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关键字组件重用操作系统OSKit
1引言
当前,操作系统的功能不断扩展,操作系统的类型呈现出多样化的趋势。一个小规模的开发小组已经不可能完全从头开始实现一个实用的操作系统,而一般情况下,研究人员只对操作系统的一些特定领域感兴趣,而对于另外一些元素,如启动加载代码、核心启动代码、设备驱动程序和内存分配代码等往往不感兴趣,但是一个可运行的原型系统又必须包含这些内容。编写这些基础结构延缓了操作系统研究项目的进度,同时也增加了进行操作系统研究的代价。为了解决这一问题,犹他大学的FLUX研究小组开发了OSKit,它提供了一个框架和一组模块化的、具有简单接口的库以及一组清晰的、可重用的OS组件。OSKit可以用来构建操作系统内核、外层服务和其他核心OS功能模块。OSKit提供了各种功能模块,诸如简单自举,一个可用于内核的最小化POSIX环境、与物理内存和其约束一致的内存管理、广泛的调试支持,以及高层子系统如协议栈和文件系统。开发者可以根据自己的研究兴趣或所要考虑的性能来使用这些模块,或用他们自己的模块来替代标准的OSKit模块。
OSKit公开了它内部的实现细节,允许用户从成熟的操作系统中不加修改地提取代码,然后通过一小部分经过仔细设计的粘接代码将它们合并到一起,隔离它们的依赖性,并输出良好定义的接口。OSKit使用这一技术整合了许多稳定而成熟的源代码,包括设备驱动、文件系统、网络协议等等。实践表明,使用组件软件架构和重用技术会给操作系统实现领域带来大的影响。
2组件技术简介
组件技术是一种较新的软件开发技术。到目前为止,还难以确定组件技术的明确定义。比如,对组件技术的常见说法有以下这些:“二进制软件单元”、“任意场合可部署的软件”、“特别适合第三方开发”和“规范定义的接口”等等。大致上可以这样理解:所谓组件,其实就是一种可部署软件的代码包,其中包括某些可执行模块。组件单独开发并作为软件单元使用,它具有明确的接口,软件就是通过这些接口调用组件所能提供的服务,多种组件可以联合起来构成更大型的组件乃至直接建立整个系统。组件的实现必须支持一种或者多种其用户所希望获得的接口。实现组件并不一定需要采用面向对象语言。为了构造新应用程序,软件开发人员找出适当的组件,将这些组件加入到正在开发中的应用程序,同时对应用程序进行测试并保证应用程序的组装工作按照预定的规划正常进行。采用组件技术能降低开发、测试和维护成本,提高可靠性和稳定性。
3Oskit组件综述
OSKIT的组件库提供了一般情况下更高层的功能,它通常只对外开放一些相关的公用调用接口。目标系统通过OSKit的面向对象的COM接口来与这些组件进行交互。以下几节概述了OSKit所提供的组件。
3.1引导程序
大多数操作系统多有自身的启动加载机制,彼此互不兼容。这种加载机制的多样性并不是由于每个OS所要求的自举服务不同而引起,而是由于构建启动加载器的特定方式造成的。因为从操作系统研究的立场来看,启动加载器是一个令人不敢兴趣的领域,因此OS开发者通常进行一个最小化、快捷的设计。由于设计理念和要求的轻微差别,每个启动加载器都不适用于下一个OS。为了解决这个问题,OSKit直接支持多启动标准,这一标准是由几个OS项目的成员共同设计的,它的目的是提供一个简单而通用的启动加载器与OS内核间的接口,从而允许一个启动加载器加载任何兼容的OS。
在进行操作系统研究时,多启动标准非常有用,这其中的主要原因是启动加载器在加载内核自身的同时还具有加载附加文件或者启动模块的能力。这里的一个启动模块只是一个普通文件,启动加载器不以任何方式解释它,而仅仅把它随同内核映像一起加载到保留物理内存块中。在启动内核时,启动加载器提供给内核以下内容:物理地址的列表、所有已加载的启动模块的大小,以及与每个模块相联系的由用户定义的字符串。这些启动模块和与它们相联系的用户定义的字符串由内核解释。这样做的目的是为了通过提供内核启动时需要的数据,诸如初始化程序、设备驱动和文件系统服务器,来减轻内核启动的负担。
3.2核心支持库
OSKit核心支持库的主要用途是让客户OS更容易访问硬件设施。它包含了一个较大的实用函数和符号定义的集合,该集合对于管理模式代码是非常具体的。与此相对应,OSKit的大多数其他库在用户模式代码中通常很有用。和OSKit的其余部分所不同的是,多数核心支持代码必须是针对特定系统结构的,而这些特定机器的细节对客户OS也是有用的。例如,在x86机器上,核心支持库包含一些函数,用来创建和操纵x86页表和段寄存器。其他OSKit组件通常提供建立在这些低层机制上的与体系结构无关的设施,但是为了提供最大的灵活性,与特定结构相关的接口始终可以被访问。
OSKit核心支持库在x86体系结构上尤为重要,因为该体系结构的OS级编程环境特别复杂和模糊。核心支持库仔细地设置了一个基本的32位执行环境(为了与MS-DOS兼容,x86处理器通常以16位模式开始),初始化段和页转换表,安装一个中断向量表,并提供缺省的陷阱和中断处理程序。当然,客户OS能够修改或重载这些行为。然而,在缺省情况下,核心支持库自动地做所有必要的工作,以便使处理器进入一个方便的执行环境,此时中断、陷阱、调试以及其他标准设施已经如预期的那样开始工作。该库在缺省情况下自动地定位所有随内核加载的启动模块,并保留它们所在的物理内存。接下来,应用程序可以很容易使用它们。客户OS只需以标准C语言风格提供一个main()函数。一切都设置好以后,内核支持库将用所有参数和由启动加载器传递过来的环境变量来调用它。
3.3内存管理库
如同在一个标准C语言库中实现的malloc()一样,内存管理代码典型地用于用户空间。通常并不适用于内核。设备驱动常常需要分配特定类型的内存,并伴随具体的调整属性。例如,对于内建的DMA控制器只能访问最初的16M物理内存。为解决这些内存管理问题,OSKit包含了两个简单而灵活的内存管理库:(1)基于队列的内存管理器(或称LMM),它提供了功能强大且高效的原语来进行分配管理,并支持在一个池中管理多种类型的内存。(2)地址映射管理器(或称AMM)被设计用来管理不必直接映射到物理内存或虚拟内存的地址空间,它对OS的其他方面提供了类似的支持,诸如进程地址空间、分页、空闲块或IPC名字空间的管理。尽管这些库可以很容易地应用在用户空间,但实际上它们是被特别设计用来满足OS内核的需求。超级秘书网
3.4最小C语言库
成熟的OS内核一般都包含着相当数量的仅仅用来重新实现基本的C语言库函数如printf()和malloc()的代码。与此形成对比的是,OSKit提供了一个最小化C语言函数库,它围绕着最小化依赖性而不是最大化函数性和性能的原则来设计。
3.5调试支持
OSKit的一个最实用的好处是:给定一个适当的硬件设置,它立刻就能提供给OS开发者一个完全源代码级的内核调试环境。OSKit内核支持库包括一个可用于GNU调试器(GDB)的串行存根模块,它在客户OS环境中处理陷阱,并使用GDB的标准远程调试协议通过一个串行程序与运行在另一台机器上的GDB通信。甚至当客户机OS执行自己的陷阱处理时,OSKit的GDB存根模块也是可用的。如果客户OS提供适当的钩子,它甚至支持多线程调试。除了基本的调试器支持,OSKit也提供了一个内存分配调试库,它可以跟踪内存分配并检测一般的错误,如缓冲区溢出和释放已释放的内存。这个库提供了与许多普通应用程序调试器相似的功能性,所不同的是它运行在由OSKit提供的最小内核环境中
3.6设备驱动支持
在OS开发和维护中最艰巨的一个任务是支持多种多样的I/O硬件。这些复杂的设备常会含有潜在的错误,而新硬件的又常常伴随着不兼容的软件接口。由于这些原因,OSKit采用了为现有内核开发的稳定的、经过充分测试的驱动程序。OSKit使用了一种封装技术,将现有的驱动程序代码基本上未加修改地合并到OSKit中。这些现有的驱动程序被一个OSKit粘结代码层所包装,从而使得这些驱动程序可以在与开发它们的环境完全不同的环境中工作。目前,来自Linux的大多数以太网卡、SCSI和IDE磁盘的设备驱动程序被包括进来,总数超过了五十种。用同样的方式,来自FreeBSD的八个字符设备驱动程序也被包含了进来,它们支持标准PC控制台和串口及不同的多串口板。由于OSKit把这些驱动仔细地进行了包装,FreeBSD驱动程序可以与Linux驱动程序一起工作。
3.7协议栈
OSKit提供了一个完整的TCP/IP网络协议栈。如同驱动程序一样,有关网络的代码也可以通过封装机制被合并进来。OSKit当前可以从Linux中获取网络设备驱动程序,它们是PC平台可获得的最大的免费资源。OSKit的网络组件继承于FreeBSD4.4,它通常被认为具有更多成熟的网络协议。这显示了使用封装机制将现有软件包装成灵活的组件的第二个优点:即从不同的资源中获取最好的组件,并让它们一起被使用。
3.8文件系统
通过使用封装技术,OSKit吸收了NetBSD的基于磁盘的文件系统代码。NetBSD之所以被选择为首要资源库,是因为在可用的系统中,它的文件系统代码被最清晰地分离了出来,而FreeBSD和Linux的文件系统与它们的虚拟内存系统结合的更紧密。当前,OSKit也把Linux文件系统合并了进来,以便能够支持多种类型的文件系统格式,如Windows95、OS/2和SystemV的文件系统格式等等。
OSKit文件系统输出的COM接口类似于许多Unix文件系统所使用的内部VFS接口。这些接口具有很好的粒度,使我们可以不必接触OSKit文件系统的内部。例如,OSKit接口只接受简单的路径名组件,允许安全封装的代码执行适当的访问许可检查。
4OSKit的现状
自从在1996年6月了OSKit的第一个公开发行版以来,OSKit已经更新了多次,每次更新都增加了一些算法,并修正了一些错误。最新的发行版是2002年3月的版本。由此可见,OSKit一直处于操作系统开发平台的前沿,其自身也在不断完善和发展。
5结论
作为一个操作系统研究与开发的平台,OSKit大大减轻了操作系统研究与开发者的负担。它可以让开发人员避开复杂的底层,而把兴趣集中与他们所感兴趣的领域。开发者可以用自己编写的组件来取代OSKit中的部分组件,以满足自己特定的需要,从而丰富了操作系统的应用层。总之,OSKit满足了实际客户系统的需求,有助于操作系统的研究与开发。
基于Web的嵌入式操作系统在远程监控中的应用
远程监控客户端、嵌入式Web服务器、监控对象三部分组成了远程监控系统。用户根据具体的工业现场环境在客户端的监控界面开发一个监控界面,通过本地通过串口或者远程网口上传到嵌入式Web服务器,这样既方便远程管理又方便更新调整工业现场变化后的界面。通过远程客户端运行运行软件,在远程监控界面以Internet网连接入到嵌入式Web服务器,发送用户的请求,建立连接后,将监控界面文件通过服务器传给客户端,还原该监控界面后,用户就可以根据实时控制界面获知监控对象的状态,用户还可以通过对监控界面按钮,对监控对象进行控制。
嵌入式Web服务器有Confingure模式、Download模式、Upload模式、Run四种工作模式。通过Confingure模式设置服务器环境参数;根据Download模式,可以从嵌入式Web服务器下载客户端监控界面进行远程监控;在Upload模式,上传监控界面配置文件到嵌入式Web服务器中以备用;通过Run模式,根据监控界面为工业现场提供实时数据,实现远程监控。
基于Web的嵌入式操作系统在信息家电中的应用
基于Web的嵌入式操作系统,通过嵌入式信息家电平台控制节点。通过IE浏览器访问信息家电控制台,并对其进行远程控制,达到通过以太网、蓝牙等无线网络环境对各类信息家电设备,实现信息家电的数据传输控制。信息家电是以应用为主要目的,基于计算机技术,并且对功能及其可靠性,设备成本、能耗以及体积都有严格要求的专用计算机系统。
就象UNIX,Linux支持的网卡主要是以太网卡。如3COM、ACCTON、AT&T、IBM、CRYSTAL、D-LINK等众多品牌的以太网卡只要安装配置正确,都可以得到你所期望的效果。
一、Linux中网卡的工作原理
为了将这个问题说明的更清楚一些,不妨先简要地剖析一下Linux是如何让网卡工作的。一般来说,Linux核心已经实现了OSI参考模型的网络层及更上层部分。网络层的实现依赖于数据链路层的有效工作。网卡的驱动程序就是数据链路层与物理层的接口。通过调用驱动程序的发送例程向物理端口发送数据,调用驱动程序的接收例程从物理端口接收数据。
1.网卡驱动程序
简单地说,要将你手中的网卡利用起来,你唯一要做的是得到这块网卡的驱动程序。驱动程序提供了面向操作系统核心的接口和面向物理层的接口。
驱动程序的操作系统接口是一些用于发现网卡、检测网卡参数以及发送接收数据的例程。当驱动程序开始运作时,操作系统首先调用检测例程以发现系统中安装的网卡。如果该网卡支持即插即用,那么检测例程应该可以自动发现网卡的各种参数;否则你就要在驱动程序运作前,设置好网卡的参数供驱动程序使用。当核心要发送数据时,它调用驱动程序的发送例程。发送例程将数据写入正确的空间,然后激活物理发送过程。
驱动程序面向物理层的接口是中断处理例程。当网卡接收到数据、发送过程结束,或者发现错误时,网卡产生一个中断,然后核心调用该中断的处理例程。中断处理例程判断中断发生的原因,并进行响应的处理。比如当网卡接收到数据而发生中断时,中断处理例程调用接收例程进行接收。
2.驱动程序工作参数
驱动程序的工作参数因网卡性质的不同而不同,大致包括I/O端口号、中断号、DMA通道、共享存储区等。输入输出端口号又被称为输入输出基地址,当网卡工作于端口输入输出模式时被使用。端口输入输出模式需要CPU的全程干预,但所需硬件及存储空间要求较低。CPU通过端口号指定的空间与网卡交换数据。中断号是网卡的中断序号,只要不与其它设备冲突即可。当网卡使用DMA方式时,它要使用DMA通道批量传输数据而不需要CPU的干预。
对于一块具体的网卡,如果网卡支持完全自动检测,那么一个参数也不用指定,驱动程序的检测例程会自动设定所需参数。一般情况,你需要人工设定这些参数的一部分。如果你的网卡使用端口输入输出模式,你要设定端口号和中断号。如果你的网卡使用DMA模式,你要设定DMA通道和中断号。如果你的网卡使用共享存储区的模式,那你就得设定共享存储区的地址范围。
3.驱动程序的使用方式
有了网卡的驱动程序后,你可以选择是把驱动程序加入到Linux核心之中还是把驱动程序加工成独立模块。Linux系统一个引人入胜的长处就是可以定制系统的核心。把需要频繁调用的功能加入系统核心,可以大大提高系统的效率。在这种情况下系统启动时,系统核心自动加载网卡的驱动程序。驱动程序的参数可以通过LILO命令参数加以指
定。系统启动后驱动程序永久驻留核心,不能用常规的方法将其卸载。至于定制的系统核心,是通过重新编译得到的;如何编译核心将在后文叙及。
如果把驱动程序编译成可装载模块,就可以用系统提供的命令在系统启动后随时加载。随时加载的好处是减少内存开销,易于管理,但同时也牺牲了一点网络传输的效率。驱动程序的参数是在命令行中直接输入或通过配置文件指定。二、网卡安装前的准备在安装网卡前,务必检查是否具备下列条件:
1.硬件方面
以太网卡
网络连接线及连接头,如10base-T一般为8芯双绞线配RJ-45接口
2.软件方面
Linux操作系统
网卡驱动程序(目标码或源代码)
*网卡配置程序
*软件开发工具,如GNU工具包(包括编译器gcc、make等)
3.系统配置信息
可用的端口地址
可用的中断号
以上不带星号标记的是必要条件,带星号的是视情况不同而要求的条件。具体情况在下面进一步说明。
三、网卡的安装及配置
第一步:配置以太网卡的工作参数
配置网卡就是配置网卡的工作参数,如端口地址、中断号等。网卡的缺省参数一般存储于网卡内部的EEPROM,这是网卡出厂前设置好的。缺省参数在大多数情况下是可行的,但如果这些参数与你的系统有冲突并且网卡又不支持软件动态设置,那么你就要使用网卡的设置程序。并不是所有的网卡都要经过这一步,因为有些网卡支持通过驱动软件及其输入参数来确定网卡的工作参数。可以通过查阅网卡使用说明书来确定这一点。
网卡的设置程序与驱动程序不同,设置程序仅仅用来对网卡EEPROM中的设置进行修改。网卡程序本身可能运行在其它操作系统下,如WINDOWS95/98、OS/2、DOS等。如果是非Linux平台,那你就先在适合设置程序运行的系统中安装网卡,按设置程序说明设置网卡参数。然后再在Linux系统下安装该网卡。
第二步:安装Linux系统
假如你将要安装以太网卡的Linux系统本身还未安装,那么可以先试着在安装Linux的同时安装网卡。这一步成功的前提是你的Linux发行版本包含将要安装的网卡的驱动程序。
运行Linux的安装程序,按提示进行操作,别忘了安装核心的网络部分。当进行到LAN配置时,安装程序会列出它支持的所有网卡的类型。看看你的网卡是否榜上有名。随着Linux发行版本的不断升级,目前RedHat6.0已经覆盖了常用的网卡类型。如果很幸运地你的网卡恰好在其中,那么下文讨论的很多步骤都可以不必考虑了,安装程序会自动完成网卡的安装与驱动。但如果没找到适用于你的网卡类型,也不必担心,继续下一步。
第三步:手工安装网卡
安装网卡也就是安装网卡的驱动程序。网卡要工作必须要有驱动程序,并且驱动程序越成熟越好。驱动程序一般由网卡的生产或供应商提供。由于Linux是一个起步不久的新兴操作系统,网卡的生产商并不一定提供Linux环境下的驱动程序。这时候你就得从其它途径想办法了,比如到INTERNET上专门提供硬件驱动程序的网站查找一下,也可以在新闻组上贴个求助信息。总之,只有得到网卡的驱动程序后,方可进行下一步。
网卡的驱动程序有两种类型。一是可直接使用的二进制代码;另一种是驱动程序的源代码。二进制代码一般是预先编译好的可装载模块。源代码可以编译成可装载模块,也可以编译成系统核心的一部分。如何把源代码编译成可装载模块不在本文讨论之列,具体可以查阅驱动程序的说明书。
1.可装载模块的使用
系统提供了一组命令用于将驱动程序模块载入内存执行。这些命令包括modprobe、insmod、Ismod、rmmod。modprobe与insmod命令功能相似,但是方式各异。
modprobe命令使用配置文
件/erc/config.modules来加载可执行模块。要用modprobe命令加载以太网卡的驱动程序,可以在config.modules文件中加入:
aliaseth0drivermodule(drivermodule是驱动程序模块的名称)
这行配置信息把以太网卡的设备名与驱动程序模块联系起来。modprobe命令依据这条信息,自动加载存放于/lib/library/xxxx/net目录下名为drivermodule.o的模块。因此要使modprobe命令找到驱动程序模块,必须将该模块放在/lib/library/xxxx/net目录下。
那么驱动程序的参数如何指定呢?还是使用conf.modules文件。方法是在接着上述配置信息的后面加入下行信息:
optionsdrivermoduleparml=valuel,parm2=value2,……
这里parm1是驱动程序可以接受的参数名,valuel是该参数值;依次类推。
比如optionscs89x0io=0x200irq=0xAmedia=aui
insmod命令直接通过命令行参数将驱动程序模块载入内存,并可以在命令中指定驱动程序参数。例如:
insmoddrivermodule.oparml=valuel,parm2=value2,……
以上两个命令中可以使用驱动程序参数要依据具体的网卡及其驱动程序而定,要仔细阅读网卡及驱动程序的说明书。有的网卡驱动程序可以用这些参数覆盖网卡本身EEPROM中存储的参数。有的则必须使用EEPROM中的参数。有的因为驱动程序不自动检测网卡使用的参数,所以还得把网卡使用的EEPROM中的参数传给驱动程序。
卸载驱动程序模块使用rmmod命令:
rmmoddrivermodule.o
2.把驱动程序编译入系统核心
除了以可装载模块的形式使用驱动程序,还可以把驱动程序编译进Linux核心,以获取更高的效率。这种方式需要驱动程序的源代码、Linux核心源代码及其编译工具。Linux核心的编译过程包括配置核心、重建依赖关系、生成核心代码等步骤。配置核心的过程是用系统提供的配置工具(makeconfig或makemenuconfig)重新生成用来编译核心的众多make文件的过程。为了让核心的配置工具了解你的网卡驱动程序,你需要修改一些核心的配置文件。
(1)修改配置文件:主要修改核心源代码目录下的四个文件,即drivers/net/CONFIG文件、drivers/net/Config.in文件、drivers/net/Makefile文件和drivers/net/Space.c文件。CONFIG和Config.in文件用于控制核心配置工具(makeconfig或makemenuconfig)的运行,主要是加入关于是否包括该网卡的支持提示。Makefile和Space.c文件用于编译核心代码并说明面向核心的接口。详细语句参见下面例子。
(2)运行核心配置工具:在核心源代码目录下执行makeconfig或makemenuconfig命令。makeconfig是面向命令行的,通过逐句回答提问来配置核心。由于其在配置过程中不可改变或撤消以前的回答,故多有不便。makemenuconfig则是通过窗口菜单方式,使用起来很方便。就本文而言,你只要在上一步中正确修改了配置文件,那么在config中会出现是否需要该网卡支持的提问,你选择‘y’。或者在menuconfig中的network菜单中出现表示该网卡的菜单项,把它选上即可。
(3)重建依赖关系:很简单,执行makedep和makeclean命令。
(4)生成核心代码:执行makezImage命令。这个命令开始真正编译核心代码,并把核心代码存放为arch/i386/boot目录下的zImage。
(5)为了使用新的核心代码,你需要用新的核心代码替换原有的。原有的核心代码一般存放在/boot目录下,文件名称类似于vmlinuz-v.s.r-m(v.s.r-m)表示核心的版本号)。如vmlinuz-2.0.34-1。执行下列命令:
cparch/i386/boot/zImage/boot/vmlinuz-v.s.r-m
为了安全起见,可以先把原有的核心代码做个备份,以便发生错
误时恢复。
至此,你可以重新引导系统以使用新的带有正确网卡驱动支持的Linux核心。唯一剩下未解决的是驱动程序的参数问题。有些网卡驱动程序如果不输入参数,那它工作就会不正常,甚至根本不工作。由于现在网卡的驱动程序是系统启动时由核心载入运行的,系统启动之后用户就很难改变这些参数了,所以你必须在系统启动时告诉Linux核心网卡驱动程序使用的参数。具体方法有两种:
(1)在系统引导程序LILO中输入。
在LILO开始引导系统时,用ether子命令设定以太网卡驱动程序的参数。ether命令的使用方式为:
LILO:linuxether=IRO.BASE_ADDR,NAME
这里带下划线的是要输入的部分,IRQ表示中断号,BASE_ADDR表示端口号,NAME表示网卡的设备名。例如:linuxether=15,0x320,eth0
(2)在LILO配置文件中设定。
每次在系统启动时再输入驱动程序参数似乎有点过于麻烦。幸好系统提供了LILO的配置文件可以用来永久性的设置Linux系统启动时的子命令。方法是在/etc/lilo.conf文件中的适当位置加入以下一行:
append=“ether=IRQ,BASE_ADDR,NAME”
这里带下划线部分的意义同上。加入这一行后,还需要用/sbin/lilo命令把这个配置写入引导程序。
第四步:网络配置及测试
安装完网卡就可以配置网络通信了。配置网络简单地就是使用ifconfig命令,
例如:
ifconfigeth01.2.3.4netmask255.0.0.0up
最后ping一下网上其它机器的ip地址,检查网络是否连通。
五、一个以太网卡安装实例
下面以Cirrus公司生产的CrystalCS8920以太网卡为例,详细说明上述安装配置过程。本例中,有些命令参数,如核心源代码目录等,是以我使用的系统环境为出发点。具体应用中还要加以本地化。为了更接近实际,例子中也包括了对安装中碰到的问题的描述。
1.此网卡是IBMPC机的内置式网卡,机器只提供了Windows95/98环境下的驱动程序。由于RedHat5.0发行版本尚未提供对此网卡的直接支持,所以从Cirrus的站点上找到并下载了该网卡驱动程序的Linux版本,是一个名为Linux102_tar.gz的压缩文件。
2.文件Linux102_tar.gz解压后包括五个文件。包括源代码,仅适用于Linux2.0版本的目标模块以及readme文件。
3.查阅readme文件后,了解到这个驱动程序只能使用网卡EEPROM中设定的端口号(I/O基地址)、中断号。为了知道网卡EEPROM的设置,又从Cirrus站点下载了该网卡DOS版本的设置程序setup.exe
4.在DOS中运行setup.exe,发现网卡的起始端口号为0x360,中断号为10,与别的设备有冲突。选择setup.exe程序的相应菜单,把中断号改成5。另外,此驱动程序不支持plugandPlay,故也在setup.exe中将网卡的PnP功能屏蔽掉。
5.我所使用的RedHat5.0的Linux核心版本为2.0.34,所以不能用现成的驱动程序目标模块,需要自己动手编译。如上文所述,有两种方式使用此驱动程序。
6.如果要编译成独立模块,执行下列命令:
gcc-D_KERNEL_-I/usr/src/linux/include-I/usr/src/linux/net/inet-Wall-Wstrictprototypes-02-fomit-frame-pointer-DMODULE-DCONFIG_MODVERSIONS-ccs89x0.c
编译结果是名为cs89x0.o的驱动程序目标模块。要装载此驱动程序,输入下列命令:insmodcs89x0.oio=0x360irq=10
要卸载此驱动程序,用rmmod命令:
rmmodcs89x0.o
7.如果要将驱动程序编进系统核心,
修改/usr/src/linux/drivers/net/CONFIG,加入:
CS89x0_OPTS=
修改/usr/src/linux/drivers/net/Config.in,加入:
tristate‘CS8920Support’CONFIG_CS8920
以上两行是为了让makeconfig在配置过程中询问是否增加CS8920网卡的支持。修改/usr/src/linux/drivers/net/Makefile加入:
ifeq((CONFIG_CS8920),y)
L_OBJS+=cs89x0.o
endif
修改/usr/src/linux/drivers/net/Space.c,加入:
externintcs89x0_probe(structdevice*dev);
……
#ifdefCONFIG_CS8920
&&cs89x0_probe(dev);
#endif
以上两段是为了编译并输出网卡驱动程序及其例程。
把驱动程序源代码拷到/usr/src/linux/drivers/net目录下。
在/usr/src/linux目录下执行makeconfig或makemenuconfig,选择核心CS8920网卡支持。
执行makedep、makeclean命令。最后用makezImage编译Linux核心。
如何设置核心驱动程序参数,上节已有说明,不再赘述。
关键字:计算机软件、计算机语言、软件开发
自软件开发到现在已有四十多年历史了,在整个软件发展历史过程中,已经取得了划时代的成就,为了更好的理解计算机软件是计算机的灵魂并了解她的今天,这里让我们一起来回顾她的昨天。
我们将悠久的计算机软件历史分成三个阶段:
开创阶段:1955年到1965年
稳定阶段:1965年到1985年
发展阶段:1985年到现在
开创阶段
计算机在1946年出现时,占地2百余平方米,用电数千瓦,价值百万美元,而运行速度只有每秒千次,但它却为破译密码和武器弹道运算立了大功。六十年代大型计算机已发展到每秒百万次以上,能够进行快速复杂的计算,随着科研、金融和政府部门的需要而逐步形成了较大的计算机市场。
而计算机软件历史真正开始是在美国和欧洲的实验室里,大多数研究结果也产生于实验室。它们多数来自于学术界,其余产生于政府和私人公司。
在1955年到1965年这个期间,运算速度越来越快、价格越来越便宜的新计算机不断涌现,软件工作人员就需要不断针对不同计算机写出新的软件。这种变化速度令软件人员应接不暇。
在此阶段,计算机硬件向着专门用途发展,科学与商业领域需要的是完全不同的机器硬件。商业计算机具有变字长的特性,即有“清字标记”和“置字标记”,指令集为十进制。而科学计算机使用的是固定字长,当时定36位为一个字,而不是采用二进制计算。这种不同用途的机器使用不同字长,这给编程带来难以想象的困难。
频繁重写相同的软件触发了另一思想——软件移植,工业界中的软件研究人员试图将一台机器上汇编语言自动移植到另一台,但是却失败了。原因是60%或80%代码较容易移植,而余下的40%或20%必须人工移植,又是较复杂的代码,因此非常困难。多年来仍然不能完全解决问题,直到高级语言的产生。最早的FORTRAN语言在五十年代中期诞生的,五十年代后期出现了第一版COBOL语言,而ALGOL语言产生于六十年代早期。当时,高级语言不能被编制人员所接受,他们认为真正的编程人员应当使用汇编语言。
之后,软件业从计算机工业中独立出来,成为一枝新秀。那时,硬件厂商开放了他们的系统软件(由于没有这种开放,不能进一步推销他们的产品),有几个公司开始提供定制软件的服务,然而那时没有专门经销软件的公司。由于软件免费,用户相互赠送,使软件不断重用与推广,并鼓励共享软件的发展。例如,IBM科学用户组织SHARE提供了软件重用的目录清单,包含了三角函数分类和合并计算的多个数学程序,并对进入了SHARE目录中的软件产品,能给予此领域的最高荣誉。
60年代初期,学术上还没有计算学科、计算机科学和信息系统,然而却在实践中产生了以后称为“软件工程”的萌芽。软件工作者开始学习模块编程的方法,并涵盖了基本数据结构有关的子程序,从而使其易访问。现在,人们称为数据提取,并进一步拓宽到面向目标,但是那时的软件人员就已经意识到它的思想与价值。
此阶段,曾经出现过软件危机。即软件方面投入的资金和人力无法控制,软件开发完成的时间无法确定,软件的可靠性等等。例如,1962年7月22日美国飞往金星的火箭控制系统中的指令,DO5I=1,3误写成DO5I=1.3,使火箭偏离轨道,被迫炸毁。
此阶段是激动人心的年代,随着计算机硬件以令人生畏和惊奇的快节奏发展,计算机软件在计算机业中越来越占据着重要的地位,她开创了自己的事业,从计算机业中独立出来。
稳定阶段
这期间,出现了IBM等计算机大公司,是大型机硬件导向占主导地位的阶段。此时计算机成为专业人员使用的专门设备,普通老百姓用不了,也用不起。年产量不足数万台,市场有限,这样IBM360计算机将软件工业带入了稳定发展阶段。
IBM360采用了系列机的思想,开创了CISC时代(复杂指令系统计算机),目的能使指令系统兼容。新型机或高档机的指令系统在原有机型上只能扩充而不能减少任何一条指令,以达到软件兼容的目的,这样就导致日趋庞大的指令系统使计算机硬件的研制周期变长、运行速度慢、可靠性差、难以调试和维护。为了改进,提出了RISC(精简指令系统计算机)技术。RISC技术使指令数量大大减少,再加上一些其他措施(如指令系统面向寄存器,使数据能直接存储),从而大大减少指令执行所需要的周期数,极大的提高了计算机的计算速度。同时IBM360机为软件领域带来了重要发展。它使科学与商业应用合二为一,且同时使用十进制和二进制两种算法,它不再有讨厌的变字长。
随后,又产生了笨重的工作控制语言(JCL),使程序员只要把卡片塞进读卡机,然后按“启动”就可以运行程序。JCL要求用全新的语言编写程序,它能告诉计算机和操作系统按人的需求做相应工作。JCL太繁琐,这也许因为它包括了科学和商务所需的一切服务功能。然而JCL是360机上最不受欢迎的程序语言。
随着360机汇集科学和商务应用在一台计算机上,IBM也希望将所有的计算机语言合成一种语言。PL/1就这样诞生了,它不仅包含科学计算FORTARN和商务计算COBOL语言的功能,而且还具有新生语言ALGOL的功能。
除了IBM360带来的软件发展外,在稳定阶段,形成了软件的独立经销。几个敢于冒险的软件商开始销售他们的软件产品。这在当时极其不易,因为硬件厂商为阻碍软件发展,防止软件分离以形成独立行业,故意将软件的价格压得很低,无利润可赚。随着软件领域的稳定发展和新软件产品的问世,它们逐渐成为公司和市场的商品,价值连城。软件维护与更新也成为一项日益重要的工作。从而形成了计算机软件市场经济。
稳定阶段中开始出现了计算机学科的学术讨论。第一个计算机科学程序在六十年代晚期奠基,不久以后又编制了第一个管理信息系统程序。当时计算机软件工程还没有从计算机学科中分离出来,直到微型计算机年代才独立成为一门学科。尽管当时没有形成学科,然而软件工程研究一直在进行,重点聚集在计算机语言的问题上。
在此阶段,一些计算机科学家大力宣传他们引入的新思想。人工智能就是第一个竭力宣扬的学科,即称之为“有知觉”的机器,可以模仿人类大脑的功能,并期望代替人类大脑去做任何事情。
随后又出现了“控制领域”的议题。反控制反垄断的战斗打响了,美国司法部门IBM公司,声称它发展太快,且正在垄断计算机行业。当时,许多人将硬件工业比喻为“白雪公主和七个小矮人”,这里IBM是白雪公主,其他计算机硬件小公司是七个小矮人。例如RGA、GE和Xeroe等等公司。这些小公司逐渐萎缩,直到从计算机行业中消失。标准化组织也成为当时反控制反垄断的急先锋。它坚持只有统一计算机标准,各个公司才能参与并达到公平竞争。
同时,软件商与硬件商也开始竞争。硬件商努力保持软件的低价,以阻碍软件行业的形成。但是无论怎样阻挡,总有一些软件商脱颖而出,成为胜利的娇娇者。
此阶段由于计算机硬件变化节奏缓慢一些,属于较平稳的年代,计算机软件随着平稳发展,并确立软件在市场的重要地位,成为商品并逐渐变得被人们理解和接收。
发展阶段
此阶段是再一次激动人心年代,计算机已经普及和无处不有,同时软件业在计算机行业成为不可缺少部分并取得了辉煌胜利。
这个阶段是软件发展过程中最重要的时期。因为PC机和工作站以半年更新一代的令人目不暇接的速度,势不可挡地入侵小型机、中型机甚至大型机领域,从而使计算机无处不在,计算机走出了象牙塔,走进了平常百姓家庭,走进了普通人办公室。在家里、办公室、银行、邮局等生活工作的周围,处处可见计算机的应用业绩,普及流行速度极快,蓬勃向前。
过去存在的大量问题被解决了。老的JCL问题已经由友好用户、友好程序界面解决。图形用户界面(GUI)普及与流行,业已成为八十年代计算机领域最伟大的功绩。以前的FORTRAN和COBOL语言都没能解决用户界面的友好问题,而可视化软件编程才改变了这一现状。
由于VLSI的迅速发展,RISC的控制器又很简单,这就使RISC能集成在一个芯片上。CISC控制器需占芯片面积50%以上,而RISC的控制器仅占6-10%,这使RISC芯片具有极高的性能。到九十年代RISC技术被引入了到PC机内,使同样功能的计算机成本只有CISC的一半不到。随着VLSI进一步发展,已使巨型机上使用的并行处理技术能融入到RISC中。一方面采用新材料、新工艺,进一步提高主频,另一方面采用了超级流水线技术、并行流水线技术和超长指令字VLIM技术,极大地提高了RISC芯片的并行处理能力,使RISC进入了具有划时代的时期。
软件作用和价值牢固地树立起来了。人工智能、知识工程、专家系统以及神经网络领域的研究得以发展与深化。软件市场在世界范围内比较快的速度增长,在美国犹他州已出现以软件为主的第二高技术产业区。目前软件的发展速度已超过硬件产业,占信息产业的主导地位。美国垄断世界软件市场的格局,一时很难发生变化。微软公司软件巨头比尔.盖茨在五年前已成为美国首富,现在又是世界首富。随着市场分割,过去反控制反垄断的竞争也被分解了。IBM公司成为大型机之首;Intel公司是计算机芯片之王,也可以称为计算机硬件之王;Microsoft公司成为微机软件之冠。但是希望成为大型机软件之王的竞争仍然在继续。
软件特性体现为:软件进入结构化生产时期,以结构化分析和设计,结构化评审,结构化程序设计以及结构化测试为特征;从八十年代中期开始,软件生产进入以过程为中心的开发阶段;从1995年开始,逐步进入以软件过程,面向对象和构件重用等技术为基础的软件工业化生产时代。
此阶段软件业绩为:
1)软件重用技术
软件重用的目的是使非结构化、非标准化程序变为结构化、标准化,并形成大量能重用的计算机构件和模块。软件重用技术使软件的开发基本上变成了搭积木,把需要的对象和功能模块拼起来即可。它节省了大量的人力与物力,减少了重复开发。这种技术可以应用在数据库管理和信息系统管理上,MicrosoftAccess等软件均采用此软件技术,它们集成了大量应用的基本构件和模块便于重用。
只有可维护性软件才有可能最大限度地重用,而重用部分越多,维护成本越低,效率就越高。不可维护性到可维护性软件的重构是维护方法学的关键。最大限度地重用现存软件是软件维护方法学的重要思想原则。可重用是可维护性的基本属性和最大特征。
就软件重用而言,可有四个层次的重用:
(1)开发过程重用
主要指开发规范、开发方法及工具、软件标准等的重用,也称为开发支持环境重用。
(2)软件构件重用
这里软件构件指文档、程序及数据。应该将软件构件可重用性作为主要设计指导思想。
(3)用户业务知识重用
用户现存系统的业务处理过程、特定专业领域的需求特征等知识的重用。
(4)市场知识重用
应用领域标准、行业标准、市场规律知识的重用。
2)面向对象技术
八十年代中期以来,各个领域的发展和变化越来越快,对应用软件不断提出新的功能要求,这就使以功能为基础的软件体系改动较大,甚至推倒重来。八十年代末发现,使用面向对象技术能极大的提高软件的可维护性。而且它还有很多其他的优点,例如提高软件开发率,提高软件的可靠性和安全性等等。面向对象技术获得了极大欢迎,终于成为九十年代软件界最大的热点。随着发展,面向对象技术形成了OOP(面向对象编程)、OOD(面向对象设计)、OOA(面向对象分析),成为完整的软件开发方法学。
现实世界中的事物抽象到问题空间就称为对象。在面向对象技术中,对象被定义为“对一组信息和在其上的操作”,其中的信息就是数据,它反映的是对象的属性状态,操作则是对对象的处理。面向对象系统就是由对象组成的复杂系统,系统中所有对象的状态共同构成系统的状态,对象总是从一个初始状态出发,在对象之间的相互作用过程中不断改变着自身的状态。一个对象请求另一个对象执行某一处理或回答某些信息的要求称为“消息”,对象与对象之间的相互作用就是通过消息来实现的。
面向对象技术的最大优点就是软件的可维护性好。
3)集成工具与CASE技术
今天,已将过去单个的工具集成在一个系统中,用于软件开发,形成了集成工具。例如,我们经常使用的字处理工具,它只有一个工具菜单,但是却包含拼写检查、语法检查、词库和字词计数等功能。我们期待用于软件开发的系统收集了所有必需的工具,它必须支持文本和图像,也含有相关的数据库,能自动移植并进行计算机低层设计等。编程系统不仅含有编译程序,还应该支持编辑、调试与测试,最好能支持程序建立并在建立过程中检测它们的结构。
而CASE技术,即称谓“支持软件工程方法学的计算机辅助手段”。它为实现从软件工程诞生起就面临着如何组织人员进行集体作业和如何逐步代替人进行编程的两大任务。而且首先是解决前者———确定有次序、有效率、科学的工程作业方法,然后才能一步步用计算机取代各工程阶段的人工编程。软件工程的最终目的就在于软件自动化。
CASE技术有两个突出特点,使开发支持工具与开发方法学统一和结合起来,通过实现分析、设计、程序开发与维护的自动化,提高整个软件开发工程的效率。如果方法驱动器理论得以实现,软件自动化将成为现实。尽管目前真正实现的还仅限于方法指导系统,但CASE的迅速发展仍超出了辅助软件工程的范围。
综上所述,CASE的发展有待于软件工程方法的发展。它不仅给传统软件工程方法以新生,也推动着各种软件工程方法的演变、合并和淘汰,为新软件工程方法理论实用化开辟着道路。所以今后的软件工程应是“方法学+CASE技术”,两者共同协助开发人员控制和管理软件。当方法驱动器理论变为现实后,CASE与软件自动化可能会变成同义词。虽然今天的软件自动化尚不完全,但为了区别传统软件工程,我们以更明确的CASE软件工程概念来表述CASE与软件工程方法学的结合。
4)图形用户界面
用户界面一般是由菜单窗口和对话框等元素构成,它为用户提供了一个使用软件交互过程的环境,它提高了软件的使用效率,灵活便捷,并且易于修改维护程序,充分体现了“所见即所得”图形界面的现代软件设计风格,使用户能以简单自然的方式与软件系统交流信息;提供对键盘及鼠标两种输入设备的双重支持;引导用户正确、快速、方便地使用软件系统;易学易懂,尽可能地减少用户必须记忆的信息。
八十年代图形技术有了迅速的发展,出现了不少优秀的图形软件工具,例如,X-Windows、MicrosoftWindows和MacintoshWindows都是建立在图形用户界面的技术上,他们提供了图形交互所需的各种手段与方法。
AutoCAD是又一个优秀的图形软件工具。它提供了图形显示控制、图形编辑和存储以及三维绘图、三维动态显示、阴影与透视等功能。随着图形用户界面的成功,不少高级语言也增加了图形功能,使这种可视化编程日益广泛与流行。
5)多媒体技术
它是曾经被炒得沸沸扬扬的话题,也是计算机科学在九十年代的一个热点。多媒体技术是将文字、声音、图形、视频图象集成在一起的技术。它包括多媒体计算机原理、多媒体数据库、多媒体通信和多媒体表现技术等等。它的一个重要方面是将图像、图形、声音、文字等集成一体,再按1比10或1比30压缩比进行图象数据压缩,最后以高质量再现给用户。
由于多媒体技术提供了更多的交互手段,给人以更多的方便,所以有着极其广阔的应用前景,如电视、电子游戏、电子报刊、电视会议等等。正因为如此,多媒体技术不仅是计算机科学的热点,而且也是国民经济以及社会生活许多领域的热点。
然而在整个计算机发展历史过程中,软件领域仍然存在一些问题,相对于微处理器芯片和内存设备而言,计算机软件只是在不断发展而没有进行大的改革。例如,编程人员都知道,自从第一台IBM和第一个Intel电子芯片问世以来,硬件结构的软件部分──指令集和中断结构就没有发生大的变化。在程序设计语言中也没有大的变革,现在用得最多的语言仍然是十五年前C和C++,甚至是四十年前的FORTRAN和COBOL语言。第四代语言并没有达到某些人预先声称“无需程序员的编程”的功能。整个软件领域发展限制在一个应用领域──数据库上。
不过也有一些希望的象征。面向对象程序设计是一项新的技术,前景看好,它以一种完全不同方法来构造软件;客户/服务器技术和Internet/Intranet技术,它们大大地推动了软件行业的改革。Internet的TCP/IP协议使成千上万个不同的操作系统和应用程序能相互通信,使得网络访问容易,浏览众多的数据库和站点信息,从而产生了较大经济效益和社会效益。当谈起计算机软件的现代历史,Internet/Intranet将作为人-机通信原理的里程碑,而WWW、HTML、VRM和Java将是这个里程碑的组成部分。
软件行业的成功,尤其是1995年以来的迅速崛起的Internet/Intranet技术为主的网络软件以及数据库挖掘、人工智能、神经网络等软件,为人类进入二十一世纪奠定了坚实的基础。新世纪将是一个更全面的信息化时代,计算机的普及与使用将会更广更宽,从而对计算机软件的需求更高,本世纪的成果与经验,将带入下一世纪,并不断被软件人员发展、完善,以适应新世纪人类的需要,并发扬光大。
1.原理说明及框架图
移动作业系统是面向生产现场的现场作业管理系统,是管理和优化从任务下达到完成现场作业的硬件和软件的集合。行业内外移动作业系统包含的主要部件有移动作业管理软件、数据库服务器、电子标签、移动终端等,同时根据实际业务需求,在系统中增加了无线(以下简称WIFI)网络、无线的振动传感装置两大部件。
2.系统配置
系统主要包含WIFI网络、现场作业管理、无线振动诊断系统,并以现场作业管理系统为核心,WIFI网络系统提供现场作业管理系统的基础架构支撑,无线振动诊断系统提供在线的振动检测,并集成到现有的自动化监控系统,使现场作业管理系统内容更丰富。
(1)WIFI网络系统
通过分析区域的环境特点,设计了覆盖车间各操作点的无线网络,包括15个无线AP点以及1台无线接入控制器AC,来集中管理所有的AP,所有的AP均就近接入企业网络。
(2)现场作业管理系统
现场作业管理系统包括服务器、6台PAD,现场及相关设备部署RFID标签,同时部署imgenius现场作业管理软件。根据使用需求,系统选择带有NFC+WiFi功能的7寸安卓工业PAD。传统的移动终端读写RFID芯片需另外配置RFID读写装置,而NFC(近距离无线通信技术)平板电脑内置NFC芯片,组成RFID模块的一部分,由于NFC是由RFID演变而来,其基础是RFID及互连技术,可直接读写RFID芯片。WIFI模块可满足PAD连接现场WIFI网络,实现任务数据实时同步。
(3)无线振动诊断系统
烟草物流设备中的堆垛机电机及减速箱是随设备进行移动,选择在堆垛机上安装一套无线的振动诊断系统,部署OMNITREND振动分析软件进行数据收集和振动分析,将无线振动诊断系统集成到现有的自动化监控系统,通过WIFI网络系统,振动报警信息以日志形式实时推送到现场设备维护人员手中的PAD。
3.软件功能
使用产品化的现场作业管理软件对系统进行配置,实现巡检、点检、、维修等各项现场作业,各项工作的标准、时间、执行人、检查人等要素都包含在作业任务信息中。
(1)作业基础数据配置
在现场作业管理软件上,将设备台账、岗位分级、人员情况、排班轮岗、作业标准等基础数据录入系统,从而将原先纸质或口头的工作转化为系统中电子化的作业。
(2)作业执行流程
对已配置好的作业模板,通过计划、执行、审核的总体流程,构建了一个闭环的移动现场作业管理体系,提高了现场作业管理的透明度和执行力
(3)作业数据分析
系统对作业数据进行了完整的归档和分析,可以自动统计作业人员是否按质、按量、按时完成现场检查任务,对工作加以检查,及时发现工作问题。KPI分析功能允许从不同的维度对数据进行报表、图表等可视化分析。作为流程的一部分,还可以批准、编辑、退回提交的现场报告,对滞后的现场作业进行跟踪,提高现场作业执行力。
二、系统应用效果
本系统是一套创新的企业移动现场管理移动应用平台,集成专业的振动诊断设备、移动监控及报警管理、现场作业管理、绩效评估的班组作业管理一体化系统,使员工减少重复作业,实行无纸化记录,规范数据分析方式,达成人员、资产、作业的完美集成。
1.标准化作业
将物流设备的现场作业标准配置到系统中,使纸质的基准转化为电子化作业,系统根据执行人的记录值,判断需要进行拍照、提醒、跳转到其他作业等操作,以信息系统支撑制度规范的有效执行。
2.移动监控
将原有的物流系统监控报警信息通过信息交互的方式推送到PAD上,生成故障处理单据,提示现场维修人员并在现场完成故障处理的记录及数据采集,使监控和报警管理无处不在,故障全天候及时响应。
3.移动式在线振动诊断
建立一套基于WIFI的振动传感器为基础的设备诊断系统,探索对物流设备电机、减速机及其相关机械机构的诊断方法和模式,诊断系统报警信息通过信息交互的方式推送到PAD上,提示现场维修人员及时诊断、处理。目前主要应用于物流系统的堆垛机设备上。
4.班组卓越绩效管理的支撑
人员、资产、作业3个维度的全新集成和信息的任意分享,利用移动作业系统的数据对作业进行KPI统计,以例外作业(项)发生率为例,可以明显看到自系统稳定运行后,例外作业发生率处于下降趋势,说明设备运行状态逐渐向好。通过维修班组自行的评估—配置—使用—分析—优化的过程,目前形成了15项考核指标,如巡检时间不合格次数、点检例外发现次数、点检计划及时性、点检作业质量不合格项目数、问题整改超期数量等,并以积分的方式应用于员工月度绩效考核中。
三、结语
论文摘要:实时操作系统(RTOS)是复杂控制系统中必不可少的一部分,它能按照任务的优先级实现多任务调度,通过信号量、事件标志来实现任务的同步,消息队列和邮箱机制来实现任务之间的通讯,中断机制来实现突发事件的管理。较传统的前后台系统,它具有更高的实时性、稳定性。介绍了当前在国际汽车工业界日益占据主导地位的汽车电子开放式平台系统(OSEK/VDX)规范。介绍了NEC汽车电子专用实时操作系统RX850,列举了其他RTOS并分析了其优缺点,建立了基于RX850的RTOS软件开发平台,实现了汽车发动机控制模块任务的调度,并对RTOS的多任务进行了软仿,这对于复杂软件系统开发是非常有实际意义的。
引言
随着国内汽车电子产业的不断升级和研发投入不断加大,国内生产的汽车电子简单的ECU已经越来越普及,例如车载音响,仪表,车身控制BCM,动力转向EPS等等。越来越多的企业将精力投入到比较复杂的控制领域,比如发动机控制,防抱死系统(ABS)等,对于这些逻辑复杂、实时性和安全性高的控制任务,传统的前后台系统模式非实时处理的弊端越来越呈现,这就势必需要用到实时操作系统来管理这些任务。
OSEK标准是1993年德国汽车工业界联合推出了“汽车电子的开放式系统及接口软件规范”,即OSEK(opensystemandthecorrespondinginterfacesforautomotiveelectronics)。1994年法国汽车工业界的相似规范VDX(vehicledistributedexecutive)和OSEK规范合并,从而形成OSEK/VDX规范体系。当前OSEK标准已经成为汽车电子软件开发领域中的通用标准,旨在增强软件代码安全性、移植性,减少软件开发周期。
目前,市场上通用的开源RTOS有很多,比如μC/OS-Ⅱ,FreeRTOS,Linux-2.6等,但是这些核多半是用于通用领域或者安全性要求不太高的领域,如果将这些移植到汽车电子动力安全控制领域,是不太合时宜的;而且,这些核本身不是基于OSEK标准,如果引入OSEK标准,无疑加大了内核移植的难度。NEC电子的实时操作系统RX850是一款基于OSEK标准的汽车级专用RTOS,其内核的实时性已经得到第三方的专业测试。它已经被移植到了NEC芯片的集成开发环境PMPlus和GreenHills,客户只需要在IDE(IntegratedDevelopEnvironment)中编写脚本文件来配置RTOS即可通过编译,使得客户从底层驱动编写到RTOS任务调度轻松实现“无缝结合”,大大缩短了RTOS移植的开发周期。本文建立了基于NEC电子32位车身专用芯片V850/Fx3的软件平台,并介绍了如何实现RX850操作系统的配置,以发动机控制模块为控制模型来实现多任务的实时调度,最后通过软仿工具来分析该内核的效率和任务调度的实时性。
一、系统平台介绍
本系统采用NEC电子的32位车身专用芯片V850/Fx3系列,V850是NEC电子的32位微处理器核,5级流水线控制,内部32个32位寄存器,乘法/除法指令,数据空间支持最大4GB线性寻址能力,代码空间支持64M线性寻址能力,内部1MB的codeflash,60KB的RAM空间,32KB的dataflash用作EEPROM模拟。
基于OSEK标准的RX850实时操作系统符合以下标准:操作系统规范(OSEKOS)、通信规范(OSEKCOM)、网络管理规范(OSEKNM)和OSEK实现语言(OSEKOIL)。其中OSEKOS是针对汽车应用特点而专门制定的一个小型RTOS规范,着重以下几个方面:(1)可移植性,所有API都是标准化的并且在功能上都有明确的定义;(2)可扩展性,OSEKOS旨在通用于任何类型的ECU,因此一方面系统要高度的模块化,另一方面又要能进行灵活的配置;(3)汽车应用的特定需求,诸如可靠性、实用性和代价敏感性等。相应的,OSEKOS静态配置可以通过OS2EKOIL语言实现,用户在系统生成时静态制定任务的个数、需要的资源和系统服务。OSEKCOM为通信网络中的数据交换提供了标准的接口和协议。OSEKNM为监视网络的流量提供了一组标准的功能函数,以保证网络的安全性和可靠性。
二、RX850内核配置
由于RX850已经被嵌入到IDE,因此用户直接编写内核脚本文件即可,下面介绍如何来配置内核。
1.系统时钟设置
clkhdrINTTM0EQ0//选定TimerM为时间片中断源
2.堆栈设置
RX850的堆栈分为系统堆栈和任务堆栈,
POOL0功能:系统基本表信息、准备队列、每个管理块、任务堆栈、中断句柄堆栈(系统堆栈)、可变长度内存、不变长度内存。
POOL1功能:任务堆栈、中断句柄堆栈(系统堆栈)、可变长度内存、不变长度内存。
POOL0和POOL1都可以作为任务堆栈,即使没有POOL1也可以。配置如下:
intstk0x400:pool0//系统堆栈大小为0x400
tskTSK1_TSK10x050:pool10x06TTS_DMT0x00ei//TSK_ID_1ms任务堆栈大小0x50
3.允许最大优先级任务数
maxpri0x1f//允许最大优先级任务数为0x1f
4.信号量设置
semSem_Task10x00//设置了信号量Sem_Task1为0
semSem_Task20x00//设置了信号量Sem_Task2为0
5.事件标志设置
flgflg_Task1//设置了事件标志flg_Task1
flgflg_Task2//设置了事件标志flg_Task2
5.邮箱设置
mbxID_Task1TA_MPRI//设置Task1的邮箱
mbxID_Task2TA_MPRI//设置Task2的邮箱
6.中断设置
RX850的中断分为直接中断和间接中断两种,直接中断不受RX850制约的中断句柄,理论上接近硬件中断的速度,其缺点是需要用户自己写中断处理句柄,包括:(1).寄存器压栈;(2).换向,跳转到中断句柄的开始;(3).调用系统命令;(4).返回到调度;间接中断的中断句柄在RX850的中断预处理后才被启动,优点是简化了句柄处理过程,缺点是由于RX850的预处理降低了速度,其处理过程如下:
间接中断配置如下:
inthdrINTAD_AD_Interrupt//AD间接中断句柄配置
inthdrINTC1REC_CAN_Ch1RxInt//CAN间接中断句柄配置
7.固定/可变内存池设置
当系统需要交换较大的数据时,此时任务堆栈是不够用的,需要开辟一段内存来使用。RX850支持两种方式的内存配置,固定内存池和可变内存池。固定内存池由用户自定义内存池的大小,可变内存池根据实际应用系统动态的定义所需内存大小,配置如下:
mpfMPF_ID_MBX0x08:pool150
//固定内存以0x08字节为单位排列,大小为50*0x08;
mplMPL_ID_Task10x08:pool1
//可变内存0x08字节为单位排列
8.系统周期循环中断设置
cycCYC_INT_TIMER_CYC_IntTimerTCY_OFF10
//系统周期循环中断时间为10个时间片
以上完成了操作系统的配置,然后通过NEC的IDE即可生成操作系统的.s和.h文件,将此两个文件包含在工程文件中即可。超级秘书网
三、RX850软仿及结论
通过以上配置,选择发动机控制模块为对象,下面对RX850进行软仿。NEC电子提供专门的软仿工具AZ,在IDE中打开AZ。
通过上图可以很方便的看到每个任务的实时调度情况和CPU内核的使用效率。目前CPU的空闲率为94%,很多任务实际上没有被调用,用户可以根据实际情况将更多的功能模块放在API任务中来运行。软仿只能提供模拟的仿真,如果用户需要更精确的trace工具,则需要用硬仿来实现。
论文关键词:服务器,虚拟化技术,数字化校园
1.引言
随着计算机技术的快速发展,有效地推动了数字化校园的建设和发展,特别是数字化学习港的建设,为学校的人才培养、学科建设和学科研究服务提供了坚实的技术支持。随着各种应用系统的不断增加,校园网服务器数量越来越多,这就带来了校园网服务器管理复杂、资源利用率低和数据备份困难等问题。如何更加合理地分配资源,提高服务器的利用率,是数字化校园建设中必须认真解决的一个突出问题。
2.服务器系统应用现状
经过多年的发展,我校的网络中心已有各类服务器30多台,组成了庞大的服务器系统。随着服务器设备的不断增加,系统配置管理的时间增多,维护费用增加、灵活性和可靠性降低,系统资源闲置的问题日益明显。服务器系统实际利用率平均在35%左右。经过研究和分析认为,造成服务器系统适应能力差、利用率低下的主要有以下四种原因:
1)缺乏统一规划。随着学校教学工作的不断深入,很多教学系统、管理系统都需要增加服务器以支持其新的应用,结果导致服务器数量不断上升。各新增系统往往都采用单独的服务器部署,而实际应用服务所占用的系统资源容量比服务器计划订购的资源容量小很多。
2)软硬件资源配备复杂多样。多种多样的硬件平台、操作系统和应用程序,衍生了纷杂的信息服务系统论文参考文献格式。一些传统的应用程序使用老式的操作系统数字化校园,通常这些应用在编写的时候就已经确定了不能与其他应用共享一台服务器。必然造成部分系统资源被闲置。
3)学校的快速发展与服务系统的升级脱节。随着远程开放教育的不断发展,学员数量不断增加,同时网上考试的科目越来越多,给现有的服务器资源带来了巨大的压力,另一方面,利用率低的独立服务器造成资源闲置,但又无法投入使用。
面临系统架构越来越复杂的现状,单纯机械的堆积服务器是不能解决应用增加与服务系统部分资源闲置的问题的,最有效的办法就是进行服务器虚拟化。服务器虚拟化技术是当今信息产业界最受关注的新技术之一,其价值已在许多环境中得到验证,越来越多的高校开始考虑借助虚拟化技术提高服务系统的处理效率。
3.服务器虚拟化技术简介
3.1服务器虚拟化的概念
服务器虚拟化(Server Virtualization)是指多个操作系统在同一时间运行在同一台主机上。通过这种技术,在一台机器上可以支持Linux,Windows,UNIX等操作系统同时运行,而不需要重启机器就能切换操作系统。简单地讲,就是将物理机器、操作系统及其应用程序“打包”成为一个文件,称之为虚拟机。
图1 服务器虚拟化模型
服务器虚拟化技术的实质是一种方法,通过区分资源的优先次序并随时随地将服务器资源分配给最需要它们工作的负载,来简化管理和提高效率,从而减少为单个工作负载峰值而储备资源的方法。它从两方向入手,帮助服务器更加合理地实现资源的分配。一种方向是将服务器物理资源抽象成逻辑资源,让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器,用户可以在这些看似独立的虚拟服务器上运行不同的操作系统和应用程序;另一个方向就是把若干分散的物理服务器虚拟成一台大的逻辑服务器,使用户可以像使用同一台服务器的资源一样来支配这些物理上独立的服务器,从而达到最大化利用资源的目的。
目前,服务器虚拟化技术分为硬件层次的完全虚拟化技术和操作系统层次的虚拟化。完全虚拟化是以VMware为代表,这种虚拟化使用一个虚拟机,在客户操作系统和原始硬件之间进行协调,完成虚拟化所需要的工作,完全虚拟化的最大优点是操作系统无需任何修改就可以直接运行,但缺点是操作系统必须要支持底层硬件。操作系统虚拟化位于操作系统的顶部,在操作系统之上实现服务器的虚拟化,主操作系统负责多个虚拟服务器的资源分配,并让这些服务器相互独立。
3.2服务器虚拟化技术的现实意义
1)减少服务器的数量,虚拟化技术可以支持实现物理资源和资源池的动态共享,可通过动态资源配置提高服务系统对应用的灵活适应力数字化校园,满足不断变化的应用需求,将极大的提高每台服务器的利用率,从而降低整个服务器基础架构的总体拥有成本。
2)降低管理复杂度,通过服务器虚拟化减少了物理服务器的数量,也就减少了相应的物理资源管理;隐藏物理资源的部分复杂性;简化了服务器部署、管理和维护工作,降低了管理费用。通过实现自动化、获得更好的信息和实现中央管理来简化公共管理任务;实现负载管理自动化。
3) 提高数据备份的可靠性,支持快速转移和复制虚拟服务器,提供一种简单便捷的灾难恢复解决方案,虚拟化技术可以实现较简单的共享机制无法实现的隔离和划分,可实现对数据和服务进行可控和安全的访问,带来具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器应用环境。
4.构建高效数字化校园服务器虚拟化系统
校园信息化建设经过十多年的持续发展,已经进入了服务器的更新期。目前有两种选择,一是购买一两台高性能的服务器;二是按常规购买6~7台普通的服务器。前者采用虚拟化技术就能达到后者所能提供的性能和存储要求,并能实现简化管理、降低运行和维护成本、提高效率的目的。服务器虚拟化的优点的显而易见的,从主机到主流,服务器虚拟化已经是大势所趋,是数字化校园建设和发展面临的新挑战和机遇论文参考文献格式。
4.1服务器虚拟化的架构设计
针对各种数字化信息资源数据库种类和信息服务方式等特点,规划数字化校园网服务器虚拟化实施步骤,具体包括以下几个方面:
1)按照不同的操作系统的应用服务进行物理服务器分类,建立Windows、UNIX、Linux等物理服务器,在此基础上建立各自的虚拟服务器。
2)的物理服务器上根据各个数据库应用负载、存储空间、并发用户数和用户满足度等各项参数,配置相应的小你服务器,包括分配CPU、内存、硬盘大小及虚拟网络类型等,建立冗余的虚拟应用环境,既满足数据的快速拷贝,又能满足数据系统的灾难恢复的需要。
3)将需要用到的Oracle、SQL Server等数据库电子资源数据库进行整合,利用虚拟工具中的迁移助手将多个不同物理服务器中的系统迁移到虚拟服务器上,建立独立的数据库集群虚拟机,这样既可以保证了数据库后台的高可用性,同事也极大地提高了服务器的实际使用率,提升了应用平台的整体性能和降低了过来复杂度。
4)根据休息资源种类不同,将功能相同或相近的应用进行整合,建立虚拟服务器机群,如Web服务、FTP服务、APP服务、E-Mail服务等转移到相同的虚拟机上,使用虚拟IP地址,提高系统安全性能。
5)根据传统应用使老式操作系统机这些应用在编写时就必须独占服务器的特点数字化校园,利用虚拟化技术合并传统应用,使服务器能够快速频繁地重新分配。
4.2服务器虚拟化方案
本方案拓扑架构如图2所示:硬件采用联想万全R630 G7服务器,每台服务器均配置双HBA卡,通过两台光纤交换机分别连接到Lenovo-HDSAMS2100存储阵列的双控制器上,保证了整个硬件平台的冗余。软件选用VMware vSphere4.0 Enterprise版本,提供了诸如HA、DRS、Vmotion的高级功能特性,方便用户快速调整虚拟机的分布、资源的利用及当故障出现时的快速恢复能力,配合其提供的Data Recovery或者VCB备份接口功能则可对虚拟机文件进行快速的备份及恢复,另外虚拟化所具备的克隆技术则可以大大缩短新的业务平台或测试平台建设时间。独立的虚拟机管理服务器则提供了对整个虚拟化平台的集中化管理能力,通过集中化管理来大大提升整个平台的管理效率。通过虚拟化技术的使用也解决了很多数据中心存在的硬件设备资源利用低及大量硬件设备所造成的数据中心供电、散热等问题,保护用户投资。
图2 服务器虚拟化拓朴结构图
5.结束语
服务器虚拟化技术虽然不算是新技术,但是对于很多人来说,还是要有一个了解和接受的过程。在过去的数字化校园建设重在IT基础架构建设,现在和未来必将侧重于建设领先的虚拟化IT环境。服务器虚拟化技术在飞速发展的同时,虚拟化的基础架构也受到了很大的挑战,突出的问题是一个篮子里放了太多的鸡蛋是否安全?如果运行着10台虚拟服务器的主机出了故障,造成的损失能否补救?其实,这个问题已经有了很多的解决办法,不久的将来还会有新的解决方案供用户选择。相信在虚拟化厂商和用户的不懈努力下,虚拟化过程遇到的困难和问题鄢会一一被解决,虚拟化的明天必将更美好。
[参考文献]
[1]谭文辉.利用VMware实现数据中心服务器虚拟化[J]. 舰船电子工程,2008,6.
[2]周铁成.虚拟化技术在数据中心架构中的应用研究[J]. 现代计算机,2009,4.
[3]张文盛.虚拟化服务器的应用研究[J]. 办公自动化, 2010,8.
本文将主要谈论我们依托多媒体等教学手段和网络教学网络搭建的多元立体化教学平台,在操作系统教学中的一些探索和体会及教学效果。
一、理论课讲授:在建构主义理论指导下,引导学生成为学习的主体,化被动接受知识为主动探索未知
(一)多以实例剖析抽象概念和理论
操作系统的功能即为用户程序提供抽象和管理计算机资源,因此《操作系统》课程的抽象概念是需要重点讲解和分析的,是含混不清的一般性叙述?还是通过解析某个特定实例?我们在实践中发现后一种方式效果要好。
(二)注意理论联系实践,循循善诱
在课程讲授过程中,尽可能的用身边的客观问题做实例,让学生更好的理解相关的概念和算法。例如:在介绍页面置换算法时,以新进商品(页面)要放入到超市货架(内存)为例说明当货架满时将哪件商品换出合适。FIFO算法忽略了商品自身的重要性,因此FIFO算法并不合理。然后引导学生综合考虑进入超市的先后和重要性(即最近是否有顾客浏览或者购买该商品)的置换算法(第二次机会页面置换算法)会比较合理。接下来又抛出第二次机会算法经常要在链表中移动页面降低了效率的问题,引导学生思考更好的办法,也就是把页面保存在循环链表中,即时钟页面置换算法。如此,从生活的例子入手,一步一步引导学生思考,既可以加深对页面置换算法的理解又可以增加课堂气氛的活跃。无形中学生成为知识获取的主体,可以进一步引导其提出其它教材中未提到的页面置换算法,从而为后续的设计性和综合性实践奠定理论基础。
(三)善用比喻类比和动画
操作系统课程中有一些晦涩的理论和算法,直接讲解很容易停留在抽象层面。此时采用恰当的比喻、类比或形象的动画,学生会比较容易理解和消化。而对于一些操作系统进行资源分配和管理的算法的描述则可以借助Flash动画直观而形象,学生表示很受用。此外,吸引学生参与到相关Flash动画制作工作当中,将激发起极大学习兴趣和积极性。
(四)习题讲解同步,并引入实际操作系统平台案例分析
每讲完一个关键知识点就辅助一定习题,鼓励学生大胆思考,勇敢出错。然后针对学生出的典型错误,结合知识点剖析,让学生对抽象理论有深刻的理解并学会拿来解决实际问题。对于核心知识点,引入具体操作系统平台案例深入分析,让学生可以触及进程管理、内存分配机制等内核,使学生对研究开发嵌入式系统、交互系统等有了清晰认知。
二、实践教学改革:强调实践出真知,同时强调团队协作的力量,实现知识和能力互长
实践教学是培养学生创新能力的“切入点”。实践教学的广泛性和立体性使其在培养学生创新能力过程中具有不可替代的作用。我们在杨柳等采取“重基础、重实践、重创新的多方位教学模式”启发下,根据独立学院的实际学情,提出了以实验(包括基础性实验、设计性实验、综合性实验)和项目实战为核心的实践教学模式,确保实践内容的可操作性和连贯性、渐进性。
(一)验证性实验:以一个具体的操作系统(Linux)为例进行与课程知识点直接相关的实验,如基于Linux命令的进程创建,让学生将学到的知识马上进行实践操作,有利于知识的巩固和洞察操作系统的具体行为,进而深入理解操作系统的精髓。
(二)设计性仿真实验:与具体平台无关,如银行家算法模拟,重点在于通过实验掌握核心算法,并为后续的综合性实验和项目实战做准备。
(三)综合性实验:引入开源的Linux系统内核分析,布置对内核进行修改的综合性实验,旨在激发学生学习操作系统的兴趣和主动性,又训练学生分析问题、解决问题的综合能力。
(四)项目实战:最后在毕业设计环节,鼓励学生在开源代码基础上设计和实现一个完整的小型操作系统,从而大大提升应用实践能力。
此外,实验中设计了若干思考题,让学生观察实验结果总结相关理论,以进一步提高学生理论联系实际的能力。并针对学生基础和能力的参差不齐,提出了分层次教学,对实验的要求分为最高目标和最低要求,规定所有学生必须都完成最低要求内容,而对达到最高目标的学生有加分奖励。为实现新形式下应用创新型人才培养目标,协同合作能力培养不可或缺,在实践教学上体现在:在上机过程中,由于学生太多,在鼓励同学们优势互补的基础上分了组,从而可以优先对组长指导,然后由组长指导学生;同组同学相互探讨解决在实践设计过程中遇到的各种问题和程序错误。当问题较普遍的时候,当堂或者下一次课的讲授中集中说明讲解。课后学生上交实验报告(设置提交期限,超过期限将扣分甚至不得分)。在实践教学中依然遵从了学生为主体,老师引导和协助的建构主义理念。
三、评价方式改革:过程性评价为主的多元一体评价方式,激发学生更大的积极性和进取心,化知识获取为能力提升
改变传统以单一的试卷形式进行的总结性、知识性考核方式,探索以能力为导向的过程性评价机制,淡化期末考试。采用平时考核与期终考核相结合、知识评价与能力评价相结合的课程学习评价方式。采取任务驱动模式,引导和推动学生循序渐进地完成教师设计的课程内容,促使学生从被动的知识接受者转变为主动的知识探索者,构建各自的知识树,并使学生在学习过程中逐步训练和养成良好的纪律性、沟通合作的技能、多元思维方式等综合素质和能力。
我们采用概念阐释到位的经典外文教材及译本,讲述过程中注重采用实例分析,避免含混不清的一般性叙述;完整的实验讲义和明确的实验目标,将实践教学落到实处,真正实现了理论与实践的紧密结合;教学内容由浅及深、层进式教学内容设计更好的贴合了我们实际学情。我们课程团队通过多种教学手段相互补充,集课堂、实验、网络教学于一体,初步形成了多维立体化教学模式:“课内教师教学 + 课外学生小组学习+创新项目实践”,“常规教学 + 实验教学 + 网络教学”,“课上多媒体教学为主/板书为辅 + 启发引导为主/讲授为辅 + 现场习题和案例集中剖析”及 “课后作业练习 + 上机实践+ 毕业设计项目演练”。这些探索和改革显著改善了教学效果。
参考文献:
【关键词】系统经济学;Android;层级结构
一、经济系统的层次性
一般系统论创始人贝塔朗菲定义:“系统是相互联系相互作用的诸元素的综合体”,他强调元素间的相互作用以及系统对元素的整合作用。牵一发而动全身是系统的特征,更是当今社会经济的特征。
经济系统是系统经济学研究的主要对象,经济系统的层次性是系统经济学的重要概念之一。经济系统的层次性指根据某个或某些指标可以把经济系统划分为若干层次的经济系统,每个层次的经济系统都有自己独特的特征和规律。根据组织水平的不同可以,将经济系统分成六个层次,即“家庭经济系统企业经济系统产业经济系统区域经济系统国家经济系统全球经济系统”。
一般来说,高层次的经济系统是以低层次的经济系统为其载体的。低层次的经济系统是高层次经济系统的子系统或经济元(经济元是指具有一定功能的所有系统水平上的经济实体,经济系统是由经济元和经济元之间的关系组成)。
二、Android智能手机操作系统在经济系统层级过渡的链接
1.家庭经济系统过渡到企业经济系统
沟通与交流是人类组成社会的充分必要条件。信息爆炸的现在,人与人、人与家庭、家庭与家庭的联系需求比以往的任何时期更加强烈。手机的出现更好的满足了人们沟通交流的需求,随着消费者对手机需求的增加,其对手机功能的需求却与价格成反向关系。
Android智能手机操作系统的成功研发,很好的解决了需求和价格的问题。Android手机操作系统是开源的,采用Webkit浏览器引擎,具有触摸屏、高级图形显示和上网功能,消费者能够在手机上查看电子邮件、搜索网址和观看视频节目等,比其他手机具有更强大的搜素功能,可以说是一种融入全部Web应用的单一平台。它的开源性,极大地降低了开发成本,因此安卓手机受到市场强烈欢迎,市场占有率从2009年的1.3%①,一路飙升到2013年第一季度的51.4%。
Android手机系统的特征在于系统的开放性和服务免费,作为对第三方软件完全开放的平台,使开发者开发程序时拥有更大的自由度,突破了iPhone等只能添加为数不多的固定软件的枷锁;同时与Windows Mobile、Symbian等厂商不同,它免费向开发人员提供,可节省近三成成本。生产成本的降低和家庭经济系统对其需求的加大,企业经济系统也在随之变化。
本文以代表性的三星集团为例。三星在市场上的崛起可以通过和诺基亚(生产Symbian操作系统)的市场占有率比较看出。2009年第三季度诺基亚在中国市场的占有率为50.08%,三星为12.36%,而到了2012年第二季度诺基亚却降到了2.5%,三星为22.20%②。2013年第一季度,全球安卓智能手机收益共达50亿美元。三星以占安卓智能手机总收益的95%份额主导安卓手机市场。
三星的成功依赖于充分运用了企业经济系统中各经济元之间的相互作用。企业系统的经济元包括很多,本文只选取对三星成功最重要的六个经济元和它们的相互作用来分析。如图1所示。
图1 智能手机企业经济系统
三星的高管对家庭经济系统的需求信息做出正确的判断,将旗下50%智能手机采用Android操作系统,全面转投这个开源平台。三星的财务管理子系统向技术研发管理子系统投入了大量研发安卓智能手机操作系统的研发费用,像产品数据管理子系统投入设计费用,以便安卓手机能够更美观便捷,同时向营销管理子系统支出营销费用,进行系统营销。三星通过家庭子系统了解安卓智能手机操作系统的需求,进而通过企业经济系统的整体运作,扩大市场占有率,获取超额利润。
2.企业经济系统过渡到产业经济系统
Android操作系统为制造智能手机的企业经济系统带来了超额的利润,这必定会带动相关企业经济系统的发展,为整个产业经济系统带来利润。
这里的产业经济系统的经济元主要有9个,即家庭经济系统、Android手机制造企业经济系统、广告企业经济系统、半导体企业经济系统、开发Android操作系统企业经济系统、移动网络运营企业经济系统、Android手机应用交易平台、支付平台、Android手机应用软件开发企业经济系统。
与安卓手机相关的产业经济系统中这9个经济元和经济元间的相互作用如图2。图中是以现金和服务或产品为链接,将家庭经济系统、Android手机制造企业经济系统同其他的经济元相互作用共同构成产业经济系统。从图中我们可以看出,只要产业经济系统中的一个经济元能获得超额的利润,由于关联性,可以带动整个产业经济系统获得利润。
图2 与Android手机的相关的
产业经济系统之间的经济关系
3.产业经济系统过渡到国家经济系统
安卓智能手机操作系统这种产品的特殊性,使之不能像其他传统产品那样可以按照家庭经济系统企业经济系统产业经济系统区域经济系统国家经济系统逐级过渡,因为安卓手机操作系统是一种虚拟产品,受到区域限制较少,所以可以直接从产业经济系统过渡到国家经济系统来分析。
安卓手机产业经济系统的发展,引起了我国政府的重视。中国工业和信息化部电信研究院在一份报告表示:“我国移动操作系统研发对于Android系统存在严重路径依赖。”Android操作系统是一种开源系统,但其核心技术和技术路线受到谷歌的严重控制,导致我国操作系统研发企业时刻面临谷歌的商业歧视。
我国三大运营商中,中国移动推出了自有的手机操作系统,名为Open Mobile System,简称OMS。由于其技术短板,导致我国品牌缺乏国际竞争力,而且消费者对OMS系统几乎没有差异化的体验,与Android系统相差甚远。
手机操作系统作为向上支撑软件、向下管理硬件和横向构建手机产业经济系统的基础,必然成为提高我国智能手机产业竞争力的第一突破点。失去产业主导权将导致国际巨头长期垄断市场,掠夺利润,威胁安全,所以必须大力发展我国自主知识产权的智能手机操作系统,进而提高我国在智能手机和移动互联网产业的国际竞争力,更加快速地促进我国智能手机产业的发展。国家经济系统中与智能手机经济系统相关的经济元主要有5个,即Android智能手机操作系统的产业经济系统,我国自主研发的操作系统产业经济系统、司法系统、政府、教育系统。国家经济系统的经济元之间的相互作用如图3所示。
图3 国家经济系统中
与智能手机经济系统相关的经济元及其之间的关系
从图3可以看出,我国要想提高在智能手机和移动互联网产业的国际竞争力就应该从国家经济系统的整体出发,政府分别向司法和教育系统传递出支持研发和大力发展人才的信息,然后各个系统再做出反应,只有国家经济系统的每个子系统相互协调、相互配合、相互激励才能使国家这个总体经济系统得到整体的升级。
三、小结
本文以系统经济学的层级结构理论来浅析了Android智能手机占有率提升的这个经济现象。当今社会是“系统的时代”,经济的一些经济现象应该从系统的角度去分析,问题的解应该放到社会这个大的系统中来寻求,而非只是片面的拘泥于小部分来找答案。
注释:
①数据来源于艾媒市场咨询2006-2010年中国智能手机操作系统市场份额。
②数据来源于艾媒市场咨询。
参考文献
[1]昝廷全.系统经济学探索[M].北京:科学教育出版社, 2004.
[2]昝廷全.系统经济学学术散墨[M].北京:中国书店, 2012.
[3]张迪.移动互联网背景下手机操作系统的产业链纵向约束研究[D].北京邮电大学硕士论文,2011.
关键词:高职院校 复合图书馆 集成管理系统
中图分类号:G250 文献标识码:A 文章编号:1003-9082 (2013)11-0023-02
一、复合图书馆
从“复合图书馆”这一概念诞生到现在,国内外学者对“复合图书馆”的定义与解释很多,复合图书馆(英文为Hybrid Library) ,这一概念最早是在1996 年英国学者苏顿的题为《未来的图书馆服务模式与功能融合:作为技术人员、著作者和咨询员的参考馆员》一文中首次提出的。他在文章中指出在复合图书馆中,印刷型和数字化馆藏将共同存在,用户可以通过图书馆的服务器或网关自由访问跨地域的分布式数字化资源。[1]
笔者是一名高职院校图文信息中心的工作人员,个人比较倾向于把复合图书馆作为独立存在的一个基本形态来看,在工作中也发现纸质图书在实际流通中很受欢迎。虽然整个图书馆事业一直在朝着数字图书馆的方向前进,对数据库尤其是论文库、标准库、学术期刊数据库的利用率都挺高,但事实上由于多种因素的约束,传统图书馆仍然在发挥着原有的作用,目前图书馆仍然处在多种载体类型文献共存的发展阶段。
二、图书馆集成管理系统
系统就是为某一特定目标、具有特定功能的、相互间具有有机联系的诸多元素所构成的一个整体。[2] 对于系统集成,目前尚无统一定义,人们从各自不同的出发点分别提出了各种不同的定义。笔者采纳如下定义:系统集成不是一套单一的系统,也不是一套计算机硬件,更不是一套软件,而是一种融合了应用系统行业特征、计算机知识、通信技术和系统工程方法的综合技术,是向用户提供复合需求的一体化解决方案。[3] 核心是信息集成,即利用计算机、通信、数据库等信息处理技术和设备,采用一定的系统结构和设施对组织内外的业务数据流进行操作、传输和重组。目标是功能集成,利用先进技术重组应用系统经营流程,从而实现既定功能。
图书馆集成管理系统是引进系统论思想和系统工程技术进行系统分析与设计取得的成果。它是将图书馆整体和计算机整体结合起来,形成一个新的有机整体。图书馆集成系统可以使得图书馆的主要功能(包括流通、编目、公共检索、期刊管理)都在一个书目数据库的基础上实现。使用集成系统以后,各个部门的图书馆员可以随时了解一种图书馆藏品的状态(订购、加工、外借、预约等),读者也可以随时检索图书馆馆藏,大大地提高了图书馆业务工作的效率。
三、实例分析
随着高职院校建设的飞速发展,很多学校已经建立起覆盖全院的信息网络。我院图书馆主要是为学院的教育教学科研提供服务的,也就是说读者群主要是广大学生和本院教职员工。就图书馆而言,日益增加的藏书量和各种文献载体需求给图书馆的内部业务管理增加了很大的压力,而且读者对能提供在线馆藏资料查询和个人借阅信息查询等功能也提出了旺盛的需求。下面笔者将对此背景作需求分析,并提供一个复合图书馆集成管理系统的建设方案。
1.需求分析
①读者的需求是图书馆集成管理系统的主要任务。能够方便地查询个人的基本资料、查询自己帐号的图书借阅情况;能随时随地查询图书馆的馆藏信息;能方便地预约图书、续借图书;能在图书馆上网。
②图书馆操作人员的需求是能修改登陆系统的密码;能进行借还、赔偿图书的处理;对新书进行验收、编目加工等处理;能够对读者借阅情况、图书利用率等进行统计,分析数据。
③系统管理人员的需求是对图书馆操作人员的操作权限进行增加、修改和删除操作;设置读者的借阅等级和权限;设置系统总参数,统计、修改,维护、备份系统数据。
我院图书馆采用的是一种把采、编合为一体的基于文献加工服务流程的管理模式[4],类似于工厂里的生产流水线,而书刊就是业务处理对象,所以图书总体流程作为主要业务进行分析。
2.集成管理系统建设方案
参考学院教育网络的实情以及将来与数字化校园集成的考虑,再结合复合图书馆集成管理系统要求系统安全可靠、处理内部业务时响应速度要快、又必须提供在线交互式服务,还要有相当的可扩展性等因素,所以笔者认为采用C/S和B/S混合的体系结构是目前复合图书馆集成管理系统的最佳选择。
①主要功能和目标
按照工作流程设置采访、编目、典藏、流通、期刊管理、数据统计和系统管理这7个功能模块,提供印刷型文献从采购到入藏、电子资源从采购到数据整合,最后到为读者服务的功能。
目标是以可扩展的通用数据库为基础,对各种类型载体文献实现订购、编目、入藏、流通的处理;为统计借还信息、书刊利用情况、阅览信息、书刊处理情况等数据提供多角度的统计分析;同时要求该系统具有良好的扩展性能,以便以后将新标准集成到系统中。
②系统架构配置
硬件配置根据每个学院的实际情况而定。
软件配置:数据库操作系统:L i n u x;客户端操作系统:Windows 2000/ 2003;
应用服务器操作系统:Windows 2000/ 2003;数据库平台:Oracle。数据库和应用服务器配置防病毒软件。交换机和服务器还要配置UPS电源。
③系统安全策略
安全性是系统要考虑的重要问题。访问权限控制技术是在保护资源安全的条件下实现资源共享,以访问控制表的形式来规定用户对文件、数据库、设备等访问权限。[5]防火墙是一种控制进出两个方面的通信安全系统,适合相对独立的、网络服务种类相对集中的单一网络。目的就是加强网络间的访问控制,防止外部非法用户对网络进行未授权访问。
3.现状和改进
从需求分析看出:我院图书馆是一个以高职院校师生员工为服务对象、以印刷型书刊为主要业务处理对象的复合图书馆,在管理上是一种把采、编合为一体的管理模式。复合图书馆集成管理系统正是基于业务流程开发的、以流水线方式快速加工印刷型文献、集成了各子系统的功能,所以该系统基本上能够满足来自管理工作、业务工作和用户群的需求。
如果把复合图书馆的建设作为一个系统工程,则集成管理系统只是这个系统中一个子系统,一个重要的、不可或缺的子系统,笔者认为在借助适合的复合图书馆集成管理系统的情况下还应该尽量做到以下两点:
①树立“大采访”的理念,将电子资源与实体图书相联系,采集多种资源载体并合理配置比例,加大资源整合力度,强化网络资源等的二次加工,建立特色专业数据库;
②强化“以读者为中心”的理念提高服务质量;在系统中引进自助借还设备,将工作人员从借还功能解放为信息咨询员,提升人员业务素质,建立高素质的学科馆员队伍,以满足读者日益增加的、多样化的新需求。
参考文献
[1] 初景利.复合图书馆的概念及发展构想[J].中国图书馆学报,2001,03.
[2] 王永生.现代信息技术的关键环节—系统集成[J].半导体技术,2002,27(3).[3] 刘彦保,章根耀.系统集成与信息系统[J].延安大学学报(自然科学版), 1998,17(2).
【关键词】校园网络;网络安全;防范体系
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097(2011)11―0066-05
引言
随着国内高校新一轮信息化建设的不断深入,高校校园网规模越来越大,承载的应用系统越来越多,校园网络的结构也变得越来越庞大和复杂。随着人才培养、科学研究等各项工作对校园网的依赖性不断增加,校园网及各类应用系统的服务质量也应不断提高标准和要求,作为一个使用成熟技术和成熟设备的园区网络,网络安全是影响网络服务质量的重要因素。
但目前各高校的校园网“重建设,轻管理”的现象仍然十分普遍。在社会信息化发展的大潮中,各高校都已清楚地认识到校园网在学校各项工作中的基础地位,因此在校园网硬软件系统建设上进行了大量的投入,而正是硬件和软件系统的大规模快速增长,使得对网络的管理难以跟上建设的步伐,而网络管理是软性的工作,是不能够通过统计报表看得出问题或成绩的,因此网络管理工作很难引起学校领导的重视。但在实际工作中,相对滞后的网络管理会导致网络安全问题的频频发生,反言之,网络安全防范也是网络管理的重要内容。
本文根据目前高校校园网络存在的安全隐患来分析其成因,并在实际工作经验的基础上提出构建一套基于分层控制的“IAAPNS”网络安全防范体系,自底向上、由内到外、从技术到管理层面排查高校校园网络中潜在的安全威胁并给出防护建议。
一 高校校园网络的安全隐患及成因
目前高校校园网络的主干网都是基于TCP/IP协议的以太网,与其他类型的Intranet网络相比有其自身的特点,相应的安全隐患也就有其特定的成因。目前国内高校校园网络普遍存在的安全隐患和漏洞主要来自以下几个方面:
1 校园面积广阔,网络基础设施管理困难
经过兼并和扩张,高校的校区面积动辄上千亩、几千亩,许多高校还有地域上独立的新老校区,作为楼宇间连线的光纤布线遍布校区各处,而且往往跟其他强电或弱电线缆共用走线沟槽。对这些光纤的管理要涉及基建、后勤等多个部门,需要协调的工作也很繁杂,如果缺少一个明确的安全管理体系,就不容易分清工作界限,在出现突发故障后往往互相推诿,导致难以在短时间内恢复网络畅通。
另外一方面,校园内楼宇繁多,楼字里每几层都会有楼层网络设备间放置汇聚层或接入层网络设备,这些设备间的数量众多,但往往安全防范措施简易,门锁形同虚设,甚至有些设备间连门都没有,极易出现人为破坏或私拉乱接网线的情况,严重影响网络的运行安全。除此以外,雷击等外界原因也容易造成对网络设备的破坏。
2 网络设备种类繁多,不利于统一管理
校园网的建设一般是分批建设,不同批次、不同层次的网络设备使用的规格、品牌往往不尽相同,而这些网络设备的管理软件大多都是基于私有MIB库进行开发,这就造成了很难有一套统一的全网管理软件。病毒或黑客对网络设备进行攻击时,就很难在第一时间发现和应对,常常是在设备瘫痪之后才意识到出现了问题、进行紧急恢复。
3 网络终端数量众多,安全措施薄弱
一般高校的学生人数都是以万计,教师以干计,密集的用户群意味着网络终端的数量巨大,绝大多数网络终端以计算机为主,随着无线的普及,智能手机和平板电脑也成为重要的网络终端设备。数量众多的用户使用计算机或手机的技术水平差异很大,尤其是文科专业的师生对计算机的使用掌握得并不熟练,未装防火墙和杀毒软件的计算机比比皆是。而高校校园网只要一处出现漏洞,整个网络就无安全可言。近年来智能手机上也出现了不少的病毒和木马程序,智能手机的系统安全问题正变得日益严重。
4 系统软件本身并不安全
在目前的校园网环境中,个人终端装机占有率最高的仍然是Windows操作系统,由于使用面广,研究其漏洞的人也就更多,不少黑客都是利用其系统漏洞侵入用户的计算机,再以这些被控制的计算机作为跳板,攻击整个网络。
与个人计算机相比,服务器操作系统漏洞更具有灾难性。服务器的操作系统种类较多,除Windows之外还有Linux、Solaris等Unix系列的操作系统,而高校网络管理人才队伍中,对此类操作系统熟悉的人员比例不高,包括打补丁、差错、优化在内的各种操作系统管理手段很难周全到位。除了操作系统本身,其上所运行的各类服务软件(如IIS、Tomc~等)也存在安全漏洞问题,需要管理人员投入大量的精力进行研究和学习。
5 应用系统的安全漏洞
由于建设成本的考虑,高校的网络应用系统提供商的层次差异很大,有些就是自行组织教师或学生进行开发,缺少软件开发过程中各个层次的安全规划设计与实现,使得应用系统层面的漏洞层出不穷,这些漏洞很容易成为黑客攻击最直接的目标。还有些高校在建立Web网站时使用了开源程序,这类系统的漏洞更是容易被利用,甚至不懂黑客原理的用户经过几分钟的学习便可以掌握攻击方法。
二 高校校园网络的安全防范体系
由此可见,形成高校校园网络安全隐患的原因是多层次的,也是相互关联的,但目前各高校的网络管理部门往往采用的是“头痛医头、脚痛医脚”的“救火式”解决办法,只从某个方面或某个层次来应对。网络管理人员每天都在疲于解决各种突发性的网络安全事故,但问题还是与日俱增,网络服务质量和用户满意度仍然处于较低的水平,这种“费力不讨好”的现象迫使我们去思考更好的解决方案。
为此,针对目前高校校园网络的安全现状和威胁,结合实际工作经验,我们运用系统论的分析方法,提出构建一套名为“IAAPNS”(Integrated Associated Architecture Policy ofNetwork Security,网络安全集成关联架构策略,同时也是体系中六个层次的英语词组首字母组合)的网络安全防范体系,为高校校园网络安全提供一套完整的解决方案,以求由点到面、由“标”到“本”地系统地解决校园网络的安全问题。该体系从六个层次和角度来阐述网络安全的内容,并分析每个层次可能存在的隐患以及相应的应对策略,其中自底向上的五个层次分别是物理安全、网络安全、系统安全、应用安全和信息安全,管理安全则融合、穿插于这五个层次之中。整个安全体系的示意图如图l所示。
该体系将现行的高校校园网络安全性划分为5个横向层次和1个纵向层次,在5个横向层次中,最底层的物理安全是基础,网络安全是关键,系统安全、应用安全、信息安全是重点,管理安全是保障。下面分别对六个层次的内容、隐患来源以及应对措施进行详细阐述。
1 物理安全(Physical Security)
物理安全,主要工作是防止物理通路的损坏、窃听和对物理通路的攻击(干扰等)。保证高校校园网络和信息系统各种设备的物理安全是网络整体安全的前提,通常包括环境安全(系统所在环境的安全保护)、设备安全和媒体安全三个部分。抗干扰、防窃听是物理安全措施制定的重点。目前,物理实体的安全管理已有大量标准和规范,如GB9361-88《计算机场地安全要求》、GFB2887-88《计算机场地技术条件》、GB50173-93《电子计算机机房设计规范》等。
这一层次的安全威胁主要包括自然威胁和人为破坏等方面。自然威胁可能来自于各种自然灾害、恶劣的场地环境、电磁辐射和干扰、网络设备的自然老化等。这些无目的离散事件有时会直接或间接地威胁网络的安全,影响信息的存储和交换。人为破坏则主要来自于高校校园网周边内外的人为性的损坏,这些损坏有时是主观故意的(如学生发泄对网络服务质量的不满而对网络设备或线路进行故意损坏),有时是客观意外的(如园区周边建筑施工导致挖断网络线路)。
面对以上威胁,为保证网络的正常运行,在物理安全层次上应重点考虑两个方面:
(1)校园网规划、设计、建设时将物理安全作为重点工作对待,适当提高安全标准,为网络设备或线路搭建防护设施、建立安全控制区域,尽量降低自然威胁可能带来的风险。
(2)加强巡查,将重点网络设备或线路所在地定为安全巡逻必到点,定期安排保卫人员在巡逻时查看网络设备或线路的外观和运行状态(如各种状态指示灯是否正常等),降低人为破坏的几率。
2 网络安全(Network Security)
网络安全主要包括链路安全、传输安全和网络访问安全三个部分。链路安全需要保证通过网络链路传送的数据不被窃听,主要针对共用信道的传输安全;传输安全需要保证信息的完整性、机密性、不可抵赖性和可用性等;网络访问安全需要保证网络架构、网络访问控制、漏洞扫描、网络监控与入侵检测等。
这一层次的安全威胁主要包括:
(1)通信链路上的窃听、篡改、重放、流量分析等攻击。
(2)网络架构设计问题、错误的路由配置、网络设备与主机的漏洞、病毒等。
相应地应对措施主要有:
(1)在局域网内可以采用划分VLAN(虚拟局域网)来对物理和逻辑网段进行有效的分割和隔离,消除不同安全级别逻辑网段间的窃听可能;若是远程网,可以采用链路加密等手段。
(2)加强网络边界的访问控制。对于有明显安全等级差别的网络区域尽量增加防火墙设备进行隔离。如在校园内网、服务器区域之间设置防火墙;校园网出口处、与Intemet之间设置防火墙。
(3)在交换机上启用DHCP-Snooping技术,使任何接入校园网的计算机只能动态获得IP地址,同时杜绝未经批准建立的网站通过私自手工设置静态IP地址来架设服务器。
(4)使用IDS(入侵检测系统)。入侵检测系统是近年出现的新型网络安全技术,目的是提供实时的入侵检测及采取相应的防护手段,如记录证据用于跟踪和恢复、断开网络连接等。实时入侵检测能力之所以重要首先它能够对付来自内部网络的攻击,其次它能够阻止攻击者的入侵。当检测到有网络攻击或入侵时,可以实时发出报警,并详细保存相关证据,以便用于追查或系统恢复。
(5)对网络安全进行定期检测,以实现安全的持续性。可以利用漏洞扫描类的工具软件定期对系统进行扫描,根据扫描结果进行安全性评估,通过评估报告指出系统存在的安全漏洞,组织专家讨论后给出补救措施和安全策略。
(6)建立网络防病毒系统。在校园网中部署网络版的防病毒系统,统一管理服务器和各类网络终端的防毒软件,定时自动升级与维护,以保护全网不被病毒侵害。通过对网络中的病毒扫描集中控制,建立各种定时任务,统一集中触发,然后由各被管理机器运行,同时可对日志文件的各种格式进行控制。在管理服务器上建立了集中的病毒分发报告、各被管机器的病毒扫描报告、所安装软件的版本等报告,所有病毒扫描状态信息都可由控制台得到。
3 系统安全(System Security)
系统安全即运行在网络上的服务器、交换机、路由器、客户端主机等具有完整网络操作系统的设备的操作系统的安全。这一层次的安全威胁主要来自因操作系统本身的设计缺陷被攻击者利用从而引发的后果。对于高校校园网络而言,半数以上的攻击往往属于这一层次。这一层次的主要应对措施主要有:
(1)更新操作系统、安装补丁程序。任何操作系统都有漏洞,因此,系统管理员的主要工作内容之一就是监控运行在网络上的各类设备的状态,发现异常应当及时解决、排除故障。对于交换机、路由器等设备而言,主要是更新操作系统的版本,这一类设备主要用于数据交换,因此其内置固化的操作系统往往功能简单、体积很小,厂商的常规做法是新版本的系统,因此只需直接刷新即可。对于服务器、客户端主机等设备,因其主要是用于数据处理,操作系统功能复杂、体积庞大,厂商通常是一些补丁程序来进行更新,因此直接安装即可。
(2)优化系统。现代操作系统往往是多功能、多模块、多组件的,可能一项系统设置可能会影响多个功能,也可能多个选项来共同作用于一个功能。因此,对操作系统进行优化是一项非常必要的工作,甚至个别系统的个别选项如果不加以优化可能会被攻击者利用,从而产生威胁。实际当中包括关闭不需要的服务和端口并建立监测日志等。
(3)实行“最小授权”原则,分配正确和合适的权限。仅仅保持系统的版本最新、并做了优化是不够的,试想如果网络上的设备被设置了“123456”这样的密码,而且使用这个密码登录后还是最高权限的系统用户帐号,那么整套网络和信息系统的危险可想而知。实行“最小授权”原则(网络中的帐号设置、服务配置、主机间信任关系配置等为网络正常运行所需的最小限度),关闭网络安全策略中没有定义的网络服务并将用户的权限配置为策略定义的最小限度、及时删除不必要的帐号等措施可以将系统的危险大大降低。例如,根据需要设置帐号和权限,并为帐号设置强密码策略是必须完成的工作,如至少应该在8位以上,而且不要设置成容易猜测的密码,并强制用户每个月更改一次密码等等。
(4)及时查杀服务器系统中的病毒、木马和后门程序。
4 应用安全(Application Security)
应用安全主要是针对网络中提供的各种功能和服务而提出的,例如Web服务:E-Mail服务、数据库服务、各种业务系统、各种信息系统等等。应用安全的威胁主要有:应用系统缺陷、非法入侵等。这一层次的主要应对措施有:
(1)及时升级和更新各应用软件和信息系统,降低因软件设计缺陷引起的风险。若应用软件或业务系统是高校自行开发,系统的使用部门(往往是业务部门)应联系开发人员及时跟进,发现漏洞及时修补。
(2)对应用软件和信息系统实行身份认证和安全审计。
与系统安全类似,应用软件和信息系统也应对使用者进行分类、分配权限、认证身份并审计各种操作。例如可以按照需要在高校校园网内部建立基于PKI的身份认证体系(有条件还可以建立基于PMI的授权管理体系),实现增强型身份认证,并为实现内容完整性和不可抵赖性提供支持。在身份认证机制上还可以考虑采用IC卡、USB-Key、一次性口令、指纹识别器、虹膜识别器等辅助硬件实现双因子或多因子的身份认证功能。同时,还应特别注意对移动用户拨入的身份认证和授权访问控制。
5 信息安全(Information Security)
信息安全注重的是网络上各类数据、信息的内容安全。这一层次可能的威胁和相应的应对措施有:
(1)植入恶意代码或其他有害信息。一部分攻击者经常采用的攻击方法是扫描网段找到有漏洞的主机,接着使用黑客软件或攻击程序进行刺探,在获得系统权限后将恶意代码植入到在该主机上运行的各应用软件或信息系统中,待其他用户正常使用时发作,或修改页面的内容造成不良影响。针对这种情况,可以部署网页防篡改系统,减少Web站点的内容被恶意更改植入恶意代码或其他有害信息。
(2)垃圾邮件和病毒的传播。目前,电子邮件已经成为垃圾信息和病毒的主要传播途径之一,采用垃圾邮件网关并部署电子邮件反病毒模块能够在一定程度上减轻危害,缺点是垃圾邮件识别模块和反病毒模块需要经常性升级,在查杀和拦截上有一定的滞后性。
(3)负面舆论导向。高校历来是思想碰撞的场所,网络作为新兴载体己经发挥着越来越大的作用,因此,舆情监督和正面舆论导向将逐渐成为高校信息安全的重点工作内容。除了采取技术手段进行监督管理外,高校的信息化管理部门还应与宣传部门一道培养舆论导向的专业人员或学生,主动将信息安全的风险降到最低。
6 管理安全(Administration Security)
目前,部分高校的网络管理人员及其用户的安全意识总的来说较为淡薄,且大多数高校的网络管理制度不完善、管理技术落后、管理机构不健全。上述因素不仅使得校园网络性能下降、运行成本提高,而且还会造成大量非正常访问,导致整个网络资源浪费,带来极大的安全隐患,使得网络受到攻击的概率大幅提高。
管理安全是整个防范体系的主线和基础,贯穿于整个体系的始终。如果仅有安全技术方面的防范,而无配套的安全管理体系,也难以保障网络安全的。必须制订相应的安全管理制度,对安全技术的实施落实到具体的执行者和执行程度。
网络安全工作可以说是一项群体性的工作,网络用户的安全意识是网络安全的决定因素,对校园网络用户安全意识的教育是安全防范体系中至关重要的环节,是形成高校校园网络安全体系的基础。尤其是在病毒泛滥的大环境下,需要通过定期培训、及时通过各种手段病毒预警通知、监督和促使用户尽快打补丁等方法,达到增强师生用户的安全意识,提高必要的安全防范技能的目的。
以上便是我们提出的网络安全防护体系的六个层次,除管理安全层次外,其余五层与TCP/IP协议的层次类似,上一层的安全是建立在其下一层的安全基础之上,下一层的安全是上一层安全的重要保障,层次之间环环相扣,不留安全死角。
本体系中的六个层次也基本涵盖了高校网络管理工作的方方面面,将网络安全工作的思路分层次清晰化,具有极强的实用价值和指导作用。
三 应用效果
重庆理工大学从2001年开始大规模建设校园网络,2003年开始建设数字化校园系统。校园网按照核心层、汇聚层和接入层三个层次进行规划设计,共有各类网络设备600多台,接入信息点18000个,活跃用户大约2万人,各类服务器40多台,安装有Windows、Linux和Solaris等操作系统,数据库以Oracle和SQL Server为主。数字化校园系统覆盖办公、教务、学工、人事、财务、后勤等各个方面的工作,共计有各类系统模块80余个。在大规模的硬件和软件系统建设前期,缺乏对网络安全的系统认识,在遭遇网络安全事故时,常常只能采取临时性的应对措施。随着网络和系统规模的不断扩大,网络安全已经成为影响网络服务质量的重要根源,网络信息中心的员工几乎天天都在疲于应对各类突发性的网络安全事件。
学校从2008年开始总结网络安全工作的经验与教训,运用系统工程的分析方法,从整体和系统的角度提出网络安全防范方案,形成了“IAAPNS”网络安全防范体系,并应用到校园网的建设与维护工作中,经过三年多的运行,学校校园网络安全工作进得了明显的成绩(如图2所示):
对网络设备攻击(包括病毒)而导致网络故障的次数由2008年的334次降到2010年的65次,2011年上半年为19次;利用操作系统漏洞(包括Web服务器漏洞)攻击成功次数由2008年的46次降到2010年的6次,2011年上半年为2次;利用应用软件的安全漏洞攻击成功次数由2008年的125次降到2010年的43次,2011年上半年为15次。
随着网络安全防范工作的加强,网络服务质量明显提升,如图3所示,用户满意度从2008年61%提升到2010年的73%,2011年上半年为78%。
关键词:EPR系统 财务管理 系统应用
目前,企业的财务管理环境面临着发展的机遇和挑战:在全球实现一体化、信息化的的背景下,财务管理工作也要逐步实现信息化,这体现为,财务管理信息化、网络化;财务联系电子化;财务通讯科技化;管理人员专业化等多个方面。同时,对于许多企业而言,管理手段不断丰富,无形资产的比重逐渐上升,在这样的背景下,更新财务管理理念,引进新式财务管理模式,是十分重要的。
对于笔者所在的公司,企业的发展进入了国际化和现代化的新阶段。作为大型集团企业下属的地区公司,在筹融资及投资功能被上收的情况下,作为生产中心,财务管理的核心内容似乎只剩下了成本控制管理。以ERP作业链为基础的企业业务运作模式在一定程度上整合了企业财务管理各个环节,有力支持了企业财务核算和管理。
一、EPR 系统概述
(一)EPR 系统简介
所谓ERP(Enterprise Resource Planning)系统,是指企业在资源管理过程中对资源分配使用的各个环节进行系统化安排,从而达到资产使用效率最高的结果。EPR系统的主要运行职能是对企业财务管理中的每一个环节进行重新的安排、规划和优化,从而使得财务管理人员能够清楚地认识到公司资产的真实实时价值,为公司决策提供基本信息。。
(二)ERP 系统特点
EPR系统整合了公司内部的财务信息,从而使财务管理人员和决策人员能够清楚地获悉公司内部的基本资产状况。EPR系统的作用首先是统一信息,由于其运行模式具有高度标准化,运行内容有统一标准,因此EPR系统特点之一是统一性和高效性。
同时,ERP系统的信息获取和更新是实时的。这意味着,管理系统能够获取最新的生产经营状态。因此,EPR系统整合各个部门的财务信息,有助于系统信息整合后及时更新总体数据,EPR系统具有高度及时性。
(三)EPR 系统在财务管理中的意义
从EPR的定位中我们就可以看出,EPR的核心内容是价值链与业务链的融合管理。因为,在公司中对财务资产的管理一直是财务部门的分内职责,而财务数据又基本上来源于业务部门的生产经营行为。因此通过组织实施ERP系统,将业务部门操作与财务价值核算实时的连接起来,对于提高企业财务管理效率有很大帮助。我认为,EPR系统在财务管理中的意义如下:
1、EPR系统整合财务信息
在传统的信息收集模式和财务管理模式下,财务信息是十分不统一的,各个部门各自为战。信息难以及时传递,各部门对公司整体运营状况难以做出有效评估和调整。这极大地限制了公司决策的科学性和各个部门能动性的发挥。在EPR系统下,通过各业务模块的融合,上述问题将迎刃而解。例如:生产计划部门通过生产模块下达生产计划、根据生产经营计划各业务部门会产生其各自的物料或服务需求计划。这些需求计划,在企业的采购模块里又会生成采购计划,相应的后续采购、验收、挂账付款等事项在系统中相应完成。采购的物料和服务,又会根据需求计划和生产计划分配到各自的成本中去,经过系统设定的成本核算模式,相应的成本将会实时计算出来。EPR的运用使每个部门摆脱其各自为战的尴尬局面,解决了财务部门难以掌握整体信息的困境以及各个子核算系统相互分离的问题,解决了内部财务信息传输和整合的问题。在EPR系统下,上述所以信息都会被整合核算成为一个整体。大大减少了财务信息失误的可能性,信息高度整合,企业财务管理的效率大大提高。
2、提高财务管理的效率
企业在整个生产经营过程中,需要对自身的财务状况、运营能力、生产能力、市场环境等方面与进行一系列评估,并在此基础上做出决策。在传统财务管理模式下,据以评估的信息是相互分离的,并且在不同的部门中进行管理,如:销售部门只关心销售数据、生产部门只关心成本数据、采购部门只关心采购数据,很多重大决策缺乏过硬的数据支持。在EPR系统下,上述信息得到了高度整合。举例而言,在原料供应的需求中,其要受到受到市场环境、和库存状况等因素的影响,在EPR系统下,上述信息得到整合,企业可以根据生产状况、库存状况等决定采购与否以及采购数量,这一财务管理决策效率得到了大幅度提高。EPR 系统协调各个部门信息,从而使系统自身产生价值,形成产品和信息的一致性,实现资金流动、实物流动、信息流动的高度统一,加强了财务管理的一致性。提高财务管理的效率。
3、EPR系统的安全性和及时性
EPR系统是一个现代企业中资源管理的科学分析体系,从而使企业的财务信息资源能够准确快速地提供,减少决策失误.EPR系统有效实现了对财务管理的信息整合,使得各个部门的信息能够及时得到汇总,实现数据的动态化管理。同时,EPR系统强调对数据的统一管理。系统论认为,数据的统一整合和系统分析,能够有效减少每一个环节在最终信息获得和决策中所占的比重,从而有效避免人工失误,保证系统的安全。
然而,需要企业注意的是,EPR系统的安全性是相对的。在计算机和互联网高度发达的今天,网络黑客无所不在,一些国际化大公司也存在不少被黑客攻击造成重大损失的案例。企业应该提高警惕,加强网络和信息系统的安全。
二、EPR系统的应用
本文以笔者所在公司ERP系统为例说明,如何在财务管理中实现EPR系统的应用。
(一)数据采集系统的应用
ERP管理系统所采集的数据并以此建成的数据库主要包括总帐会计模块、物资采购模块、生产计划模块、项目管理模块等等,涵盖公司和具体业务流程,由此可见,完整的数据采集系统对EPR系统而言必不可少。
(二)ERP系统与会计核算系统融合
ERP系统作为整合公司业务的系统,其并不是专业的会计核算软件。其产生的原始数据信息,需加工处理成财务信息。为此,公司采取了ERP系统与财务核算系统融合的方式,将ERP原始业务信息,通过对照表等方式,转化成财务数据。这样,每当业务部门有业务发生,产生了实时的实物流,相应的就会产生实时的会计信息,为企业加强成本控制,实施财务管理提供了有力支持。
(三)网路系统更新
EPR系统强调数据整合,因此在应用中企业应当建立完善的内部网络和数据系统,为分公司和子公司建立并并入公司主干网络之中。与此同时,网络及硬件的建设也为系统安全提供保障。
(四)操作系统统一化
EPR系统的数据格式应当统一,才能实现数据共享。在许多企业中,其信息设备尚存在多个操作系统并用的情况,这会导致信息处理的混乱。因此,在应用EPR系统时,企业必须统一操作系统。为此,公司在集团总部层面上控制编码标准化是较好的方法。
(五)财务制度的统一化管理
EPR系统中要求业务流程,编码等高度一致。而在现实操作中,许多企业的各个部门采用不同的标识方法和标识技术,造成企业内部存在人为的信息障碍,这对于企业长期发展十分不利。鉴于此,企业应当以总部EPR系统为模版,要求各个部门必须按照EPR系统的要求整理财务报表,整合财务数据。企业应当建立内部统一的会计制度、核算办法、标准编码、业务流程和应用系统,才能实现财务管理的统一化。
另外,为适应ERP系统实时,相关业务流程会有所改变,因此切合业务流程的改变,相关的制度也应重新修订。
(六)EPR系统人员更新
EPR系统使得财务管理的处理在网络和计算机设备上完成,这就要求各业务部门操作人员需要提高认识,明确自己的操作在整个企业业务链条中的位置,并且明白每个操作所产生的财务后果。同时,传统许多由财务人员掌控和操作的程序已经被EPR系统自身所取代,这需要财务管理人员认真调整心态,及时更新知识,并将财务监督前移到业务部门岗位上去。
三、 结束语
EPR系统,作为财务管理的核心系统,是现代化企业进行管理的核心。因此,企业应当重视EPR系统的发展,高效应用EPR系统,使其真正能为企业健康高效发展发挥作用。
参考文献:
【关键词】部队医院 计算机网络 安全问题 策略
一、部队医院计算机网络安全的重要性
计算机网络安全对于部队医院而言意义重大,它不仅是医院实现现代化管理的一个需求更是部队医院在建设以及科学决策方面的一个重要保障。
(一)顺应当前部队医院现代化管理的要求
目前,随着科技的发展和我国经济市场的多元化,传统的管理模式已经无法达到部队医院的发展要求。因此,部队医院为实现现代化管理就必须在改革传统管理方式的同时不断吸纳、融合新的管理模式。在社会信息化的趋势下,计算机网络管理势必会成为部队医院的新服务模式,只有通过构建医院的计算机网络,部队医院才更好进行现代化管理。
(二)满足部队医院办公自动化建设的要求
如今,办公自动化建设已经成为了部队医院建设的首要任务。对于部队医院而言,若能完全施行计算机网络管理,那么其办公自动化建设的效率就可得到提高,因此计算机网络管理可满足部队医院办公自动化的要求。所以,部队医院应将计算机网络建设作为医院办公自动化的一个重要内容。对此,部队医院可以不断对医院相关人员进行培训,让其学习相应的计算机技术,从而利于医院建设基础的奠定。
(三)有利于决策层做出合理的决策
对于部队医院领导而言,医院进行计算机网络管理将有利于其进行科学决策。因为,通过计算机网络系统,医院可以对信息进行明确地收集和归纳,从而可为领导呈现出一份数据性的文件,利于部队医院领导在短时间内了解医院内部问题并提出相应的决策。而且,医院还可通过计算机网络管理系统开发、利用的医疗信息,这也会利于医院领导进行科学决策。
二、部队医院计算机网络安全存在的主要问题
(一)没有重视计算机网络设备的选择
部队医院进行计算机网络管理时其效果会受到计算机网络设备的影响,且只有选择符合医院实际情况的计算机网络设备才能更好地利于医院进行信息化建设。然而,部队医院在进行信息化建设的过程中并没有重视到计算机网络设备的选择工作,例如,未考虑到计算机硬件配置的型号,从而导致无法发挥出计算机网络的应有的功能,产生安全隐患。
(二)受到网络计算机病毒的影响
计算机网络病毒不仅破坏性大而且传播性强,所以,部队医院进行计算机网络安全管理时,很难找到十分有效的办法解决医院计算机网络病毒带来的威胁。目前,部队医院为能确保业务的开展,在某些事情上需要同外界网络联系,进而给了计算机病毒侵袭医院网络系统的契机,而且病毒一旦侵袭成功就会严重影响医院各项工作的开展,所以,部队医院必须采取有效的措施来确保医院内部计算机网络系统的安全性。
(三)计算机网络维护工作没有落实到位
计算机网络维护在部队医院信息化管理中也是一个影响其安全性的要素,因为只有定期对系统进行维护,部队医院才能够及时发现计算机网络中的安全隐患并施行相应的处理确保系统地安全运行。但是,部队医院在进行计算机网络管理时并未重视对网络系统的维护工作,导致计算机网络系统维护未能落实到位,从而影响了部队医院网络系统运行的健康情况。因此,怎样做好计算机网络系统的维护工作已经成为了部队医院计算机网络管理首要解决的问题。
三、解决部队医院计算机网络安全问题的建议
(一)重视计算机网络设备的选择
为能够更好地实现部队医院计算机网络化的管理,部队医院必须根据自身的情况选择合适的计算机设备,以便能够最大限度地发挥其价值。此外,在维护计算机设备安全方面,部队医院还应把握三个要点,一是加大部队医院中央机房的维护力度;二是大力建设医院的局部网络;三是对部队医院的计算机网络进行定期维护管理。同时,建设医院局部网络时要确保其合理性,且备份出交换机避免因机器故障问题而影响医院数据的传输。
(二)做好计算病毒防治工作
防止计算机病毒的方法有很多,一般可从数据、网络系统维护以及病毒防范这几个方面入手。在数据方面,部队医院可备份数据库,加密关键数据,并且确保系统可连续运行24个小时,并能在系统发生障碍后恢复数据库的数据。在网络系统维护方面,部队医院可在操作系统方面设置访问用户的限制条件,及时下载系统补丁进行漏洞修复,此外,部队医院还应该对usb接口屏蔽,限制网络浏览网址,从而最大限度地规避各种网络风险。而在计算机网络病毒防范方面,部队医院应安装相应的杀毒软件和防火墙,并定期更新病毒库,确保医院计算机网络的安全性。
(三)定期对计算机进行维护
部队医院若想拥有一个良好的计算机网络系统运行情况,就必须对其进行维护。但是,只有综合素质较高的计算机人员才能很好地胜任网络维护工作。所以,部队医院应对工作人员进行引导培养,提高其工作水平,让其能够在了解操作软件的同时熟悉计算机设备,能够及时地网络系统出现的各类问题。再者,部队医院还应对计算机工作人员的操作进行规范,加大网络安全教育的力度,让员工了解计算机病毒、黑客对计算机系统的威胁,提高对未知文件的警惕性,让其逐步形成维护网络安全的责任心,从而确保部队医院计算机系统能够更好的运行。
参考文献:
[1]韩依芹.谈医院计算机信息网络系统安全要素[J].中国医药导报,2009
[2]张.医院计算机网络完全相关问题探究[J].信息系统工程,2011
1、运用微格教学理论,准确有效地反馈教学信息
微格教学是在控制论、信息论和系统论原理的指导下,通过设定教学行为目标,传递教学信息,反馈调整,使教学活动达到最优化的动态平衡系统。几年来,我们化学组在培养青年教师的教学能力和提高化学教师的教学水平上运用了微格教学理论,收到了事半功倍的教学效果。在课前,我们对重点章节进行集体备课,将复杂的课堂教学活动分解,划分为导入、提问、讲解等分项教学技能,然后将分解的内容分配给各位老师,由他们提出每一部分如何讲解,这样对青年教师来讲,如何上好这节课就做到心中有数。
在备课活动中,我们还通过观看一些化学教师的教学录像,特别对一些获奖的优秀课片,我们经常搬入微格教学的角色录像中,进行分析评价,这样教学信息能够及时准确地反馈,特别有利于教师教学技能的提高。例如,我们将一个获奖的优秀课片搬入微格教学的角色录像中,微格课型为提问类型,内容为“乙酸的化学性质”一节的总结归纳部分。他首先让学生复述乙酸的酸性和酯化反应的概念及酯化反应的过程,最后得出乙酸具有的化学性质。在6min的微格录像中,提问的语言、问题的明确性,新旧知识的连贯性,语速、启发与暗示等提问的基本技能掌握很好。
在课后,我们立即对照目标要求进行反馈评价,经过重放录像观察、发现有待于改进。提问设计的层次不到位,不利发展学生的思维。那么如何设计出更高层次的提问呢?在部分讨论后,建议教师可设计:“乙酸为什么能与碳酸钠溶液反应?”,“在乙酸与乙醇的酯化反应中为什么乙醇中使用氧-18,它的作用是什么?”,“酯化反应中的酸是指什么酸?”等,这样会更有利于发展学生的思维能力。
2、贯彻微格教学理论,有利于更新教学思想
微格教学从整体上看,符合人类认识的规律,符合教育学的观点,符合控制论、心理学原理,它对提倡教师改进教法,更新教学观念具有很大的促进作用。在我校电化教学设备许可的条件下,我们利用微格教学中的模式行为规范,重点讲述和训练下面的语言表达、板书、导入、提问、讲解、演示、变化、强化、课堂组织、结束等十种教学技能。
现以一实例说明通过微格教学对改进教法的作用:有两位化学教师毕业年限与任职资格相同,分别用甲、乙代表,微格教学的实践录像,都以“元素性质跟原子结构的关系”一节作为讲解课型的内容。
甲老师:语言生动、教态自然、板书规范,他用流利的语言和规范的实验操作,进行比较归纳,引导学生根据反应现象,得出同一周期、同主族元素性质的递变规律。
乙老师:语言和教态略显紧张,他选在实验室上,他首先让学生根据预习的实验去做,学生通过观察现象后,很容易得出结论。
根据微格教学具有模式规范的目标要求,运用教学评价量表,很容易得出,乙在某些方面虽不如甲,但在“启发教学应用”、“知识输入的方式”上高于甲,可见,微格教学表面上看只是一种教学行为的模仿与纠正,但实质上却隐含着深刻的教学思想,对于改变传统的“注入式教学”极为有效。
3、运用微格教学理论,科学地评价教学行为
在传统的化学教学中,评价授课老师的课堂教学整体与分项的优劣上,以前没有精确的限定规则,在评价上过于笼统空泛,利用微格教学理论就能比较科学地、真实地评价教学中的每一环节。
在教学评价中,我们采用微格教学中设定的教学行为评价系统,以一定的数量参与者作为评价员,对授课教师进行评价打分。几年来,我们采用杨景宇编写的《微格教学之路》中的微格教学技能评价指标体系,评价量表和评价单的规定,对授课者的教学技能进行科学的、真实的评价,取得了丰硕的成果。有5人次获市级优质教学课,有7人次获县级优质教学课,发表和获奖的论文在10篇以上。实践证明,利用微格教学的评价系统,有利于教师教学技能的提高和教学方法的改进。
一、运用微格教学理论,准确有效地反馈教学信息
微格教学是在控制论、信息论和系统论原理的指导下,通过设定教学行为目标,传递教学信息,反馈调整,使教学活动达到最优化的动态平衡系统。几年来,我们化学组在培养青年教师的教学能力和提高化学教师的教学水平上运用了微格教学理论,收到了事半功倍的教学效果。在课前,我们对重点章节进行集体备课,将复杂的课堂教学活动分解,划分为导入、提问、讲解等分项教学技能,然后将分解的内容分配给各位老师,由他们提出每一部分如何讲解,这样对青年教师来讲,如何上好这节课就做到心中有数。
在备课活动中,我们还通过观看一些化学教师的教学录像,特别对一些获奖的优秀课片,我们经常搬入微格教学的角色录像中,进行分析评价,这样教学信息能够及时准确地反馈,特别有利于教师教学技能的提高。例如,我们将一个获奖的优秀课片搬入微格教学的角色录像中,微格课型为提问类型,内容为高二化学“乙酸的化学性质”一节的总结归纳部分。他首先让学生复述乙酸的酸性和酯化反应的概念及酯化反应的过程,最后得出乙酸具有的化学性质。在6min的微格录像中,提问的语言、问题的明确性,新旧知识的连贯性,语速、启发与暗示等提问的基本技能掌握很好。
在课后,我们立即对照目标要求进行反馈评价,经过重放录像观察、发现有待于改进。提问设计的层次不到位,不利发展学生的思维。那么如何设计出更高层次的提问呢?在部分讨论后,建议教师可设计:“乙酸为什么能与碳酸钠溶液反应?”,“在乙酸与乙醇的酯化反应中为什么乙醇中使用氧-18,它的作用是什么?”,“酯化反应中的酸是指什么酸?”等,这样会更有利于发展学生的思维能力。
二、贯彻微格教学理论,有利于更新教学思想
微格教学从整体上看,符合人类认识的规律,符合教育学的观点,符合控制论、心理学原理,它对提倡教师改进教法,更新教学观念具有很大的促进作用。在我校电化教学设备许可的条件下,我们利用微格教学中的模式行为规范,重点讲述和训练下面的语言表达、板书、导入、提问、讲解、演示、变化、强化、课堂组织、结束等十种教学技能。
现以一实例说明通过微格教学对改进教法的作用:有两位高中化学教师毕业年限与任职资格相同,分别用甲、乙代表,微格教学的实践录像,都以“元素性质跟原子结构的关系”一节作为讲解课型的内容。
甲老师:语言生动、教态自然、板书规范,他用流利的语言和规范的实验操作,进行比较归纳,引导学生根据反应现象,得出同一周期、同主族元素性质的递变规律。
乙老师:语言和教态略显紧张,他选在实验室上,他首先让学生根据预习的实验去做,学生通过观察现象后,很容易得出结论。
根据微格教学具有模式规范的目标要求,运用教学评价量表,很容易得出,乙在某些方面虽不如甲,但在“启发教学应用”、“知识输入的方式”上高于甲,可见,微格教学表面上看只是一种教学行为的模仿与纠正,但实质上却隐含着深刻的教学思想,对于改变传统的“注入式教学”极为有效。
三、运用微格教学理论,科学地评价教学行为
在传统的化学教学中,评价授课老师的课堂教学整体与分项的优劣上,以前没有精确的限定规则,在评价上过于笼统空泛,利用微格教学理论就能比较科学地、真实地评价教学中的每一环节。
在教学评价中,我们采用微格教学中设定的教学行为评价系统,以一定的数量参与者作为评价员,对授课教师进行评价打分。几年来,我们采用蒙城师范学校杨景宇老师编写的《微格教学之路》中的微格教学技能评价指标体系,评价量表和评价单的规定,对授课者的教学技能进行科学的、真实的评价,取得了丰硕的成果。有5人次获市级优质教学课,有7人次获县级优质教学课,发表和获奖的论文在10篇以上。实践证明,利用微格教学的评价系统,有利于教师教学技能的提高和教学方法的改进。