時間:2023-02-14 04:49:18
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復雜系統往往具有分布的區域性和網絡性等特征,本文研究的對象網絡化系統是指網絡化的復雜系,即網絡環境下的復雜系統,其特征是通過計算機絡將各子系統相連構成一個網絡化的復雜大系統,絡環境可以是局域網或是btemet網絡。隨著計算網絡及其技術的發展,網絡通訊得到了極大的提,網絡的規模也得到了大大地提升,使得原來分散較難實現的數據輸出和交換,可以在一個“貫通”的絡環境中實現,其信息的傳輸均依賴網絡進行。本研究的網絡化系統的集成優化控制是指對網絡環下復雜系統的集成優化控制。
1.2網絡化系統的集成優化控制問題
實際系統中的優化問題無處不在,同時由于計算機網絡及其技術的發展,使得分散的、具有區域特征的復雜系統形成了具有鮮明特征的網絡化系統,對網絡化系統的集成優化控制問題進行研究具有重要的理論意義和實際應用價值。本文就是將集成優化控制方法與網絡自動化技術相結合,對網絡化系統的集成優化控制方法進行了研究。
網絡化系統的集成優化控制問題可以描述為:針對網絡環境下的復雜系統,將集成優化控制方法與網絡自動化技術相結合,對網絡化系統進行集成優化控制,獲得網絡環境下復雜系統的優化解。
2網絡化系統集成優化控制的實現
2.1網絡化系統集成優化控制算法及其實現
網絡化系統的集成優化控制方法就是將復雜系統的集成優化控制方法和網絡自動化技術相結合,用來解決網絡化復雜系統的優化控制問題,使其在難以建模、系統具有網絡化和區域化等情況下,獲得滿意的優化控制結果。網絡化系統集成優化控制方法的特點是引人了網絡回路,在優化算法中引人了一些不確定因素,其優化控制更加依賴于網絡系統和網絡技術。網絡化系統集成優化控制的關鍵技術在于動態系統優化與參數估計集成優化方法的實現和網絡信息傳輸,借助于動態系統集成優化控制技術和網絡自動化技術可實現網絡化系統的集成優化控制,可以基于局域網或Intemet實現。基于局域網的網絡化系統集成優化控制的示意圖如下圖所示。
2.2網絡化系統集成優化控制的特征
對一個動態優化控制方法,除了給出優化算法,還需要對其性能進行分析,只有這樣才能保證優化方法的實施。網絡化系統的集成優化控制方法的性能包括實時性、最優性、收斂性及其魯棒性等。
2.2.1實時性
在引人網絡之前,針對跨區域的復雜系統,其優化控制的實施是很困難的,即使能夠,其實時性也難以保證。網絡化系統集成優化控制方法由于借助于計算機網絡技術來實施集成優化控制,可以較好地解決跨區域復雜系統集成優化控制的實時性問題。
2.2.2最優性
算法最優性是指在算法收斂的情況下,收斂解是否實際系統的最優解。對于網絡化系統集成優化控制方法,在最優解存在且唯一等假設條件下,若算法收斂,則收斂解滿足最優性必要條件,即所得優化解是實際系統的真實最優解。
2.2.3收敢性
網絡化系統集成優化控制方法需要實施,首先要求其優化控制算法是收斂的,收斂性就是研究算法收斂的條件,針對不同的算法其收斂性條件有所不同。對于網絡化系統的集成優化控制方法,其優化的框架沒有改變,只是引人了網絡回路,利用算法映射及壓縮映射原理,通過分析可以獲得保證優化算法收斂的條件。
2.2.4魯棒性
網絡化系統集成優化控制方法的魯棒性問題是指在存在這樣那樣擾動的情況下,優化算法保持其收斂性,并收斂到最優解的能力。網絡化系統的集成優化控制方法在不需要實際過程的精確數學模型的情況下可以獲得實際系統的真實最優解,對模型的結構和參數具有較強的魯棒性。
網絡化系統的集成優化控制方法是一種基于網絡環境下的集成優化控制方法,計算機網絡的信息的安全問題必然影響到系統集成優化控制的實施。因此,對網絡化系統集成優化控制中的信息安全問題及其對策進行分析和研究是十分必要的,只有這樣才能保證網絡化系統的集成優化控制的順利實施。網絡化系統集成優化控制中的信息安全問題可以借助于計算機網絡的信息安全對策予以解決。
網絡化系統的集成優化控制方法為解決區域性復雜系統的優化控制提供了一種新思路,該方法具有以下優越性:
l)由于網絡化系統的集成優化控制方法本質是采用動態大系統的DISOPE遞階優化方法,這樣就使得網絡化系統的集成優化控制在不需要復雜系統的精確數學模型的情況下,就可以獲得實際系統的真實最優解;
2)網絡化系統的集成優化控制方法為解決跨區域性的復雜系統的優化控制提供了一種可靠的實現途徑和形式。同時由于網絡自動化技術的發展和網絡信息傳輸實時性的提高,使得實時地解決區域性的復雜系統的優化控制成為可能。
3結束語
本文將大系統的遞階DISOPE集成優化控制方法與網絡自動化技術相結合,對網絡化系統的集成優化控制方法進行了研究和探討,為在網絡環境下實現分散性復雜系統的優化控制問題提供了一種可靠的實現途徑,研究具有重要的理論意義和實際應用價值。文中提出了網絡化系統集成優化控制向題,對網絡化系統的集成優化控制方法及其實現進行了分析和研究,并對網絡化系統的集成優化控制的實時性、最優性、收斂性和魯棒性進行了探討,并對網絡化系統的集成優化控制實施行中的信息安全問題以及實際應用問題進行了研究和探討。
參考文獻:
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[3]BecerraUMandRobertsPD.Ahierarchicalextensionofdynamicinergratedsystemoptimizationandparameterestimstion[A],IFACSypostiononLarge-ScaleSystems[C].LondonUK1995,p213-218
[4]孔金生,萬百五。非戰性離散動態大系統的DISOPE關聯預測遞階算法[J]系統工程理論與實踐,2000,20(12)77-83
[5]孔金生,萬百五。非線性離散動態大系統的DISOPE關聯平衡協調算法[Jl.系統工程,2001,19(4):14-21.
[6]ViktorBNetworkingandintegrationoffaclitiesautomationsystems[M]CRCPreasLLC,2001
在進行投資時,投資者最關心的就是收益和風險。證券投資者在市場經濟的客觀經濟環境中面臨著許多不能預測、經常變動的因素。這些因素的變動,往往使投資者的原有決策受到沖擊,從而導致一些意外損益的發生。這就要求投資者在投資過程中預先估計這些可能發生的變動,從而減少風險。投資組合理論正是探討在風險條件下如何進行分散投資,使投資總體結構達到最優,從而獲得可能的最高收益的理論。所謂投資組合,就是把一定的資金分散投資于多種證券,使單個證券按一定的比例構成證券集合,從而實現既定風險水平下的預期收益率最大化。
要解決的問題是投資組合的優化問題,這一問題的實質是在給定風險水平下,尋求產生最大期望收益率的投資組合。或是在給定期望收益率下,尋求風險水平最低的投資組合。投資者進行投資決策必須遵循一定的標準。
馬科威茨的投資組合選擇理論
具體而言,馬科威茨假設投資者遵循的是均值——方差標準。所謂均值——方差標準,是指投資者在證券收益率的均值(作為收益率的未來期望值)和方差(即觀測到的收益率偏離均值的程度,作為風險的量化指標)之間進行權衡。如果兩只證券的期望收益率相同,投資者總是愿意選擇方差較小的那一只,即厭惡風險;反之,如果兩只證券的方差相同,投資者總是愿意選擇期望收益率較大的那一只,即永不滿足。
無差異曲線
任一經濟決策問題必須確定一個機會集和一個偏好函數。在投資組合理論中,效用函數代表著投資者偏好。
用于投資決策的效用函數是從微觀經濟學中借用過來的。投資者的目標是投資效用最大化,而投資效用取決于投資的預期收益率和風險,投資決策過程就是在預期收益率和風險(方差)之間進行取舍權衡的過程。投資者的效用函數可以通過在預期收益率-風險平面上,通過無差異曲線族表現出來。如圖1所示。
一條無差異曲線(IndifferceCurve)代表著給投資者帶來同等水平效用的預期收益率和風險的所有組合,因而也被稱為等效用線。預期收益率一風險平面上的無差異曲線具有以下特點:
斜率為正()。即為了保證效用相同,如果投資者承擔的風險增加,則其所要求的收益率也會增加。對于不同的投資者,其無差異曲線斜率越陡峭,表示其越厭惡風險,因為在一定風險水平上,為了讓其多冒等量的額外風險,必須給予更高的額外補償;反之,無差異曲線越平坦,表示其風險厭惡的程度越小。
下凸()。這意味著,隨著風險的增加,要使投資者多承擔等量的風險,其期望收益率補償越來越高。直觀表現在無差異曲線越來越陡峭。這一現象實際上是邊際效用遞減規律在投資上的表現。
不同的無差異曲線代表著不同的效用水平,給定不同的效用值,就可以得到上面的無差異曲線族。任兩條無差異曲線都不會相交。越靠左上方,無差異曲線代表的效用水平越高。這一點理解起來也比較符合直覺。如圖1所示,給定某一風險水平,越靠上方的曲線其對應的期望收益率越高,因此其對應的效用水平也越高;同樣,給定某一期望收益率水平,越靠左邊的曲線對應的風險越小,其對應的效用水平也就越高。
可行集與有效集
可行集(FeasibleSet)是指資本市場上由風險資產可能形成的所有投資組合的總體。將所有可能投資組合的期望收益率和標準差關系描繪在期望收益率-標準差坐標平面上,如圖2所示。封閉曲線上及其內部區域表示可行集,其邊界上或邊界內的每一點代表一個投資組合。
可行集的左側邊界是一條雙曲線的一部分,而整個可行集呈雨傘狀。按馬科威茨投資組合選擇的前提條件,投資者為理性個體,服從不滿足假定和回避風險假定,他們在決策時,遵循有效集定理(EfficientSetTheorem):既定風險水平下要求最高收益率;既定預期收益率水平下要求最低風險。
在圖2中,滿足第一條原則的組合為從E點到H點再到G點的邊界,之下的點可以全部不用考慮;E為最小風險點,G為最大風險點。
滿足第二條原則的組合為從F點到E點再到H點間的邊界,則弧FEH之右的點可以完全去除,F、H分別為期望收益率的最大點和最小點。而同時滿足兩條原則的,只剩下弧EH邊界,稱為有效集(有效邊界—EfficientFrontier)。理性投資者僅從有效集中進行投資組合選擇。有效邊界的一個重要特性是上凸性。即,隨著風險增加,預期收益率增加的幅度減慢。
在某種意義上,有效邊界是“客觀”確定的,即如果投資者對證券的收益率、方差、協方差有相同的估計,則他們會得到完全相同的有效邊界。
最優組合(OptimalPortfolio)的確定
對各種可供選擇的風險資產或證券,如果已知其期望收益率和方差-協方差矩陣,則有效邊界可以確定下來。投資者根據個人偏好的不同,選擇有效邊界上的某一點進行投資決策。由于有效邊界上凸,效用曲線下凸,所以兩條曲線必然在某一點相切。切點代表的就是為了達到最大效用而必須選擇的最優組合。如圖3所示,切點O是投資者A的最優組合,因為這一點所在的等效用線U2A與有效邊界相切。雖然效用線U1A代表的效用水平更高,但因處于有效邊界上方,故不可行(Infeasible);等效用線U3A代表的效用水平比U2A所代表的水平低,投資者顯然不會愿意只達到這一效用水平(Inefficient)。
對于投資者B由于其風險偏好的不同(比投資者A更喜好風險),其將選擇期望收益率更高而風險也更高的P點進行投資。
Web2.0的一個最重要特性是社會性,Web2.0下的網絡教育新模式也被看作成一種社會進程,它注重在社會化的過程中獲取知識。在社會化學習進程中,它將學習過程與網絡社會進行整合,利用Blog、Wiki、SNS等工具,將學習過程置于一種特定的社會環境中,通過不同用戶參與創造貢獻的信息資源,支持學習者個人和其他用戶、群體的合作學習與資源共享,這種參與式信息交互,使得彼此間信息資源不斷溝通和協調,從而來完成獨立學習或者共同合作完成某項任務,以集思廣益達到成果共享。
突出人性化導向
傳統的網絡教育模式是一個相對封閉的系統,學習資源更多的是一種主要集中在系統內部的單向傳輸。而在Web2.0環境下誕生的網絡教育新模式更加強調人性化和個性化。它以Web2.0的應用為平臺,綜合運用AJAX、AdobeAIR等技術,構建了一個功能完善的網絡交互式學習環境,在新技術支持下學習者本身就是資源的創建者、信息的生產者,每個學習者都能建立個體的學習路徑和知識領域,提高了學習者的自我識別度和自我導向性。
注意事項
Web2.0環境下構建的網絡教育新模式,搭建了一個廣闊的學習平臺,用戶間彼此通過網絡進行交流、聯系、合作,信息共享、參與貢獻,無邊界地為學習者創造了更多的學習機會和學習素材,但同時也對學習者提出了一定要求。
(1)熟練掌握學習工具
隨著網絡的不斷深入發展,各種技術工具應用而生,只有熟練掌握各種軟件并將其真正作為工具應用于學習過程中才能提高我們的實際學習效果,這樣我們才能做到自由掌控網絡,而非被動接受網絡。
(2)學會處理網絡信息
網絡教育新模式講究的是用戶廣泛參與,即任何個人都可以通過博客、播客等信息,供他人瀏覽、參與討論等。這樣學習者在學習的過程中就會接受來自不同層面的海量信息。如何在眾多信息中分辨良莠、篩選出適合自己需要的信息資源,既考驗一個學習者的信息判斷能力,又考驗他的網絡道德規范水平。因此,學習者必須要把持有度,學會理性分辨,學會主動處理信息,而非被動接受信息。
(3)積極參與分享互動
1.1網絡傳輸設備對計算機網絡可靠性的影響
主要表現為對網絡電纜的鋪設以及管理過程中維護工作的進行。在我國以往的計算機網絡問題中,對于網絡電纜的鋪設及維護一直是一大難題。雖然無線網絡在當今社會得到迅速普及和發展,但是有線電纜則具有更強的穩定性,因此也受到更大程度的重視。在有線電纜的鋪設及維護過程中很容易受到地形等地理環境的干擾,從而影響到正常的排線工作,不利于網絡可靠性的維護。以此,在以后的網線鋪設過程中要留有一定的糾錯余地,盡可能的選擇雙線布局,以便及時更改路線。
1.2網絡終端設備對計算機網絡可靠性的影響
網絡終端設備,也即用戶客戶端。用戶使用網絡的最主要的目的就是及時高效的獲取原始、準確的信息,因此該設備的可靠性受到用戶很大的關注,也成為維護計算機網絡可靠性的重要部分。基于此,用戶在選擇終端設備時,應選擇那些大型企業生產的正版計算機,在維護過程中,應裝載較為先進的管理軟件,以維護該系統運行的穩定性。
2網絡管理對計算機網絡可靠性的影響
計算機網絡是一個復雜的、虛擬化的、不分地域的環境空間,因此其維護和管理的成本較大,且管理起來極為不宜;同時計算機網絡是一各規模龐大的完整系統,某一環節的出錯就有可能導致整個系統的潰敗,因此在網絡管理的過程中,不僅要靠人工操作,還要引進先進的管理軟件進行協同工作。
3計算機網絡的可靠性優化設計方法
3.1計算機網絡的糾錯性設計
該設計是指在計算機的某一傳輸或者運行環節出錯時,可以選擇其他的條件或路徑,以保證計算機網絡的正常使用及運行。如雙網絡中心的應用、多連接途徑的應用。雙網絡中心是指,在用戶進行網絡中心設置時,可以設置兩個網絡中心,一旦其中一個網絡中心出現故障時,還有備用網絡中心保持計算機的正常使用;多連接途徑是指計算機用戶在接收網絡信號時,可以通過多路由發射接收,亦可通過無線和有線網絡的雙重使用為網絡安全提供雙重保障。此外在計算機內部集成電路的設計上可以采用模塊化設計的方式,以保證計算機硬件設備在不影響其他使用功能的前提下進行局部維修,大幅度提高計算機網絡的可靠性。
3.2計算機網絡體系設計
在保障計算機硬件可備用的前提下,需要引進先進的計算機網絡體系,通過多層化的網絡設計,使網絡適用于更廣泛的地域、適應更復雜的環境,從整體上提高網絡運行的可靠性以及安全性,充分體現網絡高端設備的性能。
1.1空口數據傳輸質量相關參數
分析檢查手機和NodeB之間的內環和外環功率控制過程。在不影響網絡系統容量的情況下,手機和NodeB之間的語音信號采用適當的功率控制過程,可以有效地減少語音數據傳輸誤碼。大量測試分析結果表明,網絡系統內環和外環功率控制過程達到系統設定要求,對MOS值的影響不大。空口無線側通過調節防止傳輸抖動參數Framediscard來降低誤碼塊。針對不同的傳輸設備和傳輸中繼情況,應設定與其傳輸條件相符的防止傳輸抖動參數值,從而達到減少傳輸誤碼塊提高MOS值的目的。表3是定點測試時,在防止傳輸抖動參數設定不同值時相應的MOS值變化,可以看出該參數選取27時,對應MOS值最高為4.041,同時MOS值低于3所占的比例最小,故此種傳輸條件時應將該參數設置為27以提高MOS值。因此在不同的傳輸條件下必須要進行大量的測試,通過實驗結果來選定合適的防止傳輸抖動參數值,進而實現MOS值的最大化。
1.2無線環境優化
MOS值的高低與無線環境好壞有直接的關系。通過現場測試發現,實現MOS值的無線側優化關鍵是優化當地的無線環境,而天饋線調整是最優方法。下面通過案例來闡述無線環境對MOS值的影響。測試車輛由南向北行駛,行駛至某小區北側約290m處時,手機RSCP為-72.55dbm左右,Ec/Io強度較差,達到-11dB左右,此時該路段經常發生各種問題。通過實際勘測分析,發現某小區基站天線掛高45m,下傾角只有3度,該路段由于距離基站較近,存在塔下黑現象,并且根據該小區覆蓋圖發現某小區存在明顯越區覆蓋現象,無線環境較差,Ec/Io普遍小于-12db。調整某小區下傾角經復測后,各小區之間接續良好,該路段Ec/Io得到增強,有明顯改善,Ec/Io值都分布在-6db到-8db之間,RSCP為-67.16dbm左右,無線環境得到了優化,網絡的語音質量MOS值得到提高。
2實驗結果
MOS測試可以直觀反映用戶感知度,與以往MOS測試選擇道路作為選測點不同,此次MOS測試和提升主要是集中在12個典型的用戶住宅小區內,意在通過提升住宅小區的MOS值來提高網絡質量。以萬寶2區為例,從維護系統觀察到優化后的RSCP覆蓋明顯優于優化前的覆蓋情況,優化后電平值RSCP均大于-100dbm。表4是萬寶2區優化前后Ec/Io和MOS值的分布,從表中可以看出優化前該小區的MOS均值是3.709,而優化后其MOS均值為3.964,高出優化前6.88個百分點。所選的12個居民小區優化前后MOS值分布如圖1,通過計算得出其優化前MOS均值為3.8173,優化后的MOS均值為3.9322,并且優化后的MOS值均高于優化前的MOS值,說明當地網絡覆蓋水平提高,用戶感知度提高。當取采樣點相近的幾個測試結果進行比較時,當采樣點落在Ec/Io大于-6db比例增高時,MOS值也有所提升。而采樣點落在Ec/Io小于-12db比例增高時,MOS值有所下降。由此可以得出結論:為了實現MOS值的無線側優化關鍵就是提高采樣點落在Ec/Io好區間的比例,降低采樣點落在Ec/Io差區間的比例,即優化當地的無線環境。通過對服務小區的基站進行天饋線優化,適當調節天線的方位角與俯仰角,可以使得無線網絡覆蓋更加合理,減少導頻污染和覆蓋盲區等問題,從而達到改善Ec/Io,提高當地無線網絡覆蓋,提高了MOS值,提升了用戶感知度。
在進行投資時,投資者最關心的就是收益和風險。證券投資者在市場經濟的客觀經濟環境中面臨著許多不能預測、經常變動的因素。這些因素的變動,往往使投資者的原有決策受到沖擊,從而導致一些意外損益的發生。這就要求投資者在投資過程中預先估計這些可能發生的變動,從而減少風險。投資組合理論正是探討在風險條件下如何進行分散投資,使投資總體結構達到最優,從而獲得可能的最高收益的理論。所謂投資組合,就是把一定的資金分散投資于多種證券,使單個證券按一定的比例構成證券集合,從而實現既定風險水平下的預期收益率最大化。
要解決的問題是投資組合的優化問題,這一問題的實質是在給定風險水平下,尋求產生最大期望收益率的投資組合。或是在給定期望收益率下,尋求風險水平最低的投資組合。投資者進行投資決策必須遵循一定的標準。
馬科威茨的投資組合選擇理論
具體而言,馬科威茨假設投資者遵循的是均值——方差標準。所謂均值——方差標準,是指投資者在證券收益率的均值(作為收益率的未來期望值)和方差(即觀測到的收益率偏離均值的程度,作為風險的量化指標)之間進行權衡。如果兩只證券的期望收益率相同,投資者總是愿意選擇方差較小的那一只,即厭惡風險;反之,如果兩只證券的方差相同,投資者總是愿意選擇期望收益率較大的那一只,即永不滿足。
無差異曲線
任一經濟決策問題必須確定一個機會集和一個偏好函數。在投資組合理論中,效用函數代表著投資者偏好。
用于投資決策的效用函數是從微觀經濟學中借用過來的。投資者的目標是投資效用最大化,而投資效用取決于投資的預期收益率和風險,投資決策過程就是在預期收益率和風險(方差)之間進行取舍權衡的過程。投資者的效用函數可以通過在預期收益率-風險平面上,通過無差異曲線族表現出來。如圖1所示。
一條無差異曲線(IndifferceCurve)代表著給投資者帶來同等水平效用的預期收益率和風險的所有組合,因而也被稱為等效用線。預期收益率一風險平面上的無差異曲線具有以下特點:
斜率為正()。即為了保證效用相同,如果投資者承擔的風險增加,則其所要求的收益率也會增加。對于不同的投資者,其無差異曲線斜率越陡峭,表示其越厭惡風險,因為在一定風險水平上,為了讓其多冒等量的額外風險,必須給予更高的額外補償;反之,無差異曲線越平坦,表示其風險厭惡的程度越小。
下凸()。這意味著,隨著風險的增加,要使投資者多承擔等量的風險,其期望收益率補償越來越高。直觀表現在無差異曲線越來越陡峭。這一現象實際上是邊際效用遞減規律在投資上的表現。
不同的無差異曲線代表著不同的效用水平,給定不同的效用值,就可以得到上面的無差異曲線族。任兩條無差異曲線都不會相交。越靠左上方,無差異曲線代表的效用水平越高。這一點理解起來也比較符合直覺。如圖1所示,給定某一風險水平,越靠上方的曲線其對應的期望收益率越高,因此其對應的效用水平也越高;同樣,給定某一期望收益率水平,越靠左邊的曲線對應的風險越小,其對應的效用水平也就越高。
可行集與有效集
可行集(FeasibleSet)是指資本市場上由風險資產可能形成的所有投資組合的總體。將所有可能投資組合的期望收益率和標準差關系描繪在期望收益率-標準差坐標平面上,如圖2所示。封閉曲線上及其內部區域表示可行集,其邊界上或邊界內的每一點代表一個投資組合。
可行集的左側邊界是一條雙曲線的一部分,而整個可行集呈雨傘狀。按馬科威茨投資組合選擇的前提條件,投資者為理性個體,服從不滿足假定和回避風險假定,他們在決策時,遵循有效集定理(EfficientSetTheorem):既定風險水平下要求最高收益率;既定預期收益率水平下要求最低風險。
在圖2中,滿足第一條原則的組合為從E點到H點再到G點的邊界,之下的點可以全部不用考慮;E為最小風險點,G為最大風險點。
滿足第二條原則的組合為從F點到E點再到H點間的邊界,則弧FEH之右的點可以完全去除,F、H分別為期望收益率的最大點和最小點。而同時滿足兩條原則的,只剩下弧EH邊界,稱為有效集(有效邊界—EfficientFrontier)。理性投資者僅從有效集中進行投資組合選擇。有效邊界的一個重要特性是上凸性。即,隨著風險增加,預期收益率增加的幅度減慢。
在某種意義上,有效邊界是“客觀”確定的,即如果投資者對證券的收益率、方差、協方差有相同的估計,則他們會得到完全相同的有效邊界。
最優組合(OptimalPortfolio)的確定
對各種可供選擇的風險資產或證券,如果已知其期望收益率和方差-協方差矩陣,則有效邊界可以確定下來。投資者根據個人偏好的不同,選擇有效邊界上的某一點進行投資決策。由于有效邊界上凸,效用曲線下凸,所以兩條曲線必然在某一點相切。切點代表的就是為了達到最大效用而必須選擇的最優組合。如圖3所示,切點O是投資者A的最優組合,因為這一點所在的等效用線U2A與有效邊界相切。雖然效用線U1A代表的效用水平更高,但因處于有效邊界上方,故不可行(Infeasible);等效用線U3A代表的效用水平比U2A所代表的水平低,投資者顯然不會愿意只達到這一效用水平(Inefficient)。
對于投資者B由于其風險偏好的不同(比投資者A更喜好風險),其將選擇期望收益率更高而風險也更高的P點進行投資。
開放目錄是基于志愿編輯人員來審核挑選網站,并依照網站的性質及內容來分門別類,通過網民協同工作來構建龐大的網絡信息資源導引庫。最早的開放目錄網站是1998年6月創建,后被網景收購并將系統命名為ODP,它的成功使得“ODP”成為開放目錄的代名詞,現在一般習慣稱其為Dmoz,以區分其它的開放目錄項目;另一個有名的開放目錄是2001年創建的Musicmoz。Dmoz是綜合性的,而Musicmoz是專題性的,專門針對互聯網上的音樂信息資源進行組織,走垂直化發展道路。在國內,2000年9月網易公司推出了開放式目錄管理系統,后來該公益平臺受商業化影響,最終于2006年關閉。
開放目錄與圖書情報領域開展的學科信息門戶建設相似,均是基于人工標引,注重質量,且提供基于學科或主題體系的瀏覽和檢索服務。總體而言,學科信息門戶是依托圖書情報單位進行的網絡信息資源開發模式,由于構建者和管理者的目的不同,受益對象不同,其可持續發展及壯大都會受到多方面的限制,如:項目終結、領導與政策變化、工作人員變更、人力資源不足和推廣程度低等。隨著web2.0技術的應用和web2.0思想的傳播,學科信息門戶這種以建設單位自我為中心的網絡信息資源開發模式表現出局限性,不利于其可持續發展。而開放目錄最根本的特點是其可持續發展的指導思想——“網聚人力”。開放目錄的這種思想應用了分布式的網絡技術特點,充分發掘網絡人力資源,通過構建一個完全開放、網民共建、網絡共享的開放目錄系統來實現其持續發展。開放目錄契合了Web2.0時代以用戶為中心、強調用戶參與的信息服務理念及信息服務模式。本文根據構建“學術信息資源開放目錄”的實踐,研究開放目錄的特點,分析傳統開放目錄的局限性,研究適合于當前網絡信息環境的開放目錄優化策略。
2開放目錄的特點
目前,沒有一家搜索引擎承諾不會因為商業目的而改變搜索結果和網站收錄規則,相對于這些充斥著競價排名、商業廣告的搜索引擎,公平原則與公益性是開放目錄生存和發展的根基,也是吸引大量志愿者參與的重要原因。如Domz“是一個本著建立一個無偏見的、為大眾服務的、闡述各種不同觀點的以及全面描述人類智慧為宗旨的,并由來自不同國家、不同文化背景、不同興趣愛好的編輯共同維護的社區所組成”。為此,Domz對商業網站的收錄非常謹慎,對一些網站不負責任地提交或登錄系統、歧視或干預競爭者的行為進行了限制并給出相應的處罰條例。這些管理規范保證了Domz的正常運轉,維護了其信譽,激發了志愿者的榮譽感。在體現公益性方面,Domz除為大眾提供全球視野的導航服務外,還將其元數據開放利用,打包供人下載。
2.2數據利用的開放性
開放目錄的公平編輯原則與公益性以及由眾智完成的網絡信息資源開發模式,決定了其數據必然是開放利用的。任何人只要注意站點政策和接受許可協議,就可以免費下載和使用開放目錄的數據。開放目錄網站提供專門的數據開放利用頁面,這是開放目錄與搜索引擎及學科信息門戶的不同之處。開放目錄數據利用的開放性提升了開放目錄的社會效益,增強了志愿者的凝聚力。
2.3信息資源的自組織性
開放目錄的信息資源自組織性體現在信息資源建設的眾智(WisdomofCrowds)特性和目錄體系自成長性上。web2.0體現了開發、參與、分享和協作精神,在web2.0概念提出之前,開放目錄已經在實踐web2.0的精神,利用眾智構建了龐大的信息資源目錄,所有網站的發現、添加、維護都由網民來完成。開放目錄的網站構建者僅僅提供一個平臺,網民出于自己的興趣、愛好和公益精神,基于開放目錄平臺志愿來組織網絡信息資源。作為開放目錄信息資源組織的核心——目錄體系,是當前網絡分類工具中唯一向用戶開放的分類系統。目錄體系中的類目由具有某一方面專長的目錄編輯員(網民)來進行維護,為了能夠及時和有效地反映網絡信息資源的實際發展情況,不同目錄等級的目錄編輯員可刪減和擴展類目。在網站的長期運行中,基于眾多目錄編輯員的“添磚加瓦”,目錄體系逐步形成和得到發展完善,最終形成一個有效的、龐大的、動態變化的自成長性的目錄體系。
3開放目錄的優化
開放目錄上述的這些特點,使其在互聯網中獨樹一幟,發展至今已有10余年的歷史,在互聯網世界享有極高的聲譽,其先進性和可持續發展的理念已是網絡信息資源組織領域學習和研究的對象。隨著網絡的發展,在目前以用戶為中心、強調參與的web2.0環境下,將開放目錄在原有的基礎上進行優化,這對于網絡信息資源組織和信息服務領域的拓展具有積極的意義。筆者根據構建和運行“學術信息資源開放目錄”網站的實踐,分析出開放目錄以下幾個方面的優化:
3.1信息資源開發由眾智向群智優化
群智(Collectiveintelligence)是指組織或群體通過協作獲得更高程度的資料整合以及思考問題、解決問題的能力。一個組織或群體的成員之間,如果單純依賴個體的獨立判斷、思考和決策,產生群體性的智慧,這種情況下的群體性智慧稱之為“眾智”。眾智與群智不同,兩者之間的區別在于是否有個體之間的交流、分享和協作,群智有,眾智則沒有。開放目錄信息資源的開發由眾智向群智發展是適應現代網絡信息環境和可持續發展的關鍵。為此,開放目錄系統一方面要革新注冊和審核機制,吸引更多的用戶參與進來,使其有足夠的用戶群體,夯實產生“群智”的基礎;另一方面需要提供有效的用戶交流平臺,促進個體之間的交流、分享和協作,形成群智,來推動信息資源協同開發和高效組織。
在用戶注冊和審核機制方面,Domz和Musicmoz目錄編輯員的申請和審核機制極其嚴格,這保證了目錄的質量,但極大地限制了廣大網民參與的積極性。它們的數據更多的是被搜索引擎利用,網民能直接利用的極少。在web2.0環境下,其吸引新的目錄編輯員的能力大不如前,參與的用戶數量不僅無法促進群智的產生,反而成為開放目錄可持續發展的障礙。為此,開放目錄需要改變目錄編輯員的注冊機制和管理機制,可將用戶分為匿名用戶、注冊用戶和目錄編輯用戶。匿名用戶不用注冊直接匿名參與交流和提交信息資源,這能吸引大量不想注冊的用戶;注冊用戶只需要提供簡單信息就可以注冊,除了具備匿名用戶的功能外,還能獲得系統額外提供的個性化信息資源組織和管理功能,同時系統可以記錄注冊用戶的貢獻度,讓用戶體現榮譽感,增強用戶的黏性;當注冊用戶達到一定的貢獻度就具備申請目錄編輯員的資格,目錄編輯員除了擁有注冊用戶的權限外,還有管理目錄的權限。這種開放的注冊機制和目錄編輯員申請模式,使得開放目錄既能通過龐大的注冊用戶量培養潛在的目錄編輯員,又能保證目錄編輯員的水平,最終實現由群智來推動信息資源開發。
在提供有效的用戶交流平臺方面,開放目錄需為目錄編輯員、普通用戶和專職人員之間提供合適的、有效的渠道進行交流,以形成簡潔、高效的網絡社區,同時能使交流產生的群智得到有效的沉淀。對于這些方面,開放目錄可以利用成熟的網絡技術和網絡服務來實現。如在作者設計的系統中,每一條信息的展示頁面上都有添加者的“QQ臨時會話”(不需要加為好友就可以與添加者交流)鏈接和“糾錯、補充、評論、留言”區域;設立QQ群實現群體的即時溝通交流;利用谷歌站點發起近期協同攻堅創議;構建類似wiki的質量控制文件開放編輯區域。應用這些免費的交流平臺的好處有兩個方面:一是成熟的平臺本身擁有大量的用戶群,能減輕用戶交流的障礙;其次,減輕開放目錄系統開放和維護的成本,使開放目錄更專注于自身的發展。從作者運行開放目錄網站的實踐來看,這些功能基本能夠滿流的需要,而且提高了信息資源開發的協同度和信息資源描述的質量。
3.2信息資源組織向深層次優化
傳統的開放目錄僅依靠目錄體系進行信息組織,同分類搜索引擎類目組織類似,均是在遵循基本的邏輯規則的基礎上,通過層層劃分,按照從總到分的方式逐級展開。這種信息組織的主要特點是一個信息資源只分給一個類目,然后通過類目的多重列類、重復反映方式揭示類目。其技術實現是通過符號鏈接(包括快捷鏈接、返回、多重列類)實現主題目錄之間的嵌套以達到信息在不同主題下的列類瀏覽。這種傳統的信息組織模式是事后的目錄組織而不是基于信息描述過程中的多重分類,它也是目前搜索引擎分類目錄的主流。在開放目錄創建之初,網絡信息資源以HT-ML網站為主,類型相對單一,這種傳統的信息資源組織模式適合當時的發展階段。互聯網發展到今天,信息組織技術得到極大發展,信息資源的媒體形式越來越復雜,同一網站的主題內容和資源類型趨于多樣化,利用這種事后的目錄組織來揭示信息資源的方式已不能適應新的信息環境。因此,在依靠目錄體系進行信息組織實現目錄瀏覽的同時,還需要深入到信息資源描述(元數據創建)層面,對單個信息資源從主題、類型、用途等方面進行多重分類。作者在實踐中發現,25%的網站被分到多個主題類目中,信息提交者也很樂意在描述信息資源的同時再進行媒體類型的分類;尤為重要的是,基于這些豐富描述的元數據所進行的信息資源組織不僅能提供豐富的檢索功能,還能實現多種形式的瀏覽(如某學科開放期刊專題)和開放利用(如元數據定制)。
此外,主題圖作為一種新興的知識組織技術,在網絡信息組織領域逐漸引起重視。主題圖吸收了索引、敘詞表、分類法等思想,并有所發展。其應用方法有:構建領域本體、知識關聯量化、標引信息資源、構建XTM文件、主題圖合并和主題圖可視化。開放目錄可嘗試應用主題圖元素,提供基于主題的導航和語義檢索功能,使信息資源組織進一步向深層次發展。
3.3信息資源描述由單一模板向多模板優化
在Dmoz設計之初,網絡信息資源以網站為主,其在信息資源的描述方面,元數據的元素比較簡單,且只用單一的元數據模板,添加者選擇對應的目錄后,只需要填寫信息資源的標題、鏈接和簡介。網絡發展到今天,網絡資源的類型變得多樣化,而普通網民并不具備對眾多類型的信息資源進行深度描述的知識和耐心。比如,當標引一個開放獲取的期刊時,若還是按對待網站的模式進行標引,就不能很好地揭示資源。Dmoz這種單一模板的信息資源描述方式,已不能適應新的信息環境和用戶需求。開放目錄若能提供多個模板,一方面能針對不同類型的信息資源通過特定元素規范信息資源的描述,引導用戶進行深度標引,減輕用戶標引的難度。其整個過程如同“傻瓜式”的填空,使用戶有更多精力用于新的信息資源發現。另一方面,深度標引后的信息資源能根據不同的需要進行信息組織,提供多種形式的信息服務。多模板的開放目錄相對于單一的元數據模板來說,更能提高信息資源建設質量,豐富信息資源的組織,提供多樣化的信息服務,增強用戶的參與性。在Dmoz之后的Musicmoz是多模板的開放目錄的范例,其對信息資源描述的元數據模板進行了優化設計,根據信息資源的不同類型提供了不同的元數據模板,目前提供了包括Article、Concert、Release、URL、Video等12種類型的元數據模板。不同類型的信息資源所要填寫的元數據元素有所不同,如URL類型只需要描述鏈接地址、網站標題和網站簡介3個元素,而對于Video的描述有16個元素。這些元數據模板能恰當地反映信息資源的情況,為元數據的開放利用和開放目錄網站的服務提供了更多可能,因而Musicmoz在信息資源揭示和信息服務方面都大大超過Dmoz。
3.4元數據開放利用由精英模式向大眾模式優化
在元數據開放利用方面,Dmoz和Musicmoz均以數據包的形式提供下載。其中Dmoz數據包為RDF(XML格式)元數據,目前利用Dmoz數據的搜索引擎和網站共有189個。Musicmoz除提供總目錄體系的XML文檔數據包外,還提供信息資源元數據的XML文檔數據包。總體來看,兩者的元數據開放利用形式對主網站的訪問壓力小,數據提供后可以不管,而且用戶可以基于元數據做個性化的應用。但是這些簡單的元數據開放利用只是提供“原材料”,要利用這些數據需要專門的技術人員才能做到,而且這些“原材料”因為是打包下載,不能實現特定數據的定制,所以只是最簡單的元數據共享,要具體應用還需做進一步的開發,這勢必造成元數據開放利用門檻高。更重要的問題是當某一個記錄的元數據發生變化,維護更新也成問題。當前,有能力利用這些開放元數據的幾乎都是大的網站與搜索引擎,是一種精英模式的利用。對于普通網民,即使是那些開放目錄的貢獻者,若想應用到自己的博客或個人網站中,那也是有相當的難度;即使是懂技術的網民去利用,也要費一番周折去解析XML文檔、設計數據顯示形式等,大多因利用費時費力而選擇放棄,從而導致開放目錄應用范圍窄,影響小。
這情現象相對來說少一些,發生類似這種情況的主要是由于TCP發送端出現了超時計數器出現了超時,這時就會重新傳輸超時的數據包,這種基站會收到序號小于基站緩存中緩存的最大序號的數據包信息。這種情況是由于TCP在發送端超時而重傳的數據包也會被轉發到相應的TCP接收終端。
ack算法流程
下面是Snoop對接收到的確認數據包時所處理流程,圖1表示了ack()算法流程圖:Snoop是屬于接收到的ACK,ACK分為三種情況:第一種是新的ACK、第二種是舊的且是不重復的ACK、第三種是舊的且重復的ACK。Snoop在時對他們進行不同的情況進行處理。
(1)新ACK
這是屬于正常的情況,Snoop對于ACK已經所確認的數據包會從緩存中刪除掉,而且又要重新開始計算無線網絡端到端的傳輸時延值。此時的ACK會被傳送給TCP的發送終端。
(2)舊的ACK而且不是重復的ACK
類似這種情況相對來說會少一些。Snoop會丟棄這個ACK。
(3)舊的ACK并且是重復的ACK
這種情況是代表了TCP在接收端并且沒有收到這個ACK時所確認的下一個需要的數據包。假如這個ACK所確認的下一個數據包是沒有直接被data()標記為擁塞的數據包時,那么就會知道這個數據包是在無線網絡的傳輸中被丟失的。當不斷重復地確認數據包數大于或等于3時,Snoop就會馬上重新傳輸這個數據包。假如被標記為擁塞數據包時則會發送到相應的接收端。
現有Snoop協義算法的缺點
雖然現有Snoop算法可以提高系統的吞吐量,但是有許多缺點,具體缺點如下:
(1)TCP的發送端存在擁塞控制不及時
由于Snoop存在過濾一些重復的確認數據包功能,因此,使得TCP發送端不能通過接收到三個重復的確認數據包進行擁塞控制。這樣TCP的發送端只允許通過超時計數器的超時行為方可以作相應的擁塞控制處理,這樣就會使得TCP在發送端出現網絡擁塞時無法進行及時的擁塞控制,從而導致網絡性能出現更差的現象。
(2)TCP存在交叉層問題
因為無線鏈路出現了錯誤從而導致了相應數據包丟失的現象,此時Snoop就會在本地重新傳輸已經丟失掉的數據包。通常在這種情況下,TCP在發送端的超時計數器出現超時之前,部分重傳數據還沒有完成,TCP的發送端就會認為網絡已經出現了擁塞現象,此時就會進行相應的擁塞控制處理,將開始慢慢啟動閾值并將其設置為擁塞時的一半,將相應的發送窗口設置為1,使得相關的發送進入慢啟動的階段。TCP盲目地降低了網絡數據傳輸速度,這樣就導致了鏈路的利用率出現降低狀況,從而使得整個系統的吞吐量出現了下降,此時丟失的數據包在傳輸層以及鏈路層將會同時被重傳,這樣就會浪費了有限的帶寬資源。
Snoop協議中算法的改進措施
鑒于Snoop擁塞控制機制存在一些缺點,下面我們根據實際情況提出了針對Snoop算法的優化方案Snoop_BE,這個優化方案可以使其在TCP發送端增加帶寬估計算法。與舊的Snoop算法相比可以體現了TCP在發送端增加帶寬估計算法可以很好地動態設置發送窗口以及慢啟動的閾值,可以使相關的發送端避免盲目地減少擁塞窗口,并且更好地優化了Snoop算法,也可以對網絡的擁塞情況做出更快的反應。
本文中所使用的帶寬估計算法是屬于TCPWestwood算法。TCPWestwood算法所采用的帶寬估計算法可以為發送端通過觀察接收端來返回相應的確認數據包時間的間隔來估算到終端鏈路上的能夠使用的帶寬。通過確認ACK的時間間隔和其相對應的數據包大小來估算瓶頸鏈路時能夠使用的帶寬。發送端在kt時刻所接收到接收端的確認數據包,就會清楚已確認數據包所確認后的數據是否已經被接收端成功地接收,k1t是屬于上一個確認數據包接收端的時間,kd是屬于所確認的數據量,所以這樣可以簡單的通過公式(2-1)來算出相應的網絡帶寬kB:由于網絡擁塞是發生在整個網絡中的數據包流量出現了超過鏈路的容量的時候,因此我們可以使用最簡單的公式得到的是一個在較短時間內的帶寬值,同時如果當接收端出現延遲確認數據包時,對估算后的平均值可能影響較大,因此帶寬估算法的選擇上需要十分慎重。TCPWestwood所使用的帶寬估算法的公式如(2-2)所示:與一般的擁塞控制算法相比,TCPWestwood最基本的擁塞窗口動態調整算法在慢慢啟動階段以及擁塞避免階段都沒有完全改變。這個算法思想是這樣的:當網絡發生擁塞時,也就是接收到三個重復的ACK或者是計數器存在超時現象時,TCPWestwood將會試圖選擇一個慢啟動閾值或者擁塞窗口來有效地利用網絡帶寬。TCPWestwood可以避免將發送端的無線信道因偶然的錯誤而出現丟包而誤以為是網絡擁塞出現征兆,從而減少一些不必要的窗口,也使得其在整個無線網絡中更加有效。
Snoop的優化算法Snoop_BE其具體改進方法是這樣的:在Snoop模塊里面取消重復ACK過濾功能,將已經接收到重復的ACK發送到接收方這一端。而作Snoop模塊依然需要保留對ACK的重復計數功能,當Snoop模塊收到三個重復的ACK時就需要進行本地數據包的重復傳輸,其它相關功能保持不變。在發送端,當接收到三個重復的ACK或者是超時計數器超時,就需要進行改進的擁塞控制;如果接收到三個重復的ACK時,那么發送端就需要根據當時的帶寬估計值來進行設置相應的慢啟動閾值以及擁塞窗口的處理,但是不會重新傳輸已經丟失掉的數據包;接到三個重復ACK時,此時就需要設置當前可用帶寬值為BWE,端到端的最小時延為RTTmin,數據包值的大小為seg_size,慢啟動閾值為ssthresh,擁塞窗口為cwin,那么發送端的動態窗口就可以調整算法如下:下面對Snoop的優化算法Snoop_BE在接收到ACK時的操作進行相關的說明。當發送端接收到接收端發送的ACK時,就會根據ACK的狀態執行相應的操作。那么當發送端出現正常的情況下接收到新的ACK時,就可以知道數據包已被正常接收,此時就會取消該數據包的超時計數器的工作;假如當接收到重復的ACK時,并且這個重復ACK數量是小于3時,那么就會將這個數據包的重復ACK計數累加1;如果當接收到重復的ACK,并且其重復的ACK數量是大于或等于3時,所發送端就會依照估算得到的可用帶寬動態來調整擁塞窗口以及慢啟動閾值,圖2為發送端控制算法流程圖。
當接收端出現超時計數器超時時,那么發送端就會根據當時的帶寬估算值來進行相應的動態設置慢啟動閾值以及擁塞窗口來處理。將慢啟動閾值設為(BWE*RTTmin)/seg_size,當(BWE*RTTmin)/seg_size小于2,慢啟動閾值設為2,擁塞窗口設為1。并且重新傳輸已丟失掉的數據包。發送端的具體控制流程圖如圖3所示。
改進后的Snoop協議的仿真結果及分析
在無線網絡運行環境下,無線鏈路的誤碼率是直接影響著整個網絡傳輸性能的主要原因之一,當無線鏈路誤碼率越來越高時,整個系統的性能就會越來越差。因此模擬在不同的鏈路環境錯誤的情況下,需要改進的Snoop協議與其他相關協議的比較,在整個試驗中,TCP的平均吞吐量如圖4所示。從上面的實驗結果來看,改進后的算法可以使得無線鏈路誤碼率變得較低以及有效的減少丟包率,其實TCP的在不同版本中吞吐量大致相同。可是如果當誤碼率不斷增高的時候,他們的吞吐量就會隨之而下降。其中TCPReno的下降速度是最快的,這是由于在整個無線鏈路中RTT出現的變化較大,而TCPReno是通過RTT的值來改變擁塞窗口的,因此在無線鏈路誤碼率較高時候,它就無法適應。由于TCPSack是采用了選擇性進行重復傳輸的技術,因此在一定的程度上有效地降低了無線鏈路錯誤造成的不良影響。與Snoop算法相比較可以知道改進后的Snoop算法在整體性能上優于傳統的Snoop算法,這是由于當鏈路錯誤而造成的相關數據包丟失,而且鏈路層也沒有成功的進行局部重復傳輸時,TCP的發送端就會盲目地啟動相關的擁塞控制,從而減少了擁塞窗口,有效地降低了無線鏈路的利用率,從而改進Snoop的算法,是依照估算的可用帶寬來動態地改變擁塞控制窗口。
而且如果當用于網絡擁塞產生丟包的現象是Snoop算法就無法按照接收到重復的ACK來進行相應的擁塞控制處理,唯有當發生計數器存在超時時才可以行動。如此一來就無形中增加了網絡的擁塞,而改進后Snoop算法則可以很好地對網絡擁塞現象做出快速的反應。
網絡的時延是影響整個無線網絡性能的較為關鍵因素之一,圖5是Snoop改進算法后與其它TCP擁塞控制算法在不同的鏈路時延下的系統性能下降的情況比較。
1.1應用服務層應用服務層設計要注意考慮用戶的使用便捷需求,要做好信息資源的服務分類,確保用戶享受到個性化的服務資源。對于不同的用戶,要展現不同的信息服務內容,針對教師,可以提供在線學習者的學習情況,包括學習者課前摸底情況,課中練習情況,課后考核成績,職能記錄學習者學習過硬知識點和學習薄弱知識點,加以梳理分類整理呈現;針對學習者,可以提供學習、答疑、測評、互動交流等多個模塊;對于企業員工,可以展現旅游案例分析、新的旅游時事要聞、旅游知識歸納整理等,如圖二。在線教育交互平臺展現給用戶的是經過整合的數據資源,數據處理由數據資源處理層完成。平臺可以通過資源關聯,實在不同系統之間的資源調用,同時也有效減輕了數據庫負擔,減少了數據冗余。
1.2數據資源處理層在線教育交互平臺需要處理的數據形式有很多,包括但不限于文字、圖片、視頻、地理空間數據等,這就需要借助云存儲將數據長久儲存于數據中心并實時更新、優化、整合、分析。要注意合理利用負載平衡優勢,增強平臺吞吐量和數據處理能力,盡可能多臺設備共同分擔用戶訪問,提高平臺響應效率。在離線數據處理方面,可以利用大數據技術,及時清除不需要的數據,聚類、分類等算法模式分析處理數據,成立樣本數據資源為數據流挖掘分析作準備。云計算進行數據流挖掘處理可以減少內存占用并提高處理速度。數據整合的過程就是分析用戶需求相似度并加以整合的過程,對于同類信息需求加以歸類,進而可以實現個性化的定制服務,精準地對用戶的需要做出反饋和調整。
1.3基礎設施硬件層對于在線教育交互平臺普遍存在的硬件孤島問題,我們可以嘗試用云計算的方式加以解決,在訪問流量較高的時段,平臺要實現動態分配,以此獲取更多硬件資源的支持;在平臺訪問減少后,要自動回收多余資源或者調度給其他應用系統服務,這樣就可以保護硬件資源延長其使用壽命。此外,要做好資料備份系統,當個別設備故障時,嘗試從其他硬件設備調取備份系統資料,避開故障設備,提高整體系統的可靠性。云計算基礎在存數、計算、自動備份方面都有很大的優勢,合理利用,可以降低硬件的維護成本,降低管理難度,提高整個系統的運營可靠性。
2合理利用在線學習平臺,開展旅游管理專業網絡化教學
上文分析了“慕課”時代背景及當前背景下如何搭建高效的在線教育交互平臺,下面我們將重點探討下如何把握“慕課”的特點和規律,充分發揮在線教育交互平臺在現代化旅游管理專業教學中的作用,使之為培養社會需求的綜合性人才服務。
2.1在硬件環境建設和網絡平臺開發應用方面加大資金投入硬件環境和網絡技術是開展“慕課”這一新興的教學模式的關鍵,學生要確保在這兩個方面的資金投入,以推進學習環境和學習資源的積極開發。硬件環境打造方面,校方必須積極引入先進的計算機設備、音響設備,注意機器及時的更新換代;在軟件開發方面,校方有必要組件專門的課題研究組進行研究,結合本校特點,積極開發符合本校特色的軟件系統。軟件開發要注意結合旅游專業實訓項目,培養鍛煉學生的自主學習和實踐能力。知識攝取僅僅依靠書本知識遠遠不夠,需要為學生提供大量實踐操作的機會,網絡平臺軟件開發可以很好地實現這一目的。如建立飯店計算機網絡模擬系統,通過模擬教學可以使學生熟悉飯店計算機管理的情況。了解計算機網絡系統從前廳訂房、登記查詢、客房管理與結算、購物中心結算、商務中心結算、娛樂中心結算和餐廳結算等,還可以模擬工程部計算機自動控制系統,包括供電控制系統、空調控制系統、熱力控制系統、火警檢測和自動報警系統、照明控制系統等等。
2.2虛擬現實技術直觀呈現教學情境首先,高校要加大在“慕課”教學模式方面的研究投入和建設投入,加大旅游課程、旅游課件和旅游軟件的開發力度,通過現代教育技術以圖文并茂、聲像俱佳、動靜皆宜、遠近綜合的表現形式為學生呈現直觀性強、極具真實感的教學內容,培育嶄新的旅游教學審美氛圍。第二,加強課堂互動,培養學生主動學習能力,引導他們自發、積極、主動地參與教學活動。高校旅游管理專業涉及大量的教學信息和多環節的技能培訓,高校要不斷嘗試利用虛擬現實技術將各地旅游景點直觀呈現,利用“慕課”教學模式豐富的圖文并茂的教學材料,模擬現實情境,豐富學生的情感體驗,促進學生理解教學知識點掌握技能,促進學生把知識轉化為能力。值得注意的是,“慕課”教學模式雖然有諸多優勢,但是并不能完全取代傳統旅游教學,我們要注意將傳統教學的解析式教學法與“慕課”教學模式的生動性緊密相結合,充分引導學生認識到旅游管理專業的多元性、靈活性。
2.3立足“慕課”教學資源,有效延伸網絡教學的空間“慕課”教學最大的特點在于其可以提供公平的教學機會,因此,其不僅針對高校教學,也為高校與旅游企業之間的“產、學、研”合作創造了條件,有利于促進高校與企業之間的信息共享、人才交流和協同創新。依托于“慕課”教學的平臺,高校要積極探索校企合作模式,一方面可以為在職員工培訓提供良好的教學平臺,另一方面,與企業的合作有助于學生實習基地的建設,還有助于將現代化旅游業出現的新情況新問題及時介紹給學生,從而開拓學生眼界。第二,旅游企業在實際工作中,會自然而然地遇到許多書本之外的真實案例,校企合作后,可以將這些真實的案例引入到我們的在線學習平臺,促進課堂教學與實踐教學的緊密結合,也有利于員工們、學生們溝通交流討論和提高,有利于構建面向旅游市場需求的人才培養模式。第三,高校要借助“自媒體”技術拓展旅游教學的陣地,通過即時通訊手段以及建立個人教學網站、教學微博、班級空間等,將旅游教學的講義、重點、參考文獻等教學資源及時在網絡上共享,以提高學生學習的效率和質量。
2.4培養和提高教師隊伍的信息技術與網絡技術水平旅游管理專業的網絡化教學依托于優秀的教師隊伍,將信息技術和網絡技術應用于旅游管理教學中,并不意味著教師可以就此置身事外,雖然引入了網絡化學習后,教師在課堂上的重復講解減少了,但是對教師隊伍的整體要求卻提高了。傳統網絡教學有這樣的一個誤區,認為網絡自主學習過程中,教師只需要準備好多媒體課件和教學內容,由學生自由選擇學習時間學習地點利用網絡學習系統自主學習即可,教師似乎只需要簡單督促、講解或者考核學生自主學習的成果;其實不然。利用網絡系統自主學習,并不是提倡放任式的自主學習,作為教師,首先要掌握先進的信息技術,教師要對我們的網絡自主學習系統充分了解,通過系統給出的報告數據等能分析出不同學生的學習狀況,并針對學生的自主學習情況進行教學干預,針對學生普遍存在的薄弱學習環節加以統一引導,組織開展小組探究,創新教學方法,鼓勵學生主動探索主動求知。
2.5注意創造性地設計教學程序信息技術和網絡技術確實對我們的教學活動有很大的促進作用,但是學生不是學習的機器,他們是一個個有個性有思想有主觀能動性的學習主體,我們不能讓學生過于依賴計算機教學程序,更不能讓學生淪為計算機的奴隸,學生在使用信息技術和網絡技術的同時,必須有自我創造。信息技術和網絡技術僅僅是學生學習的工具,我們要教會學生不要盲從于信息技術的教學權威,要明白許多問題的答案都不是唯一,鼓勵學生展開自己的想象力創造力去解決問題。當然,要想培養學生在網絡化和信息化教學中的創新能力,很大程度上依靠于我們設計和實施教學程序,我們必須合理利用信息技術在教學中的各種優勢,必須注重開發學生的思維、培養學生創新意識、提高學生的綜合素質,為學生提供足夠開放的發展空間,成為學習的主人,熟練駕馭信息技術。
心理學家布魯諾曾經說過:“學習最好的刺激,乃是對所學材料的興趣。”只有充分激發學生的學習興趣,學生才能主動、愉快地學習,才能在課堂教學中發揮主體作用和主動精神。因此,在日常課堂教學中,創設恰當的教學情境是激發學生學習興趣的重要途徑之一。網絡教學以獨特的優勢在這方面發揮了極其重要的作用,它打破了傳統教學中“教師講 學生記”的固定模式,具有超時空限定的特點,學生可在學校、家庭或社會任何場所獲取有關信息并進行在線協作學習的功能,具有信息的收集和處理功能,具有實時傳輸視頻、音頻、文本等多媒體信息功能,能實現網上多媒體信息傳遞和信息資源共享功能,具有信息雙向流通、星型散射、點對點、異步、同步傳輸功能,有利于師生的分層導學、交流合作、協作學習,優化學習資源,提供圖文聲像并茂的多種感官綜合刺激,激發學生參與教學活動的興趣,引導學生向預定教學目標前進,為教師組織多種教學形式提供了方便。
二、創新教學結構,激勵自主學習
我們知道教學結構是指在一定的教育思想、教學理論和學習理論指導下的一定環境中展開的教學活動過程的穩定的結構形式。信息技術進入語文課教學,我們充分發揮多媒體認知功能作用、自主探究、交流協作、創新工具等功能,創新教學結構,運用“主導―主體”理念,再結合傳統的教學方法,演譯出靈活多樣的方式,如:講―演示―討論―試作―交流;觀察思考―范例激趣―自主探究―創新實踐;設疑―練習―演示―總結―創新;加上按興趣重組學習小組,多向反饋,培養合作精神,人機對話,學生自主選擇,自主發揮創造性等有效地培養學生自己學習意識,習慣和能力。
三、擴大知識領域,激發創造思維
著名電教專家南國農指出:“素質教育的基本特征,就是使學生得到全面發展,全體發展和個性發展,其重點是培養學生的創新精神和實踐能力,最終目標是培養創造新人才。”語文課的特質,工具性與人文性的統一,語文課的目標指向也是現代交際和人文素養。因此它能及時吸納現代科技,特別是以多媒體計算機與網絡環境,不僅僅是一種教學手段,而是以學生自主學習工具進入語文課程,它提供圖文聲像并茂的多種感官綜合刺激和網絡的連接(這有利于情境創設和大量知識獲取與保持)提供界面友好、形象直觀的交互式學習環境(有利激發學生興趣,進行協商會話),能按照文本,超鏈接方式組織管理學科知識和各種信息(有利激發學生興趣,進行協商會話),(有利于學生主動發現,主動探索,發展創新思維),大大增加了課堂的信息量,實現了課內外的溝通,大大擴大學生的知識領域,激活創新思維火花。
四、創造學習情境,提高學習質量
瑞士著名心理學家皮亞杰在他的《發生認識論》中指出,人類對于知識地掌握總是從感性過渡到知性。而網絡教學借助虛擬的網絡,就恰恰可化抽象為具體,變理性為感性,使語文課教學發生了質的飛躍,它豐富的形象、艷麗的色彩、呈現客觀事物的時間順序、結構和運動形式、自然風光、事件場面等主動展現出來,還能對運動的聲音、制作流程加以記錄和重放,同時這些信息提取與篩選超文本方式,使老師演示、講授融為一體,重難點迎刃而解。