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【 关键词 】 计算机;网络技术;应用;发展趋势
1 引言
计算机网络技术的发展推动了社会的进步,计算机网络技术的兴起与发展给社会生活与生产带来了质的飞越。当前,计算机网络技术的应用十分广阔,其具体应用主要局域网技术、国际互联网技术以及无线网络技术等。
2 计算机网络技术
2.1 计算机网络技术的内涵及优势
作为电子计算机技术与通信技术结合的产物,计算机网络技术能够充分发挥两者的优势。一般来说,利用光纤、光缆或者双绞线、通信卫星等就可以将分散各处的独立计算机按照网络协议连接组成网络。计算机网络技术的优点是显而易见的,它因为结合了通信技术与计算机技术,不仅能够以高效、便捷的方式进行运算,还能够实现数据资源的存储、传输与共享。
2.2 计算机网络技术的分类
根据划分类型的不同,计算机网络可以分为诸多种类。比如以拓扑结构分类的话,可以细分为环形、星形、树形、复合型、总线型等网络结构;按照连接范围又可分为局域网(LAN)、城域网(MAN)广域网和无线网络(WAN)。当然,计算机网络技术发展迅速,新兴技术还包括搜索引擎、云计算等类型。这些技术特色与优点不同,在各领域有着不同的应用,不仅方便了人们的生活与工作,还进一步推动了科技与社会的发展。
2.3 计算机网络技术的主要功能
计算机网络技术的主要功能可以具体分为几个方面。第一,计算机网络技术的共享功能,也就是能够实现资源的共享。一些重要的数据、参数等资源,可以被计算机利用计算机网络技术进行相互连接,实现数据的复制、传输。第二,计算机网络技术具有协同功能,可以相互协作完成工作。比如网络内部某一台计算机功能受限,无法完成该项工作,就可以借助计算机网络技术将其分配到其他计算机上,从而保障计算机的工作效率。第三,计算机网络技术具备通信功能,也就是数据通信。计算机网络技术可以实现人与人、计算机与计算机、人机之间的相互通信。
3 计算机网络技术的具体应用
3.1 局域网(LAN)技术的应用
局域网技术具有其他计算机网络技术所没有的特点,即低成本、高效益,虽然覆盖范围小,但是也因此而更加方便、快捷,其传输速度快,更加安全可靠。局域网技术在的应用主要分为三类产品。第一,城域网(MAN)。城域网传播速度非常快,目前在城市中的应用多为宽带局域网。因为用户端设备价格低廉,操作简单,因而普及率较高。并且随着城域网技术的不断发展,其传输速率、质量与安全性得到了有效的保证。城域网涉及的技术包括光纤值接入与多业务传送平台等。第二,以太网(Ethernet)。在局域网的发展中,以太网地位尊崇,是发展的主流。以太网主要包括三种结构――10BAST-T、10BASE2、10BASE5。这三种结构各有特点,10BAST-T在上世纪90年代应用较广。随着时代的发展,现如今已出现了传输速率高达100Mps的以太网组网结构。第三,令牌环网(Token-Ring)。该技术有几个优势:优先访问控制权、令牌传输媒体访问以及可以极大的满足用户对网络系统的要求。
3.2 大数据及云计算等新技术的应用
大数据技术在交通、商业、农业、医疗和科研领域应用较广。而云计算主要依托于Internet服务,从而将充分利用网络资源,提高效率。目前来说该两项技术都得到了较多的关注,尤其是云计算技术的受关注程度更高。一些科研人员甚至将其运用到医疗领域,以便其能为人们提供广泛的医疗信息。在教育领域,云计算为教科研工作提供了广阔的平台。电子领域中,云计算提供了高效的运营技术。除此以外,搜索引擎、云技术等计算机网络技术能够对有用资源作自动处理,展现了不同技术相互融合所带来的好处。
3.3 无线网络技术的应用
无线网络技术受到人们的喜爱,尤其是在个人通信领域、家用无线网络等。无线网络技术细分的话又可分为红外技术与射频无线网络技术。前者抗干扰性强,传输速度快且成本低,但是使用范围较窄,因为它无法穿透过厚的水泥板或者墙壁。
4 计算机网络技术的未来发展趋势
4.1 IP协议技术的发展与应用
随着时代的发展以及人们对计算机网络技术需求的激增,IP协议已经不再满足人们的需求。尤其是IPv4的缺陷也暴露出来,其安全性与实时性受到人们的质疑。在这样的背景下IPv6协议产生了。相较于IPv4协议,IPv6有着更加明显的优势,不仅其安全性得到了显著的改善,能够应对IP欺骗、连接截获以及信息报探测等网络攻击行为,还具备一定的自动化特点,可以实现自动配置。将会逐步取代IPv4,成为新一代主流IP协议。
4.2 三网合一技术的全面推进
所谓三网合一技术,指的就是计算机网络、电信网以及有线电视网的相互结合。三网合一的优势就是建设成本降低,并且降低了使用的难度,与社会发展节奏更加契合。总的来说,三网合一技术将带动众多领域的进一步发展,比如远程教育、在线咨询、电子商务以及视频会议等。
5 结束语
可以说,现代社会根本离不开计算机网络技术。目前的电子计算机网络技术应用主要集中在LAN技术、Internet技术以及大数据及云计算技术上。相信随着计算机技术的不断进步以及人们对通信技术的进一步探索,未来的计算机网络技术将得到充足的发展,其前景十分广阔。
参考文献
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1.计算机辅助技术在医学领域的应用
计算机辅助外科是集医学、机械、材料学、计算机技术、信息管理、网络技术、通讯技术等诸多学科为一体的新型交叉研究领域,它已成为当今国内外医学生物技术领域中日益重要的带头学科。计算机技术由于可精确处理数据信息的优点,已被应用于基础医学的相关研究,近年来也被广泛应用于神经外科、口腔领面外科、骨科等多个学科,涉及模拟手术过程、骨关节重建、假体制造、骨软骨模型重建等多个方面。
1.1计算机辅助技术在基础医学上的应用
利用计算机技术,可以进行分子水平的精确计算,这对于细微生物结构、细胞学和基因学的研究非常有效。Daniel等就尝试利用显微计算机控制下的人工合成基因转录与表达的回路技术和克隆技术在活细胞中进行研究,并且得益于该技术对基因表达的精细控制,此项研究对疾病诊疗的新方法的产生提供了无限可能,受到了医学界广泛关注。另一方面,Aslanidi等利用磁共振技术重建了三维虚拟人心房模型,并且研究了心房颤动时心肌细胞兴奋传播的三维过程,成功搭建了一个研究心律失常的新平台,为今后其他更为复杂类型的心律失常的研究奠定了坚实的基础。在药理学方面,国外一项关于多奈哌齐治疗轻中度阿尔茨海默病作用的研究中,利用计算机量化的适用于人类的莫里斯水迷宫法测量多奈哌齐的疗效,结果证实,此方法具有评估疗效的潜能,这一结果表明,计算机辅助技术用于药理学的研究同样具有很大价值。
1.2 计算机辅助技术在临床医学上的应用
通过计算机采集数字化的影像信息,通过媒介体输入计算机工作站,经运算处理后重建三维模型影像,可便于手术医师在此影像基础上进行术前计划并模拟手术进程,动态观察各方位的手术入路以及相关参数。利用重建的模型,不仅可以用于观察、学习,更能在大量相关数据及软件技术支持下进行医学行为的模拟,甚至是高危手术的模拟。钟柳花等提出利用磁共振体层图像可重建包含复杂内容的人体三维模型,相较于几何法重建模型,建模速度快,且等效程度相当,而市场上常用的医学仿真软件可以同时完成模型计算与重建,无疑更增加了建模效率。在所有人体复杂架构的模型重建中,骨关节相关的模型重建技术已经比较成熟,这也正是模型重建最能发挥作用的方面,即不但可以模拟正常骨关节的运动情况,又可以模拟损伤或病变后的运动情况,进而制订治疗计划,甚至模拟不同治疗方案处理后的骨或关节活动情况。关于模型重建在高危手术中的应用,殷文聪和乔爱科就利用计算机辅助手段建立升-腹和锁-腹两种方式的旁路移植模型,进行流固耦合数值模拟计算,最后得出升-腹旁路移植方式对通腔和盲腔两种假腔型式主动脉夹层有更好的治疗效果,借助数值模拟的结果可以更好地解释旁路移植手术对主动脉夹层的影响,并确立旁路移植手术的科学有效性和临床实用性,而借助血流模型可以分析动脉血管里瞬间变化的血流动力学,模拟出多种极为接近生理状态下血流动力学的状态。由此可见,借助模型重建可以进行许多正常情况下很难完成的研究,具有很重要的意义和巨大的发展潜力。利用全数字超声引导可视人工流产系统行高危人工流产术,可以减少出血量、避免吸宫不全、穿孔及减少不良反应,特别是减少对子宫内膜的损伤和远期并发症,为基层医务人员在行高危妊娠人工流产手术中的提供了安全保障。而将3D打印技术与计算机辅助模型重建技术相结合,可以重建极为接近真实的人体器官或组织模型,将该模型运用于临床教学,尤其是在骨科教学中,可以更加直观地展现骨关节的结构特点,讲解手术骨钉的进钉点、角度、方向等。在口腔医学牙冠的模拟和定性分析中,基于计算机技术的三维定量、定性分析技术相较于二维复制技术,无信息丢失,并且完整地保留了牙冠表面结构,而利用计算机辅助技术设计制作光弹模型的方法用于义齿种植,可方便地将模型用于分析种植体-骨界面应力变化分布,相较于传统技术有很大发展空间。可见,计算机辅助技术无论在基础医学还是在临床医学,运用都非常广泛,并且有效、实用。
2.困难气道评估方法及现状
困难气道是指,一个受过正规培训的有资历的临床麻醉医师,在面罩通气和(或)气管插管时遇到困难的一种临床情况。据国外有统计资料显示,气管插管失败率为(5~35)/1000;插管失败而无法用面罩通气发生率为(0.01~2.0)/1000;因插管技术操作不当或错误,导致插管期间严重缺氧和二氧化碳蓄积,并继发心室纤颤或心搏骤停、脑缺氧而死亡者,约占麻醉死亡总例数的30%。此外,即使有很好的喉部暴露视野,仍然有气管插管失败的可能。所以对于困难气道的早期预测和评估显得尤为重要。
2.1 困难气道的评估方法
目前较常用的困难气道评估方法包括:①张口度;②上下唇咬合试验;③甲颏间距;④胸颏间距;⑤下领骨长度;⑥颈部活动度;⑦马氏分级;⑧科马克-利汉试验;⑨威尔逊综合评估法;⑩身高-甲颏间距比例等,此外,气道相关病史、麻醉插管史、家族史状况及相关影像学检查也应考虑在内。尽管有如此多的困难气道预测方法,但是每一种预测方法都有其局限性。早在2005年就有一项来自于美国的荟萃分析,针对35个临床研究50760例无气道相关疾病的手术患者,通过一定的手段预测困难气道,预测手段包括马氏分级、甲额距离、张口度、威尔逊综合评估法等多个预测方法,结果表明各指标单独用于预测困难气道的成功率非常有限。近年来国内也有运用多种困难气道预测方法进行术前预测的研究,得出的结论是,上下唇咬合试验的敏感性和阳性预测值在几神评估方法中是最高的,但仍有较大误差,临床应用仍需要多种方法联合使用。但是综合评估法并不一定能提高困难气道的准确率——一项在美国休斯敦城赫尔曼纪念医院进行的研究表明,运用含多种困难气道评估指标的综合评估方法对低年资麻醉住院医师进行培训,仍无法有效提高其对困难气道预测准确率。此外,急诊患者的气道管理更为紧急,对困难气道的评估必须要作出及时、有效的判断,并且做好充足的应对准备,因为一旦第一次插管失败,接下来的气管插管成功率会显著降低。可见,目前临床常用的困难气道预测方法或者繁琐,或则不够准确,或者不利于对于低年资医师的培训,仍存在很大安全隐患,并且对于科研、教学的价值非常有限。
2.2 新的困难气道评估方法
近年来也不断有新的困难气道评估方法产生,各有其优势和不足。其中改良的马氏评估法是比较流行的评估方法,但是国外一项对177088例患者的研究表明,改良的马氏评估法单独用于困难气道预测的价值非常有限,仍需要其他评估方法配合,但这无疑又增加了评估的繁琐性。而对于急诊患者常用的LEMON法(Look,Evaluate,Mallampatiscore,Obstruction,Neckmobility)也有了改良,并且已被研究证实,改良后的LEMON法对于预测急诊患者困难气道具有高的敏感性和阴性预测价值,但并未证实此法的普遍使用性。来自韩国的一项研究设计了一个包含7个主要评估指标在内的综合气道评分,得出结论:当综合气道评分>6或上唇咬合试验(upperlipbitetest,ULBT)分II级是预测困难气道的有效指标,但是该评估过程过于繁琐。Cuendet等通过采集人类面部信息设计出一套自动的困难气道识别系统,该系统是将人类面部信息扫描后输入电脑,除去不必要的组织重新构图,通过计算机分析分类对比,从而得出来一个自动化的人类面部信息分析系统来预测困难气道。尽管其精确性还未得到广泛认可,但也是新的困难气道预测方法的探索,并且引入了“全自动”的概念,这也表达了人们对于简便易行且易用的困难气道预测方法的迫切需要。新的困难气道评估方法逐渐展现其优势,这也表明人们对于困难气道的理解越来越全面,而逐渐兴起的计算机辅助技术在困难气道的研究中也逐渐展现出独特的优势。
3.计算机辅助技术于困难气道评估的优势
人体气道最直观的形态学特点可以利用影像学技术得到清晰的表现,无论X线、B超、CT、磁共振等,都可以不同程度地表现出人体气道不同方面的特点。计算机技术辅助下的困难气道的研究,主要原理是将数字化的影像学信息通过软件分析和计算,逆向重建包括口、咽、喉、气管及周围软组织在内的气道模型。
3.1 建立气道三维有限元模型
有限元法是计算力学中的一种重要的方法,基本原理是将一个由无限个质点构成并且有无限个自由度的连续体划分成有限个小单元体所组成的集合体,单元之间以节点相连,单元之间的相互作用力通过节点传递,称节点力,每个单元的物质特性及节点的载荷、边界条件明确后,通过节点位移与节点力之间的关系式计算出每个单元的刚度矩阵。若干个单元的刚度矩阵集合成构件的总刚度矩阵,并通过数学形式表达出来。
Honda等利用磁共振对人体软组织很强的识别能力的优势重建了气道三维有限元模型,详细描述了包括声门上咽腔、梨状隐窝及下咽腔在内的咽喉部组织特性及解剖学特点,无论对于人类的发声还是困难气道的研究,都有很高的借鉴价值。耿清胜等利用CT重建了模拟气管插管下的气道模型,直接测量相关指标进行困难气道的预测,并以威尔逊综合评分法做参照,最终得出口腔截面积、咽腔截面积、上气道总面积的95%置信区间最小值,是预测困难气道的有效定量指标。这种量化的客观指标相较于常规的评估方法,排除了主观干扰,并且有望成为新的困难气道评估方法。但是缺陷也比较明显,①对于软组织的识别和成像,磁共振有着绝对的优势,单使用CT技术无法精确的重建喉周软组织,将基于CT重建的气道模型应用于困难气道的研究,本身就存在限制;②成人气道在喉咽部及会厌上下有很大的可变性,正常和最大限度头后仰位(即气管插管时的)时气道的形态结构都会发生变化,仅仅研究单一下的影像学三维模型,很难做到全面评估困难气道;③该实验中所使用的三维模型重建方法是利用CT自有程序进行体积重建,并非专业的三维模型重建工具,所得模型质量不高。这些都有改进的空间,也为今后更为完善的气道三维有限元模型重建奠定了基础。
3.2 基于气道三维有限元模型的困难气道分析
利用气道三维有限元模型,可以最大限度重现人体气道的解剖结构,麻醉医师可以根据直接获得的图像进行多种方法的测量、分析和评价,对患者气道状况作出全面的评估;可以从模型中获得气道各层面的横断面、矢状位、冠状位的图像,真正做到全面评价气道;可以直接进行结构力学仿真分析,模拟在各种负荷或外力(如气管插管、颈部包块压迫等)条件下的各方向应力、应变分布,是一种简单高效的实验方法,可为临床应用提供科学的评价依据和新的思路。其优势在于,一般的力学研究手段不能直接应用于人体,因此所获得的实验结果并不能很精确,而三维有限元模型可以突破这一障碍,通过计算机软件设计更精确地分析生物力学,对于气道容积分布、手术操作过程的模拟和手术方案的优化有着重要作用。
4.小结
关键词:计算机;石油工程;应用
21世纪,能源消费进入了新的结构升级阶段,能源需求不断增加,油气供应缺口越来越大。而在石油行业中,新的油气田不断地被发现和开采,加大了石油勘探开发的难度。过去的那些老旧的勘探开发模式已经不能满足现实的需要,高科技的计算机设备和先进的应用软件则为科研人员寻找勘探新的油田提供了高水平的武器。
一、计算机技术对于石油工程的作用
将计算机技术应用到石油工业中可谓是石油工业的一次革命,它冲击了传统的石油勘探开采的模式。利用技术机技术所得到的数据更精确,图像更清晰,因此做出的判断也更科学。从此,石油工业的发展必定迈向新的台阶。
(一)可视化技术改变了石油领域的工作模式
在石油的勘探过程中,要进行人工放炮,通过接收器接受的地震波进行地震数据处理,从而判断出油层中是否存在有利于油气存储的地质环境。对有利的地质环境做进一步的地震分析处理,并结合地质情况,圈出地下油气分别规律,从而确定出井位进行钻井。对地震后所得到的数据进行分析处理以及最后的得出结论都是由物理学家、地质学家、石油学家等备相关领域的专家来负责完成的。这样把纸质的地震处理资料和地图分别有各个专家来审阅,再由地质学家根据经验来确定打井的位置,不但要花费很长的时间,而且成功率也不高。而计算机和可视化技术不仅缩短了传统勘探研究的时间,而且还提高了打井位置确定的精度。
可视化技术就是使用可视化图形计算机,将大量的复杂的数据经过处理转化成可视图像,在视觉上给人以真实感。它的核心技术是可视化服务器硬件和软件。可视化硬件主要是图形工作站和超级可视化计算机。图形工作站广泛采用RISC处理器和UNIx操作系统。具有丰富的图形处理功能和灵活的窗口管理功能,可配置大容量的内存和硬盘,具有良好的人机交互界面、输入/输出和网络功能完善,主要用于科学技术方面。可视化软件一般分为直接和硬件打交道并可进行任务调度的操作系统,帮助开发人员设计可视化应用软件的可视化软件开发工具以及为各行各业采用的可视化应用软件。可视化技术可以解释大量的数据,将它应用到石油工业中,一定会为石油的勘探和开采带来巨大的飞跃,同时它还为虚拟技术的实现提供了基础。
(二)虚拟技术将石油工业的发展带到新阶段
虚拟技术就是将以超级可视化计算机为基础生成的高质量、同步良好的多显示通道图像,通过投影系统将其平滑的投射在桌面系统、平、曲球幕系统或房间性系统,为科研人员提供一个身临其境的大现场可视化环境,使石油工作者可以在虚拟的环境中用现实世界中可能的方法来探究和交流数据,可以在更短的时间里做出更好的决策。
在石油领域,虚拟技术把大量的在油田的勘探过程中所产生和形成的数据变为交互式图像,将其投影在高清晰的屏幕上,这样科研人员就可以观察大地球物理模型,仿佛自己置身于底层里。这种技术能让相关领域的各个专家在分析地下油气资源、确定钻井井位、评估油气储量等方面迅速做出决策,并取得较好的一致意见。在新油田的勘探过程中借助虚拟技术和可视化技术来帮助解释地层数据与计算复杂的油层模拟,这样不但可以节省大量的时间,而且还可以极大地提高工作效率将其成本降到最低,从而更迅速、有效的达到目的。
(三)计算机网络技术为石油工业插上腾飞的翅膀
比上述的可视化技术和虚拟技术还要高级的是计算机网络技术。计算机网络技术利用互联网或专用网络来互联地理上广泛分布的各种计算资源。此种计算资源包括超级计算机、计算机群组、存储系统和可视化系统等。计算机网络技术旨在提高各种大型高端设备利用率的同时获取尽可能多的高性能计算能力。应用计算机进行网络技术可以优化现有的计算资源,当数据和计算量在网络中向优化站点转移时,终端客户可以呆在办公室,按需要返回可视结果进行分析。
二、计算机技术在石油工程领域的应用情况
将先进的计算机技术应用到石油工程领域是广大的石油科研人员―直在探索的方向目前已经取得了一定的成果,无论是石油工程操作系统的开发,利用计算机进行数据的分析处理还是在研制石油装备时采用计算机仿真技术都充分发挥了计算机技术的核心力量,这些都为石油工程的发展提供强有利的保证。
(―)石油建设工程质量评定系统
在石油建设工程质量管理中,质量评定是最为关键的,它贯穿于施工阶段的始终。而对工程的施工质量进行评定是一项非常复杂繁琐的工作。如果单纯的依靠工程技术人员的手工完成,则工作量大、周期较长、结果的依靠性也不是很理想。数据的存放管理和查阅使用也很不方便。而利用计算机来辅助完成的质量评定则会更准确、更快捷。
计算机辅助石油建设工程质量评定管理在世界上一些发达国家已普遍应用,我国近年来也石油工程建设的质量评定中有一定程度的应用。实际的应用表面效果良好,满足了石油建设工程质量评定的需求,为进一步处理和应用质量检验基础数量提供了便利,提高了质量管理水平。
(二)石油勘探开发的数据处理
在石油工程中应用计算机技术最为显著的是在石油勘探开发过程中对数据的处理。石油勘探开发是石油工程的重要组成部分,在石油的勘探开发过程中,会采集到大量的数据,以便准确地分析油储分布情况。在使用这些数据时,通常是画出数据场的等值线,再由专业人士进行分析哪里有油,有多少油,但这样的分析处理办法是会受到一定限制的,由于等值线是二维的,不能形成一个直观的、清晰的概念,就会浪费大量的信息。如果利用计算机技术和可视化技术,就可以从大量的地震勘探数据中构造出三维实体,显示参数,直观的再现油藏的地质构造以及油藏参数在石油开发过程中的变化,使专业人员可以对原始数据做出正确的解释。这样的分析会更准确,定位也会更加科学,减少石油勘探开发的成本。
(三)石油装备中的计算机仿真技术
计算机技术在石油领域的另一个较为重要的应用则体现在石油装备的研制和生产过程中。在科学研究和生产实践中,由于受客观条件的限制往往不能对所研究的对象直接进行试验。在这种情况下,可采用间接试验的方法即建立一个与所研究的对象或过程相似的模型,通过模型间接地研究原形的规律性。这种间接试验技术就是仿真技术。计算机仿真技术在石油工业方面也已得到应用,现已成功地将计算机仿真技术用于钻井工程和油藏工作的研究。应用计算机仿真技术来研究设计的牙轮钻头、振动筛等产品的总体性能,大大缩短了新产品研制周期、提高了产品的综合性能。
油田的勘探开发是一项庞大的系统工程,为了使石油工业的发展能够适应不断增长的能源需求的需要,石油科研人员就要不断地吸收先进的科技知识,同时还要不断创新,为石油工业的发展探寻新的出路。而计算机技术的应用给石油工作者看到了曙光,它为石油工程的发展注入了新鲜的血液,它将石油工程的发展带到了以计算机技术应用为辅助的新阶段,也为石油工业的发展拓宽了道路。虽然计算机技术在石油工程中的广泛应用还为完全展开,但计算机技术一定会在石油工业的未来的领域中扮演重要的角色。
参考文献:
计算机辅助数学教学的优势
1.增强学习兴趣、激发学习动机
计算机将文字、图形、动画和声音有机地编排在一起,具有强大的计算功能和信息处理功能,对图形可以进行伸、缩、移、旋、切、拼、补等变换,能提供给学生丰富的感性材料,使内容形象化,增强学生的学习兴趣,激发学习动机。
2.有利于培养学生的创造性思维
在数学课堂上,计算机辅助教学可以引导学生观察、思考、猜测和尝试,对数学对象进行多重表征,使学生深入理解数学知识。通过数学实验激发学生创新的灵感,有利于培养学生的创新精神和实践能力。
3.节省教学时间,增加课堂信息密度
计算机辅助教学,可以让教师节省画图、擦黑板的时间,用更多的时间和精力讲授更多的内容,充实课堂,从而增加课堂信息密度。
4.图形直观、动态,便于学生理解
在几何教学中,计算机可以将学生不易理解的几何图形的变化、运动过程模拟演示出来,将抽象的内容直观化、具体化,便于学生理解。
计算机辅助数学教学的误区
1.以“电子板书”代替“黑板板书”
有的数学课件把教案搬上屏幕,上课教师只需点击鼠标,对其他教学手段置之不理,使课堂由“人灌”变成“机灌”,这些只是简单应用了计算机的演示功能,教师成了播放员,学生成了观众。
2.将计算机辅助教学等同于现代化教学
计算机辅助教学并不排斥传统教学手段,二者通过有机结合,优势互补,才能获得最大的教学效果。任何一种现代化的教学手段,必须依靠教师科学地设计、精心地组织,才能发挥它的效能。
3.过分追求快节奏
计算机辅助数学教学固然可以节省教师作图、板书的时间,加快课堂节奏,增加课堂密度,但有时欲速则不达。当学生正在思考问题时,屏幕已经显示了另外的内容,或者公布了标准答案,不利于学生的独立思考。
计算机辅助数学教学的注意事项
1.转变教育观念
教师应由单纯的知识传授者转变为学生“信息内化”过程的指导者和促进者。计算机辅助教学离不开教育理论的指导,同时也促进了教育理论的发展。只有掌握了先进的教育理论,才能对教育的实践过程作出正确的决策和评价,才能保证教育改革的正确方向。
2.适时、适量、适当
并非所有的教学内容都适合计算机辅助教学,也并非一堂课全程由计算机辅助教学,这样容易忽视教师的主导作用。在突出重点、突破难点而其他教学手段又无法实现时,用计算机辅助教学更能体现其价值。
【关键词】数学建模;正交实验设计;非线性的模型;最优解
某油田计划在铁路线一侧建造两家炼油厂,同时在铁路线上增建一个车站,用来运送成品油。两炼油厂的具置由图一所示,其中A厂位于郊区(I区域),B厂位于城区(II区域),两个区域的分界线用图中虚线表示。图中各字母表示的距离(单位:千米)分别为a=5,b=8,c=15,l=20。管线铺设费用将分别降为输送A厂成品油费用为每千米5.6万元,输送B厂成品油费用为每千米6.0万元,共用管线费用为每千米7.2万元。铺设在城区的管线还需增加拆迁和工程补偿等附加费用,核算为每千米21万元。请给出管线布置方案及相应的费用。
一、模型的建立
建立如图二所示的坐标系,设CE=x(千米),EF=h (千米),GH=z (千米),
则管线布置总费用模型
二、模型的求解
由于此问题是非线性函数的最优解模型,模型的求解虽然可以采用各种求解方法,但各种解法大多较为复杂,这里介绍一种正交实验设计配合数学软件Matlab的方法求解:选取三水平,四因素正交实验表L9(34),因素x,h,z的三水平分别为x=3,5,7; h=2,3,4;z=6.5,7,7.5。每一个因素取一个确定的值如x=3, h=2, z=6.5即为一个设计方案,所求得的函数值即为实验结果。每个实验结果即函数值的计算采用数学软件Matlab的三元函数的函数值的计算命令如下:
放入正交实验L9(34)表中,
通过计算,得出最优方案,B1C3A3,即当x=7,h=0,z=7.5时,优解为W=249.6415(万元)。
由于取值的间距较大,在最优解附近再取一些值进行计算,得到当x=6.7,h=0.15,z=7.3时,更优解为W= 249.4463(万元)。
此时,F点坐标为(6.7,0.15),H点坐标为 (15, 7.3),最小费用为249.4453万元。
参考文献
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[2] 刘宏友,李莉,彭锋.MATLAB 6基础及应用[M].重庆大学出版社,2002.
获得计算机一级证书表明持有人具有计算机的基础知识和初步应用能力,掌握Office办公自动化软件的使用及因特网应用,或掌握基本图形图像工具软件(Photoshop)的基本技能,或网络安全基本素质,可以从事政府机关、企事业单位文秘和办公信息化工作。
获得计算机二级证书表明持有人具有计算机基础知识和基本应用能力,能够使用计算机高级语言编写程序,可以从事计算机程序的编制、初级计算机教学培训以及企业中与信息化有关的业务和营销服务工作。
获得计算机三级证书表明持有人初步掌握与信息技术有关岗位的基本技能,能够参与软硬件系统的开发、运维、管理和服务工作。
获得计算机四级证书表明持有人掌握从事信息技术工作的专业技能,并有系统的计算机理论知识和综合应用能力。
(来源:文章屋网 )
〔关键词〕云计算;数字图书馆;功能
云计算的出现改变了人们应用信息技术的模式,同时也改变了整个信息世界的版图,图书馆作为信息世界的重要参与者,自然无法游离于这种变化之外。那么图书馆到底在这个新的信息世界版图中担当什么角色,这是需要认真反思的命题。正因为如此,云计算在图书馆界正火热的被应用。基于云计算的图书馆,不仅完成了对数字资源的整合,同时也提高了服务质量,更大的满足了读者的需求。本文通过云计算数字图书馆的功能的四大优势探讨,对基于云计算的数字图书馆发展进行了展望[1]。
1基于云计算的数字图书馆的功能优势
11云计算数字图书馆的技术优势
将云计算融入数字图书馆,必将给图书馆带来前所未有的发展。这主要表现在云计算具有很大的技术优势,保障数字图书馆的资源配置与建设。首先,云计算具有超大规模,“云”是一些可以自我维护与管理的虚拟资源,能拥有多台服务器资源,其存储与计算能力十分强大。其次,云计算技术具有高可靠性和通用性,可以同时支持不同的应用运行。最后,云计算是虚拟化的,可以让用户在任意位置就能获取服务,获取服务的能力极强[2]。
数字图书馆可以让成员馆进行统一的访问,享受最基础的设施服务。这种统一的资源服务访问方式,不仅能够让图书馆现有的资源,包括:服务器资源、媒体资源、存储资源等众多资源能够充分地被利用,而且还解决了图书馆资源空闲的问题,更重要的是杜绝了数字图书馆资源的重复购买问题。
在这种统一的资源服务访问方式下,数字图书馆可以通过两种方式进行资源请求,一是图书馆可以直接通过主服务器,即DL主机服务器,进行请求资源的调用。这种方式不用检测其是怎样分发资源请求,也不用对所对应的服务器进行调配,要用哪一个虚拟服务器。二是可以在知道内部块服务器访问接口的情况下,直接指定要访问的虚拟服务器所对应的物理服务器来处理自己的请求。具体的虚拟化过程和访问过程如图1所示。
12基于云计算数字图书馆的硬件建设优势
图书馆的发展,与硬件的建设是分不开的,云计算数字图书馆与传统的数字图书馆相对比而言,拥有很多领先的优势。首先,云计算数字图书馆对硬件的性能要求不高,几个廉价的服务器集群就可以让云计算数字图书馆实现强大的数据处理与分析计算功能。对于传统图书馆而言,硬件建设则需要一些高成本的设备。其次,云计算数字图书馆具有较高的可用性。虽然,由于云计算图书馆使用的是廉价的服务器集群,会导致服务器出现故障的可能,但云计算集群服务具有冗余性,这也就能使一个服务器由于故障而接受不了信息的时候,而将信息发送给另一个服务器来进行处理,这样也就保障了数字图书馆云计算服务的正常运行。第三,云计算数字图书馆可以对所购买的硬件设备进行统一的规划与管理,与传统数字图书馆硬件设备相同的硬件环境来看,云计算的数字图书馆可以将硬件设备进行物理分区集中布置,并且能够搭建一个共用的硬件环境进行统一的管理与规划,为内部系统提供一个可靠安全的基础设施服务[3]。
2014年7月第34卷第7期现?代?情?报Journal of Modern InformationJuly,2014Vol34No72014年7月第34卷第7期基于云计算的数字图书馆功能优势研究July,2014Vol34No7对于那些原数字图书馆馆己购买的硬件设备,基于云计算的数字图书馆也可以通过分布式和虚拟化处理方式,将不同地域的硬件设备融入到一个统一的平台系统,进行系统的管理和分配。这样的统一,既能使原有的硬件资源继续的充分被使用,也节约了购买新的硬件设备的费用。
传统数字图书馆的服务具有较高的可靠性和可用性,它使用的不是统一的系统平台,而是利用多台服务器进行使用,由于每个服务器之间是互不干预的,因此这些服务器之间所提供的服务也是互不干涉的。虽然传统数字图书馆有一定的可靠性与可用性,但是,服务器如果出现故障,就会停止服务,直到修理完毕后才能重新提供服务,这就会耽误读者获取信息,使用户不能及时的获取所需的信息,而用户要想获取信息,则需要重新向其他服务器进行请求处理,而一旦出现请求数量过多,超过最大承载量,就会造成请求失败的现象[4]。对于云计算的数字图书馆来说,内部是多台服务器相互连接而成的,而对外则是能为用户提供统一的服务体系。所以,一个服务器出现故障,并不会导致服务器系统瘫痪,还有其他服务器可以继续为用户提供服务,而且系统也会智能的将故障服务器的请求转发至其他服务器继续服务。
13云计算数字图书馆的信息资源管理优势
云计算的数字图书馆除了在硬件建设上有一定的优势,在信息资源的建设中,也有其独特之处。基于云计算的数字图书馆最大的优势就是将分布在各个地区的数字资源进行整合与集中,并利用分布式异构资源池和集中整合中间件管理。这种技术,既杜绝了资源在建设中的多次利用,特别是对文献资源而言,同时又将数字图书馆与文献数据库结合在一起,使资源共同进行构建[5]。
关键词:视频分割;稀疏优化;子空间模型
中图分类号:TP302 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)27-0139-05
1 介绍
视频的运动分割,旨在从视频序列中分解出多个连续移动的不同物体。将不同运动物体的信息从视频中提取出来之后,可以做很多后续的研究,如异常行为分析或者运动物体的追踪。近几年,基于特征点轨迹聚类的视频运动分割问题是主要的研究方向,首先对提取的实际视频序列进行预处理获得特征点轨迹,如KLT[1],SIFT[2]或者SURF[3]等特征点提取算法,基于不同的运动目标对特征点轨迹集合进行聚类。但是长视频序列中提取和跟踪的特征点集合往往是高维复杂的大数据,需要寻求一种高精度并能快速对高维复杂数据进行分类的方法。基于子空间模型下的运动分割,是现如今被普遍研究的分类方法。子空间模型下分类的基本思想是,从视频序列中提取到的每一组特征点轨迹都认为其点集合共同构建了一个子空间,那么不同特征点集合的聚类问题,即转化为对一组子空间集合进行聚类的问题。
本文基于LSA聚类算法[7]以及稀疏子空间聚类算法(SSC)[6]的思想,提出一种基于稀疏优化对子空间进行聚类的新方法。实验结果表示,本文所提出的方法,可以有效且快速地分类实际视频中的不同运动目标。
2 基于子空间模型下的运动分割
2.1 子空间聚类模型
对特征点集合组成的高维数据聚类,基于子空间的模型,首先需要获得高维数据的低维表示,而这个低维表示能够保持原大数据矩阵的本质特征。假设,将原高维数据的低维投影看作一个变换后的“全局子空间”,而全局子空间是由不同的更低维度的“本地子空间”相互交叠构成,如图1,三种数据点集合构成三种子空间S1,S2,S3,集合S={ S1,S2,S3}称作全局子空间,S1,S2,S3相对的称作本地子空间。本文中基于子空间模型进行分类的基本思想就是从全局子空间中找出不同的本地子空间,属于同一本地子空间的数据应当被划分到同一类中,即划分为属于同一种运动目标。
4 实验结果与分析
本文实验数据选自标准的视频数据库Hopkins 155数据集[13]。并将本文提出的优化算法与现今其他优秀的运动分割算法进行比较,在分割的过程中,假设所有视频中运动目标的个数已知。
图6,7,8是采用本文所提出算法进行聚类的结果,不同颜色代表不同的运动目标。图6中包含3中运动,红色点代表背景,蓝色和绿色代表两种汽车的运动,图7中包含2种运动,人的手臂以及手上拿的物体分别用红色和绿色进行区分,图8代表了3种物体的运动,红色点代表背景,由图7可知,对于特征点多且复杂的难以区分运动模式,我们所提出的算法可以有效的对不同的运动目标进行区分。为了进一步表明本文所提出算法的优势,我们将从错误率和运算时间与SSC [6], LSA [7], RANSAC [4], GPCA [5], LLMC [14]算法进行对比。
从表1、2、3、4可以得出,我们所提出的算法具有比较好的准确度,虽然相比SSC算法来说准确度略低,但是我们的优化算法与SSC相比加快了运算的速度。
5 总结
本文提出了一种基于子空间的运动分割优化方法,可以对实际视频序列中不同的运动物体进行有效分类。首先通过SPCA算法[15]将高维数据投影在一个低维的空间上,并且具有少数的非零元素;基于SMCE [9]的思想,对投影后低维空间中不同的子空间进行估计,寻找在低维空间中每一个数据点的稀疏近邻(隶属于同一子空间),将投影后分布于低维空间中的不同子空间分割出来,这种方式相比较LSA算法来说,改善了过度估计和不同子空间相互交叉的问题,大大提高了准确率。与SSC算法相比,运算时间得到提升。在未来的研究中,将对长视频序列中运动目标分割的研究作为主要方向,并侧重数据缺失或不完整轨迹等问题,进一步提升算法的准确性和实用性。
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我国小学教学的现阶段的重点教学目标是提高小学低年级教学的数学计算能力,这是小学数学教学的基本任务,在小学低年级数学教学实施过程中,教师要时刻注意学生对课堂传授知识的反应,要根据学生特点,激发学生学习数学计算的学习兴趣,努力提高小学数学计算教学的教学质量,数学计算能力的提高对小学生思维能力的发展和提高有重要作用,为此,教师必须提高重视,加强基本练习,打好基础,为之后的学习发展作好铺垫。
1 小学数学计算教学的重要性
1.1 增强数学素养
小学数学计算教学在整体小学数学教育阶段占有重要位置,它是数学最基本的组成部分,是每一个学习过数学学科的人应该具备的基本素养,与现实生活密不可分。学好数学计算能力对提高学生数学素养有重要作用。
1.2 巩固学科地位
小学数学计算教学在小学教育阶段有着举足轻重的地位,数学学科本身的设置偏重于孩子理性思维能力的开发,尤其受到学生家长及教师的重视,无论在学习还是生活中都不可或缺,在教育领域有重要影响,是不可割舍的一部分。
1.3 培养学生能力
数学计算能力对于学生练习逻辑严谨性有很大的推动作用,在小学阶段打好数学计算能力的基础对学生日后的发展有重要影响,它可以培养学生的思维能力、锻炼思维的严谨性,便于学生养成良好的学习习惯。
2 计算教学的措施
2.1 情境教学的创设
新课程改革的实施对现代教学领域产生重大影响,它要求学校教师改变以往的教学模式,采用新教学方法,改变教学策略,丰富教学形式,创造高效课堂。而在各种教学方式中,情景教学是众多教师所钟爱的一种,效率高,方法新,具有很强的学科适应性,所谓情景教学就是在教学过程中,教师通过为学生创造一种教学情境,能让学生在这种教学情境中产生浓厚的学习氛围,养成良好的学习方式。在教学过程中,学习单位数的相加,教师可以灵活设置课堂内容,采用游戏的方式,比如,学习计算3+4=?的问题,教师可以让学生自己创设情境,想想家中几口人,再加上另外一家人,或者让小朋友上台前来,三个一组,四个一组,看看合在一起是多少,提高学生学习兴趣,实现情境教学。
2.2 动手能力的培养
以往的传统教学中,教师对于小学数学计算的教学更多的是注重结果的正确,只要结果正确,过程不重要,实际上这种做法已经偏离了最初的教学目标,使学生只注重解题速度,忽视了思考的方式,思维出现单向性发展,不是长久之计。授之鱼不如授之予鱼,教师要教会学生学习的方法,推理的过程,而不是单纯的强调结果。新课程改革的提出,要求教师注重教会学生过程的推理,不要只看重结果。学生学会了思考方法,开阔了思路,才能举一反三,在学习中如鱼得水。
2.3 错误教学的制造
在小学数学计算教学中,教师可以突破以往的固有思维模式,采用曲回的教学方法,也就是错误教学,在数学计算课堂中,教师可以在计算某些练习题的时候,故意将结果算错,以此查看学生的反应能力与思辨能力,试探性的提问学生,是否有错误,这样容易将学生视线集中到课堂中,提高听课效率,也可以锻炼学生的自身独立思考能力。在学生找出错误之处并加以改正之后,会产生一种满足感,成就感,这种满足感有助于学生对数学计算兴趣的提升,提高教师教学质量,创造高效课堂。比如在学习减法时,教师可以设置两个相似问题,将12-5=7与15-2=13的结果故意写错,写成12-5=13与15-2=7,让学生自己发现错误之处,便于改正。
2.4 课堂练习的加强
学习课堂的学习知识知识数学计算教学中的一个方面,学生的能力不可能通过一堂课得到显著提高。要想能力得到提高,就要学会对知识的巩固,而课堂练习是实现知识巩固的一个很好的办法,通过反复训练,使学生加深对步骤方法的认识与理解,便于举一反三,解决相似的难题。