智能化数据传输手段选择方法的研究

智能化数据传输手段选择方法的研究（11篇）

1.智能化数据传输手段选择方法的研究 篇一

发展学生体能素质的科学方法与手段的研究

摘要：随着“素质教育”模式的不断推进，社会对学生的综合能力提出了更高的要求，不但要求学生要具有灵活的头脑，更需要他们具有强健的体魄。在新课标下的体育教学中，如何科学有效的发展学生的体能，以适应学校教育发展的需要是我们广大体育教育工作者所要探讨的问题。针对现阶段我国中学生体能素质发展的形势与特点，本文从体能素质的概念由来，分类；学生体能素质发展需要遵循的客观原则；发展学生体能素质的科学方法；以及结合学校环境所采取的具体实施手段等方面对如何科学的发展学生体能素质进行了简单研究。

关键词：体能素质；遵循原则；发展方法；实施手段

一、研究对象与方法

1.研究对象：中学生

2.研究方法：行动研究法 观察法 实践法 文献法

二、研究结果与分析

1.体能素质的概念 1.1体能素质的由来

体能(Physical Fitness)一词最早源于美国。从广义上讲，它是指人体适应外界环境的能力。在英文文献中，常被用于表达身体对某种事物的适应能力。1984年中国出版的《体育词典》认为，体能是人体各器官系统机能在体育活动中表现出来的能力。

1.2体能素质的分类

体能也叫体适能，是人体各器官系统的机能在肌肉中表现出来的能力，主要通过体育锻炼来获得。体能可分为两类：与健康有关的体能和与动作技能有关的体能。前者包括心肺耐力、柔韧性、肌肉力量、肌肉耐力、身体成分等，后者是指从事运动所需的速度、力量、灵敏性、协调性、平衡和反应等。

2.发展学生体能的意义

1.有利于学生掌握体育技术和技能、提高运动技术水平； 2.有利于提高学生身心健康水平；

3.有利于改变身体形态，提高身体机能、全面发展运动素质和培养终身体育的习惯。

4.有充足的体力来适应日常学习生活； 5.有助于各方面的均衡发展； 6.提供欢乐活泼的生活方式。3.发展学生体能应遵循的原则： 3.1适宜性原则

在对学生进行科学锻炼之前，应对每一位学生进行严格的身体检查，看是否有不宜身体锻炼的如：身体残缺、疾病等。以便根据健康和体能情况，合理制订锻炼计划，安排锻炼内容、手段和运动量。这既可提高锻炼效果，也可避免意外事故的发生。

3.2循序渐进原则

教师在制定教学计划发展学生体能素质在安排运动量与教授体育技能时，要由小到大、由易到难、由简到繁，逐渐进行。

3.3全面发展原则

在发展学生体能素质时，要注意安排活动内容的多样性和身体机能的全面提高。不但要注重身体素质的提高，更要注重学生在团队协作，意志品质等方面的发展。

3.4区别对待原则

教师要深入了解学生的思想，健康状况，训练水平以及学习，日常生活等情况，并对这些情况进行具体分析，在训练中采取区别对待的措施。制定训练计划应充分反映全体学生的特点和个人的特点。区别对待贯彻到训练的各个环节中去。

3.5经常性原则

发展学生体能素质，要制定长期计划督促和监督学生经常参加体育活动，锻炼的效果才明显、持久。所虽然短时间的锻炼也能对身体机能产生一定的影响，但一旦停止体育锻炼后，这种良好的影响作用会很快消失。

3.6安全性原则

在进行任何形式的体育锻炼时都要注意安全，如果体育锻炼安排不合理，违背科学规律，不注重学生锻炼秩序与纪律管理，就可能出现伤害事故。

4.发展学生体能素质的方法

在体育教学中，发展学生体能常用的方法有：持续法、间歇法、游戏法、负重法、循环法、综合法。

4.1 持续法

持续法是指在一段时间内集中对学生的某一项素质进行训练的一种方法。在教学中可以根据气候条件合理的有针对性的安排学生的体能素质。学生在初始训练阶段很容易养成不良习惯，动作不到位变形甚至养成错误动作习惯。所以有必要进行集中训练，使学生正确掌握动作养成良好习惯，同时有利于形成肌肉记忆。

4.2 间歇法

间歇法是指根据锻炼对象、锻炼项目的特点和生理负荷的大小，调整与控制各练习之间时间，以提高发展体能效果的一种方法。在体育教学中体育教师应指导学生根据练习者的年龄、性别、体能、客观环境条件等不同，严格控制间歇时间、避免负荷过大或过小，从而影响体能的发展。间歇的方式应采用积极休息的方法，如走、慢跑、适当的放松，以加速排除乳酸的堆积和体力的恢复，以达到更好的体能锻炼效果。

4.3游戏法

游戏法是教师组织学生在规则许可的范围内，充分发挥个人的主动性和创造性，以达到预定任务的一种方法。游戏法通常有一定的情节和竞赛成分，内容与形式多种多样。在练习中可以培养学生独立思考、判断能力，以及培养学生良好的道德品质和团结互助的集体主义精神，激发学生学习的兴趣，发展学生的体能等都具有重要作用。在游戏中教师要鼓励学生在规则许可的范围内充分发挥自己的主动性和创造性。，在执行游戏的裁判中，教师还应指派学生一起协助，让学生在实践中不断提高评定成绩的能力。

4.4 负重法 负重法是指运用重物进行练习来锻炼身体、发展机能的一种方法。在教学中可以采用物体负重练习，如选用杠铃、哑铃、实心球等重物和器具；也可用克服自身体重的练习，如引体向上、倒立、立卧撑、俯卧撑、双腿深蹲等。在练习时，教师一定要考虑到青少年的骨骼具有弹性好、不容易骨折但容易变形的特点，指导学生科学锻炼。负重练习必须以动力性力量为主、静力性力量练习为辅，或者二者相互交替练习的方法进行最好。每次力量练习后都要注意放松调整，以提高肌肉的弹性，防止肌肉僵化，而增进学生的力量机能。

4.5 重复法

重复法是指在相对较长的时间内，用较稳定的墙洞，不间歇地连续进行练习的一种方法。重复的目的在于控制生理负荷保持在一定水平上，使学生的身体充分地得到锻炼。在教学中，重复法练习具有时间较长，运动量较大的特点，因此教师应指导学生掌握调节运动负荷的方法。正确处理运动量与强度的关系。重复法的练习一般比较单调，所以练习的方法与手段必须灵活多样，以便提高学生的练习兴趣，更好地发展学生的体能。

4.6 循环法

循环法是根据教学的需要，把各种类型的动作，具有不同练习效果的手段，组成一组练习的点，要求学生按一定的顺序循环反复地进行练习的一种方法。这种方法由于各组的动作、器械的不同，练习时花样翻新交替进行，可激发学生的学习兴趣，能全面发展学生的素质和能力。在教学中教师应指导学生科学布置各个练习点，在练习内容的搭配上要选用已经掌握的简单易行的动作，同时在规定好练习的次数、规格和要求的基础上，要着重强调动作的质量，防止片面地追求运动的密度和负荷，教师对各个练习点的练习要及时的指导、检查与评价，防止学生走过场，以提高练习的时效性。

4.7 综合法

综合法是指上述各种发展体能的方法在教学中结合起来加以应用的一种方法。它可以依据教学与发展体能的需要组成多种练习的方案，在教学中教师应指导学生有目的地选择和运用，要全面发展学生的身体素质可以选用以一法多主、多法结合的方法。在运用综合法练习时教师必须严格控制练习的负荷、间歇的时间与休息的方式等，这些都都要根据学生及场地器材等实际情况来制定出不同的要求，使学生在综合的练习中达到全面发展体能的功效。

5.发展学生体能的具体手段

5.1 以体育课堂为主，促进学生体能发展。

新课标的指导思想就是“健康第一”。在努力贯彻这一指导思想的前提下，把研究教材与研究学生需求有机结合，把教材规定内容与补充内容有机结合，把教学内容与学校场地有机结合，在保证总体教学目标的前提下，适度满足个体需要，激发学生参与体育锻炼的欲望，使他们由“被动”参与转化为“主动”参与。

5.2 以创设教学情景为手段，注重让学生体验运动过程的乐趣。体育教学内容有充满趣味的，也有枯燥无味的。前者好说，学生一般都会主动积极地投入到体育锻炼中去；后者，作为教学组织者、管理者和实施者，应作为关注的重点。教学实践中，主要是创设教学情景，更好地引起学生的兴趣，更好地发挥学的主体作用及教师的主导作用。这样做，不仅促进了师生间感情的交流与沟通，激发了学生的锻炼热情，活跃了课堂气氛，而且提高了学生顽强面对困难的意志品质。

5.3 以阳光体育一小时，大课间为依托，促进学生体育习惯的养成。

学生能力有高低之分，对于接受能力强，身体素质好的个体，根据他们的兴趣和爱好，推荐参加各类各项专项训练队，积极给予引导和关注，从而提高学生体能素质锻炼的意识，为提高学生体能打下坚实的基础。对于接受能力弱、身体素质低的学生，利用每天的阳关体育一小时开设的各种趣味活动、传统项目，如足篮排，羽毛球，乒乓球，跳绳等内容，引导学生积极参与，培养良好的体育锻炼习惯，从而逐步提高体能素质，为终身体育打下良好的基础。5.4 以运动队训练，小型比赛为补充，形成较全面的锻炼习惯。通过开展体育专项培训、定期举行小型比赛活动、组织各单项兴趣爱好班等形式，进一步提高学生参与锻炼的兴趣。这样不仅能有效发展学生体能，也利于检验学生课堂知识掌握程度和运用能力，利于体育优生的选拔和培养，利用班级之间的良好竞争，更促进学生之间的人际交流，提高学生的社会适应性。

三、结论与建议

总之，教学有法，但无定法。随着科学的发展和教育改革的不断完善，在体育教学中，发展体能的方法是非常丰富的，体育教师应不断总结教学的实践经验，依据教学的客观实际，善于灵活而创造性地运用，使学生的体能得到更有效的发展。

在体育教学中，如何运用科学的训练方法和手段来提高学生的体能素质是中学阶段学生获得的技能的基本手段，所以在教学中要根据不同的的情况制订科学合理的训练方法，使学生在获得知识的同时也提高自身的身体素质，增进身体健康，养成锻炼身体，快乐体育，终身体育的生活习惯。建议：

1.遵循中学生身体发展规律，遵守体能素质发展原则。2.依据新课标不断研究拓展体能素质发展新方法。3.针对学校实际情况采取多种手段发展学生体能素质。4.学校、教师、学生、家长多方互动共同努力促进学生体能素质发展。

5.严格遵守各项安全规定，确保学生人身安全。

参考文献：

1.金钦昌.《学校体育学》.高等教育出版社 2002.2.张英波.《现代体能训练方法》.北京体育大学出版社 2006 3.王向红.《体能训练理论与方法》.北京航空航天大学出版社 2010。

发展学生体能素质的科学方法与手段研究

作者：董阳

单位：山阳县色河中学 地址：山阳县色河中学 邮编：726412 联系电话：***

2.智能化数据传输手段选择方法的研究 篇二

当今社会是信息社会,智能建筑就是伴随信息社会而产生的,它的发展与社会对信息化的需求,以及信息技术发展的水平两个因素有着重要的关系。智能小区就是通过计算机技术、现代通信网络技术、自动控制技术以及传输网络建立的由物业管理中心与安防、信息服务及家居智能化组成集成系统,为小区业主提供安全舒适的生活环境。

2 各种信息传输方式比较

2.1 以太网

以太网作为应用最广泛的局域网传输方式之一,具有载波监听多路访问与冲突检测的共享访问特征,连接在总线上多个工作站能够不停向总线发出监听信号,但同时间段只能有一个工作站进行信息传输,其它工作站只有等待它传输结束后才可以开始传输。

以太网采用双绞线与传输设备通过基带传输方式实现网络信息传输,它是目前广泛应用的网络技术中比较成熟,实时性与稳定性都较强的通讯技术,在智能小区中广泛应用,为小区管理提供相应通讯服务,是智能小区主要采用的通讯手段。

2.2 电话拨号

电话系统是各种通讯手段中历史悠久、应用广泛的一个系统,目前已逐渐形成集话音、数据网络通讯等功能的综合系统。其工作原理是采用调制解调器布设于用户电话线,通过音频调制技术实现通讯功能,技术稳定,只是存在话音与数据通讯不能同时,速度较慢,实时性不高等不足,因此,采用电话系统对小区进行智能管理就不能成为理想的方式。

2.3 ISDN与ADSL

随着电信技术的发展,目前已形成通过电话线同时提供话音、数据等多种服务的ISDN与ADSL技术。ISDN技术能够在一根电话线上同时提供128K传输率的两路电话或数据信号传输。ADSL利用非对称传输技术实现电话与数据通讯两个信道的同时传递,通常上行数据传输速率可达1M,下行数据传输速率可达7M,并能够提供类似于专线方式的不间断数据通讯连接,实时性好,将成为未来电信数据通讯业务发展的趋势。但ISDN与ADSL技术在应用上,需要在电信局交换机上添加成本较高的设备,这在一定程度上制约了其发展速度。因此,ISDN与ADSL技术虽然都比较先进,具有很好的实时性和高传输速率,性能比较稳定,是智能小区智能化系统采用的理想方式,但受高昂费用的制约难以广泛应用。

2.4 有线电视

有线电视网络对于住宅小区来说必不可少的,所以可采用其现有网络作为智能系统的传输媒介,能够节省布线成本。

有线电视数据通讯是基于同轴电缆采用ASK/FSK或CABLE MODEM进行数据传输的共享式数据通讯系统,因受传输速率的限制,目前只能在数据传输量较少的专用系统上应用,为实现大容量数据传输,就要应用CABLE MODEM技术。有线电视技术在应用中最需解决的问题是数据传输信道共享及网络节点带宽有限两个问题,未来发展趋势将是由目前的单向传输向双向传输发展。

3 智能小区的有线电视信息网络建设

纵观各智能小区信息传输方式的发展状况,下面重点讨论一下通过有线电视综合信息网作为智能小区信息传输方法的应用方式。

有线电视HFC网基于光纤与同轴电缆构成,通过频率分割、数字压缩、调制解调等相关技术能够实现广播电视信号、图像、数据及语音的高速数据传输。有线电视综合信息网采用HFC网络结构能够实现有线电视高质量传输,稳定可靠,并形成双向通信基础结构,可将高带宽数字信号传输到用户家中,能够为广大用户开展视频点播、音频点播、数据通讯等增值服务。HFC网络前端至分配区一般采用光纤干线传输,分配区主要以同轴电缆作为传输介质。

智能住宅小区利用有线电视HFC网络作为信息传输网能够简化小区布线,节约各项成本,并针对用户不同需求提供相应服务。该网络的宽频宽开发余地大,可保证智能小区信息传输网二十年不落后,避免重复投资。用户在功能上的需求可随时在现有网络基础上进行扩展。

3.1 基于有线电视信息网构建智能化物业管理系统

以有线电视双向网络为基础构建智能小区信息传输网,控制中心可根据实际需要设于小区中任意位置,实现有线电视、视频点播、远程抄表、室内防盗、家电控制、可视对讲门铃与小区信息查询等各种功能。HFC网络接入用户与电缆数据终端上,电缆数据终端分别连接门禁系统、有线电视与计算机等,还能够以无线或有线方式连接紧急求助按钮、防盗探测设备、三表及家电控制器。在住户家中各窗旁安装红外探测器,紧急报警按钮与烟雾探测器可分别安装于卧室和客厅中,厨房中安装煤气自动探测器,门磁安装于门旁。各探测器以无线方式连接数据终端,再与有线电视HFC网络和管理中心连接。住户家中如发生被盗、煤气泄漏、火警及其它异常情况时,能够自动启动住宅内声光报警系统,并将信号传至管理中心,管理中心监控屏上地图可在相应部分发出报警并显示实际位置,告之相应人员进行处理。双向HFC网络中信道可划出一些带宽用于数据传输业务,与银行进行联网能够为用户实现自动交费,还可进行收发电子邮件、股票买卖、网上购物、远程教育及医疗咨询等业务。随着科技不断发展,Web TV与IP电话的逐渐普及,不需要计算机,只需要通过Web电视就能够看电视并实现上述各种网络功能。

3.2 系统功能扩展

通过在CDT上的485与电话接口,能够实现小区监控、停车场管理、保安巡视自动管理等功能。小区地下停车场周围加装防盗监控,通过出入口位置的无接触式感应刷卡系统连接有线电视综合信息网,驾驶员在车中将卡放在胸前,可自动打开停车场门,小区物业管理人员能够对停车场实现自动管理。小区内主要巡视点与电梯等处可设置感应器,与有线电视综合信息网连接,实现对保安人员巡视情况的记录,能够有效避免意外事件发生。小区内公共空间可相应设立音箱播放背景音乐,提升小区气氛,并在有线电视综合信息网随时发布小区动态信息。

结束语

智能小区作为信息的传输载体,为小区业主提供一个良好舒适的居住环境,提高住户工作及生活效率。为意外事件的防控提供有利措施,保障小区业主的生命财产安全。使小区运营能力提升,能耗明显降低。智能小区将信息技术与现有建筑相结合,是信息时代高科技产业的发展趋势,它将有力推动科技进步与相关技术的升级换代,这对于提高住宅小区建设水平、提高人们生活品质都具有十分重要的现实意义。

摘要：本文基于智能小区各类信息传输方式的分析,探讨了有线电视网络中几种常用信息传输技术的利弊,提出利用有线电视网络作为智能小区信息传输的重要意义。

关键词：有线电视网络,HFC,智能小区

参考文献

[1]陈元丽.现代建筑电气设计实用指南[M].北京:中国水利水电出版社,2007,1.[1]陈元丽.现代建筑电气设计实用指南[M].北京:中国水利水电出版社,2007,1.

3.智能化数据传输手段选择方法的研究 篇三

【关键词】JDBC；EJB；数据库；访问方式

【Abstract】This article describes two different database access method， principle and mode of JDBC and EJB are compared， and because of the relative complexity of EJB access to the database of the way through an instance of explain its mode of operation. This article is intended to provide a database to establish some preliminary recommendations for implementation to select the database developers.

【Key words】JDBC；EJB；Database；Access mode

1. JDBC的介绍

1.1 JDBC简介及结构。

1.1.1 JDBC提供了面向对象的数据库访问接口，针对JAVA提供了数据库访问的类库。

1.1.2 JDBC由应用程序、驱动程序管理器、驱动程序和数据源4个组件组成[1]：

（1）应用程序：用于数据的发送以及接收。

（2）驱动程序管理器：针对不同数据源的驱动程序进行相应处理。

（3）驱动程序：提供数据源与对应的应用程序之间的接口。

（4）数据源：SQL兼容数据库。

1.1.3 由于JDBC提供了针对面向对象的数据库访问接口，所以应用程序只需要调用JDBC的数据库接口，而复杂的数据库通讯处理则是通过JDBC的驱动程序完成的。这样大大节约了数据的处理成本。

1.2 JDBC驱动程序常用的四种工作模式介绍。

1.2.1 JDBC驱动程序分为4大类，分别是：

（1）JDBC/ODBC Bridge；

（2）Native API Partly Java；

（3）Net Protocol All Java；

（4）Native Protocol All Java.

1.2.2 Type 1：JDBC/ODBC Bridge

JDBC与ODBC的桥接，由于ODBC比JDBC出现的时间早.并且应用很广泛.支持的数据库类型较多，所以JDBC为了支持更多的数据库类型，联合开发了此类桥接，驱动原理是将JDBC的调用传递给ODBC.经过ODBC编译调用本地数据库驱动对数据库进行操作。

1.2.3 Type 2：Native API Partly Java。

由于大部分数据库厂商提供的接口是由C语言编写的。在很大程度上依赖于不同的平台，加大了数据库的操作的复杂度，本地的数据库接口就是为了解决此类问题.通过驱动程序将应用程序的调用信息转化为本地软件接口的调用，在底层的数据库操作完毕后，将处理结果返回给JDBC驱动程序，从而以标准的输入、输出形式降低了人工操作的复杂度。

1.2.4 Type 3：Net Protocol All Java。

将JDBC的信息调用转化为网络协议的形式，通过服务器来处理发送的网络协议从而完成数据库的操作。此类的驱动程序较为灵活，尤其在企业内网的应用中能够发挥较好的效果，比较熟知的websphere应用服务器就包含了此类的驱动[2]，但是由于这种驱动需要在中间层配置其数据库的驱动程序，需要在中间层传递数据，所以它的执行效率会受到影响。

1.2.5 Type 4：Native Protocol All Java。

与第三种调用方式相仿，此类模式也是通过将JDBC调用转化为网络协议，与之不同的是此类访问方法是与数据库建立直接的套接字连接，将数据接口直接转化为网络调用，通过网络使得客户端直接调用服务器端的数据库。

2. EJB的介绍

2.1 EJB定义及分类。

（1）EJB（Enterprise Java Beans）具有布式服务的多层次结构，提供面向对象技术并且具有跨平台优点的构建体系结构。

（2）EJB提供了三种企业Bean，分别是会话Bean（Session Bean）。实体Bean（Entity Bean）和消息驱动Bean（Message Driven Bean），可以将它们视为EJB的三种重要组件。

2.1.1 消息驱动Bean（MDB）。

由于消息驱动与数据库的访问操作无关。所以这里首先介绍消息驱动。MDB是设计用来专门处理基于消息请求的组件。它能够收发异步JMS消息，并能够轻易地与其他EJB进行交互。所以它比较适合用于执行周期长，无需实时反馈的情景。

2.1.2 会话Bean。

会话Bean用于实现业务逻辑，它分为有状态和无状态两种模式，针对客户端发出的调用请求，选择通过JDBC或者实体Bean来实现数据的访问。

2.1.3 实体Bean。

实体Bean（Entity Bean）是持久数据组件，代表存储到外部介质中的对象或者系统资源。客户端可以通过共享来对其发起访问。

2.2 会话Bean与实体Bean的区别。

（1）Session Bean在J2EE应用程序中被用来完成一些服务器端的业务操作，例如访问数据库、调用其他EJB组件。Entity Bean被用来代表应用系统中用到的数据[3]。

（2）对于客户机：会话Bean是一种非持久性对象，主要实现在服务器上运行的业务逻辑；实体Bean是一种持久性对象，代表存储到外部介质中的对象或者是应用程序中的系统资源。

2.3 通过实例比较会话Bean与实体Bean操作的优缺点。

2.3.1 通常情况下数据会以表格的方式作为输出显示，这种情形如果使用实体Bean会导致如下问题：

（1）引起服务端频繁的数据库查询和加载操作。每次的实体Bean访问都要进行一次find操作，造成效率的低下。

（2）如果使用Remote接口。会引起频繁的额外网络操作。

（3）实体Bean在处理复杂的关系型数据库时，映射会变得非常复杂，会增加建模过程的难度。

2.3.2 因此建议在只需对数据库表数据进行只读访问时候，应该采用JDBC for Reading Pattem，即通过JDBC直接访问数据库。

3. 总结

（1）由表l所示列出了两种调用方法的优劣比较，其中，EJB的可扩展性的意义是：在数据库建立初期，考虑服务是为500个终端200个并发考虑的，但是业务在一段时间后扩展了，可能达到1000个终端，400个并发。如果架构设计的不好，无法满足使用需求，就会造成前期投资的失败。如果使用EJB。可以将其中一部分的实体Bean部署到其他的服务器上，使得负载均衡，从而减小了人力以及经济方面的损失。

（2）EJB中的实体Bean与JDBC直接调用数据库各有利弊.单独使用JDBC直接操作完全可以达到操作数据库的目的，这一点在功能上与结合EJB进行操作没有区别。问题的关键是我们对于项目的分布能力以及扩展性的要求上，如果预计应用于分布式的系统中，应该优先选择EJB；如果项目的扩展要求不高，使用JDBC也可以满足要求.

参考文献

[1] 郭广军，陈代武.基于JDBc的数据库访问技术的研究[J].南华大学学报，2005，19（2）：60～62.

[2] 欧阳宏基，葛萌.基zf：JDBC与设计模式的数据库连接实现方法[J].计算机技术与发展，201 1，21（1）：85～87.

[3] 董久敏，杨旭.电力客户关系管理系统的设计与实现[J].制造业自动化，201 1，33（4）：149～151.

[4] 吴吉义，王中友.MySQL原理与Web系统开发[M].北京：清华大学出版社，2009.

4.智能化数据传输手段选择方法的研究 篇四

一、教学方法的改革

1.注重理论, 侧重应用性知识点的讲授

《数据结构与算法》是计算机专业的核心基础课程之一, 属于应用性学科, 有着多学科交叉覆盖的特点, 从理论到理论的教学方法显然是不适宜的。经过不断地实践和总结, “应用”应该是本课程教学的中心。强调理论是本课程教学过程中一个重点, 但是与此同时, 也需多注重理论联系实际, 用理论来解释现实生活中的问题 (比如, 关键路径、停车场管理等) , 通过调整讨论课和实验课的比重, 提高学生在学习过程中的主观能动性。

2.合理利用多媒体技术, 有效整合网络资源, 提高学生自主学习的能力

采用以教学设计为前提, 系统网络为支撑, 学生学习为中心, 多种媒体教学资源为依托的方式, 培养学生的自主学习能力。利用现代网络技术, 在任课教师上完课之后, 把相关的教学资源 (课件、教案、复习题、练习题等资料) 上传到专用的服务器上, 供学生下载。学生根据应该给定的网络地址下载相关的学习资料, 在课余的时间自行复习巩固。

3.辅导答疑方式多样化, 有效提高时间利用率

对于学生在学习过程中产生的问题, 采用课下答疑、平时辅导和期末答疑相结合的方式及时解决学生学习过程中的疑惑, 使学生能够及时、扎实的掌握课程内容。

课下答疑:即学生在听课期间有问题或疑问, 可以利用下课的时间现场提问、答疑, 以便学生及时解决问题。

平时辅导:充分利用周一到周五某个学生没有课的时段或者周末空闲时间, 在办公室为学生答疑, 解决学生在日常学习过程中碰到的问题。每周可以安排一次或者两次。

期末答疑:临近期末, 专门安排一天或者两天的时间, 全天候为学生答疑, 解决学生复习过程中产生的疑问。

4.建立多样化的评价体系

传统的考核方式全是笔试, 学生需要背诵和记忆书本上的知识, 在实际动手较弱。针对上述情况, 我们对考核方式做了调整。

《数据结构与算法》课程建立了形成性+终结性的多样化教学评价体系, 以达到对教与学的过程及结果实施有效的监控, 并对学生的学习质量做出客观的评价。学生每学期的成绩由平时 (课堂) 成绩、实验成绩和期末成绩组成, 实行结构化成绩。其中平时成绩及词汇测试成绩占10%、实验成绩占20%、期末成绩占70%。

二、教学手段改革

根据课程内容的特点, 本课程灵活地采用了以下多种教学方法和手段:

1、讲授法与实验法相结合。计算机专业是实践能力要求很强的一个专业, 针对以往学生实践操作能力普遍较差的情况, 在现在的教学中我们更注重学生实践能力的培养。通过讲授法与实验法的结合运用, 使理论教学与实践教学紧密结合, 在理论教学过程中穿插实践教学, 实践与理论步步紧随。

2、问题法。根据教学要求, 教师创设问题, 引导和启发学生积极思考, 调动学生学习的主动性, 培养学生解决实际问题的能力。

3、多媒体教学法[2]。随着科学技术的迅速发展, 利用现代化教学手段进行课堂教学是信息时代的必然趋势。多媒体教学的关键是课件和教学软件的制作。运用传统教学法的同时, 结合多媒体课件演示, 能够增强教学的直观性和可理解性, 增强课堂气氛的活跃性, 提高学生的积极性。课题组教师自行研制开发的多媒体应用软件, 内容丰富, 动画交互性强, 融知识性、趣味性、启发性为一体, 有利于提高课堂教学质量和教学效果。

三、教学改革成果

以上的教学改革和教学手段改革运用于计算机专业的学生。和非计算机专业的学生相比, 在相同题目的期末考试中, 计算机专业的学生在平均分、最高分和最低分这几个指标上面, 明显高于非计算机专业的学生, 不及格率和非计算机专业的学生相比偏低。

摘要：《数据结构与算法》是计算机专业学生比较重要的一门专业课程。本文重点探讨了该课程在教学方法和教学手段方面的改革。

关键词：数据结构,教学方法,教学手段

参考文献

[1]余艳, 刘燕丽.数据结构教学方法探讨[J].计算机教育.2013 (09)

5.智能化数据传输手段选择方法的研究 篇五

关键词:有线电视;HFC;网络智能小区

中图分类号:G202文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)08-0126-02

HFC网络是目前世界上公认的宽带网络,HFC(Hybrid Fiber Coaxial)是一种混合光纤同轴电缆传输网络技术。在信息化浪潮席卷全球的时代,HFC网络在有线电视网络中起着极其重要的作用。由于光纤有远距离传送电视信号和数据信息的特点,它的优点是同轴电缆无法比拟的,而同轴电缆有随意分配的优点,它亦是光纤无法比拟的。现代的HFC网就是把这两种介质紧密的结合在一起,使它们的优势互补,形成了当今最经济、最有发展前途的多媒体宽带信息高速网络。

1现阶段智能小区构成

自从九十年代中期智能住宅小区的概念首次在国内提出以来,各地智能小区建设的发展开始形成旺势。与智能大厦相比,智能住宅小区的系统构成更注重于满足住户在安全性、舒适的居住环境、便利的社区服务和社区管理、具有增值应用效应的网络通信等方面的实现和个性化需求。

智能住宅小区的自动化系统结构的重点在于以下几个方面:安全防范、物业管理及社区服务、信息通信。传统的住宅小区的弱电配套系统包括电话网和有线电视系统(CATV),在安全防范方面也可采用电视监控系统以及门铃对讲等等。智能住宅小区的系统结构有这样的特点:首先采用先进的、符合标准的技术和设备;同时所有的系统均采用集散式的构造方式,既具有分散于各个住户的终端或一设备,又通过网络集中到一个管理或控制中心,中心提供公共信息资源,或者对各个住户提供集中安全监控;最后,所有的智能系统既可独立,又可以在计算机网络的基础上实现集中管理。

2基于有线电视的HFC网络优点

在有线电视入户网络基础上提出的HFC(光纤同轴电缆混合网)宽带网络系统是介于全光纤和早期CATA(有线电视网)同轴电缆网络之间的一个网络系统,是在目前不可能做到光纤到户的情况下,为满足宽带业务传输而提出的一种较为经济的解决方案。它综合使用数字和模拟传输技术,考虑到网络设施投资的现实情况和未来结构升级的方便性,具有频带宽、用户多、传输速率高、灵活性和扩展性强及经济实用等特点,为实现宽带综合信息双向传输提供了可能,具体特点表现为:

2.1可实现业务多

HFC网络是一个宽带网,采用信道频分复用技术,大大提高信道资源利用率,使小区内住户拥有高带宽的网络接入,能充分享用VOD视频点播、视频电话、证券实时查询及交易、电子商务、远程医疗、信息检索、远程教学、网上游戏等综合服务。

2.2抗干扰能力强

HFC网络采用光纤与同轴电缆混合传输,线缆器件成本低、可靠性高、抗干扰能力强。做好接头工作,便可有效的降低外界对系统的干扰。

2.3结构简单

可实现光纤到小区,光纤到楼头。其楼内布线只需通过分支分配器即可将信息传输到各家各户,用户通过Cable Modem,即可实现双向交互业务。

2.4实现成本低廉

目前双向HFC网络只需稍做升级便可实现小区智能化,建设成本、系统维护费用低。

2.5系统可扩展性强

数字化传输、数字化管理,能适应新技术发展规律和社会需求。数字化系统工作可靠性高,系统可扩展性强。

3有线电视HFC网络的系统组成

在有线电视HFC网络中,视频信号以模拟方式在光纤干线上传输,光纤干线由有线电视中心前端出发,连接到用户区域的光纤节点(Fiber Node),光纤节点经由同轴电缆线连到用户家中。从光纤节点到用户支线电缆采用同轴电缆的树枝形网络结构,大概要通过40个用户。这些被连接在一起的用户共享同一根线缆,并因此同时共享它的可用容量和带宽。

有线电视HFC网络由下面几个主要部分组成:第一,前端:完成信号收集、交换及信号调制与混合,并将混合信号传输到光纤。第二,光纤节点:完成光信号转换成电信号的功能,并将电信号放大传输到同轴电缆网络。第三,同轴电缆放大器:完成同轴电缆信号放大并传输到用户家中的功能。第四,用户终端设备:接收并解调网络传输信号,并显示相应信息。

4有线电视HFC网络技术在智能小区信息传输中的应用

基于HFC的宽带接入技术的有线电视综合信息网具有高达860MHz的带宽及双向传输能力,既支持广播信息的传输,又支持双向信息的传输,具备了广阔开展诸如电视广播、影视点播(VOD,NVOD,家庭影院)、声音广播(模拟及数字电视)、音频点播(AOD)、数据通讯(计算机联网,INTERNET浏览)、电信服务等多种服务功能及增值服务项目的能力。从长远的角度来看,有线电视HFC网络频带宽,具有极大的多次开发余地,住户需要某种功能的时候,可以在现有的基础上,加分支器来扩展接口,基本上能保证住宅小区内的信息传输网在今后二十年内不落后。

例如某智能小区建筑面积8万平方米,为四栋24层高的商住楼,共需要有线电视、网络接口5600个。为了搭建小区的信息高速公路并节省工程造价,决定在该小区内实施HFC宽带接入。该工程选用大唐电信的HFC3000宽带接入系统,小区的前端室设在A座的第8层。前端设备选用大唐电信的电缆调制解调器前端HFC3000,该设备基于快速IP技术高效利用带宽,可以提供上行10.24Mbps(共享),下行42.8Mbps(共享)的传输速率,同时提供有线电视、话音、数据及其他交互型业务如:VOD和NVOD(准视频点播)、远程教学、远程医疗、本地公共信息服务(如资料库等)、语音电话等多种新的增值业务等等。前端的每一条下行数据流可以容纳1000用户,在满配置时前端可提供8条下行数据流,即一个前端可支持8000用户,满足用户的需要。终端设备选用大唐电信的高速电缆调制解调器CMTS3000,该设备可进行现场软件升级,通过强有力的软件下载机制,以保证将来可不断加强业务服务;并且可连接多达12台家庭网络PC,具有集成的IP路由功能,其优化开发的欧式射频接口,保证最大效率利用频谱和最小化导入噪声和失真。以上系统有效地解决了网络布线的困难,降低了小区整体投资的成本。

5结语

HFC是一种具有发展前景广阔的通信技术,能够支持开展视频点播业务(VOD)、会议电视系统、远程教学和远程医疗、交互式网络电视以及其他多种增值业务,赢得了CATV运营商和电信运营商的广泛关注,可以预见,随着HFC技术的成熟和网络成本的降低,HFC将会迎来更为广阔的发展空间。

参考文献:

[1] 陈永甫.现代通信系统和信息网[M].北京:电子工业出版社,1996.

[2] 李勇.光纤接入网技术[M].北京:北京邮电大学出版社,1998.

6.智能化数据传输手段选择方法的研究 篇六

关键词：小学；语文；作文；教学；方法

小学生的语文功底差，观察能力低.更没有组织和驾驭语言能力，作文时经常是下笔无话可写。或者是茶壶煮饺子——有话吐不出。即使是东凑西拼勉强完成一篇习作。也是内容空洞。条理分不清，或者是词不表意，马头牛嘴对不上。让教师无法修改，苦不堪言。那么，如何进行小学语文作文的教学。

一、作文与生活相结合

“真正的学校应当是一个积极思考的王国”（前苏联教育家苏霍姆林斯基语），这就告诉我们在指导学生进行写作时，“思维”十分重要，大量地背范文、套模式，期望通过模仿提高写作水平，是不能真正提高作文水平的，这是因为忽视了学生的主体地位、忽略了思维训练，没有开拓思路。只有在“思维”中获取灵感，才能做到思如泉涌、下笔有神、笔奕生辉。由于生活面比较窄，圈子又小，出了家门就进校门，缺少社会实践，视野不开阔，活动领域不宽广，导致对周围生活了解非常少。根据目前学生的实际情况，适当地带领学生走入生活，不仅是让学生参加一些社会实践活动，广泛接触社会，更重要的是引导他们学会观察社会、观察生活、认识事物的方法。事实证明，往往是参加了社会生活实践活动后，写出的作文要好多了，具有文采，也显生动、有形。以就是说，教师要让学生在生活中找到思维的起点。

二、阅读训练与作文教学相结合

阅读能力的培养和训练是作文成功的最近通道。阅读能力是指学生积极涉猎书海，不断接受文化熏陶，主动培养审美情趣，为作文大量储备知识的能力。一个学生缺乏阅读能力或者说这种能力低下，知识心理就发育不全，很难激发作文兴趣。大文学家杜甫曾深有体会地说：“读书破万卷，下笔如有神。”一个人如果生活经验欠缺，书本知识贫乏，写作时必然腹空笔涩。茅盾先生曾说：“一个作家阅读古今中外的名著而能深刻领会其构思、剪裁、塑造形象的好处，并且每读一遍会有新的心得，这就意味着他的欣赏力在一步步提高；而欣赏力的步步提高反过来会提高表现能力。”（《漫谈文艺创作》）。实践告诉我们，大量阅读古今中外文学名著，阅读其他相关书籍。既可以继续扩大学生的生活视野，扩宽知识面，又可以引发学生的写作欲望，提高鉴赏能力，还可以逐步丰富他们的语言、词汇、写作素材，领会和掌握一些基本的写作规律。“积学以储宝，酌理以富才。”小学生阅读能力的培养与提高，是一项时间长，见效相对缓慢的工作，需要师生雙方的长期共同合作，积极参与。教师要有耐心和毅力来培养我们的学生。

三、注重平时积累

作文也像语文基础知识、阅读一样需要积累，比如好词、句、精彩片段等。

1、根据课文内容来积累。“重视文本”也是新课标的要求，而且很多课文的思考练习中都出现“背诵自己喜欢的自然段，摘抄好词、佳句”这样的练习，让学生在背诵时感受语言文字的优美，摘抄中积累材料。如果学生能掌握一些好词佳句就为写作做好了铺垫，能够让他们有词可用、有话可说。比如：在教完《颐和园》这课后，就让学生以后写熟悉的景物作铺垫。

2、通过写日记来积累。坚持写日记是积累材料的是最好方式，也是练笔的最佳途径.由于日记的内容很广，可写昕到的、可写看到的、也可写想到的。总之，自己的喜怒哀乐都可无拘无柬地表达出来。这样就让学生有一个自由表达的空间，也能够写真实的事情。比如：每组织学生看完一场电影，搞完一次大扫除，都可让学生把当时的情景和感受用日记的形式写出来。

四、及时修改作文，加快思想交流

学生辛辛苦苦写好作文后，总喜欢得到老师的表扬和赞许，在很短的时间内，印象很深，应给予及时的评价，并提出修改意见，学生很容易接受，让学生自己修改自己的作文，或别人的，或轮流交换互阅等。教师一定要让学生明确修改作文的目标，要求学生能写出他们的真情实感，用通顺的语句、清楚的层次、鲜明的观点，恰如其分地记叙见闻、写景状物、说明事物、发表意见，此时，若再重新习作一次，就能上一个等级，这无疑提高了作文水平。

五、培养学生的写作兴趣

头痛于作文的学生，则是作文还提不起他们的兴趣。兴趣是写好作文的起点。作文教学要取得一定成效，语文教师必须千方百计培养学生的写作兴趣，让学生变被动学写为主动学写，逐步使他们乐写。

7.智能化数据传输手段选择方法的研究 篇七

随着云计 算与大数 据技术的 发展 , 其在医学 信息化特 别是医院 影像数据 的应用越 来越广泛 。 如何利用 昂贵的影 像设备在 国内实现 区域影像 数据有效 共享 ,已成为医 院信息化 的研究热 点之一 。 现有的医 疗领域信 息系统是 离散的 , 通过云计 算可搭建 一个扁平 化的信息 云平台 , 整合原有 的离散信 息系统 , 进而促成 各项业务 有效协同 ,共享数据 资源 。 但是当用 户依赖于 云提供者 存储其数 据时 ,也就从应 用程序级 别开始放 弃对数据 的直接控 制 。 随着云部 署模型与 数据的地 理位置混 合在一起 , 更是进一 步牺牲了 数据控制 ,因此对医 院影像数 据的个人 隐私安全 亟待保护 。 目前 ,医学图像 占医院医 疗信息的70% ~80% , 传统加密 算法 ( 如DES、AES) 针对一维 数据流设 计 ,没有考虑 数字图像 数据量大 、相关性强 、冗余度高 、 能量分布 不均匀等 特点 , 简单地将 传统加密 算法应用 于图像加 密时 , 加密效率 不高 , 故不适用 于加密数 字医学影 像 。

KULKARNI N S等[1]提出了针 对条件访 问系统的 小波域选 择性加密 技术 ,该技术只 适用于多 媒体数据 流的一小 部分子集 ,节省计算 时间和资 源 。 BHATNAGAR G[2]提出了基 于锯齿状 空间填充 曲线 、 感兴趣的 像素 、 非线性混 沌映射和 奇异值分 解的简单 选择性加 密 ,通过锯齿 形空间填 充曲线用 感兴趣方 法选择重 要像素的 手段来打 乱像素位 置 ,从非线性 混沌映射 和奇异值 分解得到 秘密图像 密钥对重 要像素进 行扩散 。 AGRAWAL P等[3]提出在概 念上选择 图像的一 部分 ,有效地获 取图像的 重要部分 ,对其使用 常规加密 模式 。 大多数选 择性图像 加密方案 基于图像 压缩算法 设计 , 其编解码 器是特定 的 。 由于图像 不同的位 面对视觉 效果贡献 方式不同 ,Xiang Tao等[4]提出有选 择性的灰 度图像加 密方案 , 每个像素 只有一部 分重要比 特通过单 向耦合映 像格子产 生的密钥 流加密 。

在医学领 域 ,病理图片 涉及到患 者的个人 隐私 , 在医疗诊 断中 , 对病理图 片的要求 非常高 , 同时要保 证图像在 传输过程 中的完整 性 , 不能出现 像素差错 或者恶意 篡改 。 基于此 , 本文结合SHA-3[5]算法 , 利用图像 自身的哈 希值作为 密钥中的 一部分 , 结合SCAN方法利用 图像位加 密技术 , 设计了一种选择性 加密算法 ,既解决了 图像传输 过程中的 恶意篡改 和传输差 错问题 ,又保证了 图像的安 全性 。

1基本理论

1.1选择性图像加密

在选择加 密中 ,仅对图像 的某些内 容加密可 降低执行 时间 , 在保证图 像的安全 性的同时 , 图像的某 些部分是 可见的 。 由于医学 影像的特 点 ,加密过程 仅应用于 图像中基 于ROI提取的选 中部分 ,使加密的 时间缩短 。 在医学影 像中 ,部分加密 足以保证 图像的安 全性 。 选择性加 密虽然可 能被预测 出原始图 像 ,但原始图 像的准确 性和可视 的范围取 决于加密 方法和加 密图像的 信息量 。 本文采用 自动选择ROI并使用SCAN的mapping技术进行 选择性加 密 。

定义1利用m×n大小的矩 形对图像 进行分块 。 m和n以像素为 单位 ,大小可根 据对图像 加密安全 性能要求 的高低自 由选定 。 分块后得 到以大小 为M×N的最小单 元图像块 的图像 ,其中M=ceil(H/m),N=ceil(W/n)。

判断是否 被选择加 密 :给定一个m×n的像素矩 阵

依次扫描 其中像素 值 :

其中l为定义的 阈值 ,当该块内 的像素总 和超过阈 值且非噪 声点时 ,对该块进 行进一步 的加密 。

1.2SCAN语言

SCAN是一个基 于二维空 间的访问 方法 , 易于表示 和生成大 量不同扫 描路径的 形式化语 言[6]。 SCAN语言利用 扫描模式 产生大量 扫描路径 或空间填 充曲线 ,将二维的 图像数据 变为一维 数据序列 。 图1显示了15种基本的 扫描方式 。 有6种扫描模 式的转换 , 可分别通 过90 ° 、 180 ° 和270 ° 的同一性 、 水平垂直 反射 、 反射 、 旋转以及 组合得到 。

假设需要 加密的图 像已经进 行分块选 择的操作 , 选取一块8×8像素矩阵 利用SCAN语言进行 置换操作 。 图2是对像素 块内的元 素使用斜 平行方式 置换 。 图3是对置换 之后的图 像进行逆 操作 ,从而使得 图像恢复 初始的状 态 。

定义2对于任意 的A =A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0和B = B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 , 其中Ai 、 Bi ∈ GF ( 2 ) , 则C定义为A、B中各字节 对应异或 所得的结 果 :

2算法流程

本文将对DICOM中的<Image>元素进行 加密 , 同时对该 元素部分 进行反复 多次加密 实验 。 加密流程 图如图4所示 。

3实验及算法分析

为了验证 以上算法 的加密效 果 , 在MATLAB7.1平台上对 其进行了 仿真实验 , 所用计算 机CPU为CoreTMDuo 2 . 00 GHz , 内存为2 . 0 GHz 。

3.1实验步骤

( 1 ) 以一张脑 部的DICOM数据图像 为例 , 如图5 ( a ) 所示 , 图中可以 看出脑部 有明显的 肿瘤区域 , 对该图进 行两次加 密 , 根据本文 的加密算 法 , 得到一次 加密图像 和二次加 密图像分 别如图5(b)、5(c) 所示 。 加密算法 的操作步骤 如下 :

输入 :DICOM数据中图 像数据矩 阵P、 加密轮次t、 每轮的块 间加密方 式以及块 内加密方 式 ;

输出 :加密后图 像C及对应密 钥 。

1将H×W大小的图 像分成若 干个大小 为m×n的图像块。 对各块扫描各像素点,若分块像素超过阈值且不是噪声点,则被选择作为待加密分块。 计算图像的哈希值。

2选择要加 密的SCAN方法 。 将待加密 块依次与 哈希值序 列结合SCAN方法进行 异或运算 , 得到一个 经过加密 处理的矩 阵 。

3将加密块 用随机SCAN方法进行 置换存储 为加密后 的图片 。 若满足加 密效果和 应用需要 则结束加 密 ,否则返回 步骤2。

( 2 ) 解密算法 的操作步 骤和加密 的操作步 骤基本一 致 ,是一个逆 向的操作 过程 ,其算法主 要步骤如 下 :

输入 :加密后的 图像以及 对应的密 钥 (加密轮次 、 对应的密钥、加密块位置、块间加密方式、块内加密方式);

输出 :解密结果 以及判断 结果是否 被篡改 。

1将得到的 加密图像 存储为矩 阵 , 读取加密 轮次 , 及每轮加 密密钥和 加密方式 。

2将已知d位哈希值 序列与图 像矩阵按 已知的像 素分块顺 序 ,以m×n个像素为 分块进行 异或运算 , 得到第一 次解密后 的图像 。

3计算该解 密图像的 哈希值 , 判断该图 像是否经 过篡改 , 如果是 , 操作终止 , 输出图像 被篡改 ; 若不是 , 则进入步 骤4。

4据已知的 加密次数 , 重复步骤2 、3进行多次 解密操作 。

3.2算法分析

( 1 ) 图像直方 图

一个好的 图像加密 算法应使 加密后图 像的直方 图分布均 匀 , 尽量减少 图像存在 的像素统 计特征 , 实验结果 如图6(a)、(b)、(c)所示 。 由图可知 ,本文算法 能很好地 混淆图像 像素值的 分布 ,具有较好 的加密效 果 。

( 2 ) 相邻像素 相关性

对于图像 中各方向 的相邻像 素相关性rxy可通过式 ( 3 ) 计算 :

其中 ,Cov (x,y) =N-1×Σi( xi- E ( x ) ) ( yi- E ( y ) ) , E ( x ) = Σixi/ N , xi、 yi代表相邻 的像素值 。 N为选取对 比的像素 对总数 。 图像加密 前后各方 向相邻像 素相关性 结果如表1所列 。

原始图像、一次加密 图像和二 次加密图 像的水平 、垂直 、对角像素相关性对比分 别如图7、8、9所示。 加密后3个方向的相关性和原图 相比都大大减少 ,密图无法辨认。

( 3 ) 敏感性测 试

1密钥敏感 性 , 首先对图 像进行两 轮加密操 作 , 保存密文 图像后 , 对解密密 钥中哈希 值进行微 小的改变 , 再对图像 进行解密 操作 。 实验结果 表明 ,虽然密钥 只进行了 一个比特 的改变 , 亦将导致 图像无法 解密 , 说明算法中密钥 有极高的 敏感性 。

2明文敏感 性 , 将图像中 一个像素 进行改变 , 计算哈希 值 。 将原图和 改动后图 像的哈希 值对比发 现 ,其哈希值 是完全不 同的序列 。 进一步对 其进行加 密 ,得到两个 几乎无相 关性的图 像 ,说明算法 具有良好 的明文敏 感性 ,能在加密 过程中将 明文的改 变扩散到 整个图像 。

3密文敏感 性 ,将图像加 密两轮之 后密文图 像进行若 干个像素 的改变 ,再应用解 密操作 。 对得到的 第一轮解 密图像进 行哈希值 计算发现 ,虽然明文 图像只有 几个像素 的差别 , 但其哈希 值却是基 于无相关 性的序列 ,说明算法 具有良好 的密文敏 感性 。

4结论

本文的加 密算法采 用选择性 加密方式 , 将图像进 行一定规 则的分割 , 以分割后 的图像块 为最小单 元采用SCAN语言打乱 像素的位 置有选择 性地进行 加密 , 相比较其 他的图像 安全加密 算法其可 以缩短加 密的时间 。 该算法在 解决了图 像安全性 问题的同 时又确保 了图像在 传输过程 中的完整 性认证 , 适用于医 学应用领 域 , 具有一定 的实用性 。

参考文献

[1]KULKARNI N S,RAMAN B,GUPTA I.Selective encryption of multimedia images[C].NSC2008,2008.

[2]BHATNAGAR G,JONATHAN W Q M.Selective image encryption based on pixels of interest and singular value decomposition[J].Digital Signal Processing,2012,22(4):648-663.

[3]AGRAWAL P,RAJPOOT M.A fast and secure selective encryption scheme using grid division method[J].International Journal of Computer Applications,2012,51(4):29-33.

[4]Xiang Tao,WONG K,Liao Xiaofeng.Selective image encryption using a spatiotemporal chaotic system[J].Chaos:An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science,2007,17(2):023115.

[5]BERTONI G,DAEMEN J,PEETERS M,et al.The keccak reference[Z].Submission to NIST(Round 3),2011.

8.智能化数据传输手段选择方法的研究 篇八

随着微电子技术、网络通信技术以及计算技术为核心的智能装置在电网控制领域的广泛应用,变电站和电网智能化技术获得了快速发展[1]。变电站自动化系统(SAS)将最终向着智能化的方向发展。

IEC 61850标准是由IEC TC57技术委员会的WG10工作组负责制定的变电站通信网络和系统标准。IEC 61850标准包含了SAS从性能要求、工程管理到数据建模和网络通信的一系列内容。但IEC 61850通信标准本身并不涉及安全问题,尤其是智能变电站所采用的以太网架构以及电力系统本身在国民经济中的重要作用,对信息安全保障提出了很高的要求。对此,IEC TC57第15工作组制定的IEC 62351标准涉及了电力系统信息安全的各个方面,并提出认证和加密是保障变电站信息安全的主要方法[2]。

基于以太网的变电站综合解决方案,在提高变电站信息共享的同时,也带来了诸多安全隐患。智能变电站中的所有智能电子设备(IED)采用对等方式相连,所有设备信息均在局域网上实现共享,一旦某个IED受到恶意攻击,在变电站未实现信息有效安全防护的情况下,有可能会对整个SAS的安全运行带来极大的影响。因此,如何有效保障变电站系统内的信息安全传输是一项亟待解决的任务。IEC 61850,IEC 62351和IEEE 802.1AE标准,分别设置了不同格式的报文并提出了不同的安全方案,而不同报文对传输时间和安全性要求存在较大的差异,需要针对不同报文采用相应的安全措施,但若采用一种报文对应一种认证和加密算法的方式又势必增加网络负担、影响互操作性。GCM(Galois/counter mode,伽罗华/计数器模式)是一种高效、安全的认证加密算法,提供了认证、加密认证、非加密非认证3种模式。本文采用GCM一种算法来实现变电站不同报文的安全传输,只需运算一次报文就可实现其中一种模式,既能满足报文的实时性要求,又可方便管理、提高互操作性,实现智能变电站报文的安全传输。

1 智能变电站中的报文安全机制

变电站作为智能电网中的重要节点,担负着对电能传输和分配的重要任务,变电站报文能否安全、可靠传输对电力系统的稳定性和可靠性至关重要。IEC 61850标准把报文按传输时间长短分成7类[3]:(1)快速报文;(2)跳闸报文;(3)中速报文;(4)低速报文;(5)原始数据报文;(6)文件传输功能;(7)时间同步(time synchronization)报文。为了优化报文的解码过程,(1),(2)类报文直接映射到专门的以太网,它主要是一些通用面向对象变电站事件(GOOSE)/通用变电站状态事件(GSSE)类报文;(3),(4),(6),(7)类报文要求面向报文的服务,跨越模型各个层次;(5)类报文主要是一些采样测量值(SMV),也直接映射到以太网。图1所示为7种报文在通信协议栈中的映射。

GOOSE/SMV报文都是不可路由的组播数据,主要通过变电站内部网络传输,传输时间要求很短,特别是“跳闸”报文,传输时间限定在4ms之内。因此,必须针对报文的不同特点选择相适应的安全方案。3种报文的传输特点及其安全措施分别如表1、表2所示。

为保证变电站内信息传输的安全,IEC 62351对报文处理提出了不同的安全措施。特别是针对局域网内对传输实时性、安全性要求较高的GOOSE报文,考虑到频繁地加解密必将增加报文的延时,提倡采用认证而不是加密的方法来保证其完整性;SMV报文主要是一些上传测量数据,其重要性比GOOSE报文低,但数据量大,因此,没有必要对其实施加密措施,但要对其进行完整性检测;MMS报文作为跨变电站内部和外部网络的报文,易被入侵者利用,其安全性要求很高,因此,必须对其实施认证加密双重保障。

随着电力系统信息化程度的不断提高,信息的安全性、保密性和可靠性问题在SAS中的重要性日益突出。例如:攻击者有可能通过电力信息网络伪造遥控命令操作断路器的开合。因此,随着SAS的升级、改造,以及IEC 61850的推广、实施,采用合理的安全机制,保证SAS的安全通信有着重要的意义。

2 GCM算法

2.1 GCM算法介绍

GCM算法是一种可通过软、硬件实现,具有高效、软件性能好、可证明安全、没有专利的认证加密算法,尤其适用于网络上对速度要求很高的应用环境。与其他认证加密算法相比,GCM算法加密速度快且硬件代价小[4]。

GCM是建立在128 bit分组密钥基础上的一种高速认证加密算法,采用AES(高级加密标准)的CTR[5](计数器)模式进行加密和定义在GF(伽罗华域,2128)上的GHASH(伽罗华散列)函数进行认证。AES-GCM算法采用并行处理和流水线机制能够达到极高的速率,并且易于以低廉的成本采用软件或硬件实现。文献[6]研究表明:仅需270 MHz的500KB门控的处理器芯片就有可能使之达到34 Gbit/s的吞吐量。文献[7]设计了一种适用于IEEE 802.1AE协议的GCM高速硬件结构,可以同时处理多组数据,算法吞吐率达到97.9 Gbit/s。目前GCM算法最高吞吐率已突破了100 Gbit/s,达到162.56 Gbit/s[8]。AES-GCM算法的高速率、高安全性、无专利,尤其适用于数据链路层的加密等优点使其受到广泛关注。目前,对AES-GCM算法安全属性的研究已经非常充分,并被美国国家标准技术研究所(NIST)正式批准为标准算法。GCM算法相关的数据与函数定义见附录A。

2.2 GCM算法的3种模式

为满足不同用户需求,GCM算法提供了以下3种不同的加密模式。

1)GCM模式(加密认证模式)。数据只需输入一次,即可实现加密和认证2种操作,安全性最高。

2)GMAC模式(认证模式)。不对数据加密,但对其进行认证。此模式只对数据的完整性进行检测,不关注数据是否被窃密。

3)NULL模式(非加密非认证模式)。即不经过GCM算法处理,以明文形式发送出去。此模式安全性最低,但发送速度最快。

报文是否选择加解密处理,以及选用何种模式,应当根据报文的传输内容和其对安全措施需求的程度进行划分。针对GOOSE,GSSE,SMV,MMS这几种主要报文的安全需求和传输特点,建议分别采用GCM,GMAC,NULL,GCM的加密模式。使用GCM算法的3种模式实现不同报文的安全处理,能够从整体上提高传输效率及其安全性。

3 基于GCM算法的智能变电站报文安全传输设计

3.1 基于IEEE 802.1AE,IEC 61850和IEC 62351标准的智能变电站报文设计

IEEE 802.1AE是IEEE提出的用于保护局域网通信安全的新标准。它运行在开放式系统互联(OSI)7层模型中的数据链路层,通过在每个相邻接口链路上实现身份认证、密钥分发、数据的机密性和完整性3个操作来保证通信的安全[9]。IEEE802.1AE标准强制采用AES-GCM算法,它能够对以太网帧进行认证和加密,彻底保证局域网的安全,被认为是局域网安全通信的下一个发展方向[10]。具体报文格式如图2所示,其中CRC表示循环冗余校检验。

IEC 61850标准规定了GOOSE,SMV,MMS这3种报文的格式,并提出采用虚拟局域网(VLAN)技术和优先级技术来优化网络。这在一定程度上限制了受攻击报文的扩散范围,缩短了重要报文的传输时间,但这并不能保证报文传输过程中没有被窃密或者被修改。对一些特殊事件,如互联闭锁、合跳闸等命令的正常运行与否关系到整个变电站安全,但IEC 61850标准并没有提出针对这些报文的具体安全措施。具体报文格式如图3所示。

IEC 62351标准对GOOSE报文进行了扩展,充分使用了2个Reserved Field(保留字段)以及增加的Extension(扩展)字段。第1个保留字段分为2个部分,其中第2部分继续保留他用,第1部分用来记录扩展的Extension字段的长度,如果这个字段不为零,则表示这是一个扩展的安全报文,反之为原始报文,这样2种报文能够在通信系统中共存;第2个保留字段引入CRC机制。

为减少频繁的加解密过程对报文传输时间的影响,IEC 62351标准推荐采用消息认证码(MAC)的方式来保证报文的完整性,但并没有具体提出采用何种认证方案。根据建议,在20个字节的扩展字段中定义了2个字段:序列号(SN)字段、MAC字段。前者占4个字节,主要对应GOOSE数据中的SeqNum,以方便GCM计算,后者为16个字节的验证码,因为16个字节的MAC能够提供最好的安全性。报文格式如图4所示,其中TPI表示传送编程接口;TCI表示终端控制接口;APDU表示应用协议数据单元。

3个标准都是通过增加相应的字段来提高报文的安全性。因此,在保留了IEC 62351扩展报文格式优点的基础上,重新定义了保留字段1。把保留字段1分为a和b这2个部分,每个部分各占一个字节。a表示扩展字段的长度,b表示加密模式。通过两者不同的组合定义来确定报文是否需要加密以及采用何种加密模式,如表3所示。

规定当a=0且b为任意值时,表示报文为原始报文,即无需进行任何加密认证措施,以明文发送,此时选择GCM算法的NULL模式;若a=20,表示此报文为扩展报文,且扩展字段大小为20B,此时定义b=0表示扩展报文选择GCM认证模式,定义b=255表示扩展报文选择GCM认证加密模式,0<b<255为预留字段。这种定义方式方便对报文进行分类处理,增加了灵活性。

3.2 基于GCM的智能变电站报文安全传输算法设计

3.2.1 基于GCM的智能变电站报文加密算法

针对智能变电站报文不同的安全需求和性能要求,采用GCM算法的3种模式来实现不同报文的加密处理,下面给出GCM加密算法伪码描述过程。

算法名:Message_GCM_Cryption(SN,A,M,Reserved1)。

输入数据:SN表示报文发送序列号,其值代替初始变量(P);A用发送报文的MAC头部字段和优先权标记字段的值作为其初始值;M表示IED准备发送的GOOSE数据,如命令值、状态值等APDU;Reserved Field1包含值a和b(参见表3)。

输出:附有认证码T的GOOSE密文M′。

GCM加密算法详见附录B。

以智能变电站发送GOOSE报文为例,选择GCM模式。当发送端组织好报文,并将其组装成APDU,经应用层和表示层ASN.1编码处理后交给数据链路层,通过Set_Reserved Field(a,b)设置Reserved 1.a=20,Reserved 1.b=255,并调用Get_SeqNum()函数将APDU中的SeqNum属性值赋值给SN,再经过报文安全类型和模式选择,判断此报文为扩展报文且需要认证加密处理。加密前先调用Add_Head_PriTag()对报文进行扩展,添加MAC头部字段、优先权字段以及扩展字段,计算并赋值给A后,调用加密函数对报文进行加密,其加密过程如图5所示,其中PDU表示协议数据单元。

3.2.2 基于GCM的智能变电站报文解密认证算法

对已实施GCM算法加密的变电站报文,需要对应的GCM解密和认证后才能输出正确的报文内容,下面给出GCM解密及认证算法伪码描述过程。

算法名:Message_GCM_Decrypt(SN,A,M′,T,Reserved1)

输入数据:SN表示报文发送序列号,其值代替初始变量(P);A用收到报文的MAC头部字段和优先权标记字段的值作为其初始值;M′表示收到的密文数据;T表示收到的认证码字段;Reserved1包含值a和b(参见表3)。

输出:明文M。

GCM解密及认证算法详见附录C。

当接收端收到GOOSE报文后,先进行CRC检查,若没有差错再进行变量的初始化工作,通过Get_InitialVal()得到报文各字段的值后,通过报文安全类型和模式选择,判断此报文为扩展报文且选择认证加密模式。此时先调用解密函数进行运算。

解密时应先进行MAC判断,若相等证明此报文没有被篡改,具有完整性,之后再进行解密操作,若成功,则将明文提交给相应的接收设备进行重放攻击检测等内部安全处理[11];若MAC不相等或者解密失败则证明此报文已经被篡改,应当丢弃,至此算法结束(解密过程见图6)。

在数据链路层实施认证加密算法,不但能够保护数据的机密性、完整性,而且报文的头部字段和优先级未进行加密,这样能够保护通信双方不受加密操作的影响,保留了未来对VLAN的使用。

3.3 基于GCM的智能变电站报文安全传输算法的时间开销分析

以2个IED间GOOSE通信为例,为保证信息的安全传输,在数据链路层采用GCM认证加密算法,发送方进行数据的认证和加密处理,接收方对收到的数据进行认证和解密。记算法单次处理报文的最大时间开销为Δ,则报文整个传输时延见图7。

定义:记端到端总时延为t,计时从发送方把数据内容置于其传输栈顶时刻开始,直到接收方从其传输栈中取走数据时结束。

1)ta和tc表示节点通信处理机协议打包延时。

2)Δ表示GCM算法认证加密时间开销,不同的算法模式耗时不同,其中GCM模式耗时最长,NULL模式耗时最短,因此Δ≥0。

3)tb表示传输延时,代表发送节点的通信处理机开始发送报文到接收节点的通信处理器完全收到报文的时间间隔。它与网络带宽、信号传播速度以及以太网类型有关,文献[12]验证当采用共享式以太网时tb不确定,当采用交换式以太网时tb确定。

目前以太网规定报文大小为64~1518B。假设当前GCM算法的加密速率为100Gbit/s,则单次加密最大耗时为0.014μs,因此0≤Δ≤0.014μs,单次通信加密耗时与允许最大传输时间比Δmax/4ms=7×10-6,因此,GCM算法最大耗时只占允许最大传输时延的很小一部分。随着技术的发展,GCM算法加密速度会越来越快,也越来越容易实现,因此,在智能变电站局域网中应用GCM算法来保证报文传输的安全是可行的。

3.4 基于GCM的智能变电站报文安全传输优点的分析

智能变电站采用多种通信链路传输报文,这些报文在内容、长度、允许最坏情况传输时间,以及安全性上的复杂程度各不相同,因此,需要针对不同的报文选取不同的安全方案。如果每个IED都选取不同的加密算法,势必给密钥的管理和IED的互操作带来困难,因此,选取一种算法来满足不同的安全需求就成为一种思路,而GCM算法就适应了变电站的这种需求。

1)保护控制类主要是一些GOOSE类报文。从安全需求的角度将GOOSE分为2种[2]:需要安全保护的报文(secure GOOSE)和不需要安全保护的报文(non-secure GOOSE)。安全报文主要是一些跳合闸命令,完整性和速动性的要求都非常高,因此可以采用GCM算法中的GMAC模式,只检查消息的完整性和来源的正确性,这样既能提高数据传输的安全性,又节省了时间;后者选择第3种模式,可以提高报文发送速度,减少网络流量。

2)计量和电能质量类主要是一些SMV报文。SMV报文与GOOSE报文相似,但数据流量大,可采取与其相同的模式,对安全保密性要求低的报文也可以采用第3种模式,以减少网络延时,减轻网络负担。

3)MMS报文是变电站内外网络交互的报文,安全性要求非常高。为加强报文的机密性和完整性,选择加密模式中的GCM模式,同时实现报文的机密性和完整性检测。MMS报文从调度中心发出后,经电力调度网传输到达变电站,经变电站层、过程层2层网络到达终端。因此,除采用GCM算法在链路层实现认证加密外,还可以结合其他更高层次的安全技术,如网络层的IPSec、传输层的TLS、应用层的SSL等进一步提高信息传输的安全性[13]。

在变电站内部网络中,报文种类较多且各个报文的具体要求不尽相同,对于采用何种模式应按照其功能、传输要求和安全等级具体分析,限于篇幅,本文只给出了GOOSE报文的加解密过程。进一步的验证分析见附录D。

4 结语

GCM算法作为一种高速并行算法,其高效、安全、无专利的特点使其被IEEE 802.1AE标准强制使用,而且数据只需一次就可同时实现认证和加密2种功能。为实现局域网内通信的安全,IEC 61850,IEC 62351和IEEE 802.1AE标准分别设置了不同的帧格式并提出了不同的安全方案。本文提出只采用GCM一种算法来实现变电站不同报文的安全传输,并分析了最大传输时延,理论上能够满足关键报文的实时性要求。GCM算法的应用方便了管理、提高了互操作性,为智能变电站通信安全的研究提供了一种思路。

9.智能化数据传输手段选择方法的研究 篇九

关键词：幼小；数学教学；衔接；准备

年满六周岁的孩子进入了义务教育的小学阶段，进入了一个全新的学习生活领域。在这刚入学的一段时间里，教师、家长和学生都有一个磨合和彼此适应的过程，如何能让孩子尽快适应小学的学习和生活是摆在教师和家长面前的一个问题。数学是小学教育的一门重要学科，做好幼小数学教学的衔接显得尤其重要。

一、学生的特点与面临的问题

小学一年级的学生，刚刚从幼儿园走进小学的大门，对一切新鲜事物都充满了好奇，愿意去接受新的事物，有强烈的表现欲，希望得到教师、家长和同学的认可。但同时好玩易动，自控能力差是此阶段学生的天性。无目标是他们的特点，学生的注意力集中时间短，注意力易受周围事物的影响。他们的学习兴趣需要教师的进一步激发，他们需要教师和家长的鼓励，他们需要教师和家长的正确引导。

1、在学习能力方面。一年级的学生刚从幼儿园过渡到小学，接受系统的学习教育，在学习能力方面可以说是一张白纸。在学习上，很大程度还依赖于教师，难以进行独立思考，但乐于学习和接受新事物是他们的优势。直观形象的事物是易于学生学习和掌握的，还难以进行初步的逻辑思维。在解题中，由于学生还不识字，认真审题的意识还未形成，解题中离不开教师的耐心引导。

2、在学习方法方面。学生在幼儿园的学习主要是在“玩中学”，根据一年级学生的认知特点，一年级学生的数学学习也与之类似，在教师的引导下完成学习活动。创设情境，激发学生的学习兴趣，知识以直观形象的形式出现。设计游戏等环节，提高学生的参与度。适时组织学生进行活动，让学生动口动手，直观感受事物。

3、在知识状况方面。对于一年级的学生，受限于他们的年龄和学习年限，他们的知识集中于对现实事物的一些直观感受和一些初步认识，还不能认识到知识与知识之间的联系。例如，对于“0”的认识，学生可能已经知道“0”在数字中的顺序，但还不知道“0”的意义。

二、对策与思考

1、对策。习惯上的衔接与培养。在谈论到一年级孩子的教育问题时，总绕不开孩子的学习习惯的培养这一话题。从小学一年级起就培养好孩子的良好学习习惯，不仅有利于学好本阶段知识与技能，更能为孩子的以后学习打下坚实的基础，从而终生受益。培养一年级孩子的良好学习习惯，首先就得从孩子在课堂上集中注意力听讲的习惯抓起。面对培养孩子集中注意力听讲的习惯这一问题，教师和家长首先要认识到孩子在这阶段的认知特点，在学习内容的呈现上、教法上要吸引孩子，使得孩子愿意参与进来。对于孩子学习习惯的培养，教师和家长要有充分的耐心，给予孩子时间和信心，一步一个脚印，切忌操之过急。对于孩子表现出来的好的学习习惯要给予及时的反馈，给予表扬与鼓励。另外孩子在这阶段有很强的模仿能力，教师和家长在孩子学习中良好的榜样示范作用是必不可少的。

2、内容上的衔接与梳理。在幼儿园的学习阶段，许多孩子已经接触到了数字，可能已经知道了百以内数的顺序，甚至已经接触到了百以内数的加减，这对于开始小学一年级的数学学习是有一定帮助的。但孩子在幼儿园的学习是相对零碎的，不系统的，进入了一年级需要教师系统地、循序渐进地进行教学，让孩子对于数的顺序和意义有进一步的认识，让他们学到的知识更加完整和系统。

3、能力上的衔接与训练。说到一年级孩子的能力，孩子的思维能力正处于能够进行具体形象思维的过渡阶段，思维能力与成人还有着很大的差距。成人很容易理解的问题，到了孩子这里，可能就会成为很难的事情。在学习过程中，孩子们更愿意和能够接受与他们生活相关联的事物。因为此，我们教师在设计教学时，应该能够让孩子们在他们所熟悉的环境中进行学习，针对孩子们的具体形象思维进行训练。一年级的孩子在动手实践能力上还很薄弱，往往需要我们教师和家长手把手地去教，在此过程中耐心和必要的指引是必不可少的。

4、学法上的衔接与养成。刚进入一年级的孩子，可以说还不会学习，在幼儿园的学习还很不系统和规范，而一年级正是这些孩子养成良好的学习习惯的重要阶段。对于一年级的孩子而言，首先要解决的问题是要让孩子在课堂中能够集中精力进行学习，因此教师要进行有针对性的特别训练，想出对策。要在课堂中针对集中精力听讲进行一定的规定，教师和家长要与孩子多交流此方面的问题，逐渐让孩子认识到上课要集中注意听讲的重要性，养成良好的上课认真听讲的行为习惯。教师和家长要在学习过程中，潜移默化地向孩子渗透要做好预习和检查复习工作。孩子可能不善于独立思考，依赖心理强，教师和家长可以提一些具有启发性的问题，让孩子能够进行一定的独立思考。教师和家长应鼓励学生进行合作探索，不能因为孩子能力弱，而不放手让他们独立动手操作，给予孩子们足够的学习空间。一年级孩子在如何进行学习上离不开教师和家长的有效指引，在具体的解決问题过程中，如何审题、如何检查都需要我们教师和家长进行培养和训练，这需要一个过程，我们不能操之过急。

10.智能化数据传输手段选择方法的研究 篇十

1 心电图静态描述

传统的心电监护教学通常是将有关的心电图用粉笔在黑板上画出,或用幻灯机放映相关的心电图幻灯片,通过授课者的讲解并加以描述。为巩固课堂的学习效果及方便学习者自习和复习,还将有关的心电图复印并装订成册,供学习者使用。学习者所观察到的心电图是静态的,不够直观和形象,心电图的理论教学与临床实践结合得也不够紧密。

2 心电图动态回放

将心电图信号录制到磁带上,通过相应的转换装置与心电监护仪相连。此方法能够在心电监护仪的屏幕上观察到动态的心电图波形显示,使学习者有机会接触和使用心电监护仪,通过反复操作,可达到熟悉和掌握心电监护仪各功能键的使用。但频繁倒磁带和倒磁带定位的不准,以致此方法在实际教学中的使用还是受到了一定限制。

3 心电图模拟与仿真

计算机技术的发展,数模转换技术的成熟,“心律失常模拟仪”应运而生。“心律失常模拟仪”采用了嵌入式系统,支持独立的键盘、数据接口和实时响应,当与心电监护仪相连时,可通过键盘选取各类心律失常并在监护仪的屏幕上连续动态显示[1]。

3.1 心律失常模拟仪的常用操作

(1)心律释放;(2)心律选择;(3)时间控制;(4)频率调整;(5)心律组合;(6)阵发、起搏、干扰;(7)预选、连续和备用;(8)自动报警、记录和除颤。

3.2 心律失常模拟仪的功能特点

(1)对医护人员培训,不接触患者,对患者健康和抢救工作无任何影响。(2)接受训练不受时间限制,可根据实际情况反复进行。(3)系统内存储的心律失常可提供多样性的训练内容,弥补医院监护病房一时看不到的特殊心律失常。(4)可以进行病例诊断训练,根据病例的病情变化,指导者可通过模拟系统在监护仪上显示多种心律失常波形,让参训者进行识别及处理。指导者再根据参训者的处理意见显示处理后的心律波形,作为对参训者处理的评价。(5)可向监护仪输入各种心律失常以显示监护仪的自动报警和自动记录功能,使参训者掌握报警界限的设定技术。(6)显示各种心律失常,训练参训者识别安置起搏器的适应证及起搏信号。(7)可使参训者识别同步或非同步电复律的适应证及操作要领。(8)可设定典型病例,将心电监护、血流动力学监护及药物治疗、除颤起搏技术综合进行抢救技能训练[2,3]。

“心律失常模拟仪”可根据习练者的需要反复进行,尤其可在短时间内提供大量的心律失常波形,这是医院监护病房所不能达到的。心电图模拟与仿真是心电监护教学手段与训练方法改革进程中的一个十分重要的阶段。该仪器曾获军队科技进步成果二等奖,并在全军医务系统进行了扩试和应用推广。

4 心电图数字化的应用研究

“心律失常模拟仪”曾使心电监护教学的质量和水平有了质的飞跃。但如何使心律失常的识别训练既不接触患者,又能直接利用计算机这一通用而普及的设备即可完成,就成为心电监护教学与训练方法数字化阶段要解决的问题。我们根据实际工作的需要,着手研制了“心律失常数字化识别训练系统”。该项目已获全军电教教材二等奖和军队科技进步成果三等奖。

4.1 心电监护教学数字化系统的主要功能

(1)能够将临床心律失常心电图数据实时采集、数字化存储,可使动态心电图数据库随时得以扩充。(2)运用WIN-DOWS窗口界面,建立心律失常分类及级联菜单,通过鼠标键盘可任意进行选择与调用。(3)数字化心电图通过计算机屏幕可连续动态显示及大屏幕投影。(4)心律失常心电图波形在计算机屏幕上显示的同时,不仅标注出各类心律失常的诊断要点和波形特征,同时还伴有心音及心律指示和心动传导过程。(5)各类心律失常心电图波形通常可通过其分类窗口及级联菜单调出,同时也可由操作者随机抽取选定。(6)考核者与自学者都可随机点题,并随机提供标准答案和指导说明。(7)各类心律失常心电图存储在数据库中,能在短时间内反复、连续观察到几十种动态心律失常波形,包括心律失常波形的组合叠加及复合性的心律失常。(8)设有危重患者临终时,可显示从各种早搏到心室颤动以及心脏停搏的整个心律失常演变过程[4,5]。

4.2 心电监护教学数字化系统的操作与使用

该系统包括图形识别、训练考核和在线帮助3个功能模块。(1)图形识别模块主要包括心律失常心电图的分类、动态心电图的实时回放及各种心律失常的诊断要点。(2)训练考核模块以题库的形式将数字化的心律失常心电图随机抽取,考核操作者的识图能力,并配有标准答案。(3)在线帮助模块主要介绍该系统的系统功能、使用方法、操作步骤等帮助信息。

该系统以光盘和移动存储器作为载体,易携带、易安装、易使用,仅用计算机即可进行心律失常心电图的教学、自学、训练与考核。

5 结语

利用计算机模拟技术、数字技术、网络技术和多媒体技术,坚持开展心电监护教学手段与训练方法的应用研究,促进了该领域的教学、科研和临床的有机结合,有助于该学科教学水平和训练质量的提高,并能够做到低成本、高效率地培养出具有快速识别心律失常能力的医护人员。

参考文献

[1]王昌发,王化文,王伟,等.心律失常计算机教学系统[J].医疗卫生装备,1992,13(3):29-30.

[2]王化文,王昌发,崔培文,等.计算机技术在监护教学中的应用[J].中华护理杂志,1992,27(7):319-320.

[3]卢建军,王昌发,李春强,等.心律失常模拟系统的设计及研制[J].临床军医杂志,2005,33(4):482-483.

[4]李亚东,高轶,王昌发.心电信息数字化系统的设计与研制[J].临床军医杂志,2005,33(6):754-755.

11.企业规避汇率风险的可选择手段 篇十一

人民币汇率调整背景自1994年人民币汇率并轨后，中国实施的是经常项下、有管理的、单一的、以盯住美元为主的浮动汇率制度。这使人民币在近十年保持了一种相对稳定的状态。但是，随着中国改革步伐加快，涉外经济不断发展，国内需求旺盛，财政收入大幅增长，外贸和外资规模升上新台阶，中国经济进入了新一轮强劲增长的经济周期。

2004年数据表明：中国贸易规模突破万亿大关，跻身世界第三，进出口贸易依存度由1980年12.6%上升至2004年70%。由于外汇储备和贸易顺差巨大，在一定程度上造成了人民币汇率低估的倾向。

与此同时，相对固定的汇率制度也不利于分散风险。固定汇率制实质上是由政府承担外汇市场的全部风险。在对外经济活动规模较小的情况下，外汇市场风险全部由政府承担具有可行性，否则就有可能超出政府承担风险的能力。经济的巨大变化客观上要求外汇管理体制进行相应改革，然而中国汇率体制并没有发生本质变化，这就影响到了宏观经济的稳定，因此改革人民币汇率制度势在必行。2005年7月21日，中国人民银行宣布改变人民币汇率制度，并将人民币对美元的汇率升值2％。这意味着实施了十几年的人民币汇率制度将发生根本变化。首先，未来中国汇率调整依据不仅包括经常项目，还包括资本项目；其次，将单独盯住美元的汇率制度转变为一篮子货币，这一篮子不仅包括美元，还包括欧元、日元、韩元等；第三，未来人民币汇率将是浮动的，而不是固定的。

汇率调整本是经济运行中的正常现象，但对于中国企业来说，则有所不同。在以往汇率制度下，政府承担了外汇市场风险，企业无需考虑。可在新汇率制度下，企业必须关注其可能面临的风险：第一，新汇率制度将允许市场力量参与决定人民币汇率的升降，且市场化程度相当高，因为有管理的浮动仅次于完全浮动。未来人民币汇率是否还会调整，以及调整时间、方向和幅度都难以有效预测。在新机制中还存在某种复杂因素，如何确定不同货币的权数，其透明度很低。篮子中货币的相互波动，对人民币走势影响也难以预测。而投机商也在虎视眈眈，因为人民币现在真正成了可以炒作的目标，投机力量对未来外汇市场的影响不容低估。第二，人民币汇率已开始采用一种全新机制运行，浮动范围可能逐步扩大，汇率波动也将加剧，这就意味着人民币汇率的不确定性越来越大，企业面临的汇率风险也将越来越大。认为人民币升值2%不算什么的想法是极其错误和有害的。实际上，目前企业面临的汇率风险是非常现实的。第三，汇率制度改革后，相关政策实施非常复杂。如果人民币汇率制度要真正走向灵活浮动，那么当前外汇市场上的参与主体就必须是真正意义上的市场经济主体。如果不是，由他们在市场上形成的汇率水平的合理性就不得不打上问号。目前，国内外汇市场的基础设施建设还不足以支持高频率浮动的汇率制度。这也是企业不得不面对的现实。

从理论上或比较成熟的市场来说，规避汇率风险手段包括：远期合同、借款保值、掉期保值、平衡责任、保理业务和外汇期权等。中国避险业务还不发达，但随着汇改和企业风险意识提高，可使用工具会逐步增多。8月9日、10日中国人民银行就连续出台发布了《关于扩大外汇指定银行对客户远期结售汇业务和开办人民币与外币掉期业务有关问题的通知》和《关于加快发展外汇市场有关问题的通知》，以此提高汇率形成的市场化程度，并为银行和企业提供更多风险管理工具。

远期合同：即具有外汇债权或债务的公司与外汇银行签订购买或出售外汇的远期合同，以在未来的某个时间以现已确定的汇率买卖两种货币。远期合同时间通常为半年，并且没有变通选择。例如，某进口企业预计6个月后将向国外进口商支付一笔美元货款，为锁定财务成本，该企业可以与银行提前签订远期售汇合同。这样，6个月后无论汇率如何变化，该企业都可以按照事先约定汇率用人民币从银行购买美元贷款。更灵活的是可选择的远期合同，这种合同允许在合同规定期限内的任何时间进行交易，以当时汇率为准。这样出口商就得到较好的保护，避免合同期限内对自己不利的那一时间汇率，并选择相对有利的交易时间和汇率。

借款保值：通过借款来保值的方法比远期合同更具有灵活性，特别是小额合同。借款可以有较灵活的期限、变化而非固定的利率以及到期续借的灵活规定。

掉期保值：买进或卖出一种货币的即期外汇同时，卖出或买进同种货币的远期外汇；或者买进或卖出一种货币的较近期间的远期外汇同时，卖出或买进同种货币较远期间的远期外汇。

平衡责任：即在同一时期，创造一个与存在风险的货币相同币种、相同金额及相同期限的反方向资金流动。例如，某出口企业收到国外进口商支付的出口货款500万美元，该企业须将货款结汇成人民币用于国内支出，但同时该企业需进口原材料并将于3个月后支付500万美元的货款。此时，该企业可以与银行办理一笔即期对3个月远期的人民币与外币掉期业务：即期卖出500万美元，取得相应人民币，3个月远期以人民币买入500万美元。通过上述交易，该企业可以轧平其中资金缺口，达到规避风险之目的。

保理业务：保理是指出口商出运货物取得单据后，将单据以一定折扣出售给保理机构，由保理机构承担有关风险。保理业务费用比远期合同高，不常作为保值方法。

外汇期权业务：期权比远期更灵活。例如，出口企业将要收一笔欧元，可以向银行支付一笔期权费，并与银行约定将来有权以约定价格1.21欧元兑1美元卖出欧元。如果到期市场欧元价格低于1.21，企业可以行使权利，用比市场高的价格卖出欧元；但如果到期欧元价格高于1.21，企业可以不行使期权，转而到即期市场上去卖欧元，只需要支付少量期权费用。这虽然增加了成本，但也给企业创造了选择的灵活性。

利用海外企业：有境外公司的企业，可以考虑合作。如购买国际市场上的NDF（不可交割人民币远期）产品，用未来更低的价格付现在的钱；出口企业应该主要融外币，而不要融本币，可以将外汇应收账款质押向银行贷外汇，以后还外汇以规避人民币兑换风险。在实际业务操作中，许多国际知名企业就是通过其跨国公司的地理多元化分布，来避免布局单一所带来的单一货币汇率变动风险，这对于大型公司来说不失为一种有效汇率避险方式。

计价货币的从优使用：在市场上都看好人民币升值的条件下，出口企业可选择以人民币作为计价货币；进口业务反而可选择美元作为计价货币。或者选择两种货币各半的办法计价。