序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇網(wǎng)絡(luò)的可用性范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

一、背景

隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的靈活性和敏捷性要求更高，現(xiàn)有的傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)的局限性日益突顯，主要表現(xiàn)為：

1.網(wǎng)絡(luò)剛性。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備大量由單一功能的專用設(shè)備構(gòu)成，造成網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、無法協(xié)同、缺乏靈活性等弊端。

2.網(wǎng)元封閉。硬件和軟件一體化的封閉結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致設(shè)備擴(kuò)展性差、價(jià)格昂貴、不同廠家的網(wǎng)元互通困難。

3.業(yè)務(wù)僵硬。不同廠家的網(wǎng)元設(shè)備功能單一封閉，新業(yè)務(wù)開發(fā)周期長、成本高，難以滿足快速靈活提供業(yè)務(wù)的要求。

4.運(yùn)營復(fù)雜。大量廠家的各類專用設(shè)備以及相關(guān)的協(xié)議眾多，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃復(fù)雜，整合難度高，運(yùn)營復(fù)雜，造成運(yùn)營成本居高不下。

多年來積累的問題已經(jīng)使得今天的IP網(wǎng)絡(luò)患有“動(dòng)脈硬化癥”，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)迫在眉睫。2006年，SDN概念于是應(yīng)運(yùn)而生。

SDN（Software Defined Network）即軟件定義網(wǎng)絡(luò)，是一種開放靈活和可持續(xù)演進(jìn)的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采用軟件化、虛擬化的“分離”方法，將現(xiàn)有傳統(tǒng)的分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)，讓網(wǎng)絡(luò)中的控制面和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)面進(jìn)行分離，由傳統(tǒng)分布控制向集中控制的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變。

關(guān)于SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，不同的組織有不同的定義，當(dāng)前較為主流的是開放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)ONF（Open Networking Foundation）對(duì)SDN分層架構(gòu)的定義，如圖1所示。

該分層架構(gòu)模型得到了產(chǎn)業(yè)界的廣泛認(rèn)可和推廣使用。

SDN的核心是“S”即軟件，也就是網(wǎng)絡(luò)不再是“硬”的，固化封閉的，難以擴(kuò)展的，而是可以通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)靈活的新I務(wù)開發(fā)和部署，網(wǎng)絡(luò)資源可以靈活調(diào)度，使得網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)管道變得更加智能和彈性可用，較好地解決運(yùn)營商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的痛點(diǎn)，因此，SDN概念一經(jīng)提出，就受到了運(yùn)營商的青睞和積極響應(yīng)。2014年以來，隨著SDN技術(shù)的逐步成熟，國內(nèi)運(yùn)營商開始進(jìn)行局部試點(diǎn)商用。

二、傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)和SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析

SDN是對(duì)運(yùn)營商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)，重構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò)是否能夠穩(wěn)定運(yùn)行，是否出了故障能及時(shí)恢復(fù)，是否能達(dá)到或接近傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)的可靠性可用性要求，是運(yùn)營商關(guān)注的重點(diǎn)之一。

2.1可靠性、可用性

網(wǎng)絡(luò)的可靠性使用網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行階段平均業(yè)務(wù)失效故障間隔時(shí)間來描述，用無故障運(yùn)行時(shí)間來衡量。網(wǎng)絡(luò)的可用性使用網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定不出現(xiàn)故障的時(shí)間與總的時(shí)間的百分比來表示。

從通俗的角度來理解，可靠性高是指網(wǎng)絡(luò)持續(xù)一段較長時(shí)間（如一年或兩年）運(yùn)行穩(wěn)定，不出現(xiàn)業(yè)務(wù)失效的故障；可用性高是指網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行不易出現(xiàn)故障，并且一旦出現(xiàn)故障能夠快速恢復(fù)。

要提升網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可用性，通常采用冗錯(cuò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，也就是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中增加冗余資源，避免單點(diǎn)故障造成業(yè)務(wù)失效。

2.2傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)分析

傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)如圖2所示，分為管理平面、控制平面和數(shù)據(jù)平面。管理平面為網(wǎng)管系統(tǒng)，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和業(yè)務(wù)配置，當(dāng)業(yè)務(wù)配置下發(fā)后即使脫網(wǎng)也不影響網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。控制平面和數(shù)據(jù)平面由路由器等設(shè)備組成，路由器負(fù)責(zé)按路由表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，采用IGP和BGP兩種核心分布式動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，當(dāng)網(wǎng)管把業(yè)務(wù)配置上傳到路由器后，如果網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)發(fā)生變化，控制平面即路由器會(huì)在網(wǎng)絡(luò)中自動(dòng)擴(kuò)散這些變化，各自根據(jù)新的狀態(tài)自動(dòng)重新計(jì)算路由，全網(wǎng)采用冗余路由技術(shù)和路由快速收斂技術(shù)，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)能夠在秒級(jí)時(shí)間內(nèi)使受到影響的業(yè)務(wù)得以恢復(fù)，網(wǎng)絡(luò)具有故障快速自愈能力。

2.3 SDN網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)分析

SDN網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)如下圖3所示，分為應(yīng)用層、控制層、基礎(chǔ)設(shè)施層。應(yīng)用層由各類商業(yè)應(yīng)用軟件程序組成，通過北向接口向控制器提交各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用；控制層由SDN控制器組成，它是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的控制中心和指揮中心，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的“大腦”，擁有全局網(wǎng)絡(luò)視圖，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集全網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜透麈溌妨髁?，生成流表并通過南向接口下發(fā)給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，同時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化或應(yīng)用層提交的功能更改重新生成流表并下發(fā)；基礎(chǔ)設(shè)施層由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和線路組成，一方面負(fù)責(zé)接收控制器下發(fā)的流表并按之進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)，另一方面負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)資源信息和狀態(tài)上報(bào)給SDN控制器，是執(zhí)行單元，本身不做決策。

從SDN網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)來看，SDN控制器作為網(wǎng)絡(luò)的“大腦”是關(guān)鍵部位，成為單點(diǎn)故障引發(fā)全網(wǎng)故障的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

2.4兩種架構(gòu)的可靠性可用性比較

從傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)和SDN網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)來看，傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)的控制功能是分布式的，任何一個(gè)單點(diǎn)故障發(fā)生時(shí)網(wǎng)絡(luò)具有快速自愈能力，而SDN網(wǎng)絡(luò)的控制功能全部集中在SDN控制器，有單點(diǎn)故障引發(fā)所有業(yè)務(wù)失效風(fēng)險(xiǎn)，因此，傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可用性較高，但是，SDN具有簡化網(wǎng)絡(luò)、快速業(yè)務(wù)開發(fā)和部署、低成本等核心價(jià)值，值得研究對(duì)策，讓SDN網(wǎng)絡(luò)可用。

三、提升SDN網(wǎng)絡(luò)可靠性可用性的策略

可靠性和可用性是基于網(wǎng)絡(luò)故障來考慮的，如果能夠識(shí)別出各層可能發(fā)生的故障及對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響程度，拿出應(yīng)對(duì)策略，避免網(wǎng)絡(luò)因單點(diǎn)故障而癱瘓。

從SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來看，各層可能出現(xiàn)的故障如下：

應(yīng)用層

設(shè)備方面：服務(wù)器故障、應(yīng)用程序故障、服務(wù)器所在機(jī)房出現(xiàn)斷電等故障。

鏈路方面：服務(wù)器與SDN控制器的通信鏈路故障。

安全方面：非法侵入等。

控制層

設(shè)備方面：服務(wù)器故障、SDN控制器軟件故障、服務(wù)器所在機(jī)樓出現(xiàn)坍塌等故障。

鏈路方面：SDN控制器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的鏈路故障。

安全方面：非法接入或受DDOS攻擊等。

基礎(chǔ)設(shè)施層

設(shè)備方面：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障。

鏈路方面：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的鏈路故障。

安全方面：非法侵入等。

針對(duì)以上各層可能出現(xiàn)的故障，以及各層在網(wǎng)絡(luò)中的重要程度，權(quán)衡成本投入以及可接受的可靠性、可用性等因素采取以下的應(yīng)對(duì)策略：

3.1應(yīng)用層的應(yīng)對(duì)策略

應(yīng)用層的設(shè)備方面故障對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行影響并不大，當(dāng)應(yīng)用需求通過北向接口提交給控制器，由控制器生成相關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯變成相關(guān)流表下發(fā)給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備執(zhí)行，此后，應(yīng)用程序的服務(wù)器即使出現(xiàn)脫網(wǎng)等故障也暫時(shí)不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。因此，用層的服務(wù)器、應(yīng)用程序采用冷備份冗余設(shè)計(jì)，考慮到機(jī)房安全問題，在異地機(jī)樓部署冷備份系統(tǒng)。當(dāng)主用系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)切換到冷備份系統(tǒng)上運(yùn)行。

防范鏈路方面的故障，可采用一條主鏈路和一條備用鏈路。由于與應(yīng)用程序通信的外部設(shè)備是可知的，因此，防范安全方面造成的故障，采取對(duì)連接的設(shè)備進(jìn)行白名單設(shè)置并進(jìn)行嚴(yán)格的身份認(rèn)證。

3.2控制層的應(yīng)對(duì)策略

SDN控制器是網(wǎng)絡(luò)的控制中心和指揮中心，一旦SDN控制器無法提供服務(wù)，假設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施層的網(wǎng)絡(luò)沒有發(fā)生變化，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備仍按原有的流表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，不影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，但是此時(shí)基礎(chǔ)設(shè)施層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙绻l(fā)生變化，沒有SDN控制器重新計(jì)算路由生成新的轉(zhuǎn)發(fā)流表，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行就會(huì)造成重大影響。因此，控制層健壯性設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。

防范設(shè)備方面的故障，采取SDN控制器異地機(jī)樓的熱備份設(shè)計(jì)顯得尤為重要，承載SDN控制器軟件的服務(wù)器采用云化虛擬機(jī)集群，這些虛擬機(jī)獨(dú)占物理設(shè)備不與其他用戶分享，軟件采用分布式部署，主用控制器和備份控制器同時(shí)運(yùn)行，都在處理業(yè)務(wù)，是負(fù)載均擔(dān)關(guān)系，因此具有超強(qiáng)的自愈能力來應(yīng)對(duì)單臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器故障，冗余保護(hù)措施在故障情況下自動(dòng)生效，對(duì)外服務(wù)不中斷，故障服務(wù)器修復(fù)后重新上線，系統(tǒng)自動(dòng)平衡工作負(fù)載。

控制器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信鏈路如果中斷導(dǎo)致控制器無法控制網(wǎng)絡(luò)，會(huì)造成重大影響，為了防范鏈路故障的影響，應(yīng)采用控制器通過多條鏈路連接到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，采取帶外專門的鏈路通道，輔以帶內(nèi)控制通道作為冗余鏈路，使得任何一條鏈路故障，都不影響控制器與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信。

為防范非法接入或受DDOS攻擊，應(yīng)采取在SDN控制器和網(wǎng)絡(luò)邊界處部署防火墻、入侵檢測(cè)設(shè)備以及流量清洗系統(tǒng)。通過防火墻和入侵檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行訪問控制、病毒木馬防治、非法入侵檢測(cè)、安全漏洞掃描等，采取只對(duì)特定的IP地址提供服務(wù)并按需開放端口原則，阻斷非法IP接入或攻擊；通過清洗系統(tǒng)對(duì)進(jìn)出控制器的流量進(jìn)行分析，一旦發(fā)現(xiàn)非法攻擊流量，立即引導(dǎo)非法流量到清洗部件。

3.3基礎(chǔ)設(shè)施層的應(yīng)對(duì)策略

基礎(chǔ)設(shè)施層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或鏈路故障，會(huì)造成部分業(yè)務(wù)中斷，故障發(fā)生后，SDN控制器會(huì)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)變化情況，重新進(jìn)行路由計(jì)算并生成新的流表下發(fā)給在線運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)收斂。在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)采用傳統(tǒng)的設(shè)備冗余、鏈路冗余技術(shù)，部署IP FRR快速重路由，一旦節(jié)點(diǎn)故障發(fā)生，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在沒有控制器控制下也能自動(dòng)完成路徑切換。適當(dāng)加大資源冗余度，以輕載為主，鏈路帶寬利用率控制在50%以下。防范非法侵入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)生的故障，采取管理控制網(wǎng)絡(luò)與公網(wǎng)隔離，對(duì)遠(yuǎn)程登錄進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)置和身份認(rèn)證。

四、SDN可靠性可用性策略在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署中的應(yīng)用

中國電信廣西公司從2014年以來，積極推進(jìn)SDN網(wǎng)絡(luò)的試點(diǎn)工作，在實(shí)際SDN試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)部署中綜合考慮以上可靠性可用性策略，采用如圖4的方式部署：

應(yīng)用層和控制層的軟件使用云資源池分配的虛擬機(jī)來承載，同時(shí)在異地機(jī)樓云資源池上部署備用系統(tǒng)。應(yīng)用層和控制層的虛擬機(jī)各自獨(dú)占一個(gè)VLAN與云資源池中的其它網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離。這些虛擬機(jī)獨(dú)占物理設(shè)備不與其他用戶分享。SDN控制器采用熱備份部署。

SDN控制器與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信鏈路，采用帶外管理控制網(wǎng)絡(luò)和帶內(nèi)控制通道相結(jié)合的方式。

基礎(chǔ)設(shè)施層采用設(shè)備、鏈路冗余配置。

在控制層部署防火墻、入侵檢測(cè)設(shè)備和流量清洗系統(tǒng)，保障SDN控制器的安全。

通過在SDN試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了專線業(yè)務(wù)開通、業(yè)務(wù)流量優(yōu)化、新業(yè)務(wù)開發(fā)和部署、模擬攻擊、設(shè)備主備倒換等一系列實(shí)驗(yàn)，各項(xiàng)業(yè)務(wù)功能達(dá)到了預(yù)期效果，網(wǎng)絡(luò)可靠性可用性也達(dá)到商用的要求。

五、結(jié)束語

SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)無可比擬的優(yōu)勢(shì)，雖然SDN網(wǎng)絡(luò)的可靠性可用性相對(duì)于傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)而言，還有一些差距，但是可以通過以上的策略來提升SDN網(wǎng)絡(luò)的可靠性可用性，從而使SDN網(wǎng)絡(luò)達(dá)到可商用的目的。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]閆長江，吳東君，熊怡 .SDN原理解析―轉(zhuǎn)控分離的SDN架構(gòu)[M].北京：人民郵電出版社，2016

篇（2）

中圖分類號(hào)：TP274文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)01-0022-02

該文基于某單位運(yùn)行使用的特種設(shè)備監(jiān)管系統(tǒng)、產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程視頻會(huì)議系統(tǒng)、舉報(bào)投訴系統(tǒng)和機(jī)房遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，就系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的高可用性問題進(jìn)行深入分析。為了實(shí)現(xiàn)7×24小時(shí)不間斷服務(wù)的目標(biāo)，我們認(rèn)為可以采用VRRP協(xié)議、OSPF協(xié)議等實(shí)現(xiàn)路由冗余，采用STP協(xié)議，以及Link-aggregation協(xié)議則可實(shí)現(xiàn)鏈路冗余。這些技術(shù)的運(yùn)用可以確保數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的高效與穩(wěn)定。

1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù)的應(yīng)用

隨著互聯(lián)網(wǎng)與局域網(wǎng)技術(shù)的不斷普及與發(fā)展，恢復(fù)性以及冗余性問題已經(jīng)成為了局域網(wǎng)領(lǐng)域中的關(guān)鍵問題之一。為了解決好這些問題，IETE制定了虛擬路由協(xié)議，簡稱VRRP。VRRP協(xié)議是一種容錯(cuò)性協(xié)議，改協(xié)議應(yīng)用于靜態(tài)配置缺省網(wǎng)關(guān)上的第三次交換機(jī)以及路由器上。對(duì)于依賴廣域網(wǎng)接入的靜態(tài)配置缺省網(wǎng)關(guān)而言，這種接入方式以及訪問方式無法滿足其他局域網(wǎng)的終端系統(tǒng)要求，而VRRP協(xié)議的缺省性容錯(cuò)能力，則能夠有效地提升網(wǎng)絡(luò)信息的交換速度，因此其被廣泛地運(yùn)用于大型的網(wǎng)絡(luò)之中，從而保證第三層交換的冗余備份[2]。

開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議，簡稱OSPF協(xié)議是一種基于SPF算法的路由協(xié)議，同時(shí)也是一種典型的鏈路狀態(tài)路由協(xié)議。路由域是一種自治系統(tǒng)，其主要的功能是根據(jù)相應(yīng)的路由政策以及路由協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息的交換以及處理。在這個(gè)系統(tǒng)中，所有的OSPF路由器所承擔(dān)的自制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫都是相同的，同時(shí)在該數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)著該路由域中所需要的鏈接狀態(tài)信息。OSPF路由器會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲(chǔ)的信息計(jì)算出其所需要的路由表信息。其作為一種鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，其能夠以鏈路狀態(tài)的方式將廣播數(shù)據(jù)包傳遞到所有的路由器上，并且這些信息也會(huì)被路由器所保存。一旦某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，則其他路由器內(nèi)的信息則會(huì)被調(diào)用出來，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的重建。

后者是將部分或是全部的路由表傳遞給與其相鄰的路由器。OPSF的運(yùn)用增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性以及穩(wěn)定性，但是我們?cè)谘芯康倪^程中也發(fā)現(xiàn)其存在一定的問題。例如數(shù)據(jù)庫的溢出問題，MTU協(xié)商問題，以及度量的刻畫問題。但是，不可否認(rèn)的是OPSF的確是一種功能強(qiáng)大的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議技術(shù)。

生成樹協(xié)議，簡稱為STP，其被廣泛運(yùn)用于環(huán)路網(wǎng)絡(luò)之中。STP的功能是建立起一個(gè)無環(huán)路的樹型網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與環(huán)路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最大的區(qū)別是其不會(huì)產(chǎn)生報(bào)文的無限增值以及無限循環(huán)。STP的基本原理是將特殊的協(xié)議的報(bào)文，在不同的交換機(jī)之間傳遞，從而確定網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種特殊的協(xié)議報(bào)文在IEEE802.ID中又被稱為是配置消息。這種配置消息中存在著能夠卻表交換機(jī)實(shí)現(xiàn)生成樹計(jì)算所需要的信息，樹型計(jì)算也就是樹型網(wǎng)絡(luò)的基本運(yùn)算方式，可以避免網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)大面積的廣播風(fēng)暴，以及報(bào)文的死循環(huán)，從而造成網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)鏈路能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化而變化，以避免自動(dòng)連接的失敗。

因此STP協(xié)議的運(yùn)用，能夠增加網(wǎng)絡(luò)的自我恢復(fù)彈性，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性以及功能性。

2數(shù)據(jù)中心與高可用性網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)

基于上述介紹的集中冗余技術(shù)，數(shù)據(jù)中心基本可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高可用性以及穩(wěn)定性，同時(shí)消除或是部分消除了單點(diǎn)故障對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的影響。以下我們將說明這幾種技術(shù)在具體操作中的情況[3-4]：

2.1 VRRP技術(shù)鏈路備份功能的運(yùn)用

VRRP協(xié)議可以將系統(tǒng)中的兩臺(tái)核心交換機(jī)組組成為一臺(tái)虛擬路由器，這樣的路由器又被稱為VRRP組路由器，這種虛擬路由器共有虛擬缺省網(wǎng)關(guān)地址。這種虛擬路由器具有一定的互斥性，對(duì)外它們表現(xiàn)為一個(gè)IP地址，或是MAC地址，但是內(nèi)部它們是獨(dú)立的。因此VRRP協(xié)議會(huì)將其中的一臺(tái)作為主控路由，而另一臺(tái)作為備份路由。主控路由主要負(fù)責(zé)ARP協(xié)議，并且負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包。備份路由器的作用是當(dāng)主控路由器發(fā)生故障時(shí)，備份路由器將在延時(shí)數(shù)秒后將成為主路由。由于VRRP的廣播間隔為一秒，因此延時(shí)可以減少廣播兩，從而減少網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，有利于網(wǎng)絡(luò)功能的迅速恢復(fù)。但是，延長的時(shí)間不能過度，必須根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況。

2.2 OSPF鏈路冗余以及負(fù)載分擔(dān)功能的運(yùn)用

OSPF的主要功能是動(dòng)態(tài)生成路由器的內(nèi)核路由表，路由表通過計(jì)算能夠確定網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)地址、鏈路代價(jià)、鏈路類型等。完整的OSPF計(jì)算的主要分為五個(gè)步驟：

1）保存當(dāng)前路由表。如果當(dāng)前路由表出現(xiàn)無效情況時(shí)，路由表必須重新建立。

2）域內(nèi)路由的計(jì)算。主要是通過Dijkstra算法在路由器網(wǎng)絡(luò)中建立起最短路徑樹。

3）域內(nèi)路由的計(jì)算。一般而言，只需要檢測(cè)主干域的Summary-LSA，從而確定路由器所連接的域的數(shù)量。

4）檢測(cè)Summar-LSA：檢測(cè)Summar-LAS的目的是查看一個(gè)或是多個(gè)傳輸域的邊界或是域邊界的路由器，以確定是否存在著比之前更為適合的路徑及其數(shù)量。

5）自動(dòng)系統(tǒng)外部路由的計(jì)算。OSPF生成路由表，SA計(jì)算目的在AS外的路由，查看AS-Extenal。但是，OSPF所生成的路由表，并不用于路由器中的內(nèi)核路由表，因此仍舊需要通過路由增強(qiáng)功能以及完成與內(nèi)核路由表的交換，才能夠?qū)崿F(xiàn)多種路由協(xié)議的工作。

2.3 STP協(xié)議功能的運(yùn)用

1）STP協(xié)議能夠建起了一個(gè)動(dòng)態(tài)的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在這個(gè)結(jié)構(gòu)中STP根據(jù)LAV的設(shè)備要求以及鏈接狀況分配其所需要的鏈接信息。數(shù)據(jù)庫會(huì)根據(jù)指定的橋接器及其端口發(fā)出指令，非指定端口則會(huì)被過濾，因而不會(huì)影響到數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。非指定端口只能接受BPDU數(shù)據(jù)，除此之外的信息將無法被接受。STP建立的動(dòng)態(tài)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⒚總€(gè)橋接器進(jìn)行路由標(biāo)識(shí)，由于橋接器與端口是對(duì)應(yīng)，也就意味著每個(gè)端口也可以被標(biāo)識(shí)，因而STP能夠計(jì)算出橋接器與端口之間的最小路徑值，從而確定端口與橋接器的配置。橋接器啟動(dòng)后，便可以向與其相連的網(wǎng)段發(fā)送BPDU數(shù)據(jù)。在接收到到相應(yīng)的數(shù)據(jù)之后，該網(wǎng)段便能夠時(shí)間數(shù)據(jù)交換。BPDU數(shù)據(jù)中包含了橋接器的信息以及與其他橋接器交換所得的信息。

STP的基本功能如下：首先，STP算法可以通過比較不同橋接器的標(biāo)識(shí)，從而確定根橋接。并且計(jì)算橋接端口，從而確定根橋接的路徑值。根橋接的路徑值一般是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，所有橋接器路徑值中最低的。一般而言，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中都會(huì)設(shè)有一個(gè)根橋接器，而根橋接器都會(huì)相應(yīng)設(shè)有一個(gè)根端口，BPDU數(shù)據(jù)則會(huì)通過指定端口傳輸，從而確保了穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性以及高速性。如果存在兩個(gè)或是兩個(gè)以上的端口，STP將自動(dòng)比較其中那個(gè)端口的與所在的橋接器更為匹配。

2）STP的配置以及拓?fù)湫畔⒌?。上述算法主要通過BPDU在不同橋接器的交換來實(shí)現(xiàn)。BPDU數(shù)據(jù)發(fā)送的方式比較特殊，由于每一個(gè)橋接器都將其自身默認(rèn)為根根橋接器，因此，BPDU的數(shù)據(jù)也被視為是根數(shù)據(jù)，并且會(huì)定時(shí)向所有的LAN拓?fù)湫畔?。橋接器接受信息后，?huì)自動(dòng)與其自身的配置信息比較，然后保存更為高級(jí)的拓?fù)湫畔ⅰ?/p>

3）重新配置STP。如果網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被確定了下來，那么橋接器的將監(jiān)聽到根橋接所處處的BPDU包。如果橋接器沒有收到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，那么該橋接器便會(huì)自動(dòng)發(fā)送SNMP的trap數(shù)據(jù)，因?yàn)槠鋾?huì)自動(dòng)認(rèn)為已經(jīng)失去了與根橋接的聯(lián)系。各個(gè)橋接器在接到了BPDU信息后，會(huì)從其緩存內(nèi)查詢?cè)負(fù)浣Y(jié)構(gòu)的狀態(tài)信息，如果發(fā)現(xiàn)改信息的確不存在或是已經(jīng)被更改，則會(huì)重新配置STP的狀態(tài)，重新建立起拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

3結(jié)束語

通過各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議建立起數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)管理，能夠有效地保障與提升網(wǎng)絡(luò)的可用性，在今后的工作中，我們將進(jìn)一步探索這方面的技術(shù)，從而確保網(wǎng)絡(luò)的安全性以及穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]張軍峰.企業(yè)虛擬化數(shù)據(jù)中心平臺(tái)搭建及高可用性研究[J].中國科技信息,2010(13).

篇（3）

中圖分類號(hào)：0245 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件分為靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)軟件，簡單交互的網(wǎng)絡(luò)軟件以及復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三類。靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)軟件只是為了同公眾共享和信息，不與用戶發(fā)生信息交流和互動(dòng)。第二類軟件可以使訪問者同網(wǎng)站擁有者進(jìn)行交流，利用表單等來收集訪問者對(duì)提供的產(chǎn)品和服務(wù)的反饋信息。復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以處理復(fù)雜的商業(yè)交易活動(dòng)，是實(shí)現(xiàn)電子商務(wù)的基礎(chǔ)。應(yīng)用軟件是建立在靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)的個(gè)人網(wǎng)頁基礎(chǔ)上，可以方便地對(duì)應(yīng)用軟件的權(quán)限進(jìn)行劃分，根據(jù)需要設(shè)置訪問者的訪問權(quán)限。

應(yīng)用軟件的功能開發(fā)很容易根據(jù)開發(fā)者的意圖進(jìn)行分解，一般網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件由Web服務(wù)器、功能服務(wù)器以及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器三個(gè)部分組成。在Web服務(wù)器上用戶端通過browser向Web 服務(wù)器提出查詢請(qǐng)求，Web服務(wù)器根據(jù)需要再向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求；在功能服務(wù)器上完成響應(yīng)的業(yè)務(wù)處理或復(fù)雜計(jì)算任務(wù)；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。

2 目前網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件中常見的幾個(gè)安全問題

產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)安全問題的軟件層次，可以分成幾類：

操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議本身的缺陷所導(dǎo)致的安全問題；通信過程所導(dǎo)致的安全問題;應(yīng)用軟件層所導(dǎo)致的安全問題。隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境越來越復(fù)雜。

2.1 互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的復(fù)雜性

HTTP協(xié)議和HTML語言最初主要用于靜態(tài)網(wǎng)頁，隨著Web應(yīng)用的發(fā)展，動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁在互聯(lián)網(wǎng)中成為了主流，服務(wù)器端和客戶端程序功能被擴(kuò)充，特別是在電子商務(wù)應(yīng)用中，要求通信雙方能夠互相識(shí)別,相應(yīng)地引進(jìn)了許多新的技術(shù)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件層的典型攻擊

如果服務(wù)器端使用了客戶輸入來構(gòu)建操作數(shù)據(jù)庫的SQL語句，而又沒有對(duì)客戶端的輸入進(jìn)行合法性驗(yàn)證，惡意用戶可能提交一段數(shù)據(jù)庫查詢代碼，根據(jù)程序返回的結(jié)果，獲得某些他想得知的數(shù)據(jù)，甚至破壞數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，即發(fā)生了SQL注入( SQL Inject ion)。SQL注入可以從正常的80端口訪問，而且表面看起來跟一般的Web頁面訪問沒什么區(qū)別，所以很多的防火墻都不會(huì)對(duì)SQL注入發(fā)出警報(bào)。

跨站點(diǎn)腳本( XSS，Cross Site Scripting)

相當(dāng)多的網(wǎng)站必須以外來的輸入構(gòu)建動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁，比如BBS、以網(wǎng)頁形式呈現(xiàn)的新聞組、拍賣網(wǎng)站等,攻擊者可以在BBS 上一條消息，在發(fā)送給受害者的電子郵件中嵌入HTML 文本，并且其中嵌入惡意的客戶端腳本代碼。

跨站點(diǎn)追蹤( XST，Cross Site Tracing)

前面提到，跨站點(diǎn)腳本攻擊常常利用站點(diǎn)“返回請(qǐng)求信息”這個(gè)特性，跨站點(diǎn)追蹤可以看成是這種情況的衍生物，它利用了HTTP 協(xié)議族中的TRACE 命令。T RACE 要求服務(wù)器回送客戶端通過HTTP 請(qǐng)求發(fā)送到服務(wù)器的信息，通常用來調(diào)試和連接狀況分析。所以應(yīng)當(dāng)在服務(wù)器投入運(yùn)行以后，及時(shí)關(guān)閉T RACE 響應(yīng)。

會(huì)話疊置(Session Riding)

正常情況下服務(wù)器與客戶瀏覽器之間會(huì)話時(shí)，Session ID 在每次客戶瀏覽器向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，自動(dòng)隨之送到服務(wù)器。攻擊者利用跨站點(diǎn)腳本能夠竊取保存在cookie中的Session ID，并取代原來的用戶與服務(wù)器會(huì)話，把合法用戶被拒絕在會(huì)話之外，這種攻擊稱為會(huì)話劫持( Session Hijacking）。

3 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件可靠性的設(shè)計(jì)方法

3.1 系統(tǒng)高可用性設(shè)計(jì)

3.1.1 意圖和動(dòng)機(jī)

HA( high availability pat tern) 模式的意圖是定義一種一對(duì)一或一對(duì)多的關(guān)系，監(jiān)控對(duì)方的狀態(tài)，當(dāng)一個(gè)對(duì)象出現(xiàn)失效，激活與之相對(duì)應(yīng)的另一個(gè)對(duì)象。

網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的可用性通常在兩種情況下會(huì)受到影響，一種是系統(tǒng)宕機(jī)、錯(cuò)誤操作和管理引起的異常失?。涣硪环N是由于系統(tǒng)維護(hù)和升級(jí)，需要安裝新的硬件或軟件而正常關(guān)機(jī)。高可靠性軟件必須為這兩種情況提供不間斷的系統(tǒng)服務(wù)。

除了運(yùn)行高可靠性軟件來構(gòu)成高可靠性系統(tǒng)之外，在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件本身之中加入高可靠性的一些性能也能使網(wǎng)絡(luò)軟件自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，在一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障的情況下，自動(dòng)地把設(shè)定的服務(wù)轉(zhuǎn)到另一臺(tái)服務(wù)器上，這樣就不需要購買或者重新開發(fā)一套HA 軟件。

3.1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

HA 模式的關(guān)鍵思想就是引入一個(gè)HAD etect的抽象類來管理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的運(yùn)行狀態(tài)。

3.1.3 安全結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

每一個(gè)連接構(gòu)成一個(gè)相關(guān)的HAD etect抽象類. 首先定義這個(gè)類及Interfaces類。其中Interfaces類中的友類Heartbeat、Takeover 和Service Management 的定義和實(shí)現(xiàn)，這里不作祥述.它們包括：判斷接口的類型、使用socket 管理連接、服務(wù)配置管理、啟動(dòng)與停止管理等。

在整個(gè)實(shí)現(xiàn)過程中核心是一個(gè)通信連接的建立，用以檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用狀態(tài)的改變，在這個(gè)通信過程中完成失效檢測(cè)和業(yè)務(wù)接管。根據(jù)這個(gè)狀態(tài)的改變調(diào)用Interfaces 類中不同友類中的相應(yīng)方法，系統(tǒng)通信連接主要有6 個(gè)狀態(tài)。

3.1.4 安全結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的應(yīng)用

將所設(shè)計(jì)的HA 軟件模式，應(yīng)用到一個(gè)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中。對(duì)于計(jì)費(fèi)系統(tǒng)來說，保證它的穩(wěn)定可靠運(yùn)行是至關(guān)重要的，一旦系統(tǒng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)出錯(cuò)，將造成無法挽回的損失。計(jì)費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)行的基本流程是：用戶登錄，接入服務(wù)器將登錄信息送到認(rèn)證服務(wù)器Radius Server 上進(jìn)行認(rèn)證，如果認(rèn)證通過,則授權(quán)用戶，用戶開始使用網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)為用戶的流量或時(shí)間進(jìn)行計(jì)費(fèi)(取決于不同的資費(fèi)策略)，并寫入數(shù)據(jù)庫中，直到用戶斷網(wǎng)。在這個(gè)系統(tǒng)中,需要考慮高可用性的環(huán)節(jié)主要有3個(gè)：認(rèn)證服務(wù)器、計(jì)費(fèi)服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件是電子商務(wù)的基本成分，一個(gè)成功的網(wǎng)絡(luò)軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)行需要構(gòu)筑一個(gè)高可用性的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，還必須有高可用性的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)的可用性是系統(tǒng)密不可分的一個(gè)部分，這必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理的高可用性進(jìn)行深入研究，使高可用性設(shè)計(jì)模式得到更廣泛的應(yīng)用。

篇（4）

一、引言

計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，大學(xué)、中學(xué)以及小學(xué)基于局域網(wǎng)的校園辦公和基于Internet的應(yīng)用也逐漸增多，對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)的可靠性提出了越來越高的要求，網(wǎng)絡(luò)中的核心設(shè)備對(duì)保證校園網(wǎng)絡(luò)的正常工作非常重要，如果保證了核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可靠性，就基本保證了校園網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

二、目前校園網(wǎng)絡(luò)的可靠性現(xiàn)狀

網(wǎng)絡(luò)可靠性也稱網(wǎng)絡(luò)的可用性，使用平均故障間隔MTBF(Mean Time Between Failure)和無故障工作時(shí)間兩個(gè)參數(shù)來衡量，平均故障間隔越小且無故障工作時(shí)間越長，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可靠性就越高。不同的行業(yè)對(duì)可靠性的要求不同，一般的網(wǎng)絡(luò)，暫時(shí)中斷不影響使用，而對(duì)網(wǎng)絡(luò)依賴程度比較高的電子商務(wù)和金融行業(yè)來說，網(wǎng)絡(luò)的中斷就意味著經(jīng)濟(jì)利益受損。網(wǎng)絡(luò)可靠性的研究探討，意義重大。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的投資在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中占有相當(dāng)大的比例，高檔的、可靠性高的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備往往價(jià)格不菲。由于資金的因素，一般規(guī)模的校園網(wǎng)建設(shè)中，不可能配備高檔的設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)的可靠性需要設(shè)備本身的可靠程度來保證。通常情況是，用一臺(tái)和工作設(shè)備相同配置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作為冷備。工作設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，將冷備的設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，恢復(fù)通訊，這種方案，網(wǎng)絡(luò)中斷的時(shí)間一般在十幾分鐘左右，不能滿足校園網(wǎng)絡(luò)可靠性的要求，現(xiàn)在學(xué)校的大部分的工作都通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，學(xué)生學(xué)籍管理、教務(wù)管理、教師簽到、學(xué)校辦公、網(wǎng)絡(luò)招生等，十幾分鐘的網(wǎng)絡(luò)中斷也會(huì)使正常的日常工作變得混亂，尤其是網(wǎng)絡(luò)招生工作，網(wǎng)絡(luò)中斷更是后果嚴(yán)重。如果對(duì)所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行更新，購買高可靠性的核心層次設(shè)備(通常是有兩個(gè)主控板，另一塊板卡做備份，網(wǎng)絡(luò)可以在幾秒鐘之內(nèi)恢復(fù)工作)是一種很好的可靠性解決方案，但是從資金投入的角度來說，目前多數(shù)學(xué)校不具有如此的經(jīng)濟(jì)承受能力。本著保護(hù)現(xiàn)有投資的角度考慮，可以采用廉價(jià)冗余的思路，在可靠性和經(jīng)濟(jì)性方面找到平衡點(diǎn)。

三、VRRP協(xié)議綜述

什么是VRRP協(xié)議?

虛擬路由冗余協(xié)議(VirtuaI Router Redundancy Protocol，簡稱VRRP協(xié)議。在該協(xié)議中，一對(duì)路由設(shè)備協(xié)同工作，對(duì)終端IP設(shè)備的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)(DefauIt Gateway)進(jìn)行冗余備份，當(dāng)一臺(tái)路由設(shè)備宕機(jī)時(shí)，備份路由設(shè)備及時(shí)接管轉(zhuǎn)發(fā)工作，向用戶提供透明的切換，起到提高網(wǎng)絡(luò)可靠性的作用。

VRRP協(xié)議的重要概念

在VRRP協(xié)議中，有兩組重要的概念：VRRP路由器和虛擬路由器；主控路由器和備份路由器。VRRP路由器是物理實(shí)體，虛擬路由器是VRRP協(xié)議創(chuàng)建的，是邏輯概念。一組VRRP路由器協(xié)同工作構(gòu)成一臺(tái)虛擬路由器，具有唯一固定lP地址和MAC地址。一個(gè)VRRP組中的路由器具有兩種互斥的角色：主控路由器和備份路由器。一個(gè)VRRP組中只有一臺(tái)處于主控角色的路由器，可以有一個(gè)或者多個(gè)處于備份角色的路由器。使用選擇策略從路由器組中選出一臺(tái)作為主控，負(fù)責(zé)ARP相應(yīng)操作和轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包，組中的其它路由器作為備份的角色處于待命狀態(tài)。當(dāng)主控路由器發(fā)生故障時(shí)，備份路由器能在幾秒鐘的時(shí)延后升級(jí)為主路由器。此切換非常迅速而且不用改變IP地址和MAc地址，對(duì)終端使用者是透明的。

vRRP協(xié)議工作原理

篇（5）

1 礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的系統(tǒng)選型

傳統(tǒng)的礦用調(diào)度通信方法，是應(yīng)用電纜通信和光纖通信的手段，這兩種監(jiān)測(cè)監(jiān)控方式需要通過復(fù)雜的布線，不僅難度大，而且成本高，一直以來都不能滿足礦山生產(chǎn)和安全管理的礦用調(diào)度通信需求。為此，筆者認(rèn)為有必要對(duì)礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行重新選型。礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須滿足功耗小、體積小、應(yīng)用方便、信號(hào)覆蓋面廣、抗干擾能力強(qiáng)、成本費(fèi)用低等。為了適應(yīng)礦山的礦用調(diào)度通信需求，這種類型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要安全可靠，而且技術(shù)先進(jìn)，同時(shí)具備系統(tǒng)開放性、設(shè)備可擴(kuò)展性、價(jià)格經(jīng)濟(jì)性的基本條件。鑒于礦山的復(fù)雜環(huán)境，在礦山惡劣生產(chǎn)環(huán)境影響下仍然能夠安全生產(chǎn)，并且滿足礦山近期和遠(yuǎn)期的產(chǎn)品發(fā)展技術(shù)升級(jí)需求，需要在礦山生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)，預(yù)留一定的擴(kuò)展空間。以上礦山的危險(xiǎn)性因素，要求礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在選型的時(shí)候，進(jìn)行無死角全方位監(jiān)控，筆者認(rèn)為可采用視頻監(jiān)控、環(huán)境參數(shù)監(jiān)控、關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)控、地壓監(jiān)控等礦用調(diào)度通信方式，全盤掌控礦山生產(chǎn)相關(guān)的炸藥室、提升運(yùn)輸系統(tǒng)、風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度、風(fēng)機(jī)等情況。以此為依據(jù)，系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控要求具備綜合性能力，譬如礦井，考慮到布線的復(fù)雜性和設(shè)備安裝維護(hù)的成本費(fèi)用較高，采用Zigbee無線通訊技術(shù)通信系統(tǒng)，將礦井采集終端的數(shù)據(jù)，通過無線傳輸?shù)姆绞剑謩e傳送到地面監(jiān)控分站和井下監(jiān)控分站，經(jīng)綜合整理之后，通過光纖傳輸?shù)焦舛藱C(jī)，最后監(jiān)控中心將信息經(jīng)過整理后，以監(jiān)控大屏幕、打印機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式，實(shí)時(shí)展示出來。這種礦用調(diào)度通信方式的即時(shí)性特征非常明顯，而且信息的處理速度快，在目前國內(nèi)外很多礦山開發(fā)中被廣泛應(yīng)用。

2 礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)的方法

為了提高礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在礦山開發(fā)中的應(yīng)用水平，筆者認(rèn)為有必要對(duì)相關(guān)應(yīng)用方法進(jìn)行捋順，在設(shè)計(jì)好系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)之后，布置好通信網(wǎng)絡(luò)基站，以及做好通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安裝維護(hù)工作。

2.1 礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)

首先是視頻調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用于監(jiān)控提升系統(tǒng)、關(guān)鍵地點(diǎn)、有害系統(tǒng)，通常安裝在井口調(diào)度室、提升絞車房、井口、井底、調(diào)車場(chǎng)、炸藥室、采場(chǎng)入口等，這些地點(diǎn)的事故發(fā)生率高，而且傷害程度高，其中提升系統(tǒng)和關(guān)鍵地點(diǎn)視頻通信網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)設(shè)計(jì)的要求是能夠確保系統(tǒng)性能的穩(wěn)定，而且不影響監(jiān)控通信的清晰度，在光線不足的情況下，能夠自動(dòng)啟動(dòng)夜視功能，而有害氣體的視頻通信網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)布設(shè)要求是能夠24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)有害氣體的濃度，并且在達(dá)到安全濃度之前，自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。其次是環(huán)境參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度，應(yīng)用于回風(fēng)港、測(cè)風(fēng)站、終端采場(chǎng)、炸藥庫等，其中風(fēng)速和風(fēng)壓的通信網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)布設(shè)，是將風(fēng)速傳感器布置在采區(qū)無分支風(fēng)流和無拐彎位置，其參數(shù)是CO濃度0.0024%、CO2濃度為為0.5%、風(fēng)速小于0.15m/s，而溫度通信網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)是將傳感器垂直懸掛在與頂梁和巷子壁一定距離的位置，而且不能夠影響框架作業(yè)的行人和行車安全，其參數(shù)是室內(nèi)溫度保持34℃。再次是關(guān)鍵設(shè)備調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括開關(guān)量和水位，前者主要監(jiān)控風(fēng)機(jī)、水泵、提升系統(tǒng)等設(shè)備的開關(guān)，其布設(shè)的基本原則是能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀況，并且能夠在發(fā)生緊急情況之后，自動(dòng)發(fā)出聲光兼?zhèn)涞膱?bào)警信號(hào)，而后者主要監(jiān)控對(duì)象是井下水倉的水位，通過控制水泵開關(guān)，旨在掌握水倉水位的情況，其基本參數(shù)不能夠超過警戒水位。最后是地壓調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。主要用于應(yīng)力監(jiān)測(cè)和位移監(jiān)測(cè)，應(yīng)力監(jiān)測(cè)根據(jù)礦井下的生產(chǎn)情況，譬如采掘作業(yè)的工作面頂板、間柱、圍巖等位置，實(shí)施監(jiān)控采掘范圍的變化情況，其參數(shù)是應(yīng)力值大于臨界值，而位移監(jiān)測(cè)是在采掘過程中，為防止中段大范圍頂板冒落，將礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安裝于采掘區(qū)域，對(duì)變動(dòng)位移值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.2 礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)基站布置

首先是安全礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中心基站，設(shè)置在行政辦公樓的調(diào)度指揮中心調(diào)度室，一般需要具有高性能水平，而且穩(wěn)定性相對(duì)比較高的PA工控機(jī)2臺(tái)，其中一臺(tái)用于活動(dòng)監(jiān)測(cè)，另外一臺(tái)用于備份。在礦井作業(yè)的同時(shí)，將礦井的信息通過系統(tǒng)的共享和遠(yuǎn)程傳輸功能，傳送到安全監(jiān)控中心站，生成數(shù)據(jù)、報(bào)表和圖形，以供礦用調(diào)度通信人員展開礦井安全信息的分析，判斷礦井作業(yè)的安全狀況。其次是地面礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分站，即在地面通風(fēng)機(jī)房監(jiān)控室、地面生產(chǎn)系統(tǒng)控制室等，設(shè)置地面分站，通過單元傳輸?shù)慕涌冢纬筛采w面廣的礦井安全監(jiān)控調(diào)度通信系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，是礦井作業(yè)規(guī)模擴(kuò)大之后必須設(shè)立的調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分站。再次是井下礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分站，設(shè)置于井底車場(chǎng)等位置，與傳感器的距離保持在300m以內(nèi)，而且要方便工作人員的調(diào)試、檢驗(yàn)和觀察，分站位置干燥和無雜物，可以采用支架方式安裝，也可以吊掛在巷道中。最后是礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用，離不開科學(xué)的安裝維護(hù)，需要安排專業(yè)的檢查維修人員進(jìn)行定期維護(hù)，包括井下各個(gè)傳感器、聲光報(bào)警器、系統(tǒng)傳輸信號(hào)電纜、地面通訊線路等，而且礦井內(nèi)要安排24小時(shí)的值班人員，負(fù)責(zé)每天對(duì)礦井生產(chǎn)礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行情況的檢查，控制系統(tǒng)存在的誤差，以及協(xié)助安全監(jiān)控調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)部門進(jìn)行故障排除。

篇（6）

[中圖分類號(hào)]G40―057

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[論文編號(hào)]1009―8097(2009)13―0182―02

一　引言

為使高等教育自學(xué)考試事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，2000年起全國高等教育考試指導(dǎo)委員會(huì)辦公室決定在浙江省建立自考學(xué)習(xí)資源建設(shè)實(shí)驗(yàn)區(qū)。隨后，全國考辦又在山東省、遼寧省、吉林省、江西省、福建省、湖南省、四川省、重慶市建立第二批自考學(xué)習(xí)資源建設(shè)實(shí)驗(yàn)區(qū)，推進(jìn)學(xué)習(xí)資源網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)的步伐。網(wǎng)絡(luò)課件是基于瀏覽器／服務(wù)器模式開發(fā)、能在互聯(lián)網(wǎng)上的課件。網(wǎng)絡(luò)課件不僅可以進(jìn)行人機(jī)通訊，還支持人際通訊，并且把二者有機(jī)結(jié)合起來，使學(xué)習(xí)者能夠?qū)崿F(xiàn)自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)。因此，網(wǎng)絡(luò)課件成了學(xué)習(xí)資源建設(shè)的重要組成部分，各實(shí)驗(yàn)區(qū)都投入了大量人力物力，用于開發(fā)網(wǎng)絡(luò)課件。

目前，全國的自學(xué)考試網(wǎng)絡(luò)課件存在兩種模式，一是以華夏大地教育網(wǎng)為代表的付費(fèi)模式，由專門的企業(yè)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)課件，提供統(tǒng)一的界面風(fēng)格和全面的教學(xué)內(nèi)容，使用者按課程付費(fèi)：二是以各省自考辦官方網(wǎng)站為主的免費(fèi)模式，由主考學(xué)?；蚱渌咝＝處熼_發(fā)，為考生提供免費(fèi)開放的服務(wù)。

下面就浙江省自考辦組織省內(nèi)多所高校自開發(fā)的101門自學(xué)考試網(wǎng)絡(luò)課件的形式和內(nèi)容做初步的分析和調(diào)查，了解自學(xué)考試網(wǎng)絡(luò)課件的形式、內(nèi)容和績效，以期為自學(xué)考試主管部門開展在線助學(xué)提供決策依據(jù)。

二　自考網(wǎng)絡(luò)課件模塊分析

此次調(diào)查的101門網(wǎng)絡(luò)課件由多所大學(xué)和浙江省自考辦共同研發(fā)，課程涵蓋了教育學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、工學(xué)、理學(xué)、醫(yī)學(xué)、文學(xué)、法學(xué)、管理學(xué)等8個(gè)門類。第一期立項(xiàng)建設(shè)的35門課程，界面和功能模塊沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，全由課程建設(shè)者自由設(shè)計(jì)，呈現(xiàn)了五彩繽紛的多種風(fēng)格。后期立項(xiàng)建設(shè)的66門課程采用一式一樣的模板，形式上趨于單調(diào)和統(tǒng)一，課件的署名全為“浙江省自考辦”。

35門課程中有三門課程無法訪問，我們對(duì)其他32門課程的模塊做了統(tǒng)計(jì)和分析：

(1)模塊設(shè)置多樣化。所有課件都有“學(xué)習(xí)指導(dǎo)”(或課程內(nèi)容)模塊；47％課件有“課程介紹”模塊：44％課件有“習(xí)題解答”模塊；38％課件有“同步練習(xí)”模塊：75％課件有“仿真試題”模塊；41％課件有“教學(xué)大綱”模塊；63％課件有“參考資料”模塊；19％課件有“幫助”或“學(xué)習(xí)指導(dǎo)”模塊；25％課件有“相關(guān)資源”模塊；13％課件有“教師介紹”或“制作群”模塊；25％課件有“實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)”模塊；16％課件有隨機(jī)抽題的“在線測(cè)試”模塊：19％課件有“論壇”模塊：13％課件有“其他工具”模塊。

(2)每門課程擁有的模塊數(shù)參差不齊。2門課程只有2個(gè)模塊；7門課程有3個(gè)模塊；7門課程有4個(gè)模塊；3門課程有5個(gè)模塊；2門課程有6個(gè)模塊；3門課程有7個(gè)模塊；4門課程有8個(gè)模塊；l門課程有9個(gè)模塊；2門課程有10個(gè)模塊。

鑒于以上統(tǒng)計(jì)，不難發(fā)現(xiàn)50％的課程的模塊數(shù)少于等于4。從模塊數(shù)量可以想象到課程的內(nèi)容，也就是說50％的課程內(nèi)容不多，網(wǎng)絡(luò)課件開發(fā)的深度不夠。在此背景下，浙江省自考辦推行模板化的網(wǎng)絡(luò)課件開發(fā)，開發(fā)了后續(xù)的60門課程。統(tǒng)一模板的66門課程，主要包含課程介紹、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、參考資料、在線測(cè)試、友情鏈接、網(wǎng)絡(luò)論壇、其他課件、工具、幫助中心等模塊。

三　自考網(wǎng)絡(luò)課件內(nèi)容與效用分析

在這101門網(wǎng)絡(luò)課件中，有65門曾經(jīng)有過瀏覽量統(tǒng)計(jì)，我們?cè)噲D根據(jù)瀏覽量統(tǒng)計(jì)分析網(wǎng)絡(luò)課件的內(nèi)容和效用。瀏覽量超過10000的10門課程中，有5門是使用統(tǒng)一模板的，5門自由設(shè)計(jì)模塊。

下面我們分析排名在前五名的網(wǎng)絡(luò)課件。

《心理學(xué)》人氣排名第一，自由設(shè)計(jì)了4個(gè)模塊：課件學(xué)習(xí)、練習(xí)題庫、考試大綱和參考書目。“學(xué)習(xí)指導(dǎo)”提供了每章的“學(xué)習(xí)目的和要求”、“課程內(nèi)容”、“考核知識(shí)點(diǎn)”和“考核要求”，具體到節(jié)僅梳理了每節(jié)的概念和主要內(nèi)容?！熬毩?xí)題庫”只有問答題，且無答案。因此內(nèi)容并不豐富。

《公共關(guān)系學(xué)》。是人氣指數(shù)排名第二的網(wǎng)絡(luò)課件。它有十多個(gè)模塊：教師簡介、課程介紹、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、自我測(cè)試、仿真試題、教學(xué)大綱、參考資料、復(fù)習(xí)提綱、論壇、學(xué)科前沿和其他工具等，是自行設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)課件中模塊數(shù)最多的課件之一。課件分三階段設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，學(xué)習(xí)階段、復(fù)習(xí)階段和高級(jí)階段，這是101門課程中的唯一?！皩W(xué)習(xí)指導(dǎo)”模塊在所有的網(wǎng)絡(luò)課件中都存在，但具體的表現(xiàn)形式并不一樣。在《公共關(guān)系學(xué)》中，具體到某個(gè)章節(jié)的學(xué)習(xí)通常由“教學(xué)目的和要求”、“學(xué)習(xí)方法”、“教學(xué)內(nèi)容”、“內(nèi)容要點(diǎn)”、“本章小結(jié)”、“關(guān)鍵術(shù)語”、“疑難解析”等組成。我們把別的課件中沒有的不少功能列為“其他工具”模塊。比如：它提供的學(xué)習(xí)計(jì)劃――“自學(xué)周歷”――方便了自考學(xué)生制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃，“書簽管理”則方便了學(xué)習(xí)過程的記錄。“其他工具”中還包括名詞搜索、文字字號(hào)放大縮小、打印等實(shí)用功能。因此《公共關(guān)系學(xué)》網(wǎng)絡(luò)課件無論是內(nèi)容和形式都有獨(dú)到之處。這是這批網(wǎng)絡(luò)課件中注重設(shè)計(jì)的典范。

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》網(wǎng)絡(luò)課件人氣指數(shù)達(dá)到30982，在工科類課程中排名第一，總排名第三?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》作為一門計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程，由于其專業(yè)性較強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力和程序設(shè)計(jì)能力均要求較高，再加上自學(xué)考試本身的特殊性，所以本門課程往往是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。這門網(wǎng)路課件除了有以上提到的諸類基本模塊外，其特點(diǎn)在于增加了“重點(diǎn)章節(jié)選讀”、“精彩頻道導(dǎo)讀”、“學(xué)習(xí)頻道”、“課件頻道”、“實(shí)驗(yàn)解答”、“課件下載”等特色模塊，該課件以章節(jié)講解為主線，輔之以“重點(diǎn)章節(jié)選讀”和“精彩頻道導(dǎo)讀”兩個(gè)模塊，使講解的重難點(diǎn)更加突出，也更有利于學(xué)生掌握。此外本課件還提供“學(xué)習(xí)頻道”、“課件頻道”和“課件下載”，擴(kuò)展了學(xué)生的眼界，方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)。

《市場(chǎng)營銷學(xué)》人氣排名第四，是統(tǒng)一模板的網(wǎng)絡(luò)課件?！皩W(xué)習(xí)指導(dǎo)”模塊中內(nèi)容極為簡單，僅梳理了各章節(jié)的提綱。“參考資料”模塊中的“本章指導(dǎo)”未深入到各節(jié)，內(nèi)容也較簡單?！巴骄毩?xí)”與“在線測(cè)試”由于系統(tǒng)問題，無法呈現(xiàn)內(nèi)容。

《英語翻譯》人氣排名第五，是統(tǒng)一模板的網(wǎng)絡(luò)課件，內(nèi)容表現(xiàn)也不佳?！皩W(xué)習(xí)指導(dǎo)”模塊中沒有統(tǒng)一的內(nèi)容形式，大部分單元只提供了課文的解說，信息量太少。而真正學(xué)習(xí)指導(dǎo)的內(nèi)容，放到了“參考資料”模塊中了，與其他統(tǒng)一模板的課件有相同的通病，學(xué)習(xí)指導(dǎo)無法深入到節(jié)。

因此我們認(rèn)為：相應(yīng)專業(yè)的考生人數(shù)是影響網(wǎng)絡(luò)課件人氣的第一因素，內(nèi)容設(shè)計(jì)是影響網(wǎng)絡(luò)課件人氣的第二因素。

從85％的課件不足萬人的瀏覽量中說明我省自考生使用--網(wǎng)絡(luò)課件的積極性沒有得到發(fā)揮。原因有：現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)課

件管理與維護(hù)力量不足，無內(nèi)容更新，許多內(nèi)容出錯(cuò)，論壇和部分在線測(cè)試功能無法使用；網(wǎng)絡(luò)課件的使用需要宣傳與引導(dǎo)，特別是在自考助學(xué)單位中，可以把網(wǎng)絡(luò)課件做為課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充，以提高網(wǎng)絡(luò)課件的效用。

四　自學(xué)考試網(wǎng)絡(luò)課件的共同特征

在對(duì)第一期的30多門自考網(wǎng)絡(luò)課件進(jìn)行深入細(xì)致分析的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)浙江省自考網(wǎng)絡(luò)課件建設(shè)的一些共同特征：

(1)幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)課件都重視教學(xué)內(nèi)容的講解，且內(nèi)容皆按課本章節(jié)順序編排。根據(jù)專業(yè)不同，使用多媒體技術(shù)呈現(xiàn)知識(shí)內(nèi)容，有圖文并茂的、有使用Flas的、有使用視頻點(diǎn)播的，還有使用語音講解技術(shù)的。

(2)網(wǎng)頁的設(shè)計(jì)在布局、風(fēng)格、色彩、鏈接、超文本等諸方面已相當(dāng)專業(yè)化，基本不存在什么技術(shù)問題。

(3)學(xué)科特點(diǎn)非常突出，不同學(xué)科在模塊設(shè)計(jì)、技術(shù)實(shí)現(xiàn)，及內(nèi)容安排上皆能、突出學(xué)科優(yōu)勢(shì)、符合學(xué)科特點(diǎn)。比如，語言學(xué)科能為學(xué)生提供大量的聽、讀訓(xùn)練和情景對(duì)話；工科則利用各種圖片、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、Flas等演示與講解原理與過程，并提供實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)；醫(yī)學(xué)的提供各種病理圖片、體內(nèi)器官動(dòng)畫，藥劑配方圖表等。

(4)不足之處在于50％的課件開發(fā)深度不足，提供的內(nèi)容信息量太少。大多網(wǎng)絡(luò)課件只重視人機(jī)交互，不重視人際交互，沒有提供協(xié)作學(xué)習(xí)的功能。

對(duì)后期的60多門自考網(wǎng)絡(luò)課件進(jìn)行深入細(xì)致分析，得出如下共同特征：

(1)網(wǎng)絡(luò)課件使用統(tǒng)一模版后，界面統(tǒng)一了。方便了學(xué)習(xí)者搜索信息。

(2)文科類的課程有了統(tǒng)一的內(nèi)容要求，普遍提高了內(nèi)容建設(shè)的深度。

(3)論壇用于幫助學(xué)員之間、師生之建立協(xié)作，構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體。

(4)不足之處：不同課程的內(nèi)容差異性是普遍存在的，由于模板設(shè)計(jì)不靈活，無法解決個(gè)性化問題，因此許多模塊形同虛設(shè)，甚至根本就不能使用；模板限制了信息的呈現(xiàn)方式，大量內(nèi)容的呈現(xiàn)以文字和圖片為主，存在文字教材搬家的現(xiàn)象。因此與第一期開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)課件一樣，有50％課件開發(fā)深度不足。

五　思考與建議

對(duì)于絕大多數(shù)的自考生來說，他們并不是現(xiàn)行教育體制中的優(yōu)秀者，他們?cè)谥械冉逃A段獲得的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)習(xí)慣并沒有為在線學(xué)習(xí)作好充分的準(zhǔn)備。因此在線學(xué)習(xí)中的“學(xué)習(xí)指導(dǎo)”就顯得非常的重要，它是影響網(wǎng)絡(luò)課件效用的關(guān)鍵因素之一。我省自考學(xué)生不少，自考助學(xué)單位也不少，但在助學(xué)過程中能積極引導(dǎo)學(xué)生利用目前已有的網(wǎng)絡(luò)課件的不多。因此，既要加大現(xiàn)有資源的宣傳，更要大力改進(jìn)已有的課件，讓自考助學(xué)單位的教師參與到網(wǎng)絡(luò)課件建設(shè)中，加強(qiáng)學(xué)習(xí)指導(dǎo)模塊建設(shè)，不斷開發(fā)更多更新的教學(xué)內(nèi)容。

由于在線學(xué)習(xí)的開放性與靈活性，決定了借助于網(wǎng)絡(luò)課件的學(xué)習(xí)是一種高度個(gè)性化，自主化的學(xué)習(xí)。靈活的學(xué)習(xí)時(shí)空，個(gè)性化的學(xué)習(xí)安排和計(jì)劃(建議)，對(duì)學(xué)習(xí)者來說可能只是一個(gè)參考，但其作用是不可忽視的。它們是學(xué)習(xí)者個(gè)人學(xué)習(xí)安排和計(jì)劃的依據(jù)與指南，是學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容把握與安排的前提。在這些課程中僅有一門課程(公共關(guān)系學(xué))提供了此項(xiàng)功能。因此在自考網(wǎng)絡(luò)課件項(xiàng)目建設(shè)中，加強(qiáng)此項(xiàng)功能模塊的建設(shè)已經(jīng)刻不容緩。

關(guān)于自主練習(xí)(測(cè)驗(yàn)或試題)，幾乎所有課程都設(shè)置了類似欄目，但其設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)卻有很大的差別：有的只是將書上練習(xí)變成網(wǎng)頁形式，并附上簡短的答案；有的以思考題形式提出，沒有提供答案；有的自帶題庫，可以自動(dòng)生成各類題目；而且其中的大多數(shù)往往是僅給出答題結(jié)果，而沒有給出適當(dāng)?shù)姆治?、評(píng)語，學(xué)習(xí)者只能自己猜測(cè)、思考問題的解決方法。對(duì)于大多數(shù)自考生來說，基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)薄弱，缺乏此類學(xué)習(xí)指導(dǎo)，加大了學(xué)習(xí)的困難，并在一定程度上降低了學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的熱情。如何使自主練習(xí)(測(cè)驗(yàn)或試題)的形式多樣化，解答有效化是擺在我們面前的又一個(gè)嚴(yán)峻的問題。

自學(xué)考試網(wǎng)絡(luò)課件設(shè)計(jì)首先要注重教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)對(duì)象及教學(xué)內(nèi)容分析，體現(xiàn)“以學(xué)為中心”的教學(xué)思想，強(qiáng)調(diào)利用資源來支持“學(xué)”等。此外，自學(xué)考試網(wǎng)絡(luò)課件的設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：

(1)增加交互的靈活性和多樣性。交互性有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，其中人機(jī)交互提高了反饋的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，人與人交互減少自學(xué)的孤獨(dú)感，有利于相互啟發(fā)共同進(jìn)步。

(2)導(dǎo)航的便攜性。網(wǎng)絡(luò)課件需要為學(xué)生在線學(xué)習(xí)提供方便的導(dǎo)航，避免學(xué)生因?yàn)閷W(xué)習(xí)資源的豐富性而迷失方向、偏離學(xué)習(xí)目標(biāo)，降低學(xué)習(xí)效率。

篇（7）

隨著我國科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，推動(dòng)我國電力事業(yè)朝向智能化發(fā)展具有重要的意義，能夠促進(jìn)我國在未來進(jìn)入智能化和自動(dòng)化的社會(huì)。其中變電站的智能化發(fā)展是順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的事情，變電站中智能化的監(jiān)控系統(tǒng)具有明顯的作用。主要是傳統(tǒng)的方式具有很多的弊端，而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安裝方便、成本低廉。因此在當(dāng)前我國的電力事業(yè)的發(fā)展中使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有很大的優(yōu)勢(shì)。

1 無線傳感器應(yīng)用于站內(nèi)輔助系統(tǒng)

變電站的站內(nèi)輔助系統(tǒng)主要包含有消防安全系統(tǒng)、采暖通風(fēng)系統(tǒng)、消防安全系統(tǒng)以及視頻系統(tǒng)等，這些部分是變電站得以工作的重要的系統(tǒng)，能夠直接的影響變電站正常的進(jìn)行工作。在傳統(tǒng)的常規(guī)變電站中，基本上不會(huì)關(guān)注輔助系統(tǒng)的工作情況，在縱向上面沒有合理的信息模型，橫向方面也不存在信息的交流，都是獨(dú)立存在的單一的功能和作用。而使用了無線傳感系統(tǒng)的智能變電站具有與傳統(tǒng)的變電站完全不同的模式，輔助系統(tǒng)得到了各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)注，并且智能化的系統(tǒng)具有自動(dòng)化、信息化和互動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能采集到標(biāo)準(zhǔn)的信息，使工作人員對(duì)變電站的控制更加的智能化。其中無限傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于變電站站內(nèi)的輔助系統(tǒng)的主要工作原理是，通過對(duì)現(xiàn)有的狀態(tài)的改善，改變現(xiàn)有的輔助系統(tǒng)的模式，改變以往的只對(duì)設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行管理的模式，開始應(yīng)用和重新構(gòu)造變電站站內(nèi)輔助系統(tǒng)的相關(guān)信息。最終將傳統(tǒng)變電站中的很多獨(dú)立存在的輔助系統(tǒng)的信息，融合成一個(gè)完整的、智能化的變電站的輔助系統(tǒng)，保持整個(gè)輔助系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加具有清晰性和科學(xué)性。

2 無線傳感器應(yīng)用于綜合智能化系統(tǒng)

變電站自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)主要是依靠通信技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)是促進(jìn)電力系統(tǒng)向智能化發(fā)展的關(guān)鍵。變電站每一次的自動(dòng)化和智能化的發(fā)展都與通信技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步有重大的關(guān)系，通信技術(shù)的發(fā)展主要經(jīng)歷了CAN到RS-485，再到以太網(wǎng)，而相關(guān)的變電站的智能化的發(fā)展也主要經(jīng)歷了幾個(gè)重要的階段，主要經(jīng)歷了遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備到通用的自動(dòng)化的綜合系統(tǒng)，以及到發(fā)展的數(shù)字化系統(tǒng)的變電站，最后到當(dāng)前在建設(shè)中的無線傳感器應(yīng)用于變電站的智能化系統(tǒng)。其中的IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)化的變電站主要有幾個(gè)部分，分為間隔層、過程層和站控層這幾部分。在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的今天，在這些標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及物理接口和網(wǎng)絡(luò)的通信方式等，主要是為了穩(wěn)定業(yè)務(wù)層的結(jié)構(gòu)，使其能夠在通信技術(shù)高速發(fā)展的情況下保持穩(wěn)步發(fā)展，促進(jìn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和應(yīng)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在變電站中的應(yīng)用主要的設(shè)計(jì)是，變電站中的站控層需要保持穩(wěn)定不變，使用無線網(wǎng)絡(luò)傳感系統(tǒng)替代原有的使用以太網(wǎng)的通信技術(shù)，逐漸的將其應(yīng)用于變電站的運(yùn)行中。使用對(duì)應(yīng)用設(shè)備沒有影響的無線路由的功能，將其應(yīng)用于智能終端中。

3 無線傳感器應(yīng)用于電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)

我國的很多研究電力專業(yè)的大學(xué)院校使用相關(guān)的技術(shù)措施，研究一些小型的電能采集系統(tǒng)，在研究中取得了豐碩的成果。我國電力科學(xué)院中的工作人員使用曾研究出的軟件，在Agent的技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的電能質(zhì)量控制，硬件系統(tǒng)在ARM+DSP的系統(tǒng)上的開放型的電能的監(jiān)測(cè)，之后工作人員將整個(gè)研究結(jié)果應(yīng)用于監(jiān)測(cè)和控制電能的質(zhì)量，使工作人員能夠科學(xué)準(zhǔn)確的掌握電網(wǎng)電能的質(zhì)量檢測(cè)情況。相關(guān)的研究人員曾將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)使用到了變電站中的檢測(cè)電能的質(zhì)量中，主要是采集相關(guān)的系統(tǒng)中有功率和無功率的電能質(zhì)量的數(shù)據(jù)，之后通過相關(guān)的檢測(cè)模板經(jīng)多次的傳送最終傳輸?shù)皆O(shè)備的終端上。并且經(jīng)過試驗(yàn)研究表明Zig Bee能夠很穩(wěn)定的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，同時(shí)還能夠促進(jìn)變電站的工作更加的智能化和自動(dòng)化。

4 總結(jié)

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，促進(jìn)我國電網(wǎng)工作的智能化是科學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果，伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展我國的電網(wǎng)要求向智能化發(fā)展，國家電網(wǎng)初步的制定了電網(wǎng)智能化的發(fā)展戰(zhàn)略。其中在變電站的發(fā)展中應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的使用進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，保證電力的正常使用。無線網(wǎng)絡(luò)的傳感器能夠幫助抑制變電站中所產(chǎn)生的電磁干擾和多徑干擾，上文主要研究了無線傳感器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)變電站發(fā)展的智能化。通過分析無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在變電站中應(yīng)用的可能性，逐漸的提高變電站發(fā)展的智能化和自動(dòng)化。同時(shí)要注重解決在變電站智能化發(fā)展中遇到的問題，以求在計(jì)算機(jī)和通信自動(dòng)化的發(fā)展中，促進(jìn)無線傳感器在變電站中的應(yīng)用。

[參考文獻(xiàn)]

篇（8）

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）07-0173-02

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，圖像已經(jīng)成為重要的信息來源。而圖像分類是圖像處理中的一項(xiàng)重要工作，尤其對(duì)海量圖像進(jìn)行分類并提高其準(zhǔn)確度，是當(dāng)前圖像處理領(lǐng)域中要解決的關(guān)鍵問題之一，包括張旭、付仲良x、Mariusz Myllarczuk等在內(nèi)的許多研究者在圖像處理方面做了大量研究。深度信念網(wǎng)絡(luò)是一種典型的深度學(xué)習(xí)算法，目前，已有很多研究者將深度信念網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于圖像分類中，可以用于多特征融合及深度信念網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了植物葉片識(shí)別、深度信念網(wǎng)絡(luò)識(shí)別了手寫數(shù)字、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在小圖像分類中的應(yīng)用等。

傳統(tǒng)的巖石圖像分類是人工提取特征的，具有一定的主觀性并且效率低下，而深度信念網(wǎng)絡(luò)能自動(dòng)提取圖像的特征，克服了人工提取的不足，為圖像分類奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，可用于大量圖像的分類并具有較高的準(zhǔn)確度。

1受限玻爾茲曼機(jī)（RBM）

1.1受限玻爾茲曼機(jī)簡介

受限玻爾茲曼機(jī)可看作一個(gè)兩層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，遵循神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一般特性。相比于傳統(tǒng)玻爾茲曼，RBM的特點(diǎn)是層間神經(jīng)元全連接，而層內(nèi)神經(jīng)元無連接。它的結(jié)構(gòu)如圖1；

如圖1所示，RBM結(jié)構(gòu)由可見層v和隱含層h構(gòu)成，并且是對(duì)稱結(jié)構(gòu)。在一個(gè)RBM中，給定可見層，隱含層可以服從任意分布；相反地，給定隱含層，可見層也可服從任意分布。

1.2訓(xùn)練受限玻爾茲曼機(jī)

1.2.1神經(jīng)元之間的獨(dú)立性

在RBM中，只有層間的對(duì)稱連接，故，若給定所有可視層節(jié)點(diǎn)的值，則每一個(gè)隱藏層節(jié)點(diǎn)的取值是互不相關(guān)的，即，反之亦然，即。

1.2.2RBM的使用

正向傳遞過程：

假設(shè)已經(jīng)訓(xùn)練好一個(gè)可使用的RBM，權(quán)重矩陣為w。正向傳遞是在已知可見層節(jié)點(diǎn)值的條件下求隱含層節(jié)點(diǎn)開啟的概率。同普通神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一樣，首先計(jì)算出每個(gè)隱含層節(jié)點(diǎn)的激勵(lì)值。如圖2所示，以含有4個(gè)可見層節(jié)點(diǎn)、3個(gè)隱含層節(jié)點(diǎn)的RBM為例。每個(gè)可見層節(jié)點(diǎn)值x與其對(duì)應(yīng)的權(quán)重相乘，之后將這四個(gè)值（共四個(gè)輸入）相加后再與偏置6相加，以此作為該隱藏層節(jié)點(diǎn)的輸入，最后在該隱藏層節(jié)點(diǎn)上通過激勵(lì)函數(shù)的作用得到其輸出a。

然后，標(biāo)準(zhǔn)化每個(gè)隱層節(jié)點(diǎn)的激勵(lì)值。具體操作是用式1所示的sigmoid函數(shù)作用于該激勵(lì)值，將之轉(zhuǎn)化為0到1之間的數(shù)，并用該值表示隱層節(jié)點(diǎn)開啟的概率。

（1）

最后，抽取[層節(jié)點(diǎn)。將計(jì)算出來的隱層節(jié)點(diǎn)開啟概率與設(shè)定的u值進(jìn)行比較，最終決定隱元開啟或關(guān)閉，如式2，其中u值是從0，1分布中隨機(jī)抽取的。

（2）

反向傳遞過程：

RBM最顯著的性質(zhì)就是無監(jiān)督地重構(gòu)數(shù)據(jù)，即在可見層與隱藏層之間進(jìn)行多次正向傳遞和反向傳遞，而不加大網(wǎng)絡(luò)深度。反向傳遞是對(duì)前一次正、反向傳遞后可見層結(jié)果的重構(gòu)過程。

如圖3所示，反向傳遞過程是在已知隱含層的條件下求可視層，將正向傳遞之后隱層節(jié)點(diǎn)的結(jié)果作為輸入，如正向傳遞過程一樣，這些輸入值又與同樣的權(quán)重相乘之后再相加，然后再與可見層的偏置相加，所得結(jié)果即為重構(gòu)值。

在RBM中，正向傳遞是通過初始值預(yù)測(cè)隱藏節(jié)點(diǎn)的值；反向傳遞則是通過隱藏節(jié)點(diǎn)的值重構(gòu)可視層節(jié)點(diǎn)值。通過重構(gòu)值與真實(shí)數(shù)據(jù)的對(duì)比為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)權(quán)重，使重構(gòu)值盡可能接近真實(shí)值，以此來提取原始數(shù)據(jù)的特征。

1.2.3對(duì)比散度算法訓(xùn)練RRM

對(duì)于RBM來說，其訓(xùn)練過程便是求得合適的層間權(quán)重。具體操作是通過多次正向傳遞和反向傳遞過程，得出可見層與隱藏層之間的聯(lián)合概率，將之作為連接權(quán)重。

目前常用的RBM訓(xùn)練方法是G-hinton提出的對(duì)比散度（CD）算法，其訓(xùn)練過程如下：

對(duì)于訓(xùn)練集中的一個(gè)樣本，將之輸入到可見層口（0），使用式（1）計(jì)算每個(gè)隱層單元開啟的概率，并用上文方法從中抽取出樣本h（0）。

使用h（0）重構(gòu)出可視層并抽取出樣本v（1）。

再使用計(jì)算出隱層單元的開啟概率。并按式3更新權(quán)重；

（3）

重復(fù)上述步驟直到訓(xùn)練完所有樣本。

2深度信念網(wǎng)絡(luò)（DBN）

2.1深度信念網(wǎng)絡(luò)簡介

深度信念網(wǎng)絡(luò)是由G_hinton在2006年提出的一種深度學(xué)習(xí)算法，它能較為快速、準(zhǔn)確地提取樣本的本質(zhì)特征，可用于數(shù)據(jù)的分類與識(shí)別，克服了傳統(tǒng)方法中人工提取特征的盲目性以提高精度。其結(jié)構(gòu)可看作是若干個(gè)RBM的疊加，以三層DBN（兩個(gè)RBM疊加而成）結(jié)構(gòu)為例，其中RBM1的隱藏層可看作是RBM2的可視層。每個(gè)RBM的訓(xùn)練方法同普通RBM一樣。

2.2DBN的訓(xùn)練

DBN中前一層的輸出作為后一層的輸入。其訓(xùn)練過程是采取貪心算法的思想分層進(jìn)行的，即從輸入層開始，先訓(xùn)練好一個(gè)刪，將其權(quán)重固定，將第一個(gè)RBM的輸出作為第二個(gè)RBM的輸入訓(xùn)練好第二個(gè)RBM固定權(quán)重后，將之疊加在第一個(gè)RBM之上，依次類推，直到網(wǎng)絡(luò)最后一層。如此訓(xùn)練之后，使用wake-sleep算法對(duì)整個(gè)DBN進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)優(yōu)。

在圖像分類中，是將DBN最后一層的輸出連接到普通分類器中實(shí)現(xiàn)的?？蓪?duì)其進(jìn)行如下調(diào)優(yōu)：在訓(xùn)練完所有RBM之后，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)使用梯度下降法調(diào)整權(quán)重，此時(shí)，網(wǎng)絡(luò)就看作是一個(gè)普通神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

3DBN的應(yīng)用

使用DBN進(jìn)行圖像分類一般包括圖像預(yù)處理、DBN建模、使用訓(xùn)練集數(shù)據(jù)訓(xùn)練DBN模型、最后使用測(cè)試集進(jìn)行測(cè)試幾個(gè)步驟。建模及訓(xùn)練方法上文已詳細(xì)介紹，下面主要介紹數(shù)據(jù)集預(yù)處理過程。

數(shù)據(jù)集預(yù)處理首先是通過降采樣等方法將圖像大小調(diào)整至適合網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的規(guī)格。假設(shè)圖像為大小為28*28，那么網(wǎng)絡(luò)輸入層就需要28*28個(gè)節(jié)點(diǎn)。其次是采用數(shù)據(jù)歸一化和白化等操作對(duì)圖像進(jìn)行去燥和去冗余操作。最后將數(shù)據(jù)集分為訓(xùn)練集和測(cè)試集兩部分。

數(shù)據(jù)集預(yù)處理之后，使用訓(xùn)練集數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練。首先是DBN的分層訓(xùn)練，然后是將分類器連接到DBN上通過梯度下降法進(jìn)一步調(diào)整網(wǎng)絡(luò)，直到滿足要求。網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練好后便可通過DBN自動(dòng)提取特征，再將此特征輸入到普通分類器中對(duì)測(cè)試集數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。

篇（9）

一、引言

我國的法語專業(yè)教學(xué)已有百年歷史。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國法語學(xué)習(xí)者已達(dá)10萬人；開設(shè)法語專業(yè)的大中院校也呈急速上升趨勢(shì)，在2003年—2010年的8年內(nèi)增長2倍，其數(shù)目已達(dá)百余所。如何培養(yǎng)高端的法語人才，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，已成為國內(nèi)所有設(shè)立法語專業(yè)的高校共同肩負(fù)的使命。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在教育領(lǐng)域得到了空前的發(fā)展。計(jì)算機(jī)游戲在教育中的使用已經(jīng)成為研究者長期關(guān)注的焦點(diǎn)。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于外語教學(xué)已經(jīng)成為我國英語教學(xué)的熱點(diǎn)問題之一，我國法語界在這方面顯然滯后?！督逃筷P(guān)于推進(jìn)教師教育信息化建設(shè)的意見》明確提出：“信息化是當(dāng)今世界發(fā)展潮流，是國家社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，信息化水平已成為衡量一個(gè)國家現(xiàn)代化水平和綜合國力的重要指標(biāo)。提高國民的信息素養(yǎng)，培養(yǎng)信息化人才是國家信息化建設(shè)的根本，教育信息化是國家信息化建設(shè)的重要基礎(chǔ)?！辫b于此，筆者認(rèn)為應(yīng)該把現(xiàn)代化的技術(shù)手段，如虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于大學(xué)法語教學(xué)中，這是法語教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，并不是嘩眾取寵。

二、網(wǎng)絡(luò)3D虛擬游戲的發(fā)展歷程及其教育意義

網(wǎng)絡(luò)游戲最初是以MUD的形式出現(xiàn)的。1978年，一位英國大學(xué)生開發(fā)了一個(gè)名為multi-user dungeous（多用戶城堡，英文縮寫MUD）的計(jì)算機(jī)程序。MUD是一個(gè)多用戶探險(xiǎn)游戲，它主要以文本表示為基礎(chǔ)，以客戶機(jī)/服務(wù)器模式運(yùn)行，是一個(gè)通過網(wǎng)絡(luò)連接的、多用戶參與的、可由用戶自主擴(kuò)張的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境（Bruckman，1992； Curtis，1993； Cassidy，1994）[1]。

后來MUD發(fā)展成為一個(gè)面向?qū)ο蟮某绦蚣碝ud Object Oriented（MOO），它通過對(duì)由各種MOO對(duì)象構(gòu)成的核心數(shù)據(jù)庫的共享向用戶提供虛擬社會(huì)環(huán)境。它允許用戶在MUD虛擬世界中，通過編寫MOO代碼創(chuàng)造對(duì)象，并為創(chuàng)造的對(duì)象定義可具有的行為（Hayes & Holmevik，2001）[2]。這樣實(shí)際上就是用戶創(chuàng)造和擴(kuò)展了他們的虛擬空間環(huán)境。

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡稱VR（Virtual Reality），其典型的應(yīng)用便是以Second Life（法語名為Sim 2）為代表的高級(jí)網(wǎng)絡(luò)3D虛擬游戲。該類網(wǎng)絡(luò)游戲除保留了先前基于文本的探險(xiǎn)游戲的一些主要特征外，還集三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)及高分辨顯示技術(shù)于一體，生成三維逼真的虛擬環(huán)境，整合了基于視聽技術(shù)的新交互特征（使用者戴上特殊的頭盔和數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備，或利用鍵盤與鼠標(biāo)等輸入設(shè)備，便可以進(jìn)入虛擬空間進(jìn)行實(shí)時(shí)交互）而具有潛在的教育價(jià)值（隋志娟，2004）[3]。

網(wǎng)絡(luò)3D游戲不僅具有傳統(tǒng)游戲的趣味性、目的性和自由性的特征，還融合真實(shí)情景性、互動(dòng)性等與學(xué)習(xí)相關(guān)的屬性。它所創(chuàng)造的虛擬環(huán)境能夠支持同步或異步的、基于文本或視音頻等多種方式的人機(jī)和社會(huì)交互并且為人們?cè)谔摂M世界中的協(xié)作學(xué)習(xí)提供了可能。在虛擬環(huán)境中，學(xué)習(xí)者能夠運(yùn)用多種感知，如聽覺、視覺學(xué)習(xí)語言。游戲的高沉浸感使他們暫時(shí)忘記現(xiàn)實(shí)生活，身臨其境般地進(jìn)入到虛擬的學(xué)習(xí)世界中來，提高他們的注意力，更好地獲得知識(shí)（Micka？觕l Roy，2012）[4]。另外，網(wǎng)絡(luò)虛擬游戲的“非生產(chǎn)性”要素還能讓學(xué)習(xí)者感受到一種歸屬感和認(rèn)同感，因?yàn)檫@種游戲活動(dòng)不帶有任何物質(zhì)上的利益。網(wǎng)絡(luò)3D游戲的上述潛在教育價(jià)值能夠很好地支持語言學(xué)習(xí)，而語言學(xué)習(xí)理論的發(fā)展則為網(wǎng)絡(luò)游戲在語言教學(xué)中的使用奠定了理論基礎(chǔ)。

三、網(wǎng)絡(luò)數(shù)字游戲適用于法語語言學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)

1.從建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的視角看虛擬數(shù)字游戲所具有的潛在語言學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)

建構(gòu)主義，又稱建構(gòu)—闡釋主義，是認(rèn)知理論的一個(gè)分支。該理論最早由瑞士著名心理學(xué)家皮亞杰于20世紀(jì)60年代提出，后來，許多心理學(xué)家和教育學(xué)家，如維果斯基、奧蘇貝爾、布魯納等又從不同的角度做了進(jìn)一步的研究，豐富和發(fā)展了建構(gòu)主義的理論。

Kafai和Resnik是當(dāng)代建構(gòu)主義領(lǐng)域比較有影響力的兩位心理學(xué)家。他們?cè)?996年出版的Constructionism in practice：Designing， thinking and learning in a digital world[5]一書中，提出了關(guān)于建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論的基本觀點(diǎn)：學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者在一定的情景即社會(huì)文化背景下，在已有的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過與其他人（教師和學(xué)習(xí)伙伴等）的交流、協(xié)作，并利用必要的學(xué)習(xí)資料，最終以意義構(gòu)建的方式來實(shí)現(xiàn)的。建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論突破了以“教”為中心的傳統(tǒng)教學(xué)觀，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的主體地位，學(xué)生要充分發(fā)揮其自主性，教師在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中主要起組織者、指導(dǎo)者和幫助者的作用。

借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)3D游戲?yàn)閷W(xué)習(xí)者創(chuàng)建了一個(gè)非常優(yōu)秀的建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)環(huán)境：學(xué)習(xí)者進(jìn)入計(jì)算機(jī)支持的豐富的情景化活動(dòng)中，通過與他人的文本的、視聽的交互、協(xié)作，參與知識(shí)的構(gòu)建。在這個(gè)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者由被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)參與者，成為學(xué)習(xí)的主體，學(xué)習(xí)團(tuán)體或者協(xié)作團(tuán)體是重要構(gòu)成部分，教師不是學(xué)習(xí)的管理者和控制者，而是學(xué)生法語學(xué)習(xí)過程中的引導(dǎo)者、指導(dǎo)者。從這個(gè)意義上來看，網(wǎng)絡(luò)游戲提供的學(xué)習(xí)環(huán)境能夠瓦解傳統(tǒng)課堂教學(xué)中的傳統(tǒng)的師生間、優(yōu)生與差生間的等級(jí)關(guān)系，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了人際交往的平等性。學(xué)習(xí)者的匿名性可以保證每個(gè)人自由的發(fā)言、自由的傾聽，對(duì)于協(xié)作學(xué)習(xí)十分重要（邵瑞珍，1997）[6]。

2.從情景認(rèn)識(shí)理論的視角看虛擬數(shù)字游戲所具有的潛在語言學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)

“情境”即context。原意為上下文、文章脈絡(luò)之意，也就是說教學(xué)應(yīng)該讓知識(shí)成為脈絡(luò)和體系，這樣能增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)習(xí)效率。情景認(rèn)知理論是在心理學(xué)理論和其他學(xué)科理論基礎(chǔ)之上，產(chǎn)生于20世紀(jì)80年代的重要學(xué)習(xí)理論。其代表人物布朗、科林斯與杜基德在1989年出版的著作Situated Cognition and the Culture of Learning（《情境認(rèn)知與學(xué)習(xí)文化》）[7]中，提出了情景認(rèn)知理論的基本觀點(diǎn)：知識(shí)是具有情境性的，知識(shí)是活動(dòng)、背景和文化產(chǎn)品的一部分。他們強(qiáng)調(diào)的是知識(shí)來源于真實(shí)的活動(dòng)和情境，知識(shí)只能在運(yùn)用的過程中才容易被完全理解。而網(wǎng)絡(luò)3D游戲的設(shè)計(jì)幾乎都是以現(xiàn)實(shí)生活中的情景為背景的，它使語言與具體情境相結(jié)合，給語言學(xué)習(xí)者提供了一個(gè)理想的環(huán)境。學(xué)習(xí)者玩游戲的過程就是與環(huán)境、伙伴交互的過程：接受新的知識(shí)，傳播已有的知識(shí)。在這種接受與傳播的循環(huán)往復(fù)中，鍛煉聽、說、讀、寫等技能，實(shí)現(xiàn)語言知識(shí)的完全理解。

根據(jù)前蘇聯(lián)著名心理學(xué)家，情景學(xué)習(xí)理論的先驅(qū)維果斯基的社會(huì)文化理論，情境認(rèn)知理論中的學(xué)習(xí)是一種文化適應(yīng)，認(rèn)知過程是學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)文化適應(yīng)的過程，即學(xué)習(xí)者在文化實(shí)踐過程中，通過觀察和反思周圍人的行為，接受相應(yīng)的觀念，模仿相應(yīng)的模式，從而得以規(guī)范自身行為。在網(wǎng)絡(luò)游戲提供的絕佳的學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者通過提問、澄清等形式，更清楚他們?cè)谡Z言使用中的錯(cuò)誤（包括語音、詞匯、語法、內(nèi)容、語篇等方面）。也就是說，交互使學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)自己的語言形式與較高水平者的差異，這些差異使學(xué)習(xí)者必須思考自己的語言問題，重新調(diào)整自己的語言表達(dá)，提高自己的表達(dá)水平以達(dá)到順利交流的目的。文本、語言等多種交流渠道提供了即時(shí)反饋和永久性記錄，便于對(duì)自己的語言形式輸出進(jìn)行監(jiān)控，便于在交流中解決問題。著名的語言學(xué)和文學(xué)研究者James Paul Gee在其2003年出版的著作What video games have to teach us about learning and literacy？[8]中就指出，游戲可以作為“完整的教育實(shí)踐模型”整合到現(xiàn)有的學(xué)校教學(xué)課程中，它能夠讓學(xué)習(xí)者在交流中解決問題，并把解決問題的能力應(yīng)用到其他領(lǐng)域，積極發(fā)揮游戲的知識(shí)獲得與學(xué)習(xí)的作用。

因此，與傳統(tǒng)教學(xué)相比，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字游戲具有以下潛在的語言學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)，如下表（表1）所示：

四、國內(nèi)外關(guān)于網(wǎng)絡(luò)3D虛擬數(shù)字游戲法語語言學(xué)習(xí)研究的典型實(shí)例

1.國內(nèi)基于網(wǎng)絡(luò)3D虛擬數(shù)字游戲法語語言學(xué)習(xí)研究現(xiàn)狀

筆者以中國期刊全文數(shù)據(jù)庫、中國博士論文全文數(shù)據(jù)庫、中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫為樣品來源，分別以主題：“游戲化學(xué)習(xí)”、“游戲式學(xué)習(xí)”；時(shí)間：2000—2012年；范圍：全部期刊；匹配方式：模糊等進(jìn)行檢索，剔除無關(guān)樣本，共獲得與“游戲化學(xué)習(xí)”相關(guān)的文章樣本113篇。從文章數(shù)量上來講，把“游戲化學(xué)習(xí)”與“英語學(xué)習(xí)”相結(jié)合的文章共計(jì)100篇，而與“法語學(xué)習(xí)”相結(jié)合的文章只有6篇；從研究主題來看，國內(nèi)關(guān)于游戲化語言學(xué)習(xí)主要以英語教學(xué)理論研究為主，且多側(cè)重于小學(xué)英語游戲化教學(xué)的研究，而關(guān)于游戲化法語語言教學(xué)的文章還停留在以介紹無計(jì)算機(jī)輔助的純游戲?yàn)橹鞯牡陡鸱N的階段，對(duì)游戲化學(xué)習(xí)的研究缺乏理論闡述，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)研究法等定量研究方法的文章更是屈指可數(shù)，對(duì)法語語言網(wǎng)絡(luò)游戲化教學(xué)這種新型學(xué)習(xí)方式的介紹和理論分析的文章數(shù)量幾乎為零。

2.國外典型的基于網(wǎng)絡(luò)3D虛擬數(shù)字游戲第二外語學(xué)習(xí)研究實(shí)例

下面筆者將探究國外三個(gè)比較典型的基于虛擬數(shù)字游戲第二外語語言學(xué)習(xí)研究實(shí)例，以期為我國進(jìn)行基于游戲化的法語語言學(xué)習(xí)提供參考和借鑒。

表2 以學(xué)習(xí)者為中心基于網(wǎng)絡(luò)3D虛擬游戲環(huán)境進(jìn)行第二語言學(xué)習(xí)研究實(shí)例

如表2所示，Micka？觕l Roy在2012年在法國南特市舉行的關(guān)于語言教學(xué)法研究的國際研討會(huì)上所做的題為Apprendre les langues dans un environnement virtuel hautement immersif？[4]（《高沉浸的虛擬環(huán)境中的語言學(xué)習(xí)》）報(bào)告展示了他所進(jìn)行的混合式研究。該研究的研究對(duì)象是以法語為第二語言的德國中學(xué)生和以德語為第二語言的法國中學(xué)生，年齡在13～14歲之間，語言水平達(dá)到歐洲統(tǒng)一語言參考框架A2級(jí)。研究主要探究了中學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)3D虛擬游戲Thélème和角色扮演游戲中進(jìn)行的法語聊天活動(dòng)，并通過現(xiàn)場(chǎng)觀察法，問卷調(diào)查、訪談、聊天轉(zhuǎn)錄分析（Micka？觕l Roy，2012）[4]，分析顯示出以下數(shù)據(jù)結(jié)果：虛擬環(huán)境的高沉浸感和臨場(chǎng)感對(duì)學(xué)習(xí)者外語語言交際策略的使用和發(fā)展非常有幫助。在本研究中，研究者為學(xué)習(xí)者配備了高仿真虛擬空間、頭戴受話機(jī)等先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以便讓他們身臨其境地置身于角色扮演游戲Thélème的學(xué)習(xí)環(huán)境中，進(jìn)行情景式對(duì)話，漫步于時(shí)空中，尋找合作伙伴，一起參與斯特拉斯堡教堂的重構(gòu)。

DANT（Didactics assisted by New Technologies，即新技術(shù)輔助教學(xué)）項(xiàng)目是由歐洲社會(huì)基金和私人企業(yè)提供資金的在全意大利范圍內(nèi)展開的教學(xué)研究項(xiàng)目。在該項(xiàng)目中，研究者運(yùn)用定性分析的研究方法，對(duì)意大利全國的中小學(xué)生運(yùn)用游戲進(jìn)行意大利語學(xué)習(xí)的效率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析，主要目的是分析游戲與語言學(xué)習(xí)成績之間的關(guān)系（Patricia Wastiau，Caroline Kearney，2009）[9]。研究者以學(xué)校為單位，把每所學(xué)校的學(xué)生按不同的年齡段分別分成兩組，一組使用游戲進(jìn)行意大利語學(xué)習(xí)，另一組不使用。數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示：7～8歲段的兩組的意大利語學(xué)習(xí)成績之間出現(xiàn)了很大的差別：使用游戲進(jìn)行學(xué)習(xí)的一組平均成績?yōu)?1.72，不使用的一組則只有48.50；而在9～10歲段的成績分別為51.68和48.16。因此，網(wǎng)絡(luò)游戲?qū)τ谔岣邔W(xué)生的外語成績是相當(dāng)有幫助的。

同樣在歐洲，于2002年開展的信息與多媒體研究項(xiàng)目則是由丹麥政府提供資金支持。該框架下的一個(gè)小樣本個(gè)案研究以12～13歲的丹麥H？覬jby小學(xué)5年級(jí)學(xué)生為研究對(duì)象，分析了“Sims 2（模擬人生）”、“哈利·波特和阿茲卡班的俘虜”等3D網(wǎng)絡(luò)游戲?qū)μ岣邔W(xué)生丹麥語語言能力和團(tuán)隊(duì)合作能力的影響（Patricia Wastiau，Caroline Kearney，2009）[9] 。數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示：游戲的高現(xiàn)實(shí)感有助于學(xué)生對(duì)語言概念的理解，學(xué)生可以通過游戲?qū)崿F(xiàn)既定的教學(xué)目標(biāo)，比如區(qū)分單詞的陰陽性并找出其區(qū)別。通過對(duì)學(xué)生問卷調(diào)查，研究者了解到超過半數(shù)的學(xué)生認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)游戲能夠激發(fā)其學(xué)習(xí)語言的動(dòng)機(jī)，幫助其學(xué)習(xí)；90%以上的學(xué)生對(duì)他們的最終學(xué)習(xí)結(jié)果感到滿意或者非常滿意。教師的意見反饋說明了網(wǎng)絡(luò)游戲能讓學(xué)生高度投入學(xué)習(xí)，即使班上成績最差的學(xué)生也能完全投入。

通過對(duì)上述三個(gè)典型事例的對(duì)比，筆者不難發(fā)現(xiàn)：在內(nèi)容上，目前國外基于網(wǎng)絡(luò)3D游戲環(huán)境下的第二語言學(xué)習(xí)研究主要注重應(yīng)用與評(píng)價(jià)等實(shí)證研究；注重從語言社會(huì)交互的視角探究目標(biāo)語的交互和合作人際關(guān)系的構(gòu)建；注重在游戲化學(xué)習(xí)的潛力、游戲化學(xué)習(xí)作為外語教學(xué)中一個(gè)新興的范例和游戲化學(xué)習(xí)中的外語教學(xué)設(shè)計(jì)問題等方面進(jìn)行探討；在研究方法上，注重采用實(shí)驗(yàn)研究法和案例研究法等實(shí)證主義方法進(jìn)行游戲化語言學(xué)習(xí)的實(shí)證研究。

筆者還可以發(fā)現(xiàn)：國外基于網(wǎng)絡(luò)3D游戲環(huán)境下的第二語言學(xué)習(xí)研究主要以日耳曼語族、拉丁語族的語言為主，其中針對(duì)網(wǎng)絡(luò)游戲下的法語語言學(xué)習(xí)的研究還比較少，將游戲應(yīng)用于中國環(huán)境下（學(xué)習(xí)者母語為非拉丁語和日耳曼語）的法語語言學(xué)習(xí)更是鮮有研究。因?yàn)橐詽h語為主的漢藏語族與日耳曼語族、拉丁語族大不相同，加之學(xué)習(xí)者所處的社會(huì)學(xué)習(xí)背景的不同，3D游戲應(yīng)用于中國背景下的法語語言學(xué)習(xí)與應(yīng)用于歐洲學(xué)習(xí)者身上的語言學(xué)習(xí)相比具有更大的挑戰(zhàn)性，需要考慮和注意的因素更多。那么如何將3D游戲引入我國的法語教學(xué)，將游戲與傳統(tǒng)教材很好地配合，達(dá)到教學(xué)目的呢？筆者將舉例說明。

五、3D法語游戲作為教學(xué)輔助手段應(yīng)用于課堂實(shí)例

1.將Thélème為代表的3D法語練習(xí)游戲（jeux exercices）應(yīng)用于課堂實(shí)例

游戲介紹：Thélème是一款針對(duì)法語學(xué)習(xí)的多人在線角色扮演游戲。Thélème將玩家引入一個(gè)幻想的中世紀(jì)地區(qū)。這個(gè)地區(qū)由一個(gè)城市、一座城堡、一片鬼怪出沒的森林、一些田地、一個(gè)平原和一座實(shí)驗(yàn)室構(gòu)成。玩家將由不同的人帶領(lǐng)完成游戲任務(wù)。每完成一個(gè)任務(wù)，玩家就能積累一定的經(jīng)驗(yàn)值和財(cái)富值。玩家的經(jīng)驗(yàn)值可以提高玩家的等級(jí)，其分值受到玩家與他人交流時(shí)法語字句的準(zhǔn)確程度和質(zhì)量的影響。雖然Thélème游戲的形式比較傳統(tǒng)：玩家要?jiǎng)?chuàng)造自己的化身，單獨(dú)或協(xié)作完成任務(wù)，級(jí)別越高形象越豐富（Thomas Constant， 2011）[10]，但是它給玩家提供了一個(gè)學(xué)習(xí)法語的絕佳語境：玩家進(jìn)入任何一個(gè)游戲情境，點(diǎn)擊游戲平面中的任何事物，該事物對(duì)應(yīng)的法語單詞就會(huì)彈出，并伴有單詞的讀音。此外，玩家可以與游戲情景中的人物或者其他玩家進(jìn)行對(duì)話，教師在對(duì)話中的介入則有助于糾正玩家的語言錯(cuò)誤，控制對(duì)話乃至整個(gè)游戲的進(jìn)程，達(dá)到既定的教學(xué)目的。需要指出的是，Thélème中所有的對(duì)話都是有聲對(duì)話，這讓學(xué)習(xí)者把單詞的拼法和讀音結(jié)合起來學(xué)習(xí)，有利于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)及時(shí)糾正發(fā)音。除此之外，玩家也可以與比其低一級(jí)別的玩家進(jìn)行討論，形成一個(gè)完全意義上的平等的交流，進(jìn)一步熟悉游戲中使用的法語詞匯。

教學(xué)對(duì)象：法語專業(yè)大一學(xué)生；法語水平：初級(jí)階段。

教學(xué)目的：讓學(xué)生識(shí)記一些常見肉店食品，比如牛排（le steak）、豬肉（la viande de porc）、面粉（le farine）、羊肉（viande de mouton），肥肉（viande grasse）、咸肉（viande salée）、肉末（（viande hachée）、肉餡（la farce）、肉排（la c？觝telette）等；掌握常見重量單位及貨幣單位，比如公斤（le kilo）、磅（le bascule）、歐元（l’euro）、美元（le dollar）等；學(xué)會(huì)如何付款，以及怎樣討價(jià)還價(jià)。

授課形式：向?qū)W生說明游戲的目的，消除部分學(xué)生的顧慮，使之真正認(rèn)識(shí)到通過游戲也能實(shí)現(xiàn)同樣的學(xué)習(xí)目標(biāo)。進(jìn)入Thélème游戲登錄首頁：http：///，師生每人注冊(cè)一個(gè)賬號(hào)，進(jìn)入游戲。教師首先把游戲規(guī)則告知學(xué)生：用鼠標(biāo)點(diǎn)擊不認(rèn)識(shí)的物品的圖案，屏幕上會(huì)顯示對(duì)應(yīng)單詞的拼寫并伴有讀音；遇到困難可向好友求助。該課前準(zhǔn)備時(shí)間為5分鐘。然后師生一起進(jìn)入游戲的第三階段：在城市的肉店購物。學(xué)生可自由發(fā)揮，與肉店店主進(jìn)行對(duì)話，詢問想買食物的價(jià)格，討價(jià)還價(jià)，最后確定物品的重量并進(jìn)行付款。教師通過文本和滾動(dòng)的臨場(chǎng)效果進(jìn)行監(jiān)控，并糾正學(xué)生所犯的單詞或語法錯(cuò)誤。教師需將該階段的時(shí)間控制在15分鐘以內(nèi)，使之與課堂學(xué)習(xí)這個(gè)中心很好地結(jié)合。最后可讓學(xué)生做一個(gè)游戲活動(dòng)總結(jié)（le résumé），在讓學(xué)生進(jìn)一步熟悉常見肉類詞匯的基礎(chǔ)上，鍛煉其總結(jié)歸納的能力。

該游戲作為輔助手段應(yīng)用于法語教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)：該游戲短小精悍，可讓學(xué)生很快進(jìn)入角色，減少課前準(zhǔn)備時(shí)間；有利于老師控制游戲進(jìn)程，將整個(gè)游戲時(shí)間控制在20分鐘左右，使其與學(xué)習(xí)這個(gè)中心相結(jié)合；學(xué)生能夠運(yùn)用聽覺、視覺學(xué)習(xí)語言，提高學(xué)習(xí)效率；對(duì)話練習(xí)也相對(duì)簡單和快速，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；可快速評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果（游戲可自動(dòng)檢測(cè)學(xué)生對(duì)話的正誤）。

主要缺點(diǎn)：游戲的娛樂性比較有限。

對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)手段的輔助作用：游戲場(chǎng)景與學(xué)習(xí)內(nèi)容的聯(lián)系非常密切，且貼近學(xué)生的日常生活；游戲中穿插了當(dāng)課知識(shí)點(diǎn)或者已學(xué)知識(shí)點(diǎn)，既激發(fā)了學(xué)生對(duì)游戲的濃厚興趣，又能及時(shí)復(fù)習(xí)和學(xué)習(xí)法語傳統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)；游戲的全部過程為20分鐘左右，可實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)教學(xué)手段的較好配合，達(dá)到課堂學(xué)習(xí)的目的。

游戲截圖：參見圖一。

圖一 Thélème游戲截圖

2.將Assassin’s Creed為代表的3D法語寫作游戲（jeux pour l’écriture）應(yīng)用課堂實(shí)例

游戲介紹：Assassin’s Creed（殺手的信仰）是一款動(dòng)作/冒險(xiǎn)游戲。玩家可以在游戲的世界里到處漫游。在游戲中，玩家要扮演的角色名叫Desmond Miles。Desmond由一種名為Animus的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入過去的世界，他的任務(wù)是阻止12世紀(jì)的兄弟殺手會(huì)的頭目Alta？觙r Ibn La-Ahad從圣殿騎士團(tuán)騎士（des Templiers）手中奪取 “亞當(dāng)?shù)奶O果”（les “ Pommes d’Eden ”），阻止其統(tǒng)治全世界（Thomas Constant， 2011）[10]。

通過游戲中虛擬的Animus網(wǎng)絡(luò)，完全消除了現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界的距離。游戲的主角必須面對(duì)各種復(fù)雜的情況，這對(duì)玩家的策略和統(tǒng)籌規(guī)劃能力提出了要求。此外，游戲?qū)?2世紀(jì)的時(shí)代背景也做了詳盡的描述，有助于玩家豐富歷史知識(shí)。在游戲的第一節(jié)及后續(xù)節(jié)，玩家可以通過逼真的三維圖像直觀地感受耶路撒冷、大馬士革、福羅倫薩、巴黎和羅馬的城市全貌。游戲中也出現(xiàn)了百科全書式的文化知識(shí)，還有關(guān)于城市建筑和當(dāng)時(shí)的政治、經(jīng)濟(jì)背景的準(zhǔn)確信息。

教學(xué)對(duì)象：具有一定法語基礎(chǔ)的法語專業(yè)大三學(xué)生。

教學(xué)目的：使學(xué)生掌握基本的與宗教、建筑相關(guān)的詞匯，學(xué)會(huì)描寫建筑物，并了解12世紀(jì)的東西方社會(huì)、文化的不同。

授課形式：教師首先將這一課要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)告知學(xué)生：學(xué)會(huì)描寫12世紀(jì)的巴黎與大馬士革的城市全貌。其次根據(jù)課本提供的巴黎全貌及巴黎圣母院圖，教師帶領(lǐng)學(xué)生掌握與宗教、教堂相關(guān)的詞匯（這些詞匯有利于學(xué)生做出對(duì)建筑的詳細(xì)描述），如基督教（le chrétien）、教堂（la cathédrale）、防御工事（la fortification），同時(shí)引領(lǐng)學(xué)生對(duì)城內(nèi)不同的建筑進(jìn)行分類，如風(fēng)格獨(dú)特的拱門（l’arche）、軍事設(shè)施（installation militaire）、服務(wù)設(shè)施（établissement de service）、娛樂設(shè)施（établissement de divertir）等。該階段持續(xù)時(shí)間大約為10分鐘。然后師生一起進(jìn)入游戲，12世紀(jì)大馬士革的清真寺（mosquée）便會(huì)呈現(xiàn)在眼前，此時(shí)教師讓學(xué)生觀察清真寺的建筑風(fēng)格（style de construction）和裝飾風(fēng)格（style de décoration）。隨著游戲的深入，學(xué)生可以概括出12世紀(jì)的大馬士革城市全貌（le panaroma）。教師需要注意控制該階段的時(shí)長，盡量在15分鐘內(nèi)。最后結(jié)束游戲，此時(shí)讓學(xué)生運(yùn)用在課本上和游戲中學(xué)習(xí)到的詞匯進(jìn)行景物的描寫。學(xué)生通過對(duì)東西方兩座城市的比較，可以得出不同的宗教文化和建筑風(fēng)格，并就此與同學(xué)進(jìn)行口頭交流，鍛煉其表達(dá)能力。

該游戲作為輔助手段應(yīng)用于法語教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)：教師可根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)選擇不同的游戲場(chǎng)景；游戲的良好3D數(shù)字動(dòng)畫效果和高分辨顯示可以讓學(xué)生身臨其境，增強(qiáng)學(xué)生的沉浸感，感受古老建筑的獨(dú)特魅力，增強(qiáng)其描述能力；既可以運(yùn)用于法語書面表達(dá)課程（如城市建筑的描寫），又可以用于法語口頭表達(dá)課程：學(xué)生與同學(xué)交流其游戲經(jīng)歷、所見所聞，有利于口頭表達(dá)能力的鍛煉。

主要缺點(diǎn)：教師和學(xué)生的前期準(zhǔn)備較長；游戲情節(jié)的復(fù)雜化對(duì)教師控制游戲長短提出了更高的要求，教師須嚴(yán)格控制每個(gè)階段的時(shí)長。

對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)手段的輔助作用：游戲場(chǎng)景與學(xué)習(xí)內(nèi)容的聯(lián)系非常密切；游戲很好地結(jié)合了傳統(tǒng)課本上的內(nèi)容，補(bǔ)充了課本上沒有的信息；在游戲中學(xué)生能使用當(dāng)課知識(shí)點(diǎn)，激發(fā)了學(xué)生對(duì)游戲的濃厚興趣，鞏固學(xué)習(xí)了法語傳統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)；游戲的全部過程為20分鐘左右，可實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)教學(xué)手段的較好配合。

游戲截圖：參見圖二。

圖二 Assassin’s Creed 游戲截圖

六、結(jié)語

就現(xiàn)階段國內(nèi)的法語教學(xué)來講，教材內(nèi)容陳舊、教學(xué)方法古板、教學(xué)設(shè)施不完備等原因，嚴(yán)重限制了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展空間和法語教育的多樣性。游戲教學(xué)作為一種新興的、能提高學(xué)生熱情的教育方法在國外被廣泛使用，但在國內(nèi)的法語教育中卻很少被提及。本文首先從理論角度闡釋了網(wǎng)絡(luò)虛擬游戲應(yīng)用于法語教學(xué)的理論基礎(chǔ)，然后研究分析了國內(nèi)外的相關(guān)研究，最后列舉了一些3D法語游戲作為輔助手段應(yīng)用到法語課堂的實(shí)例，并綜合考察了其利弊。通過以上分析不難看出，網(wǎng)絡(luò)3D游戲集傳統(tǒng)游戲的趣味性、目的性、自由性及真實(shí)情景性、互動(dòng)性等學(xué)習(xí)相關(guān)的屬性于一身，為學(xué)習(xí)者創(chuàng)建了一個(gè)非常優(yōu)秀的建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)環(huán)境：學(xué)習(xí)者進(jìn)入豐富的情景化活動(dòng)中，通過與他人的文本的、視聽的交互、協(xié)作，得以實(shí)踐聽、說、讀、寫等四種技能，鍛煉社會(huì)協(xié)作能力，增多角色扮演和承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)會(huì)，并促使學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)文化的適應(yīng)，參與知識(shí)的構(gòu)建。此外，網(wǎng)絡(luò)3D游戲的設(shè)計(jì)幾乎都是以現(xiàn)實(shí)生活中的情景為背景的，它使語言與具體情境相結(jié)合，給語言學(xué)習(xí)提供了一個(gè)理想的環(huán)境。高沉浸感的游戲讓學(xué)習(xí)者身臨其境，促進(jìn)了虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)的形成；“非生產(chǎn)性”要素讓學(xué)習(xí)者感受到一種歸屬感和認(rèn)同感。由此可見，3D網(wǎng)絡(luò)游戲彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教育方式的不足，提供了一種全新的教育方式，因此3D網(wǎng)絡(luò)游戲作為一種輔助手段應(yīng)用到法語教學(xué)中是完全可行的，并非嘩眾取寵。

但是，在法語教育中，游戲利用法還有很多問題未解決，例如，游戲在法語教育的初級(jí)階段能起到很好的刺激動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的作用，但是到了法語學(xué)習(xí)的高級(jí)階段，是否能持續(xù)這一作用尚未考察。這些問題有待在今后的研究中探究和解決。

參考文獻(xiàn)：

[1]瞿堃，顧清紅.教育MUD/MOO——獨(dú)具魅力的網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)環(huán)境[J] .電化教育研究，2000 （1）：35-39.

[2]CA Hayes，JR Holmevik， High wired： On the design，use and theory of educational MOOs [M]. Michigan： The University of Michigan Press.2001.

[3]隋志娟.MUD/ MOO/ VR 的外語教學(xué)應(yīng)用及前景分析[J].交通高教研究，2004（2）.

[4]Micka？觕l Roy，Apprendre les langues dans un environnement virtuel hautement immersif ？ [R][2012-6-7]. http：//google.fr/url？sa=t&rct=j&q=Apprendre+les+langues+dans+un+environnement+virtuel+hautement+immersif+%3F&source=web&cd=1&ved=0CEUQFjAA&url=%68%74%74%70%3a%2f%2f%77%77%77%2e%65%76%65%69%6c%2d%33%64%2e%65%75%2f%64%6f%77%6e%6c%6f%61%64%73%2f%41%63%65%64%6c%65%32%30%31%32%5f%52%6f%79%28%33%29%2e%70%64%66&ei=CNsAUa2IKIyViQePsoGIAg&usg=AFQjCNGv_PnrDIiVOOmejWXxt72XwktJyA&bvm=bv.41248874，d.aGc&cad=rjt.

[5]Kafai，Y.M.Resnik，Mahwah NJ，Constructionism in practice：Designing，thinking and learning in a digital world [M]，Lawrence Erlbaum Associations.1996.

[6]邵瑞珍.教育心理學(xué)Ⅶ.上海：上海教育出版社，1997（5）.

[7]JS Brown，A Collins，P Duguid，Situated Cognition and the Culture of Learning[J].Educational researcher，1989.

篇（10）

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）02-0455-03

小麥（Triticum aestivum L.）是中國主要的糧食作物之一，干旱一直是影響小麥生產(chǎn)的最主要非生物脅迫因素[1]。在干旱脅迫條件下，植物為了減緩由脅迫造成的生理代謝不平衡，細(xì)胞大量積累了一些小分子有機(jī)化合物，如脯氨酸、甜菜堿等。其中，可溶性糖是干旱脅迫誘導(dǎo)的一種小分子溶質(zhì)，其種類主要包括葡萄糖、海藻糖、蔗糖等。這些可溶性糖類參與滲透調(diào)節(jié)，并可能在維持植物蛋白質(zhì)穩(wěn)定方面起到重要作用[2]。在小麥發(fā)芽過程中多種酶類活力激增，淀粉、蛋白質(zhì)、非淀粉多糖等組分都得到良好降解。發(fā)芽小麥中的淀粉酶主要包括α-淀粉酶、β-淀粉酶和極限糊精酶。

20世紀(jì)80年代末，Powell提出了徑向基函數(shù)（Radial-Basis Function，RBF）方法[3]。RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多用于函數(shù)逼近和分類問題的研究，函數(shù)逼近的目的就是找到一個(gè)函數(shù)能夠滿足一組輸入/輸出數(shù)據(jù)之間的關(guān)系[4]。經(jīng)過理論證明，RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有良好的任意非線性函數(shù)逼近能力和解析系統(tǒng)內(nèi)在規(guī)律性的能力，并且具有極快的學(xué)習(xí)收斂速度[5]。在干旱條件下對(duì)小麥幼苗進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，在小麥幼苗生長過程中，其中的酶、淀粉以及可溶性糖的含量在不斷地發(fā)生變化，本研究試圖利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析它們之間的含量關(guān)系，并對(duì)可溶性糖的含量進(jìn)行預(yù)測(cè)，意在對(duì)干旱脅迫條件下幼苗生長產(chǎn)生一定的指導(dǎo)作用。

1 材料與方法

1.1 材料

選用小麥品種百農(nóng)207和華育198作為試驗(yàn)材料，材料由河南科技學(xué)院遺傳育種實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 挑選子粒飽滿的種子用0.1% H2O2消毒30 min，沖洗3遍。取滅菌的小桶和沙土，試驗(yàn)采用200 g/L聚乙二醇（PEG 6000）人工模擬干旱脅迫處理，桶中加200 g/L PEG-6000、沙土混合物（質(zhì)量比為1∶4），厚度約10 cm。每桶播50粒種子，每個(gè)品種做5次重復(fù)，在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，光照度12 000 lx，光暗周期14 h/10 h，晝夜溫度19 ℃/15 ℃，相對(duì)濕度60%，通過稱重法控制脅迫程度。待幼苗長至二葉一心時(shí)對(duì)每個(gè)品種進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定，每個(gè)品種均分成兩組，分別測(cè)定數(shù)據(jù)，一組數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，另一組作為測(cè)試數(shù)據(jù)。測(cè)定幼苗的淀粉含量、可溶性糖含量及α-淀粉酶和β-淀粉酶含量，試驗(yàn)3次重復(fù)，每3天測(cè)定一次指標(biāo)，訓(xùn)練組共測(cè)定6組數(shù)據(jù)，測(cè)試組測(cè)定5組數(shù)據(jù)。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定 淀粉含量用蒽酮硫酸法[6]。可溶性糖含量用蒽酮比色法[6]。α-淀粉酶和β-淀粉酶含量用比色法測(cè)定[6]。

2 結(jié)果與分析

通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析小麥幼苗淀粉酶含量、淀粉含量和可溶性糖含量的關(guān)系，并對(duì)可溶性糖含量進(jìn)行預(yù)測(cè)。試驗(yàn)挑選了百農(nóng)207和華育198兩個(gè)品種，所測(cè)數(shù)據(jù)如表1和表2所示。表中前6組數(shù)據(jù)為訓(xùn)練組數(shù)據(jù)，后5組為測(cè)試組數(shù)據(jù)；表中數(shù)據(jù)均為原始測(cè)得數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析在Matlab環(huán)境下進(jìn)行，分別采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的兩種方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，以α-淀粉酶酶活、β-淀粉酶酶活、淀粉含量作為輸入量，以可溶性糖含量作為輸出量。首先利用函數(shù)Newrb創(chuàng)建一個(gè)廣義的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，該函數(shù)在創(chuàng)建RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，能自動(dòng)增加隱含層神經(jīng)元的數(shù)目，直到均方誤差滿足精度要求或者神經(jīng)元數(shù)目達(dá)到最大為止[7]。這里取誤差為0.01%[5]。訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)時(shí)取分布密度Spread為1。首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，歸一化處理后數(shù)據(jù)分布在[-1，1]之間，然后用訓(xùn)練數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，接下來用測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真，驗(yàn)證其預(yù)測(cè)性能。

先對(duì)百農(nóng)207的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練和仿真，當(dāng)用測(cè)試數(shù)據(jù)測(cè)試訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，得到仿真結(jié)果，可溶性糖含量為[0.201 1%，0.163 5%，0.261 4%，0.317 4%，0.298 4%]，同實(shí)際值[0.227 0%，0.178 0%，0.230 0%，0.296 0%，0.305 0%]相比較，可得出預(yù)測(cè)誤差，誤差如圖1所示，可見誤差都在+0.04%以內(nèi)，對(duì)于可溶性糖含量的預(yù)測(cè)來說，網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)誤差并不大，說明網(wǎng)絡(luò)測(cè)試結(jié)果可信。同樣再對(duì)華育198的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練和仿真，當(dāng)用測(cè)試數(shù)據(jù)測(cè)試時(shí)，得到仿真結(jié)果的可溶性糖含量為[0.226 6%，0.242 4%，0.311 6%，0.305 0%，0.302 5%]，同實(shí)際值[0.205 0%，0.241 0%，0.276 0%，0.306 0%，0.328 0%]相比較，誤差較小，誤差如圖2所示。通過兩個(gè)小麥品種的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，小麥幼苗在干旱脅迫條件下淀粉酶酶活、淀粉含量和可溶性糖含量之間確實(shí)具有一定的關(guān)系。

為了驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)性能，利用Postreg函數(shù)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的仿真結(jié)果進(jìn)行線性回歸分析，可以得到目標(biāo)矢量對(duì)網(wǎng)絡(luò)輸出的相關(guān)系數(shù)。其中目標(biāo)矢量記為T，網(wǎng)絡(luò)輸出矢量記為A，相關(guān)系數(shù)記為R。當(dāng)R為1時(shí)，輸出矢量和目標(biāo)矢量之間的相關(guān)性最好。百農(nóng)207的網(wǎng)絡(luò)輸出回歸曲線如圖3所示，由圖3可知，網(wǎng)絡(luò)輸出與目標(biāo)矢量的相關(guān)系數(shù)為0.935，數(shù)據(jù)點(diǎn)分布合理，說明網(wǎng)絡(luò)性能較好，預(yù)測(cè)值可信度高。同樣再將華育198的測(cè)試樣本數(shù)據(jù)回代網(wǎng)絡(luò)中作回歸曲線，得到結(jié)果如圖4所示，由圖4可知，網(wǎng)絡(luò)輸出矢量與目標(biāo)矢量的相關(guān)系數(shù)為0.885，數(shù)據(jù)點(diǎn)分布和最佳擬合線均與期望值接近，網(wǎng)絡(luò)性能較好。通過以上的網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試可知，RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以作為小麥幼苗中可溶性糖含量預(yù)測(cè)的有效方法。

3 結(jié)論

淀粉是小麥的主要貯藏物質(zhì)，在小麥萌發(fā)過程中，淀粉酶分解淀粉形成可溶性糖。糖作為代謝的中間產(chǎn)物或終產(chǎn)物調(diào)節(jié)了植物生長、發(fā)育、抗性形成等多個(gè)生理過程；同時(shí)參與了細(xì)胞內(nèi)信號(hào)調(diào)節(jié)或轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。本研究將RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到幼苗可溶性糖含量的預(yù)測(cè)和分析中，并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行了性能測(cè)試和回歸分析，該模型不僅結(jié)構(gòu)簡單、誤差小，而且計(jì)算準(zhǔn)確性高，是預(yù)測(cè)和分析農(nóng)作物在生長過程中糖含量的一種有效的方法。

參考文獻(xiàn)：

[1] 左文博，吳靜利，楊 奇，等.干旱脅迫對(duì)小麥根系活力和可溶性糖含量的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2010，25（6）：191-193.

[2] 趙江濤，李曉峰，李 航，等.可溶性糖在高等植物代謝調(diào)節(jié)中的生理作用[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，34（24）：6423-6425，6427.

[3] POWELL M J D. Radial basis functions for multivariable interpolation：a review[A]. MASON J C，COX M G. Algorithms for approximation[C]. Oxford：Clarendon Press，1987. 143-167.