計算機后端開發范文

導語：如何才能寫好一篇計算機后端開發，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：城市客運，IVR系統，語音播報，數據庫，語音識別

 

引言

由于我國城市建設的快速發展和城市規模的逐漸擴大，城市旅客運輸市場也隨著城市人口和區域的增大而迅速發展。為了提高城市客運的管理水平和服務質量，我們將計算機技術和現代先進的通信設備應用于現代城市客運的管理，利用計算機和通信技術輔助城市客運的服務管理工作，用電話語音卡、Visual Basic.Net為開發環境，開發設計城市客運管理的電話語音IVR系統，提供自動語音服務功能，滿足人們日益增長的城市客運服務需求。

1．城市客運管理IVR系統

1.1語音IVR系統

IVR（Interactive Voice Response），即互動式語音應答，主要應用于呼叫中心系統。IVR系統提供自動語音應答功能，是服務單位為服務對象或用戶提供的自助服務。它采取用戶導向的語音提示目錄，然后按照用戶通過電話鍵盤或語音的選擇來完成相應的信息查詢或命令執行。電話語音IVR系統是一種功能強大的電話自動服務系統，可以通過電話機的按鍵或語音來操作和控制計算機程序的運行，自動傳真收發、電話錄音、呼叫轉接等功能。并且還能夠通過后端連接數據庫，為用戶提供數據庫動態實時信息的查詢、語音報讀等。

1.2城市客運管理的IVR系統

城市客運包括城市出租汽車、城市公交。城市建設規模和城市人口數量不斷增大，促進了城市客運市場的快速發展，城市居民對城市客運的服務和管理需求也再不斷提高。城市客運管理IVR系統，就是將計算機和現代通信技術應用于城市客運的服務管理，用戶可以使用電話按鍵或電話語音進行交互應答。系統全天24小時實時為人們提供出租汽車信息、城市公交班次信息、非法營運舉報、城市客運服務質量投訴、丟失物品查找、自動傳真等服務，方便人們出行乘車，滿足城市居民對城市交通運輸的需求。免費論文，語音播報。。免費論文，語音播報。。同時，系統還可以節省大量的費用，減輕服務單位人員的工作負擔，處理確實需要人工處理的呼叫，更好地提高整體服務質量和形象。

1.3系統結構

根據城市客運管理IVR系統的需求，采取三層架構的系統結構模式。第一層菜單為主菜單層，即根據系統語音提示進行按鍵；第二層為子菜單層，按照語音提示選擇播報查詢結果的菜單；第三層查詢結果層，按用戶的按鍵，播報用戶所需的語音信息。系統流程如下：

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關鍵詞：高溫攝像 遠程通訊技術 宣鋼

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）04-0148-01

綜合分析后，我們對2#回轉窯的高溫監控系統就上述現有技術存在的不足進行了進一步優化，加裝了高溫攝像遠程通訊裝置和自動進退一體化高溫攝像機。其具有結構簡單，在回轉窯攝像機正常工作時仍可調整其各菜單控制項，能實時顯示窯爐內的溫度、壓力等參數，安全性較高且控制方便的優點。而且自動進退一體化高溫攝像機與以前攝像機不同之處在于實現了耐高溫鏡頭的自動進退同時也實現了其欠壓保護。

1 高溫攝像遠程通訊技術的應用

通過現場考察與分析我們應用了高溫攝像遠程通訊裝置，整體系統組成部分包括：高溫攝像裝置、控制柜、置于主控室內的用于控制所述高溫攝像裝置的各菜單控制項的計算機，置于主控室內的用于顯示所述高溫攝像裝置攝取的視頻圖像的監視器。

高溫攝像裝置包括中央控制器?？刂乒裰性O有與中央控制器相連的用于控制高溫攝像裝置的各菜單控制項的攝像控制單元，該攝像控制單元與計算機相連。攝像控制單元連接有RS-485通訊接口和視頻輸出接口。R8-485通訊接口通過一數據總線轉換器與所述計算機的USB接口相連。視頻輸出接口與監視器或所述計算機中的視頻模擬信號采集卡相連。高溫攝像裝置連接在位移控制機構上，位移控制機構通過基板設于窯爐的爐墻上。控制柜中還設有用于通過位移控制機構控制所述高溫攝像裝置前后位移的PLC。PLC的RS-485通訊接口經所述數據總線轉換器與所述計算機的USB接口相連。高溫攝像裝置的攝像機鏡頭前方設有由PLC與所述計算機控制的光柵?？刂乒裰羞€設有總電源開關和與PLC相連的用于顯示窯爐內溫度的溫度顯示儀。

工作人員可以在主控室內通過計算機控制控制柜中的攝像控制單元，從而控制高溫攝像裝置的各菜單控制項，無需在溫度較高攝像機端控制器菜單控制項，故而實現了在窯爐攝像機正常工作時遠程調整攝像機的各菜單控制項的功能，具有安全性較高且控制方便的特點。

2 自動進退一體化高溫攝像機的應用

高溫攝像裝置我們采用的是自動進退一體化高溫攝像機，包括有攝像機及攝像機護罩，攝像機的前端安設有耐高溫鏡頭和耐高溫鏡頭外鏡管，與以前攝像機不同之處在于設置有一氣缸。氣缸由缸筒和前、后端蓋構成并由螺栓固定，前、后端蓋的側向開設有進排氣孔，與氣缸的前后內腔分別導通，中間開設支承孔，支承孔中安設密封圈和導套，與活塞桿相配置。氣缸內安設有中空的活塞，活塞外周安設有密封圈，活塞中部開設空腔安設攝像機及攝像機護罩，攝像機為彩色攝像機，活塞的前端沿活塞中心軸線安設耐高溫鏡頭外鏡管，耐高溫鏡頭外鏡管內安裝耐高溫鏡頭，耐高溫鏡頭后端與攝像機相連，耐高溫鏡頭外鏡管前部通過前端蓋的支承孔伸出缸體，作為活塞一端的活塞桿?；钊暮蠖诉B接有一中空活塞桿，中空活塞桿的一端經后端蓋支承孔伸出缸體，由此構成雙活塞桿氣缸。中空活塞桿的伸出端頭兩側與進氣接頭和電纜導入接頭時目連。進氣接頭與冷卻氣源相接，電纜導入接頭將導入電纜接進與攝像機相連，冷卻氣進入中空活塞桿內孔后經攝像機護罩的然后流入耐高溫鏡頭外鏡管內腔，冷卻耐高溫鏡頭，再從高溫鏡頭外鏡管前端開孔流出。此外，在活塞的外周還安設有一磁環，在氣缸的外周前后對應活塞磁環安有兩個磁性感應開關，與缸體內活塞的磁環相配置，構成磁感應位置傳感器。氣缸兩端的進排氣孔以及中空活塞桿的進氣接頭與一壓力氣源控制系統相接。

壓力氣源控制系統中壓力氣源經由過濾器和減壓閥連接，減壓閥的輸出端分成兩路，一路經單向閥與儲氣罐連接，儲氣罐的輸出端與一電磁換向閥連通，電磁換向閥為兩位五通電磁閥，兩位五通電磁閥的兩個通路分別與氣缸前后內腔的進排氣孔相連通，其中兩位五通電磁閥的常閉端（非通電端）與氣缸前腔道通，從而保證系統停電時鏡頭能自動退出高溫環境，實現斷電自動保護，而電磁閥通電則壓力氣源進入氣缸后腔，使活塞前移，鏡頭進入高溫工作環境；減壓閥輸出端的另一路通過一節流閥與中空活塞桿的進氣接頭連接，作為冷卻氣源。另外，在過濾器和減壓閥之間的進氣通道中可接有一壓力開關，壓力開關與電磁換向閥的控制電路相串接，當壓力氣源欠壓時，壓力開關斷開，使電磁換向閥斷電回位，通過儲氣罐的壓力使鏡頭自動退出高溫環境，實現欠壓自動保護。

3 高溫攝像遠程通訊特點

（1）高溫攝像遠程通訊裝置實現了遠程調節和爐膛溫度的實時在線監控。（2）自動進退一體化高溫攝像機采用氣缸作為進退裝置。壓力氣源控制系統開發與應用實現了攝像鏡頭的斷電自動保護和欠壓自動保護。（3）自動進退一體化高溫攝像機能適應爐膛內環境比較復雜，粉塵較多，壓力大，溫度較高現場復雜的環境條件。（4）設備安裝簡便和調整方便，自動保護能力明顯加強。自動化程度提高使的維修次數大幅度減少，自動保護能力加強使的設備壽命加長，維修效率大大提高。

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2012年5月6日，一場真正的黑客馬拉松比賽在上海和硅谷兩地實時上演。一群素未謀面的程序員于周末匯聚在一起，他們出于對代碼的偏愛，自愿報名參與到24小時不間斷的開發當中。經過硅谷和上海兩地的終極PK，最終來自上海一款名為CHOP的產品摘得冠軍。

比賽結束兩三天后，曾為“網友”的兩位冠軍程序員互通電話，籌備第二次見面，商討是否應該將CHOP的功能繼續完善。

CHOP團隊1號程序員桂林，負責后端開發。他非計算機專業出身，現為塔防類社交游戲《宿命守衛者》的開發者之一。高中時代開始瘋狂迷戀編程，大學時代過于極端，荒廢專業課程，每天浸泡在圖書館潛心鉆研各種編程書籍，自學成才。學生時代的得意之作是將漢諾塔的解題過程可視化，做得像游戲一樣炫目。

桂林是在編程和代碼中找回的自信。從事“苦逼”的程序員工作多年之后，依然以視碼代碼為終身事業。正如他在微博簽名中所描述：“不懂設計模式和算法，但只要哥一寫代碼，就是美的”?！叭绻梢宰鲆惠呑映绦騿T，有什么不可以？”剛過而立之年的他覺得國內不歡迎年齡大的老程序員的現象十分嚴重，他希望自己這份生涯能永遠延續下去。他屬于同事眼中的“強力程序員”，經常處于24小時開機狀態，一直開著界面，各種操作全靠鍵盤，從不使用鼠標。他經常活躍于行業內技術性論壇上，曾寫Node.js的庫Mongoskin及其它庫分享給程序員們使用。

2號程序員魏子鈞，亦80后，非計算機專業，酷愛編程，來自盛大創新院。圈內人士均喚之網名“大城小胖”，可謂人如其名。實際為黑客馬拉松比賽現場的工作人員，做好服務比賽選手等后勤工作之后，不甘寂寞、不碼代碼就手癢的他直接殺入CHOP團隊參與開發，負責前端開發。

大城小胖自稱“非典型性”程序員，一邊戲謔地稱己為“碼農”，一邊在工作之余搗鼓代碼、研究程序到凌晨兩三點鐘，他最大的興趣是每天從程序和技術中尋找樂子。最為遺憾的是身為“代碼控”多年以后，卻依然未能有一款經典作品橫空出世。大城小胖最近一直在扛著一本幾百頁厚的計算機幾何學認真研究，一如既往努力提升自己。他說，“做游戲對數學模型的要求特別高”。

團隊中的產品經理為Thomas Yao，為一名郵件列表的管理員，在CHOP產品功能的完善和DEMO演示環節中發揮了積極作用。

兩名程序員一致認為，團隊之所以能獲獎，Thomas清晰的英文項目介紹幫了不少忙。但最為關鍵之處在于，開發接近尾聲之際絲毫未懈怠，最終花20分鐘進行了一個Markdown（是一種更為新潮的標記語言，深受程序員歡迎）功能的完善，程序員便可以用標簽符號或快捷鍵控制表示一串代碼，輸入特別便捷。“這款功能的完善可能為項目加分不少，或者是能獲獎的關鍵。”這是產品亮點之所在。因開發時間有限，他們砍掉了之前設計好的很多亮點功能。

這是一場對智力和技能的挑戰。開場前首先要進行一場激烈的頭腦風暴，拿出比較炫酷的創意，又要考驗首次合作的團隊意識。“不擅長團隊協作的人參加這種活動，可能會失敗。它考驗團隊的創意、技能、毅力和團隊協作精神?！眳⒓舆^多場比賽的大城小胖娓娓道來。

首次參加類似活動的桂林對此深有體會。他其實一提出做聊天室想法時便遭到團隊的質疑。最終桂林做出解釋，亮出“CHOP區別于論壇和及時聊天工具的聊天室產品，能按照聊天主題半自動化地對語意內容進行歸類”時，得到大家認同?！霸趺醋龅娇焖佼a出？這對程序員的溝通能力要求非常高?！毙愿耖_朗的大城小胖稱桂林盡管相對內向，但遇到問題時能表達特別清晰并有說服力?！捌鋵嵨腋鹆謱儆诰W友，平時是通過代碼進行交流，比較了解彼此的技術水平。盡管之前從未見過面，但已經建立起相當高的信任度，這點非常重要。”

一場比賽參與下來，桂林感受到的最大考驗是時間非常倉促，真正寫代碼的時間也就10多個小時。“事先我們把前端和后端需求接口列在紙上，小胖是在完全沒有服務器端數據的情況下做前端開發，他只能按照約定的數據結構寫一個虛擬數據。開發12個小時之后，盡管服務器端的大部分功能都實現了，但前后端的數據還未對接上?！贝藭r，已經是凌晨2點多，離比賽結束只有5個多小時了，但大城小胖中途離場2小時。處于孤軍奮戰狀態中的桂林壓力異常大。

“將前端的WEB登錄和服務器端的新技術在后臺進行交互時，又產生新的技術難題，即Web頁面與Websocket無法共享Session。”這對桂林來說有點棘手。桂林明白，在實際開發過程中，經常會出現一個小問題而影響整個開發周期。最初他對產品的期望值特別高，而現在的他開始擔心有交不出作品的可能性。“有些問題完全依賴Google未必能夠找到正確答案，需要靈活應變?！边@時很考驗桂林的現場反應能力。好在耗費近一個小時后，技術障礙最終突破。

大城小胖的前端開發也并非進展得一帆風順，做Serve端時，必須用Node.js技術配合桂林的后端開發?！癗ode.js技術只知道皮毛，但在產品開發中卻用到很多。”在時間有限，來不及臨時翻書，更不能頻繁打擾桂林的情況下，大城小胖能做的是努力學習桂林代碼的寫法?！斑@要求自己以120%的努力去快速掌握知識。很幸運的是我戰勝了挑戰?！贝蟪切∨炙闪艘豢跉猓偹阋娮R了一回自己在饑渴狀態下高效率學習。

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后端開發工程師/程序員，制作網站服務器端web應用程序，目前市場有三種主流技術，LAMP，J2EE及．NET技術。LAMP技術采用Linux服務器+Apacheweb服務器+Mysql數據庫+php程序語言。Linux，Mysql，php都是代碼開源免費的系統，所以很都公司選擇他因為開發成本低。php是一種弱類型語言，簡單易用，可跨平臺，開發周期短。所以為現在市面主流產品。目前很多學校都沒有php的課程，所以php的程序員較少，但市場需求很大。相對我們學生的能力，在學校開設php的課程較有優勢。測試與運營在網站運行過程中，要考慮網站的市場推廣，seo搜索引擎優化，域名，以及用戶可用性等問題。要求對網站的經營理念掌握一定的能力。在學校里，我們可以側重培養學生的互聯網應用能力，以及對互聯網的市場敏感性。數據庫及服務器的管理和維護在網絡公司，這部分不屬于站內的開發人員。網絡工程師并不關心上層跑的什么程序，只負責安全管理，及正常運行，網站安全是一個極其重要的問題。

二、基于人才市場需要的網站技術課程體系研究

基于人才市場需求的網站技術課程體系研究主要是分析目前人才市場對網站技術人才的崗位需求，掌握網站技術人才需要具備的職業素質，我們大膽創新勇于實踐，針對高職院校的學生，建設與市場需求結合的網站技術課程體系。

1．課程體系目標定位

我校網站技術專業的培養目標是培養適應社會發展需求，具有扎實的有計算機及網絡技術基礎理論知識，具有較強的實踐能力和創新精神，具備較強的網絡系統的規劃實施管理和維護、信息安全保護、動態網站的設計與制作、網絡產品技術支持等能力，具備良好職業道德與素質的高技能人才。

2．課程教學內容選取

結合課程體系目標定位，該課程在教學內容選取上主要是基于人才市場需求注重技術應用，網站技術開發課程包括以下幾部分:網絡技術專業分兩個方向，網絡工程方向和網站建設方向。其中，網絡工程方向培養掌握局域網的組建、管理與維護，網絡產品銷售，信息安全保護，網絡系統的規劃與實施，特別是網絡設備的安裝、配置和調試等知識和技能的高級實用型人才;網站建設方向培養具有面向計算機及網絡技術應用領域，能夠從事局域網的組建、管理與維護、小型網站的規劃設計、網頁設計與制作、WEB應用程序開發等工作。

3．課程教學方法設計

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【關鍵詞】車載；3G；監控；遠程

1.引言

隨著汽車工業的發展，社會經濟不斷進步，汽車逐步得到普及，人們在越來越多的場合中使用汽車，作為代步或生產工具，與此同時，汽車作為個人或企業的資產，在停放或行車過程中，其安全性也得到日益重視，市場上出現了以GPS定位為主要監控手段的車載智能終端設備，但伴隨著信息技術的高速更新，汽車的使用者不再滿足于僅了解汽車的位置，還需要知道汽車的行駛狀態，以及汽車在停放、行駛過程中，車輛周邊的實時視頻信息，并錄制或上傳至遠程后臺數據庫中，使車輛的擁有者或管理者能夠動態的了解車輛的信息。

本文基于上述的應用背景，對車載的智能終端系統進行深入研究，該系統除了實現基本GPS定位、導航、媒體播放等功能外，還在ARM平臺上，以3G以及視頻采集、壓縮技術為基礎，實現了動態視頻監控功能。

2.車載無線視頻監控系統概述

本系統作為車載智能移動終端的一個子系統，主要采用ARM硬件平臺，并結合嵌入式Linux操作系統進行開發，硬件包括GPS模塊、WCDMA模塊、RFID無線射頻模塊等，通過開發應用程序，并將其編譯至嵌入式系統中，實現視頻的采集、壓縮、傳輸，并與后臺服務中心互動通信等功能。

3.系統整體設計

本文提出的無線車載視頻監控系統，核心技術包括視頻采集、數據壓縮處理、無線傳輸等幾個方面，與車載智能終端其它硬件模塊配合，從而實現更復雜的硬件控制功能。

系統從整體上可分為前端、后端兩大部分，前端主要是指以ARM處理器為核心的硬件平臺，配合攝像頭、WCDMA通信模塊、存儲模塊等設備，實現視頻數據的采集、編碼壓縮、存儲、車內顯示、以及通過RTP（實時傳輸協議）進行封裝并通過完成數據遠程無線傳輸任務。后端主要是指通過互聯網，完成接收視頻數據并進行解碼、顯示、存儲等功能，并根據應用需求，向前端發送控制指令，從而實現實時的車輛遠程視頻監控目的，系統框圖如下圖1所示。

系統的具體工作流程是，通過攝像機采集的視頻信號，經過A/D轉換后生成標準的CCIR-656數字視頻格式，經過iMX27核心芯片編碼壓縮后，即可得到H.264視頻流，根據系統設定，在將這些編碼后的數據存儲在車載移動終端中的同時，也通過流媒體服務軟件將其封裝為RTP數據格式，再通過3G無線通信模塊，發送給后端服務平臺進行進一步處理與應用。

4.系統詳細設計

4.1 硬件平臺選擇

系統中，核心處理器既是車載智能終端的核心，又是視頻處理的主要部件，因此，系統采用飛思卡爾推出的iMX27芯片，利用其H.264硬件編解碼模塊可在車載智能終端上實現MPEG4、H.263及H.264視頻流的高效處理，并使智能終端產品達到D1（DVD畫面質量，720×480的屏幕分辨率）分辨率。

iMX27在處理H.264的同時占用極少的CPU的資源并提高了視頻處理的性能，使核心有更多資源進行其它的應用，例如GPS定位與導航、RFID無線射頻識別等，另外，iMX27還具備非常靈活和豐富的標準接口、串行端口和擴展端口，實現與多種外部設備的連接，包括攝像頭、顯示器，還可以使用Wi-Fi、藍牙實現即插即用及無線互連的功能，通過增加適當的模塊，即可實現GPS定位、通信等應用。

4.2 系統前端硬件系統設計

系統前端硬件主要包括攝像裝置、iMX27視頻處理平臺、存儲設備、3G無線通信模塊以及相應的電路構成。

攝像裝置采用深圳世國公司的SGMC-EX-M（3D）車載防爆紅外攝像儀，該設備具有低照度、高清晰、功耗低的特點，搭載最新SONY第二代EFFIO Super HAD/Exview HAD方案超高像素的960H（PAL：976*582）CCD，模擬攝像機清晰度最高可以達到700TVL，同時最低照度低至彩色0.001Lux@F1.2，動態范圍大于75dB，體積小巧、重量輕、安裝靈活，配合本系統，具有較好的實用效果。

存儲設備分為兩部分，一部分采用NVND FLASH作為存儲系統軟件及數據的存儲單元，以及采用DDRAM作為軟件運行所需的內部存儲器，另一部分是是采用USB接口大容量存儲器，存儲容量為32G，通過高速接口（High Speed）連接至核心硬件平臺上，主要為視頻的本地存儲提供空間。

3G通信部分，采用華為EM770W（WCDMA）無線模塊，支持HSPA（HSPA data rate-7.2 Mbps DL/2 Mbps UL），該模塊接口為mini PCIE，52個引腳，引腳中對外數據接口包含一個全串口UART1，一個四線串口UART2，一個USB2.0。EM770W與ARM芯片連接有兩種方式：一種是通過UART1，速度只能達到115.200KBPS，第二種方式是通過USB和ARM芯片連接，此方式適合大量數據傳輸，速率更快，本文即采用第二種方式，為視頻遠程傳輸提供穩定可靠的高速無線通信支持。

5.軟件平臺設計與實現

5.1 前端軟件程序設計

完成前端硬件平臺的搭建后，首先，需要根據處理器及其設備各引腳的定義，對嵌入式操作系統的內核進行裁剪，通過加載設備驅動程序的方式，使其支持系統的各組成模塊，并在此基礎上，調用Linux中有關視頻設備應用程序接口（API，即Video4Linux）進行開發的應用程序，該程序主要完成視頻數據的采集、編碼工作。

遠程數據傳輸功能，同樣需求對Linux內核進行重新配置，使其對PPP協議提供支持，再將pppd撥號軟件移植至操作系統中，對撥號的腳本進行修改，在華為3G通信模塊的硬件支持下，實現撥號上網，數據的傳輸提供可能。

5.2 后端軟件程序設計

后端應用軟件，是系統的監控管理平臺，主要負責視頻數據的接收，解碼H.264視頻數據，實時回放等功能，并實現對車載移動終端的控制，接收終端的反饋信息等操作。

監控中心通過互聯網與車載移動終端進行連接，并接收視頻數據，后臺接收到數據后，首先判斷是否是為RTP數據包，如果不是，則丟棄，如果是，則首先打開該數據包的頭部，對前端發送過來的數據類型進行辨識并獲得視頻的屬性信息，接著對該數據包進行解壓縮，調用視頻播放進程進行視頻數據的實時回放，在播放過程中，采用雙緩沖池技術，以保證視頻的流暢播放，對前端的控制信息，則封裝在發給前端的RTCP數據包中。

最后，為使監控人員便于操作，還根據人機界面開發原則，進行統一操作界面的開發，把所有常用功能集成在一個可視化窗口中，操作人員可輕松完成車輛定位、視頻監控、視頻回放、存儲備份等操作。

6.結語

本文在以iMX27為核心的ARM平臺上，通過對攝像裝置、存儲系統、3G通信模塊等硬件設備的集成，并對嵌入式Linux操作系統的移植與編譯，應用程序的開發等，為車載移動智能終端增加了車輛遠程監控子系統，實現車輛內外場景的實時監控，并通過采用H.264編解碼技術、RTP/RTCP實時傳輸協議，使系統具備良好的先進性、穩定性和可靠性，有較廣泛的應用價值。

參考文獻

[1]李潺，郭志濤，李偉超，劉玉佳.基于Hi3515嵌入式系統的無線車載監控系統的設計[J].計算機應用與軟件，2012，29（9）：252-254.

[2]劉丙濤.3G無線車載視頻監控系統關鍵技術分析[J].中國新技術新產品，2012（18）：22.

作者簡介：

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關鍵詞：網絡管理；集群技術；網絡性能

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)26-6400-03

The Search of Network Manage Based on Cluster

ZHAO Kai

(Beijing Electronic Science and Technology Vocational College, Beijing 100016, China)

Abstract: It is easy to enter internet now so it is not mystical and complicated to build the net. In old process,the net's structure is start, compose of switch, router and computer etc. but the computer stand alone each other, it is not concentrate on manage, so it is hard to finish the complicated task. the data flow is more and complex. The transparent to user thatmake up a powerful system by some common computer use Cluster, it must be raise the net's efficiency

Key words: net manager; cluster; net performance

1 網絡管理的定義及功能

網絡管理是指通過某種方式對網絡進行管理，使網絡能正常高效地運行，對網絡進行管理的目的是更加有效的利用網絡資源，維護網絡的正常運行，常見的網絡管理模型如圖1。

網絡管理的功能主要體現在網絡故障管理、網絡計費管理、網絡配置管理、網絡性能管理和網絡安全管理五個方面，基本上覆蓋了整個網絡管理的范圍。

1) 故障管理(fault management)

故障管理是網絡管理中最基本的功能之一，此功能主要體現為檢測、定位和排除網絡硬件和軟件中的故障。當出現故障時，通過該功能可以確認故障，并記錄故障，找出故障的位置并盡可能地排除這些故障。

2) 計費管理(accounting management)

此功能用于記錄網絡資源的使用情況，控制和監測網絡操作的費用和代價。通過計費管理，限制用戶可使用的最大費用，防止用戶過多占用、使用網絡資源，從而提高網絡的效率，常用于對某個特定的網絡或網段進行運行成本的控制。

3) 配置管理(configuration management)

此功能用于初始化網絡、配置網絡并使其提供網絡服務，通過配置管理功能可以掌控網絡的狀態、自動發現網絡拓撲結構，構造和維護網絡系統的配置。監測被管設備的狀態，完成網絡關鍵設備配置的語法檢查并自動配置備份系統，從而實現某個特定功能或使網絡性能達到最優。

4) 性能管理(performance management)

此功能主要用于評估系統資源的運行狀況及通信效率，通過采集、分析網絡對象的性能數據，對網絡設備及線路質量進行分析。同時，統計網絡運行狀態信息(如吞吐率、響應時間、網絡的可用性等)，對網絡的使用發展做出評測，為網絡進一步規劃與調整提供依據。

5) 安全管理(security management)

此功能可以約束和控制對網絡資源及其重要信息訪問，包括驗證網絡用戶的訪問權限和優先級、檢測和記錄未授權用戶企圖進行的不應有的操作，結合用戶認證、訪問控制、數據傳輸、存儲的保密與完整性機制，以保障網絡管理系統本身的安全，維護系統日志，使系統的使用和網絡對象的修改有據可查。

這五個基本功能之間既相互獨立，又存在著千絲萬縷的聯系。在這些網絡管理功能中，故障管理是整個網絡管理的核心；配置管理則是各管理功能的基礎，其他各管理功能都需要使用配置管理的信息；性能管理、安全管理和計費管理相對來說具有較大的獨立性，特別是計費管理，由于不同的應用單位的計費政策有著很大的差別，計費應用的開發環境也千差萬別，因此計費管理應用一般都是依據實際情況專門開發。

2 集群技術介紹

集群技術是指用特定方法將兩臺或多臺互聯的計算機構成并行或分布系統，從而實現對多臺計算機資源進行統一協調管理的目的。此技術可以應用在服務器或普通計算機上，通過集群技術可以使用多臺計算機組成一個整體，在群中的每臺計算機都分擔著一部分計算任務，由于集合了多臺計算機的性能，整體的計算實力大大增加，與此同時，每臺計算機還承擔一些容錯任務，當其中某臺計算機出現故障時，系統會在軟件的支持下將這臺計算機從系統中隔離出去，通過各計算機之間的負載均衡機制完成新的負載分擔，同時向網絡管理人員發出警報，對內表現為一個網絡，對外表現為一臺計算機，通過集群技術可以對外提供高性能的連續的服務，從而實現超級計算機所能實現的功能。集群系統模型如圖2所示。

1）集群技術的特點

計算機集群技術具有高度的可用性、伸縮性與易管理性等特點。

高度的可用性：集群具有避免單點故障發生的能力，能夠將發生故障的計算機隔離出去，實現并行運算與故障恢復，并提供高的可用性。

可伸縮性：當現有計算機能力有限時，可以通過增加計算機的硬件如CPU、內存等，也可以增加一臺或幾臺計算機來擴展系統的性能，新增加的計算機將與原有的計算機緊密地集成在一起，對外提供高性能的應用服務。

易管理性：集群對外表現為一個單一的系統，管理員可以通過簡單的指令進行遠程管理。

2）集群的分類

科學集群：科學集群是并行計算的基礎，用以解決復雜的科學問題?？茖W集群對外就好像一個超級計算機，這種超級計算機內部由很多獨立處理器組成。

負載均衡集群：負載均衡集群使負載可以在計算機集群中盡可能平均地分攤任務。負載通常包括應用程序處理負載和網絡流量負載，每個節點都可以承擔一定的處理負載，并且可以實現處理負載在節點之間的動態分配，以實現負載均衡。負載均衡集群在多節點之間分發計算處理負載，大多數情況下，負載均衡集群中的每個節點都是運行單獨軟件的獨立系統。

高可用性集群：其目的是提高整個系統的可用性，當集群中的一個系統發生故障時，集群軟件迅速做出反應，將該系統的任務分配到集群中其它正在工作的系統上執行。如果高可用性集群中的主節點發生了故障，次節點會取而代之。次節點通常是主節點的鏡像，因此系統環境對于用戶是一致的，而且對于用戶而言，集群永遠不會停機。

3）集群系統的構建原則

構建集群系統時首先要考慮系統及網絡管理的需要，其次是成本。對于某些運行關鍵業務的企業，如電信行業是無法承擔服務器意外停機損失的，高性能的集群系統可以滿足這些企業的需求，集群的性能越高造價也就越高。集群的可用性能分為以下幾個等級：①系統可靠性和品質；②增加的故障恢復；③部件冗余；④系統級和應用程序級冗余；⑤容錯。

其中“系統可靠性和品質”等級最低，成本也最少，可通過數據備份，更新內存，使用不間斷電源和服務器自動重啟等方法實現，如果想得到更高級別的可用性等級就需要增加更多的硬件設備冗余如增加雙控制器、RAID等，“容錯”的可用性等級最高，可用性等級與成本的關系如圖3所示。

3 在網絡中實現集群的關鍵技術

隨著計算機虛擬化技術的發展，大大推動了網絡管理技術的進步，集群技術作為網絡管理中的重要技術手段也得到了廣泛的應用。虛擬化技術使用集群系統在結構上對于用戶而言變成了一個透明的系統，終端用戶面對虛擬服務器操作，而虛擬服務器則控制著通過高速的LAN或WAN相連的物理服務器，從而實現資源最大化，性能最優等特點，所以虛擬化技術是實現集群的關鍵。

目前主流的實現服務器虛擬化的技術有以下三種：

1）通過NAT技術實現虛擬服務器：即VS-NAT（Virtual Server via NAT），由于目前網絡中使用的IP地址版本為IPV4，地址資源有限，并相應的保留了幾個私有網段，這些私有網段可以在不同的局域網內部重復使用，需要訪問外網時通過NAT技術將私有IP地址轉換為公有IP地址。此方法的優點是節省IP 地址，能對內部進行偽裝；缺點是效率低，進行地址轉換的數據會重復占用轉換器的資源。在VS-NAT結構中需要有一臺管理機對網內的服務器進行管理，用戶通過虛擬IP訪問服務器，管理機會建立虛擬IP與真實IP間的對應關系，以保證數據的正確傳輸。

2）通過IP隧道技術實現虛擬服務器：即VS-TUN （Virtual Server via IP Tunneling），當真實服務器數量較多時，管理機將成為整個集群系統的瓶頸，響應報文會占用管理機的大量資源，造成網絡吞吐量下降，使用VS-TUN技術可以很好地解決這個問題。由于應答報文的數據量要遠遠大于請求報文，最好的方法就是將請求報文與應答報文分開處理，在管理機與每一臺真實的服務器之間都創建一個IP隧道，利用IP隧道技術將請求報文封裝轉發給后端真實服務器，響應報文也能從后端真實服務器直接返回給客戶，這樣就減輕了管理機的負擔，從而實現集群系統性能的提升。

3）通過直接路由實現虛擬服務器：即VS-DR（Virtual Server via Direct Routing），此種方法的實現思路與VS-TUN相似，目的是減少管理機對應答報文的處理，但要求參與集群的計算機和作為控制管理的計算機在同一個網段，控制管理的計算機接收到請求包時直接送到參與集群的節點。

上述三種方法各有優缺點，具體見表1。

4 結束語

本文主要從網絡管理的功能、集群技術的特點以及實現集群系統的關鍵技術等幾個方面進行了論述，在當前的網絡環境中，用于網絡管理的手段是非常多的，技術也非常復雜，對網絡性能、安全方面的要求也越來越高，集群技術在當前網絡管理中占有重要的地位，通過這種技術可以使多個分散的PC機或服務器間建立聯系，使它們協同工作，從而提高網絡管理的水平及網絡的性能，虛擬化技術的出現推動了集群技術的發展，根據結構不同可分為VS-NAT、VS-TUN、VS-DR三種方案，其中后兩種方案具有較強的可伸縮性，更適合在大型網絡中應用。

參考文獻：

[1] 王達.網管員必讀:網絡管理[M].2版.北京:電子工業出版社,2007.

[2] 秦智,網絡系統集成[M],.北京:北京郵電大學出版社,2010.

[3] Zeus Technology, Inc. Zeus Load Balancer v1.1 User Guide. /.

篇7

關鍵詞：編譯原理；課程內容；實驗環節

文章編號：1672-5913（2013）18-0066-03

中圖分類號：G642

0 引言

編譯原理是計算機專業本科生的重要核心課程，通常開設在大學3年級。編譯器是計算機3大系統軟件之一，其構造原理和技術是計算機科學技術領域的重要組成部分。雖然絕大多數計算機專業學生未來不可能去構造或維護一個主流程序設計語言的編譯器，但與編譯原理相關的模型、理論和算法可以用在多種應用領域，將對研究開發產生有益的影響。學習該課程可以培養學生抽象思維、獨立解決復雜問題、編程和調試等涉及多門專業課程知識的綜合應用能力。

編譯原理課程內容抽象、理論性強、形式化方法不易理解，對學生編程實踐有較高的要求。對于教師而言，如何在有限的學時內優化教學內容，合理安排實驗環節，是值得探討的問題。

1 課程特點

編譯領域里的經典教材作者Alfred V.Aho認為編寫編譯器的原理和技術還可以用于編譯器設計之外的眾多領域，這些原理和技術通常會在一個計算機科學家的職業生涯中多次被用到。這句話給出了編譯原理課程的教學定位——兼具理論與實踐兩方面的高要求。

編譯器構造各階段的工作均有其抽象理論基礎，涉及多種數學模型，詞法分析階段涉及正則表達式與有窮狀態自動機理論；語法分析階段涉及上下文無關文法；語義分析階段涉及屬性文法、類型系統；而樹形結構是表示程序語法結構以及源程序到中間代碼翻譯的重要模型。編譯器中的算法研究同樣重要，必須考慮算法的功能、通用性，其中語法分析階段的算法最為典型，依次引入了一系列算法。而編譯器開發的實踐性強，需要學生實際動手實現一個規模較大的編譯器，這本身是一個較復雜的軟件工程項目，必須考慮子模塊劃分、模塊之間信息傳遞、算法效率、編譯器構造自動工具等多方面因素。

編譯原理融合多門專業課程，包括來自于計算機科學不同領域的思想，如高級語言程序設計、形式語言與自動機理論、數據結構中樹及圖形算法；操作系統中存儲分配方式、人工智能中的貪婪算法、啟發式搜索技術；匯編指令系統等。編譯原理和高級語言程序設計聯系緊密，學好該門課程有利于學生對程序設計語言的理解，可以迅速掌握新的語言工具，在遇到新的程序語言時，學生不會因為沒有學過某一門語言而無從人手，這對學生今后從事軟件開發工作有重要價值。編譯原理課程蘊含著計算機學科中解決問題的思路和方法。學習編譯原理課程，不僅要學習如何構造編譯器，還要學習解決復雜和開放性問題的一般方法，從中接受的思維訓練將會在今后的學習、工作中逐漸體現其價值。

2 合理安排課程內容，突出重點，注重方法

廈門大學計算機科學系的編譯原理課程歷年采用經典編譯教材“編譯原理、技術與工具”，其中講解的核心編譯原理是教學內容的重要部分，包括詞法分析、語法分析、語義分析、中間代碼生成以及運行時環境、優化和代碼生成方法的基本技術，教材中對編譯前端的技術進行了詳細的闡述，但在一個學期60～64學時課堂講授中，往往無法詳盡地介紹所有內容，需要突出重點，對某些章節適當選擇。

例如，運行時環境中有關源程序語言相關問題的討論、非局部命名的訪問、參數傳遞等高級程序語言設計可略講，向學生列舉這些技術在哪些相關課程、書籍或文獻中找到參考，拓寬學生思路，培養其自學能力。代碼生成、代碼優化等編譯器后端技術限于學時數，往往涉及甚少，匆匆帶過。而這一部分內容對于編譯器構造十分重要，關系到生成代碼的質量，也是現代編譯技術的研究重點。在教學中可介紹代碼優化的主要來源、幾種經典的優化方法，優化的主要數據結構和實現技術，讓學生對這部分知識有所了解，便于將來深入學習。

又如，語法分析方法是編譯教學的重點，詳細介紹自頂向下分析和自底向上分析，LR分析中有LR（0）、SLR、LR（1）、LALR不同方法，若拘泥于教材逐一講授，學生較難接受，沒有頭緒。教師注重講授方法，在講解過程中不斷提出問題，尋求解決技術及其背后的原理。在語法分析講授中先介紹遞歸子程序法，可以用該方法編寫某些語法的語法分析器，但這必須對于每個文法手工編寫相應的編譯程序，教師提出是否可以找到非遞歸的自動生成語法分析器的方法問題，由此引出LL（1）分析方法。進一步提出LL（1）分析方法適應的文法是有限定的，是否有更普遍適用的分析方法問題，由此引出自底向上的LR分析方法，從SLR、LR（1）到LALR方法，每一種分析方法的引入相互關聯。這一方法能夠保證語法分析這一要點有清晰的脈絡貫穿，讓學生能把握這一主線。

語法制導定義及翻譯方案的設計是教學的重點和難點，也是學生學習中反映困難最大的內容。因為它沒有普適的一般方法，本質上是一種事件驅動的程序設計，這對于3、4年級的本科生較難掌握。如何把握課程難點的講授，值得深入探討。這一部分內容教師采用“歸納法”，在講解過程中圍繞語義描述和計算問題，結合具體實例尋求解決技術，闡述語法制導定義和翻譯的作用，強調這些技術將運用于解決類型分析和中間代碼生成的語義問題?？梢詫⒄Z義規則求值方法歸納為4點：

（1）由下向上計算S屬性定義：用帶屬性值的語法分析棧實現；

（2）由上向下計算L屬性定義：消除左遞歸后引入繼承屬性，擴充遞歸的語法分析器，可以實現預測翻譯器；

（3）由下向上計算繼承屬性：用加標記非終結符的方法，使得嵌入產生式右部的語義動作全部出現在產生式末尾，從而能在歸約之前執行語義動作；

（4）遍歷分析樹的翻譯方法，上述3種翻譯方法均和語法分析同時進行，但不是所有的SDD都能在語法分析同時完成，給出一般化的求值方法，先建立帶語義動作的語法分析樹，后遍歷執行語義動作，要求屬性依賴關系圖無環。

這一講解方法能更好地幫助學生理解抽象的問題，提高分析和綜合能力。

3 精心設計實踐環節

編譯原理是實踐性很強的課程，要真正理解編譯系統，單純依靠課堂講解理論知識是不夠的。實驗課程是培養學生實踐能力，鞏固和驗證所學理論知識，培養學生分析問題、解決問題能力的重要環節。通過實驗環節，使學生對編譯程序各功能部分間的接口有更好地理解，對算法的實現細節更明了。

在理想的情況下，完成一個完整的編譯系統構造，從詞法分析到目標代碼生成，直至匯編程序的執行，這有助于真正理解整個編譯過程，以及系統的運行過程。但在實際教學過程中，限于課時安排，實驗課和課堂講授同步進行，通常只能完成到中間代碼生成階段。編譯程序構造是復雜的程序開發，不可能在課堂教學中把所有細節講清楚，學生往往難以人手，在有限的時間內，實驗的效果不好。為了達到好的實驗效果，促進學生對編譯原理的理解，教師從以下幾個方面開展實驗環節教學實踐：

（1）注重自動工具的使用。利用kex/Yacc編譯器自動生成工具，先實現簡單的程序（如算術表達式的轉換/求值、HTML文件轉化成純文本文件、C源程序格式化轉化），所需知識限于正則表達式和自動生成工具本身的使用方法，對語義分析知識要求較少，可以提供相關的資料和網上相關教程，學生易于入手。目的是使學生體會到編譯原理的實用性，提高學習興趣，并獲得編譯器自動生成工具的使用經驗，提高解決實際問題的能力。

（2）分階段進行實驗。根據課程的特點和大綱的要求，可以設置4個階段的實驗內容，詞法分析器的設計實現、由上向下遞歸下降分析器的設計實現、利用工具生成的自底向上語法分析器、語義分析和中間代碼生成器的設計實現。每個階段需要利用之前得到的實驗成果，逐步完成編譯器系統的構造，通過明確的階段劃分，接口的定義，提高編譯原理實驗的完成質量。

（3）提供編譯器源代碼。編譯器構造是一個具有相當規模和相當復雜度的系統，對于本科學生獨立動手編寫小型語言的編譯器是有難度的。為了幫助學生掌握，結合一個小型語言編譯器構造的完整實例，提供編譯器構造的源代碼，要求學生對源代碼進行分析、擴充和改造，有助于學生的理解和掌握編譯原理的構造技術。例如Alfred Aho著的“編譯原理（第2版）”和“編譯原理（本科教學版）”附錄均給出了一個用Java語言實現的完整的編譯器前端，包括：源語言的文法描述、詞法分析器、語法分析器、符號表和類型、表達式的中間代碼、布爾表達式的跳轉代碼、控制流語句的中間代碼，實現源程序到等價中間代碼的轉換。Kenneth C，Louden編著的“編譯原理與實踐”以Tiny語言編譯程序作為范例，結合各章內容講解Tiny語言編譯程序中的相關部分的實現方法。

4 對課程發展的思考

為培養高素質的計算機專業人才，重視軟件開發能力的培養至關重要。在編譯原理課程中強調理論知識的綜合應用和編程實踐能力的訓練，要求學生針對特定語言（如C語言的子集），從文法出發，設計一個編譯器構造方案，并以此為基礎開發滿足要求的編譯器，將其看作軟件開發的綜合訓練的重要一環。

編譯原理課程的實踐是在理論基礎知識的指導下進行。學生在學習基本理論后進行實驗系統的設計與實現；教師在掌握系統總體構成和基本原理、方法的基礎上提出實驗的基本要求。鼓勵學生選擇適當的方法進行系統設計，包括選擇自動化生成方法。為實現相應效果，要求學生在每個實驗之前應完成設計、描述解決方法并給出算法、編寫出源程序、給出測試實例，實驗完成后要求提交。學生對編譯課程內容積極投入，絕大多數學生都能夠在有限時間內獨立完成詞法分析和語法分析的實驗，較優秀的學生能夠獨立完成中間代碼生成的實驗。

在教學過程中也發現了一些不足，編譯原理的教學和實驗對后端工作不夠深入，尤其是實驗，往往到中間代碼生成階段已經接近學期末，目標代碼（匯編代碼）生成、寄存器分配、優化等沒有充分時間進行，對綜合運用C語言、計算機組成原理、匯編等知識鍛煉不夠。

5 結語

正所謂“教學相長”，提高編譯原理課程教學質量，需要教學雙方的共同努力，互相促進。對學生而言，要提高自身學習積極性，敢于提出問題、解決問題；對教師而言，在講授知識的同時，要注重學生能力的培養，激發學生的學習興趣，充實教學內容，提升教學質量，在教學實踐中不斷思考、探索、實踐和總結。

參考文獻：

[1]Aho A，Sethi R'Ullman J D.編譯原理[M]，趙建華，譯，2版。北京：機械工業出版社，2009

[2]張昱，陳意云，鄭啟龍，編譯原理課程的教學方法和教材建設[J]，中國大學教育，2005（7）：61-62

篇8

1.概述

目前，網絡技術已成為數據庫應用的一個主要方向，特別是WEB數據庫管理信息系統可以充分發揮計算機的作用，以機器代替繁雜的手工勞動，明顯改善工作質量，大大提高管理效率，合理完善的應用系統能將各個分散的工作集中統一管理，利用網絡傳輸可減少各部門之間的重復勞動，提高工作的準確性、時效性。

基于Web的計算機實驗管理系統是針對我院計算機實驗實訓課管理等具體情況而設計開發的一套網上應用軟件，把實驗申請、排課、課表的生成和查詢以及學時的統計等動態過程在網上實現，解決了因為上計算機實驗和實訓課的班級多、機房增多等情況而導致的安排實驗課工作過程繁瑣、管理效率低等問題，滿足了實驗實訓課的管理需求，提高了工作效率。該系統在互聯網上運行，只要連網都可以通過網絡實現遠程申請、查詢，這樣即方便快捷又節約時間，完全實現了無紙化，具有一定的經濟效益。

2.需求分析

通過進行需求調研分析，本系統需要完成任務如下：

（1）實驗申請。由任課教師來操作，包括有填寫申請、修改申請、撤消申請單以及顯示申請等。申請單中包括有以下方面內容：第幾周、班級、課程、任課教師、人數、特殊要求、申請日期、星期、節次、上機內容。

（2）實驗安排。由機房負責人來操作，根據任課教師所填的申請內容和機房的狀況，把某個班級安排到某個機房并安排實驗室的教師給予輔導及維護。

（3）實驗課表的生成。根據實驗安排生成每周的實驗課表。

（4）要求能夠顯示每周的申請列表以及實驗課表。

（5）統計查詢。要求能夠按班級和課程來統計實驗學時，能夠統計每位實驗教師所上的實驗學時，能夠統計每個實驗室所上的實驗課及學時。

（6）要求要有數據備份和安全管理措施。

根據需要分析，形成系統結構功能模塊如下：

3.系統設計

3.1設計原則

系統要具有可靠的安全性保障

在用戶管理中通過為每個用戶進行權限的控制，保證不同用戶可以操作不同的模塊，非法用戶不得進入。另外在實驗申請模塊運行過程中每一步都帶有用戶名稱，保證實驗申請用戶只能對自己的申請進行操作，不能編輯修改其它用戶的申請。

系統要具有良好的開放性和擴充性

隨著初始化數據的改變，相應的模塊中的數據也隨之改變，例如：實驗課表的形成是動態的，如果機房的情況有所改變，課表的格式和固定數據也隨之變化。可以很方便地進行模式或內容的修改和擴充。

數據格式要統一

有些固定的數據盡量采用下拉菜單形式從數據字典中提取供選擇輸入，以免造成數據含義不一致的現象，保證了數據在整個系統中的一致性、準確性，使查詢結果的數據精確度得到保證。

系統要具有安全可靠的錯誤信息處理過程

在各類操作過程中，難免會出現一些邏輯上的錯誤，這就要求系統在出現上述問題時能夠自動報警并且給出相應的提示，以便用戶進行妥善的處理。

系統要提供一系列的幫助信息，以便用戶能夠方便地使用該系統。

3.2用戶權限分類

根據需求分析，使用本系統的用戶有四類。一類是系統管理員，權限是進行系統管理，進行系統的初始化、用戶管理及數據維護等操作；第二類是實驗安排用戶，權限是進行實驗安排；第三類用戶是擔任計算機課程的教師，權限是提交實驗計劃、填寫實驗申請、查閱申請和實驗課表。第四類為匿名用戶，可以查閱申請列表及實驗課表和統計查詢等信息。

3.3數據庫設計

根據需求分析，在服務器上建立了一個應用數據庫，在數據庫中建立了6個數據表，分別是用戶注冊表、申請表、實驗安排表、實驗計劃表和開學時間表、備份記錄表。另外,為保證全系統數據的共享，設立了相應的數據字典用以存放全系統的各種共享信息。字典數據表如下：任課教師字典、實驗教師字典、課程字典、班級字典、機房字典。

3.4各功能模塊設計

3.4.1系統管理子系統設計

系統管理是該系統的重要組成部分。包括五方面的內容：初始化、數據維護、用戶管理、數據備份、數據恢復。系統管理員經過用戶注冊進入系統管理界面，在每學期學生開學前進行初始化（包括開學日期初始化、清空各數據表），并在數據維護中輸入本學期的任課教師、實驗教師、班級、課程、機房、用戶等信息，并將其存入相應的數據表，其中任課教師同時被存入用戶注冊數據表，并設為任課教師權限，保證任課教師能夠填寫申請，其它非法用戶不得操作數據。數據維護模塊還可以對上述各數據表進行更新、刪除、顯示等操作。上述數據保證了全系統的數據共享。用戶管理模塊包括用戶注冊、用戶登錄、用戶權限管理，其中用戶密碼進行了加密，保證了系統的安全性。另外，數據庫可以進行隨時備份和恢復。

3.4.2實驗申請子系統設計

（1）提交實驗計劃

已初始化的任課教師經過身份驗證（在此自己設置用戶口令）來提交實驗計劃，形成班級、課程字典以供其它模塊使用，實驗計劃中的學時供統計實驗學時用，上機內容供填寫申請使用。包括添加、修改、刪除、顯示等操作。實驗計劃全部提交完畢就可以形成申請單進行實驗申請。

（2）實驗申請

首先任課教師進行登錄，若登錄成功，進入實驗申請主頁，包括填寫申請、修改申請、撤消申請、顯示申請庫；若登錄失敗則顯示失敗頁。其中申請單中的班級、課程等數據從實驗計劃表中提取。

3.4.3實驗安排子系統設計

首先實驗安排用戶登錄，若登錄成功，顯示實驗安排頁，包括實驗課安排；若登錄失敗則顯示失敗頁。實驗課安排可以是每周一排，根據每周的實驗申請分布情況和每個申請的具體內容安排機房和實驗教師。也可以把一學期的都排完。查詢實驗課表時自動生成某一學期、某周、某校區的實驗課表。

3.4.4統計查詢子系統設計

統計查詢子系統包括按班級、課程查詢學時數，統計總學時，查詢每周某個班級、某門課的實驗分布情況，統計每個實驗教師的學時和實驗課分布情況，統計每個機房的使用情況。可以通過選擇某一學期，查詢不同學期的實驗情況。

4.系統實現

4.1系統開發環境

本系統設計思想是建立一個基于網絡的、多個用戶共享的信息管理系統，系統構造采用先進的B/S體系結構，采用技術的程序設計方法，結合最新的數據庫技術、網絡技術和Internet技術，在Web應用開發環境上進行開發。本系統采用三層式的Web結構：前端是一般的客戶端瀏覽

器，后端則是數據庫服務器，至于前后端的集成輸出功能就由微軟的IIS和技術來實現。

下面介紹一下本系統采用的軟件配置情況：

（1）網絡操作平臺Windows 2003 Server和IIS信息服務器

（2）后臺Web數據庫SQL Server數據庫

（3）系統開發平臺Visual 和Dreamweaver

（4）軟件編程采用和。

（5）客戶端運行可采用任何瀏覽器。

4.2網站界面設計

網站設計采用上下的框架結構形式，把系統的的各種功能模塊鏈接做為導航條放在上面的框架中，所有功能內容在下面框架顯示。使各種功能操作起來簡單、方便、快捷。

5、結語

篇9

關鍵詞：輪式機器人；圖形化編程；編譯；串口通訊

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）26-5968-05

隨著計算機編程思想的不斷進步和編程語言的不斷發展，圖形化編程的理論和方法作為一種高效、方便的開發方式，目前已在眾多領域得以廣泛應用。比較知名的相關產品有美國國家儀器公司（Universal Instruments）研發的LabVIEW、UML等，其中的UML更是作為高校計算機專業學生必學和掌握的一種重要設計和開發工具。圖形化編程以編程對象的操作處理流程為基礎，通過友好的操作界面和功能眾多的編程控件實現程序的設計。與傳統意義上的編程語言相比，該方法不需要編程者有較為深厚的編程語言基礎，不需要考慮嚴格的語法語義，也不需要花費大量的精力去處理程序代碼的結構問題和實際問題的形式化描述等問題[1]。合理的使用圖形化編程系統，使得程序開發者可以將精力用于如何更有效地、更優化地實現自己的設計目標?？梢灶A見，隨著不同行業圖形化編程系統的開發和完善，使用者將具有更大的創造力和創新空間。

目前，我國高校計算機、通訊、電子機械等專業為了更好的融合計算機人工智能、通訊、電子機械的學科知識，提高大學生的實踐創新應用能力，已經把智能車和機器人的研究開發和編程控制引入教學和實踐環節。中小學為了拓展學生的第二課堂，培養學生的探索和創新能力，也把智能車和機器人的知識普及、開發實驗引入校園。同時，國家和地區每年也會舉行各種規模的智能車和機器人競賽。這樣的發展環境下，開發一種簡單、適應性強的的圖形化編程系統，顯得尤為重要和必要。

本文研究設計了一種針對輪式機器人編程的基于圖形化編程方式的軟件系統，該系統可以作為學生進行機器人比賽和機器人普及教育的軟件編程平臺，操作方便，對專業編程技術要求低，同時具有較高的穩定性和可擴展性。

1 輪式機器人控制原理

智能機器人控制器種類繁多，但其基本工作原理不盡相同，如圖1所示。

1）機器人上層編程軟件，實現機器人控制的應用軟件設計，實現各種功能算法、編譯、連接、下載的實現，它是機器人控制系統的軟件平臺。

2）機器人主控器系統，機器人的應用軟件運行的平臺就是機器人的主控器系統，所有機器人的功能實現由它來決定，它是機器人控制系統的核心，它包含了主控器的硬件系統和軟件系統。

3）機器人傳感器系統，機器人感知外部環境得到環境數據均由這一部分來實現，它可以采集各種模擬量數據和數字量數據，為機器人執行動作提供環境依據，它的功能包含各種傳感器的數據采集功能和數據處理的功能。

4）機器人執行系統，這一部分是機器人實現各種功能的外在表現，機器人的所有動作實現均由它來完成，不同功能的機器人的執行系統都不同。如：各種仿生機器人、水下機器人、巡邏機器人等，他們的執行系統體現出來的結構千變萬化。

本軟件開發和測試過程中采用的機器人控制器如圖2所示。

該控制器以LM3S1607處理器為核心，包括微處理器、存儲器（FLASH存儲器和SDRAM存儲器）、鍵盤電路、與傳感器系統通訊電路、LCD液晶顯示電路、PWM驅動電路、電源供電電路等。

智能機器人控制器可以驅動三種電機：普通直流電機、步進電機和舵機，配合各種傳感器實現各種功能的機器人，如：避障、沿軌跡移動、尋找火源等功能。

控制器支持嵌入式操作系統，如：ucosII等。當前控制器沒有運行操作系統，因而系統是基于單任務的，如果客戶需要可隨時加入操作系統。

該主控系統硬件包括：微處理器、存儲器（FLASH存儲器和SRAM存儲器）、鍵盤電路、LCD液晶顯示電路、I/O驅動電路、電源供電電路等。如圖3所示。

2 軟件系統設計思路

該軟件系統總體由2層構成，如圖4所示。其中上層是由面向對象的交互式開發環境與操作系統組成，主要用于完成流程圖的繪制、類C語言的生成及其編譯、下載，由于該系統采用跨平臺的Java語言開發實現，故任何操作系統只要有Java虛擬機的支持便可以運行該軟件；下層是由以LM3S1607處理器為核心的控制器。

本文所設計的面向輪式機器人的圖形化編程軟件主要由三部分構成，包括圖形化編程分系統、類C語言編碼編譯分系統和通訊下載分系統。

圖形化編程分系統采用“積木”搭建的方式，對不同的程序目標，通過模塊控件的不同組合和簡單的拖拽操作，實現流程結構程序繪制。其中，各個圖元會根據需要通過連接線實現連接，也可自定義連接線；模塊圖形放置后呈現為按鈕狀態，可通過點擊設置其各種屬性和控制命令。

系統的圖元模塊庫可分為執行庫、控制庫和程序庫，其中執行庫包含輪式機器人的各類動作及操作，如轉向、移動、啟動電機、停止、定時器等；控制庫包含各種程序流程圖的流程圖控制模塊，如中斷循環、判斷、多次循環和嵌套循環模塊等；程序庫包含程序操作以及子程序的調用，如參數傳遞、賦值、調用系統、調用子程序等模塊。

類C語言編碼編譯分系統，是本軟件系統的C語言編碼編譯器，當用戶完成圖形化編程并設置好各控件模塊的參數后，本軟件系統會在后臺生成相應的類C語言源碼。該源碼通過編譯分系統完成語法及語義檢測，再經編譯、鏈接轉化成輪式機器人LM3S1607處理器可識別的目標代碼，經由RS232串口，實現數據的收發。

通訊下載分系統，主要實現多端口的數據通訊。該分系統負責將類C語言編碼編譯分系統所形成的目標代碼和偽指令集通過仿真器下載到輪式機器人的嵌入式單片機處理器硬件并完成必要的信息交互。

上述設計思想具體實現如圖5所示。

3 系統設計實現

3.1圖形化編程系統設計思路

圖形化編程的實現是本軟件系統的核心環節之一。利用本軟件系統的圖形化編程分系統，開發設計者首先確定自己的目標流程，然后在控件模塊欄選擇相應的圖形塊放置到繪圖區用于表示需要設計的邏輯和動作序列，再經過模塊間接口的設計與完善，把所有繪制的圖形模塊按照預設的邏輯順序連接起來，從而完成對輪式機器人的編程開發任務。利用本系統可以實現輪式機器人控制程序的快速編程。圖形化編程系統界面如圖6所示。

為了方便將一定邏輯序列的圖形模塊集合編譯為成C語言代碼，本系統設計了三種特定的數據結構，分別用來存儲塊每個圖塊的位置、數據和執行動作。

位置信息用于表示對應圖形模塊在整個圖形程序序列流程中的坐標信息；數據信息包括對應圖形模塊的基本設置內容和多級級聯設置內容，主要是通過遞歸算法實現；事件信息負責存儲執行某操作時所引發的相關事件信息及對應的動作信息。

系統采用動態鏈表方法實現模塊的插入、刪除和修改，同時表征各模塊在程序流程中的邏輯序列關系。為了實現這一操作，在操作某個模塊的時候，需要對整個動態鏈表遍歷，按照遞歸算法，重繪圖形程序中對應模塊的坐標，并實現模塊間的連接。

本系統允許用戶拖動模塊重新編輯圖形化程序。此時，系統會遍歷當前程序流程中的所有的模塊接口坐標，實現模塊間的碰撞沖突檢測，避免圖形模塊的重疊和混亂。

3.2 圖形語言程序編譯為C語言代碼

編譯器在本質上就是將一種計算機程序語言翻譯為另一種計算機程序語言。它以某種語言編寫的源程序作為輸入，產生相對應的目標語言程序[2]。本系統在其交互式的開發環境中集成了代碼編譯功能，使得用戶直接可以完成圖形化語言程序到C語言目標代碼的生成。

圖7為圖形程序到為C代碼的編譯轉換過程圖。

傳統的編譯器構造方法是將編譯過程的詞法分析、語法分析和語義處理分別劃分為相互獨立的不同階段，采用某種編譯工具和某種集成開發環境相結合實現。編譯工具負責完成編譯系統的語法解釋模塊，再由集成開發環境提供的接口，導入語法解釋文件來完成整個編譯流程，這種方式使得系統開發過程較為繁瑣，且可移植性不好[3][4]。

鑒于此，本系統的編譯器采用了面向對象的編譯技術，將傳統編譯處理過程中的階段分割操作放在交互式開發環境編輯器IAR Embedded Workbench中實現。這中實現方法不需要退出編輯器就可執行程序，從而方便完成從源碼到目標碼的生成。所以，采用這種方法，可以集詞法分析、語法分析、語義處理、優化和目標代碼生成等操作于一體，降低了維護的難度，提高了系統的運行速度。

本系統所采用的編譯器從結構上可以分為兩部分：依賴于源語言的前端操作和依賴于目標語言的后端操作，編譯器內部結構如圖8所示。

前端部分包括掃描程序、語法分析和語義分析，后端部分是代碼生成程序。當圖形化程序的目標代碼發生變化時，可以有效地保持移植一個新的目標語言所需的信息或數據結構，由此可見這樣分離前端和后端的設計方案提高了編譯系統的可擴展性、可復用性和可維護性。

3.3 通訊及程序下載

本軟件系統采用的LM3S1607微控制器，支持異步和同步串行通信。其中，通用異步收發器是一個用于RS232C串行通信的集成電路，它帶有一個發送器（并行到串行的轉換器）和一個接收器（串行到并行的轉換器），它們各自獨立計時。同步串行接口是一個4線雙向的通信接口。LM3S1607 控制器包括 1個 SSI 模塊，提供器件與設備之間的同步串行通信功能。

利用本軟件對輪式機器人進行圖形化編程后，采用ARM公司提供的標準20PIN仿真調試JTAG接口模塊LM LINK，實現編譯后目標程序的調試和下載。該調試下載器采用USB 接口連接PC機，可實現在線調試并將程序快速下載到LM3S1607微控制器芯片中，控制輪式機器人的各種動作。在實際使用過程中，本系統所采用的仿真下載器可以方便應用于各種機型和環境，同時具有小巧、性價比高、調試下載速度快等特點。

4 結束語

本文針對目前機器人/智能車編程難度大，編程工具過于專業化的特點，提出了一種圖形化程序設計的編程思路和解決方案，并利用Java技術實現了一個面向輪式機器人的圖形化編程平臺。該平臺通過設計大量圖形模塊，通過“搭積木”的方式，對不同的程序目標，通過模塊控件的不同組合和簡單的拖拽操作，實現流程結構程序繪制，各個圖元根據需要通過連接線實現連接。圖形程序通過內嵌的交叉式編譯器編譯成目標程序，下載到機器人ARM芯片上執行控制。通過使用本軟件系統，可以擺脫傳統機器人編程方式的限制，使得機器人的研究應用具有更廣闊的推廣空間。

目前，該軟件系統已應用到相關的輪式機器人產品上。經過大量測試表明，本軟件適用于大中小學生進行機器人和智能車的程序設計，系統具有可重用性、穩定性、易維護性等特點。

參考文獻：

[1] 邱長伍，曹其新.機器人圖形化編程與三維仿真環境[J].機器人，2005（27）.

[2] Kenneth C Louden. Compiler construction principles and practice[M].北京：機械工業出版社，2004：1-8.

[3] 高治國，張素琴.向對象編譯系統開發環境的研究[J].小型微型計算機系統，2003（24）.

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關鍵詞：電子商務項目管理

所謂電子商務,就是商務信息的數據電子化,通過網絡實現商務流程(包括報價、合同、結算、文件數據傳送、備貨進度、發貨通知等)。網絡技術的發展,推動了電子商務的迅速發展,推動了企業營銷模式的革命,也推動了全球經濟的一體化。

一、電子商務項目管理的可行性論證

項目管理是本世紀60年代產生的一門管理學科。從項目管理學的產生到現在,人們在項目管理的理論和方法上做了大量的工作,對項目管理的認識也不斷深入?，F代大型項目的基本特征是所需資源昂貴,技術復雜,涉及的人員、機構和職能相互依存的程度高,風險大。在這種項目中,有一個能對項目信息和活動進行系統性管理的充分開放的系統是項目成功的重要保證。電子商務(ElectronicalCommerce)引發了管理學的革命,開發和研制基于電子商務的重大項目管理已迫在眉睫。

計算機在現代項目管理的組織、計劃、協調、控制和決策項目管理的各個階段中發揮著越來越重要的作用。綜合國外的情況來看,項目管理作為一門綜合的學科已有相當的深度,尤其是如何將現代計算機技術與管理相結合上已經做出了很大的成績,計算機技術使現代項目管理從理論和方法上都有了巨大的進步。目前,國外各項目管理商家正著手于電子商務與項目管理結合的開發。

新技術(網絡化、信息化數字化、智能化等)發展下的項目管理(ProgectManagement)的重要性、必要性以及可行性日益嚴重地擺在了我們面前。開發和研制基于電子商務的項目管理時,就有必須確定可以滿足這些企業集團需求的各種電子商務計劃的技術可行性。一個基本的原則應該是使用那些最能提高企業集團業務能力的電子商務技術,如EDI、條形碼、電子郵件、WWW、產品數據交換、電子表格等,目前這方面的技術已經成熟。

世界經濟一體化和信息化以及信息網絡推動下的21世紀的電子商務對投資及管理模式產生了深刻影響。傳統管理的概念、理論和管理方式及模式正面臨信息化的機遇和挑戰。如何對項目進行項目前期的審核和評估,項目實施階段的質量、進度等項目建設周期全過程、動態化計算機信息網絡管理是我們必須面對和解決的問題。

網絡和電子商務技術使企業管理的控制性能更好,組織結構更為有機化,更能滿足系統目標的實現。一方面,計算機系統的控制替代了人的監督,極大地改變了企業管理者監督和控制組織活動的能力,其結果是控制的范圍更廣,組織的管理層次更少,對人員的需求也更少。另一方面,管理網絡一體化增強了企業收集、綜合、整理、監督和傳播信息的能力,而這種變化又引起了組織交流方式的巨大變革。

二、電子商務項目管理的關鍵技術分析

1.多層軟件體系結構。隨著Internet的成功和普及,目前多層式系統正在逐漸成為企業注目的焦點。與客戶/服務器系統的客戶、服務器兩層結構相比,多層結構在中間多了幾層部分,其目的是集成后端的不同服務器,使它們的資料以及操作界面能以統一的方式呈現。多層軟件體系結構的優勢還在于它使得客戶使用成為可能,方便了系統的維護和升級等。

2.工作流管理技術。工作流管理是近幾年來計算機應用領域中發展最為迅速的幾項新技術之一,它的主要特征是實現人與計算機交互事件結合過程中的自動化。工作流主要涉及的內容是工作任務的整體處理過程、工作組成員間依據一組已定義的規則及已制定的共同目標所交換的文本文件、各種媒體信息或與任務相關的信息。網絡時代下的商務活動使得分布環境下的虛擬企業、協同工作成為可能,也使對象按照某種規則在網上進行的流動成為可能。項目管理自身的特點和規律為工作流技術的實施提供了極好的應用背景。

3.系統集成技術。鑒于基于電子商務的項目管理信息系統的應用的復雜性和多學科性,在系統的具體實施過程中,我們必須強調系統的集成,這主要包括與單位原有的系統的集成、與新購的軟件系統的集成等以及部分軟件的二次開發等,以節約人力、財力、提高效率。

4.系統開放性和信息的安全性?；陔娮由虅盏捻椖抗芾肀仨毤纫_放又要安全。開放使我們的系統與外部的系統相連接,以便數據交換和信息共享,安全保證我們的系統穩定可靠,對于電子商務時代的系統安全性能尤其重要。

5.現代項目管理方法的研究。項目管理在發達國家已經發展完善了幾十年,在我國的應用尚屬發展階段,為此,對于現代項目管理我們也要予以重視,這當然不僅是一個技術的問題,還有體制等有關的問題。

三、電子商務項目管理的解決對策探析

當今的企業集團要想在未來的市場中立于不敗之地,就必須逐步實現電子商務。企業集團建立和實現電子商務的步驟,可以分部實施,逐步完善。

隨著電子商務應用的深入,企業可以逐步建立電子商務應用系統。通過這樣的系統與一些有固定關系的合作伙伴建立聯系,通過它直接建立電子商務活動,以便更加快捷地與客戶和供應商交往,提高企業運作效率。這樣的系統也同時提供給可能分布于全國甚至世界各地的分支機構、聯營公司、辦事處等企業內部使用,極大地提高項目的管理水平。

面向西部大開發的重大項目,以某一行業的項目管理信息系統為切入點,參照國際項目管理模式,分步實施。在具體的實施過程中以網絡為基礎,以電子商務為手段,以管理為目的。

電子商務技術的發展日新月異,它綜合了最新的網絡交互技術和數字技術,代表了未來信息管理技術發展的趨勢,對企業的信息管理產生了深遠的影響和變革作用。雖然這些技術還有許多有待完善,但是,我們已經可以看到,在不久的將來,它的發展將使信息管理從管理理念到管理手段和方式都發生巨大變化。

參考文獻:

[1]李峻峰.電子商務環境下企業業務流程重組的探討[J].企業經濟,2007,(4).