计算机前沿技术范例6篇

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计算机前沿技术范文1

关键词:嵌入式计算机 技术 应用

中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)07-0000-00

嵌入式计算机是计算机应用、半导体、电子集成等现代技术在各行业中深化、融合的产物,属于资金、技术、知识密集型集成系统,但要嵌入宿主系统中使用,不能独立存在,其针对于某种固定的应用程序进行设定,编程后用户不能再进行修改,由此可见嵌入式计算机以应用为核心,对专业性要求极其严格。

1嵌入式计算机技术

为使嵌入式计算机整体综合平衡,在综合考虑其特点及发展方向等因素后确定其主要应用以下技术:一是处理器技术,为追求嵌入式计算机的灵活性、紧凑性及实用性,Intel公司的8080、80826、Pentium系列等都被选为其处理器,片式处理器、单片微控制器等也都作为嵌入式计算机的处理器而存在,特别是单片微控制器直至现阶段仍被视为其重要芯片,随着芯片科技的逐渐深化,现阶段68K,DSP等也被尝试应用于嵌入式计算机[1]。一是总线技术,总线对处理速度有直接的影响,特别是处理器和存储器处理速度受限时,总线的作用更加明显,XT、AT、ISA等总线在主流型通用计算机中处理速度非常慢,即使在模块中使用速度也在8兆赫以内,而嵌入式计算机采用无总线全速运行的模式,即使以OEM模块嵌入式采用MB-Ⅱ,总线处理速度也被提升至40兆赫,如果局部设总线,处理速度仍有上升空间。一是实时技术,嵌入式计算机相比通用计算机更加注重实时时钟和中断技术,在精度和处理数量上都明显占有优势;一是接口技术,嵌入式计算机接口不仅多,而且要求特别高,其不仅要有计算机外部设备接口,还要有D/A、A/D、1553、通信同步及多样化的专用接口,即使接口型号相同其具体要求也存在差异,例如同为串联接口,RS-422、RS-232、RS-485等实际要求却存在明显差异[2]。

除此之外还有硬件结构微型化及灵活配置技术,这种技术主要考虑到嵌入式计算机要嵌入宿主中使用,所以体积、重量、功耗等方面必须尽可能缩减,而且要具有较强的可靠性,现阶段使用的现场可编程逻辑门阵列(FPGA)和原始模块(OEM)等技术就是以尽可能减少硬件品种,改善支撑环境为设计目标。操作系统技术,此技术是建立在实时技术之上,它需要硬件和软件相互配合完成,由于嵌入式计算机的管理程序相比通用计算机更为简单,所以其需要依靠硬件的裁剪和生成使之形成较小内核的层次结构,并在此基础上应用软件的中断处理和调度法则,使嵌入式计算机满足其宿主精准操作的需要[3]。还有一方面是应用软件开发支持技术,嵌入式计算机的Ada语言相对于通用计算机显得很不成熟,软件开发和支持是现阶段嵌入式计算机技术的主要研究方向,但面临的实际问题较多,发展较困难。

2嵌入式计算机技术的应用

嵌入式计算机技术目前在生产生活中的应用主要表现在仪表领域、监控系统应用领域以及办公生活应用领域三方面,在仪表领域中主要表现在工业生产所需的各种自动化仪表上,利用嵌入式计算机可以使仪表在体积缩减、耗能降低、功能提升的基础上实现传感测量、信息处理、自我诊断、补偿计算、风险预警与信息共享等功能,工业自动化仪表的工作效率取决于处理器,而嵌入式计算机与仪表生产相融合,使其处理器的性能得到大幅度提升,所以工业仪表的测量准确性也更有保证。在监控系统应用领域,随着经济的发展和社会基础设施的逐步完善,居民小区、医院、交通等场所对实时监控的需求逐渐加大,而实时监控系统主要依托计算机应用技术和现代通信技术,在网络通信和通信数据标准接口与监控平台相连接后,就可以实现对管理界面的实时监控,当系统内出现故障时,计算机也可以自动发出报警提醒维护,而嵌入式计算机的出现,使计算机应用技术与通信技术的融合更具有可能性,而且其体积小、耗能少等优点,为实施监控提供了可能。在办公生活应用领域,嵌入式计算机凭借其快速的响应速度、高水平的自动化及小频率的软件代码等优势,在家用电器中得到广泛应用,极大地方便了居民的生活,提升了办公效率,例如居民生活所需的电冰箱、智能手机、空调、数字电视等;办公所应用的打印机、扫描仪等,随着科技的发展,嵌入式计算机的应用范围仍在持续扩大,交通领域、军事领域、科研领域都在积极尝试引用嵌入式计算机,其对社会发展起到不可忽视的推动作用。

3结语

嵌入式计算机目前已经突破低端应用范围向高端行业扩展,而且得到高端行业的广泛认可,特别是IT技术与嵌入式计算机有机结合后,为其发展提供了强大动力,所以其市场广阔、发展空间巨大,嵌入式计算机技术需要不断的深化才能满足实际应用的需求,所以针对其技术的研发任重道远。

参考文献

[1]王芝江.用于水质监测的嵌入式计算机系统开发与实验研究[D].天津:河北工业大学,2013.

[2]孙士友.嵌入式技术在超声检测设备中的应用研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2014.

[3]林文卿.嵌入式计算机技术在饲料制粒机控制系统中的应用研究[D].上海:东华大学,2011.

计算机前沿技术范文2

一、计算机多媒体技术的概述

(一)多媒体的概念

所谓多媒体,就是融合了两种或两种以上媒体的一种人机交互式信息交流和传播的媒体,其使用的媒体包括文字(Text)、图像(Image)、图形(Graph)、动画(animation)、音频(audio)、视频(video)。各种媒体表现形式各不同。但都为数字化形式存在,即计算机二进制数字文件。 (二)多媒体的内容

多媒体包括:

(1)文本:由语言文字和符号字符组成的数据文件。

(2)图像:通过描述画面中各个像素的亮度和颜色等组成的数据文件。

(3)图形:矢量图形的简称。即生成一幅图形由数学方法组成的数据文件。

(4)动画:将静态的图像、图形及连环图画等按一定时间顺序显示而形成连续的动态画面。

(5)音频:声音信号,即相应于人类听觉可感知范围内的频率。

(6)视频:可视信号,即计算机屏幕上显示出来的动态信息,如动态图形、动态图像、动画等。而多媒体技术。是指采用计算机技术,将各种媒体以数字化的方式集成在一起。从而使计算机具有了能同时获取、处理、编辑、存储和展示多种媒体信息的能力。

(三)计算机多媒体技术主要特性

计算机化至少对终端用户来说媒体信息的播放是由计算机控制的。集成化涉及的设备的类型与数量尽可能地单一。包括存储集成化、捕捉集成化、播放集成化、网络集成化(ISTN与ISPN)。

二、计算机多媒体技术的应用

(一)多媒体数据处理技术的应用

计算机多媒体技术是处理文字、数据、图像、声音、视频及各种感知、测量等信息的技术。它集合了数据的转化、存储和传输。数字化了的各种信息的数量是非常之大的,多媒体数据处理目前严重依赖处理器的能力、存储器的存储容量、通信传输的能力以及这些系统的处理效率。

(1)视频技术。视频技术包括视频数字化和视频编码技术两个方面。视频数字化是将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换转为计算机可处理的数字信号,使得计算机可以显示和处理视频信号。视频编码技术是将数字化的视频信号经过编码成为视频信号,从而可以录制或播放。

(2)音频技术。音频技术主要包括4个方面:音频数字化、语音处理、语音合成及语音识别。越来越多的声像信息以数字形式存储和传输,这为人们更灵活地使用这些信息提供了可能性。随着计算机的普及,如何给不熟悉计算机的人提供一个友好的人机交互手段,是人们感兴趣的问题,而语音识别技术就是其中最自然的一种交流手段。

(3)数据压缩技术。数据压缩技术包括图像、视频和音频信号的压缩,文件存储和利用。图像压缩一直是技术热点之一,是计算机处理图像和视频以及网络传输的重要基础,目前ISO制订了两个压缩标准即JPEG和MPEG,同时使计算机实时处理音频、视频信息,以保证播放出高质量的视频、音频节目。

(二)多媒体通信技术的应用

计算机多媒体通信是指能同时提供多种媒体信息―――声音、图像、图形、数据、文字等的新型通信方式。它是通信技术和计算机技术相结合的产物。

目前的通信方式只有两种物理形式:一是有线通信方式,二是无线通信方式。这两种通信方式目前都在广泛使用,只是在中间插入计算机多媒体技术就形成了计算机多媒体通信。和电话、电报、传真、计算机通信等传统的单一媒体通信方式相比,利用计算机多媒体通信,相隔万里的用户不仅能声像图文并茂地交流信息,分布在不同地点的多媒体信息,还能步调一致地作为一个完整的信息呈现在用户面前,而且用户对通信全过程具有完备的交互控制能力。这就是多媒体通信的分布性、同步性和交互性特点。

三、多媒体技术的发展前景

由于计算机相关技术的飞速发展,多媒体技术无论是在硬件上还是在软件上都已经是很成熟的技术了。

计算机多媒体技术网络化的发展主要取决于通信技术的发展,信息技术渗透到了人们生活的方方面面,其中网络技术和多媒体技术是促进信息世界全面实现的关键技术。蓝牙技术的开发应用,使多媒体网络技术无线化、小型化。计算机多媒体技术网络化可以描述成是一个决定性(关键)技术的集成,这些技术可以通过访问全球网络和设备实现对多媒体资源的使用,可以肯定是未来发展的主题。

计算机前沿技术范文3

1 使用悬念手法,可激发学生学习兴趣

职教类学生在学习计算机时,往往喜欢上上机操作课,对课堂理论性教学则感到单调,尤其是在学习高级语言进行程序设计时表现较突出。此时,如果教师只是单纯地强调理论知识的重要性,或采取简单批评指责的方法要求学生注意听讲和积极思考,效果不会很好。如果采用电视节目预告中使用的“悬念”手法,来抓住学生的注意力,激发他们的学习兴趣,会收到较好的教学效果。例如,在讲循环语句时,笔者手举一张纸,设其纸厚0.5mm,接着提问世界最高峰珠穆朗玛峰的高度是多少?此时学生会异口同声回答出来。这时学生已经产生了一个疑问,一张纸和珠穆朗玛峰有什么联系呢?接下来话锋一转说道,就用这样的纸(足够大),对折若干次后,就可以达到或超过世界最高峰的高度!学生马上会瞪大眼睛、张开嘴发出惊讶的声音。此时悬念已产生,兴趣也调动起来了,学生会怀着极大的好奇心要编出程序来验证一下这个问题,教师这时恰当地点出编这个程序的几个主要环节,引导学生操作,预期的教学效果就达到了。

2 富有哲理的幽默语言,让学生轻松愉快掌握知识

教育家斯维特洛夫说过:“教育家最主要的,也是第一位的助手是幽默。”教师富有哲理和情趣的幽默,能深深地感染和吸引学生,使自己教得轻松,学生学得愉快。教师的幽默是赢得学生喜爱、信赖和敬佩的重要条件。

在计算机课的教学中,基本概念和理论性的教学内容,往往使教师感到棘手,使学生感到抽象、枯燥,记忆较困难。在讲授时,如果教师运用风趣的语言、适当的比喻或与众不同的思维,就能将繁杂化为简洁,沉闷化为轻松,使学生在轻松愉快的气氛中掌握知识。在讲到数据库文件记录的删除时,有三个命令:逻辑删除,物理删除,恢复删除。可巧当时正是6月份,天气已热,又是下午课,有个别同学扒在桌子上昏昏欲睡。笔者说,被逻辑删除的记录并没有从数据库文件中消失,仍然占有物理位置,只是不能参加集体活动了,就像现在我们全班同学大多数都在听老师讲课,而个别同学在睡觉,老师讲的课不能听了,同学们回答的问题也听不到了,他自己已经把自己DELETE了,我们是将他PACK呢还是RECALL呢?此时同学们都笑了起来,大声说:“RECALL吧。”与睡觉学生相邻的人已将其捅醒了,醒来的学生不知所措地看着大家笑,一会儿明白了,就不好意思地看着老师。见此情况笔者又接着说,既然大家都不同意将你PACK,你也已经被RECALL了,那么我们全班这个数据库继续工作。笑声把困意都驱散了,三个命令各自的含义和功能让同学们在笑声中都理解了。

3 含蓄的批评,更能提高教育的实效

教学批评,是提高教学质量的重要环节。但许多学生由于定势往往对此充耳不闻、视而不见,使得教学批评收效甚微。其实,学生在学习中发生差错是难免的,此时,教师若厉声厉语地指责和批评,容易使学生产生逆反心理或者是口服心不服。如果教师采用温和含蓄的语言能使学生消除窘态,缓和气氛,跳出困境,才真正达到了教育的目的。一次,在批改作业时,笔者发现有几个学生抄袭作业,怎么处理呢?在课上笔者讲了这样一段话:人们常说,天底下没有两片叶子是完全相同的。可是这次在批改作业时,我却发现了一个奇怪的现象,天工造物,奇妙无比,有好几个人的面孔是一模一样的,就像是用克隆技术克隆出来的一样,简直把我惊呆了,难道克隆技术已经普及到我们中学了吗?请你们帮助我解答这个问题。开始学生都煞有兴趣地听着,听着听着那几个抄袭作业的学生表情就显得紧张起来了,当大多数学生笑着说“抄”字时,他们的表情就更不自然了。至此,一个“抄”字正是教师批评的主题,借学生之口点了出来,基本目的已达到了,教师这时就可以顺势而下,点到即可。自始至终没有点名批评,也没有厉声指责,而是用含蓄的语言开导学生,让他们在和谐、愉悦的气氛中认识到自己的错误,达到批评教育的目的。

4 设置改错,可启迪学生积极思维

心理学家鲁宾斯坦说过:“思维通常总是开始于疑问或者问题,开始于惊奇或者疑惑,开始于矛盾。”“故错”是置疑、激疑、制造矛盾达到引思的一种方式,以此启迪学生的思维。在QBASIC语言课堂教学讲到两个变量值互相交换的问题时,笔者就采用

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关键词:新形势;计算机技术;网络技术;三网合一

当前,计算机网络技术在我国社会的各领域均取得了较大的发展,并逐渐成为社会发展的重要动力。新形势下,计算机网路技术的发展呈现特征性,即计算机网路的发展都是以实际应用为出发点而深化发展的,都是以实际需要为发展前提。因此,分析新形势下的计算机网路技术,应结合计算机网路技术的重点应用领域进行分析。本文就新形势下的计算机网络技术的发展和应用做了深入浅出的探索。

1现代计算机网络技术的主要发展阶段

现代计算机网络技术主要经历了以下发展阶段:第一,首次尝试阶段。公认的现代计算机网络技术的首例应用实例发生于20世纪50年代,当时,美国军方将远程雷达和测量控制设备与同一台中央计算机进行连接,当时使用的是通信线路的连接方式。第二,民用计算机网络系统尝试阶段。20世纪60年代初期,美国国家航空公司采用中央计算机对美国境内的所有飞机订票计算机进行联机,最终实现全国范围内的飞机订票系统的集中控制处理和分时多用户操作。及至20世纪60年代末期,WAN(Wide Area Network,广域网)的出现,通过卫星最终实现了较大地理范围内的计算机网路系统的互联,这是现代计算机网络技术发展过程中的里程碑式的进步。第三,计算机网络标准化初步成型阶段。20世纪70年代中期和末期,LAN(Local Area Network,局域网)的出现给计算机网络系统结构的标准化提出了结构性要求。包含IBM和DEC公司以及ISO(国际标准化组织)等在内的大的公司和国际组织纷纷制定了一系列企业、行业和国际标准,标志着计算机网络逐步朝着标准化、国际化的方向发展。第四,高速网络技术阶段。20世纪90年代至今,光纤和高速网络技术的出现,多媒体网络和智能网络如雨后春笋般出现,Internet(互联网)正成为联通全世界网路用户的高速网路。

2新形势下计算机网路技术的应用

2.1LAN网络

LAN(Local Area Network,局域网)是将小区域内的各种通信设备互连在一起的通信网络,其网络特性主要决定于以下3个基本技术:第一,用于传输数据的传输介质,第二,用以连接各种设备的拓扑结构;第三,用以共享资源的介质访问方法。当前我国局域网中应用范围最广的技术是Ethernet(以太网)。而当前我国在局域网架设过程中所适用范围最为广泛的是以太网衍生的快速以太网、千兆位以太网、万兆位以太网乃至10G以太网组网结构,这种组网结构的最大优势在于可以提高光纤网络技术的兼容性。除此之外,LAN网络技术的2种典型产品主要为:第一,WokenRing(令牌环网技术);第二,FDDI(光纤分布式数据结构技术),这种技术突破了传输距离100km和网络传输率100Mbps的技术壁障,但是由于较高昂贵,还需要在时间中不断创新和发展。

2.2网络异步传输模式技术

所谓网络异步传输模式技术,也称为ATM网络技术,即通过利用系统的电话线路并在装配转换器之后,通过电话通信环境和ATM网络对近程和远程数据进行传输,从而完成高速网络环境下的数据信息的实时交换和传输,并可以实现和局域网和广域网的完美对接。ATM的主要优点是高带宽、有保证的服务质量和可扩展的、能提供所有速度与应用的拓扑结构,服务质量标准确保了一个应用所要求的带宽在该应用的信息请求期间都可供使用,但是ATM网络技术未来发展也应着力克服其信元首部开销太大和技术复杂且价格昂贵的缺点。

2.3互联网技术

Internet(互联网)作为人们日常生活中最频繁使用的计算机网络的主要功能,给世界不同地区的用户提供了方便快捷访问信息的功能。互联网技术的发展在提升计算机技术的健康发展方面具有显著的促进作用。互联网给用户提供的主要服务主要有以下几种:第一,E-mail(ElectronicMail,电子邮件服务);第二,File Transfer Protocol(文件传输服务);第三,Telnet(远程登录服务);第四,Instant Message(即时通信服务)。

2.4无线网络技术

当前,我国的无线网络技术主要包含以下3种:第一,个人通信;第二,无线局域网;第三,家用无线网。其技术优势主要在于:第一,便于实现全方位大规模计算机无线联网;第二,抗干扰能力强;第三,投资较省。当前,无线网技术往往和互联网技术相结合,其应用范围在进一步扩大,对我国计算机网络技术在新形势下的发展具有显著的促进作用。

3新形势下计算机网络技术的发展趋势

未来的计算机网络技术的发展主要呈现以下发展趋势:第一,朝着低成本微机所带来的分布式计算和智能化方向发展,即Client/Server(客户/服务器)结构;第二,向适应多媒体通信、移动通信结构发展;第三,网络结构适应网络互连,扩大规模以至于建立全球网络。应是覆盖全球的,可随处连接的巨型网;第四,计算机网络应具有前所未有的带宽以保证承担任何新的服务;第五,计算机网络应具有延展性来保证使迅速的发展做出反应;第六,计算机网络应具有很高的可靠性和服务质量;第七,计算机网络应具有很低的费用。未来比较明显的趋势是宽带业务和各种移动终端的普及,如可照相手机越来越多,实际上这对网络带宽和频谱产生了巨大的需求。整个宽带的建设和应用将进一步推动网络的整体发展。IPv6和网格等下一代互联网技术的研发和建设将在今后取得比较明显的进展。

3.1人工智能

人工智能可能会是计算机历史中的一个终极目标。从1950年阿兰图灵提出的测试机器如人机对话能力的图灵测试开始,人工智能就成为计算机科学家们的梦想,在接下来的网络发展中,人工智能使得机器更加智能化。在这个意义上来看,这和语义网在某些方面有些相同。人们已经开始在一些网站应用一些低级形态人工智能。由于电脑的计算速度远远超过人类,希望新的疆界将被打破,使得能够解决一些以前无法解决的问题。

3.2移动网络

移动网络是未来另一个发展前景巨大的网络应用。便携式智能终端(PCS)可以使用无线技术,在任何地方以各种速率与网络保持联络。用户利用PCS进行个人通信,可在任何地方接收到发给自己的呼叫。PCS系统可以支持语音、数据和报文等各种业务。PCS网络和无线技术将大大改进人们的移动通信水平,成为未来信息高速公路的重要组成部分。它已经在亚洲和欧洲的部分城市发展迅猛。2015年推出的苹果IPHONE是美国市场移动网络的一个标志事件。这仅仅是个开始,在未来几年的时间将有更多的定位感知服务可通过移动设备来实现,例如当你逛当地商场时候,会收到很多你定制的购物优惠信息,或者当你在驾驶车的时候,收到地图信息,或者你周五晚上跟朋友在一起的时候收到玩乐信息。人们也期待大型的互联网公司如,雅虎、谷歌成为主要的移动门户网站,还有移动电话运营商。

3.3三网合一技术的发展

当前,计算机网络技术发展的主要趋势就是要实现三网合一,三网合一指的是把电信网、有线电视网与计算机网统一起来,以减少成本费用,便于应用,大大地提高效率,提高经济和社会效益。计算机网络发展的必然趋势就是三网合一。三网合一的诞生,塑造了一个庞大的产业,与此同时,也促进了其它有关产业的发展。新兴起的业务像在线咨询、视频会议、远程医疗、远程教育、电子科学、电子政务、电子商务等,能够让人民摆脱空间与时间的制约,人们在家中就能够娱乐,学习与工作。

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关键词: 博弈实验 教学软件 实验经济学

一、引言

诺贝尔经济学奖得主爱德华・哈斯丁・张伯伦(E.H.Chamberlin)教授1948年在哈佛大学博士生课堂上进行的描述市场需求和供应经济关系的纸牌实验正式拉开了实验经济学的序幕[1]。20世纪50年代,美国休斯敦大学约翰・福布斯・纳什(John Forbes Nash Jr)利用不动点定理证明了均衡点的存在,并将博弈论引入议价行为模型,进行了纯议价博弈实验,1994年因为他在博弈论领域的卓越贡献获得了诺贝尔经济学奖[2]。1952年,美尔文・爵烁和莫莱尔・弗莱尔(MelvinDresher and Merrill Flood)进行了著名的“囚徒困境”实验。20世纪60年代,有着“实验经济学之父”之称的弗农・洛马克斯・史密斯(Vernon Lomax Smith)教授在亚利桑那大学十一个班级进行了长达六年的实验验证竞争均衡理论,1962年,以此实验为基础撰写的论文《竞争市场行为的实验研究》在《政治经济学杂志》上的发表,标志了实验经济学的诞生。其也因为在实验经济学领域开创性的贡献于2002年获得了诺贝尔经济学奖[3]。

近年来,博弈实验及以其为代表之一的实验经济学以其实现方式的可复制性和实验过程的可控制性受到越来越多经济学家的青睐,该实验还是研究不同经济政策建议有效性的经济、可行办法之一。我国自上世纪80年代以来,不少学者已经逐渐意识到实验经济学的发展,目前正有组织地对其开展研究和应用工作。因此,以实验经济学为主要研究方法,进行研究性、设计性的本科生实验教学已经成为经济管理类实验的发展趋势。目前,国内诸多知名高校如中国人民大学、浙江大学、厦门大学等已经相继建立了自己的经济学实验室,开始了在实验经济学领域的专业研究和教学应用[4]。

然而在博弈实验的推广过程中却出现了教学效率低、教学工作量大、数据不易收集、多为验证性实验等诸多难点,极大影响了博弈实验在高校别是在普通高校本科教学中的推广。笔者所在的中国药科大学医药经济管理综合实验教学中心自行编写了基于Browse/Server(简称B/S)结构的博弈实验教学软件。该软件使用JSP(Java Server Pages)与My-SQL相结合,构建了功能强、使用简便、管理方便、运行速度快、安全可靠性强的网页数据库。基于该数据库,将Java和JDBC结合起来极大降低了程序编写难度,提高了软件在不同平台运行的兼容性和稳定性[5]。

二、传统博弈实验模式在教学应用中的缺点

1.教学效率低。

国内实验经济学教学大多沿袭国外教学模式,嵌入于经济学、管理学等理论课程中进行,用于加深对基础理论知识的理解和掌握,多为演示型、验证性实验。实验中沿袭国外常规教学手段使用纸质教学文件为实验用具(见图1),学生在格式化的纸质文件中记录每轮博弈决策,每轮博弈后,将决策纸交予教师进行记录、评判后再行发回进行下一轮博弈。每轮博弈均涉及决策、收决策纸、记录、评判、发回决策纸、下轮决策的循环,因其极大地占用了课堂教学时间,在实际教学过程中的运用受到课时等诸多因素的限制,难以开展。

以本中心的实验教学为例,在使用博弈软件之前每次进行重复囚徒困境博弈模型的实验教学时,60人的博弈实验,需要4位实验教师同时工作(2位教师计算和统计实验结果,1位教师按时收集、发放博弈决策纸,1位教师维持教学现场秩序)才能保证博弈实验的正常进行,1课时(45分钟)只能进行7-10轮博弈,平均5-7分钟完成一次博弈,实验效率较低。而在7-10轮博弈轮数中绝大部分学生还未能体会均衡、零和等博弈的核心理念,实验就已经匆匆结束。

2.教学难度大。

常见的用于本科教学的博弈实验模型如囚徒困境博弈模型、选美实验博弈模型、智猪博弈实验模型、重复博弈实验模型的课程化构建中多要求构建博弈方信息完全不对称的实验环境。但是由于多种原因如重复囚徒困境博弈实验中相对规则的博弈对手配对、微信等现代化的信息沟通途径甚至是同学间的手势和眼神极易导致博弈对手间的信息沟通,从而极大地影响实验的结果。有时甚至需要教师使用分割博弈对手所处实验环境、强制信息沟通工具管制等方式保障实验教学的正常进行,增加了实验教学工作量,加大了实验教学的难度。

3.教学计算量大、工作量大。

多数博弈实验均需要一定的运算和统计工作,尤其是在贿赂博弈、领导者博弈等带有研究性的博弈行为实验中。在重复囚徒困境博弈实验中每轮实验都需要统计并标示博弈对手的博弈决策,计算本轮博弈双方得分。虽然单个运算强度不大,但是由于参与实验者众多和往复博弈次数而导致运算量较大,且较为容易出现计算失误。

4.教学数据收集困难,工作量大。

为了强化博弈实验的教学效果,需要及时统计参与博弈学生的博弈决策及其产生的效果,作为学生优化决策的依据。在重复囚徒困境博弈实验中需要归纳典型博弈思路,如一报还一报策略(TIT FOR TAT)、弗里德曼策略(FRIEDMAN)、道宁策略(DOWN ING)、乔斯策略(JOSS)等经典博弈策略的产生概率及其平均收益,用以引导学生的决策思路[6]。但是对纸质材料的收集和整理需要花费大量时间,在一个教学单元(如2课时)内,难以完成数据的收集和整理工作。

5.教学、科研效果分析困难,缺乏必要依据。

北京大学董智勇教授在《实验经济学》一书中写道:实验经济学(Experiments with Economic Principles)是经济学家在挑选的受试对象参与下,按照一定的实际规则并给以一定的物质报酬,以仿真方法创造与实际经济相似的一种实验室环境,不断改变实验参数,对得到的实验数据分析整理加工,用以检验已有的经济理论及其前提假设,或者发现新的理论,或者为一些决策提供理论分析。高校能够提供大量可供选择的高度理性受试对象,实验课程能够以分数等激励手段代替的物质激励极大地降低了实验成本,因而成为实验经济学的重要实践场所。以博弈实验为代表的实验经济学更是成为优化决策体系、提升决策水平的重要方法,其是在贿赂模型等研究性博弈实验模型中。这一切的实现不但需要基础数据,而且需要强大的以博弈数据库为基础的数据挖掘工具。纸质实验道具因其在收集速度上的缺陷显然不能满足要求[7]。

三、计算机网络技术在博弈实验教学应用中的优势

1.提高实验教学效率。

本中心采用博弈实验软件后,极大地提高了教学效率:在重复囚徒困境博弈实验中,以每次实验20轮计算,传统纸质道具的博弈学实验,至少需要90分钟,使用计算机实验教学软件后,只需要20分钟,在1个课时内就可以完成实验,保证了教师讲解时间,提高了学生的博弈水平。对比具体如下图(图2):

通过上图,我们可以很直观地发现,应用计算机的实验方法具有明显的技术优势和显著的进步性。

2.降低实验教学难度。

博弈实验中通过电脑自动分组等功能可以做到真正的“双盲”实验。在重复囚徒困境博弈实验中,自制教学软件能够实现自动配对、随机分组功能(见图3),使学生在完全不知道博弈对手的情况下完成博弈实验,真正做到了信息的完全不对称。

3.免去实验教学的信息收集、整理、运算工作。

采用了计算机的实验方法后,在重复囚徒困境博弈实验时,学生只需要单击“合作”或“背叛”后即可看到(或等待后看到)博弈对手本轮决策,由电脑依据评分原则直接给出单轮分数并累计入学生总得分。学生决策提交后,收集、整理、运算、统计的工作都由电脑后成并展示在学生眼前,极大地降低了实验教学过程中教师的工作量。

4.教学数据自动转存,方便实验效果深入挖掘。

使用教学软件后,重复囚徒困境博弈实验中的学生的操作将被自动保存,实验结束后以EXCEL的形式导出。导出后的数据经过EXCEL的简单加工可以进入SPSS等统计软件深入挖掘掩藏于基础实验数据背后的经济学现象和规律。

四、结语

为了满足实际教学需要,越来越多的高校自行编辑博弈实验教学软件以推广博弈实验在经济学、管理学等相关课程中的运用,提高教学效率,深化教学改革。笔者所在实验中心的软件化博弈教学实践表明,博弈教学软件的使用不但能够极大提高教学效率,而且能够降低教学难度,实现实验数据的自动收集、主动分类及自动基础分析等,这样不但满足了本科教学需要,而且为经济博弈行为的科研提供了强大依据,具有较高的推广意义和价值。

参考文献:

[1]刘晓丽.博弈实验对博弈论的方法论意义[J].学术探索,2013.

[2]杜丽群.经济学的两种研究范式:实验经济学与行为经济学评析[J].经济思想史评论,2007.

[3]邓钊.经济学实验方法及在我国的应用前景分析[J].现代商贸工业,2010.

[4]方小教.经济学实验课程构建方法的改革路径[J].淮北煤炭师范学院学报(哲学社会科学版),2008.

[5]谢玉诚,茅宁莹,陈露,施皓韵.经济学实验教学方法改革[J].新西部,2013.

[6]周骏宇.艾克斯罗德重复博弈实验及其应用[J].自然辩证法研究,2005.

计算机前沿技术范文6

关键词 实验室开放 硬盘保护卡 桌面云 实验室信息化

中图分类号:G647 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2014)07-0005-02

计算机实验室开放管理有利于学生自主学习和开展创新实践活动,而且能有效提高实验设备利用率。计算机实验室开放管理就是要做到实验时间开放、实验环境开放和实验地点开放。要达到这个目的,除了创新管理模式、优化管理制度外,更要重视管理技术的支撑作用,做到推陈出新、多管齐下,从各个层次搭建实验室开放管理平台。

一、 实验设备管理技术

计算机实验室开放会带来高流动性的实验人员、多样化的实验任务、高频率的设备使用,这就需要实验设备必须做到一机多用,即在每台电脑上要配置多个软件环境,并且要易于管理,减少管理人员维护量。

1.使用保护卡技术

比较传统的方式是在每台电脑上安装增霸卡、蓝芯防毒卡等硬盘保护卡。保护卡一般能够支持安装多达16个不同的操作系统,并使每个操作系统独立使用,这样可以在一台电脑上创建多个软件实验环境。保护卡一般同时支持网络安装、拷贝、增量更新、自动分配IP和计算机名、远程唤醒、关机、重启等功能,可以有效减少计算机的批量维护管理工作量。采用保护卡技术也存在一些缺点,比如为了防止病毒一般设置有分区自动还原功能,这使得软件环境相对固定,不能长时间保存实验的中间状态。另外使用保护卡批量管理的计算机一般要求其硬件配置相同,当实验室有多种型号的计算机时管理效率就会下降。

2.使用桌面云技术

桌面云是云计算和桌面虚拟化技术在行业中的具体应用,其发展方兴未艾。它是在云服务器上批量虚拟出多个独立的桌面操作系统,为用户虚拟不同规格的桌面环境。虚拟桌面的存储和执行(包括操作系统、应用程序和用户数据)都集中在云计算服务器上,用户使用终端设备通过以太网和远程协议(如:RDP、ICA、PCoIP)进行访问。管理员可以通过专用的管理程序在云服务器端统一对所有虚拟桌面进行快速定制、交付、收回和更新。

高校开放管理的计算机类实验室一般设备型号杂、规模较大、需求多变,在这种场合下桌面云技术的优势得到集中体现,例如:

①支持更广泛与简化的终端设备。由于计算和存储在云端进行,对终端设备的配置要求较低,用不同型号的台式机、笔记本电脑甚至手机,都可以访问相同的虚拟桌面,得到一致的用户体验。

②支持更灵活的访问和使用。一个终端可以访问多个桌面环境,可以跨网段、VLAN、甚至互联网访问虚拟桌面,因此可以真正做到时间、地点和实验环境的完全开放。

③支持集中管理和快速部署。使用管理程序在云端管理虚拟桌面和用户,一个桌面可批量交付给多个用户访问,桌面一旦更新相当于一批用户同时升级。

④支持用较小的代价使用正版软件。虚拟桌面可以被复制,同时一个桌面可以被分发到多个用户,因此理论上只需要购买一套正版软件,就可供多人使用。

当然桌面云技术在高校计算机实验室中的应用也存在一些局限性。例如:云计算数据中心的建设一次性投入较大;数据中心需要配备比较专业的管理员;对校园网的带宽有一定的要求;由于显卡虚拟化的技术尚未成熟,某些多媒体类大型设计程序的用户体验还不是很好等等。

二、 实验室信息化管理技术

高校计算机类实验室数量一般很多,而且分布在不同地方,实验室一旦开放管理,要么会有任务冲突,要么会有资源闲置,管理难度大增。为了向师生提供高效便捷的服务、自由灵活的上机时间和地点选择,同时优化资源配置、提高实验室利用率,很多学校引入了基于校园网的实验室信息化管理系统,用来管理实验人员、实验室和机位、实验项目等。

1.实验室信息化管理系统的一般功能

①实验人员管理。一是基于用户的管理,包括教师、学生和管理员。二是基于角色的管理,比如班级、实验团队等。不同的用户和角色在系统中有不同的权限。

②实验项目管理。管理实验课程和对应的实验项目,并为实验项目指派实验室。

③实验预约管理。个人或团队预约机位或机房。

④实验室门禁系统、上机IC卡和收费管理。实现开放实验室的学生自助管理。

⑤实验报告管理。学生可以在线提交实验报告,教师可以在线批阅打分,期末可以对实验教学平时成绩进行统计。

⑥师生交流平台。类似于论坛、博客等系统,师生以课程为栏目、以实验项目为主题进行答疑解惑。

2.针对开放式计算机类实验室的信息管理系统的特点

当前大多数大学生都配有个人电脑,机房对学生的吸引力逐渐下降,为了吸引学生在业余时间上机,开放实验的手续要简化。

机房免费开放是一种趋势,收费功能可以取消,门禁和IC卡识别系统不再是为了收费,只是为了给实验人员提供服务,如给随机到来的人实时分配机位,给预约者提示机房机位信息等。

在传统模式下一台计算机上也可以完成多个实验项目,而如果使用桌面云技术,在一个终端几乎可以完成所有的实验项目,实验项目不再和实验室、实验设备有必然的对应关系,因此从机房管理的角度看,实验项目管理功能可以弱化甚至取消。