1、集中式和分布式操作系统中的同步互斥比较教学摘要:本文对集中式操作系统和分布式操作系统中的同步互斥机制进行了对比分析,并对这两种系统中的互斥策略通过比较教学法进行了进一步研究。关键词: 操作系统;集中式系统 ;分布式操作系统; 同步;互斥 G642 1 引言 分布计算系统中的各种资源是在地理上和物理上分布的 ,这种分布会造成信号传播过程中的延迟以及部分失效,因此与单机操作系统相比,分布计算系统的资源管理和资源调度更加复杂。 在研究生的“分布式操作系统”和本科生的“操作系统”教学过程中,通过分布式系统和集中式系统中对资源的同步互斥机制进行比较教学,使得学生对互斥算法的了解更为透彻,分别取得了较好的
2、教学效果。 2 系统中的同步 无论集中式系统还是分布式系统中,为了实现多进程有效共享系统中的各类资源,都需要用同步机构进行互斥控制系统进行资源的调度和管理。在单机集中式系统中通常使用信号灯以及 P-V 操作进行同步控制并实现互斥算法,而在分布式系统中使用报文进行通信以实现互斥控制。由于集中式系统和分布式系统所采用的同步机构不同,因此要求也不同。 集中式系统和分布式系统中实现同步均可以用硬件方法也可以用软件方法,通过比较教学使学生加深理解。 2.1 集中式系统中的同步 集中式系统中同步的硬件实现方法是借助于 TS(Test and Set)、Compare-and-Swap 以及Fetch-an
3、d-Add 等硬件机器指令,具体做法是通过为每个可共享的资源设置一个锁,通过进入临界区时的关锁和退出临界区时的开锁以达到对共享的临界资源的互斥同步控制。该方法虽然可以实现互斥且实现简单,但是不符合“让权等待”的同步机制准则。 集中式系统中同步的软件实现方法通常是采用信号量机制。最简单的是整型信号量机制,通过两个标准的 P、V 操作实现资源的互斥使用。为了使得多个同类资源能够被有效的互斥使用,在信号量机制的概念中引入记录型信号量加以实现。采用 AND 型信号量可以较为有效的避免多个进程同时要求多种共享资源时发生死锁的问题。为了让进程能够一次使用多个同类资源而且不用进行多次等待操作(P 操作),又
4、使用信号量集机制进行控制。 实际上互斥是一种特殊的同步,软件方法中还经常使用 Dekker 算法和 Peterson 等算法简单的实现进程间的互斥。此外还有管程等同步控制机制。 2.2 分布式系统中的同步 在分布式系统中由于没有共享的主存,因此主要使用报文进行通信以实现同步。总的来说,分布式系统中的同步系统其本质就是使得各种使用共享资源的操作或活动形成一个有序序列,或者说同步机构的目的就是给使用资源的多个进程提供某种方法和手段使分布式系统保持一个一致的状态,如多副本文件系统的一致性等。 分布式系统中实现硬件同步的方法一般是采用物理时钟、事件计数器、顺序器等。物理时钟方法中,时钟服务器从 WWV
5、或 GEOS 处获得 UTC,根据系统和用户的需要以集中式物理时钟的方式或分布式物理时钟的方式实现同步控制。在教学的过程中,要给学生着重说明这里的集中式物理时钟方式中的集中式与单机系统中的集中式的不同。这里所谓的集中式物理方式是指在分布式系统中由时钟服务器统一的以基于广播的方式和请求驱动的方式向整个分布式系统提供同步所需要的时钟。在基于广播的方式中,集中的时钟服务员定期的向分布式系统中的各个成员广播当前的时间,由接收到广播时间的各个成员对时间进行处理。与此不同的是在集中式物理时钟的请求驱动方式中,由系统中的各个成员向集中式的时钟服务员发出请求以求获得当前的时间。分布式系统中的集中式物理时钟服务
6、员的可靠性差,同时也是系统的瓶颈,因为时钟服务员的崩溃可能导致系统的崩溃。分布式系统中的分布式物理时钟与上述集中式物理时钟的方法不同,它是由系统中的各个成员在规定的时间内向其它成员广播它的当前时间并按照约定的方法进行时间的校正。 由于分布式系统中资源的广泛分布性,很难准确地获得系统中每个机器确切的时钟值,因此实际上很难做到准确地同步,所以一般在分布式系统中更多的采用基于 Lamport“在先发生关系”的逻辑时钟进行逻辑时钟校正以给分布式系统中的各个事件一个惟一的排序,从而达到同步的目的。 分布式系统中实现互斥同步控制的最简单的方法是在并发执行的各个进程中选定一个进程作为协调者。当任一个进程想进
7、入临界区时,首先要向协调者进程发送请求报文申请临界区进入许可。协调者进程根据目前临界区中的进程情况或者同意或者拒绝请求者进程进入临界区。这样的过程是通过报文的传递进行的。如果目前临界区内已有进程的话协调者或者拒绝或者不回答请求的进程。无论是哪种方式,系统都要设置一个缓冲队列用来存放被阻塞的请求进程。当临界区被退出后,由退出进程向协调者进程发送一个释放报文,协调者进程将进入临界区许可报文发送给相应的被阻塞队列中的第一个进程,使其退出等待队列进入临界区。显然该算法的实现机制保证不会出现饿死和死锁现象。该方法实际上是在分布式系统中模仿单机集中式系统的实现方式,存在同样的问题即性能效率低,可靠性差。
8、分布式互斥算法中的所有进程都是平等的,没有协调者进程的角色。互斥算法一般分为基于令牌的和非基于令牌的两大类。在教学过程中主要介绍具有代表性的两个算法,以使学生对分布式互斥算法有清晰的理解。 非基于令牌的分布式互斥算法,典型的是 Lamport 时间戳算法。为了讨论上的简单,假定消息是按它们被发送的顺序被接收,而且发出的消息最后一定会被接收到。每个进程均可向其他任何进程直接发送报文,每个进程均有一个申请队列,队列中最初只有一项T0:P0 申请 ,这里的 P0 是最初获得资源的进程,T0 是比其他任何逻辑时钟值均小的初值。 Lamport 时间戳分布式互斥算法由以下 5 条规则组成。 (1) 一个
9、进程 Pi 如果为了申请资源,它向其它各个进程发送具有时间戳 Tm:Pi 的申请资源的报文,并把此报文也放到自己的申请队列中; (2) 一个进程 Pj 如果收到具有时间戳 Tm:Pi 的申请资源的报文,它把此报文放到自己的申请队列中,并将向 Pi 发送一个带有时间戳的承认报文。如果 Pj 正在临界区或正在发送自己的申请报文,则此承认报文要等到 Pj 从临界区中退出之后或 Pj 发送完自己的申请报文之后再发送,否则立即发送; (3) 一个进程 Pi 如果想释放资源,它先从自己的申请队列中删除对应的 Tm:Pi 申请报文,并向所有其他进程发送具有时间戳的Pi 释放资源的报文; (4) 一个进程 P
10、j 如果收到 Pi 释放资源的报文,它从自己的申请队列中删除 Tm:Pi 申请报文; (5) 当满足下述两个条件时,申请资源的进程 Pi 获得资源: Pi 的申请队列中有 Tm:Pi 申请报文,并且根据时间戳它排在所有其它进程发来的申请报文前面; Pi 收到所有其它进程的承认报文,其上面的时间戳值大于Tm。 教学过程中请同学思考 :在上述算法中,某进程进入一次临界区需要交换多少个报文?了解了上述互斥算法的过程,学生很容易得出结论:任何进程进入一次临界区需要3*(n-1)个报文。进而可以启发学生根据规则对上述算法进行改进从而使得任何一个进程进入一次临界区最多需要 3*(n-1)个报文,如果互斥使
11、用临界资源的进程数目很多时,可以大大地降低交换报文的通信开销。 基于令牌的分布式互斥算法中对于各进程更具公平性的是基于时间戳的令牌互斥算法。令牌是一个特殊的报文,该报文中包含了发送该令牌的进程的进程状态表。每个进程保持一张进程状态表,记录它所知的进程状态,进程状态包括该进程是否为请求进程,以及得到该状态的时间。 算法如下: (1) 初始化时,每个进程的状态表中各个进程均为非请求状态,时钟值为 0,并任意指定一个进程为令牌的持有者。 (2) 请求时,一个进程请求进入临界区时,如果它持有令牌,它不发送任何请求报文,将自己的进程状态表中相应于自己一栏的状态改为请求态,并记录该状态的时钟值,直接进入临
12、界区。如果它不持有令牌,则它向所有其它进程发送带有时间戳的请求报文。发出请求报文后,将自己的进程状态表中相应于自己一栏的状态改为请求态,并记录该状态的时钟值。 (3) 收到请求时,当进程 A 收到进程 B 的请求报文时,A 将 B 的请求报文中的时间戳同 A 的进程状态表中 B 的时间值进行比较。若 B 的请求报文中的时间戳大于 A 的进程状态表中 B 的时间值,则 A 修改自己的进程状态表。将 A 的进程状态表中对应于 B 的一栏改为请求状态,并记录此状态的时间。 (4) 退出临界区时 ,进程 A 退出临界区后,将自己的进程状态表中关于自己的一栏改为非请求状态,时钟值加 1,并将该时钟值作为
13、该状态的时间。然后检查其进程状态表中是否记录有某个进程处于请求状态,若有,则从处于请求状态的进程中选取一个请求最早的进程 B(具有最小的时间戳),将令牌传送给它 ,并在令牌中附上 A 的进程状态表。 (5) 收到令牌时,收到令牌的进程把随令牌传来的进程状态表和自己的进程状态表进行比较。若随令牌传来的进程状态表中某进程的时间戳大于自己的进程状态表中相应进程的时间戳,则将自己的进程状态表中相应进程的状态和时间戳改成随令牌传来的进程状态表中相应的状态和时间戳。 在该算法中,当进程不持有令牌时算法需要交换 n 个报文,其中的 n-1个为请求报文,一个用于传送令牌。而当请求进入临界区的进程持有令牌时,互
14、斥算法显然不需要交换报文。 3 结束语 通过研究生“分布式操作系统”和本科生“操作系统”的教学实践表明,在教学过程中通过这样的比较教学容易引起学生的兴趣,从而能够激发学生的学习热情和对问题的较为深入的思考,收到了较好的教学效果。本文出自： 大学生论文网 参考文献: 1 徐高潮,胡亮,鞠九滨. 分布计算系统M. 北京: 高等教育出版社,2004. 2 张尧学,史美林,摘要:为了满足社会需要,适应专业建设的发展规律,计算机创新型人才实践基地明确了以课程体系改革为核心,精品课建设为突破点,强化突出创新实践教学的主体地位,实施考教分离,并通过创新型赛事激励,培养高水平、复合型的创新型人才。本文以哈尔滨
15、工程大学计算机创新实践区建设方案为例,介绍并分析了方案的设计及实施过程。 关键词: 创新;实践教学 ;计算机专业 G642 1 引言 创新型人才的国家需求日益迫切。 中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定中说:“智育工作要转变教育观念、改变人才培养模式,积极实行启发式和讨论式教学,激发学生独立思考和创新意识,切实提高教学质量。 ”又要求“重视培养学生收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作和社会活动的能力” 。在 21 世纪,不知如何学习、不能把知识化为方法、化为德性即不懂得如何运用知识解决问题的人将等同于文盲。 通过教育部计算机科
16、学与技术学科教学指导委员会计算机专业分委员会组织的我国信息化社会计算机人才需求的调查结果显示,目前计算机专业人才存在的主要问题有:缺乏独立解决问题的能力; 对工具和方法的应用不熟、经验不足;责任心和纪律性不强。在实际工作中 ,计算机人才最欠缺的能力为: 缺乏基本的抽象分析问题能力;承担的压力不足 ;团队意识较差;根据社会需求制定培养规格,是解决目前计算机人才培养缺陷的可行途径。 实验区的创新型人才培养对于实现国家中长期规划具有十分重要的作用。在国家中长期科学和技术发展规划纲要中有重点领域的 7 项优先主题、3 项前沿技术、1 项基础研究与计算机科学与技术直接相关。这对于计算机科学与技术专业创新
17、型人才的培养提供了巨大的机遇,也提出了巨大挑战。 2计算机创新实践区方案设计 2.1 创新人才培养模式 研究型大学应锻造具有突出创新能力的人才。培养学生的创新精神、创新意识和创新能力是创新型人才培养的首要目标。创新实践区应始终坚持以培养创新型人才为准绳,遵循“强基础、重能力、抓创新”的教学改革思路,坚持理论与实践并举的发展原则,强化“三化结合”与“六个并举”的教育教学理念,打造“四自一结合”的学生科技创新培养模式、完善“3+2”的创新人才培养支撑体系。 “三化结合”是指软硬件实验环境一体化、实验平台综合化、实验内容系统化相结合,是建立新的创新实践体系的理论基础。单纯的软件实验和单纯的硬件实验都
18、不利于学生软硬件综合素质的培养,传统的硬件设计和软件设计相分离的设计方法已经成为阻碍设计和实现复杂大规模系统的关键因素,构建软硬件一体化实验环境有利于培养学生软硬件综合素质;综合的实验平台可以进行多课程 内容交叉的综合实验 ,有利于培养学生的综合设计能力;技术的进步以及应用需求的迅速提升推动系统规模变得越来越大,功能实现也越来越复杂,这些都要求学生具有系统化设计能力,实验内容的系统化有利于培养学生的系统化设计的思想和能力。 “六个并举”包括师资建设与实验教学改革并举、理论教学与实验教学并举、课内实验教学与课外开放实验并 举、实验开放与成绩评定改革并举、学科建设与实验区建设并举、通识实验教学与“
19、个性化”教育并举,是构筑先进的实验教学平台和学生实践创新能力培育基地的总体思路。 “四自一结合”:为了提高学生参科技创新活动的积极性 ,实验区以开放实验室和研究中心为平台,以教师科研团队为技术保障,以大学生科技协会为依托,以课外学术科技活动为载体,初步形成了具有“四自一结合”的学生课外科技创新培养模式。 “四自”即科协自行组织科技活动,学生自发参与科技赛事,教师自觉给予创新指导,实验区自愿提供资金配套;“一结合”即“学研产”相结合。 “3+2”的创新支撑结构是指在坚持“嵌入式为主线的硬件系列层次递进教学”和“创新赛事为引导的工程训练教学”的前提下,将创新型人才的培养贯穿于课程设计、毕业实习到毕
20、业设计,整个人才培养的各个实践环节中去。 2.2 创新人才培养目标 计算机创新型人才培养实践区培养的学生应具有扎实的“软硬件”创新能力。在软件程序设计方面,应注重培养程序设计能力,具有良好科学素养和创新能力,具有很强的程序设计和软件开发能力。能够适合国际计算机行业的高端需要。在硬件技术开发方面,应采取层次递进的方式使学生逐步掌握计算机硬件基础技术,具有良好的嵌入式程序开发和设计能力,适合国际嵌入式技术行业的发展需要。 首先,强调以问题引导和实际科研课题为核心的培养模式,组织以学生为主体的创新活动,注重培养学生的自主创新能力,让学生主动积极性地参加到各种创新活动中。 其次,注重以自主学习和层次递
21、进为主导的教学模式,鼓励学生在实践的过程中,主动发现问题,独立解决问题,并不断引导学生向更高的理论知识和实践层次跨越。 最后,打造以创新比赛和科研攻关为基础的良性激励模式。通过创新比赛和科研攻关,建立以初、中、高层次建立的创新人才培养队伍。2.3 创新人才培养手段 为了实现创新型人才的培养目标,实践区以科研院所及实验教学中心为依托,以实际的科研项目、优化的课程体系、层次递进的实践培养模式、考教分离的评价手段为支撑,建立起一个逐步完善的创新人才培养实验区。 (1) 创新型的科研课题。以各研究中心以及实验教学示范中心为培养基地,试行本科生指导教师责任制,通过参与团队工作,培养学生的交流能力,能够较
22、好地与人合作共事的能力,以及在讨论中学习的能力,在真实的科研环境和学术氛围中,使学生理解研究过程,了解如何创造新的知识。 (2) 创新型的课程体系。深入分析实验区的人才培养课程体系,整合相关课程课程,形成计算机科学与技术创新型人才为主体目标的核心课程群,理顺课程间的关系,使之互相衔接,形成系统的知识结构。为此,实验区提出两个目标: 围绕构建一个嵌入式系统开发与设计所应具备的知识和能力结构,以“数字逻辑” 、 “计算机接口技术” 、 “计算机组成原理” 、 “计算机系统结构”四门课程为核心组建“嵌入式系统系列课程” 。 以创新型大学生竞赛活动为激励,以“高级语言程序设计” 、 “算法与数据结构”
23、 、 “面向对象技术” 、 “软件工程” 、 “数据库原理” 、 “编译技术” 、 “操作系统”为核心组建“计算机软件系列课程” 。 表 1 创新实践区的课程体系建设目标 课程体系支撑课程嵌入式系统系列“数字逻辑” 、 “计算机接口技术” 、 “计算机组成原理” 、 “计算机系统结构” 、INTEL 杯、微软等国内外创新竞赛 计算机软件系列“高级语言程序设计” 、 “算法与数据结构” 、 “面向对象技术” 、 “软件工程” 、 “数据库原理” 、 “编译技术” 、“操作系统” 、ACM-ICPC、教育部网络信息安全等竞赛 (3) 创新型的实践教学。以数字逻辑实验教学为起点,合理地规划人才培养全
24、部过程中的课程实践环节,使得学生在本科阶段能够自己动手完成一个完整的计算机系统的设计,包括基本的硬件和一个操作系统内核、一个小型编译器。从而能够在自己的机器上编写程序,更深刻地理解计算机系统。最终能够在国内外各类创新赛事中脱颖而出。 (4) 创新型的评价手段。传统的应试教育在评价上,多采取谁讲授谁考评的方式,主观性以及偏差程度都较大。实验区自主开发的在线考试系统采取机器随机组卷,客观考评的方式,能够给学生提供一个最客观、最有可参考价值的评价结果。 3 计算机创新实践区方案实施细则 3.1 全开放的学生自我管理模式 把创新实践区的运行和管理交还给学生,这是一个比较大胆且在国内较先应用的管理模式。
25、实验区通过自主开发门禁系统、实验室综合管理系统,改造实验室结构安装防控设备,培养学生创新骨干。在人员和环境上为学生自主管理提供了保证,指导教师更大程度上负责把握学生的创新方向,为学生的创新提供理论支持和设备支持。而传统的实验设备管理、维修,甚至包括实验仪器日常维护均放心大胆的交给学生,真正实现时间、空间、设备仪器的全面开放。 3.2 按需而设的课程体制 创新实践区的建设原则是“宽口径、厚基础、倡个性、重创新” 。因此当创新遇到了知识障碍的情况下,实验区大胆地进行了课程改革。尝试性的删减和增加了适应创新需求的多门课程,真正做到了“宽口径、厚基础” 。 3.3 赛事激励的自主创新活动 赛事活动是学
26、生自己的活动,学生们要通过活动全面提高自己的能力。从组织训练、参加比赛、赛队管理及举办比赛,都有学生参与。基本的工作都是由学生自己来做。每有赛事都采取学生自由组队,自由选题,自主选材。创新实践区进行答辩考核之后,提供指导教师,器材以及经费支持。 3.4 理论知识与创新实践并行教授 为了体现实验区教学以培养自主创新能力为最终目标的理念,创新实践区转移授课环境,在创新实践区内进行面向实践内容的理论授课,一改传统的以听、记、理解为主的理论授课过程,转变同理论、同实践的手、脑并用的授课模式。创新型人才的培养就应该是在获得理论知识的基础上,在实践中不断吸收和运用,并由此发现新的问题。 3.5 利用虚拟环
27、境扩展学生创新空间 虚拟创新实践区的建立,是创新教育教学发展到一定阶段的必然产物。当创新教育形成规模、学生创新能力日趋成熟,必然会出现有限的实验资源、经费同层出不穷的创新实验无法满足的矛盾,同时有效地避免仪器设备高消耗、过度使用造成的报废、成绩评判的主观干扰等消极因素。 3.6 等级引导学生自主创新 为了保证学生创新的多样性,特别是延续构建具有高职特色的计算机应用基础课程体系的几点思考关键词:高职特色;计算机应用基础课程体系;因材施教 摘要:为了适应高职人才培养目标并取得最佳的学习效果,本文从高职院校教学内容、教学方法、考评体系等方面对计算机基础课程教学改革进行探讨,由此构建具有高职特色的计算
28、机应用基础课程体系。 随着信息化社会的到来 ,计算机应用已渗入到社会生产和生活的各个领域,掌握计算机基础知识和应用技能已成为人们必备的能力,利用计算机研究并解决专业问题是当代大学生要具备的基本素质。为了培养适应新世纪信息化社会要求的人才,各高校都开设了计算机应用基础课程作为公共必修课程,高职院校以培养具有较强操作技能的应用型和技能型人才为目标,所以,高职院校更重视该课程的教学。高职院校毕业生的就业主要方向在基层,在生产、建筑、管理与服务一线,因此,高职院校与普通本科的计算机应用基础课程教学有很大差异。为了取得更好的学习效果,我们必须构建具有高职特色的计算机应用基础课程体系。 1 高职计算机应用
29、基础教学现状 一直以来,高职计算机应用基础课程教学面临诸多困难,主要表现为教学模式陈旧、教材不规范、高职生源总体素质不高、学习积极性不强,等等。随着计算机技术的飞速发展和计算机应用的日益普及,高职计算机基础教育又遭遇了更多新问题1。 (1) 由于普通高中开设信息技术课程,职业高中将计算机能力培养作为重要的教学内容,所以,高职计算机基础教育已不是“零起点”,高职院校应兼顾生源差异,以达到统一教学目标; (2) 计算机基础课程的内容选取要做到以市场需求为目标、以服务为宗旨、以就业为导向; (3) 计算机基础教学要与专业教学融合,避免理论学习与实际应用相脱节 ,强调技能认证的同时避免走入应试教育的泥
30、潭。 正视困难,并紧紧围绕教学目的进行教学改革,构建具有高职特色的计算机基础课程体系已经成为当务之急。 2 构建具有高职特色的计算机应用基础课程体系的几点思考 2.1 与时俱进,突出教学内容的实用性和时代性 传统计算机应用基础课程设置对基础、理论的内容考虑较多,而对新的、实用性较强的知识很少涉猎,这不利于实现高职院校的培养目标。要解决这一问题,使学生掌握的知识更具实用性、时代性,我们必须对现有的教学内容进行变革与补充,加大实用知识、实用软件、实用工具所占的比重,舍弃过时的或将被淘汰的内容,代之以新的、有生命力知识体系,只有这样,才能适应信息社会的需要,跟上计算机发展的步伐。 现阶段高职院校计算
31、机应用基础课一般包括计算机基础知识、操作系统基本操作、办公应用软件(Office 系列)、网络基本应用等内容,这套内容体系已沿用多年 ,所谓更新也只是在软件版本上作一些更新。而现代科学技术发展迅速,尤其是计算机的发展更是日新月异,不论是系统软件还是应用软件,大量涌现,以上教学内容已经不能满足社会的需求。考虑到高职院校计算机应用基础课课时少、任务重的实际情况,在上述内容的基础上,我们遴选日常工作和生活中最实用、最流行的工具软件,包括系统工具软件、网络工具软件、统计分析软件、财务会计软件,并结合各专业实际,编写和使用与专业相关的计算机技术实训教程。针对不同专业的学生设计不同的课程案例,让学生体验和
32、领悟利用计算机解决学科问题的思路和方法,这不仅可以培养学生的创新精神和动手能力,还为学生自主学习创造了新的空间和条件。另外,随着办公自动化的普及,用人单位不仅要求高职毕业生能熟练运用电脑进行办公,而且要求他们能够进行系统安全与稳定性维护。根据岗位需求,高职院校计算机教学内容还要充实计算机系统的安装、恢复以及一般故障排除等教学内容2-3。 总而言之,计算机应用基础的内容体系建设要紧随社会需求、紧扣工作运用,才能做到与时俱进。 2.2 因材施教,突显教学方法的有效性 2.2.1 因材施教,实行分层教学 由于高考没有计算机内容,所以,中小学不重视信息技术课程教学,高校入学新生的计算机应用水平也就参差
33、不齐,这种差异给教师组织教学带来很大困难。基础好的学生不愿学习计算机基础课,基础差的学生又接受不了快速、高强度的教学内容,如果教学起点过低,必然影响基础好的学生;若起点过高,教学只能为少数尖子生服务 ,而挫伤大多数学生的学习积极性。 针对这种情况,我们可以采用有针对性的分层教学法。分层教学是根据学生的学业水平、基础能力、学习兴趣,以及差异进行分班,并结合学生的客观实际,协调教学目的和教学要求,使每个层次的学生都能在原有的基础上有所提高。分层教学不但符合因材施教的原则,也适合每个学生的发展需要和实际水平,符合学生的心理需求,它可以调动学生学习的兴趣,提高学生学习的主动性和积极性。当然,由于条件所
34、限,大部分高职院校还做不到分班教学,但可以进行分组教学,这种做法是先对新生进行计算机水平前测,然后根据考试结果把学生分为几组,并针对不同的组制定不同的教学计划,选取不同的教学内容。我们要求基础差的学生必须完成教学大纲的基本要求,而基础好的学生可以更多关注技术与操作的灵活运用,这样做可以让每一个层次的学生学有所获。 2.2.2 以任务驱动为主要手段,合理运用多种教学方法 “任务驱动”是近几年被高校普遍采用的教学法。高职院校注重培养学生的动手能力,以“任务驱动”贯穿整个教学活动,让学生在分析任务、寻求解决方法中将知识与运用融会贯通显得尤为重要。 “任务驱动法”以任务为中心,教学活动紧紧围绕任务展开
35、,这些任务不是教师凭空想象出来的,而是要和现实接轨,如使用 Excel 制作工作表、用 Word 设计班级小报、用 PowerPoint 制作电子演讲稿等。教师用精心设计的、与本专业实际相吻合的任务调动学生的兴趣,只要有了兴趣,学生渴望学习知识就成了顺理成章的事。在学习的过程中,随着一个个任务的完成、一个个知识点的掌握、一个个目标的实现,学生的自信心油然而生,学习热情不断提升,在不知不觉中,他们完成了理论与实践的零距离对接。“任务驱动法”摒弃了以往学生被动接受知识的状况,它使学生独立思考、大胆尝试、自主探索,它对培养学生分析问题、解决问题的能力十分有益。另外,“任务驱动”也为学生的合作学习提供
36、了良好的条件,典型“任务驱动”中任务,是一种完全开放的、有一定难度的任务,单靠个体力量完成任务难度较大,它必须考虑到团队中的多元智能差异,让学生通过合作学习,学会表达自己的见解、聆听他人的意见,学会协作学习,学会发挥团队的力量。 此外,在教学过程中,教师应灵活采用各种教学方法,“案例教学法”可以让学生带着实际问题学习,并从模块整体知识考虑,将问题用模块的局部知识逐层分解处理,通过一个综合例子来引出多个知识点,我们还要求学生设计实例,以培养学生分析与解决实际问题的能力。 “对比法”则是用不同的操作方法达到相同的效果,它可以让学生对比总结不同的操作方法,加深理解。 总之,在教学过程中应不断总结经验
37、,探索更灵活的教学模式,以激发学生学习积极性,优化教学效果。 2.2.3 充分利用多媒体网络,不断提高教学质量 计算机应用基础课程教学内容多、课时少,但随着计算机硬件条件的改善,现阶段大多数课程都能在计算机房中施教,因此,充分发挥多媒体和网络的优势,提高教学效率是必由之路。首先,我们要发挥多媒体教学系统的作用,通过多媒体教学网,全方位监控每一个学生的学习情况,通过教师机直接控制学生机,也可向某个学生直接演示解答,还可以通过教师机传送测试和作业等文件给学生,这极大方便了课堂互动教学。其次,我们可以利用网络提供的海量资源,构建以网络为平台、面向学生的学习系统,以满足不同学生的需求,这些新的教学方法
38、可以有效地呈现教学信息,也可以接受反馈信息,从而大大提高教学质量和效果4-6。 2.3 评价导向,注重考评体系的科学性 考试是教育教学过程中的一个重要环节,是评价教学得失和进行教学信息反馈的一种常用手段,也是稳定教学秩序、保证教学质量的重要因素。考试的主要职能一是检测学生的学习成绩,评价学生知识水平与能力状况;二是检测教与学的综合效果,并为改进教学提供必要的依据。考查形式要多样化,多指标计分,平时表现要纳入考试成绩,不能仅以一次期终考试结果论成败。考证与平时考查相结合,以避免学生平时不认真学习,考前临时突击拿高分的现象。另外,合理的、多样化的评价标准还可以让基础较差的学生有机会获得成功的体验。
39、 计算机应用基础课程的考核由三部分组成,一部分是考勤、课堂提问和课堂作业的成绩,这部分占总成绩的 20%;一部分是阶段性测试及Word、 Excel、PowerPoint、Frontpage 的大作业成绩,这部分占总成绩的 30%;最后一部分是期末测验成绩,它占总成绩的 50%,期末测验分为理论部分和上机操作部分,其中理论部分最好采用网上考试系统,考试时随机抽题,目的是避免学生作弊,并防止教师划考试范围,同时,它也可以缩短教师阅卷时间。以上的考核方法可以更加全面地、客观、公正地评判每个学生的学习成绩,帮助他们培养更踏实的学习习惯。 3 结语 目前,计算机应用基础教育已从普及性的初级阶段步入高起
40、点、重实用的新阶段。我们只有在教学内容上求“实用” 、在教学方法上求“适用” 、在培养目标上重“实践”,并不断探索构建具有高职特色的计算机基础课程体系,才能培养出具有创新能力和实践能力的高职毕业生。 参考文献: 1 黎小瑾. 高职院校计算机基础教学改革和试验J. 成功:教育版,2008(10):261. 2 任剑. 高校非计算机专业计算机基础的教学问题及对策分析J. 长沙大学学报,2008,22(5):107-109. 3 李志球,周跃进. 高职非计算机专业计算机基础课教学改革探索J. 徐州建筑职业技术学院学报,2008,8(3):66-68. 4 魏冬梅. 非计算机专业新生计算机基浅谈 PV
41、C 阻燃塑料管在实际施工中的应用体会关键词:PVC 管特点; 施工应用;电气安装 摘要 :电气安装中,PVC 管的运用容易发生断裂,导致重复施工,给后续施工带来更多麻烦。针对 PVC 管的自身特性和在实际施工中的体会进行阐述。 在工程施工中,电气工程一部分属于隐蔽工程。保护电线用的塑料管及配件,要严格按照电气装置安装的相应规范来选择使用。施工过程中暗敷设管线很大一部分采用 PVC 阻燃管( 以下简称 PVC 管)。而 PVC 管作为隐蔽工程的管线,必须由阻燃材料制成,而在塑料管外壁应有间距大于 1m 的连续阻燃标记和制造厂标,并且根据塑料管的自身性能特点,不应敷设在高温和易受机械损伤的场所。管
42、口需平整光滑,管与管、管与盒(箱) 等器件应采用插入法连接,连接处结合面应涂专用胶合剂,拉口应牢固密封。对直埋于地下或楼板内的硬塑料管在地面易受机械损伤的一段必须要采取保护措施,在敷设安装和煨弯时,均应在原材料规定允许环境温度下进行,其温度不宜低于-15C,否则将容易导致塑料管发生脆裂,这是目前施工中对敷设塑料管的最基本要求。在实际运用 PVC 管的过程中我们发现,它的特性优于镀锌管,但同时又存在自身的缺点。 一、PVC 管性能优点 PVC 管作为电气隐蔽施工中常用材料具有:施工方便、价格低廉、绝缘性好并且耐压在 15KV/cm,适用于高低压电气工程。其耐酸、碱性能极强,化学性能稳定,加工方便
43、,同样适用于一般金属和木工切削加工。在施工中,安装方便,管内壁不用作任何处理,容易煨弯成所需角度,其密度小重量轻,更适宜于高空作业。 二、PVC 管自身缺点 管径不够标准,在与接线盒、箱的连接时,不能像钢管那样保持顺直,埋入板墙内的 PVC 管裸露部分比较易损坏,稍不注意就会造成重复施工。对温度环境也有要求,当环境温度低于-15C 时,易发生断裂,而在环境温度较高时,又容易发生变形。对配套使用材料要求也比较严格,必须和管材一致连接的部分容易分离,抵抗外力撞击能力较弱。 三、PVC 管在施工中易出现的问题 在实际施工中,PVC 管在现浇层中。在浇注混凝土过程时除受到混凝土自身的重量压力外,还要受
44、到振捣器的振动和直接的外力的撞击,容易造成 PVC 管接口在胶还没有完全达到胶合度时断开或分离。在现场发现及时还有补救措施,如发现不了,会给后续施工会带来一系列的困难。其次,在实际施工中,墙体与楼板之间埋管采用的是波纹管,这种情况对于夏季来说还好,温度较高管的软韧度好,施工较顺利。进入秋季后,由于北方天气逐渐变凉,PVC 管的缺点脆性暴露出来,有时隐蔽完的波纹管稍受外力就裂开或断掉,造成多次返工,这样即增加了人工费又提高了材料费,而且影响了其它工序的进行。 四、实际施工中的措施 对于实际施工中发现的种种问题,我们经过细致的研究归纳出以下几点具有针对性的施工措施: 1.温度的控制。按设计规定装设温度补偿装置,使用现场加热 PVC 管的套管,将温度保持在可软化的程度上,采用电焊加热。这样在不同的温度环境中,都可以有效的进行施工,尽量避免因温度差异造成的断裂。 2.减轻外部压力撞击。在接头两侧加套管对接的 PVC 管上,套管的管径与 PVC 管的管径相同,嵌入的长度为管径的 4 至 5 倍,然后在管的任一侧加一段长 25 公分的配管并用捆线扎紧,以增加
