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1 數據通信的基本概念

1.1 數據通信的原理 數據是指把事件的某些屬性規范化后的表現形式，在計算機網絡系統中，數據通常被廣義地理解為在網絡中存儲、處理和傳輸的二進制數字編碼。數據是信息的載體，它是信息的表示形式，數據按一定規則、形式組織起來時，就可以傳達某種意義，這種具有某種意義的數據集合就是信息。數據通信就是利用數據傳輸技術將數據信息傳遞的一種通信方式。

1.2 數據通信的通信方式、交換方式及適用范圍

1.2.1 數據通信方式 ①串行通信。發送設備將并行數據轉換成串行數據，逐位在通信線上傳輸并送達接受設備，接收端將數據轉換回并行方式，供接收方使用。串行通信傳播速度慢，但覆蓋面廣。②并行通信。并行通信傳輸在兩個設備之間有多個數據位同時使用，發送方將這些數據位通過數據線傳給接受方，接受方可同時收到多個數據。并行通信傳統速度快，主要用于近距離通信。

1.2.2 數據通信交換方式及適用范圍 ①電路交換通信。電路交換是指兩臺計算機或終端使用一條相同的物理鏈路進行信息傳輸，且該鏈路是一直使用的、不與其他終端共享的。該電路交換方式實時性強，成本低，一般在一些公用的電話、電報、數據網等網絡中使用。②報文交換通信。報文交換通信是在線路較忙時先把用戶的報文存儲于交換機中，當輸出電路負載小時再將該報文傳送到接收方。報文交換通信方式適用于終端之間傳輸速率或協議不同的數據通信，可提高電路利用率。③分組交換通信。分組交換通信是把接受到的整份報文分為幾個數據包，先分組儲存在中轉器內，然后再轉發到接收方。分組交換通信傳輸成本低，傳輸質量高，適合比較大的數據信息。

2 數據通信的分類

2.1 有線數據通信

2.1.1 數字數據網 數字數據網的基礎是數字傳輸網絡，它是以光纜、數字微波、數字衛星電路為基礎，通過數字傳輸而形成的一個具有優秀傳輸質量、利用率高、價格便宜的一種有線數字傳輸。

2.1.2 分組交換網 分組交換網是一種新型的交換網絡，同時它也是有線數據通信的基礎網絡。它的原理是將一條信息平均分成多分并分組，以組的形式儲存轉發，因此它的交換延時較低，具有實時通信功能，并且它在同一條電路上開放多條虛擬電路，由此多個用戶就可以同時利用信息。

2.1.3 幀中繼網 幀中繼網是由幀中繼節點機和傳輸鏈路構成的。它將X.25協議規定的網絡節點之間、網絡節點和用戶設備之間每段鏈路上的數據差錯重傳控制推到網絡邊緣的終端來執行。網絡只是用于糾錯，從而大大簡化了節點機之間的處理過程。其功能特點為：通過幀中繼協議以幀的方式進行數據傳送；傳輸鏈路通過邏輯連接，實現了動態分配；處理效率很高，信息處理量比較大，通信的延時較低；采用了簡化的分組交換技術提供PVC/SVC。

2.2 無線數據通信

無線數據通信不依賴于有形媒介進行信息傳遞，而是利用無線電波的傳播傳遞信息，不限于終端是否固定，可實現移動狀態下的通信。無線數據通信是在有線數據通信的基礎上發展起來的，通過與有線數據網相聯，使移動用戶擁有有線數據網路的功能。

3 數據通信的應用

3.1 有線數據通信的應用

3.1.1 數字數據電路（DDN的應用范圍有：①可提供一定強度的中高速數據通信業務。例如局域網互聯、大中型主機互聯、ISP等。②為分組交換網提供中繼電路。③提供點對點、一點對多的業務。④提供中繼幀的業務。同時也擴大了DNN的業務范圍。⑤提供語音、圖像等通信。⑥提供虛擬專用業務。其應用的領域很廣泛，各種領域均能發現它的影子。它不僅適用于氣象、公安、鐵路、醫院等行業，也涉及到一些實時性較強的數據交換，如證券業、銀行等。還有無線移動通信網利用了DDN聯網后，也提高了網絡的可靠性和快速自愈能力。

3.1.2 分組交換網的應用 提供了SVC和PVC，其分組的業務資費比較便宜，是架設內部廣域網最經濟的一種選擇。可單點也可多點連接，在建立多點連接時代替昂貴的DDN專線，大大縮減了建立多點連接的代價。因為X.25協議比較復雜，所以適用于64K的低速場合。如POS機、郵電部、ChinaPAC等。

3.1.3 幀中繼技術的應用 幀中繼有許多好處，其中比較實用的有如下幾點：①降低網絡互連費用，幀中繼能再一條物理鏈接上提供多條邏輯連接，所以用戶接入的費用也相對的降低了。②簡化了網絡功能，提高了網絡性能。幀中繼技術采用了光纖數字傳輸系統，簡化了網絡處理功能，因此幀中繼能明顯地改善網絡功能和響應的時間，大大縮短了網絡延時。它通過充分利用高層協議的性能，簡化了物理網絡的復雜性，同時也保證了高層網絡的各種功能不受到任何的影響。③采用了國際的標準，與各種廠商的產品相互兼容，這也大大提高的幀中繼的利用率。因為幀中繼的協議比較簡單，所以各個廠商在產品之間的兼容性和互通互聯性上比較容易實現。幀中繼的應用十分廣泛，下面是一些應用的例子：①通過LAN進行互聯。大約有90%以上的用戶采用這種方式連入幀中繼網。其比較適合處理LAN用戶傳送大量的突發性數據。很多大企業、銀行、政府部門都是通過這種LAN的方式來將總部與各地分支機構進行WAN互聯。②圖像傳送。幀中繼網絡的高速率、低延時、低費用等特點受到大多數用戶的親睞，其種種優點比較適合于傳輸圖片和圖像等多媒體信息。例如遠處醫療系統就采用了這種幀中繼網絡，因為在遠程醫療系統中傳送一張普通的X光片就需要占用8MB/s的寬帶，而幀中繼網在網絡延時和費用方面都比較能讓人接受。③通過利用幀中繼網能夠建立一種虛擬專用網。虛擬專用網是一種邏輯網絡，在虛擬網內各個節點都能夠共享細膩網絡內的資源，此數據也僅僅限制在虛擬網內，對于虛擬網外的用戶不會產生任何的影響。同時也有利于信息的保密性。

3.2 無線數據通信 無線數據通信由于可應用于移動用戶，故也稱為移動數據通信。它已經在人們的日常生活中普遍應用。無線數據業務一般包括基本數據業務和專用數據業務。基本數據業務常見的有廣播、傳真、Emai、無線網（WLAN）的建立等。專用業務是某個行業特殊的用途，如GPS汽車導航衛星定位、計算機輔助調度、個人移動數據通信、3G手機網絡的普及等，都屬于無線數據業務的應用范圍。

4 結束語

數據通信的快速發展給人們的日常生活及工業生產等均帶來了極大的便利，其通信技術日趨完善，應用前景也日益廣泛。相信在不久的將來，數據通信會遍布人類生活的每個角落，成為信息交流與共享的有力手段，也將成為現代通信生活中必不可少的工具。

參考文獻：

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內容提要：為新學生提供一個關于計算機科學與技術學科的入門介紹，使他們對該學科有一個整體的認識。

2、數字電路與數字邏輯。

內容提要：介紹數字邏輯與數字系統的基本概念、分析方法和設計原理，包括開關理論基礎、組合邏輯、時序邏輯、可編程邏輯器件、數字系統等。

3、計算機組成原理與匯編語言。

內容提要：以馮諾依曼計算機模型為出發點，介紹計算機的組織結構和工作原理，剖析計算機的運算器、存儲器、控制器和輸入輸出設備的結構、工作原理和相互關系。

4、計算機網絡。

內容提要：介紹數據通信的基本概念和計算機網絡的基本原理，包括計算機網絡的體系結構、數據通信的基本方法和協議、計算機網絡的主要應用協議。

5、計算機體系結構。

內容提要：研究計算機系統結構的基本概念、基本原理、基本結構和基本分析方法，使同學在具有一定的軟硬件知識基礎上能綜合認識計算機系統的軟硬件功能分配與各種不同結構類型機器的特性和性能評價方法。

6、離散數學。

內容提要：包括集合論、數理邏輯、圖論、組合數學等內容，形式化的數學證明貫穿此課程。

7、算法分析與設計。

內容提要： 本課程延續數據結構課程的學習，從算法分析和設計的角度出發，除去傳統的分類查找算法和一般的設計方法外，主要內容包括如下幾個部分，算法研究的理論基礎，遞歸分析技術，基本算法設計策略。

8、數據結構。

內容提要：介紹線性表及其鏈接存儲結構與算法、數組與矩陣、堆棧與隊列、廣義表的存儲結構與多元多項式表示、串與文本編輯、排序、樹、圖、文件結構。

9、編譯技術。

內容提要：介紹編譯原理的理論和實踐，包括編譯程序設計、詞法分析、語法分析、符號表、聲明和存儲管理、代碼生成以及優化技術。

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1引言

當前在計算機網絡應用中，數據通信網絡在我國的應用率很高，因此網絡安全具有十分重要的意義。保障數據通信網絡安全有多種方式，其中維護管理在網絡安全中有很大的作用，管理人員利用管理系統保證網絡安全環境的良好運行，用戶才能夠安全放心的使用數據通信網絡。若不能保證網絡安全，勢必會出現出現網絡信息保密性、完整性、可控性等的破壞。運用通信技術、信息安全技術、計算機科學、密碼學等科學的維護數據通信網絡安全進行。一旦發現存在漏洞，立即進行修復，避免出現網絡安全方面的問題。

2數據通信網絡與網絡安全

2.1數據通信網絡

計算機作為主要載體，通過光纜、有線、無線通道進行的網絡互聯即為數據通信網絡，成員用戶可以利用數據通信網絡進行數據傳遞以實現數據共享。數據通信網絡劃分為四種不同的類型，分別為城域網、國域網、廣域網和局域網。作為作用范圍最小的局域網是目前使用最廣泛的一種數據通信網絡。例如在咖啡廳，工作單位以及家庭使用的無線都屬于局域網的范疇；國域網的作用范圍最大，例如因特網就是世界上最大的數據通信網絡類型；城域網又名城市網，顧名思義它的作用范圍就是一個城市，在10~100km的范圍內；廣域網是介于城域網和國域網之間的一種數據通信網絡，作用范圍在100~1000km內。應用最普遍的局域網具有極高的靈活性并且具有安裝便捷，節約經濟，易于擴展等優點。還可以應用局域網進行單位的管理，如財務賬目的管理等。

2.2網絡安全

網絡安全是指網絡系統的硬件軟件以及其中的數據可以得到保護，不會因惡意攻擊而遭到破壞或泄露，并保證系統可正常運行。計算機終端通過服務器共同構成了網絡，在這當中儲存著許多信息，其中有些信息是對外公布的，可被用戶共享使用，但還有一部分信息是私密的，非授權的用戶或者實體是不能夠讀取的，這些信息在傳遞過程中被加密，這種私密信息所屬于企業的內部網絡，一般是很難被攻擊的，但是，這些企業內部的員工即信息的掌握者，是可以隨意讀取這些信息的，這就使得信息存在被竊取或販賣的風險。并且在公共網絡環境下，公司成員訪問這些信息時，就會使一些黑客有機可乘，使其侵入公司內部數據通信網絡，導致公司內部私密信息數據被竊取。所以保證數據網絡通信的穩定性和安全性對企業及事業單位的發展有重要意義。

3維護數據通信網絡穩定的現實意義

網絡安全是為維護數據通信的穩定安全存在的，對于數據通信來說，保證其穩定運行是一個網絡技術的問題，更是一個關系到商業安全及社會穩定的重要問題。維護數據通信網絡的穩定并不能給公司帶來直接利益，但是如果不能保證數據通信網絡的安全穩定，就會給某些想利用數據漏洞惡意攻擊企業的黑客可乘之機，這可能會造成極大財產損失。相反，如果做好了這一工作，就能夠使企業內部的數據安全準確的進行共享，數據信息的傳送也不會得到延遲或者丟失，這樣一來，不僅保障了企業的快速發展，同時也提高了自身的企業競爭力。而這些通信。要做好數據通信網絡的穩定運行，就要求企業的管理者必須采用科學有效的維護措施，制定責任制度，并進行設備的完善。但目前階段，許多企業在數據通信網絡運行商存在潛在風險，究其原因我們發現這些企業企業并不缺少技術支持，硬件設備也較為良好，問題就出在網絡的指令授權方面。所以提高網絡的可靠性與安全性，是保證企業基本數據信息安全以及公司財產所必需的。

4數據通信網絡安全存在的問題

4.1病毒入侵

計算機病毒是指在計算機程序中插入一段能夠破壞其功能地代碼，計算機病毒具有極強的傳播性和隱蔽性，計算機病毒有獨特的復制能力因此具有極強的破壞性。對數據通信網絡的安全造成了很大的威脅。隨著計算機網絡技術的不斷發展，計算機病毒也進行著更新換代，它的破壞性和傳染性也越來越大。因為計算機病毒具有極強的繁殖能力，所以如果爆發大規模計算機病毒感染，病毒就可以通過即時通信網頁等以各種各樣的形式傳播，幾乎可以使大量計算機同時癱瘓。由于計算機病毒擁有良好的潛伏性，可依附于其他媒介寄生，入侵后潛伏到條件成熟開始發作，直接攻擊計算機的軟硬件，進而破壞掉計算機各種性能。最終導致計算機網絡運行速度緩慢，運行效率嚴重下降，甚至最終可能會導致其數據通信網絡的癱瘓。

4.2存在軟件漏洞

任何一臺計算機中都會具有大量的功能性軟件，而這些軟件都會存在一定數量的漏洞，而黑客入侵計算機時最經常利用的就是軟件的漏洞，通過這些漏洞，對計算機進行多種形式的網絡攻擊。軟件漏洞問題是無可避免的。為了減少黑客對漏洞的利用，在瀏覽網頁時遇到的不良信息接收到的陌生郵件等，不能隨意打開，要具備一定的安全意識。對計算機定期進行殺毒檢測，保證網絡安全。

5提升網絡安全的相關措施

想要提升網絡安全，提高數據通信網絡的可靠性，要從基本的網絡條件開始，首先要進行網絡安全性的評估，其次分析數據通信網絡可能存在風險，對風險進行分析探究最終得到解決的方法，進而提高網絡安全指數。

5.1進行網絡安全性評估

如果想要保證數據共享平臺的安全性，網絡安全性評估就是必不可少的。進行網絡安全性評估就是指是檢查數據通信網絡內部是否存在安全隱患。并針對不同計算機不同的網絡安全系數進行下一步操作。專業維護人員在進行網絡安全性評估工作時，需要仔細分析檢驗所得的數據結果，對網絡安全做出全方位的評價。

5.2分析網絡安全存在的風險

在對網絡安全性進行評估后，就要分析數據通信網絡中可能存在的威脅。并且通過設置訪問權限等方法對威脅進行查找，對于發現的漏洞等必須立刻進行修補，不給外界的侵入者可乘之機。

5.3消除網絡威脅

為了加強數據通信網絡的安全性，必須要保證漏洞消除的及時性和徹底性，要制定多種科學的有效的措施。如利用服務器找出漏洞并進行修補；用殺毒軟件對計算機病毒進行消除和防御，還可利用防火墻進行病毒防御等。做好不安全文件排查清理工作，對于在使用過程中可能存在安全隱患或威脅的文件及時清理，不隨意瀏覽可能含有病毒的不健康網址；定時升級網絡硬件軟件設備，保證數據通信網絡運行的穩定。

5.4加強數據通信網絡管理

數據通信網絡的管理在數據通信網絡維護中是一個重要的問題，但由于部分企業的不重視，現如今存在有一些不足，直接影響了網絡的安全性。一個企業如果加強了數據通信網絡管理，該企業阻止網絡惡意攻擊的能力將大幅提高，減少內部數據泄露等情況的發生，大大提升了網絡的安全性。企業應設置專業的管理人員，對數據通信網絡的各項評估數據進行分析，做好日常維護工作，防止內部數據信息被竊取或破壞。在檢查到出現系統威脅時，需及時排除隱患，不給惡意入侵者可乘之機。企業對管理人員的要求應有一個較高標準，必須具有良好專業技能和較高的自身素質，這樣才能保證其管理水平，保障網絡的安全性。

6結束語

毋庸置疑，計算機網絡在當今社會的各個領域都發揮著十分重要的作用。因此數據通信網絡安全運行的十分重要。提升對網絡安全問題的管理，加強對數據通信網絡的維護，改善網絡運行環境，讓網絡數據信息更加安全可靠。與此同時我們也要認識到網絡安全中所存在的問題，采取科學的維護與處理措施，提高計算機網絡運行的安全性。

參考文獻

[1]江新輝.關于數據通信網絡維護與網絡安全問題研究[J].電子制作，2016（16）：77.

[2]楊華.數據通信網絡維護與網絡安全問題的探討[J].通訊世界，2016（3）：80.

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生化檢驗是醫生確認病人病情的重要手段之一，通過對人體體液的檢驗可以測定其中的各項生化指標，如血常規、轉氨酶、血糖血脂、尿素氮、淀粉酶、免疫球蛋白等。當人體某些肌體組織發生病變時，病人體液中的生化指標將會出現差異，因此常規生化指標的分析成為當前醫療檢測的重要手段，對于肝、腎、心血管疾病及糖尿病的診斷尤為重要[1]。

全自動生化分析儀（Automatic Chemistry Analyzer）就是用自動生化分析技術以機械的方式模擬手工操作，完成取樣、去蛋白、加試劑、孵育反應、檢測、顯色、比色、計算結果和打印報告等多個步驟，并按照分析程序，把這些步驟連接起來，使一個分析項目的整個過程按預定的程序自動完成，可對多個樣品按同一方式連續處理或對一個樣品同時進行多個項目檢測[2]。其控制方案主要包括電子控制系統、通信數據采集單片機及PC機。

由于全自動生化分析儀的執行機構多，時序非常的復雜而且要求非常的嚴格。其電子控制系統包括主控模塊、電機驅動模塊、通訊數據采集模塊、光電信號模塊、液位探測模塊、交直流驅動模塊以及輔助電源模塊。通信數據采集模塊用于采樣測量和控制系統的各狀態、溫度、光度計信號，以及與上下位機的通信。傳統上國產生化分析儀的通信數據采集單片機與PC機完成通信采用的是RS232/RS485的串口通信，現將其改為USB通信不僅可以使全自動生化分析儀方便的連入PC機，而且可以大大提高其數據通信能力，是加快其分析速度、數據傳輸的有效方法。

一、USB基本概念及特點

USB（Universal Serial BUS，通用串行總線）中文簡稱為通串線，是一個外部總線標準，用于規范電腦和外部設備的連接和通訊，是應用在PC領域的接口技術。USB是在1994年底有英特爾、康柏、IBM、Micros等多家公司聯合提出的。USB版本經歷了多年的發展，到現在已經發展為3.0版本，成為目前電腦中的標準擴展接口。目前主板中主要是采用USB1.1和USB2.0，各USB版本間能很好的兼容[3]。具有以下特點：

（1）Host控制器基于PCI，易于控制；

（2）即插即用，無需手動設置地址、中斷；

（3）支持熱插拔，系統不需要重啟便可以繼續工作；

（4）易于擴展，理論上可以連接多大127個設備；

（5）USB2.0以低成本實現了高達480Mbps的傳輸速率，速度的提高對于用戶來說就是可以使用到更加高效的外部設備，而且具有多種速度的周邊設備都可以連接到USB2.0的線路上，無需擔心數據傳輸時發生瓶頸效應；

（6）接口標準統一，端口供電等。

二、上下位機通信電路的設計

在實現全自動生化分析儀的電子控制系統和上位機的數據通信時，通信數據采集模塊采用了具有全速USB Flash 微控制器C8051F340。

C8051F340具有高速、流水線結構的8051兼容的微控制內核（可達48MIPS），使其與電子控制系統具有很好的兼容性，易于擴展。另外，具有模擬外設：10位的ADC、兩個比較器、內部電壓基準、上電復位/掉電檢測器；它的USB控制器符合USB 2.0的規范，可以實現全速（12Mbps）和低速（1.5Mbps）的數據傳送；集成時鐘恢復電路，無需外部晶體；支持8個端點；1Kb的USB緩存；集成的收發器，無需外部電阻；具有高速的微控制器內核；4kRAM，64kflash；豐富的數字外設，穩定的時鐘源；可以實現片內調試，使用起來相當的方便[4，5]。

傳統上通過RS232接口芯片MAX232實現的串行通信，為了確保通信的可靠，一般使用兩片MAX232分別連在單片機端和PC機端，芯片之間的信號發送和接受采用光耦隔離，結構相對而言比較復雜。由于C8051F340本身集成眾多硬件電路的特性，所以硬件接口設計變得非常簡單，不需要再添加額外的電子元器件就能實現USB的數據傳輸。使得系統的硬件結構簡單， 集成度高， 可靠性好。

三、軟件的設計

3.1 下位機軟件的設計

為了能夠實現C8051F340和上位機的通信，Slicon公司的USBXpress開發包提供了一系列的函數，使得用戶可以不用了解USB協議以及設備的驅動，只需要掌握用戶端和設備端的應用程序接口（Application Function Interface，API），便可以比較容易的實現數據傳輸。這些API函數以庫文件的形式提供，在Keil C51工具鏈中被預編譯。所以下位機軟件的開發工具選用的是Keil uVision3[6]。

C8051F340程序開發中所用的主要函數有USB_Clock_Start（），USB_Init（），Block_Read（），Blockj_Write（），USB_Int_Enable（），Get_Interupt_Enable（），USB_Suspend（）等，值得注意的是，在調用下面所涉及的函數之前，必須包含USB_API.lib的頭文件USB_API.h和SiLabs C8051F340的頭文件c8051f340.h，這樣程序才可以順利通過編譯。

這樣，C8051F340就可以將電子控制系統采集的數據及時的交給PC機，并且將PC的控制命令傳送給電子控制系統，操作全自動生化分析儀的運行。

3.2 上位機軟件的設計

該系統采用的是Visual C++ 6.0作為上位機的開發環境。首先，新建一個MFC AppWizard（exe）類型的工程，在MFC AppWizard的第一步選擇創建基于對話框（Dialog Based）的應用程序，然后單擊【Finish】接受各步的默認設置，完成應用程序的創建。

與下位機開發相似，USBXpress也提供了一系列的API函數，用于上位機程序的開發。主機的API函數以Windows動態鏈接庫（DLL）的形式提供。在Visual C++環境下，主機和C8051F340單片機之間的通訊用到的函數主要有：SI_GetNumDevices（），SI_GetProductString（），SI_Open（），SI_Write（），SI_Read（），SI_Close（）等，值得注意的是，為了能順利通過程序的編譯，需要在工程源文件中添加SiUSBXp.h和SiUSBXp.dll 以及SiUSBXp.lib。

四、結束語

本文簡要介紹了全自動生化分析儀和USB的基本概念，并詳細全自動生化分析儀通信數據采集模塊的設計，包括硬件電路的設計和軟件的開發。用USB代替RS232可以大大提高全自動生化分析儀的數據傳輸能力，有利于提高數據處理的速度。在國產全自動生化分析儀中，值得推廣。

參 考 文 獻

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智能建筑和建筑智能化系統的發展歷史比較短暫，其概念和定義有很多，但它們所描述的核心理念都是一致的，都是基于智能化的計算機系統，實現安全、舒適、信息化、集成化的目標，同時能夠完成一定的智能化功能。現階段，智能化設備子系統的設計及其應用的數量和規模都有了很大程度上的增長，能夠滿足一定的智能化要求，但是我們也必須承認這些獨立的子系統在集成設計和集成功能的管理上還有一定的困難。

1 建筑智能化系統的特點

簡單來說，建筑智能化系統有如下幾個特點： 注重建筑安全。采用技術手段，在保證居民生命安全和財產安全的同時，也保護了居民的通信安全和計算機網絡安全； 強調建筑的舒適性能。建筑智能化在設計時考慮到了現階段下人們工作的效率問題，對辦公環境和居住環境如室內溫度、空氣濕度等加強了控制，突出心理舒適和生理舒適的雙重體驗； 智能化建筑實現了對機電設備等的能源節約化的要求，通過利用信息技術、智能化技術實現對建筑中設備的最佳調節，在保證人們日常工作需要和生活舒適度的同時，滿足資源節約的新型建筑要求； 除以上所介紹的優點之外，智能化建筑的優點主要體現在安裝在其中的各種智能化設備，比如：辦公與通信自動化系統、智能門禁系統、建筑供暖系統等，這其中綜合利用了傳感器技術、圖像處理技術、現代化的通信技術等等，實現建筑的自動綜合監控、各類狀態參數的實時控制與動態監視、設備不正常工作狀態下的自動報警等智能化功能。

2 建筑智能化系統的集成模式設計

智能建筑是信息時代下的新的建筑設計理念，這種理念涉及的核心方法是智能子系統的科學集成，實現各個分布式功能模塊的協調運作，以實現數據信息的綜合共享、對局部或者全局事件的快速響應、一體化資源和服務的科學管理。

現在討論基于智能子系統平等方式集成的模式設計。這種集成模式的設計是以智能系統的功能組件、基于通用標準的開放平臺作為設計基礎，各個功能子系統的管理控制系統的接口模塊以功能組件的形式加入進來，同時按照接口模塊的標準定義來確定自己的接口。然后集成平臺通過這些已經定義好的接口與功能子系統進行數據交換和通信控制，協同實現建筑的智能化要求。在整個智能集成模式設計中，集成平臺處于重要的地位，是智能體系的管理控制者，一方面收集子系統的通信數據，另一方面負責基于系統通信的決策控制。同時，在整個集成系統的設計中需要考慮軟件技術、數據庫的數據組織和數據結構、模塊接口設計、平臺的子系統實現等諸多技術問題，但是其核心的模式設計主要是子系統的功能集成和系統的信息共享，功能集成體現在所有子模塊的功能都要被集成平臺管理和控制，并為平臺的決策提供支持；信息共享主要是解決模塊間的通信問題，保持工作的協同性。

3 建筑智能化系統的集成模式應用

IBMS也叫智能建筑管理系統，是整個建筑智能化系統的數據總站和決策機構，對功能子系統起到控制、維持和調度的作用，IBMS 通過自身的功能平臺，將整個智能化系統集成整合在一起，進而實現系統的信息共享和功能控制功能，這也體現了IBMS 的核心理念。所以，接下來的問題就是將子系統通過標準定義的數據接口進行接入的問題。

目前，通用的智能控制設備的集成方案是采用OPC（OLEfor process control）技術，這種技術的優點在于可以避免智能系統建設時由于設備的生產廠家不一致導致的設備費用和維護的問題。OPC 技術的本質在于采用了微軟公司定義的分布式組件對象模型，實現功能子系統或者軟件的復用和互操作，同時這種技術自身提供了標準的、可擴展的、基于面型對象技術的通用通訊協議，以OPC計算機服務器的形式，解決軟硬件不兼容的問題，完成子系統的集成實現，所以利用上述的技術標準和規范，就可以實現OPC 的應用技術概念模型，主要包括：數據通信層、分析控制層和輔助決策層。數據通信層主要由BAS 客戶端接口、CAS 客戶端接口以及OAS 客戶端接口等組成，具體采用OPC技術與子系統模塊進行信息交互，其主要的功能包括采用數據接口收集子系統對象的技術參數、系統日志等，完成與子系統的信息交互。分析控制層的主要作用是對數據通信層收集得到的信息和數據進行整理、建模和分析，最終生成反映分析結果的數據報表、系統日志。輔助決策層的主要功能是針對信息共享的數據流協調的對功能對象進行管理，同時在數據分析和信息挖掘的基礎上提供一定的輔助決策能力。此外，子系統模塊要和OPC 客戶接口、OPC服務器接口進行數據交流，從而滿足系統的管理要求。

4 結語

縱觀我國智能化建筑的產生和發展歷程，其設計水平和推廣范圍已經有了一定的進步和提高，廣大業主、房地產開發商以及智能化建筑的從業人員已經逐漸的認識、了解、關注到了這個新的設計理念，并逐漸重視起來，現階段，黨和政府不斷提倡的可持續發展理念為未來建筑的發展道路指明了方向。至此，智能化建筑發展的階段目標就是將建筑智能子系統的合理集成，提高建筑智能化的水平和檔次。本文討論了建筑智能化系統的主要特點，簡單的明確和分析了智能系統集成設計的主要內容和主要模式，希望對推動我國的建筑智能化發展有所幫助。

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一、課程的主要特點

計算機網絡是計算機發展和通信技術緊密結合并不斷發展的一門學科。它的理論發展和應用水平直接反映了一個國家高新技術的發展水平，是其現代化程度和綜合國力的重要標志。在以信息化帶動工業化和工業化促進信息化的進程中，計算機網絡扮演了越來越重要的角色。本課程系統地介紹了數據通信、局域網、網絡互連與廣域網、Internet、Intranet/Extranet、網絡管理、網絡安全、網絡數據管理、網絡操作系統以及網絡設計與案例分析等內容。通過本課程的學習，使學生掌握計算機網絡的基本理論，特別是數據通信和局域網的基本原理。因為數據通信是計算機網絡的基礎，而局域網是廣域網的基本單元，廣域網一般均由局域網互連而成。因此對數字化、數字傳輸、模擬傳輸、通信媒體、多路復用、數據交換以及局域網介質訪問控制方式、體系結構、組網技術、高速局域網等的基本原理和技術要有清晰的了解和掌握。此外，對網絡管理(如網絡安全管理、網絡數據管理、網絡操作系統)和應用(如在企業中的應用、政府部門的應用、金融機構的應用以及Internet的應用等)掌握的同時，還應具有計算機網絡系統分析與設計的初步能力。

二、課程教學現狀

作為一門高職計算機專業的必修課，目前課程的教學存在三個比較大的問題：首先，教學內容方面，網絡相關學科發展迅速，內容更新快，課程內容難以跟上計算機網絡科學的發展變化。其次，在教學方式上，網絡課程有相當部分的內容屬于基礎理論知識，難度大，相對枯燥，在課堂教學方面需要適當調整，改變學生積極性調動不充分，課堂互動性不足等問題。然后，教學目標方面，高職網絡課程的教學目標主要集中在如何完成課程的教學，傳授其中的知識點，但對于學生的實踐能力和創新能力沒有適當的關注。與此相對的是，計算機專業的學生畢業走向工作崗位，能否有效解決有關的實際問題，對于用人單位用人的一項硬件指標。這些能力培養的忽略。對于今后學生的工作和發展非常不利。

三、教改措施

1.調整教學內容，增強基本概念和知識的學習。計算機網絡課程教學內容包括通信技術、網絡理論和網絡應用技術，無論從軟硬件、通信哪那一個方面講。都是一個復雜的系統。因此，要在有限的學時內完成教學，內容的安排非常重要。我們根據目前計算機網絡的發展狀況，對教學的課程結構進行優化，精選教學內容，保留基本的通信理論，略講部分網絡原理，刪去一些過時的網絡技術，把重點放在讓學生掌握目前流行的網絡技術和理解未來的發展方向上。

2.提高教學質量，采用合適的教學方法和教學手段。課堂講授：上課老師最好能參與本單位的校園網絡建設，或者參與社會上的網絡工程，積累工程經驗，豐富上課內容。教師在備課過程中力求對內容高度熟練，能夠深入淺出的講授，并引導學生逐步理解課程的重點和難點，使學生能掌握基本的理論、概念、技術、方法。

作業練習：有選擇性地布置一些思考題、練習題、市場調研、專業技能訓練等，使學生通過認真閱讀教材和參考書，以掌握課程的基本內容以及重點和難點。教師可以將科研中企業網絡系統建設的需求或已有的網絡系統情況告訴學生，讓學生分析企業已有計算機網絡系統中存在的問題，提出改進方案，或為企業設計滿足實際需求的計算機網絡系統。最后由指導老師對學生提出的企業計算機網絡方案進行講評，指出其設計方案的優缺點，并提出改進意見。

網絡輔助教學：利用及時通信技術，如飛信、QQ等手段，回答學生提出的問題；學生在網絡提交作業，教師通過網絡將批閱后的作業返回給學生。這樣不僅使學生對本課程的內容更進一步的了解，主要是加深學生對計算機網絡知識應用的興趣愛好。

課外閱讀輔導：將相關的著名計算機網絡學習網站，論壇、視頻下載資源等和優秀的網絡課程書籍，及時推薦給學生，以進一步擴展學生的獲得知識面。

案例討論：在教案中準備不同的現實經典網絡教學案例，組織學生討論或課外獨立思考，編寫方案等，充實了學生的動手能力，讓學生了解實際，增進了學習氛圍。

學院網絡系統參觀：在課程講授過程中，帶領學生參觀學院網絡中心，向學生介紹該網絡設計的思路、組網技術、主要硬件及軟件等內容，現場演示設備的操作與調試，其目的是使學生對計算機網絡有感性認識。

參考文獻：

[1]黃晨.高職計算機課程教學模式改革初探[J].電腦學習.2010.

篇（7）

網絡工程專業的發展已近10個年頭，目前開設該專業的院校達200多所[1]，已有大批畢業生走向社會。但網絡工程專業仍屬于教育部頒發的本科教育目錄外專業(專業代碼：080613W)；各高校對網絡工程專業的理解還存在一定的差異，其專業定位、培養目標、課程體系等都不盡相同，缺乏統一或公認的指導性辦學計劃。隨著網絡與通信技術的飛速發展，加之社會對該領域人才的迫切需求，近些年來，網絡工程專業建設的研究與報告越來越多，本文主要圍繞網絡工程專業如何設置通信類系列課程進行探討。

1網絡工程專業課程體系

網絡工程專業是在計算機科學與技術、通信工程和電子工程等專業的基礎上，通過多專業技術不斷地交叉、融合，內涵不斷地豐富和擴展，并在社會對各類網絡人才需求不斷推動下得以產生并發展壯大的一門新的學科和專業[2]。本文將它的專業課程(含專業基礎課程)體系大致分為4大方面的系列課程，如圖1所示。

其中，電子類課程涵蓋電工、電子電路、數字邏輯設計等方面的基本理論和實驗技術，是培養學生具備分析和設計計算機硬件系統、通信器件和網絡設備等IT產品能力的基本課程，也是學生學習后續計算機類、通信類以及網絡類課程的重要基礎。由于網絡

工程專業主要起源于計算機專業，而且網絡和通信設備又是一種特殊而重要的計算機系統，學生只有在掌握好計算機基本原理、體系結構、程序設計的基礎上，才能進一步熟悉并掌握網絡系統(如交換機、路由器等)的工作原理、體系結構及系統軟硬件的開發。因此計算機類課程是網絡工程專業最重要的一類系列課程，它和網絡類系列課程一起構成網絡工程專業的骨干課程體系。

圖1網絡工程專業課程體系

通信類和網絡類系列課程是最能體現網絡工程專業特色的系列課程，是培養學生具有網絡系統研發、規劃、部署、集成、管理、安全防護等技術的重要課程，也是關系到網絡工程專業學生是否能最終滿足現代各類IT企業對網絡人才要求的關鍵。目前，

各院校在課程設置方面存在的差異也是這兩類課程及其教學內容深淺和寬窄的選定，這與各院校在學生培養的目標定位以及通信工程和計算機網絡專業方向的教學實力和實驗條件有關。

2網絡工程專業和通信工程專業的異同點

網絡工程專業與通信工程專業同屬于網絡與通信領域，同跨電子、通信和計算機學科，部分專業課程，尤其是專業基礎課程方面開設的課程類似。例如，大多院校的兩類專業均開設電工與電路基礎、模/數電子技術、信號與系統、通信原理、數據結構、操作系統、數據庫、計算機網絡、程序設計等課程。尤其是網絡工程專業的通信類課程，主要來源于通信工程專業的部分專業基礎課程和專業課程，并且兩者都強調動手及其工程應用能力的培養，有一定的共性。但畢竟兩者的培養目標和專業特點不同，因此，在通信類課程的選定和教學內容的安排上，網絡工程專業應著重考慮兩者的不同點。這些不同點主要如下：

1) 在專業定位方面，通信工程專業偏重于信號編碼、信息的發送、傳輸和處理以及通信設備、技術和系統的研發和使用；而網絡工程專業則關注網絡新技術新產品的研發，組網工程的設計、規劃、集成，網絡應用軟件的開發，網絡系統的管理與維護等，兩者的培養目標不同。因此在內容深淺和學時安排上，兩專業的通信類課程應作明顯區分。

2) 在數理基礎方面，通信工程專業關注信號的變換、傳輸、處理、檢測及編碼，其特有的專業基礎課程有信號與系統、數字信號處理、隨機信號分析、電磁場與電磁波、信息論及編碼等。通過學習這些課程，學生可為后續專業課程的學習或將來進一步研發、運營、維護通信設備和系統打下理論基礎。而網絡工程專業除了注重讓學生掌握計算機理論基礎知識外，還應讓學生加強學習圖論、進程代數、排隊論、Petri網、線性與非線性規劃等知識領域相關的理論課程，為進一步研究網絡協議設計、網絡擁塞控制、流量控制、網絡性能分析等打下基礎。因此在專業理論基礎方面的教學側重點應有明顯不同。

3) 從網絡體系結構方面來看，通信工程專業更注重于學習和研究IP層以下的底層支撐通信網的協議、技術及相關知識點，通常開設通信電子線路或高頻電子線路和低頻電子線路、微波技術與天線、光纖通信、衛星通信、移動通信、數字程控交換原理等網絡工程專業不開或涉及較淺的課程。而網絡工程專業則注重IP層以上的網絡高層協議及軟件的開發和應用，重點涉及的課程有網絡工程、網絡協議分析、網絡編程、網絡管理、網絡安全、Internet技術[3]等通信工程專業涉及較少的課程。可以說，通信工程專業通常著重于電信或廣電等公共網絡平臺的建設與管理，而網絡工程專業則相對偏重于互聯網、企業網、專用網、IP網以及接入網絡的開發、管理及應用平臺的建設和維護。因此，網絡工程專業的通信類課程應以基本概念、工作原理、關鍵技術的教學為重點，以滿足網絡類系列課程的教學要求為目標，而將復雜的電磁或信號處理等理論分析內容加以精簡。有所為，有所不為，以體現專業特色。

4) 課程實驗和課程設計的偏重點也不同。通常，通信工程專業將電子系統課程設計、DSP系統課程設計、通信原理課程設計以及通信工程綜合課程設計等作為重點的課程設計內容。而網絡工程專業關注的課程內容有組網工程課程設計、網絡協議或應用軟件開發課程設計、網絡管理課程設計、網絡攻防課程設計等[4]。這也說明了兩類專業的畢業生將來要走向的工作崗位有所不同。因此，網絡工程專業的實驗教學也應與課程教學一樣有所側重。

最后，通信工程專業發展歷史悠久，教學內容也相對集中、穩定和成熟(信息與通信工程為一級學科)。而網絡工程專業則是個新興且正在發展中的專業，涉及的知識面較廣，內容較多、較新，工程性也相對較強，不但涉及網絡設備或系統軟、硬件的開發，還涉及網絡系統的集成、運營、管理、測試、性能分析、安全等技術內容。因此，網絡工程專業如何設計好自己的通信類課程體系，既要重點突出，又要適應面廣，是一個非常值得探討的問題。

3通信類系列課程的設置建議

綜上所述，由于兩個專業的關注點不同，因此，在網絡工程專業的課程體系中開設有關通信方面的課程，應對準網絡工程專業的培養目標，以夠用和滿足網絡后續課程的學習和網絡系統的研發為原則，以理解并掌握基本的通信理論、概念和工作原理并熟悉現代各種通信網絡關鍵技術為要求，以通信類課程能否支撐網絡類課程的學習和工程實踐，打下堅實的基礎為衡量準則。

3.1通信類專業基礎課設置

在通信類專業基礎課方面，可開設信號分析與處理和數據通信原理兩門課程。其中信號分析與處理課程應涵蓋信號與系統的大部內容和數字信號處理的部分內容。其主要知識單元應包括信號分析與處理的基本概念，連續信號分析(時域、頻域、復頻域)，離散信號分析(時域、頻域、復頻域)，信號處理基礎，模擬和數字濾波器，信號分析與處理的MATLAB實現等內容。數據通信原理課程來源于通信工程專業的通信原理課程，主要簡化了模擬通信原理的有關概念和技術。其主要內容應涵蓋數據通信的基本概念(信號、噪聲、信道和性能指標等)，信源編碼，信道編碼，基帶傳輸，頻帶傳輸，同步等主要知識單元。另外，還可在這兩門課程中適當增加隨機信號分析與處理基礎方面的章節。教師可根據各高校特點及目標定位來設置兩門課程具體的教學知識點。

3.2通信類專業課設置

在通信類專業課方面，應使學生了解和掌握現代信息社會各種常見通信網絡(光纖通信網、數字程控交換網、寬帶IP網絡、微波和衛星通信網、移動通信網以及各種接入網等)的基本特點，協議，工作原理，關鍵技術以及組網和應用方面的內容。保證學生今后無論是進行核心網絡還是接入網絡、有線網路還是無線網絡、電信網絡還是IP網絡的規劃、設計、

運營和軟硬件開發，都能具備足夠的通信知識背景，并快速了解和熟悉工作環境和崗位要求。

說到具體內容，可開設現代通信網絡(可涵蓋數字程控交換網、光纖通信網、寬帶IP網絡、智能網、NGN網等)，無線通信與網絡(可涵蓋無線通信和無線信道方面的基本概念和理論、移動通信網、微波通信和衛星通信等)，接入網技術(可涵蓋以太接入、xDSL網、HFC網、各種無線接入網)等3門左右的課程。在教學過程中，可簡化一些理論性強、學生學習枯燥的內容(通信工程專業可能側重的內容)。如何確定專業必修課、選修課以及選定教材、內容和知識點，各高校可靈活掌握，有條件的院校還可開設無線傳感器網、物聯網等新的通信技術課程。

4結語

網絡工程專業橫跨電子、通信以及計算機專業領域。雖然建設的時間不長，但發展很快。它與通信工程專業既有共同點也有明顯的區別，其通信類專業課程主要來源于通信工程專業的有關課程。如何根據網絡工程專業的培養目標來進行取舍，是一個值得探討的問題。本文在對網絡工程專業課程體系進行分類以及對網絡工程專業和通信工程專業特點進行比對的基礎上，給出了開設網絡工程專業通信類系列課程的想法和建議，有待于在今后的教學實踐中進一步豐富與完善。

參考文獻：

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[4] 胡山泉,高守平,于芳. 應用型網絡工程本科專業知識體系建設初探[J]. 計算機教育,2009(12):88-89.

Establishment of Communication Serial Courses in Network Engineering

MAO Yu-gang, CAO Jie-nan, XU Ming

篇（8）

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

1“計算機網絡”課程的主要特點

(1) 內容廣泛，教與學難度大

“計算機網絡”課程是計算機類專業的一門專業課程，更是計算機網絡專業的核心課程，包括數據通信技術基礎知識、網絡體系結構、局域網、廣域網、網絡設備、網絡安全等。其內容廣泛且大部分非常抽象，學生學起來較枯燥、難以理解。

(2) 實踐、應用性強

“計算機網絡”課程包含許多實踐性的內容，如路由器、交換機等網絡設備的配置、局域網絡的組建、應用服務器的搭建等，光靠課堂上講是不可能使學生理解和掌握的，必須進行實踐訓練。

(3) 時效性強，更新快

通信技術以及計算機技術的迅猛發展使得計算機網絡技術也不斷推陳出新，這就要求我們必須及時更新教學內容才能跟上時代的步伐。

而在“計算機網絡”課程的教學中存在著教學內容與現實脫離、教學模式不適應課程特點、實驗教學環節薄弱等方面的問題，不能滿足社會對學生所學知識的要求。因此，對“計算機網絡”課程教學的改革勢在必行。

2教學改革

(1) 教學內容的改革

“計算機網絡”是一門公認的較難教授的課程，全國大多數院校本科計算機網絡課程教學大綱要求學生掌握網絡通信基本原理，主要討論計算機網絡OSI/RM七層體系結構和TCP/IP體系結構。課程內容主要包括計算機網絡基本概念、網絡體系結構，然后按照網絡體系結構分別闡述物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層的基本原理和協議。學生學后難以理解，不少學生可能感覺到學過與沒學一個樣，并無實際作用。

為了培養高級工程應用型人才，計算機網絡的教學應緊緊圍繞著網絡建設、應用和管理這一主線進行，突出實用性、先進性，可將教學內容分為計算機網絡基礎知識、局域網技術、網絡設備與互聯、網絡安全、網絡應用與管理等五部分內容。

在計算機網絡基礎知識中，主要介紹網絡的概念、分類、數據通信技術和網絡體系結構。在介紹體系結構時，簡化OSI參考模型的內容，擴充事實標準TCP/IP的內容，將OSI參考模型與TCP/IP參考模型二者相結合；在介紹網絡協議的原理與作用時，注重幾個常用協議，不用的完全可以不講或少講；但象IP地址規劃、配置，則應作為一個重點。也就是說，內容應新，要減少那些淘汰了的內容。

在局域網技術中，應重點介紹局域網的組成和常用的局域網，如交換式以太網技術和虛擬局域網技術，而令牌網、10BASE2、10BASE5以太網等，則可以簡化其內容。

在網絡設備與互聯中，則應以交換機、路由器設備為主，介紹廣域網接入技術。象網橋、集線器等網絡設備，僅介紹其基本概念即可；而交換機、路由器，除掌握其概念、原理，還應要求學生學會其基本配置；廣域網接入技術中，應簡化目前已經基本淘汰的如X.25、幀中繼技術等部分內容，增加了已經走向人們身邊的接入技術，如作為TCP/IP網絡骨架的路由器技術。

在網絡安全中，應重點介紹常見的網絡安全技術，引進新的技術充實教學內容。除Windows安全中心(包括注冊表的入侵與防范、Windows防火墻技術等)外，還可增加NAT、ACL、防火墻等內容。

網絡應用與管理中，需重點介紹網絡系統與服務等，應演示常用的網絡命令、建立常用的服務器、配置服務器等。

(2) 教學方法和手段的改革

在教學過程中，應充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用，激發學生的興趣，推行“互動式”、“啟發式”、“案例教學”等各種有利于學生創新能力培養的教學方法。

① 激發學習興趣

學生在學習活動中，興趣是最好的老師，在教學中應設法激發學生的學習興趣，把“教師要求學生學”改變為“學生主動要求學”。比如學生普遍有一定的計算機操作能力，能熟練地上網，對網絡有興趣，則第一次上課就可以首先介紹計算機網絡的重要性和在現實生活中的具體應用，還可以讓學生發言，談談自己使用網絡的情況，并互相交流。這樣，學生對網絡的宏觀有個輪廓印象，明白了網絡的實用性，增加了學習的興趣和動力。

② 互動式、啟發式教學

采用互動式、啟發式教學，引導學生進行思考。在每一章的開始，可以先提出通信過程中的問題，然后啟發學生“如何解決這些問題？”如，在講分層體系結構時，先提出問題“如何實現兩臺主機之間點對點的通信？”。為實現這一目的，需要通信雙方在物理傳輸媒體、接口、信號編碼、調制方式、通信速率等物理指標上遵循統一約定，這就是物理層標準的目的；而物理層不能保證可靠傳輸，可能出現誤碼而且無法實現流量控制、連接控制等功能，所以要在點對點線路上實現可靠通信，還需要借助于數據鏈路層協議；在數據鏈路層和物理層協議的控制下雖可實現點對點可靠通信，但實際網絡不可能在任何兩臺主機之間存在點對點線路，所以采用了以路由器為核心的網狀結構，由路由器對數據報進行逐級轉發，這就是網絡層協議，……。由此逐步啟發學生掌握分層的體系結構思想。

③ 案例教學

采用案例教學，鼓勵有實際經驗的教師將網絡工程案例引入課堂教學。工科院校的學生應該重在能力的培養，注重的是理論聯系實際。通過案例教學，學生可以學習到設備選型、組網規劃、網絡技術應用等網絡方案設計的方法和策略，學習如何使用最合理可行的解決方案實現客戶需求。另外，組網案例具有可復制性，比如中小型企業網絡組建和規劃案例在大部分企業中都是適用的。

④ 教學手段的多樣化

在教學方法改革的同時還應充分利用多媒體教學、網絡課堂等現代化教學手段。由于計算機網絡課程中專業術語抽象，概念多，不易理解，靜態的文字課件往往很難描述清楚，因此采用多媒體教學的手段在課件中大量引入動畫、動態視頻、聲音等多種形式，使抽象的信息形象化，可幫助學生理解、加深印象、引起興趣。如網絡體系結構中每一層協議數據單元及其封裝過程都是十分抽象的，可以采用圖形與動畫方式，把每一層封裝的過程演示出來，既生動形象又易于理解和掌握。此外，還可以充分利用校園網絡資源，建立網絡課堂，提供課件、授課錄像以及試題庫，使課堂教學得以延伸，方便學生課外學習。

(3) 實驗教學的改革

“計算機網絡”是一門工程應用特征非常明顯的課程。工科院校在進行課程改革時，應該以提高學生工程應用能力為目的，以市場為導向，形成一個較為完整、系統的實驗教學體系。

① 規范實驗室建設

為了保障計算機網絡課程實驗教學的正常進行，組建一個計算機網絡的專業實驗室是必要的。這個實驗室應包含多種設備：二層交換機、三層交換機、路由器、防火墻

等，其網絡拓撲結構應該能夠靈活組合，并且可以進行多區域分布實驗。實驗室的建立，可以是對現有實驗室進行改造，添加一些專業的網絡設備，也可以聘請專業的公司建立如Cisco網絡實驗室、銳捷網絡實驗室等等。

② 改革實驗內容

計算機網絡實驗內容的選擇是整個實驗教學設計最重要的一環，也是當前實驗教學改革的重點和突破口。因此在設計實驗內容的時候，既要涵蓋教材中主要的知識點，又要兼顧對學生動手能力和創新意識的培養，而且所設計的實驗內容還應該具備實用性和可操作性。因此，計算機網絡課程實驗可以分以下幾個層次進行：驗證性實驗、綜合性實驗和設計性實驗。

 驗證性實驗，主要用于驗證網絡的各種協議，讓學生更形象地理解理論知識。主要實驗包括以太網幀的構成、IP地址分類與數據包組成、IP地址轉換協議、ICMP和UDP數據報的傳送、TCP數據通信、HTTP協議、TELNET、SNMP及其他。

 綜合性實驗，目的是為了讓學生更好地應用網絡知識，提高實踐能力。主要實驗包括熟悉網卡、網線、集線器、交換機、路由器等硬件設備，以及網絡工具、并制作雙絞線；學會交換機、路由器的安裝、配置，組建局域網，配置虛擬局域網，進行安全性設置；學習Internet的接入和使用，配置WEB、FTP、DNS、DHCP等服務器。

 設計性實驗，目的是讓學生進一步掌握UDP及TCP協議的工作原理，掌握SOCKET編程的基本方法，實現網絡數據傳輸。主要實驗是用SOCKET套接字進行網絡程序設計。

③ 工程化訓練以及專業資格認證

建立實訓基地，加強企業合作，組織成績優良的學生到合作企業中參加網絡工程實施工作，以工程的方式鍛煉學生應用能力；此外還可以組織學生參加實驗室、辦公室網絡、宿舍局域網等基礎網絡組建，通過工程化訓練培養學生從事網絡工程實施的能力。

同時，鼓勵學生參加專業資格認證考試，如Cisco公司的CCNA、CCNP，華為3com公司的HCNE、HCSE，銳捷的RCNA、RCNP等。通過取得專業資格認證來提高學生就業競爭力。

3教學效果與總結

幾年的教學實踐證明，新的教學方案端正了學生的學習態度、提高了他們的學習積極性和主動性，也充分訓練了他們解決實際問題的能力。隨著計算機網絡技術的飛速發展，社會對學生能力的要求在不斷的變化，我們還需進一步努力探索，以使計算機網絡的教學水平不斷進步、提高。

參考文獻

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[2] 陳愛國,馮斌. 網絡實驗室建設與實驗教學改革[J]. 中國現代教育裝備,2007,(5):38-40.

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Teaching Reform Based on The Training of Engineering Talent in Computer Network Curriculum

WEN Zhi-ping

篇（9）

1　引言

隨著全球數字化經濟的蓬勃發展，寬帶無線移動通信作為體現國家科技、經濟、人才等綜合實力的重要領域，已成為許多國家爭取主導權、話語權和制高點的戰略性產業。為提升我國無線移動通信的綜合競爭實力和創新能力，推動移動通信技術和產業向世界先進水平跨越，《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006―2020年)》中確立了新一代寬帶無線移動通信重大專項，大力發展低運營成本、扁平化、全IP網絡的蜂窩移動通信系統的后續演進和寬帶無線接入。

代表了信息通信技術主要發展方向的新一代寬帶無線移動通信的迅速發展將會極大地提高其速率和可應用的帶寬以此滿足人們對數字、圖像、音頻、視頻等多媒體業務的需求。然而，在當前國際市場需求急劇下降、全球信息產業深度調整的形勢下。如何確保國家重點投入發展的通信網絡拉動內需，擴大海外市場，促進國民經濟的長期可持續發展將是一個嚴峻的問題。

2　當前移動通信的業務狀況

目前，移動通信與互聯網的融合已經成為一種趨勢，它在終端，網絡和內容上都在逐步融合，融合之后的新型網絡架構可以提供更多新穎的行業應用解決方案，這為依托于信息技術和現代管理理念發展起來的新興服務產業提供了前所未有的機遇，但同時也帶來了帶寬、網絡融合、行業推廣、有效監管等各方面的挑戰。

2.1服務單一化向服務多樣化的轉變

以我國目前移動通信發展現狀來看：我國現有通信網絡存在業務單一的問題，通信網絡主要服務于傳統的語音業務。據有關部門統計，2006年1～5月中國電信產業業務構成中，移動通信、固定本地和長途通信占業務收入的92.2％，數據通信業務只占了7.63％；2007年數據通信網業務占電信業務收入的比例為8.4％。2008年上半年，數據通信收入占電信業務收入的比例僅達到9.4％，我國90％的通信行業的收入來源于占用現有網絡帶寬資源10％的語音業務。占用90％帶寬的數據業務所產生的經濟效益不足10％。而發達國家通信業務發展的數據顯示，數據業務的收益是通信業收益的主要來源。移動通信業務本身正在發生從單一的傳統的語音業務向多樣化的多媒體業務的轉變，語音業務低值化趨勢已經不可逆轉。

2.2帶寬日益增加，速率日益提高

隨著移動通信業務由單一語音業務向移動多媒體和寬帶數據業務方向發展。帶寬的需求越來越大，3G在速率、QoS、無縫移動等方面的局限性也日益顯露出來，這就需要構建容量更大、速率更快、功能更強的新一代寬帶移動通信系統，以實現更高品質的多媒體業務和全球性的、“無所不在”的通信服務。LTE可提供的上下行數據峰值速率可達到50Mb／s和100Mb／s，此時高速互聯網接入、手機游戲、可視電話、手機電視、視頻點播等業務將成為現實。LTE／4G網絡的商用，將為移動行業應用開辟更加巨大的空間。

2.3應用和業務領域的拓展

移動通信技術的發展，使可利用的帶寬快速增加，網絡的傳輸速率顯著提高。在全面服務大眾用戶的同時，致力于轉型的移動運營企業將移動行業應用拓展到了政務、公安、交通、金融、電力、工商、農業、教育等領域，使移動數據業務從短信、彩信、手機游戲等大眾化業務向“警務通”、“家校通”、“農信通”、“移動工商”、“移動稅務”、手機銀行、移動支付等移動行業應用發展，有力地推動了行業信息化進程。

目前。以發達國家的寬帶應用來看，家庭醫療和遠程診斷，基于移動多媒體設施或移動終端的遠程教學，工業傳感器信息收集等寬帶應用將會是企業中很有前景的寬帶業務，帶寬和速率問題一旦解決，這些寬帶業務就可以更好的得以應用。支持多種數據業務的先進的通信網絡可以更好地促進各行業的發展，全面提升行業管理效率和企業效益。

3　生產業的崛起

1997年黨的“十五大”報告中指出了重視現代服務業的發展。此后在國家“中長期科技規劃綱要”又一次強調了我國發展現代服務業，特別是生產業的重要性。2006年國家啟動了現代服務業科技支撐計劃(信產部和科技部聯合幾十個部委推動這一計劃實施)，并在全國啟動了“現代服務業共技術支撐體系與運用示范工程”重大項目。現代服務業的發展，將從全局實現我國產業結構的調整，而生產業與國民經濟各部門緊密相關，ICT本身不僅是現代服務業的重要組成部分，更重要的它又是對工業、農業和傳統服務業走向現代化的主要推動力，以上四者的融合，將會使我國國民經濟結構發生根本性轉型。

那么說，什么是生產業呢?簡單來看，生產業是一種高智力、高集聚、高成長、高輻射、高就業的現代服務產業。金融服務、信息服務、研發及科技服務、專業服務等生產業，迅速崛起并成為全球服務業的支柱。這些行業領域具有知識密集、技術密集、信息密集、人才密集的特點，是知識經濟的先導產業，代表著服務業乃至世界經濟的未來發展方向。

目前，部分發達國家的服務業產值已占到國內生產總值的55％左右，個別國家甚至達到了78％以上。生產業呈現產業融合和服務外包的趨勢，與金融、物流、制造業的關系日趨緊密，服務方式呈現虛擬化、網絡化的趨勢。生產業已經逐漸形成完整的產業鏈，貫穿于生產、流通、分配、消費等社會再生產環節之中。因此它對ICT業特別是寬帶無線移動的需求是巨大的，它在帶寬速率覆蓋等諸方面的需求量遠比目前2G、3G的各項應用和服務總和還要大的多，這為新一代寬帶移動通信業的發展帶來了機遇。

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中圖分類號 TP393 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）121-0198-01

1 計算機網絡的定義

計算機網絡的最簡單定義是：一些相互連接的、以共享資源為目的的、自治的計算機的集合。

從廣義上看，計算機網絡是以傳輸信息為基礎目的，用通信線路將多個計算機連接起來的計算機系統的集合。一個計算機網絡組成包括傳輸介質和通信設備。

從用戶角度看，計算機網絡是這樣定義的：存在著一個能為用戶自動管理的網絡操作系統。有它調用完成用戶所調用的資源，而整個網絡像一個大的計算機系統一樣，對用戶是透明的。

一個比較通用的定義是：利用通信線路將地理上分散的、具有獨立功能的計算機系統和通信設備按不同的形式連接起來，以功能完善的網絡軟件及協議實現資源共享和信息傳遞的系統。

2 通信系統定義

通信系統是用以完成信息傳輸過程的技術系統的總稱。現代通信系統主要借助電磁波在自由空間的傳播或在導引媒體中的傳輸機理來實現，前者稱為無線通信系統，后者稱為有線通信系統。當電磁波的波長達到光波范圍時，這樣的電信系統特稱為光通信系統，其他電磁波范圍的通信系統則稱為電磁通信系統，簡稱為電信系統。由于光的導引媒體采用特制的玻璃纖維，因此有線光通信系統又稱光纖通信系統。一般電磁波的導引媒體是導線，按其具體結構可分為電纜通信系統和明線通信系統；無線電信系統按其電磁波的波長則有微波通信系統與短波通信系統之分。另一方面，按照通信業務的不同，通信系統又可分為電話通信系統、數據通信系統、傳真通信系統和圖像通信系統等。

3 計算機網絡與通信系統結合的發展前景

計算機通信網絡是計算機技術和通信技術相結合而形成的一種新通信方式，主要是滿足數據通信的需要。它將不同地理位置、具有獨立功能的多臺計算機、終端及附屬設備用通信鏈路連接起來，并配備相應的網絡軟件，以實現通信過程中資源共享而形成的通信系統。它不僅可以滿足局部地區的一個企業、公司、學校和辦公機構的數據、文件傳輸需要，而且可以在一個國家甚至全世界范圍進行信息交換、儲存和處理，同時可以提供話音、數據和圖像的綜合，具有人的發展前景。計算機通信革命帶來以下這些重要事實：數據處理設備（計算機）和數據通信設備（交換傳輸設備）之間不再有本質上的區別。數據通信、話音通信和視頻通信之間也不存在本質上的區別。單處理器計算機、多處理器計算機、局域網、城域網和遠距離網絡之間的區別也日趨模糊。這些趨勢導致了計算機產業與通信產業的日趨融合，從元器件制造到系統集成皆是如此。另一影響是發展了能夠傳輸和處理各種類型數據和信息的集成系統。不論是技術本身還是制定技術標準的組織，都被迫向能夠完成各種通信的單一的公用網絡系統發展，通過這種網絡能夠簡單且統一地訪問到全世界的信息源和各種信息。

4 從系統觀點分析計算機網絡系統與通信系統的界定

計算機網絡通常是由計算機與通信相結合而形成的系統。計算機與通信也都是系統，他們既可能是一個相對獨立的系統，又可能是計算機網絡這個更大系統中的一個要素，所以計算機網絡系統與通信系統之間存在既有聯系又有區別的復雜關系。

根據系統觀點，系統是由具有一定功能、相互間有一定聯系的多個要素組成。所以研究不同系統之間的區別，首先要研究系統功能的差別。對于人造系統而言，其主要環境因素就是使用該系統的或該系統為之服務的“用戶”。所以系統基本功能通常又可歸結為系統想使用它的用戶所提供的基本服務功能。基于系統的這些基本概念，我們首先來看通信系統與計算機系統的區別是明顯的，因為通信系統的基本功能主要是提供信息傳輸服務，而計算機系統的基本功能則主要是提供信息處理服務。當然，我們也要注意到，在現代通信系統內部，實際上也常包含一些進行信息處理的功能部件，如數字程控交換機、通信控制器等；而在計算機內部也存在一些進行信息傳輸的部件，如內部總線、I/O通道等。這些都屬于系統的內部結構或子結構功能。我們在界定不同類型系統時不妨把系統的內部結構看成為“黑匣子”，而主要看他們對“用戶”環境所提供的基本服務功能的差別。“黑匣子”方法是系統分析的一個重要方法。

從系統觀點來看，計算機網絡系統雖然是由計算機與通信結合而形成，但已不是計算機與通信的簡單相加，也不是計算機或通信系統的簡單擴張和延伸。事實上，由計算機和通信相結合而產生的計算機網絡系統無論它的系統功能或系統結構，從一開始就已產生許多新的質的變化。例如，在通信支持下的資源共享和分布處理功能已遠不是不聯網的計算機群所能做到的。而在資源共享和分布處理功能基礎上構造的各種計算機網絡應用系統則又進一步把遙控、雷達等信息采集技術，自控機床、機器人等信息控制技術，以及分布數據庫等信息存儲技術等各種信息技術都不斷綜合到計算機網絡這個大系統中。這使計算機網絡具有綜合信息采集、處理、傳輸、存貯和利用控制功能的綜合特征，計算機網絡的“用戶”，也越來越從專業計算機用戶擴展到社會各行各業的非計算機專業人員。顯然，計算機網絡系統的這種更廣泛的綜合信息功能，既不是計算機系統，也不是通信系統所能比擬和代替的。

5 計算機網絡與通信系統融合趨勢分析

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中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 12-0000-01

一、3G的概念

3G是英文3rd Generation，指第三代移動通信技術[1]。它是指將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合的新一代移動通信系統。它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務。為了提供這種服務，無線網絡必須能夠支持不同的數據傳輸速度，也就是說在室內、室外和行車的環境中能夠分別支持至少2Mbps（兆字節/每秒）、384kbps（千字節/每秒）以及144kbps的傳輸速度。簡單地說，3G實際上就是一個寬帶的無線網絡。

二、3G的標準

3G的主流標準為WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）、CDMA2000（Code Division Multiple Access 2000）和TD-SCDMA（Time-Division Synchronous Code Division Multiple Access）。

WCDMA即寬帶碼分多址，該技術可在5MHz的帶寬內，提供最高384kbps的用戶數據傳輸速率，能夠支持移動/手提設備之間的語音、圖象、數據以及視頻通信，速率可達2Mb/s（對于局域網而言）或者384Kb/s（對于寬帶網而言）。

CDMA2000也稱為CDMA-MC（CDMA Multi-Carrier），由美國高通北美公司為主導提出，摩托羅拉、Lucent和后來加入的韓國三星都有參與，韓國現在是該標準的主導者。CDMA2000可支持語音、分組和數據等業務，還可實現QoS的協商。它對CDMA（IS-95）系統的完全兼容，成熟性和可靠性有保障，是第二代向第三代移動通信過渡最平滑的選擇。但是CDMA2000使用的多載波傳輸方式比WCDMA的直接擴頻序列對頻率資源的浪費大。該標準與WCDMA以及TD-SCDMA不兼容，目前我國電信采用的是該標準。

TD-SCDMA即時分-同步碼分多址，是由我國信息產業部電信科學技術研究院提出，與德國西門子公司聯合開發。采用了同步碼分多址技術，智能天線技術和軟件無線技術。它采用時分雙工技術能節省未來緊張的頻率資源，降低設備成本。其獨特的智能天線技術，能大大提高系統的容量，特別對CDMA系統的容量能增加50%，且降低了基站的發射功率，減少了干擾。td-scdma軟件無線技術能利用軟件修改硬件，在設計、測試方面非常方便，不同系統間的兼容性也易于實現。其缺陷在于技術的成熟性方面比另外兩種技術要欠缺，它在抗快衰落和終端用戶的移動速度方面也有待改進。

三、3G的頻譜分配

國際電信聯盟給3G劃分了230MHz的頻帶，上行為1885～2025MHz，下行為2110～2200MHz。我國3G頻譜劃分如下：

1710-1755/1805-1850MHz和1865-1880/1945-1960MHz，帶寬共120MHz，用于蜂窩移動通信業務；1880-1900/1960-1980MHz，帶寬共40MHz，原計劃用于無線接入（FDD方式），現只批準我國自行研制的S-CDMA系統使用1880-1885MHz的頻段；1900-1920MHz，帶寬共20MHz，用于無線接入（可用于DECT和PHS等時分或碼分方式），主要用來解決集中在密集辦公室區域的專業網以及機關、團體和家用無繩電話等需求；2400-2483.5MHz，帶寬共83.5MHz，主要用于短距離、短信息的數據通信系統以及計算機數據通信系統等。該段頻率與工業、科學、醫療設備（ISM）無線電電磁波輻射頻段共用；2535-2599MHz，帶寬共64MHz，臨時性用于多路微波有線電視傳輸系統。

四、3G的特點

第三代移動通信系統的主要特點有：

（1）第三代移動通信系統是一個在全球范圍內覆蓋和使用的系統。它將使用共同的頻段、全球統一標準或兼容標準，實現全球無縫漫游。

（2）第三代移動通信系統具有支持多媒體業務的能力，特別是支持Internet業務。現有的移動通信系統主要以提供話音業務為主，隨著發展一般也僅能提供100kbit/s～200kbit/s的數據業務，GSM演進到最高階段的速率能力為384kbit/s。

（3）第三代移動通信系統的業務支持從話音、分組數據到多媒體業務；應能根據需要提供帶寬。

（4）第三代移動通信系統便于過渡、演進。由于第三代移動通信引入時，第二代網絡已具有相當規模，所以第三代的網絡一定要能在第二代網絡的基礎上逐漸靈活演進而成，并應與固定網兼容。

（5）第三代移動通信系統支持非對稱傳輸模式。由于新的數據業務，例如，WWW瀏覽等具有非對稱特性，上行傳輸速率往往只需要幾千比特每秒，而下行傳輸速率可能需要幾百千比特每秒，甚至上兆比特每秒才能滿足需要。

五、3G得應用

從用戶體驗的角度可以將3G業務分為以下幾類：

（1）通信類業務，主要包括話音業務、視頻通話業務以及手機與互聯網視頻通話業務。

（2）娛樂類業務，如音樂、影視、新聞點播，圖片、鈴聲下載、互動游戲等。

（3）資訊類業務，如新聞類資訊、便民資訊、財經類資訊等，用戶可以通過手機獲得電話簿、交通實況、賓館和就餐等服務。

（4）互聯網業務，用戶可以在3G手機上收發、保存電子郵件，可以使用QQ、Fetion、MSN等即時通信工具，還可以收發文字、圖片、視頻等多媒體信息。

（5）電子支付業務，用戶可以用3G手機實現網上支付、現場刷卡等各種支付功能。

（6）定位服務，用戶可以通過3G手機的GPS功能對其所在位置進行定位并得到該位置相關信息。

（7）監控服務，用戶可以用3G手機遠程監視、控制家用電器。

在不久的將來，移動互聯網會發展成為一種可以隨身應用、不受時間和空間的局限的網絡，其必將是未來3G業務發展的主流趨勢。

參考文獻：

[1]劉寶玲.3G移動通信系統概述[M].北京：人民郵電出版社，2008.