網(wǎng)絡(luò)通信基本概念精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇網(wǎng)絡(luò)通信基本概念范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

1 三網(wǎng)融合

三網(wǎng)融合是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信、電信、有線電視的有機(jī)融合，以建立高效化、完善化通信網(wǎng)絡(luò)為根本目標(biāo)，滿足社會發(fā)展基本需求。三網(wǎng)融合有著極高的技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用需求，在實(shí)踐中所有網(wǎng)絡(luò)層需實(shí)現(xiàn)有效連通。所謂三網(wǎng)融合，也可稱其是三網(wǎng)合一，即計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信、電信、有線電視相互間有效兼容、滲透等，最終整合成信息通信統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)，以互聯(lián)網(wǎng)為核心，打破傳統(tǒng)電信寬帶運(yùn)營壟斷、廣電內(nèi)容輸送的局面，明確互相準(zhǔn)入機(jī)制，廣電單位可經(jīng)營增值的電信業(yè)務(wù)等，有線網(wǎng)絡(luò)可提供互聯(lián)網(wǎng)的接入業(yè)務(wù)，電信業(yè)可參與廣電節(jié)目的生產(chǎn)制作、傳輸或者傳播新聞節(jié)目內(nèi)容，提供相應(yīng)服務(wù)等。三網(wǎng)融合在基本概念上有著不同的角度及層次，涉及到網(wǎng)絡(luò)、終端、行業(yè)、業(yè)務(wù)、技術(shù)等的有效融合。三網(wǎng)融合，其體系內(nèi)的技術(shù)類型相對較多，軟件技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、光通信科學(xué)技術(shù)、TCP/IP屬于較為常見的幾種類型。一是軟件技術(shù)，它可支持每個用戶的現(xiàn)實(shí)需求，為其提供針對支持的一項(xiàng)技術(shù)；二是數(shù)字技術(shù)，它可實(shí)現(xiàn)語音的傳輸及交換、圖像和數(shù)據(jù)等信息的編碼處理；三是光通信科學(xué)技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)呈現(xiàn)著極速發(fā)展趨勢，其在一定程度上為三網(wǎng)融合各項(xiàng)業(yè)務(wù)提供相應(yīng)帶寬服務(wù)，傳輸質(zhì)量相對較高，更可為三網(wǎng)有效融合提供優(yōu)質(zhì)系統(tǒng)平臺；四是TCP/IP科學(xué)技術(shù)，也被稱之為互聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議科學(xué)技術(shù)，對三網(wǎng)融合實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展起到基礎(chǔ)保障作用。

2 網(wǎng)絡(luò)通信科學(xué)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

網(wǎng)絡(luò)通信科學(xué)技術(shù)在社會眾多領(lǐng)域中表現(xiàn)均十分優(yōu)異，備受人們認(rèn)可及廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用前景十分廣闊。網(wǎng)絡(luò)通信科學(xué)技術(shù)有明確的特點(diǎn)，單從系統(tǒng)層面來分析，其是以網(wǎng)絡(luò)為基本形式，由若干鏈路和單個結(jié)點(diǎn)構(gòu)成；其中，單個結(jié)點(diǎn)往往是由基于集成電路載體所實(shí)現(xiàn)的通信功能基本物理構(gòu)成，如路由器、結(jié)點(diǎn)交換裝置等；通信鏈路則是以光電技術(shù)為基礎(chǔ)，將其有效應(yīng)用到計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。相關(guān)學(xué)者曾闡述，微電子科學(xué)技術(shù)屬于驅(qū)動信息化革命的基礎(chǔ)，微電子的芯片被廣泛應(yīng)用后，其計(jì)算功能可結(jié)合摩爾定理實(shí)施有效的計(jì)算分析，運(yùn)算速度每18 個月便可提高大約一倍左右，故在發(fā)展增速層面，此項(xiàng)技術(shù)發(fā)展速度較快一些。從網(wǎng)絡(luò)通信科學(xué)技術(shù)內(nèi)在特點(diǎn)層面分析，網(wǎng)絡(luò)通信科學(xué)技術(shù)向著移動化、自動化方向轉(zhuǎn)變著，并可以提供多樣化延伸服務(wù)，以自動化形式實(shí)現(xiàn)信息高速處理，以移動系統(tǒng)終端為基本載體，賦予系統(tǒng)以移動通信和移動網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)功能，充分滿足移動概念之下網(wǎng)絡(luò)需求，堅(jiān)持以實(shí)際需求為基本動力，有效提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商們技術(shù)對接的能力。例如：移動WLAN是移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的典型案例，其屬于網(wǎng)絡(luò)通信科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展重要標(biāo)志，需要著重從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、支撐技術(shù)等層面分析網(wǎng)絡(luò)通信科學(xué)技術(shù)總體發(fā)展情況。

3 三網(wǎng)融合的特點(diǎn)和趨勢分析

3.1 在融合化層面

網(wǎng)絡(luò)通信科技的一大發(fā)展趨勢即為融合化。從三網(wǎng)融合視角來分析，國內(nèi)現(xiàn)階段的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、電信網(wǎng)絡(luò)、有線電視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等都是基于自身核心技術(shù)得以持續(xù)發(fā)展的，而后向著融合化網(wǎng)絡(luò)方向積極轉(zhuǎn)變，三種網(wǎng)絡(luò)借助各自數(shù)據(jù)信息平臺為廣大用戶提供著多媒體化信息服務(wù)，不可由單一網(wǎng)絡(luò)替代，三網(wǎng)融合則會成為三種基礎(chǔ)性網(wǎng)絡(luò)今后發(fā)展方向。在技術(shù)應(yīng)用層面上，三種不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有著相似特征，技術(shù)融合才可能實(shí)現(xiàn)，如軟件技術(shù)、接入技術(shù)、數(shù)字技術(shù)等。三網(wǎng)的自身業(yè)務(wù)基礎(chǔ)相對堅(jiān)實(shí)，在社會發(fā)展進(jìn)程中，網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步都具備業(yè)務(wù)攜帶功能，故網(wǎng)絡(luò)并非恒定不變而是有著較大可變性，它們需要和市場、業(yè)務(wù)發(fā)展需求相結(jié)合。各個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同，可適應(yīng)于所傳送的不同業(yè)務(wù)信號。如電話屬于傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，但伴隨數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)逐漸超越了電話業(yè)務(wù)，在今后的發(fā)展進(jìn)程中，電話業(yè)務(wù)地位會逐漸被數(shù)據(jù)信息層面業(yè)務(wù)所替代。故網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)應(yīng)當(dāng)逐步以數(shù)據(jù)信息業(yè)務(wù)為基本發(fā)展方向?qū)崿F(xiàn)有效融合，網(wǎng)絡(luò)逐漸向著IP業(yè)務(wù)分組網(wǎng)絡(luò)形式發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)通信科技向著融合化方向發(fā)展，往往不單單依靠著技術(shù)特征的相似性，需要側(cè)重于不同市場需求層面，多種業(yè)務(wù)在向網(wǎng)絡(luò)中的相同用戶提供等同或者不同業(yè)務(wù)期間，技術(shù)融合即可實(shí)現(xiàn)。

3.2 在智能化層面

網(wǎng)絡(luò)通信科技現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用在如媒體、教育、金融、工業(yè)等眾多行業(yè)當(dāng)中，這些行業(yè)都以網(wǎng)絡(luò)通信科技作為基本的技術(shù)支撐，并形成和行業(yè)相對接的網(wǎng)絡(luò)通信科學(xué)技術(shù)業(yè)務(wù)，為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┍憷麠l件，確保全新交易方式能夠?qū)崿F(xiàn)。大部分網(wǎng)絡(luò)通信科技的有效運(yùn)用，均凸顯出智能化這一特征。例如，在早期，國內(nèi)的移動通信以4G技術(shù)為主，但通信業(yè)現(xiàn)已逐步實(shí)現(xiàn)5G體系結(jié)構(gòu)重大變革和發(fā)展；體系的變革形式屬于新一代的移動無線通信系統(tǒng)基本發(fā)展方向，不僅具備超密集式組網(wǎng)和可編程等特點(diǎn)，且具備十分突出的智能化優(yōu)勢，可以感知到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和用戶們的業(yè)務(wù)需求，可為用戶們提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)體驗(yàn)。對此，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，在世界范圍內(nèi)，5G是面向信息化社會需求的移動無線通信系統(tǒng)，其有著高可靠性及低延遲等優(yōu)勢，憑借連續(xù)廣域化覆蓋形式有效滿足于大連續(xù)低功耗等目標(biāo)需求。在場景應(yīng)用方面，其可滿足于超高速、移動式、物物通信、實(shí)時(shí)化連接和大規(guī)模化人群應(yīng)用等各種場景，可實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，為用戶們提供豐富的通信體驗(yàn)，這也屬于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)現(xiàn)階段智能化發(fā)展的重要表現(xiàn)。今后，網(wǎng)絡(luò)通信科技會持續(xù)向著智能化方向邁進(jìn)，開發(fā)應(yīng)用智能化空間較為廣闊。

3.3 在兼容化層面

如何基于核心科技節(jié)約成本、有效利用信息資源，增強(qiáng)各種技術(shù)針對不同的系統(tǒng)終端的適應(yīng)性等，均屬于網(wǎng)絡(luò)通信科技今后發(fā)展進(jìn)程中所必須考慮的重點(diǎn)問題。隨著云應(yīng)用各項(xiàng)新型業(yè)務(wù)崛起與發(fā)展，智能化終端逐步普及，今后網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)盈利將持續(xù)增加，為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)健發(fā)展提供基礎(chǔ)保證，故各類技術(shù)需要適用于市場需求變化、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)特性和硬件變化等，需要滿足多方應(yīng)用和發(fā)展需求。例如運(yùn)營商的綠色節(jié)能需求、用戶們的需求等，故今后為促使生產(chǎn)效率持續(xù)提升，網(wǎng)絡(luò)通信科技將向著兼容化的方向持續(xù)發(fā)展，維持系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行狀態(tài)，開發(fā)者需注重提升網(wǎng)絡(luò)裝置和技術(shù)的靈活度，開發(fā)更具安全性、綠色化網(wǎng)絡(luò)科學(xué)技術(shù)，基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)升級。

3.4 在安全化層面

網(wǎng)絡(luò)通信科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，給各個行業(yè)發(fā)展提供了動力之源。其中，交易方式改變屬于最明顯一種現(xiàn)象，以虛擬貨幣為載體的新型交易得以實(shí)現(xiàn)。伴隨網(wǎng)絡(luò)通信科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等各項(xiàng)技術(shù)的有效融合，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息量處于井噴增長狀態(tài)，在大量信息數(shù)據(jù)中含有用戶們私人信息和財(cái)產(chǎn)信息。今后，在網(wǎng)絡(luò)通信科學(xué)技術(shù)應(yīng)用中，為維持網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，需加強(qiáng)保護(hù)其具體應(yīng)用和技術(shù)信息，有效提升網(wǎng)絡(luò)通信科學(xué)技術(shù)的安全度，防止產(chǎn)生惡意的技術(shù)性破壞，以至于影響到社會各行業(yè)發(fā)展。

篇(2)

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 射頻識別 網(wǎng)絡(luò)通信 數(shù)據(jù)處理

1 物聯(lián)網(wǎng)概念的解析

關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的概念的來源，第一次正式提出，是在2005年的信息社會世界峰會上，由國際電信聯(lián)盟（ITU）第一次以正式的方式公諸于世。國際電信聯(lián)盟還指出，現(xiàn)在正處于一個無所不在的"物聯(lián)網(wǎng)"通信時(shí)代，通訊技術(shù)的進(jìn)步，使得人們?nèi)粘Ｉ畋憷潭鹊玫搅藰O大地提高。在日常生活用品中嵌入一種短距離的移動收發(fā)器，就可以實(shí)現(xiàn)移動控制。信息空間的維度隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，也在朝著多方向發(fā)展。按照物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、互通的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)對各種物品與互聯(lián)網(wǎng)的相互連接，還可以使用編碼來區(qū)分一切實(shí)物和虛擬物品，然后利用智能界面實(shí)現(xiàn)終端信息的共享。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心在于實(shí)現(xiàn)對所聯(lián)網(wǎng)物品的準(zhǔn)確識別、精確定位、及時(shí)跟蹤以及密切監(jiān)。

2 當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)研究分析

2.1 射頻識別技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，比較重要的技術(shù)就是射頻識別，現(xiàn)階段常見的射頻識別系統(tǒng)一般是由RFID電子標(biāo)簽、讀寫器和信息處理系統(tǒng)組成。射頻識別技術(shù)的基本工作原理是，利用讀寫器對那些編好電子標(biāo)簽的物品進(jìn)行讀寫和識別，然后通過無線電波技術(shù)，將讀寫器識別到的物品的有效信息傳送到系統(tǒng)信息處理模塊，自動實(shí)現(xiàn)信息的采集，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對物品的精細(xì)化、數(shù)據(jù)化管理。

2.2 傳感技術(shù)

傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作感知對傳感器的正常工作發(fā)揮著十分重要的作用，傳感技術(shù)的應(yīng)用就是建立在傳感器及傳感信息網(wǎng)絡(luò)順暢工作的基礎(chǔ)之上。一般所說的傳感器，就是指能感知被測指標(biāo)，同時(shí)可以將被測指標(biāo)按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的設(shè)備，傳感器有著相當(dāng)廣闊的應(yīng)用空間。而傳感器網(wǎng)絡(luò)則集合了多種技術(shù)優(yōu)勢，如傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，它利用系統(tǒng)發(fā)展模式，可以使用各類集成化的微型傳感器協(xié)作實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測對象的實(shí)時(shí)監(jiān)測，除此之外，還可以采集并處理周圍環(huán)境及監(jiān)測對象的基本信息。

2.3 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

可以說，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的技術(shù)藍(lán)本，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新提供了信息技術(shù)通道。在傳感器網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)方面，會經(jīng)常運(yùn)用到廣域網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和近距離通信技術(shù)。在廣域方面像IP互聯(lián)網(wǎng)、2G/3G移動通信、衛(wèi)星通信等都屬于其中比較成熟的技術(shù)，最近幾年以iIPv6為核心的新互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，更是優(yōu)化和升級了傳統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)傳送通道。在近距離技術(shù)領(lǐng)域，當(dāng)前比較成熟的主流技術(shù)基本上是以IEEE802.15.4為代表的幾種近距離通信技術(shù)。

2.4 大數(shù)據(jù)處理、云計(jì)算等信息處理技術(shù)

日常生活中，能夠制造出數(shù)據(jù)的領(lǐng)域遍布各個行業(yè)，商務(wù)貿(mào)易、在線視頻圖像資料、社交網(wǎng)絡(luò)媒體信息、企業(yè)信息管理以及電子政務(wù)等等，都會涉及到大數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的迅速發(fā)展，推動了信息處理技術(shù)的進(jìn)步，以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算為代表的信息存儲、處理技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展提供了高效的數(shù)據(jù)服務(wù)功能，也是深度挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值的技術(shù)支撐。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用展望

3.1 城市管理

在城市管理過程中，智能交通物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以自動檢測并報(bào)告公路、橋梁的“健康狀 況”，還可以避免過載的車輛經(jīng)過橋梁。在智能建筑利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以通過感應(yīng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)照明燈能的自動調(diào)節(jié)光亮度，并進(jìn)一步提高節(jié)能環(huán)保程度。

3.2 數(shù)字家庭

僅僅實(shí)現(xiàn)了電視與電腦、手機(jī)的連接，不是發(fā)展數(shù)字家庭產(chǎn)業(yè)的初衷。只有在連接家庭設(shè)備的同時(shí)，通過物聯(lián)網(wǎng)與外部的服務(wù)連接起來，才能真正實(shí)現(xiàn)服務(wù)與設(shè)備互動。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化家庭方面的成熟運(yùn)用，極大的提高了人們的生活便利程度。

3.3 定位導(dǎo)航

物聯(lián)網(wǎng)與衛(wèi)星定位技術(shù)、GSM/GPRS/CDMA移動通訊技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，能夠在互聯(lián)網(wǎng)和移 動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)使用GPs技術(shù)，使用和維護(hù)成本大大降低，并能實(shí)現(xiàn)端到端的多向互動。

3.4 現(xiàn)代物流管理

通過在物流商品中植入傳感芯片，供應(yīng)鏈上的購買、生產(chǎn)制造、包裝、裝卸、堆棧、運(yùn)輸、配送分銷、出售、服務(wù)每―個環(huán)節(jié)都能無誤地被感知和掌握。這些感知信息與后臺的GIS/GPS數(shù)據(jù)庫無 縫結(jié)合，成為強(qiáng)大的物流信息嘲絡(luò)。

3.5 商業(yè)零售

RFID取代零售業(yè)的傳統(tǒng)條碼系統(tǒng)（Barcode），使物品識別的穿透性（主要指穿透金屬和液體）、遠(yuǎn)距離以及商品的防盜和跟蹤有了極大改進(jìn)。此外通過標(biāo)簽識別和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以隨時(shí)隨地對食品生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對食品質(zhì)量進(jìn)行聯(lián)動跟蹤，對食品安全事故進(jìn)行有效預(yù)防，極大地提高食品安全的管理水平。

3.6 數(shù)字醫(yī)療

通過使用RFID為代表的自動識別技術(shù)，能夠提高醫(yī)院醫(yī)務(wù)工作人員對病人的監(jiān)控效率，減少醫(yī)療信息傳遞失真的情況發(fā)生。RFID技術(shù)與醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）及藥品物流系統(tǒng)的融合，是醫(yī)療信息化的必然趨勢。

3.7 防入侵系統(tǒng)

發(fā)達(dá)國家將大數(shù)據(jù)作為重要的情報(bào)收集手段，通過成千上萬個覆蓋地面、柵欄和低空探測的傳感節(jié)點(diǎn)，防止入侵者的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。日本防衛(wèi)省將從2015年開始正式研討將互聯(lián)網(wǎng)上累積的“大數(shù)據(jù)”運(yùn)用于海外局勢的分析。這一舉措作為自衛(wèi)隊(duì)海外活動擴(kuò)大背景下的新方案，旨在強(qiáng)化情報(bào)收集能力。

4 結(jié)束語

隨著信息技術(shù)和多媒體技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會越來越成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域也會逐漸增多，我國在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，有著不錯的發(fā)展優(yōu)勢，龐大的市場需求催生了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的傳播和擴(kuò)撒。在我國以信息化帶動工業(yè)化的發(fā)展路徑指引下，未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展會對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到越來越重要的推動作用。

參考文獻(xiàn)

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篇(3)

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 動態(tài)鏈接庫 協(xié)議工作說明書

一、引言

PRT-GET定義為一個協(xié)議模擬器，所謂協(xié)議模擬器就是通過某種途徑模擬各式各樣的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議從而可以進(jìn)行具體而實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)通信，最終達(dá)到同時(shí)支持多種通信協(xié)議的目的。PRT-GET不同于現(xiàn)今網(wǎng)上存在的各種網(wǎng)絡(luò)工具，使用它可以編寫基本上所有的基于Socket應(yīng)用層的通信協(xié)議，PRT-GET的設(shè)計(jì)解決了用戶使用網(wǎng)絡(luò)工具時(shí)難以支持新出現(xiàn)的協(xié)議的問題。

二、PRT-GET的特點(diǎn)

作為一個優(yōu)秀的協(xié)議模擬器，PRT-GET具備以下的幾個特點(diǎn)：

1．PRT-GET是一個動態(tài)鏈接庫。考慮到應(yīng)用程序的擴(kuò)展極其的不方便，所以沒有把PRT-GET設(shè)計(jì)成應(yīng)用程序的形式，而采用動態(tài)鏈接庫的方式，該方式可以方便地進(jìn)行二次開發(fā)，也方便擴(kuò)展軟件的功能。

2．PRT-GET是完全面向?qū)ο蟮摹RT-GET是一個可二次開發(fā)的動態(tài)鏈接庫，所以面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)模式能令二次開發(fā)更加高效。

3．PRT-GET的代碼擴(kuò)展性高。使用PRT-GET時(shí)，如果PRT-GET本身提供的功能不夠，那么用戶可以通過擴(kuò)展PRT-GET中對應(yīng)的類，以實(shí)現(xiàn)自定義的功能。

4．PRT-GET支持自定義協(xié)議。PRT-GET的最大特色就是支持用戶自定義應(yīng)用層協(xié)議，通過用戶編寫的協(xié)議工作說明書，PRT-GET忠實(shí)地執(zhí)行用戶在說明書中指定的每一個操作，也就是說，用戶無需編寫任何一句代碼就可以使PRT-GET支持自定義協(xié)議。

5．PRT-GET的使用方便。PRT-GET使用時(shí)只需要調(diào)用動態(tài)鏈接庫就可以輕松地使用其中的協(xié)議控制類。

三、PRT-GET的設(shè)計(jì)

1．PRT-GET的工作層次

PRT-GET設(shè)計(jì)為一個動態(tài)鏈接庫，它為系統(tǒng)應(yīng)用程序提供中間層服務(wù)，使得應(yīng)用程序無需了解網(wǎng)絡(luò)通信的具體邏輯，只需把網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容當(dāng)作本地的內(nèi)容操作即可，從這點(diǎn)看起來PRT-GET也是一個協(xié)議，而且更是一個能提供很多協(xié)議服務(wù)的協(xié)議支持軟件。PRT-GET在網(wǎng)絡(luò)中的工作層次如圖1所示。

對于使用PRT-GET作為網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的應(yīng)用程序來說，用戶可以指定PRT-GET使用哪個協(xié)議進(jìn)行工作，因?yàn)镻RT-GET是在需要使用時(shí)才加載協(xié)議內(nèi)容的，所以用戶可以隨時(shí)動態(tài)指定PRT-GET使用的協(xié)議，甚至可以動態(tài)修改PRT-GET使用的協(xié)議內(nèi)容。當(dāng)協(xié)議組里面包含的協(xié)議不滿足用戶要求時(shí)，用戶還可以添加新的協(xié)議，這只需要添加一個協(xié)議工作說明書到協(xié)議組里面就可以了。

應(yīng)用程序

計(jì)算機(jī)

PRT-GET

協(xié)議組

協(xié)議內(nèi)容

服務(wù)器

服務(wù)程序

用戶

圖1 PRT-GET工作層次

PRT-GET工作時(shí)根據(jù)用戶指定的協(xié)議加載協(xié)議工作說明書，然后再依照協(xié)議說明書內(nèi)容與遠(yuǎn)端服務(wù)器/客戶端協(xié)作工作。對于PRT-GET來說，遠(yuǎn)端機(jī)器是透明的，PRT-GET的機(jī)器透明性是基于工作在TCP協(xié)議上的Socket的，所以對于PRT-GET來說沒有機(jī)器的差別，沒有平臺的差別。

2．PRT-GET的幾個概念

在PRT-GET中，有一些基本概念貫穿于整個PRT-GET的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程中。

（1）協(xié)議

PRT-GET中的協(xié)議對應(yīng)著一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。協(xié)議在PRT-GET程序中只是一個邏輯的存在，并沒有具體的某個協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，所以如果要使PRT-GET支持某個協(xié)議的話，需要編寫一個具體的協(xié)議工作說明書與PRT-GET相配合。也就是說協(xié)議工作說明書是PRT-GET的具體協(xié)議的載體，也是PRT-GET支持協(xié)議的體現(xiàn)。

（2）元素

元素是PRT-GET的一個新概念。所有的協(xié)議都是一些基本通信單元的組合，而PRT-GET就是通過將協(xié)議分解成一個個的基本單元從而做到支持各種協(xié)議的。這種基本單元就是元素。元素是PRT-GET中協(xié)議構(gòu)成的基本單位，一個PRT-GET的協(xié)議本質(zhì)上就是一些PRT-GET的元素序列，同樣的，對元素的不同組合可以生成不同的協(xié)議，這就是PRT-GET可以支持不同協(xié)議的本質(zhì)原因。

程序中的一個元素類的對象對應(yīng)著協(xié)議工作說明書的實(shí)際一行，也就是代表著通信交互中的一個基本交互單元。協(xié)議工作說明書中指定了每一個通信單元應(yīng)當(dāng)使用的元素類，并執(zhí)行相應(yīng)動作實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的通訊單元。

為更好的實(shí)現(xiàn)通訊單元的分割和減少通信協(xié)議工作說明書的編寫難度，定義了動作元素和輔助元素這兩個概念。

動作元素：對應(yīng)著一個通訊基本操作，它指明了對于本次操作應(yīng)該如何進(jìn)行。

輔助元素：對動作單元進(jìn)行輔助處理的單元，它是從屬于動作單元，一個動作元素可以有零個或多個輔助元素。

動作元素和輔助元素指定了協(xié)議的一個通信單元的工作方式，而本次通信的內(nèi)容就由內(nèi)容項(xiàng)指定了。一個元素由動作元素和輔助元素、內(nèi)容三項(xiàng)組成，其結(jié)構(gòu)如下：

動作單元 [輔助單元]* [內(nèi)容]

（3）分析器

PRT-GET中并沒有協(xié)議的實(shí)體存在，代替的是用協(xié)議工作說明書作為協(xié)議的載體，而協(xié)議工作說明書只是一個文本文件，如何將這個協(xié)議工作說明書的內(nèi)容加載到內(nèi)存并轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€一個對應(yīng)的元素，這個工作是由分析器來解決的。

分析器有協(xié)議分析器和元素分析器兩種，分別用于不同用途。

協(xié)議分析器：協(xié)議分析器主要的工作是分析協(xié)議工作說明書并創(chuàng)建該說明書對應(yīng)的元素序列，輔助Protocol實(shí)體的創(chuàng)建。

元素分析器：元素分析器的工作是從一個字符串中分解出輔助元素和內(nèi)容，以支持元素類的動作。

PRT-GET工作流程

PRT-GET的使用非常的方便，只需要使用URL創(chuàng)建出具體的一個協(xié)議對象則可以與主機(jī)通信，而此URL的要求為“protocol://host: port/file”格式，其中port并不是必須的，如果沒有指定的話就會使用對應(yīng)協(xié)議的協(xié)議工作說明書中指定的默認(rèn)端口。

PRT-GET工作時(shí)，將會根據(jù)用戶提交的協(xié)議名檢查其協(xié)議說明書庫中是否有該協(xié)議，如果發(fā)現(xiàn)對應(yīng)的協(xié)議不存在則拋出一個異常提示用戶。找到指定協(xié)議后，PRT-GET將創(chuàng)建一個協(xié)議對象以實(shí)現(xiàn)通信，并將協(xié)議工作說明書加載進(jìn)內(nèi)存中，分析生成一個元素序列，最后就執(zhí)行元素序列以實(shí)現(xiàn)實(shí)際通信目的，其工作流程如圖2所示。

是

讀取

否

開始

結(jié)束

查找協(xié)議工作說明書

協(xié)議組

協(xié)議存在

拋出異常

創(chuàng)建協(xié)議對象

分析工作說明書

執(zhí)行元素動作

圖2 PRT-GET工作流程圖

四、主要包的設(shè)計(jì)

對PRT-GET的設(shè)計(jì)采用按功能結(jié)構(gòu)分包的方式，將功能相近的類放置在一起，并按邏輯位置將其放在不同的命名空間之中。

PRT-GET中最核心的三個包分別是Element（元素包）、Analyze（分析工具包）和Util（其他工具包），此外，還有ProtocolManager和Protocol兩個核心類。

PRT-GET將網(wǎng)絡(luò)操作分為基本的單元——元素，在程序中的體現(xiàn)就是元素（Element對象），PRT-GET將所有的元素類都放置在Element包中，并通過接口IElement實(shí)現(xiàn)元素動作的統(tǒng)一。

Analyze包是一個存放存放分析器的包。PRT-GET經(jīng)常需要對協(xié)議工作說明文件進(jìn)行分析，這就需要一個分析器專門對協(xié)議中的字符串進(jìn)行分析，Analyze包中的類就是負(fù)責(zé)此類工作。

PRT-GET在進(jìn)行一些處理時(shí)經(jīng)常會用到一些方法，為增加代碼的重用率，將所有經(jīng)常使用到的方法或操作封裝為類存放在Util包中。

五、協(xié)議工作說明書

協(xié)議工作說明書是協(xié)議的真正載體，它以“協(xié)議名+.prt”為文件名存放在PRT-GET動態(tài)鏈接庫目錄的“protocol”文件夾下，PRT-GET加載協(xié)議時(shí)到這查找該協(xié)議是否存在，當(dāng)查找到時(shí)就會加載為一個協(xié)議實(shí)體。

1．協(xié)議工作說明書的組成

網(wǎng)絡(luò)通信主要是發(fā)送內(nèi)容和接收內(nèi)容，PRT-GET的主要作用就是屏蔽了這一層中繁瑣的通信，使得用戶可以直接對通信的有用內(nèi)容進(jìn)行處理。

基于網(wǎng)絡(luò)通信只有發(fā)送和接收兩種情況，協(xié)議工作說明書也只有兩種基本元素：Send和Receive。Send發(fā)送數(shù)據(jù)，而發(fā)送的數(shù)據(jù)可以是在協(xié)議說明書中指定的常量，也可以是用戶動態(tài)加載的內(nèi)容。Receive同樣也可以接收常量，或者接收到內(nèi)存中對應(yīng)的元素的Data數(shù)據(jù)中。除了這兩種基本元素外，PRT-GET還擴(kuò)展了另外兩種元素：Skip和Repeat。Skip能忽略用戶不感興趣的內(nèi)容，Repeat的作用就是重復(fù)進(jìn)行用戶的一些煩瑣的操作，這些對提高用戶的工作效率有很大的幫助。此外，還有其它一些輔助元素可以指定各種動作元素的具體操作內(nèi)容。

2．協(xié)議工作說明書編寫要求

編寫協(xié)議工作說明書必須滿足以下格式：

Port 端口號

（Element名 [輔助元素名]* 內(nèi)容）*

協(xié)議說明書的最開始應(yīng)該是端口號說明，而后出現(xiàn)的是元素字符串。元素字符串由三部分組成，其中元素名是指該動作元素的名稱；輔助元素指定了動作元素的一些要求，一個動作元素可以有幾個輔助元素的存在；第三個部分就是內(nèi)容，內(nèi)容可以是常量內(nèi)容，也可以是變量，也就是用戶指定的數(shù)據(jù)。

一個協(xié)議說明書只能由一個端口號，但是卻可以有多個元素，不同元素之間用換行隔開即可。定義一個協(xié)議說明書必須以該協(xié)議名稱加上“.prt”為協(xié)議工作說明書名稱，并將其放置在PRT-GET的動態(tài)鏈接庫目錄下的protocol文件夾內(nèi)。

六、應(yīng)用實(shí)例

多協(xié)議服務(wù)器是一個使用PRT-GET作為通信層的服務(wù)器軟件，以文件映射作為虛擬路徑管理手段。通過該服務(wù)器軟件可以設(shè)置虛擬目錄，用戶可以指定訪問需要使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如HTTP），當(dāng)有客戶端請求時(shí)，服務(wù)器調(diào)用PRT-GET創(chuàng)建一個協(xié)議實(shí)體執(zhí)行通信，并由服務(wù)器解釋請求的URL，將其映射為相關(guān)系統(tǒng)文件，客戶端可以和服務(wù)器進(jìn)行通信，請求服務(wù)器上的文件資源如圖3所示。

圖3 利用PRT-GET模擬HTTP通信

七、結(jié)語

本文討論了多協(xié)議模擬器PRT-GET的設(shè)計(jì)思路和方法，并通過實(shí)例模擬HTTP協(xié)議驗(yàn)證了文中所提設(shè)計(jì)方案的可行性。由于PRT-GET目前的版本設(shè)計(jì)中輔助元素還不夠多，模擬器的交互設(shè)計(jì)還有所欠缺，下一步將增加輔助元素的設(shè)計(jì)，豐富模擬器的功能，增強(qiáng)其應(yīng)用的靈活性。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳富春.ASP.NET中XML數(shù)據(jù)與關(guān)系數(shù)據(jù)的交互技術(shù).現(xiàn)代計(jì)算機(jī).2005(04):P35-37

篇(4)

關(guān)鍵詞：高職；虛擬實(shí)驗(yàn)；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；評價(jià)；李克特量表

高職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程包含很多抽象的概念和理論，學(xué)生感到學(xué)起來比較困難，教師教學(xué)難度很大。往往是教師講的越多，學(xué)生越困惑，長此以往，學(xué)生就慢慢失去了學(xué)習(xí)這門課的興趣。筆者發(fā)現(xiàn)，在講授這門課程的過程中，如果能讓學(xué)生自己動手做一些虛擬實(shí)驗(yàn)，如組建一個網(wǎng)絡(luò)、安裝和配置一臺服務(wù)器、分配用戶訪問文件和目錄的權(quán)限等等，并同時(shí)講解實(shí)驗(yàn)過程，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而不是空洞地講解理論，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果會明顯提高，學(xué)習(xí)積極性也會增強(qiáng)。這種觀點(diǎn)也得到了很多文獻(xiàn)的支持。圍繞Packet Tracer和Virtual Machine兩款網(wǎng)絡(luò)虛擬平臺，筆者設(shè)計(jì)了一些虛擬實(shí)驗(yàn)作為課堂講解的材料，也可作為學(xué)生課后練習(xí)的資料，學(xué)生評價(jià)較高。

虛擬實(shí)驗(yàn)的硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

我校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的每個實(shí)驗(yàn)室都有50臺高性能PC機(jī)，能同時(shí)供49名學(xué)生和1名教師使用。這些PC機(jī)通過高速交換機(jī)相互連接，每臺都裝有微軟Windows XP 操作系統(tǒng)以及Packet Tracer和Virtual Machine網(wǎng)絡(luò)虛擬平臺，都配置相同網(wǎng)段的IP地址、相同的子網(wǎng)掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)和DNS，構(gòu)成了一個小型的局域網(wǎng)絡(luò)并且和因特網(wǎng)相連，如圖1所示。

Packet Tracer和Virtual Machine兩款虛擬網(wǎng)絡(luò)平臺是完成本文所述虛擬實(shí)驗(yàn)不可缺少的工具，它們的功能相互補(bǔ)充。Packet Tracer主要模擬網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D、交換、路由和網(wǎng)絡(luò)測試，而Virtual Machine主要用來模擬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、通信和測試。如按照OSI七層模型來劃分，則Packet Tracer模擬網(wǎng)絡(luò)層的工作，Virtual Machine模擬主機(jī)層的工作，如圖2所示。需要特別指出的是，Packet Tracer和Virtual Machine是兩個不同公司開發(fā)的軟件，二者無論是在同一臺物理機(jī)中還是在不同的物理機(jī)之間都是不能相互通信的。它們只能通過真實(shí)的物理機(jī)器平臺和真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)硬件平臺來實(shí)現(xiàn)相互通信。

一個虛擬實(shí)驗(yàn)案例

實(shí)驗(yàn)的拓?fù)鋱D圖3是使用Packet Tracer構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，圖中有三個不同的網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)。PC1和PC2在左邊的子網(wǎng)中，通過交換機(jī)Switch0和路由器Router0連接，PC3和PC4位于右邊的子網(wǎng)中，通過交換機(jī)Switch1和路由器Router1相連，兩個子網(wǎng)通過Router0和Router1連接。圖4是根據(jù)圖3應(yīng)用Virtual Machine構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，在Virtual Machine中沒有交換機(jī)和路由器這樣的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但是根據(jù)硬件和軟件邏輯等價(jià)性原則，可以使用裝有Windows Server 2003的Virtual Machine來充當(dāng)路由器，至于網(wǎng)段的劃分可以根據(jù)Virtual Machine的網(wǎng)絡(luò)接口卡的IP地址來確定。

實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和目的這個實(shí)驗(yàn)的主要目的是教會學(xué)生如何構(gòu)造一個小型的局域網(wǎng)絡(luò)，理解局域網(wǎng)通信的過程和原理。主要教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)有：（1）對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃，會選擇合適的終端和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及線纜構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。（2）配置終端接口、路由器接口以及服務(wù)器接口的IP地址和子網(wǎng)掩碼。（3）配置路由表，使整個網(wǎng)絡(luò)達(dá)到連通狀態(tài)。（4）使用Ping命令測試網(wǎng)絡(luò)。（5）理解局域網(wǎng)通信的過程。（6）理解ARP、ICMP、CSMA/CD以及網(wǎng)關(guān)在網(wǎng)絡(luò)通信中的作用。（7）理解交換機(jī)和路由器的工作原理以及在網(wǎng)絡(luò)通信中的作用。

實(shí)驗(yàn)的組織和管理在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，教師介紹實(shí)驗(yàn)的要求和目的，以及實(shí)驗(yàn)使用的工具、方法和命令，然后由學(xué)生自己動手來完成實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以獨(dú)自完成實(shí)驗(yàn)也可以結(jié)對完成實(shí)驗(yàn)。為了防止網(wǎng)絡(luò)上IP地址發(fā)生沖突，學(xué)生實(shí)驗(yàn)所采用的IP地址可規(guī)定為192.168.X.0/24的形式，X為每個學(xué)生的序號，這樣不僅解決了IP地址的沖突問題，而且方便學(xué)生查找錯誤，使實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析和原理講解本次實(shí)驗(yàn)不僅要求學(xué)生掌握局域網(wǎng)的規(guī)劃、組建和配置，更重要的是讓學(xué)生理解局域網(wǎng)的通信原理，相同網(wǎng)段主機(jī)之間和不同網(wǎng)段主機(jī)之間通信的過程，網(wǎng)關(guān)、交換機(jī)和路由器的工作原理和作用，局域網(wǎng)通信的相關(guān)協(xié)議等概念知識。如果僅憑教師講解，學(xué)生是很難理解這些概念知識的。在這個實(shí)驗(yàn)中，教師可以在PC1上向PC4發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，讓學(xué)生觀察整個網(wǎng)絡(luò)通信的過程。可在數(shù)據(jù)包經(jīng)過每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)把它截取下來進(jìn)行分析和講解。這樣讓學(xué)生不僅能掌握如何連通一個局域網(wǎng)絡(luò)，而且能知道網(wǎng)絡(luò)連通背后的“故事”。

實(shí)驗(yàn)的評價(jià)為了評價(jià)本次實(shí)驗(yàn)的有效性，以匿名調(diào)查的形式，筆者在課堂上對這次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了一次評估。筆者給學(xué)生提供一個問卷，問卷中包含了以下幾個問題：（1）在進(jìn)行這次實(shí)驗(yàn)之前，你會組建和配置一個小型局域網(wǎng)絡(luò)嗎？（2）你認(rèn)為這個實(shí)驗(yàn)容易嗎？（3）你能接受這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)嗎？（4）這個實(shí)驗(yàn)是否能有效地幫你理解局域網(wǎng)通信的過程？（5）在這門課中你需要更多這樣的實(shí)驗(yàn)嗎？（6）你愿意在課外時(shí)間做這樣的實(shí)驗(yàn)嗎？

針對上述六個問題，李克特量表（Likert scale）被使用在問卷調(diào)查中，對于問題1~3，第一個刻度代表極差，第五個刻度代表極好；對于問題4~6，第一個刻度代表否，第五個刻度代表是。在一年的教學(xué)過程當(dāng)中，我校網(wǎng)絡(luò)專業(yè)86名大一學(xué)生完成了這個問卷調(diào)查，他們的回答結(jié)果統(tǒng)計(jì)圖如5所示。

通過問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的熱情，他們比以往更加喜愛這門課程了。

對虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的再思考

目前，虛擬技術(shù)在教學(xué)中得到了廣泛運(yùn)用，虛擬實(shí)驗(yàn)和物理實(shí)驗(yàn)的比較在很多文獻(xiàn)中都有闡述，它們各自有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。除去經(jīng)濟(jì)因素，筆者在講授計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的過程中深深感受到虛擬實(shí)驗(yàn)最大的好處是方便、靈活、安全、容易實(shí)施和擴(kuò)展，學(xué)生只要有一臺筆記本電腦并且安裝了這些虛擬軟件，無論在什么地方都可以進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，從而擺脫了真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的束縛，學(xué)習(xí)效果得到了很大提高。但是，在教學(xué)過程中筆者也發(fā)現(xiàn)，采用虛擬實(shí)驗(yàn)講授計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程，一開始會增加學(xué)生的理解負(fù)擔(dān)，最關(guān)鍵的一點(diǎn)是要讓學(xué)生快速理解“機(jī)器中的機(jī)器，網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)”這一概念，讓學(xué)生具備虛擬學(xué)習(xí)的思維。學(xué)生完成虛擬實(shí)驗(yàn)一般用兩種方式：（1）每個學(xué)生在一臺物理機(jī)上打開多個虛擬軟件獨(dú)立完成網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，這種實(shí)驗(yàn)方式是通過一臺物理機(jī)來完成的，這種方式學(xué)生比較容易理解。（2）把一個實(shí)驗(yàn)劃分為多個模塊，這些模塊分布在不同的物理機(jī)上，學(xué)生通過協(xié)同方式來完成實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)方式是通過多臺物理機(jī)和真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)平臺來實(shí)現(xiàn)的，只要物理網(wǎng)絡(luò)連通，學(xué)生就可以在物理網(wǎng)絡(luò)里隨意組建虛擬網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生對這種實(shí)驗(yàn)方式通常理解得會慢一點(diǎn)。另外，學(xué)生最終要工作在一個真實(shí)的環(huán)境中，因此，還需在一個真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中來驗(yàn)證學(xué)生在虛擬環(huán)境中所學(xué)到的知識。

綜上，筆者開發(fā)的這套虛擬實(shí)驗(yàn)用在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)和學(xué)生的課后學(xué)習(xí)中，學(xué)生對這些實(shí)驗(yàn)的評價(jià)令人鼓舞。這些評價(jià)表明該實(shí)驗(yàn)方便、好用，能幫助學(xué)生更好地理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。在今后的教學(xué)中，筆者將開發(fā)出更多的虛擬實(shí)驗(yàn)并完善相應(yīng)的評價(jià)體系，并將這種教學(xué)方法應(yīng)用在其他網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)之中。

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篇(5)

信息類學(xué)科發(fā)展迅猛,新理論、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。為縮短學(xué)生接觸新知識的時(shí)間,培養(yǎng)使用外文資料的能力,高校信息類專業(yè)在本科高年級展開雙語教學(xué)。我校針對信息類學(xué)科積極開展雙語教學(xué)研究,建設(shè)雙語教學(xué)平臺。建設(shè)過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)經(jīng)驗(yàn),提出了具有針對性的教學(xué)內(nèi)容編排與教學(xué)設(shè)計(jì)的改革。歷年來的實(shí)踐驗(yàn)證了課程建設(shè)的有效性。

1 當(dāng)前信息技術(shù)類雙語教學(xué)存在的不足

課程內(nèi)容信息量大,專業(yè)詞匯多,內(nèi)容復(fù)雜,即使用母語來理解也不簡單,造成了學(xué)習(xí)上的雙重困難;學(xué)生英語水平參差不齊,授課時(shí)不得不考慮接收能力的差距;講授知識要占用大量時(shí)間,互動時(shí)間少,學(xué)生主動性難以調(diào)動。

因此,必須對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心選取與合理組織、編排,在教學(xué)方式實(shí)施以圍繞問題、強(qiáng)化討論的自主學(xué)習(xí),才能解決上述矛盾。本專業(yè)不同課程具有很大的共性。在此以《多媒體技術(shù)》雙語課為例介紹我們在教學(xué)內(nèi)容、方案和方式上進(jìn)行的嘗試,供大家參考。《多媒體技術(shù)》是利用電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等將文本、圖像、語音、動畫、視頻等各種媒體的信息進(jìn)行處理和集成,在本地或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下提供更友好人機(jī)交互的技術(shù)的總和。課程相關(guān)的知識包括數(shù)字信號處理、數(shù)字圖象處理、網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)等各個方面,概念和詞匯量較多。我們主要采取了以下方案,提高了授課的效率和質(zhì)量。

2 內(nèi)容選取與編排

2.1 知識點(diǎn)分層組織

以往內(nèi)容的組織一般按照教材順序進(jìn)行,每個知識點(diǎn)只在相鄰一兩次課中出現(xiàn),學(xué)生難以建立起對術(shù)語接觸、熟悉、重現(xiàn)、使用的完整過程,也嚴(yán)重缺乏參與的機(jī)會。仔細(xì)分析不難發(fā)現(xiàn),知識點(diǎn)一般是分層次的:首先是對相關(guān)背景、基本概念、基本原理、定義的基本介紹,可稱為基礎(chǔ)層;然后詳細(xì)介紹技術(shù)細(xì)節(jié),包括對比性討論、公式等內(nèi)容,可稱為展開層;最后介紹對技術(shù)的應(yīng)用,可稱為應(yīng)用層。

不同層次內(nèi)容的學(xué)習(xí)方法有其各自特點(diǎn)。基礎(chǔ)層較易理解,但往往是新思想、新概念的引入,需教師引導(dǎo)式的講述,并對相關(guān)后續(xù)內(nèi)容加以說明。展開層按難易程度可分為兩類,簡易類完全由學(xué)生自學(xué)完成,復(fù)雜類則需要教師具體講解。應(yīng)用層更適合進(jìn)行討論,其中蘊(yùn)含著工程思想、技術(shù)特性與工程實(shí)際的匹配等,往往正是學(xué)生所欠缺的。通過討論可以啟發(fā)學(xué)生的思維,使其自然養(yǎng)成使用英語來思考的習(xí)慣。

篇(6)

為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，針對以上存在的問題，筆者從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和形式兩方面對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行研究和探索。結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程自身的特點(diǎn)，利用電子信息類專業(yè)有限的實(shí)驗(yàn)條件，在傳統(tǒng)的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了操作型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和研究型實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排上力求循序漸進(jìn)，先通過對基礎(chǔ)原理的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)和操作型實(shí)驗(yàn)來加深對網(wǎng)絡(luò)原理和技術(shù)的理解，提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，進(jìn)而逐步涉及難度較大的設(shè)計(jì)型和研究型實(shí)驗(yàn)。

1.1驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)優(yōu)化和整合傳統(tǒng)的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，將驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)分為初級驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)和高級驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。主要用于幫助學(xué)生理解網(wǎng)絡(luò)基本概念如協(xié)議、數(shù)據(jù)幀和算法等，觀察和評價(jià)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)。初級驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)主要利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析工具截獲網(wǎng)絡(luò)中傳送的數(shù)據(jù)包，驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)包的基本結(jié)構(gòu)，通過觀察分析數(shù)據(jù)包的傳送認(rèn)識和理解協(xié)議的運(yùn)行機(jī)制。高級驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)依托網(wǎng)絡(luò)仿真軟件進(jìn)行，首先由教師給出實(shí)驗(yàn)的仿真核心源代碼，學(xué)生根據(jù)教師的講解及關(guān)鍵部分的提示對網(wǎng)絡(luò)仿真腳本做相應(yīng)的修改后運(yùn)行，利用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件中的可視化工具觀察網(wǎng)絡(luò)協(xié)議運(yùn)行過程的動畫演示。在高級驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)中學(xué)生還可以通過修改某一參數(shù)觀察網(wǎng)絡(luò)各性能指標(biāo)的變化，分析比較仿真結(jié)果，領(lǐng)會協(xié)議和算法的含義。以Wireshark軟件抓取網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)包為例實(shí)現(xiàn)初級驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的硬件配置要求比較低，配備網(wǎng)卡的PC機(jī)和局域網(wǎng)環(huán)境即可，操作系統(tǒng)Windows2000或者XP都可以。通過Wireshark軟件抓取網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)包，可以得到封包的詳細(xì)信息[3]，如物理層的數(shù)據(jù)幀概況Frame、數(shù)據(jù)鏈路層以太網(wǎng)幀頭部信息EthernetII、互聯(lián)網(wǎng)層IP包頭部信息InternetProtocolVersion4、傳輸層TCP的數(shù)據(jù)段頭部信息TransmissionControlProtocol和應(yīng)用層的信息HTTP協(xié)議HypertextTransferProtocol等。學(xué)生可以通過每層捕獲的數(shù)據(jù)包清楚地驗(yàn)證數(shù)據(jù)包頭部信息的嵌套，數(shù)據(jù)幀或包的格式，進(jìn)而理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層的意義。為了提高學(xué)生獨(dú)立分析能力，而不是被動驗(yàn)證所學(xué)知識，可以用Wireshark捕獲到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析TCP/IP連接的三次握手情況，識別Wireshark截獲到了三次握手的三個數(shù)據(jù)包。高級驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)中的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件目前使用較多的有OPNET、Matlab、NS2和OMnet++等。由于NS2是開放源碼的網(wǎng)絡(luò)仿真平臺，不需要額外付費(fèi)，可以運(yùn)行在Linux或Windows操作系統(tǒng)上，能夠在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各個層次上模擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，并支持目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材中出現(xiàn)的大多數(shù)有線和無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，所以可選擇NS2作為高級驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的主要軟件工具。以NS2為網(wǎng)絡(luò)仿真軟件的高級驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的硬件配置要求比較低，配備網(wǎng)卡的PC機(jī)。如果現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的PC機(jī)已有Windows系統(tǒng)，又想在Linux下運(yùn)行NS2仿真，可在PC機(jī)的現(xiàn)有操作系統(tǒng)上安裝虛擬機(jī)，虛擬機(jī)上再安裝Linux操作系統(tǒng)運(yùn)行NS2即可。在運(yùn)用NS2做高級驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)時(shí)，重點(diǎn)是驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或算法的動態(tài)運(yùn)行和變化過程。由教師給出TCL腳本實(shí)現(xiàn)對模擬仿真場景的產(chǎn)生和控制，并對關(guān)鍵控制部分進(jìn)行詳細(xì)講解。學(xué)生依據(jù)圖1所示實(shí)驗(yàn)流程完成實(shí)驗(yàn)。在這個實(shí)驗(yàn)階段，學(xué)生一般不具備獨(dú)立編寫網(wǎng)絡(luò)控制腳本的能力，對NS2網(wǎng)絡(luò)仿真軟件使用不熟練，所以學(xué)生主要是觀察和驗(yàn)證已有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的運(yùn)行過程，修改關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)仿真參數(shù)，通過觀看動畫演示和分析NS2的跟蹤記錄文件，得到網(wǎng)絡(luò)性能如何變化，深層次領(lǐng)會網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和算法。

1.2操作性實(shí)驗(yàn)為提高學(xué)生的動手能力，突出電子信息類專業(yè)注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，可在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加操作性實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)購置一些計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的硬件設(shè)備，如雙絞線夾線鉗、雙絞線測試工具、小型路由器、網(wǎng)絡(luò)檢測設(shè)備等，針對性地開設(shè)一些必要的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件實(shí)驗(yàn)，如網(wǎng)絡(luò)線纜的制作與測試、網(wǎng)卡等一些常用設(shè)備的安裝、設(shè)置及使用，路由器的設(shè)置、小型局域網(wǎng)的配置等。操作性實(shí)驗(yàn)不僅能增強(qiáng)學(xué)生實(shí)際操作能力，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，真正達(dá)到學(xué)以致用的目的。操作性實(shí)驗(yàn)包括3個步驟：①布線實(shí)驗(yàn)。主要是掌握雙絞線的制作與連接，使學(xué)生明白雙絞線與直通線的不同點(diǎn)，能夠使用測試儀測試網(wǎng)線，制作出合格的雙絞線[5]。②組網(wǎng)和建網(wǎng)實(shí)驗(yàn)。主要是掌握如何利用小型路由器、PC機(jī)和在步驟①做好的網(wǎng)線連接形成一個小型局域網(wǎng)。通過這一步實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能夠掌握路由器的基本配置、路由器的級聯(lián)方法、理解沖突域的概念等。③測試和管理網(wǎng)絡(luò)。主要是掌握常用網(wǎng)絡(luò)測試命令的應(yīng)用，如Ping命令、Tracert命令、ipconfig命令等。對學(xué)生在步驟②中組成的一個網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用基本的網(wǎng)絡(luò)測試命令進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測試和管理。在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中，常用網(wǎng)絡(luò)測試命令通常都放在驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生實(shí)驗(yàn)的目的性不強(qiáng)，通常是把每一個測試命令敲一遍看看結(jié)果就結(jié)束實(shí)驗(yàn)，大約20分鐘不到就可以完成，實(shí)驗(yàn)的效果不佳。將基本網(wǎng)絡(luò)測試命令的運(yùn)用放在操作型實(shí)驗(yàn)中，可讓學(xué)生有針對性地對自己布線和組網(wǎng)成功的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測試，檢查網(wǎng)絡(luò)是否連接成功，如何通過命令修改網(wǎng)絡(luò)配置等。這樣學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣比較濃厚，也達(dá)到學(xué)以致用的目的。在操作性實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后建議學(xué)生在家里組建自己的有線或無線小型局域網(wǎng)通過ADSL上Internet，也可以鼓勵學(xué)生實(shí)驗(yàn)在筆記本上配置無線AP（接入訪問點(diǎn)），手機(jī)接入WiFi的方法，進(jìn)一步鞏固實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

1.3設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)電子信息類學(xué)生一般要具備一定的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件開發(fā)能力，因此設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是電子信息類學(xué)生計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)不可缺少的一部分。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的主要目的是讓學(xué)生能夠編寫簡單的網(wǎng)絡(luò)通信程序，掌握網(wǎng)絡(luò)基本編程技巧。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程通常在電子信息類專業(yè)的大三和大四開設(shè)，此時(shí)學(xué)生一般都已熟練掌握一門程序設(shè)計(jì)語言，如C語言和Java語言，學(xué)生具備順利掌握網(wǎng)絡(luò)編程技巧的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容是用Socket套接字進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)，讓學(xué)生能運(yùn)用Winsock提供的API函數(shù)接口進(jìn)行面向連接或無連接的網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。通過該實(shí)驗(yàn)學(xué)生可掌握Socket編程的基本方法，進(jìn)一步深入理解UDP及TCP協(xié)議的工作原理，初步掌握TCP和UDP方式的網(wǎng)絡(luò)編程模式。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)通常是側(cè)重網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層通信的設(shè)計(jì)，即實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聊天程序，F(xiàn)TP客戶端/服務(wù)器端程序開發(fā)等[6]。電子信息類專業(yè)要求學(xué)生掌握一定的網(wǎng)絡(luò)底層通信技術(shù)，因此其計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)需要側(cè)重網(wǎng)絡(luò)底層的通信實(shí)驗(yàn)。針對電子信息類的專業(yè)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)主要包括3個部分：①基于Socket的異步串行通信設(shè)計(jì)。電子信息類的課程設(shè)計(jì)中會大量用到串口通信測試，可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)基于Socket的異步串行通信，通過這部分實(shí)驗(yàn)不僅讓學(xué)生了解串口通信的原理，而且有利于學(xué)生掌握基本的Socket編程方法。②基于原始套接字的通信設(shè)計(jì)。電子信息類專業(yè)在進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)特別是嵌入式開發(fā)時(shí)，通常要對網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層和IP層進(jìn)行開發(fā)，而原始套接字可以用來處理數(shù)據(jù)鏈路層及IP層數(shù)據(jù)。這部分實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)Ping程序，完成數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議設(shè)計(jì)和修改等。③基于流式/數(shù)據(jù)報(bào)套接字的客戶/服務(wù)器通信設(shè)計(jì)。這部分實(shí)驗(yàn)是傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容，目的是讓學(xué)生掌握基于TCP和UDP方式的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)，如設(shè)計(jì)FTP客戶服務(wù)器程序。

1.4研究型實(shí)驗(yàn)研究型實(shí)驗(yàn)主要對學(xué)有余力的學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行的自主研究實(shí)驗(yàn)，采取2~4人為一組的形式，旨在提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，以及培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。在高級驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)中學(xué)生已對網(wǎng)絡(luò)仿真軟件有了一定的了解和熟悉，通過高級驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)學(xué)生能了解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的動態(tài)工作工程，分析網(wǎng)絡(luò)性能。研究型實(shí)驗(yàn)可以在高級網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步讓學(xué)生深入了解如何修改和設(shè)計(jì)自己的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并觀察、測量和比較其性能的變化。以NS2網(wǎng)絡(luò)仿真軟件為例，圖2給出了NS2的網(wǎng)絡(luò)仿真模型，由上至下可以針對網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層（包括介質(zhì)訪問控制層）和物理層分別展開研究。（1）在網(wǎng)絡(luò)層上，重點(diǎn)研究動態(tài)路由。在有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，研究動態(tài)路由的路由信息更新過程。以距離矢量算法的動態(tài)路由為基礎(chǔ)，研究當(dāng)鏈路狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，靜態(tài)路由和動態(tài)路由之間的差異。在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，在分析無線Adhoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議（如DSDV、AODV以及DSR）性能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步修改和設(shè)計(jì)無線網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。（2）在數(shù)據(jù)鏈路層上，重點(diǎn)研究鏈路層協(xié)議。在研究以太網(wǎng)基本協(xié)議（如滑動窗口協(xié)議、停止等待協(xié)議、CSMA/CD協(xié)議等）的基礎(chǔ)上嘗試修改鏈路層協(xié)議以改善網(wǎng)絡(luò)在某方面的性能（如吞吐量、延時(shí)、數(shù)據(jù)包投遞率等）。（3）物理層上，重點(diǎn)研究無線傳播模型和能量模型對無線網(wǎng)絡(luò)性能的影響，從而為不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)計(jì)不同的無線網(wǎng)絡(luò)的上層協(xié)議。

2結(jié)語

篇(7)

關(guān)鍵詞：卓越計(jì)劃；密碼技術(shù)；密碼學(xué)；信息安全

作者簡介：賀蕾（1980-），男，山西平遙人，鄭州輕工業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院，講師；呂欣美（1983-），女，河南鄭州人，中州大學(xué)特殊教育學(xué)院，講師。（河南 鄭州 450000）

基金項(xiàng)目：本文系鄭州輕工業(yè)學(xué)院青年教師教學(xué)改革項(xiàng)目的研究成果。

中圖分類號：G642     文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A     文章編號：1007-0079（2014）14-0030-02

當(dāng)前社會已經(jīng)進(jìn)入信息時(shí)代，信息的安全性引起了人們極大的關(guān)注。密碼技術(shù)作為保護(hù)信息安全的基礎(chǔ)和核心技術(shù)具有非常重要的作用，這就要求信息安全類專業(yè)人才能夠應(yīng)用密碼技術(shù)解決實(shí)際問題，滿足用戶的安全需求，保護(hù)企事業(yè)單位的信息資產(chǎn)。

2011年，教育部了《教育部關(guān)于實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的若干意見》，明確提出要培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的各類型工程技術(shù)人才。密碼技術(shù)具有抽象難懂、與其他學(xué)科知識聯(lián)系廣泛和使用靈活等特點(diǎn)，使得計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生感覺難以掌握和靈活運(yùn)用。為培養(yǎng)具有較好應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的工程技術(shù)人才，解決密碼技術(shù)教學(xué)過程中遇到的這類問題，本文首先分析了“密碼學(xué)”課程的主要教學(xué)內(nèi)容和特點(diǎn)，以及在教學(xué)過程中所遇到的問題，然后提出了相應(yīng)的改進(jìn)策略，最后對教學(xué)效果進(jìn)行了分析。

一、“密碼學(xué)”課程主要的教學(xué)內(nèi)容及特點(diǎn)

1.“密碼學(xué)”課程主要的教學(xué)內(nèi)容

“密碼學(xué)”是一門講授密碼技術(shù)理論及應(yīng)用的專業(yè)課程，其主要教學(xué)內(nèi)容包括以下幾個方面：[1，2]一是密碼學(xué)基礎(chǔ)。包括信息安全所面臨的威脅、安全屬性和密碼學(xué)中的基本概念等內(nèi)容。二是古典密碼學(xué)。包括凱撒密碼、仿射密碼、Playfair密碼等古典密碼和針對古典密碼技術(shù)的攻擊等內(nèi)容。三是對稱密碼體制，包括序列密碼和分組密碼兩部分內(nèi)容。序列密碼中主要包括有限狀態(tài)自動機(jī)、密鑰流生成器和線性反饋移位寄存器等內(nèi)容。分組密碼中主要包括Feistel密碼結(jié)構(gòu)、DES算法、IDEA算法、AES算法和分組密碼運(yùn)行模式等內(nèi)容。四是非對稱密碼體制。包括密碼學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、非對稱密碼體制基本概念和RSA算法等內(nèi)容。五是密鑰分配與管理。包括Diffie-Hellman密鑰交換協(xié)議和秘密分割門限方案等內(nèi)容。六是消息認(rèn)證和Hash算法。包括消息認(rèn)證碼和Hash函數(shù)的基本概念、MD5算法和SHA算法等內(nèi)容。七是數(shù)字簽名。包括數(shù)字簽名的基本概念、DSS標(biāo)準(zhǔn)和部分認(rèn)證協(xié)議方面的內(nèi)容。

2.“密碼學(xué)”課程的特點(diǎn)

（1）教學(xué)內(nèi)容抽象，理論性強(qiáng)，難度大。“密碼學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容難度較大，[3]大多要使用復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算或比特運(yùn)算。在“對稱密碼體制”和“Hash函數(shù)”的教學(xué)內(nèi)容中，所涉及到的密碼算法大多采用了步驟繁瑣復(fù)雜的比特運(yùn)算，如替換和移位等。在“非對稱密碼體制”這一部分教學(xué)內(nèi)容中，要講授一些學(xué)生此前沒有學(xué)習(xí)過的數(shù)論中的相關(guān)內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)感覺較為吃力，如擴(kuò)展的歐幾里得定理等。“密碼學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容所具有的較強(qiáng)的理論性、抽象性和復(fù)雜性，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)容易感覺枯燥，降低學(xué)習(xí)興趣，影響學(xué)習(xí)效果。

（2）課程內(nèi)容與其他課程聯(lián)系廣泛而緊密。密碼學(xué)是一門涉及數(shù)論、統(tǒng)計(jì)學(xué)、網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、信息論、電子電路技術(shù)等多個研究領(lǐng)域的交叉學(xué)科。[4]在講授針對古典密碼的攻擊方面的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，需要用到統(tǒng)計(jì)學(xué)方面的知識；在對稱密碼體制教學(xué)過程中，需要用到信息論和電子電路技術(shù)中的相關(guān)知識；在非對稱密碼體制和數(shù)字簽名的教學(xué)內(nèi)容中，需要用到數(shù)論中的相關(guān)知識；在密鑰分配與管理的教學(xué)內(nèi)容中，需要用到網(wǎng)絡(luò)通信方面的知識。由此可以看出，“密碼學(xué)”是一門與多個學(xué)科有著緊密聯(lián)系的課程。

（3）對學(xué)生的實(shí)踐能力要求較高。密碼學(xué)是一門隨著人類社會的不斷發(fā)展而發(fā)展起來的學(xué)科，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。密碼技術(shù)的主要目的是保護(hù)通信雙方的通信內(nèi)容不被未經(jīng)授權(quán)的第三方竊取、破壞、篡改，這就要求相關(guān)技術(shù)人員在需要對信息進(jìn)行保護(hù)時(shí)能夠靈活運(yùn)用現(xiàn)有的密碼技術(shù)，形成符合要求的安全保護(hù)方案，并根據(jù)實(shí)際情況的變化對其進(jìn)行改進(jìn)。

二、“密碼學(xué)”課程教學(xué)過程中遇到的問題

經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)“密碼學(xué)”課程時(shí)存在的問題主要表現(xiàn)在難以學(xué)以致用方面。密碼技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)，在采用密碼技術(shù)保護(hù)企事業(yè)單位信息資產(chǎn)安全時(shí)，由于不同的信息資產(chǎn)處于不同的運(yùn)行環(huán)境中，所面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)也不相同，而且用戶對于不同信息資產(chǎn)的安全要求也有所不同，這就要求學(xué)生能靈活地、創(chuàng)造性地運(yùn)用所學(xué)知識，根據(jù)實(shí)際情況為企事業(yè)單位設(shè)計(jì)出滿足用戶安全需求的安全方案。但很多學(xué)生在學(xué)習(xí)之后仍然不知道該如何靈活地運(yùn)用所學(xué)知識達(dá)到自己設(shè)定的安全目標(biāo)。

三、改進(jìn)教學(xué)策略

為了提高學(xué)生對于密碼技術(shù)的應(yīng)用能力，培養(yǎng)本領(lǐng)過硬的高素質(zhì)信息安全專業(yè)人才，根據(jù)該領(lǐng)域崗位的任職要求，提出了相應(yīng)的改進(jìn)教學(xué)策略。

1.基于典型工作任務(wù)和場景提高學(xué)生的應(yīng)用能力

在教學(xué)過程中，為加強(qiáng)學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的掌握程度，可以為學(xué)生設(shè)計(jì)一些典型的工作任務(wù)和場景，指導(dǎo)學(xué)生在這些工作場景中靈活運(yùn)用自己所學(xué)到的密碼技術(shù)，對信息資產(chǎn)的安全性進(jìn)行保護(hù)，達(dá)到學(xué)以致用的目的，提高學(xué)生的應(yīng)用能力和實(shí)踐能力。

（1）金融機(jī)構(gòu)安全通信方案的設(shè)計(jì)。在開始設(shè)計(jì)方案之前，先要確定用戶的安全需求。金融機(jī)構(gòu)之間的通信不僅要保證通信的完整性和不可否認(rèn)性，還要保護(hù)通信的機(jī)密性。確定了安全需求后，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)不同的需求使用不同的密碼技術(shù)。如保護(hù)完整性可以使用Hash函數(shù)，保護(hù)認(rèn)證性可以使用數(shù)字簽名技術(shù)，保護(hù)機(jī)密性可以使用加解密技術(shù)。

（2）文件保護(hù)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際工作中，可能需要對一些數(shù)據(jù)或文件進(jìn)行保護(hù)，使得只有授權(quán)用戶才能訪問這些數(shù)據(jù)或文件。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可以使用加解密軟件。然而，如果使用來源不明的加解密軟件，加密效果難以保障，而且這些加解密軟件本身也可能帶有木馬或病毒程序，竊取機(jī)密信息。為解決該問題，在實(shí)踐教學(xué)過程中指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個文件加密器。該加密器不僅能夠加密各種文檔，還能加密各種格式的音頻、視頻、圖形圖像等文件。

2.加大各專業(yè)課之間的聯(lián)系教學(xué)，充分挖掘課程之間的內(nèi)在聯(lián)系

在信息安全及其他相關(guān)專業(yè)的課程體系中，“密碼學(xué)”是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，與其他專業(yè)課有著緊密的聯(lián)系，如網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議分析、服務(wù)器安全管理等。要提高學(xué)生應(yīng)用密碼技術(shù)的能力，可以在授課時(shí)引入其他專業(yè)課的內(nèi)容，作為該密碼技術(shù)的應(yīng)用范例。例如，在講授非對稱密碼體制時(shí)，可以引入“網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議”課程中關(guān)于TLS協(xié)議的內(nèi)容。通過把TLS協(xié)議流程和非對稱密碼算法聯(lián)系起來，向?qū)W生講授如何應(yīng)用非對稱密碼算法來協(xié)商出共享密鑰，可以加深學(xué)生對非對稱密碼算法的理解，提高學(xué)生對密碼技術(shù)的應(yīng)用能力。

四、教學(xué)效果分析

在“密碼學(xué)”課程教學(xué)過程中，采取了基于典型工作任務(wù)和場景與加強(qiáng)課程之間聯(lián)系的改進(jìn)教學(xué)策略。通過在教學(xué)過程中的觀察和考核結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所采用的改進(jìn)教學(xué)策略促進(jìn)了學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的掌握，提高了學(xué)生靈活應(yīng)用密碼技術(shù)的能力。

為學(xué)生提供典型工作任務(wù)，要求學(xué)生分析用戶的安全需求，設(shè)計(jì)制定安全方案，加強(qiáng)了學(xué)生對各種密碼技術(shù)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)、用途等特性的認(rèn)識，包括對稱密碼算法、非對稱密碼算法、Hash算法、數(shù)字簽名技術(shù)等。在掌握了這些密碼技術(shù)特性的基礎(chǔ)上才能夠在實(shí)際工作中根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)出符合要求的安全方案。

通過設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)文件加密器，學(xué)生對于如何實(shí)現(xiàn)安全方案有了初步了解，對于如何應(yīng)用密碼技術(shù)對信息資產(chǎn)進(jìn)行保護(hù)有了更加直接的認(rèn)識，掌握了如何實(shí)現(xiàn)一個加解密軟件。同時(shí)，鍛煉了學(xué)生的編程實(shí)踐能力，并為后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)安全和服務(wù)器安全配置與使用方面的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。

通過加強(qiáng)“密碼學(xué)”課程與其他相關(guān)課程的聯(lián)系，可以加深學(xué)生對授課內(nèi)容的印象，使學(xué)生了解到所學(xué)的密碼技術(shù)如何與其他安全技術(shù)相互配合，進(jìn)而達(dá)到安全目標(biāo)。

五、結(jié)論

密碼技術(shù)是保護(hù)信息安全的基礎(chǔ)與核心技術(shù)，“密碼學(xué)”是專門講授密碼技術(shù)理論及應(yīng)用的一門專業(yè)課程。本文介紹了“密碼學(xué)”課程中的教學(xué)內(nèi)容，分析了“密碼學(xué)”課程的特點(diǎn)。針對卓越工程師的培養(yǎng)要求和教學(xué)過程中所遇到的問題，提出了采用基于典型工作任務(wù)和場景與加強(qiáng)“密碼學(xué)”課程與其他課程之間聯(lián)系的改進(jìn)教學(xué)策略，使學(xué)生能夠扎實(shí)掌握密碼學(xué)的理論知識，同時(shí)具有靈活地應(yīng)用密碼技術(shù)的能力，成為高素質(zhì)的、具備較強(qiáng)實(shí)踐能力的計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才。經(jīng)過兩年來的教學(xué)實(shí)踐，從課程最終的考核結(jié)果和學(xué)生的反饋意見來看，取得了較好的教學(xué)效果。今后要進(jìn)一步優(yōu)化和細(xì)化教學(xué)方法，以取得更好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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