1、加强实验教学改革，培养计算机创新人才1 引言 电子科技大学计算机专业创建于1958 年，1979 年成立计算机系，1984 年建立微机所，同年成立计算中心，1994 年整合系、所、中心成立计算机科学与工程学院。 学院现有计算机科学与技术一级学科博士学位授予权和博士后流动站；具有计算机应用技术、计算机系统结构、计算机软件与理论和信息安全四个二级学科博士学位授予权。五十年来，学院学科积淀深厚，参加了我国第一代大型电子管计算机 DJS-104 的研制，自行研制成功西南地区第一台晶体管计算机 441-B 机和我国第三代高速集成电路数字计算机(保密通信专用计算机 930)，主持研制紫金 II 系列微机等
2、，为我国计算机学科和计算机工业的发展作出了重要贡献。近年来，学院作为主研单位承担了多项国家级重点科技攻关项目，获得国家级和省部级科技奖 30 余项。发表学术论文 1000 余篇，其中被三大检索收录 300 余篇。在教学方面，学院多次获得国家及省部级奖项。近三年，获得“软件人才培养体系探索与实践”等四项国家级教学成果奖。 “离散数学” 、 “计算机操作系统” 、 “嵌入式实时操作系统”等三门课程获得国家级精品课程， “计算机组成原理”等八门课程获得四川省精品课程，近年来发表教学研究论文 90 余篇。 2001 年，学校按照计算机学科的布局和高水平人才培养要求，依托计算机学院，建设成立了校级计算机
3、实验教学中心(以下简称实验中心) 。经过校、院多年的不断建设，该实验中心 2007 年 5 月被评为四川省计算机 实验教学示范中心，同年被评为国家级计算机实验教学示范中心。 目前，实验中心拥有 14 个专门的实验室，以及学生创新创业中心、IBM 大型主机系统教育中心、嵌入式工程中心和多个学生实训基地。实验中心总面积达到 4500 多平方米，实验仪器设备总价值超过 1.5 亿元，为计算机创新人才培养构建了一流的实验教学环境。 实验中心开设实验课程 60 多门(包括各类综合实验课程和专项实验课程、创新实验)，实验项目共计 292 项。每学年受益学生一万多人次，累计 45.5万机时，成为培养创新人才
4、的重要基地。 2 实验教学改革 实验中心明确了培养具有高素质计算机创新人才的总体定位，以重点实验室为主要基地的培养模式和基础性研究、工程性研究相结合的培养模式，形成了完善的实验体系、质量保证体系和评估体系。 2.1 实验教学改革思路 围绕实验中心的总体定位和建设目标，中心近几年的主要改革思路如下： (1) 树立先进的实验教学理念 坚持育人为本、学生为先、质量为重的基本原则，树立先进的实验教学理念，实验教学不仅是对课堂理论教学进行实践验证的必要环节，更是培养学生实践探索兴趣、科学研究素养、工程创新能力、团队协作精神的重要手段。 (2) 构建多层次的实验教学体系依托计算机学科优势，构建了“基础型、
5、应用型、综合型、设计型、创新型”的层次化实验教学体系。体现了我校“计算机实验课程教学基地”加强学生工程训练和创新能力培养为重点的指导思想。实验包含了不同层次、不同内容的实验项目，通过分类型和阶段的实践过程，加强学生系统编程与综合创新能力。 (3) 凝练高水平的实验项目 依托省部级重点实验室，将实际工程项目、科研项目和科研成果中的关键技术抽取出来，转化为高水平的实验项目。一方面，保证实验教学内容紧跟学科发展的步伐，不再是“老生常谈” ，而是“常讲常新” ，不但使教师乐于施教，学生更乐于学习。另一方面，结合实际科研工作情况，整理、规划“科研项目实例” ，实施典型实例实践教学，为学生在将来工作中利用
6、最新的计算机技术解决生产和科研中的问题打下坚实基础，从而达到培养学生科研、工程和应用的实践能力的目的。 (4) 建设一流的实验教学环境 坚持以实验内容带动实验室建设，通过“211” ， “985”工程的不断投入，形成了计算机专业实验室、IBM 大型主机系统教育中心、学生创新中心、学生实训基地、嵌入式工程中心和省部级重点实验室等多层次的实验教学平台，为高水平创新人才培养创造了一流的实验教学环境。 (5) 激励本科生的科技创新能力和创业能力 为提高学生的科研水平和动手能力，激发想象力和创造力，增强竞争意识，培养创新人才，加强团队协作精神，提高综合素质，实验中心成立了学生创新创业中心，为学生进行课外
7、实践搭建了合作与交流的平台。 2.2 实验教学体系的改革和措施 实验教学始终是人才培养体系中最重要的组成部分。特别是近年来，学校在国家“211” 、 “985”工程项目的持续支持下，对整个创新人才的培养投入了大量的资金，使整个实验教学的内容和水平上了一个台阶。 2.2.1 实验教学体系改革 实验中心以创新意识培养为先导、以学生能力培养为主线，加强学生工程训练能力和设计能力的培养。以多层次、结构化和开放式的实验教学体系代替传统的平面化、教条化的实验教学体系(见图 1)，形成了学生四年本科实验不断线的培养模式。在实验内容中，融入了计算机学科前沿技术以及科研的最新成果，注重与科研、工程、社会应用实践
8、密切联系。 2.2.2 实验教学的改革措施 计算机实验教学的内容应集中体现“厚基础、宽口径、软硬件并重，注重综合技能训练，以培养学生的设计和创新能力为核心”的实验教学指导思想，因此在实验教学体系改革的基础上，对实验内容和实验项目进行了调整和更新，主要调整的重点如下：(1) 将实验中心开设的实验分为三大类：课程实验、专项实验、创新实验。除创新实验外，每一类实验又设计了从基础型到综合型再到创新型的不同层次的实验项目。其中课程实验与理论课程教学有机结合，帮助学生掌握课程教学中需要实验验证和应用实践的知识点，对辅助和强化课程教学起到了不可替代的作用。专项实验以学院的重点学科方向为基础，开展嵌入式系统、
9、信息安全、数字媒体、计算智能和大型机的专项实验。通过专项实验，学生系统掌握该方向的基础知识和最新研究成果，培养学生的工程能力。创新实验以培养学生探索精神、科学思维、实践能力、创新能力为核心，推进学生自主学习、合作学习、研究性学习。创新实验主要包括大型课程设计、各级各类竞赛项目以及在创新中心中由学生自拟的科研项目组成。 (2) 在确保基础型、应用型实验质量的同时，压缩陈旧的、重复的验证性实验，增加综合型、设计型、创新型实验的比例。 实验中心目前共开设本科实验课程共 60 多门(含创新实验类) ，实验项目共计 290 余项。按照“基础型、应用型、综合型、设计型、创新型”的层次化实验教学体系设置，各
10、种类型实验项目所占比例如图 2 所示,其中“综合型、设计型、创新型”实验占实验项目的81%。 3 实验队伍建设 培养计算机创新人才，离不开高水平的师资队伍，因此校、院两级非常重视实验教学队伍建设，一方面鼓励知名教授和广大中青年教师积极参加实验室建设与管理工作。另一方面，大力引进一批实验技术过硬，热心实验教学的高水平教师。电子科技大学在“十一五”实验室建设发展规划中，明确提出用三年左右的时间，引进和培养一批高水平的实验课程教师，实验课程责任教师全部具有硕士以上学位，中心具有博士学位的教师占全部教师的 18%。为此，电子科技大学计算机实验中心制定了一系列实验队伍建设措施和制度。例如，对于刚刚到计算
11、机学院参加工作的青年博士，学院规定必须在实验中心锻炼一年。该项措施，一方面促进实验中心高水平实验项目的开发；另一方面也加快了青年博士的成长。经过多年的建设和努力，实验中心形成了一支结构合理、理念先进的实验教学队伍。2008 年实验中心的“计算机实验教学团队”被评为四川省教学团队。 4 创新人才培养效果显著 自 2001 年来，组织学生参加全国大学生电子设计竞赛，多次获国家一等奖、二等奖；组织学生参加“2006 英特尔杯大学生电子设计竞赛嵌入式系统专题邀请赛”获得国家二等奖四项，总分名列全国第一；组织学生参加 2006 年全国 IBM 主机技术大赛，获“最佳作品奖” 、 “年度教书育人奖” 、
12、“最佳指导奖” 、 “优胜奖” ，名列参赛各队之首。中心的微软俱乐部获得微软公司项目支持连续三年位居全国高校微软俱乐部首位、四川省青创基金连续三年居四川首位。 “梦飞无线”团队因为出色地开发出“手机移动课表” 、 “我上我的校园网站”以及“移动信息通”软件，分别以题为移动课表风靡校园 、 掘金 3G 创业梦被媒体报道，在 2006 年 12月被美国 Diigo 网络技术公司以百万元正式提出并购。学生的“大眼睛”工作室近几年编辑出版计算机系列丛书达 60 余本。我校马力遥在校读书期间率领学生团队自主创业成立了“成都索迪科技开发有限公司” ，该公司发展势头良好，2005 年获得科技部中小企业发展基
13、金 60 万元支持。2004 级学生王春波在校读书期间创立成都倍思盟科技发展有限公司，该公司目前已经拥有 500 万元以上的资产。 5 实验教学发展思路与规划(1) 改革“应知应会”培养模式，逐步精简验证性实验内容，重点加大综合型、创新型实验内容。 计算机实验中心作为我校“计算机实验课程教学基地”的工程训练主体，将加大综合型、设计型、创新型实验项目比例，力争提高到 90%以上。同时，加强科研成果转化为实验项目，在实验项目水平上下功夫，为培养计算机创新人才创造条件。 (2) 以新校区建设为依托，进一步改善实验教学环境，实现实验室的完全开放。 扩充实验室场地面积，初步规划为 10000 平方米，相
14、应更新、增加仪器设备台套数，满足实验教学要求。改造现有实验室，扩充或新建一批高水平实验室，同时，进一步提高实验室的信息化、网络化、智能化建设水平，提高实验室开放水平。 (3) 以实验教学团队建设为核心，不如何加强局域网络信息安全的建设 关键词:局域网络;信息资源;数据加密 摘要:随着网络时代的迅速前进,信息安全的含义也在不断的变化发展,单纯的保密和静态的保护已不能适应当今的需要,文章就这一现状给出了自己的定义和应对策略。 信息作为一种资源 ,它的普遍性、共享性、增值性、可处理性和多效用性 ,使其对于人类具有特别重要的意义。网络环境下的信息安全体系是保证信息安全的关键,包括计算机安全操作系统、各
15、种安全协议、安全机制,直至安全系统,其中任何一个安全漏洞便可以威胁全局安全。信息安全服务至少应该包括支持信息网络安全服务的基本理论,以及基于新一代信息网络体系结构的网络安全服务体系结构。 一、网络信息安全的重要性 网络信息安全涉及到信息的机密性、完整性、可用性、可控性。它为数据处理系统而采取的技术的和管理的安全保护,保护计算机硬件、软件、数据不因偶然的或恶意的原因而遭到破坏、更改、显露。信息保障依赖于人和技术实现组织的任务运作,针对技术信息基础设施的管理活动同样依赖于这三个因素,稳健的信息保障状态意味着信息保障和政策、步骤、技术和机制在整个组织的信息基础设施的所有层面上均能得到实施。目前,除有
16、线通信外,短波、超短波、微波、卫星等无线电通信也正在越来越广泛地应用。与此同时,国外敌对势力为了窃取我国的政治、军事、经济、科学技术等方面的秘密信息,运用侦察台、侦察船、卫星等手段,形成固定与移动、远距离与近距离、空中与地面相结合的立体侦察网,截取我通信传输中的信息。单一的保密措施已很难保证通信和信息的安全,必须综合应用各种保密措施。 二、局域网内病毒防治问题 局域网病毒来源主要有以下几种方式:从网站下载的软件带有病毒; 浏览网站的时候ActiveX 控件带来的病毒;安装程序附带的流氓软件; 不明邮件带来的病毒;移动存储设备存储数据传染病毒等等方式。使用者日常使用时应尽量从正规网站下载软件、少
17、浏览不正当网站、不明邮件应该尽量不打开等。处理方法主要有以下几类。 首先:在网关上的网络层时常进行病毒检测和扫描,及时清除明显的病毒封包,对病毒源客户机进行阻塞与隔离,大规模爆发网络病毒时也能够有效的隔离病毒疫区。 其次:监测每台计算机的杀毒软件安装情况和病毒库更新情况,以及操作系统或者其它应用软件的补丁安装情况,若发现客户机或者服务器存在严重的高危险性安全缺陷或者漏洞的话就应该将其暂时断开网络,拒绝其接入单位网络,直至缺陷或漏洞修复完毕,补丁安装完毕后再将其接入网络内。 再次:使用 U 盘、移动硬盘等移动存储设备传递各类数据,已经成为各类病毒传播的主要途径之一。由于 U 盘和移动硬盘使用方便
18、 ,很多计算机用户都选择使用它来进行数据文件的存储和拷贝,无形中使得 U 盘和移动硬盘成为这些病毒和恶意木马程序传播的媒体,给计算机用户的数据安全和系统的正常使用带来很大危害。鉴于通过 U 盘和移动硬盘传播的计算机病毒在互联网络上的传播日趋增多,办公网络内用户可以按照以下几点,正确安全地使用 U 盘和移动硬盘进行数据文件的存储和拷贝。 最后:根据实际情况可进行数据加密,VPN 系统 VPN(虚拟专用网)可以通过一个公用网络(通常是互联网) 建立一个临时的、安全的连接,是一条穿过混乱的公用网络的安全、稳定的隧道。虚拟专用网是对企业内部网的扩展,可以帮助远程用户、公司分支机构、商业伙伴及供应商同公
19、司的内部网建立可信的安全连接,并保证数据的安全传输。它可用于不断增长的移动用户的全球互联网接入,以实现安全连接;也可用于实现企业网站之间安全通信的虚拟专用线路,用于经济有效地连接到商业伙伴和用户的安全外联网虚拟专用网。 三、实现网络信息安全的策略 明确等级保护措施。合理划分安全域,确定各安全域的物理边界和逻辑边界,明确不同安全域之间的信任关系。在安全域的网络边界建立有效的访问控制措施。通过安全区域最大限度地实施数据源隐藏,结构化和纵深化区域防御,防止和抵御各种网络攻击,保证信息系统各个网络系统的持续、稳定、可靠运行。 1.系统安全策略 对操作系统、数据库及服务系统进行漏洞修补和安全加固,对关键
20、业务的服务器建立严格的审核机制。最大限度解决由操作系统、数据库系统、服务系统、网络协议漏洞带来的安全问题,解决黑客入侵、非法访问、系统缺陷、病毒等安全隐患。 2.安全管理策略 针对企业信息系统安全管理需求,在安全管理上需要在完善人员管理、资产管理、站点维护管理、灾难管理、应急响应、安全服务、人才管理等方面机制、制度的同时,与管理技术紧密结合,形成一套比较完备的企业信息系统安全管理保障体系。 3.纵深防御策略 入侵检测系统在安全系统中,防火墙相当于网络系统入口的门卫,能按照我们设定的规则判断他人是否可进入,把攻击、恶意的数据包挡在门外,而入侵检测系统则相当于摄像机,可以监控网络或者重要的主机,监
21、控入侵行为,尤其可以发现潜在攻击特征,必要时可与防火墙联动,及时阻断入侵行为。当黑客试探攻击时,大多采用一些已知的攻击方法来试探。通过入侵检测系统的“实时监测”功能,发现黑客攻击的企图,对于网络安全来说也是非常有意义的。也就是说,如果黑客攻破系统所需要的时间大于发现黑客攻击并响应的时间,则系统就是安全的。通过该系统可以快速定位来自网络内部和外部的攻击行为以及网络内部的异常流量等。 参考文献: 1 解永锋.保定市国税局网络信息系统安全分析与改进研究D.天津大学,2004 2张国华.城域林业信息网络安全体系研究.中南林学院,2005 3张健.川师大校园网安全方案设计与实现 D.四川大学,2005
22、摘 要：本文以对国内高校网络工程专业课程体系的剖析为基础，给出制定河南省中原工学院的“网络工程”专业人才培养方案的指导思想及理论和实践课程体系，最后对该专业人才培养方案的优劣进行了分析。 关键词本文来自：计算机毕业网 ：网络工程专业；人才培养方案；知识、能力和素质 近年来，为适应国家经济结构战略性调整的要求，实现中国网络工程技术人才的跨越式发展，我国部分高校从 2001 年开始设立网络工程本科专业。由于网络工程专业是一个综合了计算机科学与技术、通信工程等多个学科的专业知识的边缘学科，又是一个新兴专业，使得各高校的人才培养模式存在一定的分歧。如何根据我校相关专业的特点、相关兄弟院校的经验、人才市
23、场新的需求制定出适合我校培养特色的人才培养方案，是我们需要研究的重要课题。 1 国内高校网络工程专业课程体系剖析 国内申请网络工程专业的院校在早期以普通本科院校居多，近两三年来才逐步向一些重点院校倾斜，分析一下我国各高校的网络工程专业的培养体系，不难发现目前各院校的网络工程专业的课程体系设置的特点： 侧重于两个不同的专业方向。一类，侧重于通信类课程的网络工程课程体系，如成都电子科技大学等；而另一类，则把课程的重点置于计算机类课程的网络工程课程体系，如重庆大学、中山大学等。 体现各自的科研特色。由于各重点高校致力于将科研应用于教学中，所以各重点高校又根据自身的科研实力开设部分个性化的课程。 实现
24、部分的定制培养。部分高校利用自身地处沿海、网络相关企业较多的地理优势，将很大一部分的学生送到企业，对学生进行定制课程和项目实践的培养，使学生毕业后直接进入到企业工作，对就业提供保障。 各高校在制定网络工程专业的人才培养方案的时候，可谓八仙过海、各显神通，应该说这些高校在进行网络工程专业人才培养上是各具特色、非常成功的。 2 我校网络工程专业人才培养方案 2.1 指导思想 我校以前并没有办通信类专业的经验，所以在这个方面我们不具有优势，但我们办计算机科学与技术本科有多年的经验，因此我们将网络工程专业的课程体系侧重在偏计算机类模式上，指导思想如下： (1) 以计算机科学与技术专业的核心课程为基础。
25、由于网络工程专业是由计算机科学与技术专业演化出来的新专业，计算机科学与技术专业仍然应该是网络工程专业的基础，将来学生就业可以在计算机科学与技术和网络工程两个专业上进行发展，同时又兼顾到学生将来的考研需要。 (2) 突出网络的工程特点。从我校学生的定位来说，我们将网络工程专业的培养目标定位在“工程型”人才，按网络工程前段、中段和后段三个阶段设置课程，每个阶段都有相应的支撑课程。根据市场调研及时调整部分课程，通过网络工程生命周期的专业学习，学生具有网络的规划、设计、构建、维护和管理等能力。 (3) 强化特色方向。 基于网络的软件开发特色方向。通过该特色方向的专业学习，学生具有网络软件的分析和设计能
26、力。主要课程有：TCP/IP 原理与应用、网站程序设计、J2EE 企业级应用开发等。 强化信息安全特色方向。通过该特色方向的专业学习，学生具有网络安全的应用和开发能力。主要课程有：密码学与应用、网络安全技术、网络安全程序设计等。 2.2 理论课程体系 在课程的设置上，按照上述指导思想制订理论课程体系，如表 1 所示。 2.3 实践课程体系网络工程专业实践教学力争形成较完善的实践教学课程体系，构建一系列由实验、课程设计、实习、实训等环节具体体现的实践教学体系，在教学方法上采取由入门到发展，突出综合性、专业性、设计性、创造性和研究性的教学思路，使学生真正得到动手实践的机会，提高专业实验和毕业设计的
27、能力及创新能力，如表 2 所示。 我院网络工程专业人才培养方案的特色 (1) 培养目标定位准确 网络工程专业的培养目标为：系统掌握计算机科学技术、网络技术的基本理论、基本知识和基本技能，以网络项目的分析、设计、实施及管理为主要业务范围，具有网络工程实践、网络项目开发、团队协作等方面的基本专业素质，能在网络、通信、软件公司以及企事业行业从事网络工程、网络软件和网络安全等方面的开发、维护和应用工作的工程型人才。 (2) 知识、能力、素质关系明确 培养目标紧扣前述指导思想，参照高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行) 中对相关专业学生应具备的知识、能力、素质的描述，根据专业的特
28、点和市场的需求对该专业进行定位，对本专业从知识、能力、素质三个层面提出培养规格，具体的知识、能力、素质的关系图如图 1 所示。 图 1 知识、能力、素质关系图 (3) 实践环节较好体现该专业的工程特点 本培养方案实践环节针对网络工程专业的特点，体系上分为：网络技术、网络操作系统、网络应用、网络管理、网络安全几块，完成我们所要培养的两个方向的人才：基于网络的软件开发和信息网络安全，同时考虑到了网络工程能力训练的前段、中段和后段问题。在实施中，依托校内、外实训基地，从网络维护、施工角度对学生进行工程能力、职业化素质、综合能力和就业竞争力培养。同时，为保证学生进一步与社会接轨，采取信息安全 CIW
29、培训基地、Cisco 网络学院与专业结合的方式，使学生了解“准职业人”的定位，使学生在思想观念、专业理论、专业技能方面真正受到职业化的、全方位的培养、锻炼。 4 人才培养方案中需要解决的问题 我们的培养方案由于兼顾到计算机科学与技术和网络工程两个专业的知识点，所以在实施中存在一些问题，比如学时紧张、课程内容有所重叠等，针对这些问题，我们采取了一些行之有效的解决措施： (1) 压缩或合并部分课程，同时将一些计算机科学与技术中相对重要的课程放入选修课。按照教高20051 号文件精神，高等学校要构建新的课程结构，加大选修课程开设比例，积极推进弹性学习制度建设，要切实改变课堂讲授所占学时过多的状况。但
30、我们要完成两个专业的重点课程，难免学时会存在紧张的局面，因此我们将部分课程进行合并并压缩，比如汇编语言和微型计算机技术合并为现代微机技术，电路和模拟技术合并为一门课等。同时，由于必修课学时比较紧张，我们将一些课程放入选修课，通过将计算机学院的各专业的选修课全部打通来完成有精力的学生对计算机科学与技术部分重要课程的学习。 (2) 在教学大纲中详细规定各门课程的教学侧重点。由于网络工程相关专业课设置较多，部分内容难免重叠，我们通过教研活动环节严格制定了系列课程的教学大纲，规定各门课程的教学侧重点，尽量避免重叠，就算有少部分内容有重叠也是各有侧重。 (3) 准备将网络相关课程的实验单列成一门课。为保
31、证网络工程专业各阶段的实验能够在所有课程中开设，解决原实验体系中课程实验划分不清、自身优势发挥不明显的问题，同时为更好地实施分层次实验教学，进行创新型人才的培养，我们对专业所有网络相关课程的实验进行资源整合，单独开设实验课程，借鉴 Cisco 和 CIW 的思路和经验，利用专有的师资力量进行网络工程专业实验的设计，对今后网络工程实验环节的建设将有很大的帮助。 参考文献 1 教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会中国计算机本科专业发展战略研究报告R. 2 中国计算机科学与技术学科教程 2002研究组中国计算机科学与技术学科教程 2002M北京：清华大学出版社，2002. 3 苗凤君，郑秋生，
32、潘磊网络工程专业实践环节建设的研究与实践J计算机教育， 2008，(7). 电视视频通话软件方法 关键词:网络电视;视频通话;软件架构; 视频通话协议;技术特性 摘要:电视的网络功能逐渐成熟,作为互联网重要应用的视频通话也必然成为网络电视的主要功能之一。本文主要探讨了电视视频通话的软件实现方案,并从软件架构、电视视频通话协议、技术特性以及嵌入式软件平台等方面加以了阐述。 一、引言 随着多媒体电视技术的发展 ,电视芯片处理能力越来越强大,可实现功能越来越多。如今电视已可以连接互联网,享受到大量互联网资源,可观看在线高清电影,下载高清视频资源,唱在线卡拉 OK,实时掌握最新资讯 ,天气预报,炒股等
33、等。当然,作为最重要的一种终端显示器件,视频聊天必然会成为电视不可或缺的功能之一,这里主要讨论关于电视视频通话的软件实现方案。 二、软件架构 电视视频通话软件架构主要由引导程序(Bootloader)、Linux 内核及驱动程序、文件系统、中间件和应用软件组成。 (一)Bootloader Bootloader 用于初始化 CPU 及系统相应硬件,为操作系统准备良好的运行环境,引导启动操作系统内核,并可提供软件的本地和在线更新;在对 Bootloader 的研究上 ,采用支持远程启动、下载的 PXE 协议,对现有的嵌入式引导装载程序进行改进,使得系统软件的更新速度更快。 ( 二)Linux 内
34、核 Linux2.6 内核在进程管理、块设备 I/O 管理、虚拟内存管理、网络管理,以及安全性方面较有优势,且稳定性比较高,因此视频通话软件方案基于 Linux2.6 内核。Linux2.6 内核支持内核任务的抢占,其软实时性能得到了很大的提升,基本满足视频通话系统的要求,而影响Linux2.6 内核在嵌入式系统中应用的主要因素在于内核的尺寸和硬实时性能。因此软件方案将在 Linux2.6 内核的基础上,对内存管理、外部设备中断以及进程管理等方面的机制进行研究,提出适合于视频通话系统的实时、稳定、紧凑的操作系统策略,并对内核源代码进行裁减来满足视频通话嵌入式系统的要求。在驱动程序的编写上,由于
35、 Linux2.6 内核采用新的设备驱动框架,而现有的 Linux2.6 内核自带的设备驱动程序中,绝大多数还是基于 Linux2.4 内核提供的框架,因此软件方案涉及的所有硬件设备驱动程序将采用新的设备驱动程序框架及策略,使得内核与驱动之间的完美吻合。经改造后的 Linux 内核及驱动程序,负责整个系统的资源管理与控制,是一个实时、稳定、紧凑的内核,能够轻而易举地响应任何内部、外部事件,提供内存管理、进程调度与管理、网络协议、中断响应及处理等功能,完成网络视频通话通信、信息数据等的处理。 嵌入式 Linux2.6 内核采用开放的、可扩展的虚拟文件系统体系,为支持多种文件系统提供了强有力的支持
36、。Linux 内核支持多种文件系统,包括支持各种存储介质的各种文件系统。为了视频通话系统能够存储相应的数据信息以及数据交互并考虑系统的扩展性能,软件方案将支持多种文件格式,重点采用支持硬盘存储的 ext3 文件系统,支持 Flash 存储的 YAFFS 文件系统,使得系统的信息存储有很高的可靠性,并支持掉电保护功能。 (三)中间件 在中间件的设计上,软件方案将在 Linux2.6 内核所支持的内核级别的多媒体应用 API 以及视频通话 API 基础上,开发出专门用于视频通话系统的中间件。中间件用于隔离视频通话应用软件与底层操作系统细节,提供丰富的应用程序接口,使应用软件真正具有平台无关性,实现
37、软、硬件的同步开发。 ( 四)应用软件和 UI 视频通话应用程序的开发,将在中间件提供的应用程序 API 的基础上,为用户提供功能强大、操作方便的 3D 用户界面 GUI,实现丰富多彩的功能。在视频通话软件方案中,主要将采用控件集合的全新开发模式,针对目前行业内普遍的用户界面不佳问题,尤其为了处理视频通话的交互式数据服务,开发出具有良好的视觉感受,直观并易于使用的 GUI控件体系。 为使电视显示在屏幕上的菜单和控制易于使用,同时给用户在视觉上更具吸引力,直观易懂,使之对在线应用感到舒适,用户界面对于交互式数据设备的成功与否具有关键性影响。所以,图像处理的核心芯片“高清数字处理器”内集成了一个专
38、用的图形处理器,为用户提供良好的视觉感受。芯片支持更高的色彩分辨率(32 位/像素),可以显示鲜艳的色彩,为了取得更快的响应时间,将视频和图形内容进行无缝集成,并进行图形加速。芯片具备有抗闪烁电路,可以获得更高质量的显示效果。同时芯片采用抗混叠功能,可使屏幕上显示的文本更清晰。 图 1 视频通话系统软件架构 三、电视视频通话协议 视频聊天程序采用的主协议:SIP, 以 RFC3428 标准1为协议规范。Linux 下视频驱动程序采用 uvcvideo,V4L2。音频驱动程序采用 ALSA。 音视频的编解码部分这里给出我们支持的主要标准。 音频: PCM-16,G.711-uLaw-64k,G.
39、711-ALaw-64k,G.723.1,G.723.1(5.3k),Cisco G.7231A,Cisco G.7231AR,G.728,G.729,G.729A,GSM-AMR,G.722.2,iLBC 视频: YUV420P,RGB32,RGB24,RFC4175_YCbCr-4:2:0,RFC4175_RGB,H.261,H.263,H.264,MPEG4 音频传输速率大约 3KB/S,视频传输速率大约 30KB/S 左右(10 帧左右)。 网络的许多应用都需要建立和管理一个会话,会话在这里的含义是在参与者之间的数据的交换。SIP 通讯协议应用于实时的多媒体会话数据比如声音,影像,或者
40、文本。SIP 允许使用Internet 端点(用户代理 )来寻找参与者并且允许建立一个可共享的会话描述。为了能够定位精确的会话参与者,并且也为了其他的目的,SIP 允许创建基础的 Network Hosts(叫做代理服务器),并且允许终端用户注册上去,发出会话邀请,或者发出其他请求。 SIP 在建立和维持终止多媒体会话协议上 ,支持 5 个方面: 用户定位:检查终端用户的位置,用于通讯。 用户有效性: 检查用户参与会话的意愿程度。 用户能力:检查媒体和媒体的参数。 建立会话:“Ringing”,建立会话参数在呼叫方和被叫方。 会话管理: 包括发送和终止会话,修改会话参数,激活服务等等。 图 2
41、 双方视频通话连接示意图 如图 2,双方视频通话的连接通过服务器进行建立,但只是开始建立的时候经过一次服务器,之后的通信则为双方的点对点通信。视频传输可以支持 H.264 的编解码 ,以保证视频图像的高清晰度,现在可以达到 VGA(640x480)分辨率,跟电影 DVD 效果一样。产品支持传输编码格式匹配为双方能够支持的最优格式,如一方无法支持,则另一方向下兼容,直到匹配。 四、视频通话技术特性 (一)基于 linux2.6 内核的嵌入式操作系统,体系灵活开放。 ( 二)可扩展的视频通话系统中间件。 (三)视频通话:基于视频服务器的点对点、及服务器转发等多种模式的 IP 视频通话功能,大尺寸高
42、清晰度。 (四)视频共享/对战游戏: 利用 IP 摄像头,实现远程、多方的视频游戏共享/对战,如乒乓球等 (五) 视频监控: 通过互联网,实现远程的视频监控功能,可用于家居安防、子女(老人) 看护等。 (六)自带休闲游戏、网络游戏、3D 体感健身游戏。 (七) 远程升级: 通过互联网,随时升级最新固件、应用程序等,功能和服务随时更新,给消费者带来不断的增值。 ( 八)可扩展:远程教育、更多新的 3D 游戏、银行服务、可视对讲、网络运动会等服务及功能。 五、嵌入式软件平台 总体来讲,如图 3 为 Linux 的视频通话嵌入式软件平台框图。嵌入式软件交叉开发平台用于操作系统开发以及应用程序的开发,
43、在开源工具基础上开发出自己的从内核到应用程序一整套工具,主要由引导装载程序、GNU 工具链、内核及应用程序调试器组成。而嵌入式操作系统以 Linux2.6 内核为基础,对诸如内存管理、进程调度、多媒体等模块进行改进,增强内核在视频通信方面的稳定性及可靠性。视频通话系统,在相关开源项目的基础上进行改进,增强其功能及扩展性,使其支持 SIP 等协议主体,音视频信息采集,音视频压缩编解码,网络连接,多种编码格式的插件移植等。应用程序将具有易于操作的图形用户界面,及丰富的各种多媒体软件支持。 图 3 基于 Linux 的视频通话嵌入式软件平台框图 项目最终成功完成了软硬件平台的开发,并成功研制了基于本
44、项目操作系统的视频通话产品。同时针对产业化过程中出现的工艺、生产等各类问题,也通过在线调试、修正成功得到了解决。 参考文献: 1Campbellb,Rosenberg j,Schulzrinne h,et al.Session initiation protocol(SIP)extension for instant messagingS.RFC3428,2002 摘要：本文介绍了北航软件学院独特的实践教学体系，并介绍了在实际教学中所取得的可喜成效。 关键词本文来自：计算机毕业网 ：软件工程；实践体系；3P 能力 1 引言 软件工程专业学生的培养，在学科教育与培养面向市场需求的人才方面存在着事实上的矛盾。市场要求的软件人才要距离当前成熟的热门技术不能太远；而学科教育在于铸就学生的软件专业素质。在学时有限的情况下，两者不易兼得。根据软件工程专业教学所面临的挑战，学院将软件工程实践教学体系的改革作为突破口，成立了由教学规划、管理和相关实践课
