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中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2008)11-20388-03
1 引言
網絡教育[1](E-learning)是隨著現代信息技術的發展而產生的一種新型教育方式,它以計算機網絡、衛星通訊和廣播電視為主要傳輸手段,綜合采用數字技術、智能技術和多媒體技術等,主要設計目標是使教與學的雙方通過互聯網絡,可以便捷地進行實時、雙向的交流,更好地實現優秀教育資源的共享,使廣大的受教育者可以實破傳統教育在教育資源(師資、教材、實驗等)和教育方法(統一進度、集中式和單向傳授等)方面的限制,不受時間和空間的約束,可以根據自己的業務水平和時間安排學習計劃,實現個性化的4A(Anyone,Anytime ,Anywhere,Anything)教育。
在E-learning系統中,由于教育資源的分散性、復雜性和多樣性,使人們對它的理解各不相同,出現了大量不同類型的教育資源,如果在對教育資源進行描述時沒有統一的規范,就會導致其在E-learning間共享復用困難。為解決此問題,本文參考國內外相關標準提出了一種教育資源元數據模型設計方案,用于規范化教育資源的描述,以支持這種異構環境、異構系統間異構資源的共享,以及個性化學習資源的整合與。
2 相關定義及說明
2.1 學習對象及教育資源
在E-learning系統中,學習對象指的是在學習過程中動態交互的各個對象,包括教育資源、學習者、教授者、學習策略等。
教育資源是指用于教學和培訓的任何學習材料,它屬于學習對象的一個子集。在本文中教育資源特指的是電子化了的學習材料,包括文本、聲音、圖像、課件等可以被計算機處理的信息。
2.2 教育資源元數據
元數據[1]是關于數據的數據,教育資源元數據[1]指用于描述教育資源的數據。使用元數據,可以在不操作資源的情況下就了解資源的相關屬性,從而選擇適合的資源;可以通過元數據所提供的信息,實現對資源有效的分類管理和檢索;可以從元數據信息中獲取對資源的評價信息,也可以把自己的評價加入到元數據中,以便和他人共享。
2.3 教育資源元數據規范[1]
目前,世界上有很多標準化(學術)組織都正在致力于基于網絡的教育資源標準化的研究,并起草了一些相應規范,其中影響較大的有:IMS的Learning Resource Metadata(學習資源元數據規范),IEEE LTSC(Learning Technology Standards Committee,學習技術標準委員會)的LOM(Learning Object Metadata:學習對象元數據模型)、OCLE(Online Computer Library Center)Dublin Core的Dublin Core元數據標準等。
我國教育部科技司在2001年組織正式成立了中國教育信息化技術標準委員會。該委員會負責開展有關教育信息化技術的標準工作,在廣泛借鑒國內外有關科研成果基礎上,起草了《國家現代遠程教育資源庫中央電大源建設規范》。
《國家現代遠程教育資源庫中央電大源建設規范元數據規范分冊》[1](以下簡稱教育資源元數據規范)主要包括資源的屬性描述與著錄規范、資源的分類方法、編碼原則等內容,它綜合了“中國教育信息化技術標準”中學習對象元數據規范、基于規則的XML綁定技術和內容封裝等方面的標準,根據遠程教育教學和管理的需求作必要的擴展和補充,并提出了貫徹相關規范的具體操作方法。
教育資源元數據規范定義了教育資源元數據的語法和語義,用于描述教育資源元數據實例的結構。定義元數據規范的目的主要是為了給教育資源的開發者和建設者提供一致的設計規范,以利于教育資源的使用者方便查找,節省人力物力。
2.4 教育資源的粒度[3]
設計教育資源的目的是為了教授知識,知識是有層次劃分的,我們把教育資源所屬的層次定義為教育資源的粒度。
舉個例子來講,知識一般可以劃分為不同的領域知識,領域知識又可再分為學科知識,學科又可以分專業,專業又可分課程,課程又可分章節,章節又可分節,節又可分小節,小節再分知識點。我們可以將一門課程的一個章節作為一個獨立的教育資源,也可以將其中的一個知識點做為一個獨立的部分。教育資源可以相互組合使用,粒度越小,在我們使用這些對象時必然更靈活,但同時管理的復雜性在增加,反之,粒度的增大,內容全面的同時也帶來了靈活性的喪失。
2.5 知識元
我們將教育資源的最小粒度劃分稱之為知識元。它有以下性質:
(1)原子性:知識元作為最小的單元,不可分割;
(2)功能完整性:知識元被具體用來說明某一類或某一點的知識,它在功能上是完整的;
(3)可重用性:知識元是為了說明某一類或某一點的知識,不局限于某一次的使用。
在E-learning系統中,一般以知識元作為一個基本的學習單元,如數據結構課程中樹的遍歷可以看作一個知識元。因此可以將知識元與日常教學中的知識點聯系起來,將知識點定義為知識元。
2.6 知識簇
知識元的組合我們稱之為知識簇,知識簇可以自包含,即知識簇可以是由知識元構成,也可以由更小的子知識簇構成,還可以是由知識元和子知識簇混和構成。
3 教育資源元數據概念模型
我們來定義教育資源的概念模型,主要目的在于明確定義資源屬性及資源之間的聯系。
教育資源元數據模型分為兩個部分,一是將資源作為一個整體進行描述的基本屬性集,二是資源間的相互聯系的定義。
3.1 教育資源的基本屬性集
良好的分類機制能高效地實現對教育資源的組織管理與使用,對教育資源進行分類的目的有助于確定教育資源的基本屬性集。在本文中,分類體系的設計以國家教育資源元數據規范作為基礎。
根據規范,教育資源分類體系[1]分為二級,既包括對每類資源都適用并與資源組織建設過程密切相關的通用分類,即一級分類;又根據不同資源的特殊屬性,提供了更細一級的分類,即二級分類。每個分類元素都作為資源的一個屬性,記錄在屬性描述表中(如圖1)。
一級分類包含學科、適用對象、資源類型、技術格式、語種五個分類元素。這五個分類元素是對資源進行組織的基本依據。
在圖1中,我們首先以學科為總的分類依據,再根據適用對象和資源類型對教育資源進行詳細劃分。對于其它的分類元素,如技術格式、語種等可作為資源的一般屬性,記錄在屬性描述表中。
第二級分類就是針對第一級分類的屬性值作為分類元素對教育資源進行進一步細分。例如,第一級分類中的資源類型,可以是文本、圖像、聲音等。在第二級分類中就要以文本、圖像、聲音作為分類元素進行擴充,例如聲音可以有采樣率、格式、要求等屬性,然后再分別對采樣率、格式、要求等再設置擴展分類,以此類推……
目前,為了使標準相對寬泛,增強通用性,國家標準只規定了第一級分類,現有國際國內教育資源分類體系對二級分類的說明和要求都較寬泛,可視需要自行擴充。我們所做的主要工作,一是對一級分類中的學科屬性進行層次劃分,擴展到知識點這一層,支持對教育資源的準確定位,完善規范的基本屬性集,二是對教育資源之間的聯系進行定義。
3.2 知識的層次結構
各種類型的知識以教育資源的形式呈現給學習者,因此教育資源的結構可以與知識的結構相對應。下面我們主要討論知識的層次關系。
現實中的知識具有領域性、專業性、繼承性等一系列特性,知識的這些特性決定了知識具有一定的層次結構。
參照國內外的相關規定,我們將知識劃分為六個層次[2]。第一層是所有的知識,第二層是領域知識,第三層是專業知識,第四層為課程知識,第五層為知識簇,第六層為知識點。
圖2表示了知識的這種層次劃分,結點表示某個具體的知識單元(可以是知識元,也可以是知識簇或更高一級的形式),有向弧表示結點間的關系。學習的過程,可以描述為從起始結點到目標結點的遍歷路徑。
3.3 知識之間的相互聯系
一般來說,知識之間存在繼承、平行、關聯等幾種關系。
繼承:兩個知識A、B,若A包含了B,就稱B繼承于A。這體現了知識的細化。
前驅和后繼:兩個知識A、B,若AB而沒有BA, 則稱A是B的前驅,B是A的后繼。這體現了知識學習的序列性。
平行:兩個知識A、B,若AB 而且BA,則A和B是平行的。這體現了兩個知識學習不具有序列性,掌握不分先后。
關聯:三個知識A、B、C,若A∩B=C,則稱A和B是有關聯的,B關聯A,這體現了知識間的聯系。
圖2中層與層之間的知識只有繼承關系,在同一層次內的知識可以有前驅和后繼的關系[4],也可以是平行、關聯、繼承等關系。圖3我們以知識簇這一層來示意同層元素之間的聯系。圖3中結點表示某個具體的子知識簇,有向弧表示這些子知識簇之間的聯系。
參照以上概念模型,我們以某門課的教學大綱為依據,就可將知識層次轉化為我們所熟悉的學科-專業-課程-章節(知識簇)-知識點的體系結構,以對教育資源進行清晰地描述。
4 教育資源元數據的邏輯模型
參照第三章的概念模型,我們使用XML模式來對上述模型進行表述,就生成了教育資源元數據的邏輯模型,參照現有的分類詞匯表,依照此模式生成的實例化XML文檔就是這個教育資源元數據的實例。
5 結束語
教育資源元數據的定義是E-learning系統實施的基礎性工作,我們以教育資源元數據規范為基礎,參考相關研究成果,對規范提出了一些擴充。在實際操作中,E-learning系統的建設者需要根據自身的情況進行修改,使其更加完善,作為對國家網絡教育標準化工作的有益補充。
參考文獻:
[1]全國信息技術標準化技術委員會教育技術分技術委員會.《網絡教育技術標準CELTS-3.1(CD1.6)――學習對象元數據》,/download/CELTS-3.1(CD1.6).zip,2003.
[2] 張玉芳,熊忠陽,吳中福. 基于WWW的遠程教育系統實現[J]. 計算機應用,1999.10.
一、引言
近十年,計算機輔助外語教學模式的建設,對促進教育革新、推進高校外語教育改革、提升外語教學質量起到了重要作用。然而,隨著高校教育改革的深入、信息化教學的推進,語言實驗中心建設趨于程式化,表現為功能模塊固定、資源信息趨同、教學使用偏低、資源特色不足、學習支持不夠等問題。
早在2003年,我校就開始了網絡多媒體環境下的外語教學改革,通過購買、自建等方式,建設了包括數字圖書館、網絡課程、教學資源庫等在內的大量數字化資源。2009年,本校購買了藍鴿數字化語言學習系統,建立了功能完備的網絡教學平臺,擁有了一流的語言實驗中心,為外語教學交互、教學評價和教學管理提供了支持,營造了良好的語言自主學習外部環境。然而,在實際應用過程中,數字化語言學習系統教學效果如何,學習者是否能有效獲取數字化語言學習系統資源,數字化語言學習平臺對學習者外語學習能力有何影響等方面的研究不多,數字化語言學習系統教學應用及其有效性面臨實踐與研究的雙重缺失。①因此,數字化語言學習平臺教學有效性成為新一輪語言實驗中心建設需要重點考量的問題。本研究針對數字化語言學習平臺教學有效性進行了深入調查,試圖從教學有效性視角考察現有數字化語言學習資源教學應用的現狀與問題。
二、調查對象與方法
1.調查對象。數字化語言學習平臺教學有效性可以從有效獲取、有效設計、有效應用和有效影響四個維度進行理解,②依托四個維度的有效建設與應用,支持外語學習者有效的外語自主學習。本研究為深入分析數字化語言學習平臺教學有效性現狀,以了解語言自主學習中心教學應用及其對外語學習者學習實際效果的影響為目標,采用了抽樣問卷調查的方法。調查對象均為曾經使用過數字化語言學習系統超過一學期的學生,調查對象覆蓋了通信、光電、經管、計算機、軟件等專業學生。其中,大一學生275人,大二學生225人。參加問卷調查的被試是隨機抽樣選出的。
2.調查方法。調查問卷共設計了20個問題,包括5個開放性問題和15個結構化題目,部分結構化問題包括:“非常同意、同意、一般、不同意、非常不同意”5個選項。問卷調查于2010年9月在重慶郵電大學進行,歷時—周。問卷發放500份,最后收回490份,回收率為 98%,其中有效問卷468份,有效率為95.51%。使用 SPSS 進行了數據統計,并結合開放性問題的回答結果,對數據進行了討論與分析。
三、調查結果統計分析
1.數字化語言學習中心資源有效利用不足。一是學習者利用數字化語言學習平臺進行學習的時間分布上嚴重不足,直接影響到數字化語言學習系統資源的有效獲取。調查發現,74.12%的學習者每周到語言實驗自主學習中心學習的時間“不到 1 小時”,而“2~3 小時”者也才占總樣本的 26.13%。二是學習者學習內容無明確計劃,學習內容單一。學習者在學習過程中使用最多的是:“完成教師布置的作業”(65.1%)、“資源下載”(61.24%)、“信息共享”(23.08%)等“淺表學習”服務,學習者認為自主學習要做的就是進行聽力、閱讀等方面的技能訓練,超過70%的被試在進行自主學習時,主要是進行聽力訓練。而交互性的、自主性的、視覺化的深度的學習模塊則沒有得到有效利用。三是學習者在利用數字化語言學習中心進行學習過程中,自我控制能力感低下。有57%學生經常在語言學習系統登陸后,掛機網絡聊天、在線看電影、玩游戲;或在學習過程中走神到與學習內容不相關的其他網站,表明學習者自我效能感的總體水平不高。因此,學習者對數字語言學習平臺的利用還處于較低水平,系統學習監管有待加強。
2.數字化語言學習中心資源應用方面,存在影響學習者主動使用的多種障礙。一是技術上的障礙:“資源鏈接所指和顯示內容不相符”(55.12%)、“網絡連接速度不夠”(52.14%)、“部分內容無法瀏覽”(50.37%)、“訪問內容顯示速度太慢,響應和等待時間過長”(42.14%)。二是交互:“平臺人際互動太少”(70.19%)、“與教師溝通不夠便捷”(52.14%)、“與同學溝通不夠方便”(64.22%)、“信息有用性低”(54.13%)。三是內容表達的障礙:“影音圖文內容不足”(56.12%)、“呈現方式單一”(65.23%)、“內容更新太慢”(50.37%)。四是學習活動呈現的障礙:“課程說明指導學習意義不大”(41.31%)、“活動設計單調不能激發學習興趣”(68.23%)、“學習活動不利于展開合作學習”(35.17%)。以上因素揭示了數字化語言學習平臺一些教學和技術問題,直接影響到學習者使用語言實驗學習平臺進行自主學習的積極性和主動性,影響到數字化語言學習中心資源的有效利用。
3.數字化語言學習資源的使用對于學習者自主學習能力的提升不明顯。調查表明,有近40%的被試表示他們在利用數字化語言學習中心資源時,感到無所適從,無法找到語言學習有效途徑。有近半數的學生表示他們在選擇自主學習活動,決定自主的學習目標、決定時間安排、評價自己的語言學習等方面做得很差。由此,我們得出結論:現有數字語言學習資源在支持學習者自主學習、對學習者自主學習能力培養、對學習者學習產生有效影響方面顯然與預期差距較大。
四、結論與討論
從上面的數據分析可以看出,在數字化語言學習系統應用過程中,在理念更新、功能完善、資源建設、規范管理等方面都存在一些問題。下面筆者從提升數字化語言學習中心應用成效的視角出發,從數字化平臺教學管理和資源建設等方面提出幾點建議:
1.強化數字語言學習平臺應用導向、網絡化的建設思路。數字化語言學習平臺的建設為常規教學提供了極佳的網絡化教學空間,可以突破教學時空局限,可以強化學生自主學習和創新性學習,可以促進教學互動的實施,實現個性化教學,從而提高教學效率和效果,而整合資源利用的多種學習活動開發可以為學習提供支持。校園網語言學科平臺是一個為外語學科量身定做的真正的專業化學科平臺,應以應用為導向,滿足教師備課、課堂教學、自主學習、網絡作業、無紙化考試以及專業化口語考試的要求,輕松實現對教、學、考的有效控制,使管理和評估更加便捷有效。充分利用學校現有的校園網資源,實現資源的網絡遠程共享。應強化數字語言學習平臺建設的網絡化應用,把整合數字語言學習平臺的網絡資源看作教學的新空間和學習的新平臺,將傳統學習方式的優勢與網絡學習的優勢結合起來,將有利促進數字語言學習平臺的可持續建設與應用。
2.加強數字化語言學習系統與外語課程的深層次整合。數字化語言學習平臺的建設,使信息技術與課程整合成為可能,能夠解決高校教學資源緊張等問題。校方應把整合數字化語言系統資源看作是教學的新空間和學習的新平臺,通過在教學內容、教學目標、教學結構、學習模式和教學組織形式的混合,使信息技術成為課程學習的必不可少的組成部分,并起到核心作用,建立與課堂密切結合的數字化語言學習體系,真正實現既促進“教”,又支持“不教”。③通過數字化教學平臺建立素材庫、問題庫、案例庫等一體化教學資源,從而開啟“教與學共融,建和用互通”的資源建設新思路。④搭建數字化語言學習交流平臺。要研究與日常交流系統有效對接機制問題,使學生網絡學習的交流工具與日常生活中使用的交流工具實現有效的對接,通過數字化語言學習教學平臺能進行很好的溝通,增進師生、生生間的交流,促進營造寬松、自由的學習環境,使學生得到全新的學習體驗。
3.加強教師信息素質的培訓。培養和提高外語教師的信息素質是決定數字化語言學習平臺教學成效的關鍵。教師是外語教學中的主導者,因此數字化語言學習系統利用的效果好壞,教師起到了主導性的作用。沒有外語教師的轉變,沒有教師信息素質的培養和提高,就不可能有真正有效利用數字化語言學習平臺輔助教學,也不可能培養和提高學生利用數字化語言自主學習的能力。教師的信息素質包含兩個層面的內容:一是認識態度層面上的內容,即對信息、信息社會、教育信息化的認識和態度,這是每個教師必須具備的素質。二是信息能力,即實際操作層面上的內容,是教師對各種信息技術的正確利用和活用的能力,即對信息的獲取、理解、分析、加工、處理、創造、傳遞的理解和活用能力。⑤
4.加強自主學習監控管理,提高學生外語自主學習的能力。要改變目前數字化語言學習平臺教學的現狀,培養外語自主學習能力是有效利用數字化語言平臺的前提和基礎。在外語課堂教學中,教師應激發學生元認知的意識,加強學生自主學習的責任感。要積極開展教學實踐活動,通過數字化語言學習系統對學生的教學實踐活動進行指導和監督。⑥在教學過程中進行計劃、檢查、總結評價、反饋、調整和控制,建立學生自我控制與教師、 技術系統外部監控有機結合的調控體系。教師要將培養學生的自主學習能力作為教學目標的一部分,充分利用數字化語言學習系統,從教學任務設定、課堂教學、學習策略提供等幾個環節入手,在提高學生語言學習能力的同時,提高他們的自主學習能力,從而提高學生數字化語言學習環境下的自主學習成效。
五、結束語
數字化語言學習系統在優化外語教學,培養學生自主學習運用語言的意識和能力方面是可取的,為學生自主學習提供了良好的平臺和有利支撐。要充分利用數字化語言學習資源,就應加強數字化語言學習系統與外語課程的深層次整合;加強教師信息素質的培訓;加強學生自主學習監控管理。外語教師要轉變觀念,充分利用現代教育技術,開發課程資源,將數字化語言學習資源看成外語教學的一個重要組成部分,發揮數字化語言學習中心教學與應用的有效性,從而提升學生自主學習的能力。
[注釋]
①張會杰.精品課程網上資源如何讓學生受益[N].中國教育報,2008-05-19.
②丁興富,王龍,馮立國,等.北京市精品課程網上資源運行情況專題調研及主要結論[J].中國大學教學,2006(5):24.
在數字系統中,功能級電路是由能完成某種特定的邏輯功能的單元電路所組成的,而單元電路主要分為兩大類:組合邏輯電路和時序邏輯電路。對于單元電路的分析與設計,則是建立在真值表、卡諾圖和狀態表基礎上。這些只是在數字系統教學中要求學生應知應會的基本概念,而針對我院(成都市技師學院)五高層次高年級學生、三高層次及預備技師班學生的話,則應再上一個層次,在教授了基本概念的基礎上,將重點討論規模更大、功能更復雜的數字系統,介紹數字系統的概念、分析與設計,以簡單的實例說明數字系統的分析和設計過程,讓高職學生了解數字系統的基本知識、分析和設計方法,進一步加深對單元電路的理解,使他們掌握更專業的知識,在就業方面具有更多的優勢。
一、數字系統概念的教學
數字系統涉及的工程問題很多,如:機械工程學、有無機化學、電力電子學、傳感器原理、自動控制學等等。凡是以離散形式表示的,具有處理、存儲、傳輸數字信息能力的邏輯子系統的集合,稱之為數字系統。數字系統一般由三部分組成:輸入接口電路、輸出接口電路、數據處理和控制器。而五高層次高年級學生、三高層次及和預備技師班的學生在學習類似直流輸入接口電路、繼電器輸出接口電路以及集成數據處理電路等結構的電路時,具有一定的難度。通過我們團隊的研究討論及教學實踐,發現從基本原理入手,重點講解電路的分析方法,避開電路的內部結構和內部結構的分析方法,更能讓學生理解電路的工作原理。這樣一來,學生在學習時感覺較為簡單,從而提高了學生學習的積極性。輸入、輸出接口電路主要用來實現數字系統和外界的信息交換。而處理器則對輸入信號進行傳送和加工處理,同時接收控制器的信息,并將處理過程中產生的狀態信號提供給控制器(如圖1所示)。控制器是數字系統的核心部分,也是數字系統設計的重要部分。在控制器的作用下,系統內部各模塊按一定順序工作。針對學生對框圖的理解比較困難,在教學過程中可進行具體舉例,來說明電路的工作原理。舉個例子:輸入接口電路采用射極跟隨器(如圖2所示)。射極跟隨器指的是信號從基極輸入,從發射極輸出的放大器。其特點為輸入阻抗高,輸出阻抗低,因而從信號源索取的電流小而且帶負載能力強,所以常用于多級放大電路的輸入級和輸出級;也可用它連接兩電路,減少電路間直接相連所帶來的影響,起緩沖作用。說明這就是一個接口電路的原理,集成起來就是接口電路。有無控制器是區分子系統和數字系統的一個重要標志,凡是包含控制器并且能夠按順序進行操作的系統,不論其規模大小,都稱之為數字系統。存儲器規模大,但不能按照規定程序進行操作,只能稱之為子系統部件或功能模塊。對于子系統,定義為子系統是一種模型元素,它具有包(其中可包含其他模型元素)和類(其具有行為)的語義。子系統的行為由它所包含的類或其他子系統提供。子系統實現一個或多個接口。這種易混淆概念,通過對比講述的方法,學生接受程度較高。
二、數字系統分析
隨著大規模集成電路和超大規模集成電路的發展,越來越多的電路被集成在一片半導體芯片上。盡管如此,對于若干芯片組合而成的數字系統的分析仍是需要的。掌握數字系統的基本分析方法,分析系統內部信號之間的邏輯關系,以便了解復雜數字系統的工作原理和系統功能。分析給定數字系統的邏輯功能,通常可以按照以下的步驟進行。1、了解系統的功能在具體分析數字系統的邏輯功能之前,首先應根據所給數字系統的資料,了解系統的用途,實現什么功能。這對進一步分析各模塊或各個組成部分的功能起到指導作用。比如在分析數字系統的邏輯功能時可以用圖3中的框圖來解釋。由于框圖的分析在前面已經學過,在此基礎上,學生進行系統功能的分析時就比較輕松。2、查閱系統所用器件的功能在分析復雜數字系統的組成時,需查閱相關器件手冊,了解系統中使用的中、大規模集成電路的型號、邏輯功能及其連接方式等。芯片手冊動輒幾百上千頁,沒有必要將芯片手冊都讀完一遍再開始查詢。故可將其可視為工具書,當需要實現某個功能或不清楚怎樣實現時再進行查閱。而查閱時可先對芯片進行作用的分類,分類細化后,根據目錄查詢起來就快而準確。3、系統劃分,畫出分解后的邏輯框圖根據所學的基本知識,按照信號的流向及其完成的基本功能,將系統劃分成若干個功能塊,分析每個功能塊輸入和輸出信號之間的邏輯關系。例如在分析SA7111A系統的邏輯功能時,先將該系統細化成五個功能塊,然后再依次分析各塊之間的邏輯關系。整個過程雖然有些復雜,但是仔細分析,學生理解起來并不難。4、系統功能的分析連接各個功能模塊,進一步分析系統從輸入到輸出的完整工作過程。必要時畫出系統工作的狀態轉換圖或時序圖。數字系統功能的分析步驟,有以下幾個方面:列出各功能模塊的邏輯功能;不必從模塊內部電路分析,把各模塊看成黑箱處理;根據給出的電路圖理清各模塊之間的連接關系或控制關系;根據給定條件,分析各模塊的工作狀態以及整個系統的工作狀態;列出整個系統的功能表或狀態轉換圖或者畫出其時序圖;說明整個系統的邏輯功能。具體數字系統的分析時,應根據數字系統的具體組成情況靈活應用分析方法,并不一定拘泥于上述分析步驟。在特殊的情況下,根據實際情況,畫出流程圖,就可以直接畫出電路圖,也可以用應用軟件直接畫出電路圖。例如用Proteus就可以進行。Proteus軟件是英國Labcenterelectronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能,還能仿真單片機及器件。它是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺,其處理器模型支持PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、8051、HC11、AVR、ARM、8086和MSP430等。Proteus軟件從原理圖布圖、代碼調試到單片機與電路協同仿真,一鍵切換到PCB設計,真正實現了從概念到產品的完整設計。通過在教學中采用Proteus軟件,不僅可以吸引學生的注意力,提高課堂效率,還可以激發學生的學習興趣。
三、數字系統的設計方法
采用真值表、卡諾圖、狀態轉換表和狀態轉換圖等傳統方法設計或描述數字電路的邏輯功能,適用于輸入變量、輸出變量以及狀態變量較少、規模較小且功能較為簡單的數字電路設計。當數字系統的輸入變量、輸出變量以及狀態變量較多、功能較為復雜時,需要采用更加有效的設計方法,以適應于各種類型的數字系統設計。數字系統的設計方法通常分為兩類:自上而下的設計方法和自下而上的設計方法。1、自下而上的設計方法自下而上的設計是一種試探法,設計者根據實踐經驗將復雜的數字系統劃分成若干個子模塊,一直分解到可以用傳統方法進行設計為止。子模塊設計完成后,再組裝系統,調試系統以達到設計要求。自下而上的設計方法主要依靠設計者的實踐經驗和設計技巧,用逐步試探的方法完成系統的設計。系統的指標如何在系統構成后才能測試,如果不能達到要求,需要重新修改子模塊設計,因此設計周期長,資金投入較大。隨著計算機技術和設計手段的發展,自下而上的設計方法正逐漸被自上而下的設計方法取代。2、自上而下的設計方法自上而下的設計方法從整個系統的邏輯功能出發,明確系統要求,進行最上層的系統設計,將系統按照邏輯要求劃分為控制器和處理器,采用ASM圖或其他語言描述控制器和處理器。如果控制器和處理器仍然復雜,可以進行多重邏輯劃分。
通過對數字系統的概念、分析與設計循序漸進、舉一反三的理論教學,在加上在教學過程中,在實驗室進行電路的裝接、連接、測試、分析和PROTEUS軟件的使用,使學生既學到了知識,又增加了分析和動手能力,從而提高了教學的效率。
作者:謝彩云 唐 敏 王文川 單位:成都市技師學院
20世紀末21世紀初,國內外先后掀起了數字圖書館開發的熱潮,對數字圖書館的開發熱潮,對數字圖書館的研究不僅引發了信息技術專家和圖書情報工作者的濃厚興趣,而且引起了人文、社科研究人員及其他人員的注意。目前,在圖書館界甚至整個學術界還沒有一個被廣為接受的定義。從眾多的數字圖書館定義中,我們一般趨向于這種解釋:數字圖書館是指“具有豐富內容的多種媒體的數字化信息,具有網絡環境下多種電子技術工具和服務手段,能為讀者提供高效、方便的數字化信息服務機構”。用一個公式來表示,那就是:數字圖書館=豐富的數字化信息+先進的技術手段+高效的信息服務。這個定義包括三個方面的內容:數字化、網絡化和先進的服務手段。數字化是指數字化信息和信息載體;網絡化是針對信息通道而言的;而先進的服務手段是直接連接圖書館與讀者的橋梁,并最終使數字圖書館有所用、有所為。相對于傳統圖書館來說,它們都是全新的概念。
一、數字圖書館與傳統圖書館的區別
數字圖書館是在傳統圖書館的基礎上,經脫胎換骨的改變發展起來的,與傳統圖書館的功能、結構、運作方式、服務方式、評價標準、工作重心等多方面存在著差異,本文從以下幾個方面加以比較。
1.館藏結構的不同
傳統圖書館是以紙質載體為主,其它載體并存,它的復本概念和拒借率等現象不會消失;而數字圖書館則是全部以電子出版物和網上數字信息為管理對象,它的存儲介質已不限于印刷體,它具有文本、聲、光、圖像、影視等多種媒體,其存儲的載體也相應的有光盤、錄音帶和各種類型的數字化、電子化裝置。它通過多媒體、超文本、超媒體等技術,提供智能化的信息檢索手段,向讀者展示各種生動、具體、形象、逼真的信息,而且網絡化的信息資源,不存在復本和拒借率的現象。
2.服務方式不同
傳統圖書館的服務是以物理的圖書館為中心被動地為讀者服務,它受時間和空間的限制,只能局限在一定的地區和在一定的時間段里為讀者服務;數字圖書館的服務是開放型的,是一個分布式的圖書館群體。數字圖書館通過寬帶高速互連的計算機網絡,把大量分布在一個地域或一個國家的眾多圖書館或信息資源單位組成聯合體,把不同地理位置上及不同類型的信息按統一標準加以有效存儲、管理并通過易于使用的方式提供給讀者,超越空間和時間的約束,使讀者在任何時候、任何地方都可以在網上遠程跨庫獲取任何所需的信息資源,達到高度的資源共享。它是以用戶為中心,用戶通過網絡終端的方式查找信息,網絡可以把大量的網絡信息資源帶到用戶的家里或辦公室里,用戶們可以同時存取許多數字圖書館的信息資源。它沒有時間和空間的限制,一天24小時為讀者服務。
3.工作重心不同
傳統圖書館是通過采購、編目后進行流通和閱覽為工作重心的;數字圖書館則以信息的收集分析、參考咨詢和網絡導航為中心,圖書館員真正成為信息的導航員。數字圖書館可實現異種數據庫之間、服務之間、工作站之間的可互操作性,并正在探索深層語義上的可互操作性。它采用一種聯合式或協調性軟件,從類型相似的數據對象和服務中,取得一致性和連貫性檢索內容。
4.文獻信息載體的壽命不同
傳統圖書館以紙張載體為主,中國素有“紙千壽”之說,迄今為止,沒有哪一種輕便的文獻載體能比紙張更容易長久地保存和保護,只要保管好就能使用上百年時間;而電子載體不僅保存條件苛刻,而且壽命極短,數字化的信息容易受病毒等因素的影響,導致數據永遠丟失,如果圖書館因經費拮據不能續訂網絡數據庫,那圖書館將會一無所有,因為圖書館只不過是購買過一段時間的使用許可權。
5.圖書館管理員工作的任務不同
傳統圖書館管理員主要任務是對文獻信息進行收集、整理、保存、傳播,成為社會文化傳播的角色;而數字圖書館時代的管理員不再只是被動的信息資源管理者,而是成為信息采集者、管理和傳播者,成為利用文獻信息的導航員,由文化工作者轉向教育工作者。它可以通過網絡隨時和傳播各種文獻資源的信息,對讀者進行“引導”或“導航”,向讀者提供多種語言兼容的多媒體遠程數字信息服務。
6.圖書館發展經費的兩極分化
傳統圖書館的發展緩慢,圖書館建設在基本完成以后花費不多;而數字化的圖書館的發展建設的投入很高,具有高資金投入、高技術設備、高人力消耗的特點,而且信息資源共建共享也是高投入的,例如中國國家圖書館的中國數字圖書館試驗計劃和教育部的Calis項目的啟動均已耗資數千萬人民幣。 轉貼于
7.評價圖書館的指標不同
傳統圖書館一般用藏書量的多少作為主要的評價指標。如評價一個高校圖書館要看師生人均有多少冊書、刊,每年又新購多少冊書、刊,或藏有某些大部頭圖書、特色圖書等,這些指標的著眼點都是各館的藏書量。它的特點是:重投入和規模,輕產出和效益。投入和規模等指標,如書刊購置費、設備購置費、館舍、館藏、人員等是量化的,而產出和效益,如服務的質量和數量、整體效益和效率、人均效益和效率等往往缺少量化指標,要求是模糊的,評價是難以操作的。而現代圖書館是以本館和讀者群所能利用的文獻量、信息量及利用這些文獻、信息所產出的產品的數量、質量和經濟效益來作為評價一個圖書館的指標。它的特點是:重產出和效益,投入和規模的權值降低,被利用的文獻量、信息量及產出產品的數量、質量、經濟效益等都是量化的,評價較易操作。
二、數字圖書館的發展前景
數字圖書館雖然還處在理論研究與局部開發研究中,但它強大的生命力已經展現在了我們面前。數字圖書館是圖書館的一次革命,它必然會對圖書館界及整個社會造成深遠的影響。但我們也應該看到,從傳統圖書館到建成數字圖書館還有很長一段路要走,因為大量的國內外科技資料的數字化處理很可能是一個漫長的過程,不可能一蹴而就。因此,圖書館數字化建設應分為兩步走。
第一步是建立復合圖書館,也就是傳統圖書館與數字圖書館并存,電子版文獻與印刷版文獻并存。復合圖書館是館藏與虛擬的網絡資源結合體,因此應從實際出發,科學地處理多種載體類型的關系,制定策略,做好紙質文獻資源與數字化信息資源的整合工作。首先對現有信息資源進行統一標準的存儲和重新加工,建立完善的復合型圖書館信息資源體系,在技術標準上與國家標準保持一致。其次在進行數字化建設時,要分清主次,優先將特色館藏資源進行數字化加工處理,并為讀者提供更便利的服務如開辟網上閱覽、查詢、檢索、培訓等,使復合圖書館的服務更貼近讀者。
第二步是在復合圖書館基礎上建立起真正意義上的數字圖書館。在此期間,首要的任務是強化服務。數字圖書館是應服務的要求而產生的,因此,數字圖書館在傳統圖書館的基礎上要更充分地滿足讀者的服務要求,適應信息載體發生的變化,使服務更趨多樣化,由封閉走向開放,并與世界各大圖書館在因特網上融為一體。
與此同時,數字圖書館的建設還要加大信息基礎設施建設的力度,從通訊、網絡、計算機等方面為數字圖書館的正常運行提供保障。此外,各地區、各部門的圖書館要打破區域界限,在編目、館際互借、聯機檢索、采購等方面互相協調,按照優勢互補、互惠互利的原則實行大聯合,以便最大限度地共享信息資源。
三、數字圖書館與傳統圖書館的聯系
數字圖書館是傳統圖書館的發展,是以傳統圖書館為基礎,仍是傳統圖書館的組成部分。兩者構成因素、特征、功能、作用不完全相同,從而形成兩個不同的體系,各有相對的獨立性,各有自身的脆弱性和局限性,兩者又具有不可分割的聯系性。所以,數字圖書館和傳統圖書館兩者不是相互排斥,而是共存互補,相互結合為一個有機的混合體,這不僅是自身發展的需要,還符合社會發展與需要。
參考文獻
1、自我同一性
1.1 自我同一性的定義
最初提出這個概念的學者是精神分析學派的埃里克森,他提出了人一生成長中的8對矛盾,以及這些矛盾不能得到合理解決會產生的危機,埃里克森提出在青春期我們所面對的矛盾是同一性對抗同一性混亂,這個理論也是他最杰出的貢獻之一。在青春期之前,兒童的同一性就像是還未被編織在一起的一塊塊碎布,但是到了青春期結束的時候,這些碎布將會被織成一整塊對于個體而言獨一無二的布料。這種整合的過程,就是埃里克森所描述的同一性對抗同一性混亂的危機中的核心過程。一旦他們這樣做,他們就獲得了一種同一性,長大成人了。獲得個人的同一性就標志著這個發展階段取得了滿意的結局。
1.2 大學生自我同一性問題
如今大學生所在的社會環境,在很大程度上決定,他們探尋自我界定的過程會表現為一次徹底的危機過程還是一項更加可控的挑戰。因為一般而言,年輕人能接觸得到的選擇越多,以及必須做出抉擇的領域越多,那么在建立同一感的過程中所要面對的問題也就越多。比如說,在當地中國這樣一個青少年要在大量職業中做出抉擇的環境中成長,引發職業同一性危機的可能性要比在小型農業社會中成長大得多,而在后者,每個年輕人會繼續耕種他們自家的土地。在如今高速變化的社會,大學生面對著全新的更為復雜的一系列需要思考的問題——不僅有與職業計劃有關的問題,而且有與價值觀、生活方式以及對他人的承諾有關的問題。因而,當前大學生經歷長期而艱難的同一性危機的可能性要比以往大得多。
(1)同一性混亂。即以一種不和諧的、間斷的、不完整的自我感為特征。個體出現同一性混亂的程度各異,較為輕微的情況是在同一性危機的過程中不知道自己是誰,而較為嚴重的情況則屬于心理病理的范疇。同一性混亂還會影響個體的自主性、親密關系、性以及成就領域。
(2)同一性阻滯。同一性阻滯是指年輕人在建立起健康的同一感之前,可能會出于自愿,也可能會被迫越過那個探索和嘗試的階段。這些青少年會過早地將自身束縛在某一角色或者一系列角色(很可能是父母或其他權威人物為其設定的)之上,并且將某種特定的身份作為最終的同一性的基礎,而不是考慮多種不同的可能性。從本質上來說,這些青少年并沒有被給予了,或者說利用了一段心理社會緩沖期。這種在同一性危機中出現的回避狀況稱為同一性阻滯。
(3)負面同一性。即青少年會選擇明顯不見容于他們的父母或者社會的同一性。比如說大學教授的子女不好好讀書,卻去學音樂;官宦之家的子女總惹上官司等。采用負面同一性,其實是在同一性發展過程中已經出現問題的標志。雖然采用負面同一性固然也會得到他或她周圍的人的承認,但是這并非一種有利于健康成長的方式。通常,對于年輕人而言,選擇一種負面同一性,是在一種難以建立能獲得認同的同一性的環境中,為了構建某種自我界定感而進行的嘗試。
2、大學生就業能力及影響因素
2.1 就業能力的定義
對于就業能力的定義,國外學者尚未達成一致的意見。以就業能力的概念而言,西方學者福古艾特(Fuguate)認為,就業能力是指個體在其職業期間確認和實現在組織內部和外部職業機會的能力,國際勞工組織(IL0)則指出,就業能力是個體獲得和保持工作、在工作中進步以及應對工作生活中出現的變化的能力。英國原教育與就業部(DFEE)把就業能力解釋為獲得和保持工作的能力,進一步講,就業能力是在勞動力市場內通過充分的就業機會實現潛能的自信。
國內研究者鄭曉明認為,大學生就業能力是指大學畢業生在校期間通過知識的學習和綜合素質的開發而獲得的能夠實現就業理想、滿足社會需要。在社會生活中實現自身價值的本領。就業能力是一種綜合能力。這種觀點基本上代表了國內大多數研究者的觀點,因此可以說,就目前國內的大學生就業現狀,就業能力可以認為是學生發現、獲得并保持工作機會的一種綜合能力。
2.2 大學生就業能力的影響因素
大學生的就業能力的影響因素可以分為主觀因素和客觀因素,其中客觀因素包括社會形勢,學校教育;主觀因素涵蓋的面比較廣,可以總結為:專業知識和技能,目標和定位,適應和人際交往能力。
就業能力的第一點就是發現工作機會,而后才是獲得并保持工作機會,所以這就需要大學生有一個精準合適的目標和定位。目標和定位具體來說是學生的擇業觀念和職業規劃。很多關于就業能力的文獻中均提到過大學生的擇業觀念對就業能力的影響,有研究者指出當代大學生就業定位不準確,盲目攀比,好高騖遠,消極面對就業等等現狀。但是較少有研究者深入去追究當代大學生為何會出現這種種現狀。
所以同一性教育是時下大學生急需的心理教育,這對他們的就業能力的提高有著莫大的意義。
3、加強自我同一性教育,提升學生就業能力
自從埃里克森提出同一性這個概念以來,心理學界,教育學界都對青少年,大學生的同一性研究產生了濃厚的興趣。其中將同一性與就業能力結合起來的研究也逐漸增多,有研究者基于目前就業難的狀況,將中日大學生的自我同一性進行比較分析;也有研究者認為自我同一性混亂會導致大學生在就業中出現依賴和盲目從眾的心理;并且有研究者認為大學生同一性缺失會導致就業心理問題,包括攀比心理,自傲心理,自卑心理,挫折心理,從眾心理,急躁心理,焦慮心理,矛盾心理,依賴心理,羞怯心理;還有研究者認為從同一性過度延緩的角度入手,認為同一性過度延緩會導致就業心理問題,包括矛盾心理,從眾心理,逃避心理,自戀心理,自卑心理,依賴心理。
基于前人研究的總結,我們可以看出,大學生所面對不同的同一性問題會導致不同的就業心理問題,而從以上這些就業心理問題來看,它們的本質即影響了學生的就業能力中最直接的一個因素:就業目標和定位。因此,高職院校應該引導學生自我同一性的整合。
3.1 讓學生了解自己
清晰的認識自我對于自我同一性的整合有著重大的意義,正如前文對同一性的定義所言,在同一性整合之前,我們的每一部分都是一個碎片,能力,性格,價值觀,人生觀,這些無數個碎片的統一結合才能構成一個獨一無二的個體,而同一性就是這么一個將碎片整合的過程。在整合之前,勢必需要對自己的每一個碎片有所認識,要了解自己的長處和短處,明白自己適合做什么,興趣在哪里,價值觀和人生觀又是如何。
關于自我的各個部分,心理學家魯夫特與英格漢提出“周哈里窗(Johari Window)”模式,“窗”是指一個人的心就像一扇窗,普通的窗戶分成四個部分,人的心理也是如此。因此把人的內在分成四個部分:開放我、盲目我、隱藏我、未知我。
對這四個部分的了解可以通過不同的方式達到,對于開放我和盲目我可以通過通過他人直接表達對自我無意識領域的認知,贏得了更好了解自我的可能性;對于隱藏我和未知我可以通過心理學的某些測驗而得到,比如16PF,投射測驗,職業問卷等。
3.2 讓學生接納自我
在對自己有了一個系統的了解之后,并不是每個人對自己的每一點都能完全接納的,可能只是選擇性接納,或者扭曲了事實來接納,這種對自我的接納方式就易產生同一性混亂。因此,在客觀的認識自我的基礎之上,完整的接納自己,包括優點和不足。
很多人能接納自己的優點,但是無法面對自己的缺點,甚至還會拿自己的缺點和人家的優點相比較,進而產生自卑心理。產生這種情況需要改變的是觀念:要明白人總是有缺點的,只是缺點多少的區別和表現明顯與否的區別;千萬防止拿自己的短處和旁人的長處做比較。做到這兩點,基本就可以完全的接納自我了。
3.3 幫助學生進行職業規劃指導和培訓
學校為了提高畢業生的自我同一性,加強就業能力,可以對學生進行職業興趣和職業能力測試,通過團體討論、角色扮演以及心理劇等團體心理輔導,幫助學生客觀地認識自己的興趣、特長,并且在活動中體會各種職業的不同,以便能更好的尋找適合自己的崗位。
在讓學生對職業有一個清晰認識之后,學校應該能提供相關的培訓得以讓學生的技能更好的發展。并且為了讓學生能明確自己未來的發展方向,可以聘請有關專家為學生進行職業生涯規劃和咨詢。這樣,在自我同一性得以整合的前提下,就業能力才能全面的得以培養。
參考文獻
引言
電子政務信息安全問題 電子政務是一個基于現代信息技術的綜合性政務信息系統,涉及政府機關、各團體、企業和社會公眾,其基本框架一般來說主要包括政府辦公政務網、辦公政務資源網、公眾信息網和辦公政務信息資源數據庫四個部分,即“三網一庫”。我國早在2002年7月《關于我國電子政務建設指導意見》中,明確“把電子政務建設作為今后一個時期我國信息化工作的重點,政府先行,帶動國民經濟和社會發展信息化”,2006年進一步在《2006-2020年國家信息化發展戰略》中明確“電子政務”作為我國信息化發展的重點戰略,實現政府“改善公共服務,加強社會管理,強化綜合監管和完善宏觀調控”。
1.我國交通運輸電子政務平臺發展現
2004年2月,交通部在其制定的《中國交通電子政務建設總體方案》中,提出了“交通政務內網、交通政務外網和電子信息資源庫”的交通電子政務建設總體架構,同年12月又出臺了《交通運輸電子政務網絡及業務應用系統建設技術指南(試行)》。在政策的指導下,我國交通電子政務平臺的發展速度加快,交通電子政務平臺的基礎架構已經凸顯規模,部(交通運輸部)省(各省道路運輸管理部門)道路運輸管理信息系統建設,已實現了20多個省(區、市)運政系統與部聯網,縱向業務系統互聯互通、資源共享、整合利用的模式已初步建立。與此同時,交通電子政務平臺的信息化標準規范體系也得到進一步完善。目前,網絡“開放性”與政務“安全性”、網絡“可訪問性”與政務“穩定性”是我國交通電子政務實施過程的兩大矛盾。
1.1安全性與開放性的矛盾
即電子政務的安全要求與電子政務平臺的開放性要求成為交通電子政務實施過程中最難以平衡的一對矛盾。如何把握政務“安全”與網絡“開放”的平衡,一方面要把握住哪些信息是交通政府部門的機密,哪些是開放;另一方面,在電子政務平臺的建設過程中如何擺脫“安全絕對化”傾向,否則電子政務服務的公眾性就會失去落腳點,以政務信息化帶動社會信息化、企業信息化的戰略意圖也將難以實現。
1.2安全性與可訪問性的矛盾
電子政務的安全性要求與電子政務平臺的可訪問性要求成為交通電子政務實施過程中另一對矛盾。電子政務平臺應重視其信息安全問題,其另一層含義還應注意保持網絡安全性與可訪問性之間的平衡。交通電子政務平臺必須易于訪問,這樣才能激勵公眾去使用它。而在提供了更好的可訪問性的同時,也將交通運輸的數據暴露在不斷增長的病毒及未授權訪問的威脅之下,導致政務平臺的不安全性。
2.我國交通運輸電子信息安全保障體系的構建
當前我國交通電子政務實施過程的兩大矛盾的解決,依賴于安全、穩定、可靠的交通運輸電子政務平臺信息安全保障體系。對于電子政務平臺實施過程中所面臨的信息安全保障問題,我國早在2003年9月頒發的《關于加強信息安全保障工作的意見》中明確提出了建立等級保護制度和風險管理體系的要求。2004年11月,公安部等國家四部委聯合推出信息安全等級保護要求、測評準則和實施指南,為政務領域進一步建立政務信息系統風險管理體系提供了技術基礎和指導。交通運輸部也于2008年12月頒布的《交通運輸電子政務網絡及業務應用系統建設技術指南》中對交通電子政務平臺的安全保障體系作了詳細的技術規范。
2.1信息安全保障體系及其基本要求。信息安全保障體系的基本要求主要體現在以下幾個方面:
保密性。主要體現在誰能擁有信息,如何保證秘密和敏感信息僅為授權者享有。
完整性。主要體現在擁有的信息是否正確以及如何保證信息從真實的信源發往真實的信宿,傳輸、存儲、處理中未被刪改、增添、替換。
可用性。主要體現在信息和信息系統是否能夠使用以及如何保證信息和信息系統隨時可為授權者提供服務而不被非授權者濫用。
可控性。主要體現在是否能夠監控管理信息和系統以及如何保證信息和信息系統的授權認證和監控管理。
不可否認性。主要體現在信息行為人為信息行為承擔責任,保證信息行為人不能否認其信息行為。
2.2安全組織體系。政府高度重視交通運輸信息化工作的同時,堅持把“積極防御,綜合防范”放在優先位置,首先要求成立專門的信息安全領導小組。信息安全領導小組可由交通主管領導擔任領導小組組長主管信息安全工作,下設信息安全工作組,各管理部門負責人、業務部門負責人為成員。
2.3 安全技術體系。交通電子政務平臺的安全技術體系可搭建專業的安全管理運營中心,并從基礎設施安全和應用安全兩個方面去搭建安全技術支撐體系。
2.4安全運營體系。安全運營體系是一個完整的過程體系,在交通電子政務平臺的整個過程中,正常的運作流程,其信息流遵循自上而下的流程,即交通上級部門根據電子政務平臺信息安全需求的目標、規劃和控制要求做計劃,下級交通部門根據計劃進行執行、檢查和改進。而若交通電子政務平臺其安全性出現威脅,影響正常的運作流程時,此時信息流則遵循自下而上的逆向過程,下級交通部門向上級部門報送安全事件,上級部門根據其安全事件進行分析、總結和改進。
2.5 安全策略體系。網絡安全策略是為了保護網絡不受來自網絡內外的各種危害而采取的防范措施的總和,因此信息安全策略是信息安全保障體系建設和實施的指導和依據,全面科學的安全策略體系應貫穿信息安全保障體系建設的始終。安全策略體系,主要包含安全政策體系、安全組織體系、安全技術體系和安全運行體系四個方面的要素,在采用各種安全技術控制措施的同時,必須制訂層次化的安全策略,完善安全管理組織機構和人員配備,提高安全管理人員的安全意識和技術水平,完善各種安全策略和安全機制,利用多種安全技術實施和網絡安全管理實現對網絡的多層保護。
通過重視交通運輸資源對運輸經濟進行分析,需要對其內在的關系進行分析,一是對交通運輸資源與交通運輸的關系,二是對交通資源與交通區位的關系,三是對交通運輸資源與交通規劃的關系,四是對交通運輸資源同其他的運輸經濟之間的關系,通過對這四層關系的深入分析,能夠很有效地進行體現交通運輸資源重要性的運輸經濟分析。接下來,筆者將對這四個方面的關系進行一一分析。
一、交通運輸資源與交通運輸的關系
交通運輸資源是交通運輸的前提條件。交通運輸資源包括公路,鐵路,航道以及機車,火車,船舶等不動產資源和動產資源;還包括從事交通運輸工作的人力資源,和交通運輸管理體系等軟資源。所以,交通運輸資源是交通實現運輸的手段和前提條件。交通運輸作為一項基本的社會活動以及經濟活動,具備以下四個要素:①交通運輸的網絡;①交通運輸的基礎設施;③交通運輸的運輸對象(旅客,貨物等);④交通運輸的管理模式,管理體系。交通運輸的功能性有賴于交通運輸資源得以實現。
二、交通運輸資源與交通區位的關系
何謂交通區位呢?在進行具體分析交通運輸資源與交通區位這兩者的關系之前,我們先來介紹一下什么是交通區位。簡單地說來,交通區位就是指因為交通不動產資源所具有的成本上的優勢,從而使得交通行為和交通資源集中在一起的區位。包括有交通區位線和交通區位點兩個部分:交通區位線比如線路或者通道等;交通區位點比如車站,廣場,交通樞紐等等。交通資源我們在摘要中已經明確介紹,那么接下來筆者來說一下什么是交通行為。交通行為指的是對旅客還有貨物的空間轉移活動的總稱,可以是運輸公司提供的營利性,服務性的活動,也可以是自身進行的活動。
交通區位根據其存在的性質特點可以分為以下五種,分別為:①為滿足社會經濟發展之需要而存在的交通區位。這是指受社會經濟之發展,其他交通區位的影響,而需要設立的交通行為與交通資源集中的區位。這種交通區位的本質的性質是雖然有需求,但是還沒有形成實際存在的交通區位;②自然或者自發而形成的交通行為,交通資源集中區域――交通區位。這是指沒有政府投資建設,或者所需要建設的設施所需資金特別低而形成的交通區位。這種交通區位的本質特點是所需要投資的成本極低;③理想交通區位。這是通過人們的科學,全面地分析之后,而發現的最佳,理想的交通行為,交通資源的聚集區域。這種交通區位的本質特點是經過人們的全面,科學地分析,交通區位具備更高的正確性,合理科學性;④計劃方案中設定的交通區位。這是根據交通運輸之發展而設定的計劃方案中存在的交通區位;⑤人工建設的交通區位。這是現實中實際存在的一種交通區位。這種交通區位的缺點是一旦與社會經濟發展不符合,與交通運輸的實際發展情況不符,則無法改善。
交通運輸資源與交通區位存在以下五種關系:①互生關系。即有交通行為,交通資源的地方就一定會有交通區位,二者不可分割;②如果僅僅有潛在可能的交通行為或者交通資源而沒有事實上的交通行為或者交通資源,那么交通區位就不一定會存在,因為需要投入一定的資金進行基礎設施的建設。比如具有優良轉運能力的港口,如果沒有進行基礎設施的建設,也不會形成交通區位;③交通區位的形成需要完整的交通行為與交通資源。交通運輸資源如果僅具備交通運輸行為或者交通資源,那么,交通區位也不會形成;④因為交通區位的建設成本普遍較高,所以,如果交通運輸資源有限的話,一般情況下也不會形成交通區位,因為投資與收益不成比例,會導致經濟虧損;⑤交通運輸資源需要交通區位,所以只要存在較為頻繁的交通行為以及豐富的交通資源就會有交通區位的存在。
三、交通運輸資源與交通規劃的關系
交通運輸是一項消耗大量經濟成本的社會經濟活動。交通運輸資源的形成費額高昂,所以只有通過合理科學的交通規劃才能實現交通運輸資源的高效利用,提高運輸效率。交通規劃需要將運輸經濟學中的先進理念整合進來,保證交通規劃的合理,科學。科學,合理的交通規劃能夠發現理想的交通區位并進行合理地投資進行建設,發揮交通運輸資源的最大作用,降低運輸資源在運輸活動中的損耗,提高交通運輸資源的使用效率。衡量交通規劃是否合理有一下幾項標準:①規劃實施是否及時全面;②交通行為與交通資源是否能夠與交通區位成功整合;③交通行為,交通資源與交通區位是否相適應;④規劃的交通區位是否在實踐中收益明顯,是否能夠促進運輸經濟的發展。
四、交通運輸資源與其他運輸經濟之間的關系
過去運輸經濟的研究內容,缺少對交通運輸資源的分析,所以運輸經濟的結構并不完整。現代的運輸經濟研究加強了對交通運輸資源的重視,所以與交通運輸資源相關的其他運輸經濟學的內容也多了起來。隨著我國社會的發展,公眾對于交通運輸資源的分配制度以及公平性越來越關注。運輸經濟中的資源分配制度,以及公平制度,將在交通運輸資源的前提下有所建立,健全完善。
由于部分自然交通資源的可耗竭性和非再生性,也由于人工交通設施能力增加的突變性和大量投資的沉淀性,以及很多交通資源存在的公益性和準公共性等特點,運輸經濟學必須關注系統外部資源轉化為專屬交通資源和已有交通資源的優化配置與使用問題,避免交通規劃、建設及交通運輸活動中的資源浪費和濫用。任何社會資源都是有限的,當一項資源用作某種用途以后,就減少了其在其他地方使用的機會,因此經濟學特別關注資源被使用而產生的社會付出,即機會成本。無論是運輸系統內部的資源,還有可能形成專屬交通資源的外部資源,都是短缺的,要盡可能用較少的交通資源完成社會經濟所需要的運輸位移。交通資源可以從不同角度進行分析考察,包括政府關心的交通資源、交通規劃機構和人員關心的交通資源、運輸企業關心的交通資源、使用者關心的交通資源和社會公眾或學術界關心的交通資源等。行業部門和地方政府首先關心如何使本系統或地區獲得更多外部資源,然后才是如何使本系統或地區內的運輸資源效率更高,而中央政府更應該關心如何使交通系統專屬資源和系統外部資源保持平衡,使更大的宏觀系統平穩運行。交通規劃和建設負責實現把外部資源變為專屬交通資源過程中在時間、空間和物性三個維度上的耦合,過去規劃機構主要關心各運輸方式系統內專屬資源的使用效率最高,目前也需要更多關心綜合交通網的效率以及系統與外部環境的和諧,當然規劃委托主體的不同以及規劃方法和規劃程序的不同,也會使規劃方案的指向出現差別。運輸企業關心自身能夠控制或利用的交通資源與其他資源的有效結合,使核心資源的使用效率最高并形成市場上的競爭力。交通使用者更關心利用社會交通資源實現自己所需要的客貨位移,當然自有運輸也導致其對交通工具的擁有。對于社會公眾來說,人們會更關注交通資源的分配制度和分配的公平性,以及運輸業發展對自身生活質量的正負影響。而學術界的興趣則可能在于各種資源配置問題中的因果關系,包括在各種約束條件下和規則保障條件下如何通過交換實現交通資源的有效配置,特別是有助于實現一體化的完整運輸鏈條等。
對交通運輸資源的方方面面進行認真深刻地研究,對于運輸經濟學有著重要的積極作用。能夠推動運輸經濟學學科的結構完整,扎實,內容詳盡。同時,運輸經濟學的發展對于交通運輸資源的高效利用也有著重大的推動作用。目前在我國,運輸經濟學的主要研究內容是:節約投資的同時,加強交通運輸的資源補充,新建,技術提升,改善運輸業的經營管理制度,最終擴大我國的運輸能力,適應高速發展的社會主義市場經濟的需求。所以,重視基于交通運輸資源的運輸經濟分析就有重要的現實意義。筆者希望本文能夠為大家提供參考,促進交流,共同學習進步!
參考文獻:
中圖分類號:G434 文獻標志碼:A 文章編號:1673-8454(2017)13-0040-05
隨著信息化和數字化的不斷發展,為了適應教育現代化的發展需要,教學資源的數字化進程逐步加快。然而其存在的問題也日益凸顯。不同來源的教學資源采取不同的數據規范和標準,使數字資源之間難以統一口徑,資源之間缺少必要的關聯。除此之外,資源本身的描述不夠具體,用戶往往需要花費較多的時間提取所需信息,這些問題的存在都嚴重阻礙了教學資源的智能化進程。2000年,Web之父、萬維網的發明者伯納斯?李(Berners-Lee)提出了語義網(Semantic Web)的概念。自2009年肖頓?戴維(Shotton David)等人提出語義出版概念后,語義出版就受到了出版界與學術界的廣泛關注。語義出版是一種語義強的期刊出版形式,它通過語義標記的方式豐富了文章的內容和表現形式,有助于增強文章內容的關聯性,改善科研用戶的閱讀體驗,最終實現智能化出版。[1]
近年來,面對數字教學資源建設窘迫的現狀,語義相關技術逐步受到關注。楊現民、余勝泉等[2]2013年基于學習元平臺(Learning Cell System, LCS),提出了C合應用語義基因、基于規則的推理、關聯規則挖掘等技術實現資源動態語義關聯的方法,并在實踐中驗證了該方法的準確性。楊現民[3]提出教學資源動態語義聚合是要自動生成具有內在邏輯關聯的資源結構體,且可以隨著資源之間關聯關系的變化而動態更新和發展。語義標記技術可以增強教學資源之間的語義關系,促進資源的發現獲取,能夠在一定程度上解決教學資源數字化進程中面臨的困境。鑒于此,本研究將對數字教學資源的語義標記相關技術進行探索,提出數字教學資源語義標記系統模型,并以基礎教育教學資源為例對數字教學資源語義標記實現路徑進行分析,期望能對當前數字教學資源建設提供借鑒和參考。
一、數字教學資源語義標記的相關理論與技術
1.語義標記的概念與意義
語義標記是建立在資源深度揭示與高度集成基礎上的信息組織方式,它的出現為創新教學資源組織與方式提供了新的思路;同時,通過對資源知識單元進行語義標識提高資源對象間的關聯度,有助于實現資源內容的按需重組與。[1]借助本體、關聯數據等語義相關技術,可以豐富數字教學資源的內容特征,增強不同資源間的語義關聯,并提供相關資源數據集的獲取途徑,提高資源的利用率。從數字教學資源的內容、形式和服務等方面來看,語義標記具有五方面顯著的意義:
(1)實現資源內容結構化。在海量教學資源中,存在著大量碎片化、非結構化的信息,用戶無法高效地進行篩選、提取和利用,通過XML、RDF、OWL等技術和標準,可以將大量非結構化、碎片化信息轉變為結構化信息。在此基礎上,通過添加語義標簽,劃分教學資源的結構層次,建立資源與數據庫之間的鏈接,以便實現教育內容的獲取和處理。
(2)促進教學資源的融合。在語義標記的網絡環境下,不同來源的數字資源、不同描述方式的內容可以通過提取元數據、構建本體庫、進行數據關聯等方式實現數字資源的有效融合;通過語義互操作實現不同類型數據之間的融合,從而解決不同數據描述方式帶來的資源異構問題以及不同數據庫來源帶來的跨庫檢索難以實現的問題,改變信息孤島等情形的存在,大大提升用戶的檢索效率和檢索體驗。
(3)實現數字資源可視化。語義標記通過添加語義標簽、高亮詞條等可視化方式,可以更好地展示教學資源的知識結構,幫助用戶快速理解資源核心主題,獲取相關信息,提高學習效率。
(4)實現資源對象關聯化。語義標記借助語義技術,通過自動識別資源中有意義的實體,從內容的邏輯結構等不同層次實現對教學資源的精準分析,實現知識單元之間的多層次關聯,深度揭示教學資源的知識結構,便于用戶閱讀和理解。同時,通過教學資源的多重引用關系和本體技術,實現不同語義資源之間以及內外部資源的聯系,便于用戶拓展閱讀。
(5)實現資源個性化推送。不同的用戶有著不同的信息需求,個性化是信息服務的發展趨勢,面向語義標記的數字教學資源有必要關注用戶同數字化資源之間的相關性,分析用戶的興趣所在,并以用戶需求為導向組織和提供適合的教學資源。
2.數字教學資源語義標記的表現形式
數字教學資源語義標記的表現形式主要包括兩種,一種是對資源外部形式特征的揭示,如揭示資源的媒體類型、格式、適用對象、作者、日期、版權管理、標識、評價等信息,并根據這些外部的形式特征建立起與相關實體資源的關聯。另一種是對資源內容特征和邏輯結構的揭示和描述,具體可以體現為標題、學科、年級、教材版本、知識點等實體的語義標注,實現資源內容的結構化導航及相關資源之間的聯系等。語義標記的發展階段大致劃分為三個層次――描述外部特征的初級階段、淺層語義特征描述階段和深層語義特征標引階段。在淺層語義特征描述階段,主要關注半隱性或半顯性語義特征的描述。隨著相關技術的不斷發展成熟,逐步過渡到全面實現語義特征標記的高級階段。
3.數字教學資源的語義標記技術
語義標記通過XML、元數據、本體、關聯數據等語義相關技術,能夠實現非結構信息的結構化,通過添加語義標簽使信息資源內容有層次,從而為實現內容的自獲取與融合提供基礎。
(1)XML
XML(eXtensible Markup Language,可擴展標記語言)是由W3C定義的一種用于對信息進行描述的語言,是標準通用標記語言SGML的一個優秀子集。XML既能對數據內容進行描述,也可以對其結構進行描述,從而體現數據之間的關系。在數據交互和集成方面,XML有著獨特的優勢。XML的可擴展性使用戶可以根據特定的需要定義文檔中的標記,非常靈活;XML可以使數據結構化,方便建立任何層次復雜的模型。作為數據表示與交換的標準,XML可以表達各種類型的不同數據,提供數據結構和內容表示的通用格式,從而實現數據的交互與共享。此外,其跨平臺能力能夠實現不同數據源數據的無縫集成。
(2)元數據
元數據是用來對數據屬性進行描述的“關于數據的數據”。信息界將元數據定義為:既可以用來描述信息資源,也可以為各種不同的數字化信息單元和資源集合提供規范,并且能夠對數字資源進行整合,加強對信息資源的搜集開發和組織利用。[4]元數據的可獲取性和泛在性,為數字資源聚合提供了數據基礎;其規范性的結構特征能夠實現數字資源不同層次的集成。
(3)本體
本體是某個領域的概念集合和概念之間的關系,通過形式化的方式表達該領域的知識及其知識結構。在Tim Berners Lee提出的Web體系結構中,本體層起著關鍵作用。本體可以為不同類型不同來源的資源提供統一的概念描述標準,從而實現資源的語義化標注和資源與資源之間的語義互操作,這為解決不同資源間的語義異構難題提供了基礎;同時,對不同領域的資源構建本體,可以將不同的知識本體聚合,有利于解決數字資源孤島問題,從而實現數字資源多層次全方位的深度聚合。[5]在知識組織中,本體的主要作用就是基于資源集合構建一個本體概念模型,該模型通過對資源進行語義標注,將其組織成相互關聯的知識網絡,從而完整清晰地反映資源的知識結構,更好地實現知識檢索。[6]目前,基于本體的應用主要是構建各種類型的本體知識庫和本體概念模型,在語義層面上對資源內容進行描述和揭示。
(4)關聯數據
關聯數據由語義網創始人Berners Lee在2006年7月首次提出,是W3C推薦的用來在語義網上、共享、鏈接各類數據、信息和知識的一種標準。關聯數據是一種推薦的語義網最佳實踐,是語義網發展的重要推動力量。關聯數據可以理解為用URI來命名數據資源,采用RDF模型來描述和聯接資源,并揭示資源間的語義關系,通過HTTP協議來獲取這些數據。關聯數據對數據資源進行語義描述,不僅可以揭示數字資源內部的復雜聯系,還能夠實現不同數字資源之間的語義互操作,從而促進資源之間的語義互聯和深度聚合。它不僅使分散異構的數據實現語義關聯,還常與本體技術結合,增強資源之間的語義相關,從而使數據資源成為無縫關聯的有機整體,便于實現數字資源的一站式檢索等其他應用。
二、數字教學資源的語義標記系統模型
基于當前數字教學資源建設面臨的問題,以及語義標記為導向的數字資源建設所具有的優勢和價值,本文依據王曉光、陳孝禹提出的語義出版的DBIU模型,借助數字教學資源語義標記相關技術,構建了數字教學資源的語義標記系統模型。[7](見圖1)
依據王曉光、陳孝禹提出的語義出版的DBIU模型,⑹字教學資源語義標記層次模型分為數據層(Data)、業務層(Business)、交互層(Interaction)和用戶層(User)。
數據層用來存儲各種類型的數據。在語義標記中,數據類型豐富,除了傳統的結構化數據之外,還包括了大量的半結構化和非結構化的數據。數據層即用來存儲不同類型的數據,它是語義標記系統的基礎。數據層不僅僅是傳統的以單個資源作為存儲單元的教學數據資源庫,還有大量的以細粒度“知識單元”作為獨立存儲單元的數據庫,例如XML數據庫、關系型數據庫等。這些數據庫的建立滿足了用戶實現知識快速獲取和高效利用的信息需求,將信息服務由資源本身深入到了資源內部的知識單元,使語義標記具備了知識服務的功能。
業務層則是在數據層存儲各類數據、建立知識單元的獨立知識庫的基礎之上,對知識單元進行識別,實現知識單元與知識單元之間的自動關聯,從而構建一個廣泛的、充滿語義聯系的知識網絡,實現知識的自動發現。業務層能對數據進行結構化處理,并對資源內部的知識單元進行細粒度的識別和語義標注,將眾多資源聯系起來,建立起層次多且豐富的知識關聯,滿足當前環境下用戶對信息和知識集成和集中獲取的需要。業務層建立的關聯不僅包含傳統的教學資源之間的相互關聯,例如建立一個資源同相關資源之間的聯系,還包括資源內部各個部分之間的聯系以及教學資源內部知識單元同外部資源之間的鏈接,大大豐富了教學資源的知識內容。
0、 引言
電力調度自動化技術目前已經相當成熟,在掌握和控制電力的供給和需求方面可以達到相當精確的程度。電力生產企業為了及時了解調度管理信息,更好地執行調度指令,提高生產效率,對配電系統進行了一系列的新技術改造,調度自動化系統監控管理輸電網絡,配電動化系統監控管理配電網絡,兩個自動化系統之間存在管理交界的地方,部分供電企業明確劃分兩個自動化系統之間的管理權限。調度自動化系統負責對整個變電站設備的監視控制,配電自動化系統負責對從出線開關開始的戶外開關的監視控制,為了能夠滿足配電自動化系統的需要,變電站變壓器低壓側設備信息,如變壓器低壓側開關、母聯開關、出線開關等的信息配電自動化系統也需要使用。為了能夠充分利用資源(如通信網絡)、節約投資,供電企業一般在建設有通信通道的地方采用兩個系統公用(如圖1所示)或通過兩個系統進行數據交互來共享已有的數據。本文對共用信道方式不作詳細介紹,主要對兩個系統數據交互進行討論。
一、變電站設備數據接入
變電站信息,對于配電自動化系統和調度自動化系統來說,都是必須的。如何獲得變電站設備的信息,在現場一般采用3種方式,如圖2:
方法1:在建設調度自動化時,變電站綜合自動化系統通過串口把信息上傳時,一般至少都留有一路備有串口,在上配電自動化系統時,使用該備用串口,通過備用串口與配電自動化系統的子站連接,通過子站把變電站設備信息上傳給配電自動化系統。配電自動化系統通過配置設備相應的點號、系數,進行分析轉換后,供自己使用。
方法2:如果在變電站綜合自動化系統沒有備用串口并且也不想新增串口,配電自動化系統可以通過調度自動化系統的前置服務器獲得新數據,配電自動化系統通過配置設備相應的點號、系數,進行分析轉換后,供自己使用。
方法3:在調度自動化系統接受變電站設備信息進行處理后,通過兩個系統之間的接口,調度自動化系統把處理好的數據直接傳給配電自動化系統。配電自動化系統負責接收數據為自己所用。
配電自動化系統和調度自動化系統之間數據交互的內容包括:①變電站、中心配饋線開關遙控;②變電站內變壓器、母線、出線的遙信、遙測數據。
二、信息接入方案
對于上面提到的方式1和方式2,因為基本上都是涉及硬件方面的接口,在這里不做多的介紹,主要介紹方式3。
2.1調度自動化系統與配電自動化接口應該注意的問題
1)在進行接口時,必須保證兩個分布在兩個不同網段的系統安全運行,通過路由器等必要設備進行快速有效的連接;
2)兩個系統都接入了變電站設備的實時信息,應該明確配、調兩個系統的責任、分工,為日后維護明確責任,有據可依;
3)兩個系統同一數據表,包括:場站號、點號、描述、屬性、質量位等,方便日后供電企業系統維護,進一步保證配、調兩個系統數據的一致性。
4)選用統一、安全、高效的應用層通信協議。
5)對于變電站10kV出線,由于配電自動化系統要實現故障的處理,需要控制出線開關,最好把出線開關的控制權限下放給配電自動化系統;
6)調度自動化系統傳送數據給配電自動化系統時不能影響本身的監控,同時要滿足配電自動化系統實時性的要求。
7)對于配電自動化系統對調度自動化系統的要求,需要自動留下記錄,以便在必要時候進行查詢和分析。
2.2調度自動化系統與配電自動化接口具體實現方案
1)硬件連接方式:配電自動化系統和調度自動化系統通過路由器進行連接,在路由中設定兩個系統的互訪方式。
2)采用規約,網絡層/傳輸層:TCP/IP網絡協議;應用層:DL476-1992實時數據傳輸規約,0型規程。現對應用層DL476-1992實時數據傳輸規約簡單介紹。
2.3傳輸模式
1)雙方所需數據,依照共同確認的數據索引表,由對側定期發送。
2)遙測和遙信數據的傳送均采用全數據傳送和變化數據傳送兩種方式。每種數據傳送方式均采用周期性傳送,周期可調。
3)對側收到數據報文后,給予數據確認報文。
4)變化遙測數據可以緩沖一定時間再傳輸,時間可調。
5)變化遙信立即傳輸。
6)建立通信連接后,雙方首先向對端發送全數據。
2.4報文說明
1)數據報文頭控制域為A_DATA。
2)數據確認報文頭控制域為A_DATA_ACK。
3)數據報文第4個字節“優先級”,各條鏈路唯一。
4)數據報文最大長度512個字節。
5)全數據報文可以采用分包傳送,每個全數據報文必須標明起始序號。第一包全數據報文起始序號為0;若第一包全數據報文包含n個記錄,則第二包全數據報文起始序號為n,第n包為前包(n-1)全數據報文所包含記錄的總數。
6)全遙測數據報文與全遙信數據報文起始序號分別計算。
7)每次全數據報文發送,起始序號從0計算。
8)控制報文:第5、6兩個字節表示剩余報文長度。
9)全數據報文報文頭12個字節:第5、6兩個字節表示剩余報文長度;
10)第9、10兩個字節表示剩余報文長度;
11)第11、12兩個字節表示起始序號;
12)變化數據報文報文頭10個字節:第5、6兩個字節表示剩余報文長度;
13)第9、10兩個字節表示剩余報文長度。
14)變化數據報文數據記錄序號從0開始計數。
2.5通信交互過程說明
1)客戶端(Client)通信進程首先發起TCP層連接,服務器端(Server)通信進程處于監聽狀態;TCP層連接建立后,就可以準備建立應用層連接。
2)客戶端(Client)通信進程首先發出A_ASSOCIATE請求建立鏈路的握手報文,服務器端(Server)通信進程用A_ASSOCIATE_ACK應答。握手成功后Client與Server~建立了應用層連接。
3)應用層建立連接后,就可以進行數據傳輸,Client與Server可以向對端周期性發送全遙測、全遙信、變化遙測、變化遙信數據報文(周期可調),對端收到數據報文后,應回送數據確認報文,或數據否認報文。
4)如果Client端通信進程終止,Server端進程應能判斷鏈路斷開,并等待Client端再次建立鏈接。同樣,如果Server端進程終止,Client端進程應能判斷鏈路終止,并準備重新建立連接(或自動切換與Server端備用機進行通信)。
5)客戶端/月艮務器端斷開連接時,應該向對側發送相關連接控制(放棄、釋放等)ta文,對側收到相應報文后,應斷開連接,準備重新建立連接。
6)客戶端服務器端長時間不能收到對側報文時,應斷開連接,準備重新建立連接(時間可調)。
2.6通信端口說明
cc2000系統計算機通信子系統作為服務器端時只用一個端口監聽客戶端的連接,監聽端口號可以統一設置。作為客戶端時可以設置靈活的端口去連接遠方服務器端。
1)具體實現:自動化系統和調度自動化系統采用TCP/IP協議進行通信,配電自動化系統作為協議的客戶端,調度自動化系統作為協議的服務端。作為客戶端的配電系統,可通過其網絡實時監控機制向服務端的調度系統提出建立TCP/IP連接的要求,一旦該要求得到服務端的響應確認,配電系統即可與調度系統進行數據的交換處理。
2)數據傳輸:兩個系統的網絡連接確立后,所交換的數據一般為:10kV線路的定周期遙信/遙測數據,實時變化的遙信/遙測數據。用戶既可指定“周期數據傳輸的頻率”和“變化數據的檢測精度”,也可靈活定制兩個系統的數據交換內容,還可以選擇配網子站數據優先或者后臺數據交換優先。
2.7控制操作
對于配電自動化系統來說,事故區間定位、事故區間隔離和非事故區間的停電區段恢復供電的實現,一般都涉及對變電站l0kV出線開關的遙控,依賴變電站內出線斷路器開斷故障電流容量大,站外饋線多半是符合開關,開斷故障電流容量少。在沒有上配電自動化系統之前,10kV出線開關的控制權屬于調度自動化系統;投入配電自動化系統監控后,為準確及時地定位/隔離事故區間、快速恢復對非事故區間的供電,l0kV線路出線開關的控制權必然向配電自動化系統開放。
為了電網的安全性,在配電自動化系統發控制指令的時候一方面配電自動化系統根據自身系統進行檢查,在條件滿足的情況下,把選擇控制指令發給調度自動化系統,調度自動化系統在接受到指令后也根據自身的系統的運行情況進行檢查,在滿足條件下,把選擇指令發給現場設備,在選擇成功的情況下,把選擇成功的結果返回給配電自動化系統。配電自動化系統在收到選擇成功的情況,再發執行的控制指令,再發控制指令的時候配電自動化系統還要再次進行條件檢查,在條件允許的情況下,再發給調度自動化系統,調度自動化系統進行再次檢查后,發出控制指令,調度自動化系統把控制結果發給配電自動化系統。具體的步驟見圖3。
為了保證調度系統的安全性和明確區分出線開關是那個系統和人員進行控制的,配電系統發給調度自動化系統的遙控指令中包含了操作人員、時間等相關信息。
三、工程實例
在實施配電自動化系統時,根據局的實際情況,對于變電站設備數據的獲取,采用了兩種方式:①使用變電站綜合自動化備有串口,連接配電自動化系統子站,通過子站把變電站信息傳給配電自動化系統。②變電站信息通過調度自動化系統與配電自動化系統之間的接口,獲取變電站設備信息。見圖4所示。
配電自動化系統采取逐步實施的過程,在本次僅有6個站的配電設備接入了配電自動化系統。在配電自動化系統與調度自動化接口時把所有變電站的信息都接入了配電自動化系統,在接口中采用基于TCP/IP規約進行網絡連接和基于DL476―1992規約進行實時數據交換。
在實施的過程中,針對個別變電站信息既從與變電站綜自連接的配電自動化系統子站獲得了變電站數據,又從與調度自動化系統接口中獲得變電站信息的情況,進行雙數據源的特殊處理。即在配電自動化子站獲得數據正確的情況下,以它為優先,如果在配電自動化子站獲得數據異常,自動轉換到以調度自動化傳過來的數據為優先。
現在配電自動化系統和調度自動化系統的接口在現場已經投入運行,運行穩定可靠。
目前,交流伺服系統廣泛應用于數控機床,機器人等領域,在這些要求高精度,高動態性能以及小體積的場合,應用交流永磁同步電機(PMSM)的伺服系統具有明顯優勢。PMSM本身不需要勵磁電流,在逆變器供電的情況下,不需要阻尼繞組,效率和功率因數都比較高,而且體積較同容量的異步電機小。近幾年來,隨著微電子和電力電子技術的飛速發展,越來越多的交流伺服系統采用了數字信號處理器(DSP)和智能功率模塊(IPM),從而實現了從模擬控制到數字控制的轉變。促使交流伺服系統向數字化、智能化、網絡化方向發展。本文介紹了一種永磁同步電機的伺服系統設計方法,它采用F240DSP作為控制芯片,同時采用定子磁場定向原理(FOC)進行控制。實驗結果證明,該系統設計合理,性能可靠,并已成功地應用于實際的伺服控制系統中。
圖1 系統控制框圖
1 PMSM數學模型
永磁電機可分為兩種:一種輸入電流為方波,也稱為無刷直流電機(BLDCM);另一種輸入電流為正弦波,也稱為永磁同步電機(PMSM)。本文針對后者的系統設計。為建立永磁同步電動機的轉子軸(dq軸)數學模型,作如下假定:
1)忽略電機鐵心的飽和;
2)不計電機的渦流和磁滯損耗;
3)轉子沒有阻尼繞組。
在上述假定下,以轉子參考坐標(軸)表示的電機電壓方程如下:
定子電壓方程
ud=Rsid+pψd-ωeψq (1)
uq=Rsiq+pψq+ωeψd (2)
定子磁鏈方程
ψd=Ldid+ψf (3)
ψq=Lqiq (4)
電磁轉矩方程
Tem=3/2Pn[ψfiq+(Ld-Lq)idiq] (5)
電機的運動方程
J(dwm/dt)=Tem-TL (6)
式中:ud,uq為d,q軸電壓;
id,iq為d,q軸電流;Ld,Lq為定子電感在d,q軸下的等效電感;
Rs為定子電阻;
ωe為轉子電角速度;
ψf為轉子勵磁磁場鏈過定子繞組的磁鏈;
p為微分算子;
Pn為電機極對數;
ωm為轉子機械轉速;
J為轉動慣量;
TL為負載轉矩。
2 矢量控制策略
上述方程是通過a,b,c坐標系統到d,q轉子坐標系統的變換得到的。這里取轉子軸為d軸,q軸順著旋轉方向超前d軸90°電角度。其坐標變換如下。
2.1 克拉克(CLARKE)變換
2.2 帕克(PARK)變換
從轉子坐標來看,對于定子電流可以分為兩部分,即力矩電流iq和勵磁電流id。因此,矢量控制中通常使id=0來保證用最小的電流幅值得到最大的輸出轉矩。此時,式(6)的電機轉矩表達式為
Tem=(3/2)Pnψfiq (11)
由式(11)看出,Pn及ψf都是電機內部參數,其值恒定,為獲得恒定的力矩輸出,只要控制iq為定值。從上面dq軸的分析可知,iq的方向可以通過檢測轉子軸來確定。從而使永磁同步電機的矢量控制大大簡化。圖1是其系統的控制框圖,該系統可以工作于速度給定和位置給定模式下,并且PWM調制方法采用空間矢量調制法。
3 系統軟硬件設計
3.1 硬件設計
3.1.1 DSP以及周邊資源
以DSP為核心的伺服系統硬件如圖2所示。整個系統的控制電路由DSP組成。DSP作為控制核心,接受外部信息后判斷伺服系統的工作模式,并轉換成逆變器的開關信號輸出,該信號經隔離電路后直接驅動IPM模塊給電機供電。另外EEPROM用于參數的保存和用戶信息的存儲。
3.1.2 功率電路
整個主電路先經不控整流,后經全橋逆變輸出。逆變器選用IGBT的智能控制模塊。模塊內部集成了驅動電路,并設計有過電壓、過電流、過熱、欠電壓等故障檢測保護電路。系統的輔助電源采用開關電源,主要供電包括6路開關管的驅動電源,DSP,IO接口控制芯片的電源和采樣LEM。
3.1.3 電流采樣電路
本系統的設計要求至少采用兩相電流,由于負載的對稱性,故采樣ib和ic兩相電流。采樣電路采用霍爾傳感器并經模擬電路處理在±5V的電壓范圍內,再經雙極性A/D轉換芯片后送入DSP內。
3.1.4 轉子位置檢測電路
電機反饋采用增量式光電編碼器,該編碼器分辨率為2500脈沖/轉,輸出信號包括A,B,Z,U,V,W等脈沖,其中A和B信號互差90°(電角度),DSP通過判斷A和B的相位和個數可以得到電機的轉向和速度。通過采集這些信號判斷電機轉子的位置和電機的轉速。另外U,V,W三相互差120°(電角度),用于在電機啟動時判斷電機轉子的位置。
3.1.5 保護電路
系統在主電路中設置了過壓、欠壓、IGBT故障、電機過熱、IPM過熱、編碼器故障檢測等保護,故障信號經邏輯電路后可直接封鎖開關脈沖,同時通過DSP的I/O口輸入,通過軟件檢測來實現系統的保護。
3.2 軟件設計
DSP伺服控制程序由3個部分組成:主程序、定時采樣程序和DSP與周邊資源的數據交換程序。
3.2.1 主程序
主程序內完成系統的初始化,I/O接口控制信號,DSP內各個控制模塊寄存器的設置等,然后進入循環程序。
3.2.2 定時采樣程序
定時采樣程序是整個伺服控制程序的核心,在這里實現電流環、速度環的采樣以及矢量控制、PWM信號生成、各種工作模式選擇和I/O的循環掃描。其中,每個采樣周期完成電流環的采樣,開關信號的輸出,速度環和位置環控制。PWM控制信號采用規則采樣PWM調制方法生成,在每個采樣周期中對每相電流進行一次誤差判斷以決定下個周期開關管的占空比。
3.2.3 數據交換程序
數據交換程序主要包括與上位機的通信程序,EEPROM中參數的存儲,控制器鍵盤值的讀取和顯示程序。其中通信采用串行通信接口,根據特定的通信協議接受上位機的指令,并根據要求傳送參數。鍵盤每隔0.2ms掃描一次,更新顯示。
4 試驗結果
上述伺服系統采用交流永磁同步伺服電機,其額定功率2.5kW,額定電流10A,額定轉速2000r/min,額定轉矩6N·m,定子電感8.5mH,定子電阻2.8Ω。圖3為空載下電機額定速度的起動波形,通過仿真獲得。圖4是定子電流的dq分量起動波形,通過仿真獲得。圖5是空載起動時的B相電流波形。圖6是電機帶載穩態運行時的B相電流波形。
隨著教學資源規模不斷擴大,數據量快速增長,理解用戶與系統交互的行為變得越來越重要了,它對于資源系統性能的提高、信息資源的重構,個性化服務和推薦的產生等具有重要的意義。挖掘技術的使用可以使資源系統了解用戶交互行為數據中所包含的意義,因此該技術可以被廣泛應用于個性化/推薦服務、資源優化/系統自適應、信息服務智能化、系統流量分析等領域。資源分布式存儲是目前國際上普遍采用的資源共享方式,將各高校內外的優質資源的描述信息進行集中存儲為用戶提供資源檢索的集中入口,減少搜索資源的時間,同時能夠有效地維護資源版權者的權益。分布式教學資源管理與共享重在提高資源的組織性和可利用性,因此通過技術平臺和資源共享機制,可以有效解決資源的動態維護問題和資源的版權問題,實現優質資源在高校內外的共享,最大限度地提高資源的使用率。高校之間的教學資源共享是大勢所趨,除了各高校的資源中心均需遵循統一的資源與技術標準外,構建高校內資源中心時需要研究為今后校際間的資源庫共享建立共享存儲模式。
一、系統解決方案
1.系統的外部結構
分布式多媒體教學資源庫平臺的外部結構體系可以分為四個部分:(1)數據采集處理部分;(2)數據存儲加工部分;(3)數據輸出部分;(4)數據反饋部分。
2.系統的功能
(1)多媒體數據的處理方式
①視頻資源播放。學生可以根據自己的需要選擇某個教師、某個教學實驗的錄像或者自己感興趣的資料來進行播放。播放時用戶可以自由選擇一定的播放速度。系統為用戶提供了暫停、慢放、快放的功能。習題講授庫以題為單位存儲在數據庫中,它與授課資源庫同樣是緊密結合的,學生可以根據自身的學習情況,查看相關的習題講授資源,這樣就實現了從學習到自身檢驗的一個過程。
②資源的檢索。學生可以根據課程的各類信息對多媒體數據庫中的信息進行檢索、播放。系統提供對基于信息內容與關鍵字段的邏輯組合查詢、任意詞查詢、二次查詢、多字段復合查詢與距離查詢等靈活簡便的查詢方式,滿足不同層次用戶的查詢需要,提供關聯檢索功能,方便學生能快速搜索到自己需要的學習信息。
③視頻編輯。通過對相關的錄像資源進行編輯可以使之更加緊湊。整個平臺的視頻主要涉及到這三塊:課程視頻資源庫的編輯、課件視頻資源庫的編輯和習題(考試)資源庫的編輯。
④存儲接口處理。目前,在實際應用中,我們可以參照oracle8i系統中的intermedia多媒體部件來處理統一的接口問題,然后所有資源數據由多媒體數據庫來統一維護,統一備份,這樣就可以簡化管理。
⑤教案資料信息采集。本功能主要是將一些由office辦公系統編輯的電子教案文檔通過格式轉換后存儲到多媒體數據庫中。
⑥師資及課程管理。提供課程介紹,包括課程的整體框架、內容要求及考試方法等;推薦課程學習進度表和指導性建議;教師授課要點,包括多媒體課件的組成框架及使用提示、教案提綱和補充材料索引等。
(2)習題(學生考試庫結果)庫統計、分析與反饋(相當于評估系統)
授課教師可以根據學生的考試情況來統計考試中的各類信息,從而了解學生對知識的掌握程度,并且根據學生的掌握情況,調整自己的教學方式或角度,讓學生更易接受新的知識點,提高了網絡教學的質量與效率。在網絡教學中,學生的學習存在著需求的多元化,由于學生的價值觀、生存發展狀況、興趣愛好等存在著差異,以及學生的社會角色、所處的社會環境、本身的受教育程度、學習的能力各不相同,因此,如何能做到多元化的學習呢?
第一是通過系統反饋,在同步教學中以便能對各個層次的學生做到有針對性的講授;第二是在異步教育中,根據知識的難易度制作不同的視頻資源及各種擴充知識點;第三是在查詢系統中,由教學輔助系統平臺根據學生查詢條件自動把查詢結果及相關聯的資源提供給學生,學生可以根據系統提供的資源有針對性的學習;第四是類別分組,采用數據倉庫技術可以對具有相似查詢瀏覽的學生進行分組,系統并分析他們的共同特征,可以反饋給教師及平臺管理者,以便提供更適合、更面向學生的講學或者課件資源等等;系統記錄瀏覽者的身份(諸如電子郵件等信息),如果有相關資源更新后,系統自動將相關資源信息以電子郵件等多種形式發送給關注學生,以便能讓學生學習和了解更多的知識。
(3)數據倉庫在網絡教學系統中的運用
目前網絡教學中的教學任務主要是以下幾個方面:教學任務安排、教學講義制作(課程安排)、多媒體課件制作、作業管理、考試管理和成績考核等。在這些活動中產生了大量的數據并形成了各自的事物型數據倉庫,如果考試庫、成績庫等。從這些數據庫中獲取有用的知識并用于相關的教學活動是網絡教學在提高教學質量與學習效率的重要手段。
練習和測試是網絡教學中的一項基本的教學活動,也是整個系統數據挖掘和分析的重要的應用,評測教學活動的成功標準之一。為了能了解學生的學習情況,練習和測試是必不可少的。目前對于統計考試情況(正確率、錯誤率、各種題型等)采用的分析方法常常是粗略的,往往也只是根據報表憑經驗做出決策,這不僅是相當困難的,而且是受影響的主要因素。數據挖掘提供了進行練習與測試組合數據庫分析的環境,數據挖掘的多種方法可以為此進行測試分析。
二、系統的特點
1.強大的數據處理能力
系統與強大分布式多媒體數據庫相連,可以多臺機器分布式的聯機操作處理數據,處理速度快,操作方便。
2.統計準確
手工統計面臨統計工作量大之外,還有一個重要的就在統計過程中容易出錯;有時候可能因為統計的出錯,帶來分析決策的失誤。在幾萬或幾十萬的數據面前,要想完全精確,那肯定性是比較低的。但是運用計算機系統來統計便可完全克服這個困難。只需要制定相關的統計規則后,系統便可以根據規則來統計出我們想要的數據。
3.迅速、快速
傳統的統計方法需要人工去處理,所以從統計完畢到處理結果需要有一段時間的滯后。而使用計算機系統統計后,就能很快很迅速的從數據庫中得出統計結果。
三、結束語
系統的設計可以針對不同的情況選用不同的挖掘模型,如知識庫查詢挖掘模型,考試結果挖掘模型,教學資源反饋挖掘模型等,又如考試挖掘模型有可以以不同的題型建立挖掘模型,系統將根據不同的情況,選用最合適的挖掘分析模型,以能提高決策分析能力。系統的建立將為教師講學、決策分析提供可靠的依據。通過此系統,學生也能迅速掌握自己需要的知識點,對提高網絡教學質量與效率有非常大的幫助。
參考文獻: