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系統(tǒng)科學(xué)的原理范文第1篇

論文摘要：舒爾曼提出的“學(xué)科教學(xué)知識”推動了教育研究與實踐的向前發(fā)展。高校《通信原理》課程學(xué)科教學(xué)的知識結(jié)構(gòu)與內(nèi)容框架主要包括通信原理課程教學(xué)模式等七個方面，對《通信原理》課程教學(xué)策略的知識應(yīng)用進行論述，具有較強的理論和現(xiàn)實意義。

一、教師的學(xué)科教學(xué)知識

在20世紀(jì)80年代的西方教師專業(yè)化運動中，美國斯坦福大學(xué)的Shulman教授，針對當(dāng)時在對教師的資格認證中，將教師的教學(xué)能力簡單理解為教師具備的學(xué)科知識和教學(xué)知識的問題，指出對教師知識的分析是推動我們對教師行為分析的最主要的因素，提出了“學(xué)科教學(xué)知識”(pedagogical content knowledge/PCK，也有人譯為教育學(xué)內(nèi)容知識、教學(xué)學(xué)科知識、教學(xué)專業(yè)知能、學(xué)科內(nèi)容教學(xué)知識等)這一重要概念。舒爾曼認為，學(xué)科教學(xué)知識是學(xué)科知識和教育學(xué)知識的特殊混合體，是教師對學(xué)科知識獨特的專業(yè)理解，為教師所特有，是“教師對如何幫助學(xué)生理解具體學(xué)科內(nèi)容而做出的理解”。學(xué)科教學(xué)知識使教師學(xué)會如何組織和呈現(xiàn)具體學(xué)科的主題、問題、結(jié)果，使之與學(xué)習(xí)者多樣的興趣與能力相適應(yīng)，從而組織教學(xué)。學(xué)科教學(xué)知識的提出，為教師的專業(yè)化發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。

學(xué)科教學(xué)知識是教師在教學(xué)中將特定的學(xué)科教學(xué)內(nèi)容加工轉(zhuǎn)化而形成的能為學(xué)生接受的知識。學(xué)科教學(xué)知識的形成需要教師對學(xué)科知識、教學(xué)知識、學(xué)生知識、情景知識等進行整合，并對教學(xué)經(jīng)驗不斷歸納、總結(jié)與調(diào)整。因此，學(xué)科教學(xué)知識具有實踐性、情景性和個體性。學(xué)科教學(xué)知識的形成揭示了教師教學(xué)能力發(fā)展的復(fù)雜過程，使對教師教學(xué)能力的研究更為深人與科學(xué)。

舒爾曼提出的“學(xué)科教學(xué)知識”概念引起了學(xué)者們對與教師教學(xué)實踐相關(guān)知識的重視，學(xué)者們進行了大量的論述與研究，“學(xué)科教學(xué)知識”理論成為教師教育、課堂教學(xué)行為分析、科學(xué)教育等學(xué)科教育研究的重要內(nèi)容與基礎(chǔ)框架。后經(jīng)過修改和補充，舒爾曼又進一步闡釋了學(xué)科教學(xué)知識的框架。以此為基礎(chǔ)，學(xué)者根據(jù)自己的理解，提出了學(xué)科教學(xué)知識的內(nèi)涵;盡管不同的學(xué)者有不同的見解，但大同小異，基本上都認為學(xué)科教學(xué)知識包括:教師教育信念、學(xué)科知識、教育學(xué)知識、關(guān)于學(xué)生的知識、教學(xué)情境知識等幾個方面。

二、《通信原理》課程教師的學(xué)科教學(xué)知識

現(xiàn)代社會是信息社會，電子與通信類專業(yè)從而也成為極為熱門的專業(yè)。在電子與通信類專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)中，《通信原理》是極為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。此課程的主要任務(wù)在于研究通信系統(tǒng)中的基本概念和基本原理，讓學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的基本組成、理論原理、實現(xiàn)方法和系統(tǒng)性能，能夠在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和工作中靈活應(yīng)用，并激發(fā)他們對通信學(xué)科方面的學(xué)習(xí)興趣和熱情，使他們有足夠的自信和能力來適應(yīng)這一日新月異的領(lǐng)域。該課程內(nèi)容涉及隨機過程、復(fù)變函數(shù)與積分變換、信息論、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理等多方面的知識。高等教育是人才培養(yǎng)的主渠道，而教師則是決定學(xué)校教育質(zhì)量的關(guān)鍵。在創(chuàng)新人才教育的大背景下，有必要對《通信原理》課程教師的知識結(jié)構(gòu)框架進行分析、研究。

對于教師學(xué)科教學(xué)知識框架，除理論研究之外，也要進行實證研究，如調(diào)查分析、測量、比較等;而教師知識結(jié)構(gòu)必然會涉及學(xué)科和專業(yè)。以往的研究多涉及基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的教師;近年來，高等教育專業(yè)的教師學(xué)科教學(xué)知識也開始受到重視。筆者在理論分析、聽課、親歷教學(xué)的基礎(chǔ)上，提出了高校《通信原理》課程教師的學(xué)科教學(xué)知識框架。高校《通信原理》課程教師的學(xué)科教學(xué)知識應(yīng)該包括如下主要內(nèi)容:

(一)《通信原理》課程教學(xué)模式知識

《通信原理》課程教學(xué)方法因課程中具體內(nèi)容的性質(zhì)而有所不同，常用的教學(xué)模式有:仿專家思考模式，是要求學(xué)生像通信專家一樣思考，強調(diào)學(xué)術(shù)嚴(yán)謹，以傳授專業(yè)知識為主的教學(xué)模式。概念轉(zhuǎn)換模式，是通過使學(xué)生產(chǎn)生情景上的沖突，改變學(xué)生原有的概念，幫助他們建立通信科學(xué)概念的模式。探究模式，包括一般意義上的探究和以學(xué)習(xí)共同體為中心、分工負責(zé)、利用實驗室條件進行研究的“小組合作學(xué)習(xí)”或“合作探究”模式。基于項目或課題的教學(xué)模式，即以“導(dǎo)向”性的問題為中心，圍繞一個主題組織概念、原理，指導(dǎo)學(xué)生通過實驗和調(diào)查得出解決方案等。

在熟悉《通信原理》課程教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，應(yīng)根據(jù)本科和高職專科的《通信原理》課程教學(xué)目標(biāo)的不同和學(xué)生基礎(chǔ)的不同，采用不同的課程教學(xué)模式。根據(jù)作者的經(jīng)驗，本科教學(xué)中適合采用仿專家思考模式、概念轉(zhuǎn)換模式、探究模式;高職專科教學(xué)中，則宜運用基于項目或課題的教學(xué)模式和探究模式。這些模式在教學(xué)中還需要靈活交替使用。不論采用何種教學(xué)模式，《通信原理》課程的教師都應(yīng)當(dāng)具備體現(xiàn)《通信原理》課程特點的教學(xué)策略。筆者在教學(xué)中大量使用了理論教學(xué)與實驗、實習(xí)相結(jié)合，以及案例教學(xué)的策略。

(二)通信專業(yè)課程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)目標(biāo)知識

通信專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是:培養(yǎng)一批具有堅實的理論基礎(chǔ)、很強的創(chuàng)新意識和動手能力的人才，主要培養(yǎng)德智體全面發(fā)展、基礎(chǔ)扎實、知識面寬、素質(zhì)高、富有創(chuàng)新意識、在通信領(lǐng)域內(nèi)獲得專業(yè)訓(xùn)練的高級技術(shù)人才，以適應(yīng)國家加速信息化發(fā)展對人才的需要。專業(yè)是以通信技術(shù)為主，結(jié)合計算機應(yīng)用的寬口徑專業(yè)。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，我們應(yīng)該重點圍繞通信系統(tǒng)設(shè)計、智能信息處理、無線通信及測控、現(xiàn)代交換技術(shù)、光通信技術(shù)、計算機視覺與圖像處理等展開教學(xué)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

只有從總體上理解了通信專業(yè)課程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)目標(biāo)，才能在課程教學(xué)中處理好《通信原理》和其他課程的關(guān)系，達到預(yù)期的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。為此，我們需要根據(jù)創(chuàng)新人才教育的大思路，從高等教育特點和各學(xué)校具體條件出發(fā)，結(jié)合各個專業(yè)的特點，加強專業(yè)理論教學(xué)、實驗教學(xué)、實踐教學(xué)活動。

(三)《通信原理》課程目標(biāo)與內(nèi)容知識

為了適應(yīng)新世紀(jì)的需要，《通信原理》課程的培養(yǎng)目標(biāo)是:培養(yǎng)具有厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、強能力，特別是具有工程實踐能力和創(chuàng)新能力的科技人才。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得必要的信息通信與傳輸方面的基礎(chǔ)理論知識和基本技能，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下扎實的理論基礎(chǔ)和動手能力;使學(xué)生在模擬和數(shù)字通信方面建立清晰的系統(tǒng)概念，掌握通信系統(tǒng)的一般分析方法，并具備一定的通信系統(tǒng)設(shè)計能力;使學(xué)生了解通信技術(shù)的最新發(fā)展方向，從而把握通信學(xué)科發(fā)展脈絡(luò)，激發(fā)學(xué)生的主動性與創(chuàng)新性，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)能夠解決挑戰(zhàn)性問題的新一代工程師打下堅實的基礎(chǔ)。

《通信原理》課程內(nèi)容具體包括:通信的概念、通信系統(tǒng)基本組成、數(shù)字通信系統(tǒng)、信道簡介;信息嫡的基本概念;AWGN信道下香農(nóng)信道容量理論;信號的頻域分析方法，自相關(guān)函數(shù)與功率譜密度，互相關(guān)函數(shù)與互譜密度;Hillbert變換，解析信號，等效基帶分析;隨機信號與平穩(wěn)隨機信號，窄帶平穩(wěn)隨機信號，高斯白噪聲過程;模擬調(diào)制;模擬信號的數(shù)字化;高斯白噪聲信道中的數(shù)字傳輸;帶限AWGN信道下的數(shù)字傳輸?shù)取@些內(nèi)容的深入了解和精深掌握是做好《通信原理》課程教學(xué)的前提條件。

除了對這些基礎(chǔ)知識的牢固掌握以外，教師還應(yīng)該對通信的研究史和發(fā)現(xiàn)史、學(xué)科研究與開發(fā)最新進展，特別是光電子通信有較多的了解，并在教學(xué)中適當(dāng)進行最新研究與開發(fā)成果介紹。

(四)學(xué)生對本專業(yè)知識的理解能力知識

通信專業(yè)教師應(yīng)該了解學(xué)生對具體專業(yè)知識的理解能力，包括學(xué)生學(xué)習(xí)需要和學(xué)習(xí)困難的知識。所謂學(xué)生學(xué)習(xí)需要的知識指的是學(xué)生在學(xué)習(xí)某個通信原理課程內(nèi)容之前必備的專業(yè)知識和技能。學(xué)生的學(xué)科理解能力是影響教學(xué)效果的重要原因。只有深人了解學(xué)生學(xué)習(xí)《通信原理》課程需要哪些預(yù)備知識、難點是哪些等，才能有的放矢，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高教學(xué)效果。學(xué)生學(xué)習(xí)《通信原理》課程時，較難理解和接受的知識包括通信的抽象概念、隨機過程概念、信息熵、Hillbert變換，教師教學(xué)中應(yīng)該努力讓學(xué)生掌握這些方面的內(nèi)容。

(五)通信安全意識

通信安全涉及國家、單位，以及個人的通信秘密保障，關(guān)乎國家、社會征集、經(jīng)濟、軍事等各方面的安全。現(xiàn)有的《通信原理》課程教材都不涉及通信安全教育，這是一個很大的缺陷。《通信原理》課程教師不僅自己應(yīng)該具有一定的通信安全知識和相關(guān)思考，更應(yīng)該將其滲透于《通信原理》課程的教學(xué)之中。

三、《通信原理》課程學(xué)科教學(xué)知識的運用

《通信原理》課程教師應(yīng)該具備上述學(xué)科教學(xué)知識，并能熟練地運用于教學(xué)實踐活動中。作者在自己的教學(xué)實踐中對《通信原理》課程學(xué)科教學(xué)知識進行了靈活運用。下面對其中的教學(xué)策略知識的運用舉例說明如下:

(一)學(xué)科知識傳授方面，教學(xué)重點放在數(shù)字通信系統(tǒng)部分

《通信原理》內(nèi)容包括通信的基本理論、模擬調(diào)制、數(shù)字傳輸、編碼技術(shù)幾個大部分。由于現(xiàn)代通信的發(fā)展方向是數(shù)字通信，因此，教學(xué)重點在數(shù)字通信系統(tǒng)部分。在課程的開始階段，讓學(xué)生準(zhǔn)確把握數(shù)字通信系統(tǒng)的組成、各模塊的功能，使得學(xué)生能夠把本課程的內(nèi)容有機地組合起來，在學(xué)習(xí)具體知識點時能明確它們在通信系統(tǒng)中所起的作用，收到“既見樹木，又見森林”的效果。《通信原理》是一門理論和實踐并重的課程，在理論教學(xué)方面，要讓學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的基本組成、理論原理、分析方法。為了提高教學(xué)效果，在課堂上采用設(shè)問思考和逆向思考提問等教學(xué)方法，啟發(fā)學(xué)生思考、誘發(fā)學(xué)生的思維、激起學(xué)生的求知欲望。在教學(xué)過程中注重考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和接受能力，在備課時，采用換位思考方法，感受學(xué)生的困惑，考慮講解的技巧，以在最短的時間內(nèi)收到最佳的教學(xué)效果。同時根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對象，注意將學(xué)生自學(xué)和精講重點、難點結(jié)合起來。在每章及每小節(jié)結(jié)束時，注意進行課程總結(jié)，讓學(xué)生及時鞏固所學(xué)內(nèi)容，便于繼續(xù)學(xué)習(xí)新的內(nèi)容。

(二)通過介紹新技術(shù)進展，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣

《通信原理》是通信專業(yè)的基礎(chǔ)課程，涉及的最新技術(shù)不多，而本院電子信息與科學(xué)技術(shù)專業(yè)通信方面的后續(xù)課程也不多。而且，在中國的高等教育中，工科教育的一個較明顯的缺陷是最新科研與開發(fā)成果很難及時在教材中體現(xiàn)，用什么教材講什么內(nèi)容的傳統(tǒng)也使得最新科研與開發(fā)成果很難在教師的授課過程中被包括進來。通信的發(fā)展日新月異，新技術(shù)層出不窮，如何在有限的課時里讓學(xué)生掌握通信基本理論的同時，盡量了解更多關(guān)于通信方面的新理論和新技術(shù)是教學(xué)中需要解決的問題之一。作者在教學(xué)中采用課內(nèi)附帶介紹最新進展的形式來實現(xiàn)。例如，在講解基本內(nèi)容的同時，附帶介紹了移動通信的發(fā)展?fàn)顩r、移動通信中常用多址方式、3G技術(shù)及其現(xiàn)狀等內(nèi)容，既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開拓其視野，也能為他們將來從事這方面的研究和開發(fā)指明方向。

(三)通過CAI和仿真輔助教學(xué)，加深對理論的理解

大量使用多媒體進行教學(xué)，并在課件設(shè)計上注意突破簡單的演示型模式，體現(xiàn)知識的建構(gòu)過程，重視知識要點的剖析，提高學(xué)生主體的參與程度;在課堂講解上，注意將重點內(nèi)容在黑板上列出，避免讓學(xué)生有看電影的感覺，同時便于學(xué)生理解掌握原理，從而彌補了傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)各自的不足;同時，利用仿真軟件對通信系統(tǒng)進行仿真觀察，提高了學(xué)生對理論的理解能力，培養(yǎng)了學(xué)生的系統(tǒng)觀念。

(四)加強教學(xué)實踐，鞏固所學(xué)內(nèi)容

《通信原理》是一門實驗性很強的課程，為了幫助學(xué)生鞏固所學(xué)的內(nèi)容，加深理解，筆者在教學(xué)中采用兩種方法來進行教學(xué)實踐。其一，精心設(shè)計實驗，利用本系現(xiàn)有的實驗設(shè)備，設(shè)計實驗內(nèi)容;其二，利用MATLAB仿真軟件，編寫仿真程序，采用課堂演示的方法。比如，通過仿真實現(xiàn)多種解調(diào)方式的誤碼率曲線，可以讓學(xué)生們直觀地了解它們的性能差異，體會“面對面”交流的樂趣。而編程基礎(chǔ)比較好的同學(xué)可以開發(fā)一個簡單的數(shù)字通信系統(tǒng)，重點讓學(xué)生練習(xí)使用信源編碼信道及接收機的仿真實現(xiàn)等。這樣，既提高了學(xué)生的編程能力，也加深了其對整個通信系統(tǒng)的理解。

系統(tǒng)科學(xué)的原理范文第2篇

關(guān)鍵詞：計算機仿真；教學(xué)改革；通信系統(tǒng)原理；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642.0？搖 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）06-0201-02

隨著計算機的廣泛應(yīng)用和通信技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，通信系統(tǒng)的復(fù)雜度迅速增長，這就要求掌握現(xiàn)代通信理論和技術(shù)的高級技術(shù)人才日益增多。因此，如何讓本科學(xué)生更好地掌握現(xiàn)代數(shù)字通信中以調(diào)制解調(diào)技術(shù)和通信信道的性能分析為代表的新技術(shù)及其應(yīng)用能力，適應(yīng)市場需要，拓寬就業(yè)渠道，是電子信息工程專業(yè)實踐教學(xué)面臨的緊迫任務(wù)。因此，在普通高校我們的教育目標(biāo)就是要培養(yǎng)具有扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ)、有較寬領(lǐng)域的工程技術(shù)基礎(chǔ)和有一定專業(yè)知識的高級工程技術(shù)人才，尤其是作為電子信息工程專業(yè)的學(xué)生，他們將來是國家信息科學(xué)技術(shù)行業(yè)的中流砥柱，因此，他們不僅要掌握好電子專業(yè)方面的基礎(chǔ)知識和實用技術(shù)，還必須要掌握一些有關(guān)通信技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識和實用技術(shù)。考慮到通信技術(shù)的發(fā)展和更新速度，采取以往購買硬件實驗設(shè)備來提高學(xué)生實踐能力的方式，一方面購買設(shè)備需要申報的時間相對較長，往往難以跟得上學(xué)生的實際需求；另一方面購入的設(shè)備淘汰較快，容易造成浪費。如某大學(xué)在進行本科教學(xué)評估時購入了價值400萬的通信原理教學(xué)實驗設(shè)備，不到4年這批設(shè)備已面臨淘汰的困境。因此，解決上述問題的一個有效方法是采用虛擬技術(shù)來實現(xiàn)，即采用計算機仿真實驗技術(shù)來實現(xiàn)。也就是通過建立器件、部件乃至系統(tǒng)的模型，并用模型在計算機上進行仿真，利用計算機的高速運算處理能力，完成對通信設(shè)備與系統(tǒng)的分析、設(shè)計以及性能優(yōu)化與評估測試。更為重要的是由于采用軟件技術(shù)仿真實現(xiàn)實驗項目，實驗項目的更新更容易。有專家指出利用計算機進行建模理論和方法是推動仿真技術(shù)進步發(fā)展的重點研究方向。美國等發(fā)達國家在仿真領(lǐng)域一直是將建模理論和方法的研究工作列為重中之重。計算機仿真實驗技術(shù)的優(yōu)良特性，將成為今后人們特別重視和大力發(fā)展的綜合技術(shù)。

一、教學(xué)中存在的問題

目前在大多數(shù)開設(shè)通信原理實驗課的高校，所有的通信原理實驗仍然全部采用實驗箱來完成，但是由于實驗設(shè)備的性能問題，在實驗操作過程中會導(dǎo)致某些實驗無法得出正確的結(jié)果，而且學(xué)生也無法對實驗原理框圖進行逐點的波形分析，實驗效果并不理想。而且綜合性創(chuàng)新性實驗項目很少，無法給學(xué)生提供更大的實驗平臺，更談不上創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。采用實驗箱做實驗屬于傳統(tǒng)實驗，實驗的正確與否依靠實驗箱的性能，而實驗箱設(shè)備由于操作的學(xué)生較多，出現(xiàn)損壞的情況比較嚴(yán)重，而廠家來維修的時間有限，所以會導(dǎo)致上實驗課能用的實驗箱的數(shù)目大大減少，極大地影響了實驗課的教學(xué)質(zhì)量。而如果采用虛擬實驗來做這些實驗項目，它與傳統(tǒng)實驗相比，虛擬實驗除了在性能、易用性、用戶可定制性等方面具有更多優(yōu)點外，在工程應(yīng)用和社會經(jīng)濟效益方面也具有突出優(yōu)勢。此外，傳統(tǒng)的通信原理實驗主要通過硬件電路實現(xiàn)各功能模塊，由信號發(fā)生器產(chǎn)生信號，用示波器觀察各點波形。由于實驗條件的限制，往往得不到準(zhǔn)確的實驗結(jié)果，而且學(xué)生面對復(fù)雜的電路板難以從系統(tǒng)的觀點去分析各點波形關(guān)系。因此，設(shè)計出一套與傳統(tǒng)實驗相配合的虛擬實驗軟件，采用軟件模擬的方法，通過靈活調(diào)節(jié)各個實驗參數(shù)，靈活控制實驗進程，便可很好地彌補傳統(tǒng)通信原理實驗的不足，同時可降低實驗設(shè)備成本和節(jié)省經(jīng)費，實現(xiàn)在沒有購買新模塊的情況下完成實驗項目。

二、教學(xué)改革探索

1.教學(xué)內(nèi)容的改革。《通信系統(tǒng)原理實驗》課所包含的內(nèi)容很廣，里面涉及有基礎(chǔ)性實驗內(nèi)容和綜合性創(chuàng)新性實驗內(nèi)容，實驗學(xué)時又短，如何在學(xué)時有限的情況下，掌握如此多的實驗內(nèi)容，如果采用傳統(tǒng)的實驗箱來做，是全部完成不了的，只有選取有代表性的實驗來完成，而如果采用計算機仿真來實現(xiàn)的話，就有大量的時間來完成，而且即使上課時間完成不了，學(xué)生還可以回家繼續(xù)來完成。這樣對掌握基礎(chǔ)理論知識提供了強有力的實驗支持。目前，雖然傳統(tǒng)通信實驗中有部分實驗采用計算機仿真來實現(xiàn)，但只是采用軟件編譯出結(jié)果，看不到原理框圖，無法進行全面分析。為了讓教學(xué)內(nèi)容更豐富多彩，在實驗教學(xué)內(nèi)容中將所有的實驗內(nèi)容采用統(tǒng)一軟件仿真平臺，全部實驗內(nèi)容采用計算機仿真的方法在同一個平臺下進行調(diào)用來完成。學(xué)生在該軟件平臺下完成課程大綱所要求的基礎(chǔ)性實驗項目，而且能根據(jù)教師要求完成綜合性創(chuàng)新性實驗項目的仿真，并能根據(jù)不斷出現(xiàn)的新技術(shù)如3G等，及時實現(xiàn)計算機仿真，讓學(xué)生真正掌握通信原理技術(shù)。軟件平臺界面如圖1所示。

基本實驗有眼圖實驗、AMI/HDB3編譯碼過程實驗、抽樣定理與PAM調(diào)制解調(diào)實驗、PCM編譯碼實驗、？蓀M實驗、FSK實驗、BPSK實驗等。針對現(xiàn)代調(diào)制解調(diào)新技術(shù)實驗項目仿真，包括GSM蜂窩移動通信使用的GMSK技術(shù)，CDMA使用的QPSK和擴頻技術(shù)，無線局域網(wǎng)用到的QAM等。綜合性實驗項目有計算機數(shù)據(jù)傳輸通信系統(tǒng)綜合實驗，使學(xué)生適應(yīng)不斷發(fā)展的通信技術(shù)，幫助通信專業(yè)的學(xué)生在通信系統(tǒng)領(lǐng)域建立一個較為完整的框架體系，有利于對其所學(xué)的知識進行綜合和提高。創(chuàng)新性實驗項目要求學(xué)生根據(jù)教師要求自動建模，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力。

2.教學(xué)手段的改革。采用軟件仿真的實驗手段突破了傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，由于將通信原理實驗課程大綱所要求的實驗項目采用計算機仿真來實現(xiàn)，提高了學(xué)生應(yīng)用計算機仿真軟件的能力，而且它與實驗箱配合起來使用可以使學(xué)生更好地掌握通信系統(tǒng)的構(gòu)成及原理。①教學(xué)方式的改革：在教學(xué)實驗過程中，教師在上課前指導(dǎo)學(xué)生先進行理論知識的復(fù)習(xí)，在每個實驗的軟件仿真界面中都有理論的內(nèi)容；教師根據(jù)實驗內(nèi)容讓學(xué)生進行框圖的搭建，讓學(xué)生可以從系統(tǒng)的觀點去分析原理框圖中各點的波形圖及各點之間關(guān)系，而且還可以靈活設(shè)置各個實驗參數(shù)，進而分析不同參數(shù)為何會有不同的結(jié)果，最后寫出分析報告。②增加通信新技術(shù)的虛擬仿真，使學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，滿足社會對這方面人才的需求。③利用計算機網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，虛擬實驗可以實現(xiàn)實驗項目的遠程操作，彌補了實驗場地和實驗時間的不足。使學(xué)生上實驗課不再受時間、地點及實驗設(shè)備的限制，從而提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提高教師的教學(xué)效率。④考核方式：采用上課提問和分析報告兩項來給成績，而不是采用以前那種實驗報告的方式，杜絕了學(xué)生抄襲的行為，真正做到公平公正，從而促進學(xué)生真正動手動腦去做實驗。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和社會競爭的日益激烈，我們教學(xué)的總目標(biāo)就是要讓學(xué)生能夠真正學(xué)到知識，并在今后的工作中能學(xué)以致用，成為國家所需的高級工程技術(shù)人才，因此在教學(xué)過程中教師要不斷地根據(jù)實際情況對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法作一些改進，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力，增強分析問題、解決問題和動手的能力。通過自己在任教實踐過程中對《通信系統(tǒng)原理實驗》課進行的一些改革探索，在教學(xué)中也取得了一定的效果，但是，課程教學(xué)改革是一項長期而艱巨的任務(wù)，目前還只處于探討和實踐階段，并不完善，需要在今后的工作實踐中不斷地加以總結(jié)和完善。

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[4]沈連豐，等.通信新技術(shù)及其實驗[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

系統(tǒng)科學(xué)的原理范文第3篇

關(guān)鍵詞：員工績效管理 科學(xué)合理 建立 績效評估

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為了拉動社會經(jīng)濟發(fā)展的重要動力，而作為科學(xué)技術(shù)研發(fā)主體的人，對經(jīng)濟發(fā)展的所起到的能動作用是顯而易見的，社會發(fā)展的知識經(jīng)濟時代已經(jīng)到來。所謂的知識經(jīng)濟，從根本上說就是人才經(jīng)濟，有知識、有技術(shù)、有能力、敢創(chuàng)新的人才是推動世界經(jīng)濟與科技發(fā)展最核心的動力。在市場競爭日及激烈的現(xiàn)代社會，企業(yè)要發(fā)展就必須重視起對企業(yè)內(nèi)部人才的重視，讓其發(fā)揮對企業(yè)發(fā)展的巨大推動作用，提高企業(yè)的核心競爭力。員工績效管理系統(tǒng)對有效提高企業(yè)工作人員素質(zhì)具有重要的作用。

一、科學(xué)的員工績效管理系統(tǒng)

員工績效管理主要是指企業(yè)在對其自身的戰(zhàn)略目標(biāo)進行設(shè)計與規(guī)劃時，要將這一目標(biāo)逐層分解到企業(yè)內(nèi)部的各個單位和部門中去，切實落實到每一個員工的工作中去。

員工績效管理是一種十分有效的企業(yè)管理方法，它不是一種間斷的、孤立的工作，而是一個需要不斷持續(xù)、溝通與交流的過程。企業(yè)的管理者和企業(yè)員工之間要時刻保持雙向交流，協(xié)調(diào)配合，為了同一個工作目標(biāo)而不斷努力。在具體的實施工程中，企業(yè)的管理者要在了解員工基本情況基礎(chǔ)上對其工作內(nèi)容與工作質(zhì)量進行監(jiān)督與管理。管理者要使員工對企業(yè)的價值、基本目標(biāo)、企業(yè)文化等企業(yè)的基本情況進行充分的理解，在此基礎(chǔ)上提醒員工發(fā)現(xiàn)自己在工作中存在的問題與缺陷，并幫助其提高工作的能力，鼓勵員工進行創(chuàng)新與學(xué)習(xí)，提高自身文化素質(zhì)，使企業(yè)內(nèi)部形成一種團結(jié)、奮進、積極、互幫互助、善于學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的良好氛圍，從而有效推動企業(yè)的進一步發(fā)展。

二、如何建立起科學(xué)的員工績效管理系統(tǒng)

良好的員工績效管理系統(tǒng)的建立，對完善企業(yè)的內(nèi)部管理制度、調(diào)動員工的工作積極性、提高員工的素質(zhì)與工作能力等都具有重要的意義，是提高企業(yè)核心競爭力、增加企業(yè)經(jīng)濟效益的有效途徑。然而，由于我國的員工績效管理系統(tǒng)在具體的實行過程中存在著諸如對企業(yè)員工的技術(shù)培訓(xùn)不合理、績效指標(biāo)結(jié)構(gòu)不科學(xué)、績效管理系統(tǒng)沒有充分的落實到實處、發(fā)揮效用不大等許多問題，嚴(yán)重制約著我國企業(yè)的進一步發(fā)展，因此，建立起科學(xué)合理的員工績效管理系統(tǒng)是十分必要的。

1.明確員工與管理者的責(zé)任。在制定企業(yè)的員工績效管理計劃時，要首先明確好管理者與員工各自所肩負的責(zé)任。員工的主要責(zé)任應(yīng)包括理解企業(yè)的長遠與既定戰(zhàn)略，了解企業(yè)各部門的工作與分工及其與自身業(yè)務(wù)的關(guān)系、制定好自己的工作計劃與績效計劃、讓企業(yè)的管理者及時了解自己的工作狀況（如工作的進展、變動、遇到的困難等），當(dāng)企業(yè)管理者提出批評與改進建議時及時改正等。而管理者的責(zé)任是讓員工明確企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃與戰(zhàn)略目標(biāo)、及時對員工的工作狀態(tài)進行了解，根據(jù)企業(yè)的發(fā)展情況與其他因素，完善員工績效管理的各項標(biāo)準(zhǔn)（如獎勵機制、評優(yōu)評獎資格標(biāo)準(zhǔn)等）、對員工工作中遇到的困難給予指導(dǎo)并提出改進意見等。

2.績效指導(dǎo)與強化。這一步驟常常被許多公司忽略，然而，績效指導(dǎo)與強化工作作為企業(yè)管理者與員工之間的一項重要交流與溝通過程，對提高員工的效績管理工作水平具有重要意義。企業(yè)通過管理者對員工的績效指導(dǎo)，能夠更加詳細地掌握員工現(xiàn)階段的工作狀態(tài)，解決員工工作中存在的問題，并可以此為依據(jù)確定企業(yè)的下一步培訓(xùn)管理計劃。通過對員工進行集中知識培訓(xùn)的方式，提高員工的文化素質(zhì)與工作能力，提高員工的工作效率。

3.員工績效評估及回報。設(shè)置此項員工績效管理工作內(nèi)容的主要意義在于，企業(yè)管理者可以通過將企業(yè)計劃績效與員工的實際績效相對比的方式，對那些出色完成本職工作的員工給予適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)獎勵與精神獎勵，提高員工的工作積極性。與此同時，員工也可以根據(jù)現(xiàn)階段的績效評估來對自己的工作進行評價，重新制定出符合自己的工作計劃，提高自己的工作效率。

總之，建立起科學(xué)合理的員工績效管理體系作為企業(yè)人力資源管理開發(fā)中的一個重要組成部分，對進一步調(diào)動員工的工作積極性、提高員工的工作效率、培養(yǎng)員工的創(chuàng)新意識等都有重要意義。只有實現(xiàn)我國企業(yè)員工績效管理系統(tǒng)的科學(xué)建立，才能讓企業(yè)在激烈的市場競爭中脫穎而出，推動企業(yè)的平穩(wěn)快速發(fā)展。

參考文獻

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系統(tǒng)科學(xué)的原理范文第4篇

《操作系統(tǒng)原理》是計算機專業(yè)的核心課程，具有很強的實踐性與實用性。大多學(xué)生都認為該課程容易學(xué)，就是掌握一些算法，比如進程調(diào)度算法、死鎖避免算法、磁盤調(diào)度算法等。這反映出目前計算機教學(xué)中普遍存在的一些問題，即課程與課程之間相對獨立，課程的章節(jié)之間相對獨立，使得大部分學(xué)生缺乏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)觀，只注重解決局部的編程和應(yīng)用問題[1]。筆者發(fā)現(xiàn)，對《操作系統(tǒng)原理》課程的學(xué)習(xí)如果僅注重于細節(jié)的算法，難以真正培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維能力。讓學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，構(gòu)建大型軟件的系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)化思維至關(guān)重要。 

在課程體系中，操作系統(tǒng)論文被安排在程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、匯編語言、計算機組成原理等課程之后，是第一門側(cè)重研究大型計算機軟件組成結(jié)構(gòu)的課程。目前，計算機專業(yè)的系統(tǒng)能力培養(yǎng)已經(jīng)被國內(nèi)計算機教育專家所重視[1]，有條件的學(xué)校已進行了課程體系重構(gòu)，而對目前尚未改革的學(xué)校而言，操作系統(tǒng)課程可以擔(dān)當(dāng)起該職責(zé)。 

本文結(jié)合筆者在教學(xué)中的體會，提出應(yīng)在操作系統(tǒng)原理教學(xué)過程強化結(jié)構(gòu)概念和培養(yǎng)結(jié)構(gòu)思維，從多方面探討操作系統(tǒng)課程中無處不在的結(jié)構(gòu)概念及其對教學(xué)的作用。 

1結(jié)構(gòu)的含義 

操作系統(tǒng)是一個大型系統(tǒng)，所謂系統(tǒng)，是由相互作用和相互依賴的若干要素結(jié)合而成的、具有特定功能的有機整體[2]。所謂結(jié)構(gòu)，是指系統(tǒng)內(nèi)部各組成要素之間在時間或空間上排列和組合的具體形式。與結(jié)構(gòu)相對應(yīng)，系統(tǒng)的外延是系統(tǒng)對外呈現(xiàn)的功能，例如操作系統(tǒng)作為用戶接口和服務(wù)提供者、操作系統(tǒng)作為資源管理者和控制者，都是從功能角度來闡述操作系統(tǒng)的外在表現(xiàn)。“結(jié)構(gòu)決定功能”。系統(tǒng)論認為，功能是系統(tǒng)內(nèi)部固有能力的外部表現(xiàn)，它終究是由系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定。對于操作系統(tǒng)這樣的大型軟件而言，結(jié)構(gòu)的好壞決定了軟件的可移植性、可靠性、健壯性和可擴展性。 

結(jié)是結(jié)合之義，構(gòu)是構(gòu)造之義。在科學(xué)研究和工程設(shè)計中，人們總是孜孜不倦地追求通過定義最小的本元集合和構(gòu)造規(guī)則來產(chǎn)生某個目標(biāo)系統(tǒng)。老子言：“道生一，一生二，二生三，三生萬物。”這與中國古代人講究的“金、木、水、火、土”一樣，都是樸素的探索世界結(jié)構(gòu)的例子。這些與現(xiàn)代科學(xué)的認知殊途而同歸。現(xiàn)代科學(xué)表明，物質(zhì)都由相同的最基本粒子構(gòu)成，結(jié)構(gòu)的差異產(chǎn)生不同的物質(zhì)，碳原子的同素異形體石墨和鉆石便是最好的詮釋。在計算機科學(xué)中，這一方法也被廣泛應(yīng)用，例如：程序由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和控制結(jié)構(gòu)決定。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的本元是基本數(shù)據(jù)類型，而通過線性構(gòu)造規(guī)則、層次構(gòu)造規(guī)則和網(wǎng)狀構(gòu)造規(guī)則可以創(chuàng)建任意復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型。控制程序的基本要素是語句，理論上通過順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)可以構(gòu)造出任何程序。 

結(jié)構(gòu)在人類的認知過程中也扮演著非常重要的角色。結(jié)構(gòu)化思維方法是以事物的結(jié)構(gòu)為思維對象，以對事物結(jié)構(gòu)的積極建構(gòu)為思維過程，力求得出事物客觀規(guī)律的一種思維方法。認知結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)理論的創(chuàng)立者布魯納指出“掌握事物的結(jié)構(gòu)，就是以使許多別的東西與它有意義地聯(lián)系起來的方式去理解它。簡單而言，學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)是指學(xué)習(xí)事物是如何相互關(guān)聯(lián)的。 

綜上所述，結(jié)構(gòu)一方面強調(diào)構(gòu)造，另一方面強調(diào)聯(lián)系。因此，在教學(xué)過程中，應(yīng)該重視結(jié)構(gòu)概念和結(jié)構(gòu)思維，注重操作系統(tǒng)各要素的組合方式和相互之間的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生掌握操作系統(tǒng)構(gòu)造的一般性規(guī)律。 

2操作系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)的概念 

可以說，結(jié)構(gòu)貫穿于操作系統(tǒng)原理課程教學(xué)的始終。有效識別《操作系統(tǒng)原理》課程中的結(jié)構(gòu)并理解其對操作系統(tǒng)原理教學(xué)的重要作用對于提高學(xué)生的認知效率非常關(guān)鍵。 

2.1操作系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu) 

操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方面，較為普遍的是如圖1所示的自底向上的由硬件、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序等組成的層次化靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖。從靜態(tài)的角度看，一個計算機系統(tǒng)由各種物理特性和傳輸速度各異的硬件、實現(xiàn)不同功能的資源管理模塊和眾多應(yīng)用程序組成。這些是計算機系統(tǒng)的基本要素。抽象和分層將這些要素組合成一個有機整體。在這一結(jié)構(gòu)圖中，以內(nèi)核為基準(zhǔn)，向下，通過硬件驅(qū)動程序屏蔽具體硬件的類型差異，使內(nèi)核能夠獨立于紛繁蕪雜的硬件設(shè)備而演化；向上，提供統(tǒng)一的系統(tǒng)調(diào)用接口，作為運行于用戶態(tài)的應(yīng)用程序訪問內(nèi)核功能的門戶，從而使上層應(yīng)用程序可以獨立于內(nèi)核而演化。無論是Windows XP操作系統(tǒng)、Unix操作系統(tǒng)、還是Android操作系統(tǒng)，都可以看作是這一基本結(jié)構(gòu)的演化。 

2.2內(nèi)核結(jié)構(gòu) 

具體到內(nèi)核本身，其發(fā)展歷程中也經(jīng)歷了多種結(jié)構(gòu)的演變，從早期的整體式單內(nèi)核結(jié)構(gòu)到后來的層次式單內(nèi)核結(jié)構(gòu)再到微內(nèi)核結(jié)構(gòu)。Unix和Linux都是單內(nèi)核結(jié)構(gòu)，而Windows XP和Mach屬于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)。圖2給出了層次式單內(nèi)核和微內(nèi)核的結(jié)構(gòu)示意圖[3]。鑒于操作系統(tǒng)軟件的復(fù)雜性，內(nèi)核的結(jié)構(gòu)對操作系統(tǒng)軟件的正確性、效率、可擴展性、可移植性等具有重要作用，是“結(jié)構(gòu)決定功能”的典型范例。 

整體式結(jié)構(gòu)存在于上世紀(jì)50年代，當(dāng)時對結(jié)構(gòu)的關(guān)心甚少，內(nèi)核被劃分成功能相對獨立的模塊，而模塊之間可以不加控制地自由調(diào)用。這一結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊密、組合方便、系統(tǒng)效率高，但缺點也很明顯，即模塊之間調(diào)用關(guān)系復(fù)雜，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不清晰，可移植性差，當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模變大時難以保證正確性。

層次式結(jié)構(gòu)則將模塊依照功能的調(diào)用次序排列成若干層次，各層之間單向調(diào)用。其優(yōu)點是接口少而簡單，下層模塊的正確性為上層模塊的正確性提供了基礎(chǔ)。然而，嚴(yán)格的層次難以界定，嚴(yán)格的分層也降低了系統(tǒng)效率。此外，由于一層包括了非常多的功能，對于某個層次進行大的增刪可能會對相鄰層產(chǎn)生意想不到的影響。因此，很難在某個操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上通過適當(dāng)增/刪功能實現(xiàn)定制的操作系統(tǒng)，而這一點正是微內(nèi)核的初衷。 

微內(nèi)核認為只有最核心的操作系統(tǒng)功能（例如進程切換、消息傳遞、設(shè)備驅(qū)動等）需要運行于內(nèi)核態(tài)，而其它服務(wù)可以建立在微內(nèi)核之上，作為服務(wù)進程運行在用戶態(tài)，相互之間依賴于微內(nèi)核的消息傳遞進行交互。通過這一結(jié)構(gòu)的改變，微內(nèi)核操作系統(tǒng)具備了可擴展性強、移植性好、可靠性高和易于支持分布式實現(xiàn)等諸多優(yōu)點。 

2.3進程結(jié)構(gòu) 

2.3.1內(nèi)核功能組織和進程映像邏輯結(jié)構(gòu) 

在教學(xué)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生會將操作系統(tǒng)看作是一種獨立而神秘的特殊程序。確實，操作系統(tǒng)有其特殊性，例如其運行在內(nèi)核態(tài)。但更重要的是，操作系統(tǒng)程序和普通程序一樣，需要獲得處理器后才能執(zhí)行；操作系統(tǒng)程序并不一直占用處理器，只要有可能，就會主動放棄對處理器的控制。為了深入理解操作系統(tǒng)程序和普通程序的異同，則必須理解操作系統(tǒng)內(nèi)核功能的組織模型和進程映像結(jié)構(gòu)。 

在多道程序操作系統(tǒng)中，用戶程序被組織為進程在用戶模式執(zhí)行，而操作系統(tǒng)的功能是否也需要被組織成獨立的進程，則有不同的選擇。一種早期的組織方式是，操作系統(tǒng)的功能運行在任何進程之外，擁有自己獨立的地址空間和運行棧。第二種組織方式是讓大部分內(nèi)核功能在用戶進程內(nèi)執(zhí)行，將OS看成是一組用戶進程經(jīng)常會調(diào)用的常用功能的集合。為此，每個進程映像不僅包括用戶程序執(zhí)行所需的環(huán)境，還需要包含為執(zhí)行操作系統(tǒng)內(nèi)核程序執(zhí)行所需的代碼、數(shù)據(jù)和堆棧。這一執(zhí)行模型很好地詮釋了進程和程序的關(guān)系并非是1對1的。在同一個進程內(nèi)，可以執(zhí)行用戶程序和操作系統(tǒng)程序，而在不同進程中執(zhí)行的操作系統(tǒng)程序是相同的（通過共享地址空間共享）。最后一種方式是將大部分操作系統(tǒng)功能也組織成進程，與用戶進程一樣可被獨立調(diào)度。這種方式的好處在于一些非關(guān)鍵的操作系統(tǒng)功能可以按照某個優(yōu)先級和其它進程交錯運行，同時，在多處理器環(huán)境下，也便于操作系統(tǒng)服務(wù)在不同的處理器中運行，從而提高性能。圖3為上述3種操作系統(tǒng)的內(nèi)核功能組織方式。這一差別導(dǎo)致了進程映像邏輯結(jié)構(gòu)的不同，如圖4所示。在教學(xué)的過程中，學(xué)生經(jīng)常難以理解為何用戶進程映像還需要包括內(nèi)核棧，在對內(nèi)核功能的組織方式和進程映像結(jié)構(gòu)有了基本了解后，應(yīng)該可以釋疑。 

2.3.2多線程環(huán)境下的進程結(jié)構(gòu) 

引入線程后，進程成為地址分配和保護的基本單位，而線程是CPU調(diào)度的基本單位。為了讓學(xué)生更深入理解同一進程中的多個線程對進程地址空間的共享和線程切換的代價，有必要對多線程環(huán)境的進程結(jié)構(gòu)有所了解。圖5給出了單線程進程和多線程進程的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)引入線程后，多個線程共享進程的地址空間，因此一個線程對數(shù)據(jù)所做的改變對其它線程可見，這要求多個線程之間采用某種互斥/同步機制以解決線程并發(fā)可能造成的數(shù)據(jù)不一致問題，為后續(xù)并發(fā)并同步相關(guān)內(nèi)容教學(xué)作好鋪墊。 

引入線程后，原有的進程控制塊相關(guān)信息進一步分解，與進程有關(guān)的如存儲管理信息、打開文件列表等依然保存在進程控制塊中，而線程執(zhí)行相關(guān)的寄存器上下文則保存在各線程控制塊中。當(dāng)在同一個進程內(nèi)進行線程切換時，僅需保存線程控制塊中的信息即可，進程控制塊中的信息無需保存，因此線程的切換開銷更小。 

2.4存儲管理中的結(jié)構(gòu) 

在存儲管理相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生雖然能夠掌握復(fù)雜的存儲管理策略的地址轉(zhuǎn)換方法，但對地址轉(zhuǎn)換的發(fā)生時刻卻仍然模糊。觀察發(fā)現(xiàn)，如果讓學(xué)生對程序生命周期的編譯、鏈接、裝入和運行這4個階段的關(guān)系有明確的認識，學(xué)生會對整個存儲管理結(jié)構(gòu)更加了解。圖6給出了源程序經(jīng)過編譯、鏈接和裝入后變成內(nèi)存可執(zhí)行程序的過程。編譯和鏈接后的程序都使用邏輯地址空間，鏈接同時會進行全部或部分的符號解析。邏輯地址和物理地址的轉(zhuǎn)換既可以在裝入時即發(fā)生（靜態(tài)重定位），也可以在運行時發(fā)生（動態(tài)重定位）。由于動態(tài)重定位能支持進程運行過程中在內(nèi)存移動（例如進程被掛起后又被激活，頁面/分段在虛擬存儲管理中被替換出內(nèi)存后又被載入），因此廣受青睞。 

虛擬內(nèi)存是存儲管理中的另一項重點教學(xué)內(nèi)容。理解虛擬內(nèi)存首先必須理解由于技術(shù)和經(jīng)濟因素決定的層次化存儲系統(tǒng)設(shè)計和各個存儲層次之間的聯(lián)系，圖7給出了一個現(xiàn)代的多核處理器的層次化存儲結(jié)構(gòu)。在這一層次化結(jié)構(gòu)中，每個上層的存儲設(shè)備都可以被看成是下層存儲設(shè)備的緩存。在此基礎(chǔ)上，進一步掌握虛擬地址空間、內(nèi)存映射表、物理內(nèi)存和外部磁盤存儲器的關(guān)系。在理解層次結(jié)構(gòu)和各組成要素關(guān)系的基礎(chǔ)上，掌握虛擬內(nèi)存的管理就會變得更加容易。 

2.5文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 

文件的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)是文件系統(tǒng)教學(xué)的一大重點。文件的邏輯結(jié)構(gòu)是指文件的邏輯組織方式，從構(gòu)成文件的基本元素而言，有字節(jié)和記錄兩種。流式文件指將文件看成由字節(jié)按順序排列而成，記錄式文件指將文件看成由記錄按順序排列而成，而索引文件則將記錄按照某種規(guī)則排序，并建立記錄的索引項提供快速的文件檢索。現(xiàn)代操作系統(tǒng)大部分都支持流式文件，而將記錄的重構(gòu)交給應(yīng)用程序完成。從結(jié)構(gòu)的角度而言，流式文件僅支持最本元的字節(jié)操作，無法體現(xiàn)任何語義，但其也具有最大的靈活性。 

文件的物理結(jié)構(gòu)則是文件的物理組織方式，與物理磁盤的結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。物理文件的基本組成單元是磁盤塊。物理文件的結(jié)構(gòu)指邏輯上連續(xù)的字節(jié)以物理磁盤塊為基礎(chǔ)單位的排列組合方式，也即邏輯文件到物理文件的映射方式。文件的物理結(jié)構(gòu)決定了對文件進行修改和擴充的能力、對文件進行順序訪問和隨機訪問的性能等。連續(xù)文件需要以物理上連續(xù)的磁盤塊來存儲文件，因此文件難以擴充和修改，但類似于數(shù)組，順序訪問和隨機訪問效率高。連接文件允許以離散的磁盤塊存放邏輯上連續(xù)的字節(jié)，易于修改和擴充，但類似于鏈表，需要按序讀取，隨機訪問效率低。FAT文件簡單地將這些離散的以鏈接方式存儲的映射信息集中起來存放，在文件被訪問時載入內(nèi)存，因此較之連接文件訪問速度大大提升。索引文件同樣是將映射信息集中存放，但是以索引表的方式，因此既方便文件的修改和擴充，也能支持快速的隨機存取。

文件系統(tǒng)的另一項重點教學(xué)內(nèi)容是文件的目錄結(jié)構(gòu)及物理實現(xiàn)方式。文件目錄采用哪種結(jié)構(gòu)決定了文件系統(tǒng)中文件保護和共享的能力。例如，早期的單級或兩級目錄結(jié)構(gòu)不利于文件的共享和保護；純粹的樹形結(jié)構(gòu)能實現(xiàn)文件保護，但不利于文件共享；而DAG（Directed Acyclic Graph）結(jié)構(gòu)有利于文件共享；更通用的圖結(jié)構(gòu)則不利于文件檢索。 

3教學(xué)過程中的結(jié)構(gòu)思維培養(yǎng) 

《操作系統(tǒng)原理》課程教學(xué)中，教學(xué)人員一般都會對上述結(jié)構(gòu)予以講解，但為何會出現(xiàn)本文開篇所提及的學(xué)生在學(xué)完課程后普遍認為《操作系統(tǒng)原理》就是學(xué)算法的課程，這一點值得深思。筆者認為，沒有強化結(jié)構(gòu)概念是導(dǎo)致這一結(jié)果的原因之一。操作系統(tǒng)的教學(xué)人員已經(jīng)認識到應(yīng)該在操作系統(tǒng)教學(xué)過程中幫助學(xué)生建立整體概念[45]，強化結(jié)構(gòu)概念和注重結(jié)構(gòu)思維培養(yǎng)是幫助建立整體概念的主要途徑。 

一般而言，教學(xué)過程都遵循自頂向下的原則，即先介紹整體結(jié)構(gòu)，再介紹局部功能以及提高該局部性能的具體算法。但這一方法的問題在于，在初次介紹整體結(jié)構(gòu)時，學(xué)生并未能對結(jié)構(gòu)中的構(gòu)成元素產(chǎn)生感性認知，因此對結(jié)構(gòu)的作用感受不深。筆者建議按照圖8的方法來加強學(xué)生對結(jié)構(gòu)的認識。首先，通過自頂向下的結(jié)構(gòu)分解建立學(xué)生對操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的初步印象；其次，在具體層次的功能講解過程中，對存在的結(jié)構(gòu)進行強化教學(xué)，注重各要素之間的聯(lián)系；再次，對于重要的結(jié)構(gòu)概念，注重在不同的教學(xué)單元進行交叉強化。例如，圖7所示的層次化存儲結(jié)構(gòu)可以在不同的章節(jié)得到強化，包括進程七態(tài)模型的掛起態(tài)、多核CPU的進程或線程調(diào)度算法、存儲管理中的快表、虛擬存儲、文件系統(tǒng)的磁盤緩沖區(qū)和內(nèi)存映射I/O等。進程的系統(tǒng)上下文概念也可以在進程映像結(jié)構(gòu)、存儲管理、I/O管理和文件管理中得到強化；最后，在講授完主要層次后，通過自底向上的方式再次完成操作系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的重構(gòu)。例如，圖9給出了操作系統(tǒng)中的三大概念（進程、虛擬存儲和文件系統(tǒng)）之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。文件系統(tǒng)建立在I/O的基礎(chǔ)上，對上層軟件簡化了外設(shè)操作。虛擬內(nèi)存則是對包括主存和外存在內(nèi)的存儲進行抽象，從而使得用戶可以按照內(nèi)存操作的方式來訪問文件。更進一步，進程則是對處理器資源和存儲資源管理的抽象，構(gòu)成了操作系統(tǒng)的核心概念。這一結(jié)構(gòu)關(guān)系的重構(gòu)可以在講授完文件管理之后開展。基于圖8所示的教學(xué)方法對結(jié)構(gòu)概念從不同角度予以強化，學(xué)生對操作系統(tǒng)的整體認識將會產(chǎn)生由量變到質(zhì)變的過程。 

4結(jié)語 

本文以“結(jié)構(gòu)”作為《操作系統(tǒng)原理》課程教學(xué)的抓手，在教學(xué)過程中注重操作系統(tǒng)各要素的組合方式和相互之間的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生掌握操作系統(tǒng)構(gòu)造的一般性規(guī)律，探討了操作系統(tǒng)中無處不在的結(jié)構(gòu)概念，通過自頂向下分解、單元教學(xué)強化、交叉強化和自頂向上重構(gòu)4個過程，深化了學(xué)生對操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的認識。 

參考文獻參考文獻： 

系統(tǒng)科學(xué)的原理范文第5篇

關(guān)鍵詞：土地資源管理專業(yè)；地理信息系統(tǒng)課程；教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）37-0146-02

地理信息系統(tǒng)是由計算機硬件、軟件以及不同方法組成的系統(tǒng)，用來支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示[1]。其英文表達多數(shù)稱為Geographic Information System或Geo-Information System，實際工作中一般簡稱為GIS，是一門集計算機科學(xué)、地理科學(xué)、測繪科學(xué)、遙感等學(xué)科和技術(shù)于一體的新興學(xué)科。自從20世紀(jì)60年代萌芽以來，至今已發(fā)展了四十多年的歷程。地理信息系統(tǒng)已經(jīng)從少數(shù)專業(yè)領(lǐng)域（地圖學(xué)、地理科學(xué)）的應(yīng)用，擴展到眾多學(xué)科領(lǐng)域，在大部分專業(yè)中均有涉及，如環(huán)境科學(xué)、農(nóng)業(yè)資源環(huán)境、生態(tài)學(xué)、遙感、森林經(jīng)理等，目前在政府農(nóng)業(yè)部門、林業(yè)部門、環(huán)境保護部門、漁業(yè)部門、水利部門、氣象部門、國土部門，甚至公安部門和軍事部門都有了很廣泛的應(yīng)用。可以說地理信息系統(tǒng)深入到社會各個領(lǐng)域[2]。

隨著對GIS認識的不斷增強，眾多高校開設(shè)了地理信息系統(tǒng)課程，我校的土地資源管理專業(yè)、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)、環(huán)境科學(xué)專業(yè)、生態(tài)學(xué)專業(yè)、環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)、林學(xué)專業(yè)、農(nóng)學(xué)專業(yè)、海洋資源與環(huán)境專業(yè)等都分別以必修課或選修課的形式開設(shè)了相關(guān)GIS課程。從實際情況來看，地理信息系統(tǒng)課程建設(shè)尚需要若干工作完成，在課程進行的過程中有些內(nèi)容仍然亟需完善，是擺在我們面前的一個重要任務(wù)。因此，本文以“山東省特色名校工程”――應(yīng)用型人才培養(yǎng)為契機，探討土地資源管理專業(yè)中地理信息系統(tǒng)教學(xué)的設(shè)置和改革具有較好的實踐價值。

一、GIS在土地資源管理專業(yè)中的地位和教學(xué)要求

土地資源管理專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)土地資源調(diào)查、規(guī)劃、管理等方面的內(nèi)容。專業(yè)要求之一就是培養(yǎng)學(xué)生具備運用現(xiàn)代技術(shù)手段進行調(diào)查分析和實際操作的能力。地理信息系統(tǒng)作為一項新興技術(shù)，是集計算機、地學(xué)理論等于一體的新興交叉學(xué)科，同遙感和全球定位技術(shù)一樣，都需要學(xué)生熟練的掌握運用。因而我校土地資源管理專業(yè)將地理信息系統(tǒng)課程設(shè)置為主干課程，是必修課程之一[3]。

地理信息系統(tǒng)課程要求土地資源管理專業(yè)學(xué)生能夠熟練的運用常見的GIS軟件解決土地資源的調(diào)查、建庫、評價、分析、模擬等問題。學(xué)好這些需要學(xué)生既要有扎實的計算機文化基礎(chǔ)知識，又要有地圖學(xué)的基礎(chǔ)，還要具備土地資源學(xué)及土地管理學(xué)方面的知識。因此，在理論教學(xué)的同時，開展實驗和實習(xí)實踐教學(xué)相統(tǒng)一[4-5]。

二、GIS課程在土地資源管理教學(xué)中的體系設(shè)置

考慮到地理信息系統(tǒng)是一門交叉學(xué)科，單純的講述相關(guān)內(nèi)容，學(xué)生可能不容易掌握，又因為許多概念和原理比較難懂，十分抽象，因而需要合理的設(shè)置地理信息系統(tǒng)課程在專業(yè)課程設(shè)置中的位置。

我院根據(jù)教學(xué)實際，首先在土地資源管理專業(yè)大一課程設(shè)置《計算機文化基礎(chǔ)知識》，了解計算機相關(guān)知識，掌握基本的計算機操作理念。在大二上學(xué)期開設(shè)《地圖學(xué)》課程，讓學(xué)生掌握地圖計算機制圖學(xué)的地理參考理論和方法。在大二下學(xué)期開設(shè)《地理信息系統(tǒng)》課程，同時開出《基礎(chǔ)遙感》課程，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)地理信息系統(tǒng)的同時，能夠同時掌握遙感科學(xué)的技術(shù)和知識，起到互補的作用。因為地理信息系統(tǒng)是導(dǎo)論式的教學(xué)內(nèi)容，針對專業(yè)特點，大三又開設(shè)《土地信息系統(tǒng)》課程，專門作為地理信息系統(tǒng)在土地行業(yè)的專題應(yīng)用課程。大四開設(shè)《GPS技術(shù)》，讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)獲取時地理坐標(biāo)的表達和建立過程。

整個結(jié)構(gòu)框架，很好的保證了地理信息系統(tǒng)課程的進行，更容易讓學(xué)生掌握其知識、原理，熟悉地理信息系統(tǒng)在整個學(xué)習(xí)中的結(jié)構(gòu)。

三、GIS教學(xué)中的具體措施

有了上述結(jié)構(gòu)上的良好的保證，我們在教學(xué)過程中，從以下幾個方面進一步進行課程的進行和改革。

（一）借助多媒體教學(xué)

多媒體技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用體現(xiàn)了眾多的優(yōu)勢[6]。在地理信息系統(tǒng)教學(xué)過程中，由于涉及到的概念往往都很抽象，諸如“矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”等，學(xué)生一般不太能夠接受、理解這樣的概念，所以對這方面知識的理解也就減弱。再如“數(shù)據(jù)采集內(nèi)容中的圖層”概念等，之前學(xué)生一般都沒有接觸過，頭腦中無法形成對應(yīng)的理解，所以更無從談及對此內(nèi)容的掌握。因此，在教學(xué)中，我們主要以多媒體教學(xué)為主，利用生動的圖件、動畫等，讓學(xué)生感受到鮮活的知識，直觀的體會相關(guān)知識，有助于理解抽象的原理等。

（二）利用模型進行演示教學(xué)

在多媒體教學(xué)的同時，教研室購買了一批教學(xué)模具，一些難以用語言、動畫表達的概念，可以借助模具來展示。如在地圖投影內(nèi)容講解過程中，我們可以用地球儀和屏幕的相對關(guān)系來表達地圖投影的概念，通過兩者之間的關(guān)系表達投影的類型等。講授地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品內(nèi)容時，產(chǎn)品類型有數(shù)字地圖和紙質(zhì)地圖兩種類型，數(shù)字地圖部分我們利用計算機屏幕顯示一幅相關(guān)圖件，而紙質(zhì)地圖部分我們可以給大家展示一幅某地區(qū)的土壤圖或土地利用圖，學(xué)生立刻就有了明確的對比。

（三）加強實驗、實踐教學(xué)

理論教學(xué)的同時開設(shè)同步的實驗課程，地理信息系統(tǒng)實驗課程的學(xué)時保證達到24學(xué)時。實驗課程的內(nèi)容主要涵蓋了數(shù)據(jù)的采集、處理、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、空間分析、輸出等地理信息系統(tǒng)主干內(nèi)容，具體的實驗例子以國土事例為主。實驗教學(xué)過程主要是在機房，通過投影儀給學(xué)生演示基本的實驗操作步驟，然后布置作業(yè)讓學(xué)生自己完成。部分綜合性比較強的實驗，通過任務(wù)驅(qū)動式的方式進行[7]，既能夠加強操作技能，又把所學(xué)的課程知識連貫起來。通過24個學(xué)時的實驗課程，一方面學(xué)生掌握了各項實際的操作技能技巧，另一方面加深了對理論知識的理解。

GIS課程結(jié)合基礎(chǔ)遙感課程聯(lián)合開設(shè)了1周的課程實習(xí)，以GIS和RS所學(xué)基本知識為基礎(chǔ)，布置實習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生分組完成相應(yīng)的地學(xué)任務(wù)。通過教學(xué)實習(xí)，增強學(xué)生感性認識，促進學(xué)生對GIS技術(shù)的理解和應(yīng)用。

（四）多種教學(xué)方法綜合運用

越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，教師在上課的同時并不是只應(yīng)用一種教學(xué)方法或者方式，而是多種方法的綜合應(yīng)用。在地理信息系統(tǒng)的教學(xué)中，可以利用教師的科研項目作為案例進行教學(xué)，既可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又達到了與實際相結(jié)合的目的。另外在教學(xué)中，可以階段性的提出幾個問題，通過課堂討論，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。對于部分內(nèi)容，讓學(xué)生參與講授，通過課下準(zhǔn)備和課堂演講，鍛煉學(xué)生的課件制作能力和口頭表達能力。

（五）充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的作用

隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，許多課程也開展了網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)研究工作。越來越多的實踐證明網(wǎng)絡(luò)在教學(xué)資源共享方面起到了巨大的作用。與此同時，我校開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，教師可以上傳相關(guān)教學(xué)資料、課程練習(xí)題、批改作業(yè)，學(xué)生可以通過平臺與教師進行咨詢、上交作業(yè)等互動。我院地理信息系統(tǒng)課程制作了精美的課件，連同教案、練習(xí)題、教學(xué)大綱、參考文獻等內(nèi)容一同上傳至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，為學(xué)生提供課下自學(xué)和練習(xí)的素材。同時，土地資源管理專業(yè)的地理信息系統(tǒng)課程通過錄播教室進行全程錄像，制作了高清晰的課堂視頻，學(xué)生可以利用視頻在課下加深對相關(guān)內(nèi)容的理解。

四、小結(jié)

《地理信息系統(tǒng)》課程在土地資源管理專業(yè)中是一門非常重要的主干課程，學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)的過程中需要掌握地理信息系統(tǒng)這門工具，通過掌握相關(guān)技術(shù)完成土地資源的調(diào)查與管理。在教學(xué)中，我們應(yīng)該設(shè)置好地理信息系統(tǒng)課程在整個學(xué)科專業(yè)中的架構(gòu)。以現(xiàn)代化多媒體技術(shù)教學(xué)為主，綜合運用多種教學(xué)方法和模式。注重實驗教學(xué)和實踐教學(xué)，提高學(xué)生對地理信息系統(tǒng)操作技能的掌握能力。大力開發(fā)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，促進課程的網(wǎng)絡(luò)交流與互動，加大對地理信息系統(tǒng)學(xué)習(xí)的力度。多種途徑、綜合完成對土地資源管理專業(yè)學(xué)生在GIS課程中的培養(yǎng)。

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