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智能网络存储方案2_工科论文十 篇

2022-04-10

智能网络存储方案2_工科论文十 篇

计算机论文】导语,大家眼前所欣赏的这篇共有37417文字,由鲁桂旺细心订正,发表于祈祷工作报告网!模块是一个设计术语,是指对词条中部分内容进行格式化整理的模板。例如歌手类词条中的“音乐作品”模块,电视剧类词条的“分集剧情”模块。智能网络存储方案2_工科论文十 篇感谢阅览!

智能网络存储方案2_工科论文 篇一

智能网络存储方案

一、概述

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(Direct Attached Storage, 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(Network Attached Storage, 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"(Thin Server)。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Windows NT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(Storage Area Network, SAN)

SAN是一种以光纤通道(Fiber Channel, 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,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、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(SAN Data Director)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

智能网络存储方案_工科论文 篇二

一、概述

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(Direct Attached Storage, 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(Network Attached Storage, 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"(Thin Server)。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Windows NT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(Storage Area Network, SAN)

SAN是一种以光纤通道(Fiber Channel, 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,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、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(SAN Data Director)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

论国家信息化战略_工科论文 篇三

 摘要:信息化是由计算机与互联网的革命所引起的工业经济转向信息经济的一种社会经济过程;国家信息化方针应坚持以信息技术应用为主导,用信息技术改造传统制造业;坚持教育优先,推进“头脑”的信息化,提高国民信息素质;坚持都市先行跨越,把大都市建成信息增长极和信息源。

关键词:信息化 工业化 战略

用信息化带动工业化是我国21世纪的一项重大战略举措。信息化是由计算机与互联网生产工具的革命所引起的工业经济转向信息经济的一种社会经济过程。它包括信息技术的产业化、传统产业的信息化、基础设施的信息化、生活方式的信息化等内容:在信息化和工业化的关系问题上,有两种极端的观点。一种观点认为:我国的工业化水平很低,离开了工业基础谈信息跨越只能是空中楼阁,信息化这种新经济现象是发达国家的事;我国工业化的任务尚未完成,我们必须坚守传统产业,把注意力放在工业化上;我国在信息技术的开发领域和应用领域与发达国家都存在巨大差距,过分强调信息化,必然会产生泡沫经济;面对巨大的“信息鸿沟”谈“赶超”和“跨越”是不现实的,对新兴的信息产业只能慢步走。我们把这种观点称作“坚守——慢步论”,即坚守传统产业,慢步信息产业。另一种观点认为:信息化与工业化没有必然联系。我们必须紧跟时代步伐,放弃夕阳工业,大力发展信息产业这种朝阳产业。这种观点是“放弃——跨越论”,即放弃传统产业,在信息产业领域实现全方位的跨越。“放弃——跨越论”者关注的是西方国家在工业化过程中实行的放弃转移型战略。20世纪50年代 (以下均指20世纪)美国将钢铁、纺织等传统产业向日本、西德等国家转移,集中力量发展半导体、通讯、电子计算机等新兴技术密集型产业:60、70年代日本、西德等国家转向集成电路、精密机械、精细化工、家用电器、汽车等技术密集型产业,新兴工业化国家和地区获得了扩大劳动密集型产品出口的良机;80年代以后,出现了美国、日本和欧洲发达国家发展知识密集型产业,新兴工业化国家和地区发展技术密集型产业,劳动密集型和一般技术密集型产业转向发展中国家的景象:笔者认为:“坚守——慢步论”的片面性在于忽视了我国信息技术的后发优势和跨越式发展的可能性:而“放弃——跨越论”则过分强调新兴产业,忽视了传统产业的作用:笔者的观点是:我国要把发达国家近200年内完成的实现工业化进而进入信息化社会的过程.压缩到今后几十年内完成,必须发挥后发优势,实现跨越式发展。在用信息化带动工业化的过程中,要处理好新兴产业与传统产业的关系,坚持以信息技术对传统产业的应用为主导;处理好教育与经济的关系,坚持教育先行,用“头脑”信息化带动社会经济的信息化;处理好现代化的大都市与落后的广大农村的关系,坚持局部突破,都市跨越,整体追赶,率先把大都市建成信息化的发动机。我们把这一战略概括为“应用主导、教育先行、局部突破、都市跨越”。

“坚守传统产业,慢步或停步信息产业”的观点是不可取的。一方面,我们要看到,我国同发达国家乃至发展中国家的差距。全球信息技术产业2000年度生产总值约为1.2万亿美元,美国信息技术产业2000年产值达到8220亿美元。我国信息产业2000年销售收入5800亿元币(按现行汇率约合700亿美元)。我国软件产业销售额占世界软件市场的份额不到1%,而印度的同一比率超过了16%。经济学家胡鞍钢计算我国与发达国家之间的发展差距,突出表现在两个方面:一是经济发展的差距。目前,按实际购买力评价计算,我国与西方7国相差5.6~8.12倍,到20xx年可能缩小为3~5倍。二是知识与信息差距。我国与西方 7国相比,1997年计算机人均拥有量相差32~90倍,互联网普及宰相差143~1761倍。另一方面,看到差距的同时,我们要正确认识我国的后发优势,探讨实现信息领域的跨越式发展的可能性。我国实现信息技术和信息产业跨越式发展具有以下条件:(1)后发成本优势。我国能够通过贸易、投资和技术转让,超越一些历史发展阶段,直接学习和利用发达国家已有经验和技术,享受“后发优势”。作为后来者,我们不需要花费巨资来从事研究与开发,大大减少开发过程的风险成本,可以把节约下来的大量资源用于其他经济活动,促进经济更快的发展。网络技术为后来者开辟子“新大陆”并大大降低了后继者的进入成本。可以利用先行者的知识和经验,这些知识和经验对后来者来说,重要性不亚于对科学技术的引进和利用。此外,国际贸易不仅使后来者扩大了销售市场,促进了国内生产规模的扩大和生产效率的提高,而且还能引进国外的先进技术、资金和科学的管理方法。后发者在劳动力成本上具有比较优势,可以吸引先行者的资本和技术,从而有利于克服要素“瓶颈”。(2)后来者没有结构惯性。发达国家的产业结构体系完整而且联系密切,具有强大的惯性,进行结构调整,成本过大。我们可以在新的起点上,用全新的方式和更短的时间,实现具有现代意义的建立在信息化基础上的工业化。(3)信息产业容易跨越。信息产业历史不长,具有技术密集和劳动密集的双重属性。互联网的历史更短,我国与西方国家在此领域的差距不大,至多落后10至15年。近些年来,世界经济的年均增长率在3%左右,而信息技术及相关产业的增长速度是经济增长速度的2至3倍。“九五”期间,我国信息产业增长速度是总的国民经济增长速度的3倍。(4)信息市场潜力大。我国消费信息产品和服务市场增长迅速,潜力巨大。到2000年,全国信息产业市场规模超过1.4万亿元,比90年代初扩大了8倍。我国彩电、微型计算机、移动手机、集成电路等主要电子产品的产业规模日渐壮大。我国的有线电视用户达1亿户,电视网络已成为世界第一,固定电话网络规模已居世界第二位,这也会有利于吸引跨国公司和国际资本进入,从根本上提升相关产业的素质。(5)信息设施有较好的基础。在过去的5年中,全国通信投资累计达到8000亿元。目前我国通信网已拥有光纤、数字微波、卫星、程控交换、移动通信、互联网等多种技术手段,长途传输、电话交换以及移动通信都实现了数字化,正在向新一代宽带多媒体信息网络推进。全国性信息应用系统现已经达到100多个,遍及金融、海关、财税、外贸等各个部门与行业,区域信息化水平也不断提高,各种类型的电子商务发展加快,上网企业迅速增加,网上交易额逐步增长,远程教育、远程医疗、网络媒体等各种信息产业形态已经起步。公用信息网已覆盖全国230多个城市,全国互联网已有近1万个站点,网上信息源及应用数据库达到4400多个。(6)有民间资本支撑和局部技术优势。我国有 10万亿元的民间资本可为加大资金投入、实现技术和产业的跨越式发展提供一定的资金支撑。尽管我们国家在总体上,经济科技实力与世界发达国家还有明显差距,但在计算机、系统集成、信息处理与应用技术、数字程控交换、光通信、第三代移动通信技术等领域取得了具有自主知识产权的技术,这为实施技术跨越奠定了物质基础。我们有可能利用“胜者全得”的规律,即技术上领先一步,有可能占领该领域的大部分市场。(7)有一批创新主体和示范工程。有7万家具有机制优势和创新活力的科技型企业和53个国家级高新技术开发区作为创新主体和载体。我国信息化工程建设取得显著成效,金桥、金卡、金税、金关等重大信息化工程均已开通运行。(8)有市场体制支撑。随着改革的不断深化,我国的市场经济体制日臻完善,国民经济的市场化程度明显提高。通过改革,特别是一系列有利于发挥知识、技术和人力资本作用的制度创新,人的积极性、创造性将会被进一步调动和激发出来,所有这些都为激励和促进信息产业的发展提供强大的动力。要把上述跨越式发展的潜在因素变成现实,必须进行制度创新。没有制度创新,技术跨越是不可能的。

一、用信息技术改造传统制造业,带动工业化向纵深发展

我们认为,“在放弃传统产业的基础上实现信息产业的绝对跨越式发展”的观点也是具有片面性的。(1)从国外现实来看,发达国家在抓信息技术产业化的同时,大力推进传统产业的信息化。20世纪90年代以来,发达国家一方面高速发展以信息产业为核心的高新技术产业;另一方面,加速利用信息技术对传统产业进行改造,使产业结构进一步高级化。美国通过信息技术对传统产业进行改造,重新夺回了在半导体、汽车等领域的竞争优势。在近年来美国出现的“新经济”中,高新技术对经济增长的贡献率占33%,传统产业的增长对经济增长的贡献率占三分之二。(2)从国内现实来看,我国传统产业面大量广,应用前景广阔。传统产业与生活息息相关。目前我国非农产值比重超过 80%,工业经济得到了较充分的发展,形成了一个门类较为齐全,上、中、下游产业衔接的比较完整的产业结构。信息技术具有扩张性、渗透性等特征,信息技术与传统产业的融合可以使我国具有传统国际竞争优势的产业焕发生机,为我国具有雄厚基础和国际竞争优势的传统产业实现跨越式发展提供了技术支持。(3)从理论上讲,信息化与工业化是一种互动、互补关系,不是替代关系。信息化产生于工业化,信息化的发展又需借助于工业化的手段,两者相互作用,共同发展。信息化主导着新时期工业化的方向,使工业朝着高附加值化发展;工业化是信息化的基础,为信息化的发展提供物资、能源、资金、人才以及市场。信息产业是知识密集型产业,把信息化与工业化结合起来,有利于搞好劳动密集型产业、资本密集型产业、技术密集型产业和知识密集型产业的合理搭配,优化我国产业结构。(4)从发展的趋势来看,信息技术赋予工业化以新的内涵。信息同其它两大资源——材料和能源一样,自身具有增值的作用。此外,信息还能使非资源转化为资源。例如,石英是生产玻璃的原料,在加入大量的信息后,变成信息装置——硅片,成为电子计算机的“大脑”,点石成金。信息革命的伟大成果使信息收集、信息处理、信息存储、信息传递、信息、信息使用以及交互式网络化的信息交换实现了便捷、大容量、高速度和低成本,这就赋予工业化以新的内涵。由于我国的工

网络形象设计(IVIS)与视觉文化时代_工科论文 篇四

摘要:随着时代步伐的前进,时代的概念也在逐渐变化,第四媒体互联网的迅速发展,使信息传播业面临一场变革,视觉识别系统(visual Indentity system),也延伸到新的领域,互联网络上逐渐成为企业讯息等宣传的重要阵地,具有迅捷、传播范围广等优势,vi的含义也逐渐应用在互联网上,我们重新定义为网络形象识别设计,简称VISI(Visual Indentity system internate),开拓了新的空间,视觉文化成为主导设计潮流. 

关键词:网络形象设计 视觉文化时代 新媒体 语素 

一 历史的形象识别设计与视觉文化 

1 历史上CI的出现

从50年代初到现在,CI的诞生有近50年的历史,他发展沿革大致上经历三个阶段:

A 从商标品牌到产品视觉统一设计,

B 企业风格的视觉传达设计,

C 从视觉形象识别到整体形象识别,

CI已经从单纯的视觉传达设计演变为一种企业形象的传播策略,我们可以看出VI形象的识别是现在CI、MI等的最初起源,最初是商品标志视觉功能的扩展,商标品牌作为商品的标记和象征,在商品市场的竞争中发挥这主要作用,1851年,美国宝龄公司老板发现负责货运的人总是在装蜡烛的箱子上画上黑叉叉,经询问才知道是为了那些目不识丁的码头工人能分辨哪是蜡烛哪是香皂。后来,有位聪明的工人把难看的叉叉改成了星星,进而成为固定的符号经常出现。

CI这一词最早由美国的设计家来蒙特于1930年左右提出。第二次世界大战以后,美国的经济发展在世界一直处于领先地位,企业重视工业设计和产品的视觉设计。现代设计的摇篮德国包豪斯设计学院,这所起初培养建筑设计而创建的学校,转而以培养工业设计、商业设计、视觉传达设计等专门人才。造就了一批设计师,对今天设计产生了深远的影响。

2 视觉文化时代的到来

据说视觉文化的时代已经来临。丹尼尔·贝尔认为:“目前居统治地位的是视觉观念。声音和景象,尤其是后者组织了美学、统率了观众。在一个大众社会里,这几乎是不可避免的”。随着时代的进步,大众社会的要求逐渐扩展延伸,品牌等成为一种无形资产成为商品分辨和信誉保证的重要识别,使得在人们视线里出现整体的视觉识别系统,时代也有了它新的概念,即视觉文化时代。视觉文化时代的到来,急剧加速经济的发展,经济的发展也促使视觉文化的进步,总之,设计与经济时代的发展是紧密联系不可分割的。

二 第四大众传媒互联网的发展

1 互联网的发展  

自从发明了电脑,出现了WWW,科学发明改变了社会,人类的智慧是无穷无限的,互联网的发明称之为人类历史上迄今为止的最伟大的发明。PC时代的数字化是个人的,互联网时代的数字化则是全球的。互联网使时空的距离成为零,整个地球被收缩成一个新的世界,我们可以周游世界,大大地降低了信息的传播费用,实现社会化,达到信息的迅速广泛的传播。与传统的传媒方式相比较,互联网具有鲜明的优势。以计算机二进制语言处理的数字化信息,构成了信息社会的最基本原子,在信息时代,人类的生存和生活,不可避免地建立在数字化信息之上,第四大众传媒互联网将普及发展与人类社会。

2 四次信息传播革命

自从人类诞生以来,人类社会至少已经经历了四次意义重大的信息传播革命,每一次信息传播革命都把人类文明推向一个新的发展阶段。

第一次信息传播革命是语言传播的诞生:提高了人类信息传播的质量、速度与效率。

第二次信息传播革命是文字传播的诞生:使得人类的信息传播革命第一次突破时间、空间的限制,得以广泛流传和长期保存。

第三次信息传播革命是印刷传播的诞生。报纸、杂志、书籍等印刷品大众媒介迅速普及。第四次信息传播革命是模拟式电子传播的诞生。

19世纪40年代至70年代,一系列模拟式电子传播技术与媒介相继出现,并迅速普及,使得人类信息传播的速度空前迅疾,范围空前广泛,内容空前丰富,复制扩散和保存信息的能力空前增强。人类进入以模拟式电子传播为代表的大众传播时代。

最新的一次信息传播革命,即正在我们身边发生的第五次信息传播革命,是数字式电子传播的诞生。进入90年代以来,先进的计算机技术不仅征服了文字数字化的难题,而且征服了比文字更复杂的声音世界。如今,表现和记录人类物资和精神世界的数字、语言、文字、声音、图画和影像等过去相互之间界限分明的各种信息传播方式,都可以用计算机的二进制语言来作数字化处理,从而可以浑然一体,相互转换了。报纸、广播、电视和书籍、杂志、电影等传统大众传播媒介在形式之间的差异正在缩小或消失;交互式传播媒体的出现,使得传播者与受众之间的传统的相互关系正面临巨大的变化。人类进入了真正的信息时代。

3 “第四大众传媒”互联网新媒体

网络作为新兴的第四媒体确实有它独特的优势,这恐怕任何一个用过互联网的用户都能一一道来: 报道及时、零传播成本、多媒体、可以检索等等。有报道说互联网发展的速度远远超过了前几任媒体:无线电广播问世38年后,拥有5000万听众,电视诞生13年后,拥有同样数量的观众,而因特网从1993年对公众开放,到拥有这个数量的用户只花了4年时间。网络作为新的信息传播的载体,确实起了传统媒体所起的很多功用,或者说它替代了传统媒体的很多功用。

公认的大众传媒主要包括报纸、广播、杂志、书籍和电影等六大媒介。随着数字化技术的发展,电脑硬件的更新换代,互联网技术迅速普及和网站的大量建立,互联网正成为一种新的媒体广泛进入人们的生活。如今,国际上已把互联网纳入六大媒介中,并将其称为继报纸、广播、电视之后的“第四大众传媒”。这说明,人们已经认同了互联网的作用,能够同报纸、广播、电视等新闻媒介一样,广泛地传递新闻信息。其实,国际互联网不仅具有报纸、广播、电视等传统新闻媒介能够及时广泛传播信息的一般功能,而且还具有多媒体、实时性、交互性传播新闻信息的独特优势。它使人类面临着一次信息传播技术的前所未有的,带有根本性的突破和变革。传统的、界限分明的语言、文字、声音、影像等各种传播形式之间的铜墙铁壁顷刻就要瓦解,传统的、相互分割的报纸、广播、书籍、杂志和电影等大众传媒顷刻就要融为一体。人类社会,就要随着新一代信息传播新技术、新媒介进入一个信息传播的时代。由于国际互联网所具有的超越传统新闻媒介的优势,决定了网络对平面媒体的超越,不过是迟早的事情。

互联网的发展使视觉文化识别出现了新的空间和领域。

三 网络形象设计的出现与定义

1 几个问题的解答引述

网页设计重要吗?

要回答这个问题,就先得回答:网站的外观重要吗?一个网站的内容固然重要,但是如果没有一个好看而吸引的外表,哪怕有着再好的内容,有着再好的结构,相信整个网站的浏览效果也会大打折扣,浏览者的阅读兴致也会大减。就等于一个内涵丰富但却外表平庸的人在一个公共场所出现,是难以引起别人的注意的一样。人们称互联网经济为注意力经济,如何吸引大众的注意力,除了内容是一个重要的因素外,外观也同样起着举足轻重的作用。网站的外观非常重要,因此,网站的VI设计也非常重要。

怎样才是一个好的VI设计呢?

一个好的视觉设计,首先要有一个好的视觉效果。一个网站怎样才算是有一个好的视觉效果?一个最简单的判别方法是,看她三眼:第一眼,看是否抢眼;第二眼,看是否顺眼;第三眼,看是养眼。其实,这三眼就是网站给你的第一感觉。第一感觉很重要,浏览者能否接受这个网站,很大程度上,就看有否这种一见钟情的感觉。如果答案都是Yes,那么,这个网站就是有一个很好的视觉效果了,相信浏览者也会耐着性子去看完你整个网站的。

怎样才能有一个让人一见倾心的视觉效果?

首先要看整个页面的颜色是否协调,千万不可给人刺眼的感觉;其次要看网页上的的文字是否易于阅读,文字太细、颜色太浅、页面太长或超出屏幕宽度,都是有违网站设计的“美学原则”;再次要看图片,图片太大、太多、太模糊都会惹来浏览者的反感;最后要看“动”与“静”是否配合得当,无节制地滥用Flash、动态GIF、滚动字幕等效果就会让人眼花缭乱,但死气沉沉,毫无生气的页面也会让人感到乏味。

上面谈到的VI设计仅仅是就一个页面而言,VI设计的另一方面是看整个网站的所有页面是否协调与一致。每个页面都使用相同种排版方式、相同的背景色及近似的按钮都能增加网页一致性,树立统一的风格。这是最基本而有最重要的网站VI设计。

2 成功网站的VI设计

如果你是打算为企业建立一个商业网站,则更加要注重网站的VI设计。如果你的企业本身已经有了一个统一的CI设计(Corporate Indentity,企业形象识别),那么,网站的VI设计就应该遵循其CI设计。当然,前提是你必须有一套适用的CI设计。按照我们的经验,有相当的CI设计并不适合应用到网站的视觉设计之中,这使得网站的设计受到很大限制,因此企业在制定其CI设计时,很有必要听取专业网页制作人员的意见,哪怕企业暂时并被有触网的打算。

一个好的VI设计,事实上可以凭借CI设计里已经指定的Logo、色彩、或标准字型等予以发展。尤其是色彩部分,使用正确的色彩往往可以得到相得益彰的效果。另外针对Logo本身的一致性所作的设计上变化也是一种变化,总而言之,所有的做法必须能够发展出一套更具品牌形象的设计,而且能将网站的整体特性完全地容入浏览者的脑海里。能让浏览者记住,并能吸引浏览者回头的V

基于Linux系统的网络安全策略_工科论文 篇五

关键词: Linux、操作系统、网络安全、策略

1 引言

随着Internet/Intranet网络的日益普及,采用Linux网络操作系统作为服务器的用户也越来越多,这一方面是因为Linux是开放源代码的免费正版软件,另一方面也是因为较之微软的Windows NT网络操作系统而言,Linux系统具有更好的稳定性、效率性和安全性。在Internet/Intranet的大量应用中,网络本身的安全面临着重大的挑战,随之而来的信息安全问题也日益突出。以美国为例,据美国联邦调查局(FBI)公布的统计数据,美国每年因网络安全问题所造成的经济损失高达75亿美元,而全球平均每20秒钟就发生一起Internet计算机黑客侵入事件。一般认为,计算机网络系统的安全威胁主要来自黑客攻击和计算机病毒2个方面。那么黑客攻击为什么能够经常得逞呢?主要原因是很多人,尤其是很多网络管理员没有起码的网络安全防范意识,没有针对所用的网络操作系统,采取有效的安全策略和安全机制,给黑客以可乘之机。在我国,由于网络安全研究起步较晚,因此网络安全技术和网络安全人才还有待整体的提高和发展,本文希望就这一问题进行有益的和探讨。

我们知道,网络操作系统是用于管理计算机网络中的各种软硬件资源,实现资源共享,并为整个网络中的用户提供服务,保证网络系统正常运行的一种系统软件。如何确保网络操作系统的安全,是网络安全的根本所在。只有网络操作系统安全可靠,才能保证整个网络的安全。因此,详细Linux系统的安全机制,找出它可能存在的安全隐患,给出相应的安全策略和保护措施是十分必要的。

2 Linux网络操作系统的基本安全机制

Linux网络操作系统提供了用户帐号、文件系统权限和系统日志文件等基本安全机制,如果这些安全机制配置不当,就会使系统存在一定的安全隐患。因此,网络系统管理员必须小心地设置这些安全机制。

2.1 Linux系统的用户帐号

在Linux系统中,用户帐号是用户的身份标志,它由用户名和用户口令组成。在Linux系统中,系统将输入的用户名存放在/etc/passwd文件中,而将输入的口令以加密的形式存放在/etc/shadow文件中。在正常情况下,这些口令和其他信息由操作系统保护,能够对其进行访问的只能是超级用户(root)和操作系统的一些应用程序。但是如果配置不当或在一些系统运行出错的情况下,这些信息可以被普通用户得到。进而,不怀好意的用户就可以使用一类被称为“口令破解”的工具去得到加密前的口令。

2.2 Linux的文件系统权限

Linux文件系统的安全主要是通过设置文件的权限来实现的。每一个Linux的文件或目录,都有3组属性,分别定义文件或目录的所有者,用户组和其他人的使用权限(只读、可写、可执行、允许SUID、允许SGID等)。特别注意,权限为SUID和SGID的可执行文件,在程序运行过程中,会给进程赋予所有者的权限,如果被黑客发现并利用就会给系统造成危害。

2.3 合理利用Linux的日志文件

Linux的日志文件用来记录整个操作系统使用状况。作为一个Linux网络系统管理员要充分用好以下几个日志文件。

2.3.1 /var/log/lastlog文件

记录最后进入系统的用户的信息,包括登录的时间、登录是否成功等信息。这样用户登录后只要用lastlog命令查看一下/var/log/lastlog文件中记录的所用帐号的最后登录时间,再与自己的用机记录对比一下就可以发现该帐号是否被黑客盗用。

2.3.2 /var/log/secure文件

记录系统自开通以来所有用户的登录时间和地点,可以给系统管理员提供更多的参考。

2.3.3 /var/log/wtmp文件

记录当前和历史上登录到系统的用户的登录时间、地点和注销时间等信息。可以用last命令查看,若想清除系统登录信息,只需删除这个文件,系统会生成新的登录信息。

3 Linux网络系统可能受到的攻击和安全防范策略

Linux操作系统是一种公开源码的操作系统,因此比较容易受到来自底层的攻击,系统管理员一定要有安全防范意识,对系统采取一定的安全措施,这样才能提高Linux系统的安全性。对于系统管理员来讲特别是要搞清楚对Linux网络系统可能的攻击方法,并采取必要的措施保护自己的系统。

3.1 Linux网络系统可能受到的攻击类型

3.1.1 “拒绝服务”攻击

所谓“拒绝服务”攻击是指黑客采取具有破坏性的方法阻塞目标网络的资源,使网络暂时或永久瘫痪,从而使Linux网络服务器无法为正常的用户提供服务。例如黑客可以利用伪造的源地址或受控的其他地方的多台计算机同时向目标计算机发出大量、连续的TCP/IP请求,从而使目标服务器系统瘫痪。

3.1.2 “口令破解”攻击

口令安全是保卫自己系统安全的第一道防线。“口令破解”攻击的目的是为了破解用户的口令,从而可以取得已经加密的信息资源。例如黑客可以利用一台高速计算机,配合一个字典库,尝试各种口令组合,直到最终找到能够进入系统的口令,打开网络资源。

3.1.3 “欺骗用户”攻击

“欺骗用户”攻击是指网络黑客伪装成网络公司或计算机服务商的工程技术人员,向用户发出呼叫,并在适当的时候要求用户输入口令,这是用户最难对付的一种攻击方式,一旦用户口令失密,黑客就可以利用该用户的帐号进入系统。

3.1.4 “扫描程序和网络监听”攻击

许多网络入侵是从扫描开始的,利用扫描工具黑客能找出目标主机上各种各样的漏洞,并利用之对系统实施攻击。

网络监听也是黑客们常用的一种方法,当成功地登录到一台网络上的主机,并取得了这台主机的超级用户控制权之后,黑客可以利用网络监听收集敏感数据或者认证信息,以便日后夺取网络中其他主机的控制权。

3.2 Linux网络安全防范策略

纵观网络的发展历史,可以看出,对网络的攻击可能来自非法用户,也可能来自合法的用户。因此作为Linux网络系统的管理员,既要时刻警惕来自外部的黑客攻击,又要加强对内部网络用户的管理和教育,具体可以采用以下的安全策略。

3.2.1 仔细设置每个内部用户的权限

为了保护Linux网络系统的资源,在给内部网络用户开设帐号时,要仔细设置每个内部用户的权限,一般应遵循“最小权限”原则,也就是仅给每个用户授予完成他们特定任务所必须的服务器访问权限。这样做会大大加重系统管理员的管理工作量,但为了整个网络系统的安全还是应该坚持这个原则。

确保用户口令文件/etc/shadow的安全

对于网络系统而言,口令是比较容易出问题的地方,作为系统管理员应告诉用户在设置口令时要使用安全口令(在口令序列中使用非字母,非数字等特殊字符)并适当增加口令的长度(大于6个字符)。系统管理员要保护好/etc/passwd和/etc/shadow这两个文件的安全,不让无关的人员获得这两个文件,这样黑客利用John等程序对/etc/passwd和/etc/shadow文件进行了字典攻击获取用户口令的企图就无法进行。系统管理员要定期用John等程序对本系统的/etc/passwd和/etc/shadow文件进行模拟字典攻击,一旦发现有不安全的用户口令,要强制用户立即修改。

3.2.3 加强对系统运行的监控和记录

Linux网络系统管理员,应对整个网络系统的运行状况进行监控和记录,这样通过记录数据,可以发现可疑的网络活动,并采取措施预先阻止今后可能发生的入侵行为。如果进攻行为已经实施,则可以利用记录数据跟踪和识别侵入系统的黑客。

3.2.4 合理划分子网和设置防火墙

如果内部网络要进入Internet,必须在内部网络与外部网络的接口处设置防火墙,以确保内部网络中的数据安全。对于内部网络本身,为了便于管理,合理分配IP地址资源,应该将内部网络划分为多个子网,这样做也可以阻止或延缓黑客对整个内部网络的入侵。

3.2.5 定期对Linux网络进行安全检查

Linux网络系统的运转是动态变化的,因此对它

开放结构数控系统网络化应用开发平台的构建_工科论文 篇六

 1.引言

数控技术作为未来先进制造技术的核心内容之一,正在朝着开放化,网络化,柔性化和智能化方向发展,数控装备产品的设计制造和应用开发都日益显示出基于开放接口标准的模块形态。基于模块和组件的系统构建策略更能体现产品设计制造过程中的人性化思想,每一个模块都是一个有针对性应用领域的技术产品形式,是该领域技术原理,应用方案和实现形式的综合体现,是其在数控加工环境下的具体应用,其设计理念和性能指标都体现数控加工技术的要求和市场应用的需求,这些充分体现设计者个性化的产品组件通过开放的标准接口形式有机的结合,组成了功能丰富性能完善的数控装备产品。

数控技术是一个综合性很强的技术学科,涉及系统控制,工业设计,机械结构,变频调速,网络通讯,等范围很广和适用性很强的技术领域,这些技术原理在工科学校的机电一体化教学中都有涉及,但在应用实践上相对分散,目前只注重在数控操作技能上的能力培养,一系列的计算机辅助设计制造软件也都是针对于这一目标,缺少一个贯穿于整个数控技术领域中的开发应用环境,来从系统规划的高度和应用开发的层面来实施数控技术能力素质培养的目标。

正是针对于这一数控技术培养模式的局限性,本文建立了一个针对于整个数控技术应用开发领域一体化实验平台,采用组件和模块的思想建立了一个集成的设计开发环境,实现从数控装备产品规划,方案选择,运动算法和人机交互等各个环节的教学实践活动,下面将从总体策略,结构特征,关键技术等几个方面给予阐述。

2系统组建策略

2.1数控系统的组成

在这里我们将一般数控系统的概念广义化,定义成由控制器,机械结构,伺服单元等三个主要部分组成的产品模式。控制器就是我们通常所说的计算机数控系统,它由专用或通用计算机硬件加上系统软件和应用软件组成,完成数控装备的运动控制功能,人机交互功能,数据管理功能和相关的辅助控制功能,是数控装备功能实现和性能保证的核心组成部分,是整个数控体系的中心模块。机械结构是展现控制器运动控制功能的执行机构和机械平台,如数控机床系统中的铣床、车床和加工中心等机械部分;数控机器人系统中机械手和机械臂等。机械结构根据具体应用场合的不同,具体形态千差万别,但都可以按照运动学和动力学方法简化成运动机构的各种组合形式,这种组合越复杂其对控制器的能力要求就越高,同一种控制器可以完成对不同机械结构的控制,同样一种机械结构可接受不同控制器的控制,这说明机械部分和控制器组合起来可形成形式多样的产品类型。伺服单元是连接控制器和机械结构的控制传输通道,它将控制器数字量的指令输出转换成各种形式的电机运动,带动机械结构上执行元件实现其所规划出来的运动轨迹。伺服系统包括驱动放大器和电机两个主要部分,其任务实质是实现一系列数模或模数之间的转化,表现形式就是位置控制和速度控制。在此基础上,随着开放式数控技术的出现,数控系统体系具备了自我扩展和自我维护的功能,这得益于各种二次开发手段提供了自由完善和自定义系统软硬件功能和性能的能力。因此,开放数控所特有的二次开发平台也作为一个新的组成部分融入了数控系统体系结构中,并在深刻改变着传统数控系统的结构特征和应用方式。

2.2应用开发系统组成和功能规划

本文所建立的一体化数控系统应用开发平台,完成对上面四个组成环节的统一管理控制,系统规划,设计开发和仿真校验流程,其组成结构如图1所示。系统组成规划模块完成所需数控装备产品的单元组合,功能规划和性能规划;机械结构设计模块完成对机械执行机构的物理建模,动态性能仿真,实体造型,结构绘图和工艺设计;伺服单元控制模块完成伺服系统的选型,位置控制规划,速度调节规划;运动规划控制模块完成运动轨迹规划,插补算法设计和仿真,控制策略设计和仿真;人机交互管理模块完成人机交互界面的设计和实现,数据管理和通讯功能。

  整个应用开发系统的每个模块都分为应用和开发两个部分:应用部分针对于现有的系统模式和控制方法,从熟悉、使用、理解角度出发通过相应的软硬件技术手段实现对现有技术资源和产品资源的消化吸收;开发部分在应用部分的基础上,针对应用中发现的问题和产生的创意,对数控系统体系的某些组成环节进行旨在提高其性能和丰富其功能个性化的二次开发并提供进行这种二次扩展的软硬件技术支持环境。

应用开发系统以硬件调试平台和集成开发软件两种形式组合展现,硬件部分主要包括典型特征的机械结构实体和伺服单元实体,以及控制器的硬件实体部分,主要是满足对硬件组成部分的扩展和对软件应用开发的效果体现;集成开发软件是个基于PC机系统的统一的资源管理配置和开发调试环境,满足从系统规划、控制策略、人机交互和扩展应用等各主要环节的开发过程。集成开发软件由多个功能单元组成,既包括内嵌的功能单元也包括可与第三方软件进行通讯和数据交换的接口,这使得系统软件的可以灵活的集成到别的软件中或将其他优秀的组件集成到统一的开发环境中。系统采用网络化分布式的模块组合形式,使得多个模块可以分散地工作在不同的平台上,而且通过计算机网络远程共享彼此的数据资源和相对集中的同一个硬件资源。

2.3应用开发系统构建策略

应用开卡系统的构建始终遵循应用与开发紧密结合的原则,按照层次化教学的思路,从软件和硬件两个方面来规划实现不同规模的应用开发系统。

2.3.1应用与开发相结合的策略

熟练应用现有的技术方案是进行创新开发扩展的基础,而个性化开发扩展也是进一步加深对相关技术理解使用的有效途径,二者相辅相成,必须贯穿于整个数控技术的教学过程中。从应用角度将现有的技术和资源以可交互的方式体现在统一的软硬件平台中,是构建系统时的一个核心任务,为此我们充分采用了多媒体技术。首先集成了应用准备阶段所需的文档和图片资源,涵盖技术背景、技术原理、应用例程和产品资源等多方面内容;其次针对于其中涉及的操作实践环节,依托于某些具体的典型产品,建立了一整套操作仿真系统,实现对真实系统功能和操作的全真模拟,从技能层次加强对某种技术资源的深入理解。从开发角度将现有的各种计算机辅助设计制造手段有机集成是实现各个环节开发的有效途径,开发从仿真阶段开始,如机械结构的造型和动态评测,伺服单元的调速和位控测试,控制算法的轨迹规划曲线等;然后再进入到实际的硬件配合调试中,具体验证执行机构的运行特性;涉及到硬件结构扩展的部分,则需要从电路设计,逻辑测试方面去实践。

2.3.2结构和流程的层次化策略

根据不同的教学实验阶段和不同的教学目标,搭建相适应的应用开发环境和实现层次化系统结构是贯穿于应用开发系统功能规划和模块组建过程的重要原则。依赖于模块化的构成特征,用户可对系统进行策略配置改变应用和开发的难易水平、应用范围和流程顺序。如对处于原理性熟悉阶段的教学活动只保留系统组成中数控系统体系规划部分;对处于技能性培训阶段的实验活动可增加某些典型产品的仿真操作系统;对于控制能力实践阶段的开发活动又可以再增加运动规划控制模块等一系列逐层扩充功能的应用开发步骤。

2.3.3软件和硬件紧密结合策略

以往的教学活动只从上层控制软件的角度开展数控技术的教授,使得学生对于具体完成功能的硬件部分结构缺乏足够的认识。这种不明确造成了很多情况下对一些控制思想和控制算法的理解模糊,因为很多软件算法的形成都是跟底层硬件特征密切相关,特别是涉及到多种硬件平台的时候,这种相关性就更加明显,因此加强对硬件一定程度上的深入理解是机电一体化教学的必然要求。

应用开发系统采用两种模式来实现这一目标:第一种是硬件仿真模式,即为特定的典型硬件结构建立一个由软件虚拟的硬件层。硬件层以硬件电路图框的形式展现,其输入输出口可进行交互,以此来模拟整个硬件部分工作时的流程,并可像真实硬件一样接受软件算法的代码控制。第二种是建立模块化的硬件单元框架,以真实的硬件模块封装后加入到系统结构中,模块之间采用便于安装和检测的接口,以此来实践系统硬件部分的实际搭建能力。

2.3.4与实际产品相结合的策略

对现有的产品资源是消化吸收是进行个性化开发的重要手段,特别是一些技术成熟度高、技术资源丰富的产品更是应该广泛进入教学活动的过程中,让市场产品的发展态势来影响教学和实践活动的指向和重点。为此我们充分运用了互联网上的丰富资源,将众多数控技术厂商的网站集成到应用开发系统的资源模块中,并制作了可进行交互处理的资源向导。另外我们还专门制作了行业性专业网站——中国机床工具网(www.chinamachinetools.com),该网站已全面运作并积累了丰富的产品资源 。

  3.关键技术及其实现

引导型应用和开发模式

层次化的教学模式要求应用开发活动有一个可依附的实践模板,它体现一种交互式的资源响应机制,对学生的实践活动作出引导和评价,并提供获取相关资源的渠道。本系统所建立的引导环境是一种浮动式内嵌帮助平台,它底层以数据库的形式作为资源实体,按照具体应用开发的层次和场合,主要采用交互对话模式,符号描述模式,精灵向导模式三种手段来集中或分散地展示资源

串行总线计算机数控系统_工科论文 篇七

 1 前言

在计算机系统中,总线接口对整个系统的性能和功能都有直接影响,有关专家预测,在下一世纪里,串行总线将逐渐取代并行总线。

在数控系统中,个人计算机技术与数控技术越来越紧密地结合,由此而产生的具有开放性的PCNC数控系统,正在取代传统形式的数控系统,并成为市场的主流产品。计算机总线结构的变革,必将影响数控系统的体系结构,串行总线的应用将极大地改变现有的传统数控系统的结构形式。

2 串行总线的优点

同并行总线相比,串行总线具有许多优点。串行总线连接引脚数量少,连接简单,成本较低,系统可靠性高。串行总线对系统体系结构具有重大的影响,它的应用有助于数据流计算机体系结构的实现。

对于高速计算机系统,串行总线比并行总线更容易使用。在并行总线中,传输数据的各个位必须处于一个时钟周期内的相同位置,频率越高,对器件的传输性能和电路结构要求越严格,系统设计难度加大,致使系统成本提高,可靠性降低。相比之下,使用串行总线时,数据的各个位是串行传输的。在串行总线设计时,既可以嵌入时钟作为同步,也可以采用锁相环的时钟恢复方式;同并行总线相比,串行总线的传输线效应比较容易处理,从而降低设计难度和系统成本。

另外,以串行信息包为基础的系统,不需要编写驱动程序。当断开任何一根互连线,对全部信息包进行解码时,串行总线将这些信息包移入存储器并中断处理器,这是一种局部的中断或事件。随后微处理器将查看这些信息包,而不需要用驱动程序进行上述工作。系统将成为一种信息传递系统,而不是事件驱动系统。

串行总线方式,如IEEE-1394/火线和USB(通用串行总线),已能成功应用。某些供应商准备采用某种串行总线方式替代PCI(器件互连)系统总线。例如,Intel公司在1998年秋季披露,下一代I/O(NGI/O)串行总线能替代个人计算机中的PCI总线。

为了适应串行总线系统的要求,一些从事前沿技术研究的计算机公司,如Mercury Computer Systems公司正在研究光学底板及光学接口等技术。可以预料,光学链路将会在串行总线系统中发挥重要作用。

3 国外数控系统总线接口的发展概况

在数控系统行业中,世界上最大的数控系统生产厂日本FANUC公司最近推出的15i/16i/18i/21i系列数控系统,便是一种串行总线结构形式的数控系统。该系列数控系统以其独特的结构、优良的性能引起了关注。其中配备18i系统的钻削中心已在我国销售。

根据日本FANUC公司提供的资料,我们以15i系统为例进行简要介绍。

15i系统是目前世界上最高性能的CNC数控系统,最多可进行24轴控制,可控制5轴机床完成如航空部件,模具等零件的高速、高精度加工。插补精度为1nm(被称为NANO插补),改进加减速控制(Fine HPCC),适应高速、高精度加工的要求。

传统数控系统和每台伺服单元相连都需要一根电缆线,系统连接比较复杂。15i系统与各轴伺服单元是通过高速串行总线连接的,仅需一根光缆就可以连接8台伺服单元。另外通过一根电缆即可与I/O模块相连,I/O模块可以扩展。操作单元采用14"彩色液晶显示触摸屏,用户的机床操作可在触摸屏上进行,大大简化了电气配线,整个系统连接非常简单,从而降低了成本和维修难度,提高了可靠性和灵活性。

该系列产品在市场中具有很强的竞争力,在未来几年中FANUC i系列数控系统将逐渐取代FANUC 0系列数控系统,成为该公司的主导产品。

1990年德国一些著名的CNC系统和伺服系统制造商,例如SIEMENS、BOSCH、AMK等公司,与科研机构共同发起成立了SERCOS协会,并制订了串行实时通讯协议(Serial Real Time Communication Specification),以便在德国建立一个统一的CNC系统与数字伺服系统接口标准,并开发相应的产品。1992年4月,该协议已经被建议作为新的德国标准和国际标准DIN/IEC44。目前该协议已经被欧洲主要CNC系统和伺服系统制造商所接受,引起国际同行业的重视。THOMSON公司已经取得SERCOS接口硬件的生产许可,生产出SERCOS接口控制器SERCOS410A ASIC芯片,供CNC系统和伺服系统生产厂家使用。1997年日本也成立了SERCOS协会。

另外,欧洲的一些公司已推出具有CAN总线接口的伺服控制单元,并投入实际应用。

4 我国的现状和对策

在我国市场上,国外数控系统仍占统治地位,传统数控系统还占据着市场的绝大部分份额,中国市场成为其落后技术及库存的倾销地。

虽然中华Ⅰ型、航天Ⅰ型、华中Ⅰ型等PCNC系统相继推出,但总体设计仍未摆脱传统数控系统的框架,成本较高,目前还难以取代传统数控系统的市场地位。但随着个人计算机及网络技术在数控系统中的应用,传统数控系统不可避免地将被更具有竞争力的串行总线计算机数控系统(SCNC)所取代。串行总线计算机数控系统将成为数控系统未来发展的方向,对串行总线系统结构的研究应引起我们的高度重视。

在学习消化国外先进技术的基础上,尽快研究、建立有关的标准和协议,选择适用的实时操作系统,开发相应的数控软件、串行接口芯片和伺服系统,推出我国自主版权的新一代数控系统,为参与国际市场竞争打下良好的物质基础。

5 结束语

串行总线计算机数控系统(SCNC)是数控系统的发展方向,我们不能完全依赖国外进口,应加强对新技术、新方法的研究。国内同行应团结一致,共同努力,联合相关行业,寻求发展,振兴我国数控系统产业。

作者单位

郑立新,朝阳区东直门外望京路4号,机床研究所数控工程中心,邮编:100102

参考文献

1,郇极.CNC系统数字伺服接口协议SERCOS.机械工业自动化,1997,19(2)

2,JEEE CHILD.未来的计算领域:串行总线革命如火如荼.电子设计(中文版),1999(3) colspan="2" align='right' class="Article_tdbgall">

110 kV电网计算机整定计算新方案—准专家系统模式_工科论文 篇八

摘 要 根据110 kV电网的变化以及计算机技术的发展,提出了110 kV电网计算机整定计算的新方案——准专家系统模式,介绍了该方案总体设计、实施条件及各模块的功能,并指出简单的数学模型、友好的用户界面、灵活的输入输出是110 kV电网计算机整定计算软件的开发方向。

110 kV电网继电保护整定计算是一项十分复杂的技术工作。它要求按照一定的整定计算原则,以电网的短路电流计算为基础,进行大量反复的定值计算、比较和筛选,工作量很大。因此,怎样把整定计算人员从繁杂的计算中解放出来,成为许多专家学者和技术人员追求的目标。计算机技术的迅速发展使实现这个目标有了技术支持。

从70年代后期,计算机整定计算的开发工作就开始了。由于短路电流计算的理论基础雄厚,数学模型成熟,因此在80年代用计算机进行短路电流计算得到了普及。之后在短路电流计算的基础上,沿用网络节点法的基本模式,开发了一些整定计算软件,这些软件在一部分220 kV电网中的应用有了一些成功的经验,而对于110 kV电网,到目前为止,还没有比较成熟的软件。这主要是由于220 kV及以上电压等级的电网结构规范,相应的继电保护整定计算能够用规范的数学方法描述;而110 kV电网的结构不规范,如有短线群、T接线、小电源等,这样在110 kV电网的整定计算中既有用数学方法描述的确定性问题,也有大量需要用人的经验才能处理的问题。要解决这些问题,就要用到专家系统的一些基本方法,建立可修改的规则库,整定人根据整定时的具体情况使用这些规则,建立一定的逻辑关系,逻辑关系一旦建立,无论系统的其他参数如何变化,整定计算都可能自动完成。由于其逻辑关系的建立需要一定的人工干预,因此我们称这种方法为准专家系统模式的计算机整定计算。

1 整定计算的条件

以往的整定计算软件在开发的时候,我国的大多数110 kV电网还是环网运行,这些软件充分考虑了220 kV电网同110 kV环网之间电磁环的存在对保护整定的影响,并因此增加了软件的复杂程度,降低了其灵活性。这些软件对于110 kV电网保护的整定不规范、失配点多、非常规整定多的问题没有重视,大大降低了计算出的结果的实用价值。另外受软件开发平台的限制,开发者在人机界面的方便程度考虑较少,使得人工干预非常烦琐,费时费力,不得不弃而不用。

准专家系统模式的计算机整定计算能够解决以往的软件应用到110 kV电网时所遇到的问题,其主要依据有两点:110 kV电网结构的变化和计算机技术的发展。

1.1 110 kV电网形成单电源的辐射结构,简化了整定计算

随着220 kV的主输电网络的形成,原来的110 kV环网得以解环运行,从而形成了以220 kV变电站为中心电源的辐射型结构的分区网络,使得110 kV的电网结构大大地简化。由于不再考虑电磁环,也使得110 kV电网的整定计算软件的开发思路发生了重大改变。解环运行之后,分区网络的规模较以前减少了许多,各电力元件之间的保护配合关系变得非常简单,如果仍沿用节点方程的方法进行整定计算,一方面将简单问题复杂化,另一方面仍不能解决短线群、T接线、小电源的问题。准专家模式是将电力元件的所有的整定配合关系归纳为相应的用计算公式表示的规则(由于不存在电磁环,这些规则的数目及复杂程度都大大降低),然后由整定人选择所整定的电力元件的整定规则。这种模式简单、直观,对整定计算全过程可进行有效的控制。

1.2 计算机技术的发展为新模式提供强大的技术支持

最早进行整定计算软件的开发大约是在七八十年代,现在计算机软硬件的技术水平同当时相比不可同日而语。当时编制软件最先要考虑的是软件的运行速度以及数据的存储容量,其次才是用户界面,而以目前的计算机技术水平,对于编制这种规模的软件,其运算速度及数据存储容量可以不予考虑,因此其重点应该是良好的用户界面。准专家系统模式完全在系统一次图形界面上完成参数数据的输入、计算过程的控制、计算结果的输出,大大降低了使用者掌握软件的难度,不经培训就可以方便地使用。

2 整定计算的实施方案

2.1 方案总体设计

该方案由以下几个模块组成:电网拓扑绘图模块、参数数据输入模块、短路电流计算模块、整定计算规则模块、整定计算模块、ODBC接口模块。总体设计原理如图1所示。

由图1可以看出,整定计算的全过程都是在系统一次图形的界面下完成,不需要使用者对底层进行操作。在专用的电网拓扑绘图模块下,一次图一旦绘好,网络数据的拓扑结构就建成,结构中各单元同系统各元件一一对应,这种对应是由软件完成,毋需人工干预;参数数据库、短路电流数据库、规则库都是整定计算的数据源,其中参数数据库、短路电流数据库与系统一次结构紧密相关,当系统一次结构变化后,这两个数据库的内容相应修改。整定规则库则完全,其修改、补充等操作单独进行。

2.2 功能模块介绍

2.2.1 电网拓扑绘图模块

电网拓扑绘图模块是一个面向对象的电网绘图工具,能够支持全屏幕动态缩放、屏幕漫游,以基本图元(如线路、断路器、变压器等)为绘图单位,进行系统一次网络图的绘制,各图元通过定义形成网络拓扑结构,性能优良且操作方便。除了具有图形编辑软件的一般功能外,它的最大特点在于可以无隙地嵌入数据库和保护整定计算模块。因此,该模块实际上充当了本系统的用户交互界面,用户在图上即可进行数据库操作并可启动线路或变压器的保护整定计算。

2.2.2 参数数据输入模块

在系统一次图上,在定义好的图元上输入参数数据,经过计算机处理后形成参数数据库,并同网络拓扑结构一一对应。参数数据能够在系统一次图上打印出来。

2.2.3 短路电流计算模块

利用已形成的网络拓扑结果及参数数据库,以各母线为故障点,计算大小运行方式下三相短路、两相短路、单相接地、两相短路接地的故障电流,形成短路电流数据库,并能够以一定格式输出打印。

2.2.4 整定计算规则模块

以单电源辐射型网络为主要整定对象,充分考虑短线群、T接线、小电源对整定计算的影响,将各种保护的整定方法总结、归纳,形成标准化、公式化的规则库。

2.2.5 整定计算模块

模块分为整定设置、线路保护整定及元件保护整定三部分。整定计算所需的有关系数要求,例如灵敏系数、可靠系数、配合系数、整定原则等,整定前在整定设置菜单下填入。

线路保护整定计算分三种方式:

1)全自动方式:所有整定步骤由计算机完成,没有人工干预;

2)半自动方式:由人工指定失配点及失配参数,计算机完成后面的工作;

3)全人工方式:全部整定步骤采用问答式,由整定人逐步完成,每一步的计算结果均在屏幕显示。

保护整定均在系统网络界面上进行,根据用户在系统一次图上选定的电力元件,直接启动相应保护的整定计算模块,通过调用参数数据库、短路电流数据库、规则库的内容进行计算,计算过程可人工干预。

所有的计算结果均以整定计算书的形式输出。

2.2.6 ODBC接口模块

整定计算是在一次图形界面上完成的,要通过ODBC(Open DataBase Connectivity,开放数据库互联)将参数数据、短路电流数据以及网络拓扑结构参数结合起来,完成相应的计算。

2.3 方案的特点

该方案具有以下特点:

1)数学模型简单

由于以单电源辐射型网络作为整定计算的对象,大大简化了整定计算的数学模型,从而使整定计算的复杂程度大大降低。

2)人机界面友好

数学模型简单使开发者在开发平台的选择上有很大的余地,不用对平台的数学计算能力有太高要求,因此可以充分利用近年来推出的优秀商业软件,从用户角度开发出具有直观、简单、灵活的人机界面的软件。

3)输入输出设计灵活

参数的输入完全在系统一次图形界面上完成,彻底摈弃了过去需要用户做节点编号、做数据文件的方法,大大降低了工作量。计算结果的输出有两种方式,一是在屏幕输出,这样可以让整定人监视整定计算的每一个步骤,这对于整定计算的审核十分有利;第二种方式是以整定计算书的形式输出,可以文本格式进行编辑,由于目前微机保护的许多小定值不是计算的结果,而是运行方式的一些具体要求,因此对整定计算书进行必要的编辑,一方面使计算书更加完整,另一方面对无纸化办公也有一定的意义。

3 开发软件的选择

3.1 软件运行平台:中文Windows95

中文Windows95是一个32位的操作系统,它是专门为中国大陆的用户而设计的,因此它具有内置的双字节汉字内核,无需再外挂中文平台即可显示汉字,极大地方便了国内用户。Windows95与Windows3.x以及DOS相比较,有操作容易、支持抢先式多任务、运行稳定等优点。

3.2 数据库接口工具:Microsoft ODBC 2.0

Microsoft ODBC 2.0是一个由微软公司在90年代初提出的开放式数据库互连的标准,发展到现在在技术上已相当成熟,几乎所有主要的数据库开发商都提供了相应的ODBC驱动程序。ODBC的优点在于它使程序员无须关心他所要存取的数据源的类型、位置和格式等。他只需调用相同的API函数来和ODBC接口打交道即可,直接和某个特定的数据库交互则由ODBC来完成。这样,一方面使程序员的工作量大为减轻,另一方面使得程序更加灵活,因为当低层数据库发生变化(如数据库由DBASE变为ACCESS)时,庆用程序不须做较大的改动可适应新的数据源。

3.3 数据库开发软件:Microsoft Access97中文版

Microsoft Access97中文版是微软公司在1997年推出的最新的数据库开发及管理软件,它在小型的数据库应用中具有许多

Linux在信息家电(IA)上的应用_工科论文 篇九

【摘要】本文介绍了linux在信息家电中应用的背景、原因和进展情况,并说明了把linux应用于信息家电所要做的工作步骤【关键词】linux,信息家电(IA),嵌入式背景

当今的信息产业,信息家电(IA)无疑是最热的话题之一。事实确实如此。据IDG预测,未来信息家电产品需求将出现大幅成长态势,到20xx年,全球信息家电产品的售出量将达到5570万台,每年信息家电产品的销售额将以61.8%的复合成长率成长,10年后,其销量将是电脑的10倍。届时,信息家电将取代传统家电,成为市场主流。一些国际著名的大IT厂商和家电厂商正是看到信息家电产业的美好发展前景,纷纷调整生产结构,开始批量生产信息家电,国内厂商也伺机而动,纷纷推出了自己的信息家电产品。

操作系统是计算机技术的核心技术之一。随着技术的飞速发展,在嵌入式系统领域,操作系统也成为各大厂商竞争的焦点。PalmOS和WinCE是当前信息家电操作系统中应用最广泛的两种。但这两种操作系统的许可费用都不低,所以不少信息家电的厂商也开始自行开发操作系统。这些厂商最看好的选择就是Linux。

选择linux的原因

我想,linux之所以受到信息家电厂商的青睐,主要有如下原因:

第一,它可应用于多种硬件平台。Linux已经被移植到多种硬件平台,这对受开销、时间限制的研究与开发项目是很有吸引力的。原型可以在标准平台上开发然后移植到具体的硬件上,加快了软件与硬件的开发过程。

第二,Linux可以随意地配置不需要任何的许可证或商家的合作关系。唯一的限制时开发者必须做出对Linux社区有益的改动。

第三,它是免费的,源代码可以得到。这是最吸引人的。毫无疑问,这会节省大量的开发费用。

第四,它本身就内置网络支持。

第五,linux的高度模块化使添加部件非常容易。

另外,linux在台式机上的成功,使大家看到了linux在信息家电上的辉煌前景。

把linux应用于信息家电需要做的工作

由于linux开始是为台式机开发的,而信息家电属于嵌入式系统,有嵌入式系统固有的一些特点,如内存容量与台式机相比有限等,所以把linux应用于信息家电,不是可以直接应用的,而是还需要做大量的工作。需做的工作大致如下(有些不是必须做的):

Linux的移植。如果选用的平台linux不支持,就需要做这样的工作,把linux内核中与硬件平台相关的部分改写,使之支持所选用的平台。 内核的裁剪。嵌入式产品的可用资源比较少,所以它的内核相对信息家电来说就显的有点大。如果应用到信息家电,需要进行剪裁到可利用的大小。 桌面系统。现代的操作系统如果没有一个友好的界面是没有说服力的。现在的台式机Linux系统使用了传统的x window系统的模式-----Client/Server结构。和硬件有关的部分即是Server端,实现一个标准的显示接口;应用程序通过对Server的服务请求,实现程序的显示。在此之上,实现窗口的管理功能。但x Window对于信息家电来说也是显得很庞大。现在国内有MiniGUI,国外有MicroWindow,都在致力于嵌入式linux GUI的开发。适用于嵌入式linux上的x Window的工作也在进行。 驱动程序的开发。Linux内核更新的很快,许多最新的硬件驱动很快就被支持。但信息家电是多种多样的,所选用的硬件设备也不同,并且不可能都有linux的驱动程序,因此,设备驱动程序的开发也是重要的工作。 应用软件的开发。对于一种具体的信息家电,都要有相应的应用软件来支持。相对来说,这方面的难度不太大。 中文的支持。这对于想在中国市场推广的产品是不可少的。 目前的进展情况

对于嵌入式linux操作系统的开发,国外起步的比较早。现在,国内也有很多个人和团体在做这方面的工作。据报道,康柏电脑公司本周开始推出使用Linux操作系统的iPaq掌上电脑。Lineo早已发布了一套嵌入式Linux操作系统棗Embedix Linux 1.0。近日,Red Hat将把Red Hat Linux作为嵌入式Linux开发的基础平台,并且正在开发一种标准的Red Hat Linux版本,用于嵌入式Linux。市场在国内,广州的博利斯宣称他们推出了国内的第一套嵌入式linux,而美商网虎公司一直在宣传他们号称世界上最小的xlinux。但总的来说,虽然已经取得了一定的成果,但linux在信息家电上真正实际的应用还很少,市场上还没有出现十分成熟的linux信息家电产品。

前景展望

信息家电将会是未来的主流产业,它将成为今后两年技术发展的主流和未来发展的强有力的技术推动,也是各嵌入式操作系统竞相争夺的重要市场。Linux是源代码开放软件,不存在黑箱技术。Linux作为一种可裁减的软件平台系统,是发展未来嵌入设备产品的绝佳资源。遍布全球的众多Linux爱好者又能给予Linux开发者强大的技术支持。Linux更小、更稳定,而且是免费的,在价格上极具竞争力。对于国内的厂商来说,一直感叹在信息领域核心技术的落后,而linux就给我们提供了这样一个改变这种面貌的机会。其实对于信息家电的最终用户来说,操作系统只是一个黑箱子,他们可能根本就不在乎用的是什么操作系统,只要好用易用就够了。因此,只要我们把linux变的更好用易用(事实上,在这方面已经取得了很大进步),我们没有理由不相信linux在信息家电上的巨大发展前景。我们相信代

沈阳市煤气管网地理信息系统技术设计方案_工科论文 篇十

摘要:本文详细介绍了沈阳市煤气地理信息系统的建立方案,方案分两期实施,一期主要完成煤气地理数据库的建立,单机版煤气地理信息系统的建立,二期完成网络工程的建立。

一、前言

沈阳市的燃气事业始建于1923年,是国内最早生产和使用燃气的城市之一,现拥有地下燃气管网2156公里,燃气居民用户80万户,工业用户3000多户。随着沈阳市城市建设的飞速发展,我市的燃气管道用户及管网规模在不断扩大,手工的管理模式和管理手段已无法满足“合理规划、科学管理、安全供气、优质服务”的要求,因此,寻求一种高科技、现代化的管理手段是当务之急,我公司经多方面调研,认为建立地下燃气管网地理信息系统是解决问题的捷径,通过地理信息系统可以实现燃气管网的动态管理,以便为城市燃气规划、管网管理、燃气事故预防及突发事故的处理等迅速、准确地提供管网的相关数据。

该系统是采用先进的计算机网络、通信技术、地理信息技术,建立在强大的网络系统平台上,支持大型数据库系统。在这个网络信息系统平台上,可以实现燃气管网的规划设计、输配管理、图档管理、抢修辅助决策、燃气用户管理及综合查询、统计等功能,各管网相关部门可以实现在各自部门同时查阅管网信息,以提高管网信息利用的效率。该系统建设分两期进行,一期工程主要完成数据的采集、管理、更新、查询、等主要功能,二期主要完成系统网络工程的建设。

二、技术路线

煤气管网地理信息系统的建立是一个复杂的系统工程,其建设的好坏不仅影响系统自身的应用情况,也将对整个沈阳市城市地理信息系统的推广产生深远的影响。为此,在设计和建设中必须遵循以下原则:

规范化原则

城市建设地理信息系统须严格遵循国家、辽宁省及沈阳市有关城市规划、建设与管理的法规。数据的分类编码应该严格遵循现有的国家标准、行业标准,并根据辽宁省和沈阳市的地方特色,制订适合于本系统的分类编码方案。

先进性原则

系统的功能设计应该立足于较高的起点,在考虑性能价格比的同时必须着重考虑系统的先进性。在软硬件平台的选用上考察国内外最新技术,同时也应考虑系统的通用性及各部门现有的软硬件平台及应用水平,便于该项目的成果尽早产生效益。本系统的地理信息系统平台采用国际上处于领先水平的美国ESRI(Environmental Source Research lnstitute)的Arclnf08,使系统立足于高起点,为煤气系统的开发及应用打下良好的基础。

完备性原则

系统的数据结构和功能体系应能充分满足用户提出的合理需求。

适用性原则

系统应具有良好的人机交互界面,易于使用,在系统的设计过程中,全面考虑各种特殊情况,使系统具有通用性。

示范性原则

沈阳市煤气地理信息系统是辽宁省第一家专业管网系统,该系统的建立为沈阳市其它管网系统的建立积累技术经验,同时也可以为其它兄弟城市建立管网系统提供宝贵的技术支持。

可扩充性原则

系统的要素、编码、功能和数据库结构都必须易于扩充,以满足系统进一步的发展和沈阳市城市地理信息系统建设的需要。

三、系统一期工程

目前,沈阳市煤气总公司的管网资料主要以纸质的500图、台帐、竣工档案等形式存储,无任何数字化管网信息,因此系统一期的一项主要工作是建立管网地理数据库,此项工作主要由属性录入子系统、数据管理子系统来完成。

l、煤气属性数据录入子系统

说明:在系统建立初期,为了方便用户属性的录入,用VB和Access相结合开发了属性数据录入子系统,它主要应用于系统建立初期属性数据的大量录入,系统建立以后,不再使用此系统。

录入:通过拷贝、提供可选项等方式,提高属性数据录入的效率,录入过程中可以实现记录的全屏幕编辑,如:删除、修改、存盘等操作。

查询:通过28种查询方式,查询到满足用户条件的记录。

修改:高级用户可以实现属性数据的批量更新、恢复。

报表:可以实现条件报表,动态报表

2、煤气数据管理子系统

说明:在系统建立初期,为了实现数字化各工序的管理,图形和属性数据的挂接,图幅的拼接,错误的检查等工作,用VB和Maplnfo相结合开发了数据管理子系统,它主要应用于系统建立初期。

管点分类:在拼接完成的1:5000区块上,完成调压站、抽水缸、节点、罐站、阀门井的分离

属性挂接:在拼接完成的1:5000区块分类表上,实施点属性的挂接,全市拼接完成之后,完成点属性向线属性的抽取。

查错:查出各种图面错误(符号用错、线端点无点符号、点符号不在线上、重复点、悬挂点、重复线、点号重复、点号为空)

拼图:完成1:5000范围内的拼图,全市的拼图·转换:利用Maplnfo的转换工具,将数据转换成 Arclnfo的E00格式或CAD格式。

打印输出:查询结果报表,总表报表、标准图幅打印

3、煤气地理信息系统

说明:在ARC/INF08环境下,以VB6.0作为系统二次开发语言,实现煤气管网的专业化管理。

查询:快速查询、组合查询、关联查询、空间查询。

统计:快速统计、组合统计、关联统计、空间统计。

专题图:以字段为依据、生成各种专题地图。

标注:根据标注参数设置,完成自动标注、扯旗标注。

:垂距、爆管、横剖面、纵剖面、两点连通开关测试、预警、水力计算、动态监控口

图形管理:开始编辑、拴点上图、捕捉设置、停止编辑、图幅打印、沿道路打印。

属性管理:单记录属性管理、多记录属性管理、更新维护次数、报表打印。

动态报表:查询、统计、结果的动态报表。

图纸输出:标准图纸的黑白打印、彩色打印、任意打印、沿道路打印。

数据转换:与Maplnfo或AutoCAD之间的双向转换。

4、动态监控子系统

利用煤气总公司已建成的动态监控系统采集的数据(存储在SQL SERVER数据库中),实现监测点数据在电子地图上的动态显示。

四、系统二期网络工程

煤气二期网络系统是在煤气一期工程系统(单机版)的基础上扩充了网络功能。二期工程的建立可以更好地发挥煤气数据资源的价值,煤气数据资源是煤气公司宝贵财富,是近,百年来,几代煤气人辛勤劳动的结晶,它的数字化、错误的纠正更是耗费了大量的人力、物力,网络的建设可以使煤气总公司这一宝贵的财富发挥其应有的作用和功能。二期网络工程的建设与施,使各管网相关的部门可以及时了解最新的管网信息,为管网的设计、运行、维护、更新、管理提供高效、准确、及时的管网信息,加强管网科学化、自动化管理,为沈阳煤气事业的腾飞,打下坚实的基础,造福子孙后代。系统二期网络工程的建设,使得煤气公司的管网系统采用了客户朋艮务器(C/S)方式,成为了真正的企业级的地理信息系统构架,使得各管网相关部门,可以做到足不出产,便可以了解到最新的管网信息,使得煤气公司在全国范围内处于技术领先地位。

1、网络工程目标

提供沈阳市煤气管网设计、管理一体化的解决方案,完成沈阳市煤气总公司企业级GIS体系,强化煤气管网管理。

采用当今世界最先进的企业级GIS应用构架,采用符合技术发展和工业标准的Oracle数据库作为系统数据管理平台,构架先进的企业级应用系统,使得系统的投资能够长期为用户服务。实现管网数据资源最大程度的共享,实现管网规划、设计、管理、维护一体化。

提高管网信息的使用价值,使一期的投资达到更好的经济效益和社会效益

提高沈阳市煤气总公司的企业形象,为IS09000的认证准备雄厚的技术储备。

2、 网络结构

该系统的网络结构采用标准的快速以太网,传输介质采用100M的非屏蔽双绞线,服务器及客户端计算机通过中心的100M高性能交换机连接,系统结构如下图所示:

沈阳市煤气管网地理信息系统二期工程

该网络系统结构简单明确,使用很少的投资实现完全的网络系统,同时便于系统的升级与扩充。如果建立了相应的网络中心,不仅可以控制、维护各工作站数据的使用,还可以作为展示中心,如果与遥调、遥测系统相联,还可以在投影上动态显示各监测点的数据。考虑网络结构和应用软件系统的具体要求,系统使用高性能的服务器系统与网络交换机。

本系统米用ESRI公司企业级GIS解决方案,实现大规模基础空间数据的管理。系统结构如下图所示,采用三层结构体系,底层为空间与属性统一的数据库系统(数据库采用 ”Oracle8i);中间层为应用系统服务器,应用系统为ARCINFO与ARC—SDE,具有强大的空间能力,及空间数据管理能力,并支持3维地形图;上层(客户端)基于UapObject组件开发基础空间数据管理系统,支持管网数据的查询、统计、图形打印、动态报表、数据输出或转出等基本功能。 系统采用ESRI公司的网络平台ARCSDE、Mapobjects,不仅考虑到与一期软件平台(ESRI

公司的Arclnf08)的兼容性,主要是考虑系统整体构架的先进性、可扩充性和企业级应用。

系统采用大型数据库0racle8i,主要是用于管线数据和基础地形图海量数据的管理。Oracle8i是当今先进的地理数据库,它可以同时存储图形信息和属性信息,同时,它与ESRI公司的ArcsDE8的兼容性最好,可以保证系统能够发挥最高的效率,同时也保证了方案的最优性,保证系统在相当长的时间内不会落后。

3、 方案特点

应用当今世界最为先进的企业级GIS应用框架,为煤气工程提供了灵活、高效的企业级应用解决方案,系统的运行实施,将使沈阳市煤气管网的管理达到国内领先水平,并接近国际同期水平。

系统是采用真正的客户朋艮务器结构的GIS系统,是在企业范围内高效、安全

地共享煤气管网数据的必然选择。

采用工业标准数据库管理系统,同时存储空间数据和属性数据,保证数据的安全性、一致性。

系统方案符合当前煤气管网管理和GIS技术发展趋势,特别是采用的GIS技术解决方

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