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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。3.1.1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。
3.1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。
3.2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。
3.3网络控制模块设计
3.3.1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IEEE802.3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IEEE802.3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。
3.3.2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。
3.3.2.1ENC28J60的驱动程序编写
(1)以太网数据帧结构符合IEEE802.3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EIR.PKTIF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。
3.3.2.2ModBus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。
用电子等部件模拟的具有运算能力的物体,学名计算机.
最初由约翰·冯·诺依曼发明(那时电脑的计算能力相当于现在的计算器),有三间库房那么大,后逐步发展而成.
是一种能够按照指令对各种数据和信息进行自动加工和处理的电子设备
他由多个零配件组成,如中央处理器、主板、内存、电源、显卡.
电脑学名计算机,是由早期的电动计算器发展而来的.1945年,世界上出现了第一台电子数字计算机“ENJAC”,用于计算弹道.是由美国宾夕法尼亚大学莫尔电工学院制造的,但它的体积庞大,占地面积500多平方米,重量约30吨,消耗近100千瓦的电力.显然,这样的计算机成本很高,使用不便.1956年,晶体管电子计算机诞生了,这是第二代电子计算机.只要几个大一点的柜子就可将它容下,运算速度也大大地提高了.1959年出现的是第三代集成电路计算机.
从20世纪70年代开始,这是电脑发展的最新阶段.到1976年,由大规模集成电路和超大规模集成电路制成的“克雷一号”,使电脑进入了第四代.超大规模集成电路的发明,使电子计算机不断向着 小型化、微型化、低功耗、智能化、系统化的方向更新换代.
20世纪90年代,电脑向“智能”方向发展,制造出与人脑相似的电脑,可以进行思维、学习、记忆、网络通信等工作.
进入21世纪,电脑更是笔记本化、微型化和专业化,每秒运算速度超过100万次,不但操作简易、价格便宜,而且可以代替人们的部分脑力劳动,甚至在某些方面扩展了人的智能.于是,今天的微型电子计算机就被形象地称做电脑了.
世界上第一台个人电脑由IBM于1981年推出.
回答者：surpass_man - 见习魔法师 二级 4-21 12:58
电子计算机,俗称电脑,是一种电子化的计算工具.在中国大陆也经常用计算机来指代电子计算机.就目前而言,电子计算机是根据预先设定好的程序来进行信息处理的一种设备.电子计算机分为巨型计算机（又称“超级计算机”）、大型计算机、中型计算机、小型计算机、微型计算机（简称“微机”,其中包括个人计算机,PC）,已经逐步进入社会各个领域,尤其是进入了家庭和个人领域,极大地改变了社会的日常面貌.
从1930年代中期到1940年代后期,许多人在开发现代的、数字的、电子的,通用电子计算机.许多试验型的机器被造了出来并且可能是图灵完备化的.这些机器在当时都被宣称为第一台电子计算机,然而它们都只有有限的处理通用问题的能力,所以他们的设计最终都被抛弃了.
计算机发明于1946年.大约在1940—1942年间,在研制导弹的过程中,急需要有一种能迅速计算的工具,以便对导弹的飞行进行控制.在它偏离人所预测的轨道时,把它拉回到轨道上来.这样就产生了能在1／10秒或1／100秒的时间内计算出导弹运行轨迹同预定轨道的偏差的电子计算机.电子计算机不以十进位制进行计算,而是用二进位制计算的.它的出现是当代世界上最大的发明之一.第一台计算机的发明者是一位名叫冯·诺埃门的数学家.
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。
1.1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。
1.2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。
1.3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。
1.4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。
1.5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。
1.6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:
2.1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。
2.2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
3.1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。
3.2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。
3.3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。
3.4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。
3.5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。
3.6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。
在小学计算机教学中,让学生自主学习,掌握计算机知识,是小学计算机教学的重要任务。下面是我为大家整理的小学计算机论文，供大家参考。
小学计算机论文 范文 一：提高小学计算机教学质量的对策和 措施
一、小学计算机教学存在的主要问题
(一)学校对计算机教学不重视
现阶段我国大部分小学对计算机教学都不够重视。这主要是因为计算机教学作为一门开展时间不长的学科，在实际的教学中并没有统一的考核标准和科学的指导体系。大部分学校的领导认为计算机可以让学生在平时的生活中去学习，在学生不断的成长过程中，他们对计算机也会自然而然的更加了解，所以对计算机教学并不重视。部分学校甚至在计算机教学课时根本就达不到相关的规定要求。
(二)专业的计算机教师缺失
在小学的计算机教学中，由于缺乏学校重视，也就并没有重视引进专业的计算机教师来进行教学工作。大部分学校的计算机教学都是抽调其他学科老师来进行教学工作。大量的计算机教室确实无疑对小学计算机教学质量产生了负面影响。
(三)教学内容和教学方式有待改进
由于学校和教师的不重视，让计算机教学成为了小学 教育 中的可有可无的学科，部分学校在对计算机教学的教材进行选择时比较随意，导致小学计算机教学的内容存在很大的差异。教师在实际的教学中使用的 教学 方法 也比较单一和机械，让学生死记硬背，让学生的学习兴趣受到很大影响，部分学生还可能会产生厌学的情绪，这样就会对小学计算教学质量产生重要影响。
二、提高小学计算机教学质量的对策和措施
(一)明确小学计算机教学的地位
小学计算机教学可以让学生从小就开始感受和适应信息社会发展的变化情况，对学生将来更好去适应信息化的社会生活非常有帮助，所以在信息时代下，计算机教学在小学教育中具有非常重要的作用。小学的管理层和教师更应该正确认识到计算机教学的作用和意义，让小学计算机教学的地位得到明确，重视和加强小学计算机教学。尤其是某些学校应当逐渐在校园内营造出良好的计算机教学氛围，有效去提高小学计算机教学质量。
(二)提高计算机教师的专业技术水平和综合素质
针对现阶段我国大部分小学计算机教室队伍良莠不齐的情况，广大小学一定要重视起小学计算机教室的专业技术水平和综合素质的提高，具体来说，提高计算机教室的专业技术水平和综合素质可以从以下几点进行:
1.积极吸纳学历较高的计算机专业大学 毕业 生，扩充小学计算机教室队伍的后备军。
2.针对现阶段的小学计算机教室队伍进行长期性和经常性的培训。
3.有条件的学习可以对外聘请一些计算机教室进行教学。
4.经常性和长期性地组织计算机教师之间的教学交流研讨会。
5.积极应用远程教学技术，实现计算机教学的远程化、信息化和现代化。
(三)加强教学方法和教学内容的改革
改革小学计算机教学方法和内容是提高小学计算机教学质量个重要途径。各小学在选择计算机教材过程中，应当根据小学生的实际情况和特点以及教育主管部门的相关文件要求来进行，选择统一和规范的计算机教材。这样才能够更加方便的去考核计算机的教学质量，进而帮助实现小学计算机教学的目标，让小学生的计算机应用水平和能力能得到真正提高。计算机教学的实际特点决定了教师在实际的教学中应该以上机实践为主，小学生比较活泼好动，如果教师还是采用常规授课的方式，则不能取得理想的教学效果。例如在计算机教学中让小学生一边玩耍教学类游戏，一边进行实践教学，则可以让小学生在玩的过程中去学习知识。换句话说，也就是实现计算机教学的“寓教于乐”便能提高教学质量，实现小学计算机教学的目标。
三、结语
在小学教育中，计算机教学的作用和意义表现得越来越明显，针对当前存在的问题，学校首先要加强对计算机教学的重视，加强对计算机教师的培养和引进工作，解决当前专业计算机教师缺乏的问题，最后选择合理的教学内容和利用科学的教学方式来有效提高小学计算机教学质量，实现小学计算机的教学目标。
小学计算机论文范文二：小学计算机创造教育思考
江泽民同志在全国科技大会上的讲话中指出“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力”;“一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界先进的民族之林”。当今世界正日益受到新的科学技术的冲击，信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、空间技术、海洋开发技术构成了前所未有的新科技群。科学技术迅猛发展造成信息量剧增—“知识爆炸”。这就要求21世纪需要的人才不仅要具备渊博的学识，更要具备独立接受新信息、处理新信息的能力。但是，时代的需要与现行的教学相差甚远。著名的物理学家杨振宁教授，曾多次在 文章 中指出:“中国学生与美国学生相比的最大差异是:中国学生虽能在考试中获得较高的分数，但比美国学生缺乏创造力、动手能力。”这种情况的出现，反映了我们现行教学中存在的弊端。因此，改革现行教学中的这种弊病，培养学生的创新精神和动手能力，具有深远的意义。伟大的无产阶级革命家和教育家徐特立同志是我国近代创造教育的倡导者，他的创造教育思想有着丰富的内容，也最具有民族特色。到陕北不久，他提出:“我们的教育应该强调创造性、革命性。”①新中国成立前夕，他写道:“我觉得应当培养敢于发挥其个性，有脑筋辨别是非，有主张、有试验、有创造、有行动的青年。”②进人社会主义建设阶段，提出“培养有社会主义觉悟，有 文化 的劳动者”的教育方针之后，他进一步指出:“我们要培养具有创造性的劳动者。”③继承徐老创造教育思想，是中小学生创造教育的一项重要任务。计算机课程既具有很强的理论性，又具有很强的实践性。它要求学生不仅要很好地掌握理论知识，而且还要把所学的知识应用到操作实践当中去，并在操作实践中不断地发现问题、分析问题，解决问题，因此在培养学生创造能力上具有良好的作用。那么如何在计算机教学中培养学生的创造能力呢?
激发兴趣，增强创造的动力
鲁迅先生说过，没有兴趣的学习，无异于一种苦役;没有兴趣的地方，就没有智慧和灵感。兴趣是带有感情色彩的一种积极的认识倾向，既是影响学习进程与学习效果的强大动力，又是激发创造思维，开发智力的催化剂。一个人只有当他对某种事物发生兴趣时，才会孜孜不倦地为之去求索。著名的Mic~ft公司总裁比尔•盖茨便是很好的例证。现在计算机教学软件、游戏软件许多都是多媒体的，声音和图像吸引学生的兴趣。那么，计算机教学就可以利用学生动机最强烈、感觉最需要、兴趣最浓厚来安排学习内容，有利于提高学习效果。但是，对于计算机中一些理论知识的学习，学生就不怎么感兴趣了，那么，怎样才能激发学生学习的兴趣，增强其求知欲呢?徐老指出，教师应具有教育科学的研究能力，力求达到专家那样的水平。他鼓励教师:“专心致志、钻研业务”。教师 爱岗敬业 ，努力挖掘教材内容，选择良好的教学方法，使自己的教学达到较高的艺术境界，以此唤起学生的认识情趣。其次，教师应该把学习的主动权交给学生。徐老认为:“教师是领导者”，应该发挥主导作用，但要注重学生的主体作用，让学生在教师的指导下，通过自己的智力活动，去发现认识对象的奥秘。比如，在计算机“英文指法”的教学中，让学生在电脑上进行大量的练习，固然重要，但长时间单纯枯燥的练习，会使学生对计算机产生厌烦，失去兴趣。我是这样教学的:首先让学生课外观察“打字社”的阿姨打字的特点。学生都能发现打字社的阿姨打字时，眼睛不看键盘。然后，问学生;“你们想不想象打字社的阿姨那样成为键盘高手呀?”激发学生的学习兴趣。在全体学生答完“想!”之后，我并没有立即告诉学生“指法”，而是先让学生在键盘上尝试，并启发学生说:“我们每个人的十个手指，就象十个亲兄弟一样，我们怎样让这十个兄弟协同工作好呢?”引导学生去发现“指法”。在学生发现的过程中，我充分的让学生说出自己大胆的想法，并让学生们评议。这样的教学，不仅会增强学生浓厚的认识兴趣，而且还会丰富其精神生活，形成敏捷的思维品质，为创造能力的形成创造了条件。
拓宽知识，夯实创造的基础
创造能力的培养，是以广博的知识为基础的。学生只有具备了丰富的知识，才能发现各种知识之间的内在联系，触发联想，产生迁移和连结，形成新的观念和新的认识，达到质的飞跃。徐老特别强调知识广采博撷在创造性教育中的重要意义。他说:“凡是伟大的人物，他之所以能够创造出新的事物，都是由于他吸收了过去人类历史的知识遗产而来的。”④因此，在教学中，我们既抓好“双基”的教学与训练，让学生扎实学好课内知识，具有良好的学习技能，又注重帮助学生理清知识间的纵横脉络，形成系统知识体系。此外，我们还丰富学生的课余生活，组织学生读一些科幻 故事 、计算机发明史之类的课外书籍，开力、“电脑与美术”、“电脑与 作文 ”、“电脑与数学”一系列计算机课外兴趣班等。让他们在知识性、科学性、趣味性的活动中，领略课内无法涉猎的无限风光，弄清一些计算机知识的历史渊源，领会知识的内核，以开启智慧之门，促进创新意识的形成。
引导探索，铺设创造的道路
在《学记》中有这样的文字记载:“道而弗牵，强而弗抑，开而弗达。”这是我国的教育家推崇的教学过程。实践证明“开而弗达”，让学生参与探索的教学策略，可以充分发挥学生的学习潜能，培养其创新意识。比如，我在教学Wo记软件时，首先把学生带到计算机房，让学生熟悉Wo记界面，再指导学生学会“帮助”工具，然后让学生观看老师编写文档的过程，最后让学生自己设计一个图文并茂的文档。学生在刚开始操作时，感到困难重重，每进行一步操作都会遇到新问题，此时我细心引导，鼓励学生去发现新知识。大胆地去尝试，使学生在不断的探索中， 总结 出有规律性的方法。软件的许多功能都让学生通过实验进行自由探索，培养学生自己探索软件功能和摸索软件规律的能力，从而达到举一反三的效果。这样，学生虽然学习的是Won】，但是所掌握的探索软件功能的能力将成为今后学习更高层次软件的良好基础。徐老认为，有创造性的劳动者应该能够发现新知识。这就只有从改造事物的劳动中去发现，即“从手脑并用的劳动中，分析事物、综合事物、改造事物，从而得来关于事物的一些新知识、新道理、新方法”。⑤在美国大中小学醒目的地方，常可以看到这样的 标语 :“Ihear，朋dIfo卿t，1see，and1reme浏比r，ldo，朋d1understand.”意思就是:“听而易忘、见而易记、做而易懂。”这段话是我国古代哲人老子说的，它反映出美国教育思想的一个方面，比较注重能力，强调动手，强调创造性。在教学中“是给学生一头猎物，还是给学生一杆枪?”每位有远见的教师都会选择后一种答案。因为猎物总有被吃完的时候，而学生一旦有了“一杆枪”，他就可以自己不断地去捕猎，而继续生存下去。现代信息技术如此发达，软件层出不穷，我们不可能将每一个软件都放在课堂上进行教学。一个没有独立探索软件功能的人在现代信息社会中是难以生存的。
鼓励求异，架设创造的桥梁
为了保证创造的实现，徐老主张教师与学生之间，应该建立民主、平等的关系。他要求教师“上课时要启发学生的怀疑精神，不要抱着:我说的都对，你们只管接受的态度”。他认为:“一切读书都要加上创造批判的工作”。⑥“对于古人的学术遗产”，“都要把它当作历史看，而加以批判地重新审查”。计算机创造教育的核心是学生创造思维能力的培养，质疑求异是智慧的摇篮、创造性思维的前奏。学生积极思维往往是从疑开始的。因此，教学中应启发与鼓励学生质疑求异。比如，我在教学WindOWs“画图”第一课时，首先让学生用“画图”工具大胆尝试，学生用“铅笔”、“直线”、“曲线”、“刷子”、“颜料桶”等工具在“画纸”上画满了线条，如果再画就没有地方画了。这时我向学生提出问题:“同学们，现在你的画纸已经画满了，怎样清除你的画面呢?”有学生回答:用“橡皮擦”工具。大家在这一位同学的启发下，用“橡皮擦”工具清除自己的画面，不一会儿，就有位学生提出疑问:这样清除画面速度太慢了，有没有更好的工具呢?面对这样有意义的问题，我不仅加以鼓励，而且加以诱导，把快速清除画面的问题推给学生思考，让他们自己探索。很快就有学生发现在“图象”菜单下有一个“清除图象”工具。在学生使用“清除图象”工具清除画面以后，还有学生提出不同的方法来解决这一问题，如:用“选定”和“剪切”工具配合来清除图象。还有学生说:用文件菜单中“新建”工具也可以清除图象。这些方法都是学生在求异的过程中创造思维的表现。在教学中，学生提出的任何问题，即使是错误的或不得要领的，都是他们独立思考的结果，甚至是创造思维的萌芽。我们要发扬民主，创设条件训练学生的求异思维，鼓励学生敢于发表不同见解，让他们先学会提一般问题，再学会提理解性问题，最后学会提探索性问题，逐步培养其独立思考的、主动探索的品质。哈佛大学校长陆登庭说，“一个人是否具有创造力，是一流人才和三流人才的分水岭”。我们的教育能不能培养出大批具有创造力的“一流人才”是关系到我们能不能实现知识创新和科技创新、能不能“屹立于世界先进的民族之林”的大问题，是关系到我们能不能适应新世纪知识经济时代潮流的大问题。因此，我们必须大力弘扬中华民族的伟大的创新精神，学习徐老的教育思想，积极开展创造教育，开发和培养学生的创造能力，为迎接知识经济时代的到来培养大批创造型人才。
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学术堂整理了一篇3000字的计算机论文范文，供大家参考：
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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