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摘要:本文介紹了非計算機專業(yè)硬件課程的現(xiàn)狀和內(nèi)容的設(shè)計情況,探討了如何在硬件教學(xué)中改革教學(xué)法和教學(xué)手段,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力,從而提高學(xué)生自主學(xué)習(xí),主動分析問題、解決問題的能力,真正達到學(xué)有所得,學(xué)有所用。
關(guān)鍵詞:非計算機專業(yè);硬件教學(xué);引線法;案例教學(xué)
中圖分類號:G642
文獻表示碼:B
1引言
“計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)”課程是工科專業(yè)的必修課程,課程的任務(wù)是通過對微機的基本組成、工作原理、接口電路及硬件的連接等知識的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握分析問題、解決問題的方法,結(jié)合上機實踐,使學(xué)生掌握計算機硬件基礎(chǔ)知識和簡單的硬件設(shè)計知識,為培養(yǎng)和提高學(xué)生的動手實踐能力和以后學(xué)習(xí)其他計算機知識打下基礎(chǔ)。
2硬件課程現(xiàn)狀分析及教學(xué)內(nèi)容
2.1現(xiàn)狀分析
對于非計算機專業(yè)的硬件課程的教學(xué),不同于計算機專業(yè)的硬件教學(xué)。
(1) 學(xué)時較少,任務(wù)繁重。本課程內(nèi)容實際上包括計算機專業(yè)的“匯編語言”、“微機原理”和“接口技術(shù)”三門課程,雖然是基礎(chǔ)的教學(xué),但內(nèi)容非常多,對于非計算機專業(yè)的學(xué)生來說要利用較少的學(xué)時而面面俱到,學(xué)精學(xué)透,不可能也不現(xiàn)實,但要想真正的能讓學(xué)時系統(tǒng)的掌握課程的精華也不能任意的割舍,因此如何精選內(nèi)容、調(diào)動學(xué)生積極性顯得非常重要。
(2) 基礎(chǔ)薄弱,懼怕學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)硬件課程之前要求學(xué)生掌握電子電路等先修課程,對于非計算機專業(yè)的學(xué)生來說他們通常只學(xué)習(xí)了文化基礎(chǔ)和C語言,因此基礎(chǔ)相對薄弱。學(xué)生害怕計算機硬件的學(xué)習(xí),書發(fā)下來,一翻看內(nèi)容就對它產(chǎn)生了恐懼的心里,尤其是去打聽上屆的師兄、師姐,如果以前不及格的學(xué)生多,他們會產(chǎn)生心理負(fù)擔(dān)很重,還沒學(xué)就患得患失,學(xué)習(xí)的目的就是為了及格,很難去培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題能力,更不用說創(chuàng)造能力。
(3) 毫無興趣,學(xué)習(xí)無用。學(xué)生對于硬件的學(xué)習(xí)毫無興趣、枯燥乏味,由于許多硬件知識沒有實物對應(yīng),比較抽象,邏輯性強,理解起來有一定困難,因為不喜歡,所以不懂,因為不懂,所以更不喜歡,形成了強式惡性循環(huán)。硬件更新很快,現(xiàn)在都是奔騰6的時代了,還講8086/8088,覺得內(nèi)容陳舊,毫無興趣。辛辛苦苦學(xué)習(xí)下來,覺得毫無用處,根本提不起一丁點的興趣,學(xué)文化基礎(chǔ)能懂得電腦的操作,學(xué)習(xí)C語言還能考個計算機等級證書,學(xué)了硬件課程,如果以后不從事電子電路設(shè)計,沒有任何用處,即使從事電子電路設(shè)計所有的知識也要從頭開始。
為了解決上述問題,必須要精心設(shè)計講課內(nèi)容,充分調(diào)動學(xué)生積極性,讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn),去學(xué)習(xí),必須真正的把授之以魚改為授人以漁。
2.2內(nèi)容簡介
為了使學(xué)生能從應(yīng)用角度出發(fā),在理論和實踐上掌握微機的發(fā)展、微機系統(tǒng)的基本組成和工作原理、存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、匯編語言程序設(shè)計以及接口電路的應(yīng)用,建立微機系統(tǒng)的整體概念,并考慮到學(xué)生本身的特點,本課程學(xué)時和內(nèi)容安排如下:
本課程共48學(xué)時,其中講課28學(xué)時,上機實驗20學(xué)時,上機的內(nèi)容基本上是以匯編語言為主。課程內(nèi)容包括:計算機基礎(chǔ)知識、數(shù)字電路基礎(chǔ)、中央處理器CPU、存儲器、8086匯編語言指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、I/O接口和總線、中斷系統(tǒng)、DMA控制器和典型的接口芯片、模數(shù)(A/D)和數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換共11章教學(xué)內(nèi)容。課下組織學(xué)生去學(xué)計算機的組裝、當(dāng)前芯片最新發(fā)展技術(shù)動向、單片機原理和設(shè)計,以作業(yè)的形式組織學(xué)生學(xué)習(xí)和研究。對學(xué)生能力培養(yǎng)的有如下要求:
(1) 對計算機系統(tǒng)有更完整的認(rèn)識;
(2) 掌握微型計算機的結(jié)構(gòu)、工作原理及接口知識;
(3) 掌握匯編語言基本知識,具有一定編程能力;
(4) 能解決實際工作中遇到的計算機硬件方面的問題。
3教學(xué)過程的探究
3.1目標(biāo)明確,確立學(xué)習(xí)信心
為了能使學(xué)生有學(xué)習(xí)的信心,首先讓學(xué)生明確,課程內(nèi)容的特點,只要努力肯定能學(xué)明白,能學(xué)懂,戰(zhàn)略上蔑視敵人,戰(zhàn)術(shù)上重視敵人。加大平時的得分比例,使學(xué)生重視平時的學(xué)習(xí)和平時作業(yè)的完成,讓學(xué)生不必背著怕不及格的負(fù)擔(dān)去學(xué)習(xí),讓學(xué)生知道只要學(xué)就能學(xué)會,只要學(xué)就不必?fù)?dān)心期末的考試的問題。良好的心理是成功的一半,讓學(xué)生有好的心理暗示,正向的暗示和引導(dǎo)學(xué)生去完成硬件課程的學(xué)習(xí)。萬事開頭難,給學(xué)生一個好的積極向上的開頭,良好的開始是成功的一半,有了兩半的成功,相信自己一定能學(xué)好的。
3.2教學(xué)內(nèi)容采用引線法,神奇化易
華羅庚曾經(jīng)說過:“神奇化易是妙算,易化神奇不足提”。對于教學(xué)內(nèi)容采用引線法,把硬件的內(nèi)容穿成串,讓學(xué)生通過一根線,把所有的內(nèi)容連起來,使學(xué)生有信心和毅力把硬件知識掌握和理解。
教學(xué)的主線就是CPU,CPU也是計算機的核心,真正的中央處理單元,通過對CPU的前因(來源)后果(應(yīng)用)的描述,把整個知識聯(lián)系起來,把復(fù)雜的問題簡單化,掌握本質(zhì),理解精華。課程內(nèi)容線圖如圖1:
3.3實驗內(nèi)容采用案例教學(xué)
匯編語言的實驗部分采用案例教學(xué)法:把所有的實驗分成4個案例,案例1順序程序設(shè)計,案例2分支程序設(shè)計,案例3循環(huán)程序設(shè)計,案例4綜合程序設(shè)計,每個案例包含3個小模塊,第一個是老師講解領(lǐng)著學(xué)生去完成,第二個是學(xué)生自己完成,教師進行指導(dǎo),第三個是課下作業(yè),完成后要求寫成實驗報告,實踐證明這種方法取得了好教學(xué)效果。除了完成四個案例對應(yīng)的實驗報告,鼓勵學(xué)生根據(jù)自己的能力編一些優(yōu)秀的作品,由于學(xué)生的本身條件制約,雖然學(xué)生的作品水平一般,但學(xué)生認(rèn)為收獲很大,起到了良好的教學(xué)效果。
匯編語言調(diào)試環(huán)境采用Emu8086。Emu8086是純Windows環(huán)境下的調(diào)試工具,集編輯、編譯、調(diào)試等功能于一身,可以方便的操作,容易看到內(nèi)存的變化、寄存器的變化,利用他可以隱藏匯編語言的低層細(xì)節(jié),把重點精力放到對語言本身的理解和掌握上,入門更快,掌握更好,質(zhì)量更高。Emu8086的界面如圖2。
3.4課外作業(yè)突出培養(yǎng)興趣,走出去,帶回來
利用學(xué)生對計算機組裝感興趣這一特點,充分利用資源優(yōu)勢,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。沈陽市三好街是中國四大計算機市場之一,派學(xué)生去調(diào)研了解計算機硬件的最新、最準(zhǔn)確、最及時的行情和了解如何對硬件進行組裝,并且讓學(xué)生去選聽焦老師的硬件組裝課程,使學(xué)生在“庖丁解?!敝跋戎酪幌屡5男螤?,實踐證明這對學(xué)生對課程的總體認(rèn)識起到關(guān)鍵的作用。
精心設(shè)計和布置課外作業(yè),因勢利導(dǎo),有利于對硬件知識的把握。如讓學(xué)生分組調(diào)研最新的CPU類型等作業(yè)的布置。鼓勵學(xué)生參加課外活動小組,這學(xué)期我班就有一名學(xué)生被選入東北大學(xué)機器人競賽的團隊里,參加2009年在日本舉行的世界機器人大賽。
3.5充分利用網(wǎng)絡(luò)資源
東北大學(xué)計算機中心是省級教學(xué)示范中心,擁有先進的計算機和網(wǎng)絡(luò)的資源優(yōu)勢,充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,找到自己需要的資料。
網(wǎng)上交流,有不會的問題的及時反映出來,及時解答。利用文化基礎(chǔ)或C語言的網(wǎng)絡(luò)平臺可以下載課件和提問,2009年我校的畢博blackboard平臺對所有教師開放,利用這一平臺建設(shè)硬件的課程體系,將會起到更為理想的作用和效果。
Baidu是你永遠的老師,隨時有不會的問題,隨時問這個老師,他會告訴你所有的答案。學(xué)習(xí)積極性和興趣非常重要,興趣是最好的學(xué)習(xí)動力,百度是學(xué)生永遠的老師,讓學(xué)生充分利用一個興趣和一個永遠的老師,培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、查找資料的能力,也提高了學(xué)生的分辨是非的能力,起到了事半功倍的效果。
3.6建立考試題庫,把好質(zhì)量關(guān)
對于學(xué)生的最終成績包括實驗報告、平時作業(yè),當(dāng)然還包括了最后的期末考試。建立了硬件考試系統(tǒng)的題庫,
隨機選擇考題,通過考試系統(tǒng)來檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果??荚嚱Y(jié)果表明學(xué)生取得了好的成績,沒有不及格的情況發(fā)生。
4總結(jié)
通過對課程內(nèi)容的設(shè)計,對學(xué)生的興趣的調(diào)動,學(xué)生變被動為主動,讓學(xué)生去調(diào)研,不僅順利的完成了教學(xué)任務(wù),使學(xué)生能發(fā)現(xiàn)問題,思考問題,進而解決問題,學(xué)生反映良好,取得了好的成績,學(xué)生通過率達到了100%,消除了不及格的問題。
參考文獻:
[1] 高曉興,焦明海. 計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2008.
關(guān)鍵詞:計算機;數(shù)據(jù)庫;入侵檢測技術(shù);應(yīng)用
中圖分類號:G633.67
1.數(shù)據(jù)庫入侵檢測技術(shù)分析
網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫作為一種信息的載體,最近其中的眾多信息遭到篡改,而且很多數(shù)據(jù)中的安全問題以及一些敏感的數(shù)據(jù)也被竊聽,這些問題逐漸引起了人們的高度重視。它們通過入侵計算機的應(yīng)用和計算機后臺的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng),對計算機的數(shù)據(jù)庫造成了極大的破壞。
對于計算機的入侵檢測來說,它主要指的是對一些惡意入侵計算機以及網(wǎng)絡(luò)信息資源的企圖以及行為進行有效的識別,并及時有效的采取相關(guān)措施對這些惡意的企圖與行為作出積極響應(yīng)的過程。計算機數(shù)據(jù)庫的入侵檢測需要通過入侵檢測系統(tǒng)來實現(xiàn),入侵檢測系統(tǒng)是針對入侵檢測功能而存在的,它本身具有較強的獨立性。通過對入侵檢測系統(tǒng)進行運行,可以實現(xiàn)對于未經(jīng)授權(quán)的人或者是程序?qū)τ谟嬎銠C系統(tǒng)的惡意入侵意圖或者是入侵行為的有效檢測。除了檢測功能以外,這一系統(tǒng)還可以對系統(tǒng)不同環(huán)節(jié)的信息進行一定程度的收集,然后再對這些收集的信息進行有效的分析,從分析結(jié)果中判斷是否存在著入侵跡象,一旦發(fā)現(xiàn)立即采取措施作出響應(yīng),從而對未經(jīng)授權(quán)而訪問的對象的操作行為做出有效的監(jiān)控。也就是說,入侵檢測系統(tǒng)除了具備檢測功能之外,還具備了監(jiān)控功能。
入侵檢測在計算機的安全保護之中具有十分重要的地位與作用,應(yīng)經(jīng)成為了被廣泛使用的積極防護措施。通過對數(shù)據(jù)庫入侵檢測技術(shù)進行應(yīng)用,可以有效的應(yīng)對計算機受到的內(nèi)部、外部攻擊,以及錯誤操作等,進而對原先防火墻的不足進行一定程度上的彌補。除此之外,對于數(shù)據(jù)庫入侵檢測技術(shù)來說,它幾乎不會影響到計算機的性能。然而,在目前狀況下,數(shù)據(jù)庫入侵檢測技術(shù)保護中的應(yīng)用仍然較為薄弱,有待進一步的發(fā)展與完善。
2.數(shù)據(jù)庫入侵檢測系統(tǒng)的構(gòu)成要素
數(shù)據(jù)庫入侵檢測系統(tǒng)主要是由5個部分共同組成,這五個構(gòu)成要素分別是數(shù)據(jù)采集器、SQL解析器、SQL檢測單元、行為檢測單元以及響應(yīng)單元,具體情況見表1所示:
3.計算機數(shù)據(jù)庫的入侵檢測技術(shù)應(yīng)用
首先,入侵檢測技術(shù)在對入侵危害進行應(yīng)對時,對原先的安全措施進行了創(chuàng)新發(fā)展,采用了一種新級別的安全措施,即應(yīng)用安全。這種全新的安全技術(shù)對原先的入侵檢測系統(tǒng)進行了一定程度的發(fā)展,把原先的網(wǎng)絡(luò)以及操作系統(tǒng)的入侵檢測概念轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C數(shù)據(jù)庫入侵檢測概念,通過保護計算機的數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)對于計算機的安全保護。然而,這種應(yīng)用安全與以往的安全保護存在著一定程度的差距,它為計算機數(shù)據(jù)庫提供積極主動的并且對于SQL具有一定針對性的保護與監(jiān)視,可以達到對較多的預(yù)先包裝的或者自行開發(fā)的一些WEB應(yīng)用的有效防護。例如,應(yīng)用安全可以有效的選擇關(guān)鍵數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)的特點對其實施特殊的監(jiān)視與保護,這樣一來,就可以對那些有針對性、有目的的數(shù)據(jù)攻擊進行有效的防護,避免關(guān)鍵數(shù)據(jù)造成傷害。除此之外,應(yīng)用安全還可以對數(shù)據(jù)庫的事件進行一定程度的審查,通過嚴(yán)格而又有效的審查,能夠防止損害問題的出現(xiàn)。
其次,在計算機應(yīng)用當(dāng)中,主要采用SQL與數(shù)據(jù)庫進行相應(yīng)的交流工作,因此,一個針對性較強且行之有效的安全系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對于SQL的有效解析。通過對SQL進行解析,可以提供一種既可以理解流量內(nèi)容,又可以與應(yīng)用劃清界限的保護層。一般情況下,在大多數(shù)的應(yīng)用安全系統(tǒng)之中,都存在著三個組件,分別是傳感器、控制臺服務(wù)器以及WEB瀏覽器。其中,傳感器主要是基于主機或者計算機網(wǎng)絡(luò)之上的,主機傳感器直接停留于應(yīng)用,而對于網(wǎng)絡(luò)傳感器來說,它與交換機的其中一個端口進行一定程度的連接,而這個端口的配置則使得其可以觀察到數(shù)據(jù)庫流量的全貌??刂品?wù)臺是接收對傳感器發(fā)出警報的應(yīng)用安全組件,其主要作用是對事件的信息進行一定程度的儲存,同時,它又可以對相關(guān)的策略進行有效的配置并對應(yīng)用傳感器進行一定程度的維護。而對于WEB瀏覽器來說,通過它可以對應(yīng)用安全系統(tǒng)進行修改,并對網(wǎng)絡(luò)事件進行實時地監(jiān)視及記錄,使事件形成具體的報告。
最后,數(shù)據(jù)庫入侵檢測的應(yīng)用主要是按照圖1的流程來進行的:
主要流程為:①攻擊者使用WEB界面發(fā)起SQL的注入攻擊‘②所發(fā)起的攻擊穿過防火墻進入到應(yīng)用服務(wù)器當(dāng)中;③進入應(yīng)用服務(wù)器之后,應(yīng)用服務(wù)器對SQL進行有效利用,并在數(shù)據(jù)庫的記錄之中對相關(guān)信息進行有效查找,并對用戶證書進行一定程度的評估;④應(yīng)用服務(wù)器發(fā)現(xiàn)SQL中的錯誤與欺騙性;⑤最后傳感器向控制臺傳遞這一信息。
4.結(jié)束語
本文主要針對計算機數(shù)據(jù)庫的入侵檢測技術(shù)及其應(yīng)用進行研究與分析。首先,對數(shù)據(jù)庫入侵檢測技術(shù)進行了一定程度的介紹與分析。其次,闡述了數(shù)據(jù)庫入侵檢測系統(tǒng)的構(gòu)成要素。最后,在前者的基礎(chǔ)之上,重點探討了計算機數(shù)據(jù)庫的入侵檢測技術(shù)應(yīng)用。希望我們的研究能夠為讀者提供參考并帶來幫助。
參考文獻
[1]邵磊.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在入侵報警系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].信息與電腦(理論版).2010(12)
關(guān)鍵詞:軟件技術(shù)基礎(chǔ);教學(xué)法;認(rèn)知;案例
中圖分類號:G642.4 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)51-0180-02
一、引言
“計算機軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程是非計算機專業(yè)的計算機基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容之一,有著廣泛的應(yīng)用。課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生能夠全面系統(tǒng)地了解并掌握計算機軟件技術(shù)的基本概念、思想、原理和方法,并且具有一定的軟件系統(tǒng)設(shè)計能力,更好地利用計算機軟件技術(shù)解決本專業(yè)領(lǐng)域中的實際問題和日常事務(wù)性問題[1-2]。目前,很多高校都開設(shè)了“計算機軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程并取得了一定的成效,但該課程的綜合性較強,在教學(xué)過程中出現(xiàn)了一些不盡如人意之處。本文針對目前該課程在教學(xué)中存在的共性問題,結(jié)合作者的教學(xué)實踐,從教學(xué)方法的角度出發(fā),對該課程的教學(xué)改革進行探討。
二、課堂教學(xué)存在的共性問題
“計算機軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)目前面臨的共性問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面[3]:(1)學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)目的不明確,認(rèn)識不到課程內(nèi)容的重要性;缺乏學(xué)習(xí)動力、主動性和自覺性;(2)學(xué)生的程序設(shè)計、調(diào)試能力薄弱,缺乏解決實際問題的經(jīng)驗,對課程內(nèi)容的實用性體會不深;(3)教學(xué)學(xué)時較少,一般為32或者48學(xué)時。課堂教學(xué)大部分時間集中在基本概念、原理的講授上,而程序設(shè)計、調(diào)試等實踐性較強部分通常只能點到為止,無法進行深入講解和布置練習(xí)。
對于第一個問題,普遍采用的對策是引導(dǎo)學(xué)生重視課程;后面的兩個問題,目前的解決方式主要集中在教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革上,不同的授課者在具體實施的時候,會因情況而各異。本文作者承擔(dān)著內(nèi)蒙古大學(xué)通信工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)兩個專業(yè)的“計算機軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程的授課任務(wù),面對目前該課程教學(xué)中的共性問題,進行了深入的思考、分析和研究,除了對學(xué)生進行科學(xué)研究層面的適當(dāng)引導(dǎo)外,嘗試采用合理有效的教學(xué)方法展開教學(xué)工作。
目前,一門課程大多采用一種教學(xué)方法,主要有任務(wù)驅(qū)動教學(xué)[4]、案例教學(xué)[5]、問題教學(xué)[6]、引導(dǎo)教學(xué)[7]、認(rèn)知教學(xué)[8]等。前四種方法側(cè)重于教學(xué)形式與手段的變新與改革,認(rèn)知教學(xué)從講授內(nèi)容的本質(zhì)出發(fā),研究教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)知過程?!坝嬎銠C軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程以高級程序設(shè)計(C或C++)為基礎(chǔ),內(nèi)容涵蓋“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“操作系統(tǒng)技術(shù)”、“數(shù)據(jù)庫技術(shù)”和“軟件工程”等,各內(nèi)容之間既互相聯(lián)系又比較獨立,每一部分內(nèi)容都是計算機專業(yè)的一門專業(yè)課程。對于這樣具有繁雜的內(nèi)容并且注重理論聯(lián)系實踐的課程,僅采用單一的教學(xué)方法組織教學(xué)肯定滿足不了授課的要求,同時學(xué)生也不容易掌握其內(nèi)容?;赯adeh認(rèn)知原理的認(rèn)知教學(xué)能夠從牢牢抓住教學(xué)本質(zhì)出發(fā),深化知識的組織、?;c因果關(guān)系,將所有知識融為一體。案例教學(xué)能夠使理論和實踐有機地結(jié)合起來,利于學(xué)生的思維能力、知識應(yīng)用能力、團隊合作精神的培養(yǎng)。本文將基于Zadeh認(rèn)知原理的認(rèn)知教學(xué)與案例教學(xué)兩種教學(xué)方法緊密地結(jié)合起來(以下稱認(rèn)知案例教學(xué)法)并應(yīng)用到該課程的教學(xué)實踐中,借此加強學(xué)生的程序設(shè)計、調(diào)試能力,緩解因教學(xué)學(xué)時較少與加強實踐能力間的矛盾。
三、認(rèn)知案例教學(xué)法及在“計算機軟件技術(shù)基礎(chǔ)”中的應(yīng)用
基于Zadeh認(rèn)知原理的認(rèn)知教學(xué)是按照人類認(rèn)知事物的規(guī)律進行教授知識,將教學(xué)知識組織、?;?、因果化,使學(xué)生抓住知識的本質(zhì),全面地掌握知識。其中,組織是對知識宏觀的掌控,?;菍χR微觀的演化,因果則是知識之間的關(guān)聯(lián)。因此,認(rèn)知教學(xué)能夠條理地、邏輯地、系統(tǒng)地組織教學(xué)內(nèi)容,是一種符合學(xué)生學(xué)習(xí)邏輯認(rèn)知過程的科學(xué)方法[8]。案例教學(xué)是一種以教學(xué)案例為基礎(chǔ)的教學(xué)方法,以學(xué)生在課堂內(nèi)外對案例的分析、思辨為重點,目的是提升學(xué)生應(yīng)用理論創(chuàng)新性地解決實際問題的能力。具體形式是在教師的精心策劃和指導(dǎo)下,根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容要求,運用典型案例將學(xué)生帶入特定事件的現(xiàn)場進行案例分析,通過學(xué)生獨立思考或集體協(xié)作,進一步提高其識別、分析和解決某一具體問題的能力[5,9,10]。對于認(rèn)知案例教學(xué)法,首先綜合考慮認(rèn)知教學(xué)法和案例教學(xué)法的內(nèi)涵,認(rèn)真分析課程的特點和內(nèi)容,提取宏觀知識點(教學(xué)內(nèi)容)并把它們合理地組織在一起;然后對每個宏觀知識點進行細(xì)化,得到微觀知識點;接下來搭建宏觀知識點之間、微觀知識點之間的相互關(guān)聯(lián),從而得到一個課程的認(rèn)知系統(tǒng);最后在這個認(rèn)知系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,對微觀知識點或宏觀知識點選擇合適的案例開展課程教學(xué)。
根據(jù)“計算機軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程的內(nèi)容,把“算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“操作系統(tǒng)技術(shù)”、“數(shù)據(jù)庫技術(shù)”和“軟件工程”四部分作為宏觀知識點,并用系統(tǒng)工程作為基點把它們關(guān)聯(lián)起來;依靠采用的教材和使用的參考資料對這四個宏觀知識點進行細(xì)化,并建立微觀知識點的彼此關(guān)聯(lián),這樣就得到了“計算機軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程的認(rèn)知系統(tǒng),如圖1所示。圖1中的宏觀知識點和微觀知識點形成了一個多層次、逐層深入的組織結(jié)構(gòu)。每一層是其上層的?;?,每層的微觀知識點之間、上層和下層之間都有直接或間接的因果關(guān)系。依據(jù)圖1所示的認(rèn)知系統(tǒng),在實際教學(xué)中采用了對底層一個或多個關(guān)聯(lián)緊密的微觀知識點精選有真實場景的應(yīng)用案例展開課堂授課。為了能夠成功地進行認(rèn)知案例教學(xué),需要對學(xué)生進行科學(xué)研究層面的引導(dǎo),較好地激發(fā)學(xué)生對課程的強烈求知欲和學(xué)習(xí)積極性,使其在課堂之外能夠主動地投入更多的時間和精力認(rèn)真完成課堂教學(xué)的準(zhǔn)備工作,同時自主地學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)問題。對于教師,需要在圖1的認(rèn)知系統(tǒng)框架下,根據(jù)微觀知識點有針對性地選擇案例。仔細(xì)研究案例的內(nèi)容,做好案例分析。明確給出本次案例教學(xué)重點討論的問題、有關(guān)的背景知識、參考資料和預(yù)習(xí)要求,把這些內(nèi)容文檔化提供給學(xué)生,要求學(xué)生提前預(yù)習(xí),找出具體問題,同時準(zhǔn)備分組討論提綱。注重程序設(shè)計和調(diào)試,布置相應(yīng)的練習(xí),要求學(xué)生提前熟悉程序,并準(zhǔn)備調(diào)試結(jié)果。課堂教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生就一個問題進行討論,根據(jù)學(xué)生的發(fā)言進行相應(yīng)的點評和講解;并引導(dǎo)學(xué)生從一個問題的討論過渡到另一個問題的討論;最后進行小結(jié)和歸納。
認(rèn)知案例教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計和調(diào)試能力,教學(xué)中布置的練習(xí)都有相應(yīng)的應(yīng)用背景,學(xué)生通過調(diào)試和設(shè)計程序?qū)φn程內(nèi)容的實用性有了進一步的體會。一般一個案例包含多個知識點,學(xué)生的預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備工作縮短了授課教師講授基本概念、原理所需的時間,這讓授課教師能夠在有限的課堂教學(xué)中集中更多的精力去講解實踐性較強部分。經(jīng)過三年的認(rèn)知案例教學(xué)實踐,發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效率都有了明顯的提高,學(xué)習(xí)效果良好。
四、結(jié)束語
本文把認(rèn)知案例教學(xué)法應(yīng)用到“計算機軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)實踐中,對于該課程的教學(xué)有一定的獨到性之處。較好地處理了理論與實踐相結(jié)合的關(guān)系,進一步激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生能夠更加牢固地掌握課程的知識點,同時培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)造能力,提高了教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻:
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【關(guān)鍵詞】智能化建筑;計算機科學(xué)與技術(shù);通訊監(jiān)控系統(tǒng);模型管理;應(yīng)用
智能化建筑包含建筑的自動化系統(tǒng)、火災(zāi)防控報警系統(tǒng)和通信連接系統(tǒng)。計算機科學(xué)與技術(shù)在建筑中的應(yīng)用展現(xiàn)建筑的現(xiàn)代化、經(jīng)濟化的要求。當(dāng)前越來越多計算機科學(xué)技術(shù)運用于現(xiàn)代建筑的通信連接方面,科學(xué)、合理的分布監(jiān)控系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)等,使建筑各個系統(tǒng)之間進行有效協(xié)調(diào)。
一、計算機科學(xué)與技術(shù)在智能化建筑的應(yīng)用
伴隨計算機科學(xué)技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴大,計算機科學(xué)與技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得智能化建筑各個系統(tǒng)理念和功能都得到更好的實現(xiàn)和發(fā)展。在設(shè)備和功能方面形成整體智能化的特性,則就是智能化建筑的體現(xiàn)。在智能化建筑中能夠?qū)⒏鞣N智能的系統(tǒng)有機的整合,能夠在一個監(jiān)控平臺對全局建筑進行掌控,將建筑內(nèi)的信息匯集在一起,展現(xiàn)建筑的智能化優(yōu)點。
1.1 智能建筑自動化系統(tǒng)的應(yīng)用
一座智能化建筑,其設(shè)備數(shù)量、設(shè)備本身自動化程度以及這些設(shè)備智能化的管理系統(tǒng),組成了設(shè)備自動化系統(tǒng)。這些設(shè)備包括用于監(jiān)控整個設(shè)備狀態(tài)的中央監(jiān)控系統(tǒng),給建筑內(nèi)提供水、電、氣以及智能照明、智能空調(diào)、智能門禁系統(tǒng)、防火防盜系統(tǒng)、影像監(jiān)控系統(tǒng)、電梯等,同時也包括這些設(shè)備正常運營管理系統(tǒng),以實現(xiàn)根據(jù)不同的客戶進行差異化的調(diào)控和科學(xué)管理,為客戶提供一個舒適、便捷、節(jié)能、安全的環(huán)境。智能化建筑系統(tǒng)及其子系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng),并備有符合標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議接口,為系統(tǒng)不斷升級兼容創(chuàng)造了條件。這個龐大的系統(tǒng)包括幾個子系統(tǒng),具有幾個基本的功能。(1)科技應(yīng)用安全監(jiān)控功能。計算機應(yīng)用技術(shù)在建筑安全監(jiān)控設(shè)備方面可以同其他的安全設(shè)備聯(lián)動使用,比如門禁系統(tǒng),當(dāng)發(fā)現(xiàn)有人非正常進入建筑物內(nèi)部時,系統(tǒng)就會發(fā)出警示,提醒安保人員到現(xiàn)場處理等。當(dāng)然對重要部位的監(jiān)控警示,可以直接與110報警系統(tǒng)聯(lián)動。(2)消防滅火報警監(jiān)控功能?,F(xiàn)在智能型建筑都有煙火探測傳感器以及自動噴水裝置,也就是當(dāng)煙火探測傳感器探測到“煙火”指標(biāo)超過一定程度時,就自動將信息傳給控制中心(包括位置、煙火指標(biāo)等信息),并自動進行報警,必要時還會開啟自動噴淋閥門(消防栓),進行自動滅火。當(dāng)然這里還有一些系統(tǒng)會聯(lián)動,比如事故照明電源等監(jiān)視系統(tǒng)、逃生系統(tǒng)(應(yīng)急疏散指示路標(biāo)和路燈開啟幫助被困人員離開現(xiàn)場)。(3)實施集中監(jiān)控功能。公共設(shè)施是關(guān)系到整個建筑的安全問題,其中一些設(shè)備包括:A.配電中心的變壓器、配電箱、公共設(shè)施照明電源、電梯電源、鍋爐房電源、水泵電源等設(shè)施進行必要的監(jiān)控;B.對給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和衛(wèi)生系統(tǒng)的設(shè)備也要進行有效的監(jiān)控;C.取暖、通風(fēng)和空調(diào)等設(shè)備運行狀況的有效監(jiān)控;D.對電梯的運行情況、鍋爐的運行狀況以及公用飲水設(shè)備的運行狀況進行有效的監(jiān)控;E.對出入停車場或車庫的車輛人員自動管理系統(tǒng)運行情況的監(jiān)控。
1.2 多系統(tǒng)集成化建筑的結(jié)構(gòu)
集成化建筑結(jié)構(gòu)由多個系統(tǒng)組成,結(jié)構(gòu)平臺作為系統(tǒng)的總管理端,負(fù)責(zé)整個建筑系統(tǒng)的信息收集和處理,對計算機技術(shù)應(yīng)用中處理的結(jié)構(gòu)之間應(yīng)有控制和決策方式。運用計算機科學(xué)技術(shù)將建筑物智能化進行系統(tǒng)設(shè)計展現(xiàn)出科技應(yīng)有的特征,對總體的設(shè)計結(jié)構(gòu)綜合信息管理,形成有效的建筑系統(tǒng)之間信息的協(xié)調(diào)工作。對建筑的方案設(shè)計和分布計算技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)做出軟件方面的支持,使其能夠靈活地在計算機技術(shù)應(yīng)用方面作出合理的分布使用。在智能化建筑中計算機系統(tǒng)中對技術(shù)的運用應(yīng)協(xié)調(diào)配合,實現(xiàn)共同的功能分配需要。
1.3 計算機技術(shù)系統(tǒng)管理智能化建筑
智能化建筑中存在組織模式上的差異,早期的數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)不符合現(xiàn)代化建設(shè)的需求,要求更新數(shù)據(jù)庫的組織信息形式,保障信息資源結(jié)構(gòu)的完善性。運用計算機科學(xué)技術(shù)設(shè)計出符合智能化建筑的特征,進行總體的信息系統(tǒng)管理和協(xié)調(diào)。根據(jù)計算機應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)管理對數(shù)據(jù)和程序之間起到相互調(diào)節(jié)作用,用對等關(guān)系將智能化建筑中各方面內(nèi)容結(jié)合。
二、計算機技術(shù)與通訊監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用
2.1 區(qū)域性監(jiān)控中心系統(tǒng)
“區(qū)域性的監(jiān)控中心”就是一個中轉(zhuǎn)站,是一個進入智能化、遠程化的起始點。它是通過接口接收到控制單元傳來的信息,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)條件設(shè)置數(shù)據(jù),對當(dāng)前信息進行甄別,并對數(shù)據(jù)進項保存、統(tǒng)計、分析,然后將結(jié)果反饋給集中化監(jiān)控中心。
2.2 現(xiàn)場監(jiān)控單元系統(tǒng)
簡單地說就是起到上情下達,下情上傳的作用,以達到智能化調(diào)節(jié)現(xiàn)場環(huán)境的目的。
2.3 集中化監(jiān)控中心系統(tǒng)
集中監(jiān)控中心通過相同的訪問來獲取相應(yīng)的區(qū)域監(jiān)控中心反饋數(shù)據(jù)信息,其形式以文本、圖像或聲音等進行人機交互,將監(jiān)控實際對象狀態(tài)信息和緊急數(shù)據(jù)真實反映出來,并對分析各種參數(shù)進行保存。由另一個訪問接口將分析結(jié)果反饋給區(qū)域監(jiān)控中心,來發(fā)出控制指令,以實現(xiàn)控制目標(biāo)的所有設(shè)備,并根據(jù)需求生成各種報告存檔。集中監(jiān)控中心系統(tǒng)的建設(shè)來促進整個監(jiān)控系統(tǒng)的集中控制管理,并實現(xiàn)智能建筑控制中心實現(xiàn)自動化操作、管理和控制,以改善所有設(shè)備的可靠性和安全性,全面促進智能建筑自動化和集成的水平和程度。
2.4 計算機技術(shù)監(jiān)控終端
要完成計算機技術(shù)在智能建筑通信監(jiān)視應(yīng)用程序任務(wù),自然離不開先進的監(jiān)控終端設(shè)備,這些監(jiān)控終端設(shè)備包括智能開關(guān)、顯示屏、電源以及包括溫度計、濕度計在內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測設(shè)備、溫度、濕度控制設(shè)備―――空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備以及控制設(shè)備等監(jiān)控終端。
三、系統(tǒng)集成化模型管理的應(yīng)用
3.1 系統(tǒng)集成技術(shù)原理
(1)協(xié)議轉(zhuǎn)換器解決了網(wǎng)絡(luò)匹配問題,可以任意把新系統(tǒng)集成到原有的系統(tǒng)中。(2)為解決軟件開發(fā)與硬件廠商的矛盾,也就是軟件操作系統(tǒng)和設(shè)備控制系統(tǒng)的矛盾,OPC標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運而生,可以完成系統(tǒng)的集成,而且可以進行軟、硬件數(shù)據(jù)讀取和錄入,并且使各個設(shè)備互聯(lián)互通,提高了系統(tǒng)的開放度和可互操作性。
3.2 智能化建筑的關(guān)鍵技術(shù)
說到智能化建筑的關(guān)鍵技術(shù)離不開數(shù)據(jù)通信技術(shù)、計算機技術(shù)、圖像處理顯示技術(shù)以及自動化控制技術(shù)。
3.3 多系統(tǒng)集成化模型管理應(yīng)用
對于每個智能化建筑的多系統(tǒng)集成模型都存在一定的差異,也就是信息的組織模式都或多或少地存在著差異。我們將集成平臺分為三層分平臺:首先就是數(shù)據(jù)通信,做到互通,也就是標(biāo)準(zhǔn)接口和子系統(tǒng)之間的任務(wù)交換;第二層就是分析控制;第三層就是協(xié)助決策層。接下來就是各個子系統(tǒng),各個子系統(tǒng)是實現(xiàn)集成平臺和整日模型的一個重要環(huán)節(jié)。按照智能化建筑5A組成要求,共有包括數(shù)據(jù)通信設(shè)備、保安監(jiān)控、辦公、通訊聯(lián)絡(luò)以及火災(zāi)隱患應(yīng)急預(yù)警自動操系統(tǒng)接口在內(nèi)的五大自動化系統(tǒng)接接口類型,并通過集成平臺實現(xiàn)各個子系統(tǒng)之間文件、程序、數(shù)據(jù)信息的調(diào)用以及對等交換。
四、結(jié)束語
計算機科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用是符合現(xiàn)代化社會發(fā)展的一項新的研究技術(shù),在智能化建筑中有著降低資金成本、加快建筑效率、提高建筑質(zhì)量的優(yōu)點,且成為建筑中關(guān)鍵的實用技術(shù)。
參考文獻
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[關(guān)鍵詞]TGO軟件 測繪數(shù)據(jù)處理 坐標(biāo) 換帶計算
[中圖分類號] P24 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-10-173-1
測繪數(shù)據(jù)處理的計算中,有一部分的計算需要在平面上進行工作,這必然就需要通過地圖投影或是將數(shù)據(jù)變換成統(tǒng)一的地圖投影來進行計算工作。為了能夠在這種情況下進行測繪的計算工作,就必須將落在本帶以外地方的點位的坐標(biāo)進行換算,使他們能夠落在鄰帶上,從而進行測繪數(shù)據(jù)的計算工作。本文將會利用高斯――克呂格投影的正算和反算公式來進行平面坐標(biāo)換帶的計算原理的研究,并在這種研究的基礎(chǔ)上,加入TGO軟件的應(yīng)用,以獲得平面坐標(biāo)換帶計算的方法。
1進行平面坐標(biāo)換帶的計算原理
1.1平面坐標(biāo)換帶的計算原理
由上面的敘述可以知道,在實際的測繪工程中,利用高斯投影所得到的點位一般會落到本帶以外的地方,造成計算的不便。為此,需要通過點位的坐標(biāo)換算,來將點位換算到鄰近的本帶上,從而進行坐標(biāo)換帶的計算工作。對此,本文是利用高斯――克呂格投影的正算和反算公式來進行坐標(biāo)的換帶計算的。首先,獲取大地坐標(biāo),在此就將大地坐標(biāo)標(biāo)注為(B,L)。把大地坐標(biāo)(B,L)看做是過渡坐標(biāo),將某一投影帶的中央子午線看做L1,其投影帶的點位坐標(biāo)設(shè)為(x,y),通過高斯――克呂格投影中的反算公式可以換算出大地坐標(biāo),將大地坐標(biāo)設(shè)為(B,l1 )。因此,可以求出大地坐標(biāo)的精度是L=L1+l1。其l1實某一投影帶的點位的大地坐標(biāo)經(jīng)差。將相鄰的投影帶的中央子午線設(shè)為L11,以此就可以計算出相鄰?fù)队皫У拇蟮刈鴺?biāo)經(jīng)差是L11。以此,就可以求出相鄰的投影帶內(nèi)的點位的大地坐標(biāo)經(jīng)差為l11=L-L11。由此就可以通過大地坐標(biāo)(B,l11)進行高斯――克呂格投影的正算,通過正算公式進行坐標(biāo)的換算,就可以得到相鄰?fù)队皫У淖鴺?biāo)(x,y) 。
1.2高斯――克呂格投影公式
正算公式:
反算公式:
因為L=L1+l1,所以:
2將平面坐標(biāo)換帶的計算實現(xiàn)
根據(jù)我國2000年的CGCS2000國家大地坐標(biāo)系為依準(zhǔn),下面將提出通過TGO軟件來將平面坐標(biāo)換帶的計算進行實現(xiàn)。TGO實現(xiàn)的平面坐標(biāo)換帶計算流程圖如圖1所示。
平面坐標(biāo)換帶計算的具體實現(xiàn)方法如下:(1)新建橢球。首先打開TGO軟件的坐標(biāo)系統(tǒng)管理器“Coordinate System Manager”;然后點擊橢球項,在空白處右鍵鼠標(biāo),彈出快捷菜單后選“添加新橢球” 項,進而彈出橢球?qū)傩詫υ捒颍@時輸入橢球。(2)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換。首先點擊“坐標(biāo)轉(zhuǎn)換”項,在左邊空白處右鍵鼠標(biāo),彈出快捷菜單后選“添加新的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換參數(shù)”,進入子菜單后選“Molodensky”;進而彈出基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換屬性對話框,輸入相關(guān)參數(shù)。(3)坐標(biāo)系統(tǒng)。首先點擊“坐標(biāo)系統(tǒng)”項,在左邊空白處右鍵鼠標(biāo),彈出快捷菜單后選“添加新的坐標(biāo)系統(tǒng)組”,進而彈出坐標(biāo)系統(tǒng)組參數(shù)對話框,輸入名稱CGCS2000,在基準(zhǔn)名稱中選“SGCS2000”,基準(zhǔn)方法中選“Molodensky”,按鈕“下一步”進入“大地水準(zhǔn)面模型”對話框,選中任意一個均可,進入下一步,并進行參數(shù)的輸入,并在移位網(wǎng)絡(luò)名中選“無”,便成功建立第一投影帶區(qū),以此類推建立第二投影帶區(qū)。并保存坐標(biāo)系統(tǒng)管理器。(4)換帶計算。打開TGO軟件后新建工程項目,在彈出項目屬性對話框中“坐標(biāo)系統(tǒng)”項中改變“坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置”,選第一投影帶區(qū),與CosaGPS軟件處理結(jié)果進行比較,再選“自定義”項,將自定義格式的平面坐標(biāo)文件導(dǎo)入TGO軟件,再選“文件”主菜單的“導(dǎo)出”子菜單,同樣選“自定義”項中的“選項”按鈕,然后改變“導(dǎo)出數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)”為第二投影帶區(qū),確認(rèn)便得到第二投影帶區(qū)坐標(biāo)。
3 TGO軟件在測繪數(shù)據(jù)處理坐標(biāo)換帶計算中的應(yīng)用思考
本文選取了某一鐵路工程作為實驗對象,這個工程的坐標(biāo)系統(tǒng)中有97個控制點,將中央子午線L1和投影面大地高H1的平面坐標(biāo)(x,y)為實驗數(shù)據(jù)。某一投影帶和相鄰?fù)队皫У倪x擇具有相同的坐標(biāo)系統(tǒng)和高度作為第一投影帶區(qū),第二投影帶去和第一投影帶區(qū)的坐標(biāo)系統(tǒng)相同,但子午線記為L2.
此實驗的目的是測試運用TGO軟件進行測繪數(shù)據(jù)處理坐標(biāo)換帶計算的準(zhǔn)確性和有效性的測試。因此,需要通過改變橢球系統(tǒng)、投影帶以及點位等來進行測試,并且還同時要與CosaGPS軟件所計算得到的實驗結(jié)果進行對比。分析部分對比結(jié)果如下,中央子午線為L10=117°00′00″的平面坐標(biāo)換帶至中央子午線L20=118°27′27″。不論投影面大地高是0m還是1000m,不論坐標(biāo)系統(tǒng)是BJ54還是CGCS20,計算的結(jié)果與CosaGPS軟件計算的結(jié)果相比較,除少許控制點平面坐標(biāo)在或Y方向上的坐標(biāo)差值為0.1mm外,其余控制點的平面坐標(biāo)在X或Y方向上的坐標(biāo)差值均為0.0mm,所以,可以肯定TGO軟件在測繪數(shù)據(jù)處理坐標(biāo)換帶計算中的應(yīng)用具有很高的準(zhǔn)確性和有效性。
4總結(jié)
綜上所述,本文針對于實際測繪工程中常會出現(xiàn)的點位不能夠落到本帶的問題設(shè)計了運用高斯――克呂格投影的算法來進行TGO軟件在測繪數(shù)據(jù)處理坐標(biāo)換帶計算中的應(yīng)用。通過實驗證明,TGO軟件計算的結(jié)果具有很高的準(zhǔn)確性和有效性。
參考文獻
[1]王創(chuàng)立.應(yīng)用TGO軟件對GPS測量中的坐標(biāo)進行改化[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2012(7).