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【关键词】 警察 实训 自动喷水系统
近年来随着社会的发展,先进高效的火灾自动化系统大量应用于新建的车站、车库及其各类附属建筑。因此对于铁路警察,不论是车站巡警或是列车乘警,均应熟悉这些火灾自动化系统的运行原理及操作要求。这样才能在发生火灾时正确启动火灾自动化系统将火灾扑灭在初期阶段,更好的履行一名铁路警察的职责。作为主要培养铁路警察的院校,更加注重通过实训,使学生更好的适应岗位要求,提高学生的就业竞争力。因此铁路消防管理课程组设计,规划了分布式火灾自动化系统操作实训室,用于培养学生理解、掌握火灾自动化系统的操作使用。而系统中的自动喷水灭火系统作为整个系统的重要组成部分,更是决定着整个实训室性能的关键。
1 自动喷水灭火系统简介
自动喷水灭火系统由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置(水流指示器或压力开关)等组件,以及管道、供水设施组成,并能在发生火灾时喷水的自动灭火系统。自动喷水灭火系统是随着19世纪工业化革命,特别是棉纺织工业的发展而发展,它最早以穿孔管的形式诞生于英国,应用于剧院,其后在美国应用在棉纺工业,并逐步发展成为系统完整、组件齐全的高效全天候的自动灭火系统,现已广泛应用于工业和民用建筑中。
作为当今普遍使用的固定自动灭火系统,国内外的实践证明,自动喷水灭火系统经济实用,其整套系统的投资只占总投资的 1%-3%。美国的大量统计资料表明,设有能自动喷水灭火系统的建筑物,火灾中人员的死亡人数可减少1/3到2/3,财产损失可减少1/2到2/3。并且灭火成功率大于96%,几乎接近于100%。因此可以说有着极高安全性和可靠性的自动喷水灭火系统是迄今为止人类发明最好的灭火系统,大量的重要公共建筑物均选用此系统作为主要的灭火系统。所以让学生在实训中学会自动喷水灭火系统的使用,掌握不同类型系统的优缺点,理解系统的运行原理,成为整个教学环节中重要形式和内容。
2 实训室自动喷水灭火系统选择
针对各类自动喷水灭火系统的实际应用特性及使用情况,并且结合教学实际,实训室选择湿式系统、干式系统、预作用系统、雨淋系统作为学生实验实训的对象。并且通过合理的整合各类系统的关键构件,使实训室的自动喷水灭火系统能够实现湿式系统、干式系统、预作用系统、雨淋系统之间的快速转换,从而使学生能够在实训中分别对各系统进行操作,熟悉各种主要的自动喷水灭火系统的特性及使用方法、理解其工作原理。
3 实训室自动喷水灭火系统报警阀组设计
报警阀组是自动喷水灭火系统的重要组成部分,担负着火灾及时报警和提醒人员快速逃生的重大责任。根据《自动喷水灭火系统设计规范》规定自动喷水灭火系统都应设置报警阀组。报警阀组在自动喷水灭火系统中主要起到控制水流、报警、启泵等作用。
3.1 报警阀组的构成
通过合理整合各报警阀组的核心部件,使实训室自动喷水灭火系统的报警阀组同时具备湿式、干式、预作用、雨淋等各类报警阀组的功能。具体构成简图如(图1)。
从上图可见综合报警阀组主要由干式阀、湿式阀、雨淋阀串联而成。主要包含:干式阀、湿式阀、雨淋阀,电子压力表,水力警铃,空气压缩机,低气压报警开关,各式阀门,输排水管道等。
其中干式阀、湿式阀及雨淋阀主要起到系统控制,输出报警水流的作用;空气压缩机等空气加载系统主要起到供给系统压缩空气的作用;水力警铃主要起到发出音响报警信号作用;电子压力表主要起到监测水力警铃前水压力,进而自动报警或自动控制作用;检测阀主要起到监测综合阀组的工作状态;电磁阀主要起到开启雨淋阀的作用。
3.2 报警阀组的工作原理
实训室的报警阀组为综合报警阀组,兼具湿式、干式、预作用、雨淋等多种阀组的功能。其具体实现原理如下。
(1)当综合报警阀组实现湿式阀组功能时,需要通过总控将雨淋阀上的电磁阀打开,使雨淋阀开启,并且同时关闭干式阀上的空气加载系统。这样当系统充水时,水流可自由通过下部雨淋阀及上部的干式阀,充满整个管路,此时综合阀组只实现湿式阀功能,使系统转为湿式系统。(2)当综合报警阀组实现干式阀组功能时,需要通过总控将雨淋阀上的电磁阀打开,使雨淋阀开启,同时打开干式阀上的空气加载系统,并且通过注水口加水,给气垫圈起到一个密封作用。此时系统充水时,水流可以通过下部雨淋阀及湿式阀,进入干式阀,此时综合阀组只实现干式阀功能,使系统转为干式系统。(3)当综合报警阀组实现预作用阀组功能时,需要通过总控将雨淋阀上的电磁阀关闭,使雨淋阀闭合,同时打开干式阀上的空气加载系统,并且通过注水口加水,给气垫圈起到一个密封作用。此时系统充水时,水流只能进入雨淋阀下部,此时综合阀组只实现预作用阀功能,使系统转为预作用系统。(4)当综合报警阀组实现雨淋阀功能时,需要通过总控将雨淋阀上的电磁阀关闭,使雨淋阀闭合,同时关闭干式阀上的空气加载系统,此时系统充水时,水流只能进入雨淋阀下部,此时综合阀组只实现雨淋阀功能,配合开式喷头,使系统转为预作用系统。
结合以上描述,综合报警阀组是通过串联在一起的三种阀组的不同启闭组合来实现各功能的转换。
4 实训室自动喷水灭火系统工作原理
本实训室自动喷水灭火系统通过转换能分别模拟干式、湿式、预作用及雨淋系统。具体工作原理如下。
(1)模拟湿式系统时,通过教师总控台将综合报警阀组转变为湿式阀组,启动水泵将整个系统充满消防用水,配合感温闭式喷头,此时系统转为湿式系统。当学生进行实训时,通过实验火样触发闭式喷头,开启系统,学生实验台喷头喷水对实验火样进行扑灭。同时由于水流压力的作用综合报警阀组处的水力警铃开始报警,并且通过水力警铃前的电子压力表将火灾信号传递至教师总控台,启动消防水泵。另外当学生实训喷头开始工作后,喷头处的电子压力表将火灾信号分别传递到教师总控台及各学生分布台,使教师与学生能够即时了解喷头打开的位置及数量。
(2)模拟干式系统时,如从其他系统转为干式系统使,先换上全新的感温闭式喷头,打开综合报警阀组中的干式阀下的检修排水口,排出干式阀上部管网中的消防用水。排干后关闭检修排水口,打开注水口加入密封水,然后打开空气加载系统,使干式阀上部管道充满有压空气,此时开启消防水泵,使干式阀下部管道充满消防用水,系统转变为干式系统。同样当学生进行实训时,通过实验火样触发闭式喷头,开启系统,干式阀上部管网内空气压力迅速降低,由于压力差作用,干式阀启动,于是消防用水流过干式阀进入喷水管网对实验火样进行扑灭,同时部分水流经过水力警铃报警,并且电子压力表将火灾信号传递至教师总控台,启动消防水泵。另外当学生实训喷头开始工作后,喷头处的电子压力表将火灾信号分别传递到教师总控台及各学生分布台,使教师与学生能够即时了解喷头打开的位置及数量。
(3)模拟预作用系统时,先选用感温闭式喷头,开启感烟探测器,然后按照转为干式系统的步骤将干式阀以上管路加载有压空气,转为干式系统。进而打开雨淋阀处的检修排水阀,排干雨淋阀上部的消防用水,通过教师总控台关闭雨淋阀,打开消防水泵,使水流到达雨淋阀下端,此时系统转为预作用系统。当学生进行实训时,点燃实验火样,产生大量烟雾,触发感烟探测器,感烟探测器将火灾信号传递至教师总控台及各学生分布台,通过教师总控台开启雨淋阀,启动消防水泵,打开上部管网排气孔,使水流充满整个系统。随着实验火样温度不断增加,开启感温闭式喷头,喷头流出消防用水,扑灭实验火样,同时部分水流经过水力警铃报警。
(4)模拟雨淋系统时,先选用开式喷头,通过教师总控台关闭雨淋阀,打开雨淋阀上的检修排水口,排出雨淋阀上部管网中的消防用水,启动消防水泵,使水流到达雨淋阀下端,此时系统转为雨淋系统。当学生进行实训时,点燃试验火样,产生大量烟雾,触发感烟探测器,感烟探测器将火灾信号传递至教师总控台及各学生分布台,通过教师总控台开启雨淋阀,启动消防水泵,使水流充满整个系统,并对所有试验区域喷水灭火,同时部分水流经过水力警铃报警。
5 实训室特点
为了更好的配合课程教学,充分发挥学生的自主创新能力,分布式火灾自动化系统操作实训室主要特点如下。
(1)系统全面、覆盖广泛。分布式火灾自动化系统操作实训室包含火灾自动报警系统与火灾自动喷水灭火系统两个部分。并且基本涵盖了目前市面上主流的火灾自动化系统及其主要功能。在火灾自动报警系统中既包含感温报警装置,感烟报警装置,也包含消防电话,广播音响等。在自动喷水灭火系统中更是分别涵盖了干式、湿式、预作用及雨淋等四个主流的系统形式。通过系统全面、广泛的覆盖,使学生在一套系统中能够完成多个实训项目,并且理解各个系统的联系及其不同,进而对火灾自动化系统有更深的理解和认识。
(2)注重参与,兼顾理论。分布式火灾自动化系统操作实训室,在系统设计时努力使学生参与其中。系统通过分布化,将引起系统引发部分及反馈部分分别集中于学生分布台,使每个学生都能在自己的实训台前,引发系统并观察不同系统的作用,训练学生对火灾自动化系统的操作能力,及简单的系统维修、保养能力知识。另外整个系统在设计时,所有管线、设备均明装,学生在独立实训前,通过实训教师对系统的讲解、演示,能够更好的理解课堂教学中的理论知识。
(3)创新设计、节约成本。消防系统实训作为破坏性实训项目,在实训室设计之初不仅要考虑建设成本,更要考虑运行、实训成本,只有使实训成本大大降低,才能使每个学生都能参与实训。在实训室建设期,通过创新设计串联式综合报警阀组,减少系统管线及附属设备的重复投入建设,节约建设成本;并且通过创新设计循环水路及半封闭实验火样支座,减少实训中水渍污染及消防实验用水消耗,节约实训运行成本。
6 实训实现
为了更好的配合课堂理论教学,充分培养学生独立思考,分析问题,解决问题的能力,结合实训室功能,拟开始以下实训科目。
(1)火灾自动化系统演示。了解各类消防系统的基本运行原理及主要部件。(2)火灾自动化系统操作。通过实验火样及手动按钮,开启各类灭火系统,掌握各类灭火系统的操作方法。(3)火灾自动化系统比较及选择。通过实际开启各类灭火系统,并观察各类灭火系统对于实验火样的灭火效果,直观认识各类灭火系统的特点。(4)火灾自动化系统检查维护。通过设置系统故障,使学生独立查找故障并进行故障处理,培养学生独立解决问题的能力。
7 结语
本实训室自动喷水灭火系统,尽可能的展现工程实际,较全面的涵盖目前市面上主流系统,结合科学设置的实训科目,能够使学生在实训中能更深入的理解各自动喷水灭火系统的工作原理,对各系统能够熟练操作,并且具备简单的系统检查维护能力。进而提高学生的创新意识、动手能力,拓宽学生的就业面,提高学生的就业竞争力,使学生的素质得到了全面的发展。
参考文献:
[1] GB 50261―1996自动喷水灭火系统施工及验收规范[S].北京:中国计划出版社,1997.
[2] GB797―89自动喷水灭火系统湿式报警阀的性能要求和试验方法[S].1989.
关键词:即时通讯软件专业化ICQQQ贸易通阿里旺旺
一、即时通讯的概念
即时通讯(Instantmessaging,简称IM)是一个终端连往一个即时通讯网路的服务,允许两人或多人使用网路即时的传递文字讯息、档案、语音与视频交流。即时通讯不同于e-mail在于它的交谈是即时的。大部分的即时通讯服务提供了presenceawareness的特性——显示联络人名单,联络人是否在线上与能否与联络人交谈。即时通讯比传送电子邮件所需时间更短,而且比拨电话更方便,无疑是网络年代最方便的通讯方式。目前中国最流行的有QQ、MSN、GoCom、POPO、UC、LAVA-LAVA等,而国外主要使用ICQ、MSN。在当今社会,即时通讯软件以迅雷不及掩耳之势渗透蔓延到人们的日常生活之中,也由此引发了即时通讯软件业内连年的厮杀与混战。
二、即时通讯的发展历程
ICQ是即时通讯当仁不让的鼻祖程序。1996年,四位以色列的年轻人开发出了极具传奇色彩的ICO“坏小子”,这个可供网上寻呼的“小玩意”,使得IM的概念由此诞生,并创造了因特网时代的又一个新的神话,或者,我们可以说是,ICQ开启了一个IM新的网络时代。IM应用凭借其实时在线交互的特性迅速风靡全球。不久之后,美国在线公司收购ICQ,投入4亿多美元的重金,使之不断发展,臻于完善。目前,全球ICQ的用户已经逾1.5亿,在全球拥有广泛的用户支持,但缺乏中国本土化支持仍是其最大缺点。
在众多实力公司争相效仿ICQ的过程中,中国的QQ凭借其良好的地缘优势,迅速脱颖而出。QQ是中国国内即时通讯的龙头老大,用户数量稳坐其位。与其他中文通讯软件相比,腾讯QQ以其漂亮的界面、合理的设计、良好的易用性、强大的功能,稳定高效的系统运行,赢得了用户的青睐。
MSN是即时通讯领域的又一领军人物。MSN在全球约有5000万用户,在中国用户量则位居第二。事实上,MSN更多的偏重于办公阶层用户,其简单的操控性让我们能够在最短的时间内掌握它的使用要决。最让人津津乐道的功能就是把汉字做成彩色的表情图片,在占用资源上比同类软件优胜、稳定性超强、语音与视频质量上佳。因此MSN成为企业职员们相互通信的首选工具,且用户群体还在日益扩大。专家分析,资本的介入,加快了行业的发展,导致了竞争的加剧,并将催化即时通讯市场走向细分。
飞信的到来似乎如期而至。飞信是中国移动推出的一项业务,可以实现即时消息、短信、语音、GPRS等多种通信方式,保证用户永不离线。实现无缝链接的多端信息接收,让您随时随地都可与好友保持畅快有效的沟通,亦掀起了一场专业化势头显著的“飞热”。
根据易观国际近期《2008年第2季度中国即时通信市场季度监测》显示:2008年第2季度中国即时通讯市场九个主要IM产品(QQ\\阿里旺旺飞信\\等)总注册账户数达到13.3亿,同比增长25%,其中活跃账户数达到4.25亿,同比增长13%,最高同时在线账户数达到5351万,同比增长40%。从这一连串的数字中,我们就能深刻体会即时通讯发展之迅猛,用户数量连年呈几何级数递增,确实,我们必须承认,即时通讯给了我们无限的可能性和前所未有的便捷。
三、即时通讯的专业化
2003年10月,著名的电视商务服务商阿里巴巴开发了“贸易通”(阿里巴巴将其命名为AliTalk),这是为商人度身定做的免费商务沟通软件。“贸易通”的发展源于阿里巴巴公司的定位,阿里巴巴是全球领先的B2B电子商务公司,也是阿里巴巴集团的旗舰业务。阿里巴巴通过旗下三个交易市场协助世界各地数以百万计的买家和供货商从事网上生意,三个交易市场形成一个拥有来自240多个国家和地区超过4,500万名注册用户的网上社区。
阿里巴巴“贸易通”出现的意义在于,第一次将网上即时通讯技术应用于商务领域,使即时通讯走出了单纯聊天的框架,真正实现商务价值,是一款完全在办公环境中应用的网上即时通讯服务。“贸易通”具有QQ\MSN的常用功能,其用户群是企业及其员工,还整合和阿里中文站的全部操作,包括阿里助手、客户管理系统、商友速配等实用功能。“贸易通”强大的功能和鲜明的定位,使得电子商务和即时通讯服务完美结合,标志着即时通讯走上了商业化应用的发展方向。
而目前“贸易通”升级版的“阿里旺旺”则发展势头更为明显,其用户已经超过一亿。这是继腾讯QQ之后,我国第二个用户过亿的即时通讯平台。这样,在全球用户过亿的即时通讯中,中国独占两席,另两个分别是微软公司的MSN、雅虎公司的雅虎通。根据著名调研机构iResearch的《2008年第二季度即时通讯市场研究报告》表明,2008年1-7月份阿里旺旺-淘宝版月度覆盖人数上超过MSN,仅次于QQ;在网上交易市场上,阿里旺旺的市场率位列第一。截至目前,旺旺“群”总数已超过250万,再次刷新互联网上商务性及时交流社区的总规模数。依托于阿里巴巴平台创立的阿里旺旺,兼具了淘宝旺旺和贸易通地多重优点,对客户需求了解也有着天然优势,已成为商务人士进行即时交流的首选。同时报告显示,阿里旺旺的品牌知名度比第一季度上升6.4%,使用者对阿里旺旺商务特性中“便捷的商务功能”认知度远远高于其他IM。
“同比2007年1月的2千多万注册用户,旺旺在短短一年半的时间里,实现了连翻五番的神话,快速高效的完成了破茧成蝶地蜕变”。阿里软件市场总监王冠雄表示,“在竞争激烈的IM领域中,作为最有价值的即时通讯平台。”
2009年5月,阿里旺旺携手前程无忧,推出“亮灯计划”。从一个单纯的在线通讯工具成功渗透到商务人士的求职方面,当然,这是一个新的起点,旺旺的上升空间还十分之大。旺旺已经不仅仅定位于IM软件的角色,而是提升到一个IM平台,尽可能地满足用户的各种需求,富有鲜明的专业化应用特点。
早在5年前,就有业内人士预测,新的国际资本将为即时通讯软件指明下一个热点,即商务应用。赛迪顾问也认为,未来中国即时通讯市场将会逐渐向综合化、专业化、互联互通和安全化发展,从而带动市场持续快速的增长。从ICQ到贸易通到阿里旺旺,我们用心记录着IM从大众化到专业化一步步的发展历程。
参考文献:
关键词:网络系统;虚拟机;虚拟化;Hyper-V;VMware Workstation
中图分类号:TP316 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)19-4427-03
The Research of Network Operating System Training Based on Server Virtualization
XU Qin-an, ZHOU Yi-bing
(Nantong Radio And TV University, Nantong 226006, China)
Abstract: The operating system training is a training activity for the operating system. Compared with general application trainings in computer room, the operating system trainings have many difficulties in data saving and the training environment is complex. So it is difficult to do the training in general computer room. Using server virtualization technology to construct the online operating system training platform can solve those problems occurred in general computer room. The platform can help improving the efficiency and effect of the training.
Key words: network operating system; virtual machine; virtualization; Hyper-V; VMware Workstation
1 网络系统类实训的特点
网络系统,即网络操作系统(NOS),是在网络中为计算机提供服务的特殊的操作系统。例如Windows系列中的Windows Server2003就是网络操作系统。
由于网络系统类实训的对象是操作系统,这和其它应用软件类实训有很大的区别:
首先,需要保存实训结果。因为在系统的配置和服务的安装配置过程中,经常需要重新启动,有时候需要重新启动多次。如果网络系统所在的硬盘分区被还原保护卡或者一些还原软件保护起来了,那么实训将无法完成。
其次,实训项目是具有关联性。一个实训可能要在前一个实训的基础上完成。这就要求在实训中除能保存实训结果外,实训系统也不能被其他人随便进行更改。
最后,实训项目需要使用多个操作系统。有的实训项目需要在一个网络系统中配置,另外需要一个系统进行测试;有的实训项目本身就需要在两个以上网络系统进行配置。
总之,网络系统类实训是注重实践和知识运用的实训活动,它对计算机实训环境有相当苛刻的要求。
2 现有网络系统实训环境的不足
计算机类实训一般在机房进行。机房可以分为通用机房和专用机房。无论是通用机房还是专业机房,主要是提供一个实训的环境,一般不对实训的数据进行保存。实训产生的数据一般都是各种格式的文件,学生可以通过U盘以及网络硬盘等工具自行保存。
由于网络系统实训是对操作系统进行修改,而且是一个持续修改的过程。实训的数据都保存在系统中,数据量很大,通过U盘、网络硬盘等工具进行保存非常不方便。
目前,在进行网络系统实训时一般采取以下两种方式:
1) 不对网络系统分区进行还原保护。如果不对网络系统所在的分区进行还原,那么在通用机房和专业机房都可以进行网络系统的实训。缺点一是机房维护工作量大,网络系统实训环境容易被损坏;缺点二是有些实训没法做,比如Windows Server 2003系统的安装。
2) 使用虚拟机。通过虚拟机软件,我们可以在一台物理计算机上模拟出多台虚拟的计算机,而且这些虚拟机的改变不会影响到物理主机。这样,虚拟机就能满足绝大部分网络系统实训的需要,而且机房计算机还可以使用还原卡。缺点一是对计算机性能要求相对高一些;缺点二是虚拟系统文件较大,保存起来比较麻烦。
总之,现有的网络系统实训环境并不完善。在现有的实训环境进行网络系统类实训会给机房管理员带来更多的工作量,另外也给学生在保存实训数据上带来很多麻烦。理想的网络系统实训环境是可以为每个人单独保存实训数据,彼此互不影响。
3 利用服务器虚拟化技术构建理想的实训环境
3.1虚拟化技术的概念
虚拟化是指计算机元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。计算机的虚拟化技术可以使单CPU模拟多CPU并行,允许一个平台同时运行多个操作系统,并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响,从而显著提高计算机的工作效率。
3.2虚拟化软件
计算机的虚拟化需要通过虚拟化软件来实现。虚拟化软件可以让一台计算机建立与执行一至多个虚拟化环境。如图1所示。这些虚拟的计算机和真实的计算机从本质上没有什么太大差别。
图1 服务器虚拟化示意图
虚拟化软件有的是在既有操作系统上安装运行(如VMware Workstation、Virtual PC),有的则是像操作系统软件一样直接安装,运行在计算机硬件之上(如VMWare ESX、XenCenter)。我们一般称前者为桌面(工作站)虚拟化软件,称后者为服务器虚拟化软件。
常见的服务器虚拟化软件有Xen Server、Hyper-V Server和ESX Server。其中思杰的Xen Server是一款基于Xen hypervisor的开源虚拟化产品,对Linux服务器的支持非常好;微软的服务器虚拟化软件Hyper-V Server能够充分利用Windows驱动模型,可以提供广泛的硬件支持,对微软操作系统产品支持较好;VMware 的服务器虚拟化软件ESX Serve能够提供了一个稳固的虚拟化层,从而使每个服务器能够容纳多个安全、可移植的虚拟机,硬件利用率较高,支持几乎所有的操作系统。
3.3利用服务器虚拟化技术搭建网络系统实训平台
1) 虚拟化软件的选择
《网络系统管理与维护》这门课程是介绍如何来管理和维护Windows Server 2003网络操作系统的。该课程主要讲授Windows Server 2003网络系统的配置管理、防火墙与入侵检测、容错与故障恢复、补丁管理、性能监视等网络系统常用功能的使用。该课程要求学生能够掌握网络操作系统的管理和维护,为此该课程还安排了6个实训。因为Hyper-V是微软的虚拟化产品,对微软的操作系统产品支持非常好,再加上Hyper-V是一款免费产品,所以我们在这里用Hyper-V来进行服务器虚拟化。
使用Hyper-V进行服务器虚拟化有两种方法:一种是安装Windows Server 2008操作系统并添加角色“Hyper-V”;一种是直接安装Hyper-V Server 2008。Hyper-V Server 2008是一款基于Hyper-Visor的独立虚拟化产品,免费提供。但由于Hyper-V Server 2008是一款基于命令行而不是图形化界面的系统,使用起来较不方面,所以这里我们使用的是第一种方法,即在服务器上安装Windows Server 2008操作系统并添加角色“Hyper-V”。
2) 服务器的选择
服务器选用的是两台Dell R710服务器。每台Dell R710服务器都配备了2颗Intel 至强5620四核CPU、12GB DDR3内存、3块300GB SAS热插拔硬盘和四个千兆网卡。两台服务器分别通过两条千兆线路与两台核心交换机相连。
3) 服务器虚拟化方案
每台服务器提供4个实训虚拟机。每个实训虚拟机配置4个逻辑CPU、2.5GB内存和50GB硬盘空间。 每个实训虚拟机安装了Windows Server 2003操作系统和VMware Workstation虚拟化软件。在每个实训虚拟机中还可以利用VMware Workstation安装2~3个虚拟机,满足实训的需要。
整个网络系统实训平台的结构如图2所示:
图2 网络系统实训平台结构图
4 网络系统实训平台的工作流程
1) 网络系统实训平台的初始化
实训虚拟机及其应用软件安装好之后,使用Hyper-V的快照功能保存其初始状态.。在实训虚拟机内使用VMware Workstation软件安装实训用Windows Server 2003网络操作系统,并使用快照功能保存原始状态。然后使用VMware Workstation的克隆功能,复制一个Windows Server 2003网络操作系统,建成基本的网络系统实训环境。
在Hyper-V管理器中将实训虚拟机导出,保存为实训虚拟机模板。需要多个实训虚拟机时,只需要将实训虚拟机模板导入,并选择复制该虚拟机即可。
2) 实训前的准备工作
教师将学生分组,3~4人为一组。每组学生使用一个实训虚拟机。教师分配各个小组使用的实训虚拟机的IP地址以及远程桌面的用户名和密码。
3) 进行实训
学生在机房通过远程桌面登陆到实训虚拟机,利用其提供的实训环境,根据实训的要求开展实训。实训结束后,利用VMware Workstation的快照功能将虚拟机还原到初始状态。如需要保存实训结果,可以先利用快照功能保存后再还原到初始状态。学生也可以在课余时间利用机房或自己的电脑连接实训平台进行实训。
5 结束语
通过服务器的虚拟化,我们可以搭建一个更灵活方便的网络系统实训平台。该实训平台能够很好解决网络系统实训在传统机房环境下遇到的各种问题,从而有效保障学生的实训效果,并提高学生学习计算机技术的兴趣和热情。
参考文献:
[1] 朱晓彦.虚拟平台技术的研究与应用[J].电脑知识与技术,2010,6(11):2815-2816.
[2] 吴换霞,余昭君.虚拟机和网络仿真软件在网络实验教学中的应用[J].信息技术,2010(1):30.
[3] 荣彦,贺惠萍,张兰.基于虚拟机的网络操作系统实验设计[J].电脑知识与技术,2010,6(34):9726-9727.
【 关键词 】 数据库管理系统;查询优化;选择性因子;关键技术
The Design and Implementation of Query Optimizer in Database Management System
Liu Fen
(Huizhou College of Business GuangdongHuizhou 51600)
【 Abstract 】 At present, the database management system database technology has become a core technology, but also the information construction of the most widely used software. Today's database management technology presents standardized, network, large-scale and intelligent trend. Since the study abroad DBMS time earlier, its technology more advanced, even though China has also independently developed a number of database management systems, and foreign products, but there is still a gap. In this paper, the domestic database management system OSCAR, for example, focuses on a number of key technologies and specific method for query optimization
【 Keywords 】 database management system; query optimization; selectivity factor; key technologies
1 引言
目前,数据库管理系统已经成为数据库技术中的核心技术,同时也是信息化建设中应用最广泛的软件。数据库管理系统经过几个阶段的发展,已经在商业领域得到了迅速和广泛的应用。广泛的应用领域为数据库技术的发展和不断进步提供了发展的原动力,如今的数据库管理技术呈现出标准化、网络化、大型化和智能化的趋势。我国从宏观政策方面也给数据库管理系统一定的扶持,例如国家的863计划就专门设立了“数据库管理系统及其应用”。本文以国产数据库管理系统OSCAR为例,重点阐述了查询优化的一些关键技术和具体实现方法。
2 查询优化关键技术
2.1 查询优化的一般准则
查询优化的一般准则能改善一定程度的查询效率,但是并不是改善程度最好,策略最好的。查询优化的一般准则如表1所示。
2.2 查询优化的规则系统
神州OSCAR数据库管理系统,应用范围广泛,该数据库主要基于Client/Server的结构,该体系结构又分为物理结构、逻辑结构、进程和内存结构四个方面。同时OSCAR数据库管理系统具有强大的规则系统,该规则系统可以实现不明确试图和试图的更新。例如位于分析器和优化器之间的重写系统,其作用是分析传回的用户查询信息。当重写规则被定义之后,重写系统将对传回的用户查询进行内部操作。
2.3 查询优化预处理
查询优化预处理是在真正的优化处理之前进行的操作,主要是为了进行更加高效地查询规划,查询预处理包括对目标列的预处理、条件表达式的预处理和对集合操作的预处理。例如对目标列的预处理首先要补全目标列,然后需要确保表定义中的顺序和查询树的顺序一致。对条件的预处理需要把条件表达式需要把NOT下推或尽可能去掉NOT,或者把条件表达式转换成析取范式或者合取范式。对集合的预处理操作又可分为Except、Union和Intersect等。
2.4 查询优化的逻辑优化
逻辑优化的完成主要依靠索引来完成,主要是进行物理上的优化过程,从而使用逻辑优化来完成查询的计算过程。逻辑优化主要包括两个方面。
“AND”的优化过程。在进行优化时第一步是要找出含有“AND”的逻辑表达式,然后查询是否存在可以使用索引的子查询表达式,如果不存在则采用扫描的方式进行逻辑运算。如果存在可以使用索引的子查询表达式,就需要先计算中查询表达式,最后利用查询表达式的运算结果计算其余的查询表达式。
“OR”的优化过程。“OR”的优化过程和“AND”的优化过程基本思路一致,都需要在子查询表达式中找出是否存在可以使用的索引。如果不存在可以使用的索引,当子查询表达式存在多个时,就要调整子查询表达式的运算顺序,从而得到中间结果,把中间结果最后进行“或”计算后得到最后的计算结果。如果存在可以使用的索引,就需要使用索引得到中间计算结果。
3 实现数据库管理系统查询优化的算法
算法是实现数据库管理系统查询优化的基础和关键,目前成熟的算法也很多,不同的算法查询优化的效果也更不相同,本文重点介绍两种。
3.1 存取方法和存储路径分析
查询优化器的一个重要功能就是如果选择检索数据,然后构造良好的执行计划。在OSCAR数据库管理系统中主要采用下面三种存取方法和存储路径。
顺序扫描。顺序扫描需要读取信息表中全部元组,检查每一个元组是否满足WHERE的条件,对于任意一个信息表,需要从头到尾的按照顺序扫描一遍,需要花费的时间相对较长。为了提高扫描效率,可以使用多块读取的方式。
索引扫描。利用建立的多列或单列索引,可以提高检索的效率。当语句访问到的索引是唯一时,数据库管理系统将直接而非表中读出索引列的数值。根据索引扫描方式的不同,又可分为唯一(Unique)和范围(Range)两种类型。
利用TID进行存取。利用TID进行扫描是查找单个记录最快捷的方法,首先给数据库中的每一个元组规定唯一的一个TID,每一个元组的TID包含两个方面的信息,分别是元组在数据块中的位置和数据文件,然后利用这个唯一的TID检索表。
3.2 SYSTEM-R代价估算算法分析
SYSTEM-R是代价估算算法的一种,该算法主要是从CPU和I/O的开销上进行考虑的,SYSTEM-R代价估算法的数学计算公式如下:
Cost=P+W*T (公式1-1)
上述公式中,P主要代表I/O的开销。T代表了CPU的开销,其中W是一个权重,表示在一次查询中更重视CPU的开销还是I/O的开销。
对于每一次查询优化时的索引,P和W的数值还要受到选择性因子的限制,选择性因子由于是函数,具有多种可能性,在SYSTEM-R是代价估算算法中,选择性因子被固化在表2中。
4 数据库管理系统中查询优化的实现
4.1 性能设计
在进行查询优化时可以发现,一些语句仅仅是常数不同,它们具有相同的查询语句。为了提高数据库查询的效率,当把常数指定到一定范围时,就可以把具有相同模式的查询语句进行常数替换。从而实现相同模式的查询语句仅仅做一次语法分析,从而节省了查询时间,为了查询优化,首先需要对查询语句进行缓冲,该部分内容又可分为提取查询计划和保持新的查询计划两个步骤进行。
4.2 体系结构设计
SPC的信息流图如图1所示。
从图1可以看出,各个模块直接的信息交换是依靠参数实现的,网络通信库相对与SPC查询缓冲模块而言是数据输入模块,当SPC查询缓冲模块发出查询计划时,查询执行模块就要进行查询。
4.3 关键算法
为了提高查询效率,优化查询结果,本文采用hash函数保持语法数和查询语句,如果hash函数设计不好,会造成一些冲突,从而降低hash表的效率。本文设计的一个经验字符串的hash函数如下:
unsigned int hash(char *str)
{
Register unsigned int h;
Register unsigned char *p;
for(h=0,p=(Register unsigned char *)str;*p;p++)
h=*p-h+h < < 5;
return h;
}
实践证明,使用该字符串hash函数效能较好,效率较高。
5 结束语
为了适应飞速发展的业务需求,未来的数据库管理系统需要更强大的功能,更快的运行速度,为了使我国自主研发的数据库管理系统具有更好的性能,能够缩短和外国主流商业数据库的差距,需要我们从核心技术出发,早日开发出国际一流的产品。
参考文献
[1] 张杰敏. 有关高级数据库系统中的并发控制问题[J].华北工学院学报,2012 (03).
[2] 赵艳平.数据库管理系统的组成与发展[J].科技信息. 2011(07).
关键词 电力通讯 自动化 传输 工作模式 科技发展水平
中图分类号:TM73 文献标识码:A
社会经济和科技的快速发展,促使了更多的新型技术的产生和到来。而电力通讯技术也日益成为衡量一个国家科技水平的关键因素。所以国家正在不断大力发展企业电力通讯的水平,不仅要在电力通讯自动化设备上跟上全国科技发展的脚步,及时更新和改进,同时工作模式也要不断的完善,还要注意适应新设备的要求,努力使得电力通讯自动化设备在我国科技发展中站稳脚跟。
1电子通讯自动化设备
1.1微波通讯自动化设备
微波站在当前可以根据划分依据的不同分为几个种类,而我们在目前主要是以要完成的任务为划分依据,据此,我们可以划分为以下几个部分。根据提供的设备不同微波站也会有差异。首先微波站可以划分为发信机和收信机。而这两种微波站共同的任务就是变换频率,主要是在群路信号和微波信号的范围内变化。为了更好的实现对频率进行变换,在收发信时信号的频率会相应的变低和变高,进行下上变频的转化。终端机,是一种复用设备,其在设备运行过程中,收发信也是采取的方式也是不同的。例如在发信时,终端机会将使用用户全部的话路信号转化成群频信号,这样在收信是就可以依照同样的韵律把这一种频率发送给各个话路信号。
1.2载波通讯自动化设备
载波通讯自动化设备主要是根据实现的功能差别,将其中的载波机分解为以下四个大部分,由载供系统,自动电瓶调节系统,以及调制系统和振铃系统四部分组成。不同类型系统实现的原理和方式是会随着不同类型的载波机而变化的。因为包含面十分复杂和琐碎,该处就以两种典型例子进行细致的探究。首先对自动电瓶调节系统而言,设置它的主要目的就是协调改进每个相关因素对传输电瓶产生的变化,调节它的波动,同时注意对单边带载波机的中频调节。在发信的端口要实现能把中频载频传送至载波频道和中频调幅器中,这一过程通常要借助高频调幅器具备的放大功能。此时收信的一端就要通过窄带滤波器来选出所有的中频信号,再经过放大整流,进而控制收支线路的增加和减少,完成自动电瓶的调节程序。所谓的单边带载波机,顾名思义,就是只有单边具备制载频的信号,需要借助两级到三级的调制来完成对原始信号的一个线路频谱。而双边带载波机呢,就是在载波机的上下两边都具有载频信号,而且只需要一级调制就可以完成原始的线路频谱。而在实际操作中,如果发现变电站相对调度所的距离比较远,我们可以借助电缆来连接安装在调度所侧面的音频架。载波机安装好之后,就可以缩短用户的线路,这样一来在提高通讯质量的基础上,让通讯信号的电平得到了更好的调节。
1.3光纤通讯自动化设备
光纤通讯自动化设备是有三个部分组成的,有光端机,以及数字通讯设备还有光中继机。其中光端机包括了光接收机和发送机,它的具置就在光纤传输和PCM电端机的线路之间,在光纤通讯自动化设备中充当最关键的因素。为了让系统时刻处在主备状态下,我们一般利用热备用来提升光端机的可靠性。目前被我们采用最多的是一种形式是一主一备,就是要求它在正常工作的期间是主用部分起作用,当主用部分出现问题的时候,系统可以切换到备用部分继续工作。光中继机如果在光传输途中费时较长,那么它的传输距离就会被限制,而且不能任意变换,可能出现的有对光频率,机器接受的灵敏程度以及光纤线路等的效率限制。
2电力通讯自动化的工作模式
上述提及的三种自动化设备在不同的工作环境和内容下,有自己适应的工作方模式,不管是哪种工作方式,我们最后的目的就是更好更快捷的实现电力通讯。所以在实际工作中,要实事求是,具体问题具体分析,依据具体的工作要求采用相适应的自动化设备和其设计模式。
首先先谈谈电力通讯的目的究竟是什么,是让信息的交换和发送更加快捷和方便。信息最重要最关键的组成部分是一种非电信号,即信息源。一般电力通讯的具体程序,第一是将非电信号通过某种输入设备转变成电信号。然后发送设备就要对转换而成的电信号作进一步的处理,要求在满足信道基本的传输条件下,还能够使这一传输信道得到更加高效的利用。交换设备是用来连接输入和发送设备的,用来提高发送装备的使用率。接受装备就是接受发送线路中的数据信息。在所述的三种电力设备中,最常使用的是光纤传输。看到不断发展的的通讯业和日益复杂的电网模式,我们在接连建设各种各样电站的同时,也要不断跟进通讯技术。高频通讯和移动通讯等在电力通讯的自动化设计中起到了不可忽视的作用。
3结语
伴随着我国经济和科技都不断发展,电力通讯业的不断提高壮大,社会对电力通讯的技术和自动化设备的要求也逐之提升,榱伺浜细上科技发展前进的脚步,电力通讯事业的发展就要求有更加完善,科学的自动化电力通讯系统。我们在日常工作的同时还需要善于总结经验和反省现状,从而归纳出一种更适合电力通讯事业发展的设计模式,并朝着建设更加有水平有质量的通讯自动化系统而努力探究。
参考文献
[1] 桂晓明.电力通讯自动化设备及工作模式浅析[J].科技致富向导,2012(9):56-58.