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關鍵詞藍牙技術辦公網絡藍牙協議
一、前言
在現代企業的辦公局域網絡中.個人電腦要登錄單位內部的局域網以及Internet,訪問網上資源,個人電腦之間要進行文件、資料和設備的共享。這樣一來PC機與各種外設之間,PC機與各種共享設備之間.以及PC機與局域網插口之間,就存在許許多多的連線,給移動辦公及調度管理帶來了極大的不便。藍牙技術發展的初衷是為了用一種統一的無線通信技術來取代各種數字化設備之間相互連接的電纜。利用藍牙技術組建企業內部通信網.構建Internet網絡平臺.不僅可以改善人們的辦公環境,而且可以提高企業的現代化管理水平.加快現代企業的辦公自動化進程。
二、藍牙技術
藍牙(Bluetooth)技術是由愛立信、諾基亞、Intel、IBM和東芝5家公司于1998年5月共同提出開發的。藍牙技術的本質是設備間的無線聯接,主要用于通信與信息設備。近年來,在電聲行業中也開始使用。依據發射輸出電平可以有3種距離等級,Class1為100m左右、Class2約為10m、Class3約為2-3m。一般情況下,其正常的工作范圍是10m半徑之內。在此范圍內,可進行多臺設備間的互聯。但對于某些產品,設備間的聯接距離甚至遠隔100m也照樣能建立藍牙通信與信息傳遞。
借助采用了藍牙技術的PDA個人數字助理,用戶可很方便地進人因特網。有了藍牙技術,存儲于手機中的信息可以在電視機上顯示出來,也可以將其中的聲音信息數據進行轉換,以便在PC個人電腦上聆聽。東芝公司已開發上市了一種藍牙無線Modem和PC卡,將2張卡中的一張插人Modem的主機上,另一張插人PC個人電腦。這樣,用戶就成功實現了與因特網的無線聯網。
藍牙技術的特點包括:1、采用跳頻技術,數據包短,抗信號衰減能力強;2、采用快速跳頻和前向糾錯方案以保證鏈路穩定,減少同頻干擾和遠距離傳輸時的隨機噪聲影響;3、使用2.4GHzISM頻段,無須申請許可證;4、可同時支持數據、音頻、視頻信號;5、采用FM調制方式,降低設備的復雜性。
該技術的傳輸速率設計為1MHz,以時分方式進行全雙工通信,其基帶協議是電路交換和分組交換的組合。一個跳頻頻率發送一個同步分組,每個分組占用一個時隙,使用擴頻技術也可擴展到5個時隙。同時,藍牙技術支持1個異步數據通道或3個并發的同步話音通道,或1個同時傳送異步數據和同步話音的通道。每一個話音通道支持64kb/s的同步話音;異步通道支持最大速率為721kb/s,反向應答速率為57.6kb/s的非對稱連接,或者是432.6kb/s的對稱連接。
目前,藍牙技術已被普遍應用在筆記本電腦上,以幫助兩臺(或多臺)筆記本電腦之間實現無線通信。較紅外線傳輸“必須保證傳輸信息的兩個設備正對,且中間不能有障礙物”、“幾乎無法控制信息傳輸的進度”、“沒有成為被廣泛接受的工業標準、設備種類不多”等致命的缺陷,藍牙的優勢顯示出了勃勃生機。全世界已有2161家公司參加了SIG(SpecialInterestGroup)組織,并正在共同制定藍牙技術標準。SIG的核心公司除上述最初提出開發藍牙技術的5家公司外,還有3com、Lucent技術、微軟和摩托羅拉4家。SIG成員公司包括:PC個人電腦、移動電話、網絡相關設備、輔助設備和A/V設備、通訊設備和汽車電子、自動售貨機、醫藥器械、計時裝置等諸多領域的設備制造公司。
三、藍牙體系結構
藍牙體系結構包括3部分,各部分的構成見圖1。下面就硬件、軟件、路由機制3方面作簡略說明。
1、硬件部分
1.1射頻模塊
將基帶模塊的數據包通過無線電信號以一定的功率和跳頻頻率發送出去,實現藍牙設備的無線連接。
1.2基帶模塊
采用查詢和尋呼方式,使跳頻時鐘及跳頻頻率同步,為數據分組提供對稱連接(SCO)和非對稱連接(ASL),并完成數據包的定義、前向糾錯、循環冗余校驗、邏輯通道選擇、信號噪化、鑒權、加密、編碼和解碼等功能。它采用混合電路交換和分組交換方式,既適合語音傳送,也適合一般的數據傳送。每一個語音通道支持64kb/s同步語音,異步通道支持最大速率723.2kb/s(反向57.6kb/s)的非對稱連接或433.9kb/s的對稱連接。
2、藍牙協議(軟件)
2.1鏈路管理協議(LMP)
通過對鏈接的發送、交換、實施身份鑒權和加密,并通過協商確定基帶數據分組的大小,控制射頻部分的電源模式、工作周期及網絡內藍牙設備的連接狀態。
2.2邏輯鏈路控制與應用協議(L2CAP)
L2CAP與LMP平行工作,共同實現OSI的數據鏈路層的功能。它可提供對稱連接和非對稱連接的數據服務。
2.3串行電纜仿真協議(RFCOMM)
在藍牙的基帶上仿真RS-232的功能,實現設備串行通信。例如,在撥號網絡中,主機將AT命令發送到調制解調器,再傳送到局域網,建立連接后,應用程序就可以通過RFCOMM提供的串口發送和接收數據。
2.4服務發現協議(SDP)
按照用戶需要,發現相應服務及有關設備,并給出服務與設備列表。工作過程如下:主設備廣播1條信息,從設備做出相應的反應,將收集到的地址存于主設備的內存中,然后主設備從中選擇1個地址,利用鏈路管理所提供的進程在物理層建立連接。一旦建立了服務發現協議,在主從設備之間的物理層連接上就建立了一條LZCAP點對點通信層。
3、無線辦公網絡的路由機制
利用藍牙技術構建現代企業無線辦公網絡,實現的基本功能包括:1、文件、檔案、報表、設備資源的共享和互連,比如PC機之間的互連,PC機與各種外設或智能設備的互聯和共享等;2、利用藍牙設備無線訪問單位內部局域網以及Internet;3、通過一定的路由機制實現辦公網絡內部的各個匹克網之間的互連。
根據企業的實際需要,企業無線網絡由多個匹克網(piconet)構成,而不同匹克網之間的通信應該只在辦公網絡內部進行路由,而不應通過局域網,這就需要建立一種特殊的路由機制,使得各匹克網之間的通信能夠進行正確的路由,達到方便快捷的通信、拓寬通信范圍、減輕網絡負載的目的。
3.1藍牙網關
用于辦公網絡內部的藍牙移動終端通過無線方式訪問局域網以及Internet;跟蹤、定位辦公網絡內的所有藍牙設備,在兩個屬于不同匹克網的藍牙設備之間建立路由連接,并在設備之間交換路由信息。
主要功能包括:
①實現藍牙協議與TCP/IP協議的轉換,完成辦公網絡內部藍牙移動終端的無線上網功能。
②在安全的基礎上實現藍牙地址與IP地址之間的地址解析,它利用自身的IP地址和TCP端口來唯一地標識辦公網絡內部沒有IP地址的藍牙移動終端,比如藍牙打印機等。
③通過路由表來對網絡內部的藍牙移動終端進行跟蹤、定位,使得辦公網絡內部的藍牙移動終端可以通過正確的路由,訪問局域網或者另一個匹克網中的藍牙移動終端。
④在兩個屬于不同匹克網的藍牙移動終端之間交換路由信息,從而完成藍牙移動終端通信的漫游與切換。在這種通信方式中,藍牙網關在數據包路由過程中充當中繼作用,相當于藍牙網橋。
3.2藍牙移動終端(MT)
藍牙移動終端是普通的藍牙設備,能夠與藍牙網關以及其他藍牙設備進行通信,從而實現辦公網絡內部移動終端的無線上網以及網絡內部文件、資源的共享。各個功能模塊關系如圖2所示。
如果目的端位于單位內部的局域網或者Internet,則需要通過藍牙網關進行藍牙協議與TCP/IP協議的轉換,如果該MT沒有IP地址,則由藍牙網關來提供,其通信方式為MT-BG–MT。如果目的端位于辦公網絡內部的另一個匹克網,則通過藍牙網關來建立路由連接,從而完成整個通信過程的漫游.其通信方式為MT-BG-M_MT(為主移動終端)-MT。采用藍牙技術也可使辦公室的每個數據終端互相連通。例如多臺終端共用1臺打印機,可按照一定的算法登陸打印機的等待隊列,依次執行。
四、藍牙技術的發展前景
藍牙技術是一種新興的技術,尚未投入廣泛應用,目前許多藍牙設備還處于實驗室試驗階段,還有待于實際使用的嚴格檢驗。2002年下半年起,藍牙產品的生產量將明顯增加,市場進一步擴大。除日本外,韓國的LG、三星、大宇以及臺灣諸多公司已著手開始步人藍牙技術與產品的開發行列,有的已推出成品。如LG公司的LG-P610B,一種用于PCS個人通信服務的蜂窩式電話。由于在PC個人電腦開發制造上的成功與經驗,臺灣制造業界期望2005年藍牙工業在臺灣能占臺灣無線通信工業的15%,產值達到6.5億美元。2002年夏季開始,臺灣的一些制造廠商已開始在天線、濾波器、模塊、筆記本電腦、PDA、鍵盤和鼠標器等信息設備中采用藍牙技術,并將推出用于dongle(一種保護軟件被拷貝的設備)、PCMCIA卡和LAN局域網間聯絡的藍牙通信中轉裝置。至今,日本已有7家公司在筆記本電腦中采用了藍牙技術。
藍牙的發展軌跡符合當今新技術發展的理想模式即競爭前合作。據ABI(AlliedBusinessIntelligence)的一項調查顯示,盡管最近藍牙市場有點遲滯,但其發展沒有減緩的趨勢。ABI的官員說,越來越多的人考慮給自己的設備增加無線連接,他們也逐步意識到藍牙技術的低功耗和低成本解決方案是理想的。藍牙的使用范圍已不僅僅局限于筆記本電腦和蜂窩電話,藍牙收發器(即藍牙卡)已經越來越多地嵌人到從PC機到工業設備的各種設備中,藍牙不僅僅是電纜替代品。不過,ABI同時提醒到,在Bluetooth成功的道路還存在著一定的障礙,其主要表現在以下幾個方面:(l)因硅半導體價格的昂貴,藍牙芯片過于昂貴以致一時難以普及。(2)藍牙協議的實現與標準不一致,使硬件的互操作性、軟件的互操作性以及軟硬件之間的互操作性不佳。(3)軟件開發還難以為藍牙應用提供完整的解決方案,跨平臺移植難以實現。
盡管這些問題正在減緩藍牙設備投放市場的速度,但隨著SIG新標準的制定,預計這種統一數據傳送方式會被廣泛應用,到那時,全球將有數以億計的計算機和通信設備使用藍牙技術,它將帶來一個無線通信的新時代。
五、具體組網方案
根據前述藍牙路由機制,圖3給出了一種無線辦公網絡具體應用的原理圖。藍牙網關通過RJ45插頭與局域網接入接口相連;圖中的個人電腦及各種設備均需安裝有藍牙通用模塊或藍牙網卡,以使其藍牙化。藍牙網關與各終端的最大直線不能大于100m,且一個藍牙網關最多可連接7個帶通用外界模塊的設備。
組網方案中,主要部件功能如下:
1、藍牙網關(金歐公司LLTR-1S)
*采用時分多址技術,支持異步數據,支持點對點、點對多點的藍牙數據通信;
*具有同時與有線網絡和藍牙設備通信的接口及能力;
*在安全的基礎上實現藍牙地址與IP地址間的地址解釋;
*實現IP網際協議以及TCP傳輸控制協議,從而能夠完成藍牙協議與TCP/IP的協議轉換;
*在底層協議棧的基礎上,通過實行特定的藍牙路由機制解決匹克網間的路由問題,以最終解決藍牙不同匹克網間不同單元的通信問題。
2、網絡適配器(BlueBerry藍牙USB)
安裝在網絡內部的PC機、筆記本電腦上,使設備藍牙化。
3、為了使得辦公室內部的打印機、投影儀、掃描儀等辦公設備具有藍牙功能,選用金歐公司的通用藍牙模塊,該通用藍牙模塊具有串口、USB和并口可供選擇。
六、結束語
關鍵詞:第三代移動通信;TD-SCDMA,關鍵技術;HSPA;WI-MAX;MPLS;技術融合
一、TD-SCDMA簡要介紹
TD-SCDMA是中國提出的時分雙工模式的第三代移動通信技術。TD-SCDMA采用智能天線、同步CDMA技術、多用戶聯合檢測技術、動態信道分配技術、軟件無線電、接力切換等一系列高新技術,具有高頻譜利用率、低成本、上下行不對稱信道可適用于不對稱業務等特點。
中國移動2007年在全國選取8個城市建立TD的試驗網,2008年奧運期間得到試用,在此之前和奧運期間都存在一個明顯的問題:高掉話率。GSM網絡由建立到成熟經歷了一個漫長的過程,TD一個剛剛應用的技術也一定需要一段過渡時間來慢慢成熟。2009年中移動全面在二級城市展開TD建設,并著手LTE即第四代網絡演進做出預測及初步部署。
二、3G發展預測
(一)3G與無線局域網高速傳輸技術融合互補趨勢
隨著無線技術在各個領域的發展,新的技術和應用不斷涌現。尤其在移動通信領域,除3G技術外,比較引人注目的還有幾種技術WLAN、WiMax,以及Bluetooth。在此背景下,已經有人提出以下幾個問題:3G會受到2.5G與WLAN的聯合夾擊?WiMax會是3G的掘墓者?而Bluetooth在這種關系中又處于何種地位?這幾種技術彼此之間有什么關系?
實際上3G、Bluetooth、WLAN、WiMax這幾種技術在本質上存在互補性,盡管它們之間在邊緣上是競爭的,從圖2.2-1無線接入全球標準中可以看出這幾種技術各自的定位。Bluetooth主要定位于最后10m的接入,即個人區域(PAN,PersonalAreaNetwork);WLAN主要定位于最后100m的接入,即局域網(LAN,LocalAreaNetwork);WiMax遵循802.16標準,主要是定位于城域網(MAN,MetropolitanAreaNetwork)建設的標準;而3G是定位于廣域網(WAN,WideAreaNetwork)建設的標準。
其他幾種技術在本文不加詳述,這里主要來談談WiMax技術與3G的關系。經過對兩者仔細地分析,我們會發現普遍流傳的一種預言,即WiMax將成為3G的殺手,是一個錯誤的定論。3G網絡的核心功能是提供移動電話服務,也可以用來傳輸數據;WiMax的標準是高速率的數據傳輸,語音質量并不是其關鍵要求。因此這兩種技術各自的任務和目標都不相同。WiMax的著眼點是實現寬帶無線化,而3G則更多地傾向于實現無線寬帶化。兩者從根本上說完全可以技術互補,并不存在誰是誰的殺手。
實際上,如果運營商選擇WiMax,更多的用于接入層上,可以更加迅速的占領移動高速無線接入市場。WiMax最初的市場定位也是最后一公里的接入,這樣就省去很多基礎網絡的建設和運營維護,從而與3G運營商實現技術資源互補達到雙贏。一再強調事實上競爭力不在一個層面上的WiMax和3G技術是互相競爭對立,這樣是盲目而不客觀的。
作為分別著眼于MAN與WAN兩個層面分明的領域內的技術,WiMax與3G并非冤家對頭,而是總體網絡框架中優勢互補的有機組成部分。
(二)國內的通信產業演進方向的預測
目前國內重組后的三大運營商都著手于網絡向3G演進的工作。中移動于2008年啟動28個城市的TD試驗網,另外把原電信的兩個城市的TD試驗網也接手。2009年中移動在全網一二線主要城市全面展開TD網絡建設。電信更是在2008年9月份開始在很多城市開展無線局域網的應用和試商用。網通也于2008年開始著手占用3G資源頻率的小靈通全面退網工作。
為了徹底解決運營商基礎設施重復建設問題,廣東移動內部人士稱,國家正考慮組建一家“國”字頭企業,運營全國網絡,而移動、聯通、電信則向該公司租賃網絡。以后所有的運營商都得租國資委下面一個骨干網絡公司的網絡資源,包括基站光纖等。暫不說消息的可靠性,但租憑網絡在國外非常盛行,而此時針對重復性建設的問題提出這個建議看見也并非空穴來風。此前,工業和信息化部聯合國資委《關于推進電信基礎設施共建共享的緊急通知》(以下簡稱“通知”),要求電信運營商實行基礎設施共建共享。工信部更制定了嚴厲的共享共建考核制度,還將成立專門領導小組,要求運營商“不折不扣地堅決執行”。采取網絡一家接管,運營商租賃,一方面可以徹底杜絕電信設施重復建設。同時,由于WTO條款原因,外資紛紛入股電信商,原目前聯通第二大股東即是外資,采取上述制度有利于國家安全,因為骨干網絡被外資介入顯然不是件好事情。其實,網絡租憑在中國電信行業已經有了先例,比如,鐵通網絡出口原則上由總部統一租用電信的,但是個別省也有私下租的。此前電信也租賃了原聯通的C網運營。
縱觀國內通信產業全局從運營商到用戶都在期待3G網絡的早日鋪設調測完畢,國家也在先期通信網絡建設和運營方面汲取了寶貴的經驗和教訓,一切都為了3G順利實現打下了良好的鋪墊和堅實地支撐,相信以個人通信為目標的3G離我們已經越來越近。
(三)移動通信咨詢設計行業的簡單展望和預測
隨著技術變革的加大,技術復雜度的加深,對從事設計咨詢行業人員的素質要求會越來越高,專業化和綜合化人才兩極發展需求逐漸增強,傳統的核心網專業、數據專業、傳輸設備專業、傳輸線路專業、基站設備專業、基站電源專業等劃分將打破模糊界限,各專業融合逐漸體現。各專業配合的重要性日益加強,重復型、勞動密集型轉向集團協同作業和技術型作業轉換,與此同時將會衍生新的更加細化的專業劃分。具體的運行模式目前正處于醞釀期,一旦形成適用的高效的運轉模式,將會在行業內迅速復制?,F有的管理模式將逐漸演變,而項目負責人的作用和權限將會在設計人員素質達到一定標準和具備相應資質后得到極大的提升。
對此,我們從事設計咨詢的人員要看清大勢所趨,抓緊時間選取自己的發展方向,有意識培養自己的專業方向能力和項目總體管理能力,為即將到來的機遇做好充分準備。
機會是留給做準備的人,這句話既做為本小節的結,也用以作為本文的尾。
最后祝愿我們的行業蓬勃發展的同時,通信人特別是從事咨詢設計的通信人水平節節攀升,抓住歷史的機遇展現自我的風采。祝愿我國的通信產業蒸蒸日上,繼續為我國的經濟建設和人民生活做出更多的貢獻。
參考文獻:
[1]李世鶴.TD-SCDMA第三代移動通信系統標準.北京:人民郵電出版社.2003
[2]廣東杰賽通信規劃設計院.TD-SCDMA規劃設計手冊.北京:人民郵電出版社,2007
基于當前工業環境中對于局域網數據存儲安全的需求,內網海量文件數據存儲原型系統(MFDSS)在局域網環境中得到了廣泛應用。其邏輯結構參見圖1。在MFDSS系統環境中,各個組件通過網絡實現聯系,構成邏輯層面共同工作的整體。其中客戶端直接與用戶保持溝通,負責維護用戶存儲視圖,并且用戶面向應用服務器實現請求和響應的傳輸。并且在獲取到服務器授權的前提下,支持客戶端與基于iSCSI的存儲設備SD之間實現直接通信。而應用服務器從邏輯上位于中介位置,需要負責與客戶端保持溝通,并且面向客戶提供統一的存儲視圖,同時還需要與SD保持溝通,實現對于主機認證以及設備操作認證的控制,并且實現文件到對象的映射轉換。而在MFDSS體系中,元數據是重要的概念,具體分為系統元數據、內容元數據和存儲元數據三種,對應的元數據服務器則關注元數據管理的相關工作,并且實現元數據在存儲對象上的映射索引,同時支持從邏輯層面上對于多個SD設備的管理。這樣的文件存儲體系,相對于傳統文件體系而言有著十分顯著的工作特征。傳統文件存儲體系中,元數據通常由文件服務器實現維護,因此每次對數據訪問的相關操作都需要獲取元數據,因此在訪問請求頻繁發起的時候,承擔元數據相關操作的設備就必須同時面對多個請求,對應的形成資源瓶頸的可能性也相對較大。對應的無序訪問進一步加劇整個系統存儲環境安全隱患的產生。而在MFDSS系統中,每次操作只有一次對于元數據的訪問請求,并且進一步由專門的SD存儲設備和應用服務器來共同實現對于整個存儲訪問過程的管理,因此在元數據的操作方面實現了有效的降低和控制,從而增強了整個系統的彈性,在安全水平方面也有所改進。
2.MFDSS體系得到實現的基礎
還可以進一步加強多協議文件系統(MPSFS)的建設。MPSFS系統從性能角度看,保留了分布式文件系統本身的靈活性優勢,并且在并發訪問管理以及安全性方面都有很大改善。從技術角度看,MPSFS系統除了提供文件的存取接口以外,更為重要的在于采用存儲卷實現存儲。存儲卷中包括文件目錄結構以及其固有的存儲模式,對應的進一步包括元數據結構、操作接口、功能函數集以及對于空間的利用優化算法和數據結構。在MPSFS工作環境之下,能夠實現面向不同的用戶區分提供不同的存儲訪問視圖,因此在油田工作環境中,能夠更好地實現與權限身份控制更好的數據管理機制。除此以外,MPSFS還能夠實現更為完善的用戶身份認證,具體是通過相應的專用認證服務器,來依據內部的多個證書文件來實現對于身份的確定。
3.結論
1.重知識、輕能力。電子信息工程專業學生既要掌握廣泛的人文社會科學知識和扎實的數理基礎知識,掌握電路與電工學、信號與系統、計算機、電磁場與電磁波等專業基礎知識,掌握電子系統設計、軟件開發、信號與信息處理等專業方向知識,更要具備自學能力、信息獲取與表達能力、系統認知能力、創新思維能力、工程實踐能力、系統開發能力以及團隊協作能力。新時代對人才,特別是對創新型人才的要求,已經從知識體系走向能力體系[2]。對于數據通信與計算機網絡課程來說,知識點多、更新快,因此,培養學生獲取知識、應用知識的能力比單純傳授知識本身更重要。該課程傳統的開卷考核方式和閉卷的考核方式對課本的依賴程度較高,考試內容側重于理論知識,忽視了對各種能力的考核。學生往往借助死記硬背的方法獲得較高的分數,從而使學生養成了錯誤的學習觀念,不利于對學生創新能力和應用能力的培養。
2.形式單一。一門課程的考核應該全面考核該課程涉及的各種知識以及應用這些知識的能力,不同的知識或能力應采取不同的考核形式。目前一般都是通過期末一張試卷考核,無論是采取開卷還是閉卷形式,都無法全面考核學生的真實知識和能力。閉卷考試比較死板,注重知識,弱化運用;開卷考試雖靈活,但輕基礎。由于受限于試卷篇幅和答題時間,單次考試無法兼顧知識和能力,只能側重于知識點的考核,導致學生緊抓書本,視野狹窄,缺乏綜合運用知識的能力和創新能力??荚嚻谀耙诲N定音”,只重結果、不重過程。通過一次考試決定學生一門課程的最終成績,存在極大的偶然性。必然導致學生平時不學,考前突擊復習,造成很多學生只注重考試期的臨陣磨槍,而忽視了平時的過程學習。必然出現學生纏著教師劃范圍、指重點,學生也只是簡單地復習重點內容,無法把握知識體系,更談不上知識的應用了。另外,僅考期末考試,大大削弱考試的反饋作用,不利于教師及時調整教學內容和方法,也不利于發揮考試對學生平時的激勵和引導作用。
二、考試改革的主要方法
1.全過程。所謂全過程就是考核持續在整個教學過程中完成,不是僅僅局限在期末考核。全過程的考核能夠更加真實地反映學生的學習狀況,能夠更好地反饋教學效果,及時指導教師調整教學方法和手段,及時幫助學生重新分配時間和精力、調節側重點,更好地完成學業。除期末考試外,在每次教學過程中進行學風考評,在每一章節的教學結束后進行知識點檢測,在每個專題進行中,培養和反饋學生綜合運用知識的能力。通過遍布整個教學過程中的考核,督促學生全面深入地掌握各門課程的內涵與外延,給予學生展示學習狀況、心得體會和思考探討的機會,全面充分地評價學生的學業,避免一次考試定終身的弊端,以提高考核的合理性、公平性和真實性。在數據通信與計算機網絡的教學過程中,全過程考核主要涉及這樣幾個階段。①教學過程中,隨堂小測驗??梢栽谝还澱n結束時進行,檢查本節課的教學效果,也可以在一節課開始時進行,檢查前面學習過的內容。②單元結束后,設置單元小考。單元小考不宜過于頻繁,一門課設置二三次即可。③自學環節的評價。在整門課程的教學過程中,安排一兩個章節由學生自學,在課堂上師生共同評價自學效果。④期末考試,全面考核教學情況。各個階段的考核應該合理調配,保證每兩次課有一次考核,要么單元測試,要么自學評價,要么隨堂小測驗,使得學生緊緊跟住教學活動,及時掌握相應知識,培養相應能力。
在計算機網絡設計活動中,關系數據庫技術是一種輔助手段,為計算機網絡設計活動提供數據支持。在計算機網絡設計活動中,關系數據庫的巨大容量和包含數據信息種類的多元性,為計算機網絡設計活動提供了充分的數據資源支持。在關系數據庫的運用活動中,使用者只需要在關系數據庫中進行數據的賦值就可以進行關系數據的存取和調用活動,讓網絡設計活動中遇到的數據和數值問題能夠得到及時、有效的解決。而在傳統的數據庫運行活動中,數據庫的錄入和調用需要借助人工操作來完成,這種數據庫運行模式不僅極大的浪費了人力資源,而且在數據運行的效率和質量上也有很大的缺陷,經常會導致數據的輸入、輸出環節出現錯誤,甚至會極大的拖延網絡設計活動的進程。當采用關系數據庫以后,數據庫以網絡設計活動為服務對象,對內部的數據信息內容進行了關聯化的處理,讓數據庫由過去的數據堆積體衍變成為一種數據的有機管理主體,內部的網絡設計數據與常用的數據關系連接起來,并采用基于可擴展語言設計了數據庫與使用者之間的信息交互界面,讓關系數據庫可以與使用者進行數據關系形式的交流,并根據使用者的數據要求對內部數據信息進行整理、關聯。實現了計算機網絡設計活動數據管理的智能化。
2關系數據庫技術在計算機網絡設計中的基本原理
在計算機網絡技術發展的過程中,數據庫技術存在著眾多的種類,其中根據數據庫模型的運行模式可以分為:網狀模型數據庫技術、層次模型數據庫技術以及關系數據模型數據庫技術。這些數據庫技術在不同的計算機網絡設計活動中有各自的優勢,其中關系數據模型數據庫技術,以其完美的數據連結技術和高度的數據模型適應性,成為計算機網絡設計活動中通用的一種數據庫技術。其在運行過程中展示出的完善的數據連結性,能夠在計算機網絡設計活動中,對任何相關的計算機網絡數據進行關聯,并能夠在一定數據基礎上對多種數據進行綜合性的關系鏈接。這種數據信息服務的全面性和數據鏈接服務形式的多樣性,能夠極大的滿足計算機網絡設計活動中多樣化的數據信息需求,所以在具體的計算機網絡設計活動中成為使用者首選的數據庫類型,被廣泛的應用于計算機網絡設計中。計算機網絡設計活動是一個復雜、系統的工程性活動,在其運行活動中要求下屬的各個模塊都要最大程度上的兼具數據信息服務的全面性和便捷性。在關系數據庫中這一系統要求被很好的體現了出來,關系數據庫擁有自己管理信息交互平臺,能夠基于C語言等網絡編程語言與使用者進行數據庫信息的交流,提高了數據庫使用的便捷性和全面性。在計算機數據庫軟件系統結構中包含著兩個數據庫訪問系統,一個是開放數據庫連接性(ODBC),一個是數據訪問對象(DAO),這兩個數據庫訪問系統相互獨立,能夠單獨向用戶提供數據信息服務。其中ODBC不僅能夠基于SQL語言與使用者進行數據信息交互,而且對C語言和SQL數據庫之間的訪問機制進行了定義,讓使用者可以通過C語言這樣一種計算機網絡設計活動中常見的語言形式與數據庫進行信息交互,保證了關系數據庫對計算機網絡設計活動數據信息交互,讓計算機網絡設計人員能夠通過其最常用的信息交互方式與關系數據庫進行交流,保證了關系數據庫與計算機網絡設計活動積極、有效的互動。DAO為計算機網絡設計提供了數據庫機制,這一機制是從關系數據庫的整體出發對關系數據庫內部組成部分和內容的一種規范。當一個關系數據庫體系結構由多個DAO構成時,DAO自身的數據庫管理機制就會發揮作用,從DAO自身的數據資源特點出發,對關系數據庫整體進行協同管理,保證整個關系數據庫的數據信息服務的高效進行。DAO的這種自我管理機制和其自身的數據訪問對象本質是相互分離的,在具體的管理活動中自我管理機制和數據訪問對象能夠進行各自獨立的管理,讓每一個DAO都可以在保證自身數據訪問對象性質的基礎上,同時實現自身和DAO群體的管理,這種各自獨立的數據訪問對象管理和運行管理,在保證DAO數據服務對象專業性的同時,也方便了自身的升級改造。而且在關系數據庫運行活動中,DAO可以鏈接相應的網絡數據庫,實現數據資源的網絡化共享和管理。
3關系數據庫在計算機網絡設計中的優勢
關系數據庫在計算機網絡設計中具有強大的數據存儲功能,以及簡便的數據轉換功能等強大的優勢,以下將對關系數據庫在計算機網絡設計中的優勢進行詳細的闡述。
3.1強大的數據存儲功能
強大的數據存儲功能,是關系數據庫在計算機網絡設計活動中運用的主要優勢。隨著計算機網絡設計應用范圍的不斷擴大,計算機網絡設計活動的內容含量越來越大,內容的組成形式也變得越來越復雜,面對計算機網絡設計活動這樣一種發展趨勢,相應的關系數據庫的數據儲存能力和數據管理能力變得極為重要。關系數據庫的應用,不僅能夠對計算機網絡設計活動中需求和產生的大量計算機網絡設計數據進行及時的存儲,而且能夠借助內部管理機制的幫助,對這些數據進行有效、準確的規劃和管理。關系數據庫的應用讓計算機網絡設計活動的數據管理環節,成為計算機網絡設計環節的一個效率增長點。在具體的操作活動中計算機網絡設計人員,可以利用數據庫強大的數據存儲功能將設備參數輸入到網絡拓撲結構中,進而借助網絡拓撲結構對關系數據庫進行高效、快捷的操作。如果不能有效的利用關系數據庫的輔助作用,有效管理復雜的數據信息,那么計算機網絡設計勢必會陷入困境中。
3.2簡便的數據轉換功能
關系數據庫在計算機網絡設計活動中的優勢,還體現在不同數據之間的轉換功能。在計算機網絡設計活動中,因為設計活動本身可能會涉及到社會經濟的各個領域,自身的設計形式也會因為網絡設計目標的不同而大相徑庭,在計算機網絡設計活動中,計算機網絡設計的數據從呈現形式和傳遞方式上都是有本質上的不同的,所以在對計算機網絡設計數據進行管理的時候,不同數據之間的轉換是一個關鍵性的問題,只有解決了計算機網絡設計活動中的數據轉換和數據轉換效率的問題,才能促進計算機網絡設計活動高效進行。關系數據庫在計算機網絡設計活動中的應用在一定程度上解決了這一關鍵性問題,因為關系數據庫本身存在的關聯性,就是要從兩組不同數據中尋找共同點,并基于這些共同點建立二者之間的普遍聯系,關系數據庫的這種工作機制,在不同形式的數據之間的轉換活動中也有積極的作用。數據的兩種不同呈現形式本質上也是兩種不同數據之間聯系的一種體現,二者之間本質內容和內在邏輯的聯系是普遍存在的。關系數據庫可以根據這一特點,結合自身的工作機制,對二者進行本質上的聯系,這樣一種在計算機網絡設計活動中復雜無比的問題,在關系數據庫的參與下立刻變得可實現、可操作。關系數據庫的存在只是解決了計算機網絡設計活動數據轉化能力的有無問題,只有強化計算機網絡設計活動中數據轉化能力的效率和便捷性,才能在網絡設計的實際工作中起到更加積極的效果。所以在關系數據庫的建立健全活動中,對其自身的數據轉換能力的強化,是關系數據庫發展完善的未來方向。這一改進必須要將關系數據庫的數據轉化能力與關系數據庫的信息交互系統結合起來,保證使用者對關系數據庫的數據轉換能力有更加直接的參與和應用,同時要結合計算機網絡設計活動發展的實際,對網絡設計活動中可能會涉及到的數據呈現形式進行系統、詳細的統計,并在關系數據庫中對這些數據的呈現形式進行廣泛的應用。具體而言,就是要在關系數據庫中,對計算機網絡設計活動中可能會涉及到的數據呈現形式進行定義,并設置相應的數據轉化機制,在對數據信息進行存儲時,盡量選擇應用范圍最廣的數據呈現形式進行存儲,以最大限度的保證計算機網絡設計活動的數據需求,同時也要定義好各種數據呈現形式的轉化機制,在使用者產生特殊的數據呈現形式需求時,能夠運用相應的數據轉換機制,進行數據呈現形式的轉換,以保證計算機網絡設計活動的高效進行。
4結束
(1)面向業務操作者的業務工具。工作人員可以借助、使用應用局域網絡管理軟件平臺進行器具收集、器具發放、證書制作、證書審核、證書打印、財務收費和證書領取等操作。(2)面向客戶的器具送檢工具。應用局域網絡管理軟件平臺實現了局域網上送檢業務受理功能,可以及時了解送檢客戶計量儀器檢定情況。(3)高效的證書制作流程。應用局域網絡管理軟件平臺充分考慮了制作證書環節各要素間的邏輯關系,通過關聯匹配關系的設置,最大化減少了人為操作,提高了檢定員制作證書的工作效率,同時可根據用戶的要求合并多個器具到一張證書。(4)完整的財務管理。應用局域網絡管理軟件平臺有到賬確認、證書領取、發票關聯等財務模塊,成功地解決了證書領取不規范、到賬確認不嚴謹、收費統計不準確等問題,實現了規范和靈活的高度統一。(5)方便的內檢委托單生成功能。對于內檢計量器具,應用局域網絡管理軟件平臺可以自動生成相關的單據,規范和簡化了工作流程。(6)有效的監管功能。通過建立和計量監督機構的數據共享,應用局域網絡管理軟件平臺可以實現監督、檢定(校準)的聯動,提高了監督部門的工作效率,降低了工作強度,加強了計量技術機構的工作針對性。(7)資料的規范化管理。通過對計量標準、計量儀器信息及時補充,實現了業務管理部門對各種考核、認證資料電子化管理和自動生成、更新,從而降低了業務人員的工作強度。(8)高效方便的操作體驗。批量錄入送檢儀器、檢定任務自動分配、鼠標滾輪滾動加減數字輸入,系統盡最大可能減少了用戶操作鍵盤的輸入強度。
2應用局域網絡管理軟件功能
應用局域網絡管理軟件由九大模塊構成,分別為:基礎信息、計量標準、標準器、儀器收發、檢定業務、證書制作、統計查詢、系統管理和消息平臺。
2.1基礎信息
基礎信息模塊包括專業類別信息、人員管理信息、格式模板管理信息、數據模板管理信息、規程規范管理、開展項目信息、授權簽字人權限、客戶管理、個性化設置等,為系統的運營提供了基本的數據支持。(1)專業類別信息。對檢定專業以及對應的證書序號進行管理。(2)人員管理信息。對工作人員進行管理,對人員所使用的規程、設備、模板、開展項目和專業類別進行管理,并且可以設置人員是否為登錄用戶。(3)格式模板管理、數據模板管理信息。對證書的首頁模板和續頁模板文件進行管理。其中首頁模板文件根據國家對檢定證書的統一要求來管理。續頁模板是指輸出檢定數據的模板,是采用Word文件形式制作的模板,方便用戶自己設置模板文件。(4)規程規范管理。對計量標準考核規范信息進行管理,可以保證使用的是現行有效規程規范。(5)開展項目信息。對機構可以開展的檢定項目進行管理,并對其相關聯的規范、設備和模板進行維護。(6)授權簽字人權限。對科室中規定時間段內具有審核權限的人員進行管理。
2.2計量標準
計量標準模塊包括計量標準名稱分類、計量器具名稱與分類代碼、計量標準三個部分,主要是為制作證書提供必要的計量標準數據。根據JJF1022—1991《計量標準命名技術規范》,JJF1051—2009《計量器具命名與分類編碼》對命名進行規范。計量標準主要對所建的考核標準進行管理,并對標準的重復性、穩定性和考核復查信息進行記錄。建標時對其中所規定的標準器、配套設備、配套設施和規程都建立了對應關系。
2.3標準器
標準器模塊包括標準器分類、標準器管理、標準器維護、上級溯源單位和制造廠商五個部分。(1)標準器分類。對標準器分類信息進行管理。(2)標準器管理。對標準器的基本信息、標準器對應的參數、附件和附件的參數信息進行管理。(3)標準器維護。對標準器的動態信息,包括對過期或報廢的標準器進行更換、修理記錄、量值溯源信息、期間考核計劃、使用記錄進行管理。
2.4儀器收發
儀器收發包括委托單管理、器具分發、退檢管理、器具返回、證書打印、發放證書和報價單管理等。(1)委托單管理是指對客戶送檢器具所填寫的委托協議書相關信息進行管理,主要包括客戶器具信息的管理、客戶單位的添加、送檢器具的信息一覽表,實現了對送檢過的器具的管理,方便快速錄入和查詢相關信息。委托單中的“流水號管理”指的是儀器收發室的手寫單上的流水號;信息“是否連續”指的是手寫單上的流水號是否連續沒有斷號。在手寫單多頁的情況下能自動生成相應的流水號,不需要錄入人員輸入每個流水號。用戶可以通過流水號對送檢器具信息進行查詢。委托單中,將計量器具分到相應科室的一系列信息,如“檢定科室”、“到樣日期”、“客戶要求”,“附件”、“備注”自動變為可編輯狀態。系統可以對多條信息的列(如“檢定科室”、“客戶要求”、“備注”等)設置相同內容,方便用戶錄入。根據客戶實際要求在“客戶要求”中選擇相應的選項,“附件”用于記錄客戶送檢器具的附帶物品。(2)器具分發是指對客戶的送檢器具指定相應的檢定科室,系統會根據委托單的信息進行自動分發。(3)證書打印、發放證書是指證書的打印以及給用戶發放的記錄。(4)報價單管理是指打印用戶送檢器具的報價單信息。
2.5檢定業務
檢定業務包括分配任務、個人任務管理、領取器具、規程規范領用記錄、報價管理和證書費用修改。(1)分配任務是指科室負責人把科室任務分配給相應的檢定人員。(2)個人任務管理是指檢定員對分配給自己的任務進行查看和管理。(3)領取器具是指檢定人員從儀器收發室領取個人任務中的客戶送檢器具。(4)證書費用修改是指對沒有生成繳費單的證書,檢定員自己修改證書的費用。
2.6證書制作
證書制作包括證書管理信息,制作證書信息,證書的核驗、審核和審批,證書廢棄審核,這些均應符合質量管理體系要求。
3結束語
“數據通信與計算機通信網”課程的內容知識點有些零散,但可以圍繞計算機網絡分層體系結構將其整合。民航系統中存在大量的地—空和地—地數據傳輸,擁有許多類型的通信網絡。如:X.25數據業務網、衛星通信系統、飛機通信尋址報告系統(ACARS)以及航空電信網(ATN)等。如果將其引入課程教學,抽象的理論知識就可以具體化、形象化,再結合實際科研項目將其實現方法與步驟展示給學生,就可以很好地實現理論教學與行業應用的無縫銜接?;诖?,筆者設計的課程教學過程如圖1所示。
2課程教學實例
ACARS系統是目前國際民航廣泛應用的地空數據鏈通信系統,通常工作在甚高頻波段,用機與地面之間的實時雙向數據傳輸,可實現航空公司、空管部門等地面用戶對飛機的運行管理與控制。由于ACARS系統報文中含有許多重要的數據信息,所以該系統是當前民航領域在用的重要通信系統。這里以ACARS引入課堂教學為例,闡述課程教學的具體實施過程。(1)基本知識點的講述及分層歸納“數據通信與計算機通信網”課程包含數據通信基礎部分的教學內容,具體包括信號傳輸特性、傳輸介質、數據編碼、差錯檢測與控制、接口特性以及多路復用等。這些內容分布在不同的章節,比較分散,初學者不容易整體把控。如果我們將其與網絡層次體系相對應,就可實現知識點分層歸納和對比講解,如差錯控制屬于數據鏈路層實現的功能,而編碼與調制、接口特性屬于物理層實現的功能等。(2)引入ACARS系統學生有了數據通信基礎部分相關知識之后,教師立即將ACARS系統引入課堂教學。在簡單介紹ACARS系統功能及在民航中的應用之后,重點說明ACARS系統中所包括的課程所學知識點。比如,ACARS數字信號采用MSK調制方式,上下行報文按照字符形式裝配,其中的接收地址與發送地址由飛機標識碼表示[5],差錯檢測方式為循環冗余校驗碼(CRC),多路訪問采用非堅持-載波偵聽多路訪問(CSMA)機制。為了實現數據的可靠傳輸,ACARS系統采用停等ARQ方式。表1給出了兩者部分知識點的對應關系。結合實際民航數據通信系統,學生對于所學的抽象的理論知識不再感到遙不可及,而是實實在在存在于應用系統之中。(3)科研項目引入教學教師隨后可將相關的科研項目介紹給學生。筆者曾參與完成ACARS系統仿真項目,教學過程中除了通過圖片、圖形或者動畫等形式介紹項目背景,展示相關的研究成果外,還將部分實現方法和開發流程介紹給學生。比如,該項目仿真軟件編程語言采用C#,開發平臺為VisualStudio2008。模擬ACARS系統手動發送報文功能的流程以及相應的功能函數說明如圖2所示。除了課堂教學外,部分小的功能模塊(如CRC碼的實現)可直接讓學生參與實踐,課后再讓學生參觀實驗室和研究基地。通過了解科研項目,學生對知識點的理解會更加透徹,不僅明白所學知識用在哪里,如何重要,而且也知道在工程上如何實現,這很容易激發他們對科研工作的興趣。
3結語