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计算机网络化论文精品(七篇)

时间:2022-06-21 21:40:56

计算机网络化论文

计算机网络化论文篇(1)

【关键词】计算机 网络文化 社会影响

计算机技术的逐渐完善和发展使得其在当前社会中被使用的范围也越来越广。而网络作为计算机技术的延展在人们的信息交流传递上产生了非常重要的作用,正是因为网络的发明,极大程度上解决了因物理层面上所限制的信息传递,让人们在一个虚拟的环境之下也能进行良好有效的信息交流。但是随着网络相关技术在不断完善和更新之后,计算机网络文化也随之诞生,并且网络的普及应用,网络文化也逐渐进入到越来越多人的生活之中并慢慢对整个社会都产生着非常深厚的影响。

1 计算机网络文化的概念以及发展现状

1.1 计算机网络文化的概念

计算机网络文化是计算机技术和通信技术紧密相结合的产物,它涉及到通信与计算机两个领域。它的诞生使算机发生了巨大的变化,在当今社会经济中起着非常重要的作用,它对人类社会的进步做出了巨大的贡献。但随着社会的发展以及计算机技术的不断进步,计算机网路文化也在更多的有技术性向文化性偏转。

既然开始向文化性偏转,那么文化的特性出发,强调由网络内容的文化属性所引发的文化范式转型。不容否认,网络文化是新兴技术与文化内容的综合体,单纯强调任何一个方面都是不妥当的,但正是因为这种全面性的文化发展少了些技术性的纯粹,而从文化层面产生了很多优劣。也正是这些或好或坏的文化观念正在慢慢的对整个社会的进程做出影响。

1.2 计算机网络文化的发展现状

网络给人的印象大抵可以用诸如“方便、迅捷、虚拟”等词汇,而作为一项新兴的事物虽然出现不过数十年但在当前人们的生活中已经几乎遍及每一个角落。尤其是在手机逐渐成为人们需要进行使用的主要电子产品之后,手机网络的覆盖甚至已经发展到了南极,相应伴随而来的计算机网络文化也一定得到了广泛的传播和推广。

所以当前计算机网络文化随着网络的发展也同样被迅速的普及,人们在使用网络的同时就会了解到相应的网络文化并形成一定的文化意识。并且在网络中不会对信息进行好坏的辨析而只是传递。那么在网络文化中不论是好或者坏的文化观念都会通过网络而在人群中迅速的传播开来。

2 计算机网络文化对人们生活工作的影响

2.1 拓宽人们的思想认知渠道,进行思想素质的提升

网络文化主要是通过文字、数据、声音、图像等信息的传输交换,达到对人们的思想行为进行感知、教育、调控的目的。它是一种更灵活、自我教育成分更多的教育方式。也正是网络的出现,导致越来越多的思想认知通过网络这种自由的渠道进行不断的传播,从而让人们有了更多的提升渠道和空间。

利用网络进行教育,还有利于民主观念的形成,同时网络的异步传输和交互式沟通也能使网民更从容地选择和吸纳信息,在这种环境影响下,民主思想、民主意识大大增强。所以,网络即是减少地域限制从而加强了思想教育途径,让人们可以从更多的地方对文化、思想等诸多方面的内容进行学习,这样也就能更大程度上对全民综合素质进行提升了。

2.2 一些无用甚至负面的价值观同样也会出现在网络文化传播中

随着网络渠道的逐渐开放,除了一些先进的文化思想之外,还有一线无用甚至负面的思想同样会体现在网络文化中。其中不乏充斥着暴力、悲观等对社会发展前进带来极其恶劣的思想。因为网络的信息上传和接收者的限制非常弱,因此,在当前网络得到广泛运用的今天,一些不良的网络文化同样会充斥在整个网络世界中并且屡禁不止。

这时就需要相关部门做好本职工作,对网络文化的发展方向做出积极的引导,多做正面宣传,坚决抵制不良文化在网络平台上出现和传播。于此同时,每一个网民也同样有着相应的监督检举义务。毕竟随着网络应用的广泛,任何信息都极有可能在短时间内迅速传递,所以一旦发现不良信息都一定要马上举报,而相关部门也要积极做出相应处理从而有效的杜绝不良网络文化的传递。

3 计算机网络文化导致的一些社会现象

3.1 生活节奏的不断加快

网络的发展和推广给人们带来的最大影响无疑是将生活节奏不断加快,或者只是随着生活节奏的不断加快人们才更加需要网络。而电子商务的逐渐兴盛也极好的证明了人们都在过着“快速”的生活。

网络的出现让生活中很多事情都变得更为简洁,但一些事情在变得简洁之后也同样缺少了相应的乐趣,所以网络文化中很多的观念和思想更多成为了一种“速食快餐”而难以再出现可堪经典的东西。

3.2 人们对网络的依赖性越来越强

网络的确给人们带来了太多的方便也同时解决了很多交流沟通的问题,但与此同时,人们也开始越来越依赖网络,越来越多的信息上传至网络其安全性却得不到足够的保障。人们对网络的依赖性越来越强最终网络也会慢慢成为一种习惯。

所以对于当前的网络文化,一定要理性的区分,而在网络中所了解到的一切观点和讯息也一定要在经过独立思考之后才能选择适当的相应和学习。在碰撞和交流之中不断发展和成长,才是当前网络文化所需要走的道路,而只有这样的文化才能更好的为社会发展以及提升人民素养做出积极的贡献。

4 结束语

计算机技术的不断完善和发展使得网络也变得越来越先进,不论是PC还是手机或者其他设备,网络的普及已经使得人们进行信息传递交互变得更加方便。随之而来的网络文化也在慢慢形成并对人们不断产生影响。网络的便捷、快速等文化特性的确能有效的提升工作效率并帮助人们在当前这个压力逐渐增大的社会中占得先机。但是一些网络所带来的不良影响同样也需要人们去选择和摒弃。

参考文献

[1]马东伟.当代大学生计算机与网络文化素养研究[J].科技传播,2013,22:199+195.

[2]中国教育技术装备.2012年总目录(一)(2012年第1期~第21期)[J].中国教育技术装备,2013,01:126-144.

[3]申然.网络文化与学校教育[J].合作经济与科技,2013,12:114-115.

计算机网络化论文篇(2)

网络硬件对计算机网络可靠性的影响,具体表现为计算机网络基础物质设备对网络可靠性的影响,可以分为两个部分,一部分是网络传输设备对计算机网络可靠性的影响,另一部分则是计算机网络终端设备对计算机网络可靠性的影响。

1.1网络传输设备对计算机网络可靠性的影响

主要表现为对网络电缆的铺设以及管理过程中维护工作的进行。在我国以往的计算机网络问题中,对于网络电缆的铺设及维护一直是一大难题。虽然无线网络在当今社会得到迅速普及和发展,但是有线电缆则具有更强的稳定性,因此也受到更大程度的重视。在有线电缆的铺设及维护过程中很容易受到地形等地理环境的干扰,从而影响到正常的排线工作,不利于网络可靠性的维护。以此,在以后的网线铺设过程中要留有一定的纠错余地,尽可能的选择双线布局,以便及时更改路线。

1.2网络终端设备对计算机网络可靠性的影响

网络终端设备,也即用户客户端。用户使用网络的最主要的目的就是及时高效的获取原始、准确的信息,因此该设备的可靠性受到用户很大的关注,也成为维护计算机网络可靠性的重要部分。基于此,用户在选择终端设备时,应选择那些大型企业生产的正版计算机,在维护过程中,应装载较为先进的管理软件,以维护该系统运行的稳定性。

2网络管理对计算机网络可靠性的影响

计算机网络是一个复杂的、虚拟化的、不分地域的环境空间,因此其维护和管理的成本较大,且管理起来极为不宜;同时计算机网络是一各规模庞大的完整系统,某一环节的出错就有可能导致整个系统的溃败,因此在网络管理的过程中,不仅要靠人工操作,还要引进先进的管理软件进行协同工作。

3计算机网络的可靠性优化设计方法

3.1计算机网络的纠错性设计

该设计是指在计算机的某一传输或者运行环节出错时,可以选择其他的条件或路径,以保证计算机网络的正常使用及运行。如双网络中心的应用、多连接途径的应用。双网络中心是指,在用户进行网络中心设置时,可以设置两个网络中心,一旦其中一个网络中心出现故障时,还有备用网络中心保持计算机的正常使用;多连接途径是指计算机用户在接收网络信号时,可以通过多路由发射接收,亦可通过无线和有线网络的双重使用为网络安全提供双重保障。此外在计算机内部集成电路的设计上可以采用模块化设计的方式,以保证计算机硬件设备在不影响其他使用功能的前提下进行局部维修,大幅度提高计算机网络的可靠性。

3.2计算机网络体系设计

在保障计算机硬件可备用的前提下,需要引进先进的计算机网络体系,通过多层化的网络设计,使网络适用于更广泛的地域、适应更复杂的环境,从整体上提高网络运行的可靠性以及安全性,充分体现网络高端设备的性能。

4结语

计算机网络化论文篇(3)

网络的最大优点开放性与共享性恰恰是对安全性要求较高的会计网络的最致命的弱点。由于在网络会计中起主要关键作用的是计算机,因此审计人员应该根据自己处理传统舞弊案件的经验,较透彻地分析计算机舞弊手法,努力检查并处理计算机犯罪事件,针对不同的情况,运用相应的审计手段。

一、计算机舞弊分析

(一)篡改输入

这是计算机舞弊中最简单最常用的手法。数据在输入前或输入后被篡改了。它通常表现为:虚构业务数据,如将假存款单输入银行的系统中,增加作案者的存款数;修改业务数据;删除业务数据,如从存货系统中删除某个存货数据,消除购货业务凭证。通过对数据作非法改动,导致会计数据的不真实、不可靠、不准确或以此达到某种非法目的,如,转移单位资金到指定的个人账户等。

可能的舞弊者包括:参与业务处理的人员、数据准备人员、源数据提供人员、能够接触计算机但不参与业务处理的人员。

可能的证据包括:源文件、业务文件、计算机可读文件、磁盘、磁带、异常报告、错误的运行结果等。

(二)窃取或篡改商业秘密、非法转移电子资金和数据泄密等

窃取或篡改商业秘密是系统非法用户利用不正常手段获取企业重要机密的行为。借助高技术设备和系统的通讯设施非法转移资金对会计数据的安全保护构成很大威胁。

1、数据在传输过程中,由于使用的是开放式的TCP/IP协议,信息的传输路线是随机的。因而可能出现物理窃听、感应窃听、口令字试探、信息窃取、身份假冒。

2、数据在输出过程中,舞弊者能够把敏感数据隐藏在本来没有问题的输出报告中,采取的方法是增加数据块;控制并观察设备部件运转,如磁带的读和写,打印机打印和跳跃行次的结构所发出的响音,录在磁带上,可以得到二进制信息。

3、采取设备上的特殊配置,可以在CPU芯片中置入无线发射接受功能,在操作系统、数据库管理系统或应用程序中预先安置用于情报收集、受控激发破坏的程序。

可能的舞弊人员除了篡改输出报告为内部用户外,其他多为外来者,更多的是间谍人员。

(三)篡改程序

篡改程序是指对程序做非法改动,以便达到某种舞弊的目的。常见的手法有“陷门”和“特洛伊木马”。

1、陷门

从CPU、操作系统到应用程序,任何一个环节都有可能被开发者留下“后门”,即“陷门”。陷门是一个模块的秘密入口,这个秘密入口并没有记入文档,因此,用户并不知道陷门的存在。在程序开发期间陷门是为了测试这个模块或是为了更改和增强模块的功能而设定的。在软件交付使用时,有的程序员没有去掉它,这样居心不良的人就可以隐蔽地访问它了。

2、在系统中秘密编入指令,使之能够执行未经授权的功能,这种行为叫特洛伊木马。典型的特洛伊木马是窃取别人在网络上的账号和口令,它有时在合法用户登陆前伪造登陆现场,提示用户输入账号和口令,然后将账号和口令保存到一个文件中,显示登陆错误,退出特洛伊木马程序。用户以为自己输错了,再试一次时,已经是正常的登陆了,用户也就不会怀疑。而特洛伊木马已经获得了有价值的信息躲到一边去了。

可能的舞弊者绝大部分是计算机高手,包括系统管理员、网络管理员、系统操作员、网络黑客等。

可能的证据包括:源文件、数据库文件。

二、计算机舞弊的审查

对计算机舞弊的审查除了借鉴传统审计方法,如:分析性复核,审阅与核对法,盘点实物,查询及函证外,最有效的是根据网络会计系统的特点有针对性地进行审查。

(一)篡改输入的审查

计算机网络化论文篇(4)

【关键词】计算机网络;可靠性;优化;设计

1969年阿帕网(ARPANET)的运行标志着互联网时代的起点,随着互联网时代的到来,它给人类社会生活带来了翻天覆地的变化,互联网的使用,极大的改变了人们的生活与工作方式,随着对互联网的越发依赖,它的可靠性也尤其重要,一旦互联网出现问题,后果将不可想象。

1计算机网络可靠性与可靠度

计算机网络可以定义为通过通信链路、交互设备以及相关的TCP/IP协议,将分布在不同区域的且彼此独立的计算机相连接,使其完成特定功能的网络系统。对计算机网络可靠性的研究,大多从网络的连通性、生存性、抗破坏性以及多模式下网络的有效性几个方面进行;而可靠度通常又指一定时间内,在网络正常连接情况下,其完成预定功能的概率。计算机网络可靠性对于上至国家安全,下至人们日常生活都将产生重要的影响,只有对网络可靠性进行不断优化和设计,才能最大限度的提升计算机网络的可用性,确保其安全使用。

2计算机网络可靠性的影响因素

计算机网络是一个庞大的体系,网络中任何环节的问题都将导致其可靠性出现问题,对影响计算机网络可靠性的因素,大致可以划分为以下几个方面:

2.1网络管理因素

网络管理技术是影响计算机网络可靠性的一大因素,人们可以通过对计算机网络数据的实时采集、分析等了解网络的运行状态,分析网络存在的问题所在,通常情况下可以从网络文档、网络安全、网络环境、网络监控等诸多因素入手,从而争取将问题控制在萌芽阶段,避免大面积网络瘫痪等问题的出现。

2.2网络拓扑结构

网络拓扑结构是计算机网络的骨架,它是整个计算机硬件及设施相互连接的物理构型,对计算机网络的可靠性有及其重要的影响,设计搭建过程中如未充分考虑网络建设的需要,以及未考虑其兼容性等因素都影响其可靠性,同时对计算机网络拓扑结构设计,应反复论证、评审,制定相应的设计实施方案,确保其可靠性。

2.3网络设备因素

不论是用户设备,还是传输交换设备等都是网络中的实质部件,一旦出现问题,都将直接影响计算机网络体系的使用,一般来讲可以从用户设备和传输交换设备两大部分去分析,防止计算机网络因实质部件而影响到体系的正常运行。

3计算机网络可靠性优化设计

3.1优化设计原则

计算机网络优化设计可以从原理设计和工程设计两个方面进行,分析探讨各种设计方案,选择最优,并通过对工程方案进行验证,从而得到最可靠的设计方案。在进行网络设计的时候,要确保符合国际标准,具有开放性和良好的兼容性,为将来功能和设备升级预留空间,另外设计应充分考虑网络的安全性,保持较高的余和容错能力;在网络技术的选择上应多方面考虑,兼具成熟和先进性,保证其性能优秀等。

3.2优化设计指标分析

计算机网络可以根据自身的特点简化成节点和链路的集合,方便对其进行理论上的数据分析,采用排队论和图论的相关原理建立相应的数学模型,从而对计算机网络进行理论分析和计算。

4计算机网络优化设计实施

4.1用户需求分析

计算机网络最终面向的是用户,网络优化设计实施途径通过对用户功能需求、配置需求等方面去考量,为其网络稳定性提供最大限度的保障。分析用户需求功能,了解所设网络应提供什么类型的功能与服务,了解信息流量、用户对延迟以及相应时间的要求,对所设网络设备数量、技术参数进行分析,保证计算机网络有较强的兼容性和可靠性的同时,又最大限度的满足用户的需要。

4.2网络设计方法

计算机网络设计系统而复杂,通常可以采取分层设计的方法,从物理硬件、操作系统、网络服务与应用四个层面去考虑。物理硬件是基础,计算机网络的一切设计实施都是建立在此基础上,操作系统包含计算机网络当中所用的各种软件,网络服务则是根据用户需求提供的诸如FTP、信息传输等功能,最后都通过一系列应用系统反应在为用户提供的各种服务当中。

4.3可靠性体系结构设计

在诸多影响计算机网络可靠性的因素中,网络体系的系统结构和工程设计尤其需要重视。当前计算机网络体系被应用于社会的各行各业当中,社会依赖度极大,而网络体系又十分复杂,在体系设计时,一是重视网络的系统设计,不论是在主干网络拓扑结构和逻辑结构的选择方面,还是局域子网的设计、服务器的选择等各环节均不可忽视。二是重视网络的工程设计,在布线、传输、硬件基础设施建设等诸多环节加强管理与选择。

5小结

可靠性与稳定性是计算机网络中不可忽视的部分,随着计算机技术的不断发展与进步,对计算机网络可靠性的分析研究也应给予更多的关注和更广泛的深入,扩展此领域的深度与广度,网络可靠性相关研究的不断持续和水平的提高,对国民经济、文化等都具有十分重要的意义。

参考文献

[1]刘璐.计算机网络可靠性优化技术[J].东风企业文化,2010(02).

[2]梁律.计算机网络可靠性的影响因素及对策研究[J].民营科技,2011(01).

[3]孙亚民.计算机网络和技术[J].水电厂自动化,1999(01).

计算机网络化论文篇(5)

 

1 前言

 

计算机网络操作系统实际上可以理解成是用来管理计算机系统中各种软件以及硬件资源;与此同时,还能够很好的向网络计算机提供特殊服务。因此我们平时将其理解成是计算机网络的灵魂和心脏。计算机网络操作系统可以说是处理操作系统的全部功能。除此之外,计算机网络操作系统还可以很好的实现对于网络资源的管理以及共享的操作。就当前社会来说,存在有数量繁多的计算机网络操作系统,本文主要采取理论分析的研究方法,对于现有的网络系统进行分析,进而探讨新时代计算机网络操作系统。基于以上阐述,本文确定了此次研究的目标和内容。

 

2 计算机网络操作系统的理论介绍

 

人工管理文件不仅麻烦,同时还非常容易出现错误。因此为了能够释放人力、减少错误率,计算机技术人员研制出计算机软件,希望能够很好的代替人工进行处理工作,这就是我们平时所说的计算机操作系统。所谓的计算机操作系统,实际上也就是平时替我们进行管理计算机的一种软件,换句话说,并不是人人都可以使用计算机,也只有经过专业培训的人员才能使用。自从计算机的操作希望问世以后,不管你是不是计算机专业毕业的学生,也只需要进行简单的技术培训,那么就能够非常准确的掌控计算机。就现实情况来说,计算机的操作系统不只是可以处理用户和计算机对话的问题,同时还可以负责管理计算机外部设备以及内部设备。就当前社会来说,计算机的操作系统主要存在有Windows98、DOS,以及OS/2这么几种表现形式,然而操作系统的目的也是为了使得用户和计算机系统通过应用平台实现交互。结合过去研究可以发现,网络操作系统主要是为了实现网络相关属性。就整体的角度来说,计算机网络的操作系统实际上也是一种操作形式的软件,并且能够很好的实现对于计算机操作人员进行软件和硬件的管理工作,进而为用户提供最为及时的网络服务。

 

3 计算机网络操作系统的特点

 

如果说计算机网络的用户连接到计算机网络中,那么计算机网络系统自然也就扮演二者桥梁的角色。早在计算机网络操作系统产生初期,计算机网络操作系统也就是一个相对比较简单的文件操作系统。然而正是由于这样的计算机网络操作系统不存在有一定的应用功能,那么网络内部各终端之间的相互访问能力也就会非常有限,对于网络用户来说,他们只能够进行使用一些专门的通讯应用,以及处理简单的数据传输操作,然而上述这些并不能真正意义上满足用户对于通信的需求。结合过去相关的理论研究,新时代计算机网络操作系统的特点主要集中在以下这么几个方面:

 

就计算机体系结构的层面来说,目前的计算机网络操作系统和传统的网络协议存在有很大程度上的区别,并且还保存当前大部分操作系统的职能,比如说对于文件的管理,对于缓冲区的管理操作,对于任务的管理,对于打印机以及磁盘等等外部设施的管理操作。

 

就操作系统的层面来说,大部分的计算机网络操作系统由核心管理调度的多用户共享资源的操作系统,其中涉及网络通信处理、打印机处理、磁盘处理等面向用户的处理程序,以及多用户的系统核心调度程序。

 

就操作系统的网络层面来说,其本身主要可以划分为星型、环型以及总线型等等多种网络表现形式。换句话说,计算机网络操作系统实际上是独立于网络拓扑结构而独立存在的。因此可以发现,为了能够最大程度上实现计算机网络的互相连接,在一般情况下计算机网络操作系统往往可以很好的实现路由功能、多种复杂的桥接。这样的话,就能够很好的把相同的以及不同的接口卡、不同协议和不同拓扑结构的网络准确的进行连接。

 

4 计算机网络操作系统的主要功能

 

至于计算机网络操作系统的主要功能,主要也就是集中在计算机网络运营中网络管理者通常会使用计算机网络操作系统向具有不同需求的用户提供各种网络服务,这样的话能够保证用户准确的接入并且使用计算机网络,进而促使交流沟通或者分享网络资源。然而新时代计算机网络操作系统的主要功能可以集中在以下这么几个方面:

 

多用户同时进行操作:计算机网络操作系统不仅可以为具有不同权限的用户提供管理操作,同时还能够为不同目的的用户提供管理。

 

支持虚拟化的科学技术:计算机网络操作系统能够很好的实现对于数据其中自有的合理分配,同时还能够进行科学化的整合。这样的话,可以很好的提高计算机的处理效率,同时还可以在某种程度上降低企业的运营成本。

 

兼容丰富的客户端操作系统:无论用户采用怎么样的计算机操作系统,我们都能够有效地连接并且访问计算机网络操作系统。

 

高容错性质:计算机网络操作系统可以说是非常稳定的,其本身并不会由于网络的硬件设备出现故障而报错,进而停止其向计算机网络的用户提供带有应用性质的服务。

 

支持互连异构的网络:如果说存在有不同体系结构的计算机网络要协同运行的话,那么计算机网络操作系统就能够准确平滑的将其连接起来。

 

5 结论

 

就当前社会来说,计算机网络技术正逐步朝着集成化、网络化,以及智能化的方向发展,同时还向大规模以及超大规模集成电路的不断进步,这样也在某种程度上提高了计算机的性价比以及可比性,进而促使计算机网络技术得到了更为广泛的应用。计算机网络技术的应用发展前景越来越好,因此也得到更多人的关注。与此同时,用户对于计算机网络提出更为苛刻的要求,此时我们应当不断地提升科学技术水平,进而保证计算机网络安全稳步的运行。

计算机网络化论文篇(6)

关键词:计算机网络;教学改革;实践训练;创新

文章编号:1672-5913(2013)14-0050-04 中图分类号:G642

计算机网络是一个发展迅速的学科,主流的网络技术在不断更新换代,因此计算机网络课程的教学设计也必须随之不断进行改革创新,以便与技术的发展相适应。理工大学计算机网络相关课程是谢希仁教授于1983年首次为硕士研究生开设的,1995年以后,通过对该课程进行改革,将计算机网络的基础原理部分放到本科生教学中,称为计算机网络原理课程,而硕士研究生的教学则定位于该课程的高端部分,称为高级计算机网络课程。

在教学内容的设置上,本科教学主要关注如何帮助学生建立计算机网络知识体系结构的概念,更加强调知识的完整性和系统性,所以我们采取了国际上通用的分层教学模式。经过本科阶段对网络知识的初步学习,大多数研究生已经掌握了计算机网络的基本概念,教学过程中应当重点讲述相关的技术原理,侧重培养研究生的科研创新能力。基于这一指导思想,我们构建了网络高级技术专题、网络基本设计原则、网络实践教学和论文阅读研讨写作的研究生高级计算机网络教学设计,将研究能力培养前置到课程学习阶段,构建科学研究基础上的研究生高级计算机网络课程教学新模式,使学生真正理解和掌握理论知识,提高动手能力,进而适应计算机网络技术的飞速发展和创新型人才培养的需求。

1 教学内容组织

当前国内外知名高校的研究生计算机网络课程一般分两类:一类是作为核心课程,按照传统的分层体系结构组织,但讲授过程中在内容的深度和广度上比本科的计算机网络课程有很大提高;另一类是作为选修课程,主要设置一系列的前沿技术专题讲座,由从事相关研究的工作人员组织论文讨论。

上述两种授课模式各有优缺点,按照分层体系结构组织的讲授模式能够帮助研究生更加系统地把握计算机网络的体系结构及核心问题,但由于大多数研究生本科阶段已经按照该模式学习过计算机网络课程,因此难以吸引学生的学习兴趣,并且按照分层模式系统地讲授一遍课程内容在课时安排上也难以保障。按照前沿技术组织专题讲座能够帮助研究生迅速把握本专业的热门研究方向和研究问题,但该方法存在的最大问题在于课程内容的组织缺乏系统性,难以帮助学生把握课程的核心知识点。并且,计算机网络相关的新技术大多为英文文章,对于刚入学的硕士生而言,多数人并不具备短时间内阅读大量英文文章的能力,因此盲目按照前沿技术方式开展课程教学会导致教学效果大打折扣。

目前,国内也出现了多个围绕研究生计算机网络教学开展的改革创新,它们大多与所在学校的教学特点密切相关。我们在借鉴国外著名大学研究生计算机网络课程设置的基础上,结合理工大学研究生的具体特点和培养要求,设计了以提高研究生创新能力为中心的课程教学内容,将教学过程划分为理论教学和实践教学两大部分。其中理论教学包括计算机网络基础概述、网络高级专题和网络设计原则等内容;实践教学则包括课程实验和自主设计性实验两部分,并在教学过程中穿插着进行课堂及论文研讨,从而注重培养研究生对计算机网络核心知识、核心原则和前沿研究的了解与掌握,锻炼其利用所学知识动手解决问题的能力。

1.1 理论教学

高级计算机网络理论教学的主要目标是帮助研究生完善计算机网络体系结构的概念、掌握计算机网络的关键问题、了解计算机网络的最新研究方向和技术。通过调研发现大部分学生希望授课教师能够尽量避免相关教学活动与本科先修课程的重复,以便开拓新领域、学习新方法。结合理工大学研究生的培养要求,我们设置了理论教学内容,见表1。

在课程设置中,首先较系统地综述计算机网络的重要概念、基本原理和研究方法,以便帮助研究生陕速回顾建立计算机网络体系结构的概念。由于当前跨专业、跨学科报考研究生的现象十分普遍,导致学生的专业基础差异性明显,这部分内容的教学也能帮助这些学生尽可能弥补专业知识上的差异,使后续高级专题的教学更加易于开展。

随后,围绕应用层网络技术、多媒体网络、网络管理与测量等计算机网络的高级专题开展教学,重点讲授这些专题中涉及的关键问题、核心思想以及核心技术等,帮助研究生提升对计算机网络知识的理解掌握水平。这些专题的选择主要考虑到将计算机网络的基础知识与前沿研究进行有机结合,一方面突出当前的一些前沿研究领域,另一方面也强调其中涉及的网络基础知识和原则。

再次,为了进一步提升研究生对计算机网络当前研究热点的了解和把握,专门设计了一章网络新技术专题,重点介绍数据中心网络、软件定义网络、未来网络体系结构等当前的研究热点。为了体现教学思想,避免陷入研究怪圈,我们在讲授过程中主要向学生阐述这些技术产生的背景及解决的问题,并在教学过程中启发学生思考这些网络新技术带来的优势是什么?同时又引出了哪些问题?有没有办法对其进行进一步的优化等。这样将学习过程变成一个思考创造的过程,从而帮助研究生提升科研创新能力。

最后,在网络设计原则部分,总结回顾计算机网络中采用的一些典型设计理念和原则,包括软状态机制、随机化技术、间接技术、虚拟化技术等,通过介绍这些技术的基本概念及应用场景,让学生深入理解并体会技术本身的价值,为以后的研究应用奠定基础。

1.2 实践教学

长期以来,研究生课程的教学存在“重理论、轻实践”的问题,对于如何将教学内容应用到实际的研究工作中关注的不够,这一现状与国家重点倡导的应用型研究生培养目标越来越不符合。对于具有强烈工程应用背景的计算机网络课程而言,如何建立实践教学模式,提高实践教学效果在整个课程教学过程中具有至关重要的影响。

为此,在教学过程中设计了两类实践教学内容,一部分与课堂理论教学相配套,帮助学生更好地理解掌握理论教学内容,如应用层网络技术专题中设置针对P2P数据传输协议进行仿真分析的实验内容,在多媒体网络专题中设置多媒体视频传输实验内容,在网络管理与测量专题中设置大规模网络测量数据综合分析的实验内容等。这些实验内容与理论教学内容密切结合,可以作为理论教学的有益补充。

此外,我们还设置了针对整个课程的自主性综合实验,又称课程设计,其选题相对具有开放性,内容涉及计算机网络的各个层次和技术。一方面列出部分课题供学生选择,如基于OPNET/NS2的网络路由算法性能仿真分析、简单包过滤防火墙的设计与实现、基于NetFlow的网络流量采集与分析系统、基于SNMP的简单网络管理系统等;另一方面也鼓励研究生与导师进行交流,将导师正在进行的重大课题研究内容抽取一部分作为自主性综合实验的内容,达到课程教学与科研活动有机的结合。

为充分发挥学生的创造性和主观能动性,自主性综合实验包括基本要求和扩展功能两个部分,课程只给出基本要求作为必须要达到的目标,学生可以在此基础上发挥自己的创造力进行扩展,实现更多的功能。在自主性综合实验的验收和考核工作中,以课题实现的创新程度和反映出的研究生进行研究探索的工作量,作为自主性综合实验的考核重点。

1.3 课堂研讨

为了避免授课内容过于偏重基础,对国内外学术界新兴领域和新兴技术关注不够等问题,综合锻炼研究生通过阅读文献跟踪前沿研究的能力,以及通过文献阅读报告开展学术交流的能力,我们在教学过程中还相应设置了课堂研讨环节,主要包括论文研讨和课程设计研讨两部分内容。其中论文研讨环节首先选取计算机网络研究领域的经典文献和前沿性研究文献开展文献阅读,然后让研究生上台就所阅读的文献开展报告,其他学生则针对该报告进行相应的质疑,通过讨论促使研究生从多个角度审视问题,促使创新思维火花的进发、碰撞。进一步要求研究生在课堂研讨的基础上,分组选择一个感兴趣的网络问题,阅读5篇以上著名会议或者期刊的相关文献,并完成读书报告,从而综合锻炼他们语言表达交流和论文撰写的能力,激发其创新精神,提高“学以致用”的实践能力。

课程设计的研讨与论文交流研讨的过程类似,在完成课题的详细设计方案后开展一次研讨交流,每名研究生根据所做课题进行发言交流,其他学生则针对该课题的内涵、设计方案的可行性、存在的不足等问题进行交流,达到综合受益的目标。

2 考核机制设计

以往的研究生计算机网络课程考核评价机制一般采用平时成绩加考试成绩的方式,且期末考试成绩在评价中所占比重过大。然而,评价研究生学习成绩的优劣,应该从理论学习水平、实践动手能力、个体综合素质及创新能力等多个方面展开,从平时作业、课堂研讨发言、平时实验与自主设计性实验、课程论文报告及理论考核等方面对学习情况进行综合评测。用考核机制引导研究生改变传统学习方式,加强对教学全过程的管理,对学习的每个重要过程都进行量化计分,以衡量研究生的综合能力素质,激励他们全面发展。根据这一目标,我们设计了课程评价指标体系,见表2。

在这种评价指标体系中,既包括平时的课堂作业、研讨发言、课程实验,又包括设计性实验、课程读书报告以及期末考试等,实现了对整个授课阶段的全过程管理,综合考查了研究生的理论知识掌握、文献阅读报告、论文撰写、实践动手等多方面的综合能力,因此具有更好的合理性。

3 教学效果

利用设计的高级计算机网络课程教学改革模式,我们在近几年的教学实践中取得了很好的教学效果。高级计算机网络课程先后被学校评为校级教改示范课程和研究生精品课程,并得到了选课研究生的一致好评。调研过程中专家和研究生普遍反映,这一课程的教学体系结构比以往的方式更加注重对知识本质和科学方法的揭示,注重对研究生学术质疑和独立思考能力的培养,使研究生通过课程学习,达到学习新知识、提升分析解决问题的能力和增强实践能力的综合效果。大部分研究生对于课程教学改革在启发式教学、实践教学、课堂研讨等方面印象深刻,最后达到了预期的教学效果。然而在教学实施过程中也反映出一些问题,如部分学生基础知识相对薄弱,在实践教学及课堂研讨过程中与其他学生存在较大差距;自主性综合实验的设置需要准确把握问题的难易程度,内容太简单学生不会有太大的兴趣,内容太难学生又会觉得无从下手等。这些问题需要在教学过程中不断进行优化调整。

4 结语

高级计算机网络作为国际上计算机网络与通信领域通行的研究生核心课程,对该领域的科学研究与工程技术工作者至关重要。为了提高课程教学效果,我们对课程进行了一系列的改革,包括理论教学内容的优化设置、实践教学的组织、课堂探讨机制的构建以及考核机制的设计等。通过这些改革,建立了一套完善的研究生高级计算机网络课程的理论和实践教学体系,构建了网络高级技术专题、网络基本设计原则、网络实践教学和论文阅读研讨写作的研究生高级计算机网络教学模式,实现了基础理论和前沿研究并重、理论教学和实践训练并行,使学生真正掌握和理解理论知识,提高动手能力,这一教学实施模式在实践中取得了较好的效果。然而,计算机网络是一个迅猛发展的学科领域,新的技术和应用层出不穷,在后续的教学实践过程中,我们将关注这些新变化,并不断对课程进行相应的改革创新,达到传授知识、提升能力的教学目标。

参考文献:

[1]邢长友,陈鸣,许博,等,面向创新人才培养的计算机网络教学改革[J],计算机教育,2013(1):49-52

[2]陈鸣,谢钧,刘鹏,等,计算机网络课程中的科学思维训练[J]。中国大学教学,2013(3):62-64

[3]李巍,李云春,夏春和,研究生计算机网络课程体系研究与实践[J],计算机教育,2009(19):131-133

计算机网络化论文篇(7)

关键词: 计算通信;超量信息;无线传输

Abstract: Computing communications is a new paradigm that combines computing and communications. Through tight integration of information transmission and processing, computing communications delivers a function flow (rather than a traditional information flow) in the network and can fundamentally solve challenges in the wireless transmission of mass information. Promising research areas in computing communications include computing communication theory, exploitation of network computing gain, and ubiquitous computing communication.

Key words: computing communications; mass information; wireless transmission

通信网络深刻地改变着人们的生产、生活和学习方式, 成为支撑现代社会经济发展、社会进步和科技创新的最重要的基础设施。大容量、异构性、智能化代表未来网络的发展趋势。在全球化日益加深的当今世界,信息的作用已经不仅仅是经济发展的支撑,更是决定经济发展成败的引擎。目前,下一代通信网络相关技术已成为各国竞争的焦点和制高点,引领了信息产业革命的第三次浪潮,将成为未来社会经济发展、社会进步和科技创新的最重要的基础设施,也关系到未来国家物理基础设施的安全利用。挑战支持大容量媒体数据传输网络的重大基础科学问题,发展中国具有自主产权的异构网络技术,推动中国在该领域的跨越式发展,具有十分重要的国际战略意义。

移动互联网作为人们交流及获取信息的一种高效便利的渠道,在中国向信息化社会转型的过程中起着倍增器作用。目前国际信息化总的趋势是从固定宽带转向移动宽带。到2015年之前,全球移动宽带用户数将达到38亿。中国目前无线通信用户数将达到6.5亿,在软、硬件领域都可望成为全球最大的产品供应国。无线通信已成为中国率先实现高新技术崛起的支柱行业之一。然而,随着信息向网络化、泛在化、融合化的方向发展,数字媒体内容呈现爆炸式增长的态势。移动通信的发展因此面临着巨大的技术挑战。最近的研究报告(Cisco)显示,未来5年全球移动数据量将增长66倍,其中2/3来自于无线视频业务。因此,移动用户将经常遭遇连接阻塞,下载时间过长,播放滞缓等不良体验。根据全球移动通讯系统协会(GSMA)的报告显示,移动宽带连接速度最慢的国家是印度和中国,而韩国、澳大利亚、新西兰、其余亚太地区和西方国家较快。作为中国战略性新兴产业,移动通信网络的重要作用日益凸显。如何全面提升移动网络的综合效能将直接影响到国民经济建设、国防现代化建设、社会和谐发展。

国际标准化组织、通信企业及科研院所将下一代无线通信系统的技术目标定位在100 MHz带宽内提供高达1 Gbit/s峰值数率。然而从现实情况来看,在过去40年里,蜂窝网的容量增长大约为平均每5年2倍。其中较大的贡献来自于网络规模的扩大及频谱的增加。近十多年里开发的移动通信的主流技术已在3G、4G中得到较充分地应用。在信源方面,多媒体压缩能力的增长大约为每5年2~3倍。其中正在开发的最新标准 H.265只有20% 的压缩能力来自“纯算法”;绝大部分提高来自“视觉体验”。显而易见,移动用户对无线多媒体跳跃式的需求增长是传统无线网络无法独立满足的。如何从根本上解决超量信息有效传输的是网络社会中信息科学目前所面临的重大科学问题。

1 计算通信概念的提出

世界各国高度重视数字媒体通信技术的研发、通信网络基础设施建设、无线通信标准制订。进入新世纪以来,为突破数字通信的技术瓶颈,各国纷纷推出数字媒体相关的研究计划。由于频谱资源日趋匮乏,开发新一代颠覆性无线通信技术,谋求移动通信的主导地位,已经成为国际信息科学技术前沿研究的汇聚点。

作为数字化革命的两个方面,计算和通信在主要目标上有所不同。网络计算主要侧重于在消耗最少资源条件下如何通过计算迅速地、可靠地解决问题;而无线通信则主要侧重于在消耗最少资源条件下如何快速地、可靠地传递信息。在过去的60年间,计算与通信两学科得到了不可思议的发展。一方面,图灵和诺依曼利用许多晶体管搭建了现代电子计算机的雏形,奠定了现代计算体系。而今,电子数字计算机成为人类社会的基石,而且已经演进到多处理器网络架构。在可以预见的未来,网络及移动节点的计算能力仍将遵循摩尔定律,继续其快速增长的势头。另一方面,1948年香农的革命性论文开始了现代数字通信理论的新纪元[1]。文章揭示了无线传输能力在根本上受到频谱资源和能量等因素制约,其承载能力成对数级别增长。从物理层来挖掘无线资源,虽然可以获取频谱利用率及功率利用率的提升,但这种提升是有限的,除了会带来设备复杂度及建网成本的增加,更有一种不可忽视的后果:能耗的巨大增长。

如何突破根据传统香农信息论的现有无线网络瓶颈束缚,取得跨越式的发展,已经成为无线网络进一步发展亟待解决的问题。信息论领域权威学者美国工程院院士斯坦福大学教授T. Cover曾指出:“通信是计算约束的,而计算是通信约束的”。由此可见,解锁无线网络潜能的关键正在于通信与计算的有效结合。如图1所示,传统通信的容量由香农公式所示呈现log函数增长趋势;而根据摩尔定律,计算能力却是呈现指数特性增长。特别是在大规模网络中,网络中的移动终端拥有越来越强大的计算能力,而且智能终端通过网络可以完成更加强大协同计算。将这种丰富的计算能力注入移动通信网中,可以解锁网络通信能力的巨大潜能。可以预见未来移动通信的一个动力源泉是强大的网络计算能力。

纵观无线通信发展历史,网络通信效能的本质提升必须建立在传输理念及网络架构有根本性变革的基础上。计算通信将融合计算和通信这两个信息科技的关键领域,对摩尔定律驱动下的“计算通信理论”这一正在崛起的学科作全面性的研究工作,以谋求超量信息无线传输的本质性突破。其核心思想是围绕终端的信息体验(QoE),通过信息传递和信息处理的深度耦合,同时运用计算和通信资源在网络高效地传递函数流。如图2所示,计算通信系统中的网络效用容量由3种关键因素决定:异构网络总体量、无线传输能力、网络计算能力。虽然无线传输能力的提升已遭遇香农瓶颈效应,网络体量的扩大也附带着巨大的成本,但网络的效用容量仍可通过丰富的计算能力取得跳跃式的增长。网络的效用容量和计算能力之间存在着某种互换关系,好比物体质量与极限速度的之间的对应关系。

2 计算通信的潜力

计算通信作为引领下一代无线通信网络发展的潜在突破性理论,可以追溯到30年前的计算机网络时代。众所周知,路由是计算机网络(比如Internet)中最基本的数据传输装置。字节(比如数据包)可以通过网络的中间节点成功地从源节点传输到目的节点。从这个角度看,2个节点之间的数据包交换就实现网络间的通信,犹如交通道路上运行的汽车。然而当网络(移动)节点具备计算能力时,该经典的通信模型得到了突破。早在1984年,Gamal[2]第一次提出了在一个n个节点的完全连接双向图中计算恒等和奇偶函数的最小传输次数问题。随后,信息论领域大师,美国工程院院士MIT大学教授 Gallager在文献[3]中设计了一种计算恒等和奇偶函数的协议,并指出该协议需要最多O (n logn logn ) 量级的传输次数,量化了计算带来的多节点无线网络中的巨大增益。20年之后,Goyal, Kindler以及Saks[4]证明了计算恒等函数至少需要该数量级的传输次数,因此Gallager的协议是复杂度最优的计算恒等函数算法。

Kumar等的工作[5-7]将计算通信理论运用到无线自组织网络和传感器网络中,开启了这个领域。随后的深入研究表明,在以“效用函数”为目标的通信系统中,整个网络可被视为一个面向应用的分布式计算系统,其计算能力直接决定了系统的效用容量。2000年,Ahlswede等人在文章[8]中指出信息流跟道路上的交通是大不一样的。他们指出,在计算通信网络中,对数据流可以进行代数编码,并再把编码后的信息传输到下一节点。最近十年,网络编码作为计算通信的一种特殊形式,迅速激起了研究的热潮,并且逐步被人们在理论上证明了基于网络计算的传输优势。最近,网络编码逐步被应用到实际系统中。Microsoft、HP、Intel、Cisco、Samsung等研究机构/公司都在实际的有线网络和无线网络中开展网络编码应用工作。

尽管计算通信的潜力初现端倪,国际上到目前为止在移动计算通信领域的研究仍是相对零散的,如文献[9-11]。Dougherty等的研究表明,现有的网络计算技术还无法提供无线网络应能达到的计算增益[9]。网络计算运用于无线多址接入的研究也刚起步[11]。由于移动网络的复杂性及超量信息的多元性,学术界还缺乏完整的理论体系及系统级突破性技术,能将计算通信的潜能转化为可观的网络增益。这对中国来说是个巨大的机遇。

3 计算通信的研究方向

针对超量信息无线传输的容量瓶颈、虚拟化网络中计算通信资源的动态多元性、及新兴数据业务的复杂移动性等挑战问题,计算通信的研究将涉及跨信息领域的交叉学科,主要研究点可以概括为3个方面。

3.1 计算通信基础理论

在摩尔定律的驱动下,无线网络和移动终端的计算能力都在继续以指数性速度增长,为获取有效网络容量增益提供了必要条件。建立“计算通信”的抽象数学模型,并形成普适的理论分析体系,是开启计算通信理论潜能的关键。由此产生的共性关键科学问题就是通过数学语言精准地描述异构网络及移动节点的计算能力,量化群体信息的传输有效性,并借此揭示网络计算能力对整体效用容量的影响。计算通信基础理论的研究涵盖3个主要部分。第一,对无线异构网络“效用容量”的数学定义及建模。在计算通信机制下优化的最终目标函数是群体用户的有效体验即所谓的“效用容量”,只有在“效用容量”框架下研究计算与通信的融合才有真正的意义。第二,基于计算能力的“相对信息理论”。若要在有限的通信能力下提高网络效用容量,就必须考虑相对网络计算能力的有效信息传输能力,探索计算能力与效用容量的转换规律。在此基础上,进一步对异构网络的效用容量进行优化,进而精确地分析各种计算参数对整体性能的影响。第三,在虚拟资源模型化的基础上,通过网络计算将模型化的多元虚拟资源有效的分配给各个网络结点,以最大化虚拟网络资源的利用率,达到包括效率和可靠性在内的最佳网络通信性能。

3.2 网络计算增益析取机理

多种并存的异构网及移动节点所提供的多元化的通信和计算资源通过网络化和虚拟化的方法,在逻辑上形成统一个完整统一的虚拟重构网。如何基于虚拟化的通信资源和网络化的计算资源,利用虚拟重构网的多元协同计算通信理论与机制,以有效获取网络通信中的最大计算增益,是计算通信涵盖的第二大研究点。这就要求首先对这些虚拟通信资源建立适当的描述模型,该模型应该能用统一的方法刻画不同性质的虚拟通信资源,并为多元虚拟资源的协同分配提供基础。其次,协同通信机制能够将所需的计算任务进行有效的分割,尽可能减少每个子计算任务之间的耦合,通过不同网络结点的分布式并行计算来获得协同通信机制要求的虚拟资源分配方案。可见,协同通信机制设计和网络化计算是相互耦合、相互制约、相互促进的整体。因此,这两个部分的联合设计和联合优化将成为本研究点的关键。

3.3 计算通信普适性

适用于大规模网络的计算通信理论必须具备可扩展性、可实现性、及可适用性。因此,需要研究如何充分发挥多元计算能力,建立可扩展的异构计算方法,以及研究可实现的复杂业务的适配机制。具体来说,就是研究大型泛在网络中业务与网络之间,节点与网络之间,以及节点与节点之间的协同计算、通信、及分享机制,将超量信息高效地传递到众多动态节点,从而保证用户体验到优质的移动服务。

4 结束语

无线网络能力本质的提升必须建立在传输理念及网络架构有根本性变革的基础上。虽然现有无线网络容量的提升已遭遇香农瓶颈效应,但网络及移动节点的计算能力却仍呈现指数特性增长。“计算通信理论”是有着巨大潜力的新兴学科,将融合“计算”和“通信”这两个信息科技的关键领域,运用丰富多元的移动网络“计算资源”来解锁无线传输现阶段的瓶颈,释放巨大潜能,以获取无线网络有效容量的跳跃性提升。计算通信的研究应瞄准网络社会中信息科学面临的重大科学问题,研究体现无线网络异构性、适应移动节点多元性及超量信息复杂性的突破性理论论架构与关键技术,是未来无线通信网络的发展方向之一。

参考文献

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作者简介

王新兵,上海交通大学教授、博士生导师、电子工程系副主任;主要研究移动多播、移动网络拓扑、认知无线电频谱分配;担任《IEEE TMC》等国际期刊编委;获IEEE通信学会亚太区杰出青年研究者奖等奖项;近五年发表20余篇文章,申请发明专利27项。