時間：2022-09-04 07:19:10
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篇計算機設計論文，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。
在自主可控計算機系統中，設置有種類較多的EMI信號，其信號敏感性較強，確保高速信號傳輸的完整性與可靠性是系統設計的關鍵，直接關系著整個計算機系統作業的可靠性與穩定性。影響計算機信號完整度的因素較多，如系統布局、疊層設計、內存信號布線、高速差分信號布線等。為此，在進行系統布局時，需要依托模塊化設計理念，依據電路功能進行模塊劃分，明確元器件布置區域，讓信號傳輸線盡量短，降低信號反射對信號完整性的影響，還應確保傳輸線路其阻抗匹配良好，復位電路與時鐘電路設置，應盡量與芯片位置距離較短，降低電磁輻射影響。在疊層設計過程中，需要依據系統布置狀況，采取PCB疊層設計方法，合理設置其層數，降低電路電磁所產生的干擾問題，為電路系統運行提供保障。在內存信號布線時，應將同組信號于相同布線層中視線中走線，加強長度匹配控制，采取蛇形線進行布置；在差分信號布線中，應盡量將其傳輸線等長設置，其布線形式采取平行布線方式，綜合考慮耦合原則，確保信號完整度。
2自主可控計算機軟件系統設計
為實現自主可控計算機具備自主知識產權，系統在設計中，其軟件均采取國產化軟件，具體而言，包括計算機操作系統、計算機應用軟件、計算機固件系統等。針對操作系統而言，為確保操作系統運行能力，對系統底層硬件驅動進行分析，確保操作系統可以有效對底層硬件機構執行有效驅動，確保系統可以運行穩定可靠。因我國國產的軟件其時間較短，實踐應用仍需要進一步改善，其系統與系統之間的兼容性有待深入研究，需要在實際運行應用中及時發現軟件系統中存在問題，并予以解決。
3自主可控計算機設計成果測試分析
通過對自主可控計算機的硬件設計與軟件設計，通過研制組裝，最終實現了國產自主可控計算機研制。在樣機設計完成后，采取針對性測試軟件，分別對自主可控計算機的CPU、內容、硬盤及其他數據接口性能進行測試，并對其高低溫環境下運行狀況進行檢測。試驗檢測結果證明，該自主可控計算機U盤讀速度正常，硬盤讀速度正常，計算機主板與3A主板性能相當，該計算機在零下40℃-50℃環境中，均可以正常作業，此外，還對自主可控計算機進行了連續拷機檢測，充分證實了該自主可控計算機具備良好的穩定性工作能力，其可控性高，安全性好，未來應用前景廣闊。
4結語
自主可控計算機未來發展前景廣闊，本文重點對自主可控計算機的硬件系統與軟件系統設計進行研究，通過應用國產化部件，實現了自主可控計算機設計。經過試驗檢測發現，該設計成果具備良好性能，性能穩定且可控性高。相信隨著科技進步，其發展前景會更為廣闊，應用效果更佳。
作者：王慧軍單位：平頂山教育學院
關鍵詞：實踐教學；自主探索；創新能力
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
文章編號：1672-5913（2007）05-0016-03
1引言
目前，在全國高校計算機科學與技術專業學生的培養中，普遍存在一種現象：重軟輕硬，甚至只軟不硬，即只重視計算機軟件方面知識的學習和培養，忽視對計算機硬件方面知識的學習和實踐，特別是在硬件工程實踐方面，學生得到的實踐鍛煉更少。在當前國內高校計算機專業本科生方面，盡管硬件課程的設置已與歐美等計算機發達國家的課程設置基本接軌，但教學知識體系和內容卻不容樂觀，不能適應時代的需求，與現實嚴重脫離，學生的學習積極性不高，學習效果不好[1]。與國外相比，我國幾乎所有高校的實踐教學都有一定的差距。目前很多課程都開設實驗課，但一般的實驗都屬于驗證性實驗，只能教會學生一些固定的內容，照葫蘆畫瓢并不能啟發學生的思維能力和鍛煉學生的動手能力。正因為這樣，很多高校都作了一些改革，希望能夠改變這樣的局面。近幾年，我院進行了課程設計教學的探索，并首先在“計算機組成原理”這門重要的專業基礎課中開設。課程設計的題目具有一定的靈活性，可以把知識比較全面地蘊藏在實際題目中，對于學生掌握書本知識是有益的。總的來說，課程設計的開設取得了不錯的效果。
但是，僅靠課程設計的實踐是不夠的，通過課程設計，學生根據題目要求，自行設計各種部件，可以培養學生部件綜合設計能力。但課程設計在整個實踐教學中所占的比重不大，要想進一步提高實踐教學，培養學生的系統設計能力，滿足社會的需求，還需要向前繼續探索和嘗試，教學中的實踐不應該是驗證性的實踐，也不僅僅是設計性的實踐，而應該是綜合性、創新性的實踐。
2 創新性實踐教學
創新性實踐就是指實踐的成果在功能上是已知的，而在性能、實現方法和結果形式上是未知的，不同的學生按照自己的思路進行設計，得到不同的結果，既避免了抄襲，又可以開發各自的潛能。例如，在國外的“計算機系統設計”課程上，實踐的內容是CPU的設計，不同的指令集對應著不同的設計結果，也可以采用不同的設計思想。復旦大學的實踐教學已經作了很大的改革，復旦大學的計算機原理實驗成為獨立的一門課，包含計算機部件實驗和CPU設計實驗。實驗課程由60學時組成，包括授課12-15學時，其他的學時用于實踐，授課與實踐穿行。復旦大學為國內的計算機教育開了一個好頭，他們的教學改革體現了理論與實踐并重的思想，有利于教育的發展，有利于人才的培養。清華大學“計算機組成原理”課程共安排48學時的實驗，每三名同學為一組，合作完成一個硬、軟件組成相對完整的全新計算機系統的設計、實現和調試任務。這樣的實踐活動可以加深學生對軟硬件系統在功能劃分和具體實現方面之間關聯的認識，還初步調整了部分學生“喜軟怕硬”的心態。
復旦大學和清華大學計算機教育改革給了我們一個啟示，那就是在實踐教學方面加強力度是可行的。所以我院在實踐教學方面亦作了一些改革，于2005年秋季學期新開設了一門實踐教學課程“計算機設計與實踐”，作為我校國家級精品課程“計算機組成原理”的后續課程和重要實踐環節，取代了原有的課程設計，旨在增加專業課中的實踐教學力度，提高創新性實踐的比重。
“計算機設計與實踐”課程作為“計算機組成原理”的后續課程和重要實踐環節，是探索綜合性、創新性實踐教學模式的具體實現形式。該課程是一門以應用實踐為視角，進一步提高學生硬件方面的實際動手能力和設計能力的課程。課程采用理論和實踐相結合的方法進行教學，以實踐為主（18學時教學/60學時實踐），旨在培養學生的綜合和系統硬件設計及實現能力，培養學生掌握有關硬件設計工具的功能和用法，掌握計算機部件和CPU的設計方法和調試方法，極利于提高學生的動手能力和創新能力。
3 探索實踐教學課程的教學模式
“計算機設計與實踐”課程以實踐教學為主，總學時78學時，其中課堂教學18學時，實踐教學60學時，改變傳統以課堂教學為主的教學模式，改變以教師為主體的“灌輸式”的教學方法[2]，采取“引、點、撥”的方式讓學生獨立進行實踐，學生始終處于主動探索、思考的主體地位，教師由傳統以教師為中心的講解者轉變為學生學習的指導者和組織者，教師在實踐教學中貫穿應掌握的理論知識并引導學生將其應用到實踐中。
在實踐教學階段，通過質疑引思、舉例與聯想、歸納與總結、啟發式教學、互動式教學等方法來實現開拓創新。在實踐階段，不再拘泥于課本上解決問題的方式方法，更多地體現綜合性、設計性和研究探索性，以及表現形式的多樣性。培養學生理論與實踐相結合的能力，提高學生自主探索能力和創新能力。
考核是監督學生學習的手段，不是目的，根據硬件課程的特點，以實驗占一定比例，再以書面考試對基本知識、基本理論進行考核是最為理想的方式。“計算機設計與實踐”是屬于實踐性為主的教學，是以平時的實踐為主來進行考核的。重點解決教學過程中教師與學生的角色和地位問題和教學方法問題，以學生為主體，培養學生自主探索的能力。
4 設計實踐教學內容
“計算機設計與實踐”課程作為“計算機組成原理”課程的后續課程和實踐環節，將計算機組成原理課程的教學內容深化到應用實踐，教學過程中不僅僅傳授有關硬件設計的課本知識，還將重視理論知識與實踐過程的結合，實踐教學內容不僅要將組成原理知識應用到實踐中，還需將知識綜合靈活運用，重視學生綜合能力和創新能力的訓練和培養。
在實踐教學內容的設計上，要以創新為主線，開設一些與傳統的驗證性實驗有本質區別的綜合性、設計性和研究探索性實驗，重點進行綜合性、設計性和創新性教學內容的設計，根據計算機組成原理課程的理論知識，設計相應的實踐內容，如利用所學習的計算機組成原理知識和硬件描述語言進行芯片級微處理器的設計、調試、模擬仿真和實際的可編程邏輯硬件實現，讓學生自行設計、實現和調試，只要總體目標達到，可不作特別具體的要求，讓學生多角度、多方位地思考。可為不同程度的學生提供不同難度的設計題目，學生也可根據自己的能力和興趣自主地設計題目，培養學生科學研究的能力，使他們探索性地解決所提出的問題，培養學生的實際動手能力和創新能力，以全面提高教學質量，培養創新人才。
5完善實踐教學平臺，提供創新性實踐教學環境
配合“計算機設計與實踐”課程教學內容，設計實踐教學內容，完善實踐教學環境，創造自主創新性實驗開發環境和實驗開發平臺。提供一個靈活的芯片級可編程邏輯硬件開發平臺，結合實踐教學內容進行實際的硬件實現，做到理論與實踐的真正結合，為綜合性和創新性設計的實現提供靈活的開發環境，培養學生的系統設計能力和創新能力。為更好突出對學生能力的培養，實踐教學中教師與學生按1:15的比例進行實踐指導，體現個性化教學思想。
建立新的開放式實踐教學模式，提供創新性實踐教學環境，提高學生的實踐能力和創新能力。在具體實施中，可以把固定的實驗時間安排改變成靈活的實驗時間安排，把封閉的實驗項目改變成支持自主設計的實驗項目，把成批實驗方式改變為滿足學生個性化要求的實驗方式[3]。根據學生動手能力的高低進行因材施教，進入開放實踐教學的學生可以結成科研小組，采用自主選題、指導教師指定課題或項目提供課題等方式，經課程組指導教師評定后才能開始。科研小組必須在一定時期內完成一定的科研任務，并提交課題總結報告或論文。由于開放實踐教學必須以課題小組形式申報課題，在培養學生創新能力的同時，還培養了學生的團隊開發能力。為學生提供了自由發展的空間，可以大大激發學生的學習熱情、創造激情，為其成才創造有利條件。實現“創新教育，實踐教學，個性指導，能力培養”的宗旨，加強學生綜合能力的培養。
6 結論
“計算機設計與實踐”是一門剛剛開設的探索性實踐課程。我們2005年秋開設的“計算機設計與實踐”課程，得到了學生的認可，在學生中的第一次開設取得了不錯的效果。這對鞏固和深化課堂教學、提高學生的實踐動手和科研創新能力、培養創新型人才是十分有效的。
開展實踐環節的教學研究，開發真正以學生為中心的教學模式，讓學生學會自主學習和主動研究，通過多種途徑培養學生的自主性、探索精神、研究能力，以及與他人合作交流的能力。引導學生通過解決問題學習知識、發現知識，構建有利于創新教育的新型教學模式，由以教師為中心的邏輯講解傳授式的教學模式，轉變為以學生為主體的探究發現式的教學模式。開展設計性與創新性實踐教學內容的研究，完善實踐教學環境，構建創新性實踐教學環境和平臺，培養學生理論與實踐結合的能力，鍛煉學生的設計能力和動手能力，培養學生的綜合能力和創新能力，提高學生的綜合素質。
參考文獻：
[1] 趙若陽，李寧，庫少平. 計算機硬件課程體系及內容改革的思考[J]. 計算機教育，2006，（3）：27-29.
[2] 陳語林. 創新型“三性”實驗教學模式的探索與實踐[J]. 黑龍江高教研究，2005，（1）：31-34.
[3] 龔聲蓉，楊季文，朱巧明. 強化實踐能力，培養計算機科學與技術專業工程型人才[J]. 計算機教育，2006，（2）：21-24.
“導師制”是一種教育制度，與學分制、班建制同為3大教育模式。導師制由來已久，最先產生于14世紀的英國，被牛津大學和劍橋大學應用于研究生培養。20世紀，日本的筑波大學、美國的普林斯頓大學在本科生導師制方面實施得非常成功。建國后，國內高校在北京大學和浙江大學率先實行了本科生導師制，隨后我國多所高校也開始實行本科生導師制。本科生導師制分為全程導師制、高年級導師制和科研導師制。科研導師制是提升學生創新能力的教育、教學實踐活動的一項制度。它利用教師的科研能力、學術水平讓學生參與課題研究，以科研為紐帶，促進教師在育人中的主導作用，培養與提高學生科研意識和科研能力。科研導師制以教師為主導，學生在科研活動中體現主體性，擔任導師的教師必須具有一定科研能力和學術水平，富有責任心。科研導師制的特點有：導師的主導作用與學生主體性相結合；課堂教學與實驗教學相結合；具有連續性，必須從一年級起至畢業為止；④導師與學生互動，做到個性化教育］。科研導師制的運行模式：一般采取一年級時選擇導師（導師公布自己的學術方向，進行雙向選擇），由一名導師指導3-5位學生。學生參與模式是：一年級參加社團活動；二年級參加導師課題活動；三年級在導師指導下自行申報課題，從事科研工作；四年級從事畢業設計。學生四年學習生活有機連續，保證科研能力有序提高。
2科研導師制度應用
將科研導師制度引入到計算機專業人才的培養模式中，就是讓計算機專業的學生與教師協作，考察、創造和分享新知識。大學生科研創新活動的形式主要有：參與教師的科研項目、大學課外科技活動和大學生自主申請的研究項目。無論學生參與哪種科研創新活動，都要為其配備一個固定的科研導師，以提高學生創新研究的層次和水平。指導教師讓學生參與到科研項目研究中，使學生在研究的過程中增強創新意識、創新思維和創新能力，增強學生的就業競爭力。科研導師制度的引入，首先要確定科研導師的能力，挑選那些科技創新能力強的教師擔當指導教師。學校及院系需要制訂相應的措施，以激勵科研導師的工作積極性，努力提高科研導師的科研水平。比如，對成績優異的科研導師進行獎勵與表彰，計算相應的科研工作量等。由于計算機專業的學生從進入大學校門到畢業，所具備的知識水平不同，因而，科研導師制度的引入是一個循序漸進的過程，在每一個階段，計算機專業學生在科研導師的指導下完成相應的任務，最終達到企業需求的目標，具體步驟如下：
（1）將計算機專業學生與科研指導教師配對，學習內容與科研指導教師研究方向一致
學生從大一就開始跟隨科研指導老師進行專業學習，閱讀計算機專業相關文獻資料，有利于在最短的時間內進入到專業氛圍學習，也有利于對以后所從事的行業有更深入的了解。計算機專業教師將自己的專業背景、學術業績、帶生數量交給院系，同時學生將自己的學業狀況、興趣特長、接受指導的需求也交給院系，由院系統一整理并公開科研導師和學生的情況，在保障雙方都掌握知情權的情況下進行選擇，師生之間通過面試環節擴大交流互動，最終通過雙向選擇機制確定導師與學生的配對關系。這樣一種學生－科研導師的關系在整個大學生涯是固定的，學生跟隨科研導師從大一進行學習，一直持續到畢業。在大一階段，計算機專業學生需要培養查閱中外文獻資料的能力，熟悉科研導師的研究方向和課題，學會寫簡單的綜述，熟悉科研論文的寫作思路和研究方法。通過這一系列的培養，學生對科研導師所研究的課題有了一個大概的了解，同時也基本熟悉了科研過程，可以迅速進入科研導師的課題組參與研究。
（2）通過實踐，鍛煉學生的動手能力
這一階段主要是在大二、大三學習階段完成。一般高校都將專業基礎課程安排在大二階段，將專業方向課程和專業選修課程安排在大三階段。通過這一階段的鍛煉，培養學生的實踐操作能力，為下一步承擔和實施科研課題奠定基礎。
（3）全面提高實踐能力
這一環節主要在大三階段完成。目前計算機專業大學生競賽活動和創新基金課題較多，如“挑戰杯”全國大學生課外學術作品競賽、大學生程序設計競賽、全國信息技術大賽、機器人大賽、大學生計算機設計大賽等，在這個階段，學生可以獨立申請創新課題。在課題申請和完成過程中，學生通過查閱資料和科研導師的指導，設計技術路線和實驗方案。同時，科研導師可以根據自身所研究的縱向或橫向科研課題，在考慮學生專業基礎知識、學習積極性和實際能力的前提下，擬定出一些創新性課題，引導學生選題，為畢業設計做準備。科研導師要定期聽取學生匯報學習動態和課題研究的進展情況，交流學術思想，認真執行階段性的檢查和總結，及時發現問題并加以引導解決。根據研究進展提出新的要求和研究思路，保證學生學習和科研活動的協調發展。
（4）通過畢業實習、設計畢業論文，完美展現實踐動手能力
這一環節主要體現在大四階段。在畢業實習過程中，學生不僅要學習專業技能，而且要具備社會責任心、職業道德和團隊精神等綜合素質。畢業設計論文題目由科研導師確定，學生查閱文獻資料，撰寫畢業論文，設計實驗方案，最終完成論文。科研導師除了要嚴格把握學生的畢業論文實踐環節，還要針對學生的論文答辯展開訓練，使學生具備展示成績和學術交流的能力，為今后進入工作崗位或繼續學習奠定基礎。
3結語
關鍵詞：超大型平頭塔式起重機；平衡臂；優化設計；有限元
中圖分類號：TH2文獻標識碼：A
Abstract：Taking the counterjib of T3000160 super large flattop tower crane as the research object，the structure is optimized. Firstly，the finite element simulation model of the counterjib is established. Then，the APDL algorithm language and parametric technique in Ansys are used to parameterize the design dimensions of the counterjib structure. Through the structural optimization，the optimal crosssectional dimension of the main structure of the counterjib is obtained，The results show that the overall strength and rigidity of the counterjib meet the design requirements，and the parametric design can improve the design quality of the construction machinery.
Key words：super large flattop tower crane，counterjib，optimized design，finite element
1引言
S著有限元技術的不斷發展，計算機輔助設計在塔式起重機關鍵組成部件的優化分析設計中得到了廣泛應用。計算機輔助設計及有限元分析技術的引進使用，使得塔機產品使用起來更加安全和高效。超大型平頭塔式起重機作為塔機發展的方向，其結構復雜，工況多樣，僅僅對其進行整體的綜合系統設計是不夠的，更應該關注其細節結構設計分析，關注計算機優化設計。
本論文選取T3000160超大型平頭塔式起重機作為研究對象，利用計算機輔助設計技術對平衡臂結構進行有限元建模分析，使用APDL算法完成平衡臂結構的優化設計，達到降本增效的目的。
2Ansys有限元分析優化設計的有關概念121設計變量設計方案完成后，其中的設計元素可以用一組基本參數數值來表示，這一組參數數值就是所謂的設計變量。
22目標函數
在產品結構設計中，可以利用一些設計指標衡量一項設計方案的好壞，通過把設計指標參數化得到相關函數來表示這些指標，這些相關函數即是優化設計的目標函數。
計算技術與自動化2017年6月第36卷第2期郭紀斌等：基于Ansys的超大型平頭塔式起重機平衡臂優化設計23約束性條件
所謂約束性條件是在對與目標函數相關的設計變量進行取值時加入的限制性條件。約束類型按照目標函數中設計變量的不同性質可分為邊界性約束和性能性約束。
24合理性設計
所謂合理性設計是指滿足設計方案所有給定約束條件（包括設計變量的約束和狀態變量的約束）的設計。倘若給定約束條件中的任一條未滿足，該設計就被認為是不合理的。而最優設計就是既能滿足所有約束條件同時目標函數值又是最小的設計。
3超大型平頭塔機平衡臂優化設計的步驟
在Ansys軟件中可以用兩種方式進行結構優化設計：圖形交互式或者數據批處理來完成。在本論文中，選用數據批處理方式來進行平衡臂結構優化設計，以期提高優化設計效率。
由于用戶采用優化方式的差異（批處理或GUI方式），Ansys優化設計步驟會有些許差別。本論文中平衡臂優化設計步驟如下：
31分析文件的生成1311參數化建立模型通過Ansys軟件/PREP7命令把設計方案中的設計變量參數化建立數據模型的工作完成。對于本論文選定的T3000160超大型平頭塔式起重機平衡臂，設計變量是拉桿和臂架弦桿的尺寸，如表1所示。
表1設計變量
設計變量1初值（mm）1變量含義X112001平衡臂下弦桿角鋼L200X36的截面長度X21361平衡臂下弦桿角鋼L200X36的截面長度X31651平衡臂拉桿圓鋼Φ130的半徑
312計算求解
Ansys中的求解器主要是對分析類型和分析選項在優化過程中進行定義，并完成載荷的施加，及對載荷步的指定，最后進行有限元分析計算，同時在分析過程中需要的數據都要在計算求解過程中指出。
在本論文平衡臂的優化分析中，solution 部分輸入如下：
/SOLU
PREP7，
…
BEAM，P21X，5，PRES，-0.2c-5，…
Acc1，0，10000，0，
AUTO CP，0，0.65*2，
SOLVE，
FINISH。
313提取參數化分析結果
對分析結果進行提取并給相應的參數賦值，這些參數通常情況下包括目標函數和狀態變量。完成本步操作使用POST1命令，尤其是與數據的存儲、加減或者其他操作相關時，而對數據的提取通常用*GET命令（Utility Menu>Parameters>Get Scalar Data）來完成。
在本論文研究中，設置平衡臂總重量為目標函數。因為重量和體積成比例關系，對產品總體積的減小就相當于總重量的減少，因此把總體積設計為目標函數。在優化研究中，把軸向應力、節點位移設置為狀態變量。這些參數的設定可以用下面的方法進行定義：
/POST1
ETABLE，evolume，VOLU，
QR SSUM
*GET，VOLUME，SSUM，DEFORMED，EVOLUME
…
QR，SMAX_E，LS，0，1
CP，ETAB，SMAX_E，0，1，
*GET，SMAX_E，SORT，MAX
…
*GETT，DYMAX1，NODE，1528，Z，Y
…
32對計算結果優化分析
建立完成分析文件之后，就可以利用計算機進行優化分析。在優化處理器中，這些相關參數的值被假定為一個設計序列，所有參數會在Ansys數據庫中被自動設置為設計序列1。
4超大型平頭塔機平衡臂優化設計結果
通過10次迭代計算完成對模型參數的優化，目標函數與設計變量的變化如圖1―圖3所示。
圖1設計變量X1優化示意圖圖2設計變量X2優化示意圖圖3設計變量X3優化示意圖通過上面的優化示意圖可以看出，三個設計變量都是平衡臂主結構件的截面尺寸，經過優化計算，截面尺寸都得以減小，而與其相關的目標函數（平衡臂總體積）有總體減小的趨勢。
在優化計算時不僅要減少平衡臂體積，同時其結構對強度和剛度的設計要求也要滿足，所以本研究增設狀態變量1（平衡臂端部位移）和狀態變量2（截面危險節點的應力值）為研究對象，其優化過程如圖4―圖5所示。
圖4狀態變量1優化示意圖圖5狀態變量2優化示意圖從兩個狀態變量的優化過程可以看出，在經過多次迭代優化后各狀態變量值變量均在設定值范圍內變化，變化非常小。
目標函數的最優解在Ansys優化設計過程可以自動選出，在本論文中得出的最優解見表2。
由優化計算結果可以看出，平衡臂總質量由18.87噸優化到了17.13噸，p少了1.74噸，減重百分比為9.22%。與初始設計方案相對比，優化后主體結構件截面尺寸減小，從而降低了平衡臂總質量，達到了減輕平衡臂總重量的優化設計目標。通過對優化模型有限元分析結果的檢查，其結構剛度、強度均符合設計要求，如表2所示。
本論文選用Ansys一階優化方法對以平衡臂總質量為目標函數的方案進行計算優化，優化后平衡臂結構強度剛度均在設計允許值范圍內。通過定義主要結構件尺寸的優化，平衡臂總重量減少1.74噸，降幅9.22%。
5結論
本論文以T3000160超大型平頭塔式起重機平衡臂的優化設計為研究對象，采用現代設計理論和方法，使用主流有限元分析軟件Ansys完成對平衡臂結構的優化分析，其過程主要如下。
（1）建立T3000160塔機平衡臂有限元分析模型，選用BEAM188，MASS21等作為模型分析單元，確保有限元模型結構、重量等參數的設置符合實際情況。
（2）各項參數滿足設計方案要求。通過優化分析，得到平衡臂主體結構件的最優截面尺寸，同時有限元分析結果表明整體結構強度和剛度滿足設計方案需求。
（3）本論文選取T3000160超大型平頭塔式起重機的平衡臂進行有限元分析優化設計，為超大型平頭塔式起重機平衡臂及其他相關部件結構的強度分析和設計提供一個理論性的支撐，同時提高工程機械設計質量，縮短設計周期，促進優化設計法在起重機設計中的應用。
參考文獻
[1]張洪信.ANSYS基礎與實例教程[M].北京：機械工業出版社.2013.
[2]周寧. ANSYS APDL高級工程應用實例分析與二次開發[M].北京：中國水利水電出版社. 2007.
[3]起重機設計規范GB/T38112008[S].中華人民共和國質量監督檢驗檢疫總局.2009.
[4]馬東輝，趙東.基于ANSYS和MATLAB的結構優化設計[J].制造業自動化.2013.35（10）：106-108.
[5]李新華，張毅，戴琳.塔式起重機起重臂的模糊優化設計[J].機械與電子.2010（9）：92-93.
[6]孫運見，孫樂.基于Jaumin的等參單元算法框架設計[J].計算機輔助工程.2015（1）：63-67.
關鍵詞：TMEIC，自動控制
1.設備概要
某集團軋制生產線是直線布置的熱連軋設備。其中加熱爐采用側面輥道出錠方式。該軋機由立軋、粗軋、精軋等7機架構成。在粗軋和精軋之間設有重剪和輕剪各一個，用于軋件的切頭和切尾。
精軋機組由5個機架構成，在各個精軋機的機架間方設有張力計，用于帶材張力反饋精軋機架之間的張力控制。五個精軋機架可以根據生產實際需要或設備維護需要，可以選擇不投入生產。根據不同的產品規格，模型計算各個機架的穿帶運行速度，計算各個機架的軋制力和彎輥力，通過二級系統發送給一級進行控制。
在粗軋和精軋各個機架內配備有乳液噴射系統，用于軋制過程中的工藝冷卻。每個機架內的入口和出口都設有獨立的乳液噴射梁，噴射梁內75組噴射電控閥門，根據帶材寬度及工藝的需要打開或關閉，對軋件進行冷卻。論文格式。精軋出口設有出口切邊剪和碎邊剪，經過切邊碎邊后，通過夾送輥送入出口卷取機將帶材卷取成卷。
2.傳動系統
在軋制傳動系統上采用了TMEIC的TMdrive系列這種最新的交流傳動系統。根據驅動電機容量大小的不同來選擇最佳的電壓輸出級別的電機。
粗軋機組和精軋機組均使用同步電機驅動。其馬達的容量分別是4700kW和4100 kW。在驅動裝置上使用了3300V輸出的3級IEGT變頻器。每1組IEGT驅動裝置可以實現8MVA-3.3 kW的大容量輸出，它主要用于軋機的主機。每1組的配電盤的尺寸為3200mm（包括自動控制盤），占地很小。這是TMEIC的主流驅動裝置，在世界范圍內已有眾多成功使用的優秀業績。
立軋機組、重剪機組的驅動馬達的容量為800kw，其傳動裝置使用690V輸出的IGBT變頻器。出口卷取電機傳動采用1800V輸出IGBT變頻器。輥道電機和夾送輥等輔機設備的傳動上使用380V輸出的IGBT變頻器。精軋機組壓下電機使用TMDC直流傳動裝置，分別由獨立的系統進行控制。
3.控制系統
關于軋制生產線的操作室，在粗軋機架的前邊設有1個主操作室，在這個操作室對從加熱爐的出口側到粗軋輥道之間的生產線、包括重剪設備在內的整個生產線進行操作和監視。在電氣控制系統的人機接口方面，采用了IFIX數據庫的HMI系統，使用19英寸的液晶監視器，創造了緊湊的操作環境。在主操作臺上設有緊急停止、機架速度補償等按鈕，在軋制過程中可以對軋制參數進行必要的手動干預操作。另外，在重剪操作臺里設有重剪及輥道電機等各個設備的操作按鈕，可以對各個設備進行快速干預的手動操作。
在電氣監控室里設有與主操作室同樣的HMI設備，也可以對整個生產線進行監視，實現了操作員和電氣維護人員之間的信息共享。
在電氣控制系統上，采用了TMEIC提供的V系列控制器，在局域網的控制中使用了TC-Net100，這種局域網的控制速度很高。各個PLC站和RIO站均與這個局域網相聯，實現了各個站之間的控制數據的高速傳輸（高速掃描周期為1ms）。RIO站與PLC站之間的I/O信號傳輸是通過TC-Net100實現的。
作為公用存儲器地址，使用PLC維護工具V-Tool對TC-Net上的信號進行統一管理。通過數據收集系統也可以進行控制信息的監視和數據收集。數據收集系統可以進行數據的快速采樣，在試運轉調試和設備故障時用來數據收集以及數據分析是非常有效的。
在精軋區設有乳液噴射設備及油氣系統。油氣系統為REBS供貨，給工作輥和支撐輥軸承座提供油氣。乳液噴射系統由Evertz成套提供的系統進行控制的，它與控制軋制生產線的TMEIC PLC之間以PROFIBUS-DP協議作為接口。另外，在與其它公司提供的傳動裝置之間也是以PROFIBUS-DP協議作為接口。論文格式。在粗軋機組和精軋機組的本體上預埋有大約100個溫度傳感器，針對這些溫度傳感器信號的輸入，采用了具有PROFIBUS-DP的現場I/O裝置，從而節省了配線。
關于二級計算機的功能，主要有軋制表數據的管理、從軋制設備到出口卷取設備為止的產品信息跟蹤、以及報表輸出等功能。下面介紹主要的電氣控制功能和控制效果。
⑴速度補償控制
在軋機控制上實施了對軋件頭部咬入機架時速度下降而進行的補償控制，在軋件頭部咬入機架之前由PLC把補償速度發送給傳動裝置，以提高咬入的速度。由傳動裝置內部的CPU接收到信號之后，切斷補償控制，再由PLC按照軋制的標準速度進行速度控制。在速度補償控制過程中，把速度下降量控制在0.6%以下。在各個軋機均使用了速度補償控制，實現改善軋件咬入特性的目的。
⑵微張力控制
在精軋機架之間使用了力矩記憶方式對軋件頭部的張力進行控制。關于電機的負載力矩由傳動裝置內部的CPU進行計算，通過網絡把在傳動裝置計算出的負載力矩值，傳送到PLC。關于各個機架之間的目標張力的設定，由操作員在HMI上進行設定，軋制頭部時的張力實際值也實時地用柱狀圖的形式在HMI上顯示出來。
⑶彎輥控制功能
彎輥控制屬于自動壓力控制。給出設定的彎輥壓力值，通過壓力傳感器的反饋信號與設定值的比較,經PID 控制器計算后控制伺服閥的開口,從而實現工作輥的正彎輥和負彎輥控制。
⑷自動厚度控制
粗軋機自動厚度控制（AGC），用于調節粗軋機機架出口的帶材厚度。GAUGRMETER AGC根據反饋的輥縫開口度調節出口的帶材厚度，為機架輥縫控制裝置提供修正值。粗軋機機架配有壓上液壓缸和電動壓下螺絲，SONY位置傳感器和高性能的壓力傳感器。自動控制系統進行軋機模數的輥縫修正，以及軋輥熱變形和磨損引起的影響提供補償。液壓缸的位置控制( HGC) 。從油缸位置傳感器獲得的位置反饋信號與給定值存在誤差時,通過PID 調解器計算,修正伺服閥的輸出,實現HGC 的閉環控制。
精軋機自動厚度控制(AGC) 用于調節精軋軋機機架出口的帶材厚度。精軋機絕對AGC是一個增強的GAUGRMETER AGC。GAUGRMETER AGC根據反饋的輥縫開口度把出口帶材厚度調節到精軋機設置（FSU）的“絕對”參考值。當為機架輥縫控制裝置提供修正值時，GAUGRMETER考慮軋機模數曲線的非線性特性。利用出口X射線厚度檢測反饋，修正軋機出口帶材厚度與目標值的出口厚度的誤差。
⑸帶材跟蹤和自動加減速
通過生產線上的熱金屬探測器檢測帶材的位置，當帶材進入機架后，通過軋制力的反饋檢測帶材咬入了第幾個機架。當帶材咬入第一個機架時，軋制力反饋超過設定值，各機架主電機自動開始加速。當帶材離開精軋第一個機架時，各個機架主電機按照系統設定的斜率自動減速至設定值后保持恒速運行;
⑹卷取速度/張力控制
根據帶材卷取張力的目標值,在線計算卷徑、張力給定、轉矩給定、角速度、轉動慣量和機械損耗。采用間接張力控制方案,使卷取機能夠根據卷徑變化和張力計輸出值,不斷自動調整轉矩輸出,保持軋機設定要求出口所需張力。卷取機實際轉速乘以某一系數后,與速度設定值的偏差作為卷取機傳動裝置速度環的輸入。當出現斷帶等張力無法建立的故障時,該速度偏差為0 ,速度環很快退出積分飽和區,限制卷取機速度的增加,以快速保護設備。論文格式。
4.結束語
上述簡要介紹了TEMIC在鋁連軋設備的傳動系統以及控制系統。TEMIC提供的是1級計算機、2級計算機的控制系統、主要的傳動系統等。目前已經基本完成設備調試，各項技術指標均達到了設計要求。
參考文獻：
[1] 范永強. 高速棒材軋機和線材軋機中飛剪的自動控制[J]. 浙江冶金, 2003, (01) .
[2] 胡建敏,章霞剛,楊軍. 高速線材軋機的自動控制[J].江西冶金, 2005, (01) .
[3] 柴翀. 1450mm 可逆式六輥冷軋機的自動化系統[J].軋鋼, 2007, (05).
關鍵詞： 計算機平臺；通信；軟交換機；數據備份；設計；思路；方案；分析
1 基于計算機平臺實現通信軟交換機數據備份系統的設計思路分析
從理論上來說，建立在計算機平臺基礎之上的通信軟交換機數據備份系統是以人工化備份作業流程為前提，在計算機控制影響下以無人干預為特點的軟交換數據備份工作任務。從傳統技術應用的角度上來說，要想實現通信軟交換機數據備份的工作任務，勢必需要通過購置大量硬件設備的方式完成對工作平臺的搭建任務。從某種意義上來說，通過大量的設備以及平臺構建方式，一方面雖然能夠確保軟交換機的數據備份工作任務得到最大限度的縮減，但另一方面也使得工作平臺相關設備的運行維護工作難度明顯增大。從這一角度上來說，需要通過設計方面與網絡方面的合理優化，通過配備計算機中心服務器設備的方式，撤除傳統意義上的DCN網絡運行模式，直接在CN2網絡運行模式的作用下實現對軟交換機數據信息的有效獲取，這也就使得傳統作業模式下文件傳輸過程當中所涉及到的帶寬傳輸“阻塞”問題得到了最為有效的削減與控制。
在當前技術條件支持下，建立在計算機平臺基礎上的整個通信軟交換機數據備份系統的編寫模式應當采取全模塊形式，其目的在于確保整個數據備份系統能夠具備較好為擴展性與維護性。在這一過程當中，實現3G網絡與軟交換機的有效融合是極為必須且可行的。未來發展過程當中的3G終端設備數據備份作業的實現僅需要通過增加接口程序應用模塊的方式而實現，從而最大限度的控制各種功能重疊或是交叉的小型工作平臺的出現。更為關鍵的在于：在計算機平臺的支持作用之下，整個模塊編寫作業的完成可以說是完全建立在主流數據庫系統以及操作系統當中的，通過聯合核心網網絡的方式實現數據備份的無人干預屬性，建立在節點獨立步驟的完成基礎之上最終確保數據在本地磁盤列陣中的有效儲存。
2 基于計算機平臺實現通信軟交換機的數據備份設計方案分析
3 結束語
在當前技術條件支持下，軟交換技術的應用已成為電信運營商商用技術研究的重點與關鍵所在，借助于計算機程序實現對繁瑣程度較高的數據備份系統的控制有著重要意義。總而言之，本文針對有關基于計算機平臺實現通信軟交換機數據備份系統設計思路以及設計方案的相關問題做出了簡要分析與說明，希望能夠為今后相關研究與實踐工作的開展提供一定的參考與幫助。
參考文獻：
[1]湛文韜、李戰懷、王彥龍等，遠程數據備份系統中的日志延遲保護機制研究[J].計算機研究與發展，2007，44（z3）：220-225.
[2]王迪、舒繼武、沈美明等，一種SAN環境下數據備份系統的設計與實現[J].小型微型計算機系統，2006，27（9）：1788-1792.
[3]丁勝、李順新、陳建勛等，數據備份系統中基于角色訪問控制模型的研究[J].微機發展，2005，15（5）：59-61，65.
【論文摘要】：在許多基于單片機的應用系統中，系統需要實現遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡單、實施方便、傳輸可靠性高的特點，是一種較為常用的通信方式。
在許多基于單片機的應用系統中，系統需要實現遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。紅外通信具有控制簡單、實施方便、傳輸可靠性高的特點，是一種較為常用的通信方式。紅外線通信是一種廉價、近距離、無線、低功耗、保密性強的通訊方案，主要應用于近距離的無線數據傳輸，也有用于近距離無線網絡接入。從早期的IRDA規范（115200bps）到ASKIR（1.152Mbps)，再到最新的FASTIR（4Mbps），紅外線接口的速度不斷提高，使用紅外線接口和電腦通信的信息設備也越來越多。紅外線接口是使用有方向性的紅外線進行通訊，由于它的波長較短，對障礙物的衍射能力差，所以只適合于短距離無線通訊的場合，進行"點對點"的直線數據傳輸，因此在小型的移動設備中獲得了廣泛的應用。
1.紅外通信的基本原理
紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發送端將基帶二進制信號調制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發射管發射紅外信號。接收端將接收到的光脈轉換成電信號，再經過放大、濾波等處理后送給解調電路進行解調，還原為二進制數字信號后輸出。常用的有通過脈沖寬度來實現信號調制的脈寬調制（PWM）和通過脈沖串之間的時間間隔來實現信號調制的脈時調制（PPM）兩種方法。
簡而言之，紅外通信的實質就是對二進制數字信號進行調制與解調，以便利用紅外信道進行傳輸；紅外通信接口就是針對紅外信道的調制解調器。
2.紅外通訊技術的特點
紅外通訊技術是目前在世界范圍內被廣泛使用的一種無線連接技術，被眾多的硬件和軟件平臺所支持：
⑴通過數據電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉換實現無線的數據收發;
⑵主要是用來取代點對點的線纜連接；
⑶新的通訊標準兼容早期的通訊標準；
⑷小角度（30度錐角以內），短距離，點對點直線數據傳輸，保密性強；
⑸傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術已經。
3.紅外數據通訊技術的用途
紅外通訊技術常被應用在下列設備中：
⑴筆記本電腦、臺式電腦和手持電腦；
⑵打印機、鍵盤鼠標等計算機設備；
⑶電話機、移動電話、尋呼機；
⑷數碼相機、計算器、游戲機、機頂盒、手表；
⑸工業設備和醫療設備；
⑹網絡接入設備，如調制解調器。
4.紅外數據通訊技術的缺點
⑴通訊距離短，通訊過程中不能移動，遇障礙物通訊中斷;
⑵目前廣泛使用的SIR標準通訊速率較低（115.2kbit/s）;
⑶紅外通訊技術的主要目的是取代線纜連接進行無線數據傳輸，功能單一，擴展性差。
5.紅外通信技術對計算機技術的沖擊
紅外通信標準有可能使大量的主流計算機技術和產品遭淘汰，包括歷史悠久的調制解調器。預計，執行紅外通信標準即可將所有的局域網(LAN)的數據率提高到10Mb/s。
紅外通信標準規定的發射功率很低，因此它自然是以電池為工作電源的標準。目前，惠普移動計算分公司正在開發內置式端口，所有擁有支持紅外通信標準的筆記本計算機和手持式計算機的用戶，可以把計算機放在電話機的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網。由于電話機、手持式計算機和紅外通信連接全都是數字式的，故不需要調制解調器。
紅外通信標準的廣泛兼容性可為PC設計師和終端用戶提供多種供選擇的無電纜連接方式，如掌上計算機、筆記本計算機、個人數字助理設備和桌面計算機之間的文件交換；在計算機裝置之間傳送數據以及控制電視、盒式錄像機和其它設備。
6.紅外通信技術開辟數據通信的未來
目前，符合紅外通信標準要求的個人數字數據助理設備、筆記本計算機和打印機已推向市場，然而紅外通信技術的潛力將通過個人通信系統(PCS)和全球移動通信系統(GSM)網絡的建立而充分顯示出來。由于紅外連接本身是數字式的，所以在筆記本計算機中不需要調制解調器。便攜式PC機有一個任選的擴展插槽，可插入新式PCS數據卡。PCS數據卡配電話使用，建立和保持對無線PCS系統的連接；擴展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統和筆記本計算機之間容易實現無線通信。由于PCS、數字電話系統和筆記本計算機之間的連接是通過標準的紅外端口實現的，所以PCS數字電話系統可在任何一種PC機上使用，包括各種新潮筆記本計算機以及手持式計算機，以提供紅外數據通信。而且，由于該系統不要求在計算機中使用調制解調器，所以過去不可能維持高性能PC卡調制解調器運行所需電壓的手持式計算機，現在也能以無線方式進行通信。紅外通信標準的開發者還在設想在機場和飯店等地點使用步行傳真機和打印機，在這些地方，掌上計算機用戶可以利用這些外設而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機)也可以采用紅外接口裝置。
預計在不久的將來，紅外技術將在通信領域得到普遍應用，數字蜂窩電話、尋呼機、付費電話等都將采用紅外技術。紅外技術的推廣意味著膝上計算機用戶不用電纜連接的新潮即將到來。由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強，故國外軍事通信機構歷來重視這一技術的開發和應用。這一技術在軍事隱蔽通信，特別是軍事機密機構、邊海防的端對端通信中將發揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對計算機技術產生沖擊，對未來數據通信產生重大影響。
參考文獻
[1]蔣俊峰.基于單片機的紅外通訊設計[J].電子設計應用,2003,11.
[2]曾慶立.遠距離紅外通訊接口的硬件設計與使用[J].吉首大學學報(自然科學版),2001,4.
[3]鄧澤平.一種多用途電度表的紅外通訊問題[J].湖南電力,2003,4.
[4]朱磊,郭華北,朱建.單片機89C52在多功能電度表中的應用研究[J].山東科技大學學報(自然科學版),2003,2.
伴著淡淡的茶香，高慶獅院士開始敘說他的故事――
兩次改行
“改行對個人而言，接受起來有難度，但國家和人民的需要是鍛煉和發揮個人能力的難逢機會。”
30年前，46歲的高慶獅當選為中國科學院院士，成為我國計算機領域最早的兩位院士之一，同時也是當時中國科學院技術科學部最年輕的院士。
成為院士之前，他的名字就與我國計算機領域的許多開創性事件聯系在一起：他是我國第一顆人造衛星地面計算控制中心早期設計負責人之一，我國第一臺自行設計的大型通用電子管、第一臺大型通用晶體管計算機體系結構設計負責人之一，我國第一臺10萬次/秒以上晶體管計算機體系結構設計負責人，第一臺超大型向量計算機新體系結構原理提出者和總體設計負責人，該機獲國家科技進步一等獎，我國第一個管理程序的總體設計負責人。
是什么引領他走上與計算機結緣的道路？高慶獅12歲的時候，世界上第一臺通用電子計算機ENIAC才剛剛問世，他的童年世界里并沒有計算機。
1934年8月，高慶獅出生在美麗的鼓浪嶼，在海邊度過的童年，造就了他無憂無慮的性格。太平洋戰爭爆發后，高慶獅和母親逃回到漳州父親家。在高院士的回憶錄里，對那段時期的生活是這樣描寫的：“我看到了天天從十多里地外挑著兩百多斤陶器到市區來沿途叫賣的駝背舅舅和頓頓喝稀飯吃咸菜的瘦弱的外祖母。”
生活對高慶獅來說又是幸運的。聰明勤學的高慶獅遇上了一些好老師。
高慶獅說，“鐘芬小學（現漳州一小）的楊校長，省立龍溪中學（現漳州一中）的陳老師（同學都叫她陳媽媽）都是我的數學老師。楊校長教誨大家‘要立志做大事，不要立志做大官’時的神態和陳媽媽調到福州大學任教，離別時全班同學失聲痛哭的情景，我至今歷歷在目。”
“一個人能夠逐步成長，除了機遇、機會外，真正使你能學到一些知識的，都是通過好老師，對此我的體會非常深刻。”
他兒時的理想是做一名中學數學教師，像自己母校漳州一中的老師那樣教書育人。
1953年高慶獅以數學100分、物理97分的高分考入了北京大學數學力學系，他學的是抽象數學。“我本喜歡抽象數學，但為了國家需要兩次被動員改行。”高慶獅回憶道。
1956年8月，根據國家十二年科學規劃（1956～1967）和將計算機、半導體、電子學、自動化列為國家科技發展4項緊急措施的精神，中國科學院計算技術研究所籌委會成立，華羅庚任主任委員。同年9月，計算所與北大和清華合辦了第一屆計算機訓練班，高慶獅從抽象數學專業被安排轉學計算數學，參加了這一訓練班。
這次改行，高慶獅很不情愿。后來在討論班上讀了有關利用幾何概念來解決計算問題的論文，才產生了興趣。
北大畢業后，高慶獅被分配到中國科學院計算所的計算機系統結構研究和設計小組。這一次，他又從計算數學轉向計算機總體設計，從此與計算機結下了不解之緣。
當時和高慶獅在同一個組的還有另外兩個年輕人：沈緒榜和曲佩蘭。3個人自學了前蘇聯的M3和БЭСМ的翻譯資料。弄清原理之后，集中思考了一個問題，決定計算機發展變化的因素是什么？器件部件發展變化、應用需求的不同和發展、程序語言及其編譯即應用接口的特點、以及計算機本身即系統硬軟融合的發展，這四個要素缺一不可。他們認識到，在系統結構設計之前必須首先分析用戶程序。
此后所有的計算機，包括從1958年開始研制的我國第一臺自行設計的大型通用電子管計算機119及第一臺自行設計的大型通用晶體管計算機109乙機、757向量計算機的系統結構設計都是按照這樣的思路做的。
回首峰回路轉的樁樁往事，高慶獅深有感觸地說：“改行對個人而言，接受起來有難度，但國家和人民的需要是鍛煉和發揮個人能力的難逢機會。”
激情計算
“我們從沒有考慮有沒有經費、報酬、日后算不算成果這些事情，一心想著認真完成上級交給的任務。”
“那是一段充滿激情的歲月，”高慶獅回憶道，“1959年歲末，包括大年夜和春節，我國第一臺自行設計的電子管計算機119的電路實驗剛剛完成，需要立刻進行邏輯圖修改，我們全部系統結構組成員及電路組中志愿支援者一起，8個人馬上投入戰斗，晚上工作到凌晨2點多。累了就地趴在桌子上，或者到會議室，半坐半臥在沙發上，小睡一會兒。清晨6點起來，清水漱口，派人就近買點早點。飯后又開始投入第二天的戰斗。”
“上世紀60年代初期，中國科學院計算所承擔了軍用、民用、通用、專用、各式各樣的計算機任務。任務是五花八門，但是特點都是相同的：沒有合同，沒有經費。我們從沒有考慮有沒有經費、報酬、日后算不算成果這些事情，一心想著認真完成上級交給的任務……”說起這些事情，高慶獅很激動。
1973年，在全國實際研制目標200萬～500萬次不能滿足中國飛行體設計的計算流體力學需要的情況下，當時的國防科委副主任錢學森根據飛行體設計的需要，要求中科院計算所在上世紀70年代研制一億次高性能巨型機，80年代完成十億次和百億次高性能巨型機，90年代提供千億次/秒和萬億次/秒的巨型機。
1973年3月，中科院計算所老所長閻沛霖帶著高慶獅來到錢學森那里接受億次機設計任務。國際上此時已經有了兩種巨型機，但是第一代ILLIAC4的效率很低、不穩定，而第二代向量機SRAR100的條件國內難以達到。
在閱讀了國外有關材料后，高慶獅發現這兩種截然不同的巨型機是等價的。關鍵在于向量必須進行分段、流水線處理，使用必須依靠向量語言。于是，1973年5月，高慶獅分析了已存在的巨型機的優缺點之后，提出了實現向量語言的縱橫加工向量機和適合國情、全部可以國產化的億次/秒巨型機的設計方案。
由于億次機，高慶獅有了更多機會和錢學森相處。那個時候，高慶獅每兩個星期向錢學森單獨匯報一次工作。“錢老看數學方程，使用形象思維，把數學、力學融為一體。”
在飛行體模擬計算中，數十人使用計算工具，花半年時間算出5個有效位，與后來實驗對比，結果沒有一位正確。而錢學森一個人使用筆和紙，花兩星期時間算出兩位數，卻能與實驗吻合。“他是從力學的角度，先忽略次要因素，逐步修正。”與錢學森的接觸，使高慶獅獲益匪淺。
高慶獅在研究巨型計算機的同時，還研究了串行算法并行化。他意識到巨型機都是基于并行計算的，但是計算題目并不都適合并行計算，而串行算法會嚴重影響巨型機的使用效率和使用范圍。1974年，他提出了一階遞推的常數效率的“縱橫加工并行算法”，比美國雜志上相近的論文早13年。
1978年，高慶獅提出了虛共存細胞結構縱橫加工向量機原理，在此基礎上，設計了十億次和百億次巨型機方案。他發表在國際系統結構年會的“素數地址快速計算”，克服了美國素數巨型機浪費存儲空間的缺點。
勇于挑戰
“不要幻想經過成千上萬個聰明人沒有搜索到的重要的科技寶藏，會突然從天上掉到你的口袋里。”
高慶獅喜歡做那種人們認為做不到或是難度很大的工作。他認為，這些項目往往會是重要的技術增長點和突破口。
1980年，當巨型機的任務轉到國防科技大學后，中國科學院轉向研究面向未來智能領域應用的巨型機系統，其主要目的之一是探索計算機協助人類進行創造性勞動的途徑。該項目1986年被列入國家“863”計劃。
在這項研究中，高慶獅發現，人類智能活動的基本模式之一是“宏變換”，并發表了一組有關宏變換和選擇跳躍搜索的論文，包括多項式算法、線性算法、局部搜索和常數算法，這些算法都比美國同類算法早。
在對人工智能活動研究的基礎上，高慶獅對具有巨大社會效益和經濟效益的機器翻譯產生了濃厚興趣，把機器翻譯作為獨立研究課題。
上世紀80年代末，高慶獅組織和指導由他的博士生、碩士生及協作人員組成的20名研究開發小組進行開發。90年代又提出基于變換的多語言互譯新方法，并與公司合作進行實驗。他的學生陳肇雄博士組織另外兩個協作單位，進行改進和產品化，即EC863，該成果獲國家科技進步獎一等獎。
從2000年開始，高慶獅提出國際上第一個不需要事先切分，其速度與語言知識組塊多少無關的多語言機器翻譯方法，及提高自然語言口語識別和文字手寫（包括在線非在線）及印刷體識別率的有效方法，并且前后申請了3個發明專利，一步一步向鎖定的實用目標推進。
與此同時，高慶獅開始研究網絡安全問題，提出了國際上第一個從計算機系統結構角度來防止病毒攻擊和盜竊的方案，并獲得了發明專利。
2003年，高慶獅在準備給學外語的研究生開指導學習課程“語言學進展”、閱讀模糊語言學時，發現并證明了已經有40年歷史、10多個權威國際會議及國際權威雜志的數千篇SCI文章支持的Zadeh模糊集合論有嚴重錯誤和缺點。缺點使得它無法刻畫客觀世界各種模糊現象，不存在補集，不完備。于是，高慶獅提出了克服其全部缺點，與通常思維、邏輯一致，與經典集合一致的新模糊集合理論。
從計算機開發到研制巨型機，從巨型機轉而瞄準人工智能，從人工智能到研究機器翻譯、網絡安全，高慶獅的研究課題在過去的幾十年中幾經變化。對此，高慶獅講道，上世紀50年代到70年代，課題是國家給的，努力去完成就是。從80年代開始，國家只給意向，甚至不給，要靠自己獨立思考。對于如何尋找到有價值的課題，他認為關鍵是要獨立思考，不人云亦云。獨立判斷是非曲直，獨立判斷經濟效益、社會效益和理論價值。
論文摘要：互聯網技術給我們帶來很大的方便，同時也帶來了許多的網絡安全隱患，諸如陷門、網絡數據竊密、木馬掛馬、黑客侵襲、病毒攻擊之類的網絡安全隱患一直都威脅著我們。計算機網絡信息管理工作面臨著巨大的挑戰，如何在計算機網絡這個大環境之下，確保其安全運行，完善安全防護策略，已經成為了相關工作人員最亟待解決的問題之一。該文首先分析了計算機網絡信息管理工作中的安全問題，其次，從多個方面就如何有效加強計算機網絡信息安全防護進行了深入的探討，具有一定的參考價值。
1概述
互聯網技術給我們帶來很大的方便，同時也帶來了許多的網絡安全隱患，諸如陷門、網絡數據竊密、木馬掛馬、黑客侵襲、病毒攻擊之類的網絡安全隱患一直都威脅著我們。為了確保計算機網絡信息安全，特別是計算機數據安全，目前已經采用了諸如服務器、通道控制機制、防火墻技術、入侵檢測之類的技術來防護計算機網絡信息安全管理，即便如此，仍然存在著很多的問題，嚴重危害了社會安全。計算機網絡信息管理工作面臨著巨大的挑戰，如何在計算機網絡這個大環境之下，確保其安全運行，完善安全防護策略，已經成為了相關工作人員最亟待解決的問題之一。
2計算機網絡信息管理工作中的安全問題分析
計算機網絡的共享性、開放性的特性給互聯網用戶帶來了較為便捷的信息服務，但是也使得計算機網絡出現了一些安全問題。在開展計算機網絡信息管理工作時，應該將管理工作的重點放在網絡信息的和訪問方面，確保計算機網絡系統免受干擾和非法攻擊。
2.1安全指標分析
（1）保密性
通過加密技術，能夠使得計算機網絡系統自動篩選掉那些沒有經過授權的終端操作用戶的訪問請求，只能夠允許那些已經授權的用戶來利用和訪問計算機網絡信息數據。
（2）授權性
用戶授權的大小與其能夠在計算機網絡系統中能夠利用和訪問的范圍息息相關，我們一般都是采取策略標簽或者控制列表的形式來進行訪問，這樣做的目的就在于能夠有效確保計算機網絡系統授權的正確性和合理性。
（3）完整性
可以通過散列函數或者加密的方法來防治非法信息進入計算機網絡信息系統，以此來確保所儲存數據的完整性。
（4）可用性
在計算機網絡信息系統的設計環節，應該要確保信息資源具有可用性，在突然遇到攻擊的時候，能夠及時使得各類信息資源恢復到正常運行的狀態。
（5）認證性
為了確保權限所有者和權限提供者都是同一用戶，目前應用較為廣泛的計算機網絡信息系統認證方式一般有兩種，分別是數據源認證和實體性認證兩種，這兩種方式都能夠得到在當前技術條件支持。
2.2計算機網絡信息管理中的安全性問題
大量的實踐證明，計算機網絡信息管理中存在的安全性問題主要有兩種類型，第一種主要針對計算機網絡信息管理工作的可用性和完整性，屬于信息安全監測問題；第二種主要針對計算機網絡信息管理工作的抗抵賴性、認證性、授權性、保密性，屬于信息訪問控制問題。
（1）信息安全監測
有效地實施信息安全監測工作，可以在最大程度上有效消除網絡系統脆弱性與網絡信息資源開放性二者之間的矛盾，能夠使得網絡信息安全的管理人員及時發現安全隱患源，及時預警處理遭受攻擊的對象，然后再確保計算機網絡信息系統中的關鍵數據能夠得以恢復。
（2）信息訪問控制問題
整個計算機網絡信息管理的核心和基礎就是信息訪問控制問題。信息資源使用方和擁有方在網絡信息通信的過程都應該有一定的訪問控制要求。換而言之，整個網絡信息安全防護的對象應該放在資源信息的和個人信息的儲存。
3如何有效加強計算機網絡信息安全防護
（1）高度重視，完善制度
根據單位環境與特點制定、完善相關管理制度。如計算機應用管理規范、保密信息管理規定、定期安全檢查與上報等制度。成立領導小組和工作專班，完善《計算機安全管理制度》、《網絡安全應急預案》和《計算機安全保密管理規定》等制度，為規范管理夯實了基礎。同時，明確責任，強化監督。嚴格按照保密規定，明確涉密信息錄入及流程，定期進行安全保密檢查，及時消除保密隱患，對檢查中發現的問題，提出整改時限和具體要求，確保工作不出差錯。此外，加強培訓，廣泛宣傳。有針對性組織開展計算機操作系統和應用軟件、網絡知識、數據傳輸安全和病毒防護等基本技能培訓，利用每周學習日集中收看網絡信息安全知識講座，使信息安全意識深入人心。 （2）合理配置，注重防范
第一，加強病毒防護。單位中心機房服務器和各基層單位工作端均部署防毒、殺毒軟件，并及時在線升級。嚴格區分訪問內、外網客戶端，對機房設備實行雙人雙查，定期做好網絡維護及各項數據備份工作，對重要數據實時備份，異地儲存。同時，嚴格病毒掃描。針對網絡傳輸、郵件附件或移動介質的方式接收的文件，有可能攜帶病毒的情況，要求接收它們之前使用殺毒軟件進行病毒掃描。第二，加強強弱電保護。在所有服務器和網絡設備接入端安裝弱電防雷設備，在所有弱電機房安裝強電防雷保護器，保障雷雨季節主要設備的安全運行。第三，加強應急管理。建立應急管理機制，完善應急事件出現時的事件上報、初步處理、查實處理、責任追究等措施，并定期開展進行預演，確保事件發生時能夠從容應對。第四，加強“兩個隔離”管理。即內、外網物理徹底隔離和通過防火墻進行“邊界隔離”，通過隔離實現有效防護外來攻擊，防止內、外網串聯。第五，嚴格移動存儲介質應用管理。對單位所有的移動存儲介質進行登記，要求使用人員嚴格執行《移動存儲介質管理制度》，杜絕外來病毒的入侵和泄密事件的發生。同時，嚴格安全密碼管理。所有工作用機設置開機密碼，且密碼長度不得少于8位，定期更換密碼。第六，嚴格使用桌面安全防護系統。每臺內網計算機都安裝了桌面安全防護系統，實現了對計算機設備軟、硬件變動情況的適時監控。第七，嚴格數據備份管理。除了信息中心對全局數據定期備份外，要求個人對重要數據也定期備份，把備份數據保存在安全介質上。
（3）堅持以信息安全等級保護工作為核心
把等級保護的相關政策和技術標準與自身的安全需求深度融合，采取一系列有效措施，使等級保護制度在全局得到有效落實，有效的保障業務信息系統安全。
第一，領導高度重視，組織保障有力。單位領導應該高度重視信息化和信息安全工作，成立專門的信息中心，具體負責等級保護相關工作，統籌全局的信息安全工作。建立可靠的信息安全基礎設施，重點強化第二級信息系統的合規建設，加強了信息系統的運維管理，對重要信息系統建立了災難備份及應急預案，有效提高了系統的安全防護水平。
第二，完善措施，保障經費。一是認真組織開展信息系統定級備案工作。二是組織開展信息系統等級測評和安全建設整改。三是開展了信息安全檢查活動。對信息安全、等級保護落實情況進行了檢查。
第三，建立完善各項安全保護技術措施和管理制度，有效保障重要信息系統安全。一是對網絡和系統進行安全區域劃分。按照《信息系統安全等級保護基本要求》，提出了“縱向分層、水平分區、區內細分”的網絡安全區域劃分原則，對網絡進行了認真梳理、合理規劃、有效調整。二是持續推進病毒治理和桌面安全管理。三是加強制度建設和信息安全管理。本著“預防為主，建章立制，加強管理，重在治本”的原則，堅持管理與技術并重的原則，對信息安全工作的有效開展起到了很好的指導和規范作用。
（4）采用專業性解決方案保護網絡信息安全
大型的單位，如政府、高校、大型企業由于網絡信息資源龐大，可以采用專業性解決方案來保護網絡信息安全，諸如銳捷網絡門戶網站保護解決方案。銳捷網絡門戶網站保護解決方案能提供從網絡層、應用層到Web層的全面防護；其中防火墻、IDS分別提供網絡層和應用層防護，ACE對Web服務提供帶寬保障；而方案的主體產品銳捷WebGuard（WG）進行Web攻擊防御，方案能給客戶帶來的價值：
防網頁篡改、掛馬
許多大型的單位作為公共信息提供者，網頁被篡改、掛馬將造成不良社會影響，降低單位聲譽。目前客戶常用的防火墻、IDS/ IPS、網頁防篡改，無法解決通過80端口、無特征庫、針對動態頁面的Web攻擊。WebGuard DDSE深度解碼檢測引擎有效防御SQL注入、跨站腳本等。
高性能，一站式保護各院系網站
對于大型單位客戶，往往擁有眾多部門，而并非所有大型單位都將各部門網站統一管理。各部門網站技術運維能力相對較弱，經常成為攻擊重點。WebGuard利用高性能多核架構，提供并行處理。支持在網絡出口部署，一站式保護各部門網站。
“零配置”運行，簡化部署
WebGuard針對用戶，集成默認配置模板，支持“零配置”運行。一旦上線，即可防護絕大多數攻擊。后續用戶可以根據網絡情況，進行優化策略。避免同類產品常見繁瑣配置，毋須客戶具備專業的安全技能，即可擁有良好的體驗。
滿足合規性檢查要求
繼08年北京奧運、09年國慶60周年后，10年上海世博會、廣州亞運會先后舉行。在重大活動前后，各級主管單位和公安部門，紛紛發文，要求針對網站安全采取措施。WebGuard恰好能很好的滿足合規性檢查的需求，幫助用戶順利通過檢查。
4結束語
新時期的計算機網絡信息管理工作正向著系統化、集成化、多元化的方向發展，但是網絡信息安全問題日益突出，值得我們大力關注，有效加強計算機網絡信息安全防護是極為重要的，具有較大的經濟價值和社會效益。
參考文獻
[1]段盛.企業計算機網絡信息管理系統可靠性探討[J].湖南農業大學學報:自然科學版，2000(26):134-136.
[2]李曉琴.張卓容.醫院計算機網絡信息管理的設計與應用[J].醫療裝備，2003.(16):109-113.
[3]李曉紅.婦幼保健信息計算機網絡管理系統的建立與應用[J].中國婦幼保健，2010(25):156-158.
[4]羅宏儉.計算機網絡信息技術在公路建設項目管理中的應用[J].交通科技，2009.(1):120-125.
[5] Bace Rebecca.Intrusion Detection[M].Macmillan Technical Publishing，2000.
數學思想是數學家的靈魂。試想：離開公理化思想，何談歐幾里得(古希臘最享有盛名的數學家。其著作《幾何原本》聞名于世，是我國歷史上最早翻譯的西方名著)、希爾伯特(德國著名數學家。1900年，希爾伯特在巴黎的國際數學家大會上提出了著名的“希爾伯特的23個問題”。其著作有《希爾伯特全集》《幾何基礎》等)?沒有數形結合思想，笛卡爾(著名的法國哲學家、數學家、物理學家，解析幾何學奠基人之一)焉能成為笛卡爾?沒有數學結構思想，怎論布爾巴基學派?……
數學家的數學思想體現在他們的創新性數學研究之中，包括他們提出的新概念、新理論、新方法。牛頓、萊布尼茨的微積分思想，高斯、波約、羅巴切夫斯基的非歐幾何思想，伽羅瓦的“群”的概念，哥德爾不完全性定理與圖靈機，納什均衡理論……匯成了波瀾壯闊的數學思想海洋，構成了人類思想史上不可磨滅的篇章。
數學家們的數學觀也屬于數學思想的范疇，包括他們對數學的本質、特點、意義和價值的認識。對數學知識來源、與人類其他知識領域的關系的看法，以及科學方法論方面的見解。當然，在這些問題上，古往今來數學家們的意見是很不相同有時甚至是對立的。但正是這些不同的聲音，合成了理性思維的交響樂。
正如人們通過繪畫作品或樂曲來認識和鑒賞畫家或作曲家一樣，數學家的數學思想無疑是人們了解數學家和評價數學家的主要依據，也是數學家貢獻于人類和人們要向數學家求知的主要內容。
數學思想是不是只有數學家才需要具備呢?當然不是。數學是自然科學、技術科學與人文社會科學的基礎，這一點已越來越成為當今社會的共識。數學的這種基礎地位，首先是由于它作為科學的語言和工具在人類幾乎一切知識領域獲得日益廣泛的應用，更重要的還在于數學對于人類社會的文化功能，即培養和發展人的思維能力，特別是精密的思維能力。一個人不管將來從事何種職業，思維能力都可以說是無形的資本，而數學恰恰是鍛煉這種思維能力的體操。這也正是數學為什么會成為每個受教育的人一生中學習時間最長的學科之一。這并不是說，我們在學校中學習過的每一個具體的數學知識點都會在日后的生活與工作中派上用處，而是數學影響一個人終身發展的思維方式。
以歐幾里得幾何為例，我們在學校里學過的大多數幾何定理，在我們今后的生活中大概很少有用甚至基本不用，但歐氏幾何嚴格的演繹思想和推理方法，在造就各行各業的精英人才方面，卻有著毋庸否定的意義。事實上，從牛頓的《自然哲學的數學原理》到愛因斯坦的相對論著作，從法國大革命的《人權宣言》到馬克思的《資本論》，乃至現代諾貝爾經濟學獎得主們的論著中，我們都不難看到歐幾里得的身影。另一方面，數學的定量化思想更是以空前的廣度與深度向人類幾乎所有的知識領域滲透。數學，從嚴密的論證到精確的計算，為人類提供了精密思維的典范。
一個戲劇性的例子是在現代計算機設計中扮演關鍵角色的所謂“程序內存”概念或“程序自動化”思想。我們知道，第一臺電子計算機(ENIAC)在制成之初，由于計算速度的提高與人工編制程序的遲緩之間的尖銳矛盾而瀕于夭折。在這一關鍵時刻，恰恰是數學家馮?諾依曼提出的“程序內存”概念拯救了人類這一偉大的技術發明。直到今天，計算機設計的基本原理仍然遵循著馮?諾依曼的主要思想，馮?諾依曼也因此被尊為“計算機之父”(雖然現在知道他并不是歷史上提出此種想法的唯一數學家)。“程序內存”似乎并非“數學”的概念，卻要等待數學家并且是馮?諾依曼這樣的大數學家的頭腦來創造，這難道不耐人尋味嗎?因此，我們可以說，數學家的數學思想是全社會的財富。
數學的傳播與普及，除了具體數學知識的傳播與普及，更實質性的是數學思想的傳播與普及。在科學技術日益數學化的今天，已越來越成為一種社會需要了――如果有越來越多的人能夠或多或少地運用數學的思維方式來思考和處理問題，那將會是怎樣一幅社會進步的前景啊!
編者按：布爾巴基。20世紀最有影響的數學家集體，產生于20世紀30年代，由法國一批年輕的數學家組成、
《數學的建筑》選編了兩篇能集中反映該學派對教學的基本觀點的著作《數學的建筑》和《數學研究者的數學基礎》。另外還選了布爾巴基奠基者，H.嘉當、韋伊以及狄奧多涅介紹布爾巴基的論文。這些著作和論文，是研究布爾巴基學派的主要原始文獻，為我們揭開了布爾巴基的神秘面紗。
文集中的作品大都短小精悍，充滿科學的真知灼見，在國外流傳頗廣。這些作品可以說是數學思想海洋中的珍奇貝殼，數學百花園中的美麗花束。我們并不奢望這樣一些貝殼和花束能夠扭轉功利的時潮，但我們相信愛因斯坦在紀念牛頓時所說的話：“理解力的產品要比喧嚷紛擾的世代經久，它能經歷好多個世紀而繼續發出光和熱。”走近教學，所有的人都會開卷受益。
論文摘要：全球信息化時代的到來，為人們的生活帶來的巨大的變化，信息共享、信息交互程度的不斷提高，也同時為計算機網絡安全提出了更高的要求。如何能夠使網絡系統中的硬件、軟件以及傳輸數據的安全得到有效的保證，成為信息時代的首要問題。
1、前言
計算機誕生之初功能較為單一，數據處理相對簡單，而隨著計算機網絡技術的發展，計算機功能的多樣化與信息處理的復雜程度顯著提高。網絡的出現，將過去時間與空間相對獨立和分散的信息集成起來，構成龐大的數據信息資源系統，為人們提供更加便捷化的信息處理與使用方式，極大的推動了信息化時代的發展進程。然而，隨之而來的是這些信息數據的安全問題，公開化的網絡平臺為非法入侵者提供了可乘之機，不但會對重要的信息資源造成損壞，同時也會給整個網絡帶來相當大的安全隱患。因此，計算機網絡安全問題成為當今最為熱門的焦點之一，隨著網絡技術的發展，安全防范措施也在不斷更新。
2、影響計算機網絡安全的因素分析
影響計算機網絡安全的因素有很多，其中既包括人為因素，也包括技術因素，因此，在計算機網絡安全受到威脅時，首先要確定導致網絡威脅的因素來源，這樣才能夠有效的、有針對性的進行破解，從而維護計算機網絡信息的完整性、秘密性與可用性。
2.1人為操作失誤導致的安全隱患
計算機用戶都擁有各自不同的網絡使用權限，由于用戶安全意識不強經常會給不法分子可乘之機，在用戶將密碼泄露或密碼設置過于簡單的情況下，非法用戶很容易侵入網絡系統，對網絡內的數據信息進行使用或篡改、刪除、破壞等。因此，由于合法用戶人為保護程度不夠而導致的網絡安全威脅，是計算機網絡安全中常見的隱患之一。
2.2人為的惡意攻擊
人為的惡意攻擊是目前最為常見同時也是威脅力最大的計算機網絡安全隱患，病毒與黑客就是人為惡意攻擊的體現。惡意攻擊往往具有很強的針對性，因此破壞程度較大，不僅能夠截獲、竊取和破譯重要信息，同時也能夠對信息數據造成破壞性的影響，對其的可用性與完整性進行損壞。木馬程序是人為惡意攻擊的代表性手段之一，它可以偽裝成系統程序或其他可執行文件來誘使用戶啟用，從而為惡意攻擊者提供端口信息，為實施進一步攻擊帶來可能。由此可見，人為惡意攻擊的存在使計算機用戶很難防范，特別是一般用戶遭到惡意攻擊的幾率要大大高于一些高端用戶。
2.3軟件本身的漏洞
隨著計算機應用軟件多樣化程度的不斷提高，軟件開發的復雜程度也不斷提高，成千上萬的代碼構成的邏輯指令，再由繁雜的邏輯指令構建成能夠實現用戶需求的軟件功能，其中程序漏洞的存在在所難免。黑客就是針對這些漏洞來對網絡進行攻擊的，軟件的漏洞甚至可以造成致命的網絡打擊，黑客的攻擊與軟件的不斷完善是一對長期伴生的矛盾，也成為了不可忽視的網絡安全隱患。
3、維護計算機網絡安全的幾點對策
3.1物理安全維護對策
計算機網絡安全包括物理安全與邏輯安全，物理安全往往容易被人忽略，如果能夠引起人們的關注，計算機網絡物理安全還是能夠得到有效保障的。首先，物理安全是針對物理介質層次而言的，明確物理安全范圍的界定，對構建物理安全體系非常必要。自然災害所導致的設備物理損壞或操作失誤而導致的硬件設備損毀，都屬于物理安全范疇。因此，在計算機設備的維護上，既要做到最大限度的防止自然災害所帶來的破壞，同時更要注意人為操作的規范性，避免因操作不當而對硬件存儲設備中的數據造成損壞。
3.2防火墻過濾措施
防火墻技術是網絡之間的一道安全屏障，目前所使用的防火墻具有雙層式結構，外部防火墻可以實現數據包過濾功能，內部防火墻是內部網絡與外部網絡連接的一條安全通道。防火墻位于計算機與外部網絡之間，實現了限制外界用戶對內部網絡的訪問，同時也將內部用戶訪問外部網絡劃分為不同權限。任何接入因特網的用戶，開啟防火墻進行數據包過濾與內部防護非常重要。
3.3入侵檢測技術
入侵檢測技術是針對計算機系統安全而設計的檢測程序，啟動入侵檢測程序可以及時發現并向管理員報告系統中存在的未經授權的入侵或異常狀況。入侵檢測系統不僅可以發出入侵警告，同時也可以及時做出應對反映，對入侵源進行及時的切斷，從而最大限度的保護計算機系統安全，提高計算機的抗病毒入侵能力。
3.4計算機漏洞掃描措施
應用軟件的不斷更新，功能復雜程度的不斷提升與網絡復雜性的日益增加，都增添了計算機漏洞的產生幾率，依靠人為的漏洞查詢顯然不切實際，那么如何對計算機漏洞進行查找并改進，就成為了困擾軟件開發者的一個核心問題。安裝計算機漏洞掃描系統就可以及時查找與發現系統漏洞，并對該漏洞進行威脅等級評估，同時提出修改建議。利用這種掃描工具，可以通過及時安裝補丁來完善軟件程序，彌補系統漏洞，從而消除安全隱患。計算機漏洞掃描不僅保護了系統的完備性不受侵害，同時也促使軟件開發者不斷關注軟件漏洞，并及時修正程序，是一種促使計算機系統不斷完善的有效手段，也是維護網絡安全的重要對策之一。
4、結語
構建全球化的信息網絡平臺已經成為了當今計算機網絡發展的共識，實現這一目標的最根本支撐點，就是強大的網絡安全保障，因此，針對各種安全隱患而采取的網絡安全對策顯得尤為重要，應當引起廣大信息使用者的廣泛關注。無論是在局域網還是因特網都同樣存在信息數據的保護問題，在人為因素與技術因素的干擾下，如何實現信息數據的最大化安全成為計算機網絡安全技術發展的根本出發點。 計算機網絡安全對策應當更加全方位的針對各種安全隱患，并充分考慮到各種威脅的特點來實施，這樣才能夠實現我們保護網絡信息數據完整性、可用性與保密性的目標，隨著網絡安全技術的進步而不斷繼續完善，是我們今后將繼續探討的核心之一。
參考文獻
1對網絡工程專業實驗室的需求分析
1．1來自培養方案和課程體系的需求眾所周知，目前國內各普通高校的計算機專業本科人才培養方案，基本是以國際主流的ACM和IEEE系列課程教學計劃即著名的計算學科教學計劃2004(ComputingCurricula2004，簡稱CC2004)為主制訂的，CC2004列出該專業學生建構其領域核心知識體系結構框架所必需的核心知識單元模塊，并基于此開設相應的專業課程。計算機網絡或曰面向網絡的計算便是其中之一的重要核心知識單元。［1］［2］多年來的教學實踐和反饋表明，僅僅開設《計算機網絡》一門課程，對于主要以培養工程應用型本科畢業生、以滿足學生就業和在該行業領域內生存與職業發展需求為主的普通高校，以及具有自主設置目錄外二級學科網絡工程專業、定位于為社會培養網絡工程師的高校而言，還遠遠不足，對課程體系的研究與改革、整合與建設勢在必行。參考筆者《普通高校工程型應用型網絡人才培養專業方向課程改革與實踐初探》一文，［3］將計算機網絡這一公認的較難學懂、理論與實踐性較強的課程作為基礎入門性的必修課程，通過網絡工程與技術、網絡管理、信息安全、網絡程序設計、Web開發技術等一系列后續拓展的特色課程群，構建出一個完整的網絡專業課程體系和具有特色及優勢的專業方向課程群。［4］例如:可以形成以網絡工程與技術、網絡管理、信息安全等課程為主的、適當偏硬的系統集成/組網工程類網絡人才的培養路線，其未來的職業定位以網絡工程師、網絡/系統管理員為主;或者也可以形成以網絡程序設計、WEB開發技術等課程為主構成的、適當偏軟的網絡應用系統研發/站點設計類網絡人才的培養路線，其未來的職業定位以軟件工程師、網站站長等為主。基于課程整合和課程體系/課程群建設的理念，改革人才培養方案和教學內容與教學方法，并開展配套實驗教學條件的建設。如圖1所示，在建設網絡工程專業實驗室時，需要統籌規劃，兼顧多門專業課程的實踐教學需求，并配合課程群的建設需要，避免出現很多高校把專業實驗室建成了計算機機房、僅有聯網PC機數量優勢的普遍現象。1．2來自課題研究型教學環節和課外延伸教育的需求毋庸置疑，普通高校網絡工程專業的人才培養，應以大力培養學生的動手實踐能力和適應社會需求的職業技能為首要目標，同時支撐專業方向上的課程群(課程體系)的建設。因此，實驗室的建設在滿足課程內的實驗教學需求的同時，還要考慮到課程設計環節，以及校內實習實訓基地、畢業設計/畢業論文環節的條件改善和綜合實踐教學體系建設的需要。只有充分運用好這些配套的實踐教學環節，才能使學生在網絡工程的方案規劃設計、網絡系統管理與運行維護、網絡程序設計與開發、網絡設備配置與安全保障等方面的動手實踐技能得到綜合訓練和提高。由于近年來社會和IT行業對網絡工程、網站建設、網絡運行管理和安全維護等方面的人才需求持續升溫，驅動學生看好網絡工程與技術領域的就業前景，使得學生選擇該方向作為就業首選或選擇該專業方向作為自己的畢業設計或論文題目的數量逐年上升。但是，由于不少院校現有硬件條件不足，缺乏必要的硬件設備作為支撐，使得指導教師在課程設計、畢業設計/畢業論文題目的選題設計上受到極大限制，一些非常想做或者值得指導學生去做的課題項目或題目，不得不迫于無法給學生提供相應的實踐環境而被迫放棄，制約了師生進一步提高課程設計、畢業設計或論文的選題水準和課題質量，加劇了在課程設計、畢業設計教學環節上師生對于實踐條件的需求與現實條件不具備之間的矛盾。因此，除了滿足課內實驗項目的需要，網絡工程專業實驗室還應提供開展集中式課程設計實習、畢業設計/畢業論文和以SRP項目、大學生創新實驗項目等研究型、課題型教學環節改革試點的基礎硬件條件和場所。此外，還可兼顧考慮提供開展面向社會或學生需要的諸如思科認證考試、NCNE國家軟考、NCRE全國計算機等級考試等相關考試培訓、學生競賽活動參賽集訓等課外延伸教育項目的場所和設備，使學生在分析設計能力、工程化的思想和理念、動手實踐應用等方面都能得到良好的綜合訓練機會和條件。
2網絡工程專業實驗室的建設規劃與設計方案
綜合上節所述，問題的核心在于找尋和設計出一種既能兼顧滿足各種教學環節需求、又能分階段集成且一次性投入不高的可行方案。通過深入地分析比較和實踐探索，筆者所在的課題組提出了如圖2所示的一種可行的網絡工程專業實驗室建設方案。該方案通過逐步添購、分階段調整到位配套的計算機與聯網設備的方式，可使新建專業實驗室提供不同的、可逐步擴展的實驗條件。例如:在一次性投入的初期，可以提供8人一組一桌、一次支持2－3個行政班(共12個組/桌)的實驗教學條件。若每班以32人計，則一次可支持3個行政班約96人同時上實驗課，每8人一組，共12組，每組配備一臺服務器、2臺路由器、2臺交換機、8臺PC機;然后，根據資金情況和可能性，通過分期分批階段性擴展，改善每實驗組/桌的配套設備數。這樣的每個實驗組/桌，不僅可以保障學生人手一臺PC機，同時還可以通過配置，使每實驗組/桌的設備自成子網或以VLAN劃分，獨立構成一個典型的LAN網絡應用環境，并能提供各種B/S、C/S架構的集成開發環境。實驗組/桌上的服務器，可由學生根據項目需要自主安裝和支配使用，條件不足時，可通過Vmware等虛擬技術構建多服務器OS系統，條件允許時，可通過添置多臺物理硬件構建服務器集群環境。實驗組/桌上的路由器/交換機設備，可供在相關課程中進行網絡設備配置、IOS系統操作等課內實驗項目、課程設計或畢業設計題目以及認證培訓項目中使用。在數量上仍不足的，亦可通過在PC機上安裝模擬器軟件的方式，開展設備配置類實驗和學生研究型課題;條件允許時，還可支持遠程開放式實驗，即通過遠程登錄方式連接至設備進行IOS系統的配置。DMZ區的服務器群還可為各門專業課程的教學提供基礎性的公共資源存儲與共享，或者作為實驗室的網管或安全方面的基礎設施，例如提供給網絡管理、信息安全等課程作攻擊用的靶機實例。每實驗組即每張桌面上的設備連接拓撲可采用圖3所示的邏輯設計，具體到實際的物理環境中，可視環境因素合理進行布局調整和擺放。
3網絡工程專業實驗室后期建設與管理芻議
3．1實驗教學體系的建設實驗教學在培養學生實際動手能力方面所具有的獨特作用與優勢，要求我們在實驗內容設計、實驗教學方法改革、實驗教學體系完善等內涵建設上要下大力氣、花真功夫。一方面，要認真研究如何對實驗內容進行系統地優化組合，把培養目標真正融入到實驗課程和實驗項目中;另一方面，要積極探索對實驗教學方法與教學手段的改革和實踐，積極尋求能夠真正突出學生在實踐中進行自主性和創新性活動的主體地位的解決之道，盡量使學生能夠較早地接觸網絡工程和技術實現過程中的實際問題，并較早地參與初步的科學研究和創新活動。在此基礎上，研究建立多層次、一體化、開放式的實驗教學新體系，將系統訓練、技能培養和開放實驗相結合，把單純為課程實驗教學服務的實驗室轉化為立體化的教學資源和能夠為多元目標服務的實驗條件，提高實驗室建成后的功效。基于這一理念，筆者所在的教研室全體成員不僅針對新建的實驗室進行了課內實驗項目的再設計，而且整合了各門相關課程的配套課程設計和畢業設計課題等工作的需求，使新建實驗室可統一支持下述8大類課題型的實踐項目活動的開展:①網絡工程項目規劃/方案設計類題目②網絡互聯設備配置實現類題目③應用服務配置實現類題目④基于套接字編程的數據通信傳輸類題目⑤Web站點開發設計類題目⑥網絡互聯設備的協議仿真/算法實現類題目⑦網絡管理及信息安全編程類題目⑧學生自擬的網絡方向研究探索類題目3．2實驗室管理規范的建設通常，一個專業實驗室的建設需要分階段實施，首先實現階段性的目標。如在基礎建設階段，需要完成必備設備的購置、安裝、調試，開出相應的實驗項目，實現能夠初步為專業方向的一系列課程提供實驗教學服務;在第二步的規范性建設階段，通過實驗室的系列化規范管理制度的建設，為師生提供符合規范的開放式實踐教學體系;在第三步的拓展性建設階段，則要充分綜合利用實驗室的條件和資源，變單純的實驗教學條件為立體化的、能夠為多元目標服務的多層次的一體化教學資源;而在第四步的穩定運行階段，則需要新建實驗室在健全完善的管理制度下，發揮最大的功效和作用，為師生提供一個優良的實驗教學和研究環境。因此，基于階段性建設、流程化管理的理念，實驗室的管理規范、制度建設亦不容忽視。［5］例如:如何安排設計實驗室的開放制度?有關實驗室日常運行維護方面的管理規定，實驗檔案記錄等等。
4結語
針對如何設計和持續建設好網絡工程專業實驗室的問題，本文分析了以工程應用型網絡專業人才培養為主的普通高校對于該類專業實驗室的建設需求和目標，并基于此給出了新建此類實驗室的一種設計方案，在此基礎上，進一步探討了此類實驗室在后期的持續性內涵建設和管理規范化改進方面應當把握的問題。本文提出的設計方案和建設思路，具有一次性投入成本低、易于實施、便于擴展、靈活性和適應性強等優點，建成后的實驗室可支撐和滿足網絡方向課程群的實驗教學、課程設計、畢業設計、第二課堂等多個環節的需求，并能夠隨時被部署為遠程開放式的實驗室，因此不失為一種可行的選擇。
作者：曹傳東李偉 劉 馬洪亮 隋賢俊 單位：石河子大學 信息科學與技術學院
