要注意以下问题:课程设计具有一定的综合性,其程序通常由多个函数构成,每个函数都有独立的功能,实现特定的操作;有些函数之间有调用和被调用的关系,在进行函数设计时需要注意顺序问题,有点函数先设计,有点函数后设计,而没有调用关系的函数可以并列设计;程序设计是一个循序渐进的过程。有点函数在程序设计前的函数设计阶段就被考虑到了,而有的函数是在程序设计过程中因需要才产生的。但无论哪个函数,都会经历由简单到功能完善定型的过程。 3.5整体调试 整体调试是程序设计的必要阶段,是在前期程序设计调试基础上进行的基本过程。需要设计准备一个较大规模的数据集,按照课程设计题目的功能要求,对组装完成的程序逐项进行功能测试和调试,直至确认程序达到了设计目标为止。 3.6设计总结 设计总结是课程设计的最终阶段,通过对课程设计的各个过程进行系统全面地总结,按照指导教师的具体要求,形成课程设计报告。 4建立量规 量规(Rubric)是一种结构化的定量评价标准。往往是从与评价目标相关的多个方面详细规定评级指标,具有操作性好、准备性高的特点。量规是评价的工具,学生的作品、成长记录、学习成果或者学习过程中的其他表现(行为、认知、态度)都是量规的评价对象。同时量规也是一个教学工具和学习工具,可以指导教师的教学和学生的学习过程,模糊了教学、学习和评价之间的界限,评价工具也从而成为了教学工具和学习工具。量规设计的出发点和着落点是指标和等级地选择与确立。设计评价量规就是,以课程、教学、评价三者统一,突出学生主体性和促进学生发展的评价目的为设计原则,在明确学习目的和目标的基础上,列出评价指标和制定评价等级。对C语言课程设计内容加以分析,制定出课程设计过程中的几个量规。 4.1 C语言课程设计任务设计量规(教师) 该量规主要是对学生在对课程设计任务进行分析、提出解决方案、制定完成任务的相应计划的表现进行评价时所使用的量规。该量规中的评价项目主要包括问题分析、任务划分、程序架构等。根据评价项目完成情况好坏不同给出不同分值的具体表现,在评价过程中对照量规评价学生的表现。 4.2小组合作量规(教师) 该量规是由教师为各个小组整体表现进行评价的量规工具,小组的表现应包括帮助、倾听、参与、劝说、问题及尊重等几个方面,教师根据对各小组的观察情况,对各项评分,并计算总分,以此作为小组合作表现的成绩。 4.3小组成员相互关系表现量规(学生自评,互评) 小组成员之间的关系是否融洽,合作是否愉快,常常对整体工作效果有着至关重要的作用,因此,该量规也就比不可少了。该量规是从小组成员之间相互观察到角度来制定的,其主要评价项目包括合作、参与、态度、独立性、交流和应答等,每个小组成员都要为其他小组成员打分,计算评价分。这样每个同学都可以看到自己在本小组中和其他成员间的关系如何,在以后的人际交往当中即可吸取经验,更好地与他人融洽相处。 5总结 评价与教学是一个硬币的两面,虽然两者有不同的“图案”,但总是不可分割的共同体。目前,在教育领域中,我们面临的许多真实困难都来与教学和评价的分离。如果我们准备可信的方式评价学生,真正服务于促进学生深入学习的最终目标,教学与评价必将再次结合。 c语言课程设计论文:电子类专业C语言课程设计教学方法的探讨 【摘 要】本文就三本院校工科电子类专业的程序设计语言的教学进行了探讨,针对三本学生基础偏弱,自我能动性稍显不足的特点,将程序设计的教学分成了两个相关联的部分,理论知识的讲解和动手环节的实践,并对实践环节中的两个部分――分散知识点和综合应用分别给出了设计思路。 【关键词】C语言;理论教学;实践教学;课程设计 目前各个高等学校尤其是三本工科院校中,所选用的编程教学语言,由以前的面向过程化的语言Pascal语言向C语言过渡,这个也正是C语言广泛使用的一个例证,C语言作为一个对底层有较强控制能力的语言,对于初学者来说,还是不容易掌握。为了编程语言的教学,各个学校都在探索适合自己学生的教学方式。本文针对电子类的嵌入式方向专业的特殊性,采用了将理论和实践分开进行的方式,这样做,可以让学生对程序设计语言由浅入深地接受,在这个过程中,很自然地有纯粹的理论过度到实践编程的环节。 一、程序设计语言的教学思路 嵌入式方向C语言的教学,偏向于嵌入式底层的应用,在课程的安排上,结合三本院校学生的特点,将理论和实践分别安排的两个学期完成,第一个学期,主要是针对理论学习,第二个学期,开设课程设计的实践环节。在理论教学环节中,侧重点是理论的讲解,可以不必太在乎细微的语法细节,而将主要精力放在程序设计语言的思想上。作为教师在讲授C语言理论知识时,只要将过程化C语言的重点思想交代清楚了就可以了,在教学内容的安排上,一定要将结构体,指针和文件的相关知识进行讲解,这也决定了在理论学时的环节中,无法对个别函数的细节进行展开的原因,而这些理论环节的教学,学时可以控制在45~48之间。 二、C语言课程设计教学内容的设计 在教学内容上,由于实践课程的特殊性结合程序设计的特点,实践环节可以用两种方式完成,以便和前面的理论学时的知识进行衔接,这两个环节分别是单个知识点的联系和综合的课程设计的独立完成。 1. 单个知识点的实践 就单个知识点而言,都以专题练习的方式进行,在讲授的过程中,结合工程中的使用,每个专题,可以设计出独立的实践报告内容,程序设计语言的教学,除了掌握基本的语法规则之外,最重要的是同时要会调试程序,也就是要掌握调试程序的技巧。所以,课堂实践环节的内容的设计,不但包括了能够写出程序代码,而且还要会应用调试工具对程序进行调试,下面就是本人在进行数组,指针和结构体的综合专题中进行的课堂任务的设计: 任务描述:从键盘录入N个学生的信息(包括姓名,学号,成绩),统计出平均分,并将成绩最低分,最高分的学生的信息输出。 该课堂实践内容设计的思路,主要是要学生掌握结构体的定义方法,理解数组的元素可以是结构体变量,同时要牢固掌握指针的本质就是内存地址,通过指针可以方便地操作用户空间的任何数据。 通过上面的实践内容,结合笔者的实际操作,学生在记录了指针地址的变化过程之后,不但掌握了查看内存的调试方法,而且对指针的本质有了感性的认识。 2. 综合课程设计 可以选取有一定规模的小系统让学生完成,在笔者的教学中,几年来了均采用了学生信息教学管理系统进行授课,随着经验的增加,这个小系统对于学生而言,有很好的锻炼价值。 这个环节的实践,可以不占用教学计划学时,而留给学生课后组队或者独立调试完成,这是因为,学生通过前面分散的专项知识点的练习,已经学会了怎样调试程序,而且,各个知识点通过练习之后,已经掌握得差不多了,这个综合任务,就是为了他们能够融汇以前所学的各个知识点。所以布置给学生之后,就可以在适当的时候进行答辩考核了。 三、C语言课程教学课堂组织形式的比较 作为实践课程,其教学有特殊性,笔者通过三个学期的探索,分别采用了两种课时组织方式,现在对两种方式的优缺点分别进行比对: 分散课时方式:就是按照理论课的安排,周学时2-4个学时进行安排。 周末集中方式:每个周末安排16个学时,进行集中训练。 对于分散授课的方式,学生的出勤率低于集中的方式,对于实践性质的课程,这种集中的方式进行授课,学生的出勤率会高于普通的方式。就学生课堂任务的完成情况而言,两者基本上都能按照要求完成要求的85%以上的内容。就课程衔进行考量,根据实际操作来看,集中方式明显优于分散的方式,这个记忆的遗忘兴致相符合。从考核结果来看,分散方式所参与的三届学生中,要优于集中方式,这个结果的出现,有部分原因是由于考核时间和上课时间之间的空隙拉的太长了。下次的安排,将会安排在课程结束之后的一周时间进行,这留出来的一周时间,就是让学生来独立完成自己的任务。 本文对三本学校中开展C课程设计的思路进行探讨和实践,提出了将C语言的教学分为理论部分和实践部分的思路,并把实践部分的练习分为专题知识练习和综合独立完成的任务两个部分,在课堂的实践中有较好的效果。最后论文还对课程设计的学时组织方式进行不同方式的实践尝试,为找到适合三本学生C语言教学的方法提供了一定的参考对象。 c语言课程设计论文:项目教学法在C语言课程设计中的研究与应用探讨 摘 要 项目教学是要通过一个较为完整的项目进行教学活动,其主要目的是为了能把学生融入到有意义的任务中,并充分发挥学生的创造潜能,提高解决实际问题的能力。通过对“C语言课程设计”课堂的教学,用项目教学法进行教学,取得了较为满意的教学成果。对于如何利用选择项目、实施项目、评估项目,进行了初步探究,并介绍了项目教学中需要注意的事项,为推广项目式教学法运用,提供了一些借鉴。 关键词 项目教学 C语言 教学实施 教学成果 1 开设的目的和意义 较之于高等教育而言,高等职业教育无论在目标性还是教学的侧重点上,均存在着较大的差异性,后者通过对学生进行培养,毕业后可直接参加具体的工作,因其已经熟练的掌握了操作技能和技巧,所以能够独立完成工作任务。根据高职院校学生就业指导意见,当前高等职业教育教学应面向生产、管理以及建设和服务等一线行业,为这些部门和工作岗位输送人才,以下得去、用得上和留得住为基本原则,培养实践能力较强具有较好的职业道德的高技能人才。因此,要加强实践性课程教学,对保证人才培养质量显得尤为重要。 我院为了贯彻这种精神,立足区域经济发展现实情况,对专业课程进行了灵活的调整,其中以就业为主要导向,不断加快应用课程设计与创新。就当前我院工作实际情况来看,以由浅入深和逐渐深化为主要教学规律,并在此基础上构建了教学三层次、四环节之实践课程系统。实践教学的三个层次是:基本技能,专业拓展,综合创新;四个环节是:实验培训,实验实训,设计和课外实践。 比如,C语言课程,作为信息类专业的基础课程,程序设计都是在课程教学完成后进行,共有四十个学时,历时两周。为学生提供一个动手、动脑、独立实践的机会。 2 项目教学法简介 项目教学法是基于构建主义教学理论的一种教与学的模式。瑞士著名的心理学家皮亚杰认为:知识不是通过教师传授得到的,而是学生在一定的情境下,借助他人的帮助,利用必要的学习资料,通过意义构建的方式获得的。美国项目管理专家约翰·宾认为:项目是要在一定时间里,在预算规定的范围之内需要达到预定质量水平的一项一次性任务。 项目教学法是通过实施一个完整的项目进行教学活动,将学生融入到任务的过程中,让学生进行主动地学习,自主性地进行知识构建,在课堂教学中把理论与实践教学有机的结合起来,能充分地发挥学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的能力。因此,在实际教学过程中,教师要将需要解决的问题或需要完成的任务以项目的形式交给学生,让学生在老师的指导下,用工作小组的方式,由学生自己按照实际的工作程序,共同制定计划,共同或者分工完成整个项目。在项目教学过程中,学习过程称为人人都参与的实践过程,注重的不是结果,而是整个项目完成的过程。 对于高等职业院校的技术教育教学而言,项目主要是指生产或者制造有应用价值的具体产品之任务。从技术领域来看,多数小产品、复杂产品等模型制作均可作为具体的项目,比如信息类专业开展网站建设、计算机组装以及建设局域网项目,电子类专业可开展报警器制作、加点组装等项目。 3 其基本特征 项目教学法与传统教学法相比具有较大的差别。主要表现在改变了传统教学中的三个中心:以教师为中心转变为以学生为中心;以课本为中心转变为以项目为中心;以课堂为中心转变为以实际经验为中心。项目教学法具有以下的特点: 实践性:项目源于企业,项目的主题与真实世界是紧密联系的,由浅入深,选择的项目具有典型性和使用性;自主性:提供学生根据个人兴趣进行选择的内容和展示的机会,让学生进行自主的学习,从而有效地促进了其创造力的发展;发展性:长期的项目结合,构成了实现教学目标的认知过程;评价的特殊性:项目性教学更注重的是学生在项目活动中能力的发展过程,评测的内容包括学生参加各项活动的表现,避免了传统的成绩定好坏的弊端。评测可以采用自评、小组评、教师综合评等方法、教师只有明确并抓住其教学的特点,才能更好地完成教学目标。 4 其在C语言课程设计中的实施 为更好进行课程设计教育教学,在多次实践基础上,总结出具体项目实施中主要注意的两个方面: 其一,教学内容主要事项。前导课因教学课时的影响,所以教师为赶教学进度,对结构体、基本操作以及共用体等知识的介绍不充分,也不够完善,更谈不上辅助实例进行讲解。对此,要根据学生对这些知识点的掌握程度,利用5个学时,实施区别式、辅导式的教学。 其二,由于学生对于项目管理的知识较少,针对此种情况,可以采用两个阶段实施补课行动。第一个阶段,安排曾经做得比较好的学生进行讲解相关经验;第二阶段,为项目实施阶段,教师应该针对学生发生的问题,及时给与指导,直到学生弄懂为止。 总之,通过此种教学方法,教师在观察学生、帮助学生的过程中,既开阔了视野,也提高了专业水平。项目教学法是师生共同完成项目、共同取得进步的好方法。 c语言课程设计论文:独立学院C语言课程设计教学实践与探索 摘要: C语言课程设计是一门实践性非常强的课程。本文主要讨论了独立学院C语言课程设计的教学。在教学过程中,针对独立学院学生的特点,设计了一套行之有效的教学流程。学生在教师指导下全程参与完整的项目开发,教学效果良好。最后结合课程实际情况,分析了教学过程中存在的问题,并提出了相应的解决办法。 0 引言 独立学院是我国高等教育办学体制改革创新的重要成果。为了造就适应企业需求的高素质应用型人才,结合独立学院学生基础水平,在独立学院的教学工作中应加强对学生实践动手能力的培养。为此,在《C程序设计》理论教学及实验教学的基础上,我院针对非计算机专业学生开展了一项实践教学环节:C语言课程设计。此课程自开设以来,受到学生的广泛欢迎。在做课程设计的过程中,同学们既融会贯通了C语言基本语法,同时又通过项目实战切实提高了动手编程、调试程序的能力。对于学生来说,独立完成一个完整的项目,带来的成就感和自信心,有利于后续学习的开展。 1 C语言课程设计教学现状与教学亮点 C语言课程设计开课时间为大一下学期,共计32学时,授课对象为电子科技大学成都学院微电子技术系本、专科生。针对教学对象的差异,分别制定了专科、本科教学大纲,同时在多媒体课件的制作上,讲求简洁、美观并突出教学重点。 尽管已经学习过C语言,但多数同学在经过一个学期之后,忘记大半,掌握的知识点零碎、构不成系统,所以在进行项目开发之前,必须进行C语言基础知识的串讲。在串讲过程中,通过回顾已学内容、演示典型例题,达到温故知新的效果。这就要求教师精心准备串讲上机练习题。题目要有的放矢,同时又与后续项目开发有一定相关。数组、函数、指针、结构体、文件操作,各布置一道综合练习题目。这样一步一个脚印地把项目开发之前的技术知识准备工作做好。 1.1 教学过程设计合理 C课程设计整个教学过程如图1所示,分为准备、开发、汇报三个阶段。为了杜绝部分同学对实验课抱着蒙混过关的侥幸心理,要做好该课程的课前动员工作。课前动员工作主要体现两个要点:一是敦促C语言基础知识不扎实的同学重视概念和基础,因为没有良好的基础,急于编程只会导致错误百出。二是使同学明确本门课程考核评分标准,端正其学习态度,激发其学习热情,为后续教学的开展做好准备。自由分组以二至三人一组为宜,每组推选一名基础好的同学,担任开发组长。组长带领组员进行自主选题、开发设计、书写设计报告、参加答辩等工作。 1.2 题目选择多样化 选择一个难度适中、具有一定的趣味性并与同学生活息息相关的题目是开展课程设计的首要任务。题目太难会严重打击同学的自信心和积极性;题目简单会导致同学对C语言不够重视,学不到东西。进过严格筛选,仔细比较,同时结合《C程序设计》课堂教学经验,归纳出适合学生现有水平的题目主要有两大类:一是各种管理系统,比如学生成绩管理系统、运动会成绩管理系统、图书管理系统等;二是各类小游戏,比如贪吃蛇游戏、搬箱子游戏、扫雷游戏等。允许学生根据自己的兴趣爱好自拟题目,但需经过教师审查通过。 教师同时提供多个题目并简单讲解每个题目的设计需求、难度、涉及到的知识点以及完成后的代码量等,供学生自由选择。题目多样性、难度阶梯性带来的效果有两方面:一方面学生能选到自己感兴趣,适合自己水平的题目;另一方面可以最大程度地避免互相抄袭等情况的发生。 考虑到独立学院的学生总的来说编程基础不够扎实,为了让同学尽快入门,明确到底要做什么,在需求分析阶段,教师需要当堂分别操作一个管理系统的程序以及一个小游戏程序,演示其功能。这样一来学生可以对项目开发建立起直观印象,同时对用C语言开发界面做到心里有数。 1.3 引导为主 课程设计过程中,学生的角色定位为初级开发人员。教师做为指导者对其具体开发过程进行监督指导。很多同学一遇到问题,就特别依赖老师,希望老师帮忙调试或者直接给出解决方法。针对同学提问,教师应采取引导的方式,启发同学独立思考,而不直接给出问题的答案。同时鼓励学生网上查阅相关文档或者帖子,通过网络解决问题。一段时间后,如果该同学还是不能自行解决,教师再给出解决方法。这样做不但可以提高同学独立分析问题、自主解决问题的能力,还可以锻炼其与项目组其他同学合作交流并获取新知识的能力。 对于同学提出的奇思妙想,教师应予热情的鼓励。同学在开发过程中,能够有自己的想法是一件好事,教师可以和同学探讨其想法,并尽可能地帮助其付诸实践。对于部分好学的同学,教师可以通过介绍参考教材、推荐开发网站等,让这一部分同学依照自己的兴趣自学。 1.4 关注教学细节 学生水平参差不齐这一特点在独立学院三本学生中体现的特别明显,所以在教学过程中,不能搞“一刀切”。根据笔者的教学经验,同学中两级分化情形严重,呈“哑铃型”结构。针对这一特点,结合非计算机专业对C语言能力的要求,在教学目标的制定上,需要提高辨识度,按照“高、中、低”区分学生水平,对学生做阶梯型的要求。 作为一门实验上机课程,尤其需要保证教学时间的连贯性。时间太短,学生刚有思路就下课了,导致半途而废;时间太长,学生长期呆在实验室上一门课程导致疲劳,降低学习效率。经过探索,以四节课为一大节课最为适宜。 1.5 考核全面 合理的评分机制有利于提高学生的学习积极性。作为注重动手能力的实践实验课,C语言课程设计的考核方法自然不能沿用理论课的考核方式。 独立学院的培养方向是应用型人才,要求学生将来进入企业能够快速融入项目团队,这就需要全面考核同学的动手能力、工程概念以及人品素质。C课程设计的考核兼顾了团队与个人表现,关注动手能力与基础知识的考察。本门课程总分100分,各项具体分值分配如图2所示。 课堂表现包括考勤、开发过程中的认真程度、团队合作精神等方面。实验报告写作内容主要包括:需求分析、系统设计框图、关键算法实现等。通过书写实验报告,提高学生书面表达技巧,锻炼其书写开发文档的能力。 在课程设计的最后,我们安排了项目答辩。答辩环节考核学生语言表达能力、临场应变能力以及对相关知识的理解,为同学提供了一个展示自我的舞台。答辩过程分为三个环节:演示讲解环节、学生提问环节、教师提问环节,每个环节各占10分。在演示讲解环节中,首先由项目组长操作演示可执行程序,并介绍各个组员的分工、开发过程中遇到的问题以及解决办法、程序的创新点等。在学生提问环节和教师提问环节中,大家可以对自己感兴趣的问题进行提问,教师在此过程中需要作适当引导。最后综合各个环节得分,当场给出每组答辩分数。在答辩结束后,教师应对表现良好的团队予以表扬和肯定。最后,要求同学上交实验报告册。 2 课程后期建设目标及思考 为了在实践中提高学生的综合素质,达到C课程设计“动手、动脑、动嘴、动笔”的教学目标,在教学内容的安排上尤其要突出以下几点: 2.1 在教学过程中有意识地向学生灌输软件工程的思想、项目管理的相关知识。 2.2 在教学中应注意培养学生养成良好的编程习惯。按照国内知名公司的编程规范来做要求。 2.3 注重培养学生自学能力和独立思考能力以及团队合作精神。 2.4 教学时间安排在实践专周,这样学生有整天的时间投入到项目开发过程中去,从而保证了教学效果的连续性。 3 总结 C课程设计从完成一个小项目出发,全面增强了学生的动手能力,使学生在从事C程序开发时,能系统地考虑问题,合理安排项目进度,熟悉开发过程,能有效地与他人合作和交往,同时培养了其工作责任心,为以后走上工作岗位打下了初步的基础。 在C语言课程设计教学过程中,充分认识到要让作为初学者的学生,在短时间内掌握并熟练使用C语言独立完成项目,较难做到。作为教师,一定要认真备课,合理安排教学内容,提供精简的练习案例。同时在教学过程中以引导为主,激发学生的潜能,让学生自主学习。实践证明,课程设计结课后,绝大多数同学都对C语言编程产生了浓厚的兴趣。 c语言课程设计论文:基于成果为本的《C语言综合课程设计》教学改革探索与实践 摘要: 本文提出了成果为本的教学改革实践,通过研究课程的教学目标,转换为学生的学习目标,根据学生的学习目标列出可量化可考核的学习成果形式,根据学习成果设计教学内容和教学活动,制定与学习成果相关的考核评价体系,根据考核结果改进后续教学,形成教学中的良性循环。 0 引言 《C语言综合课程设计》是计算机相关专业的一门专业基础课,实践性较强,是学生在学习完《C语言程序设计基础》课程后的一次全面综合项目训练。这门课程的教学目标是让学生掌握基于结构化的小型项目开发流程,其中包括功能分析、模块划分、算法设计、编码实现;掌握课程设计报告的撰写,用软件工程的思想来描述项目的开发过程。为了加深学生对C语言知识的综合运用,切实提高学生的程序编写能力,对《C语言综合课程设计》课程教学方法进行了改革。 1 教学中存在的问题 该课程教学效果的好坏直接影响后续专业课程的学习,提高教学效果,增强学生的学习兴趣,是我们这次教学改革的目标。在本校该课程的以往教学中,存在以下问题:①课程人数较多,涉及计算机科学与技术、信息管理与信息系统、软件工程、网络工程四个专业的500多名学生,学生程序设计基础差别较大,有针对性的教学比较困难;② 有些学生对课程重视程度不够,不明确课程学习目标;③周课时为2,课程内容较多,深入讲解困难;④采用案例驱动法教学,课内主要进行案例分析和问题讨论,大量的编码任务要求学生在课外完成,这对学生课外学习的主动性要求较高,同时老师的课外辅导压力也很大;⑤考核方式采用大作业方式,不能很好地反映学生理论和实践两方面的学习效果。 2 基于成果为本的教学改革探讨 成果为本的教育是“以人人都能学会为前提,以学生为中心、成果为导向而设计的”教育模式,强调能力培养和能力训练。该教学理念是20世纪90年代开始兴起的一种教育模式,该教育理念最早在美国、英国、澳大利亚、新西兰等地实施并取得了较好的反馈。近年来香港教育资助委员会在香港的高等院校中逐步开展成果为本的教学改革,其中香港理工大学早在2004年初已开始将成果为本的教学理念纳入该校的课程教学中,在教学及评估方面取得了显著的成绩。在这种教育理念下,教师不仅要能运用现有的教育水平和科研要求实施教学,而且要培养学生应对未来、适应未来的能力。 本次根据实际教学中存在的问题,将成果为本的教育理念应用到《C语言综合课程设计》的教学中,提高教学效果。教学改革的思路为:根据该课程的教学大纲,明确课程教学目标,并转换为学生的学习目标,根据学生的学习目标列出可量化可考核的学习成果形式,根据学习成果设计教学内容和教学活动,制定与学习成果相关的考核评价体系,经考核明确课程教学与课程目标之间的差距,为后续教学提供参考,使课程目标与教学实施过程形成了良性的闭环控制系统。 3 课程教学实施 在教学目标上,以适应应用型本科教材改革的需要为目标,充分体现专业特色,有所创新和突破。走访IT公司和企业了解他们对人才的需求规格,明确教学目标中的知识目标、素质目标和能力目标。修订教学大纲,并转换为学生的学习目标,建立ASK模型(Attitude素质;Skill能力;Knowledge知识)。 课程学习目标是指学生通过该课程的学习后,能够做什么,具有什么样的能力和技能,教师在制定学习成果目标时应当考虑该课程需要传授哪些知识给学生,学生应达到什么样的理解程度以及如何体现学生是否理解这些知识。George Brown学院提出的观点认为课程学习目标的制定需要保证成果是可衡量评估的,便于在教学过程中检查成果的完成情况,成果应当与学生的实际能力有关,并具有一定的社会意义,成果目标的数量以4~5个为宜,成果过多会导致学生的专注度降低,影响学习效果。制定与学习目标相匹配的成果形式和教学方法,形成《C语言综合课程设计》课程“基于成果为本的教学设计”方案。(表1) 教学实施中,根据课程学习目标,设计三个教学项目,分别为“手机通讯录管理系统”,考查结构体、指针、文件的操作,“家庭财务管理系统”,考查链表、指针、文件的操作,“时钟的设计”,考查图像界面设计。由3位学生组成开发小组针对不同项目,轮值项目负责人,明确分工、模拟项目开发流程,依据开发环节进行任务分解,并在各个开发环节撰写开发文档,最终形成课程设计报告。课堂以学生研讨为主,教师讲解为辅;课下以学生独立编码为主,教师引导为辅。项目完成后,学生演示项目进行答辩,展示项目 成果。 4 总结 基于成果为本的教学模式可以帮助学生清晰明确地定义课程的学习目标和学完课程后需要掌握的知识和能力。在《C语言综合课程设计》教学改革中,明确了学生学习目标和学习成果形式,将学习目标、学习成果和考核形成进行统一。教学中采用项目教学法等多种教学方法,完成配套教案、讲稿、课程多媒体教学文件(PPT)、网络课程等教学资源建设,提高学生学习兴趣和增强学生的就业能力。 c语言课程设计论文:项目驱动的分组教学法在C语言课程设计中的实践 摘 要: 针对C语言实践教学中存在的问题,提出在C语言课程设计的教学中采用项目驱动的分组教学模式。融合软件工程思想,从项目设计、分组划分、模块化思想应用、编程思想训练、测试、考核方式等多个方面改革实践教学环节,因材施教,使得学生在解决实际问题的过程中,通过分工协作,提高自主学习能力,培养起团队合作精神,从而提高教学效果和教育质量。 关键词: C语言课程设计; 项目驱动; 分组教学; 模块化思想; 协作 0 引言 当今社会,随着信息技术的高速发展,各种程序设计语言蓬勃发展,如C、C++、JAVA、C#等。在这些语言中,C语言是各高等院校的计算机及相关专业的一门优秀基础课程,它的学习效果会极大程度影响学生后续相关课程,如数据结构、操作系统、算法分析以及其他高级语言的学习。 作为一种实践性很强的程序设计语言,C语言课程的教学一般采用理论教学结合上机实践的模式,理论教学以讲授语法和基本算法为主,上机实践则主要练习简单程序的编写,通常以验证性实验为主,以掌握、巩固基础的语法为目的。从教学效果来看,学生虽然掌握了不少语法知识,但在面对实际问题时,往往不能灵活应用。为了进一步拓展学生的实践编程能力,我们学院继两个学期的C语言教学后开设了“C语言课程设计”课程,该课程以设计性和综合性实验为主,重点培养和锻炼学生独立分析问题,解决实际问题能力。根据这一教学目标,我们结合日常教学,针对实践教学中存在的不足,开展项目驱动的分组教学方法,使学生形成自主和协作型的学习模式。 1 教学现状 C语言是一种面向过程的结构化程序设计语言,具有数据类型较多、表达式丰富、语法结构复杂、语法规则繁多等特点,其授课对象往往又是第一次接触程序设计语言的低年级学生,这些都给学生学习和教师教学带来了难度。通过对学生进行教学效果调查,发现在“理论+实验”的教学模式中,由于课时限制等各种因素,实际教学常存在着如下问题。 ⑴ 实验训练以知识点训练为主,与实际应用存在脱节。 在理论课后的上机练习,通常是针对特定语法设计,形式上采用练习书上的例子、验证某个语法或者实现一些简单的相关算法,验证性实验占了多数。这种训练模式虽然能够加深学生对各种语法细节的认识,但同时导致的问题是,学生容易孤立地去看待各章节的语法,割裂了各知识之间的联系,在编程时以模仿改写书上的程序为主,欠缺工程型知识,处于被动灌输的学习状态,常常会觉得语法知识点繁琐、内容枯燥,很难调动积极性,当面对实际工程问题时,程序规模一大,就束手无策,无法有机地综合应用所学知识去解决问题。 ⑵ 没有形成系统化的分析过程。 由于教学和教材均侧重于对语法进行讲授和剖析,未强调分析及测试的重要性,也没有将软件工程的思想融合在实践教学中,因此,长久以来,学生养成一接触题目就马上开始编写代码的习惯,并且,运行时往往仅按照预先设定的正确的输入数据,去验证自己的所编的程序是否正确。 ⑶ 忽略算法逻辑思维能力的培养。 从学习效果来看,学生常存在着两种误区,一种是将参与和获得计算机等级考试证书作为学习目的,这就导致他们习惯于程序填空题形式的编程方式,独立编程能力欠缺;一种是对C语言中的指针、递归问题存在畏难情绪,又认为就业时可以选择其他语言工具如Java来避免这些难点,没有认识到指针和递归的真正价值在于学习它们过程中得到的思维深度[1],忽略了推理能力、抽象思考能力方面的培养。 ⑷ 实践操作能力不强。 学生的实验操作能力不强主要表现在对程序运行中一些常见编译问题无法很快做出反应,不会依据提示信息去判断发生错误的原因,对一些运行问题更是束手无策,通常一有问题产生,就转向寻找配套的实验指导书中所提供的正确答案,或者依赖教师指出问题所在,帮忙改正错误。 2 项目驱动的分组教学方法的具体实施 建构主义学习理论认为,个体的认知发展与学习过程密切相关,知识获取是以学习者为中心,利用“情境”、“协作”、“会话”等学习要素,通过意义建构的方式而获得。针对C语言课程设计这一门实践性非常强的课程,我们采用项目驱动的分组教学方法,在建构主义学习理论基础上进行教学设计,以学生为中心,融合软件工程思想,以培养学生的程序设计能力、创新能力、逻辑思维能力和协作精神为主线,通过项目任务引导他们主动学习,去深入理解软件设计思想,并加深对重要知识点的理解。为了将课内实践和课外自学有机结合起来,我们将15个学时的上机实践分为5次,集中安排在5天内,每次上机后留充足时间,要求学生去查阅资料,提升获取信息、解读信息的能力。整个教学过程中,需要在多个教学环节注意改革和创新。 2.1 项目设计 项目的提出是能否调动学生学习积极性的关键。目前随着信息化建设的深入,软件在各个行业都获得了广泛应用,其实际应用领域非常广泛。课程设计应该提供一个良好的学习“情境”,要结合教学目标,来模拟演练实际软件开发过程。项目的设计需要遵循以下几点:①选择学生比较熟悉的领域,贴近学生生活和学习方面的应用,避免选择需要较强专业背景、业务逻辑复杂的应用,例如可以选择学生选课、书籍管理、宿舍管理等,而尽量不要去选择企业人事管理之类的应用。这样可以方便学生理解或完整需求,激发他们用程序去解决现实生活问题的兴趣。②功能上要有层次性,可划分为一般性要求和可拓展性要求,一般性要求指出必须实现的功能,可拓展性要求则指出可以扩展的功能,引导学生去探索和想象,可以方便开展梯队型教学。③从项目的编码实现考虑,要能涵盖C语言中的结构体或联合体等复杂数据类型,体现函数和指针这条主线,以促进学生去综合运用和深入理解这些重要的知识点。 2.2 分组划分 一个软件的开发仅依靠个人力量往往是无法实现的。软件生命周期的各个阶段需要软件小组开发人员协作完成[2],因此,在课程设计教学中,我们采用分组教学模式来培养学生的团队合作意识和团队精神,来充分体现合作与竞争、分层教学与因材施教[3],并且还可以通过帮带方式和组内讨论消化掉一部分问题。分组是否合理、有效,直接影响协作模式能否取得良好的教学效果。在C语言课程设计实践中,我们按照任务量安排人数,学生分为以3-5人一组,按照组内搭配合理,组件平衡原则分配,在分组时充分考虑到学生的个体能力差异,使学生能在交流合作过程中取长补短。分组观点认为组内成员之间的合作关系可以有“头脑风暴”式、模拟课题式、同伴互助式、角色扮演式和组合式[4]。这里,我们可以结合软件开发的分工特点,将角色扮演应用到课程设计的分组中,由小组组长担当开发经理角色,其他人员针对其特长分别担当需求分析师、架构设计师、开发人员、测试人员等角色,根据开发阶段的不同,各成员可以扮演不同类型的角色。 2.3 培养学生用模块化思想对实际问题进行分析和设计 结构化方法强调以模块为中心,采用模块化、自顶向下、逐步求精设计过程。项目驱动的教学要培养学生用模块化思想思考复杂问题,即将程序划分成独立命名且可独立访问的模块,最后装配集成模块完成指定的功能。指导过程中,不仅需要纠正学生一接触题目马上编码的习惯,而且需要纠正学生在main方法中编写所有代码的习惯,这种方式会使得整个函数变得庞杂,代码冗余大,不利于分工协作,也给阅读和维护带来很大的困难。当学生在程序分解主函数和若干个其他函数时,发现常存在着随意分解、随心所欲定义函数的现象,针对这一情况,教师可以先以一个项目为例,如成绩管理系统,演示模块的分解过程,说明内聚性和耦合性要求[5]。在实际项目应用时,要求学生按功能分解,模块内的函数做到功能尽量单一,留出接口供其他模块调用,一个模块对应一个文件,便于分工协作。各小组在完成按模块划分的软件体系结构图后,才被允许进入下一个详细设计编码阶段。 2.4 强化编程思想的训练,加深对重要知识点的理解 算法是程序设计的灵魂,教学中需要成功训练好学生的头脑,使他们变得足够熟练、敏捷和灵活,需要训练学生在多个抽象层次上同时思考问题[1]。因此,实践过程中,要求学生熟练应用程序流程图或伪代码等工具设计算法,在组内展开讨论,比较不同算法实现方案的优劣,以及如何在完成程序的功能基础上,改善程序结构,优化算法,进一步提高运行效率和空间利用率。 对C语言而言,训练学生的编程思想,离不开指针、函数参数传递这些重要概念,是否真正理解这些概念也与能否成为一个优秀程序员直接相关。在学生编码时,可帮助他们建立内存模型,通过跟踪每条语句的执行情况,感受不同数据类型在内存中所占用的空间,直观地观察内存布局变化、变量的生命周期、变量状态的变化等,去深入理解这些概念尤其是指针的本质。 程序设计的另一目的是要培养学生的操作能力,其中很重要的一点就是提高调试能力。调试的方便与否与程序书写风格密切相关,学生通常不注意代码的规范化,出现没有层次缩进,标记符随意命名、词不达意,也没有必要的注释等现象,这些给查错和阅读带来了很大的不便,不利于分组模式下的协作开发和维护,因此,实践教学时应该培养学生注意良好程序风格。此外,教学时还需纠正部分学生写代码一写到底的习惯,让学生认识到程序的编写是一个调试-修改-调试的反复迭代过程,要在多次错误或失败中获取调试经验。在学生出现错误时,要引导学生根据错误和警告信息,分析辨别是语法错误还是逻辑错误,并鼓励学生使用调试工具,应用断点跟踪和对分查找等调试方法,去主动地发现和解决问题。 测试在软件开发中占重要地位,软件测试的工作量往往占软件开发总工作量的40%以上。从学生实践情况调查来看,测试往往是初学C语言的学生特别容易忽略的,普遍出现一些诸如不重视人机交互界面设计,没有输入提示或出错提示信息,仅使用在预定范围内、满足预定格式要求的正确数据进行测试等问题。项目驱动的教学尤其应该注重培养学生的测试意识,指导学生学会设计简单的有效测试用例和无效测试用例,并开展组内测试和组间测试,以提高测试效率和质量。 2.5 考核方式改革 对不容易理解的常量、变量和语句有注释\ 5%\ 函数、变量取名较规范易懂\ 5%\ 函数功能是否满足功能内聚\ 15%\ 调试手段\ 会单步运行到任何一个语句,查看变量值\ 5%\ 会断点调试\ 5%\ 总结报告\ 用流程图或伪代码描述一个函数的算法\ 10%\ 有小组分工情况说明和各自的经验总结\ 5%\ 语言简练,条理清楚,图表规范,附程序清单\ 10%\ ] 分组形式的课程设计需采用弹性考核机制,个人考核、组内考核和教师考核有机结合方式。课程设计考核成绩=个人自我评价(15%)+组内评价(35%)+教师评价(50%)。自我评价是促进学生反思的一种有效手段,组内评价可以观察学生组内交流协调时有没有突出表现,而为避免少数学生抄袭实验报告,教师评价采用答辩形式,考核学生的实际操作能力、对数据结构设计和算法的理解程度,以及功能和算法上的应用亮点。考核的具体内容和评分标准可以多元化,比如对一个用链表实现图书信息管理系统的项目,可以按表1来指定具体考核标准。 3 结束语 本学院的C语言课程设计教学实践表明,通过项目驱动的分组教学法的实施,能充分调动学生的学习积极性,学生的编程逻辑性和实践能力都得到了明显提高。在模仿实际开发环境过程中,学生对项目开展的整个流程和各环节的具体要求程有了切实了解,积累了一定的项目开发经验,培养起了团队协作能力。为了能更好地提高学生实践能力,为他们将来从事软件开发工作奠定扎实基础,我们还需要在今后的实践教学中继续开拓和探索,以期达到更好的实践效果。 c语言课程设计论文:从C语言课程设计看如何培养学生的软件开发能力 [摘要]本文通过对C语言课程设计中的教学方法、考核手段的介绍,探讨了在实践中逐步提高学生软件开发能力的方法。 [关键词]课程设计 教学方法 考核手段 能力培养 一、引言 近年来,各高校越来越重视对学生实践能力的培养,各类课程设计在教学中所占的比重明显增加。对于计算机系的学生,尤其是以培养应用型人才为目标的学生,开设各类课程设计课就显得尤为重要。 本文以C语言课程设计为例,介绍了在实际教学中所采用的教学计划、教学方法以及考核手段,通过对各个教学环节的分析和总结,探讨了如何在实践中培养学生的软件开发能力的方法。 二、C语言课程设计教学计划 C语言技术是计算机最重要的应用领域之一,也是发展较快的领域之一。其应用早已渗透到各个行业,C语言系统的开发、管理与维护是计算机专业人员必须要掌握的基本技能。因此在完成了理论教学之后,后续的C语言课程设计的安排是很关键的。 我们根据学生的实际情况,制定了相应的教学计划。要求选修C语言课程设计的同学必须先修C语言原理,具有程序设计的基础。课程的主要内容包括C语言设计概述、需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、C语言的物理设计、C语言的实施和C语言系统的管理维护。本课程以实践为主,教学目标是使学生能独立设计C语言应用系统,掌握C语言设计的过程和方法。根据本课程的特点,充分重视上机实践的环节,课程在机房上,有利于学生学习。 本课程安排在一个学期内,教学周数为18周,每周6学时。每周具体内容安排如表1。 三、各阶段教学方法 由于各阶段的任务不同,要求也不相同,因此分阶段采用不同的教学方法,以一个学生熟悉的、容易理解的C语言项目开发过程为主线,贯穿整个教学过程,将相对枯燥的理论知识与实践联系起来。 题目选取阶段是C语言课程设计的初始阶段,也是决定能否达到教学目标的关键性阶段。如果题目选取得太大、太难,或者是学生不熟悉、很难接触到的领域,做起来太困难,会影响学生的积极性,势必会影响到后期的学习效果。而题目太简单,又达不到教学标准。因此在本阶段,采取教师提供参考题目,学生自主选择的方法。教师根据开题报告整理出小组题目以及成员,并简要分析选题的难易程度。在第二周的开题讨论上让每小组派代表进行发言,大家分析讨论题目的可行性,对于选题不合理的,重新修改。这阶段可以充分调动学生的积极性,活跃大家的思维,实际教学效果良好,很多学生的选题都具有现实应用意义。 题目确定完之后,就要进行需求分析。很多学生认识不到这部分的重要性,选定题目后就想开始代码的编写工作,往往做了一半就进行不下去。因此教师在课堂上要通过实例充分讲解需求的分析重要性,讲解具体的需求分析方法,使学生理解需求分析是整个设计过程的基础,同时掌握基本的需求分析技能。在需求分析阶段,要尽可能收集课题的完备需求,可以利用不同小组互相模拟实际用户的形式,增加学生的交流能力和开发兴趣。在需求分析阶段,要完成系统的数据流图和数据字典。高质量的完成需求分析工作可以巩固学生在理论课上学到的数据流图、数据字典等基础理论知识,并提高学生的归纳总结能力。 确定用户需求后,进入系统设计阶段。系统设计阶段要完成应用系统的设计和C语言设计。应用系统的设计要完成课题应用软件的架构设计和具体功能模块的划分。C语言设计要结合应用系统的设计,逐步完成C语言的概念结构设计、逻辑结构设计和物理设计。概念结构设计阶段是整个C语言设计的关键,该阶段通过对用户需求进行综合、归纳与抽象,形成一个独立于具体DBMS的概念模型;逻辑结构设计阶段要将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型,并对其进行优化;物理设计阶段要为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构。C语言设计不但可以加深学生对ER图等理论知识的理解,还有助于提高学生的软件系统设计能力。 系统实现阶段,教师对采用的教学案例代码进行演示,针对不同的程序设计语言对C语言的连接部分进行讲解,并给出相应的示例代码。此阶段主要是学生动手编写代码,完成系统功能。要指导学生编写高质量的代码,包括变量的命名方法、代码的书写规则、代码的注释规则等。这阶段教师可采用启发式教学,对于学生在设计中遇到的问题,要引导他们学会查找资料,自己思考解决。 系统测试阶段,包括单元测试和集成测试。要指导学生进行测试用例的编写,掌握正确的测试方法。对于C语言系统,还要进行C语言的性能测试和容量测试。通过系统测试,使学生掌握正确的测试方法,有效提高软件的质量。 四、考核方式 教师在每个阶段都会进行检查,对完成情况进行记录。开题阶段,要求学生以小组为单位,完成开题报告,并确定选题是否合理。在需求分析阶段,要求每组上交需求分析。在接下来的系统设计、实现及测试阶段,要求学生详细记录设计思想、设计方法、实现过程及测试结果,整理出完整的课程设计报告书。最后由教师综合考虑以下几方面的因素,给出总评成绩,包括文档的完成情况、开发环境的选取、系统功能实现情况、用户界面的设计以及现场演示答辩的效果。通过以上方式,较综合、客观地评价了学生的文字及语言的表达能力以及系统设计、程序开发的能力。 五、结束语 教学实践表明,这种形式的C语言课程设计,可以使学生有效地巩固对基础理论知识的掌握,可以使学生系统地了解软件开发流程,提高学生的软件工程化开发能力,增强学生的就业竞争力,并且可以建立学生的团队意识,提高学生的交流和协作能力。 c语言课程设计论文:C语言课程设计教学 1合理组织教学内容 我校C语言教研组在指定教学计划、教学大纲时,明确了教学目标是“通过讲授C语言的特点以及各种语句和基本函数的使用,使学生学会基本的C语言程序的编写、调试等操作,领会结构化程序设计的内涵,训练程序设计的基本思想和方法,为今后开发软件打下基础,为学习后续课程(如数据结构)作好准备”。不仅要求学生学习理论,还必须能较熟练地上机操作,有较强的动手能力。作为工科专业接触的第一门工具语言,最能反映理论与实践的相结合。本课程所选用的教材在内容组织上,虽然依逻辑思维方式进行了归类,但难点还是较为集中,跨度大;概念讲得多,分析少;语言深硬,不够形象,较难理解。针对该问题,C语言教研组对教学内容重新进行了规划。第一,适当压缩部分难度较大,但实用性不强的内容,如:文件指针。第二,扩充部分难度较大且十分重要的内容,如:传值与传地址的对比。第三,充分利用互联网资源,总结归类相关知识点,如:可以将运算符优先级总结为朗朗上口的七字口诀:单算关逻条赋逗。第四、将全国计算机二级C语言等级考试真题融入理论和实践教学中。采用上述手段之后,明显发现学生对学好C语言的信心增加许多,学习积极性也就随之得到了提高。 2灵活使用教学方法 由于C语言程序设计是学生接触到的第一门语言工具类课程,难度大、学生不易接受,为此我校C语言全体任课教师进行集体备课,积极与学生保持互动沟通,随时根据大多数学生实际接受情况适当调整教学计划,灵活使用教学方法,如下所示:在理论课上,采取的是激发学生学习动机的教学方法。在课堂上,要充分认识到学生是主题,教师主要是起引导作用,引导学生自发学习、自主思考。因此,需要改变以往“填鸭式”教学方法,充分调动学生学习的积极性。为此,在每次上课之前,都需要做好充分的准备,精心的设计好教学案例,这些案例最好能够“看得见,摸得着,和生活密切相关”。例如,讲到子函数时,在做课堂引入的时候,可以先给学生们演示一个五子棋的程序,让学生直观的了解到每个C语言程序都是由一个main函数和若干个子函数构成。在上机课上,采取的是分组讨论式的教学方法,将所有同学分成若干个小组,没个小组设置一个组长,所安排的每个组长都必须具备两个条件:掌握VC6.“0断点”调试方法,理论知识扎实。我认为上机课主要是锻炼代码的编写、调试能力,所以应该采取讨论为主、讲授为辅的方式。 3充分利用教学手段 在教学过程中,运用多媒体技术辅助教学,有利于激发学生的学习兴趣,能发展学生的主体能力;同时由于多媒体信息量大,也能够优化教学过程。第一、依托利用Claroline开源平台建立了C语言网络课程,详见南京理工大学泰州科技学院网络教学平台,设置有课程简介、课程资料、课程计划、学习讨论等模块,为学生提供了“第二课堂”,可以很好的弥补课堂教学的不足。第二,利用QQ、微信等即时通讯软件进行多渠道答疑,增强师生之前的沟通与交流。第三,开设网络教学博客,对日常学生反馈较多的问题予以解答。 4结束语 作为一名C语言课程的教师,对教学模式的探索与研究是永无止境的,在今后的教学过程中,一定要继续关注“C语言课程设计”的基本概念和程序设计方法,让学生掌握分析问题、解决问题的能力,还需要通过加强上机环节来增强学生的动手能力。只有不断的探索行之有效的教学方法,吸取前人的教学经验与教训,才能在今后的教学工作中不断突破自我,迈入新的台阶。 作者:谭立兴 单位:南京理工大学泰州科技学院计算机科学与技术系 c语言课程设计论文:基于Funcode平台C语言课程设计论文 1课程设计平台的改革 为了激发学生的兴趣,可以采用Funcode平台进行课程设计。Funcode平台是一款基于游戏设计和动画界面的C\C++\Java综合实验教学平台,该平台以游戏设计为“噱头”,吸引学生的学习兴趣,虽然如此,该平台通过精选大量的游戏案例,还是很好地将程序设计知识点和游戏设计紧密地结合起来,始终紧扣C语言知识点,为C语言课程设计教学提供了一个很好的工具。 1.1图形方式的游戏界面编辑Funcode平台采用图形界面方式的游戏编辑环境,直观、美观、简洁易用。图1所示为正在设计中的游戏,左侧矩形框中为最终运行时可见的游戏界面,可以从右侧中的“鱼”(Funcode中称为“精灵”,任何类似的图片都是精灵,不同的精灵以精灵名区分)中任意拖拽一条“鱼”到左侧矩形框中,即可在游戏界面中增加一条鱼。 1.2提供功能函数,屏蔽对图形的复杂处理Funcode平台提供了大量功能函数,屏蔽对图形对象的复杂处理,使学生能够专注于程序设计和游戏逻辑功能的实现。例如:功能函数voiddSetSpriteLinearVelocityX(constchar*szName,constfloatfVelX)可以使精灵以某一速度水平运动。让图1左侧中的鱼(假设该鱼命名为fish0)游动起来,学生只需用一条函数调用语句dSetSpriteLinearVeloctyX(“fish0”,30)即可实现;亦可通过调用功能函数dSetSpriteLinearVelocity(“fish0”,30,30)使鱼水平方向和垂直方向分速度均为30,即在屏幕上“斜向”游动;功能函数dSetSpriteFlipX(“fish0”,true)调用可以使鱼水平翻转,即实现“掉头”功能。 1.3整体逻辑框架简洁,功能强大Funcode平台整体逻辑框架由7个主要函数模块组成,分别是主函数模块、鼠标移动事件模块、鼠标单击事件模块、按键事件模块、按键弹起事件模块、对象碰撞事件模块、对象与边界碰撞事件模块。其主函数模块如以下程序代码所示,通过主函数模块控制整个游戏的运行和界面刷新。其他的6个函数模块几乎包含了游戏设计中需要处理的所有事件,并且向学生屏蔽了事件激发所需要的复杂判断过程,所有的鼠标事件、键盘事件、碰撞事件均为自动激发,这很大程度上降低了设计难度,使学生可以专注于游戏逻辑功能的实现。例如:要实现图1中的“鱼”游到右侧边界时掉头向左游逻辑功能,在Funcode平台下,当图1中的“鱼”游到右侧边界时,“对象与边界碰撞”模块将会自动激发,该模块的初始程序代码如下所示。此时,学生无需判断和处理“鱼”是否游到边界(这对大学一年级学生而言比较困难),只需要知道“鱼”游到边界后会自动调用“对象与边界碰撞”模块对应的dOnSpriteColWorldLimit函数即可。因此,学生只要能够根据游戏功能在该函数中正确地编写相应的代码就可以了,具体实现“掉头向左游”逻辑功能的完整程序代码如下所示。显然,这样就极大地简化了对图形对象和事件的处理,学生就可以把更多的精力投入到游戏逻辑功能的实现和代码的编写和调试中。 1.4开放式环境,极大地激发学生创新能力Funcode提供了开放式的开发环境,除了完成Funcode提供的课程设计案例以外,学生也可以按照自己的思路,添加素材,大胆创新,设计和开发真正属于自己的游戏,这样能极大地激发学生的程序设计热情。例如:一组学生开发的“大鱼吃小鱼”游戏,当大鱼吃小鱼得分达到一定的分值时,可以生出“鱼宝宝”,尾随大鱼游动,生动有趣。 2教学内容和方法的改革 基于Funcode平台,在教学内容和方法的改革上,以激发学生兴趣,调动学生学习主动性为主要目标,在此基础上,贯穿整个课程设计的各个阶段,采用多种教学方式和方法培养学生各方面的综合素质。 2.1选题阶段在选题内容上,典型游戏设计和自主创新相结合。改变原有的设计内容变为基于Funcode平台游戏设计。设计内容分为两类:一类是典型的可在Funcode平台上实现的游戏,比如坦克大战、打地鼠等;另一类是学生自选题目,要学生根据Funcode平台功能,发挥自己的想象力,创造自己的游戏。教师要通过讨论、引导等方式,鼓励学生自己设计游戏,培养其创新意识和创新能力。题目选定之后,要求学生将游戏整体功能用功能模块和流程图的方式清楚地表示出来,并且要能够准确地描述各模块之间的关系,锻炼学生的抽象思维和逻辑思维能力。在选题方式上,要坚持组内讨论和师生互动相结合。组内讨论有利于游戏功能的完善,有利于发挥所有同学的创新潜力,有利于调动学生参与的积极性。通过教师和学生的讨论交流,教师要控制游戏功能的实现复杂度,既要保证设计的工作量,又要保证控制在可实现的范围内。 2.2设计阶段在课程设计过程中,要避免“学生问,教师答”的教学模式,教师要积极地参与到所有学生的设计中,主动和学生交流讨论,掌握他们的设计情况;善于通过引导启发,培养学生各方面的综合素质。在设计中,要及时发现并指出存在的问题;对于学生提出的问题,要善于引导他们积极独立思考,尽量让其自主分析,找到原因,进而找到解决问题的方法,这一方面可以培养学生独立思考,分析问题和解决问题的能力,另一方面可以增强学生的成就感和自信心,有利于调动学生参与实践的热情。对于游戏功能的实现,要让学生画出流程图或实现步骤,体会程序设计中的抽象思维和逻辑思维。比如对于“打飞虫”游戏,当“拍子”拍中“飞虫”时,对应Funcode抽象概念为“拍子”对象和“飞虫”对象发生碰撞事件,由于碰撞事件自动激发,所以拍中“飞虫”后对应的游戏功能实现逻辑应该在碰撞事件中表达。对于该碰撞事件的处理,要求学生首先画出拍中“飞虫”后的处理逻辑,体会程序设计中的逻辑思维。比如:使“飞虫”图像从界面消失在“飞虫”链表中删除该飞虫显示拍中特效根据拍中的“飞虫”类型计分刷新游戏界面上显示的实时得分值。课程设计要求按组进行,设计中要求分工合理,任务明确,紧密协作,严格按照日程安排,完成设计任务。要求每2天一次,将每人独立设计的模块进行整合并测试,同时要求学生定期开展讨论,鼓励他们对设计中存在的问题,积极和同组同学交流沟通,要善于发挥集体的力量,解决问题。在协作设计中,培养学生的团队合作意识。此外,在游戏的设计过程中,必然会存在一些较难实现或者知识点超出课本内容的功能,从经验来看,大多数学生都会无奈地选择放弃该功能。此时,教师一定要向学生强调自主学习的重要意义,让他们认识到课堂教学中讲的内容大多是最基础的优秀知识点,而实际的应用中要涉及的知识却远非如此,并积极鼓励和指导学生学习和掌握相关知识点。 2.3考评阶段为了进一步培养学生兴趣,调动其积极性,考核采用每组分别进行讲解和演示,交流心得体会,其他组同学和教师进行打分的形式。打分项分为游戏功能、工作量、流畅性、创新性、美观性等5个方面。演示中鼓励其他组的同学提问和试玩游戏,尽量找出游戏设计的缺陷,通过多种方式培养学生的展示能力和竞争意识。最后,教师再进行总结性点评,指出设计的优缺点。 3教学效果 从调动学生学习积极性方面来看,在整个课程设计过程中,学生始终保持着极高的热情。教师为课程设计建立了QQ群,提供全天答疑服务,从QQ群讨论情况来看,学生提问很多,讨论热烈,而且绝大多数在课外时间。此外,课程设计结束后,很多学生指出,Funcode平台美中不足的是:自己创造出的游戏最终生成的可执行程序离开Funcode平台不能运行,非常令人遗憾。这也可以从一个侧面反映了学生的热情和对自己劳动成果的珍惜。从课程设计内容来看,学生大多是按照自己的想法设计的,游戏功能可谓五花八门,创新能力得到了很好的培养和锻炼。更重要的一点是达到了课程设计的教学目的,学生对程序设计的理解更加深刻,巩固了C语言学习成果,能够将游戏功能的实现逻辑用计算机语言准确地表达出来。在程序设计中遇到的具体问题,学生能够提出自己的解决思路,并通过编写程序表达自己的思路,很好地将课堂上学到的理论知识应用于实际问题的解决,抽象思维和逻辑思维能力、程序设计实践动手能力均得到了很好的锻炼。例如:图2所示为学生设计的游戏初始界面。该游戏实现的功能有:游戏实时倒计时;游戏实时显示得分;通过键盘控制游戏的开始、暂停和游戏场景的切换;用鼠标控制“拍子”进行移动和拍打;打到大蚊子、小蚊子积分不同,打到坚果则减分,且打中目标有图片特效产生;蚊子的产生地点、时间、数量和产生时的飞行速度都是随机的,且飞行速度随着积分级别越来越快;游戏结束时显示得分最高的三条历史记录等。此游戏中,学生自己编写代码(不包括自动生成的代码)行数在800行以上,使用的C语言知识点涵盖了数组、链表、函数、变量作用域、多分支结构、循环结构等。 4结语 Funcode平台简单易行、图形界面化的游戏界面编辑方式,使学生有很大的热情根据自己的意愿去设计华丽精美的游戏,简单的游戏设计主框架和平台提供的图形处理接口函数极大地降低了游戏设计的难度,使学生能够专注于游戏功能的设计和游戏逻辑的实现。功能强大,提供了大多数游戏开发所必需的基本函数模块,完全开放,学生可以根据自己的思路,发挥创造力和想象力,设计出真正的自己的游戏,极大地调动了学生对程序设计的兴趣和热情。总之,40个学时的C语言课程设计中,学生对程序设计的兴趣和热情被激发出来,绝大多数学生体会到了程序设计的乐趣,对程序设计的认识更加深刻,各方面的综合能力得到了锻炼和提高,取得了较好的教学效果。 作者:武航星姚琳张敏单位:北京科技大学计算机与通信工程学院
软件检测论文:安全检测软件工程论文 1计算机软件安全检测技术的方法 1.1计算机软件安全检测的流程 通常计算机软件安全检测的过程中只要有以下几个流程,首先是为了彻底全面的对计算机软件系统当中可能存在的缺陷予以充分的检测和了解,要对软件设计过程中最小的模块进行进行全面的测试,之后是要严格按照设计的标准和要求对组装的系统进行检测,此外还要对与之相关的体系机构进行全面的检查。其次就是要在做好了上述各项功能工作之后,还要对软件自身的有效性和功能性进行详细科学的检测,最后一点就是要对整个系统进行全面的检测,测试整个软件在各种环境下运行的安全性和可靠性。 1.2当前计算机软件安全检测的只要方法 首先是形式化的检测。形式化的安全监测实际上就是根据具体的要求来建立软件应有的数学模型,之后通过对应的标准化语言对其进行格式化的说明。形式化的安全监测通常有两种检测方法,一种是模型检测,一种是定量检测。其次就是在模型基础上的静态安全检测。模型安全监测一方面是通过软件行为和结构构建的一种方式,这样也就形成了一个可供测试的模型,这种模型在运行的过程中一方面可以在计算机上实现读取,在工作的过程中,比较常用的模型安全检测方法有两种,一种是有限状态机检测,一种是马尔科夫链检测、再次就是语法检测。语法检测实际上就是技术人员通过技术措施对软件在不同的输入条件下所产生的反应是否相同。四是基于故障注入的软件安全检测。故障注入的安全检测是应用故障分析树与故障数的最小割集来检测的。五是模糊测试和基于属性的测试。基于白盒的模糊测试较传统的模糊测试技术有很大进步,白盒模糊检测方法有效地结合了传统的模糊测试技术和动态测试用例检测技术的优点。六是混合检测技术。能有效地改善静态技术和动态技术检测存在的一些缺陷,从而更好地对计算机软件的安全进行检测。七是基于Web服务的检测技术。它是一种基于识别内容的分布式Web服务器技术。具有语言中立、互动操作性强等优点,能够将复杂的安全检测分解为子安全类型进行处理,以使其可以更有效地应对复杂的安全检测的需要。 2软件维护的主要类型 2.1改正性维护 改正性维护是指改正在系统开发阶段已发生而系统测试阶段尚未发现的错误。这方面的维护工作量要占整个维护工作量的17%~21%。所发现的错误有的不太重要,不影响系统的正常运行,其维护工作可随时进行:而有的错误非常重要,甚至影响整个系统的正常运行,其维护工作必须制定计划,进行修改,并且要进行复查和控制。 2.2适应性维护 适应性维护是指使用软件适应信息技术变化和管理需求变化而进行的修改。这方面的维护工作量占整个维护工作量的18%~25%。由于计算机硬件价格的不断下降,各类系统软件屡出不穷,人们常常为改善系统硬件环境和运行环境而产生系统更新换代的需求;企业的外部市场环境和管理需求的不断变化也使得各级管理人员不断提出新的信息需求。这些因素都将导致适应性维护工作的产生。进行这方面的维护工作也要像系统开发一样,有计划、有步骤地进行。 3提高软件的可维护性方法 3.1建立明确的软件质量目标 如果要一个可维护性的程序满足可理解的、可靠的、可测试的、可修改的、可移植的、效率高的和可使用的7个全部的要求,要付出很大的代价,甚至是不显示的。但是可理解性和可测试性以及可理解性和可修改性是相互促进的,而效率和可移植性以及效率和可修改性是相互抵触的。因此,要明确软件所追求的质量目标。 3.2使用先进的软件开发技术和工具 利用先进的软件开发技术能够大大提高软件质量和减少软件费用,并且稳定性好,容易修改、容易理解,易于测试和调试,因此可维护性好。 3.3建立明确的质量保证 最有效的方法就是质量保证检查,在软件开发的各个阶段以及软件维护中得到了广泛的应用。 4结束语 从文章的叙述当中我们知道,软件维护工作在运行的过程中实际上是存在着非常强的综合性和复杂性的,当前我国的软件规模不断增大,同时复杂程度也在不断的升高,在这样的情况下也就使得软件的维护成本大大提升,软件维护的难度也有了非常显著的增加,所以,软件的可维护性直接影响到了其维护过程中的资金投入和整个软件的生命周期。 作者:高林 单位:同济大学 软件检测论文:安全漏洞检测计算机软件论文 随着科技的发展,计算机在社会中的地位越来越高,于此同时源代码数量也不断增多,由于这些漏洞的存在,很多黑客就利用这些代码中的漏洞进入到计算机软件中实施破坏。因此,计算机在给人们带来方便的同时也为信息系统的安全埋下了一个定时炸弹,安全问题已经成为系统安全最主要的问题。随着计算机更新速度加快,出现的漏洞越来越高,由于利益的驱使,黑客对其的攻击形式多样化。因此,在不断提高漏洞检测技术的基础上,需要寻找弥补漏洞的有效方法,只有这样才能保证计算机安全运行。 1计算机软件存在的安全漏洞 随着我国经济的不断发展,科技技术有了很大进步,互联网中的信息系统使用范围不断扩大,在各个领域发挥着不可取代的作用。由于计算机软件中有很多的安全漏洞,因此很大程度上信息系统就产生了一定的安全隐患。软件中的漏洞会对信息系统造成非常大的威胁,这就需要对计算机软件中的安全漏洞进行必要检测,安全漏洞检测是现代信息系统安全运行中非常重要的课题。计算机软件漏洞是指计算机系统在编程时出现的错误导致的缺点,这些缺点非常容易使计算机软件产生一些安全隐患和计算机自身的危险,计算机系统对有恶意的网络信息有非常高的敏感性,极容易出现对系统攻击行为。之所以出现这种情况,主要原因是在软件开发和研制过程出现的一些问题。漏洞主要有两种:安全性漏洞和功能性漏洞。安全性漏洞指的是在大多情况下漏洞不会影响计算机的正常运行,如果漏洞被黑客发现,软件运行时就会出现错误,严重者计算机会执行错误的命令,有很大的危害性。功能性的漏洞是指漏洞能够影响计算机正常运行,比如运行结果错误等等。漏洞特性主要表现在四个方面:1系统编程时由于编制人员的疏忽很容易出现逻辑性的错误,这种由于疏忽出现的错误很多是疏忽大意所致。2计算机在运行任务时很容易产生逻辑性错误,不同大小之间的程序模块相比可以看出逻辑性错误的发生率很高。3漏洞和软件环境有很大关系。4系统漏洞和时间也存在一定的联系,随着时间的延长,旧漏洞被修复但是也会产生新的安全漏洞。 2计算机软件安全漏洞的各项检测技术及应用 2.1安全静态检测 计算机软件安全静态检测,注重的是系统内部特性,静态检测和漏洞两者之间有共同的特点,这些特点之间也有很大的关联。目前漏洞的划分方法主要有安全性漏洞和内存性的漏洞。安全性漏洞对数据流的误差比较注重,很大程度上由于错误的内存形态而形成的;内存性漏洞对数据的准确性和类别有很大的注重性。因此,这种漏洞主要的检测技术方法就是在内部存储空间进行建模。因为静态检测方法之间有很大的不同之处,漏洞的处理也有很大的不同之处。所以,一些监测技术只能对漏洞进行必要的检测,但是一些方法在此基础上还能够对漏洞进行很好的处理。安全静态检测方法主要是对程序的代码进行扫描,对其中的关键句进行详细分析,然后根据设置的漏洞特性和标准对系统进行全面检测。分析关键语法是最早的静态分析法,它在分析时只对语法进行检查,把系统中的程序分为不同段落语句和数据库相互对比,如果发现有疑问,对其进行仔细的判断,从而进行检测;另一种检测方法就是按照标准进行检测。由于系统自身就是编程的标准,根据标准对计算机程序进行描述,可以通过语法对其进行描述,最后对系统进行整体检测。 2.2安全动态检测 2.2.1内存映射很多攻击者在对软件进行破坏时为了达到目的,会经常用到“NULL”结尾的字符串进行内存覆盖。采用代码页映射技术,攻击者能够利用“NULL”结尾字符串进行内存覆盖。 2.2.2非执行栈目前,出现了一些栈攻击软件的问题,主要原因是系统中栈的执行能力,由于栈内包含了所有数组变量,所以,攻击者通过向栈中书写一些恶意代码,再进行代码执行。预防这种攻击方法最为有效的方法是打破栈的执行力,使代码不能够进行执行任务。2.2.3安全共享库有些计算机中的安全漏洞主要是使用了不安全的共享库所致。安全共享库很大程度上可以预防恶意攻击行为。安全共享库有拦截和检测功能,主要是指使用动态链接方式进行程序运行,把不安全函数进行拦截和检测,最大程度上保护软件的安全。 2.3计算机软件安全漏洞检测技术的应用 安全漏洞检测技术直接关系到计算机的安全应用,其中在计算机软件安全漏洞检测中,其各项技术的应用主要集中在:第一,防止竞争条件安全漏洞应用。这种漏洞的应用一般是采用原子化处理竞争编码,这种编码有锁定功能,原子化操作进入锁定状态,详细的描述使用文件,很大程度上预防由于使用文件的变动使系统产生漏洞。第二,缓冲区安全漏洞检测技术应用。缓冲区安全漏洞检测主要是对软件程序中的一些疑问函数进行详细检测来预防缓冲区安全漏洞。第三,随机漏洞预防应用。对于随机漏洞的检测和预防需要用到性能良好随机发生设备,这种设备能够准确的对随机漏洞进行预防,其中最主要的原因就是该设备有密码算法。第四,格式化字符串漏洞检测技术应用。这种检测技术的应用一般是在代码中使用格式常量。 3结语 有上文可以看出,随着计算机的发展,计算机软件漏洞检测技术能够很好的对计算机中的漏洞和病毒进行安全检测,已经成为了现在计算机检测最实用的方法。软件的安全主要体现在编程和清楚漏洞方面,所以,需要对计算机软件安全漏洞检测技术不断提高,使网络信息系统更加安全的运行。 作者:汪刚 单位:南京工业职业技术学院 软件检测论文:软件工程中对安全漏洞检测技术的应用 摘要:近年来,信息技术带动了计算机在各领域广泛应用。伴随着软件不断更新与发展,计算机内现有缺点以及弱点越来越不易被人们察觉。安全是计算机同通讯网络使用安全之中最为基础的一项,就算计算机内安装了各种杀毒软件、防火墙以及防毒软件等,只要计算机内部软件自身存在安全方面问题,必然会导致整个计算机存在安全漏洞。本文在简述软件工程常遇到的威胁基础上,找出软件工程之中常见安全漏洞,分析安全漏洞相对应的检测技术,进而探索安全漏洞方面检测技术在软件工程之中的应用。 关键词:安全漏洞;检测技术;软件工程;应用 0前言 计算机在各领域普遍应用加速了全球现代化和信息建设的进程。如今人们生活、工作都离不开网络以及计算机,所以计算机通信安全就显得尤为重要。人们必须要加强对信息方面安全的建设,以此来保障用户使用计算机时能有一个相对安全的环境。近年来,无论是国内还是国外都发生了多起利用软件漏洞对计算机整体进行攻击的事件,这使得计算机内存在的缺点以及弱点成为了其安全的最大威胁。现今电脑之内仅有防火墙以及各种防毒杀毒软件是远远不能满足用户需求的,有时这些软件还会带来许多问题。所以,相关企业必须要加强对计算机方面安全漏洞相应检测技术的研究,以此来提高计算机内部软件工程的整体安全系数,确保用户使用安全。 1软件工程常遇到的威胁 1.1软件质量方面问题 计算机在被应用期间,其内部软件本身就存在一些不可避免的缺陷以及问题。在进行软件研发期间,研发人员由于对技术掌握不是非常透彻,以及自身缺陷都会造成计算机内部存在漏洞。这些漏洞直接威胁着计算机整体安全。据显示,近些年来国内外计算机在使用期间,由内部软件漏洞所引发的安全事件数量急剧上升,这给许多电脑高手以及网络黑客带来窃取电脑内部信息的机会,使得国家以及人民财产方面受到威胁。 1.2非法复制问题 计算机内部软件是一个科技含量较高的产品,在企业研发期间需要大量物力、人力以及财力才能完成。相关企业在软件研发方面所付出的远远比硬件开发高很多。但是,因为计算机内部软件比较容易被复制,这就直接造成了产权方面的危害。近年来,全世界非法盗用相关软件造成的损失非常庞大,并且事件次数逐年上升。特别是我国,近些年来国内经济过快增长,这就使得科技相对落后,与发达国家现有科技存在一定差距。这就使得不法分子趁虚而入,借助软件存在漏洞对计算机进行整体攻击,非法复制电脑内部信息,造成了用户以及国家财产方面严重损失。 2软件工程之中常见安全漏洞 电脑系统有一个重要特征就是存在安全漏洞,人们可以利用这一弱点编写攻击程序,通过授权方式获得没有经过授权方面的相关访问,进而对电脑系统造成危害。即使电脑中安装了防火墙,防毒以及杀毒软件,但对于那些利用软件方面漏洞进行攻击的程序来说,并没有多大用处,甚至还会出现更大的危害。站在当前软件市场角度来看,有几个漏洞经常被人们所忽视。分别为JBOSS服务器、LIBTIFF软件库、NET-SNMP以及ZLIB。非法人员可以Geronimo2.0安全漏洞实现远程造作,绕过电脑中身份识别这一环节,通过对电脑插入恶意的软件代码获取访问控制权限。JBOSS服务器中的3.2.4到4.0.5这些版本中,存在目录遍历这一安全漏洞。LIBTIFF软件库则是读写、标签图像具有的文件格式的相关文件。NET-SNMP中的NET以及SNMP协议文件之中存在安全漏洞。ZLIB是一个对数据进行压缩的软件库,因为库里的代码解释长度大于1,进而导致安全漏洞[1-2]。 3安全漏洞相应检测技术 3.1静态检测 (1)静态分析静态分析这一方法主要对程序当中代码进行直接以及全面的扫描,同时提炼出程序当中关键语句以及语法,再通过对其含义理解来分析该程序,并严格依照事先设定安全的标准以及漏洞特性来进行电脑整体检验.第一,对程序当中语句以及语法深入分析,这是最为原始的一种静态分析法。这一方法检测数量有限,并且检测出来的漏洞通常都是比较严重已经被人们所知的.第二,就是严格依照标准进行相关检测,一般来说,电脑系统之中程序运行实际情况进行描述就是安全标准。其实程序本身也是一种编程标准,也就是指那些一般的安全标准,我们常说的漏洞模式[3]。人们可以利用这一规则对漏洞进行检测,然后再通过规则处理对相关数据进行接收,然后将其转换为处理器在进行内部描述,最后对系统程序进行整体检测。(2)程序检验程序检测主要借用一些抽象软件当中的程序获取一些形式化程序以及模模型,再采用形式化的漏洞检验方法来对其展开检测,最后使用正确检测方法对电脑漏洞进行整体检测。模型检测一般是建立电脑系统内部程序相关有向图以及状态机来完成检测的。通常情况下,这种检测包含两种方式,分别为符号化以及自动模型转换。符号化就是将抽象模型转换为与语法树形式,并用公式描述出来,人们通过公式来判断其是否符合需求。自动模型转换需要将检测程序进一步转变成等价的自动机,在将这两个自动机相互补充、替换,从而形成新的自动机,然后再将判定的系统转变成能够容纳的语言形式进行检测[4]。 3.2动态监测 许多黑客经常使用“NULL”表现在尾部的字符串来对内存进行覆盖,以此来实现攻击目的。应用代码存在页面之中映射技术可以使黑客在使用“NULL”尾部字符串对内存进行覆盖,这使得跳转到相对简单内存区域的相关操作显得十分困难。从这方面来看,随机将代码页映射到各不相同内存地址之上,可以有效降低依靠猜测内存地址对页面进行攻击的几率。 4安全漏洞方检测技术在软件工程之中的应用 4.1对竞争条件方面的漏洞进行预防 对一些由于竞争条件产生的漏洞,主要预防方法就是将形成竞争相关编码运用原子化方法进行操作。执行单位当中最小的就是编码,程序在运行期间没有任何情况可以对其产生干扰,原子化相关操作应用的是一种锁定方法,利用预防系统存在的某种状态的改变来形成问题。以达到间接调用文名系统的目的,进而把使用的文件和句柄进行描述[5]。 4.2对缓冲区存在的漏洞进行预防 利用软件程序之中较为危险的函数检查来预防缓冲区的漏洞溢出,可以使用安全软件版本来代替不安全的版本。例如,人们可以将原来externcharstrcat替换成externcharstrncat等。 4.3对随机产生的漏洞进行预防 在预防随机漏洞时,可以使用一些性能良好的设备。随机发生相关设备一般都自带一套密码算法,以此来保证设备自身安全。这样,即使软件遭遇攻击,黑客掌握了系统中的所有算法,也不能获取电脑中已经形成的信息数据流。 4.4对格式化字符串漏洞的预防 采用严谨预防,直接使用格式方面常量来进行编程,这样可以避免为黑客提供在系统内创建字符串的机会。一般程序中不定参数都存在格式化现有字符串方面的漏洞,用户在使用这些函数期间,必须要保证其中每个参数具有的个数和均衡性能。此外,应用Windows操作系统下属的窗口进行数据输出工作同样可以减少漏洞的威胁能力[6]。 5结束语 当今社会,网络发展使得软件工程日趋复杂,计算机之中软件安全关系到全球每一个使用计算机网络用户的安全。现阶段,国内计算机内部软件安全一般表现在程序编写以及检测消除相关软件漏洞,不法人员常利用这些漏洞对电脑进行攻击。所以,只有人们对这些软件漏洞源代码进行分析以及查找,才可能从根本上弥补这些漏洞,进而提升计算机整体安全系数。 作者:周亮 单位:兰州石化职业技术学院 软件检测论文:软件工程的安全检测与维护分析 摘要:软件工程作为计算机技术的重要的组成部分,甚至从某种层面上来说,软件工程是计算机技术的优秀和关键所在,将对计算机技术的高低起到至关重要的决定性作用。为了进一步促进计算技术的更好发展,需要对软件工程进行安全检测及定期维护,从而切实有效的提高计算机技术的服务水平和服务质量。基于此,本文以安全检测与维护的概述为主要出发点,论述软件工程的安全检测方式,并分析软件工程的维护类型和策略,以期为相关人员提供一定的借鉴经验。 【关键词】软件工程;安全检测;维护 我国计算机软件的类型、数量也得到了不同程度的发展,并广泛应用于社会经济发展的各个领域之中。但是不可否认的是计算机软件也有其自身的弊端,因其本身的开放性特征极易增加计算机软件信息泄露的可能性。面对此种情况,如何对计算机软件工程进行安全检测与维护,成为相关技术人员亟待解决的重要课题。 1安全检测与维护的概述 安全检测与维护对计算机应用水平的提升具有积极的推动与促进作用,能够切实有效的保证计算机应用体系之中的信息安全性,在国家机密维护、人民群众信息保护等方面扮演极为重要的影响角色。对此,相关人员若想最大限度的发挥计算机技术的积极功能,则需要对计算机软件工程给予高度关注和广泛重视,以行之有效的安全检测方式和科学合理的定期维护提高计算机软件的应用水平,更好的为社会发展所服务。众所周知,计算机技术在应用过程中极易受到技术、人为等因素的影响,一定程度上会出现计算机软件安全问题,通过安全检测与维护技术则可以针对其存在的问题进行科学合理的解决,修补软件工程中存在的漏洞,以此来保证计算机软件的正常运行和高效运作。一般来说,软件工程的安全检测技术主要有两种方式,分别是静态和动态,而安全性能方面的检测则可以分为三方面,即性能测试、渗透测试、过程验证。任何产品在其应用和使用过程中均会有不同程度的消耗,之中消耗是在自身的生命周期之中,而软件工程作为产品体系的一种,也固然有自我的生命周期,主要分为四方面,分别是定义、开发、运行、维护。计算机软件在应用过程中其根本目的是满足用户的客观实际需求,这也是软件应用的本质所在,但是在这一过程中如果存在某些错误、漏洞,则需要采取必要的措施对其进行及时修复,其中安全检测技术与维护技术则发挥了重要作用。通过安全检测技术和维护技术的应用,可以促使计算机软件逐渐朝着精准化、安全化和高效化的方向发展,进而更好的适应周遭环境。 2软件工程的安全检测方式 2.1流程 软件工程的安全检测需要经过几个流程,以此来保证软件工程安全检测方式的正确合理。(1)全面检测,安全检测需要从宏观框架之下对整个计算机软件工程的各个环节进行全面检测,及时寻找到其中存在的不足、问题或漏洞,并对这些问题进行一个全面的把握。随后,需要根据计算机软件中的不同模块进行精准定位,以相关操作指标为基础进行细致深入的全盘扫描,从而提高计算机软件的安全性,确保软件在运行过程中可以做到稳定。(2)在初步检测的基础之上,可以从功能、有效性两方面对其进行详尽检测。(3)将计算机软件工程放置于不同的环境之中,以此来对其进行系统化的检测,强化计算机软件工程的可靠性与安全性含量。 2.2安全检测方式 软件工程的安全检测方式首先要说明的则是形式化检测,该种检测方式是建立在数学模型的基础之上,以此来保证安全检测的客观精准,通过与之相匹配的标准化语言对软件工程的各项要素进行格式化说明,从而提高软件工程的安全性和可靠性。与此同时,形式化安全检测方式分为两种类型,分别是定量检测类型和模型检测类型。其中要格外说明的则是模型检测方式,该种建设方式以计算机软件结构为基础形成与之相对应的模型,在运行过程中可以对计算机软件进行直接解读与检测,具有实用性和便捷性的双重特征。第二,则是在模型建立基础之上形成的静态安全检测方式。第三,语法安全检测方式,相关技术人员要对软件工程的应用技术效果进行全面系统的深入分析,根据输入条件的不同进行与之相对应的安全检测,由此分析计算机软件工程是否会在不同环境之中呈现相同的安全效果。第四,属性测试与模糊测试安全检测方式,对计算机软件的各项内容进行对比分析。第五,故障分析的安全检测方式,将计算机软件之中可能会存在的安全故障进行分析,将其与现阶段存在安全故障进行分析比较,并由此检测软件中存在的系统错误。 3软件工程的维护分析 3.1软件工程的维护类型 计算机软件工程在安全检测的基础上,还需要对其进行定期维护,通过行之有效的维护技术莱维软件工程的正常运用奠定基础,提供科学合理的技术保障。其中,软件工程的维护类型主要包括以下两方面: 3.1.1适应性维护该种维护方式以外部环境的变换为基础,对软件的适应性进行逐一调整和实行维护,主要是为了提高软件工程的环境适应恩呢管理,更好的提高软件工程的应用水平和运作效率。 3.1.2改正性维护计算机软件工程虽然经过安全检测,但是并不能从根本上检测出其中的某些隐性问题,这就需要软件进行试验性使用,根据其在实际使用过程中存在的问题进行维护,一般来说,运用该种维护类型的软件工程问题相对较小,不会影响计算机软件的正常运作。 3.2软件工程的维护策略 软件工程的维护系统在应用过程中应不断跟随时展潮流,以此来更好的提高计算机软件的应用性能。对此,相关技术人员需要以科学合理的软件维护目标为基础,对软件维护系统进行不定期更新、维护和升级,以此来为软件工程的维护提供良性发展的外部框架。同时,要增强维护技术的现代科学技术含量,将具有时代内涵的科学技术融入其中,不断提高软件的质量和水平。此外,还要建立软件工程的质量保证体系,以此来对软件工程的各项内容进行全面科学的专业检查。 4总结 现阶段,我国正处于社会主义改革的攻坚阶段,在新的时代背景及发展形势之下我国计算机事业取得了显著成效,对推动我国社会经济发展、提高人民群众生活水平等方面具有至关重要的现实意义,相关人员要密切重视软件工程的安全检测技术及维护技术,推动计算机技术事业的稳定发展。 作者:周亮 单位:兰州石化职业技术学院 软件检测论文:计算机病毒软件检测思索 1计算机病毒行为特征 (1)传染性 传染性是计算机病毒最重要的特征,是判断一段程序代码是否为计算机病毒的依据。计算机病毒是一段人为编制的计算机程序代码,这段程序代码一旦进入计算机并得以执行,它会搜寻其他符合其传染条件的程序或存储介质,确定目标后再将自身代码插入其中,达到自我繁殖的目的。是否具有传染性是判别一个程序是否为计算机病毒的重要条件。 (2)非授权性 病毒隐藏在合法程序中,当用户调用合法程序时窃取到系统的控制权,先于合法程序执行,病毒的动作、目的对用户是未知的,是未经用户允许的。 (3)隐蔽性 病毒一般是具有很高编程技巧、短小精悍的程序,它们一般附着在合法程序之中,也有个别的以隐含文件形式出现,目的是不让用户发现它的存在。如果不经过代码分析,病毒程序与合法程序是不容易区别开来的。 (4)潜伏性 大部分的病毒传染系统之后一般不会马上发作,它可长期隐藏在系统中,只有在满足其特定条件时才启动破坏模块。如著名的在每月26日发作的CIH病毒。 (5)破坏性 病毒可分为良性病毒与恶性病毒。良性病毒多数都是编制者的恶作剧,它对文件、数据不具有破坏性,但会浪费系统资源。而恶性病毒则会破坏数据、删除文件或加密磁盘、格式化磁盘等。 (6)不可预见性 从对病毒检测方面看,病毒还有不可预见性。不同种类的病毒,它们的代码千差万别。虽然反病毒技术在不断发展,但是病毒的制作技术也在不断的提高,病毒总是先于相应反病毒技术出现。 (7)可触发性 计算机病毒一般都有一个或者几个触发条件。如果满足其触发条件,将激活病毒的传染机制进行传染,或者激活病毒的表现部分或破坏部分。病毒的触发条件越多,则传染性越强。 2实验环境 本文的实验环境为一台PC机,其运行WindowsXPSP3系统和装有WindowsXPSP3系统的Vmvare7.0虚拟机,其中还有OllyDBG、Filemon、SReng2、Regshot、SSM在开始实验之前,我们先要确保虚拟机内的系统纯净,然后保存虚拟机的快照。 3检测分析计算机病毒过程 运行Regshot进行注册表快照比较。首先,运行Regshot软件,然后选择日志输出路径后点击1stshot,即对纯净系统下的注册表进行快照,之后不要退出程序,接下来运行我们要测试的neworz.exe,再点击2stshot,即对运行病毒后的注册表进行快照。在第二次快照完成之后,点击compare便会在IE浏览器中显示出注册表的变化,由于该病毒修改表项过多,此处只展示一部分。通过报告我们知道neworz共对注册表造成影响有541项,通过上图我们能够发现,此病毒对很多杀毒软件进行了映像劫持操作。 (1)对使用系统端口进行比较在进行完注册表对比后,我们将虚拟机系统还原至纯净快照,运行CMD,切换到C盘根目录下,输入netstat–an netstat1.txt,这样做是保存纯净系统下系统所开端口的记录。之后运行病毒文件,再次输入netstat–an netstat2.txt。对比两个TXT文档的变化,在这里,用的是UltraEdit进行的比较。通过比较我们发现在运行neworz.exe之后,虚拟机有了一个端口为1401的TCP链接,指向一个特定IP的80端口,打开TCPview软件,对所有TCP链接进行监控后发现这个1401端口正是neworz.exe打开用来与远程主机通信的。 (2)用SReng2分析病毒样本静态行为再次将虚拟机还原到纯净快照处,这次我们要用到SReng2软件。打开SReng2,点击左侧的智能扫描,然后开始扫描,保存扫描结果。在运行病毒后再次运行SReng2,并保存扫描结果,用UE对比两次结果。我们能够发现在进程中多了neworz.exe进程,同时发现其获得了SeDebugPrivilege和SeLoadDriverPrivilege权限,并且在有一个不是在C:\Windows\System32目录下的svchost.exe也同样获得了这两个权限。 (3)通过Filemon观察病毒的操作在这里需要提前说明一点,根据前面的分析研究发现neworz.exe病毒也对Filemon进行了映像劫持,所以需要将主程序名更改一下方可正常运行。同样,还原虚拟机至纯净快照,打开Filemon,将过滤条件设置成为neworz.exe,然后运行病毒程序。由于信息量很大,只列举一部分,如图2所示,我们可以发现在其在C:\DocumentsandSettings\Administrator\LocalSettings\Temp目录下创建了绿化.bat,还发现其在相同的目录下创建了svchost.exe和urlmOn.dll。 (4)OllyDBG分析还原虚拟机系统,运行PEID对neworz.exe进行查壳,发现其使用的是WinUpack0.39final的壳。对其脱壳,脱壳过程不在这里进行说明了。脱壳之后显示是VC6.0编写的。将其载入OD,查找字符串,结合我们刚才对neworz.exe行为的分析,我们发现了其创建的绿化.bat和修改的权限,图3是病毒对注册表的修改,我们可以发现其对大部分的杀毒软件都进行了映像劫持,同时还有任务管理器。 (5)通过HIPS软件SSM对病毒进行动态分析与Filemon一样,在用SSM对病毒进行动态监控时,也需要将SSM主程序更改名称。最后一次将系统还原至纯净,安装SSM,并将系统内的安全进程设为信任。再次运行病毒,可以发现neworz.exe运行了winlogon.exe,之后services.exe运行了Beep.sys等等,在这里就不一一举例了。 4总结 本文通过对neworz.exe计算机病毒为例,总结了使用虚拟机和软件行为分析技术对检测病毒行为的各个步骤:注册表快照对比、端口开放与通信对比、利用SReng2比较分析、通过使用Filemon观察病毒文件操作、研究分析OD字符串和使用HIPS软件对病毒进行动态观察等,使得在接下来的查杀和今后的防御有了极大的帮助。 软件检测论文:软件工程安全检测与维护策略 摘要:文章主要阐述的是计算机软件工程检测和维护工作的过程,首先简单的介绍了计算机安全检测和维护的定义、重要性以及类型等方面,再者讲述了计算机检测的流程和方式,最后是对计算机软件维护方面分点进行详细的分析。笔者希望这篇文章能给相关的人士在计算机软件工程检测和维护方面一些新思路,此文仅供参考。 【关键词】计算机软件工程;安全检测;维护 现如今的社会经济的发展实现全球化、共享化以及信息化,这样的发展趋势必要将导致经济的沟通、交流从书信、面谈转向计算机网络方式。计算机网络全面进入人们的生活、工作,人们也在计算机网络给予的便利下不断的提升、进步。但,计算机软件并非是完全安全、无害的产品,存在易被网络病毒感染且易成为网络病毒传播的介质、易被外界攻破信息泄露等问题,因此,计算机软件企业需要提高计算机网络安全性能,加强计算机软件工程检测个维护的力度。 1安全检测和维护的概述 计算机在人们的生活和工作中不断普及,已经成为了人们生活中不可缺少的部件,致使计算机网络保存着人们的个人信息、财务信息等多种私密重要的信息,一旦信息泄露将会导致人们的生活出现危机,人们也越来越重视计算机软件的安全问题,因此,计算机软件工程的安全检测和维护工作开展需要做到安全、严谨、严格、快速、有效。计算机软件是由科技人员共同研究制造的产物,其虽然在多方面发挥着重大作用,但不论是多强大的计算机软件都会存在漏洞,漏洞极易成为不法分子实施违法事件的条件,计算机软件的安全检测和维护就是为了发现、修补、计算机的漏洞和危害问题而存在,保障人们的信息安全。计算机软件安全检测的技术分为动态和静态两种,性能、渗透测试、过程验证分别是计算机软件工程安全检测的措施。计算机软件从想法、定义理论、研究开发、推向市场、运行、后期维护的过程称之为计算机软件的生命周期,计算机软件的生命意在为人民服务,满足人们的客观实际需求,计算机软件工程的安全检测和维护则是为了更好的保障计算机软件的服务而存在,发现漏洞、修补漏洞、防止信息泄露是计算机软件工程安全检测和维护的职责所在。计算机软件的精准性、安全性、高效性是计算机软件工程安全检测和维护的发展方向和目标。只有提高计算机安全检测技术和维护技术,才能有效的保障计算机软件的安全。 2软件工程的安全检测方式 2.1流程 计算机软件工程的安全检测的流程分别为:(1)全面检测:计算机软件工程的安全检测第一步就是对整个计算机软件进行粗略全盘的扫描,对整个计算机软件宏观状态下的情况有大致了解,明确计算机软件的存在的漏洞、缺失等问题出现在哪个模块上,逐一将漏洞修补、问题解决。再进行全面、细致、深入的扫描,看是否还有未处理和修补的漏洞、问题,保障计算机软件的安全。(2)从计算机软件功能、有效性两个方面进行计算机安全检测的第一步。(3)若想有效的加强计算机软件的安全性能和可靠性能可在进行计算机软件安全检测时放置在各个环境中进行全面检测。 2.2安全检测的方式 计算机软件工程安全检测的主要方式为形式化检测。该项检测方式能保证计算机软件工程的安全性、可靠性、客观性、精准性,其保障原理是以数学模型为基础,将计算机软件工程的理论要素转换成标准化语言进行说明。形式化检测可分为定量检测和模型检测两种类型。模型检测具有很强的实用性和便捷性,可将计算机软件结构通过模型转换形成可解读和检测的模式。计算机软件工程安全检测方式还有以下几种:(1)静态安全检测方式,该方式的形成是以建立模型为基础。(2)安全式检测方式,该方式主要是针对计算机软件在环境不同效果是否相同的结论进行检测,根据条件的不同,运用技术进行系统化的安全检测。(3)属性和模糊性测试方式,该方式主要是将计算机软件的各项内容分别检测之后,将检测结果进行对比分析。(4)故障分析检测方式,该方式的检测计算机软件系统的方法是将计算机软件可能会出现故障问题的原因与出现的故障问题原因进行比对分析后进行检测工作。 3软件工程的维护分析 3.1软件工程的维护类型 计算机软件的安全性和可靠性需要安全检测和维护两者共同进行才能得到相应的保障。安全检测是解决故障问题,维护则是预防故障问题的出现,二者缺一不可。计算机软件工程维护的类型分为以下两个方面:3.1.1适应性维护适应性维护的目的是加强计算机软件工程环境的适应性能并进行有效管理,进而提高计算机软件的运作能力和效率。适应性维护是将计算机软件的适应性能调整和维护至可适应于各种外界环境。3.1.2改正性维护改正性维护适用于小且较为简单、不会造成计算机瘫痪的计算机软件故障问题。适应性维护是在计算机软件进行全面检测和修补后,测试计算机软件是否全面修补故障问题的过程中进行维护工作,将从根源上解决计算机软件存在的故障问题。 3.2计算机软件工程的维护策略 现如今,计算机的应用技术在跟随着时代的发展进程不断的提高和创新,为的是能适应时代的发展,因而计算机软件的应用性能也需要不断的创新和提高,计算机软件的维护手段和范围等也要不断的创新、升级。计算机软件的维护技术的提高和创新因建立在科学、合理、合法的基础上,将与维护技术相匹配的现代化科学技术融入到其中,加强计算机软件维护技术的科技含量,提高计算机软件的安全性能。技术人员通过相应的维护技术不断的更新、升级计算机软件系统,为计算机软件系统建立一个完整、严密的保护框架。还要建立健全计算机软件工程的质量保障制度和保障体系,计算机软件的安全检测和维护可根据质量保障制度和体系进行全面性的检测和维护工作,系统化的安全检测和维护才是计算机软件工程质量安全的保障手段。 3.3预防竞争性漏洞 计算机软件工程的维护工作在预防和处理竞争性漏洞的方式是建立在相关编码原子化的基础上,运用最小编码原子化不会对计算机程序的运行造成干扰的特性,将计算机软件程序采用原子化操作进行锁定,所用文件的名称的描述方式可通过间接调用文件在系统中的名称进行描述说明。 3.4预防随机性漏洞 计算机软件工程维护工作在预防随机性漏洞时需要借助一套操作良好、使用正常、运行顺畅的设备进行维护工作。设备在维护工作中的作用是在通过自身存在的密码算法保障设备系统信息安全的情况下作为随机数的发生器,隐藏计算机软件的攻击者要偷取的数据信息,扰乱数据信息的位置和排列顺序。 4结语 时代潮流的发展已经从原来的低速、人工手动、封闭式向着快速、科技、共享式方向前行,注定着计算机科技影响着经济的发展,影响着人们的生活,只有加强计算机软件安全检测和维护技术,提高计算机软件系统的防护能力,才能有效的保障人们稳定生活,保证国家经济稳定发展。 作者:刘睿 软件检测论文:软件工程安全检测与维护研究 摘要:为确保计算机系统设计效果的有效提升,最关键的就是要有软件作为必要的支撑,因而必须要全面提升计算机整体性能,才能够向用户提供高质量的服务。为此,要想不断满足人们实际需求,计算机系统在实际运行的时候就一定要充分考虑软件与硬件。另外,需对软件可维护性给予高度重视。基于此,文章将软件工程作为研究重点,阐述了安全检测与维护的相关问题,希望有所帮助。 【关键词】软件工程;安全检测;维护;研究 近年来,国内计算机软件类型以及数量都取得了理想的发展成绩,同时在社会经济发展各领域中的应用也更加广泛。但需要正确认知的是,计算机软件本身也存在一定的不足之处。由于计算机软件开放性明显,所以计算机软件的信息泄露几率也更高。为此,必须要高度重视计算机软件工程的安全检测和维护的作用。 1软件工程安全检测技术与维护概述 对于计算机软件安全检测而言,在计算机软件开发中占据关键性地位,而主要的目的就是及时发现软件中的故障以及安全漏洞,确保在短时间内而更改潜在的安全问题。现阶段,计算机软件安全检测技术包含了动态与静态检测两种。通过软件的安全检测能够掌握计算机软件安全程度是否处于预期设计目标范围内。在检测的过程中,所涵盖的阶段主要有功能测试、渗透测试以及验证过程。软件定义、开发以及和运行维护是软件生命周期的重要阶段,所以,确保软件满足用户实际需求是运行维护阶段的关键性任务。可以说,针对软件使用方面的错误进行及时地更改,在环境变化的情况下也能够实现软件修改的目的,进而与全新的环境相适应。在用户出现新需求的时候,应对软件进行及时地更正,确保能够适应用户需求。 2软件工程安全检测的具体方式 对于软件工程的安全检测方式,最关键的就是形式化检测。该检测的方式将数学模型作为重要基础,使得安全检测的结果更加精准,灵活运用相适应的标准化语言,可以完成软件工程项目各要素的格式化说明,进一步增强软件工程本身的安全水平与可靠水平。在此基础上,可以将形式化安全检测细化成两种不同的类型,即定量检测与模型检测。但需要正确认知的是,该检测的方式主要是将计算机软件结构作为重要的基础,并且形成相应的模型。而在实践运行的过程中,还需要直接解读并检测计算机软件,将实用性与便捷性的双重特征充分彰显出来。另外,将构建模型作为重要基础并构建静态安全检测的方法。在此基础上,需对软件工程采取语法安全检测的方式,技术工作人员应当进一步探究并分析软件工程技术应用的实际效果,并且充分考虑输入条件的差异和安全相对应安全检测,最终掌握软件工程在不同环境下的安全效果是否一致。除此之外,还包括属性测试和模糊测试的安全检测,应当针对软件工程各项内容展开对比性地分析与研究。最后,软件故障分析安全检测,需要把计算机软件当中容易发生的安全故障展开深入地分析,并和目前所发生的安全故障展开比较与分析,进而将软件当中的系统性错误予以有效地检测。 3软件工程的维护研究 上文针对计算机软件工程的安全检测技术以及检测的具体方式展开了深入地研究与分析,并且了解到软件工程维护工作开展的重要作用。为此,下文将重点阐述软件工程维护工作的相关内容,以供参考。 3.1维护类型解构 在保证针对计算机软件工程进行检测的同时,还应当高度重视软件的定期维护。科学合理地选择使用维护技术对软件工程运用的正常性进行有效地维护,并为其提供相应的技术保障。一般情况下,软件工程维护工作的类型可以细化成两个部分:3.1.1适应性维护这种维护的方式主要将外部环境改变作为重要基础,并适当地调整和维护软件本身的适应性。这种维护方式的目的就是不断增强软件工程项目的环境适应能力,使其应用的水平以及运作的效率不断增强。3.1.2改正性维护针对计算机软件工程展开安全检测以后,并不能够保证对其中的部分隐性问题被集中检测出来。在这种情况下,应针对软件展开试验性的使用,同时充分考虑使用中的问题开展维护工作。通常来讲,应用改正性维护方式的软件工程存在问题并不大,所以并不会对计算机软甲的运行效果产生不利的影响。 3.2维护软件工程的有效策略 在对软件工程维护系统使用的过程中,必须要与时俱进,适应时展趋势,以保证实现计算机软件应用性能的全面提升。为此,技术工作人员应当将软件维护目标作为重要基础,不定期地更新并维护软件的维护系统,实现系统本身的有效升级。这样一来,才能够为软件工程维护工作的开展奠定良性外部框架。与此同时,也必须要不断增强维护技术中所包含的科学技术含量,将具有时代内涵的科技合理地融入其中,以实现软件质量与水平的全面提升。在此基础上,有必要对软件工程的质量把整机制予以合理地构建,为软件工程项目内容的专业检查工作提供有价值的参考依据。 4结束语 综上所述,根据文章研究结果可以发现,软件维护工作对于软件工程的正常运行具有极大程度的影响。而软件工程的维护工作也十分复杂,在软件规模明显扩大的基础上,复杂性也有所提高。为此,软件工程维护成本有所提升。在这种情况下,必须针对软件工程进行严格地安全检测,及时发现其中存在的安全隐患并解决。在此基础上,积极地开展软件工程的维护工作,确保软件工程运行的正常,提高其安全性与可靠性。由此可见,软件工程的安全检测与维护具有一定的现实意义。 作者:王祥顺 软件检测论文:计算机软件安全检测技术论述 摘要:计算机网络技术在近些年的发展可谓飞速,其他的相关领域也有着不同程度的进步成果,在复杂的社交与工作中逐渐成为了不可替代的必需品,其中,计算机内的软硬件安全成为人们关心的话题,只有在确保计算机软件与硬件的质量后,才能真正为群众的生活工作排忧解难。本文针对计算机的软件安全进行研究,通过软件的重要作用、现存的问题及改进措施的角度来开展讨论,旨在提升计算机内部软件的安全性能。 关键词:计算机软件;安全监测;技术探究 计算机在工作生活中的大量使用为人们提供了便利,软件的不断研发使其呈现多元化态势,软件功能的涉及范围很广,大体有商业用途与私人专用两类,不管计算机软件的功能如何使用,都大幅度地提升了生产工作的效率,同时加快了计算机的改进步伐。但与此相对应,计算机软件的大规模使用令客户的信息安全遭到破坏,隐私与安全大大减少,因此针对软件系统制定规范的制度与检测标准,才能实现计算机软件未来的安全性发展。 一、计算机软件安全检测技术的必要性 对计算机中的软件进行安全检测的目的就是防止计算机遭到病毒的入侵,确保用户的个人信息得到保护,计算机中涉及到的财产也有相应的保障,在目前软件泄漏私人数据频频发生的时期,计算机的安全检测发挥着关键作用,只有通过有序的检测,才能发现计算机使用过程中的缺陷,在与标准进行对比后及时修理,分析后续数据的稳定性。当用户使用计算机中的软件时,经常忽视定期的杀毒操作,随着使用时间的增加,为软件的安全带来了极大的威胁,软件的安全检测在这里发挥着保护电脑数据的作用[1]。在检测计算机内部软件时,要时刻关注以下几个方面。首先是软件的整体性能,计算机软件的程序相对复杂,在使用中容易因为细节上的失误造成数据的损坏,需要检测人员接受过专业的计算机训练,对软件的所有代码都有所了解,检测中运用技术领域的知识保证软件的安全性能;再就是在检测时注意软件特有的功能,倘若是进行社交的外部交流软件,在检测时要格外留意联网后能够传送信息的途径,假如是常用的非外交型软件,可以在掌握软件操作步骤后逐一排查,相对联网型软件要轻松一些,但也不可忽略其意外漏洞,对软件各个层次中的功用开展分析研究。 二、计算机软件现存的危险 在计算机软件存在的所有危险中,质量缺乏保障是首要问题,这与软件的开发过程有着密切联系,在后期的软件使用中,此现象将会令问题呈扩大化趋势,逐渐瓦解计算机的使用安全,同时满足了计算机入侵者的需求,将用户的数据盗窃,继而进行违法犯罪活动。除此之外,计算机中的软件通常在后台能够对用户的数据进行复制,这虽然有助于用户在误删信息后能够再次找回,但同时也加大了软件的危险性。还有盗版软件的盛行,不仅令计算机中的病毒大肆繁衍,同时破坏了我国规定的正版保护法律,软件的研发本身就需要经过大量的技术探讨,其中包含着工作人员的辛勤汗水,但软件往往能轻易被盗版复制,然后发展呈为自己服务的媒介平台,获取用户的个人信息,对计算机精通的盗版软件拥有者还有可能反向探索软件的编码,重新编制程序,将软件中携带病毒侵入用户电脑,破解用户的重要资料[2]。计算机的操作系统大都借助C语言程序来开发完成,虽然这一语言模式拥有特定的功能,并且容易上手操作,但也有一些漏洞对计算机软件的运行存在威胁。比如在操作时工作人员不够熟练,在安装系统时出现卡顿但没有及时处理,又或者因为自身的专业技术不过关导致编程代码不正确,这些情况都对软件安全有极大的影响。 三、如何实施计算机软件安全检测技术 (一)相关程序的研究 软件的检测需要复杂的程序,即便是对软件的主体进行细致检修后,也要对软件的子系统进行检测,根据不同的模板分派不同的方式,全面的检查可以让软件的运行更加流畅,防止病毒的侵扰。对软件程序来说,要根据计算机的适配状态安装,将防毒软件开启,结合计算机的即时运行速度检测软件,由于计算机型号与系统的不同,进行安全性能检测时也要兼顾整体稳定性。 (二)技术应用的研究 安全检测是结合计算机的实际状态进行的,因此检测代码也处于不断的变化当中,在程序的不同运行状态中自由切换,对不稳定的因素自动拦截,同时检测相对安全的数字代码,在检测完毕后能够对电脑每一个软件的占用比例进行概括,防止有非常态的内存占用出现,对提高计算机的运行速度也有较高价值。在这里重点提出WEB技术下的软件安全检测,这项技术的安全检测较为可靠,不管是性能还是防病毒都有保障,随着计算机科技的逐步发展,这项技术在软件的安全检测中使用频率越来越高,在后期可能会成为检测首选技术[3]。另外,静态检测功能也值得一提,它主要根据软件的程序代码展开研究,对软件的操作步骤实施检测,并对此建立专用的模板,在模板中不断重复检测,再到软件中实施测验,如果二者的检测结果都符合标准要求,那么软件的安全性就得到了保障。 四、结语 概而言之,计算机软件在快速发展中帮助用户解决了很多难题,其方便快捷的特性满足了用户的多方面要求,但在安全性能的保护上不应放松警惕,要从各个方面展开分析,不断提升计算机软件的可靠性。 作者:戴晓峰 单位:南通理工学院 软件检测论文:计算机软件安全漏洞检测技术的应用 摘要:目前,中国互联网上网人数已经超过了9000万户,位居世界第二。随着信息化水平的不断加深,具有自主知识产权的设备和软件的研发水平不断提高。然而计算机软件的研发过程中,在逻辑设计或编写方面有可能产生缺陷,这个缺陷一旦被不法者所利用并恶意攻击,使用者的个人信息及隐私将被大量泄漏,带来重大损失。因此,对计算机软件中的安全漏洞进行检测具有非常大的意义。本文主要对现行的安全漏洞检测技术及其应用进行探讨。 关键词:计算机软件;安全漏洞;检测技术;技术应用 引言 近年来,越来越多的人借助信息网络提高工作效率,信息网络正在改变人们的生活和工作方式,中国正在快步进入信息化时代。出于更好地满足用户需求的目的,计算机软件的功能不断增加,但同时也存在一定的安全漏洞,威胁到用户的财产及隐私安全。因而,必须对计算机安全漏洞检测技术进行研究,通过对此类技术的合理应用,保证计算机安全运行,提高用户使用体验。 1.安全漏洞检测技术 所谓计算机软件安全漏洞,又被称为计算机脆弱性,实际上就是在计算机硬件、软件及协议的具体实现或系统安全策略上产生的某种缺陷,不法者可以利用这些缺陷在未经授权的情况下对系统进行访问或破坏,从而损害使用者的切身利益,引发网络安全事件。安全漏洞检测技术,主要分为两大类: 1.1动态检测技术 安全漏洞的动态检测技术主要通过运行被检测的软件的某项功能,对比软件运行结果与预期的差距,来确定被测软件的此项功能是否存在安全缺陷。这种检测方法快速直接,更加具有针对性,但本身也会影响系统的正常运行,会为用户使用带来新的安全隐患[1]。1.1.1非执行栈技术计算机的使用过程中常常出现一些栈攻击软件的问题,我们可以通过针对栈的执行能力进行破坏,以此避免代码的执行,从而对攻击进行预防[2]。1.1.2非执行堆和数据技术非执行堆和数据技术可以使不法分子注入的恶意代码丧失执行能力,虽然成本较高,但检测防范效果非常明显,对应用程序的影响较小,具有较高的可行性。1.1.3内存映射技术内存映射技术具有较强的主动性,通过将代码页随机映射到不同的内存地址中去,为不法者的入侵带来困扰。1.1.4安全共享库技术安全共享库技术通过动态链接技术与数据库及客户链接,将不安全的函数排查出去,达到阻止调用不安全函数的目的。1.1.5沙箱技术沙箱技术主要通过限制访问来营造一个隔绝外部骚扰的安全空间,与防火墙有相似之处。 1.2静态检测技术 通过扫描被测软件的源程序或二进制代码,从语法、语义上理解来分析被检测程序的特征,寻找可能存在的异常信息。具体的扫描过程是先扫描计算机程序,重点分析其中关键部分,并根据漏洞标准进行检测。以动态分析方法对语法进行分析,并将其划分不同段落对比数据库的内容,进行及时的检测与预防。这种技术操作方便,实用性较高。静态检测技术的衡量指标有两个:一个是漏报率,一个是误报率。而这两个衡量指标呈现出负相关关系。静态检测技术通常包括:二进制对比技术和词法分析、程序评注技术、类型推导技术、规则检查技术、模型检测技术、定理证明技术、变异语言技术。 2.安全漏洞检测技术的应用 2.1格式化安全漏洞检测 计算机软件的安全漏洞中,格式化漏洞是出现频率较高的计算机软件安全漏洞。针对这种漏洞,我们可以通过应用代码来计量计算机软件的格式,以此来降低恶性攻击的机会,从而实现计算机软件安全检测的目的。格式化漏洞是以字符作为其表现形式的,可以从计算机软件的参数入手,对格式化漏洞进行检测并修复[3]。 2.2竞争条件安全漏洞检测 竞争漏洞是较为常见的计算机软件安全漏洞,针对竞争漏洞,技术人员通常从计算机软件的竞争代码开始进行检测,即采用原子化的处理方法去进行编码,将计算机软件代码原子化,在代码运行的过程中,代码通过性及通过效率较高,计算机软件代码的原子化可以使得代码的特征更加明显,进而锁定部分代码进行检测。这种将代码原子化并进行锁定的方式,一定程度上能够有效防止软件产生漏洞,从而保证计算机信息的安全。 2.3缓冲区的安全漏洞检测 缓冲区的安全漏洞检测技术,主要是针对计算机软件函数进行更加细致的检测与预防,以更加安全的版本替换安全性较差的版本,从而有效预防计算机漏洞,保障信息安全。 2.4随机漏洞的预防检测 随机漏洞的预防检测技术,需要通过使用性能更加良好、准确性更高的设备对随机漏洞进行预防,以此来保证计算机设备中含有密码算法,从而达到行之有效的预防目的[4]。 结束语 综上所述,在信息技术高速发展的今天,计算机软件的安全问题受到了人们的广泛关注。因此在实际应用中必须做好计算机软件漏洞的检测工作,利用计算机软件安全漏洞检测技术,保证计算机的安全运行。同时,不断提高计算机软件安全漏洞检测技术的运用效果,必要时可通过将动态安全漏洞检测技术和静态安全检测技术相结合的方式,来保障计算机软件正常运行,保证网络信息和用户的财产安全。 作者:朱杰 单位:南京邮电大学 软件检测论文:软件安全检测技术及应用 摘要:随着我国的深化改革,经济正在高速的发展着,特别是计算机科技水平也获得巨大发展。因此在人们的广泛的需求发展下,信息系统已经普及到了各行各业的全面应用当中,但同时信息系统的安全漏洞事件的增多逐渐成为人们关注的焦点,这让计算机软件系统没有了足够的安全保障。软件安全漏洞问题就让信息资料外泄,并且其是软件最大的威胁,也是引起信息软件系统不安全的重要原因,因此我国应该对计算机软件中存在的安全漏洞检测技术和应用实践性进行研究探索。并以此为出发点进行安全漏洞技术的重点分析,希望为计算机软件漏洞问题提供有效的解决。 【关键词】软件;计算机软件;安全检测技术 伴着我国的科学技术的不断发展,计算机软件的应用也变得越来越强大与严密,但同时开发软件代码量与功能的强大均在不断的增加。所以黑客就是通过代码中存在的部分漏洞对计算机的应用软件进行侵入,并造成信息的外泄和破坏。因此计算机的应用软件安全成为了当今世界威胁安全的关键问题。根据调查报告的数据显示,当前的计算机应用软件系统在其使用期间出现漏洞的情况频率越来越高,黑客就是利用这方面的弱点进行攻击操作,而且攻击的方向也从原来的破坏由利益方向转变,与此同时,攻击的手法也在不断的翻新。 1软件漏洞的总述 计算机的安全漏洞英文是Computevulnerability,其名称又叫作计算机的脆弱性问题。目前计算机的系统软件均会在安装时,自带杀毒软件或者是系统软件的防火墙技术,主要是为了防止计算机的系统软件的漏洞所带来的安全威胁。计算机安全漏洞就是指编写恶意的代码程序,然后伪装成正常的应用文件等。通过计算机使用者打开或者通过后门的方式侵入系统,并对其产生损害的行为。从当前的状况实情来看,现在的系统防火墙技术和杀毒软件技术在一定程度上会有防范的能力,但如果是有黑客入侵电脑时,具有漏洞的部分可以被人们巡查到。所以被黑客入侵时就会产生恶意攻击行为,直接造成信息泄漏或是损害,像这种情况都是黑客有较高的计算机应用水平。所以我们在使用防火墙和杀毒软件时,要正确安装软件出现运行不良的情况发生,避免产生漏洞对计算机系统造成风险。现在的防范手段就是以密码技术为主,但计算机漏洞还是依然存在的。所以这种做法不正确,应该将二者融合到一起来用。 2软件检测技术的特点 计算机应用软件就是计算机系统软件在计算机的使用过程存在的安全问题,在计算机使用期间软件就是其应用中非常重要的优秀组成,所以安全性问题就会在使用中产生不良的影响后果,从而导致计算机的安全受到影响。 2.1软件在开发中的逻辑错误 逻辑错误是在软件研发过程中导致的,它是一个非常普遍问题,也是由于常见错误而产生的原因,它是由开发人员的失误引起的安全漏洞事件。 2.2数值计算产生的错误 数值计算就是在软件数据的处理中常见的逻辑错误类型,主要是因为原始数据或者新加入数据处理不当,或是程序在运行时处理错误过程中所发生的问题。 2.3系统所带来的问题 计算机在运行时系统应用软件是主要的支撑点,它是一切软件应用的载体,所以它出现漏洞也会导致其他软件的风险加大。 2.4漏洞长时间存在 计算机软件出现安全问题时,其会导致计算机系统受病毒或是黑客的伤害,最终造成非常严重的后果。因此在修复计算机系统漏洞时也会伴随着新的漏洞产生,这也是计算机信息安全一个非常重要的难题。 3软件检测技术的利用 防止缓冲区出现漏洞。可以在软件应用过程中进行函数实时检查,来减少缓冲区所出现的漏洞问题,要经常的更新软件的版本,提高对不安全因素的发生防护性。防止竞争出现的漏洞。在应用软件时会因为竞争而出现漏洞问题,对于这种问题的出现就是把已经形成竞争编码改成原子化来操作。在软件开发时,编码就是最小的执行单位,所以在软件运行时不会有任何因素对其产生干扰。我们应该用原子化的锁定手段来操作,并对所用的句柄或文件进行描述。防止字符串格式化所带来的漏洞。我们用Windows操作系统窗口进行数据的输出能够完成减少软件漏洞威胁的问题,还要应用严谨性来预防问题的发生。并使用常量格式的数码,人们使用此法不为攻击者创建任何格式串的机会,以此来保证漏洞不会出现。还要在系统软件设置时,保证每个参数个数都要合理,不定的参数个数函数会产生格式化字符串的变化,所以在应用此函数时要保证每个参数个数都要合理。防止随机出现漏洞。在我们进行软件检测漏洞发生的措施时,要使用性能好的随机设备完成。此设备可以随机发现问题并且其自带密码的算法,进而可以有效地保证随机数据的安全性,所以在软件受到攻击时也能掌握软件的具体算法细节,让黑客获取不到形成的数据流。 4结论 随着社会的不断发展,计算机已经被广泛应用到信息化当中,加之全球各种商务活动影响下,计算机各方面技术早已经融入了各行业之中,并且更多的企业都把电子商务看成了技术商业的支撑平台。所以当前的计算机软件信息的安全问题就成为了一个关键性的难点。只有进行严格、科学的处理,才能让用户的信息都处于安全当中,并保证用户数据的真实性与安全性。 作者:丁红 软件检测论文:计算机软件安全漏洞检测技术探索 摘要:随着我国社会经济的不断发展,科学技术开始受到了人们的广泛关注,互联网也开始进入到了各个领域中,深入的影响着人们的日常生活。但是从实际上来说,由于计算机软件中存在着安全漏洞问题,这样也就给信息系统产生出了安全隐患。因此,在实际中就要及时对计算机软件进行分析,运用好安全漏洞检测技术,保证信息的安全。基于此本文针对计算机软件中安全漏洞检测技术进行了简要阐述,并提出几点个人看法,仅供参考。 关键词:计算机软件;安全漏洞;检测技术;应用分 在互联网的不断影响下,计算机在人们的日常生活中也产生出了极为重要的影响,加之在源代码数量增多的影响下,一些漏洞问题也在不断的现象。黑客就是借助这些代码中的漏洞进入到计算机软件中进行破坏的。因此,在实际中就要运用好计算机安全漏洞检测技术,保证信息上的安全,提高用户的使用效果。 一、计算机软件中存在的漏洞 对于漏洞来说,就是针对计算机软件中存在的漏洞来说的,也正是在这些漏洞的影响下,很容易对计算机软件系统等方面产生出威胁,严重的还会对系统进行攻击。通过分析可以看出,造成计算机软件出现漏洞的主要因素包含了在开发与研制软件的过程中,设计人员出现操作失误而导致的。一般来说,漏洞的表现形式包含了功能性与安全性漏洞两种。功能性的漏洞中主要是指对计算机系统正常运行产生影响的漏洞。如运行结果上的错误等。对于安全性的漏洞来说,主要是针对一般不能够影响计算机或是软件正常工作的漏洞。但是这些漏洞一旦被黑客所运用,就会造成软件执行错误的指令,严重的还会出现一些执行代码等,这样也就提高了危险程度[1]。对于漏洞的特点来说,主要包含以下几方面:第一,在编制过程中出现的逻辑性错误,且这种错误往往是由于编制人员自身因素所造成的。第二,在进行数据处理的过程中所出现的逻辑性错误,通过将过小或是过大的程序模块等进行对比,可以找出其中存在的逻辑性错误。第三,漏洞与计算机中软件系统环境之间有着极为密切的影响,且在不同基础上设备所组成的软件系统与相同系统中不同设置上都可能存在安全漏洞。第四,系统漏洞与时间上也有着极为密切的联系。随着时间的不断变化,一些旧的漏洞不断纠正,新的漏洞也在不断出现,因此就要明确漏洞问题是长久性的问题之一。 二、计算机软件安全漏洞检测技术 (一)静态检测 传统的计算机软件安全漏洞静态分析工作其实就是通过静态分析的方法来进行的,但是这种检验的方法只能停留在表面上。随着社会经济的不断发展,对计算机软件的检测也开始进行了改革与创新。静态检测的内容也有了全新的变化,静态分析与程序检测。就静态分析来说,主要是针对系统程序进行源代码扫描,并从语义等方面进行全面的解析,从而对特性等进行直接的分析,借助这种方法来找出存在的漏洞问题。对于程序检验来说,就是针对抽象系统中的源代码进行检验。借助这种检验的方法,可以明确计算机系统是否可以满足计算机中的要求,尤其是对于安全需求等方面来说的[2]。在静态检测中,更多的是对计算机软件系统程序中的内部特性来说的,其主要关注的是系统程序的内部特点。所以可以说静态检测的特点与检测漏洞的特点之间存在着极为密切的联系。通过对安全漏洞进行划分,可以将其划分为几个小的部分。大多数的检测方法所能进行处理的漏洞都是比较分散的。因此,为了对漏洞进行对比,就可以将其分为安全性与内存性两种。在安全性的漏洞中更加关注的是数据流上的误差与错误。而对于内存性的漏洞来说,则主要是是针对数据自身的准确性等方面来说的。静态检测法的技术特点都存在着一定的区别,所以对漏洞的处理方法也存在着一定的不同。 (二)程序检验 对于程序检验来说,就是在抽象软件系统程序的影响下来获取形式化的模型,并通过运用这种检测方法实现有效的检测。在模型检验方法中就是在有限的条件下来对系统程序或是状态等进行抽象模型的监理,从而完成检验工作。一般来说,可以将其分为符号化的检验与模型自动转化两种。对于符号化来说,就是将瞅一昂的模型转变为语法树的模式,从而判断公式等方面是否可以满足实际的需求[3]。 (三)安全动态监测 第一,内存映射。一些黑客在攻击与破坏软件的过程中常常会采用“NULL”为结尾的字符串,以此来实现内存覆盖。且借助代码页映射技术,黑客就可以借助这一字符串来实现攻击的目标。第二,非执行栈。就现阶段来说,一些栈攻击软件问题不断出现,而造成这一现象的主要原因就是在系统中栈的执行能力。由于栈内存在存在着所有数字变量,因此,黑客就可以通过写入一些代码来进行攻击。所以想要预防这一攻击方法就可以对栈的执行力进行破坏,以此来避免代码的执行。第三,安全共享库。在一些计算机中,之所以出现安全漏洞主要是由于受到了不安全的共享库而造成的。在安全共享库的影响下,可以在一定程度上拦截恶意攻击的行为,加之其中具备了拦截与检测的能力,所以也就可以通过程序运行来将不安全的因素进行检测与拦截,从而保护计算机系统软件的安全。 三、计算机软件漏洞检测技术的实际运用 第一,避免竞争条件安全漏洞上的运用。对于这种漏洞来说,主要是借助原子化来处理竞争编码,加之其具备锁定的能力,所以当原子化操作进入到锁定阶段以后,就可以在一定程度上避免使用文件出现变动,从而造成漏洞的出现。第二,缓冲区安全漏洞检测技术。对于这一检测技术来说,主要是针对一些存在疑问的函数等进行检测,从而避免出现安全漏洞。第三,随机漏洞的预防。对于随机漏洞来说,进行有效的预防与检测是需要借助性能高的随机发生设备来进行的,且这种设备可以准确对漏洞进行预防[4]。 四、结语 综上所述可以看出,随着信息技术的不断发展,计算机软件安全问题也开始受到了人们的广泛关注。因此,在实际中就要做好计算机软件漏洞的检测工作,保证计算机的安全运行,同时还要不断提高计算机软件安全漏洞检测技术的运用效果,保证网络信息的安全。 作者:陈健 单位:苏州大学计算机科学与技术学院 软件检测论文:计算机软件安全检测技术初探 摘要:近年来,信息技术以日新月异的速度飞速发展,给人们的生活和工作带来了极大的转变,随着计算机的影响范围越来越广,积极加强计算机安全防护势在必行。在这一过程中,相关领域工作人员必须明确计算机软件安全检测中的注意事项,并掌握计算机软件安全检测流程和科学的技术方法,才能够从根本上提升计算机软件安全检测技术的实用性。 关键词:计算机软件;安全检测;技术 一、计算机软件安全检测中的注意事项 (一)检测方案确定。技术人员在设计计算机软件的过程中,必须首先对其特性以及相关设计客观要求进行明确,只有这样才能够构建合理的、过程科学的检测原理和方法,与此同时,检测方案还必须针对不同的计算机应用环境而制定,在对检测方案进行规范的基础上,严格执行检测方法,才能够产生可靠的检测结果[1]。并且,相关工作人员在日常工作中,必须拥有丰富的软件安全检测知识和技术,在大量实践的基础上,总结经验教训,才能够提升安全检测的质量。(二)注重分析工作的开展。值得注意的是,在展开软件安全检测工作的时候,需要经历一个复杂而繁琐的过程,越丰富的软件内容,其结构特点也更加复杂,此时要想提升安全检测质量,必须经历一个大量的分析过程,分析工作难度较高,在这种情况下,必须依据实际检测需求,分析需求级、系统级以及代码级等需求,在产生分析结果以后,还应当对结果的准确性进行分析,此时应科学的选择分析手段。也就是说,在进行计算机软件安全检测的过程中,存在两个必不可少的要素,即科学的检测方案和分析。 二、计算机软件安全检测技术 (一)计算机软件安全检测流程。不同的计算机软件安全检测系统中,都包含了较多的模块,如果拥有较大的软件规模,此时系统架构也将更大。通常情况下,在计算机软件安全检测的过程中,需要经历一系列环节,如系统结构安全检测、模块测试以及软件功能和性能等,而安全检测系统中的各个模块在运行中,负责不同检测项目,最终完成整体的软件性能检测[2]。在对模块化结构进行应用的过程中,更应当进行精细化的检测,扩大检测范围,从而实现对软件中安全风险的全面掌握,对整个软件的安全程度进行评价。在接下来的检测过程中,应从软件使用者的需求入手,有效测试软件的功能,最终完成系统的软件测试。(二)计算机软件安全检测技术方法。第一,形式化安全检测。该方法指的是在测试软件安全性的过程中,需要从软件数学模型的层面出发,并综合应用与之相适应的配套形式语言。目前,有效状态语言、模型语言等是典型的形式语言。第二,模型安全静态检测。在用该技术进行检测的过程中,需要明确软件结构以及软件行为之间的联系,有针对性的对测试模型进行构建,计算机能够有效读取该模型,并利用这一模型展开软件安全性测试,接下来会对模型测试结果以及目标软件测试结果进行对比,掌握二者之间的相似性,从而完成软件安全检测。第三,故障注入式安全检测。近年来,自动化已经成为软件安全检测领域发展中的重要趋势,在展开故障注入式安全检测的过程中,应当首先对故障模型进行构建,并在此基础上对故障树进行构建,在展开测试工作的过程中,需要以人工方式为主,接下来详细分析测试结果,最终对安全性、容错性在模板软件故障中的体现进行充分的掌握[3]。第四,模糊式检测方法。有效结合传统检测和动态检测技术的基础上,就生成了模糊式检测方法。该方法在使用过程中,具有较强的便捷性,同时能够在现实世界中软件的错误模式进行确定,根据安全漏洞状况,发出警告。 结束语 综上所述,计算机软件安全检测工作中,必须严格遵守检测程序,并系统应用科学的检测技术,才能够提升检测工作质量。近年来,计算机软件在应用过程中,屡次出现各种各样的安全问题,这不仅影响各个领域的正常运行,同时也一定程度上威胁着人们的利益。在这种情况下,计算机软件技术人员应提高对软件安全性的重视,并在实践中不断总结经验,创新计算机软件安全检测技术,不断的促进我国计算机软件安全事业的健康发展。 作者:许满英 软件检测论文:计算机软件安全漏洞检测技术探讨 摘要:随着科学技术的不断进步与发展,人类进入了信息时代,计算机开始在人们日常工作与生活中得到普及。然而,一直以来计算机安全问题受到人们的高度重视,其中计算机软件安全漏洞对于计算机系统运行而言有着较大的影响,因此关于计算机软件安全漏洞检测技术的研究具有十分重要的意义。本文对计算机软件安全漏洞进行介绍,并针对计算机软件安全漏洞检测技术进行分析,以供参考。 【关键词】计算机软件;安全漏洞;检测技术 1计算机软件安全漏洞概述 所谓的漏洞,就是指计算机软件系统中存在的缺陷与弱点,漏洞对计算机软件系统造成的影响很大,其对一些特殊危险与隐患出现的敏感性较高。计算机软件开发与研制使计算机软件漏洞出现的主要环节,而设计人员操作不当则是出现这一现象的主要原因。一般情况下,漏洞的表现形式可以分为功能性与安全箱两个方面的漏洞。其中功能性漏洞会对计算机系统正常运行造成影响。其中运行结果错误、运行流程错误等都属于功能性漏洞;而安全性漏洞则是指在平常无法对计算机及其软件运行造成影响的漏洞,然而在黑客的利用之下,这部分漏洞就会对软件正常运行造成影向,情况严重时还会有恶意执行代码的出现,通过错误指令来增加计算机软件系统的危险性。漏洞的特点主要可以从以下几个方面得到表现:(1)在编制程序时,往往会出现一些逻辑性错误,这些错误大多是因为编制人员操作不当造成的;(2)计算机软件数据处理与运算中,逻辑性错误出现的概率也比较高,相较于中等的程序模块,有的较大或较小的程序模块出现逻辑性错误的概率也相对较高;(3)计算机软件系统环境与漏洞之间的联系非常密切,对于不同的硬件与软件而言,其中设备的版本有所差异,基于不同的设置,各个设备共同组成的软件系统与同一系统的不同设置存在安全漏洞的可能性都是存在的;(4)时间与计算机软件系统漏洞之间的联系也非常密切,时间的推移会不断纠正并修补以前存在的漏洞,同时也会出现一些新的漏洞。由此可见,对于计算机软件而言,漏洞问题具有一定的长久性。 2计算机软件中安全漏洞的检测技术分析 2.1静态检测技术 静态分析是最早计算机软件安全漏洞静态检测的形式,然而由于其检测流于表面,缺乏实际意义,因此近年来人们再次基础上进行了开发与更新,静态检测的内容也得到扩充,并以静态分析与程序检验两种形式存在。其中,静态分析是指扫描待检测程序的源代码,通过不同角度全面解析漏洞问题,例如语义、语法等等,通过这一方法来实现对漏洞的找寻。而程序检验则指的是对系统内的程序源代码进行抽象处理,对检验方法加以利用,对软件系统程序与计算机要求是否相符进行检测,其中安全需求尤为关键,之后在判定并检验是否有安全漏洞出现于程序之中。关于计算机软件安全漏洞的静态检测技术,计算机软件系统程序性的内部特点是其主要应用对象,静态检测的方法的应用需要结合检测漏洞的特点并加以应用。关于划分安全漏洞的而方法,目前可以采用的有很多种,例如可以将漏洞向几个细小部分进行划分,大部分的检测方法可以处理相对分散的漏洞,因此,通过寻找漏洞类别上的共同之处存在较大难度。因此,为了实现对漏洞对比的便捷性,可以将漏洞划分为两种,即安全性漏洞与内存性漏洞。前者对数据流误差与错误更加重视,其形成大多是因为数据的内在形态与情况错误导致的;内存性漏洞则需要对类别与数据自身的准确性予以考虑。因此,针对这种漏洞,在检测过程中应以其储存空间为侧重点,采取建模的方式进行检测。此外,静态检测技术的特点存在一定的差异,因此需要结合实际情况,解读并处理好漏洞问题。为此,有的技术检验仅针对一些特定漏洞,而其他方法可以使这两种漏洞得到较好的处理。 2.2动态检测技术 计算机软件安全漏洞检测技术中,动态检测技术也具有较高的应用价值。关于动态检测技术,具体包括以下几种:2.2.1内存映射在计算机软件系统遭受攻击时,攻击者大多采用“NULL”的字符进行结尾,以此来覆盖内存,进而完成攻击。通过代码页的映射技术,攻击者在对这一字符串应用来实现覆盖内存目的的过程中,向相对简单的内存区的跳转难度就会大幅度增加。通过这一角度可知,在不同的内存地址随机映射代码页,可以使通过地址猜测来实现页面攻击的难度加大。2.2.2非执行栈近年来,建立在栈基础之下对软件的攻击现象比较普遍,而操作系统中栈的能写与执行是实现这一攻击的主要原因。在内部变量的影响下,特别是受到数组变量的影响,攻击人员能够将代码恶意写入栈中,并通过寻找方法执行代码。为了避免栈遭受攻击,将栈向无法执行代码的形式进行转化这一方法具有较强的实用性。如此一来,攻击人员就无法执行通过栈上恶意书写的代码,并且还会使其遭受侵略的可能性降低。2.2.3安全共享库在一些安全性不足的共享库的应用中,有的计算机软件会出现安全漏洞。而通过安全共享库,就可以促使攻击人员的侵略得到有效控制。所谓的安全共享库,就是指对动态链接的方法加以应用,在运行程序时拦截安全性不足的函数应用,并对其加以检测,进而增强计算机软件的安全性。在windows操作系统以及UNIX方面,这一方法往往具有较高的应用价值。 3结束语 总而言之,在计算机软件系统运行过程中,安全漏洞的出现会对其造成较大的影响。而安全检测技术的应用可以有效预防这些漏洞引发的安全问题。目前,计算机软件安全漏洞检测技术依然存在一些不足,我们要针对此展开研究与分析,采取有效的优化措施,提高技术水平,为预防计算机软件安全漏洞问题提供强有力的支持,进而为计算机软件系统安全提供强有力的保障。 作者:沈继涛 软件检测论文:计算机软件的安全漏洞检测技术与应用 【摘要】随着社会的不断进步和科学技术的快速发展,计算机技术已经被广泛地应用于人们生产和生活的方方面面,发挥着重要的作用。因此,计算机软件的安全问题也已经成为人们关注的重中之重。本文介绍了计算机软件中的安全漏洞以及其检测技术和具体应用。 【关键词】计算机软件;安全漏洞;检测技术;应用 1前言 随着科学技术的不断发展,计算机软件发挥着强大的作用,数量越来越多的计算机源代码也使得黑客们更容易侵袭计算机软件系统,出现安全漏洞影响系统的稳定性。如今黑客们入侵系统产生的安全漏洞的形式正趋向多样化,而计算机软件中的安全漏洞检测技术则显得尤为重要。 2计算机软件中存在的漏洞简述 2.1计算机软件中存在的漏洞概述和类型 就计算机软件而言,安全漏洞又称为计算机的脆弱性,是指能够对计算机系统的运行造成安全问题的一些弱点或缺点,也可以说是计算机系统中能够被黑客利用来攻击计算机系统从而影响计算机正常运行的问题。计算机设计人员在研制和开发计算机软件时,如果在操作过程中产生技术失误也可以称之为计算机安全漏洞。很多计算机在安装主体时往往会安装防火墙和反防毒软件等避免计算机安全漏洞造成的损失和危害。一般而言,在良好的运行环境下,通过对防火墙与反防毒软件的应用,可以使安全漏洞得到有效防止。但是在实际生活中,反防毒软件和防火墙并不能完全避免安全漏洞的发生,真正有能力的黑客在入侵计算机系统时会自动进行攻击,这样不仅会损失重要的系统信息,也会对计算机造成损害甚至无法开机。安全漏洞可以根据性质将其分为两类:安全性漏洞和功能性漏洞。安全性漏洞是指一般情况下不会对计算机软件的正常运行造成影响,但是漏洞一旦被黑客利用发起攻击就会造成计算机软件运行发生错误,从而对计算机软件的正常运行造成严重的影响。功能性漏洞是指会对计算机的正常运行造成影响的计算机软件的漏洞,例如运行流程发生错误,运行结果发生错误。 2.2计算机软件中存在的漏洞的主要特点 2.2.1由人为素质造成计算机软件的安全漏洞很多都是在研制和开发过程中因为设计人员的疏忽大意造成的。比如常见的编程的逻辑错误,计算机软件在编程过程中,逻辑错误是一个比较普遍的问题,开发人员的一个小失误很可能就会造成安全漏洞。2.2.2比数值计算逻辑错误在处理计算机软件数据时,最常发生的就是比数值计算的逻辑错误,一般会发生在过小或者过大等不合理的模块,中等程度的模块会发生错误的概率是比较小的。2.2.3长时间存在的安全漏洞计算机软件一旦出现安全漏洞,就会使得病毒和黑客侵入计算机系统,严重影响计算机的安全,而在计算机软件系统当中,一个旧的安全漏洞被修复的同时,可能还会产生新的安全漏洞,总而言之,安全漏洞是长时间存在于计算机软件系统当中的。因此,对安全漏洞进行有效地监测和预防,及时对安全漏洞进行修复,能够有效地保证计算机信息系统的安全性和稳定性。2.2.4与系统环境密切相关在计算机软件当中,安全漏洞的发生与系统环境密切相关,运行系统的不同也会对安全漏洞产生影响,此外软件设备和版本的差别也会使得出现的安全漏洞的类型有所区别。 3常用的安全漏洞检测技术 3.1静态检测技术 静态分析检测技术是最初的计算机软件安全漏洞静态监测技术,这种检测方法偏向于表面,近年来,随着计算机技术的创新与发展,静态监测逐渐演变为两种检测方法:即静态分析和程序检验。静态监测指的是在检测计算机软件系统程序过程中进行源代码的扫描,先直接分析被检测的计算机软件系统的程序本身的特点,再全面分析源代码的语法和语义,这样就可以检测出计算机存在的安全漏洞。程序监测是指计算机软件系统内抽象化的程序源代码,检测其是否符合计算机所需要完成的工作要求,尤其是安全要求,然后判断并检验计算机软件系统是否存在安全漏洞。就计算机软件安全漏洞检测技术中的静态监测技术而言,计算机软件系统内部的特点会更受关注,安全漏洞本身特点的检测和静态方法的特点的监测之间密切相关。我们可以根据不同的方法划分漏洞的种类,根据最常用的方法,可以将漏洞划分为很多小的部分,而一般的检测方法也只能处理比较分散的漏洞。因此,从漏洞的种类下手寻找共同点是比较困难的。所以,在进行检测时,可以对比性地将漏洞分为内存性的漏洞和安全性的漏洞。内存性的漏洞比较关注类别和自身的数据是否更具有准确性;而安全性的漏洞则更关注数据流是否存在错误以及误差的大小等方面,这种情况往往是由于内存的形态存在错误而形成的。因此,对于这种漏洞而言,在进行静态检测时,最有效的方法就是将模型建立在漏洞的储存空间内。此外,在解读和处理漏洞时也要根据静态检测技术的不同特点对其进行区分,因此,个别技术只能检测特定的漏洞,而要处理两方面的漏洞还要借助其他的方法。3.1.1静态分析静态分析主要是直接、全面地计算机软件系统中的程序的源代码进行扫描,对程序代码中的语法和关键词、句进行提炼,根据解读的具体含义对程序的行为进行分析,之后再根据事先设置的漏洞的特点结合计算机软件系统自身的安全标准进行检测,对系统整体进行判断和处理。在进行检测的过程中,有以下几点需要特别注意:第一,分析语法和关键词、句,这也是最早的静态分析的方法。但是,仅仅对语法和词句进行分析是通过检查语法和计算机软件系统中的程序分为语句片段来实现的,之后再将一个个语句片段比标准的“疑问数据库”,自动对存在的漏洞和问题进行判定和评估。这样的情况下检测出的有效漏洞的数量十分有限,而且只能检测出“疑问数据库”中已知的漏洞,而不能检测出未知的漏洞。第二,在进行检测时要严格遵循相关的标准条件。一般而言,安全标准是用来描述计算机软件系统中的程序运行的基本情况的,然而,程序本身也是一种标准化的编程,即我们研究的漏洞模式也是一般的安全标准。在进行检测时,要严格依照程序应用的规则进行,结合相应的语法模式描述这些所谓的标准,再利用规则处理器接收这些标准化的语法,处理器在进行转变后会自动接收到内部表述的程序,最后在系统运行的过程中进行最终的整体检测。相较于动态分析检测技术而言,静态分析检测技术在进行检测时,计算机处于停止运行的状态,操作更加方便和快捷,虽然能够对计算机软件系统的相关程序的状况最初最真实的反馈,但是不能确定这些程序本身以及运行过程中的重要属性。一般而言,静态分析检测技术可以分为以下几种:词法检测、推断检测和评注计算机软件程序等三种。词法检测在执行时要先分析和识别计算机软件接口的预言,定义相应的语法,再生成并检测形成的语法例子,这个过程主要的工作是分析C语言函数和程序中的源代码是否有危险性,也是我们所说的最基本也最原始的静态分析检测技术。推断检测是指自动对程序中存在的函数、变量等进行分析,再结合他们规范化的类型和方式进行分析来判断是否存在安全漏洞的方法。评注计算机软件程序是指利用“tainted”标记计算机软件的外部数据,技术人员再根据排查和分析的结果进行评注。3.1.2程序检验程序检测是根据抽象化的计算机软件系统来建立一个具体形式的程序或者模型,再结合形式化和正确性的检验方式来检测计算机软件的安全漏洞问题。在进行程序检验时,主要是通过建立模型来进行检测,具体是指计算机软件程序在有限状态下建立一个合适的模型,建立的模型往往是抽象化的片段或者执行点,再和计算机软件本身的特点进行对比和验证。在检测时建立合适的模型也会起到检测的作用,建立的模型也会和软件的用途相关,因此,一个模型也可以运用到许多相似的软件当中来检测安全漏洞。一般而言,模型检验有两种检验方式,分别是模型自动转化法和符号化检验法。模型自动转化法是指将检测软件程序进一步转化成等价的自动检测机,两个自动机相互结合可以实现替换和补充的作用,从而达到新的自动机的效果,同时通过软件系统转变成能够识别的语言模式。符号化检验是指通过公式描述的形式将抽象化模型以语法树的形式表达出来,根据公式来判断是否符合检验的要求。模型检验应该先列举出可能会发生的各种状况,结合软件系统本身的复杂性对所有的程序都创建不同形式的模型,这也是一项规模庞大的任务。因此,在实际操作中,可能会选择一部分程序和相关属性来建立抽象的模型。但是,近年来,随着模型检测技术的改革和创新,现在主要是运用内存来建立模型的方式检验往常的时序漏洞,在结合定理和证明的形式来检测安全漏洞。与模型检验相比,这种方式更加严密,具体的检验过程是对程序进行多重判定,尤其是判定抽象化的公式的真假性,当然,公式本身的形式也会决定判断的方式。例如,不等式的合取作为一个关键因素就是一个典型的例子,先根据合取式制作图表,在图中要真实地反映每个提到的条件,再利用公式合并各个条件。同时,对其中的不等式进行检测,等式如果不成立的话,也就无法满足合取式。在程序检验过程中,可以通过实践来证明模式检验是否可靠以及是否具有实用性。软件系统的种类业余时序性密切相关,证明定理也是一项比较复杂的任务,因此,这种方法并没有广泛地应用于实际操作当中。[1]对于计算机软件而言,静态检测技术只能检测出当前存在的安全漏洞的种类,而无法判断那些未知的漏洞。由于静态检测空间、精确度和时间等因素限制了其性能的改进,在一定程度上降低了静态检测的质量,因此,必须在后期加大资金投入。 3.2动态分析检测技术 3.2.1非执行栈近几年来,计算机软件系统常常会发生被栈攻击的事件,主要是因为软件操作系统中的栈本身的读写能力不足、执行力不够的问题。栈之中包含了数组变量等内部变量,因此,个别不怀好意的人员能够在栈中随意篡改一些重要的代码,再利用特殊的方式执行代码。而只有将栈转变为不能够随意进行代码执行的模式才能有效地防止栈被攻击和侵略。这样,软件系统无法执行攻击软件的人员随意篡改写在栈上的代码,从而降低了计算机软件被侵入的机率,减少了安全漏洞的发生率。实现非执行栈的具体过程是通过修改计算机操作系统的内核,将栈的页标标记为不可执行,借助栈溢出将程序跳转想攻击的代码,因为执行代码是位于堆生而非正在执行的栈上,因此非执行栈并不具有完整性,存在一定的局限性,当栈中出现攻击代码时检测就无法发挥效用。3.2.2安全性的共享库很多计算机软件会在无意中是用来一些不安全的共享库从而导致了安全漏洞,在一定程度上,安全的共享库可以避免攻击人员的侵入行为。安全共享库是指运用动态链接拦截非安全性的函数应用程序的实际运行,检测其操作的过程。与此同时,安全共享库也会评估内存的上限来防止内存中出现恶意破坏的数据,保证计算机软件系统的安全性,windows的操作系统一般会运用这种方式。虽然安全共享库不会修改计算机的内核,兼容性较好,但是其局限性也是十分明显的,即安全共享库检测不到本地变量是否存在安全漏洞,当代码数据溢出受到攻击时也无法起到很好的防护作用,也无法保护标准化的函数库。[2]3.2.3沙箱沙箱是指限定一个程序的访问量来防止恶意的入侵。例如,对于计算机软件而言,如果C语言中含有一类调动函数,但是软件在运行过程中又出现了相似但不同的调动函数,就说明有漏洞在攻击计算机软件。而使用沙箱就会限定被攻击前的软件,保证其不会受到恶意软件的影响。3.2.4映射内存个别恶意攻击的人员可能常常利用以“NULL”结尾的字符串来覆盖内存,利用内存映射技术可以使得攻击人员难以实现把复杂的内存覆盖字符串转变为简单的内存操作。就这个角度而言,随机地将代码页映射到各类内存地址上也可以在一定程度上降低随意篡改页面的可能性。3.2.5非执行堆和数据在检测非执行堆和数据时,需要大量修改计算机内核的数据,同时将数据段的代码和堆的动态声场全部进行修改才可以实现,在此过程中可能会出现不兼容的情况发生。一般而言,在进行非执行堆检测时往往需要借助非执行栈的配合使用。 4计算机软件中安全漏洞检测技术的具体应用 4.1检测并避免出现竞争性的安全漏洞 很多安全漏洞往往是因为竞争条件的存在而产生的,解决的办法就是将竞争性的编码进行原子化实现操作。编码作为最小的执行单位不会受到正在运行的软件程序的恶意干扰,将编码进行原子化就是通过锁定编码的方式再改变特定状态下的程序间接性地调动各个软件系统,最后描述运行的文件或者句柄来检测TOCTOU等问题来预防安全漏洞的发生。[3] 4.2检测并避免缓冲区出现安全漏洞 检测并避免缓冲区出现安全漏洞就是通过判断和分析计算机软件程序中不安全的函数来避免缓冲区出现安全漏洞,例如不安全的strcat版本可以全部替换为安全的strncat版本。 4.3检测并避免格式化字符串的安全漏洞出现 格式化字符串的出现很容易造成安全漏洞的发生,唯一的解决措施就是从根本上进行预防,在数据代码中直接使用格式化的常量,防止恶意攻击人员可能会创建格式化字符串的机会。一般而言,格式化字符串往往会出现在参数不确定的个数函数当中。因此,在运用这种函数时,应该控制每个参数的个数、平衡参数的性能。此外,在进行输出数据时,运用Windows操作系统下的窗口或者运用串口输入系统数据可以预防格式化的安全漏洞的危害。 4.4检测并避免出现的随机安全漏洞 在检查和预防随机出现的安全漏洞时,使用的随机发生设备一定要保证良好的性能,因此在选择随机发生设备时一定要慎重考虑。为了确保随机数流的安全性,随机发生设备需要自身设置密码算法,这样在软件遭到攻击时,就可以根据掌握的算法的整体细节来获得完整的数据流,提高随机数据在遭遇入侵时运行的稳定性和安全性。 5结语 随着社会的进步和科学技术的发展,计算机软件在设计和开发时也无法避免地会出现安全漏洞的问题,因此,为了保证计算机软件的安全运行,安全漏洞检测技术是十分重要的。在不断的发展和创新中,计算机软件安全漏洞检测技术也需要与时俱进,通过改善静态检测和动态检测技术来预防安全漏洞的发生。 作者:关茗同 单位:辽宁师范大学海华学院管理系 软件检测论文:计算机软件安全漏洞检测技术研究 摘要:计算机软件技术是计算机中常用技术,在系统开发中经常涉及到软件技术。科学技术不断发展,现在对软件的要求越来越高,软件在使用之前必须经过软件检测,现在软件漏洞也很多,需要不同软件检测技术在检测,减少软件漏洞出现。本论文主要从计算机软件安全漏洞目前的状况、计算机软件安全漏洞检测技术解读进行阐述计算机软件安全漏洞检测技术,希望为研究软件安全漏洞检测技术的专家与学者提供理论参考依据。 【关键词】软件;安全漏洞;检测技术 信息技术快速发展,尤其Internet的广泛应用,在如今大数据时代,软件是计算机技术一种,在其软件开发过程中,计算机软件存在一定漏洞,要保障计算机软件的安全性,必须提高计算机软件的检测技术,提升计算机软件性能,是提高计算机网络安全的有效途径。 1计算机软件安全漏洞目前的状况 计算机软件在开发的时候有的就存在一定漏洞,当时可能没有技术解决软件漏洞问题,但在软件使用的过程中,会出现一系列问题,必须加强软件安全漏洞的检测技术,检测软件是否合格,不合格的软件必须加强软件补丁,促使软件达到合格标准,经过测试后,才能投入市场使用。还有的软件开发时候没有任何漏洞,但随着时间的推移,软件会出现一定漏洞,软件必须是在使用的过程中,逐步进行软件完善,提升软件性能,让其达标,减少软件的漏洞,出现漏洞以后要及时修复,提高软件的生命周期,在一个友好的界面下,充分发挥软件的功能,让其在使用过程中,起到一定的作用,提升性能,减少漏洞。软件在使用的过程中,根据技术的发展与变化,计算机软件的漏洞必须技术检测,延长软件的生命周期,提高软件性能,满足其需要。 2计算机软件安全漏洞检测技术解读 2.1静态程序解析 静态程序解析是软件安全常用的检测技术,这种检测技术是通过程序代码,通过利用机器语言、汇编语言等进行编译,利用反代码形式,对检测出来的软件漏洞,及时进行修复,提高软件性能,在实际应用过程中,涉及到程序设计中的语言、函数、数组、过程、集合、文件等。利用软件技术解决软件漏洞问题,静态程序解析对程序设计起到保护作用,检测软件漏洞,提升计算机软件性能,这是一种常用的计算机软件安全漏洞检测技术,通过该技术对软件漏洞进行合理检测,提高软件性能,延长软件的生命周期。 2.2利用逻辑公式对程序性质进行表达 根据程序的性质,对计算机软件漏洞进行检测,判断其中的应用能力,逻辑公式能对计算机软件的性能进行检测,检测其的合法性,是否存在软件漏洞,有的软件漏洞是需要升级与更新软件就可以解决的,有的是出现软件错误,必须合理采用措施,解决软件漏洞问题。其中的公理化方法的逻辑是完整的体系,其中的每个公式都是由单个程序语句和其前后置断言共同构成,具体理论当中只有一条赋值公理,形式演算系统以一阶谓词逻辑为基础,各自为顺序、分支以及循环指令增加了相应的演算法则。公理化方法已经被证明具有较强的可靠性和完整性,但匹配的形式演算系统存在半可判定的情况。程序的正确性涉及程序设计人员利用逻辑公式对程序对应的功能规约展开描述,另外一个问题就是要为循环体确定循环不变式。逻辑公式的应用提高了逻辑判断能力,在利用语句进行科学判断,检测计算机软件是否存在漏洞,根据逻辑公式的判断能力,检测软件是否存在漏洞,如果存在漏洞,对其合理的进行修补,解决软件漏洞问题,提升软件性能,完善软件功能。 2.3测试库技术 测试库技术是计算机软件检测中常用技术,对解决计算机软件漏洞起到帮助作用。测试库技术是检测计算机软件中的优秀部件,判断计算机软件是否存在漏洞。利用测试库技术只能对动态内存操作函数导致的错误进行判定。而且其主要对运行过程中输入数据进行监控,发现其中的弱点。这种检测并不是从整体上进行判定。这也表明检测过程只是验证BUG是否被发现,但是无法证实BUG的存在。使用这项技术对于普通应用程序而言,并不会存在任何兼容问题。使用测试库技术的主要优势不存在误报。从性能上对这个技术展开分析,其性能消耗较大,从其工作原理很容易能推导出这个结论。利用测试库技术检测计算机软件是否存在漏洞,是所有检测技术中最科学的,也是最准确的,但其测试有一定难度,对计算机软件本身也是一种伤害,提高计算机软件性能,必须合理的利用软件的检测技术,科学的选择检测技术,有目的的进行检测软件是否存在漏洞,科学的解决软件漏洞问题,提高软件性能。 2.4源码改编 利用软件漏洞检测技术,检测出计算机软件存在一定漏洞,没有合理方法进行漏洞修复,就有必要根据软件漏洞的阶段,去修改程序的源代码,这种源码改编技术,是彻底解决计算机软件漏洞的最根本方法,该检测技术对人员的要求很高,能利用其它技术检测出软件漏洞,能利用源码改编技术进行修改,这是计算机软件检测技术的高级阶段,是计算机软件发展到一定程度的需要,也是社会发展对计算机软件技术提出的新要求。总之,计算机软件技术存在一定漏洞,要解决计算机软件漏洞,必须利用软件检测技术,及时检测,发现问题要及时解决,但在计算机软件发展的过程中,计算机软件肯定存在一定问题,必须科学的合理解决计算机软件的安全问题,提高对软件安全认识,增加计算机软件的应用性,符合现代计算机软件技术发展需要。 作者:刘璇 软件检测论文:计算机软件安全漏洞检测技术分析 摘要:当前,社会不断进步,计算机技术网络对人们的生活产生较大影响,在给人们带来巨大便利时,也存在一些安全隐患。计算机软件的安装和使用中都会存在一些漏洞,现在计算机安全设置不能彻底解决安全漏洞问题。为了应对计算机软件安全漏洞造成的影响,对其进行检测,寻找解决安全漏洞和攻击的措施。 关键词:计算机;软件;安全漏洞 中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)12-0044-01 信息技术已经渗透到各个领域之中,人们对信息安全问题采取更加重视的态度。软件是计算机的优秀部分,其中存在的安全漏洞会让计算机的信息面临网络攻击、信息窃取等安全问题。在这种情况下,使用检测技术尽快发现安全漏洞是解决问题的关键。 1计算机软件安全漏洞目前的状况 其主要是指由于安装的软件不够完善,存在能够被他人盗用的程序代码,这种情况就会导致计算机在网络环境当中存在安全漏洞。安全漏洞出现之后,计算机在网络运行中就会潜藏安全隐患,比如计算机会被攻击、窥视、盗取资料等。在信息技术不断发展的情况下,网络的普及率将会更高,计算机安全漏洞的检查技术需要得到升级改造,将计算机面临的安全风险降到最低限度。 2计算机软件安全漏洞检测技术解读 1)静态程序解析这种技术来自于编译优化技术,对程序代码进行分析,实现特定程序性质的求解,属于多种分析技术的结合,其中居于基础地位的是控制流与数据流两种分析方法。前者提取代码之中的控制结构,将控制流图当做程序当中分支跳转关系的抽象,对程序全部的可能执行路径进行阐述。数据流分析涵盖的内容较为复杂,可先从流敏感、流不敏感、路径敏感、路径不敏感等方面进行判定,其中需要注意程序语句的次序。比如,一个流不敏感对应的指针分析存在“变量x与y共同指向一个位置”的可能,单个流敏感则会表现出“某个语句得到执行之后,x和y存在位置指向一致”的可能。路径敏感则与控制流有关系[1]。比如,某个分支条件为x>0,则其条件与不相符的分支下分析当中会设定x≤0,但是在符合条件时,则会设定为x>0成立。对上下文敏感进行分析,那么处理过程就会被调用,在对目标函数调用实施解读时,其就会参照调用的上下文信息让受到调用的函数能回归到合理的调用位置,一旦这种信息处于空白,回归过程中就要对全部的调用位置进行关注,导致潜在的精确度无法把握[2]。2)利用逻辑公式对程序性质进行表达这种方法出现的时间较长,后续的研究人员已在原有基础上不断进行创新发展。其中,要对软件程序的正确性进行验证,这种方式以语法推导切入点,对程序符合其功能规约要求进行推演。其中的功能规约属于一对谓词公式,主要内容有前置谓词与后置谓词,两者一起在内涵方式的支持下,各自将程序前后存在的各种可能状态纳入都一个集合中。程序启动是导致状态变迁唯一诱因[3]。所以这样的一对谓词公式可以很好地对程序功能进行解读并展示。程序的正确性主要有部分正确以及全部正确,可以利用能否确保程序终止对两者进行区分。如果程序由符合前置谓词要求的一个状态正式启动,能实现终止执行,那么终止的状态必定能与后置谓词相符。能对程序部分正确性进行判定的方法主要有不变式断言法、目标断言法、公理化等方法。其中的公理化方法的逻辑是完整的体系,其中的每个公式都是由单个程序语句和其前后置断言共同构成,具体理论当中只有一条赋值公理,形式演算系统以一阶谓词逻辑为基础,各自为顺序、分支以及循环指令增加了相应的演算法则。公理化方法已经被证明具有较强的可靠性和完整性,但匹配的形式演算系统存在半可判定的情况。程序的正确性涉及程序设计人员利用逻辑公式对程序对应的功能规约展开描述,另外一个问题就是要为循环体确定循环不变式。3)测试库技术这种技术主要是对软件当中的动态内存错误实施判定。此方面具有代表性的工具就是Purify,能对全部的内存操作函数实施审视,比如free、malloc等。Purify可以对运行中的全部内存块进行特殊标记,依靠这些标记就能在程序运行当中对内存操作是否存在失误进行判定。这项技术需要和对应的库进行连接。比如使用与Purify匹配的程序就要使用Purify库。这种行为不需要花费较大成本。但是Purify具有商业性质,使用存在局限性。利用测试库技术只能对动态内存操作函数导致的错误进行判定。而且其主要对运行过程中输入数据进行监控,发现其中的弱点。这种检测并不是从整体上进行判定。这也表明检测过程只是验证BUG是否被发现,但是无法证实BUG的存在。使用这项技术对于普通应用程序而言,并不会存在任何兼容问题。使用测试库技术的主要优势不存在误报。从性能上对这个技术展开分析,其性能消耗较大,从其工作原理很容易能推导出这个结论。4)源码改编程序运行当中存在缓冲区溢出弱点,这就需要对程序源代码进行改写,同时追踪内存缓冲区的长度,达到检测目的。这项技术在应用中不需要使用构造长度过长的数据,对信息进行改变、追踪,分析是否正在调用存在安全隐患的库函数,可能会造成缓冲区的溢出。这种方式在使用的过程中需要改写源代码。能都实现自动化代码改编软件STOBO出现之后,很多存在安全隐患的函数都会被自动修改。使用STOBO进行源代码自动改写,利用的是静态分析代码技术,程序员不会有多余的负担。在库包裹函数受到调用之后,其在缓冲区溢出漏洞的判定之中具有明显的效果。但是,如果程序代码对缓冲区直接干预,漏洞就存在漏报的可能。而且STOBO存在一定的局限性。源代码改变技术存在引发竞争的可能,尤其是在多线程的代码条件下。但是这类技术由于能收集精确的改编和追踪信息,误报率和ITS4等相比相对较低。这项技术表现出动态监测的优势,其能在程序运行时获得更加精准的信息。为此,将静态检测方式与动态检测方式结合在一起能获得较好的结果。5)其他检测方法如果计算机当中存在漏洞,需要使用第三方软件实施扫描,一旦发现漏洞就可以自动提示使用者进行修补。此外想要实现对计算机安全漏洞的高效检测,就要对来访的计算机IP实施检查,对于本地IP之外的IP的软件要具备较强的拦截能力,防范一些非法活动。计算机要能有效应对远程攻击,达到识别各种伪装攻击的目的,全满加强对可疑行为的监控水平。 3总结 计算机技术软件使用范围的扩展速度十分之快,信息安全问题产生的影响十分之大。当前,计算机软件遭受的攻击主要来自于软件自身漏洞,另外也有黑客主动攻击。在进行检测时,要注意从根源上分析软件安全问题,切实解决安全问题。这方面的检测技术要坚持不懈地进行探索,不断提升应对安全风险的能力。 作者:王爱菊 石彦华 单位:中州大学
计算机专业本科论文:浅谈如何指导计算机专业本科生毕业设计论文 【摘要】本文论述了从毕业设计论文选题、先导培训、过程监督、全方位提高学生素质以及毕业设计论文报告撰写等方面.针对如何在本科毕业设计环节中加强学生创新能力培养的问题,对毕业设计论文指导工作进行的探索工作。 【关键词】毕业设计论文选题 先导培训 提高综合素质 创新能力 一、因材施教。恰当选题 选题是毕业设计论文工作的第一步.是高质量完成毕业设计论文指导的前提保证。经过三年多的学习,学生已经具备了从事本专业工作的基础知识,但相对来说他们的知识结构还是浅层次的,大部分同学还不具有选题、立项的能力,即使能选定题目,也往往难以全面提升自己的能力。教师在选题时,应贯彻因材施教的原则,题目的难度适应学生的实际能力和水平,鼓励一部分优秀学生有所创造。应该承认,在学习方面,学生是存在差异的,因此毕业设计论文选题难度要有差异性,这并不是一种歧视行为。教师的选题应与自己的科研项目相结合,发挥自身优势,以更好地指导学生。同时选题也要注意连贯性,可以利用前届学生的研究成果,在他们的基础上,继续作深入的研究。当然,学生不仅仅是以上两类,但只要掌握了因材施教这一原则,就找到了解决问题的思路。 二、确定选题。先导培训 课题确定以后.指导教师应给每个同学下达毕业设计论文任务书,以明确整体工作内容、提出明确的技术要求和量化的工作成果要求,包括论文的开题报告及设计的总体方案,论文及说明书的字数,图样、实物的数量,按毕业设计论文各阶段拟定工作进度,提供必要的资料和数据,列出部分推荐参考文献目录等。由多个学生共同参加的课题,必须分别明确各个学生应完成的工作内容和要求。 (1)以培养创新能力为中心的教学目标:要在毕业设计环节中突出加强对学生创新意识和创新能力的培养,首先,就要更新观念,从思想深处改变对毕业设计作用的传统认识.对毕业设计的培养目标和教学要求加以改革。明确地提出:毕业设计不再是单纯地针对解决专业技术问题能力的培养.而是对学生综合素质和创新能力的培养。毕业设计不仅是综合检测学生近四年学习的效果和水平,也是对已有教学环节的扩展和深化,更是检验和发挥学生创造性、开展创新活动的试金石,是学生综合素质与培养效果的全面检验。 (2)以学生为过程主体的培养原则与模式:毕业设计中学生创新能力的培养和创造活动的开展,必须坚持以学生为主体的培养原则。要想学生发挥能动性创造性,首先要使其具有自主性,成为毕业设计过程中的主角,而不是跟在老师后面亦步亦趋的配角。只有当学生切实地感到自己是创造活动的主体,才能激发创造的热情,全身心地投入创造的过程并关心创造的结果i才能进发出想象力、意志力和创造力。 (3)把握适度的指导方法与强度:把握适度的指导方法与强度在学生选择了合适的毕业设计题目,有了创新的欲望后,导师给予的正确、适度、及时的教学指导,会成为学生创新设计活动的催化剂、助动力和方向盘。 (4)鼓励学生的创新行为:学生是一个需要肯定、褒扬,需要体验成功喜悦刺激的群体,在毕业设计过程中,指导教师的信任和鼓励会直接影响到学生创新欲望的产生、创造意识的萌发和创造力的实现。以鼓励为主的指导方法,能够满足学生的成功需要,调动他们的积极性.再加以正确的引导.会大大促进学生创新意识的发展和创新能力的锻炼。 三、过程监控。全面育人 学生进入课题后,对每个人应根据任务书,列出时间表,对毕业设计论文工作进行督促检查。最后一学期学生课程少,加上找工作、研究生复试等问题,学生心态比较浮躁,检查督促跟不上,很容易造成毕业设计论文拖后,有的甚至完不成任务。指导教师每周至少应与每个学生保持接触交流,听取学生的汇报,检查进度情况,帮助学生解决毕业设计论文过程中遇到的疑难问题。整个毕业设计论文过程中,要培养学生独力解决问题的方法和能力:培养他们严肃认真的工作态度、勤奋钻研的优良学风:注重开发学生的创新精神和创造能力,严禁抄袭。 指导过程中,应该融思想道德素质教育、业务素质教育、文化素质教育于一体,注重学生素质的全面提高。坚持教书育人,在毕业设计论文指导期间,要对学生进行政治思想、职业道德和纪律教育,严格考勤。学生因故请假应督促其按有关规定办理相关手续。做事先做人,尊敬别人,科学作风,团队精神等是做事的基本素质要求,要让学生学习和体会做人做事做学问的各方面事情.要让学生养成良好的工作习惯。 四、指导撰写毕业设计论文报告 在答辩前两周,毕业设计论文的主要工作应该已经完成。指导教师应根据课题情况提出最后的修改意见,指出其中的错误,指导并督促学生限期改正,进一步完善。否则,不得参加答辩。最后的工作就是毕业设计论文报告的撰写。本科生大都没有进行过这方面的训练,有的甚至不知道该如何把前期做过的工作写成报告论文。即使能写出来,无论格式,还是内容组织等方面都离要求相差甚远。毕业设计论文报告直接反映前期工作的质和量,代表设计成果的水平。这最后一个环节.指导老师必须予以足够重视.应从以下几方面进行指导。 五、结语 近几年我们以“因材选题,规范管理,过程监督,全面考核”的原则指导毕业设计实践.从毕业设计论文评审的结果看.方法行之有效。 计算机专业本科论文:非计算机专业本科生计算思维能力的培养与应用实践 摘要:本文首先介绍了计算思维的概念以及在计算机公共课程中引入计算思维的必要性,然后阐述了提高计算思维能力的多种途径,包括:通过程序设计课程类课程培养学生计算思维、通过上机实验培养计算思维、通过大学生科创提高学生计算思维等几个方面。 关键词:计算思维;程序设计;上机实验 一、引言 计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维同我们的阅读、写作能力一样,是人类的基本思维方式。这种思维方式运用计算机科学的基础概念和方法对问题进行描述、建模、求解,是一种具有普适性的科学思维方法。 二、在计算机公共教学中引入计算思维的原因 有了计算机,人类就能用自身智慧解决那些计算时代之前不敢尝试的问题了。然而,长期以来,信息技术只是被社会看成一种高科技工具,计算机科学技术也被构造成一门专业性很强的工具性和辅助性学科,很多非计算机专业的学生从来就没有体验过计算的愉悦:基本原理的互相影响,计算思维的方式,以及有趣的问题解决。2006年,随着周以真教授的“计算思维”课程(面向所有专业的一类“计算机科学导论”课程),以及Tim Bell教授领导的针对中小学生的“不插电的计算机科学”等不同类型的计算思维课程的成功开设,人们开始考虑用“计算思维”来全面改造传统的大学计算机教育。2009年3月,ACM在网上公布的CS2008中,将原来在“导论”课程中的计算思维放到整个计算学科的教学过程中,认为“计算思维”对计算机课程教学越来越重要,报告建议将“计算思维”放在计算机课程教学的中心地位。 由此可见,不能将程序设计、大学计算机这些计算机基础课程简单地看成工具性课程,而应将其作为培养学生计算思维能力的重要课程来看待。那么,如何在课堂上结合课本的知识点培养学生的计算思维能力,使得计算思维成为学生的一种思维习惯,并能够运用计算思维的方法进行问题的分析和思考?我们在计算机公共基础课程的教学中,在这方面进行了一些有益的探讨及实践。 三、多种途径提高计算思维能力 程序设计类课程曾经一度是只以讲述程序设计语言的语法知识为主的应试课程,课程枯燥乏味,远离应用。为了把程序设计从应试课程转变为一种实践工具,目前程序设计类课程多以培养学生运用编程语言解决实际问题的编程能力为目标,使学生掌握一门编程语言的基本语法、语句、控制结构,以及程序设计的基本思想和方法,使学生认识到算法、良好的程序设计风格及实践在的重要性,培养学生熟练使用一门编程语言分析和解决实际问题的能力。进而培养学生的计算思维能力,使学生无论以后在学习、工作中使用什么语言编程,都能灵活应用这些思想和方法的能力,为学生进一步学习其他专业课程打下坚实的基础。 (一)在程序设计类课程的教学中,采用基于任务驱动及算法多样化训练的计算思维培养方法 在程序设计类课程教学改革中,首先要转变和更新教师的教学理念,从传统的“以传授计算机知识为主”转变为“以培养计算思维”为主,研究从“教给学生什么知识”转为“教给学生什么思维方法和能力”,以及如何确保由“知识传授”转为“基于知识的思维传授”的问题,旨在让学生不仅“学会”,更要“会学”,不仅“爱学”,更要“学有所获、学以致用”,不仅“学会知识”,更要“学会思维方法”。 基于任务驱动的教学方法及算法多样性训练可以激发学生的思维活动,强化计算思维训练。 1.采用基于任务驱动的教学方法。为了将计算思维的培养和课堂教学有机地融合,我们在教学过程中综合采取任务驱动教学、整班教学与小组教学、多媒体教学与网络教学等多种方法开展教学,充分发挥各种教学方法的优势,积极采取多种途径帮助学生在算法课程的教与学中有意识地加强计算思维的培养。 运用任务驱动教学法的教学形式是:提出任务师生共同分析完成任务的方法和步骤适当讲解或自学或协作学习完成任务实践交流或归纳。而传统的教学形式是:基本概念介绍举例解释巩固型独立练习小结评讲上机练习。在这个过程中,学生的学习基本上是被动的。采用任务驱动教学法,在课堂教学中,首先提出一个需要完成的具体任务,与学生共同分析解决该问题所需的知识、方法和步骤,围绕具体任务进行适当的概念教学和举例讲解,或引导学生来独立完成,也可以合作完成。目的是通过完成任务,掌握学习内容,学会学习,培养综合能力。在这个过程中,教师要参与一些学生的讨论去发现问题,个别的问题个别回答,带有普遍性的问题在全班回答或讲解。要引导学生掌握教学内容,适时交流,发现新思路,推广新思路,鼓励创新。教师进行比较、评讲、归纳,或由计算机执行,学生从中得出结论,共同进步。 采用任务驱动教学法进行教学,教师的教和学生的学都是围绕如何完成一个具体任务进行的。教师教学思路清晰,学生学习目的明确,学习就变成了学生的主动行为,更容易掌握学习内容。 2.尊重学生不同的认知方式,重视算法多样化训练。算法多样化的本质是尊重学生不同的认知方式,在教学过程中由于学生认知方式的差异,必然会导致算法多样化。教师应该尊重每位学生的个体特征,鼓励学生从不同角度认识问题,用不同方式表达算法,用不同方法实现问题求解。同时教师给予适当的评价,就是尊重学生不同的认知方式。 在教学过程中,教师不但要倡导算法多样化,还要引导学生对算法进行反思和进一步探索,从而达到简化并优化算法的目标。将一个计算任务用多种思路、多种算法进行求解,可以发展学生计算思维的灵活性。算法多样化让学生可以用自己喜欢或能够理解的算法,通过交流、评价得到计算结果。 研究表明,问题可以更好地激发学生的求知欲,使学生注意力集中。学习不应是简单地接受课本一成不变的知识,而应在原有问题的基础上不断引导学生从不同的角度发现新的问题,拓展思维方式,培养创造精神。教师可以在讲解完课本上的经典例子后,启发学生将其修改后应用于一个实际问题中。教师在备课时,不仅要熟悉消化教材内容,更要精心设计课堂情境,准备好“问题”,设置好“陷阱”,引导学生积极思考,逐步培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。 (二)尝试以上机实验为重点的计算思维教学模式 程序设计类课程是实践性学科,上机实验是培养学生计算思维能力的重要手段,是程序设计课程教学的优秀。 1.实验内容分层次。按照难度不同将实验内容分成了概念基础实验、应用基础实验和应用提高实验三种类型。我们将概念基础实验设计为验证性实验,如某种数据结构的表示和实现并将此种数据结构封装为一个类,并要求所有的学生都必须实现;应用基础实验,则是利用已实现的某种算法或数据结构实现的一个简单应用;应用提高实验,是利用已实现的某种或某几种数据结构实现的一个综合应用。后面两种类型的实验又分设若干实验题,每个实验题都设有难度系数。我们要求每个学生必须完成概念基础实验和一道应用基础实验题,选做一道提高实验题,所选应用基础实验题和提高实验题的难度将作为成绩评定的一个依据。 2.增强实验内容的趣味性和综合性。通过计算任务的趣味性、综合性等来增强实验内容的难度,从而强化计算思维训练。大学生一般对新鲜事物好学、好问并富于幻想,初遇计算任务时往往兴致盎然,幻想编写程序。但在传统教学中,缺少趣味性和综合性,进而导致同学们没有学习兴趣,所以,设计实验内容尽量生活化、趣味化。例如,我们在C语言程序设计的实验教学中,引入了学生熟悉并感兴趣的“学生点名系统”、“四则运算测验系统”等题目,从分支程序设计开始就引入这类实验,进而在循环、数组、函数、文件等部分的实验中不断改进完善系统功能。当学生完成实验的最终版本时,已经综合运用了这门课程中的所有知识,同时享受到了完成一个作品的成功感,极大提到了学生的学习兴趣。 (三)通过指导大学生科创激发学生的学习兴趣,培养学生的计算思维能力 大学生科创旨在进一步推动高等教育教学改革,促进人才培养模式和教学方法的创新,鼓励和支持大学生尽早参与科学研究、技术开发和社会实践等创新活动,不断提高大学生的创新精神、创业精神和实践能力。通过指导学生科技创新项目,以现实中的实际项目为驱动,进一步激发学生的学习兴趣,并在实际的项目中,深入培养学生的计算思维能力,让学生在边做、边思考、边学习的过程中养成良好的计算思维。近几年来,完成的比较优秀的科创项目,每年都参加市级甚至全国的程序设计大赛,都能取得不错的成绩,这反过来又能激发学生对程序设计的学习热情,也为教师的课堂教学提供案例。 四、结论 计算思维的培养不是通过一两门课程的教学就能够解决的,而是应该贯穿于整个专业课程的教学中。但计算机基础课程的教学却肩负着提高学生学习计算机的兴趣和培养学生从生活中的问题求解过渡到学会用计算机进行问题求解的重任,因此,计算机公共课程的教师应当从计算思维的层面看待所授的课程,梳理和提炼课程中所蕴含的计算思维的概念、方法和思路,有目的有意识地从各个角度培养学生的计算思维能力,以期学生能够利用这种思维方式自主解决实际问题,并在解决实际问题中锻炼自己的能力。 计算机专业本科论文:基于课程地图的计算机专业本科培养方案的制订 摘 要:高等学校本科培养方案的制订对于人才培养至关重要,通过课程地图推动计算机专业本科培养方案的制订是高校教学改革中尝试的一种新模式,对于教和学双方均起到积极的作用。 关键词:计算机专业;本科培养方案;课程地图;梳理;整合 随着互联网的快速发展和信息化程度的不断提升,社会对计算机专业相关人才的要求也在不断提高。作为培养计算机专业人才的高等学校,应该根据社会发展的要求不断审视和调整本专业培养方案,以利于本学科专业的自身发展和为社会培养所需的高素质计算机专业专门人才。本科专业培养方案体现了一个学校专业培养的总体思路,是人才培养的依据和基础,要与时俱进,适应社会发展要求。当前,各高校计算机专业本科培养方案各具特色并呈现不同的展示方式,大多数学校培养方案是以文字加表格形式展现的,也有较少数学校以鱼骨图方式展现,我校则要求以动态网页形式的课程地图展示培养方案。课程地图的优势非常显著,可以使教和学双方受益,便于教师重新审视培养体系和培养目标是否合理,便于梳理和整合课程;便于学生了解四年所学课程,尽早规划学业。 一、关于课程地图 课程地图(curriculum mapping)是以一个专业为基本单位,以网页形式表达该专业培养方案的展示形式。学生通过课程地图的查询可以了解其专业本科四年培养的全貌,包括培养目标、总体课程框架、每个学期的课程以及课程和课程之间的先后关系,所获得的能力指标等。课程地图让进入大学之后的学生对未来四年的学业有整体方向感,是帮助学生进行学涯规划,并为学生提供规划四年修课的参考。 目前,在国内高校中还没有真正意义的课程地图,北京化工大学新一轮本科教学改革要求各个专业以课程地图的制作来带动本专业本科培养方案的制订。信息科学与技术学院中计算机和自动化两大专业课程地图的制作是作为其他专业课题地图的模板。下面以我校计算机科学与技术专业为例介绍课程地图的制订。 二、课程地图的结构 课程地图是专业培养方案立体化、可视化的动态展示。以往的数据管理系统,在数据展现方法上比较单一,基本以列表方式展现数据,课程地图系统的特色是以动态可交互的复杂拓扑图展现课程和学科关系。 1.课程总图 课程总图反映本专业四年本科教育所学习的全部课程以及课程与课程之间的关系。我们将本科培养方案中四年的课程划分为三个层次六大模块:三个层次是公共课程、专业课程、专业方向和拓展,六大模块是公共基础、通识教育、专业课程、专业方向、实践环节和专业拓展。公共基础模块分为数学基础、物理基础、外语教学、体育教学、两课教学和素质教育六个部分;专业课程模块分为专业基础课程和专业优秀课程两部分;专业方向模块是学生在高年级时按照本学科凝练的智能系统工程、软件工程和可视媒体技术等三个特色方向选择学习;通识教育模块要求学生自主选修人文社科类课程;学生还可根据自己的兴趣和爱好选择专业拓展模块的课程;独立的实践环节模块显示出在培养方案中实践能力培养的重要性。课程总图按三个层次六大模块来展示本专业四年的全部课程,层次分明,非常清楚,如图1所示。 在课程总图中不仅仅可以对本科四年的培养方案有一个总体的了解,而且对每一门课程均有相关介绍以及该课程与其他课程之间的前后续关系,如图2所示。当鼠标停留在“计算机组成原理”课程上成手型图标,会自动弹出对话框显示该课程的简介诸如学分、所在学期、课程讲授的主要内容,以及该课程有两门前导课程:数字逻辑、电路与电子技术,三门后续课程:计算机组成原理课程设计、VLSI设计导论及微机接口技术。若用鼠标“单击”该课程名称,则进入该课程更加详细介绍的另一页面。包括较为详细的课程介绍、课程编号、课程中英文名称、课程类别、开课学期、总学时、学分、课程性质、预修课程、建议教材、参考书和教材大纲等项目,点击课程大纲链接的PDF文件即可下载或打开该课程大纲。该页面右上方为课程的前后续关系图,右下方为课程能力指标图,如图3所示。本专业主要培养学生专业素质七个方面的优秀能力,包括程序设计能力、算法设计与分析能力、软件系统设计与实现能力、硬件系统设计与实现能力、硬件系统综合集成能力、应用系统开发能力和信息与网络安全设计能力。以上七个方面的能力用图中七个能力指标进行表示,这样每一门课程培养学生哪方面能力的量化数据,图上清晰可见。 2.课程时序图 课程时序图从左至右犹如时间轴一般展示每个学期的课程,如图4所示。其中3、6和9学期分别是一、二、三年级的夏季小学期,小学期以实践、实训和选修课程为主,四年本科教育合计11个学期。 图中公共基础课、专业基础课、专业优秀课、实践环节、专业拓展课和专业方法课等用不同的颜色块来表示,根据不同的颜色可以区分出每个学期不同模块所包含的课程。单击方向课程中智能系统工程、软件工程和可视媒体技术三个方向中的任意一个灰色按钮,显示出该方向所包含的课程,课程框在不停闪烁;鼠标放置在任一课程框上,出现手形图标,并会自动显示该课程的前导课程和其后续课程,并清楚地显示这些课程应在哪个学期进行学习。如图5所示,例如,鼠标移动至“数据结构”课程上,出现手形图标,显示出该课程在第4个学期完成,前导课程包括红颜色的专业基础课程:程序设计基础、离散数学,后续课程包括粉颜色的三门专业优秀课程和灰颜色的两门实践类课程。 3.课程关系图 课程关系图是指三个专业方向课程模块中每一个方向所包含的课程及其课程之间的关系。例如软件工程专业方向所应该学习的全部课程,这些课程是按照学期显示出来的,若将鼠标放置在任意一个课程名称上,立即显示出该课程的前驱和后继课程。 4.课程内容联系图 课程内容联系图是指三个专业方向模块中的某一方向内部课程与课程之间在内容上的关联性,一个专业方向中的若干门课程内容之间总会有或多或少的关联,教师和学生对此清晰把握,对于掌握知识的连贯性和完整性是很好的方式。图6展示的是软件工程方向中的几门主要课程之间的内容相关性,蓝色实线表示两课程有联系,如将鼠标放在蓝色连线上,连线颜色变为红色,图中右侧立即显示出红色连线两端两课程之间的内容关联关系。如图显示的是“软件测试技术”和“软件工程”两门课程在内容上的区别与联系。 5.其他 课程地图顶端下拉菜单第一项“首页”介绍了我校计算机系的基本情况、培养目标、基本要求和培养方向及课程地图的使用说明。下拉菜单最后一项“就业去向”图主要告诉学生在按照本专业培养目标完成学业之后可能的就业及去向,这部分内容是根据近5年本系学生毕业去向分为继续深造、出国留学、就业和自主创业四个方面展示,使在校学生明确学习的目标和增强学习的动力。 三、课程地图的意义 1.有助于对整个培养方案进行全面的梳理和整合 在制订课程地图的过程中,我们多次召开教师研讨会。重新审视以往的培养方案,对整体培养方案是否满足当前社会的需求,整个课程体系的合理性做了全面的分析,并按照课程模块将教师分组进行研讨,例如将教师分为程序设计组、硬件课程组、专业优秀课程组、智能系统工程方向组、可视媒体技术方向组、软件工程方向组。每一组教师将本组一门门课程从教学大纲、课程与课程之间内容的衔接、学生获得的能力指标,甚至是教学方法上进行了认真细致的讨论,对于整个教学体系以及各门课程进行梳理,纠正了以往不恰当的课程先后顺序,对于存在重叠和陈旧的教学内容进行了删减和更新。例如,原来的计算机组成原理和汇编语言两门课程整合成为一门新的计算机组成原理课程,新课程内容更加简洁清晰,内容紧凑,学时大大减少而且有效,减轻了学生负担,增强了学习效果。 2.方便学生了解本专业的课程体系,尽早规划大学四年的学业 多数学生从高中来到大学,对于所学的专业、专业的课程体系、专业方向等内容不甚了解,一脸茫然。通过动态的课程地图可以让学生对本专业四年的课程体系、课程与课程之间的先后顺序、专业方向所包含的课程及其关系做到先知先觉,从不了解专业到了解再到喜欢和热爱专业的过程。直观且动态的课程地图,方便学生了解四年的学业,制订每一学年、每一学期的课程学习计划,做到有的放矢、有目的有针对性地把握学习的脉搏和节奏,将被动学习变为主动学习。 3.帮助管理人员进行教学管理和监督 课程地图展示了一个专业四年的全部课程及课程之间的关系,方便教学管理人员把握全局,审视各个环节的合理性,按照课程地图的规划监督并管理实施,指出存在的问题并提出合理的建议等。另外,当学生出现选课和专业方向选择等问题时,方便辅导员按照课程地图所描绘的情景指导学生学业,更好地帮助学生规划学业。 4.方便本专业以外人员了解课程体系 外学校、外学院、外专业、非专业学生、非专业人员如果要了解本学校本专业课程体系,点击网站中的课程地图,即使没有专业人士的解答,也能够非常容易理解全部内容。另外,也非常便于与其他专业合作交流、专业交叉,也是对外宣传本专业人才培养方案的有效方法和途径。 5.具有广泛的适用性和扩展性 当一个新的院系、学科加入课程地图系统后,无需针对性地进行二次开发,而只需通过平台提供的各类配置和调节工具实现课程地图的生成和展示。有数据接口的情况下,课程地图系统可与学校的选课系统以及教务系统对接,更好地指导学生对自己培养进行规划以及方便学生选课。 以课程地图来推动本科培养方案的制订、修改和完善是非常有效的途径。课程地图将对教和学双方均起到积极的作用。对于学生,能够清晰掌握大学四年的学业,利于学生自我规划满足自身兴趣爱好需要的学业方向,提升自主学习之能力。通过全校的课程地图,学生能够了解、认识、探索其他学科的培养方案,扩展其学习视野,激发跨学科领域学习之兴趣。对于各教学单位包括任课教师和教学管理人员,将本专业培养体系由点到线再到面,全面进行梳理,便于其了解整个培养体系全貌,便于教学的开展,便于教学的管理,对于进一步的教学方法改革也将起到积极有益的作用。 计算机专业本科论文:伯克利分校计算机专业本科教学方案分析 摘要:本科教学方案是本科教学的重要组成部分,起到极其重要的作用,也可以说是本科教学的旗帜。为了制订与时俱进、适合时展的本科教学方案,笔者一直在跟踪、分析和研究加州理工大学伯克利分校计算机专业本科教学的发展变化情况,就伯克利分校计算机专业本科教学方案进行分析,供同行参考并且希望与同行广泛交流、分享经验、相互促进、共同提高。关键词:伯克利分校;计算机专业;教学方案;教学分析 1 背景 每隔3~4年,国防科学技术大学就会启动一轮本科培养方案的修订工作,笔者从教10几年来已经参与4轮本科培养方案的修订工作。每次修订本科培养方案都需要广泛调研国内外大学计算机类的本科教学情况,而加州理工大学伯克利分校计算机专业(electrical engineering andcomputer sciences,简称EECS,也就是电气工程与计算机科学系)教育是很出色的,因此从2001年以来,我们就一直关注伯克利分校计算机专业的教学情况。 2 本科教学方案 伯克利分校计算机专业面向本科生开设的主要课程见表1。 3 本科典型选课 3.1 典型选课计划 伯克利分校计算机专业主要专业方向有计算机系统(computer systems),计算机科学(computer science),通信、网络与系统(communication,networks,and systems).4年本科需要完成120学分以上,估计需要选修32门课程左右(每门课平均4学分)。 表2-表5提供一个典型选课计划,该选课计划倾向于计算机系统方向,适合于对如下方面感兴趣的学生:逻辑设计、体系结构、操作系统、外设等。 3.2 典型选课的知识层次体系分析 对该典型选课计划按照知识层次进行划分,然后进行整理,如图1所示。 从图1可以看出,该方向需要的知识涉及数学、物理、电子学、计算机基础、专业选修以及人文类课程,知识体系比较全面,但更侧重于基础课程。 4 教学方案分析 4.1 开设课程比较丰富 伯克利分校计算机专业开设的课程比较丰富,从基础课到专业课基本上覆盖了计算机学科及相关学科的各个领域,仅计算机专业类课程就有32门之多。在这32门计算机类课程中,带有实验(上机)的课程9门,纯讲授类课程9门,学术讲座及研讨课程3门,教学研究类课程5门,自学编程类课程有7门之多。其中,比较有特色的是程序设计语言类课程和学术讲座及研讨类课程。程序设计语言类课程一是学生可以机动灵活地安排时间,但也有明确的学习目标和计划;二是课程开设数量有7门之多。学术讲座及研讨类课程的特点一是内容丰富、五花八门、无所不包, 如Foundations of the United States Air Force(由美军阅历丰富的现役军官进行讲座)等;二是开设课程也很多,可以满足各类人才的不同需要。 4.2 每学期选课门数少 伯克利分校实行的是学分制,要求学生所修课程总学分达到120学分以上(当然还有其他要求,在此不再赘述),而每门课程的学分平均为4学分,因此4年下来一个学生只需学习32门课左右。从表2-表5中可以看出,典型选课计划(倾向于计算机系统方向)选课门数为31门,总学分为120学分,其中学分比重中数学类占16.7%,电子类占20.0%,计算机类占20.0%,人文类占17.5%(要求至少6门课以上)。 虽然选课门数少,每学期只有4门课,但是每周的学习任务还是很重,要得到一门课程的学分不容易。现对典型选课计划中大一第1学期的每周课时量(单位:小时)进行分析,见表6。表格中的时间只是课表安排的时间,还有实验需要有自我安排时间进行配套,因此课时量相应还要大幅度增加。 4.3 实验(上机)课时比重大 伯克利分校计算机专业很注意培养学生的动手能力和独立思考能力,拥有很多实验室和大量的实验设备,全都向学生开放,学生随时可以上机或做实验。很多课程要求上机或做实验,如操作系统、数据结构、符号演算程序设计课程安排讲授课时与上机课时各占一半,甚至上机课时更多,而体系结构课需要设计一个简单的计算机,自我安排时间就更多;不仅如此,还开设了单独的设计课程和工程实践课程,学生必须选修若干门。 从伯克利分校计算机专业教学方案可以看出,提供实验的课程有12门(不包括编程类课程的自定实验)。12门课程讲授、讨论、实验(上机)课时统计见表7,分别占比30.6%、16.3%、53.1%。 从上述表格可以看出,实验(上机)课时比重超过一半,这说明伯克利分校计算机专业很重视实验课程。教师从整体上分析12门课程实验课时比重之后,再从局部说明实验的重要性,以微电子电路导论(EE40-introduction tomicroelectromc circuits)这门课为例。微电子电路导论这门课相当于电子学课程,此课程开设13周,讲授课39小时、讨论课13小时、实验课39小时,共做10个实验,可见微电子电路导论课的实验课时比重相当大。 4.4 学生选课建议 (1)选课不要过于专业化,要选修一些数学、物理、化学、电子类课程; (2)选修一些能锻炼说和写能力的课程,这对求职和工作很重要; (3)选修课可以追求个人喜好,选一些自己感兴趣的课; (4)计算机学科发展很快,要想赶上潮流,必须定期更新自己的知识。 5 结语 笔者就伯克利分校计算机专业本科典型选课计划的知识层次、课程类别所占比例以及实验课时所占比重等进行了详细的分析。从分析情况看,伯克利分校计算机专业很重视本科教学,首先开设的课程很丰富,满足各类人才的不同需要,但是每个学生选课并不是很多,4年下来也就是32门课左右;其次是实验(上机)课时比重比较大,教师很重视实践教学工作,还给学生选课提供了一些建议――选课不要过于专业化,要重视基础课以及说、写能力的锻炼,计算机学科发展迅猛,学生要定期更新自己的知识等。 这些分析结果将有助于下一轮本科培养方案的制订,尤其是实验课时比重要加大,嘴动不如手动,实践出真知。笔者就实验课时比重调整教学组所授课程进行了小范围改革试点,出现了一些新的问题:如何公正评定实验成绩、需要更多的实验辅导教师以及更多的实验设备投入等。针对这些问题,教学组将迎难而上。 计算机专业本科论文:计算机专业本科教学秘书创新思维的培养与探索 摘要:高等院校各个二级学院的教学秘书的工作关系到学院教学的各个环节,对教学工作起到重要的辅助作用。论文作者从事多年教学秘书工作的基础上,重点分析了教学秘书在教学管理中的作用,并指出随着高等教育的深化改革,教学秘书如何培养创新工作思维,提高工作效率,适应高等教育的发展,为学校教学工作服务。 关键词:教学秘书;教学管理;创新思维;教学服务 1 引言 高等学校具有为社会主义现代化建设培养高级专门人才、开展科学研究、从事社会服务等多种职能。各种类型高等学校的基本职能和根本任务都是培养人才,教学工作是学校的中心工作之一,教学管理在高等学校管理中占有特别重要的地位[1-2]。高等学校的教学管理一般包括教学计划管理、教学运行管理、教学质量管理与评价,以及学科、专业、课程、教材、实验室、实践教学基地、学风、教学队伍等教学管理,其基本任务是研究教学及其管理规律,改进教学管理工作,保证教学工作正常运行,努力调动教师和学生教与学的积极性。然而教学秘书在教学管理中起着非常重要的承上启下作用,他们既是教学院长(系主任)的得力助手, 也是全院教学教师的直接联系人,既是教学院长教学意图的传达人员,也是教师意见反馈的第一接受者。 随着高校招生规模的扩大,教学改革的不断深入,学校逐渐将教学工作分解到各个二级学院,学院直接面临各个专业培养方案、教学大纲、教学计划、教学内容等方面的制定和完善,直接推进教学方法、教学模式、测评体系等的教学改革,这对学院教学工作带来两个方面的考验,一是教学院长在学院主要党政领导的指导下如何立定学院的教学思路和教学定位,把握学院教学改革和发展的方向;二是教学秘书如何领会教学院长的意图,并用科学有效地方法将之传达到学院每位教师,同时及时反馈教师的直接意见,逐渐修订教学计划和教学内容,从而形成整个学院上、下一体的教学共同体。因此,教学秘书工作看似微不足道,但实际对学院教学工作起到至关重要的作用。特别是当前我校采用教学目标化管理制度,各个学院需要签订教学目标,特别是教学管理与运行、教学改革、质量工程等方面都提出具体的任务。这些任务要得以顺利完成,需要学院领导、分管院长、教学部负责人、教学秘书、全体教师、教学督导等上下一心,攻坚克难,实现年度教学目标。教学秘书在整个过程中,需要正确把握领导的意图,及时与相关教师、相关职能部门、校院督导等沟通,他们的重要作用如同机器中的润滑剂,使得整个教学工作顺利进行。然而,伴随着高等教育的教学改革,特别是信息学科的飞速发展,教学管理向信息化、现代化发展的新趋势,也给学校的教学管理工作带来了新的机遇和挑战。教学管理不仅包含先进的管理手段、管理制度和管理思想,更重要的是要有一支高素质的管理队伍,这就对教学秘书工作提出更高的要求[3]。特别是近年来,计算机相关课程改革的推陈出新,教学中面临的问题也日新月异,教师对教学的情绪和学校对教学要求的冲突时有发生,教学秘书如何加强自身的学习提高,及时参与专业培训,培养自己的创新思维工作模式,从而提高处理问题的能力,是当前需要思考的问题。本文是作者多年从事教学秘书工作积淀的经验,供大家参考。 2 教学秘书工作的创新思维 新世纪要求人才培养工作具有创新,教学管理是高校人才培养工作中的重要组成部分。教学秘书的工作创新将有效促进学院整个教学工作的创新,教学秘书工作的创新思维将给基层老师们一股新的动力,对教学分管领导有很好的促进作用。进入二十一世纪来,共享资源成为网络发展的必然产物,各个领域的新方法、新技术层出不穷,且相互交叉、相互促进。如何将其他领域新的工作方法和技术引进教学管理是教学秘书需要思考的问题,如果能够恰当使用,将事半功倍,如现在很多教学秘书使用QQ群消息,大大节约时间。因此, 教学秘书应不断扩大知识面,掌握新的技术和方法,使自己的知识水平跟上时代的步伐,同时,教学秘书要有开拓创新意识,不断拓宽视野,积极配合教学改革,一起参与讨论培养方案、教学计划、教学内容和教学方法的制定和修订工作,熟悉整个教学全过程,不断优化和调整教学秘书的工作方式,创造性地开展工作,并结合本单位的实际情况,在各自的岗位上创新实践,朝着管理规范化、现代化目标努力。本文从教学秘书定位、创新工作方式、提高服务意思、加强沟通能力等几个方面来诠释如何培养教学秘书的创新思维。 2.1 认清角色与定位 随着高等教育的发展,高校进行深入的教学改革,转变教学管理模式,主要采用分级教学管理模式。目前, 我校实行校、院(系)二级管理模式,学校教学管理主要体现在宏观的计划、规划和方向的制定;院(系)级教学单位则既是办学的主体, 又是办学的基础。教学秘书是院(系)教学管理的中心纽带,准确把握教学秘书的角色定位,提高教学秘书的素质水平,是实现院(系)教学管理规范化的重要保证[3]。学院教学秘书必须做好三个角色和三个定位。 第一教学秘书是学院的教学基层管理者,属于管理岗位人员,主要管理内容包括教学计划、教学运行、学生学籍、教学档案、毕业设计、考试安排、教学文件及教学改革等各个方面的实质性工作。学院的教学秘书作为基层教学管理者,其工作定位于协助院分管院长管理教学方面的日常事务, 确保教学所有环节的正常运转,因此事务繁杂,需要耐心细致。 第二教学秘书是教学的服务者,属于教辅岗位人员,教学秘书可以不直接参与课堂教学,但是其重要任务是确保学院教师能顺利完成教学各个环节。作为教辅人员,教学秘书要定位于充分利用学院或学校现有教学资源,合理安排师生的教学活动并为他们提供便利的条件,协调事务性矛盾,充分调动广大师生的积极性和主动性,为提高管理质量,维护教学运行创造条件。 第三教学秘书是学院分管领导的参谋者,属于管理助手,教学秘书需要全面把握教学过程,对日常事务能够正确处理,同时作为教学管理助手,其工作定位是起草相关教学文件、撰写教学总结、教学通知,同时领会分管领导意图,及时传达领导思路,协助分管领导处理突发性教学事务。 教学秘书的这三个角色和定位决定了他们必须熟悉教学过程、教学内容、政策和规定,有一定的独立工作能力,具备一定调查研究和综合分析的能力,具备一定的超前意识和预警意识,对每一阶段的教学管理工作要心中有数、考虑周全、服务到位,坚持从实际出发, 实事求是,听从安排,服从大局,做到事前参谋,事后服从,努力做到到位不越位,参与不干预,出谋不决策,摆正自己的角色位置,在与人协作共事处理问题时要从多角度考虑,和谐地处理好和上级职能部门、院系领导、教师和学生的关系。这些都需要教学秘书拥有创新思维观念,创新管理方法,牢固树立“为教师服务,为学生服务,为教学服务”的工作理念,确保整个学院教学工作的顺利推进。 2.2 创新工作方式 当前,各个学院教学秘书主要在分管领导的指导下开展工作,随着教学改革的深入,各个学院新增很多突发性工作,如实验班的教学任务、外来单位的调研、毕业设计的二次答辩、卓越工程师班学生分流、取消英语四级对毕业学生学籍资格的审查、专升本学生学分认定等,这需要教学秘书从正常的日常事务中抽身出来处理突发性事务。这迫使教学秘书改革管理方式,提高工作效率。从三个方面来创新工作方式,提高工作效率。 第一积极学习先进教学管理的理论,学院要及时安排教学秘书利用假期参加一些专门的教学管理会议或论坛,以使他们不断开阔视野, 更新思维观念, 提高业务能力, 进而推动教学改革和管理创新工作。教学秘书通过这些活动, 可以学习借鉴先进的教学管理经验, 以提高自己的教学管理水平。提高教学秘书的管理理论水平。 第二,教学秘书要积极学习新的办公软件或技术。随着办公自动化的进一步推荐,信息化的教学管理模式将代替手工时代,教学秘书的工作方式和服务手段也要发生根本性转变,要适应新形势,掌握新技术,提高办公效率,出来熟悉Windows操作系统、Office文字和数据处理软件、学校教学管理系统等外,还应该掌握最新信息通信工具,如参入各种QQ群、微信群,建立学院的教学QQ群、微信群等,提高信息传递的效率,注重工作的时效性。另外,设计开发学院自己的教学管理平台,如让助管学生开发毕业设计选题系统、教师调课管理系统等平台,让日常事务更加便捷,使教学管理实现制度化、规范化、科学化和现代化。从而让自己从重复性的工作中解脱出来,更好地为学校师生服务。 第三,善于总结,保存资料,为来年工作做好铺垫。教学管理工作往往具有重复性,很多事务是常规工作,如果教学秘书善于总结,善于保存资料,将有助于后继工作的开展。如对教学任务的安排、教学计划的提交、中期的教学工作例会、期末的教学总结等,每年的这些工作既有不同,也有相似。 2.3 以人为本,增强服务意识 教学秘书是教学工作的服务者,需要提高服务意识,全方位服务教学这项中心工作。应该说教学秘书工作的宗旨是做好服务, 本着以人为本的理念,一切为了教师及其教学, 一切为了学生及其学习。为此教学秘书应该从三个方面增强服务意识。 第一面对全院教师,教学秘书牢固树立“为教学服务”的工作理念,既要考虑教学在每个教师身上体现出来的共性,也要考虑个别老师的个性化需求,如在课程设计安排、毕业设计学生的选择、上课时间的特殊选择等问题上尽量满足老师的个性化需求;在日常事务中,理解高校教师具有教学科研两个任务的特点,尽量反复提醒教师,避免因为各种头绪太多而忘记教学的某些环节,如节假日放假调整的教学任务、新学期开学教室安排等。让教师在充满爱意和关怀的环境下教学,从而高质量完成教学。 第二面对学院全体学生,树立“以人为本,全面服务”的理念,教学秘书要尊重学生,针对他们遇到的问题,如学分认定、课程选择、毕业设计等,要耐心讲解,对于学习上遇到困难的学生要主动关系,如多关心参加第二次答辩的学生,疏导他们的情绪,总之本着“一切为了学生,为了学生的一切”工作方针,让学生感受到学院的温暖。 第三、面对学校职能部门,如教务处等主管部门,教学秘书是学院的窗口,既要及时把握学校对教学要求的动向,又要及时反馈学院意见。教学秘书要及时提醒教师提交教务处等职能部门需要的材料,主动配合教务处完成教学各个环节的质量监控,给学校职能部门留下好的印象,有利于完成各项教学目标考核任务。 2.4 掌握现代沟通技能,提升协调能力 教学秘书是联系教学职能部门、学院分管领导、学院教师、教学督导、学院学生的纽带,经常需要与学校教学职能部门、学院领导、学院教师、教学督导专家和本学院学生联系,需要具备很好的沟通协调能力。各种各样的人员需要不同的沟通方式,教学秘书需要具备一定的沟通技巧和方法,才能解决教学中遇到的各种难题。 第一,与上级职能部门沟通需要注意自己的角色,要充分考虑学院的利益,不要做出决策性的答复,既要回答上级职能部门的问题,又要留足余地为本学院领导充分思考和答复,说话要做到到位不越位,参与不干预。 第二,在与自己的领导沟通时,应注意事先整理好要谈的话题,并选择好沟通的时机;沟通过程中,要能够准确理解和领会上级的意图,并能针对问题提出解决方案;当与上级意见不同时,要尊重上级做出的决定,并积极执行;完成工作或解决问题后,要及时作汇报。 第三,在与老师们进行沟通时,重在执行分管领导的意图,但不要加入到说三道四的流言蜚语;发生分歧时时,焦点要针对问题,而不是个人;当发现是分管领导考虑不周全时,千万不要试图顽固到底,而是要先缓和气氛,稳住老师情绪,给分管领导留足空间来解决问题,然后及时征求分管领导意见并尽快给老师沟通回复。 第四,在与学生沟通时,要学会换位思考。人都有一种被尊重的需要,作为学生,他们更有这种需要。教学秘书不能轻易采用命令与学生沟通,工作中需要有意识地尽量淡化师生差别,采用“建议”或“安排”的口吻来安排工作一定会比命令更有效;采用“晓之以理,动之以情”的方式来指出学生的过失或不足一定会比斥责更管用。如果担心自己的威信会不会因为自己这种和缓的交流方式而变得荡然无存,其实这种担心完全是多余的;恰恰相反,你的学生只会越来越尊敬您。对于学生也要摒弃过去模式化的僵硬管理,树立以人为本的管理方式[4]。 教学秘书作为学院领导的助手和参谋,参与教学中的各个环节, 经常与学校相关教学部门协调沟通,需要具备较好的沟通协调能力,教学管理协调是多层次、全方位的, 对上要为领导服务,对下要为教师、学生服务, 横向与其他职能部门进行协调沟通, 上传下达, 沟通左右, 联系内外, 调动师生积极性, 用集体的力量创造性地完成教学工作[5-6]。 3 结束语 高等教育关系到人才培养,高等教育中教学工作往往是高等院校的中心工作,不同的高等院校将教学工作下放到各个二级学院(系),二级学院成为教学主题,在学校职能部门的指导下,完成人才培养工作的各个教学环节[7-8]。教学秘书在教学工作中肩负承上启下的纽带作用,如何组建一支高水平的教学管理队伍,是确保教学质量的重要课题。其中,教学秘书的能力在很多程度上决定了整个学院的教学工作开展情况,影响人才培养质量。进入二十一世纪,人才培养模式不断优化,教学秘书只有需要不断学习,创新工作方式,提升工作能力,才能适应高等教育的发展,为教学工作做好服务工作。 计算机专业本科论文:一种计算机专业本科毕业设计指导方法 摘 要:毕业设计一直是本科阶段必不可少的教学环节,是对毕业生多年来学习效果的综合检测手段。但是由于计算机专业特点:理论、动手能力都有要求,增加了毕业设计的难度,另外由于毕业生需要找工作考研等也造成了毕业时间紧张的问题,影响毕业设计的效果。本文提出一种指导方法有效克服以上问题提升毕业设计的质量。 关键词:毕业设计;培养方法;计算机专业 1 引言 毕业设计一直是本科阶段必不可少的教学环节,是对毕业生多年来学习效果的综合检测手段。学生针对兴趣方向,综合运用本专业理论和技术,对实际的问题提出解决方案及相关技术手段。 毕业设计相当于一般高等学校的毕业论文。目的是总结检查学生在校期间的学习成果,是评定毕业成绩的重要依据;同时,通过毕业设计,也使学生对某一课题作专门深入系统的研究,巩固、扩大、加深已有知识,培养综合运用已有知识独立解决问题的能力。毕业设计也是学生走上国家建设岗位前的一次重要的实习。[1] 通过多年的指导过程发现计算机专业毕业设计存在以下问题: ⑴学生综合能力不足,无法将所学知识综合应用,影响毕业设计的效果。 ⑵有效时间不够,由于所有毕业生面临找工作及考研等问题,导致其大部分时间用在其他方面。 ⑶部分学生态度不够认真,常以突击方式应对毕业设计。 ⑷部分学生存在抄袭的情况。 毕业设计是重要的考核环节,所以需制定合理方案有效解决以上问题。 2 解决方案 2.1 兴趣性选题:针对不同学生,设计不同毕业设计题目 部分同学喜欢网络购物,对于不同的购物网站都有了解,针对这样的同学可以给出网站设计、页面美工设计等题目。部分同学对于游戏比较有兴趣,针对此类同学可以设计简单游戏类的题目。部分同学喜欢玩智能移动设备,那么可以设计安卓系列软件的开发题目。部分同学对赛车比较感兴趣,可以设计嵌入式芯片的赛车制作类型的题目。 2.2 做好时间调配工作 对于找工作的同学要考察其找工作的集中时间,如果是秋季那么对毕业设计的影响不大,如果是春季那么可以再秋季学期末安排学生毕业设计的任务,让其在假期时间完成一部分相关的毕业设计工作。对于考研的同学,应把设计的时间尽量留在春季学期。对于有实习任务的同学,可以建议其选题尽量和实习单位的项目一致,这样能节省时间。 2.3 严格做好阶段验收考核工作 在以上时间分配的基础上,做好考核工作,要求不同学生在有效的工作时间里做好阶段性任务并提交,由教师认真考核其工作的成果。对于问题及时提出改进意见,不要使学生过长时间没有监督,最后使工作集中在毕业设计后期完成,导致效果不佳。 2.4 做好学生心理疏导工作 部分同学由于就业、考研等压力导致情绪低落无法正常进行毕业设计工作,应该多与学生沟通,疏导其消极情绪,使其能够并行处理多项工作任务。 3 结论 针对毕业设计完成效果不佳的问题提出了一些解决方案并进行了实验:3名同学全部顺利通过答辩,2人获得优秀。对于新形成的问题应该继续的研究其解决方案提高毕业设计的效果。 计算机专业本科论文:计算机专业本科毕业设计的教学与改革 毕业设计教学是提高和检验计算机专业本科生实践及程序设计能力的重要手段之一,但在毕业设计教学过程中,学生普遍只注重毕业设计的结果而不重视毕业设计过程中相关知识的学习及应用,设计质量不理想。针对计算机专业毕业设计中存在的问题进行探索,提出改革毕业设计论文教学工作的建议。 1 引言 计算机专业本科毕业设计教学是考查学生程序设计及系统开发能力的重要手段之一[1],可以培养学生求实创新的科学态度、独立分析问题及解决问题的能力;是对大学生专业素质和实践能力培养的综合检验,也是衡量学生专业综合水平的重要教学实践环节。然而目前高校计算机专业毕业设计教学质量下滑严重[2],教师论文指导工作也面临许多困难,甚至很多高校把毕业设计改革的焦点放在毕业设计是否应该存在和废除问题上。如何加强和改革大学毕业设计教学工作已迫在眉睫,找出问题的根源,积极探索并解决问题是当务之急。 2 存在的问题 笔者近8年来主要指导计算机专业本科毕业设计教学工作,认为毕业设计所存在的问题与学生、指导教师及学校所提供的环境及管理方式均有关联。 2.1 学生方面的问题 1)科研意识淡薄,理论水平不高,选题盲目,设计目标不明确。学生在毕业设计阶段缺乏基本的科研能力[3-4],如计算机专业的本科毕业设计学生往往不知从何处及如何去查阅系统设计所需资料,在众多的资料中也不知如何有效地阅读及参考相应的资料,甚至对于目前较为流行的系统设计工具及开发语言等更专业性的问题,更是知之甚少;总是按照规定的模式按部就班地进行设计,很少去思考“为什么要这样做”“可否换个角度去做”,不善于发现并解决问题,缺乏创新能力。 在多年的毕业设计论文指导过程中,笔者还发现很多学生不会应用学过的理论和知识点,如无法规范地画出软件设计流程图,论文中流程图画得五花八门。笔者经过与他们详细的交流得知,主要原因在于学生做软件系统开发时缺乏有效的设计,基本上就是学习了开发环境的使用,熟悉了部分代码开发工具如JAVA、VC++等,就开始进行系统设计,设计完成后开始写毕业论文,在毕业论文中再按软件开发流程来介绍毕业设计课题或项目的开发过程。由此画出的流程图基本上就是功能图,而学生对功能图的描述比较随意,所以画出的流程图极不规范。还有一个明显的现象,就是学生在毕设过程中对数据库的设计也是非常随意,不知数据的规范化,无法运用数据之间的联系,一般也就是设计简单的独立的几张数据表,然后运用开发环境对其进行简单的增、删、改操作,对理论课程的教学内容的使用缺乏应有的专业能力。 学生选题时,通常根据学院教师上传的毕业设计课题作为参考,由于高校系统开放的选题时间有限,加上对论文的选题背景缺乏一定的了解,很多学生最后只是根据自己所熟悉的教师来选定毕设课题,这种毫无目的的选题方式必然会给毕业设计带来很大的被动与压力。 在毕业设计过程中学生往往还把大部分精力放在了熟悉使用开发环境的工作中,而对于软件项目开发的其他过程,如项目调研、项目系统设计等环节不重视,甚至不考虑,设计目标不明确。这样在整个毕业设计的过程中包括论文写作、团队合作及沟通能力达不到毕业设计的目标要求。 2)论文写作程序混乱,抄袭严重。论文写作程序首先是确定选题,查阅资料并掌握相关基础后撰写开题报告,之后进行项目设计,待设计结束后完成毕设初稿并修改定稿。但笔者在毕业设计指导过程中往往发现这样一个奇怪的现象,部分学生总是在毕设最后阶段将毕业论文和开题报告一起上交,也就是说开题报告和毕业论文的书写时间是一致的,这也就从侧面反映出学生并没有掌握毕设的基本流程。且论文抄袭现象严重,如人事管理系统、学生管理系统等这些毕设课题,在参考书籍中可以找到类似系统的实现方法,甚至可以在网上找到类似的源代码,学生把界面稍微换一换,就成了自己做的系统,大篇幅地抄袭他人的研究成果,稍加修改就变成了自己的论文。 3)就业压力大,投入时间少。当前高校扩招严重,计算机专业毕业生人数急剧增加,就业成了毕业生严重的心里负担,各招聘单位每年在大四上学期就开始大范围地招聘,这对于即将毕业的大学生来说是个难得的就业机会,于是他们对各种招聘会跃跃欲试,基本都忙碌于各招聘会之间。除此之外,毕设时间与各高校考研初试、复试时间也相互重合,如此一来,多数学生在毕业设计环节上投入的精力甚微。 2.2 指导教师的问题 计算机专业毕业设计的课题根据学科性质主要分为两大类,一类是科学研究型课题,体现计算机基础理论与优秀技术的创新性,主要培养学生计算思维能力和算法设计与分析能力;第二类是工程应用型课题,培养学生程序设计与实现能力及计算机系统的认知、分析、开发与应用能力。但每一年学院毕业设计选题内容大多是相似或相同的,部分指导教师也都存在这样一种心理,认为学生的科研能力非常薄弱,于是在自己所负责的教研及科研项目中也很少让学生参与;负责毕设相关指导任务的各位教师,大部分又同时担负着繁重的教学及科研任务,这样一来,指导毕业设计的精力和时间就不是很充沛。这些原因都可导致学生实践及科研能力得不到有效锻炼,毕业设计教学效果当然就很不理想。 2.3 毕设实验设备不足,没有良好的实习基地 学院的毕设实验平台设备少,学生多,且设备不能及时更新,毕设管理人员很难对学生的实验过程进行有效的监督,学生的实践能力普遍欠缺,这些都直接导致毕设学生计算机系统开发平台运用能力差。且有些实验设备比较简单,主要以验证性操作为主,缺乏综合设计实验的探索性分析。 2.4 毕业设计开设时间不合理,模式单一,管理不到位 绝大部分高校均将毕设时间安排在本科生教学计划的第八学期,而这样的时间安排恰好又与就业、考研冲突,学生对毕设投入的精力少;且毕业论文基本上还停留在如何教学生写论文的基本模式上,很多学生对自己所做毕业设计课题根本不感兴趣,毕业论文质量差,论文模式单一无创新。由于答辩人数众多且答辩时间短,毕业论文答辩工作也难以高质量地完成,答辩基本上停留在基本形式上,毕设监督的力度缺乏,无明确的考核标准,约束力度小。 3 提升毕业设计质量的对策 笔者根据以上分析的毕业设计教学过程中所存在的种种问题,给出改善计算机专业本科毕业设计教学的几点参考建议。 3.1 更改毕业设计教学时间 我国高校的毕业设计工作大多数在第八学期完成,而毕业设计恰恰又是综合性及层次性最高的重要教学实践环节,很难用一个学期完成。国外的一些大学将毕业设计实践安排在整个大学就读期间完成[3,5],以学分制为主,通过大学4年的学习可到工厂、企业等各处实习,并最终上交毕业报告。可借鉴并参考国外的经验,提前开设毕设相关指导课程,并作为必修课程,让学生掌握毕设的相关程序和写作格式等,有充分的时间和基础准备毕业设计论文。 3.2 认真做好毕业设计选题及分配任务 毕业设计指导教师的选题要注重理论教学性、研究创新性和生产实用性,大学生往往对与生活生产实际相结合的课程有着浓厚的学习兴趣,由此可激发出他们的学习爱好,促使他们自己主动去学而不是被动接受。笔者调差显示,学生愿意选择应用性课题的主动性显著地高于其他类型的选题,这就反应出毕设论文选题应该最大可能地接近生产及生活实际。作为指导教师,选题要透射出教学实质,既要重点强调原有知识,承上启下,又要注重所学知识的连贯性及一致性,这样可帮助学生更深层次地吸收知识,从而更好更快地得到提升。指导教师在毕设任务分工中要充分考虑学生之间的差异,而学生之间的差异性主要体现在理论知识的掌握程度和实践动手能力等方面,所以教师对于选题的准备要具有层次性,按课题的难易度合理地对不同层次学生进行分工。若将较为简单的选题分配给能力较强的学生,他们往往能提前完成毕设内容,无法充分发挥自身的科研水平;若将较难的课题分配给能力较差学生,则会使学生感到极大的压力,觉得设计不知从何做起,指导教师碰到如此情形也不得不花费大量的精力指导,使以学生自学为主的毕设拘泥于形式,得不到预期的效果。这就要求教师按照学生的能力水平合理地安排课题分工,最大可能地接近学生实际水平,促进他们的学习欲望,激发自主解决实践问题的能力。 3.3 加强指导教师的理论知识和实践经验 毕业设计既涉及理论知识又涉及实际操作技能。因此,指导教师既要能从理论上指导,又能给予实践上的帮助。学院可为专业教师提供与企业合作的平台,教师参与企业项目,或到软件企业进行培训,增强实践经验;同时学院也可聘请企业有经验的工程师作为指导教师,从两个方面共同增强指导教师的实际指导能力。 3.4 积极加强与企业及实习基地的合作,寻求更好的毕设指导方式 当代企业对计算机专业毕业生的要求较为实际,既要求有理论基础又要求有动手能力和实践经验,若毕业生没有相关的实践或培训的经历,在工作中会遭受很大的压力且难以满足工作性质需要,往往出现企业招不到合适人才而学生又难以找到合适工作的两难状况。 学校的教学主要侧重于基本概念、基本理论以及基本算法的教学。现在的企业和实习基地针对当今大学生普遍存在的眼高手低、动手能力差等问题,可提出具体实训的培训方式。企业和实习基地可以项目开发环境的熟练使用为目的,对程序代码的使用为方式,培训计算机专业学生的工作能力。但实习基地偏重应用,对软件开发的相关思想、方法、理论的指导较少,很多学生在实习结束后,虽然能熟练地操作开发环境,运用相关的代码,但是很难独立地做出完整的项目。 学院可根据上述具体情况积极探讨与企业和实习基地的合作,以理论教学为主,以实习基地为辅,将毕业设计的课题实施过程的指导工作交由企业和实习基地,并进行相应的成绩考核。而毕业设计任务的分配及论文的指导工作则由本院指导教师继续承担,也进行相应的考核,最后可将两部分考核成绩综合在一起作为学生毕业设计的总成绩。这样,学生既可利用毕业设计的时间段到企业进行项目实训,又可在特定的专业方向上进行深入学习。 3.5 加强毕业设计各环节的监督力度 学院可考虑成立专门的毕设指导委员会,成员主要由学院领导、各系主任及中青年骨干教师组成。毕设指导委员会主要根据毕设教学的实际状况,制定相关的管理制度,负责监督毕设的整体过程。并以各系教研室为单位进一步成立毕设指导小组,负责毕设教学内容的具体执行。 学院还可在毕业设计期间采用动态管理的方式指导毕业设计工作,组织毕业设计前的动员工作并组织参加毕业设计的全体教师认真学习有关毕业设计要求的文件、学生完成毕业设计选题工作,要求指导教师与学生之间进行课题讨论及任务分配,这样学生可以熟悉课题并提前做好相关准备;要求学生做好开题报告,合理安排好毕业实习;到毕设中期阶段,学院应组织毕业设计阶段性成果检查,及时了解并检查各课题任务完成进度,积极解决毕业设计教学工作中存在的问题。毕业答辩时应成立答辩委员会,采取指导教师现场回避等原则。答辩结束后,由答辩委员会对每位学生的答辩成绩进行综合评审,对于部分较差者可实行“二次答辩”,以提升毕业设计的质量。 4 结束语 大学本科计算机专业毕业设计教学工作质量的提升,主要由学生、指导教师和学院教学环境的整体配合与协作才能完成。有效的毕业设计教学改革可大大提高计算机专业毕业生的专业素质,促进能力的培养及提高毕业论文的研究水平,改善学生学习的主动性,进一步培养学生的实践和团队合作能力。但毕设的改革仍存在一些问题,如校外实训基地对毕业设计工作的整体把握能力较弱、对论文的规范性要求及课题的科学性重视不够等问题,今后的毕业设计改革任务还很艰巨。 (作者单位:安徽建筑工业学院电子与信息工程学院) 计算机专业本科论文:谈计算机专业本科实践教学改革 计算机科学与技术专业是一个实践性很强的专业。随着国家的信息化和经济发展对计算机专业人才需求不断增加,但在计算机人才供需方面,却出现相互矛盾的情况。一方面,公司、企业招不到需要的计算机人才;另一方面,计算机专业的毕业生就业困难[1]。究其原因,主要是学生的动手实践能力差,达不到企业的需求。本文就这个问题进行讨论,分析学生实践能力差的原因,并提出解决方案。 一计算机专业本科实践教学存在的问题 1实验目标 目前很多高校计算机实验教学内容比较陈旧,没有创新性,不能跟上发展的步伐,也不能满足就业的需求。教师的设计内容比较理想化,学生思考问题过于简单,很不完善,不能和实际需求结合起来,所作的项目也都不能在实际中使用。这样不但不利于学生思维能力的培养,对于学生的创新性和今后就业能力及工作适应能力都难得到有效培养。 2师资水平 现有实验教学师资大部分都是从学校到学校,具有在公司参与项目开发经验等实践经历的比较少,不能有效地指导学生进行系统设计与开发,在很大程度上影响了实践教学的质量和效果,制约了学生实践能力的提高。 3实验环节 目前,学校开设了各种各样的实践课程,如课程内实验教学,课程设计,毕业设计,实习等,但是效果并不理想。 课程内实验教学一般是依附于某门课程,实验课一般是跟进式的安排实验内容,是理论教学的一个环节、一个补充,是对于理论课堂教学知识的解释和验证。实验学时有限,很难设计较大型的综合案例。学生往往对知识理解不系统,甚至不清楚所学知识用在何处。此外实验考核往往采用实验报告形式或直接由理论考试替代,忽略了对学生操作能力、实践能力的考核和评价,学生的重视程度也不够。 课程设计弥补了跟随式实验课的不足,但是课程设计内容大都围绕某一门课程进行设计,忽略了多门课程之间的联系,不能体现实践教学的科学性、系统性和综合性。而计算机专业的很多专业课程之间其实联系很紧密,所以可以将多门联系紧密的专业课的整合在一起规划实践内容,让学生有计划、分阶段、循序渐进地完成实践环节。这不仅有利于整合多门课程的基础知识部分,而且有利于学生连贯地学习相关知识,并综合运用这些知识解决一些实际问题。 毕业设计阶段学生很多忙于考研、找工作,很少能潜心做毕业设计项目,好的作品不多见。有些只是应付,作品很多过于简单,实用性差。 实习环节没有制订准入制及考核标准,学生的实践和动手能力差,进入公司、企业实习时,不能参与单位的项目设计开发,只能从事一些技术含量低的工作,达不到了解公司、企业和提高自身系统设计开发的能力。 4硬件设施 由于专业扩招,学生人数总量增加,学校配备的设备不能满足学生实践的需要;没有建立系统综合设计与开发中心,没有针对性的综合开发训练;与计算机的软硬件公司或企业建立实习基地少,学生没能直接参与公司项目的开发,不能了解系统开发所需要的技术、工具以及公司的运作与管理。 二实践教学改革 1加强师资队伍的建设 名师出高徒,教师水平与学生的能力息息相关,提高教师水平是关键。由于计算机技术更新发展很快,加之学校相对封闭,很多教师又没有企业工作的经验,所以很多实验项目也是理想主义,与实际有出入。对于这种状况,需要对教师进行定期培训,开展校企合作,指定教师到公司实习,参与开发,积累项目开发经验。根据教师兴趣能力划分科研小组,各小组定期进行组内学术报告,鼓励教师进行科研交流。鼓励各小组每年申报各级项目,以项目促进科研,提高实践能力。 2以逆向设计法设计实验题目 逆向设计法是以职业岗位的要求为起点。根据企业岗位标准和专业要求,及时修正教学计划。实践项目的设计应以实际应用为背景明确毕业走向,提高学生实践能力。从教学方式看,尽可能多地采用现场教学方法、教师与学生互动式教学方法,淡化理论教学与实践教学之间的界线。此外院校要建立和完善实训中心;加强校企联合,欢迎企业设计人员为学生讲课或作报告,介绍企业文化、项目开发经验、技术专题报告等。尽可能地让学生了解企业,了解行业发展,培养学生学习兴趣,提高实践能力,缩小学校和工作之间的差距。 3提高各个实验环节的质量 由于跟随式实验课时有限,又要在有限的可视出效果,可以实验内容和资料预先告知学生。要求学生必须在实验课之前自学资料写出实验的初步思路。实验课堂,学生主要验证自己的思路,教师也主要负责答疑。学习由被动转为主动,效果好了很多,也节约了实验课课时。实验课程单独进行考核,可以引入选题问答的方式。即在考核之前,教师可根据理论教学大纲准备一些设计选题相关的简答题,形成题库,在验收课题时,随机抽取固定数量的题目对学生进行提问,目的是为了测试学生对基础知识的掌握程度,考核方式由:基础知识问答+上机操作+实践报告3部分组成。这比传统考核方式更能有效地检验学生对知识的掌握能力与实践动手能力。 对于课程设计,课程设计可以是一门课程为主的,也可以是多门课程综合的,统称为综合课程设计。综合课程设计是将多门课程相关的实验内容结合在一起,形成具有综合性和设计性特点的实验内容[2]。例如将数据库,软件工程,Net程序设计三科结合进行综合设计。学生4至5人一组,随机选取课题,团队协作开发,教师负责指导点评,如表1所示。通过课程设计使每位同学都参与到软件开发中,系统的理解了各门课程之间的联系,提高了学生分析问题解决问题的能力,加强了团队意识,为以后的毕业设计打下了基础。 毕业设计要实现12方面的综合训练[3],具体包括:选题、调研、熟悉问题、查阅资料、需求分析、制定研究计划、概要设计、详细设计、具体实现和调试、撰写文档、问题与方案的文字与口头表述、论文撰写。通过这12个方面的综合训练,培养研究与实现能力、论文撰写能力、口头表达能力。毕业设计题目每人一题,且题目不重叠,任务有适当的工作量和难度。在毕业设计期间教师要加强督促,在每个环节都要和学生交流。由于不少学生在外地找工作或做实习,可以采用毕业设计系统或者音频、视频等工具,可以把一些操作进行录像,对于文档可以进行批注等方式进行交流沟通。定期进行检查验收工作,提高毕业设计的质量。 4开展课外实践活动 除了日常教学活动,可以根据学生的兴趣,能力设定课外实践小组,组织学生开展科研实践活动。如3~5人一组,学生自己申请课题,进行论证,提交后由系内进行把关,如申请成果可以配备两个导师指导,提供一定资金和相应的硬件设施,如配备实验室供学生进行项目开发,由学生管理。鼓励学生发表科研论文,进行科研成果申报。通过课外实践小组的方式,为学有余力的同学提供了实验的条件和机会,提高了学生的积极性。 5举办科研讲座 定期开展科研报告。可以由教师介绍一些科研方向,如云计算、物联网、数据挖掘等,或者一些新工具的使用;也可以邀请企业的设计人员为学生开展学术报告,介绍新的行业动向,新的技术,设计模式,软件测试等;或者课外实践小组成员进行汇报演说,介绍开发的经验;或者基本的开发知识讲座等等,为学生扩展视野,提高学生的兴趣,积累经验 总之,计算机专业是一个动手实践能力要求很高的专业,学生在学校四年的培养一定要重视实践环节的培养,只有一点一滴的落实各个环节才能保证学生能力上的提高,才能应对就业的压力和今后工作的挑战。 计算机专业本科论文:基于极限编程的计算机专业本科毕业设计模式 近年来,大多数高校计算机专业毕业生的专业素质跟不上时展的步伐,在工作中综合运用所学知识解决实际问题的能力达不到要求。本文从传统方式下计算机专业毕业设计存在的问题出发,提出了基于极限编程的计算机专业本科毕业设计模式,并对该模式进行了教学实践研究。 极限编程 毕业设计 教学实践 一、前言 近年来,尽管大学本科毕业生的数量在大幅度增长,但质量却并不令人满意。很多毕业生在工作中只能做一些基础性和辅助性的工作,无法成为单位的主要科技力量。大学毕业生质量滑坡的原因虽然是多方面的,但从本科教育的角度来看,就是我们培养的学生走向社会后,综合解决实际问题的能力达不到要求。 计算机专业毕业设计是本科教学中的最后一个环节,对于训练学生综合运动所学的理论知识与实践技能分析问题和解决问题的能力,培养学生的创新能力和初步科研能力的起着至关重要的作用。 二、传统方式下计算机毕业设计存在的主要问题 从某种角度上来说,本科毕业设计是一扇窗口,其成果是对计算机专业本科教学质量的全面综合检验,同时也是用人单位选拔人才的重要依据之一。近年来,由于扩招以后师生比例过低以及教育观念的改变,目前很多高校本科毕业设计存在着不少问题,毕业设计的作用正在逐渐减弱,毕业设计的质量呈逐年下滑的趋势,已引起了教育专家的广泛关注。由于计算机技术的发展速度最快,相比之下,计算机专业毕业设计的问题就更为突出。 1.流于形式,不能有效提高学生的综合实践能力,达不到预期效果 多年来的实践表明,每届学生在进行毕业设计的时总是虎头蛇尾,过程平淡甚至经常出现消极状态。 通过考查我们了解到计算机专业的学生对毕业设计是既期待,又担心。期待是因为希望过毕业设计提高和锻炼自己综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力,真正体验一次做项目经理或数字蓝领的感觉,担心的是怕答辩过不了关。然而,当毕业设计真正进入实质性阶段后,各种问题就开始慢慢出现,而且越来越多,工作进度缓慢,偶尔还会出现一两个星期都没有任何进展的情况。于是,学生们的情绪便立刻降到了低谷。然后便慢慢转入一种消极被动的状态。当答辩时间越来越近时,学生们便开始慌乱起来,便着手思考如果过关的问题,普遍的做法是草草弄个系统应付交差,答辩能勉强通过即可。因此,很我学生虽然参加了毕业设计,但动手实践能力并没有实质性的提高。 2.理念陈旧,闭门造车 目前,大多数高校计算机专业毕业生的专业知识和技能跟不上时代的要求,与社会对计算机软件开发人员专业素质的要求脱节的现象十分严重。近几来,许多高校在毕业设计宏观管理方面上取得不少的成果,但在毕业设计教学模式与前沿技术和先进理念相结合方面所做的研究还十分有限。 近年来,软件工程领域产生了许多新的方法和技术,包括:敏捷软件开发(Agile Software Development)、极限编程(eXtreme Programming,XP)、测试驱动的开发(Test-Driven Development,TDD)、面向Agent的软件开发(Agent-Oriented Development)、面向方面的编程(Aspect-Oriented Programming,AOP)、模型驱动体系结构(Model-Driven Architecture,MDA)等。与传统的软件工程方法相比较,这些方法和技术为软件工程实践提供了新的思路,已在许多软件工程实践中取得了积极的效果。 然而,多年以来,传统的软件开发理念和技术一直是高校计算机专业本科毕业设计的主流。很多先进的理念和技术学生们都没有接触过,毕业后根本无法适应新工作的需要。 3.能力强的学生不易体现优势,能力弱的学生难以完成任务 随着信息时代的到来和计算机软、硬件技术的飞速发展,信息技术的应用已渗透到各行各业,软件开发平台、软件工程方法和应用系统规模随着时代的发展不断升级。传统的以“单打独斗”为主的毕业设计模式对于强、弱两极学生的影响尤其明显。 对于动手能力强的学生来说,虽然能够顺利完成任务,但由于没有形成团队,仅靠一个人的力量难以开发出符合社会要求、能够投入实际应用、具有一定规模的应用系统,再强的能力得不到充分的体现。而对于能力弱的学生来说,要独立承担一个毕业设计选题又确实非常困难,必须依靠他人的帮助才能勉强交差,由于这种帮助纯属义务,帮助者与被帮助者之间既没有共同的责任,也没有明确的目标,无法形成正式的合作关系。当施助者因为各种原因无法继续帮助受助者按部就班地完成任务时,部分同学为了过关就开始铤而走险——弄虚作假。 4.选题的时代性不强,实用价值不高,不利于培养学生的创造性思维能力 很多老师多年来的选题都一直是那几个,跟不上时代的脉搏,不能充分体现实用价值。一些老师明确表示:“学生做能得出这些选题就不错了,不敢搞什么新花样”。 计算机专业本科学生做毕业设计属于研究与设计方面的工作,就像我们的老师做课题,应该具有时代特征和一定的实用价值,这样才能体现研究的必要性和研究价值。不仅如此,学生做毕业设计的选题还要与面向能力的复合型、应用型人才的培养目标相结合。所以,如何结合社会对软件人员专业素质的要求,设计出更多更好的有利于培养学生创造性思维能力的选题,从整体上提高毕业设计选题的质量,也将成为毕业设计教学实践改革的重点之一。 5.答辩与评价机制不完善 传统方式下的计算机专业本科毕业设计答辩及成绩考核有两个较为突出的弊端。一个是答辩主要由学生的讲解和老师的提问两个环节组成,这种考核评价方式不仅过于简单,而且容易造成答辩走过场,不能全面考核学生综合应用专业知识分析解决问题和管理、协调工作等方面的能力。另一个是考核只局限于个人成绩,而在现实工作中,单人单干软件开发的模式无论从工作量还是从技术能力的角度来说都不能适应社会的需求,团队开发模式才是必然的结果。因此,学生毕业设计成绩的考核应该除了个人成绩以外,还应该包括集体成绩。 计算机专业本科论文:关于计算机专业本科教育体系下考试改革的思考 摘 要: 本文通过对当前我国高等教育体系下的考试,特别是计算机专业的考试进行分析,发现当前的考试体系不尽完善,考试内容片面,考试形式、手段单一,已不再适合高等教育本科层次的发展,通过分析研究,给出了一种对当前计算机专业本科教育体系下考试的改革思路。 关键词: 计算机专业本科教育体系 考试 改革思路 1.引言 我国历来就是一个考试大国,从古代的科举考试到时下的高考,公务员考试,大学英语四、六级考试,考试种类、形式多样。在我国现行的高等教育体系下,考试仍具有举足轻重的作用。考试是测评学生学习效果的有效手段之一,但不是最终目的[1]。考试又是对考生能力的测评,对给定时期教学成果的检验,通过考试,教学的主、客体均发现、检讨自己的不足之处,以改进自己的参与方式,促进教学活动。如何更好地发挥考试的作用,已引起不少专家、学者的探讨。 2.当前高等教育体系下考试的现状 文献[2][3]指出我国现行的高等教育体系的考试均存在着以下问题:首先,考试缺乏科学性、先进性,考试内容片面化;其次,考试侧重知识,缺乏对能力的考核;最后,考试形式、内容单一,缺乏完善的考试体系。目前的计算机专业本科教育体系下的考试同样存在着这些问题。 笔者通过对多个本科学校的计算机学院进行调查、统计、分析,发现以下现象。(一)72%的学生存在考前突击学习的现象;(二)76%的学生存在为考试背书的行为;(三)24%的学生存在作弊的想法,尽管学校加大监考力度,严肃考试风气,但每次考试都会抓获作弊考生;(四)63%的学生在考后迅速遗忘记忆的知识;(五)42%的教师存在划题、圈定范围的现象。 通过对这些现象进行深入分析,不难发现:(一)考试内容的片面化、考试形式的单一化决定了必然会有现象一、现象三的发生。现象二、现象四的出现足以说明当前的考试的功利性,缺乏科学性和先进性。现象五说明了考试已经失去其真正的作用,不能起到检讨教学活动,反馈教学,促进教学的涵义。造成这些现象的根本原因在于学校的教务管理者、教师没有把握好考试,缺乏一整套完善的、行之有效的考试体系。 计算机专业是一个新兴的专业,它有以下特点:知识、理论、技术更新较快,实践性、抽象性、综合性较强。故针对该专业的考试体系改革创新也就更加具有难度,在对考试进行革新的过程中更需要把握全局性、前瞻性、全面性、有效性。由于计算机本身的技术优势,应将计算机技术引入当前的考试改革中。 3.计算机专业本科教育体系下考试的改革思路 计算机专业本科教育体系下的考试改革的基本思路就是本着全局性、前瞻性、全面性,有效性内在要求,首先从顶层设计考试体系,以利于考试体系的完整性、协调性;其次在设计考试体系的过程中,更加注重把握考核的全面性、过程性,注重把握考核的有效性、可行性,更加注重把握考核的技术性、先进性;最后完善考试的评价体系。 3.1顶层设计考试体系。 必须紧紧围绕考试服务于教学,考试检讨教学,考试反馈教学,考试促进教学的基本思想从顶层设计考试体系,因此改革考试体系必须做好以下两点。 3.1.1积极转变考试观念,努力祛除应试思想。 构建完善的考试体系必须树立正确的考试观念,既要充分认识考试的检查、促进作用,又要严谨务实地对待考试,切实把考试工作当做一个重中之重的工作。从管理人员建立健全考试制度、章程到教师设计具体试题、试卷都应该认真、从严对待。 树立正确的考试观,以开放的、包容的、科学的眼光来看待考试。考试是客观的,要求其必须科学地安排实施;考试是不完备的,需要丰富考试的形式、手段以进行补充,故必须以开放的、包容的观点看待考试。 树立正确的考试观,更需不断更新正确的考试观,及时摒弃陈旧过时的考试观念,如普遍存在的应试思想。 3.1.2合理建立健全考试制度,灵活创新考试形式。 考试制度是考试体系的关键组成部分,必须合理、妥善地建立健全考试相关制度,做到制度管人、管事,充分发挥考试制度对考试活动的导向、约束作用。为此要做好以下几点:(一)明确考试的目的,以及它在整个教学活动中的作用、意义。(二)科学制定具体考试的流程,精心设计试题、试卷。(三)综合考虑成绩的认定部分。(四)认真做好学生成绩的分析、反馈工作。 考试的形式也要灵活,考试的形式既可以开卷,又可以闭卷;既可以笔试,又可以口试[4]、实践、网上考试,资料检索;既可以单独考试,又可以集体考试。 3.2注重考核的全面性、过程性。 注重考核的全面性,要注意考试的内容全面性。考试内容的全面性从宏观上来说,就是不仅考核学生对基本理论知识的掌握程度,而且考核学生的实践动手能力、创新设计能力、综合解决问题的能力、团队协作能力等;考试内容的全面性从微观上来说,考试的知识点要与所学知识的一定比例,有合理的覆盖率。 注重考核的过程性主要要求在设计具体考试时不能一考定成绩,只看重一次具体考试成绩。任何单一的具体的考试都有其不足之处,其考试成绩只能代表某一部分的考核结果,所以要将考核融入学习的全过程。 3.3注重考核的有效性、可行性。 改革创新考试体系必须注重考核的有效性、可执行性。考核的有效性要求我们在设计考试时必须对考试的内容、形式、对象做充分了解。根据考试对象的水平、学习的内容合理地安排考试内容,组织考试形式,使得考试能真正起到检讨、促进教学的作用。 考核的可行性则指在设计考试方案时要根据现有的软件条件、硬件条件使得考试方案具有可执行性。 3.4注重考核的技术性、先进性。 考试的技术性有两个方面的含义,一个是考试管理的技术性;二个是考试形式、手段的技术性。先进的考试管理要求要有先进、高效、科学的管理手段,现代化的高效的管理机制。随着各种技术的发展,考试的形式、手段也日益丰富,我们在进行考试设计的时候,可选性也就越来越多,特别是对计算机专业而言,由于其自身的特点,我们可以利用各种现有的技术来改革考试的手段、形式,当前出现的各种计算机考试平台就是一个很好的例子。 考试的技术性是考试先进性的必然要求。现阶段各高等院校的计算机专业本科层次的考试仍然期末笔试为主,正如前文所分析的那样,这种考试存在着种种弊端,计算机技术的发展为解决这一问题提供了可能。已有诸多学校尝试通过计算机技术,开发完善的,全过程的,理论性、实践性并重的考试系统,且获得了较好的结果。 3.5注重考核的评价体系建设。 高等教育下的考试绝不能当做一个形式,更绝不能演变成为考试而考试,所以考试的评价体系建设显得尤其重要。考试评价的客体有三个:考生、教师、考试本身。考试结束后,考试评价体系须能科学有效地对考生的知识获取情况、能力提高水平、学习方法等进行评价,能对教师的教学效果给予反馈,及时发现考试本身的不足之处,以进行改进。 4.结语 笔者在从事计算机本科教学的过程,结合以上思路进行考试改革实践,设计、编写了计算机网络安全技术的教学平台。该平台能在每次上机课时自动记录学生的考勤信息;自主布置作业,并能完成对作业的批改;最后将考勤记录、作业分数转化成期末成绩的一部分。该平台运行一年来取得了预期的效果,增强了教学效果。 计算机专业本科论文:关于计算机专业本科层次教学体系的探究 摘 要: 作者通过对当前的计算机专业本科层次教学体系的研究分析,发现现有的教学体系在为我国培养了大量计算机专业人才的同时,也有其不足之处,特别是随社会、经济、信息化的发展,社会、企业对计算机专门人才的综合素质要求越来越高,使得传统的计算机专业本科教学体系已存在滞后性。为了提高计算机专业本科学生的素质,作者针对计算机专业本科层次提出珍珠链式教学体系,经过初步实践统计,该体系表现出较好的效果。 关键词: 计算机专业 本科层次 珍珠链式教学体系 1.引言 随着我国高等教育的突飞猛进,国内各高等院校均逐渐开设了计算机类相关专业,为我国培养了大量的计算机专门人才。但现阶段的计算机本科教学亦有不尽完善之处。 近些年来,在计算机本科教学中,先后有人提出了分类教学法[1]、项目驱动法等,分类教学法即根据学生是否考研进行分类教学,前者注重考研基础课,后者注重实践;文献[2][3][4]指出项目驱动教学法即通过让学生参与项目达到锻炼学生、促进学生实践学习的教学法。然而我发现这些教学方法均有偏差,分类教学太过功利,只注重考研课必定会造成入读的硕士生综合能力不强,动手能力受限。我通过对本校计算机学院个别班级引入项目驱动法的教学案例进行分析发现,该教学法只能有利于那些本来就学习好的学生,并不能提升整体学生的学习水平,特别是在引入项目前,如果学生基础较差,则不仅无法完成项目,而且对其信心造成巨大打击,从而产生对计算机专业的厌学心理。 我通过对我院学生作对比分析,发现学习成绩较好的学生大都具有坚忍的意志、严谨的态度、科学的方法,思维缜密。概括来说就是具有较强的发现问题、分析问题、解决问题的能力。故为提高学生的综合素质,针对计算机类本科层次的教学提出一种新的教学体系――珍珠链式教学体系。 2.珍珠链式教学体系 珍珠链式教学体系是一种从顶层设计的渐进式教学体系,如图1所示,它由一条主线和主线上的一系列珍珠构成,将大学的四年划分四个阶段构成了该体系的主线,分别为启蒙阶段、教―学阶段、学―辅阶段、自学阶段。珍珠链教学法中珍珠代表教与学的效果、结果。 2.1启蒙教育阶段 高等教育本科阶段的起点是高中教育,而在教与学方面却均与高中教育差别甚大,故在本科初始阶段,首先转变学生的学习方式,变被动式的学习方式为主动的学习方式,力促学生具有初步的观察能力、资料搜集与整理能力、解决问题能力;其次培养学生对计算机专业的兴趣,以及围绕该专业所应有的品质,注重培养学生踏实、严谨的学习态度,注重培养学生善于思考、勤于思考的习惯,注重培养学生面对问题时顽强的毅力;最后培养学生自我总结、自我学习的能力。 2.2教―学阶段 在教―学阶段,重点放在对计算机基础理论、基本语言、基本应用的讲授,使得学生能熟练地掌握最基本最常用的理论知识、实践案例。通过教师的讲授,学生在逐步掌握基本知识的基础上,能解决相应的问题。 2.3学―辅阶段 在学―辅阶段,主要侧重于对学生解决问题能力的培养。教师设计既定的问题,辅导学生解决该问题。在解决问题的同时,补充讲授解决该问题所应具有的基本知识,培养学生解决问题的思路、方法、技巧,整理涉及的已有知识,加深对其的理解。 2.4自学阶段 在自学阶段,侧重对学生发现问题、分析问题、解决问题整个过程的锻炼。教师通过给出案例,安排学生全面地找出问题,进而分析问题,最后解决问题。 2.5教学效果 珍珠链式教学体系中珍珠代表了学生解决问题的能力,它不仅体现了教与学的效果,而且是对教与学的评价反馈。 在教学的每个阶段,每个时期,教员根据已学知识、已有能力,结合当前目标,设置一个综合性的任务,安排学生解决。 3.珍珠链式教学体系的运行机制 3.1教学安排与教法 在启蒙阶段,重点开设计算机发展历史及其应用现状、信息检索、简单基础计算机编程语言、如何解决问题、科学工作者应有的素质等类似课程。采用引导式、互动式讲授为主,引起学生对计算机科学技术的兴趣,学会碰到问题先分析再思考,通过网络检索资料、分析资料解决问题。 在教―学阶段,偏重对学生基础知识的讲授,对学生知识面的拓展,使得学生熟练掌握解决基本问题所具有的相关知识、基本方法,在问题面前懂得检索哪些资料。故在该阶段主要开设计算机专业的基础课程,如数学类、数据库类、计算机组成原理、计算机网络类。在讲授这些课程时,教师将常用的、基本的理论知识提取出来,给学生做重点讲解,其余的做扩展性讲解。 在学―辅阶段,侧重对学生解决问题能力的训练,开设软件工程、项目管理、系统论等综合性课程,以学生自学,教师辅导为主,逐步培养学生为解决计算机相关问题所具有的初步问题分析能力、规划能力、实施能力、团队协作能力。教师在此阶段以任务、项目驱动式教学,互动式教学为主,对学生提出问题,在学生解决问题的同时给予辅导。 在自学阶段,开设人工智能、离散数学等课程,丰富学生的想象力,引导学生自学,掌握界定问题,抽象出问题的方法,此阶段的教学重点在于引导学生学会从现有事实、现象、情形中抽象出问题。 3.2学法 学生在珍珠链式教学体系中的学习方法主要有以下几种。 主动式学习是指学生保持浓厚的兴趣,积极探索问题,碰到问题能尝试着解决。 自主式学习的前提学生掌握检索资料,分析资料分析方法。自主式学习的关键是学生秉承严谨、科学、实事求是的学习态度和在问题面前坚忍的毅力。 互动式学习的前提是培养学生良好的沟通能力、团队协作的意识。互动式的学习不仅指师生间的互动,而且指学生间的互动,还指学生与诸如网络等知识载体间的互动。 主动、互动的学习还包括对学习方法的学习。 3.4珍珠的形成 珍珠是学生解决问题能力的象征,能力是抽象的,而问题则是具体的,所以在每次学习过程中,教师均要设定难度适中的问题,让学生带着问题学习,了解自己通过学习获得了什么知识,培养了哪些能力,最后解决了什么问题。 在珍珠链式的教学体系中,教师的最大任务就是设定问题、案例、任务,将知识传授、能力培养涵盖于其中。学生学习解决问题的过程是既获取知识,又培养能力的过程。 4.结语 我从教计算机本科教育和管理已有数年,在从教的过程中按照珍珠链式教学模式进行实践探讨,结果表明,这种教学体系下培养的学生无论在实践动手方面,还是在科研方面,都有优异的表现。由于该体系尚在尝试阶段,难免有不足之处,比如在配套资料教材的选取方面不尽如人意。 计算机专业本科论文:计算机专业本科毕业设计中问题与对策探讨 摘 要:毕业设计是高校本科教育中的重要实践环节,在本科生培养具有重要的意义。分析了计算机专业毕业设计质量下降的原因,分别从设计选题、时间安排、过程监督、校企联合培养、教学内容改革以及毕业设计成绩评价等几个方面提出了应对措施。 关键词:毕业设计;计算机专业;存在问题;应对措施 本科毕业设计是高等学校本科教育中的重要实践教学环节,是高校人才培养计划中的一个重要组成部分[1] 。毕业设计是毕业生针对某一课题进行的有创见性的科研结果,是撰写学士学位论文的基础。计算机专业毕业设计的目的主要有两个:一是培养学生严肃的科学态度和求实的工作作风[2] ;二是培养学生综合运用所学的理论知识和基本技能,独立分析和解决计算机在工程应用中遇到问题的能力。毕业设计是对所学习理论知识的升华与提高,并应用到实践的一个过程,也是对大学生本科教育的一个综合检验,在人才培养方面具有非常重要的意义。 一、存在的问题 毕业设计是衡量高校教育质量和办学水平的一项重要评价内容。近年来,随着高校的大量扩招,师资力量严重不足;同时学生就业压力增加,找工作和考研占用了学生大量的时间和精力,毕业设计质量受到严重的影响[3-4],出现了一些亟待解决的问题。计算机专业毕业设计工具也不同程度地存在一些问题,具体表现在以下几个方面: (一)毕业设计选题不合理 毕业设计的选题是进行毕业设计的首要环节,也是涉及毕业设计质量的一个重要因素[5] 。目前,在计算机专业毕业设计题目的选题中存在着以下几个方面的问题:(1)题目毫无新意。计算机专业毕业设计题目很大一部分是信息管理系统的开发,如实验室管理系统、学生管理系统等,此类题目过多过烂,学生不想写,在网上随便搜索便可拿过来就成了毕业设计,以至于毕业设计成了走过场;(2)题目设置太大太复杂。在选题时没有对学生的能力进行准确定位,因而选择的题目过于复杂,类似于注册表监测软件开发、微型操作开发等,题目所涉及的知识相对本科生过于深奥,学生无从下手,最后只能是随便应付;(3)题目设置过于简单。有些课程设计的题目过于简单,工作量不足,没有达到毕业设计锻炼和提高学生动手能力的目的。 (二)毕业生就业与毕业设计的矛盾 毕业生就业时间一般是从大学第四学年上学期11月份开始并一直持续到下学期,而毕业设计时间则是整个下学期开始直到毕业前毕业答辩,时间上严重重合。当前就业形式是符合市场经济的“双向选择、自主择业”模式,使毕业生有更多的选择机会,同时也给毕业生带来了严峻的就业压力。由于毕业设计和就业同时进行以及就业的重要性,大学生普遍看重就业而忽视了毕业设计。一方面,毕业生需要搜寻各种就业信息,参加各式各样的毕业招聘会,精心备战每一次面试,根本无暇兼顾毕业设计;另一方面,由于计算机专业学生在校学习的是专业基础知识,和用人单位的要求有一定的差距,为了让学生尽早进入工作状态,用人单位一般要求毕业生到单位实习,因此这部分同学需要在校外单位作毕业设计,指导不便并且缺乏有效的管理,从而造成毕业设计质量的下降。 (三)毕业论文抄袭现象严重 毕业设计的时间通常是在第四学年下学期,此时部分同学工作已有着落,用人单位主要看重的是主要课程的成绩,因此认为毕业设计的好坏与自身就业无关,毕业设计只要能合格就行,从而忽视毕业设计环节,使得抄袭现象时有发生。另外,近年来社会诚信度的普遍下降使得高校也受到一定的影响,大学生诚信度严重缺失[6] ,一些学生干脆直接从互联网上下载别人的成果作为自己的毕业设计。 教师指导学生过多,毕业设计过程中监管不力,也是造成毕业设计抄袭增多的一个原因。高校的扩招使在校学生的人数急剧增加,而教师人数则变化不大,使得每名教师要指导十几个学生,精力不够无法对每个学生都面面俱到,使学生有了投机的可能。 另外,学校只看重就业率,缺乏对毕业设计的足够重视,也是造成毕业论文抄袭现象时有发生的一个重要原因。 (四)毕业论文答辩形式化 毕业论文答辩是毕业设计的最后一个环节,是对毕业设计质量的一个检验。由于在毕业设计的过程中缺乏有效的管理,造成毕业论文的质量达不到要求,造成了答辩过程流于形式,未达到真正的检验目的。此外,感情分普遍存在,造成了没有毕业论文不合格的现象,毕业论文做好做坏一个样,严重的挫伤了学生认真做毕业设计的积极性。 二、应对措施 针对本科毕业设计过程中存在的问题,结合近年来的指导经验,提出以下几点建议: (一)合理选择毕业设计题目 毕业设计选题要有实际的应用意义,尤其是计算机专业,选题范围较为广泛,容易产生一些假、大、空的题目。因此在选题时应尽量从毕业生的就业背景出发,结合四年来所学习的主要课程,选择具有实际应用价值和明确工程背景的题目作为毕业设计题目,这样不但可以提高学生进行毕业设计的积极性,而且可以达到学以致用的目的。 学生对毕业设计的兴趣度是能否高质量完成设计的一个重要原因。目前常用的选题方式是教师统一拟定了很多题目,然后由学生被动的选择,这在很大程度上限制了学生的积极性和创造性。应鼓励学生立足于生产实际中的问题或学科领域中的前沿问题,提出新颖的毕业设计题目。在选题时应加强学生和教师的沟通,可以先由学生提出感兴趣的题目,教师对其中有创意的课题进行提炼和丰富,然后师生双方就课题的研究意义、研究内容、技术路线和研究目标进行交流探讨,最后由教师根据毕业设计要求设置合适的工作量和难易程度。 (二)毕业设计与就业矛盾的解决 针对毕业设计与就业之间的矛盾,可从以下几方面着手,解决毕业设计与就业之间的冲突。 1.错开毕业设计与就业时间。毕业设计与就业之间的主要冲突在于时间上的重叠,因此可以考虑调整专业的教学计划,错开毕业设计时间。例如,安徽理工大学计算机学院就采取了第四学年上学期安排了专业课程设计,其题目安排与毕业设计相近但工作量有所降低,是对毕业设计的一个预演。通过专业课程设计的学习,使学生对如何进行毕业设计有了初步了解,积累了一定的动手经验,因此在进行毕业设计时可以在较短的时间内完成设计任务,从而避免与就业的冲突。 2.以校企联合的形式培养学生的适应能力。用人单位之所以要求毕业生到单位实习,是因为毕业生动手能力差,缺乏实践,可以采用校企联合培养的方式来提高学生的动手能力和适应能力。计算机专业的毕业生,通过大学四年的学习,已经掌握了较为丰富的理论知识,所欠缺就是实践动手能力。可以通过学校,针对不同的专业方向联系几个固定的企业作为实习基地,这样既可以提高学生的动手能力,又可以统一地安排实习时间,保障了学生有充足的时间用于毕业设计。近年来,安徽理工大学计算机学院通过在无锡、苏州等地建立了校外实习基地,不但有效地保证了毕业设计的质量,而且很大程度了提高了毕业生的就业率。 3.教学内容改革。计算机软硬件发展速度日新月异,而计算机课程的教学内容则更新速度较慢。特别是计算机软件专业,开发软件的更新速度非常迅速,教学使用的软件远远滞后于公司所使用的软件。毕业生进入公司后还要进行二次学习,这也是用人单位一般要求毕业生到单位实习的主要原因。因此,应当根据不同的专业方向,明确人才培养的目标,对计算机专业的应用现状、发展趋势进行调研,合理安排课程的内容。 (三)扼制毕业设计抄袭现象的对策 根据10年来计算机专业毕业设计教学经验的总结,认为可以从以下几个方面着手,扼制甚至杜绝毕业设计抄袭现象的发生。 1.加强毕业设计过程中师生的交流。由于计算机专业的特殊性,不可能集中在一个教室进行指导,因此在毕业设计过程中,指导教师可以通过电子邮件和QQ进行指导,随时地掌握学生毕业设计的进程,防止抄袭现象的发生。另外,还应当定期举办讨论会,及时解决学生在毕业设计过程中所遇到的问题,平时学生也可以通过网络向指导教师请教。 2.加强学院对毕业设计的监督功能。学院应当定期或不定期地对毕业设计的进展和教师的指导情况进行抽查;在毕业设计答辩上实习一票否决制,即如果在答辩时发现有抄袭现象,直接定该生毕业答辩成绩不及格,同时追究指导教师的责任,以此来提高指导教师和学生对毕业设计的重视程度。 3.通过“大学生论文抄袭检测系统”检测是否存在抄袭现象。“大学生论文抄袭检测系统”是一种用于辅助高校检测检查大学生毕业论文是否存在抄袭等不端行为的软件,可以有效地提高大学生论文的质量。 (四)建立严格的毕业设计成绩评价体系 为了避免人情分或随意打分现象,毕业设计成绩评定需要建立严格的评价体系,最终的成绩应该综合指导教师、评阅小组、答辩委员会的意见后给出,同时还应考虑学生之间的互评。结合计算机专业的特点,可以开发毕业设计成绩评价系统实现评分的公正性。例如,在评阅小组预评阶段,由学生通过系统提交匿名论文,由系统随机分配给评阅小组成员,使评阅人不知道论文的指导教师和撰写学生,从而避免人情分。建立严格的成绩评价指标体系,每个阶段的评分标准可根据毕业设计成果、毕业论文质量、毕业设计态度、工作量、创造性指标、毕业答辩效果和外文翻译等在毕业设计中的重要程度设置不同的权重[7] ;最终的成绩则根据各个阶段的评分自动生成。 此外,为了进一步保障毕业设计成绩评价的公正性,在毕业设计答辩中应坚持以下几点:(1)在最终的答辩之前,学生在毕业设计中制作的软、硬件必须经过演示并通过答辩委员会的验收后,才能予以答辩;否则不予答辩,必须重新修改直到达到要求。(2)实习答辩小组教师随机分配制度,在答辩的前一天提前公布,并且采取指导教师回避制度。(3)坚持毕业设计复评制度,即建立由教授和退休老教师组成的毕业设计督查组,对最终的毕业设计成绩进行抽查,对毕业设计成绩评定起到有效地监督作用。 虽然目前计算机专业毕业设计中存在很多问题,但是只要仔细分析问题的形成原因,抓住问题的本质,通过高校管理部门和指导教师的共同努力,就能逐步解决这些问题,从而使计算机专业毕业设计的质量不断得到提高。
水利工程项目成本管理研究:论水利工程项目成本管理 [摘要] 工程项目管理水平的高低成为制约工程项目运行与发展的第一要素,其中项目成本的管理控制又是关键的一环。作者通过对近几年江苏省淮安市实施的水利工程项目的管理与研究,分析了成本管理的相关概念和水利工程中存在的成本管理的问题,并提出了基于ABC作业方法的解决对策。 [关键词] 水利工程项目成本管理ABC作业方法 对于水利工程项目实施来说,加强成本管理是提高施工企业经济效益、增强竞争能力的重要途径。因为成本与利润是两个互相制约的变量,因此,合理降低成本,必然增加利润,就能提供更多的资金满足单位扩大再生产的资金需要,就可以提高单位的经营管理水平,提高企业的竞争能力。 一、水利工程成本管理的相关概念 成本管理的具体目标可分为:成本计算的目标和成本控制的目标。成本计算的目标是为所有信息使用者提供成本信息,包括外部和内部使用者提供成本信息。外部信息使用者需要的信息主要是关于资产价值和盈亏情况的,因此成本计算的目标是确定盈亏及存货价值,即按照成本会计制度的规定,计算财务成本,满足编制资产负债表的需要。而内部信息使用者利用成本信息除了了解资产及盈亏情况外,主要是用于经营管理,因此成本计算的目标即通过向管理人员提供成本信息,借以提高人们的成本意识,通过成本差异分析,评价管理人员的业绩,促进管理人员采取改善措施;通过盈亏平衡分析等方法,提供管理成本信息,有效地满足现代经营决策对成本信息的需求。 二、目前水利工程项目成本管理存在的问题 目前水利工程项目成本管理存在的主要问题具体表现在 : (l)项目管理手段落后,缺少集成管理手段。由于工程项目成本管理是一个复杂的系统工程,要取得目标成果,必须各个子系统、各个环节的协调配合,任何地方出现问题都有可能功亏一篑。但目前很少有施工项目能利用计算机作为施工计划和施工控制的有效工具,计算机大都被用来做预算、文字处理和资料的储存。这就造成了项目管理手段落后,缺少集成管理手段的局面。 (2)成本水平失控,成本管理混乱。一些项目成本开支大手大脚,前松后紧,损失浪费严重。事前,一点点象征性的风险抵押金,对项目经理来说,所起的制约作用,并不是太奏效,致使项目承包流于形式,新瓶装旧酒,各项费用开支无约束,工程成本居高不下,最终导致项目亏损、企业效益滑坡。 (3)成本开支失控,乱挤乱摊成本。有些项目己经预期可以完成公司下达的利费指标,就随意扩大成本费用开支范围,不实发票以假当真,甚至在项目中以材料费等名目报销各种支出,承揽工程的招待费成了万花筒。 (4)成本核算失控,成本信息失真。有的项目不能及时掌握工程进度及成本结算情况,导致工程结算收入与成本不相配比,项目结算周期过长。有些项目长期挂账或不反映盈亏,直到项目竣工结算后才不得不反映有关信息。 (5)核算期限失控,成本费用不实。不严格按权责发生制度原则正确计算核算成本,成本核算期限随意变更,项目盈亏反映不及时,己完工程和未完工程成本不能合理划分,为完成指标人为调节成本。 (6)分包管理失控,风险隐患严重。只为收取费用,不重视对分包单位的管理,导致一些人钻企业漏洞的空子,打着企业的牌子私下对外签定工程合同,欺上瞒下,人为拖欠工程材料款,更有甚者挪用公款谋私利。人为的使企业陷入法律纠纷,影响了企业的正常工作,破坏了企业的良好形象。 三、基于ABC的项目成本控制解决方案 ABC法即Activity Based Costing System,译作“作业基础成本制度”,简称ABC法,亦被称为作业成本法。作业成本计算的优秀是在计算产品成本时,先将制造(生产)费用归于每一作业,然后再由每一作业成本分摊到产品成本 。 具体的实施步骤可以是: (1)确认主要作业。就是对与企业的产品生产费用有关的作业活动进行分类。不同类型的企业,不同产品的生产,其作业活动的领域不同。作业的区分,理论上是越细越好,但基于成本效益的考虑,公司常用重要性和同质性来确定主要的作业。 (2)建立作业成本库。将所有与成本费用有关的作业归属到确认的主要作业,从而建立作业成本库。例如机器调整是一项作业,所有与机器调整有关的费用都归属到“机器调整”这一作业成本库中。 (3)选择作业成本动因。就是根据追踪的资源,选择分配各作业中心成本的标准。例如:材料搬动作业的作业衡量标准是搬动的零件数量,生产调度作业的作业衡量标准是生产订单数量,自动化设备作业的作业衡量标准是机器工时数,精加工作业的作业衡量标准是直接人工工时数等。应当指出,在分配作业中心成本时,有些成本动因与产品直接相关,因而可以将这些作业中心的成本直接分摊至产品。如与产量有关的作业中心和与产品批次有关的作业中心的成本都可直接分配到产品中去。其他一些与产品没有直接关系的作业中心的成本应首先分至与产品有直接关系的作业中心(或称初步成本分配阶段),然后再由与产品直接相关的作业中心分配于产品中去。 (4)确定各作业成本的分配率。当各作业成本己经确认、成本动因己经确立后,就可将各作业成本除以预计的成本动因单位数,计算以成本动因为单位的分配率。 (5)计算产品的单位成本。根据各批产品所耗用的成本动因单位数和各作业中心的成本分配率,就可求得该批产品的所应负担的成本,包括应负担的作业总成本和单位成本。 四、结束语 水利工程项目成本管理是一个动态的系统过程,涉及到工程建设的方方面面,也随着施工、材料技术进步而不断发展变化,ABC的项目成本控制解决方案只是项目管理的一种技术方法,如何进一步对项目成本管理实施优化,还需要项目管理人员长期的探索和总结。 水利工程项目成本管理研究:水利工程项目成本管理与控制 【摘要】成本管理是企业发展、生存的关键。随着经济的飞速发展,现代化市场的逐步扩大,项目成本管理的重要性也日益为人们所认识,其地位也越来越重要。-个企业所进行的经营活动,不仅在于向社会提供各种产品,同时也在于追求企业经济效益的回报,其本质就是降低工程成本,创造更大的经济效益,使企业有良性发展。 【关键词】水利工程 成本控制 管理优化 当前水利施工市场竞争越来越激烈,工程项目效益越来越小。水利施工企业只有抓好成本管理才会创造良好的经济效益,才能适应市场竞争。因此,成本管理工作也就显得越来越重要。如何控制工程项目成本,以实现管理的优化是摆在面前的一大难题。 一 成本管理的概念及意义 工程项目成本管理是为了降低建筑产品的成本而进行的各项管理工作的总称。主要包括:编制成本计划;拟定并执行有关降低成本的各项措施;进行成本预测预控、检查分析和改善;编制成本报表及建立健全的有关规章制度。 成本管理的意义:水利施工企业在施工中通过技术进步、改进经营管理、调动职工积极性,降低了活劳动和物化劳动的消耗,使实际成本低于承包成本,从而实现利润最大化。 二 水利工程施工成本的组成及控制 工程项目施工成本指施工企业为完成工程项目的全部施工任务,所耗费的各项生产费用的总和。它包括直接费、管理费、临建费、业务费等项。 水利工程不同于一般的土建工程,其具有一定的特点。因此对于水利工程施工成本的管理,应根据水利工程特点,按照工程情况进行分析。通过工程预算分解、动态资金管理以及基础管理等几个方面,来进行水利工程项目的成本管理工作。以促进企业施工过程中各项费用的控制、减少施工浪费以及不必要的支出,增加企业经济效益,提高企业市场竞争力。成本控制是项目管理的优秀。水利水电工程施工承包合同中,成本可分为两部分:施工成本和经营管理费用,其中施工成本一般占合同总价的70%以上,所以,施工成本是成本控制的主要内容。加强水利工程施工企业成本管理是提高企业市场竞争力、强化企业管理的根本。因此水利工程项目管理对于施工企业有着重要的意义。 三、水利工程成本管理的重要性 水利工程施工成本管理有利于促进企业管理整体水平的提高。建立水利项目工程成本核算管理系统,从项目目标值的确定,实际成本的录入,到成本核算的口径和方法,成本报表的编制等都进行规范和统一,把项目工程成本核算中共性的东西形成一种模式固定下来,建立标准的基层成本核算体系。同时使项目的承包、项目的考核、项目的分配办法的制定都紧紧围绕项目核算这个中心。建立行之有效的运行机制,促使成本核算体系的协调运转,这样不仅使成本管理水平得到提高,而且会带动企业管理整体水平的提高。 水利工程施工成本管理的实施,可以有效的增强员工降低成本的意识,通过全员的参与有效的降低材料费、人工费、机械费用等。通过调动员工的积极性,强调施工人员的自主管理,使员工形成一种人人讲成本,人人讲效益的新观念,才是抓成本管理应该抓住的最关键的环节,从而找到了提高企业经济效益的根本点。 四、寻找有效途径 优化水利工程项目成本控制的策略 降低项目成本的方法有多种,概括起来可以从组织、技术、经济、合同管理等几个方面采取措施控制。 1.采取组织措施控制工程成本 要明确项目经理部的机构设置与人员配备,明确管理单位、项目经理部、公司或施工队之间职权关系的划分。项目经理部是企业法人指定项目经理做他的代表人管理项目的工作班子,项目建成后即行解体,所以他不是一经济实体,应对管理单位整体利益负责任。项目部各成员要在保证质量的前提下,严格执行项目成本分析标准,确保正常情况下不超成本支出,如果遇到不可预见的情况,超成本较大时,应及时报施工企业成本控制中心核实,找出原因。如属工程量追加,则积极协调业主、监理、设计搞好签证追加。如属材料价格上涨,则由成本控制中心报请施工企业承担差价部分。 2.采取技术措施控制工程成本 要充分发挥技术人员的主观能动性,对标书中主要技术方案作必要的技术经济论证,以寻求较为经济可靠的方案,从而降低工程成本,包括采用新材料、新技术、新工艺节约能耗,提高机械化操作等。 3.采取经济措施控制工程成本 (1)人工费控制。人工费一般占全部工程费用的10 %左右,作为施工企业,要制定出切实可行的劳动定额。要从用工数量上加以控制,有针对性地减少或缩短某些工序的工日消耗。力争做到实际结帐不突破定额单价的同时,提高工效,提高劳动生产率。还要加强工资的计划管理、提高出勤率和工时利用率,尤其要减少非生产用工和辅助用工,保证人工费不突破。 (2)材料费的控制。材料费一般占全部工程费的65 %~75 %,要对材料用量、材料价格加以控制。要掌握材料的规格型号,严格计算材料的使用计划。严格制订材料进场验收制度,实行量方、点数、过磅,保证材料质量合格,不亏方短缺,保证其数量。在施工过程中,实行限额领料。施工完毕后,要做到“活干料净”。 (3)机械费的控制。根据细化后的施工组织设计和调整后的单价分析,编制机械利用计划。在施工中,自有机械应加强保养,合理使用,外租机械合理安排,充分利用,减少停滞,保证机械设备高效运转。 (4)加强质量管理。要严把工程质量关,质检人员要定点、定岗、定责、加强施工工序的质量监管,做到工程一次成型,一次合格,避免造成因不必要的人、财、物等大量的投入而加大工程成本。 (5)加强合同管理。合同管理是施工企业管理的重要内容,也是降低工程成本,提高经济效益的有效途径。项目施工合同管理的时间范围应从合同谈判开始,至保修日结束止,特别是要加强施工过程中的合同管理,确保把合同落到实处。 水利工程施工企业成本管理的有效实施是改善和加强企业经营管理中要手段。完善的、合理的成本管理体系是健全的现代化企业管理不可或缺的一部分。通过全员、全过程、全环节、全方位的成本管理可以极大地提高企业生命力及市场竞争力。同时水利工程施工项目成本管理对于企业的重要意义,还可以有效的促进企业整体管理水平的提升,为企业综合能力的提升、市场竞争力的提升都有着重要的意义。 水利工程项目成本管理研究:浅谈水利工程项目施工成本管理 摘要:当前水利施工企业竞争激烈,本文就水利工程项目施工成本管理从成本控制技术和成本控制管理两个方面进行了探讨,具有重要的价值。 关键词:水利工程;项目施工;成本管理 降低水利工程施工成本的途经,应该是既开源又节流,或者说既增收又节支,只开源不节流,或者只节流不开源,都不可能达到降低成本的目的,至少是不会有理想的降低成本效果。当前水利施工企业要想在激烈地竞争中优胜,必须对常规项目施工成本控制流程的各个环节,从“开源节流”方面综合考虑,进行进一步优化。 1 成本控制技术的优化 节约成本,可以形象地称为开源节流中的“节流”,“节流”主要采取一些行之有效的技术方法。而传统成本的控制技术方法,多采用偏差控制法、成本分析表法、进度―成本同步控制法和施工图预算控制法等多种形式,对有些不确定性成本,则可以通过加强预测、制定附加计划法和设立风险性成本管理储备金等方法进行成本控制和管理。传统成本控制技术随着建筑市场竞争日益加剧、竞争规则的改变和施工技术及管理模式的创新,传统成本控制技术方法已变得不合时宜,应对传统的成本控制方法进行更新和升级,扬弃传统的一些仍可行的技术手段和管理方法,把工程技术与经济学、管理学等领域的技术方法就成本控制方面进行结合,优化成本控制技术方法。 1.1量本利分析在成本预测中的应用. 量本利分析,全称为产量成本利润分析,用于研究价格、单位变动成本和固定成本总额等因素之间的关系。这是一个简单而适用的管理技术,用于施工项目成本管理中,可以分析项目的合同价格、工程量、单位成本及总成本相互关系,为工程决策阶段提供依据。 量本利分析法传统地是研究企业在经营中一定时期的成本、业务量(生产量)和利润之间的变化规律,从而对利润进行规划的一种技术方法。它是在成本划分为固定成本和变动成本的基础上发展起来的。 1.2价值工程在施工项目成本控制中的应用 价值工程是一门技术与经济相结合的现代化管理科学,是以功能分析为优秀,使产品或作业达到适当的价值,即用最低的成本来实现其必要功能的一项有组织的活动。 价值工程的目的是力图以最低的成本使产品或作业具有适当的价值,亦即实现其应该具备的必要功能。其数学模型为: 式中V一价值 F一功能(或效用) C一成本(或生产费用) 上述公式表明,可从下列途径提高产品或作业的价值: (l)功能不变,成本降低; (2)成本不变,功能提高; (3)功能提高,成本降低; (4)成本略有提高,功能大幅度提高; (5)功能略有下降,成本大幅度下降。 上述途径乍看起来,并不完全对施工方有太多的益处,如第(4)项由于成本的上升而减少工程收入,如遇这种情况,应加强与项目业主沟通,可以事先取得业主认可,对功能提高的增值部分得到一定比例的奖励,间接地提高项目的盈利。一般情况下,如第(5)项,只要不降低项目建设的必要功能,业主是乐意接受的。 在项目施工时,要在对工程结构、施工条件等进行分析的同时,还要对项目建设的施工方案及其功能进行分解,以确定实现施工方案及其功能的最低成本计划。应用价值工程时,把各专业人员(施工技术人员和管理人员)组织起来,发挥集体力量,群策群力,方能达到最低成本计划的目标。 1.3线性规划方法在施工过程中的应用 水利工程往往存在大量的土方工程,有很多水利工程土方施工情况直接决定工程的盈亏,尤其是水利枢纽工程,或水库加固及新建工程等,往往会有多个挖区和填区,特别是当工程为分期分批施工时,先期工程与后期之间的土方堆放和调运问题应当全面考虑,力求避免重复挖运和场地混乱,为使土方总运输量(m3.m)最小或土方运输成本(元)最小或土方施工费用(元)最小,土方施工前先进行土方调配设计是非常有必要,而用数学“线性规划”方法进行土方调配设计不失为一种好的办法。 2成本控制管理过程中增收途径的优化 增加收入,可以形象地称为开源节流中的“开源”,而“开源”首先需要更新成本控制管理理念,做到对外拓宽增收渠道,对内健全管理机制,在施工过程擅于发现降低成本和增加收入途径。 2.1认真会审图纸,积极提出修改意见 在项目建设过程中,施工单位必须按图施工。但是,图纸是由设计单位按照建设单位要求和项目所在地的自然地理条件设计的,其中起决定作用的是设计人员的主观意图,很少考虑为施工单位提供方便,有时还可能给施工单位出些难题。因此,施工单位应该在满足建设单位要求和保证工程质量的前提下,联系项目施工的主客观条件,对设计图纸进行认真的会审,并提出积极的修改意见,在取得建设单位和设计单位的同意后,修改设计图纸,同时办理增减帐。 2.2加强合同预算管理,增创工程预算收入 (1)深入研究招标文件、合同内容,正确编制施工图预算 在编制施工图预算的时候,要根据水利工程特点,充分考虑可能发生的成本费用,包括合同规定的属于包干(闭口)性质的各项定额外补贴、水下工程项目和隐蔽工程项目,并将其全部列入施工图预算,然后通过工程款结算向甲方取得补偿。也就是:凡是政策允许的,要做到该收的点滴不漏,以保证项目的预算收入。我们称这种方法为“以支定收”。但是一个政策界限,不能将项目管理不善造成的损失也列入施工图预算,更不允许违反政策向甲方高估冒算或乱收费。 (2)把合同规定的“开口”项目,作为增加预算收入的重要方面 一般来说,按照设计图纸和预算定额编制的施工图预算,必须受预算定额的制约,很少有灵活伸缩的余地;而“开口”项目的取费则有比较大的潜力,是项目创收的关键。 (3)根据工程变更资料及时办理增减帐 由于设计、施工和业主使用要求等种种原因,工程变更是项目施工过程中经常发生的事情,有时是不以人们的意志为转移的。随着工程的变更,必然会带来工程内容的增减和施工工序的改变,从而也必然会影响成本费用的支出。因此,项目承包方应就工程变更对既定施工方法、机械设备使用、材料供应、劳动力调配和工期目标等的影响程度,以及为实施变更内容所需要的各种资源进行合理估价,及时办理增减帐手续,并通过工程款结算从业主处取得补偿。 2.3制订先进的、经济合理的施工方案 施工方案主要包括四项内容:施工方法的确定、施工机具的选择、施工顺序的安排和流水施工的组织。施工方案的不同,工期就会不同,所需机具也不同,因而发生的费用也会不同。因此,正确选择施工方案是降低成本的关键所在。 制订施工方案要以合同工期和业主要求为依据,联系项目的规模、性质、复杂程度、现场条件、装备情况、人员素质等因素综合考虑。可以同时制订几个施工方案,倾听现场施工人员的意见,以便从中优选最合理、最经济的一个。 2.4落实技术组织措施 落实技术组织措施,走技术与经济相结合的道路,以技术优势来取得经济效益,是降低项目成本的又一个关键。一般情况下,项目部应在开工以前根据工程情况制订技术组织措施计划,作为降低成本计划的内容之一列入施工组织设计。在编制月度施工作业计划的同时,也可按照作业计划的内容编制月度技术组织措施计划。 2.5组织均衡施工,加快施工进度 凡是按时间计算的成本费用,如项目管理人员的工资和办公费,现场临时设施费和水电费,以及施工机械和周转设备的租赁费等,在加快施工进度、缩短施工周期的情况下,都会有明显的节约。除此之外,还可从业主那里得到一笔相当可观的提前竣工奖。因此,加快施工进度也是降低项目成本的有效途径之一。为了加快施工进度,将会增加一定的成本支出。由于加快施工进度,资源的使用相对集中,往住会出现作业面太小,工作效率难以提高,以及物资供应脱节,造成施工间隙等现象。因此,在加快施工进度的同时,必须根据实际情况,组织均衡施工,切实做到快而不乱,以免发生不必要的损失。 2.7用足、用好施工索赔 一个有经验的承包商,在投标报价时就应考虑到将来可能要发生索赔的问题,要仔细研究招标文件中的合同条款和规范,仔细查勘施工现场,探索可能索赔的机会,在报价时要考虑索赔的需要。在进行单价分析时,应列入生产效率,把工程成本与投入资源的效率结合起来。这样,在施工过程中论证索赔原因时,可引用效率降低来论证索赔的根据。 水利工程项目成本管理研究:水利工程项目成本管理与控制 摘要:当前施工企业在工程建设的过程中,如何加强管理搞好成本控制,进而取得良好的经济效益非常重要。本文对水利工程项目成本管理与控制措施进行简要论述,供同行参考。 关键词:工程项目;成本管理;控制 中图分类号:F275.3 文献标识码:A 文章编号: 一、工程项目成本管理中存在的主要问题 1.1 没有形成一套完善的责权利的成本管理体制 任何管理活动,都应建立责权利结合的管理体制才能取得成效,成本管理也不例外。成本管理体系中项目经理享有至高无上的权力,在成本管理及项目效益方面对上级领导负责,其它业务部门主管以及各部门管理人员都应有相应的责任、权力及利益分配相配套的管理体制加以约束和激励。而现行的施工项目管理体制,没有很好地将责权制三者结合起来。有些项目经理部简单地将项目成本管理的责任归于成本管理主管没有形成完善的管理体系,不利于项目部更进一步的技术开发,也就不利于工程项目的成本管理与控制。 1.2 忽视工程项目“质量成本”的管理和控制 “质量成本”是指保证和提高工程质量而发生的一切必要费用,以及因未达到质量标准而蒙受的经济损失。“质量成本”分为内部故障成本(如返工、停工等引起的费用)、外部故障成本质(如保修、索赔等引起的费用)、质量预防费用和质量检验费用等。保证质量往往会引起成本的变化不能因此把质量与成本对立起来。 长期以来,人们未能充分认识质量和成本之间的辩证统一关系,习惯于强调工程质量,而对工程成本关心不够,造成工程质量虽然有了较大提高,但增加了工程质量所付出的质量成本,使经济效益不理想,资本积累不足;项目经理部却存在片面追求经济效益而忽视质量。虽然就单项工程而言;利润指数可能很高,但是因质量上不去,可能会增加因未达到质量标准而付出的额外质量成本,既增加了成本支出,又在信誉上造成很坏的不良影响。 1.3 忽视工程项目“工期成本”的管理和控制 “工期成本”是指为实现工期目标或合同工期而采取相应措施所发生的一切费用。工期目标是工程项目管理三大主要目标之一,施工企业能否实现合同工期是取得信誉的重要条件。工程项目都有其特定的工期要求,保证工期往往会引起成本的变化。施工单位对工期成本的重视也不够,特别是项目经理部虽然对工期有明确的要求,但对工期与成本的关系很少进行深入研究,有时会盲目地赶工期要进度,造成工程成本的额外增加。 1.4 项目管理人员经济观念不强 目前,施工项目经理部普遍存在一种现象,即在项目内部,搞技术的只负责技术和质量,搞工程的只负责施工生产和工程进度,搞材料的只负责材料的采购及进场点验工作。这样表面上看来职责清晰,分工明确,但项目的成本管理是靠大家来管理、去控制的,项目效益是靠大家来创造的。如果搞技术的为了保证工程质量,选用可行,却不经济的方案施工,必然会保证了质量但增大了成本;如果搞材料的只从产品质量角度出发,采购高强优质高价材料,即使是材料使用没有一点浪费,成本还是降不下来。 二、工程项目成本管理与控制 工程项目成本管理是施工单位的总体目标和工程项目的具体要求,我们在工程项目施工过程中,对工程项目成本进行有效的实施、控制、跟踪、分析和考核等管理活动,达到强化经营管理、完善成本管理制度、提高成本核算水平、降低工程成本、实现目标最大利润化、创造良好经济效益和社会效益。 水利工程施工承包合同中,成本可分为两部分;施工成本(具体包括直接费、其他直接费和现场经费)和经营管理费用(具体包括管理费、财务费和其他费用),其中施工成本一般占合同总价的70%以上,所以施工成本是成本控制的主要内容。 通过施工成本控制,可以促使项目节约费用,降低成本支出:可以分析和考核人工、材料和施工机械计划消耗情况,挖掘降低施工成本的潜力;可以为工程投相当规模和经营管理提供决策和预测的依据。要根据工程施工的特点,抓好工程项目管理。科学地组织和规划,严格地按规程施工,在抓好工程质量和安全为前提下,严格控制施工成本,取得良好的效果。 2.1 形成一套完善的责权利成本管理体制、成本管理办法 要形成一套完善的责权利成本管理体制。施工项目经理部是以项目经理为优秀的相对独立的经济实体,施单位成本管理的主体是施工项目经理部,施工项目经理部成本管理的主体是项目全体管理人员及施工作业队全体施工人员,项目经理是项目成本管理的主要领导,这样形成了一个以项目经理为优秀的成本管理主要领导,这样形成了一个以项目经理为优秀的成本管理体系。 对成本管理体系的每个部门、每个人的工作职责和范围要进行明确的界定;赋予相应的权利,以充分有效地履行职责;并用一定物质奖励去刺激。这样层层落实,逐级负责,使项目成本管理工作做到责权利明确,有据可查,有章可循,使项目的成本管理工作形成一个完整的成本管理体系,便于调动员工的积极性和主动性。 2.2 工程项目“质量成本”的管理 提高工程项目质量管理与控制,正确处理质量成本中几个方面的相互关系即质量损失(内、外部故障损失)、预防费用和检验费用间的相互关系,采用科学合理、先进实用的技术措施,在确保施工质量达到设计要求水平的前提下,尽可能降低工程成本。项目经理部也不能为了提高企业信誉和市场竞争力而使工程全面出现质量过剩现象,导致完成工程量少,经济效益低下的被动局面。 2.3 工程项目“工期成本”的管理和控制 工期成本管理的目标是正确处理工期与成本的关系,使工期成本的总和达到最低值。由于内外部环境条件及合同条件的制约,保证合同工期和降低工程成本是一个十分艰巨的任务,因此,我们正确处理工期成本的两个方面的相互关系,在确保工期达到合同条件的前提下,尽可能能降低工期成本。避免切为了提高单位信誉和市场竞争力,盲目抢工期赶进度,造成增大项目成本,导致项目亏损。 2.4 提高全员管理水平,树立全员经济意识 知识要不断的更新,不断的学习。要组织全体员工不断地学习企业管理知识,增加新的企业管理经验。通过办个各种业务培训班,提高全员管理水平。现时开展宣传教育活动,提高全员经济意识。通过大幅标语、宣传栏进行宣传,“节约光荣,浪费可耻”、“建精品工程,创最佳效益”等等,使每一位职工都能把工程成本管理工作放在主要位置。 水利工程项目成本管理研究:水利工程项目业主成本管理 【摘要】水利工程业主方对成本的管理应重在对成本形成过程的控制,根据成本形成过程的不同环节、不同阶段采取不同的办法才能有效地对水利建设单位成本进行控制。 【关键词】水利;工程项目;业主;成本管理 水利工程项目具有投资数额大、建设周期长、参与单位多以及技术工艺复杂等特点, 需要参与工程的各单位密切协作。随着项目法人责任制的广泛推行,项目业主在水利项目管理责任权力体系中的作用和地位愈显突出,这就决定了项目业主的成本管理不同于施工企业等其他参与方的成本管理,其更全面、更有效,它是从整个项目的全局出发,以工程建设项目的全生命周期为对象,通过科学、系统、高效的组织管理,实现项目的功能和使用价值,充分发挥投资效益,实现项目管理水平的跨越式发展,提高工程项目的市场竞争能力。 一、水利工程项目业主成本管理的内容 (一)项目前期工作及项目审批阶段的成本管理 前期工作阶段是影响项目成本最大的阶段。有统计指出,在初步设计阶段,影响项目成本的可能性为75% - 95% ; 在技术设计阶段,影响项目成本的可能性为5%-25%。实际上,与分阶段进行的前期工作对应的是分阶段进行的项目审批程序,项目审批的优秀内容之一就是成本决策。对于水利工程而言,可行性研究阶段才是项目审批的关键阶段,也是成本决策的关键阶段。总之,全寿命周期项目成本管理的关键是工程设计和成本决策阶段,要在前期工作阶段保证投入,提高投资估算、概算的可靠性与精确性,为决策提供可靠依据,以求大量减少施工阶段成本变动。 (二)项目建设实施阶段的成本管理 项目建设实施阶段是项目投入的主要阶段,本阶段项目方案已经确定,成本目标已经明确,所有管理活动的实施几乎没有逆转的可能,成本管理的关键主要是防止决策失误,规避意外风险。项目业主成本管理的主要目标就是控制工程投资,要通过招标投标选择合适的施工单位和监理单位,加强质量、安全、工期管理,开展设计优化工作,编制业主预算,严格结算支付程序,严格执行合同,防止索赔事件发生,加强风险管理。本阶段要特别发挥施工企业成本管理的优势和积极性,施工企业的项目成本管理是在满足工程质量、工期等合同要求的前提下,通过有效的计划、组织、控制和协调等活动尽可能降低成本费用、创造良好经济效益的一种科学管理活动。虽然施工企业成本管理的目标、手段与业主的成本管理不同, 甚至还存在矛盾,但总体而言,搞好施工企业的成本管理有助于实现项目质量、进度、安全目标,减少项目风险,促进业主的成本管理。 (三)项目运行管理阶段的成本管理 对于水利工程,尤其是公益性或具有公益性特点的水利工程,能否维持项目的良性运行对实现项目目标、发挥投资效益起着至关重要的作用。项目运行管理阶段的首要管理目标是实现项目功能,达到兴利目的。为此,首先要保证工程构(建)筑物的正常运转,使其处于良好的维护状态; 其次要保证运行管理单位(业主) 经费来源, 使管理机构的管理活动能够正常开展。本阶段的成本管理要做到增收与节支并重。要应用自动化管理手段,严格控制管理人员数量; 加强对工程的检查巡查,出现损坏及时维修; 培育水市场,加强水费收缴; 必要时争取政府财政支持。 二、加强水利工程业主方的成本管理 (一)加强成本管理意识 要加强业主方的成本管理意识,首先要贯彻成本管理以“人”为中心的策略,“人”的因素是决定建设成本高低的关键。人与成本开支直接有关,人既是成本管理的主体,又是成本管理的客体。因此,从各方面挖掘人的潜力,建立从领导到员工的成本管理意识,充分调动人的积极性,才能保证各项成本控制落实到实处,进而使水利工程建设项目投资取得预期的收益。 (二)重视工程合同管理 由于水利工程通常具有投资大、周期长、涉及面广和管理难度大等特点,且在其建设全过程中隐藏着众多的风险因素( 包括投资风险、金融风险、规划风险、技术风险、经济风险、设计变更风险、不可抗力风险等等),合同管理制的执行过程中容易出现盲点和误区,这给工程建设的成本控制带来了问题,甚至造成投资效益不能有效发挥。因此,业主应充分重视合同管理。业主在合同管理过程中要严格控制价格变更,坚决维持原合同单价水平。尽量避免合同变更,在必须变更且属于变更增减项目工程量签证时,必须由业主、监理、设计、施工四方现场确认签核。另外,业主严格控制加强合同的管理,能够有效地规避风险,防止索赔事件的发生,从而有效地节约成本。 (三)重视项目各方的合作 目前随着国家对水利工程建设投入的加大,工程建设实行业主制、招标投标制、工程监理制、责任终身制等一系列的制度规范化,业主方的成本管理直接关系到国家投资效益最大化的实现。水利工程项目全过程涉及的合作方包括主管部门、投资方、工程咨询设计单位、监理单位、施工建设单位、材料供应单位、项目区各级政府及群众、直接用户及各类间接受益对象等。因此,业主方的成本管理也和这些部门息息相关。 1、业主方要想方设法多争取国家投资或补助,利用专业银行低息贷款,尽量少用商业银行贷款。在利用外资时,也要争取使用长期低息贷款, 并且要尽可能地多使用固定利率贷款,少使用浮动利率贷款,以减少利率风险。 2、业主方应尽可能争取政府优惠政策,如有关税费的减免,征地、拆迁等工作由水利工程建设所在地县区政府负责完成等。 3、业主要尽量和施工方紧密合作。施工企业的项目成本管理是在满足工程质量、工期等合同要求的前提下, 通过有效地计划、组织、控制和协调等活动尽可能降低成本费用、创造良好经济效益的一种科学管理活动。虽然施工企业成本管理的目标、手段与业主的成本管理不同,甚至还存在矛盾,但搞好施工企业的成本管理有助于实现项目质量、进度、安全目标, 减少项目风险, 促进业主的成本管理。 4、业主方要加强同监理人员的互动关系。业主方加强和监理人员的日常交流,以便随时了解工程的成本、进度和质量的控制,进行动态的成本管理,减少索赔和不必要的成本支出, 达到成本控制的目的。 因此,业主方只有充分调动各方面的积极性,加强各方的有力合作,有效地减少支出, 才能达到降低水利工程建设单位成本的目的。 (四)重视成本估算的精确性 成本估算的方法常采用经验估算法、因素估算法、由上到下估算法、WBS 全面详细估算、类比估算、参数模型估计、单位指标估算法、近似工程量法及单元法等等。虽然成本估算可以说是最粗的成本管理,但成本估算一旦作为批准下达的投资限额,是初步设计概算乃至整个工程造价的编制依据。因此,成本估算在成本管理中处于基础地位,风险也是最大的,一旦发生风险,几乎是不可挽回的。因此,业主方应重视水利工程成本估算的精确性,做好成本估算,防范风险,主要要做到两点: ⑴全面而正确地收集和加工工程项目的各方面信息, 努力消除因信息不全或错误而导致的成本估算风险;⑵正确选择成本估算的方法和程序, 科学地开展好成本估算工作,防止错误选用项目成本估算方法而造成的风险。 综上所述,水利工程业主方的成本管理水平直接影响到水利工程投资的效益, 如何加强业主方的成本管理水平已经引起政府和投资单位的重视。随着水利工程相关建设法规制度的完善, 业主方的成本管理也会对水利工程项目成本的控制起到越来越好的作用。 【作者简介】张飞飞,28岁,中共党员,助理工程师,陕西佳县农业财务管理所农业综合开发办技术骨干,曾参与黄河流域龙口水电站、云南龙江水电站、香格里拉德钦春多乐水电站的建设。