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時間:2023-12-02 15:55:19
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關(guān)鍵詞:計算機內(nèi)存;分類;優(yōu)化;管理
計算機的應(yīng)用范圍相對較廣,而且更多地人應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來進行生活和辦公,不僅如此,網(wǎng)絡(luò)還可以支持電子商務(wù)和進行各種娛樂活動。計算機設(shè)備在應(yīng)用的過程中往往會出現(xiàn)主板、軟件或者是硬件設(shè)備損壞的現(xiàn)象,給計算機的運行造成嚴重地威脅。為了提升人們生活的便利性,計算機研究人員應(yīng)該對虛擬內(nèi)存進行優(yōu)化。
1 計算機內(nèi)存的分類
研究人員要想對計算機設(shè)備以及其工作原理進行明確,需要從根本上了解到計算機內(nèi)存的分類狀況。從傳統(tǒng)的內(nèi)存分類形式上可以看出,除了常規(guī)內(nèi)存、高端內(nèi)存和擴展內(nèi)存之外,還包括擴充內(nèi)存在其中。其中比較典型的就是常規(guī)內(nèi)存,其中,DOS軟件可以直接應(yīng)用。和其相關(guān)連接的就是高端內(nèi)存。比較常見的就是被系統(tǒng)的硬件使用,其中包括顯示驅(qū)動程序等等。另外,擴展內(nèi)存和擴充內(nèi)存都是對常規(guī)內(nèi)存的拓展。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進步,計算機內(nèi)存的分類形式也朝著相對比較簡化的趨勢發(fā)展。
不得不提到的是物理內(nèi)存,這是目前計算機內(nèi)存經(jīng)常涉及到的形式,另外一種比較典型的就是虛擬內(nèi)存。通常情況下,物理內(nèi)存是計算機的重要構(gòu)成部分,也是系統(tǒng)比較常用的內(nèi)存形式。一般來說計算機物理內(nèi)存是人們經(jīng)常提及的一種內(nèi)存形式。只是流于形式,并沒有真實存在的內(nèi)存形式是虛擬內(nèi)存,是一種計算機拓展的內(nèi)存,從某種程度上看主要是一種服務(wù)類型。
從物理內(nèi)存應(yīng)用過程中可以看出,其主要可以用來存放臨時的數(shù)據(jù)信息,使用者可以對信息進行Copy,也是隨機存儲的,但是這些信息無法進行長期地保存。其主要的工作內(nèi)容就是將相關(guān)的指令進行定位分析,然后根據(jù)已有的指令特點來做好規(guī)劃工作。一旦指令超出了內(nèi)存的容量,內(nèi)存空間必然會受到消耗。為了有效的解決內(nèi)存消耗的問題,研究人員對虛擬內(nèi)存進行研究,并且將其應(yīng)用到了實際的工作中。如果常規(guī)的內(nèi)存無法滿足用戶的需求,使用者就可以將計算機的部分內(nèi)存作為主要的辦公區(qū)域,虛擬內(nèi)存由此產(chǎn)生。
例如,如果一臺計算機設(shè)備的內(nèi)存為521M,如果現(xiàn)有一個超過了這一內(nèi)存容量的文件,計算機就很難直接讀取。通常情況下,這種情況是比較常見的。計算機系統(tǒng)會將這一文件自動存到附加內(nèi)存結(jié)構(gòu)中,進而直接安裝到目錄下。
2 內(nèi)存的管理和優(yōu)化
2.1 內(nèi)存的管理
所謂的內(nèi)存管理,主要是指計算機在運行的過程中對物理內(nèi)存進行的管理。其中采用的計算機處理程序范圍之內(nèi)就無需應(yīng)用到計算機管理工作。主要是由于計算機的物理內(nèi)存本身就帶有一個計算機內(nèi)存管理的程序。如果計算機的內(nèi)存明顯不足,也就是說計算機的物力內(nèi)存不足,因此,工作人員需要不斷優(yōu)化計算機內(nèi)存管理工作,為計算機提供更多可用內(nèi)存容量。其中不可缺少的就是計算機內(nèi)存管理程序,這一程序的真獨行和特殊性較強。其中比較常見的管理程序為HIMEM.SYS的擴展內(nèi)存訪問等類型。
2.2 內(nèi)存的優(yōu)化
對于計算機設(shè)備來說,使用者對其運行速度提出了較高的要求,如果計算機設(shè)備的運行嚴重地影響到工作的需要,或者是嚴重地阻礙了網(wǎng)絡(luò)信息的共享。工作人員就應(yīng)該對內(nèi)存進行合理地優(yōu)化和改進。使用人員在購買計算機設(shè)備的同時,硬件的配件以及應(yīng)用程度就已經(jīng)是固定不可變的,因此,只有不斷對計算機的內(nèi)存進行優(yōu)化,才能夠提升電腦的使用性能和應(yīng)用效率。
2.2.1 物理內(nèi)存優(yōu)化法
計算機系統(tǒng)在運行的過程中,會自動地執(zhí)行對信息內(nèi)容進行收集、整理以及存儲等命令。但是如果存儲的數(shù)量達到了一定的數(shù)量就會占用一定的電腦內(nèi)存,嚴重地影響到電腦運行的效率。在這種情況下,使用者應(yīng)該及時地對垃圾進行清理,對物理內(nèi)存進行優(yōu)化。其中具體的方式主要表現(xiàn)為以下幾個步驟:首先,使用者電機菜單中的運行程序按鈕,在運行之后會出現(xiàn)一定的輸入框,將clipboard之后按回車鍵,這是其中比較常見的方式。另外,可以直接打開剪切板,在剪切板當(dāng)中釋放大量的內(nèi)存。另外,需要注意的是,桌面上的一些快捷方式不僅嚴重地影響到電腦桌面的美觀程度,還影響到電腦的運行速度。因此,為了保證電腦設(shè)備運行的高效性,使用者應(yīng)該保證桌面的整潔性。要想清理一些不常見的程序,可以在控制面板中將強制設(shè)置為空,這種方法也可以有效的釋放內(nèi)存。
另外,電腦中往往會存在著程序重疊的現(xiàn)象,其中人們經(jīng)常使用的360安全衛(wèi)士和360殺毒功能上幾乎是一直的,如果兩種軟件同時應(yīng)用,不斷不會起到任何的作用,還會直接增加計算機設(shè)備的物理內(nèi)存。可見,關(guān)掉一些性能相同的或者是不常用的軟件也是優(yōu)化內(nèi)存的主要方式。具體來說可以通過同時按住ctrl+alt+del鍵打開任務(wù)管理其,然后用鼠標(biāo)點擊桌面下面正在進行的任務(wù),如果不需要應(yīng)用就可以將其關(guān)閉,用以減少內(nèi)存量。對于一些視頻軟件、網(wǎng)盾以及flash等軟件,如果沒有任何需要可以在開機時設(shè)置開機禁止,這樣可以可以有效的減少計算機設(shè)備的物理內(nèi)存。
2.2.2 虛擬內(nèi)存的優(yōu)化
計算機自帶的內(nèi)存結(jié)構(gòu)為物理內(nèi)存,只有所存儲的內(nèi)容超過了物理內(nèi)存的容量,物理內(nèi)存才會消耗殆盡。如果計算機的物理內(nèi)存不足就很難滿足用戶的需要。系統(tǒng)在運行的過程中,需要對物力內(nèi)存進行事先過濾,如果遇到一些很少使用的軟件設(shè)備,系統(tǒng)本身就會將其存儲到硬盤當(dāng)中,這就是虛擬內(nèi)存。在這一過程中,系統(tǒng)可以騰出了更多的空間。當(dāng)然,如果用戶需要對虛擬內(nèi)存中的內(nèi)容進行應(yīng)用,系統(tǒng)也可以直接讀取其中的內(nèi)容。如果計算機設(shè)備存儲的容量不是很多,虛擬空間的大小以及存儲的因素并不會影響到計算機的運行。虛擬內(nèi)存的存在可以為存儲量相對較小的計算機設(shè)備提供更多的存儲空間。虛擬內(nèi)存在運行的過程中,主要是由計算機系統(tǒng)來進行管理,如果管理方式不科學(xué),必然會內(nèi)存的崩潰,系統(tǒng)不僅無法讀取信息內(nèi)容,還會直接降低工作的效率。
在對虛擬內(nèi)存進行清理的過程中,主要是在桌面上打開我的電腦,然后選擇屬性,然后打開系統(tǒng)屬性按鈕,在菜單中電機高級選項卡,然后在對話框中點擊“性能”中的設(shè)置,選擇“高級設(shè)置”。在這一對話框中,使用者會看到關(guān)于所有虛擬內(nèi)存的界面,然后點擊“更改”按鈕。接下來,選擇一個容量相對較大的分區(qū),在自定義大小的前面勾選,然后將相應(yīng)的數(shù)值填入到其中,在初始大小的處勾選最大值,然后點擊“設(shè)置”和“確定”,在各項設(shè)置都點擊完成之后重新啟動計算機,這樣的話虛擬內(nèi)存的設(shè)施就會立即生效。
3 虛擬內(nèi)存的應(yīng)用設(shè)置
用戶在了解虛擬內(nèi)存的概念和特點之后,就需要對內(nèi)存結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。但是由于用戶不同,涉及到的信息量也不同,每個人的操作情況都會存在著差異。為了避免這一問題,用戶需要對虛擬內(nèi)存進行個性化設(shè)置。
3.1 常規(guī)設(shè)置法
工作人員要根據(jù)虛擬內(nèi)存的設(shè)置方式來對相應(yīng)的數(shù)值盡量量化,這樣可以有效的解決文件使用和運行中的具體問題。使用人員通過對極值進行處理,虛擬內(nèi)存本身的容量就會不斷增加。從這種設(shè)置方式上可以看出,內(nèi)存本身的容量比較大,占用的空間也得到了優(yōu)化。一般來說,使用者可以將內(nèi)存控制在0-512MB的范圍內(nèi),然后取一個規(guī)定的數(shù)值,為了提研究的精準性,研究人員選擇了256MB。如果是低于這一內(nèi)存的數(shù)值就將其設(shè)置為一半,在大于256MB小于512MB的內(nèi)存就設(shè)置為和內(nèi)存容量相同。這種設(shè)置方式雖然具有一定的科學(xué)性,但是精準程度還有待完善。
3.2 精準設(shè)置法
現(xiàn)如今,由于計算機用戶的生活習(xí)慣不同,而且所從事的工作行業(yè)也不同,因此,對于計算機設(shè)備的性能和內(nèi)存的需求量也不同。有些用戶需要進行大型軟件和應(yīng)用,但是有些用戶只是簡單地進行打字和辦公。由于人員對計算機的應(yīng)用情況不同,因此,相應(yīng)的配置也就不同,相關(guān)的用戶要采用科學(xué)的方式來對虛擬內(nèi)存進行優(yōu)化處理,準確性相對較高的方式就是精準設(shè)置法。
具體來說,主要的做法就是用戶的虛擬的內(nèi)存進行自定義,要求初始大小和最大值都應(yīng)該按照自身的使用來進行設(shè)置,但是數(shù)值需要保持相同。然后點擊“開始”按鈕,找到“控制面板”,選擇“管理工作”,找到性能的選項,打開之后找到性能日志和警報的項目,然后點擊“計數(shù)器日志”。然后在空白的區(qū)域中點擊右鍵,選擇右鍵菜單中的新建日志設(shè)置。這是界面中會彈出相應(yīng)的對話框,然后點擊名稱,輸入名稱之后點擊添加計數(shù)器,然后進入到下一個窗口當(dāng)中。打開性能對象下端的下拉菜單,選擇“paging file”,選擇“計數(shù)器”選項,然后在下方選擇“usage peak”,勾選出從列表中選擇范例這一欄目,然后選擇“totle”,點擊“添加”就可以直接關(guān)閉整個界面了。
使用者如果想要對相關(guān)的日志信息進行瀏覽,首先應(yīng)該打開其中的日志文件,將其設(shè)置為文本文件形式。然后進入到性能的界面當(dāng)中,這是在欄目上會出現(xiàn)一個按鈕,這一按鈕的主要功能就是對內(nèi)存進行測定,如果其顏色為紅色,則說明這一測試并沒有完全投入到啟動的狀態(tài)。要想直接啟動,只需要點擊鼠標(biāo)右鍵即可完成。
要想進入到日志文件的默認目錄中,應(yīng)該找到相關(guān)的內(nèi)存測試文件。需要注意的是,這一文件類型無法直接通過雙擊就可以打開,需要在找到打開方式之后,選擇記事本形式來將其打開。其中打開后每一欄的倒數(shù)第二個數(shù)據(jù)就是內(nèi)存的使用比例,在對數(shù)據(jù)進行了解之后,可以對最大值和最小值進行計算,最終得到一個明確的數(shù)值。一般來說,虛擬內(nèi)存的數(shù)值和磁盤大小之間存在著密切的關(guān)系,在應(yīng)用的過程中,要將這一因素控制到其2-3倍的范圍。
結(jié)束語
從以上的分析和研究中可以看出,計算機的內(nèi)存形式比較復(fù)雜,要想提升計算機的運行效率,計算機使用者應(yīng)該對內(nèi)存的分類形式進行明確,然后根據(jù)物力內(nèi)存的應(yīng)用特點來對相關(guān)的垃圾進行清理,做好優(yōu)化工作。本文中,筆者著重對計算機虛擬內(nèi)存的優(yōu)化管理方式進行分析,最終以提升計算機使用效率,提升內(nèi)存優(yōu)化效果為目標(biāo)。
參考文獻
[1]韓廣林.優(yōu)化計算機內(nèi)存[J].天津師范專科學(xué)院,2011(2).
關(guān)鍵詞: 信息化;機房環(huán)境;安全穩(wěn)定運行;等電位;邏輯接地;整體機房
中圖分類號:TP315 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)23-0181-03
1 解讀信息化
1997年召開的首屆全國信息化工作會議,對信息化和國家信息化定義為:“信息化是指培育、發(fā)展以智能化工具為代表的新的生產(chǎn)力并使之造福于社會的歷史過程。國家信息化就是在國家統(tǒng)一規(guī)劃和組織下,在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、科學(xué)技術(shù)、國防及社會生活各個方面應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù),深入開發(fā)廣泛利用信息資源,加速實現(xiàn)國家現(xiàn)代化進程”。
實現(xiàn)信息化就要構(gòu)筑和完善的六個要素為:開發(fā)利用信息資源、建設(shè)國家信息網(wǎng)絡(luò)、推進信息技術(shù)應(yīng)用、發(fā)展信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)、培育信息化人才和制定和完善信息化政策。
信息化代表了一種信息技術(shù)被高度應(yīng)用,信息資源被高度共享,從而使得人的智能潛力以及社會物質(zhì)資源潛力被充分發(fā)揮,個人行為、組織決策和社會運行趨于合理化的理想狀態(tài)。同時信息化也是IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展與IT在社會經(jīng)濟各部門擴散的基礎(chǔ)之上的,不斷運用IT改造傳統(tǒng)的經(jīng)濟、社會結(jié)構(gòu)從而通往如前所述的理想狀態(tài)的一個持續(xù)的過程。
2 與之關(guān)聯(lián)的機房建設(shè)
以上組成信息化的核心系統(tǒng),無論是信息識別(包括文字、語音與圖像識別)、信息提取、信息檢測、信息傳遞、信息處理、信息存儲、信息再生、信息安全等都必須依賴于現(xiàn)代電子計算機的超凡功能,才能得以實現(xiàn)。
提到電子計算機,就比如會涉及把實現(xiàn)信息化建設(shè)各個環(huán)節(jié)所需的各自功能的核心設(shè)備(電子計算機)安置于一個科學(xué)合理的空間,以保證信息化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,這個空間就是我們經(jīng)常所講的計算機機房。
然而,在系統(tǒng)構(gòu)建時,部分建設(shè)方自覺或不自覺的對機房的建設(shè),在認識上存在著一定的偏差。人們往往很重視在系統(tǒng)所需的設(shè)備上投資,力求設(shè)備的高端化,而卻忽略機房建設(shè)的投資。筆者在此就有關(guān)機房的含義及對信息化建設(shè)的安全穩(wěn)定運行的保障作用作一淺析。
信息化飛速發(fā)展的標(biāo)志之一,是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的日益成熟與完善,網(wǎng)絡(luò)的完善離不開電子計算機系統(tǒng)。電子計算機系統(tǒng),除少部分機械傳動裝置外,絕大部分約占80%以上是由集成電路、電子元件和線路組成。
由于計算機技術(shù)的迅速發(fā)展,計算機的功能越來越強大,運算速度越來越快,而體積越來越小。電子元件的排列越來越密,因此機柜內(nèi)的單位體積發(fā)熱量越來越大,元器件之間的絕緣要求、抗干擾要求越來越高。如果機房的潔凈度得不到改善,空氣中的塵埃粒子附著在電路板上,將會導(dǎo)致設(shè)備壽命的降低,甚至燒毀。
電子元器件在24小時的工作中會產(chǎn)生大量的熱,據(jù)不完全統(tǒng)計,室溫在規(guī)定范圍內(nèi)每升高10℃,電子計算機的可靠性要下降25%;電阻器件在溫、濕度大幅度變化的條件下工作,其阻值的變化將導(dǎo)致功率發(fā)生變化,溫度每升降10℃,其電阻阻值大約變化1%;當(dāng)室內(nèi)的相對濕度超高,磁帶、磁盤會產(chǎn)生脫磁現(xiàn)象,插頭、集成電路引腳絕緣電阻值減少;而相對濕度過低,低到40%以下時打印機、傳真機的機械部分會產(chǎn)生靜電干擾,引起“讀”“寫”錯誤;機房外電力傳輸線、高壓線、電機、廣播、無線電臺等大功率發(fā)射天線會通過輻射、傳導(dǎo)、耦合方式對計算機設(shè)備形成電磁干擾,電磁干擾不但會引起誤操作,還會造成系統(tǒng)停機,使系統(tǒng)癱瘓。
作為一級供電負載的計算機設(shè)備工作時,電源的保證致關(guān)重要。實驗表明,當(dāng)計算機機房的相對濕度為30%時,靜電電壓為5000V;當(dāng)相對濕度達到20%時,靜電電壓為10000V,而當(dāng)相對濕度降低5%時,則靜電電壓達到20000V。雖然靜電的寄生電流很低,但計算機設(shè)備對此卻相當(dāng)敏感,因為計算機線路中所通過的電流本身就很小。靜電放電引起計算機故障主要是因為放電電流瞬時流過機殼,對電源線、信號線產(chǎn)生的感應(yīng)噪聲所致;通過靜電產(chǎn)生的電壓,引起機殼接入的安全保護地電位變動。以上各種因素,都相當(dāng)于將給計算機的邏輯運算電路輸入一個錯誤信號,從而導(dǎo)致計算機秩序的紊亂。
通過以上的分析及數(shù)據(jù)表明,無論是溫濕度的波動、塵埃的積聚、靜電的積累與釋放,都會對計算機的運行造成極大的影響。而這種影響,更多的是體現(xiàn)在隱性故障上,即在一定時間范圍內(nèi),不易被發(fā)覺,這些隱性故障的基本根源應(yīng)歸結(jié)于一個明顯的環(huán)境問題。因此,我們應(yīng)當(dāng)定義機房的建設(shè)實質(zhì)上是一個環(huán)境的建設(shè)。它將圍繞著如何為計算機設(shè)備營造一個優(yōu)良的運行環(huán)境而展開工作。而這個環(huán)境應(yīng)當(dāng)是包括溫濕度控制、潔凈度調(diào)整、抗干擾能力、抗靜電危害等內(nèi)容在內(nèi)的一個廣義的環(huán)境概念。而機房建設(shè)將是通過相關(guān)的科學(xué)技術(shù)、輔助設(shè)備及工程手段,完成環(huán)境、供配電、防雷接地、屏蔽、消防及機房系統(tǒng)故障自我診斷任務(wù)在內(nèi)的一個整體工程。
整體機房解決方案的核心是計算機場地電力系統(tǒng)的高可用性、計算站場地環(huán)境建設(shè)的標(biāo)準性以及機房運行過程的可管理性。關(guān)于計算站場地環(huán)境的相關(guān)標(biāo)準,中華人民共和國國家標(biāo)準GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》、GB2887-89《計算站場地技術(shù)條件》和GB9316-88《計算站場地安全要求》作了明確的規(guī)定,在此不做贅述。
毫無疑問,整體機房的建設(shè),將以上述規(guī)范中的數(shù)據(jù)為依據(jù),通過相應(yīng)的實施手段,達到其建設(shè)目的,下面將就機房建設(shè)過程中相關(guān)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行簡述。
摘要:本文介紹了我校對計算機硬件實驗課程體系及實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進行的改革,建立了“基礎(chǔ)層-應(yīng)用層-提高層”三層體系結(jié)構(gòu)的硬件課程群實驗體系,并對多層次、系列化的硬件實踐教學(xué)模式及訓(xùn)練模式進行了探討。
關(guān)鍵詞:硬件課程群;實驗體系;實驗內(nèi)容;實踐能力
中圖分類號:G642
文獻標(biāo)識碼:B
我校計算機專業(yè)自99級開始進行了較大規(guī)模的擴招,但由于師資力量跟不上、實驗條件和實驗內(nèi)容相對落后等原因,造成計算機硬件教育存在層次單一、教學(xué)內(nèi)容滯后、理論與實踐脫節(jié)等問題,學(xué)生普遍存在著“重軟怕硬”的現(xiàn)象,畢業(yè)后硬件設(shè)計能力差,軟件開發(fā)缺少后勁。為提高學(xué)生的硬件動手能力,增強畢業(yè)生的社會適應(yīng)性,學(xué)院自2002年開始進行計算機硬件課程群建設(shè)及相應(yīng)的硬件課程群實驗體系建設(shè),包括“計算機組成原理”等九門硬件課程及5門相關(guān)的實踐課程。本文對我院計算機硬件課程群實驗體系建設(shè)及硬件實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革進行了探討與總結(jié)。
1構(gòu)建科學(xué)完整的硬件課程群實驗體系
在原有的課程體系下,我院為本科生開設(shè)的硬件實驗教學(xué)課程有“數(shù)字邏輯實驗”、“計算機組成實驗”、“微機接口實驗”、“單片機實驗”。由于實驗條件的限制,各課程實驗內(nèi)容相對獨立,綜合性、系統(tǒng)性較差;尚有部分硬件主干課程沒有對應(yīng)的實驗課程,如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。實驗課程體系存在諸多問題。
(1) 缺乏對學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計相分離的設(shè)計方法成為阻礙設(shè)計和實現(xiàn)復(fù)雜、大規(guī)模系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。系統(tǒng)平臺的搭建、軟硬件的協(xié)同設(shè)計驗證和軟硬件功能模塊的可重用性已成為現(xiàn)階段設(shè)計方法的熱點。培養(yǎng)學(xué)生具有系統(tǒng)設(shè)計的思想成為當(dāng)務(wù)之急。
(2) 缺乏對學(xué)生可編程芯片設(shè)計能力及EDA技術(shù)的培養(yǎng)。可編程芯片與EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子設(shè)計的發(fā)展趨勢,將可編程芯片設(shè)計及EDA技術(shù)引入實驗教學(xué)中是時展的需要。
(3) 缺乏綜合性的實踐課程,學(xué)生的創(chuàng)新能力發(fā)揮受限。由于實驗條件限制,原有的多數(shù)實驗是基于純硬件邏輯設(shè)計的,只是在面包板上用器件構(gòu)建小系統(tǒng),功能擴展性差;并且只能開設(shè)數(shù)量有限、技術(shù)含量較低的實驗,學(xué)生無法開展自主的綜合性設(shè)計,無法進行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
為此,經(jīng)過充分調(diào)研和論證,我院首先從修改03級教學(xué)計劃入手,對課程體系中的多門課程進行了調(diào)整,同時理順各門課程間的關(guān)系,構(gòu)建起了新的硬件課程體系。該課程體系由必修課程、選修課程及配套實踐三部分組成。必修課包括“組成原理”、“接口技術(shù)”、“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”等基礎(chǔ)課程。為適應(yīng)社會需求,在選修課中刪去原有的“診斷與容錯”等一些過時的課程,增加“數(shù)據(jù)采集”、“計算機控制技術(shù)”、“嵌入式系統(tǒng)”等社會需求較強、實用價值高的應(yīng)用性課程,同時新開了“模型機設(shè)計與組裝”、“硬件綜合實踐”等實踐課程。在07版教學(xué)計劃中,又新增了“DSP原理與應(yīng)用”、“嵌入式系統(tǒng)實踐”等新課程,保證課程體系的實用性與先進性。
硬件系列課程從體系結(jié)構(gòu)上劃分為三個層次:基礎(chǔ)層、應(yīng)用層和提高層,其課程間的關(guān)系如圖1所示。基礎(chǔ)層為“數(shù)字電路”與“組成原理”。“數(shù)字電路”課程雖然在教學(xué)體系上不屬于計算機硬件系列課程,但它是計算機硬件系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ),是必修的前續(xù)課;“組成原理”介紹計算機的基本組成和工作原理,解決整機概念;通過“電工電子實習(xí)”與“模型機設(shè)計與組裝”兩門實踐課程,強化學(xué)生的硬件動手能力。在應(yīng)用層中,通過“接口技術(shù)”介紹應(yīng)用層的接口和相關(guān)外設(shè),以“嵌入式系統(tǒng)”等四門實用性強的課程作為選修課,每門課程都配有相應(yīng)的實驗環(huán)節(jié),并通過“硬件綜合實踐”、“嵌入式系統(tǒng)實踐”強化學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握和綜合應(yīng)用。提高層為“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”及“性能測試與分析”實踐課程,通過學(xué)習(xí)和實踐,能夠使學(xué)生比較全面地掌握計算機系統(tǒng)的基本概念、基本原理、基本結(jié)構(gòu)、基本分析方法、基本設(shè)計方法和性能評價方法,并建立起計算機系統(tǒng)的完整概念。
在硬件課程群實驗體系建設(shè)過程中,突出強調(diào)課程體系的系統(tǒng)性和完備性。從第1學(xué)期到第7學(xué)期硬件實驗不斷線,層次逐步提高,實驗內(nèi)容銜接連貫。注意各硬件實踐的相互次序和互補,使硬件實踐訓(xùn)練層次化、系列化,以此來系統(tǒng)強化學(xué)生的硬件動手能力。同時調(diào)整各課程的開設(shè)順序,理順每門課與前導(dǎo)課和后續(xù)課之間的關(guān)系,從而保證硬件課程體系的系統(tǒng)性和完備性。
注:所有必修課程與選修課程均開設(shè)課內(nèi)實驗,包括驗證實驗(20%)、設(shè)計實驗(80%);實踐課程單獨開設(shè),包括綜合實驗(80%)、探索實驗(20%)。
2改革實驗教學(xué)內(nèi)容與模式
計算機硬件系列課程的重要特點之一是工程性、實踐性強。為了使學(xué)生在學(xué)過該系列課程后具備較強的實際動手能力和計算機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)能力,應(yīng)在實驗教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上體現(xiàn)出基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、實用性和先進性,既要重視計算機硬件的基礎(chǔ)內(nèi)容,又要結(jié)合當(dāng)今電子與計算機的最新發(fā)展。為此,我們對該硬件系列課程的實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式進行了改革創(chuàng)新。
2.1優(yōu)化實驗內(nèi)容,引進實驗新技術(shù),提高硬件設(shè)計的效率和興趣
隨著計算機硬件技術(shù)的日益發(fā)展,各種各樣的微處理器不斷更新,功能不斷增強,以FPGA為代表的數(shù)字系統(tǒng)現(xiàn)場集成技術(shù)取得了驚人的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)設(shè)計也逐步成為主流。為了使學(xué)生跟上時代潮流,了解最新技術(shù),需要不斷引入新設(shè)備、新技術(shù),提高硬件設(shè)計的效率和興趣。如更新的“組成原理”和“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”實驗臺,通過RS232串口與PC機相連,可在PC機上編程并向系統(tǒng)裝載實驗程序,還可在PC機的圖形界面下進行動態(tài)調(diào)試并觀察實驗的運行,使學(xué)生像設(shè)計軟件一樣來設(shè)計硬件,做到了硬件設(shè)計軟件化,大大提高了硬件設(shè)計的效率和興趣。“模型機設(shè)計與組裝”,將CPLD和FPGA等技術(shù)引入,用CPLD來設(shè)計復(fù)雜模型機。“匯編語言”和“接口技術(shù)”補充Windows下設(shè)備驅(qū)動程序的設(shè)計與實現(xiàn),增加PCI、USB的應(yīng)用等內(nèi)容。“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”通過局域網(wǎng)組建小型的微機機群,研究探索多處理機操作系統(tǒng),試驗并行程序的運行與任務(wù)分配調(diào)控等功能。為適應(yīng)當(dāng)前嵌入式芯片的迅速普及應(yīng)用,新開設(shè)了“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”課程設(shè)計。針對學(xué)生已學(xué)過多門硬件課程,但仍不能完成一個完整的、可獨立工作的計算機系統(tǒng)設(shè)計問題,新開設(shè)了“硬件綜合實踐”,使同學(xué)親自體會設(shè)計一臺微型計算機系統(tǒng)的全過程。
2.2建立“驗證型-設(shè)計型-綜合型-探索型”的多層次實踐教學(xué)模式
在實驗教學(xué)內(nèi)容的改革上,本著“加強基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)、注重實踐、提高素質(zhì)”的方針,將實驗項目分為4類,即驗證型、設(shè)計型、綜合型、探索型,實驗項目由淺入深,循序漸進。在所有硬件必修和選修課程中,全部開設(shè)課內(nèi)實驗。課內(nèi)實驗由驗證實驗(20%)、設(shè)計實驗(80%)組成。所有實踐課程都單獨開設(shè)實驗,包括綜合實驗(80%)、探索實驗(20%)。這樣,課內(nèi)課程中開設(shè)“驗證型”和“設(shè)計型”的實驗,在后續(xù)課程設(shè)計中,開設(shè)“綜合型”和“探索型”的實驗,形成“驗證型-設(shè)計型-綜合型-探索型”的多層次實踐教學(xué)模式,系統(tǒng)強化學(xué)生的綜合設(shè)計和硬件動手能力。
在驗證型實驗中,注重使學(xué)生鞏固基本理論,進一步掌握基本概念和基本技能。在設(shè)計型的實驗中,注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、設(shè)計能力和動手實踐能力。在這一類實驗中,以學(xué)生動手為主,教師輔導(dǎo)為輔,只給定實驗的課題及達到的目的,中間過程需學(xué)生自己去查閱資料和設(shè)計方案,直至最后調(diào)試完成。在綜合型實驗中,注重培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識的能力,使學(xué)生受到更為實際、更加全面的科學(xué)研究的訓(xùn)練。綜合實驗的特點是沒有現(xiàn)成的模式可循,學(xué)生需要獨立完成硬、軟件設(shè)計和調(diào)試。在調(diào)試過程中,學(xué)生自己動手分析解決實驗中出現(xiàn)的問題,雖然有一定的難度和深度,但對學(xué)生很有吸引力,能使學(xué)生從應(yīng)付實驗變?yōu)橹鲃訉嶒灒粌H提高了基本操作技能,也發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性。課程設(shè)計的部分內(nèi)容屬于探索型實驗,學(xué)生可以自主選擇感興趣的課題及相關(guān)開發(fā)工具,寫出設(shè)計書,交給指導(dǎo)教師審核后實施。在這一過程中,學(xué)生需要查閱大量的資料,培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力、研究設(shè)計能力、獨立分析問題及解決問題的能力和創(chuàng)新能力。
2.3確立“系列化硬件實踐訓(xùn)練”方案
硬件實踐訓(xùn)練由“課程實驗-課程設(shè)計-綜合訓(xùn)練-畢業(yè)設(shè)計”四個系列組成。課程實驗――所有硬件課程都開設(shè)。課程設(shè)計――在“嵌入式系統(tǒng)”、“組成原理”等重點課程中開設(shè),在這些課程的課內(nèi)實驗中進行部件或模塊實驗,在課程設(shè)計中進行綜合性、創(chuàng)新性設(shè)計。綜合訓(xùn)練――通過“硬件綜合實踐”展開。該課程安排在大四開設(shè),是一門綜合性設(shè)計實踐課程,也是對前面所學(xué)課程的一個全面應(yīng)用和總結(jié),在硬件課程群建設(shè)中起著“總練兵”的作用。通過讓學(xué)生親自設(shè)計一臺小型計算機控制系統(tǒng),包括計算機的各個部件和功能,“麻雀雖小,五臟俱全”,旨在讓學(xué)生真真切切感受到如何設(shè)計一個可獨立工作的計算機系統(tǒng),強化和提高學(xué)生的綜合實踐能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力。畢業(yè)設(shè)計――每年精選一定數(shù)量的硬件畢業(yè)設(shè)計題目,提供實驗場所、設(shè)備及材料,讓對硬件感興趣的同學(xué)去實現(xiàn)自己的設(shè)計,放飛自己的理想。學(xué)生以接近于實際應(yīng)用環(huán)境,完成高質(zhì)量綜合設(shè)計為訓(xùn)練手段,以掌握計算機硬件結(jié)構(gòu)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計作為主要訓(xùn)練目的,使學(xué)生對計算機的整個硬件系統(tǒng)有較全面、較系統(tǒng)的掌握。要求學(xué)生能夠根據(jù)需要設(shè)計出一定規(guī)模的計算機硬件應(yīng)用系統(tǒng)實例,從模板設(shè)計、制作、總線的走向、計算機部件選取、工作原理的分析、部件在模板上的部局、部件的焊接、運算能力的調(diào)試、結(jié)果正誤的判斷分析等流程的設(shè)計到具體的制作,直至最后寫出畢業(yè)論文,使學(xué)生建立系統(tǒng)的概念與工程的概念。
3結(jié)束語
上述改革取得了令人滿意的效果。大學(xué)生對計算機硬件實驗課程學(xué)習(xí)的興趣增強了,實驗室開放期間,有更多的學(xué)生走進了硬件實驗室。在畢業(yè)設(shè)計時,有更多的學(xué)生選擇了與計算機硬件系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)相關(guān)的課題。學(xué)生做完硬件綜合實習(xí)和硬件畢業(yè)設(shè)計課題后,普遍充滿自豪感和成就感,感到硬件設(shè)計及底層軟件開發(fā)不再可怕。通過這樣的訓(xùn)練,提高了其綜合設(shè)計能力和創(chuàng)新能力,同時也鍛煉了他們的團隊合作精神,步入單位就能直接勝任計算機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)的工作,實現(xiàn)高校、學(xué)生、用人單位等各方面的多贏。同時我們也應(yīng)該看到,隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展,計算機硬件系列課程及其實驗體系的建設(shè)和實驗內(nèi)容的改革是一項長期不懈的工作,需要不斷完善。
參考文獻
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一、計算機在高中數(shù)學(xué)教學(xué)活動中具備的優(yōu)勢及發(fā)揮的作用
1.計算機強大的信息優(yōu)化和再集成功能的作用
強大的信息優(yōu)化和再集成功能是現(xiàn)代電子計算機的“形象代言人”.它能夠?qū)⒖菰锏奈淖趾蛿?shù)字加工成靜態(tài)和動態(tài)的圖像,將數(shù)學(xué)概念形成、發(fā)生、發(fā)展的背景和過程作動態(tài)化演示,還可以充分利用網(wǎng)絡(luò)上大量的優(yōu)秀教學(xué)資源,將各種有用的信息加以集成,極大地豐富了教學(xué)課件.
2.計算機能對教學(xué)信息進行及時收集和分析
在傳統(tǒng)教學(xué)模式下,受制于人體自身結(jié)構(gòu)的限制,教師只能在一定程度上對教學(xué)信息進行收集和分析,但相當(dāng)不全面,對隨時產(chǎn)生的大量課堂信息根本無法進行全面收集和分析,也難以對其進行快速處理并及時反饋給學(xué)生.而使用計算機能夠改善這種情況,它具有的同時容納大量客戶端的功能,能夠?qū)崿F(xiàn)人機交流,多向溝通,在快速收集并處理教學(xué)信息的同時,還能使學(xué)生及時得到反饋信息,提高了學(xué)習(xí)效率.
3.計算機強大的多媒體功能使課堂更富于趣味性
計算機的圖像、音響、視頻等功能有效增強了高中數(shù)學(xué)課堂趣味性.高中數(shù)學(xué)是一門基礎(chǔ)性學(xué)科,其極具復(fù)雜性的特點讓許多學(xué)生望而生畏,難以激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣.而教師可以借助計算機技術(shù)特有的多媒體優(yōu)勢,運用直觀的圖形、動態(tài)的畫面,通過圖、文、聲音、動畫的有效結(jié)合,不但可以將抽象的、難為學(xué)生所掌握和理解的知識形象、直觀、簡潔讓學(xué)生接受,,還能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的熱情.
二、計算機在高中數(shù)學(xué)教學(xué)活動中的運用實例
1.計算機在函數(shù)章節(jié)授課時的應(yīng)用
高中數(shù)學(xué)的函數(shù)知識貫穿于整個高中數(shù)學(xué)知識體系之中,其應(yīng)用范圍之廣,知識復(fù)雜性之強具有毋庸置疑的主體地位.它包括二次函數(shù)(y=ax2+bx+c),指數(shù)函數(shù)(y=ax),對數(shù)函數(shù)(y=logax)等主要函數(shù)類型以及以它們?yōu)榛A(chǔ)的變體函數(shù).這些函數(shù)的性質(zhì)各不相同,圖象變化多端,難以直觀的展現(xiàn)給學(xué)生,因此是高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的一大難點.而將電子計算機引入課堂以后,可有效克服傳統(tǒng)教學(xué)方式存在的缺點.利用電子計算機數(shù)據(jù)處理速度快,多媒體功能好等特點,可以將一些比較復(fù)雜的函數(shù)交由計算機處理,在經(jīng)由相應(yīng)的播放器以動畫的形式直觀形象的加以描述.這種授課模式,可以以嶄新的視界快速精確地描述函數(shù)的變化特征和表現(xiàn)出來的性質(zhì).在節(jié)約教師精力的同時,還可以提高學(xué)生的感知能力、認知速度,促進師生之間的課堂交流,提高教學(xué)效果.
2.計算機在立體幾何章節(jié)授課時的應(yīng)用
對高中生而言立體幾何是一門全新的課程.顧名思義,立體幾何與平面幾何最大的不同之處就是它具有三維立體性.其獨特的視覺特征一直是高中數(shù)學(xué)教學(xué)的“攔路虎”.由于眾多學(xué)生存在空間想象能力差,識圖作圖能力不強,邏輯思維混亂,空間推理不嚴密等問題,使得學(xué)生對立體幾何“談虎色變”.而利用計算機強大的多媒體功能,可以隨時變化立體圖的視角,直觀地描述如點線面關(guān)系,面與面、線與面夾角,面面、線面平行和垂直,空間向量等.這種新方式使立體幾何的內(nèi)在特征表露無遺,可以強化學(xué)生的立體感和空間想象能力.
3.計算機在曲線方程章節(jié)授課時的應(yīng)用
曲線方程問題以其復(fù)雜性和富于變化性而著稱,它包括圓、橢圓、雙曲線、拋物線等.這幾種曲線方程概念比較抽象,學(xué)生的思維不易轉(zhuǎn)化,容易造成學(xué)生理解的困難.利用計算機技術(shù)可以使圖象和文字有機結(jié)合,將曲線方程內(nèi)在的變化過程加以宏觀描述,極大地優(yōu)化教學(xué)過程.
三、數(shù)學(xué)教學(xué)中運用計算機技術(shù)存在的一些不足
1.信息化教學(xué)模式理論研究不足
雖然利用計算機技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)的應(yīng)用日漸廣泛.但缺乏相應(yīng)的理論支持,只是作為一種新方式片面化應(yīng)用,導(dǎo)致不能形成新的教學(xué)體系而進行大范圍推廣.
2.信息化設(shè)備缺乏
所謂兵馬未動,糧草先行.計算機設(shè)備是信息化教學(xué)的基礎(chǔ).由于缺乏資金,很多高中缺少相應(yīng)的計算機設(shè)備或設(shè)備太落后,使得數(shù)學(xué)教學(xué)的信息化成為了一句空談.
3.部分教師對信息化教學(xué)理念的理解出現(xiàn)偏差
[關(guān)鍵詞]辦公自動化 計算機技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用
中圖分類號:TP39 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)43-0255-01
現(xiàn)代化社會的發(fā)展離不開先進的技術(shù),尤其是計算機技術(shù),已經(jīng)在人們的日常生活中占據(jù)著重要的地位。在日新月異的發(fā)展之下,企業(yè)必須要改善自身的經(jīng)營方式和辦公方式,并合理地利用計算機技術(shù),從而提高企業(yè)的工作效率,為企業(yè)的發(fā)展提供更多的動力,提升企業(yè)在行業(yè)中的競爭力。
一、 辦公自動化概念概述
辦公自動化理念是計算機和網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展之下的產(chǎn)物,其含義為利用計算機的強大網(wǎng)絡(luò),對企業(yè)內(nèi)的信息以及有效資源進行歸納和整理,并根據(jù)企業(yè)的實際情況對信息以及資源進行分配,從而提高企業(yè)的辦公效率,并獲得更多利益。辦公自動化不僅僅是一種辦公方式,而是需要針對企業(yè)的各項資源,例如文字、圖像、視頻、音頻等等進行充分地收集和整理,并科學(xué)地整合和存儲,建立企業(yè)數(shù)據(jù)庫,使企業(yè)內(nèi)的數(shù)據(jù)和信息永不丟失。而辦公自動化并不是完全的自動化這項工作還是要以工作人員為依托,也就是說,實現(xiàn)企業(yè)的辦公自動化必須要將信息化工作方式與工作人員的工作方式相結(jié)合,從而提高辦公效率。
企業(yè)的辦公自動化主要有以下幾方面。一是具有集成的特點:自動化的辦公方式能夠形成一個企業(yè)網(wǎng)絡(luò),將企業(yè)中所有的信息數(shù)據(jù)全部包含在內(nèi),并整合在一起,利用先進的計算機技術(shù)可以進行科學(xué)地分類,使企業(yè)員工不需要再使用傳統(tǒng)緩慢的手動方式來進行資料的收集和查找。二是具有智能的特點:運用計算機技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫具有極強的時效性,在并且能夠智能地對系統(tǒng)發(fā)出的指令進行識別和理解,從而確定正確的工作內(nèi)容。三是具有準確的特點:計算機作為一種具有復(fù)雜計算功能的機器,其誤差率極小,產(chǎn)生錯誤的概率遠遠低于人腦的計算,因此,計算機在工作的過程中一般不會出現(xiàn)失誤,這樣就可以有效提高工作的準確性,從而提高辦公的效率。
二、 計算機技術(shù)在辦公自動化中應(yīng)用的有效策略
自動化的辦公方式能夠有效提高企業(yè)的工作效率,降低辦公中的失誤率,對于企業(yè)的信息和資源能夠有效并即時地接受和整理。在自動化的帶動下,可以節(jié)省企業(yè)的成本輸出,減少紙、筆的浪費,并使企業(yè)的內(nèi)部管理和外部銷售緊密聯(lián)系在一起,加強企業(yè)內(nèi)部和外部之間的交流,提高企業(yè)的發(fā)展速度。而自動化辦公則必須要以先進的計算機技術(shù)為依托。計算機技術(shù)的應(yīng)用策略為以下幾方面。
(一) 提高計算機操作人員的素質(zhì)
雖然稱為“自動化辦公”,但實際上自動化辦公還是需要企業(yè)工作人員的準確操作。因此,企業(yè)必須要先提升計算機操作人員的專業(yè)素質(zhì),增加計算機操作人員的責(zé)任感,加強計算機操作人員辦公的準確率,從而提高辦公的效率。企業(yè)應(yīng)對計算機操作人員實行定期培訓(xùn),逐步提升計算機操作人員的專業(yè)知識水平,并要求計算機操作人員掌握一定的計算機修理知識,全面提升計算機操作人員的綜合素質(zhì);另外,還要培養(yǎng)計算機操作人員的責(zé)任心,增加計算機操作人員的榮譽感,提高計算機操作人員的道德素質(zhì),使計算機操作人員能夠盡職盡責(zé)地為企業(yè)服務(wù)。
(二) 建立完善的辦公體制
辦公自動化的實現(xiàn)體制應(yīng)為完善的辦公體制,若沒有一個完善的辦公體制,也就無法實現(xiàn)辦公自動化。而建立完善的辦公體制應(yīng)從兩方面著手,一是管理方面,二是設(shè)備方面。
管理方面:企業(yè)應(yīng)加強對工作制度的管理,建立嚴格的賞罰機制,并嚴格執(zhí)行,企業(yè)的管理層應(yīng)加強對員工的管理,合理分配工作,并作出科學(xué)合理的決策;設(shè)備方面:企業(yè)應(yīng)大力投資建設(shè)計算機硬件設(shè)施和軟件設(shè)施,引進新型的信息技術(shù),并在同時自主研發(fā)新型的計算機技術(shù),為企業(yè)的辦公自動化提供更多動力,另外,還要定期更換計算機設(shè)備以及相關(guān)的電子產(chǎn)品,提高計算機設(shè)備以及電子產(chǎn)品的利用效率,淘汰老舊的設(shè)備,不斷為企業(yè)的員工提供新設(shè)備,從而提高員工的工作興趣。
(三) 建立良好的工作環(huán)境
由于自動化的辦公為新型的辦公方式,一些企業(yè)員工不愿意轉(zhuǎn)變自身的工作方式,就使自動化辦公設(shè)備閑置下來使自動化辦公設(shè)備失去利用的價值。企業(yè)應(yīng)營造一個良好的自動化工作環(huán)境,呼吁企業(yè)的員工利用自動化設(shè)備辦公,為員工講解自動化辦公設(shè)備的使用方法,提高自動化辦公設(shè)備的利用效率,從而營造良好的自動化工作環(huán)境,提高企業(yè)員工的工作效率。
結(jié)語:
總而言之,先進的計算機技術(shù)能夠有效提高企業(yè)自動化辦公的工作效率,提高企業(yè)資源和信息整理的能力,從根本上提高企業(yè)的工作效率。所以,在企業(yè)的自動化辦公發(fā)展進程中,應(yīng)多利用先進的計算機技術(shù),才能不斷提高企業(yè)的發(fā)展水平。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞 構(gòu)成;電力系統(tǒng)、信息安全;問題;對策
中圖分類號TM7 文獻標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708(2011)57-0190-02
1 電力系統(tǒng)的概念和構(gòu)成
1.1電力系統(tǒng)的概念及意義
電力系統(tǒng)的英文名是power system,電力系統(tǒng)是指由發(fā)電、變電輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)、傳輸、分配和消費的系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置(主要包括了鍋爐、汽輪機、發(fā)電機以及輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等等)轉(zhuǎn)化成電能,再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。為了將這個功能有效的發(fā)揮,電力系統(tǒng)在各個環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng),對電能的生產(chǎn)過程進行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護、通信和調(diào)度,以保證用戶獲得安全。經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)的電能。電力系統(tǒng)的出現(xiàn),使得高效、無污染、使用方便、易于調(diào)控的電能得到廣泛應(yīng)用,推動了社會生產(chǎn)各個領(lǐng)域的變化,開創(chuàng)了電力時代,發(fā)生第二次技術(shù)革命。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)水準已經(jīng)成為了一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的標(biāo)志之一。
1.2電力系統(tǒng)的構(gòu)成
電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)有:
1)電源。電源是指給類發(fā)電廠、站,它們將以此能源轉(zhuǎn)化成電能;
2)電力網(wǎng)絡(luò)。電力網(wǎng)絡(luò)是由變壓器、電力線路等變換、輸送、分配電能設(shè)備所組成的部分;
3)負荷中心。負荷中心是指電力系統(tǒng)中負荷相對集中的地區(qū);
4)變電所。變電所是指電力系統(tǒng)中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所;
5)配電線路。配電線路是指從降壓變電站把電力送到配電變壓器或?qū)⑴潆娮儔浩鞯碾娏λ偷诫妴挝坏木€路;
6)輸電。輸電是指從電源向用電地區(qū)輸送電能。
電力系統(tǒng)在保證電能質(zhì)量、實現(xiàn)安全可靠供電的前提下,還應(yīng)實現(xiàn)經(jīng)濟運行,即努力調(diào)整負荷曲線,提高設(shè)備利用率,合理利用各種動力資源,降低燃料消耗、廠用電荷電力網(wǎng)絡(luò)的損耗,以取得最佳經(jīng)濟效益。
2電力系統(tǒng)信息安全存在的問題
隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進步,我國電力系統(tǒng)信息也在快速的發(fā)展著,我國電力通信網(wǎng)就是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行而應(yīng)運而生的。電力通信網(wǎng)和電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng),以及調(diào)度自動化系統(tǒng)這三者已經(jīng)成為了電力系統(tǒng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的三大支柱。目前,電力通信網(wǎng)已經(jīng)成為了電網(wǎng)調(diào)度自動化、網(wǎng)絡(luò)運營市場化和管理現(xiàn)代化的基礎(chǔ);是確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的重要手段;是電力系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。由于電力通信網(wǎng)對通信的可靠性、保護控制信息傳送的快速性和準確性具有及嚴格的要求,并且電力部門擁有發(fā)展通信的特殊資源優(yōu)勢,因此,世界大多數(shù)國家的電力公司都以自建為主的方式建立了電力系統(tǒng)專用通信網(wǎng),但是,雖然電力系統(tǒng)信息的安全是由電力通信網(wǎng)維持的,電力系統(tǒng)信息的安全仍然還是存在著一些問題,如下:
1)電力系統(tǒng)信息安全存在缺乏管理規(guī)范的問題
目前,我國對于電力系統(tǒng)信息安全的管理規(guī)范制度還沒有明確的內(nèi)容,導(dǎo)致了很多問題的產(chǎn)生,例如:
(1)導(dǎo)致了電力系統(tǒng)信息的工作人員對電力系統(tǒng)信息安全的重要性不能得到更好的掌握;
(2)導(dǎo)致了電力公司不能有效的建立一個關(guān)于數(shù)據(jù)備份措施的規(guī)章制度;
(3)導(dǎo)致了電力系統(tǒng)的信息很容易被外侵入,當(dāng)電力系統(tǒng)的信息出現(xiàn)問題的時候,卻還不能有效的報警,或者防御。
當(dāng)各種問題出現(xiàn)的時候,不能有效的進行防御或者放抗,然而隨著我國科技技術(shù)的不斷發(fā)展,我國電氣也在不斷的進入信息化的時代,電力系統(tǒng)信息的問題也越來越多,如果不建立一個有效的、合理的電力系統(tǒng)信息安全的管理制度,就很難有效的解決各種問題。
2)電力系統(tǒng)信息安全存在著管理規(guī)范不能相互統(tǒng)一的問題
上面第1點,我們說了電力系統(tǒng)信息安全存在著管理規(guī)范不能完善的問題,如果當(dāng)我們做到了電力系統(tǒng)信息安全的管理規(guī)范制度的完善,但是各電力系統(tǒng)信息安全的管理規(guī)范制度不能相互統(tǒng)一的話,還是不能有效的保證電力系統(tǒng)信息的安全。目前,我國電力系統(tǒng)信息還是缺乏一個相互統(tǒng)一的電力系統(tǒng)信息安全管理規(guī)范制度。
3)電力系統(tǒng)信息安全存在著電力系統(tǒng)漏洞的問題
目前,我國電力系統(tǒng)的漏洞問題是非常常見的,由于電力系統(tǒng)漏洞的存在,而且還不能有效的把這些漏洞一一找出來,從而導(dǎo)致了外面想要入侵電力系統(tǒng)信息的人,就能有效的、快速的入侵到電力系統(tǒng)信息中心,并且還可以獲得管理員權(quán)限的資格,入侵電力系統(tǒng)信息后就可以對整個電力系統(tǒng)進行攻擊。
4)電力系統(tǒng)信息安全存在著電力系統(tǒng)的計算機設(shè)備不完善
目前,我國很多企業(yè)的計算機設(shè)備都是屬于自行運作的,也包括了電力行業(yè)的計算機設(shè)備,這些計算機設(shè)備都是二十四小時自動運行工作的,因此,如果這些計算機設(shè)備不完善,計算機設(shè)備的功能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議等工作都不能有效的進行,那么,就會給電力系統(tǒng)信息安全帶來嚴重的危害。
3 電力系統(tǒng)信息安全問題的對策
3.1電力系統(tǒng)信息安全問題的對策有完善管理規(guī)范制度
管理規(guī)范制度是否完善是電力系統(tǒng)信息安全的重要措施,對電力系統(tǒng)信息的安全來說是非常重要的。
1)建立電力系統(tǒng)管理規(guī)范制度的要點。根據(jù)電力系統(tǒng)信息安全的特點建立電力系統(tǒng)管理規(guī)范的制度,并且根據(jù)國家對電力系統(tǒng)信息安全的標(biāo)準,以及根據(jù)國家對電力系統(tǒng)信息安全的法律法規(guī)等各方面,建立電力系統(tǒng)管理規(guī)范的制度;
2)建立一個完善的電力系統(tǒng)管理規(guī)范制度。只有建立一個完善的、有效的、合理的電力系統(tǒng)信息安全的管理規(guī)范制度,并且將電力系統(tǒng)的各個管理規(guī)范進統(tǒng)一的管理,才能有效的增強電力行業(yè)對風(fēng)險的承受能力,為電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展道路的目標(biāo)更有效的實現(xiàn)。
3.2電力系統(tǒng)信息安全問題的對策有組織管理
1)組織管理的安全策略主要是針對電力系統(tǒng)內(nèi)部的人員管理組織進行調(diào)節(jié),組織管理的有效實施,可以加強責(zé)任信息安全人員的安全培訓(xùn),提高安全意識,提升處理安全問題的能力;
2)在組織管理的安全策略中必須要充分的把人為因素有效的考慮進去,然后建立一個完善的、有效的組織管理制度,并且在這個組織管理制度中要明確的規(guī)定好不斷提高電力系統(tǒng)信息安全的有關(guān)工作人員對電力系統(tǒng)信息安全意識的對策;
3)把電力系統(tǒng)信息安全的重要性告訴每個工作人員,并且讓這方面的負責(zé)人對工作人員的電力系統(tǒng)信息安全意識進行時段的、有效的抽查。
3.3電力系統(tǒng)信息安全問題的對策有電力系統(tǒng)信息安全技術(shù)的完善
1)不斷完善電力系統(tǒng)防火墻技術(shù)。防火墻是一種用來加強網(wǎng)絡(luò)之間訪問控制、防止外部網(wǎng)絡(luò)用戶以非法的手段通過外部網(wǎng)絡(luò)進入內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、訪問內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)資源,保護內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)操作環(huán)境的特殊網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備。因此,想要保證電力系統(tǒng)信息的安全,就應(yīng)該設(shè)立一個有效的防火墻,這樣如果有入侵者想要入侵電力系統(tǒng)信息資源,則就要先通過防火墻的安全防線,才能接觸目標(biāo);
2)利用信息加密技術(shù)對電力系統(tǒng)信息安全進行保護。信息加密技術(shù)是利用數(shù)學(xué)或者物理的手段對電子信息在傳輸過程中存儲體內(nèi)進行保護,以防止泄露的技術(shù)。因此,有效的將信息加密技術(shù)應(yīng)用在電力系統(tǒng)信息中,可以有效的對電力系統(tǒng)信息安全進行及時的保護。
4電力系統(tǒng)信息安全問題的對策有完善設(shè)備管理制度
設(shè)備管理是以設(shè)備為研究對象,追求設(shè)備綜合效率,應(yīng)用一系列理論、方法,通過一系列技術(shù)、經(jīng)濟、組織措施,對設(shè)備的物質(zhì)運動和價值運動進行全過程(從規(guī)劃、設(shè)計、選型、購置、安裝、驗收、使用、保養(yǎng)、維修、改造、更新、報廢)的科學(xué)型管理。將設(shè)備管理制度實施到各個負責(zé)人的身上,將責(zé)任明確的分配好;將設(shè)備管理制度中的有關(guān)設(shè)備的維修、保養(yǎng)、更新、報廢、購置、安裝、驗收等各方面的責(zé)任落實到每個電力系統(tǒng)信息安全的工作人員中,并且制定一個合理的、公平的獎懲制度,以此來激發(fā)工作人員的工作興趣和責(zé)任感,以及嚴格監(jiān)督每個工作人員的工作態(tài)度和工作效果。由此得知,對電力系統(tǒng)信息設(shè)備進行完善設(shè)備管理制度,是保證電力系統(tǒng)信息安全的重要措施,也是基礎(chǔ)。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:共用接地獨立接地等電位連接 信息系統(tǒng)
0、引言
接地是指電氣系統(tǒng)的某些節(jié)點或電氣設(shè)施的某些導(dǎo)電部分與地(包括大地,或范圍比較廣泛,能用來代替大地的等效導(dǎo)體)之間的電氣連接[1]。接地按照不同用途可以將分為工作接地,保護接地,防靜電及電磁干擾接地。此外一個現(xiàn)代化的智能大廈里面安裝有電子信息設(shè)備時,強大的雷電波或者雷擊電磁脈沖可能會進入到設(shè)備造成損壞。因此防雷時必須的,而防雷必有防雷接地。對于以上的接地我們在工程如何處理他們的關(guān)系了,不同的標(biāo)準有不同的答案,不同的人在處理工程時有自己獨到的看法。
1、信息系統(tǒng)接地的分類
在信息系統(tǒng)中,各種功能的接地有多種,按照信息系統(tǒng)的使用性質(zhì),一般電子設(shè)備系統(tǒng)主要分為功能性接地和安全性接地[4]。安全接地是為設(shè)備和電路故障電流進入大地提供一個低阻抗通道;功能性接地是設(shè)備或電路為了穩(wěn)定可靠地工作而需要建立一個參考電平,也稱為工作接地。安全性接地可以劃分為保護接地和防雷接地等。具體如圖1:
2、信息系統(tǒng)獨立接地系統(tǒng)的探索
2.1獨立接地的概念
所謂獨立接地就是系統(tǒng)各自進行接地施工的方式。理想的獨立接地應(yīng)該如圖1所示的那樣,如果有兩個獨立接地系統(tǒng)的接地極,其中一個電極中不論怎樣流過電流,對另一個接地電極不應(yīng)該發(fā)生電位上升的情況,如圖2;
一般對于要求設(shè)置獨立接地的系統(tǒng)一般為信息系統(tǒng),對于電源系統(tǒng)的接地就是配電房的中性點和PE排接地。它們一般從總電位排引上接地干線上或大樓的主筋上,因此大樓的電源的接地是在共用接地網(wǎng)絡(luò)上的。
信息系統(tǒng)的接地包括直流接地,安全接地,屏蔽接地等。有的工程師把一部分的接地接到獨立接地系統(tǒng)中,把另外的接地接到共用接地系統(tǒng)中。
2.2對于信息系統(tǒng)獨立接地的原因
對于獨立接地的系統(tǒng),我們的目的就是讓信息系統(tǒng)獲得一個“干凈”的地。因為信息系統(tǒng)是比較脆弱的,例如計算機設(shè)備內(nèi)部的電路的工作電壓時5―12V,這些工作地要有一個基準點,這個基準點接到共用接地系統(tǒng)時候,共用接地系統(tǒng)中有一些大的雜散電流的影響,從而導(dǎo)致地電位的不穩(wěn)定,導(dǎo)致計算機設(shè)備不能正常工作。
3、共用接地系統(tǒng)的探索
3.1共用接地系統(tǒng)的概念
我們所說的共用接地系統(tǒng)是指所有的接地都接在一個接地體上,在現(xiàn)在我們所說的接地就是指我們所有的接地就近的接在法拉第籠的柱筋上。因為法拉第籠在防雷中,它是一個始終保持電氣聯(lián)通的系統(tǒng),使建筑物形成了一個均壓的建筑物。
3.2對于共用接地的安全分析
在獨立接地系統(tǒng)中會有高的電位差,從而對設(shè)備造成傷害,但是在共用接地中就不會有這樣的結(jié)果,因為大樓時一個“法拉第”樓,處處等電位連接,當(dāng)大樓的由于雷擊而電位抬高時,大樓處處電位升高,不會發(fā)生反擊。如:當(dāng)380/22OV系統(tǒng)發(fā)生相線碰設(shè)備外殼的接地故障時,勢必在接了地的電氣裝置外露可導(dǎo)電部分與其他獨立接地的金屬體之間存在很高的危險電壓。如采用共用接地,可減少電擊事故的發(fā)生。并且共用接地系統(tǒng)的一個很顯著的特點就是它的接地電阻非常小有的甚至達到0.1Ω,這是獨立接地系統(tǒng)不能比的,能夠迅速的泄放掉大的電流,抑制電壓的升高。
4.共用接地與獨立接地的選擇
在國家標(biāo)準《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》中采用共用接地系統(tǒng),但是也為獨立接地留有余地,如“對直流工作接地有特殊要求需單獨設(shè)置接地裝置的電子計算機系統(tǒng),其接地電阻值及與其他接地裝置之間的距離,應(yīng)按計算機系統(tǒng)及有關(guān)規(guī)范的要求確定”,鐵路部門還在用分地式,近年來也采用共地式。采用獨立接地的一個重要原因就是怕引來電磁兼容的問題,是把設(shè)備的正常運行放在第一位。而我們的最高原則應(yīng)該是任何設(shè)備的安全,分地式由于破壞等電位連接(采用SPD實現(xiàn)暫態(tài)均壓仍不能很好的解決問題),對人和設(shè)備造成極大的隱患,在雷擊產(chǎn)生高點位時,設(shè)備和人的安全都不能保證,更不用說設(shè)備的安全運行了。
共用接地的在電磁兼容問題實際上也是可以解決的問題,通過合理的電氣設(shè)計,使PE線上沒有大的電流,通過合理的地線設(shè)計等等可以解決電磁兼容的問題,解決這些問題實際上是舉手之勞,而設(shè)置獨立接地卻要浪費很多的人力和物力,在經(jīng)濟上造成很大的損失。
當(dāng)計算機系統(tǒng)和變電站采用同一接地網(wǎng),即共用接地系統(tǒng),共有同一個基準電位。在發(fā)生故障時,由于整個電位的提高,不會在計算機上造成較大的電位差,人身和設(shè)備的安全可以得到保證。但是不可回避一個問題:就是正常情況下的強電對弱點的干擾問題。既是在電力系統(tǒng)中,正常運行情況下總有一定的電流注入地網(wǎng),這個電流在地網(wǎng)上產(chǎn)生的電位升高,也總是在百伏以上。而變電站正常運行時各種操作所產(chǎn)生的沖擊電流,通過傳導(dǎo),輻射和電磁感應(yīng)等途徑也會在計算機設(shè)備上造成壓降。
為了解決這個問題,分地運行方式是較好的方法,在這種運行方式下,計算機等弱電設(shè)備出防雷接地和變電站功用同一個地網(wǎng)外,其余的地,全部連接到專門的計算機接地網(wǎng)上。采用這種方式,可以使計算機系統(tǒng)和站區(qū)地網(wǎng)完全分開,相互不受干擾,從而較好的解決強電對弱電的干擾問題,對計算機設(shè)備的安全性和可靠性使有利的。
對于單獨敷設(shè)計算機接地網(wǎng)有2種辦法。一種是在離主接地網(wǎng)很遠的地方設(shè)置專門接地網(wǎng);另一種是在變電站主接地網(wǎng)內(nèi)設(shè)置專門接地網(wǎng),并與主網(wǎng)保持一段距離。
對于發(fā)電廠,變電站的信息系統(tǒng)的接地,最好不要采用共用接地,最好采用第二種的接地方式,即是在變電站內(nèi)部設(shè)置專門的接地網(wǎng)作為計算機的接地網(wǎng),并和主網(wǎng)保持一定的距離。而信息系統(tǒng)的直流工作接地,交流工作接地,安全保護地,防雷接地,防靜電接地接在同一個接地網(wǎng)上。
5、結(jié)論
本文對信息系統(tǒng)的接地系統(tǒng)進行了歸納,在對信息系統(tǒng)的獨立接地和共用接地的分析的基礎(chǔ)上,提出信息系統(tǒng)雷電防護技術(shù)體系中接地的布設(shè)方式存在的問題,對獨立接地還是共同兩種接地方式進行了比較,在對其電磁干擾方面進行分析后,得到下面的結(jié)論
(1)在信息系統(tǒng)的中,獨立接地易發(fā)生反擊,并且引線過長,容易受到其他信號的干擾,占地面積也相當(dāng)大,不經(jīng)濟,不應(yīng)該采用獨立的接地系統(tǒng)。
(2)應(yīng)該采用共用接地系統(tǒng),通過合理的布線和等電位連接網(wǎng)絡(luò),即可以滿足人和設(shè)備的電氣安全要求,又可以滿足電磁兼容的要求,使設(shè)備正常的運行。