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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇云計算的基本概念,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】云計算 數據挖掘 服務模式
一、引言
數據挖掘是數據知識庫發現的一個重要步驟,又被稱為數據采礦和資料勘探,與計算機科學有著非常緊密的關系,通過計算機進行數據統計、分析處理以及檢索等,可以為數據搜索的精準度提供充分的保障。云計算也是近幾年計算機技術快速發展衍生出來的產物,云計算的出現在很大程度上推動了計算機技術的進一步發展,有效打破了傳統計算機技術的局限。實現云計算與數據挖掘的有效結合,可以有效提高數據分析的科學性和可靠性,對于促進商業持續發展具有十分重要的作用。所以,云計算環境下如何建立科學的數學挖掘服務模式,就成為計算機領域亟待解決的重要問題。
二、云計算的基本概念和特點
(一)云計算的基本概念
云計算是計算機技術發展衍生出來的產物,是一種基于互聯網相關服務增加、使用以及交付的有效模式,主要是通過互聯網提供動態、虛擬化數據。云其實就是網絡和互聯網的另一種說法,過去經常被用來表示電信網,后來則用于描述互聯網基礎設施。廣義的云計算指的是服務的交付和使用模式,通過網絡按照需要的方式獲得所需服務,這種服務可以與互聯網相關,也可以是其他服務,可以將計算能力作為一種商品通過互聯網進行流通。它是一種商業化的超大規模式的計算技術,使用這種技術,用戶可以通過網絡將所需要處理的程序拆分為若干個較小的子程序,減少數據處理的難度,再通過由多個服務器組成的系統對信息進行搜索、計算以及分析,從而將經過處理的準確數據返回給用戶。常見的云計算技術如搜索引擎等,云計算技術的出現對人類社會的進一步發展具有十分重要的作用。
(二)云計算的基本特點
與傳統計算方式不同,云計算不是計算本地計算機或遠程服務器中的數據,而是通過計算分布在大量分布式計算機上的數據,在這種計算環境下,企業數據中心的運行與互聯網相似,這就可以使企業將資源切換到互聯網需要的應用上,通過搜索計算機和存儲系統,對所需數據進行精準化處理,確保企業獲取信息的準確性。云計算的突出特點就是它可以像商品一樣進行流通,使用方便、成本低廉,與互聯網有著緊密的聯系,通過互聯網進行信息、數據傳輸。
三、云計算環境下的數據挖掘服務模式
隨著商業迅速發展,發展過程中積累下的數據越來越龐大,使得企業數據庫中的商業數據量越來越龐大,這就對企業獲取數據形成了一定的障礙。傳統數據挖掘模式難以滿足海量數據挖掘對計算機能力的需求。為了促使商業實現進一步發展的重要目標,就需要結合數據特點,依據計算機技術,建立科學、有效的數據挖掘服務模式。云計算在互聯網大環境下應運而生,為數據挖掘提供了非常良好的解決方案,有效解決了傳統數據挖掘中存在的問題,對優化數據挖掘服務模式,以及促進商業持續發展具有十分重要的意義。
(一)數據挖掘服務架構
云計算為數據挖掘服務結構提供了充分的保障,主要是因為云計算實現了計算機設備、存儲設備、集成開發環境以及應用軟件共享的網絡環境,在這種環境下,使得數據挖掘形成了完善的服務模式。云計算環境下的數據挖掘可以為用戶數據挖掘提供更加良好的解決方案,使用戶更加靈活的使用服務資源,同時按照業務需求進行動態服務組合。所以,云計算環境下數據挖掘服務結構更加科學。
(二)數據挖掘服務建模基本流程
云計算環境下進行數據挖掘服務模式建立,需要嚴格按照相應的流程。對于數據挖掘服務建模流程可以歸納為三個方面,第一,準確定位服務。這就需要通過云計算在互聯網海量信息中獲取與數據挖掘服務相關的信息,對數據挖掘服務的核心功能進行準確定位;第二,綁定數據和服務,主要是因為數據挖掘是由功能和數據兩部分組成,構建數據挖掘服務模式,就需要建立候選服務與其相關聯數據的聯系,為服務找到準確的信息,從而實現網絡數據調用的重要目標;第三,完整的服務組件,云計算環境下對數據挖掘服務模式建模,實現服務定義的功能,需要將服務打包為獨立的組件,并通過統一的接口,構建具有有效性的服務組件。按照流程進行數據挖掘建模,可以保障云計算環境下數據挖掘服務模式的準確性和有效性。
(三)云計算環境下數據挖掘服務模式基本結構
云計算為數據挖掘服務模式建立提供了充分的保障,基于云計算的數據挖掘服務模式基本結構主要包括四個層次,分別為基礎設施層、虛擬化層、平臺層以及應用層。其中,基礎設施層主要為數據挖掘服務提供所需的計算、存儲資源,虛擬化層主要是利用虛擬化工具,將云計算環境下的各種資源匯聚在一起,形成集中、統一的服務資源,為數據挖掘中資源合理分配和調度提供科學的理論依據。平臺層作為數據挖掘的核心服務層,包括數據挖掘服務的各種核心服務和功能,主要用于對數據管理、計算機資源調度等。而應用層則主要由接口層和終端層兩部分組成,主要用于用戶數據處理和請求的表達,對于實現用戶數據挖掘目標具有重要作用。
四、結束語
綜上所述,云計算的出現和應用在很大程度上推動了計算機技術的進步,在云計算環境下實現數據挖掘服務模式構建,根據數據挖掘的基本目標,結合云計算的基本特點,建立科學的數據挖掘服務模式,充分滿足用戶數據挖掘準確性和有效性的需求,實現應用數據挖掘的重要目標。因此,在商業蓬勃發展的大環境下,必須充分利用互聯網的優勢,不斷優化數據挖掘服務模式,為商業進一步發展提供充分的保障。
參考文獻:
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時至今日,對于云計算,雖不能說出確切定義,但人們都已有基本概念。且在云計算之后,“霧計算”等新事物又開始出現。從云計算概念被提出至今,不少企業公司、社會組織等正在搭建自己的云計算框架。近日,不少公司宣布推進自身私有云建設或接入第三方提供的公有云服務。
青睞私有云
對私有云的基本理解是,為一個客戶單獨使用而構建的,提供對數據、安全性和服務質量最有效的控制。私有云建設方擁有基礎設施,并可以控制在此基礎設施上部署應用程序方式。私有云的典型實施是商用硬件虛擬化內部,再添加應用服務層。
在云計算從概念日漸落地過程中,有不少機構對私有云情有獨鐘。據悉,光大結合目前技術發展趨勢和自身情況,考慮到云計算具有彈性敏捷部署、資源池化、靈活調度等特點,光大選擇進行私有云規劃,推動IT服務轉型。
雖然,在云計算技術領域一直有公有云、私有云之爭,并有人認為,在強調互聯互通、開放交換互聯網文化中,區隔出來、服務單個公司的私有云將不會是云計算主流框架。
但在目前云計算發展狀態下,選擇私有云有更多深層次原因。目前,監管部門并沒有運營云的專門法律法規,公有云的使用缺乏必要保障。另外,目前能提供公有云服務的機構數量有限,其收費方式等也仍處于相對模糊狀態。且公司機構在開始推進云計算初期,一般都會習慣性地選擇私有云,在私有云領域探索較早,積累的經驗也較多。因此,在繼續推進相關項目時,也多順勢選擇私有云。
公有云大行其道
正因為私有云發展空間相對有限,未來云計算落地需依靠的將是公有云建設,或是介于兩者之間的混合云結構。公有云是指第三方提供商為用戶提供能使用的云,公有云一般可通過Internet使用,可能是免費或成本低廉的,公有云的核心屬性是共享資源服務。
在公有云領域,企業看到更廣闊的應用空間。據Forrester Research預測,2020年全球公有云市場規模將達到1910億美元。IDC數據顯示,2016年中國公有云市場將達到246.7億元。近期,華為與西班牙電信Telefonica就傳統IT服務向云服務轉型,達成全球性合作協議,雙方自2016年第一季度開始,將為拉美、歐洲的2000余萬家企業提供公有云服務。此外,日前,東方明珠和亞馬遜AWS在公有云方面建立戰略合作,東方明珠媒資系統已與亞馬遜AWS一系列產品服務實現對接。
關鍵詞:大類招生;課程教學改革;層次教學;興趣學習
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)15-0086-02
一、大類招生背景及《概率論與數理統計》課程教改的需求
目前很多原因迫使我國高校公共數學課程進行教學改革,其中我國高校相繼開始實行了大類招生是非常重要的原因,這種從細分專業招生到大類招生的變化是迫使各高校必須進行公共課程教學改革的內在動力之一,其次大學課程面向實際、面向應用的定位也成為促進大學課程教學改革的深化實際動力,再次高中新課標也從下向上推動了大學數學公共課程的教學改革,當然這種改革是相互的[1]。《概率論與數理統計》是大學重要的三大數學課程之一,因此高校《概率論與數理統計》課程改革的深化也隨之全面展開,不同的高校都進行了相關的探索[2,3],有的院校還建議對《概率論與數理統計》課程實行雙語教學[3,4]。在大類招生的條件下,如何使《概率論與數理統計》課程的教學適應這種變化,激發同學們的學習興趣,體現出寬口徑、強基礎、重應用的新要求,這是我們深入研究《概率論與數理統計》課程教學改革的主要動力。而在改革中,既要突出相近專業的共同需求,也要體現工科大類與經濟管理大類專業的差異需求,又要進一步考慮該課程教學的改革必須滿足大多數同學掌握《概率論與數理統計》知識的需求,還要考慮到部分優秀同學繼續升學深造的需求。
二、基于教改需求《的概率論與數理統計》課程教改內容的基本分析
以上需求明確了《概率論與數理統計》進行教學內容改革的方向[5],要做到教學內容上的及時更新,更加注重教學內容與新應用的結合;注重知識的連貫性,比如在高中概率初步知識的基礎上引入概率的各種定義,重點突出古典定義、幾何定義;在清楚把握隨機事件的基本原理基礎上,指出引入隨機變量的必要性,掌握一維隨機變量與二維隨機變量之間的聯系與區別,使同學們理解二維(或多維隨機變量)隨機向量不是一維隨機變量簡單的羅列,更重要的在于研究隨機變量間的關系;從簡單概念入手先理解離散型隨機變量的概念與公式,進一步引出相應的連續隨機變量的概念與公式;隨機變量的數字特征是大類招生背景下的《概率論與數理統計》課程的重點內容之一,無論工科大類還是經濟大類都有各自的應用背景,可以通過這部分內容深挖案例教學,在基本的教學內容中激發學生的興趣學習;大數定律和中心極限定理是連接概率論與數理統計的橋梁,是進行數理統計中參數估計等內容的基礎,比如通過相應案例的教學使經濟管理大類的學生學會借助大數定律和中心極限定理理解保險產品定價的科學性和合理性,工科大類的學生就要注重學會借助大數定律和中心極限定理理解如何通過計算編程進行定積分計算,通過模擬的精度理解頻率和概率之間的關系;統計量的分布理論是進一步掌握基本的參數估計和假設檢驗的前提,統計量的三大統計分布――χ2分布、t分布、F分布中χ2分布尤其重要,χ2分布是理解t分布和F分布的基礎,因此要通過不同的角度、不同的案例深入分析;參數估計和假設檢驗是做好實際工作的有力工具,讓同學們理解借助抽樣調查我們可以實施監控產品的質量、資金的運作、人員的管理等,實現工作效率的提高,案例教學和基本教學內容的相互滲透使同學們能夠通過實際的案例理解更抽象的概念,從而對概率論和數理統計這個處理隨機現象最有力的工具有更深入的理解和把握。大類招生下數學統計類專業除了注重以上基本內容外還要注意理論內容的研究,比如“概率”的概念除了在理解概率的統計定義、古典定義和幾何定義的基礎之上還要加深概率的公理化定義的理解,從數學的角度去把握理解每一個基本概念和原理,數學統計大類除了和工科大類、經濟管理大類學習相同的內容外,還要研究方差分析和線性回歸分析的基本內容、基本理論,讓學生理解線性回歸分析的適用基本條件,學會運用基本的統計軟件或數學軟件(比如spss或matlab)解決回歸系數的求解、模型的解釋效果等,從過去數學統計類教學中重概率論的理論教學、輕數理統計的教學,轉變為既重視概率論的理論研究又注重數理統計的應用內容,同時引入相關的軟件去分析模擬相關的結論,比如用計算機編程的方法模擬計算圓周率π的大小,通過計算精度的變化使學生理解概率的統計定義和幾何定義的關系,進一步理解概率的基本概念。大類招生下還要滿足優秀學生考研學習的需求,條件許可的情況下可開設提高班,從理論上和內容上進行擴展,為將來進一步搞好科學研究打下良好的基礎,這部分教學既要突出理論知識的重要性,還要突出學習興趣的廣泛性,通過激發興趣克服理論學習的困難。
三、《概率論與數理統計》課程教改需要的教學方法、教學手段滿足的層次分析
教學方法上也要突出《概率論與數理統計》課程的創新特點,這種創新不僅體現在內容上,還要結合軟件使教學內容更具有啟發性,激發同學們的學習興趣。同時,這種創新要滿足雙層次的發展需求,首先,在新條件下第一層次是滿足不同大類的共同的基本需求,第二層次是滿足不同大類方向上的不同需求,再次是更深層次上的進一步升學深造的需求。這就要求在教學內容上引進創新的案例教學,講清楚第一層次上的基本概念、基本知識,注重第二層次上的不同大類間的需求,舉出能結合專業應用的案例教學,第三層次是基本概念、基本原理的擴展教學,滿足升學提高的需求。教學手段上,結合新的軟件進行多媒體使《概率論與數理統計》教學更加生動,變抽象的想象為有趣的形象表達,比如結合軟件作圖解釋事件的隨機性,在小班教學中還可以適當引入討論式教學,在教師的引導下通過對某一具體問題的討論引導學生掌握基本知識和基本概念,體現不同層次上教學手段的不同。教學手段在課堂練習的處理上,可以分工科大類、經濟管理大類、數學統計大類,設計出不同層次教學內容上的相關填空題、選擇題及計算題,及時鞏固所學內容,使學生做到活學活用、全面理解,激發學生對《概率論與數理統計》課程的興趣學習。網絡教學、幕客的引進也是同學們學習該課程的有力工具,從國外高校的教學來看,我們沒有理由忽視網絡教學的重要性,如何恰當地引進網絡教學是值得教學改革關注的一個地方。網絡教學不能僅僅滿足于網上聽課,教學實踐中還應結合手機APP軟件進行課程開發,實現分大類、分層次的教學輔助內容的網絡化,使同學們實現隨時隨地學習《概率論與數理統計》課程的需求。我們對兩類班級的教學效果進行了對米,一類是利用郵箱管理課堂練習的班級,一類則是沒有實行該措施的班級,從對比結果來看,實行該措施的班級教學效果非常顯著,同時,這種方法符合學生隨時隨地學習的特點,具有較高推廣的價值。考試手段的改革也是整體教改的一個重要環節,重基礎就要重視平時的教、學、練幾個環節,不再僅僅依賴最后的期末考試去評定教學效果的好壞,實行分階段、分層次的網絡測驗成績與期末考試成績相結合,使同學們在每一個教學環節中都能有較高的學習興趣,實現對概率論與數理統計知識真正的理解。所有這些都表明,《概率論與數理統計》課程在原來教學研究的基礎之上,必須進行更深層次的教學改革,以滿足大類招生的教學需求。在滿足不同層次的教學需求的同時,又滿足了解決難點、突出重點的教學理念,適合寬口徑、嚴基礎的大類招生需求,教學內容的擴展上可以參看盛驟等編寫的《概率論與數理統計》及劉喜波等編寫的《概率論與數理統計》中的主要內容,進行進一步深入研究[6,7]。
四、結論
綜上所述,在大類招生的背景下,《概率論與數理統計》課程教學改革的任務迫在眉睫,我們突出分析了《概率論與數理統計》課程教學內容分三個大類――工科大類、經濟管理大類和數學統計大類教改的重點,分析表明《概率論與數理統計》課程中第一層次基本概念、基本方法教學是進一步學習的基礎,是教與學的重點領域,過難的概念、定理要分解,讓學生學會從不同角度、側面去理解,設計好完備的教學內容,利用現代化及網絡化的教學手段去實現;適合不同大類的案例教學是教學改革的亮點,結合不同的實際案例讓學生理解概率論與數理統計的基本知識如何在實際中應用;三個不同層次強調了大類招生教學的需求及解決方法;最后分析了教學手段、網絡教學及考試考核方法在實際教學中的進行改革的必要性。當然我們僅僅作出一些探討式的研究,我們相信會對大類招生下《概率論與數理統計》教學改革有所幫助,拋磚引玉會引出更多更好的研究,進一步有利于《概率論與數理統計》的教學。
參考文獻:
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一、2013年化學新課程高考復習策略
1.回歸教材,注重基礎
學科的主干知識是重點考查的內容,復習教學中圍繞著物質組成、結構、性質、電解質溶液、元素周期表的結構及元素周期律、氧化還原反應、元素知識、基本實驗、有機化學知識和計算等主干知識進行。尤其是基本概念、基本理論,是形成能力的載體,也是考查的重點,所以更要當作重中之重。對概念和理論的學習,要通過關鍵字詞的分析、挖掘,準確把握其內涵和外延,注意在實際應用中深化對概念和理論的理解,提高正確運用基本概念和基本理論的能力。
2.注重專題復習,構建知識網絡,注重學生綜合素質的培養
通過化學學科的學習,能有效地解決日常生活中所遇到的與化學相關的問題,知道如何獲取信息,并且在需要時能進行科學的決策。在復習教學中,注意引導學生關心自然、社會、科技以及生產、生活中的化學問題,了解化學學科研究的最新成果,幫助學生學會運用已有知識對現實問題進行初步研究,注重培養他們的創新精神和運用所學知識綜合解決實際問題的能力。
3.加強規范訓練,注重學生的心理素質培養
從今年理綜化學卷常見錯誤及原因分析看,書寫不規范丟分較為突出。有些題計算量不大,數據也能很好地處理,可學生有畏懼感,因而不少學生表現出了不自信,想放棄又不愿放棄,若能淡定放下這一問,后面的幾問是不需要計算就能作答的。
4.注意熱點題型的訓練
二、2013年高考理綜化學學科命題思路及題型預測
1.總體預測
預計2013年化學高考試即將繼續保持較高的穩定性與連續性。
(1)由于2011年湖南、遼寧、陜西、黑龍江、吉林、寧夏、河南、江西、山西、河北、內蒙古、湖北、云南等均采用新課標全國卷,2012年也是一樣,很多省份都采用新課標全國卷,這些省份的使用決定了2013年全國理綜試題的難度不會有很大變化。
(2)題型比較固定,選擇題7道,必答題3道。
2.選擇題預測
(1)可能有兩道有機題,分別考查有機物結構(重點圍繞同分異構體、同系物)和性質(烷烴的取代、烯烴的加成、芳香烴的取代、醇的催化氧化、消去、酯化等常見有機物的性質為考查主線)。
(2)可能有一道計算選擇題,其中一道有關物質的量方面的計算,另一道將圍繞中學化學常見計算進行設計,估計不會設計技巧性很高的計算,但是一定能夠體現化學基本素養。
(3)實驗題(有關物質制備、性質、分離等基本操作)
(4)離子方程式正誤判斷或離子(分子)共存題型可能會出現,應注意限定的條件。
(5)電解質溶液(pH計算、Ksp計算、鹽類水解、離子濃度大小關系、電離平衡的應用、中和滴定等)。
(6)熱化學方程式、蓋斯定律、電化學(可能為可充電電池、燃料電池等一些新型電池)。
(7)化學平衡、化學反應速率與圖象相結合的題或化學平衡常數應用類的題目。
(8)有關元素化合物之間的轉化、STSE、元素周期律、元素周期表、核素粒子間關系、氧化還原等也可能出現相應的題型。
3.必考非選擇題預測
(1)題型主要以實驗題、無機推斷題、化學反應原理題為主。
(2)2010年新課標全國卷考查探究性實驗的力度不夠大,受到一些教師批評,2011年高考在探究性實驗上做文章,2013年實驗考查力度肯定要增大。
(3)無機推斷題型變化,其他地區的高考題中無機推斷已經被流程題所代替,2011年新課標全國卷圖表推斷已向這一趨勢過渡,2013年無機推斷題的考查已是大勢所趨。
(4)2010年、2011年新課標全國卷中將元素與化學反應原理結合,將化學實驗與反應原理結合,所以2013年可能增加對能力和綜合性的考查,化學原理綜合題是新課程主流題型。
4.選考非選擇題預測
[關鍵詞]教學模式;翻轉課堂;先行組織者策略;合作探究
教學模式的研究是當代教學論中的一個綜合性課題。創新教學模式,有利于激發學生興趣,提高教學質量。因此,各高等院校要探索符合本校實際的獨特的教學模式。
1高等院校計算機基礎課程現狀
作為信息化時代的產物,計算機與網絡已經成為人們生活和學習不可或缺的重要組成部分。因此,掌握計算機基本理論和應用成為當代大學生必須要具備的一項技能。為適應現代信息教育發展要求,雖然各地區從小學到高中都設置了相應的計算機課程,但絕大部分學生對計算機基礎知識的掌握僅停留在打字、鍵盤操作及網絡搜索等基本層次,也有部分來自偏遠地區的學生從未接觸過計算機,對計算機的基礎知識不了解。面對知識水平參差不齊的學生狀況,不同高校對計算機基礎課程的設置存在差異,有的學校在新生入學階段對其進行基礎測試,根據學生掌握計算機知識的程度對學生進行分班;有的學校采用統一進度的教學安排,但在教學內容及教學時數上進行適當調整。但是,計算機基礎課程的教學現狀仍不盡如人意,學生在學習過程中,對基本概念理解不透徹,機械地進行上機實驗,對各條命令不知所云,普遍反映計算機基礎課程難記、難懂、難學。
2整合多種教學模式
2.1翻轉課堂在辦公自動化系統軟件教學中的運用
隨著計算機技術的快速發展,對辦公自動化系統軟件的熟練應用已成為每個人在工作與學習中必備的技能。針對辦公自動化系統學習的必要性及學生對其掌握程度,各學校可以采用翻轉課堂的教學模式,教師和學生分別在課前、課內和課后三個階段完成相應任務。課前:教師通過選取不同辦公軟件的經典案例,講解知識重難點,把每種辦公軟件做成一個專題,以課程知識點為主題制作微視頻,每個微視頻長度約7~8分鐘。在制作微視頻的過程中,教師要確保講解精煉且操作步驟清晰。學生需合理安排學習時間,在課前觀看視頻,自主學習本專題的內容,并總結不懂的問題。課內:教師先提綱挈領地進行概括性講解,然后預留充分的時間解答學生的疑問,并在課內布置針對性的專題實驗。課后:學生要反復觀看視頻,與教師溝通、交流,從而獨立完成每個專題實驗。教師要對每個學生的實驗結果給予評價,并歸納總結學生的共性問題,制作問題解答視頻供學生學習。該教學模式不僅提高了學生自主學習的能力,而且還增加了師生之間的交流,有利于教學效果的提升。
2.2奧蘇貝爾的先行組織者策略在數據庫教學實踐中的運用
人類正步入網絡信息時代,海量的信息撲面而來,生活與各類信息緊密相連。在該背景下,人們要加強對信息的查詢、存儲和利用。為此,高等院校開設了數據庫課程,使學生了解數據傳輸的流程、后臺技術及運行模塊。因先行組織者策略具有激發學生求知欲、展示學習內容與意義、遷移方法或思路于新的情境中等特點,所以將概念型組織者和問題型組織者策略應用于數據庫教學中,有利于提高學生對所學內容的認知度,改善教學效果。問題型先行組織者策略重在幫助學生確立有意義的學習心向,通過設置學生感興趣的問題或者案例來激發其求知欲。如數據庫課程導入,引導學生思考以下問題:①全國每年參加高考的幾百萬考生成績存放于何處?如何通過查分系統查詢到自己的成績?②銀行如何存儲每個儲戶的信息,做到人賬一致?③無論是公交卡,還是地鐵卡,或是網上購票時的乘車信息存儲在哪里?這些信息是如何維護的?④每次登錄QQ、微信、淘寶及郵箱時,個人信息存儲在哪里?⑤校園一卡通是如何記錄每個學生信息的?在思考了與每個人生活息息相關的各類信息存儲問題之后,“數據庫”的術語便會逐漸被引入到學習中。課程導入后,需要采用概念型先行組織者策略將總體內容提煉成一個總括性框架展示給學生,幫助學生構建課程學習的邏輯圖,以概念層層遞進的形式貫穿于框架之中。目前,大多數教材和講解仍沿用基本概念庫表操作程序設計的教學思路。該教學思路較為單一,缺乏互動性,使學生在初次接觸基本概念時會覺到枯燥乏味,不明其理,從而導致對后續學習失去興趣。針對此問題,各高校要調整學習切入點,首先從表單設計開始,以大家熟知的QQ、微信和淘寶等登錄界面為例。建立表單后,以日常熟知的淘寶購物系統為例,將數據庫知識穿插其中,使學生逐步學會建庫、建表、查詢和排序等,并將基本概念融于實例中。該教學模式實現了理論與實踐相結合,使學生在問題與實踐中深刻體會學習此門課程的意義。
2.3合作探究模式
學生在進行階段性課程學習后,教師對其學習效果要給予相應評價。試卷是傳統教學中采用的檢測學習質量的有效手段,但對于實踐環節較強的計算機基礎課程,試卷無法有效反映出學生的操作技能與創新思想。由此,筆者提出采用合作探究模式作為課程效果評價手段。合作探究以解決問題為中心,教師需精心設計多組涵蓋本課程主要內容的綜合實驗項目,如模擬校園一卡通系統、圖書借閱系統、學籍管理系統、產品銷售系統及醫院診療系統等供學生參考選擇。由于每組題目涉及的知識較多,所以將學生分成幾個異質小組。這不僅有利于學生之間形成互補,還能有效培養學生的團隊合作精神。小組中每個成員選擇系統中的一個子模塊,如表單設計、菜單設計、查詢等,然后將幾個子模塊有效連接在一起,使其形成一個完整的項目。學生為了能夠高效完成實驗項目,首先要查閱收集相關資料,了解項目需求;其次,在與教師和其他同學的交流中理順設計思路,掃除問題阻礙,思考尋找解決問題的最佳方法;再次,動手設計功能模塊;最后,歸納整理。每個小組需利用文字編輯軟件制作一份項目設計說明書,歸納總結設計思想、流程與使用方法,規范排版。然后依據所設計項目做一份總結性的演示文稿,并由小組中的一名成員進行講解,教師與其他小組成員對其進行評價反思。在該過程中,學生在相互講解與評價中開拓思路,取長補短,從而不斷提升學習質量。
3結語
教學模式正從單一性向綜合性發展,從重點“教”轉變為注重“學”,從經驗歸納型向理論演繹型發展;教師從講授者轉為引導者,學生從接受者轉為探究者。合理有效的教學模式將計算機基礎課程的所有內容有機結合在一起,形成一個完整的知識體系,不僅培養了學生的自主學習能力,還培養了團隊協作精神,使其在貼近生活的項目設計中發揮創新與寫作能力。未來必將依托高速發展的現代信息技術,融合多種教學模式,以取得更好的學習成效。
作者:耿彧 趙仲孟 單位:1.錦州醫科大學 2.西安交通大學
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目 錄
第1章 緒論
1.1 云計算的概念
1.2 云計算發展現狀
1.3 云計算實現機制
1.4 網格計算與云計算
1.5 云計算的發展環境
1.5.1 云計算與3G
1.5.2 云計算與物聯網
1.5.3 云計算與移動互聯網
1.5.4 云計算與三網融合
1.6 云計算壓倒性的成本優勢
習題
參考文獻
第2章 Google云計算原理與應用
2.1 Google文件系統GFS
2.1.1 系統架構
2.1.2 容錯機制
2.1.3 系統管理技術
2.2 分布式數據處理MapReduce
2.2.1 產生背景
2.2.2 編程模型
2.2.3 實現機制
2.2.4 案例分析
2.3 分布式鎖服務Chubby
2.3.1 Paxos算法
2.3.2 Chubby系統設計
2.3.3 Chubby中的Paxos
2.3.4 Chubby文件系統
2.3.5 通信協議
2.3.6 正確性與性能
2.4 分布式結構化數據表Bigtable
2.4.1 設計動機與目標
2.4.2 數據模型
2.4.3 系統架構
2.4.4 主服務器
2.4.5 子表服務器
2.4.6 性能優化
2.5 分布式存儲系統Megastore
2.5.1 設計目標及方案選擇
2.5.2 Megastore數據模型
2.5.3 Megastore中的事務及并發控制
2.5.4 Megastore基本架構
2.5.5 核心技術——復制
2.5.6 產品性能及控制措施
2.6 大規模分布式系統的監控基礎架構Dapper
2.6.1 基本設計目標
2.6.2 Dapper監控系統簡介
2.6.3 關鍵性技術
2.6.4 常用Dapper工具
2.6.5 Dapper使用經驗
2.7 Google應用程序引擎
2.7.1 Google App Engine簡介
2.7.2 應用程序環境
2.7.3 Google App Engine服務
2.7.4 Google App Engine編程實踐
習題
參考文獻
第3章 Amazon云計算AWS
3.1 Amazon平臺基礎存儲架構:Dynamo
3.1.1 Dynamo在Amazon服務平臺的地位
3.1.2 Dynamo架構的主要技術
3.2 彈性計算云EC2
3.2.1 EC2的主要特性
3.2.2 EC2基本架構及主要概念
3.2.3 EC2的關鍵技術
3.3.4 EC2安全及容錯機制
3.3 簡單存儲服務S3
3.3.1 基本概念和操作
3.3.2 數據一致性模型
3.3.3 S3安全措施
3.4 簡單隊列服務SQS
3.4.1 SQS基本模型
3.4.2 兩個重要概念
3.4.3 消息
3.4.4 身份認證
3.5 簡單數據庫服務Simple DB
3.5.1 重要概念
3.5.2 存在的問題及解決辦法
3.5.3 Simple DB和其他AWS的結合使用
3.6 關系數據庫服務RDS
3.6.1 SQL和NoSQL數據庫的對比
3.6.2 RDS數據庫原理
3.6.3 RDS的使用
3.7 內容推送服務CloudFront
3.7.1 內容推送網絡CDN
3.7.2 云內容推送CloudFront
3.8 其他Amazon云計算服務
3.8.1 快速應用部署Elastic Beanstalk和服務模板CloudFormation
3.8.2 云中的DNS服務 Router
3.8.3 虛擬私有云VPC
3.8.4 簡單通知服務SNS和簡單郵件服務SES
3.8.5 彈性MapReduce服務
3.8.6 電子商務服務DevPay、FPS和Simple Pay
3.8.7 Amazon執行網絡服務
3.8.8 土耳其機器人
3.8.9 Alexa Web服務
3.9 AWS應用實例
3.9.1 在線照片存儲共享網站SmugMug
3.9.2 在線視頻制作網站Animoto
3.10 小結
習題
參考文獻
第4章 微軟云計算Windows Azure
4.1 微軟云計算平臺
4.2 微軟云操作系統Windows Azure
4.2.1 Windows Azure概述
4.2.2 Windows Azure計算服務
4.2.3 Windows Azure存儲服務
4.2.4 Windows Azure Connect
4.2.5 Windows Azure CDN
4.2.6 Fabric控制器
4.2.7 Windows Azure應用場景
4.3 微軟云關系數據庫SQL Azure
4.3.1 SQL Azure概述
4.3.2 SQL Azure關鍵技術
4.3.3 SQL Azure應用場景
4.3.4 SQL Azure和SQL Server對比
4.4 Windows Azure AppFabric
4.4.1 AppFabric概述
4.4.2 AppFabric關鍵技術
4.5 Windows Azure Marketplace
4.6 微軟云計算編程實踐
4.6.1 利用Visual Studio2010開發簡單的云應用程序
4.6.2 向Windows Azure平臺應用程序
習題
參考文獻
第5章 VMware云計算
5.1 VMware云產品簡介
5.1.1 VMware云戰略三層架構
5.1.2 VMware vSphere架構
5.1.3 云操作系統vSphere
5.1.4 底層架構服務vCloud Service Director
5.1.5 虛擬桌面產品VMware View
5.2 云管理平臺 vCenter
5.2.1 虛擬機遷移工具
5.2.2 虛擬機數據備份恢復工具
5.2.3 虛擬機安全工具
5.2.4 可靠性組件FT和HA
5.3 云架構服務提供平臺vCloud Service Director
5.3.1 創建虛擬數據中心和組織
5.3.2 網絡的設計
5.3.3 目錄管理
5.3.4 計費功能
5.4 VMware的網絡和存儲虛擬化
5.4.1 網絡虛擬化
5.4.2 存儲虛擬化
習題
參考文獻
第6章 Hadoop:Google云計算的開源實現
6.1 Hadoop簡介
6.2 Hadoop分布式文件系統HDFS
6.2.1 設計前提與目標
6.2.2 體系結構
6.2.3 保障可靠性的措施
6.2.4 提升性能的措施
6.2.5 訪問接口
6.3 分布式數據處理MapReduce
6.3.1 邏輯模型
6.3.2 實現機制
6.4 分布式結構化數據表HBase
6.4.1 邏輯模型
6.4.2 物理模型
6.4.3 子表服務器
6.4.4 主服務器
6.4.5 元數據表
6.5 Hadoop安裝
6.5.1 在Linux系統中安裝Hadoop
6.5.2 在Windows系統中安裝Hadoop
6.6 HDFS使用
6.6.1 HDFS 常用命令
6.6.2 HDFS 基準測試
6.7 HBase安裝使用
6.7.1 HBase的安裝配置
6.7.2 HBase的執行
6.7.3 Hbase編程實例
6.8 MapReduce編程
6.8.1 矩陣相乘算法設計
6.8.2 編程實現
習題
參考文獻
第7章 Eucalyptus:Amazon云計算的開源實現
7.1 Eucalyptus簡介
7.2 Eucalyptus技術實現
7.2.1 體系結構
7.2.2 主要構件
7.2.3 訪問接口
7.2.4 服務等級協議
7.2.5 虛擬組網
7.3 Eucalyptus安裝與使用
7.3.1 在Linux系統中安裝Eucalyptus
7.3.2 Eucalyptus配置和管理
7.3.3 Eucalyptus常用命令的示例和說明
習題
參考文獻
第8章 其他開源云計算系統
8.1 簡介
8.1.1 Cassandra
8.1.2 Hive
8.1.3 VoltDB
8.1.4 Enomaly ECP
8.1.5 Nimbus
8.1.6 Sector and Sphere
8.1.7 abiquo
8.1.8 MongoDB
8.2 Cassandra
8.2.1 體系結構
8.2.2 數據模型
8.2.3 存儲機制
8.2.4 讀/寫刪過程
8.3 Hive
8.3.1 整體構架
8.3.2 數據模型
8.3.3 HQL語言
8.3.4 環境搭建
8.4 VoltDB
8.4.1 整體架構
8.4.2 自動數據分片技術
習題
參考文獻
第9章 云計算仿真器CloudSim
9.1 CloudSim簡介
9.2 CloudSim體系結構
9.2.1 CloudSim核心模擬引擎
9.2.2 CloudSim層
9.2.3 用戶代碼層
9.3 CloudSim技術實現
9.4 CloudSim的使用方法
9.4.1 環境配置
9.4.2 運行樣例程序
9.5 CloudSim的擴展
9.5.1 調度策略的擴展
9.5.2 仿真核心代碼
9.5.3 平臺重編譯
習題
參考文獻
第10章 云計算研究熱點
10.1 云計算體系結構研究
10.1.1 Youseff劃分方法
10.1.2 Lenk劃分方法
10.2 云計算關鍵技術研究
10.2.1 虛擬化技術
10.2.2 數據存儲技術
10.2.3 資源管理技術
10.2.4 能耗管理技術
10.2.5 云監測技術
10.3 編程模型研究
10.3.1 All-Pairs編程模型
10.3.2 GridBatch編程模型
10.3.3 其他編程模型
10.4 支撐平臺研究
10.4.1 Cumulus:數據中心科學云
10.4.2 CARMEN:e-Science云計算
10.4.3 RESERVOIR:云服務融合平臺
10.4.4 TPlatform:Hadoop的變種
10.4.5 P2P環境的MapReduce
10.4.6 Yahoo云計算平臺
10.4.7 微軟的Dryad框架
10.4.8 Neptune框架
10.5 應用研究
10.5.1 語義分析應用
10.5.2 生物學應用
10.5.3 數據庫應用
10.5.4 地理信息應用
10.5.5 商業應用
10.5.6 醫學應用
10.5.7 社會智能應用
10.6 云安全研究
10.6.1 Anti-Spam Grid:反垃圾郵件網格
10.6.2 CloudAV:終端惡意軟件檢測
10.6.3 AMSDS:惡意軟件簽名自動檢測
10.6.4 CloudSEC:協作安全服務體系結構
習題
參考文獻
第11章 總結與展望
11.1 主流商業云計算解決方案比較
11.1.1 應用場景
11.1.2 使用流程
11.1.3 體系結構
11.1.4 實現技術
11.1.5 核心業務
11.2 主流開源云計算系統比較
11.2.1 開發目的
11.2.2 體系結構
11.2.3 實現技術
11.2.4 核心服務
11.3 國內代表性云計算平臺比較
11.3.1 中國移動“大云”
11.3.2 阿里巴巴“阿里云”
11.3.3 “大云”與“阿里云”的比較
11.4 云計算的歷史坐標與發展方向
11.4.1 互聯網發展的階段劃分
11.4.2 云格(Gloud)——云計算的未來
關鍵詞:信號與系統;實例;MATLAB
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)45-0166-03
以新一代互聯網、新一代移動通信技術、物聯網、云計算為代表的新一輪信息技術日益受到全球社會和經濟發展的重點關注,而信息技術及其相關領域和學科的發展,無不滲透著信號與系統的概念和分析方法。作為研究信號與系統分析的基本理論和方法的一門基礎課程,其重要性也日益凸顯[1]。“信號與系統”課程的主要目的是使學生掌握信號與系統的基本概念和基本分析方法,為后續專業課程的學習和今后從事相關的科學技術工作打下堅實的基礎[2]。該課程理論性強,涉及微積分、工程數學等較復雜的數學推理和計算內容;實踐性強,需要通過實驗培養學生處理信號工程應用中若干問題的綜合能力;系統性強,其核心概念、原理特性和應用設計的教學,大多都不能脫離系統模型[3]。
一、“信號與系統”課程傳統教學模式
目前我國高校的教學方法通常以灌輸式教學為主,教學結構以章節為教學單位組織教學,缺少對知識的強化和內在關系的整體把握[4],所以很多學生在學習這門課程時,普遍感到概念抽象,對其中的分析方法和基本理論不能很好地理解和掌握[5]。而國外的斯坦福大學、麻省理工學院等知名高校的“信號與系統”教學方式多樣,鼓勵創新思維,互相交流學習經驗[6],這樣有助于學生“吸收消化”豐富的課堂內容。
二、MATLAB在“信號與系統”教學中的應用
MATLAB軟件是目前科學計算與仿真中常用的軟件,可以方便地進行矩陣運算及符號運算,能進行二維、三維繪圖并可將計算結果可視化,因而可以利用其為信號與系統教學服務。
三、結語
本文“信號與系統”教學中的三個實例,研究了MATLAB在“信號與系統”課程中卷積運算、頻譜分析和系統根軌跡圖等方面的應用。學生可以通過對這些實例的學習舉一反三,從而能夠利用MATLAB動手編程對其他信號和系統進行分析。可以看出,MATLAB在本課程中的應用能夠幫助學生更加形象地理解所學知識點,減輕學生的畏難情緒,提高學習興趣,使整個教學過程更加順利。
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關鍵詞:計算機組成原理;教學改革;指令
計算機組成原理是高等學校計算機科學與技術專業及相關專業的必修的核心專業基礎課程,同時也是軟件工程、網絡工程、物聯網、信息與計算科學、信息系統與信息管理等專業的必修課,也是非計算機專業的學生掌握計算機技術的一門專業選修課程,自2009年起成為計算機專業研究生全國統考科目[1]。對于我國大多數本科院校的計算機科學與技術專業而言,由于資金投入、實驗平臺和實驗手段的限制,不可能大規模進行與計算機組成相關的硬件平臺建設,致使該專業的學生普遍存在“偏軟”的現象,也導致學生對“計算機組成原理”認識較為膚淺,對計算機組成原理能轉變為實際能力存在疑惑,無法為“嵌入式系統”等后續課程提供有力的支持。久而久之,造成這樣的現象:學生學習計算機組成原理僅僅是因為學分和考研需要,無法將該課程的本質和作用融入到整個計算機專業知識的體系中。另外,計算機組成原理課程本身的基本概念較多,理論性強,比較抽象,對于相近專業的學生沒有先修課程基礎,如模擬電路、數字電路等,若采用通常的教學方法一般很難讓學生真正體會其基本概念的內涵,也很難取得滿意的教學效果。
針對這種現狀,應從計算機組成原理的深層次認識著手,對該課程的理論教學模式、教學手段以及實驗教學方法等方面進行了探討和嘗試,對如何在一般本科院校計算機專業進行硬件課程的教學提出了一些建議。
1對計算機組成原理的再認識
1.1計算機工作的實質
計算機運行并不僅僅依靠便于人機交互的軟件界面,而是與計算機硬件配置、計算機底層的指令系統密切相關的。在表面上,人們看待計算機的工作似乎就是軟件的開發、調試和運行。實際上,在計算機底層,是成千上萬條指令的運行過程、是構成計算機的物理器件與部件之間的高速數據通信、電信號的控制與通斷來實現的。正是由于有了“信息流――數據流――電信號流”這樣的一個轉化過程,計算機才能真正按照人們的旨意去執行。
1.2計算機組成與軟件系統的緊密聯系
計算機軟件和計算機組成硬件是密不可分的,說二者之間為“唇齒相依”也不為過。由于現代程序開發環境的便利性和開發手段的多樣性,人們對計算機本身的組成并不關心。高級語言中的一行代碼,在計算機底層可能就需要成百上千條計算機指令來實現,而且會牽動多個器件協同運轉,存在高級語言代碼形式上執行的相對簡單與底層指令運行的實際復雜性現象。因此,在學習計算機組成原理后,會讓人“知其然,更知其所以然”,同時也對計算機軟件的計算復雜性有了更深一步的認識。
作者簡介:朱凌云,男,副教授,研究方向為嵌入式計算機系統、智能信息處理、無線數據通信及應用。主講課程:計算機組成原理、程序設計基礎、數據通信原理。
1.3組成原理對實踐的直接指導作用
通過學習計算機組成原理,除了可以掌握必要的硬件知識,還可以轉化為實際運用能力。如在進行系統級設計時,能夠根據需求對計算機的處理器、存儲系統、設施、總線通信等進行合理的設計配置;在進行片級設計時可以充分利用哈弗架構,并充分利用各種流水線技術優化指令運行;在板級設計工程中,可以根據需求選擇不同的存儲器芯片和器件來實現存儲器的拓展和擴充等等。因此,計算機組成原理可以直接將理論知識付諸于實際應用。只是由于實驗條件、環境的限制,一般院校的大多數學生很難有機會得到實踐鍛煉。
1.4組成原理與哲學思維
計算機組成原理的教學目標之一就是要求學生建立整機的觀念。例如,在評價計算機性能指標時,不能僅僅依據處理器的主頻而定,還得根據處理器與存儲器的通信方式、存儲器本身的構成等等來確定。實際上是用系統的、相互聯系的觀念來看待問題。另外,計算機的部件和器件的更新速度較快,在課程講述過程中,既要講經典的組成,還要講述新近的計算機構架,用發展的觀點看待計算機組成。所以,在計算機的教學工程中,始終貫穿著哲學思維,這對于學生樹立正確的世界觀非常重要。
2構建以“指令”為主線的教學體系與知識體系
在計算機組成原理的教學體系中,數的表示與計算方法、存儲器、總線、I/O、指令、CPU等各個章節知識相對獨立,學生對上述知識的掌握也是孤立的、片面的,無法建立起各章節的知識紐帶,最終也無法建立整機的觀念。筆者認為,應該在本課程的一開始就讓學生樹立這樣的觀念:計算機組成原理是在機器指令層面介紹計算機的運行機制及其構成的。在此層面,計算機將程序與數據封裝成為指令,CPU的主要功能是存取指令、執行指令,存儲器為最大的指令倉庫。為此,需要在數據表示與計算方法的基礎上設計計算機的指令系統。此外,I/O系統則是外設與主機進行交互的指令窗口,也是主機指令運行的拓展;總線是指令的傳輸載體等等。通過上述的分析,則可將計算機組成原理的各個章節有機整合,也容易使學生建立“整機”的理念。
計算機在指令的基礎上,向上延伸則是操作系統、軟件開發系統、應用軟件系統;指令向下則可進一步細分為微指令、微操作,而在微操作層面,計算機是用具體電路電流的有無、電壓的高低這種電信號來實現二進制的。通過這種以“指令”為核心的闡述,使學生建立“程序――指令――電路”計算機構成觀念,引導學生將組成原理與程序設計、操作系統、編譯原理、體系結構、嵌入式系統、算法設計與分析等課程聯系起來,從而構建完整的計算機知識體系。
3構建以多媒體教學為主的教學模式
由于計算機組成原理與以前學生比較熟悉的程序設計類及其相關課程的上課內容差別較大,因此需要探討學生比較容易接受的課程教學模式,以便將計算機組成的基本概念和各部件的工作原理闡述清楚。為此可充分利用多媒體教學手段,發揮其生動、形象、直觀的優勢,將計算機的內部組成和工作原理進行形象表述。在此基礎上可以設計與開發計算機系統工作的仿真與動畫軟件。通過該軟件,學生可以形象、直觀的看到計算機各個組件、部件是如何組成的;在指令運行時,計算機各部件之間的數據通路以及如何統一、協調運行的,將學生不易理解的復雜、抽象的問題簡單化、形象化[2]。
4采用靈活多樣的教學方法
4.1啟發式教學
啟發式教學是指教師有意識地提出一些需求、現象或問題,引導學生主動去思考、探索與討論,讓學生真正成為教學過程中的主體[3]。例如,在講解計算機的存儲體系時,可以先拋出問題:CPU、內存與眾多外存在數據通信率方面差異較大,計算機在實現這些部件通信時,如何彌補部件與器件之間巨大的速率差?可以讓學生思考如何構建計算機的存儲系統,解決各個部件與器件對快速、大容量的“矛盾”存儲的需求。這就可以引出計算機的兩大存儲層次和Cache概念,使得學生明白在存儲體系中,外設、主機的存儲方式是有區別的。在此基礎上,還可以讓學生進行拓展思考,外設與主機之間要實現數據傳輸可以采用哪些可靠的方式?從而可以引發學生思考中斷、DMA等數據傳輸方式。進一步強調,計算機為實現這種層次,在實現上采用的多級總線與接口電路等方式,從而將各個章節的知識也有機地聯系在一起。
4.2類比教學
類比教學是指在授課過程中將一些概念、策略和思想等與現實生活中的生動事例進行關聯、類比,從而將學生可能認為抽象的概念、理論形象化、生動化,使其掌握知識更牢靠。例如,在講述總線時,可將各個器件比作不同規模的城市,各個城市的重要性與地理位置不一致,其期間的連接方式不一致:特大型城市之間的連接一般采用高速公路――與存儲總線和高速總線類別相聯系,中小規模城市之間的公路連接可通過不同級別的省道、縣道來實現――與分級的高速總線與標準總線相聯系等。這種可作使學生加深相關問題的印象,更容易理解和牢固掌握教學內容、抓住關鍵思想。
4.3理論聯系實際
計算機組成原理的硬件知識使得學生對計算機
的認識比以往更進一步,計算機組成原理的教學過程中要理論聯系實際,將理論知識與實際應用融合,使學生能在實際應用中找到課堂知識的影子,面對具體的硬件也能在理論中找到出處,能讓學生掌握知識更牢固,進一步引導學生用課堂上掌握的基礎知識來理解新知識、新技術。比如,講述完Cache后,可以讓學生做調查:目前流行的CPU有幾級緩存,每級緩存多大?為什么這樣配置?這樣使得學生對于緩存的認識更加深刻、牢固。講解完總線和接口的基本概念和工作原理后,需要向學生介紹目前市場上的主流硬盤――SATA硬盤;在講完存儲器的工作原理機器擴展后,需講述目前市場上流行的DDR3內存,讓學生自行比較技術特點,從而理解各種器件和部件的技術發展動向,提高學生對書本知識的理解能力、掌握其實用性。
5結語
針對計算機組成原理教學現狀,從課程本身的認識、教學模式、教學方法、方面進行了探討和嘗試,但要從根本上解決計算機組成原理教學普遍面臨的問題,可能還需對培養體系和培養目標進行一定的探索,并加大實驗條件和實驗手段的投入。
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Consideration and Exploration on Teaching of Computer Organization Course
ZHU Lingyun
(College of Computer Science & Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China )
1.1基本概念
在開放性教育時代,人們逐漸在教育改革中摸索出新的教育方式,不斷為我國教育事業做著巨大貢獻,人們在長此以往的教學經驗中也摸索出一定的教學經驗和相對應的規律,讓廣大學生更能在自主的環境中學會自主學習,也為學生以后的未來鋪墊更重要的求知能力,顯而易見在計算機上的教學過程中使用更多的多媒體教學方案更為符合教師與學生們的胃口。實質性的多媒體計算機作為教學媒體的一種的根本意義是存儲、傳遞教育和教學信息的。有兩重意義的“多媒體”一詞譯自英文“Multimedia”,其中一是指存儲信息的實體,如磁盤、光盤、磁帶、半導體存儲器等,中文常譯作媒質;二是指傳遞信息的載體,如數字、文字、聲音、圖形等,中文譯作媒介。普遍理解,多媒體就是由單媒體多個疊加行成的。
1.2媒體系統的組成部分和要素
一般的多媒體系統主要由如下四個部分的內容組成:稱為多媒體核心系統的多媒體操作系統、包括計算機硬件、聲音或視頻處理器、多種媒體輸入和輸出設備及信號轉換裝置、通信傳輸設備及接多媒體在計算機教學上的重要應用朱玲梅云南工程職業學院云南昆明650304口裝置等的多媒體硬件系統、稱為多媒體系統開發工具軟件的媒體處理系統工具和用戶應用軟件。多媒體基本包括文本、圖形、靜態圖像、聲音、動畫、視頻剪輯等。為不同的計算機教學內容制定了不同的學習媒體的詳細信息,多方面為學習者提供各種了解知識的渠道。
2多媒體在計算機教學中的作用
在不同于傳統學科的計算機面前,有一個實質性的教學是非常有必要的,由于計算機是需要學生自己動手操作,并會舉一反三的實踐性很強的學科,各個系統的知識環環相扣,有很大的變數,所以在教師準備的環節時應注重用合理的方法做出合理的方案以便學生能在課堂上學到真正的知識。其中課堂運用多媒體擬定的主題應具有真實性,這樣才能服貼于教材的本質內容,方便教師在授課環節可以依據各種事例來分析重點所在。其次要注重層次,教師要在擬定題目時分清孰輕孰重,把相關的知識聯系到一起,然后由簡至難,層層相扣,讓學生逐漸體會知識然后自己分析其中的道理。最后是注意尋求開放性,教師不能在計算機教學方面過于死板,因為在計算機相關考試中永遠不可能有重復的事例出現,更不可能遇到一模一樣的原題,應為計算機是具有很大開放性的學科。所以教師授課要運用最大限度來擴展學生的知識面,靈活運用多媒體來為學生傳授知識。
3多媒體在計算機教學應用上的有效策略
3.1規范教學制度
建議學校制定相應的制度,以推動學校教師對應用媒體教學為基礎,加強教師對這方面的應用熟練,有一個新的理念來使學生更好的吸收新的知識,與學生來合力打造課件也不失為一個比較省時省力的方法,另外,應積極與其它高校加強聯系,以達到相關專業的資源共享,從而使多媒體教學有一個質量上的飛躍。
3.2教師熟練應用多媒體
在計算機課堂中合理的運用多媒體,能使學生接受知識顯得非常輕松、愉快,教學中時間利用效率高,課堂教學效果良好。但是客觀上就大大地增加了教師的備課工作量。利用計算機處理一張圖片,平均都需要半個小時,制作一節課的課件至少要用去兩三天的時間。所以,多媒體教學固然好,許多教師還是不樂意投入過多精力去鉆研,這種思想往往是阻礙發展多媒體教學模式的發展,這也是制約了學生主動學習知識的興趣。但是由于此新興教育模式剛剛融入到我們的教育模式中,許多教師對多媒體的應用很生疏,應加強教師在多媒體應用上,也由于教師制作水平參差不齊,造成學科間不能很好的相互連接,尤其在計算機上,此學科的應用理念是最接近多媒體教學的,教師必須要有一個制度上的整改。
3.3教師與學生多交流并鼓勵學生自主應用多媒體展示成果
合理的應用多媒體是每個教師在授課上最基本的方式,但是在一堂不同于其他傳統學科的計算機課堂中,教師必須深刻的意識到學生的動手操作能力是十分重要的,教學經驗豐富的教師必須更側重于怎樣教學才能使學生自主學習,而并非灌輸知識,教師需要根據實際需求為學生提供自由創作的空間,讓學生自主研究,相互探討然后在課堂上進行成果演示,這其中的每一步驟都離不開多媒體的應用,在對不同課程內容中不同對多媒體進行應用,使學生充分學到知識,更能加深學生對知識的進一步的理解和合理運用,使學生在新知識上更能舉一反三,進行活學活用。
4應用多媒體在計算機教學中的深入探索
在開展相關多媒體在計算機課堂上應用時,其實可以把更多的重點放在學生自主學習、互動探究,小組討論和集體演示這幾個環節,在計算機課堂上,更注重的其實是學生可以在自主學習的過程中學會互相交流,然后用學到的新的知識來進行更深層的知識上的求知,計算機的學習過程不僅僅是保留在書面上而更重要的是學會真正的動手操作,這才能體現真正的多媒體教學理念。為學生學到更多的知識而實行的一系列的教學改革。在多媒體教學開展的情況下,更多得到鍛煉的是學生,學生可以在一堂課中,從不同的方面學到更加真切的東西,不僅僅局限于知識層面上的增加,而是多方位的得到鍛煉。
5結語
信息技術課程的教學憑借著優越的網絡教育教學工具誘導著學生,寬松和諧的課堂教學結構吸引著學生,無究無盡的知識海洋激勵著學生。信息技術以前所未有的迅猛勢態滲透于教育的方方面面,改變著師生原有的生活空間。為響應新課程改革,新理念的推進,全面實施與深入的研究信息技術課教學,為發揮學生的主體性、創造性奠定強而有力的基礎,并充分培養學生自主、合作、探究、創新的能力,以及學生在生活中對信息技術的全面學習與應用。
在新課改的前沿,信息技術課程的教學培養學生動手動腦,促使學生“到生活中去學習,在學習過程中生活”,這就是我們所倡導的一種新的教學理念,根據這一理念,我在講授新知識時,一般是從學生身邊比較感興趣的事說起,從生活中的例子談起,分析生活中的事例,在不知不覺中把學生引領到新知識的學習中,然后進一步將知識進行規范化、理論化,在此我們書本理論知識學習完畢后,再讓學生聯系生活實際,自己再回過頭去分析一些生活中的相關實例,相應特性,這樣就完成了“生活――課堂――生活”這一學習過程,從而也達到了我們學習的目的。下面是我應用生活實例走進課堂再由課堂進入生活的關于高中信息技術一年級教材中第二章第三節關于“文件及其類型”內容教學的過程:
首先對于本節課的學習,我們要根據現實情況:①課本理論知識比較多,要求學生動手操作的地方比較少;②學生比較喜歡在上機房上課。在上課之前我先做了一個簡單的幻燈片(目的是給學生做練習與我做課堂小結用),一上課我先分析了本節課的特點,然后投影了一下本節課的教學知識點。在學習文件的幾個重要屬性時,我是這樣處理的:首先問學生是否喜歡寫日記,再問學生一般日記是怎么寫的?“是不是要先寫上天氣情況與日期(文件的日期)、再給日記的內容冠上一漂亮的標題(文件的名稱)、寫多少字(文件的大小)、大多寫關于哪些方面的事情(文件的內容)、日記本又放在什么地方(文件的存儲位置)、有一些日記寫好之后的內容想與好朋友一起分享,但是你一般是不想被大家修改的(文件的只讀)、這時候我們將日記的內容是要保存起來留著再與其他好朋友交流(文件的存檔)、對于日記的保密性(文件的隱藏屬性)是大家記日記的一個重要原因吧!”通過這一連串的設問我們也就把文件的幾個重要屬性給串起來了,然后教師可以和學生一起分析日記的這幾個屬性,在黑板上板書出來后,讓學生看書,歸納文件的幾個重要屬性,看看是不是和日記的幾個屬性是一致的,學生之后定會欣喜的告訴教師“是”。好,此時我們教學的重要過程“生活到課堂”完成,之后剩下的另一步就是第二過程“課堂到生活”。我是這樣做的:同學們我們剛才一起分析了日記與文件的幾個屬性,大家想一想我們寫的作文與它們是不是也是相似的呢?請同學們再列舉生活還有哪些相似的例子,分別分析出它們對應的屬性,之后,學生舉例,師生共同分析,這樣就把文件的幾個屬性由具體到理論,由理論的抽象到生活的實例結合起來了。在學習文件的存儲路徑時,我是這樣處理的:首先舉例--在現實生活中,假如你新結識了一位新朋友,你只告訴他你家的門牌號,但沒告訴他你的具體住址,你回家后,你的朋友能找到你嗎?那肯定是找不到的,要想叫他找到你,你還必須告訴他你的什么信息?學生肯定會爭先恐后的回答“家庭住址”,在網絡中或者計算機中,只是有了文件名也是不夠的,我們還必須知道它的存儲地址,這也就是文件的具體存儲位置,也就是路徑……,之后,教師板書出“中國/江蘇省/連云港/( )/張三”和 “\網上鄰居\教師機\高一( )班\班級名單.doc”然后對應起來介紹,這樣就可以把抽象的路徑概念跟學生解釋清楚了。最后,可以再問學生假如你到圖書館去借一本書,知道了書名,我們還需要知道些什么呢?由此讓學生自行對照分析……。
通過這樣兩個生活實例,使得一節枯燥無味的理論課上的生動有趣,使得學生在寬松的氣氛中將本節課的兩個重點內容掌握得清晰、透徹。同時我也就完成了本節課的教學目標,實現了我的教學計劃,達到了教學目的。
考慮到學生現有的知識、認知能力、年齡、興趣等特點,遵循由淺入深、由表及里、循序漸進等原則。教學要從具體到抽象,從個別到一般、從局部到整體。同時根據學生個性的不同和“任務”的難易,可以組織他們進行個別學習、小組學習或者群體學習。在設計“任務”時,始終從學生角度考慮,“以興趣為導線,以實用為載體,以培養學生的能力為目的”。例如,算法與程序設計第一節課不直接講計算機基本概念和原理,而是向學生展示用計算機播放音樂或電影,隨后解釋播放音樂或電影需要播放器,可用Windows自帶的媒體播放器,也可以用“QQ影音”進行播放,并說明這兩個程序的功能也可以用VB編寫程序實現,學生立刻表現出對學習VB語言的渴望
信息技術教育是一個互動教學過程,應該通過學生自主學習,探究活動來實現教學目標. 教師要積極地組織,引導和規范各類學習活動。要處理好基本概念和基本技能之間的關系,要理解信息技術的基本概念,掌握相關的技能,在理解問題的基礎上,要引導學生多實驗,通過這些來演示抽象概念,驗證理論,再將理論應用到實踐中。教師必須積極探索新課程改革的理念,積極地讓學生腳踏實地緊跟時代前進的步伐,在生活中學習,在學習過程中生活,在實踐中找尋規律,并將理論應用到實踐中去。
關鍵詞:港口;低碳綠色發展;云模型;云運算;評價
中圖分類號:U652;F205;TP181
文獻標志碼:A
0 引言
港口的低碳綠色發展是低碳綠色理念在港口領域的實踐與推廣,由綠色經濟和低碳經濟的基本理論可知,港口的低碳綠色發展是指在生態環境的承載能力內,兼顧經濟效益與生態效益,實現資源的低投入、低消耗、高效率以及污染的低排放的新型發展模式,港口的低碳綠色發展可以減少環境污染與資源消耗,促進港口與生態環境的協調平衡,是港口走可持續發展之路的必然選擇.
國外有關港口低碳綠色發展的研究起步較早.國外學者研究歐洲港口的環境管理與環保政策,分析港口低碳綠色發展的影響因素及采取的行動措施,并構建評價指標體系評價港口的環保水平與綠色程度.國內學者通過研究國外先進港口的成功經驗,對本國港口的低碳綠色建設提出對策和建議,并運用不同方法從多角度構建綠色港口評價指標體系開展評價研究,然而國內學者單純地將低碳綠色理解為綠色化,缺乏對低碳化的認識與實踐.因此,有必要基于低碳綠色理念,構建一套全面、完整的評價指標體系評價港口的低碳綠色發展水平,指導我國港口的低碳綠色發展實踐.
1 港口低碳綠色發展影響因素
影響港口低碳綠色發展的因素眾多,主要可以歸納為以下幾點:
宏微觀經濟因素.港口發展與地區經濟增長相互促進,貨運量的快速增長可能超過港口自身的承載能力,影響港口的可持續發展.
資源環境因素.港口的生產經營活動具有明顯的負外部性,過度的資源開發和利用會威脅生態系統的協調平衡.
科技水平因素.港口低碳綠色發展與科學技術密切相關,節能減排投入、技術創新與改革、可再生能源開發利用等關乎港口低碳綠色發展水平的提高.
社會政治因素.國家的宏觀政策導向對港口低碳綠色發展起強大的推動作用,員工低碳綠色理念的樹立及操作技能的更新影響國家政策的落實效果.
基于以上影響因素,結合《交通運輸部“十二五”發展規劃》和《公路水路交通運輸節能減排“十二五”規劃》中有關節能減排的規定,選取港口發展能力、港區環境質量、港區低碳綠色水平、低碳綠色技術支持水平、低碳綠色政策保障力度及低碳綠色理念落實情況等6個基本指標及25個要素指標構建港口低碳綠色發展評價指標體系,見表1.
2 云模型基本理論及其評價應用
云模型是定性概念與定量數值不確定性轉化模型,表1中存在定性指標,且個別定量指標由于低碳綠色發展經驗不足和碳排放監測、統計與考核系統的不完善無法獲得精確數據,所以選用云模型進行港口低碳綠色發展評價研究.
2.1 云模型基本概念
2.2 云模型數字特征及運算
期望Ex,熵En和超熵He是云模型的3個基本數字特征,期望Ex是最能代表定性概念的值;熵En是定性概念模糊性的度量;超熵He是熵En不確定性的度量,反映定性概念的隨機性和云滴的離散程度.
2.2.1 云模型基本算法
云模型的基本算法分為正向云發生器和逆向云發生器.正向云發生器根據云的數字特征生成云滴,是定性概念到定量數值的映射.其算法實現如下,
逆向云發生器將確定數據轉換成云的數字特征,是定量數值到定性概念的映射,其算法以數理統計的樣本均值和樣本方差的均值算法為基礎,具體如下.
2.3 云模型的評價應用
應用云模型進行評價可以按照如下步驟進行.
(1)確定因素集與評語集,將最終評價對象分解為幾項具有代表性的基本指標,記為U={U1,U2,…,Un},再將每項基本指標Ui劃分為若干個要素指標,記為Ui={Ui1,Ui2…,Uim}(i=1,2,…,n),該要素指標集即為因素集,確定基本指標各屬性的評語,組成評語集,記為V={V1,V2,…,Vn}
(2)確定指標云權重.應用云模型確定指標云權重的具體步驟如下:①德爾菲法打分.邀請多位專家按照表2所示的評價等級對各指標相對上一層指標的重要程度進行打分,再運用逆向云發生器將各指標得分按照式(1)~(3)進行計算,便可得出各指標的云權重,②修正打分結果,為提高評價結果的準確性與可靠性,打分結果要經過“收集反饋修正”的循環過程,修正時,先按照式(1)~(3)將打分結果轉化成云模型的數字特征(Ex,En,He),再按照正向云發生器,利用MATLAB編程生成云圖.當云圖的云滴凝聚程度較高且已趨于穩定時停止修正,本研究評語集采用五級標度法,用基于黃金分割的模型驅動法設定評語集的云標尺,打分過程中所參照的云標尺見表3.③權重歸一化處理.同一層指標的權重按下式進行歸一化處理.
(3)確定指標云模型.將要素指標的低碳綠色發展水平分為表4所示的5個等級,邀請多位熟悉港口發展實際情況的專家給出各指標低碳綠色發展水平的最大評價值和最小評價值,再運用逆向云發生器生成最大值云模型和最小值云模型,因為綜合云代表的概念更具一般性,所以綜合對應同一要素指標的最大、最小云模型更能反映該要素指標的實際情況.因此,要素指標實際云模型Cij可按式(4)-(6)計算得到.由若干要素指標構成的基本指標可以被看成同類指標在概念上的提升,因此基本指標云模型也要由要素指標實際云模型綜合得到,考慮到不同要素指標的云權重Wij不同,基本指標云模型
(5)比較分析評價結果.在運用云模型進行綜合評價時,可將基本指標和評價對象的低碳綠色發展水平分為如表5所示的5個評價等級,將基本指標云模型C及評價對象的最終云模型C與表5中各評價等級對應的云模型進行比較,與其最接近的云模型所對應的定性評語即為評價結果.
3 港口低碳綠色發展評價的實證研究
天津港是我國“低碳綠色港口”建設試點之一,近年來港區環境質量得到大幅度的改善,港口低碳綠色發展的運營管理水平也不斷提高,因此可運用云模型對天津港的低碳綠色發展水平進行評價研究.
3.1 評價指標云權重的確定
以港口腹地年GDP總額指標(D11)相對港口發展能力指標(B1)的權重確定過程為例,邀請行業內的10位專家根據天津港低碳綠色發展的實際情況對評價指標的重要性進行打分(見表6).打分修正過程中云圖的變化見圖1.圖1中的第3個云圖已趨于穩定,此時專家意見趨于集中,則確定該指標云權重為W11=(0.595,0.020,0.002).同理可得其他指標的權重,經歸一化處理后得到表7所示結果.
3.2 基本指標云模型的確定
表8為港口發展能力指標下要素指標的打分結果,利用逆向云發生器生成表9所示的最大、最小云模型,按照綜合云模型計算式(4)~(6)可得要素指標實際云模型為C11=(0.858,0.066,0.012),C12=(0.715,0.088,0.016),C13=(0.597,0.268,0.056),C14=(0.726,0.048,0.011).再按照式(8)計算港口發展能力指標B1的云模型為C1=(0.717,0.108,0.022).
同理可得其他基本指標云模型及其要素指標實際云模型,見表10.
3.3 最終云模型的確定與分析
由以上兩節可確定天津港低碳綠色發展水平的最終云模型為C=(0.729,0.058,0.007).與表5中各個評價等級對應的云模型對比,如圖2所示,天津港低碳綠色發展水平介于“比較高”與“非常高”等級之間,并且與“比較高”更接近,因此天津港低碳綠色發展水平為“比較高”.
各基本指標與港口低碳綠色發展水平的云圖比較見圖3.
分析圖3a和3b可知:低碳綠色政策保障力度、低碳綠色理念落實情況、港口發展能力和低碳綠色技術支持水平這4項指標低碳綠色程度較低.分析圖3c可知,港區環境質量和港區低碳綠色水平這2項指標低碳綠色程度較高,從而使天津港低碳綠色發展水平處于“比較高”的水平.天津港在日后的低碳綠色發展中可從低碳綠色政策保障力度、低碳綠色理念落實情況、港口發展能力和低碳綠色技術支持水平這4個方面進行改善與提高.
為使高考復習能落到實處,使復習的過程更科學、復習的效率更高、有利于最大限度的提高學生的成績,特提出以下幾點建議:
1.強化基礎知識的復習。加強學生對概念和規律的深入理解
在高中,對基本概念、基本規律的要求一貫是高考物理考查的主要內容和重點內容,主要考查考生在理解的基礎上掌握基本概念、基本規律和基本方法,并要求深入理解概念和規律之間的內在聯系。 對此,在復習中應該按照物理《教學大綱》和《考試說明》對學生五個方面的能力加以嚴格要求,同時要讓學生明白:理解能力是基礎。只有理解能力提高了,其他能力才能較好的發展。第一輪復習時重點就應放在基礎知識的復習上。對教材的基本內容、基本知識點要花精力、想辦法,讓學生想通、悟透、真正理解、學會應用。對概念,要引導學生認清其內涵,明晰其外延。對規律,要引導學生從規律的適用范圍、適用條件和如何變通應用等方面去加強理解。對于一些基本技能和方法要有計劃地針對性訓練,讓學生養成良好的復習、練習習慣,不要就題論題、死記硬背。對一些特別易鐠的知識點要有針對性選擇一些不同情景下的典型題型練習.加強訓練,反復糾錯,以利于對概念、規律、方法理解"盲區"的理順,鞏固提高。
2.重視理論聯系實際.提高學生分析問題、解決問題的能力
近年來高考物理試題的鮮明特征之一就是理論聯系實際的試題一直不斷,而學生的失分正好集中在這一方面。高考要求考生通過認真審題弄清題目條件,在對題中所給的物理過程、物理情景的想像和分析的基礎上建立物理模型,然后再根據所學知識進行解答,注重考查學生對物理內容理解的深度、融會貫通的程度、獨立處理實際問題的能力以及發現問題、提出問題、解決新問題的能力等較高層次的能力。要防止或最大限度的讓學生少出現不能根據題目給的條件和圖像給出的信息,確定出研究對象,對物理過程模糊不清,不能快速、全面、準確地建立物理模型。 對此,復習過程中首先應充分扎實地復習好基礎知識,使學生對各種物理模型深入理解。其次在復習過程中要注重培養學生養成良好的解題習慣:仔細審題,明確研究對象,認真分析其受力情況、運動情況,排除干擾因素,摒棄次要的、非本質的因素,從實際的物理情境中抽象出物理模型,再從物理模型中分析其中的物理規律、各物理量的變化及相互關系,最后根據合適的規律建立數學關系式求解。再次是復習過程中要引導學生關注生活、關注科技,引導他們理論聯系實際,活學活用,用已學過的物理知識去理解和解釋生活、生產和現代科技中的有關問題。
3.加強學生的計算推理能力、論證表述能力、分析綜合能
高考物理試題對于推理能力的考查貫穿于各種題型中,從不同的角度、不同的層次,通過不同的題型、不同的情景設置來考查考生推理的邏輯性、嚴密性;對論證表述則重在考查能否準確地、簡明地把推理過程表達出來,以此鑒別考生表述能力的高低。要克服學生思維推理過程不能嚴格合乎邏輯,對受力分析、運動過程分析不予重視,給解題帶來盲目性;不會嗣物理語言表述物理過程或物理規律,使解題過程殘缺不全;牛頓運動定律、動量、功能關系三條常用解題線索相互脫節,不能有機整合,使解題思路僵化、方法呆板、正確率低。
對此,我們應該:(1)通過復習使學生透徹理解和熟悉物理學中的各個基本概念和基本規律,認真分析具體問題所給出的事實和條件。想清楚其中的道理,這是進行推理的前提和基礎。(2)培養學生認真審題,且善于審題,需注意以下方面:①關鍵詞語的理解;②隱含條件的挖掘;③干擾因素的排除;④臨界狀態分析;⑤示意圖的借助,幫助我們建立形象思維的平臺,豐富和完善對物理圖景的想像力。(3)改變“題海戰術”、“死記硬背”等復習方法和訓練方法。在平時的復習中,老師精心挑選復習題,充分發揮復習題的功能和效度,充分挖掘典型中的知識點、能力點,引導學生一題多解、一題多變。
4.做好“題后反思”和“章后回顧”
做題的目的是為了鞏固對物理知識的理解,提高對物理規律的運用能力,盲目的多做題是不會有太大的收獲的,要處理好低頭拉車與抬頭看路的關系。當你吃力地做完一道題后,一定不要放過進一步提高自己能力的好機會,要重新體會物理場景、再次對過程進行快速的分析,看看是通過哪幾個關鍵的環節解出了這道題,發現自己在哪些方面還有欠缺……,經過題后反思,要達到能夠“線索清晰、思維流暢”地迅速求解,這樣,下次再遇到同類題目,便可迅速地抓住要害,少走彎路。這一工作可能只需你幾分鐘的時間,但是卻是相當的寶貴。