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网络的可用性范文1
中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)01-0022-02
该文基于某单位运行使用的特种设备监管系统、产品质量管理系统、远程视频会议系统、举报投诉系统和机房远程管理系统的基础上，就系统数据中心的高可用性问题进行深入分析。为了实现7×24小时不间断服务的目标，我们认为可以采用VRRP协议、OSPF协议等实现路由冗余，采用STP协议，以及Link-aggregation协议则可实现链路冗余。这些技术的运用可以确保数据中心网络的高效与稳定。
1网络协议技术的应用
随着互联网与局域网技术的不断普及与发展，恢复性以及冗余性问题已经成为了局域网领域中的关键问题之一。为了解决好这些问题，IETE制定了虚拟路由协议，简称VRRP。VRRP协议是一种容错性协议，改协议应用于静态配置缺省网关上的第三次交换机以及路由器上。对于依赖广域网接入的静态配置缺省网关而言，这种接入方式以及访问方式无法满足其他局域网的终端系统要求，而VRRP协议的缺省性容错能力，则能够有效地提升网络信息的交换速度，因此其被广泛地运用于大型的网络之中，从而保证第三层交换的冗余备份[2]。
开放式最短路径优先协议，简称OSPF协议是一种基于SPF算法的路由协议，同时也是一种典型的链路状态路由协议。路由域是一种自治系统，其主要的功能是根据相应的路由政策以及路由协议进行网络信息的交换以及处理。在这个系统中，所有的OSPF路由器所承担的自制系统的数据库都是相同的，同时在该数据库存储着该路由域中所需要的链接状态信息。OSPF路由器会根据数据库内存储的信息计算出其所需要的路由表信息。其作为一种链路状态的路由协议，其能够以链路状态的方式将广播数据包传递到所有的路由器上，并且这些信息也会被路由器所保存。一旦某个节点发生故障，则其他路由器内的信息则会被调用出来，从而实现网络的重建。
后者是将部分或是全部的路由表传递给与其相邻的路由器。OPSF的运用增强了网络的可扩展性以及稳定性，但是我们在研究的过程中也发现其存在一定的问题。例如数据库的溢出问题，MTU协商问题，以及度量的刻画问题。但是，不可否认的是OPSF的确是一种功能强大的动态路由协议技术。
生成树协议，简称为STP，其被广泛运用于环路网络之中。STP的功能是建立起一个无环路的树型网络，这种网络结构与环路网络结构最大的区别是其不会产生报文的无限增值以及无限循环。STP的基本原理是将特殊的协议的报文，在不同的交换机之间传递，从而确定网络的拓扑结构。这种特殊的协议报文在IEEE802.ID中又被称为是配置消息。这种配置消息中存在着能够却表交换机实现生成树计算所需要的信息，树型计算也就是树型网络的基本运算方式，可以避免网络中出现大面积的广播风暴，以及报文的死循环，从而造成网络的瘫痪，同时网络链路能够根据网络环境的变化而变化，以避免自动连接的失败。
因此STP协议的运用，能够增加网络的自我恢复弹性，增强网络的稳定性以及功能性。
2数据中心与高可用性网络的实现
基于上述介绍的集中冗余技术，数据中心基本可以实现网络的高可用性以及稳定性，同时消除或是部分消除了单点故障对于网络的影响。以下我们将说明这几种技术在具体操作中的情况[3-4]：
2.1 VRRP技术链路备份功能的运用
VRRP协议可以将系统中的两台核心交换机组组成为一台虚拟路由器，这样的路由器又被称为VRRP组路由器，这种虚拟路由器共有虚拟缺省网关地址。这种虚拟路由器具有一定的互斥性，对外它们表现为一个IP地址，或是MAC地址，但是内部它们是独立的。因此VRRP协议会将其中的一台作为主控路由，而另一台作为备份路由。主控路由主要负责ARP协议，并且负责转发IP数据包。备份路由器的作用是当主控路由器发生故障时，备份路由器将在延时数秒后将成为主路由。由于VRRP的广播间隔为一秒，因此延时可以减少广播两，从而减少网络的负担，有利于网络功能的迅速恢复。但是，延长的时间不能过度，必须根据网络的实际情况。
2.2 OSPF链路冗余以及负载分担功能的运用
OSPF的主要功能是动态生成路由器的内核路由表，路由表通过计算能够确定网络的目标地址、链路代价、链路类型等。完整的OSPF计算的主要分为五个步骤：
1）保存当前路由表。如果当前路由表出现无效情况时，路由表必须重新建立。
2）域内路由的计算。主要是通过Dijkstra算法在路由器网络中建立起最短路径树。
3）域内路由的计算。一般而言，只需要检测主干域的Summary-LSA，从而确定路由器所连接的域的数量。
4）检测Summar-LSA：检测Summar-LAS的目的是查看一个或是多个传输域的边界或是域边界的路由器，以确定是否存在着比之前更为适合的路径及其数量。
5）自动系统外部路由的计算。OSPF生成路由表，SA计算目的在AS外的路由，查看AS-Extenal。但是，OSPF所生成的路由表，并不用于路由器中的内核路由表，因此仍旧需要通过路由增强功能以及完成与内核路由表的交换，才能够实现多种路由协议的工作。
2.3 STP协议功能的运用
1）STP协议能够建起了一个动态的拓扑网络结构，在这个结构中STP根据LAV的设备要求以及链接状况分配其所需要的链接信息。数据库会根据指定的桥接器及其端口发出指令，非指定端口则会被过滤，因而不会影响到数据传输的准确性。非指定端口只能接受BPDU数据，除此之外的信息将无法被接受。STP建立的动态拓扑网络能够将每个桥接器进行路由标识，由于桥接器与端口是对应，也就意味着每个端口也可以被标识，因而STP能够计算出桥接器与端口之间的最小路径值，从而确定端口与桥接器的配置。桥接器启动后，便可以向与其相连的网段发送BPDU数据。在接收到到相应的数据之后，该网段便能够时间数据交换。BPDU数据中包含了桥接器的信息以及与其他桥接器交换所得的信息。
STP的基本功能如下：首先，STP算法可以通过比较不同桥接器的标识，从而确定根桥接。并且计算桥接端口，从而确定根桥接的路径值。根桥接的路径值一般是整个网络中，所有桥接器路径值中最低的。一般而言，每个网络中都会设有一个根桥接器，而根桥接器都会相应设有一个根端口，BPDU数据则会通过指定端口传输，从而确保了稳定性与准确性以及高速性。如果存在两个或是两个以上的端口，STP将自动比较其中那个端口的与所在的桥接器更为匹配。
2）STP的配置以及拓扑信息的。上述算法主要通过BPDU在不同桥接器的交换来实现。BPDU数据发送的方式比较特殊，由于每一个桥接器都将其自身默认为根根桥接器，因此，BPDU的数据也被视为是根数据，并且会定时向所有的LAN拓扑信息。桥接器接受信息后，会自动与其自身的配置信息比较，然后保存更为高级的拓扑信息。
3）重新配置STP。如果网络的拓扑结构被确定了下来，那么桥接器的将监听到根桥接所处处的BPDU包。如果桥接器没有收到相应的数据，那么该桥接器便会自动发送SNMP的trap数据，因为其会自动认为已经失去了与根桥接的联系。各个桥接器在接到了BPDU信息后，会从其缓存内查询元拓扑结构的状态信息，如果发现改信息的确不存在或是已经被更改，则会重新配置STP的状态，重新建立起拓扑结构。
3结束语
通过各种网络协议建立起数据中心网络管理，能够有效地保障与提升网络的可用性，在今后的工作中，我们将进一步探索这方面的技术，从而确保网络的安全性以及稳定性。
参考文献：
[1]张军峰.企业虚拟化数据中心平台搭建及高可用性研究[J].中国科技信息,2010(13).
[2]许鑫,苏新宁,吴乃冈.高校共享数据中心平台的设计与实现[J].现代图书情报技术, 2005(6).
网络的可用性范文2
关键词：矿用调度；通信网络；建设可行性
1 矿用调度通信网络建设的系统选型
传统的矿用调度通信方法，是应用电缆通信和光纤通信的手段，这两种监测监控方式需要通过复杂的布线，不仅难度大，而且成本高，一直以来都不能满足矿山生产和安全管理的矿用调度通信需求。为此，笔者认为有必要对矿用调度通信网络系统进行重新选型。矿用调度通信网络系统必须满足功耗小、体积小、应用方便、信号覆盖面广、抗干扰能力强、成本费用低等。为了适应矿山的矿用调度通信需求，这种类型系统的结构要安全可靠，而且技术先进，同时具备系统开放性、设备可扩展性、价格经济性的基本条件。鉴于矿山的复杂环境，在矿山恶劣生产环境影响下仍然能够安全生产，并且满足矿山近期和远期的产品发展技术升级需求，需要在矿山生产规模扩大的同时，预留一定的扩展空间。以上矿山的危险性因素，要求矿用调度通信网络系统在选型的时候，进行无死角全方位监控，笔者认为可采用视频监控、环境参数监控、关键设备监控、地压监控等矿用调度通信方式，全盘掌控矿山生产相关的炸药室、提升运输系统、风速、风压、温度、风机等情况。以此为依据，系统的监测监控要求具备综合性能力，譬如矿井，考虑到布线的复杂性和设备安装维护的成本费用较高，采用Zigbee无线通讯技术通信系统，将矿井采集终端的数据，通过无线传输的方式，分别传送到地面监控分站和井下监控分站，经综合整理之后，通过光纤传输到光端机，最后监控中心将信息经过整理后，以监控大屏幕、打印机、互联网远程监控的方式，实时展示出来。这种矿用调度通信方式的即时性特征非常明显，而且信息的处理速度快，在目前国内外很多矿山开发中被广泛应用。
2 矿用调度通信网络系统建设的方法
为了提高矿用调度通信网络系统在矿山开发中的应用水平，笔者认为有必要对相关应用方法进行捋顺，在设计好系统通信网络控制点之后，布置好通信网络基站，以及做好通信网络系统的安装维护工作。
2.1 矿用调度通信网络控制点
首先是视频调度通信网络系统。该系统主要用于监控提升系统、关键地点、有害系统，通常安装在井口调度室、提升绞车房、井口、井底、调车场、炸药室、采场入口等，这些地点的事故发生率高，而且伤害程度高，其中提升系统和关键地点视频通信网络控制点设计的要求是能够确保系统性能的稳定，而且不影响监控通信的清晰度，在光线不足的情况下，能够自动启动夜视功能，而有害气体的视频通信网络控制点布设要求是能够24小时不间断监测有害气体的浓度，并且在达到安全浓度之前，自动发出报警信号。其次是环境参数动态调度通信网络系统。这种系统主要监测风速、风压、温度，应用于回风港、测风站、终端采场、炸药库等，其中风速和风压的通信网络控制点布设，是将风速传感器布置在采区无分支风流和无拐弯位置，其参数是CO浓度0.0024%、CO2浓度为为0.5%、风速小于0.15m/s，而温度通信网络控制点是将传感器垂直悬挂在与顶梁和巷子壁一定距离的位置，而且不能够影响框架作业的行人和行车安全，其参数是室内温度保持34℃。再次是关键设备调度通信网络系统，包括开关量和水位，前者主要监控风机、水泵、提升系统等设备的开关，其布设的基本原则是能够实时监控设备运行状况，并且能够在发生紧急情况之后，自动发出声光兼备的报警信号，而后者主要监控对象是井下水仓的水位，通过控制水泵开关，旨在掌握水仓水位的情况，其基本参数不能够超过警戒水位。最后是地压调度通信网络系统。主要用于应力监测和位移监测，应力监测根据矿井下的生产情况，譬如采掘作业的工作面顶板、间柱、围岩等位置，实施监控采掘范围的变化情况，其参数是应力值大于临界值，而位移监测是在采掘过程中，为防止中段大范围顶板冒落，将矿用调度通信网络系统安装于采掘区域，对变动位移值进行监测。
2.2 矿用调度通信网络基站布置
首先是安全矿用调度通信网络系统中心基站，设置在行政办公楼的调度指挥中心调度室，一般需要具有高性能水平，而且稳定性相对比较高的PA工控机2台，其中一台用于活动监测，另外一台用于备份。在矿井作业的同时，将矿井的信息通过系统的共享和远程传输功能，传送到安全监控中心站，生成数据、报表和图形，以供矿用调度通信人员展开矿井安全信息的分析，判断矿井作业的安全状况。其次是地面矿用调度通信网络系统分站，即在地面通风机房监控室、地面生产系统控制室等，设置地面分站，通过单元传输的接口，形成覆盖面广的矿井安全监控调度通信系统联网，是矿井作业规模扩大之后必须设立的调度通信网络系统分站。再次是井下矿用调度通信网络系统分站，设置于井底车场等位置，与传感器的距离保持在300m以内，而且要方便工作人员的调试、检验和观察，分站位置干燥和无杂物，可以采用支架方式安装，也可以吊挂在巷道中。最后是矿用调度通信网络系统的应用，离不开科学的安装维护，需要安排专业的检查维修人员进行定期维护，包括井下各个传感器、声光报警器、系统传输信号电缆、地面通讯线路等，而且矿井内要安排24小时的值班人员，负责每天对矿井生产矿用调度通信网络系统运行情况的检查，控制系统存在的误差，以及协助安全监控调度通信网络部门进行故障排除。
[参考文献]
网络的可用性范文3
关键词：图像分类；深度信念网络；特征提取
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）07-0173-02
随着社会的不断进步，图像已经成为重要的信息来源。而图像分类是图像处理中的一项重要工作，尤其对海量图像进行分类并提高其准确度，是当前图像处理领域中要解决的关键问题之一，包括张旭、付仲良x、Mariusz Myllarczuk等在内的许多研究者在图像处理方面做了大量研究。深度信念网络是一种典型的深度学习算法，目前，已有很多研究者将深度信念网络应用于图像分类中，可以用于多特征融合及深度信念网络进行了植物叶片识别、深度信念网络识别了手写数字、深度神经网络在小图像分类中的应用等。
传统的岩石图像分类是人工提取特征的，具有一定的主观性并且效率低下，而深度信念网络能自动提取图像的特征，克服了人工提取的不足，为图像分类奠定坚实的基础，可用于大量图像的分类并具有较高的准确度。
1受限玻尔兹曼机（RBM）
1.1受限玻尔兹曼机简介
受限玻尔兹曼机可看作一个两层的神经网络，遵循神经网络的一般特性。相比于传统玻尔兹曼，RBM的特点是层间神经元全连接，而层内神经元无连接。它的结构如图1；
如图1所示，RBM结构由可见层v和隐含层h构成，并且是对称结构。在一个RBM中，给定可见层，隐含层可以服从任意分布；相反地，给定隐含层，可见层也可服从任意分布。
1.2训练受限玻尔兹曼机
1.2.1神经元之间的独立性
在RBM中，只有层间的对称连接，故，若给定所有可视层节点的值，则每一个隐藏层节点的取值是互不相关的，即，反之亦然，即。
1.2.2RBM的使用
正向传递过程：
假设已经训练好一个可使用的RBM，权重矩阵为w。正向传递是在已知可见层节点值的条件下求隐含层节点开启的概率。同普通神经网络一样，首先计算出每个隐含层节点的激励值。如图2所示，以含有4个可见层节点、3个隐含层节点的RBM为例。每个可见层节点值x与其对应的权重相乘，之后将这四个值（共四个输入）相加后再与偏置6相加，以此作为该隐藏层节点的输入，最后在该隐藏层节点上通过激励函数的作用得到其输出a。
然后，标准化每个隐层节点的激励值。具体操作是用式1所示的sigmoid函数作用于该激励值，将之转化为0到1之间的数，并用该值表示隐层节点开启的概率。
（1）
最后，抽取[层节点。将计算出来的隐层节点开启概率与设定的u值进行比较，最终决定隐元开启或关闭，如式2，其中u值是从0，1分布中随机抽取的。
（2）
反向传递过程：
RBM最显著的性质就是无监督地重构数据，即在可见层与隐藏层之间进行多次正向传递和反向传递，而不加大网络深度。反向传递是对前一次正、反向传递后可见层结果的重构过程。
如图3所示，反向传递过程是在已知隐含层的条件下求可视层，将正向传递之后隐层节点的结果作为输入，如正向传递过程一样，这些输入值又与同样的权重相乘之后再相加，然后再与可见层的偏置相加，所得结果即为重构值。
在RBM中，正向传递是通过初始值预测隐藏节点的值；反向传递则是通过隐藏节点的值重构可视层节点值。通过重构值与真实数据的对比为标准调节权重，使重构值尽可能接近真实值，以此来提取原始数据的特征。
1.2.3对比散度算法训练RRM
对于RBM来说，其训练过程便是求得合适的层间权重。具体操作是通过多次正向传递和反向传递过程，得出可见层与隐藏层之间的联合概率，将之作为连接权重。
目前常用的RBM训练方法是G-hinton提出的对比散度（CD）算法，其训练过程如下：
对于训练集中的一个样本，将之输入到可见层口（0），使用式（1）计算每个隐层单元开启的概率，并用上文方法从中抽取出样本h（0）。
使用h（0）重构出可视层并抽取出样本v（1）。
再使用计算出隐层单元的开启概率。并按式3更新权重；
（3）
重复上述步骤直到训练完所有样本。
2深度信念网络（DBN）
2.1深度信念网络简介
深度信念网络是由G_hinton在2006年提出的一种深度学习算法，它能较为快速、准确地提取样本的本质特征，可用于数据的分类与识别，克服了传统方法中人工提取特征的盲目性以提高精度。其结构可看作是若干个RBM的叠加，以三层DBN（两个RBM叠加而成）结构为例，其中RBM1的隐藏层可看作是RBM2的可视层。每个RBM的训练方法同普通RBM一样。
2.2DBN的训练
DBN中前一层的输出作为后一层的输入。其训练过程是采取贪心算法的思想分层进行的，即从输入层开始，先训练好一个删，将其权重固定，将第一个RBM的输出作为第二个RBM的输入训练好第二个RBM固定权重后，将之叠加在第一个RBM之上，依次类推，直到网络最后一层。如此训练之后，使用wake-sleep算法对整个DBN进行进一步调优。
在图像分类中，是将DBN最后一层的输出连接到普通分类器中实现的。可对其进行如下调优：在训练完所有RBM之后，对整个网络使用梯度下降法调整权重，此时，网络就看作是一个普通神经网络。
3DBN的应用
使用DBN进行图像分类一般包括图像预处理、DBN建模、使用训练集数据训练DBN模型、最后使用测试集进行测试几个步骤。建模及训练方法上文已详细介绍，下面主要介绍数据集预处理过程。
数据集预处理首先是通过降采样等方法将图像大小调整至适合网络训练的规格。假设图像为大小为28*28，那么网络输入层就需要28*28个节点。其次是采用数据归一化和白化等操作对图像进行去燥和去冗余操作。最后将数据集分为训练集和测试集两部分。
数据集预处理之后，使用训练集数据进行网络的训练。首先是DBN的分层训练，然后是将分类器连接到DBN上通过梯度下降法进一步调整网络，直到满足要求。网络训练好后便可通过DBN自动提取特征，再将此特征输入到普通分类器中对测试集数据进行分类。
目前DBN已成功应用于图像识别领域，如林妙真将其应用于人脸超分辨图像识别，并分别在不同的表情、分辨率及不同姿态下都取得了较好的识别率，通过实验均取得了较好的结果，证明了DBN在图像分类中的可靠性。
网络的可用性范文4
【关键词】口型模拟;网络课程;TTS;语音合成;人工智能
【中图分类号】G40-057【文献标识码】A【论文编号】1009―8097(2010)03―0035―04
随着高校精品课程建设的推进,网络课程的应用日益广泛。与真实的课堂教学相比,网络学习通常缺乏直面教师的临场感。为此,人们在网络课程中加入教师讲课的视频,但这在一定程度上也导致了课程的开发成本大幅提高。本文认为,可以尝试借助口型模拟技术来解决这些问题。通过在网络课程中提供虚拟的教师,对教学内容进行拟人化的讲解,并为学习者提供必要的引导,从而降低制作成本,增强学习的临场感和交互性,提高网络学习的效果。
一 口型模拟技术概述
1 口型模拟技术的分类
口型模拟又称为口形自动匹配,它是人工智能技术的一种。目前实现口型模拟的方法主要分为三种:基于文本驱动、基于自然语音驱动和音视频混合建模方法[1][2][3]。
(1) 基于文本驱动的方法:该方法主要通过TTS(Text to Speech,文-语转换)引擎来驱动人脸的口部运动。TTS引擎将输入的文本信息转化为对应的音素序列、音素时长以及对应的语音波形,然后在模型库中选择对应的模型单元,通过平滑处理和相应的同步算法最终呈现出和输入文本内容相对应的语音和人脸口部动作。利用TTS合成语音的真实程度目前还不太理想,不适于实时的自然语音处理环境。
(2) 音视频混合建模的方法:该方法通过混合从视频图像中提取的运动参数和音频中提取的声学参数来建立统计模型,然后将输入的语音参数与模型库通过转换算法进行匹配,最后呈现出与语音内容相对应的可视人脸口部动作。这类方法涉及的算法比较复杂,所建立的模型的可扩展性有限。
(3) 基于自然语音驱动的方法:该方法将自然语音建模和可视口形建模分离,使其在各自建模阶段参数之间保持相对独立,只需通过识别出的语音模型标识序列来选择对应的口形参数即可完成匹配过程。该方法可根据不同的要求建立不同的口部模型,具有较强的可扩展性,但其匹配的准确度依赖于对语音模型的正确识别率。
2 口型模拟技术的应用领域
目前口型模拟技术已在许多领域得到应用[4][5][6],主要包括:(1)动漫电影人物语音与口形的自动匹配;(2)电信、银行、航班、证券部门的声讯服务;(3)智能人机界面,如交易网站的产品介绍、人机交互网站的智能;(4)虚拟现实、游戏中的虚拟人化身;(5)外语辅助教学,如辅助校正发声、听力练习、双语教学等;(6)聋哑人辅助发声训练。
二 典型的口型模拟软件及其特点
有关口型模拟技术的软件虽然不少,但大多为科研实验或商业应用而开发,适合于个人用户使用的产品并不多。目前在互联网上可供用户免费试用的典型口型模拟软件主要有两款:Talking Photo和SitePal [7] [8]。
1 Talking Photo
Talking Photo又称“会说话的照片”,它是由美国一家致力于移动计算、视频以及互联网服务的高科技公司PQ Computing的一款软件,比较适合于制作博客或MSN的个性头像,会说话的电子相册、贺卡等[9]。该软件的功能特点包括:(1)简单易用。只需一张照片和一段音频,便可合成复杂逼真的人物的动态表情。(2)使用Flash9/AS3实现复杂的人脸模型算法,可实时计算人脸表情。(3)智能语音识别,根据声音自动对上人物口型,并支持任意一种语言。(4)人物的表情、动作、口形既可由程序自动生成,又可由用户手动添加和控制。
2 SitePal
SitePal又称“会说话的头像”,是由美国的一家广告媒体公司Oddcast的一款软件,它支持用户在线创建自定义的、会讲话的虚拟替身(Avatar),并可将其作为娱乐性插件嵌入个人主页、博客、Flash程序、电子邮件、PowerPoint甚至eBay的交易网站中。该软件目前已广泛用于各类商业网站的广告宣传、天气预报、股票和新闻播报等[10],其功能特点包括:(1)全部制作过程在线完成,无需编程或下载安装插件。(2)提供了丰富、专业的模特库,用户可对替身的年龄、肤色、发型、服装等进行微调。(3)支持多种添加语音的方法。(4)提供了一些智能化功能,支持常见问题回答、顾客信息搜集和智能人机交互等服务。
3二者的比较
以上两款软件的具体性能特点对比如表1所示:
三 使用口型模拟软件制作虚拟教师替身
将口型模拟技术应用于网络课程的制作,可在一定程度上降低因视频摄制和加工而带来的成本。本文以Talking Photo软件为例,选择《现代教育技术》网络课程的部分内容,尝试制作一段虚拟的教师讲解动画,其基本制作过程如下:
(1) 制作替身。在模型库选择一个替身,或者导入教师自己的照片。根据提示,设置图片中人物面部的主要参考点,如双眼、鼻子、嘴巴、面庞和下颌。
(2) 导入声音。将预先制作好的教师讲解录音导入到软件中,此时软件会自动对导入的声音进行分析,并生成自动匹配的口型和面部表情。
(3) 预览和修改。预览制作效果,对系统自动生成的动画效果进行观察,包括面部表情、头部运动以及发音的口型。如果有不满意的地方,则可以自行对细节进行调整。
(4) 作品。软件提供两种形式:直接到Internet上特定的服务器上,或以指定的格式保存到本机中。前者要求调用作品时必须与Internet的服务器保持联通,而后者只需下载专门的Flash播放器至本机,即可调用和播放作品。
模拟动画制作完毕后,还需将其嵌入网络课程的页面中。一般只需将特定的HTML代码插入到网页中即可。代码示例如下:
在以上代码中,TalkingPhotoDemo.swf是用于播放模拟动画的播放器文件名,action参数指定了模拟动画的源文件名,sound参数则指定了与动画对应的声音文件名。
四 口型模拟软件的教学效果验证
为了验证口型模拟软件的教学效果,我们将以上制作的虚拟教师讲解动画(以下简称模拟动画)作为实验材料之一,针对真实教师的讲解视频,以网络课程中普遍流行的“三分屏”布局设计教学内容,并展开教学效果对比实验。
1 实验过程
实验选取了来自不同专业的47名大二学生作为被试,并随机分为两组。所有学生实验前均没有接触过与教学内容相关的材料,其中实验组24名被试的学习材料中教师形象区为模拟动画,对照组23名被试材料中对应的则是真实教师讲解视频。实验利用眼动仪记录被试在网络学习过程中的眼动情况,并以纸笔测试的方式检验学习效果和认知负荷。
2 实验结果
实验主要结果如表2、表3和图2所示。对实验数据的统计分析结果表明,两组被试对教师形象区(A1)和PPT内容区(A3)的注视次数和时长呈现出显著差异,即实验组更多关注PPT的内容,而较少关注教师的形象;实验组在认知负荷和测验成绩方面比对照组略低,但未呈现出显著差异。这表明被试在学习模拟动画的教学材料时,虽然在注意力分配方面与真实教学视频存在一定差异,但是对最终的学习结果而言,二者是基本接近的。
3 主要结论
(1) 教学形象的逼真程度决定其受关注的程度。由于目前智能化模拟的逼真度仍然不够理想,因此教师的真实授课视频要比口型模拟动画更容易引起学习者关注,相应的注视次数和注视时间也更多。
(2) 利用口型模拟技术辅助教学在一定程度上是可行的。虽然本实验涉及的教学内容和被试均存在局限,但实验结果至少证明:在某些理论性知识的教学中,采用虚拟教师替身来辅助学习,同样可以接近或达到真人视频教学的效果。
五 结束语
口型模拟技术应用于网络教学,在一定程度上可以弥补因教师不在教学现场而缺少的临场感和投入度,也可以降低网络课程制作的成本。虽然目前该技术的形象逼真程度还有待提高,但随着人工智能技术的发展,这一问题最终将得以解决。我们有理由相信,口型模拟技术在网络学习领域所发挥的作用将越来越大。
参考文献
[1] J Ostermann, MC Beutnagel, A Fischer, et al. Integration of talking heads and text-to-speech synthesizers for visual TTS[A].Proceedings of the International Conference on Speech and Language Processing[C].Sydney,1998.
[2] S Fu, R Gutierrez-Osuna, A Esposito, et al. Audio/visual mapping with cross-modal hidden Markov models[J].IEEE Transactions on Multimedia,2005,7(2):243-252.
[3] 欧阳建军.基于自然语音驱动的口形自动匹配技术研究[D].深圳:深圳大学,2008.
[4] 童强,洪家平,孙玉霞.一种基于TTS的语音朗读技术及其教育应用[J].中国电化教育,2007,(3):108-110.
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[6] 人民网.香港城大发声脸部动画系统荣获杰出大奖[DB/OL].
[7] Avatars - Create an Animated Talking Character for Your Website[OL].
[8] Talking Photo[OL].
[9] Create a talking character using any photo or picture[OL].
[10] Oddcast――有趣的广告媒体公司[DB/OL].省略putertelecom.省略/cn/infomation.asp? id=195,2009-06-30.>
Exploration on Mouth Shape Simulation and Its Application in Web Course
ZHANG Jia-hua1 ZHANG Jian-ping2
(1. School of Teachers Education, Zhejiang Normal University, Jinhua, Zhejiang, 321004, China; 2. Institute of Educational Technology, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang, 310028, China)
网络的可用性范文5
关键词：“基础课”；网络平台；实效性
中图分类号：G711 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2013）12-0302-02
《思想道德修养与法律基础》（以下简称“基础课”）是所有大学新生的一门必修课，承担着对大学生进行人生观、世界观、价值观教育的重要任务，是对大学生进行思想道德教育的主渠道。当前大学生主体全部是“90后”，他们思维活跃，关注新生事物和热点问题，信息渠道多元，而且据黑护高专调查问卷显示，100%的大学生获取信息的途径来源于网络。因此，“基础课”教学单凭说教，拘泥于教材的传统教学模式就无法达到对大学生进行思想道德教育的目的。那么要使“基础课”真正达到“学生真心喜爱、毕生难忘、终身受益”这一目标，教师就应该深入了解学生信息来源，把大量网络信息和资源整合到“基础课”的教学中去，这样对于“90后”大学生而言，会使他们对“基础课”更感兴趣、更令他们信服，从而会增强“基础课”的实效性。
下面，我谈一下黑护高专“基础课”利用网络教学平台的具体做法。
一、直接把网络上的资源整合应用到教学中去，充实教学内容，增强“基础课”的实效性
1.直接在网络上搜索与教学内容相契合的精美图片制作PPT文件，帮助教学
在我校，“基础课”都运用多媒体进行教学，在进行教学活动时，选取与教学主题相契合的图片能凸显主题，给学生留下鲜明的印象。例如，制作PPT文件时，可以选用丰富多彩的图片，对学生产生视觉冲击力，美化教学版面，使其更关注教学内容。实践证明，选择网络上精美的图片可以吸引学生注意力，加强学生对教学内容的理解与把握。
2.直接利用网上最具时效的热点问题和现象作为教学案例，服务教学
“基础课”是“可塑性”极强的一门课，针对某一原理可以选用很多案例加以分析、说明或讨论。例如讲到“遵守公共秩序”这一内容时，由于内容过于简单，乏味，单凭说教，“不要闯红灯、不要乱闯马路”，难免令人生厌，作为大学生这些基础的道德规范不需要重复讲述。这时我们可以选取网络上最新鲜有趣的案例“中国式过马路”，无需多言，只需在网上选取一幅漫画，配上少许文字，同学们就能一目了然，即可展开讨论。说明其危害与后果，这样做可以贴近学生实际，增强学生学习兴趣，让学生们在笑声中得到反思，切实提高“基础课”的实效性。
3.直接从网上下载与教学内容相关的视频资料，提升教学
“基础课”不是单纯地教授专业知识，而是一门采用多种方法对学生进行思想道德教育的课程，在教学过程中使用视频资料是“基础课”常用的手段之一，那么这些视频资料大多数来源于网络。例如，讲授爱国主义的要求之一是爱自己的骨肉同胞时，在网络上下载一段汶川地震时全国人民第一时间赶到现场抗震救灾的感人视频，来表现中国人民对自己骨肉同胞的深切的爱，通过观看视频学生们被震撼、被感动，产生了强烈的情感共鸣，从而为把从小就被灌输的爱祖国、爱人民的大理论找到了落脚点。
二、利用黑护高专“基础课”网络教学平台，辅助教学实践，增强课程实效性
护高专“基础课”网络教学平台建于2011年，分为教学资源、师生交流、热点问题、课下作业等几大板块，平台上的所有资源是师生共享的。
在这个平台上的教学资源板块上，我们所有的“基础课”教师把自己的教案、案例、视频等资料集中放在一起，集思广益，这样在教学时，教师就可以把网上的精彩资源为我所用，整合到自己的教学实践中去，实际上就是一种高效快捷的网上集体备课。
“基础课”上还有许多教学内容需要讨论，如果这些内容利用课堂时间展示或口述的话，不仅浪费时间，还很难引起学生们的兴趣，那么我们就会告诉学生提前到网络教学平台上看资料，到了正式上课时，由于事先有准备，同学们的讨论就会热烈而深刻，从而对教学内容的理解与把握就会更加的透彻。
在护高专的网络教学平台上，还有一个师生交流板块，为学生和教师课下讨论问题，交流情感提供方便。学生们利用这一版块给教师留言，可以给教师提出意见和建议，改进教学；可以把自己在学习或者生活中的困惑和烦恼告诉教师，请老师帮助分析解决，这样就加强了师生之间的了解与信任，拉近师生之间的距离，教师还可以借此机会了解学生。学生亲其师，更信其道，所以就更喜欢上“基础课”，大大提高了该课的实效性。
三、利用黑护高专网络教学平台增强“基础课”实效性的表现
黑护高专通过两轮利用网络平台进行“基础课”教学的实践活动，所有的任课教师都有一个共识，那就是学生们上课的状态越来越好，“基础课”的实效性显著增强，主要体现在以下几个方面：
1.学生们真心喜爱“基础课”。 以往一些学生片面认为学好专业课才是自己今后的谋生手段，把“基础课”当成一门副课。认为学习“基础课”是一种无奈的选择，是浪费时间，甚至十分厌恶。 自从我们利用网络教学（资源）平台以来，“基础课”受到越来越多学生的喜爱，在本学期结束时，基础课教研组对本校286名大一新生做的调查问卷显示，90%以上的学生表示真心喜爱“基础课”，86%的学生表示学习“基础课”对他们的学习和生活有所帮助。
2.学生们的精神面貌明显改观。“90后”大学生的人生观和价值观尚未成熟，受社会上不良思想的影响较大，有的大学生沉迷于玩乐，有的大学生崇拜金钱，有的大学生不能正确认识社会，致使精神萎靡不振，学习态度不明确，思想偏执，甚至厌学厌世。通过“基础课”的理想信念教育、爱国主义教育、人生观教育以及与教师在线交流，绝大多数学生能够重新正视自己、认识社会，端正学习态度，积极参加集体活动，精神面貌焕然一新，对自己的将来信心十足，充满朝气。
网络的可用性范文6
关键词：应用型本科；网络工程专业；课程体系；应用型人才
文章编号：1672-5913(2010)08-0038-04
中图分类号：G642
文献标识码：A
培养“面向一线，服务地方”的应用型高级专门人才是应用型本科院校的基本办学定位。目前，我国应用型本科院校过度借鉴老牌本科院校的人才培养模式，在专业培养目标、课程体系等方面趋同现象严重。因此，明确应用型本科人才的特质，构建具有自身特色的应用型本科人才培养模式是各应用型高校亟待探索的课题。网络工程专业是新建本科专业，市场需求旺盛，但由于是新兴的目录外专业，所以，如何构建合理的课程体系是各高校急待探索的课题。目前全国已有180多所高校开设了网络工程专业，但由于各校的办学定位与人才培养模式不同，课程体系千差万别，普遍存在的问题是：专业定位目标不明确、太宽泛，基本没有跳出计算机科学与技术等老专业的框框；课程体系不健全，课程设置比较盲目，或照搬重点大学的教学计划；缺乏一套完整的理论体系指导课程体系构建，造成毕业生解决工程问题能力不足，难以适应企业和工程部门要求。
针对上述问题，教育工作者进行了研究。蒋宗礼研究了我国计算机专业本科教育发展的历史与现状以及本科教育的定位，讨论了本专业本科教育的发展调整趋势、学科教育基本思想、教学的基本定位以及提高教育水平等问题。陆玲针对新形势下高等计算机教育面临的挑战，提出了一般本科院校的人才培养目标应根据社会的需求和学生的差异而多元化，探索了应用型人才培养的教学模式的改革。钟荣柏在总结计算机专业近年来教学实践的基础上，参考和借鉴美国大学计算机专业的课程设置体系，就我国计算机专业教学的课程设置体系中出现的问题提出了若干建议。陶秋燕对澳大利亚的应用型大学的应用性本科教育的课程体系、办学特征、校企合作关系，以及校企合作课程(IBL)等问题进行了深入剖析。文献探讨了应用型本科院校人才培养模式，文献分别根据本校网络工程专业的实践体会，探讨了本专业的人才培养模式及教学。虽然这些研究与实践对应用型本科人才培养模式及网络工程专业的课程体系构建进行了一些有益的探索，但还是无法形成一套较完整理论体系与实践方法，因此，研究应用型本科网络工程专业的课程体系构建具有十分重要的意义。
2006年合肥学院网络工程本科专业申报成功，并于当年开始招生，至今已招收4届网络工程专业学生。针对我校“地方性，应用型，国际化”的办学定位特点，借助于我校与德国和韩国合作共建计算机本科专业的实践，借鉴吸收德国应用科技大学和韩国应用型大学的先进办学理念和成功经验，经过近四年的不断探索和努力，我们对构建应用型本科网络工程的课程体系有了较深的理解与实践经验。
1 应用型本科网络工程专业课程体系的构建原则
1，1社会需求导向性原则
要以社会和经济需求为导向，充分考虑本地企业的特点，清楚了解本地大多数企业的需求，并对企业需求进行分析归纳与整合，而后确定人才培养的具体规格，构建与之相应的课程体系，使培养的学生在校期间能掌握本地企业所需的知识和技能。
1，2校企结合原则
地方企业是区域经济发展的主体，应用型本科培养目标主要是为企业输送满足需要的人才。因此学校与企业应密切联系，在人才培养方案制定、课程体系构建和教学模式改革等诸方面进行广泛的校企合作。此外，企业在实践教学中也占有重要地位，是评价、考核实践教学成果的主体，并主导整个实践教学过程。
1，3以学生为中心的建构主义原则
教学内容的广度和深度要适应人才培养的层次要求和个性发展的需要，克服模式化教育的刻板，体现开放式教育的弹性。应根据学生不同的基础、特点和兴趣，增加选择性的教学内容，充分发展学生各自的才智和潜能，提高成材率。
每个学生都是一个相对独立的个体，由于网络工程专业所对应的工作岗位较多，学生不可能学习网络工程专业就业岗位对应的所有课程，一般根据自己的知识能力特点或就业方向来决定学习与发展方向。因此在构建专业课程体系时，必须要为同学们的不同发展方向提供机会，让同学有选择的余地。
1，4理论性和实践性紧密结合原则
现代科学技术一体化的发展趋势，要求教学要与科研和生产实际相结合，在重视基础理论教学的同时，要加强实践教学内容和教学环节，将实践教学明确放在网络工程人才培养中的重要位置上，学习与借鉴德国应用科学大学的实践教学模式，并将实践教学组织成一个比较完整的实践教学体系，以体现理论性和实践性紧密结合的专业特征。
1，5人才培养保障和评价体系实用和可操作性原则
人才培养保障体系包括硬件保障、软件保障和师资保障等方面，必须全面规划，统筹考虑。人才培养保障体系标准要依据教和学的客观规律，包括教育规律和心理规律。人才培养保障体系标准要明确、扼要，使师生易于掌握，便于执行。
高校人才培养的根本目的就是为经济社会发展输送合格人才，高校人才培养质量的评价标准实际上就是评价学校培养出来的学生是否能达到专业培养目标规定的要求，是否能满足经济社会发展需要的要求。高校人才培养主要是通过教学活动来实现的，所以，对人才培养的评价实际上就是对教学质量的评价，教学质量评价设计原则、指标体系构建、相应的实施方法等都应具有较强的科学性、技术性、实用性和可操作性。应用性本科院校网络工程专业人才培养评价体系构建原则如下。
(1)评价体系设计应能测评出本专业人才培养模式和培养理念与国家教育方针政策的符合度；
(2)评价体系设计应能测评出本专业培养出的人才与专业设置培养目标的符合度、与地区经济社会发展需求的符合度；
(3)评价体系设计应能测评出本专业课程体系设计的合理性；
(4)评价体系设计应能测评出本专业课程体系是否能体现应用型本科院校的特色。
2 应用型本科网络工程专业的模块化课程体系
遵循上述课程体系构建原则，借鉴德国应用科学大学的成功经验，我们以模块化形式来构建网络工程专业课程体系。专业模块化教学体系是从以知识为本位到以能力为导向的教学体系的构建，即从传统的知识输入为导向的课程体系构建转变为以知识输出为导向的模块化教学体系构建，从传统的按学科知识体系构建专业课程体系，转变为按专业能力体系构建专业模块体系。模块化要求人们思维方式适应从“专业课”到有功能性单元的“模块”的转化，以及随之而来的教学内容的新构造。一项能力可由一个或若干个 模块的知识和应用来描述，而一个模块可能对应传统课程体系中的一门课程或若干门课程揉和优化后构成的一门课程或几门课程。
模块描述的是围绕特定主题或内容的教学活动的组合，即一个模块是一个内容上和时间上自成一体的教学单位，它可以由不同的教学活动组合而成，可以对其进行定性(内容)和定量(学分)地描述。一个模块是一个专业中最小的教学构成单位，在这个专业中的每一个模块都具有特定的功能。各单个模块均可以跟其他模块进行组合，这样就可以实现整体组合的多样性，即不同专业方向可通过不同模块的组合来实现。模块化教学体系可以按等级划分为宏观、中观和微观模块。宏观模块由本专业所有模块构成，中观模块由学期所有模块构成，微观模块是最小教学单元模块，微观模块以其培养的技能满足中观和宏观模块要求达到的总体综合能力。
模块构建原则，首先要明确一个专业培养的学生应能具备的总体素质和综合能力，之后再确定单一模块能够带来的部分知识和能力。一个模块内容的构成取决于该模块对整个专业学习的作用。每个模块中应该致力于向学生传授相应的能力和组合能力，如专业、方法、系统及社会能力等。
我们在网络工程专业模块化课程体系设置上，按照“用网”、“建网”、“管网”、“网络应用开发”的逐步进阶过程设置课程模块，逐步深入，全面培养学生各个方面的网络应用能力，使学生毕业后能适应多种职业岗位群的需要。围绕工程实践思想组织实施教学计划，重点突出知识的应用性和实践性。实践教学模块贯穿始终，以实际应用场景为核心、以工程经验为指导，强化实战技能，辅以实际工程项目，利用项目导向方式，以逐步深入的多步教学法展开整个实践教学。此外，在构建课程体系时，还要把应用文写作、文学欣赏、心理疏导、就业指导、职业生涯规则等构素质模块作为专业学习的一个重要组成部分贯穿教学活动始终。按上述方法构建的应用型本科院校网络工程专业模块化课程体系如图1所示。
由德国等45个欧洲国家参与的高教一体化进程――博洛尼亚进程提出了模块化教学。模块化教学是变知识输入为能力输出，有效支持模块互换及学分互认的一种先进的教学体系，已在德国应用科技大学成功应用。自1985年以来，合肥学院与德国多所应用科技大学进行全面合作并开展专业共建，25年间进行了一系列的教学改革，如第五学期认知实习、N+2过程考核、模块化教学体系、校企合作模块互换及学分互认等，形成了面向地方的应用型人才培养体系。网络工程模块化教学体系在合肥学院计算机科学与技术系网络工程专业的实际应用表明该教学体系对应用型人才培养成效显著。
