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2提高计算机网络可靠性的措施
2.1优化网络拓扑结构
优化网络拓扑结构能够有效提高网络系统的安全性,采用双向网络冗余设计可以有效消除网络中的环网,降低计算机网络故障带来的影响。由于网络中的大设备故障极易造成网络中断以及网上业务中断,对此可在计算机网络的关键节点使用两台计算机实行冗余备份。如使用服务器接入的交换机以及汇聚交换机等都必须要实施备份。冗余备份设计可在网络连接线路中应用,同时将链接到两台设备当中,这样就可以有效消除单设备故障对网络造成的影响。
2.2加强网络检查维护
计算机网络具有比较复杂的内部结构,而且其异构程度较高,一旦出现设备故障和网路网络线路中断,都可能造成整个网络瘫痪。然而在网络运行过程中,无法完全避免故障的产生,只有及时发现其中存在的安全隐患,才可以使得网络快速恢复到正常运行状态,因此必须要加强对网络的维护与检修。要经常的对网络进行检查与维护,从而提高计算机网络的可靠性。
2.3改造网络接入层
由于计算机网络接入层中涉及到许多的硬件设备,对其实施全面升级必须要大较多的工作量,因此可以采用分段逐步实施的方法对其进行改造。在改造过程中,要将网络数据中心服务器作为改造重点。通常每台服务器上都配置两个网卡,而每个网卡都会与一个交换机进行连接,属于一种主备工作模式。在改造时,可将相邻的两个接入交换机进行堆叠,同时将服务器接入连接线路中后,再采用捆绑形式将诸多设备形成一条虚拟链接,于是服务器中的两个网卡就可以同时承担负载,有效提高了链接线路的使用效率,而且提高了网络可靠性。
2.4应用多层网络结构
多层网络结构可以有效地隔离各种故障,同时能够支持网络中的常见协议,简化网络运行。在多层网络结构当中包括集线器以及路由器,其可以使得计算机网络具有较好的兼容性。通常多层网络结构中包括接入层、核心层以及分布层。其中接入层可以有效控制用户的流量,核心层可以为不同的区域提供访问功能,同时还能够在极短时间内完成相应区块间的数据帧以及数据包的供给,而连接核心层以及接入层的桥梁即为分布层。
2形象化方法的应用
针对目前这种普遍存在的情况,我尝试了形象化教学的方法,满足了用人单位对学生的计算机使用技能的需求,同时也取得了比较好的学习效果。在计算机语言的教学过程中,很多教学内容都可以采用这种形象化的方法,它可以起到事半功倍的教学效果。下面列举一些具体的例子来说明如何将教学内容形象化。
2.1文件的复制、移动
在学习WINDOWS操作中的文件的复制、移动的基本操作之后,有很多学生对于文件的复制、移动区分不够清楚,而且对回收站的功能也不是很了解,经常有一些混淆的操作出现,而且意识不到,虽然做过辅导,也往往是记忆不深刻,一开新课,多数又忘记了。针对这种情况,我在课堂上进行如下的讲授:“首先,我们比较一下文件的复制和移动的不同,特点区分不是很清楚,现在我们举个例子:文件复制就比如你去图书馆查资料,查到你需要的资料以后,如果图书馆资料不外借的情况下,你通常会把相关资料复制一遍,这样就使这份资料产生了一个副本,而资料的原件在你拥有一个副本之后并没有发现任何改变。这一点就同WINDOWS中的的文件复制操作极其相似!”“而文件的移动就有所不同了。再打个比方:平时有很多人有收集剪报的习惯,当看到报纸上有较好的文章或资料时就把它剪下来,然后收集到剪报册中保存起来。这样一来,那篇剪下来的文章或资料就在原来的报纸上消失了,也就是说,这篇剪下来的文章已经从报纸上移动到了剪报册当中。这一点就相当于WINDOWS操作中的文件移动,经过移动操作后,原文件从源位置移动到了目标的位置,也就是说源位置上已经没有原来的文件,它被移动到了新的位置上。”“以上例子可以帮助同学们进一步理解文件的复制和移动操作,把它们的操作特点区分开来。”
2.2回收站
有的同学会说:“回收站就是垃圾桶,没用东西扔了就算了。还有什么功能!”其实不然,回收站作为WINDOWS系统中的一个组件,有着不可替代的功能。我们再举个例子,帮助同学们理解一下:在日常办公室中,办公桌边通常有一个废纸篓儿,作用大家都明白,一些过时的或废弃的文件,在我们整理的时候就把他们暂时扔到废纸篓儿中,这有一个好处,就是在我们还没有把纸篓倒空之前。一旦发现扔到纸篓儿中的文件还有价值的时候,还可以把它取回来,避免了不必要的损失!“这一点和WINDOWS中的回收站有异曲同工的效果,一些无用的文件我们可以通过删除操作把他们放到回收站中,只要在没有清空回收站之前,一旦发现该文件还有价值、我们就可以打开回收站——选定文件——‘文件’——‘还原‘,经过这一操作后,有价值的文件就被恢复到原来的位置上了,避免了相关的损失!但是同学们注意一下:一旦作过‘清空回收站’的操作,就相当于我们把纸篓儿中的文件都倒到垃圾站去了,就永远的消失,再不可恢复了!只有通过专用软件才能尝试恢复文件,减少损失。因此同学们要注意这一点!”通过以上方法,并结合日常生活的实例,有助于学生对教学内容的学习、理解,使他们基本上对相关教学内容有了比较清晰的掌握,而且不容易忘记,或只要稍加提示就可以达到教学目的。
电算化会计是会计发展的必然趋势,由于电算化会计与手工会计无论在会计基础,还是在会计工作方法等方面都存在着很大差别,因此,传统的财务审计在新的条件下就显得很不适应,必须进行改变、补充和完善。会计电算化对审计的影响,大体表现在以下几个方面:
1、审计人员变化的需要。实现会计电算化后,由于会计电算化信息系统的环境比手工会计系统更为复杂,审计对象也更多元,审计人员只依靠原有的知识和技能,无法胜任会计电算化信息系统的审计。
2、审计内容变化的需要。在会计电算化的条件下,审计的经济监督职能并没有改变,但由于电算化的特点,审计的内容要发生相应的变化。在会计电算化信息系统中,由于会计事项由电算化按程序自动进行处理,诸如手工会计系统中因疏忽大意而引起的计算或过账错误的机会大大减少。但如果会计电算化系统的应用程序出错或被人为非法篡改,则电算化只会按给定的程序以同样错误的方式处理有关的会计事项,错误的结果将不堪设想。会计电算化系统也可能被神不知鬼不觉地嵌入非法的舞弊程序,不法分子可以利用这些舞弊程序大量吞没企业的财物。
3、审计技术变化的需要。实现会计电算化以后,会计电算化信息系统与传统手工会计系统相比,在许多方面发生变化,必须采用新的审计技术方法才能适应这种变化。例如,传统的记账方法是每登记一笔账,便可以从账上看到相应一笔记录,而电子电算化却不能每登记一笔记录就打印一笔记录,供工作人员阅读,一般是经过一个阶段,于一个月或一日打印一次。平时,记录输入到电算化以后,在尚未打印以前,若想看这些记录,只能凭借机器阅读,倘若想同时在几笔记录中对照查看,则很难做到。又如,传统的手工记账一般可以从字迹上辨认出登记人,从而明确责任,但是电算化只能提供统一模式的输出资料,没有记录人的笔迹,无法从记录上辨认登记人,这可以使在电算化的记录中建立、更新、消除一切资料而不留半点痕迹。
4、审计标准和准则变化的影响。审计界已建立了一系列的审计标准和准则,如审计人员标准、现场作业标准、审计报告标准、职业道德规范等等。实现会计电算化以后,由于审计对象和审计线索发生了重大变化,审计的技术和手段也相应地发生了变化,审计标准和准则也发生了相应的变化,对电算化会计的审计也提出了新的要求。
5、审计线索变化的需要。实施了会计电算化,审计线索会发生很大的变化,传统的审计线索在电算化系统中中断甚至消失。在手工会计系统中,从原始凭证到记账凭证,由过账到财务报表的编制,每一步都有文字记录,都有经手人签字,审计线索十分清楚。审计人员进行审计时,可以根据需要进行顺查、逆查或抽查。但在会计电算化系统中,传统的账簿没有了,绝大部分的文字记录消失了,由存储会计信息的磁盘和磁带取而代之,因此,肉眼所见的线索减少。此外,从原始数据进入电算化,到财务报表的输出,这中间的全部会计处理集中由电算化按程序指令自动完成,传统的审计线索在这里中断甚至消失。传统的查账方法,对电算化的会计主体已不完全适用。
6、审计作业手段变化的需要。在手工会计系统的情况下,审计人员进行审计,一般都是手工操作。但是,在会计电算化信息系统的情况下,审计人员如果仍用手工操作的方式来进行审计,是很难达到其审计目标的。
二、如何加强会计电算化的审计
由于我国大部分审计人员对电算化会计系统并不太熟悉,也没有一套完整的电算化审计准则,大部分地区的审计工作仍停留在手工审计阶段,这种现状妨碍了我国会计电算化事业的健康发展,应从以下方面提高电算化审计的质量:
1、增加审计审核窗口。会计电算化系统的核心就是会计软件,会计软件程序质量的高低,直接决定了会计电算化系统整体水平的高低,审计的重点是会计软件程序对数据进行处理和控制的及时性、正确性和可靠性,以及程序的纠错能力和容错能力,应增加审计审核窗口,可采用通过计算机审计的方法及利用计算机辅助审计中的数据转换功能的方法来完成。同时,为了能够有效地审计电算化的会计主体,在电算化会计系统的设计和开发时,必须注意审计的要求,使系统在处理时留下新的审计线索,以便审计人员在电算化条件下也能跟踪审计线索,顺利完成审计任务。
2、提倡事前系统审计。在会计电算化条件下,审计人员要花费较多的时间和精力来了解和审查电算化系统的功能,以证实其处理的合法性、正确性、完整性和安全性。另外,当一个会计电算化系统已经完成并投入使用后,要对它进行改进,这比在系统设计和开发阶段进行困难得多,代价也要昂贵得多,系统的处理是否合法合规,是否安全可靠,都与电算化系统的处理和控制功能有关,这是在传统的手工审计中所没有的。除了要对投入使用后的电算化会计信息系统审计外,应提倡在电算化系统的设计和开发阶段,审计人员要对系统进行事前和事中审计。
二、事业单位定位会计核算方法的问题
事业单位在经济市场为主导地位的大环境下,活动项目、性能也随之改变,经济活动项目比重越来越高,非经济活动项目比重不断的减弱,大体方向不断向市场靠近,但又与市场有着微妙的不同,原因在于事业单位担负着为社会提供需求的伟大使命。事业单位、社会团员、非企业单位(民办)、各类基金会等在为人民群众服务或提供管理的的出发点是基于社会效益,才按照财务资源等提供更好的、更多的服务与管理。他们的实质在会计中称之为“非营利组织会计”,政府部门与这个组织的实质特性类似,但差别还是很大。所以政府会计和非营利组织会计包含在非企业单位会计中,但又不可以统称为政府会计。而让利润最大化,效益最大化、收入最大化才是企业的真正目的。这就是事业单位与企业和政府部门存在的差异。
我国的许多会计中都规定,在无形资产被确认之后而产生的支出,可以被认定为当期的费用。在对无形资产的后续支出进行计量时,需要从成本中对累计起来的摊销额进行去除,以此余额作为最终的无形资产价值。企业不得利用重估法对无形资产的价值进行衡量。这主要是因为无形资产不是一次性出现的。另外,在知识发展与变化的过程中,许多因素影响着无形资产的价值,无形资产可以增值,也可以减值,这都是企业的会计人员所无法预知的。
1.2无形资产的披露问题
无形资产的披露存在着不充分的问题。在日常工作中,并不是所有的无形资产都可以被披露出来。会计工作人员所披露出来的信息也只是无形资产的一小部分,其所反应出来的都是无形资产摊余的历史成本,无法对其现有的市场价值加以表现。
2知识经济时代无形资产会计核算对策分析
2.1加强无形资产的确认力度
无形资产的要素多种多样,现代化企业的无形资产,就是指那些具有价值但不是货币的资源。像企业内部的智力资源,知识产权以及商标权利等,都是无形资产的重要组成部分。企业的会计人员工作过程中,需要从更加宏观的角度上对无形资产进行理解,找出企业的无形资产优势,对企业的无形资产进行全面的确定。现代企业越来越关注无形资产的价值,所以,提高无形资产的地位,加强无形资产的确定是十分重要的。无形资产的成本需要进行有效计量,无法计量的无形资产不能进行草率的确认。
2.2加强企业无形资产核算思路的清晰化
企业的每一个经营环节都会涉及企业的无形资产,对企业资产进行合理的确认与管理,是企业实现快速发展的重要手段。加强企业的会计核算,会对企业资源利用效率的提高起到促进作用。企业需要利用良好的无形资产会计核算,来面对市场经济中的各类问题。首先,企业的会计人员要关注无形资产的问题。
无形资产是企业的重要资源,需要引起企业的关注,在特殊的经济发展时期,企业可能会对无形资产进行转让,从而让企业获得一定的经济利益。因此,在进行无形资产的转让时,要想让企业获得更大的利益,会计人员需要对所有权转让与使用权转让这两种转让方法进行衡量。比如在进行无形资产的出售时,需要对出售的价格以及价格与无形资产账面价值上的差额进行对比,保障企业的经济利益。
企业的会计人员还要关注无形资产的摊销问题,对于一个现代化企业来讲,无形资产的发展是企业重要的战略性资源,对于企业的竞争力提高有重要作用。在企业无形资产的摊销方面,会计需要关注与企业的经济利益具有直接关系期限性问题,也要将无形资产的摊销与企业的会计管理相结合,使无形资产对于企业发展的作用得以发挥。只有这样,企业才能在知识经济时代实现快速发展,促进企业经济利益的提高。
2提高计算机专业毕业设计质量的举措
(1)从制度建设上激发教师指导毕业设计的工作热情。有效的毕业设计制度建设和落实是提高教师思想认识的根本途径。首先,建立优秀毕业设计指导老师遴选制度。每年根据毕业设计过程考核(教师投入的时间、中期检查结果等)、学生评教以及最终毕业设计成绩等级综合评价指导老师,将评价结果作为遴选优秀指导教师的重要参考依据。其次,建立弹性工作量认定制度。经过调研,很多应用技术型高校计算机专业一个完整的毕业设计周期是14周左右,指导老师指导一名毕业生的工作量1课时/周,那么指导教师所得工作量是14课时/人。可是,教师还要承担许多其他的教学工作量才能完成教学任务,因此,一些教师为了完成任务,往往是“轻指导质量、重学生数量”。为了解决这一问题,学院可以采用指导教师弹性工作量认定制度,将教师在整个毕业设计表现划分为优、良、中、合格、不合格等5个等级,每个教师指导毕业设计工作的最终工作量根据等级系数(优、良、中、合格、不合格系数分别是2.0、1.5、1.2、1.0、0)折算而成。这样,指导教师即使指导学生数较少,但通过努力,保证质量,同样可以获得很高工作量认定,有效使教师更加“重质量、轻数量”。最后,建立学生评价指导老师制度。课题教学中,学生评教制度普遍得到运用,其结果直接作为年终推优、职称申报的主要依据,收到良好效果。目前,很少应用技术型院校计算机专业在毕业设计环节实行学生评价指导老师制度。宿迁学院计算机系大胆启用该制度,让每位学生从“德、能、勤、绩”综合评价指导老师。为了评教更客观,防止“师生互赞”不正常现象发生,最终的评教结果还要与学生最终毕业设计成绩比对之后生效。对于失真现象,要追查相关教师或学生的责任。上述这些制度建设和落实举措,不仅提高了指导教师的思想认识,更让指导毕业设计的质量与教师个人荣誉、工作量认定、年终推优、职称申报等切身利益挂钩,大大激发了他们指导毕业设计的热情。
(2)面向计算机实际应用,实行师生双向选题机制。选题应是一个双向的过程,老师应根据学生的基础、兴趣,结合现在社会对人才的需要同学生一起来拟定题目。以往,毕业设计选题往往因与市场实际需求脱钩,造成毕业设计题目太陈旧、老化,达不到毕业设计训练目的。造成这一现象的根本原因一方面由于部分的选题工作是老师先拟订好题目,有些题目已经不适合当下市场动态需求,所做毕业设计题目无实际价值,从而挫伤学生积极性;另一方面,有部分学生自拟题目虽紧跟应用需求,但往往因毕业设计任务工作量过大或过小,甚至不切学生基础实际而无终而止。解决这一问题就需要师生在选题时充分沟通。在选题开始时,由师生一方先提出初步选题,然后让对方提出修改意见,教师在选题时重点把握好选题是否有新意、是否可行、是否有应用价值等;而学生则根据自身基础和兴趣最终确定是否选择该选题。例如作为计算机专业指导教师,根据移动互联网应用的最新进展,为学生提出的关于无线网ZigBee技术应用、基于Android系统的手机控制软件、洪泛法无线路由算法改进等题目。而学生则根据自身基础与兴趣将上述题目结合某个具体应用,如将上述教师拟定题目方向具体确定为:无线网ZigBee智能路灯控制技术、基于Android系统手机版的车辆北斗定位软件开发、基于ZigBee无线技术的洪泛法路由算法改进与实现等。应用技术型计算机专业的特点是相关技术更新很快,师生通过双向磨合选题,使得最终选题既能结合学生基础和兴趣,又能针对应用实际,从而让师生双方最大程度达成一致,为接下来的毕业设计成果更有生命力和市场前景打下基础。
(3)师生协作、循序渐进,创新毕业设计指导方法。再好的选题,如果没有创新的指导方法,毕业设计指导也可能沦为机械重复劳动,最终致使学生只能按部就班,缺乏创新,实践能力得不到锻炼提高,更谈不上创新能力的培养。我们在具体实施中,首先是针对每个学生基础采用师生协作、循序渐进式指导。如,有学生选择“无线网ZigBee技术应用”方面的选题。那么,首先开题以后一段时间内(如:一周时间内),要求学生完成查阅有关ZigBee技术方面的资料任务,并汇总多位学生所查阅到的文献,接下来由指导教师与学生协商将资料分类并再分发给不同学生,并在接下来一段时间内(如:一周时间内)师生围坐到一起,轮流让学生汇报所学到的最新内容和体会,期间,教师和其他学生可以随时互动提问,要求被提问教师或学生做出解答,通过师生明确分工、共同协作,加快了基础阶段的学习进度。这样再持续一段时间(如:再两周时间内)相互学习之后,指导教师就可以根据学生具体选题安排他们先做一些小实验,再做一些中等难度实验,进而持续延伸到综合性实验,在这个实验过程中,教师不仅注重学生所提出的问题,更要为学生给予方法和思路上的充分交流与指点。通过这种方法不仅让所有学生动手能力得以最快速度提升,而且锻炼了他们的语言组织能力和表达能力,同时也激发了师生团结协作意识。通过上述师生协作、循序渐进式推进,指导教师全程参与指导,既要扮演好自身角色,也要及时掌握每个学生毕业设计进程,当学生遇到问题时教师更多时候是不能替代学生毕业设计工作,而是要给予方法上的指导,最大程度挖掘学生潜能和创新意识。创新毕业设计指导方法,无论对学生还是对教师来说都是一个重要的能力提升环节。
3改革效果
改革现有计算机毕业设计方法对于培养应用技术型人才具有十分重要的意义。多年来,我们坚持人才培养质量观,积极探索并改进现有毕业设计指导方法,收到了良好的成效。每年指导的计算机专业学生毕业设计大多数均在良好以上,30%以上被认定校级优秀等级;多名教师被授予校级优秀指导教师等荣誉称号;20多篇论文获省毕业设计一、二等奖;先后2次获得省优秀毕业设计创新团队称号;毕业设计期间师生协作发表了30多篇高质量论文,同时获得10多项国家发明、实用新型专利,申请了20多项计算机软件著作权。毕业生质量不断得到提升,产生了巨大的社会效益。这些成绩的取得,一方面要从学校、院校层面加强毕业设计制度建设和落实,另一方面从教师自身角度要有不断改革意识和方法。只有这样,应用技术型院校计算机专业毕业设计质量才能不断提高,才能为社会培养更多的实用型人才。
信息作为一种特殊资源与其他资源相比具有其特殊的性质,主要表现在知识性、中介性、可转化性、可再生性和无限应用性。由于其特殊性质造成信息资源存在可能被篡改、伪造、窃取以及截取等安全隐患,造成信息的丢失、泄密,甚至造成病毒的传播,从而导致信息系统的不安全性,给国家的信息化建设带来不利影响。因此,如何保证信息安全成为亟须解决的重要问题。
信息安全包括以下内容:真实性,保证信息的来源真实可靠;机密性,信息即使被截获也无法理解其内容;完整性,信息的内容不会被篡改或破坏;可用性,能够按照用户需要提供可用信息;可控性,对信息的传播及内容具有控制能力;不可抵赖性,用户对其行为不能进行否认;可审查性,对出现的网络安全问题提供调查的依据和手段。与传统的安全问题相比,基于网络的信息安全有一些新的特点:
一是由于信息基础设施的固有特点导致的信息安全的脆弱性。由于因特网与生俱来的开放性特点,从网络架到协议以及操作系统等都具有开放性的特点,通过网络主体之间的联系是匿名的、开放的,而不是封闭的、保密的。这种先天的技术弱点导致网络易受攻击。
二是信息安全问题的易扩散性。信息安全问题会随着信息网络基础设施的建设与因特网的普及而迅速扩大。由于因特网的庞大系统,造成了病毒极易滋生和传播,从而导致信息危害。
三是信息安全中的智能性、隐蔽性特点。传统的安全问题更多的是使用物理手段造成的破坏行为,而网络环境下的安全问题常常表现为一种技术对抗,对信息的破坏、窃取等都是通过技术手段实现的。而且这样的破坏甚至攻击也是“无形”的,不受时间和地点的约束,犯罪行为实施后对机器硬件的信息载体可以不受任何损失,甚至不留任何痕迹,给侦破和定罪带来困难。
信息安全威胁主要来源于自然灾害、意外事故;计算机犯罪;人为错误,比如使用不当,安全意识差等;“黑客”行为;内部泄密;外部泄密;信息丢失;电子谍报,比如信息流量分析、信息窃取等;信息战;网络协议自身缺陷,等等。
二、我国信息化中的信息安全问题
近年来,随着国家宏观管理和支持力度的加强、信息安全技术产业化工作的继续进行、对国际信息安全事务的积极参与以及关于信息安全的法律建设环境日益完善等因素,我国在信息安全管理上的进展是迅速的。但是,由于我国的信息化建设起步较晚,相关体系不完善,法律法规不健全等诸多因素,我国的信息化仍然存在不安全问题。
1、信息与网络安全的防护能力较弱。我国的信息化建设发展迅速,各个企业纷纷设立自己的网站,特别是“政府上网工程”全面启动后,各级政府已陆续设立了自己的网站,但是由于许多网站没有防火墙设备、安全审计系统、入侵监测系统等防护设备,整个系统存在着相当大的信息安全隐患。美国互联网安全公司赛门铁克公司2007年发表的报告称,在网络黑客攻击的国家中,中国是最大的受害国。
2、对引进的国外设备和软件缺乏有效的管理和技术改造。由于我国信息技术水平的限制,很多单位和部门直接引进国外的信息设备,并不对其进行必要的监测和改造,从而给他人入侵系统或****信息等非法操作提供了可乘之机。
3、我国基础信息产业薄弱,核心技术严重依赖国外,缺乏自主创新产品,尤其是信息安全产品。我国信息网络所使用的网管设备和软件基本上来自国外,这使我国的网络安全性能大大减弱,被认为是易窥视和易打击的“玻璃网”。由于缺乏自主技术,我国的网络处于被窃听、干扰、监视和欺诈等多种信息安全威胁中,网络安全处于极脆弱的状态。
4、信息犯罪在我国有快速发展趋势。除了境外黑客对我国信息网络进行攻击,国内也有部分人利用系统漏洞进行网络犯罪,例如传播病毒、窃取他人网络银行账号密码等。
5、在研究开发、产业发展、人才培养、队伍建设等方面与迅速发展的形势极不适应。
造成以上问题的相关因素在于:首先,我国的经济基础薄弱,在信息产业上的投入还是不足,尤其是在核心和关键技术及安全产品的开发生产上缺乏有力的资金支持和自主创新意识。其次,全民信息安全意识淡薄,警惕性不高。大多数计算机用户都曾被病毒感染过,并且病毒的重复感染率相当高。
除此之外,我国目前信息技术领域的不安全局面,也与西方发达国家对我国的技术输出进行控制有关。
三、相关解决措施
针对我国信息安全存在的问题,要实现信息安全不但要靠先进的技术,还要有严格的法律法规和信息安全教育。
1、加强全民信息安全教育,提高警惕性。从小做起,从己做起,有效利用各种信息安全防护设备,保证个人的信息安全,提高整个系统的安全防护能力,从而促进整个系统的信息安全。
2、发展有自主知识产权的信息安全产业,加大信息产业投入。增强自主创新意识,加大核心技术的研发,尤其是信息安全产品,减小对国外产品的依赖程度。
1概述
计算机联锁系统的安全可靠性是研究、开发、生产计算机联锁设备必须遵循的永恒的主题,也是验证计算机联锁系统性能的主要依据。计算机联锁设备是一种连续工作的实时系统,它必须具有极高的安全性和可靠性才能适应铁路运输和城市轨道交通高效和安全的运营要求。
其实汁算机联锁系统的安全性是指联锁设备在运行过程中无论发生什么故障都不能产生有可能危及列车安全运行的危险因素,一般着重于在不正常的情况下使系统导向安全,防止产生危险后果;而可靠性是指联锁设备在规定的时间和规定的条件下完成规定功能的能力,一般侧重于防止或减少系统发生故障。显然,安全性的实现是以可靠性为基础,并在提高可靠性的前提下完成的。为了系统地分析问题,我们将把计算机联锁系统的安全性和可靠性结合在一起考虑,并着重从系统的硬件设计、软件设计和数据传输及处理等几个方面采取各种综合技术措施,使计算机联锁系统符合故障—一安全的原则。
2硬件部分的安全可靠性分析
根据计算机联锁系统的结构组成和功能特点,硬件部分的安全可靠性技术从计算机联锁系统的上位机、联锁机和接口电路三个部分进行分析。
2.1上位机安全可靠性分析
上位机主要功能是向联锁机构输入操作信息,接受联锁机构输出的反映设备工作状态和行车作业情况的表示信息。为此上位机可采用经国际安全机构认证的高可靠工业控制计算机,摒弃原商用机所采用的大母板结构,把原来的大底版(系统板)功能集中在一块ALL--IN--ONE插卡上,底板变成无源总线母板,增加了插槽数,便于系统的升级扩展。
采用的机箱结构具有良好的散热、隔热、防潮、防尘性能,驱动器架采取避震措施,使整个机箱具有可靠的机械强度和很好的抗电磁干扰的能力;采用不问断供电及净化的专用开关电源,抗共模干扰,具有浪涌保护、过载保护、漏电保护的功能,单机设备的平均无故障工作时间可达到100000h。
计算机联锁系统的维修机和上位机的配置是一致的,平常可作为上位机的热备机,在系统故障时能够进行自动无扰切换,切换过程不影响现场设备状态,提高设备可靠性。
上位机的人机接口界面的设计使用先进的工业控制软件,使得系统的监控不仅具有友好的人机交互界面,而且具有丰富的图形画面显示及图形操作功能,调图方式灵活,修改参数方便。在设计中,根据铁路交通和城市轨道交通信号计算机联锁的特点,可以灵活运用登录口令、操作员权限、安全设定点、设定点口令、安全审计跟踪记录等安全特性,确保联锁系统执行操作的安全可靠。
2.2联锁机安全可靠性分析
联锁机是信号控制系统的核心。在设计中,可选用国际安全机构认证的硬件三重冗余计算机联锁系统,用于实现联锁数据处理过程的故障—安全。所谓三重化冗余系统是指系统共有A、B、c三个相同的主机,每个主机可以把它看成系统中的一个模块。三个模块同时执行一致的操作,其输出送到“表决器”的输入端,然后把表决器的输出作为系统的输出。结果经输出设备三取二表决后进行输出,可以保证输出的安全性。当其中一个联锁处理单元联锁逻辑单元故障时,系统能够转换为二取二工作方式,在不降低安全陛的前提下,使整体系统的可靠性得到提高。
采用三取二表决系统原本是为了提高系统的可靠性而采取的一种冗余系统。然而从安全性角度来看,若有两个主机发生了同样的故障,即共模故障,系统将输出错误信息,经接口驱动后,有可能危及行车的安全。因此,必须消除软硬件的设计错误,当主机的设计完全正确无误时,仅由硬件失效和干扰而产生的共模故障的发生概率就很小。为了进—步降低未检出故障的组合而产生共模故障的可能性,可利用单机自检技术、主机间互检技术和双套不同的软件,扩大故障检测范围,消除因干扰而引起的影响。
为了保证三重化冗余系统能够通过多数一致表决得到正确的结果和发现出错的模块,这就要求三台微机必须同步工作。否则,整个系统便会出现紊乱状态,多数一致表决无法进行,系统无法保证正常可靠的工作。
计算机联锁系统为保证安全可靠而采取的主要措施是:全面的在线自诊断和专门的安全检查程序。这就要求系统在规定的周期内对计算机的运算器、存储器、接口等元器件用一系列自诊断程序进行全面自诊,而安全检查程序则对联锁程序任务模块的运行状态进行监视,对关键信息代码的合法性进行检查。在自诊断和专门的安全检查中一旦发现故障,立即切断计算机的输出(同时报警)。在设计中必须采取有效的措施来确保:
(1)检测过程本身应具有安全性,或采用相应硬件及软件措施来实现安全性;
(2)检测要要有足够的频率,使类似或等同故障在二次检测之间不会发生;
(3)检测要足够灵敏,能够测出每个安全单元之中的重要故障;
(4)检测失败时应及时产生安全保护动作;
(5)冗余装置要足够独立,使之不受其他故障的影响。
例如在具体实施中,使输出控制单元经过表决后输出,所有输出进行反馈检查闭环控制;在输出执行环节采用条件电源供电方法,当用实时检测或实时比较技术发现联锁微机内部故障时,即使产生危险侧的错误控制命令,通过强制切断执行环节的条件电源,减少错误的控制命令输出。
采用光电隔离技术,接点输入电路要经过光电耦合后力节目接至接口电路输入输出模块,有效的抑制接点输入电路的电磁干扰;采用静态输入或动态输入方式,以便有效的实现故障—安全原则。
在输出接口的设计中,采用代码—动静态和动静态—电平两级变换电路;采用不间断供电及净化的专用电源,电源模块内部设有双重化电压调整器及自诊断电路,可检测电压的输出范围与是否超温并给出相应报警。
2.3接口电路安全可靠性分析
由于一般继电电路采用的重力式安全继电器具有很高的安全性,在我国铁路中运用了几十年,为此计算机联锁系统的接口电路仍然以安全继电器作为计算机联锁机构与室外设备控制电路的接口。我们知道安全继电器通过以下技术实现故障—一安全:电气接点采用特殊材料制作,使接点粘连的可能极小;采用吹弧技术,消除接点拉弧造成熔接;采用重力式设计原理,在继电器故障时,利用其重力使衔铁复位,从而保证实现系统的故障——安全的目的。
为此在计算机联锁系统中,信号、道岔、轨道电路等监控对象的状态信息依然是用安全型继电器的接点状态来反映的,输人接口的任务就是将这种电平形式的二值逻辑数据安全地采集到联锁机中来。
2.4其他方面的安全可靠性分析
考虑计算机联锁系统硬件设备的其他方面的安全可靠性,对包括电源、计算机、数据通讯线路、输人输出接口、机架结构及地线设置等方面采取了电磁兼容设计和防雷设计,以保证在规定等级的运用环境中,设备必须正常工作,不产生任何指标下降和功能上非期望值的偏差。
3软件系统的安全可靠性分析
在计算机联锁控制系统里,各种复杂的功能主要依靠软件来实现。嵌入在安全控制系统中的软件,不仅要能完整地实现系统的控制功能,还要能保证实现系统在发生意外时的安全防护即故障—一安全功能。
一般在汁算机联锁控制系统中,普遍采用以下软件技术来提高系统的安全可靠性:
(1)采用信息编码技术,以便出错时能被及时识别。例如,对于涉及行车安全的逻辑变量,用多元代码来表示安全变量的两个值—一安全侧值和危险侧值。这样,当代码在存储或传输过程中,由于存储器硬件故障或者外界干扰而发生畸变,一旦错成非法码时,就可由软件自动检出并导向安全侧。
(2)采用软件冗余技术,保证软件运行的安全性。
(3)采用软件检测技术及时发现故障,以进一步采取措施防止危险侧信息的发生和输出。
图1计算机联锁系统数据处理模型框图
图1是一个从安全角度去考虑的计算机联锁系统的框图,实际上也是计算机联锁系统的一个安全性模型,只是仅从保障安全的角度把计算机联锁系统描述成为一个典型的数据处理系统。对于计算机联锁系统来说,保障安全就是保障框图中的数据流和控制流这两种信息处理的安全;退一步讲,即便信息处理发生错误也不会导致危险的后果。
联锁机和外部设备的输入/输出信息具有两种特性,—是开关性;二是安全性。外部设备向联锁机提供的输入信息具有开关性。同样,联锁机的输出信息也具有开关性,这种开关性可由表示两个状态的器件如继电器来反映。输入/输出信息的安全性是根据信息与行车安全的关系来界定的。一类是与安全无关的信息,称作非安全信息;另一类是与安全有关的信息,称作安全信息。
联锁机和监控对象之间交换的信息属于安全信息,因此必须考虑当输凡输出通道发生故障时,一定要确保传送信息的安全。为此,在通道设计上必须采用安全输凡输出接口。在CPU与输入和输出模块间采用专用总线以保证传送的正确性,对输入电路采用光电隔离电路读取。输入值,以检测“粘连”状态,对各个输出信号在提供给继电器前进行表决,不致因输出模块本身的故障而影响信息安全。一般在具体的系统设计中,可采取如下措施:
(1)安全信息的输入:在计算机输出每种信号设备状态码的第一位后,待输出电平稳定(如20ms),再将每种信号设备状态码的第一位读入储存,并立即输出第二位代码;读入全部代码后,经计算机整理后再传给每个对象的存储模块。
(2)安全信息的存储与更新:计算机联锁中监视现场设备状态的存储单元,在宏观上必须与被监视的对象建立不断的联系,当联系中断时,系统必须立即倒向安全。
(3)安全信息的运算:联锁条件满足时,程序的走向和运算结果都是预知的。为了提高安全性和防止漏检查联锁条件,在每次判断条件成立后,将该条代码进行按位累加,联锁关系全部检查正确时,其累加值应与预期结果相符。
(4)安全信息的输出:计算机的开关量的输出是非故障安全的。为了保证安全,可对输出环节进行连续的监视,如出现不应有的危险侧输出,应快速地在现场设备未动作前予以切断。
(5)安全信息在计算机间的传递:为了符合信号系统的传统做法,遵循故障安全的要求,在计算机联锁的设计时,应采用点对点的循环传送方法,而不采用变化检出、一次传送的方法。
计算机联锁的串行数据在传输过程中,由于干扰而引起误码是难免的,在检查数据位和冗余位之间的关系是否正确时,应着重防止在传输中错误地出现危险侧代码。为了确保信息传输的安全可靠,一方面可以采用冗余度小、检错能力高的循环码(CRC)作为检错码;另一方面就是在软件编程时对传输的信息进行特殊编码,并以反馈重发方式纠错。
根据编码理论,利用n位二值码元可生成一个具有2”种伏态的码字或代码的集合。在这2”种状态的代码组合当中,仅取一种状态代表危险侧码字(例如用危险侧码字10101010代表对应继电器吸起),再取另一种状态代表安全侧码字(例如用安全侧码字01010101代表对应继电器落下),其余的均认为是非法码字,则这种代码便具有典型的故障—一安全特性。由于非法码字在正常的联锁运算时也被认做安全侧码字,故而该编码组合仅有1种码字对应危险侧,其余2“—1种状态均对应安全侧。但在实际的运行中要真正能做到故障导向安全,还需对软件编程的安全编码进行科学的分析和认真的考虑。
我们认为编码中各个码元发生差错的概率是相同的且不同码元发生差错的事件是独立的。假定每一码元发生差错的概率是",则无差错的概率即为1—p,此时整个代码均无差错的概率为(1—p)“。当选用编码组合中码距最大的一对代码,即码距等于n的—对代码分别作为代表危险侧和安全侧的有效码时,安全侧代码因故畸变成危险侧代码的条件是n个码元同时出错,其出错概率为旷;而安全侧代码出错变为另外一个代码的概率则为1—(1—p),显然这两个概率有着明显的数量的不同,这就造成了编码在故障或受到干扰情况下逻辑出错的不对称性,假定2“种编码中任一个发生畸变、出错变为另外任一个代码的概率相同,均为P(c);此时,因危险侧代码只有—个,某一代码错为该代码的概率即为户(c)以上数值与目前国内外广泛使用的信号安全型继电器的不对称指数相比显然是可以认可的;同时n取为16,恰好是计算机内存字节的整数,便于进行软件编程。根据铁道部《计算机联锁技术条件》标准,与行车安全有关的信息在计算机内必须以空间冗余的方式存储,在自由状态下其非法码字和合法码字出现的比率或非安全侧码字和安全侧码字出现的比率必须大于255:1,上述规定中所谓空间冗余即意味着必须用多余的信息位表示单一比特的信息,采用不对称码元的方法表示涉安信息即为空间冗余方法之一。此外,自由状态即指任一代码发生畸变而成另一代码相同概率P(c)的假设。该条件给出的具体数值则意味着如采用不对称码元,则所选代码位至少为n:8。基于这些原因,计算机联锁中选用16位代码来表示联锁数据是可取的。经过正确的合理编码,完全可以保证编码的汉明距大于4。
4结论
计算机联锁系统的安全可靠性是计算机联锁系统的关键,我们必须从系统的硬件设计、软件设计和数据传输及处理等几个方面采取各种综合技术措施,才可使计算机联锁系统符合故障—一安全的原则。
综合以上分析和考虑,并通过可估算和推导的数学方法进行可靠性和安全性计算机联锁系统的安全可靠性指标:平均故障间隔时间MTBF为1x10h,平均危险侧故障间隔时间MTBFAS为1x10h,符合国家标准。
参考文献
[1]吴汶麟城市轨道交通信号与通信系统.北京:中国铁道出版社,
[2]吴芳美,铁路安全软件测试评估,北京:中国铁道出版杜,2001
[3]赵志熙.计算机联锁系统技术北京:中国铁道出版社,1999
[4]TB/T3027--2002.计算机联锁技术条件
2图像化是虚拟现实的场合
“图像化”是指利用各类收集的资料,来制作“图像”的过程。这些“图像”既可以是平面的,当然也可以是立体的,甚至还可能是多维的,使绘制的画面更加具有真实性。用形象的、甚至逼真的的图像来为我们展示情况,这已经成为现代人们生活的重要内容之一。其中会用到RGB色彩模式,它是工业界的一种颜色标准,是通过对红(R)、绿(G)、蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的,RGB即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色,这个标准几乎可以包括了人们视力所能认知的颜色,是现在运用最广的颜色系统之一,在建筑空间设计中,这个过程中会带给大家无限乐趣,会为我们提供一幅幅多姿多彩的的画面。建筑空间设计被计算机转化为图像展现出来,图像化是虚拟的的一大重要步骤,在此过程中,建筑设计中的事物按照一定的比例,并且带有一定的色彩,十分形象的展现出来,还可以是静态转化为动态图像,带来逼真的效果。其中贴图通道的方式利用数字化的转换方式,将光在自然界的想象,比如反射、折射等现象在图像中显示出来。另外,多个色彩通道可以将复杂的场景渲染成为广播电视级的画面式图像,将人们脑海中的想象变为现实。在建筑空间的图像化过程中,光和影对建筑空间的渲染,十分重要。另一个图像化设计中重要的一个模型为CSG建模法,它是指一个物体被表示为一系列简单的基本物体(如立方体、圆柱体、圆锥体等)的布尔操作的结果,数据结构为树状结构。树叶作为基本的元素,结点为运算,最上面的结点时代需要修建的对象。另一个因素便是光了,它是灵感的来源,是表达情感的工具。在环境编辑器和材质编辑器中分别设计了光影跟踪材质和环境光色,可以用来有效地制造出场景的多种时令、季节气氛。在利用了光影跟踪体系之后,可以复制出任何现实世界中光和影的物理性质。把光影跟踪概念引申一下将包括:柔和阴影和焦散性(光在水中的折射)等效果:光影跟踪是和灯光系统模块相联系的,产生跟踪阴影是准确无误的,有明显的界限,并且几乎是与投射它的目标相一致的。建筑空间和场景中都需要显而易见的边界和需要计算对象透明值的情况,需有利用光影跟踪阴影的技术。使用光影跟踪的聚光灯以及亮度或者强度的方式整理所有不透明信息。当使用这些光照明建筑场景时,它们的材质也是十分值得信赖的。这些布景中的材质有匹配的纹理和不透明的贴图,经常被当做场景的环境对象,例如花草、树木、车子以及行人。但也可以是树的一片树叶或者窗户上的百叶窗图案。假如模仿太阳光照射建筑外观的情形,光影跟踪阴影是可以利用的,只是在渲染时这些阴影需要很大的计算量。
3图形、图像—设计数据的储备以及再利用
在计算机图形、图像的设计中,无论是数据状态的建筑模型,还是以具有环境光色,物体材质的图像化建筑场景,都可以被多次利用,从而节约成本,提高效率。在CAD中,块的慨念和使用属于这个范围,而在3DM气X中,可将常用的建筑元件或者复杂的模型,像罗马柱、雕塑、古典窗饰等建立单一场景存成文件,而在建筑场景中,只需要建立简单的几何模型。设置同一名称,进行替换,那样许多模型都不需要重新制作了,这样就可以多次利用这些模型了,而不需要重新构建,也减少了许多麻烦,。如果利用数字化模型,会是十分简单,只需要利用计算机相关方法修改即可,在一定程度上,可以较少成本,且具有高效性,有利于委托设计的甲方和承担设计的乙方建立友好合作的关系;还可以不断地变换建筑构件和观看不断变换角度的建筑空间场景,使甲乙双方从设计开始一直到结束,可以对设计进行反复比较,最终找到最适合的作品,从而使双方在各方面意见统一,更好的合作。
计算机技术发展创造第一个需求是系统科学界的需求。科学技术一直都是社会发展的生产力和主要动力,没有科学技术的支持,我们的社会就很难发展,科学技术一直都是我们进行科技创新和谁会改革的重要一步,也是我们实施一些重要战略措施的前提保证,科学技术的建设更加是我们实现计算机技术的良好发展的基础条件。
2互联网的建设
计算机技术发展创造的第二个需求来自于互联网的需求。真正往前看若干年,有人说小心传感器之间的信息传递,可能它的量会大大的大于计算机之间,和一般互联网之间的信息传输。也就是机器和机器之间的传送量将大于人之间的传送量。
3对信息资源的建设
计算机技术发展创造的第三个需求是对信息资源的建设,二十世纪的数据库系统发展很快,可以说在二十世纪里,数据库系统支撑了一个极具活力的产业,这个产业造就了三位图灵奖的获得者。
二、发展进程中的计算机技术的创造性应用
1传统的计算机技术创造性应用
计算机技术的创造可以划分为若干层面,但是最主要的还是理论性创造和实践性创造这两个方面,理论性创造即是实践性创造的基础,又是实践性创造实施的重要保证。当我们将计算机的各硬件组成部分逐步分解观察,我们就不难发现计算机本身的硬件是由品种、数量繁多的不同部件组装而成的。每个部件所包含的技术组成十分复杂,这里面包括信息存储技术、信息处理技术、信息输入输出技术、信息运算与控制技术等。计算机的逻辑功能和运算单元主要包括主存储器、中央处理器(CPU)、通道或I/O处理器和各种外部设备控制器部件等。超高速缓冲式存储器通常是由与处理器同类的双极型电子元器件构成,两人者运算速度匹配,但是价格较高,并且容量只有主存储器的几百分之一。正是由于这个原因,一般情况下都是以硬件自动来调度缓存空间,以虚拟存储的方式在操作系统软件的辅助之下,在主存与外存之间进行自动调度。可以说,数据存储技术革新的直接成果就是科学研究的进步,尤其是科研效率上的进步。无线产品指的是通过红外、蓝牙、无线电等传输方式进行传输的产品,这种传输方式省去了有线传输所必须的导线使,从而得计算机的运行环境更加的简洁。
二、利用计算机技术培养学生数学创造性思维的措施
(一)利用计算机技术积累数学知识,优化认知结构
数学创造性思维培养要求学生具备扎实的数学技术知识,并能系统化、条理化地理解和掌握数学知识结构与方法。但是,由于数学是一门抽象性,探究性较强的学科,许多理论知识的概念十分抽象,严谨,教师在教学过程中,很难直观地反映出来。因此,教师可以利用计算机技术,可以把数学知识中抽象概念,形象直观的表现出来,适应学生的认知基础,便于学生学习与深入理解,优化了学生对数学知识的认知结构,能够有效培养学生的数学创造性思维。例如,在圆柱、圆锥以及圆台的侧面积学习过程中,教师利用计算机技术,把圆柱、圆锥以及圆台三者的侧面积转化为三者之间的图形关系,通过计算机技术把圆柱向圆台在向圆锥转变的过程进行演示,让学生分析出三者之间的面积关系。这种教学的情境,将抽象问题变得具体,能够让学生更好地积累数学知识,优化学生的认知结构,
(二)利用计算机技术,激发学生的创造性思维
计算机技术可以将一些数学关系可视化,便且能够形象地展示出数学关系的演变过程,快速反馈验证的结果,缩短学生获取数学知识的体验时间,让学生的创造性思维能够得到长时间的保持,从而对数学知识的理解也更加深刻[3]。例如,在空间坐标轴的数学问题上,教师可以利用计算机技术,建立一个立体的空间坐标轴,然后根据问题的需要,创设对图形进行平移、旋转、反射、对称等情境,让学生在具体的情境中,产生学习的好奇心,激发学生的想象力,从而促进学生数学创造性思维培养。在数学的课堂教学中,应用计算机技术,为学生营造良好的学习情境,减少了学生对水平数学知识演算的时间,让学生能够顺利进行创造性思维。因此,在学生数学创造性思维培养中,教师要积极采用计算机技术,创设良好的教学情境,激发学生的创造性思维,使它成为培养学生创造性思维的良好教学工具。