網絡通信基本概念精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇網絡通信基本概念范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

1 三網融合

三網融合是指計算機系統通信、電信、有線電視的有機融合，以建立高效化、完善化通信網絡為根本目標，滿足社會發展基本需求。三網融合有著極高的技術實踐應用需求，在實踐中所有網絡層需實現有效連通。所謂三網融合，也可稱其是三網合一，即計算機系統通信、電信、有線電視相互間有效兼容、滲透等，最終整合成信息通信統一網絡，以互聯網為核心，打破傳統電信寬帶運營壟斷、廣電內容輸送的局面，明確互相準入機制，廣電單位可經營增值的電信業務等，有線網絡可提供互聯網的接入業務，電信業可參與廣電節目的生產制作、傳輸或者傳播新聞節目內容，提供相應服務等。三網融合在基本概念上有著不同的角度及層次，涉及到網絡、終端、行業、業務、技術等的有效融合。三網融合，其體系內的技術類型相對較多，軟件技術、數字技術、光通信科學技術、TCP/IP屬于較為常見的幾種類型。一是軟件技術，它可支持每個用戶的現實需求，為其提供針對支持的一項技術；二是數字技術，它可實現語音的傳輸及交換、圖像和數據等信息的編碼處理；三是光通信科學技術，此項技術呈現著極速發展趨勢，其在一定程度上為三網融合各項業務提供相應帶寬服務，傳輸質量相對較高，更可為三網有效融合提供優質系統平臺；四是TCP/IP科學技術，也被稱之為互聯網的通信協議科學技術，對三網融合實現快速發展起到基礎保障作用。

2 網絡通信科學技術發展現狀

網絡通信科學技術在社會眾多領域中表現均十分優異，備受人們認可及廣泛應用，其應用前景十分廣闊。網絡通信科學技術有明確的特點，單從系統層面來分析，其是以網絡為基本形式，由若干鏈路和單個結點構成；其中，單個結點往往是由基于集成電路載體所實現的通信功能基本物理構成，如路由器、結點交換裝置等；通信鏈路則是以光電技術為基礎，將其有效應用到計算機信息網絡當中。相關學者曾闡述，微電子科學技術屬于驅動信息化革命的基礎，微電子的芯片被廣泛應用后，其計算功能可結合摩爾定理實施有效的計算分析，運算速度每18 個月便可提高大約一倍左右，故在發展增速層面，此項技術發展速度較快一些。從網絡通信科學技術內在特點層面分析，網絡通信科學技術向著移動化、自動化方向轉變著，并可以提供多樣化延伸服務，以自動化形式實現信息高速處理，以移動系統終端為基本載體，賦予系統以移動通信和移動網絡各項功能，充分滿足移動概念之下網絡需求，堅持以實際需求為基本動力，有效提升網絡運營商們技術對接的能力。例如：移動WLAN是移動網絡技術發展的典型案例，其屬于網絡通信科學技術實現網絡化發展重要標志，需要著重從網絡結構、特點、支撐技術等層面分析網絡通信科學技術總體發展情況。

3 三網融合的特點和趨勢分析

3.1 在融合化層面

網絡通信科技的一大發展趨勢即為融合化。從三網融合視角來分析，國內現階段的計算機系統網絡、電信網絡、有線電視系統網絡等都是基于自身核心技術得以持續發展的，而后向著融合化網絡方向積極轉變，三種網絡借助各自數據信息平臺為廣大用戶提供著多媒體化信息服務，不可由單一網絡替代，三網融合則會成為三種基礎性網絡今后發展方向。在技術應用層面上，三種不同網絡技術有著相似特征，技術融合才可能實現，如軟件技術、接入技術、數字技術等。三網的自身業務基礎相對堅實，在社會發展進程中，網絡發展和技術進步都具備業務攜帶功能，故網絡并非恒定不變而是有著較大可變性，它們需要和市場、業務發展需求相結合。各個網絡結構不同，可適應于所傳送的不同業務信號。如電話屬于傳統電信網絡業務，但伴隨數據業務持續發展，網絡數據業務逐漸超越了電話業務，在今后的發展進程中，電話業務地位會逐漸被數據信息層面業務所替代。故網絡業務應當逐步以數據信息業務為基本發展方向實現有效融合，網絡逐漸向著IP業務分組網絡形式發展。網絡通信科技向著融合化方向發展，往往不單單依靠著技術特征的相似性，需要側重于不同市場需求層面，多種業務在向網絡中的相同用戶提供等同或者不同業務期間，技術融合即可實現。

3.2 在智能化層面

網絡通信科技現已被廣泛應用在如媒體、教育、金融、工業等眾多行業當中，這些行業都以網絡通信科技作為基本的技術支撐，并形成和行業相對接的網絡通信科學技術業務，為人們日常生活提供便利條件，確保全新交易方式能夠實現。大部分網絡通信科技的有效運用，均凸顯出智能化這一特征。例如，在早期，國內的移動通信以4G技術為主，但通信業現已逐步實現5G體系結構重大變革和發展；體系的變革形式屬于新一代的移動無線通信系統基本發展方向，不僅具備超密集式組網和可編程等特點，且具備十分突出的智能化優勢，可以感知到網絡環境和用戶們的業務需求，可為用戶們提供更加優質的服務體驗。對此，業內普遍認為，在世界范圍內，5G是面向信息化社會需求的移動無線通信系統，其有著高可靠性及低延遲等優勢，憑借連續廣域化覆蓋形式有效滿足于大連續低功耗等目標需求。在場景應用方面，其可滿足于超高速、移動式、物物通信、實時化連接和大規模化人群應用等各種場景，可實現資源的優化配置，為用戶們提供豐富的通信體驗，這也屬于網絡通信技術現階段智能化發展的重要表現。今后，網絡通信科技會持續向著智能化方向邁進，開發應用智能化空間較為廣闊。

3.3 在兼容化層面

如何基于核心科技節約成本、有效利用信息資源，增強各種技術針對不同的系統終端的適應性等，均屬于網絡通信科技今后發展進程中所必須考慮的重點問題。隨著云應用各項新型業務崛起與發展，智能化終端逐步普及，今后網絡通信業務盈利將持續增加，為計算機系統網絡穩健發展提供基礎保證，故各類技術需要適用于市場需求變化、系統網絡特性和硬件變化等，需要滿足多方應用和發展需求。例如運營商的綠色節能需求、用戶們的需求等，故今后為促使生產效率持續提升，網絡通信科技將向著兼容化的方向持續發展，維持系統穩定可靠的運行狀態，開發者需注重提升網絡裝置和技術的靈活度，開發更具安全性、綠色化網絡科學技術，基于計算機系統網絡通信科學技術，實現業務升級。

3.4 在安全化層面

網絡通信科學技術的發展，給各個行業發展提供了動力之源。其中，交易方式改變屬于最明顯一種現象，以虛擬貨幣為載體的新型交易得以實現。伴隨網絡通信科學技術的持續發展，云計算、大數據等各項技術的有效融合，網絡數據信息量處于井噴增長狀態，在大量信息數據中含有用戶們私人信息和財產信息。今后，在網絡通信科學技術應用中，為維持網絡系統高效穩定運行狀態，需加強保護其具體應用和技術信息，有效提升網絡通信科學技術的安全度，防止產生惡意的技術性破壞，以至于影響到社會各行業發展。

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【關鍵詞】物聯網 射頻識別 網絡通信 數據處理

1 物聯網概念的解析

關于物聯網的概念的來源，第一次正式提出，是在2005年的信息社會世界峰會上，由國際電信聯盟（ITU）第一次以正式的方式公諸于世。國際電信聯盟還指出，現在正處于一個無所不在的"物聯網"通信時代，通訊技術的進步，使得人們日常生活便利程度得到了極大地提高。在日常生活用品中嵌入一種短距離的移動收發器，就可以實現移動控制。信息空間的維度隨著物聯網技術的發展，也在朝著多方向發展。按照物聯網的相關技術標準、互通的網絡協議，可以實現對各種物品與互聯網的相互連接，還可以使用編碼來區分一切實物和虛擬物品，然后利用智能界面實現終端信息的共享。物聯網技術的核心在于實現對所聯網物品的準確識別、精確定位、及時跟蹤以及密切監。

2 當前物聯網的主要技術研究分析

2.1 射頻識別技術

在物聯網技術領域，比較重要的技術就是射頻識別，現階段常見的射頻識別系統一般是由RFID電子標簽、讀寫器和信息處理系統組成。射頻識別技術的基本工作原理是，利用讀寫器對那些編好電子標簽的物品進行讀寫和識別，然后通過無線電波技術，將讀寫器識別到的物品的有效信息傳送到系統信息處理模塊，自動實現信息的采集，這樣就可以實現對物品的精細化、數據化管理。

2.2 傳感技術

傳感器網絡的協作感知對傳感器的正常工作發揮著十分重要的作用，傳感技術的應用就是建立在傳感器及傳感信息網絡順暢工作的基礎之上。一般所說的傳感器，就是指能感知被測指標，同時可以將被測指標按照一定的規律轉換成可用信號的設備，傳感器有著相當廣闊的應用空間。而傳感器網絡則集合了多種技術優勢，如傳感器技術、嵌入式計算技術、現代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等，它利用系統發展模式，可以使用各類集成化的微型傳感器協作實現對監測對象的實時監測，除此之外，還可以采集并處理周圍環境及監測對象的基本信息。

2.3 網絡通信技術

可以說，網絡通信技術是物聯網技術發展的技術藍本，網絡通信技術的迅速發展，為物聯網技術的進步和創新提供了信息技術通道。在傳感器網絡通訊技術方面，會經常運用到廣域網絡通信技術和近距離通信技術。在廣域方面像IP互聯網、2G/3G移動通信、衛星通信等都屬于其中比較成熟的技術，最近幾年以iIPv6為核心的新互聯網技術的快速發展，更是優化和升級了傳統的信息數據傳送通道。在近距離技術領域，當前比較成熟的主流技術基本上是以IEEE802.15.4為代表的幾種近距離通信技術。

2.4 大數據處理、云計算等信息處理技術

日常生活中，能夠制造出數據的領域遍布各個行業，商務貿易、在線視頻圖像資料、社交網絡媒體信息、企業信息管理以及電子政務等等，都會涉及到大數據。計算機信息技術的迅速發展，推動了信息處理技術的進步，以大數據、云計算為代表的信息存儲、處理技術為物聯網技術的快速發展提供了高效的數據服務功能，也是深度挖掘數據價值的技術支撐。

3 物聯網技術的實際運用展望

3.1 城市管理

在城市管理過程中，智能交通物聯網技術可以自動檢測并報告公路、橋梁的“健康狀 況”，還可以避免過載的車輛經過橋梁。在智能建筑利用物聯網技術，可以通過感應技術，實現建筑物內照明燈能的自動調節光亮度，并進一步提高節能環保程度。

3.2 數字家庭

僅僅實現了電視與電腦、手機的連接，不是發展數字家庭產業的初衷。只有在連接家庭設備的同時，通過物聯網與外部的服務連接起來，才能真正實現服務與設備互動。物聯網技術在數字化家庭方面的成熟運用，極大的提高了人們的生活便利程度。

3.3 定位導航

物聯網與衛星定位技術、GSM/GPRS/CDMA移動通訊技術、GIS地理信息系統相結合，能夠在互聯網和移 動通信網絡覆蓋范圍內使用GPs技術，使用和維護成本大大降低，并能實現端到端的多向互動。

3.4 現代物流管理

通過在物流商品中植入傳感芯片，供應鏈上的購買、生產制造、包裝、裝卸、堆棧、運輸、配送分銷、出售、服務每―個環節都能無誤地被感知和掌握。這些感知信息與后臺的GIS/GPS數據庫無 縫結合，成為強大的物流信息嘲絡。

3.5 商業零售

RFID取代零售業的傳統條碼系統（Barcode），使物品識別的穿透性（主要指穿透金屬和液體）、遠距離以及商品的防盜和跟蹤有了極大改進。此外通過標簽識別和物聯網技術，可以隨時隨地對食品生產過程進行實時監控，對食品質量進行聯動跟蹤，對食品安全事故進行有效預防，極大地提高食品安全的管理水平。

3.6 數字醫療

通過使用RFID為代表的自動識別技術，能夠提高醫院醫務工作人員對病人的監控效率，減少醫療信息傳遞失真的情況發生。RFID技術與醫院信息系統（HIS）及藥品物流系統的融合，是醫療信息化的必然趨勢。

3.7 防入侵系統

發達國家將大數據作為重要的情報收集手段，通過成千上萬個覆蓋地面、柵欄和低空探測的傳感節點，防止入侵者的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。日本防衛省將從2015年開始正式研討將互聯網上累積的“大數據”運用于海外局勢的分析。這一舉措作為自衛隊海外活動擴大背景下的新方案，旨在強化情報收集能力。

4 結束語

隨著信息技術和多媒體技術的快速發展，物聯網技術會越來越成熟，其應用領域也會逐漸增多，我國在物聯網技術領域，有著不錯的發展優勢，龐大的市場需求催生了物聯網技術的傳播和擴撒。在我國以信息化帶動工業化的發展路徑指引下，未來物聯網技術的發展會對經濟的發展起到越來越重要的推動作用。

參考文獻

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[3]趙海霞.物聯網關鍵技術分析與發展探討[J].中國西部科技，2010（14）.

[4]梁景原.移動網與物聯網融合要點淺析[J].科技資訊，2010（29）.

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關鍵詞：網絡協議 動態鏈接庫 協議工作說明書

一、引言

PRT-GET定義為一個協議模擬器，所謂協議模擬器就是通過某種途徑模擬各式各樣的網絡通信協議從而可以進行具體而實際的網絡通信，最終達到同時支持多種通信協議的目的。PRT-GET不同于現今網上存在的各種網絡工具，使用它可以編寫基本上所有的基于Socket應用層的通信協議，PRT-GET的設計解決了用戶使用網絡工具時難以支持新出現的協議的問題。

二、PRT-GET的特點

作為一個優秀的協議模擬器，PRT-GET具備以下的幾個特點：

1．PRT-GET是一個動態鏈接庫。考慮到應用程序的擴展極其的不方便，所以沒有把PRT-GET設計成應用程序的形式，而采用動態鏈接庫的方式，該方式可以方便地進行二次開發，也方便擴展軟件的功能。

2．PRT-GET是完全面向對象的。PRT-GET是一個可二次開發的動態鏈接庫，所以面向對象的設計模式能令二次開發更加高效。

3．PRT-GET的代碼擴展性高。使用PRT-GET時，如果PRT-GET本身提供的功能不夠，那么用戶可以通過擴展PRT-GET中對應的類，以實現自定義的功能。

4．PRT-GET支持自定義協議。PRT-GET的最大特色就是支持用戶自定義應用層協議，通過用戶編寫的協議工作說明書，PRT-GET忠實地執行用戶在說明書中指定的每一個操作，也就是說，用戶無需編寫任何一句代碼就可以使PRT-GET支持自定義協議。

5．PRT-GET的使用方便。PRT-GET使用時只需要調用動態鏈接庫就可以輕松地使用其中的協議控制類。

三、PRT-GET的設計

1．PRT-GET的工作層次

PRT-GET設計為一個動態鏈接庫，它為系統應用程序提供中間層服務，使得應用程序無需了解網絡通信的具體邏輯，只需把網絡的內容當作本地的內容操作即可，從這點看起來PRT-GET也是一個協議，而且更是一個能提供很多協議服務的協議支持軟件。PRT-GET在網絡中的工作層次如圖1所示。

對于使用PRT-GET作為網絡通信協議的應用程序來說，用戶可以指定PRT-GET使用哪個協議進行工作，因為PRT-GET是在需要使用時才加載協議內容的，所以用戶可以隨時動態指定PRT-GET使用的協議，甚至可以動態修改PRT-GET使用的協議內容。當協議組里面包含的協議不滿足用戶要求時，用戶還可以添加新的協議，這只需要添加一個協議工作說明書到協議組里面就可以了。

應用程序

計算機

PRT-GET

協議組

協議內容

服務器

服務程序

用戶

圖1 PRT-GET工作層次

PRT-GET工作時根據用戶指定的協議加載協議工作說明書，然后再依照協議說明書內容與遠端服務器/客戶端協作工作。對于PRT-GET來說，遠端機器是透明的，PRT-GET的機器透明性是基于工作在TCP協議上的Socket的，所以對于PRT-GET來說沒有機器的差別，沒有平臺的差別。

2．PRT-GET的幾個概念

在PRT-GET中，有一些基本概念貫穿于整個PRT-GET的設計和實現過程中。

（1）協議

PRT-GET中的協議對應著一個網絡協議。協議在PRT-GET程序中只是一個邏輯的存在，并沒有具體的某個協議的實現，所以如果要使PRT-GET支持某個協議的話，需要編寫一個具體的協議工作說明書與PRT-GET相配合。也就是說協議工作說明書是PRT-GET的具體協議的載體，也是PRT-GET支持協議的體現。

（2）元素

元素是PRT-GET的一個新概念。所有的協議都是一些基本通信單元的組合，而PRT-GET就是通過將協議分解成一個個的基本單元從而做到支持各種協議的。這種基本單元就是元素。元素是PRT-GET中協議構成的基本單位，一個PRT-GET的協議本質上就是一些PRT-GET的元素序列，同樣的，對元素的不同組合可以生成不同的協議，這就是PRT-GET可以支持不同協議的本質原因。

程序中的一個元素類的對象對應著協議工作說明書的實際一行，也就是代表著通信交互中的一個基本交互單元。協議工作說明書中指定了每一個通信單元應當使用的元素類，并執行相應動作實現對應的通訊單元。

為更好的實現通訊單元的分割和減少通信協議工作說明書的編寫難度，定義了動作元素和輔助元素這兩個概念。

動作元素：對應著一個通訊基本操作，它指明了對于本次操作應該如何進行。

輔助元素：對動作單元進行輔助處理的單元，它是從屬于動作單元，一個動作元素可以有零個或多個輔助元素。

動作元素和輔助元素指定了協議的一個通信單元的工作方式，而本次通信的內容就由內容項指定了。一個元素由動作元素和輔助元素、內容三項組成，其結構如下：

動作單元 [輔助單元]* [內容]

（3）分析器

PRT-GET中并沒有協議的實體存在，代替的是用協議工作說明書作為協議的載體，而協議工作說明書只是一個文本文件，如何將這個協議工作說明書的內容加載到內存并轉變為一個一個對應的元素，這個工作是由分析器來解決的。

分析器有協議分析器和元素分析器兩種，分別用于不同用途。

協議分析器：協議分析器主要的工作是分析協議工作說明書并創建該說明書對應的元素序列，輔助Protocol實體的創建。

元素分析器：元素分析器的工作是從一個字符串中分解出輔助元素和內容，以支持元素類的動作。

PRT-GET工作流程

PRT-GET的使用非常的方便，只需要使用URL創建出具體的一個協議對象則可以與主機通信，而此URL的要求為“protocol://host: port/file”格式，其中port并不是必須的，如果沒有指定的話就會使用對應協議的協議工作說明書中指定的默認端口。

PRT-GET工作時，將會根據用戶提交的協議名檢查其協議說明書庫中是否有該協議，如果發現對應的協議不存在則拋出一個異常提示用戶。找到指定協議后，PRT-GET將創建一個協議對象以實現通信，并將協議工作說明書加載進內存中，分析生成一個元素序列，最后就執行元素序列以實現實際通信目的，其工作流程如圖2所示。

是

讀取

否

開始

結束

查找協議工作說明書

協議組

協議存在

拋出異常

創建協議對象

分析工作說明書

執行元素動作

圖2 PRT-GET工作流程圖

四、主要包的設計

對PRT-GET的設計采用按功能結構分包的方式，將功能相近的類放置在一起，并按邏輯位置將其放在不同的命名空間之中。

PRT-GET中最核心的三個包分別是Element（元素包）、Analyze（分析工具包）和Util（其他工具包），此外，還有ProtocolManager和Protocol兩個核心類。

PRT-GET將網絡操作分為基本的單元——元素，在程序中的體現就是元素（Element對象），PRT-GET將所有的元素類都放置在Element包中，并通過接口IElement實現元素動作的統一。

Analyze包是一個存放存放分析器的包。PRT-GET經常需要對協議工作說明文件進行分析，這就需要一個分析器專門對協議中的字符串進行分析，Analyze包中的類就是負責此類工作。

PRT-GET在進行一些處理時經常會用到一些方法，為增加代碼的重用率，將所有經常使用到的方法或操作封裝為類存放在Util包中。

五、協議工作說明書

協議工作說明書是協議的真正載體，它以“協議名+.prt”為文件名存放在PRT-GET動態鏈接庫目錄的“protocol”文件夾下，PRT-GET加載協議時到這查找該協議是否存在，當查找到時就會加載為一個協議實體。

1．協議工作說明書的組成

網絡通信主要是發送內容和接收內容，PRT-GET的主要作用就是屏蔽了這一層中繁瑣的通信，使得用戶可以直接對通信的有用內容進行處理。

基于網絡通信只有發送和接收兩種情況，協議工作說明書也只有兩種基本元素：Send和Receive。Send發送數據，而發送的數據可以是在協議說明書中指定的常量，也可以是用戶動態加載的內容。Receive同樣也可以接收常量，或者接收到內存中對應的元素的Data數據中。除了這兩種基本元素外，PRT-GET還擴展了另外兩種元素：Skip和Repeat。Skip能忽略用戶不感興趣的內容，Repeat的作用就是重復進行用戶的一些煩瑣的操作，這些對提高用戶的工作效率有很大的幫助。此外，還有其它一些輔助元素可以指定各種動作元素的具體操作內容。

2．協議工作說明書編寫要求

編寫協議工作說明書必須滿足以下格式：

Port 端口號

（Element名 [輔助元素名]* 內容）*

協議說明書的最開始應該是端口號說明，而后出現的是元素字符串。元素字符串由三部分組成，其中元素名是指該動作元素的名稱；輔助元素指定了動作元素的一些要求，一個動作元素可以有幾個輔助元素的存在；第三個部分就是內容，內容可以是常量內容，也可以是變量，也就是用戶指定的數據。

一個協議說明書只能由一個端口號，但是卻可以有多個元素，不同元素之間用換行隔開即可。定義一個協議說明書必須以該協議名稱加上“.prt”為協議工作說明書名稱，并將其放置在PRT-GET的動態鏈接庫目錄下的protocol文件夾內。

六、應用實例

多協議服務器是一個使用PRT-GET作為通信層的服務器軟件，以文件映射作為虛擬路徑管理手段。通過該服務器軟件可以設置虛擬目錄，用戶可以指定訪問需要使用的網絡協議（如HTTP），當有客戶端請求時，服務器調用PRT-GET創建一個協議實體執行通信，并由服務器解釋請求的URL，將其映射為相關系統文件，客戶端可以和服務器進行通信，請求服務器上的文件資源如圖3所示。

圖3 利用PRT-GET模擬HTTP通信

七、結語

本文討論了多協議模擬器PRT-GET的設計思路和方法，并通過實例模擬HTTP協議驗證了文中所提設計方案的可行性。由于PRT-GET目前的版本設計中輔助元素還不夠多，模擬器的交互設計還有所欠缺，下一步將增加輔助元素的設計，豐富模擬器的功能，增強其應用的靈活性。

參考文獻

[1] 陳富春.ASP.NET中XML數據與關系數據的交互技術.現代計算機.2005(04):P35-37

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關鍵詞：高職；虛擬實驗；計算機網絡；評價；李克特量表

高職計算機網絡課程包含很多抽象的概念和理論，學生感到學起來比較困難，教師教學難度很大。往往是教師講的越多，學生越困惑，長此以往，學生就慢慢失去了學習這門課的興趣。筆者發現，在講授這門課程的過程中，如果能讓學生自己動手做一些虛擬實驗，如組建一個網絡、安裝和配置一臺服務器、分配用戶訪問文件和目錄的權限等等，并同時講解實驗過程，解釋實驗現象，分析實驗數據，而不是空洞地講解理論，學生的學習效果會明顯提高，學習積極性也會增強。這種觀點也得到了很多文獻的支持。圍繞Packet Tracer和Virtual Machine兩款網絡虛擬平臺，筆者設計了一些虛擬實驗作為課堂講解的材料，也可作為學生課后練習的資料，學生評價較高。

虛擬實驗的硬件、軟件和網絡環境

我校計算機網絡專業的每個實驗室都有50臺高性能PC機，能同時供49名學生和1名教師使用。這些PC機通過高速交換機相互連接，每臺都裝有微軟Windows XP 操作系統以及Packet Tracer和Virtual Machine網絡虛擬平臺，都配置相同網段的IP地址、相同的子網掩碼、默認網關和DNS，構成了一個小型的局域網絡并且和因特網相連，如圖1所示。

Packet Tracer和Virtual Machine兩款虛擬網絡平臺是完成本文所述虛擬實驗不可缺少的工具，它們的功能相互補充。Packet Tracer主要模擬網絡的拓撲圖、交換、路由和網絡測試，而Virtual Machine主要用來模擬網絡服務、通信和測試。如按照OSI七層模型來劃分，則Packet Tracer模擬網絡層的工作，Virtual Machine模擬主機層的工作，如圖2所示。需要特別指出的是，Packet Tracer和Virtual Machine是兩個不同公司開發的軟件，二者無論是在同一臺物理機中還是在不同的物理機之間都是不能相互通信的。它們只能通過真實的物理機器平臺和真實的網絡硬件平臺來實現相互通信。

一個虛擬實驗案例

實驗的拓撲圖圖3是使用Packet Tracer構建的網絡拓撲圖，圖中有三個不同的網絡或子網。PC1和PC2在左邊的子網中，通過交換機Switch0和路由器Router0連接，PC3和PC4位于右邊的子網中，通過交換機Switch1和路由器Router1相連，兩個子網通過Router0和Router1連接。圖4是根據圖3應用Virtual Machine構建的網絡拓撲圖，在Virtual Machine中沒有交換機和路由器這樣的網絡設備，但是根據硬件和軟件邏輯等價性原則，可以使用裝有Windows Server 2003的Virtual Machine來充當路由器，至于網段的劃分可以根據Virtual Machine的網絡接口卡的IP地址來確定。

實驗的內容和目的這個實驗的主要目的是教會學生如何構造一個小型的局域網絡，理解局域網通信的過程和原理。主要教學內容和目標有：（1）對網絡進行規劃，會選擇合適的終端和網絡設備以及線纜構建網絡。（2）配置終端接口、路由器接口以及服務器接口的IP地址和子網掩碼。（3）配置路由表，使整個網絡達到連通狀態。（4）使用Ping命令測試網絡。（5）理解局域網通信的過程。（6）理解ARP、ICMP、CSMA/CD以及網關在網絡通信中的作用。（7）理解交換機和路由器的工作原理以及在網絡通信中的作用。

實驗的組織和管理在實驗開始時，教師介紹實驗的要求和目的，以及實驗使用的工具、方法和命令，然后由學生自己動手來完成實驗。學生可以獨自完成實驗也可以結對完成實驗。為了防止網絡上IP地址發生沖突，學生實驗所采用的IP地址可規定為192.168.X.0/24的形式，X為每個學生的序號，這樣不僅解決了IP地址的沖突問題，而且方便學生查找錯誤，使實驗能順利進行。

實驗的數據分析和原理講解本次實驗不僅要求學生掌握局域網的規劃、組建和配置，更重要的是讓學生理解局域網的通信原理，相同網段主機之間和不同網段主機之間通信的過程，網關、交換機和路由器的工作原理和作用，局域網通信的相關協議等概念知識。如果僅憑教師講解，學生是很難理解這些概念知識的。在這個實驗中，教師可以在PC1上向PC4發送一個數據包，讓學生觀察整個網絡通信的過程。可在數據包經過每個網絡節點時把它截取下來進行分析和講解。這樣讓學生不僅能掌握如何連通一個局域網絡，而且能知道網絡連通背后的“故事”。

實驗的評價為了評價本次實驗的有效性，以匿名調查的形式，筆者在課堂上對這次實驗進行了一次評估。筆者給學生提供一個問卷，問卷中包含了以下幾個問題：（1）在進行這次實驗之前，你會組建和配置一個小型局域網絡嗎？（2）你認為這個實驗容易嗎？（3）你能接受這樣的實驗教學嗎？（4）這個實驗是否能有效地幫你理解局域網通信的過程？（5）在這門課中你需要更多這樣的實驗嗎？（6）你愿意在課外時間做這樣的實驗嗎？

針對上述六個問題，李克特量表（Likert scale）被使用在問卷調查中，對于問題1~3，第一個刻度代表極差，第五個刻度代表極好；對于問題4~6，第一個刻度代表否，第五個刻度代表是。在一年的教學過程當中，我校網絡專業86名大一學生完成了這個問卷調查，他們的回答結果統計圖如5所示。

通過問卷調查發現，虛擬實驗激發了學生學習計算機網絡的熱情，他們比以往更加喜愛這門課程了。

對虛擬實驗教學的再思考

目前，虛擬技術在教學中得到了廣泛運用，虛擬實驗和物理實驗的比較在很多文獻中都有闡述，它們各自有自己的優缺點。除去經濟因素，筆者在講授計算機網絡課程的過程中深深感受到虛擬實驗最大的好處是方便、靈活、安全、容易實施和擴展，學生只要有一臺筆記本電腦并且安裝了這些虛擬軟件，無論在什么地方都可以進行學習和實驗，從而擺脫了真實實驗環境的束縛，學習效果得到了很大提高。但是，在教學過程中筆者也發現，采用虛擬實驗講授計算機網絡課程，一開始會增加學生的理解負擔，最關鍵的一點是要讓學生快速理解“機器中的機器，網絡中的網絡”這一概念，讓學生具備虛擬學習的思維。學生完成虛擬實驗一般用兩種方式：（1）每個學生在一臺物理機上打開多個虛擬軟件獨立完成網絡實驗，這種實驗方式是通過一臺物理機來完成的，這種方式學生比較容易理解。（2）把一個實驗劃分為多個模塊，這些模塊分布在不同的物理機上，學生通過協同方式來完成實驗。這種實驗方式是通過多臺物理機和真實的網絡平臺來實現的，只要物理網絡連通，學生就可以在物理網絡里隨意組建虛擬網絡。學生對這種實驗方式通常理解得會慢一點。另外，學生最終要工作在一個真實的環境中，因此，還需在一個真實網絡環境中來驗證學生在虛擬環境中所學到的知識。

綜上，筆者開發的這套虛擬實驗用在計算機網絡課堂教學和學生的課后學習中，學生對這些實驗的評價令人鼓舞。這些評價表明該實驗方便、好用，能幫助學生更好地理解計算機網絡。在今后的教學中，筆者將開發出更多的虛擬實驗并完善相應的評價體系，并將這種教學方法應用在其他網絡課程的教學之中。

參考文獻：

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[2]Cecil Goldstein，Susanna Leisten， Karen Stark，Alan Tickle. Using a Network Simulation Tool to Engage Students in Active Learning Enhances Their Understanding of Complex Data Communications Concepts[C]. Proceedings of the 7th Australasian conference on Computing Education， 2005:223-228.

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[4]李華，孫智勇，吳中福.虛擬計算機網絡組網平臺的設計與實現[J].計算機應用研究，2006，23（8）：258-260.

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信息類學科發展迅猛,新理論、新技術不斷涌現。為縮短學生接觸新知識的時間,培養使用外文資料的能力,高校信息類專業在本科高年級展開雙語教學。我校針對信息類學科積極開展雙語教學研究,建設雙語教學平臺。建設過程中不斷發現問題、總結經驗,提出了具有針對性的教學內容編排與教學設計的改革。歷年來的實踐驗證了課程建設的有效性。

1 當前信息技術類雙語教學存在的不足

課程內容信息量大,專業詞匯多,內容復雜,即使用母語來理解也不簡單,造成了學習上的雙重困難;學生英語水平參差不齊,授課時不得不考慮接收能力的差距;講授知識要占用大量時間,互動時間少,學生主動性難以調動。

因此,必須對教學內容進行精心選取與合理組織、編排,在教學方式實施以圍繞問題、強化討論的自主學習,才能解決上述矛盾。本專業不同課程具有很大的共性。在此以《多媒體技術》雙語課為例介紹我們在教學內容、方案和方式上進行的嘗試,供大家參考?！抖嗝襟w技術》是利用電子信息技術、計算機技術、網絡通信技術等將文本、圖像、語音、動畫、視頻等各種媒體的信息進行處理和集成,在本地或網絡環境下提供更友好人機交互的技術的總和。課程相關的知識包括數字信號處理、數字圖象處理、網絡通信、計算機技術等各個方面,概念和詞匯量較多。我們主要采取了以下方案,提高了授課的效率和質量。

2 內容選取與編排

2.1 知識點分層組織

以往內容的組織一般按照教材順序進行,每個知識點只在相鄰一兩次課中出現,學生難以建立起對術語接觸、熟悉、重現、使用的完整過程,也嚴重缺乏參與的機會。仔細分析不難發現,知識點一般是分層次的:首先是對相關背景、基本概念、基本原理、定義的基本介紹,可稱為基礎層;然后詳細介紹技術細節,包括對比性討論、公式等內容,可稱為展開層;最后介紹對技術的應用,可稱為應用層。

不同層次內容的學習方法有其各自特點?；A層較易理解,但往往是新思想、新概念的引入,需教師引導式的講述,并對相關后續內容加以說明。展開層按難易程度可分為兩類,簡易類完全由學生自學完成,復雜類則需要教師具體講解。應用層更適合進行討論,其中蘊含著工程思想、技術特性與工程實際的匹配等,往往正是學生所欠缺的。通過討論可以啟發學生的思維,使其自然養成使用英語來思考的習慣。

篇(6)

為提高實驗教學的質量，針對以上存在的問題，筆者從實驗教學的內容和形式兩方面對計算機網絡實驗教學進行研究和探索。結合計算機網絡課程自身的特點，利用電子信息類專業有限的實驗條件，在傳統的驗證型實驗的基礎上增加了操作型實驗、設計型實驗和研究型實驗。在實驗內容的安排上力求循序漸進，先通過對基礎原理的驗證型實驗和操作型實驗來加深對網絡原理和技術的理解，提高學生的實際應用能力，進而逐步涉及難度較大的設計型和研究型實驗。

1.1驗證型實驗優化和整合傳統的驗證型實驗，將驗證型實驗分為初級驗證型實驗和高級驗證型實驗。主要用于幫助學生理解網絡基本概念如協議、數據幀和算法等，觀察和評價網絡性能指標。初級驗證型實驗主要利用網絡協議分析工具截獲網絡中傳送的數據包，驗證網絡上數據包的基本結構，通過觀察分析數據包的傳送認識和理解協議的運行機制。高級驗證型實驗依托網絡仿真軟件進行，首先由教師給出實驗的仿真核心源代碼，學生根據教師的講解及關鍵部分的提示對網絡仿真腳本做相應的修改后運行，利用網絡仿真軟件中的可視化工具觀察網絡協議運行過程的動畫演示。在高級驗證型實驗中學生還可以通過修改某一參數觀察網絡各性能指標的變化，分析比較仿真結果，領會協議和算法的含義。以Wireshark軟件抓取網絡上的數據包為例實現初級驗證型實驗。該實驗的硬件配置要求比較低，配備網卡的PC機和局域網環境即可，操作系統Windows2000或者XP都可以。通過Wireshark軟件抓取網絡上的數據包，可以得到封包的詳細信息[3]，如物理層的數據幀概況Frame、數據鏈路層以太網幀頭部信息EthernetII、互聯網層IP包頭部信息InternetProtocolVersion4、傳輸層TCP的數據段頭部信息TransmissionControlProtocol和應用層的信息HTTP協議HypertextTransferProtocol等。學生可以通過每層捕獲的數據包清楚地驗證數據包頭部信息的嵌套，數據幀或包的格式，進而理解網絡協議分層的意義。為了提高學生獨立分析能力，而不是被動驗證所學知識，可以用Wireshark捕獲到的實驗數據分析TCP/IP連接的三次握手情況，識別Wireshark截獲到了三次握手的三個數據包。高級驗證型實驗中的網絡仿真軟件目前使用較多的有OPNET、Matlab、NS2和OMnet++等。由于NS2是開放源碼的網絡仿真平臺，不需要額外付費，可以運行在Linux或Windows操作系統上，能夠在計算機網絡各個層次上模擬網絡運行，并支持目前計算機網絡教材中出現的大多數有線和無線網絡協議，所以可選擇NS2作為高級驗證型實驗的主要軟件工具。以NS2為網絡仿真軟件的高級驗證型實驗的硬件配置要求比較低，配備網卡的PC機。如果現有實驗室的PC機已有Windows系統，又想在Linux下運行NS2仿真，可在PC機的現有操作系統上安裝虛擬機，虛擬機上再安裝Linux操作系統運行NS2即可。在運用NS2做高級驗證型實驗時，重點是驗證網絡協議或算法的動態運行和變化過程。由教師給出TCL腳本實現對模擬仿真場景的產生和控制，并對關鍵控制部分進行詳細講解。學生依據圖1所示實驗流程完成實驗。在這個實驗階段，學生一般不具備獨立編寫網絡控制腳本的能力，對NS2網絡仿真軟件使用不熟練，所以學生主要是觀察和驗證已有網絡協議的運行過程，修改關鍵網絡仿真參數，通過觀看動畫演示和分析NS2的跟蹤記錄文件，得到網絡性能如何變化，深層次領會網絡協議和算法。

1.2操作性實驗為提高學生的動手能力，突出電子信息類專業注重學生實踐能力的培養，可在傳統網絡實驗的基礎上增加操作性實驗，適當購置一些計算機網絡實驗的硬件設備，如雙絞線夾線鉗、雙絞線測試工具、小型路由器、網絡檢測設備等，針對性地開設一些必要的計算機網絡硬件實驗，如網絡線纜的制作與測試、網卡等一些常用設備的安裝、設置及使用，路由器的設置、小型局域網的配置等。操作性實驗不僅能增強學生實際操作能力，還能激發學生的學習興趣，真正達到學以致用的目的。操作性實驗包括3個步驟：①布線實驗。主要是掌握雙絞線的制作與連接，使學生明白雙絞線與直通線的不同點，能夠使用測試儀測試網線，制作出合格的雙絞線[5]。②組網和建網實驗。主要是掌握如何利用小型路由器、PC機和在步驟①做好的網線連接形成一個小型局域網。通過這一步實驗，使學生能夠掌握路由器的基本配置、路由器的級聯方法、理解沖突域的概念等。③測試和管理網絡。主要是掌握常用網絡測試命令的應用，如Ping命令、Tracert命令、ipconfig命令等。對學生在步驟②中組成的一個網絡運用基本的網絡測試命令進行網絡測試和管理。在傳統的計算機網絡實驗中，常用網絡測試命令通常都放在驗證型實驗中，學生實驗的目的性不強，通常是把每一個測試命令敲一遍看看結果就結束實驗，大約20分鐘不到就可以完成，實驗的效果不佳。將基本網絡測試命令的運用放在操作型實驗中，可讓學生有針對性地對自己布線和組網成功的網絡進行測試，檢查網絡是否連接成功，如何通過命令修改網絡配置等。這樣學生做實驗的興趣比較濃厚，也達到學以致用的目的。在操作性實驗結束之后建議學生在家里組建自己的有線或無線小型局域網通過ADSL上Internet，也可以鼓勵學生實驗在筆記本上配置無線AP（接入訪問點），手機接入WiFi的方法，進一步鞏固實驗內容。

1.3設計型實驗電子信息類學生一般要具備一定的網絡應用軟件開發能力，因此設計性實驗是電子信息類學生計算機網絡實驗不可缺少的一部分。設計性實驗的主要目的是讓學生能夠編寫簡單的網絡通信程序，掌握網絡基本編程技巧。計算機網絡課程通常在電子信息類專業的大三和大四開設，此時學生一般都已熟練掌握一門程序設計語言，如C語言和Java語言，學生具備順利掌握網絡編程技巧的基礎。設計性實驗的主要內容是用Socket套接字進行網絡程序設計，讓學生能運用Winsock提供的API函數接口進行面向連接或無連接的網絡程序設計，實現網絡數據傳輸。通過該實驗學生可掌握Socket編程的基本方法，進一步深入理解UDP及TCP協議的工作原理，初步掌握TCP和UDP方式的網絡編程模式。傳統的計算機網絡設計性實驗通常是側重網絡應用層通信的設計，即實現網絡聊天程序，FTP客戶端/服務器端程序開發等[6]。電子信息類專業要求學生掌握一定的網絡底層通信技術，因此其計算機網絡設計性實驗需要側重網絡底層的通信實驗。針對電子信息類的專業特點，設計型實驗主要包括3個部分：①基于Socket的異步串行通信設計。電子信息類的課程設計中會大量用到串口通信測試，可以讓學生設計基于Socket的異步串行通信，通過這部分實驗不僅讓學生了解串口通信的原理，而且有利于學生掌握基本的Socket編程方法。②基于原始套接字的通信設計。電子信息類專業在進行硬件設計特別是嵌入式開發時，通常要對網絡的數據鏈路層和IP層進行開發，而原始套接字可以用來處理數據鏈路層及IP層數據。這部分實驗可以讓學生自己設計Ping程序，完成數據鏈路協議設計和修改等。③基于流式/數據報套接字的客戶/服務器通信設計。這部分實驗是傳統的計算機網絡設計性實驗的主要內容，目的是讓學生掌握基于TCP和UDP方式的網絡通信設計，如設計FTP客戶服務器程序。

1.4研究型實驗研究型實驗主要對學有余力的學生利用課余時間進行的自主研究實驗，采取2~4人為一組的形式，旨在提高學生運用所學知識解決實際問題的能力，以及培養學生的團隊協作能力。在高級驗證型實驗中學生已對網絡仿真軟件有了一定的了解和熟悉，通過高級驗證型實驗學生能了解網絡協議的動態工作工程，分析網絡性能。研究型實驗可以在高級網絡驗證實驗的基礎上進一步讓學生深入了解如何修改和設計自己的網絡協議，并觀察、測量和比較其性能的變化。以NS2網絡仿真軟件為例，圖2給出了NS2的網絡仿真模型，由上至下可以針對網絡層、數據鏈路層（包括介質訪問控制層）和物理層分別展開研究。（1）在網絡層上，重點研究動態路由。在有線網絡環境中，研究動態路由的路由信息更新過程。以距離矢量算法的動態路由為基礎，研究當鏈路狀態發生改變時，靜態路由和動態路由之間的差異。在無線網絡環境中，在分析無線Adhoc網絡路由協議（如DSDV、AODV以及DSR）性能的基礎上，進一步修改和設計無線網絡路由協議。（2）在數據鏈路層上，重點研究鏈路層協議。在研究以太網基本協議（如滑動窗口協議、停止等待協議、CSMA/CD協議等）的基礎上嘗試修改鏈路層協議以改善網絡在某方面的性能（如吞吐量、延時、數據包投遞率等）。（3）物理層上，重點研究無線傳播模型和能量模型對無線網絡性能的影響，從而為不同網絡環境設計不同的無線網絡的上層協議。

2結語

篇(7)

關鍵詞：卓越計劃；密碼技術；密碼學；信息安全

作者簡介：賀蕾（1980-），男，山西平遙人，鄭州輕工業學院計算機與通信工程學院，講師；呂欣美（1983-），女，河南鄭州人，中州大學特殊教育學院，講師。（河南 鄭州 450000）

基金項目：本文系鄭州輕工業學院青年教師教學改革項目的研究成果。

中圖分類號：G642     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2014）14-0030-02

當前社會已經進入信息時代，信息的安全性引起了人們極大的關注。密碼技術作為保護信息安全的基礎和核心技術具有非常重要的作用，這就要求信息安全類專業人才能夠應用密碼技術解決實際問題，滿足用戶的安全需求，保護企事業單位的信息資產。

2011年，教育部了《教育部關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見》，明確提出要培養適應經濟社會發展需要的各類型工程技術人才。密碼技術具有抽象難懂、與其他學科知識聯系廣泛和使用靈活等特點，使得計算機類專業學生感覺難以掌握和靈活運用。為培養具有較好應用能力和創新能力的工程技術人才，解決密碼技術教學過程中遇到的這類問題，本文首先分析了“密碼學”課程的主要教學內容和特點，以及在教學過程中所遇到的問題，然后提出了相應的改進策略，最后對教學效果進行了分析。

一、“密碼學”課程主要的教學內容及特點

1.“密碼學”課程主要的教學內容

“密碼學”是一門講授密碼技術理論及應用的專業課程，其主要教學內容包括以下幾個方面：[1，2]一是密碼學基礎。包括信息安全所面臨的威脅、安全屬性和密碼學中的基本概念等內容。二是古典密碼學。包括凱撒密碼、仿射密碼、Playfair密碼等古典密碼和針對古典密碼技術的攻擊等內容。三是對稱密碼體制，包括序列密碼和分組密碼兩部分內容。序列密碼中主要包括有限狀態自動機、密鑰流生成器和線性反饋移位寄存器等內容。分組密碼中主要包括Feistel密碼結構、DES算法、IDEA算法、AES算法和分組密碼運行模式等內容。四是非對稱密碼體制。包括密碼學數學基礎、非對稱密碼體制基本概念和RSA算法等內容。五是密鑰分配與管理。包括Diffie-Hellman密鑰交換協議和秘密分割門限方案等內容。六是消息認證和Hash算法。包括消息認證碼和Hash函數的基本概念、MD5算法和SHA算法等內容。七是數字簽名。包括數字簽名的基本概念、DSS標準和部分認證協議方面的內容。

2.“密碼學”課程的特點

（1）教學內容抽象，理論性強，難度大?！懊艽a學”課程的教學內容難度較大，[3]大多要使用復雜的數學計算或比特運算。在“對稱密碼體制”和“Hash函數”的教學內容中，所涉及到的密碼算法大多采用了步驟繁瑣復雜的比特運算，如替換和移位等。在“非對稱密碼體制”這一部分教學內容中，要講授一些學生此前沒有學習過的數論中的相關內容，學生在學習時感覺較為吃力，如擴展的歐幾里得定理等?！懊艽a學”課程教學內容所具有的較強的理論性、抽象性和復雜性，使得學生在學習時容易感覺枯燥，降低學習興趣，影響學習效果。

（2）課程內容與其他課程聯系廣泛而緊密。密碼學是一門涉及數論、統計學、網絡通信、計算機應用、信息論、電子電路技術等多個研究領域的交叉學科。[4]在講授針對古典密碼的攻擊方面的教學內容時，需要用到統計學方面的知識；在對稱密碼體制教學過程中，需要用到信息論和電子電路技術中的相關知識；在非對稱密碼體制和數字簽名的教學內容中，需要用到數論中的相關知識；在密鑰分配與管理的教學內容中，需要用到網絡通信方面的知識。由此可以看出，“密碼學”是一門與多個學科有著緊密聯系的課程。

（3）對學生的實踐能力要求較高。密碼學是一門隨著人類社會的不斷發展而發展起來的學科，具有很強的實踐性。密碼技術的主要目的是保護通信雙方的通信內容不被未經授權的第三方竊取、破壞、篡改，這就要求相關技術人員在需要對信息進行保護時能夠靈活運用現有的密碼技術，形成符合要求的安全保護方案，并根據實際情況的變化對其進行改進。

二、“密碼學”課程教學過程中遇到的問題

經過多年的教學實踐，發現學生在學習“密碼學”課程時存在的問題主要表現在難以學以致用方面。密碼技術是一門實踐性很強的技術，在采用密碼技術保護企事業單位信息資產安全時，由于不同的信息資產處于不同的運行環境中，所面臨的安全風險也不相同，而且用戶對于不同信息資產的安全要求也有所不同，這就要求學生能靈活地、創造性地運用所學知識，根據實際情況為企事業單位設計出滿足用戶安全需求的安全方案。但很多學生在學習之后仍然不知道該如何靈活地運用所學知識達到自己設定的安全目標。

三、改進教學策略

為了提高學生對于密碼技術的應用能力，培養本領過硬的高素質信息安全專業人才，根據該領域崗位的任職要求，提出了相應的改進教學策略。

1.基于典型工作任務和場景提高學生的應用能力

在教學過程中，為加強學生對教學內容的掌握程度，可以為學生設計一些典型的工作任務和場景，指導學生在這些工作場景中靈活運用自己所學到的密碼技術，對信息資產的安全性進行保護，達到學以致用的目的，提高學生的應用能力和實踐能力。

（1）金融機構安全通信方案的設計。在開始設計方案之前，先要確定用戶的安全需求。金融機構之間的通信不僅要保證通信的完整性和不可否認性，還要保護通信的機密性。確定了安全需求后，指導學生根據不同的需求使用不同的密碼技術。如保護完整性可以使用Hash函數，保護認證性可以使用數字簽名技術，保護機密性可以使用加解密技術。

（2）文件保護軟件的設計與實現。在實際工作中，可能需要對一些數據或文件進行保護，使得只有授權用戶才能訪問這些數據或文件。要實現這一目標，可以使用加解密軟件。然而，如果使用來源不明的加解密軟件，加密效果難以保障，而且這些加解密軟件本身也可能帶有木馬或病毒程序，竊取機密信息。為解決該問題，在實踐教學過程中指導學生設計并實現一個文件加密器。該加密器不僅能夠加密各種文檔，還能加密各種格式的音頻、視頻、圖形圖像等文件。

2.加大各專業課之間的聯系教學，充分挖掘課程之間的內在聯系

在信息安全及其他相關專業的課程體系中，“密碼學”是一門專業基礎課，與其他專業課有著緊密的聯系，如網絡安全協議分析、服務器安全管理等。要提高學生應用密碼技術的能力，可以在授課時引入其他專業課的內容，作為該密碼技術的應用范例。例如，在講授非對稱密碼體制時，可以引入“網絡安全協議”課程中關于TLS協議的內容。通過把TLS協議流程和非對稱密碼算法聯系起來，向學生講授如何應用非對稱密碼算法來協商出共享密鑰，可以加深學生對非對稱密碼算法的理解，提高學生對密碼技術的應用能力。

四、教學效果分析

在“密碼學”課程教學過程中，采取了基于典型工作任務和場景與加強課程之間聯系的改進教學策略。通過在教學過程中的觀察和考核結果發現，所采用的改進教學策略促進了學生對教學內容的掌握，提高了學生靈活應用密碼技術的能力。

為學生提供典型工作任務，要求學生分析用戶的安全需求，設計制定安全方案，加強了學生對各種密碼技術的原理、優缺點、用途等特性的認識，包括對稱密碼算法、非對稱密碼算法、Hash算法、數字簽名技術等。在掌握了這些密碼技術特性的基礎上才能夠在實際工作中根據具體情況設計出符合要求的安全方案。

通過設計與實現文件加密器，學生對于如何實現安全方案有了初步了解，對于如何應用密碼技術對信息資產進行保護有了更加直接的認識，掌握了如何實現一個加解密軟件。同時，鍛煉了學生的編程實踐能力，并為后續的網絡安全和服務器安全配置與使用方面的學習打下了基礎。

通過加強“密碼學”課程與其他相關課程的聯系，可以加深學生對授課內容的印象，使學生了解到所學的密碼技術如何與其他安全技術相互配合，進而達到安全目標。

五、結論

密碼技術是保護信息安全的基礎與核心技術，“密碼學”是專門講授密碼技術理論及應用的一門專業課程。本文介紹了“密碼學”課程中的教學內容，分析了“密碼學”課程的特點。針對卓越工程師的培養要求和教學過程中所遇到的問題，提出了采用基于典型工作任務和場景與加強“密碼學”課程與其他課程之間聯系的改進教學策略，使學生能夠扎實掌握密碼學的理論知識，同時具有靈活地應用密碼技術的能力，成為高素質的、具備較強實踐能力的計算機類專業人才。經過兩年來的教學實踐，從課程最終的考核結果和學生的反饋意見來看，取得了較好的教學效果。今后要進一步優化和細化教學方法，以取得更好的教學效果。

參考文獻：

[1]楊波.現代密碼學[M].北京:清華大學出版社,2010.

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