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并行计算毕业论文

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这个链接你看是不是提纲式的浅谈云计算 摘要云计算是当前计算机领域的一个热点。它的出现宣告了低成本提供超级计算时代的到来。云计算将改变人们获取信息、分享内容和互相沟通的方式。此文阐述了云计算的简史、概念、特点、现状、保护、应用和发展前景,并对云计算的发展及前景进行了分析。关键词: 云计算特点, 云计算保护, 云计算应用.1云计算简史著名的美国计算机科学家、 图灵奖 (Turing Award) 得主麦卡锡 (John McCarthy,1927-) 在半个世纪前就曾思考过这个问题。 1961 年, 他在麻省理工学院 (MIT) 的百年纪念活动中做了一个演讲。 在那次演讲中, 他提出了象使用其它资源一样使用计算资源的想法,这就是时下 IT 界的时髦术语 “云计算” (Cloud Computing) 的核心想法。云计算中的这个 “云” 字虽然是后人所用的词汇, 但却颇有历史渊源。 早年的电信技术人员在画电话网络的示意图时, 一涉及到不必交待细节的部分, 就会画一团 “云” 来搪塞。 计算机网络的技术人员将这一偷懒的传统发扬光大, 就成为了云计算中的这个 “云” 字, 它泛指互联网上的某些 “云深不知处” 的部分, 是云计算中 “计算” 的实现场所。 而云计算中的这个 “计算” 也是泛指, 它几乎涵盖了计算机所能提供的一切资源。麦卡锡的这种想法在提出之初曾经风靡过一阵, 但真正的实现却是在互联网日益普及的上世纪末。 这其中一家具有先驱意义的公司是甲骨文 (Oracle) 前执行官贝尼奥夫 (Marc Benioff, 1964-) 创立的 Salesforce 公司。 1999 年, 这家公司开始将一种客户关系管理软件作为服务提供给用户, 很多用户在使用这项服务后提出了购买软件的意向, 该公司却死活不干, 坚持只作为服务提供, 这是云计算的一种典型模式, 叫做 “软件即服务” (Software as a Service, 简称 SaaS)。 这种模式的另一个例子, 是我们熟悉的网络电子邮箱 (因此读者哪怕是第一次听到 “云计算” 这个术语, 也不必有陌生感, 因为您多半已是它的老客户了)。 除了 “软件即服务” 外, 云计算还有其它几种典型模式, 比如向用户提供开发平台的 “平台即服务” (Platform as a Service, 简称 PaaS), 其典型例子是谷歌公司 (Google) 的应用程序引擎 (Google App Engine), 它能让用户创建自己的网络程序。 还有一种模式更彻底, 干脆向用户提供虚拟硬件, 叫做 “基础设施即服务” (Infrastructure as a Service, 简称 IaaS), 其典型例子是亚马逊公司 (Amazon) 的弹性计算云 (Amazon Elastic Compute Cloud, 简称 EC2), 它向用户提供虚拟主机, 用户具有管理员权限, 爱干啥就干啥, 跟使用自家机器一样。1.2云计算的概念狭义云计算是指计算机基础设施的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源(硬件、平台、软件)。提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的,并且可以随时获取,按需使用,随时扩展,按使用付费。广义云计算是指服务的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是计算机和软件、互联网相关的,也可以是其他的服务。云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展,或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等概念混合演进并跃升的结果。云计算的特点和优势(一)超大规模性。“云”具有相当的规模,Google云计算已经拥有100多万台服务器,Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。(二)虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”,而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行,但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机,就可以通过网络服务来实现用户需要的一切,甚至包括超级计算这样的任务。[2](三)高可靠性。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,使用云计算比使用本地计算机可靠。(四)通用性。云计算不针对特定的应用,在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用,同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。(五)高可扩展性。“云”的规模可以动态伸缩,满足应用和用户规模增长的需要。(六)价格合适。由于“云”的特殊容错措施可以采用具有经济性的节点来构成“云”,“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本,“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升,因此用户可以充分享受“云”的低成本优势,经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。云计算作为一种技术,与其它一些依赖互联网的技术——比如网格计算 (Grid Computing)——有一定的相似之处,但不可混为一谈。拿网格计算来说, 科学爱好者比较熟悉的例子是 SETI@Home,那是一个利用互联网上计算机的冗余计算能力搜索地外文明的计算项目,目前约有来自两百多个国家和地区的两百多万台计算机参与。它在 2009 年底的运算能力相当于当时全世界最快的超级计算机运算能力的三分之一。有些读者可能还知道另外一个例子:ZetaGrid,那是一个研究黎曼 ζ 函数零点分布的计算项目, 曾有过一万多台计算机参与 (但现在已经终止了,原因可参阅拙作 超越 ZetaGrid)。从这两个著名例子中我们可以看到网格计算的特点,那就是计算性质单一,但运算量巨大 (甚至永无尽头,比如 ZetaGrid)。而云计算的特点恰好相反,是计算性质五花八门,但运算量不大[注三],这是它们的本质区别,也是云计算能够面向大众成为服务的根本原因。云计算能够流行,它到底有什么优点呢? 我们举个例子来说明,设想你要开一家网络公司。按传统方法,你得有一大笔启动资金, 因为你要购买计算机和软件,你要租用机房,你还要雇专人来管理和维护计算机。 当你的公司运作起来时,业务总难免会时好时坏,为了在业务好的时候也能正常运转, 你的人力和硬件都要有一定的超前配置, 这也要花钱。 更要命的是, 无论硬件还是软件厂商都会频繁推出新版本, 你若不想被技术前沿抛弃, 就得花钱费力不断更新 (当然, 也别怪人家, 你的公司运作起来后没准也得这么赚别人的钱)。如果用云计算, 情况就不一样了: 计算机和软件都可以用云计算, 业务好的时候多用一点, 业务坏的时候少用一点, 费用就跟结算煤气费一样按实际用量来算, 无需任何超前配置[注四]。 一台虚拟服务器只需鼠标轻点几下就能到位, 不象实体机器, 从下定单, 到进货, 再到调试, 忙得四脚朝天不说, 起码得好几天的时间。虚拟服务器一旦不需要了, 鼠标一点就可以让它从你眼前 (以及账单里)消失。至于软硬件的升级换代,服务器的维护管理等,那都是云计算服务商的事,跟你没半毛钱的关系。更重要的是,开公司总是有风险的, 如果你试了一两个月后发现行不通,在关门大吉的时候,假如你用的是云计算,那你只需支付实际使用过的资源。假如你走的是传统路子,买了硬件、软件,雇了专人,那很多投资可就打水漂了。浅谈云计算的一个核心理念大规模消息通信:云计算的一个核心理念就是资源和软件功能都是以服务的形式进行发布的,不同服务之间经常需要通过消息通信进行协助。由于同步消息通信的低效率,我们只考虑异步通信。如Java Message Service是J2EE平台上的一个消息通信标准,J2EE应用程序可以通过JMS来创建,发送,接收,阅读消息。异步消息通信已经成为面向服务架构中组件解耦合及业务集成的重要技术。大规模分布式存储:分布式存储的目标是利用多台服务器的存储资源来满足单台服务器所不能满足的存储需求。分布式存储要求存储资源能够被抽象表示和统一管理,并且能够保证数据读写操作的安全性,可靠性,性能等各方面要求。下面是几个典型的分布式文件系统:◆Frangipani是一个可伸缩性很好的高兴能分布式文件系统,采用两层的服务体系架构:底层是一个分布式存储服务,该服务能够自动管理可伸缩,高可用的虚拟磁盘;上层运行着Frangipani分布式文件系统。◆JetFile是一个基于P2P的主播技术,支持在Internet这样的异构环境中分享文件的分布式文件系统。◆Ceph是一个高性能并且可靠地分布式文件系统,它通过把数据和对数据的管理在最大程度上分开来获取极佳的I/O性能。◆Google File System(GFS)是Google公司设计的可伸缩的分布式文件系统。GFS能够很好的支持大规模海量数据处理应用程序。在云计算环境中,数据的存储和操作都是以服务的形式提供的;数据的类型多种多样;必须满足数据操作对性能,可靠性,安全性和简单性的要求。在云计算环境下的大规模分布式存储方向,BigTable是Google公司设计的用来存储海量结构化数据的分布式存储系统;Dynamo是Amazon公司设计的一种基于键值对的分布式存储系统,它能提供非常高的可用性;Amazon公司的Simple Storage Service(S3)是一个支持大规模存储多媒体这样的二进制文件的云计算存储服务;Amazon公司的SimpleDB是建立在S3和Amazon EC2之上的用来存储结构化数据的云计算服务。许可证管理与计费:目前比较成熟的云环境计费模型是Amazon公司提供的Elastic Compute Cloud(EC2)和Simple Storage Service(S3)的按量计费模型,用户按占用的虚拟机单元,IP地址,带宽和存储空间付费。云计算的现状云计算是个热度很高的新名词。由于它是多种技术混合演进的结果,其成熟度较高,又有大公司推动,发展极为迅速。Amazon、Google、IBM、微软和Yahoo等大公司是云计算的先行者。云计算领域的众多成功公司还包括Salesforce、Facebook、Youtube、Myspace等。Amazon使用弹性计算云(EC2)和简单存储服务(S3)为企业提供计算和存储服务。收费的服务项目包括存储服务器、带宽、CPU资源以及月租费。月租费与电话月租费类似,存储服务器、带宽按容量收费,CPU根据时长(小时)运算量收费。Amazon把云计算做成一个大生意没有花太长的时间:不到两年时间,Amazon上的注册开发人员达44万人,还有为数众多的企业级用户。有第三方统计机构提供的数据显示,Amazon与云计算相关的业务收入已达1亿美元。云计算是Amazon增长最快的业务之一。Google当数最大的云计算的使用者。Google搜索引擎就建立在分布在200多个地点、超过100万台服务器的支撑之上,这些设施的数量正在迅猛增长。Google地球、地图、Gmail、Docs等也同样使用了这些基础设施。采用Google Docs之类的应用,用户数据会保存在互联网上的某个位置,可以通过任何一个与互联网相连的系统十分便利地访问这些数据。目前,Google已经允许第三方在Google的云计算中通过Google App Engine运行大型并行应用程序。Google值得称颂的是它不保守。它早已以发表学术论文的形式公开其云计算三大法宝:GFS、MapReduce和BigTable,并在美国、中国等高校开设如何进行云计算编程的课程。IBM在2007年11月推出了“改变游戏规则”的“蓝云”计算平台,为客户带来即买即用的云计算平台。它包括一系列的自动化、自我管理和自我修复的虚拟化云计算软件,使来自全球的应用可以访问分布式的大型服务器池。使得数据中心在类似于互联网的环境下运行计算。IBM正在与17个欧洲组织合作开展云计算项目。欧盟提供了亿欧元做为部分资金。该计划名为RESERVOIR,以“无障碍的资源和服务虚拟化”为口号。2008年8月, IBM宣布将投资约4亿美元用于其设在北卡罗来纳州和日本东京的云计算数据中心改造。IBM计划在2009年在10个国家投资3亿美元建13个云计算中心。微软紧跟云计算步伐,于2008年10月推出了Windows Azure操作系统。Azure(译为“蓝天”)是继Windows取代DOS之后,微软的又一次颠覆性转型——通过在互联网架构上打造新云计算平台,让Windows真正由PC延伸到“蓝天”上。微软拥有全世界数以亿计的Windows用户桌面和浏览器,现在它将它们连接到“蓝天”上。Azure的底层是微软全球基础服务系统,由遍布全球的第四代数据中心构成。云计算的新颖之处在于它几乎可以提供无限的廉价存储和计算能力。纽约一家名为Animoto的创业企业已证明云计算的强大能力(此案例引自和讯网维维编译《纽约时报》2008年5月25日报道)。Animoto允许用户上传图片和音乐,自动生成基于网络的视频演讲稿,并且能够与好友分享。该网站目前向注册用户提供免费服务。2008年年初,网站每天用户数约为5000人。4月中旬,由于Facebook用户开始使用Animoto服务,该网站在三天内的用户数大幅上升至75万人。Animoto联合创始人Stevie Clifton表示,为了满足用户需求的上升,该公司需要将服务器能力提高100倍,但是该网站既没有资金,也没有能力建立规模如此巨大的计算能力。因此,该网站与云计算服务公司RightScale合作,设计能够在亚马逊的网云中使用的应用程序。通过这一举措,该网站大大提高了计算能力,而费用只有每服务器每小时10美分。这样的方式也加强创业企业的灵活性。当需求下降时,Animoto只需减少所使用的服务器数量就可以降低服务器支出。在我国,云计算发展也非常迅猛。2008年5月10日,IBM在中国无锡太湖新城科教产业园建立的中国第一个云计算中心投入运营。2008年6月24日,IBM在北京IBM中国创新中心成立了第二家中国的云计算中心——IBM大中华区云计算中心;2008年11月28日,广东电子工业研究院与东莞松山湖科技产业园管委会签约,广东电子工业研究院将在东莞松山湖投资2亿元建立云计算平台;2008年12月30日,阿里巴巴集团旗下子公司阿里软件与江苏省南京市政府正式签订了2009年战略合作框架协议,计划于2009年初在南京建立国内首个“电子商务云计算中心”,首期投资额将达上亿元人民币;世纪互联推出了CloudEx产品线,包括完整的互联网主机服务"CloudEx Computing Service", 基于在线存储虚拟化的"CloudEx Storage Service",供个人及企业进行互联网云端备份的数据保全服务等等系列互联网云计算服务;中国移动研究院做云计算的探索起步较早,已经完成了云计算中心试验。中移动董事长兼CEO王建宙认为云计算和互联网的移动化是未来发展方向。我国企业创造的“云安全”概念,在国际云计算领域独树一帜。云安全通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监测,获取互联网中木马、恶意程序的最新信息,推送到服务端进行自动分析和处理,再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端。云安全的策略构想是:使用者越多,每个使用者就越安全,因为如此庞大的用户群,足以覆盖互联网的每个角落,只要某个网站被挂马或某个新木马病毒出现,就会立刻被截获。云安全的发展像一阵风,瑞星、趋势、卡巴斯基、MCAFEE、SYMANTEC、江民科技、PANDA、金山、360安全卫士、卡卡上网安全助手等都推出了云安全解决方案。瑞星基于云安全策略开发的2009新品,每天拦截数百万次木马攻击,其中1月8日更是达到了765万余次。势科技云安全已经在全球建立了5大数据中心,几万部在线服务器。据悉,云安全可以支持平均每天55亿条点击查询,每天收集分析亿个样本,资料库第一次命中率就可以达到99%。借助云安全,趋势科技现在每天阻断的病毒感染最高达1000万次。值得一提的是,云安全的核心思想,与刘鹏早在2003年就提出的反垃圾邮件网格非常接近[1][2]。刘鹏当时认为,垃圾邮件泛滥而无法用技术手段很好地自动过滤,是因为所依赖的人工智能方法不是成熟技术。垃圾邮件的最大的特征是:它会将相同的内容发送给数以百万计的接收者。为此,可以建立一个分布式统计和学习平台,以大规模用户的协同计算来过滤垃圾邮件:首先,用户安装客户端,为收到的每一封邮件计算出一个唯一的“指纹”,通过比对“指纹”可以统计相似邮件的副本数,当副本数达到一定数量,就可以判定邮件是垃圾邮件;其次,由于互联网上多台计算机比一台计算机掌握的信息更多,因而可以采用分布式贝叶斯学习算法,在成百上千的客户端机器上实现协同学习过程,收集、分析并共享最新的信息。反垃圾邮件网格体现了真正的网格思想,每个加入系统的用户既是服务的对象,也是完成分布式统计功能的一个信息节点,随着系统规模的不断扩大,系统过滤垃圾邮件的准确性也会随之提高。用大规模统计方法来过滤垃圾邮件的做法比用人工智能的方法更成熟,不容易出现误判假阳性的情况,实用性很强。反垃圾邮件网格就是利用分布互联网里的千百万台主机的协同工作,来构建一道拦截垃圾邮件的“天网”。反垃圾邮件网格思想提出后,被IEEE Cluster 2003国际会议选为杰出网格项目在香港作了现场演示,在2004年网格计算国际研讨会上作了专题报告和现场演示,引起较为广泛的关注,受到了中国最大邮件服务提供商网易公司创办人丁磊等的重视。既然垃圾邮件可以如此处理,病毒、木马等亦然,这与云安全的思想就相去不远了。2008年11月25日,中国电子学会专门成立了云计算专家委员会,聘任中国工程院院士李德毅为主任委员,聘任IBM大中华区首席技术总裁叶天正、中国电子科技集团公司第十五研究所所长刘爱民、中国工程院院士张尧学、Google全球副总裁/中国区总裁李开复、中国工程院院士倪光南、中国移动通信研究院院长黄晓庆六位专家为副主任委员,聘任国内外30多位知名专家学者为专家委员会委员。2009年5月22日,中国电子学会将于在北京中国大饭店隆重举办首届中国云计算大会。

首先介绍下云计算,的发展历史,他的前身,现在的应用,然后在介绍现在计算机的应用,在应用之中的不足,然后,着重阐述云计算的优势,我这里有一份关于这方面的对比及心得,发给你,希望能帮到你。 云计算简史著名的美国计算机科学家、 图灵奖 (Turing Award) 得主麦卡锡 (John McCarthy,1927-) 在半个世纪前就曾思考过这个问题。 1961 年, 他在麻省理工学院 (MIT) 的百年纪念活动中做了一个演讲。 在那次演讲中, 他提出了象使用其它资源一样使用计算资源的想法,这就是时下 IT 界的时髦术语 “云计算” (Cloud Computing) 的核心想法。云计算中的这个 “云” 字虽然是后人所用的词汇, 但却颇有历史渊源。 早年的电信技术人员在画电话网络的示意图时, 一涉及到不必交待细节的部分, 就会画一团 “云” 来搪塞。 计算机网络的技术人员将这一偷懒的传统发扬光大, 就成为了云计算中的这个 “云” 字, 它泛指互联网上的某些 “云深不知处” 的部分, 是云计算中 “计算” 的实现场所。 而云计算中的这个 “计算” 也是泛指, 它几乎涵盖了计算机所能提供的一切资源。麦卡锡的这种想法在提出之初曾经风靡过一阵, 但真正的实现却是在互联网日益普及的上世纪末。 这其中一家具有先驱意义的公司是甲骨文 (Oracle) 前执行官贝尼奥夫 (Marc Benioff, 1964-) 创立的 Salesforce 公司。 1999 年, 这家公司开始将一种客户关系管理软件作为服务提供给用户, 很多用户在使用这项服务后提出了购买软件的意向, 该公司却死活不干, 坚持只作为服务提供, 这是云计算的一种典型模式, 叫做 “软件即服务” (Software as a Service, 简称 SaaS)。 这种模式的另一个例子, 是我们熟悉的网络电子邮箱 (因此读者哪怕是第一次听到 “云计算” 这个术语, 也不必有陌生感, 因为您多半已是它的老客户了)。 除了 “软件即服务” 外, 云计算还有其它几种典型模式, 比如向用户提供开发平台的 “平台即服务” (Platform as a Service, 简称 PaaS), 其典型例子是谷歌公司 (Google) 的应用程序引擎 (Google App Engine), 它能让用户创建自己的网络程序。 还有一种模式更彻底, 干脆向用户提供虚拟硬件, 叫做 “基础设施即服务” (Infrastructure as a Service, 简称 IaaS), 其典型例子是亚马逊公司 (Amazon) 的弹性计算云 (Amazon Elastic Compute Cloud, 简称 EC2), 它向用户提供虚拟主机, 用户具有管理员权限, 爱干啥就干啥, 跟使用自家机器一样。1.2云计算的概念狭义云计算是指计算机基础设施的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源(硬件、平台、软件)。提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的,并且可以随时获取,按需使用,随时扩展,按使用付费。广义云计算是指服务的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是计算机和软件、互联网相关的,也可以是其他的服务。云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展,或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等概念混合演进并跃升的结果。云计算的特点和优势(一)超大规模性。“云”具有相当的规模,Google云计算已经拥有100多万台服务器,Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。(二)虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”,而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行,但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机,就可以通过网络服务来实现用户需要的一切,甚至包括超级计算这样的任务。[2](三)高可靠性。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,使用云计算比使用本地计算机可靠。(四)通用性。云计算不针对特定的应用,在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用,同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。(五)高可扩展性。“云”的规模可以动态伸缩,满足应用和用户规模增长的需要。(六)价格合适。由于“云”的特殊容错措施可以采用具有经济性的节点来构成“云”,“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本,“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升,因此用户可以充分享受“云”的低成本优势,经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。云计算作为一种技术,与其它一些依赖互联网的技术——比如网格计算 (Grid Computing)——有一定的相似之处,但不可混为一谈。拿网格计算来说, 科学爱好者比较熟悉的例子是 SETI@Home,那是一个利用互联网上计算机的冗余计算能力搜索地外文明的计算项目,目前约有来自两百多个国家和地区的两百多万台计算机参与。它在 2009 年底的运算能力相当于当时全世界最快的超级计算机运算能力的三分之一。有些读者可能还知道另外一个例子:ZetaGrid,那是一个研究黎曼 ζ 函数零点分布的计算项目, 曾有过一万多台计算机参与 (但现在已经终止了,原因可参阅拙作 超越 ZetaGrid)。从这两个著名例子中我们可以看到网格计算的特点,那就是计算性质单一,但运算量巨大 (甚至永无尽头,比如 ZetaGrid)。而云计算的特点恰好相反,是计算性质五花八门,但运算量不大[注三],这是它们的本质区别,也是云计算能够面向大众成为服务的根本原因。云计算能够流行,它到底有什么优点呢? 我们举个例子来说明,设想你要开一家网络公司。按传统方法,你得有一大笔启动资金, 因为你要购买计算机和软件,你要租用机房,你还要雇专人来管理和维护计算机。 当你的公司运作起来时,业务总难免会时好时坏,为了在业务好的时候也能正常运转, 你的人力和硬件都要有一定的超前配置, 这也要花钱。 更要命的是, 无论硬件还是软件厂商都会频繁推出新版本, 你若不想被技术前沿抛弃, 就得花钱费力不断更新 (当然, 也别怪人家, 你的公司运作起来后没准也得这么赚别人的钱)。如果用云计算, 情况就不一样了: 计算机和软件都可以用云计算, 业务好的时候多用一点, 业务坏的时候少用一点, 费用就跟结算煤气费一样按实际用量来算, 无需任何超前配置[注四]。 一台虚拟服务器只需鼠标轻点几下就能到位, 不象实体机器, 从下定单, 到进货, 再到调试, 忙得四脚朝天不说, 起码得好几天的时间。虚拟服务器一旦不需要了, 鼠标一点就可以让它从你眼前 (以及账单里)消失。至于软硬件的升级换代,服务器的维护管理等,那都是云计算服务商的事,跟你没半毛钱的关系。更重要的是,开公司总是有风险的, 如果你试了一两个月后发现行不通,在关门大吉的时候,假如你用的是云计算,那你只需支付实际使用过的资源。假如你走的是传统路子,买了硬件、软件,雇了专人,那很多投资可就打水漂了。浅谈云计算的一个核心理念大规模消息通信:云计算的一个核心理念就是资源和软件功能都是以服务的形式进行发布的,不同服务之间经常需要通过消息通信进行协助。由于同步消息通信的低效率,我们只考虑异步通信。如Java Message Service是J2EE平台上的一个消息通信标准,J2EE应用程序可以通过JMS来创建,发送,接收,阅读消息。异步消息通信已经成为面向服务架构中组件解耦合及业务集成的重要技术。大规模分布式存储:分布式存储的目标是利用多台服务器的存储资源来满足单台服务器所不能满足的存储需求。分布式存储要求存储资源能够被抽象表示和统一管理,并且能够保证数据读写操作的安全性,可靠性,性能等各方面要求。下面是几个典型的分布式文件系统:◆Frangipani是一个可伸缩性很好的高兴能分布式文件系统,采用两层的服务体系架构:底层是一个分布式存储服务,该服务能够自动管理可伸缩,高可用的虚拟磁盘;上层运行着Frangipani分布式文件系统。◆JetFile是一个基于P2P的主播技术,支持在Internet这样的异构环境中分享文件的分布式文件系统。◆Ceph是一个高性能并且可靠地分布式文件系统,它通过把数据和对数据的管理在最大程度上分开来获取极佳的I/O性能。◆Google File System(GFS)是Google公司设计的可伸缩的分布式文件系统。GFS能够很好的支持大规模海量数据处理应用程序。在云计算环境中,数据的存储和操作都是以服务的形式提供的;数据的类型多种多样;必须满足数据操作对性能,可靠性,安全性和简单性的要求。在云计算环境下的大规模分布式存储方向,BigTable是Google公司设计的用来存储海量结构化数据的分布式存储系统;Dynamo是Amazon公司设计的一种基于键值对的分布式存储系统,它能提供非常高的可用性;Amazon公司的Simple Storage Service(S3)是一个支持大规模存储多媒体这样的二进制文件的云计算存储服务;Amazon公司的SimpleDB是建立在S3和Amazon EC2之上的用来存储结构化数据的云计算服务。许可证管理与计费:目前比较成熟的云环境计费模型是Amazon公司提供的Elastic Compute Cloud(EC2)和Simple Storage Service(S3)的按量计费模型,用户按占用的虚拟机单元,IP地址,带宽和存储空间付费。云计算的现状云计算是个热度很高的新名词。由于它是多种技术混合演进的结果,其成熟度较高,又有大公司推动,发展极为迅速。Amazon、Google、IBM、微软和Yahoo等大公司是云计算的先行者。云计算领域的众多成功公司还包括Salesforce、Facebook、Youtube、Myspace等。Amazon使用弹性计算云(EC2)和简单存储服务(S3)为企业提供计算和存储服务。收费的服务项目包括存储服务器、带宽、CPU资源以及月租费。月租费与电话月租费类似,存储服务器、带宽按容量收费,CPU根据时长(小时)运算量收费。Amazon把云计算做成一个大生意没有花太长的时间:不到两年时间,Amazon上的注册开发人员达44万人,还有为数众多的企业级用户。有第三方统计机构提供的数据显示,Amazon与云计算相关的业务收入已达1亿美元。云计算是Amazon增长最快的业务之一。Google当数最大的云计算的使用者。Google搜索引擎就建立在分布在200多个地点、超过100万台服务器的支撑之上,这些设施的数量正在迅猛增长。Google地球、地图、Gmail、Docs等也同样使用了这些基础设施。采用Google Docs之类的应用,用户数据会保存在互联网上的某个位置,可以通过任何一个与互联网相连的系统十分便利地访问这些数据。目前,Google已经允许第三方在Google的云计算中通过Google App Engine运行大型并行应用程序。Google值得称颂的是它不保守。它早已以发表学术论文的形式公开其云计算三大法宝:GFS、MapReduce和BigTable,并在美国、中国等高校开设如何进行云计算编程的课程。IBM在2007年11月推出了“改变游戏规则”的“蓝云”计算平台,为客户带来即买即用的云计算平台。它包括一系列的自动化、自我管理和自我修复的虚拟化云计算软件,使来自全球的应用可以访问分布式的大型服务器池。使得数据中心在类似于互联网的环境下运行计算。IBM正在与17个欧洲组织合作开展云计算项目。欧盟提供了亿欧元做为部分资金。该计划名为RESERVOIR,以“无障碍的资源和服务虚拟化”为口号。2008年8月, IBM宣布将投资约4亿美元用于其设在北卡罗来纳州和日本东京的云计算数据中心改造。IBM计划在2009年在10个国家投资3亿美元建13个云计算中心。微软紧跟云计算步伐,于2008年10月推出了Windows Azure操作系统。Azure(译为“蓝天”)是继Windows取代DOS之后,微软的又一次颠覆性转型——通过在互联网架构上打造新云计算平台,让Windows真正由PC延伸到“蓝天”上。微软拥有全世界数以亿计的Windows用户桌面和浏览器,现在它将它们连接到“蓝天”上。Azure的底层是微软全球基础服务系统,由遍布全球的第四代数据中心构成。云计算的新颖之处在于它几乎可以提供无限的廉价存储和计算能力。纽约一家名为Animoto的创业企业已证明云计算的强大能力(此案例引自和讯网维维编译《纽约时报》2008年5月25日报道)。Animoto允许用户上传图片和音乐,自动生成基于网络的视频演讲稿,并且能够与好友分享。该网站目前向注册用户提供免费服务。2008年年初,网站每天用户数约为5000人。4月中旬,由于Facebook用户开始使用Animoto服务,该网站在三天内的用户数大幅上升至75万人。Animoto联合创始人Stevie Clifton表示,为了满足用户需求的上升,该公司需要将服务器能力提高100倍,但是该网站既没有资金,也没有能力建立规模如此巨大的计算能力。因此,该网站与云计算服务公司RightScale合作,设计能够在亚马逊的网云中使用的应用程序。通过这一举措,该网站大大提高了计算能力,而费用只有每服务器每小时10美分。这样的方式也加强创业企业的灵活性。当需求下降时,Animoto只需减少所使用的服务器数量就可以降低服务器支出。在我国,云计算发展也非常迅猛。2008年5月10日,IBM在中国无锡太湖新城科教产业园建立的中国第一个云计算中心投入运营。2008年6月24日,IBM在北京IBM中国创新中心成立了第二家中国的云计算中心——IBM大中华区云计算中心;2008年11月28日,广东电子工业研究院与东莞松山湖科技产业园管委会签约,广东电子工业研究院将在东莞松山湖投资2亿元建立云计算平台;2008年12月30日,阿里巴巴集团旗下子公司阿里软件与江苏省南京市政府正式签订了2009年战略合作框架协议,计划于2009年初在南京建立国内首个“电子商务云计算中心”,首期投资额将达上亿元人民币;世纪互联推出了CloudEx产品线,包括完整的互联网主机服务"CloudEx Computing Service", 基于在线存储虚拟化的"CloudEx Storage Service",供个人及企业进行互联网云端备份的数据保全服务等等系列互联网云计算服务;中国移动研究院做云计算的探索起步较早,已经完成了云计算中心试验。中移动董事长兼CEO王建宙认为云计算和互联网的移动化是未来发展方向。我国企业创造的“云安全”概念,在国际云计算领域独树一帜。云安全通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监测,获取互联网中木马、恶意程序的最新信息,推送到服务端进行自动分析和处理,再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端。云安全的策略构想是:使用者越多,每个使用者就越安全,因为如此庞大的用户群,足以覆盖互联网的每个角落,只要某个网站被挂马或某个新木马病毒出现,就会立刻被截获。云安全的发展像一阵风,瑞星、趋势、卡巴斯基、MCAFEE、SYMANTEC、江民科技、PANDA、金山、360安全卫士、卡卡上网安全助手等都推出了云安全解决方案。瑞星基于云安全策略开发的2009新品,每天拦截数百万次木马攻击,其中1月8日更是达到了765万余次。势科技云安全已经在全球建立了5大数据中心,几万部在线服务器。据悉,云安全可以支持平均每天55亿条点击查询,每天收集分析亿个样本,资料库第一次命中率就可以达到99%。借助云安全,趋势科技现在每天阻断的病毒感染最高达1000万次。值得一提的是,云安全的核心思想,与刘鹏早在2003年就提出的反垃圾邮件网格非常接近[1][2]。刘鹏当时认为,垃圾邮件泛滥而无法用技术手段很好地自动过滤,是因为所依赖的人工智能方法不是成熟技术。垃圾邮件的最大的特征是:它会将相同的内容发送给数以百万计的接收者。为此,可以建立一个分布式统计和学习平台,以大规模用户的协同计算来过滤垃圾邮件:首先,用户安装客户端,为收到的每一封邮件计算出一个唯一的“指纹”,通过比对“指纹”可以统计相似邮件的副本数,当副本数达到一定数量,就可以判定邮件是垃圾邮件;其次,由于互联网上多台计算机比一台计算机掌握的信息更多,因而可以采用分布式贝叶斯学习算法,在成百上千的客户端机器上实现协同学习过程,收集、分析并共享最新的信息。反垃圾邮件网格体现了真正的网格思想,每个加入系统的用户既是服务的对象,也是完成分布式统计功能的一个信息节点,随着系统规模的不断扩大,系统过滤垃圾邮件的准确性也会随之提高。用大规模统计方法来过滤垃圾邮件的做法比用人工智能的方法更成熟,不容易出现误判假阳性的情况,实用性很强。反垃圾邮件网格就是利用分布互联网里的千百万台主机的协同工作,来构建一道拦截垃圾邮件的“天网”。反垃圾邮件网格思想提出后,被IEEE Cluster 2003国际会议选为杰出网格项目在香港作了现场演示,在2004年网格计算国际研讨会上作了专题报告和现场演示,引起较为广泛的关注,受到了中国最大邮件服务提供商网易公司创办人丁磊等的重视。既然垃圾邮件可以如此处理,病毒、木马等亦然,这与云安全的思想就相去不远了。 2008年11月25日,中国电子学会专门成立了云计算专家委员会,聘任中国工程院院士李德毅为主任委员,聘任IBM大中华区首席技术总裁叶天正、中国电子科技集团公司第十五研究所所长刘爱民、中国工程院院士张尧学、Google全球副总裁/中国区总裁李开复、中国工程院院士倪光南、中国移动通信研究院院长黄晓庆六位专家为副主任委员,聘任国内外30多位知名专家学者为专家委员会委员。2009年5月22日,中国电子学会将于在北京中国大饭店隆重举办首届中国云计算大会。

一、云计算概念二、云计算历史三、云计算现状四,云计算发展前景五、云计算实现,目前存在的问题。写论文多参考:华为的云计算,wingdows云计算,goole云计算。明天看看再补充些,多参考

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计算机网络技术专业毕业论文题目

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6. 基于OpenFlow的软件定义网络路由技术研究

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10. 基于Hadoop的网络流量分析系统的研究与应用

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13. 移动互联网环境下用户隐私关注的影响因素及隐私信息扩散规律研究

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15. 面向云数据中心的虚拟机调度机制研究

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17. 云计算环境下资源需求预测与优化配置方法研究

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21. SDN控制架构及应用开发的研究和设计

22. 云环境下的资源调度算法研究

23. 异构网络环境下多径并行传输若干关键技术研究

24. OpenFlow网络中QoS管理系统的研究与实现

25. 云协助文件共享与发布系统优化策略研究

26. 大规模数据中心可扩展交换与网络拓扑结构研究

27. 数据中心网络节能路由研究

28. Hadoop集群监控系统的设计与实现

29. 网络虚拟化映射算法研究

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31. 网络虚拟化资源管理及虚拟网络应用研究

32. 基于流聚类的网络业务识别关键技术研究

33. 基于自适应流抽样测量的网络异常检测技术研究

34. 未来网络虚拟化资源管理机制研究

35. 大规模社会网络中影响最大化问题高效处理技术研究

36. 数据中心网络的流量管理和优化问题研究

37. 云计算环境下基于虚拟网络的资源分配技术研究

38. 基于用户行为分析的精确营销系统设计与实现

39. P2P网络中基于博弈算法的优化技术研究

40. 基于灰色神经网络模型的网络流量预测算法研究

41. 基于KNN算法的Android应用异常检测技术研究

42. 基于macvlan的Docker容器网络系统的设计与实现

43. 基于容器云平台的网络资源管理与配置系统设计与实现

44. 基于OpenStack的SDN仿真网络的研究

45. 一个基于云平台的智慧校园数据中心的设计与实现

46. 基于SDN的数据中心网络流量调度与负载均衡研究

47. 软件定义网络(SDN)网络管理关键技术研究

48. 基于SDN的数据中心网络动态负载均衡研究

49. 基于移动智能终端的医疗服务系统设计与实现

50. 基于SDN的网络流量控制模型设计与研究

51. 《计算机网络》课程移动学习网站的设计与开发

52. 数据挖掘技术在网络教学中的应用研究

53. 移动互联网即时通讯产品的用户体验要素研究

54. 基于SDN的负载均衡节能技术研究

55. 基于SDN和OpenFlow的流量分析系统的研究与设计

56. 基于SDN的网络资源虚拟化的研究与设计

57. SDN中面向北向的`控制器关键技术的研究

58. 基于SDN的网络流量工程研究

59. 基于博弈论的云计算资源调度方法研究

60. 基于Hadoop的分布式网络爬虫系统的研究与实现

61. 一种基于SDN的IP骨干网流量调度方案的研究与实现

62. 基于软件定义网络的WLAN中DDoS攻击检测和防护

63. 基于SDN的集群控制器负载均衡的研究

64. 基于大数据的网络用户行为分析

65. 基于机器学习的P2P网络流分类研究

66. 移动互联网用户生成内容动机分析与质量评价研究

67. 基于大数据的网络恶意流量分析系统的设计与实现

68. 面向SDN的流量调度技术研究

69. 基于P2P的小额借贷融资平台的设计与实现

70. 基于移动互联网的智慧校园应用研究

71. 内容中心网络建模与内容放置问题研究

72. 分布式移动性管理架构下的资源优化机制研究

73. 基于模糊综合评价的P2P网络流量优化方法研究

74. 面向新型互联网架构的移动性管理关键技术研究

75. 虚拟网络映射策略与算法研究

76. 互联网流量特征智能提取关键技术研究

77. 云环境下基于随机优化的动态资源调度研究

78. OpenFlow网络中虚拟化机制的研究与实现

79. 基于时间相关的网络流量建模与预测研究

80. B2C电子商务物流网络优化技术的研究与实现

81. 基于SDN的信息网络的设计与实现

82. 基于网络编码的数据通信技术研究

83. 计算机网络可靠性分析与设计

84. 基于OpenFlow的分布式网络中负载均衡路由的研究

85. 城市电子商务物流网络优化设计与系统实现

86. 基于分形的网络流量分析及异常检测技术研究

87. 网络虚拟化环境下的网络资源分配与故障诊断技术

88. 基于中国互联网的P2P-VoIP系统网络域若干关键技术研究

89. 网络流量模型化与拥塞控制研究

90. 计算机网络脆弱性评估方法研究

91. Hadoop云平台下调度算法的研究

92. 网络虚拟化环境下资源管理关键技术研究

93. 高性能网络虚拟化技术研究

94. 互联网流量识别技术研究

95. 虚拟网络映射机制与算法研究

96. 基于业务体验的无线资源管理策略研究

97. 移动互联网络安全认证及安全应用中若干关键技术研究

98. 基于DHT的分布式网络中负载均衡机制及其安全性的研究

99. 高速复杂网络环境下异常流量检测技术研究

100. 基于移动互联网技术的移动图书馆系统研建

101. 基于连接度量的社区发现研究

102. 面向可信计算的分布式故障检测系统研究

103. 社会化媒体内容关注度分析与建模方法研究

104. P2P资源共享系统中的资源定位研究

105. 基于Flash的三维WebGIS可视化研究

106. P2P应用中的用户行为与系统性能研究

107. 基于MongoDB的云监控设计与应用

108. 基于流量监测的网络用户行为分析

109. 移动社交网络平台的研究与实现

110. 基于 Android 系统的 Camera 模块设计和实现

111. 基于Android定制的Lephone系统设计与实现

112. 云计算环境下资源负载均衡调度算法研究

113. 集群负载均衡关键技术研究

114. 云环境下作业调度算法研究与实现

115. 移动互联网终端界面设计研究

116. 云计算中的网络拓扑设计和Hadoop平台研究

117. pc集群作业调度算法研究

118. 内容中心网络网内缓存策略研究

119. 内容中心网络的路由转发机制研究

120. 学习分析技术在网络课程学习中的应用实践研究

计算机行业毕业论文

随着我国社会经济的不断发展,计算机信息技术也逐渐普及。下面是我为大家整理的计算机专科毕业论文,供大家参考。

【摘要】本文尝试从计算机软件技术课程教学出发,将CDIO的教学理念融入到平时授课过程,培养学生对课程知识的掌握,更重要的是培养学生团结合作能力。通过一段时间的实践表明,基于CDIO的课程教学能够提供学生自主性和创新性,提高学生学习兴趣和解决问题的能力。

【关键词】教学改革;CDIO;实践能力

1引言

计算机软件技术是一门软件设计的基础知识、方法与实用技术相结合的课程,为计算机软件应用开发、技术管理工作奠定理论基础,目前课程教学多是以传统理论课堂教学结合实验教学的模式进行,学生反映上课即使听懂遇到实际问题时也不知如何下手解决,尤其编程能力弱的学起来更加吃力,通常存在以下几方面问题。(1)课程涉及知识点多,理论性强,要求学生要有较强的逻辑思维和分析能力,尤其有具有较好的编程功底,这使得学这课程之前让部分学生产生畏难情绪。(2)实验课程中学生独立完成的是一些已有结论的验证性实验,以致学生软件编程能力得不到培养和提升。(3)课程考核以闭卷理论知识点考核作为重点,学生为了应付考试,可能死记硬背一些概念甚至一些编程题目,学生素质和实践能力得不到有效的培养和训练。针对以上问题,按照课程特点以及教学规律相应进行一些教学改革探索,以CDIO教学模式(构思Conceive、设计Design、实现Implement、运作Operate)进行每个教学环节落实,让学生以自主主动地、有机联系地方式学习。CDIO模式与传统的以传授知识为主的教学模式相比,更强调知识的运用和个人能力的培养。它要求我们在教学中,既要注重基础知识的传授,又要注重创新、设计和知识的综合应用;既要强调个人专业能力的培养,又要提倡团队合作精神的培养,这种教学模式能开拓学生的创新精神,全面提升学生的综合素质,让学生掌握扎实的基础知识,培养其责任感和团队合作精神。

2教学改革措施

目前,计算机软件技术教学改革主要从两个方面进行,即教学内容的改革和课程实验部分的改革。

教学方法设计[1]

基于CDIO教学理念,在教学过程中,以项目为牵引,以任务为依托,把课堂教学环境模拟成CDIO教育环境,即以项目构思、设计、实现和运行的生命周期为载体来组织教学。具体实施过程如下:

(1)首先选择具有代表性的项目任务,整个项目具备详细的系统开发过程,有较完整的系统结构、及基本需要的一些功能模块,在功能模块中有数据能演示,比如学生成绩管理系统。

(2)在教学过程中,根据教学进度和教学内容,向学生详细地介绍项目任务的构思、设计、实现和运行各个环节,从项目任务的需求分析,到各功能模块的设计与实现,到后期的运行和维护等。尤其一些关键功能模块的实现,为了便于、强化学生理解,可以设计一些类似的小任务。

(3)通过项目任务的贯穿,可以对已讲授的知识点进行总结,对后续课程的知识点以设问方式引出,引导学生积极主动思考,寻求解决方案。通过这种使前后知识点有机联系起来,使课程知识结构更系统。

实验教学设计

以往实验课都是一些验证性实验,学生通过查找互联网翻阅书本很快能找到解决路径。加上现在实验课时有限,通常布置一些小的项目,尽量涵盖课堂教学所涉及知识点,比如布置编程实现计算器。4-5人组成一个小组,以组长牵头组织大家分析,分配任务,利用课余时间共同协作完成。在这过程中包含一个CDIO项目周期[1](构思———需求分析、设计———实施方案、实现———编写代码、运作———作品测试、演示等)。实验课各小组汇报并演示所开发设计的项目。根据演示作品功能完整性、美观性等方面综合评价作为实验考评的依据,在这过程中又培养了学生独立思考,分析问题解决问题的能力,学生间合作沟通能力也得到锻炼。

积极参与各类竞赛

多年来,我们都鼓励学生参加蓝桥杯大学生程序设计大赛等类似比赛,通过参与比赛,学生编程能力得到快速提高,对课程基本概念和基础知识的理解也会更上一个台阶,牢固掌握所学知识,同时通过比赛拓展了学生的视野,学习目的性更强更明确,学习积极性相应地也提高了。这种做法也是符合CDIO理念,提高学生系统分析能力编程能力的。

教改存在问题

教改中存在最大问题可能是项目任务资源不足,类似教材不多,可供参考的有限,每个项目任务要具有代表性同时又包含各知识点,需要花大量的时间编制。经过一段时间积累应该素材不断会增加,并在原有基础上不断完善。

3结束语

CDIO理念在强调学生理论基础知识的同时,注重培养学生理论应用能力、团队合作能力。针对当前计算机软件技术课程教学过程中存在的问题,结合CDIO教学理念对学生的要求,探讨以项目为中心、以任务驱动教学,激发学生学习兴趣,培养学生的CDIO能力,取得了较好的教学效果。

参考文献:

[1]周立章.基于CDIO工程教学模式的C++程序设计教学改革探索[J].大众科技,2011(10):208-210.

[2]邱胜海,高成冲,王云霞,等.基于CDIO模式的数据库课程实验项目设计[J].中国现代教育装备,2012,157(21):43-45.

摘要:提高教学质量是高等院校各项工作的重中之重,而教学管理是提高教学质量的重要途径,加强教学管理对规范高校各项管理工作和提高教学水平起着十分重要的作用。随着高等院校计算机专业招生规模的日益扩大,学校教育资源有限以及学生数量不断增加等因素,使得计算机专业教学的开展存在很多问题。文章立足于计算机专业的发展现状,探讨了当前计算机专业在教学管理当中普遍存在的一些关键问题,讨论了如何建立科学、合理的教学管理模式,从管理者、教师和学生三个角色对计算机专业建立完备的教学管理模式进行分析和探讨。

关键词:计算机专业;教学管理;教学质量

教学质量是体现高等院校培养高质量人才、深化学校教学水平的一个重要指标,提高学校的教育质量,需要制定一套完善的教学管理模式。构建科学、合理、可操作性强的教学管理体系,有助于及时发现问题与不足,为领导者制定管理制度和工作规划提供依据。在当前计算机人才需求日益增多的现实背景下,开展计算机专业教学管理模式和制度建设的研究,能够推动计算机教育教学质量的长期发展,提高人才培养质量,这对推进计算机专业人才创新能力和动手能力具有重要的现实意义。

一、计算机教学管理模式的内涵

建立完善的教学管理模式,有助于及时发现教育教学过程中存在的问题,并能有效地解决问题,从而不断提高教育教学质量,最终实现高技能人才培养目标。学校应该有一个专门的队伍来进行教学的督导,督导者需要从学校的现实条件和发展计划出发来对教学部门的教学管理工作进行总的评价和指导,同时对不同的专业和系别进行具体的规划。针对计算机专业,要保证学生学习到计算机专业基础知识,同时要突出学生专业方向的培养;要能够满足社会或行业、企业用人需求,即高等院校的人才培养目标、课程标准或教学大纲、课程安排、教学内容、教学过程等要满足用人单位的需求以及计算机发展的方向;还应该满足国家创新性人才的培养,鼓励学生以及优秀青年教师勇于实践大胆创新,提高学生的团结合作意识以及沟通问题的能力。总之,督导者不仅要起到严格把关的作用,同时还要做到长期提供优质服务,广泛收集各种建议和意见,尽可能给学生和老师创造宽松有利的学习条件。计算机教学质量管理中教师具有极其重要的地位,要不断帮助和促进教师改进教学工作,不断提高其自身的教学水平,不断加强教师师资队伍建设。老师要注意计算机最新发展动态,紧跟其发展潮流,不能脱离社会落后于时代;青年教师要不断积累教学经验,完善教学方法,提高学生的学习兴趣和自己的教学水平。由于计算机专业的特点,老师需要不断更新、补充课程的教学内容,甚至有很多像慕课(MOOC)这样的网络开放新兴课程不断涌现,老师要终身学习,教学管理上也要给老师更多学习的机会,多组织青年教师到社会上的一线企业进行培训和实训。计算机专业是一个需要不断保持学习的专业,它更新换代特别快,从事计算机方面工作的学生要终身学习。所以老师不能只是授之鱼,更要授之以渔,使得学生在走向社会之后能够跟上计算机发展的步伐,始终保持敏锐的洞察力和很强的学习能力。因此,计算机教学质量管理要更注重学生学习能力的培养,而不是简单地完成当前的学习任务。计算机发展之迅速,已经不是原来单打独斗就可以完成一个任务的时代,要求学生有很强的合作能力、交流能力、适应能力、实践能力和组织能力等。教学中必须坚持对学生实施素质教育,不仅要重视学生的学习态度、出勤率、课堂纪律、作业完成情况,更要鼓励学生参加科技竞赛、课外拓展培训以及加强人文素质的培养。关注用人单位对专业人才培养质量的反馈,及时调整学生培养机制。

二、计算机专业教学管理中存在的主要问题

教学管理系统负责保证正常的教学秩序,是提高教学质量的根本。每个学校其实都有一套教学管理制度,然而对于不同的院系专业来说,有其自身的特点,本文主要针对计算机专业中存在的问题进行分析。

(一)教学管理模式尚不完备

随着计算机专业的不断改革以及国家对计算机教学提出的新要求,原有的管理制度难以跟上实际的发展需求,无论是人才培养目标、专业课程设置、教学管理手段以及学生的质量等,都有很大的变化,以前的教学管理模式往往重理论轻实践,大部分是理论学习为主导的模式,而且不同专业人才培养的目标和要求基本一致,没有根据不同的专业特色建立不同管理体系,这就需要有一套更科学、更灵活的教学质量管理体系,要符合不同专业特色,不断适应时代发展的要求,不断顺应社会科学发展的方向。

(二)实践教学资源短缺

计算机专业教学在条件允许的情况下,应该把大部分课程安排到机房进行教学,学习实践同步教学的模式更符合学生的学习习惯,也有利于老师的教学。但是鉴于学校学习资源的限制,实践课课时明显不足,使得教学的开展不是很顺利。计算机专业作为应用性要求较高的专业系别之一,要比其他专业增加实践教学的学时,特别是实践教学在计算机专业的学习当中占有极其重要的地位,直接关系到学生未来就业,其对社会输送应用型人才有着积极的影响。

(三)缺少以人为本的人才培养模式

学校教学质量管理与监督体系,缺少以人为本的管理理念。对于教学质量管理,还是以行政权力为重要手段,在体系中缺少专家学者的监控,忽视他们的建议,对教学质量的评价,其目的就是奖励和惩罚,很难理性地诊断和解决问题,不能以教育改革为目的对教师进行客观的评价,主管者与教师之间缺少互动。在评价学生的学业方面,过度重视理论化知识,忽视学生的应用实践能力,看重考试成绩,忽略学生的全面发展,导致学生缺乏综合能力。

(四)教学的连贯性和发展性

计算机专业的教学具有连贯性,课程学习必须在前序课程学习的条件下,后序课程才能很好地展开。这就要求排课的老师和讲授的老师有积极的沟通,在先序课程完成的情况下合理安排后序课程,保证学生学习的完整性和连贯性。而实际排课当中排课老师和授课老师往往沟通不足,这也是教学管理中需要重视的问题。

三、加强和完善教学质量管理的措施

计算机专业教学质量的提高和有序运行离不开两方面,一方面需要学校分管教学的领导公正、负责、公开地进行不定期监控,另一方面要充分调用老师、学生的教学积极性,调用各种渠道,全面地收集教学一线反馈的教学信息,并根据教学信息对各教学环节和影响教学质量的各个教学因素进行有效调整。针对上面对计算机专业教学管理中存在问题的分析,下面提出一些措施以期能提高教学质量,建立健全质量管理制度。

(一)设立教学团队和导师制度

计算机专业现在趋向于形成一个团队来完成一个工程,所以需要在一个团队负责人领导下有组织地进行。建立一支稳定、相对独立、具有较丰富教学经验和较强研究能力的团队,可以让大家资源共享,互相交流,让青年教师尽快融入。因为一个团队的研究方向、教学内容大致一样,这就方便组内成员可以经常组织讨论教学计划、课程的建设、课堂教学、课后辅导、作业批改、考试命题、成绩评定、成绩分析、实训实践的实施等问题。对于学生,可以在入校的时候给学生分配导师,导师进一步帮助学生制定适合学生专业方向的学习计划和安排,同时老师有研究项目也可以让学生早日参与到项目中来,为日后的学习工作和就业打下坚实基础。

(二)开展多层次评估工作

教学质量评估是实施教学质量管理的主要环节和有效手段,也是教学质量管理体系的一部分。首先,学院领导组织听课环节,每年安排优秀教师、青年教师进行公开课,一方面给青年教师向优秀骨干教师学习的机会,另一方面可以通过实践,大家给青年教师提出宝贵意见和建议,使青年教师可以及时看到自身教学的优势和不足。其次,教师互评,以教研室为单位,组织本领域或者同一门课的老师互相交流互相学习,资源分享,优势互补,因为同方向老师更加了解相关课程,可以给出更直接的建议。最后是学生评课。学生既是教育的接受者和评判者,也是教学的直接参与者,教与学是双方面的,教学质量的提高需要学生在其中积极参与。学生评教工作一般在每学期末(或课程结束时)进行,由教学系组织各班学生对本班任课教师进行教学工作评价,并将评价结果纳入教师教学工作评价管理系统。学生评教的内容包括教师的教学态度、教学素质、教学内容、教学方法、教学效果等。学生是教学工作的主体,对任课教师的教学质量好坏最有发言权。另外还可以建立学科竞赛,奖学金,扣分机制,惩罚机制等。教师评学与学生评教形成了良性互动,对教师“教”与学生“学”起到相互促进、共同提高教学质量的作用。

(三)提供多渠道学习机会

对于教师,可以组织教学经验不足的老师展开集训,观摩具有教学经验的教师讲课,组织有教学经验的教师深入实践环节,到企业中学习;组织教师进行微课、说课竞赛,分享教学心得;聘请学术型教师开展讲座,开拓视野,关注计算机最新发展动态。对于学生,经常聘请一些专业技术过硬的专家学者展开交流,组织学生去一些实际的企业公司进行参观交流,鼓励学生参加学生竞赛,增强动手能力和实践能力以及合作能力。

(四)转变教学方式和教学观念

从专业的讲解上,不仅要重视学生的基础学习,更要与时俱进地给学生补充学科的前沿知识,让学生对时下比较热门的计算机方向和知识有很好的了解。目前国家大力提倡翻转课堂,在教学过程中把以前单纯的老师在课堂上填鸭式讲解转变为学生互动交流,老师不仅仅是讲授知识,更多是提出问题,让学生自己去讨论问题和解决问题。课堂上不再是老师一个人的表演,而是学生做主角,老师答疑解惑而已的良好教学模式。

(五)重视实践实训的教学

计算机是一个需要学生动手练习的课程。在实践中巩固学生的理论知识,当作以后工作的实战演习,为以后培养较高技术应用能力打基础。除了引进企业工程师来校讲课,在双赢的前提下,可以带领组织学生到企业进行实习,使实训发展得到良性运转。

四、结束语

高等院校肩负着为国家发展和社会进步培养合格、优秀人才的重要任务,提高学校的教学质量,加强教学质量管理是符合学校发展规律的。在教学管理日益受到重视的情况下,如何建立合理的管理体制,使计算机专业的教学质量管理工作既能强化计算机专业的学科特点,又能积极适应教学发展的现代化,保持专业教学质量可持续化发展,是当前各大高校都在积极探讨和实践的问题。管理者、教师和学生三个角色要相互交流,相互监督,才能利于专业的不断进步和可持续发展。要健全质量责任制度,明确领导的管理职责,院系主要领导是教学质量的第一责任人,本部门教学质量优劣反映其工作业绩;要重视教师的培养,给青年教师更多机会提高自己,不仅给学生推行导师制度,也可以给青年教师安排经验丰富的教学名师进行指导;计算机专业是一个不断创新与发展的专业,要以应用型人才培养为目的,重视学生的创新能力和应用能力的培养,重视实践教学。高校应该采取多种手段,鼓励提倡学生积极参加社会实践,为以后的工作奠定基础。要以市场经济发展需求为导向,从社会的实际需求出发,设置计算机专业培养方案和人才培养模式,多与知名计算机企业合作,形成自己的特色与优势。

参考文献

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[2]邓攀.实施教学质量工程提升教学管理水平[J].高教学刊,2014,14:108-109.

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[4]王承淑.教学质量监控的问题及对策研究[J].当代教育与文化,2015,7(4):112-116.

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[6]冯志敏,林麒,贾让成.高校内部教学质量监控体系的设计与运行[J].高等农业教育,2003,10(10):28-30.

近年来,随着全球网际网路技术的普及、计算机技术的迅猛发展、数字技术的瞬息万变,计算机工程在人们生活、生产中的应用越来越广泛。下面是我为大家整理的计算机工程毕业论文,供大家参考。

计算机软体大体分为三类,一种是总述,一种是系统软体,一种是应用软体,系统软体的作用是促使各个硬体按照一定的规律协调工作,保证计算机处于正常运转状态。而应用软体的作用则是为了实现某种使用愿望而开发出来的软体。

1计算机软体工程专案管理的基本概念

工程专案管理的含义工程专案管理主要是业主通过委托从事工程专案管理的企业,签署相关协议,工程专案管理企业有义务和权力代表业主在工程专案进行的情况卜干预和服务。工程专案管理企业可以协助业主同项目工程总承包签订一系列合同,只是起到辅助性作用,不直接与总承包企业或者施工、勘察、供货和设计签署协议或合同,工程专案管理企业有责任在施工过程中监督合同的完成情况。

软体工程专案的概况

管理人员开展有序的专案计划

企业必须把人员管理放在重要位置,在软体工程专案的开发上人员的调配问题是保证工程顺利进行的重要因素,因此,专案能否成功和工作人员的工作能力、写作能力息息相关,针对工程专案的操作类别不同,可以分配成各个研究小组,进行科学合理的针对性开发和高效的协作,有利于工程的快速推进和更加完善。小组内的人员根据自身优势,确定自己的工作内容和工作时间。对专案进行正确的认识和对风险进行评估,与此同时从节约成木的方而出发,形成科学的人力资源调配机制,使专案得以顺利开展。

质量和配置管理工作

软体的质量管理工作是整个专案的核心工作,质量管理决定着计算机软体工程专案管理是否真正的成功,通过一系列保证质量的手段,有计划的编制、控制和保证专案质量。保证专案质量的方式可以通过定期的进行质量评估得以实现,在日常专案管理中要不断的对工作进行考查,对于专案不合格的地方要提出意见并且考虑整改措施,不断完善整个软体配置管理的记录工作,使专案的质量能有一定的检测体系,这样开发者会对专案工程的质量问题有比较深入的了解。

风险评估和管理工作

风险管理大致分为两种工作,一种是风险识别,另一种是风险评估。得到评估结果以后要针对问题提出相应的解决办法,定期检测计算机软体工程的好处是可以减小产生风险的概率,还可以避免一些因疏忽而产生风险,使专案的损失减少到最低,也减少了因专案风险而造成的一些相关责任人的利益冲突。

2计算机软体工程专案管理中存在的问题

管理团队的协作问题

分工合作是我们完成一个专案的基木因素,在软体开发方而更需要每个人的智慧一起凝聚出果实,共同享受成果,而目前在计算机软体工程专案管理方而资讯的交流方而存在一些问题,例如分工不清、团队不合作等问题。

需求分析和实际中的业务存在差距问题

计算机软体工程专案没有结合实际的活动需求,也没有调查有效的资料分析,因此计算机软体工程专案管理在开发出新的产品以后并没有取得理想的业务效果。

风险管理的问题

专案的风险工作是企业需要考虑的很重要的问题,如果风险没有相应科学管理,很容易带来巨大的损失,但是很多员工并不懂得如何规避风险,缺乏相应的专业知识,更是缺少对风险工作的管理,导致很多企业在风险来临时无法做出正确行动,造成巨大的经济损失。

3计算机软体工程专案管理的对策

对风险管理和工作进度进行有效管理

制定风险管理制度。计算机软体工程专案管理的工作人员必须具有一定的风险识别意识和相应的遇到风险的专业知识,并且能有效的控制风险的能力。在平时要做好风险评估的管理报告,针对可能发生的风险要及时预测并且做出相应的解决行动。设定专门的人员对计算机软体工程专案定期进行风险的评估和检查工作。在整个专案中,根据需要进行多次的风险管理工作,因为风险无时无刻都有可能存在,检查的目的是尽量减少风险发生,在一般情况卜处理风险的措施一般有三种:减缓、规避和转移。提高工程的进度,不断的推进工程的工作效率。要制定详细的工作计划表,并且尽可能达到最高的工作目标。工作人员有严谨的工作态度和高效的作息时间安排,管理人员要密切关注工程进度,不断的督促员工完成应做的工作量,有条理、高效的完成对员工的工作任务的监督工作。

建立完善的管理体系针对计算机软体工程的人员日常管理工作,要建立科学有效的管理方案。合理安排人才资源,确保在进行计算机软体专案工程时人员调配顺利进行。专业知识的培训对于工作人员来说

是必不可少的,可以极大的丰富计算机软体工程专案人员的专业水平和实践能力,减少工作上的失误,提高工作效率和工作人员的素质。奖罚制度是对企业员工优劣的衡量标准,所以在计算机软体工程专案管理方而采取奖罚制度可以极大程度上调动员工的积极性,使员工主动为企业创造效益,企业的发展才能有长远的未来。

建立合作的团队

在员工内部建立有效的交流机制。员工的内部工作经验交流是非常重要的,因此要完善沟通方法,开辟多种交流方式和渠道,不断的增强各个部门的沟通意识,使团队的力量不断凝聚起来。明确分工,责任落实到个人。计算机软体工程管理非常复杂,需要的人员也众多,因此必须要使每个员工明确自己的工作内容和范围,清晰的划分自己所需要负责的区域,清楚自己的责任,这样能够确保每一个步骤都井井有条,非常有秩序。调动整个团队的工作积极性。通过一些活动、奖励措施等使每一个工作人员全身心的投入到工作中去,愿意并想要去做的更好,不断激发团队的潜力和员工的协作能力,这样专案不仅会做的越来越好,员工内部也会越来越和谐并且充满正能量,企业的效益也会不断得到提升。

4结语

计算机软体工程专案管理的工作内容十分的复杂,要保证软体工程按照工程原计划进度顺利开展工作,并且要节约成木、保证质量,必须熟练对计算机软体进行操作,在现在的大多数生产计算机软体的企业中最为重要的就是软体工程专案的管理效率,软体工程专案的成功条件是软体专案要具有科学性和高效性,在此基础上企业的合理管理也是企业走向成功的关键。

1现状分析

培养高质量的软体开发人才一直是社会和行业关注的焦点。早在11年前,对于工程教育的迫切性就被人提出来[1]。工程教育本身也作为一个系统问题被讨论[2]。现在从国家层面在战略上建立了软体学院进行专门培养,各个高校也不断推出新的课程、新的措施方案。在这一领域虽然比过去似乎已经有了翻天覆地的变化,但来自企业的呼吁似乎一直反映出诸多不尽如人意。更多的思路希望将企业的力量直接引入到教学,比如实训基地等[3];而国家层面也非常关注实训[4]。但实际效果可能变得流于表面,因为企业往往难以将核心的工作拿给学生做,而其训练的专案也并未从更全面系统的角度去设计,其锻炼效果就有限了。在软体开发这一领域,由于其具有变化迅速,新技术不断涌现的特点,导致不少在教育内容上选择了追逐新技术、新语言、新平台,以能用会用这些流行主流技术为目标。典型的代表就是北大青鸟,有些二本的学生在毕业前专门花钱去青鸟学习,似乎可以看到这种教育的优势。但另一个矛盾的情况是,往往那些关注员工后劲的公司却不愿意招聘青鸟的学生。如果将目光投向国外的顶级大学,例如斯坦福,其教学上并没有去“依赖”校企合作,以及很热门的“实训”。其核心课程依然是过去的传统经典课程。以一个研究生为例,一学期能修2门课是正常,3门就很优秀。它并没有追逐所谓的新技术。但无人质疑其学生的工程能力、科研能力和创造能力。

2什么是计算机工程能力的核心

什么才是我们软体开发教育的核心知识架构,怎样才能培养学生可持续发展的核心竞争力?我们调查过一些非常高水准的软体开发者,发现他们往往在底层软体上持之以恒地进行长时间深刻的锻炼,然后在未接触的新领域才能非常迅速地掌握核心。例如,一个非计算机专业的系统分析员曾经“只”在DOS这种原始的作业系统下玩了10年,甚至自己写过一个汉化的DOS。他只有书本上的一点点网路知识时,就用一两天时间解决了一个学通讯的研究生1个月都不能解决的网路故障。这是一个典型的例子,他并没有“实际的”网路经验,什么使得他如此轻松地进入了新的领域呢?而另一个曾就职于vmware、google等顶级公司的程式设计师,在Unix下只用C语言做了10年系统级程式设计。当用Java,C++甚至是javascript时,其学习时间只是1天,很快就比做了几年专门java程式设计的程式设计师还精通。如何才是软体开发人员的本质力量?什么才能让他们在变化万千的新技术面前屹立不倒,乘风破浪?

计算机工程能力

我们认为计算机工程能力包含两方面的内容:1核心知识架构;2计算机的思维方式。什么是核心知识架构呢?是反应该领域最基本规律和支撑技术的知识。简单地说就是传统的作业系统、编译、资料库。作业系统将硬体、软体、高阶语言和汇编融汇在一起,它几乎包括了软体工程中所有重要的因素。举一个简单的例子,似乎只有面向物件这种“高阶东西”才有的虚拟函式运用,其实在Linux中就有相应的虚档案系统。作业系统是最为复杂的计算机工程之一。编译融汇了大量的演算法,而且能让大家真正看“穿”语言的外表,深入到其内里,体现了最根本的计算机技术。其优化技术,也深刻地和硬体交融在一起,很好体现了底层风范。资料库,不仅是运用演算法最多的地方,甚至是超越作业系统的一个复杂的系统,从快取技术到i/o优化,到索引,再到事务处理,无一不是反映计算机最深刻规律。大家可以发现,所谓核心知识架构,都具有两个特点,反映本质规律,体现软硬融汇交织。也只有这样,才能建立下面谈到的“计算机思维方式”。

核心知识架构

为什么我们没包括一些新兴的语言和技术呢?似乎它们很“实用”。而且已经出现的问题是,按照传统科目和方式学习后,学生在企业什么都不会。这也正是大家关注工程教育的初衷。为什么不强调这些新兴实用技术的教育还在强调“古老”的“基础”。计算机领域一个显著的特点是,表面上知识更新非常快,新技术、语言层出不穷。这很容易导致当我们发现学生能力欠缺时,将问题归罪于新技术的学习不得力,知识结构老化。但其实目前的问题可以从另外一个角度考虑,是否是基础教育不得力?分析国外著名大学,如斯坦福、伯克利的课程,我们发现两个特点:1关键的基础课程,如作业系统、编译原理、资料库,始终是其最重要的课程,并没有过分追逐各种“新潮”技术。2学生一学期能修的课程非常有限,一般为3门课。而国内却呈现相反的状况,比如编译原理被降到了选修课的角色,新潮课程层出不穷,一个学生二年级一学期要修13门课。在这种走马观花的状况下,计算机这种具有强烈“手艺”色彩和工程实践的学科,被完全纸上谈兵化。而一些可怜的实验内容,还被学生的复制拷贝所湮没。我们认为,恰恰是这种情况,使得基础核心知识教育没有工程化,没有充分动手,导致了基础知识教育某种程度上的巨大失败。从以下鲜明的对比可以窥见问题的端倪:国内学生反映作业系统课程是文科课程只需要背条款考试即可;而相对地,国外著名高校作业系统课程要求学生实现“小”作业系统。国内资料库只讲其应用如大量讲解sql等运用,sql即使非计算机专业人士也很容易学习,这也是它被发明的初衷。斯坦福的资料库课程中有一门需要实现一个数据库系统。在笔者走访的计算机工程上优秀的人才,发现其共同的特点就是在诸如作业系统或资料库上都有很深入的学习经历,比如前面提及的自己构建过汉化DOS系统,或者在Unix下,做核心以及驱动很多年等。而当他们接触新技术时,之前深刻的经验和淬炼的思维就让他们如虎添翼,快人一等。更有甚者,国外真正的最顶级专家,都是在这些领域有无与伦比水平的专家,从delphi的缔造者,转战到微软并入主平台的开发,也可看到雄厚的底层知识和能力的巨大作用。所以“老”知识并不是障碍,而是通向天堂的阶梯。究其原因,就涉及到工程能力的第2个方面,计算机思维方式。

计算机思维方式

对非专业人士它是很抽象的概念,而对真正专业人士,这又是一个非常鲜活的概念。这里限于篇幅,我们只举一个简单的例子。面对在C++中外部程式码如何直接修改私有变数的问题,计算机的思维方式就是:物件也是放在记忆体中,只要能拿到物件的地址,并知道物件的布局,那么就可修改。而没有建立这种思维的人,就完全被高阶语言的语法所左右,无从下手。一句话,无法看到本质,没有从下而上的底层思维。核心知识课程的有效深入教学和计算机思维方式建立有何直接关系呢?我们认为核心知识因为其反应了计算机本质规律,而且从底层建立起来,所以对其深入掌握运用后,它从开始的逼迫到最后的陶冶,最终潜移默化地让受众建立起“计算机思维方式”。而这正是计算机工程师安身立命之本,就如同音乐家有其独特的音乐思维方式一样。为什么诸如java之类的课程于建立计算机基本思维不太合适呢?因为它更高层,无法让学生看到最下面。而唯有彻底、深刻和系统的底层淬炼,才能真正建立起“计算机思维方式”。

3如何打造强大的计算机工程能力

大家一方面指责基础课程的“空洞”、“无用”、“陈旧”;另一方面在不断开设的海量新课和技术中压得学生更加远离程式设计,远离实践。即使能培养出熟悉某种语言的学生,也无法看到他们和培训学校有何不同。实训也似乎没有根本解决问题,我们在实践中发现,往往是那些自己醉心于程式设计的学生最后有着卓越的表现。让基础知识能支撑和指导实践,而非仅仅“符号”,并引导学生进行高效的实践。

“3块连一线”,4门基础课程整合打造核心知识架构

我们将4门基本课程进行贯通式整合,着力塑造学生的“计算机思维”。下层的是3门基础课在上一小节探讨了其在工程能力训练上不可替代的重要地位,对软体开发环境产生支撑。而软体开发环境又通过精心的设计和工程实践,从应用角度将3门课程所学的知识串联起来。从而将基础知识和工程开发更有机整合在一起。首先,阐述为什么将以上课程整合在一起的理由。要回答这个问题,必须先回答什么东西支撑了优秀程式设计师。在我们的调查人员中,无一例外地都具有很深厚的底层软体开发背景。有长期从DOS的Hack入手的;有长期从事Unix核心程式设计的;有从Windows的driver起步的;有以反汇编逆向为根基的。长期在最底层的经历,使他们建立了最真实和能触控的系统观,能以计算机的方式思考。所以面临新技术时,他们能透过新形式很快把握其精髓,深刻地把握其实质。“太阳下面没有真正的新事物”,例如号称21世纪最新的重要的软体技术AOPAspectOrientedProgramming,AOP,其实在20世纪60年代就出现在了汇编一级的软体技术中,它本质就是钩子技术的系统化。在底层的软体世界,我们不仅能够用到那些所谓的最新的技术,而且能看到其本质我们可能就是用机器码自己构建出来的,而不被新技术的华丽外衣障目。这些使得具有底层经验的开发者,更有创造力,更能创造,也更能洞察迷乱后的本质,庖丁解牛,解决那些异常复杂的工程问题。举一个笔者遇到的真例项子,一个具有深刻底层经验的程式设计师一直只有C语言和作业系统程式设计经验和一个只有深刻Java经验的程式设计师,在同时学习Javascript的闭包概念时,后者一个礼拜都还有些似是而非。前者很快就能自如运用,且最后指点了后者1个小时,后者顿时豁然开朗。这是典型的“新”与“老”,上层和底层经验在面对新事物时的对比。既然底层软体赋予我们如此强大的能力,那么哪些是底层软体呢?大家公认,作业系统、编译和资料库由来就是计算机工程自身的根基。所以,我们必须将这3门课涉及的知识好好淬炼。而如何将3门课的知识和我们日常的软体开发联络起来呢?如何用它们指导平时程式的开发呢我们大多数是开发使用者级软体,不会开发核心软体,因此许多人认为几乎整个在核心中的作业系统对使用者级软体开发无从指导?另一门课,《软体开发环境》解决了这一问题。它有一条主线,通过反汇编将C语言和汇编串联起来,让系统级的知识从高阶语言的面纱下展现出来。同时用逆向工程这把庖丁之刃,将编译、连结、面向物件等软体开发中的重要知识块剖剔,让底层与上层贯通一气。而逆向的技术技巧,本身也是非常高阶的软体开发技术。因此,我们用“3块连一线”来总结4门课的关系是最好不过了。为什么不纳入语言课程,比如C/C++语言?从我们的工程经验来看,语言只是计算机原理和思想的载体,是表述方式而已。为了表述形式而专门花大力气是不值得的。比如,国外的著名大学很多都不开设语言课,在其他课程作业中必须用C语言程式设计,学生们就在那里锻炼了。真正的语言的力量并非来自语言本身,而是底层知识为支撑的专案锻炼。我们的思路是以构建式完成大量的完整系统的编写,这样就很好锻炼了软体开发和工程能力。同时,“软体开发环境”本身从逆向层面也对语言有了深刻的剖析,这是纯粹的语言课难以完成的。另外,从大纲安排上,我们在大一就会让学生用C语言来初步接触程式编写,这时并不适合放入太高阶主题。而在教学中,语言的力量已经渗透到一个个工程构建中,随风潜入夜了。为什么不纳入演算法课程?从某种程度上,“程式就是演算法与资料结构吗”?我们认为在系统中运用演算法,演算法才具有生命力。而编译、作业系统、资料库以及我们专门设立的一些课程设计将全面运用各种演算法和资料结构。在实战中运用并学习提升才是王道。这也正是构建式学习的精髓所在,这也正是探索式学习培养学生的创造能力的精髓所在。演算法课已经为我们准备了元件,就看你怎么去组装甚至改造。

以构建主义的思路,深度实践的风格改革课程

前面我们论述了底层知识架构的重要性,那么怎么来将它们实际地建立在学生的工程实践中呢?简单地说就是“构建一个具体而微的系统”。讲作业系统就构建一个小作业系统,讲编译原理就构建一个我译器。同时,设计一些跨度较大的课程设计覆盖这些课程的一些重点内容。构建完整系统本身就可真实淬炼工程能力,而这些内容的复杂性、难度以及运用知识点的广度,本身就超越了简单的企业实训专案,在培养人才方面具有系统性、完整性、挑战性独特优点。我们需要的是运用团队的思路和现代软体工程的手段,将其开发过程管理发起来,从而熟悉企业级开发的工具链,将软体工程学到的知识贯通到实作中。这也回答了“和以前相似的强调基础课程教育,什么特点使得我们的做法能获得强大的工程能力?”这一问题。以前更多注重理论知识的学习,而现在的做法是回归计算机工程的自身科学规律———实践为王。

改革考核评价标准,充分强调动手实践

以前我们一直是卷面考试,实验分数只是象征性的点缀。这本身违反了计算机工程的特点。只有改变评价考核标准,才能真正驱动学生充分锻炼工程。在课程软体开发环境中,我们采取了平时的考试结合期末考试的方式,而两者均为软体编写。期末考试在实验室上机编撰指定题目。不强调对一些函式名等死知识点的记忆,可以用线上帮助。这本身也符合软体开发的规律。

4结束语

我们在计算机工程教育上试图做一些回归本质的工作,也取得了一些效果。比如在软体开发环境中,学生普遍认为:“似乎将3年学的程式课全学习了,收获很大”。更有同学,在外企公司的面试中,直接运用了课堂上的知识,这在传统的教学环节中是难以获取的。但整个工作尚在起步阶段,所以仍有很多工作需要做,许多环节需要优化。我们希望在以后的工作中更深入探索工程教育的规律和本质。

并行算法研究类期末论文

1.并行计算体系结构发展纵览.并行和分布计算技术现状及发展策略 .并行计算软件开发概述.基于ANSYS的并行计算发展及实现

从20世纪40年代开始的现代计算机发展历程可以分为两个明显的发展时代:串行计算时代、并行计算时代。每一个计算时代都从体系结构发展开始,接着是系统软件(特别是编译器与操作系统)、应用软件,最后随着问题求解环境的发展而达到顶峰。并行计算机是由一组处理单元组成的。这组处理单元通过相互之间的通信与协作,以更快的速度共同完成一项大规模的计算任务。因此,并行计算机的两个最主要的组成部分是计算节点和节点间的通信与协作机制。并行计算机体系结构的发展也主要体现在计算节点性能的提高以及节点间通信技术的改进两方面。节点性能不断进步20世纪60年代初期,由于晶体管以及磁芯存储器的出现,处理单元变得越来越小,存储器也更加小巧和廉价。这些技术发展的结果导致了并行计算机的出现。这一时期的并行计算机多是规模不大的共享存储多处理器系统,即所谓大型主机。IBM 360是这一时期的典型代表。到了20世纪60年代末期,同一个处理器开始设置多个功能相同的功能单元,流水线技术也出现了。与单纯提高时钟频率相比,这些并行特性在处理器内部的应用大大提高了并行计算机系统的性能。伊利诺依大学和Burroughs公司此时开始实施Illiac Ⅳ计划,研制一台64颗CPU的SIMD主机系统,它涉及到硬件技术、体系结构、I/O设备、操作系统、程序设计语言直至应用程序在内的众多研究课题。不过,当一台规模大大缩小的原型系统(仅使用了16颗CPU)终于在1975年面世时,整个计算机界已经发生了巨大变化。首先是存储系统概念的革新,提出虚拟存储和缓存的思想。以IBM 360/85和IBM 360/91为例,两者是属于同一系列的两个机型,IBM 360/91的主频高于IBM 360/85,所选用的内存速度也较快,并且采用了动态调度的指令流水线。但是,IBM 360/85的整体性能却高于IBM 360/91,惟一的原因就是前者采用了缓存技术,而后者则没有。其次是半导体存储器开始代替磁芯存储器。最初,半导体存储器只是在某些机器中被用作缓存,而CDC7600则率先全面采用这种体积更小、速度更快、可以直接寻址的半导体存储器,磁芯存储器从此退出了历史舞台。与此同时,集成电路也出现了,并迅速应用到计算机中。元器件技术的这两大革命性突破,使得Illiac Ⅳ的设计者们在底层硬件以及并行体系结构方面提出的种种改进都大为逊色。处理器高速发展1976年Cray-1问世以后,向量计算机从此牢牢地控制着整个高性能计算机市场15年。Cray-1对所使用的逻辑电路进行了精心的设计,采用了我们如今称为RISC的精简指令集,还引入了向量寄存器,以完成向量运算。这一系列技术手段的使用,使Cray-1的主频达到了80MHz。微处理器随着机器的字长从4位、8位、16位一直增加到32位,其性能也随之显著提高。正是因为看到了微处理器的这种潜力,卡内基·梅隆大学开始在当时流行的DEC PDP-11小型计算机的基础上研制一台由16台PDP-11/40处理机通过交叉开关与16个共享存储器模块相连接而成的共享存储多处理器系统。从20世纪80年代开始,微处理器技术一直在高速前进。稍后又出现了非常适合于SMP方式的总线协议。而伯克利加州大学则对总线协议进行了扩展,提出了Cache一致性问题的处理方案。从此,开创出的共享存储多处理器之路越走越宽。现在,这种体系结构已经基本上统治了服务器和桌面工作站市场。通信机制稳步前进同一时期,基于消息传递机制的并行计算机也开始不断涌现。20世纪80年代中期,加州理工学院成功地将64个i8086/i8087处理器通过超立方体互连结构连结起来。此后,便先后出现了Intel iPSC系列、INMOS Transputer系列,Intel Paragon以及IBM SP的前身Vulcan等基于消息传递机制的并行计算机。20世纪80年代末到90年代初,共享存储器方式的大规模并行计算机又获得了新的发展。IBM将大量早期RISC微处理器通过蝶形互连网络连结起来。人们开始考虑如何才能在实现共享存储器缓存一致的同时,使系统具有一定的可扩展性。20世纪90年代初期,斯坦福大学提出了DASH计划,它通过维护一个保存有每一缓存块位置信息的目录结构来实现分布式共享存储器的缓存一致性。后来,IEEE在此基础上提出了缓存一致性协议的标准。20世纪90年代至今,主要的几种体系结构开始走向融合。属于数据并行类型的CM-5除大量采用商品化的微处理器以外,也允许用户层的程序传递一些简单的消息。Cray T3D是一台NUMA结构的共享存储型并行计算机,但是它也提供了全局同步机制、消息队列机制,并采取了一些减少消息传递延迟的技术。随着微处理器商品化、网络设备的发展以及MPI/PVM等并行编程标准的发布,集群架构的并行计算机出现开始。IBM SP2系列集群系统就是其中的典型代表。在这些系统中,各个节点采用的都是标准的商品化计算机,它们之间通过高速网络连接起来。 有限元并行计算的发展和现状目前,在计算力学领域内,围绕着基于变分原理的有限元法和基于边界积分方程的边界元法,以及基于现在问世的各种并行计算机,逐渐形成了一个新的学科分支——有限元并行计算。它是高效能的,使得许多现在应用串行计算机和串行算法不能解决或求解不好的大型的、复杂的力学问题能得到满意的解答,故其发展速度十分惊人。在国际上已经掀起了利用并行机进行工程分析和研究的高潮。从1975到1995年的二十年间,有关有限元方法和相应的数值并行计算的文章已发表1000余篇。有限元并行计算正在向两个方向发展。一是对系统方程组实施并行求解的各种算法。二是并行分析方法,包括有限元并行算法和边界元并行算法,前者趋向成熟,而后者的研究较少。对这一方面的研究,是为了挖掘有限元计算自身潜在的并行性,是有限元并行计算的根本问题。国内并行算法的设计和有效实现强烈地依赖于并行机的硬软件环境。国内仅极少数单位拥有并行机,且机型杂乱,因此研究人员少,起步晚,而且局限于特定的硬件环境。从有限元分析方法的内容来看,发表的几十篇研究论文(报告)还未显示出较强的系统性。1)南京航空航天大学周树荃教授等在YH-1向量机上实现了刚度矩阵计算、对称带状矩阵的Cholesky分解和线性方程组的求解等并行处理。针对不规则结构工程分析问题,他们还采用了变带宽存贮方法,并实现了刚度矩阵的并行计算以及求解变带宽稀疏线性方程组的并行直接解法【20】。2)中国科学院计算中心王荩贤研究员等在基于Transputer芯片的分布式MIMD系统上,提出了有限元分析中变带宽线性方程组的并行直接解法,初步完成了一个静力分析程序【21】。3)重庆大学张汝清教授等借助于ELXSI-6400共享存贮器型MIMD系统,先后开展了范围比较广泛的并行算法研究,主要成果有:a)提出了静力分析中子结构解法的并行算法,以及动力分析中模态综合子结构法的并行算法;b)从波前法出发,发展了多波前并行算法以求解大型结构分析问题;c)从Jacobi块迭代法和加权残差法出发,导出了基于异步控制的有限元方程并行解法和有限元并行迭代的基本格式;d)利用图论中的着色理论,实现了刚度矩阵的并行计算;e)实现了基于有色线剖分的SOR并行迭代解法;f)实现了子空间迭代法、Lanczos法以及利用多项式割线迭代法和矢量迭代法求解结构固有频率和模态的并行算法;g)针对弹塑性分析,提出了一种多波前子结构并行算法;h)针对弹性接触问题,提出了一种基于参数变分原理的并行解法;i)实现了一步积分法的并行处理【22】。4)南京航空航天大学乔新教授等借助于Transputer芯片的分布式MIMD系统实现了有限元方程组的并行直接解法,并提出了基于子结构的预处理共轭梯度法的并行计算方法【23】。此外,浙江大学姚坚【24】、中国科学院西南计算中心马寅国、东北工学院张铁以及国防科技大学六系也曾对有限元分析的并行计算开展了一些研究。上述研究结果表明,国内并行计算方法的研究,在硬件上基于向量机、分布式并行机和共享存贮式并行机;在内容上,似乎面很广,但系统性和深度还很不够,软件开发距实际应用和商品化还有很大距离,对不依赖并行机具体环境的通用并行算法研究还很少,同样对旨在进行结构有限元分析的并行计算的硬件研究也很少。国外自从美国国家宇航局(NASA)的于1975年发表第一篇有限元并行计算的文章以来,有限元并行处理技术几乎与并行计算机同步发展。距不完全统计,到1992年,国外已发表了400余篇这方面的论文,其中后5年的文章篇数是前12年的总和。在研究内容上也由过去的算法研究发展到了算法、软件和硬件相结合的研究,并针对一些机型开发了一些实用的大型结构分析软件。1)有限元机器FEM【25】(Finite Element Machine)。早在70年代末,就有人发表了有关FEM的论文,1982年美国国家宇航局Langley研究中心的等撰文详细地介绍了该中心设计的供研究用的FEM。该机器由1个处理器阵列、1台作为控制器的微机和1个并行操作系统及一些模块化了的通用并行算法程序组成,用户使用系统的文本编辑器和控制器的其它特殊功能,能建立有限元计算模型并进行分析。10多年来,又有一些人在这一方面进行了不懈的努力,但FEM的发展前景仍然不太令人乐观。2)心动阵列并行机【26】。心动阵列并行机主要应用于信号和图象的并行处理,但由于其高效的矩阵计算功能,近年来有人把它应用于有限元分析,并作了一些有益的尝试。3)巨型向量机【27】。在有限元分析中越来越显示出巨大的威力,处于领先的是美国思维公司的CM-2。许多结构分析家把这个具有65536个处理器的巨型向量机应用于有限元计算,如等人采用显式方法,完成了具有32768个单元的壳的非线性有限元计算,并行效率极高,速度几乎比CRAY X-MP/14并行机高出1个数量级。4)并行机网络和工作站网络【28】。日本东京大学矢川等借助高速网络把3台CRAY Y-MP机联成网络进行有限元分析,有限元方程求解采用的是基于区域分裂技术的共轭梯度法(CGM), 在求解三维弹性问题时自由度个数超过了100万,系统平均运行速度高达。另外,他们还基于一个工程工作站网络,在并行环境下进行了类似的研究,求解问题的自由度数高达20万个。--我左看右看前看后看可还是看不过来这个....那个....我越看越奇怪....不是我不明白,这世界变化快

并行遗传算法及其应用1、遗传算法(GA)概述GA是一类基于自然选择和遗传学原理的有效搜索方法,它从一个种群开始,利用选择、交叉、变异等遗传算子对种群进行不断进化,最后得到全局最优解。生物遗传物质的主要载体是染色体,在GA中同样将问题的求解表示成“染色体Chromosome”,通常是二进制字符串表示,其本身不一定是解。首先,随机产生一定数据的初始染色体,这些随机产生的染色体组成一个种群(Population),种群中染色体的数目称为种群的大小或者种群规模。第二:用适值度函数来评价每一个染色体的优劣,即染色体对环境的适应程度,用来作为以后遗传操作的依据。第三:进行选择(Selection),选择过程的目的是为了从当前种群中选出优良的染色体,通过选择过程,产生一个新的种群。第四:对这个新的种群进行交叉操作,变异操作。交叉、变异操作的目的是挖掘种群中个体的多样性,避免有可能陷入局部解。经过上述运算产生的染色体称为后代。最后,对新的种群(即后代)重复进行选择、交叉和变异操作,经过给定次数的迭代处理以后,把最好的染色体作为优化问题的最优解。GA通常包含5个基本要素:1、参数编码:GA是采用问题参数的编码集进行工作的,而不是采用问题参数本身,通常选择二进制编码。2、初始种群设定:GA随机产生一个由N个染色体组成的初始种群(Population),也可根据一定的限制条件来产生。种群规模是指种群中所含染色体的数目。3、适值度函数的设定:适值度函数是用来区分种群中个体好坏的标准,是进行选择的唯一依据。目前主要通过目标函数映射成适值度函数。4、遗传操作设计:遗传算子是模拟生物基因遗传的操作,遗传操作的任务是对种群的个体按照它们对环境的适应的程度施加一定的算子,从而实现优胜劣汰的进化过程。遗传基本算子包括:选择算子,交叉算子,变异算子和其他高级遗传算子。5、控制参数设定:在GA的应用中,要首先给定一组控制参数:种群规模,杂交率,变异率,进化代数等。GA的优点是擅长全局搜索,一般来说,对于中小规模的应用问题,能够在许可的范围内获得满意解,对于大规模或超大规模的多变量求解任务则性能较差。另外,GA本身不要求对优化问题的性质做一些深入的数学分析,从而对那些不太熟悉数学理论和算法的使用者来说,无疑是方便的。2、遗传算法的运行机理:对GA运行机理的解释有两类: 一是传统的模式理论;二是1990 年以后发展起来的有限状态马尔可夫链模型。(1)模式理论:由Holland创建,主要包括模式定理,隐并行性原理和积木块假说三部分。模式是可行域中某些特定位取固定值的所有编码的集合。模式理论认为遗传算法实质上是模式的运算,编码的字母表越短,算法处理一代种群时隐含处理的模式就越多。当算法采用二进制编码时,效率最高,处理规模为N的一代种群时,可同时处理O(N3)个模式。遗传算法这种以计算少量编码适应度而处理大量模式的性质称为隐并行性。模式理论还指出,目标函数通常满足积木块假说,即阶数高,长度长,平均适应度高的模式可以由阶数低,长度短,平均适应度高的模式(积木块)在遗传算子的作用下,接合而生成。而不满足积木块假说的优化问题被称为问题(deceptive problem)。模式理论为遗传算法构造了一条通过在种群中不断积累、拼接积木块以达到全局最优解的寻优之路。但近十多年的研究,特别是实数编码遗传算法的广泛应用表明,上述理论与事实不符。(2)有限状态马尔可夫链模型:由于模式理论的种种缺陷,研究者开始尝试利用有限状态马尔可夫链模型研究遗传算法的运行过程。对于遗传算法可以解决的优化问题,问题的可行域都是由有限个点组成的,即便是参数可以连续取值的问题,实际上搜索空间也是以要求精度为单位的离散空间,因此遗传算法的实际运行过程可以用有限状态马尔可夫链的状态转移过程建模和描述。对于有 m 个可行解的目标函数和种群规模为N的遗传算法,N 个个体共有 种组合,相应的马尔可夫模型也有 个状态。实际优化问题的可行解数量 m 和种群规模 N 都十分可观,马尔可夫模型的状态数几乎为天文数字,因此利用精确的马尔可夫模型计算种群的状态分布是不可能的。为了换取模型的可执行性,必须对实际模型采取近似简化,保持算法的实际形态,通过对目标函数建模,简化目标函数结构实现模型的可执行性。遗传算法优化的过程,可以看作算法在循环过程中不断对可行域进行随机抽样,利用前面抽样的结果对目标点的概率分布进行估计,然后根据估计出的分布推算下一次的抽样点。马尔可夫模型认为遗传算法是通过对搜索空间不同区域的抽样,来估计不同区域的适应度,进而估计最优解存在于不同区域的概率,以调整算法对不同区域的抽样密度和搜索力度,进而不断提高对最优解估计的准确程度。可见,以邻域结构为依据划分等价类的马尔可夫模型更符合实际,对问题的抽象更能体现优化问题的本质。3、并行遗传算法(PGA)虽然在许多领域成功地应用遗传算法,通常能在合理的时间内找到满意解,但随着求解问题的复杂性及难度的增加,提高GA的运行速度便显得尤为突出,采用并行遗传算法(PGA)是提高搜索效率的方法之一。由于GA从种群出发,所以具有天然的并行处理特性,非常适合于在大规模并行计算机上实现,而大规模并行计算机的日益普及,为PGA奠定了物质基础。特别是GA中各个体适值计算可独立进行而彼此间无需任何通信,所以并行效率很高。实现PGA,不仅要把串行GA等价地变换成一种并行方案,更重要的是要将GA的结构修改成易于并行化实现的形式,形成并行种群模型。并行种群模型对传统GA的修改涉及到两个方面:一是要把串行GA的单一种群分成多个子种群,分而治之;二是要控制、管理子种群之间的信息交换。不同的分治方法产生不同的PGA结构。这种结构上的差异导致了不同的PGA模型:全局并行模型、粗粒度模型、细粒度模型和混合模型。3、1全局PGA模型该模型又称主从PGA模型,它是串行GA的一种直接并行化方案,在计算机上以master-slave编程模式实现。它只有一个种群,所有个体的适应度都根据整个种群的适应度计算,个体之间可以任意匹配,每个个体都有机会和其他个体杂交而竞争,因而在种群上所作的选择和匹配是全局的。对于这个模型有多种实现方法:第一种方法是仅仅对适值度函数计算进行并行处理;第二种方法是对遗传算子进行并行处理。全局模型易于实现,如果计算时间主要用在评价上,这是一种非常有效的并行化方法。它最大的优点是简单,保留了串行GA 的搜索行为,因而可直接应用GA 的理论来预测一个具体问题能否映射到并行GA上求解。对于适应度估值操作比其他遗传算子计算量大的多时,它是很有效的,并且不需要专门的计算机系统结构。3、2粗粒度PGA模型该模型又称分布式、MIMD、岛模式遗传算法模型,它是对经典GAs 结构的扩展。它将种群划分为多个子种群(又称区域),每个区域独自运行一个GA。此时,区域选择取代了全局选择,配偶取自同一区域,子代与同一区域中的亲本竞争。除了基本的遗传算子外,粗粒度模型引入了“迁移”算子,负责管理区域之间的个体交换。在粗粒度模型的研究中,要解决的重要问题是参数选择,包括:迁移拓扑、迁移率、迁移周期等。在种群划分成子种群(区域)后,要为种群指定某种迁移拓扑。迁移拓扑确定了区域之间个体的迁移路径,迁移拓扑与特定的并行机结构有着内在的对应关系,大多采用类似于给定并行处理机的互连拓扑。如果在顺序计算机上实现粗粒度模型,则可以考虑采用任意结构。拓扑结构是影响PGA 性能的重要方面,也是迁移成本的主要因素。区域之间的个体交换由两个参数控制:迁移率和迁移周期。迁移基本上可以采用与匹配选择和生存选择相同的策略,迁移率常以绝对数或以子种群大小的百分比形式给出,典型的迁移率是子种群数目的10%到20%之间。迁移周期决定了个体迁移的时间间隔,一般是隔几代(时期) 迁移一次,也可以在一代之后迁移。通常,迁移率越高,则迁移周期就越长。有的采用同步迁移方式,有的采用异步迁移方式。迁移选择负责选出迁移个体,通常选择一个或几个最优个体,有的采用适应度比例或者排列比例选择来选择迁移个体,也有采用随机选取和替换的。在大多数情况下,是把最差或者有限数目的最差个体替换掉.与迁移选择类似,可采用适应度比例或者排列比例选择,确定被替换的个体,以便对区域内部的较好个体产生选择压力。基于国内的现状,分布式PGA为国内PGA研究的主要方向。分布式PGA作为PGA的一种形式,一般实行粗粒度及全局级并行,各子种群间的相互关系较弱,主要靠一些几乎串行GA来加速搜索过程。采用分布式PGA求解问题的一般步骤为:(1)将一个大种群划分为一些小的子种群,子种群的数目与硬件环境有关;(2)对这些子种群独立的进行串行GA操作,经过一定周期后,从每个种群中选择一部分个体迁移到另外的子种群。对于个体迁移存在多种方法,第一种方法,在执行迁移操作时,每次从子种群中随机选择一部分染色体发送出去,接收的染色体数应该与发出的染色体相同。第二种方法,在执行迁移操作时,首先在每个子种群内只使用选择而不使用其它遗传算子繁殖一些后代,这些后代的数目与迁移数相同。然后再将这些后代的原子种群合并成一个大子种群并均匀随即地从该子种群中选择个体进行迁移。这样,待迁移后子种群的规模便又恢复到正常状态。而当子种群接收到从其他子种群迁移来的个体时则均匀随即地替换掉子种群内的个体。第三种方法,将其中一个子种群设置为中心子种群,其他子种群与中心子种群通信。中心子种群始终保持着整个种群中当前的最优个体,其他子种群通过“引进”中心子种群中的最优个体来引导其加快收敛速度,改善个体特征。3、3 细粒度PGA模型该模型又称领域模型或SIMD PGA模型,对传统GA作了修改。虽然细粒度模型也只有一个种群在进化,但在种群平面网格细胞上,将种群划分成了多个非常小的子种群(理想情况是每个处理单元上只有一个个体),子种群之间具有极强的通信能力,便于优良解传播到整个种群。全局选择被领域选择取代,个体适应度的计算由局部领域中的个体决定,重组操作中的配偶出自同一领域,且子代同其同一领域的亲本竞争空间,即选择和重组只在网格中相邻个体之间进行。细粒度模型要解决的主要问题是领域结构和选择策略。领域结构既决定了种群中个体的空间位置,也确定了个体在种群中传播的路径。领域结构主要受特定并行计算机的内存结构和通信结构影响。领域拓扑确定一个个体的邻居,构成该个体的局部领域。通常,只有一个拓扑的直接领域才属于其局部领域,若把某个固定步数内所能到达的所有个体也包含在内,则可以扩大领域半径。在确定选择策略时,要考虑到选择压力的变化,而选择压力与领域结构有关。与全局匹配选择类似,局部匹配选择可以采用局部适应度比例、排列比例选择,以及随机行走选择。局部生存选择确定局部邻域中被替换的个体,如果子代自动替换邻域中心的那个个体,那么可以直接使用代替换作为局部生存策略。3、4 混合PGA模型该模型又称为多层并行PGA模型,它结合不同PGA模型的特性,不仅染色体竞争求取最优解,而且在GA结构上也引入了竞争以提供更好的环境便于进化。通常,混合PGA以层次结构组合,上层多采用粗粒度模型,下层既可采用粗粒度模型也可采用细粒度模型。或者,种群可以按照粗粒度PGA模型分裂,迁移操作可以采用细粒度PGA模型。3、5 四种模型的比较就现有的研究结果来看,很难分出各模型的高低。在评价并行模型的差异时,有时还得深入到实现细节上,如问题的差异、种群大小、或者不同的局部搜索方法等。但有一个结论是肯定的:不采用全局并行模型,而采用粗粒度模型或者细粒度模型通常能获得更好的性能。粗粒度模型与细粒度模型孰优孰劣,尚是一个未知数。目前,以粗粒度模型最为流行,因为一是其实现较容易,只需在串行GA中增加迁移子例程,在并行计算机的节点上各自运行一个副本,并定期交换几个个体即可;二是在没有并行计算机时,也可在网络或单机系统上模拟实现。虽然并行GA能有效地求解许多困难的问题,也能在不同类型的并行计算机上有效地实现,但仍有一些基本的问题需要解决。种群大小可能既影响大多数GA的性能,也决定GA找到解所需时间的主要因素。在PGA中,另一个重要问题是如何降低通信开销,包括迁移率的确定,使得区域的行为象单个种群一样;确定通信拓扑,既能充分地组合优良解,又不导致过多的通信开销;能否找到一个最优的区域数等。另外,对不同的应用问题,混合模型难以设定基本GA的参数,其节点的结构是动态变化的,它比粗粒度和细粒度模型更具有一般性,算法更为复杂,实现代价更高。4、并行遗传算法的评价模型:并行遗传算法的性能主要体现在收敛速度和精度两个方面,它们除了与迁移策略有关,还与一些参数选取的合理性密切相关,如遗传代数、种群数目、种群规模、迁移率和迁移间隔。利用Amdahl定律评价并行遗传算法,即绝对加速比(speedup) = Ts/Tp,其中,Ts为串行遗传算法(单个处理器)的执行时间;Tp为并行遗传算法的执行时间。Amdahl定律适用于负载固定的情况,对于并行遗传算法而言,就是适用于总种群规模不变的情况。所以,Amdahl定律适用于主从式和细粒度模型,在适应度评价计算量较大时,主从式模型可以得到接近线性的加速比。由于细粒度模型的应用较少,适用的SIMD并行机的可扩展性也不突出,所以很少有人评价细粒度模型的加速比。利用Amdahl定律评价粗粒度模型时,需保持总的种群规模,即子种群数量和子种群规模成反比。这种情况下粗粒度模型的加速比接近线性,这是由于粗粒度模型的通信开销和同步开销都不大。5、实例:带约束并行多机调度5、1 问题描述最小化完工时间的带约束并行多机调度问题可描述如下:有 n 个相关的工件,m 台机器,每个工件都有确定的加工时间,且均可由 m 台机器中的任一台完成加工任务。要找一个最小调度,即确定每台机器上加工的工件号顺序,使加工完所有工件所需时间最短。算法关键在于:(1) 如何表示工件之间的关系。可以把 n 个相关工件表示成一个后继图,如上图所示。图中节点间的有向边表示工件之间的后继或编序关系。因此,Ti →Tj 表示工件 Tj 在完成之后才能启动工件Ti。显然对于 n 个相关工件,我们可以根据工件间的约束关系所表示成的后继图产生一符合约束条件的工件序列( a0,a1,…,ai,…,an-1) (0 ≤ai

行列式计算的毕业论文

还有三个月就是毕业生们答辩的时间了,但是很多毕业生们目前连选题都还没有选好。时间紧迫,我立马为大家精心整理了一些大学数学系本科毕业论文题目,供毕业生们参考! 1、导数在不等式证明中的应用 2、导数在不等式证明中的应用 3、导数在不等式证明中的应用 4、等价无穷小在求函数极限中的应用及推广 5、迪克斯特拉(Dijkstra)算法及其改进 6、第二积分中值定理“中间点”的性态 7、对均值不等式的探讨 8、对数学教学中开放题的探讨 9、对数学教学中开放题使用的几点思考 10、对现行较普遍的彩票发行方案的讨论 11、对一定理证明过程的感想 12、对一类递推数列收敛性的讨论 13、多扇图和多轮图的生成树计数 14、多维背包问题的扰动修复 15、多项式不可约的判别方法及应用 16、多元函数的极值 17、多元函数的极值及其应用 18、多元函数的极值及其应用 19、多元函数的极值问题 20、多元函数极值问题 21、二次曲线方程的化简 22、二元函数的单调性及其应用 23、二元函数的极值存在的判别方法 24、二元函数极限不存在性之研究 25、反对称矩阵与正交矩阵、对角形矩阵的关系 26、反循环矩阵和分块对称反循环矩阵 27、范德蒙行列式的一些应用 28、方阵A的伴随矩阵 29、放缩法及其应用 30、分块矩阵的应用 31、分块矩阵行列式计算的若干方法 32、辅助函数在数学分析中的应用 33、复合函数的可测性 34、概率方法在其他数学问题中的应用 35、概率论的发展简介及其在生活中的若干应用 36、概率论在彩票中的应用 37、概率统计在彩票中的应用 38、概率统计在实际生活中的应用 39、概率在点名机制中的应用 40、高阶等差数列的通项,前n项和公式的探讨及应用 41、给定点集最小覆盖快速近似算法的进一步研究及其应用 42、关联矩阵的一些性质及其应用 43、关于Gauss整数环及其推广 44、关于g-循环矩阵的逆矩阵 45、关于二重极限的若干计算方法 46、关于反函数问题的讨论 47、关于非线性方程问题的求解 48、关于函数一致连续性的几点注记 49、关于矩阵的秩的讨论 _ 50、关于两个特殊不等式的推广及应用 51、关于幂指函数的极限求法 52、关于扫雪问题的数学模型 53、关于实数完备性及其应用 54、关于数列通项公式问题探讨 55、关于椭圆性质及其应用地探究、推广 56、关于线性方程组的迭代法求解 57、关于一类非开非闭的商映射的构造 58、关于一类生态数学模型的几点思考 59、关于圆锥曲线中若干定值问题的求解初探 60、关于置信区间与假设检验的研究 61、关于周期函数的探讨 62、函数的一致连续性及其应用 63、函数定义的发展 64、函数级数在复分析中与在实分析中的关系 65、函数极值的求法 66、函数幂级数的展开和应用 67、函数项级数的收敛判别法的推广和应用 68、函数项级数一致收敛的判别 69、函数最值问题解法的探讨 70、蝴蝶定理的推广及应用 71、化归中的矛盾分析法研究 72、环上矩阵广义逆的若干性质 73、积分中值定理的再讨论 74、积分中值定理正反问题‘中间点’的渐近性 75、基于高中新教材的概率学习 76、基于最优生成树的'海底油气集输管网策略分析 77、级数求和的常用方法与几个特殊级数和 78、级数求和问题的几个转化 79、级数在求极限中的应用 80、极限的求法与技巧 81、极值的分析和运用 82、极值思想在图论中的应用 83、几个广义正定矩阵的内在联系及其区别 84、几个特殊不等式的巧妙证法及其推广应用 85、几个重要不等式的证明及应用 86、几个重要不等式在数学竞赛中的应用 87、几种特殊矩阵的逆矩阵求法

数学专业毕业论文选题方向

1动态规划及其应用问题。

2计算方法中关于误差的分析。

3微分中值定理的应用。

4模糊聚类分析在学生素质评定中的应用。

5关于古典概型的几点思考。

6浅谈数形结合在数学解题中的应用。

7高校毕业生就业竞争力分析。

8最大模原理及其推广和应用。

9 最大公因式求解算法。

10行列式的计算。

网上GOOGLE一下就可以了。不过那些范文都是互相网站之间抄来抄去的。你打算以那个为基础的话,你老师很容易发现你抄袭的痕迹的。

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