计算机思维能力探讨论文
有关计算思维的认识和理解对广大的计算机基础课教师是一个循序渐近的过程。有关计算思维的一些例子都是一些和计算机处理问题相关的思维方法。新的计算机基础教育侧重点应当是对这些方法的介绍，并能够让学生深入的理解这些思维的方法，从而培养学生能灵活应用这种思维方法去创造性的解决一些实际的问题。这样的培养目标，和教育理念，更多注重的是思维技能的训练，学生通过计算机基础课程，接触计算机，并利用计算机完成一些任务，这些都只是让学生进行计算思维训练的一种手段，我们的目标是让大学生形成良好的计算思维方面的能力。当然这并不是说推翻现有的计算机基础教育的框架，现有的计算机基础教育框架仍然很重要，比如，学生仍需要掌握一些计算机软件的使用方法，仍然需要去了解什么是计算机程序设计语言，以及能够去设计一些简单的计算机程序。但这些是培养学生计算思维能力的手段，不应当再是目标了。
具体的计算思维能力包括如下例子：
（1）通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个困难的问题阐释成如何求解它的思维方法。
（2）采用抽象和分解的方法来控制庞杂的任务或进行巨型复杂系统的设计。
（3）利用启发式推理寻求解答，即在不确定情况下的规划、学习和调度的思维方法。等等，这些都属于计算思维能力的范畴。由上面的例子可以看出，计算思维能力的培养是一个巨大的，艰难的任务。许多的思维能力的培养和训练已深入到了计算机科学的前沿。但是，通过计算机基础教育的.学习，应当让学生能够了解、并理解计算思维的思考方法，计算思维能力的养成不是一朝一夕能够实现的，需要伴随着人们的不断学习才能养成的技能。
之前已提到，计算思维能力的培养并不是完全打破现有的计算机基础教育的课程体系，而是通过现有的课程体系，引导学生思考计算的本质，了解计算机在解决一些实际问题的时候所采用的思想和方法等。所以，在计算机的基础教学中，融入计算思维，主要是教学方法、教学理念的改革，和教学的内容变更关系并不是非常大。当然，也可能需要在教学内容中适当变更，比如增加计算的本质，可计算性理论等内容。但这些内容的引入，在计算机基础教育中不应当是重点。在教学过程中，从解决问题的角度出发，强调解决问题的方法、思路，而不是仅仅教会学生如何解决问题，引发学生的深入思考，使学生从计算的角度理解问题，从而培养学生的计算思维能力。深入到具体的教学过程中，计算思维不是内容和工具的改变，而是教学方式、理念的改变。这首先需要教师从更高的层次看待问题，引导学生深入的思考。计算思维能力的培养，是让学生学会如何运用计算机科学的基础概念进行问题求解与分析。这要求学生对一些原理性的概念有深入的理解，所以可能需要适当的增加一些教学内容，在原有课程体系的基础之上，扩展一些教学内容。扩展的这些内容主要是帮助学生更深入的思考下去。可以在计算机基础教学中适当增加计算机语言教学，在程序设计课程中强调与计算思维能力有关的数据结构和算法实现。但应当注意，计算思维能力的培养，绝不仅仅是培养学生的程序设计能力，计算思维是概念化，而不是程序化，要像计算机科学家那样去思维，意味着远远不止能为计算机编程，还要求能够在抽象的多个层次上思维。在现代的计算机基础教学中，需要教师做恰当的引导，让学生自觉地去学习、思考。例如，在所有的计算机基础教学中，都会介绍到计算机使用二进制来表示信息，如数、字符等等，一般而言，如果教师只是单纯的讲解这些内容，学生们对此有个大概的认识，但不太可能引起普通学生对这些信息如何使用二进制表示的兴趣。如果引入相应的例子，就可能会引导起学生的兴趣和思考。比如，在1991年的海湾战争中，有一枚爱国者导弹并未能成功拦截飞毛腿导弹，造成美军的伤亡。如果提示学生，之所以出现这样的问题，原因就在于爱国者导弹系统的内置时钟出现了问题，和计算机用二进制数来表示浮点数产生的误差有关，这肯定会引起学生的兴趣，学生们就会对计算机如何表示浮点数产生兴趣，引导学生去阅读相关的表示标准，如此一来，学生独立思考、学习的兴趣会大大的增加。在这一过程中，教学的内容并没有实质上的大变化，但对于教师的要求显然是提高了很多。教师能不能以高的角度去引导学生是非常重要的。
在教学实践中，计算机基础教育，首先训练的还是学生应用计算机的基本技能，在学生掌握了基本技能之上，培养学生在遇到问题以后，熟练运用基本技能解决问题的应用能力，在这些基础之上，逐步使得学生深入思考，提高学生的信息素养，从而引起学生在计算思维能力方面的逐步形成。教学内容仍然分为基础理论教学与实践教学两个部分。其中，基础理论教学部分可以根据学生所学专业的不同分为不同的部分。具体的一些教学安排和现有的计算机基础教学安排差别并不大，因为笔者认为，计算思维的培养着重在于教师如何引导，教学的内容并不是能力培养的主导因素。具体的课程安排以及课时设置，可以根据不同高校的实际情况进行。其中实践教学部分当中的扩展实验的设计，需要教师能较好的把握：既不能设计的太简单，太简单不能促进学生思考、动手，也不能设计的太难，太难，学生往往有挫败感，失去学习思考的兴趣。
以培养计算思维为目标的计算机基础教育在实施起来也会有带来许多问题。比如，计算思维的培养需要长期的过程，而大学里计算机基础教育能否在1~2门课程内，使学生掌握好计算思维的思考方法？这无论对教师还是学生都是一个挑战。还有，计算思维评估的困惑：如何界定计算思维内容是什么、本质是什么、核心是什么？通过何种方式对学生掌握计算思维程度进行考核？以及如何从教学过程中获得有效的反馈？转变计算机基础教育的理念，培养拥有计算思维能力的学生是科技发展的要求，但如何才能做好，需要我们不断的实践以及探讨。
学术堂整理了一篇3000字的计算机论文范文，供大家参考：
范文题目：关于新工程教育计算机专业离散数学实验教学研究
摘要: 立足新工科对计算机类专业应用实践能力培养的要求，分析了目前离散数学教学存在的关键问题，指明了开展离散数学实验教学的必要性。在此基础上，介绍了实验教学内容的设计思路和设计原则，给出了相应的实验项目，并阐述了实验教学的实施过程和教学效果。
关键词:新工科教育;离散数学;计算机专业;实验教学
引言
新工科教育是以新理念、新模式培养具有可持续竞争力的创新型卓越工程科技人才，既重视前沿知识和交叉知识体系的构建，又强调实践创新创业能力的培养。计算机类是新工科体系中的一个庞大专业类，按照新工科教育的要求，计算机类专业的学生应该有很好的逻辑推理能力和实践创新能力，具有较好的数学基础和数学知识的应用能力。作为计算机类专业的核心基础课，离散数学的教学目标在于培养学生逻辑思维、计算思维能力以及分析问题和解决问题的能力。但长期以来“定义－定理－证明”这种纯数学的教学模式，导致学生意识不到该课程的重要性，从而缺乏学习兴趣，严重影响学生实践能力的培养。因此，打破原有的教学模式，结合计算机学科的应用背景，通过开展实验教学来加深学生对于离散数学知识的深度理解是实现离散数学教学目标的重要手段。
1．实验项目设计
围绕巩固课堂教学知识，培养学生实践创新能力两个目标，遵循实用性和可行性原则，设计了基础性、应用性、研究性和创新性四个层次的实验项目。
(1) 基础性实验
针对离散数学的一些基本问题，如基本的定义、性质、计算方法等设计了7个基础性实验项目，如表1所示。这类实验要求学生利用所学基础知识，完成算法设计并编写程序。通过实验将抽象的离散数学知识与编程结合起来，能激发学生学习离散数学的积极性，提高教学效率，进而培养学生的编程实践能力。
(2) 应用性实验
应用性实验是围绕离散数学主要知识单元在计算机学科领域的应用来设计实验，如表2所示。设计这类实验时充分考虑了学生掌握知识的情况，按照相关知识点的应用方法给出了每个实验的步骤。学生甚至不需要完成全部实验步骤即可达到实验效果。例如，在“等价关系的应用”实验中，按照基于等价类测试用例的设计方法给出了实验步骤，对基础较差的学生只需做完第三步即可达到“巩固等价关系、等价类、划分等相关知识，了解等价关系在软件测试中的应用，培养数学知识的应用能力。”的实验目的。
(3) 研究性实验研究性实验和应用性实验一样
也是围绕离散数学主要知识单元在计算机科学领域中的应用来设计实验，不同之处在于，研究性实验的实验步骤中增加了一些需要学生进一步探讨的问题。这类实验项目一方面为了使学生进一步了解离散数学的重要性，另一方面为了加强学生的创新意识与创新思维，提高计算机专业学生的数学素质和能力。表 3 给出了研究性试验项目。
(4) 创新性实验
在实际教学中还设计了多个难度较高的创新性实验题目，例如，基于prolog语言的简单动物识别
系统、基于最短路径的公交线路查询系统、简单文本信息检索系统的实现等，完成该类实验需要花费较长的时间，用到更多的知识。通过这些实验不仅有利于培养学生分析问题、解决问题的能力和创新设计能力，也有利于培养学生独立思考、敢于创新的能力。
3．实验教学模式的构建
通过实验教学环节无疑可以激发学生对课程的兴趣，提高课程教学效率，培养学生的实践创新能力。但是，近年来，为了突出应用性人才培养，很多地方本科院校对离散数学等基础理论课的课时进行了压缩，加之地方本科院校学生基础较差，使得离散数学课时严重不足，不可能留出足够的实验教学时间。针对这种情况，采用多维度、多层次的教学模式进行离散数学实验教学。
(1) 将实验项目引入课堂教学
在离散数学的教学过程中，将能反映在计算机科学领域典型应用的实验项目引入到课堂教学中，引导学生应用所学知识分析问题、解决问题。例如在讲授主析取范式时，引入加法器、表决器的设计，并用multisim进行仿真演示，让学生理解数理逻辑在计算机硬件设计中的作用。又如讲谓词逻辑推理时，引入前一届学生用Prolog完成的“小型动物识别系统”作为演示实验。这些应用实例能够让学生体会数理逻辑在计算机科学领域的应用价值，不仅激发学生的学习兴趣，提高课堂教学效率，也锻炼了学生的逻辑思维，培养了学生的系统设计能力。
(2) 改变课后作业形式，在课后作业中增加上机实验题目
由于课时有限，将实验内容以课后作业的形式布置下去，让学生在课余时间完成实验任务。例如讲完数理逻辑内容后，布置作业: 编写 C语言程序，实现如下功能: 给定两个命题变元 P、Q，给它们赋予一定的真值，并计算P、P∧Q、P∨Q的真值。通过完成，使学生掌握命题联结词的定义和真值的确定方法，了解逻辑运算在计算机中的实现方法。又如，把“偏序关系的应用”实验作为“二元关系”这一章的课后作业，给定某专业开设的课程以及课程之间的先后关系，要求学生画出课程关系的哈斯图，安排该专业课程开设顺序，并编写程序实现拓扑排序算法。通过该实验学生不仅巩固了偏序关系、哈斯图等知识，而且了解到偏序关系在计算机程序设计算法中的应用和实现方法。
(3) 布置阅读材料
在教学中，通常选取典型应用和相关的背景知识作为课前或课后阅读材料，通过课堂提问抽查学生的阅读情况。这样，不仅使学生预习或复习了课程内容，同时也使他们对相关知识点在计算机学科领域的应用有了一定的了解。例如，在讲解等价关系后，将“基于等价类的软件测试用例设计方法”作为课后阅读材料; 在讲解图的基本概念之前，将“图在网络爬虫技术中的应用”作为课前阅读材料; 货郎担问题和中国邮路问题作为特殊图的课后阅读材料。通过这些阅读材料极大地调动学生学习的积极性，取得了非常好的教学效果。
(4) 设置开放性实验项目
在离散数学教学中，通常选择一两个创新性实验项目作为课外开放性实验，供学有余力的学生学习并完成，图1给出了学生完成的“基于最短路径公交查询系统”界面图。同时，又将学生完成的实验系统用于日后的课堂教学演示，取得了比较好的反响。
(5) 利用网络教学平台
为了拓展学生学习的空间和时间，建立了离散数学学习网站，学习网站主要包括资源下载、在线视频、在线测试、知识拓展和站内论坛五个部分模块，其中知识拓展模块包含背景知识、应用案例和实验教学三部分内容。通过学习网站，学生不仅可以了解离散数学各知识点的典型应用，还可以根据自己的兴趣选择并完成一些实验项目。在教学实践中，规定学生至少完成1－2个应用性实验项目并纳入期中或平时考试成绩中，从而激发学生的学习兴趣。
4．结束语
针对新工科教育对计算机类专业实践创新能力的要求，在离散数学教学实践中进行了多方位、多层次的实验教学，使学生了解到离散数学的重要
性，激发了学生的学习兴趣，提高了学生程序设计能力和创新能力，取得了较好的教学效果。教学团队将进一步挖掘离散数学的相关知识点在计算机学科领域的应用，完善离散数学实验教学体系，使学生实践能力和创新思维得以协同培养，适应未来工程需要。
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苏东坡曾说过：“ 文章 最忌随人后”，陆游也说过：“文章最忌百家衣”。 作文 是思维成果的展示，作文创新首先是思维要创新。作文思维创新，能使文章思想独到、新颖而深刻。 创新思维 是一种具有开创意义的高智能活动。它具有一般思维的性质，又具有独创性、突破性和新颖性。以下是我为大家整理的创新思维800字作文，供大家参考。
诸葛亮巧算计周公瑾显大度
话说船近南岸时，诸葛亮方与鲁肃于舱中酣饮。鲁肃此前惊魂未定，一怕北兵出寨迎战，二怕曹操派兵追赶，此刻方才定下心来。诸葛亮此刻踌躇满志，想着通过此举，足以令江东豪俊刮目，从此不敢小觑刘皇叔实力，我诸葛一人足可抵十万雄兵。兵士来报，船靠岸了。孔明携鲁肃出舱，只见周瑜已差五百军士在江边等候搬箭。孔明教于船上取之，军士搬入中军帐交纳。鲁肃入见周瑜，备说孔明取箭之事，公瑾不发一言。
军士清点完毕，报与公瑾，共得箭九万七千余枝，不足十万之数。公瑾令军士报与孔明，孔明恍若不闻。鲁肃酒醒，看公瑾脸色不豫，正不知如何发落。
公瑾开口说话：“诸葛先生，三日之期今天是第三天，你施巧计，借得曹军箭弩九万余枝，所缺数目也不算多，想来已有下落，今日必定能够凑齐。”
孔明哈哈一笑：“公瑾此言不虚，亮早已备下，只是要烦劳派手下士卒，分乘十艘快船，顺江而下，追赶捞取，自可凑足十万之数。趁今日时辰尚早，公瑾可速速派船，迟了恐怕就要向龙王去讨了。”
周瑜有些尴尬：“先生真会说笑。还是先生舍几两银子，着船家前往打捞吧，只怕远不止十万之数。我即刻备下庆功宴，等候先生。”
鲁肃如梦方醒：“两位都是做大事的人，不必为这点小事费心，我鲁肃是闲人，此事交给鲁肃去办就行了。孙刘两家联手，何愁曹军不破?我即刻派人动身。”说罢转身欲出帐。
孔明拉住鲁肃：“子敬，不忙!我已料定今日大雾，不过辰时将起东北风，已于昨日着人雇船至下游江边守候，届时自会捞取，子敬何必多此一举?我们还是等着喝公瑾的庆功酒吧。”
周瑜哈哈大笑：“区区小数，何足介怀?凑足十万之数，不过一句戏言，诸葛先生不必计较。想曹贼此刻必定在帐中生气呢，丢失十万枝箭事小，传出去丢人事大。两位且先歇息，晚间到我帐中饮酒，不醉不归。”
创新之门
历史上的伟大人物,大多都是创新的先驱者,他们在许多方面与平凡人没什么两样,唯一不同的是他们选择了一条不平凡的路.如果每个人都相信自己创新的能力,敢于揭开未来之谜,实际上就成功了一半。
在现实生活中,许多人都认为创新是一个比登天还难的问题,但实际上创新却是处处可见,可挖掘的.只要你有那份心,有那份勇气.做为一个新世纪合格的小公民,我们就应该积极尝试新事物,勇于创新,勇于进取。
从前的我,总是被拘限于一个范围内,不管是哪方面,我总是依着书本去完成.所以那样做出来不仅印象不深,没有效果,也缺少了勇于创新的精神.现在的我开始在创新光环的照耀下遨游,我渐渐发现,创新也是一件很快乐的事.创新在于生活中的每一件小事,就像写作文一样,同学们的选材与内容几乎都是一致的,然而我每次写作文总喜欢去寻找自己的感觉、灵感,这样写出来不仅有效果,而且有自己的味道在里面.每当我写完一篇与众不同的作文时,内心是自豪,是兴奋的.这件小事不仅表现了我的创造力,也展现了我新颖别致、与众不同的思维.创新是要靠平时多多训练,并且要深入了解而得来的.只要你努力地去探求,去询问,新思维的种子便很快地在你脑海里萌发,从而茁壮成长。
记得,在一次语文课上,老师带领同学学习《匆匆》这篇文章.全篇课文学下来后,同学们明白了一个道理:“要善于利用时间,珍惜时间.”对于这个回答我并不满足.我开始查找资料,开拓新思维,联系实际,明白了这篇课文还讲到作者对人生,对生活的一种看法.我把创新思维运用到 语文学习 中,学到更多的人生哲理.这揭开了我运用创造思维的重要一页。
掌握创造性的思维 方法 是很实在的事情,相对于“创造”的心态来说,原有一切都将是死板,有局限性的.我们只有具备充分的自信心和坚韧不拔的毅力,新的思维便会层出不穷。
创新不需要天才,创新只在于寻找新的改进方法,当我们在每天的生活中保持新的气息,努力去追求这种新的感觉,坚持下去,方法正确,最终你也学会创新,一步步地迈上成功的台阶,打开五彩的创新之门.这将是我们新一代合格小公民的优良作风。
敢于创新，让生活更美好
人们赞美第一个吃螃蟹的人，诚然，事事皆有第一步，如果第一步不能迈稳迈实，以后的路便会举步维艰。
迈出第一步需要勇气。从古代起，人类的祖先就认为雷电是天神发怒的表现。雷电灾害给人们带来了严重的危害。富兰克林便是那个时代的勇者。他利用风筝与钥匙发现了避雷针的原理，成功地将电从云层中引了下来，为人类带来了安全。在那个全民信仰上帝的国度，在那个上帝便是一切的年代。富兰克林挑战了神的权威，迈出了对电学探索的第一步。充满了为科学而奋不顾身的勇气。
迈出第一步需要创新意识。创新是事物发展的不竭动力和重要源泉。没有创新意识，就算拥有足够的勇气出脚，也找不到落脚点，更不用说将第一步迈好。这一类例子便很多了。我国宋代发明家毕升，比尔盖茨，乔布斯等，毕升是印刷术的创始人，比尔盖茨用鼠标代替了键盘输入，乔布斯开创了触摸新时代，这些人都不是智商极高的天才，他们能在各自的领域迈出第一步，成为创始人皆源于其拥有的创新意识，用自己的创新意识来是生活更加简单，仅此而已。
迈出第一步不可或缺知识的积累和亲身的实践。想一想，如果富兰克林是个胆小鬼不敢亲自去放那这风筝，一切会不会都会改变?答案是肯定的。正所谓实践出真知，在实践中不断增加自己的勇气与创新思维，成功才会来到身边。达尔文用了十五年的时间游历了世界各地，搜罗了成千份证据与上万个数据。十五年的磨练使他顶着重压，揭示了生物进化论的科学理论，迈出了生物研究的第一步。隔不久，有一位类似的伟大科学家，他便是孟德尔。相信孟德尔的遗传定律人人都听说过，而孟德尔为了研究一串定律观察了十四年。十四年的庄园生活，十四年一门心思的观察豌豆，终于他成功卖出了这第一步。
跑过八百米的人都知道，跑前心中有种恐惧感，但真的跑出第一步，恐惧消失的全无踪影。
给自己一个新的开始，毫不畏惧的迈出第一步，你会成为自己人生舞台上的明星。
大学生创新论文范文篇三：《试论高职院校大学生创新能力培养》 创新起源于经济学领域的运用，美籍奥地利经济学家约瑟夫·熊彼特在1912年提出了创新的概念。20世纪40年代诞生了创新教育，并于70年代后期在美国、英国、德国、日本等发达国家迅速兴起，国外学术界在创新教育的研究方面，取得了较大成效，把创新教育发展带入正轨，走向成熟。我国创新教育以清华大学、中国人民大学、武汉大学在内的九所大学作为试点高校，积极开展将创新理念融入课堂教学和课外实践的活动探索，在国内掀起了创新教育的研究热潮。 作为高等教育的重要组成部分，高职院校加强学生创新能力和创新精神的培养既是职业教育必然的发展趋势，是满足社会发展的现实需要，更是高职学生成长与发展的现实需要。近年来，各高职院校十分重视对学生创新能力的培养，提出了高职学生创新能力培养的一些实行改革方案，越来越多的院校围绕学生创新意识及创新能力培养展开了一系列研究探索。 本文通过搜索中国知网、中国期刊网上的文献，对研究现状进行综合评述，以期为未来高职学生创新能力培养的研究提供全面可靠的文字资料，对创新教育进一步深化研究。 一、高职院校学生创新能力培养研究概况 在中国知网全文数据库中输入“高职院校学生创新培养”，发现第1篇与大学生创新能力培养相关的论文发表于1983年，自1998年相关研究论文逐渐增多起来，但都是本科院校的相关研究，最早有关高职学生创新能力培养的论文发表于1999年的中国职业技术教育期刊，2008年第1篇硕士论文发表，至此有关高职学生创新培养研究方面的论文逐渐热起来。可见高职院校学生创新能力培养研究潜力很大。 从研究角度看，普遍认为高职学生创新能力培养很有意义，但也存在很多问题，据此提出解决问题的办法。何小青[1]认为学生的个性发展关乎学生的创新能力，高职院校要从培养学生的自信心、好奇心、 想象力 、挑战性、意志力、进取心等六个方面的创造性入手，构建有利于实施创新个性培养的高职教育体系。孔英[2]提出创新能力的培养应从创新第二课堂活动，设置创新情景，培养创新技能、提供多样化的学习方式，强化技能训练和突出创新能力的考查等方面入手。汤云珠[3]指出职业学校要注重教师队伍建设，改革教学模式，营造民主氛围，切实建立和完善校企合作基地，形成多元化的办学体制。吴兴富[4]强调必须从积极参加 社会实践 活动，注重培养自己的创新技能，重视动手能力和自身素质的培养，培养自己的问题意识、积极学习和积累社会科学的宽厚基础知识等几个方面培养创新能力。 二、高职院校学生创新能力培养研究的主要内容 1.创新及创新能力的内涵 对于创新及创新能力内涵的界定，不同研究者根据不同的领域有不同认识，陈霞[5]认为创新的字面意思是更新、出心与改变等，其基本内涵是指人们在特定的环境中为满足个人、集体或社会需求而进行的改进或创造新事物、新方法、新环境等活动及其获得的有益效果。温江寒[6]认为创新能力中最重要的心理品质和能力有三个方面：一是创新精神，即在创新活动中高度的劳动热情、自信心、独立思考的品质和探索精神;二是创造性思维，即在创新过程中的思维，它是创新活动的核心;三是实践、动手能力。何勇向[7]认为创新能力应该由强烈的创新意识，健康的个性和独立性，良好的智力，结构合理的知识积累，创造性思维能力等因素构成。陈青[8]认为创新能力是指为达到某一目标，综合运用所掌握的知识，通过分析、解决问题，获得新颖的、独创的、具有社会价值的精神和物质财富的能力。 2.创新能力培养的途径 (1)高职院校大学生创新教育模式的理论研究 我国高职教育在20世纪末才开始走上快速发展的道路，与国外职业教育相比相对滞后，在应用型创新人才培养模式方面的理论研究也相对不成熟，刘滨滨[9]认为培养创新型人才的关键在于构建适用于创新教育的课程体系，重新架构教育评价体系的内容和优化教师队伍等方面的内容。杭国英[10]强调建立人文与素质教育系列课程、增强创业教育课程、开发创新 思维训练 系列课程、扶持科技创新活动课程“四位一体”的培养系列课程。强伟纲[11]强调要将创新教育与素质教育相互渗透，构建专业能力与创新能力双维度培养的课程体系。胡清认为课程设置应以普适创新素质课程为基础，以专业技术创新课程为提升，以开放式活动课程为拓展，构建多层次的课程体系。陈涛[13]通过考察高职院校的实践活动，根据培养平台的不同，将目前高职院校大学生创新能力培养的具体做法概括为四种模式：教学实践结合型培养模式、产学研结合型培养模式、依托科研项目型培养模式、分层递进式培养模式，高职院校可以根据自身的优势和不足，选择最适合自己的一种或者组合几种大学生创新能力培养模式。有学者认为，当前推动高职创新教育的关键是建立合理的创新课程体系。 (2)我国高职院校创新能力培养模式研究 近年来高职创新培养研究领域不断扩大，深度逐渐增加，目前有代表性的培养模式有： ①以项目驱动的三元制创新培养模式;依托由学校、校办生产基地和社会企业三方联动的专家工作室，以课题项目驱动，整合不同学科资源，将校外元素引入校内学习活动中，使产品研发与课堂教学内容结合，项目实施与专业技能操作相结合，使学校的教学紧跟企业和社会的发展变化，学生的创新能力得到了全面发展; ②自主成长、环境优化和多元融合的培养模式，尊重学生自主成长规律，让学生自己做学习的主人，激发学生的优秀潜能，优化校园 文化 氛围，培育有效的创新教育环境，整合多方优势资源，取长补短[; ③基于创客空间的运行模式，创设创新工坊，为学生创新提供各类工具、仪器、材料等，对有创新意愿、创新意识的学生开放，同时还开展各类创新创业活动，为学生营造轻松的创新氛围，培育创客文化; ④基于三育人教育理念的培养模式，打造创新校园文化、建立文化创意基地、构建“三化”创新教育体系，通过复合育人推动创新创业教育; ⑤“二进、三做、四结合”的人才培养模式，二进是企业项目进课程，企业人员进课堂，三做是实施项目引领、旧案新作、实案真做，实现教室和实训室结合，办公室和工作室结合，教学与社会服务结合的“四结合”; ⑥“五课堂联动”的人才培养机制;围绕课堂教学、学生专业社团、工作室、合作企业及虚拟公司，形成第一、二、三、四、五课堂的“五课堂联动”机制，多层次的培养学生的专业技能与创新创业能力;以上创新培养模式都是各学校结合各自的专业特点开展理论研究和实践探索而成，每一种培养模式都有成功的案例和可借鉴的 经验 ，当然也存在有待完善和改进的地方，需要我们不断深入研究，总结形成系统完善的培养体系。 3.高职创新教育存在的问题 学者们对高职创新型人才培养中存在的问题进行了研究，徐艳琴[20]通过调查认为缺乏对创新的认识，缺乏系统的教育，创新教育形式单一，创新教育课程体系不完善，师资缺乏等。瞿丹英认为一是缺乏校园创新文化，教师仍以知识传授为主，未能形成开放性、研究性的校园文化氛围;二是缺乏创新教育培养计划，不能从根本上提高学生的创新能力;三是学生缺乏创新原动力，满足于常规学习;四是创新教育体制不完善，大多数高职院校局限于组织各种课外活动，技能竞赛等，尽管对创新教育起到积极作用，但其往往缺乏系统性和持续性，难以形成长效机制。还有学者集创新理念、创新实践和创新能力为主要内容的教材尚处于开发阶段，缺少可模仿的创新案例，缺乏对学生创新激情的适当引导[22]。李文芳[23]将我国高职创新教育存在的问题归结为以下方面：①较多专注局部创新能力的培养，没有从职业发展的角度构建一个完整的创新培育体系;②缺乏实施考核和效果评价;③学生处于被动地位，抑制学生自主创新能力的培养;④重视相关理论的研究，导致理论与实践脱节等。 4.解决创新教育中存在问题的策略 针对目前我国高职学生创新教育存在的诸多问题，很多学者和专家都提出了自己的解决办法：①以创新能力培养和社会需求导向为主线，重构专业课程体系，将创新教育与专业教育有机融合;②搜集整理创新素材，形成创新案例集，开展创新项目剖析、指导、创新技能训练及实践等;③深化教学改革，将信息技术融入教学中，改变教学方法，让学生变被动学习为主动探究;④依托政行企校深度融合，积极打造校园众创空间;⑤鼓励学生通过参与科技社团、技能竞赛、社会实践等活动提高自己的创新能力，培养创新品质;⑥制定合理有效的创新培养考核体系;⑦提高教师自身的创新能力[24]。此外高职院校要更新教育理念，充分认识到创新能力培养的意义，将其纳入人才培养方案，营造良好的创新氛围，引导、激励学生创新，并通过学生创新能力培养，提高学生创业、就业与职业发展能力。 三、结语 从高职院校自身发展、学生长远职业生涯角度考虑，加强高职学生创新能力的培养是高职教学的重要使命。纵观近年来高职创新教育的发展情况，研究总体上表现为认识不断深化，视角不断拓宽，范围不断扩大，从以往的多数以定性的理论分析、探讨为主，向创新培养体系的构建、实践应用及效果分析等方面转变，越来越贴近实际，对于高职创新型人才培养产生一定的实际效果，但距离高职创新教育的目标要求还相差甚远;培养学生的创新能力不是一朝一夕能完成的，受很多因素的影响，不可能在短期内形成一个合理有效的培养机制和培养模式，高职院校创新教育的发展需要政府、高校和社会组织的共同努力。 猜你喜欢： 1. 创新协调绿色开放共享心得体会 2. 关于写创新的议论文 3. 创新成长科技论文2000字 4. 探讨五大发展理念有关创新的毛概论文 5. 科技创新科技论文800字
第一个研究方法，常见的研究方法有很多，至少有几十种，但是平时我们用不到，我们常见的研究方法有这样几种。
文献法，这是最常用的，只要你也用了文献就可以用文献法。
案例法，这个也是非常常见的，比如说我以某公司为例，或者某个组织为例，某个研究对象为例，某个品牌为例，都可以叫做案例法。
问卷法，顾名思义，就是做调查问卷，这个就不用细说。
访谈法，从字面上也很好理解，就是通过访谈得出一些研究结果。
对比法，也是比较常见的写作方法，比如我用两个品牌之间的销售策略进行对比，或者是两个企业之间的财务能力进行对比都是可以的。
定量分析，定性分析，一般这两个是在理科中比较常见，文科中一般涉及的不多。
经验法，如果是做一些期刊，自己本身也是很有研究见解的，有一些权威的，可以用这个经验法。
观察法，比较适合于农学或者是食品这类的专业，通过实验，然后得出一定的结果，在这个过程中，会涉及到观察。
实验法，这就是理科比较常用的方法，比如工科啊，食品农学或者是一些研究类的，都可以用这个实验法。
研究思路的写作方法是这样的。简单来说，就是阐述你这个文章的写作的概要，论文每部分的主要内容。
比如第一章是绪论部分，主要写了研究背景，研究意义，国内外研究现状，研究思路，研究方法，为论文的下一步写作，提供相关的铺垫。
第二部分是理论部分，主要提出了xz理论，唯论文的理论部分提供铺垫。
第三部分为现状部分，通过分析目前该企业财务状况存在的某些问题，得出相应的结论。
第四部分为问题部分，提出了xx问题。
第五部分为结论部分，提出了xx对策。
这样通过阐述你每一部分主要写了什么内容，这叫做论文的研究思路，而不是说很乱的去描述一个论文是如何写的，这样的话，调理会非常的不清晰。
论文研究思路和方法范文如下：
范文一：
本文以上市公司关联方交易作为研究对象，结合前人的相关研究，重点分析关联方交易及其信息披露存在的弊端。首先，分析关联方交易的必要性、关联方交易的利弊。其次，分析关联方交易信息披露的必要性以及信息披露中存在的主要问题。然后，通过案例分析论证关联方交易中存在的问题。最后，提出解决方案。
范文二：
本课题研究有目的、有计划严格按照调查筛选—_课题论证——制订方案实践研究一交流总结——申请结题的程序进行。先对中学班主任沟通现状作全面了解，明确研究的内容、方法和步骤；再组织本课题组教师学习课题研究的内容、任务和具体的操作研究步骤。
通过一系列的应用研究活动，了解非暴力沟通的发展历史与特征，建立起中学班主任语言暴力消减路径体系，依托长沙市德育名师工作室及相关课题实验研究中学班主任专业交流平台，完成中学班主任非暴力沟通评价体系，以此推动非暴力沟通的应用与发展。
范文三：
设计方法有很多种比如实例分析法、十字坐标法、调查分析法、头脑风暴法、希望点例举法、仿生学法、类比法、逆向思维法，缩小扩大法、缺点列举法，图表列举法，但所选择的课题在进行设计的时候不可能只用到一种设计方法。
可以说明在设计的某—阶段主要采用什么设计方法。我们在应用各种方法时，—定要严格按照方法的要求，不能凭经验、常识去做。比如，我们要进行市场调查时，应明确制定调查表，明确如何进行分析包括综合分析和设计分析。
近年来,随着就业竞争越演越烈,关于 毕业 生就业质量问题的研讨亦日益广泛深入。下面是我为大家推荐的计算机论文，供大家参考。
计算机论文 范文 一：认知无线电系统组成与运用场景探析
认知无线电系统组成
认知无线电系统是指采用认知无线电技术的无线通信系统，它借助于更加灵活的收发信机平台和增强的计算智能使得通信系统更加灵活。认知无线电系统主要包括信息获取、学习以及决策与调整3个功能模块，如图1所示[3]。
认知无线电系统的首要特征是获取无线电外部环境、内部状态和相关政策等知识，以及监控用户需求的能力。认知无线电系统具备获取无线电外部环境并进行分析处理的能力，例如，通过对当前频谱使用情况的分析，可以表示出无线通信系统的载波频率和通信带宽，甚至可以得到其覆盖范围和干扰水平等信息;认知无线电系统具备获取无线电内部状态信息能力，这些信息可以通过其配置信息、流量负载分布信息和发射功率等来得到;认知无线电系统具备获取相关政策信息的能力，无线电政策信息规定了特定环境下认知无线电系统可以使用的频带，最大发射功率以及相邻节点的频率和带宽等;认知无线电系统具备监控用户需求并根据用户需求进行决策调整的能力。如表1所示，用户的业务需求一般可以分为话音、实时数据(比如图像)和非实时数据(比如大的文件包)3类，不同类型的业务对通信QoS的要求也不同。
认知无线电系统的第2个主要特征是学习的能力。学习过程的目标是使用认知无线电系统以前储存下来的决策和结果的信息来提高性能。根据学习内容的不同， 学习 方法 可以分为3类。第一类是监督学习，用于对外部环境的学习，主要是利用实测的信息对估计器进行训练;第2类是无监督学习，用于对外部环境的学习，主要是提取外部环境相关参数的变化规律;第3类是强化学习，用于对内部规则或行为的学习，主要是通过奖励和惩罚机制突出适应当前环境的规则或行为，抛弃不适合当前环境的规则或行为。机器学习技术根据学习机制可以分为:机械式学习、基于解释的学习、指导式学习、类比学习和归纳学习等。
认知无线电系统的第3个主要特性是根据获取的知识，动态、自主地调整它的工作参数和协议的能力，目的是实现一些预先确定的目标，如避免对其他无线电系统的不利干扰。认知无线电系统的可调整性不需要用户干涉。它可以实时地调整工作参数，以达到合适的通信质量;或是为了改变某连接中的无线接入技术;或是调整系统中的无线电资源;或是为了减小干扰而调整发射功率。认知无线电系统分析获取的知识，动态、自主地做出决策并进行重构。做出重构决策后，为响应控制命令，认知无线电系统可以根据这些决策来改变它的工作参数和/或协议。认知无线电系统的决策过程可能包括理解多用户需求和无线工作环境，建立政策，该政策的目的是为支持这些用户的共同需求选择合适的配置。
认知无线电与其他无线电的关系
在认知无线电提出之前，已经有一些“某某无线电”的概念，如软件定义无线电、自适应无线电等，它们与认知无线电间的关系如图2所示。软件定义无线电被认为是认知无线电系统的一种使能技术。软件定义无线电不需要CRS的特性来进行工作。SDR和CRS处于不同的发展阶段，即采用SDR应用的无线电通信系统已经得到利用，而CRS正处于研究阶段，其应用也正处于研究和试验当中。SDR和CRS并非是无线电通信业务，而是可以在任何无线电通信业务中综合使用的技术。自适应无线电可以通过调整参数与协议，以适应预先设定的信道与环境。与认知无线电相比，自适应无线电由于不具有学习能力，不能从获取的知识与做出的决策中进行学习，也不能通过学习改善知识获取的途径、调整相应的决策，因此，它不能适应未预先设定的信道与环境。可重构无线电是一种硬件功能可以通过软件控制来改变的无线电，它能够更新部分或全部的物理层波形，以及协议栈的更高层。基于策略的无线电可以在未改变内部软件的前提下通过更新来适应当地监管政策。对于较新的无线电网络，因特网路由器一直都是基于策略的。这样，网络运营商就可以使用策略来控制访问权限、分配资源以及修改网络拓扑结构和行为。对于认知无线电来说，基于策略技术应该能够使产品可以在全世界通用，可以自动地适应当地监管要求，而且当监管规则随时间和 经验 变化时可以自动更新。智能无线电是一种根据以前和当前情况对未来进行预测，并提前进行调整的无线电。与智能无线电比较，自适应无线电只根据当前情况确定策略并进行调整，认知无线电可以根据以前的结果进行学习，确定策略并进行调整。
认知无线电关键技术
认知无线电系统的关键技术包括无线频谱感知技术、智能资源管理技术、自适应传输技术与跨层设计技术等，它们是认知无线电区别传统无线电的特征技术[4，5]。
频谱检测按照检测策略可以分为物理层检测、MAC层检测和多用户协作检测，如图3所示。3.1.1物理层检测物理层的检测方法主要是通过在时域、频域和空域中检测授权频段是否存在授权用户信号来判定该频段是否被占用，物理层的检测可以分为以下3种方式:发射机检测的主要方法包括能量检测、匹配滤波检测和循环平稳特性检测等，以及基于这些方法中某一种的多天线检测。当授权用户接收机接收信号时，需要使用本地振荡器将信号从高频转换到中频，在这个转换过程中，一些本地振荡器信号的能量不可避免地会通过天线泄露出去，因而可以通过将低功耗的检测传感器安置在授权用户接收机的附近来检测本振信号的能量泄露，从而判断授权用户接收机是否正在工作。干扰温度模型使得人们把评价干扰的方式从大量发射机的操作转向了发射机和接收机之间以自适应方式进行的实时性交互活动，其基础是干扰温度机制，即通过授权用户接收机端的干扰温度来量化和管理无线通信环境中的干扰源。MAC层检测主要关注多信道条件下如何提高吞吐量或频谱利用率的问题，另外还通过对信道检测次序和检测周期的优化，使检测到的可用空闲信道数目最多，或使信道平均搜索时间最短。MAC层检测主要可以分为以下2种方式:主动式检测是一种周期性检测，即在认知用户没有通信需求时，也会周期性地检测相关信道，利用周期性检测获得的信息可以估计信道使用的统计特性。被动式检测也称为按需检测，认知用户只有在有通信需求时才依次检测所有授权信道，直至发现可用的空闲信道。由于多径衰落和遮挡阴影等不利因素，单个认知用户难以对是否存在授权用户信号做出正确的判决，因此需要多个认知用户间相互协作，以提高频谱检测的灵敏度和准确度，并缩短检测的时间。协作检测结合了物理层和MAC层功能的检测技术，不仅要求各认知用户自身具有高性能的物理层检测技术，更需要MAC层具有高效的调度和协调机制。
智能资源管理的目标是在满足用户QoS要求的条件下，在有限的带宽上最大限度地提高频谱效率和系统容量，同时有效避免网络拥塞的发生。在认知无线电系统中，网络的总容量具有一定的时变性，因此需要采取一定的接入控制算法，以保障新接入的连接不会对网络中已有连接的QoS需求造成影响。动态频谱接入概念模型一般可分为图4所示的3类。动态专用模型保留了现行静态频谱管理政策的基础结构，即频谱授权给特定的通信业务专用。此模型的主要思想是引入机会性来改善频谱利用率，并包含2种实现途径:频谱产权和动态频谱分配。开放共享模型，又称为频谱公用模型，这个模型向所有用户开放频谱使其共享，例如ISM频段的开放共享方式。分层接入模型的核心思想是开放授权频谱给非授权用户，但在一定程度上限制非授权用户的操作，以免对授权用户造成干扰，有频谱下垫与频谱填充2种。认知无线电中的频谱分配主要基于2种接入策略:①正交频谱接入。在正交频谱接入中，每条信道或载波某一时刻只允许一个认知用户接入，分配结束后，认知用户之间的通信信道是相互正交的，即用户之间不存在干扰(或干扰可以忽略不计)。②共享频谱接入。在共享频谱接入中，认知用户同时接入授权用户的多条信道或载波，用户除需考虑授权用户的干扰容限外，还需要考虑来自其他用户的干扰。根据授权用户的干扰容限约束，在上述2种接入策略下又可以分为以下2种频谱接入模式:填充式频谱接入和下垫式频谱接入。对于填充式频谱接入，认知用户伺机接入“频谱空穴”，它们只需要在授权用户出现时及时地出让频谱而不存在与授权用户共享信道时的附加干扰问题，此种方法易于实现，且不需要现有通信设备提供干扰容限参数。在下垫式频谱接入模式下，认知用户与授权用户共享频谱，需要考虑共用信道时所附加的干扰限制。
在不影响通信质量的前提下，进行功率控制尽量减少发射信号的功率，可以提高信道容量和增加用户终端的待机时间。认知无线电网络中的功率控制算法设计面临的是一个多目标的联合优化问题，由于不同目标的要求不同，存在着多种折中的方案。根据应用场景的不同，现有的认知无线电网络中的功率控制算法可以分成2大类:一是适用于分布式场景下的功率控制策略，一是适用于集中式场景下的功率控制策略。分布式场景下的功率控制策略大多以博弈论为基础，也有参考传统Adhoc网络中功率控制的方法，从集中式策略入手，再将集中式策略转换成分布式策略;而集中式场景下的功率控制策略大多利用基站能集中处理信息的便利，采取联合策略，即将功率控制与频谱分配结合或是将功率控制与接入控制联合考虑等。
自适应传输可以分为基于业务的自适应传输和基于信道质量的自适应传输。基于业务的自适应传输是为了满足多业务传输不同的QoS需求，其主要在上层实现，不用考虑物理层实际的传输性能，目前有线网络中就考虑了这种自适应传输技术。认知无线电可以根据感知的环境参数和信道估计结果，利用相关的技术优化无线电参数，调整相关的传输策略。这里的优化是指无线通信系统在满足用户性能水平的同时，最小化其消耗的资源，如最小化占用带宽和功率消耗等。物理层和媒体控制层可能调整的参数包括中心频率、调制方式、符号速率、发射功率、信道编码方法和接入控制方法等。显然，这是一种非线性多参数多目标优化过程。
现有的分层协议栈在设计时只考虑了通信条件最恶劣的情况，导致了无法对有限的频谱资源及功率资源进行有效的利用。跨层设计通过在现有分层协议栈各层之间引入并传递特定的信息来协调各层之间的运行，以与复杂多变的无线通信网络环境相适应，从而满足用户对各种新的业务应用的不同需求。跨层设计的核心就是使分层协议栈各层能够根据网络环境以及用户需求的变化，自适应地对网络的各种资源进行优化配置。在认知无线电系统中，主要有以下几种跨层设计技术:为了选择合适的频谱空穴，动态频谱管理策略需要考虑高层的QoS需求、路由、规划和感知的信息，通信协议各层之间的相互影响和物理层的紧密结合使得动态频谱管理方案必须是跨层设计的。频谱移动性功能需要同频谱感知等其他频谱管理功能结合起来，共同决定一个可用的频段。为了估计频谱切换持续时间对网络性能造成的影响，需要知道链路层的信息和感知延迟。网络层和应用层也应该知道这个持续时间，以减少突然的性能下降;另外，路由信息对于使用频谱切换的路由发现过程也很重要。频谱共享的性能直接取决于认知无线电网络中频谱感知的能力，频谱感知主要是物理层的功能。然而，在合作式频谱感知情况下，认知无线电用户之间需要交换探测信息，因此频谱感知和频谱共享之间的跨层设计很有必要。在认知无线电系统中，由于多跳通信中的每一跳可用频谱都可能不同，网络的拓扑配置就需要知道频谱感知的信息，而且，认知无线电系统路由设计的一个主要思路就是路由与频谱决策相结合。
认知无线电应用场景
认知无线电系统不仅能有效地使用频谱，而且具有很多潜在的能力，如提高系统灵活性、增强容错能力和提高能量效率等。基于上述优势，认知无线电在民用领域和军用领域具有广阔的应用前景。
频谱效率的提高既可以通过提高单个无线接入设备的频谱效率，也可以通过提高各个无线接入技术的共存性能。这种新的频谱利用方式有望增加系统的性能和频谱的经济价值。因此，认知无线电系统的这些共存/共享性能的提高推动了频谱利用的一种新方式的发展，并且以一种共存/共享的方式使获得新的频谱成为可能。认知无线电系统的能力还有助于提高系统灵活性，主要包括提高频谱管理的灵活性，改善设备在生命周期内操作的灵活性以及提高系统鲁棒性等。容错性是通信系统的一项主要性能，而认知无线电可以有效改善通信系统的容错能力。通常容错性主要是基于机内测试、故障隔离和纠错 措施 。认知无线电对容错性的另一个优势是认知无线电系统具有学习故障、响应和错误信息的能力。认知无线电系统可以通过调整工作参数，比如带宽或者基于业务需求的信号处理算法来改善功率效率。
认知无线电所要解决的是资源的利用率问题，在农村地区应用的优势可以 总结 为如下。农村无线电频谱的使用，主要占用的频段为广播、电视频段和移动通信频段。其特点是广播频段占用与城市基本相同，电视频段利用较城市少，移动通信频段占用较城市更少。因此，从频率域考虑，可利用的频率资源较城市丰富。农村经济发达程度一般不如城市，除电视频段的占用相对固定外，移动通信的使用率不及城市，因此，被分配使用的频率利用率相对较低。由于农村地广人稀，移动蜂窝受辐射半径的限制，使得大量地域无移动通信频率覆盖，尤其是边远地区，频率空间的可用资源相当丰富。
在异构无线环境中，一个或多个运营商在分配给他们的不同频段上运行多种无线接入网络，采用认知无线电技术，就允许终端具有选择不同运营商和/或不同无线接入网络的能力，其中有些还可能具有在不同无线接入网络上支持多个同步连接的能力。由于终端可以同时使用多种 无线网络 ，因此应用的通信带宽增大。随着终端的移动和/或无线环境的改变，可以快速切换合适的无线网络以保证稳定性。
在军事通信领域，认知无线电可能的应用场景包括以下3个方面。认知抗干扰通信。由于认知无线电赋予电台对周围环境的感知能力，因此能够提取出干扰信号的特征，进而可以根据电磁环境感知信息、干扰信号特征以及通信业务的需求选取合适的抗干扰通信策略，大大提升电台的抗干扰水平。战场电磁环境感知。认知无线电的特点之一就是将电感环境感知与通信融合为一体。由于每一部电台既是通信电台，也是电磁环境感知电台，因此可以利用电台组成电磁环境感知网络，有效地满足电磁环境感知的全时段、全频段和全地域要求。战场电磁频谱管理。现代战场的电磁频谱已经不再是传统的无线电通信频谱，静态的和集重视的频谱管理策略已不能满足灵活多变的现代战争的要求。基于认知无线电技术的战场电磁频谱管理将多种作战要素赋予频谱感知能力，使频谱监测与频谱管理同时进行，大大提高了频谱监测网络的覆盖范围，拓宽了频谱管理的涵盖频段。
结束语
如何提升频谱利用率，来满足用户的带宽需求;如何使无线电智能化，以致能够自主地发现何时、何地以及如何使用无线资源获取信息服务;如何有效地从环境中获取信息、进行学习以及做出有效的决策并进行调整，所有这些都是认知无线电技术要解决的问题。认知无线电技术的提出，为实现无线环境感知、动态资源管理、提高频谱利用率和实现可靠通信提供了强有力的支撑。认知无线电有着广阔的应用前景，是无线电技术发展的又一个里程碑。
计算机论文范文二：远程无线管控体系的设计研究
1引言
随着我国航天事业的发展,测量船所承担的任务呈现高密度、高强度的趋势,造成码头期间的任务准备工作越来越繁重,面临着考核项目多、考核时间短和多船协调对标等现实情况,如何提高对标效率、确保安全可靠对标成为紧迫的课题。由于保密要求,原研制的远程标校控制系统无法接入现有网络,而铺设专网的耗资巨大,性价比低,也非首选方案。近些年来,无线通信已经成为信息通信领域中发展最快、应用最广的技术,广泛应用于家居、农业、工业、航天等领域,已成为信息时代社会生活不可或缺的一部分[1],这种技术也为解决测量船远程控制标校设备提供了支持。本文通过对常用中远距离无线通信方式的比较,择优选择了无线网桥,采用了桥接中继的网络模式,通过开发远程设备端的网络控制模块,以及相应的控制软件,实现了测量船对远程设备的有效、安全控制。
2无线通信方式比较
无线通信技术是利用电磁波信号在自由空间中进行信息传播的一种通信方式,按技术形式可分为两类:一是基于蜂窝的接入技术,如蜂窝数字分组数据、通用分组无线传输技术、EDGE等;二是基于局域网的技术,如WLAN、Bluetooth、IrDA、Home-RF、微功率短距离无线通信技术等。在中远距离无线通信常用的有ISM频段的通信技术(比如ZigBee以及其他频段的数传模块等)和无线 网络技术 (比如GSM、GPRS以及无线网桥等)。基于ISM频段的数传模块的通信频率为公共频段,产品开发没有限制,因此发展非常迅速,得到了广泛应用。特别是近年来新兴的ZigBee技术,因其低功耗、低复杂度、低成本,尤其是采用自组织方式组网,对网段内设备数量不加限制,可以灵活地完成网络链接,在智能家居、无线抄表等网络系统开发中得到应用[2]。但是,对于本系统的开发而言,需要分别研制控制点和被控制点的硬件模块,并需通过软件配置网络环境,开发周期长,研制成本高,故非本系统开发的最优方案。
GSM、GPRS这种无线移动通信技术已经成为人们日常生活工作必不可少的部分,在其他如无线定位、远程控制等领域的应用也屡见不鲜[3],但是由于保密、通信费用、开发成本等因素,也无法适用于本系统的开发。而无线网桥为本系统的低成本、高效率的研发提供了有利支持,是开发本系统的首选无线通信方式。无线网桥是无线网络的桥接,它可在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁,也是无线接入点的一个分支。无线网桥工作在2•4GHz或5•8GHz的免申请无线执照的频段,因而比其他有线网络设备更方便部署,特别适用于城市中的近距离、远距离通信。
3系统设计
该远程控制系统是以保障测量船对远端标校设备的有效控制为目标,包括标校设备的开关机、状态参数的采集等,主要由测量船控制微机、标校设备、网络控制模块、主控微机以及无线网桥等组成。工作流程为测量船控制微机或主控微机发送控制指令,通过无线网桥进行信息传播,网络控制模块接收、解析指令,按照Modbus协议规定的数据格式通过串口发给某一标校设备,该标校设备响应控制指令并执行;网络控制模块定时发送查询指令,并将采集的状态数据打包,通过无线发给远程控制微机,便于操作人员监视。网络通信协议采用UDP方式,对于测量船控制微机、主控微机仅需按照一定的数据格式发送或接收UDP包即可。网络控制模块是系统的核心部件,是本文研究、设计的重点。目前,常用的网络芯片主要有ENC28J60、CP2200等,这里选用了ENC28J60,设计、加工了基于STC89C52RC单片机的硬件电路。通过网络信息处理软件模块的开发,满足了网络信息交互的功能要求;通过Modbus串口协议软件模块的开发,满足了标校设备监控功能,从而实现了系统设计目标。
3.1组网模式
无线网桥有3种工作方式,即点对点、点对多点、中继连接。根据系统的控制要求以及环境因素,本系统采用了中继连接的方式,其网络拓扑如图1所示。从图中可以清晰看出,这种中继连接方式在远程控制端布置两个无线网桥,分别与主控点和客户端进行通信,通过网络控制模块完成数据交互,从而完成组网。
3.2安全防范
由于是开放性设计,无线网络安全是一个必须考虑的问题。本系统的特点是非定时或全天候开机,涉密数据仅为频点参数,而被控设备自身均有保护措施(协议保护)。因此,系统在设计时重点考虑接入点防范、防止攻击,采取的措施有登录密码设施、网络密匙设置、固定IP、对数据结构体的涉密数据采取动态加密等方式,从而最大限度地防止了“被黑”。同时,采用了网络防雷器来防护雷电破坏。
3.3网络控制模块设计
3.3.1硬件设计
网络控制模块的功能是收命令信息、发状态信息,并通过串口与标校设备实现信息交互,其硬件电路主要由MCU(微控制单元)、ENC28J60(网络芯片)、Max232(串口芯片)以及外围电路组成,其电原理图如图2所示。硬件设计的核心是MCU、网络芯片的选型,本系统MCU选用的STC89C52RC单片机,是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,可直接使用串口下载,为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。ENC28J60是由M-icrochip公司出的一款高集成度的以太网控制芯片,其接口符合IEEE802.3协议,仅28个引脚就可提供相应的功能,大大简化了相关设计。ENC28J60提供了SPI接口,与MCU的通信通过两个中断引脚和SPI实现,数据传输速率为10Mbit/s。ENC28J60符合IEEE802.3的全部规范,采用了一系列包过滤机制对传入的数据包进行限制,它提供了一个内部DMA模块,以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP校验和计算[4]。ENC28J60对外网络接口采用HR911102A,其内置有网络变压器、电阻网络,并有状态显示灯,具有信号隔离、阻抗匹配、抑制干扰等特点,可提高系统抗干扰能力和收发的稳定性。
3.3.2软件设计
网络控制模块的软件设计主要包括两部分,一是基于SPI总线的ENC28J60的驱动程序编写,包括以太网数据帧结构定义、初始化和数据收发;二是Modbus协议编制,其软件流程如图3所示。
3.3.2.1ENC28J60的驱动程序编写
(1)以太网数据帧结构符合IEEE802.3标准的以太网帧的长度是介于64~1516byte之间,主要由目标MAC地址、源MAC地址、类型/长度字段、数据有效负载、可选填充字段和循环冗余校验组成。另外,在通过以太网介质发送数据包时,一个7byte的前导字段和1byte的帧起始定界符被附加到以太网数据包的开头。以太网数据包的结构如图4所示。(2)驱动程序编写1)ENC28J60的寄存器读写规则由于ENC28J60芯片采用的是SPI串行接口模式,其对内部寄存器读写的规则是先发操作码<前3bit>+寄存器地址<后5bit>,再发送欲操作数据。通过不同操作码来判别操作时读寄存器(缓存区)还是写寄存器(缓冲区)或是其他。2)ENC28J60芯片初始化程序ENC28J60发送和接收数据包前必须进行初始化设置,主要包括定义收发缓冲区的大小,设置MAC地址与IP地址以及子网掩码,初始化LEDA、LEDB显示状态通以及设置工作模式,常在复位后完成,设置后不需再更改。3)ENC28J60发送数据包ENC28J60内的MAC在发送数据包时会自动生成前导符合帧起始定界符。此外,也会根据用户配置以及数据具体情况自动生成数据填充和CRC字段。主控器必须把所有其他要发送的帧数据写入ENC28J60缓冲存储器中。另外,在待发送数据包前要添加一个包控制字节。包控制字节包括包超大帧使能位(PHUGEEN)、包填充使能位(PPADEN)、包CRC使能位(PCRCEN)和包改写位(POVERRIDE)4个内容。4)ENC28J60接收数据包如果检测到EIR.PKTIF为1,并且EPKTCNT寄存器不为空,则说明接收到数据,进行相应处理。
3.3.2.2ModBus协议流程
本系统ModBus协议的数据通信采用RTU模式[5],网络控制模块作为主节点与从节点(标校设备)通过串口建立连接,主节点定时向从节点发送查询命令,对应从节点响应命令向主节点发送设备状态信息。当侦测到网络数据时,从ENC28J60接收数据包中解析出命令,将对应的功能代码以及数据,按照Modbus数据帧结构进行组帧,发送给从节点;对应从节点响应控制命令,进行设备参数设置。
4系统调试与验证
试验调试环境按照图1进行布置,主要包括5个无线网桥、1个主控制点、2个客户端、1块网络控制模块板以及标校设备等,主要测试有网络通信效果、网络控制能力以及简单的安全防护测试。测试结论:网络连接可靠,各控制点均能安全地对远端设备进行控制,具备一定安全防护能力,完全满足远程设备控制要求。
5结束语
本文从实际需要出发,通过对当下流行的无线通信技术的比较,选用无线网桥实现远控系统组网;通过开发网络控制模块,以及相应的控制软件编制,研制了一套用于测量船远程控制设备的系统。经几艘测量船的应用表明,采用无线网桥进行组网完全满足系统设计要求,具有高安全性、高可靠性、高扩展性等优点,在日趋繁重的保障任务中发挥了重要的作用。本系统所采用的无线组网方法,以及硬件电路的设计方案,对其他相关控制领域均有一定的参考价值。
网络的是可以班忙分析写一下具体的内容分析
随着时代的进步，Internet、Intranet、WWW以及 其它 一些网络相关技术已深入我们的生活、工作，对人类的发展、进步产生了巨大的影响。下面是我为大家推荐的计算机专业论文，供大家参考。
计算机专业论文 范文 一：信息管理中应用计算机网络数据库技术
摘要：计算机网络数据库是计算机网络系统中的重要组成部分，对信息管理有着非常重要的作用，能够极大的提高信息管理的效率和准确率。计算机网络数据库是未来信息发展的总体趋势，其与信息管理的结合将更加紧密。为了加强对计算机网络数据库的了解和学习，特对其相关知识进行探讨。
关键词：计算机;网络数据库技术;信息管理;应用
0引言
在信息技术飞速发展的今天，每个用户或者单位的工作人员每天都要进行大量的数据处理工作，工作繁杂且容易出错，这种现状要求我们必须要有新型的信息管理 方法 来改善我们的工作方法和环境。新型的数据库管理技术要求我们在进行数据处理的时候要注重引用网络数据库的资源和信息管理模式，更好地提高信息管理的工作效率。
1计算机网络数据库技术的特点
计算机数据库是一个包含文件、记录等的数据集合体。数据库的作用就是用来存储数据的，它通过客户端和服务端对数据进行处理。首先，它实现了数据存储结构的结构化和独立化。其次，计算机网络数据库里面的数据是可以共享的。再者，计算机网络数据库具有很强的独立性。这里的独立性包括逻辑意义上的独立性和物理意义上的独立性。计算机数据库的独立性极大的增加了数据的安全性，并且不会因为改变了相应的数据而导致相应数据及程序发生质变，因此可以有效地避免程序遭到破坏。最后，数据库由DBMS进行控制和管理。只有通过DBMS，计算机网络数据库才可以实现数据的控制与资源共享，并且能够使多个用户在同一时间、多个地点共同使用数据库的资源。数据库技术主要具有的特点是：数据的组织性、数据的共享性、数据的独立性、可控冗余度和数据的灵活性等。组织性讲的是数据库中的数据并不是散乱无序的，而是相互关联的统一体;数据共享性是其主要特点，也是建立数据库的重要目的;数据库的独立性体现在其自身的逻辑独立性和物理独立性;其中，逻辑独立性指的是数据库总体逻辑结构发生改变时，其内部的应用程序不会发生改变，更改数据时也不需要对相应程序进行修改。如冗余度的可控性指的是设计管理人员能够根据设计者的意愿采取必要的数据处理方式对数据进行有效控制;灵活性指的是数据库不仅仅是管理数据的“仓库”，还同时拥有众多的管理功能。
2计算机网络数据库技术在信息管理中的应用现状
当前，计算机网络数据库技术不断发展和进步，并且与单纯的计算机技术结合的更加密切。首先，它的应用范围变得越来越广。主要体现在：一是计算机技术与数据库的结合具有良好的发展前景，具有非常广阔的现存和潜在市场;二是计算机数据库技术的应用范围在不断地扩大，目前已经涉及到了我国的工业、农业、商业等各行各业，使得信息管理的效率得到不断提高;三是计算机数据库技术的不断发展，为很多行业提供了信息管理的技术保障，大大地促进了相关行业的进一步发展和管理水平的提高;四是计算机数据库技术的安全性较高，并且在各行各业的应用广泛，取得了良好的实际应用效果。第二，计算机网络数据库技术在信息管理中的应用呈现出良好的发展态势。计算机数据库技术的好与不好，在实际的应用中提现的一清二楚，研究表明，它的应用与发展对其自身的发展也有着重要的促进作用。另外，数据库技术的发展历程与其在信息管理中的应用是密不可分的。第三，计算机网络数据库技术在应用过程中的安全性正在不断加强。正是由于安全性的增强，才使得其在信息管理应用中的优势得到凸显，有力的保障了其在信息管理中的应有功效。计算机网络数据库在未信息管理解决了传统信息管理模式的问题之后，还未信息管理提供了快速、高效、安全的保障，适应了现代信息管理系统的需求。
3计算机网络数据库技术在信息管理应用中的改进 措施
(1)加强计算机网络数据库安全监管。
安全是信息管理最重要的环节，能够保证数据库的安全是其自身发展和信息管理现代化的总体需求。当前，网络数据库技术仍然面临着一系列的网络风险因素，存在着对信息管理造成重大损失的可能性。因此，在接下来的信息管理工作中，要着重关注网络数据库技术的安全性，发现问题，及时有效的对其进行解决，避免损失。
(2)加强计算机网络数据库技术的系统理论与实践的结合。
计算机网络数据库技术是伴随着信息技术和计算机网络的发展而发展的，因此，必须将新型的科研成果引用到具体的信息管理工作中，立足于实践，及时作出反馈，彻底增强其理论研究的针对性和实践性。
(3)降低用户管理成本。
降低用户管理成本是计算机数据库技术在竞争中取得成功的重要因素，它可以为信息管理提供更为优质便捷的服务，用户可以在数据库中享受到更为全面和个性化的服务。
4小结
现如今， 网络技术 和信息技术发展迅速，计算机网络数据库技术作为信息技术不断发展的产物，要与信息管理技术充分的结合、共通，才能实现我国信息管理的和谐、有序发展，极大的提高信息管理的效率和准确率。
参考文献：
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计算机专业论文范文二：中职计算机基础教学的改革策略
摘要：信息时代的发展为计算机的应用提供了一个广阔的前景，而此时计算机基础 教育 的重要性也逐渐显现出来。然而，我国中职学校的计算机基础教学存在着诸多问题，本文笔者分析了目前中职计算机基础教学现状，并根据自己的工作 经验 提出了相应的改革措施。
关键词：信息时代;计算机基础;教学现状;改革措施
随着社会的不断发展，中职学校的计算机基础教学不仅要响应社会和科技发展的需求，同时也应顾及到中职学生的综合素质。
一、中职计算机基础教学的现状分析
(一)学生知识水平存在着较大的差异
我国的小学及初中教育中，均开设了信息技术课程，但由于大部分农村地区的学校缺乏计算机及其相关设备，所以学生实际操作的次数很少，导致学生的计算机知识与技能的学习效果不理想;其次，虽然城市地区的学校有能力提供良好的教学条件，但由于很多学生将注意力和精力放在休闲娱乐等方面，所以其计算机知识水平也比较差;另外，由于教师的教学方式比较死板，在计算机基础教学活动中习惯于讲授理论知识，所以学生的学习兴趣逐渐降低。受以上几种因素的影响，学生进入中职学校后其知识水平存在着较大的差异，对计算机基础课程的掌握程度各不一致。
(二)教师的 教学方法 单一，师生之间缺乏互动
在中职计算机基础教学过程中，教师往往采用PPT课件加实例演示进行教学，教师在上面一味地灌输知识，学生在下面被动地接受老师所讲授的知识。这种单一的教学方法，师生之间缺乏互动，长此以往，学生将习惯于被动地接受教师教授的内容而失去自主思考的能力，并且学习积极性也会逐渐减弱，最终形成厌恶计算机基础课程的心理。
二、中职计算机基础教学的改革措施
(一)教师应改革教学模式
计算机基础教学不仅包括理论教学，同时也包括上机操作教学。显然，传统的板书教学模式无法满足上机操作，因此教师应改变教学模式，充分利用计算机、投影仪等多媒体设备将教学内容直观形象地呈现在学生面前。这种直观的教学方法，将能让学生把抽象的知识转化为具象的知识，从而提高教学效果。
(二)学校应选择合适的教材，加强校本研究
目前我国大部分中职学校计算机基础的教材均为中专统编教材，这些教材使用多年却没有较大的变化，而信息技术的发展速度又非常快，所以中专统编教材已经不能满足当前的教学需求，学校应选择其他合适的教材。对此，学校可以根据各专业学生的学习需求，组建研究小组，为各专业学生编写校本教材。校本教材应体现出学生易懂易学、实用性强的特点，而在校本教材投入使用一定时间之后，教研组应根据教材的使用效果对教材内容做出适当的调整，从而提高校本教材的质量。
(三)教师应适当调整教学内容
我国的教育一向强调“因材施教”，而对于学习基础不扎实学习热情不高的中职学生来说，要想实现因材施教的目的，教师就要对计算机基础教学内容做出调整，从教材中选取适合的知识模块对学生进行教学。其中比较适合教学的知识模块有Internet知识模块、文字图表处理Word、电子表格处理 Excel 、演示文稿PowerPoint等。教学内容除了要考虑学生的特点之外，还应考虑不同专业对计算机基础知识的需求侧重点，力求将计算机基础课程与专业应用有机结合，从而实现计算机基础知识服务于专业学科的学习目的。
(四)提升教师的业务水平
社会不断在创新，信息技术也在日新月异，所以计算机基础的教学也应随之发生变化。因此，教师要不断学习新的知识与技能，更新自己的知识体系，并加强现代教育教学理论的学习，提升自己的业务水平。当然，学校也应做出努力，通过组织教师参加职业培训的方式，使教师接触并掌握新知识、新软件、新技术;同时学校还应对教师进行定期考核，以考查教师的教学能力。在教师业务水平得到提升的同时，教学质量自然能得到提高。
三、结语
中职计算机基础教育是我国职业教育的重要组成部分，是培养计算机专业人才或相关人才的重要方式，也是提高广大中职学生计算机技能的主要途径。因此，中职学校的信息技术教师应继续推动计算机基础教学的改革，解决计算机基础教学中的问题，从而使计算机基础教学能够发挥更多的作用。
参考文献
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计算机的论文篇一：《试谈高职计算机教学的现状分析与发展对策》 前言：高职计算机教育在我国广泛普及，但是面对的是传统的教学观念不再适应所有大学生的内心需求，计算机教育也在我国各个飞速发展的领域中有着越来越重要的角色，在商场的需求方面也大大增加，所以说大家必须对计算机的教学给予相应的重视，对其进行重新的了解和安排，接下来本文通过对高职计算机教育在当今社会发展过程中存在的问题进行相应的阐明，并且针对其以后的发展走向提出了相应的解决办法和策略。 一、高职计算机教学现状分析 1.高职院校陈旧的管理模式和不完善的管理制度 过程和 经验 管理模式成为高职院校计算机教学的主要授课模式，但是，该模式目前的人们所熟知的传统教学为主的授课方式表现出不协调。过程的教学和教师日积月累的经验以管理方面的整齐划一为主，主要注重相同个性的培育，高职院校学生的数目慢慢增长的现象严重，学生的文化背景、家庭背景、性格特点等方面都大不相同，这种情况下传统的教育管理模式不能对学生计算机的学习热情进行一定的带动，教师也不能有效的传达教育内涵，这样，教育的科学性被埋没忽略，还不能体现人性化的教学实质，不利于高职院校计算机教学质量的提高和发展。 2.教师的专业素质对教学效果影响重大 针对高职计算机教学中实效性这一重要前提来说，选择专业性教师是计算机教学中的重中之重。在计算机教学过程中，教师是学生学习的引导者，学生在预习和课堂上遇到的不能解决的问题需要教师的及其专业的解答，这就对教师具有过强的专业理论性的知识和专业的素质有相当大的要求，学生的疑惑被解决。但是就现在的计算机教育状况来说，大多数高职院校的计算机教师是任职其他教育学科的教师并非专业性的计算机教师，所以教师没有专业的计算机的理念和教育精神，教材中的计算机专业知识很难转变为学生容易理解的知识，学生在学习过程中有很大的疑惑没能被解决，这与教师的专业性也是极致相关的。 3.学生缺乏对计算机的学习兴趣 高职计算机的教学对学生的 逻辑思维 能力、主观能动性和创新精神有很高的要求，但是不被人们熟知的是，实际的教育教学中，显而易见，由于计算机的基础性知识相对枯燥难懂、复杂难解，这也就是学生对与计算机的学习没有兴趣的重要原因，学生在开始的时候就对高职计算机的学习缺乏主观能动性，之后就会在遇到复杂难理解问题的时候一味地持躲避和退缩的，在以后计算机的学习中也会缺乏自主探索的动力，不能发挥其最大的潜能。学生对计算机基础知识的学习兴趣对教学效果有着重要的影响，从而对高职计算机的教学也产生了不利的影响。 二、针对计算机教学现状的对策研究 1.创新教学管理观念 在高职计算机教育教学中，创新应是其发展的核心和前进的动力，同时创新也是高职院校计算机教育中提高教学管理质量的重要途径。基于现阶段的传统模式大量普遍的教育教学，高职教育效率大大滞后，这需要教育管理人员树立忧患意识的同时还要心存创新的观念，努力让大家知道创新是教育教学中必不可少的关键。最重要的是教育机构也要以身作则督促教学管理人员在传统教学观念的教育教学下穿插创新的意识，这样做的话，有质量，有效率，又成绩的的高职院校一定能够慢慢成立起来，优等院校的成立，随之有经验的教育工作者也会慢慢被培养出来。因此，创新是教育教学前进的基础。 2.加强计算机专业师资队伍的建设 所有的教学设想和 措施 都是空谈，只有亲自由教师去落实，才能更好的发展教育事业。所以来说，高素质高修养的教师队伍是新课改后的教育目标完成的基础。所以成为高职院校的计算机专业性教师也是发展教育的一大保障。考虑到专业性教师需要高的素质和目前高职计算机专业性人才大量缺乏的问题，教育机构在全面提高高职计算机教师的专业素质的同时，还要提高课上教学效果，课下监督能力。 3.提高学生在计算机学习中的主体地位 传统教学观念深入人心，其需要很大的转变，学生应该作为活动的主体。同时也以每一个学生的学习情况为授课的基础，尽最大努力的提高课上的授课效率。目前，高职院校的授课方式大多是以班级授课为主，其还要求在教材上实现统一，学习内容的单调，将会制约学生兴趣的培养和发展。所以说教师在课堂教学中要以学生的实际情况为根本，对学生的志趣和接受能力进行一定的了解，由此来有针对性的备课，另外还学生基础大不相同，教师也要有针对性的制定 学习计划 和学习目标，不同基础的学生教师也应该制定不同的 教学方法 ;另外，教育工作者还要将传统的教学方法进行改变，因为合理的教育教学方法有助于课堂效率的提高，教师在授课时学生能够学到计算机基础技术，这样学生们就会在就业道路上避免坎坷。 三、 总结 总而言之，信息化逐步发展的社会，高职院校应该适应这个时代的潮流，不断改善和完备自身教育教学方法，加强计算机教育专业的建设，教育机构要努力提高自办学效率，这样能更好的促进高职计算机教育的发展。 计算机的论文篇二：《试谈计算机基础教学中计算思维能力培养》 一、计算机基础教学课程的发展现状 在当今社会中，计算机基础教学课程越来越深入广大学生的学习和生活中。很多学校都已经把计算机基础教学课程作为必修的课程，课程的内容多种多样，其内容的样式根据课程的不同而改变，其内容主要有：计算机网络、数据库基础、信息处理等等。其所包含的基本知识和基本技术非常全面。计算机基础教学课程的发展目标是要求学生对计算机的基础知识牢靠掌握，初步具备应用计算机能够解决和分析一系列相关问题的能力，为广大学子想要成为一名优秀的计算机工程师以及相关领域的杰出人才奠定坚实的基础。 教育部等部门在09年提出了要提高和深化计算机教学的任务和目标，进一步明确了计算机教学课程在高等学校中的地位和价值。大学生的计算机基础课程教育的教学模式是分类式，其课程建设是建立在完善的知识体系和教学体系的基础上，培养学生的应用和创新能力。 在计算机基础课程不断完善的同时，其弊端也是不可忽略的。例如：学生在上课时的积极性不高、听课效率低等等。很多教师的授课水平不高，授课内容简单、直白，这也极大的影响了学生上课的效率和整体水平的提高。 二、计算机基础教学课程内容的设计 高等教学的主要目标是培养学生的综合素质，使学生德智体美劳全面发展。计算机基础教学课程作为高等教育教学的重要组成部分，不断的创新改革，充分顺应时代的需求。在计算机基础教学中，注重的不仅仅是学生对计算机的基础知识的简单了解，而是培养学生计算思维和处理问题的能力和 思维方式 。提高学生的综合素质和创新能力等。当今众多的大学中，把对开展计算机的思维教学作为重要任务和全新的课题，其更是提高学生综合素质的前提。 在关于思维能力教学改革目标的基础上，根据课程的结构和教学的基本任务，初步制定完成了基本的教学内容，其包括 操作系统 、程序设计与算法等等。大学生需要通过自我约束和自学来完成计算机基础课程，通过自身的努力，是自己具备最基本的技能和态度。 三、基于计算思维培养的课程训练 计算机基础教学的改革对于国家和学校来说仍是一项极大的任务，将计算机基础教学中融入计算性的思维，提高学生对抽象和难懂的问题的理解和认识，增强学生的领悟和理解能力。 教育部等部门对大学计算机基础课程给出的建议是：要以经典的原始传统课题为基础，深刻了解应用程序的基本原理，增加学生的相关课题量，从而进一步提升学生的领悟能力和计算思维能力。 1.具有针对性和系统性的教学组织过程 教学任务的有效完成和教师课堂效率的有效提高的关键是培养学生计算思维的能力，为了实现教学任务，提高教学水平，学生在实践中应认真学习，主动和老师交流和沟通，用创新式思维来思考问题和解决问题，增强自身的素质等等。 2.具有启发和创造性的教学内容制定 计算机基础教学内容很多方面都体现了计算性思维，在教师的教学任务和内容上，依次按照教学大纲的指导，总结归纳相关的知识，进一步梳理知识中所涉及的计算性思维，教师应改变和转换传统的教学模式，在授课时，灵活运用计算性思维，使其能力发挥到极致。 在教学过程中，教师应积极引导学生的灵活计算思维，对问题能够合理、有效的进行分析和处理，使学生形成固定的思维模式，对解决相关问题有很大帮助。增加教师和学生的互动环节，使教师和学生能够更好地交流，学生应在合适的机会向老师提出问题，老师应给与细心解答。积极培养学生的思维方式和能力，给学生领悟和学习的时间和空间，使学生思维能力大大提高。 3.具有趣味性和综合性的实验内容 传统教学和现代教学相比，缺少灵活趣味性和综合性，其大部分是让学生增加感性上的认识和理解，忽视了计算性思维能力的培养和提高。当今大学生对事物的好奇和 想象力 的丰富，使得教学内容更应该灵活多变，趣味增加。给学生留出想象的空间和解决问题的时间，是锻炼学生计算思维能力的有效手段。 4.开放性和共享性的教学资源建设 当今社会，计算机网络飞速发展，大学生的学习地点也逐渐广泛起来，例如：图书馆、自习室、阅览室等等，在有这些环境的同时应增加更多的开放性资源环境。因此教师可以利用计算性思维中的分离方法，合理使信息得到分类和筛选，发挥教师的资格和协调作用，建立与学生良好沟通的桥梁，学生和教师可以进行相关知识的探讨和扩充，培养学生的个性，利用有效的平台，为学生更好的学习铺路。 四、总结 计算机思维能力在我们的日常学习和工作中起着重要的作用，逐渐的成为了我们必备的技术手段，如何有效的学习计算机基础教学中计算思维能力，以及如何在工作学习中引入计算思维，是当代大学生必要的学习目标。关于计算思维的培养在国际以及国内都已经成为研究的 热点 ，因此，如何高效培养大学生计算思维能力仍需要我们不断的探索和发现。 猜你喜欢： 1. 浅谈计算机发展趋势论文 2. 浅议计算机发展趋势论文 3. 论计算机发展及展望的论文 4. 有关计算机发展的论文 5. 计算机发展史的相关论文 6. 有关计算机发展史的论文
近年来,随着就业竞争越演越烈,关于 毕业 生就业质量问题的研讨亦日益广泛深入。下面是我为大家推荐的计算机论文，供大家参考。
计算机论文 范文 一：认知无线电系统组成与运用场景探析
认知无线电系统组成
认知无线电系统是指采用认知无线电技术的无线通信系统，它借助于更加灵活的收发信机平台和增强的计算智能使得通信系统更加灵活。认知无线电系统主要包括信息获取、学习以及决策与调整3个功能模块，如图1所示[3]。
认知无线电系统的首要特征是获取无线电外部环境、内部状态和相关政策等知识，以及监控用户需求的能力。认知无线电系统具备获取无线电外部环境并进行分析处理的能力，例如，通过对当前频谱使用情况的分析，可以表示出无线通信系统的载波频率和通信带宽，甚至可以得到其覆盖范围和干扰水平等信息;认知无线电系统具备获取无线电内部状态信息能力，这些信息可以通过其配置信息、流量负载分布信息和发射功率等来得到;认知无线电系统具备获取相关政策信息的能力，无线电政策信息规定了特定环境下认知无线电系统可以使用的频带，最大发射功率以及相邻节点的频率和带宽等;认知无线电系统具备监控用户需求并根据用户需求进行决策调整的能力。如表1所示，用户的业务需求一般可以分为话音、实时数据(比如图像)和非实时数据(比如大的文件包)3类，不同类型的业务对通信QoS的要求也不同。
认知无线电系统的第2个主要特征是学习的能力。学习过程的目标是使用认知无线电系统以前储存下来的决策和结果的信息来提高性能。根据学习内容的不同， 学习 方法 可以分为3类。第一类是监督学习，用于对外部环境的学习，主要是利用实测的信息对估计器进行训练;第2类是无监督学习，用于对外部环境的学习，主要是提取外部环境相关参数的变化规律;第3类是强化学习，用于对内部规则或行为的学习，主要是通过奖励和惩罚机制突出适应当前环境的规则或行为，抛弃不适合当前环境的规则或行为。机器学习技术根据学习机制可以分为:机械式学习、基于解释的学习、指导式学习、类比学习和归纳学习等。
认知无线电系统的第3个主要特性是根据获取的知识，动态、自主地调整它的工作参数和协议的能力，目的是实现一些预先确定的目标，如避免对其他无线电系统的不利干扰。认知无线电系统的可调整性不需要用户干涉。它可以实时地调整工作参数，以达到合适的通信质量;或是为了改变某连接中的无线接入技术;或是调整系统中的无线电资源;或是为了减小干扰而调整发射功率。认知无线电系统分析获取的知识，动态、自主地做出决策并进行重构。做出重构决策后，为响应控制命令，认知无线电系统可以根据这些决策来改变它的工作参数和/或协议。认知无线电系统的决策过程可能包括理解多用户需求和无线工作环境，建立政策，该政策的目的是为支持这些用户的共同需求选择合适的配置。
认知无线电与其他无线电的关系
在认知无线电提出之前，已经有一些“某某无线电”的概念，如软件定义无线电、自适应无线电等，它们与认知无线电间的关系如图2所示。软件定义无线电被认为是认知无线电系统的一种使能技术。软件定义无线电不需要CRS的特性来进行工作。SDR和CRS处于不同的发展阶段，即采用SDR应用的无线电通信系统已经得到利用，而CRS正处于研究阶段，其应用也正处于研究和试验当中。SDR和CRS并非是无线电通信业务，而是可以在任何无线电通信业务中综合使用的技术。自适应无线电可以通过调整参数与协议，以适应预先设定的信道与环境。与认知无线电相比，自适应无线电由于不具有学习能力，不能从获取的知识与做出的决策中进行学习，也不能通过学习改善知识获取的途径、调整相应的决策，因此，它不能适应未预先设定的信道与环境。可重构无线电是一种硬件功能可以通过软件控制来改变的无线电，它能够更新部分或全部的物理层波形，以及协议栈的更高层。基于策略的无线电可以在未改变内部软件的前提下通过更新来适应当地监管政策。对于较新的无线电网络，因特网路由器一直都是基于策略的。这样，网络运营商就可以使用策略来控制访问权限、分配资源以及修改网络拓扑结构和行为。对于认知无线电来说，基于策略技术应该能够使产品可以在全世界通用，可以自动地适应当地监管要求，而且当监管规则随时间和 经验 变化时可以自动更新。智能无线电是一种根据以前和当前情况对未来进行预测，并提前进行调整的无线电。与智能无线电比较，自适应无线电只根据当前情况确定策略并进行调整，认知无线电可以根据以前的结果进行学习，确定策略并进行调整。
认知无线电关键技术
认知无线电系统的关键技术包括无线频谱感知技术、智能资源管理技术、自适应传输技术与跨层设计技术等，它们是认知无线电区别传统无线电的特征技术[4，5]。
频谱检测按照检测策略可以分为物理层检测、MAC层检测和多用户协作检测，如图3所示。3.1.1物理层检测物理层的检测方法主要是通过在时域、频域和空域中检测授权频段是否存在授权用户信号来判定该频段是否被占用，物理层的检测可以分为以下3种方式:发射机检测的主要方法包括能量检测、匹配滤波检测和循环平稳特性检测等，以及基于这些方法中某一种的多天线检测。当授权用户接收机接收信号时，需要使用本地振荡器将信号从高频转换到中频，在这个转换过程中，一些本地振荡器信号的能量不可避免地会通过天线泄露出去，因而可以通过将低功耗的检测传感器安置在授权用户接收机的附近来检测本振信号的能量泄露，从而判断授权用户接收机是否正在工作。干扰温度模型使得人们把评价干扰的方式从大量发射机的操作转向了发射机和接收机之间以自适应方式进行的实时性交互活动，其基础是干扰温度机制，即通过授权用户接收机端的干扰温度来量化和管理无线通信环境中的干扰源。MAC层检测主要关注多信道条件下如何提高吞吐量或频谱利用率的问题，另外还通过对信道检测次序和检测周期的优化，使检测到的可用空闲信道数目最多，或使信道平均搜索时间最短。MAC层检测主要可以分为以下2种方式:主动式检测是一种周期性检测，即在认知用户没有通信需求时，也会周期性地检测相关信道，利用周期性检测获得的信息可以估计信道使用的统计特性。被动式检测也称为按需检测，认知用户只有在有通信需求时才依次检测所有授权信道，直至发现可用的空闲信道。由于多径衰落和遮挡阴影等不利因素，单个认知用户难以对是否存在授权用户信号做出正确的判决，因此需要多个认知用户间相互协作，以提高频谱检测的灵敏度和准确度，并缩短检测的时间。协作检测结合了物理层和MAC层功能的检测技术，不仅要求各认知用户自身具有高性能的物理层检测技术，更需要MAC层具有高效的调度和协调机制。
智能资源管理的目标是在满足用户QoS要求的条件下，在有限的带宽上最大限度地提高频谱效率和系统容量，同时有效避免网络拥塞的发生。在认知无线电系统中，网络的总容量具有一定的时变性，因此需要采取一定的接入控制算法，以保障新接入的连接不会对网络中已有连接的QoS需求造成影响。动态频谱接入概念模型一般可分为图4所示的3类。动态专用模型保留了现行静态频谱管理政策的基础结构，即频谱授权给特定的通信业务专用。此模型的主要思想是引入机会性来改善频谱利用率，并包含2种实现途径:频谱产权和动态频谱分配。开放共享模型，又称为频谱公用模型，这个模型向所有用户开放频谱使其共享，例如ISM频段的开放共享方式。分层接入模型的核心思想是开放授权频谱给非授权用户，但在一定程度上限制非授权用户的操作，以免对授权用户造成干扰，有频谱下垫与频谱填充2种。认知无线电中的频谱分配主要基于2种接入策略:①正交频谱接入。在正交频谱接入中，每条信道或载波某一时刻只允许一个认知用户接入，分配结束后，认知用户之间的通信信道是相互正交的，即用户之间不存在干扰(或干扰可以忽略不计)。②共享频谱接入。在共享频谱接入中，认知用户同时接入授权用户的多条信道或载波，用户除需考虑授权用户的干扰容限外，还需要考虑来自其他用户的干扰。根据授权用户的干扰容限约束，在上述2种接入策略下又可以分为以下2种频谱接入模式:填充式频谱接入和下垫式频谱接入。对于填充式频谱接入，认知用户伺机接入“频谱空穴”，它们只需要在授权用户出现时及时地出让频谱而不存在与授权用户共享信道时的附加干扰问题，此种方法易于实现，且不需要现有通信设备提供干扰容限参数。在下垫式频谱接入模式下，认知用户与授权用户共享频谱，需要考虑共用信道时所附加的干扰限制。
在不影响通信质量的前提下，进行功率控制尽量减少发射信号的功率，可以提高信道容量和增加用户终端的待机时间。认知无线电网络中的功率控制算法设计面临的是一个多目标的联合优化问题，由于不同目标的要求不同，存在着多种折中的方案。根据应用场景的不同，现有的认知无线电网络中的功率控制算法可以分成2大类:一是适用于分布式场景下的功率控制策略，一是适用于集中式场景下的功率控制策略。分布式场景下的功率控制策略大多以博弈论为基础，也有参考传统Adhoc网络中功率控制的方法，从集中式策略入手，再将集中式策略转换成分布式策略;而集中式场景下的功率控制策略大多利用基站能集中处理信息的便利，采取联合策略，即将功率控制与频谱分配结合或是将功率控制与接入控制联合考虑等。
自适应传输可以分为基于业务的自适应传输和基于信道质量的自适应传输。基于业务的自适应传输是为了满足多业务传输不同的QoS需求，其主要在上层实现，不用考虑物理层实际的传输性能，目前有线网络中就考虑了这种自适应传输技术。认知无线电可以根据感知的环境参数和信道估计结果，利用相关的技术优化无线电参数，调整相关的传输策略。这里的优化是指无线通信系统在满足用户性能水平的同时，最小化其消耗的资源，如最小化占用带宽和功率消耗等。物理层和媒体控制层可能调整的参数包括中心频率、调制方式、符号速率、发射功率、信道编码方法和接入控制方法等。显然，这是一种非线性多参数多目标优化过程。
现有的分层协议栈在设计时只考虑了通信条件最恶劣的情况，导致了无法对有限的频谱资源及功率资源进行有效的利用。跨层设计通过在现有分层协议栈各层之间引入并传递特定的信息来协调各层之间的运行，以与复杂多变的无线通信网络环境相适应，从而满足用户对各种新的业务应用的不同需求。跨层设计的核心就是使分层协议栈各层能够根据网络环境以及用户需求的变化，自适应地对网络的各种资源进行优化配置。在认知无线电系统中，主要有以下几种跨层设计技术:为了选择合适的频谱空穴，动态频谱管理策略需要考虑高层的QoS需求、路由、规划和感知的信息，通信协议各层之间的相互影响和物理层的紧密结合使得动态频谱管理方案必须是跨层设计的。频谱移动性功能需要同频谱感知等其他频谱管理功能结合起来，共同决定一个可用的频段。为了估计频谱切换持续时间对网络性能造成的影响，需要知道链路层的信息和感知延迟。网络层和应用层也应该知道这个持续时间，以减少突然的性能下降;另外，路由信息对于使用频谱切换的路由发现过程也很重要。频谱共享的性能直接取决于认知无线电网络中频谱感知的能力，频谱感知主要是物理层的功能。然而，在合作式频谱感知情况下，认知无线电用户之间需要交换探测信息，因此频谱感知和频谱共享之间的跨层设计很有必要。在认知无线电系统中，由于多跳通信中的每一跳可用频谱都可能不同，网络的拓扑配置就需要知道频谱感知的信息，而且，认知无线电系统路由设计的一个主要思路就是路由与频谱决策相结合。
认知无线电应用场景
认知无线电系统不仅能有效地使用频谱，而且具有很多潜在的能力，如提高系统灵活性、增强容错能力和提高能量效率等。基于上述优势，认知无线电在民用领域和军用领域具有广阔的应用前景。
频谱效率的提高既可以通过提高单个无线接入设备的频谱效率，也可以通过提高各个无线接入技术的共存性能。这种新的频谱利用方式有望增加系统的性能和频谱的经济价值。因此，认知无线电系统的这些共存/共享性能的提高推动了频谱利用的一种新方式的发展，并且以一种共存/共享的方式使获得新的频谱成为可能。认知无线电系统的能力还有助于提高系统灵活性，主要包括提高频谱管理的灵活性，改善设备在生命周期内操作的灵活性以及提高系统鲁棒性等。容错性是通信系统的一项主要性能，而认知无线电可以有效改善通信系统的容错能力。通常容错性主要是基于机内测试、故障隔离和纠错 措施 。认知无线电对容错性的另一个优势是认知无线电系统具有学习故障、响应和错误信息的能力。认知无线电系统可以通过调整工作参数，比如带宽或者基于业务需求的信号处理算法来改善功率效率。
认知无线电所要解决的是资源的利用率问题，在农村地区应用的优势可以 总结 为如下。农村无线电频谱的使用，主要占用的频段为广播、电视频段和移动通信频段。其特点是广播频段占用与城市基本相同，电视频段利用较城市少，移动通信频段占用较城市更少。因此，从频率域考虑，可利用的频率资源较城市丰富。农村经济发达程度一般不如城市，除电视频段的占用相对固定外，移动通信的使用率不及城市，因此，被分配使用的频率利用率相对较低。由于农村地广人稀，移动蜂窝受辐射半径的限制，使得大量地域无移动通信频率覆盖，尤其是边远地区，频率空间的可用资源相当丰富。
在异构无线环境中，一个或多个运营商在分配给他们的不同频段上运行多种无线接入网络，采用认知无线电技术，就允许终端具有选择不同运营商和/或不同无线接入网络的能力，其中有些还可能具有在不同无线接入网络上支持多个同步连接的能力。由于终端可以同时使用多种 无线网络 ，因此应用的通信带宽增大。随着终端的移动和/或无线环境的改变，可以快速切换合适的无线网络以保证稳定性。
在军事通信领域，认知无线电可能的应用场景包括以下3个方面。认知抗干扰通信。由于认知无线电赋予电台对周围环境的感知能力，因此能够提取出干扰信号的特征，进而可以根据电磁环境感知信息、干扰信号特征以及通信业务的需求选取合适的抗干扰通信策略，大大提升电台的抗干扰水平。战场电磁环境感知。认知无线电的特点之一就是将电感环境感知与通信融合为一体。由于每一部电台既是通信电台，也是电磁环境感知电台，因此可以利用电台组成电磁环境感知网络，有效地满足电磁环境感知的全时段、全频段和全地域要求。战场电磁频谱管理。现代战场的电磁频谱已经不再是传统的无线电通信频谱，静态的和集重视的频谱管理策略已不能满足灵活多变的现代战争的要求。基于认知无线电技术的战场电磁频谱管理将多种作战要素赋予频谱感知能力，使频谱监测与频谱管理同时进行，大大提高了频谱监测网络的覆盖范围，拓宽了频谱管理的涵盖频段。
结束语
如何提升频谱利用率，来满足用户的带宽需求;如何使无线电智能化，以致能够自主地发现何时、何地以及如何使用无线资源获取信息服务;如何有效地从环境中获取信息、进行学习以及做出有效的决策并进行调整，所有这些都是认知无线电技术要解决的问题。认知无线电技术的提出，为实现无线环境感知、动态资源管理、提高频谱利用率和实现可靠通信提供了强有力的支撑。认知无线电有着广阔的应用前景，是无线电技术发展的又一个里程碑。
计算机论文范文二：远程无线管控体系的设计研究
1引言
随着我国航天事业的发展,测量船所承担的任务呈现高密度、高强度的趋势,造成码头期间的任务准备工作越来越繁重,面临着考核项目多、考核时间短和多船协调对标等现实情况,如何提高对标效率、确保安全可靠对标成为紧迫的课题。由于保密要求,原研制的远程标校控制系统无法接入现有网络,而铺设专网的耗资巨大,性价比低,也非首选方案。近些年来,无线通信已经成为信息通信领域中发展最快、应用最广的技术,广泛应用于家居、农业、工业、航天等领域,已成为信息时代社会生活不可或缺的一部分[1],这种技术也为解决测量船远程控制标校设备提供了支持。本文通过对常用中远距离无线通信方式的比较,择优选择了无线网桥,采用了桥接中继的网络模式,通过开发远程设备端的网络控制模块,以及相应的控制软件,实现了测量船对远程设备的有效、安全控制。
2无线通信方式比较
无线通信技术是利用电磁波信号在自由空间中进行信息传播的一种通信方式,按技术形式可分为两类:一是基于蜂窝的接入技术,如蜂窝数字分组数据、通用分组无线传输技术、EDGE等;二是基于局域网的技术,如WLAN、Bluetooth、IrDA、Home-RF、微功率短距离无线通信技术等。在中远距离无线通信常用的有ISM频段的通信技术(比如ZigBee以及其他频段的数传模块等)和无线 网络技术 (比如GSM、GPRS以及无线网桥等)。基于ISM频段的数传模块的通信频率为公共频段,产品开发没有限制,因此发展非常迅速,得到了广泛应用。特别是近年来新兴的ZigBee技术,因其低功耗、低复杂度、低成本,尤其是采用自组织方式组网,对网段内设备数量不加限制,可以灵活地完成网络链接,在智能家居、无线抄表等网络系统开发中得到应用[2]。但是,对于本系统的开发而言,需要分别研制控制点和被控制点的硬件模块,并需通过软件配置网络环境,开发周期长,研制成本高,故非本系统开发的最优方案。
GSM、GPRS这种无线移动通信技术已经成为人们日常生活工作必不可少的部分,在其他如无线定位、远程控制等领域的应用也屡见不鲜[3],但是由于保密、通信费用、开发成本等因素,也无法适用于本系统的开发。而无线网桥为本系统的低成本、高效率的研发提供了有利支持,是开发本系统的首选无线通信方式。无线网桥是无线网络的桥接,它可在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁,也是无线接入点的一个分支。无线网桥工作在2•4GHz或5•8GHz的免申请无线执照的频段,因而比其他有线网络设备更方便部署,特别适用于城市中的近距离、远距离通信。
3系统设计
该远程控制系统是以保障测量船对远端标校设备的有效控制为目标,包括标校设备的开关机、状态参数的采集等,主要由测量船控制微机、标校设备、网络控制模块、主控微机以及无线网桥等组成。工作流程为测量船控制微机或主控微机发送控制指令,通过无线网桥进行信息传播,网络控制模块接收、解析指令,按照Modbus协议规定的数据格式通过串口发给某一标校设备,该标校设备响应控制指令并执行;网络控制模块定时发送查询指令,并将采集的状态数据打包,通过无线发给远程控制微机,便于操作人员监视。网络通信协议采用UDP方式,对于测量船控制微机、主控微机仅需按照一定的数据格式发送或接收UDP包即可。网络控制模块是系统的核心部件,是本文研究、设计的重点。目前,常用的网络芯片主要有ENC28J60、CP2200等,这里选用了ENC28J60,设计、加工了基于STC89C52RC单片机的硬件电路。通过网络信息处理软件模块的开发,满足了网络信息交互的功能要求;通过Modbus串口协议软件模块的开发,满足了标校设备监控功能,从而实现了系统设计目标。
3.1组网模式
无线网桥有3种工作方式,即点对点、点对多点、中继连接。根据系统的控制要求以及环境因素,本系统采用了中继连接的方式,其网络拓扑如图1所示。从图中可以清晰看出,这种中继连接方式在远程控制端布置两个无线网桥,分别与主控点和客户端进行通信,通过网络控制模块完成数据交互,从而完成组网。
3.2安全防范
由于是开放性设计,无线网络安全是一个必须考虑的问题。本系统的特点是非定时或全天候开机,涉密数据仅为频点参数,而被控设备自身均有保护措施(协议保护)。因此,系统在设计时重点考虑接入点防范、防止攻击,采取的措施有登录密码设施、网络密匙设置、固定IP、对数据结构体的涉密数据采取动态加密等方式,从而最大限度地防止了“被黑”。同时,采用了网络防雷器来防护雷电破坏。
3.3网络控制模块设计
3.3.1硬件设计
网络控制模块的功能是收命令信息、发状态信息,并通过串口与标校设备实现信息交互,其硬件电路主要由MCU(微控制单元)、ENC28J60(网络芯片)、Max232(串口芯片)以及外围电路组成,其电原理图如图2所示。硬件设计的核心是MCU、网络芯片的选型,本系统MCU选用的STC89C52RC单片机,是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,可直接使用串口下载,为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。ENC28J60是由M-icrochip公司出的一款高集成度的以太网控制芯片,其接口符合IEEE802.3协议,仅28个引脚就可提供相应的功能,大大简化了相关设计。ENC28J60提供了SPI接口,与MCU的通信通过两个中断引脚和SPI实现,数据传输速率为10Mbit/s。ENC28J60符合IEEE802.3的全部规范,采用了一系列包过滤机制对传入的数据包进行限制,它提供了一个内部DMA模块,以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP校验和计算[4]。ENC28J60对外网络接口采用HR911102A,其内置有网络变压器、电阻网络,并有状态显示灯,具有信号隔离、阻抗匹配、抑制干扰等特点,可提高系统抗干扰能力和收发的稳定性。
3.3.2软件设计
网络控制模块的软件设计主要包括两部分,一是基于SPI总线的ENC28J60的驱动程序编写,包括以太网数据帧结构定义、初始化和数据收发;二是Modbus协议编制,其软件流程如图3所示。
3.3.2.1ENC28J60的驱动程序编写
(1)以太网数据帧结构符合IEEE802.3标准的以太网帧的长度是介于64~1516byte之间,主要由目标MAC地址、源MAC地址、类型/长度字段、数据有效负载、可选填充字段和循环冗余校验组成。另外,在通过以太网介质发送数据包时,一个7byte的前导字段和1byte的帧起始定界符被附加到以太网数据包的开头。以太网数据包的结构如图4所示。(2)驱动程序编写1)ENC28J60的寄存器读写规则由于ENC28J60芯片采用的是SPI串行接口模式,其对内部寄存器读写的规则是先发操作码<前3bit>+寄存器地址<后5bit>,再发送欲操作数据。通过不同操作码来判别操作时读寄存器(缓存区)还是写寄存器(缓冲区)或是其他。2)ENC28J60芯片初始化程序ENC28J60发送和接收数据包前必须进行初始化设置,主要包括定义收发缓冲区的大小,设置MAC地址与IP地址以及子网掩码,初始化LEDA、LEDB显示状态通以及设置工作模式,常在复位后完成,设置后不需再更改。3)ENC28J60发送数据包ENC28J60内的MAC在发送数据包时会自动生成前导符合帧起始定界符。此外,也会根据用户配置以及数据具体情况自动生成数据填充和CRC字段。主控器必须把所有其他要发送的帧数据写入ENC28J60缓冲存储器中。另外,在待发送数据包前要添加一个包控制字节。包控制字节包括包超大帧使能位(PHUGEEN)、包填充使能位(PPADEN)、包CRC使能位(PCRCEN)和包改写位(POVERRIDE)4个内容。4)ENC28J60接收数据包如果检测到EIR.PKTIF为1,并且EPKTCNT寄存器不为空,则说明接收到数据,进行相应处理。
3.3.2.2ModBus协议流程
本系统ModBus协议的数据通信采用RTU模式[5],网络控制模块作为主节点与从节点(标校设备)通过串口建立连接,主节点定时向从节点发送查询命令,对应从节点响应命令向主节点发送设备状态信息。当侦测到网络数据时,从ENC28J60接收数据包中解析出命令,将对应的功能代码以及数据,按照Modbus数据帧结构进行组帧,发送给从节点;对应从节点响应控制命令,进行设备参数设置。
4系统调试与验证
试验调试环境按照图1进行布置,主要包括5个无线网桥、1个主控制点、2个客户端、1块网络控制模块板以及标校设备等,主要测试有网络通信效果、网络控制能力以及简单的安全防护测试。测试结论:网络连接可靠,各控制点均能安全地对远端设备进行控制,具备一定安全防护能力,完全满足远程设备控制要求。
5结束语
本文从实际需要出发,通过对当下流行的无线通信技术的比较,选用无线网桥实现远控系统组网;通过开发网络控制模块,以及相应的控制软件编制,研制了一套用于测量船远程控制设备的系统。经几艘测量船的应用表明,采用无线网桥进行组网完全满足系统设计要求,具有高安全性、高可靠性、高扩展性等优点,在日趋繁重的保障任务中发挥了重要的作用。本系统所采用的无线组网方法,以及硬件电路的设计方案,对其他相关控制领域均有一定的参考价值。