时间:2023-04-03 09:47:34
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网络规划设计是网络建设前期必须完成的工作,涵盖了无线网络规划和计算两方面。其中无线网络规划包含了链路预算,容量和所需小区站址的计算,以及基站站址的覆盖规划;而网络计算则是对基站信道单元数目、线路容量、基站控制器与交换机等数目的计算。目前,无线网络的规划通常分三部分,即准备阶段、小区估算阶段以及具体的网络规划阶段。其中准备阶段是指建立网络覆盖与容量目标,是权衡整个网络成本的重要阶段;小区估算阶段则是在预测小区容量的基础上,预测其覆盖范围和覆盖区域内业务的需求,估算所需的小区数目;具体网络规划阶段则是指规划站点和PN、配置扇区信道载波,并在此基础上进行网络覆盖与话务模型生成。
2.网络优化
网络规划的设计中,由于市政建设的改变、用户数量的增加、业务种类的增加、业务质量要求的提高等情况,往往在使用中会出现一些不可避免的问题,这就需要后期对网络进行相应的调整,也就引入了网络优化的概念。网络优化作为网络建设后一项重要工作,能够保证网络设备和设置在满足基本需求和正常运行的基础上,通过数据采集与分析、DT和CQ测试,结合当前业务的发展动态和趋势,及早的发现现有网络中存在的缺陷、隐性故障和问题,并找出引起这些质量问题的原因,通过技术和工程等手段修改参数、调测硬件、重新进行网络配置,使整个网络保持较高的质量水平,提高网络资源的利用率,从而实现现有网络的合理化和最优化。
二、CDMA网络规划设计的特点
1.动态变化的网络负载
CDMA网络具备较大的容量优势,其来源主要是根据香农定理得来的扩频通信原理,该原理是通过通信获取扩频增益来使接口需要的负载比降到负数,以此来保证频率复用。其中,决定网络容量的主因是基站与移动站基带解调中需要的门限以及网络实际应用中邻区干扰的因素。解调门限分为在实验室情况下和在实际网络中测定的解调能力、达到一定FER所需的解调门限两方面。其中的实际网络容量主要由实际网络解调能力决定,其与控算法、搜索窗、参数、软切换的参数设置都有密切关系。一般情况下,开始采用码分进行用户区分,因此所有功率都是用户共享,随着用户不断增多,能分给每户用户的功率必然减少,这导致链路克服损耗和外界干扰的能力下降了。而CDMA网络能实现前向功率的共享和反向的覆盖、容量具备动态性,因此其负荷控制与扇区的数量控制都非常重要,不仅需实现无线资源的最大利用,又需防止系统的临界出现。另外CDMA本身是干扰受限的系统,如果干扰电平增大会直接的影响系统容量与服务质量。如果其最大容量受限于干扰量,则其容量称为软容量。研究证明,要保持系统的稳定性,负载不能超过80%。当负载超过时,网络用户将受到巨大干扰,服务质量也会快速下降,从而导致小区覆盖出现盲点。因此合理布置基站,选择参数,是CDMA无线规划为了满足所有用户需求的重要问题。
2.外界干扰造成的影响显著
在CDMA通信系统中,对用户信息进行扩频后会以较低功率谱密度进行发送,因此信息被截获的可能性也比较低,因止其抗干扰力较强,但与此同时也带来了一个比较严重的问题:由于单个信道要求有较宽频谱资源,因此抗窄带的干扰能力相对较弱,因为信道带宽内的各种干扰信号会使基站灵敏度下降,其下降程度与落入带中的干扰信号的能量和有直接联系。目前无线设备的运用比较广泛,射频模块本身的质量也有较大差异,其中杂散干扰是主要干扰源。另外由于网络环境一般较翟炳银江苏省邮电规划设计院有限责任公司210019复杂,而站址与通信高度会导致信号较难控制,为避免干扰,需要更多频率资源。
3.切换影响显著
CDMA系统的一个独到之处在于可以实现软切换,采用此技术能较好的保证小区边缘用户所需的服务的质量,但是由于软切换技术的用户往往比普通用户占有更多系统资源,因此必须保证软切换比例的合理性,过低无法满足用户需求,过高则会导致资源的浪费,使CDMA网络能够服务的总用户数量下降。因此网络规划的设计人员必须科学的选择站址与导频功率,让服务的小区范围内软切换比例保持在合理水平。另外在CDMA系统中,应尽可能避免使用硬切换,这是因为较之软切换,硬切换的性能有很大差距。硬切换可分为同频与异频两种。其中同频硬切换有较大干扰,切换时比较难控制;而异频切换相对性能更好,因此有条件时可换成异频进行切换。由于在实际应用中,各服务区的话务往往不平衡,这就导致各扇区载波数有所差别,使深度覆盖与广度覆盖出现矛盾,为解决这一矛盾,必须采用良好的话务引导策略,因地制宜选择解决方案。
三、实现规划优化的措施
1.方案制定前的网络优化
在网络规划的方案制定前,应首先进行网络的优化。这一方面是为了给规划方案提供符合实际的具体的覆盖数据和话务数据,为网络规划的覆盖方式与设备型号选择上提供建议;另一方面也能够对网络规划所拟的解决区域进行具体分析和调整,保证当前网络,这也是避免资源浪费的重要一环。
2.科学选择站址
要建设好CDMA通信网,科学选取新增站址是关键。一个合理的站址不但可以解决通信网络的覆盖和话务需求问题,还能尽可能避免网络负面作用的产生,如由于覆盖引起的频导污染等。但是在选取过程中,由于工作者面临的是一个已经有庞大使用人群的网络,如果过程出现一点失误都很可能对广大用户使用造成影响,引发争端。因此在网络站点的规划和选择上,不仅应该依据以往规划的经验和曾经的规划模型进行站址选择,还应该采用网络优化作为依据,如采用模拟测试方式对网络规划的规模进行校正,对区域网络进行核实、方位角和俯仰角参数的选择等。
3.基站参数的设置
CDMA网络任何一个基站的新增,都不应仅仅是完善这一新增基站的技术参数,还应该对其周围基站的参数,如领区列表、功率参数等也进行相应调整。因此网络规划工作人员在制定了新增基站的相应参数后,还应该与网络优化工作人员探讨,不仅可以对规划人员设置的新增基站参数进行检验,还可以让优化人员对该基站开通后的后期相关参数进行调整准备。
4.网络的优化调整
CDMA网络的优化调整需要以大量数据分析作为基础,通过网络优化人员对基本数据分析,对网络进行优化调整。虽然多数网络优化人员十分优秀,但是人工作业往往难以避免出现一些错误,尤其是当前网络调整和业务发展工作都十分复杂,工作人员在面对复杂工作时往往容易出现一些失误。因此为了尽可能避免失误的产生,需要在网络调整后对其运行效果进行评估,此方面的工作正需要网络规划人员的参与。因此,网络优化人员和规划人员应该协调合作,对规划软件、调整后的效果、覆盖和话务的校正等进行优化,以加强调整方案实施后的准确性。
四、结语
关键词:远程;机械设计;计算方法
1机械设计发展概述
传统设计方法是主要采用封闭的收敛设计思维,进行经验类比设计。在计算方面只进行静态分析,并将载荷,应力进行集中处理,对计算数据的误差采用增加安全系数的做法。传统设计以手工设计为主,使用简单工具,进行人工计算绘图。除此,传统设计是一种串行设计,即一个零件从设计到生产是一个阶段的工作完成之后才进行下一个阶段的工作。所以,一种产品从设计到正式投产要花很多时间,这样开发周期长,且串行设计过程中,各个环节之间缺乏信息沟通,经常导致设计人员之间的合作不协调。
近年来,由于计算机网络技术、Web技术和数据库技术的出现和飞速发展,给现代机械设计注入了新的生机活力,机械设计逐渐向数字化、网络化方向发展。基于Web的远程设计是在这种条件下产生的。它使得各制造企业可以充分利用Internet和Web的国际互联性和资源共享性,建立企业间的动态联盟或虚拟设计小组,通过分散组合在各地域企业的技术优势,发挥各个企业的局部特长,所以不同专业的技术人员可以不受地域的限制,在一个统一且易于访问的平台下进行异地的合作与设计,实现信息的交流和共享,进而快速开发出所需产品,提高产品设计的一次成功率。
做为现代设计的一个重要组成部分,远程机械设计是一个多学科、多技术的研究领域,涉及到机械工程及计算机技术等许多知识领域。从机械设计的角度来看,主要研究设计过程的建模、设计优化理论等。从计算机技术方面来看,应研究如何对现有的设计资源进行组织和,使得这些资源能方便异地的设计人员进行查询和调用。这些资源包括各种专业化的计算、分析程序,供设计使用的数据库和知识库等,所以要研究网络环境下设计资源的获取与调用,设计过程中设计人员之间信息的交流和反馈等,为远程设计中分布式资源的获取和调用提供基础和借鉴。
2国内外远程机械设计发展
2.1远程设计的概念和意义远程设计让设计人员通过浏览器输入设计参数,服务器自动进行选择和计算,根据确定的参数返回产品的规格或设计图形。远程设计技术是现代计算机技术、网络技术和机械设计技术在工程设计上的应用,其缩短了产品的设计周期和节省了设计成本,真正意义上释放了工程技术人员。与传统的机械设计相比,远程设计具有以下优点:缩短产品的开发周期;避免重复开发;降低了企业资金和人员的投入。特别是近年来三层B/S网络计算模式的出现,极大地降低了客户端软硬件的配置要求;因为远程设计一般都提供给用户进行交流和讨论的平台,这不仅加强了各领域专家之间信息的共享和交换,而且还大大提高了一次产品设计的成功率。
2.2远程设计的国内外研究现状
2.2.1在国外领域,有关远程协同设计的研究和应用起步比较早,主要有:①上世纪80年代中期,麻省理工学院学者就从事了这方面的研究,首次提出T计算机支持的协同工作的概念。②20世纪90年代中期,美国伯克利加州大学的集成制造实验室开展了一个名为Cybercut的研究项目,建立了世界上第一个基于WWW的设计和制造系统。③英国建立EdinburghEngineeringVirtualLibrary网站,提供工程设计、制造需要等各种信息,建立了基于Web的虚拟制造中心,提高了企业特别是中小企业的市场竞争能力。④美国的Microsoft公司和UnigraphicsSolutions公司联合研究面向产品全生命周期基于知识的协同设计支持网络环境“DesignKnowledgeNetwork”,减少了时间,降低了成本,快速获取全球设计知识的基础的同时,进行产品创新设计。⑤英国Liverpool等大学研究并且应用人工智能和Internet提供滚动轴承的网络化的设计服务。
2.2.2在国内,这方面的研究主要集中在高等院校和科研院所,其中主要有:①西安交通大学理论与轴承研究所为主、国内多家企业和研究机构共同参并建立了国内第一个支持产品协同设计的网站-现代产品设计与研究开发网络旨在推进现代设计,主要提供设计知识的获取,参加的单位还有清华大学、机械科学研究院、华中理工大学、重庆大学、上海交通大学等国内许多著名的高校和科研院所。②清华大学精密仪器及机械系摩擦学国家重点实验室开发出了基于Web的异地合作设计系统Cdesign,其采用了Client/Serveer构架,客户与服务器之间通过VAW来完成。③上海先进制造工程技术研究中心与上海飞机制造公司开发了一个基于Intemet/web的异地设计和制造系统,利用它进行跨企业、跨地域的协同产品设计与制造。
除此之外,国内也有一些相关的网站,如:中国机械网材料与制造综合信息服务平台等,它们提供机械设计技术数据、制造工艺技术数据等,并把机械设计技术、制造工艺技术、远程设计技术、产品数据库、计算机辅助设计都实现了网络化。
可是远程设计由于刚刚起步,像其它新兴技术一样还不够完善。随着CAD技术、计算机网络技术、数据库技术及人工智能技术的不断发展,远程设计的内容必将越来越丰富,功能越来越强大,所提供的服务也将越来越完善。
3远程设计系统的技术研究
任何系统的总体结构模式的确定是系统在设计初步阶段要完成的一项主要任务。它的总体结构模式是系统的基础,只有确定了系统的结构模式才能进行下一步的设计和开发。而且应用软件的架构是建立在计算模式基础之上的,所以,必须先对网络计算模式进行分析。
计算机网络技术的发展过程中先后出现了大型机为中心的计算模式,服务器为中心的计算模式和客户机/服务器(Client/Server)计算模式,还有随着Web技术的成熟而发展起来的浏览器/服务器(Browse/Server)计算模式。
对两种计算模式经过分析和研究,CS模式和B/S模式比较,具有以下优点:界面风格统一、可移植;跨平台性,B/S模式的系统较US模式的系统有更好的跨平台性,客户端可位于任意的软、硬件平台;易于管理和维护。
4远程设计系统的支撑技术
基于Web的远程设计是一项涉及多学科多功能的综合活动,其中包括现代机械设计技术、Web技术、数据库技术、计算机编程技术、多媒体技术和图形浏览技术等。
参考文献:
目前,数字视音频网络和数据网络的大量应用成为电视行业发展的必然趋势,这就要求提供更大、更快、更有力的网络数据存储和共享途径。网络存储技术无疑为我们提供了一个很好的选择。
二、网络存储技术的分类
目前的网络存储技术大致分为三类:
1、直接依附存储系统(DirectAttachedStorage,DAS)
DAS又称为以服务器为中心的存储体系,如图一所示。其特征为存储设备为通用服务器的一部分,该服务器同时提供应用程序的运行,即数据访问与操作系统、文件系统和服务程序紧密相关。当用户数量增加或服务器正在提供服务时,其响应速度会变慢。在网络带宽足够的情况下,服务器本身成为数据输入输出的瓶颈。现在已渐渐不能满足用户的需求,不再为大家所采用。
2、网络依附存储系统(NetworkAttachedStorage,NAS)
NAS的结构是以网络为中心,面向文件服务的。在这种存储系统中,应用和数据存储部分不在同一服务器上,即有专用的应用服务器和专用的数据服务器。其中专用数据服务器不再承担应用服务,称之为"瘦服务器"(ThinServer)。数据服务器通过局域网的接口与应用服务器连接,应用服务器将数据服务器视做网络文件系统,通过标准LAN进行访问。由于采用局域网上通用数据传输协议,如NFS、CIFS等,所以NAS能够在异构的服务器之间共享数据,如WindowsNT和UNIX混合系统。NAS系统的关键是文件服务器,一个经过优化的专用文件服务和存储服务的服务器是文件系统所在地和NAS设备的控制中心,该服务器一般可以支持多个I/O节点和网络接口,每个I/O节点都有自己的存储设备。
3、存储区域网络(StorageAreaNetwork,SAN)
SAN是一种以光纤通道(FiberChannel,FC)实现服务器和存储设备之间通讯的网络结构,如图三所示。SAN的核心是FC,其中的服务器和存储系统各自独立,地位平等,通过高带宽(传输速率为800Mb/s,双全工时可达1.6Gb/s)FC集线器或FC交换机相连,可避免大流量数据传输时发生阻塞和冲突。各应用工作站通过局域网访问服务器,在各存储设备之间交换数据时可以不通过服务器,这样就大大减轻了服务器承受的压力。
三、NAS与SAN的比较
NAS、SAN与传统网络存储技术相比而言,无论是从网络传输带宽、数据共享性还是从存储容量的可扩充性、数据的一体化和安全性等个方面来说,其优越性是不言而喻的。所以,现在众多的用户在对其存储方案进行选择时,实际上也就成为对NAS和SAN的选择了。
NAS和SAN有许多共同的特点。它们都提供集中化的数据存储和整合优化,都能有效的存取文件,都允许在众多的主机间共享并支持多种操作系统,都允许从应用服务器上分离存储。而且,它们都提供数据的高可用性,都能通过冗余部件和RAID保证数据的完整性。
NAS和SAN也有着一些不同点。首先,实施和维护的难易程度不同。上面曾提到,NAS的存储设备与众多访问客户的连接是通过标准的LAN进行的,也就是说,直接将NAS存储设备接入LAN中就可以使用了,管理者所要做的只是来定义网络寸取权限或为每个用户定义磁盘限额。而且由于NAS采用了热插拔和即插即用技术,所以在新设备接入时无需关闭数据服务器或进行重新配置,新增的存储空间可以立即为众多的应用服务器和客户机所共享。而SAN的存储设备与客户之间的联系是通过专用FC集线器和交换机来进行的,如果客户端增加,就要对交换机进行级连,这就大大增大了安装与设置难度。其次,二者的设备管理难易成度不同。由于NAS中每一个I/O节点都有自己的存储设备,而这些设备又没有一个统一的管理的界面,所以管理人员就必须逐一管理每个NAS设备,从而使管理成本随网络上的NAS设备的增多而线性增加。而SAN对整个网络中的存储设备的管理,是采用SAN专用管理软件来进行集中式管理的,用户可以通过简单的图形界面来管理不同平台和介质上的数据,也就是说,在SAN中,其整个存储网络成为了一个集中化的存储池,这样,管理人员管理起来就非常简单了。再者,NAS和SAN是管理对象也不相同。SAN管理的是磁盘空间,而NAS管理的是文件,也就是说,SAN是个磁盘工厂,而NAS只是一个文件服务器。最后,也是最重要的一点,那就是二者在性能上有所不同。NAS是基于传统以太网络的存取设备,虽然减轻了服务器所承担的压力,但势必严重增加网络的负荷。而且无论存储磁盘的速度有多快,存取速度只可能与网络带宽所允许的速度一样快。即NAS达到高性能的前提条件是网络带宽足够,否则其性能将急剧下降。而如果为了解决带宽问题而增设宽带网段,就势必丧失NAS价格较低、安装设置容易的优势。与NAS不同,SAN构建于基于光纤的专用数据网络,可以提供极高的带宽(新的FC标准可使带宽达到4GB),不必担心由于带宽不足而引起的性能下降。
可以说,NAS和SAN各有其长短之处,在实际应用中也各有不同之处。对于经济实力不足,有传统以太网络,且急需扩充存储空间的用户,NAS无疑是一种便宜、快速的方案。而对于拥有强大经济后盾,对网络性能要求较高及未来发展势头强劲的用户,则应该选择SAN。
四、SAN的现状和发展
1、现状
由于自身所具有的高速、集中化存储管理及几近无限的扩充能力这些特点,特别适合对海量数据的视音频数据进行存储、传输和实时处理,所以采用FC技术的SAN目前在很多电视台得到了推广,甚至已成电视台运做的核心。在视频处理领域里,SAN就像数字视频网络中的大本营,不但承担着视频数据的存贮、迁移、交换、共享,而且掌管着网络设备的登记、删除、查询、维护。可以这么理解,SAN是电视台视频网络的主干,在SAN网上可以挂接诸如新闻生产系统、非线性编辑系统、广告非线性插播系统、数字化节目库系统等。SAN在日益广泛的应用中也暴露了一些缺点和不足。SAN网络仍然采用传统网络结构进行存储操作,网络结构主要由交换机与集线器构成,将这些传统规范的硬件应用于新的存储结构中,并应用传统的网络管理技术进行存储管理,最终导致了系统的匹配问题。SAN系统出现之初,的确为我们解决了企业数据存储与共享的问题。当存储数据达到TB级,高带宽网络站点(视频工作站)很多时就会出现很多问题,导致系统性能严重下降。而第二代SAN---SDD(SANDataDirector)的出现,弥补了这些不足。
2、发展
新一代SAN,其结构的核心是SDD,它不是一个更大的交换机,但它完成的功能更多。它将交换、缓存、RAID、I/O以及数据和文件的管理集于一身,并可以完成数据和网络的管理,为数据交换提供高带宽、高容错的集中存储访问。SDD内部有两个完全相同的组件,称之为HSTD(HSTD1、HSTD2),每个HSTD有四个100MB/S带宽流量的数据交换端口,称之为HOST。这样,每个HSTD就有400MB/S的带宽,一个SDD拥有两个HSTD的800MB/S带宽。HOST端口可直接与服务器、工作站相连,也可与交换机相连。每个HSTD还有一个60芯的数据总线用于和存储硬盘阵列相连完成数据交换。其结构示意图如图四所示。
SDD利用HSTD组件省去了复杂的交换机间连接,并将RAID控制器集成,前面的端口接服务器,也可以连接交换机,后面的端口连接硬盘柜。这样一来,网络结构变得非常清晰、简洁,可扩展性强,并且SDD对传输通道、硬盘通道、硬盘多重冗余,不仅提高了带宽,又增加了安全保障,系统几乎永不死机。
3、对比
(1)带宽:在传统SAN方案中,应用FC而使带宽达到了100M,且其采用的RAID控制器是专门为点对点通信而设计的,在较少站点同时访问一个数据时有很好的性能表现,但当有更多站点同时访问一个数据时,带宽将严重不足,使系统性能急剧下降。如果采用多硬盘塔来分担网络带宽的方案,势必需要使用switch进行级连,这样不但使网络的连接变得极为复杂(如图五所示),而且switch之间的100M通道带宽就成为了网络的瓶颈。在SDD中,带宽可达800M,并且采用新型RAID控制器,将switch的级连改为并联,消除了大规模网络传输中的瓶颈。
(2)扩展性:传统SAN延用了C/S的结构,其可升级性与智能化都很差,若想进行系统升级则必须增加交换机、RAID控制器以及不同的控制软件,而且只能使用交换机级连扩展站点。这种情况在网络规模较小(网络中高带宽访问站点数在十个以下)时,影响不大。但当网络的高带宽站点超过10个时,传统SAN的系统性能将越来越低,以至于不能构架大型网络。这是因为传统SAN的FC交换机速度高,但会在SAN中引入延时;为了增加接口而级连交换机也会产生延时,当系统需要多台交换机时延时将十分明显,并将使数据处理性能下降。在SDD网络中,FC交换机都与SDD控制器相连,处于并行工作状态且互不影响。当站点增加时,不用交换机级连,只需将新的FC交换机接入SDD即可,不用改动以前的连接。带宽得到线性增长,能构架大型网络。
(3)稳定性、安全性:从图四中可以看出大型网络在站点增多后传统SAN需要FC交换机二级连接,增加了连接点、RAID控制器、电缆等。故障发生点增多,同时故障源难以确定,维护难度大。而SDD网络结构简单,连接点少,出错的机率小,易判断出错点,如图五所示。比较图五与图四可以看出,在相同网络规模下,SDD网络结构连接简单,故障点少。在存储硬盘与SDD,FC交换机与SDD之间都采用双链路备份,容错能力强。
(4)RAID结构:在一个传统RAID环路中对磁盘的访问是顺序的,降低了RAID卷的读写能力。一个环路硬盘数量有限,硬盘卷的容量太小,当总存储容量达到TB级以上时,系统会出现十几个盘符,降低了系统的稳定性能,使管理难度加大。如果在NT下做带区集,首先降低系统安全性,消耗系统资源,另外带宽也会下降。同时传统RAIDFC硬盘塔当某一硬盘发生故障时,不会影响整个RAID组。但可怕的是如果盘塔发生故障,将导致其上整个RAID组数据丢失。而SDD的RAID则是在盘塔之间做RAID。这样当一个盘塔发生故障时,整个RAID也不会出现问题,大大提高了存储系统的容错能力。同时,SDD是在10个磁盘通道上做RAID,读写一个RAID时,对磁盘的访问是同时并发的;充分利用了系统的多通道、高带宽的性能。另外SDD的RAID结构采用两级RAID,即在RAID3的基础上再将多个RAID组以RAID0方式捆绑。这样做一方面单个盘符容量大大增加可达几TB,使存储数据得到充分共享;另一方面,带宽集中利用,单个分区的带宽可达360Mb/s以上。
(5)升级能力、性价比:由于随着存储容量、站点的增加,传统SAN需要增加大量设备如:FC交换机、硬盘塔、RAID控制器等,导致成本急剧上升。扩展系统结构复杂,又使维护成本上升。在SDD网络扩充时,只需增加少量交换机和硬盘。整个网络结构不变,维护成本不增加,有效保护了用户的投资。另外SDD可以重新使用传统结构中的硬件以节省投资。
除了以上性能提高,SDD还具有传统SAN不具备的优势。
(1)ZONING(分区)能力
可以在SDD控制器中做ZONING,这样可以指定工作站可以看到哪些LUN(逻辑单元设备号),提高系统的安全性,并使跨平台连接的安全性得到保障。提供了SDD用户注册的审查,对非法注册提出警告,全部的安全工作都将被记录。
(2)CACHE的集中使用
SDD系统CACHE非常大,可达5GB,并且这些缓存集中使用,可当应急硬盘使用(这对于视音频处理很重要),极大的提高利用率,提升系统性能。而传统SAN系统总的CACHE虽然也非常大,但却是分散使用,每一块对于视频采集和回放都太小,没有利用价值。
五、总结
传统SAN适用于小规模的存储网络如小型节目制作网、平面工作室、小型网站等,无法满足大型存储网络的传输带宽和存储的需要。
论文关键词:计算机网络应用基础;互联网
一、信息技术教育形势和网络应用基础课现状
随着全球数字化、信息化和网络化技术的全面发展,计算机正日益深人到人们的日常生活与工作之中,计算机网络在社会和经济发展中起着非常重要的作用,网络已经渗透到人们生活的各个角落,影响到人们的日常生活。计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的计算机和通信技术的水平,而且己经成为衡量其国力及现代化程度的重要标志之一。计算机和网络知识已经成为当代文化的一个重要组成部分,是人们知识结构中不可缺少的部分。
掌握计算机和网络的基本知识、基本操作与应用,已经成为现代社会中人们的一个必备的技能。在这一大的时代背景下,作为高校的计算机基础教育,已不仅仅是一种强有力的技术基础教育,同时也是一种文化基础的教育,是人才素质教育的重要组成部分,这不仅是信息化社会的需求,更是各学科发展的需要。
计算机基础课程作为面向非计算机专业学生的课程具有非常重要的地位。通过该课程的学习,使学生认识计算机,了解计算机的基础知识和基本理论,掌握计算机的基本操作和网络的使用方法,并为后续的计算机课程打下一个较为扎实的基础。作为计算机基础课程当中非常重要的组成部分—计算机网络应用基础,正在成为学生最迫切掌握的内容部分,其受重视程度逐年递增。由于信息技术发展迅猛,计算机等信息技术教学从教材到课程设计都存在不同程度的内容滞后状况。针对非计算机专业的学生,计算机教学的主要目的是掌握使用计一算机的方法和技巧,教学内容和当前主流内容脱节会严重降低教学质量,引起学生不满。
作者从实际教学实践中总结出了有关计算机网络应用基础课的比较经典的实验内容,在实际教学当中受到了学生的一致好评,贴近实用、内容较新、实施方便。以下就是具体实验设计内容。
二、在教学环境下精心设计的计算机网络应用基础课实验
作为计算机教学的必备条件之一,联网的多媒体机房是必不可少的。机房里的学生用机应该有主流的硬件配置,安装较新的操作系统和常用的工具软件,而且机器组成局域网状态。当然,还有一些要求也最好满足,比如:学生用机安装还原卡以方便维护和管理,教师用机和学生机都安装某种教学系统软件以提高教学质量,机房配备专用服务器以保障机房整体性能等。满足了以上软硬件要求,我们就可以设计网络应用基础实验,提高学生实际动手能力,加深对理论知识的理解。
1、办公局域网相关使用技巧
作为网络技术的基础及其重要组成部分,局域网(LAN)被广泛应用到中小企业、办公室、家庭、网吧及学校CAI教学中,是我们计算机网络应用教学的重点。其内容大致包括:简单局域网配置、网络共享、用户管理、网络驱动器、网络打印机等。
组建网络是网络应用的基础,是必须要掌握的内容。在实验课上,教师找出一根双绞线网线,让学生观看物理构造,然后教师用专业网络用钳子现场制作水晶头,并告诉同学们双机对联和标准多机互联两种情况下网线不同的排线方式,在完成后用测线仪进行测试。带领同学们参观并讲解多媒体网络机房的布线情况、机柜里面的交换机,加强理解网络拓扑结构内容。最后带领同学们组建一个对等的局域网环境,配置“网络连接”的各种属性,包括IP地址、子网掩码、网关、DNS地址等,在配置的过程当中重新回顾理论课上的内容。
实现信息资源的共享是网络的一大功能,也是应用的最广泛的技术。在机房环境,让同学们学会共享一个文件夹,并设置成各种模式:是否允许别人修改共享文件夹内容、是否让别人在网上邻居里面看到自己共享的文件夹(在共享名后面加“$”符号)、不使用简单文件共享方式而针对多个用户配置不同的权限。学生们组成两人或多人的实验小组,每个同学都亲自体验共享者、访问者等多重角色。在Win2000以后的版本中用户概念的重要性越来越突出,让同学们在WindowsXP环境下创建多个用户,在共享的时候实现远程访问共享的安全策略。
在长期、频繁的需要共享和访问的时候,就可以创建网络驱动器,使用网络启动器把共同使用资料放在某服务器上,提高数据的使用效率、降低数据冗余。打印机等昂贵办公器材的共享,也让同学们进行实际操作,可以在教师机上连接一台打印机,学生机进行网络打印机的配置,在配置成功后,每位同学利用网络打印机打印一份自己的作业或实验报告以检测实验效果。
2、远程桌面和远程协助
使用计算机网络我们还可以实现远程办公、远程技术支持、远程交流和远程维护管理这些功能,而WindowsXP操作系统本身自带了这些功能,在教学机房里里面我们就可以进行这方面的实验课程。
在远程桌面实验中使学生掌握:远程桌面的使用环境、必备软硬件条件、用户认证、在远程登陆连接后可以进行的权限和应用。进行完了远程桌面实验以后,引人特定案例环境,例如:远程用户需要远程协助、在线解决问题等,把WindowsXP另外一个自带重要功能—远程协助引人教学。远程协助实验实行座位临近的学生两人一组形式,每个同学都完整的进行一次不同角色的任务,即充当求助者也充当远程专家,把远程协助的技巧和功能充分掌握。其中,学生们还会碰到很多相关的技术问题,比如:把远程协助的邀请函文件进行传递的时候就会用到带权限限制的文件共享问题、邮件发送接受问题;在远程协助过程当中还会使用到实时通信功能,其中可以是文本形式,也可以是语音形式。在解决很多实际碰到的技术问题时,学生们的自学能力、探索能力、合作能力都会大大的提高。
远程桌面和远程协助功能强大,实验效果非常好,开阔了视野,而平时学生会用的比较少,所以反映强烈,激发了学生们的学习热情。
3、互联网使用技巧
国际互联网(因特网、Internet)代表着当代计算机网络体系结构发展的重要方向,已在世界范围内得到了广泛的普及与应用。国内互联网发展迅速,无论从网民数量还是与网络相关的产业经济都令世人瞩目。人们可以使用因特网浏览信息、查找资料、读书、购物,甚至可以进行娱乐、交友,因特网正在迅速地改变人们的工作方式和生活方式。
我们在进行有关互联网的网络应用技能培训时,内容涉及:IE浏览器的使用技巧、电子邮件系统及两种使用方法.FTP服务的应用、网络论坛体验等。每项内容都是采取先理论、再模仿、最后自己实验的方式,在网络机房模拟真实Internet环境教学。IE浏览器教学中,在机房服务器上创建一个网站或利用校园网上现成的网站供学生进行访问,掌握IE浏览器Internet选项配置、收藏夹应用、网页保存、脱机浏览等实用技术。采用IMAIL等邮件服务器软件,在服务器上配置局域网环境下的电子邮件环境,让学生使用Web方式和邮件收发工具(OutlookExpress)方式进行电子邮件的收发。同样,由任课教师自己配置的FTP系统、论坛系统,进行实验的时候内容丰富、灵活,更容易配置出符合教学要求的网络环境来。
4、网络安全知识普及
目前,整个国内乃至世界网络安全形势都非常严峻,网络人侵、信息泄密、黑客控制、病毒木马等正利用网络平台危害着整个社会,给人民群众造成了极大的损失。
作为网络应用基础课,网络安全部分的教育应该逐渐提升其位置和所占比例,使我们的学生不仅会利用网络,还要会安全的使用网络。网络安全普及型教育应该做到以下几个方面:网络安全道德伦理方面的教育;网络安全威胁的各种手段介绍;基本网络安全预防知识和技巧。在教学手段上,可以使用贴近实际的活生生的网络安全案例来给学生讲解其重要性、危害性。用一些扫描、漏洞攻击、木马控制和暴力破解软件,在机房现场演示来给学生加深理解黑客攻击的技术手段。
三、实验内容的效果及网络应用基础课还应加强的方面
做了以上实验内容,从局域网实用小技巧到互联网常用功能的使用,再到网络安全教育,学生都会有一个具体感性的认识,改变了以往重理论轻实验、实验内容不实用等问题,教学效果比较理想,学生实验热情高涨、满意度很高。在实验课教学中我们更加容易的进行各种教学改革,比如:启发式教学、研究式教学、问题式教学等。
多级物流网络配送过程所引发的碳排放量,主要是由物流配送过程中所消耗的各种能源和物质所带来的二氧化碳排放.本文用配送过程中石油燃料的消耗量来计算二氧化碳排放量,其值为燃料消耗量与CO2排放系数的乘积.运输过程中的燃料消耗量,不仅与载货量有关,还与运输距离等因素有关.文献[8]通过收集相关数据进行回归分析,结果表明,单位距离石油燃料的消耗量φ可表示为依赖于配送车辆载货量X的线性函数。(6)式中:t0为单位碳排放费用;e0为石油燃料的CO2排放系数;φ(Xkij)为单位距离石油燃料消耗量;ckij为第k层节点i至第k+1层节点j的距离.当t0=0时,配送过程中碳排放成本为零,表示不考虑碳排放带来的成本.13变量描述以及条件假设本文中变量描述如下:K表示多级物流网络的层数;Wk表示第k层物流节点的数目(单位:个);vi表示最终用户i对产品的需求量(单位:件);bki表示第k层第i个节点对产品的最大处理量(单位:件);xkij和Skij分别表示将产品从第k层的第i个物流节点送至第k+1层的第j个节点(或最终用户)的产品数量(单位:件)和单位运输费用(单位:元);Gki表示通过第k层第i个物流节点的产品数量(单位:件);Eki和Uki分别表示第k层第i个物流节点的固定运营费用(单位:元)和对产品的单位处理费用(单位:元).引入两个01变量,即Zki为1表示使用第k层第i个物流节点,否则为0;Ykij为1表示第k+1层节点j对产品的需求由第k层上的节点i满足,否则为0.模型的建立是基于如下假设:1)企业的多级物流网络已建成且完全可以实现运输需求;2)待优化网络是由工厂、多级配送节点和多用户组成的物流配送网络;3)一个配送节点可以为多个用户服务,但是一个用户只接受一个配送节点的服务;4)多级物流网络上的配送节点可以根据运送商品数量的多少而处于关闭或打开状态;5)由厂商到配送中心的运输成本以及由配送中心到客户的配送成本均为线性函数;6)不考虑时间要求以及配送车辆数量限制的问题.14低碳多级物流网络优化模型低碳物流配送网络设计中,要考虑的费用主要包括配送过程的碳排放成本、节点的固定运营费用、节点对产品的单位处理费用以及运输费用.固定运营费用与通过节点的商品数量无关,主要包括节点的折旧费和节点职工的固定月工资等。优化模型的目标函数式(8)是碳排放约束下最小化系统的总费用,包括碳排放成本、运营费用、产品处理费用以及运输费用;约束式(9)表示中间节点上的流量守恒;约束式(10)表示不同层级各节点上的流量守恒约束;约束式(11)表示物流节点的能力限制,即对于任一中间物流节点,经过其上的所有商品量,均不能超过其本身对商品的最大处理量;约束式(12)保证从节点送至最终客户的产品数量等于该用户的实际需求量;约束式(13)保证每一个客户只接受一个物流节点的服务;约束式(14)表示各变量的非负约束.
2模型求解
一般利用比较多的智能优化算法包括克隆选择算法、粒子群算法、蚁群算法、模拟退火算法和遗传算法等.这些算法求解机制各不相同,在不同的问题上表现的性能也不同.遗传算法的主要特点为随机性和自适应性,并且运算时高度并行,可以直接在结构上进行计算,且不必担心函数在连续性方面的限制.相比于其他算法,遗传算法具有更好的全局优化能力,可以自动优化寻优空间,适合于解决较大规模的优化组合问题.遗传算法是一种自适应全局优化搜索算法,使用二进制遗传编码,其繁殖分为交叉与变异两个独立的步骤进行,基本执行过程如下:1)初始化.确定种群规模M、交叉概率Pc、变异概率Pn和终止进化准则;随机生成M个个体作为初始种群X(0);设置进化代数计数器t0.2)个体评价.计算或估计X(t)中各个体的适应度.3)种群进化.①选择.从X(t)中运用选择算子选择出N/2对母体(N≥M).②交叉.对所选择的N/2对母体,依概率Pc执行交叉形成N个中间个体.③变异.对N个中间个体进行分别独立,依概率Pn执行变异,形成N个候选个体.④选择(子代).从上述所形成的N个候选个体中依适应度选择出M个个体组成新一代种群X(t+1).4)终止检验.如已满足终止准则,则输出X(t+1)中具有最大适应度的个体作为最优解,终止计算;否则置tt+1并转步骤3)继续执行.
3算例分析
算例中已经确定的物流网络的层级数K=4,第一层为企业的工厂,中间各层的节点的数目分别为W2=3,W3=6,最终用户数目W4=9.假设CO2排放系数e0=255kg/L,车辆最大载重量为2000件,车辆满载与空载时单位距离燃料消耗量分别为ρ=2L/km和ρ0=1L/km.客户的需求量、中间节点的最大处理量和中间节点的固定运营成本,以及各地之间的单位运费与距离分别如表1~9所示.根据模型求解,分别假设单位碳排放费用t0为0、02、06和10元时,对比考虑碳排放成本和不考虑碳排放成本时多级物流网络优化结果,结果如表10所示.表10中,1代表启用该节点,0代表不启用该节点,Z2表示第二层节点,Z3表示第三层节点.31不考虑碳排放成本求解当不考虑碳排放成本(即t0=0)时,是传统的物流网络优化结构,第二层启用1和3节点,关闭2节点;第三层启用1、2、3、4节点,关闭5、6节点.节点1分别为客户1、2、5、9服务,节点2为客户3、7服务,节点3为客户4服务,节点4为客户6、8服务.32考虑碳排放成本求解当考虑碳排放成本时(即t0≠0)时,分别从4组不同的情况进行分析:当t0=02元时,第二层启用1和3节点,关闭2节点;第三层启用1、3、4、5节点,关闭2、6节点.节点1分别为客户1、4、6、9服务,节点3为客户2、5服务,节点4为客户3、7服务,节点5为客户8服务.当t0=06元时,第二层启用2节点,关闭1、3节点;第三层启用1、2、4节点,关闭3、5、6节点.节点1分别为客户2、3、9服务,节点2为客户1、4、5、7服务,节点4为客户6、8服务.当t0=10元时,第二层启用2节点,关闭1、3节点;第三层启用1、2、5节点,关闭2、6节点.节点1分别为客户1、2、6、9服务,节点2为客户3、4、7服务,节点5为客户5、8服务.对比t0=0元和t0=02元的情况,二者的优化方案基本一致,都是开设第二层的1、3节点,这是因为当t0=02元时,虽然在物流网络的总成本中计入了运输过程中的碳排放成本,由于碳排放成本在总成本中所占的比例比较低,因此,对物流网络的优化方案基本不会造成影响.当t0分别为06和1元时,第二层开设了费用较高的物流节点2.这是因为在优化模型中,碳排放成本对总成本的影响增大,优化方案开始发生变化,选择了第二层节点中开设费用较大但运输距离较近的2节点,降低了碳排放成本,从而达到降低整个物流成本的目的.随着全球环境恶化,国家对碳排放控制更加严格,碳排放成本对物流网络结构的影响程度将逐渐增大,当碳排放费用提高到很大数额时,在企业的多级物流网络中,碳排放成本较高的节点将被舍弃,产品运输方式也会向碳排放成本低的方式转变,多级物流网络优化设计方案均因加入碳排放成本因素而发生变化.
4结论
关键词:以太网上联卡;网络处理器;ATM;以太网;微码;IXP1200
随着网络通讯技术的高速发展,宽带接入技术成了当前电信接入技术的热点。由于早期的宽带技术以ATM为核心,各大厂家提供的核心芯片和线路接口芯片都是基于ATM技术的。而数据网络主要以TCP/IP为核心,因此,为了解决ATM和TCP/IP的融合问题,就需要在DSLAM设备上提供ATM到以太网的转换。但转换过程中需要进行大量的数据处理,因此容易产生系统瓶颈,而上联卡的设计就是为了解决在DSLAM设备中的ATM信元和以太网帧之间的高速转发问题。本文提出了一种基于网络处理器IXP1200的上联卡设计方案,并对该方案的实现过程进行了详细分析。
1网络处理器IXP1200主要特性
网络处理器是一种硬件可编程器件,通常是一种芯片,它是专门为处理网络数据包而设计的。通过对硬件架构和指令集的优化,该网络处理器不但可提供线速处理数据包的高质量硬件功能,同时还具备极大的系统灵活性。
IXP1200是英特尔公司生产的一款高档网络处理器,也是IXA(InternetExchangeArchitecture)架构的核心产品。IXP1200的内部结构如图1所示,它内含1个主频最高可达232MHz的处理核心StrongARM、6个RISC结构的可编程微引擎(每个微引擎包含4个硬件线程)、64位和最高104MHz的IXBus、32位的SRAM接口单元(工作频率为核心频率的一半)、64位的SDRAM接口单元(工作频率为核心频率的一半)、32位和最高66MHz的PCI总线接口单元等。IXP1200通过FBI接口单元和IXBus相连接。另外还有一套集成开发环境,可用于对微引擎进行应用开发,它支持汇编和C编程语言。
(1)StrongARMCore
通过StrongARMCore可实现CPU的主要功能,同时可启动系统、管理和控制对网络处理器的其它单元、处理微引擎无法处理的数据包和一些异常状况。
(2)微引擎
微引擎是可编程的32-bitRISC处理器,它的指令集是专门针对网络和通信应用而设计的。通过对各个线程进行编程,可单独执行数据包的转发和处理,而无需StrongARMCore干预,因而可减轻StrongARMCore的负担,特别适合高速数据的处理和转发。
(3)SDRAM单元
SDRAM单元可提供IXP1200与SDRAM的接口,最大可支持256M字节的SDRAM。虽然SDRAM的访问速度较慢,但存储空间大,因而可用来存储大容量的数据结构(如数据包和路由表等),并可在系统运行时存储操作系统的代码。
(4)SRAM单元
SRAM单元可为三种类型设备提供通用总线接口。这些设备包括最大可达8M字节的SSRAM、复位后StrongARMCore执行代码所在的FLASH或E-PROM等、BOOTROM设备和其它慢速端口设备(如CAM)、加密设备和MAC或PHY设备的控制状态接口。SRAM访问速度较快,但存储空间小,主要用来存储查找表和缓存描述符等需要快速访问的数据结构。
(5)PCI单元
PCI单元用于提供与PCI设备相连的接口,可用于下载操作系统和配置程序。
(6)FBI单元
图1中的哈希单元、IX总线接口和Scrachpad内存统称为FBI单元。IXP1200通过FBI单元和IXBus相连,来实现外设与IXP1200之间数据包的收发,以便使微引擎可以访问这些数据包,并利用线程对其进行转发。实际上,StrongARMCore也可以访问这些数据包,并对其进行异常处理或上层协议处理。
2以太网上联卡的设计方案
以太网上联卡的基本功能是实现ATM信元和以太网帧之间的转发,即从LVDS接口收到来自核心卡的ATM信元流后,根据封装协议(如RFC1483桥接协议)转换成以太网帧,然后建立相应的MAC地址与ATMPVC的对应关系,并通过以太网上联口送往IP网络;也可以从以太网上联口接收来自IP网络的以太网帧,然后根据建立的MAC地址与ATMPVC的对应关系,将其转换成ATM信元流,再通过LVDS接口送往核心卡。
在上联卡中,ATM信元和以太网帧之间的转发是由网络处理器中的微引擎完成的。要使以太网上联卡不成为网络的瓶颈,微引擎必须能以线速来处理数据包(以太网帧或ATM信元),即在下一个数据包到来以前,完成对当前数据包的处理。因此,每个数据包的最大允许处理时间应小于数据包之间的间隔时间。
在进行设计时,应根据以太网上联卡具体功能的实现,并结合网络处理器IXP1200所拥有的硬件资源来进行合理的分配使用。这样可以最大限度地发挥系统性能,本设计中,以太网上联卡需要实现以太网接收处理、CRC计算产生、ATM发送处理、ATM接收处理、CRC校验、以太网发送等六个主要任务,而由于IXP1200刚好拥有六个微引擎,因此,将这六个单独的任务分配在每个微引擎上,并在处理上将其搭建成多流水线结构的程序架构,可以取得很好的处理效果。图2给出了网络处理器IXP1200的六个微引擎的任务分配方案,该分配方案的整个处理流程可以分为两个方向,一是上行方向,即ATM到以太网的数据映射,二是下行方向,即以太网到ATM的数据转换。
在上行方向,ATM接收引擎把收到的ATM信元组装成AAL5PDUs,并根据封装协议转换成以太网帧,同时建立相应的MAC地址与ATMPVC的对应关系,然后送到CRC-32校验队列。接下来由CRC-32校验引擎对队列中的PDUs执行CRC校验并把PDUs送到以太网的发送队列。而以太网发送引擎的任务则主要是把发送队列中的以太网帧从以太网上联口发送出去。
在下行方向,以太网接收引擎接收来自以太网上联口的以太网帧,并将其封装成AAL5PDUs后送到CRC-32产生队列,同时根据建立的MAC地址与ATMPVC的对应关系进行查找以得到ATM信元头部。接着由CRC-32产生引擎为队列中的PDUs生成CRC校验值,并把PDUs送到UBR队列。最后由ATM发送引擎把PDUs分割(segment)成ATM信元后,从ATM端口发送出去。
3以太网上联卡的硬件设计
图3所示是以太网上联卡的硬件电路,该硬件电路主要包括四个部分:以太网处理单元、IXP1200网络处理单元、FPGA控制逻辑单元、ATM及LVDS背板总线处理单元。
3.1以太网处理单元
以太网处理单元是上联卡的上联处理部分,用于连接路由器或者三层交换机等数据网络设备。该单元主要包括RJ45接口、变压器隔离电路、LXT9763以太网物理层芯片和IXF440MAC层芯片。其中RJ45接口以及变压器隔离电路是以太网处理接口的标准单元电路,LXT9763主要完成802.3协议中描述的物理层功能,它主要通过MⅡ总线和IXF440芯片相连接。IXF440芯片主要完成802.3协议中描述的MAC层功能,同时提供与网络处理器的IX总线接口,实际上,该芯片是网络处理器中IX总线的SLAVE设备。
3.2IXP1200网络处理单元
IXP1200网络处理单元是整个以太网上联卡的核心,它主要通过IX总线与外部芯片进行相连,是IX总线的MASTER设备,所有的处理软件均运行在网络处理器中。
IXP1200网络处理单元由网络处理器IXP1200及外部芯片(如SDRAMSRAMFlash等)构成。SDRAM和SRAM单元是可共享的智能单元。其中SDRAM单元可以被IXP1200的StrongARM内核以及微引擎和PCI总线上的设备直接访问,这样可以支持SDRAM与微引擎或IX总线以及PCI总线之间的快速移动数据,而SRAM单元则具有比SDRAM单元更快的访问时间,通常可以用来存储需要快速查找的表格,以提高性能。
3.3FPGA控制逻辑单元
由于在英特尔公司所提供的网络处理器解决方案中,外部的数据接口是IX总线,该总线是英特尔提供的专有数据总线,而以太网上联卡中所采用的ATM芯片的外部接口为标准的UTOPIA总线。所以,为了实现芯片间的互联,应采用FPGA来完成IX总线和UTOPIA总线间的变换,即在IX总线端实现IX总线的SLAVE接口,在ATM端实现UTOPIA总线的SLAVE接口。通过该FPGA逻辑控制单元可为ATM到以太帧的转换提供物理层的控制功能。FPGA逻辑控制单元的实现对于完成以太网上联卡的设计非常关键。
3.4ATM与LVDS背板总线单元
该处理单元主要完成以太网上联卡中的网络处理器单元与背板ATM的无缝连接。由于DSLAM设备的设计核心是基于ATM技术,为了将网络处理器单元应用在基于ATM的DSLAM设备中,必须采用该处理单元来实现系统互连。
DSLAM设备系统中的其它板卡主要用于完成ATM交换以及ADSL设备的线路接口。而背板是基于LVDS总线的高速差分总线,它具有抗干扰能力。这对于高密度的DSLAM设备来说是非常重要的。实际上,上联卡就是通过ATM的物理层芯片与高速LVDS总线进行互联,从而使该板卡无缝插接在系统之中。
4以太网上联卡的软件设计
以太网上联卡的软件主要运行在网络处理器IXP1200中。为了方便基于网络处理器IXP1200的开发,英特尔公司特别推出了高度集成且具有强大开发能力的开发工具SDK2.0。这个开发工具包中包含有IXP1200DeveloperWorkBench,是一个集成的开发工具,专门用来写符号微码,并且具有汇编器以及优化设备,还提供了一个不需要硬件的IXP1200模拟器,可支持软件模式下的仿真和调试,因而具备友好的用户接口和调试环境。
网络处理器IXP1200的软件开发主要基于两个层面,一个是高层软件,通常指运行在网络处理器IXP1200StrongArm内核上的管理软件、路由协议软件以及所有的系统所需任务,这部分软件通常需要一个嵌入式操作系统,目前的开发主要基于Linux操作系统。另一个层面是底层软件,这部分软件主要运行于六个微引擎之上,可用于完成包的快速处理,包括包的快速转发和基本的二层协议处理等,这部分软件采用微码形式来完成,但应特别注意软件部分的代码优化,即用尽可能少的指令来完成处理。在网络处理器IXP1200中,每个微引擎提供有2k字大小的代码存储空间。此外,每个微引擎中也包含四个线程,这四个线程可构成硬件多线程。由于微引擎内部包含有大量的GPR以及SRAM、SDRAM传输寄存器,因此,在采用微线程进行相对寻址模式时,每个线程都具有自己特定的寄存器组,从而极大地加快了线程切换的速度。在IXP1200中进行微码设计有一个重要原则:即当一个线程在等待资源时,应将该线程切换出去,以让其它线程占用微引擎的处理,这样可进行快速切换,以保证各个线程都能够充分利用微引擎的处理机,而不会因为一个在等待资源线程,造成处理器的浪费。微码的组织也是按照这一原则来进行的。图4所示是高层软件的程序主流程图。高层软件的目的是完成整个硬件和软件的初始化,同时将微码程序加载到网络处理器的六个微引擎中,并启动运行。
底层软件的微码流程分为两个部分,其任务分配和以上讨论的六个微引擎的任务分配一致。它也分为两个方向,即ATM到以太网方向和以太网到ATM方向。图5所示是其微码的软件流程图。
关键词许昌学院;虚拟大学;虚拟现实;WebGIS;网络虚拟GIS
1网络虚拟校园GIS的科学构想
目前,虚拟大学有两种定义[1]。第一种定义是从因特网(万维网)、虚拟现实技术和3S(GIS、GPS、RS)技术的角度出发,认为虚拟大学是对现实大学的一个三维虚拟再现。第二种定义是从信息、网络和媒体技术的角度出发,认为虚拟大学是一个以计算机和网络为平台的、远程教育为目的信息主体。这两种定义分别带来了不同的研究和实践。
地理信息系统(GeographicInformationSystem,简称GIS)是以采集、存储、管理、描述、分析地球表面及空间和地理分布有关的数据的信息系统[2]。由于虚拟大学与地理空间信息和属性信息关系密切,而GIS又具有功能齐全的处理地理空间信息的能力和良好的模型结合与处理效果,所以虚拟校园与GIS的有机结合也成为必然趋势。
许昌学院坐落在历史悠久的文化名城----河南省许昌市。这里气候宜人,交通便利;校园绿树成荫,花草烂漫;建筑布局合理有序,风景小区精致典雅,堪称“园林化校园”[3]。新校区建设更是以园林化、现代化为标准,坚持高起点、高品位、高质量,规划合理,建筑新颖。美丽的校园,将会吸引更多的人到里边学习研究和休闲旅游。但由于时空所限,未必人人都能如愿。况且新校区正处于第一期工程阶段,许多项目正在实施或尚未实施,即使身临其境也无法一览全貌。在建设好的许昌学院网络虚拟校园GIS中,人们可以通过头盔、三维鼠标、操纵杆等设备以漫步、驾驶小汽车等方式“进入”校区,一览校区概貌,或赏其楼阁布局,并可对不满意的地方提供修改意见。通过这种视觉、触觉和感觉上的沉浸感,身临其境的观察、了解和体验网络虚拟校园GIS,实现对许昌学院校本部和新校区的虚拟旅游。
美国哥伦比亚大学学习技术研究所所长罗伯特·麦克林托克指出:“Internet—Web开辟了一个崭新的学习世界”[4]。由于技术的进步,全世界的学院和大学都在发生变化。斯坦福大学、牛津大学、哈佛大学等名校纷纷加入在线教育行列。在线教育使想深造的学生不再受地理位置的限制,学院和大学不费一砖一瓦即可增加满足需要的课程。因此虚拟大学开始猛增。许昌学院不仅是中国教育科研计算机网许昌网络中心,而且是豫南网络中心节点,覆盖豫南七市,并被教育部定为IT&AT远程教育培训基地[5]。在建设好的许昌学院网络虚拟校园GIS中,人们可以通过Internet—Web在网上虚拟选课、在教室虚拟听课等,几乎所有的人文科学和自然科学的课程都能进行,而且是交互的,师生之间即使远隔万里,也能进行讨论和质疑,也能进行网上辅导。
本文的网络虚拟校园GIS是在第一种定义、研究和实践的基础上进行综合设计的,并对这两种定义的结合进行了初步的探讨。许昌学院网络虚拟校园GIS是对现实大学三维景观和教学环境的数字化和虚拟化,用于支持对现实大学的资源管理、环境规划和学校发展。
2对网络虚拟校园GIS有关技术的释义
2.1虚拟现实技术
虚拟现实(VirtualReality,简称VR)技术是集计算机图形学、人工智能、传感器技术等为一体,在计算机中生成一种具有三维世界效果的模拟环境。同时还可以通过各种传感器设备,使用户“投入”到该环境中,实现用户与该环境进行直接交互操作,并产生与现实世界相同的反馈信息,使人们得到与现实世界同样的感受[6]。基于这样的特点,它已广泛应用于战场模拟[7]、虚拟农业、城市虚拟设计、虚拟旅游、古环境与古文化的再现等方面。现在,诸如科学可视化(ScientificVisualization)、合成环境(SyntheticEnvironment)、赛博空间(Cyberspace)、人工现实(ArtificialReality)、仿真器技术(SimulatorTechnology)等,逐渐发展成为未来虚拟现实的一部分或一个侧面[8]。
2.2GIS与WebGIS
地理信息系统(GIS)是用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达的地理空间数据的计算机信息系统[9]。随着信息技术的发展和人们对GIS需求的不断增加,基于Internet技术的GIS—WebGIS应用而生。WebGIS实际上是在Web上实现GIS的功能,也就是将GIS综合进Web以进行信息。从互联网络的任意一个用户上使用浏览器就可以浏览WebGIS站上的空间数据、制作专题地图,进行地理信息的空间分析和空间查询,从而给Web的信息加上了GIS这一直观工具,使人们通过Web浏览查询信息更方便,也使GIS通过Web得到了普及[10]。
2.3虚拟GIS与虚拟现实GIS
GIS技术同虚拟现实技术和科学计算可视化的结合,拓展了多维GIS、特别是三维GIS研究的内涵,提供了全新的空间数据分析模式和新的GIS应用模式。当前国际上把这种结合虚拟现实技术和科学计算可视化而设计的多维GIS称为虚拟GIS(VirtualGIS,简称VGIS)。人们可以充分利用虚拟GIS提供的“逼真”图形显示和高级的交互分析手段,充分发挥人在图形空间思维能力上的优势,探索数据分析,解决地学问题。同时,虚拟GIS拓展了在时间维上的表达能力,结合地学分析模型,虚拟GIS为过去和未来的某一地理场景提供了更为便利的手段,从而为发展高级的空间决策支持环境提供了可能。
虚拟现实GIS(VirtualRealityGIS)是与虚拟GIS紧密相关的一个概念。虚拟GIS强调虚拟现实、科学计算可视化与GIS三者的结合,既强调高级人机接口在地学分析中的作用,又强调可视化思维和可视化分析在地学分析中的作用;而虚拟现实GIS主要强调虚拟现实与GIS的结合,强调高级人机接口在地学分析中的作用,所以虚拟现实GIS可以被理解为虚拟GIS的高级形式,是一种虚拟GIS[11]。
2.4网络虚拟GIS
与网络相结合是当前虚拟GIS发展的方向。目前网络虚拟GIS主要采用两种架构方式:一种是以网络GIS为基础,将虚拟现实系统同GIS的Client端连接起来,在虚拟现实系统中提供简单的空间分析功能或是将GIS的分析结果转化为虚拟现实系统支持的数据格式,供虚拟现实系统观察;另一种是基于分布式虚拟现实系统,在虚拟现实系统中扩展空间数据类型的支持能力,提供简单的空间分析功能。
虚拟GIS在结构上一般都采用GIS+VR的方式。通过VR来创建虚拟信息空间和管理用户与虚拟信息空间的交互,而GIS则是用来管理空间数据。网络虚拟GIS基本上延用了这种结构,在GIS信息表达上是以三维GIS为基础进行扩展,特别是以面三维为主体的三维地理实体表达方面;在VR信息表达上大多是以虚拟现实建模语言(VirtualRealityModelingLanguage,简称VRML)为基础。
3网络虚拟校园GIS的系统设计
许昌学院网络虚拟校园GIS的构建涉及用户、应用程序和数据三个方面。根据上述三者之间的相互关系,可设计系统结构;考虑用户需求,在客户端,可设计用户界面和系统功能;根据系统功能和特征,在服务器端,可设计数据库服务器和应用程序服务器;根据许昌学院网络虚拟校园GIS的数据维数、类型、大小和特点,可设计基于VRML的三维地理对象模型和数据流[12],同时还应考虑到系统的维护和网络的安全性问题。
3.1系统结构
许昌学院网络虚拟校园GIS应采用Client/Server结构。在服务器端,包括数据库服务器和应用程序服务器;在客户端,包括HTML浏览器、VRML浏览器和应用程序,其中应用程序包括用户对话交流管理模块、数据量测模块、二维图形显示管理模块等。用户的任务处理,有的在服务器端执行,有的在客户机端执行。如果在服务器端,服务器接受请求后,运行服务器端应用程序,待处理完成后,就把结果传回到客户端。在客户机端由应用程序执行。用户对话交流管理模块用于管理用户的对话输入、谈话对象实时选择、三维化身表情动作选择等。数据量测模块可让用户基于三维图形界面查询任一点的地理坐标。二维图形显示管理模块可让用户显示二维的地学数据。客户端的HTML浏览器,可以采用InternetExplorer;VRML浏览器可以采用CosmoPlayer。它们均可从因特网上免费下载,从而可以把工作重点放在负责地学数据的准备、建模,以及数据查询、分析的应用程序设计上。客户端的VRML浏览器与客户端的应用程序的相互通信与交互,可采用VRMLEAI(ExternalAuthoringInterface)方式实现。
3.2用户界面和系统功能
许昌学院网络虚拟校园GIS的最终用户主要是学生和老师,所以用户界面必须简洁直观、方便和易用。文本交谈区、三维图区、二维图区、数据处理与分析区应位于这一界面内,界面的功能可以定制以满足不同层次用户的需要。“文本交谈区”是让用户与其他在线的用户进行文本交谈通讯,交换关于许昌学院网络虚拟校园GIS中各种信息,或进行合作研究等。“三维图区”用于
显示三维VRML世界,用户可以在VRML浏览器中选择不同的空间探索方式(如漫游)、行动速度、观察方式(如当事人或第三者)、指定路线等;“二维图区”用于显示与三维VRML世界紧密相连的二维图,同时还可用于导航,即显示用户在三维地理世界中漫游时的空间位置与路线轨迹。“数据处理与分析区”是让用户根据因特网的传输速率以及用户计算机的处理能力,选择合适的空间分辨率和属性分辨率参数,选择叠加的属性种类,如水系、道路、居民点、植被等,可让用户编辑/增加/删除地物对象,进行点地物地理坐标或地物对象属性的查询等。
文本交谈区数据处理与分析区
二维图区三维图区
图2用户界面
3.3数据库服务器和应用程序服务器
许昌学院网络虚拟校园GIS的服务器端包括数据库服务器和应用程序服务器。而应用程序服务器是网络虚拟校园GIS的核心部分,包括VRML世界生成服务器、数据处理和分析服务器与多用户管理服务器等。
数据库服务器是用于管理许昌学院网络虚拟校园GIS的三维地理对象和与多用户有关的数据,一般可用Oracle等数据库作服务器。VRML世界生成服务器在接到用户的请求后,根据显示范围大小,要求的空间分辨率、属性分辨率,显示范围内地理目标的选择等参数,动态地与数据库服务器连接,把相应的地理对象数据取出并转换成VRML世界模型,供用户浏览与交互。数据处理和分析服务器是执行地理对象的查询、增加/删除/编辑后的地理对象管理和地理空间计算与分析(如最佳路径分析)等。多用户管理服务器用于管理在线用户的相关信息,如用户名、三维化身类型与地址、三维化身在网络虚拟校园GIS的位置和朝向及其用户间的通信数据发送等。
3.4三维地理对象模型
在地理系统中,地理对象根据在空间维上的分布特性,可分为两大类:一类是以场为基础的对象。这类对象在空间上连续分布,称为地形景观对象,如地形、土壤种类分布等。另一类是以离散实体为特性的对象。这类对象以独立的个体而存在,称为地物对象,如建筑物、树、电话亭、路灯等。
地形景观对象的三维空间数据是三维地理世界建模的基础数据,由于数据量大,是三维地形景观实时图形处理的瓶颈。地形景观对象的建模是许昌学院网络虚拟校园GIS的关键部分。可以采用不同分辨率的空间和属性数据表达地形景观对象,即用不同三角形个数的三角网表达地形景观对象的不同层次空间分辨率,用不同大小的纹理图像表达属性分辨率。对于地物对象,一般可用CAD模型、分形模型和人工生命技术等三维处理与表达,然后根据地物在实际校园中的地理位置坐标、地物实际大小、地物朝向和纹理结构等,建立网络虚拟校园GIS的三维地物对象库。许昌学院网络虚拟校园GIS的地物对象从存在角度看,有两类:一类是目前存在的地物对象;另一类是网络虚拟校园GIS运行时加入的,但现实中未存在的地物。这两类地物,在数据库对象管理时应区别对待。在网络虚拟校园GIS中,地物对象数目繁多,所以也必须应用多层次表达法建立每一个对象的多层次空间和属性模型,才能实现快速的图形计算和显示。
3.5数据流
许昌学院网络虚拟校园GIS的建立,从数据流角度,包括三维源数据、三维地理对象和VRML世界三个方面。三维地理数据的采集,可以通过野外测量、地形图数字化和数字摄影测量等方法获取。一般应用CAD和GIS等技术获取,但用这些系统表达三维源数据时,由于主要考虑表达地理景观的完备性,而对数据三维显示与处理的效果与效率考虑较少,所以较难通过直接转换应用于VRML世界的构建。对于三维地理对象,我们应用面向对象模型的方法,根据三维源数据,建立三维地理对象模型。三维地理对象的建立,必须考虑VRML世界的实时可视与分析,即需考虑观察者的存在与实时感觉,一般要应用多层次法表达。VRML世界是根据用户的参数设置,由三维地理对象模型转化形成的。由于三维地理对象模型的建立,考虑了用户的不同需求以及实际应用效果,所以用户可根据网络传输速率和用户计算机处理能力,设置特定的参数。
3.6系统维护和安全性问题
由于许昌学院网络虚拟校园GIS运行在Internet-Web上,可能会出现安全问题,所以必须采取一定的安全措施。防火墙作为对系统的访问的控制是十分重要的有效方法,访问控制是由许昌学院网络虚拟校园GIS系统管理中心统一严格管理,属强制性控制。同时可以建立服务器端的用户日志记录,跟踪用户对系统的访问情况;还可以运用信息加密/解密、身份验证等现代密码技术,来保障网络和系统的安全。
4总结与展望
虚拟GIS是在传统多维GIS系统基础上发展起来的新型的GIS系统,虚拟GIS在扩展GIS应用领域的同时,也给GIS设计带来了新的问题,特别是网络虚拟校园GIS的设计更需要研究[11]。许昌学院网络虚拟校园GIS是分布式虚拟环境在教育和学习方面的应用。本文从系统结构、用户界面和系统功能、数据库服务器和应用程序服务器、三维地理对象模型、数据流、系统维护和安全方面,讨论了分布式网络虚拟校园GIS的系统设计问题。在建成的许昌学院网络虚拟校园GIS中,用户可以进行三维空间漫游探索、点坐标量测、地物属性的查询和地物的增加/删除等操作,并可以基于三维化身和文本对话实现与其它在线用户的交流和互动。但是网络虚拟GIS设计是一个非常复杂的问题,本文旨在建立一个网络虚拟校园GIS的设计方案,所做的工作还是比较初步的,还有许多尚待解决的问题。
参考文献
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现阶段很多网络经销商和网络商品生产商在对其商品进行包装的时候更多地将精力放在包装对商品的保护功能上,对于环境保护的问题却注意得不够。因此我们需要在生产和销售端就树立起环保的营销理念,认清绿色包装是当前的大势所趋。这当然有赖于企业高层和各大电商平台经营管理机构和政府达成共识,但是网络生产和销售端的企业本身也必须清醒地认识到绿色包装不仅能降低资源的消耗,降低成本,减少污染,还可以提高企业的社会形象,提升企业的社会认同感和责任感,提高品牌的形象。对于商品的包装防护,适度包装可能是最佳的方案之一,因为这样可以保证包装商品在满足特定的运输保护功能的前提下,以最小的体积、最少的材料、最方便的运输形式来进行包装物的保护,防止因包装不足而导致在物流过程中的损坏以及因为害怕商品损坏而过度包装所产生的浪费和污染。通常用于网络销售的商品的包装都比较简陋,更多关注的是包装的保护问题。而我国网络人群庞大,网购消费者对于商品的需求量巨大,包装材料的消耗和包装废弃物的总量都很巨大,然而对于废弃物的再利用率却十分的低,例如在2011年,我国对于废纸的回收率仅仅为44.5%,而日本的废纸回收率则达到了75%,德国的废纸回收率也达到了70%,综合考虑到我国人均废纸回收比例来说,显然比起其他发达国家还有很大的差距。针对这种情况,可以考虑提升包装的可循环利用率,例如使用一些可回收的容器来进行包装设计,这方面啤酒包装系统可以说是做得非常的成功。例外还可以给包装添加一些附加值,使包装除了本身的商品外衣的功能之外,还能让消费者在购买后用作其他用途,例如很多饼干盒子买回家后可以用于储物,或者装饰等等,这样也可以有效提高商品包装的使用和循环利用率。
网络销售平台就像一个大型的百货公司,网络商品包罗万象,因此网购商品的绿色设计包装为了迎合不同的商品,需要相应地进行材料和形式上的创新。例如香水类的商品,对于气味的密封性要求很高,像这类商品就可以采用复合薄膜或者是镀铝膜等材料,防止气味的流失。另外还可以多进行一些环保材料上的创新,多选用一些环保的纸进行包装,也可以采用一些轻便的可降解塑料等材料进行包装,让产品能够易于回收,储存方便。还可以加入一些充气型的气囊来保证商品不会在运输过程中受到损害。总而言之,需要多采用一些既环保又节约的材料进行包装的设计,使得网络经销商从重复包装的重负中得以解脱,降低销售成本,也能真正使网上的商品物美价廉。在网络销售平台中,商品包装的整体视觉形象是吸引消费者购买的一个重要指标。在商品包装设计中,比较重要的两个方面是商品包装的结构设计和平面装潢设计。由于在网购活动中,网购商品包装不再像传统的商品包装一样,人们能够直接触摸、开启或近距离观察,包装更多是与商品形成一个整体的形象出现,以图片的形式出现在网络销售端,消费者很难从网络的图片中了解商品包装的结构设计。因此,网购商品就更需要依靠包装设计的平面装潢形式来进行整体品牌和商品品位的提升。简洁化的设计可以说是独树一帜,具有很强的识别性,能够有效地帮助网络销售商品提升其品位和特色。例如日本的无印良品就是利用简洁化设计的典范,简洁化的视觉形象能够帮助商品形成独特的品牌特色,更有利于形成良好的企业形象。
网络销售商品的绿色包装设计是站在科技和经济发展的前沿,以可持续性的眼光综合地审视包装设计的一个持续性课题,需要从理念、技术、实施等各方面进行综合的思考。随着网络和电子商务的发展,网络销售商品的绿色可持续发展必然会成为一种趋势,进行这方面的设计探索也将会不断地深化。
本文作者:谢鑫辉工作单位:西南财经大学天府学院
1.1案件信息管理(1)案件信息登记该模块主要用于向基层警队提供录入案件现场勘查的详细情况,包括勘查地点、勘查时间等。系统根据案件基本信息的层次结构,将整个案件基本信息分为案件索引主库、勘查警员信息库、见证人信息库、物证库、附件库等5个主从库,使之更符合案件现场信息的组织结构。该模块分列表选择和输入拼音码两种方式提供编辑功能;可按勘验时间、勘查地点等关键字提供数据检索功能;对于基本信息填写后,半个月内未上传附件的,系统可提供自动提醒功能;警队委托的鉴定完成后,系统可向所队用户提醒移交信息。(2)案件信息导出该模块按勘验时间、勘查地点等提供数据检索功能,并对检索出来的信息提供到电子表格的数据导出功能。(3)数据上报该模块可将现场勘查的案件信息以列表的方式显示出来,用户可按照“上传案件基本信息”和“上传附件”两种方式,从列表中挑选已经立案的勘察信息上传公安处
1.2鉴定信息管理(1)委托鉴定信息登记该模块用于记录基层所队或个人委托公安处、以及公安处委托上级单位进行活体、尸体、物证鉴定等信息,包括委托单位、委托日期等。(2)活体检验鉴定该模块用于记录法医出具的活体检验报告,内容包括委托单位、委托事由、案情概述、伤者信息、活体检查状况等信息,并提供原电子文档的保存功能。(3)尸体检验鉴定该模块用于记录法医出具的尸体检验报告,内容包括案情简介、死者信息、尸表检验、尸体解剖等信息,并提供原电子文档的保存功能。(4)未知名尸体勘验信息登记该模块根据现场勘查情况用于记录未知名尸体勘验信息,包括案件编号、勘验日期、勘验单位等信息,并提供原电子文档的保存功能。(5)未知名尸体登记信息撤销该模块根据查明的情况,用于记录未知名尸体登记撤销的原因及部分原始登记信息,包括原勘验信息、查明单位等信息,并提供原电子文档的保存功能。(6)鉴定信息导出该模块按案件编号、登记编号、送检单位等提供数据检索功能,并对检索出来的信息提供到电子表格的数据导出功能。(7)数据通用查询接口该模块提供公安处具有一定数据库SQL语言基础的技术人员直接和数据库对话的查询接口,方便这些技术人员对系统所提供的案件鉴定信息查询功能之外的检索需求。
1.3人员信息管理(1)人员学历登记该模块用于记录警队技术人员的学历信息,包括姓名、编号、所在学校、专业、毕业时间、学位等信息。(2)人员培训登记该模块用于记录公安处技术人员的历次培训信息,包括姓名、编号、学校名称、起止时间等。(3)工作简历登记该模块用于记录警队技术人员的工作简历信息,包括姓名、编号、工作单位、职务、起止时间等信息。(4)警衔晋级登记该模块用于记录警队技术人员的历次警衔晋级信息,包括姓名、编号、警衔级别、授予时间等信息。(5)职称晋级登记该模块用于记录警队技术人员的历次职称晋级信息,包括姓名、编号、技术职称、授予时间等信息。(6)行政晋级登记该模块用于记录警队技术人员的历次行政晋级信息,包括姓名、编号、行政级别、晋级时间等信息。(7)立功受奖登记该模块用于记录警队技术人员的历次立功受奖信息,包括姓名、编号、颁奖单位、奖项、获奖时间等信息。(8)受罚情况登记该模块用于记录警队技术人员的历次受到处分的信息,包括姓名、编号、批评单位、处分决定、时间等信息。(9)休假情况登记该模块用于记录警队技术人员的历次休假情况,包括姓名、编号、假期理由、起止时间等信息。(10)人员信息导出该模块按身份证号、姓名、单位名称、表类型提供数据检索功能,并对检索出来的信息提供到电子表格的数据导出功能。以上各个模块的信息登记,均可通过身份证的表间关联,系统可将人员的关键登记信息和基础字典中的人员基本资料进行连接。
1.4统计分析管理(1)案件类别统计该模块分一般、重大、特大3种情况统计指定时间段内,各个警队以及整个公安处所处理的各类现场勘验案件的案件类别情况。系统提供时间段参数设置。(2)七率统计该模块统计各个警队和整个公安处指定时间段内用于计算勘验率、痕迹物证提取率、现场书面分析率、现场勘验检查记录制作率、现场痕迹物证建档率、刑事科学技术检验鉴定率、刑事科学技术起关键作用率。和基层警队系统类似,由于立案总数、刑事科学技术在破案或处理作案人中起关键作用的10类案件数等数据无法由系统自身提供,比率值仍需操作人员根据实际情况输入以上数值后,系统才能根据既定的计算公式进行计算。(3)技术人员工作量该模块统计指定时间段内,各个警队技术员出警、制作笔录、拍照、绘图、录像、录音、制作检验鉴定书的数量情况。系统提供时间段参数设置。(4)案别物证该模块统计指定时间段内,公安处在各种案别中提取的各类别物证的数量情况。(5)所队提取物证该模块统计指定时间段内,各个警队和整个公安处提取、保存的各类别物证的数量情况。(6)鉴定类别该模块统计指定时间段内,各个警队委托各种鉴定类别的数量情况。(7)案别鉴定该模块统计指定时间段内,公安处所有警队在各种案件级别所作的各类鉴定的数量情况。(8)技术人员工龄该模块用于统计各个警队技术人员每个工龄段人员的汇总信息。(9)技术人员职称该模块用于统计各个警队技术人员各种技术职称人员的汇总信息。(10)技术人员年龄该模块用于统计各个警队技术人员各个年龄段人员的汇总信息。
1.5基础数据字典管理该部分信息用于系统中使用到的各种相关字典类型的定义,主要是方便操作者利用拼音码或者列表选择等快捷输入方式。包括:案件类型字典、案件级别字典、鉴定类型字典、警衔类型字典、学历类型字典、民族类型字典、行政级别字典、职称类型字典、附件类型字典、物证类型字典、勘查工作类型字典、死亡类型字典、警队资料字典、人员基本资料管理等。
1.6后台管理(1)角色权限定义该模块用于预定义能够操作该系统的角色名称及相应的权限信息,即可设置某个角色能够操纵那些具体功能模块。(2)系统用户定义根据预先设置好的角色,该模块用于定义可以操纵本系统的用户名称、口令、角色名,如果该用户是基层警队用户的话,还必须设置该用户所在警队的授权计算机IP地址。系统将根据这些信息判断试图登录的用户是否为合法用户。(3)操作轨迹管理系统对可能影响到原始数据准确性的关键操作在后台自动进行记录。本功能提供对这些操作信息的查询、追踪功能,包括操作人、操作日期、所操作的数据表、操作内容等信息。
2系统特点
2.1系统设置参数化系统的所有设置全部以参数的形式保存,有足够权限的用户可以自由进行配置。保证系统了在设计上的灵活性,用户可以根据使用情况变化对系统的参数进行配置,而无须修改程序。
2.2创建自主学习型的铁路刑事技术专有信息库系统首次在铁路公安系统中实现了自主学习型的铁路刑事技术专有信息知识库,可以通过系统的自学习功能,不断补充完善铁路刑事技术专有信息,分类整理,规划文档目录,从而为铁路公安相关技术人员完成刑侦工作所需要的专有知识库的采集、查阅及维护。
2.3系统操作分级限制系统用户可以为共同使用该系统的多个用户设置不同的使用级别,不同级别的用户在进入系统后有不同的功能范围,从而实现系统的安全性及用户权限的管理。
3结语