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【中圖分類號】TN915.08 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672—5158(2012)08—0103-01
1 前言
計算機誕生之初功能較為單一,數據處理相對簡單,而隨著計算機網絡技術的發展,計算機功能的多樣化與信息處理的復雜程度顯著提高。網絡的出現,將過去時間與空間相對獨立和分散的信息集成起來,構成龐大的數據信息資源系統,為人們提供更加便捷化的信息處理與使用方式,極大的推動了信息化時代的發展進程。然而,隨之而來的是這些信息數據的安全問題,公開化的網絡平臺為非法入侵者提供了可乘之機,不但會對重要的信息資源造成損壞,同時也會給整個網絡帶來相當大的安全隱患。因此,計算機網絡安全問題成為當今最為熱門的焦點之一,隨著網絡技術的發展,安全防范措施也在不斷更新。
2 影響計算機網絡安全的因素分析
影響計算機網絡安全的因素有很多,其中既包括人為因素,也包括技術因素,因此,在計算機網絡安全受到威脅時,首先要確定導致網絡威脅的因素來源,這樣才能夠有效的、有針對性的進行破解,從而維護計算機網絡信息的完整性、秘密性與可用性。
2.1 人為操作失誤導致的安全隱患
計算機用戶都擁有各自不同的網絡使用權限,由于用戶安全意識不強經常會給不法分子可乘之機,在用戶將密碼泄露或密碼設置過于簡單的情況下,非法用戶很容易侵入網絡系統,對網絡內的數據信息進行使用或篡改、刪除、破壞等。因此,由于合法用戶人為保護程度不夠而導致的網絡安全威脅,是計算機網絡安全中常見的隱患之一。
2.2 人為的惡意攻擊
人為的惡意攻擊是目前最為常見同時也是威脅力最大的計算機網絡安全隱患,病毒與黑客就是人為惡意攻擊的體現。惡意攻擊往往具有很強的針對性,因此破壞程度較大,不僅能夠截獲、竊取和破譯重要信息,同時也能夠對信息數據造成破壞性的影響,對其的可用性與完整性進行損壞(計算機/計算機網絡論文。木馬程序是人為惡意攻擊的代表性手段之一,它可以偽裝成系統程序或其他可執行文件來誘使用戶啟用,從而為惡意攻擊者提供端口信息,為實施進一步攻擊帶來可能。由此可見,人為惡意攻擊的存在使計算機用戶很難防范,特別是一般用戶遭到惡意攻擊的幾率要大大高于一些高端用戶。
2.3 軟件本身的漏洞
隨著計算機應用軟件多樣化程度的不斷提高,軟件開發的復雜程度也不斷提高,成千上萬的代碼構成的邏輯指令,再由繁雜的邏輯指令構建成能夠實現用戶需求的軟件功能,其中程序漏洞的存在在所難免。黑客就是針對這些漏洞來對網絡進行攻擊的,軟件的漏洞甚至可以造成致命的網絡打擊,黑客的攻擊與軟件的不斷完善是一對長期伴生的矛盾,也成為了不可忽視的網絡安全隱患。免費論文下載中心維護計算機網絡安全的幾點對策。
3.1 物理安全維護對策
計算機網絡安全包括物理安全與邏輯安全,物理安全往往容易被人忽略,如果能夠引起人們的關注,計算機網絡物理安全還是能夠得到有效保障的。首先,物理安全是針對物理介質層次而言的,明確物理安全范圍的界定,對構建物理安全體系非常必要。自然災害所導致的設備物理損壞或操作失誤而導致的硬件設備損毀,都屬于物理安全范疇。因此,在計算機設備的維護上,既要做到最大限度的防止自然災害所帶來的破壞,同時更要注意人為操作的規范性,避免因操作不當而對硬件存儲設備中的數據造成損壞。
3.2 防火墻過濾措施
防火墻技術是網絡之間的一道安全屏障,目前所使用的防火墻具有雙層式結構,外部防火墻可以實現數據包過濾功能,內部防火墻是內部網絡與外部網絡連接的一條安全通道。防火墻位于計算機與外部網絡之間,實現了限制外界用戶對內部網絡的訪問,同時也將內部用戶訪問外部網絡劃分為不同權限。任何接入因特網的用戶,開啟防火墻進行數據包過濾與內部防護非常重要。
3.3 入侵檢測技術
入侵檢測技術是針對計算機系統安全而設計的檢測程序,啟動入侵檢測程序可以及時發現并向管理員報告系統中存在的未經授權的入侵或異常狀況。入侵檢測系統不僅可以發出入侵警告,同時也可以及時做出應對反映,對入侵源進行及時的切斷,從而最大限度的保護計算機系統安全,提高計算機的抗病毒入侵能力。
3.4 計算機漏洞掃描措施
應用軟件的不斷更新,功能復雜程度的不斷提升與網絡復雜性的日益增加,都增添了計算機漏洞的產生幾率,依靠人為的漏洞查詢顯然不切實際,那么如何對計算機漏洞進行查找并改進,就成為了困擾軟件開發者的一個核心問題。安裝計算機漏洞掃描系統就可以及時查找與發現系統漏洞,并對該漏洞進行威脅等級評估,同時提出修改建議。利用這種掃描工具,可以通過及時安裝補丁來完善軟件程序,彌補系統漏洞,從而消除安全隱患。計算機漏洞掃描不僅保護了系統的完備性不受侵害,同時也促使軟件開發者不斷關注軟件漏洞,并及時修正程序,是一種促使計算機系統不斷完善的有效手段,也是維護網絡安全的重要對策之一。
4、結語
構建全球化的信息網絡平臺已經成為了當今計算機網絡發展的共識,實現這一目標的最根本支撐點,就是強大的網絡安全保障,因此,針對各種安全隱患而采取的網絡安全對策顯得尤為重要,應當引起廣大信息使用者的廣泛關注。無論是在局域網還是因特網都同樣存在信息數據的保護問題,在人為因素與技術因素的干擾下,如何實現信息數據的最大化安全成為計算機網絡安全技術發展的根本出發點。計算機網絡安全對策應當更加全方位的針對各種安全隱患,并充分考慮到各種威脅的特點來實施,這樣才能夠實現我們保護網絡信息數據完整性、可用性與保密性的目標,隨著網絡安全技術的進步而不斷繼續完善,是我們今后將繼續探討的核心之一。
一、計算機舞弊分析
(一)篡改輸入
這是計算機舞弊中最簡單最常用的手法。數據在輸入前或輸入后被篡改了。它通常表現為:虛構業務數據,如將假存款單輸入銀行的系統中,增加作案者的存款數;修改業務數據;刪除業務數據,如從存貨系統中刪除某個存貨數據,消除購貨業務憑證。通過對數據作非法改動,導致會計數據的不真實、不可靠、不準確或以此達到某種非法目的,如,轉移單位資金到指定的個人賬戶等。
可能的舞弊者包括:參與業務處理的人員、數據準備人員、源數據提供人員、能夠接觸計算機但不參與業務處理的人員。
可能的證據包括:源文件、業務文件、計算機可讀文件、磁盤、磁帶、異常報告、錯誤的運行結果等。
(二)竊取或篡改商業秘密、非法轉移電子資金和數據泄密等
竊取或篡改商業秘密是系統非法用戶利用不正常手段獲取企業重要機密的行為。借助高技術設備和系統的通訊設施非法轉移資金對會計數據的安全保護構成很大威脅。
1、數據在傳輸過程中,由于使用的是開放式的TCP/IP協議,信息的傳輸路線是隨機的。因而可能出現物理竊聽、感應竊聽、口令字試探、信息竊取、身份假冒。
2、數據在輸出過程中,舞弊者能夠把敏感數據隱藏在本來沒有問題的輸出報告中,采取的方法是增加數據塊;控制并觀察設備部件運轉,如磁帶的讀和寫,打印機打印和跳躍行次的結構所發出的響音,錄在磁帶上,可以得到二進制信息。
3、采取設備上的特殊配置,可以在CPU芯片中置入無線發射接受功能,在操作系統、數據庫管理系統或應用程序中預先安置用于情報收集、受控激發破壞的程序。
可能的舞弊人員除了篡改輸出報告為內部用戶外,其他多為外來者,更多的是間諜人員。
(三)篡改程序
篡改程序是指對程序做非法改動,以便達到某種舞弊的目的。常見的手法有“陷門”和“特洛伊木馬”。
1、陷門
從CPU、操作系統到應用程序,任何一個環節都有可能被開發者留下“后門”,即“陷門”。陷門是一個模塊的秘密入口,這個秘密入口并沒有記入文檔,因此,用戶并不知道陷門的存在。在程序開發期間陷門是為了測試這個模塊或是為了更改和增強模塊的功能而設定的。在軟件交付使用時,有的程序員沒有去掉它,這樣居心不良的人就可以隱蔽地訪問它了。
2、在系統中秘密編入指令,使之能夠執行未經授權的功能,這種行為叫特洛伊木馬。典型的特洛伊木馬是竊取別人在網絡上的賬號和口令,它有時在合法用戶登陸前偽造登陸現場,提示用戶輸入賬號和口令,然后將賬號和口令保存到一個文件中,顯示登陸錯誤,退出特洛伊木馬程序。用戶以為自己輸錯了,再試一次時,已經是正常的登陸了,用戶也就不會懷疑。而特洛伊木馬已經獲得了有價值的信息躲到一邊去了。
可能的舞弊者絕大部分是計算機高手,包括系統管理員、網絡管理員、系統操作員、網絡黑客等。
可能的證據包括:源文件、數據庫文件。
二、計算機舞弊的審查
對計算機舞弊的審查除了借鑒傳統審計方法,如:分析性復核,審閱與核對法,盤點實物,查詢及函證外,最有效的是根據網絡會計系統的特點有針對性地進行審查。
2、安裝防病毒軟件。對防毒軟件進行安裝與使用時進行病毒防護的一項有效的措施?,F階段,個人計算機網絡中的防病毒軟件的安裝比例較高,并且具備及時更新的病毒數據庫,能夠實現對用戶在計算機使用過程中的有效監督。針對網絡中不文明的文件以及下載軟件都具有較強的防護效果。因此,在使用計算機網絡的過程中,應該度計算機的系統以及補丁進行及時的安裝與更新,此外還應該注意,盡量在計算機中不適用盜版的軟件、不對不良的網站進行瀏覽,進而有效的對計算機感染病毒的概率進行降低。
3、使用加密數據技術。作為一種傳統的網絡安全技術,數據加密技術在技術日益發達的現階段,仍然具有較強的實用性。數據加密技術具有操作靈活,能夠對動態信息進行有效保護的優點。其數據加密技術的工作原理是:通過對計算機網路密匙的控制,起到阻止非授權的用戶與軟件對用戶數據信息進行篡改與訪問的效果,進而確保數據的安全。其中訪問控制技術包含:授權方式、入網訪問控制以及遵守原則等,做到了對主體與客體之間訪問過程的規則約束。如今,應用加密方式最為廣泛的兩種類型主要有:一是,私匙加密。其主要是通過對一個密匙開展解密與加密的操作,其速度較快,在軟件與硬件中都能夠進行使用,對操作對象不設置限制;二是,公匙加密。其具有兩個密匙,應用于加密環節與解密環節的操作,其過程較復雜,安全系數較高。此外,網絡的加密方法一般有:端點加密、鏈路加密以及節點加密等。
4、強化網絡的安全管理。為了提高網路信息的安全,除了熟練掌握計算機網絡的應急技術外,還應該強化對網絡安全的管理。通過制定合理的規章制度,以及國家增強對計算機網絡犯罪的打擊力度,進而加強計算機網路安全防護隊伍的建設,提高計算機網絡的安全。
1.1計算機防火墻技術
防火墻對計算機網絡保護作用的實現是通過將內部網絡與互聯網分開來實現的,具有相當強的隔離性。在防火墻的使用上,通常都是依靠包的源地址和數據包協議等進行設置的。此外,防火墻的實現途徑還有服務器的軟件這種形式,不過使用頻率相對少一些。防火墻在過去比較長的時間里,它的主要目的除了限制主機之外,再就是規范網絡訪問控制,功能相對單一和簡單,不過,隨著近些年網絡技術的不斷更新和完善,防火墻的功能越來越豐富了,集成了信息的解密、加密等多種功能,另外還具有壓縮機解壓這種新的功能,計算機網絡的安全性因此得到了非常大的提高。
1.2防火墻的主要功能
防火墻的功能是比較多的,最主要的是以下幾個方面:首先,對本機的數據進行篩選和過濾,這樣可以有效避免非法信息及各種網絡病毒的攻擊和侵入,另外防火墻還可以對網絡中部分特殊站點進行嚴格規范,這樣可以有效避免因相關人員的無意操作所帶來的網絡風險。其次,防火墻能夠比較徹底地攔截不安全訪問,外部人員如果想進入內部網,必須先經過防火墻的審查,只有審查合格了才能夠進入,在這一個環節中,那些不安全的訪問用戶就會被過濾掉,大大降低了網絡安全的風險。再次,防火墻能夠很好地保存網絡運行中產生的各種信息數據,當它發現網絡中出現威脅網絡安全的非法活動時,能夠在第一時間發出警報,并采取針對性的措施[3]。
引言:隨著萬維網wWw的發展,Internet技術的應用已經滲透到科研、經濟、貿易、政府和軍事等各個領域,電子商務和電子政務等新鮮詞匯也不再新鮮。網絡技術在極大方便人民生產生活,提高工作效率和生活水平的同時,其隱藏的安全風險問題也不容忽視。因為基于TCP/IP架構的計算機網絡是個開放和自由的網絡,這給黑客攻擊和人侵敞開了大門。傳統的病毒借助于計算機網絡加快其傳播速度,各種針對網絡協議和應用程序漏洞的新型攻擊方法也日新月異。因此計算機網絡應用中的安全問題就日益成為一個函待研究和解決的問題。
1.計算機網絡應用的常見安全問題
計算機網絡具有大跨度、分布式、無邊界等特征,為黑客攻擊網絡提供了方便。加上行為主體身份的隱匿性和網絡信息的隱蔽性,使得計算機網絡應用中的惡意攻擊肆意妄為,計算機網絡應用中常見的安全問題主要有:①利用操作系統的某些服務開放的端口發動攻擊。這主要是由于軟件中邊界條件、函數拾針等方面設計不當或缺乏限制,因而造成地址空間錯誤的一種漏洞。如利用軟件系統中對某種特定類型的報文或請求沒有處理,導致軟件遇到這種類型的報文時運行出現異常,從而導致軟件崩潰甚至系統崩潰。比較典型的如OOB攻擊,通過向Windows系統TCP端口139發送隨機數來攻擊操作系統,從而讓中央處理器(CPU)一直處于繁忙狀態。②以傳輸協議為途徑發動攻擊。攻擊者利用一些傳輸協議在其制定過程中存在的一些漏洞進行攻擊,通過惡意地請求資源導致服務超載,造成目標系統無法正常工作或癱瘓。比較典型的例子為利用TCP/IP協議中的“三次握手”的漏洞發動SYNFlood攻擊?;蛘?,發送大量的垃圾數據包耗盡接收端資源導致系統癱瘓,典型的攻擊方法如ICMPF1ood}ConnectionFloa等。③采用偽裝技術發動攻擊。例如通過偽造IP地址、路由條目、DNS解析地址,使受攻擊的服務器無法辨別這些請求或無法正常響應這些請求,從而造成緩沖區阻塞或死機;或者,通過將局域網中的某臺機器IP地址設置為網關地址,導致網絡中數據包無法正常轉發而使某一網段癱瘓。④通過木馬病毒進行人侵攻擊。木馬是一種基于遠程控制的黑客工具,具有隱蔽性和非授權性的特點,一旦被成功植人到目標主機中,用戶的主機就被黑客完全控制,成為黑客的超級用戶。木馬程序可以被用來收集系統中的重要信息,如口令、帳號、密碼等,對用戶的信息安全構成嚴重威脅。⑤利用掃描或者Sniffer(嗅探器)作為工具進行信息窺探。掃描,是指針對系統漏洞,對系統和網絡的遍歷搜尋行為。由于漏洞普遍存在,掃描手段往往會被惡意使用和隱蔽使用,探測他人主機的有用信息,為進一步惡意攻擊做準備。而嗅探器(sni$}er)是利用計算機的網絡接口截獲目的地為其它計算機的數報文的一種技術。網絡嗅探器通過被動地監聽網絡通信、分析數據來非法獲得用戶名、口令等重要信息,它對網絡安全的威脅來自其被動性和非干擾性,使得網絡嗅探具有很強的隱蔽性,往往讓網絡信息泄密變得不容易被用戶發現。
2.計算機網絡安全問題的常用策略
2.1對孟要的信息數據進行加密保護
為了防止對網絡上傳輸的數據被人惡意竊聽修改,可以對數據進行加密,使數據成為密文。如果沒有密鑰,即使是數據被別人竊取也無法將之還原為原數據,一定程度上保證了數據的安全。可以采用對稱加密和非對稱加密的方法來解決。對稱加密體制就是指加密密鑰和解密密鑰相同的機制,常用的算法為DES算法,ISO將之作為數據加密標準。而非對稱加密是指加密和解密使用不同的密鑰,每個用戶保存一個公開的密鑰和秘密密鑰。公開密鑰用于加密密鑰而秘密密鑰則需要用戶自己保密,用于解密密鑰。具體采取那種加密方式應根據需求而定。
2.2采用病毒防護技術
包括:①未知病毒查殺技術。未知病毒技術是繼虛擬執行技術后的又一大技術突破,它結合了虛擬技術和人工智能技術,實現了對未知病毒的準確查殺。②智能引擎技術。智能引擎技術發展了特征碼掃描法的優點,改進了其弊端,使得病毒掃描速度不隨病毒庫的增大而減慢。③壓縮智能還原技術。它可以對壓縮或打包文件在內存中還原,從而使得病毒完全暴露出來。④病毒免疫技術。病毒免疫技術一直是反病毒專家研究的熱點,它通過加強自主訪問控制和設置磁盤禁寫保護區來實現病毒免疫的基本構想。⑤嵌人式殺毒技術。它是對病毒經常攻擊的應用程序或對象提供重點保護的技術,它利用操作系統或應用程序提供的內部接口來實現。它對使用頻度高、使用范圍廣的主要的應用軟件提供被動式的防護。如對MS一Office,Outlook,IE,Winzip,NetAnt等應用軟件進行被動式殺毒。
2.3運用入俊檢測技術
人侵檢測技術是為保證計算機系統的安全而設計與配置的一種能夠及時發現并報告系統中未授權或異常現象的技術,是一種用于檢測計算機網絡中違反安全策略行為的技術。人侵檢測系統的應用,能使在人侵攻擊對系統發生危害前,檢測到人侵攻擊,并利用報警與防護系統驅逐人侵攻擊。在人侵攻擊過程中,能減少人侵攻擊所造成的損失。在被人侵攻擊后,收集人侵擊的相關信息,作為防范系統的知識,添加人知識庫內,以增強系統的防范能力。
根據采用的檢測技術,人侵檢測系統被分為誤用檢測(MisuseDetec-lion)和異常檢測(AnomalyDetection)兩大類。誤用檢測根據事先定義的人侵模式庫,人侵模式描述了人侵行為的特征、條件、排列以及事件間關系,檢測時通過將收集到的信息與人侵模式進行匹配來判斷是否有人侵行為。它的人侵檢測性能取決于模式庫的完整性。它不能檢測模式庫中沒有的新入侵行為或者變體,漏報率較高。而異常檢測技術則是通過提取審計蹤跡(如網絡流量、日志文件)中的特征數據來描述用戶行為,建立典型網絡活動的輪廓模型用于檢測。檢測時將當前行為模式與輪廓模型相比較,如果兩者的偏離程度超過一個確定的閩值則判定為人侵。比較典型的異常檢測技術有統計分析技術、機器學習和數據挖掘技術等。二者各有優缺點:誤用檢測技術一般能夠較準確地檢測已知的攻擊行為并能確定具體的攻擊,具有低的誤報率,但面對新的攻擊行為確無能為力,漏報率高;而異常檢測技術具有發現新的攻擊行為的能力,漏報率低,但其以高的誤報率為代價并不能確定具體的攻擊行為?,F在的人侵檢測技術朝著綜合化、協同式和分布式方向發展,如NIDES,EMER-ALD,Haystack都為誤用與異常檢測的綜合系統,其中用誤用檢測技術檢測已知的人侵行為,而異常檢測系統檢測未知的人侵行為。
計算機畢業論文
多媒體、網絡技術的發展和應用將引發傳統編輯手段的全面變革。學術科技期刊實現全程電腦化的時機已逐漸趨向成熟。計算機技術的日新月異將使學術期刊編輯方法和手段不會僅僅停留于簡單的鍵盤輸入和排版。目前,多媒體技術、網絡技術的各種手段運用于學術科技期刊的編輯出版發行,尚處于初始階段,但不久將會全面而深入地展開。
【關鍵詞】學術性期刊/編輯出版/多媒體技術/網絡技術
【正文】一計算機技術的發展日新月異,在未來的幾年中,各種計算機相關技術都會得到飛速發展和應用,使計算機變得更加人性化,智能化。而多媒體技術與網絡技術的迅猛勢頭對傳統學術科技期刊帶來的影響尤為深遠。目前,學術科技期刊的現狀已不能適應科學技術的迅猛發展和讀者的多樣化需求,紙介學術科技期刊,以傳統的方式辦刊,不僅難以在市場經濟潮流中站穩腳跟,而且也正受到計算機和多媒體網絡技術、電子報刊和電子出版物的挑戰。學術科技期刊必須面對社會發展的現實,轉變傳統的期刊編輯出版模式,迅速實施期刊編輯出版的計算機化,并逐步實現向多媒體、網絡化編輯的轉變和過渡。使學術科技期刊所承載的信息更加高速、全面、方便、準確地傳至讀者手中。按照常規的期刊出版流程,作者的稿件經編輯加工后,由印刷廠錄入排版,打出校樣,經過數次校對,然后制版印刷。如果利用作者的磁盤文件,在電腦上編輯加工,則可省去排版輸入程序,編輯人員坐在計算機前改稿把關,減少了校對次數,卻又同時減少出錯的概率,并且大大減輕由重復輸入造成的精力和時間的浪費,縮短出版周期。值得指出的是,隨著多媒體技術和網絡技術的蓬勃興起,越來越多的作者已不滿足于稿件軟盤的寄遞,而是希望用電子郵件把自己的稿件發送到編輯部的電子信箱中,出版部門只要運行電腦中設置的e—mail程序,就可在計算機顯示屏上看到作者的來稿。在另一方面,計算機技術又始終處于高速發展的進程中。處理器速度不斷得到提高,硬盤的容量也正以每年60%的幅度在增長,但是價格卻在持續下降。1994年1兆字節的價格為1美元,到1998年1兆字節就只值5美分了。如果說,以前阻滯我國學術科技期刊電腦化進程的多為財經方面的原因,今天已經不成為太大的障礙。問題主要在于,由于傳統期刊編輯、出版和發行的配套運作已相對成熟,整個流通程序比較固定和規范,而采用一種新的編輯形態,就意味要有相應的人員管理及工作運作方式的變更。有些期刊編輯出版部門因此寧愿穩妥地在其固有領域及方式上保持觀望,而不愿在這方面進行人員、資金和其他方面的投入,反映了一種認識上的誤區。應該看到,學術期刊實現全程電腦化已逐漸趨向成熟。而且,計算機技術的日新月異的發展趨勢還表明:學術期刊編輯方法和手段不會僅僅停留于目前較為普遍的簡單的鍵盤輸入和排版。多媒體和網絡的各種技術手段全面運用于學術期刊的編輯出版的前景必將成為現實。多媒體技術和網絡技術給予我們一個發揮創造力和提升人本身智慧能力的機會。信息技術正在潛移默化地改造我們的聽覺、視覺、嗅覺、觸覺,改變著人類傳統的時空觀念,社會運動方式,倫理道德觀念和法律環境。這場席卷全球的革命剛剛從改變我們的行知模式開始,正以堅定的步伐深入我們生活的每一個側面,改造行業社會生活的每一個角落,更改造著人們認識生活,思考世界的觀點、方法。二多媒體技術是指用計算機對文字、圖形、聲音、動畫、影像等多媒體信息進行綜合數字化處理的計算機技術。多媒體技術主要應用于多媒體個人計算機、多媒體信息管理系統、多媒體通信、多媒體電子出版物等,近期以來,運用多媒體手段來對學術科技期刊進行編輯加工、行政管理和發行宣傳,也成為一種顯著的趨向。多媒體技術的應用將引發傳統編輯手段的全面變革。傳統編輯方法與手段同多媒體技術結合后,將給未來學術科技期刊的編輯工作帶來全新的變化。多媒體技術與計算機、網絡技術、通信技術、數字技術的結合,使期刊出版工作過程和學術科研信息傳播不受時間、地點、國界、環境等影響,這將有利于提高世界信息的流通速度,促進遠隔重洋的各民族文化科技的及時交流。多媒體綜合了報紙、廣播、電視等功能,將文字、聲音、圖像、動畫等要素結合起來,這一結合也成為學術期刊編輯、發行的一種全新形式,給受眾以全方位的、多維的信息,光纖通道將電視網、電話網、計算機網三網合一,使三大傳統媒介開始走向高度的綜合。充分利用多媒體文、圖、聲、像的優勢,有利于全面提高學術期刊編輯工作效率和刊物質量,促進電腦多媒體編輯技術的有的放矢地發展,并為今后計算機技術的普及、繁榮打下良好基礎。多媒體編輯要處理大量的3d圖形、數字音頻和視頻信息,還有從web網絡傳來的高帶寬信息。加速圖形端口(agp)即將大量投入應用,這是一種用來連接cpu和圖形加速器、比pci更快的總線,agp同時還提供圖形適配器與系統內存之間的連接,有了這種連接,在3d應用程序中就可以將大量的紋理貼圖保存在系統內存中。到2000年,所有的圖形都將是3維,使用字處理或者電子表格軟件的人將不會覺察到有什么不同。近期出版的一些專業電子排版系統,已集文字處理與圖形圖像處理功能于一身。不僅大大降低了此前許多排版軟件在文稿中植入特定圖像時的繁瑣操作和不便,而且可以利用軟件提供的多種繪圖、制圖功能,使非美工專業人員也能方便地制作出具有專業水準的圖形圖像,并通過手寫板或掃描儀順利實現圖文混排。使數學、化學、物理等科學公式的排版簡便規范,同時提供各種流程圖、電子電路以及各類圖庫。近日,ibm公司分別推出中、英文語音識別系統的語音錄入軟件,它們以聲音接收裝置為媒介,將閱讀文稿的語音直接轉化成計算機上文本的版面,盡管目前此類軟件在配置、環境、程序設計等方面有不少尚待完善之處,但隨著新的優化軟件的不斷問世,它必將極大地提高文字輸入的速度,從而最大限度地改變期刊計算機排版采用鍵盤輸入的格局。可以預見在不久的將來,我們真的可以與計算機進行交談,正如一些科幻電影中描述的一樣,計算機可以聽懂我們話語,并按我們所說的去做。多媒體技術的發明,終于使人和機器從原來的對立中擺脫出來,人性化的局面、虛擬現實的出現,直到人工智能的進步,語音的輸入使我們剎時感到pc已不再冰冷,芯片上已能出現人的情感,而且是高智能的集成。隨著計算機網絡以及電子郵件中可視圖像和活動聲像傳輸的成為現實,將進一步產生期刊在稿件傳遞、審稿閱稿、修改校對、聯系溝通、裝幀質量、出刊速度全方位的突破。三網絡技術的出現和普及,使傳統的期刊編輯的工作過程由單向的封閉流程,轉變成一種帶有顯著的交互性特征的雙向或多向的信息流通方式。編輯、作者乃至讀者之間可以直接進行信息的交流,它用最直接、最形象、最逼真、最快捷的特色使期刊編輯流程成為極具開放性的人際傳播。網絡社會和網絡文明的到來,宣告高度而枯燥的技術文明將被充分共享的信息文明所取代。編輯部的全程電腦化和內部局域網的建立,將在以下幾方面產生重要作用:1.編輯出版流程高效化通過網絡,可以對整個編輯流程實施網絡化管理,從選題登記、審批、組稿、編校、發稿、付印、稿酬、文稿檔案等均可在網絡上對其進行實時、動態的管理。對已發稿件也可建立起詳盡的分類、統計、查詢數據。同時,還可以建立作者庫對作者隊伍進行網絡化管理,以便隨時掌握作者履歷、學術科研成果、個人專長、微機通信設施等情況,并由此建立一支相對穩定的高素質的作者隊伍。更可以通過網絡的電子公告或電子郵件接觸更多的專家學者和專業科研人員,為某一選題物色到最佳作者。在網絡通信中,還可快速直截雙向傳遞、顯示編者和作者在組寫稿件過程中的具體要求和細節,即使是遠地相隔,通過網絡也可就稿件的修改、校對、定稿等事宜,在兩地邊議邊改,其速度和效率都是傳統出版方式所不敢想象的。在廣開稿源的同時,提高稿件質量也有了更可靠的保證。作者通過磁盤或電子郵件所投的稿件經轉化為統一格式的文件后,直接存入稿件庫,在進行編輯加工時,可以從中調出已排版的稿件,直接在計算機上進行編校。在審稿過程中,編輯一方面隨時可與作者通過網上交談,對稿件的有疑問之處提出修改意見,征求作者意見。另一方面,為了保證稿件內容的科學性、思想性、先進性,編輯可利用網上的巨大信息資源庫,對文稿中的資料數據等關鍵性內容進行查詢和確認。還可經電子公告板或電子郵件征求專家意見,以確保內容的準確性。2.數據庫管理系統化在編輯部內部,編輯人員通過網絡和光盤建立選題庫、書稿庫、以及諸如《中國人民大學復印報刊資料全文專題目錄索引》、《中國人民大學復印資料全文》、《中國學術期刊光盤版》、《人民日報全文數據庫》等光盤數據庫,了解某一選題的有關情況,以避免選題的重復。通過網絡,編輯人員可以方便地搜索到新資料、新成果、新知識,掌握最新學術動態和學科的發展趨勢等,從而根據這些信息策劃出最新的選題。同時,內部網絡的建立以及與外部的聯網,使得編輯人員對資料的查詢、檢索變得更為方便快速。聯網后各學術期刊傳統的學術資料和信息的交流可通過網際交流更高效地實施,徹底改變以往此項工作中耗費大量人力、物力、財力且收效甚微的弊端,使編輯工作者得以隨時從網絡查找、瀏覽、下載所需資料,再將編輯部的報刊、書籍、文件等資料以掃描錄入的手段存入資料庫。計算機和網絡系統的超高容量的儲存介質,不僅解除了編輯部因書面資料的不間斷增長而蠶食工作空間的麻煩,同時,資料庫中所包括的文字、圖片、聲音以及其他超文本的多媒體文件,由于具備功能強大的檢索工具和方法,足以快速而準確地滿足編輯部人員各種不同目的和不同方式的需求。3.行政管理自動化以信息技術為代表的多媒體技術的突飛猛進,必將引發學術期刊編輯辦公模式和觀念的變革。全天候、全方位的國際互聯網和局域網的崛起,以及電子郵件、移動通信等高科技的迅速發展,編輯人員主要通過傳真機、調制解調器連線和計算機網絡實現同編輯部局域網的互聯,在家中接收領導下達的指令從事工作并同編輯部保持聯系,并將處理完畢的任務經由圖文傳真、e—mail等技術手段迅速反饋編輯部。編輯部的內部局域網的建立,為實現辦公和決策的無紙化和數字化提供了可能。內部網費用低廉,功能強大,采用后即不需要紙張。編輯人員通過運行瀏覽器,可看到任何相關的電子信息。隨著國際互聯網在國內的普及,計算機網絡為期刊發行提供了新的銷售渠道和發行方式。利用網絡的電子公告板,編輯部可以期刊發行和征訂廣告,也可直接通過電子郵件寄發訂單,讀者可通過網絡向編輯部訂購期刊。當實現了網上的線出版后,讀者還可以要求閱讀網上的電子期刊,并通過網絡向編輯部承付一定的費用。目前的學術科技期刊已經出現紙質版、電子版、網絡板三種形式并存的局面,雖然尚難以估計新的出版形式對傳統期刊的沖擊究竟有多大,但可以肯定的是,基于計算機的大量出版物的出現將會大大改變我們的教育、生活方式,也對紙質期刊的出版造成一定的影響。多媒體技術的產生和日趨豐富成熟,使傳統的學術科技期刊的編輯、傳播從內容到形式產生了全新變化,改變了延續數百年的編輯方式、閱讀方式、甚至是思維方式,從而徹底改變人們對于傳統期刊編輯出版的觀念。面對這一挑戰,傳統的期刊出版業只有勤于探索和實踐,勤于改造自身的人力和技術結構,并且有一套與之適應的新的編輯理論,對多媒體技術和網絡技術環境中的學術科技期刊編輯的特征、模式、結構、效果等進行科學研究,并作出總結性、指導性的說明。
一、計算機網絡技術在考古學中的應用
由于種種客觀條件的制約,考古界目前對計算機的應用還處于起步階段,目前在考古領域最廣泛的應用仍停留于對考古發掘資料的計算機輸入和數據庫管理等方面。經過近十年的發展,考古資料信息的數據庫管理技術已經在考古文博界得到了長足的發展和應用,而計算機網絡技術因其自身也是處于不斷發展的過程中,因此,在考古工作中還有待引入和普遍應用。
計算機網絡技術的最大優勢就在于能夠將眾多原本分散、孤立的計算機和其他相關的外部設備通過網絡互聯,從而以最小的成本付出,最大限度地發揮資源優勢,達到人們對溝通信息、共享資源的目標要求。網絡技術在考古工作領域的引入,其優勢之一就在于能夠將較昂貴的各類外部設備,如高精度掃描儀、磁帶備份機、彩色打印機、光盤刻錄機等通過網絡進行共享,以充分拓展外部設備的應用范圍。近年來,隨著各類計算機外部設備的發展,原本較昂貴的硬件設施在性能大幅提高的情況下,其價格卻在不斷下降,一些原本無條件普遍使用的設備也正在逐步普及,利用網絡實現硬件資源共享的這一基本目的隨之也就不再具有明顯的優越性。因此,計算機網絡技術在考古工作中的應用,其最主要的意義是在于借助于網絡架構模式,實現考古信息的網絡化管理、共享、傳播以及信息的檢索和交流。
1.考古信息的網絡化管理
考古信息的有序、科學管理是考古工作中的一個重要方面和后期研究的實際需求。在20世紀90年代初期對全國文博單位計算機應用狀況的調查中,有半數以上的文博單位希望能夠將計算機應用于田野工作、資料檢索與處理系統及藏品管理系統等方面,由此可見,國內文博界已普遍認識到了傳統信息管理模式的種種弊端,并迫切地需要一套現代化、高效率的信息管理模式[1]。近年來,隨著計算機數據庫和多媒體技術的日趨成熟,考古部門已能夠研制開發出符合考古工作需要的專業信息數據庫管理系統。在計算機技術支撐下的新的考古信息管理系統,可以針對自身的學科特點和工作需要,充分利用計算機的多媒體技術、可視化技術和數據庫技術,將考古信息以圖、文、聲、像等多種形式,按考古遺址、地層、單位等分門別類進行輸入和歸檔、管理,并可按照研究者的不同要求快速、準確地對資料進行檢索、查詢、統計和研究。因而,考古信息管理系統的開發研制,在國內考古界已成為計算機應用的主要領域之一。
然而,隨著計算機數據庫信息管理技術在考古工作中應用的不斷深入,普通的計算機數據庫管理技術的缺陷和不足也日益凸顯。最明顯的不足是,目前應用于考古工作中的數據庫管理軟件,其操作方式還大多停留于單機工作狀態,這種方式已不能充分滿足考古發掘信息的科學有效管理和共享要求,在一定程度上限制了考古信息在后期分析、歸納和整合等應用方面的效率。這一問題目前已被考古工作者認識到,并著手進行了構架于網絡平臺管理系統的開發[2]。
通常來說,一個考古部門的田野考古工作不可能長期固定于某一特定區域,因此,普通的考古信息管理系統在這種情況下就無法及時地補充和更新考古發掘的最新信息,即使在具有便攜式計算機等條件下,不具備網絡化信息管理系統支持,也只能夠做一些必要的基本資料錄入,而考古信息的最終歸檔工作,則只能待一個區域的考古發掘工作告一階段后,再進行后期的補充輸入。這種情況無疑造成了考古資料信息歸檔工作的滯后和資料輸入工作的重復。網絡技術在考古信息管理中的應用,可以充分發揮出信息資源共享的優勢,使考古信息通過網絡實現實時的遠程輸入、檢索、歸檔和管理。借助構建于網絡技術平臺的考古信息管理系統,考古工作者通過對網絡服務器中專業數據庫的遠程訪問,可以實現對考古信息的網絡輸入、檢索和管理,并及時追加和補充考古發掘的最新信息。這種方式不僅有助于提高信息的輸入和檢索效率,考古工作者還可結合數據庫中同類遺跡、遺物的資料比照,對考古發掘工作中的各類考古遺跡作出對比分析,有助于進一步提高田野考古發掘研究工作的主動性。
為了保證發掘資料檢索、使用的有序和安全,可以根據使用者的不同,在網絡管理系統中設置不同的使用權限。如考古機構中的領隊人員等,可以通過網絡對已歸檔的各個發掘區域的考古信息進行實時地全面檢索和查詢,并就已歸檔的資料加入批注,以有效地實施對田野發掘工作的全面指導;發掘人員根據其不同的工作區域,擁有在特定模塊進行檢索、輸入的權限,以便將最新的發掘資料進行遠程追加輸入。這種方式,在保證已歸檔考古信息安全性的同時,提高了考古信息管理的同步、更新效率。
2.考古信息的網絡化共享
網絡技術應用于考古工作的另一個重要方面就是考古信息的網絡化共享。考古信息的網絡化共享,首先是在網絡管理系統平臺支持下的考古信息共享。構建于網絡平臺之中的考古信息管理系統,不僅為遠程輸入和管理考古信息奠定了基礎,同時也為遠程共享考古信息提供了可能。以規范化為基礎構建的考古信息管理系統,其基本信息是可以實現相互溝通的。假設在全國考古機構的信息化工作步入一定的階段后,各級相關的考古機構都擁有了既相對獨立又可相互溝通的考古信息管理系統,那么借助于網絡技術平臺,就可以在全國范圍內實現考古信息的網絡化共享。這種工作方式的優勢是顯而易見的。一方面,相關考古機構的上級主管部門可以借助這一考古信息網絡管理平臺對考古發掘與研究現狀實現有效的實時監督和指導,最大限度地減少因信息滯后所帶來的種種弊端;另一方面,考古工作者也可借助這一網絡平臺及時地了解和掌握已公布的考古發掘和研究信息,并可在一定程度上實現考古信息的交流。當然,由于考古發掘工作的自身特點和考古信息的相關要求,這一層次的考古信息網絡化共享應當嚴格限制于考古專業人員,并且要遵循考古信息的相關規章制度,以保證考古信息的安全和有序。
實現考古信息網絡化共享的另一個重要的方式,就是借助于專業化的考古學信息網站的考古信息來實現的。隨著計算機網絡技術應用的不斷深入,目前在互聯網上已經出現了越來越多的考古學專業信息網站,這些專業網站在一定程度上為考古工作提供了獲取和共享考古信息的一個窗口。例如說,中國文物信息網()是《中國文物報》主辦的網站,它借助于網絡將最新的考古動態和信息進行,考古工作者只須登錄該網站就可及時了解到這些信息。此外,一些專業網站還將已發表的考古專題研究資料輸入數據庫并聯入網絡,為學者開展相關課題的研究提供了可貴的資料信息。
3.考古信息的網絡化傳播和
借助于網絡而實現的考古信息的傳播與,其優勢首先在于其“無時差”性。通過網絡平臺,最新的考古信息可以在第一時間內實現在網絡上的和傳播;其次,考古信息的網絡化傳播與,除了在初始的制作過程中需要投入一定的費用外,后期幾乎不需再有什么費用的投入,與傳統的傳播方式相比較,顯然是具有“低成本”的優勢,這一特性也就為考古信息的網絡傳播與提供了有力的支持;第三,就是考古信息的“可及性”。借助于網絡所實現的考古信息的傳播與,為研究者提供了極大的便利,只要是有條件接觸網絡的地方,就可以及時地通過網絡了解和掌握考古發掘和研究工作的最新信息。這一優勢極大地改變了傳統的研究方式,也在一定程度上改善了研究過程中資料收集工作的困難局面;第四,就是由于信息技術的獨特優勢,考古信息的網絡化傳播和具有“信息的多樣性和交互性”這一顯著的特點。傳統方式的考古信息的傳播和,囿于傳播載體的局限,往往只能以文字、圖像或者繪圖等幾種方式來傳達考古信息,而信息技術所具備的優勢,不僅可以提供更多的信息類別,比如說在線視頻信息等,而且還可以提供諸如三維虛擬遺址地層圖、虛擬現實等交互式的信息傳播方式,為研究者提供全方位、多角度的研究資料。如上所述,考古信息的網絡化傳播與,由于其所具有的這些顯著的特點和優勢,使考古信息的網絡化傳播和具有著傳統方式所無法比擬的優點。
考古信息網絡化傳播和的形式,目前主要有考古專業網站的信息,專業電子期刊的信息以及專業網上論壇等多種方式。借助于考古專業網站所實現的考古信息,可為研究者提供豐富和詳實的專業信息;專業電子期刊,也是及時傳播考古信息的重要途徑之一。專業電子期刊,是在傳統意義上的專業學術期刊基礎上,借助于網絡實現的一種形式,它具有著較好的時效性和信息類別的靈活性,是對傳統印刷型期刊功能的拓展,其主要類別可分為在線WEB閱讀和郵件訂閱發送以及電子文檔下載等多種方式。電子期刊與傳統紙媒體雜志相比,具有許多新的特點和優勢,從出版速度上看,即使出版速度最快的傳統雜志也無法與網絡電子刊物的即時性相比。據統計,世界各地見于著錄的重要考古學期刊有950多種,出版者包括學術出版社、大學出版社、科研機構或學術團體以及獨立的出版者等幾個類別,其中20%擁有自己的網站[3]。這些電子專業期刊的出現,為考古信息的傳播和提供了重要的途徑??脊判畔⒕W絡的第三種形式,就是專業網上論壇,這主要包括以公告板(BBS)等形式的田野考古動態、學術會議、熱點學術問題的討論等內容,這種方式因主要為研究者自發性地活動,是上面所述兩種主要類別的補充。
4.考古信息的網絡檢索和實時交流
借助于網絡技術所實現的考古專業信息的檢索,是對傳統信息檢索手段的全面革新。考古信息的網絡檢索,徹底地擺脫了時空的限制,使專業信息的檢索工作易如反掌。而且,隨著網絡考古專業信息的日益豐富,相信未來的信息檢索工作將會主要依賴于網絡技術進行。
專業考古信息的網絡檢索主要是指考古及其相關信息網絡數據庫檢索[4]。正如上文所談到,如果未來的考古信息處理系統能夠通過網絡實現互聯的話,借助于這樣一個龐大的考古專業信息的網絡檢索數據庫進行考古專業信息的檢索,將會為考古學的未來發展提供現代化的信息工具。目前從技術層面而言,實現這一目標是完全可以做到的,但是要建立這樣一個全國性質的龐大的考古專業信息網絡數據庫,最主要的難度在于要建立一整套規范、科學、統一、安全的考古信息管理系統,并在全國范圍內進行推廣使用。此外,目前在網絡中還存在著不可計數的專題性考古信息網絡數據庫,這些提供網絡檢索的專題性質的考古數據庫,為我們的考古發掘和研究提供了十分重要的研究工具。
除了本學科信息的網絡檢索工作外,借助于網絡平臺,我們還可以實現對相關自然科學信息的網絡檢索。比如說,借助于網絡平臺,我們可以對考古發掘工地的GIS地理信息和早期航片進行檢索,對于我們制訂田野考古工作的實施計劃有著一定的幫助。
此外,各種數字化的考古資料層出不窮,如《史記》、《漢書》等古代文獻已經出現了電子版本,一些專業網站提供了在線式的文獻檢索服務,為查詢、檢索古籍提供了高效地現代化手段。我們還可以通過考古機構的專業網站及時地獲取國內外相關考古信息。
目前而言,大部分網絡用戶使用的接入方式還是撥號上網,這種方式由于速率較低,在未來將會逐步為ADSL、光纖接入等寬帶網絡接入方式所取代。在現有接入方式的限制下,考古信息的實時交流還僅限于諸如網絡虛擬論壇,網絡實時文字信息交流等簡單的方式,而需要更大帶寬支持的視頻實時交流等方式在現有的條件下還不能發揮出其應有的作用。隨著寬帶網絡的日益普及,通過視頻播放、網絡虛擬論壇等方式實現的考古信息的網絡實時交流,可以預見將會是未來考古網絡化工作的一個重要內容。
二、計算機網絡技術與考古學未來發展的前景展望
考古學的學科目的,歸根到底是通過對古代遺跡、遺物的發掘,來獲取各類蘊含的歷史信息,以最終復原古代社會,探究古代社會發展規律。從這個意義上說,考古學的學科目的也可視作是對古代歷史信息的辨識、認知,并通過對這些信息的分析、整合來復原古代社會??脊艑W科的這一特性和需求,也正是計算機及其網絡技術所具有的優勢之一。網絡技術與考古學的緊密結合,將會為考古信息的認知和進一步的整合、分析提供強有力的工具,帶給考古學以新的研究方法、手段,也將會對考古學的未來發展產生深遠的影響。超級秘書網
計算機網絡技術于考古學中的應用,從表層來說,是為考古學增添了一對信息時代飛翔的翅膀;而從深層次來說,將會對信息時代考古工作的結構重組起到有力地推動和促進。正如上文所述,計算機網絡技術之應用于考古工作,不僅有助于我們進行考古信息的網絡化管理、共享,而且還為考古信息的傳播、以及網絡檢索和實時的交流提供了有力的工具,這些不同層次的應用,都將會對考古學的未來發展帶來深遠的影響。而在未來的發展中,最為令人振奮的當為構建于計算機網絡技術的、統一規范的國家考古信息管理系統的建立,以及它所帶來的考古工作模式的重組和進一步完善。
構架于計算機網絡技術的考古信息管理模式,為考古學基礎信息的整合和后期研究提供堅實的基礎,將會對考古學的既有工作模式產生重要的影響。在不遠的將來,隨著條件的日漸成熟,將有可能構架出一個以計算機網絡技術為運作平臺的、覆蓋全國范圍的考古信息管理系統,這種管理系統相信不僅為考古工作的宏觀管理提供一個有效地管理方式,而且也為考古研究者后期資料的整合與研究提供一個利器。例如,借助于現代的計算機及網絡技術,我們不僅可以將考古發掘信息進行科學、規范地管理,而且還可以通過網絡平臺進行遠程的信息管理、共享和交流。相信隨著全國范圍內統一、規范的考古信息管理模式的構建完成,考古工作的每一個工作步驟,從初期踏勘、田野發掘到后期的資料整理都可以在此管理模式中進行運作,考古工作的網絡化宏觀管理將會得以實現。
當然,限于目前計算機技術的發展水平,本文只是對網絡技術應用于考古學所做的初步設想。我們相信,隨著未來計算機技術的不斷發展成熟和在考古工作中應用的不斷深入,計算機網絡技術將會在考古工作中發揮出更大的作用。
【參考文獻】
[1]李科威,于冰,童波.全國文博系統計算機應用狀況調查.東南文化,1991,(3、4):253.
關鍵詞:網絡模糊聚類;團—點相似度;團間連接緊密度;團間連接貢獻度;對稱非負矩陣分解;網絡宏觀拓撲
團結構是復雜網絡普遍而又重要的拓撲屬性之一,具有團內連接緊密、團間連接稀疏的特點。網絡團結構提取是復雜網絡分析中的一個基本步驟。揭示網絡團結構的復雜網絡聚類方法[1~5]對分析復雜網絡拓撲結構、理解其功能、發現其隱含模式以及預測網絡行為都具有十分重要的理論意義和廣泛的應用前景。目前,大多數提取方法不考慮重疊網絡團結構,但在多數網絡應用中,重疊團結構更為普遍,也更具有實際意義。
現有的網絡重疊團結構提取方法[6~10]多數只對團間模糊點進行初步分析,如Nepusz等人[9,10]的模糊點提取。針對網絡交疊團結構的深入拓撲分析,本文介紹一種新的團—點相似度模糊度量。由于含有確定的物理含意和更為豐富的拓撲信息,用這種模糊度量可進一步導出團與團的連接緊密程度,以及模糊節點對兩團聯系的貢獻程度,并設計出新指標和定量關系來深度分析網絡宏觀拓撲連接模式和提取關鍵連接節點。本文在三個實際網絡上作了實驗分析,其結果表明,本方法所挖掘出的網絡拓撲特征信息為網絡的模糊聚類后分析提供了新的視角。
1新模糊度量和最優化逼近方法
設A=[Aij]n×n(Aij≥0)為n點權重無向網絡G(V,E)的鄰接矩陣,Y是由A產生的特征矩陣,表征點—點距離,Yij>0。假設圖G的n個節點劃分到r個交疊團中,用非負r×n維矩陣W=[Wki]r×n來表示團—點關系,Wki為節點i與第k個團的關系緊密程度或相似度。W稱為團—點相似度矩陣。令Mij=rk=1WkiWkj(1)
若Wki能精確反映點i與團k的緊密度,則Mij可視為對點i、j間相似度Yij的一個近似。所以可用矩陣W來重構Y,視為用團—點相似度W對點—點相似度Y的估計:
WTWY(2)
用歐式距離構造如下目標函數:minW≥0FG(Y,W)=Y-WTWF=12ij[(Y-WTW)。(Y-WTW)]ij(3)
其中:•F為歐氏距離;A。B表示矩陣A、B的Hadamard矩陣乘法。由此,模糊度量W的實現問題轉換為一個最優化問題,即尋找合適的W使式(3)定義的目標函數達到最小值。
式(3)本質上是一種矩陣分解,被稱為對稱非負矩陣分解,或s-NMF(symmetricalnon-negativematrixfactorization)。s-NMF的求解與非負矩陣分解NMF[11,12]的求解方法非常類似。非負矩陣分解將數據分解為兩個非負矩陣的乘積,得到對原數據的簡化描述,被廣泛應用于各種數據分析領域。類似NMF的求解,s-NMF可視為加入限制條件(H=W)下的NMF。給出s-NMF的迭代式如下:
Wk+1=Wk。[WkY]/[WkWTkWk](4)
其中:[A]/[B]為矩陣A和B的Hadamard矩陣除法。
由于在NMF中引入了限制條件,s-NMF的解集是NMF的子集,即式(4)的迭代結果必落入NMF的穩定點集合中符合附加條件(H=W)的部分,由此決定s-NMF的收斂性。
在求解W之前還需要確定特征矩陣。本文選擴散核[13]為被逼近的特征矩陣。擴散核有明確的物理含義,它通過計算節點間的路徑數給出任意兩節點間的相似度,能描述網絡節點間的大尺度范圍關系,當兩點間路徑數增加時,其相似度也增大。擴散核矩陣被定義為K=exp(-βL)(5)
其中:參數β用于控制相似度的擴散程度,本文取β=0.1;L是網絡G的拉普拉斯矩陣:
Lij=-Aiji≠j
kAiki=j(6)
作為相似度的特征矩陣應該是擴散核矩陣K的歸一化形式:
Yij=Kij/(KiiKjj)1/2(7)
基于擴散核的物理含義,團—點相似度W也具有了物理含義:團到點的路徑數。實際上,W就是聚類結果,對其列歸一化即可得模糊隸屬度,需要硬聚類結果時,則選取某點所對應列中相似度值最大的團為最終所屬團。
2團—團關系度量
團—點相似度W使得定量刻畫網絡中的其他拓撲關系成為可能。正如WTW可被用來作為點與點的相似度的一個估計,同樣可用W來估計團—團關系:
Z=WWT(8)
其物理含義是團與團間的路徑條數。很明顯,Z的非對角元ZJK刻畫團J與團K之間的緊密程度,或團間重疊度,對角元ZJJ則刻畫團J的團內密度。
以圖1中的對稱網絡為例,二分團時算得
Z=WWT=1.33760.0353
0.03531.3376
由于圖1中的網絡是對稱網絡,兩團具有同樣的拓撲連接模式,它們有相同的團內密度1.3376,而團間重疊度為0.0353。
3團間連接貢獻度
ZJK度量了團J與團K間的重疊程度:
ZJK=na=1WJaWKa(9)
其中:WJaWKa是這個總量來自于點a的分量。下面定義一個新指標來量化給定點對團間連接的貢獻。假設點i是同時連接J、K兩團的團間某點,定義點i對團J和團K的團間連接貢獻度為
Bi=[(WJiWKi)/(na=1WJaWKa)]×100%(10)
顯然,那些團間連接貢獻大的點應處于網絡中連接各團的關鍵位置,它們對團間連接的穩定性負主要責任。將這種在團與團間起關鍵連接作用的點稱為關鍵連接點。為了設定合適的閾值來提取團間關鍵連接點,本文一律取B>10%的點為關鍵連接點。
4實驗與結果分析
下面將在三個實際網絡上展開實驗,首先根據指定分團個數計算出團—點相似度W,然后用W計算團—團關系和B值,并提取關鍵連接點。
4.1海豚社會網
由Lusseau等人[14]給出的瓶鼻海豚社會網來自對一個62個成員的瓶鼻海豚社會網絡長達七年的觀測,節點表示海豚,連線為對某兩只海豚非偶然同時出現的記錄。圖2(a)中名為SN100(點36)的海豚在一段時間內消失,導致這個海豚網絡分裂為兩部分。
使用s-NMF算法聚類,海豚網絡分為兩團時,除30和39兩點外,其他點的分團結果與實際觀測相同,如圖2(a)所示。計算B值并根據閾值提取出的五個關鍵連接點:1、7、28、36、40(虛線圈內),它們對兩團連接起到至關重要的作用。圖2(b)為這五點的B值柱狀圖。該圖顯示,節點36(SN100)是五個關鍵連接點中B值最大者,對連接兩團貢獻最大。某種程度上,這個結果可以解釋為什么海豚SN100的消失導致了整個網絡最終分裂的影響。本例說明,s-NMF算法及團間連接貢獻程度指標在分析、預測社會網絡演化方面有著獨具特色的作用。
4.2SantaFe科學合作網
用本算法對Newman等人提供的SantaFe科學合作網絡[15]加以測試。271個節點表示涵蓋四個學術領域的學者,學者合作發表文章產生網絡連接,構成了一個加權合作網絡。將本算法用于網絡中一個包含118個節點的最大孤立團,如圖3(a)所示。
圖3(a)中,四個學科所對應的主要組成部分都被正確地分離出來,mathematicalecology(灰菱形)和agent-basedmodels(白方塊)與文獻[15]的結果一致,中間的大模塊statisticalphysics又被細分為四個小塊,以不同灰度區分。計算了24個點的團間連接度貢獻值B,從中分離出11個B值大于10%的點作為關鍵連接點:1、2、4、6、11、12、20、47、50、56、57,其標號在橫軸下方標出,見圖3(b),并在圖3(a)中用黑色圓圈標記,這些連接點對應那些具有多種學科興趣、積極參與交叉研究的學者。除去這11個點時,整個網絡的連接布局被完全破壞,見圖3(a)下方灰色背景縮小圖,可見關鍵連接點的確起到重要的溝通各模塊的作用。
4.3雜志索引網絡
在Rosvall等人[16]建立的2004年雜志索引網絡上進行測試。網絡節點代表雜志,分為物理學(方形)、化學(方形)、生物學(菱形)、生態學(三角形)四個學科領域,每個學科中各選10份影響因子最高的刊物,共40個節點,若某刊物文章引用了另一刊物文章,則兩刊間有一條連線,形成189條連接。使用s-NMF對該網4分團時,聚類結果與實際分團情況完全一致,如圖4(a)所示。
由本算法得出的團—點相似度W在網絡宏觀拓撲結構的挖掘方面有非常有趣的應用,如第2章所述,用W計算團—團相似度矩陣Z=WWT,其對角元是團內連接密度,非對角元表征團與團的連接緊密程度,故Z可被視為對原網絡的一種“壓縮表示”。如果將團換成“點”,將團與團之間的連接換成“邊”,利用Z的非對角元,就能構造出原網絡的一個壓縮投影網絡,如圖4(b)所示。這是原網絡的一個降維示意圖,也是團與團之間關系定量刻畫的形象表述,定量地反映了原網絡在特定分團數下的“宏觀(全局)拓撲輪廓”,圖上團間連線色深和粗細表示連接緊密程度。由圖4(b)可以看到,physics和chemistry連接最緊密,而chemistry與biology和biology與ecology次之。由此推測,如果減少分團數,將相鄰兩團合并,連接最緊密的兩團必首先合并為一個團。實際情況正是如此:分團數為3時,biology和ecology各自獨立成團,physics和chemistry合并為一個大團,這與文獻[11]結果一致。
5討論
網絡模糊聚類能幫助研究者進一步對團間的一些特殊點進行定量分析,如Nepusz等人[9]用一種橋值公式來刻畫節點在多個團間的共享程度,即節點從屬度的模糊程度。而本文的團間連接貢獻度B反映出節點在團間連接中所起的作用大小。本質上它們是完全不同的兩種概念,同時它們也都是網絡模糊分析中所特有的。團間連接貢獻度指標的提出,將研究引向對節點在網絡宏觀拓撲模式中的影響力的關注,是本方法的一個獨特貢獻。無疑,關鍵連接點對團間連接的穩定性起到很大作用,如果要迅速切斷團間聯系,改變網絡的宏觀拓撲格局,首先攻擊關鍵連接點(如海豚網中的SD100)是最有效的方法。團間連接貢獻度這一定義的基礎來自于對團與團連接關系(Z)的定量刻畫,這個定量關系用以往的模糊隸屬度概念無法得到。由于W有明確的物理含義,使得由W導出的團—團關系Z也具有了物理含義,這對網絡的宏觀拓撲分析非常有利。
6結束語
針對復雜網絡交疊團現象,本文給出了一個新的聚類后模糊分析框架。它不僅能對網絡進行模糊聚類,而且支持對交疊結構的模糊分析,如關鍵點的識別和網絡宏觀拓撲圖的提取。使用這些新方法、新指標能夠深入挖掘潛藏于網絡的拓撲信息。從本文的聚類后分析不難看出,網絡模糊聚類的作用不僅在于聚類本身,還在于模糊聚類結果能夠為網絡拓撲深入分析和信息挖掘提供支持,而硬聚類則不能。今后將致力于對團間連接貢獻度指標進行更為深入的統計研究。
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論文關鍵字:計算機網絡函授教育
計算機網絡技術的飛速發展,使得以網絡教育為主要特征的遠程教育迅猛發展,傳統的學歷教育包括函授教育日益受到其巨大影響。因此,認真深入地分析和研究函授教育過程中網絡在教學、管理等方面所具備的獨特優勢,更好地利用網絡手段來為函授教育服務已經成為當前擺在我們函授教育工作者面前的一項重要課題。
一、網絡在招生宣傳中的作用
近年來,普通高校擴招、職業教育興起,使得成人教育生源逐漸減少。發動生源渠道多樣化,其中計算機網絡是非常重要的一種方式。高校成教部門通過建立專項網站,招生簡章、宣傳廣告等信息,加大了宣傳力度,也是學校成人教育正規化的一種體現。同時,高校還可以與一些點擊率高的門戶網站,如搜狐、新浪等知名網站建立合作,在其專欄中加入本校宣傳招生網站鏈接,這種廣告效果好、成本低,同時還可以擴大學校的知名度。
二、網絡在教學中的應用
函授教學實施過程中,要面對以下幾個現實:學生所處地理位置不同,年齡有很大差異,知識基礎參差不齊,對學習內容的接受能力和需求不同,這就要求網絡教學內容要有充分的學習自主性,如方便的課件點播、資料搜索等,從而充分調動學生的學習積極性,使學生可以結合自己的需要和學習能力自主學習;學生學習地點的分散性要求遠程教學系統必然是在網絡環境下的分布系統,學生和教師可以方便地接入網絡;自學環節教學的非實時性要求網絡系統要有更強的交互性,如文字和圖像的交互,文件共享,應用程序共享等數據交互?;谝陨现T多客觀因素,我們應該有針對性的建設一個函授網絡教學系統。此系統應主要包括:網絡課件制作平臺、網絡課件點播學習平臺、教師答疑平臺、網絡測試考試平臺、試題庫管理平臺、教學信息交流平臺、教學管理平臺等七個功能模塊。構建函授網絡教學系統,是改革傳統教學模式的大膽嘗試。在這種教學環境下,學習者可以按照自己的意愿或需要選擇教學內容、學習時間、學習方式、甚至是指導教師,突破了時間和空間限制,提高了學習效率;同時,最大限度地發揮了學習者的主動性、積極性,使函授教育煥發出新的活力。
三、網絡在學籍、教務管理中的作用
招生報名、成人高等教育入學考試、錄取工作、入學注冊、教務管理、期末考試、辦理畢業、學位申請等環節,網絡更發揮著其獨特的作用。
當前,擺在函授教育管理者面前的兩個突出問題就是生源分散和學員多數為在職人員。這給以上各個環節中的具體工作,帶來很多不便。過去采用傳統的管理方式,一個管理教師面對近200名學員,任何一件事都得通過電話逐一通知,為了通知一件事,管理教師得忙一天,才能通知到人,往往一件事沒完成,另一件事接著來,而且通知不到位的情況常常發生,管理教師很辛苦,學員埋怨,電話費開支也很大,管理成本大,學習成本高,工作又不到位,嚴重地影響了辦學的聲譽。
隨著網絡應用的擴大,學??梢越iT的網站,通知,公布專項工作郵箱,建立FTP空間,提供表格下載,建立專項工作QQ群等等。各函授站點和各地學員,若具備上網條件都可以及時了解到各項工作的具體要求及相關事宜。據我校的實踐證明,網絡在函授教育管理中的應用,大大提高了工作的效率,降低了管理成本,也體現了以人為本的教學理念。
四、網絡應用在函授教育中應改進的幾個方面
1、提高函授教學管理者網絡應用能力,加大網絡應用力度。
計算機網絡信息管理要求教學管理的觀念和手段發生根本的變革,函授管理過程與方法,在網絡教育的不斷深化完善中將引起根本性的變化,這對于一大批從事函授教育的老管理人員,必定會引起震動和思考。函授管理者應通過學習計算機應用知識,摒棄原來手工作坊的運作方式。
2、各級教育管理部門應積極加大網絡建設力度,為網絡在函授教育中應用提供條件。如引進配置較高的服務器,建設專門網站,豐富網上資源,增強管理者的網絡應用意識,定期組織培訓、考核等。
總之,綜合運用現代計算機網絡技術,改革傳統函授教育模式,實現交互式學習、動態網絡管理,完全符合函授教育進行遠距離教育的基本特點。它能夠拓展函授教育新通道,有著很大的應用意義。
參考文獻:
改變傳統的課堂教學模式,激發學生的學習興趣
在傳統的計算機網絡教學中,課堂是以教師為中心,以教材為中心,沿襲傳統的授課方法:板書+講解。學生只是課堂教學的“聽客”,知識點的記錄者。在課堂教學中,學生的思維沒有得到培養與鍛煉,這樣培養出來的人才是不符合社會需求的。新形勢下強調學生才是課堂的主人,是學習的主體,這必然要求教師不能作為計算機網絡教學活動的專制者,而是要轉變思想,轉換觀念,和學生共同、平等地參與各項教學活動。在教學過程中,教師要不斷調整教學進程,創新教學方法。其實計算機的許多課程,可以以演示+操作+講解+練習+提高的模式進行教學。學生與教師共同參與計算機網絡教學,在這個過程中,學生就能與教師一起共同發現教學中存在的問題,提出解決方案,總結計算機網絡學習的規律。這樣才能讓教師與學生在思考中相互啟發,相互完善,相互配合,在討論中相互溝通,相互補充,相互提高。從而實現計算機網絡課堂教學中教與學的自我完善。學生也在這種參與教學中體會到計算機網絡知識學習的樂趣,在提高學生積極性的同時,也提高了課堂教學的有效性。
例如,筆者在教授《計算機網絡概述》這節課時,就引導學生和筆者一起參與了課堂的教學。我們知道對于《計算機網絡概述》這節課它包含了很多計算機概念,從而使得課堂的教學變得比較枯燥、乏味,很難吸引學生的興趣。為了改變這種狀況,在課堂教學伊始,筆者首先利用多媒體以短片的形式播放了計算機網絡的發展過程和基本組成,營造了一個相對活躍的課堂教學氛圍。接著趁同學們興致高昂,筆者又結合短片與教學的內容提出來一系列問題讓同學們思考:①讓學生自己說出自己想象的計算機網絡是什么?網絡的世界什么?②究竟什么是計算機網絡?③計算機網絡的功能有哪些?④你對計算機網絡的了解有多少?然后讓同學們自己閱讀教材,結合多媒體播放的短片,找出問題的答案。這樣同學們充分地發揮了自己的能力,通過自己的努力總結出了問題的答案,他們一定會對這些知識點記憶更加深刻。這種教學模式下,改變了傳統計算機網絡課堂教學中單一、乏味的局面,在激發學生學習興趣的同時,也提高了學生分析問題,解決問題的能力,為社會培養了更多的有用之才。
教師之間加強交流與合作
作為高職計算機網絡教師,為了提高課堂教學的效率,就應該積極與同行間進行教學經驗的交流,在交流與合作中才能取人之長補己之短,這樣才能更好地提升自己的教學水平。隨著教育教學的不斷改革,對我們教學也提出了新的要求,這就需要我們教師之間互相交換教學心得與經驗,爭取在最短的時間里,適應教育的改革。提升教師教育教學的水平,避免“穿新鞋走舊路”的現象出現。我們知道,傳統的計算機網絡教學模式已經不能適應現代社會對人才發展的需求了,我們教師需要更新教學觀念,改變教學方法,從根本上提升計算機網絡教學的教學效率。但是在這個過程中,難免產生新的教學理念與傳統的教學方法之間的矛盾,這個矛盾如果處理不好,就會直接影響教師的教學。但是這個問題只靠教師個人的力量是無法解決的,我們必須與其他的同行進行交流,這樣在解決問題的同時也促進了自身專業的發展。教師間的相互聽課就是一種很好的同事之間的交流與合作。教師在聽課的過程中,發現問題、分析問題進而解決問題,這樣才能查漏補缺,改進教學方法,提高教學水平。因此,學校應該定期地組織教師之間相互聽課,這樣才能取長補短,提高自己的教學水平。
開展合作學習,提高學生的學習能力