数据通信基本概念范文

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《数据通信》课程覆盖的知识面广，涉及的新技术、新系统需要不断地补充，具有综合性、专业性、先进性和实时性等特点，需要使学生在学习基础知识的同时，掌握最先进的通信理论，了解通信前沿技术，扩展知识面[1]，合理设计该课程的实验有利于提高学生独立思考和动手能力，为他们从事数据通信工作奠定坚实的基础。

2.本课程教学目标

本课程旨在使学生掌握数据通信原理，熟悉常用的数据网络设备及其互联，对数据网络规划、网络维护有一定的认识，了解数据网络未来的发展，为学生将来从事通信行业打下良好的基础。

本课程学生的学习目标有以下几点：（1）能够准确获取用户需求，正确描述和分析用户需求。（2）能够合理设计网络物理结构，选择适当的网络设备。（3）能够合理设计网络逻辑结构，完成子网划分、VLAN划分和IP路由设计等工作。（4）能够安装和配置各种常见的网络服务。（5）能够根据业务需求，规划网络服务。

本课程主要内容包括：数据通信的基本概念和基本特点、常用的同步技术和复用技术、数据传输模式、基带传输的基础知识、协议及其作用、数据链路及传输控制的基本知识数据链路控制规范、数据通信设备和传输介质、数据通信网络的概念和拓扑结构、路由选择、局域网技术理论基础等。

3.本课程实验目的

实验教学是本课程教学过程中十分重要的一环，是理论教学的有益补充。一方面，很多通信网络理论知识只有通过实验才能加深理解和掌握；另一方面，在实验过程中还能培养学生灵活运用理论知识解决实际问题的能力，激发学生的创造精神和创造力[2]。

实验教学如果单一的依附于理论教学，实验内容不系统，学生普遍存在理论与实践联系不起来的情况，虽然考试可以拿高分，但是在实际操作中却动手能力不强，对理论知识理解不透彻。所以系统的设计实验，并将实验内容随着通信技术的发展及时更新，对于培养学生加深理解课程内容，锻炼实践动手能力、培养创新意识和专业素养，具有十分重要的意义。

本课程实验设计重在提高学生实践能力，是教学面向通信行业发展，满足社会对通信人才要求的需要。

4.实验设计

我院非常注重实验室建设，目前已经建立了设备先进的数据通信实验室，配备有二层交换机、路由器、移动通信设备等先进设备。在实验室中，学生可以完成组网，网络管理等多项实验。如何合理设计具体实验项目，对于学生的发展非常重要。

4.1实验目标

为了促进大学生专业技能和职业素质的提高，大大增强学生对通信企业的适应能力，有必要将企业培训中的基础技能部分逐渐项学校转移[3]。开设专业的数据通信实验，使得学生尽可能不出校门就可以从掌握基础的数据通信技术。

4.2 实验环境

数据通信实验室，按照60人的规模进行建设。按照校企合作的精神，与电信公司合作建设实验室，由电信公司提供现网下线设备，模拟现网搭建实验环境。

实验室配备多台电脑，二层交换机、汇聚层交换机、路由器、网卡、网线、Console线等设备。学生可根据具体的实验项目进行实验环境的搭建。

4.3实验项目

根据数据通信技术人员的工作内容及能力需求，将数据通信实验课程设置成若干个小项目，实验小项目又可以综合成一个大的项目。在实验过程中，学生可以分组实施，也可以独立完成，这样既可以让学生提高动手能力，又能培养学生的团队合作精神。

为了使学生更好地理解和深刻地把握数据通信理论知识，并在此基础上，训练和培养学生基本的网络规划及网络设备操作、配置和管理技能，实验项目分别开设了“访问以太网交换机”、“以太网交换机基本配置”、“网络基本命令应用”、“交换机VLAN的配置”、“静态路由配置”、“配置链路聚合”、“STP协议配置”、“交换机及路由器综合应用”等多个实验项目，其中“交换机及路由器综合应用”为综合性实验项目。

“访问以太网交换机”实验主要让学生掌握交换机几种常用访问方法；“以太网交换机基本配置”实验主要让学生掌握交换机的基本命令行；“网络基本命令应用”实验主要让学生了解和掌握基本的网络命令，训练及培养学生基本的网络故障检测与维护技能；“交换机VLAN的配置”实验主要让学生掌握交换机及Vlan的基本配置与管理技能；“静态路由配置”实验主要让学生掌握路由器的基本配置与管理技能；“配置链路聚合”实验主要让学生掌握交换机端口聚合的配置命令和方法；“STP协议配置”实验主要让学生掌握STP协议实现的基本原理；“交换机及路由器综合应用”实验主要是培养学生掌握交换机与路由器的综合应用能力。

4.4实验效果

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一、数据通信的基本概况

（一）数据通信的基本概念。数据通信是计算机和通信相结合的产物，是一种通过传输数据为业务的通信系统，是一种新的通信方式和通讯业务。数据主要是把某种意义的数字、字母、符号进行组合，利用数据传输技术进行数据信息的传送，实现两个终端之间数据传输。数据通信可以实现计算机和终端、终端和终端以及计算机和计算机之间进行数据传递。

（二）数据通信的构成原理。数据通信主要是通过数据终端进行传输，数据终端主要包括分组型数据终端和非分组型数据终端。分组型数据终端包括各种专用终端，即：计算机、用户分组拆装设备、分组交换机、专用电话交换机、局域网设备等等。非分组型数据终端主要包括用户电报终端、个人计算机终端等等。在数据通信中数据电路主要是由数据电路终端设备和数据信道组成，主要进行信号与信号之间的转换。在计算机系统中主要是通过控制器和数据终端进行连接，其中中央处理器主要用来处理通过数据终端输入的数据[1]。

二、数据通信的分类

（一）有线数据通信。有线数据通信主要包括：数字数据网（DDN），分组交换网（PSPDN），帧中继网三种。数字数据网可以说是数字数据传输网，主要是利用卫星、数字微波等的数字通道和数字交叉复用。分组交换网又称为X.25网，它主要是采用转发方式进行，通过将用户输送的报文分成一定的数据段，在数据段上形成控制信息，构成具有网络链接地址的群组，并在网上传播输送。帧中继网络的主要组成设备是公共帧中继服务网、帧中继交换设备和存储设备[2]。

（二）无线数据通信。无线数据通信是在有线数据的基础上不断发展起来的，通常称之为移动数据通信。有线数据主要是连接固定终端和计算机之间进行通信，依靠有线传输进行。然而，无线数据通信主要是依靠无线电波来传送数据信息，在很大程度上可以实现移动状态下的通信。可以说，无线数据通信就是计算机与计算机之间相互通信、计算机与个人之间也实现无线通信。这主要是通过与有线数据相互联系，把有线的数据扩展到移动和便携的互联网用户上。

三、数据通信的应用前景

（一）有线数据通信的应用。有线数据通信的数字数据电路的应用范围主要是通过高速数据传输、无线寻呼系统、不同种专用网形成数据信道；建立不同类型的网络连接；组件公用的数据通信网等。数据通信的分组交换网应用主要输入信息通信平台的交换，开发一些增值数据的业务。

（二）无线数据通信的应用。无线数据通信具有很广的业务范围，在应用前景上也比较广泛，通常称之为移动数据通信。无线数据通信在业务上主要为专用数据和基本数据，其中专用数据业务的应用主要是各种机动车辆的卫星定位、个人无线数据通信、远程数据接入等。当然，无线数据通信在各个领域都具有较强的利用性，在不同领域的应用，移动数据通信又分为三种类型，即：个人应用、固定和移动式的应用。其中固定式的应用主要是通过无线信道接入公用网络实现固定式的应用网络；移动式的应用网络主要是用在移动状态下进行，这种连接主要依靠移动数据终端进行，实现在野外施工、交通部门的运输、快递信息的传递，通过无线数据实现数据传入、快速联络、收集数据等等。

四、小结

随着网络技术的不断发展，数据通信将得到越来越广泛的应用，数据通信网络不断由分散性的数据信息传输不断向综合性的数据网络方向发展，通过传输数据、图像、语言、视频等等实现在各个领域的综合应用。无论是在工业、农业、以及服务业方面都发挥着重要的作用，展示出广阔的应用前景来。因此，当今时代学习、了解并掌握先进技术对于社会和个人的发展尤为重要。

参考文献

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1引言

当前在计算机网络应用中，数据通信网络在我国的应用率很高，因此网络安全具有十分重要的意义。保障数据通信网络安全有多种方式，其中维护管理在网络安全中有很大的作用，管理人员利用管理系统保证网络安全环境的良好运行，用户才能够安全放心的使用数据通信网络。若不能保证网络安全，势必会出现出现网络信息保密性、完整性、可控性等的破坏。运用通信技术、信息安全技术、计算机科学、密码学等科学的维护数据通信网络安全进行。一旦发现存在漏洞，立即进行修复，避免出现网络安全方面的问题。

2数据通信网络与网络安全

2.1数据通信网络

计算机作为主要载体，通过光缆、有线、无线通道进行的网络互联即为数据通信网络，成员用户可以利用数据通信网络进行数据传递以实现数据共享。数据通信网络划分为四种不同的类型，分别为城域网、国域网、广域网和局域网。作为作用范围最小的局域网是目前使用最广泛的一种数据通信网络。例如在咖啡厅，工作单位以及家庭使用的无线都属于局域网的范畴；国域网的作用范围最大，例如因特网就是世界上最大的数据通信网络类型；城域网又名城市网，顾名思义它的作用范围就是一个城市，在10~100km的范围内；广域网是介于城域网和国域网之间的一种数据通信网络，作用范围在100~1000km内。应用最普遍的局域网具有极高的灵活性并且具有安装便捷，节约经济，易于扩展等优点。还可以应用局域网进行单位的管理，如财务账目的管理等。

2.2网络安全

网络安全是指网络系统的硬件软件以及其中的数据可以得到保护，不会因恶意攻击而遭到破坏或泄露，并保证系统可正常运行。计算机终端通过服务器共同构成了网络，在这当中储存着许多信息，其中有些信息是对外公布的，可被用户共享使用，但还有一部分信息是私密的，非授权的用户或者实体是不能够读取的，这些信息在传递过程中被加密，这种私密信息所属于企业的内部网络，一般是很难被攻击的，但是，这些企业内部的员工即信息的掌握者，是可以随意读取这些信息的，这就使得信息存在被窃取或贩卖的风险。并且在公共网络环境下，公司成员访问这些信息时，就会使一些黑客有机可乘，使其侵入公司内部数据通信网络，导致公司内部私密信息数据被窃取。所以保证数据网络通信的稳定性和安全性对企业及事业单位的发展有重要意义。

3维护数据通信网络稳定的现实意义

网络安全是为维护数据通信的稳定安全存在的，对于数据通信来说，保证其稳定运行是一个网络技术的问题，更是一个关系到商业安全及社会稳定的重要问题。维护数据通信网络的稳定并不能给公司带来直接利益，但是如果不能保证数据通信网络的安全稳定，就会给某些想利用数据漏洞恶意攻击企业的黑客可乘之机，这可能会造成极大财产损失。相反，如果做好了这一工作，就能够使企业内部的数据安全准确的进行共享，数据信息的传送也不会得到延迟或者丢失，这样一来，不仅保障了企业的快速发展，同时也提高了自身的企业竞争力。而这些通信。要做好数据通信网络的稳定运行，就要求企业的管理者必须采用科学有效的维护措施，制定责任制度，并进行设备的完善。但目前阶段，许多企业在数据通信网络运行商存在潜在风险，究其原因我们发现这些企业企业并不缺少技术支持，硬件设备也较为良好，问题就出在网络的指令授权方面。所以提高网络的可靠性与安全性，是保证企业基本数据信息安全以及公司财产所必需的。

4数据通信网络安全存在的问题

4.1病毒入侵

计算机病毒是指在计算机程序中插入一段能够破坏其功能地代码，计算机病毒具有极强的传播性和隐蔽性，计算机病毒有独特的复制能力因此具有极强的破坏性。对数据通信网络的安全造成了很大的威胁。随着计算机网络技术的不断发展，计算机病毒也进行着更新换代，它的破坏性和传染性也越来越大。因为计算机病毒具有极强的繁殖能力，所以如果爆发大规模计算机病毒感染，病毒就可以通过即时通信网页等以各种各样的形式传播，几乎可以使大量计算机同时瘫痪。由于计算机病毒拥有良好的潜伏性，可依附于其他媒介寄生，入侵后潜伏到条件成熟开始发作，直接攻击计算机的软硬件，进而破坏掉计算机各种性能。最终导致计算机网络运行速度缓慢，运行效率严重下降，甚至最终可能会导致其数据通信网络的瘫痪。

4.2存在软件漏洞

任何一台计算机中都会具有大量的功能性软件，而这些软件都会存在一定数量的漏洞，而黑客入侵计算机时最经常利用的就是软件的漏洞，通过这些漏洞，对计算机进行多种形式的网络攻击。软件漏洞问题是无可避免的。为了减少黑客对漏洞的利用，在浏览网页时遇到的不良信息接收到的陌生邮件等，不能随意打开，要具备一定的安全意识。对计算机定期进行杀毒检测，保证网络安全。

5提升网络安全的相关措施

想要提升网络安全，提高数据通信网络的可靠性，要从基本的网络条件开始，首先要进行网络安全性的评估，其次分析数据通信网络可能存在风险，对风险进行分析探究最终得到解决的方法，进而提高网络安全指数。

5.1进行网络安全性评估

如果想要保证数据共享平台的安全性，网络安全性评估就是必不可少的。进行网络安全性评估就是指是检查数据通信网络内部是否存在安全隐患。并针对不同计算机不同的网络安全系数进行下一步操作。专业维护人员在进行网络安全性评估工作时，需要仔细分析检验所得的数据结果，对网络安全做出全方位的评价。

5.2分析网络安全存在的风险

在对网络安全性进行评估后，就要分析数据通信网络中可能存在的威胁。并且通过设置访问权限等方法对威胁进行查找，对于发现的漏洞等必须立刻进行修补，不给外界的侵入者可乘之机。

5.3消除网络威胁

为了加强数据通信网络的安全性，必须要保证漏洞消除的及时性和彻底性，要制定多种科学的有效的措施。如利用服务器找出漏洞并进行修补；用杀毒软件对计算机病毒进行消除和防御，还可利用防火墙进行病毒防御等。做好不安全文件排查清理工作，对于在使用过程中可能存在安全隐患或威胁的文件及时清理，不随意浏览可能含有病毒的不健康网址；定时升级网络硬件软件设备，保证数据通信网络运行的稳定。

5.4加强数据通信网络管理

数据通信网络的管理在数据通信网络维护中是一个重要的问题，但由于部分企业的不重视，现如今存在有一些不足，直接影响了网络的安全性。一个企业如果加强了数据通信网络管理，该企业阻止网络恶意攻击的能力将大幅提高，减少内部数据泄露等情况的发生，大大提升了网络的安全性。企业应设置专业的管理人员，对数据通信网络的各项评估数据进行分析，做好日常维护工作，防止内部数据信息被窃取或破坏。在检查到出现系统威胁时，需及时排除隐患，不给恶意入侵者可乘之机。企业对管理人员的要求应有一个较高标准，必须具有良好专业技能和较高的自身素质，这样才能保证其管理水平，保障网络的安全性。

6结束语

毋庸置疑，计算机网络在当今社会的各个领域都发挥着十分重要的作用。因此数据通信网络安全运行的十分重要。提升对网络安全问题的管理，加强对数据通信网络的维护，改善网络运行环境，让网络数据信息更加安全可靠。与此同时我们也要认识到网络安全中所存在的问题，采取科学的维护与处理措施，提高计算机网络运行的安全性。

参考文献

[1]江新辉.关于数据通信网络维护与网络安全问题研究[J].电子制作，2016（16）：77.

[2]杨华.数据通信网络维护与网络安全问题的探讨[J].通讯世界，2016（3）：80.

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计算机组成原理是高等学校计算机科学与技术专业及相关专业的必修的核心专业基础课程，同时也是软件工程、网络工程、物联网、信息与计算科学、信息系统与信息管理等专业的必修课，也是非计算机专业的学生掌握计算机技术的一门专业选修课程，自2009年起成为计算机专业研究生全国统考科目[1]。对于我国大多数本科院校的计算机科学与技术专业而言，由于资金投入、实验平台和实验手段的限制，不可能大规模进行与计算机组成相关的硬件平台建设，致使该专业的学生普遍存在“偏软”的现象，也导致学生对“计算机组成原理”认识较为肤浅，对计算机组成原理能转变为实际能力存在疑惑，无法为“嵌入式系统”等后续课程提供有力的支持。久而久之，造成这样的现象：学生学习计算机组成原理仅仅是因为学分和考研需要，无法将该课程的本质和作用融入到整个计算机专业知识的体系中。另外，计算机组成原理课程本身的基本概念较多，理论性强，比较抽象，对于相近专业的学生没有先修课程基础，如模拟电路、数字电路等，若采用通常的教学方法一般很难让学生真正体会其基本概念的内涵，也很难取得满意的教学效果。

针对这种现状，应从计算机组成原理的深层次认识着手，对该课程的理论教学模式、教学手段以及实验教学方法等方面进行了探讨和尝试，对如何在一般本科院校计算机专业进行硬件课程的教学提出了一些建议。

1对计算机组成原理的再认识

1.1计算机工作的实质

计算机运行并不仅仅依靠便于人机交互的软件界面，而是与计算机硬件配置、计算机底层的指令系统密切相关的。在表面上，人们看待计算机的工作似乎就是软件的开发、调试和运行。实际上，在计算机底层，是成千上万条指令的运行过程、是构成计算机的物理器件与部件之间的高速数据通信、电信号的控制与通断来实现的。正是由于有了“信息流――数据流――电信号流”这样的一个转化过程，计算机才能真正按照人们的旨意去执行。

1.2计算机组成与软件系统的紧密联系

计算机软件和计算机组成硬件是密不可分的，说二者之间为“唇齿相依”也不为过。由于现代程序开发环境的便利性和开发手段的多样性，人们对计算机本身的组成并不关心。高级语言中的一行代码，在计算机底层可能就需要成百上千条计算机指令来实现，而且会牵动多个器件协同运转，存在高级语言代码形式上执行的相对简单与底层指令运行的实际复杂性现象。因此，在学习计算机组成原理后，会让人“知其然，更知其所以然”，同时也对计算机软件的计算复杂性有了更深一步的认识。

作者简介：朱凌云，男，副教授，研究方向为嵌入式计算机系统、智能信息处理、无线数据通信及应用。主讲课程：计算机组成原理、程序设计基础、数据通信原理。

1.3组成原理对实践的直接指导作用

通过学习计算机组成原理，除了可以掌握必要的硬件知识，还可以转化为实际运用能力。如在进行系统级设计时，能够根据需求对计算机的处理器、存储系统、设施、总线通信等进行合理的设计配置；在进行片级设计时可以充分利用哈弗架构，并充分利用各种流水线技术优化指令运行；在板级设计工程中，可以根据需求选择不同的存储器芯片和器件来实现存储器的拓展和扩充等等。因此，计算机组成原理可以直接将理论知识付诸于实际应用。只是由于实验条件、环境的限制，一般院校的大多数学生很难有机会得到实践锻炼。

1.4组成原理与哲学思维

计算机组成原理的教学目标之一就是要求学生建立整机的观念。例如，在评价计算机性能指标时，不能仅仅依据处理器的主频而定，还得根据处理器与存储器的通信方式、存储器本身的构成等等来确定。实际上是用系统的、相互联系的观念来看待问题。另外，计算机的部件和器件的更新速度较快，在课程讲述过程中，既要讲经典的组成，还要讲述新近的计算机构架，用发展的观点看待计算机组成。所以，在计算机的教学工程中，始终贯穿着哲学思维，这对于学生树立正确的世界观非常重要。

2构建以“指令”为主线的教学体系与知识体系

在计算机组成原理的教学体系中，数的表示与计算方法、存储器、总线、I/O、指令、CPU等各个章节知识相对独立，学生对上述知识的掌握也是孤立的、片面的，无法建立起各章节的知识纽带，最终也无法建立整机的观念。笔者认为，应该在本课程的一开始就让学生树立这样的观念：计算机组成原理是在机器指令层面介绍计算机的运行机制及其构成的。在此层面，计算机将程序与数据封装成为指令，CPU的主要功能是存取指令、执行指令，存储器为最大的指令仓库。为此，需要在数据表示与计算方法的基础上设计计算机的指令系统。此外，I/O系统则是外设与主机进行交互的指令窗口，也是主机指令运行的拓展；总线是指令的传输载体等等。通过上述的分析，则可将计算机组成原理的各个章节有机整合，也容易使学生建立“整机”的理念。

计算机在指令的基础上，向上延伸则是操作系统、软件开发系统、应用软件系统；指令向下则可进一步细分为微指令、微操作，而在微操作层面，计算机是用具体电路电流的有无、电压的高低这种电信号来实现二进制的。通过这种以“指令”为核心的阐述，使学生建立“程序――指令――电路”计算机构成观念，引导学生将组成原理与程序设计、操作系统、编译原理、体系结构、嵌入式系统、算法设计与分析等课程联系起来，从而构建完整的计算机知识体系。

3构建以多媒体教学为主的教学模式

由于计算机组成原理与以前学生比较熟悉的程序设计类及其相关课程的上课内容差别较大，因此需要探讨学生比较容易接受的课程教学模式，以便将计算机组成的基本概念和各部件的工作原理阐述清楚。为此可充分利用多媒体教学手段，发挥其生动、形象、直观的优势，将计算机的内部组成和工作原理进行形象表述。在此基础上可以设计与开发计算机系统工作的仿真与动画软件。通过该软件，学生可以形象、直观的看到计算机各个组件、部件是如何组成的；在指令运行时，计算机各部件之间的数据通路以及如何统一、协调运行的，将学生不易理解的复杂、抽象的问题简单化、形象化[2]。

4采用灵活多样的教学方法

4.1启发式教学

启发式教学是指教师有意识地提出一些需求、现象或问题，引导学生主动去思考、探索与讨论，让学生真正成为教学过程中的主体[3]。例如，在讲解计算机的存储体系时，可以先抛出问题：CPU、内存与众多外存在数据通信率方面差异较大，计算机在实现这些部件通信时，如何弥补部件与器件之间巨大的速率差？可以让学生思考如何构建计算机的存储系统，解决各个部件与器件对快速、大容量的“矛盾”存储的需求。这就可以引出计算机的两大存储层次和Cache概念，使得学生明白在存储体系中，外设、主机的存储方式是有区别的。在此基础上，还可以让学生进行拓展思考，外设与主机之间要实现数据传输可以采用哪些可靠的方式？从而可以引发学生思考中断、DMA等数据传输方式。进一步强调，计算机为实现这种层次，在实现上采用的多级总线与接口电路等方式，从而将各个章节的知识也有机地联系在一起。

4.2类比教学

类比教学是指在授课过程中将一些概念、策略和思想等与现实生活中的生动事例进行关联、类比，从而将学生可能认为抽象的概念、理论形象化、生动化，使其掌握知识更牢靠。例如，在讲述总线时，可将各个器件比作不同规模的城市，各个城市的重要性与地理位置不一致，其期间的连接方式不一致：特大型城市之间的连接一般采用高速公路――与存储总线和高速总线类别相联系，中小规模城市之间的公路连接可通过不同级别的省道、县道来实现――与分级的高速总线与标准总线相联系等。这种可作使学生加深相关问题的印象，更容易理解和牢固掌握教学内容、抓住关键思想。

4.3理论联系实际

计算机组成原理的硬件知识使得学生对计算机

的认识比以往更进一步，计算机组成原理的教学过程中要理论联系实际，将理论知识与实际应用融合，使学生能在实际应用中找到课堂知识的影子，面对具体的硬件也能在理论中找到出处，能让学生掌握知识更牢固，进一步引导学生用课堂上掌握的基础知识来理解新知识、新技术。比如，讲述完Cache后，可以让学生做调查：目前流行的CPU有几级缓存，每级缓存多大？为什么这样配置？这样使得学生对于缓存的认识更加深刻、牢固。讲解完总线和接口的基本概念和工作原理后，需要向学生介绍目前市场上的主流硬盘――SATA硬盘；在讲完存储器的工作原理机器扩展后，需讲述目前市场上流行的DDR3内存，让学生自行比较技术特点，从而理解各种器件和部件的技术发展动向，提高学生对书本知识的理解能力、掌握其实用性。

5结语

针对计算机组成原理教学现状，从课程本身的认识、教学模式、教学方法、方面进行了探讨和尝试，但要从根本上解决计算机组成原理教学普遍面临的问题，可能还需对培养体系和培养目标进行一定的探索，并加大实验条件和实验手段的投入。

参考文献：

[1] 袁春风,陈贵海,黄宜华,等.“计算机组织与系统结构”课程的教学现状和改革思路[J]. 计算机教育,2009(16):155-158.

[2] 王怀秀,万珊珊. 计算机组成原理课程的教学探讨[J]. 北京工业职业技术学院学报, 2008,l7(2):101-103.

[3] 曲大鹏,薛建生,范铁生. 启发式教学法在“计算机系统结构”教学中的应用[J]. 辽宁大学学报:自然科学版,2010, 37(3):218-220.

Consideration and Exploration on Teaching of Computer Organization Course

ZHU Lingyun

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中图分类号：U224.4 文献标识码：A

电力系统继电保护是在电网出现事故或异常运行情况下动作，保证电力系统和电气设备安全运行的自动装置，研究继电保护技术发展趋势，可以更好地提高继电保护的技术水平，对电力系统发展意义重大。

1 电力系统继电保护概述

1.1 继电保护基本概念

在电力系统运行中，由于外界因素和内部因素都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现，常见的故障有：单相接地；三相接地；两相接地；相间短路；短路等。

电力系统非正常运行状态有：过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振，同步发电机短时异步运行等。电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术和设备。

1.2 继电保护在电力系统中的任务

电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响；并满足电力系统的某些特定要求，能够反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。

2 继电保护发展历程

继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的，最早的继电保护装置是熔断器。从20世纪50年代到90年代末，在40余年的时间里，继电保护完成了发展的4个阶段，即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电保护装置、再到微机继电保护装置。随着电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展，智能化等先进技术相继在继电保护领域的研究应用，继电保护技术向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。电力系统发展迅速，电网结构越来越复杂，短路容量不断增大，到20世纪产生了作用于断路器的电磁型继电保护装置。1928年电子器件已开始被应用于保护装置，在50年代迅速发展。静态继电器有较高的灵敏度和动作速度、维护简单、寿命长、体积小、消耗功率小等优点，但环境温度和外界干扰对继电保护的影响较大。1965年出现了应用计算机的数字式继电保护，出现了单板机继电保护装置。到了21世纪由于计算机技术发展非常快，微处理机和微型计算机的普遍应用，极大地推动了数字式继电保护技术的开发，大规模集成化数字式继电保护装置应用非常广泛。

3 电力系统继电保护的发展趋势

随着计算机技术的飞速发展以及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中，以期取得更好的效果，从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展，继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信——体化发展。

3.1 计算机化

随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有一台PC机的功能。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚需进行具体深入的研究。

3.2 网络化

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量，继电保护的作用主要是切除故障元件，缩小事故影响范围。 因为继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。

3.3 智能化

随着通信和信息技术的快速发展，数字化技术及应用在各行各业的日益普及也为探索新的继电保护原理提供了条件，智能电网中可利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控，把获得的数据通过网络系统进行收集、整合和分析。利用这些信息可对运行状况进行监测，实现对保护功能和保护定值的远程动态监控和修正。

4 保证继电保护安全运行的措施

4.1 做好常规巡视检查

不论何种保护，常规巡视检查都是非常重要的，清点连接件是否紧固焊接点是否虚焊机械特性等，将装置所有的插件拔下来检查一遍，将所有的芯片按紧，螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中，还必须将各元件保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。

4.2 做好继电保护装置检验

认真完成各类检验项目，在完成整组试验和电流回路升流试验，严禁再拔插件.改定值、改定值区、改变回路接线等工作。

4.3 接地问题

继电保护工作中接地问题是非常突出的，保护屏的各装置机箱屏障等的接地问题，必须接在屏内的铜排上，保护屏内的铜排是否能可靠地接入地网，应该用较大截面的铜辫或导线可靠紧固在接地网上，并且用绝缘表测电阻是否符合规程要求。

结语

综上所述，随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和智能化，只有了解和掌握继电保护技术，才能更好地处理遇到的问题，保证电力系统安全运行。

参考文献