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计算机论文 范文 一：认知无线电系统组成与运用场景探析
认知无线电系统组成
认知无线电系统是指采用认知无线电技拿亏术的无线通信系统，它借助于更加灵活的收发信机平台和增强的计算智能使得通信系统更加灵活。认知无线电系统主要包括信息获取、学习以及决策与调整3个功能模块，如图1所示[3]。
认知无线电系统的首要特征是获取无线电外部环境、内部状态和相关政策等知识，以及监控用户需求的能力。认知无线电系统具备获取无线电外部环境并进行分析处理的能力，例如，通过对当前频谱使用情况的分析，可以表示出无线通信系统的载波频率和通信带宽，甚至可以得到其覆盖范围和干扰水平等信息;认知无线电系统具备获取无线电内部状态信息能力，这些信息可以通过其配置信息、流量负载分布信息和发射功率等来得到;认知无线电系统具备获取相关政策信息的能力，无线电政策信息规定了特定环境下认知无线电系统可以使用的频带，最大发射功率以及相邻节点的频率和带宽等;认知无线电系统具备监控用户需求并根据用户需求进行决策调整的能力。如表1所示，用户的业务需求一般可以分为话音、实时数据(比如图像)和非实时数据(比如大的文件包)3类，不同类型的业务对通信QoS的要求也不同。
认知无线电系统的第2个主要特征是学习的能力。学习过程的目标是使用认知无线电系统以前储存下来的决策和结果的信息来提高性能。根据学习内容的不同， 学习 方法 可以分为3类。第一类是监督学习，用于对外部环境的学习，主要是利用实测的信息对估计器进行训练;第2类是无监督学习，用于对外部环境的学习，主要是提取外部环境相关参数的变化规律;第3类是强化学习，用于对内部规则或行为的学习，主要是通过奖励和惩罚机制突出适应当前环境的规则或行为，抛弃不适合当前环境的规则或行为。机器学习技术根据学习机制可以分为:机械式学习、基于解释的学习、指导式学习、类比学习和归纳学习等。
认知无线电系统的第3个主要特性是根据获取的知识，动态、自主地调整它的工作参数和协议的能力，目的是实现一些预先确定的目标，如避免对其他无线电系统的不利干扰。认知无线电系统的可调整性不需要用户干涉。它可以实时地调整工作参数，以达到合适的通信质量;或是为了改变某连接中的无线接入技术;或是调整系统中的无线电资源;或是为了减小干扰而调整发射功率。认知无线电系统分析获取的知识，动态、自主地做出决策并进行重构。做出重构决策后，为响应控制命令，认知无线电系统可以根据这些决策来改变它的工作参数和/或协议。认知无线电系统的决策过程可能包括理解多用户需求和无线工作环境，建立政策，该政策的目的是消烂神为支持这些用户的共同需求选择合适的配置。
认知无线电与其他无线电的关系
在认知无线电提出之前，已经有一些“某某无线电”的概念，如软件定义无线电、自适应无线电等，它们与认知无线电间的关系如图2所示。软件定义无线电被认为是认知无线电系统的一种使能技术。软件定义无线电不需要CRS的特性来进行工作。SDR和CRS处于不同的发展阶段，即采用SDR应用的无线电通信系统已经得到利用，而CRS正处于研究阶段，其应用也正处于研究和试验当中。SDR和CRS并非是无线电通信业务，而是可以在任何无线电通信业务中综合使用的技术。自适应无线电可以通过调整参数与协议，以适应预先设定的信道与环境。与认知无线电相比，自适应无线电由于不具有学习能力，不能从获取的知识与做出的决策中进行学习，也不能通过学习改善知识获取的途径、调整相应的决策，因此，它不能适应未预先设定的信道与环境。可重构无线电是一种硬件功能可以通过软件控制来改变的无线电，它能够更新部分或全部的物理层波形，以及协议栈的更高层。基于策略的无线电可以在未改变内部软件的前提下通过更新来适应当地监管政策。对于较新的无线电网络，因特网路由器一直都是基于策略的。这样，网络运营商就可以使用策略来控制访问权限、分配资源以及修改网络拓扑结构和行为。对于认知无线电来说，基于策略技术应该能够使产品可以在全世界通历顷用，可以自动地适应当地监管要求，而且当监管规则随时间和 经验 变化时可以自动更新。智能无线电是一种根据以前和当前情况对未来进行预测，并提前进行调整的无线电。与智能无线电比较，自适应无线电只根据当前情况确定策略并进行调整，认知无线电可以根据以前的结果进行学习，确定策略并进行调整。
认知无线电关键技术
认知无线电系统的关键技术包括无线频谱感知技术、智能资源管理技术、自适应传输技术与跨层设计技术等，它们是认知无线电区别传统无线电的特征技术[4，5]。
频谱检测按照检测策略可以分为物理层检测、MAC层检测和多用户协作检测，如图3所示。3.1.1物理层检测物理层的检测方法主要是通过在时域、频域和空域中检测授权频段是否存在授权用户信号来判定该频段是否被占用，物理层的检测可以分为以下3种方式:发射机检测的主要方法包括能量检测、匹配滤波检测和循环平稳特性检测等，以及基于这些方法中某一种的多天线检测。当授权用户接收机接收信号时，需要使用本地振荡器将信号从高频转换到中频，在这个转换过程中，一些本地振荡器信号的能量不可避免地会通过天线泄露出去，因而可以通过将低功耗的检测传感器安置在授权用户接收机的附近来检测本振信号的能量泄露，从而判断授权用户接收机是否正在工作。干扰温度模型使得人们把评价干扰的方式从大量发射机的操作转向了发射机和接收机之间以自适应方式进行的实时性交互活动，其基础是干扰温度机制，即通过授权用户接收机端的干扰温度来量化和管理无线通信环境中的干扰源。MAC层检测主要关注多信道条件下如何提高吞吐量或频谱利用率的问题，另外还通过对信道检测次序和检测周期的优化，使检测到的可用空闲信道数目最多，或使信道平均搜索时间最短。MAC层检测主要可以分为以下2种方式:主动式检测是一种周期性检测，即在认知用户没有通信需求时，也会周期性地检测相关信道，利用周期性检测获得的信息可以估计信道使用的统计特性。被动式检测也称为按需检测，认知用户只有在有通信需求时才依次检测所有授权信道，直至发现可用的空闲信道。由于多径衰落和遮挡阴影等不利因素，单个认知用户难以对是否存在授权用户信号做出正确的判决，因此需要多个认知用户间相互协作，以提高频谱检测的灵敏度和准确度，并缩短检测的时间。协作检测结合了物理层和MAC层功能的检测技术，不仅要求各认知用户自身具有高性能的物理层检测技术，更需要MAC层具有高效的调度和协调机制。
智能资源管理的目标是在满足用户QoS要求的条件下，在有限的带宽上最大限度地提高频谱效率和系统容量，同时有效避免网络拥塞的发生。在认知无线电系统中，网络的总容量具有一定的时变性，因此需要采取一定的接入控制算法，以保障新接入的连接不会对网络中已有连接的QoS需求造成影响。动态频谱接入概念模型一般可分为图4所示的3类。动态专用模型保留了现行静态频谱管理政策的基础结构，即频谱授权给特定的通信业务专用。此模型的主要思想是引入机会性来改善频谱利用率，并包含2种实现途径:频谱产权和动态频谱分配。开放共享模型，又称为频谱公用模型，这个模型向所有用户开放频谱使其共享，例如ISM频段的开放共享方式。分层接入模型的核心思想是开放授权频谱给非授权用户，但在一定程度上限制非授权用户的操作，以免对授权用户造成干扰，有频谱下垫与频谱填充2种。认知无线电中的频谱分配主要基于2种接入策略:①正交频谱接入。在正交频谱接入中，每条信道或载波某一时刻只允许一个认知用户接入，分配结束后，认知用户之间的通信信道是相互正交的，即用户之间不存在干扰(或干扰可以忽略不计)。②共享频谱接入。在共享频谱接入中，认知用户同时接入授权用户的多条信道或载波，用户除需考虑授权用户的干扰容限外，还需要考虑来自其他用户的干扰。根据授权用户的干扰容限约束，在上述2种接入策略下又可以分为以下2种频谱接入模式:填充式频谱接入和下垫式频谱接入。对于填充式频谱接入，认知用户伺机接入“频谱空穴”，它们只需要在授权用户出现时及时地出让频谱而不存在与授权用户共享信道时的附加干扰问题，此种方法易于实现，且不需要现有通信设备提供干扰容限参数。在下垫式频谱接入模式下，认知用户与授权用户共享频谱，需要考虑共用信道时所附加的干扰限制。
在不影响通信质量的前提下，进行功率控制尽量减少发射信号的功率，可以提高信道容量和增加用户终端的待机时间。认知无线电网络中的功率控制算法设计面临的是一个多目标的联合优化问题，由于不同目标的要求不同，存在着多种折中的方案。根据应用场景的不同，现有的认知无线电网络中的功率控制算法可以分成2大类:一是适用于分布式场景下的功率控制策略，一是适用于集中式场景下的功率控制策略。分布式场景下的功率控制策略大多以博弈论为基础，也有参考传统Adhoc网络中功率控制的方法，从集中式策略入手，再将集中式策略转换成分布式策略;而集中式场景下的功率控制策略大多利用基站能集中处理信息的便利，采取联合策略，即将功率控制与频谱分配结合或是将功率控制与接入控制联合考虑等。
自适应传输可以分为基于业务的自适应传输和基于信道质量的自适应传输。基于业务的自适应传输是为了满足多业务传输不同的QoS需求，其主要在上层实现，不用考虑物理层实际的传输性能，目前有线网络中就考虑了这种自适应传输技术。认知无线电可以根据感知的环境参数和信道估计结果，利用相关的技术优化无线电参数，调整相关的传输策略。这里的优化是指无线通信系统在满足用户性能水平的同时，最小化其消耗的资源，如最小化占用带宽和功率消耗等。物理层和媒体控制层可能调整的参数包括中心频率、调制方式、符号速率、发射功率、信道编码方法和接入控制方法等。显然，这是一种非线性多参数多目标优化过程。
现有的分层协议栈在设计时只考虑了通信条件最恶劣的情况，导致了无法对有限的频谱资源及功率资源进行有效的利用。跨层设计通过在现有分层协议栈各层之间引入并传递特定的信息来协调各层之间的运行，以与复杂多变的无线通信网络环境相适应，从而满足用户对各种新的业务应用的不同需求。跨层设计的核心就是使分层协议栈各层能够根据网络环境以及用户需求的变化，自适应地对网络的各种资源进行优化配置。在认知无线电系统中，主要有以下几种跨层设计技术:为了选择合适的频谱空穴，动态频谱管理策略需要考虑高层的QoS需求、路由、规划和感知的信息，通信协议各层之间的相互影响和物理层的紧密结合使得动态频谱管理方案必须是跨层设计的。频谱移动性功能需要同频谱感知等其他频谱管理功能结合起来，共同决定一个可用的频段。为了估计频谱切换持续时间对网络性能造成的影响，需要知道链路层的信息和感知延迟。网络层和应用层也应该知道这个持续时间，以减少突然的性能下降;另外，路由信息对于使用频谱切换的路由发现过程也很重要。频谱共享的性能直接取决于认知无线电网络中频谱感知的能力，频谱感知主要是物理层的功能。然而，在合作式频谱感知情况下，认知无线电用户之间需要交换探测信息，因此频谱感知和频谱共享之间的跨层设计很有必要。在认知无线电系统中，由于多跳通信中的每一跳可用频谱都可能不同，网络的拓扑配置就需要知道频谱感知的信息，而且，认知无线电系统路由设计的一个主要思路就是路由与频谱决策相结合。
认知无线电应用场景
认知无线电系统不仅能有效地使用频谱，而且具有很多潜在的能力，如提高系统灵活性、增强容错能力和提高能量效率等。基于上述优势，认知无线电在民用领域和军用领域具有广阔的应用前景。
频谱效率的提高既可以通过提高单个无线接入设备的频谱效率，也可以通过提高各个无线接入技术的共存性能。这种新的频谱利用方式有望增加系统的性能和频谱的经济价值。因此，认知无线电系统的这些共存/共享性能的提高推动了频谱利用的一种新方式的发展，并且以一种共存/共享的方式使获得新的频谱成为可能。认知无线电系统的能力还有助于提高系统灵活性，主要包括提高频谱管理的灵活性，改善设备在生命周期内操作的灵活性以及提高系统鲁棒性等。容错性是通信系统的一项主要性能，而认知无线电可以有效改善通信系统的容错能力。通常容错性主要是基于机内测试、故障隔离和纠错 措施 。认知无线电对容错性的另一个优势是认知无线电系统具有学习故障、响应和错误信息的能力。认知无线电系统可以通过调整工作参数，比如带宽或者基于业务需求的信号处理算法来改善功率效率。
认知无线电所要解决的是资源的利用率问题，在农村地区应用的优势可以 总结 为如下。农村无线电频谱的使用，主要占用的频段为广播、电视频段和移动通信频段。其特点是广播频段占用与城市基本相同，电视频段利用较城市少，移动通信频段占用较城市更少。因此，从频率域考虑，可利用的频率资源较城市丰富。农村经济发达程度一般不如城市，除电视频段的占用相对固定外，移动通信的使用率不及城市，因此，被分配使用的频率利用率相对较低。由于农村地广人稀，移动蜂窝受辐射半径的限制，使得大量地域无移动通信频率覆盖，尤其是边远地区，频率空间的可用资源相当丰富。
在异构无线环境中，一个或多个运营商在分配给他们的不同频段上运行多种无线接入网络，采用认知无线电技术，就允许终端具有选择不同运营商和/或不同无线接入网络的能力，其中有些还可能具有在不同无线接入网络上支持多个同步连接的能力。由于终端可以同时使用多种 无线网络 ，因此应用的通信带宽增大。随着终端的移动和/或无线环境的改变，可以快速切换合适的无线网络以保证稳定性。
在军事通信领域，认知无线电可能的应用场景包括以下3个方面。认知抗干扰通信。由于认知无线电赋予电台对周围环境的感知能力，因此能够提取出干扰信号的特征，进而可以根据电磁环境感知信息、干扰信号特征以及通信业务的需求选取合适的抗干扰通信策略，大大提升电台的抗干扰水平。战场电磁环境感知。认知无线电的特点之一就是将电感环境感知与通信融合为一体。由于每一部电台既是通信电台，也是电磁环境感知电台，因此可以利用电台组成电磁环境感知网络，有效地满足电磁环境感知的全时段、全频段和全地域要求。战场电磁频谱管理。现代战场的电磁频谱已经不再是传统的无线电通信频谱，静态的和集重视的频谱管理策略已不能满足灵活多变的现代战争的要求。基于认知无线电技术的战场电磁频谱管理将多种作战要素赋予频谱感知能力，使频谱监测与频谱管理同时进行，大大提高了频谱监测网络的覆盖范围，拓宽了频谱管理的涵盖频段。
结束语
如何提升频谱利用率，来满足用户的带宽需求;如何使无线电智能化，以致能够自主地发现何时、何地以及如何使用无线资源获取信息服务;如何有效地从环境中获取信息、进行学习以及做出有效的决策并进行调整，所有这些都是认知无线电技术要解决的问题。认知无线电技术的提出，为实现无线环境感知、动态资源管理、提高频谱利用率和实现可靠通信提供了强有力的支撑。认知无线电有着广阔的应用前景，是无线电技术发展的又一个里程碑。
计算机论文范文二：远程无线管控体系的设计研究
1引言
随着我国航天事业的发展,测量船所承担的任务呈现高密度、高强度的趋势,造成码头期间的任务准备工作越来越繁重,面临着考核项目多、考核时间短和多船协调对标等现实情况,如何提高对标效率、确保安全可靠对标成为紧迫的课题。由于保密要求,原研制的远程标校控制系统无法接入现有网络,而铺设专网的耗资巨大,性价比低,也非首选方案。近些年来,无线通信已经成为信息通信领域中发展最快、应用最广的技术,广泛应用于家居、农业、工业、航天等领域,已成为信息时代社会生活不可或缺的一部分[1],这种技术也为解决测量船远程控制标校设备提供了支持。本文通过对常用中远距离无线通信方式的比较,择优选择了无线网桥,采用了桥接中继的网络模式,通过开发远程设备端的网络控制模块,以及相应的控制软件,实现了测量船对远程设备的有效、安全控制。
2无线通信方式比较
无线通信技术是利用电磁波信号在自由空间中进行信息传播的一种通信方式,按技术形式可分为两类:一是基于蜂窝的接入技术,如蜂窝数字分组数据、通用分组无线传输技术、EDGE等;二是基于局域网的技术,如WLAN、Bluetooth、IrDA、Home-RF、微功率短距离无线通信技术等。在中远距离无线通信常用的有ISM频段的通信技术(比如ZigBee以及其他频段的数传模块等)和无线 网络技术 (比如GSM、GPRS以及无线网桥等)。基于ISM频段的数传模块的通信频率为公共频段,产品开发没有限制,因此发展非常迅速,得到了广泛应用。特别是近年来新兴的ZigBee技术,因其低功耗、低复杂度、低成本,尤其是采用自组织方式组网,对网段内设备数量不加限制,可以灵活地完成网络链接,在智能家居、无线抄表等网络系统开发中得到应用[2]。但是,对于本系统的开发而言,需要分别研制控制点和被控制点的硬件模块,并需通过软件配置网络环境,开发周期长,研制成本高,故非本系统开发的最优方案。
GSM、GPRS这种无线移动通信技术已经成为人们日常生活工作必不可少的部分,在其他如无线定位、远程控制等领域的应用也屡见不鲜[3],但是由于保密、通信费用、开发成本等因素,也无法适用于本系统的开发。而无线网桥为本系统的低成本、高效率的研发提供了有利支持,是开发本系统的首选无线通信方式。无线网桥是无线网络的桥接,它可在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁,也是无线接入点的一个分支。无线网桥工作在2•4GHz或5•8GHz的免申请无线执照的频段,因而比其他有线网络设备更方便部署,特别适用于城市中的近距离、远距离通信。
3系统设计
该远程控制系统是以保障测量船对远端标校设备的有效控制为目标,包括标校设备的开关机、状态参数的采集等,主要由测量船控制微机、标校设备、网络控制模块、主控微机以及无线网桥等组成。工作流程为测量船控制微机或主控微机发送控制指令,通过无线网桥进行信息传播,网络控制模块接收、解析指令,按照Modbus协议规定的数据格式通过串口发给某一标校设备,该标校设备响应控制指令并执行;网络控制模块定时发送查询指令,并将采集的状态数据打包,通过无线发给远程控制微机,便于操作人员监视。网络通信协议采用UDP方式,对于测量船控制微机、主控微机仅需按照一定的数据格式发送或接收UDP包即可。网络控制模块是系统的核心部件,是本文研究、设计的重点。目前,常用的网络芯片主要有ENC28J60、CP2200等,这里选用了ENC28J60,设计、加工了基于STC89C52RC单片机的硬件电路。通过网络信息处理软件模块的开发,满足了网络信息交互的功能要求;通过Modbus串口协议软件模块的开发,满足了标校设备监控功能,从而实现了系统设计目标。
3.1组网模式
无线网桥有3种工作方式,即点对点、点对多点、中继连接。根据系统的控制要求以及环境因素,本系统采用了中继连接的方式,其网络拓扑如图1所示。从图中可以清晰看出,这种中继连接方式在远程控制端布置两个无线网桥,分别与主控点和客户端进行通信,通过网络控制模块完成数据交互,从而完成组网。
3.2安全防范
由于是开放性设计,无线网络安全是一个必须考虑的问题。本系统的特点是非定时或全天候开机,涉密数据仅为频点参数,而被控设备自身均有保护措施(协议保护)。因此,系统在设计时重点考虑接入点防范、防止攻击,采取的措施有登录密码设施、网络密匙设置、固定IP、对数据结构体的涉密数据采取动态加密等方式,从而最大限度地防止了“被黑”。同时,采用了网络防雷器来防护雷电破坏。
3.3网络控制模块设计
3.3.1硬件设计
网络控制模块的功能是收命令信息、发状态信息,并通过串口与标校设备实现信息交互,其硬件电路主要由MCU(微控制单元)、ENC28J60(网络芯片)、Max232(串口芯片)以及外围电路组成,其电原理图如图2所示。硬件设计的核心是MCU、网络芯片的选型,本系统MCU选用的STC89C52RC单片机,是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,可直接使用串口下载,为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。ENC28J60是由M-icrochip公司出的一款高集成度的以太网控制芯片,其接口符合IEEE802.3协议,仅28个引脚就可提供相应的功能,大大简化了相关设计。ENC28J60提供了SPI接口,与MCU的通信通过两个中断引脚和SPI实现,数据传输速率为10Mbit/s。ENC28J60符合IEEE802.3的全部规范,采用了一系列包过滤机制对传入的数据包进行限制,它提供了一个内部DMA模块,以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP校验和计算[4]。ENC28J60对外网络接口采用HR911102A,其内置有网络变压器、电阻网络,并有状态显示灯,具有信号隔离、阻抗匹配、抑制干扰等特点,可提高系统抗干扰能力和收发的稳定性。
3.3.2软件设计
网络控制模块的软件设计主要包括两部分,一是基于SPI总线的ENC28J60的驱动程序编写,包括以太网数据帧结构定义、初始化和数据收发;二是Modbus协议编制,其软件流程如图3所示。
3.3.2.1ENC28J60的驱动程序编写
(1)以太网数据帧结构符合IEEE802.3标准的以太网帧的长度是介于64~1516byte之间,主要由目标MAC地址、源MAC地址、类型/长度字段、数据有效负载、可选填充字段和循环冗余校验组成。另外,在通过以太网介质发送数据包时,一个7byte的前导字段和1byte的帧起始定界符被附加到以太网数据包的开头。以太网数据包的结构如图4所示。(2)驱动程序编写1)ENC28J60的寄存器读写规则由于ENC28J60芯片采用的是SPI串行接口模式,其对内部寄存器读写的规则是先发操作码<前3bit>+寄存器地址<后5bit>,再发送欲操作数据。通过不同操作码来判别操作时读寄存器(缓存区)还是写寄存器(缓冲区)或是其他。2)ENC28J60芯片初始化程序ENC28J60发送和接收数据包前必须进行初始化设置,主要包括定义收发缓冲区的大小,设置MAC地址与IP地址以及子网掩码,初始化LEDA、LEDB显示状态通以及设置工作模式,常在复位后完成,设置后不需再更改。3)ENC28J60发送数据包ENC28J60内的MAC在发送数据包时会自动生成前导符合帧起始定界符。此外,也会根据用户配置以及数据具体情况自动生成数据填充和CRC字段。主控器必须把所有其他要发送的帧数据写入ENC28J60缓冲存储器中。另外,在待发送数据包前要添加一个包控制字节。包控制字节包括包超大帧使能位(PHUGEEN)、包填充使能位(PPADEN)、包CRC使能位(PCRCEN)和包改写位(POVERRIDE)4个内容。4)ENC28J60接收数据包如果检测到EIR.PKTIF为1,并且EPKTCNT寄存器不为空,则说明接收到数据,进行相应处理。
3.3.2.2ModBus协议流程
本系统ModBus协议的数据通信采用RTU模式[5],网络控制模块作为主节点与从节点(标校设备)通过串口建立连接,主节点定时向从节点发送查询命令,对应从节点响应命令向主节点发送设备状态信息。当侦测到网络数据时,从ENC28J60接收数据包中解析出命令,将对应的功能代码以及数据,按照Modbus数据帧结构进行组帧,发送给从节点;对应从节点响应控制命令,进行设备参数设置。
4系统调试与验证
试验调试环境按照图1进行布置,主要包括5个无线网桥、1个主控制点、2个客户端、1块网络控制模块板以及标校设备等,主要测试有网络通信效果、网络控制能力以及简单的安全防护测试。测试结论:网络连接可靠,各控制点均能安全地对远端设备进行控制,具备一定安全防护能力,完全满足远程设备控制要求。
5结束语
本文从实际需要出发,通过对当下流行的无线通信技术的比较,选用无线网桥实现远控系统组网;通过开发网络控制模块,以及相应的控制软件编制,研制了一套用于测量船远程控制设备的系统。经几艘测量船的应用表明,采用无线网桥进行组网完全满足系统设计要求,具有高安全性、高可靠性、高扩展性等优点,在日趋繁重的保障任务中发挥了重要的作用。本系统所采用的无线组网方法,以及硬件电路的设计方案,对其他相关控制领域均有一定的参考价值。
❷ 分布式存储有哪些
问题一：当前主流分布式文件系统有哪些?各有什么优缺点 目前几个主流的分布式文件系统除GPFS外，还有PVFS、Lustre、PanFS、GoogleFS等。
1.PVFS(Parallel Virtual File System)项目是Clemson大学为了运行Linux集群而创建的一个开源项目,目前PVFS还存在以下不足：
1）单一管理节点:只有一个管理节点来管理元数据，当集群系统达到一定的规模之后，管理节点将可能出现过度繁忙的情况，这时管理节点将成为系统瓶颈;
2）对数据的存储缺乏容错机制:当某一I/O节点无法工作时，数据将出现不可用的情况;
3）静态配置:对PVFS的配置只能在启动前进行，一旦系统运行则不可再更改原先的配置。
2.Lustre文件系统是一个基于对象存储的分布式文件系统，此项目于1999年在Carnegie Mellon University启动，Lustre也是一个开源项目。它只有两个元数据管理节点,同PVFS类似,当系统达到一定的规模之后，管理节点会成为Lustre系统中的瓶颈。
3.PanFS(Panasas File System)是Panasas公司用于管理自己的集群存储系统的分布式文件系统。
4.GoogleFS(Google File System)是Google公司为了满足公司内部的数据处理需要而设计的一套分布式文件系统。
5.相对其它的文件系统，GPFS的主要优点有以下三点：
1)使用分布式锁管理和大数据块策略支持更大规模的集群系统,文件系统的令牌管理器为块、inode、属性和目录项建立细粒度的锁，第一个获得锁的客户将负责维护相应共享对象的一致性管理，这减少了元数据服务器的负担;
2)拥有多个元数据服务器,元数据也是分布式,使得元数据的管理不再是系统瓶颈;
3)令牌管理以字节作为锁的最小单位,也就是说除非两个请求访问的是同一文件的同一字节数据,对于数据的访问请求永远不会冲突.
问题二：分布式存储是什么？选择什么样的分布式存储更好？ 分布式存储系统，是将数据分散存储在多 *** 立的设备上。传统的网络存储系统采用集中的存储服务器存放所有数据，存储服务器成为系统性能的瓶颈，也是可靠性和安全性的焦点，不能满足大规模存储应用的需要。分布式网络存储系统采用可扩展的系统结构，利用多台存储服务器分担存储负荷，利用位置服务器定位存储信息，它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率，还易于扩展。
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问题三：什么是分布式存储系统？ 就是将数据分散存储在多 *** 立的设备上
问题四：什么是分布式数据存储 定义：
分布式数据库是指利用高速计算机网络将物理上分散的多个数据存储单元连接起来组成一个逻辑上统一的数据库。分布式数据库的基本思想是将原来集中式数据库中的数据分散存储到多个通过网络连接的数据存储节点上，以获取更大的存储容量和更高的并发访问量。近年来，随着数据量的高速增长，分布式数据库技术也得到了快速的发展，传统的关系型数据库开始从集中式模型向分布式架构发展，基于关系型的分布式数据库在保留了传统数据库的数据模型和基本特征下，从集中式存储走向分布式存储，从集中式计算走向分布式计算。
特点：
1.高可扩展性：分布式数据库必须具有高可扩展性，能够动态地增添存储节点以实现存储容量的线性扩展。
2 高并发性：分布式数据库必须及时响应大规模用户的读/写请求，能对海量数据进行随机读/写。
3. 高可用性：分布式数据库必须提供容错机制，能够实现对数据的冗余备份，保证数据和服务的高度可靠性。
问题五：分布式文件系统有哪些主要的类别？ 分布式存储在大数据、云计算、虚拟化场景都有勇武之地，在大部分场景还至关重要。munity.emc/message/655951 下面简要介绍*nix平台下分布式文件系统的发展历史：
1、单机文件系统
用于操作系统和应用程序的本地存储。
2、网络文件系统（简称：NAS）
基于现有以太网架构，实现不同服务器之间传统文件系统数据共享。
3、集群文件系统
在共享存储基础上，通过集群锁，实现不同服务器能够共用一个传统文件系统。
4、分布式文件系统
在传统文件系统上，通过额外模块实现数据跨服务器分布，并且自身集成raid保护功能，可以保证多台服务器同时访问、修改同一个文件系统。性能优越，扩展性很好，成本低廉。
问题六：分布式文件系统和分布式数据库有什么不同 分布式文件系统（dfs）和分布式数据库都支持存入，取出和删除。但是分布式文件系统比较暴力，可以当做key/value的存取。分布式数据库涉及精炼的数据，传统的分布式关系型数据库会定义数据元组的schema，存入取出删除的粒度较小。
分布式文件系统现在比较出名的有GFS（未开源），HDFS（Hadoop distributed file system）。分布式数据库现在出名的有Hbase，oceanbase。其中Hbase是基于HDFS，而oceanbase是自己内部实现的分布式文件系统，在此也可以说分布式数据库以分布式文件系统做基础存储。
问题七：分布式存储有哪些 华为的fusionstorage属于分布式 您好，很高兴能帮助您，首先，FusionDrive其实是一块1TB或3TB机械硬盘跟一块128GB三星830固态硬盘的组合。我们都知道，很多超极本同样采用了混合型硬盘，但是固态硬盘部分的容量大都只有8GB到32GB之间，这个区间无法作为系统盘来使用，只能作
问题八：linux下常用的分布式文件系统有哪些 这他妈不是腾讯今年的笔试题么
NFS（tldp/HOWTO/NFS-HOWTO/index）
网络文件系统是FreeBSD支持的文件系统中的一种，也被称为NFS。
NFS允许一个系统在网络上与它人共享目录和文件。通过使用NFS， 用户和程序可以象访问本地文件一样访问远端系统上的文件。它的好处是：
1、本地工作站使用更少的磁盘空间，因为通常的数据可以存放在一台机器上而且可以通过网络访问到。
2、用户不必在每个网络上机器里面都有一个home目录。home目录可以被放在NFS服务器上并且在网络上处处可用。
3、诸如软驱、CDROM、和ZIP之类的存储设备可以在网络上面被别的机器使用。可以减少整个网络上的可移动介质设备的数量。
开发语言c/c++,可跨平台运行。
OpenAFS（openafs）
OpenAFS是一套开放源代码的分布式文件系统，允许系统之间通过局域网和广域网来分享档案和资源。OpenAFS是围绕一组叫做cell的文件服务器组织的，每个服务器的标识通常是隐藏在文件系统中，从AFS客户机登陆的用户将分辨不出他们在那个服务器上运行，因为从用户的角度上看，他们想在有识别的Unix文件系统语义的单个系统上运行。
文件系统内容通常都是跨cell复制，一便一个硬盘的失效不会损害OpenAFS客户机上的运行。OpenAFS需要高达1GB的大容量客户机缓存，以允许访问经常使用的文件。它是一个十分安全的基于kerbero的系统，它使用访问控制列表(ACL）以便可以进行细粒度的访问，这不是基于通常的Linux和Unix安全模型。开发协议IBM Public，运行在linux下。
MooseFs（derf.homelinux）
Moose File System是一个具备容错功能的网路分布式文件统，它将数据分布在网络中的不同服务器上，MooseFs通过FUSE使之看起来就 是一个Unix的文件系统。但有一点问题，它还是不能解决单点故障的问题。开发语言perl,可跨平台操作。
pNFS（pnfs）
网络文件系统(Network FileSystem,NFS)是大多数局域网(LAN）的重要的组成部分。但NFS不适用于高性能计算中苛刻的输入书橱密集型程序，至少以前是这样。NFS标准的罪行修改纳入了Parallel NFS(pNFS），它是文件共享的并行实现，将传输速率提高了几个数量级。
开发语言c/c++,运行在linu下。
googleFs
据说是一个比较不错的一个可扩展分布式文件系统，用于大型的，分布式的，对大量数据进行访问的应用。它运行于廉价的普通硬件上，但可以提供容错功能，它可以给大量的用户提供性能较高的服务。google自己开发的。
问题九：分布式存储都有哪些，并阐述其基本实现原理 神州云科 DCN NCS DFS2000（简称DFS2000）系列是面向大数据的存储系统，采用分布式架构，真正的分布式、全对称群集体系结构，将模块化存储节点与数据和存储管理软件相结合，跨节点的客户端连接负载均衡，自动平衡容量和性能，优化集群资源，3-144节点无缝扩展，容量、性能岁节点增加而线性增长，在 60 秒钟内添加一个节点以扩展性能和容量。
问题十：linux 分布式系统都有哪些？ 常见的分布式文件系统有，GFS、HDFS、Lustre 、Ceph 、GridFS 、mogileFS、TFS、FastDFS等。各自适用于不同的领域。它们都不是系统级的分布式文件系统，而是应用级的分布式文件存储服务。
GFS（Google File System）
--------------------------------------
Google公司为了满足本公司需求而开发的基于Linux的专有分布式文件系统。。尽管Google公布了该系统的一些技术细节，但Google并没有将该系统的软件部分作为开源软件发布。
下面分布式文件系统都是类 GFS的产品。
HDFS
--------------------------------------
Hadoop 实现了一个分布式文件系统（Hadoop Distributed File System），简称HDFS。 Hadoop是Apache Lucene创始人Doug Cutting开发的使用广泛的文本搜索库。它起源于Apache Nutch，后者是一个开源的网络搜索引擎，本身也是Luene项目的一部分。Aapche Hadoop架构是MapRece算法的一种开源应用，是Google开创其帝国的重要基石。
Ceph
---------------------------------------
是加州大学圣克鲁兹分校的Sage weil攻读博士时开发的分布式文件系统。并使用Ceph完成了他的论文。
说 ceph 性能最高，C++编写的代码，支持Fuse，并且没有单点故障依赖， 于是下载安装， 由于 ceph 使用 btrfs 文件系统， 而btrfs 文件系统需要 Linux 2.6.34 以上的内核才支持。
可是ceph太不成熟了，它基于的btrfs本身就不成熟，它的官方网站上也明确指出不要把ceph用在生产环境中。
Lustre
---------------------------------------
Lustre是一个大规模的、安全可靠的，具备高可用性的集群文件系统，它是由SUN公司开发和维护的。
该项目主要的目的就是开发下一代的集群文件系统，可以支持超过10000个节点，数以PB的数据量存储系统。
目前Lustre已经运用在一些领域，例如HP SFS产品等。
❸ 《DIBN: A Decentralized Information-Centric Blockchain Network》论文阅读笔记
区块链是一种分布式账本，具有不可变性，匿名性和可审计性，无需信任第三方。 为了提供数据交换以形成这样的账本，区块链网络使交易和区块的传播达到共识，主要由附着策略和沟通策略组成。 当前，它是使用对等覆盖网络来实现的，但是，它受到流量与底层网络拓扑之间不匹配的内在问题的困扰。 为了解决这个问题，我们采用了以信息为中橡中心的网络（ICN）方法来设计去中心化的以信息为中心的区块链网络（DIBN），其中命名类别以使流量能够被去中心化，并且 在每个类别的所有区块链节点（BN）之间建立任意的一对多类别传播结构（CDS）。 对于CDS，一个BN可以有效地将数据发送到所有其他BN，以使流量与基础网络保持一致，从而解决了不匹配问题。 性能分析表明，提出的DIBN可以大大减少区块链数据分发的平均路径长度。
大量移动设备生成大量的大数据，区块链网络的现有工作主要针对数据和面向数据传播的攻击，但是，对于区块链网络本身仍缺乏研究关注。
P2P上层网络中，流量和底层网络拓扑之间存在不匹配问题：现在的BC网络主要基于P2P上层网络技术的应用层多播（ALM）实现，其性能受到上层流量和基础物理网络拓扑之间不匹配问题的影响，从而导致大量冗余流量。
提出DIBN，命名类别使流量分散；建立any-to-all类别传播结构。在DIBN中，类别、交易和数据块被命名用于数据转发，并通过交易记录高性能区块链节点（HPBN），以选择根设备，即指定的区块链节点（dBN）。
DIBN包含三个过程：类别通信结构（CDS）形成，双向附件策略和任何对所有通信策略。 为每个类别构建一个包含所有BN的双向数据分发树，其中考虑负载平衡，选择一个HPBN作为该树的根dBN。 通过CDS，可以实现任何所有人的通信策略，其中任何BN都可以有效地将数据分发到所有其他BN，从而使流量与基础网络保持一致。
我们分析了DIBN的性能，这表明与区块链网络中现有的典型ALM相比，DIBN可以大大缩短平均路径长度。
为了缓解流量集中程度，将对交易和块进行分别命名。交易，语义上有意义的命名。块，无意义的名称标记类别，在负载均衡时分散流量。交易和块通过类别标识符进行分发，并通过数据标识符进行检索。 即，类别，交易和区块具有类别标识符（CID），交易标识符（TID）和区块标识符（BID）的孝谨标识符。CID是二进制的 < Category Name (CN) | DIBN Domain > ，TID的格式为 < CN | Transaction Name | DIBN Domain > ，BID的格式为 < CN | Block Name | DIBN Domain > 。
DIBN域：由BN和具有ICN功能的路由器构成的用于数据转发的管理区域。
所有的交易和块都包含在不同类别中。每种流量类别对应一个CDS，它是指一组链路，用于在一个特定类别的BN之间传播交易和块。根据类别和CDS，可以将流量分布在不同交易和块的不同链路上。
为了避免过度依赖中心化的RN（组播中的交汇节点），HPBN通过区块链交易记录自己（HPBN作为dBN的次数）（HPBN可以主动宣布自己愿意作为dBN）。在选择dBN时，当一个BN想形成一个CDS树时，会在区块链中找到HPBN的记录，选择作为dBN次数最少的HPBN作为本CDS树的dBN，并且更新该HPBN作为dBN的次数。
确定dBN后，BN将向所有其他BN广播选出的HPBN的id。然后，那些收到公告的BN向该dBN发送CDS形成请求，并以所请求的类别CID构造一个以该dBN为根的双向到所有通信树。在所有BN向dBN发送请求的过程中，数据包会被路由器记录到FIB表中，生成关于端口组和梁慎山类别名称的关联映射。当从端口组中的某一个收到该类别的数据后路由器将自动转发给其余端口。如下图建立了蓝色线的CDS树。同时这些映射关系具有一定的TTL生存时间，过期后需要重新构建新的CDS树。
当一个新节点需要加入CDS时，需要向邻近节点查询负责该类流量的HPBN的id，然后向该dBN发送请求，请求会在路由表中建立相应项形成新的CDS树。路由器定期检查与BN的连接。 如果相邻的BN不可访问，则可以将该BN视为击败“离开”状态。 当检测到相邻BN的“ LEAVE”状态时，如果剩余两个或更多个接口，则删除检测到的具有未连接的BN的接口。
一个DBIN域中形成一个类别的CDS时，该CDS树的dBN会和其他域相同类别的dBN组件CDS树形成多级域间数据分发。
在CDS形成之后，事务和块可以将类别的已建立通信结构传递到所有BN。 在基于DIBN的场景中，每个BN都可以与区块链网络之间收发事务和区块。 中间路由器的基本转发策略是路由器在数据包头中的CID和FIB中的CID之间执行完全匹配，然后将数据转发到相应FIB条目中的其余接口（传入接口除外）。如下图所示分别由BN2向所有节点分发了交易1，由BN6向所有节点分发了区块1。
ICN本质上允许隐藏底层设备和网络协议中的异质性，并支持基于名称的转发和网络内缓存[16]。 因此，由于ICN的这些有前途的功能，因此所提出的DIBN具有ALM的优点，例如即时可部署性和易于维护。 此外，它还具有使流量与基础网络基础结构保持一致的优点。 此外，通过采用区块链的基本账本功能，也可以避免使用集中式集合点。
文中并未对所述方法进行实验，只是进行了简单分析和推导。使用平均路径长度作为指标，对比了所提出的DIBN与典型的ALM协议Narada[11]和NICE[12]。与典型值相比，因为DIBN中的CDS将流量与基础网络拓扑对齐，相比于ALM协议，即Narada的O（M log（K））和NICE的O（log（M）log（K）），拟议的DIBN【O（log（K））】可以大大减小将数据从一个BN传播到另一个BN的平均路径长度。 显然，如果BN的数量变得更大，则DIBN可以大大减小平均路径长度。 此外，由于缩短了平均路径长度，因此可以极大地减少通信开销。
http://ieeexplore.ieee.org/document/9013622
❹ xgboost导读及论文理解
优化的分布式梯度提升算法，end-to-end 不需要特征抽取。输入原始数据，就能输出目标结果。
整篇论文技术实现分两个部分
显而易见，xgboost是非线性(Tree)的加法模型
如果是回归问题则可能是：
而分类问题则应该是交叉熵, 此处 ：
二分类问题：
多分类问题：
这里review一下，对于多分类高碧及二分类，交叉熵及soft公式，二分类均是多分类的特例
:
：
原文描述：Default direction, 按我的理解应该是：每轮迭代，每颗树对待一个特征缺失的方向处理应该是一致的，但是不同特征的缺失方向是随机的；不同的迭代子树，策略也是随机的
在建树的过程中，最耗时是找最优的切分点，而这个过程中，最耗时的部分是 将数据排序 。为了减少排序的时间，Xgboost采用 Block结构 存储数据(Data in each block is stored in the compressed column (CSC) format, with each column sorted by the corresponding feature value)
对于approximate算法来说，Xgboost使用了多个Block，存在多个机器上或者磁盘中。每个Block对应原来数据的子集。不同的Block可以在不同的机器上计算。该方法对Local策略尤其有效，因为Local策略每次分支都重新生成候选切分点。
使用Block结构的一个缺点是取梯度的时候，是通过索引来获取的，而这些梯度的获取顺序是按照特征的大小顺序的。这将导致非连续的内存访问，可能使得CPU cache缓存命中率低，从而影响算法效率
在非近似的贪心算法中， 使用 缓存预取（cache-aware prefetching） 。具体来说，对每个线程分配一个连续的buffer，读取梯度信息并存入Buffer中（这样就实现了非连续到连续的转化），然后再统计梯度信息
在近似 算法中，对Block的大小进行了合理的设置。 定义Block的大小为Block中最多的样本数 。设置合适的大小是很重要的，设置过大则容易导致命中率低，过小则容易导致并行化效率不高。经过实验，发现2^16比较好
当数据量太大不能全部放入主内存的时候，为了使友握得戚告举out-of-core计算称为可能，将数据划分为多个Block并存放在磁盘上。计算的时候，使用独立的线程预先将Block放入主内存，因此可以在计算的同时读取磁盘。但是由于磁盘IO速度太慢，通常更不上计算的速度。因此，需要提升磁盘IO的销量。Xgboost采用了2个策略：
Block压缩（Block Compression）：将Block按列压缩（LZ4压缩算法？），读取的时候用另外的线程解压。对于行索引，只保存第一个索引值，然后只保存该数据与第一个索引值之差(offset)，一共用16个bits来保存
offset，因此，一个block一般有2的16次方个样本。
Block拆分（Block Sharding）：将数据划分到不同磁盘上，为每个磁盘分配一个预取（pre-fetcher）线程，并将数据提取到内存缓冲区中。然后，训练线程交替地从每个缓冲区读取数据。这有助于在多个磁盘可用时增加磁盘读取的吞吐量。
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❺ 计算机网络技术专业毕业论文题目
计算机网络技术专业毕业论文题目
你是不是在为选计算机网络技术专业毕业论文题目烦恼呢?以下是我为大家整理的关于计算机网络技术专业毕业论文题目，希望大家喜欢!
1. 基于移动互联网下服装品牌的推广及应用研究
2. 基于Spark平台的皮备核恶意流量监测分析系统
3. 基于MOOC翻转课堂教学模式的设计与应用研究
4. 一种数字货币系统P2P消息传输机制的设计与实现
5. 基于OpenStack开放云管理平台研究
6. 基于OpenFlow的软件定义网络路由技术研究
7. 未来互联网试验平台若干关键技术研究
8. 基于云计算的海量网络流量数据分析处理及关键算法研究
9. 基于网络化数据分析的社会计算关键问题研究
10. 基于Hadoop的网络流量分析系统的研究与应用
11. 基于支持向量机的移动互联网用户行为偏好研究
12. “网络技术应用”微课程设计与建设
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
14. 未来互联网络资源负载均衡研究
15. 面向云数据中心的虚拟机调度机制研究
16. 基于OpenFlow的数据中心网络路由策略研究
17. 云计算环境下资源需求预测与优化配置方法研究
18. 基于多维属性的社会网络信息传播模型研究
19. 基于遗传算法的云计算任务调度算法研究
20. 基于OpenStack开源云平台的网络模型研究
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
30. 软件定义网络分布式控制平台的研究与实现
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. 基于自适应流抽样燃掘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. 基于滚态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
;❻ GFS论文笔记
GFS的诞生来源于google日益增长的数据量的处理需求，它是一个可扩展的分布式文件系统，用于大型分布式数据密集型应用，在廉价的通用硬件上运行时提供容错机制，并且可以为大量客户端提供较高的聚合性能。
它的设计由当前和预期的应用负载(当时的)和技术环境驱动，与以前的文件系统的假设有着明显不同，因此gfs在设计上有几个不同的points：
当前已部署多个集群用于不同目的，最大的拥有1000多个存储节点，超过300TB的存储服务，并且有数百个客户端连续不断地高负载请求。
前面提到一些对应用负载和技术环境的观察，现在更详细地进行阐述：
虽然GFS不能提供像POSIX标准的API，但它提供一个相似的文件系统接口。文件在目录中按层次结构组织，并以路径名作为标识。支持create、delete、open、close、read and write files。
gfs支持快照和record append操作。快照以低代价创建文件副本或者目录树，record append支持多个客户端并发地写文件，保证每个独立客户端append的原子性。
一个gfs集群包含一个master和多个chunkservers，chunkserver被多个客户端访问，如图1所示。每一个都是普通linux机器上运行的用户态服务进程。资源允许的情况下，客户端可以和chunkserver部署在同一台机器上。
文件被划分为固定大小的块。每个chunk由一个独一无二的64位大小的chunk handle所标识，chunk handle在chunk被创建时由master分配。每个chunk的副本分布在多个机器上，系统默认为三副本模式，用户也可以为不同namespace的文件指定不同级别的副本。
master包含文件系统的所有元信息。包含namespace、访问控制权限信息、文件到chunks的映射、当前chunks的位置信息。也控制着全局的活动，像chunk租约管理、gc、chunk迁移等。master通过心跳的方式与每个chunkserver交流来发送它的指令和收集状态。
客户端与master的交互涉及元信息操作，所有数据操作直接与chunkserver交互。gfs不提供POSIX标准API，因此不需要挂接到linux的vnode层。
客户端和chunkserver都不缓存文件数据。大多数应用传输大文件，客户端缓存收益很低。chunks作为本地的文件存储，linux系统有自己的buffer cache，chunkserver不需要再增加缓存。
单master简化了系统的设计，但是会有单点的瓶颈问题，这是必须要解决的。客户端不会从master读写数据文件，客户端请求master它需要的交互的chunkserver信息，并且将其缓存一段时间，后续的操作直接与chunkservers交互。
客户端会发送请求给离它最近的一个副本。实际上，客户端通常会向master请求多个chunk的信息，以减少未来与maser交互的代价。
chunk size定为64MB，相比普通的文件系统的block size更大。每个chunk副本以linux文件的形式存在chunkserver上，仅根据需要来扩展。使用lazy space allocation的方式避免空间浪费。
large chunk size有以下几个优点：
但是large chunk size with lazy space allocation也有其缺点：单个文件可能包含很少数量的chunks，或许只有一个，当许多客户端访问相同文件时这些chunks成为热点。但由于目标应用大多是顺序的读多个large chunk文件，热点并不是主要的问题。
然而GFS第一次用于批处理队列系统时确实出现了热点问题，数百个客户端同时访问一个单chunk文件，存储这个文件的几个chunkserver超负荷运转，当时通过错开应用的启动时间避免了这个问题，一个潜在、长期的解决方法是允许客户端从其它客户端读取数据。
master保存三种类型的元数据：
所有元数据都保存在内存中 。对于元数据的内存操作是很快的，后台任务周期巡检整个状态也是比较简单高效的。周期巡检用于实现chunk gc、在chunkserver故障时重新构造副本、chunk迁移以平衡多个chunkserver的负载和disk usage。
虽然系统的容量受master内存大小的限制，但这并不是一个严重的问题，64MB的chunk只需要不到64byte大小的元信息，如果一定需要更大的文件系统，那么增加内存的代价相比为可靠性、性能和灵活性等付出的代价是较小的。
前两种类型的元数据通过写日志来保证持久化，并且会复制日志到远程机器上。master不需要将chunks的位置信息持久化，而是在master启动和新的chunkserver加入集群时向每个chunkserver询问它的位置信息，之后通过心跳信息监控chunk位置变更信息。chunkserver作为最后一关是确切知道自己本地有没有哪些chunk的，因此维护一个一致性的视图是没有必要的。
operation log 包含元数据的变更记录， 它是GFS的核心 ，它不仅仅是唯一的元数据持久化记录，也表明了并发操作的逻辑时间线。文件、chunks和它们的版本都是由逻辑时间线唯一标识。元数据变更记录在持久化之前对客户端是不可见的，而且日志被复制到多个远程的机器，只有相应的记录在本地和远程都持久化到硬盘了才可以回复客户端。master使用批处理log的方式提高系统的吞吐。
master通过回放日志来恢复文件系统的状态，为提高恢复速度需要保持log量足够小。当log增长超过特定大小时，master会checkpoint它的状态，以加速恢复提高可用性。构建checkpoint可能需要花费一段时间，因此master以一种不delay后续变化的方式来组织内部状态，先switch到一个新的日志文件，使用独立的线程创建checkpoint，新的checkpoint包含了所有switch之前的变化。几百万个文件的集群在一分钟内可以完成，完成后将同时被写入本地和远程。恢复只需要最新的checkpoint和之后的日志文件，旧的checkpoints和日志文件可以完全删除。
GFS使用一个宽松的一致性模型，这种模型可以很好地支持分布式应用程序，而且实现起来简单有效。
file namesapce变化(例如文件创建)是原子的，使用namespace锁。
master的operation log定义了这些操作的全局顺序。
数据变化后文件region的状态取决于变化的类型，是否成功、失败或者是并发的。Table1做了总结。如果所有客户端都能看到相同的数据，无论它们读的是哪个副本，则这个file region是一致的。
数据变化有两种：writes或者record appends。write是指从应用指定offset处开始写数据，record append指即使存在并发冲突，数据也要被原子地append到文件至少一次，但offset是由GFS选定。
GFS保证在一系列成功的mutations后，file region是defined，通过下面两点来保证：
过期的副本将不会再涉及到任何mutation，master也不会将其位置信息回应给客户端，不久后将会被gc。但客户端缓存的信息可能包含过期的副本，缓存失效存在一个时间窗口，文件再次打开也会清除该文件的所有chunk信息。由于大多数文件是append-only，过期的副本通常返回的是过早的结尾???而不是过期的数据。
介绍客户端、master和chunkserver之间如何交互来实现数据变化、原子追加写和快照的。
使用租约的方式维护多个副本间一致的mutation order。master授权租约给副本中的一个，称之为primary。primary为chunk的mutaions选择一个顺序，所有副本都按照这个顺序apply。
租约机制最小化了master的管理overhead。租约初始的超时时间是60s，如果chunk一直在变化过程中，primary可以申请续租。这些授权和续租请求由master和chunkserver之间的心跳信息携带。master也可以尝试撤销租约，即使它与primary失去了联系，也可以等租约过期后安全地授权给另外一个副本。
在Figure2中，跟随着写入控制流展示了处理过程：
如果一个写请求比较大或者超出了chunk边界，GFS客户端将它拆为多个写操作，但是多个操作可能与其它客户端并发交叉写入，因此共享的fie region最终可能包含多个不同客户端的碎片，这会造成 一致性模型 中所描述的file region处于consistent but undefined状态。
数据以pipline的机制在chunkserver链上线性传输，而控制流是从客户端到primary再到所有的其它副本。分离数据流和控制流可以更高效地使用网络。可以带来以下好处：
GFS提供原子的append operaton叫作 record append 。传统的write中，客户端指定offset，并发写相同region时不是serializable，最终region可能包含多个客户端的碎片数据。而对于record append，客户端仅指定数据，GFS保证至少一次成功的原子append，offset由GFS选定，与Unix的O_APPEND模式相似。
多个客户端并发操作相同文件是比较重的。如果处理传统的write，客户端需要额外复杂和昂贵的同步逻辑，像分布式锁。而record append仅需要primary增加一点额外的逻辑：primary检查是否并发append数据的chunk会超出max size，如果会超出则将chunk填充到max size，并且告诉所有二级副本同样操作，然后回应客户端指出这个操作应该选择另一个chunk重试；大多数情况下记录是在max size内的，primary将数据append到自己的副本，并告诉所有二级副本按照确切的offset写数据，最后回应给客户端。
如果中间出现错误，客户端重试，相同chunk的副本可能包含不同的数据，可能包含相同的记录或者一部分相同，GFS不保证bytewise identical，仅仅保证数据至少有一次被成功地原子写入。从report success逻辑可以容易得出，数据必须是在某个chunk的所有副本上以相同的offset写入。在此之后，所有副本都与记录end一样长，即使后面不同的副本成为primary，任何将来的记录也将分配到更高的offset或者不同的chunk。根据上述的一致性保证，成功的record append的region是defined和一致的，而中间的region是不一致的(undefined)。GFS的应用可以处理这种不一致的region(2.7.2)。
snapshot 操作拷贝一份文件或者目录树，几乎是实时的，同时最大程度减少对正在进行中的mutation的干扰。
像AFS一样，使用标准的COW技术实现snapshot。当master接收到一个snapshot请求，首先将所有涉及到chunks的租约撤销，这保证了这些chunks后续的write将会先请求master查找租约持有者，master会创建一个新的副本来回应。
租约被撤销或者过期后，master将这个操作记录日志到disk。新创建的snapshot引用元数据相同的chunks。
当snapshot操作完成后，客户端第一次要写chunk C，发送请求给master查询持有租约者，master察觉到chunk C的引用大于1，则让每个含有当前chunk副本的chunkserver创建一个新的chunk叫作C'，所有创建都使用本地的副本，相比100Mb的网络本地速度大约是三倍速度。master授权租约给新的chunk C'中的一个并且回复给客户端，之后正常地写chunk。整个过程对客户端是透明的。
master执行所有的namespace操作。另外，它管理整个系统的chunk副本：
接下来，详细探讨这些细节。
许多master操作可能花费较长一段时间，比如snapshot操作需要撤销相关的所有chunks的租约。因此为了不delay其它master操作，在namesapce的regions上使用locks来确保串行化。
GFS没有按目录列出该目录中所有文件的结构，也不支持文件和目录的别名(unix中的硬链和软链)。GFS将完整的路径名到元数据的映射表作为它的逻辑namespace。使用前缀压缩，这个表可以有效保存在内存中。namespace tree中的每个节点都有一个关联的读写锁。
每个master操作在运行前都会获取一组锁。如果涉及到/d1/d2/../dn/leaf，它将获取目录名称/d1、/d1/d2、...、/d1/d2/.../dn上的读锁，完整路径/d1/d2/../dn/leaf的读锁或者写锁。leaf可以是文件或者目录。
创建文件不需要对父级目录加锁，因为没有"目录"的概念不会修改它，而加读锁是防止它被删除、重命名或者snapshot。这种锁机制的好处是允许相同目录下并发的mutations。
一个GFS集群通常具有分布在多个机架上的数百个chunkserver，这些chunkserver也会被相同或者不同机架的数百个客户端访问。不同机架上的两台计算机之间的通信可能会跨越一个或者多个网络交换机。另外进出机架的带宽可能小于机架内所有计算机的总带宽。多级分布式对如何分发数据以实现可伸缩性、可靠性和可用性提出了独特的挑战。
副本放置策略有两个目的：最大化数据可靠性和可用性，最大化网络带宽利用率。不仅要在多台机器上放置，还要在多个racks上，即使整个racks损坏也可以确保部分副本保持可用。也可以利用多个racks的总带宽。
chunk副本创建有三个原因：
当master创建新的chunk时，根据几个因素考虑如何放置新的副本：
当chunk可用副本的数量低于用户指定时，master会重新复制。可能发生在几种情况：
需要重新复制的chunk根据以下几个因素确定优先级：
master限制集群和每一个chunkserver内的活跃的clone数量，另外chunkserver通过限制其对源chunkserver的读请求来限制在每个clone操作上花费的带宽。
master会定期重新平衡副本：检查当前副本的分布，迁移副本以获得更好的磁盘空间利用率和负载平衡。同样通过此过程，master逐渐填充一个新的chunkserver。另外，master通常更倾向于移除具有低磁盘利用率chunkservers上的副本，以平衡空间使用。
当文件被删除时，master记录日志，但不会立即回收资源，而是将文件重命名为包含删除时间戳标记的隐藏名称。如果这些文件存在时间超过三天(时间可配置)，master巡检时会将其删除。在此之前，仍然可以用特殊名称来读取文件，并且可以重命名为正常名称来取消删除。当从namesapce中删除隐藏文件时，其内存元数据将被删除，这有效切断了所有chunk的连接，在对chunk namespace的扫描中，master识别出孤立的chunk并清除元数据。在心跳信息中，每个chunkserver报告其拥有的chunks子集，而master将回应不在存在于master元数据中的所有的chunk的标识。chunkserver可以自由删除此类chunk的副本。
这种gc机制相比立即删除有以下几个优点：
这种机制主要的缺点是当存储空间紧张时，延迟有时会影响用户的使用，重复创建和删除临时文件的应用可能无法立即重用存储。如果删除的文件再次被明确删除，GFS将通过加快存储回收来解决这些问题。还允许用户将不同的复制和回收策略应用于不同的namespace的不同部分中。
如果一个chunkserver故障或者chunk丢失了mutations，这个chunk副本可能是过期的。对于每个chunk，master都维护了一个chunk版本号。
当master授权租约给一个chunk时，这个chunk的版本号增加1，如果一个副本当前不可用了，则其版本号将不会领先。当chunkserver重新启动并报告其chunks集合和相关联的版本号时，master将检测到该chunkserver上具有过期的副本。如果master看到的版本号大于它记录的版本号，则认为在授权租约时失败了，因此将较高的版本号更新。
master在常规gc中删除旧的副本。另一个保护措施，在master回应客户端哪个chunk持有租约或者clone操作中chunkserver从另一个chunkserver读取chunk时会包含chunk的最新版本号。客户端或者chunkserver在执行操作时会验证版本号。
这个系统最大的挑战之一是处理经常故障的组件。组件的质量和数量造成的问题会超出预期，组件故障可能造成系统不可能，甚至数据错误。接下来讨论GFS如何应对这些挑战，还有系统如何诊断不可避免问题。
使用两个简单有效的方式保证系统的高可用：快速恢复和复制。
master和chunkserver的恢复都是秒级别的。
master维护每个chunk的副本数量，当chunkserver下线或者checksum检测出错误副本时，master会通过已有副本来复制。尽管复制提供了很好的解决方式，但仍在探索其它形式的跨服务器冗余方案，例如奇偶校验或者纠删码，以适应不断增长的只读存储需求。在非常松耦合的系统中实现这些更复杂的冗余方案更具有挑战性。
master的操作日志和checkpoint会被复制到多台机器上，状态的变化只有在本地和所有副本上都持久化以后才可以commit。master进程负责所有的mutations以及后台任务，当它宕机时可以很快重启，如果机器或者磁盘故障，GFS的外部监控将使用日志在其它节点重启新的master进程。在master宕机时，master的备节点只提供只读服务，它们不与master保持强一致，可能会落后于master，通常在1/4秒内。它们保证了那些不介意读到过期数据的应用的高可用读。类似于chunk的primary机制，master的备按照相同的序列应用日志。与master一样，在启动时从每个chunkserver拉取chunks的位置信息，与它们频繁交换握手消息来监控其状态。
每个chunkserver使用checksum来检测存储数据的损坏。数据损坏的chunk可以通过其它的副本来恢复，但是通过副本间比较来检验数据是不切实际的。正常的副本也不是完全一样的，如前文所讲，原子的append并不能保证完全一样的副本。因此每个chunkserver会维护自己的checksum。
每个chunk分为多个64kb的blocks，每个block包含一个32位的checksum，与其它元数据一样，checksum保存在内存中，依靠log持久化，与用户数据分离。
对于读，chunkserver在返回数据给请求者前先检测checksum，确保不会将出错的数据传输给其它chunkservers或者客户端。如果数据是坏的，chunkserver将错误返回给请求者并报告给master，请求者将会去读其它副本， master将会根据其它副本重新克隆一份。当新的副本创建以后，master指示chunkserver将错误的副本删除。checksum的计算不涉及I/O，对读的影响比较小，客户端通常尝试使用对齐block边界读来减少overhead。
为append写是做了checksum计算上的优化的，因为append写是主要的负载(相比于overwrite)。GFS只增量地更新最后部分block的checksum，为新的block的计算新的checksum。这样即使block已经损坏，新的checksum将与存储的数据不会匹配，下次读时将会与正常一样被检测出来。
如果一个写请求要写一个chunk中已存在的region，必要要先检验region的第一个和最后一个block的checksum，然后再重写，最后计算新的checksums。因为第一个和最后一个block可能含有不被重写的内容，如果这部分数据是损坏的，则新的checksum将包含错误的数据。
在idle时，checkserver可以扫描并检查不活跃的chunks，可以检测到冷chunks的错误，一旦错误被检测到，master可以创建一个新的副本。
GFS在设计上与传统文件系统有很多不同，这些点是基于对当时应用负载和技术环境的观察所重新设计，将组件故障看作平常的事件而非异常，为大文件的读取和追加写做优化，扩展和放宽了标准的文件系统接口以改善整个系统。通过监控、复制以及快速恢复能力提供容错能力，使用checksum机制来校验数据的正确性。通过将控制流和数据流分离，数据直接在chunkservers、客户端之间传输，为许多并发的各种任务的读取和写入提供了高吞吐量。大chunk size和租约机制使得master的操作足够轻量化，使得这样一个简单中心化的master不会成为瓶颈。
GFS成功地满足了google的存储需求，作为研究、开发和数据处理的存储平台广泛地应用于google内部。
❼ 什么是分布式计算机网络
在这种网络中，不存在一个处理和控制中心，网络中任一结点都至少和另外两个结点相连接，信息从一个结点到达另一结点时，可能有多条路径。同时，网络中各个结点均以平等地位相互协调工作和交换信息，并可共同完成一个大型任务。分组交换网、网状形网属于分布式网络。这种网具有信息处理的分布性、可靠性、可扩充性及灵活性等一系列优点。因此，它是网络发展的方向。 分布式系统的平台已经成为一个链接某个组织的各个工作组、部门、分支机构和各个分部的企业网络。数据不是在一台服务器上，而是在许多台服务器上；这些服务器可能位于多个不同的地理区域，并用WAN链路相连接。 图D-26说悉大宴明了从昂贵的集中式系统向可大批量安装的低成本的分布式系统发展的趋势。在20世纪80年代末、90年代初，分布式系统由数量庞大的桌面计算机组成，而如今，因特网和Web技术已经大大扩展了分布式系统的概念。根据3Com论文的说法，Web是一个“大规模分布的系统集合”，它由数不胜数的节点组成，这些节点范围从服务器到便携式计算机和无线PDA，更不用说那些无需人工干预基本上就能够彼此对话的嵌入式系统了。 TCP/IP提供了一个网络无关的传输层。 Web客户机和服务器消除了对平台和操作系统的依睁银赖性。 组件软件(Java、ActiveX)消除了与购买和安装软件相关的争论。 XML使数据独立于软件。 用Web技术构建的网络(如内联网和因特网)是真正的高级分布式计算网络。Web技术为分布式计算添加了一个新的维度。Web服务器为具有Web浏览器的任何一台客户机提供了通用的访问方法。计算平台和操作系统的类型变得无关紧要，而无限制的通信和信息交换却占据了主导地位。 最近的分布式计算项目已经被用于使用世界各地成千上万位志愿者的计算机的闲置计算能力，通过因特网，您可以分析来自外太空的电讯号，寻找隐蔽的黑洞，并探索可能存在的外星智慧生命；您可以寻找超过1000万位数字的梅森质数；您也可以寻找并发现对抗艾滋病病毒的更为有效的药物。这些项目都很庞大，需要惊人的计算量，仅仅由单个的电脑或是个人在一个能让人接受的时间内计算完成是决不可能的。 分布式环境具有一些很有趣的特征。它利用了客户机/服务器计算技术和多层体系结构。它可将处理工作分布在多个不很昂贵的系统上，从而减轻了服务器处理许多任务的工作量。数据可以通过有线或无线网络从许多不同的站点上进行访问。可以将数据复制到其他系统以提供容错功能，并使其更接近于用户。对数据进行分布可以使数据免遭本地灾害的破坏。 分布式环境需要下列组件： 支持多供应商产品和通信协议的网络平台。TCP/IP成为实际使用的标准协议。 用于在客户机和服务器之间交换信息的应用程序接口，如RPC(远程过程调用)、消息传递系统或Web协议。 用来跟踪资源和信息及其所处位置的目录命名服务。 可支持分区和复制以便对数据进行分布并确保数据的可用性、可靠性和保护的文件系统和数据库。 用于使信息更接近于用户并使通过远距离链路传输信息所需时间最小化的高速缓存方案。 安全功能(如身份验证和授权)以及不同位置的系统之间的信任关系。 如前所述，Web是最基本的分布式计算机系统。您可以访问全世界的Web服务器，这些服务器提供了近乎无限的丰富内容。您可以利用目录服务来查找站点。搜索引擎对整个Web上的信息进行分类，并使您可以对其进行查询。高速缓存技术和“内容分布”正在使信息与用户的距离越来越近。 大规模分布系统 3Com有一篇论文，名为“Massively Distributed Systems”，是由Dan Nessett撰写的。该论文谈到了从高成本的集中式系统向低成本分布式的高单元容量的产品发展的趋势，向大规模分布的系统发展的趋势，这些大规模分布系统无处不在并且其运行常常超出人们的正常的知识范围。对于那些想了解分布式计算发展趋势的人们，建议最好阅读一下这篇论文。 Nessett探讨了两种分布式处理方法。一种方法是将数据移到边缘处理器，正如Web和基于Web的文件系统那样。另一种方法是先有处理过程再接收数据，正如活动联网和Java应用小程序那样(如对象在分布式系统中移动，同时携带代码和数据)。如果对象主要包含数据，则它会更接近于再进行处理。如果对象主要包含代码，则它更接近于先有处理过程再接收数据。然而，另一种方法是利用瘦客仿让户机，这种方法是用户在与服务器连接的图形终端进行工作，这些服务器执行所有处理工作并存储用户的数据。 万维网是由欧洲粒子物理实验室(CERN)研制的基于Internet的信息服务系统。WWW以超文本技术为基础，用面向文件的阅览方式替代通常的菜单的列表方式，提供具有一定格式的文本、图形、声音、动画等。它是一个充满着对象的大规模分布的系统，其中各个Web站点所包含的文档都同时包含有对象和对其他对象的索引。 Nessett谈到了要使大规模分布的对象呈现给缺乏技术的用户为何需要新的接口。一个例子是在用户可浏览的虚拟空间中表示这些对象，就好像在三维世界中漫游一样。 分布式和并行处理 分布式计算技术的一个方面是能够在多台计算机上并行运行若干个程序。以分布式计算技术为基础，基于构件的系统体系结构将逐渐取代模块化的系统体系结构。现在主要有两种分布式计算技术的标准，一个是以OMG组织为核心的CORBA标准，另一个是以微软为代表的基于DCOM的ActiveX标准。近年来，OMG组织在CORBA 标准的制定和推广方面付出了巨大的努力，同时许多CORBA标准的产品也在逐渐成熟和发展；同时由于微软在操作系统方面的绝对统治地位，ActiveX标准在Windows系列平台上显得更加实用，相应的工具也更加成熟。 分布式并行处理技术是最适合于在通过LAN或因特网连接的计算机之间发生的多道处理技术；而专用并行处理则是最适合于在本地通过高速接口挂接的系统上发生的多道处理技术。 多个计算机系统间的分布式并行处理需要有一个权威性的调度程序，用来决定何时何地运行程序的一些部分。任务分布可以实时进行，也可以按比较缓和的任务安排来进行。例如，分布式处理已经在破译加密消息上得以使用。Distributed.net项目就是雇用数千名用户和他们的计算机来破译密码的。用户收到一个小程序，该程序可与Distributed.net的主系统进行通信，该系统向用户分布要解决的部分问题。当用户的计算机空闲时该程序即会运行。然后在完成后将其结果返回给主计算机。最后，主计算机对所有计算机提交的全部结果进行编译。Distributed.net宣称，它的用户网拥有“世界上最快的计算机”。 HTC(高吞吐量计算)环境是由许多工作站组成的大集合环境，通常称之为“网格环境”。Globus项目就是一个HTC项目，它可以帮助科研人员利用工作站和超级计算机池中的空闲周期。
❽ 计算机病毒论文
【我试下 ，O(∩_∩)O~，还请多指教】
提纲
一，计算机病毒的产生（分为 1， 2 3 点，第二点分为1 2 3 4小点）
二，计算机病毒的特征（分五小点a b c d e）
三，计算机病毒的种类（无害型，无危险型，危险型，非常危险型）
四，计算机病毒介绍（熊猫烧香，红色代码）
五，坚决抵制病毒，共创安全网络
《计算机病毒论文》
一，计算机病毒的产生
新的计算机病毒在世界范围内不断出现，传播速度之快和扩散之广，其原因决不是偶然的，除了与计算机应用环境等外部原因有关以外，主要是由计算机系统的内部原因所决定的
1．计算机系统自身的缺陷
计算机系统及其网络是一个结构庞大复杂的人机系统，分布地域广，涉及的系统内部因素及环境复杂。这无论在物理上还是在使用环境上都难以严格地统一标准、协议、控制、管理和监督。
2．人为的因素
计算机病毒是一段人为制造的程序。可以认为，病毒由以下几个原因产生：
①某些人为表现自己的聪明才智，自认为手段高明，编制了一些具有较高技巧，但破坏性不大的病毒；
②某些入偏离社会、法握如律或道德，以编制病毒来表示不满；
③某些人因受挫折，存有疯狂的报复心理，设计出一些破坏性极强的病毒，造成针对性的破坏；
④在美国等发达国家，计算机深入家庭，现在的青年一代被称作“在计算机中泡大”的一代，他们了解计算机，以编制并广泛传播病毒程序为乐，他们非法进入网络，以破获网络口令，窃取秘密资料为荣，这都给计算机系统带来了不安定因素；
3．计算机法制不健全
各国现有的法律和规定大都是在计算机“病毒’尚未肆虐和泛滥之前制定的，所以法律和规定中“病毒”均没有作为计算机犯罪而制定应有的处治条款，因此各国开始研究和制定或修走已有的计算机法规。
二，计算机病毒的特征
（a） 自我复制的能力。它可以隐藏在合法程序内部，随着人们的操作不断地进行自我复制。
（b） 它具有潜在的破坏力。系统被病毒感染后，病毒一般不即时发作，而是潜藏在系统中，等条件成熟后，便会发埋猛作，给系统带来严重的破坏。
（c） 它只能由人为编制而成。计算机病毒不可能随机自然产生，也不可能由编程失误造成。
（d） 它只能破坏系统程序，不可能损坏硬件设备。
（e） 它具有可传染性，并借助非法拷贝进行这种传染。三，计算机病毒的种类
根据病毒破坏的能力可划分为以下几种：
无害型
除了传染时减少磁盘的可用空间外，对系统没有其它影响。
无危险型
这类病毒仅仅是减少内存、显示图像、发出声音及同类音响。
危险型，这类病毒在计算机系统操作中造成严重的错误。
非常危险型
这类病毒删除程序、破坏数据、清除系统内存区和操作系统中重要的信息。这些病毒对系统造成的危害，并不是本身的算法中存在危险的调用，而是当它们传染时会引起无法预料的和灾难性的破坏。由病毒引起其它的程序产生的错误也会破坏文件和扇区，这些病毒也按照他们引起的破坏能力划分。一些现在的无害型病毒也可能会对新版的DOS、Windows和其它操作系统造成破坏。例如：在早期的病毒中，有一个“Denzuk”病毒在360K磁盘上很好的工作，不会造成任何破坏，但是在后来的高密度软盘上却能引起大量的数据丢失。
下面着重介绍一两种病毒。
【熊猫烧香】
其实是一种蠕虫病毒的变种，而且是经过多次变种而来的。尼姆亚变种W(Worm.Nimaya.w)，由于中毒电脑的可执行文件会出现“熊猫烧香”图案，所以也被称为“熊猫烧香”病毒。用户电脑中毒后可能会出现蓝屏、频繁重启以及系统硬盘中数据文件被破坏等现象。同时，该病毒的某些变种可以通过局域网进段液启行传播，进而感染局域网内所有计算机系统，最终导致企业局域网瘫痪，无法正常使用，它能感染系统中exe，com，pif，src，html，asp等文件，它还能中止大量的反病毒软件进程并且会删除扩展名为gho的文件，该文件是一系统备份工具GHOST的备份文件，使用户的系统备份文件丢失。被感染的用户系统中所有.exe可执行文件全部被改成熊猫举着三根香的模样。
病毒会删除扩展名为gho的文件，使用户无法使用ghost软件恢复操作系统。“熊猫烧香”感染系统的.exe .com. f.src .html.asp文件，添加病毒网址，导致用户一打开这些网页文件，IE就会自动连接到指定的病毒网址中下载病毒。在硬盘各个分区下生成文件autorun.inf和setup.exe，可以通过U盘和移动硬盘等方式进行传播，并且利用Windows系统的自动播放功能来运行，搜索硬盘中的.exe可执行文件并感染，感染后的文件图标变成“熊猫烧香”图案。“熊猫烧香”还可以通过共享文件夹、系统弱口令等多种方式进行传播。该病毒会在中毒电脑中所有的网页文件尾部添加病毒代码。一些网站编辑人员的电脑如果被该病毒感染，上传网页到网站后，就会导致用户浏览这些网站时也被病毒感染。据悉，多家着名网站已经遭到此类攻击，而相继被植入病毒。由于这些网站的浏览量非常大，致使“熊猫烧香”病毒的感染范围非常广，中毒企业和政府机构已经超过千家，其中不乏金融、税务、能源等关系到国计民生的重要单位。江苏等地区成为“熊猫烧香”重灾区。
这是中国近些年来，发生比较严重的一次蠕虫病毒发作。影响较多公司，造成较大的损失。且对于一些疏于防范的用户来说，该病毒导致较为严重的损失。
由于此病毒可以盗取用户名与密码，因此，带有明显的牟利目的。所以，作者才有可能将此病毒当作商品出售，与一般的病毒制作者只是自娱自乐、或显示威力、或炫耀技术有很大的不同。
另，制作者李俊在被捕后，在公安的监视下，又在编写解毒软件。
红色代码 面对“美丽莎”、“爱虫”等蠕虫病毒，媒体曾经大喊“狼来了”，然而人们感觉好像什么也没有发生———但是这次确实是真实的。红色代码II是大规模破坏和信息丢失的一个开始，而这种程度是我们前所未见的。对于我们所依赖的互联网结构而言，这是第一次重大的威胁—— 红色代码及其变异的危害
7月16日，首例红色代码病毒被发现，8月4日红色代码Ⅱ又被发现，它是原始红色代码蠕虫的变异，这些蠕虫病毒都是利用“缓存溢出”对其它网络服务器进行传播。红色代码及其变异红色代码Ⅰ和红色代码Ⅱ均是恶意程序，它们均可通过公用索引服务漏洞感染MicrosoftIISWeb服务器，并试图随机繁殖到其它MicrosoftIIS服务器上。最初原始的红色代码带有一个有效负载曾致使美国白宫网站服务器服务中断。红色代码Ⅱ比原来的红色代码I危险得多，因为它安装了通路可使任何人远程接入服务器并使用管理员权限执行命令，且行踪无法确定。红色代码Ⅱ带有不同的有效负载，它允许黑客远程监控网站服务器。来自主要网络安全厂商———赛门铁克公司的安全响应中心的全球请求救援信号表明，大量的网站服务器（IIS）受到了感染。这进一步说明，红色代码Ⅱ的危害性很强。令人恐怖的是，人们还发现这种蠕虫代码程序如此成功：一旦受到感染，人们只需扫描计算机的80端口就能发现大量危及安全的文件包，而无需已公布的病毒列表。尽管红色代码的危害性令人恐惧，但仍未引起舆论的深层重视。
值得注意的是，由于前一段时间媒体的报道并没有深层剖析原始红色代码蠕虫及其变异间的区别，媒体对报道这类病毒的深度也不够，这可能会使用户有一种已经安全的错觉，使得他们集中精力对付红色代码变种的劲头减弱，但是这种变异的危险性远远大于原始蠕虫。如果用户没有对其WindowsNT或Windows2000服务器进行完全评估，它们可能更容易被入侵，从而导致瘫痪。这些Web服务器有良好的带宽，我们可以想象分布的服务机构中断会对带宽造成多么恶劣的影响。而且这些Web服务器与其它重要的系统如信用卡交易服务器和秘密文件等也有潜在的依赖关系，这将危及其它机器的安全。还要明确的是，一个易被红色代码攻击的系统不一定是运行之中的IIS。客户必须了解，当一个标准操作环境安装网站服务器时，微软操作环境默认安装，这一系统也因此容易受蠕虫攻击。除非用户明确设定关掉此类服务，或命令不初始安装IIS。测定一台服务器是否容易被攻击的唯一办法是评估其是否安装了IIS，假如是的话，最好采用修补方法或移开IIS予以补救。
红色代码可怕的原因揭秘
受红色代码Ⅱ感染的成百上千台机器都在互联网上做过广告，这使得黑客很容易就能得到大批受感染的机器名单，然后远程登陆到这些机器上，得到一个命令提示符，随后黑客便可在这些机器上任意执行所需命令了。此时，黑客极有可能利用这次机会来全面替代这些文件包。他们可能会使用自动录入工具退出并安装根源工具包（root包），发布拒绝服务代理到易感染红色代码的文件包，并对它们进行修改。实现这些非常简单，红色代码Ⅱ文件包宣布它们是易于攻入的，黑客不需要非法进入，他只需远程登录该进程并获得一个命令提示符，那么他便可为所欲为。所有这些黑客都可以用自己的电脑就能帮他完成———不断连接到存在安全隐患的文件包，安装根源工具包，进行修改，然后转向另一台机器。黑客可以堆积上千个根源文件包，每一个进程都是一个分布式的“拒绝服务”代理。一组300至500个分布式“拒绝服务”代理足以使一个大型互联网站点瘫痪。通常情况会看到黑客每次可以攻击10，000或更多的服务代理，这就意味着黑客可以使互联网的主要部分如ISP、主要供应商和多重互联网电子商务站点同时瘫痪。
由此可见，红色代码的真正危害在于单个流窜的黑客。拿暴动作为比喻，暴动中群众的心理是，一旦暴动展开，都想参与进去，因为人们可以用他自己以往不能独立采取的方式做想做的事情。有了红色代码Ⅱ蠕虫病毒，黑客会更加厚颜无耻，他们可以对更多的机器直接取得控制，因为文件包已经是易于攻入的了，并且被红色代码Ⅱ蠕虫病毒暴露在那里，安装根源工具包和拥有这些文件包也不再感觉是违背伦理的。总而言之，他们不用“破门而入”，只是“进入”而已。因为最艰苦的部分已经由蠕虫病毒完成了。而对防范者而言，一般用户都感觉旁若无人，因为我们所有的注意力都放在蠕虫病毒上，而没有放在到处流窜安装root包的单个黑客上。可以说，面对“美丽莎”、“爱虫”等蠕虫病毒，媒体曾经大喊“狼来了”，然而什么也没有发生———但是这次确实是真实的。红色代码II是大规模破坏和信息丢失的一个开始，而这种破坏程度是我们前所未见的。这对于我们所依赖的互联网结构而言，堪称是第一次重大的打击。
如何解除红色代码的武装
现在，广大的受害者都陷于未能对这些成百上千台机器进行修补而是进行操作系统重新安装的尴尬境地。此时受害者还不知道自己的机器上运行着什么。他们面临的选择只有两种：要么重新安装操作系统并进行修补；要么进行非常详尽的分析并安装补丁。但是是否我们肯定必须要这么做吗？修补这些文件包需要花费多长的时间？这样做的意义何在……这些问题烦之又烦。任何处身在互联网环境中并享受服务的人都有责任采取合理的步骤来保护他们的系统，确保各种基础设施的完好以及开销的合理。网络安全专家赛门铁克主张使用最佳实施方案作为控制风险的最有效途径。这意味着您的系统要与一整套基于80－20规则被验证后的系统设置保持统一。无论其是否通过最佳标准的审核，或是在实际设置过程中参照其它标准，每一个构造项目都会有一个业务成本。这也是80－20规则为何显得格外重要的原因，因为它能够识别一个系统所需的最重要转变是什么，比如说赛门铁克的ESM最佳实施策略。它将着重审核最关键的能够为您的安全投入带来收益的系统设置。80－20规则对于信息安全十分适用，它强调了您系统中80％危及安全的问题有20％来自于您系统的不合理构造。用学术的语言来说，这意味着保证补丁的及时更新、消除不必要的服务，以及使用强大的密码。对于消除红色代码病毒的举措方面，安全厂商大都是在病毒发作后，才开始对其围追堵截。与之相反的是只有赛门铁克一家在2001年6月20日发布了EnterpriseSecu�rityManager（ESM）可对IIS弱点做风险管理，利用它可阻止红色代码蠕虫。由于ESM的发布几乎正是在红色病毒被发现前一个月（在7／16／01），这使得ESM的用户能够在6月———红色蠕虫通过网络传播之前就可以评估和修补他们的系统而最终逃过了一劫。红色代码只是互联网威胁的一个开始，但是否每一次都能有厂商未雨绸缪推出最新产品，是否用户都能对即将到来的重大威胁保持高度警惕而提前防范，这就需要用户与厂商共同努力。
四，坚决抵制病毒，共创安全网络
自人类诞生的那一刻起，人类便拥有了一项本能的思想——欲望。起初，人类为了满足自己的生存欲望，便残杀了一些不属于同类的生命；接着，人类在满足自己生活的欲望后，便想着去建立自己的势力、拥有自己的土地，从而引发了一场又一场的战争；人类在拥有了自己的土地和钱财后，便对身心上的享受产生了兴趣，从而推进了科技的发展...随着经济的日益发展、科技取得的极大成就，人类在属于自己的世界里便开始得不到满足，从而便创造了另一个空间——网络。
经历过这个空间内的各种风雨，才渐渐感觉到文明、道德的重要，只有让所有游览者共同维护空间内的安宁，共同创造空间内的诚信，才能在满足自己欲望的同时也促进社会的快速发展。网络文明，你我共创。
❾ 数据库论文 急求！！追加1000分
一、三个世界
1、现实世界 人们管理的对象存于现实世界中。现实世界的事物及事物之间存在着联系，这种联系是客观存在的，是由事物本身的性质决定的。例如学校的教学系统中有教师、学生、课程，教师为学生授课，学生选修课程并取得成绩。
2、概念世界 概念世界是现实世界在人们头脑中的反映，是对客观事物及其联系的一种抽象描述，从而产生概念模型。概念模型是现实世界到机器世界必然经过的中间层次。涉及到下面几个术语：
实体：我们把客观存在并且可以相互区别的事物称为实体。实体可以是实际事物，也可以是抽象事件。如一个职工、一场比赛等。
实体集：同一类实体的集合称为实体集。如全体职工。注意区分"型"与"值"的概念。如每个职工是职工实体"型"的一个具体"值"。
属性：描述实体的特性称为属性。如职工的职工号，姓名，性别，出生日期，职称等。
关键字：如果某个属性或属性组合的值能唯一地标识出实体集中的每一个实体，可以选作关键字。用作标识的关键字，也称为码。如"职工号"就可作为关键字。
联系：实体集之间的对应关系称为联系，它反映现实世界事物之间的相互关联。联系分为两种，一种是实体内部各属性之间的联系。另一种是实体之间的联系。
3、机器世界 存入计算机系统里的数据是将概念世界中的事物数据化的结果。为了准确地反映事物本身及事物之间的各种联系，数据库中的数据必须有一定的结构，这种结构用数据模型来表示。数据模型将概念世界中的实体，及实体间的联系进一步抽象成便于计算机处理的方式。
数据模型应满足三方面要求：一是能比较真实地模拟现实世界；二是容易为人所理解；三是便于在计算机上实现。数据结构、数据操作和完整性约束是构成数据模型的三要素。数据模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS的实现。
关系数据库采用关系模型作为数据的组织方式。 关系数据库因其严格的数学理论、使用简单灵活、数据独立性强等特点，而被公认为最有前途的一种数据库管理系统。它的发展十分迅速，目前已成为占据主导地位的数据库管理系统。自20世纪80年代以来，作为商品推出的数据库管理系统几乎都是关系型的，例如，Oracle，Sybase，Informix，Visual FoxPro等。
网络数据库也叫Web数据库。促进Internet发展的因素之一就是Web技术。由静态网页技术的HTML到动态网页技术的CGI、ASP、PHP、JSP等，Web技术经历了一个重要的变革过程。Web已经不再局限于仅仅由静态网页提供信息服务，而改变为动态的网页，可提供交互式的信息查询服务，使信息数据库服务成为了可能。Web数据库就是将数据库技术与Web技术融合在一起，使数据库系统成为Web的重要有机组成部分，从而实现数据库与网络技术的无缝结合。这一结合不仅把Web与数据库的所有优势集合在了一起，而且充分利用了大量已有数据库的信息资源。图1-1是Web数据库的基本结构图，它由数据库服务器（Database Server）、中间件（Middle Ware）、Web服务器（Web Server）、浏览器（Browser）4部分组成。
Web数据库的基本结构
它的工作过程可简单地描述成：用户通过浏览器端的操作界面以交互的方式经由Web服务器来访问数据库。用户向数据库提交的信息以及数据库返回给用户的信息都是以网页的形式显示。
1.1.1 Internet技术与相关协议
Internet技术在Web数据库技术中扮演着重要的角色。Internet（因特网）专指全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的计算机网络，并通过各种协议在计算机网络中传递信息。TCP/IP协议是Internet上使用的两个最基本的协议。因此也可以说Internet是全球范围的基于分组交换原理和TCP/IP协议的计算机网络。它将信息进行分组后，以数据包为单位进行传输。Internet在进行信息传输时，主要完成两项任务。
（1）正确地将源信息文件分割成一个个数据包，并能在目的地将源信息文件的数据包再准确地重组起来。
（2）将数据包准确地送往目的地。
TCP/IP协议的作用就是为了完成上述两项任务，规范了网络上所有计算机之间数据传递的方式与数据格式，提供了数据打包和寻址的标准方法。
1．TCP/IP协议
TCP协议（Transmission Control Protocol，传输控制协议）规定了分割数据和重组数据所要遵循的规则和要进行的操作。TCP协议能保证数据发送的正确性，如果发现数据有损失，TCP将重新发送数据。
2．IP协议
在Internet上传送数据往往都是远距离的，因此在传输过程中要通过路由器一站一站的转接来实现。路由器是一种特殊的计算机，它会检测数据包的目的地主机地址，然后决定将该数据包送往何处。IP协议（Internet Protocol，网际协议）给Internet中的每一台计算机规定了一个地址，称为IP地址。IP地址的标准是由4部分组成（例如202.112.203.11），其中前两部分规定了当前使用网络的管理机构，第3部分规定了当前使用的网络地址，第4部分规定了当前使用的计算机地址。
Internet上提供的主要服务有E-mail、FTP、BBS、Telnet、WWW等。其中WWW（World Wide Web，万维网）由于其丰富的信息资源而成为Internet最为重要的服务。
3．HTTP协议
HTTP协议（Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议）应用在WWW上，其作用是完成客户端浏览器与Web服务器端之间的HTML数据传输。
1.1.2 Web的工作原理与工作步骤
万维网简称为Web。Web可以描述为在Internet上运行的、全球的、交互的、动态的、跨平台的、分布式的、图形化的超文本信息系统。
1．Web的工作原理
Web是伴随着Internet技术而产生的。在计算机网络中，对于提供Web服务的计算机称为Web服务器。Web采用浏览器/服务器的工作方式。每个Web服务器上都放置着大量的Web信息。Web信息的基本单位是Web页（网页），多个网页组成了一个Web节点。每个Web节点的起始页称为“主页”，且拥有一个URL地址（统一资源定位地址）。Web节点之间及网页之间都是以超文本结构（非线性的网状结构）来进行组织的。
2．Web的工作步骤
Web的工作步骤如下。
（1）用户打开客户端计算机中的浏览器软件（例如Internet Explorer）。
（2）用户输入要启动的Web主页的URL地址，浏览器将生成一个HTTP请求。
（3）浏览器连接到指定的Web服务器，并发送HTTP请求。
（4）Web服务器接到HTTP请求，根据请求的内容不同作相应的处理，再将网页以HTML文件格式发回给浏览器。
（5）浏览器将网页显示到屏幕上.
图1-2 Web的工作步骤
1.1.3 WWW世界中的标记语言
1．HTML语言
HTML（Hypertext Markup Language，超文本标记语言）是创建网页的计算机语言。所谓网页实际上就是一个HTML文档。文档内容由文本和HTML标记组成。HTML文档的扩展名就是.html或.htm。浏览器负责解释HTML文档中的标记，并将HTML文档显示成网页。
（1）HTML标记
HTML标记的作用是告诉浏览器网页的结构和格式。每一个标记用尖括号<>括起来。大多数标记都有一个开始标记和一个结束标记。标记不分大小写。多数标记都带有自己的属性。例如字体标记<FONT>有FACE、COLOR、SIZE等属性：FACE定义字体；COLOR定义字体的颜色；SIZE定义字体的大小。
使用格式：<FONT FACE= SONG SIZE=3 COLOR=RED > BEIJING </FONT>。
网页中有很多文本链接和图片链接。链接，又被称为超链接，用于链接到WWW万维网中的其他网页上。在HTML文档中表示超链接的标记是<A>，通过属性HREF指出链接的网页地址URL。
使用格式：<A HREF=http://www.bigc.e.cn/ > BEIJING </A>。
（2）HTML程序
HTML程序必须以<HTML>标记开始，以</HTML>标记结束。在<HTML>和</HTML>标记之间主要由两部分组成：文件头和文件体。文件头用标记<HEAD> </HEAD>来标识，文件体用标记<BODY></BODY>来标识。在文件的头部通常包含整个网页的一些信息。例如<TITLE></TITLE>标记是用来说明网页的名称；<META></META>标记是用来说明网页的其他信息，如设计者姓名和版权信息等。所有在浏览器中要显示的内容称为网页的主体，必须放在<BODY></BODY>标记中。下面给出的是一个空网页的HTML程序。
<HTML>
<HEAD>
<TITLE>(在此标记中写网页的标题)</TITLE>
</HEAD>
<BODY>
(在此标记中写网页的内容)
</BODY>
</HTML>
（3）HTML规范
HTML规范又称为HTML标准，它总在不断地发展。每一新版本的出现，HTML都会增加新的特性和内容。有关HTML版本的详细信息请访问www.w3.org网站。
在不同的浏览器中，网页的显示效果可能会有所不同。每一个浏览器都使用自己独特的方式解释HTML文档中的标记，并且多数浏览器不完全支持HTML的所有特性。因为，像Microsoft和Netscape公司在HTML标准上又开发了一些特有的HTML标记和属性，称之为HTML的扩展。这些标记和属性只被他们自己的浏览器所识别，不可能被其他公司的浏览器识别。如果浏览器不能识别HTML文档中的标记，则会忽略这个标记。
（4）HTML程序的编辑环境与运行环境
HTML文档是一个普通的文本文件（ASCII），不包含任何与平台、程序有关的信息。因此HTML文档可以利用任何文本编辑器来方便地生成。要注意的是HTML文档的扩展名必须是.html或.htm。运行HTML文档可以在任何浏览器下进行，并可在浏览器上查看网页的HTML源代码。
关于HTML语言中标记的种类与使用方法将会在第5章中更详细地进行介绍。
2．可扩展标记语言（XML）
HTML是Web上的通用语言，随着Internet的深入人心，WWW上的Web文件日益复杂化、多样化，人们开始感到了HTML这种固定格式的标记语言的不足。1996年W3C开始对HTML的后续语言进行研究，并于1998年正式推出了XML（Extensible Markup Language，可扩展标记语言）。在设计网页时，XML提供了比HTML更灵活的方法。
（1）XML语言的特点
XML是国际组织W3C为适应WWW的应用，将SGML （Standard Generalized Markup Language）标准进行简化形成的元标记语言。简单地说，XML是使用标记来描述内容或与内容相关的形式信息的通用语言。一个XML文档由标记和字符数据组成。
而作为元标记语言，XML不再使标记固定，允许网页的设计者定义数量不限的标记来描述内容，同时还允许设计者创建自己的使用规则。
（2）XML的DTD
DTD（Document Type Definition,文档类型定义）是一组应用在XML文档中的自定义标记语言的技术规范。DTD中定义了标记的含义及关于标记的语法规则。语法规则中确定了在XML文档中使用哪些标记符，它们应该按什么次序出现，标记符之间如何 嵌套，哪些标记符有属性等等。DTD可以包含在它所描述的XML文档中，但通常它是一份单独的文档或者一系列文档。作为外部文件可通过URL链接，被不同的XML文档 共享。
XML把DTD的定义权开放，不同行业可以根据自己的实际需求定义描述内容的DTD，以适应本行业内部的信息交流和存档需要。因此，适合于不同行业、不同平台的标记语言大批涌现。
（3）XML的CSS与XSL
强调内容描述与形式描述的分离，一方面可以使XML文件的编写者更集中精力于数据本身，而不受显示方式的细节影响；另一方面允许为相同的数据定义不同的显示方式，从而适合于不同应用、不同媒体，使XML数据得到最大程度的重用。XML文档数据的显示形式是通过样式单定义的。CSS（Cascading Style Sheets）是XML使用的一种标准的级联样式单，XSL（Extensible Style Language）则是可扩展的样式语言。
由于XML允许用户创建任何所需的标记，而通用浏览器却既无法预期用户标记的意义，又无法为显示这些标记而提供规则，因此用户必须为自己创建的XML文档编写样式单，样式单可以实现共享。
浏览器对一个XML文档的处理过程是，首先去关联它所指定的样式单文件，如果该样式单是一个XSL文件，则按照规定对XML数据进行转换然后再显示，XSL本身也是基于XML语言的，可以将XML转化为HTML后再显示。如果该样式单是一个CSS文件，浏览器就会按照样式单的规定给每个标记赋予一组样式后再显示。
1.2 Web数据库访问技术
Web数据库访问技术通常是通过三层结构来实现的，如图1-3所示。目前建立与Web数据库连接访问的技术方法可归纳为CGI技术，ODBC技术和ASP、JSP、PHP 技术。
Web数据库访问的三层结构
1.2.1 CGI技术
CGI（Common Cateway Interface，通用网关界面）是一种Web服务器上运行的基于Web浏览器输入程序的方法，是最早的访问数据库的解决方案。CGI程序可以建立网页与数据库之间的连接，将用户的查询要求转换成数据库的查询命令，然后将查询结果通过网页返回给用户。一个CGI工作的基本原理如图1-4所示。
CGI程序需要通过一个接口才能访问数据库。这种接口多种多样，数据库系统对CGI程序提供了各种数据库接口如Perl、C/C++、VB等。为了使用各种数据库系统，CGI程序支持ODBC方式，通过ODBC接口访问数据库。
CGI工作流程
1.2.2 ODBC技术
ODBC（Open Database Connectivity，开放数据库互接）是一种使用SQL的应用程序接口（API）。ODBC最显着的优点就是它生成的程序与数据库系统无关，为程序员方便地编写访问各种DBMS的数据库应用程序提供了一个统一接口，使应用程序和数据库源之间完成数据交换。ODBC的内部结构为4层：应用程序层、驱动程序管理器层、驱动程序层、数据源层。它们之间的关系如图1-5所示。由于ODBC适用于不同的数据库产品，因此许多服务器扩展程序都使用了包含ODBC层的系统结构。
ODBC的内部结构
Web服务器通过ODBC数据库驱动程序向数据库系统发出SQL请求，数据库系统接收到的是标准SQL查询语句，并将执行后的查询结果再通过ODBC传回Web服务器，Web服务器将结果以HTML网页传给Web浏览器，工作原理如图1-6所示。
Web服务器通过ODBC访问数据库
由于Java语言所显示出来的编程优势赢得了众多数据库厂商的支持。在数据库处理方面，Java提供的JDBC为数据库开发应用提供了标准的应用程序编程接口。与ODBC类似，JDBC也是一种特殊的API，是用于执行SQL语句的Java应用程序接口。它规定了Java如何与数据库之间交换数据的方法。采用Java和JDBC编写的数据库应用程序具有与平台无关的特性。
1.2.3 ASP、JSP、PHP技术
ASP是Microsoft开发的动态网页技术，主要应用于Windows NT+IIS或 Windows 9x+PWS平台。确切地说ASP不是一种语言，而是Web服务器端的开发环境。利用ASP可以产生和运行动态的、交互的、高性能的Web服务应用程序。ASP支持多种脚本语言，除了VBScript和Pscript，也支持Perl语言，并且可以在同一ASP文件中使用多种脚本语言以发挥各种脚本语言的最大优势。但ASP默认只支持VBScript和Pscript，若要使用其他脚本语言，必须安装相应的脚本引擎。ASP支持在服务器端调用ActiveX组件ADO对象实现对数据库的操作。在具体的应用中，若脚本语言中有访问数据库的请求，可通过ODBC与后台数据库相连，并通过ADO执行访问库的操作。关于ASP的编程技术将会在第7章中详细介绍。
JSP是Sun公司推出的新一代Web开发技术。作为Java家族的一员，几乎可以运行在所有的操作系统平台和Web服务器上，因此JSP的运行平台更为广泛。目前JSP支持的脚本语言只有Java。JSP使用JDBC实现对数据库的访问。目标数据库必须有一个JDBC的驱动程序，即一个从数据库到Java的接口，该接口提供了标准的方法使Java应用程序能够连接到数据库并执行对数据库的操作。JDBC不需要在服务器上创建数据源，通过JDBC、JSP就可以实现SQL语句的执行。
PHP是Rasmus Lerdorf推出的一种跨平台的嵌入式脚本语言，可以在Windows、UNIX、Linux等流行的操作系统和IIS、Apache、Netscape等Web服务器上运行，用户更换平台时，无需变换PHP代码。PHP是通过Internet合作开发的开放源代码软件，它借用了C、Java、Perl语言的语法并结合PHP自身的特性，能够快速写出动态生成页面。PHP可以通过ODBC访问各种数据库，但主要通过函数直接访问数据库。PHP支持目前绝大多数的数据库，提供许多与各类数据库直接互连的函数，包括Sybase、Oracle、SQL Server等，其中与SQL Server数据库互连是最佳组合。
1.3 网络数据库应用系统的层次体系
当前，Internet/Intranet技术发展异常迅速，越来越多的数据库应用软件运行在Internet/Intranet环境下。在此之前，数据库应用系统的发展经历了单机结构、集中式结构、客户机/服务器（C/S）结构之后，随着Internet的普及，又出现了浏览器/服务器（B/S）结构与多层结构。在构造一个应用系统时，首先考虑的是系统的体系结构，采用哪种结构取决于系统的网络环境、应用需求等因素。
1.3.1 客户机/服务器结构
1．二层C/S结构
二层C/S结构是当前非常流行的数据库系统结构，在这种结构中，客户机提出请求，服务器对客户机的服务请求做出回答。它把界面和数据处理操作分开在前端（客户端）和后端（服务器端），这个主要特点使得C/S系统的工作速度主要取决于进行大量数据操作的服务器，而不是前端的硬件设备；同时也大大降低了对网络传输速度的要求，因为只须客户端把服务请求发送给数据库服务器，数据库服务器只把服务结果传回前端，如图1-7所示。
在设计时，对数据可能有如下不同的处理形式。
（1）在处理时，客户机先向服务器索取数据，然后释放数据库，即客户机发出的是文件请求，在客户机端处理数据，最后将结果送回服务器。这种处理方式的缺点很明显：所有的应用处理都在客户端完成，这就要求客户端的计算机必须有足够的能力，以便执行需要的任何程序。更为糟糕的是，由于所有的处理均在客户端完成，每次运行时都要将文件整体传送到客户端，然后才能执行。如：Student表中有30 000条记录，客户端发出命令：
Select * From Student Where Sno='200101'
这条命令将要求服务器将Student表中的所有记录传送到客户端，然后在客户端执行查询，结果只用到一条记录；如果查询的记录不存在，网络传输的数据实际上是无 用的。如此大的数据传输量是不可想象的。因此，人们提出了在服务器中能够执行部分代码的客户机/服务器结构。
（2）在处理时，客户机接受用户要求，并发给服务器；在服务器端处理用户要求，最后将结果传回客户机显示或打印。这种处理方式网络通信量较小。客户机向服务器发出的是处理请求，而不是文件请求，处理请求中的代码在服务器端执行后向客户机传送处理后的结果。
这样，为了特定任务，客户机上的程序和服务器上的程序协同工作：客户机端的代码用于完成用户的输入输出及数据的检查，而服务器端的代码完成对数据库的操作。
客户机/服务器结构的另一个主要特点在于软件、硬件平台的无关性。数据库服务器上的数据库管理系统集中负责管理数据，它向客户端提供一个开放的使用环境，客户端通过数据库接口，如ODBC（开放数据库连接）和SQL语言访问数据库，也就是说，不管客户端采用什么样的硬件和软件，它只要能够通过网络和数据库接口程序连接到服务器，就可对数据库进行访问。
在客户机/服务器结构中，常把客户机称为前台，而把服务器端称为后台。前台应用程序的功能包括用户界面、接收用户数据、处理应用逻辑、向后台发出请求、同时接收后台返回的结果，最后再将返回的结果按一定的格式或方式显示给用户。而后台服务器则负责共享外部设备、存取共享数据、响应前台客户端的请求并回送结果等工作。前台的应用程序和数据一般是用户专用的，而后台的数据和代码是所有用户可以共享的。
由于数据库服务器不仅要管理共享数据，保证数据的完整性，还要执行一部分代码，完成客户端的一些处理请求，所以对用于服务器的计算机提出较高的要求。最好要采用一台专用的服务器，有较快的处理速度，有大容量的硬盘和内存，支持磁带等大容量的存储设备。
上面讲的客户机/服务器结构将应用分在了客户机、服务器两级，称其为两层客户机/ 服务器结构。总之，两层C/S结构的基本工作方式是客户程序向数据库服务器发送SQL请求，服务器返回数据或结果。
这种C/S结构有两种实现方式，一种是客户来完成表示部分和应用逻辑部分，而服务器完成数据访问部分，这种情况是以客户为中心的，适用于应用相对简单、数据访问量不是很大的情况。另一种是以服务器为中心的，把一些重要的应用逻辑部分放到服务器上，这样可充分利用服务器的计算能力，减少网络上需要传送的数据。通常以存储过程和触发器的形式出现，但存储过程都依赖于特定数据库，不同数据库之间很难移植，而三层C/S结构可以很好地解决这个问题。
注意：触发器（trigger）是数据库系统中，一个在插入、删除、修改操作之后运行的记录级事件代码。不同的事件可以对应不同的动作。通常有3种类型的触发器：INSERT触发器、DELETE触发器和UPDATE触发器。
2．三层C/S结构
由于两层结构的客户机/服务器系统本身固有的缺陷，使得它不能应用于一些大型、结构较为复杂的系统中，故出现了3层结构的客户机/服务器系统，将两层结构中服务器部分和客户端部分的应用单独划分出来，即采用“客户机—应用服务器—数据库服务器”结构（如图1-8所示）。典型的数据库应用可分为三部分：表示部分、应用逻辑（商业逻辑）部分和数据访问部分，三层结构便是对应于这三部分。
图1-8 三层C/S结构
其中，应用服务器和数据库服务器可位于同一主机，也可位于不同主机。客户机是应用的用户接口部分，负责用户与应用程序的交互，运行在客户机端的软件也称为表示层软件。应用服务器存放业务逻辑层（也称为功能层）软件，是应用逻辑处理的核心，实现具体业务。它能响应客户机请求，完成业务处理或复杂计算。若有数据库访问任务时，应用服务器层可根据客户机的要求向数据库服务器发送SQL指令。应用逻辑变得复杂或增加新的应用时，可增加新的应用服务器。数据库服务器便是用来执行功能层送来的SQL指令，完成数据的存储、访问和完整性约束等。操作完成后再通过应用服务器向客户机返回操作结果。
1.3.2 浏览器/服务器结构
随着Internet技术和Web技术的广泛应用，C/S结构已无法满足人们的需要。因为在典型C/S体系中，通常为客户安装前端应用程序的做法已不再现实，并且限制客户端工作环境只能基于Windows、Macintosh或UNIX等操作系统也不切实际。于是基于浏览器/服务器结构（Browser/Server）的系统应运而生。
采用B/S结构后，在客户端只需安装一个通用的浏览器即可，不再受具体操作系统和硬件的制约，实现了跨平台的应用。
基于B/S结构的典型应用通常采用三层结构：“浏览器—Web服务器—数据库服务器”，B/S模式的工作原理是：通过浏览器以超文本的形式向Web服务器提出访问数据库的请求，Web服务器接受客户请求后，激活对应的CGI程序将超文本HTML语言转化为SQL语法，将这个请求交给数据库，数据库服务器得到请求后，进行数据处理，然后将处理结果集返回给CGI程序。CGI再将结果转化为HTML，并由Web服务器转发给请求方的浏览器，如图1-9所示。
图1-9 B/S工作原理
在B/S模式中，客户端的标准配置是浏览器，如IE；业务功能处理由独立的应用服务器处理，Web服务器成为应用处理的标准配置；数据处理仍然由数据库服务器处理。
从本质上讲，B/S结构与传统的C/S结构都是以同一种请求和应答方式来执行应用的，区别主要在于：C/S是一种两层或三层结构模式，其客户端集中了大量应用软件，而B/S是一种基于超链接（HyperLink）、HTML、Java的三级或多级C/S结构，客户端仅需单一的浏览器软件，是一种全新的体系结构，解决了跨平台问题。到目前，这两种结构在不同方面都有着广泛的应用。虽然C/S结构在Internet环境下明显不如B/S结构具有优势，但它在局域网环境下仍具有优势。
1.3.3 Internet/Intranet信息系统的多层体系结构
多层结构应用软件与传统的两层结构应用软件相比，有可伸缩性好、可管理性强、安全性高、软件重用性好等诸多优点，如何在Internet/Intranet环境下构建应用软件体系结构就成为一个非常重要的问题，也是现今软件体系研究的一个新热点。
目前各种技术层出不穷，如最初的静态HTML页面、简单的CGI网关程序、Java Applet程序，现在的ASP等Web数据库技术，还有动态的Java在线游戏及PHP技术等。
实际上，多层的概念是由Sun公司提出来的。Sun公司提出的多层应用体系包括4层：客户层、顶端Web服务层、应用服务层和数据库层。其中顶端Web服务层是Sun公司多层体系结构中非常重要的一层，它主要起代理和缓存的作用。顶端Web服务器的作用是缓存本地各客户机经常使用的Java Applet程序和静态数据，通常被放置在客户机所在的局域网内，起到一个Java Applet主机（向Web浏览器传送Java Applet程序的计算机）和访问其他服务的代理作用。与普通代理服务器的作用相同。构建多层结构应用软件时，选用Java平台是一个很好的选择，因为它跨越各应用平台。总之，在Java平台上构建多层应用软件体系代表着今后Internet/Intranet应用的趋势。
❿ 各方向硕士论文题目写作参考
不管是导师还是读者，评判论文的第一感是先审核题目，选题是撰写论文的奠基工程，在一定程度上决定着论文的优劣。下面我给大家带来2021各方向硕士论文题目写作参考，希望能帮助到大家!
计算机硕士论文题目选题参考
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3、中职计算机应用基础课游戏化学习软件的设计研究
4、基于图像的计算机物体识别研究
5、中职计算机生态课堂高效教学策略的实践性研究
6、基于计算机视觉的胶囊缺陷检测系统的设计与实现
7、计算机网络信息安全风险评估标准与 方法 研究
8、基于计算机视觉的表面缺陷检测及应用
9、擦窗机伸缩臂计算机辅助设计系统研究
10、基于乳腺癌计算机辅助诊断的病理图像分析
11、面向创新创业的民办高校计算机基础课程教学改革研究
12、中职学校计算机类课程作业提交与评价系统研究
13、基于物联网的计算机监控系统设计与开发
14、基于计算机视觉的皮革测配色研究
15、基于计算机视觉的杂草种子鉴别
16、基于计算机视觉的花卉分级系统研究
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18、基于计算机视觉的水面智能监控研究
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26、三值光学计算机解码器中并行感光阵列的设计
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32、治安监控中基于计算机视觉的异常行为检测技术研究
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教育 硕士论文题目
1、帮助学生掌握数学解题策略的实验与研究
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3、中小学数学估算的教与学
4、培养中专生数学应用能力的研究
5、中美高中课程标准下数学探究的比较研究
6、 高中数困生良好数学思维品质培养研究
7、高一学生数学概括能力培养的实验 研究
8、网络环境下高中数学教学模式研究
9、新课标下促进学生数学学习正迁移的研究
10、基于新课程的初中数学自主学习课堂教学的实践与研究
11、中学生对数学公式的记忆特点研究
12、TI-92技术在高中数学新课程算法教学中的应用
13、数学史在中学数学教育中的教学价值
14、在数学教学中，指导学生掌握数学学习策略的实践研究
15、全国高考试题与高中数学竞赛试题相关性研究
16、新课程下初中数学学习过程评价的实验与研究
17、职高大滚《数学》课程探究性学习的实践研究
18、培养数学学习迁移能力的课堂教学策略
19、在高中数学学习中自我监控能力培养策略的研究
20、中专班《数学实验》选修课的研究与实践
21、初中生数学思维过程的研究及数学思维能力的培养
22、培养高中生数学直觉思维能力的途径
23、论现行初中数学课堂练习及单元测验的改革
24、网络环境下“中学数学实验课”教学设计与评价的实践研究
25、高一学生函数概念学习障碍及教学对策
26、师范生数学语言表达能力的实验研究
27、职业中学数学教学中融入数学史教学的实践研究
28、高中数学教学中小组合作学习的实践与研究
29、高中数学新课程《球面上的几何》的教学实验与研究
30、数学发现法教学的课堂实施研究
31、开展初中“ 反思 性数学学习”的研究与实践
32、初中数学新课程下小组合作学习的研究与实验
33、以“教学反思”为载体的小学数学教师培训的研究
34、技校兴趣缺乏型数困生的现状及教学研究
35、中学数学课堂探究式教学模式的理论和实践研究
36、数学交流探究
37、论数学课程的情感与态度目标
38、数学课堂探究性教学的理论与实践研究
39、中学数学教师评价研究
40、五年一贯制师范数学课程设置研究
41、 高二数学 优秀生与学困生的解题策略比较研究
42、建构主义及其观点下的《全日制义务教育数学课程标准》(初中部分)解析
43、新课程标准下弗赖登塔尔数学教学原则在我国小学及初中低年级数学教学中的应用构想
44、在高中数学教学中运用《几何画板》进行数学实验的探索与实践
45、数学历史名题作为研究性学习的开发与实验研究
46、普通高中几何课程体系实施研究
47、中学数学中非语言表征的应用研究
软件工程专业硕士论文题目
1、 城轨线网数据标准与数据库设计研究
2、 基于秘密共享协议的移动数据库研究
3、 云环境下数据库同步服务的研究与实现
4、 列数据库SQL语言编译器的研究与实现
5、 面向复杂负载特征和性能需求的云数据库弹性动态平衡问题研究
6、 数据资源规划中主题数据库划分研究
7、 某某后方仓库综合数据库管理系统设计与实现
8、 SYBASE数据库的索引压缩的设计与实现
9、 分布式数据库中间件DBScale的设计与实现
10、 PostgreSQL数据库中SSD缓存模块的设计与实现
11、 数据库工具DBTool的设计与实现
12、 基于大型数据库的智能搜索与摘要提取技术研究
13、 基于用户行为分析与识别的数据库入侵检测系统的研究
14、 面向内存数据库的快照机制和持久性支持研究
15、 面向海量高并发数据库中间件的研究与应用
16、 CUBRID数据库自动化测试框架的设计与实现
17、 KingbaseES数据库列存储测试的设计与实现
18、 网络数据库服务质量监测系统的设计与实现
19、 外包数据库完整性验证的研究
20、 云南省宗教基础数据库系统的研究与分析
21、 基于SQL Server数据库的银行 保险 数据管理系统的设计和实现
22、 邮政金融电子稽查系统的数据库设计与实现
23、 文档型数据库的存储模型设计和研究
24、 多数据库环境电子商务信息安全技术研究
25、 多数据库环境数据集成与转换技术研究
26、 应用于网络监控系统的数据库设计与实现研究
27、 车辆特征数据库管理系统设计与实现
28、 数据库共享容灾技术应用研究
29、 非关系数据库加密模型的研究
30、 “数据库原理课程”在线评卷系统的设计与实现
31、 基于日志挖掘的数据库入侵检测方法研究
32、 内存数据库在城市垃圾监控系统中的研究与应用
33、 基于B/S结构的数据库加密技术的研究与应用
34、 省级基础水文数据库的设计与实现
35、 多数据库系统数据仓库集成技术应用研究
36、 多数据库环境下数据迁移技术的研究与应用
37、 基于J2EE数据库业务系统代码生成工具的设计与实现
38、 基于智能设备的嵌入式数据库安全性研究
39、 基于药用动物图像数据库的设计与实现
40、 地震预警地质构造条件数据库管理系统的设计与实现
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