计算机网络原理篇1
作者简介：崔炜荣（1983-），男，陕西汉中人，硕士，安康学院信息与教育技术中心讲师，研究方向为计算机网络。
0 引言
自1969年世界上第一个计算机网络ARPAnet在美国诞生以来，经过40多年的飞速发展，计算机网络已经无比深刻地融入到人类社会中去，有力地推动着人类社会方面面的变革。因此，《计算机网络原理》课程作为高等院校计算机专业的核心课程，其重要性也愈加突出。如何充分发挥教师的作用，引导学生学习各种抽象的协议和原理，真正建构其自身对“网络”的正确理解，是值得研究与探索的重要问题。
1 教学中存在的难点
作为计算机与通信的交叉学科，计算机网络涵盖了太多的内容。从物理层到应用层，从局域网到广域网，从网络安全到网络编程，各种各样抽象复杂的协议、算法、原理，无论对教师的授课还是对学生的学习都造成了一定的困难。笔者基于多年的授课经验，经过调研、实践和思考，认为计算机网络教学中主要存在两大难点。
1.1 合理规划授课内容难
计算机网络原理在笔者所在高校的的授课课时为64课时，在规定的课时中完成对大纲所有知识点的“有效”讲授是非常困难的。如果面面俱到的讲授，其效果只能是面面俱浅，学生学习的“专业性”会大打折扣。因此，如何对课程内容合理规划，是开课前首要解决的问题。事实上，要解决这个问题并不容易，在面广量大的内容中进行细致规划，要求教师首先对计算机网络有深入，全面的理解。其次，要能够结合课程学习的目标及学生的认知特点综合的考虑。
1.2 学生理解抽象的网络原理知识难
各种各样的网络协议和算法构成了计算机网络的理论基石，而这些协议和算法往往是复杂、抽象的，学生在理解上面存在较大的困难。很多学生甚至在学习完课程后依然无法对网络体系的分层有正确的理解。因此，“如何教”是教学过程中面临的第二大难点。这要求教师摈弃单一的以讲为主，缺乏互动的授课方式，运用各种教学工具探索、实践和总结各种教学方法，从而获得良好的教学质量。
2 教学方法研究
2.1 明确课程定位，精心组织课程内容
作为计算机网络技术方面的综述性课程，其内容的合理规划依赖于对本课程的正确定位，即紧扣“基础”和“典型”。所谓基础，即指计算机网络的基本概念，网络各个层次的基本工作原理、计算机网络的基本设计方法等。所谓典型，即指各个层次的典型协议、算法等。尽管如今网络技术日新月异，但是新技术的发展总是建立在已有的“基础”与“典型”上。因此，该课程的定位应该是“开门”，即通过对“基础”和“典型”的网络知识的讲解，让学生首先建立起对抽象的网络结构的意义构建，激发他们学习的兴趣，为进一步学习计算机网络的专题知识打下基础。
2.2 因材施教，合理控制教学难度
不同层次的高校之间，学生的能力和素质存在着一定的差别。针对此客观现实，要求教师在授课时因材施教。首先，所选的教材应该编排合理，难度适中。这样的教材不仅有利于学生的自学，激发学习的兴趣，而且能够有效地指导教师对课程内容的规划。其次，在授课的过程中，教师要把握讲课的“粒度”、“深度”。根据课时的长短，合理规划“粒度”，根据学生接受能力的强弱，合理安排“深度”。这样，才可以最大限度地降低学生在学习复杂知识中形成的挫折感，从而使得课程的教学是真正有效的。
2.3 善用类比，帮助学生理解抽象原理
在教学过程中，学生将遇到大量抽象的概念和原理。由于计算机网络是一种“人造”的事物，其中的概念，原理都是由对人类活动的观察导出。教师可以利用这一特点，在教学过程中善用类比法，多用生活中熟悉的、具体的例子进行类比，帮助学生直观、形象的理解抽象，枯燥的知识。比如，在讲解网络体系结构时，可与邮政系统进行类比，见图1。要实现两个单位之间的人员的邮件通信，需要很多要素参与，比如写信人和收信人，单位的收发室、邮递员、邮局等。根据各自工作的内容和特点可以将其划分到不同的层次中去，与网络体系结构相类比，写信人与收信人工作在应用层，收发室工作在传输层，邮局工作在网络层，而邮递员工作在物理层。这种类比的大量使用，能够非常有效地帮助学生加深理解。教师在教学过程中应该积极思考，积累素材。教师之间也可以互相沟通，建立起共享的素材库，对教学质量的提高有着明显的作用。
图1 与网络体系相类似的邮政体系
2.4 增进师生互动，提高课堂教学效果
多媒体教学是目前计算机网络原理课程的主要教学手段，虽然与传统的板书式教学手段相比，具有直观性，形象性和信息量大的优势，但是在运用中也暴露出许多问题。其中的一个重要问题是：以多媒体信息量大的优势加紧向学生进行知识的灌输，不考虑学生的感受和吸收能力，不注重与学生的交流及其独立思考能力的培养。概括而言，就是多媒体教学互动缺乏的问题。对于抽象程度高，理论性较强的计算机网络原理课程，这种缺乏互动的课堂模式很难激发学生的学习兴趣，使得教学效果大打折扣。因而，如何增进互动值得教师认真研究。
首先，“问答”依然是目前教学条件下最为有效的互动方式。在知识的讲解上，教师要循循善诱，不断的由浅至深的提出问题，引导学生思考。在课件的制作上，善于通过PPT自带的动画效果，制造课堂教学“问答”的氛围。其次，教师可以开发出一些简单的游戏，在活跃的课堂氛围中，帮助学生建立起对抽象知识的直观映像。例如，在讲解网络体系结构时，笔者让5位同学分别模仿计算机网络5层结构的功能，来演示信息如何经过层层加工，后被传输的过程。这样的游戏引起了同学极大的兴趣，取得了良好的教学效果。
2.5 利用仿真软件，增加教学直观性
在课堂上，教师通过一些实验对所学原理进行验证，能够有效地帮助学生加深理解。但是对于计算机网络原理课程，这样做往往是困难的。因为多媒体教室中很难搭建起网络实验的设备平台。并且网络协议都是由软件实现，即便是使用真实的设备实验，学生也难以观察到协议的工作过程。因此，教师可以使用网络仿真软件来加强课堂教学中的实验环节。网络仿真软件通过在计算机上建立一个虚拟的网路平台，来实现对网络环境的模拟。在此，笔者推荐Cisco公司的Packet Tracer 仿真工具。使用Packet Tracer 用户可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑，并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运行情况，如图2所示。Packet Tracer不仅支持多种协议模型，而且提供了大量的设备仿真模型，并可以在IOS环境中对虚拟设备进行配置，帮助使用者熟习网络设备的各种配置命令。所以，利用Packet Tracer软件可以方便快捷地进行网络组建、设备配置、协议测试等网络技术实验,满足计算机网络教学对实验以及师生互动的需要。
图2 利用Packet Tracer 进行网络仿真
3 结束语
计算机网络技术应用广泛，社会对计算机网络人才需求巨大，因此提高计算机网络课程的教学质量无论对于学科建设还是学生的考研、就业，都有着重要的意义。笔者通过理论研究和实践，总结出一些有效的思路和方法。但随着网络知识的日新月异及教学手段的不断创新，“教什么”、“如何教”的问题仍然值得进一步研究和探索。
参考文献：
\[1\] 武凌.计算机网络课程教学方法的探讨\[J\].电脑知识与技术，2011（1）.
计算机网络原理篇2
1.提高学生的外语水平。通过采用英语原版教材，使得学生在掌握专业知识的同时加强了英语的学习。同时，我们在考试环节，采用英语试卷的形式，在客观上，督促学生平时着眼于原版教材的学习，掌握英语阅读的同时，掌握大量的计算机网络专业词汇，从而达到专业知识和英语能力的同步提高。
2.使学生了解国际前沿技术。虽然我们国家近几年随着经济上GDP的快速提升，科研水平达到了前所未有的进步，但和发达国家相比，还是有一定的差距。反映在知识体系上，就是教材的内容和更新不够快，不能紧跟世界先进技术和科学研究方向的发展。而国外原版教材在这些方面要优于国内教材。我们从几年之前就开始一直选择高等教育出版社出版的英语影印版教材，并且随着版本的不断更新，讲授的内容也和国外的大学同步，这样使得我们的学生能以更快的速度接近计算机网络技术发展的前沿，对学生将来工作以及进一步的深造打下了良好的基础。
二、整合教学内容、改进教学方法
在我校计算机专业本科生的低年级阶段，已经选修过数据库、操作系统、计算机组成原理等课程。计算机络原理是计算机专业重要的专业必修课。在课堂教学方面，我们重点介绍计算机网络的基本知识。该课程基于Internet，目的在于让学生了解计算机网络的体系结构和工作原理。Internet是熟知的公用网络，以此网络的TCP/IP协议为模型，贴近学生生活和学习，使学生充分结合实际生活，了解基本的概念和原理。在课堂教学中，将教师的科研内容融合到教学内容中，采用研究型教学方法和传统教学方法相结合，教师教授与学生研究型探索相结合，充分调动学生自主学习的积极性，为学生发散型、创新型能力发展提供了空间。在以Internet协议TCP/IP为基础的内容中，通过学生设计web服务器、邮件服务器、根据各种路由算法亲自动手编程、配置路由器和交换机，掌握协议的工作原理及工作过程。在课时分配上，采用48学时课内讲授，16学时的实验环节，使学生充分掌握理论知识的同时，增强其亲自动手的实验能力。计算机网络需要较强的实践能力，这就要求我们课堂教学中应该与实践相结合。在学校的大力支持下，我们搭建了《计算机网络原理》课程的实验教学环境。该实验环境提供了网络实验的平台。该平台可以达到高等院校和科研机构的计算机网络的基本水平。在教学方法上，我们针对教学内容自行设计了多媒体课件，将抽象的原理和工作过程以动画的形式演示出来，增强教学效果。多媒体教学是实现提高教学质量和教学效率的有效手段。我们自行设计了Internet协议各个层次协议工作过程的flash动画演示，提高了学生学习的兴趣，同时使理论更加形象。如讲授HTTP协议工作原理时，把从发出网页浏览的请求到接收到所请求内容的过程，通过flash演示，将连接的建立、请求和响应的发送过程一一呈现，使得抽象的概念得以形象化，易于学生的记忆理解和掌握。把课堂讲授和自学结合起来，注重培养学生获取知识和运用知识的能力。课堂的教学活动是学生在教师引导下的师生互动的过程，学生是教学过程中知识接受的主体。因此我们在课堂教学中采用教师教授和学生讨论相结合的方法[1]，针对难以理解的概念组织学生分组讨论，加深学生对基本概念和基本理论的理解，有助于学生在以后的设计中结合实际具体应用。同时我们自行设计编写了相关实验的教学指导书，加大了本科生网络系列课程教学的实践力度。根据学生的实际情况，由浅入深地安排了一系列实验，提高了他们的实际动手操作能力。计算机网络实验的对象和环境是一个模拟了计算机网络的系统，主要由硬件环境和运行在硬件上的软件所构成。主要由组成计算机网络的主机通过各种接入设备和网络接入介质以及网络互联设备构成计算机网络运行的硬件环境，然后由运行在主机以及终端设备上的网络操作系统、网络数据库、用户安装的各种应用系统和网络互连设备上的软件构成的软件环境的有机结合构成了计算机网络系统，完成计算机网络的各种功能和服务。我们设计的所有实验都运行在计算机网络环境下。我们设计的实验主要分为四大类：设计型实验、验证型实验、综合型实验和创新型实验。
三、精选国外优秀教材，采用双语教学
由于国外计算机技术的发展比较迅速，在网络技术方面也积累了大量的实际经验，优秀教材的选择是培育高质量高效人才的必要条件。而在国内采用的一些教材大多内容相对滞后，另外，现阶段各个高校也都在大力提倡学生阅读国外原版教材，特别是对于计算机专业的学生，通过阅读原版教材能够很快地跟踪国外最新技术发展，同时提高了英语专业阅读的能力。我校计算机网络原理课程组通过多年的实践以及搜集大量的国内外优秀教学资料，选用了大学计算机教育国外著名教材教学用书的影印版作为计算机网络课程的教学用书。在课堂教学中采用双语教学的方式[2]，原版教材阅读和中文课堂讲解相结合，对学生阅读原版教材中较难理解的部分重点讲解，使学生充分领悟教材的内容，同时考试采用英文实体，中英文解答，考核学生对课程的理解掌握程度。
四、实验环节设计
实验是计算机网络的重要环节。计算机网络实验不同于其他计算机课程的实验，需要独立的实验环境。我校计算机学院配备有大型综合实验室，针对我院本科生各门课程开放实验室，除了配置了上机的相应软件环境之外，还在独立的空间配置了计算机网络实验必备的硬件设备和环境，包括有线和无线的局域网，各种交换和路由设备，为实验的开设提供了环境的支持。通过课程的学习，可以达到：认识并了解网络理解网络协议工作原理使用网络维护管理网络开发网络应用的最终目的。
学生在学习了相关的理论课程之后，可以通过实验验证、设计相关的实验内容，提高实践能力。我们自行编写并设计了验证型、设计型、创新型的各种实验，巩固教学中的相关内容，在教学中配以相应的课题，解决实验中遇到的问题，提高学生的实践能力与发现问题、解决问题的能力，使学生真正能够独立完成网络工程的设计和开发。
1.实验预习。因为实验中需要了解的计算机网络基础知识多，所以预习工作非常重要，是整个实验必不可少的步骤。在预习环节中，需要学生明确试验目的，通过阅读相关资料理解并掌握实验原理，熟悉实验用到的硬件和软件环境。我们要求学生提前阅读实验指导书中的实验方法和操作步骤，并参阅相关理论和有关设备的说明书，写出预习报告。包括：实验目的、实验原理、实验环境、实验步骤和预期效果，并对可能出现的运行结果进行理论分析。
计算机网络原理篇3
2 大脑的研究
大脑活动是由大脑皮质许许多多脑神经细胞的活动构成。
神经细胞由一个细胞体、一些树突 、和轴突组成,如图1所示。神经细胞体是一颗星状球形物,里面有一个核。树突由细胞体向各个方向长出,本身可有分支,是用来接收信号的。轴突也有许多的分支。轴突通过分支的末梢和其他神经细胞的树突相接触,形成所谓的突触,一个神经细胞通过轴突和突触把产生的信号送到其他的神经细胞。每个神经细胞通过它的树突和大约10,000个其他的神经细胞相连。这就使得人脑中所有神经细胞之间连接总计可能有1,000,000,000,000,000个。
神经细胞利用电-化学过程交换信号。输入信号来自另一些神经细胞。这些神经细胞的轴突末梢(也就是终端)和本神经细胞的树突相遇形成突触,信号就从树突上的突触进入本细胞。信号在大脑中实际怎样传输是一个相当复杂的过程,但就我们而言,重要的是把它看成和现代的计算机一样,利用一系列的0和1来进行操作。就是说,大脑的神经细胞也只有两种状态:兴奋和不兴奋。发射信号的强度不变,变化的仅仅是频率。神经细胞利用一种我们还不知道的方法,把所有从树突上突触进来的信号进行相加,如果全部信号的总和超过某个阀值,就会激发神经细胞进入兴奋状态,这时就会有一个电信号通过轴突发送出去给其他神经细胞。如果信号总和没有达到阀值,神经细胞就不会兴奋起来。
尽管这是类似0和1的操作方式,由于数量巨大的连接,使得大脑具备难以置信的能力。尽管每一个神经细胞仅仅工作于大约100hz的频率,但因各个神经细胞都以独立处理单元的形式并行工作着,使人类的大脑具有非常明显的特点:
1) 能实现无监督的学习。
2) 对损伤有冗余性
3) 善于归纳推广。
4) 处理信息的效率极高:神经细胞之间电-化学信号的传递,与一台数字计算机中cpu的数据传输相比,速度是非常慢的,但因神经细胞采用了并行的工作方式,使得大脑能够同时处理大量的数据。这个特点也是神经网络计算机在处理方法上最应该体现的一点。
3 人工神经网络基础
对于脑细胞的活动原理,用简单数学语言来说, 一次乘法和累加就相当于一个神经突触接受一次信息的活动。许许多多简单的乘法和累加计算, 就形成了脑细胞决定是激活状态还是抑制状态的简单数学模型。从这种模型出发, 任何复杂的大量的脑神经细胞活动与只是大量乘法、累加和判别是否达到激活值的简单运算的并行与重复而已。因此用这种大量并行的简单运算就可以来模拟大脑的活动, 这就是人工神经网络。
神经网络的基本单元是人工神经元,它是根据人脑的工作原理提出的。图2所示为一个人工神经元,可由以下方程描述
σi =wijxj + si2θi , ui = f(σi) ,yi = g(ui)
xi 为输入信号;
yi 为输出信号;
ui 为神经元的内部状态;
θi 为阈值;
si 为外部控制信号输入(控制神经元的内部状态ui ,使之保持一定的状态);
wij 为神经元的连接权值。
其中,可通过学习改变连接权wij ,使得神经元满足或接近一定的非线性输入输出关系。
4 神经网络计算机的实现
对于神经网络计算机实现,目前主要有以下三种实现途径:
4.1 用软件在通用计算机上模拟神经网络
在sisd(单指令流、单数据流,如经典个人计算机)、simd(单指令流、多数据流,如连接机制机器)或mimd(多指令流、多数据流,如在transputer网络上)结构的计算机上仿真。
这种用软件实现神经网络的方法,灵活而且不需要专用硬件,但是基于此方法实现的神经网络计算机速度较慢,一般仅适合人工神经网络的研究,另一方面,它在一定程度上使神经网络计算机失去了它的本质,体现不出并行处理信息的特征。
4.2 对神经网络进行功能上的仿真
以多个运算单元节点进行运算,在不同时间模拟各异不同的神经元,串并行地模拟神经网格计算。换句话说,即用m个物理单位去模拟n个神经元,而m<n。基于并行计算机和阵列机的神经网络虚拟实现,具有一定的通用性。 <br="">
虚拟实现的神经网络计算机主要可分为:协处理机,并行处理机阵列及现有的并行计算机等。目前已经有多种产品及系统问世,包括mark v神经计算机、gapp系统、gf11、基于transputer的系统以及基于dsp的系统。它们各有特点,技术已日益成熟。
但是这种实现方式仍以神经网络仿真为主要目标,另外其速度,容量等性能的提高则以增加处理机等费用为代价,较难成为神经网络的最终应用产品。
4.3 利用全硬件实现
4.3.1 基于cmos, ,ccd工艺和浮栅工艺的神经网络全硬件实现
在微电子芯片上作上许多具有模拟神经元功能的单元电路,按神经网络模型的拓扑结构在芯片上联成网络,这类神经网络芯片上的电路与所模拟神经网络种的各个神经元和神经突触等都有一一对应的关系,神经网络中的各个权值也都存贮在同一芯片上。
我国1995年开发的预言神一号就是一台实现了全硬件的通用神经网络处理机。它以pc机作为宿主机,通过编程实现前馈网络、反馈网络、som等人工神经网络的模型和算法,在网络运算过程中预言神一号神经计算机还具备随时修改网络参数及神经元非线性函数的功能。
但是这类芯片受硅片面积的限制,不可能制作规模庞大的神经网络硬件。如果一个数万个神经元的全联接网络,其互联线将达到10亿根;若以1微米三层金属布线工艺来计算,仅仅布线一项所占硅片面积将达到数十平方米。因此,在微电子技术基础上用这种一一对应的方式实现规模很大的神经网络显然不现实。
4.3.2 用光学或光电混合器件实现神经网络硬件系统
光学技术在许多方面有着电子技术无法比拟的优点:光具有并行性,这点与神经计算机吻合;光波的传播交叉无失真,传播容量大;可实现超高速运算。现在的神经计算机充其量也只有数百个神经,因此用“电子式”还是可能的,但是若要把一万个神经结合在一起,那么就需要一亿条导线,恐怕除光之外,任何东西都不可能完成了。但是光束本身很难表示信号的正负,通常需要双层结构,加之光学相关器件体积略大,都会使系统变得庞大与复杂。
计算机网络原理篇4
1 引言
很长时间以来,在我们生活中所接触到的大部分计算机,都是一种被称为“电脑”的冯诺依曼型计算机。这种计算机在运算等很多方面确实超越了人类大脑的水平,但是基于串行控制机构的冯诺依曼型计算机在图像处理、语音识别等方面远不如大脑的处理能力。于是,在人类对大脑的不断探索中,一种更接近人脑思维方式的神经网络计算机走进人们的视线。
2 大脑的研究
大脑活动是由大脑皮质许许多多脑神经细胞的活动构成。
神经细胞由一个细胞体、一些树突 、和轴突组成,如图1所示。神经细胞体是一颗星状球形物,里面有一个核。树突由细胞体向各个方向长出,本身可有分支,是用来接收信号的。轴突也有许多的分支。轴突通过分支的末梢和其他神经细胞的树突相接触,形成所谓的突触,一个神经细胞通过轴突和突触把产生的信号送到其他的神经细胞。每个神经细胞通过它的树突和大约10,000个其他的神经细胞相连。这就使得人脑中所有神经细胞之间连接总计可能有1,000,000,000,000,000个。
神经细胞利用电-化学过程交换信号。输入信号来自另一些神经细胞。这些神经细胞的轴突末梢(也就是终端)和本神经细胞的树突相遇形成突触,信号就从树突上的突触进入本细胞。信号在大脑中实际怎样传输是一个相当复杂的过程,但就我们而言,重要的是把它看成和现代的计算机一样,利用一系列的0和1来进行操作。就是说,大脑的神经细胞也只有两种状态:兴奋和不兴奋。发射信号的强度不变,变化的仅仅是频率。神经细胞利用一种我们还不知道的方法,把所有从树突上突触进来的信号进行相加,如果全部信号的总和超过某个阀值,就会激发神经细胞进入兴奋状态,这时就会有一个电信号通过轴突发送出去给其他神经细胞。如果信号总和没有达到阀值,神经细胞就不会兴奋起来。
尽管这是类似0和1的操作方式,由于数量巨大的连接,使得大脑具备难以置信的能力。尽管每一个神经细胞仅仅工作于大约100Hz的频率,但因各个神经细胞都以独立处理单元的形式并行工作着,使人类的大脑具有非常明显的特点:
1) 能实现无监督的学习。
2) 对损伤有冗余性
3) 善于归纳推广。
4) 处理信息的效率极高:神经细胞之间电-化学信号的传递,与一台数字计算机中CPU的数据传输相比,速度是非常慢的,但因神经细胞采用了并行的工作方式,使得大脑能够同时处理大量的数据。这个特点也是神经网络计算机在处理方法上最应该体现的一点。
3 人工神经网络基础
对于脑细胞的活动原理,用简单数学语言来说, 一次乘法和累加就相当于一个神经突触接受一次信息的活动。许许多多简单的乘法和累加计算, 就形成了脑细胞决定是激活状态还是抑制状态的简单数学模型。从这种模型出发, 任何复杂的大量的脑神经细胞活动与只是大量乘法、累加和判别是否达到激活值的简单运算的并行与重复而已。因此用这种大量并行的简单运算就可以来模拟大脑的活动, 这就是人工神经网络。
神经网络的基本单元是人工神经元,它是根据人脑的工作原理提出的。图2所示为一个人工神经元,可由以下方程描述
σi =WijXj + Si2θi , Ui = f(σi) ,Yi = g(Ui)
Xi 为输入信号;
Yi 为输出信号;
Ui 为神经元的内部状态;
θi 为阈值;
Si 为外部控制信号输入(控制神经元的内部状态Ui ,使之保持一定的状态);
Wij 为神经元的连接权值。
其中,可通过学习改变连接权Wij ,使得神经元满足或接近一定的非线性输入输出关系。
4 神经网络计算机的实现
对于神经网络计算机实现,目前主要有以下三种实现途径:
4.1 用软件在通用计算机上模拟神经网络
在SISD(单指令流、单数据流,如经典个人计算机)、SIMD(单指令流、多数据流,如连接机制机器)或MIMD(多指令流、多数据流,如在Transputer网络上)结构的计算机上仿真。
这种用软件实现神经网络的方法,灵活而且不需要专用硬件,但是基于此方法实现的神经网络计算机速度较慢,一般仅适合人工神经网络的研究,另一方面,它在一定程度上使神经网络计算机失去了它的本质,体现不出并行处理信息的特征。
4.2 对神经网络进行功能上的仿真
以多个运算单元节点进行运算,在不同时间模拟各异不同的神经元,串并行地模拟神经网格计算。换句话说,即用M个物理单位去模拟N个神经元,而M
虚拟实现的神经网络计算机主要可分为:协处理机,并行处理机阵列及现有的并行计算机等。目前已经有多种产品及系统问世,包括MARK V神经计算机、GAPP系统、GF11、基于Transputer的系统以及基于DSP的系统。它们各有特点,技术已日益成熟。
但是这种实现方式仍以神经网络仿真为主要目标,另外其速度,容量等性能的提高则以增加处理机等费用为代价,较难成为神经网络的最终应用产品。
4.3 利用全硬件实现
4.3.1 基于CMOS, ,CCD工艺和浮栅工艺的神经网络全硬件实现
在微电子芯片上作上许多具有模拟神经元功能的单元电路,按神经网络模型的拓扑结构在芯片上联成网络,这类神经网络芯片上的电路与所模拟神经网络种的各个神经元和神经突触等都有一一对应的关系,神经网络中的各个权值也都存贮在同一芯片上。
我国1995年开发的预言神一号就是一台实现了全硬件的通用神经网络处理机。它以PC机作为宿主机,通过编程实现前馈网络、反馈网络、SOM等人工神经网络的模型和算法,在网络运算过程中预言神一号神经计算机还具备随时修改网络参数及神经元非线性函数的功能。
但是这类芯片受硅片面积的限制,不可能制作规模庞大的神经网络硬件。如果一个数万个神经元的全联接网络,其互联线将达到10亿根;若以1微米三层金属布线工艺来计算,仅仅布线一项所占硅片面积将达到数十平方米。因此,在微电子技术基础上用这种一一对应的方式实现规模很大的神经网络显然不现实。
4.3.2 用光学或光电混合器件实现神经网络硬件系统
光学技术在许多方面有着电子技术无法比拟的优点:光具有并行性,这点与神经计算机吻合;光波的传播交叉无失真,传播容量大;可实现超高速运算。现在的神经计算机充其量也只有数百个神经,因此用“电子式”还是可能的,但是若要把一万个神经结合在一起,那么就需要一亿条导线,恐怕除光之外,任何东西都不可能完成了。但是光束本身很难表示信号的正负,通常需要双层结构,加之光学相关器件体积略大,都会使系统变得庞大与复杂。
5 小结
人类对自身的不断探索,以及神经网络的发展,使得神经网络计算机呼之欲出。笔者认为,神经网络计算机发展的趋势是全硬件的实现,虽然在硬件实现上还有未能解决的问题,但这种趋势是不可阻挡的。随着电子、光电等器件工艺的发展,我们期待神经网络计算机代替冯诺依曼型计算机,真正走进我们的生活。
参考文献:
[1] 王守觉.神经计算机――真正的电脑[J].科学(上海),1996,48(2):45-46.
[2] 黄笑鹃,余颖.神经计算机综述[J].计算机与现代化,2003(9):17-18.
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[4] 王守觉,曹文明.半导体神经计算机的硬件实现及其在连续语音识别中的应用[J].电子学报,2006,34(2):267-271.
[5] 布克兰德.游戏编程中的人工智能技术[M].北京:清华大学出版社,2006.
[6] 赵子都.非冯_诺依曼型计算机[J].电脑爱好者,1994(6):40-41.
[7] 王守觉,鲁华祥,陈向东,曾玉娟.人工神经网络硬件化途径与神经计算机研究[J].深圳大学学报:理工版,1997,14(1):8-13.
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[10] 章锦文,马远良.神经网络计算机的现状与发展趋势[J].计算机科学,1993,20(6):24-27.
计算机网络原理篇5
一、优化教学内容
传统《计算机网络原理》课程教学活动中，多以OSI参考模型为基础，讲述网络层次结构、协议和计算机网络原理，而目前广泛应用的则是TCP/IP网络协议。因此，在网络基本原理模块中，我们采用五层原理模型进行讲解，使学生先从基本框架上掌握网络的体系结构，再采用对比方式具体讲解OSI参考模型和TCP/IP参考模型。在学生对网络的分层体系有了较为清晰的理论认识之后，我们的教学内容进入系统集成基本知识模块。在该模块中，学生首先要学习网络设备的基本配置，逐渐过渡到根据所学理论进行小范围内局域网的拓扑结构设计，所用网络设备的选型，以及网络的后期维护和扩充等方面的基础知识。网络组建好了，管理好才能充分发挥网络的性能。在网络操作系统模块中，学生学习如何分配网络中不同身份用户的权限，实现网络中资源的共享以方便协同工作，配置网络中的各种服务器。学生通过三个模块循序渐进地学习，能够深入了解计算机网络的体系结构，掌握计算机网络的规划、设计、管理，以及网络操作系统中各种服务器的配置，并初步掌握网络中各种互联设备的选型与配置，从而具备组建网络的基本能力，为今后从事实际工作奠定坚实的基础。
二、改革课堂教学，理论与实践相统一
《计算机网络原理》是实践性较强的专业课程，如果该课程的教学只是从理论到理论，忽视了实践教学，那么这种专业课的教学就变得枯燥乏味，形成学生“不愿意学”，教师“满堂灌”的“填鸭式”教学。对此，我们进行了教学改革，采取理论与实践相统一的教学方法，即在讲解理论知识的同时，有针对性地安排一些实践教学。实践教学必须有对象，简单地说这个对象就是某些物理实体，这是理论与实践相统一的切入点。比如，讲解局域网这一章节时，可以以小组为单位对学生进行分组，让学生亲自动手来组建一个实实在在的小型局域网。这一教学环节提高了学生的学习兴趣和参与实践动手的热情，学生的学习主动性进一步加强，收到了很好的教学效果。与此同时我们应避免两种倾向：一是重理论轻实践，满堂灌输理论，完全采用应试教育的一套教法；二是重实践轻理论，采用师傅带徒弟式的方法，只强调操作技能的训练，而忽视必须的理论教学，这两种倾向都不利于培养学生分析问题和解决问题的能力。
三、灵活组织实验教学
实验教学在《计算机网络原理》教学中占据着相当重要的地位。以网络操作系统安装实验为例，为了达到最佳实验效果，教师可将学生分成若干小组每组选一名组长。教师先教会这些组长，然后请这些小组长以“教师”的角色，为其他同学边安装边讲解，实践让学生自己教自己的模式，要求每个学生必须亲自动手安装。最后，教师随机抽查小组中的一名学生进行考核，作为本组所有学生的平时成绩。由于每名学生的成绩与本组的其他学生的成绩密切相关，因此学生能充分调动起学习积极性，收到良好的教学效果。
四、采用多种方式授课
在《计算机网络原理》课程的讲授过程中，教师可采用多种方式开展教学，充分发挥现代教学手段的优势，以形象生动的图像、表现抽象过程的动画来展示和表现理论内涵。我们在教学过程中就采用了黑板授课、多媒体演示、实验教学等尽可能多的教学方式，最大限度地激发学生的学习热情，发掘学生的学习潜力，在互动教学中提高学生的能力。
五、将新形势下的学术动态适当穿插于教学
教育要为社会服务，教学要紧密联系形势和社会实际。对《计算机网络原理》课程教学设计，教师不仅要讲授前面的主干内容，而且要将《计算机网络原理》教学的有关会议精神、优秀论文、实用网站，以及当前计算机网络技术的最前沿知识都告知或提供给学生，以使他们有良好的眼界和自主学习的空间。
六、改革考核方式
目前大部分的课程考试采用传统的笔试，部分学生苦记大量枯燥的网络原理与理论，出现了“学习为考试，走出考场全忘记”的情况。还有个别学生在学完该课程后不懂IP地址设置，ping和ipconfig等基本网络命令的应用。根据这一情况，建议将考试改为理论考试和实践考试两块，比例适当进行调整。
总之，计算机网络技术的迅速发展和广泛应用，使计算机网络原理的教学愈显重要，同时对该课程的教学也提出了更高的要求。教师在授课的过程中应该不断总结经验，改进教学模式，以确保教学质量的提高。
参考文献：
［1］兰晓红.《计算机网络》教学模式改革探讨［J］.重庆师范学院学报（自然科学版），第19卷，（4）.
计算机网络原理篇6
一、计算机网络的运行中出现的问题与原因
如今的时代，是一个高科技产业迅速发展的时代。计算机网络可以给与我们很多的方便，但是计算机网络本身的复杂性却会使我们在使用这一工具时，感到比较难以掌握。尤其是随着使用互联网的人数增多，如何对网络的使用进行维护与管理，如何是网络在使用时的隐私与安全性得到保障，如何能够使数量众多的用户获得更为有效，快捷的服务，都是我们在设计管理计算机网络时所需要注意的问题。在计算机网络的运行和管理中所出现的问题有以下几点：
（一）计算机中的大量垃圾和病毒
计算机中的垃圾对程序的占用量很大，会对计算机的运行速度造成影响。而计算机中的病毒更是程序运行过程中的一个“隐形炸弹”，它本身是一段可执行码程序，其特点为本身的复制能力强，网络传播的速度快，一般的用户对这种乱码程序难以有应对措施。网络病毒一般随着网络中的文件一起传输，并隐藏或伪装成文件夹，在用户点击后开始启动。这会对用户的电脑系统造成破坏，给用户的操作带来影响，甚至会造成巨大的经济损失。
（二）入侵电脑的黑客
黑客是指一些人通过自己的技术侵入别人的网络系统，进入别人的计算机，非法查探别人的信息，探取别人的隐私。他们甚至会盗取一些机密性文件，对一些重要的控制和记录数据进行修改，对系统进行攻击，导致程序的瘫痪。黑客的侵入领域很广泛，如经济领域，政治领域，甚至是军事领域，他们也会对个人账户进行入侵，造成小到个人，达到集团甚至国家的损失。黑客之所以会存在，就是因为计算机网络的系统在编制过程中不完善，存在漏洞，黑客就是能够找到缺陷，然后进行操作，将这些漏洞变成自己进行攻击的工具。
（三）自然或是人为因素的影响
计算机在使用时，不仅仅是软件存在被侵入的可能，其硬件和光纤通讯的设备也容易受到损害。造成破坏的原因有自然灾害，也有人为原因。自然灾害如雷雨，地震，风暴洪水，泥石流等都会造成计算机硬件的损伤。而一些突发因素，如停电，硬件操作失灵，软件开发时所留下的隐患也会造成计算机管理的困难。人为因素包括计算机被盗，或者是账户密码泄漏，数据丢失或是传输错误也会对计算机的安全和管理带来一定的难度。
（四）计算机本身的安全和管理技术更新缓慢
现代的计算机升级速度惊人，软件版本的更新令人瞠目结舌，与之而来的问题也越来越多。但是网络的管理和安全模式却没有随之更新，管理技术陈旧，无法应对新的问题。这就是我们在对计算机和网络进行管理时处于一个非常被动的局面，对网络计算机无法拥有一个有效的管理和监控。这就使得计算机网络的漏洞越来越多，它的安全隐患也越大。
二、维护管理的各种途径与方法
（一）在针对计算机病毒和黑客方面
1.设置口令密码，对权限进行限制。网络的管理员和终端机的操作员可以根据自己所负责的领域设置密码或口令，使得用户不能够越权进行访问。口令密码的设置要定期更改，并达到一定的复杂程度，这个方法就可以成为防止病毒进入的最为便捷的模式之一。但是其弱点在于口令的认证信息要进行认证，口令密码在传输过程中会被泄露，其传输的安全性会受到质疑。
2.定期进行杀毒，并对可疑文件进行隔离。病毒要对进入计算机，最初会隐藏与信息共享的中介文件中。所以要着眼于在网络入口处的设防与杀毒。在计算机的设置中，可以对LAN服务器，网关，因特网进行层层设防，过滤每一个文件，并对可疑文件进行隔离。同时计算机及服务器在发现病毒时，会随时通知网络的管理员，引起警觉。
3.对网管进行双宿设置。这种操作会使一个主机拥有两个网络界面，每个界面都可以单独与它所对应的网络进行连接。这样，在传输信息时，其信息只是对一个特定请求进行反映，只有当信息被确认为安全时，才会被传输到相应的服务器上。
（二）提高安全通信标准与设置
在网络的运行过程中，一般对安全通信有一个明确的标准。这些标准，为企业建立自己的安全应用系统提供了方便之处。当前所达成的最为人们所认可的信息安全通信协议就是SSL（TLS），S＼MIMESSL提供基于客户和服务器模式的安全准则。它们分别针对的是应用程序的传输过程安全，对信息的保护以及对整个网络的安全进行保护。它们的保护范围不尽相同，所以一般根据不同的情况选择不同的安全通讯协议。
（三）对相关人才进行培养，保证技术支持，加强计算机网络管理
1.无论是软件的编制还是计算机的使用，最终的操作者是人，因此要对计算机网络进行有效的管理，就必须加强相关人才的培养，提高技术支撑，加强对计算机本身和网络的培养。企业可以与各大高校和研究院达成协议，充分利用它们的人才优势和科研设备与环境，培养计算机网络的管理人才。在对软件程序进行设计与投入使用时做好漏洞检查工作，定期排查不稳定因素。
2.要提高计算机网络管理人员和使用人员的安全意识。不对已知的非法网站进行访问，对自己邮箱中来历不明的邮件不随意打开，在下载软件和游戏时尽量避免下载辅助程序，一般这种程序中都会携带病毒。对密码的设置要尽量达到高级标准，并定期进行更新，在输入密码时可以变换输入方式，并做好系统补丁的下载工作。将杀毒，防止黑客入侵当成每日应做的工作。在电脑上使用防火墙，下载杀毒软件，对网络边界内外的通信进行控制，保证计算机网络的正常运行。
3.对计算机中的重要软件和文件夹进行备份。可以将重要的一些资料数据进行备份，最好的就是刻录在光盘上，这样不仅可以节省资源，还对资料的保护十分有效。
三、结语
当今社会，计算机网络的运用已经渗透到工作生活的每一个层面，对信息和系统的安全性能的要求也越来越高。但是计算机的复杂性和病毒，漏洞等层出不穷，这就需要新技术的发展，对计算机的信息安全进行有效的保护。对计算机网络的管理维护不仅要有技术作支撑，更要有随时存在的安全意识。
参考文献：
计算机网络原理篇7
2计算机网络安全扫描技术
计算机的网络安全扫描技术是计算机进行网络安全主动防御的基础，在计算机的主动防御中对计算机的网络安全进行扫描，对计算机可能存在的风险进行扫描。将扫描中获得的各种参数反馈给系统的管理员，管理员通过对数据的分析，对可能存在的漏洞提出科学合理的解决方案。在计算机的运行中进行实时的监控，将运行中的风险站点对管理员进行提示，保障操作系统的安全性和可靠性。计算机网络安全扫描技术能够对计算机存在的漏洞及时的发现，及时的处理，保障了计算机的系统安全。
2.1计算机网络远程扫描技术
计算机网络安全扫描技术的应用，使计算机在外界恶意攻击下的防御能力和反击能力大大提高。但是计算机网络远程扫描技术在应用中也一度成为计算机网络安全的弊病，黑客进行黑客活动是常常使用计算机网络远程扫描技术对入侵电脑进行远程的扫描，发现其系统存在的漏洞，针对这些漏洞对目标主机实施入侵。从另一个角度进行分析，计算机网络远程扫描技术对实现计算机的网络安全也有着其特殊的意义，管理员可以利用计算机网络安全扫描技术对计算机进行扫描，及时的发现计算机中存在的漏洞并予以修复。
2.2合理配置系统的防火墙系统
计算机网络安全目标的实现是通过防火墙系统的合理配置来实现的。计算机防火墙系统的合理配置是计算机网络安全的重要的组成部分。其配置合理性直接关系到计算机的计算机网络安全检测技术安全性和有效性。由于计算机防火墙的配置是一项比较复杂的系统性工程，进行配置是需要考虑各个方面的因素。相关的从业人员在进行配置时因为防火墙的复杂性，常常会在配置上出现一些微小的错误，这些需哦唔的产生极可能成为计算机网络安全的隐患。计算机的防火墙系统在特定的情况下才能运行，当计算机的操作系统出现运行的异常时，防火系统安全扫描系统会对计算机进行扫描，判定其运行环境是否符合。
2.3系统安全扫描技术
在计算机网络安全检测技术的建设时，计算机系统安全扫描是其不可或缺的部分。在计算机系统安全扫描中将目标计算机的操作系统进行全方位的检测，将检测后的参数发送给系统的管理员，管理员通过对相关参数的分析，对系统中可能存在的漏洞进行修改。系统的安全扫描技术为计算机的操作系统的安全性和稳定性提供了保障。
3网络安全实时监控技术
计算机的网络安全监测技术对计算机的防护离不开对计算机运行的实时监控。计算机的实时监控技术是在网络正常的情况下对计算机进行网络流量的监控，在实时的监控中能够对计算机所受到的恶意攻击进行及时的处理，将有攻击企图的是举报进行过滤。在计算机网络的实时监控中将计算机的网卡设置成为广播的状态，在次状态下进行数据包的监控和分析。将可疑操作的特征码放入到计算机网络入侵特征库中进行比对，及时的发现入侵行为。
4计算机网络安全检测技术的现实意义
4.1对防火墙安全构架的补充
在时代的发展中，计算机的防火墙系统不足以承担起计算机的网络安全的重任。计算机网络安全监测技术是对防火墙系统的补充，二者协同作用，共同完成计算机网络安全的维护。在计算机的安全维护中，一旦恶意攻击活动避开了防火墙的监控，可能会对计算机的操作系统等软硬件造成危害。计算机网络安全监测技术在计算机的运行中国能够及时的发现计算机的网络弱点，并对这些弱点进行针对性的处理。二者的协同作用最大限度的保障了计算机运行的安全性和可靠性。
4.2实现有效的网络安全评估体系
计算机的网络安全监测技术的应用，为网络安全的评估机制提供了新的手段。在一些公司和事业单位进行内部网络的建设时，可以通过计算机网络安全监测系统对简称的内部网络监测系统进行检测，检测的数据提交给管理人员进行分析，对建成网络的安全性和可靠性进行评估，并根据评估的结果对网络系统存在的问题进行合理的整改。
5结语
在社会的进步和科技的发展之中，进入数字时代的人们利用计算机完成各项生产活动和科研活动，极大的解放了生产力，创造了极大的经济效益和社会效益。在数字时代的背景下人们对计算机的网络安全提出了新的要求，在计算机网络安全监测系统的建设时，相关的从业人员一定要结合计算机网络安全的实际情况对系统进行合理的设计。利用计算机网络检测技术的实时监测功能，发挥防火墙和计算机网络安全监测技术的协同作用，将计算机的安全工作落到实处。我相信通过相关从业人员的不断努力，我国计算机的网络安全工作一定会取得新的成就。
参考文献
[1]叶忠杰.计算机网络安全技术.科学出版社，2003.
[2]龙冬阳.网络安全技术及应用[M].华南理工大学出版社，2006.
计算机网络原理篇8
计算机病毒一般是一种人为编制的微型程序，主要是能够自我复制并运行的计算机程序，它会影响受感染电脑的正常运作，或破坏计算机的系统和数据。如今网络的普及加快了计算机病毒的泛滥，对社会产生了巨大的影响和破坏。因此现在不少国家和地区都有了相关的法律来打击病毒制作者，如罗马尼亚西一位计算机爱好者用十几分钟编写的“冲击波”病毒大约感染了好几千台计算机，按其国家的相关法律会被判十五年有期徒刑。还有我国的张勇就是用计算机病毒（木马病毒程序）获取了股票账户及密码，非法盗卖股票价值千万元以上，获利三十八万元人民币，被公安机关逮捕并被判无期徒刑。当今世界上大约有200多万有能力写较成熟电脑病毒的程序员。
上世纪六十年代初，美国的一些爱好计算机的青年研究人员，他们自己会编写一个小程序或代码，复制到对方的计算机中，小程序会给计算机制造一些麻烦，如能使计算机屏幕上出现异常情况，能销毁对方磁盘上的信息数据等，看看对方计算机水平怎么样，能不能及时发现并处理，人们认为这些小程序或代码就是早期计算机病毒的“雏形”。
目前在世界上已有成千上万种计算机病毒，每天有许多新的计算机病毒在产生，还有的在变种，各种病毒有着不同的特性，病毒有的感染在文件中，有的感染在系统引导区中，很难被发现和归类，当然大多数病毒并不会对我们的计算机构成较严重影响，但有少数病毒很危险，绝不能掉以轻心，一旦发作将会对你的计算机造成不可挽回的损失，这就要求我们采用正确的方法对病毒进行分类。
1）病毒按操作系统运行环境分成Ms-DOS、Windows、Linux、Windows NT和苹果OS等病毒，它们需要有适应的环境，也就是说它们只能生存和发作于对应的操作系统平台上。目前，计算机主要用Windows操作系统为主，最常见病毒也以Windows操作系统环境的病毒最为主。
2）病毒按传染方式分成引导型、文件型以及混合型3类。这是最常见的分类方式，引导型病毒主要是寄生在磁盘的引导区，当磁盘启动在引导型系统的过程中就侵入系统，驻留在内存中，等待时机传染和破坏，但它一般不对磁盘文件进行感染，如大麻病毒、小球病毒、“Girl”病毒等；文件型病毒传染磁盘中的命令文件（COM）和可执行文件（EXE），它常常寄生在正常程序文件，成为程序文件的一部分，很难被发现，如“CIH”病毒、“TXT”病毒等；混合型病毒有以上两种病毒的特点，因此这种病毒的破坏性更加大，传染的机会也就更多，如“Flip”病毒、“One-half”病毒。
3）病毒按连接方式分成源码型、入侵型以及操作系统型3类。源码型病毒感染高级语言的源程序，将代码插入到源程序中，连接生成直接带病毒的可执行程序；入侵型病毒是用自身替代程序中的部分，它只攻击某些特定程序，很难被发现，清除起来较困难；操作系统型用自身程序部分加入或替代操作系统的部分工作，有极大危害性，如大麻病毒、圆点病毒等。
4）现在还有很多病毒有其独特的特性而且无法按前面方式进行分类，如黑客木马软件、宏病毒和邮件病毒等我们把这些病毒叫做新型病毒。
目前计算机已是我们重要的工具，而且在里面还保存大量重要的信息数据，这些资料一旦被病毒破坏或丢失，而黑客木马病毒能盗走银行帐号、网游、QQ帐号密码等，都会严重影响正常工作和生活。1998年4月26日，台湾有一个叫陈盈豪的大学生编写的“CIH”病毒，可以被认为“计算机毒王”，全球六千万台计算机遭到破坏，短短一天之内，我国就有几十万台计算机被损坏，在全国因“CIH”病毒发作受到破坏的计算机达36万台，主板受损比例为15%，直接经济损失达0.8亿元人民币，间接经济损失更是超过10亿元人民币，“CIH”病毒在全球造成的损失估计是10亿美元。 2000年4月26日，“CIH”病毒再度爆发，全球损失超过10亿美元，这一天，仅我国北京就有超过6000台计算机遭到“CIH”病毒破坏。随着互联网的普及，我们常常需要通过互联网浏览网页查阅资料，但现在有很多带有恶意代码病毒的网页，能修改计算机的浏览器主页，有的能修改操作系统的注册表，还有的病毒感染后能关掉杀病毒软件，现在病毒由过去的被动感染方式变到成了主动感染方式。2000年的“爱虫”病毒在全球的损失估计达100亿美元。 “2003蠕虫王”病毒发作5天后，全球感染计算机超过100万台，因此造成的直接经济损失达到12亿美元。 2003年的冲击波病毒爆发，给全球互联网带来直接损失几十亿美元，超过“蠕虫王”。 2004年的“SCO炸弹”病毒全球爆发，当时造成的经济损失达到261亿美元。
可见，有些恶性的计算机病毒对计算机危害非常大，我们要尽量减少病毒对计算机的感染，在使用计算机的过程中就能减少病毒的危害，做好以下几方面可以有效防止病毒。
1）计算机上要安装杀病毒软件实时监控我们的计算机。杀毒软件一般都有实时监控、扫描检测计算机病毒和清除计算机病毒、计算机蠕虫和特洛伊木马程序，自动更新病毒库等功能，有的还附加损害恢复等功能，是电脑防御系统的重要组成。使用杀毒软件进行防杀病毒，最好使用正版的杀毒软年，是最简单和有效的选择，在安装了杀毒软件后，还要经常升级（正版杀毒会自动升级）并定期查杀计算机，始终将防病毒监控打开，可以有效地保障计算机的安全。杀毒软件有付费的也有免费的，功能都差不多，常用如瑞星、360杀毒、卡巴斯基、诺顿、avast金山毒霸、江民等
2）慎用网上下载资源，养成良好安全习惯。目前有很大一部分病毒（网络病毒）都是通过网络传播的，随着互联网的普及，用户在上网时特别要注意，对于电子邮箱中一些来历不明来历的邮件及附件，最好直接删除，或者先下载再经杀毒处理后再打开，不要上一些陌生的网站，也不要上一些不良和不文明的网页，下载软件时尽量选择一些大型专业的网站或评价较好的网站，下载下来的软件未经杀毒处理都不要去使用等等。
3）经常性升级计算机操作系统的补丁。现在的网络病毒大多是通过计算机操作系统的漏洞威胁计算机安全，这就需我们定期为计算机下载最新的安全补丁。
4）关闭系统中多余的服务，如Telnet、FTP客户端和Web服务器，这些服务对一般的用户是不会用到的，关闭了这些服务，能大大减少被攻击的可能性。
5）使用复杂密码，保护个人隐私。现在的网络病毒能猜测密码，因此简单的密码虽然容易记忆，但也很容易被病毒猜测到，所以选择使用复杂而又较长的密码，计算机的安全性就能大大提高了。
6）发现病毒立即处理，隔离病毒的传染源。当计算机发现病毒时，立即中断网络，用相应的杀毒软件进行有效查杀病毒，同时查杀与这台计算机接触过的存储设备，阻止这台计算机被感染更多的病毒，甚至感染给网络中的其他计算机。
7）打开防火墙、实时防护。安装个人防火墙，防火墙和系统一起启动，可有效防止黑客（Hacker）进入到你的计算机进行偷取资料、盗窃密码或置入后门程序等。
防火墙最基本的功能就是隔离网络，通过将网络划分成不同的区域，制定出不同区域之间的访问控制策略来控制不同信任程度的区域之间传送的信息数据流，即在计算机内部网与外部网之间构造安全屏障、专用网与公共网之间的构成安全屏障，如：互联网是不可信任的区域，而内部网络是高度信任的区域，防火墙可以避免一些安全策略在不可信任区域中通信，能控制信息基本的任务在不同信任的区域的访问，提供访问控制策略在不同的信任区域通过安全政策的运行和连通性模型之间根据最少特权原则。如：我们知道Windows 的网上邻居的TCP/IP Port 135_139就是一个很好的例子，局域网用户使用共享文件夹，如果没有使用防火墙的话，那么这个共享的文件夹不但能被内部网络的人浏览，还能被Internet上的任何人浏览，就会发生信息外泄到互联网，这是极不安全的。
虽然计算机病毒的种类繁多，发展迅速，形式多样，危害极大，只要我们增强对计算机病毒的了解，掌握其特性，采取有效的防杀措施，对重要的数据定期备份，随时注意计算机的运行过程中异常情况，即使发现病毒不要慌忙及时处理，计算机病毒还是可防可治的，能保证计算机的信息安全。
参考文献：
计算机网络原理篇9
探究式教学是结合素质教育要求实行的一种注重培养学生开拓创新，主动学习和动手能力等综合素质的开放、系统的教学过程。倡导学生主动参与的探究式学习是要积极体现教学内容与教学方法的探究性，既注重学生学习的自主性与创新性，又有明确的规范性与指导性;既突出课程的开放性与实践性，又强调知识与能力的结合。探究式教学在我国尚处于探索阶段(1)，这就特别需要我们教师首先要转变观念、积极尝试、努力创设利于开展探究式教与学的情境和条件，引导学生进行探究学习。
2 面向《计算机网络原理》的探究式教学模式
探究式教学模式设计旨在转变 “以教师为中心”的传统教学结构及培养模式，将教师的主动性与学生的积极性充分调动起来，以激发兴趣、促进思辨、拓展知识为教学目的，以启发、阅读与实验、讨论与交流为主要方式，积极强化学生的课内外参与程度，培育学生的科学态度，提升学生思考问题、解决问题的能力。培养学生终身学习的态度、能力和创新精神。
从理论上讲，探究式课堂教学是以探究为基本特征的一种全新的教学活动形式，由于它顺应了学生的心理需求，因此具有明显的科学性、实用性和高效性的特征。但是，在实际的课堂教学中如何避免让“探究式”学习成为一种形式，也就是如何使“探究式”教学的内涵真正落实，切实提高教学的效能是我们教学模式设计的目标，这就需要我们教学实践中根据讲授课程的特点和培养对象的情况进行教学模式和过程的设计。 由于计算机网络的复杂性，传统的讲授网络课程内容的定式是按分层体系结构自底向上进行，近年来国内、外一些同仁也开始以网络系统的观点或网络分层体系结构自顶向下的方式进行网络课程的教学。
2.1 学习者围绕科学性问题展开探究活动： 问题要与学生必学的科学概念相联系，并且能够引发他们进行实验研究，导致收集数据和利用数据对科学现象做出解释的活动。在课堂上，一个有难度但又让人能尝到果实、足以引发探究的问题，能激发学生的求知欲望，并能引出另一些问题;
2.2 学习者获取可以帮助他们解释和评价科学性问题的证据： 在课堂探究活动中，学生也需要运用证据对科学现象做出解释;
2.3 学习者要根据事实证据形成解释，对科学性问题做出回答： 科学解释借助于推理提出现象或结果产生的原因，并在证据和逻辑论证的基础上建立各种各样的联系。解释是将所观察到的与已有知识联系起来学习新知识的方法。因此，解释要超越现有知识，提出新的见解。对于科学界，这意味着知识的增长;对于学生，这意味着对现有理解的更新。两种情况的结果都能产生新的认识。
2.4 学习者通过比较其他可能的解释，特别是那些体现出科学性理解的解释，来评价他们自己的解释： 评价解释，并且对解释进行修正，甚至是抛弃，是科学探究有别于其他探究形式及其解释的一个特征， 核查不同的解释就要学生参与讨论，比较各自的结果，或者与教师、教材提供的结论相比较以检查学生自己提出的结论是否正确。
2.5 学习者要交流和论证他们所提出的解释：使别的学生有机会就这些解释提出疑问、审查证据、或者就相同的观察提出不同的解释。学生间相互讨论各自对问题的解释，有助于学生将实验证据、已有的科学知识和他们所提出的解释这三者之间更紧密地联系起来。
《计算机网络原理》课程的教学目标要求着眼原理，重点使学生掌握本领域的重要的基础理论知识和协议基本原理。要针对各个教学内容单元组织起在问题、证据、解释、评价和交流五个方面都具有高度探究性的活动是不容易的，在大多数情况下，切实可行而且效果良好的方法是教师设置问题情境，并通过引导优化和集中学生的问题，使得后续的探究习有明确的目标和内容，这样的教学过程也可以培养学生提出问题的意识和能力。根据理论知识特点，采取针对性教学，计算机网络基础理论的系统性和逻辑性强，概念较多，因此在授课过程中对一些重点内容，首先介绍该知识点产生或应用需求的背景和相关基本概念，然后提出问题(如果问题较复杂，可以分解成几个问题)，引导同学寻求解决问题的方案或算法，组织同学进行答辩、讨论，最后进行点评并强调重要知识点，举一反三，使学生能够充分理解并熟练掌握所学知识。针对一些难点内容，学生已有的知识水平或客观条件所限，进行直接问题答案的探索有较大困难时，可以借助网络侦听、数据包捕获软件和模拟仿真软件等进行“证据”的体验，然后引导学生进行解释。只要学生真正深入到探究知识的过程，他们就会提出这样那样的问题。实际上，真正的学生探究活动整个地就是由问题引导的，学生提出问题能力的培养可以贯穿于学习活动的始终。
3 基于问题驱动的探究式教学实践
探究式学习有时也被人们称为“问题导向式”的学习，探究式学习的过程式围绕“问题”为核心而展开的。教师首先要精心设计问题和情境，引导并组织学生选择和确定他们感兴趣的研究专题，去发现问题和提出问题，这些问题大部分是课堂内教材内容或其拓展延伸，也可以是对校园网络使用中一些现象的探究(学生很感兴趣);可以是理论的，也可以是实践操作的;问题是学生学习的重要载体，学生在解决问题的过程中会涉及多种知识，这些知识的选择、积累和运用完全以问题为中心，呈现横向的、相互交叉的状态，显然，“问题”在探究式学习中的重要性主要体现在它是否适合于学生：
3.1 在问题的设计上要注意循序渐进，例如，在讲可靠数据传输原理时，首先考虑在单工理想信道下，发送方可以无限制地发送数据，而收方可以无限制地接受的情况下，如何实现数据传输?再考虑如果信道不是理想信道，它有可能出错，那么该如何检错或纠错呢?然后考虑如果收方速度小于发方接受的速度时，会出现哪些问题?怎样解决?这样就自然过渡到可靠数据传输的协议。
3.2 作为教学过程，探究学习要面向全体学生，并关照个别差异，这就需要我们，提出不同层次和难度系数探究问题和内容，尝试进行分层次的培养;
3.3 从时间和实验设备条件方面，保证学生们有时间去试验自己的新想法，在探究过程中要强调学生之间的合作与交流，并开展相互讨论，我们的实验室是全天开放的，在讨论环节，由于授课班人数较多，为保证效果通常都是分组进行讨论;
3.4 探究中教师首先要充分地倾听学生，了解探究中学生体验和理解，正确处理学生已有的个人知识和原始概念，引导学生积极反思，探究性学习更注重探究的过程，而不是探究的结果，了解这些过程也有利于教师设计“问题”。
计算机网络原理篇10
MOOC（massive open online courses）即“大规模开放在线课程”或“慕课”。2011年美国斯坦福大学Sebastian Thrtm教授开设的免费课程“人工智能导论”（introduction to artificial intelligence）吸引了190个国家16万学生网上注册学习，从而使得大学课程及课程资料通过网络免费开放，真正带来了大规模的在线课程学习。可汗学院（Kahn Academy）推出的在线视频课程涉及数学、历史、金融、物理、化学、生物、天文学、计算机科学等科目的内容，吸引了全世界数以千万的学习者注册学习。伴随着MOOC的发展，“nippedclassroom”即“翻转课堂”教学模式开始流行。所谓翻转课堂是指教师提供课程视频等教学资源，学生课前观看视频等教学资料完成课程知识学习，教师在课堂上组织学生对视频课程内容进行深入交流讨论并完成作业习题和答疑解惑的教学形态。这种教学模式颠覆了教师课堂讲授、学生课后作业的教学模式，将传统课堂中知识讲授放在课外完成，知识的内化吸收转移至课堂时间完成。
MOOC和翻转课堂是借助于互联网而产生的新兴教育模式，吸引了全球教育工作者和学习者的关注，大规模互动参与、开放共享教学资源的在线课程教育模式，给高校教育带来了冲击和挑战。基于MOOC理念，以山东省精品课程“计算机网络原理”建设和改革为契机，提升课程开发、教学设计和实施能力，促进“计算机网络原理”课程教学模式的改进，激发学生学习兴趣和主动探索性，培养学生创新能力，提高课程教学质量和教学效果。
2.MOOC和翻转课堂带来的教学模式改变
相比传统的教学模式，翻转课堂教学模式有如下3个方面的不同。师生角色的变化：教师不再是传统的课堂知识传授者，而是作为课堂的组织者，引导学生在课堂上进行交流讨论完成知识消化和吸收。学生从传统课堂上被动的听课者变成课堂交流讨论的主体。教师通过学生课堂交流讨论和习题解答的具体情况，进行课程重点难点知识再梳理或安排答疑解惑来组织课堂教学。②课程教学资源建设的不同：传统课程教学的主要资源是教材和课程课件，而翻转课堂教学的基础是课程教学视频、课程网站和相关课程辅助教学材料的建设。教师根据课程教学大纲和专业学生的具体情况录制教学视频用于学生课前学习，并为学生制作与教学视频相关的多媒体教学课件、习题测试和辅助教学资源。课堂时间的安排：翻转课堂教学模式是通过减少教师课堂教授时间，增加学生课堂参与讨论交流的时间，在课堂上通过学生之间、师生之间的交流与协作来完成教学任务。即将传统教学模式中教师课堂教授变为学生课前观看视频学习；教师通过精心设计课堂讨论内容和话题，让课堂时间真正最大化和有效化。
翻转课堂的教学理念来源于建构主义理论（constructivism）。建构主义理论强调教学应以学生为中心，教学建立在学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识的主动建构，学生在一定的情境中借助教师或同伴的帮助，利用必要的学习资料，主动学习获得知识。翻转课堂理念混合了教师重点讲解和建构主义学习，使教师成为学生身边的“指导者”而不是讲台上的“圣人”；学生可以灵活选择观看课程视频的时间和地点，激发其课前主动学习和课堂讨论积极性；增加课堂上学生和教师之间的互动和个性化交流时间，让学生得到个性化教育。这种翻转课堂的教学模式体现了“以学生为学习主体”的思想。结合传统教学中易于课程知识体系化和具体化的优势以及翻转教学易于增强学生创新性、主动性和个性化培养的优势，在“计算机网络原理”教学中融入MOOC理念和翻转课堂教学模式，确立“教师重点知识引导和学生自主学习”相结合的课程教学模式。
3“计算机网络原理”精品课程立体化建设
“计算机网络原理”是计算机类专业的核心必修课，是一门理论与实践并重、跨学科、知识面广的专业课程。课程教学中确立教师教学的主导地位和学生学习的主体地位，教师不再只是传统意义上的知识传授者，而是知识学习的指引者和引路人，给予学生更多自主学习和探索的空间，引导学生课前观看课程视频、课上进行小组讨论和协作探究、课后思考拓展。
“计算机网络原理”精品课程立体化建设包含：课程知识体系和教学课件优化调整、课程网站平台构建、微课教学设计、教学辅助系统开发等。通过“计算机网络原理”精品课程的立体化建设，可以有效保障学生做好课前预习、参与课堂交流讨论、增强课后实践反馈3个教学环节。
3.1课程知识体系优化调整
为适应计算机类学生的培养目标，“计算机网络原理”课程要求学生掌握计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法；掌握计算机网络的体系结构和典型网络协议；了解典型网络设备的组成和特点，理解典型网络设备的工作原理；能够运用计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法进行网络系统的分析、设计和应用。以谢希仁的《计算机网络（第六版）》作为教材，基于传统教学与翻转课堂教学相结合的理念，重新梳理课程知识体系。按照计算机网络层次参考模型学习各层的功能、原理、算法和协议，围绕网络各层协议数据封装和各层典型设备组成结构原理这两条主线对课程核心知识点进行组织，确立传统教学与翻转课堂教学知识点比例大致为3：2，课程核心教学知识点划分如表1所示。在教学内容组织方面，强调计算机网络原理是根本，Intemet技术是实例。
3.2课程网站平台建设
课程平台建设是精品课程建设的主要内容。“计算机网络原理”精品课程网站提供了课程主讲教师介绍、课程描述、教学大纲、授课教案、多媒体课件、主讲教师教学录像、实验指导、作业解答、课程参考资料、常见问题解答、研究型教学文档等教学资源，并链接课程检测习题供学生自我测试。主讲教师课程视频（如图1所示）是保障学生课前预习、参与课堂讨论交流的基础。学生通过课程平台可以下载课程课件和参考资料，在线观看教学视频，开展网上讨论，课后通过课程网站平台提交作业或学结报告。
3.3微课教学设计
针对课程的难点和重点设计微课教学案例（包含背景、教学目标、教学内容、教学方法、教学总结等），录制微课，便于学生利用碎片时间通过微课学习巩固课程的重点难点内容。
广域网分组转发机制的微课教学案例设计如表2所示。
3.4课程教学辅助系统
掌握计算机网络分层参考模型的各层功能、协议和算法，是学好计算机网络原理课程的关键。由于网络原理协议众多且抽象难懂，设计一个简单实用、直观形象、交互性好的课程教学辅助系统可以帮助学生直观地学习课程内容。利用Authorwarer的交互图标、计算图标和编程接口，通过程序片段的有效嵌入，可以模拟仿真网络原理和协议的复杂工作过程。基于Authorware开发设计了3个功能模块：①课程学习模块用于满足课程学习任务；②习题检测模块用于检测学生对知识点的掌握；③课堂助手模块提供学生考勤、教学公告、轻松驿站等辅助信息。
课程学习模块设计实现了3种信息交换、数据链路层停止等待协议、网络层带有子网划分的分组转发过程、地址解析协议ARP、传输层三次握手的连接过程、应用层STP生成树协议、DHCP动态主机配置协议等计算机网络的典型网络协议和过程原理。使用子网掩码的分组转发模拟过程如图4所示嘲，当用户手动输入主机H1（IP地址为128.30.33.13）要发送分组的目的IP地址为128.30.36.62后，可以仿真模拟分组数据的转发过程，使学生更加直观地掌握分组转发过程的工作原理。
计算机网络原理篇11
一、“教学做一体化”教学模式的内涵
“一体化”教学模式，是为了在单元教学时间融合课堂教学、动手实操和模拟实验于一体。《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》（教高【2006】16号）文件精神指出：改革，融“教、学、做”为一体，强化学生能力的培养。
“教学做一体化”是教学方法和手段的改革，是以培养面向生产、建设、服务和管理第一线高技能人才为目标为指导思想、培养为重点是以增强学生实践动手能力和综合运用知识能力，核心是以合理精简整合、优化教学内容，集知识、技能和态度于一体，多种教学方法和教学手段综合运用，不断提高教学质量。
“教学做一体化”教学模式是以人才培养目标为方向，以实践性技能教学为基础，以培养职业能力为核心的教学过程，使理论教学和实践教学相结合，突出“以学员为主体，以能力为本位”的教育特点，培养学生的实际动手能力，从而提高教学效果，激发学员学习积极性和创造性，是高效的职业教育课程教学模式。
二、《计算机网络原理与设备》课程的特点
《计算机网络原理与设备》是学院计算机专业的一门专业基础主干课程，同时也是一门必修考试课程。通过学习，能使学员了解计算机网络的发展史、网络搭建流程等基本知识，理解网络层级结构、网络协议、网络安全基本原理，形成中小型网络建设规划、设备配置使用、安全管理的专业基础能力，为后续任职岗位课程学习奠定网络理论与技能基础。
该课程涉及的概念术语较多，理论性较强且抽象，在教学改革的驱动下，课程设置中坚持以“必须、够用”为原则，紧贴后续任职岗位课程需求和士官学员认知规律，同时保持内容的系统性、先进性。以网络搭建任务为牵引，以学习计算机网络原理为主线，突出基本概念、基本结构、基本原理与基本应用。
三、“教学做一体化”教学模式在《计算机网络原理与设备》教学中的应用
为了更好地培养部队需要的士官人才，根据职业教育及部队需求，在教学改革思想的指导下，落实学院提升教学质量工程精神，坚持理论讲授与实作训练相结合，通过实作训练使学员感知现象、理解原理、形成基本技能。
（一）改革教学内容
整合优化教学内容，计算机网络原理与设备课程内容较为抽象、复杂。根据“理论够用，重视实践”的教学理论，将课程内容整合为四大模块：局域网搭建、网络互联、广域网传输、网络安全管理。按照网络体系结构的层次逻辑性，由浅入深，循序渐进地构建教学内容体系，每个模块由若干个任务组成，以任务引领的方式展开。为了更好地开展“教学做一体化”教学模式，课程各部分内容均包含理论知识学习与实践操作训练，用于验证原理和形成基础技能。
（二）改革教学手段
在《计算机网络原理与设备》教学中，依据人才培养目标，教学准备中，充分了解学员基本情况，准备教学设施器材，备课，撰写教学设计；课堂教学中以具体的任务实现为牵引，按照任务提出任务分析任务规划总结讲评的流程，采用“教学做一体化”模式组织教学，贯彻启发式教学思想，充分运用网络、多媒体等现代教学手段、加强教学的形象性和直观性，激发学员学习兴趣，促进教学互动，提高学习效果。
（三）改革考核方式
在以前的教学实践中，该课程成绩的评定由两部分组成：理论成绩（90%）和平时成绩（10%），试卷以理论知识的考核为主。实施“教学做一体化”后，该课程的评定由理论考试成绩（占60%）、技能考核成绩（占30%）和过程考核成绩（占10%）3部分组成。理论考核采用试卷库组卷，闭卷考试，由机关统一组织实施；技能考核采取项目抽考与平时实做训练考核相结合的方式进行，由任课教员组织实施；过程考核主要从考勤、作业、课堂表现等方面进行评价。
四、结束语
“教学做一体化”的教学模式是一种思路、一种改革，在将其应用到教学中之前必须仔细研究该课程的具体特点，制定好实施方案。通过对《计算机网络原理与设备》课程的教学内容、授课方式以及考核环节的改革，既巩固了学员所学的基本原理，又推动其由学习知识向应用知识的方向转化，提高了课堂教学质量，进一步深化了基于任职能力的教学改革。
计算机网络原理篇12
计算机系统类课程在信息类专业教学过程中具有举足轻重的作用，尤其是系统类课程中的计算机组成原理课程的实验教学过程对于学生系统观念的形成具有无可替代的地位。计算机组成原理是非常重要的计算机系统类核心课程，其在工科的计算机系统性学习占有举足轻重的作用。目前，计算机组成原理的实验课程已不仅仅是理论课程的补充或附属，而是作为一个重要的环节和关键组成部分越来越受重视。社会及信息技术的发展要求高校培养的人才不仅掌握扎实的理解知识，还要有很强的实践动手能力及创新能力。
对于计算机组成原理课程来说，传统在实验室的实验课程已不能满足现有需求，需要新型实验课程教学平台来满足课程的需求。因此，计算机组成原理的实验教学改革是目前各高校面临的一项重要任务。目前，虽然在实验室的实验教学可以激发学生实验兴趣和创新能力，但是实验设备的紧缺与实验室开放时段的限制，使得学生的实际动手设计与操作时间大大缩短，不能满足学生学习的需求。
目前以MOOC课程为代表的网络教学在给传统教学模式带来了极大挑战的同时，却给学生们的学习带来了极大的便利，使他们足不出户就可以学习到最好的教师讲授的最好的课程。正是由于MOOC课程带来的冲击，目前基于网络技术来展开教学的研究开始出现在教学改革与研究领域，但是目前所进行的网络教学改革主要针对文化课程，鲜有针对实验课程的尝试。而计算机系统类课程的建设应采取网络在线实验系统平台代替实际实验平台，将为学生提供可以远程在线设计实验的计算机系统类在线实验课程平台，使得学生可以在线完成课程实验的综合设计与仿真。打破由于实验设备的紧缺与实验室开放时段的限制，使得学生的实际动手设计与操作时间大大缩短，不能满足学生学习需求的限制。因此，开展网络在线实验系统平台建设对提高当前形势下本科生的质量极为重要。
但是目前鲜有研究涉及该领域，作者认为：在课程建设过程中，需要重视教学方式方法的改革以及网络技术的应用和网络资源平台的建设。但是目前教学体系与模式存在以下问题，具体包括：①教学资源不完整。在有限课时情况下，要实现教师少讲精讲，又要完成教学内容，尤其是实验方面要求教师和学生用较少的课时完成必修的实验，且要求学生能够理解掌握，就必须提供足够的基础教学资源，以满足学生课外自主学习的需要。限于技术原因，目前，有一些基础教学资源仍不能在课程网站上实现共享。②缺乏沟通与互动平台。知识的学习是通过“教”与“学”来完成，目前高校的授课模式注定了学生与教师的交流大多集中在课堂上，而课时的限制使得教师根本无法对学生的疑问进行一一的解答。这造成学生在课外自主学习时，尤其是硬件实验设计，学生在线进行实验仿真，遇到疑难知识点，无法及时与教师沟通。而目前学校使用的网络教学平台无法实现在线答疑和讨论，师生之间的课外互动需要依靠QQ群、短信、飞信等公共网络通讯平台进行，给师生之间和学生之间实时快捷的深度互动带来诸多不便。③缺少自测和实验验证平台。虽然现有课程资源中有一些实验设计例程，但尚缺乏对学生进行手把手进行实验设计的教学视频及对学生所学知识点掌握情况的测试例程，不便于师生对学生自主学习的效果进行即时评价；同时，对于一些大型课程作业，目前也缺乏师生间和学生间交流讨论以及作业提交和评价的平台。④缺少远程实验平台。目前缺少可以供学生远程实验的实验平台，学生只能依靠实验课有限的课时动手完成实验，没有可靠的远程平台供课前的预习，及课后的复习理解。对于计算机系统类课程，学生仅靠实验课的有限时间无法提高动手实践能力。因此，对于计算机系统类课程来说，亟需开发出可以供学生远程体验实验课程的平台。⑤无法管理与监督。现有课程网站只是实现了课程资源的网络化，并不能实现课程教学的网络化，即学生只是从课程网站上获取一些基本课程资源，如课件、教学录像等，但教师却无法跟踪和管理学生课外学习的情况，教师对每位学生课外自主学习的时间和效果缺乏考核评价方法。目前，教师对学生自主学习的情况只能根据课外作业、课堂提问和课堂讨论时学生的表现加以评价，未能真正实现对学生学习过程的跟踪与考察。
综上所述，为满足学生自主学习的需要，亟需建立一种基于网络的在线实验平台，可以综合提供并收集各种教学资源（收集功能来自于学生们提交的各种大型课程作业），满足师生之间和学生之间深度互动和讨论答疑的需要，记录和统计学生自主学习情况和规律，并满足学生对知识点掌握情况的自测和测试，以及大型作业的讨论和提交。具体研究实施思路为：①现有教学资源在网络教学综合平台上的合理汇交。拥有现成的教学资源和已经建设的网络教学平台，并不是说简单地将前者上传到平台上就能构建适合本课程的网络教学综合平台。因此，在收集并上传现有教学资源的基础上，根据本课程的特点，进行二者之间的兼容与适应性的调整是需要研究的主要内容。②设计与建设系统设计在线平台。利用现有网络信息平台，建成可供学生远程实验的在线平台。该计算机系统类在线实验平台需要提供典型的演示实验供学生观摩学习，系统可提供平台使用帮助说明，实验结果需要能及时反馈供学生分析设计。③进一步完善课程资源。对知识点和重点、难点进行梳理，根据需要设计出三大类题目，构建课程设计例程库。第一类主要用于学生自测，设计为较简单的设计例程，方便学生对在线平台的熟悉，考查学生对单一知识点的复习与掌握；第二类题目用于考查学生综合分析利用知识的能力，包括方案设计及综合分析型实验；第三类是大型作业和课程综合实验，分别实现简化的CPU与编译器，目的是培养和考查学生利用所学知识分析问题、解决问题的能力以及分工协作的团队意识。④构建在线自测、设计提交和评价平台。对于以上各类知识点，将题目与答案分别存入计算机系统类在线实验平台。第一类知识点学生在完成题目后可进行自主学习的自我评价，并据此安排学习进度。如可能，在自测系统中，将设计类似目前大多网络游戏中普遍采用的“冲关”模式，即以自测结果反馈控制学生是否可以进入下一环节的学习，以增加自主学习过程的乐趣；对于第二类题目，该平台将提供学生在线提交和教师在线批改功能，同时对学生完成情况具有统计记录和分析功能；对于第三类题目，平台将提供分组、组内讨论以及师生间交流讨论功能。⑤构建在线答疑与互动平台，实现师生间和学生间的深度互动。主要包括三个方面：一是师生可以针对某一问题，在线展开答疑与讨论，这一点可以基于校园网络教学综合平台实现，教师组成员负责答疑；二是可以找专门负责人员将对答疑问题进行统计和分析，反馈指导实验教学重难点的梳理以及例程库等教学资源的建设和完善；三是利用互动平台，提高学生对课程设计网络综合平台建设的参与度。一个有效的网络平台课程资源共享与利用机制需要教师和学生的完美结合和彼此间深度互动，因此，我们将利用互动平台，调查学生自主学习过程中的需求，并使他们成为平台质量评价的最直接、最有力的监督者。⑥构建管理与跟踪统计平台，监督指导学生自主学习。构建出的“计算机系统类在线实验平台”，可以利用学校现有的“江南大学网络教学综合平台”课程登录与管理的功能，统计学生在线学习次数、时间等基本信息，统计人员可重点关注这些统计数据以及学生参加答疑与互动讨论的情况与其课程学习效果及自主学习能力培养之间的关联性，以期总结出培养学生自主学习能力的一些基本方法和规律。
通过以上改革，可以实现学生自主学习所需要的教学资源以及学生自主学习管理评价的网络化，构建师生交流互动平台，从而重构实验学习流程（教师课堂传递信息+学生实验课前利用平台仿真学生课前获取、吸收、消化信息+教师实验课堂互动讨论），转变实验教学模式（教师课堂传授知识为主学生课外获取知识为主），革新实验教学理念（以教师为中心以学生为中心），转换师生角色（教师：主演导演；学生：配角主角），深化课程建设的内涵，进一步提高教学质量，培养具有自主学习和持续学习能力的高素质人才。
参考文献：
[1]肖娟，张雯雾，王嵩，等.虚拟实验系统在计算机组成原理实验教学改革中的应用[J].计算机教育，2014，（14）：33-36.
计算机网络原理篇13
作者简介：刘鹏，男，讲师，硕士，研究方向为计算机网络、传感器网络、无线电定位技术。
大学教育带给学生最宝贵的财富并不完全是课堂上学到的知识，更多的是一种思维方法[1-3]。科学思维是一种建立在事实和逻辑基础上的理性思考，是人类获得知识、发现知识的基本思维方法，也是人类创造新技术、新发明的基本思维方法。每一项重要的科学发现和技术突破，无不闪烁着科学思维的光芒。在课程教学中，教师如果只着眼于知识点，忽视这些结论是如何产生的，关键的突破是如何取得的，学生就无法了解科学家和工程技术人员极富思想性和创造性的思维方法，而思维方法正是学生可持续发展的主要因素之一。另一方面，缺乏对知识发现过程的感悟，也导致学生主体意识和参与意识淡漠，难以体会到学习的乐趣。因此，通过教学设计，恰当地把讲授具体课程内容与训练科学思维能力结合起来，是必要的、有益的。通过引导学生探求知识发现的过程和规律，可以达到“开发智力、培养能力、提高素质”的教学目标。这也应该成为高等学校专业课程教学改革的一个重要方面[4-5]。
计算机网络(原理)是信息类专业的必修课，其中有大量鲜活的反映科学思维特点和规律的案例。受教育部专项研究课题“科学思维、科学方法在高等学校教学创新中的应用与实践”的资助[6]，我们依托计算机网络原理课程进行了探索，研究的问题如
下：1)如何在课程教学中贯穿对学生的科学思维和科学方法的训练；2)如何激发学生的学习热情和求知欲望；3)在专业课程中进行科学思维训练，在理论和实践上还面临哪些挑战。
1教学方法改革――科学思维训练的基础
要在授课中达到既传授专业知识又训练科学思维能力的双重目标，首先要从教学方法改革入手，改变传统教学中教师“一言堂”、“满堂灌”的现象，真正把课堂还给学生。我们采用了研讨式教学方法[7-8]，将教师从知识传授者转变为学习引导者，注重调动学生的学习潜能，鼓励他们开动脑筋、积极思考。课前，教师提出问题，让学生猜想，提出自己的解决方案并形成发言稿或PPT。课内，师生之间展开讨论，梳理、归纳和总结学生提出的方案，去除其中不合理、不完善的细节，提炼出共同的原理和方法。随后，在实践环节，让学生用实验来验证这些原理和方法。最后，教师根据学生的学习效果布置阅读材料和思考题，将师生互动和研讨延续到课后。实践表明，这种教学方法能给学生带来很强的现场感，激发了学生的主体意识，课堂参与度和学习主动性都有比较显著的提升。
2教学内容优化――科学思维训练的载体
脱离了具体的教学内容，任何教学方法的改革都是空洞的。思维能力的训练也必须与教学内容紧密结合。对课程中的每个知识点，如果都按照研讨式的教学方法来组织教学，教师和学生都要投入巨大的精力；再加上课时有限，这种做法的可操作性不强。因此，优化教学内容就显得尤为重要。
选择哪些课程内容进行科学思维方法的训练，要根据知识点所反映的技术特征而定。我们主要考虑两方面的因素：一是要能够比较好地体现科学思维的规律和特征；二是要具有很强的辐射作用，达到以点带面、提升整体教学质量的效果。其他教学内容仍以理论讲授为主，教师在课堂上有意识地增加提问环节，启发学生进行思考。
网络协议是计算机网络的灵魂，也是课程内容的主线。协议的设计体现了很多重要的工程思想，协议的分析融合了多种典型的数学建模方法，协议的演进反映了最新的网络技术发展趋势。因此，让学生参与协议设计、分析、验证、优化的整个过程，对于训练他们的科学思维方法是大有裨益的。我们对计算机网络课程的知识体系进行了梳理，根据网络协议分层原理，从每个层次中精选一种协议，按照研讨式方法组织教学，着重加强科学思维方法的训练，如图1所示。图中的每个教学内容分别集中反映了工程设计的不同思想和方法，让学生理解和掌握这些思想、方法，正是科学思维训练的主要目标。此外，这些协议至今仍在不断演化和更新，很好地体现了科学思维的发展性这一本质属性。
图1集中体现科学思维训练的教学内容
图2以“路由选择协议”为例，说明了它对“网络层协议”一章中其他教学内容的辐射和带动作用。其中，网络层编址、选路算法和因特网选路协议都是本章的重点教学内容。
图2进行科学思维训练的教学内容与知识点之间的关系(以网络层为例)
从教学实践的效果看，学生对我们选择的内容很感兴趣，在他们提出的方案中，也能看到很多科学思维方法的灵活运用，例如类比、联想、直觉等。这说明，这些教学内容适合于采用科学思维训练的教学模式授课，起到了培养学生思维能力的作用。
3教学实施环节――科学思维训练的途径
科学思维是人类的高级思维活动之一，进行科学思维训练不能急于求成，要逐步渗透，通过环环相扣、层层递进的教学过程，让学生逐渐领会科学思维的真谛。我们受一般科学发现模式的启发，将教学活动向课前、课后延伸，按照“课前猜想、课堂研讨、实验验证、课后思考”四个步骤组织教学，带领学生探寻知识的发现过程和技术的发展过程，将科学思维的训练贯穿到整个教学过程中。图3给出了这四个环节的内涵和相互衔接关系。
图3基于科学思维训练的教学实施环节
3.1课前预习：问题驱动的小组讨论
只有在认知主体对认知对象有比较全面的了解，并且进行了较为深入的思考之后，科学思维才能形成。在教学活动中进行科学思维训练，不能只让学生在课堂上“拍脑袋”，而要让他们经过充分的预习之后，带着“有准备的头脑”参与课堂研讨，这样才能在教学中激活思维，提升思维训练的水平。
在预习环节，教师要依据教学内容设计问题，让学生思考并解答这些问题。设计问题时，教师要把握好以下3个方面：
1) 提示性。在预习阶段，学生的思维形式以直观思维和类比思维为主。教师要给出一定的提示信息，让学生能够将问题与自身的生活经验、已经学习或正在学习的课程知识联系起来，引起学生探究的兴趣。
2) 层次性。问题要有一定的层次，让主动性强的学生能够深入思考，而不是停留在直观层面。
3) 开放性。问题有一定的开放度，鼓励学生破除思考中的条条框框，有助于培养创新思维能力。
此外，为提高预习环节的效果，我们采取了学生分组的组织方式。每3～5名学生组成一个研讨小组，相互交流、讨论，以分工协作的方式完成上网收集资料、准备课堂发言等任务。每名学生轮流担当组长，在课前向教师简要汇报小组讨论的结果，并根据教师的意见加以改进。教师从中挑选出3～4个优秀小组，在课堂上集中报告预习成果。
3.2课堂环节：平等对话的师生研讨
课堂教学是开展研讨式教学、进行科学思维方法训练的主要环节。教师只有把课堂还给学生，激励他们积极思考和表达自己的观点，才能在探求知识的过程中培养他们的思维能力。我们在教师与学生之间、学生与学生之间进行平等对话，注重培养学生的批判性思维能力。
批判性思维泛指人对某一事物与现象的利弊、真伪的剖析和评断，即通过对认知对象的分析、质疑和论证，形成独立、异同和正确的见解[9]。批判性思维是科学思维的一个重要方面，但学生很容易将教材或教师看做学术权威而难以提出批判。在课堂教学中，我们将学生推向前台，让他们主持对预习问题的讨论，轮流担任发言者(小组)和提问者(小组)。后者质疑前者的方案，前者则为自己的观点辩护，每次辩论的获胜方能够获得加分奖励。在这个过程中，教师不直接进行评判，而是通过穿插提问或发言引导学生聚焦问题的本质，正确分析不同方案的优劣。同时，教师还要适时进行小结，提炼具体的技术方法中所体现的工程思想，提升学生科学思维的高度；或者引入恰当的模型，加深学生对问题的认识，训练学生的抽象思维能力。
3.3实验环节：实践导向的知识发现
培养学生的科学精神是进行科学思维训练的一个重要目标。科学精神的基本要义是尊重事实，任何思维结果必须经过实践检验才能得以确立。在课程教学中，实验环节是学生对所学知识进行验证的主要渠道，也是强化学生科学思维能力的关键环节。
在教学改革中，我们首先增加了实验课时并加大了计分比重，鼓励学生多到实验室做实验，让他们在实验中直观感受知识的实际运用，树立起相信科学、向往科学的态度。同时，设计了多个开放性的实验课题，只对实验目的和方法进行了粗线条勾勒，要求学生自主设计实验过程，扩展他们的思维空间。此外，我们还积极引导学生认识到实验验证只是科学思维的一个中间环节，而非终点，鼓励他们在验证现有原理和方法的同时努力发现问题或异常现象，开始新一轮的猜想和思维过程。
3.4课后环节：彰显个性的自主学习
课后环节是科学思维训练的收尾阶段，对于扩展科学思维训练的深度和广度有重要作用。人的思维活动是高度个性化的，认知能力也有较大差异。在课堂研讨环节，教师以大多数学生的认知能力为出发点，着眼于最重要、最基本的原理和方法，难以实现个性化教学。在课后环节中，我们积极倡导个性化的自主学习理念，通过选做实验和延伸阅读两种方式，让有余力的学生更为深入、细致的考察网络协议，了解最新的网络技术及其发展趋势。
为激发学生参与教学的热情，我们改革了课程考核方法，将学生在上述四个环节中的表现都纳入到评分体系中，并且加大平时成绩的比重。目前的计分规则如下：课堂与网络讨论占8%，预习占6%，实验占20%，作业占6%，理论(闭卷考试)占60%。
4教学条件建设――科学思维训练的保障
教学是一个闭合的反馈过程。要提升课程教学中科学思维训练的成效，教与学的反馈周期要尽可能短。尤其是在课后环节的自主学习中，教师需要根据学生的反馈及时给予点拨，带领学生在正确的方向上不断进取。学生思考得越深入，遇到的困难和问题就越多，教师的指导就愈发重要，这对于师生之间的互动和交流平台提出了很高的要求。
我们的主要做法是多管齐下，通过网络虚拟教室、电子邮件、FTP、教学微博等多种平台，在学生与教师之间建立起紧密的联系纽带。同时，我们还在探索建立一套与科学思维教学模式相适应的教学支撑平台。该平台能够将开展科学思维训练的各个教学环节固化，还能对课程教学实施全过程管理，帮助教师及时引导学生，按设计的流程开展学习活动，保证教学质量。
5总结与展望
目前，我院在计算机网络原理课程中开展的以科学思维训练为牵引的教学改革工作正在进行中，取得了初步成效。通过在课程教学的全过程中渗透科学思
维和方法的训练，激发学生的主体意识，鼓励他们积极参与教学活动。教学实践表明，这项改革举措受到了学生的欢迎，提高了他们的积极性和主动性，学生的思维能力和综合素质也有了一定的提升。
需要指出的是，在课程教学中进行科学思维和方法的训练是一种新的教学改革尝试，目前还处于起步和摸索阶段，很多问题需要研究和破解。例如，思维活动是抽象的、主观的，我们很难对训练的成效进行定量的、客观的评估。尤其在以考试和分数为主导的学习效果评价体制下，思维方法训练的成效更难以体现。此外，科学思维方法的训练是一个长期过程，不可能通过一两门课程的教学一蹴而就，课程教学的首要目标仍然是传授专业知识。脱离了这个目标，学生的专业基础打不牢，不能理解知识的本质和内涵，思维方法的训练就只能是海市蜃楼，无法取得实效。这一点在教学改革的过程中务必要牢牢把握。
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Teaching Reform for the Principles of Computer Network Featuring Scientific Thinking Training
LIU Peng, CHEN Ming, XIE Jun, CHEN Weiwei
