高速以太网论文参考文献

以太网（Ethernet）是一种计算机局域网组网技术。IEEE制定的IEEE 标准给出了以太网的技术标准。它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。以太网是当前应用最普遍的局域网技术。它很大程度上取代了其他局域网标准，如令牌环网（token ring）、FDDI和ARCNET。以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑，但目前的快速以太网（100BASE-T、1000BASE-T标准）为了最大程度的减少冲突，最大程度的提高网络速度和使用效率，使用交换机（Switch hub）来进行网络连接和组织，这样，以太网的拓扑结构就成了星型，但在逻辑上，以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect 即带冲突检测的载波监听多路访问）的总线争用技术。目录 [隐藏] 1 历史2 概述3 CSMA/CD共享介质以太网4 以太网中继器和集线器5 桥接和交换6 以太网类型 早期的以太网 10Mbps以太网 100Mbps以太网（快速以太网） 1Gbps以太网 万兆以太网 十万兆以太网7 参考文献8 参看9 外部链接[编辑]历史以太网技术的最初进展来自于施乐帕洛阿尔托研究中心的许多先锋技术项目中的一个。人们通常认为以太网发明于1973年，当年鲍勃.梅特卡夫(Bob Metcalfe)给他PARC的老板写了一篇有关以太网潜力的备忘录。但是梅特卡夫本人认为以太网是之后几年才出现的。在1976年，梅特卡夫和他的助手David Boggs发表了一篇名为《以太网：区域计算机网络的分布式包交换技术》的文章。网路协议应用层DHCP · DNS · FTP · Gopher · HTTP · IMAP4 · IRC · NNTP · XMPP · POP3 · SIP · SMTP · SNMP · SSH · TELNET · RPC · RTCP · RTP ·RTSP · SDP · SOAP · GTP · STUN · NTP · SSDP · BGP · RIP · 更多传输层TCP · UDP · TLS · DCCP · SCTP ·RSVP · PPTP · OSPF · 更多网络层IP (IPv4 · IPv6) · ARP · RARP · ICMP · ICMPv6 · IGMP ·IS-IS · IPsec · 更多数据链路层Wi-Fi(IEEE ) · WiMAX(IEEE ) ·ATM · DTM · 令牌环 · 以太网路 · FDDI · 帧中继 · GPRS · EVDO · HSPA · HDLC · PPP · L2TP · ISDN ·STP · 更多物理层以太网路 · 调制解调器 · 电力线通信(PLC) · SONET/SDH · · 光导纤维 · 同轴电缆 · 双绞线 · 更多本模板：查看 • 讨论 • 编辑 • 历史1979年，梅特卡夫为了开发个人电脑和局域网离开了施乐(Xerox)，成立了3Com公司。3Com对DEC、英特尔和施乐进行游说，希望与他们一起将以太网标准化、规范化。这个通用的以太网标准于1980年9月30日出台。当时业界有两个流行的非公有网络标准令牌环网和ARCNET，在以太网大潮的冲击下他们很快萎缩并被取代。而在此过程中，3Com也成了一个国际化的大公司。梅特卡夫曾经开玩笑说，Jerry Saltzer为3Com的成功作出了贡献。Saltzer在一篇与他人合著的很有影响力的论文中指出，在理论上令牌环网要比以太网优越。受到此结论的影响，很多电脑厂商或犹豫不决或决定不把以太网接口做为机器的标准配置，这样3Com才有机会从销售以太网网卡大赚。这种情况也导致了另一种说法“以太网不适合在理论中研究，只适合在实际中应用”。也许只是句玩笑话，但这说明了这样一个技术观点：通常情况下，网络中实际的数据流特性与人们在局域网普及之前的估计不同，而正是因为以太网简单的结构才使局域网得以普及。梅特卡夫和Saltzer曾经在麻省理工学院 MAC项目(Project MAC)的同一层楼里工作，当时他正在做自己的哈佛大学毕业论文，在此期间奠定了以太网技术的理论基础。[编辑]概述1990年代的以太网网卡或叫NIC（Network Interface Card，以太网适配器）。这张卡可以支持基于同轴电缆的10BASE2 (BNC连接器, 左)和基于双绞线的10BASE-T(RJ-45, 右)。以太网基于网络上无线电系统多个节点发送信息的想法实现，每个节点必须取得电缆或者信道的才能传送信息，有时也叫作以太（Ether）。(这个名字来源于19世纪的物理学家假设的电磁辐射媒体-光以太。后来的研究证明光以太不存在。) 每一个节点有全球唯一的48位地址也就是制造商分配给网卡的MAC地址,以保证以太网上所有系统能互相鉴别。由于以太网十分普遍，许多制造商把以太网卡直接集成进计算机主板.已经发现以太网通讯具有自相关性的特点,这对于电信通讯工程十分重要的。[编辑]CSMA/CD共享介质以太网带冲突检测的载波侦听多路访问 (CSMA/CD)技术规定了多台电脑共享一个信道的方法。这项技术最早出现在1960年代由夏威夷大学开发的ALOHAnet，它使用无线电波为载体。这个方法要比令牌环网或者主控制网要简单。当某台电脑要发送信息时，必须遵守以下规则:开始 - 如果线路空闲，则启动传输，否则转到第4步发送 - 如果检测到冲突,继续发送数据直到达到最小报文时间 (保证所有其他转发器和终端检测到冲突)，再转到第4步.成功传输 - 向更高层的网络协议报告发送成功，退出传输模式。线路忙 - 等待，直到线路空闲线路进入空闲状态 - 等待一个随机的时间，转到第1步，除非超过最大尝试次数超过最大尝试传输次数 - 向更高层的网络协议报告发送失败，退出传输模式就像在没有主持人的座谈会中，所有的参加者都通过一个共同的媒介（空气）来相互交谈。每个参加者在讲话前，都礼貌地等待别人把话讲完。如果两个客人同时开始讲话，那么他们都停下来，分别随机等待一段时间再开始讲话。这时，如果两个参加者等待的时间不同，冲突就不会出现。如果传输失败超过一次，将采用退避指数增长时间的方法（退避的时间通过截断二进制指数退避算法(truncated binary exponential backoff)来实现）。最初的以太网是采用同轴电缆来连接各个设备的。电脑通过一个叫做附加单元接口（Attachment Unit Interface，AUI）的收发器连接到电缆上。一根简单网线对于一个小型网络来说还是很可靠的，对于大型网络来说，某处线路的故障或某个连接器的故障，都会造成以太网某个或多个网段的不稳定。因为所有的通信信号都在共用线路上传输，即使信息只是发给其中的一个终端（destination），某台电脑发送的消息都将被所有其他电脑接收。在正常情况下，网络接口卡会滤掉不是发送给自己的信息，接收目标地址是自己的信息时才会向CPU发出中断请求，除非网卡处于混杂模式（Promiscuous mode）。这种“一个说，大家听”的特质是共享介质以太网在安全上的弱点，因为以太网上的一个节点可以选择是否监听线路上传输的所有信息。共享电缆也意味着共享带宽，所以在某些情况下以太网的速度可能会非常慢，比如电源故障之后，当所有的网络终端都重新启动时。[编辑]以太网中继器和集线器在以太网技术的发展中，以太网集线器(Ethernet Hub)的出现使得网络更加可靠，接线更加方便。因为信号的衰减和延时，根据不同的介质以太网段有距离限制。例如，10BASE5同轴电缆最长距离500米 (1,640 英尺)。最大距离可以通过以太网中继器实现，中继器可以把电缆中的信号放大再传送到下一段。中继器最多连接5个网段，但是只能有4个设备（即一个网段最多可以接4个中继器）。这可以减轻因为电缆断裂造成的问题：当一段同轴电缆断开，所有这个段上的设备就无法通讯，中继器可以保证其他网段正常工作。类似于其他的高速总线，以太网网段必须在两头以电阻器作为终端。对于同轴电缆，电缆两头的终端必须接上被称作“终端器”的50欧姆的电阻和散热器，and affixed to a male M or BNC connector.如果不这么做，就会发生类似电缆断掉的情况：总线上的AC 信号当到达终端时将被反射，而不能消散。被反射的信号将被认为是冲突，从而使通信无法继续。中继器可以将连在其上的两个网段进行电气隔离，增强和同步信号。大多数中继器都有被称作“自动隔离”的功能，可以把有太多冲突或是冲突持续时间太长的网段隔离开来，这样其他的网段不会受到损坏部分的影响。中继器在检测到冲突消失后可以恢复网段的连接。随着应用的拓展，人们逐渐发现星型的网络拓扑结构最为有效，于是设备厂商们开始研制有多个端口的中继器。多端口中继器就是众所周知的集线器(Hub)。集线器可以连接到其他的集线器或者同轴网络。第一个集线器被认为是“多端口收发器”或者叫做“fanouts”。最著名的例子是DEC的DELNI，它可以使许多台具有AUI连接器的主机共用一个收发器。集线器也导致了不使用同轴电缆的小型独立以太网网段的出现。像DEC和SynOptics这样的网络设备制造商曾经出售过用于连接许多10BASE-2细同轴线网段的集线器。非屏蔽双绞线(unshielded twisted-pair cables , UTP)最先应用在星型局域网中,之后在10BASE-T中也得到应用，并最终代替了同轴电缆成为以太网的标准。这项改进之后，RJ45电话接口代替了 AUI 成为电脑和集线器的标准界口，非屏蔽3类双绞线/5类双绞线成为标准载体。集线器的应用使某条电缆或某个设备的故障不会影响到整个网络，提高了以太网的可靠性。双绞线以太网把每一个网段点对点地连起来，这样终端就可以做成一个标准的硬件，解决了以太网的终端问题。采用集线器组网的以太网尽管在物理上是星型结构，但在逻辑上仍然是总线型的，半双工的通信方式采用CSMA/CD的冲突检测方法，集线器对于减少包冲突的作用很小。每一个数据包都被发送到集线器的每一个端口，所以带宽和安全问题仍没有解决。集线器的总吞吐量受到单个连接速度的限制(10或100 Mbit/s)，这还是考虑在前同步码、帧间隔、头部、尾部和打包上花销最少的情况。当网络负载过重时，冲突也常常会降低总吞吐量。最坏的情况是，当许多用长电缆组网的主机传送很多非常短的帧时，网络的负载仅达到50%就会因为冲突而降低集线器的吞吐量。为了在冲突严重降低吞吐量之前尽量提高网络的负载，通常会进行一些设置工作。[编辑]桥接和交换尽管中继器在某些方面隔离了以太网网段，电缆断线的故障不会影响到整个网络，但它向所有的以太网设备转发所有的数据。这严重限制了同一个以太网网络上可以相互通信的机器数量。为了减轻这个问题，桥接方法被采用，在工作在物理层的中继器之基础上，桥接工作在数据链路层。通过网桥时，只有格式完整的数据包才能从一个网段进入另一个网段；冲突和数据包错误则都被隔离。通过记录分析网络上设备的MAC地址，网桥可以判断它们都在什么位置，这样它就不会向非目标设备所在的网段传递数据包。象生成树协议这样的控制机制可以协调多个交换机共同工作。早期的网桥要检测每一个数据包，这样，特别是同时处理多个端口的时候，数据转发相对Hub（中继器）来说要慢。1989年网络公司Kalpana发明了EtherSwitch，第一台以太网交换机。以太网交换机把桥接功能用硬件实现，这样就能保证转发数据速率达到线速。大多数现代以太网用以太网交换机代替Hub。尽管布线同Hub以太网是一样的，但是交换式以太网比共享介质以太网有很多明显的优势，例如更大的带宽和更好的结局隔离异常设备。交换网络典型的使用星型拓扑, 尽管设备工作在半双工模式是仍然是共享介质的多结点网。10BASE-T和以后的标准是全双工以太网，不再是共享介质系统。交换机加电后，首先也像Hub那样工作，转发所有数据到所有端口。接下来，当它学习到每个端口的地址以后，他就只把非广播数据发送给特定的目的端口。这样，线速以太网交换就可以在任何端口对之间实现，所有端口对之间的通讯互不干扰。因为数据包一般只是发送到他的目的端口，所以交换式以太网上的流量要略微小于共享介质式以太网。尽管如此，交换式以太网依然是不安全的网络技术，因为它还很容易因为ARP欺或者MAC满溢而瘫痪，同时网络管理员也可以利用监控功能抓取网络数据包。当只有简单设备(除Hub之外的设备)接入交换机端口，那么整个网络可能工作在全双工方式。如果一个网段只有2个设备，那么冲突探测也不需要了，两个设备可以随时收发数据。总的带宽就是链路的2倍(尽管带宽每个方向上是一样的)，但是没有冲突发生就意味着允许几乎100%的使用链路带宽。交换机端口和所连接的设备必须使用相同的双工设置。多数100BASE-TX和1000BASE-T设备支持自动协商特性，即这些设备通过信号来协调要使用的速率和双工设置。然而，如果自动协商被禁用或者设备不支持，则双工设置必须通过自动检测进行设置或在交换机端口和设备上都进行手工设置以避免双工错配——这是以太网问题的一种常见原因(设备被设置为半双工会报告迟发冲突，而设备被设为全双工则会报告runt)。许多低端交换机没有手工进行速率和双工设置的能力，因此端口总是会尝试进行自动协商。当启用了自动协商但不成功时(例如其他设备不支持)，自动协商会将端口设置为半双工。速率是可以自动感测的，因此将一个10BASE-T设备连接到一个启用了自动协商的10/100交换端口上时将可以成功地建立一个半双工的10BASE-T连接。但是将一个配置为全双工100Mb工作的设备连接到一个配置为自动协商的交换端口时(反之亦然)则会导致双工错配。即使电缆两端都设置成自动速率和双工模式协商，错误猜测还是经常发生而退到10Mbps模式。因此，如果性能差于预期，应该查看一下是否有计算机设置成10Mbps模式了，如果已知另一端配置为100Mbit，则可以手动强制设置成正确模式。.当两个节点试图用超过电缆最高支持数据速率（例如在3类线上使用100Mbps或者3类/5类线使用1000Mbps）通信时就会发生问题。不像ADSL或者传统的拨号Modem通过详细的方法检测链路的最高支持数据速率，以太网节点只是简单的选择两端支持的最高速率而不管中间线路。因此如果过高的速率导致电缆不可靠就会导致链路失效。解决方案只有强制通讯端降低到电缆支持的速率。[编辑]以太网类型除了以上提到的不同帧类型以外，各类以太网的差别仅仅在于速率和配线。因此，总的来说，同样的网络协议栈软件可以运行在大多数以太网上。以下的章节简要综述了不同的正式的以太网类型。除了这些正式的标准以外，许多厂商因为一些特殊的原因，比如为了支持更长距离的光纤传输，而制定了一些专用的标准。很多以太网卡和交换设备都支持多速率，设备之间通过自动协商设置最佳的连接速度和双工方式。如果协商失败,多速率设备就会探测另一方使用的速率但是默认为半双工方式。10/100以太网端口支持10BASE-T和100BASE-TX。10/100/1000支持10BASE-T,100BASE-TX,和1000BASE-T。[编辑]早期的以太网参见：兆比特以太网施乐以太网（Xerox Ethernet，又称“全录以太网”） ── 是以太网络的雏型。最初的以太网，并仅在全录公司里内部使用。而在1982年，Xerox与DEC及Intel组成DIX联盟，并共同发表了Ethernet Version 2（EV2）的规格，并将它投放在商场市场，而且被普遍使用。而EV2的网络就是目前受IEEE承认的10BASE5。[1]10BROAD36 ── 已经过时。一个早期的支持长距离以太网的标准。它运行在同轴电缆上，使用了一种类似于线缆调制解调器系统的宽带调制技术。1BASE5 ── 也称为星型局域网，速率是1Mbit/s。在商业上很失败。双绞线 的第一次使用就用在这里。[编辑]10Mbps以太网10BASE-T电缆参见：十兆以太网10BASE5（又称粗缆（Thick Ethernet）或黄色电缆）── 最早实现10 Mbit/s以太网。 早期IEEE标准，使用单根RG-11同轴电缆，最大距离为500米，并最多可以连接100台电脑的收发器，而缆线两端必须接上50欧姆的终端电阻。接收端通过所谓的“插入式分接头”插入电缆的内芯和屏蔽层。在电缆终结处使用N型连接器。尽管由于早期的大量布设，到现在还有一些系统在使用，这一标准实际已经丢弃，被10BASE2所淘汰。10BASE2（又称细缆（Thin Ethernet）或模拟网络）── 10BASE5后的产品，使用RG-58同轴电缆，最长转输距离约200米（实际为185米），仅能连接30台计算机，计算机使用T型适配器连接到带有BNC连接器的网卡，而线路两头需要50欧姆的终结器。虽然在能力、规格上不及10BASE5，但是因为其线材较细，方便布线、成本也便宜，所以得到更广泛的使用，淘汰了10BASE5。由于双绞线的普及，它也被各式的双绞线网络取代。StarLAN ── 第一个双绞线上实现的以太网标准10 Mbit/s。后发展成10BASE-T。10BASE-T ── 使用3类双绞线，4类双绞线，5类双绞线的4根线（两对双绞线）100米。以太网集线器或以太网交换机位于中间连接所有节点。FOIRL ── 光纤中继器链路。光纤以太网原始版本。10BASE-F ── 10Mbps以太网光纤标准通称，2千米。只有10BASE-FL应用比较广泛。10BASE-FL ── FOIRL标准一种升级。10BASE-FB ── 用于连接多个Hub或者交换机的骨干网技术，已废弃。10BASE-FP ── 无中继被动星型网，从未得到应用。[编辑]100Mbps以太网（快速以太网）参见：100Mbps以太网快速以太网（Fast Ethernet）为IEEE在1995年发表的网络标准，能提供达100Mbps的传输速度。[2]100BASE-T -- 下面三个100 Mbit/s 双绞线标准通称，最远100米。100BASE-TX -- 类似于星型结构的10BASE-T。使用2对电缆，但是需要5类电缆以达到100Mbit/ -- 使用3类电缆，使用所有4对线，半双工。由于5类线普及，已经废弃。100BASE-T2 -- 无产品。使用3类电缆。支持全双工使用2对线，功能等效100BASE-TX，但支持旧电缆。100BASE-FX -- 使用多模光纤，最远支持400米，半双工连接 (保证冲突检测)，2km全双工。100VG AnyLAN -- 只有惠普支持, VG最早出现在市场上。需要4对三类电缆。也有人怀疑VG不是以太网。[编辑]1Gbps以太网参见：1Gbps以太网1000BASE-SX的光信号与电气信号转换器1000BASE-T -- 1 Gbit/s 介质超五类双绞线或6类双绞线。1000BASE-SX -- 1 Gbit/s 多模光纤(小于500M)。1000BASE-LX -- 1 Gbit/s 多模光纤(小于2KM)。1000BASE-LX10 -- 1 Gbit/s 单模光纤(小于10KM)。长距离方案1000BASE-LHX --1 Gbit/s 单模光纤(10KM至40KM)。长距离方案1000BASE-ZX --1 Gbit/s 单模光纤(40KM至70KM)。长距离方案1000BASE-CX -- 铜缆上达到1Gbps的短距离(小于25 m)方案。早于1000BASE-T，已废弃。[编辑]万兆以太网参见：10吉比特以太网路新的万兆以太网标准包含7种不同的节制类型适用于局域网、城域网和广域网。当前使用附加标准IEEE 用以说明，将来会合并进IEEE 标准。10GBASE-CX4 -- 短距离铜缆方案用于InfiniBand 4x连接器和CX4电缆，最大长度15米。10GBASE-SR -- 用于短距离多模光纤，根据电缆类型能达到26-82米，使用新型2GHz多模光纤可以达到300米。10GBASE-LX4 -- 使用波分复用支持多模光纤240－300米，单模光纤超过10公里。10GBASE-LR 和10GBASE-ER -- 通过单模光纤分别支持10公里和40公里10GBASE-SW、10GBASE-LW、10GBASE-EW。用于广域网PHY, OC-192 / STM-64 同步光纤网/SDH设备。物理层分别对应10GBASE-SR, 10GBASE-LR和10GBASE-ER，因此使用相同光纤支持距离也一致。(无广域网PHY标准)10GBASE-T -- 使用屏蔽或非屏蔽双绞线，使用CAT-6A类线至少支持100米传输。CAT-6类线也在较短的距离上支持10GBASE-T。[编辑]十万兆以太网参见：100G以太网新的40G/100G 以太网标准在2010年中制定完成，包含若干种不同的节制类型。当前使用附加标准IEEE 用以说明。40GBASE-KR4 -- 背板方案，最少距离1米。40GBASE-CR4 / 100GBASE-CR10 -- 短距离铜缆方案，最大长度大约7米。40GBASE-SR4 / 100GBASE-SR10 -- 用于短距离多模光纤，长度至少在100米以上。40GBASE-LR4 / 100GBASE-LR10 -- 使用单模光纤,距离超过10公里。100GBASE-ER4 -- 使用单模光纤,距离超过40公里。

在全球信息化的时代里,计算机 网络技术 不可或缺的成为其发展的主力军,为人类生活水平的提高、科技的发展以及社会信息化的发展都产生了深远的影响。下面是我为大家整理的计算机网络技术 毕业 论文 范文 ，供大家参考。

《 计算机网络技术的应用及发展思路 》

【摘要】随着科学技术的发展，计算机网络技术得到广泛应用，为了让计算机网络技术更好服务于人类，需要对计算机网络技术进行深入的研究，同时对其发展进行科学预测。为此，本文通过分析计算机网络技术的应用，同时阐述计算机网络技术的发展，为应用计算机网络技术提供参考依据。

【关键词】网络技术;计算机;应用与发展

在信息化时代，计算机网络得到大范围的普及与推广性使用，进一步推动社会的发展。随着科学技术的发展，计算机的应用朝着纵深方向发展，而计算机网络作为计算机行业的一部分，其网络接口被集成到计算机主板上，同时 操作系统 也融合了网络功能。为了让计算机网络技术更好服务于人类，需要深入研究计算机网络技术的应用，同时对其发展进行科学预测，为应用奠定基础。

1计算机网络技术的应用

局域网

局域网简称LAN网络，这种网络存在一定的特殊性，其特点主要表现为投资少、效率高，并且见效速度快。当前，这种网络在国内外得到广泛的应用。在局域网中，应用最为广泛的产品分别为：以太网(Ethernet)、令牌环网(Token-Ring)、光纤分布式数据接口关(FDDI)。

以太网(Ethernet)

在局域网中，以太网是一种低层的网络协议，通常在OSI模型的物理层和数据链路层进行操作。随着局域网的不断发展，以太网(Ethernet)依然处于核心位置，主要包含双绞线的10BASE-T组网结构、细同轴电缆的10BASE2组网结构、粗同轴电缆的10BASE5组网结构三种主要的以太网结构。对于双绞线的10BASE-T组网结构来说，其优势为布局灵活，可靠性高，扩展、管理等非常方便，这种结构在九十年得到广泛应用。但是，随着消费者需求层次的不断提高，已经出现传输速率为100Mps的100BASE-TFASTEthernet组网结构。

令牌环网(Token-Ring)

令牌环网(Token-Ring)在适应性、实时性方面表现优越，其特征主要表现为令牌传输媒体访问控制方式、优先访问权控制机制，以及能够为网络用户提供更高层次的网络系统。令牌环网(Token-Ring)在20世纪90年代应用较为广泛。

光纤分布式数据接口(FDDI)

光纤分布式数据接口(FDDI)也称城域网，通常情况下，这种网络借助光纤分布式数据接口、网卡连接个人计算机，其基本结构属于双环网络环境，在工作过程中，通过分组交换、令牌方式共享光纤带宽，其传输速率为100Mps，传输距离为100km，这种网络出现在20世纪80年代，到了90年代初进入应用高发期。

国际互联网(Internet)

国际互联网(Internet)作为一种国际计算机网络，在世界范围内应用最为广泛。借助国际互联网(Internet)，用户可以实现远程登记、传输文件，以及电子邮件交流等功能，同时为人们提供了多种信息查询工具，丰富了网络用户访问信息的 渠道 ，在一定程度上提高了用户的访问速度。从应用群体来看，在全球范围内，人们对Internet的优越性给予了高度的认可。

网络

ATM网络作为一种信息格式，也被称为异步传输模式，这种模式在一定程度上实现了局域网与广域网之间的连接。通常情况下，这种网络借助专门的转换器和ATM网卡对高速网络中的数据进行交换、传递处理，以及对数据进行传输(远程、近程)。从当前的计算机网络技术发展来看，ATM网络已经趋于成熟，其应用范围在全球不断扩大。

无线网络

与有线网络相比，无线网络技术的优势更加突出。对于无线网络来说，其类型主要包括无线局域网、个人通信无线网络、家用无线网络三类。从应用范围来说，无线网络技术有着非常广阔的发展前景，例如，在无线通信技术中，射频技术虽然受到国家特定频率的限制，但是可以贯穿地板、墙壁等固体建筑物。而对于红外技术来说，虽然不受国家频率的制约，并且传输速度快，抗干扰性强，同时生产成本低，但是由于不能贯穿地板、墙壁等建筑物，在这种情况下，进一步制约了其应用范围。但是，对于无线网络来说，由于兼具射频技术、红外技术的优势，所以在军事、医疗等行业得到广泛应用。

2计算机网络技术的发展

随着科学技术的发展，计算机网络技术实现了跨越式发展，并且出现新的形式，主要表现为：

微型化

随着计算机功能的不断完善，以及运算速度的不断提升，大规模、超大规模集成电路成为一种趋势。从微处理器芯片的更新速度、价格来说，计算机芯片的集成度周期一般为18个月，在这一周期内其价格降低一半。但是，随着计算机芯片集成度的提高，计算机的功能将会越来越强大，在这种情况下，将会进一步推进计算机微型化的进程和普及率。

网络化

随着科学技术的发展，计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物。随着网络技术的发展，计算机网络在政产学研等领域得到广泛应用，并且有关计算机网络的概念逐渐被越来越多的人所了解。对于不同地域、功能独立的计算机来说，通过计算机网络实现了互联，同时在软件的支持下，进一步实现了资源共享、信息交换和协同工作等功能。当前，凭借计算机网络的发展水平，可以对一个国家的现代化程度进行衡量，可见计算机网络在社会经济中发挥着重要的作用。

无线传感器

在当代网络技术中，无线传感器是一项重要的科研成果。在设计无线传感器的过程中，一般按照模块化、低消耗的模式进行设计。对于整个传感器来说，其电流消耗是非常低。无线传感器的工作原理是借助压电原理收集结构产生的微弱振动能量，同时将其转化为电能，为传感器工作提供电能。在设计无线传感器时，为了有效降低能耗，一般选择低能耗的产品，并且传感器在不采集数据信息的情况下，会自动关闭电源，此时整个装置处于睡眠状态。

智能化

随着科学技术的不断发展，智能化成为计算机网络技术发展的主流。通过智能化在一定程度上让计算机对人类的学习、感知、理解等能力进行模拟，通过技术的手段，让计算机具备理解语言、声音的能力，同时具备听、说、思考的能力，从根本上实现人机对话。另外，随着科学技术的不断发展，计算机网络技术呈现出一些新的趋势，例如：

协议发展

随着科学技术的发展，一方面丰富了IP协议的业务内容，另一方面增加其复杂程度，在这种情况下，需要高度关注IP协议的安全性、资源性，同时需要采取相应的 措施 进行改进和完善，为IP协议发展奠定基础。

出现分布式网络管理

在计算机网络技术中，借助分布式网络管理一方面有利于交换信息资源，实现资源的共享，另一方面可以推动网络技术的发展，进而在一定程度上提高计算机网络的管理水平。

发展三网合一技术

随着科学技术的发展，计算机、电信、有线电视网络出现相互融合的趋势，三者通过相互融合，在一定程度上促进三者不断改进，从根本上实现三网融合的高效性。

3结论

综上所述，随着科学技术的发展，计算机网络作为通信技术与计算机技术相互结合的产物，这种产物对全球的发展产生深远的影响。在信息化时代，计算机网络技术已经有了质的发展，不仅实现了社会的信息化，更重要的是借助计算机网络技术可以存储数据信息，同时可以共享资源，进一步推动社会经济的发展。

参考文献

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[4]祝莉妮.计算机网络技术及在实践中的具体应用[J].数字技术与应用，2014(06).

《 计算机网络技术的发展与应用 》

计算机网络技术诞生于计算机技术与通信技术的出现与融合之时，是这个信息化时代的重要标志之一。随着我国国民经济的飞速发展，我国的计算机网络技术也取得了非常令人称赞的发展成就。其在社会各个领域的应用不仅激发了国民经济的增长，同时也深层次的改变了我们的社会生活，从很大程度上讲计算机网络技术标志着一个国家和一个社会的进步和发展，也是经济发展的主要助推器之一，因此在信息化时代之中着力的发展计算机网络技术有着极为深远的意义。

1计算机网路技术的发展历程分析

就全球范围而言，计算机网络技术最早诞生于20世纪的50年代的美国军事领域，由于立体式作战的需要，美国国防系统尝试着将地面防空系统中远程雷达和测量控制设备，通过一定的方式实现有效的连接，而这种连接方式最终选择了通信线路，这个实践的成功标志着网络技术正式进入到了人们的视野之中，通过通信线路的连接，雷达系统和测量设备控制系统有机的连接起来，地对空的防御效率得到了大大的提升，自此以后计算机网络技术正式登上了历史的舞台。在其后的几年发展之中，计算机网络技术由军事领域开始向社会民用领域发展。60年代之初，在美国航空公司的订票系统中实现了当时美国全境的超过两千台的计算机与票务系统中的一台中央计算机的网络连接，这极大的提升了航空系统的票务管理效率。进入到70年代以后，随着微型计算机的出现以及微处理技术的诞生和运用，美国社会开始出现了对于计算机短距离通信的要求，现在广为人们熟知的局域网(LAN)正是诞生于这个背景之下。在此之后美国的IBM公司和DEC公司分别推出了SNA系统网络结构(SystemNetworkArchitecture)和DNA数字网络体系结构(DigitalNetworkArchitecture)，自此计算机网络技术正式进入到了系统结构标准化时代。在此后的发展之中，计算机网络技术一直被认为是社会经济发展的生力军，对于计算机网络技术的研究和开发也呈现出一派欣欣向荣的景象。自20世纪90年代中计算机网络技术进入到我国之后，我国的国民经济发展进入到了一个前所未有的高速发展阶段，各行各业的发展都突破了传统模式下的瓶颈阶段，为21世纪首个十年的辉煌发展奠定了坚实的基础。

2计算机网络技术概述

计算机网络技术可以根据其网络拓扑结构以及连接范围分成若干种不同的类型，所谓按照拓扑结构分，指的是根据网络之中各个节点之间连接方式和 方法 的不同，计算机网络可分为树形、总线型、环形、星形以及复合型等五种基本类型，而按照连接范围分大致可以分为广域网也可以叫做远程网即WAN(WideAreaNetwork)、城域网即MAN(MetroplitanAreaNetwork)和局域网即LAN(LocalAreaNetwork)三种范围形式。而在网络操作系统方面经过半个世纪以来的发展，目前计算机操作系统主要有以下三种。

1)UNIX操作系统。UNIX网络操作系统可用于超大型计算机、超小型计算机一级RISC计算机，其特点是具有多用户多任务性、可移植性以及相互操作性。

2)NOVELL系统。NOVELL系统是目前局域网市场中占据主导地位的操作系统，其是在汲取了UNIX操作系统多任务以及多用户特点的基础之上发展而来，是一种开放的网络体系结构，也是一种连通性很强的系统结构。在其主要使用的Netware中采用了高效的系统容错技术，这使得该操作系统的接受程度更高，这也是该系统能够成为当今世界主导操作系统的主要原因之一。

3)Micosoft系统。Micosoft操作系统是目前市场上LAN网络市场和NOVELL公司最为强大的竞争对手，其最具代表性的操作系统就是WindowsNT，是一种典型性的32位现代化、模块化的平台系统，完全具备小型网络操作系统所具有的全部功能。

3计算机网络技术的应用

网络的应用

LAN网络是目前我国使用的最为广泛的一种网络技术形式之一，其具有投资较小，见效较快的特点，是网络技术发展的先驱力量。目前在我国主要使用的LAN技术有Ethernet(以太网)、Token-Ring(令牌环网)和FDDI(光纤分布式数据接口)。

Internet是一种国际互联形式的网络结构，是我国乃至全世界使用最为广泛的跨国计算机网络。该系统能够为用户提供诸如FileTransferProtocol(文件传输)、ElectronicMail(电子邮件)以及Telnet(远程登录)等服务。除了这些服务之外，Internet还为我们提供了许多便捷的查询服务，用户可以通过WWW、Gppher等方式访问自己所需要的信息，由于Internet的这种高效互联性，世界各国之间的联系紧密异常，全世界范围的商业和科技发展也成为了现实。

无线网络

无线网络是近年来发展起来的一项计算机网络技术，也是当前市场前景最为广阔的网络技术。目前国内市场上的无线网络产品主要为无线LAN、个人通信以及家庭用无线网络三种。在技术形式上目前主要的应用是射频无线网络技术和红外传输网络技术，其中红外技术成本较低，传输速度也更快，避免了国家频率对于普通频率的干扰，但是红外传输技术具有很大的技术缺陷，那就是在穿透墙壁、地板等建筑隔断时的能力较低，这也在很大程度上限制了红外传输技术的使用。而射频传输技术有效的弥补了红外传输技术的不足之处，但是其往往受到国家特殊频率的干扰和限制。目前我国无线网络技术已经广泛的运用到了医疗、军事以及制造等领域，为公众的生活提供了极大的方便，在实现了无线网络与Internet的结合之后，无线网络技术更是实现了质的飞跃。

4计算机网络技术的发展方向展望

信息化的时代中，网络信息技术的发展在很大程度上决定着社会经济的发展，随着我国国民经济的不断发展，网络通信技术和多媒体通信技术也呈现着日新月异的发展态势，并且随着互联网终端设备智能化的提高，高速以太网以及无线网络标准将会不断的得到发展和进步，并且互联网络的结构也将会更加的合理和科学，传输效率也会不断的提升。

5结论

计算机网络技术在社会生活之中和经济发展之中所扮演的角色越来越重要，计算机网络技术的诞生和广泛应用拉近了人与人之间的交流和信息的沟通，也使得整个社会的效率变得更高，信息的传播速度更快。局域网、国际互联网的使用更是使得国家化的进程不断加剧，各国之间的交流正在不断的加深，彼此之间在科技、 文化 等方面互通有无，这毫无疑问对于任何一个国家的社会和经济的发展都起着至关重要的作用。因此作为发展中国家我们应该不断的加强对于计算机网络技术的应用，确保计算机网络技术能够始终保持较高的发展速度，为我国社会经济的发展提供一个较为充分的物质基础。

《 计算机网络技术应用研究 》

计算机网络技术是通讯和计算机技术的有机结合，随着二者的快速发展，计算机网络技术也得到了快速的更新和广泛的应用，并且在 教育 、商业和军事等领域的发展过程中起到了重要的促进作用，也逐渐成为了推动社会发展的关键动力。加强计算机网络技术的应用，对促进社会信息化发展，提升经济效益，实现资源共享等各个方面都有着重要意义。因此，计算机网络技术的应用研究是至关重要的。

1计算机网络技术概况

计算机网络技术是在结合了通讯和计算机技术的基础上产生的一种技术。其能利用电缆、光纤和通讯卫星等将分散的、独立的计算机连接起来。计算机网络技术具有诸多优点，其将通讯和计算机的优势有机结合，从而使运算和存储更加快速、便捷，使传送和管理也更加的快捷、高效。计算机网络技术作为一种当前较为先进的技术，在人们日常生活中发挥着重要作用，不仅提高了工作质量和效率，也促进了社会经济、科技的稳定发展[1]。计算机网络技术的功能主要体现在以下几个方面：

(1)共享功能。计算机网络技术的应用能够实现数据、信息、软件和硬件资源等方面的共享，计算机硬件、软件和数据库为资源共享的主要方面。

(2)协同功能。计算机网络技术的主要功能就是通过科学合理的协调，从而确保各个计算机之间的工作能够更加稳定、可靠。计算机网络技术的协同工作主要是指计算机或用户之间的协同工作。比如，当网络中某一台计算机的负担过重，无法完成，这时就可以将其工作任务分担给另一台比较空闲的电脑来完成，这样不仅能延长计算机的使用寿命，也有助于促进计算机网络可用性的不断提升，同时也能促进工作质量和效率得到显著提高。

(3)通信功能。主要体现在数据通信方面。应用计算机网络技术有效实现了计算机之间、用户之间，以及计算机与用户之间的通信，突破了时间和空间的局限，也为人们的日常工作生活提供了极大的便捷[2]。

2计算机网络技术的应用原则

(1)从简选择。随着计算机网络技术的快速发展，计算机应用设备也随之在不断更新换代。软件和硬件技术是计算机网络设备与技术的主要组成部分，所以，随着软件和硬件的不断更新和开发，相应的计算机应用设备也必须进行快速的更新换代。因此，我们日常工作生活中在选择计算机和应用技术时应遵循从简原则，选择的设备和应用技术应经得起产品市场与实践检验。

(2)规范使用。计算机网络技术是由多部分组成的一种较为复杂的技术，在使用过程中一个细小的问题都有可能造成计算机网络无法正常使用，甚至会导致其瘫痪，对日常工作生活造成严重影响。因此，日常生活工作中使用计算机网络技术时，应严格按照使用规范进行操作么，从而确保其系统的正常运行，以及相应工作的顺利进行[3]。

(3)细微维护。对计算机网络的定期维护与保养也是确保计算机正常运行的关键环节。相关技术人员在开展计算机维护前，首先要对其整个设计思路有进行全面的了解和掌握，并针对其经常或是可能出现的问题，制定出相应的应对措施，从而在维护过程中能够及时的发现和解决其潜在问题，确保计算机网络系统的安全、正常运行。

3计算机网络技术的应用分析

在信息系统中的应用

从目前的信息系统发展现状来看，计算机网络技术的应用对其产生了较为深远的影响，在信息系统建设中发挥了重要作用，主要体现在以下方面：

(1)为信息系统的建立提供了有力的技术支持。计算机网络技术具有的诸多优势，能够在信息系统构建发展过程中提供最基本的技术支持。主要体现在，其不仅能够为信息系统提供新的传输协议，从而促进信息系统传输效率的不断提升;也能够为信息系统提供数据库技术方面的支持，从而促进信息系统相关数据的存储更加便捷，符合实际存储要求。另外，计算机网络技术也在其传输技术方面提供了一定的技术支持，使其传输的有效性得到了显著的提升。

(2)有助于提升信息系统的建设质量。面对新信息系统的建设目标和具体要求，在信息系统建设过程中，应用计算机网络技术，使信息系统的建设质量得到了显著的提升，主要表现在，信息存储、传输性能等方面的提高。这不仅使信息系统实现了预期的建设目的，也通过计算机网络技术的应用，使信息系统的建设质量得到了一定的保障[4]。

(3)为信息系统的发展迎来了新的发展机遇。计算机网络技术在信息系统中的应用，不仅使信息系统的性能在整体上得到了显著的提升与发展，也使信息系统的整体建设质量得到了一定的保障。由于信息系统得到了计算机网络技术的有力支持，因此，随着计算机网络技术的更新和发展，也为信息系统带来了一定的发展机遇，并且在信息系统发展过程中发挥着积极的促进作用。

在教育科研中的应用

通过分析当前计算机网络技术现状来看，教育科研已经逐渐成为了其应用的关键领域，通过利用计算机网络技术，能够为教育科研提供更加先进的技术手段，从而使教育科研的整体质量和水平获得显著提升。其在教育科研领域的应用主要体在以下方面：

(1)有助于促进远程教育网络的构建。随着教育的不断改革和发展，为了进一步拓宽教育范围，从整体上提高教育质量和效率，运用了计算机网络技术来构建远程教育网络，这样不仅丰富了教育手段，创新出更多科学新颖的 教学方法 ，也在一定程度上促进了教育有效性的提高。通过远程教育体系的发展和实践应用上来看，远程教育体系已经逐渐成为了未来教育发展的主要形式。因此计算机网络技术在远程教育网络构建中应用的重要作用是不容忽视的[5]。

(2)为教育科研提供了虚拟分析技术支持。从当前的教育和科研实际发展状况来看，在科研和教育研究过程中，必须要对相关数据进行详细的分析，如果仅靠传统分析技术很难实现预期的研究目的，而应用计算机网络技术中的虚拟分析技术，能够使数据分析效果得到显著提升。可见，虚拟分析技术的应用对于科研和教育研究发展有着重要意义[6]。

(3)为教育科研提供了计算机辅助技术。从目前的教育科研发展来看，计算机辅助设计和辅助教学技术都在实际应用中获得了显著的应用效果，可见，计算机网络技术已经逐渐成为了教育科研发展中不可或缺的重要辅助手段，为教育科研的进一步发展提供了有力的技术支持，促进教育科研质量和整体效果的不断提升。因此，我们应该正确认识计算机网络技术在教育科研发展中的积极作用，并将其科学合理的应用其中，从而促进教育科研的快速发展。

在公共服务体系中的应用

在当前社会公共服务体系不断发展和完善过程中，计算机网络技术的应用，对提升公共服务体系的管理质量和效率有着重要作用。在传统公共服务体系运行中，大部分的服务内容都是依靠人工操作来完成的，同时也由于服务人员的专业素养和操作水平都有待提高，从而使得服务质量和水平也一直难以获得显著的提高。而计算机网络技术的应用，使公共服务体系获得了更加先进的技术支持，主要体现在以下几个方面：

(1)公共服务管理模式的创新。计算机网络技术在公共服务体系中的灵活应用，使其不在依赖于人工操作来实现公共服务，其网络化服务模式已经成为了整个公共服务管理领域的重要发展趋势。随着计算机网络技术的不断发展，也为公共服务体系提供了更加先进的管理模式和手段，从而使得公共服务体系效果得到一定提升，促进公共服务管理体系的全面发展。

(2)有助于促进公共服务体系管理质量的提高。从当前的公共服务体系发展来看，计算机网络技术的应用，使公共体系的整体服务质量和效率得到了较为明显的提高。当前公共服务体系，在办公管理系统上已经逐步形成了网络话的管理模式，在信息调用、服务咨询等方面也得到了进一步的发展，更好的满足了公共服务体系各个阶段发展的实际需要。因此，计算机网络技术的应用，对促进公共服务管理质量和效率的提高有着重要作用。

(3)有助于促进公共服务体系的全面发展。从当前公共服务体系的实际发展需求方面来看，应用计算机网络技术，为公共服务体系的进一步发展提供了有力的技术支持，使其在不断更新和完善过程中能够获得更加先进的技术手段。比如，从其提供的管理手段来讲，计算机网络技术不仅为公共体系管理提供了有力的技术支持，也为其赋予了较强的技术特性，使公共服务体系得到了更加科学全面的发展。

4结语

计算机网络技术的广泛应用，对推动我国现代化社会的发展有着重要作用。计算机网络技术不仅能够突破时间和空间的局限性，也加深人与人之间的互动交流。而其在为人们的生产生活提供便捷的同时，也迎来了新一轮的发展挑战。因此，人们应该准确把握计算机网络技术带来的发展机遇，将其广泛的应用到生产、生活的各个方面，运用计算机网络技术来推动我国经济、政治和文化等方面的发展，同时也促进计算机网络技术得到更加全面的发展。

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物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，是当今最精密的一门自然科学学科。下文是我为大家整理的关于物理学方面的论文的 范文 ，欢迎大家阅读参考!

试谈物理学专业电动力学课程教学

动力学电磁现象的经典的动力学理论。通常也称为经典电动力学，电动力学是它的简称。它研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用。

一、课程教学根本理念

第一，在教学中要尊重先生学习的主体性、教员教学的主导性，片面发扬先生的盲目性、自动性、发明性。第二，“电动力学”课程属于专业根底课程，教学内容布置上除了让先生学习本门课程的根本知识、根本实际、根本思绪，与其他物理学分支也具有个性和特性的关系。针对这一特点，教师在教学中要留意引导先生类似性抽象思想。第三，教学应突出探求式教学办法，改动传统的教学形式，把信息技术与电动力学课程最大限制地整合，运用多种古代 教育 手腕优化教学进程，推行启示式、探求式、讨论式、小制造等授课方式，培育先生的创新思想和创新理念。

二、在本课程教学中该当做到以下几点

1.讲授内容应实际联络实践

“电动力学”作为一门专业学科课程，是师范院校物理专业的根底实际课。教学中要求先生掌握课程的根本知识、根本实际和根本原理，使先生加深对所授知识的了解，更可深入看法电动力学的实践使用价值，到达学致使用的目的，同时提升先生剖析成绩、处理成绩的才能。

2.注重先生学习的主体性和集体性培育

从课程的设计到评价各个环节，在留意发扬教员在教学中主导作用的同134教改课改2016年3月时，应特别留意表现先生的学习主体位置，以充沛发扬先生的积极性和发掘学习潜能。要求先生能初步剖析消费、生活中的电动力学成绩，以提升先生的剖析成绩和处理成绩的才能。在电动力学实际的学习中运用数学工具处置成绩，使先生看法数学和物理的亲密关系，培育先生运用数学工具处理物理成绩的才能。培育先生自学才能，重要的不是教内容，而是教给先生学习办法。要充沛留意先生的兴味、专长和根底等方面的集体差别，因材施教，依据这种差别性来确定学习目的和评价办法，并提出相应的教学建议。课程规范在课程设计、教学方案、方案制定、内容选取和教学评价等环节上，为教学、学习提供了选择余地和开展的空间。

3.运用多种古代教育手腕优化教学环节

充沛应用古代化教学手腕，发扬信息化教学的劣势，加强先生的学习兴味，进一步强化需求掌握的知识点，拓宽知识面，加强先生的理论操作技艺，培育迷信的思想方式，这样先生能更好地掌握“电动力学”课程知识所触及的相关迷信办法，无效提升其发现成绩、剖析成绩、处理成绩的才能。

4.具有良好的实验条件，充沛保证明验和理论训练质量

鼓舞先生展开科研理论训练，参与各类科技竞赛。实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想，充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台，促进电动力学课程的教学。

三、课程学习战略探求

第一，针对“电动力学”是实际根底课的特点，先生必需坚持 课前预习 ，预习进程中无意识地提出成绩。课堂教学次要采用探求式课堂教学法，即每节课突出一个主题，讲清论透相关原理知识，每个主题经过师生多种方式的互动，教员及时理解、处理先生的疑问成绩，以加强先生的学习兴味。第二，将传统板书、电子课件、网络和视频多种教学手腕相结合。如课内讲授与课外讨论和制造相结合、根底实际教学与学科前沿讲座结合、根本实际与科研理论训练相结合。第三，鼓舞先生参与科研理论训练和各类科技竞赛。培育多样化使用型人才，以培育使用型、复合型、技艺型人才，加强 毕业 生失业才能，完本钱课的预期目的。第四，电动力学也是一门理论性很强的课程，其研讨对象是区别于实物的物质形状，具有笼统的特征。为防止课程教学的数学化，我们将充沛使用当代信息技术的劣势，比方说以视频教学材料加强先生的理性看法和入手才能。再次，实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质，充沛发扬先生的物理思想和物理探求才能。

四、课程教学办法探求

本课程教学中应留意电动力学实际与理论的结合，尊重先生学习的主体性，适当布置指点性自习，培育先生的自学才能。增强对先生课前、课后的答疑辅导，注重先生才能的培育，使先生经过对电动力学中根本实际的了解，看法和掌握电动力学原理的研讨规律，开辟思绪，初步培育先生的科研思想。

1.“双边反应式”教学法

这种教学法由“自学”和“反应”两局部构成，其着眼点是先生在教员指点下的自学和教员由反应来的信息而停止的有重点的解说，使先生的才能在重复训练中失掉锤炼。“自学”和“反应”表现了先生和教员的互相联络、互相配合、互相作用的训练进程。

2.以成绩为中心，展开课堂讨论

式教学法建议课堂教学中遵照迷信性、主体性、开展性准绳，采用以先生为主体的小组讨论式的办法，从提出成绩动手，激起先生学习的兴味，让先生有针对性地去探究并运用实际知识处理实践成绩;也可以针对教研室科研任务中遇到的成绩设计讨论或考虑题，以启示先生剖析、讨论有关电动力学成绩，学习并稳固电动力学知识，开辟思绪，培育科研思想。

3.倡导学导式的教学方式

在教员指点下，先生停止自学、自练，教员把先生在教学进程中的认知活动视为教学活动的主体，让先生自动地去获取知识，开展各自才能，从而到达在充沛发扬先生自动性的根底上，渗入教员的正确引导，使教学单方各尽其能，各得其所。

4.多展开课外理论活动

课外理论训练中，要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质。鼓舞和指点有才能的先生进入科研理论训练，参与各类科技竞赛。将先生撰写的课程小论文融入教学全进程,从中选出有质量的项目进入科研理论训练。充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台，促进电动力学课程的教学，培育使用型、复合型、技艺型人才，加强毕业生失业才能。“电动力学”作为一门探求性课程，在课堂教学中，要突出先生的参与性，使他们自动获取而不是主动承受迷信结论，互动思想使先生觉得电动力学发人沉思，不难入门。“电动力学”与其他物理学分支具有“个性”和“特性”的关系。为了激起先生学习兴味，可以常常采用课堂讨论方式，由先生发问，在教员引导下大家讨论， 总结 得出正确结论。由于剖析“电动力学”需求运用笼统思想，所以课堂教学应充沛运用多媒体，尽量运用图像和颜色搭配，使先生树立正确的物理图像。留意“信息技术”与“电动力学”课程的无效整合，这关于全体优化教学进程，进步先生的专业知识学习效果、进步先生的信息技术才能、培育先生的协作认识和创新肉体均具有严重的理想意义。同时，可将教学实际使用到创新理论才能训练中，使用到物理、电子等各类竞赛中。

参考文献：

[1]冯云光.物理专业电动力学教学变革的探究[J].才智，2014，(19).

[2]郑伟，吕嫣.电动力学网络教学平台建立的研讨[J].沈阳师范大学学报(自然迷信版)，2013，31(4)：531-534.

[3]刘佳.《电磁学》与《电动力学》课程体系创新研讨[J].科技信息，2013，(11)：44.

[4]熊万杰，陆建隆.对“电动力学”课程变革的探究[J].初等文科教育，2003，(6)：72-75.

[5]付长宝，徐国慧，王希英.基于电动力学教学变革的学习办法讨论[J].通化师范学院学报，2009，30

试谈电力信息物理融合系统

【摘 要】嵌入式系统、计算机技术、网络通信技术的快速发展使构建未来智能电网成为了可能，基于信息物理系统(CPS)技术构建电力信息物理融合系统(CPPS)为实现未来智能电网提供了新的思路。本文对CPPS平台进行了初步研究分析，介绍了应用于CPPS中的同步PMU技术、开放式通信网络、分布式控制。

【关键词】CPPS;同步PMU;开放式通信;分布式控制

引言

受能源危机、环保压力的推动，以及用户对电能质量(QoS)要求的不断提高，当代电力系统不再符合社会的发展需求，智能电网(Smart Grid)成为未来电力系统的发展方向。智能电网的发展原因主要有以下几个方面：

1)分布式电源(Distributed Generation，DG)大量接入电网导致的系统稳定性问题。由于DG的大量接入使电网变成一个故障电流和运行功率双向流动的有源网络，增加了系统的复杂度和脆弱度，因此亟需发展智能电网以解决DG大量接入电网导致的系统稳定性问题。

2)电力用户对电能质量(QoS)要求的不断提高。现代社会短时间的停电也会给高科技产业带来巨额的经济损失，近年来发生的大停电事故更是给社会带来了难以估量的经济损失。因此，亟需建立坚强自愈的智能电网以提供优质的电力服务。

论文主体结构如下：第1部分介绍了近年来信息物理系统(Cyber Physical System ，CPS)技术的发展以及CPS与智能电网的相互关系;第2部分介绍了电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System，CPPS)的硬件平台模型;第3部分介绍了同步相量测量装置(Phasor Measurement Units，PMU)技术;第4部分对CPPS中的开放式通信网络进行了初步分析;第5部分对CPPS的分布式控制技术进行了简单介绍;最后第6部分做出全文总结。

1 CPS与智能电网的相互关系

CPS技术的发展得益于近年来嵌入式系统技术、计算机技术以及网络通信技术等的高速发展，其最终目标是实现对物理世界随时随地的控制。CPS通过嵌入数量巨大、种类繁多的无线传感器而实现对物理世界的环境感知，通过高性能、开放式的通信网络实现系统内部安全、及时、可靠地通信，通过高精度、可靠的数据处理系统实现自主协调、远程精确控制的目标[1]。

CPS技术已经在仓储物流、自主导航汽车、无人飞机、智能交通管理、智能楼宇以及智能电网等领域得以初步研究应用[2]。

将CPS技术引入到智能电网中，可以得到电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System，CPPS)的概念。为了分析CPPS与智能电网的相互关系，首先简单回顾一下智能电网的概念。目前关于智能电网的概念较多，并且未达成一致结论。IBM中国公司高级电力专家Martin Hauske认为智能电网有3个层面的含义：首先利用传感器对发电、输电、配电、供电等环节的关键设备的运行状况进行实时监控;然后把获得的数据通过网络系统进行传输、收集、整合;最后通过对实时数据的分析、挖掘，达到对整个电力系统运行进行优化管理的目的[3-4]。

从上文关于CPS和智能电网的介绍中可以看出，CPS与智能电网在概念上有相通之处，它们均强调利用前沿通信技术和高端控制技术增强对系统的环境感知和控制能力。因此，在CPS基础上建立的CPPS为促进电力一次系统与电力信息系统的深度融合，最终实现构建完整的智能电网提供了新的思路和实现途径。

2 CPPS的硬件平台架构

基于分布式能源广泛接入电网所引起的系统稳定性问题以及建立坚强自愈智能电网的总体目标，建立安全、稳定、可靠的智能电网成为未来电力系统研究的重要方向，同时也是CPPS研究的主要内容。

传统的电力系统监测手段主要有基于电力系统稳态监测的SCADA/EMS系统和侧重于电磁暂态过程监测的各种故障录波仪，保护控制方式主要有基于SCADA主站的集中控制方式和基于保护控制装置安装处的就地控制方式[5]。就地控制方式易于实现，并且响应速度快，但是由于利用的信息有限，控制性能不够完善，不能预测和解决系统未知故障，对于电力系统多重反应故障更不能准确动作。集中控制方式利用系统全局信息，能够优化系统控制性能，但是计算数据庞大、通信环节多，系统响应速度慢，并且现有SCADA系统主要对电力系统进行稳态分析，不能对电力系统的动态运行进行有效地控制。

针对目前电力系统监测、控制手段的不足，要建立坚强自愈的未来智能电网，必须建立相应的广域保护的实时动态监控系统，CPPS的硬件平台就是在此基础上建立起来的。

CPPS的硬件平台6层体系架构如图1所示，主要包括：物理层(电力一次设备)、传感驱动层(同步PMU)、分布式控制层(智能终端单元STU、智能电子装置IED等)、过程控制层(控制子站PLC)、高级优化控制层(SCADA主站控制中心)和信息层(开放式通信网络)。

其中，底层的物理层是指电力系统的一次设备，如发电厂、输配电网等。传感驱动层主要用于对电力系统的动态运行参数进行实时监控，测量参数包括电流、电压、相角等，在CPPS中广泛使用的测量装置是同步PMU。分布式控制层主要包括各STU/IED，为广域保护的分布式就地控制提供反馈控制回路。过程控制层主要指枢纽发电厂和变电站的控制子站，是CPPS的重要组成部分，通过收集多个测量节点的数据信息，建立系统层面的控制回路，并做出相应的控制决策。高级优化控制层是指调度中心控制主站，主要为电力系统的动态运行提供人工辅助优化控制。顶层的信息层即智能电网的开放式通信网络，注意信息层并不是单独的一层，而是重叠搭接CPPS的各个分层，为CPPS内部各组件提供安全、及时、可靠的通信。

上文给出了CPPS的硬件平台模型，但要在电力系统中具体实现CPPS，涉及诸多方面的技术难题，下面对CPPS中的同步PMU、开放式通信网络以及分布式控制等分别加以简单介绍。

3 同步PMU测量技术

同步PMU是构建CPPS的基础，它为CPPS中广域保护的动态监测提供了丰富的测量数据。同步PMU装置主要对电力系统内部的同步相量进行测量和输出，装设点包括大型发电厂、联络线落点、重要负荷连接点以及HVDC、SVC等控制系统，测量数据包括线路的三相电压、三相电流、开关量以及发电机端的三相电压、三相电流、开关量、励磁电流、励磁电压、励磁信号、气门开度信号、AGC、AVC、PSS等控制信号[6]。利用测得的数据可以进行系统的稳定裕度分析，为电力系统的动态控制提供依据。

同步PMU的硬件结构框图如图2所示。

其中，GPS接收模块将精度在±1微秒之内的秒脉冲对时脉冲与标准时间信号送入A/D转换器和CPU单元，作为数据采集和向量计算的标准时间源。由电压、电流互感器测得的三相电流、电压经过滤波整形和A/D转换后，送到CPU单元进行离散傅里叶计算，求出同步相量后再进行输出。注意，发电机PMU除了测量机端电压、电流和励磁电压、电流以外，还需接入键相脉冲信号用以测量发电机功角[7]。

4 CPPS的开放式通信网络

建立CPPS的开放式通信网络，应该在保证安全、及时、可靠的通信的基础上，使系统具有高度的开放性，支持自动化设备与应用软件的即插即用，支持分布式控制与集中控制的结合。对于建立的开放式通信网络，需要进行通信实时性分析、网络安全性和可靠性分析。

IEC 61850标准的应用

IEC 61850标准作为新一代的网络通信标准而运用于智能变电站中，支持设备的即插即用和互操作，使智能变电站具有高度的开放性。IEC 61850标准是智能变电站的网络通信标准，同时正在进一步发展成为智能电网的通信标准[8]，因此，使用IEC 61850作为CPPS通信网路的通信标准是最佳选择。

IEC 61850的核心技术[9]包括面向对象建模技术、XML(可扩展标记语言)技术、软件复用技术、嵌入式 操作系统 技术以及高速以太网技术等。

通信网络配置与分析

对于CPPS开放式通信网络的网络配置，可参考智能变电站的三层二网式网络结构配置，构建CPPS的3层式通信网络，如图3所示。

其中，底层为位于发电厂、变电站和重要负荷处的大量PMU、STU/IED，分别负责采集实时信息和执行保护控制功能。中间层为控制子站(过程控制单元PLC)，每个控制子站与多个PMU、STU/IED相连，以完成该分区系统层面的保护控制，并根据需要将数据上传到SCADA主站控制中心。SCADA主站控制中心接收各控制子站的上传数据，处理以后将控制信息下发到各控制子站，以实现CPPS的广域保护控制功能。注意，各层设备均嵌入GPS实现精确对时，保证全系统的同步数据采样。

5 CPPS的分布式控制机理

要建立坚强自愈的智能电网，必须利用新型控制机理建立可靠的电力控制系统。根据电力故障扩大的路径和范围以及故障的时间演变过程，文献[10-11]中提出建立时空协调的大停电防御框架，建立了电力系统的3道防线，为实现智能电网的广域动态保护控制奠定了良好的基础。

电力系统的分布式控制(Distributed Control，DC)是相对于传统的SCADA主站集中控制方式而言的，指的是多机系统，即用多台计算机(指嵌入式系统，包括PLC控制子站和STU/IED等)分别控制不同的设备和对象(如发电机、负荷、保护装置等)，各自构成独立的子系统，各子系统之间通过通信网络互联，通过对任务的相互协调和分配而完成系统的整体控制目标[12]。分布式控制的核心特征就是“分散控制，集中管理”。在电力系统的3道防线的基础上，结合分布式控制技术，建立CPPS的3层控制架构，如图4所示。

其中，分布式控制层主要是在故障发生的起始阶段(缓慢开断阶段)采取的控制 措施 ，其控制目标应该是保证系统在不严重故障下的稳定性，防止故障的蔓延。过程控制层是在系统已经发生严重故障时(级联崩溃开始阶段)所采取的广域紧急控制措施，需要付出较大的代价。通常针对可能会使系统失稳的特定故障，往往需要投切非故障设备以保证系统的稳定性。广域的紧急控制措施应该在故障被识别出的第一时间立即实施，控制措施实施越晚，控制效果越差。优化控制层是在前两层控制均拒动或欠控制而没有取得控制效果，同时在检测到各种不稳定现象后所采取的控制措施，通常需要进行多轮次的切负荷和振荡解列。在电力恢复阶段，要有自适应的黑启动和自痊愈的控制方案。

6 结语

将CPS 方法 引入到电力系统中，建立CPPS的模型平台，为建立坚强自愈的智能电网提供新的思路。文中对CPPS中的同步PMU测量技术、开放式通信 网络技术 、分布式控制技术分别进行了简单介绍。