發(fā)布時間：2023-10-20 09:59:57
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的系統(tǒng)開發(fā)的方法樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關鍵詞：C程序設計 單片機系統(tǒng)開發(fā) 教學方法
隨著微電子技術的發(fā)展和廣泛應用，基于單片機上的系統(tǒng)開發(fā)，C語言作為一種高級的編程語言，越來越受到人們的關注?，F(xiàn)在，無論是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)企業(yè)還是電子設計競賽、畢業(yè)設計等，一般都以C語言為主要開發(fā)工具。結合單片機的系統(tǒng)資源，用C語言開發(fā)符合實際工程需要的單片機系統(tǒng)，對于編程者來說就有重要的意義。
1.C在單片機教學中的地位
C語言作為一種結構化的程序設計語言，它是程序開發(fā)工具中使用最廣泛一門編程語言。C語言具有很強的功能性、結構性、可移植性。用C語言編寫程序比匯編更符合人們的思考習慣，程序開發(fā)者可以擺脫與硬件不必要的接觸，更專心地考慮程序的功能和算法而不是考慮一些細節(jié)問題，這樣就減少了開發(fā)和調試的時間。由于它具有良好的程序結構，適用于模塊化程序設計，因此采用C語言設計單片機應用系統(tǒng)程序時，采用結構化的、自頂向下、逐步求精的程序設計方法，將功能模塊化，由不同的模塊完成不同的功能。這樣可使整個應用系統(tǒng)程序結構清晰，易于調試和維護。
2.單片機教學現(xiàn)狀
單片機技術是現(xiàn)代電子工程領域一門飛速發(fā)展的技術，是現(xiàn)代電子技術中的一項不可缺少的重要技術。隨著技術的不斷進步和日益普及，單片機技術已滲透到各個領域，影響著我們的日常生活和工作。因此電子技術及相關專業(yè)的學生學習單片機技術越來越成為社會發(fā)展的需求。當前，各大高校的電子、計算機類專業(yè)均開設單片機課程。
《單片機》是我院電子系一門實踐性極強的專業(yè)主干課程，是我校電子系重點建設課程之一，是本專業(yè)學生的必修課程。為了提高我系單片機教學效果，我們對單片機教學進行了大膽改革，使用C語言開發(fā)單片機，且課程的設計打破了學科體系的框架，將單片機和C語言的相關知識和技能按“項目”進行整合，并將《C程序設計》課程列為電子類專業(yè)核心基礎課程之一。因此，《C程序設計》課程教學效果的好壞，將直接影響學生后續(xù)專業(yè)課程的學習。
從近幾年我系《C程序設計》課程的教學效果來看，學生普遍反映該課程的學習比較困難，課程的語法知識較多，理解和記憶都不太容易，即使記住了語法知識也不能靈活應用；不知道學習C語言究竟有何用處，學完C后不能很好地利用C進行單片機小型系統(tǒng)的開發(fā)，缺乏知識的靈活應用能力。因此，根據(jù)以往單片機教學所得經(jīng)驗，我覺得教師有必要在《C程序設計》課程的教學過程中在以下幾個方面引起足夠的重視，并在教學中加以改進，為后續(xù)單片機課程的學習打下堅實的基礎。
3.《C程序設計》課程教學方法探索
3.1上好每堂課，激發(fā)學生的學習興趣
語言程序設計教學被認為是一種需要師生雙方改進的一門課程，因為大多數(shù)語言教材中通常先給出一般的語法格式，然后逐步講解語法要點，再給出實例。這種順序灌輸會使學生失去學習的興趣，所以我認為在課堂教學環(huán)節(jié)應采取以學生為主體、以教師為主導的教學模式，要求學生自己先看有關知識點，并識記。教師采取精講實例，在這過程中引出相關知識點，然后再舉一類似實例讓學生自己分析，鞏固知識點。教師應把主要精力放在算法的分析和各語句語法的具體應用上，同時培養(yǎng)學生自學能力，采取互動機制，迫使學生主動學習。
3.2注重演示，強化實驗，提高實踐操作能力
因為授課對象是一年級新生，所以教師多用通俗易懂的語言進行講解，多舉實例，使學生容易理解和消化。在教學過程中，盡量采用講解、演示方法，如在講解經(jīng)典算法后，按照理論方法所述，用DEV C++軟件進行編程演示，從而加深學生對教學內容的理解。
在教學過程中，教師應將理論知識與實驗內容進行整合，根據(jù)教學內容并結合實際應用設置實驗題目，讓每個學生獨立完成。遇到學生不能解決的問題，教師應利用多媒體進行演示解決問題的過程，從而加深學生對教學內容的理解并提高實踐操作能力。
3.3培養(yǎng)良好的編程風格
3.3.1優(yōu)化程序
由于在許多工業(yè)測控領域中的嵌入式系統(tǒng)都采用單片機開發(fā)，它們所需要的計算和控制工作日趨復雜，其中軟件的設計是最復雜和困難的，工作量大，特別是對于控制系統(tǒng)，設計人員需要考慮單片機的軟硬件資源分配，但是單片機系統(tǒng)是一種資源十分有限的系統(tǒng)。這主要表現(xiàn)在CPU和片內結構簡單、程序存儲器資源的不足。因此在用C語言進行單片機開發(fā)時，如何使用好這些有限的資源就顯得十分重要。雖然C語言具有許多的優(yōu)點，但是生成的代碼相對要長，基本多占用存儲空間20%―50%。因而，在“C程序設計”課程教學中，教師不僅要教會學生如何編寫程序，而且應在教學過程中向學生灌輸優(yōu)化代碼的思想，讓學生從大一開始就有開發(fā)項目的一些經(jīng)驗。
3.3.2合理選用數(shù)據(jù)類型
C語言在程序開發(fā)中提供了的豐富的數(shù)據(jù)類型，尤其是關于用戶界面開發(fā)和一些動畫與圖像技術的實現(xiàn)。但是在開發(fā)單片機系統(tǒng)時，我們要按照實際需要，合理地選用數(shù)據(jù)類型。C語言中有Char等少數(shù)的數(shù)據(jù)類型是機器語言直接支持的數(shù)據(jù)類型，用此類數(shù)據(jù)類型的語句所生成的代碼較短，而其它的數(shù)據(jù)類型如整型、浮點型等數(shù)據(jù)要有一定的內部程序或內部函數(shù)的支持，相對來說較復雜的數(shù)據(jù)類型的語句生成的代碼也復雜，不利于轉化成單片機的代碼。因此，在“C程序設計“教學過程中，要向學生適當說明選擇合適數(shù)據(jù)類型的好處，并盡可能地減少程序中使用的數(shù)據(jù)類型的種類，為以后學生的單片機學習打好基礎。
3.3.3灌輸模塊化程序設計思想
在普通微型計算機上進行C語言程序開發(fā)設計時，只需考慮程序功能實現(xiàn)，而不必考慮程序代碼的長短。但是在單片機上進行C語言程序設計就必須考慮系統(tǒng)的硬件資源，要求設計的軟件程序結構是合理、緊湊和高效的。同一任務，有時用主程序完成是合理的，但有時需子程序效率最高，占用資源最少；有時并不是程序的算法越簡單、長度越短越好，由于有一些算法要調用一些內部的子程序和函數(shù)，生成的機器代碼質量反而較低。不同的算法對程序代碼效率影響很大。因此，在進行“C程序設計”教學時，教師應適當向學生灌輸模塊化程序設計的思想，在不影響程序功能實現(xiàn)的情況下可以采用一些優(yōu)化算法，并且把程序分成若干個功能獨立的模塊，為學生今后的單片機項目開發(fā)做好鋪墊。
4.結語
單片機系統(tǒng)采用C語言開發(fā)與設計，極大地促進了單片機在生產(chǎn)、生活各個領域的應用，提高了程序開發(fā)效率。因而，C語言學習效果的好壞，對今后單片機課程的學習具有深遠的影響。除了講解C語言的基本語法外，更重要的是改善教學方法，利用各種方法培養(yǎng)學生的學習興趣，并向學生灌輸良好的編程風格與編程方法，為今后的單片機課程的學習打下良好的基礎。
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【關鍵詞】開放式數(shù)控 實驗教學 課程研究
【中圖分類號】G424.31 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）11-0048-03
The Development of an Open CNC Experimental Teaching Platform
HAN De-dong， FU Yun-zhong， HAN Zhen-yu， LIU Jian-kang
（Mechanical Manufacturing and Automation Department， Harbin Institute of Technology， Harbin 150001， China）
【Abstract】To improve the teaching effect of practical course of numerical control technology， and to promote practical ability of students， an open CNC experimental teaching platform based on motion control card was developed combining important knowledge points in the course of numerical control technology. The developed teaching platform was applied in the teaching of practical course of numerical control technology and achieved good effect.
【Keywords】open CNC; experimental teaching; curriculum research
引言
改革開放以來，我國制造業(yè)已經(jīng)取得了顯著的成就，但是仍然處于工業(yè)現(xiàn)代化的進程中，與發(fā)達國家相比還有相當大差距[1]。數(shù)控技術是現(xiàn)代制造業(yè)的核心技術，是機械制造自動化的重要基礎技術，數(shù)控機床的品種、水平和生產(chǎn)制造能力，直接反映一個國家工業(yè)的綜合實力?，F(xiàn)階段我國國產(chǎn)數(shù)控機床基本以低檔經(jīng)濟型和中檔普及型數(shù)控機床為主，高檔數(shù)控機床市場份額的70%～80%、數(shù)控系統(tǒng)（普及型、高級型）的90%都被發(fā)達國家占領[2]。我國數(shù)控技術專業(yè)人才的缺乏是導致該現(xiàn)狀的主要原因之一，最新調查顯示，我國數(shù)控工程技術人才嚴重不足，尤其是專業(yè)知識層次較高并且具備一定動手能力的高級工程技術人才更顯緊缺[3]。
數(shù)控技術課程是本科教學中機械類專業(yè)必不可少的重要課程，是一門多學科交叉，涉及機械設計、機械制造、電工電子學、計算機程序設計、自動控制原理、力學等多門學科知識，是一門理論性和實踐性要求都很高的課程。其中數(shù)控技術實踐課對實現(xiàn)課程教學目標起著重要的作用，是學生掌握數(shù)控機床基本操作技能，了解數(shù)控機床的基本機構原理，熟悉現(xiàn)代CAD/CAM自動加工技術的應用方法和基本流程的有效途徑。是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、分析問題和解決問題的能力，以及啟迪學生的創(chuàng)新思維、發(fā)掘其創(chuàng)新潛力的重要手段[3]。
由于數(shù)控技術課程的特殊性，目前本科學校對數(shù)控技術專業(yè)人才的培養(yǎng)，普遍缺乏一個系統(tǒng)的、全面的培養(yǎng)方案，雖然很多高校對數(shù)控技術課程教學模式進行了一系列改革和創(chuàng)新[4-7]，但是僅僅停留在教學模式或授課方式的調整創(chuàng)新層面，對于具體的課程內容規(guī)劃以及重要專業(yè)知識點如何在教學中體現(xiàn)，相關的研究則非常少。
本文針對數(shù)控技術課程中數(shù)控機床本體結構原理、電氣系統(tǒng)原理、控制系統(tǒng)原理、G代碼譯碼、插補原理、運動控制、人機界面等重點知識點的講授問題，設計搭建了基于運動控制卡的開放式數(shù)控系統(tǒng)實驗平臺，編寫了相應的教學用數(shù)控軟件系統(tǒng)，并應用在數(shù)控實踐課程教學中。
一、數(shù)控實驗平臺硬件系統(tǒng)設計
1.機床本體結構設計
傳統(tǒng)數(shù)控技術實驗教學中，大多使用商業(yè)數(shù)控機床演示給學生看，但是商業(yè)數(shù)控機床機械結構大都有保護外殼，學生無法觀看其內部結構組成，所以為了將數(shù)控機床機械結構展現(xiàn)給學生，本文自行設計了數(shù)控機床的機械本體。學生可以從對機床機械本體的參觀和學習中，學習到數(shù)控機床坐標系的設置、工作臺驅動原理、進給軸限位和回原點原理等基礎知識。
數(shù)控實驗平臺機床機械本體采用傳統(tǒng)三軸銑床結構，XY軸工作臺采用雙座標工作臺，Z軸工作臺采用單軸工作臺，每個軸都對應安裝了限位開關和原點開關。工作臺工作行程150mm，滾珠絲杠導程4mm。工作臺滾珠絲杠與伺服電機之間采用聯(lián)軸器連接。
2. 電氣系統(tǒng)設計
PC機和數(shù)控系統(tǒng)的結合使數(shù)控技術有了很大的發(fā)展，給數(shù)控系統(tǒng)提供了更多的軟件工具和硬件資源，目前基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)的主流結構形式主要有以下幾種：PC嵌入NC板卡、NC板卡嵌入PC、PC+SoftCNC。由于本實驗平臺主要用于本科生和研究生的數(shù)控技術實驗教學，可以讓學生認識并實際編程實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)特定功能，所以開發(fā)的實驗平臺復雜程度要易于教學，還應該保證平臺安全可靠防止學生在做實驗時造成事故。結合這些因素，對上述三種結構進行了對比分析，認為“NC板卡+PC”結構更適合用來開發(fā)實驗平臺，所以本文選用運動控制卡和普通PC機來搭建實驗平臺的控制系統(tǒng)。實驗平臺電氣系統(tǒng)結構如圖1所示。
圖1 電氣系統(tǒng)框架圖
通過實際對實驗平臺電氣系統(tǒng)的接線練習，學生可以真實地了解到數(shù)控系統(tǒng)的控制系統(tǒng)和電機驅動系統(tǒng)的結構組成，從而對數(shù)控系統(tǒng)控制信號的產(chǎn)生到執(zhí)行這一過程有了一個直觀的認識，同時鍛煉了學生的動手能力。
二、實驗平臺數(shù)控系統(tǒng)軟件設計
傳統(tǒng)數(shù)控實驗課程中，多使用校友或企業(yè)捐贈的老舊數(shù)控機床作為實驗平臺，使用FANUC、西門子或華中數(shù)控等商業(yè)數(shù)控系統(tǒng)，由于商業(yè)數(shù)控系統(tǒng)的封閉性，只能教學生學習怎樣使用數(shù)控系統(tǒng)，而不能對數(shù)控系統(tǒng)底層的基本原理進行實驗教學。針對這一問題，本文開發(fā)了基于運動控制卡的數(shù)控實驗平臺控制系統(tǒng)，從而使學生可以從源代碼級別學習了解數(shù)控系統(tǒng)程序原理，更加深刻地理解NC代碼譯碼、刀具補償、插補原理、運動控制等數(shù)控系統(tǒng)課程的關鍵知識點。通過基本算法的編程實驗，培養(yǎng)學生的程序思維，在程序編寫中培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力。
1. NC代碼譯碼模塊開發(fā)
NC代碼的譯碼是數(shù)控系統(tǒng)的關鍵技術之一，在NC代碼譯碼模塊中將涉及到譯碼方式、代碼格式、譯碼具體流程、錯誤診斷、刀具長度/半徑補償、機床坐標系、系統(tǒng)參數(shù)等數(shù)控系統(tǒng)關鍵知識。本文以模塊的開放性為指導思想對該模塊進行開發(fā)，以便于學生理解和修改，使學生可以將新的G代碼指令、新的刀具補償算法等新功能添加到模塊中去，提高模塊的可維護性和升級性。
NC代碼的譯碼方式主要有兩種模式：解釋型和編譯型。解釋型譯碼模式實時地逐行翻譯、執(zhí)行G代碼，具體流程為譯碼器翻譯完成當前行G代碼后將得到的刀具路徑信息送去執(zhí)行，然后再進行下一條G代碼的譯碼，如圖2所示;編譯型譯碼模式譯碼器接受G代碼文件后，依次對其每一行進行翻譯處理直到文件末尾，最后生成一系列執(zhí)行步，再經(jīng)刀具補償?shù)慕y(tǒng)一處理后，生成最終的一系列執(zhí)行步并傳遞給相應模塊進行執(zhí)行，如圖3所示。
圖2 解釋型譯碼模式
圖3 編譯型譯碼模式
解釋類型譯碼模式下，如果上一運動段已執(zhí)行完畢，但是當前段還停留在譯碼階段，則會破壞加工的連續(xù)性，這就要求系統(tǒng)必須有很強的實時性。編譯類型譯碼模式下，譯碼與任務執(zhí)行是兩個獨立的任務，有明確的先后順序，所以譯碼是一個非實時的任務，由于本文使用的運動控制卡提供了連續(xù)插補功能，編譯型更適合本課題的譯碼任務。
譯碼模塊逐條讀取NC代碼文件，進行信息提取，并將提取到的信息壓入緩存中，其信息提取流程圖如圖4所示。首先去掉當前行的所有空格，并進行大小寫字母轉化處理，從而得到格式統(tǒng)一的便于讀取的新代碼行，然后初始化信息存儲結構體，為信息存儲做準備。下一步是按順序讀取各個由地址符和地址值組成的功能字[4，2]，首先讀取當前行號，即“n”的讀取，行號讀取結束后，根據(jù)函數(shù)指針數(shù)組和字地址的ASCII碼值，調用對應的讀取函數(shù)，完成功能字的讀取，比如接下來的字母為“x”，則調用函數(shù)read_x（）來讀取該功能字，如此按行號依次執(zhí)行，直到NC代碼文件末尾，將讀取信息存儲到block結構體中，整個過程伴隨著錯誤診斷。
圖4 信息提取流程圖
2.刀具補償模塊開發(fā)
刀具半徑補償和長度補償功能不僅解決了使用不同的刀具加工同一工件、刀具磨損等問題，而且方便了按照工件坐標系編制的NC程序的處理執(zhí)行，可以大大提高編程效率和加工效率，所以刀具補償功能是數(shù)控技術課程中的一個重要知識點。為了讓學生更好地理解刀具補償功能的基本原理和實現(xiàn)方法，本文開發(fā)了針對刀具半徑補償?shù)牡毒哐a償模塊。
對當前運動段進行半徑補償時，需要用到下一運動段的信息，二者共同決定了補償?shù)霓D接類型。如圖5所示，首先從隊列中提取相鄰兩個運動段分別放入緩存器R1、R2中，刀補函數(shù)參考R2中運動段對R1中當前運動段進行刀補處理，根據(jù)轉接類型，求解轉接節(jié)點坐標，生成新的執(zhí)行步并壓入處理后隊列尾端，然后再將緩存器R2中的運動段移入緩存器R1中，如此循環(huán)直到運動段隊列末尾。
圖5 刀具半徑補償?shù)膶崿F(xiàn)方法
3.人機界面的開發(fā)
人機界面是將數(shù)控系統(tǒng)各個模塊連接起來的橋梁，是用戶與數(shù)控系統(tǒng)信息交互的窗口，是學生學習過程中感受最為直觀的模塊，為了鍛煉學生的編程能力，提高學生對課程的學習興趣，本文將數(shù)控系統(tǒng)各個模塊的程序接口都開放出來，使學生可以利用MFC等工具自行編寫人機界面，從而實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的控制。本文開發(fā)的人機界面如圖6所示。
圖6 數(shù)控系統(tǒng)人機界面
三、結語
本文緊密結合我國制造業(yè)在學校教學過程中的實際需要，對數(shù)控技術課程具體教學內容在實踐課程中的體現(xiàn)方式進行了研究，開發(fā)了基于運動控制卡的數(shù)控系統(tǒng)實驗教學平臺，不僅實現(xiàn)了教學模式的創(chuàng)新，更深入到教學內容層面，將數(shù)控技術重要知識點在本文開發(fā)的實驗平臺上實際展現(xiàn)出來，給學生創(chuàng)造了主動參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的機會，提高了學生的學習興趣，鍛煉了學生的動手、動腦的能力，取得了良好的教學效果。
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關鍵詞：變電仿真、仿真培訓系統(tǒng)、管理探析
中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A
變電仿真培訓系統(tǒng)是適應電力發(fā)展的必然要求, 這種培訓系統(tǒng)有助于提高變電運行人員的技術水平, 為確保電力企業(yè)安全生產(chǎn)起到極為重要的作用。仿真培訓系統(tǒng)的開發(fā)與管理一定要做好, 既要功能完善、靈活、實用,又要具有一定的先進性, 同時要滿足電網(wǎng)培訓的需要。
一、以沈陽供電公司為例，闡述變電仿真培訓的必要性
沈陽供電公司為經(jīng)濟發(fā)達，發(fā)展迅速的省會城市，2013年截止到10月份總送電量為221.42億千瓦時，在全省排名第一，公司所屬變電站277座，其中220千伏變電站21座，66千伏變電站256座，變電總容量為1962.26萬千伏安，變電系統(tǒng)職工總人數(shù)約五百人。
各種技術培訓活動應該在對變電運行人員中進行，最為有效的方法就是仿真培訓。它是借助物理模擬技術與計算機技術，給受訓者提供一個近似的變電站工作平臺和作業(yè)環(huán)境，使受訓者能在有限時間里，獲得比傳統(tǒng)培訓方法更好的效果。變電仿真培訓系統(tǒng)可以為變電運行人員提供逼真的變電站真實環(huán)境，解決了變電站無法動手，無法從以前的事故教訓中吸取經(jīng)驗教訓的問題。通過對員工技能的培訓，達到提高變電運行人員的運行操作素質，增強其安全運行能力的目的，從而適應日趨發(fā)展變化的電網(wǎng)建設。
二、變電仿真培訓系統(tǒng)培訓流程
企業(yè)培訓的流程見圖：
變電仿真培訓系統(tǒng)培訓流程也不例外，其培訓內容在技能培訓范圍內由變電仿真站根據(jù)預培訓時間及受培單位要求擬定，并征求委培單位的修改意見，最后根據(jù)相應崗位、等級的崗位培訓與考核標準確定教學計劃。教學模式采用講、練相結合的辦法。首先由教練在多媒體教室進行教學內容講解和演練，然后由輔導教練在多媒體教室輔導學員進行練習，同時教練、助理教練輔導學員上仿真機操作?？荚嚥捎每疾旒白詈蠊P試形式，考察在平時上仿真機練習過程中完成，筆試成績?yōu)楸酒诮虒W內容完成后進行筆試考試，總成績?yōu)榭疾炫c考試成績的平均值。根據(jù)學員的反饋意見，對培訓內容、方式等作進一步修改與完善。
三、現(xiàn)階段各種仿真系統(tǒng)存在的局限性
1、局限于針對性相對較弱。采用物理模擬的仿真站限制受硬件建造的影響，對于變電站場景或界面來說只能是一個相對典型的形式，采用虛擬變電站環(huán)境的仿真站只是其中一部分，有限的能力使變電站無法具有靈活配置基礎，真正面對的作業(yè)對象之間存在很大差異，使變電站運行人員與仿真環(huán)境很難同步，因而在事故處理的訓練與倒閘操作運行時，受訓人員受到很大限制。
2、事故仿真能力是有限的。實際工作中事故形態(tài)在變電站中是復雜多樣的。如果事故發(fā)生時，除了產(chǎn)生斷路器跳閘及相應的聲、光信號動作外，惡劣情況爆炸、燃燒、濃煙、設備損毀甚至人員傷亡也有可能出現(xiàn)，對于現(xiàn)有仿真系統(tǒng)通常只能模擬前者，而后者的模擬能力是接近于零。
3、仿真能力不足出現(xiàn)的異常情況。在變電站的日常運行工作中，概率遠比事故高得多的常態(tài)是異常情況的發(fā)生，實際上，復雜的異常清況，高于一般的事故判斷和處理的難度。成為變電站運行人員能力、素質、技術水平的真正挑戰(zhàn)是其頻繁、多發(fā)、隨機的特點。這些事件的仿真能力明顯不足是現(xiàn)有仿真系統(tǒng)的短板。
4、變電站運行方式與仿真培訓模式的沖突。需要接受培訓的人員脫產(chǎn)一段時間是現(xiàn)有仿真培訓模式的需要。限制是由于仿真站的布點影響，易地進行也是常態(tài)。措施的推行是由于變電站運行工作具有連續(xù)性的特點，以及少人值班、減人增效等因素，使脫產(chǎn)培訓的安排日益困難。
5、有待提高現(xiàn)有仿真培訓的方式方法。密不可分的仿真培訓質量、仿真設備配置、培訓方法等，一般根據(jù)初次培訓與復審兩大類進行培訓，是目前的仿真培訓站培訓的形勢，不同層次的運行人員培訓內容卻都大致雷同，缺乏一定的針對性，受訓人員的積極性很難被提高。
四、在現(xiàn)有條件的基礎上提高仿真培訓水平的方法
1、診斷學員錯誤，采取糾正措施并分析原因。在進行培訓倒閘操作時，每一步操作都在仿真培訓系統(tǒng)中與標準操作進行對比，判斷學員的學習問題，判斷是否有操作錯誤，分析操作順序如果不對可能是操作錯誤，提示當前應該操作哪個設備，是不是違反了五防。在進行巡視培訓時，學員巡視過的巡視點被仿真培訓系統(tǒng)準確記錄下來，并判斷學員在巡視點狀態(tài)是否正確。在學員處理事故時，監(jiān)視學員操作也是仿真培訓系統(tǒng)要做的，給學員操作處理給出指導。
2、調整學習內容和進度，根據(jù)學員的水平與學習情況選擇。例如，培訓初期，對仿真環(huán)境不熟悉與學員知識水平的限制，操作若嚴格按操作票校驗，那就很難完成培訓任務。由易到難分為幾個培訓級別，是有些系統(tǒng)根據(jù)實際情況將倒閘操作培訓劃分的，引導學員循序漸進地學習。
3、生成解答與自動解決問題。操作票專家系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)所要求的操作任務與當前狀態(tài)，操作票被自動生成，作為了標準答案，用于校驗學員操作是否正確，在倒閘操作培訓中。處理指導專家與故障診斷系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)當前故障后的現(xiàn)象，生成指導學員如何由故障現(xiàn)象診斷故障元件、確定故障元件后如何處理故障的報告。
4、學員的學習行為被評價。操作培訓結束后，根據(jù)學員所犯的操作錯誤與事先確定的操作評分原則，對其操作進行評分。在巡視培訓后，根據(jù)學員對巡視點的誤判、漏判與巡視評分原則等情況，進行巡視評分。
5、各種問題與練習被自動生成。突發(fā)事件有時自動生成。在學員培訓過程中，仿真系統(tǒng)如果自動生成一些突發(fā)事件、異常事件、故障而增加培訓的難度。那么自動生成技術問答試卷，任意抽取試題，生成試卷在系統(tǒng)題庫中生成，這樣減輕教員負擔并且提高培訓效率。
五、闡述變電仿真培訓系統(tǒng)的保證措施
1、確保培訓正常進行的管理體系，培訓基地為保證培訓質量、規(guī)范辦班程序，建立了一整套完善的培訓管理制度，包括變電仿真站管理制度、培訓教師職責、學員管理制度等。
2、充分發(fā)揮兼職教師作用，在培訓期間充分發(fā)揮專兼職教師的作用，除仿真培訓專職教師講課外，根據(jù)生產(chǎn)實際情況，從變電站聘請2名經(jīng)驗豐富的站長擔任兼職教師，使仿真培訓更具有實效性和針對性。加強對仿真培訓教師的培訓，將專兼職教師送出去參加仿真培訓教師資格培訓，并取得資格證書通過對兼職教師的培訓認證，從而提高培訓者的綜合素質。
六、變電仿真培訓系統(tǒng)發(fā)展展望
由于變電仿真培訓系統(tǒng)畢竟有別于實際變電運行系統(tǒng)，所以只用把變電運行實際系統(tǒng)的保護邏輯關系通過聲光圖形信號等表示出來就可以完成實訓的各種內容，未來發(fā)展中，完全可以把變電仿真培訓系統(tǒng)開發(fā)成像堆砌積木一樣的組態(tài)形式，這樣就可以隨機組合成任意運行方式的變電運行系統(tǒng)，使之與實際更加相近，同時各組態(tài)模塊之間的接駁形式也可考慮設計為標準觸片或插拔件，使之安裝更加簡單，而傳輸形式可以考慮無線傳輸。通過硬件的仿真度的提高，也直接影響到軟仿真系統(tǒng)的設計與模擬。變電仿真培訓系統(tǒng)將來也不僅為培訓提供方便，也為變電站的設計提供實驗模板。
總之，變電運行仿真培訓，是在借助計算機和物理模擬技術的幫助下，為參訓人員提供一個模擬變電站工作環(huán)境的平臺，使之能將平時學到的理論知識結合實際操作，得到更加有效的水平和技能提高的培訓手段，是我們在進行學校授課，單位培訓，業(yè)務考核等工作時最為有效的手段和方法。我們必須對變電仿真培訓現(xiàn)狀有一個清醒的認識，在硬件條件無法達到最好的前提下，研究出一套切合實際，行之有效的培訓計劃和方案。
參考文獻：
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作者簡介：
論文摘要：access數(shù)據(jù)庫課程的學習需要學生有一個整體架構思想，這就要求學生能夠充分理解數(shù)據(jù)庫中的每一個對象及對象之間的關系，本文就是給學生提供一種學習access數(shù)據(jù)庫課程的方法，培養(yǎng)學生通過團隊來搭建系統(tǒng)的思想和邏輯思維能力。
引言
數(shù)據(jù)庫與程序設計課程現(xiàn)在已經(jīng)成為很多高校普遍開設的一門課程，同時數(shù)據(jù)庫與程序設計也是計算機等級二級考試的內容。access數(shù)據(jù)庫是microsoft office辦公自動化軟件中的一個組件，能夠很好的實現(xiàn)與office的無縫連接。同時，access是一門理論性和實踐性都很強的面向實際應用的課程。針對目前社會對高校信息人才培養(yǎng)的要求，對這門課程的教學，應該不斷地探索新的教學手段與教學模式，才能調動學生的學習興趣，有效地提高教學質量。
1 系統(tǒng)開發(fā)方法概述
系統(tǒng)開發(fā)方法就是用系統(tǒng)工程的思想和工程化的方法，按用戶至上的原則，結構化、模塊化，自頂向下地對系統(tǒng)進行分析與設計。具體來說，就是先將整個信息系統(tǒng)開發(fā)過程劃分出若干個相對獨立的階段，如系統(tǒng)規(guī)劃、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)實施等。在前三個階段堅持自頂向下地對系統(tǒng)進行結構化劃分，在系統(tǒng)調查或理順管理業(yè)務時，應從最頂層的管理業(yè)務入手，逐層深入至最基層。在系統(tǒng)分析、提出新系統(tǒng)萬案和系統(tǒng)設計時，應從宏觀整體入手，先考慮系統(tǒng)整體的優(yōu)化，然后再考慮局部的優(yōu)化問題。在系統(tǒng)實施階段，則應堅持自底向上地逐步實施。也就是說，組織力量從最基層底模塊做起(編程)，然后按照系統(tǒng)設計的結構，將模塊一個個拼接到一起進行調試，自底向上、逐漸地構成整體系統(tǒng)。
2 系統(tǒng)開發(fā)式教學方法
系統(tǒng)開發(fā)式教學法是教師通過一個完整的系統(tǒng)，結合系統(tǒng)開發(fā)的思想，給學生講解知識的教學活動。系統(tǒng)教學中的系統(tǒng)是一個整體的思想，它是由很多具體的對象所構成，在日常的教學中通過對一個個對象的講解，最終架構一個完整的系統(tǒng)。通過整個系統(tǒng)的架構過程，給學生一個學習access數(shù)據(jù)庫的思想、想法。
系統(tǒng)開發(fā)式教學方法時針對某個教學內容而設計的、能由學生分組完成、可以收到良好教學效果的任務，并且這個任務由多個子任務組成，它以學生為主體、教師為輔助，以學生在實踐中發(fā)現(xiàn)知識、解決問題、提高技能為根本。
3 系統(tǒng)開發(fā)式教學方法在教學中的應用
系統(tǒng)開發(fā)式教學法非常適合access課程的教學，教師可要求學生根據(jù)實際需求完成一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，如學生信息管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、學生成績管理系統(tǒng)等。本文以“學生信息管理系統(tǒng)”為例來講解系統(tǒng)開發(fā)方的思想。
在“學生信息管理系統(tǒng)”中涉及到access數(shù)據(jù)庫中7個對象中的6個，即表、查詢、窗體、報表、宏基模塊。該系統(tǒng)有如下子模塊構成：登錄模塊、學生信息錄入模塊、學生信息瀏覽、學生信息查詢模塊、學生信息修改、刪除模塊、學生信息匯總和分析模塊。在教學中通過對這些功能模塊的演示，讓學生了解其中所涉及的對象，在大腦中形成一種概念，明確自己的學習目標，從而在日常的學習中目標明確。
根據(jù)上面的分析，學生明白本系統(tǒng)需要用到的對象都有哪些，然后從建立數(shù)據(jù)庫、建立數(shù)據(jù)表開始，逐個講解每一給對象，最后形成一個完整的系統(tǒng)。期末考評時，根據(jù)學生的日常學習情況對學生進行分組，指定一個小組負責人，分工合作來完成一個系統(tǒng)的設計過程。
作業(yè)要求創(chuàng)建一個學生成績管理系統(tǒng)，能實現(xiàn)下列功能：用戶管理：用于對用戶的添加，賦予用戶不同權限及對用戶信息的修改和查詢；課程管理：用于對各學期開設課程的修改；成績管理：用于對成績的輸入、修改、匯總及排名；學生信息管理：添加、刪除、修改學生信息等；授課信息管理:對授課教師、課程號、學時數(shù)、班級等信息的添加、維護等；學生信息查詢:對學生成績等信息的查詢，查詢時可設置為模糊查詢，也可設置為多條件組合查詢；學生成績統(tǒng)計:統(tǒng)計相應課程的總分、平均分等信息。根據(jù)不同的功能，筆者把學生成績管理系統(tǒng)分解成幾個實用的小系統(tǒng)：學生、課程、授課、成績信息的添加、修改、刪除系統(tǒng)；對相關信息的查詢系統(tǒng)；用戶登錄系統(tǒng)；管理員登錄系統(tǒng)；學生成績的統(tǒng)計、匯總等系統(tǒng)。根據(jù)每個小系統(tǒng)所涉及的內容形成系統(tǒng)教學計劃。教學計劃有可能使教材的同一個內容分布在多個不同的小系統(tǒng)中，為此可以按先易后難的原則，系統(tǒng)用到什么就先學什么，對系統(tǒng)逐步完善，充分激發(fā)學生的求知欲。接著把全班學生分組，有組長負責給組員分派任務，培養(yǎng)學生小組協(xié)作和團隊精神。
4 access數(shù)據(jù)庫課程系統(tǒng)教學法實施建議
由于學生對系統(tǒng)設計并不熟悉，所以在系統(tǒng)開發(fā)式之前，先給他們演示用access開發(fā)的系統(tǒng)，使他們對系統(tǒng)有明確的目標和感性認知，知道實施該系統(tǒng)要解決哪些問題，關鍵在哪里，同時激發(fā)了學生的興趣。教師在系統(tǒng)實施前，要對新知識中的重點內容進行講解，其過程應該精練，最好通過簡單的例子用操作演示完成，讓學生更容易理解、接受。讓學生在完成系統(tǒng)的過程中發(fā)現(xiàn)知識、解決問題、提高技能。
系統(tǒng)實施過程中對學生遇到的困難，教師應及時給予指導，以確保學生能順利完成系統(tǒng)并增強學習興趣。另外，教師一定要把握好指導的尺度，盡可能對其進行啟發(fā)性、提示性的指導。在系統(tǒng)實施過程中及時發(fā)現(xiàn)學生的閃光點，給予肯定，激發(fā)學生學習的積極性。在系統(tǒng)開發(fā)式教學法教學過程中，學生在每一個小系統(tǒng)中獲得的成功，使他們不斷地獲得成就感，從而更大地激發(fā)求知欲，培養(yǎng)其獨立探索、勇于開拓進取的精神。
5 結束語
系統(tǒng)開發(fā)式教學法是一種比較有效的教學方法，它把理論教學與實踐教學有機地結合起來，大大提高了學生學習的積極性和主動性，充分挖掘了學生的創(chuàng)造潛能，全面培養(yǎng)了學生分析問題和解決問題的能力。在系統(tǒng)教學中，師生注重的不是最終的結果，而是完成系統(tǒng)的過程。既體現(xiàn)了教師的主導作用，又發(fā)揮了學生的主體作用，更體現(xiàn)了職業(yè)教育的教學模式與特征，對計算機教學非常實用。
參考文獻：
關鍵詞：征地移民,系統(tǒng)開發(fā) ,信息系統(tǒng)管理分析方法
Abstract: the information system management analysis method is a kind of enterprise in the development software (or system), the user needs analysis of a kind of high efficient intuitive method. Through the analysis method of requirement analysis, the software engineer can directly through a series of chart the further understanding of land expropriation of professional work contents and immigration design personnel through the software development need to improve and goal, so as to improve the efficiency of the demand analysis and has achieved good effect. This paper in guangdong province water power survey design institute for research using this analysis method for water conservancy and hydropower engineering construction land expropriation resettlement planning aided design system development for the example, profile information system management analysis methods of the content and application situation.
Keywords: land expropriation immigration, system development, information system management analysis method
中圖分類號： TN948.61 文獻標識碼：A 文章編號：
信息系統(tǒng)管理分析方法的簡介
信息系統(tǒng)管理分析方法（Information System and Management）是一種企業(yè)在開發(fā)工作軟件（或系統(tǒng)）時，進行用戶需求分析的一種高效直觀的方法。與傳統(tǒng)的需求分析方法相比，它使得軟件工程師能在短時間內了解和掌握不同客戶的工作性質、特點和流程，改變了以往軟件工程師需要花費大量時間與客戶開會討論方案、參與客戶實際工作的時間；同時，它使得各種數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)具體化，避免了開發(fā)中數(shù)據(jù)的混亂。
其目的是將工作目標、內容進行分析、分解和建模，通過繪制不同的關系圖表，建立模型；將用戶的需求系統(tǒng)直觀地反映給軟件開發(fā)人員。
現(xiàn)在，設計人員采用其中的目標關系圖（Goal Graph）和工作物件關系圖（Business Objects Graph）對征地移民專業(yè)的工作進行需求分析和建模。
1.1 目標關系圖（Goal Graph）
目標關系圖是將工作目標逐層分解的分析方法，通過將工作總目標分解為多個子目標，再將子目標分解為若干個孫目標的方法，建立工作目標模型，并從該模型中確定需要改進的地方。而這些目標可以是具體的，例如“今年企業(yè)要節(jié)省30%的成本”、“增加50%的銷售額”；也可以是抽象的，如“提高工作效率”、“實現(xiàn)環(huán)?！钡取?/p>
例如圖1中，企業(yè)的總目標是“提高設計院的設計水平”，為達到這個總目標，企業(yè)可以由“聘請優(yōu)秀人才”和“提高設計效率”兩個子目標完成，而“提高設計效率”這個子目標也可進一步分解為“開發(fā)計算機輔助設計軟件”和“進行設計人員的技術培訓”等孫目標。而通過這樣的建模，設計人員可以輕易找到工作中需要改進的具體目標。
圖1 目標關系圖
1.2 工作物件關系圖（Business Objects Graph）
工作物件關系圖是通過繪制圖表的方法，將所用工作物件（Business Objects）之間的關系反映出來，告知軟件開發(fā)人員不同工作物件（或數(shù)據(jù)）在軟件系統(tǒng)中的關聯(lián)關系。工作物件可以是工作流程中的人、工具或者某個部門。例如：在煤氣公司可以將抄表員、煤氣表、煤氣表讀數(shù)、賬單、財務部門、客服部門等作為工作物件，并按照不同的工作流程將它們關聯(lián)起來。在征地移民設計工作中，設計人員也可以把常用的表格、人員作為工作物件。
圖2 工作物件關系圖
圖2中“人口調查表”表示工作物件，“輸入到1,n”、“獲取于1,1”表示兩個物件之間的邏輯關系和數(shù)量關系。例如圖2中兩個工作物件（即工作中使用的圖表）的關系為：①從左到右：多個（用1,n表示）“人口調查表”的數(shù)據(jù)需輸入到1個（用1,1表示）“實物調查成果匯總表”中；②從右到左：1個 “實物調查成果匯總表”中的數(shù)據(jù)獲取于多個“人口調查表”。
2 征地移民安置規(guī)劃輔助設計系統(tǒng)開發(fā)中的應用
2.1 需求分析
廣東省水利電力勘測設計研究院在征地移民安置規(guī)劃輔助設計系統(tǒng)開發(fā)中的需求分析是通過運用信息系統(tǒng)管理分析方法實現(xiàn)的。其中主要運用了前述的目標關系圖和工作物件關系圖對征地移民專業(yè)的工作進行需求分析和建模。
2.1.1 目標關系圖的運用和分析成果
Abstract: Development is for improving the efficiency and reducing errors of garment automatic cutting system. It analysed the problems of using garment automatic cutting system, designed the data structure of pattern, designed the optimization algorithm of sorting, and illustrated the method that set up knife-start point.System has been tested by factory, realizing the target to reduce air travel, improve cutting efficiency and reduce costs.
關鍵詞: 服裝;計算機應用;路徑優(yōu)化;路徑仿真;算法
Key words: garment;computer applications;path optimization;path simulation;algorithm
中圖分類號:TP273文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)05-0117-02
0引言
服裝自動裁剪系統(tǒng)實際上是計算機數(shù)字控制(CNC)加工機床(或稱為CAM,俗稱電腦裁床),在計算機的控制下,裁刀按裁剪指令進行布料的裁剪。裁剪數(shù)據(jù)文件是由CAD(計算機輔助設計)系統(tǒng)在排料圖的基礎上自動生成的用于控制裁刀進行工作的裁剪指令的集合。
隨著服裝行業(yè)的發(fā)展,服裝自動裁剪系統(tǒng)的普及率日漸提高,目前我國大約有500多家服裝企業(yè)使用大約十幾個國內外廠商推出的自動裁剪系統(tǒng),如:美國格柏(GERBER)、法國的力克(Lectra)、加拿大的派特(PAD)、日本的川上(Kawakami)、高鳥(Takatori)、島精(Shima Seiki)、德國艾斯特(Assyst),以及我國的和鷹等。其中,美國格柏的服裝自動裁剪系統(tǒng)在八十年代初期就已進入中國市場,在國內已有大量的用戶。
際華三五零二職業(yè)裝有限公司早在1996就已引進了國外單層的、多層的服裝自動裁剪系統(tǒng)多套,對提高產(chǎn)品質量和企業(yè)經(jīng)濟效益,提高企業(yè)的自動化水平起到了很大的作用。
1裁剪路徑優(yōu)化的要求
使用服裝自動裁剪系統(tǒng)進行裁剪具有效率高、精度高的優(yōu)點,但若處理不當也容易出現(xiàn)問題,這就需要在正式裁剪之前進行優(yōu)化處理,以提高效率、防止裁剪錯誤發(fā)生。由于電腦裁剪指令是在使用服裝CAD系統(tǒng)設計的排料圖的基礎上生成的,在樣片排料時,設計人員根據(jù)節(jié)省面料的要求而排列樣片,由于排料的規(guī)則與自動裁剪系統(tǒng)的裁剪規(guī)則有差異,導致在排料圖中樣片的排列與裁剪路徑缺乏一致性,使得在電腦裁剪加工過程中空行程過大,效率降低。若不對裁剪路徑進行處理,難免在裁剪的過程中容易產(chǎn)生一些問題,主要表現(xiàn)在:①裁片的排列順序的順序不規(guī)則,容易造成空行程過大,使裁床效率降低;②有的起刀點部位不合適,容易損傷衣片;③共線部位重復裁剪,造成毛邊和浪費行程;④對稱裁片單向走刀,造成衣片的歪斜等。
裁剪路徑優(yōu)化與仿真系統(tǒng)就是自動裁剪系統(tǒng)之前的一個輔助準備系統(tǒng),主要作用是重新優(yōu)化調整樣片的順序,下刀、走刀的位置,在正式裁剪之前對裁剪路徑和裁剪順序進行模擬,以便檢查,防止出現(xiàn)裁剪錯誤,造成損失。
2系統(tǒng)的總體設計
裁剪路徑優(yōu)化與仿真系統(tǒng)由以下幾部分組成:與CAD/CAM的接口技術、樣片優(yōu)化排序[1,2]、起刀位置優(yōu)化、特殊樣片的處理、樣片重疊檢測、裁剪路徑仿真[3,4,5]等。
2.1 與CAD/CAM的接口技術用于讀取由CAD系統(tǒng)生成的排料圖文件,以便于進一步進行優(yōu)化處理,見圖1。
2.2 樣片優(yōu)化排序。按照減少空行程的原則,排列樣片裁剪時的先后順序。
2.3 起刀位置優(yōu)化因為裁刀有一定的寬度和厚度,為了防止損傷鄰近的樣片,需要檢查各樣片的起刀位置,若對其它的樣片有影響,就需要調整起刀位置。
2.4 特殊樣片的處理特殊樣片指的是對稱樣片、矩形組等,要進行特殊的處理,對稱樣片需要雙向裁剪,矩形組共線部分要修改為只裁剪一次。
2.5 樣片重疊檢測在排料時若有樣片重疊,在裁剪時有可能造成樣片的損壞,對此必須進行檢測。
2.6 裁剪路徑仿真動態(tài)的模擬顯示裁剪路徑,便于正式裁剪之前的檢查。
3關鍵技術的實現(xiàn)
3.1 樣片的數(shù)據(jù)結構設計排料圖是由若干個獨立的樣片(見圖2)組成的,每個樣片包括一個編號和一條輪廓線,輪廓線是由若干個點連接而成的封閉多邊形,此多邊形即為自動裁剪系統(tǒng)裁剪時的有效行程(路徑)。因此在設計樣片的數(shù)據(jù)結構時,將樣片設計為一個樣片類CPiece,成員變量有、點數(shù)組,成員函數(shù)有編號設定函數(shù)、編號讀取函數(shù)、點坐標設定函數(shù)、點坐標讀取函數(shù)、樣片的繪圖函數(shù)。
3.2 樣片排序的規(guī)則和算法規(guī)則:樣片排序走向從排料圖的左下角點開始,走向見圖3所示,相鄰樣片遵循先近后遠、先小后大的原理進行排列[1,2]。
算法:①確定每節(jié)的長度;②計算排料圖的左下角點與第1節(jié)內各樣片的起刀點的距離,將距離最小的樣片的編號設定為1。若有兩樣片的距離相等,則樣片面積小的編號為1;③計算第1個樣片的抬刀點與第1節(jié)內其它樣片的起刀點的距離,將距離最小的樣片的編號設定為2。若有兩樣片的距離相等,則樣片面積小的編號為2;④按③中同樣的方法依次確定第1節(jié)內其它樣片的編號;⑤按按第1節(jié)同樣的方法確定其它節(jié)內樣片的編號。
實例:圖4、圖5分別為優(yōu)化排序前后的樣片編號變化情況。
3.3 對稱片的處理與一般的樣片不同,具有對稱特點的樣片若在裁剪時沿輪廓線一周單向進行走刀的方式時(見圖6),容易造成裁剪后樣片的變形,最好是樣片沿對稱軸分為兩部分,進行雙向走刀,見圖7所示。
4結束語
本系統(tǒng)是服裝自動裁剪系統(tǒng)正式裁剪之前的預處理系統(tǒng),主要工作是將排料圖中的樣片進行優(yōu)化排序及路徑的動態(tài)仿真。所有功能均通過Visual C++ 6.0編程實現(xiàn),優(yōu)化可通過自動及交互完成,體現(xiàn)了智能化的要求。經(jīng)過工廠實際試用,縮減空行程8-10%,裁剪錯誤減少85%,證明了系統(tǒng)的可行性和有效性。本系統(tǒng)的開發(fā)對服裝企業(yè)中電腦裁剪工作提高效率、降低成本,具有一定的意義。
參考文獻:
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【關鍵詞】網(wǎng)絡；組織學與胚胎學；開放式實驗教學
根據(jù)素質教育的要求，為了加強醫(yī)學生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)，實驗教學的改革必須建立一種適合當代科技發(fā)展，有利于培養(yǎng)具有扎實基礎知識和創(chuàng)新能力的高素質人才的教學新體系。為改變單一的教學方法和手段，實驗教學應由封閉型向開放型轉變，實行全方位、多層次的開放式教學，是實驗教學改革的必然趨勢和發(fā)展方向。近年來，我校非常注重實驗室建設工作，通過更新實驗儀器和設備、改革實驗教學內容和精心設計實驗項目實現(xiàn)了部分實驗教學在一定程度上的開放，但這種實驗教學的開放度由于受到實驗室的地域限制，其開放的時域也受到了局限，在實驗教學手段的改革，特別是應用網(wǎng)絡和多媒體等現(xiàn)代教育技術提高實驗教學效果方面的研究相對比較滯后。隨著信息技術在管理上越來越深入而廣泛的應用，基于網(wǎng)絡的開放式教學系統(tǒng)的實施在技術上已逐步成熟。我們以網(wǎng)絡技術為實驗室的開放提供強有力的技術支持，開發(fā)了基于網(wǎng)絡組織胚胎學開放式實驗教學系統(tǒng)，整個系統(tǒng)構架在局域網(wǎng)上，并接入校園網(wǎng)，充分拓展了實驗教學的時間和空間，為實現(xiàn)組織學與胚胎學實驗時間、教學內容和教學過程的網(wǎng)上開放、實施開放式實驗教學模式做出初步探討。
1 組織胚胎學開放式實驗教學系統(tǒng)的開發(fā)
1.1 開發(fā)工具
組織胚胎學開放式實驗教學系統(tǒng)開發(fā)平臺在Windows2000/IIS5.0或WindowsXP/IIS5.1或Windows98/pws系統(tǒng)環(huán)境下，利用動態(tài)網(wǎng)頁ASP技術訪問Access后臺數(shù)據(jù)庫，并由IIS5.1充當WEB服務器，連接到數(shù)據(jù)庫和Web界面，使用Dreamweaver為開發(fā)軟件，本系統(tǒng)界面友好，操作簡單，比較實用。輔以Flash5.0， PotoShop7.0為圖像編輯工具，測試環(huán)境為單機環(huán)境下以Windows2000/IIS5.0或是WindowsXP/IIS5.1組建的Web服務器和局域網(wǎng)環(huán)境。
1.2 功能模塊（如圖1所示）
圖1 組織胚胎學開放式實驗教學系統(tǒng)功能模塊
1.3 測試運行維護
對本系統(tǒng)的測試首先是模塊內的測試，保證模塊內能正常運行。例如：對數(shù)據(jù)庫的查詢、添加、刪除和修改都能正常進行，在這個過程中要考慮很多異常情況，我們將程序完成后，開始進行軟件的測試。由于本系統(tǒng)有一定的應用性，必須保證后期的維護，在維護過程中，及時修復測試中沒有發(fā)現(xiàn)的問題，能更進一步減小系統(tǒng)的出錯率。
2 實現(xiàn)的主要功能
該系統(tǒng)以本教研室的實驗室主頁為基礎平臺，是一個集實驗教學指導、網(wǎng)上仿真實驗及師生在線交流等較強功能為一體的網(wǎng)上運行系統(tǒng)。它將本課程的相關軟件資源鏈接到網(wǎng)上，學生可以在網(wǎng)上預習、仿真，網(wǎng)上預約實驗時間、實驗指導教師，從而打破時間和空間的束縛。實驗過程的監(jiān)控、實驗結果及作業(yè)的提交、成績的反饋都可以在網(wǎng)上進行。教學計劃的安排執(zhí)行、教學內容的制定乃至學生實驗成績等都可以通過網(wǎng)絡化實現(xiàn)資源共享。主要包括以下三個方面內容：
1）教學資源：包括課程簡介、授課教案、教學課件、教學錄像、考試考核、教學大綱等教學資源的鏈接，學生用于課外自主學習。
2）虛擬實驗室：教師及時教學計劃，制定教學內容，學生可以在網(wǎng)上預習、仿真，網(wǎng)上預約實驗時間、實驗指導教師，在虛擬實驗室完成部分實驗項目。
3）師生交流：學生使用者可以瀏覽、信息，教師管理者可以對各部分的內容進行瀏覽、修改和刪除。學生可以對實驗內容提出自己的意見、看法和疑問，教師可據(jù)此進行輔導和答疑。
3 結語
3.1 利用現(xiàn)代計算機數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術，建立和規(guī)范實驗教學系統(tǒng)，能夠最大限度地利用現(xiàn)有實驗教學儀器設備及實驗場地，提高組織胚胎學實驗教學質量，提高學生的創(chuàng)新能力。開放性實驗教學充分發(fā)揮了教學資源的效能，為學生提供了一個立體型的思維空間，多功能、多方位的調動了學生學習的興趣，訓練提高了學生的動手操作能力，是對傳統(tǒng)實驗教學的挑戰(zhàn)。
關鍵詞：軟件工程；軟件項目管理；組件；最佳實踐
1 引言
在當今信息社會，信息技術已經(jīng)普遍地服務于社會的各行各業(yè)，以計算機信息系統(tǒng)為核心的IT技術已成為最活躍、最有發(fā)展?jié)摿Φ闹еa(chǎn)業(yè)，絕大多數(shù)的社會業(yè)務領域都形成了非常成熟的高水平的行業(yè)應用軟件。但由于軟件開發(fā)過程的缺陷、項目管理的問題和缺乏對企業(yè)內部軟件開發(fā)過程的最佳實踐總結與應用，軟件系統(tǒng)的開發(fā)還存在著嚴重的問題。根據(jù)美國Standish Group對2003年美國1.35萬個軟件項目的統(tǒng)計，有問題的和失敗的軟件項目占66%，中國甚至達到了90%以上的項目不完全符合實際的業(yè)務需求[1]，軟件項目的失敗比率至今沒有太大變化。即低下的軟件生產(chǎn)能力與強烈的業(yè)務發(fā)展需求間的矛盾造成的。這就要求從事軟件生產(chǎn)的組織、相關人員迫切需要選擇良好的軟件生產(chǎn)能力的改造；對于軟件開發(fā)者來說，保持持久的競爭優(yōu)勢關鍵因素在于通過適合領域問題的完善軟件過程項目管理實現(xiàn)。
軟件工程界已經(jīng)認識到美國卡內基·梅隆大學軟件工程研究所（Software Engineering Institute，SEi）所提出的軟件過程能力成熟度模型（Capability Maturity Model，CMM）在改進并完善軟件過程、提高軟件質量（產(chǎn)品規(guī)格）和軟件開發(fā)效率（進度）、降低成本（代價）等方面的重要指導意義。
軟件項目的目標有兩個，即取得當前項目的成功并進行積累，為后續(xù)的項目做提供經(jīng)驗積累和準備。為避免在軟件開發(fā)過程中出現(xiàn)開發(fā)周期長、組織過程混亂、軟件質量決定于軟件開發(fā)者、緩慢的開發(fā)與適應性開發(fā)與擴展的效率、維護低價不可預期和軟件適應性差等軟件缺陷，在軟件開發(fā)企業(yè)中通過改進并提高軟件過程和項目管理水平，提高軟件生產(chǎn)力能力與水平，應用良好的軟件過程組織的最佳實踐成為必然選擇。
2 軟件項目管理相關知識
軟件生命周期包括軟件定義、開發(fā)和運行三個階段，軟件開發(fā)過程的生命周期一般經(jīng)過可行性研究、需要分析、總體設計、詳細設計、編譯、系統(tǒng)測試和系統(tǒng)實施與維護等過程活動[2]。在軟件開發(fā)過程中，經(jīng)常遇到溝通協(xié)作問題、需求模糊與較高頻度的調整、開發(fā)過程組織管理差、不合理的設計、領域知識構件與適應性組件不完善和難于進行系統(tǒng)的集成等實際的問題，進而導致難于進行需求功能擴展和設計的適應性迭代和實現(xiàn)的效率低下、項目進度慢和里程碑不可控制和軟件質量差和維護成本代價高等現(xiàn)實的軟件項目管理問題。
上述出現(xiàn)的軟件過程缺陷也是軟件項目管理知識體系（PMBOK）中9個知識領域及關鍵軟件過程路徑（CPM）中所關切的，即通過提高軟件過程管理中的技術、方法、團隊組織建設、信息和溝通的有機結合，實現(xiàn)軟件開發(fā)的最佳實踐（Best Practices）能力。SEI的CMM過程模型通過7組13個質量指標指導軟件過程的開發(fā)[3]；CMMI(Capability Maturity Model Integration)是針對產(chǎn)品開發(fā)和服務的一個過程改進成熟度模型。它包含了25個最佳實踐過程域，關注開發(fā)和維護活動，覆蓋從概念到交付和維護的完整產(chǎn)品生命周期。在個體軟件過程（Personal Software Process，PSP）和美國NASA軟件工程實驗室（SEL）同樣強調通過統(tǒng)一的軟件開發(fā)過程，進而實現(xiàn)提高軟件質量的目標的原則。實用軟件度量（PSM）的7種質量組、22個分組和64個度量指標的關鍵實踐中強調在軟件過程中通過合理的裁剪、應用和實施建立對軟件全過程的有效管理實踐。
為解決軟件開發(fā)過程出現(xiàn)的問題，多種軟件實踐中熱點的一個研究就是軟件產(chǎn)業(yè)正迅速向基于組件化的開發(fā)模式演進。即在正確理解軟件開發(fā)過程，在領域知識指導下改進軟件開發(fā)成功率，在軟件統(tǒng)一過程（RUP）、基于組件構建軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)軟件工作目標，保證并通過軟件的最佳實踐來降低軟件危機風險是本文需要研究解決的問題。
3 基于組件構建系統(tǒng)的最佳實踐內容
最佳實踐可以應用于各行各業(yè)，甚至我們生活中的方方面面。最佳實踐在軟件開發(fā)中最突出的貢獻就是軟件工程理論的建立，將軟件開發(fā)進化為全程可控、可測量的工程式開發(fā)。最佳實踐是一種理念，它表現(xiàn)為有一種技術、方法、過程、活動、鼓勵或報酬與任何其他技術、方法、過程等比較而言可以更有效地提供一個特定的 預期結果。
基于組件構建軟件系統(tǒng)，在軟件統(tǒng)一過程（RUP）指導下的軟件開發(fā)實踐已經(jīng)成為軟件工程界的一種事實標準，即RUP是一個軟件開發(fā)方法框架，以及一個公認的、靈活的、實用的流程平臺，用于成功的軟件項目。此種方法在設計中強調軟件組件的設計規(guī)范以及依賴于現(xiàn)有組件設計構建新的軟件成分。但是現(xiàn)今軟件的設計過程中均集中于某些特定的領域問題上，這樣造成在軟件接口協(xié)議、組件集成等削弱高層次抽象的設計決策能力。大量的軟件實踐已經(jīng)證明，由于快速變化的技術、方法和組織過程的抉擇，給開發(fā)企業(yè)在選擇重用技術、額外適應性組件開發(fā)和集成、業(yè)務領域組件的開發(fā)與來源的選擇上增加了更多不可控制的復雜性和項目風險。如何在采用復用的組件集成和軟件目標間平衡問題還是有待商榷的研究問題[4][5][6]。綜上所述在基于組件構建軟件系統(tǒng)的風險代價中核心是解決組件的集成和協(xié)同組件的過程設計問題。因此本文提出一種創(chuàng)造性結合最佳實踐的軟件過程應用于軟件項目開發(fā)的管理過程方法，進而通過正確的需求工程實踐和合理設計實現(xiàn)軟件工程目標。
一般軟件實踐中，涉及到組織形式、技術框架、復用技術與集成、設計能力和探索式軟件開發(fā)與設計原則，達到適應經(jīng)常性的技術創(chuàng)新的變化與增長特點，實踐證明，一個企業(yè)必須通過適應本機構特點和行業(yè)領域及主題業(yè)務需求的軟件成熟過程控制，才能不斷地通過探索并結合企業(yè)技術能力的過程模型即最佳實踐。技術能力的提高與完善只有在設計過程中才能產(chǎn)生和得到實踐證明。
為了實現(xiàn)軟件工程的三維目標即軟件質量、進度和成本，在軟件工程管理指導下的統(tǒng)一開發(fā)過程實踐下，軟件構建的基本指導原則表現(xiàn)為以下內容：
遵守統(tǒng)一過程（RUP）提出了六項最佳實踐即迭代的開發(fā)軟件、需求管理、使用基于構件的體系結構、可視化軟件建模、驗證軟件質量和控制軟件變更。軟件開發(fā)過程以體系結構為核心、按照高級抽象宏觀指導下，通過領域建模、主題業(yè)務分解、功能任務確定和過程實現(xiàn)的層次建模方法完善最佳實踐的過程；基于體系結構為核心的、適應性和動態(tài)擴展方便的組件集成的方式，增量、迭代式軟件開發(fā)組織過程；迫切需要通過設計流程、技術、方法和人員等各個有機結合才能實現(xiàn)健壯的需求管理、項目計劃、項目跟蹤、質量保證和業(yè)務擴展應用，通過組件集成降低軟件工程總體的代價；因此軟件開發(fā)過程的最佳實踐也應是為完成某項任務時最高效（最少的努力）和有效（最佳的效果）的方式，并且是基于一段時間內被大量人員檢驗的可重復過程。在最佳實踐完善與實踐中，以提高軟件生產(chǎn)能力為根本目標的軟件工程管理。 中國LWLM.com編輯。
本文提出普遍適應意義的最佳實踐過程基于軟件過程控制中，關注軟件目標、軟件邊界及范圍、軟件成本和其它與問題領域相關的目標，具體的實踐過程步驟如下：
（1）建立并設計適應本企業(yè)技術能力的軟件開發(fā)規(guī)劃及標準。
在項目啟動、項目計劃、軟件過程和跟蹤監(jiān)控等軟件項目管理核心過程控制中，首先要基于企業(yè)所在行業(yè)、領域特點和技術積累經(jīng)驗建立恰當?shù)倪^程模型與相應過程標準。例如在設計中考慮某系統(tǒng)的業(yè)務管理角色、授權信息在系統(tǒng)運行期間是相對靜態(tài)不變的即“數(shù)據(jù)動態(tài)、業(yè)務靜態(tài)”的啟發(fā)規(guī)則，設計約束和實現(xiàn)的組件服務標準設定為“一次數(shù)據(jù)獲取，二次數(shù)據(jù)組裝，三次業(yè)務靜態(tài)應用”，進而保證了設計思想與編碼過程中的統(tǒng)一模式，成為該軟件最佳實踐的一個重要因素。
（2）基于軟件過程的人員授權。
在實踐中，應該基于軟件過程的3P（人員、問題和過程），將三者基于主題業(yè)務特征、人員能力和角色職責、軟件過程任務，量化授權資源、責任和里程碑責任人。例如在某軟件過程責任授權中，為實現(xiàn)軟件過程的階段和任務，按照最佳實踐的方式進行組織與評審。
（3）定義需求規(guī)格獲取的工程方法、管理配置變更制度建設。
按照操作、控制簡便和實用，指導性強的原則，基于企業(yè)的組織特點和技術生產(chǎn)水平，以快速原型系統(tǒng)為典型特征，適應軟件變化特征和便于階段評審的軟件過程的制品配置管理。
（4）以領域分析建模為基礎的抽象設計方法指導。
設計過程遵循自頂向下、由粗到細、逐步細化，抽象為指導設計的原則，按照分治和啟發(fā)式規(guī)則完善體系結構設計和組件化應用系統(tǒng)設計。比如我們進行信息化系統(tǒng)的建模過程中，可以按照業(yè)務流程分析和指導下，確認界面原型，根據(jù)業(yè)務的操作與規(guī)格約束，確定界面的統(tǒng)一性和布局、界面要素的層次性，基于實際業(yè)務流程的信息模型特征進行軟件系統(tǒng)基礎設施的設計與組件配置和開發(fā)，這樣實現(xiàn)了軟件系統(tǒng)的設計統(tǒng)一性和開發(fā)編碼的自動化規(guī)格，降低各個階段的開發(fā)代價與維護成本。
（5）嚴格的階段項目評估和設計原則、約束指導進行統(tǒng)一過程管理。
（6）組件化、標準接口協(xié)議規(guī)范的集成風險控制。
（7）過程的跟蹤與適當、及時變更控制與配置管理。
（8）適應主題業(yè)務特征與行業(yè)規(guī)律的功能設計。
組件定義的粒度，編碼規(guī)則，集成化的開發(fā)與構建系統(tǒng)模式指導
（9）可控制的項目目標、量化的設計約束和標準化過程管理流程。
（10）項目全過程的標準軟件制品規(guī)格控制。
通過上述統(tǒng)一的軟件開發(fā)過程模式，使企業(yè)能夠適應不同的項目實踐要求和良好的系統(tǒng)解決方案，同時，又能夠具有適當?shù)倪^程控制靈活性和風險控制。
4 最佳實踐工程案例
按照本文所提出軟件開發(fā)過程的最佳實踐步驟得到實踐檢驗的軟件系統(tǒng)的特點總結如下：
通過以上不同特點、規(guī)模不同的軟件項目情況統(tǒng)計可得出，本文所提出的采用軟件開發(fā)的最佳實踐方法進行組織，從軟件錯誤或缺陷數(shù)量、產(chǎn)生的階段過程、維護代價等方面來看，提高了軟件開發(fā)效率，降低軟件開發(fā)成本，軟件過程可控，結果預期和維護代價均得到滿足，項目預期成功幾率大大提高，提高了軟件開發(fā)生產(chǎn)力。
5 結論
本文所提出的最佳實踐，從軟件開發(fā)過程組織與控制上，均保證了在軟件過程中符合軟件工程的原則和方法實踐指導。通過多個不同類型和規(guī)模的軟件案例統(tǒng)計可得出，本方法在中、小型軟件系統(tǒng)開發(fā)、軟件工程管理等過程中，具有較強的指導意義。
本文所提倡的最佳實踐方法因為選擇的案例和實踐均為中、小型規(guī)模項目，因此在最佳實踐的開發(fā)過程中，軟件風險、決策選擇和軟件目標的建模方法等沒有過多強調。如何結合中、小型規(guī)模軟件項目開發(fā)中，重點解決的是保證快速、高效、高質量和低代價的目標下，更突出階段風險評估、過程評審和決策過程的控制是研究和解決的重點內容。
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