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计算机论文900字

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计算机论文900字

科技的发展包括很多方面,计算机技术就是科技发展中的重要组成部分和表现形式。进入二十一世纪以来,世界各个国家的经济都在飞速的发展中,经济的发展必然会促进科技的进步。

计算机毕业论文8000字篇1

浅谈计算机网络安全问题与病毒防护

1计算机网络安全的影响因素

计算机网络安全问题主要来源是网络自身无法避免的系统却是和脆弱性。

以下是影响计算机网络安全的具体因素。

非授权访问。

非授权访问是指没有经过原有用户的同意就擅自的使用了网络资源。

常常会有人通过假冒身份或者非法攻击的形式,来避开访问认证系统,强制性的进入网络系统中,对网络资源进行非法使用,甚至会恶意窃取部分信息或者对信息进行修改。

信息的非法利用。

信息的非法利用主要包括以下几种形式:一是,信息的破坏;二是,信息的泄漏;三是,非法信息流的传输。

其中信息的破坏是指积极网络侵犯者截取了网络中正在进行上传或者下载的资源包,并对之进行加工或者修改,使得资源包失去效用,或者会添加一些对自己有益处的信息,并将添加信息后的资源包重新返回。

信息的泄漏是指消极网络侵犯者通过电磁泄漏或者自身搭线的方式[1],对一些信息进行偷听,或者通过对信息的相关数据进行分析,将对自己有用的信息筛选或者推论得出,这个过程中不会对信息造成任何损害,但是信息却失去了保密性。

非法信息流的传输是指用户在允许自身与其他用户进行某种通信,但会将禁止其他类型的通信。

网络资源的错误或者非法使用网络资源。

用户没有对资源进行合理的访问权限设置或者访问控制,造成资源的偶然性丢失或者对资源造成破坏,甚至会有一些有害信息侵入。

或者非法用户强制登陆,使用了网络资源造成了资源的消耗,对原用户造成了利益损害。

环境对网络安全的影响。

环境对网络安全的影响可分为自然环境对网络安全的影响和社会环境对网络安全的影响。

比如在恶劣天气的影响下造成电缆的损害,进而导致网络系统瘫痪,甚至计算机损坏的情况。

再有就是当人们进行会产生电磁辐射的作业时,辐射会破坏网络传输的数据,有可能会被不良分子记录下来,造成了信息泄密。

软件的漏洞。

计算机中装有不同的软件,而有些软件设计中存在着漏洞,这些漏洞会使得用户的计算机受到破坏。

其中常见的软件漏洞主要存在以下几个部分:一是操作系统,二是TCP/IP协议,三是密码设置,四是数据库。

而漏洞的存在会给予黑客进行攻击的机会,一旦病毒侵入就会造成很严重的后果。

对拒绝服务的攻击。

对拒绝服务的攻击会导致网络服务系统受到强烈的干扰,妨碍网络服务系统的正常运作,减慢程序的运行,逐渐的造成整个系统的网络瘫痪,这将会造成合法用户无法正常使用,甚至合法用户都无法进入到计算机网络中进行相关操作得到相应服务。

2网络病毒的概念与特点

网络病毒是指一些人利用计算机软件与硬件固有的脆弱性来编制的一组指令集成程序代码。

网络病毒通过四种方式来侵入电脑:一是,代码取代;二是,源代码嵌入;三是,附加外壳;四是,修改系统[2]。

虽然病毒侵入的方式不同,但是都会对计算机造成损害。

一般来说病毒具有以下特点:

网络病毒有较强的伪装性与繁殖感染力。

计算机技术越来越成熟的同时,网络病毒的危害越来越大,不仅仅可以篡改计算机程序,而且可以对数据和信息造成一定的破坏或者使其被更改,从而会对计算机用户安全造成严重威胁。

虽然用户的计算机会装有一些杀毒软件,但是网络病毒具有较强的伪装性,拥有较强的隐蔽性,一般很难被发现,所以即使用户通过杀毒软件进行杀毒,也无法除去这些网络病毒,进而就会对用户的信息以及其他资料与文件造成破坏。

再有就是计算机病毒具有很强的繁殖能力,网络病毒之间会相互感染,病毒在不断扩大的过程中会对整个用户群体造成一定的感染,一旦病毒发生变异,就会具有较强的破坏力和攻击性。

网络病毒存在一定的潜伏期以及较强的攻击力。

计算机遭到病毒入侵后,一般会有一定的潜伏期,在某一个特定时期,病毒将会全面的爆发,这时就会对计算机用户的网络安全造成严重的威胁。

网络病毒同时也具有较强的攻击力,主要表现在它会窃取用户的信息,进而泄漏用户的一些重要资料或者需要保密的文件。

网络病毒对于计算机用户安全有着严重的威胁,所以要注重对计算机病毒的防护,最主要的是对计算机用户资料安全进行保护。

3计算机网络安全与病毒防护的有效措施

对软件进行防范和保护。

一般情况下,我们都会在计算机中安装杀毒软件,有时甚至会安装防黑软件,安装这些软件的目的是来防止病毒侵入计算机。

再有就是,当我们在使用U盘或者光盘的时候一定要保持警惕,绝对不去使用那些来源未知的磁盘或者游戏盘,在必须要使用这些盘的情况下,要做好对这些盘进行杀毒清理工作。

还有就是,不要从一些不可靠的网站上下载软件,因为这些软件很可能带有病毒,当安装后就会对你的计算机造成严重的破坏。

以及还有,不要随意的去打开或者浏览那些不明来历的邮件或者网页,因为这些邮件或者网页很可能带有恶意代码。

最后就是要形成对重要文件进行经常的备份或者更新。

安全模块的建立。

我们可以通过建立入网访问的功能模块来作为网络的.第一道控制保护层[3],具体来说,该功能模块要限制使用网络的用户、限制用户使用时间,并建立黑名单对非法用户进行记录。

与此同时,可以通过建立智能型网络日志系统,这个系统的作用是自动记录用户使用的过程或者使用情况,同个这个系统的建立,我们可以发现是否有病毒侵入到计算机中。

保证传输线路安全。

保证传输线路的安全可以通过将传输线路埋于地下来保护,或者进行一些其他类型的保护措施来保护传输线路的安全。

这保证传输线路安全的同时,要确保传输线路远离辐射,这是为了减少因为电磁干扰而造成的数据丢失或者信息错误问题。

还有就是将线路的集中器等放在可以监控到的位置,防止线路外连。

再有就是要对连接的端口进行检查,来防止偷听情况的发生。

进行网络加密。

我们对重要数据进行特别保护,比如通过设置加密算法或者密钥作为保护。

在设置密码时要保证密码的难度以及不能与用户个人信息有联系,网络加密的方式有:链路加密、端对端加密、以及节点加密等。

进行存取控制。

在鉴别用户的基础上,对用户的特权进行控制。

鉴别是指在用户被认证后撤销对该用户服务的相关限制,做到支持存取控制。

对于存储矩阵的限制可以通过不同方式来进行,比如对重要文件设置只读、只写、或者可修改等,就是在限制存储矩阵。

采用鉴别机制。

鉴别主要是通过对报文或者数字签名等进行识别来实现对用户身份的鉴别,并授予用户特权使用户可以获得相应服务。

它是经过双方认证,来将危险成分进行排除,来顺利展开对双方身份的检验。

4结束语

计算机带给大家很多便利的同时,也会给大家带来很多风险,所以关注计算机网络安全问题以及对网络病毒进行防护是十分必要也是极其重要的。

计算机毕业论文8000字篇2

浅谈计算机网络安全漏洞及解决

一、计算机网络当前存在的主要安全漏洞

(一)计算机网络软件方面。

在计算机网络的正常运行中,计算机软件是非常重要的组成部分之一,一般在使用前都需要先通过网络下载,才能真正满足相关操作要求。

但是,在下载的过程中,一些病毒也可能一起进入计算机,致使计算机网络的安全性受到威胁。

(二)计算机硬件方面。

根据计算机网络的运行情况来看,计算机硬件是非常重要的基础组成部分,如果其出现安全问题,则会给计算机网络的正常使用带来极大影响。

当前,计算机硬件方面的安全漏洞有使用不正确,致使计算机硬件设施的正常通信受到严重影响。

一般情况下,计算机网络出现这种情况主要是受到黑客的攻击,导致用户的财产信息、个人信息等大量被窃,给计算机网络的安全运行造成严重影响。

当今时代,随着科学技术不断发展,计算机已成为处理信息的主要工具之一。掌握计算机的基础知识和基本操作技能是科学发展和走向未来信息化时代的需要。下面是我为大家整理的关于计算机论文,供大家参考。

关于计算机论文 范文 一:计算机 网络技术 中人工智能的应用

摘要:本文主首先针对现在计算机网路当中存在的普遍的问题进行了简要的介绍,然后结合了现在人工智能的特点以及优势,对现在人工智能在现在人们要求计算机为自己提供更加的智能化、人性化的服务工作,并且现在的计算机网络技术当中广泛存在的问题,尤其是在计算机网络安全方面存在的问题,也在强调着现在人工智能在计算机网络技术发展当中的重要的地位。

关键词:人工智能;计算机网络技术;应用

一、计算机网络技术存在的问题

随着计算机技术的不断的发展,现在不论是在我们的日常的生活当中还是在我们的工作当中,计算机网络技术的应用都是十分的广泛的,人们对于计算机网络技术的引用越来越广泛也就意味着现在人们对于计算机网络安全方面的问题采取了更多的关注,也就是说在现在计算机网络的监视以及网络控制已经成为了现在人们都比较关注的两个方面,人们都认为计算机网络管理系统应该具有着这两个方面的问题。但是由于我们想在计算机网络安全管理系统当中更好的实现网络监视以及网络控制这两个方面的功能,我们就必须要对网络当中的信息进行及时的获取以及处理,但是现在我们通过网络来进行信息的传递的时候经常性的会出现不连续或者是不规则的情况,并且在计算机网络技术发展的早起,人们只是能够使用计算机来对数据进行一个简单的处理,不能够通过计算机来对数据的真实性来进行一定的分析以及判断,同时更加不能够实现在海量的网络信息当中对有效的信息来进行迅速的筛选的目的,,除此之外就是现在的计算机网络用户的信息安全网路安全管理也是应该为其提供更加完善的保障的,现在的计算机软件的开发速度是非常迅猛的,同时计算机网络犯罪也是十分的猖獗的,如果说计算机的网络安全系统自身没有足够的灵敏性以及足够迅速的反应速度的话,完全不能够应付现在计算机网络当中频发的侵犯用户信息安全等各种违法的网络犯罪活动。想要更好的实现计算机网络安全管理,我们就必须要建立一套完整的,并且有着灵敏反应速度的智能化管理系统,这一套智能化的管理系统能够自动的对数据来进行手机并且对故障及时的做出诊断依据分析,并且及时的进行处理,恢复计算机网络系统的正常的运行。

二、人工智能技术的特点以及优势

我们在对人工智能进行使用的过程当中,能够有效的通过人工只能来对一些不确定性的信息进行处理,并且我们能够通过人工智能来对整个的系统当中的局部的状态或者是全局的状态来进行进行料及而并且对其变化进行跟踪,能够自己及时的来对系统当中的信息来进行适当的处理,并且我们还能够及时的将用户需要的信息及时的提供给用户。除了这些能力之外,我们能够利用人工智能来进行写作,也就是说现在的人工智能的自身是有着非常良好的写作能力的,能够通过人工智能自身来对已经得到的各种的信息以及资源来进行处理,并且能够实现将这些信息在不同的用户之间来进行相互的穿束以及共享,再就是现在我们将人工智能应用到计算机网络智能方面,主要就是为了能够更好的使现在我国的计算机网络系统能够有着足够的学习能力以及更好的推理能力,我们在对网络进行管理的过程当中采用人工智能的话不仅仅能够提高对于信息的处理的销量,而且还能够凭着人工智能的记忆能力将信息进行储存,通过对这些信息的储存,人工智能能够自动的利用这些已经储存的信息来构建一个完善的信息库,然后在这个信息库的基础之上,在对信息进行一个信息的 总结 以及结束,然后通过总结以及解释的这个过程形成一个高级的信息,然后将这个高级信息提供给网络给网络管理者。所以说我们在进行计算机网络管理的过程当中采用人工智能进行管理的话,计算机网络的管理人员其实也就是相当于雇佣了一个非常的聪明并且任劳任怨的秘书,这个秘书不仅仅说能够对自己的指令进行无条件的服从,并且这个秘书还能够根据管理者的意愿来灵活的对自己将要进行完成的任务来进行一个创新,自动的来寻求一个更加快捷并且有效的 方法 来进行任务的完成,这样就能够不断的提高现在我国网络信息管理的效率。

三、人工智能在计算机网络技术当中的应用

(一)人工智能在计算机网络安全管理当中的应用

第一个方面就是一个智能型的反垃圾邮件系统,我们能够在现在的计算机网络当中通过这么一个系统来对现在的客户的邮箱来进行一个十分有效的安全保护,所谓的智能型的反垃圾邮件系统就是利用人工智能技术来开发的一个系统,通过这个系统我们能够对用户的来及邮件来进行防护,并且我们在对电子邮件来进行监测以及防护的过程当中,这一个系统是不会对我们的用户来产生任何的信息安全的威胁的,并且我们还能够自动的形成一个来及邮件的分类信息,并且及时的将这个信息传递给客户,然后客户就能够根据这一个分类信息来对邮箱当中的垃圾邮件来进行处理了。第二个方面,智能防火墙技术。人工智能防火墙系统与现在我们正在使用的众多的防火墙系统是有着很大的区别的,这种防火墙系统能够利用自身的人工智能的优势来对需要处理的各种的数据进行自动的收集以及处理,能够十分有效的提高信息处理的速度以及效率,从而能够更好的提高防火墙发现现在的计算机网络当中的各种危害行为的能力,能够更好的组织各种病毒在现在我国的计算机网络系统当中的传播。第三个方面,入侵监测技术。入侵计策是计算机网络安全管理当中的首要环节,也是其中最为关键的一个环节,是整个的计算机防火墙系统的核心部分。

(二)人工智能在网络管理以及系统评价当中的应用

我们现在在对人工智能技术进行应用的过程当中不仅仅可以应用他的人工智能,还可以对现在人工智能当中的专家知识库来进行应用。专家系统其实就是一个职能化的计算机系统,这个系统就是将某一个领域当中的专家的知识以及 经验 进行了总结以及归纳,将这些知识以及经验变成有效的资源来输入系统当中,对系统处理这个领域的问题来提供帮助。

四、结束语

综上所述,随着现在计算机技术以及网络信息技术的不断发展,人工智能技术开始出现并且进入到了人们的生活当中,本文主要就是介绍而现在计算机网络当中存在的问题,以及现在人工智能技术在现在的计算机网络技术当中的应用情况。

参考文献:

[1]张彬.探讨人工智能在计算机网络技术中的应用[J].软件,2012,11:265-266.

[2]马越.探讨人工智能在计算机网络技术中的应用[J].计算机光盘软件与应用,2014,22:43-44.

关于计算机论文范文二:电子商务中计算机网络安全技术研究

【摘要】随着社会的飞速发展,计算机网络也在逐渐向着各个领域渗透和发展,尤其对于具有代表性的电子商务产业来说,时刻与计算机网络的应用紧密相连,然而随着网络环境变得愈加复杂,网络安全技术则成为了大家共同关注的话题,只有将网络安全技术合理的在电子商务中进行利用,才能促使整个网络环境不受破坏,由此电子商务产业也会得到更加平稳快速的发展.

【关键词】计算机网络;安全技术;电子技术;应用

前言

在电子商务产业不断开拓与探索的进程中,计算机网络安全技术的应用在其中起着至关重要的作用,只有对网络环境进行一个系统的、全面的、科学的管理,才能构建一个可靠的网络防护屏障,进而使得电子商务产业的网络系统得到有效地保护和发展。

1电子商务中的计算机网络安全技术

在电子商务交易中,自然少不了计算机网络的支持与运用,与此同时,在极为复杂的网络环境下,电子商务的网络运行系统在交易中就存在着很多潜在的威胁,只有对电子商务中的计算机网络安全技术有一定的了解和掌握,才能更加有助于网络安全技术在电子商务中的应用。电子商务网络安全分为两大部分,分别是计算机网络安全和商务交易安全。计算机网络安全指的是计算机系统内部网络环境的安全性能,主要包括计算机网络设备安全、计算机网络 系统安全 等几个重要组织的安全性,其主要是以计算机网络自身的安全性为目标;商务安全则是以传统商务网络为中心,从Internet在电子商务中应用中的安全问题展开研究,在计算机网络安全的基础上,进而保障电子商务交易的顺利进行,同时又实现了电子商务的保密性、完整性等特征。

2电子商务网络存在的安全问题

根据对电子商务的了解,其发展以及交易主要是通过计算机网络实现的,那么这其中就存在着很多的安全问题,尤其是在电子商务这个极其多元化的网络环境下,必定会在网络系统中埋下诸多安全隐患。

(1)病毒入侵

对于整个电子商务网络系统而言,最具有威胁性的就是病毒。由于其工作性质的限制,所以与外环境的接触机率较大,在信息资源处于半封闭半公开的状态下,很容易给病毒带来可乘之机,一旦病毒侵入整个网络系统,计算机中的所有功能以及大量数据将会遭受巨大破坏,病毒的繁殖和复制能力非常迅速,在短时间内,就可以造成整个网络系统瘫痪,互联网资源自动被侵蚀,最终导致电子商务网络环境崩溃的重大后果。

(2)信息盗用

当网络环境在实现资源传输或者共享的过程中,如果没有对信息采取加密等保护手段进行信息维护的话,那么传输的信息就会以明文的方式展现给大家,一些不法分子利用这一疏漏,可能会在数据经过的路线上对信息进行拦截或者提取,之后通过研究得出有价值的资源,严重的情况下,可以泄露个人信息、账户、密码等重要信息,对个人和企业带来难以估量的损失。

(3)信息篡改

在电子商务进行交易的过程中,交易双方必须要保证个人信息真实有效,并且提供完整的个人资料,这样双方利益都会受到良好的保护,以免权益遭受侵害。如果在交易过程中,不慎将个人信息泄露,不法分子就会对信息进行掌握,在盗取用户资料后,通过技术手段会对信息进行解除、修改,致使信息不真实,之后不法分子会将信息重新放置到传输地点,从而导致决策者判断失误,最终造成重大的经济损失。

3计算机网络安全技术在电子商务中的应用

为了保证电子商务产业能够正常的发展和运作,同时也为了电子商务网络环境得到改善和提高,就要采取一些必要的手段或者是方式方法对整个网络环境实施有效的管理,促使安全隐患在网络安全技术的控制下得以缓解和消除。

(1)安装防火墙

使用计算的人都知道,计算机保护系统中通常都要设立防火墙对干扰因素进行拦截或者是清除,防火墙同样也适用于电子商务网络安全系统的建立和保护。由于防火墙具有很强的识别能力和区域划分能力,所以不仅可以为电子商务网路系统提供有力保障,而且通过对数据的有效侦察、过滤、筛选,可以使得整个互联网交易过程更加安全可靠。很多大型企业使用的都是独立的网络系统,利用防火墙就必须与独立的外部网络系统相连接,同时要求网络服务的集中统一性,因此在实现信息传输的过程中就对企业网络实行了保护。

(2)个人身份认证

个人身份认证就是指在进行信息交易或者提取时,为了保证交易中参数或者数据的真实性和完整性,对于交易的个人实行的一种检测手段,通过身份对比、验证,对持有信息人进行核实,防止不法分子对用户资料进行盗取、修改甚至是伪造。目前,最常用的身份认证方式有指纹识别、人体扫描识别等,这些识别方法主要是利用个人特征,通过系统数据对比的方法进行身份验证的,具有很高的识别性以及可操作性。电子商务交易采用这种身份认证的方式,可以大大增强信息的安全性,而且有利于网络系统对于信息的保存和提取,在某种程度上推动了电子商务网络市场的发展与开拓。

4结束语

通过本文的叙述,显而易见,电子商务与计算机网络系统之间是密不可分的,然而由于电子商务系统运行的特殊性,所以很容易遭到安全问题的威胁,只有将计算机网络安全技术在电子商务中进行合理的安排与应用,才能保证电子商务网络系统不受侵害,更好的为国有经济发展发挥出应有的作用。

参考文献

[1]梁文陶.计算机技术应用与电子商务发展研究[J].太原城市职业技术学院学报,2013(08).

[2]沈国祥.计算机安全技术在电子商务中的应用[J].计算机光盘软件与应用,2012(15).

[3]贾雅娟.计算机安全技术在电子商务中的应用探讨[J].长春理工大学学报,2011(03).

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计算机论文 范文 一:认知无线电系统组成与运用场景探析

认知无线电系统组成

认知无线电系统是指采用认知无线电技术的无线通信系统,它借助于更加灵活的收发信机平台和增强的计算智能使得通信系统更加灵活。认知无线电系统主要包括信息获取、学习以及决策与调整3个功能模块,如图1所示[3]。

认知无线电系统的首要特征是获取无线电外部环境、内部状态和相关政策等知识,以及监控用户需求的能力。认知无线电系统具备获取无线电外部环境并进行分析处理的能力,例如,通过对当前频谱使用情况的分析,可以表示出无线通信系统的载波频率和通信带宽,甚至可以得到其覆盖范围和干扰水平等信息;认知无线电系统具备获取无线电内部状态信息能力,这些信息可以通过其配置信息、流量负载分布信息和发射功率等来得到;认知无线电系统具备获取相关政策信息的能力,无线电政策信息规定了特定环境下认知无线电系统可以使用的频带,最大发射功率以及相邻节点的频率和带宽等;认知无线电系统具备监控用户需求并根据用户需求进行决策调整的能力。如表1所示,用户的业务需求一般可以分为话音、实时数据(比如图像)和非实时数据(比如大的文件包)3类,不同类型的业务对通信QoS的要求也不同。

认知无线电系统的第2个主要特征是学习的能力。学习过程的目标是使用认知无线电系统以前储存下来的决策和结果的信息来提高性能。根据学习内容的不同, 学习 方法 可以分为3类。第一类是监督学习,用于对外部环境的学习,主要是利用实测的信息对估计器进行训练;第2类是无监督学习,用于对外部环境的学习,主要是提取外部环境相关参数的变化规律;第3类是强化学习,用于对内部规则或行为的学习,主要是通过奖励和惩罚机制突出适应当前环境的规则或行为,抛弃不适合当前环境的规则或行为。机器学习技术根据学习机制可以分为:机械式学习、基于解释的学习、指导式学习、类比学习和归纳学习等。

认知无线电系统的第3个主要特性是根据获取的知识,动态、自主地调整它的工作参数和协议的能力,目的是实现一些预先确定的目标,如避免对其他无线电系统的不利干扰。认知无线电系统的可调整性不需要用户干涉。它可以实时地调整工作参数,以达到合适的通信质量;或是为了改变某连接中的无线接入技术;或是调整系统中的无线电资源;或是为了减小干扰而调整发射功率。认知无线电系统分析获取的知识,动态、自主地做出决策并进行重构。做出重构决策后,为响应控制命令,认知无线电系统可以根据这些决策来改变它的工作参数和/或协议。认知无线电系统的决策过程可能包括理解多用户需求和无线工作环境,建立政策,该政策的目的是为支持这些用户的共同需求选择合适的配置。

认知无线电与其他无线电的关系

在认知无线电提出之前,已经有一些“某某无线电”的概念,如软件定义无线电、自适应无线电等,它们与认知无线电间的关系如图2所示。软件定义无线电被认为是认知无线电系统的一种使能技术。软件定义无线电不需要CRS的特性来进行工作。SDR和CRS处于不同的发展阶段,即采用SDR应用的无线电通信系统已经得到利用,而CRS正处于研究阶段,其应用也正处于研究和试验当中。SDR和CRS并非是无线电通信业务,而是可以在任何无线电通信业务中综合使用的技术。自适应无线电可以通过调整参数与协议,以适应预先设定的信道与环境。与认知无线电相比,自适应无线电由于不具有学习能力,不能从获取的知识与做出的决策中进行学习,也不能通过学习改善知识获取的途径、调整相应的决策,因此,它不能适应未预先设定的信道与环境。可重构无线电是一种硬件功能可以通过软件控制来改变的无线电,它能够更新部分或全部的物理层波形,以及协议栈的更高层。基于策略的无线电可以在未改变内部软件的前提下通过更新来适应当地监管政策。对于较新的无线电网络,因特网路由器一直都是基于策略的。这样,网络运营商就可以使用策略来控制访问权限、分配资源以及修改网络拓扑结构和行为。对于认知无线电来说,基于策略技术应该能够使产品可以在全世界通用,可以自动地适应当地监管要求,而且当监管规则随时间和 经验 变化时可以自动更新。智能无线电是一种根据以前和当前情况对未来进行预测,并提前进行调整的无线电。与智能无线电比较,自适应无线电只根据当前情况确定策略并进行调整,认知无线电可以根据以前的结果进行学习,确定策略并进行调整。

认知无线电关键技术

认知无线电系统的关键技术包括无线频谱感知技术、智能资源管理技术、自适应传输技术与跨层设计技术等,它们是认知无线电区别传统无线电的特征技术[4,5]。

频谱检测按照检测策略可以分为物理层检测、MAC层检测和多用户协作检测,如图3所示。物理层检测物理层的检测方法主要是通过在时域、频域和空域中检测授权频段是否存在授权用户信号来判定该频段是否被占用,物理层的检测可以分为以下3种方式:发射机检测的主要方法包括能量检测、匹配滤波检测和循环平稳特性检测等,以及基于这些方法中某一种的多天线检测。当授权用户接收机接收信号时,需要使用本地振荡器将信号从高频转换到中频,在这个转换过程中,一些本地振荡器信号的能量不可避免地会通过天线泄露出去,因而可以通过将低功耗的检测传感器安置在授权用户接收机的附近来检测本振信号的能量泄露,从而判断授权用户接收机是否正在工作。干扰温度模型使得人们把评价干扰的方式从大量发射机的操作转向了发射机和接收机之间以自适应方式进行的实时性交互活动,其基础是干扰温度机制,即通过授权用户接收机端的干扰温度来量化和管理无线通信环境中的干扰源。MAC层检测主要关注多信道条件下如何提高吞吐量或频谱利用率的问题,另外还通过对信道检测次序和检测周期的优化,使检测到的可用空闲信道数目最多,或使信道平均搜索时间最短。MAC层检测主要可以分为以下2种方式:主动式检测是一种周期性检测,即在认知用户没有通信需求时,也会周期性地检测相关信道,利用周期性检测获得的信息可以估计信道使用的统计特性。被动式检测也称为按需检测,认知用户只有在有通信需求时才依次检测所有授权信道,直至发现可用的空闲信道。由于多径衰落和遮挡阴影等不利因素,单个认知用户难以对是否存在授权用户信号做出正确的判决,因此需要多个认知用户间相互协作,以提高频谱检测的灵敏度和准确度,并缩短检测的时间。协作检测结合了物理层和MAC层功能的检测技术,不仅要求各认知用户自身具有高性能的物理层检测技术,更需要MAC层具有高效的调度和协调机制。

智能资源管理的目标是在满足用户QoS要求的条件下,在有限的带宽上最大限度地提高频谱效率和系统容量,同时有效避免网络拥塞的发生。在认知无线电系统中,网络的总容量具有一定的时变性,因此需要采取一定的接入控制算法,以保障新接入的连接不会对网络中已有连接的QoS需求造成影响。动态频谱接入概念模型一般可分为图4所示的3类。动态专用模型保留了现行静态频谱管理政策的基础结构,即频谱授权给特定的通信业务专用。此模型的主要思想是引入机会性来改善频谱利用率,并包含2种实现途径:频谱产权和动态频谱分配。开放共享模型,又称为频谱公用模型,这个模型向所有用户开放频谱使其共享,例如ISM频段的开放共享方式。分层接入模型的核心思想是开放授权频谱给非授权用户,但在一定程度上限制非授权用户的操作,以免对授权用户造成干扰,有频谱下垫与频谱填充2种。认知无线电中的频谱分配主要基于2种接入策略:①正交频谱接入。在正交频谱接入中,每条信道或载波某一时刻只允许一个认知用户接入,分配结束后,认知用户之间的通信信道是相互正交的,即用户之间不存在干扰(或干扰可以忽略不计)。②共享频谱接入。在共享频谱接入中,认知用户同时接入授权用户的多条信道或载波,用户除需考虑授权用户的干扰容限外,还需要考虑来自其他用户的干扰。根据授权用户的干扰容限约束,在上述2种接入策略下又可以分为以下2种频谱接入模式:填充式频谱接入和下垫式频谱接入。对于填充式频谱接入,认知用户伺机接入“频谱空穴”,它们只需要在授权用户出现时及时地出让频谱而不存在与授权用户共享信道时的附加干扰问题,此种方法易于实现,且不需要现有通信设备提供干扰容限参数。在下垫式频谱接入模式下,认知用户与授权用户共享频谱,需要考虑共用信道时所附加的干扰限制。

在不影响通信质量的前提下,进行功率控制尽量减少发射信号的功率,可以提高信道容量和增加用户终端的待机时间。认知无线电网络中的功率控制算法设计面临的是一个多目标的联合优化问题,由于不同目标的要求不同,存在着多种折中的方案。根据应用场景的不同,现有的认知无线电网络中的功率控制算法可以分成2大类:一是适用于分布式场景下的功率控制策略,一是适用于集中式场景下的功率控制策略。分布式场景下的功率控制策略大多以博弈论为基础,也有参考传统Adhoc网络中功率控制的方法,从集中式策略入手,再将集中式策略转换成分布式策略;而集中式场景下的功率控制策略大多利用基站能集中处理信息的便利,采取联合策略,即将功率控制与频谱分配结合或是将功率控制与接入控制联合考虑等。

自适应传输可以分为基于业务的自适应传输和基于信道质量的自适应传输。基于业务的自适应传输是为了满足多业务传输不同的QoS需求,其主要在上层实现,不用考虑物理层实际的传输性能,目前有线网络中就考虑了这种自适应传输技术。认知无线电可以根据感知的环境参数和信道估计结果,利用相关的技术优化无线电参数,调整相关的传输策略。这里的优化是指无线通信系统在满足用户性能水平的同时,最小化其消耗的资源,如最小化占用带宽和功率消耗等。物理层和媒体控制层可能调整的参数包括中心频率、调制方式、符号速率、发射功率、信道编码方法和接入控制方法等。显然,这是一种非线性多参数多目标优化过程。

现有的分层协议栈在设计时只考虑了通信条件最恶劣的情况,导致了无法对有限的频谱资源及功率资源进行有效的利用。跨层设计通过在现有分层协议栈各层之间引入并传递特定的信息来协调各层之间的运行,以与复杂多变的无线通信网络环境相适应,从而满足用户对各种新的业务应用的不同需求。跨层设计的核心就是使分层协议栈各层能够根据网络环境以及用户需求的变化,自适应地对网络的各种资源进行优化配置。在认知无线电系统中,主要有以下几种跨层设计技术:为了选择合适的频谱空穴,动态频谱管理策略需要考虑高层的QoS需求、路由、规划和感知的信息,通信协议各层之间的相互影响和物理层的紧密结合使得动态频谱管理方案必须是跨层设计的。频谱移动性功能需要同频谱感知等其他频谱管理功能结合起来,共同决定一个可用的频段。为了估计频谱切换持续时间对网络性能造成的影响,需要知道链路层的信息和感知延迟。网络层和应用层也应该知道这个持续时间,以减少突然的性能下降;另外,路由信息对于使用频谱切换的路由发现过程也很重要。频谱共享的性能直接取决于认知无线电网络中频谱感知的能力,频谱感知主要是物理层的功能。然而,在合作式频谱感知情况下,认知无线电用户之间需要交换探测信息,因此频谱感知和频谱共享之间的跨层设计很有必要。在认知无线电系统中,由于多跳通信中的每一跳可用频谱都可能不同,网络的拓扑配置就需要知道频谱感知的信息,而且,认知无线电系统路由设计的一个主要思路就是路由与频谱决策相结合。

认知无线电应用场景

认知无线电系统不仅能有效地使用频谱,而且具有很多潜在的能力,如提高系统灵活性、增强容错能力和提高能量效率等。基于上述优势,认知无线电在民用领域和军用领域具有广阔的应用前景。

频谱效率的提高既可以通过提高单个无线接入设备的频谱效率,也可以通过提高各个无线接入技术的共存性能。这种新的频谱利用方式有望增加系统的性能和频谱的经济价值。因此,认知无线电系统的这些共存/共享性能的提高推动了频谱利用的一种新方式的发展,并且以一种共存/共享的方式使获得新的频谱成为可能。认知无线电系统的能力还有助于提高系统灵活性,主要包括提高频谱管理的灵活性,改善设备在生命周期内操作的灵活性以及提高系统鲁棒性等。容错性是通信系统的一项主要性能,而认知无线电可以有效改善通信系统的容错能力。通常容错性主要是基于机内测试、故障隔离和纠错 措施 。认知无线电对容错性的另一个优势是认知无线电系统具有学习故障、响应和错误信息的能力。认知无线电系统可以通过调整工作参数,比如带宽或者基于业务需求的信号处理算法来改善功率效率。

认知无线电所要解决的是资源的利用率问题,在农村地区应用的优势可以 总结 为如下。农村无线电频谱的使用,主要占用的频段为广播、电视频段和移动通信频段。其特点是广播频段占用与城市基本相同,电视频段利用较城市少,移动通信频段占用较城市更少。因此,从频率域考虑,可利用的频率资源较城市丰富。农村经济发达程度一般不如城市,除电视频段的占用相对固定外,移动通信的使用率不及城市,因此,被分配使用的频率利用率相对较低。由于农村地广人稀,移动蜂窝受辐射半径的限制,使得大量地域无移动通信频率覆盖,尤其是边远地区,频率空间的可用资源相当丰富。

在异构无线环境中,一个或多个运营商在分配给他们的不同频段上运行多种无线接入网络,采用认知无线电技术,就允许终端具有选择不同运营商和/或不同无线接入网络的能力,其中有些还可能具有在不同无线接入网络上支持多个同步连接的能力。由于终端可以同时使用多种 无线网络 ,因此应用的通信带宽增大。随着终端的移动和/或无线环境的改变,可以快速切换合适的无线网络以保证稳定性。

在军事通信领域,认知无线电可能的应用场景包括以下3个方面。认知抗干扰通信。由于认知无线电赋予电台对周围环境的感知能力,因此能够提取出干扰信号的特征,进而可以根据电磁环境感知信息、干扰信号特征以及通信业务的需求选取合适的抗干扰通信策略,大大提升电台的抗干扰水平。战场电磁环境感知。认知无线电的特点之一就是将电感环境感知与通信融合为一体。由于每一部电台既是通信电台,也是电磁环境感知电台,因此可以利用电台组成电磁环境感知网络,有效地满足电磁环境感知的全时段、全频段和全地域要求。战场电磁频谱管理。现代战场的电磁频谱已经不再是传统的无线电通信频谱,静态的和集重视的频谱管理策略已不能满足灵活多变的现代战争的要求。基于认知无线电技术的战场电磁频谱管理将多种作战要素赋予频谱感知能力,使频谱监测与频谱管理同时进行,大大提高了频谱监测网络的覆盖范围,拓宽了频谱管理的涵盖频段。

结束语

如何提升频谱利用率,来满足用户的带宽需求;如何使无线电智能化,以致能够自主地发现何时、何地以及如何使用无线资源获取信息服务;如何有效地从环境中获取信息、进行学习以及做出有效的决策并进行调整,所有这些都是认知无线电技术要解决的问题。认知无线电技术的提出,为实现无线环境感知、动态资源管理、提高频谱利用率和实现可靠通信提供了强有力的支撑。认知无线电有着广阔的应用前景,是无线电技术发展的又一个里程碑。

计算机论文范文二:远程无线管控体系的设计研究

1引言

随着我国航天事业的发展,测量船所承担的任务呈现高密度、高强度的趋势,造成码头期间的任务准备工作越来越繁重,面临着考核项目多、考核时间短和多船协调对标等现实情况,如何提高对标效率、确保安全可靠对标成为紧迫的课题。由于保密要求,原研制的远程标校控制系统无法接入现有网络,而铺设专网的耗资巨大,性价比低,也非首选方案。近些年来,无线通信已经成为信息通信领域中发展最快、应用最广的技术,广泛应用于家居、农业、工业、航天等领域,已成为信息时代社会生活不可或缺的一部分[1],这种技术也为解决测量船远程控制标校设备提供了支持。本文通过对常用中远距离无线通信方式的比较,择优选择了无线网桥,采用了桥接中继的网络模式,通过开发远程设备端的网络控制模块,以及相应的控制软件,实现了测量船对远程设备的有效、安全控制。

2无线通信方式比较

无线通信技术是利用电磁波信号在自由空间中进行信息传播的一种通信方式,按技术形式可分为两类:一是基于蜂窝的接入技术,如蜂窝数字分组数据、通用分组无线传输技术、EDGE等;二是基于局域网的技术,如WLAN、Bluetooth、IrDA、Home-RF、微功率短距离无线通信技术等。在中远距离无线通信常用的有ISM频段的通信技术(比如ZigBee以及其他频段的数传模块等)和无线 网络技术 (比如GSM、GPRS以及无线网桥等)。基于ISM频段的数传模块的通信频率为公共频段,产品开发没有限制,因此发展非常迅速,得到了广泛应用。特别是近年来新兴的ZigBee技术,因其低功耗、低复杂度、低成本,尤其是采用自组织方式组网,对网段内设备数量不加限制,可以灵活地完成网络链接,在智能家居、无线抄表等网络系统开发中得到应用[2]。但是,对于本系统的开发而言,需要分别研制控制点和被控制点的硬件模块,并需通过软件配置网络环境,开发周期长,研制成本高,故非本系统开发的最优方案。

GSM、GPRS这种无线移动通信技术已经成为人们日常生活工作必不可少的部分,在其他如无线定位、远程控制等领域的应用也屡见不鲜[3],但是由于保密、通信费用、开发成本等因素,也无法适用于本系统的开发。而无线网桥为本系统的低成本、高效率的研发提供了有利支持,是开发本系统的首选无线通信方式。无线网桥是无线网络的桥接,它可在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁,也是无线接入点的一个分支。无线网桥工作在2•4GHz或5•8GHz的免申请无线执照的频段,因而比其他有线网络设备更方便部署,特别适用于城市中的近距离、远距离通信。

3系统设计

该远程控制系统是以保障测量船对远端标校设备的有效控制为目标,包括标校设备的开关机、状态参数的采集等,主要由测量船控制微机、标校设备、网络控制模块、主控微机以及无线网桥等组成。工作流程为测量船控制微机或主控微机发送控制指令,通过无线网桥进行信息传播,网络控制模块接收、解析指令,按照Modbus协议规定的数据格式通过串口发给某一标校设备,该标校设备响应控制指令并执行;网络控制模块定时发送查询指令,并将采集的状态数据打包,通过无线发给远程控制微机,便于操作人员监视。网络通信协议采用UDP方式,对于测量船控制微机、主控微机仅需按照一定的数据格式发送或接收UDP包即可。网络控制模块是系统的核心部件,是本文研究、设计的重点。目前,常用的网络芯片主要有ENC28J60、CP2200等,这里选用了ENC28J60,设计、加工了基于STC89C52RC单片机的硬件电路。通过网络信息处理软件模块的开发,满足了网络信息交互的功能要求;通过Modbus串口协议软件模块的开发,满足了标校设备监控功能,从而实现了系统设计目标。

组网模式

无线网桥有3种工作方式,即点对点、点对多点、中继连接。根据系统的控制要求以及环境因素,本系统采用了中继连接的方式,其网络拓扑如图1所示。从图中可以清晰看出,这种中继连接方式在远程控制端布置两个无线网桥,分别与主控点和客户端进行通信,通过网络控制模块完成数据交互,从而完成组网。

安全防范

由于是开放性设计,无线网络安全是一个必须考虑的问题。本系统的特点是非定时或全天候开机,涉密数据仅为频点参数,而被控设备自身均有保护措施(协议保护)。因此,系统在设计时重点考虑接入点防范、防止攻击,采取的措施有登录密码设施、网络密匙设置、固定IP、对数据结构体的涉密数据采取动态加密等方式,从而最大限度地防止了“被黑”。同时,采用了网络防雷器来防护雷电破坏。

网络控制模块设计

硬件设计

网络控制模块的功能是收命令信息、发状态信息,并通过串口与标校设备实现信息交互,其硬件电路主要由MCU(微控制单元)、ENC28J60(网络芯片)、Max232(串口芯片)以及外围电路组成,其电原理图如图2所示。硬件设计的核心是MCU、网络芯片的选型,本系统MCU选用的STC89C52RC单片机,是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,可直接使用串口下载,为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。ENC28J60是由M-icrochip公司出的一款高集成度的以太网控制芯片,其接口符合协议,仅28个引脚就可提供相应的功能,大大简化了相关设计。ENC28J60提供了SPI接口,与MCU的通信通过两个中断引脚和SPI实现,数据传输速率为10Mbit/s。ENC28J60符合的全部规范,采用了一系列包过滤机制对传入的数据包进行限制,它提供了一个内部DMA模块,以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP校验和计算[4]。ENC28J60对外网络接口采用HR911102A,其内置有网络变压器、电阻网络,并有状态显示灯,具有信号隔离、阻抗匹配、抑制干扰等特点,可提高系统抗干扰能力和收发的稳定性。

软件设计

网络控制模块的软件设计主要包括两部分,一是基于SPI总线的ENC28J60的驱动程序编写,包括以太网数据帧结构定义、初始化和数据收发;二是Modbus协议编制,其软件流程如图3所示。

的驱动程序编写

(1)以太网数据帧结构符合标准的以太网帧的长度是介于64~1516byte之间,主要由目标MAC地址、源MAC地址、类型/长度字段、数据有效负载、可选填充字段和循环冗余校验组成。另外,在通过以太网介质发送数据包时,一个7byte的前导字段和1byte的帧起始定界符被附加到以太网数据包的开头。以太网数据包的结构如图4所示。(2)驱动程序编写1)ENC28J60的寄存器读写规则由于ENC28J60芯片采用的是SPI串行接口模式,其对内部寄存器读写的规则是先发操作码<前3bit>+寄存器地址<后5bit>,再发送欲操作数据。通过不同操作码来判别操作时读寄存器(缓存区)还是写寄存器(缓冲区)或是其他。2)ENC28J60芯片初始化程序ENC28J60发送和接收数据包前必须进行初始化设置,主要包括定义收发缓冲区的大小,设置MAC地址与IP地址以及子网掩码,初始化LEDA、LEDB显示状态通以及设置工作模式,常在复位后完成,设置后不需再更改。3)ENC28J60发送数据包ENC28J60内的MAC在发送数据包时会自动生成前导符合帧起始定界符。此外,也会根据用户配置以及数据具体情况自动生成数据填充和CRC字段。主控器必须把所有其他要发送的帧数据写入ENC28J60缓冲存储器中。另外,在待发送数据包前要添加一个包控制字节。包控制字节包括包超大帧使能位(PHUGEEN)、包填充使能位(PPADEN)、包CRC使能位(PCRCEN)和包改写位(POVERRIDE)4个内容。4)ENC28J60接收数据包如果检测到为1,并且EPKTCNT寄存器不为空,则说明接收到数据,进行相应处理。

协议流程

本系统ModBus协议的数据通信采用RTU模式[5],网络控制模块作为主节点与从节点(标校设备)通过串口建立连接,主节点定时向从节点发送查询命令,对应从节点响应命令向主节点发送设备状态信息。当侦测到网络数据时,从ENC28J60接收数据包中解析出命令,将对应的功能代码以及数据,按照Modbus数据帧结构进行组帧,发送给从节点;对应从节点响应控制命令,进行设备参数设置。

4系统调试与验证

试验调试环境按照图1进行布置,主要包括5个无线网桥、1个主控制点、2个客户端、1块网络控制模块板以及标校设备等,主要测试有网络通信效果、网络控制能力以及简单的安全防护测试。测试结论:网络连接可靠,各控制点均能安全地对远端设备进行控制,具备一定安全防护能力,完全满足远程设备控制要求。

5结束语

本文从实际需要出发,通过对当下流行的无线通信技术的比较,选用无线网桥实现远控系统组网;通过开发网络控制模块,以及相应的控制软件编制,研制了一套用于测量船远程控制设备的系统。经几艘测量船的应用表明,采用无线网桥进行组网完全满足系统设计要求,具有高安全性、高可靠性、高扩展性等优点,在日趋繁重的保障任务中发挥了重要的作用。本系统所采用的无线组网方法,以及硬件电路的设计方案,对其他相关控制领域均有一定的参考价值。

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范文题目:关于新工程教育计算机专业离散数学实验教学研究

摘要: 立足新工科对计算机类专业应用实践能力培养的要求,分析了目前离散数学教学存在的关键问题,指明了开展离散数学实验教学的必要性。在此基础上,介绍了实验教学内容的设计思路和设计原则,给出了相应的实验项目,并阐述了实验教学的实施过程和教学效果。

关键词:新工科教育;离散数学;计算机专业;实验教学

引言

新工科教育是以新理念、新模式培养具有可持续竞争力的创新型卓越工程科技人才,既重视前沿知识和交叉知识体系的构建,又强调实践创新创业能力的培养。计算机类是新工科体系中的一个庞大专业类,按照新工科教育的要求,计算机类专业的学生应该有很好的逻辑推理能力和实践创新能力,具有较好的数学基础和数学知识的应用能力。作为计算机类专业的核心基础课,离散数学的教学目标在于培养学生逻辑思维、计算思维能力以及分析问题和解决问题的能力。但长期以来“定义-定理-证明”这种纯数学的教学模式,导致学生意识不到该课程的重要性,从而缺乏学习兴趣,严重影响学生实践能力的培养。因此,打破原有的教学模式,结合计算机学科的应用背景,通过开展实验教学来加深学生对于离散数学知识的深度理解是实现离散数学教学目标的重要手段。

1.实验项目设计

围绕巩固课堂教学知识,培养学生实践创新能力两个目标,遵循实用性和可行性原则,设计了基础性、应用性、研究性和创新性四个层次的实验项目。

(1) 基础性实验

针对离散数学的一些基本问题,如基本的定义、性质、计算方法等设计了7个基础性实验项目,如表1所示。这类实验要求学生利用所学基础知识,完成算法设计并编写程序。通过实验将抽象的离散数学知识与编程结合起来,能激发学生学习离散数学的积极性,提高教学效率,进而培养学生的编程实践能力。

(2) 应用性实验

应用性实验是围绕离散数学主要知识单元在计算机学科领域的应用来设计实验,如表2所示。设计这类实验时充分考虑了学生掌握知识的情况,按照相关知识点的应用方法给出了每个实验的步骤。学生甚至不需要完成全部实验步骤即可达到实验效果。例如,在“等价关系的应用”实验中,按照基于等价类测试用例的设计方法给出了实验步骤,对基础较差的学生只需做完第三步即可达到“巩固等价关系、等价类、划分等相关知识,了解等价关系在软件测试中的应用,培养数学知识的应用能力。”的实验目的。

(3) 研究性实验研究性实验和应用性实验一样

也是围绕离散数学主要知识单元在计算机科学领域中的应用来设计实验,不同之处在于,研究性实验的实验步骤中增加了一些需要学生进一步探讨的问题。这类实验项目一方面为了使学生进一步了解离散数学的重要性,另一方面为了加强学生的创新意识与创新思维,提高计算机专业学生的数学素质和能力。表 3 给出了研究性试验项目。

(4) 创新性实验

在实际教学中还设计了多个难度较高的创新性实验题目,例如,基于prolog语言的简单动物识别

系统、基于最短路径的公交线路查询系统、简单文本信息检索系统的实现等,完成该类实验需要花费较长的时间,用到更多的知识。通过这些实验不仅有利于培养学生分析问题、解决问题的能力和创新设计能力,也有利于培养学生独立思考、敢于创新的能力。

3.实验教学模式的构建

通过实验教学环节无疑可以激发学生对课程的兴趣,提高课程教学效率,培养学生的实践创新能力。但是,近年来,为了突出应用性人才培养,很多地方本科院校对离散数学等基础理论课的课时进行了压缩,加之地方本科院校学生基础较差,使得离散数学课时严重不足,不可能留出足够的实验教学时间。针对这种情况,采用多维度、多层次的教学模式进行离散数学实验教学。

(1) 将实验项目引入课堂教学

在离散数学的教学过程中,将能反映在计算机科学领域典型应用的实验项目引入到课堂教学中,引导学生应用所学知识分析问题、解决问题。例如在讲授主析取范式时,引入加法器、表决器的设计,并用multisim进行仿真演示,让学生理解数理逻辑在计算机硬件设计中的作用。又如讲谓词逻辑推理时,引入前一届学生用Prolog完成的“小型动物识别系统”作为演示实验。这些应用实例能够让学生体会数理逻辑在计算机科学领域的应用价值,不仅激发学生的学习兴趣,提高课堂教学效率,也锻炼了学生的逻辑思维,培养了学生的系统设计能力。

(2) 改变课后作业形式,在课后作业中增加上机实验题目

由于课时有限,将实验内容以课后作业的形式布置下去,让学生在课余时间完成实验任务。例如讲完数理逻辑内容后,布置作业: 编写 C语言程序,实现如下功能: 给定两个命题变元 P、Q,给它们赋予一定的真值,并计算P、P∧Q、P∨Q的真值。通过完成,使学生掌握命题联结词的定义和真值的确定方法,了解逻辑运算在计算机中的实现方法。又如,把“偏序关系的应用”实验作为“二元关系”这一章的课后作业,给定某专业开设的课程以及课程之间的先后关系,要求学生画出课程关系的哈斯图,安排该专业课程开设顺序,并编写程序实现拓扑排序算法。通过该实验学生不仅巩固了偏序关系、哈斯图等知识,而且了解到偏序关系在计算机程序设计算法中的应用和实现方法。

(3) 布置阅读材料

在教学中,通常选取典型应用和相关的背景知识作为课前或课后阅读材料,通过课堂提问抽查学生的阅读情况。这样,不仅使学生预习或复习了课程内容,同时也使他们对相关知识点在计算机学科领域的应用有了一定的了解。例如,在讲解等价关系后,将“基于等价类的软件测试用例设计方法”作为课后阅读材料; 在讲解图的基本概念之前,将“图在网络爬虫技术中的应用”作为课前阅读材料; 货郎担问题和中国邮路问题作为特殊图的课后阅读材料。通过这些阅读材料极大地调动学生学习的积极性,取得了非常好的教学效果。

(4) 设置开放性实验项目

在离散数学教学中,通常选择一两个创新性实验项目作为课外开放性实验,供学有余力的学生学习并完成,图1给出了学生完成的“基于最短路径公交查询系统”界面图。同时,又将学生完成的实验系统用于日后的课堂教学演示,取得了比较好的反响。

(5) 利用网络教学平台

为了拓展学生学习的空间和时间,建立了离散数学学习网站,学习网站主要包括资源下载、在线视频、在线测试、知识拓展和站内论坛五个部分模块,其中知识拓展模块包含背景知识、应用案例和实验教学三部分内容。通过学习网站,学生不仅可以了解离散数学各知识点的典型应用,还可以根据自己的兴趣选择并完成一些实验项目。在教学实践中,规定学生至少完成1-2个应用性实验项目并纳入期中或平时考试成绩中,从而激发学生的学习兴趣。

4.结束语

针对新工科教育对计算机类专业实践创新能力的要求,在离散数学教学实践中进行了多方位、多层次的实验教学,使学生了解到离散数学的重要

性,激发了学生的学习兴趣,提高了学生程序设计能力和创新能力,取得了较好的教学效果。教学团队将进一步挖掘离散数学的相关知识点在计算机学科领域的应用,完善离散数学实验教学体系,使学生实践能力和创新思维得以协同培养,适应未来工程需要。

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[8]莫愿斌.凸显计算机专业特色的离散数学教学研究与实践[J].计算机教育,2010(14)

计算机论文多少字

毕业论文一般都会先选题的,根据导师提供的可选题目选一个感兴趣的课题,然后就是根据所选的题目在百度学术或中国知网等一些学术网站上查阅一些近期的相关论文,通过对大量论文的阅读对相关理论等方面的知识进行学习和认识,一般有些计算机专业毕业论文会涉及到相关算法或在某些特定应用场景中的设计实现,相关编程仿真实验就会成为毕业论文的一部分,这时就可以将实验设计、实验过程、实验结果与分析以及前面的一些理论介绍部分整合形成一篇毕业论文。如果没有相关仿真实验的话,一般可能就会涉及到对一些相关算法的对比分析等等。以本科毕业论文为例,字数要求不同学校会有一些差距,一般都在八千到一万二千字之间,查重率一般都要求在百分之二三十以内。如有问题可追问,望采纳。

北华航天工业学院计算机毕业论文要8000-10000字。论文的结构要求参照北华航天工业学院成人高等教育毕业设计(论文)要求执行。对设计(论文)字数规定如下:1、专科(文、理):不少于8000。2、本科(理工类):不少于10000字。3、本科(文管类):不少于15000字。北华航天工业学院计算机属于本科理工类,所以论文要8000-10000字。

计算机导论论文1500字

大学计算机科学导论论文计算机科学与技术这一门科学深深的吸引着我们这些同学们,原先不管是国内还是国外都喜欢把这个系分为计算机软件理论、计算机系统、计算机技术与应用。后来又合到一起,变成了现在的计算机科学与技术。我一直认为计算机科学与技术这门专业,在本科阶段是不可能切分成计算机科学和计算机技术的,因为计算机科学需要相当多的实践,而实践需要技术;每一个人(包括非计算机专业),掌握简单的计算机技术都很容易(包括原先Major们自以为得意的程序设计),但计算机专业的优势是:我们掌握许多其他专业并不"深究"的东西,例如,算法,体系结构,等等。非计算机专业的人可以很容易地做一个芯片,写一段程序,但他们做不出计算机专业能够做出来的大型系统。今天我想专门谈一谈计算机科学,并将重点放在计算理论上。1)计算机语言随着20世纪40年代第一台存储程序式通用电子计算机的研制成功,进入20世纪50年代后,计算机的发展步入了实用化的阶段。然而,在最初的应用中,人们普遍感到使用机器指令编制程序不仅效率低下,而且十分别扭,也不利于交流和软件维护,复杂程序查找错误尤其困难,因此,软件开发急需一种高级的类似于自然语言那样的程序设计语言。1952年,第一个程序设计语言Short Code出现。两年后,Fortran问世。作为一种面向科学计算的高级程序设计语言,Fortran的最大功绩在于牢固地树立了高级语言的地位,并使之成为世界通用的程序设计语言。Algol60的诞生是计算机语言的研究成为一门科学的标志。该语言的文本中提出了一整套的新概念,如变量的类型说明和作用域规则、过程的递归性及参数传递机制等。而且,它是第一个用严格的语法规则——巴科斯范式(BNF)定义语言文法的高级语言。程序设计语言的研究与发展在产生了一批成功的高级语言之后,其进一步的发展开始受到程序设计思想、方法和技术的影响,也开始受到程序理论、软件工程、人工智能等许多方面特别是实用化方面的影响。在“软件危机”的争论日渐平息的同时,一些设计准则开始为大多数人所接受,并在后续出现的各种高级语言中得到体现。例如,用于支持结构化程序设计的PASCAL语言,适合于军队各方面应用的大型通用程序设计语言ADA,支持并发程序设计的MODULA-2,支持逻辑程序设计的PROLOG语言,支持人工智能程序设计的LISP语言,支持面积对象程序变换的SMALLTALK、C等。而且,伴随着这些语言的出现和发展,产生了一大批为解决语言的编译和应用中所出现的问题而发展的理论、方法和技术。有大量的学术论文可以证明,由高级语言的发展派生的各种思想、方法、理论和技术触及到了计算机科学的大多数学科方向,但内容上仍相对集中在语言、计算模型和软件开发方法学方面。(2)计算机模型与软件开发方法20世纪80年代是计算机网络、分布式处理和多媒体大发展的时期。在各种高级程序设计语言中增加并发机构以支持分布式程序设计,在语言中通过扩展绘图子程序以支持计算机图形学程序设计成为当时程序设计语言的一种时尚。之后,在模数/数模转换等接口技术和数据库技术的支持下,通过扩展高级语言的程序库又实现了多媒体程序设计的构想。进入20世纪90年代之后,并行计算机和分布式大规模异质计算机网络的发展又将并行程序设计语言、并行编译程序、并行操作系统、并行与分布式数据库系统等试行软件的开发的关键技术依然与高级语言和计算模型密切相关,如各种并行、并发程序设计语言,进程代数,PETRI网等,它们正是软件开发方法和技术的研究中支持不同阶段软件开发的程序设计语言和支持这些软件开发方法和技术的理论基础——计算模型。(3)计算机应用用计算机来代替人进行计算,就得首先研究计算方法和相应的计算机算法,进而编制计算机程序。由于早期计算机的应用主要集中在科学计算领域,因此,数值计算方法就成为最早的应用数学分支与计算机应用建立了联系。最初的时候,由于计算机的存储器容量很小,速度也不快,为了计算一些稍稍大一点的题目,人们常常要挖空心思研究怎样节省存储单元,怎样减少不需要的操作。为此,发展了像稀疏矩阵计算理论来进行方程组的求解;发展了杂凑函数来动态地存储、访问数据;发展了虚拟程序设计思想和程序覆盖技术在内存较小的计算机上运行较大的程序;在子程序和程序包的概念提出之后,许多人开始将数学中的一些通用计算公式和计算方法写成子程序,并进一步开发成程序包,通过简洁的调用命令向用户开放。子程序的提出是今日软件重用思想的开端。在计算机应用领域,科学计算是一个长久不衰的方向。该方向主要依赖于应用数学中的数值计算的发展,而数值计算的发展也受到来自计算机系统结构的影响。早期,科学计算主要在单机上进行,经历了从小规模数值分析到中大规模数值分析的阶段。随着并行计算机和分布式并行计算机的出现,并行数值计算开始成为科学计算的热点,处理的问题也从中大规模数值分析进入到中大规模复杂问题的计算。所谓中大规模复杂问题并不是由于数据的增大而使计算变得困难,使问题变得复杂,而主要是由于计算中考虑的因素太多,特别是一些因素具有不确定性而使计算变得困难,使问题变得复杂,其结果往往是在算法的研究中精度与复杂性的矛盾难于克服。几何是数学的一个分支,它实现了人类思维方式中的数形结合。在计算机发明之后,人们自然很容易联想到了用计算机来处理图形的问题,由此产生了计算机图形学。计算机图形学是使用计算机辅助产生图形并对图形进行处理的科学。并由此推动了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助教学(CAI)、计算机辅助信息处理、计算机辅助测试(CAT)等方向的发展。在各种实际应用系统的开发中,有一个重要的方向值得注意,即实时系统的开发。利用计算机证明数学定理被认为是人工智能的一个方向。人工智能的另一个方向是研究一种不依赖于任何领域的通用解题程序或通用解题系统,称为GPS。特别值得一提的是在专家系统的开发中发展了一批新的技术,如知识表示方法、不精确性推理技术等,积累了经验,加深了对人工智能的认识。20世纪70年代末期,一部分学者认识到了人工智能过去研究工作基础的薄弱,开始转而重视人工智能的逻辑基础研究,试图从总结和研究人类推理思维的一般规律出发去研究机器思维,并于1980年在《Artificial Intelligence》发表了一组非单调逻辑的研究论文。他们的工作立即得到一大批计算机科学家的响应,非单调逻辑的研究很快热火朝天地开展起来,人工智能的逻辑基础成为人工智能方向发展的主流。数据库技术、多媒体技术、图形学技术等的发展产生了两个新方向,即计算可视化技术与虚拟现实技术。随着计算机网络的发展,分布在全世界的各种计算机正在以惊人的速度相互连接起来。网络上每天都在进行着大量政治、经济、军事、外交、商贸、科学研究与艺术信息的交换与交流。网络上大量信息的频繁交换,虽然缩短了地域之间的距离,然而同时也使各种上网的信息资源处在一种很难设防的状态之中。于是,计算机信息安全受到各国政府的高度重视。除了下大力气研究对付计算机病毒的软硬件技术外,由于各种工作中保密的需要,计算机密码学的研究更多地受到各国政府的重视。实际上,在计算机科学中计算机模型和计算机理论与实现技术同样重要。但现在许多学生往往只注重某些计算机操作技术,而忽略了基础理论的学习,并因为自己是“操作高手”而沾沾自喜,这不仅限制了自己将研究工作不断推向深入,而且有可能使自己在学科发展中处于被动地位。例如,在20世纪50年代和20世纪60年代,我国随着计算机研制工作和软件开发工作的发展,陆续培养了在计算机制造和维护中对计算机某一方面设备十分精通的专家,他们能准确地弄清楚磁芯存储器、磁鼓、运算器、控制器,以及整机线路中哪一部分有问题并进行修理和故障排除,能够编制出使用最少存储单元而运算速度很快的程序,对机器代码相当熟悉。但是,当容量小的磁芯存储器、磁鼓、速度慢的运算器械、控制器很快被集成电路替代时,当程序设计和软件开发广泛使用高级语言、软件开发工具和新型软件开发方法后,这批技术精湛的专家,除少量具有坚实的数学基础、在工作中已有针对性地将研究工作转向其他方向的人之外,相当一部分专家伴随着新技术的出现,在替代原有技术的发展过程中而被淘汰。因此,在计算机科学中,计算比实现计算的技术更重要。只有打下坚实的理论基础,特别是数学基础,学习计算机科学技术才能事半功倍,只有建立在高起点理论基础之上的计算机科学技术,才有巨大的潜力和发展前景。计算机理论的一个核心问题我国计算机科学系里的传统是培养做学术研究,尤其是理论研究的人(方向不见得有多大的问题,但是做得不是那么尽如人意)。而计算机的理论研究,说到底了,如网络安全学,图形图像学,视频音频处理,哪个方向都与数学有着很大的关系,虽然也许是正统数学家眼里非主流的数学。这里我还想阐明我的一个观点:我们都知道,数学是从实际生活当中抽象出来的理论,人们之所以要将实际抽象成理论,目的就在于想用抽象出来的理论去更好的指导实践,有些数学研究工作者喜欢用一些现存的理论知识去推导若干条推论,殊不知其一:问题考虑不全很可能是个错误的推论,其二:他的推论在现实生活中找不到原型,不能指导实践。严格的说,我并不是一个理想主义者,政治课上学的理论联系实际一直是指导我学习科学文化知识的航标(至少我认为搞计算机科学与技术的应当本着这个方向)。我个人的浅见是:计算机系的学生,对数学的要求固然跟数学系不同,跟物理类差别则更大。通常非数学专业的所?高等数学",无非是把数学分析中较困难的理论部分删去,强调套用公式计算而已。而对计算机系来说,数学分析里用处最大的恰恰是被删去的理论部分。记上一堆曲面积分的公式,难道就能算懂了数学?那倒不如现用现查,何必费事记呢?再不然直接用Mathematica或是Matlab好了。退一万步。华罗庚在数学上的造诣不用我去多说,但是他这光辉的一生做得我认为对我们来说,最重要的几件事情:首先是它筹建了中国科学院计算技术研究所,这是我们国家计算机科学的摇篮。在有就是他把很多的高等数学理论都交给了做工业生产的技术人员,推动了中国工业的进步。第三件就是他一生写过很多书,但是对高校师生价值更大的就是他在病期间在病床上和他的爱徒王元写了《高等数学引论》(王元与其说是他的爱徒不如说是他的同事,是中科院数学所的老一辈研究员,对歌德巴赫猜想的贡献全世界仅次于陈景润)这书在我们的图书馆里居然找得到,说实话,当时那个书上已经长了虫子,别人走到那里都会闪开,但我却格外感兴趣,上下两册看了个遍,我的最大收获并不在于理论的阐述,而是在于他的理论完全的实例化,在生活中去找模型。这也是我为什么比较喜欢具体数学的原因,正如我在上文中提到的,理论脱离了实践就失去了它存在的意义。正因为理论是从实践当中抽象出来的,所以理论的研究才能够更好的指导实践,不用于指导实践的理论可以说是毫无价值的。正如上面所论述的,计算机系的学生学习高等数学:知其然更要知其所以然。你学习的目的应该是:将抽象的理论再应用于实践,不但要掌握题目的解题方法,更要掌握解题思想,对于定理的学习:不是简单的应用,而是掌握证明过程即掌握定理的由来,训练自己的推理能力。只有这样才达到了学习这门科学的目的,同时也缩小了我们与数学系的同学之间思维上的差距。关于计算机技术的学习我想是这样的:学校开设的任何一门科学都有其滞后性,不要总认为自己掌握的某门技术就已经是天下无敌手了,虽然现在Java,VB,C,C++用的都很多,怎能保证没有被淘汰的一天,我想.NET平台的诞生和X#语言的初见端倪完全可以说明问题。换言之,在我们掌握一门新技术的同时就又有更新的技术产生,身为当代的大学生应当有紧跟科学发展的素质。举个例子,就像有些同学总说,我做网页设计就喜欢直接写html,不愿意用什么Frontpage,Dreamweaver。能用语言写网页固然很好,但有高效的手段你为什么不使呢?仅仅是为了显示自己的水平高,unique? 我看真正水平高的是能够以最快的速度接受新事物的人。高级程序设计语言的发展日新月异,今后的程序设计就像人们在说话一样,我想大家从xml中应是有所体会了。难道我们真就写个什么都要用汇编,以显示自己的水平高,真是这样倒不如直接用机器语言写算了。反过来说,想要以最快的速度接受并利用新技术关键还是在于你对计算机科学地把握程度。

西安工业大学操作系统课程设计报告课 目:¬¬¬¬ 银行家算法学 院: 计算机科学与工程学院指导教师: 姜虹学 生: 王丽娇班 级: 网络工程080610127完成时间:2010年12月25日操作系统课程设计报告课 目:¬¬¬¬ 银行家算法学 院: 计算机科学与工程学院指导教师: 姜虹学 生: 王丽娇班 级: 网络工程080610127目 录1、项目内容、要求与分组情况总体介绍 22、概要设计 开发工具及环境 任务及需求分析 功能模块设计 工作原理 33、 具体实现 类设计 模块及实现代码介绍 34、运行调试与分析讨论 45、设计体会与小结 66、参考文献 7附录:(源程序) 71、项目内容、要求与分组情况总体介绍项目内容、要求:本次实验的目标是制作一个计算器,可以进行简单的四则运算(加、减、乘、除)。小组的具体分工情况见下表:小组组长 谌江波成员 子项目名称 具体要求谌江波 模块的组合及测试 查找出程序的错误并改正肖权 数字键的注册 将数字键注册监听者,使其功能正常刘达辉 窗口的创建和分配 设计计算器的界面李晓阳 组合其余同学的工作 是程序完整化詹烨刚 编写具体的计算方法 添加运算符号及功能代码2、概要设计开发工具及环境文本编辑器:记事本;运行环境:命令提示符(DOS环境)。 任务及需求分析设计简易计算器程序,实现简单的运算(加减乘除),具体任务如下:1) 计算器窗口界面布局设计;2) 各种计算功能的算法分析;3) 编程实现具体的计算功能;4) 运行测试程序,调试纠正运行错误。5) 调试无误,运行,测试具体算法功能。 功能模块设计计算器的模块设计图如下: 工作原理点击相应的数字键,即会在显示文档中显示该数字。进行相应的运算,首先输入第一个计算数字,然后输入运算符,再输入第二个计算数字,点击“=”按钮即得计算结果。同时,还有归零功能,点击该按钮,显示栏中即可归零。3、 具体实现 类设计类名:jisuanqi作用:功能代码,窗口布局设定public class Calculator extends WindowAdapter{}¬WindowAdapter实现了WindowListener的类,实现了(new WindowAdapter(){});———————————————————————————类名:WindowDestroyer作用:用于退出窗口动作关键代码:class close implements ActionListener {public void actionPerformed(ActionEvent e) {(0);} 模块及实现代码介绍Frame fm = new Frame("简单计算器");for (int i = 0; i <= 16; i++) {b[i] = new Button(ss[i]);}for (int i = 0; i <= 15; i++) {(b[i]);} //创建按钮 并添加到P2b[16].setBackground();txt = new TextField(15);(false);for (int i = 0; i <= 16; i++) {b[i].addActionListener(new buttonlistener());…… }注:此方法主要设置窗口、面板、各个按键。对各个按键进行定义(定义好各按键该实现什么功能)、排布,将各个按键注册到监听器上。———————————————————————————(() + ());if (() == "归零")("");注:该代码使每次进入时的文本都清空———————————————————————————class close implements ActionListener {//退出public void actionPerformed(ActionEvent e) {(0);}注:该方法实现了窗口的关闭4、运行调试与分析讨论调试运行4*5运算,运算过程如下所示:1)命令提示符中运行计算器程序,如下图:2)计算器界面显示,输入第一个运算值“4”,如下图:3)输入运算符“*”,如下图:4)输入第二个运算值“5”,如下图所示:5)点击计算器按钮“=”,得出计算结果。如下图:5、设计体会与小结通过这次课程设计,我们了解到java也是可以分工合作的,虽然最后的整合过程非常麻烦,但是在整合完后,我们发现,课本被翻过很多遍,很多以前不知道的东西就这样豁然开朗了。我们还引用了很多从来没有用过的语句块,大多是从网上找到,然后自己整合进入代码,再实现我们想要的功能。编程是个艰难的过程,很多功能语句都需要上网或者是查其他书籍来查看他们的用法,课本上的东西对我们来说远远不够,我们要把目光放长远一些。这次的课程设计使我对JAVA的许多东西都有了更深一步的了解,以前对自己的要求是看得懂就行,现在才发现,光能看懂是远远不够的,能看懂并不代表你会!只有自己真的亲身体验到了,才会知道。这个礼拜的课程设计是这个学期最累的一个礼拜,但是,我们的付出总算有回报,虽然我们的计算器可能还存在不少的问题,但是,至少它可以正常运行四则运算,基本达到了我们预期的要求,所以,这个礼拜同样是我最充实的一个礼拜。6、参考文献[1]杜春涛,《面向对象程序设计—Java语言》,中国铁道出版社.[2]丁振凡,《JAVA语言实用教程》,北京邮电大学出版社.[3]附录:(源程序)import .*;import .*;public class jisuanqi extends WindowAdapter {Panel p1 = new Panel();Panel p2 = new Panel();Panel p3 = new Panel();TextField txt;private Button[] b = new Button[17];private String ss[] = { "7", "8", "9", "+", "4", "5", "6", "-", "1", "2", "3", "*", "归零", "0", "=", "/", "关闭" };static double a;static String s, str;//定义变量 创建对像public static void main(String args[]) {(new jisuanqi()).frame();}public void frame() {Frame fm = new Frame("简单计算器");for (int i = 0; i <= 16; i++) {b[i] = new Button(ss[i]);}for (int i = 0; i <= 15; i++) {(b[i]);} //创建按钮 并添加到P2b[16].setBackground();txt = new TextField(15);(false);for (int i = 0; i <= 16; i++) {b[i].addActionListener(new buttonlistener());//添加监听器}b[16].addActionListener(new close());(this);();(new BorderLayout());(txt, "North");(new GridLayout(4, 4));(new BorderLayout());(b[16]);(p1, "North");(p2, "Center");(p3, "South");();(true);//都是些窗中设置 添加相关组件和监听器}public void windowClosing(WindowEvent e) {(0);//退出系统}class buttonlistener implements ActionListener {//编写监听器事件 通过按键得出给果public void actionPerformed(ActionEvent e) {Button btn = (Button) ();if (() == "=") {jisuan();str = (a);(str);s = "";} else if (() == "+") {jisuan();("");s = "+";} else if (() == "-") {jisuan();("");s = "-";} else if (() == "/") {jisuan();("");s = "/";} else if (() == "*") {jisuan();("");s = "*";} else {(() + ());if (() == "归零")("");}}public void jisuan() {//编写具体计算方法if (s == "+")a += (());else if (s == "-")a -= (());else if (s == "*")a *= (());else if (s == "/")a /= (());elsea = (());}}}class close implements ActionListener {//退出public void actionPerformed(ActionEvent e) {(0);}}

热心网友算机导论课程的改革与实践 被引次数:1次 郑晓曦 文献来自:五邑大学学报(自然科学版) 1995年 第03期 以期把计算机导论议程建设工作做得更好计算机导论课程的改革与实践@郑晓曦$五邑大学计算中心 ... 2. 《计算机导论》多媒体教学系统CAI的设计与开发 被引次数:1次 沈智慧 文献来自:教育信息化 2001年 第09期 设计与开发《计算机导论》多媒体教学系统CAI具有十分重要的意义。 2.《计算机导论》cAI的开发环境 2 ... 3. 计算机导论教学改革实践 余平 文献来自:科技信息 2006年 第11期 计算机导论教学改革实践$淮南联合大学计算机系@余平针对近年来在大学计算机专业中开展的计算机导论课的现状,结合自己的教学改革实践,优化教学内容和课程体系,在教学中使用启发式教学,同时培养学生的创新意识,收到良好的 ... 计算机导论;;课程体系;;启发式;;培养创新[1]王玉龙编.计算机导论[M].北京:电子工业出版社,2002 ... 4. 计算机导论课程建设与改革 楼永坚 文献来自:杭州电子工业学院学报 2004年 第05期 浙江杭州310018计算机导论;;教学改革;;教学模式阐述了《计算机导论》课程建设与改革的意义和必要性,通过对目前大多数高校该课程开课状况的分析以及作者历年授课总结、比较与研究,提出了适合本校本科教学的授课内容、教学模式和方法,课 ... 5. 计算机导论课教学实践思考 陈怀义 陆勤 文献来自:高等教育研究学报 2000年 第04期 对计算机导论这门课首先应该有一个准确的定位。“计算机导论”课的教学目的是计算机入门 ... 6. 对改进计算机导论课程的思考 吴文昭 文献来自:陇东学院学报(自然科学版) 2006年 第01期 对改进计算机导论课程的思考@吴文昭$甘肃联合大学理工学院!甘肃兰州730000本文针对目前"计算机导论"课程教学中普遍存在的偏差问题,结合教学实践的体会,提出该课程教学改进意见,以使其"名符其实",为后续专业课学习奠 ... 7. 计算机导论课的教学研究与实践 曹雁 文献来自:兵团教育学院学报 2003年 第01期 对计算机导论这门课首先应该有一个准确的定位。“计算机导论”课的教学目的是计算机入门 ... 这是至关重要的计算机导论课的教学研究与实践@曹雁$石河子大学信息工程学院!新疆石河子832003计算机导论 ... 8. 《计算机导论和算法语言》辅导教材 陈毓秀 文献来自:机械工程师 1986年 第02期 《计算机导论和算法语言》辅导教材@陈毓秀$上海交通大学<正> 电子计算机这一现代化的计算工具,近年来已在国民经济的各个领域获得广泛应用,成为人们进行计算或处理问题的得力助手。学习本门课程的目的,是着重于将计算机这 ... 9. 基于计算机导论课程浅析中美计算机科学教育模式方法 衣杨 常会友 罗艳 文献来自:现代教育技术 2007年 第07期 适合中国高校导论课程的实验教学总体目标种种情况表明,实验教学对与计算机导论课程非常重要,归纳出计算机导论实验教学总体目标如下:建设与理论课相辅相成、具有较强的实践性的实验教学课程规范和体系 ... 基于计算机导论课程浅析中美计算机科学教育模式方法@衣杨$中山大学信息科学与技术学院计算机科学系 ... 10. 关于“计算机导论”课程教学的探讨 李艳东 李明 郭淑馨 文献来自:吉林工程技术师范学院学报 2006年 第11期 一、开设“计算机导论”课程的必要性“计算机导论”是计算机科学与技术专业的学科导引课程,该课程的教学目的是为学生提供一个关于计算机科学与技术学科的入门介绍,使他们对该学科有一个整体的认识。该课程的教学对象是计算机科学与技术 ...

计算机导论论文2000字

计算机科学与技术这一门科学深深的吸引着我们这些同学们,原先不管是国内还是国外都喜欢把这个系分为计算机软件理论、计算机系统、计算机技术与应用。后来又合到一起,变成了现在的计算机科学与技术。我一直认为计算机科学与技术这门专业,在本科阶段是不可能切分成计算机科学和计算机技术的,因为计算机科学需要相当多的实践,而实践需要技术;每一个人(包括非计算机专业),掌握简单的计算机技术都很容易(包括原先Major们自以为得意的程序设计),但计算机专业的优势是:我们掌握许多其他专业并不"深究"的东西,例如,算法,体系结构,等等。非计算机专业的人可以很容易地做一个芯片,写一段程序,但他们做不出计算机专业能够做出来的大型系统。今天我想专门谈一谈计算机科学,并将重点放在计算理论上。1)计算机语言随着20世纪40年代第一台存储程序式通用电子计算机的研制成功,进入20世纪50年代后,计算机的发展步入了实用化的阶段。然而,在最初的应用中,人们普遍感到使用机器指令编制程序不仅效率低下,而且十分别扭,也不利于交流和软件维护,复杂程序查找错误尤其困难,因此,软件开发急需一种高级的类似于自然语言那样的程序设计语言。1952年,第一个程序设计语言Short Code出现。两年后,Fortran问世。作为一种面向科学计算的高级程序设计语言,Fortran的最大功绩在于牢固地树立了高级语言的地位,并使之成为世界通用的程序设计语言。Algol60的诞生是计算机语言的研究成为一门科学的标志。该语言的文本中提出了一整套的新概念,如变量的类型说明和作用域规则、过程的递归性及参数传递机制等。而且,它是第一个用严格的语法规则——巴科斯范式(BNF)定义语言文法的高级语言。程序设计语言的研究与发展在产生了一批成功的高级语言之后,其进一步的发展开始受到程序设计思想、方法和技术的影响,也开始受到程序理论、软件工程、人工智能等许多方面特别是实用化方面的影响。在“软件危机”的争论日渐平息的同时,一些设计准则开始为大多数人所接受,并在后续出现的各种高级语言中得到体现。例如,用于支持结构化程序设计的PASCAL语言,适合于军队各方面应用的大型通用程序设计语言ADA,支持并发程序设计的MODULA-2,支持逻辑程序设计的PROLOG语言,支持人工智能程序设计的LISP语言,支持面积对象程序变换的SMALLTALK、C等。而且,伴随着这些语言的出现和发展,产生了一大批为解决语言的编译和应用中所出现的问题而发展的理论、方法和技术。有大量的学术论文可以证明,由高级语言的发展派生的各种思想、方法、理论和技术触及到了计算机科学的大多数学科方向,但内容上仍相对集中在语言、计算模型和软件开发方法学方面。(2)计算机模型与软件开发方法20世纪80年代是计算机网络、分布式处理和多媒体大发展的时期。在各种高级程序设计语言中增加并发机构以支持分布式程序设计,在语言中通过扩展绘图子程序以支持计算机图形学程序设计成为当时程序设计语言的一种时尚。之后,在模数/数模转换等接口技术和数据库技术的支持下,通过扩展高级语言的程序库又实现了多媒体程序设计的构想。进入20世纪90年代之后,并行计算机和分布式大规模异质计算机网络的发展又将并行程序设计语言、并行编译程序、并行操作系统、并行与分布式数据库系统等试行软件的开发的关键技术依然与高级语言和计算模型密切相关,如各种并行、并发程序设计语言,进程代数,PETRI网等,它们正是软件开发方法和技术的研究中支持不同阶段软件开发的程序设计语言和支持这些软件开发方法和技术的理论基础——计算模型。(3)计算机应用用计算机来代替人进行计算,就得首先研究计算方法和相应的计算机算法,进而编制计算机程序。由于早期计算机的应用主要集中在科学计算领域,因此,数值计算方法就成为最早的应用数学分支与计算机应用建立了联系。最初的时候,由于计算机的存储器容量很小,速度也不快,为了计算一些稍稍大一点的题目,人们常常要挖空心思研究怎样节省存储单元,怎样减少不需要的操作。为此,发展了像稀疏矩阵计算理论来进行方程组的求解;发展了杂凑函数来动态地存储、访问数据;发展了虚拟程序设计思想和程序覆盖技术在内存较小的计算机上运行较大的程序;在子程序和程序包的概念提出之后,许多人开始将数学中的一些通用计算公式和计算方法写成子程序,并进一步开发成程序包,通过简洁的调用命令向用户开放。子程序的提出是今日软件重用思想的开端。在计算机应用领域,科学计算是一个长久不衰的方向。该方向主要依赖于应用数学中的数值计算的发展,而数值计算的发展也受到来自计算机系统结构的影响。早期,科学计算主要在单机上进行,经历了从小规模数值分析到中大规模数值分析的阶段。随着并行计算机和分布式并行计算机的出现,并行数值计算开始成为科学计算的热点,处理的问题也从中大规模数值分析进入到中大规模复杂问题的计算。所谓中大规模复杂问题并不是由于数据的增大而使计算变得困难,使问题变得复杂,而主要是由于计算中考虑的因素太多,特别是一些因素具有不确定性而使计算变得困难,使问题变得复杂,其结果往往是在算法的研究中精度与复杂性的矛盾难于克服。几何是数学的一个分支,它实现了人类思维方式中的数形结合。在计算机发明之后,人们自然很容易联想到了用计算机来处理图形的问题,由此产生了计算机图形学。计算机图形学是使用计算机辅助产生图形并对图形进行处理的科学。并由此推动了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助教学(CAI)、计算机辅助信息处理、计算机辅助测试(CAT)等方向的发展。在各种实际应用系统的开发中,有一个重要的方向值得注意,即实时系统的开发。利用计算机证明数学定理被认为是人工智能的一个方向。人工智能的另一个方向是研究一种不依赖于任何领域的通用解题程序或通用解题系统,称为GPS。特别值得一提的是在专家系统的开发中发展了一批新的技术,如知识表示方法、不精确性推理技术等,积累了经验,加深了对人工智能的认识。20世纪70年代末期,一部分学者认识到了人工智能过去研究工作基础的薄弱,开始转而重视人工智能的逻辑基础研究,试图从总结和研究人类推理思维的一般规律出发去研究机器思维,并于1980年在《Artificial Intelligence》发表了一组非单调逻辑的研究论文。他们的工作立即得到一大批计算机科学家的响应,非单调逻辑的研究很快热火朝天地开展起来,人工智能的逻辑基础成为人工智能方向发展的主流。数据库技术、多媒体技术、图形学技术等的发展产生了两个新方向,即计算可视化技术与虚拟现实技术。随着计算机网络的发展,分布在全世界的各种计算机正在以惊人的速度相互连接起来。网络上每天都在进行着大量政治、经济、军事、外交、商贸、科学研究与艺术信息的交换与交流。网络上大量信息的频繁交换,虽然缩短了地域之间的距离,然而同时也使各种上网的信息资源处在一种很难设防的状态之中。于是,计算机信息安全受到各国政府的高度重视。除了下大力气研究对付计算机病毒的软硬件技术外,由于各种工作中保密的需要,计算机密码学的研究更多地受到各国政府的重视。实际上,在计算机科学中计算机模型和计算机理论与实现技术同样重要。但现在许多学生往往只注重某些计算机操作技术,而忽略了基础理论的学习,并因为自己是“操作高手”而沾沾自喜,这不仅限制了自己将研究工作不断推向深入,而且有可能使自己在学科发展中处于被动地位。例如,在20世纪50年代和20世纪60年代,我国随着计算机研制工作和软件开发工作的发展,陆续培养了在计算机制造和维护中对计算机某一方面设备十分精通的专家,他们能准确地弄清楚磁芯存储器、磁鼓、运算器、控制器,以及整机线路中哪一部分有问题并进行修理和故障排除,能够编制出使用最少存储单元而运算速度很快的程序,对机器代码相当熟悉。但是,当容量小的磁芯存储器、磁鼓、速度慢的运算器械、控制器很快被集成电路替代时,当程序设计和软件开发广泛使用高级语言、软件开发工具和新型软件开发方法后,这批技术精湛的专家,除少量具有坚实的数学基础、在工作中已有针对性地将研究工作转向其他方向的人之外,相当一部分专家伴随着新技术的出现,在替代原有技术的发展过程中而被淘汰。因此,在计算机科学中,计算比实现计算的技术更重要。只有打下坚实的理论基础,特别是数学基础,学习计算机科学技术才能事半功倍,只有建立在高起点理论基础之上的计算机科学技术,才有巨大的潜力和发展前景。计算机理论的一个核心问题我国计算机科学系里的传统是培养做学术研究,尤其是理论研究的人(方向不见得有多大的问题,但是做得不是那么尽如人意)。而计算机的理论研究,说到底了,如网络安全学,图形图像学,视频音频处理,哪个方向都与数学有着很大的关系,虽然也许是正统数学家眼里非主流的数学。这里我还想阐明我的一个观点:我们都知道,数学是从实际生活当中抽象出来的理论,人们之所以要将实际抽象成理论,目的就在于想用抽象出来的理论去更好的指导实践,有些数学研究工作者喜欢用一些现存的理论知识去推导若干条推论,殊不知其一:问题考虑不全很可能是个错误的推论,其二:他的推论在现实生活中找不到原型,不能指导实践。严格的说,我并不是一个理想主义者,政治课上学的理论联系实际一直是指导我学习科学文化知识的航标(至少我认为搞计算机科学与技术的应当本着这个方向)。我个人的浅见是:计算机系的学生,对数学的要求固然跟数学系不同,跟物理类差别则更大。通常非数学专业的所?高等数学",无非是把数学分析中较困难的理论部分删去,强调套用公式计算而已。而对计算机系来说,数学分析里用处最大的恰恰是被删去的理论部分。记上一堆曲面积分的公式,难道就能算懂了数学?那倒不如现用现查,何必费事记呢?再不然直接用Mathematica或是Matlab好了。退一万步。华罗庚在数学上的造诣不用我去多说,但是他这光辉的一生做得我认为对我们来说,最重要的几件事情:首先是它筹建了中国科学院计算技术研究所,这是我们国家计算机科学的摇篮。在有就是他把很多的高等数学理论都交给了做工业生产的技术人员,推动了中国工业的进步。第三件就是他一生写过很多书,但是对高校师生价值更大的就是他在病期间在病床上和他的爱徒王元写了《高等数学引论》(王元与其说是他的爱徒不如说是他的同事,是中科院数学所的老一辈研究员,对歌德巴赫猜想的贡献全世界仅次于陈景润)这书在我们的图书馆里居然找得到,说实话,当时那个书上已经长了虫子,别人走到那里都会闪开,但我却格外感兴趣,上下两册看了个遍,我的最大收获并不在于理论的阐述,而是在于他的理论完全的实例化,在生活中去找模型。这也是我为什么比较喜欢具体数学的原因,正如我在上文中提到的,理论脱离了实践就失去了它存在的意义。正因为理论是从实践当中抽象出来的,所以理论的研究才能够更好的指导实践,不用于指导实践的理论可以说是毫无价值的。正如上面所论述的,计算机系的学生学习高等数学:知其然更要知其所以然。你学习的目的应该是:将抽象的理论再应用于实践,不但要掌握题目的解题方法,更要掌握解题思想,对于定理的学习:不是简单的应用,而是掌握证明过程即掌握定理的由来,训练自己的推理能力。只有这样才达到了学习这门科学的目的,同时也缩小了我们与数学系的同学之间思维上的差距。关于计算机技术的学习我想是这样的:学校开设的任何一门科学都有其滞后性,不要总认为自己掌握的某门技术就已经是天下无敌手了,虽然现在Java,VB,C,C++用的都很多,怎能保证没有被淘汰的一天,我想.NET平台的诞生和X#语言的初见端倪完全可以说明问题。换言之,在我们掌握一门新技术的同时就又有更新的技术产生,身为当代的大学生应当有紧跟科学发展的素质。举个例子,就像有些同学总说,我做网页设计就喜欢直接写html,不愿意用什么Frontpage,Dreamweaver。能用语言写网页固然很好,但有高效的手段你为什么不使呢?仅仅是为了显示自己的水平高,unique? 我看真正水平高的是能够以最快的速度接受新事物的人。高级程序设计语言的发展日新月异,今后的程序设计就像人们在说话一样,我想大家从xml中应是有所体会了。难道我们真就写个什么都要用汇编,以显示自己的水平高,真是这样倒不如直接用机器语言写算了。反过来说,想要以最快的速度接受并利用新技术关键还是在于你对计算机科学地把握程度。总的来说,从教育角度来讲,国内高校的课程安排不是很合理,强调理论,又不愿意在理论上深入教育,无力接受新技术,想避开新技术又无法避得一干二净。我觉得关键问题就是国内的高校难于突破现状,条条框框限制着怎么求发展。我们虽然认识得到国外教育的优越性,但为什么迟迟不能采取行动?哪怕是去粗取精的取那么一点点。

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西安工业大学操作系统课程设计报告课 目:¬¬¬¬ 银行家算法学 院: 计算机科学与工程学院指导教师: 姜虹学 生: 王丽娇班 级: 网络工程080610127完成时间:2010年12月25日操作系统课程设计报告课 目:¬¬¬¬ 银行家算法学 院: 计算机科学与工程学院指导教师: 姜虹学 生: 王丽娇班 级: 网络工程080610127目 录1、项目内容、要求与分组情况总体介绍 22、概要设计 开发工具及环境 任务及需求分析 功能模块设计 工作原理 33、 具体实现 类设计 模块及实现代码介绍 34、运行调试与分析讨论 45、设计体会与小结 66、参考文献 7附录:(源程序) 71、项目内容、要求与分组情况总体介绍项目内容、要求:本次实验的目标是制作一个计算器,可以进行简单的四则运算(加、减、乘、除)。小组的具体分工情况见下表:小组组长 谌江波成员 子项目名称 具体要求谌江波 模块的组合及测试 查找出程序的错误并改正肖权 数字键的注册 将数字键注册监听者,使其功能正常刘达辉 窗口的创建和分配 设计计算器的界面李晓阳 组合其余同学的工作 是程序完整化詹烨刚 编写具体的计算方法 添加运算符号及功能代码2、概要设计开发工具及环境文本编辑器:记事本;运行环境:命令提示符(DOS环境)。 任务及需求分析设计简易计算器程序,实现简单的运算(加减乘除),具体任务如下:1) 计算器窗口界面布局设计;2) 各种计算功能的算法分析;3) 编程实现具体的计算功能;4) 运行测试程序,调试纠正运行错误。5) 调试无误,运行,测试具体算法功能。 功能模块设计计算器的模块设计图如下: 工作原理点击相应的数字键,即会在显示文档中显示该数字。进行相应的运算,首先输入第一个计算数字,然后输入运算符,再输入第二个计算数字,点击“=”按钮即得计算结果。同时,还有归零功能,点击该按钮,显示栏中即可归零。3、 具体实现 类设计类名:jisuanqi作用:功能代码,窗口布局设定public class Calculator extends WindowAdapter{}¬WindowAdapter实现了WindowListener的类,实现了(new WindowAdapter(){});———————————————————————————类名:WindowDestroyer作用:用于退出窗口动作关键代码:class close implements ActionListener {public void actionPerformed(ActionEvent e) {(0);} 模块及实现代码介绍Frame fm = new Frame("简单计算器");for (int i = 0; i <= 16; i++) {b[i] = new Button(ss[i]);}for (int i = 0; i <= 15; i++) {(b[i]);} //创建按钮 并添加到P2b[16].setBackground();txt = new TextField(15);(false);for (int i = 0; i <= 16; i++) {b[i].addActionListener(new buttonlistener());…… }注:此方法主要设置窗口、面板、各个按键。对各个按键进行定义(定义好各按键该实现什么功能)、排布,将各个按键注册到监听器上。———————————————————————————(() + ());if (() == "归零")("");注:该代码使每次进入时的文本都清空———————————————————————————class close implements ActionListener {//退出public void actionPerformed(ActionEvent e) {(0);}注:该方法实现了窗口的关闭4、运行调试与分析讨论调试运行4*5运算,运算过程如下所示:1)命令提示符中运行计算器程序,如下图:2)计算器界面显示,输入第一个运算值“4”,如下图:3)输入运算符“*”,如下图:4)输入第二个运算值“5”,如下图所示:5)点击计算器按钮“=”,得出计算结果。如下图:5、设计体会与小结通过这次课程设计,我们了解到java也是可以分工合作的,虽然最后的整合过程非常麻烦,但是在整合完后,我们发现,课本被翻过很多遍,很多以前不知道的东西就这样豁然开朗了。我们还引用了很多从来没有用过的语句块,大多是从网上找到,然后自己整合进入代码,再实现我们想要的功能。编程是个艰难的过程,很多功能语句都需要上网或者是查其他书籍来查看他们的用法,课本上的东西对我们来说远远不够,我们要把目光放长远一些。这次的课程设计使我对JAVA的许多东西都有了更深一步的了解,以前对自己的要求是看得懂就行,现在才发现,光能看懂是远远不够的,能看懂并不代表你会!只有自己真的亲身体验到了,才会知道。这个礼拜的课程设计是这个学期最累的一个礼拜,但是,我们的付出总算有回报,虽然我们的计算器可能还存在不少的问题,但是,至少它可以正常运行四则运算,基本达到了我们预期的要求,所以,这个礼拜同样是我最充实的一个礼拜。6、参考文献[1]杜春涛,《面向对象程序设计—Java语言》,中国铁道出版社.[2]丁振凡,《JAVA语言实用教程》,北京邮电大学出版社.[3]附录:(源程序)import .*;import .*;public class jisuanqi extends WindowAdapter {Panel p1 = new Panel();Panel p2 = new Panel();Panel p3 = new Panel();TextField txt;private Button[] b = new Button[17];private String ss[] = { "7", "8", "9", "+", "4", "5", "6", "-", "1", "2", "3", "*", "归零", "0", "=", "/", "关闭" };static double a;static String s, str;//定义变量 创建对像public static void main(String args[]) {(new jisuanqi()).frame();}public void frame() {Frame fm = new Frame("简单计算器");for (int i = 0; i <= 16; i++) {b[i] = new Button(ss[i]);}for (int i = 0; i <= 15; i++) {(b[i]);} //创建按钮 并添加到P2b[16].setBackground();txt = new TextField(15);(false);for (int i = 0; i <= 16; i++) {b[i].addActionListener(new buttonlistener());//添加监听器}b[16].addActionListener(new close());(this);();(new BorderLayout());(txt, "North");(new GridLayout(4, 4));(new BorderLayout());(b[16]);(p1, "North");(p2, "Center");(p3, "South");();(true);//都是些窗中设置 添加相关组件和监听器}public void windowClosing(WindowEvent e) {(0);//退出系统}class buttonlistener implements ActionListener {//编写监听器事件 通过按键得出给果public void actionPerformed(ActionEvent e) {Button btn = (Button) ();if (() == "=") {jisuan();str = (a);(str);s = "";} else if (() == "+") {jisuan();("");s = "+";} else if (() == "-") {jisuan();("");s = "-";} else if (() == "/") {jisuan();("");s = "/";} else if (() == "*") {jisuan();("");s = "*";} else {(() + ());if (() == "归零")("");}}public void jisuan() {//编写具体计算方法if (s == "+")a += (());else if (s == "-")a -= (());else if (s == "*")a *= (());else if (s == "/")a /= (());elsea = (());}}}class close implements ActionListener {//退出public void actionPerformed(ActionEvent e) {(0);}}

计算机论文范文3000字

近年来,随着就业竞争越演越烈,关于 毕业 生就业质量问题的研讨亦日益广泛深入。下面是我为大家推荐的计算机论文,供大家参考。

计算机论文 范文 一:认知无线电系统组成与运用场景探析

认知无线电系统组成

认知无线电系统是指采用认知无线电技术的无线通信系统,它借助于更加灵活的收发信机平台和增强的计算智能使得通信系统更加灵活。认知无线电系统主要包括信息获取、学习以及决策与调整3个功能模块,如图1所示[3]。

认知无线电系统的首要特征是获取无线电外部环境、内部状态和相关政策等知识,以及监控用户需求的能力。认知无线电系统具备获取无线电外部环境并进行分析处理的能力,例如,通过对当前频谱使用情况的分析,可以表示出无线通信系统的载波频率和通信带宽,甚至可以得到其覆盖范围和干扰水平等信息;认知无线电系统具备获取无线电内部状态信息能力,这些信息可以通过其配置信息、流量负载分布信息和发射功率等来得到;认知无线电系统具备获取相关政策信息的能力,无线电政策信息规定了特定环境下认知无线电系统可以使用的频带,最大发射功率以及相邻节点的频率和带宽等;认知无线电系统具备监控用户需求并根据用户需求进行决策调整的能力。如表1所示,用户的业务需求一般可以分为话音、实时数据(比如图像)和非实时数据(比如大的文件包)3类,不同类型的业务对通信QoS的要求也不同。

认知无线电系统的第2个主要特征是学习的能力。学习过程的目标是使用认知无线电系统以前储存下来的决策和结果的信息来提高性能。根据学习内容的不同, 学习 方法 可以分为3类。第一类是监督学习,用于对外部环境的学习,主要是利用实测的信息对估计器进行训练;第2类是无监督学习,用于对外部环境的学习,主要是提取外部环境相关参数的变化规律;第3类是强化学习,用于对内部规则或行为的学习,主要是通过奖励和惩罚机制突出适应当前环境的规则或行为,抛弃不适合当前环境的规则或行为。机器学习技术根据学习机制可以分为:机械式学习、基于解释的学习、指导式学习、类比学习和归纳学习等。

认知无线电系统的第3个主要特性是根据获取的知识,动态、自主地调整它的工作参数和协议的能力,目的是实现一些预先确定的目标,如避免对其他无线电系统的不利干扰。认知无线电系统的可调整性不需要用户干涉。它可以实时地调整工作参数,以达到合适的通信质量;或是为了改变某连接中的无线接入技术;或是调整系统中的无线电资源;或是为了减小干扰而调整发射功率。认知无线电系统分析获取的知识,动态、自主地做出决策并进行重构。做出重构决策后,为响应控制命令,认知无线电系统可以根据这些决策来改变它的工作参数和/或协议。认知无线电系统的决策过程可能包括理解多用户需求和无线工作环境,建立政策,该政策的目的是为支持这些用户的共同需求选择合适的配置。

认知无线电与其他无线电的关系

在认知无线电提出之前,已经有一些“某某无线电”的概念,如软件定义无线电、自适应无线电等,它们与认知无线电间的关系如图2所示。软件定义无线电被认为是认知无线电系统的一种使能技术。软件定义无线电不需要CRS的特性来进行工作。SDR和CRS处于不同的发展阶段,即采用SDR应用的无线电通信系统已经得到利用,而CRS正处于研究阶段,其应用也正处于研究和试验当中。SDR和CRS并非是无线电通信业务,而是可以在任何无线电通信业务中综合使用的技术。自适应无线电可以通过调整参数与协议,以适应预先设定的信道与环境。与认知无线电相比,自适应无线电由于不具有学习能力,不能从获取的知识与做出的决策中进行学习,也不能通过学习改善知识获取的途径、调整相应的决策,因此,它不能适应未预先设定的信道与环境。可重构无线电是一种硬件功能可以通过软件控制来改变的无线电,它能够更新部分或全部的物理层波形,以及协议栈的更高层。基于策略的无线电可以在未改变内部软件的前提下通过更新来适应当地监管政策。对于较新的无线电网络,因特网路由器一直都是基于策略的。这样,网络运营商就可以使用策略来控制访问权限、分配资源以及修改网络拓扑结构和行为。对于认知无线电来说,基于策略技术应该能够使产品可以在全世界通用,可以自动地适应当地监管要求,而且当监管规则随时间和 经验 变化时可以自动更新。智能无线电是一种根据以前和当前情况对未来进行预测,并提前进行调整的无线电。与智能无线电比较,自适应无线电只根据当前情况确定策略并进行调整,认知无线电可以根据以前的结果进行学习,确定策略并进行调整。

认知无线电关键技术

认知无线电系统的关键技术包括无线频谱感知技术、智能资源管理技术、自适应传输技术与跨层设计技术等,它们是认知无线电区别传统无线电的特征技术[4,5]。

频谱检测按照检测策略可以分为物理层检测、MAC层检测和多用户协作检测,如图3所示。物理层检测物理层的检测方法主要是通过在时域、频域和空域中检测授权频段是否存在授权用户信号来判定该频段是否被占用,物理层的检测可以分为以下3种方式:发射机检测的主要方法包括能量检测、匹配滤波检测和循环平稳特性检测等,以及基于这些方法中某一种的多天线检测。当授权用户接收机接收信号时,需要使用本地振荡器将信号从高频转换到中频,在这个转换过程中,一些本地振荡器信号的能量不可避免地会通过天线泄露出去,因而可以通过将低功耗的检测传感器安置在授权用户接收机的附近来检测本振信号的能量泄露,从而判断授权用户接收机是否正在工作。干扰温度模型使得人们把评价干扰的方式从大量发射机的操作转向了发射机和接收机之间以自适应方式进行的实时性交互活动,其基础是干扰温度机制,即通过授权用户接收机端的干扰温度来量化和管理无线通信环境中的干扰源。MAC层检测主要关注多信道条件下如何提高吞吐量或频谱利用率的问题,另外还通过对信道检测次序和检测周期的优化,使检测到的可用空闲信道数目最多,或使信道平均搜索时间最短。MAC层检测主要可以分为以下2种方式:主动式检测是一种周期性检测,即在认知用户没有通信需求时,也会周期性地检测相关信道,利用周期性检测获得的信息可以估计信道使用的统计特性。被动式检测也称为按需检测,认知用户只有在有通信需求时才依次检测所有授权信道,直至发现可用的空闲信道。由于多径衰落和遮挡阴影等不利因素,单个认知用户难以对是否存在授权用户信号做出正确的判决,因此需要多个认知用户间相互协作,以提高频谱检测的灵敏度和准确度,并缩短检测的时间。协作检测结合了物理层和MAC层功能的检测技术,不仅要求各认知用户自身具有高性能的物理层检测技术,更需要MAC层具有高效的调度和协调机制。

智能资源管理的目标是在满足用户QoS要求的条件下,在有限的带宽上最大限度地提高频谱效率和系统容量,同时有效避免网络拥塞的发生。在认知无线电系统中,网络的总容量具有一定的时变性,因此需要采取一定的接入控制算法,以保障新接入的连接不会对网络中已有连接的QoS需求造成影响。动态频谱接入概念模型一般可分为图4所示的3类。动态专用模型保留了现行静态频谱管理政策的基础结构,即频谱授权给特定的通信业务专用。此模型的主要思想是引入机会性来改善频谱利用率,并包含2种实现途径:频谱产权和动态频谱分配。开放共享模型,又称为频谱公用模型,这个模型向所有用户开放频谱使其共享,例如ISM频段的开放共享方式。分层接入模型的核心思想是开放授权频谱给非授权用户,但在一定程度上限制非授权用户的操作,以免对授权用户造成干扰,有频谱下垫与频谱填充2种。认知无线电中的频谱分配主要基于2种接入策略:①正交频谱接入。在正交频谱接入中,每条信道或载波某一时刻只允许一个认知用户接入,分配结束后,认知用户之间的通信信道是相互正交的,即用户之间不存在干扰(或干扰可以忽略不计)。②共享频谱接入。在共享频谱接入中,认知用户同时接入授权用户的多条信道或载波,用户除需考虑授权用户的干扰容限外,还需要考虑来自其他用户的干扰。根据授权用户的干扰容限约束,在上述2种接入策略下又可以分为以下2种频谱接入模式:填充式频谱接入和下垫式频谱接入。对于填充式频谱接入,认知用户伺机接入“频谱空穴”,它们只需要在授权用户出现时及时地出让频谱而不存在与授权用户共享信道时的附加干扰问题,此种方法易于实现,且不需要现有通信设备提供干扰容限参数。在下垫式频谱接入模式下,认知用户与授权用户共享频谱,需要考虑共用信道时所附加的干扰限制。

在不影响通信质量的前提下,进行功率控制尽量减少发射信号的功率,可以提高信道容量和增加用户终端的待机时间。认知无线电网络中的功率控制算法设计面临的是一个多目标的联合优化问题,由于不同目标的要求不同,存在着多种折中的方案。根据应用场景的不同,现有的认知无线电网络中的功率控制算法可以分成2大类:一是适用于分布式场景下的功率控制策略,一是适用于集中式场景下的功率控制策略。分布式场景下的功率控制策略大多以博弈论为基础,也有参考传统Adhoc网络中功率控制的方法,从集中式策略入手,再将集中式策略转换成分布式策略;而集中式场景下的功率控制策略大多利用基站能集中处理信息的便利,采取联合策略,即将功率控制与频谱分配结合或是将功率控制与接入控制联合考虑等。

自适应传输可以分为基于业务的自适应传输和基于信道质量的自适应传输。基于业务的自适应传输是为了满足多业务传输不同的QoS需求,其主要在上层实现,不用考虑物理层实际的传输性能,目前有线网络中就考虑了这种自适应传输技术。认知无线电可以根据感知的环境参数和信道估计结果,利用相关的技术优化无线电参数,调整相关的传输策略。这里的优化是指无线通信系统在满足用户性能水平的同时,最小化其消耗的资源,如最小化占用带宽和功率消耗等。物理层和媒体控制层可能调整的参数包括中心频率、调制方式、符号速率、发射功率、信道编码方法和接入控制方法等。显然,这是一种非线性多参数多目标优化过程。

现有的分层协议栈在设计时只考虑了通信条件最恶劣的情况,导致了无法对有限的频谱资源及功率资源进行有效的利用。跨层设计通过在现有分层协议栈各层之间引入并传递特定的信息来协调各层之间的运行,以与复杂多变的无线通信网络环境相适应,从而满足用户对各种新的业务应用的不同需求。跨层设计的核心就是使分层协议栈各层能够根据网络环境以及用户需求的变化,自适应地对网络的各种资源进行优化配置。在认知无线电系统中,主要有以下几种跨层设计技术:为了选择合适的频谱空穴,动态频谱管理策略需要考虑高层的QoS需求、路由、规划和感知的信息,通信协议各层之间的相互影响和物理层的紧密结合使得动态频谱管理方案必须是跨层设计的。频谱移动性功能需要同频谱感知等其他频谱管理功能结合起来,共同决定一个可用的频段。为了估计频谱切换持续时间对网络性能造成的影响,需要知道链路层的信息和感知延迟。网络层和应用层也应该知道这个持续时间,以减少突然的性能下降;另外,路由信息对于使用频谱切换的路由发现过程也很重要。频谱共享的性能直接取决于认知无线电网络中频谱感知的能力,频谱感知主要是物理层的功能。然而,在合作式频谱感知情况下,认知无线电用户之间需要交换探测信息,因此频谱感知和频谱共享之间的跨层设计很有必要。在认知无线电系统中,由于多跳通信中的每一跳可用频谱都可能不同,网络的拓扑配置就需要知道频谱感知的信息,而且,认知无线电系统路由设计的一个主要思路就是路由与频谱决策相结合。

认知无线电应用场景

认知无线电系统不仅能有效地使用频谱,而且具有很多潜在的能力,如提高系统灵活性、增强容错能力和提高能量效率等。基于上述优势,认知无线电在民用领域和军用领域具有广阔的应用前景。

频谱效率的提高既可以通过提高单个无线接入设备的频谱效率,也可以通过提高各个无线接入技术的共存性能。这种新的频谱利用方式有望增加系统的性能和频谱的经济价值。因此,认知无线电系统的这些共存/共享性能的提高推动了频谱利用的一种新方式的发展,并且以一种共存/共享的方式使获得新的频谱成为可能。认知无线电系统的能力还有助于提高系统灵活性,主要包括提高频谱管理的灵活性,改善设备在生命周期内操作的灵活性以及提高系统鲁棒性等。容错性是通信系统的一项主要性能,而认知无线电可以有效改善通信系统的容错能力。通常容错性主要是基于机内测试、故障隔离和纠错 措施 。认知无线电对容错性的另一个优势是认知无线电系统具有学习故障、响应和错误信息的能力。认知无线电系统可以通过调整工作参数,比如带宽或者基于业务需求的信号处理算法来改善功率效率。

认知无线电所要解决的是资源的利用率问题,在农村地区应用的优势可以 总结 为如下。农村无线电频谱的使用,主要占用的频段为广播、电视频段和移动通信频段。其特点是广播频段占用与城市基本相同,电视频段利用较城市少,移动通信频段占用较城市更少。因此,从频率域考虑,可利用的频率资源较城市丰富。农村经济发达程度一般不如城市,除电视频段的占用相对固定外,移动通信的使用率不及城市,因此,被分配使用的频率利用率相对较低。由于农村地广人稀,移动蜂窝受辐射半径的限制,使得大量地域无移动通信频率覆盖,尤其是边远地区,频率空间的可用资源相当丰富。

在异构无线环境中,一个或多个运营商在分配给他们的不同频段上运行多种无线接入网络,采用认知无线电技术,就允许终端具有选择不同运营商和/或不同无线接入网络的能力,其中有些还可能具有在不同无线接入网络上支持多个同步连接的能力。由于终端可以同时使用多种 无线网络 ,因此应用的通信带宽增大。随着终端的移动和/或无线环境的改变,可以快速切换合适的无线网络以保证稳定性。

在军事通信领域,认知无线电可能的应用场景包括以下3个方面。认知抗干扰通信。由于认知无线电赋予电台对周围环境的感知能力,因此能够提取出干扰信号的特征,进而可以根据电磁环境感知信息、干扰信号特征以及通信业务的需求选取合适的抗干扰通信策略,大大提升电台的抗干扰水平。战场电磁环境感知。认知无线电的特点之一就是将电感环境感知与通信融合为一体。由于每一部电台既是通信电台,也是电磁环境感知电台,因此可以利用电台组成电磁环境感知网络,有效地满足电磁环境感知的全时段、全频段和全地域要求。战场电磁频谱管理。现代战场的电磁频谱已经不再是传统的无线电通信频谱,静态的和集重视的频谱管理策略已不能满足灵活多变的现代战争的要求。基于认知无线电技术的战场电磁频谱管理将多种作战要素赋予频谱感知能力,使频谱监测与频谱管理同时进行,大大提高了频谱监测网络的覆盖范围,拓宽了频谱管理的涵盖频段。

结束语

如何提升频谱利用率,来满足用户的带宽需求;如何使无线电智能化,以致能够自主地发现何时、何地以及如何使用无线资源获取信息服务;如何有效地从环境中获取信息、进行学习以及做出有效的决策并进行调整,所有这些都是认知无线电技术要解决的问题。认知无线电技术的提出,为实现无线环境感知、动态资源管理、提高频谱利用率和实现可靠通信提供了强有力的支撑。认知无线电有着广阔的应用前景,是无线电技术发展的又一个里程碑。

计算机论文范文二:远程无线管控体系的设计研究

1引言

随着我国航天事业的发展,测量船所承担的任务呈现高密度、高强度的趋势,造成码头期间的任务准备工作越来越繁重,面临着考核项目多、考核时间短和多船协调对标等现实情况,如何提高对标效率、确保安全可靠对标成为紧迫的课题。由于保密要求,原研制的远程标校控制系统无法接入现有网络,而铺设专网的耗资巨大,性价比低,也非首选方案。近些年来,无线通信已经成为信息通信领域中发展最快、应用最广的技术,广泛应用于家居、农业、工业、航天等领域,已成为信息时代社会生活不可或缺的一部分[1],这种技术也为解决测量船远程控制标校设备提供了支持。本文通过对常用中远距离无线通信方式的比较,择优选择了无线网桥,采用了桥接中继的网络模式,通过开发远程设备端的网络控制模块,以及相应的控制软件,实现了测量船对远程设备的有效、安全控制。

2无线通信方式比较

无线通信技术是利用电磁波信号在自由空间中进行信息传播的一种通信方式,按技术形式可分为两类:一是基于蜂窝的接入技术,如蜂窝数字分组数据、通用分组无线传输技术、EDGE等;二是基于局域网的技术,如WLAN、Bluetooth、IrDA、Home-RF、微功率短距离无线通信技术等。在中远距离无线通信常用的有ISM频段的通信技术(比如ZigBee以及其他频段的数传模块等)和无线 网络技术 (比如GSM、GPRS以及无线网桥等)。基于ISM频段的数传模块的通信频率为公共频段,产品开发没有限制,因此发展非常迅速,得到了广泛应用。特别是近年来新兴的ZigBee技术,因其低功耗、低复杂度、低成本,尤其是采用自组织方式组网,对网段内设备数量不加限制,可以灵活地完成网络链接,在智能家居、无线抄表等网络系统开发中得到应用[2]。但是,对于本系统的开发而言,需要分别研制控制点和被控制点的硬件模块,并需通过软件配置网络环境,开发周期长,研制成本高,故非本系统开发的最优方案。

GSM、GPRS这种无线移动通信技术已经成为人们日常生活工作必不可少的部分,在其他如无线定位、远程控制等领域的应用也屡见不鲜[3],但是由于保密、通信费用、开发成本等因素,也无法适用于本系统的开发。而无线网桥为本系统的低成本、高效率的研发提供了有利支持,是开发本系统的首选无线通信方式。无线网桥是无线网络的桥接,它可在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁,也是无线接入点的一个分支。无线网桥工作在2•4GHz或5•8GHz的免申请无线执照的频段,因而比其他有线网络设备更方便部署,特别适用于城市中的近距离、远距离通信。

3系统设计

该远程控制系统是以保障测量船对远端标校设备的有效控制为目标,包括标校设备的开关机、状态参数的采集等,主要由测量船控制微机、标校设备、网络控制模块、主控微机以及无线网桥等组成。工作流程为测量船控制微机或主控微机发送控制指令,通过无线网桥进行信息传播,网络控制模块接收、解析指令,按照Modbus协议规定的数据格式通过串口发给某一标校设备,该标校设备响应控制指令并执行;网络控制模块定时发送查询指令,并将采集的状态数据打包,通过无线发给远程控制微机,便于操作人员监视。网络通信协议采用UDP方式,对于测量船控制微机、主控微机仅需按照一定的数据格式发送或接收UDP包即可。网络控制模块是系统的核心部件,是本文研究、设计的重点。目前,常用的网络芯片主要有ENC28J60、CP2200等,这里选用了ENC28J60,设计、加工了基于STC89C52RC单片机的硬件电路。通过网络信息处理软件模块的开发,满足了网络信息交互的功能要求;通过Modbus串口协议软件模块的开发,满足了标校设备监控功能,从而实现了系统设计目标。

组网模式

无线网桥有3种工作方式,即点对点、点对多点、中继连接。根据系统的控制要求以及环境因素,本系统采用了中继连接的方式,其网络拓扑如图1所示。从图中可以清晰看出,这种中继连接方式在远程控制端布置两个无线网桥,分别与主控点和客户端进行通信,通过网络控制模块完成数据交互,从而完成组网。

安全防范

由于是开放性设计,无线网络安全是一个必须考虑的问题。本系统的特点是非定时或全天候开机,涉密数据仅为频点参数,而被控设备自身均有保护措施(协议保护)。因此,系统在设计时重点考虑接入点防范、防止攻击,采取的措施有登录密码设施、网络密匙设置、固定IP、对数据结构体的涉密数据采取动态加密等方式,从而最大限度地防止了“被黑”。同时,采用了网络防雷器来防护雷电破坏。

网络控制模块设计

硬件设计

网络控制模块的功能是收命令信息、发状态信息,并通过串口与标校设备实现信息交互,其硬件电路主要由MCU(微控制单元)、ENC28J60(网络芯片)、Max232(串口芯片)以及外围电路组成,其电原理图如图2所示。硬件设计的核心是MCU、网络芯片的选型,本系统MCU选用的STC89C52RC单片机,是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,可直接使用串口下载,为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。ENC28J60是由M-icrochip公司出的一款高集成度的以太网控制芯片,其接口符合协议,仅28个引脚就可提供相应的功能,大大简化了相关设计。ENC28J60提供了SPI接口,与MCU的通信通过两个中断引脚和SPI实现,数据传输速率为10Mbit/s。ENC28J60符合的全部规范,采用了一系列包过滤机制对传入的数据包进行限制,它提供了一个内部DMA模块,以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP校验和计算[4]。ENC28J60对外网络接口采用HR911102A,其内置有网络变压器、电阻网络,并有状态显示灯,具有信号隔离、阻抗匹配、抑制干扰等特点,可提高系统抗干扰能力和收发的稳定性。

软件设计

网络控制模块的软件设计主要包括两部分,一是基于SPI总线的ENC28J60的驱动程序编写,包括以太网数据帧结构定义、初始化和数据收发;二是Modbus协议编制,其软件流程如图3所示。

的驱动程序编写

(1)以太网数据帧结构符合标准的以太网帧的长度是介于64~1516byte之间,主要由目标MAC地址、源MAC地址、类型/长度字段、数据有效负载、可选填充字段和循环冗余校验组成。另外,在通过以太网介质发送数据包时,一个7byte的前导字段和1byte的帧起始定界符被附加到以太网数据包的开头。以太网数据包的结构如图4所示。(2)驱动程序编写1)ENC28J60的寄存器读写规则由于ENC28J60芯片采用的是SPI串行接口模式,其对内部寄存器读写的规则是先发操作码<前3bit>+寄存器地址<后5bit>,再发送欲操作数据。通过不同操作码来判别操作时读寄存器(缓存区)还是写寄存器(缓冲区)或是其他。2)ENC28J60芯片初始化程序ENC28J60发送和接收数据包前必须进行初始化设置,主要包括定义收发缓冲区的大小,设置MAC地址与IP地址以及子网掩码,初始化LEDA、LEDB显示状态通以及设置工作模式,常在复位后完成,设置后不需再更改。3)ENC28J60发送数据包ENC28J60内的MAC在发送数据包时会自动生成前导符合帧起始定界符。此外,也会根据用户配置以及数据具体情况自动生成数据填充和CRC字段。主控器必须把所有其他要发送的帧数据写入ENC28J60缓冲存储器中。另外,在待发送数据包前要添加一个包控制字节。包控制字节包括包超大帧使能位(PHUGEEN)、包填充使能位(PPADEN)、包CRC使能位(PCRCEN)和包改写位(POVERRIDE)4个内容。4)ENC28J60接收数据包如果检测到为1,并且EPKTCNT寄存器不为空,则说明接收到数据,进行相应处理。

协议流程

本系统ModBus协议的数据通信采用RTU模式[5],网络控制模块作为主节点与从节点(标校设备)通过串口建立连接,主节点定时向从节点发送查询命令,对应从节点响应命令向主节点发送设备状态信息。当侦测到网络数据时,从ENC28J60接收数据包中解析出命令,将对应的功能代码以及数据,按照Modbus数据帧结构进行组帧,发送给从节点;对应从节点响应控制命令,进行设备参数设置。

4系统调试与验证

试验调试环境按照图1进行布置,主要包括5个无线网桥、1个主控制点、2个客户端、1块网络控制模块板以及标校设备等,主要测试有网络通信效果、网络控制能力以及简单的安全防护测试。测试结论:网络连接可靠,各控制点均能安全地对远端设备进行控制,具备一定安全防护能力,完全满足远程设备控制要求。

5结束语

本文从实际需要出发,通过对当下流行的无线通信技术的比较,选用无线网桥实现远控系统组网;通过开发网络控制模块,以及相应的控制软件编制,研制了一套用于测量船远程控制设备的系统。经几艘测量船的应用表明,采用无线网桥进行组网完全满足系统设计要求,具有高安全性、高可靠性、高扩展性等优点,在日趋繁重的保障任务中发挥了重要的作用。本系统所采用的无线组网方法,以及硬件电路的设计方案,对其他相关控制领域均有一定的参考价值。

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毕业论文是教学科研过程的一个环节,也是学业成绩考核和评定的一种重要方式。毕业论文的目的在于总结学生在校期间的学习成果,培养学生具有综合地创造性地运用所学的全部专业知识和技能解决较为复杂问题的能力并使他们受到科学研究的基本训练。标题标题是文章的眉目。各类文章的标题,样式繁多,但无论是何种形式,总要以全部或不同的侧面体现作者的写作意图、文章的主旨。毕业论文的标题一般分为总标题、副标题、分标题几种。总标题总标题是文章总体内容的体现。常见的写法有:①揭示课题的实质。这种形式的标题,高度概括全文内容,往往就是文章的中心论点。它具有高度的明确性,便于读者把握全文内容的核心。诸如此类的标题很多,也很普遍。如《关于经济体制的模式问题》、《经济中心论》、《县级行政机构改革之我见》等。②提问式。这类标题用设问句的方式,隐去要回答的内容,实际上作者的观点是十分明确的,只不过语意婉转,需要读者加以思考罢了。这种形式的标题因其观点含蓄,轻易激起读者的注重。如《家庭联产承包制就是单干吗?》、《商品经济等同于资本主义经济吗?》等。③交代内容范围。这种形式的标题,从其本身的角度看,看不出作者所指的观点,只是对文章内容的范围做出限定。拟定这种标题,一方面是文章的主要论点难以用一句简短的话加以归纳;另一方面,交代文章内容的范围,可引起同仁读者的注重,以求引起共鸣。这种形式的标题也较普遍。如《试论我国农村的双层经营体制》、《正确处理中心和地方、条条与块块的关系》、《战后西方贸易自由化剖析》等。④用判定句式。这种形式的标题给予全文内容的限定,可伸可缩,具有很大的灵活性。文章研究对象是具体的,面较小,但引申的思想又须有很强的概括性,面较宽。这种从小处着眼,大处着手的标题,有利于科学思维和科学研究的拓展。如《从乡镇企业的兴起看中国农村的希望之光》、《科技进步与农业经济》、《从“劳动创造了美”看美的本质》等。

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范文题目:关于新工程教育计算机专业离散数学实验教学研究

摘要: 立足新工科对计算机类专业应用实践能力培养的要求,分析了目前离散数学教学存在的关键问题,指明了开展离散数学实验教学的必要性。在此基础上,介绍了实验教学内容的设计思路和设计原则,给出了相应的实验项目,并阐述了实验教学的实施过程和教学效果。

关键词:新工科教育;离散数学;计算机专业;实验教学

引言

新工科教育是以新理念、新模式培养具有可持续竞争力的创新型卓越工程科技人才,既重视前沿知识和交叉知识体系的构建,又强调实践创新创业能力的培养。计算机类是新工科体系中的一个庞大专业类,按照新工科教育的要求,计算机类专业的学生应该有很好的逻辑推理能力和实践创新能力,具有较好的数学基础和数学知识的应用能力。作为计算机类专业的核心基础课,离散数学的教学目标在于培养学生逻辑思维、计算思维能力以及分析问题和解决问题的能力。但长期以来“定义-定理-证明”这种纯数学的教学模式,导致学生意识不到该课程的重要性,从而缺乏学习兴趣,严重影响学生实践能力的培养。因此,打破原有的教学模式,结合计算机学科的应用背景,通过开展实验教学来加深学生对于离散数学知识的深度理解是实现离散数学教学目标的重要手段。

1.实验项目设计

围绕巩固课堂教学知识,培养学生实践创新能力两个目标,遵循实用性和可行性原则,设计了基础性、应用性、研究性和创新性四个层次的实验项目。

(1) 基础性实验

针对离散数学的一些基本问题,如基本的定义、性质、计算方法等设计了7个基础性实验项目,如表1所示。这类实验要求学生利用所学基础知识,完成算法设计并编写程序。通过实验将抽象的离散数学知识与编程结合起来,能激发学生学习离散数学的积极性,提高教学效率,进而培养学生的编程实践能力。

(2) 应用性实验

应用性实验是围绕离散数学主要知识单元在计算机学科领域的应用来设计实验,如表2所示。设计这类实验时充分考虑了学生掌握知识的情况,按照相关知识点的应用方法给出了每个实验的步骤。学生甚至不需要完成全部实验步骤即可达到实验效果。例如,在“等价关系的应用”实验中,按照基于等价类测试用例的设计方法给出了实验步骤,对基础较差的学生只需做完第三步即可达到“巩固等价关系、等价类、划分等相关知识,了解等价关系在软件测试中的应用,培养数学知识的应用能力。”的实验目的。

(3) 研究性实验研究性实验和应用性实验一样

也是围绕离散数学主要知识单元在计算机科学领域中的应用来设计实验,不同之处在于,研究性实验的实验步骤中增加了一些需要学生进一步探讨的问题。这类实验项目一方面为了使学生进一步了解离散数学的重要性,另一方面为了加强学生的创新意识与创新思维,提高计算机专业学生的数学素质和能力。表 3 给出了研究性试验项目。

(4) 创新性实验

在实际教学中还设计了多个难度较高的创新性实验题目,例如,基于prolog语言的简单动物识别

系统、基于最短路径的公交线路查询系统、简单文本信息检索系统的实现等,完成该类实验需要花费较长的时间,用到更多的知识。通过这些实验不仅有利于培养学生分析问题、解决问题的能力和创新设计能力,也有利于培养学生独立思考、敢于创新的能力。

3.实验教学模式的构建

通过实验教学环节无疑可以激发学生对课程的兴趣,提高课程教学效率,培养学生的实践创新能力。但是,近年来,为了突出应用性人才培养,很多地方本科院校对离散数学等基础理论课的课时进行了压缩,加之地方本科院校学生基础较差,使得离散数学课时严重不足,不可能留出足够的实验教学时间。针对这种情况,采用多维度、多层次的教学模式进行离散数学实验教学。

(1) 将实验项目引入课堂教学

在离散数学的教学过程中,将能反映在计算机科学领域典型应用的实验项目引入到课堂教学中,引导学生应用所学知识分析问题、解决问题。例如在讲授主析取范式时,引入加法器、表决器的设计,并用multisim进行仿真演示,让学生理解数理逻辑在计算机硬件设计中的作用。又如讲谓词逻辑推理时,引入前一届学生用Prolog完成的“小型动物识别系统”作为演示实验。这些应用实例能够让学生体会数理逻辑在计算机科学领域的应用价值,不仅激发学生的学习兴趣,提高课堂教学效率,也锻炼了学生的逻辑思维,培养了学生的系统设计能力。

(2) 改变课后作业形式,在课后作业中增加上机实验题目

由于课时有限,将实验内容以课后作业的形式布置下去,让学生在课余时间完成实验任务。例如讲完数理逻辑内容后,布置作业: 编写 C语言程序,实现如下功能: 给定两个命题变元 P、Q,给它们赋予一定的真值,并计算P、P∧Q、P∨Q的真值。通过完成,使学生掌握命题联结词的定义和真值的确定方法,了解逻辑运算在计算机中的实现方法。又如,把“偏序关系的应用”实验作为“二元关系”这一章的课后作业,给定某专业开设的课程以及课程之间的先后关系,要求学生画出课程关系的哈斯图,安排该专业课程开设顺序,并编写程序实现拓扑排序算法。通过该实验学生不仅巩固了偏序关系、哈斯图等知识,而且了解到偏序关系在计算机程序设计算法中的应用和实现方法。

(3) 布置阅读材料

在教学中,通常选取典型应用和相关的背景知识作为课前或课后阅读材料,通过课堂提问抽查学生的阅读情况。这样,不仅使学生预习或复习了课程内容,同时也使他们对相关知识点在计算机学科领域的应用有了一定的了解。例如,在讲解等价关系后,将“基于等价类的软件测试用例设计方法”作为课后阅读材料; 在讲解图的基本概念之前,将“图在网络爬虫技术中的应用”作为课前阅读材料; 货郎担问题和中国邮路问题作为特殊图的课后阅读材料。通过这些阅读材料极大地调动学生学习的积极性,取得了非常好的教学效果。

(4) 设置开放性实验项目

在离散数学教学中,通常选择一两个创新性实验项目作为课外开放性实验,供学有余力的学生学习并完成,图1给出了学生完成的“基于最短路径公交查询系统”界面图。同时,又将学生完成的实验系统用于日后的课堂教学演示,取得了比较好的反响。

(5) 利用网络教学平台

为了拓展学生学习的空间和时间,建立了离散数学学习网站,学习网站主要包括资源下载、在线视频、在线测试、知识拓展和站内论坛五个部分模块,其中知识拓展模块包含背景知识、应用案例和实验教学三部分内容。通过学习网站,学生不仅可以了解离散数学各知识点的典型应用,还可以根据自己的兴趣选择并完成一些实验项目。在教学实践中,规定学生至少完成1-2个应用性实验项目并纳入期中或平时考试成绩中,从而激发学生的学习兴趣。

4.结束语

针对新工科教育对计算机类专业实践创新能力的要求,在离散数学教学实践中进行了多方位、多层次的实验教学,使学生了解到离散数学的重要

性,激发了学生的学习兴趣,提高了学生程序设计能力和创新能力,取得了较好的教学效果。教学团队将进一步挖掘离散数学的相关知识点在计算机学科领域的应用,完善离散数学实验教学体系,使学生实践能力和创新思维得以协同培养,适应未来工程需要。

参考文献:

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