计算技术了范文

2024-06-18

计算技术了范文(精选8篇)

计算技术了 第1篇

老子说过:“天下难事, 必成于易;天下大事, 必成于细。”细节影响着我们的课堂。信息技术学科作为实践性、操作性很强的学科, 更需要关注细节, 把握好细节, 在细节中浇灌学生的信息素养之苗, 让信息素养之花处处开放。

一、注重备课细节, 别因计算机的存在而流于形式

一堂精彩的课是细细地“磨”出来了, 新课程背景下的备课不再是教材内容的简单诠释、教学过程的简单安排、教学方法的简单展示, 它的性质、功能、方法已经发生了很大的变化。它要求教师从新课程理念出发, 依据学科教学指导意见, 在落实学生主体学习地位上下功夫, 在落实每一个学生自主学习上下功夫, 在落实学生合作学习上下功夫, 在充分调动每一个学生的学习积极性上下功夫, 在防止学生的学习活动流于形式、切实提高课堂效益上下功夫。因此, 教师备课已升华为教师教育教学研究的一个重要内容, 教学之后要及时总结反思。然而据了解, 很多信息技术教师备课准备工作并不充分, 其理由竟然是学生喜欢上机操作, 对教师授课知识点兴趣不大, 教师上课也是流于应付, 导致了信息技术课演变成了上机实践课。久而久之, 学生对课堂教学失去了兴趣, 对教师的教学能力产生怀疑, 渐渐地对教师失去信心, 于是把更多的热情投入到网络。精彩的课堂需要教师细心地备课, 用心地去备教材、备学生, 甚至要备我们的老朋友———计算机。

二、关注课堂教学语言细节, 别因计算机的存在而渐渐弱化

语言是心灵的窗口, 课堂教学语言是沟通师生情感的桥梁和纽带。由于计算机的存在, 对于课堂教学语言不足的教师确实能够起到很好的弥补, 但决不能以此作为信息技术教师忽视对语言锤炼的理由。

“语言不是蜜, 却可以粘住一切东西。”信息技术教师的授课地点大都在机房, 环境空间大, 学生注意力不易集中, 再加上学生身边又摆有计算机容易使学生分神, 如何使学生把注意力集中到教师身上, 这要求教师更要注意言语细节。教师授课语言要求精炼、准确、逻辑性强, 具有严密的科学性。而信息技术教师尤其在语言的精炼和科学性上是往往容易被忽视的, 在教学演示上有很大的随意性, 在对计算机专业术语的叫法上也是五花八门。

教学过程中要求教师注意把握语言的节奏, 张弛有度, 声调高低有机地结合。倘若我们整节课语速平均、声调平缓、平白道来, 这种平直单调、缺乏激情和变化的讲授, 肯定会令学生听觉疲倦、情绪降低、打不起精神, 从而影响他们的学习兴趣。相反, 教师始终语言充满激情, 这样才会使学生受到强烈的感染, 得到一种振奋的美的享受, 同时也能充分调动他们学习的积极性、主动性, 从而促进师生感情共鸣, 思维同步。

三、关注师生间交流细节, 别因计算机的存在而有了屏障

注重师生间交流与沟通, 我们交流的对象是学生而不是计算机, 不要由于计算机的存在而阻断了或忽视师生间的交流。信息技术教师不只是教给学生一些技术, 更需要有一颗爱心, 尽可能地走进学生的心灵深处, 与他们进行心与心的交流, 与他们进行真情的互动, 教他们做人, 教他们处事, 真正了解学生, 尽最大可能提高其信息素养。这样, 或许多年后学生真的不记得我们的姓名了, 但他们偶尔还会想起“那个电脑老师真好”, 我们也就欣慰了。

信息技术学科师生间交流更多体现在课间和课堂。在新课程改革的背景下, 作为一名信息技术教师, 要善于了解学生。了解学生是进行教学活动的第一步, 而学生的名字是构成师生间情感交流的重要纽带, 通过它可以更好地服务于我们的课堂教学, 甚至可以使我们的课堂能走出低迷, 走出尴尬, 从而走向成功。尤其在课堂上, 当我们不看手中的点名册就能准确地一一叫出学生的名字时, 全班学生的惊讶之情溢于言表:有学生说“老师, 你也知道我?我还以为像你们这样的学科老师不可能记住我!”, 那个时刻, 我深深体会到记住并能叫出学生的名字是一件多么值得我们努力去做的一件事情。尽可能地记住并且叫出学生的名字, 同时投以鼓励、赞许的目光, 使学生觉得老师了解自己、重视自己、关心自己, 这样师生间的距离一下子就缩短了。“亲其师, 信其道”, 在这样的情况下进行教育教学, 能够起到较好的教学效果。计算机有助于我们更好地记住每个学生的姓名, 我的做法是把刚进校的学生用数码相机拍下照片, 然后把照片和学生姓名、学号一一对应, 把它制作成网页, 空余时间经常浏览, 上课时也可调出来看看, 久而久之, 记住每个学生的名字也就不是难事了。

师生间交流要求教师关注课堂的每个角落, 关注每位学生的到位情况、听课情况、作业情况、上机情况等等, 别因计算机位置的阻挡, 而忽略了课堂中学生的某些细节。当看到有学生没到时, 向其他学生细心询问, 了解该学生情况。当学生回答了问题或完成作业后, 要不惜表扬和赞美之词。哲人詹姆士曾说过:“人类本质中最殷切的要求是渴望被肯定。”通过对学生的肯定、激励、表扬, 能鼓励他们不断追求成功。学生回答问题的时候, 不是回答了之后, 让其坐下就可以万事大吉了, 回答正确的话一定要作出肯定, 即使回答错了, 也要大大肯定他做对的地方, 甚至全错也要肯定他积极发言的胆量。作为教师千万不要吝啬你的表扬, 要知道表扬是对付后进生的最佳、最有效、最厉害的武器。这样学生才会更专注于课堂, 对本门学科也能持续保有学习的兴趣和积极性。

四、关注学生上机实践发生的意外细节, 别因计算机存在就可以不了了之

一位优秀的信息技术教师不仅课堂教学要好, 更重要的是面对课堂中的意外而能沉着、冷静与因势利导, 不因课堂中的意外而使得课堂的节奏完全被打乱。在遇到根本无法预料到的问题时, 优秀的信息技术教师往往能抓住这个契机, 化不利为有利, 大胆地突破原有的教学设计的框架, 灵活机动地演绎成另外一课, 尽显其处理课堂意外的艺术水平。

计算技术了 第2篇

随着信息时代的到来, 多媒体辅助教学已经走进我们的课堂, 教师可充分利用多媒体的优势, 使课堂实现大容量、快节奏、高效率, 从而达到传递知识、培养技能、发展智力的目的。其中, 课件的设计、制作和应用又是教学成功与否的决定因素。虽然, 现在各种课件的资源非常丰富, 但是它所面对的是教育教学中的共性, 却无法根据学生的实际情况, 针对学生个体, 真正体现“以生为本”的精神。

《长方形面积的计算》是苏教版数学三年级下册的内容, 之前学生已经知道了面积的含义, 初步认识了面积单位, 会用面积单位直接测量面积。这一内容是学生学习面积计算的起始教材, 也是学习平行四边形、三角形等面积计算的基础, 具有重要的地位。

很多教师在教学这一内容时出现了一个共同的问题:以电脑替代学生思考。教师用课件显示放大的1平方厘米和1平方分米, 缩小的1平方米正方形, 让学生观察单位面积, 这样不利于学生重现单位面积的大小。教学中, 教师让学生估计课件显示的一个长方形中可以摆几个1平方厘米的正方形, 学生估计的结果相差悬殊。这怪不得学生, 因为他们头脑中1平方厘米是放大的, 怎样能正确估计长方形可以摆几个1平方厘米的正方形呢?

另外, 课件中体现教师怎么教的部分比比皆是, 而引导学生怎么学的内容却少得可怜, 甚至不少课件上就根本找不到痕迹。课件中几乎全设计成师生互动的环节, 而设计生生互动的环节很少。探索问题的答案几乎全是教师的预设, 缺乏开放性和创造性。例如, 教学“用单位面积铺长方形, 数出有几个面积单位”这个内容时, 学生都是用满铺的方法, 即用面积单位把长方形铺满, 然后通过计算得出面积, 一时没有想到用不满铺的方法。

为此, 我在教学这一内容时, 放弃了使用课件, 和学生一起动手演示, 教学取得了实效。

【片段回放】

师: (出示1个边长为9厘米的正方形) 请估计一下它有多大?

生:1平方分米。

师:1平方分米是怎样的图形?

生:边长1分米的正方形。

师:请来测量一下, 看它是不是边长为1分米的正方形。

生: (测量) 边长才9厘米, 那么它不是1平方分米。

师:请找出合适的正方形, 测量并确认是1平方分米。

(学生从学具中找出。)

师:想象一下4平方分米是怎样一个图形?它的面积有多大?

生1:4个1平方分米排成一行, 是长4分米、宽1分米的长方形, 面积是4平方分米。

生2:4个1平方分米排成两行, 是边长为2分米的正方形, 面积是4平方分米。

……

师:谁能举例说明?

生:长6分米、宽3分米的长方形, 面积是18平方分米。可以想成这个长方形是由18个1平方分米的正方形摆成的, 每排摆6个, 摆了3排。

师:现在, 对长方形的面积, 你有什么新的认识?

生:长方形的面积就是含有多少个单位面积的大小。

师:观察我们刚才逐步形成的表格, 关于长方形面积的计算方法, 你有什么发现吗?

(图略)

生:长方形的面积=长×宽。

师:请验算一下刚才我们思考过的题目, 面积是不是可以这样算呢?

生:都是可以用“长×宽”计算长方形的面积。

师:你能够举例子说明吗?

……

【教学反思】

数学教学只有充分尊重学生, 重视知识建构, 才能找到学习的突破口。

1.要对数学教学内容进行深思熟虑的分析, 课件在关键时刻的展现, 要有精心安排, 课件是用来解决教学内容中的难点和重点的辅助工具, 不能只起花瓶摆设的作用。合理安排计算机多媒体辅助教学, 能给数学课堂教学带来方便, 能更有效地解决问题。

2.课件不可代替师生交流以及学生的训练与操作。尽管课件有一定的辅助作用, 但在数学课堂中教具的作用计算机是不可替代的。课件的辅助性必须有助于师生之间在课堂上的互动作用。想象图形大小再摆出来验证更符合学生的学习的内在需要。教学创新之处, 就是激发学生“摆”的积极性, 让他们自己有操作的冲动, 并且付诸于行动。

计算技术了 第3篇

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计算机云计算及其实现技术分析 第4篇

关键词:计算模式,云计算,实现技术

1 云计算的基本概念

互联网时代, 云计算已经成为了一种商业的计算模式, 通过将计算任务分布给众多计算机构成的“云”里即资源池, 云计算系统为各种应用系统根据其需要提供计算机、信息服务、存储空间。维基百科 (Wikipedia.com) 对云计算作出了如下定义:一种基于互联网的计算机新方式, 利用互联网上的异构、自治的服务给企业和个人用户提供了按需求即取的计算。从这一概念中能够看到, 计算能力已然成为一种“商品”, 它主要通过互联网进行流通、传输, 就和我们日常生活中的水电、煤气一样, 使用方便且价格低。

从另一个角度来说, 云计算是一种新兴的共享基础架构的方式, 将大量的物力资源进行统一化管理, 然后对其虚拟化, 从而形成了一个巨大的虚拟化的资源池。所谓的“云”, 其实就是这一系列相互连接的虚拟计算机而构成的并行和分布式的系统。“云”中的虚拟计算机均是基于服务级别协议并由系统进行被动部署的, 其存在的形式为一个或多个统一的计算资源。本质上来说, 云计算是这样一种形式:用户终端利用远程连接, 从网络中获取存储、计算、数据库等资源。

2 云计算的特点

纵观云计算技术发展的现状, 跟传统的单机应用模块、网络应用模块相比, 云计算模式具有以下特点:

(1) 虚拟化, 这是云计算中尤为重要的特点之一。虚拟化既表示应用虚拟化, 也表示资源虚拟化。在云计算中, 各个应用的部署环境和物理平台之间没有必然联系, 对应用的管理及相应的操作都是基于虚拟化层次进行的。

(2) 动态扩展特性, 即可以随时调整服务器数量实现调整云计算系统的运算能力。

(3) 根据需求进行部署, 云计算系统、平台会根据用户终端运行的应用特性, 考虑其需求的大小部署相应的资源和运算能力。

(4) 高灵活性, 指的是云计算时代各种IT资源 (硬件、软件、操作系统、存储空间、网络) 均对虚拟化有了一定的支持。同时, 不同硬件厂商之间的产品、不同配置的机型之间均能得到很好的兼容。

(5) 可靠性高, 当云计算系统中某台机器出现问题的时候, 用户的应用和计算并不会因此而受到影响, 因为通过动态扩展功能, 云计算可以方便地扩展其他服务器来完成这一任务。

(6) 性价比高, 虚拟化技术的应用, 使得云计算系统能够整合大量的廉价PC, 而这些PC综合起来的性能却可以超过一台大型机。

3 云计算的实现形式

目前, 云计算主要的商用形式有以下几类:软件即服务 (Saa S) 、网络服务、平台即服务、实用计算 (Utility Computing) 、管理服务提供商 (MSP) 、商业服务平台、互联网整合等。

(1) 软件即服务 (Saa S) , Saa S类的云计算是指利用浏览器将程序、应用传给需要该项服务的用户。这种形式的优势在于, 用户无需支付服务器和软件授权的费用;同时, 供应商只需关注维护一个程序即可, Google Apps就是这种服务形式。

(2) 网络服务, 指的是给开发者提供API, 让他们自行开发基于互联网的应用, 这和传统的单机程序是不同的。

(3) 平台服务 (Paa S) , 这种形式提供的服务为开发环境。通过使用中间商的设备进行自己程序的开发, 同时利用互联网和服务器供用户下载。

(4) 实用计算 (Utility Computing) , 此形式旨在创造虚拟的数据中心给IT行业服务, 这个虚拟的数据中心也称为虚拟的资源池, 包括整个网络中的内存、存储、I/O设备和运算能力, 这些资源集中于网络, 也为整个网络进行服务。

(5) 管理服务提供商 (MSP) , 这是云计算最古老的一种运用形式。但是, 这种形式并不是面向终端用户的, 而多为面向IT行业的, 比如邮件病毒扫描、程序监控等。

(6) 商业服务平台, 即Saa S与MSP两者的混合应用, 这种形式的云计算能够给提供商和用户之间建立了一个互动的平台。

(7) 互联网整合, 也就是将互联网上提供相似服务的公司进行有效整合, 进而方便终端用户选择适合自己的服务提供商。

4 云计算平台的实现机制

云计算的体系结构可以分成四层:资源池层、物力资源层、管理中间件层和面向服务的体系结构 (Service-Oriented Architecture, SOA) 构建层[4]。资源池层主要是指大量相同类型的资源集中形成的资源池, 如数据资源池、运算资源池等, 对物理资源进行管理和集成是这一层的主要工作。物力资源层主要包括计算机、存储器、数据库、软件、网络设施等。云计算资源的管理主要由管理中间件层来完成, , 这一层主要为了确保资源高效、安全的为应用服务。将云计算能力封装为标准的Web Services服务主要由SOA层来负责, 同时, 这一层才负责将云计算能力纳入SOA体系进行使用与管理。资源池层和管理中间层可以说是云计算技术中最为关键的部分。此外, SOA构建层的功能实现受限于外部设施。

图1为典型的云计算平台实现机制。其中, 用户交互接口 (User interaction interface) 以Web Services这样一种方式向应用提供访问接口, 其目的主要是用于获取用户的需求。服务器目录里 (Services catalog) 存放着用户能够请求的所有服务目录。对于可利用资源的管理和分配由系统管理模块完成, 而节点上任务的运行环境则是通过配置工具实现的。监视统计模块能够监视节点的运行状态, 也能统计出用户使用节点的情况。其实, 云计算的整个执行过程并不那么复杂, 当用户从目录中选择并调用服务时, 用户交互接口便能将该接口传递给系统管理模块, 之后, 管理模块负责为用户分配合适的资源, 而相应的运行环境则由调用配置工具完成[4]。

5 结语

科技的创新与人才的推动作用, 使得高新技术取得了突飞猛进的进步。计算机云计算技术作为信息社会革命性的发展, 为科技时代的科技生活贡献了巨大的力量。云计算是计算机技术和网络技术的结合, 是虚拟化的网络新技术, 以其高速的运算能力、海量的信息资源等优势必将成为信息科技发展的重要方向, 也必将推动信息化、智能化生活的发展。

参考文献

[1]孙伟龙.基于IasS云计算的Web应用技术研究[D].南京理工大学.2011.学位论文.

[2]刘晓乐.计算机云计算及其实现技术分析[J].电子科技.2009, 22:100-102.

[3]蔡键, 王树梅.基于Google的云计算实例分析[J].电脑知识与技术, 2009, 5:7093-7095, 7107.

[4]郑仲尼.云计算环境下前端移动设备实施密集型计算实现技术研究[D].云南大学.2011.学位论文.

计算机网络云计算技术分析 第5篇

1云计算技术的概述

云技术能够将网络与应用整合为一体, 使应用能够更好地服务用户, 另一方面云技术可以用于保存数据。云计算有两层含义:即云平台和云服务。云平台是提供资源, 动态可扩展性的网络。云服务是基于底层基础设施的抽象, 拥有扩展和灵活的服务。云计算是并行计算, 分布式计算和网络的融合与发展。云计算的基本原理是使交付一个庞大的计算机分配, 而不是本地服务器或远程计算机, 数据中心企业的运行更加类似互联网。这允许公司资源切换到应用的需要, 按需求访问的计算机和存储系统。

具体地, 首先, 不同的云计算云被认为是平行的和分布式计算机系统, 其服务是基于计算机的网络上, 并和计算资源维持相应的步伐;其次, 云计算非常的庞大并且复杂, 在正常情况下, 计算机程序的开发技术, 需要经过云计算这一环节, 主要是注重于计算机网络云计算的相关研究;最后, 大多数计算机用户的网络群体, 一般并不会使用较长的时间, 因此可以从中制定相应的方案, 加强基础设施建设, 避免网络资源的浪费和资源库超标准排污。云技术通过将各种用户所需要的资源转移, 来实现数据的传递, 因而具有很强的灵活性, 以及实用性。

2云计算技术的分类

计算机网络云技术的发展中, 分析不同的特性等因素, 根据云计算的性质, 云计算可以分为不同的方面, 不同类别的思想特点, 如云计算可以分为公共云和私有云。在私有云中, 用户可以通过自身需求来使用, 其应用相对独立, 是一个非常容易操作, 非常实用的平台;公有云是指, 用户自身没有所需资源, 因此通过分享的方式, 使用他人资源。一般来说, 在公共云和私有云的分类上, 我们应该注意的几个方面:首先是服务连续性。公有云因为其特点, 因此会受到外部因素的影响, 但是私有云却不会出现这方面的影响;其次是数据安全性。公有云因为其数据的共享, 导致其安全性得不到保障;之后便是成本。从自身的成本费用来分析, 公有云成本低, 架构方便, 私有云成本高, 但是稳定性好;最后是监测能力。公共云有很多的监控功能, 可根据用户的需求, 的监视所需的对象严格监控。

云计算的特点

(1) 超大规模:由于云技术本身要储存大量数据, 一般往往有数万台服务器组成, 规模庞大。

(2) 虚拟化:用户可以在任何时间任何地点用任何设备使用云技术。

(3) 高可靠性:数据在进入“云”后, 会被备份多次并储存在不同的服务器中, 保证了数据的安全性。

(4) 通用性:云技术可以兼容于不同的应用, 使每个应用都能够与云互动。

(5) 高可扩展性:通过对用户的需求, 云技术本身可以进行优化改进。

3云计算技术的实现

在当前的计算机系统中, 为了把整个过程的系统变得更简洁, 通常要求系统分为两个层面, 其一是功能实现过程, 其二是预处理过程。这两个过程有着不同的效果与作用, 能够使得系统应用顺利运作与发挥。计算机系统的简洁化很大程度上离不开这种方法, 计算机系统的简洁化提高了计算机系统的整体效率。随着深化信息技术的现有水平, 云计算技术逐步在现实生活之中展开。

通常情况下, 计算机网络云技术可以通过以下方式实现:

3.1软件程序

许多企业都会通过这种方式实现云技术, 通过使用Web浏览器, 提供用户所需的管理程序的具体信息传递给用户, 这样就可以避免浪费重金支出。

3.2网络服务

网络服务与软件程序紧密联系。因为网络服务需要利用一定程度的实际软件程序, 使得研发组可以更好地参与到计算机网络之中。

3.3管理服务提供商

为信息技术及企业提供专业化服务, 比如病毒查杀, 软件安全等。

4在发展中网络云技术所出现的问题

探索云计算的广泛应用, 我们应该注意的问题是云计算的发展所存在的问题, 考虑如何保护数据的安全, 这一点至关重要。

这些问题主要表现在:首先, 如果通过浏览器访问云中, 并且浏览器是一个在计算机上安全性很差的应用, 那么他们的脆弱性会使得很容易让用户证书和认证密钥被泄露, 但由于输入存储的数据在云服务提供商那里, 用户本身不能直接控制数据, 从而使服务提供者有可能会在未经过用户同意下使用数据;其次是在云端中, 不同的应用程序应该在这个过程中被合法化作为一种机制, 以确保效率和安全认证;再其次是在应用服务层中, 用户数据与其它数据会被企业存储在共享环境中用以竞争, 因此很难获得相关安全保护, 因此应该使用有效和安全的方式, 可靠保护用户的隐私;在基础设施层中, 如何保证数据的安全性, 保密性, 如果重大事故发生从而影响到数据中心, 那么用户数据有可能会丢失甚至无法恢复;安全标准和服务水平协议管理标准的缺失, 法律责任, 并在法律和政策领域的安全相关的问题的损失进行评估还没有得到回答。

5结语

科学技术的进步, 互联网的日益庞大使得云技术越来越重要, 虽然计算机网络云技术的发展还处于起步阶段, 但是却已经拥有了很高的实用性, 其技术显著提高了各个行业的运行效率, 并且使人们的生活出现了翻天覆地的变化。未来世界必定是信息的世界, 计算机网络技术, 云计算更加表现出了信息技术发展的主流方向, 因此它的发展越来越受到人们的高度重视, 许多国家和企业逐步加大投资和研究在上面, 因此, 网络云技术势必会普及全世界。

摘要:随着科学技术与网络信息技术在近几年的迅速发展, 云计算计算机网络技术开始出现在大众眼中, 其灵活性以及便捷性使得云技术的相关产业得到了快速的发展, 在推动网络信息服务发展的方面, 云技术也发挥了其重要的作用。在本文中, 我们通过对电脑云计算网络技术的概念方向入手, 分析当前网络云技术的实现以及特点, 以更好地推动云计算技术的发展。

关键词:计算机,网络,云计算

参考文献

[1]王亚周.现代计算机网络的前沿技术分析[J].科教导刊-电子版 (上旬) , 2015, (8) :164.

[2]陈鑫, 曹三省, 徐磊等.移动云计算系统架构及其相关推进技术分析[J].网友世界·云教育, 2014, (3) :3-4.

[3]李丽萍.计算机网络数据库的安全管理技术分析[J].科技与企业, 2014, (4) :97-97, 99.

计算技术了 第6篇

矩量法是电磁计算中的基本方法, 其计算精度很高, 经常作为衡量其他电磁计算方法计算精度的基准。但是, 众所周知, 矩量法属于低频算法, 其内存需求正比于N2, 随着未知数N的增加, 内存消耗呈指数递增。从理论上看, 由于寄存器的限制, 32位系统下单个应用程序1次最多能寻址232, 即4 GB内存, 实际32位Windows XP操作系统为2.2 GB。对于电大尺寸问题, 由于矩量法的计算程序无法申请到足够多的存储空间, 从而无法计算。在64位系统中, 程序可寻址到264, 约16 EB的内存, 这样应用程序的可用内存几乎只受计算机物理内存和操作系统的限制。因此, 考虑到利用64位技术的优越性, 开发了64位矩量法的程序, 拓宽了矩量法的应用范围。

在此, 简述了矩量法的基本原理, 利用C语言开发了32位矩量法的计算程序、相关算例, 验证了程序的有效性;讨论了32位程序的局限, 开发了64位矩量法的计算程序, 并给出算例证明了64位计算技术能拓宽矩量法的计算范围。

1 矩量法基本原理

本文所用的矩量法以RWG (rao wilton glisson) 边元为基础, 对目标表面做三角剖分, 拥有公共边的每对三角形构成RWG边元, 在每个边元上定义矢量的基函数为:

f (r) ={ (lm/2Am+) ρm+ (r) , rΤm+ (lm/2Am) ρm- (r) , rΤm-0, (1)

式中:T+m, T-m为第m个边元所对应的两个相邻三角形;lm为边元长度;A+m, A-m分别为三角形T+m, T-m面积;ρ+m, ρ-m分别为正三角形T+m的自由顶点指向该三角形上的观察点r、负三角形T-m上的观察点r指向该三角形自由顶点的矢量。

于是, 目标表面的电流可以由上面的基函数表示为:

J (r) =n=1ΝΙnfn (r) (2)

从电场积分方程[1]出发, 基于矩量法的基本原理, 选取RWG的基函数。采用伽略金法[2], 推导出适合编程求解的矩阵方程为:

ΖmnΙn=Vm (3)

基于RWG边元的阻抗矩阵表示为:

Ζmn=lm[jω (Amn+ρmc+/2+Amn-ρmc-/2) +Φmn--Φmn+] (4)

式中:

Amn±=μ4π[ln2An+Τ+nρn+ (r) gm± (r) dS+ln2An-Τn-ρn- (r) gm± (r) dS] (5) Φmn±=-14πjωε[lnAn+Τ+ngm± (r) dS-lnAn-Τn-gm± (r) dS] (6)

式中:gm± (r) =em-jk|rc±-r||rmc±-r|为自由空间格林函数。由于篇幅限制, 本文没有具体推导这些公式, 详见文献[3]。

考虑散射问题时, 激励向量Vm的元素表示为:

Vm=lm (Em+ρmc+2+Em-ρmc-2) Em±=Einc (rmc±) (7)

考虑辐射问题时, 激励源由入射波变为电压源, 电压发生器通常由传输线跨接在天线的小间隙上。假设小间隙宽度无限趋于零, 则很容易将小间隙与RWG边元联系起来, 即电压激励向量Vm仅在馈电边元处取为馈电电压值V, 其余都取为0。

求解方程 (3) 得到目标表面电流的电流系数矩阵In, 并由式 (2) 得到表面电流, 再由电场积分方程即可得到导体的散射或辐射电场[1]:

Es=-jωμ[1+1k2][J (r) G]dS (8)

式中:G为自由空间格林函数。

计算阻抗矩阵元素是矩量法的关键问题。在场点与源点相距较远时, 元素计算表达式中的被积函数是平滑函数, 积分可采用三角形上的数值积分近似求解[4,5]。当场点与源点相距较近时, 阻抗矩阵单元表达式中的被积函数变化剧烈, 尤其是在场点和源点重合时, 被积函数是奇异函数。然而, 这些元素的计算精度对整个矩量法的最终精度又尤为重要, 故必须采取一些特殊处理技术。这种奇异积分的处理已经有了许多成熟的方法[5,6,7]。文献[5]中的方法最为简便有效, 为本文所采用。在上面的算法中, 阻抗矩阵的存储是矩量法耗费内存的最主要因素, 理论上正比于N2, 未知数N为RWG边元总数。具体数值关系可见表1。

2 32位矩量法讨论

按照前面的理论开发了32位矩量法计算程序, 为了验证其正确性, 并顺利地向64位系统移植, 进行了如下计算。

算例1: 鉴于天线的辐射, 考虑一蝴蝶结天线, 天线长0.2 m, 张角为90°, 颈宽0.012 m, 位于xoy平面内 (如图1所示) 。馈源加在图1所示的原点处, 计算频率为750 MHz, 剖分出234个节点, 244个三角面元。xoy面内的方向图如图2所示, 实线为本文的计算结果, 圆圈为参考文献[5]结果。可见, 本文结果与文献[5]的结果几乎完全相同。

算例2:鉴于导体的散射, 球常被用来当作衡量计算精度的基准, 这里考虑一个直径为2 m的理想导体球。入射波频率为300 MHz, 计算时剖分出904个节点, 1 804个三角面元。图3为其双站RCS, 实线为本文的计算结果, 圆圈为FEKO计算结果。可以看出, 两者吻合得非常好。这两个算例表明, 本文开发的矩量法计算程序能够实现电磁辐射与散射计算, 计算结果准确可靠。

在算例2中, 共有2 706条RWG边元, 计算时的内存消耗为114 MB, 这在32位计算机上很容易计算。但是随着频率的升高, 计算的内存消耗急剧增加, 如表1所示, 700 MHz时甚至达到3.46 GB, 而在32位Windows XP操作系统下, 单个应用程序所能申请到的最大内存仅为2.2 GB (修改启动文件可达3 GB) 。对于入射波频率为700 MHz时球的散射, 32位系统根本无法申请到足够的内存计算。因此, 本文考虑用64位计算技术拓展矩量法的计算能力。

3 64位矩量法

近年来, AMD, IBM, Intel开发了64位计算技术, 并相继推出了更高级的64位处理器。相对于目前流行的32位技术, 64位技术有着显著的优点, 即由于32位系统寄存器的限制, 单个应用程序一次直接寻址访问的空间被限制在4 GB以内, 而32位Windows XP操作系统的限制为2.2 GB, 这极大地制约了矩量法的求解能力。然而, 64位系统则不同, 理论上, 程序可寻址到264, 约16 EB的内存。可见, 64位系统, 提供了矩量法求解电大尺寸目标的另一种途径。另外, 某些64位处理器有一些特殊的功能, 这使它们在速度上完全超越32位处理器。

基于前面在32位系统上开发的矩量法程序, 本文在Microsoft Visual Studio 2008开发环境中, 采用64位编程技术, 开发了针对64位AMD处理器的矩量法程序, 下面讨论64位矩量法程序的计算能力。

算例3:考虑半径为0.135 m, 高为0.62 m的圆柱散射, 依次变化入射波频率, 分别选用32位和64位矩量法程序进行计算, 对比结果如表2所示。

可以看出, 对于0.135 m×0.62 m的圆柱, 32位计算程序在频率为3 GHz时就无法计算了, 而64位程序的计算能力则可以大幅提高。图4给出了入射波频率为4 GHz时的单站RCS计算结果 (实线) 和测量结果 (虚线, 来自西北工业大学无人机特种技术国防科技重点实验室) 。可以看出, 两者吻合良好。

算例4:考虑一个复杂目标上单极子天线的辐射 (如图5所示) , 根据文献[8], 可以将线天线用横向只有一个RWG边元的细带模型来表示, 细带的宽度约为线半径的4倍。单极子天线长1 m, 位置如图所示, 馈电加在线面连接处的接合边上, 目标总长为3.2 m, 宽为0.8 m, 辐射频率为700 MHz。计算时共剖分出6 095个节点, 11 476个三角面元, 未知量总数为16 866, 需要4.343 GB的内存, 这在32位系统中是无法计算的。图6为天线在xoy面的方向图, 纵坐标表示场点处的电场强度值。图中实线为本文64位矩量法程序的计算结果, 虚线为FEKO的计算结果。可见, 两者非常吻合。从以上例子可以看出, 64位矩量法程序的计算能力确实得到了很大的拓展。

FEKO中采用多层快速多极子技术 (MLFMM) [9]和矩量法与物理光学法的混合方法[10,11]计算电大尺寸目标。多层快速多极子是一种十分有效的加速算法, 其计算复杂度约为O (Nlog N) 。即便如此, 在32位系统下, 也会存在上述内存限制问题。事实上, 本文的方法也可用于基于MLFMM加速的矩量法中。

4 结 语

针对矩量法求解电磁计算问题时, 随着目标电尺寸的增大, 空间复杂度显著增加的问题, 采用64位计算技术进行计算。结果表明, 由于64位技术允许应用程序一次寻址更大的内存空间, 突破了32位技术4 GB的限制, 从而大大拓展了矩量法的可计算范围, 为矩量法求解电大尺寸目标提供了一种简单易行的途径。

参考文献

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云计算技术探析 第7篇

几年来, 云计算概念的提出为传统的软硬件行业带来理念和模式上的深刻变革, 掀起IT行业新一次发展大潮, 通过服务模式的创新, 云计算使得IT服务变得更加简单、更易获取。由于其涉及面广, 理念先进, 开始未能在业界形成一致的、标准严谨的定义和规范, 加上从业者水平参差不齐, 导致概念泛滥以及跨跃式的“云计算”建设。如何引导好云计算发展的方向首先该从云计算概念入手, 分析研究其发展过程、应用模式和我国目前的技术运行环境, 为云计算技术信息化建设应用打下坚实的基础。

云计算概念

云计算是一种通过网络以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式, 指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源;广义云计算指服务的交付和使用模式, 指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关, 也可以是其他服务。

云计算发展历程

云计算的技术成熟曲线就是根据技术发展周期曲线, 该曲线将技术成熟的过程划分为5个阶段:

一是萌芽期, 人们对云计算开始感知, 并表现出高昂的热情准备进行研究。

二是过热期, 具备一定技术基础, 并开始建设云计算工程案例, 成功的案例促使技术人员对云计算寄托更多的期待, 并大规模建设云计算。

三是低谷期, 过度的预期和高涨的热情进入冷却阶段, 严峻的现实从某种程度上限制了云计算技术的发展, 一度出现萎靡。

四是复苏期, 技术人员在低谷期重新面对现实, 开始反思, 从实际需求考虑技术的应用价值, 开始冷静的分析云计算建设成本和效益。

五是成熟期, 技术发展完善, 绕过应用上的瓶颈, 开始成为整个IT业界的新风潮, 逐渐发挥出其应用上的优势和经济上的效益。

云计算应用模式

云计算以对外提供高性能、高可用、高可靠服务为导向, 涵盖了从硬件设施到高层软件的多个层次, 通常基于服务对象和功能差异来划分应用模式层次。Iaa S (基础设施即服务) :以支撑软件运行的基础设施作为服务提供给用户, 将服务器硬件、操作系统、存储磁盘、信息资源、内存、I/O设备等整合为一个或多个虚拟的资源池提供给用户使用, 如Amazon EC2, Blue Cloud。Paa S (平台即服务) :运行平台直接提供的服务, 将应用运行环境作为一种服务对外提供, 如Google应用程序引擎、AWS、force.Com等平台。Saa S (软件即服务) :将应用软件集中部署在运营商服务器上, 用户通过互联网租用方式定制应用软件服务, 服务提供商依照用户服务协议收取费用, 并通过浏览器向用户提供软件应用, 如Google Doc, Google Apps.Zoho office。

除了以上模式层次的划分, 按照部署模式, 云计算还可分为公有云、私有云和混合云。公有云主要面向数据共享范围广、信息安全相对要求不高的用户, 基于Internet提供服务。私有云则主要面向一些政务、军事等信息安全要求较高, 基于内网提供服务。在私有云基础上拓展公网入口, 提供相关服务, 则为混合云模式。Iaa S、Paa S、Saa S在上述三种部署模式中均可得到体现。

我国云计算发展概况

2011年以来, 我国云计算由起步阶段逐渐进入实质性发展阶段, 加上产业基础的不断夯实, 又进入加快跟进阶段。互联网公司、基础运营商、软硬件IT企业及各地政府等多方力量都在积极推进云计算发展。

1.政府云计算试点工程落地

云计算技术发展日趋成熟, 各地政府部门高度重视, 2010起已确定在我国北京、上海、杭州、深圳、无锡五个城市率先开展云计算服务创新发展试点示范工作, 各地纷纷制定云计算发展计划, 并将其作为战略性产业重要组成部分, 2011年, 发改委设立云计算专项基金, 陆续下发到五个试点城市的15个示范项目。

2.国际IT产业巨头联合地方政府加大“政务云”和“公共云”投入建设

IT产业集团通过强大的宣传攻势和多年积累的渠道关系取得了“政务云”和“公共云”等方面的市场突破, 这些“政务云”和“公共云”平台主要准备提供的应用主要是中小企业信息化和电子政务, 还需在统一长远规划、需求分析方面进行深入研究和实施。

3.互联网企业借助云计算技术, 期待拓宽业务领域

我国的互联网企业可以分为内容提供商 (ICP) 和数据中心提供商 (IDC) , 这两类企业在云计算产业的发展上都有自己举足轻重的作用。通过十多年来的发展, 我国互联网内容提供商拥有了大量服务器资源, 而服务器平均利用率只有5%~10%。随着业务的增长, IT系统的投资还保持着较高的增长率, 较低的资源利用效率和较高的设备增长率给企业带来了很大的成本压力。为了节能降耗、降低成本, 互联网企业自身对采用云计算技术产生了强烈的需求。2011年底, 一些大型互联网企业已经具备了构建云平台的技术和提供云服务的能力。

4.电信运营商寻求新的业务领域拓展

云计算从技术本质来说, 主要还是IT行业技术的继承与发展, 电信运营商在云计算中处于提供网络资源的地位, 但互联网的兴起和以语音为主的传统电信业务收入的萎缩 (主要体现在ARPU值的下降) , 电信运营商面临着被“管道化”的危险。从这个出发点, 加入云计算的产业链, 寻求利润增长成为运营商的必然选择。从目前的情况看, 电信运营商不仅是云计算技术的使用者或消费者, 也在寻求成为云计算业务的提供者。

5.软件企业依靠云计算技术实现新发展

实际上, 在云计算概念提出之前, 软件业的Saa S应用就已经较为成熟。在Salesforce的在线CRM业务推出后, 许多软件开发商纷纷推出此类业务, 如XTools CRM、800APP、伟库网、友商网、亿禧网、百会、领动在线、铭万在线CRM、销遥行等。在云计算概念提出之后, 许多软件企业也利用云计算来进行包装, 推出如“云查杀”、“云存储”等产品。

结束语

云计算虽然还存在诸多问题, 但是它在研究领域和IT市场上的雏形正在逐步形成, 云计算技术发展不仅需要技术支持, 而且还需要政治、经济和法律层面相关的制度建设。我们相信, 在未来几年内云计算技术还将持续发展, 其应用领域和方向也会进一步拓展。

云计算技术概述 第8篇

关键词:云计算,分布式存储,服务器云

云计算是以数据为中心的一种数据密集型的超级计算, 在数据管理、数据存储、并发控制、编程模式、系统管理等方面具有自身独特的技术。它的出现, 改变了信息服务的提供方式, 它不是一个单独服务, 而是一个服务集合。

云计算技术是由基础设施即服务 (Infrastructure as a Service, Iaa S) , 平台即服务 (Platform as a Service, Paa S) 和软件即服务 (Sofeware as a Service, Saa S) 三种形式为使用者提供前所未有的IT服务能力。首先, Iaa S即以服务的形式交付计算机基础设施。作为最底层和最基础的服务, Iaa S将基础设施 (计算资源和存储) 作为服务出租, 代表了一种作为标准化服务在网上提供基本存储和计算能力的手段。是以服务形式提供服务器、存储和网络硬件。这类基础架构一般是利用网格计算架构建立虚拟化的环境, 网络光纤、服务器、存储设备、虚拟化、集群和动态配置软件被涵盖在Iaa S之中。其次, Iaa S之上的服务是Paa S, Paa S可描述为一个虚拟的平台, 包括一个或多个服务器、操作系统以及特定的应用程序, 无需下载或安装, 即可通过互联网发送操作系统和相关服务的模式, 云计算应用的开发平台也可作为一种Paa S提供。这种形式的云计算把开发环境作为一种服务来提供, 指的是以服务形式将应用程序开发及部署平台提供给第三方开发人员。这种平台一般包含数据库、中间件及开发工具, 均以服务形式通过互联网提供。再次的Saa S是可以提供给终端用户的应用程序, 它是从一个集中的系统来部署软件, 并使之在一台本地计算机上运行的一个软件模型。它通过浏览器, 将应用程序以服务形式提供给用户的形式, 应用程序可以是公有云提供商提供的商用Saa S应用, 或企业专用云提供的商用或订制的Saa S应用。这种类型的云计算通过浏览器把程序提供给成千上万的用户使用。

云计算采用海量分布式存储技术存储数据, 它的两种主流的海量分布式数据存储技术是GFS和HDFS。它采用Map Reduce编程模式, 保证后台复杂的并行执行和任务调度向用户和编程人员透明, 将任务自动分成多个子任务, 通过Map和Reduce两步实现任务在大规模计算节点中的调度与分配。它主要应用于海量数据处理, 其任务调度策略的一大特色即是优先将任务调度至数据所在的节点, 从而降低了网络的开销, 提高了系统的性能。云计算模式基于SOA的架构, 动态地分配和部署共享的计算资源。同时云计算具有灵活性、高可用性、动态资源监控以及虚拟性。基于虚拟化的云计算平台为企业的资源重构带来了便利, 使其能短时间内转向云计算平台, 降低了基础架构的重建成本, 缩短了为企业转型的时间。云计算的这些特性在客观上需要高性能的服务器来支撑, 无论是科研, 还是商业应用, 对于中小规模的企业和用户计算来说, 购买高性能服务器来说都是一笔昂贵的费用。而基于虚拟化技术的云计算解决了目前存在的问题, 并且保证了云计算平台的高可用和高可靠等特性, 使其更好的服务于客户。

目前针对云计算, 其中如何有效地提高云计算系统性能成为关键问题。针对这个问题, 提出了基于云计算技术框架, 研究了其框架的核心部分, 即服务器云。利用虚拟化技术解决并保证了云计算平台的高性能与高可用性, 使云计算框架在实际应用中资源最大化、利润最大化, 同时也推动了云计算技术的快速发展。服务器云是云计算框架的核心部分, 所有云计算框架中的功能及子系统都依赖于服务器云来实现。它既包括硬件服务器和底层操作系统部分, 又包括云计算平台中的虚拟机超级监督器功能, 是运行虚拟系统功能服务器系统的底层基础平台。计算模式从大型机的方式逐渐过渡到微型个人计算机的方式, 并且近年来过渡到普适计算上。

云计算与分布式计算、网络计算相比具有自身的优势。首先, 云具有超大规模。例如, 目前的Google云计算已经拥有100多万台服务器, Amazon, IBM, 微软、Yahoo等的"云"计算平台均拥有几十万台服务器。超规模的基础硬件为云计算赋予了前所未有的计算能力;其次, 云具有扩展性。云计算的扩展性主要体现在计算资源、存储能力和负载均衡, 虚拟化技术的自身优点满足了云计算的扩展, 并提供了计算平台的7x24无故障全日程服务。同时云计算又具有规模的动态伸缩, 以满足用户不断增长的应用和需求。与网络、分布式计算相比更具有商业性和应用性。云计算不仅在处理计算能力上具有前所未有的优越性, 而且在管理上也具有自动性。"云"计算平台要求具有自动化管理功能, 用户可以通过用户接口, 自己申请计算资源和应用, 按自己的需要建立自己的资源环境, 而整个过程是不需云平台管理员的干预, 云计算平台只需自动记录用户使用资源的大小和时间。

以云计算为代表的技术革命对现有的信息产业及应用模式产生了巨大的震动。只有云计算, 才能在大规模用户聚集的情形下提供高可用性服务, 而其较低的服务成本又能保持其竞争优势。这些优势使得云计算受到了互联网服务企业的普遍青睐。云计算技术以其本身在大容量存储、超大规模计算能力等方面的优势, 使得云计算已成为科学研究不可缺少的助推器, 推动着产学研用紧密结合的新型创新模式。可以说, 以云计算为代表的技术革命对现有的信息产业及应用模式产生了深远的影响。

参考文献

[1]张为民, 唐剑锋, 罗治国, 钱岭编著.云计算深刻改变未来.科学出版社.

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