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军械工程学院研究生范文1
关键词：军队院校图书馆；师资队伍；文献检索课
作者简介：孙德强（1971-），男，山东招远人，军械工程学院图书馆馆长，副研究馆员；张静平（1974-），女，安徽肥东人，军械工程学院图书馆，馆员。（河北 石家庄 050003）
中图分类号：G645 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0207-02
当前，军队面临着建设信息化军队、打赢信息化战争的历史责任，具有较高信息素质的人才成为关键。作为培养军校学员信息素质的重要力量，军队院校图书馆文献检索课（以下简称“文检课”）师资队伍的建设显得尤为重要。但由于近几年军队院校编制体制调整，图书馆人员结构发生了较大改变。如何适应新形势，加快文检课教师队伍建设成为迫在眉睫需要解决的问题，军械工程学院图书馆对此进行了深入探索。
一、军队院校文献检索课师资队伍的特点分析
随着军队院校编制体制调整的逐步推进，图书馆文检课教员队伍发生了很大变化，非现役文职人员成为文检课教员队伍的新成员，形成了以军人与非现役文职人员并存的人员结构。在此过程中，文检课教师队伍呈现出几个特点：
1.教师队伍高学历化
随着非现役文职人员的加入，教师队伍的整体学历层次普遍提高。一项调查显示，在目前军队招收的非现役文职人员中，研究生学历者占47.3%，本科学历者占42.4%，大专学历者占10.3%。其中，本科、研究生学历者多集中在教学、科研、图书、档案、教育技术等岗位。而从目前军械工程学院图书馆从事文献检索课教学的师资队伍看，任课老师全部达到了硕士研究生学历。这些任课老师的学习能力很强、接受新知识的速度也很快，能够迅速将一些信息检索新技术、新理念融入到文献检索课教学中，使得文献检索课教学的授课内容与时代不脱节。
2.教师队伍年轻化
随着部分拥有授课经验的文职干部转业和非现役文职人员的加入，科技文献检索课教员队伍构成发生改变。有调查显示，目前招聘的多数文职人员没有工作经历，多为高校直接毕业的本科生和研究生，有工作经历者仅占13.6%。科技文献检索课教员队伍中大量非现役文职人员的加入使得教师队伍普遍呈现年轻化，为军队院校文献检索课师资队伍注入了新的活力。这些年轻教师发挥自身优势，采用学员喜闻乐见的授课方法，与学员打成一片，提高了学员的学习兴趣，收到了较好的效果。
3.教师队伍知识构成综合化
由于多种原因，各军队院校图书馆所招聘到的非现役文职人员学科专业涉及面较宽。在这支队伍中，除少部分文职人员与其所在院校学科专业相近外，大量文员所学的学科专业范围较为通用，如法律、文学、环境、历史等。因此，从这些文员中挑选出的文检课教员，其学科专业构成比较丰富，有与所在院校较为密切的学科专业，有与文献检索密切相关的英语、计算机等专业。也正是由于这样多学科专业的队伍构成，使得教员的队伍知识结构实现了理工与社科的相互融合。
二、军队院校文献检索课师资队伍中存在的问题
1.教师队伍普遍缺乏年龄梯次
面对日新月异的信息技术和逐渐兴起的各式信息服务，面对军队对信息化军事人才的迫切要求，文献检索课教学改革显得尤为迫切。但是，由于编制体制调整，大多数军队院校图书馆的文职干部迅速锐减，一些具有丰富教学经验的文职干部教师离开了部队。而由于非现役文职人员大多刚从学校毕业，初登讲台，在较短时间内从事科技文献检索课教学显得力不从心。教师队伍缺乏年龄梯次，缺乏老、中年龄层的教师对年轻教员进行传帮带。年轻教员走上工作岗位后，需要用较长时间、精力对授课方法和内容进行自我摸索。在这样的前提下，科技文献检索课的师资队伍忙于应付上岗，而对于文献检索课教学改革则无暇顾及。师资队伍的青黄不接和整体不成熟严重制约了科技文献检索课课程建设的总体发展。
2.教师知识结构欠缺军事学专业知识
军队院校图书馆是为学院教学、科研提供知识服务的学术机构。作为培养军事人才信息素质的重要课程，文献检索课教师应该具备军队的工作背景或军事、武器装备方面的知识，这在培养学员军事信息素质方面具有非常明显的优势。但是，非现役文职人员均来自于地方，到部队从事工作的时间较短，非现役文职人员都不具备这方面的背景或知识，讲解一般的文献检索知识时显得从容，可当涉及军事类或武器装备类检索实例讲解时则显得力不从心。因此，目前军队院校文献检索课师资队伍的选拔和培养都必须面对这一事实。
3.教师队伍缺乏信息服务经历
非现役文职人员的补充使得教员队伍从整体素质和学历层次上发生了较大改变。但是，由于这些非现役文职教员补充到岗位时比较仓促，大部分教员都没有参与过信息服务，特别是定题服务、专题服务、科技查新、情报服务等高层次信息服务。科技文献检索课是一门方法技能课，需要教师具备长期的检索实践，需要在授课过程中对学生的实际检索给予直接的、有针对性的指导。而目前大多数图书馆招聘的非现役文职人员缺乏图书馆学、情报学的专业背景知识，需要在走上讲台前自学相关的理论知识，并利用较多时间通过教员岗前验收。而具备检索实践这一重要经历往往为人们忽视。
三、军队院校文献检索课师资队伍建设的实践探索
如何立足现状尽快建设一支适应新形势、新变化的师资队伍是目前军队院校文献检索课所面临的重要问题。结合文职干部与非现役文职人员的各自特点，经过6年的实践与探索，我院图书馆在文检课师资队伍培养方面进行了多方尝试和摸索。
1.确立合理的师资队伍培养模式
结合我院的学科专业设置和科技文献检索课的教学实际情况确立了“训练验收、层次递进、边讲边训”的师资队伍培养模式。训练验收，即对挑选的教员苗子进行重点培养，通过各种方法提高其授课技能，并在其上岗前进行全面验收；层次递进，即按照本科生入馆讲座、国防生和研究生入馆讲座、本科生科技文献检索课、研究生科技文献检索课和专题讲座的层次对进入师资队伍的教员递进分派授课任务；边讲边训，即为承担授课任务的教员提供各种受训机会，让其在承担授课任务的同时能够不断学习、开拓视野，提高自身的整体素质。基于这样的有计划、有重点的师资队伍培养模式，我馆的师资队伍整体水平得到了提高，同时也保持了师资队伍的整体活力。
2.选拔优秀人才加入文检课师资队伍
文献检索课教员的个体素质决定着队伍的整体水平。因此，任课教员的选拔一直是图书馆科技文献检索课师资队伍建设的重要环节。根据科技文献检索课的课程性质和要求，图书馆选拔专业素质高、知识能力强的人员加入师资队伍。具体说来，任课教员必须具备以下基本素质：全面了解学院的学科专业建设情况；拥有图书馆读者服务的实际经历；具备文献检索的理论知识和实际经验；具有较好的外语基础；具有较好的文字组织能力及语言表达能力；具备一定的教育学及教育心理学知识。具体来说，我馆采用“进阶法”培养师资队伍，即从在一线咨询服务馆员中选拔服务好、能力强的馆员承担介绍性讲座，从介绍性讲座教员中选拔讲课教员，再从讲课教员中选拔专题讲座教员。
3.借助多种培养渠道提高任课教员整体素质
为培养一支过硬的师资队伍，图书馆通过多个渠道对任课教员进行培养和锻炼。其一，积极为科技文献检索课教员参加学术会议、教学研讨活动和各种培训班创造条件，拓展他们的视野，以便不断改进教学方法，增添新的教学内容，不断提高教学质量。自2009年以来，选派任课教员外出参加相关学术会议和教学研讨活动共计20余次，外出参加相关培训班共计10余次。其二，提倡科技文献检索课教员通过自学进行自我完善，鼓励文献检索课教员针对自己的知识缺口进行有选择的学习，以便在教学过程中不断提高自己的业务质量。其三，科技文献检索课教员在完成教学工作的同时，参与图书馆的读者服务工作，为读者开展检索咨询、科技查新、定题专题等服务。通过参与读者服务活动，授课教员了解了不同授课对象的信息需求，把握了图书馆馆藏资源与服务，增强了实际检索文献信息的能力，对科技文献检索课的教学发展起到良好的促进作用。其四，安排科技文献检索课教员参与相关课题研究。一方面，通过参加图书馆相关课题研究，授课教员在研究中增加了自己的知识积累，提升自身的业务素质。另一方面，在参与学院相关科研课题中，教员为课题组提供文献信息保障或相关研究报告，在这个实践过程中教员不仅提高了自己的检索能力和研究能力，还将这些实践经验运用到教学实践中，增强了科技文献检索课授课内容的针对性和生动性。其五，组织科技文献检索课教员进行教学方法的研究和交流，以老带新、以新促老，教员间互相取长补短，不断总结经验，使课程更上一层楼。
4.发掘培养后备力量，健全师资队伍体系
对于具备潜质的其他工作人员，图书馆将其列为科技文献检索课师资队伍的后备力量来培养。第一，安排他们承担图书馆馆内业务培训任务，选择一些小专题请其在图书馆内部进行讲解，为其提供锻炼机会。第二，鼓励他们参与科技文献检索课的上机实习或到馆参观，为其提供与不同层次授课对象近距离接触的机会，使其多方了解授课对象的信息需求和特点。其三，积极鼓励后备力量参加相关学术会议、教学研讨活动，安排他们外出学习，参加各种培训班。后备力量的发掘与培养为图书馆科技文献检索课师资队伍的建设与发展奠定了良好基础。经过长期努力，图书馆已经培养了一支人员构成合理、思想过硬、业务水平优良、相对稳定的教学师资队伍。
参考文献：
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【关键词】DSPUART蓝牙接口
蓝牙技术作为一种低成本、低功耗、近距离的无线通信技术,正广泛应用于固定与移动设备通信环境中的个人网络,数据速率可高达1Mb/s;它采用跳频/时分复用技术,能进行点对点和点对多点的通信[1]。ADSP-BF533是ADI公司Blackfin系列的高速数字信号处理器芯片,基于DSP的蓝牙无线传输系统设计,利用DSP简单算法实现对复杂信号的处理,大大提高了系统的数据处理能力;同时信号传输用无线代替有线电缆,解决了电缆传输存在的弊端,拓宽了系统在较为恶劣的环境或特殊场所的应用。
1 系统总体硬件设计
整个系统硬件主要由ADSP-BF533、ADC模块、CPLD逻辑控制电路、ROK101 007蓝牙模块以及存储器组成,其硬件连接如图1所示:
图1 系统硬件结构总框图
如图1所示,DSP是核心控制器件,它扩展了Flash程序存储器和SDRAM数据存储器,FLASH保存DSP所需要的程序,供DSP上电调用;JTAG是DSP的仿真接口;时钟复位电路提供DSP模块正常工作所需的时钟频率和复位信号;由CPLD组成的逻辑控制模块接收DSP传送过来的动作命令,控制A/D转换模块进行数据采集,并提供对FIFO的接口时序,实现转换数据的存储。这里采用Altera公司的复杂可编程逻辑器EPM3128ATC100-5,其内部电路采用Verilog HDL语言编写,即可生成相应的操作电路,实现对各种输入信号的锁存、判断和处理,以及对各种命令信号的执行和输出信号的控制。
ADSP-BF533和蓝牙模块ROK101 007的连接是本系统硬件连接的重点,两者之间可以采用UART和USB接口两种方式进行通信,下面将对这两种通信设计方案进行比较。
2 DSP与蓝牙模块接口电路
2.1 ROK101 007蓝牙模块
ROK101 007是爱立信公司出品的一款适用于短距离通信的无线/基带模块。该蓝牙模块集成度高、功耗小,完全兼容蓝牙协议v1.1,可嵌入任何需要蓝牙功能的设备中。该模块包含无线收发器(PBA 31301/2)、基带控制器、闪存、电源管理和时钟5个功能模块,可提供高至HCI层的功能。图2为其内部结构框图[2]:
图2ROK101 007内部结构框图
该模块还提供有USB、UART和PCM接口,同时支持蓝牙语音和数据传输,因而能方便地与主机或其他设备进行互连通信。ROK101 007的USB接口符合USB1.1规范,通过双向端口D+和D-的数据传输速率可达到12Mb/s。当使用USB接口与主机通信时,ROK101 007是一个USB从设备。与该接口有关的管脚有:
(1)D+(B1)、D-(B2):用于数据传输,其中括号内的字母和数字表示其管脚号(下同);
(2)Wake up(B4)、Detach(C1):专用于与笔记本电脑的互联,主要用来控制笔记本电脑的状态。
当主机处于掉电模式时,如果蓝牙系统收到建立连接的请求,Wake up信号就会“唤醒”主机。主机的“挂起(suspend)”可通过Detach信号来实现。UART接口ROK101 007的UART接口标准符合工业规范16C450,支持的波特率有(单位:b/s):300、600、900、1200、1800、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200、230400和460800。使用爱立信自定义的HCI命令“HCI Ericsson Set Uart Baud Rate”可改变UART接口的波特率。
该接口中还有128字节的先入先出(FIFO)缓冲器。
与该接口有关的有4个管脚,具体如下:
(1)TXD(B5)、RXD(A5):用于收发数据;
(2)RTS(A6)、CTS(B6):用于数据流控制。
2.2 DSP与蓝牙模块UART口通信设计
串行通信接口通常采用三线制接法,即地、接收数据(RXD)和发送数据(TXD)。DSP与蓝牙模块使用UART口进行通信时,蓝牙模块作为一个DCE,异步串口通信参数可以通过设置ADSP-BF533的内部寄存器来改变,如串口通信速率、有无奇偶校验、停止位等。由于ADSP-BF533具备异步串行通信端口,而且其工作电压为3.3V和1.3V,蓝牙模块工作电压为3.3V,因此,当DSP使用异步串口与蓝牙芯片通信时,两者之间可直接连接,无需电平转换。其接口电路设计如图3所示:
图3 DSP与蓝牙模块UART接口设计
使ADSP-BF533的TX引脚接蓝牙模块的RXD,RX引脚接蓝牙模块的TXD。此外,考虑到系统的通信波特率比较高,数据流量比较大,为了保证传输数据的稳定可靠性,系统设计时采用了硬件流控制方式。意即使蓝牙模块的RTS引脚与BF533的I/O端口相连,系统发送数据时首先判断BF533的I/O端口状态,从而监视RTS是否“忙”。当接收端数据缓冲区满,接收端将RTS置为高电平,通知发送端“忙”,请求暂停发送数据,发送端检测到RTS“忙”则立即暂停发送;相反,当发送端检测RTS空闲,表明接收端数据缓冲区不满,发送端继续发送数据。
2.3 DSP与蓝牙模块USB口通信设计
DSP与蓝牙模块使用USB接口方式进行通信时,要通过USB口转换电路,然后再与蓝牙模块的USB双向端口D+和D-相连;当采用蓝牙模块USB口低速连接方式,速率也可达到1.5Mb/s。
DSP模块USB口转换电路采用FTDI公司推出的USB芯片FT245BL[3]。该芯片内部固化了实现USB通讯协议的固件程序,对外向用户提供了相应设备的驱动程序,在与蓝牙模块ROK101 007的USB接口设计中,只需进行必要的硬件设计和简单的软件编程就可以实现,这样就大大降低了开发难度,缩短了开发周期。蓝牙模块与实现USB接口通信相关的引脚主要是D+(B1)和D-(B2),在上节中已有所描述。BF533通过USB芯片FT245BL实现与蓝牙模块的USB接口通信,其详细的电路设计如图4所示:
图4DSP与蓝牙模块USB接口设计原理图
由图4可见,FT245BL的8位数据线D7～D0通过终端匹配电阻连接在DSP的低8位数据总线上;RXF用于判断接收FIFO是否有数据,设计时RXF引脚接DSP的PF3引脚,只要数据大于或等于1个,RXF就为低,通知DSP可以读取数据;TXE用于判断发送FIFO是否满,0为不满,1为满,当TXE为0时,外部DSP向发送FIFO缓冲区写数据,直到发送数据全部写入;读RD、写WR、发送使能TXE信号原本也可以直接与BF533的读、写线直接对连,但由于FT245BL芯片没有片选线,所以RD、WR以及TXE都是经过CPLD内部的USB逻辑电路处理后才连接的。
FT245BL时钟由外部6MHz晶体振荡器提供,晶体振荡器两端分别通过1个27pF电容接地,组成振荡网络。EEPROM接口不连接配置芯片。设计时考虑到FT245BL芯片始终处于正常工作状态,所以TEST引脚直接接地;同时,SI/WU引脚接3.3V电源,唤醒功能不使用。另外,电源电路增加了旁路和去耦电容,以提高电源的稳定性和抗干扰性能。FT245BL与蓝牙模块连接时,FT245BL的USBDM经33欧姆电阻接ROK101 007的D+,USBPM经33欧姆电阻后接ROK101 007的D-,采用低速通信连接方式;若采用全速通信时,需将FT245BL的USBDP(D+)引脚配置一个1.5K的上拉电阻后连到RSTOUT引脚,使得芯片以全速状态进行通信。
与UART口进行通信相比,DSP与蓝牙模块采用USB口通信具有数据传输速率高、串口通信软件编程简单等优点。不过DSP与蓝牙模块USB接口驱动程序的开发比较困难,另外针对不同的DSP和蓝牙模块都需要开发相应的高层驱动程序,工作量很大,通用性也比较差,除特殊需要外,一般不采用这种方式进行数据传输。所以本系统中BF533拟与蓝牙模块使用UART口进行通信,下面就其UART口通信软件设计进行阐述。
3 软件设计
DSP和蓝牙接口的软件结构分为三个层次[4]:
(1)系统的应用程序;
(2)为蓝牙设备开发的设备驱动程序,包括蓝牙的高层协议(RFCOMM和L2CAP等);
(3)蓝牙基带部分协议:这部分协议已经固化在蓝牙模块中。
本系统中,由于采用蓝牙接口模块,其中基带和链路管路协议部分由蓝牙模块实现。用户只需在DSP中编写数据收发程序即可。
DSP编程的主要任务是初始化并管理板上的资源和实现前端数字信号处理的算法。Visual DSP++是ADI公司提供的用于DSP程序开发的可视化集成开发环境,支持Blackfin系列DSP芯片的编程、调试和开发。DSP中实现下位机蓝牙无线传输软件设计流程图如图5所示。
系统上电复位后,首先完成系统初始化操作,包括ADSP-BF533的初始化和蓝牙模块的初始化。ADSP-BF533自身的初始化包括配置RAM块,设置I/O模式、定时器模式、中断等;然后等待接受上位机蓝牙模块发送的控制命令,完成与上位机的建立连接、数据传输、断开连接等操作。ADSP-BF533的程序存储器中存有常用的数字信号处理算法,它在收到上位机通过蓝牙发送的控制信息后,在中断函数中选择某种处理算法,同时向CPLD发出动作命令,控制A/D转换模块完成信号的采集并将采集到的数据存入FIFO中。当FIFO中数据达到半满时,向ADSP-BF533提出中断申请,ADSP-BF533响应此中断,在中断函数中实现对部分采样数据的读取,在主循环程序中根据上位机选定的处理算法完成数据的前端处理,然后将数据打包,通过蓝牙传输给上位机。
4 结语
与传统的数据采集传输系统相比,基于DSP的蓝牙无线传输系统,核心处理器的选型上采用数字处理能力强大的DSP芯片,无线传输技术上采用目前技术比较成熟、应用领域比较广泛的蓝牙技术来实现。通过比较,该系统中BF533拟与蓝牙模块使用UART口进行通信。不过,系统要在工业现场,特别是在装备检测领域得到推广应用,还需要根据实际测试需求做大量的工作。
参考文献
[1]金纯,等. 蓝牙技术[M]. 北京: 电子工业出版社, 2001.
[2]钱志鸿,等. 蓝牙技术原理、开发与应用[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社,2006.
[3]FT245BL USB FIFO (USB - Parallel) I.C[P]. Future Technology Devices Intl.Ltd, 2005.
[4]汪安民,等. DSP嵌入式系统开发典型案例[M]. 北京: 人民邮电出版社,2007.
【作者简介】
刘 品：军械工程学院火控教研室硕士研究生，研究方向：控制理论与控制工程。
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关键词：项目教学法；研究生教学；探究
作者简介：李春鹏（1975-），男，江苏丰县人，军械工程学院教育技术中心，讲师；王栓杰（1972-），男，河北定州人，军械工程学院教育技术中心，讲师。（河北?石家庄?050003）
中图分类号：G643.2?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）22-0043-01
一、项目教学法
项目教学法就是教师和学习者在课堂上针对一个完整的教学项目而彼此协作、共同完成的一种教学活动，也就是通过实践具有一定理论基础、具有一定实用价值的项目来进行教学。项目可以是具体的实物，也可以是开发学习者智力方面的项目。[1]项目教学法强调把学习设置在有意义的项目课题情景中，通过学习者的自主探究和合作来解决问题，从而学习隐含在课题背后的科学知识，达到对知识点的掌握。研究生阶段的学习强调以研促学，因此，利用项目教学法开展研究生教育是一种有益的教学模式。
二、项目教学法在研究生教学中的优势
1.有利于调节研究生学习的心理认知
对于从本科阶段刚刚过渡到研究生阶段的学习者，还有可能习惯于那种以教师讲授式为主的大课堂、大教室的学习氛围，对于专业课程的几个人授课还不是很适应。利用项目教学法可以将本专业要研究的内容结合到学习者比较感兴趣的实物或者日常中所常见的现象中引入课堂，使学习者在近距离面对教师时能从心理上放松对所学知识点的紧张感，在不知不觉的自然状态下达到对知识的理解和运用。
2.有利于教师制订适合的学习规划
学习者认知水平的差异决定了教师在制订学习规划时要加以考虑，而对于每次授课的内容，学习者真正掌握的情况也是教师所最想了解到的。利用项目教学法，教师以布置任务或课题的形式把所学的知识点融入其中，根据学习者独立完成的情况，教师就能对每个学习者所接受知识的情况有一个比较清晰直观的认识，以此为据，可实时调节教学方案，制订更合理的学习规划。
3.有利于整合学习者的知识体系
课堂上讲授的知识其实作为一个有机的整体是不可分割的。研究生的学习研究也是如此，作为专业的研究方向也需要大量的专业基础知识和相关专业背景知识的积累。因此，综合掌握多方面的知识对于研究生的教学研究非常有利。利用项目教学法，教师可以多提出一些带有知识连贯性的“纵向”课题和扩大知识面的“横向”课题供学习者思考，这样有利于在整合学习者综合知识体系的同时，拓宽学习者的思维发展空间。
三、项目教学法在研究生教学中的应用
1.项目的设置
项目的设置是项目教学法能否成功实施的关键。首先，项目的难度要合理把握。项目太简单了，学习者虽然发言踊跃，讨论热烈，一派欣欣向荣的景象，但实际上由于“门槛”太低，学习者不需要太多的思考，其实学不到什么真正知识。项目如果过于复杂，大部分学习者无力应付，教学气氛沉闷，课堂成了教师的脱口秀的舞台，这大大影响了学习者学习的积极性和能动性。因此在问题的难度上，应该把握“半模糊式”的设置，即让学习者感到项目似曾相识，可又有些琢磨不透，课题的解决之路好似就在自己不远的面前，但却必须要经过一番努力去争取。其次，项目的设置要有一定的梯度层次性。特别是对于专业基础课而言，由于学习者并非全部是本专业的学生，还有相关专业或学科的学习者，认知程度的不同也就要求要因材施教。教师在设置项目课题的层面上要分为三个层次。第一层是入门级，使所有学习者都能导入到学习的氛围中来；第二层是针对相关专业学习者的，要有一定的深度和难度，着重解决本次课的难点和重点内容；第三层的设置是特定为研究本专业的学习者准备的，其重点在第二层的基础上更多地侧重于知识内在原理的把握和来龙去脉以及整体知识的融会贯通。这样，不同的学习者都能找准自己的学习目标，学习效率会大大提高。另外，问题的设置还要紧贴教学的突破点。教师所提问的问题既要有思考拓展的空间，又要有清晰的针对性和指向性。问题的设计力求问在教学重点之上，探在思维滞留之处，思在发散求异之点。[2]这样通过问题的探究过程，引导学习者进行更深层次地学习。
2.自主学习与协作学习
基于项目的学习强调在课堂中要充分体现学习者的主体角色，要把灌输讲授式教学变为基于具体项目课题的教学，学习者由被动地听转变为主动地学，实践地练。教师从课堂的中心地位转化为学习者学习的引导者和辅助者。因此学习者自主学习和协作学习成为学习者课堂学习的主要组成部分。自主学习就是学习者在接受教师的项目课题后能够及时调整自我思路，针对问题的特点和自己对知识的掌握程度，探求出课题的突破点，直至解决课题。在自主学习中，学习者除了要掌握科学的探究方法外，还要具备制订学习计划的能力、获取有效资料和信息的能力以及归纳整理“同化”为自我知识的能力。协作学习是单靠学习者个人的能力很难实现或者无法实现，而采用的以学习小组的形式共同完成。分组是协作学习进行的第一步，每个小组人数不要太多，一般3～5人就可以了。教师要根据学习者认知的程度和特点、个性的不同、性别的差异进行异质分组，同时又在组间采用同质分组，这样就既保证了组内成员的多样性，容易达成和谐的学习氛围，又能使各个小组间在认知程度上大体一致，有利于形成竞争促学的良好风气。在分组的基础上，还要设定每组的组长，一般由责任心较强、学习态度端正、成绩较好以及有一定管理经验的学习者担当，组长的任务是接受任务后组织全组成员共同研究，制订学习规划，并依据每个人的特点赋予不同的研究任务。在协作学习中，每个人都是整体学习进程中不可分割的一部分。这在一定程度上增强了学习者学习的责任感和积极性。在学习进程中，学习者遇到的难点可以和小组成员共同协商解决，也可以积极地和教师沟通交流，同时学习者也可以把研究过程中的感悟体会或者学习心得等和小组成员共享。此外，小组之间以积分形式，可以采用对话、商讨、竞争、辩论等形式对问题进行小组争辩赛，这样经过多方面交流与协商，学习者不仅能加深对知识的理解和认识，同时还历练了学习者的组织能力、协作交往能力。不同专业知识背景的学习者在信息的交流和碰撞中，容易摩擦出火花来，也许新的创新点就由此而生。教师更多的是引导和启发学习者深入思考和有效讨论，当学习者发表的结论不够准确时要鼓励其他学习者进行有效纠正或补充，并提示学习者对所取得的研究成果进行提炼和升华，形成所掌握的知识点。
3.评价标准的制订
在基于项目学习的教学过程中，学习者探究的过程无论是从选题的切入、协作的开展、论点的确立，还是学习策略的运用，无不是学习者思维发展深入的表象，都会对最终的教学成果产生一定的影响。因此，教师在评价过程中，应该人性化地考虑多方面的因素。在评价标准的制订上应该采用结果评价与过程评价相结合、个人评价与小组评价相结合的方式。也就是在评价过程中把握三方面原则：一是关注学习者自学或在小组协作学习中的表现，特别是在任务的参与程度上、组内所作贡献的大小以及对于疑难点问题的攻克程度等方面衡量；这部分可采用小组成员集体评价的形式定性评价；二是关注学习者对所应掌握知识的接受情况，这部分以试卷考核的形式进行，为定量评价；三是关注学习者创新性观点、思路的提出或者解决问题的能力，这部分采用教师和学习者共同评议的方式。最后，教师将以上三方面的评价标准加以整合，并根据教学的实际内容配别不同的权重比，形成学习者的最终评价结果。
项目教学法利用项目课题的设置，引导学习者有效学习、探究、深入思考，并促进了学习者自学和协作学习的能力。在研究生阶段教学中，应用项目教学法是非常必要的。作为教学研究者应不断探索和实践，以期在研究生教学中达到更好的实践效果。
参考文献：
军械工程学院研究生范文4
摘 要：文章在对隐性知识阐述的基础上，指明了军队院校任职教育的特点，文章在对隐性知识教学的SECI知识创新模型的解析过程中，重点论述了隐性知识在军队院校任职教育中的教学模式。
关键词：军队院校；任职教育；隐性知识
中图分类号：E251.1 文献标识码：A
一、引言
“隐性知识”（Tacit Knowledge）这个术语是英国著名哲学家波兰尼(M・Polanyi，1891―1976)在其代表作《个人知识》中首次明确提出的。在这部著作中，他首次将人类的全部知识分为隐性知识(Tacit knowledge，也译作缄默知识)与显性知识(Explicit knowledge)。显性知识能够用书面文字或图形、符号表述出来，并可以保存在书本以及各种传播媒介中。隐性知识隐含在个体的头脑中，难以用语言表述，却在事实上支配着个体的认识活动。波兰尼证明隐性知识的经典比喻是：“我们能在成千上万张脸中认出某一个人的脸。在通常情况下，我们却说不出我们是怎样认出这张脸的。”他认为这类知识的绝大部分是难以用语言表达的，从而就有了他的另一个著名命题：“我们知晓的比我们能说出的多。”[1][2]按照德尔菲集团(Delphi Group，1997)的研究，42%的组织知识来源于员工的头脑(employee’s brain)，即个体隐性知识[3]。一些学者认为在个别组织，这个比例甚至能达到90%[4]。隐性知识不像显性知识那样容易被模仿、复制和窃取，它不仅是个人在实践和工作中取得成功的重要因素，而且也是组织创新的基础和源泉。因此，管理学大师德鲁克曾经忠告人们“知识已经成为关键的经济资源，而且是竞争优势的主导性来源，甚至可能是唯一的来源。”近几年，国内外对隐性知识管理的研究开始活跃起来[5][6][7]，这是隐性知识挖掘带来的巨大收益让人们对它刮目相看的结果。在教育领域，隐性知识教学对传统教学产生了巨大影响和冲击，许多学者开始关注教师自身和学生身上个人隐性知识显性化的教学模式改革的思路、方法和策略[8][9][10]。
军队任职教育培训的学员积累了大量的隐性知识，在教学过程中，引进隐性知识教学理念，将蕴藏在学员身上的这些隐性知识进行充分挖掘和整理，转变传统的教员“一言堂”教学模式，不仅符合当前我军院校教育加快教学改革步伐的整体要求，而且也有利于我军培养适应建设信息化军队、打赢信息化战争需要的新型高素质军事人才的人才战略规划，使我军培养质量不断适应中国特色军革的需要。
二、军队院校任职教育的特点
任职培训干部与本科生教育相比，有其自身的规律和特点，体现在以下几个方面：
（一）任职教育的突出特点是针对性强
与生长干部学历教育的专业有所不同，任职教育培训的专业大都针对性比较强。它是针对部队的岗位编制、岗位职责、人员素质、部队建设和军事斗争准备需要而确定的，它的培训专业设置、培训员额是取决于部队的需求。
（二）任职教育的教学内容根据培训对象的岗位需求确定
任职教育的教学内容是根据培训对象的不同要求，本着“瞄准专业领域前沿，贴近岗位需要，贴近军事斗争后勤准备实际，办出特色，办出水平”的精神设置的，具体讲就是“缺什么补什么，需要什么教什么”。
（三）培训时间比较短，培训课程比较多
时间短，课程多是任职教育的又一大特点。要想在短时间内达到理想的学习效果，教员就要充分调动起学员自身的学习热情，最大限度地提高学习效率。
（四）所学专业跨度大，教学难度增大
参加任职培训教育的学员，所从事专业与所学专业往往不一致，而所学专业跨度很大，这给教学带来一定的难度。
（五）干部学员的学历层次、年龄结构、职务高低结构复杂
从学历层次看，有大专、本科，还有研究生。从年龄结构看，年龄最大的四十多岁，最小的只有二十几岁，年龄相差较大。从职务高低来看，有副连长，也有团职以上干部，高低差别明显。
三、隐性知识教学的理论基础――SECI知识创新模型
隐性知识在一定的条件下可以转化为显性知识，1995年，日本著名学者郁次郎(Nonaka)和竹内光隆(Tadruchi) 在《知识创造公司》一书中研究了隐性知识和显性知识相互转化的四种模式[11]。他们提出，可以将个体知识运动过程分为四个阶段，简称SECI知识创新模型，见图1。
（一）社会化(Socializion)――从隐性到隐性
个体可以在一定的文化氛围和情境下，通过观察、模仿和实践等“潜移默化”的方式使自己置身于他人的思考之中，获得与他人同样的体验，从而达成与他人隐性知识或隐性认知模式的分享。
（二）外显化(Externalization)――从隐性到显性
个体可以通过隐喻、类比、模型三个阶段，将自己的隐性知识用概念化、系统化的符号进行表达。
（三）联合化(Combination)――从显性到显性
把个体显性化后的知识通过汇集、整理，用清晰的、标准化的符号进行指代,然后再以一定的方式扩散给其他个体，使之能够在更大的范围内进行传播和发生作用。这一过程主要包括汇集、明晰和传播三个阶段。
（四）内在化(Internalization)――从显性到隐性
个体在共享新的显性知识时，也在将其内化为自己的隐性知识，并用它来拓宽、延伸和重构自己的隐性知识系统。内化的方式主要有行动与实验。
从SECI模式中，我们看到这四个阶段组成一个有机的整体，隐性知识和显性知识的转化、传递和创造是一个动态的、递进的过程，知识创造可以从其中的任何一个阶段开始，然后经过其他三个阶段后又回到起始点，形成一个循环。然后再以更高的起点开始第二次运动，按照螺旋上升的方式永无止境地运动下去，因此被日本学者郁次郎称为“知识螺旋”。当个人的隐性知识完成一次知识螺旋运动，转化为新的隐性知识后，新的知识螺旋运动又开始了如此循环往复，个人的知识和能力就不断地得到拓展和提升。
这一模型对个人隐性知识的获得、转化过程进行详细地分析与描述，可以为隐性知识教学模式探索提供强有力的理论基础和过程借鉴。
四、隐性知识教学
（一）隐性知识教学的概念
教育界对隐性知识教学尚没有统一的概念。简单讲，以开发隐性知识为目的的教学称为隐性知识教学。黄兆利认为，隐性知识教学就是通过技艺演示，诀窍外显，经验传授和技术培训等教育形式来培养学生，使所培养的学生有一种发现问题、积极探索的心理取向，使学生具有获取知识、运用知识、创造知识的能力，即要培养学生的发散思维、创造个性和知识的转化能力。[12]我们认为，隐性知识教学就是挖掘蕴藏在教员和学员身上的隐性知识，使隐性知识外显，通过专题研讨、经验传授和小组讨论、案例分析等教学形式来培养学员的自学能力、研究能力、思维能力、组织能力和解决问题的能力，从而将隐性知识转化为智慧，有效地提高教员和学员的综合素质。隐性知识教学通过发散思维能使学生围绕某一问题辐射性进行思考和联想，可以广泛吸收、搜取各种与隐性知识、感性材料相关的信息，形成一个新发现和新发明的思维网络。
（二）隐性知识教学的实施
1.以工作任务为核心，构建新的课程体系
任职培训是将工作任务作为一个整体的目标，通过继续教育，将隐性知识学习与相关的显性知识学习有机的结合起来，从而达到提升个人素质，提高工作效率的目的。以工作任务为核心，构建新的课程体系，就是将工作任务作为一个整体的目标，把以获取技术要素为主的隐性知识学习与相关的显性知识学习有机的结合起来。因此，军队院校任职教育培训，首先要打破学科本位课程的封闭状态，突出隐性知识学习的重要性，削减理论课程的比重，加强实践研讨课程建设，明确实践研讨课程在新课程体系中的主导地位，使基于实践和工作过程的学习成为任职培训学员的主要学习方式，应该明确任职培训学员学习理论知识不是以学术研究为目的，而是为了更好地实现隐性知识的转化，即能力的提高。理论学习要服从、服务于隐性知识学习，任职院校要权衡两类课程的比重，使隐性知识的随机性和显性知识的系统性之间保持一定的张力和平衡，以利于学员以工作任务为中心构建知识体系。
2.由单边发动到双边互动，建设开放性课堂
在职干部在工作岗位上积累了一些工作经验，有一些好的工作思路、工作方法，形成了大量的军事隐性知识。建设开放性课堂，就是教员放弃自己在课堂上“一言堂”的角色，将师生关系中的教员占绝对权威变尊重在职干部在工作岗位上积累的实践知识，变单纯强调理论知识的作用为理论知识与实践知识并重，由单边发动到双边互动。开放性课堂的主要做法是：提供相对宽松的课堂情境，以便官兵在无失败顾虑的情况下摸索、完善主观认知体系。在此过程中，教员可以依靠发问和提示的方式，加速在职干部隐性知识的交流与转化；教员也可以将在职干部按照一定的方式（如按军区、岗位）进行编组，让他们在工作交流中彼此启发，促进隐性知识的挖掘、获取和传播。
3.增加实践课比重，以提高实践能力为目标
当前军队院校在培养装备管理和保障人才的过程中，缺少真实的环境，隐性知识的传播与获取总是与特定的问题或一定的情境联系在一起的，因此，隐性知识发挥作用需要预设的特定情境，使得特殊问题情景在课堂上“再现”。实践课，是真正能够将隐性知识转化为实践能力的设施和场所。许多军队院校为了开展科学研究工作，创建了军队重点实验室、仿真实验室、军事专业活动室、多功能专业教室、模拟指挥作战环境等各种实践模拟场所，军队院校在职干部培训可以考虑增加实践课程比重，充分挖掘现有硬件设施的潜力，扩大干部继续教育的资源，使科研优势转化为教学优势。
4.教学设计
隐性知识教学的总目标，就是通过对隐性知识的挖掘、吸纳、整理、消化、吸收，使其最终转化为学习者的工作能力。隐性知识教学内容活跃性强，个性强，最能体现素质教育的主旨。成功的教学设计应该既能体现学习者的共性需求，又能满足其个性要求。隐性知识教学设计人员在考虑和实施教学设计方案时，要充分尊重学生的个性化需求和不同层次、不同岗位的在职干部的实际工作需求，选择并确定最佳教学手段。隐性知识教学设计应贯彻以有利于学生自主学习和组合，便于交流、展示个人能力、表现个性、知识创新的原则。隐性知识在教学中主要体现在实习和操作阶段，是变未知到已知的综合性训练阶段，也是个人能力的最初显示阶段。因此，教材既要保证达到教学目标而必须的全部学习内容，又要体现出学员个性的需求，使能够按照自己的学习方法和对专业知识的需求自主地选择、组合学习材料，自行提炼、汇总、贯穿、吸收随性知识，真正掌握多种知识和技巧并有所创新。
5.建立学习共同体，变革学习方式
学习共同体，是一个由学习者及助学者（包括教师、专家和辅导者）共同构成的团体，他们彼此间经常在学习过程中进行沟通、交流、分享各种学习资源，共同完成一定的学习任务，因而在学习者之间形成了相互影响、相互信任、相互促进的人际关系。[13]
在任职教育中，以学习共同体为单位开展研究和讨论，既能促进不同军兵种、具有不同任职经历的学员之间的相互交流、相互学习，达到互学互通、共同提高的目的，也有利于培养学员的沟通能力、协作能力，通过学习共同体的运作，可以大大促进所有参与者的团队意识，在学习者自身、教员、其他学习者、课程和环境的互动中不断调整，改善学习者自身的认知结构，开阔学习者的眼界，提高其素质。
参考文献
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[11]黄兆利.隐性知识教学初探[J].中国轻工教育,2001,(3).
军械工程学院研究生范文5
将任务驱动法应用于毕业设计，其首要任务是教员应科学合理地设计任务，即任务驱动法的“任务设计”。“任务设计”环节直接影响任务的完成进度和质量，教员要对“任务”进行精心设计。首先，保证“任务”的先进性。教员设计“任务”时要紧贴装备保障和现代战争的需求，使布置给学员的任务和部队的需求紧密联系，让学员在完成任务的过程中解决紧贴装备保障的工程实际问题。其次，保证“任务”的可操作性。结合本科学员的认知水平和个人特长，教员所设计的“任务”要结合学员的实际情况，既能够要让学员理解，也能激发学员解决问题的欲望，还要让学员通过仔细的思考才能得出结论。学员要通过查阅大量的资料，对资料和已学过的有关知识进行加工、理解，利用已有知识对整个问题进行分析，找到解决问题的途径和方法。因此，任务驱动法“任务设计”环节要求教员精心设计“任务”，分析学员的认知水平和实际能力，分析“任务”的先进性和可操作性，使两者有效地匹配在一起。在弹药储供专业的毕业设计中，有这样一类科研设计问题：对现有的弹药包装材料进行改性实验研究。按照包装课程的要求，学员掌握包装材料的制备方法和工艺即可。在包装材料实验室中，教员要先讲解操作规程和步骤，然后让学员分组操作。在这种教学模式中，学员的学习积极性不高，仅仅会掌握一些仪器使用的方法和操作规程，体现不出学员在学习过程的创新性。在将任务驱动法应用于毕业设计中时，应注意创设真实的教学情境，使学员的学习环境和现实情境类似，明确与工程实际紧密联系的“任务”，让“任务”的解决过程与现实问题的解决过程类似。因此，教员在教学中可以创设这样的情境：在现代战争复杂的电磁环境下，战场环境日益恶劣（静电、雷电和电磁干扰），在平时的储存和使用过程中，弹药燃爆事故时有发生，严重地威胁弹药的生存和安全。因此，对弹药装备，尤其是新型弹药来说，在复杂环境下的自身生存能力问题亟待解决。但现有的弹药包装防护性能有限，不能解决上述问题。针对这一矛盾，要对现有的弹药包装材料进行改性，使弹药包装材料具有电磁防护性能，提高弹药装备在恶劣战场环境下的自身生存能力。教员展出这样的教学情境，可以让学员产生浓厚的兴趣，虽然理论课上也讲过要和部队的实际相联系，但并没有这样直接。这种教学情境的设计会引起学员的共鸣，让他们在学习中抓住真实的问题，而这种问题就是教员在毕业设计中布置的“任务”。
二、任务驱动法的“任务实施”
毕业设计的“任务实施”阶段决定任务驱动法的应用效果。任务驱动法的“任务实施”阶段可分为几个过程。对于明确的工程实践的实验性研究，主要可以分为查阅资料调研过程、实验方案设计过程、设备调试和实验实施过程、实验总结过程、撰写论文过程。“任务实施”阶段要让学员发挥主体作用，教员要充分地发挥引导的作用。教员不能代替学员进行“任务实施”，而是要引导学员发挥主观能动性，让学员自己解决问题。在查阅资料调研阶段，给学员布置具体任务，让他们有一定的自主学习和准备的时间，并对学员的准备情况进行定期检查，督促他们做好充分的准备。经过前期的准备，学员已对“任务”有一定深度的认识，要自行制订实验方案。在这一环节中，教员不能代替学员制订实验方案，但要引导学员对制订的实验方案进行讨论，师生共同分析找出方案中科学合理的部分。对学员提出的不合理方案，不能给予简单的否定，要和学员共同分析其中的不足，最好让学员自己分析得出方案的哪些方面不合理，自行进行改正。设备调试和实验实施阶段首先要了解实验仪器的操作方法和注意事项，然后按照设计的实验方案和步骤进行实验，得出结论。在这个过程中，既能锻炼学员的动手能力，又能培养学员的综合能力。首先，由于实验过程中可能会出现事先设计方案中没有出现的现象，这就需要学员细心观察，发现问题。对发现的特殊的实验现象，还要分析会出现这种现象的原因。如果利用已有知识不能分析的，要查阅相关资料进行学习，再分析，再修正实验方案。这个过程会培养学员的逻辑思维能力和创新能力。其次，如果得到的实验结论与预期的有所偏差或大相径庭，学员要在教员的指导下分析其原因，重新设计实验方案，再次进行实验。对这种任务要求较高的教学内容，可能要反复进行实验才能完成任务，甚至经过反复实验仍然没有达到理想的效果，这种情况也允许出现在毕业设计中。这个过程会让学员学到不畏艰难的精神，从某种程度来说，可以锻炼学员的抗打击能力和耐压能力，从不断的失败中总结教训和经验，修正自己，培养科学严谨的技术作风。在实验总结阶段，教员要引导学员进行认真总结，重点是总结在完成“任务”的过程学到的解决问题的思路和方法。撰写毕业论文是更加系统地进行总结。这个阶段要求学员要以文字的形式对整个“任务”进行总结，对整个“任务”有系统的认识，并且通过文字“表达”出来，从而锻炼学员的归纳总结和组织写作的能力。
由于有设定的任务驱动、特定的教学情境，学员的积极主动性更容易被调动，所以教员要抓住教学过程中的有利情境和资源，挖掘学员的创造性，引导学员自觉养成分析、思考、得出结论、验证结论及再分析得出总结论的思维习惯。
三、任务驱动法的“任务评价”
任务评价是培养学员在毕业设计中成就感的根本所在。在前期学员已投入大量的时间和精力的前提下，分析任务的过程中要及时对学员提出的想法和建议给予积极评价，进一步激发他们的学习积极性和主动性。对弹药储供专业弹药包装材料改性的毕业设计来说，这一毕业设计所需的时间较长，尤其是教学任务和应用联系较为紧密，完成这种“任务”可能需要几十个学时甚至更长的时间，这就使得这个过程中的教员评价在学员的心目中显得尤为重要。对弹药包装材料改性是一个综合性很强的任务。从“任务”的布置、准备、实施、修正和再实施的过程中，学员可能会碰到更多的困难。“任务”本身对学员的要求较高，在这种前提下，教员要不断地鼓励学员，在学员面对问题不知所措时给予适当引导；在学员按照实验方案操作没有得到相应的结果时鼓励他们不要放弃，和学员一同分析原因，修正实验方案。教员的鼓励实际上是一种评价，尤其是学员付出的相应努力没有得到满意结果，其心理上遭受打击时，教员的这种评价和鼓励显得尤为珍贵。对于原创性的实验内容，可以根据实验的结果，让学员进一步整理，并将实验结果公开发表或以其他形式进行成果展示，通过比较权威的机构和评价机制对学员的任务成果进行评价。如果能够成行，那么这次任务驱动式教学可以让学员看到标志性的成果，这一激励要比教员对学员的激励强度和频度大得多，他们得到的成就感也要强得多。这种模式是当今素质教育所倡导的让本科生直接接触科研和参与科研的一种模式。
四、结语
军械工程学院研究生范文6
关键词: 轮询多址；有限状态机；网络时延
中图分类号:TP 391.9 文献标志码:A 文章编号:1672-8513(2011)05-0367-05
Modeling and Analysis of the Polling Multiple Access System of Batch Service and Finite Capacity
GAO Fei, LIU Shenghua，FAN Jing
（Key Lab of Wireless Sensor Networks, Yunnan University of Nationalities, Kunming 650500，China）
Abstract: This paper analyzes the polling multiple access system model with Markov chain theory, which, with non-symmetrical, limited capacity of memory and batch service, established a system state transition diagram and derived based on the information packet queue state transition probability formula. Then modeling and simulation of the class model was done according to the finite state machine theory of the Stateflow toolbox of the Matlab software with a consideration of the priority of the stations. The simulation result indicates that the model and simulation based on Stateflow can effectively reflect the average cycle time of the server and the frame loss rate of the station and other statistical characteristics of this model.
Key words: polling multiple access; Stateflow; network delay
作为一种重要的多址接入控制模型，轮询系统（Polling System）一直受到研究者的关注，在计算机网络、工业控制、军事以及社会化服务等领域得到广泛的应用［1-2］.一般来说，对轮询系统的研究方法，通常是依据排队论的相关理论知识，采用不同的数学建模方法与计算机仿真设计，对系统进行数学建模，得到系统的解析结果，并进行计算机仿真实验，得到数值结果.文献［3］讨论缓存器容量无限的单服务器的轮询服务系统，推导了普通队列和中心站点在完全服务策略下的平均队列长度和平均查询周期的数学解析式.文献［4］讨论了系统容量有限的情况，但没有相应的理论分析.文献［5］对几类基于竞争的优先级接入控制机制进行了介绍和评述.文献［6］提出了一种在数据传输前，对节点进行实时检测的基于动态优先级队列的无线多址接入协议，相较于PC下能提供更好的分组延迟.文献［7］利用Stateflow工具箱对M/M/1/∞排队系统进行了仿真.文献［8］分析了基于有限服务的轮询排队服务系统，通过概率母函数的方法，获得了平均队长和信息等待时延等性能指标.文献［9］讨论了存储器容量无限的门限服务的多队列循环服务系统，在单个服务员的情况下，采用概率母函数的方法近似求解了平均队长的理论解析式.
本文主要对存储器容量有限批量服务的多队列循环服务系统进行讨论.主要工作有2个内容：一是采用嵌入马尔科夫链理论，对存储器容量有限批量服务轮询接入控制系统模型进行了分析，建立状态转移图，推导出队列状态转移概率；二是采用Matlab中基于有限状态机理论构建的Stateflow工具箱，对此类模型进行建模和仿真.Stateflow是集成于Matlab Simulink中的图形化设计开发工具，可以清晰、简洁地反应出复杂逻辑动态关系.由于Stateflow是嵌入在Simulink仿真环境中的，所建模型可以直接链接到Simulink中，与Simulink中的既有模块可以合为一体.因此，利用Stateflow实现系统模型可以更准确地反映系统各单元之间的逻辑关系，获得更直观的性能分析结果.本文借用此工具箱，构建了10个具有3类业务优先级站点的轮询系统仿真模型，对该类模型的网络时延和站点溢出率等性能指标进行了分析和研究.
1 系统变量说明及数学建模
1.1 系统的理论模型描述
本文所研究的系统模型如图1所示.
1） 设系统为多用户单服务员系统，有1个主站， N个从站（2≤N
2） 设各从站信息帧到达为泊松（Poisson）过程，并互相独立.假定站点i的到达率为λi，在对称系统的情况下，单个站点的到达率为λ；
3） 设各从站存储器容量有限，容量设定为S（0
4） 设系统服务规则为限制式（Limited）服务，每次服务的信息帧数限定为1~k（1≤k
5） 站点i中信息帧被服务的时间为ti，“服务员”离开站点i后重返站点i的时间wi（自回归时间）均为已知分布的随机变量，均值分别为t和w；
6）“服务员”的转移时间、各站点的信息帧被服务时间以及信息分组到达间隔相互独立.
1.2 有关变量的说明
1） tc：主站对所有站点全部轮询一遍所需的时间（即循环1周的时间），包括转移时间和服务时间，即tc=∑Ni=1ti+∑Ni=1wi，由于ti和wi均为随机变量，所以tc也是一个随机变量；
2） ψi,n：从站i队列状态概率，即“服务员”到达站点i时该站存储器中有n个信息帧的概率，n=0,1,2,…,S；
3） pi,k(tc)：站点i在1个循环周期tc（在“服务员”到达本站到下一次重新到达本站的时间间隔）中到达k个信息帧的概率，k=0,1,2,…；
4） pi,m,n：站点i在tc的循环周期里，信息帧数由m变为n个的概率（k=n－m）；
5） Li：站点i中的队列均长.
2 系统的状态转移
根据1.1和1.2，当“服务员”到达站i时，其存储器中如有n个信息帧，则称站i中信息帧数的状态有n种.ψi,n与上一周期的始点状态以及周期中到达信息帧数有关.可以画出其状态转移图，如图2所示，为简化在这里略去站点号下标i，即pi,m,n简化为pm,n，ψi,n简化为ψn.
其一步转移概率矩阵:
p=p0,0p0,1p0,2…p0,n…p0,sp1,0p1,1p1,2…p1,n…p1,sp2,0p2,1p2,2…p2,n…p2,s00pn,0pn,1pn,2…pn,n…pn,s00ps,0ps,1ps,2…ps,n…ps,s ,（1）
并且有：
p0,0=p0(tc),p0,1=p1(tc),p0,2=p2(tc),…,p0,n=pn(tc),…,p0,s=∑∞k=spk(tc); p1,0=p0(tc),p1,1=p1(tc),p1,2=p2(tc),…,p1,n=pn(tc),…,p1,s=∑∞k=spk(tc); p2,0=p0(tc),p2,1=p1(tc),p2,2=p2(tc),…,p2,n=pn(tc),…,p2,s=∑∞k=spk(tc); pn,0=p0(tc),pn,1=p1(tc),pn,2=p2(tc),…,pn,n=pn(tc),…,pn,s=∑∞k=spk(tc); ps,0=p0(tc),ps,1=p1(tc),ps,2=p2(tc),…,ps,n=pn(tc),…,ps,s=∑∞k=spk(tc).（2）
根据嵌入马尔科夫链的理论和文献［10］的方法，当λi>0，由于系统状态为正常返回，并且构成的马氏链是奇次、不可约、非周期的，因而有：
ψn=∑sm=0ψmpm,n, 0≤m≤s; ∑sn=0ψn=1.（3）
由一步转移概率矩阵（2）和方程组（3）联立，得：
ψn=pn(tc), 0≤n
同时，站i在1个循环周期tc内到达k个信息帧的概率为：
pi,k(tc)=［λitc］k!ke－［λitc］ （5）
方程组（4）和（5）即为本文讨论的系统模型最基本的解析式，是求其他统计平均的依据.平均队列长度可通过如下方程计算得到：
Li=∑Sn=0nψi,n（6）
3 仿真模型
本文所述系统的Simulink模型采用模块化结构与分级建模的方法，其基本结构如图3所示.clock模块提供仿真运行过程中的时间参数，仿真运行的总时间设定为3000s.Poisson Integer Generator提供数据源，向Model模块输入服从泊松分布的随机向量.Serve_rate模块提供传输速率，Length模块提供信息分组长度，Buffer模块提供队列存储器容量，这些参数可以根据需要灵活设定.按照一般服务系统的组成，将其分成3个部分：输入、排队和服务.输入过程是指“顾客”到达的方式，无论以什么样的方式到达，都有一定的规律，这个到达规律指到达过程或到达时间间隔的分布.在本文的仿真模型中，设定为到达过程服从泊松分布，即图3中的Poisson Integer Generator.排队方式通常和服务规程相对应，有什么样的服务规程就有什么样的与之对应的排队方式，本文讨论的是有干扰的排队，即根据到达的“顾客”数，一旦超过了队列所能容纳的极限（容量），“顾客”马上离去.仿真模型中，站点node1~node10的内部结构完全一样，从站模块的内部结构如图4所示.1号站点模块包括2个部分，send部分和Queue部分.send部分包括2个状态：Generator和Temp.当条件Lambda1>0为真时，发生状态转移，统计到达信息分组数，同时广播信息分组到达事件C_A1.Queue部分主要是相应事件C_A1对应的响应函数是ca()，OVER函数.对于信息分组到达事件C_A1，在队列容量没有达到最大极限之前，信息分组数n1+1，同时，将信息分组到达时间存入数组List1中.
模块的仲裁部分具有优先控制功能，其内部结构如图5所示.利用Stateflow的图形函数工具，设计了轮询函数polling.本节设定了2号站点优先级最高，5号站点的优先级其次，其他站点为一般普通站点，无优先级.仲裁工作的流程是保证高优先级站点能够以抢断方式先行发送自己的数据.当数据发送完毕后，轮询重新回到正常的依次轮询次序.Model模块的服务器部分结构如图6所示，分为空闲Idle和工作Work 2个状态.其中服务器进入空闲状态时，b置为当前时间，当离开空闲状态时，用当前时间减去b，该语句能够统计服务器的忙闲程度.“服务员”对各站点进行轮询，当被轮询的站点有数据需要发送时，发送相关数据，当条件（time－tf）>=c×Length/Mu为真时，发生该语句的状态转移.当轮询到的站点没有数据需要发送时，“服务员”立即离开，轮询下一个站点，转移语句为［q==1］{q=0;c=0;}.
4 仿真结果分析
模型运行时间为3000s，图7~10为运行时间内的系统部分性能的统计平均值.
1） 图7所示为信息分组到达率与信息分组到达个数关系（以10号站点为例），实验参数设置为：服务速率Serve_rate=1，信息分组长度Length=1，站点容量buffer=10.到达的信息分组数随分组到达率的增加而增加，同时由于站点存在存储器容量限制，分组数趋于饱和.由公式（3）~（5）获得的数据理论值也实验结果一致.
2） 图8所示为站点因容量受限产生的信息帧丢弃率情况（以10号站点为例），同时由于站点容量大小不同，丢弃率有差异.计算方法为：丢弃率=1－m10/x10，其中m10为10号站点在运行时间内总的批量发送信息帧个数，x10为10站点在运行时间内产生的总的信息帧个数.参数设置为Serve_rate=10，Length=30.
3） 图9给出了信息分组长度与发送时间t10（10号站点信息分组的发送时延）之间的变化曲线，随着信息分组长度的增加，发送时间延长，同时由于信息分组到达率不同，发送时延存在差异.参数设置为buffer=30，Serve_rate=10.
4） 根据仲裁部分的polling函数优先级的设定，其时延情况如图10所示，高优先级站点比低优先级站点的时延要小，参数设置为Buffer=30，lambda=0.03，Length=30.
5 结语
本文根据嵌入马尔科夫链的理论，对批量服务容量有限的多站点轮询服务系统进行了理论分析，并利用Stateflow工具箱进行了仿真建模，获得了服务器平均循环时间和站点信息帧丢弃率相关指标，并在仿真模型的基础上，讨论了站点的优先级，比较了优先级站点的时延情况.从本次仿真的结果来看，仿真结果与理论值相近，证明了Matlab软件中的基于有限状态机理论的Stateflow工具箱对于完成该类系统的仿真和建模，是有效和正确的，同时也为排队系统的仿真又提供了一种新的方法.
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收稿日期:2011-06-23.
