導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇淺談人工智能與教學(xué)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：隱喻；認(rèn)知功能；外語(yǔ)教學(xué)

一、隱喻的認(rèn)知功能

對(duì)隱喻認(rèn)知功能的研究最早可追溯至亞里士多德時(shí)代。亞氏把隱喻看做是一個(gè)概念對(duì)另一個(gè)概念的替換，并且指出，詩(shī)歌中隱喻的運(yùn)用有一定的語(yǔ)境(Mahon，1999)。隱喻的認(rèn)知功能在17和18世紀(jì)再次被Vico和Teasaoro提及，只是進(jìn)入20世紀(jì)以后，隱喻的認(rèn)知功能才被貶低，隱喻被當(dāng)成了一種靜態(tài)的形式邏輯的符號(hào)。例如Searle(1977)從語(yǔ)言學(xué)的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，把隱喻僅僅看做是一種語(yǔ)用現(xiàn)象。為此，萊科夫和約翰遜一針見(jiàn)血地指出，“典型的看法都認(rèn)為隱喻僅僅是一種語(yǔ)言特點(diǎn)，是語(yǔ)言的問(wèn)題而不是思想或行為問(wèn)題”(Lakoff & Johnson， 1980)。他們以《我們賴(lài)以生存的隱喻》一書(shū)大張旗鼓地提出了隱喻的認(rèn)知功能，從而把對(duì)隱喻的認(rèn)知功能的研究推向前所未有的高度。他們認(rèn)為，隱喻的本質(zhì)是通過(guò)甲事物來(lái)理解和體驗(yàn)乙事物，人的概念系統(tǒng)就是通過(guò)隱喻建構(gòu)起來(lái)的，即所謂“我們的思想和行為本質(zhì)上都是隱喻的” (Lakoff,1980)。自此，對(duì)隱喻的認(rèn)知功能的研究逐漸發(fā)展起來(lái)?？穫?1999)也指出，隱喻具有語(yǔ)言修辭功能、認(rèn)知功能和語(yǔ)用功能。國(guó)內(nèi)學(xué)者束定芳在《隱喻學(xué)研究》一書(shū)中，把隱喻功能劃分為修辭功能、語(yǔ)言學(xué)功能、詩(shī)歌功能、認(rèn)知功能、社會(huì)功能和文字游戲功能。其中隱喻的認(rèn)知功能主要指隱喻是人類(lèi)認(rèn)識(shí)概念系統(tǒng)的基礎(chǔ)和組織經(jīng)驗(yàn)的工具，為人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界提供了新的視角。一般認(rèn)為，隱喻的認(rèn)知機(jī)制主要體現(xiàn)為從源領(lǐng)域到目標(biāo)域的映射，表現(xiàn)為人的思維中存在的系統(tǒng)的概念隱喻。在特定語(yǔ)境中，這種概念隱喻常常意味著信息的篩選和整合，而且根據(jù)Lakoff的“不變?cè)瓌t”，這種認(rèn)知映射具有系統(tǒng)性特點(diǎn)，即源領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)映射到目標(biāo)域時(shí)，原有的基本圖式結(jié)構(gòu)不變。

二、外語(yǔ)教學(xué)中隱喻的應(yīng)用研究回顧

卡梅倫較早地探討了具有認(rèn)知功能的隱喻的應(yīng)用。她認(rèn)為，隱喻首先是一種語(yǔ)言使用現(xiàn)象，語(yǔ)言的認(rèn)知性與社會(huì)性相互作用產(chǎn)生了語(yǔ)言行為。因?yàn)檎Z(yǔ)言是一個(gè)復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，語(yǔ)言資源只有在特定的語(yǔ)境中被應(yīng)用、加工，才能達(dá)到互動(dòng)的目的。作為語(yǔ)言學(xué)者，應(yīng)當(dāng)揭示種種語(yǔ)言行為的內(nèi)在過(guò)程。因此，研究隱喻，要把隱喻的社會(huì)層面和認(rèn)知層面都包括進(jìn)來(lái)。在此基礎(chǔ)上，卡梅倫建構(gòu)了隱喻的應(yīng)用框架：1)理論層面；2)加工層面；3)神經(jīng)層面(Cameron， 1999)。近年來(lái)，第一層面主要研究隱喻的認(rèn)定和分類(lèi)，第二層面主要指隱喻在特定文化語(yǔ)境下的作用和解釋?zhuān)谌龑用嫜芯刻幚黼[喻時(shí)的神經(jīng)活動(dòng)。國(guó)外對(duì)隱喻的認(rèn)知功能的應(yīng)用研究已逐漸擴(kuò)展到很多領(lǐng)域，例如Gwyn(1999)有關(guān)隱喻的認(rèn)知功能在醫(yī)療中的應(yīng)用研究，Clarke (1999)對(duì)兒童話(huà)語(yǔ)中隱喻的分析，F(xiàn)orceville(2000)對(duì)廣告中隱喻的認(rèn)知作用的研究，等等。

相比之下，在外語(yǔ)教學(xué)領(lǐng)域里，有關(guān)隱喻認(rèn)知功能的應(yīng)用研究要少得多，僅有零星的研究散見(jiàn)在認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)著作里。在首屆全國(guó)認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)研討會(huì)上，龐繼賢和丁展平(2002)曾撰文討論過(guò)隱喻的應(yīng)用語(yǔ)言學(xué)研究，嘗試把卡梅倫的三個(gè)層面應(yīng)用于外語(yǔ)教學(xué)。王寅(2004)提出了在外語(yǔ)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的隱喻能力的問(wèn)題，蔡龍權(quán)(2005)也提出了把隱喻性表達(dá)作為一項(xiàng)外語(yǔ)交際能力的設(shè)想。但是隱喻的研究成果仍未在外語(yǔ)教學(xué)領(lǐng)域里引起足夠的重視。國(guó)外的相關(guān)研究亦很少，且多為母語(yǔ)為英語(yǔ)的二語(yǔ)習(xí)得研究。例如Cameron(2003)對(duì)英語(yǔ)國(guó)家課堂中出現(xiàn)的隱喻的分析，Cortazzi(1999)對(duì)本族語(yǔ)教師與學(xué)生有關(guān)“教學(xué)”、“教師”等概念的隱喻性理解和表達(dá)的研究。另外，這些研究也都沒(méi)有直接探討外語(yǔ)教學(xué)和隱喻的關(guān)系。

鑒于此，本文擬在前人研究的基礎(chǔ)上探討隱喻在外語(yǔ)教學(xué)中的主要應(yīng)用層面，分析外語(yǔ)教學(xué)中隱喻應(yīng)用的可能性，以期為隱喻的認(rèn)知功能在外語(yǔ)教學(xué)中的進(jìn)一步應(yīng)用探索路徑。

三、隱喻的認(rèn)知功能在外語(yǔ)教學(xué)中的應(yīng)用

隱喻作為一種認(rèn)知模式，出現(xiàn)在政治、經(jīng)濟(jì)等各類(lèi)語(yǔ)篇中(孫厭舒，2004)。我們的外語(yǔ)教材中也有大量的隱喻。隱喻在外語(yǔ)教學(xué)中的作用不容忽視。

基于卡梅倫的應(yīng)用框架理論，在中國(guó)文化語(yǔ)境下，隱喻在外語(yǔ)教學(xué)中的應(yīng)用也可分為三個(gè)層面：1)語(yǔ)言層面；2)交際層面；3)文化層面。語(yǔ)言層面主要包括隱喻的認(rèn)知功能在外語(yǔ)教學(xué)中對(duì)各種語(yǔ)言現(xiàn)象的提煉和組織的作用。隱喻在交際層面上的應(yīng)用是培養(yǎng)學(xué)生語(yǔ)言能力的重要方面，也是外語(yǔ)教學(xué)中經(jīng)常涉及的問(wèn)題。文化層面上，隱喻的認(rèn)知功能在外語(yǔ)教學(xué)中主要涉及到文化教學(xué)與語(yǔ)篇理解。

篇2

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；變化；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 (2012) 09-0000-02

一、引言

人類(lèi)自古以來(lái)，為了能使計(jì)算更加簡(jiǎn)便、快速，對(duì)計(jì)算工具一直進(jìn)行著探索。從最早用石子，樹(shù)枝計(jì)數(shù)，之后用算盤(pán)等一些簡(jiǎn)單的物理計(jì)算工具，再到電子計(jì)算器等每一次新的計(jì)算工具的出現(xiàn)都是人類(lèi)的進(jìn)步。由于近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)初電子管的發(fā)展大大促進(jìn)了計(jì)算工具的發(fā)展，1946年美國(guó)賓尼法尼亞大學(xué)和有關(guān)科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合研究，制造出世界第一臺(tái)電子計(jì)算，它的問(wèn)世開(kāi)創(chuàng)了計(jì)算工具新的時(shí)代，深刻的影響著人類(lèi)的發(fā)展。由于當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)限制，計(jì)算機(jī)的體積、重量都巨大并且運(yùn)行成本昂貴，只適用于軍事領(lǐng)域當(dāng)中用來(lái)計(jì)算數(shù)據(jù)。隨后的時(shí)間里人們對(duì)計(jì)算機(jī)開(kāi)始了不斷的研究，到了上世紀(jì)80年代，由于計(jì)算機(jī)成本的下降，計(jì)算機(jī)開(kāi)始在許多政府部門(mén)、大型企業(yè)以及科研機(jī)構(gòu)中開(kāi)始使用。之后隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，微型處理器（CPU）的誕生徹底改變了計(jì)算機(jī)的面貌計(jì)，使計(jì)算機(jī)成本迅速下降，體積也縮小很多，使計(jì)算機(jī)開(kāi)始進(jìn)入家庭，從此打開(kāi)了信息時(shí)代的大門(mén)。到了新世紀(jì)由于集成電路研究和應(yīng)用，促使計(jì)算機(jī)廣泛的運(yùn)用于各行各業(yè)。

從世界上第一臺(tái)通用電子計(jì)算機(jī)ENIAC誕生至今, 計(jì)算機(jī)在我們的生活中扮演著越來(lái)越重要的角色并且不斷地改變著人們的生活方式，促進(jìn)著社會(huì)的進(jìn)步，創(chuàng)造著更加輝煌的人類(lèi)文明，通過(guò)實(shí)踐的證明它無(wú)疑是迄今為止人類(lèi)最偉大的發(fā)明之一。計(jì)算機(jī)的發(fā)展也深刻的影響著中國(guó)，近些年來(lái)在我國(guó)，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)更加深入、廣泛的應(yīng)用于國(guó)防建設(shè)領(lǐng)域、教育領(lǐng)域、商業(yè)領(lǐng)域以及工業(yè)領(lǐng)域等社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，同時(shí)在改革開(kāi)放大發(fā)展大跨越的背景下,我國(guó)計(jì)算機(jī)用戶(hù)數(shù)量與日劇增，計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平不斷提升,在通信、互聯(lián)網(wǎng)、多媒體應(yīng)用、電子商務(wù)方面都取得了不錯(cuò)的成績(jī)，這些都有力地推動(dòng)著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)地發(fā)展。以下主要就是對(duì)當(dāng)今我國(guó)計(jì)算機(jī)在各領(lǐng)域的應(yīng)用及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行闡述。

二、計(jì)算機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）計(jì)算機(jī)在我國(guó)居民日常生活中的應(yīng)用

新世紀(jì)是信息化的時(shí)代，人們需要獲取的更多領(lǐng)域、更高質(zhì)量的信息。計(jì)算機(jī)的發(fā)展促進(jìn)了我國(guó)信息化時(shí)代的發(fā)展，人們?cè)僖膊挥弥煌ㄟ^(guò)報(bào)紙、電視來(lái)獲取信息，而通過(guò)計(jì)算機(jī)在互聯(lián)網(wǎng)上可以快速地獲取更多、更廣泛的國(guó)內(nèi)外信息。另外隨著人們的生活水平地不斷提高，人們?cè)谖镔|(zhì)生活得到滿(mǎn)足的同時(shí)更多開(kāi)始注重精神生活，計(jì)算機(jī)與多媒體技術(shù)的完美結(jié)合極大的豐富了人們的業(yè)余生活。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)計(jì)算機(jī)用戶(hù)的數(shù)量成逐年遞增趨勢(shì)，計(jì)算機(jī)在公司、家中以及公共場(chǎng)所也越來(lái)越普及化。這些都說(shuō)明我國(guó)居民的日常生活中越來(lái)越離不開(kāi)計(jì)算機(jī)的使用。

（二）計(jì)算機(jī)在我國(guó)國(guó)防領(lǐng)域中的應(yīng)用

和平與發(fā)展已經(jīng)成為當(dāng)今世界的主題，在這樣的大環(huán)境下各國(guó)軍事力量已經(jīng)不在是簡(jiǎn)單的武器和兵力的較量，國(guó)家的信息安全顯得格外重要。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在我國(guó)國(guó)防領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，我國(guó)的國(guó)防事業(yè)正在朝著革命化、現(xiàn)代化、正規(guī)化方向發(fā)展。另外計(jì)算機(jī)技術(shù)在我國(guó)的航空航天方面也有著突出的表現(xiàn)，主要應(yīng)用于對(duì)衛(wèi)星發(fā)射和回收，火箭升天控制、宇航飛船運(yùn)行操作等方面。

（三）計(jì)算機(jī)在我國(guó)教育方面的應(yīng)用

21世紀(jì)計(jì)算機(jī)在我國(guó)教育事業(yè)中的應(yīng)用得到了空前的發(fā)展，它被廣泛地應(yīng)用到教育的不同層次和領(lǐng)域，促使我國(guó)教育事業(yè)走進(jìn)一個(gè)嶄新的時(shí)代。計(jì)算機(jī)主要被應(yīng)用于輔助教學(xué)方面，老師通過(guò)計(jì)算機(jī)可以播放教學(xué)課件，應(yīng)用教學(xué)軟件模擬物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)以及播放英文影音作品等方法打破了傳統(tǒng)教學(xué)的枯燥乏味，不僅充分的發(fā)揮教師的作用，而且還能激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。其在教學(xué)管理上也有廣泛的應(yīng)用，比如對(duì)考試卷實(shí)行計(jì)算機(jī)閱卷可以大大提高工作效率，也減少了誤判、錯(cuò)判等情況。近些年來(lái)出現(xiàn)的遠(yuǎn)程教育又是計(jì)算機(jī)在教育領(lǐng)域的另一個(gè)典型例子，它的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)的課堂模式，使人們?cè)诔n堂以外的場(chǎng)所，如家中、圖書(shū)館、辦公室等地均可以受到高質(zhì)量的教育。另外計(jì)算機(jī)在我國(guó)的科研領(lǐng)域中也有廣泛的應(yīng)用。

（四）計(jì)算機(jī)在我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著改革開(kāi)放不斷地深入發(fā)展，以可持續(xù)發(fā)展為原則，要將我國(guó)原有的工業(yè)體系逐步向著機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化、現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變，由粗放型經(jīng)濟(jì)向資源節(jié)約型過(guò)渡，向著和諧社會(huì)的目標(biāo)邁進(jìn)，在這其中計(jì)算機(jī)及技術(shù)的應(yīng)用是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)?，F(xiàn)如今計(jì)算機(jī)在我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，其主要被應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、

信息管理系統(tǒng)、機(jī)械地集成制造等方面并且效果顯著。工業(yè)化離不開(kāi)計(jì)算機(jī)，其在企業(yè)的應(yīng)用程度已經(jīng)成為衡量一個(gè)企業(yè)優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，也是工業(yè)現(xiàn)代化程度的重要指標(biāo)。

（五）計(jì)算機(jī)在我國(guó)商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)技術(shù)在企業(yè)管理、經(jīng)濟(jì)管理、信息管理、電子商務(wù)等方面發(fā)揮著重要的作用，它幾乎涉及商業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域之中，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用地不斷加深，將會(huì)大大加速了經(jīng)濟(jì)全球化的進(jìn)程。

除了以上這些領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)在其他領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用，它幾乎涉及社會(huì)發(fā)展和人類(lèi)生活的方方面面，我們需要不斷對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行深入研究，擴(kuò)展其的應(yīng)用范圍，使之能更好地服務(wù)于我們不斷發(fā)展的社會(huì)。

三、計(jì)算機(jī)在性能方面的發(fā)展趨勢(shì)

第一代計(jì)算機(jī)采用機(jī)器語(yǔ)言運(yùn)行處理，到第二代出現(xiàn)了程序語(yǔ)言，第三代出現(xiàn)簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)，第四代采用windows操作系統(tǒng)至今，運(yùn)行速度上由原來(lái)很慢到如今發(fā)展到幾十億次每秒的運(yùn)算速度，用途也由最初只用于軍事科研發(fā)展到如今成為人人可以擁有，從其發(fā)展歷史我們不難發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)用方面需求的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)下，再加上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速地發(fā)展，未來(lái)計(jì)算機(jī)在性能方面向著巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的方向的發(fā)展趨勢(shì)。

（一）計(jì)算機(jī)功能方面的巨型化

在未來(lái)計(jì)算機(jī)應(yīng)該具備超大容量的存儲(chǔ)空間，更快的運(yùn)行速度（一般可以達(dá)到幾百億次每秒）以及功能方面更加多元化。另外在軍事領(lǐng)域和科研領(lǐng)域中還需要更大的存儲(chǔ)量、更快運(yùn)行速度的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

（二）計(jì)算機(jī)體積上的微型化

由于上世紀(jì)70年代集成電路迅速發(fā)展，使大規(guī)模、超大規(guī)模的集成電路在計(jì)算機(jī)中廣泛的使用，微型處理器(CPU)的誕生和不斷更新?lián)Q代，大大降低了計(jì)算機(jī)的成本，縮小了計(jì)算機(jī)的體積。另外軟件行業(yè)地迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備趨于完善以及新的操作系統(tǒng)問(wèn)世使得計(jì)算機(jī)操作起來(lái)非常簡(jiǎn)便、功能強(qiáng)大。這些技術(shù)上的突破使微型計(jì)算機(jī)滲透進(jìn)社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中，逐步走進(jìn)人們地生活。隨著新世紀(jì)微電子技術(shù)進(jìn)一步地發(fā)展，計(jì)算機(jī)從體積上更趨于微型化，從臺(tái)式機(jī)到筆記本，再到現(xiàn)在的掌上電腦、液晶電腦、平板電腦等的出現(xiàn)使人們可以隨身攜帶計(jì)算機(jī)，隨時(shí)隨地使用它。未來(lái)計(jì)算機(jī)會(huì)不斷趨于微型化，還會(huì)出現(xiàn)體積更小的計(jì)算機(jī)。

（三）計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化

由于信息通訊技術(shù)地不斷發(fā)展，將世界各地的計(jì)算機(jī)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接在一起，拉近了人與人之間的距離，使人們可以足不出戶(hù)就瀏覽到世界各地的信息、風(fēng)土人情；使人們的溝通變得更加方便；還使網(wǎng)絡(luò)中的資源得到極大的共享。未來(lái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化會(huì)進(jìn)一步加深，范圍越廣。

（四）計(jì)算機(jī)的人工智能化

我們現(xiàn)在所用的第四代計(jì)算機(jī)在運(yùn)行速度和功能方面都已經(jīng)很強(qiáng)大了，但是比起人腦的邏輯能力就顯得笨拙，人們一直在探索如何能讓計(jì)算機(jī)能夠具有人的思維，使人與計(jì)算機(jī)可以溝通交流，這也正是第五代計(jì)算機(jī)所要達(dá)到的目標(biāo)。將人工智能與計(jì)算機(jī)結(jié)合使之能具備人的邏輯判斷能力，可以學(xué)習(xí)、思考以及與人類(lèi)交流。到那時(shí)，人們?cè)僖膊挥猛ㄟ^(guò)編碼程序來(lái)運(yùn)行計(jì)算機(jī)，而是通過(guò)發(fā)出指令或提出要求操作計(jì)算機(jī)。

（五）其他技術(shù)在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用趨勢(shì)

我們現(xiàn)在所用的微型處理器的基本元件是晶體管，由于處理器不斷地更新?lián)Q代，硅技術(shù)的發(fā)展也越來(lái)越接近其自身的物理極限。要打破限制計(jì)算機(jī)硬件發(fā)展的瓶頸，我們要從計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)、元件等方面加以改革使之發(fā)生質(zhì)的飛躍。隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展，為計(jì)算機(jī)發(fā)展提高了強(qiáng)大的動(dòng)力，未來(lái)光電技術(shù)、量子技術(shù)、納米技術(shù)、生物技術(shù)都會(huì)與計(jì)算機(jī)結(jié)合創(chuàng)造出新型計(jì)算機(jī)。

四、結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)在我國(guó)社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，極大的促進(jìn)了我國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)、文化的繁榮。新形勢(shì)下，我們還要繼續(xù)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行研究并同世界各國(guó)一道為計(jì)算機(jī)的發(fā)展而努力，使之能更好的服務(wù)于人類(lèi)，促進(jìn)人類(lèi)社會(huì)文明。

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篇3

關(guān)鍵詞 虛擬技術(shù) 維修 教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2013）03-0026-02

目前，車(chē)輛維修專(zhuān)業(yè)的教學(xué)普遍采用實(shí)車(chē)、實(shí)地教學(xué)，由于受到實(shí)車(chē)設(shè)備數(shù)量和復(fù)雜程度的限制，已不能完全滿(mǎn)足教學(xué)訓(xùn)練需要，且結(jié)合實(shí)車(chē)進(jìn)行教學(xué)訓(xùn)練的成本高、危險(xiǎn)性大，并容易造成人為的機(jī)械故障，影響車(chē)輛的完好性。因此迫切需要現(xiàn)代化的教學(xué)和訓(xùn)練手段來(lái)解決目前存在的這些問(wèn)題，促進(jìn)車(chē)輛維修教學(xué)訓(xùn)練水平的不斷提高。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，為解決這一問(wèn)題提供了可行的辦法。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立車(chē)輛虛擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)得到了越來(lái)越多的高職院校的重視。車(chē)輛虛擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)作為教學(xué)訓(xùn)練新模式，解決了實(shí)車(chē)教學(xué)訓(xùn)練設(shè)備不足的問(wèn)題，可提供多人次、多場(chǎng)位的教學(xué)訓(xùn)練環(huán)境，節(jié)約了大量的訓(xùn)練經(jīng)費(fèi)和時(shí)間，大大提高了教學(xué)訓(xùn)練效益。

一、虛擬維修技術(shù)

虛擬維修技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展分支，它綜合計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)、傳感器技術(shù)、人工智能等多項(xiàng)高新技術(shù)的應(yīng)用，是實(shí)際維修過(guò)程在虛擬環(huán)境下的再現(xiàn)或預(yù)演，將使用者同虛擬的維修環(huán)境結(jié)合起來(lái)，并通過(guò)相關(guān)設(shè)備與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互，感知和操縱各種虛擬對(duì)象，從而獲得身臨其境的感受和體會(huì)。就目前的發(fā)展情況來(lái)看，虛擬維修技術(shù)一般可分為以下四大類(lèi)。

1.桌面式虛擬維修仿真系統(tǒng)。桌面式虛擬維修仿真系統(tǒng)基本上是一套基于普通PC平臺(tái)的小型桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，適用于普通的PC機(jī)，對(duì)硬件性能要求不高，同時(shí)也不需要擴(kuò)展外部硬件，移植性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性好，且開(kāi)發(fā)方式更加靈活，適用于高職學(xué)校車(chē)輛維修專(zhuān)業(yè)的教學(xué)仿真訓(xùn)練。

2.沉浸式虛擬維修仿真系統(tǒng)。沉浸式虛擬維修仿真系統(tǒng)是一套比較復(fù)雜的系統(tǒng)，需要擴(kuò)展一些昂貴的外部硬件設(shè)備，使用者必須頭戴頭盔、手帶數(shù)據(jù)手套等傳感跟蹤裝置，才能與虛擬世界進(jìn)行交互。一般用于沉浸性要求較高的軍事裝備維修訓(xùn)練，不適合大規(guī)模的教學(xué)訓(xùn)練。

3.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬維修仿真系統(tǒng)。增強(qiáng)式虛擬維修仿真系統(tǒng)是把真實(shí)環(huán)境和虛擬環(huán)境組合在一起的一種系統(tǒng)，它既允許用戶(hù)看到真實(shí)世界，同時(shí)也可以看到疊加在真實(shí)世界的虛擬維修對(duì)象，這種系統(tǒng)既可減少對(duì)構(gòu)成復(fù)雜真實(shí)環(huán)境的制造，又可對(duì)實(shí)際裝備進(jìn)行各種操作，真正達(dá)到亦真亦幻的境界，一般用于車(chē)輛生產(chǎn)研發(fā)階段對(duì)車(chē)輛維修性的設(shè)計(jì)工作。

4.分布式虛擬維修仿真系統(tǒng)。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是利用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，將異地的不同用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)起來(lái)，多個(gè)用戶(hù)同時(shí)參加一個(gè)虛擬空間，共同對(duì)同一虛擬世界進(jìn)行觀(guān)察和操作，達(dá)到協(xié)同維修的目的。

虛擬維修技術(shù)在車(chē)輛維修職業(yè)教育教學(xué)中具有其他媒體不可比擬的優(yōu)勢(shì)，主要有以下幾點(diǎn)：（1）沉浸性，指虛擬維修系統(tǒng)可以讓參與的學(xué)習(xí)者完全沉浸在由虛擬維修系統(tǒng)所創(chuàng)建的維修環(huán)境中；（2）交互性，指學(xué)習(xí)者在虛擬維修環(huán)境中可以模擬各種動(dòng)作與操縱，比如利用鍵盤(pán)鼠標(biāo)對(duì)各種維修工具設(shè)備進(jìn)行操作；（3）多感知性，指學(xué)習(xí)者身處虛擬維修環(huán)境中不僅能夠得到視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)，甚至還能夠得到觸覺(jué)、動(dòng)覺(jué)等，使虛擬環(huán)境更加逼真。

二、虛擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

虛擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建車(chē)輛維修訓(xùn)練的虛擬環(huán)境，使受訓(xùn)人員能夠沉浸到計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境中，并通過(guò)對(duì)虛擬部件進(jìn)行的裝配和拆卸作業(yè)，了解和掌握車(chē)輛的維修技術(shù)和技能，從而達(dá)到在實(shí)車(chē)上進(jìn)行維修訓(xùn)練的效果。基于虛擬現(xiàn)實(shí)的維修訓(xùn)練系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)為：

1.維修過(guò)程模型。車(chē)輛的維修過(guò)程一般是按照“步驟—子步驟”結(jié)構(gòu)來(lái)描述，維修人員憑借其對(duì)維修程序的理解、經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)察來(lái)完成具體的操作，這種描述并沒(méi)有包含關(guān)于維修人員操作、零部件運(yùn)動(dòng)、工具使用的所有信息。為實(shí)現(xiàn)虛擬維修仿真，需要對(duì)維修過(guò)程進(jìn)行進(jìn)一步分解，得到基本維修作業(yè)序列。按時(shí)序運(yùn)行基本維修作業(yè)模型則可完成整個(gè)維修過(guò)程仿真?；镜能?chē)輛維修作業(yè)按照程序一般可分為拆卸、檢測(cè)、更換/修復(fù)、裝配、調(diào)試5個(gè)作業(yè)序列。

2.虛擬維修場(chǎng)景模型。虛擬維修場(chǎng)景是為受訓(xùn)者在接受維修訓(xùn)練時(shí)提供一個(gè)“實(shí)裝”“實(shí)地”“實(shí)時(shí)”的仿真環(huán)境。它包括虛擬人、虛擬維修樣機(jī)、虛擬維修檢測(cè)工具和虛擬維修環(huán)境。主要是建立虛擬人體模型、運(yùn)動(dòng)模型、動(dòng)作模型；建立具有裝備幾何、外觀(guān)以及拆卸等動(dòng)作的虛擬維修樣機(jī)模型；建立具有拆卸動(dòng)作的維修工具和檢測(cè)功能的測(cè)量工具；建立真實(shí)感強(qiáng)的虛擬維修環(huán)境。

3.人機(jī)交互技術(shù)。虛擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)人機(jī)交互主要通過(guò)特殊的頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備以及鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等人機(jī)交互設(shè)備，經(jīng)仿真應(yīng)用程序接口，采集交互設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)，然后在仿真應(yīng)用程序中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后顯示在虛擬維修環(huán)境中。

三、虛擬維修技術(shù)在教學(xué)中的意義

虛擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建了虛擬的維修訓(xùn)練環(huán)境，能夠有效地克服傳統(tǒng)的車(chē)輛維修教學(xué)中的不利因素，提高車(chē)輛維修技能的教學(xué)效果。

1.彌補(bǔ)傳統(tǒng)車(chē)輛維修教學(xué)條件的不足。在傳統(tǒng)車(chē)輛維修教學(xué)中，往往因?yàn)橐獙?shí)訓(xùn)的教學(xué)設(shè)備短缺、場(chǎng)地不足等方面的原因，而使一些應(yīng)該開(kāi)設(shè)的實(shí)訓(xùn)課程無(wú)法正常進(jìn)行。利用虛擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)，對(duì)要進(jìn)行實(shí)訓(xùn)的設(shè)備進(jìn)行虛擬操作環(huán)境仿真，可以彌補(bǔ)這些方面的不足，學(xué)習(xí)者足不出戶(hù)便可以體驗(yàn)整個(gè)設(shè)備的實(shí)訓(xùn)流程，觀(guān)看操作現(xiàn)象，獲得與真實(shí)訓(xùn)練一樣的體會(huì)，從而加深對(duì)相關(guān)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)。例如，虛擬的離合器分離結(jié)合操作，可以體會(huì)踩踏離合器踏板的感受，觀(guān)察離合器的分離、結(jié)合的過(guò)程。

2.避免實(shí)裝操作對(duì)設(shè)備造成損害。學(xué)習(xí)者在虛擬維修訓(xùn)練環(huán)境中，可以放心地去體驗(yàn)各種操作，而不必?fù)?dān)心對(duì)教學(xué)車(chē)輛造成損害，而且在操作中可以反復(fù)訓(xùn)練，不受時(shí)間和次數(shù)的限制。例如，虛擬的活塞連桿組的拆裝訓(xùn)練，可以通過(guò)對(duì)活塞連桿組進(jìn)行反復(fù)拆裝來(lái)體會(huì)操作要領(lǐng)和熟記操作步驟，可避免由于學(xué)習(xí)者操作失誤，而對(duì)活塞連桿組造成損傷。

3.徹底打破空間、時(shí)間的限制。利用虛擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)，可以徹底打破空間的限制。學(xué)習(xí)者可以在虛擬環(huán)境中從任意角度任意大小觀(guān)察車(chē)輛裝備各個(gè)總成和零部件的構(gòu)造，了解各總成之間的相互關(guān)系，這是傳統(tǒng)的動(dòng)畫(huà)、視頻和教學(xué)實(shí)物所無(wú)法比擬的。虛擬技術(shù)還便于使理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)更好地穿行，突破時(shí)間限制。例如，在理論課教學(xué)中，可以穿行體驗(yàn)型虛擬維修訓(xùn)練操作，能更好地提高學(xué)習(xí)者的操作技能和加深對(duì)設(shè)備原理的理解，提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。

四、結(jié)束語(yǔ)

由于虛擬維修技術(shù)處于起步階段，虛擬維修技術(shù)尚未能普及。但是虛擬維修技術(shù)可以有效地解決職業(yè)教育培訓(xùn)中普遍存在的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地、實(shí)訓(xùn)器材短缺的問(wèn)題。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一個(gè)新型的媒體，以其自身強(qiáng)大的教學(xué)優(yōu)勢(shì)和潛力，將會(huì)在教學(xué)中得到廣泛地應(yīng)用，職業(yè)教育中的教學(xué)方式也將面臨質(zhì)的飛躍，將對(duì)優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，培養(yǎng)新型技術(shù)型人才產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

參考文獻(xiàn)：

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篇4

關(guān)鍵詞：認(rèn)證中心；加密套接字協(xié)議層；防火墻；入侵檢測(cè)系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP315文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2008)18-2pppp-0c

Design for Security Educational Administration System Based on ASS and UMDS

LU Dan Hua1,2, YANG Feng2

(1.The College of International Education,Guangxi University for Nationalities, Nanning 530006,China;2.School of Computer and Electronics and Information,Guangxi University,Nanning 530004,China)

Abstract:A security educational administration system based on ASS (Authority Subsystem) and UMDS (United Monitor Defend System) is presented in this paper. It integrates many security technique including Certification Authority, Secure Socket Layer, Firewall, Intrusion Detection and the Computer Virus Defend to protect the security of educational administration.

Key words:Certification Authority;Secure Socket Layer;Firewall;Intrusion Detection System

1 引言

隨著Internet的快速發(fā)展，C/S結(jié)構(gòu)已不能滿(mǎn)足校園教務(wù)系統(tǒng)的要求，其缺點(diǎn)是每個(gè)客戶(hù)必須安裝相應(yīng)的客戶(hù)端程序，使得系統(tǒng)維護(hù)、升級(jí)煩瑣，特別是限制了使用空間的靈活性。因此這種結(jié)構(gòu)逐漸被隨之發(fā)展起來(lái)的基于B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)上綜合教務(wù)系統(tǒng)所代替，在B/S結(jié)構(gòu)的運(yùn)行模式下，客戶(hù)端只需安裝統(tǒng)一的瀏覽器軟件，簡(jiǎn)單易行，可以最大程度地實(shí)現(xiàn)資源共享，避免了資源的浪費(fèi)，并為師生和其他用戶(hù)提供便利的服務(wù)[1]。但在開(kāi)放的網(wǎng)上教務(wù)管理系統(tǒng)中存在一些不容忽視的安全問(wèn)題，例如：如何保證所錄入學(xué)生成績(jī)的真實(shí)性；如何保證成績(jī)錄入人員的不可否認(rèn)性；如何防止人為惡意的網(wǎng)上中途截取、修改；學(xué)生網(wǎng)上選課的不可否認(rèn)等。教務(wù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中存有大量的數(shù)據(jù)，如果遭到入侵破壞，損失是難以估計(jì)的，需要把教務(wù)系統(tǒng)受到的網(wǎng)絡(luò)入侵威脅降到最小[2]。為了解決教務(wù)管理系統(tǒng)在使用時(shí)所遇到的安全問(wèn)題，本文綜合利用認(rèn)證中心及SSL，防火墻、入侵檢測(cè)技術(shù)和病毒防護(hù)技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)基于認(rèn)證子系統(tǒng)ASS（Authority Subsystem）和統(tǒng)一監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)UMDS（United Monitor Defend System）的安全教務(wù)管理系統(tǒng)，保證教務(wù)管理系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2 教務(wù)管理系統(tǒng)的基本功能與安全需求

2.1 教務(wù)管理系統(tǒng)的基本功能

教務(wù)管理系統(tǒng)在基于B/S體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)學(xué)生、教師、課程以及成績(jī)等的管理，形成一個(gè)高效的Web教務(wù)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)主要具備以下功能：

(1)學(xué)生基本信息管理主要包括學(xué)生基本情況和學(xué)生學(xué)習(xí)情況的管理。其中學(xué)生基本情況管理包括學(xué)生的學(xué)號(hào)，姓名，性別，專(zhuān)業(yè)，班級(jí)，出生日期，家庭住址等信息的管理；學(xué)生學(xué)習(xí)情況管理包括學(xué)生各學(xué)期所學(xué)課程及其成績(jī)，學(xué)分，畢業(yè)狀況等信息的管理。

(2)課程和學(xué)位管理主要包括專(zhuān)業(yè)設(shè)置、專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置、課程安排、學(xué)分學(xué)位等管理。

(3)學(xué)生選課管理是指學(xué)生根據(jù)教學(xué)計(jì)劃和自身情況選擇所學(xué)課程，然后教務(wù)中心根據(jù)教學(xué)計(jì)劃和學(xué)生的選課情況，進(jìn)行課程安排。

(4)教師管理是指對(duì)學(xué)校的教師基本情況進(jìn)行管理；對(duì)教師的排課及工作量完成情況、授課效果評(píng)測(cè)等情況進(jìn)行管理。

(5)系統(tǒng)管理主要包括系統(tǒng)日志管理，數(shù)據(jù)備份，數(shù)據(jù)恢復(fù)和系統(tǒng)安全維護(hù)等。

2.2 教務(wù)管理系統(tǒng)的安全需求

為了保證教務(wù)管理系統(tǒng)的安全運(yùn)行，需要滿(mǎn)足以下安全需求：①數(shù)據(jù)完整性是指教務(wù)管理系統(tǒng)存儲(chǔ)的或在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不遭受任何形式的插入、刪除、修改或重發(fā)，保證合法用戶(hù)讀取、接收或使用該數(shù)據(jù)。②安全訪(fǎng)問(wèn)是指教務(wù)資源只能被對(duì)該資源擁有訪(fǎng)問(wèn)權(quán)的實(shí)體訪(fǎng)問(wèn)，防止非授權(quán)的實(shí)體使用和訪(fǎng)問(wèn)該資源。③抗否認(rèn)性是指報(bào)文的收發(fā)者不能否認(rèn)他們收發(fā)過(guò)該報(bào)文，如果一方否認(rèn)，公證機(jī)制將根據(jù)抗否認(rèn)機(jī)制予以裁決。例如教師提交成績(jī)后不能予以否認(rèn)。④系統(tǒng)運(yùn)行安全 是指要維護(hù)教務(wù)管理系統(tǒng)的安全運(yùn)行，免遭黑客入侵，病毒感染等破壞[3]。

3 基于A(yíng)SS與UMDS的安全教務(wù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了滿(mǎn)足上述的教務(wù)管理系統(tǒng)的安全需求，本文設(shè)計(jì)一個(gè)基于認(rèn)證子系統(tǒng)ASS和統(tǒng)一監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)UMDS的安全教務(wù)管理系統(tǒng)，保證教務(wù)管理系統(tǒng)的安全運(yùn)行。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 基于A(yíng)SS與UMDS的安全教務(wù)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.1 認(rèn)證子系統(tǒng)ASS

因?yàn)榻虅?wù)系統(tǒng)的用戶(hù)通常是學(xué)生、教務(wù)職工或教師，他們一般通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)查看成績(jī)、提交成績(jī)、管理成績(jī)等工作。為了使系統(tǒng)保證安全的同時(shí)，不破壞用戶(hù)的使用方便性，特別是不能讓用戶(hù)增加額外的客戶(hù)端配置工作，比如下載、配置專(zhuān)用客戶(hù)端等，本系統(tǒng)的認(rèn)證子系統(tǒng)ASS結(jié)合了CA和SSL技術(shù)。

3.1.1 CA中心

CA是網(wǎng)上各方都信任的第三方機(jī)構(gòu)， 專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)數(shù)字證書(shū)的發(fā)放和管理的認(rèn)證中心。其中，數(shù)字證書(shū)是各實(shí)體在網(wǎng)上信息交流中的身份證明，它將實(shí)體的公開(kāi)密鑰同實(shí)體本身聯(lián)系在一起。目前，數(shù)字證書(shū)格式遵循X.509標(biāo)準(zhǔn)。X.509證書(shū)包括有關(guān)證書(shū)擁有的個(gè)人或?qū)嶓w信息及證書(shū)頒發(fā)機(jī)構(gòu)等可選信息。實(shí)體信息包括實(shí)體名稱(chēng)、公用密鑰、公用密鑰算法和可選的唯一主體ID。CA的核心功能是發(fā)放和管理數(shù)字證書(shū)，具體描述如下：

(1)接收驗(yàn)證最終用戶(hù)數(shù)字證書(shū)的申請(qǐng)；

(2)確定是否接受最終用戶(hù)數(shù)字證書(shū)的申請(qǐng)；

(3)向申請(qǐng)者頒發(fā)、拒絕頒發(fā)數(shù)字證書(shū)；

(4)接收、處理最終用戶(hù)的數(shù)字證書(shū)更新請(qǐng)求；

(5)接收最終用戶(hù)數(shù)字證書(shū)的查詢(xún)、撤銷(xiāo)；

(6)產(chǎn)生和證書(shū)廢止列表CRL；

(7)數(shù)字證書(shū)和歷史數(shù)據(jù)的歸檔。

本系統(tǒng)中的CA由學(xué)校教務(wù)管理部門(mén)充當(dāng)。為了實(shí)現(xiàn)以上功能，CA中心主要由教務(wù)管理部門(mén)審批模塊和證書(shū)管理模塊組成，如圖2虛線(xiàn)包圍部分所示。

圖2 CA中心結(jié)構(gòu)圖

(1)教務(wù)管理部門(mén)審批模塊主要為用戶(hù)提供在線(xiàn)服務(wù)，教師和學(xué)生可在自己方便的時(shí)候通過(guò)瀏覽器向教務(wù)管理部門(mén)審批模塊提出注冊(cè)表格請(qǐng)求，當(dāng)?shù)玫皆撃K的應(yīng)答后，申請(qǐng)者提交證書(shū)請(qǐng)求。教務(wù)管理人員通過(guò)教務(wù)管理部門(mén)審批模塊審核申請(qǐng)者提交的證書(shū)請(qǐng)求，如果審核通過(guò)，將向證書(shū)管理模塊發(fā)出建立證書(shū)請(qǐng)求，等待證書(shū)請(qǐng)求結(jié)果。

(2)證書(shū)管理模塊當(dāng)收到證書(shū)請(qǐng)求后，證書(shū)管理模塊就生成相應(yīng)的數(shù)字證書(shū)，同時(shí)提供發(fā)放證書(shū)的管理、證書(shū)廢止列表的生成和處理等服務(wù)。并把數(shù)字證書(shū)通過(guò)教務(wù)管理部門(mén)審批模塊返回給申請(qǐng)者。此外，為了有效管理證書(shū)，證書(shū)管理模塊還包括密鑰備份中心、中心數(shù)據(jù)庫(kù)等關(guān)鍵部分。

(3)終端實(shí)體本系統(tǒng)的終端實(shí)體一方面是指學(xué)生，教務(wù)職工或教師這些客戶(hù)端，相應(yīng)的，是申請(qǐng)客戶(hù)證書(shū)；另一方面，為了實(shí)現(xiàn)客戶(hù)端與服務(wù)器端的雙向認(rèn)證，終端實(shí)體還可以是教務(wù)系統(tǒng)的Web服務(wù)器，相應(yīng)的，是申請(qǐng)服務(wù)器證書(shū)。如圖1所示。

3.1.2 SSL技術(shù)

Secure Socket Layer(SSL)協(xié)議最初由Netscape發(fā)展，現(xiàn)已成為網(wǎng)絡(luò)用來(lái)鑒別網(wǎng)站和網(wǎng)頁(yè)瀏覽者身份，以及在瀏覽器使用者及網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器之間進(jìn)行加密通訊的全球化標(biāo)準(zhǔn)。在本系統(tǒng)中，SSL技術(shù)主要通過(guò)CA中心的數(shù)字證書(shū)在客戶(hù)端和Web服務(wù)器之間建立安全的通信，如圖1所示。具體的，通過(guò)使用CA中心的數(shù)字證書(shū)，SSL技術(shù)提供的服務(wù)主要有：

(1)認(rèn)證客戶(hù)端和服務(wù)器，確保數(shù)據(jù)發(fā)送到正確的客戶(hù)端和服務(wù)器。這樣就保證是教務(wù)資源只能被對(duì)該資源擁有訪(fǎng)問(wèn)權(quán)的實(shí)體所訪(fǎng)問(wèn)，防止非授權(quán)的實(shí)體使用和訪(fǎng)問(wèn)該資源。并實(shí)現(xiàn)了通信雙方的抗否認(rèn)性。

(2)加密數(shù)據(jù)以防止黑客竊取在教務(wù)系統(tǒng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

(3)維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性，確保數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中不被改變。這就保證了教務(wù)系統(tǒng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不遭受任何形式的插入、刪除、修改或重發(fā)，保證合法用戶(hù)可以正常讀取、接收或使用該數(shù)據(jù)。

3.2 統(tǒng)一監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)UMDS

除了通過(guò)認(rèn)證子系統(tǒng)ASS保證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)完整性，安全訪(fǎng)問(wèn)，抗否認(rèn)性以外，為了使教務(wù)系統(tǒng)能安全穩(wěn)定的運(yùn)行，還需要維護(hù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，免受黑客入侵、病毒破壞、系統(tǒng)癱瘓等影響。為此，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)統(tǒng)一監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)UMDS，它主要包括監(jiān)控中心、防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)（IDS）和防毒軟件等，如圖3所示。

在網(wǎng)絡(luò)安全的建設(shè)中，入侵檢測(cè)技術(shù)側(cè)重監(jiān)測(cè)、監(jiān)控和預(yù)警領(lǐng)域，而防火墻能在訪(fǎng)問(wèn)控制領(lǐng)域發(fā)揮長(zhǎng)處，防病毒軟件在防護(hù)、清除病毒方面有較好的效果。但它們分屬于不同的安全領(lǐng)域，傳統(tǒng)的防病毒軟件只能用于防范計(jì)算機(jī)病毒，防火墻只能對(duì)非法訪(fǎng)問(wèn)通信進(jìn)行過(guò)濾，而入侵檢測(cè)系統(tǒng)只能被用來(lái)識(shí)別特定的惡意攻擊行為。只有把它們的長(zhǎng)處集中起來(lái)才能更好的保護(hù)整個(gè)教務(wù)管理系統(tǒng)。

圖3 統(tǒng)一監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)UMDS結(jié)構(gòu)圖

3.2.1 監(jiān)控中心

在本系統(tǒng)中，將通過(guò)監(jiān)控中心把這幾種安全產(chǎn)品整合成一個(gè)安全體系，讓它們有效地協(xié)同工作。監(jiān)控中心主要的工作包括：

(1)收集從防火墻、IDS、防毒軟件和Web服務(wù)器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，如圖3中實(shí)線(xiàn)所示。

(2)將這些從不同節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)，按照設(shè)定的安全策略，做出全局的判斷，得出當(dāng)前的安全狀態(tài)系數(shù)；再按照系統(tǒng)全局安全策略的要求，把這些安全狀態(tài)系數(shù)轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的控制信號(hào)。

(3)向各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，如圖3中虛線(xiàn)所示；通過(guò)這些控制信號(hào)，可以及時(shí)的更改防火墻、IDS、防毒軟件和Web服務(wù)器的配置，以提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性。

此外，統(tǒng)一監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)UMDS還負(fù)責(zé)安全管理、日志管理、策略管理、服務(wù)質(zhì)量和負(fù)載均衡等安全管理工作。

3.2.2 防火墻

防火墻主要作用是使Internet與Intranet之間建立起一個(gè)安全網(wǎng)關(guān)，保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)免受非法用戶(hù)的侵入。防火墻主要由服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)政策、驗(yàn)證工具、包過(guò)濾和應(yīng)用網(wǎng)關(guān)4個(gè)部分組成。在統(tǒng)一監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)UMDS中，防火墻除了完成傳統(tǒng)的訪(fǎng)問(wèn)控制功能以外，還負(fù)責(zé)收集、整理數(shù)據(jù)，及時(shí)把數(shù)據(jù)按約定格式發(fā)送到監(jiān)控中心；并通過(guò)專(zhuān)用的線(xiàn)程專(zhuān)門(mén)處理來(lái)自監(jiān)控中心的控制信號(hào)，然后更改防火墻的訪(fǎng)問(wèn)控制策略和配置，及時(shí)阻斷當(dāng)前具有破壞性的網(wǎng)絡(luò)連接。

3.2.3 入侵檢測(cè)系統(tǒng)

入侵檢測(cè)系統(tǒng)IDS是一種主動(dòng)保護(hù)自己免受攻擊的一種網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)[4]。作為防火墻的合理補(bǔ)充，入侵檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)Ω毒W(wǎng)絡(luò)攻擊，擴(kuò)展了系統(tǒng)管理員的安全管理能力，包括安全審計(jì)、監(jiān)視、攻擊識(shí)別和響應(yīng)等，提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)教務(wù)管理系統(tǒng)安全結(jié)構(gòu)的完整性。在統(tǒng)一監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)UMDS中，入侵檢測(cè)系統(tǒng)的各個(gè)監(jiān)測(cè)器除了完成傳統(tǒng)的監(jiān)控和預(yù)警功能以外，還要負(fù)責(zé)收集、整理數(shù)據(jù)，及時(shí)把數(shù)據(jù)按約定格式發(fā)送到監(jiān)控中心；并通過(guò)心跳模塊及時(shí)處理來(lái)自監(jiān)控中心的控制信號(hào)，修改各個(gè)監(jiān)測(cè)器的檢測(cè)規(guī)則，以適應(yīng)新的系統(tǒng)環(huán)境，提高IDS的檢測(cè)率。

3.2.4 防毒軟件

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，出現(xiàn)了越來(lái)越多的病毒種類(lèi)，它們可以非法的入侵網(wǎng)絡(luò)教務(wù)管理系統(tǒng)，影響系統(tǒng)的使用，竊取數(shù)據(jù)，占用大量的系統(tǒng)或帶寬資源，影響系統(tǒng)的正常使用。防毒軟件在防護(hù)、清除病毒方面有較好的效果。為了能夠更好的保證整個(gè)系統(tǒng)的安全，除了在系統(tǒng)的主要節(jié)點(diǎn)上安裝防毒軟件以外，還把這些防毒軟件與監(jiān)控中心聯(lián)動(dòng)起來(lái)。防毒軟件負(fù)責(zé)把查毒結(jié)果、漏洞掃描結(jié)果及時(shí)上報(bào)給監(jiān)控中心；并等待來(lái)自監(jiān)控中心的控制信號(hào)，以動(dòng)態(tài)制定各個(gè)防毒軟件的查殺任務(wù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文綜合利用CA及SSL技術(shù)，防火墻、入侵檢測(cè)技術(shù)和病毒防護(hù)技術(shù)等設(shè)計(jì)一個(gè)基于認(rèn)證子系統(tǒng)ASS和統(tǒng)一監(jiān)控防護(hù)系統(tǒng)UMDS的安全教務(wù)管理系統(tǒng)，保證教務(wù)管理系統(tǒng)的安全運(yùn)行。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)網(wǎng)上教務(wù)管理系統(tǒng)的安全性提出了更多更高的要求，需要從身份認(rèn)證、信息認(rèn)證、數(shù)據(jù)保密和可信服務(wù)等方面出發(fā)，運(yùn)用更有效的手段滿(mǎn)足網(wǎng)上教務(wù)管理系統(tǒng)在安全方面的高要求[5]。另外，還需從管理和技術(shù)上雙管齊下，使得教務(wù)管理系統(tǒng)成為一個(gè)真正的可信系統(tǒng)，更好的為學(xué)校、教師和學(xué)生服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

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[5]黃豐云.基于Web 的教務(wù)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與安全措施[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào),2003,25(5):50-52.

收稿日期：2008-03-27