發布時間:2024-03-11 11:54:56
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇數據通信的作用,期待它們能激發您的靈感。
1、引言
IEEEStd1596-1992ScalableCoherentInterface(SCI)可擴展一致性接口[1]是一種專門針對并行計算機系統設計的,可以提供千兆位互連帶寬和微秒級通信延遲的高性能系統互連技術。它提供了一種硬件實現的分布式共享存儲(DSM)的并行計算機結構,支持硬件的緩存一致性,主要應用于高性能并行計算機系統互連,高性能I/O等領域。
SCI技術來源于傳統總線技術的固有限制,傳統總線是一種共享介質的互連技術,隨著系統中連接節點的增加,系統性能下降,而SCI提供節點之間單向、點到點的互連,支持靈活的拓撲:寄存器插入環、2DMesh、交換式互連等。任何一種互連方式都支持消息的并發傳輸,從而在一定規模內,系統的性能隨網絡中的節點數增多而增加,具有可擴展性。本文主要研究WindowsNT環境下實現SCI數據通信的方法,給出了SCI數據通信軟件的設計。
2SCI協議概述
SCI協議包括三個層次:物理層、邏輯層和緩存一致層(可選)。物理層對SCI的鏈路規范、拓撲方式及網絡接口等做出了規定;邏輯層主要定義了SCI的數據包格式、邏輯事務協議;緩存一致層針對并行計算的分布式共享存儲模型提供硬件緩存一致性的支持,是SCI協議的可選部分。
SCI可以采用各種靈活的拓撲構成互連系統,支持多種鏈路形式,其中18-DE-500并行鏈路寬18位,采用差分信號傳輸,每條信號線提供500Mbps的帶寬,其中16位用于數據傳輸,因此理論上可提供8Gbps的互連帶寬。基本的拓撲是寄存器插入環,支持消息的并發傳輸,如圖1所示。SCI節點在發送數據的同時仍然可以接收數據并進行處理,考慮SCI環中每個節點都向其下游節點發送消息,則圖1中的4節點SCI環中可以存在四個獨立的數據流,使系統吞吐量達到單條鏈路吞吐量的四倍。SCI網絡傳輸的基本單位是符號(Symbol),每個符號長2個字節(Byte),SCI使用復雜的技術克服了總線技術/共享介質0的固有限制,但是對互連系統應用提供了類似總線的服務:讀事務(ReadXX)、寫事務(WriteXX)、移動事務(MoveXX)和鎖定事務(Lock)等。為使通信較少受到傳輸距離的影響,SCI采用了分離事務協議,使CPU在發出/請求0后不必等待/響應0,可以立即進行其它操作。
SCI中每一個事務都由子操作(Subaction)組成,每個子操作包含兩種消息的傳輸,如圖1中虛線所示,以節點1向節點3發起的Read64事務為例:(1)節點1應用層發送請求發送(RequestSend)消息,向節點3請求讀64字節的數據;(2)節點3的SCI接口自動返回請求回應(RequestEcho),說明請求發送消息收到;(3)節點3應用層發送響應發送(ResponseSend)消息,附帶有節點1請求的64字節數據;(4)節點1的SCI接口自動發送響應回應(ResponseEcho)消息,表明收到節點3的消息,從而完成節點1向節點3發起的Read64事務。
3WindowsNT4.0環境下SCI設備驅動模型
SCI支持WindowsNT4.0,Windows2000,Solaris,Linux,VxWorks,HP-UX等主流操作系統,其中在WindowsNT4.0環境下的測試性能最好,WindowsNT4.0對硬件的訪問做了嚴格的限制,系統設計者必須嚴格遵循驅動程序開發規范進行硬件驅動程序的開發和使用。目前商用SCI接口適配卡由挪威的Dolphin公司[2]提供,主要基于計算機I/O總線。采用Intel平臺上PCI總線的SCI接口適配卡D330[2]構成的SCI通信系統的設備驅動模型如圖2所示。D330SCI適配卡支持64位和32位的PCI總線,完成SCI構成的DSM系統與SCI節點機的接口功能,同時實現SCI協議規范。SCI采用64位地址,提供整個DSM系統的全局地址空間,其中前16位表示節點地址,各節點機PCI總線的64位或32位地址則映射至SCI全局地址的后48位,各節點機只要對該全局地址空間的某一地址操作,節點機之間的數據傳遞即可由SCI硬件自動實現。Pcisci.sys提供了SCI網絡的底層驅動,完成PCI總線設備的訪問功能,并且將PCI總線事務映射成為SCI網絡事務,提供透明的SCI設備訪問機制。Pcisci.sys中的IRM驅動函數提供SCI協議相關的功能驅動。D330適配卡的參數可以通過調用IRM驅動函數進行更改。一般情況下,系統設計者不應隨意調用IRM驅動函數對D330內部參數進行更改。Sisci.sys提供了SCI網絡的高層驅動,它屏蔽了SCI協議細節,為系統設計者提供了基于共享內存、DMA、遠程中斷等的數據通信接口,Sisci.sys在WindowsNT平臺上以同步通信方式工作,異步通信可以結合多線程技術實現。
Sisciapi.lib為Win32應用程序提供了用戶模式下的接口函數(SISCIAPI)[3,4],SISCIAPI既支持共享內存的編程模式也支持消息傳遞的編程模式。在建立了內存映射之后,應用程序利用指針就可以實現數據在各節點機之間的傳遞,體現了SCI支持共享內存的特點;利用DMA實現數據通信,應用程序必須負責數據傳輸的全部過程,這體現了SCI對傳統的消息傳遞模式的支持。
SCI提供了基于共享內存和DMA的兩種同步數據通信方式,通信采用面向連接的方式,利用中斷實現通信雙方節點的事件通知,下面的討論中我們稱發送數據的節點為Client,接收數據的節點為Server。
3.1共享內存方式
共享內存是一種針對小規模數據傳輸的Programm-bleI/O(PIO)通信方式,SCI使用段(Segment)的概念將本地內存映射成本地段localsegmentt,將遠端內存映射成遠程段remotesegmentt,Server建立localsegmentt類型的變量使得本地內存可以為其它節點訪問;Client建立remotesegmentt類型的變量使得訪問其它節點上的內存資源成為可能。通信雙方將各自的本地內存映射到SCI全局地址空間之后,依靠設定的內存標志完成數據通信。在圖3中,Client節點和Server節點分別聲明localsegmentt的變量localsegC和localsegS,利用這兩個變量建立本地內存在SCI全局地址空間的內存映像,然后Client節點聲明remotesegmentt的變量remotesegS用于連接Server節點在SCI全局地址空間的內存段,從而建立了各個節點在SCI全局地址空間中的內存映射關系。Server節點使用SCICreateSegment()申請本地內存,創建localsegS,指定該段標志8,然后調用SCIMapLo-calSegment()返回本地指針供Server節點中的進程訪問,調用SCIPrepareSegment()將申請到本地內存的localsegS映射到SCI全局地址空間;SCISetSegmentAvailable()則使該localsegS為SCI網絡中的所有節點機可見。
Client節點設定本地段localsegC的過程同上,欲完成向Server節點發送數據,Client節點必須調用SCI-ConnectSegment()與Server節點建立連接,將Server本地內存在全局地址空間中的映像映射到remotesegS,然后利用SCIMapRemoteSegment()返回屬于Client進程的本地指針供訪問Server節點時使用,連接建立之后就可以使用返回的內存指針或SCIMemCopy(本地指針,remotesegS)函數進行數據傳輸了。
3.2DMA方式
當進行大量的數據傳輸時,DMA數據傳輸方式可以充分利用帶寬資源提高吞吐量。由于采用DMA方式時,存在DMA隊列的建立、管理等通信開銷,所以與共享內存方式相比,DMA方式的通信延遲略有增加。使用DMA方式,應用程序要創建DMA隊列,將數據放入DMA隊列,啟動DMA隊列,查詢DMA隊列的狀態等,應用程序必須負責數據傳送的整個過程。DMA方式的通信仍然建立在段(Segment)概念的基礎之上,在編程方面與共享內存方式的區別主要體現在Client節點,具體過程如下:
(1)創建本地段,SCICreateSegment(&localsegC);(2)映射本地段,返回本地數據指針(void*)SCIMapLocalSegment(&localmapC);
(3)將本地段映射至SCI全局地址空間,SCIPrepare-Segment(localsegC);
(4)創建DMA隊列,SCICreateDMAQueue(&dmaqueue);(5)連接Server節點本地段,SCIConnectSegment(&remotesegS);
(6)利用本地數據指針完成本地數據載入;
(7)將數據發送到DMA隊列,SCIEnqueueDMATransfer(dmaqueue,localsegC,remotesegS);
(8)啟動DMA傳輸,SCIPostDMAQueue(dmaqueue);
(9)等待DMA傳輸完畢,SCIWaitForDMAQueue(dmaqueue);
(10)確認DMA傳輸正常完成,SCIDMAQueueState(dmaqueue);
(11)刪除DMA隊列,SCIRemoveDMAQueue(dmaqueue)。從上述過程可見,DMA方式適合較大量數據的傳輸,而不適合少量數據的傳輸,否則不能充分利用DMA方式具有的一次傳送大量數據的優點。
3.3中斷方式
要完成通信雙方的數據傳遞,通信過程中必須進行協調,SCI提供了中斷方式專門用于實現SCI節點間的事件通知。與上述兩種數據方式相同,中斷分為本地中斷(localinterruptt)和遠程中斷(remoteinterruptt)。遠程中斷是Server節點;本地中斷在Client節點的映像。中斷也是面向連接的,使用前必須建立連接;不同的是,中斷方式并不傳送任何數據,它只是作為事先定義好的某種事件(利用中斷標志)的通知手段,使用中斷完成通信協調的過程如圖4所示。
4SCI數據通信軟件的設計
上面我們詳細討論了SCI數據通信的幾種方法,最后結合我們開發的SCI通信延遲測試系統的負載注入軟件,說明SCI數據通信軟件的設計過程。SCI負載注入軟件是根據各個節點的通信表文件,向SCI網絡中注入數據流,設定網絡負載,同時配合網絡端端延遲測試儀測定特點消息的傳輸延遲,從而實現對SCI網絡通信性能細節的把握。通信表指定了數據流源節點、目的節點、長度以及更新速率等參數。
關鍵詞 數據傳輸網絡;通信警報;重要作用
中圖分類號TH13 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2011)49-0225-02
1 數據傳輸網絡在人防通信警報中的地位
在數據通信業務不斷發展和數據通信技術逐漸成熟的過程中,數據通信網絡的建設開始起步,并逐步發展到規模經營,通信數據技術是從20世紀60年代開始,隨著計算機技術的不斷發展和計算機的逐步應用而發展起來的一種新的通信技術。它使人類在信息傳遞方面有了質的飛躍,但是這些通信業務的單一性,尤其是速率太低,不能滿足人們快速多樣性通信的需要。大量數據、圖像等方面的通信需求直接促使數據通信網絡的出現。隨著科學技術的不繼發展,現在數據傳輸網絡在人防通信警報中,逐漸占據主導地位,下面就談一下現代數據傳輸網絡在人防通信警報中的作用。
1.1什么是傳統數據通信網絡
從數據通信網絡的發展歷程來看,傳統數據通信網絡指在20世紀60年代末出現,在80年代得到大力發展的初期階段的數據通信網絡,其業務相對單一,技術相對簡單,它是在當時的傳輸技術、交換技術和計算機通信技術的條件下建設而成的。傳統數據通信網主要提供低速(2Mbps)以下,單一的數據通信業務,可滿足用戶最基本的數據通信需求。
1.2數據通信的發展離不開電話通信網絡
電話通信(亦稱話音通信)的發展距今已經有了一百多年悠久的歷史、其應用相當普及,形成了世界上最龐大的交換網,它的電氣性能(耳機音量、背景噪音、傳輸的頻譜帶寬等)在許多年前就已標化。數據通信與電話通信有著很多不同的顯著特點:數據通信實現的是計算機和計算機之間以及人與計算機之間的通信,而電話通信是實現人和人之間的通信。
1.3傳統數據通信網的不足
到了20世紀90年代末,已有的分組交換技術和數字數據傳輸技術已不能適應環境的需求,逐漸暴露出自身的缺陷。分組交換網絡是建立在原有的速率較低,誤碼率較高的電纜傳輸介質之上,為了保證數據傳輸的可靠性,由網絡側全部完成(而不是用戶)差錯控制、流量控制、擁塞控制等功能。這樣,網絡側的處理操作負荷太大,既制約了網絡端交換機的吞吐量和通信效率,也增加了網絡傳輸的延遲時間,漸漸的已不能適應高速數據傳輸和交換的需要。數字數據網絡,DDN網所采用的TDM技術不能適應數據業務的突發性要求,DDN要求嚴格的時鐘同步,易出現滑碼等故障;DDN網絡中繼帶寬普遍不足,且帶寬時隙始終占用,中繼電路利用率不高;DDN網絡管理功能差,故障排查時間長;難以適應后來多業務的發展需求。
綜上所述,傳統數據通信網絡的發展已到了逐漸萎縮的時期,但是這并不意味著傳統數據通信網絡會退出歷史舞臺,仍有不可替代的作用,會在低速數據傳輸和交換方面與現代數據通信網絡。但寬帶多業務,高速高效的現代數據通信網絡的出現和規模發展已在數據通信網絡的建設和業務經營中占據主流地位。
1.4關于現代數據通信網絡
現代數據通信網絡從20世紀80年代起開始發展,到了90年代已步入規模建設時期,現代數據通信網絡在21世紀初得到快速發展,成為現代電信網絡的主流,并為現代電信網絡向著一代通信網的演進從技術和網絡能力方面打下基礎。
現代數據通信網的特點主要體現在:
1)網絡層次化;
2)網絡傳輸、交換的一體化;
3)提供100Mbps及以上數據通信業務;
4)業務呈現多樣化;
5)網絡管理標準化、集成化。
隨著各種技術的不斷發展和人類生活水平的不斷提高,人們對數據通信的要求已大大超出傳統數據通信網絡所能提供的能力,現代數據通信網絡的出現和規模發展。將傳統數據通信網絡推向邊緣,使其只提供部分業務的接入能力,與此同時,現代數據通信網絡也在向著整個數據通信網邊緣的延伸。下一代通信網已初見端倪。截至目前,縱觀數據通信網絡的發展歷程,可以看出,數據通信的起步、發展、成熟以至更新換代,都是適應了社會經濟發展的需要,而且,伴隨著這種需要的多樣化、規模化、規范化,數據通信網絡也必須在不斷地創新和拓展中發展演進。
2 數據傳輸網絡在人防通信警報中的重要作用
進入21世紀以來,我國部分城市的人防部門和有關科技單位合作,根據實際技術發展水平采用了一些新技術、新手段、研制了一些較為先進的警報控制專用設備,并在局部使用。有些城市也進行了選用無線尋呼系統發放人防警報的有益探索,這一切都有利地推動了人防警報控制手段的技術進步,起到了很好的作用,但通過對這些設備技術方案的研究和實際應用中的考察,發現有明顯的不足,主要是:
1)專用無線警報遙控由于投資大,需有專門的無線網,而現有遙控系統沒用充分利用警報控制網的資源;
2)只考慮了單一城市人防警報控制,未考慮全國各城市互相聯網,最終建立全國多級警報控制發放中心,組成大系統的能力;
3)抗干擾編碼方案不合理,抗電磁干擾能力差,滿足不了人防警報發放的抗干擾性能的要求;
4)不具備語言報警系統。
隨著高科技的飛速發展,人防通信警報也走進了一個新的時代,將不在僅僅是簡單的單地域防空,鳴放異常危害警報的工程,而應該是利用現有的通信設備進行面積覆蓋的一項新興科技。我國人防系統可以利用現有的數據通信網絡進行交流和警報的及時,這樣,前面提到的問題完全可以迎刃而解。由于是現成網絡,不存在大規模的再次投資,只需負擔相對少量的租取帶寬費用;現在,數據通信網絡已近普及,完全可以將全國人防部門構成一整體網絡,一旦遇警,一呼百應;租用專線,干擾問題可由電信部門提供較先進技術解決;網絡自帶的語音系統和計算機的軟件系統完全有能力解決語音報警的問題。
因此,數據通信網絡在人防通信警報中所發揮的重要作用是人民防空的必然趨勢。
參考文獻
[1]董輝.無線傳感器網絡中的信息處理研究[D].浙江大學,2007.
[2]王規劃.人防建設人防通信警報建設.河南年鑒,2005:108.
【關鍵詞】數據庫技術 信息管理系統
1 數據庫技術
隨著我國網絡技術的不斷發展,信息技術建立在網絡技術的基礎之上也獲得了良好的發展,對于企業來說,能夠通過使用數據庫技術實現文件傳輸,并且還可以使用數據庫技術進行數據信息的存儲,網絡技術的發展為發展數據庫技術的產生與發展打下了堅實的基礎。因此,當前大部分企業的網絡數據已經不再局限于數據處理,有很大一部分的企業會對這些數據進行分析,并且充分使用這些數據進行再次利用或者是做決策,因此,數據庫技術就是在這種情景以及情況之下產生了。
1.1 人工階段
大概是上個世紀五十年代,世界上才剛剛開始出現計算機,但當時計算機無論軟件,還是硬件等設備的發展都不成熟,尚未實現計算機實現存儲功能。在那個時期,人們使用的存儲辦法大部分還是使用紙帶進行記憶,因為在那個時候,計算機軟件以及硬件方面都還沒能實現使用存儲卡記憶。在那個時候也沒有專門的軟件系統進行數據處理以及管理,而且程序員在進行程序設計的時候既要規定具體數據的結構,還要進行設計和數據存儲有關的物理結構,這種物理結構主要包含了存儲結構以及輸入輸出方式,還有存取方法等等方面。
1.2 文件系統階段
在文件系統階段,首先人們對文件進行記錄、存數,然后將記錄、存儲的數據文件通過管理系統進行集中管理。這個操作系統能夠給使用者提供便捷的使用界面。當發生數據及程序分離的情況時,能夠順利剝離二者,從而達到降低數據及程序間相互依賴的依存度,并且數據和程序之間是呈現獨立狀態的。實現用戶程序及數據分開存儲,存儲路徑各不相同,并且每個應用程序都可以實現數據共享,便捷、高效的完成了以單個文件為基礎單位的一種數據共享。
1.3 數據庫系統階段
目前使用最廣的就是數據庫系統階段,我國現今大部分的企業在數據存儲及管理都是以計算機系統為媒介。截至目前,我國的數據庫系統也經歷一段相當長時間的發展了。企業使用的數據庫系統基本能夠滿足數據存儲及辦公需要,方便辦公及時查詢,而且還能夠針對這些數據進行分析,為企業創造更大的使用價值,及經濟效益。當前,在我國企業中使用范圍人數最多的便是數據庫系統。
2 數據庫技術在管理信息系統中的作用
2.1 數據組織
數據庫功能存儲指的是將來自于不同數據庫的數據分開進行存儲,并且在存儲的實現是根據不同的主題對數據進行組織以及歸類的。我們都知道數據庫技術具有強大的信息存儲以及信息歸類和劃分功能,使用數據庫技術能夠在按照既定的程序之下對數據作出抽取以及轉換,還有裝載等等作用。
2.2 打破MIS “業務處理”的局限性
以往運用MIS數據處理技術大多是為了完成“業務處理”,但在世界范圍內隨著科技的不斷興旺發達,計算機技術以及數據庫技術都發生著翻天覆地的變化,改變了先前只是使用MIS技術進行業務處理的局面。采用此類技術可以進行數據分類,充分改變了原先數據庫不能夠改變原來計算機內部存儲的數據進行歸類的缺陷。這一系統能夠充分實現數據信息歸類,這對于使用數據的人來說顯得更加的便捷和有序,通過歸類搜尋就可以找到自己所需要的信息,對信息進行利用以及分析都顯得更加便利。因此,數據庫技術作為系統分析過程當中最明顯的優勢,這同時也是進行系統分析的基礎。
2.3 數據庫技術有效解決數據組織與存儲
數據庫技術的應用解決了以往計算機信息處理過程中繁瑣的數據組織與存儲問題。譬如在數據統計活動中,如果利用數據庫技術就可便捷的實現存儲數據的共享工作,同時又可有效規避數據漏洞的發生,并能夠改善數據檢索處理速度。
以現代化互聯網絡信息技術為基礎,并采用數據庫技術系統,能夠實現越來越多的領域都開始依靠使用數據庫進行數據存儲以及記錄,越來越多的領域都開始依賴數據庫技術。這些都在不斷推進數據庫技術不斷發展。
3 數據庫技術發展的趨勢
3.1 面向對象的數據庫技術將成為下一代數據庫技術發展的主流
當前,我們在日常工作中采用的數據庫技術已經出現不能滿足經濟發展的問題,也根本沒辦法通過數據庫系統功能來描述當今現實社會,但是目前使用計算機技術系統的人們已經接受了先前使用數據庫技術理念以及習慣,現在很難改變原有的習慣去接受新知識和新方法,因此,今后這種專門針對用戶的數據庫技術發展前景將十分廣闊。
3.2 面向對象的數據模型
關系數據庫將會成為未來用戶使用數據庫技術的標準,在不久的未來,這種面向特定對象的關系數據庫將展現出不同類型不同復雜程度的數據模型,可以因為這種數據庫技術還沒有形成一個統一的統計模型以及計算理論公式,因此總體來說都是缺少數據邏輯的,僅能選擇平面數據模型進行處理。為更好地應對未來數據庫技術發展的需要及適應發展趨勢,因此要對平面數據進行邏輯處理,同時還需要對數據進行立體邏輯處理。
3.3 非結構化數據庫的建立
非結構化數據庫與結構化數據庫最大的不同點在于能夠實現對原本建立的數據庫結構進行突破,解決數據定義受限制的情況,并且能夠完成重復字段及子字段行加工變成長字段,然后進行數據處理,對數據進行存儲和管理。
4 小結
隨著數據、計算機硬件及數據庫等的發展及應用,實現了數據庫技術與系統的產生與發展。數據、計算機硬件、數據庫等為數據庫技術的發展提供了技術支持平臺;隨著數據庫的不斷應用與發展,反作用于數據、計算機硬件,同時也促進了它們的進步。伴隨著互聯網絡的出現,擴大了數據庫的使用范圍,給數據庫技術應用領域帶來了快速發展的契機與挑戰。
參考文獻
[1]西爾伯沙茨(Silberschatz.A.).計算機科學叢書:數據庫系統概念(原書第6版)[M].機械工業出版社,2012.
[2]王珊,薩師煊.數據庫系統概論(第4版)[M].高等教育出版社,2006.
[3]加西亞-莫利納(Hector Garcia-Molina)、Jeffrey D.Ullman、Jennifer Widom,楊冬青.數據庫系統實現(第2版)[M].機械工業出版社,2010.
【關鍵字】 數據通信課程 信息化教學設計 教學改革 考核評價
一、課程教學現狀分析
數據通信技術融合了通信技術和計算機技術,是21世紀發展最快、影響最深遠的技術。隨著數據通信技術的應用深入到社會經濟的各個領域,網絡基礎設施建設、管理和維護的人才需求也在不斷增加。高職院校為國家培養基層技術人才,在數據通信網絡領域變得更為緊迫,因而掌握數據通信的理論原理和實操技術對高職網絡通信類專業的學生更為重要。
由于該課程是校企合作專業承上啟下的專業支撐課程,其教學目標是在確定本門課程針對的崗位群之后,根據崗位群對學生專業技能和能力素質的需求,與企業專家共同討論而制定的,并圍繞企業實際的工作項目來設置教學內容,實現學習與實踐的無縫銜接。課程使用中興通訊NC教育系列教材《IP網絡技術》,針對學生基礎薄弱、喜歡動手實踐的特點,校企合作配備了中興公司開發的ZXR10交換機、路由器實訓設備以及Cisco仿真軟件,解決了以往教學過程中,缺乏有效的信息化手段,僅通過知識內容講解,學生無法掌握交換機、路由器的內部結構和開通交換設備的問題。根據實際工作項目的復雜程度,筆者設計出局域網搭建、網絡間互連、網絡擴展技術及應用、交換技術典型案例分析等典型項目,每個項目包含了一系列循序漸進的小任務,配合中興ZXR10系列交換機、路由器及Cisco仿真軟件等實訓設備進行理實一體化教學。學生通過對數據通信課程的學習,能夠掌握數據通信技術的基本構架、原理及組網方式,掌握數據配置和業務調試、設備故障排查、故障處理及設備維護的基本技能,具備IP網絡分析和IP網絡優化與維護的基本技能。經過2年多的項目化教學實踐,不但強化了學生在團隊溝通協調能力、方案設計技能,同時還提升了學生職業素養,取得了良好的教學效果。但由于本門課程理論性強,知識點枯燥,重點難點多,筆者也發現學生在課堂上雖然動手實踐能力得到充分發揮,但學習主動性和創新思維能力還有待進一步增強。
二、信息化教學資源在數據通信課程中的運用
近年來,在信息技術推動職業教育改革創新的大背景下,國內多所高職院校(包括深圳職業技術學院、北京工業職業技術學院等)校企合作專業都相繼開展了信息化教學研究及實踐,取得明顯效果。為提高課程教學水平,強化教學效果,筆者以現代教學理念為指導,以信息技術為支撐,應用現代教學方法,將信息技術、數字資源進行有效融合,充分運用到教學中去,突出教學重點,解決教學難點,系統優化教學過程,最大限度地激發學生的學習主動性。
在教學過程中,筆者借助信息技術將課程教學與實踐教學進行有機融合設計,創造逼真的職場環境和氛圍,基于學生的學習能力、習慣、基礎、層次等特征,以信息技術為支持,充分應用中興ZXR10系列交換機、路由器實訓設備,綜合運用多媒體課件、個人電腦、在線視頻會議系統、中興數據通信助理工程師認證題庫、Cisco仿真教學軟件、“快樂Study11”微信公眾號平臺等信息化資源,將課前預習、課堂學習、課后復習三大過程有序結合,營造出真實的信息化環境,搭建師生、生生高度互動的信息化教學平臺,突出課程教學重點,解決教學難點,系統優化教學過程,最大限度地激發學生的學習興趣,提高學習主動性。
課前,筆者通過公眾微信號推送電子教學任務書,提出了教學目標、教學內容以及本節知識重難點供學生預習,激發學習興趣。課上,在理實一體化教學法的基礎上,綜合運用1+N、團隊合作、角色扮演、競賽角逐等教學方法(如圖1),利用多媒體課件講解分析理論知識,并借助中興ZXR10系列交換機、路由器進行實操演練,Cisco仿真軟件輔助練習。課堂上,筆者作為主講教師負責課程的講授,引導學生去思考,提出項目設計目標,引導學生思考并設計方案。學生運用網絡、實操設備、仿真軟件等信息化手段,根據項目要求,進行個人項目方案設計,小組項目方案設計環節,鍛煉學生分析、解決問題的能力,強化溝通能力。助理教師則輔助學生完成項目設計方案,幫助同學解答疑難問題。當同學設計完成以后,通過在線視頻會議系統,將設計方案上傳給企業老師,通過與實踐經驗豐富的企業教師進行互動,學生的學習興趣明顯提升,企業教師也給予學生更為專業的指導,形成1+N的教學模式。通過項目分組實戰競賽,充分鍛煉學生的團隊合作能力,溝通交流能力,以及未來工作中的可持續發展能力,強化學習效果。
課后,學生可通過公眾號鞏固知識點,查看課后小結,完成章節練習,了解行業資訊,反饋留言,預習新課等,充分利用碎片化時間,隨時隨地進行學習。此外,學生還可免費使用Cisco仿真軟件進行課后拓展提高,復習實操配置任務,鞏固實操技能。在同學們課后提出疑難問題時,教師還可通過QQ群為同學解答,或通過網絡在線直播平臺為有定期開設在線直播課程,學生可通過直播平臺實時提問,教師及時解答。
本課程的考核按實訓40%,平時20%,期末筆試40%計算。遵循過程與結果并重的原則,根據平時項目中的學生自評,小組成員互評,組長重點評價,教師總結評價4種方式進行綜合測評,形成的多元化教學評價,得出學生的實訓考核成績以及平時成績。理論部分的40%則通過期末筆試來考查的專業知識掌握情況。本課程還實行以證代考,學生通過中興數據通信網絡助理工程師認證考試即可獲得本課程成績。
【關鍵詞】數據通信;平面數據通信網;產業規模
在不同計算機之間、計算機與數據終端之間進行數據傳送時,依賴于數據通信;通信網作為一種網絡,整體的結構組成較為復雜,在信息傳遞過程中發揮著重要的作用,能夠為多個用戶提供優質服務;平面數據通信網包含著豐富的內容,滿足了有線電話、自動轉報業務等通信需求,為我國通信事業發展打下了堅實的基礎。
1數據通信分析
1.1特點分析
結合當前數據通信的實際發展概況,可知其在數據傳送中有著獨特的優勢,確保了各計算機之間或者計算機與數據終端設備之間的正常通信。數據通信實踐應用中為各類數據的存儲、傳送、交換等提供了可靠保障,給非話音通信業務開展帶來了積極的促進作用。因此,需要注重數據通信特點分析,以便實現其高效利用,滿足不同領域的實際生產需求。數據通信特點包括:①依賴于通信協議。在不同計算機之間進行正常通信時,需要在通信協議的支持下進行鏈路連接、對話、流量控制等,確保各計算機之間通信有效性;②可靠性高。相比電話通信,數據通信的可靠性更高,主要在于其誤碼率控制要求高;③非實時性。通過對存儲轉發交換方式的使用,使得不同的數據通信實際應用中產生的延遲時間有所差異,應根據實際情況選擇有效的數據通信。
1.2不同的交換方式
在數據通信的支持下,有利于構建出功能強大的數據通信網。該網絡使用包含了不同的數據交換方式,且各交換方式使用過程中產生的作用效果有著一定的差異性。具體表現在以下方面:(1)數據通信網中的電路交換方式。該數據交換方式使用中依賴于通信雙方共同認定的固定電路,通過對這些電路的有效連接,實現了數據傳送。(2)數據通信網中的報文交換方式。該數據交換方式使用先應將報文數據文件視為一個整體,在合理的方式作用下輸入到既定的電路中,并以報文為單位,在所有的交換節點處進行數據的高效處理,實現數據存儲及轉發。其中的數據包傳送中包含了保報文數據、地址信息及其它信息。相比電路交換方式,報文交換方式使用中并不需要預先設置通路,其本質上是一種面向無連接的通信方式,最大限度地提高了信道的利用效率。但是,受到自身技術因素的影響,該數據交換方式使用中存在著時延問題。(3)數據通信網中的分組交換方式。在數據通信網應用過程中,通過對報文長度的有效分析并進行分割,能夠在設置的格式作用下將分割好的報文視為包,送入到信道中進行數據間的傳輸交換,確保了數據傳送高效性。該數據交換方式使用中具有無互損、信道利用效率高等優點,但與之相關的協議及設備結構較為復雜,影響著通信網的運行效率。實際操作中若對分組交換進行改進得到快速分組交換機電路交換技術時,有利于優化數據通信網性能。
2平面數據通信網分析
(1)性能可靠的X.25分組交換網,通過對X.25協議的高效利用,構建出性能可靠的分組交換網,能夠為數據信息的高效傳遞提供保障。該網絡中對分組的類型、格式等有著很高的要求,包含了物理層、鏈路層及網絡層,為用戶提供了良好的通信連接服務。像交換性虛電路、數據報業務等,隸屬于X.25分組交換網范疇,滿足了不同數據報業務開展需求。(2)功能強大的幀中繼網。通過對數據通信網中節點分組吞吐能力及中繼線工作中傳輸效率的重點考慮,在可靠的X.25分組交換技術支持下,得到了、幀中繼網。該網絡使用實現了信道的有效利用,減少了網絡時延,擴大了通信網絡容量,實際的傳輸效率高,具有良好的市場發展前景。(3)性能優越的數字數據網。作為一種全程的數據傳輸網絡,該網絡使用中能夠根據用戶需求,為其提供固定的數字電路。該電路不用時亦可拆除,滿足了用戶的實際需求。該網絡使用的優勢在于:信息傳遞效率高,傳遞過程中的誤碼率得到了有效控制;時延小,基本保持在小于100msd的范圍內;數據傳輸中的透明性良好,信道利用率高。與此同時,應注重異步傳輸模式的合理運用,滿足寬帶綜合業務開展的多優化需求。
3結束語
綜上所述,數據通信及平面數據通信網在數據傳送、信息傳遞過程中發揮著重要作用,有利于實現數據信息的高效利用。因此,需要在各領域發展中加深對數據通信及平面數據通信網的理解,不斷優化我國通信網絡實踐應用中的服務功能,為大數據時代數據處理效率的不斷提高提供保障。
參考文獻
[1]邢寧哲,紀雨彤.基于分布式探針的電力數據通信網綜合監測方法[J].電力信息與通信技術,2016(01).