超级计算机技术精选(九篇)

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第1篇：超级计算机技术范文

 

1 引言

 

信息内网的建设——建设一套与信息外网隔离的网络，作为信息化“SG186工程“业务应用承载网络和内部办公网络。并部署相应安全防范设备和措施，保障信息、数据的安全，避免可能的信息泄密、黑客、病毒等安全威胁。在工程项目的启动和实施中，需要客户启动项目开工的时间和实施环境。

 

⑴首先是各节点的的光缆布设好，并测通，本项由我学校负责光缆布放，需要客户各节点单位支持和协助;客户需要提供新设备安装位置和调试时间。

 

各节点负责本项目的技术人员的配合工作，才能满足信息内网系统集成建设的实施的条件和实施的环境，才能保证本项目的建设按照合同工期顺利完工。

 

⑵为了高质量地完成此项工程的实施，我学校将会派出具有丰富实施经验技术人员及原厂商技术人员进驻现场，组织了一支高素质的工程专业人员队伍。

 

通过严密的组织部署和高水平的智能化技术以及科学的技术管理措施，严格按照有关系统集成工程的设计规范和标准，保质保量地按时完成本项目合同中的各项任务。同时，希望客户领导及技术人员在项目实施过程中提供相应的帮助和支持。

 

2 实施方案

 

⑴实施组织框架;学校成立该项目实施的《超高压检修中心计算机网络系统集成项目管理部》，以下简称：项目管理部。⑵联络好各节点用户及技术人员，协调好各节点实施规划及时间安排。⑶根据工程项目实施各工序间的实施工期和进度。

 

分别组织和管理各项目的实施人员的安排，项目小组根据实际情况分批进场实施。⑷客户方各节点负责本项目的负责人及技术人员必须全程配合科益学校的项目实施，以便项目能更好、更快地开展。

 

3 项目实施内容

 

超高压检修中心计算机网络设备上架、安装调试。⑴设备确定安装位置、上架：满足实施条件后，与用户协商，确定检修中心计算机机房网络系统设备安装位置，上架安装;连接相关线缆。⑵超高压检修中心计算机网络系统设备自检及调试：

 

①检查设备线缆连接情况。

 

②通电自检。

 

③超高压检修中心计算机网络系统设备配置相关操作。

 

④测试并调通与省电力学校机房。

 

⑤测试并保证各地市内部能正常上网。

 

⑥配置相关功能，进行调试，记录数据。⑶测试及现场培训工作：

 

①搭建模拟测试环境，超高压检修中心计算机网络系统设备进行基本操作。

 

②检查超高压检修中心计算机网络系统设备配置及参数运行情况。

 

③保证测试的过程中，网络可以正常运作。

 

4 超高压检修中心计算机网络设备项目整体概况说明

 

⑴超高压检修中心计算机机房。检修中心计算机机房(1F)安装2台H3C 7506E交换机，做热备冗余，通过SDH设备链路通道连接超高压本部信息内网。IPS作为入侵防御系统，主要对内网各种服务器进行数据保护。

 

⑵网络建设拓扑图。根据超高压检修中心计算机内网网络系统集成系统这一目标而确定的信息系统拓扑结构如下图所示：

 

⑶网络方案部署架构说明。如上图所示，使用H3C7500系列交换和S5500、S3600系列交换来构成检修中心计算机内网网络结构，其中服务器区部署一台入侵防御系统，以保证内网服务器的数据安全。检修中心1F机房主核心交换设备通过单模光纤连接烽火SDH设备，通过SDH设备链路上连到超高压本部信息内网核心网络设备。实现两地数据通信。

 

1)在检修信息中心(1F)部署2台H3C7506E交换机，之间起VRRP协议，形成设备主备冗余。2)检修中心3F接入交换通过多模光纤双链路连接1F核心交换机，以保证网络的可靠性，与安全性，其它楼栋接入交换机通过单模光纤双链路连接1F核心交换机。3)部署一台IPS保证内网服务器的安全。

 

在布置中要使用的一个协议VRRP优点，这个协议的特点如下：

 

虚拟路由器冗余协议(VRRP)是一种选择协议，它可以把一个虚拟路由器的责任动态分配到局域网上的VRRP路由器中的一台。控制虚拟路由器IP地址的VRRP路由器称为主路由器，它负责转发数据包到这些虚拟IP地址。一旦主路由器不可用，这种选择过程就提供了动态的故障转移机制，这就允许虚拟路由器的IP地址可以作为终端主机的默认第一跳路由器。使用 VRRP 的好处是有更高的默认路径的可用性而无需在每个终端主机上配置动态路由或路由发现协议

 

使用VRRP协议，不用改造目前的网络结构，最大限度保护了当前投资，只需最少的管理费用，却大大提升了网络性能，具有重大的应用价值。

 

1)链路。准备2对20米单模光纤跳线，从SDH设备光接口直连超高压本部信息内网核心网络设备光接口。

 

2)模块。由于超高压本部信息内网核心网络设备为CISCO，需要其单独的模块支持，所以需要增加两个CISCO-GLC-LH-SM光纤模块。

 

3)路由.在超高压本部信息内网核心网络设备上面添加到超高压检修中心网段的路由条目。使两地之间数据正常通信。

第2篇：超级计算机技术范文

关键词：配电网；线损；潮流法

0.前言

线损率是考核电力部门电能损耗水平的一项重要技术经济指标，也是电力系统规划设计、生产运行、经营管理和企业经济效益水平的综合体现。追求尽可能低的线损率是电力企业的目标之一，也是提高企业经济效益的重要手段，线损率的高低对企业经济效益的影响很大。输电企业应精确计算各级电能损耗并制定相应的降损措施。通过对现有理论线损计算方法分析，指出目前各种线损计算方法的局限性，提出采用电量潮流法计算线损的新方法。

1 配电网理论线损计算方法

1.1损失因数法

损失因数法是通过损失因数(F)，用最大负荷时的功率损失计算时段T内的电能损耗值：

(1)

损失因数 等于线损计算时段内(日、月、季、年)的平均功率损失 与最大负荷功率损失 之比：

(2)

该方法适用于负荷曲线难以获得的情况，将变化的负荷用最大负荷来代替，用小于1的损失因数 乘以最大负荷时的功率损耗 ，可得平均功率损耗 ，从而求得线损。由式(2)可知采用损失因数法求电能损耗是最简单的方法(只需知道时段内平均电流和最大电流)。因而该方法的计算准确度不高，只适用于电网的规划设计(不宜对运行的电力系统进行线损计算和降损措施分析)。

1.2 均方根电流法

均方根电流法通过对配网内元件进行代表日24 h负荷电流实测，得出阶梯形负荷曲线，近似认为在每小时内负荷是不变的，按小时对各元件进行线损计算。在进行配电网线损计算时，需收集沿线各节点的负荷。由于配电网节点数多，负荷在不同时段的变化比较大，运行数据无法全面收集。为了尽量减少运行数据的收集量又不影响线损计算的精度，一般作如下假设。

a.各负荷节点负荷曲线的形状与首端相同。

b.各负荷节点功率因数与首端相等。

c.忽略沿线电压损失对能耗的影响。

d.负荷分配与负荷节点装设变压器的额定容量成正比(各变压器的负荷系数相同)。

设配电网中某元件的电阻为 ，通过此元件的电流有效值为 ，则元件24 h内的电能损失值 为

(kW•h)(3)

设代表日24 h负荷电流的实测值为 ， ，⋯， (A)，则式(3)变为

(kW•h) (4)

式中 为代表日电流均方根。如果配电网元件的代表日24 h实测记录为有功功率(kW)、无功功率(kvar)和线电压(kV)，在功率测量处电压U的平均值为线电压(kV)，则该元件电阻 的日损耗电量近似为

(kW•h) (5)

如果代表日24 h负荷实测记录值为有功电量(kW•h)、无功电量(kvar•h)和配电网元件在记录点平均线电压(kV)，则：

(kW•h)(6)

利用电流均方根计算线损的方法是一种普遍的手算方法。对于局部电网、个别元件电能损耗计算，当线路出口处仅安装电流表时相当有效。尤其是在0.4～10 kV配电网的电能损耗计算中，采用均方根电流法易于推广和普及。但在实际运用中受各种条件限制，均方根电流法也存在不足。确定日均方根电流需要对各元件进行24 h负荷电流实测，工作量大，并且实测数据的收集和整理相当繁琐，如果负荷电流是从准确等级低的电流表中读取，则误差更大。

1.3等值功率法

等值功率法由准确级别高的电能表读数求取平均功率，通过将负荷曲线梯形化或查负荷曲线形状系数的方式获取节点等效功率，将电能损失的计算转化为功率损失的计算，将计算时段内随时间变化的各节点注入功率处理为节点等值功率，用一次潮流计算来确定系统各项损耗电量。将线损计算问题转化为潮流计算问题，在负荷功率变化幅度不大的情况下可得到较为满意的结果。

与均方根电流法相比，等值功率法依据的数据主要是从准确级别较高的电能表中读取，并降低和简化了对数据收集、整理的要求。

根据均方根电流法，若用均方根功率替代均方根电流，代表日配网元件 中的电能损耗等价为

(kW•h)(7)

式中 ――日配网元件R中的电能损耗；

――通过元件有功功率均方根(等效值)，kW；

――通过元件无功功率均方根(等效值)，kvar；

――端电压均方根，kV。

均方根功率(等效功率)与平均功率 、 。的关系如式(8)所示。砗和如的大小与负荷曲线的形状有关，所以称之为负荷曲线的形状系数，反应了负荷平均值和均方根值之间的关系。平均功率可由准确级别高的电能表读数来求取。

（8）

式中AP――代表日的有功电量；

AQ――代表日的无功电量。

在实用计算中可设Kp=KQ=K，与平均负荷系数(负荷率) 和最小负荷系数 有如下关系：

（9）

式中Pmax――日负荷曲线最大值；

――日负荷曲线平均值；

Pmin――日负荷曲线最小值。

负荷曲线的形状系数K计算如下。

当平均负荷率， >0.5时：

(10)

当平均负荷率

(11)

可由平均负荷率求等效功率，用等效功率作为各发电机的等效输出功率或负荷节点的等效负荷功率，便可进行配电网潮流计算，再按潮流计算求得全网等效功率损失乘以24，可得代表日全网的电能损失。与均方根电流法相比，等值功率法依据的数据主要是从准确级别较高的电能表中读取，并且降低和简化了对数据收集、整理的要求。

1.4 回归分析

概率统计中的回归分析可以用于配电网线损的快速计算、分析和预测。该方法将有代表性的配电线的线损值和特征参数值(配电线的月有功供电量和月无功供电量)作为回归分析的样本，建立回归方程，将回归方程用于未经计算线损的其余配电线路和已计算过线损的线路在结构参数和运行参数发生变化时的线损快速计算。该方法利用尽可能少的原始数据使线损的计算达到一定的准确度。但用于线损计算有一定的局限性：任何具体形式的回归方程都不能精确表示出线损与特征参数间固有的、复杂的非线性关系，也不可能对任何配电网都适用；不同配电网需采用不同形式的回归方程，每次建立回归方程的工作量较大。

1.5 人工神经网络法(ANN)

人工神经网络法将影响配电线损的各种因素作为ANN的特征参数(电网结构、线径、变压器效率、无功电源、负荷特征等)与配电网的线损共同构成训练ANN的样本，建立ANN模型进行配电网线损分析计算。

人工神经网络是由多个神经元连接而成，用以模拟人脑行为的网络系统(与传统计算方法不同的信息处理系统)，通过学习获得合适的参数，用以映射任意复杂的非线性关系。基于ANN的方法不需要确定回归方程，只需将配电网各配电线损样本提供给ANN学习，构成模型，用于配电网的线损分析计算。

人工神经网络中的常规算法(BP算法)与遗传算法(GA)相结合用于计算配电网线损，可以克服常规BP算法易陷入局部极小及基本遗传算法GA过早收敛的缺点。该算法在计算精度、收敛速度及计算稳定性上较BP算法及基本遗传算法有很明显的提高。用ANN模型计算线损计算结果比较准确。但所有这些模型在确定ANN的结构和学习参数时，均是靠反复试验确定，没有系统的规则可循。

许多可靠有效的潮流算法被用于工程实践中，此类算法以牛顿法和快速解耦法及其衍生而来的改进算法为代表，由于配电网R／X较大，不满足PQ解耦的条件，经典的PQ解耦算法难以应用于配电网潮流和线损计算中。对于牛顿法在配电网中的应用各种文献说法不一。牛顿法潮流以节点注入的有功、无功为变量，其算法具有二次收敛特性，在收敛速度和计算精度上具有优势，但为二阶方法，其收敛性受初值影响较大，算法的稳定性较差旧。

2 电量潮流法计算线损

由于目前各种线损计算方法均存在局限性，因此提出采用电量潮流计算配电网线损的方法。首先应绘出网损线路结构图和等效电路图，然后利用变电站24h记录的有功和无功电量，通过高斯一塞德尔法计算各节点电压，迭代3次后，将其结果作为牛顿一拉夫逊法的初值，继续迭代直到小于预先设定的误差为止。利用计算所得各节点电压值计算每条线路每小时的线损，通过累加得出日线损和年线损，根据计算结果和线损考核指标提出降损措施。

2.1高斯一塞德尔法潮流计算

高斯一塞德尔法计算电力系统潮流方程为

（12）

将式(12)进一步展开：

高斯一塞德尔法的迭代求解步骤如下。

a.根据已知网络参数形成导纳矩阵。

b.给出除平衡节点以外的所有节点电压。

C.计算PQ节点电压。把各节点电压的初值代入式(13)，求出各PQ节点电压。

d.计算PV节点无功功率。PV节点无功功率 是未知量，用式(13)求PV节点电压需先计算无功功率 ,将电流用导纳和电压表示为

(14)

e.每次迭代完成后，应根据给定的任意小数 占作收敛性检验：

(15)

由此可知，高斯一塞德尔法原理简单，每次迭代的计算量比其它方法小，对初始值没有特殊要求，但收敛速度慢。对于病态系统该方法往往难以收敛。因此，可将高斯一塞德尔法作为潮流计算的最初方法为牛顿一拉夫逊法(牛顿法)提供初始值。

2.2牛顿一拉夫逊法潮流计算

牛顿一拉夫逊法为数学上解非线性方程式的有效方法。其特点是把非线性方程式的求解转变为对相应线性方程式的求解。牛顿一拉夫逊法比高斯一塞德尔法具有计算速度快、收敛性好等优点，是一种较好的计算潮流的方法。

牛顿一拉夫逊法计算潮流主要步骤如下。

a.先形成导纳矩阵

b.设置除平衡节点外的各个节点的初始电压 。

c.初始值代入功率误差方程和电压误差方程，计算各节点功率及电压偏移量

3结束语

第3篇：超级计算机技术范文

去老师家吃饭，做饭时，老师跟她老公吵了起来。

老师做蒜泥黄瓜，她把蒜放菜板上用菜刀摁扁了剥皮，她老公看到，说：“你别摁，拍多痛快啊。”老师说：“蒜嫩，会拍碎。”

然后，两人唇枪舌战，就“蒜应该摁还是拍”展开了辩论。最后的结论是：通常情况下，确实“拍”更便捷，但蒜很嫩、菜板空间有限时，“摁”是更好的选择。所以，这次摁，以后尽量拍。

两人意见达成一致后，很快又融洽地聊起别的事。

我目睹全程，刷新了对夫妻吵架这件事的认识――原来吵架也能吵得这么赏心悦目。

同样的架，换成平常夫妻，会怎样吵呢？

多半是老婆说摁，老公说拍，然后老婆说：“你什么都不做，还管这么宽？”老公回嘴：“你这人就是固执，油盐不进，从来不接受别人的正确意见。”老婆回敬：“你自以为是，总想把自己的想法强加于人！”老公气恼：“我强加你什么了？你哪次听我的了？”……

于是，鸡毛蒜皮的小事，最后演变成一场大战。你指责，我泄愤；你大力挞伐，我人身攻击。不但事情没解决，还牵扯出一大堆日积月累的问题，两人白白生了一场气，伤了一回感情。

吵架是件极有技术含量的事。会吵和不会吵，结果大不相同。

不会吵架的夫妻，多半都有个共同点：做不到就事论事。明明面对的是“怎么剥蒜皮更合理”的问题，却非要上升到人格层面，东扯葫芦西扯瓢，陈芝麻烂谷子的事儿拼命翻，使问题升级。

好好一场架，吵得面目全非。

很多夫妻，年轻时情比金坚，到晚年却变成了怨偶，想必就是因为一路走来，有太多问题没能及时合理解决，一桩桩一件件积压在心里，腐蚀了感情。

其实吵架并不可怕，如果能就事论事，吵一次解决一个问题，这争吵就有价值。怕的是一方或双方脑子里一团浆糊，胡说八道，胡搅蛮缠，不讲是非，毫无逻辑。

你说他：“你妈做的菜太咸。”他回：“嫌我妈做的菜不好吃，你自己做啊！”

你说他：“今天要很晚才回来？”他回：“我又不是去花天酒地，你怎么老是不体谅我？”

他说你：“别给孩子吃太多零食。”你回：“我还不知道怎样养孩子？”

他说你：“这件衣服这么贵？”你回：“不给我买就算了！别一副穷酸样！”

回避根本问题，能吵出什么结果呢？肯定是谁也说服不了谁，最后都憋一肚子气，事情不了了之。而积压下来的问题，就成了双方心里的疙瘩，越系越大。

怎么才算正确地吵架呢？

第一，对事不对人。只针对争吵的事来争论，不针对做这件事的人。因槭虑橥往简单，而人是复杂的。一旦焦点转移到人身上，双方就会变得不客观，就会铆着劲儿想要吵赢，这样既容易伤感情，又不能有效解决问题。

第二，要有逻辑，讲道理。不能胡搅蛮缠，也不能Ta说东你说西，或者自己上一句说东，下一句说西，东一榔头西一棒子的，到最后把自己都吵蒙了。

第4篇：超级计算机技术范文

阿尔法狗接连打败李世石、柯洁，无人驾驶汽车从科幻慢慢变为现实，人工智能正在全世界如火如荼地“跑马圈地”。我们正在被一个前所未有的以智能技术为核心驱动力的新型社会裹挟着前行。随着智能时代的来临，每个企业和个人都在经受着前所未有的挑战，但挑战与机遇并存，我们要积极探索，紧跟前沿，才能在这波智能化浪潮中不致被淘汰。本书通过丰富鲜活的企业案例，帮助我们梳理分析人工智能及其相关的机器学习、超级计算、云端服务、网络安全等前沿领域的发展现状及方向，总结这些企业在智能时代下的应对之策及成功经验，为之后企业的发展转型等提供了很好的参考借鉴。

作者简介

余来文，江西财经大学应用经济学博士后、博士生导师、创业导师、野文投资董事长、文字传媒董事长，《商业智慧评论》和《创业管理评论》出品人，并任江西财经大学、江西师范大学、江西理工大学、香港公开大学、澳门城市大学、亚洲城市大学等外聘MBA课程教授或创业导师。曾在海王集团、远望谷股份、飞尚集团等公司工作，历任副总经理、总经理等职务，为大洁王集团、南华西集团、铜川矿务局、陕西煤业集团等公司提供管理咨询。先后在《管理科学》《北大商业评论》《销售与管理》《中国经营报》《CHINA DAILY》以及人大报刊复印资料转载等杂志报纸200余篇。出版《智能革命：人工智能、万物互联与数据应用》《分享经济：网红、社群与共享》《共享经济：下一个风口》《互联网：商业模式颠覆与重塑》《商业模式创新》《互联网思维2.0：物联网、云计算与大数据》《企业商业模式：互联网思维的颠覆与重塑》等30多本图书。林晓伟，江西财经大学管理学博士，现为闽南师范大学商学院副教授，福建省“新世纪”人才。先后在《系统管理学报》《经济管理》《国际贸易》《当代财经》《中国社会科学报》《中央财经大学学报》《现代管理科学》等国内核心刊物20余篇，出版专著1部，参与编写《智能时代：人工智能、超级计算与网络安全》《电子商务：分享、跨界与电商的融合》《互联网思维2.0：物联网、云计算与大数据》《企业商业模式运营与管理》《物流学》《财务管理》和《会计学》等图书。主持福建省级课题4项，先后参与国家自然科学基金项目等省部级以上课题9项，参与诏安县农业和扶贫“十三五”规划编制工作。主要研究方向为物流与供应链管理、产业互联网、企业商业模式。

目

录

1 第1章 智能时代

2 开章案例

6 1.1开启智能时代

7 1.1.1 Mr Smart——我的智能生活

13 1.1.2智能时代之认知颠覆

18 1.1.3人工智能——工作“终结者”

19 1.1.4新产业的催生——“智”家帮的兴起

25 1.2迎接崭新的智能社会

25 1.2.1“数字化”——智能社会的“快引擎”

26 1.2.2“信息化”——智能社会的“大动脉”

27 1.2.3“网络化”——智能社会的“高速路”

28 1.2.4“集成化”——智能社会的“点金石”

29 1.2.5“公共化”——智能社会的“新时代”

32 1.3智能生态——智能时代的终极奥义

32 1.3.1传统工业逻辑的颠覆式创新

36 1.3.2人人创造，智能时代新分子

37 1.3.3用户“双力”：参与力创造力

38 1.3.4“智”之大器之智能整合

39 1.3.5未来人工智能生态圈

42 1.4智能时代的内核

42 1.4.1人工智能之先发“智”人

45 1.4.2超级计算之千手“算”音

46 1.4.3云端服务之无上“云”法

47 1.4.4网络安全之“安全”卫士

51 章末案例

56 第2章 人工智能

57 开章案例

62 2.1人工智能：让机器更聪明

62 2.1.1人机大战：阿尔法狗与柯洁

64 2.1.2人工智能与智能机器人

67 2.1.3机械思维向左，智能思维向右

68 2.1.4人机融合：超人类智能时代

72 2.2人工智能新认知

75 2.2.1解密人工智能

76 2.2.2重要的是数据，而非程序

77 2.2.3淘汰的不仅是工作，更是技能

80 2.2.4超人工智能时代

82 2.3大数据与人工智能

82 2.3.1数据驱动智能革命

85 2.3.2数据挖掘：从大数据中找规律

86 2.3.3大数据的本质：数据化

89 2.3.4大数据——人工智能的永恒动力

90 2.4人机融合：连接未来

93 2.4.1人工智能之“星际迷航”

95 2.4.2机器学习与人工神经网络

96 2.4.3超越未来：人工智能之深度学习

101 2.4.4 人工智能之前世今生

102 2.4.5 人机融合：未来ING

104 章末案例

109 第3章 超级计算

110 开章案例

114 3.1大话超级计算机

114 3.1.1 超级计算知多少

115 3.1.2 从数据到超级计算的飞跃

117 3.1.3 大千世界，“数”在掌握

119 3.1.4 数据流——“超算流体”

122 3.2时代新宠——超级计算机

123 3.2.1 超级计算，未来国之重器

124 3.2.2 超算之不得不懂

126 3.2.3 大国超算之超常发展

132 3.3超级管理

132 3.3.1 数据收集——“超管”之“核基础”

132 3.3.2 数据存储——“超管”之“核聚变”

133 3.3.3 数据处理——“超管”之“核爆炸”

136 3.3.4 超级计算安全

137 3.4表演时间：超算之应用舞台

137 3.4.1 互联网应用：“互联”的二次方

140 3.4.2 电子政务应用：政务“超算”跨时代

141 3.4.3 精准医疗应用：超算医疗，快，准，狠

145 3.4.4 智能交通应用：数据出行，悠哉，享哉

146 3.4.5 金融投资应用：“超算”致富经

149 3.4.6 新零售应用：“超”未来，“算”零售

153 章末案例

159 第4章 云端服务

160 开章案例

164 4.1云服务——“云”上境界

164 4.1.1 走进“云”化时代

168 4.1.2 享受云生活

172 4.1.3 幕后英雄——云计算推动“团队”

173 4.2直击云计算

174 4.2.1 云计算为何物

178 4.2.2 云计算从哪里来

179 4.2.3 虚拟化，一切皆有可能

181 4.2.4 云计算未来规模

183 4.3双重界：云计算与虚拟网络

183 4.3.1 云计算与虚拟网络关系

184 4.3.2 云服务之“虚化”技术

189 4.3.3 虚拟服务器——“虚化”技术承载终端

193 4.3.4 多云大融通——云存储设备

195 4.3.5 有备无患——云资源备份

198 4.4“三云”家族：公有云私有云混合云

199 4.4.1 公有云——“云”家必争之地

201 4.4.2 私有云——私享“云端”之上

203 4.4.3 混合云：公私合并——“云端”最强音

207 4.5云应用——“云端”的机智强大

207 4.5.1 云应用：极致“云”风暴

210 4.5.2 云应用、云服务与云计算

211 4.5.3 AI云运用=“云端”最强音

212 章末案例

218 第5章 网络安全

219 开章案例

223 5.1直击网络安全

223 5.1.1 计算机安全——21世纪的重点“安全区”

224 5.1.2 网络安全：居安思危，严阵以待

227 5.1.3 安全攻击之“四面”埋伏

228 5.2不得不知的网络安全

229 5.2.1 网络安全之认知“大充电”

232 5.2.2 网络安全风险之危机四伏

236 5.2.3 网络安全的“威胁危邪”

241 5.2.4 安全管理“六板斧”

242 5.3网络“歪脑筋”：犯罪与黑客

243 5.3.1 网络犯罪——犯罪“新境界”

246 5.3.2 黑客攻击：高智商罪犯的攻击

247 5.3.3 黑客攻击“六”手段：智、快、狠

250 5.4无处不在的安全管家——网络安全管理

250 5.4.1 网络安全“密匙”：加密安全

254 5.4.2 保密系统：守口如瓶，从一而终

256 5.4.3 智能防火墙——安全防护之智能乾坤

260 5.4.4 网络安全未来式：量子通信

264 章末案例

270 参考文献

第5篇：超级计算机技术范文

世界金融危机充分暴露了美国经济结构的弱点：重虚拟而轻实体。或也正因此，在经济遭到重创后，美国金融产业很快恢复元气。2010年前3季度，银行连续盈利，第三季度净利145亿美元，远远超过上年同期的20亿。尤其是股票大经纪公司，炒股规模空前膨胀获得丰盈。其主要玄机之一是投资公司利用超级计算机以光速高频自动处理股市交易，以微小的差价购进、出手海量股票，瞬息之间巨额利润入账。

仅以设于新泽西州红岸市的Tradeworx对冲基金和金融技术公司为例，它利用预先编制的算法(algorithms)和超级计算机，一般每天自动高频进出6000万到8000万股股票。大量交易在下午三至四点之间进行，盈利多达上亿美元。公司主管马诺杰・纳伦说，公司可在1秒钟之内做成数千笔交易，一般情况下，股票只保留数分钟即出手。纳伦说，该公司属于美国50家高频交易大公司中的中等水平。公司同时利用超级计算机及时收集全国股市信息，分析行情趋势，以作出正确对策。它也可以把海量交易化整为零，分化成多笔300到500股小笔交易，用以迷惑竞争对手，使其难以摸透公司意向。

在Tradeworx总部，静谧异常，员工总共仅12人，他们都是拔尖院校的高才生，拥有理、工科和数学学位。每天上午一上班，就可处理1500万股交易，而无需动口，这里同喧嚣的纽约证券交易所相比真是两重天，堪称运筹帷幄，日进斗金。

5年前自动股市交易约占市场的30％，交易速度也慢得多，现在已占到61％，交易速度由于超级计算机技术升级而倍增，纽约证券交易所处理的股市交易量已由2005年的80％下降到现在的40％。现在在股市取胜之道主要依靠虚拟技术水平和超级计算机的功能。为此纽约证券交易所已于2010年春迁移至新泽西州马沃市，它在该市修建了有40万平方英尺的数据中心，配置的超级计算机运算速度达400亿次／秒，每秒可处理100万条信息，足以解决全球所有股市的每笔交易结算。另据报道，设在新泽西州东塞托凯特市的复兴技术对冲基金公司宣称，它的计算能力堪同美国主要核武器研制中心之一的劳伦斯・利弗莫尔国家实验室的超级计算机比肩。要知道，为了模拟核爆炸，美国速度最陕的超级计算机首先可是部署在该所。

随着计算机性能的提高，10年前股民做500股高频交易需要付费150美元，现已降为10美元。自动高频交易成为了股市交易方式的主流，但股市已为少数大户所操纵。据咨询公司Tabb集团估计，美国全国交易所每日处理10多亿股票，其中自动高频交易于2009年头蚧月盈利80亿美元。高频股市交易明显助长了炒股大户在股市兴风作浪的不法行为。参议员爱德华・考夫曼担心“美国股市正被少数大投机商利用政策的空子盈利”。国会证券交易委员会正在研究如何限制“闪电股票交易”。

第6篇：超级计算机技术范文

丘脑出血是高血压脑出血患者中相对较重的类型，患者有明显的偏瘫、偏身感觉减退、偏盲（三偏）症状，如优势半球出血还可出现失语，致残率较高。由于出血部位深在，开颅手术损伤较大，且需全麻，对病前有心、肺、肾等严重疾患者多不适合。随着计算机辅助立体定向手术的发展，采用血肿单纯抽吸、血肿破碎吸引以及注药溶解血肿等方法，清除丘脑血肿已变得简单易行、创伤小 ，在局麻下即可施行。且早期治疗可以减轻脑组织损害，减少功能障碍及并发症，提高生存质量。本组采用计算机辅助立体定向手术治疗超早期高血压丘脑出血50例，观察其临床效果及预后。

1 资料与方法

1.1 一般资料：本组患者男37例，女13例，年龄37～75岁，平均52岁。患者均有高血压病史，有丘脑出血明显“三偏”体征。GCS

1.2 方法：全部手术均在局麻下进行，采用日本立体定向仪，由螺旋CT引导，以血肿中心为靶点，利用立体定向技术确定穿刺点、穿刺深度及方向。穿刺点选在血肿距头皮最近、无大血管或重要功能区处。采用常规头皮切口、乳突拉钩牵开，用颅钻钻孔。电灼硬脑膜后十字切开，以10号硅胶管穿刺血肿成功后，直接抽吸、血肿破碎吸除、尿激酶注入引流。其中6例呈酱油血肿一次排净，44例凝血块血肿粉碎排出>75％32例，排出50％～70％12例。术后复查头CT并对残余血量15 ml以上19例均行尿激酶注入，注入后根据患者临床表现闭管4～8小时后开放引流管引流，CT动态观察血肿清除及脑组织受压情况，血肿消失即拔管，连续引流2～5天，平均3.1天。血肿一次排净和术后残余血量

2 结果

术后再出血2例（占4％），考虑由于躁动、情绪激动致血压升高有关，通过应用止血药、控制血压等方法得以控制。合并肺炎3例，消化道出血5例，肾功能衰竭1例，脑梗死、心肌梗死各1例。死亡2例，其中1例死于心肌梗死，1例死于肾功能衰竭，死亡率4％。术后随访6～48个月，以日常生活能力（ADL）分级法：ADLⅠ级12例，Ⅱ级23例，Ⅲ级10例，Ⅳ级3例。Ⅰ~Ⅲ级45例，占90％。

3 讨论

3.1 CT引导立体定向手术是降低死亡率及致残率、提高生存质量的有效方法。我们采用此方法治疗高血压丘脑出血50例，死亡率4％，术后随访ADL分级法为Ⅰ~Ⅲ级者占90％，表明这一手术是降低死亡率及致残率的较有效的方法。手术适应证：（1）对于3～24小时内丘脑出血意识清或进行性意识障碍者；（2）伴有神经系统定位体征者；（3）出血量在20～60 ml、脑室受压，中线结构移位>0.5 cm、环池受压变形者。

3.2 手术时机的选择：脑出血时血肿腔内的压力比整个颅内压要高，其血肿周围脑组织的损害亦重于高颅压所造成的全脑性损害，血肿压迫时间越长，周围脑组织不可逆损害越重，致死、致残率就越高。从病理生理变化方面看，脑出血后6～7小时，血肿周围开始出现脑水肿、脑组织坏死，而且随时间增长而加重。一组205例脑出血尸检资料表明，80％患者死于24小时内。另一组死亡病例中，24％死于24小时内，44％死于48小时内；70％死于1周内。由此可见，大部分死亡病例都在出血后早期死亡。对脑出血患者采用颅内压监测，证实颅内压确有一过性增高。因此，支持早期手术，以解决高颅压问题。本组均在24小时内行手术治疗，再出血2例，仅占4％，因此，我们认为7～24小时内或CT发现脑出血，超早期清除血肿，可迅速解除血肿对周围脑组织的压迫，打破出血后一系列继发性改变所致的恶性循环，从而提高治愈率及生存质量。

3.3 尿激酶的应用：尿激酶是一种纤溶酶直接激活剂，有较强的溶解血肿作用，达到足够的局部溶解效果。动物实验表明，狗的蛛网膜下腔注入尿激酶达2 400万U/kg不引起不良反应。所以脑内血肿腔及脑室内使用尿激酶是安全有效的。

第7篇：超级计算机技术范文

1 作用机理

1.1 增产机理

在多种生理指标测定中发现，喷区较对照叶绿素含量增加0.0086%；光合强度每小时单位干重增加12.485毫克的干物质积累量；植株含糖量增加0.0038%，增产效果明显。

1.2 速效机理

通过原子示踪图像研究表明，喷洒1小时已有相当的吸收运转，48小时茎叶吸收率达到最高峰，然后开始大量运转，集中到穗部，4天基本吸收完毕。

1.3 抗倒伏、耐寒防冻机理

养分在短期内吸收完毕，植株叶片角质层、秆腔壁变厚，其它各部增厚，节间韧性增强，使植物液浓度增加，冰点降低，增加耐寒防冻功能。

1.4 抗病虫害机理

养分的叶面吸收，阻止蚜虫等刺吸式害虫和病原菌的侵入，并产生大量抑制性或抗性物质，合成植物抗毒素，提高作物的抗病性。

1.5 抗干热风、抗旱，减少森林、牧草、作物失火概率的机理

经仪器测定，喷区作物的蒸腾强度较对照每小时单位减少482.8毫克的水分蒸发量；组织含水率、自由水和束缚水含量分别增加10.795%、14.59%和0.48%。因能保持相当的水分，就能抵抗干热风和旱情，减少森林、牧草、作物失火概率。

2 施用技术

2.1 小麦超常量施用方法

拌种：用磷酸二氢钾100克对水500～600毫升溶解，然后与5千克种子搅拌均匀，堆闷5小时左右晾干（不粘手为宜）播种。

越冬期喷洒防冻：大冻期间，每667平方米每次用400克对水30升均匀喷洒；返青、拔节、孕穗期各喷1次，每667平方米每次用400克对水30升；灌浆期每667平方米每次用400克对水30升，收割前10天，都是喷施时间。

2.2 玉米超常量施用方法

每667平方米种子用200克磷酸二氢钾对水适量拌种，晾干后播种。在定苗后、拔节期、大喇叭口期各喷1次，每667平方米用量400克对水30升。还可在抽雄或灌浆期浇水时冲施1次，用量为每667平方米每次3千克左右。表现为植株健壮、少倒伏、少病害、穗大、顶满、粒饱。

2.3 花生超常量施用方法

每667平方米种子用200克磷酸二氢钾对适量水拌种晾干后播种。苗期喷施1次，每667平方米200克对水30升。在初花期、结荚期、饱果成熟期各喷1次，每667平方米每次用400克对水30升。表现为病害少、秧茁壮，结实早，果实多且饱满，抗早衰，增幅在40%以上。

2.4 大豆超常量施用方法

每667平方米种子用200克磷酸二氢钾对适量水拌种晾干后播种，在苗期、初花期、盛花期、结荚期、鼓粒期各喷1次，用量为每667平方米每次用400克对水30升。表现为茎秆粗壮、枝多、荚多、粒多饱满，少病害，少倒伏，增幅大。

2.5 棉花超常量施用的方法

苗期（2～3叶时）每667平方米200克磷酸二氢钾对水30升均匀喷施1次，现蕾时，每667平方米用400克对水30升均匀喷施1次；始花至盖顶前后各喷施1次；视具体情况也可多次，每667平方米每次用800克对水60升。表现为秆壮，结果早、桃大、桃多、减少花蕾铃脱落，增加抗病虫害能力，纤维长，产量高，抗早衰，增幅高的可在40%以上。

2.6 水稻超常量施用的方法

在水稻育苗期，用1%浓度的磷酸二氢钾水溶液喷施1～2次。在分蘖期、拔节期、孕穗期各喷施1次，灌浆期喷洒1次以上，每667平方米每次用400克对水30升。可大幅减少病虫害的发生，增幅高达40%。

2.7 红薯、土豆超常量施用的方法

第8篇：超级计算机技术范文

关键词：超级计算；CAE集成平台；架构设计；第1个原型

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A

Architectural Design of CAE Integration

Platform Based on Super Computation

DENG Ziyun1，2 ， ZHANG Jing1，BAI Shuren2，LIU Zhaohua2，CHEN Lei2，ZHANG Wei2

（1.College of Electrical and Information Engineering， Hunan Univ， Changsha， Hunan 410082， China；

2.National Supercomputing Center in Changsha， Changsha， Hunan 410082， China）

Abstract：CAE Integration Platform based on Super Computation can solve some problems in industrial products design， such as CAE software integration， calculation speed and parallel computer using. This paper proposed the overall structure and the overall architecture of the platform for development. The platform consists of 5 layers and 7 subsystems. The front end system adopts SSH architecture， ESB bus and middleware uses Spring， Hibernate and Tuscany combination. Cluster system is mainly on the “Tianhe No.1” super computer scheduling system improvements. According to the overall architecture design， the prototype platform was developed.

Key words： super computation； CAE integration platform； architectural design； first prototype

1 问题提出

企业在应用CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程）软件进行工业领域产品设计的过程中普遍发现存在以下问题：

1）CAE软件集成问题

CAE软件的品种有许多种，如CATIA，ABAQUS，ANSYS，LSDYNA，Fluent，SINOVATION等，行业应用、软件功能各有侧重，相互孤立，需要将这些软件通过接口统一集成起来，从而可以共同工作[1-2]，如能以云计算形式供企业共享使用则更为节约资源和成本.

2）计算速度问题

一个模型从初始建模、计算到优化处理，最终成型，要进行各种环境条件、材质、载荷下的仿真与计算，往往需要反复调整参数、计算、评估许多次，而CAE仿真需要进行大量的计算，现有计算机单机性能仍然存在瓶颈[3]，需要使用超级计算机来支持大规模的并行计算来缩短工业设计仿真的计算时间.

3）并行计算机使用问题

使用超级计算机的技术门槛较高，需要操作人员掌握的专业技术知识较多，比如Unix或Linux操作系统、应用行业专业知识、并行计算，甚至系统分析设计及程序开发[3].超级计算机的计算资源如能以Web的方式提供给公众用户使用则更为便利.

解决这些问题的根本办法就是研发出一个“基于超级计算的CAE集成平台”（以下简称“超算CAE平台”）.要研发出“超算CAE平台”首先要考虑的问题就是根据业务需求来理清平台的构成，搭建起先进而又稳定的平台总体架构，再进行下一步的设计和编码.

2 研究现状与趋势

“超算CAE平台”是工业设计领域的新兴发展趋势，国内国际的研究水平差距较小，但我国在超级计算机系统和CAE软件的无缝集成技术方面，尚缺乏研究基础和工程应用经验[4-5].

大型工程和复杂产品，例如盾构机、火星着陆器、飞机、轮船等，结构及其仿真都很复杂，依靠PC机、普通工作站无法完成其结构、功能与可靠性一体化的优化设计，这就必须依靠超级计算机技术来解决问题[6-8].

以第三方软件为平台集成CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计）/CAE软件是构建集成设计系统平台的一种趋势.适应于超级并行计算机和机群的高性能CAE求解技术，多种专业领域的CAE计算分析软件的集成化及其联合仿真，建立多物理场、多场耦合、不确定性的大型工程和复杂产品的计算模型，实现对大型工程和复杂产品的全面仿真分析和优化设计，是解决其多目标优化设计问题的必然途径[4-5].

3 主要业务过程描述

“超算CAE平台”的主要用户是工业设计中的设计人员，其目的是利用该平台实现工业设计中各类产品的设计、分析、计算、仿真和试验，并且让用户可以通过互联网环境使用该平台.“超算CAE平台”中的主要业务流程有三种：

1）针对各种CAE商业软件的求解器应用.

这种应用的主要过程要经历用户作业生成、作业提交、作业监控、结果运用4个阶段[9].

2）针对各种CAE商业软件的前后处理的应用.

该流程有前处理和后处理.前处理流程包括CAD模型的导入、相关参数的设置、前处理结果的导出、网格的划分、载荷的施加等.在拥有超级计算机的情形下，可将网格划分较细以得到更加优质和精确的计算结果[10].后处理流程包括计算结果的导入和计算结果的展示，即将求解的结果导入到CAE软件中，查看并进一步分析计算结果，计算结果可以图形化的方式来展现.

3）多种CAE软件的综合应用.

这种应用主要是复杂业务流程的组合，例如机电液一体化联合仿真、流固耦合、CAE参数的迭代优化等复杂过程.

4 平台总体构成

“超算CAE平台”由5层7个子系统构成，如图1所示.

表现层为“超算CAE平台”门户网站；应用层为作业提交与监控系统、计算资源管控系统；表现层和应用层合为平台的前端系统部分.

ESB（Enterprise Service Bus，企业服务总线）层为服务构件装配与复杂业务流程组合系统；中间件层为“超算CAE平台”中间件系统；ESB层和中间件层合为平台的ESB总线与中间件系统部分.

HPC（Hign Performance Computing，高性能计算）层则分别在Linux集群（“天河1号”超级计算机）和Windows集群中驻留研发的软件，比如完成作业调度的功能、资源监控的功能，以供中间件层进一步整合资源，形成共同和相对独立且机制灵活的任务调度；HPC的两个集群驻留软件系统合为平台的集群端系统部分.

安全管控系统贯穿于其它系统之中，但各个系统中有关安全的部分又能组合形成一个综合的解决方案.

5 平台总体架构设计

5.1 平台总体架构

“超算CAE平台”的总体架构设计如图2所示.下面针对该平台的总体架构各层分别描述如下.

1）门户层

可针对不同的用户类型和用户对界面进行个性化配置；可对集成的应用系统，包括作业提交与监控系统、计算资源管控系统进行界面集成、信息集成，形成统一的Portalets；可对不同的用户类型做出不同的权限配置；子系统集成可实现单点登录，用户登录时应当使用USB Key进行身份认证.

2）应用层

应用层的系统主要包括作业提交与监控系统和计算资源管控系统.用户在使用作业提交与监控系统时可生成作业、提交作业、监控作业、监控作业的执行过程、获取作业结果、进行作业的前处理和后处理，展现计算结果和查看作业的计费情况；计算资源管控系统可查看执行的作业的情况，进行能耗管理，生成资源热图和资源统计报表，进行必要的账务处理，如针对不同的用户设置账户预留资金、对账户进行充值等，可查看平台生成的各种日志，可查看Linux集群（“天河1号”超级计算机）和Windows集群的网络状况，可对用户的作业进行必要的干预，可对用户的类型、信息、账户数据进行适当的审批和调整.

3）ESB总线

ESB总线即服务构件装配与复杂业务流程处理系统，利用开源的Tuscany SOA（ServiceOriented Architecture，面向服务的架构）软件对各种服务构件在协议解藕的基础上进行统一的封装，形成与其它系统集成与通信的接口[11-12]；在通信上统一采用XML（Extensible Markup Language，可扩展标记语言）报文，支持使用XML Schema进行数据校验；可将XML报文利用路由配置接收来自其它系统的报文，再根据报文处理的需求和情况发送到目标系统；采用Spring开源软件对各种构件使用AOP（AspectOriented Programming，面向切面的

程序设计）编程技术进行前置、后置等增强处理，形成不同业务的处理流程，支持复杂业务流程的处理.

4）中间件

中间件主要功能是屏蔽Windows集群和Linux集群（“天河1号”超级计算机）之间的差异，根据目标集群来生成不同的指令或脚本，提交目标集群执行，并获取到中间结果和最终结果；可获取集群的结点状态，CPU/GPU、License等资源的分配情况和使用情况；作业执行的情况，以及对作业可进行干预；支持在一个作业中执行多个任务或作业步，从而可在一个作业中进行协同作业.

5）HPC层

在Windows集群和Linux集群（“天河1号”超级计算机）中会装有各种CAE大型商业行业应用软件，可执行结构力学、流体力学、电磁学等学科的有限元分析与计算，通过集群内的调度软件来进行大规模分布式计算作业；改进集群端的调度软件，以支持优先级调度、CAE行业应用软件License管理等功能.

5.2 前端系统架构

前端系统主要包括门户、作业提交与监控系统、计算资源管控系统，各层次划分及功能描述如图3所示.

1）展示层

展示层负责处理与操作者的交互，收集操作数据提供给应用服务者，并根据应用服务者的反馈将返回的数据通过一定的形式在界面上展示.展示层包括客户端界面逻辑和应用服务端数据表示逻辑.

2）业务层

业务接口层对上层传递来的数据进行解析并分别送入不同的逻辑处理，向用户返回底层逻辑处理结果.

[3] 朱小谦， 孟祥飞， 菅晓东， 等.“天河一号”大规模并行应用程序测试[J].计算机科学，2012，39（3）：265-267.

ZHU Xiaoqian， MENG Xiangfei， JIAN Xiaodong，et al. Performance test of massively parallel program on TH1 A [J]. Computer Science，2012，39（3）：265-267. （In Chinese）

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TIAN Rong. New opportunity for CAE software development in China [J]. Computer Aided Engineering，2011，20（1）：141-143，147. （In Chinese）

[5] SUN Ninghui，KAHANE D，CHEN D. Highperformance computing in China： research and applications[J]. Int J High Performance Computing Applications，2010，24（4）： 363-409.

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[7] KASPER T， MESCHKE G. On the influence of face pressure， grouting pressure and TBM design in soft ground tunneling[J].Tunneling & Underground Space Technol，2006，21（2）：160-171.

[8] SCHMITT J， FRITSCH M，GATTERMANN J，et al. Numerical investigations to the influence of rearrangement of ground pressure for shield tunneling[C]//Proc ICOSSAR 2005.Rotterdam： Mill Press，2005：1317-1323.

[9]王波 章巧芳 彭伟.基于广域网的CAE资源共享平台的开发及应用[J].机械设计与制造，2010（4）：64-66.

WANG Bo， ZHANG Qiaofang， PENG Wei. The development and application of CAE resource sharing platform based on the WAN [J]. Machinery Design & Manufacture，2010（4）：64-66.（In Chinese）

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LIU Defang， LI Liying， ZHOU Linzhen，et al. Research of modeling and analysis method based on ANSYS[J]. Manufacturing Automation，2011，33（10）：140-142，149. （In Chinese）

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第9篇：超级计算机技术范文

计算机基础课程已成为高等教育必须开设的一门通识性课程，在高校教育中有着极其重要的基础性地位。然而从各类计算机水平考试和大学生计算机等级考试中，以及从毕业生就业招聘时所展现出来的计算机操作能力来看，大学生的计算机实际应用能力无法令人满意[1]。“计算机基础”课程对学生的信息技术能力，特别是提高学生的信息实践和新技术创新及应用能力具有重要作用，而一种好的实验教学模式对增强学生的计算机技术素养有着意想不到的效果。

1 云计算的内涵及核心理念剖析

云计算是技术上的发展更是技术理念的跨越，它的概念由美国人克里斯托弗?比希利亚提出。2006年，克里斯托弗?比希利亚者受雇佣于国际互联网行业的巨头Google公司担任高级工程师。云计算是现今为止技术含量最高的网络应用技术，它把传统的计算机技术和当今最新的信息技术相互融合，通过网络互联互通的方式把多个相互独立的计算机进行整合，将大量数据资源用网络连接并进行统筹性调配，构成一个巨大的资源库，再通过从客户终端收集来的信息按要求提供给客户，这样就实现了资源的最大范围内的统筹、共建、互联和分享。

云计算的中心指导思想，就是通过互联网的高速的信息交换技术，将分布在世界各地的计算机中的信息和资源迅速的集中到一起，再通过具有超级计算能力的超级计算中枢集中起来计算和处理，改变了以往个人计算机各自为战的局面[2]。一般来说，云计算的架构主要可以分为三个方面：（1）个人层次，它是主要基于全世界无数台个人计算机终端，云计算是将这些计算机中的资源整合起来，最终它的服务对象也是统归与每一个向他提供资源的微型计算机终端。（2）计算中枢，它建立在满足云计算要求的高速网络通道和具备大数据迅速处理能力的超级计算机基础之上。高速的信息通道可以使云计算中心迅速的获得信息并将处理结果反馈给用户，超级计算机的数据处理能力能够满足对迅速集中的海量数据的分类、计算和处理的要求，是实现云计算的关键。（3）应用软件，云计算处理中心无论是搜集用户数据还是将处理后的结果传送给用户都不是杂乱无序的，要通过事先设计好的应用程序即终端应用程序，分门别类有序的搜集数据，同时也需要专门的终端程序对客户提供分类个性化的服务。总而言之，云计算服务就是改变传统计算机终端的各自为战，将数据统合起来集中处理。

2 云计算对计算机基础实验教学的具体影响

2.1 教学硬件的配备

大学在计算机机房建设中，传统的软件硬件的配置已经远远不能满足学生云计算环境下计算机基础实验教学的需要，计算机配置过低，软件配备等问题凸显，由于传统的教学资源配置惯性思维的存在，许多学校机房里计算机已经是六七年前购置的，操作系统都还停留在windows xp甚至更低，许多新的软件都因为机器配置不够或是系统不支持而无法使用。所以，必须首先提升计算机实验室的硬件和软件的配置。其次要提供满足云计算教学环境下的软硬件设施，要设置足够的带宽，满足大数据传输的要求，要建立起与云数据库的链接。再者是要建立云计算教学与学习平台，要使教师和学生熟悉这一环境下的教学和学习程序。就要对师生尤其是老师进行专门的培训。

2.2 教学内容的设定

传统的计算机基础实验课在内容上以微机上传统的几个应用软件的实际操作为主，学生主要做一做例题再辅之以一些实验验证，教学模式基本上就是教师通过教学系统示范操作一遍，学生再依样画葫芦再来一遍，创造性和探索性的实验很少，或根本没有，这样不利于学生探索精神和创新能力的培养。而云计算带来的改变，学生学习的时间不必浪费在很多复杂而又机械性的操作上，这些事情都可以交给云计算中枢解决。学生和教师的主要任务应当转移到探索和创造性上来。

2.3 教学理念的革新

目前，大部分高校中计算机实验教学处于从属地位，学生学习计算机技术课程只是作为其他课程的辅课程而已。在学校来说，教学生学习计算机基本上也只是立足于教会学生熟练使用几款常见的办公软件，充其量在介绍一点稍微深一点的譬如编程语言类的知识。而在云计算的时代，很多繁琐却没有技术含量的事情我们不需要再亲力亲为，分工更加的细致和专业化。那么此时对学生计算机操作能力的要求便转化为对学术立足于计算机进行探索和创新的能力，换句话说不再是对学术实际操作能力的要求而是思维扩散和突破精神的培养。这时候，老师也不再是仅仅为学生做示范，他们更重要的是引导学生，启发他们的思想，为学生的创造性思维的发散提供广阔的天地。

3 基于云计算环境下的自主学习实验教学模式

在基于云计算环境下的自主学习实验教学模式下，老师和学生分别完成各自相应的工作。

3.1 教师的工作

教师根据教学的具体要求和本门课程的教学目的，设计课程内容和试验项目，然后将信息到基于云计算建立的学习平台上。同时将课堂教学的内容制作成视频或其他相关类型的教学资源。教师首要的也是最重要的作用是设计实验项目，实验项目设计的成功与否将直接决定课程教学的目的能否达到。教师设计的实验项目必须与教育目的相匹配，实验项目的设计应具有研究性、科学性、合理性和可操作性等特点和优点。实验的内容要有所创造、要有一定的可研究性，同时实验难度应当难易适中。教师设计好实验项目之后应当将它转化并置于云计算网络中，使学生可以自主地选择和练习[3]。学生的练习结果及时反馈到教师平台上，这样老师可以及时分析结果，了解教学活动的总体情况从而指导教学内容的调整。

3.2 学生的工作

学生进入云计算学习平台，自主地查看教学信息。当学生对需要学习的内容及要求有了具体的了解之后便可以自主地对教学中需要完成的实验项目进行分析而且学生也可以进入云资源库，利用云平台资源自己进行学习，也可以对学习的成果进行自我测试。在完成学习的效果的测试之后再针对自己学习中暴露出的不足进行强化巩固和强化训练。在测试中反馈的结果，使我们可以及时了解自己是否符合教师对该课程的要求，在遇到自己无法解决的困难时，也同样可以进行云计算学习环境下的资源查询，查找可利用的资源进行参考，也可以进入云计算环境下的交流平台，询问自己的老师或其他同学。