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数据通信作为当今最具潜力的电信新业务,在近几年得到了快速的发展,呈现了旺盛的生命力和巨大的市场潜力。下面是我为大家整理的数据通信 毕业 论文 范文 ,供大家参考。
《 网络数据通信隐蔽通道技术研究 》
摘要:随着科学技术的不断发展, 网络技术 也发生了日新月异的变化。 文章 通过对网络数据通信中的隐蔽通道技术的介绍,进一步就网络通信中隐蔽通道存在的技术基础和实现原理进行了探讨,并对网络通信隐蔽通道技术进行了深入的研究与分析。与此同时对隐蔽通道的检测技术进行了讨论,提出了一系列针对网络安全的防范 措施 。
关键词:网络数据通信;隐蔽通道;隐写术;网络通信协议
根据现代信息理论的分析,层与层之间的通信在多层结构系统中是必须存在的,在此过程中需要安全机制来确保通信的正确性和完整性。在经授权的多层系统的各层之间通信信道上可以建立可能的隐蔽通信信道。在远古时代的简单军事情报传输系统中就已经出现了最原始的多层结构通信系统,而现代的计算机网络也只是一个多层结构通信系统,因此,隐蔽通道会在一定程度上威胁计算机网络系统的安全。
1隐蔽通道的概述
简单来说,隐蔽通道属于通信信道,将一些不安全信息通过通信信道传输隐蔽信息,而且不容易被管理者所察觉。换句话就是借助某个通信通道来完成对另一通信通道进行掩护的目的。一旦建立隐蔽通道以后,都希望通道能够长时间有效运行,由此可见,通道技术的关键是通道隐蔽措施的质量高低。如今,多媒体和Internet技术在各行各业得到了广泛的应用,从而导致隐蔽通道对网络安全造成了较大的威胁,只要与外界保持联系,就不能从根本上清除隐蔽通道所造成的威胁。隐蔽通道按照存在环境的不同可以划分为网络隐蔽通道和主机隐蔽通道两大类。主机隐蔽通道一般是不同进程主机之间所进行的信息秘密传输,而网络隐蔽通道一般是不同主机在网络中完成信息的秘密传输。通常情况下,隐蔽通道通信工具能够在数据报文内嵌入有效的信息,然后借助载体进行传输,传输过程通过网络正常运行,不会被系统管理者发现,从而实现有效数据的秘密传输。攻击者与其控制的主机进行信息传输的主要方式就是建立网络隐蔽通道。利用隐蔽通道,通过网络攻击者将被控主机中的有效数据信息传输到另一台主机上,从而实现情报的获取。与此同时,攻击者还可以将控制命令通过隐蔽通道传输到被控主机上,使被控主机能够长期被攻击者控制。因此,对隐蔽通道的基本原理和相关技术进行研究,同时采取措施对网络隐蔽通道的检测技术进行不断的改进和完善,从而能够及时、准确地发现被控主机,并将其与外界的联系及时切断,对网络安全的提升和网络中安全隐患的消除有十分重要的意义。
2网络数据中隐蔽通道的工作原理及类型
与传统网络通信相比发现,借助隐蔽通道进行通信只是对交换数据过程中所产生的使用机制进行改变。而隐蔽通道将数据从客户端传向服务器的过程中,双方会借助已经协定好的秘密机制将传输的数据嵌入载体中,与正常通信流量没有太大区别,实现了通信的隐藏,接收到传输的数据之后对相应的数据进行提取,再从伪装后的数据中分离出秘密数据。
基于“隧道”的隐蔽通道
基于“隧道”技术的隐蔽通道是目前最为常见的隐蔽通道,也就是我们通常所说的协议隧道。理论上来说,隧道技术需要在一种协议上辅以另外一种协议,而且任何一个通信协议都可以传输其他的协议。例如SSH协议可以用来传输TCP协议,首先将服务信息写入SSH信息内,由于SSH通道已经被加密和认证,信息便可以通过SSH通道进行传输。攻击者为了防止系统管理员发现,通常采用各种协议来建立隐蔽通道。
直接隧道
通信双方直接建立的协议隧道被称为直接隧道,以ICMP协议建立隐蔽隧道为例进行详细的说明。在网络通信过程中ICMP报文是比较常用的报文形式,测试网络连通性的工具常用PING,其一般是需要发送ICMP请求报文,并接收ICMP应答报文,从而对主机是否可达进行判断。PING作为诊断工具被广泛应用于网络中。所以,通常情况下人们会选择通过ICMP回显应答报文和ICMP回显请求报文来构建隐蔽通道。通常情况下,发送端能够对ICMP报文中的序列号字段和标识符进行任意的选择,应答中这些值也应该会回显,从而使得应答端能够将请求和应答报文准确地匹配在一起,另外,还应该回显客户发送的选项数据。根据相关规范我们能够借助ICMP包中的序列号、标识符和选项数据等来秘密携带数据信息。通常情况下,对于ICMP报文来说,入侵检测或防火墙等网络设备只能够完成首步的检查,因此,使用ICMP进行隐蔽通道的建立时通常选择将需要传输的数据放到选项数据中。除此之外,还有使用IGMP,HTTP,DNS等协议来进行隐蔽通道的建立,且 方法 与ICMP类似,这类隐蔽通道具有准实时的特点,可以使客户机与服务器直接通信。
间接隧道
通信双方借助第三方中转所构建起来的协议隧道被称之为间接隧道,下面将会以SMTP协议所构建的隐蔽通道为例来对其进行分析。对于SMTP协议来说,一般要求发送者将信件上传到Mail服务器上,然后接受者才能够从服务器中获取自己所需要的信件。这样一来攻击者就会想办法将目标系统上所进行的命令写到信件中,通过Mail服务器,目标系统接收将要执行的文件,并将最终的执行结果传输到信箱中,此时攻击者可以借助收信这个环节来得到自己所需要的信息,这样就形成了隐蔽通道。在这种隐蔽通道中,目标系统和攻击者一般是借助第三方中转来紧密地衔接在一起,该间接通信在一定程度上提高了信道的时延,与直接隧道相比不再具有实时性。但由于系统目标和攻击者是通过第三方建立的联系,使得目标系统对攻击者没有任何直接的联系,不再需要知道攻击者,攻击者更具安全性。除此之外,使用FTP,LDAP,AD等协议建立隐蔽通道与SMTPA协议的做法类似,根据目标系统的基本要求和特征可以对其进行灵活的选用。
使用报文伪装技术构建隐蔽通道
通过“隧道”构建隐蔽通道具有高效的特征,但要想保证其安全性在实际过程中得到广泛的应用就需要对相关数据进行加密处理。此外,还有一种隐蔽通道的方法是使用报文伪装技术,就是将一些数据插入到协议报文的无用段内。例如可以借助TCP和IP中所含有的包头段内空间进行隐蔽通道的构建。下面以IPIdentification携带数据为例对其中所构建的隐蔽通道进行介绍,其一般需要将数据的编码放入客户IP包的Identification内,再从服务器中将数据编码取出就可以了。与之类似的做法是可以将数据放入Options、Padding等字段中。由此可见,使用报文伪装技术建立隐蔽通道虽然损失了效率,但安全性却更高了。
使用数字水印技术来构建隐蔽通道
数字水印技术对被保护的版权信息的隐藏有非常大的帮助。近年来,随着科学技术的不断进步,国内外大部分研究人员对数字水印技术进行了大量的研究,并提出了大量的解决方案。通常情况下,可以将数字水印技术划分为基于变换域的水印方案和基于时空域的水印方案两类。然而借助数字水印技术建立隐蔽通道就是将需要传送的秘密信息代替版权信息嵌入到数字水印中。在实际的操作过程中信息的载体一般为文本、静态图像、视频流、音频流等,因此,这种隐蔽通道具有很强的隐蔽性和稳健性。
基于阈下通道建立隐蔽通道
SimmonsGJ于1978年提出了阈下通道的概念,具体定位为:定义1,在认证系统、密码系统、数字签名方案等密协议中构建了阈下信道,其一般是用来传输隐藏的接收者和发送者之间的秘密信息,而且所传输的秘密信息不会被信道管理者所发现;定义2,公开的信息被当做载体,通过载体将秘密信息传输到接收者手中,即为阈下信道。就目前而言,阈下通道通常情况下是在数字签名方案中建立的。以美国数字签名标准DSA和ELGamal签名方案为例对阈下信道的建立进行简单的阐述,美国数字签名标准DSA和ELGamal签名方案都是由三元组(H(_):r,s)组成的。首先可以对要进行传输或签名的信息 进 行相关预处理,即所谓的压缩操作或编码操作,从而提供更加便捷的使用信道。但是如果消息_较大时,函数h=H(_)能够对_信息进行摘要操作。假设h,r,s的长度均为L,其比特消息签名的实际长度为2L+[log2_]。其中大约有2-L的长度可能会被伪造、篡改或被其他信息所代替。即在2L的附件信息中既存在签名,又有一部分被当作了阈下信道使用。通过这种方式,发送者将要传输的秘密信息隐藏到签名中,并通过事先约定好的协议,接收方可以将阈下信息恢复出来,从而获得了需要的秘密信息。双方通过交换完全无害的签名信息将秘密信息进行传送,有效地避开了通信监听者的监视。
3检测技术介绍
基于特征匹配的检测技术
特征匹配检测技术是借助数据库中特征信息来实现与网络数据流的有效匹配,如果成功匹配就会发出警告。实际上,基于特征匹配的检测的所有操作是在应用层中进行的,这种检测技术攻击已知的隐蔽通道是非常有效的,但误报率较高,且无法检测加密数据,对于攻击模式的归纳和新型隐蔽通道的识别方面不能发挥作用。
基于协议异常分析的检测技术
该技术需要对网络数据流中的信息进行协议分析,一旦发现有违背协议规则的现象存在,就会有报警产生。通过对其中异常协议进行分析可以准确查找出偏离期望值或标准值的行为,因此,在对未知和已知攻击行为进行检测方面发挥着非常重要的作用。
基于行为异常分析的检测技术
该技术是针对流量模型构建的,在监控网络数据流的过程中能够对其流量进行实时监测,一旦与模型的阈值出现差别,将会发出报警。基于行为异常分析的检测技术不仅可以对事件发生的前后顺序进行确认,而且还能够对单次攻击事件进行分析。这种检测技术主要难点在于准确模拟实际网络流量模型的建立上,建立此种模型需要涉及人工智能方面的内容,需要具备相关理论基础,同时还需要花费大量的时间和精力做研究。虽然就目前而言,准确模拟实际网络流量模型的建立还有很大的难度,技术还有待进一步提高和完善,但随着检测技术的不断发展,人们对于此类检测技术的关注度越来越高,相信终有一天模型的建立可以实现。
4结语
隐蔽通道工具不是真正的攻击程序,而是长期控制的工具,如果对隐蔽通道的技术特点不了解,初期攻击检测又失败的状况下,将很难发现这些隐蔽通道。要想防范隐蔽通道,要从提高操作人员的综合素质着手,按照网络安全 规章制度 进行操作,并安装有效的信息安全设备。
参考文献:
[1]李凤华,谈苗苗,樊凯,等.抗隐蔽通道的网络隔离通信方案[J].通信学报,2014,35(11):96-106.
[2]张然,尹毅峰,黄新彭等.网络隐蔽通道的研究与实现[J].信息网络安全,2013(7):44-46.
[3]陶松.浅析网络隐蔽信道的原理与阻断技术[J].电脑知识与技术,2014(22):5198-5200,5203.
《 数据通信及应用前景 》
摘要:数据通信是一种新的通信方式,它是通信技术和计算机技术相结合的产物。数据通信主要分为有线数据通信和无线数据通信,他们主要是通过传输信道来输送数据,达到数据终端与计算机像话连接。数据通信技术的应用对社会的发展产生了巨大的影响,在很大程度上具有很好的发展前景。
关键词:数据通信;应用前景;分类;探究
一、数据通信的基本概况
(一)数据通信的基本概念。数据通信是计算机和通信相结合的产物,是一种通过传输数据为业务的通信系统,是一种新的通信方式和通讯业务。数据主要是把某种意义的数字、字母、符号进行组合,利用数据传输技术进行数据信息的传送,实现两个终端之间数据传输。数据通信可以实现计算机和终端、终端和终端以及计算机和计算机之间进行数据传递。
(二)数据通信的构成原理。数据通信主要是通过数据终端进行传输,数据终端主要包括分组型数据终端和非分组型数据终端。分组型数据终端包括各种专用终端,即:计算机、用户分组拆装设备、分组交换机、专用电话交换机、局域网设备等等。非分组型数据终端主要包括用户电报终端、个人计算机终端等等。在数据通信中数据电路主要是由数据电路终端设备和数据信道组成,主要进行信号与信号之间的转换。在计算机系统中主要是通过控制器和数据终端进行连接,其中中央处理器主要用来处理通过数据终端输入的数据[1]。
二、数据通信的分类
(一)有线数据通信。有线数据通信主要包括:数字数据网(DDN),分组交换网(PSPDN),帧中继网三种。数字数据网可以说是数字数据传输网,主要是利用卫星、数字微波等的数字通道和数字交叉复用。分组交换网又称为网,它主要是采用转发方式进行,通过将用户输送的报文分成一定的数据段,在数据段上形成控制信息,构成具有网络链接地址的群组,并在网上传播输送。帧中继网络的主要组成设备是公共帧中继服务网、帧中继交换设备和存储设备[2]。
(二)无线数据通信。无线数据通信是在有线数据的基础上不断发展起来的,通常称之为移动数据通信。有线数据主要是连接固定终端和计算机之间进行通信,依靠有线传输进行。然而,无线数据通信主要是依靠无线电波来传送数据信息,在很大程度上可以实现移动状态下的通信。可以说,无线数据通信就是计算机与计算机之间相互通信、计算机与个人之间也实现无线通信。这主要是通过与有线数据相互联系,把有线的数据扩展到移动和便携的互联网用户上。
三、数据通信的应用前景
(一)有线数据通信的应用。有线数据通信的数字数据电路的应用范围主要是通过高速数据传输、无线寻呼系统、不同种专用网形成数据信道;建立不同类型的网络连接;组件公用的数据通信网等。数据通信的分组交换网应用主要输入信息通信平台的交换,开发一些增值数据的业务。
(二)无线数据通信的应用。无线数据通信具有很广的业务范围,在应用前景上也比较广泛,通常称之为移动数据通信。无线数据通信在业务上主要为专用数据和基本数据,其中专用数据业务的应用主要是各种机动车辆的卫星定位、个人无线数据通信、远程数据接入等。当然,无线数据通信在各个领域都具有较强的利用性,在不同领域的应用,移动数据通信又分为三种类型,即:个人应用、固定和移动式的应用。其中固定式的应用主要是通过无线信道接入公用网络实现固定式的应用网络;移动式的应用网络主要是用在移动状态下进行,这种连接主要依靠移动数据终端进行,实现在野外施工、交通部门的运输、快递信息的传递,通过无线数据实现数据传入、快速联络、收集数据等等。
四、小结
随着网络技术的不断发展,数据通信将得到越来越广泛的应用,数据通信网络不断由分散性的数据信息传输不断向综合性的数据网络方向发展,通过传输数据、图像、语言、视频等等实现在各个领域的综合应用。无论是在工业、农业、以及服务业方面都发挥着重要的作用,展示出广阔的应用前景来。因此,当今时代学习、了解并掌握先进技术对于社会和个人的发展尤为重要。
参考文献
[1]李亚军.浅谈数据通信及其应用前景[J].中小 企业管理 与科技(上半月),2008(04).
[2]朱江山.李鸿杰.刘冰.浅谈数据通信及其应用前景[J].黑龙江科技信息,2007(01).
《 数据通信与计算机网络发展思考 》
摘要:近年来,网络及通信技术呈现了突飞猛进的发展势态。这一势态给人们生活及工作带来了极大的方便,与此同时也给数据通信及计算机网络的发展带来了巨大的机遇及挑战。本课题笔者在概述数据通信与计算机网络的基础上,进一步对基于计算机网络中的数据通信交换技术进行了分析,最后探讨了数据通信与计算机网络的发展前景。
关键词:数据通信;计算机网络;发展前景
信息时代的发展带动了经济社会的发展。从狭义层面分析,网络与通信技术的提升,为我们日常生活及工作带来了极大的便利[1]。从广义方面分析,网络与通信技术的进步及发展,能够推进人类文明的历史进程。现状下,计算机网络技术较为成熟,将其与数据通信有机融合,能够具备更为广泛的应用。鉴于此,本课题对“数据通信与计算机网络发展”进行分析与探究具有较为深远的重要意义。
1数据通信与计算机网络概述
数据通信是一种全新的通信方式,并且是由通信技术与计算机技术两者结合而产生的。对于数据通信来说,需具备传输信道,才能完成两地之间的信息传输[2]。以传输媒体为参考依据,可分为两类,一类为有线数据通信,另一类为无线数据通信。两部分均是以传输信道为 渠道 ,进一步使数据终端和计算机相连接,最终使不同地区的数据终端均能够实现信息资源共享。计算机网络指的是将处于不同地区或地域的具备独特功能的多台计算机及其外部设备,以通信线路为渠道进行连接,并在网络 操作系统 环境下实现信息传递、管理及资源共享等。对于计算机网络来说,主要的目的是实现资源共享。结合上述概念可知数据通信与计算机网络两者并不是单独存在的。两者相互融合更能够促进信息的集中及交流。通过计算机网络,能够使数据通信的信息传输及利用加快,从而为社会发展提供保障依据。例如,基于计算机网络中的数据通信交换技术,通过该项技术便能够使信息资源共享更具有效性,同时也具备多方面的技术优势。
2基于计算机网络中的数据通信交换技术
基于计算机网络中的数据通信交换技术是计算机网络与数据通信两者融合的重要产物,通过该技术能够实现数据信息交换及信息资源共享等功能。下面笔者以其中的帧中继技术为例进行探究。帧中继协议属于一类简化的广域网协议,同时也是一类统计复用的协议,基于单一物理传输线路当中,通过帧中继协议能够将多条虚电路提供出来,并通过数据链路连接标识的方式,对每一条虚电路进行标识。对于DLCI来说,有效的部分只是本地连接和与之直接连接的对端接口[3]。所以,在帧中继网络当中,不同的物理接口上同种DLCI不能视为同一种虚电路。对于帧中继技术来说,所存在的主要优势是将光纤视为传输媒介,实现高质量传输,同时误码率偏低,进一步提升了网络资源的利用效率。但同时也存在一些较为明显的缺陷,比如对于实时信息的传输并不适合,另外对传输线路的质量也有着较高的要求。当然,对于基于计算机网络中的数据通信交换技术远远不止以上一种,还包括了电路交换、报文交流及分组交换等技术。与此同时,数据通信交换技术在未来还有很大的发展空间。例如现阶段具备的光传输,其中的数据传输与交换均是以光信号为媒介,进一步在信道上完成的。在未来发展中,数据通信交换技术远远不止表现为光传输和交换阶段,将进一步以满足用户为需求,从而实现更有效率的信息资源共享等功能。
3数据通信与计算机网络发展前景
近年来,数据通信技术及计算机网络技术被广泛应用。无疑,在未来发展过程中, 无线网络 技术将更加成熟。与此同时,基于网络环境中的互联网设备也会朝着集成化及智能化的方向完善。纵观这几年,我国计算机技术逐年更新换代,从而使网络传输的效率大大提升。对于用户来说,无疑是很多方面的需求都得到了有效满足。笔者认为,网络与通信技术将从以下方面发展。(1)移动、联通、电信公司将朝着4G方向发展,从而满足用户的信息交流及信息资源共享需求。(2)宽带无线接入技术将进一步完善。随着WiFi 热点 的逐渐变大,使我国宽带局域网的发展进一步加大,显然,在数据通信与计算机网络充分融合的背景下,宽带无线接入技术将进一步得到完善。(3)光通信将获得巨大发展前景,包括ASON能够获得充分有效的利用以及带宽资源的管理力度将加大,从而使光通信技术更具实用价值。
4结语
通过本课题的探究,认识到数据通信与计算机网络两者之间存在相辅相成、共同发展的联系。总之,在信息时代的背景下,数据通信是行业发展的主要趋势。通过数据通信实现图像、视频、数据等方面的传输及共享,更能满足企业生产需求。总而言之,需要做好数据通信与计算机网络的融合工作,以此使数据通信更具实用价值,进一步为社会经济的发展起到推波助澜的作用。
参考文献:
[1]魏英韬.对通信网络数据的探讨[J].黑龙江科技信息,2011(3):80-83.
[2]刘世宇,姜山.计算机通信与网络发展技术探讨[J].科技致富向导,2012(33):253-258.
[3]屈景怡,李东霞,樊志远.民航特色的“数据通信与计算机网络”课程教改[J].电气电子教学学报,2014(1):20-22.
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妮子125940
摘要:香农于1948年10月发表于《贝尔系统技术学报》上的论文《A Mathematical Theory of Communication》(通信的数学理论)作为现代信息论研究的开端。1984年贝尔研究所的香农在题为《通讯的数学理论》的论文中系统地提出了关于信息的论述,创立了信息论。信息论主要研究信息的本质和度量方法。它是系统论和控制论的理论基础,也是信息科学的理论基础。关键字:信息概念,熵,美国数学家香农参考书目:1。《信息论》 南丰公益书院; 2.《安全科学技术百科全书》(中国劳动社会保障出版社,2003年6月出版);3.《安全工程大辞典》(化学工业出版社,1995年11月出版)(安全文化网);4.部分资料摘取自互联网。(一)信息的内涵1948—1949年,美国数学家香农()发表了《通信的数学理论》和《在噪声中的通信》两篇论文,提出了度量信息的数学公式,标志着信息论这门学科的诞生。信息论主要研究信息的本质和度量方法。它是系统论和控制论的理论基础,也是信息科学的理论基础。它是关于事物运动状态的规律的表征,其特点是: (1)信息源于物质运动,又不是物质和运动;(2)信息具有知识的秉性,是任何一个系统的组织程度和有序程度的标志;(3)只有变化着的事物和运动着的客体才会有信息,孤立静止的客体或永不改变的事物不会有信息;(4)信息不遵守物质和能量的“守恒与转化定律”, 同样的信息,大家可以共同使用,信息不会减少,相同的信息,能够用不同物质载体进行传播,同一种物质,也可以携带不同的信息,信息不会变化。信息论是一门研究信息传输和信息处理系统中一般规律的学科。香农在他的《通讯的数学理论》中明确提出:“通讯的基本问题是在通讯的一端精确地或近似地复现另一端所挑选的消息。”信息是“人们在选择一条消息时选择的自由度的量度”。消息所带的信息可以解释为负熵,即概率的负对数。威沃尔指出,‘信息’一词在此理论中只在一种专门的意义上加以使用,我们一定不要把它和其通常用法混淆起来”。也就是说,这里的信息不是我们通常使用的概念(各种消息、情报和资料的总称),而是一个变量,它表示信息量的大小。而信息量则是某种不确定性趋向确定的一种量度,消息的可能性越大,信息就越少。如果一个系统是有序的,它不具有很高的混乱度或选择度,其信息(或熵)是低的。信息论是一门用数理统计方法来研究信息的度量、传递和变换规律的科学。它主要是研究通讯和控制系统中普遍存在着信息传递的共同规律以及研究最佳解决信息的获限、度量、变换、储存和传递等问题的基础理论。 信息论的研究范围极为广阔。一般把信息论分成三种不同类型: (1)狭义信息论是一门应用数理统计方法来研究信息处理和信息传递的科学。它研究存在于通讯和控制系统中普遍存在着的信息传递的共同规律,以及如何提高各信息传输系统的有效性和可靠性的一门通讯理论。 (2)一般信息论主要是研究通讯问题,但还包括噪声理论、信号滤波与预测、调制与信息处理等问题。(3)广义信息论不仅包括狭义信息论和一般信息论的问题,而且还包括所有与信息有关的领域,如心理学、语言学、神经心理学、语义学等。信息有以下性质:客观性、广泛性、完整性、专一性。首先,信息是客观存在的,它不是由意志所决定的,但它与人类思想有着必然联系。同时,信息又是广泛存在的,四维空间被大量信息子所充斥。信息的一个重要性质是完整性,每个信息子不能决定任何事件,须有两个或两个以上的信息子规则排布为完整的信息,其释放的能量才足以使确定事件发生。信息还有专一性,每个信息决定一个确定事件,但相似事件的信息也有相似之处,其原因的解释需要信息子种类与排布密码理论的进一步发现。信息论是一门具有高度概括性、综合性,应用广泛的边缘学科。信息论是信息科学的理论基础,它是一门应用数理统计方法研究信息传输和信息处理的科学,是利用数学方法来研究信息的计量、传递、交换和储存的科学。随着科学技术的发展,信息论研究范围远远超出了通信及类似的学科,已延伸到生物学、生理学、人类学、物理学、化学、电子学、语言学、经济学和管理学等学科。(二)信息论发展历史香农被称为是“信息论之父”。人们通常将香农于1948年10月发表于《贝尔系统技术学报》上的论文《A Mathematical Theory of Communication》(通信的数学理论)作为现代信息论研究的开端。1984年贝尔研究所的香农在题为《通讯的数学理论》的论文中系统地提出了关于信息的论述,创立了信息论。维纳提出的关于度量信息量的数学公式开辟了信息论的广泛应用前景。1951年美国无线电工程学会承认信息论这门学科,此后得到迅速发展。20世纪50年代是信息论向各门学科冲击的时期,60年代信息论不是重大的创新时期,而是一个消化、理解的时期,是在已有的基础上进行重大建设的时期。研究重点是信息和信源编码问题。到70年代,由于数字计算机的广泛应用,通讯系统的能力也有很大提高,如何更有效地利用和处理信息,成为日益迫切的问题。人们越来越认识到信息的重要性,认识到信息可以作为与材料和能源一样的资源而加以充分利用和共享。信息的概念和方法已广泛渗透到各个科学领域,它迫切要求突破香农信息论的狭隘范围,以便使它能成为人类各种活动中所碰到的信息问题的基础理论,从而推动其他许多新兴学科进一步发展。目前,人们已把早先建立的有关信息的规律与理论广泛应用于物理学、化学、生物学等学科中去。一门研究信息的产生、获取、变换、传输、存储、处理、显示、识别和利用的信息科学正在形成。香农把“熵”这个概念引入信息的度量。1965年法国物理学家克劳修斯首次提出这一概念,后来这一概念由19世纪奥地利物理学家L.玻尔茨曼正式提出。信息论和控制论又赋予了“熵”更新更宽的含义。 熵是一个系统的不确定性或无序的程度,系统的紊乱程度越高,熵就越大;反之,系统越有序,熵就越小。控制论创始人维纳曾说:“一个系统的熵就是它的无组织程度的度量。”熵这个概念与信息联系在一起后,获得这样的思路:信息的获得永远意味着熵的减少,要使紊乱的系统(熵大的系统)有序化(减少熵)就需要有信息,当一个系统获得信息后,无序状态减少或消除(熵减少);而如果信息丢失了,则系统的紊乱程度增加。一个系统有序程度越高,则熵就越小,所含信息量就越大,反之无序程度越高,则熵越大,信息量就越小,信息与熵是互补的,信息就是负熵,两者互为负值。 信息量=系统状态原有的熵-系统状态确定后的熵 电讯系统不存在功能性因素,即人的主观能动因素,因此不能照搬,但对计算社会信息的量,仍有参考价值。如研究新闻的信息量时就非常有意义。一则新闻讯息中所含信息量的大小是不确定程度的大小决定的,能够最大限度地消除人们对新闻事件认识上的不确定性的讯息,信息量就大,而不能减少受众对新闻事件的认识的不确定的,信息量就小,这与讯息的长度、字数和篇幅无关,不是版面大小、字数多寡、“本报讯”多少就能说明信息的大小的。信息科学是人们在对信息的认识与利用不断扩大的过程中,在信息论、电子学、计算机科学、人工智能、系统工程学、自动化技术等多学科基础上发展起来的一门边缘性新学科。它的任务主要是研究信息的性质,研究机器、生物和人类关于各种信息的获取、变换、传输、处理、利用和控制的一般规律,设计和研制各种信息机器和控制设备,实现操作自动化,以便尽可能地把人脑从自然力的束缚下解放出来,提高人类认识世界和改造世界的能力。信息科学在安全问题的研究中也有着重要应用。1949年,香农和韦弗提出了有关传播的数学模式。 信源—>消息—>编码—>信号—>信道—>信号+噪声—>译码—>消息—>信宿 噪声—>信道 对上图的概念解释如下: 信源:信源就是信息的来源,可以是人、机器、自然界的物体等等。信源发出信息的时候,一般以某种讯息的方式表现出来,可以是符号,如文字、语言等,也可以是信号,如图像、声响等等。 编码:编码就是把信息变换成讯息的过程,这是按一定的符号、信号规则进行的。按规则将信息的意义用符码编排起来的过程就是编码过程,这种编码通常被认为是编码的第一部分。编码的第二部分则是针对传播的信道,把编制好的符码又变换成适于信道中传输的信号序列,以便于在信道中传递,如声音信号、电信号、光信号等等。如信息源产生的原始讯息是一篇文章,用电报传递的时候,就要经过编码,转换成电报密码的信号,然后才能经过信道传播。 信道:就是信息传递的通道,是将信号进行传输、存储和处理的媒介。信道的关键问题是它的容量大小,要求以最大的速率传送最大的信息量。 噪音:是指信息传递中的干扰,将对信息的发送与接受产生影响,使两者的信息意义发生改变。 译码:是对信息进行与编码过程相反的变换过程,就是把信号转换为讯息,如文字、语言等,这是第一步。第二步译码则是指将讯息还原为信息意义的过程。 信宿:是信息的接受者,可以是人也可以是机器,如收音机、电视机等。作为方法论,香农的这一信息系统模式可以被适用于许多系统,如通信系统、管理系统、社会系统等。传播学学者对这一模式进行改造之后,成为表述人类信息传播的基本模式之一,成为传播学领域最基本的研究范式,而信源、编码、译码、信宿等概念也成为传播学研究的基本概念。 香农的信息论为传播学领域提供了基本的范式,它使以前模糊的信息概念变得在数学上可以操纵。香农的信息论与维纳的控制论是相互影响的,维纳也是最早认识信息论价值的学者,并与香农共同发明了有关信息的熵度量法则。
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山东水利职业学院信息工程系毕业论文 (设计)指导书(适用于2007届电子信息工程、计算机控制专业)目 录毕业论文(设计)任务书一.毕业论文(设计)的目的和任务二.毕业论文(设计)的程序和步骤三.毕业论文(设计)的结构与要求四.毕业论文(设计)的指导工作及对学生的要求五.毕业论文(设计)与答辩的时间安排六.毕业论文(设计)成绩的评定七.毕业论文(设计)参考选题八.附件山东水利职业学院 信息工程系2007届学生毕业设计(论文)任务书指导教师 职 称 需要学生人数及专业 课题名称 课题内容及意义对学生的要求 进度安排参考文献备注:学生分为计算机应用、电子信息、网络技术、计算机控制等专业。一.毕业论文(设计)的目的和任务根据国家教育部的要求,高等学校毕业生在毕业前要进行撰写论文或进行毕业设计(统称毕业环节),这是高等教育不可或缺的一个重要环节。毕业环节注重理论与实践相结合,将课堂学到的知识与实际工作中的问题结合起来,培养学生解决实际问题的能力,同时也增强了学生适应实际工作的能力,是迈向实际工作岗位前的一次重要演练。通过毕业论文(设计),使学生运用所学的软、硬件知识,独立分析解决计算机应用的实际问题,掌握应用软件开发的基本模式和步骤,以达到将理论知识学以致用、融会贯通的目的。学生论文(设计)要完成的任务是:1.根据所选毕业论文(设计)的题目,到各有关单位进行现场实习和调研,搜集并整理有关资料、文献。2.根据实习和调研所掌握的资料,对论文(设计)题目中所涉及的问题进行分析论证,提出见解,编写应用程序,最终完成论文(设计)。二.毕业实习与论文(设计)的程序和步骤:毕业论文(设计)的工作大致可分为如下阶段:(一)选题阶段根据给出的论文题,按自身的理解和对题目的熟悉程度,填报论文题目,学生也可自行选择未给出的论文题。学生须明确所选题目的要求及深度。学校根据学生填报的毕业论文(设计)志愿,在综合评定后,最终确定学生的论文题目,并指定指导教师。自选题须经指导教师认证。(二)撰写论文阶段在教师的指导下,对所选题目目前的状况及用户的要求进行需求分析,提出解决方案,画出系统流程图,编写程序,进行上机调试,最终完成论文(设计)。(三)毕业答辩阶段学生按期做完毕业论文(设计)后,交给指导教师审阅,教师要写出审阅意见,并在论文上签字。在没有特殊情况下,学生均须进行毕业答辩。答辩按以下程序进行:1.学生向答辩委员会报告本人论文的主要内容;2.答辩委员会和参加老师对论文提出问题;3.学生对所提问题进行答辩;4.答辩委员会给出答辩成绩。三.毕业论文(设计)的结构与要求◆毕业论文或毕业设计报告字数不少于12000字◆毕业论文(设计)任务书◆目录◆中文摘要◆英文摘要(Abstract)(可选)◆前言:本课题研究的意义、国内外相关课题的状况介绍等。◆系统的需求分析:系统需求、本课题任务及目的等。◆系统开发工具:本课题使用的软件工具介绍等。◆系统设计与开发:本课题程序结构、数据结构、算法、系统开发流程、主要模块及其原程序注释、遇到的问题及解决方案等。◆代码调试与系统测试:应用程序测试、系统测试等。◆总结:系统的功能、使用说明、存在的问题、收获和体会等。◆附录◆参考文献四、毕业论文(设计)的指导工作及对学生的要求(一)指导教师的主要工作指导学生拟定论文进度,布置给学生应完成的工作并检查其执行情况,每周至少半天时间对所带学生进行指导。引导学生拟定论文提纲,帮助学生分析论文所涉及的问题,对方案的可行性、流程的正确性、程序的严谨性等进行审查,并提出意见,做好论文的审阅和学生的释疑工作。(二)对学生的要求1、拟定个人工作计划,搜集、阅读、分析、整理有关资料;2、复习有关专业理论及编程需用的程序语言,做好实习、撰写论文准备工作。3、在毕业环节过程中,要严肃认真,积极主动,独立思考,努力钻研。对论文内容要充分理解和把握,要有自己的独立见解,不应简单抄袭资料。做好答辩的准备工作。4、遵守实习、劳动纪律,注意安全。服从教师指导,虚心向实习单位的工作按质、按量、按期完成毕业论文。五.毕业论文(设计)与答辩的时间安排序号 专业名称 毕业设计时间 备注1 电子信息专业(04级普通、对口) 第10周~第18周() 2 计算机控制及应用专业(04级普通) 第10周~第18周() 答辩时间另行通知。以上时间如有变化,会及时通知。六.毕业论文(设计)成绩的评定毕业论文的成绩分为:优、良、中、及格、不及格五级。毕业论文的成绩将综合考虑毕业环节个人表现、论文水平及毕业答辩的情况。七.毕业论文(设计)参考选题设计题目一 三相异步电动机转速控制系统1、 任务设计一个小型计算机控制系统,控制三相异步电动机的转速。要求在一定范围内电机转速保持在设定转速上。2、要求(1)、电机转速控制范围为0-1200RPM。(2)、要求设置相应的按钮使用户能够设置电机转速、算法参数大小以及电机的启动和停止等。(3)、电机控制算法可以采用PID算法、模糊控制算法、模糊PID控制算法等。(4)、电动机的转速调整通过晶闸管调压模块调整加到三相交流异步电动机的电压来实现。(5)、要求在系统处于稳定状态时,系统的设置值与实际输转速之间的误差(即稳态误差)控制在15%以内。设计题目二 电烤箱温度控制系统1、任务设计一个电烤箱温度控制系统,要求在一定范围内电烤箱温度保持在设定温度上。2、要求(1)、温度范围为0-200℃。(2)、温度值、控制参数等可以手动设置并能显示设定温度、实际温度、控制参数等(3)、系统的启动和停止等操作可以通过键盘控制。(4)、温度控制精度要求在正负5℃。设计题目三 自动往返小车的设计1、任务设计制作一款具有智能判断自动往返功能的小车,能沿设定轨道自动往返。路长20厘米,并在路的两边贴有黑线轨道,路中间贴有数片铁片,路两头有路障。2、要求(1)、能在路两头自动往返行驶(2)、寻迹功能(按路面的黑色轨道行驶)。(3)、检测路面所放置的铁片的个数的功能。(4)、计算并显示所走的路程和行走的时间,并可发声发光。设计题目五、自动水温控制系统1、任务设计并制作一个水温自动控制系统,控制对象为1升净水,容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度降低时实现自动控制,以保持设定的温度基本不变。2、要求(1)温度设定范围为40~90℃,最小区分度为1℃,标定温度≤1℃。(2)环境温度降低时(例如用电风扇降温)温度控制的静态误差≤1℃。(3)用十进制数码管显示水的实际温度。设计题目六、数字式工频有效值多用表1、任务设计并制作一个能同时对一路工频交流电(频率波动范围为50 ±1Hz、有失真的正弦波)的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数进行测量的数字式多用表。参见附图。2、要求(1)测量功能及量程范围a、 交流电压:0~500V;c、 有功功率:0~25kW;d、 无功功率:0~25kvar;e、 功率因数(有功功率/视在功率):0~1 。为便于本试题的设计与制作,设定待测0~500V的交流电压、0~50A的交流电流均已经相应的变换器转换为0~5V的交流电压。(2)准确度a、 显示为 位(~),有过量程指示;b、 交流电压和交流电流:±(%读数+5个字),例:当被测电压为300V时,读数误差应小于±(%×300V+)=± ;c、 有功功率和无功功率:±(%读数+8个字);d、 功率因数:± 。(3)功能选择:用按键选择交流电压、交流电流、有功功率、无功功率和功率因数的测量与显示设计题目七、液体点滴速度监控装置1、任务 设计并制作一个液体点滴速度监测与控制装置,示意图如右图所示。2、要求 (1)在滴斗处检测点滴速度,并制作一个数显装置,能动态显示点滴速度(滴/分)。 (2)通过改变h2控制点滴速度,如右图所示;也可以通过控制输液软管夹头的松紧等其它方式来控制点滴速度。点滴速度可用键盘设定并显示,设定范围为20~150(滴/分),控制误差范围为设定值 ±10% ±1滴。 (3)调整时间≤3分钟(从改变设定值起到点滴速度基本稳定,能人工读出数据为止)。 (4)当h1降到警戒值(2~3cm)时,能发出报警信号。 3、说明 (1)、控制电机类型不限,其安装位置及安装方式自定。 (2)、储液瓶用医用250毫升注射液玻璃瓶(瓶中为无色透明液体)。 (3)、受液瓶用升的饮料瓶。 (4)、 点滴器采用针柄颜色为深蓝色的医用一次性输液器(滴管滴出20点蒸馏水相当于1ml±)。 (5)、赛区测试时,仅提供医用移动式点滴支架,其高度约,也可自带支架;测试所需其它设备自备。 (6)、滴速夹在测试开始后不允许调节。 (7)、发挥部分第(2)项从站功能中,c中的“异常情况”自行确定。 设计题目八、自动控制升降旗系统1. 任务设计一个自动控制升降旗系统,该系统能够自动控制升旗和降旗,升旗时,在旗杆的最高端自动停止;降旗时,在最低端自动停止。自动控制升降旗系统的机械模型如图所示。旗帜的升降由电动机驱动,该系统有两个控制按键,一个是上升键,一个是下降键。2. 要求(1)、按下上升按键后,国旗匀速上升;上升到最高端时自动停止上升;按下下降按键后,国旗匀速下降,下降到最低端时自动停止。(2)、能在指定的位置上自动停止。(3)、为避免误动作,国旗在最高端时,按上升键不起作用;国旗在最低端时,按下降键不起作用。(4)、升降旗的时间均为43秒钟,与国歌的演奏时间相等。(5)数字即时显示旗帜所在的高度,以厘米为单位,误差不大于2厘米。附件一:山东水利职业学院 信息工程系毕业论文(设计)撰写规范一、论文印装(一)装订要求论文一律用A4(210mm279mm)标准大小的白纸打印并装订(左装订)成册。论文在打印时,要求纸的四周留足空白边缘,以便装订和批注。每页的上边距和左边距侧(订口)应分别留边25 mm,下边距和右边距(切口)应分别留边20 mm。 (二)字体要求1. 论文标题: 小2宋体字,黑体; 小标题1: 小3宋体字,黑体; 小标题2: 4号宋体字,黑体;2. 正文标题: 参考(五)正文部分;3. 正 文: 小4宋体字;4. 参考文献: 5号宋体字;5. 英文摘要: 标题:小3, 正文:小4,字体 :Times New Roman二、论文结构及要求毕业论文由以下部分组成:1.封面;2.毕业设计(论文)任务书;3.中文摘要;4.英文摘要;5.目录;6.正文;7.结论;8.致谢;9.参考文献;10.有关图纸(大于3#图幅时单独装订)。(一)封面及毕业设计(论文)任务书封面是论文的外表面,提供应有的信息,并起保护作用。封面上包括下列内容:1.论文题目,用三号宋体字标注在题目栏;2.论文的作者和指导教师;3.所属系(部、中心)、专业、年级、学号。论文封面(见附件八)。任务书由指导教师填写,经系(部、中心)或教研室主任签字后生效。(二)中英文摘要(中文在前,英文在后)及关键词摘要是论文内容的简要陈述,应尽量反映论文的主要信息,内容包括研究目的、方法、成果和结论,不含图表,不加注释,具有独立性和完整性。中文摘要一般为300 字左右,英文摘要应与中文摘要内容完全相同。“摘要”字样位置居中。关键词是为了满足文献标引或检索工作的需要而从论文中选取出的用以表示全文主题内容信息的词或词组。关键词包括主题和自由词:主题词是专门为文献的标引或检索,尽量从《汉语主题词表》中选用;自由词则是未规范化的即还未收入主题词表中的词或词组。每篇论文中应列出3~5个关键词,它们应能反映论文的主题内容。其中主题词应尽可能多一些,关键词作为论文的一个组成部分,列于摘要段之后。撰写要求有英文摘要的论文,还应列出与中文对应的英文关键词(Key words)。关键词排在摘要正文部分下方。(三)目录目录按三级标题编写,要求层次清晰,且要与正文标题一致。主要包括绪论、正文主体、结论、致谢、主要参考文献及附录等。(四)绪论1.绪论其目的是向读者交代本研究的来龙去脉,作用在于使读者对论文先有一个总体的了解。绪论要写得自然、概括、简洁、确切。2.绪论的内容有如下几项:(1)研究的目的、范围和背景。(2)理论依据、实验基础和研究方法。(3)预期的结果及其地位、作用和意义。(五)正文正文是论文的核心部分,论文的论点、论据和论证都在这里阐述,因此它要占主要篇幅。由于论文作者的研究工作涉及的学科、选题、研究对象和研究方法、工作进程、结果表达方式等差异很大,所以对正文中要写的内容不作统一规定;但总的思路和结构安排应当符合“提出论点,通过论据或数据对论点加以论证”这一共同的要求。正文必需客观真切、准确完备、合乎逻辑、层次分明。1.对正文主题的要求(1)主题新颖,研究、解决、创立需研究和解决的问题。(2)主题深刻,抓住问题的本质,揭示事物的主要矛盾,总结出事物存在、运动、变化和发展的客观规律。(3)主题集中,一篇论文只有一个中心,要使主题集中,凡于本文主题无关或关系不大的内容不应涉及,不过多阐述,否则会使问题繁杂,脉络不清,主题淡化。(4)主题鲜明,论文的中心思想地位突出,除了在论文的题目、摘要、前言、结论部分明确地点出主题外,在正文部分更要注意突出主题。2.对结构的要求论文撰写通行的题序层次大致有以下几种格式:第一种 第二种 第三种 第四种一、 第一章 第一章 1.(一) 一、 第一节 . (一) 一、 (1) 1. (一) (1)格式是保证文章结构清晰、纲目分明的编辑手段,撰写毕业论文可任选其中的一种格式,但所采用的格式必须符合上表规定,并前后统一,不得混杂使用。格式除题序层次外,还应包括分段、行距、字体和字号等。第一层次(章)题序和标题居中放置,其余各层次(节、条、款)题序和标题一律沿版面左侧边线顶格安排。第一层次(章)题序和标题距下文双倍行距。段落开始后缩两个字。行与行之间,段落和层次标题以及各段落之间均为单倍行距。第一层次(章)题序和标题用小三号宋体字,黑体。题序和标题之间空两个字,不加标点。 第二层次(节)题序和标题用四号宋体字,黑体。 第三层次(条)及以下各层次题序及标题一律用小四号宋体字,黑体。(六)结论结论即结束语、结语,是在理论分析和实验验证的基础上,通过严密的逻辑推理得出的有创造性、指导性、经验性的结果描述。结论作为单独一章排列,但标题前不加“第XXX章”字样。结论是整个论文的总结,应以简练的文字说明论文所做的工作,一般不超过两页。(七)致谢对指导教师和给予指导或协助完成毕业设计(论文)工作的组织和个人表示感谢。文字要简捷、实事求是,切忌浮夸和庸俗之词。(八)主要参考文献1.参考文献参考文献应是论文作者亲自考察过的对毕业论文有参考价值的文献。参考文献应具有权威性,要注意引用最新的文献。参考文献在整个论文中出现的次序用[1]、[2]、[3]……形式统一排序,依次列出。2.参考文献的表示格式为:著作:[序号]作者.译者.书名.版本.出版地:出版社,出版时间.引用部分起止页 期刊:[序号]作者.译者.文章题目.期刊名.年份.卷号(期数). 引用部分起止页 会议论文集:[序号]作者.译者.文章名.文集名 .会址.开会年.出版地:出版者.出版时间.引用部分起止页 例:[1] 刘国均,陈绍业.图书馆目录.第1版.北京:高等教育出版社,1957[2] 傅秉义,陈运泰,祁贵中.地球物理学基础.北京:科学出版社,1958,447[3] 华罗庚,王元.论一致分布与近似分析.中国科学,1973(4):339~357三、其他要求(一)表格论文的表格可以统一编序(如:表15),也可以逐章单独编序(如:表),采用哪种方式应和插图及公式的编序方式统一。表序必须连续,不得重复或跳跃。表格的结构应简洁。表格中各栏都应标注量和相应的单位。表格内数字须上下对齐,相邻栏内的数值相同时,不能用‘同上’、‘同左’和其它类似用词,应一一重新标注。表序和表题置于表格上方中间位置,无表题的表序置于表格的左上方或右上方(同一篇论文位置应一致)。(二)图插图要精选。图序可以连续编序(如 图52),也可以逐章单独编序(如 图),采用哪种方式应与表格、公式的编序方式统一,图序必须连续,不得重复或跳跃。仅有一图时,在图题前加‘附图’字样。毕业设计(论文)中的插图以及图中文字符号应打印,无法打印时一律用钢笔绘制和标出。由若干个分图组成的插图,分图用a,b,c,……标出。图序和图题置于图下方中间位置。(三)公式 论文中重要的或者后文中须重新提及的公式应注序号并加圆括号,序号一律用阿拉伯数字连续编序(如:(45))或逐章编序(如()),序号排在版面右侧,且距右边距离相等。公式与序号之间不加虚线。(四)数字用法公历世纪、年代、年、月、日、时间和各种计数、计量,均用阿拉伯数字。年份不能简写,如1999年不能写成99年。数值的有效数字应全部写出,如:;不能写作;2。(五)软件软件流程图和原程序清单要按软件文档格式附在论文后面。(六)工程图按国标规定装订 图幅小于或等于3#图幅时应装订在论文内,大于3#图幅时按国标规定单独装订作为附图。(七)计量单位的定义和使用方法按国家计量局规定执行。(八)附录1.附录附录是论文主体的补充项目,为了体现整篇论文的完整性,写入正文又可能有损于论文的条理性、逻辑性和精炼性,这些材料可以写入附录段,但对于每一篇论文并不是必须的。 2.附录大致包括如下一些材料:(1)比正文更为详尽的理论根据、研究方法和技术要点,建议可以阅读的参考文献的题录,对了解正文内容有用的补充信息等;(2)由于篇幅过长或取材于复制品而不宜写入正文的材料;(3)一般读者并非必要阅读,但对本专业同行很有参考价值的资料;(4)某些重要的原始数据、数学推导、计算程序、框图、结构图、统计表、计算机打印输出件等。(5)附录段置于参考文献表之后,附录中的插图、表格、公式、参考文献等的序号与正文分开,另行编制,如编为“图1”,“图2”;“表1”,“表3”;“式(1)”,“式2”;“文献[1]”,“文献[2]”等。四、毕业设计(论文)装订顺序(一)毕业设计(论文)封面(二)毕业设计(论文)任务书(三)中文摘要、关键词(四)英文摘要、关键词(五)目录(六) 正文(七) 附录 (八) 封底
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