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导语:在系统毕业论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
【关键词】毕业论文;管理系统;B/S结构;ORACLE
一、引言
毕业论文是考察学生的专业知识和基本技能的一个综合性的作业。但是,随着毕业设计课题的数量和研究领域的增加,而且就业压力的影响导致学生无法保证正常的毕业设计时间,使得毕业设计的管理工作和信息收集工作变得复杂和困难。由于高校毕业论文综合评价的特殊性,目前许多高校对毕业生的毕业导师选择和论文选题流程没有一种快捷而高效的方法,因此,我们迫切需要研究和开发一个高效的基于Web毕业设计管理系统对毕业生毕业论文的选择和完成过程进行规范的管理。
目前国内的部分高校有了相似功能的毕业论文管理系统,其模块的划分大同小异,都是为了保证信息的充分共享以及方便用户的操作。主要有南京农业大学的基于.NET的毕业设计管理系统,功能主要有学生平台、教师平台、教务管理平台、公共数据处理平台等模块;电子科技大学毕业设计管理系统,功能主要有教师出题、论文题目的审核、学生选择论文题目、开题报告审核入库、毕业论文审核入库、毕业论文查询等模块;中国矿业大学信息工程系毕业设计管理系统,功能主要有:个人查询、课题查询、网上指导、请假手续、重要通知、论文格式、论文上载等七个模块。所有各功能模块的划分体现了开发者对数据库建模的思路。而且在运行模式上,基本上采用的都是分而治之的设计思想,即数据库信息(如课题、老师、学生、论文等)在各院系中是单独进行的,在各院系之间及院系与教务部门之间却没有提供信息交互的手段。
二、系统概述
(一)总体规划
基于对目前其他院校的毕业论文管理系统的比较分析,总结其长处,提出了一套高等院校毕业论文管理系统的研究方案。该系统方案基于Web技术,不仅要面向学校不同部门的信息资源的共享,还要解决各部门已有的或将建立的信息系统的资源共享,提高信息资源共享的利用率,系统结构应具有跨平台访问不同数据源的机制。在教务信息标准化、规范化的基础上,对信息进行合理的布局,在提供优质、高效的业务管理和事务处理的同时,使全校师生可以在任一平台上对毕业论文的信息进行方便地沟通与交流。同时,系统要具有安全高效的通信机制,要有效预防由于Web技术的应用而引发的信息泄密和对保密信息的非法侵入等安全隐患。
(二)系统架构
系统采用三层B/S结构,其原理图如图1所示。在这种结构中,应用服务器接收到客户机的请求页面指令后,就向数据库服务器请求有关的数据,数据库服务器从数据库中取出相应的数据交给应用服务器,应用服务器将之整合成页面再返回给浏览器[2]。该结构主要特点是:客户端实现零维护,系统维护和升级方便。软件程序、数据库、的信息以及其他一些组件都集中在服务器,用户除了操作系统及浏览器外无需其他软件,即用户以Web页面的形式与系统进行交互。
该系统是通过DCOM或HTTP远程调用服务器端组件对数据库进行操作以完成特定的功能。在具体实现上,应用服务器使用通信线程来提供查询并从后端数据库服务器获得结果。应用服务器接收从客户机通过Web浏览器或其他界面软件发来的信息请求,并连接到服务器上。接着对请求进行处理并从服务器返回信息。然后,应用服务器与数据库服务器断开并把请求的信息返回客户机。使用这种方法时,客户机不与数据库保持连接,应用服务器只有在进行请求并接收请求的结果时才与数据库保持连接。空闲进程并不占用网络资源,网络流量显著减少,可以更快地进行查询处理并且响应时间得到了改善。如果许多客户机都在频繁请求,可以对这种配置进行更改,使应用服务器能预先与数据库连接,以降低每次处理客户机查询请求时建立连接所需的开销时间量。
该系统是一个基于Web平台、涉及毕业论文管理各环节、面向学校各部门以及各层次用户的多模块综合信息管理系统,主要完成毕业设计的申报、选题、论文上传、论文批阅、在线答疑等功能。其相关的系统功能模块如图2所示。
三、系统的相关设计
(一)数据库设计
由于系统内部数据流量大,数据检索要求高,用户通过浏览器从后台数据库获取数据信息的响应时间也要满足需求,在该系统中,表示层使用ASP用来开发网页,后台数据库使用ORACLE作为服务器端的数据库管理。ORACLE是以高级结构化查询语言(SQL)为基础的大型关系数据库,是目前最流行的浏览器/服务器(BROWSER/SERVER)体系结构的数据库之一,ORACLE8.i以来引入了共享SQL和多线程服务器体系结构,提供了基于角色(ROLE)分工的安全保密管理,支持大量多媒体数据。因此从性能需求上分析,采用ORACLE来完成底层数据库的开发。
在具体实现上,系统整体ER图设计如图3示。
其中,教师数据表包括教师号、教师名、性别、职称、所属学院(系)、科研情况、电话、电子邮件、登录密码等教师基本信息情况;学生数据表包括学号、姓名、性别、年级、学院、专业、班级、电话、电子邮件、登录密码等学生基本信息情况;管理员信息表包括ID号、用户名、密码等;课题信息表包括课题号、课题名称、所属院系、申报教师、规定人数、实选人数等;论文信息表包括论文号、论文名称、学生姓名、所属院系、指导教师等信息。
(二)界面设计
系统界面的设计是创新性的使用了双树型结构实现的,即在前台的WEB系统界面中,针对不同用户具有不同的操作功能,采用ASP和先进的ORACLE数据库技术展现了“左-右”双树型菜单。其中,左边的菜单树上是学生姓名及其已选课题,右边的树则是其他已申报的备选课题,通过此双树型结构的界面设计,学生在方便的选择自己所倾向的毕业研究课题,而且还能很便捷地对其选报课题进行修改或调整。同时,由于该双树型界面本身所具有的美观性、友好性以及操作简便性,从而使得教师和学生在操作的过程中不需要查看帮助文档就可以轻松地实现各种相关的操作。
(三)安全设计
任何一个应用系统都对安全性有一定的要求,即数据的保密性和可靠性。而毕业设计管理信息系统涉及到学生档案等重要信息,其安全性是非常重要的。该系统的安全性,从下面三个方面来实现。
1.分级授权安全管理。该系统采用分层授权安全管理,用户分五种权限:超级管理员、一般管理员、教师、学生、过客。用户登录系统时,让用户录入用户名(或者是帐号)和密码,不同的用户具有不同的权限。在安全性上采用多级认证体系对各级用户分级授权,同时各级用户的操作痕迹相互制约,并采用双密码保证超级管理员密码的内部安全。
2.数据库的安全性。数据库的安全性是由Oracle数据库系统本身的安全机制进行控制。Oracle数据库的安全性体现在它对用户、权限、角色和用户配置文件的管理上。用户是由管理员建立并授权的一个数据库帐户,每一个企图使用Oracle的用户都必须得到一个合法的用户帐户和口令,只有用合法的帐户和口令连接数据库成功才能操作数据库对象。每个Oracle数据库都有一个叫做DEFAULT的配置文件,它被赋予数据库中所有已经存在的用户和新创建的用户。在系统中通过修改该配置文件,对数据库所有用户都限制为使用特定资源。
3.Web服务器安全保障。Web服务器的安全依赖于校园网的安全,同时对web服务器特殊的安全措施。外网用户通过校园网的VPN技术与web服务器进行通信,在校园网出口处部署网络防火墙,同时在Web服务器上主机防火墙和入侵检测系统,对系统进一步防护和监测。另外,通过定时的安装补丁、及时升级、关闭不必要的服务进一步加强了Web Server层和操作系统的安全。
四、系统性能的优化
由于系统基于B/S三层架构,其性能具有很好地可扩展性和可维护性。为了提高程序的性能,应用服务器采用多线程通信技术,实现多线程服务器和连接管理器与数据库服务器的预先连接,及时、准确、可靠地采集和传输信息[5]。在该技术的具体实现上,采用的是抢先式多任务,使得系统能执行多个进程,而每个进程也可以同时执行多个线程,且进程中的线程是并行执行的。系统不停地在多个线程之间切换,由于时间很短,看上去多个线程是在同时运行。使用这种方法时,客户机不需要与数据库始终保持连接,应用服务器只有在进行请求并接收请求的结果时才与数据库保持连接。空闲进程并不占用网络资源,网络流量显著减少,可以更快地进行查询处理并且响应时间得到了改善。多线程服务器和连接管理器用于保持与服务器的固定预先连接,这样连接可以重复使用。同时可以在很大程序上提高系统的并发性。这就更加有效地保证了各级用户在不同地点可以同时访问系统中的数据,加强了系统数据共享能力,提高了系统的性能。
五、结论
本文所讨论研究的高等院校毕业论文管理系统采用了当前流行的B/S结构、Internet网络技术和网络安全技术等,突破了原先使用地域的局限性,使整个校园网甚至Internet上的用户都可访问系统。用户可在多地域、任意时间段以不同身份来访问系统中的数据,大大加强了系统数据共享的能力,有效地促进了学校毕业论文管理的科学化、信息化。系统的应用能够高等院校节约了大量的人力、物力和财力,使高等院校的毕业论文管理水平得到大幅度的提升,同时在社会上也能够产生了良好的影响。
参考文献:
[1]刘必荣.本科毕业设计教学存在的问题及对策研究[J].文教资料,2007(8):54-56.
[2]杨永,梁金钤.基于B/S模式的通用试题库系统的设计与实现[J].计算机工程与科学,2009,31(4):143-145.
[3]马薇,娄雨.Oracle数据库容灾备份中的流复制技术研究[J].科技通报,2012,28(2):182-184.
[4]刘昌平,范明钰,王光卫.可信计算环境数据封装方法[J].计算机应用研究,2009,26(10):3891-3893.
[5]赵建伟.γ遥测数据远程通信系统的设计与实现[J].计算机工程与设计,2007,28(16):3849-3851.
作者简介:
本次设计采用“一台变频器控制多台水泵”的多泵控制系统。在这里利用PLC设计一套变频调速恒压供水系统,该系统可根据管网瞬间压力变化自动调节某台水泵的转速和多台水泵的投入及退出,使管网主干管出口端保持在恒定的设定压力值,并满足用户的流量需求,使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。可实现恒压变量、双恒压变量等控制方式,多种启停控制方式,该系统可以通过任意修改参数指令(如压力设定值、控制顺序、控制电机数量、压力上下限、PID值、加减速时间等);具有完善的电气安全保护措施,对过流、过压、欠压、过载、断水等故障均能自行诊断并报警。
为保证小区的供水正常,利用PLC控制的变频调速恒压供水系统,按照用户的需求按需调节水泵流量,根据夜间用水少可以只开一个小流量泵,并满足用户的流量需求,使真个系统始终保持高效节能的最佳状态。
关键词: 变频器 可编程控制器 恒压供水
ABSTRACT
This design plan mainly use the variable pumps control system of a frequency conversion controls several water pumps. Designs a set of one kind of frequency this system may act according to pipe network instantaneous pressure variation, control add or decrease pump. Doing this can make output of pipe network constant pressure value and satisfy the need of user. Consequently the system can be maintained the state of high efficiency and energy saving. This system may revise the parameter instruction (for example pressure to suppose definite value, control order, control the quantity of electrical machine, pressure lower limit, the PID value, adds and subtracts fast time and so on); It has the consummation electrical safekeeping measure can judge oneself and alarm the over-current, over-pressure, less-pressure, the overload, the stop of water supply and so on.
In order to make sure regular water supply , the water supply system used PLC and frequency conversion, a low power pump can be used during night. The pump may satisfy needed water supply at that time. The system can be in state of high efficiency and energy saving.
Key words : Frequency conversion PLC constant pressure water supply
目 录
摘要………………………………………………………………………
Abstract…………………………………………………………………
第1章 绪论……………………………………………………………
1.1 引言……………………………………………………………… 1.3 PLC的发展概况…………………………………………………
1.4 本文的主要研究内容……………………………………………
第2章 水泵调控技术………………………………………………….
2.1 水泵调控技术……………………………………………………
2.1.1 水泵参数……………………………………………………. 2.2 常用的调速方式…………………………………………………
2.3 供水系统变频调速运行的工作原理……………………………
第3章 方案的基本的选择…………………………………………….
3.1 PLC的选择………………………………………………………
3.1.1 PLC的组成…………………………………………………. 3.1.3 PLC的主要功能……………………………………………
3.1.4 PLC的选择………………………………………………….
3.2 变频器的选择……………………………………………………
3.2.1 变频器的特点……………………………………………….
3.2.2 变频器的种类……………………………………………….
3.2.3 变频器的选择……………………………………………….
3.3 压力传感器的选择………………………………………………
第4章 变频调速恒压供水系统的设计………………………………
4.1 系统的方案设计及工作过程……………………………………
4.1.1 系统的方案设计……………………………………………. 4.2 控制系统硬件设计…………………………………………..
4.2.1 主电路设计……………………………………………...
4.2.2 控制电路设计…………………………………………...
4.3 PLC程序设计………………………………………………..
4.3.1 控制系统主程序设计…………………………………..
4.3.2 控制系统子程序设计…………………………………...
4.4 显示…………………………………………………………..
第5章 PID算法在变频调速恒压供水系统中的应用……………….
5.1 PID控制及其调节规律……………………………………….
5.1.1 经典PID控制及调节…………………………………… 制……………………………………………
5.2 数字PID控制器的设计………………………………………
5.2.1 数字控制器的设计方法………………………………….
5.2.2 PLC的PID模块分析研究………………………………
结论……………………………………………………………………….
致谢……………………………………………………………………….
附录1……………………………………………………………………..
附录2……………………………………………………………………..
绪 论
1.1引言
随着城市高层建筑供水问题的日益突出,随着城市化进程的加快,越来越多的人涌进城市,因而对城市供水提出了越来越高的要求,保持供水压力的恒定,提高供水质量是相当重要的。同时要求保证供水的可靠性和安全性。而用户用水的多少是经常变动的,因此,供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中的反映在供水的压力上,用水多而供水少,则压力低;用水少而供水多,则压力大。保持供水的压力恒定,可使供水和用水之间保持平衡,即用水多时供水也多,用水少时供水也少,从而提高了供水质量。以前大多采用传统的水塔、气压罐式的增压设备,或是通过在楼顶建蓄水池来实现的,蓄水池中的水是由一个或多个水泵提供,而且这些水泵电机有很大一部分是不能变速的拖动系统,不能变速电机的电能大多消耗在为了适应供水量的变化而不得不频繁的启、停水泵中。这样不但会使水泵电机工作在低效率区,缩短电机的使用寿命,而且电机的频繁启动和停止会产生很大的冲击,从而导致设备故障率很高,造成水资源的严重浪费,而且使系统的维护、维修费用较多,工作量较大。并且这些水泵都是以高出实际用水高度的压力来提升水压,其结果增大了水泵的轴功率和能量损耗。
随着社会主义现代化建设的迅速发展和人们住房条件的提高,高位生活用水和工业用水逐渐增多,传统的控制方法已经落后。以前采用人工进行控制蓄水池的水位,由于不可能每时每刻对水位进行准确的定位监测,并且带有很大的主观性,所以很难准确控制水泵电机的起停;使用浮子或其它机械水位控制装置使供水状况有了一些改善,但由于机械控制装置的故障率高,可靠性差,给日常维护和维修带来很大的麻烦。
针对以上所存在的问题,结合工控行业的发展,特别是PLC和变频技术在社会各个领域的应用,可以用它来解决水压控制系统存在的以上问题。并且变频技术在城市供水领域有节能、安全与恒压方面的优越性。
为了实现供水的自动控制,一般选用以单片机与变频器或PLC与变频器结合为核心,这样所构成的系统都能达到较为理想的控制效果。对PLC与单片机在供水系统中应用的一些主要方面做了简单的比较如表1所示:
表1 PLC与单片机在供水系统中应用的比较
硬件 软件 抗干扰能力 经济成本
单片机 电路相对复杂
需要有较多的外围元件 程序设计复杂
程序修改麻烦 较差 低
PLC 体积小、高集成
有多种扩展模块 编程简洁直观
程序修改简单 很强 高
通过上表的比较,从经济方面考虑,由于PLC工艺的日渐成熟,小型PLC的成本与单片机相差不大,为了实现通用性,要求能够根据现场的使用情况方便的修改、调整系统控制参数,对于供水系统来说,时间参数变化较多,与单片机相比PLC的软件中时间参数的调整更简单。
基于以上原因,选用了PLC与变频器结合来实现对高楼的恒压供水,再加上变频器内置的PID调节与DBS 316A型压力变送器,使软件程序的设计简单化,硬件接口简易可行、提高系统运行的可靠性,特别是整个系统的稳定性和抗干扰能力很强,不仅改变传统用阀门控制水量的多少,也改善了传统控制方法的故障率较高的弱点,而且在节能、恒压控制等方面均有非常好的使用效果。
国外生产的变频器国威通用型且单机控制(即一台变频器拖动一台电机),功能主要是限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、起制动控制及各种保护功能。应用在中、大容量的变频恒压供水系统中,为了满足供水量大小需求不同时,保证水管管网压力恒定,需在变频器外部提供压力闭环调节;多台水泵的循环控制需外部提供逻辑控制;在变频与工频电源的切换技术上,大多采用主电路串接软启动器降压启动的方法。八十年代中期进入中国市场的日本公司Samoc,近期推出了独有的恒压供水基板,备有“变频泵固定方式”、“变频泵循环方式”两种模式。它将PID调节器和PLC可编程控制器等硬件集成在变频器控制基板上,通过设备指令代码实现PLC和PID等电控系统的功能,只要搭载配套的恒压供水单元,便可直接控制多个内置的电磁接触器工作,可构成最多7台电机(泵)的供水系统。该设备简化了电路结构,提高了系统的可靠性,降低了设备成本,但其输出接口的扩展功能缺乏灵活性,并且限制了带负载的容量,因此使用范围受到限制。
目前国内有不少公司在做变频器恒压供水的工程,大多采用国外的变频器控制水泵的转速,水管管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制,有的采用可编程控制器(PLC)予以实现;有的采用单片机及相应的软件予以实现,本文组要采用的是PLC控制。这两种控制方案,从可靠性方面来讲,PLC优于单片机,从经济性方面来讲,单片机优于PLC。在变频与工频电源的切换技术上,多数采用前面提及的主电路串接软起动器的方法进行降压起动,也有采用切换时封锁变频器的控制脉冲,使变频器输出为零,切换到工频电源上。这两种方法,前者容易实现,软启动器一般为成品部件,但设备投资较大;后者设备投资少,但频率波动大,易引起水管管网压力不稳定。深圳华为电气公司看到了变频恒压供水的潜在市场,于近期推出了恒压供水专用变频器(5.5KW~45KW),无需外接PLC和PID调节器,可完成最多4台水泵的循环切换、定时起停和定时循环。该变频器将压力闭环调节与循环逻辑控制功能集成早变频器内部实现,其输出接口限制了带负载的容量,因此只适用于中小容量的系统。
可以看出,目前在国内外变频调速恒压供水控制系统的研究中,对于大中容量恒压供水系统存在的水压闭环控制和变频电源与工频电源的无扰动平稳切换问题没有得到根本解决。因此,有待于进一步研究改善变频恒压供水系统的性能并且降低种大容量系统的投资成本。
1.3 PLC的发展概况
PLC是以微处理器为基础,综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。它问世于20世纪60年代,当时的PLC功能都很简单,只有逻辑、定时、计数等功能;硬件方面用于PLC的集成电路还没有投入大规模工业生产,CPU以分立元件组成;存储器为磁心存储器,存储容量有限;用户指令一般只有二三条,还没有成型的编程语言;机型单一,没有形成系列。一台可 编程控制器最多只能替代200~300个继电器组成的控制系统,在体积方面,与现在的可编程控制器相比,可以说是庞然大物。
进入70年代,随着中小规模集成电路的工业化生产,可编程控制器技术得到了较大的发展。可编程控制器功能除逻辑运算外,增加了数值运算、计算机接口、模拟量控制等;软件开发有自诊断程序,程序存储开始使用EPROM;可靠性进一步提高,初步形成系列,结构上开始有模块式和整体式的区分,整机功能从专用向通用过渡。
70年代后期和80年代初期,微处理器技术日趋成熟,单片微处理器、半导体存储器进入工业化生产,大规模集成电路开始普遍应用。可编程控制器开始向多处理器发展,使可编程控制器的功能和处理速度大为增强,并具有通信和远程I/O能力,增加了多种特殊功能,如浮点运算、三角函数、查表、列表等,自诊断和容错技术也迅速发展。 进入21世纪,可编程控制器仍保持旺盛的发展势头,并不断扩大其应用领域,如为用户配置柔性制造系统和计算机集成制造系统。目前可编程控制器主要向两个方向扩展:一是综合化控制系统,它已经突破了原有的可编程控制器的概念,将工厂生产过程控制与信息管理系统密切结合起来,这种发展趋势带来工业控制的一场变革,实现真正意义上的电子信息化工厂;二是微型化的可编程控制器使得控制系统可将触角延伸到工厂的各个角落。随着世界经济一体化进程的加快,在技术发展的同时,发达国家更加注重了对可编程控制器的知识产权的保护,国际大型可编程控制器制造商纷纷加入了可编程控制器的国际标准化组织,他们利用许多技术标准建立了符合他们经济的技术保护壁垒。
1.4本文的主要研究内容
经过系统分析,并结合供水生产实际,本次研究的主要内容和目标是基于PLC的单台变频器拖动多台电机变频运行的恒压供水系统的研制,该系统利用变频器实现水泵电机的软起动和调速,同时把水泵电机控制纳入自动控制系统。整个系统的操作控制实现自动化管理,设备管理达到最优效果,运行调节达到最佳节能。具体而言,论文包括以下内容:
1.对水泵电机的调控技术进行分析。
2.介绍了基于PLC的变频调速恒压自动控制供水系统,该系统由一台变频器拖动多台水泵电机变频运行。压力传感器采样管网压力信号经PID处理传送给变频器,变频器根据压力大小调速电机转速,保证管网的压力恒定。重点对变频调速恒压供水系统的构成和工作过程,控制系统的硬件设计和PLC程序设计进行研究。
3. 对PID控制器的基本原理的介绍。
第2章 水泵调控技术
2.1水泵调控技术
水泵广泛应用于国民经济的各个行业中,但在供水行业中,普遍采用的是离心式叶片泵,也称离心泵。离心泵是利用叶轮旋转时产生离心力的原理工作的。在启动前必须使泵和进水管充满液体,当叶轮在泵壳内高速旋转时,液体质点在离心力的作用下被甩向叶轮边缘,并汇集到泵壳内,使液体或的动能和压能,并沿着出水管道输送出去。
在供水企业中,水泵的电能消耗及设备维护管理费用,在生产成本中占有很大的比例。水泵电机作为一种高耗能通用机械,其耗电量占全国总耗电量的21%以上,具有很大的节能潜力。由于常规恒速供水系统是采用常规的阀门来控制供水量的,而轴功率与转速的三次方成正比,造成相当部分的电能消耗在阀门和额定转速运行下的电机。因此,这种调控方式虽然简单,但从节能的角度来看,很不经济。近年来,电机调速技术的应用,为水泵电机的节能开辟了一个新途径。
它可以通过调节电动机的转速来适应水量和水压的变化,使水泵始终在高效区工作,将大大降低水泵的能耗,合理地进行设备的管理与维护,对节约能源和提高供水企业的经济效益具有极其重要的意义。
2.1.1水泵的工作参数
水泵的工作参数共有六个,即:流量、扬程、功率、效率、转速及允许吸上真空高度或气穴余量。
1.流量Q
水泵流量是指水泵在单位时间从水泵出水口排出的水量,可分为体积流量和质量流量两种。
2.扬程H 3.功率P
水泵的功率有有效功率和轴功率两种。有效功率为泵内液体实际所获得的净功率,可以根据流量和扬程来计算。轴功率是水泵在一定流量扬程下运行时所需的外来功率,即由动力机传给水泵轴上的功率。轴功率不可能全部传给液体,而要消耗一部分功率后,才成为有效功率。
4.效率
水泵效率标志着水泵传递能量的有效程度,亦即反映了泵内功率损失的大小,是一项重要的技术经济指标。它由泵内水力效率、机械效率和容积效率等三个局部效率组成。
5.转速n
转速是指叶轮每分钟的转数。水泵铭牌上所标明的额定转速是设计工况时的转速,当转速改变后,水泵的工作性能也随之改变。
6.允许吸上真空高度或临界气穴余量
二者是表征水泵吸水性能或气穴性能的参数,它们是确定水泵安装高度和评述水泵发生气穴与气蚀问题的主要参数。
(1)供水系统的基本特性和工作点 管阻特性是以水泵的转速不变为前提,表明阀门在某一开度下,扬程H与流量Q之间的关系曲线H=ƒ(Q),如图1-2所示。管阻特性描绘了水泵的能量用来克服泵系 统的水位及压力差、液位在管道中流动的阻力变化规律。由图可知,在同一阀门开度下,扬程H越大,流量Q也越大。由于阀门开度的改变,实际上是改变了在某一扬程下,供水系统向用户的供水能力。因此,管阻特性所反映的是扬程H与供水流量间的关系H=ƒ()。
扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点,称为供水系统的工作点,如图2-1中的点。在这一点,供水系统既满足了扬程特性,也符合了管阻特性。即:用户的用水流量和供水系统的供水流量处于平衡状态,系统稳定运行。
图2-1 供水系统的基本特性与工作点
(2)水泵调速运行的节能原理
在供水系统中,通常是以流量为控制对象,常用的控制方式为阀门控制法和转速控制法。阀门控制法是通过调节阀门开度的大小来调节流量,而水泵电机转速保持不变,其实质是通过改变水路中的阻力大小来改变流量的,因此,管组特性将随阀门开度的改变而改变,但扬程特性不变。转速控制法是通过改变水泵电机的转速来调节流量,而阀门开度保持不变,其实质是通过改变水的势能来改变流量,因此,扬程特性将随水泵转速的改变而改变,但管阻特性不变。
采用变频调速的供水系统属于转速控制法,其工作原理是根据用户用水量的变化自动地调节水泵电机的转速,始终保持管网水压恒定,即:用水量增大,电机加速;用户水量减小,电机减速。图2-2为管网及水泵的特性曲线。
图2-2 管网及水泵运行的特性曲线
供水量高峰期水泵工作在A点,流量为,扬程为。当供水量要求从减小到时,若采用恒速泵供水,必须关小阀门,这时阀门的摩擦阻力变大,管阻特性曲线变为,扬程特性曲不变,而扬程则从上升到,运行工况从A点移到B点,此时水泵输出功率为(0,, B, )围成部分;若采用恒压()、变速泵()供水,管网特性曲线变为,扬程特性变为曲线,工作点从A点移到C点,此时水泵输出功率为(0,, C, )围成的部分。比较两者,其节能为(, , B, C)围成的阴影部分。而且根据水泵变速运行的相似定律,变速前后的流量、扬程、功率与转速之间的关系为:
式中: 、、为转速时的功率、扬程、流量
、、为转速时的功率、扬程、流量
由上式可以看出,水泵在转速控制时,电机转速变慢,轴功率就相应的减少,电机输入功率也随之减少,轴功率于电机转速成三次方的关系下降。
由此可见:在供水系统输送同样流量的情况下,转速控制时的扬程比阀门控制时小得多,所需要的供水功率也比阀门控制方式小得多,两者之差是转速控制方式节约的供水功率,它与图中的阴影部分成正比。当流量从0~之间不断变化时,节能为图中(, A 围成的面积,可见其节电效果显著。
2.2常用的调速方式
水泵多配用交流异步电动机拖动,当电机转速降低时,既可节约能量,经济效益十分显著。由异步电动机的转速公式:
= 式(2-1)
其中: 为异步电机的理想空载转速;
为异步电机转子转速;
为异步电机的定子电源频率;
为静差率,。
改变电动机极对数,改变静差率及改变电源频率都可以改变转速。常用的调速方式有变级对数调速,变频调速和可控硅串级调速三种方式。
1. 变级对数调整
在电源频率一定的情况下,电动机的同步转速与极对数成反比,改变电动机极对数,就可以改变转速。通过改变定子绕阻的接线方法来改变极对数。这种调控方式控制简单,投资省,节能效果显著,效率高,但需要专门的变极电机,是有极调速,而且级差比较大,只适用于特定转速的生产机器。对于我的设计不适用。
2. 变频调速
变频调速是将电网交流电经过变频器变为电压和频率均可调的交流电,然后供给电动机,使其可在变频的情况下运行。
改变电动机定子频率可以平滑地调节同步转速,相应的也就改变转子转速,而转差率可以保持不变或很小。但对电动机来说,定子频率改变后,其运行影响,如果电压不变,频率增加时,磁通减少,电动机转矩下降,严重时会使电动机堵转;频率减少,磁通增加,会使磁路饱和,励磁电流上升,导致铁心损失急剧增加而发热,使不允许。因此在实用上,要求调速的同时,高变定子电压,保持磁通基本不变,既不使铁芯发热,有保持转矩的不变。变频技术对水泵电动机进行调整,以获得优良的运行特性和明显的节能效果,是目前常用的技术。
3. 可控硅串级调速
它是把异步电动机转子电势经过整流――逆变后回馈给电网,回收功率就是转差功率,当改变逆变角时,逆变电势、转差功率、转差率都 将随之改变,从而达到调整的目的。
这种方法的最大优点是由于它可以回收转差功率,节能效果好,且调整性能也好,但由于线路过于复杂,还需一台与电动机相匹配的变压器增加了蹭环节的电能损耗,带来了成本高,占滴水泵房面积大等缺点而影响它的推广价值。因此,在本论文,我不采用。
2.3 供水系统变频调速运行的工作原理
变频恒压供水系统主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。通常由笼式异步电动机驱动水泵旋转来供水,并且把电机和水泵作成一体。变频供水系统是通过变频器调节异步电机的转速,从而改变水泵的出水流量而实现恒压供水的。因此,供水系统变频的实质是异步电动机的变频调速。
异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。
异步电机的转差率定义为:
式(2-2)
异步电机的同步速度为:
= 式(2-3)
异步电机的转速为:
式(2-4)
其中; 为异步电机的理想空载转速;
为异步电机转子转速;
为异步电机的定子电源频率;
为异步电机的极对数。
从上式可知,当极对数不变时,电机转子转速与定子电源频率成正比,因此连续调节异步电机供电电源频率,就可以连续平滑地调节电机的同步转速,从而调节其转子的转速。
变频调速时,从高速到低速都可以保持有限的转差率,因而变频调速具有高效率、高精度、调范围广平滑性较高、机械特性较硬的优点,调速性能可与直流电动机调速系统相媲美。因此,变频调速是交流异步电机一种比较合理和理想的调速方法,其频率调节时的机械特性曲线如图2-3所示。
图2-3异步电动机变频调速时机械特性曲线
第3章 方案的基本的选择
3.1 可编程控制器PLC的选择
可编程逻辑控制器简称PLC,是以微处理器为基础,综合计算机技术、自动化技术和通讯技术而发展起来的一种新型工业控制装置。它将传统的继电器控制技术和现代计算机信息处理两者的优点结合起来,成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制设备。
3.1.1 PLC的基本结构
PLC的类型繁多,功能和指令系统也不同,但是结构与工作原理则大同小异,通常由中央处理单元CPU、存储器、输入输出等部分组成。如图3-1所示:
图3-1 可编程序控制器的基本结构
1.主机
主机部分包括中央处理器、系统程序存储器、用户程序及数据存储器、输入输出扩展接口、外部设备接口和电源等部分组成。中央处理器是PLC的核心部分,它包括微处理器和控制接口电路,用于运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理,将结果送到输出端,并响应外部设备的请求以及进行各种内部判断等。
2.输入/输出(I/O)接口 I/O接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备。
3.输入/输出扩展单元 I/O扩展接口用于将外部输入/输出端子数的扩展单元和基本单元连接在一起。输入输出扩展接口有并行接口、串行接口和双口存储器等多种形式。
4.外部设备接口
外部设备接口是PLC主机实现人--机对话、机--机对话的通道。通过它,PLC可以与编程器、打印机等外部设备相连。该接口的功能是串行/并行数据的转换、通信格式的识别、数据传输的出错检验、信号电平的转换等。
5.编程
编程是PLC利用外部设备,用户用来输入、检查、修改、调试程序或监视PLC的工作情况。通过专用的PC/PPI电缆线将PLC与电脑连接,并利用专用的软件进行电脑编程和监控。
6.电源单元 电源是供给PLC电源的器件,通常为输入设备提供直流电源。它的作用是把外部的供电电源变换成系统内部各电源所需的电源。可编程序控制器的电源一般采用开关电源,特点是输入电压范围宽、体积小、重量轻、效率高。 PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机,实质上属于计算机控制方式。PLC以通用或专用CPU作为字处理器,实现通道(字)的运算和数据存储,另外还有位处理器(布尔处理器),进行点(位)运算与控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。
1.可靠性
对可维修的产品,可靠性包括产品的有效性和可维修性。PLC的可靠性高表现在下列几个方面。
(1)与继电器逻辑控制系统比较,PLC不需要大量的活动元件和接线电子元件,它的接线大大减少,系统的维修简单,PLC还采用了一系列可靠性设计的方法进行设计,例如,冗余设计,断电保护,故障诊断和信息保护及恢复等,提高了MTBF,降低了MTTR,使可靠性提高。PLC还具有编程简单,操作方便等特点,因此对操作人员的技能要求降低,操作人员容易学习和掌握,一般不容易发生操作的错误,可靠性因此提高。
(2)与通用的计算机控制系统比较,PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置,它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言,编程出错率大大降低,而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高;在硬件方面,采用了一系列提高可靠性的措施。例如,采用可靠性的元件、采用先进的工艺制造流水线制造、对干扰的屏蔽隔离和滤波等。在软件方面,也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如,采用软件滤波、软件自诊断、简化编程语言等。
2.易操作性
PLC的易操作性表现在下列几个方面:
(1)操作方便:PL C的操作包括程序输入和更改的操作。多数PLC采用编程器进行输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息显示,对大中型的PLC,编程器采用了CRT屏幕显示,因此,程序的输入直接可以显示。更改程序的操作可直接根据所需的地址编号进行搜索,然后进行更改。
(2)编程方便:采用布尔助记符编程时,有助于编程人员的编程。
(3) 维修方便:PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时,通过硬件和软件的自诊断,维修人员可以很快找到故障的部位,以便维修。
3.灵活性
PLC的灵活性表现在以下几个方面:
(1)编程的灵活性:PLC采用的编程语言有梯形图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程方便,应用面拓展。
(2)扩展的灵活性:PLC的扩展灵活性是它的一个重要特点。它根据应用的规模不同,即可进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。
(3)操作的灵活性:操作十分灵活方便,监视和控制变得十分容易。
(4) 体积小、重量轻、功耗低
由于PLC是专为工业控制而设计的,其结紧密、坚固,体积小巧,易于装入机械设备内部要,是实现机电一体化的理想控制设备。
3.1.3 PLC的主要功能
随着PLC技术的不断发展,目前已能实现以下功能。
⑴ 条件控制功能
条件控制(或称逻辑控制或顺序控制)功能是指用PLC的与、或、非指令取代断电器触点串联、并联及其他各种逻辑连接,进行开关控制。
⑵ 定时/计数控制功能
定时/计数控制功能就是用PLC提供的定时器、计数器指令实现对某种操作的定时或计数控制,以取代时间继电器和计数继电器。
⑶ 步进控制功能
步进控制功能就是有步进指令来实现在有多道加工工序的控制中,只有前一道工序完成后,才能进行下道工序操作的控制,以取代由硬件构成的步进控制器。
⑷ 数据处理功能
数据处理功能是指PLC能进行数据传送、比较、移位、数制转换、算术运算与逻辑运算以及编码和译码等操作。
⑸ A/D与D/A转换功能
A/D与D/A转换功能就是通过A/D、D/A模块完成对模拟量和数字量之间的转换。
⑹ 运动控制功能
运动控制功能是指通过高速计数模块和位置控制模块等进行单轴或多轴控制。
⑺ 过程控制功能
过程控制功能是指PLC的PID控制指令实现对温度、压力、速度、流量等物理参数的闭环控制。
⑻ 扩展功能
扩展功能是指通过连接输入/输出扩展单元(即I/O扩展单元)模块来增加输入输出点数,也可通过附加各种智能单元及特殊功能单元提高PLC控制能力。
⑼ 远程I/O功能
远程I/O功能是指通过远程I/O单元将分散在远距离的各种输入、输出设备与PLC主机相连接,进行远程控制,接收输入信号,传出输出信号。
⑽ 通讯联网功能
通讯联网功能是指通过PLC之间的联网、PLC与上位计算机的连接等,实现远程I/O控制或数据交换,以完成系统规模较大的复杂控制。
⑾ 监控功能是指PLC能监视系统各部分运行状态和进程,对系统出现的异常情况进行报警和记录,甚至自动终止运行;也可在线调速、修改控制程序中的定时器、计数器等设定值或强制I/O状态。
3.1.4 PLC的选择 根据设计方案和PLC,变频器的内部电气接线图确定PLC的I/O点数,本设备输入点数:X为8点; 输出点数:Y为12点。
其I/O口分配表如图3-2所示:
3.2 变频器的选择
目前,随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展,变频器已经成为电气调整的主流,成为现代工业控制的主要组成部分。
3.2.1变频器的特点
1.变频器的特点
大部分通用变频器都有以下特点: ②、稳定性好 由于变频器的控制信息为数字量,不会随时间漂移,不随温度等环境条件而变化。
③、可靠性高 控制电路采用大规模集成电路,主电路采用智能化模块。系统中的硬件电路元件数量很少,相应故障率大大降低。
④、灵活性好 系统中硬件向标准化、集成化发展,可以在尽可能
少的硬件支持下,由软件去完成复杂的控制功能。适当的修改软件,就可以改变系统的功能或提高其性能。
⑤、存储能力强 存储容量大,存放时间几乎不受限制,变频器可在存储器中存放大量的数据和表格,利用查表法简化计算,提高运算精度。
⑥、逻辑运算能力强 容易实现自诊断、故障记录、故障寻找等功能,使变频器可靠性、可使用性、可维护性大大提高。
⑦、自动调压功能 是电动机参数自动调压,简化了使用操作,易于实现系统最佳运行。
⑧、具有模糊加减速功能 能根据电动机加速过程中的负载电流和制动过程中的变频器直流测的电压,自动计算最佳加/减速时间。
3.2.2 变频器的种类
变频器可分为两种:交-直-交变频器,交-交变频器。如下图:
交-直-交变频器是由三个环节组成:可控硅整流电路,其作用是将电压、定频率的交流电路变为电压可调的直流电;可控硅逆变电路,其作用是将整流电路输出的直流电变换为频率可调的交流电;滤波环节,它在整流电路和变电路之间,一般是利用无电源电容或电抗器对整流后的电压或电流进行滤波。它不仅可改变逆变器输出电压,而且具有抑制谐波功能,是一种比较理想的方式。
交-交变频器是由两组反并联的整流电路组成,直接将电网的交流榻通过变频电路同时调节电压和频率,变成电压和频率可调的交流的电输出。就是由于直接交换,减少换流电路,减少损耗,效率高,波型好,但调整范围小,控制线路复杂,功率因数低,目前较少采用。
3.2.3 变频器的选择
⑴ 型号的选择: 所有数据显示都采用6位数的LED形式,能正常运行时持续显示一项运行数据。能显示当前变频器的频率,可切换鍵选择显示内容,如电动机的电流、电压、功率等。作为该显示的补充,另外还有3个指示灯,用来指示主电源是否接通(ON)、 警告(WARNING)和报警(ALARM)。变频器的大部分参数设置可以直接通过控制面板来改变。
① QUICK/MENU(快速菜单)鍵可以查出用于快速菜单的参数。QUICK/MENU鍵还可用于取消参数值的改变。在断开主电源,同时按下QUICK/MENU、+、和CHANGE/DATA鍵并通主电源,然后松开这些鍵,变频器就被设置为出厂设定状态。
② CHANGE/DATA(改变数据)鍵用来改变设定值。CHANGE/DATA鍵还可以用来储存已改的参数设定值。
③ +/-鍵用来选择参数和改变参数值。同时按下QUICK/MENU、+鍵,能够调阅所有参数。
④ STOP/RESET(停止/复位)鍵用来使所连接的电机停止或在跳闸后使变频器复位。
⑤ START(启动)鍵用来启动变频器。
⑵ 变频器容量的选择:
一般来说,当一台变频器控制一台电动机时,只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时,原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。本系统中每时均只有一台变频器控制一台变频器,因此,就只需与大电机容量的相符即可,即是220KW。
⑶ 变频器的端子操作:
变频器的端子包括电源接线端子和控制端子。
电源端子中有三相输入电源端子R、S、T,7逆变器三相输出端子U、V、W。
控制端子共有有近20个控制端子,分4类,即输入与监视信号端子、频率模拟设定输入端子、输出信号端子、报警输出端子。
控制端子 输出信号端子提供一对常闭触点和一对常开触点,共3个端子(端子01、02、03),可以直接驱动继电器。在故障时常闭触点断开,常开触点闭合。通过报警信号端子的继电器断开外部电路,避免了故障升级。输出信号(端子46)包括指示变频器正在运行信号、告警或报警以及运行状态。
⑷ VLT2800系列变频器所提供的保护功能包括过电流、过载、逆变器过载、电源缺相、过压、欠压、接地故障、开关模式故障、短路、内部出错、CPU故障保护、电源掉电重合闸保护等。
3.3 压力传感器的选择 由于一般的生活供水的压力为370KPa~430KPa,消防供水的压力为670 KPa~730KPa,所以压力传感器选0KPa~1000KPa。,我们选用的是YTT-150型差动远传压力表。它是二线制安全型防爆仪表。用于测量对铜和钢及合金不起腐蚀的液体、气体和蒸气的压力。仪表在进行压力指示外,还连续输出与被测压力成线性的4-20mA直流信号,该表用于水压恒定的PID检测环节。
其技术指标为:
1)测量范围:-0.1—0.3MPa
2)输出信号:mA DC,二线制
3)精度等级:1.5级
4)负载电阻:250 —350Ω
5)供电电源:直流(+10—-15)%
6)工作环境:温度:-10—55度
相对湿度:<=85%
工作振动:振动频率<=25HZ 外磁场<=400A/M
3.4 本章小结
根据设计的需要,在本章中对PLC的型号进行了选择。并针对考虑到了设计需要的容量和显示功能,选了丹佛斯公司生产的VLT2800 220KW。根据水压的实际情况,对压力传感器也进行了较合理的选择。
第4章 变频调速恒压供水系统设计
4.1系统的方案设计
变频调速恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵电机组、压力传感器等构成。系统采用一台变频器拖动3台电动机的起动、运行与调速,当给生活供水时,分别采用循环使用的方式运行;当给消防供水时,就3台电机全投入,并采用“先启先停”的原则接入和退出。通过压力传感器采样管网压力信号,变频器输出电机频率信号,这两个信号反馈给PLC的PID模块,PLC根据这两个信号经PID运算,发出控制信号,控制水泵电机进行切换,以达到恒定水压的目的。图4-1所示为恒压供水系统结构框图
图4-1 恒压供水系统结构框图
控制系统的具体工作过程: = Q0.1
关键词:评价系统;层次分析法;模糊综合评价法
中图分类号:TP315 文献标志码:B 文章编号:1673-8454(2015)09-0079-04
毕业论文是高等院校学生为完成学业在教师指导下运用所学知识,就所学专业某一现象或问题进行系统研究后对成果加以系统表述形成的具备一定理论和实践价值的学术文本。它是我国高等院校教学计划中重要的实践环节,是培养大学生基本科研和实践工作能力的重要手段。近年来,随着教育教学改革的深入,毕业论文评价工作越来越受各院校和教育界学者重视。笔者对国内研究的检索表明:1998年至2014年,研究论文数量呈明显上升趋势。[1]然而,与外语专业毕业论文评价有关的论文仅有两篇,简要谈及了英语专业毕业论文的重要性及评价原则。加强毕业论文评价工作的科学化是我国《高等学校英语专业英语教学大纲》的要求,也是国际高教质量保障体系的发展趋势。鉴于此,笔者拟从该项工作的现状出发,基于其特征设计一套科学的综合评价体系,希望推动该项工作的科学性、标准化和公正性。
一、我国高等院校外语专业毕业论文评价工作的现状与不足
1.调查发现
笔者对国内30所各层次外语专业院系[2]的毕业论文评价工作进行调查后发现:
(1)大多数院系都采用了科学的工作流程:指导教师评阅―交叉审阅―答辩评审―综合评分。
(2)大多数院系都采用百分制量化评价方式。
(3)总体上,学校层次越高,工作过程也越科学越严谨。
此外,现代信息技术在该项工作中得到了良好应用,大大提高了工作效率,顺应了当代社会对低碳环保的追求。
2.缺陷和不足
(1)忽视评价工作的模糊性
标准的笼统性和评价的主观模糊性导致作为主观决策过程的毕业论文评价本质上不能做到精确量化,但绝大多数高校均要求参评教师给出精确分数,这与评价工作的模糊性相背。
(2)评价维度不全面、指标不完善、权重分配过于主观
虽然多数院系采用了多元评价,涉及语言表达、论证过程、格式规范、答辩表现等,但诸如选题价值、外文资料翻译、开题答辩、工作态度等与论文质量密切相关的指标都未涵盖。评价成绩主要由指导教师、交叉审阅教师和答辩小组评分等三或两部分成绩按主观比例如4:3:3构成,甚至仅由指导教师或答辩小组判定论文成绩。
(3)缺乏过度主观评价防控设计
评价工作固有的主观性加上师生之间因种种原因产生的人情关系容易导致教师对评价对象作出过度评价,导致评价结果失去公正性。遗憾的是没有院系在评价步骤中加入针对此缺陷的防控设计。
二、外语专业毕业论文评价工作的基本特点、原则与方法选择
1.基本特点
(1)主观模糊性
毕业论文评价工作本质上属于主观决策过程,它要求评价主体对评价对象作出尽量客观公正的评价,但评价标准及过程固有的模糊性导致评价主体无法作出精确的量化评价。此外,作为群组决策,不同评价主体的心理标准难免存在差异,加重了评价的主观模糊性。
(2)系统综合性、指标及权重差异性
评价工作是一项综合的系统工程,必须尽可能涵盖各相关评价维度。就某一维度来讲,指标设计也必须具备科学性、差异性和明确性,方可让评价主体有章可循。此外,各指标贡献率并不相同,必须尽可能赋予合理权重。
(3)评价结果量化要求
尽管评价工作具有不可避免的模糊性,但为了确定毕业论文的优秀率和合格率,绝大多数院系均要求为评价对象打出百分制分数。因此,在进行系统设计时必须将模糊定性操作转化为精确的定量操作。
(4)严肃性和公正性
毕业论文评价是对学生四年学业能力的终极评定,不仅关乎学生能否获得毕业证和学位证等切身利益,而且对我国高等教育质量监控与发展也有重要影响,必须确保严肃性和公正性。
2.基本原则
(1)专业性原则
外语专业毕业论文不同于理工科论文,如表达符号为外语、更注重逻辑推理与系统建构等。其评价体系构建必须考虑专业特殊性来设计评价指标并为其分配合理权重。
(2)静态与动态评价相结合
毕业论文写作是一个阶段性动态过程,评价体系既要涉及对论文的静态评价还应包括对工作过程的动态监控性评价,即做到静态与动态评价相结合。
(3)公平公正原则
鉴于评价工作的主观模糊性及评价主体可能作出的过度主观性评价。评价步骤设计必须想方设法减少种种主观随意性,尽最大努力保证评价结果严肃公正。
(4)可操作性原则
指标设计必须具备可测性、精细性和完整性,避免不必要的要素交叉。同时,具备经济可操作性和信息化优势,以充分发挥现代信息技术的效率优势和绿色环保等特性。
3.方法选择
据此,笔者整合了层次分析法和模糊综合评价法来设计外语专业毕业论文评价体系,并加入了过度主观评价防控设计。层次分析法(AHP)是美国著名运筹学家塞蒂于上世纪70年代创立的一种定性和定量分析相结合的决策方法。该方法充分利用专家级决策人员的丰富经验和精准判断力根据问题性质和决策目标将问题分解为不同的结构要素,并按照要素间隶属关系和相互作用将因素按不同层次聚合为一个递阶模型,从而将决策问题归结为指标层对目标层的相对权重值定量化。模糊综合评价法(FCE)是一种基于模糊数学的综合评价方法。该方法根据模糊数学的隶属度理论,整合主观逻辑分析与客观精确运算把定性评价转化为定量评价,从而对受多种因素制约的现象做出评价。前者能有效避免毕业论文评价体系设计不够全面、指标权重分配过于主观的缺陷;后者可以将主观模糊评价转化为量化评价。整合两种方法系统性强和结果明晰等特点可有效解决外语专业毕业论文评价过程中存在的问题。
三、外语专业毕业论文评价系统的步骤设计
1.建立评价递阶模型
该模型由目标层、准则层和指标层组成。目标层是对评价对象题的概述,准则层是隶属于目标层的具体描述,指标层则是各准则层下属的细化评价内容。
2.建立专家判断矩阵并检验其随机一致性
(1)根据递阶模型相邻层次间的隶属关系,请K位行业专家依据两两比较法对各层指标的重要性比较标度进行打分,构造出判断矩阵。设矩阵有i个元素,则判断矩阵为Pk(1)。
(2)检验各矩阵的随机一致性。由于判断矩阵易受个体认知模糊性及评价系统复杂性的影响,必须对各矩阵的随机一致性进行检验。计算过程如下:首先计算各矩阵的最大特征值λmax。鉴于该计算过程比较繁琐,此处建议直接在Matlab7.1中输入各矩阵Pk后,调用最大特征值计算函数max(eig(Pk))即可获得各矩阵的最大特征值;计算各矩阵的一致性指标CI=(λmax-n)/(n-1);查询平均随机一致性指标对应的RI值,计算各矩阵的随机一致性指标CR=CI/RI。当n=1或2时,判断矩阵具有完全一致性;当n>2时,若CR
(3)计算各指标权重。计算指标权重的方法有和积法、最小对数二乘法等方法。合积法计算过程如下:归一化各矩阵[1],将归化矩阵按行相加[2]后再次进行归一化处理[3],计算各个专家的权重[4],组成专家权重矩阵后将之归一化[5],然后计算各指标的最终权重[6]。
3.设定模糊评语集及对应评语分值向量集
设评语等级集E={e1, e2, …, eh}, h为评语等级子集的个数。与E相对应,令评语分值向量集F=[f1, f2, …, fh]。
4.构造模糊评价矩阵并检验其离散程度
请R位评价主体按递阶模型为评价对象打分构造出各指标的模糊评价矩阵Ri(2),由于评价结果可能受评价主体特定情感因素的影响,因此必须检验Ri的离散程度。令E={5, 4, 3, 2, 1}。依次计算R位评价主体对各指标评价结果的离散系数CVi(i=1, 2, …, n)[7]及其平均值AVG(CVi)。经过计算,在评价主体少于10人时,若AVG(CVi)>0.15,则说明各评价主体对该指标层的评价存在不公正极值。计算各分值与均值之间的标准差,标准差最大者即为极值,更换该评价主体重新评价,直至评价结果满足要求。
5.计算各准则层的评价结果向量
若模糊评价矩阵Ri通过离散程度检验则将之归一化后计算评价对象在各准则层的评价结果向量Ai[8]。
6.计算评价对象的最终模糊评价结果
综合各准则层的评价结果向量Ai,建立针对目标层的模糊评价矩阵A(3),然后利用准则层的权重矩阵计算评价对象的最终模糊评价结果G[9]。结合不同评语分值向量集F计算评价对象的最终精确得分S[10]。本段提到的矩阵和计算公式如表1所示。
四、应用实例
1.构建评价递阶模型
根据层次分析法原理,笔者整合了国内已有毕业论文评价体系研究成果和校内外专家和专任教师的意见,构建出如下外语专业毕业论文综合评价递阶模型,如表2所示。
2.建立专家判断矩阵并检验其随机一致性
请校内外8位专家和教师对各层指标打分构造出判断矩阵,因篇幅所限,笔者仅对准则层U5对应的矩阵Pk=8为例演示计算过程,如表3所示。
运用Matlab7.1计算各判断矩阵的最大特征值,依次为{3.0092, 3, 3, 3.0092, 3.0092, 3, 3.0037, 3}。计算P1的一致性指标CI=(3.009200-3)/2=0.0046,各专家矩阵的λmax依次为{0.0046, 0, 0, 0.0046, 0.0046, 0, 0.0019, 0};据公式CR=CI/RI,各专家判断矩阵的随机一致性指标值依次为{0.0079, 0, 0, 0.0079, 0.0079, 0, 0.0032, 0},均小于0.1,通过检验。
3.计算各指标的最终权重
本节以第一位专家的判断矩阵为例演示计算过程。首先归一化P1;按行相加得M1=[0.2678 1.7608 0.9713]T;再次归一化得1=[0.0893 0.5869 0.3238]T。其他各专家的打分归化矩阵依次为:2=[0.1111 0.2222 0.6667]T、3=[0.1667 0.1667 0.6667]T、4=[0.1638 0.2973 0.5390]T、5=[0.1066 0.1935 0.6999]T、6=[0.1000 0.3000 0.6000]T、7=[0.1299 0.1381 0.732]T、8=[0.1429 0.1429 0.7143]T。计算第一位专家最终权重W1=1/(1+10×CR1)=1/(1+10×0.007931)=0.9265;其他专家的最终权重依次为{1, 1, 0.9265, 0.9265, 1, 0.9691};归一化各专家权重组成矩阵k=[0.1196 0.1291 0.1291 0.1196 0.1196 0.1291 0.1251 0.1291]T;计算U5各指标的权重值为:W1=k*k=[0.126441, 0.253472, 0.620088]。其他指标的计算结果请见表2。
4.模糊评价过程示例
下面说明运用该递阶模型对某位英语专业学生毕业论文进行模糊评价的过程。因篇幅所限,此处以准则层U1为例演示计算过程。
(1)设定模糊评语集和对应评语向量集为:V={e1, e2, e3, e4, e5}={优,良,中,合格,差},F=[f1, f2, f3, f4, f5]=[5, 4, 3, 2, 1](五分制)或[100, 85, 70, 60, 40](百分制)。
(2)由3位老师对U1各指标按V打分,构造出隶属度矩阵R1;计算该矩阵离散程度AVG(CVi)=0.0787
[11]
(3)归一化矩阵R1,计算该论文在准则层U1下的评价结果为:
A1=WT
1×R1=[0.3223, 0.2239, 0.2749, 0.0977, 0.0308, 0.0505]T×R1=[0.2858, 0.4563, 0.2579, 0, 0]
A1可解读为:所有评价主体认为准则层U1为优的概率为28.58%、良为45.63%、中为25.79%、及格和差的概率为0%。其他各层评价结果依次为:A2=[0, 0.6667, 0.3333, 0, 0]; A3=[0.1751, 0.4075, 0.4174, 0, 0]; A4=[0.0327, 0.2925, 0.6748, 0, 0]; A5=[0.0845, 0.5822, 0, 0, 0]。
(4)构造总目标下模糊关系矩阵A,利用准则层权重计算最终模糊评价结果G。
[12]
结合不同评语分值向量集F计算评价对象的等级分或百分制分数:
S=GT×FT=[0.1336, 0.4144, 0.4373, 0, 0]T×[5, 4, 3, 2, 1]T=3.637133≈3.64;S∈[3.5, 4.5)。
S=GT×FT=[0.1336, 0.4144, 0.4373, 0, 0]T×[100, 85, 70, 60, 40]T=79.187≈79.2。
必须指出,运用本法求得的论文最低分为1或40,即本法对质量更差的论文不具备区分度,但这并不影响其适用性,不达标的论文必须退回修改,对学位证发放不会产生决定性影响。
五、结束语
本文从我国高等院校外语专业毕业论文评价工作的现状出发,讨论了该项工作的基本特征和工作原则,在整合AHP和FCE优势的基础上,设计了一种具备良好操作性的评价体系。该体系能有效地解决该项工作中存在的问题,调动学生毕业论文写作的积极性,进一步提高该项工作的科学性、标准化和公正性。此外,鉴于本系统计算过程的数学规律性极强,可以设计基于大型数据库的网络系统,实现全部计算过程的自动化,更好地提高工作效率,为创建节约型社会贡献一份力量。
参考文献:
[1]高等学校外语专业教学指导委员会英语组编.高等学校英语专业英语教学大纲[M].北京:外语教学与研究出版社,2000.
[2]Saaty T L. Decision making with the analytic hierarchy process [J].Int.J.Services Sciences 2008(1): 83-98.
随着高校的扩招和毕业生人数的增加,如何提高毕业论文的选题管理效率成为毕业论文工作面临的一个难题。2012年,全国具备普通高等学历教育招生资格的学校有2492所,本专科毕业生人数600多万人,50%以上的高校对毕业论文收集、处理、检索、更新采用人工处理,已经无法达到信息化处理的要求,效率非常低。而其它大多数教学管理应用已实现数字化管理操作,绝大多数高校都已经拥有自己的机房,校园网,这就提供了很好的硬件基础,完全有能力,有条件打造毕业论文的网上管理。一个可行的解决思路就是依托建好的校园网,采用技术,通过C#2005编程,后台采用MS SQLSERVER2005数据库平台,构建基于Web的毕业论文管理系统。
本系统旨在使毕业论文信息管理网络化,可以直接在网络对学生论文进行管理。首先,学生通过网络选择论文题目,待教师审核通过后,完成论文并提交;其次,教师(包括指导教师、评阅教师、答辩教师)通过网络对论文进行评分;最后,由系统计算出学生的综合成绩,供学生在网上查阅。
2需求分析
2.1功能需求
该毕业论文评分系统需要满足来自三方面的需求,分别是学生、教师和管理员。
学生对该系统的需求主要是查询学生个人基本信息、查询可选课题情况并进行选择、提交选题申请、查询已选课题、下载论文所需的相关文件、上传论文、查看毕业论文成绩、修改密码等功能。
教师的需求是查询教师个人基本信息、课题、课题审核、上传文件、下载文件、对学生的论文、答辩情况等进行评分,修改密码等功能。
管理员的功能包括对公告、文件、学生、教师、论文、分组、成绩、用户等8个模块进行管理和维护,包括添加新教师、添加新生、添加公告、上传文件、进行学生和老师的分组、审核成绩、修改管理员密码等,并对模块的信息进行查询、修改、删除等操作。
2.2性能需求
根据用户对本系统的要求,确定系统在界面、响应时间、可靠性、安全等方面有较高的性能要求。
2.2.1界面需求
(1)页面内容:主题突出,站点定义、术语和行文格式统一、规范、明确,栏目、菜单设置和布局合理,传递的信息准确、及时。内容丰富,文字准确,语句通顺;专用术语规范,行文格式统一规范。
(2)导航结构:页面具有明确的导航指示,且便于理解,方便用户使用。
(3)技术环境:页面大小适当,能用各种常用浏览器以不同分辨率浏览;无错误链接和空链接;采用CSS处理,控制字体大小和版面布局。
(4)艺术风格:界面、版面形象清新悦目、布局合理,字号大小适宜、字体选择合理,前后一致,美观大方;动与静搭配恰当,动静效果好;色彩和谐自然,与主题内容相协调。
2.2.2响应时间需求
无论是客户端和管理端,当用户登录,进行任何操作的时候,系统应该及时的进行反应,反应的时间在5秒以内。系统应能监测出各种非正常情况,如与设备的通信中断,无法连接数据库服务器等,避免出现长时间等待甚至无响应。
2.2.3安全性需求
系统有严格的权限管理功能,各功能模块需有相应的权限方能进入。系统需能够防止各类误操作可能造成的数据丢失,破坏。防止用户非法获取网页以及内容。
2.2.4开放性需求
系统应具有十分的灵活性,以适应将来功能扩展的需求。
3系统设计
3.1系统功能设计
本系统依据用户角色划分主要由三大模块组成:管理员功能模块、教师功能模块和学生功能模块。其中管理员模块又包括公告管理、文件管理、学生管理、教师管理、论文管理、分组管理、成绩管理、用户管理以及退出系统等子模块。
3.2数据库设计
3.2.1 数据库结构设计
E-R图是一种用于描述静态数据结构的概念模式,它直接使用信息世界中的术语来表示现实世界中的联系。E-R模型的基本元素包括:
实体:它是客观存在可以相互区别的事物
属性:指实体的某一特征。
联系:表示一个或多个实体之间的关联关系。
3.2.2 系统E-R图
4模块设计与实现
在整个开发过程中,采取的方法是:分工精细、紧密合作,系统主要分为以下模块:公告管理、文件管理、学生管理、教师管理、论文管理、分组管理、成绩管理、用户管理、退出系统等子模块,在这些子模块下包括对公告信息、文件信息、学生信息、教师信息、论文信息、分组信息、成绩信息以及用户信息的添加、查询、修改、删除等操作。
以下仅以论文管理页面为例进行简单描述。
当用户名和密码都正确时,管理员进入界面默认是论文管理页面,如图2所示。管理员可以根据论文编号、题目和指导老师查询相关的论文信息,并适时对论文信息进行更新和删除操作。另外,页面左边导航栏论文管理下面还提供了一个“添加论文”链接,单击此链接,页面将跳转到添加论文信息页面,管理员可以在添加论文信息页面上添加新增的论文信息。
5系统测试
系统的各功能模块需要进行测试,对于模块化应用程序,软件开发的最后一部分就是不断的测试程序,该阶段主要对系统的正确性及完整性等方面进行测试。主要进行:功能确认测试、运行测试、健壮性测试、安全性测试以及查错方面的测试等,系统测试由测试组成员(或质量保证人员)或测试组成员与用户共同测试,在整个系统开发完成,即将交付用户使用前进行。测试阶段的信息流如图3:
在这一阶段,为使系统最终能够顺利运行,对整个系统进行了全面的测试。严格按照软件测试步骤从管理员模块测试开始到系统集成测试止,所有测试都追溯到学生、教师以及管理人员的要求,这种测试符合现代软件测试准则从“小规模”测试开始逐步进行“大规模”测试。并严格按照程序内部的逻辑测试程序,检查程序中的主要执行通路是否能按照预定要求正确工作。
在测试过程中,主要做了以下工作:
(1)检验数据显示区域的GridView控件是否能够按要求格式正确显示输入数据。
(2)检验数据显示区域的GridView控件的相关列是否能够实现数据的删除及更新操作。
(3)检验能否对输入数据进行适时查询并作相应更新操作。
(4)检验功能模块中所涉及的所有功能的实现及健壮性。
在整个系统调试程序过程中,我们也发现了各种各样的问题,由于某些内在的错误影响程序的运行,在采用上述调试方法对程序进行反复修改调试后,程序运行情况良好,达到了预期的设计目标,基本上可以满足用户的需要。
参考文献:
[1]程不功,龙跃进,卓林. 2.0动态网站开发教程[M].清华大学出版社,2006,4(1).
[2]邓文英,陈惠贞,陈俊华.挑战ASP与网页数据库设计[M].中国铁路出版社,2004.
论文关键词:供应链,系统动力学,建模,仿真
供应链是一个由多个节点企业组成的动态系统,它包含了不同节点企业之间持续不断的信息流、物流和资金流。这些节点企业之间相互作用和影响,使得供应链系统变得非常复杂。供应链运作希望能够藉由这些相互作用实现更低的成本、更短的生产时间、更小的库存、更多的产品品类、更好的产品质量、更准确的送货时间、更高的顾客水平和更有效的合作。这就需要一种更有效的建模技术来表达供应链中跨组织的复杂关系。特别地,供应链系统各节点企业间的交互存在着诸多随时间不断变化的非线性关系,对于这种复杂的非线性系统,一些传统方法不能够很好地对其进行描述和研究。而系统动力学研究系统如何随着时间而动态地改变,讲究根据所研究的问题和所研究的系统构建模型,分析变量之间的相互关系,从而确定其对系统的影响。不仅如此,系统动力学仿真更提供了一种分析系统的直观方式[1]。系统动力学是一种有效地分析供应链结构和行为的方法。在所有的研究方法中,系统动力学是研究复杂和多变量非线性系统随时间变化情况的理想方法[2]。
实际上毕业论文ppt,在理论研究领域,系统动力学研究方法最先由麻省理工学院的Forrester教授于1961年在其《工业动力学》中提出。Forrester[3]最先观察到了结构、策略和供应链节点企业之间的相互影响使得需求沿着供应链下游向上游逐渐放大,并提出了系统的分析方法。Sterman[4]最先将这种方法应用于供应链系统,并建立了简单的供应链节点企业的系统动力学模型。Ovalle O.R.[5]完善了这一供应链节点企业模型,分析了共享不同信息对供应链系统的影响,但并没有给出完整的供应链系统动力学模型。国内学者黄丽珍[6]和张立菠[7]都从不同角度建立了供应链的系统动力学模型。本文尝试从节点企业的系统动力学模型推广到多级供应链的系统动力学模型,并进行仿真研究。
1、供应链节点企业系统动力学建模
供应链上贯穿了物流、信息流、资金流、决策流和商流等流程,本文的建模重点研究物流和信息流两种流程。这是因为系统动力学研究方法能够很直观地表达供应链上的物流和信息流。本文一方面对所研究的供应链系统链环节进行了简化,主要讨论订货、库存和发货三个环节论文开题报告范文。另一方面对其决策进行简化,以牛鞭效应(订货量波动比)作为重要的对比指标[6]。供应链系统中各节点企业通过订货和发货分别实现与上下游节点企业联系,从而使得系统的有效地运作。供应链节点企业系统动力学模型建立在其因果回路图和反馈环的基础上,因此建模前须分析得出其因果回路图和反馈环。
1.1 供应链节点企业运作的因果回路图(Casual Loop Diagram, CLD)
本文所研究的供应链是一种没有信息共享的运作模式,MIT的啤酒游戏很好地再现了这种供应链。在供应链的运作过程中,各节点企业最重要的流程是对上游的订货流程和对下游的发货流程。对上游的订货决策是建立在对未来的销售预测和库存控制策略的基础之上,即各节点企业根据过往的数据,运用简单移动平均或指数平滑等方法来预测t期的销售率,并同时考虑t期初企业的渠道存量和库存状况来进行订货决策。对下游的发货决策则是权衡下游的订货量和节点企业的最大发货量来进行的。图1给出了供应链节点企业(用k节点表示)运作过程的因果回路图,其中包含了九个反馈回路,即两个正反馈回路和七个负反馈回路。其中第七和第八个回路是正反馈回路,除此之外都是趋于平衡的负反馈回路。
图1 供应链节点企业运作过程的因果回路图
1.2 供应链节点企业的系统动力学模型
根据供应链节点企业运作过程的因果
回路图,可以得到供应链节点企业的系统动力学模型,如图2所示。将供应链节点企业的运作流程分为物流和信息流。物流始于进货(即上游节点的发货),从而形成渠道存量毕业论文ppt,渠道存量(Pipeline)指的是因为运输延迟和生产延迟过程中引起的库存。对于生产商来说,进货指的是进原材料,渠道存量包括运输延迟和生产延迟引起的库存;对于其他节点企业来说,进货都是成品,渠道存量指的是运输延迟引起的库存。收货后渠道存量减少,同时库存增加。对于生产商来说,收货指的是原材料经生产加工后变为成品,进入成品库存;对于其他节点企业来说,收货指的是成品到达该节点企业仓库。对下游的发货取决于下游节点企业的订货和该节点企业的最大发货率。发货使得各节点企业的库存减少。此外,模型还受到其他内外部影响因素的影响,受研究问题所限,在此不多作分析。
关键字组件重用操作系统OSKit
1引言
当前,操作系统的功能不断扩展,操作系统的类型呈现出多样化的趋势。一个小规模的开发小组已经不可能完全从头开始实现一个实用的操作系统,而一般情况下,研究人员只对操作系统的一些特定领域感兴趣,而对于另外一些元素,如启动加载代码、核心启动代码、设备驱动程序和内存分配代码等往往不感兴趣,但是一个可运行的原型系统又必须包含这些内容。编写这些基础结构延缓了操作系统研究项目的进度,同时也增加了进行操作系统研究的代价。为了解决这一问题,犹他大学的FLUX研究小组开发了OSKit,它提供了一个框架和一组模块化的、具有简单接口的库以及一组清晰的、可重用的OS组件。OSKit可以用来构建操作系统内核、外层服务和其他核心OS功能模块。OSKit提供了各种功能模块,诸如简单自举,一个可用于内核的最小化POSIX环境、与物理内存和其约束一致的内存管理、广泛的调试支持,以及高层子系统如协议栈和文件系统。开发者可以根据自己的研究兴趣或所要考虑的性能来使用这些模块,或用他们自己的模块来替代标准的OSKit模块。
OSKit公开了它内部的实现细节,允许用户从成熟的操作系统中不加修改地提取代码,然后通过一小部分经过仔细设计的粘接代码将它们合并到一起,隔离它们的依赖性,并输出良好定义的接口。OSKit使用这一技术整合了许多稳定而成熟的源代码,包括设备驱动、文件系统、网络协议等等。实践表明,使用组件软件架构和重用技术会给操作系统实现领域带来大的影响。
2组件技术简介
组件技术是一种较新的软件开发技术。到目前为止,还难以确定组件技术的明确定义。比如,对组件技术的常见说法有以下这些:“二进制软件单元”、“任意场合可部署的软件”、“特别适合第三方开发”和“规范定义的接口”等等。大致上可以这样理解:所谓组件,其实就是一种可部署软件的代码包,其中包括某些可执行模块。组件单独开发并作为软件单元使用,它具有明确的接口,软件就是通过这些接口调用组件所能提供的服务,多种组件可以联合起来构成更大型的组件乃至直接建立整个系统。组件的实现必须支持一种或者多种其用户所希望获得的接口。实现组件并不一定需要采用面向对象语言。为了构造新应用程序,软件开发人员找出适当的组件,将这些组件加入到正在开发中的应用程序,同时对应用程序进行测试并保证应用程序的组装工作按照预定的规划正常进行。采用组件技术能降低开发、测试和维护成本,提高可靠性和稳定性。
3Oskit组件综述
OSKIT的组件库提供了一般情况下更高层的功能,它通常只对外开放一些相关的公用调用接口。目标系统通过OSKit的面向对象的COM接口来与这些组件进行交互。以下几节概述了OSKit所提供的组件。
3.1引导程序
大多数操作系统多有自身的启动加载机制,彼此互不兼容。这种加载机制的多样性并不是由于每个OS所要求的自举服务不同而引起,而是由于构建启动加载器的特定方式造成的。因为从操作系统研究的立场来看,启动加载器是一个令人不敢兴趣的领域,因此OS开发者通常进行一个最小化、快捷的设计。由于设计理念和要求的轻微差别,每个启动加载器都不适用于下一个OS。为了解决这个问题,OSKit直接支持多启动标准,这一标准是由几个OS项目的成员共同设计的,它的目的是提供一个简单而通用的启动加载器与OS内核间的接口,从而允许一个启动加载器加载任何兼容的OS。
在进行操作系统研究时,多启动标准非常有用,这其中的主要原因是启动加载器在加载内核自身的同时还具有加载附加文件或者启动模块的能力。这里的一个启动模块只是一个普通文件,启动加载器不以任何方式解释它,而仅仅把它随同内核映像一起加载到保留物理内存块中。在启动内核时,启动加载器提供给内核以下内容:物理地址的列表、所有已加载的启动模块的大小,以及与每个模块相联系的由用户定义的字符串。这些启动模块和与它们相联系的用户定义的字符串由内核解释。这样做的目的是为了通过提供内核启动时需要的数据,诸如初始化程序、设备驱动和文件系统服务器,来减轻内核启动的负担。
3.2核心支持库
OSKit核心支持库的主要用途是让客户OS更容易访问硬件设施。它包含了一个较大的实用函数和符号定义的集合,该集合对于管理模式代码是非常具体的。与此相对应,OSKit的大多数其他库在用户模式代码中通常很有用。和OSKit的其余部分所不同的是,多数核心支持代码必须是针对特定系统结构的,而这些特定机器的细节对客户OS也是有用的。例如,在x86机器上,核心支持库包含一些函数,用来创建和操纵x86页表和段寄存器。其他OSKit组件通常提供建立在这些低层机制上的与体系结构无关的设施,但是为了提供最大的灵活性,与特定结构相关的接口始终可以被访问。
OSKit核心支持库在x86体系结构上尤为重要,因为该体系结构的OS级编程环境特别复杂和模糊。核心支持库仔细地设置了一个基本的32位执行环境(为了与MS-DOS兼容,x86处理器通常以16位模式开始),初始化段和页转换表,安装一个中断向量表,并提供缺省的陷阱和中断处理程序。当然,客户OS能够修改或重载这些行为。然而,在缺省情况下,核心支持库自动地做所有必要的工作,以便使处理器进入一个方便的执行环境,此时中断、陷阱、调试以及其他标准设施已经如预期的那样开始工作。该库在缺省情况下自动地定位所有随内核加载的启动模块,并保留它们所在的物理内存。接下来,应用程序可以很容易使用它们。客户OS只需以标准C语言风格提供一个main()函数。一切都设置好以后,内核支持库将用所有参数和由启动加载器传递过来的环境变量来调用它。
3.3内存管理库
如同在一个标准C语言库中实现的malloc()一样,内存管理代码典型地用于用户空间。通常并不适用于内核。设备驱动常常需要分配特定类型的内存,并伴随具体的调整属性。例如,对于内建的DMA控制器只能访问最初的16M物理内存。为解决这些内存管理问题,OSKit包含了两个简单而灵活的内存管理库:(1)基于队列的内存管理器(或称LMM),它提供了功能强大且高效的原语来进行分配管理,并支持在一个池中管理多种类型的内存。(2)地址映射管理器(或称AMM)被设计用来管理不必直接映射到物理内存或虚拟内存的地址空间,它对OS的其他方面提供了类似的支持,诸如进程地址空间、分页、空闲块或IPC名字空间的管理。尽管这些库可以很容易地应用在用户空间,但实际上它们是被特别设计用来满足OS内核的需求。
3.4最小C语言库
成熟的OS内核一般都包含着相当数量的仅仅用来重新实现基本的C语言库函数如printf()和malloc()的代码。与此形成对比的是,OSKit提供了一个最小化C语言函数库,它围绕着最小化依赖性而不是最大化函数性和性能的原则来设计。
3.5调试支持
OSKit的一个最实用的好处是:给定一个适当的硬件设置,它立刻就能提供给OS开发者一个完全源代码级的内核调试环境。OSKit内核支持库包括一个可用于GNU调试器(GDB)的串行存根模块,它在客户OS环境中处理陷阱,并使用GDB的标准远程调试协议通过一个串行程序与运行在另一台机器上的GDB通信。甚至当客户机OS执行自己的陷阱处理时,OSKit的GDB存根模块也是可用的。如果客户OS提供适当的钩子,它甚至支持多线程调试。除了基本的调试器支持,OSKit也提供了一个内存分配调试库,它可以跟踪内存分配并检测一般的错误,如缓冲区溢出和释放已释放的内存。这个库提供了与许多普通应用程序调试器相似的功能性,所不同的是它运行在由OSKit提供的最小内核环境中。3.6设备驱动支持
在OS开发和维护中最艰巨的一个任务是支持多种多样的I/O硬件。这些复杂的设备常会含有潜在的错误,而新硬件的又常常伴随着不兼容的软件接口。由于这些原因,OSKit采用了为现有内核开发的稳定的、经过充分测试的驱动程序。OSKit使用了一种封装技术,将现有的驱动程序代码基本上未加修改地合并到OSKit中。这些现有的驱动程序被一个OSKit粘结代码层所包装,从而使得这些驱动程序可以在与开发它们的环境完全不同的环境中工作。目前,来自Linux的大多数以太网卡、SCSI和IDE磁盘的设备驱动程序被包括进来,总数超过了五十种。用同样的方式,来自FreeBSD的八个字符设备驱动程序也被包含了进来,它们支持标准PC控制台和串口及不同的多串口板。由于OSKit把这些驱动仔细地进行了包装,FreeBSD驱动程序可以与Linux驱动程序一起工作。
3.7协议栈
OSKit提供了一个完整的TCP/IP网络协议栈。如同驱动程序一样,有关网络的代码也可以通过封装机制被合并进来。OSKit当前可以从Linux中获取网络设备驱动程序,它们是PC平台可获得的最大的免费资源。OSKit的网络组件继承于FreeBSD4.4,它通常被认为具有更多成熟的网络协议。这显示了使用封装机制将现有软件包装成灵活的组件的第二个优点:即从不同的资源中获取最好的组件,并让它们一起被使用。
3.8文件系统
通过使用封装技术,OSKit吸收了NetBSD的基于磁盘的文件系统代码。NetBSD之所以被选择为首要资源库,是因为在可用的系统中,它的文件系统代码被最清晰地分离了出来,而FreeBSD和Linux的文件系统与它们的虚拟内存系统结合的更紧密。当前,OSKit也把Linux文件系统合并了进来,以便能够支持多种类型的文件系统格式,如Windows95、OS/2和SystemV的文件系统格式等等。
OSKit文件系统输出的COM接口类似于许多Unix文件系统所使用的内部VFS接口。这些接口具有很好的粒度,使我们可以不必接触OSKit文件系统的内部。例如,OSKit接口只接受简单的路径名组件,允许安全封装的代码执行适当的访问许可检查。
4OSKit的现状
自从在1996年6月了OSKit的第一个公开发行版以来,OSKit已经更新了多次,每次更新都增加了一些算法,并修正了一些错误。最新的发行版是2002年3月的版本。由此可见,OSKit一直处于操作系统开发平台的前沿,其自身也在不断完善和发展。
5结论
作为一个操作系统研究与开发的平台,OSKit大大减轻了操作系统研究与开发者的负担。它可以让开发人员避开复杂的底层,而把兴趣集中与他们所感兴趣的领域。开发者可以用自己编写的组件来取代OSKit中的部分组件,以满足自己特定的需要,从而丰富了操作系统的应用层。总之,OSKit满足了实际客户系统的需求,有助于操作系统的研究与开发。
参考文献
(1)汤海京基于面向对象操作系统开发平台(OSKit)的分析与程序设计www-/developerWorks/linux/kernel/oskit/part1/index.shtml
(2)MichaelHohmuthUsingtheOSKitasabaseforL4applications
【关键词】南京电大 Struts J2EE 毕业设计 毕业论文
1 研究背景
进入新世纪以来,计算机网络技术在国内发展迅速,特别是在教育领域,教育产业化进程不断推进,高校间强强联合、不断实现资源共享。随着国内高校规模不断的扩张,合理并有效运用教育教学资源,推进教育管理方式转变,推进教育教学过程化管理,已成为各大高校重点关注的问题。目前,网络化管理技术已经在教育教学领域中的学生学籍管理、学生成绩管理、课程设置等方面都有了广泛运用。高校教学过程中一个非常重要的环节就是毕业设计(论文),与其它课程管理类似,其主要使用单机管理方式或是手工管理方式实现,包括对毕业设计(论文)步骤中的基本信息与成绩的输入输出实施管理,而毕业设计(论文)中的选题、过程控制与质量管理,以及整个毕业设计(论文)环节效果的统计分析等一系列环节都没有纳入系统管理中。
现阶段部分高校对毕业设计(论文)做法一般为指导老师前期给出参考题目,并通过纸质文件的形式发给学生,学生再从中完成选题或自行申报课题,由于正在毕业实习的学生比较分散,容易导致指导老师和学生之间沟通不畅,造成有些学生课题选择冲突;同时在教师指导学生毕业论文中后期,有大量表格由人工发放、填写、回收,导致效率极其低下;毕业设计(论文)完成阶段,通常需要运用纸质存储或者刻录光盘提交最终论文,常常导致资料堆积如山,查找不便。所以使用传统的手工管理方式对毕业设计(论文)资料进行管理不仅耗时费力,而且不利于教学管理工作者准确、及时地把握学生完成毕业设计(论文)的进展情况,给管理造成较大程度的困扰,甚至影响毕业设计(论文)的质量。因此,在这种情况下管理者应该充分利用高校的计算机资源和网络优势,按照具体管理规定研发出一款为高校量身定制的管理软件,完成对毕业设计(论文)网络化管理,这不仅重要,而且符合高校无纸化办公的发展潮流,这将进一步推动高校信息化建设的进程。
南京电大早在1999年成为教育部批准的首批电大人才培养方式改革与开放教育试点项目示范单位,属于“统筹规划、分级办学、分级管理”类型的远程开放教育教学系列的“省级电大”。至2014年春季,南京电大培养的教育本、专科学生已达52397人,每学年参加毕业设计(论文)的学生达到1800人,因此研发出一套南京电大毕业设计(论文)管理系统是非常有必要的。
2 系统分析
系统分析是站在企业应用系统内部,从抽象的概念高度上分析系统需求,敲定企业应用系统的要素、组成及结构,因而给出系统的分析模型,并为企业应用系统设计给出依据。在此我们给出一些功能性分析和非功能性分析的示例。
功能性分析要求南京电大毕业设计(论文)管理系统应该可以满足不同用户对南京电大对毕业设计(论文)管理的要求,按课题启动、申报课题管理、论文指导管理、论文答辩管理、论文终审管理等系列流程,能够实现不同角色应有的功能。南京电大学生可以浏览南京电大关于论文方面的公告,可以选择导师、提交课题,可以与导师交流,可以对自己的开题报告、论文及系统中资源进行上传和下载;南京电大教师可以选择自己的学生、查看学生课题、论文情况,可以对学生提交的课题、论文进行审阅,可以对自己的学生发出通知,向本校教务员汇报工作;分校教务员完成本校通知工作,维护本校教师与学生信息,向市校汇报本校论文工作;市校教务员可以对分校教务员、教师进行权限分配、调整;系统管理员需要完成业务数据备份、角色信息调整、系统安全运行、运行维护等工作。每一个用户登录南京电大毕业设计(论文)管理系统后都可以维护自己的个人信息,都可以利用南京电大毕业设计(论文)管理系统提供的查询与打印功能,都可以从系统中下载需要的资源,根据需要上传文档。
非功能性分析主要包括时间上响应不可以太慢,从而影响用户的操作,应在5ms-9ms之间;必须能够对所录入的业务数据快速的处理,得出执行结果,基本处理过程时间不可延迟过多,至多1-3秒;对学生的申请以及教师指导结果的传送和转化时间能够满足用户心理预期,不影响用户的使用,适应用户的任务需求为关键;对录入的课题申报、指导意见、答辩结果等要能够在短时间内产生响应结果与相关的查询。适应性上应该对录入的课题申报、指导意见、答辩结果等要能够在短时间内产生响应结果与相关的查询;运行环境需要支持Windows系列、Unix等不同运行操作平台,对于将沓鱿值牟僮髌教ǎ系统可作进一步的维护以满足其稳定性;接口流量不可过小,与其他系统能进行快速的数据交换与处理;大约在5-10年时间能够正常使用;运行期应对系统进行必要的更新维护,使其更加健全。
3 系统设计
南京电大毕业设计(论文)管理系统包括学生操作模块、导师操作模块、分校教务员操作模块、市校教务员操作模块、系统管理员操作模块。其中学生操作模块包括选择导师、申报课题、课题维护、论文过程汇报、浏览与回复导师意见等功能;导师操作模块包括选择学生、审阅学生课题、审阅学生论文、向本校教务处汇报、有关通知、浏览学校通知等功能;分校教务员操作模块包括维护本校学生、维护本校教师、与教师联络、向市校教务处汇报论文工作、本校通知、浏览市校通知等功能;市校教务员操作模块包括审核分校指导老师资格、审核分校上报答辩小组信息、完成终审论文成绩录入、向市校教务处汇报论文工作、市校通知等功能;系统管理员包括操作模块、包括角色信息管理、分校教务人员管理、市校教务人员管理、系统维护记载、系统安全管理、系统备份等功能。
图1中虚线框中登录系统、维护个人信息、查询与打印、上传下载材料等功能,学生操作模块、导师操作模块、分校教务员操作模块、市校教务员操作模块、系统管理员操作模块等模块都需要这四项功能,因此将它们单独列出。
4 技术简介
南京电大毕业设计(论文)管理系统运用Struts框架,Java的Web应用中运用的技术比较多,也较为复杂,所以研发过程中可选择的技术也多,项目管理必须考虑到开发人员个人的特长对开发任务进行合理分工,这就需要设计人员在系统设计阶段考虑周到。MVC模式可以很好的将业务数据模型和业务处理模型分离出来,这样研发出独立的业务组件,以便于在编写表示层页面阶段可以保证数据的一致性。在处理表示层页面文件和模型之间关系过程中,控制器就成为两者的桥梁,这样使得南京电大毕业设计(论文)管理系统项目能够成为一个整体的、系统化的工程。Struts框架在南京电大毕业设计(论文)管理系统中就起到了这个作用,在研发阶段可以很好的运用该框架开展开发项目,开发人员能够选择合适的模型组件。
在图2中,JSP和Struts为开发人员提供的一组标签能够完成页面的表示与数据显示等功能,使得开发人员可以编写丰富的视图功能。
5 系统实现
南京电大毕业设计(论文)管理系统各个部分的研发工作主要包括以下几个步骤:
5.1 创建视图
该系统采用Struts技术,视图的编写主要运用JSP技术,但和传统的JSP技术相比有两个明显不同。
(1)该系统在Struts下运用JSP技术研发视图,在页面文件中没有包括任何的脚本程序,仅是单纯的实现数据传递以及获得与显示从数据库返回的数据,对业务数据的处理和页面的跳转都是在业务层中执行。
(2)Struts框架给出了一组可扩充的自定义标签库,主要包含Bean标签、 Logic标签、HTML标签与模板标签。通过运用标签,能够简化编写用户界面的过程,而且更好地完成数据的封装。
5.2 创建模型
模型利用JavaBean组件,设计和实现系统的业务逻辑。根据不同的操作请求从Action派生特定Action类,调用由Bean组成的业务组件,建立由ActionForm 的派生类达到对客户层表单参数的封装。
5.3 创建控制器
在南京电大毕业设计(论文)管理系统中,中心控制器是由Struts提供(ActionServlet),程序员一般无需对该ActionServlet执行二次研发;负责特定业务处理的Action类则是研发者研发任务的重点,这部分Action对象中会执行全部业务操作,处理结束,由Struts的中心控制器转向到JSP页面,把处理结果返回到客户端。
5.4 创建配置文件
包括两个配置文件web.xml和struts-config.xml,用来定义Struts系统中模块之间的交互。通过对该两个配置文件的定义,将Struts框架中MVC各部分联系起来,完成了一个真正的MVC系统。
南京电大毕业设计(论文)管理系统开启阶段学生申请导师界面见图3。
6 结束语
本文对现阶段高校毕业设计(论文)管理状况充分调研,分析总结现阶段高校毕业设计(论文)管理系统主要缺陷,在掌握毕业设计(论文)管理系统的需求基础上,结合南京电大毕业设计(论文)管理的实H状况,探讨了南京电大毕业设计(论文)管理系统设计与实现。本系统基于网络B/S方式设计思路,采用Struts框架技术与SQL Server2014数据库技术进行设计,具有一定的参考价值。
参考文献
[1]张云龙,贾宇波,吴徐彬.基于UML的毕业设计管理系统的研究与设计[J].工业控制计算机,2015.
[2]丁勇,储久良,张飞.基于MVC框架的毕业设计管理系统的设计与实现[J].计算机与现代化,2014.
[3]陈泽强,徐梅玲.基于.NET的毕业设计管理系统的设计与实现[J].电子技术与软件工程,2013.
本论文在xxx导师的悉心指导下完成的。导师渊博的专业知识、严谨的治学态度,精益求精的工作作风,诲人不倦的高尚师德,严于律己、宽以待人的崇高风范,朴实无法、平易近人的人格魅力对本人影响深远。不仅使本人树立了远大的学习目标、掌握了基本的研究方法,还使本人明白了许多为人处事的道理。本次论文从选题到完成,每一步都是在导师的悉心指导下完成的,倾注了导师大量的心血。在此,谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢!在写论文的过程中,遇到了很多的问题,在老师的耐心指导下,问题都得以解决。所以在此,再次对老师道一声:老师,谢谢您!
时光匆匆如流水,转眼便是大学毕业时节,秋云,聚散真容易。离校日期已日趋渐进,毕业论文的完成也随之进入了尾声。从开始进入课题到论文的顺利完成,一直都离不开老师、同学、朋友给我热情的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意!在此我向xxxx学校xxxxxxx专业的所有老师表示衷心的感谢,谢谢你们三年的辛勤栽培,谢谢你们在教学的同时更多的是传授我们做人的道理,谢谢三年里面你们孜孜不倦的教诲!
三年寒窗,所收获的不仅仅是愈加丰厚的知识,更重要的是在阅读、实践中所培养的思维方式、表达能力和广阔视野。很庆幸这三年来我遇到了如此多的良师益友,无论在学习上、生活上,还是工作上,都给予了我无私的帮助和热心的照顾,让我在一个充满温馨的环境中度过三年的大学生活。感恩之情难以用言语量度,谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。
关键词:计算机技术 系统设计
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)11(c)-0032-01
1 系统介绍
近年来出现的网上毕业设计课题系统是以院(系)为单位,在网上进行选题,学生选题主要是以时间先后为依据,虽然改变了以往以班级为单位的原始手工选课的方式,采用网上选题方式,便捷了学生和指导老师,提高了工作效率,但是还是存在如下不足。
(1)学生抢选现象,有些选题比较简单,则会发生很多人不约而同的选这一个选题,导致的结果就是真正想研究该课题的学生没选上。(2)指导教师对选题结果不满意,因为在选题过程中教师无法控制选题结果,很有可能学生的专业特长与自己的研究方向不一致。(3)突发数据访问量很大,选题管理者为了能让学生同时选题,可能规定某一时间开启选题系统,那么开启系统的瞬间,会有大量的数据访问请求涌入服务器,当数据量到一定的程度的时候很有可能成为网络中很难防范的分布式拒绝服务攻击(DDoS),这样就必然造成了安全隐患;教师-学生双向选择型的毕业设计(论文)信息管理系统延续了第二代选题系统的B/S架构。
2 系统设计
2.1 各模块设计
本系统实际是学生和教师相互选择的平台,为了使学生和教师能够更简单,更方便的来使用系统,本系统在功能设计以及界面设计上更多的考虑的用户使用体验度。并且为了方便管理员管理,以及其他开发人员在本系统的基础上做二次开发,一方面在后台管理功能上建立了更多的便于操作的功能,以及防错设置。另一方面在系统开发的时候使用的结构化以及面向对象的编程方式,能够让其他开发人员很快的了解系统的程序设计思想。
(1)学生作为系统的重要实体之一,其主要功能有。
①选题:在学生没有完成选题的情况下,登录后进入该页面,显示已经选择的题目,以及剩余可选题数目。②我的选题:这个是学生版块最主要的功能,显示了该选题的进度,以及各阶段需要的操作比如说填写开题报告,生成开题报告等。③我的信息:本次选题是双向选择的,学生需要填写自己的信息供出题老师来参考,可将自己的专业特长,个人特长,联系方式等写入“我的信息”栏木中,这将会是让出题教师选择你的一个主要依据(双方不太了解的情况下)。④站内消息:可以发送信息给你的指导教师,以及阅读指导师发送给你的消息。在完成选题的过程中如果遇到困难可以在此发送信息。
(2)教师模块主要功能说明。
①我的选题:显示所有已经添加的选题(未通过审核,已通过审核),以及对选题的论文审批表,任务书的填写,生成,下载预览连接,还有已选题人数等。②进度管理:管理所有已经完成的选题的进度,保持与学生端的进度一致。显示一些主要的信息,目前包括论文审批表,任务书,开题报告等。③我的信息:本次选题是双向选择的,老师需要填写自己的信息供选题学生来参考,可将自己的研究方向,联系方式等写入“我的信息”栏木中,学生到时可以根据你提供的信息来决定是否选择改题(当学生不了解您的研究方向的时候)。④站内消息:可以发送信息给你的指导教师,以及阅读系统,教师发送给你的消息。在完成选题的过程中如果遇到困难可以在此发送信息。
(3)管理员的主要功能有。
①学生信息,教师信息管理:可以添加、删除、修改学生的个人信息,可以导入这些用户信息。②论文审批表导入:可以从后台直接将论文审批表按给定的格式从XLS中导人。③公告、新闻的管理:可以管理选题公告以及新闻。④系统状态管理:可以管理系统的开启,停止,以及选题开放时间和关闭时间,并根据服务器的设置来决定是否开启登录时使用验证码功能。⑤数据的备份和恢复:用于备份数据(可以整个数据库备份或者单个表备份)。⑥信息导出:将选题的结果信息以及选题的进度信息按筛选条件进行导出。
2.2 数据库设计
数据库的作用在整个系统中占的位置已经不言而喻,一个符合规范的数据库设计不仅可以在设计的时候让程序设计员的逻辑更为清晰,也可以让后来分析程序的人更容易理清数据间的关系,本系统中工使用到13张数据表,具体E-R关系图如图1所示。
3 结语
系统可以结合前一阶段的选题方式,并且可以由管理员控制当前的选题方式(双向选择,或者直接选择),然后在学生选题的页面做判断。通过这样就修改系统即可以兼容前一类型的选题方式,并且可以完整的过渡到双向选择的选题类型。将毕业答辩分组,以及答辩评分的过程也融合到系统中去。这样整个毕业设计(论文)信息管理系统也才是真正的全部实现了网络化。
参考文献