数字签名技术在电子商务中的应用(精选10篇)
摘要:在电子信息类的专业当中,数字电子技术的上实验教学是非常重要的。随着社会的发展和电子信息技术的逐渐进步,传统的实验教学方法已经不再适用了,我们需要引进更加新进的技术来对其进行改革。EDA技术的引进可以说是数字电子技术实验的一个进步,也可以说是教学改革的一个趋势。本文将对EDA技术在数字电子技术实验中的应用进行简单的分析和研究,并对EDA技术进行一些介绍,从而说明该技术的重要性。
关键词:EDA技术;数字电子技术教学;实验应用
数字电子技术在近些年得到了快速的发展,而该技术已经应用在了我们的日常生活中。在电子信息的学习过程中,数字电子技术实验是不可或缺的一部分,它的理论性和实践性都非常强,因此进行该试验要具备足够的专业知识以及一定的动手操作能力。随着计算机和电子技术的迅速发展,我们对于该方面的教学理念和模式也需要与时俱进,较为落后和过于传统的教学模式会严重影响到我们对于相关人才的培养,所以我们需要将EDA技术应用到数字电子实验当中。
一、EDA技术的概述
EDA又称为电子设计自动化。该技术的发展时间虽然只有短短的三十几年,但是它涉及的范围是非常广泛的。EDA技术是将具有较大规模的能够编程的控制器作为载体,将硬件的语言描述作为一种表达,运用计算机、相关的软件和编程器来进行电子和硬件系统设计的技术。它所拥有的功能是十分强大的,能够进行逻辑的布线规划、设计、简化、分割、优化、分析等工作。EDA技术是伴随着计算和电子信息等技术的发展而产生的,在后两者迅速发展而变得愈发复杂时,EAD技术的使用在极大程度上为电子电路设计提供了帮助,它在设计的每一个阶段都发挥着十分重要的作用,可以说该技术在电子信息技术的发展上起到了很大的推动作用。
二、基于EDA技术的数字电子技术实验构架
现阶段,我国很多相关的公司已经成功的建立起虚拟实验台,并且可以使用它做完整的数字电子技术实验。EDA技术的应用将数字电子技术的实验内容变得更加丰富,这样就可以做一些难度较高或者是实际操作难度大的电子实验。
(1)虚拟的数字电子技术实验构架。在搭建数字电子技术实验平台的过程当中,会使用到多种EDA的开发工具。而建立实验平台由主要分成了两个部分:第一部分就是在实验中加入了仿真模块,此功能是将EDA技术作为基础来提供学习的一个平台;第二部分是指实验在虚拟环境中进行,这样可以有效对信息进行功能以及管理上的评估。这两个部分之间存在着一定的联系,数据信息要做到互通和交换,这样才能建立起一个完整的EDA数字电子技术实验平台。
(2)各模块框架。仿真功能是该实验平台的一个非常重要的功能,而它又被分成了四个部分,分别是收集项目的信息数据、基础教育、进行虚拟实验、结果的分析。在进行实验的过程中需要在虚拟实验台中了解一些具体的要求,然后做好充足的准备并选择所能应用到的EDA开发工具,从而将获取的实验任务完成。在结束后要将实验数据、图表、仿真曲线、程序代码进行汇总,上传到服务器,以便日后查阅。
在进行基础学习时要把握好四个要素:①熟悉掌握软件编程语言;②了解并熟练使用EDA工具;③认真了解并熟记实验仪器的操作方法;④具有足够的专业知识。在实验中我们经常会使用到的EDA工具包括QuartusⅡ、Protel和Matlab等。而软件编程语言工具会经常使用汇编语言和VHDL语言。实验器具以常用数字芯片为主。除此之外,在网上可以通过相应的渠道可以找到实验案例并将其下载出来,案例中会对实验的设计思路和技术要点等方面进行详细的说明,会更有利于学习者的学习。
同样,信息功能和管理评估模块也是由四个部分所组成的:①提供实验信息;②审批阶段;③对实验进度进行实时掌控;④对信息数据的管理。负责该模块的管理者需要把实验内容在平台进行公布,让实验者了解实验内容。在实验完成后还要把一些相关数据和结果存储到数据库中。
三、在数字电子技术实验中引入EDA技术的优势
(1)提高实验可靠性。EDA技术在实验中的应用可以达到一个扬长避短的效果,对于实验的效率和结果的准确度上有很大程度上的提高,而且可以直观的显示出某些电路设计中存在的问题和错误。在实际中,因为每一个门电路中会存在延时现象,由此就会产生冒险竞争,这就会导致正常信号进入到不正常的尖峰脉冲当中,但是由于采样精度较低的缘故,该现象是很难被观察到的。而EDA技术的应用就可以将该现象显示出,然后再确定出解决问题的办法。
(2)加强实验者的动手操作能力。数字电子技术实验平台所需要的开发周期是比较短的,并且具有调试简单和容易更改电路的特点,这些都可以让实验人员很容易的了解设计要领。这样既可以调动人们的实验兴趣,还可以更容易的将理论知识运用到实践当中。
(3)实验开放性较好。EDA的仿真技术可以摆脱器材上的限制,很多工作都可以在计算机上进行,而实验的设计工作同样可以不在实验室中进行,在完成之后将其进行保存即可。而测试芯片具有实际的运行特性,可以将实验的灵活度进行提高。
(4)提高实验效率。数字电子技术实验的过程是十分复杂的,需要设计和产生的数据量是很大的,如果在中途出现错误就可能导致实验失败或者是将过程变得更加繁琐。EDA技术的应用将实验的操作过程进行了简化,更容易进行调整,在相同的时间内还可以进行多个实验方案从而进行比较,实验的效率也得到了很大的提高。
(5)弥补客观条件的短缺。进行数字电子技术实验需要一套完整的相关设备,但是这些设备装置的价格是十分昂贵的,由于经费不足的问题会导致实验无法进行。EDA的仿真技术可以让实验在计算机中进行,从而避免因客观条件限制而无法进行试验的情况,并且进行仿真实验还可以不用担心损坏仪器所产生的损失。
EDA技术的加入对于数字电子技术实验来说是非常重要的,它既降低了实验进行的难度,又提高了知识理论在实践中的应用,也可以说它为数字电子技术的发展起到了推动的作用。本文对EDA技术在数字电子技术实验中的应用进行简单的分析和研究,并介绍了该技术所拥有的一些优势,希望它能在数字电子技术实验中得到推广。
参考文献:
安全性是移动商务能否取得成功的关键,移动商务中的安全问题包括如下几个问题:交易的可靠性、数据传输的机密性、交易的不可否认性和数据的完整性。由于移动网络设备具有的局限性:包括较小功率的CPU、较小的内存和显示屏、功能较弱的输入设备及电源的限制;以及无线网络具有受限的通讯环境:包括较低的带宽、较长的延时、较不稳定的连接和较大的不可预测性,这些因素都给解决上述问题带来了许多麻烦。另外,由于移动网络最终要接入有线因特网内,因此在连接缝隙处及连接两端的协议之间存在特殊的安全问题:如PDA与计算机的连接处、WAP缝隙处及WTLS与TLS连接处是移动网络更易受到攻击的地方
本文的手机银行数字签名系统和基于SMS服务的手机签名系统的设计即为解决以上问题,通过对以不同方式传输的数据进行数字签名操作,以保证数据的机密性、完整性以及不可否认性,目的是为了保证了移动商务的安全性,实现移动商务蓬勃发展。
1. 系统采用的主要技术
(1)Java是由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的Java程序设计语言和Java平台的总称,Java应用具有无比的健壮性和可靠性。
(2)JBoss是一个开源的符合J2EE规范的应用服务器,作为J2EE规范的补充,Jboss中引入了AOP框架,为普通Java类提供了J2EE服务,而无须遵循EJB规范。
(3)数字签名就是附加在数据单元上的一些数据,或是对数据单元所作的密码变换。这种数据或变换允许数据单元的接收者用以确认数据单元的来源和数据单元的完整性并保护数据,防止被人(例如接收者)进行伪造。它是对电子形式的消息进行签名的一种方法,一个签名消息能在一个通信网络中传输。基于公钥密码体制和私钥密码体制都可以获得数字签名,目前主要是基于公钥密码体制的数字签名。
2. 系统需求分析
手机银行数字签名系统主要实现基本的手机银行功能,包括用户的登录、信用卡的验证、账单的查询以及账单的缴费。在此基础之上,对传输的重要信息进行数字签名操作。基于SMS服务的手机签名系统主要可以实现简单的手机短信数字签名以及验证功能。本系统通过使用数字签名的方式,以保证在移动商务活动过程中,信息的安全、完整,对移动商务的安全、稳定、快速、发展起到非常重要的作用。发送方和接收方的数字签名流程图如图1和图2所示。
3. 系统总体设计
3.1 手机银行数字签名系统
手机银行数字签名系统的系统总体结构如图3所示。本系统主要可以实现简单的手机银行数字签名功能,主要有以下几点:
(1)用户的登录:用户向服务端发送用户名和密码,服务端处理用户的登录请求,完成登录操作;
(2)信用卡信息的验证:用户发送信用卡信息并在服务端进行验证,目的是为了接下来的账单缴费功能;
(3)账单的查询:服务器处理用户发送的查询请求,在数据库中获得用户需要的数据返还给用户;
(4)账单缴费:用户根据需要输入需要缴费的账单编号发送给服务端,服务端对数据库中的数据进行更新完成缴费操作;
(5)数字签名以及验证:保证传输数据的安全性以及完整性;
(6)信息传输:此功能是用于客户端与服务端之间数据能够顺利传输。
3.2基于SMS服务的手机签名系统
基于SMS服务的手机签名系统的总体结构如图4所示。本系统主要可以实现简单的手机短信数字签名以及验证功能,主要有以下几点:
(1)短信发送及接收:信息发送端发送短信和信息接收端接收短信的操作能够顺利进行;
(2)生成信息文本摘要:对信息文本进行摘要生成操作,此摘要用于进行信息完整性校验;
(3)数字签名以及验证:用RSA算法对DES算法的密钥加密,以保证信息的安全;
(4)数据加密及解密:用DES算法对要传输的明文和摘要、摘要类型进行加密操作。
4. 系统的详细设计
4.1 程序设计
通过上面定义的数据项和数据结构,设计出以下满足用户需求的各种实体,以及它们的关系,通过相互之间的作用形成数据的流动。这里以手机银行数字签名系统的登录模块为例:
4.1.1 处理过程设计
4.1.2 系统界面设计
系统界面设计如图6、图7所示。
4.2 数字签名过程设计
系统采用了数字签名技术以保护传输的重要信息的机密性、完整性以及不可否认性。数字签名模块是强制性的,即用户一旦传输重要信息就必须对信息作数字签名操作,不能省略跳过。签名过程如下:
用户首先选择对信息生成文本摘要的类型(系统提供了MD2、MD4、MD5、SHA1、SHA256、SHA384、SHA512等七种摘要类型,足以保证数据的完整性),然后系统会要求用户输入8位DES密钥种子以便生成DES的密钥,用DES对称加密算法对信息、信息的文本摘要和摘要类型进行加密。
同时系统用约定好的RSA非对称加密算法的私钥对DES的密钥进行加密,并将DES加密后的密文和RSA加密后的密文发送给接收方。服务端用约定好的RSA公钥对RSA密文进行解密,以获取DES算法的密钥。然后用DES算法的密钥对DES密文进行解密,会得到信息、信息的文本摘要和摘要类型。然后用获得的摘要类型对信息生成相应类型的文本摘要。
最后对比DES密文解密获得的信息的文本摘要与对信息再次生成的文本摘要是否相同。若相同,则说明在信息的传输过程中,信息没有遭到第三方的破坏、篡改;若不同,则说明在信息的传输过程中,信息遭到了第三方的破坏、篡改,已经不完整了。
5. 总结
本文工作主要针对移动商务中的安全问题,重点研究其中的数字签名问题。详细描述了手机银行数字签名系统和基于SMS服务的手机数字签名系统的设计、分析、功能的实现流程等。系统是基于Java语言编写的面向对象程序设计,其手机部分开发采用了Java语言分支J2ME,使其能够运行在任意一部支持Java拓展的手机上。服务器采用了JBoss 4.0,后台数据库使用了Hypersonic,将服务端的SERVLET发布在JBOSS服务器中,以便客户端与其进行连接。由于JBoss的特性,使得服务器可以运行在各类平台上,满足不同的需求。本系统弥补了移动商务重要信息传递手段安全性欠缺的不足,通过使用数字签名的方式,以保证在移动商务活动过程中,信息的安全、完整,对移动商务的安全、稳定、快速、发展起到非常重要的作用。
关键词:EDA技术;数字电子技术实验;具体应用;ASIC集成电路
引言
EDA技术是先进的计算机应用技术之一,由于其广泛的应用而得到快速发展。根据其广泛的发展前景,从EDA的设计流程入手,分析了EDA技术在数字电子技术实验中的优势作用,如大大提高精确度、简化实验过程、降低理解难度、促进教学改革、提高学生的自主学习能力等[1]。因此,其应用也涉及到生活的方方面面,在教育教学、科学研究、产品设计与制造等领域都有重大突破。
一、EDA技术简介
1.1 EDA技术概述
EDA全称为电子设计自动化,是Electronic Design Automation的缩写。EDA是逐渐从计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助测试以及计算机辅助工程发展而来的以计算机为工作平台,融入了其它计算机技术、应用电子技术、智能化技术以及信息处理等理念,从而进行电子产品的自动化设计的一种最新技术。
1.2 EDA技术流程
在EDA软件平台的基础上,通过采用硬件描述语言,如VHDL、Verilog HDL语言编写程序,经过计算机完成编译、化简、分割、综合、优化、布局布线以及仿真等过程,最后选择合适的芯片进行相应的适配编译、逻辑映射、程序下载等工作。
1.3 EDA技术的发展前景
在EDA技术的基础上,可以发展电子技术、机械工程、航空航天技术、化学化工、生物科技、军事技术、医学技术等各种具有较好发展前景的应用技术,几乎运用于所有的学科当中,所以EDA技术在现实生活中得到了广泛的运用,尤其是在数字电子技术实验中的广泛运用。除此之外,EDA技术在科学研究、教育教学、产品设计以及制造方面中也有广泛涉猎[2]。
二、采用EDA技术发展数字电子技术实验的优越性
2.1 实验过程的精确性
由于EDA技术是通过在EDA软件上编写严谨的程序代码来进行整个设计的实现,高度精确的编译程序、综合优化、布局布线、模拟仿真以及特定的目标芯片,经过逻辑上的地址映射,最终下载到实验板进行清晰的输出显示,所以整个流程基本属于自动化设计。高精度的数字信息反应了高精度的实验结果,在很大程度上不仅提高了电路设计的准确性和精确性,还提高了实验效率,同时使得实验结果更加形象、深刻、具体,大大减轻了设计者的反复核查工作和劳动强度。
2.2 对传统教学实验的促进作用
数字电子技术是要在各高规格芯片仪器的基础上才能完成,所以对实验成本的投入相对较大。目前我国还有很多农村、贫困山区等经济条件相对落后的地区,没有能力买到数字电子技术实验中所需要的各机械仪器,因此严重阻碍了教育事业中科技的发展。然而,随后引进的EDA技术却减轻了这一负担,通过EDA技术,可以达到很多以前传统实验能够达到的实验要求和目的,同时EDA技术的引入简化了整个实验过程的理解难度。同时,EDA技术的引用使得整个实验过程不再受时间和空间的限制,更具有开放性和灵活性,这大大提高了学生的动手能力、学习能力和实践能力,因此,对传统教学实验起着非常重要的促进作用[3]。
2.3 有利于数字电子技术的不断发展与创新
数字电子技术是对各种逻辑门电路、信号处理、集成器件的功能以及其应用进行研究的一种功能强大的技术。在信号处理中,将模拟信号转换为数字信号进行输出的技术得到了广泛使用,其操作都是在EDA软件的基础上开展起来的,现目前在越来越多的领域进行探索与创新,所以,EDA技术的应用使得数字电子技术得到不断的发展与创新。
三、EDA技术在数字电子技术实验中的具体应用
3.1 教学方面的广泛应用
现阶段,各高校基本开设了有关EDA技术和数字电子技术此类相关的课程,目的是让此专业的学生了解相关专业基础知识,并进行深入学习,直至将EDA技术熟练地运用于数字电子技术实验中。如各种门电路的设计、编码器、译码器、信号控制器、加法器、比较器、寄存器等各器件的设计等等内容,针对这些相关课题进行深入研究,甚至开拓创新出新的专业技术。既促进了专业技能的学习,又促进学习能力的培养。
3.2 科学研究方面的应用
在科研方面的应用也较为广泛,如模拟与仿真、虚拟实验、信号与系统、PPL理论、自动控制等。利用电路仿真工具对电路进行设计与仿真;利用虚拟实验有效开展数字电子技术实验;利用信号与系统、自动控制、PPL理论结合多种数学工具完成建模设计与研究等。近几年具有较大发展领域的ASIC集成电路是以EDA技术为基础的科研项目,在研究领域也得到了进一步探索。除此之外,还有众多科研方面的研究,对整个科研项目做出了较大的贡献与促进作用。
3.3 产品设计与制造方面的应用
市场上经销的EDA产品设计主要有单片机、芯片群、微处理机、数字信号处理器、信号控制灯、时钟控制信号等,以及彩电、音响、电子玩具等等产品。其制造领域不仅只涉及计算机领域,在产品调试、PCB制作、医学设备、军事领域、航空航天、机械设备等方面都有应用。随着科技的不断发展,各学科之间的交叉领域不断增加,因与EDA技术有关的设计产品及制造行业几乎涉及各个学科领域,其应用广泛。
综上所述,EDA技术是基于计算机平台的应用技术,根据此属性优势,可加强对周边技术领域的综合性应用,从而让EDA技术有更加广阔和更深入的发展前景。
四、结语
EDA逐渐发展成为一种以计算机为工作平台,融入其它技术进行自动化设计的最新技术,自然有着其不可替代的优越性。研究发现,将EDA技术融入数字电子技术实验中能大幅度提高实验过程的精准性与高效性,简化实验繁琐步骤,有利于学生创新学习。同时,改进传统教学实验方法、促进数字电子技术的发展与创新。这就决定了其广泛的应用前景,如创新式地基础教学、高科技的科研成果、高质的服务产品等。因此,EDA技术在数字电子技术实验中的运用至关重要。
参考文献:
[1]许佩博.研究EDA技术在数字电子技术实验中的应用效果[J].电子技术与软件工程,2015,5(9):120-121.
[2]韦凡捷.EDA技术在数字电子技术实验中的实践[J].数字技术与应用,2015,8(9):219-220.
摘要 随着网络技术的发展,引发各种竞争,网络安全问题也被提上议事日程。在加密技术应用中,数字签名和数字证书技术都是信息保密的重要技术方法,如果把数字签名和数字证书结合起来,综合应用,则更能有效提高网络信息安全程度,而且过程简洁,两种技术无缝接轨,能有效保证网络信息传递的安全,值得在实践中进一步发展创新。
关键词 数字签名;数字证书;网络;加密
中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)31-0200-02
0 引言
随着计算机技术的快速发展,信息网络技术广泛推普应用,与之相应的网络安全问题也被提上议事日程。因为信息与网络涉及到国家的各个方面,包括政治的、经济的、军事的、文化的等诸多领域,在计算机网络中存储、传输和处理的信息,包括政府部门的宏观调控决策、国家安全信息、商业经济信息、银行资金转账、股票证券、能源资源数据和高科技科研数据等息,其中有很多是敏感信息和国家机密,所以承载和集散这些数据信息的载体,如网络、计算机等,难免会成为各种攻击和破坏的对象。万维网络因之不断地遭遇黑客的攻击、破坏捣乱,许多国家机密及重要情报资料被窃取和破坏,甚至造成局部网络系统的瘫痪等,这些破坏行为已经给各个国家、众多使用计算机网络的部门和个人造成程度不同的损失。特别是,当许多安全保密应对措施出现的时候,网络攻击又更猖獗,近乎达到无孔不入的地步。因此,提高安全意识,加强网络技术的安保措施,实施网络技术加密,保障网络使用安全,已经成为网络技术应用和发展的重要内容。
目前,最常用的网络安全防护技术主要有:加密技术、身份验证技术、网络防病毒技术和防火墙技术等。这些技术各有千秋,都能对网络信息安全保障,立下汗马功劳,但又各有不足。尤其是,以往的安全防范措施多是各自为政,互不关联,其防范效果也就有限了。我们设想,如果把几种加密技术和措施结合起来使用,可能有效提高加密层级,比如,把加密技术和身份验证技术结合应用,其安全效果当大幅度提高,保障性更强。其初步的界定是:加密技术和身份验证技术相结合,是指对在网络中所发送的明文消息,用加密密钥加密成密文进行传送,同时给以数字签名和数字证书保障,接收方用解密密钥进行解密,核对证书,确认身份,再现明文消息,从而保证传输过程中密文信息即使被泄露,在无密钥的情况下仍是安全保密的。通过数字签名和数字证书技术的结合应用,以很小的投入和代价,提供可靠的安全保护,目的是保护有关数据、文件、口令和控制信息,保护网上集散的信息数据,能有效地保证网络技术应用和信息资料的安全。数字签名
1.1 数字签名的界定
所谓数字签名(Digital Signature),是公开密钥加密技术的一种应用,是指用发送方的私有密钥加密报文摘要,然后将其与原始的信息附加在一起,合称为数字签名。
1.2 数字签名的使用方法
数字签名的具体使用方法是:报文的发送方从报文文本中生成一个128位或160位的单向散列值(或报文摘要),并用自己的私有的密钥对这个散列值进行加密,形成发送方的数字签名;然后将这个数字签名作文的附件和报文一起发送给报文的接收方;报文的接收方首先从接收到的原始报文中计算出128位的散列值(或报文摘要),接着再用发送方的公开密钥对报文附加的数字签名进行解密;如果这两个散列值相同,那么接收方就能确认数字签名是发送方的。通过数字签名能够实现对原始报文的鉴别和验证,保证报文的完整性、权威性和发送者对报文的不可抵赖性。数字签名机制提供了一种鉴别方法,普遍用于银行、电子商务等,以解决伪造、抵赖、冒充、篡改等问题。
1.3 数字签名的技术实现
在技术实现上,数字签名的步骤一般有如下几步:
1)发送方用一个Hash函数对消息进行处理,产生消息摘要(Message Digest);
2)发送方将自己的私人密钥和消息摘要进行DSA算法(Digital Signature Algorithm)计算,产生数字签名;
3)将数字签名和消息一起发送出去;
4)接收方用同样的Hash函数对消息进行计算,产生消息摘要;
5)接收方用DSA算法消息摘要和发送方的公开密钥进行计算,产生数字签名S1。同时从接收到的消息中可以得到附加的数字签名S2。对比数字签名S1和S2,若S1与S2相等,则该数字签名得到验证,否则数字签名验证失败,消息发出后可能曾被修改或者是伪造的。整个过程如图1。
图1数字签名及其验证过程
数字签名因其使用方便,技术层级高,在网络信息传递的保密过程中,最常应用。数字证书
2.1 数字证书的概念
顾名思义,数字证书是一个文件。数字证书(Digital Certification,Digital ID)是网络上用以证实一个用户的身份和证实其对网络资源的访问权限。它是一个加密并用口令保护的文件,一般的数字证书总是把一个密钥同一个用户的一个或多个属性进行绑定。数字证书包含有证书拥有者的个人主要信息,可以编码的信息、证书验证机构CA(Certification Authority)和证实的有效期等。其中,个人信息包括证书持有者的姓名、证件编号和电子邮件地址等等,编码的信息指文件中包含一个公开密钥以用来验证消息发送者事先用匹配的私有密钥签过的数字签名。数字证书的内部格式由CC ITTX.509国际标准所规定。
2.2 数字证书的传输
一般是每一个公钥做一张数字证书,私钥用最安全的方式交给用户或自己生产密钥对,数字证书的内容包括用户的公钥、姓名、发证机构的数字签名及用户的其他信息,对方可以借此来验证身份的真假。当然,证书必须预防密钥丢失,可采用恢复密钥和密钥托管等方式处理丢失问题。证书的有效期超过后,必须重新签发,如果私钥丢失或被非法使用,则应废止证书。数字签名与数字证书的综合使用
把数字签名和数字证书技术两者综合起来,一起用于信息传递过程的保密工作,可以有效地提高加密层级,保障网络信息安全。这主要是因为其保密过程增加了几道防范措施。数字签名和数字证书综合应用于网络信息加密,其过程依附在信息传递过程中的。
3.1 数字签名和数字证书的综合应用流程
1)发送者A将一个签名的证书请求(包含她的名字、公钥、可能还有其他一些信息)发送到CA。
2)CA使用发送者A 的请求创建一个消息。CA使用其私钥对消息进行签名,以便创建一个单独的签名。CA将消息和签名返回给发送者A。消息和签名共同构成了发送者A的证书。
3)发送者A将证书发送给发送者B,以便授权他访问发送者A的公钥。
4)发送者B使用CA的公钥对证书签名进行验证。如果证书签名是有效的,就承认证书中的公钥是发送者A的公钥。
图2数字认证过程
与数字签名的情况一样,任何有权访问CA公钥的接收者都可以确定证书是否由特定CA 签名的。这个过程不要求访问任何机密信息。上面这个方案假定发送者B有权访问CA的公钥。如果发送者B拥有发含该公钥的CA证书副本,则他有权访问该密钥。具体的认证过程如图2。
从这过程看来,数字签名和数字证书两种技术,其应用过程并不矛盾,不会产生排斥,倒是能互相照应,无缝接轨,过程也很简洁,使用方便。
3.2 数字签名和数字证书的综合应用举例
把数字加密和数字证书结合起来,可以加大网络信息保密的力度。假如甲方要给乙方供应商发送一份业务合同,其步骤可以是:
第一步,在文字处理软件中填写合同内容细节,在文档地步,插入电子签名,表示甲方已经确认合同;
第二步,用数字签名来生成一个唯一的数字,这就使得合同有了甲方的电子签名和数字签名,附在文件中,以保证合同条款年内容不被修改;
第三步,用私有数字证书对这合同文件进行签名。然后,用电子邮箱把合同文件发给乙方供应商。
乙方供应商收到合同文件之后,现获得甲方的公钥数字证书,确保电子邮件的确来自甲方。乙方运行数字签名持续来验证合同文件在甲方发出之后没有被修改。最后乙方打开文件,在文件底部的电子签名处,看到甲方同意合同条款的签名。这样,几个环节和程序都获得证实,合同文件确实来自甲方,并未被泄密或被修改。然后,乙方即可处理甲方来件,即处理合同订单。这就是经过数字证书和数字签名等保密技术保护的网络信息传递过程。作为比较可靠的数字加密技术,数字签名和数字证书的结合,可以应用于电子邮件、电子支付、电子基金转移等各种用途,以保障其信息安全。结论
随着计算机网络技术的迅猛发展,网络安全问题日益成为人们关注的焦点,加密技术与网络安全密切相关,网络加密的技术和理论也将不断完善和发展,在网络安全中的应用也将越来越广。作为具体的加密技术应用,数字签名和数字证书这两种技术,各有千秋,而把两者结合起来,综合应用,则更能有效保证网络信息传递的安全,值得在实践中进一步发展创新。
参考文献
周云波 刘小群
宝鸡文理学院物理与信息技术系
摘要:介绍了常用的EDA软件及开放性实验的实验教学方法,并通过实例阐述了EDA技术在开放性实验中的应用。关键词:EDA ;开放性实验;仿真
为了充分利用实验室资源,让学生能够自主选择实验的内容与时间,从而激发学生做实验的兴趣,提高学生思考问题、分析问题、解决问题的能力,近几年各高校都开设了开放实验。我们从2006年也开设了开放实验,开放实验由于学生可以自选题目,这对实验室的设备提出了很高的要求,但利用EDA设计实验电路,仿真实验结果,克服了实验设备不足的矛盾。“EDA”是Electronic Design Automation(电子设计自动化)的简写,是能够帮助人们设计电子电路或系统的软件工具。EDA是以计算机为工作平台、以硬件描述语言(VHDL)为设计语言、以可编程器件(CPLD/FPGA)为实验载体、以ASIC/SOC芯片为目标器件、进行必要的元件建模和系统仿真的电子产品自动化设计过程。目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件有:muhisim7、OW_AD、Protel、Viewlogio、Mentor、Synopsys、PCBW Id、Cadence、MicmSim等等,这些软件各具特色,大体分为芯片级设计工具、电路板级设计工具、可编程逻辑器件开发工具和电路仿真工具等几类。利用EDA工具,可以从概念,算法、协议开始设计电子系统,从电路设计,性能分析直到IC版图或PCB版图生成的全过程均可在计算机上自动完成。EDA代表了当今电子设计技术的最新发展方向,其基本特征是设计人员以计算机为工具,按照自顶向下的设计方法,对整个系统进行方案设计和功能划分,由硬件描述语言完成系统行为级设计,利用先进的开发工具自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局布线、仿真及特定目标芯片的适配编译和编程下载,这被称为数字逻辑电路的高层次设计方法。下面以一个七段数码管的驱动为例,说明EDA设计的实验方法。1.实验教学方法
本实验是作为本科生的选修课,对全校电信、电子电气、自动化专业同学开放。做为模拟电路、数字电路、通讯原理、EDA软件等理论课的后续课程,学生具备了一定的相关理论知识。实验目标的实现都要经过一番努力才能达到,因此在实验的安排上不能简单地限定实验时间和固定内容,必须采取全面开放式和自主式的实验教学方法。实验进程包括初始阶段和提高阶段。
(1)初始阶段 要求教师先讲解操作步骤,给出程序清单,使实验按着先简单后复杂的顺序进行。(2)提高阶段 要求同学完成较为复杂的应用和算法编程,并独立完成实验内容。对于能力强的同学可以根据自己的兴趣来完成自己的题目。研究生可以结合自己的课题,利用实验室的资源完成课程的内容,最后写出一份完整的总结报告。
(3开放实验时,采用仿真实验和仿真设计与硬件实验相结合的方法,EDA的元件库提供了比实验室种类齐全的仪器、仪表和几千种元器件可供使用,利用图形方式创建电路,软件界面直观、操作使用方便,且容量极其丰富的元器件库,还可根据器件的发展随时扩充,使用时可直接调用和修改元件及参数。学生可用EDA先在计算机上模拟设计所选题目的内容,由于仿真设计元件连线简单,参数修改方便,任何一种设计方案都可以尝试,在对硬件电路设计方案进行仿真过程中,验证设计方案正确性与否,从而得到更加合理可行的实现方案。同时根据仿真结果,可对设计方案进行修改和调整,分析各元件参数对整个数字电路的作用与影响,利用仿真电子仪器仪表,按照设计可完成常规的瞬态分析、稳态分析和时域分析等多种电路分析方法,辅助学生完成对电路原理到电路硬件设计的分析,可以直接观察各子系统的波形及整个电路的实验结果,如果有错误,系统软件会有相应的提示。这样经过反复比较、反复分析、反复修改的过程,最后再用硬件完成开放实验的设计。实验时利用EDA仿真设计改变了传统的基于电路板的设计方法,提高了设计效率,掌握了用计算机软件设计、应用的方法,提高了实验的安全性、自诊断性、直观性、综合性、重组性和信息化等特点。根据实验模块间纵向发展和横向联系,进行组合调整,建立网络化的实践教学平台,每个实验室配备计算机及网络、常用仪器设备、相关实验装置等,充分提高了实验室的资源利用,实现理论与实践的紧密结合。2.实验实例:
设计一个七段数码管的译码器并下载到ispLSI1016中,验证其功能是否正确。输入在A,B,C三个按钮开关的控 制下,经ispGDS14,到译码器使输出a1,b1,c1,d1,e1,f1,g1驱动七段数码管为相应的数字。VHDL源程序:library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;entity liu1is port(datain:in std_logic_vector(2 downto 0);
led:out std_logic_vector(6 downto 0));end;architecture liu1_ architecture of liu1 is begin process(datain)begin case datain is
when “000”=>led<=“0111111”;
when “001”=>led<=“0000110”;
when “010”=>led<=“1011011”;
when “011”=>led<=“1001111”;
when “100”=>led<=“1100110”;
when “101”=>led<=“1101101”;
when “110”=>led<=“1111101”;
when “111”=>led<=“0000111”;
when others=>led<=“1111111”;end case;end process;end arch;测试向量程序: module z1
c,x=.c.,.x.;datain_0_,datain_1_,datain_2_ PIN;led_0_,led_1_,led_2_,led_3_,led_4_,led_5_,led_6_ PIN;TEST_VECTORS([datain_0_,datain_1_,datain_2_]->[led_0_,led_1_,led_2_,led_3_,led_4_, led_5_,led_6_])[0,0,0]->[x,x,x,x,x,x,x];[0,0,1]->[x,x,x,x,x,x,x];[0,1,0]->[x,x,x,x,x,x,x];[0,1,1]->[x,x,x,x,x,x,x];[1,0,0]->[x,x,x,x,x,x,x];[1,0,1]->[x,x,x,x,x,x,x];[1,1,0]->[x,x,x,x,x,x,x] [1,1,1]->[x,x,x,x,x,x,x];END 2 仿真结果: 程序下载:
写可编程数字开关器件ispGDS14的设计源文件(在TC下或在MS-DOS EDIT下)
device = ispgds14 PIN 6 = PIN 12 PIN 8 = PIN 16 PIN 9 = PIN 11
存,存时起名 *g.gds ,并注意路经,看PDSGDS存在那里。
用ispGDS的汇编GASM对*g.gds进行编译,即在C:PDSGDS下,打入 GASM *g 回车,则自动生成下载文件 *g.jed 输出引脚
I/O1(16)→a1 I/O6(21)→b1 I/O3(18)→c1
I/O4(19)→d1 I/O5(20)→e1 I/O2(17)→f1 I/O7(22)→g1 输入引脚
I/O28(7)→A I/O29(8)→B I/O30(9)→C 下载
在Design→Down load 下,或双击 IDCD 注意,实验板上按键松开为“1” 下面我们介绍PDS上设计。双击PDS图标
3.结论
[参考文献]:
[1] 王锁萍.龚建荣等.电子设计教程.成都:电子科技大学出版社,2000.2 [2] 潘松,黄蛀生.EDA技术实用教程.北京:科学出版社.2002.10.[3] 曾繁泰,李冰,李晓林.EDA工程概论[M].北京,清华大学出版社,2002.[4] 蒋卓勤,邓玉元.Multisim2001及其在电子设计中的应用[M].西安:电子科技大学出版社,2003.[5] 徐志军等.大规模可编程逻辑器件及其应用[M].电子科技大学出版社.[6] 符兴昌.EDA技术在数字系统设计分析中的应用[J].微计算机信息, 2006, 5-2: 267-269
作者简介:周云波(1965~),女,高级实验师。
摘 要:数字化技术在教育教学中扮演着越来越重要的角色。本文介绍了数字化技术在小学科学教学中的具体应用,并对应用的原则进行了探讨。
关键词:数字化技术;小学科学;教学应用
目前,在我国的小学教学中,对科学课程的重视程度不够,存在重知识讲授、轻能力发展,重感性表述、轻数理依据,重及时结果、轻持续观察,重活泼热闹、轻冷静科学的现象。数字化技术可以引起教师对科学课程的重视,辅助课堂教学,培养学生的科学素养,在小学科学教学中发挥着越来越重要的作用。
一、数字化技术在小学科学教学中的具体应用
1.翻转课堂教学
随着智能手机、平板电脑和笔记本电脑等移动终端设备的普及,借助当前流行的QQ、微信、微博等聊天工具和信息分享平台,可以构建翻转课堂。教师与学生能充分利用碎片化时间,对课程内容进行讨论,辅助课堂教学。翻转课堂教学能够为学生提供个性化的学习环境,发布简单文件、微课视频等内容,借助网络查找资料,双向交流方便,教师能够针对性地提高小学生的学习水平。比如,在“地球的表面”学习中,小学生可以通过高德地图或者谷歌地图等定位软件,查找自己的家庭和学校位置,认识地球各地区的地形地貌,提高科学探究的兴趣。
2.电子书包
相较于语数外等文化课程,小学科学具有涉及范围广、资料多的特点。电子书包具有改变既有的教学和学习方式的作用,不仅能够取代传统书包的装载功能,减轻小学生的硬性负担,还可以搜索、存储和观看教学资料,作为师生交流和协作学习的工具。比如,在“电磁铁”章节,小学生需要掌握电磁铁的制作方法和影响因素,传统课堂上教师需要花费大量精力准备材料和进行讲述,并且由于课时原因只能探究少数变量因素的影响,而电子书包可以让学生自行浏览相关资料,拍摄自己的实验过程,教师组织学生进行线上讨论,协作学习,实现课堂集体教学。
3.基于数字探究的科学实验室
科学素养包含了对科学知识、科学过程和方法、科学技术对社会影响的基本理解,基于数据探究的科学实验室系统由传感器、数据采集器、数据分析处理软件和实验教程组成,能够让小学生快速掌握科学知识,理解实验现象,养成科学的探究方法,同时小学生可以接触到前沿的仪器设备,认识到科学技术与社会的关系。比如,在学习“温室效应”时,传统的实验方法难以检测到酸雨天气、被污染水域的酸碱度变化以及温室效应的后果,利用数字化仪器,可以方便直观地对温室效应进行模拟,使小学生认识到温室效应对社会造成的影响。此外,日常生活中的烟雾报警器、自动感应门等都使用了传感器,小学生能够通过实验了解这些常见器材的工作原理。
4.数字化图像与多媒体技术
小学生的抽象思维不强,而对于图像等直观易懂的事物容易理解和记忆。数字化图像技术包括整理图片、使用Flash软件,配合发散图、多层图,不仅具有图片的优势,具备形、色、意义三大记忆要素,并且可以?c多媒体相结合,创建教学情境,实现线性描述、图文并茂,使教师能够有意识、有计划地引导小学生的思维,形成视觉思维,锻炼小学生的图像语言能力。比如,“种子发芽”实验的教学目标是让小学生了解植物的生长过程,形成对生命的情感态度和价值观,但种子发芽的时间长,学习具有间断性,寇佳媛在研究中,采用Dreamweaver软件设计“种子发芽实验”的时间轴,记录种子在每个时间段的生长变化,增强了实验的直观性。
二、数字化技术在小学科学教学中的应用原则
1.对象性
数字化技术的应用必须要紧紧围绕科学教学这个目标,主题要明确,资料要符合教学内容,不能一味追求趣味性,探究过程要层层推进,难度适当,符合逻辑,促进科学教学的系统化。此外,小学生的自我约束能力较差,教师要注意引导,不能让小学生过多浏览其他数据内容。
2.循序渐进
首先,数字化技术在小学科学教学中的应用时间不长,教学内容、计划还不完善,教师的综合能力有待加强,这需要一个转变过程;其次,学生虽然是学习的主体,但不等于放弃了教师的主导作用,只是主导的侧重点发生了变化,不能一味地放松对学生的要求;最后,不能过分依赖数字化技术,一些传统的教材、资料,以及真实的实验过程还具有不可替代的作用。
3.时效性
事物是不断发展变化的,数字化技术也要与时俱进,特别是要考虑一些数据、图像是否符合当代小学生的心理特征和时代需求。
三、结语
将数字化技术与小学科学教学相结合,可以让小学生借助数字化工具进行自主学习,通过收集和处理信息亲历科学探究过程,培养科学态度,提高自主学习和创新能力。
参考文献:
关键词:数字电子技术,数字信息,网络,应用
引言
我国的计算机技术在逐渐的走向成熟,并且已经成为人们日常工作生活中不能缺少的部分,现代网络技术在很大程度上便捷了人们的生活,使人们生活工作更加的丰富。网络技术的发展为数字电子技术也提供了进步的平台,并且数字电子技术随着网络技术也渗透在工作生活等各个领域中。其中数字电子技术主要研究的是集成器件和逻辑门电路等功能和应用,时序电路与逻辑门电路组合的设计分析等。文章主要从数字电子技术的发展情况入手,研究数字电子技术在网络中的应用。
1.数字电子技术在网络中应用的意义
信息技术在数字电子技术的基础上实现了数字化的通信,是现代各个行业领域中不可缺少的技术组成。现代通信主要是以数字信号作为载体,并且数字信号有着显著的抗干扰能力,以及实现了通信内容的加密处理,数据内容的存储方式和途径都变得便捷,充分的体现了其在工作生活等方面的应用优势。计算机网络信号采用的二进制代码,使得其与数字通信信号有着高度一致的信号形式,所以数字电子技术与计算机网络技术之间的联结就更加的容易,并且利用计算机可以对数字信号的相关数据进行处理和转换,使得信号处理变得简单。数字信号通过计算机技术提供的平台实现了通信信号的智能化和自动化,并且数字电子技术在一定程度上也推动了网络信息技术的发展。
因为数字通信信号的抗干扰能力比较强,所以进行远距离信息数据传输的时候,也可以保证传输过程中数据的稳定性,且数据的加密工作程序变得简单。因为数据信息的加密工作变得简单和保密性程度较高,所以在我国当前开放的网路环境中,应该得到广泛的应用于推广。在数字电子技术中实现对数字电路的应用,突出了数字电路功率低,体积小的特点,使网络技术可以通过集成电路实现网络设备的性能优化。在工作和生活中,通过通信技术与计算机的结合构成计算机通信网络系统,为人们获取信息提供了便捷的途径,并且缩短了信息数据获取的时间。促使人们的生活和工作的方式发生转变,并且人们对于网络的依赖程度越来越高,尤其在是在数字电子技术的基础上网络技术实现了对信息的快速处理,已经不能脱离人们的工作和生活了。
2.数字电子技术在网络中的应用
数字电子技术对信号的处理有明显的优势,其具体在网络中应用是:首先,数字电子技术可以将模拟信号转换成数字信号,把得到的数字信号依据数字电路进行相关的处理,将处理后的数字信号根据相关的需求进行输出,使得数字电路的信号功能在数字电子技术中得到充分的发挥。这种数字电路的功能已经在电子技术领域得到了广泛的应用,是现在科学技术发展的一个重要的表现形式,并且对网络信号处理技术起到了促进的作用。其次,在数字电路的处理中主要是以二进制编码作为一种数字的信号,这种数字信号不容易受到外界因素的干扰,所以在的生活工作中的应用越来越广泛。其强大的抗干扰能力、加密处理能力以及数据的存储和交换,都在相关的领域中显示出明显的优势。在数字化信号的处理过程中,一定要进行数据样本的处理,然后对已经实现处理的样本数据进行量化的分析,根据分析的结果进行编码整理,这样才能实现信号的数字化。其中,数据样本的处理就是对样本的模拟信号实现离散化,量化的分需要对信号进行大量的离散取值,编码是将已经规定的和处理好的数字信息转换成标准化的数字信号流。对于最后得到的数字信号在网络平台上进行传送。
通过利用数字电子技术,网络信息技术实现了对信息数据处理的高效性,可以把信号转换成网络信息需要的数字信号,而数字电子技术的发展主要是依靠数字电路的优势,来实现数字信号处理。通过模拟信号的转变、处理和传输,实现了网络信号数字化。网络信号数字话就是将数字信号作为信息数据传输的一种载体,把信息数据转化成数字信号,方便利用数字电子技术在网络环境中实现数字信息的传输,接受端将接受到的数字信号在转化成信息数据实现数据的分析和利用。实现了由计算机、通信网络和数据信息组成的网络系统。计算机的将模拟信息转化成数字信息在数字电路上实现高速的传输,最后将数字信息转化成模拟信息,这个过程就是实现了数字电子技术在计算机网络中的应用。
3.结语
综上所述,网络信息技术在不断的发展,促使人们的工作和生活的方式发生着转变,在网络技术的广泛应用中,人们可以更加直接的进行信息的获取与处理。现在数字电子技术在网络中实现了普遍的应用,使得网络信息化的处理更加便捷,使人们的生活更加的丰富。
参考文献
[1]王文新.数字电子技术在网络中的应用研究[J].案例-技术实践,2013(12)
关键词 Multisim;动态仿真;数字电子技术
中图分类号:G712 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)06-0017-03
在数字电子技术课堂教学中,教师经常需要讲解一些电路图、波形图、时序图等图形,传统的方法无非就是黑板、多媒体投影等形式,以便增强学生对知识要点的理解。但这里有个明显的问题,对大部分教师而言,要花大量的时间在黑板上或者PPT上把各种电路图、波形图或者时序图等精准地画出来,往往是事倍功半,因为画那些图形既费时又费力。从学生角度,也无法正确理解这些图的变化与参数之间的对应关系,与实际明显脱节。这样的学习很难引起学生的充分注意,因而也就不容易建立学习兴趣,所以学习效率也往往较低。结合现代职业教育的理念,这种教学模式和教学过程理论联系实际明显不够,学生的学习积极性不高也在所难免。
Multisim仿真软件中有强大的元器件库和仪表库,可以充分利用软件中这些强大库功能,同时针对学生的知识结构梳理出数字电子技术知识重难点,根据重难点绘制好电路图并将电路图进行动态仿真演示。Multisim仿真软件运行时的波形图、时序图等是动态效果图,很容易集中学生的注意力。在浅化知识点的同时,内容讲授过程变得更生动有形,课堂氛围既严谨又活泼,学生在潜移默化中提高了兴趣,从而增强教学效果。
1 Multisim软件简介
Electronics Workbench(EWB)也称为“虚拟电子工作平台”,是加拿大IIT公司在20世纪八九十年代推出的用来进行电路仿真与设计的EDA软件。美国国家仪器仪表公司(National Instruments)在2005年将IIT公司兼并,MultiSim成为NI公司的电路设计软件的套件之一。2007年初,NI公司推出NI Multisim10。NI Multisim10具有丰富而强大的仿真分析能力,各种虚拟仪器设备,可以完成各种电路分析方法,以便帮助设计人员深入分析电路性能,提高设计效率,优化电路设计。
2 在数字电路教学上的应用
以JK触发器为例 数字电路教学中,JK触发器属于比较难进行阐述和表达清楚的,学生也难于理解其中的原理的知识点。运用传统的教学方法来阐述JK触发器原理的时候,通常是通过布尔代数表达式来进行推导,通过推导得出JK触发器真值表;然后以真值表为基础,进一步画出JK触发器的时序图。现在看来,这种教学过程往往教师是主体,因为自始至终都是教师在推导演算JK触发器的真值表和表达式。整个过程中大部分学生无法得知教师所讲的JK触发器的硬件电路连接过程、输出波形变化与JK输入端高低电平的对应关系。
但是如果使用Multisim软件,通过软件把电路按图1连接好,同时将电路输出端与状态指示灯也连接好,那么时序图将用实时的示波器或逻辑分析仪来替代。通过两个开关A、B的组合,产生00、01、10、11四种状态的输入信号,然后在触发器的J端、K端分别接入00、01、10、11四种状态的输入信号,JK触发器的输出端Q和-Q的两个状态指示灯就会做出相应的亮灭变化。显而易见,这样的教学设计更加直观、明了,符合中职学生的认知规律,更能激发起学生的兴趣。教师引导学生分组做演示、讲解;学生提问、答疑;学生填表并汇报演示结果,小结。学生得到表1所示真值表。Multisim中电路原理图如图1所示。
通过仿真软件仿真完成JK触发器真值表的推导以后,接下来进一步学习JK触发器的功能。打开逻辑分析仪或者四踪示波器,然后对照真值表对JK触发器的功能做进一步分析。图1是一个波形图,图中示波器界面上同时显示了信号发生器的输入波形、JK触发器JK=11时的两个互补输出端Q和-Q波形。开关AB分别有四种不同输入组合状态,输出结果往往就不同。一方面指示灯表达了输出状态,另一方面输出又有波形显示,这样JK触发器的输入与输出结果之间到底是怎样的关系,通过图形动态演示很容易引人入胜并深入理解。由于该仿真软件提供了同时具备4个输入通道的示波器,同时显示16路信号的逻辑分析仪,这极大地方便了电路的仿真效果,也为课堂教学提供了极大便利。
总之,通过该软件的波形演示,能非常方便地将好几路信号同时显示在一个屏幕上,这样一来,学生和教师就能很方便地比较各信号之间复杂的对应关系,极大地增强了教学效果。
以计数器为例 在讲解计数器过程中,很多教师会根据以往经验积累,在讲解完计数器电路原理后,就直接根据计数器原理中的结论展示出计数器输出的时序图。然而在这个过程中,学生同样不知道电路的硬件连接、设置方法和计数器计数原理。有了Multisim软件的参与,相当于现场进行实验演示,教师可以很方便地利用软件搭建好所要讲解的电路,现场进行演示,然后让学生直接观察运行过程和结果(如图2所示)。可以确定的是,当学生一看到数码管上变化跳动的数字时,他的注意力更容易集中,同时兴趣倍增。电路理论的分析正确是否,都可以通过仿真软件对所搭建的电路进行仿真,查看运行结果。这样学生也会更愿意通过自己对电路的逻辑分析,把逻辑分析结果与软件仿真结果进行对比,验证自己分析是否正确,极大增强学习主动性。
随着教学过程的进一步深入,最后教师得出的时序图(图3),以动态的形式与学生讨论分析,相对于书本上静态图形而言,这种现场实时的、动态的图形不仅直观明了、简单易学,而且更有吸引力、说服力,教学效果更好。
3 结论
Abstract:In the implementation of the construction project, there are engineering surveys at each link. The engineering survey work seems simple and the actual operation is more and more complex. With the continuous development of society and economy, construction projects are increasing day by day. The problems that arise in construction are also increasing, and the difficulty of measurement has increased. The traditional measurement methods still cannot meet the needs of measurement. Therefore, the digital mapping technology came into being. It uses the corresponding software for digital measurement of the project through the program input of the computer, the quality and efficiency have been greatly improved. This article elaborates the field digital surveying and mapping technology, and then points out the application of digital surveying and mapping technology in engineering survey from four aspects. It aims to provide a certain theoretical guidance for the surveying industry, and at the same time hopes that digital surveying can be applied in all walks of life in society and provide strong support for economic development.
Keyword:engineering survey; digital mapping; field surveying and mapping;
随着科技的不断深入和经济的蓬勃发展, 在工程测量中, 传统的测量方式已经不能完成一些复杂的问题, 所以数字化测绘技术应运而生, 它的出现为很多领域解决了之前未完成的事宜, 该测量技术已经越来越多的应用到各个行业, 并取得了良好的效果。在传统的测量方式中, 由于传统方式以人力劳动为主, 人力劳动产生的误差较大, 而且不易察觉, 在资源浪费的同时, 其准确率也不高, 对于一些较为复杂的问题根本无从下手;数字化测绘技术的产生, 大大降低了人力劳动的成本, 通过计算机数字化处理, 将复杂的工作都能很快的高效率的完成, 省时省力, 效率高, 所以数字化测绘技术代替传统的测量技术是时代的发展必然, 同时也是经济发展到一定阶段的必然产物。
1、野外数字测绘技术
1.1、全站仪+电子记录簿+测图软件
野外数字测绘技术作为完成地籍测绘工作的主要技术之一, 其的应用可以分为多种。其中, 使用较为广泛的是全站仪结合电子记录簿和测图软件这种使用方法。这种使用方法的过程是在进行野外测绘的时候, 测绘人员使用采集软件对土地的各项数据进行采集, 并将采集到的土地信息上传到电子记录簿中去, 然后测绘人员在对记录簿中的各项信息进行整合, 并依据这些信息设计草图, 随后利用测图软件对草图进行完整编辑, 最终会使这份草图变成完整的测绘图。全站仪结合电子记录簿和测图软件这种使用方法的特点是简便、快捷, 而且部分信息的计算可以通过自动化完成。而这种使用方法的缺点是在地籍测绘过程中, 测绘技术中使用的设备和仪器很容易受到干扰, 这会使得地籍测绘工作的结果受到很大影响。
1.2、全站仪+便携式计算机+测图软件
全站仪结合便携式计算机和测图软件这种使用方法的工作原理是在测绘人员利用全站仪采集完各项土地信息后, 这些信息会被上传到便携式计算机中去, 而测绘人员利用计算机对这些信息进行处理, 就可以得到测绘图中的符号与图形, 而且便携式计算机可以存储已测的土地信息, 这对已测土地信息的多次使用有着极大的便利。这种测绘搭配方法的特点是直观性比较强, 并且在保证测绘结果准确性的同时, 也能提高测绘效率。但是, 这种方法的缺点就是使用成本比较高, 且在野外测绘所容易受到的影响比较大。
1.3、全站仪+掌上电脑 (PDA) +测图软件
全站仪结合掌上电脑和测图软件的这种测绘搭配方法的原理是利用全站仪进行各项土地信息采集, 然后利用蓝牙将土地信息上传到掌上电脑中去, 以便测绘人员对这些信息进行整合和储存。
因为掌上电脑的特点是体积比较小, 且便于使用, 由于地籍测绘所设计的范围比较广, 而掌上电脑的特点可以使地籍测绘变得更加容易、简便。同时, 在地籍测绘过程中, 实施这种测绘搭配方法可以对土地信息进行多样化体现, 也可以使土地信息变成可视化信息。而且, 这种搭配方法的应用所需要的实施成本比较低, 然而这种搭配方法的使用尚处于实验阶段, 测绘搭配方法还不是很成熟, 这就使得地籍测绘工作的开展很容易出现问题, 只有对这些问题进行有效解决, 地籍测绘工作的开展才能够顺利的完成。
2、野外数字化测图概述
野外数据采集工作是在野外直接测定地形特征点的位置, 并记录地物连接关系和属性, 为内业数据处理提供必要的绘图信息和便于数字地图的深加工利用。它通过全站仪或RTK接收机实施测定地形特征点的高程与平面位置, 并将点位的信息存储在仪器的存储器电子手薄中。野外数字测圈也被称为内外一体化测图, 它实现了数据采集的自动记录, 并在现场绘制出地形草图, 将室内数据自动传输到计算机中, 经过人机交互编辑以后, 再由计算机自动生成数字地图, 并控制绘图仪启动绘制出地形图。
野外数学测图改变了传统的测图作业方式, 省去了展点、绘图和对图纸清绘练工作程序, 其主要特点有:
2.1、先进的作业方式
在传统测图作业中, 主要通过手工操作进行外业的人工绘制地形和人工记录。野外数字测图使野外的测量实现了自动记录和自动计算处理的效果, 同时还提供了使用方便的数字化地图软盘。随着当前野外数字化测图的自动化程度不断提高, 在测图作业中的出错概率也相应降低, 并能实现对地图高程、距离和坐标的自动提取, 使绘制的地形图也更加的规范、精确和美观。
2.2、点位的精度高
在传统的经纬仪配合量角器、平板的图解测图方法中, 其地物点的平面位置误差往往容易受到测定误差、展绘误差、方向误差等的影响, 点位精度值普遍不高, 且随着倾斜角的增大高程测定误差也会急剧增加。通过野外数字化测图的应用, 实现了传输、记录、存储、处理和成图的自动化, 使会过程中原始数据精度没有受到损失, 从而获得了高精度的测量结果。
2.3、方便图件的更新
随着当前我国大量建设和施工, 加速了图件中各类地物点的变化。野外数字化测图, 从根本上改变了传统测图更新困难的问题, 传统的测图一旦数据发生了变化, 就要重新进行测量, 耗时耗力, 最终测量的结果还不理想。而野外数字化测图, 是信息直接输入到计算机中, 更新和修改较为方便, 最终保证了图件的准确性。
3、数字化测绘技术在工程测量中的应用
3.1、数字化原图处理
工程测量中的.数字化处理是重要的内容之一, 将理论部分输入到设备中, 扫描原图得到新的地图, 这样不但操作过程简单, 而且得出的测量结果的准确率也有所提高, 现阶段, 该处理方式已经应用到大多数企业, 也同时受到了企业的一致好评。
3.2、数字化绘图
数字化绘图是在一个规范的模本上, 有统一的标准和统一的格式, 只要进行正确的输入, 其准确率就较高。而传统的手工绘图, 由于手工上的误差, 不规范的书写方式, 图标的偏差等都会降低绘图的准确率, 往往在大多数时候, 绘图者会根据以往经验进行绘制, 这种情况下产生的误差会大些。所以数字化绘图必然会代替传统的绘图方式, 不仅提高了工作效率, 而且提升了绘图的质量和准确性。
3.3、地籍测量
伴随城镇化步伐的不断加速, 地籍测量的工作是十分重要, 也是对未来的土地管理有着举足轻重的影响。地籍测量主要目的是能够建立土地管理的体系, 以便在查询时有据可查, 城镇化步伐的加速, 只有对土地有一个明确的认识, 包括土地的面积、位置、用途等, 才能够在日后的土地使用中更为简便, 所以对于地籍测量的工作任重道远, 无论是当下还是未来都应该将此作为重要的工作内容来抓。
3.4、在工程测图内容方面的应用
(1) 原图的数字化处理。数字化处理原图以扫描矢量化和手扶跟踪数字化为主要处理方式。其中扫描矢量化的特点是工作效率高、精确度高, 而精确的程度和操作人员的技术成正比。因为扫描矢量化只能显示出白纸图, 无法显示不同地表结构的图纸, 会造成数字图显示结果出现误差。因此, 扫描矢量化通常被应用于紧急情况的处理技术。
但是在条件允许的情况下, 使用扫描矢量化时, 可以选择一些辅助技术来帮助扫描矢量化完成数字地图的检测, 为了确保检测结果的精确度, 可以通过测量地形技术结合地物信息数字化的方式进行测量或者利用多种相关技术相结合, 力争达到最精准的数字化检测结果。通过这种方式可以最大化地完善实测的地形点坐标精确度, 而手持跟踪数字化就是通过数字化仪器获取图纸数据。扫描矢量化的处理方式在精度方面要求更高, 而且工作效率也相对较快, 也有一定的问题存在, 我们进行获取的数字测图的精度一般的情况都是比较低的, 这方面的很大的程度来自于我们工作人员一些工作不到位, 不按照相应的规定开展的工作, 这样为我们后续的工作造成了极大的麻烦。
(2) 地面数字测图。地面数字测图在实际工程测量中是应用最为普遍的一种测量技术, 主要因为其精确度高、不受地图比例尺的限制。地面数字测图也较为方便, 可以直接将数字图进行数据收集、复制绘图进行整合并输出精确的数字图。在传统测量的辅助下可以将测绘的主要地物及地表控制在一定的精确范围内。
4、结束语
近几十年来, 随着电子计算机技术、激光技术、空间技术、微电子技术等新型技术的发展与应用, 我国的数字化测图作业也发生了巨大的变化, 并取得了显着的成就。伴随着野外数字化测图新方式、新仪器的日益普及与应用, 测图过程中自动化和一体化的程度也得到了不断加强。在当今信息时代高速发展, 并追求效率、倡导经费节省的大环境下, 大力发展和应用野外数字化测图, 已成为了测绘工作的重点发展方向与必然趋势。
参考文献
[1]张芳.数字测图系统应用分析[J].中国公路, (21) .
[2]逯院长, 周丽华.浅谈数字化测绘技术在工程测量中的应用[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2016 (19) .
[3]伍翕.试论数字化测绘技术在工程测量中的应用[J].建材与装饰, (50) .
随着网络教学作为高校教学改革的重要手段与工具越来越受到重视,网络教学资源的质量要求日渐提高。网络教学资源质量已成为影响高校网络教学发展和保障网络教学质量的重要因素之一,资源的高质量开发已成为了一项十分紧迫的任务。只有全面提升网络教学资源质量,才能有效地发挥高校网络教学的整体优势,保证网络教学水平,推进网络教学发展。
本文在分析数字媒体技术在高校网络教学资源中应用研究的重要意义及其研究现状基础上,阐述了研究内容、研究目标以及需要解决的关键问题,提出了研究技术思路。
1研究的重要愈义
1.1深入开展数字媒体技术在高校网络教学资源中的应用研究是提升网络教学资源质量的保证数字媒体技术在网络教学资源开发过程中扮演着重要角色。目前,通过简单应用多媒体技术所开发的网络教学资源已无法适应高校网络教学发展要求,成为高校网络教学深人开展的一道障碍。只有系统地开展数字媒体技术在网络教学资源中的应用研究,探索当前高校网络教学资源开发质量问题的有效解决办法,才能高质量地实现资源内容的数字媒体化,和科学、规范地建立具有网络性、交互性、共享性、知识表示多样化、知识结构非线性、与人文艺术的有机融合等特点的网络教学资源,进而最大限度地发挥网络教学资源的教学优势。
1.2数字媒体技术在高校网络教学资源中的应用研究将有助于网络教学研究角度的及时转变数字媒体技术是网络教学的支撑技术,网络教学对数字媒体技术有着较强的依赖关系。随着数字媒体技术的日益成熟,这种依赖关系变得更为明显。这就需要及时转变研究角度,从数字媒体技术专业人员角度出发,全面系统地研究网络教学资源中数字媒体技术的应用,提高资源的数字媒体技术含量,提升资源的网络环境适应性及其与人文艺术融合性;同时,也有助于拓宽研究思路,全面系统地开展网络教学资源中的关键技术研究。
2概念界定
2.1数字媒体数字媒体是指数字化(即二进制数形式)的文本、图形、图像、动画、视频、音频等信息媒体;它是以现代网络为主要传播载体,具有数字化、网络化和多媒体化特征。和多媒体比较而言,数字媒体强调了信息媒体的网络传播特性及其数字化特征。
2.2数字媒体技术数字媒体技术是指数字媒体的获取、创建、存储、检索、管理、转换、编码、播放、交互等各个环节的信息技术,包括数字媒体表示、存储、创建、应用、管理等技术,数字媒体技术是对多媒体技术概念的发展,不仅包含了多媒体技术的所有特性,还扩充了网络性、趣味性、技术与人文艺术的融合等特性,很好地适应了网络教学的特色。
3现有的研究现状分析
近几年,随着我国高校网络教学的逐步拓展,基于多媒体技术的网络教学资源研究得以开展,取得了一定的研究成果。但是,多数研究者没有认清数字媒体技术与多媒体技术之间的差异,忽略了数字媒体技术具体特性在网络教学资源开发中的重要意义。现有的研究存在着如下几方面问题:
1)在研究思路方面。多数研究没有充分考虑到网络教学资源的自身特点和资源使用的网络客观环境,仅仅将面向传统教学的媒体素材资源“照搬”到网络教学中,使得资源的网络适应能力低、实际应用效果差。
2)在研究对象方面。多数研究仅仅面向某一种媒体素材作为研究对象,缺少整体性,研究成果没能充分体现出数字媒体技术在网络教学资源中的整体优势。
3)在研究人员组成方面。现有的研究缺少高校教学专家、技术专业人员、教务人员的三方参与,使得资源开发的整体质量没有得到全面保证。
4)在研究数据源方面。鉴于精品课程评审指标包括网络教学资源,因此,相关研究的最佳对象应是高级别精品课程网络教学资源。但是,现有研究很少以该类资源为数据源,使得研究的原始资源量不足、系统性不强、经典性差,影响了资源开发的整体质量。
5)在研究角度方面。现有研究忽视了网络教学对数字媒体技术的强依赖关系,仅仅从教者角度开展研究。没能及时转变研究角度,从数字媒体技术专业人员角度出发,开展数字媒体技术在网络教学资源中应用的深人研究,提高资源的数字媒体技术含量。
由于现有研究存在上述缺陷,导致研究成果的系统性低、实用性差、资源质量不高、数字媒体技术含量低,没能充分体现数字媒体技术在网络教学资源中的整体优势。
4研究的目标、主要内容和关键问题
4.1研究主要目标在多方专家的合作参与下,充分结合高校网络教学的特点及其对网络教学资源的具体要求,利用数字媒体技术的优势.提高网络教学资源的网络环境适应性、实用性、数字媒体技术含量,提升网络教学资源的质量,探索适合网络教学特点的高校网络教学资源开发方法与途径,探寻当前高校网络教学资源开发质量间题的有效解决办法。
4.2研究主要内容以高校精品课程网络教学素材为原始资源,全面系统地研究数字媒体表示、优化、存储、应用、管理等数字媒体技术在网络教学资源中的应用。具体研究内容如下。
4.2.1基于原始媒体素材的数字媒体表示、优化、创建等技术的应用研究结合选定的经典课程原始媒体素材的具体情况,开展如下研究:
1)原始媒体素材的数字媒体表示、创建;
2)基于图像与主题关联性,数字图像素材的优化与输出;
3)针对表达连续信息的图像,图像资源的数字动画设计与压缩处理;
4)网络环境下,数字视频资源的流化处理与编/解码处理;
5)数字音频的编辑及其与数字视频资源的同步优化设计。
4.2.2基于流媒体技术的网络教学课件制作研究具体包括:
1)扮网络课件数字媒体素材的流化处理;
2)网络课件的架构分析;
3)流化素材的集成设计。
4.2.3基于积件的网络教学多媒体素材资源管理模式的研究具体包括:1)多媒体素材资源检索和分类规则的设计;2)微教学单元课件模块的设计;3)基于积件的网络教学多媒体素材资源库设计。
4.3拟解决的关健问题
1)依据数字媒体素材类型与格式的主要特点、形成的文件质量及其适用情况,进行网络教学资源中数字媒体素材类型与格式的定位。
2)结合课程要求,进行图像中无关部分的分析和主要部分的颜色深度、注释等确定。
3)面向网络环境,动画的脚本处理、帧数确定、色彩调和以及合成效果分析。
4)结合网络环境要求,网络课件的素材流化要求、兼容性以及导航、查询功能分析。
5)面向学生探究认知的学习环境设计。
6)网络教学数字媒体资源存储的数据标准确定。
7)数字音频/视频资源的内容条目确定及其语义层次分析。
8)结合教学内容重点、难点的单元划分,微教学单元的构建。
4.4研究技术思路将数字媒体技术优势与高校网络教学资源的具体要求相结合,以“如何提高网络教学资源的网络环境适应性、实用性、数字媒体技术含量”为研究重点,系统地、科学地、规范地开展在高校网络教学资源中的数字媒体技术应用研究。研究技术路线图参见图1所示。
5讨论
目前,网络教学资源中的数字媒体技术应用研究仍处于探索阶段。从数字媒体技术专业人员角度出发,以数字媒体技术在高校网络教学资源中整体应用角度来看待网络教学资源开发,在目前国内高校网络教学资源建设中还很少尝试。
【数字签名技术在电子商务中的应用】推荐阅读:
3S技术在数字林业中的应用03-18
数字故事在初中语文教学中的应用论文11-12
数字化工作流程在报纸印刷中的应用07-26
数字资源在小学语文教学中的应用论文03-30
GPS-RTK技术在数字测图中的应用04-26
数字签名技术论文11-29
数字电子技术电子教案07-02
数字电子技术课程教学06-07
数字电子技术基础绪论04-20
数字化测图技术的应用02-06