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计算机接口技术论文8篇

时间:2023-03-24 15:12:01

计算机接口技术论文

计算机接口技术论文篇1

关键词:PLC技术;计算机控制技术;机电专业

作者简介:李启光(1970-),男,江苏赣榆人,北京信息科技大学机电工程学院,副教授。(北京 100192)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)07-0105-02

计算机控制系统是以计算机为核心实现生产过程自动控制的系统。随着工业技术的发展和生产自动化程度的不断提高,计算机控制技术得到了越来越广泛的应用。“计算机控制技术”融合了计算机技术、自动控制理论和计算机通信技术,是新发展起来的理论性和实践性很强的一门交叉学科。它实际上包含着两部分内容:一是计算机控制理论基础,主要涉及离散控制基础理论;二是实现技术,主要包括通道接口技术、现场总线、人机界面等系统实现技术。课程涉及面很广、知识集成度高,是高等学校自动化、电气工程和机械电子工程等专业的一门重要的专业主干课程。[1-3]

一、“计算机控制技术”课程现状

“计算机控制技术”是一门跨学科专业课程,涵盖内容丰富,但由于各专业的要求不同,课程针对不同专业的侧重内容应有区别,这样才能达到各专业的培养目的。

目前多数高校选用课程教材内容主要是数字滤波、数字 PID、最少拍无差系统、Simth算法和达林算法、模糊控制、神经网络等内容,这部分是建立在一整套完整控制理论基础上的。[4]此外还包括接口技术、现场总线、人机界面等偏重于应用的内容。自动控制等专业培养目标侧重于设计计算机实现控制算法、编制适用于工业控制系统的硬件及接口设计、控制软件,选用此类编排内容的教材比较适用。而机械电子专业方向,机电专业以装备及其控制系统为主要研究对象,课程以了解与掌握计算机控制系统在装备控制中应用为其主要目的,选用此类教材不能体现专业侧重点。同时机电专业有自己的专业设置要求以及本专业特有的先修基础课程,与自控类专业有极大的不同,因此如何根据机电专业自身的专业特点确定理论教学内容及其深度,调整好计算机控制系统的理论及应用技术的关系,是目前机电专业“计算机控制技术”课程教学要解决的首要问题。

因此,在教学实践过程中,应以控制系统应用技术为基础,理论教学的内容和深度以应用内容的需求为标尺,使理论教学内容能够支撑且覆盖该课程涉及的主要技术,使理论教学的深度能与机电专业学生的实际水平及今后的就业需求相符合,同时还要与当前的技术发展水平和趋势相适应,具有一定的前瞻性。

二、机电专业“计算机控制技术”教学内容改革

1.机电特色的控制类课程教学体系调整

面向机电专业的“计算机控制技术”课程应从装备控制应用角度出发,密切结合装备自动化需求组织教学内容。

根据以上原则,在教学中提出将运动控制卡和工业PLC作为计算机控制技术理论与运用结合的载体。一方面在课程开始之前,需要保障学生已掌握先修部分专业应用技术知识,尤其考虑到工业PLC、运动控制器是机电专业常用、最典型控制应用系统,课程内容可与此结合,将工业PLC、运动控制器的应用作为教学案例使用。先修课程包括“电工电子学”、“机械控制工程”、“单片机原理”、“数控技术”、“PLC 原理与应用”等专业课程,其中鉴于“数控技术”课程目前涉及均为封闭式数控系统,因此在课堂上需要补充介绍机电控制中使用面广、开放式的运动控制器(卡)。

另一方面,课程以先修课程中所涉及的、与计算机相关的数字处理与控制技术为主要授课内容,重点介绍数字化后信号处理、数字控制理论及其实现,并通过各个理论教学环节与先修机电控制运用技术紧密结合,实现硬件和软件结合、控制原理和典型应用控制器结合,贯彻理论联系实际的方针,并将先修课程有关方面的知识有机集成在一个完整的机电控制系统内,使学生从整体上系统地掌握数字控制器的机电应用技术。

“计算机控制技术”强调理论、技术与实际应用相结合,理论与实践并重,综合性较强、强调应用,因此在课堂教学与课程实验的基础上,应增加机电综合实践环节,并鼓励学生参加其他开放实验以及科研项目,综合应用所学知识,巩固教学效果。项目选题从工程应用角度出发密切结合装备自动化实践。

2.机电专业特色的课程内容设定

在原有教学内容体系基础上,针对机电专业控制理论基础薄弱、专业需求有别的状况,对教学内容作一系列的重新规划及调整。强调教学内容紧密联系机电传动控制实际需求,优化知识结构、充实机电控制的实例,做到理论和实践运用的对应与相互关联。

对于机械电子专业,拟定的主要教学内容大致如下:

(1)输入/输出通道接口技术。这部分内容在“电工电子学”和“单片机原理”课程软硬件基础知识上,以单片机、PLC、运动控制卡上典型常用的接口硬件,如A/D、D/A、通讯口、触摸屏、开关量输入输出接口等为例子介绍工作原理、使用方法和技术细节问题。

通过与实际应用系统关联认知,学生对输入/输出通道接口设计及技术参数选取建立感性了解,使用中就可以通过查阅样本资料掌握其他类似通用硬件的使用。

计算机接口技术论文篇2

关键词:微机接口;教学应用;CAI;虚拟实验;Web

0 引言

微机接口技术课程作为高等院校计算机、信息电子类专业的主要专业基础课程之一,是一门集芯片技术与实践于一体的课程。学生普遍感到微机接口技术这门课难学、难懂、概念抽象、感性认识差。学生学习完了这门课程后,对于接口芯片工作原理和在计算机中的实际应用模糊不清,更谈不上创新设计。

目前,我校多个专业开设了“微机接口技术”方面的课程。本文以电子信息、教育技术专业的教学为背景,以提高学生的综合能力、加强素质教育为主线,结合课程自身的特点和技术发展趋势,从实际出发,提出了该课程建设的目标和主要内容,开发了网上课程辅助教学系统,并取得了一定的成效。

1 课程教学现状

计算机技术已经成为21世纪科技创新和新技术应用的重要基础,给我们的工作和生活带来巨大的变化。本课程的教学目的是:培养学生掌握计算机硬件和软件的基础知识、基本技术与基本应用能力。本课程的教学现状总结起来,主要存在以下几个方面的问题。

(1)教学内容的选择

从计算机应用的需要出发,需要较好地处理先进性和教学适用性的关系。当今计算机世界占有主导地位和绝对优势是Intel Pentium系列计算机,但讲授难度较大,因此多数教材以8086为主要背景机。如何既系统地介

绍计算机的硬件技术和应用基础,又反映了微处理器最新技术的发展,如现代微型计算机系统流行实用的硬、软件技术,以及64位微处理器及应用?如何既注重实用性,又兼顾先进性?

(2)理论教学和实验教学的结合

学习这门课要通过足够的实验操作和一定数量的综合设计性实验,才能加深理解和掌握该课程的基础理论和应用技术,初步具备计算机硬件技术的开发应用能力。理论教学主要在课堂上用电子教案分析讲解,实验通过程序设计或通过实验机完成。那么,理论分析如何与实验教学更好的结合起来,统一和完善学生的知识结构体系?

(3)验证性实验教学扼杀了学生的创新能力和创新欲望

目前高校中对于该门课程的实验都采用实验箱,对芯片功能进行验证性实验就算了,学生没有自主的创新环节。在课程设计阶段,老师把程序编写好,学生照着老师的步骤连接好各种线路,再把程序录入、调试运行,观察结果写出实验报告就行了,因此学生不能真正了解实际工程中硬件设计的全部内容,造成硬件设计很简单的错觉,最后导致所有学生的实验报告都是一个结论。学生做实验的效果不尽人意,主要体现在:由于受到经费的限制,提供的实验设备有限,学生因仪器数量不够而不能在规定时间内完成实验,不能满足学生的要求;由于微型计算机发展飞速,实验设备更新换代跟不上微型计算机发展的速度,导致实验内容陈旧且不全面;实验扩充接口形式固定,难于开展USB、LCD、IrDA等新型器件和总线的实验,限制了学生开展新型实验的发挥空间和创新能力的提高。

因此,积极地对微机接口技术课程进行教学改革,有效提高教学质量是当前该门课程的重要任务。该门

课程作为汇编语言、计算机组成原理课程的后继专业课程,是电子信息、教育技术专业学生有效提高专业技能和动手、创性能力的一门重要课程。要有效提高该门课程教学质量,培养学生的动手能力和创新能力,就必须在教学指导思想、教学实验内容和实验组织方法等方面进行一系列改革。下面就这几个方面进行详细探讨。

2 教学方法与教学手段

2.1 理论教学内容的更新

在该课程内容的设置上应体现出“基础性、系统性、实用性和一定的先进性”。为此,教学的主要指导思想之一,是更好地处理先进性和教学适用性的关系,既要尽量反映国内外计算机系统及其接口技术发展的最新水平与趋势,又要重视遵循教学规律,更好地体现“基础性、系统性、实用性和先进性”的统一;主要指导思想之二,是努力体现素质教育与创新教育的思想,注重理论与实践的结合,原理、技术与应用的结合,硬件与软件的结合,将大量科研经验和应用实例融会于基础知识说明中,以更好地支持案例教学,培养和开发学生的创新思维和分析解决实际问题的能力;主要指导思想之三,是紧紧抓住非计算机专业人员学习计算机的目的是为了应用这一特点,坚持“淡内强外”的原则,即无论对微型计算机还是各种芯片、外部设备,都应适当淡化内部原理,而强化外部接口及应用,根据应用需要选择可编程接口芯片的工作方式和编写接口应用程序。

2.2 课堂教学模式的变化

如果说教学内容的改革是提高教学质量的重要保证,那么,恰当的教学模式是取得良好教学效果的桥梁。要正确处理传授知识与培养能力、提高素质之间的关系,根据学生水平的不同层次分级教学、因材施教。

(1)在课堂上力求以启发式讲授方法贯穿整个教学过程。通过不断提出问题、解决问题,引导学生积极思

考,调动他们的学习积极性,加深对问题的理解。结合教师的科研讲解实际应用,体现了先进性与实用性相结合的改革方向。

(2)采取多种教学形式,加强学生能力的培养。教学中,在强调知识“量”的同时更要重视知识的“质”,既要强调记忆又要注重思维,不但要求学会,而且要求会学,由教师单向的信息传递变为师生间双向的信息交流,注意传授知识与能力培养的有效结合。此外,还要组织学生积极参加各种形式的计算机知识与技能讲座与竞赛,充分发挥第二课堂的积极作用。

(3)运用现代化教学手段,提高教学质量。

教学手段是完成教学任务、实现教学目的的重要教学媒体,在教学过程中应灵活使用多种教学手段。在“微机接口技术”课程的教学过程中,我们充分利用了先进的计算机辅助教学手段,并且取得了较好的教学效果。现代多媒体的动画技术、动态模拟、图形等手段,使CAI课件能形象地表述教学内容而且极具吸引力,有助于学生更好地理解教学内容,提高教学质量。

2.3 实验教学环节的改革

实验教学是该课程教学的重要组成部分,它和课堂教学紧密配合、互为补充,才能达到课程教学的基本目的和要求。

实验课作为理工科教育的一个非常重要的手段,不仅要培养学生的动手能力,更重要的是要让学生掌握和理解科学实验的思想方法,培养解决实际问题的能力。“微机接口技术”是一门实践性很强的技术基础课程,在实验课程体系的总体规划上应遵循:既要培养学生分析问题和解决问题的能力,又要重视培养其思维能力和创新能力。为此,在实验教学中除常规的验证性实验外,要增加一定量的设计性和综合性实验内容,要求 学生具有多方面的知识,注重所学理论知识的综合应用,培养学生的实际动手能力、思维能力和创新能力。

3 课程辅助教学系统的实现

为了更好的满足学生的学习需求,我们设计了一个微机接口辅助教学系统。系统界面如图1所示。目前,系统安装在计算中心的实验室服务器上,供学生访问学习。

系统的基础知识部分包括:微机接口技术概述、并行输入输出端口、串行通信接口、中断技术、计数器定时器、DMA技术、D/A和A/D转换器接口。其中每一部分包含多个Flas文件。如中断控制器8259A中断响应过程演示,如图2所示。

多媒体计算机技术与仪器技术的结合构成了虚拟实验室实现的基础,使人们拥有自己实验室的幻想与愿望可以在计算机屏幕上通过场景式图形界面而得以实现。虚拟仪器技术与认知模拟方法的结合也赋予虚拟实验室的智能化特征,无论是学生还是教师,都可以自由地、无顾虑地随时进入虚拟实验室操作仪器,进行各种实验。虚拟实验室不但为实验类课程的教学改革及远程教育提供了条件和技术支持,还可以随时为学生提供更多、更新、更好的仪器。利用虚拟实验室能及时满足学生对实验的需求,增强并扩展了实验教学的功能,同时也加大实验教学的强度,提升实验教学对学员创新能力和实践能力培养的力度,降低实验教学对客观物质条件的依赖,突破了传统教学手段,为学生构建了一种全新的实验教学模式,也为实现开放式实验教学提供了强有力的支持。针对当前的教学存在的问题,我们对实验教学进行研究和实践,开发了具有交互功能的模拟实验软件。

主要实验有:实验一中断控制,实验二并行接口,实验三定时器计数器,实验四模数转换,实验五、六数模转换,实验七人机接口,实验八串行输入输出。如图3所示。每个实验包括实验目的、实验内容、程序、实验步骤。中断控制实验的操作界面如图4所示。

系统中补充了USB、LCD、红外线、蓝牙接口等知识,以及接口软件的编程方法,供学生课外学习,增加知识。提供警车显示屏RS232串口信息传输、红外接口程序设计、红外遥控电子密码锁设计、USB接口技术应用、基于HCI的蓝牙程序设计等的工程应用案例。可满足指导学生开展课程设计和课外创新实践活动的需要,或者满足部分学生在更宽的范围内选择实验题目的需要。

4 结束语

微机接口技术课程的教学改革是一个长期的过程,不可能一蹴而就,需要理论教学内容、实验内容以及实验组织方式和教学模式等多因素结合。本文通过作者自己的教学实践,就教学和实验环节的一些问题的进行了探讨。

计算机接口技术论文篇3

1 理论教学改革方案探索

针对微机原理与接口技术课程理论教学的改革,最突出的矛盾就是该课程涉及的知识点和内容较多,硬件方面包括数字电路逻辑设计基础、计算机组成与结构以及接口技术等,软件方面包括汇编指令和语言程序设计。通常给定的教学课时偏少,要使非计算机专业的学生系统掌握汇编语言程序设计基本方法和微机硬件接口技术,建立微机系统的整体概念,具有一定的难度,造成学生课堂积极性不高。采用传统的教授方法,根本无法出色地完成教学任务达到满意的教学效果。

首先需要改变以教师讲授为中心的传统的接收式学习模式,利用计算机和多媒体技术等手段,创造一个以学生为中心的开放的,以探索知识发现知识为主要目标的教学环境,激发学生的学习积极性,以利于培养更多创新型人才[2]。其次在内容取舍方面,着重从非计算机专业的特点出发,知识点讲解力求深入浅出,采用浅显、清晰、循序渐进的描述方法,注重系统性、实用性和先进性,便于学生自习,以期提高学生学习的积极性和主动性。在每章的授课中,安排1到2个课时的课堂讨论,讨论主题根据每章的学习内容由学生给出,有助于提高学生自主再学习能力,加深对知识点的巩固。

利用计算机进行辅助教学已然成为大家的共识,为适应现代化的教学手段―多媒体教学手段的需要,可采用“微型计算机系统原理多媒体CAI课件”,该课件中引入多媒体技术,利用声音、图像、文档及动画等手段,使课堂教学更加生动、直观、形象,有利于提高教学效果及效率,激发学生的学习主动性和积极性[2]。

2 实验教学改革方案探索

作为一门实践性和应用性很强的课程,微型计算机原理与接口技术的实验教学环节必不可少。实验教学内容主要包括软件实验和硬件实验,软件实验通过编写程序、上机调试测试并且运行的过程,以期提高学生的编程能力;硬件实验通过给定任务培养学生设计硬件,编制接口程序,以提高学生解决实际问题的综合能力。然而实际情况是大部分实验内容为验证性实验,使得学生无法将所学理论知识和实践内容灵活结合起来,无法让实验教学成为理论教学的延伸,更难以激发学生对实验课程的兴趣和创造性想法。传统的实验教学考核机制采用出勤点名签到和实验报告批改结合的方式,最后可能造成动手能力好的同学成绩不如动手能力差的同学,达不到培养学生理论联系实际能力、综合分析解决问题能力、创新能力以及动手能力的目标[3]。

首先,改革实验考核方式,通过设置课程设计题目以学生最终完成的结果作为考核手段,激发学生的实验积极性,培养学生的发散性思维和创新能力[4]。另外可以开展一些电子设计大赛,有助于提高学生的综合应用能力。其次,设立固定的开放实验室时间段,所有对微机原理课程感兴趣的学生都可以利用开放实验室进行学习探讨,有利于微机原理知识的拓展和推广,有利于学生自身潜能的发挥和主动学习能力以及创造意识。针对实验教学内容往往以验证为主要目的存在的问题,无法真正的去思考、分析问题,可以精选课程设计题目,培养学生的团队合作精神,采取启发式的教学方式,对于学生在实验中提出的问题,老师不立即给出正面解答,鼓励学生独立解决问题能力。最后在实验教学中采取优差生搭配提高动手能力,让更多学生对微机原理实验充满兴趣,为以后的专业课以及工作打下坚实的基础。

计算机接口技术论文篇4

《微机原理与接口技术》课程是一门涉及计算机硬件与软件技术的综合性课程。课程涉及的内容多且概念抽象不易理解,因此是教学和学习难度较大的一门课程。在实际的教学过程中发现现有的教材与教学内容存在一定的问题,为适应国家对应用性人才培养的要求,紧随新技术的步伐,对课程的教学内容、教学方法、考核方式进行改革,显得尤为重要。通过教学改革,可以帮助学生充分理解教学的内容,提高教学效率,激发学习兴趣,为其今后的计算机应用系统的开发打下良好的基础[1]。

1 现有课程教学内容弊端

我校《微机原理与接口技术》课程选用的教材是普通高等教育“十一五”部级教材―《微机计算机原理与接口技术》(第5版),中国科学技术大学出版社出版,周荷琴、冯焕清编著。从教材的内容来看,教材虽然经过5版的修订与补充,但其内容远落后于计算机技术的发展水平,面对繁杂的接口芯片及接口技术的发展,教材知识水平、知识体系看起来还处于上世纪阶段。涉及实践性内容的应用,所举实例简单、且脱离了工程实际应用。从教材的编排上看,系统性差,没有真正体现该课程知识体系及技术构架。在实际教学过程中,教师往往要将前后知识与章节进行穿插,才能让学生明白前因后果。

2 学生学习课程应达到的目标

教师通过《微机原理与接口技术》课程讲授,需要传授给学生基本的知识点,指导学生构建课程的知识体系,运用在其专业方向上,并与其他课程的知识点衔接。更重要的是,通过课程的学习,学生应有一定的运用汇编语言进行编程的能力,如何选择合适的接口芯片与接口技术,扩展计算机与外部设备的连接,以完成设定的功能与任务,能应用于工程实际,学会解决工程实际问题的思想方法[2]。

2.1 把握课程的知识点,并建立微机原理与接口技术的知识体系

学生应掌握基本概念、原理、技术,特别是对技术难点、重点要有深刻的认识,为课程打下扎实的基础。硬件方面,由一台微型计算机、笔记本电脑、手机,就能联想到其外壳内所带有的部件,各部件之间的联系,工作过程。参照性能指标,就可评价计算机的优劣与适用范围。

2.2 熟练掌握与应用汇编语言及接口技术

计算机的应用在于软件,学会与掌握编程是课程学习的重中之重。编程是人类与计算机沟通的一座桥梁。学生通过不断编程练习,学会编程的技巧及应用软件的融会贯通,使学生的编程水平、技能、思维方式不断得到提升与完善。而计算机功能的延伸与拓展是由接口技术来完成的,也是应用于工程实际必需掌握的技术与技能。学生应掌握查阅接口芯片数据手册的方法,会阅读接口芯片数据手册,理解并掌握接口芯片功能及其参数,能将接口芯片管脚连接到计算机的CPU管脚,并能完成计算机与外设的地址分配、功能控制、信息交换等任务。

3 课程教学内容改革要点

3.1 课程的普惠性、趣味性

计算机原理与接口技术是一门普惠性课程,它的知识已潜移默化的运用在我们生产、生活的各个细节中。应让每个学生都能学习并掌握一些计算机原理与接口技术的知识与技术,针对学生的学习差异性、接受能力,教学内容,应由浅入深,让不同的学生接受到不同层次知识与技术[3]。此外,在课程内容的改革上,除了工程实际应用上的案例,也应介绍趣味性强、能吸引学生学习兴趣的案例,使编程的教学方法也充满趣味性。

3.2 建立完整的知识点与知识体系

课程的内容的改革应将计算机原理与接口技术的术语、知识要点讲透、讲深,让学生学会用专业的语言来描述所学课程,并将这些知识点构建成一个计算机原理与接口技术的知识体系,让知识点有机相连,让学生在将来工作、学术交流中不存在知识上的障碍或概念理解上的不规范。

3.3 应用与实践相结合

以工程应用为场景,开展实践教学活动。限于实验条件,即便是用简单的实验进行教学,也要明确工程上实际应用时应该如何考虑计算机应用的问题。同时,将课程教学活动拓展到学生课外活动,发动有兴趣的学生带动其他同学一起学习,通过成立研讨小组,兴趣小组,学生兴趣社团等,组织开展课程设计,指导学生参加竞赛活动。

4 改革后的课程内容及说明

《微机原理与接口技术》课程教学内容改革,是在现有教材的基础上,精简理论教学内容,完善课程各章节的结构设计,加强实践教学。改革后的教学内容由理论基础、接口芯片、技术延伸、考核四部分组成。课程总学时数为56,其中理论教学学时数是38,实践和实验学时数为18。提高实践课程比例,以提高学生的动手能力和发现问题与解决问题的能力。

5 整体教学方法

《微机原理与接口技术》的教学思路是CPU与各接口芯片通过三总线结构相连接,外部设备通过各接口芯片与8086CPU相联接,完成信息交换。在教学中,教师应明确三总线结构对各种接口芯片连接所起的共性作用,以及具体的接口芯片连接存在的特殊性,将各种接口芯片的不同功能进行展现,使学生对计算机系统有一个整体认识。

5.1 CPU部分

教学上简介微机原理、组成、寻址方式,让学生对微机的硬件与软件有一个整体认识,强调知识点,以便后续课程中的应用。

5.2 接口芯片部分

接口芯片的教学以芯片数据手册为主导,以课本为参考。首先教会学生如何在网上查找接口芯片的生产厂家,找到芯片数据手册。再分析数据手册的各个部分,教会学生如何看懂、看会芯片数据手册。教学的重点与?y点是CPU与接口芯片的连接。首先按三总线结构的要求进行连接:1)数据总线为双向传送命令字、控制字等信息;2)地址总线给芯片分配接口地址,分配过程中,针对地址要选择合适的锁存器、译码器对地址进行锁存、译码;3)控制总线的连接较为复杂,应根据具体的应用要求进行分析后、再连接。

5.3 总线部分

课本上的总线技术比较繁杂,且过时的总线技术较多。在讲授过程中,结合实际应用情况,只需对总线的主要性能指标、总结标准、典型的USB总线进行讲授,以节约学时。

6 课程的考核方式

采用以赛代考的方式对课程考核进行改革。通过“以赛代考”学生对整个课程建立起了立体的概念,融会贯通了所学知识与要点,巩固提升了学生动手能力,基本上达到了应用教学效果。

计算机接口技术论文篇5

关键词:虚拟现实;普适计算;真实环境;虚拟环境

中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)09-11703-02

Research on Interactive Virtual Reality Ubiquitous/Pervasive Computing

WANG Hao-peng1, LIU Wang-sheng2

(1. Department of Computer, Aviation University of Air Force, Changchun 130022, China; 2. Department of Science & Research, Aviation University of Air Force, Changchun 130022, China)

Abstract: Fusion of Pervasive Computing/Ubiquitous Computing and Virtual Reality technology is an new field today. It will develop computing force of virtual space, and realize the "Pervasive" fully. The paper discussed and presented the basic definitions, features and key technologies of interactive Pervasive Computing/Ubiquitous Computing based on Virtual Reality, and explore the methods in theory.

Key words: Virtual Reality; Ubiquitous Computing/Pervasive Computing; Real Environment; Virtual Environment

1 引言

虚拟现实(Virtual Reality,简称VR),也称灵境技术,人工环境或赛博空间,最初于20世纪80年代由美国国际计算机科学院高级研究科学家Jaron Lanier提出。虚拟现实技术是利用计算机系统、多种虚拟现实专用设备和软件构成的一种虚拟环境,实现人与虚拟环境直接进行自然交互和沟通的技术。人在虚拟现实环境中可以获得与在自然环境中相同的感受,真实体验视觉、听觉、触觉及智能感知的直观、自然的效果。21世纪初,虚拟现实技术处于多元化的迅猛发展时期。一方面,借助计算机技术、网络技术、多媒体技术等得到高速发展;另一方面,与专业技术(如数字地球、虚拟机械装配、军事与航空航天、农业与专家系统、医学应用等)的融合,使虚拟现实技术得到更广泛应用。

虚拟现实技术主要体现3I特性,即沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)和想象性(Imagination)。按照模式分为沉浸式、分布式、桌面式和纯软件模式四类。虚拟现实动态感知设备主要有:三维立体眼镜(Stereo Glass)、头盔式显示器(HMD)、数据手套(Data Glove)、数据衣(Data Suit)、跟踪设备(Tracking Equipment)、空间球(Space Ball)、3D立体耳机(3D Earphone)、3D扫描仪(3D Scanner)和3D投影仪(3D Projector)等。

普适计算(Ubiquitous Computing或Pervasive Computing,简称UbiComp或PerComp)是1991年由美国Xerox PAPC实验室科学家Mark Weiser首次提出的,是指将物理空间与信息空间完全融合的一种全新计算模式。普适计算的研究主要致力于普适计算的理论建模,自然人机交互,无缝的应用迁移和上下文感知。近几年来,普适计算研究方向为多尺度的复杂空间智能空间,大规模个人数字化存储,射频标签上下文感知,智能终端载体以及自然和谐的人机交互等。

普适计算与虚拟现实技术不同。普适计算力求将信息紧密集成于物理空间中,从而增强信息在物理空间中的可用性;虚拟现实技术则致力于把人置于计算机所创造的虚拟空间中。尽管两者出发点不同,但是也有许多共同的目标和融合意义。例如,最大化人的计算能力等。因此,虚拟现实技术与普适计算的融合,即基于虚拟现实的普适计算(Virtual Reality with UbiComp,简称U-VR)将有效增强虚拟空间的计算能力和普适计算的广泛应用能力。文本将依据此研究内容讨论并给出U-VR的有效融合和实现方法。

2 U-VR论证

2.1 U-VR定义

U-VR被定义为突破虚拟环境(Virtual Environment,简称VE)的局限,增强人在真实环境(Real Environment,简称RE)中的计算能力,通过VE和RE的无缝连接,来替代纯粹的VE。简言之,U-VR是将VR融入真实环境中,成为可以无所不在地获取强大计算服务的基础设施。

2.2 U-VR特性

2.2.1 协同性(Collaborative)

U-VR的协同性是运用多种信息和资源获取用户意图。U-VR可以通过常规设备现实多用户的协作。因此,U-VR的协同性的根本是一个用户和服务交织的智能、合作空间。

2.2.2 可佩戴感知性(Attentive)

首先,在U-VR中,用户通过可佩戴设备在任何时间和地点获取针对个人的计算服务;其次,在U-VR中,用户可以通过相关接口和所关注的智能对象交互。

2.2.3 协调性(Mediated)

协调性是指U-VR可以根据用户和环境的上下文关系进行选择性的协调。协调内容则需要上下文感知技术的支撑。

3 关键技术

3.1 资源和内容共享

为运用和共享资源信息,需要解决以下几个关键的技术问题:

(1)构造公共空间并获取存在于空间中的目标信息。这一技术需要上下文感知技术和知识挖掘技术的辅助;

(2)用户意图的理解和公共空间的构件技术;

(3)基于网络的用户群、服务和资源需求的构建。

此外,要实现资源和内容共享,U-VR网格、实时VR处理、分布式资源共享和虚拟对象操控技术都是必要的支撑技术。

3.2 基于用户关注的个人信息和应用接口

3.2.1 RE和VE的无缝连接

U-VR环境中,迁移性的增强使用户通过可佩戴设备更好地享用个性化服务。而且,为使用户有效使用可佩戴设备,友好的用户界面十分重要。理论上,用户界面对于用户来说是透明的,这样才可以更好地帮助用户关注其应关注的操控。为实现U-VR感知性,必须考虑为用户提供易操作的人机接口,使用户顺利获取相关服务。上下文感知增强技术则可以使RE增强智能性和真实感。因此,RE中的智能和VE中虚拟信息的无缝连接是关键所在。

3.2.2 VRML和X3D

从与硬件无关的角度来看,X3D和VRML是基于虚拟现实的人机界面设计的重要工具。

VRML(Virtual Reality Modeling Language),即虚拟现实建模语言于1994年第一届WWW大会上由BOF小组首次提出,是无VR硬件设备和接口的前提下,利用计算机、网络进行三维场景及对象仿真造型的虚拟现实建模语言。VRML使用场景图数据结构建立3D实境,这种数据结构是以SCI(Silicon Graphics Incorporated)开发的Open Inventor 3D工具包为基础的一种数据格式,从而使VRML具有分布性、交互性、多媒体集成性和境界逼真性等优势。

X3D(Extensible 3D)是由Wed3D联盟于1998年提出的,它使用可扩展标识语言XML(Extensible Markup Language)表达对VRML几何造型和实体行为的描述能力。X3D是三维图形规范的一次重大变革。相对于VRML,X3D具有更先进的应用程序界面、优化的数据编码格式、严格的组件化结构,并且X3D的硬件无关性使其广泛应用于科学可视化、航空航天模拟、虚拟战场、多媒体增强、共享虚拟空间等领域。可见,VRML和X3D的应用和开发,为实现U-VR的用户接口提供良好的构建空间。

3.3 可协调的基础框架

为使用户和信息最大化地融合在一起,需要在普适计算和虚拟现实之间建立一个无形的“桥”,即U-VR的基础框架。这个“桥”是一个统一的标准,并针对用户和信息通过各种传感器进行交互进行有效支撑、扩展和协调,所以建立的基础框架之间必须保证相互匹配。

4 结束语

普适计算需要与之适应的全新人机交互模式,其中的可佩戴计算设备、多感知人机接口等又是虚拟现实技术的重要组成。从普适计算与虚拟现实技术的应用趋势看,两者的融合是未来计算机在人类社会中的重要体现形式,是借助计算机实现人在真实空间和虚拟空间自然交互的关键所在。

参考文献:

[1] Youngjung Suh., et al. Virtual Reality in Ubiquitous Computing Environment. International Symposium on Ubiquitous VR 2007.

[2] Yoosoo Oh, Woontack Woo. How to build a Context-aware Architecture for Ubiquitous VR. International Symposium on Ubiquitous VR 2007.

[3] Sanem Kabaday, Christine Julien. A Local Data Abstraction and Communication Paradigm for Pervasive Computing. IEEE 2007, Proceedings of the Fifth Annual IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications.

[4] Jayfus T. Doswell. Instruction Through The Ages: Building Pervasive Virtual Instructors for Life Long Learning. IEEE 2006, Proceedings of the Sixth International Conference on Advanced Learning Technologies.

[5] Michael Eisenberg. Pervasive Fabrication: Making Construction Ubiquitous in Education. IEEE 2007, Proceedings of the Fifth Annual IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops.

计算机接口技术论文篇6

论文摘要: 在分析专用数字仿真计算机的特点的基础上提出半实物仿真对仿真计算机和实时网络的需求,并且介绍相关技术的新进展。实践证明仿真工作站和实时网络方案是完全可以满足仿真发展需求的。

作为信息技术核心的计算机技术自其诞生之日起经历了50多年的发展,以广泛应用于国民经济和社会生活中。而作为计算机技术重要组成部分的计算机三维视景仿真技术,因其有效性、经济性、安全性、直观性等特点而受到广泛的应用。它是在计算机图形学基础上发展起来的一种仿真应用技术。

据最新统计资料表明,计算机仿真技术是当前应用最广泛的实用技术之一,虚拟现实(VR,Virtual Reality)是计算机世界最热门的一个词汇。视景仿真技术是计算机仿真技术的重要分支,是计算机技术、图形图像处理与生成技术、多媒体技术、信息合成技术、显示技术等诸多高新技术的综合运用。

1 专用数字仿真计算机的特点

1.1 仿真计算机的用途和发展

围绕着对仿真计算机的计算速度、内存容量、接口等基本特性要求,在半实物仿真系统中先后采用了模拟计算机、数模混合计算机、专用数字仿真计算机等类型的仿真计算机。尤其是以AD100及国产YF-2为代表的专用数字仿真计算机在国内、外的一些制导武器半实物仿真系统中得到了广泛的应用。

1.2 专用数字仿真计算机的优点

以AD100及国产YF-2为代表的专用数字仿真计算机主要优点有:

① 采用异构同步并行多处理机、广播式数据总线方案解决了计算速度和存储容量问题;② 设计专用仿真语言,该语言简洁、编程方便,而且还集成了常用的数值积分算法模块,方便使用,同时还能够实现精确仿真计算帧时的定时;③ 提供高速A/D、D/A接口,开关量输入输出接口及数字量(DPM)等接口形式,实现仿真计算机同仿真系统的连接。

1.3 专用仿真计算机存在的不足

① 数字接口能力不足:该型仿真计算机虽然提供了较全面的接口形式,但主要还是以模拟量接口为主,数字接口仅能适用几种非主流总线形式(Q-bus等),而且在传输距离、传输速度等方面性能不佳,数字接口能力不足;② 维护性不方便:这类专用数字仿真计算机采用专用设计结构,与通用计算机有着较大的差别,硬件维护和软件管理需要配置专人,而且出现故障不象通用计算机那样容易替换,易影响试验进度。从人力资源配置和快速维护性上看有不足之处。

1.4 仿真计算机的新要求

随着仿真系统间的信息交换已开始转入以数字信号为主,专用数字仿真计算机在数字接口方面能力的不足就显示出来了。仿真设备控制、管理使用的计算机都是通用型的微机(含工控机),应用广泛且有着丰富的应用软件和接口形式,各种高速数字接口各具特色。因此系统应用的关键是迫切需要找到一个仿真计算机的新方案,既能保持专用数字仿真计算机的优点又能满足高速实时数字接口的需求。这个需求就是对航空制导武器半实物仿真系统中仿真计算机的新要求。

2 仿真计算机和实时网络技术的新发展

2.1 实时网络技术

高速数字接口的形式虽然很多,但在仿真系统中的应用还要考虑到系统中信息的共用性,即多个设备共用某些信息。如对目标信息来说,目标特征信号生成装置、目标运动仿真器、数据链传输仿真设备都要用。这是因为系统本身复杂,信息交换多和相应仿真系统设备规模大,耦合多。

考虑到仿真系统信息共用性特点,那些点对点的接口形式不易采用,而网络式、广播式的接口形式更容易满足要求。同时半实物仿真系统信息交换还要求各信息节点的信息要同步更新,换句话说,就是信息传输延迟要小。

经过综合比较分析,光纤反射内存影射式实时网络(RT-net)比较符合半实物仿真系统的技术要求。它们的共同特点是利用映射式的信息传送方法,某一节点的内容自动映射到所有节点, 这种映射是由硬件完成的,系统延迟小。高速、延迟小和信息更新同步的特点适合仿真的需要。这种网络一般有两种拓扑结构,一种是环行网,另一种是通过实时HUB连接的星型网。

理论上,HUB结构的网络数据到达各个节点的时间没有延迟,能做到信息同步更新。而且一个节点故障只影响本节点,不影响整个网络。这一特性对进行系统局部联试时非常有用,不必所有设备均开机。

RTnet的运行机制很简单,分布式计算机系统内,每台结点机上插一块 RTnet卡,卡上有双端口读写内存,通过驱动软件可以读写这些内存,当数据被写入一台机器的内存中后,RTnet卡自动地通过光纤传输到其他连在网络上的 RTnet卡的内存里,通常只需几百纳秒的时间延迟,所有RTnet卡上的内存将写入同样的内容。各成员在访问数据时,只要访问本地的RTnet卡内存即可。

RTnet适应的计算机总线形式一般都有PCI、MultiBus、VME等,在常用的操作系统,如DOS、WindowsXP、Windows2000环境下都可正常工作。

2.2 综合应用

仿真工作站替代专用数字仿真计算机本身难度不大,二者的软件内核基本一致,经过软件移植,几乎所有先前做过的工作都可以继承下来。仿真系统集成的关键是实时网络在系统中的配置和二次应用开发。有这样几方面的工作要做:

① 仿真工作站同实时网络的接口检查:虽然仿真工作站是基于通用工作站基础上设计的,但这种通用工作站与通用微机之间还会有些微小的差别。② 各仿真设备控制计算机的适应性修改:仿真设备功能各异,研制情况不同,其控制计算机的操作系统不统一,有DOS、WindowsXP、Windows2000等版本,因此相应的设备驱动板卡等不相同。为了保证网络系统稳定运行,简化应用开发工作,有必要对能够升级的设备控制计算机进行统一配置,还要对相应设备驱动卡、驱动程序进行更改。③ 共享内存分配表的建立:由于是共享内存机制,所以应对数据存储地址的统一分配,明确各个信息的读写地址。对系统中注册信息、节点状态标志、同步时钟等信息使用的地址也要进行规定。

总之,随着分布式计算机仿真系统、虚拟样机分布仿真系统的广泛开发和应用,实时网络技术做为一种快速的信息交换手段会得到更广泛的应用。

参考文献:

计算机接口技术论文篇7

【关键词】逻辑设计;目标定位;教学内容;模式手段

一、微机原理与接口技术课程目标与定位

1.课程目标

(1)知识目标:建立微机系统的整体概念,了解计算机逻辑编程结构及工作原理,理解课程的主要概念、基本原理和技术要点,拓宽计算机应用的领域和范围的思路和概念;掌握80x86处理器指令系统和汇编语言程序设计方法;熟悉微机接口部件的基本原理,掌握运用主要接口部件进行应用设计的方法。

(2)能力目标:具有运用微机软、硬件技术开发应用系统的初步能力;掌握运用主要接口部件进行应用设计的方法;知道这门学科的研究范围、分析框架、研究方法、学科进展和未来方向;提高分析问题、解决问题的思维和实践能力。

(3)素质目标:具有查找、翻译专业外文文献,收集和提炼科研信息的能力;撰写读书报告或综述,并提高学员的主动学习能力和培养其初步的科研能力。培养沟通能力和团结协作能力;建立科研的基本思路和方法;培养对科学工作的严肃态度、富于逻辑性的思维方式和实事求是的科学精神。

2.课程定位

《微机原理与接口技术》课程旨在强化计算机硬件基础,培养硬件设计与应用开发能力,是学生学习和掌握计算机硬件基础知识、汇编语言程序设计及常用接口技术的基础课程。本课程强调理论与实践并重,培养学生分析问题、解决问题的能力。在硬件设计方面,主要培养学生的硬件设计能力,达到能设计接口电路的水平;在应用开发方面,主要培养学生汇编语言程序设计能力,达到能编写接口程序和设备驱动程序的水平。通过课程学习,为学生后续学习《ARM技术应用》、《嵌入式系统设计》、《PROTEL版图设计》、《嵌入式产品制作实践》等专业课程奠定坚实的基础。

二、微机原理与接口技术课程教学内容

1.教学内容选取依据

《微机原理与接口技术》是我校计算机应用技术专业学生必修的一门重要的专业基础课,通过学习和掌握计算机硬件基础知识、汇编语言程序设计及常用接口技术,提高学员微型计算机应用与开发能力。课程的任务是使学生从理论和实践上掌握现代微型计算机的基本组成、工作原理及典型接口技术,建立微机系统的整体概念,具有运用现代微机技术进行软、硬件系统开发的能力。

2.教学具体内容安排

微机系统基本知识,MPU的功能结构与工作模式,存储器技术,8086 CPU指令系统,汇编语言程序设计,输入输出接口技术,常用可编程接口芯片知识,微机总线技术,人机交互设备及接口,微机应用系统。

三、微机原理与接口技术课程教学模式与手段

1.教材编写的原则

(1)高质量原则。课程主要教材应选用近三年国家推荐使用的新版优秀教材或规划教材。教材的章节和内容要编排合理,重点突出,详略得当,应方便学生学习、阅读和理解。

(2)实用性原则。教材的内容要突出实用性,应具有丰富的实例,章节内应该有配套的练习题。

(3)系统性原则。教材应注重本课程内容的系统性、连贯性和衔接性。

(4)先进性原则。教材内容中应包含体现本学科发展的一些前沿领域和知识。

(5)根据学生的基础确定教学与教材内容的原则。

2.教学模式

在《微机原理与接口技术》的教学中,采用“项目驱动”的教学模式。建设知识点和实验的项目库,结合项目库中的项目讲解课程的重点、难点,提高学生的专业技能。

另外,通过“项目驱动”的方式,驱动学生的主动学习、自主学习,让学生在项目实现过程中学习项目开发的规范,体验团队协作过程,积累项目开发的经验,不断提高实践和创新能力,支撑课赛结合的创新实践能力培养。

3.教学方法

本课程教学中应注意理论与实践的结合,加强课前、课后的答疑辅导,注意学生应用能力的培养,使学员通过对微机工作原理、汇编语言程序设计及接口技术的理解,树立微机系统的整体观念,进而掌握运用现代微机技术进行软、硬件系统开发的初步能力。

(1)以学员为主体,注重启发和引导式教学

本门课程的基本理论具有较强的逻辑性,且相互之间具有较强的联系,因此课堂教学中要以学生为主体开展启发和引导式教学,鼓励学生主动学习、主动思考和主动构建知识结构。同时在课堂上倡导以问题为中心的教学方式,侧重应用实例的讲解,加强教学互动,提升学生的学习兴趣和积极性。

(2)优化实验内容,开展任务驱动型的实验教学模式

本着培养和提高学员应用能力的原则,在本课程的实验教学中应通过循序渐进的实验内容安排,不断对他们提出更高要求,避免学生在实验中“浅尝辄止”。同时实验教学要符合本课程的知识体系结构要求;符合学生的技能训练目标;兼顾学生学习兴趣和保证实验效果。

(3)开展第二课堂

让学有余力、学习兴趣大、应用能力较强的学生参与课外课程学习活动,也可以让学员参与部分初步的科学探讨工作。指导教师介绍他们阅读相关的专业文献或翻译英语专业文献。在整个课外指导过程中,要注意培养学员的科研思维、方法、能力和创新意识。

4.教学手段

(1)充分利用多媒体教学条件

通过教师生动的表达和对课堂的整体把握,再结合多媒体直观的展示,使得课堂教学内容更加丰富,更有利于调动学生的积极性,进一步提高了教学效果。

(2)充分发挥网络教学优势

利用学校良好的网络环境,通过课程网站提供的教学大纲、考试大纲、实验大纲、电子教案、教学视频、习题作业等教学资源,方便学生自主学习。

(3)不断提高课件制作水平

结合新的教育理念,采用先进的课件制作技术,发挥多种制作工具的优势,提高课件的信息量和互动性,提高学生的学习积极性和学习效果。

5.课程资源的开发与利用的计划和建议

(1)加强《微机原理与接口技术》课程的网络资源和素材库的建设。素材库分为图片库、文本库、视频库、动画库和音频库等。

(2)准备开设个性化的网上教学资源库或教学网站,展示自己制作的教学资源、教学课件等。也可以鼓励学习兴趣大、学有余力的学生参与教学课件的制作。

参考文献

计算机接口技术论文篇8

【关键词】分布式计算机网络 加密技术优化 混沌理论

1 引言

分布式环境下的计算机网络是指将网络划分为多个子区域,这些子区域由不同的管理者进行管理。当管理者需要获取其余子区域的信息时则需要进行通信。在分布式网络中,不设有控制处理中心,网络中的任意一个节点和另外两个节点相互链接,这就为信息传输路径提供了多种多样的选择。分布式计算机网络具有运行灵活,网络管理流量较少,自身可靠性和延展性较强等优势,同时容易进行维护,所用代码可以重复,因此被广泛应用于企业管理和社交媒体等的网络设计中。然而正是由于分布式计算机网络不存在中心节点,用户信息较为分散,从网络中的任意一个节点都可以轻松获取用户的个人隐私信息,容易造成信息泄露和滥用,因此在分布式环境下的网络安全问题越来越引起学者的广泛关注。目前采用的网络安全控制策略分为保证操作系统安全,网关保密,采用防火墙及加解密技术等,其中加解密技术应用较为普遍。传统的网络加密技术在分布式网络中虽然可以起到一定的安全防护作用,但其对系统的占用较大,同时耗时较长,因此需要对其进行优化。

本文在分布式网络加密技术中引入了混沌理论。混沌是对过程进行研究的一种非线性的动力学理论,所采用的混沌序列具有复杂性和不确定性的特点,这为其应用于网络安全方面提供了可能性。本文将混沌理论引入分布式计算机网络的加密技术优化过程中,介绍了系统的整体结构和软件的运行流程,将迭代产生的混沌序列作为一次性口令,通过对口令的认证实现网络加密的优化。结果表明所提优化方法对系统性能的消耗较小,运算速度较快,达到了对分布式网络加密技术优化的目的。

2 系统设计

2.1 总体结构

本文提出的基于混沌理论的分布式环境下计算机网络加密系统共分为三层,分别为应用层,接口层和加密层,如图1所示 。应用层包含各种应用程序,这些程序用于调用加密接口;接口层则主要由签名、加密、身份认证和证书等接口构成,同时含有抽象的底层加密接口。这一层结构隐藏了应用层算法实现的具体细节,只为上一层提供简便的接口,方便应用程序安全服务的运行;加密层中含有对应于接口的各种算法,主要负责各种具体算法的实现。

2.2 加密系统设计

2.2.1 混沌理论

混沌属于伪随机运动,发生在确定的非线性系统中。对于一个系统来说,当参数和初始条件给定时,运动具有确定性,然而其长期状态与初始状态密切相关。而混沌函数的特性是可以扩大拉长和重叠折返,因此不可预测,对具有非线性特点的迭代方程进行研究:

其中LE为Lyapunov特征指数,表示两点间平均指数的幅散率。只要在混沌区间对A和xB分别取值,其迭代轨迹就会以指数形式发散,同时初始值的差异很小时,其迭代轨迹会产生很大的变化,因此初始值是获取迭代序列的重要因素。将上述特点引入加密理论就获得了基于混沌理论的加密方法。对于分布式环境下的计算机网络加密需要对用户进行身份认证,而一次性口令是一种行之有效的防御措施,由于混沌具有对初始条件敏感、迭代序列多样的特点,因此采用混沌理论的一次性口令可以作为用户身份识别的依据。图2为基于混沌理论的一次性口令认证过程,首先A将带有用户名的连接请求发送至B,经B确认后发送初始身份X0,在传输的同时对信息进行加密和签名处理,之后进过混沌算法处理迭代生成一次性口令,最后经B解密并保存并与A生成的口令比较,如果结果相同则反馈A成功登录。

2.2.2 基于混沌理论的网络加密技术的软件设计

图3所示为基于上述混沌理论的网络加密技术软件工作流程,在初始化后,软件需要先后对信息加密,异常事件和设备运行进行判别,对信息加密的判别涉及到信息排队分类,密钥管理和加密/脱密程序, 其中信息排队分类程序是将信息根据不同密级经行分类,并根据缓存格式和时延大小进行排队,密钥管理程序则主要负责动态地分配和管理各个工作密钥,加密/脱密程序则是对将排队完毕的信息采用系统算法完成加密/脱密过程的处理;常事件判别所需的程序负责处理加密时出现的异常事件,如非法脱密或非法用户入侵等;在设备运行判别中,终端/节点自动求助程序则起到在加密装置出现问题时将故障设备关停并切换其他正常运行设备的作用。

3 加密性能优化结果分析

3.1 系统开销

在对分布式环境下计算机网络进行加密时需要考虑加密技术对整个系统性能开销的影响,图4为优化前后系统性能开销的对比分析,可以看出采用混沌理论后,相比较于传统的机密技术系统消耗下降,这是由于系统结构没有采用过多的结构层,从而减少了层与层之间的调用开销,另一方面,采用混沌理论的加密技术只需要对迭代序列(用作一次性口令)进行处理,数据传输和处理过程中对系统的占用较少。

3.2 加密时耗

采用混沌理论对分布式环境下计算机网络加密技术的优化还体现在加密时耗上,对加密时耗的计算如式3所示:

Tj=∑mi=1PiTji (3)

式中Tji为j加密方法处理数据流i所需时间,Pi为处理数据流i的操作频数。

如表1所示,对比了两种加密技术消耗的时间,虽然采用混沌理论的加密技术在初始化和提取过程中的耗时(分别为64934?s和8956?s)略高于传统加密技术,但前者的加密时间要远远低于后者,分别为43765?s和17224?s,这是因为基于混沌理论的加密技术在对数据流的处理过程中有很多是不需要进行加密和认证的,而传统加密技术则需要对每项数据流进行加密和认证,因此会消耗大量的时间,可以看出将混沌理论引入加密技术中可以大大提高分布式环境下计算机网络加密的效率。

图5为两种加密技术运算时间随信息长度的变化,可以看出随着信息长度的增加,两种加密技术的运算时间均有所增大,但总体来说基于混沌理论的分布式环境下计算机网络加密技术的运算时间均低于传统的加密技术,其时效性较高。

4 结束语

传统的分布式网络加密技术存在灵活性差,系统占用率高,耗时长的缺点。本文引入混沌理论对分布式环境下计算机网络加密技术进行优化可以明显降低由于加密对系统性能造成的损耗,其加密时间较短,可以广泛应用于网络加密技术优化的过程中。

参考文献

[1]Priyantha,N.B.,Chakraborty,A.,and Balakrishnan,H.The Cricket location-support system[C].In Proceedings of the 6th Annual international Conference on Mobile Computing and Networking(Boston,Massachusetts,United States,August 06-11,2000).Mobi Com'00.ACM,New York,NY,32-43.2000

[2]周福才,朱伟勇.基于混沌理论身份认证研究[J].东北大学学报(自然科学版).2002,23(08):730-732.

作者简介

王珂(1980-),女(汉族),河南省郑州市人。硕士研究生。讲师。主要研究方向计算机网络。

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