时间：2022-05-25 00:32:05
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇计算机网络分析论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：考核模式；知识+技能；高等职业教育；岗位能力
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）19-4524-03
Research on the Reform of Examination Mode In Higher Vocational Education Supported by "Knowledge + Skill" ― the Higher Vocational "Computer Network Technology" Course as an Example
CHEN Zhi-yuan， LUO Gang
（Henan Technical College of Construction， Zhengzhou 450000，China）
Abstract： Most of higher vocational education examination is close examination， which can not fully reflect the ability situation of student， and also will inevitably lead to drawbacks such as the content of assessment valuing knowledge more than capacity， the performance of assessment stressing on the result instead of process and assessment of functional inactivation. The vocational "computer network technology" course as an example，this paper presents the reform and practice of occupation education examination mode supported by "knowledge +skill". The higher vocational "computer network technology" course as an example， this paper puts forward the reform and practice of occupation education examination mode supported by "knowledge + skill". This paper presents the competence- orientation and implement the "post modularization" mode； assessments methods highlight diversity， relevance， vividness， comprehensive test and evaluation of student ability ； establishes and improves the assessment results evaluation and feedback mechanisms； establishes the proposition system based on the "positions capacity" requirements.
Key words： Examination Mode；Knowledge + Skill；The Higher Vocational Education；The Post ability
1 概述
近年来， 随着高等职业教育教学改革理论与实践的不断发展， 高等职业教育的一些新的教育理念逐渐形成， 例如素质教育理论、能力本位教育理论、工学结合教育理论等。与这些理论相对应的教学方法、教学过程和培养目标呈现出三个显著特点： 一是注重职业的岗位能力培养；二是强调课程体系的针对性； 三是突出实践教学环节。 使得高等职业教育能够主动地适应地方社会经济建设的发展要求，适应就业市场的实际需要。教育改革实践与理论的不断发展，也促使考核模式的改革。《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》中指出：“要改革考试方式，除笔试外，还可以采取口试、答辩、现场测试、操作等多种考试形式，着重考核学生综合运用所学知识解决实际问题的能力…… ”。考试是促进学生全面发展的重要措施和手段，其功能主要是评价、督促、反馈和导向，高等职业教育的考核的主要功能也是这样的。只有从考核内容、考核形式、管理评价体系等方面进行系统规划，设计出一套相对完整，切实可行的能充分发挥考核功能和实现高职教育教学目的的考核模式，才能够真正地实现全面、系统、公正地评价教学效果的目的。该文以高职《计算机网络技术》课程为例，深入探讨以“知识+技能”为支撑的职业教育考核方式的改革。
2 高职《计算机网络技术》课程概述
《计算机网络技术》课程是高等职业院校计算机网络技术专业的一门专业核心课程。是一门集理论与实践于一体的综合应用课程。本课程能够培养学生掌握计算机网络的基本理论，基本知识和基本技能，对网络系统有一个全面的认识，为学生掌握网络技术及其工程实践打下坚实的理论基础，使学生具有正确分析和解决网络设计、建设和运行中遇到的各种问题的能力。
以“知识+技能”为支撑的《计算机网络技术》课程体系，坚持以企业需求为导向，以培养职业技能为目标，坚持理论与实践相结合的原则，贯彻“以培养职业能力为核心，以工作实践为主线，以项目为载体，以任务为驱动，以工作过程为框架，面向岗位建设课程”的理念，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以工作任务为中心组织课程内容。课程内容突出对学生职业能力的训练，理论知识的选取紧紧围绕工作任务的完成来进行。
通过本课程的教学，旨在使学生能够熟练掌握计算机网络基础知识、数据通信知识、计算机网络体系结构、网络通信协议、局域网技术、广域网技术、网络服务器配置与管理、网络安全、网络应用等相关知识，具备局域网规划与建设、广域网接入、网络服务器安装配置与管理、常见计算机及网络问题解决的基本技能，同时为后续的网络集成与综合布线、路由器与交换机配置、网络应用开发等课程的学习打下坚实的基础。
3 现阶段高职《计算机网络技术》课程考核模式存在的问题
3.1考核方式的简单化
考试的基本功能是评价，如果想要对老师的教学效果及学生的学习效果进行公平、公正的评价，仅仅靠一次的期末考试是远远不够的，而在很多高职院校，这样的情况切切实实地存在。除了因为部分老师没有摆脱传统应试教育思想的束缚外，更多地是由于教务管理部门没有考核改革的理念或勇气，从而造成现行的考核模式很难做到从“知识本位”向“能力本位”的转变，也难以构建起与高职教育科学的人才观、质量观和教学观相适应的考核模式。教务管理者总是喜欢用分数说话，从而导致了考试的导向功能没有真正地发挥出来，相反在有些方面还起到了误导的作用。
《计算机网络技术》是高职高专计算机网络相关专业的一门理论性、实践性较强的专业基础课程，它的任务是以提高学生网络基础理论技能和基础实践技能，使学生能够掌握局域网和广域网的设计、组建、应用服务器的配置与管理等相关技术和技能。该课程既有理论，又有实践。在调研中发现，对该门课程的考核，很多高职院校依然采用的是期末试卷理论考核这样的简单方式，这也将造成对老师教学效果、对学生学习效果评价的不公平。
3.2考核内容重知识轻能力
即使是高等职业教育，现在的考核内容依然是以知识考核为主，同时又偏重于原理性的记忆性知识。经过调研发现，作为高职职业教育计算机网络专业的核心课程，《计算机网络技术》课程的考核方式主要还是期末闭卷考试，通过简单的填空、选择、简答等题型，考查学生对知识的记忆程度。知识的记忆能力发展是必需的，而知识的记忆能力只是学生能力培养中的一个方面，知识的记忆能力强，不能代表这个学生的能力强。死记硬背会导致思考、判断的依赖性，导致想象力的匮乏。
《计算机网络技术》课程的教学任务是根据市场对高职网络人才培养规格的需求特点，培养学生掌握数据通信技术、OSI/RM和TCP/IP网络体系结构、局域网（LAN）技术、网络互联技术、广域网（WAN）技术、Internet技术、网络规划以及管理与安全技术，培养学生具有从事一般局域网工程项目的设计、施工、网络设备安装以及简单的网络管理与维护等技能。工程的设计、施工等技术性操作能力是不能够通过简单的知识的记忆来提高的，对这门课程的考核，也不能只是重知识而轻能力。
3.3 考核成绩重结果轻过程
对《计算机网络技术》课程而言，既要考核学生对知识方面掌握程度，又要考核其操作技术的能力。操作技术能力是一个动态的知识形成过程，其形成过程是知识的积累、创新、交流、转化、应用的过程。而目前考核过多关注总结性考核，并使之成为教学过程中的唯一考核，考核的目的就是简单地给出分数、排出名次。这种总结性考核的做法直接导致了教学过程中教师为考而教、学生为考而学的“应试教育”倾向。因此，对学生能力的评价应当是一个动态的过程，而不应仅关注最终考核结果。
4 以“知识+技能”为支撑的《计算机网络技术》课程考核模式的构建
4.1改革考核内容，以能力为导向
对高职的《计算机网络技术》课程而言，应当建立多元化的考核评价制度，重视实践能力考核，树立以“能力测试”为中心的现代考核评价体系。命题严格按照教学大纲要求，对照课程体系，对课程的知识要求、能力要求、素质要求等进行细化，然后根据细化分类的结果确定教和学的方法，最后确定课程效果的考核方法和考核大纲。考核内容既要能够反映学生基本理论，更要反映学生的基本技能的掌握情况以及分析与解决问题的综合运用能力，而不是课堂教学内容的简单重复，使考核真正能够对学生的知识、能力等综合素质进行评价。
纵观现在各个高职院校的《计算机网络技术》课程的期末考试试卷，依然是过于考核学生对知识点的记忆能力。例如对“OSI/ISO参考模型”知识点的考核，很多都是在考核学生对该知识点的内容的表述，这个只能体现学生的死记硬背能力。目前，鲜有考核对该知识点的技能性运用能力。“OSI/ISO参考模型”或者“TCP/IP参考模型”是网络故障排除能力的知识基础，将对该知识点的掌握转化为网络故障排除的技能，更加能够体现学生的岗位能力，相应的考核内容也要有所变化，从记忆能力考核转化为对该知识点的技能运用能力。
4.2 全面测试与评价，注重考核过程
根据高职《计算机网络技术》课程的特点，应当采取多种形式的考核方式，突出高等职业教育的特色的考核方式。考核方式要突出多样性、针对性和生动性，不只限于笔试，也可以采取口试、实验实训、参与项目、实地调查等多种考核形式，也可以考核学生的团队协作能力、学生的岗位适应能力等多角度考核。
课堂评价也是一种重要的考核方式，教师在教学活动中观察和记录学生的表现，通过面谈、正式作业、项目调查、书面报告、讨论问题和写作论文等方式考查和评价学生能力。考核评价要贯穿到整个的教学、学习周期中，课堂提问、分组讨论结果、项目实施过程、项目参与的积极性、课后自主学习的积极性等都可以作为考核评价的内容，这样的评价结果也更加客观真实。
4.3 加强考核管理，建立考核体制
建立健全考核结果评价和反馈机制。考核成绩要结合课程总结性考核和平时考核进行综合评价，并逐步加大平时考核成绩在总成绩中的比重，建立考核结果分析机制，总结教学经验教训，发现问题及时纠正，建立提高教学质量的有效反馈渠道和沟通机制。高职《计算机网络技术》课程的知识能力和实践能力主要体现在平时的积累过程，例如对IP地址相关知识掌握不好，就难以对网络进行规划、设计，对OSI参考模型理解不透彻，就难以利用其对网络故障进行分析，诸如此类，充分说明了该门课程更应当加强平时的考核管理。
5 以“知识+技能”为支撑的《计算机网络技术》课程考核模式改革实践
在河南建筑职业技术学院控制技术专业的《计算机网络技术》课程教学中，针对该课程的培养目标和课程体系结构的特点，考虑实施以“知识+技能”为支撑的“能力本位、就业导向”的考核模式实践探索。通过培养目标和岗位能力分析， 将考核目标划分为网络分析能力、网络规划能力、网络维护能力、团队协作能力和网络管理能力，并确定对学生的综合能力考核就包括这5种能力。这几项能力和网络技术专业的岗位能力环环相扣，充分发挥了考核的就业导向作用。
6 结束语
通过考核方式的改革，能够充分反映以“知识+技能”为支撑“能力本位、就业导向”的培养模式，促进培养目标的实现，切实提高学生的岗位能力，增加学生就业机会，真正实现学校教育与企业岗位的零距离接触，考核结果也可以作为企业录用学生的依据。
参考文献：
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关键词：氧化铝 制造业执行系统 信息化管理 Java开发平台
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（c）-0027-02
现代网络环境中，其安全体系的构建主要采取以技术为中心的应对式安全防护策略，需要在应用中根据需求不断增加相应的设备或者软件。现在，互联网平台为了能够有效应对日益复杂和严重的网络威胁，配置了大量的防火墙、防病毒软件、入侵检测、系统漏洞扫描、灾难恢复等多种安全设备。虽然，所采用的这些安全解决方案和策略能够有效解决大部分的网络安全威胁，但是，也给网络安全的管理造成了严重影响。究其根本，就是因为现在所采用的这些策略主要是消极被动地去解决出现的安全问题，网络管理人员难以对采用和设计适合自己的安全管理策略，只能成为复杂新技术和产品的盲从者。现在的网络安全产品还主要从某个侧面对网络安全进行静态的防护，更没有积极主动的网络管理策略和能力。研究和应用结果表明，单靠网络安全产品的简单堆积和产品的缺省配置，是不能解决安全问题的，需要在具体的应用中根据网路偶的不同需求，为其制定相应的安全策略，并对安全组件进行灵活多样的配置，这样，就能够在实现整体和动态安全功能的前提下，将网络运行状态调整到最优的状态点。
1 总体设计
前面已经提到，现有的网络环境主要采用以技术为中心的应对式网络安全防护策略，也就是被动地去解决网络运行中的问题。在本文中，对基于用户网络应为的主动网络安全和管理方式进行研究，下面的图1中，给出了该安全管理方式的总体设计图。
在图1中，网络行为监控器的职责是对用户的网络行为进行监控，并将用户的网络行为监控结果存入数据库中，在使用过程汇总，可以通过相应的技术和方法，将用户所使用网络的行为进行记录，再将记录结果写入行为数据库，从而为网络行为分析器的具体分析过程提供第一手数据和资料。网络行为分析器则需要从行为数据库中对存储的数据进行提取，找到需要的数据记录后利用相应技术和方法对数据进行处理分析，对存在于网络中的某些潜在危险行为进行挖掘，还可以针对危险行为的发展趋势，以及这些危险行为有可能导致的安全问题进行剖析；在后获取报警信息后，就能够将相关信息传送给网络管理人员，为网络管理人员的网络管理和操作提供依据和决策参考。
由网络行为分析器所发出的报警信息，包括了多种网络威胁，比如常见的木马、网络病毒以及非法入侵等等。在收到这些报警信息后，网络管理员需要根据这些报警信息的严重级别，对相应的网络设备和软件进行及时的查询和配置，进而将有可能出现的网络安全隐患消灭在萌芽状态，而非在网络威胁事件发生之后再对相应的网络设备进行查询和配置。这种网络安全的管理模式，就是文中所要研究的主动网络安全管理方式。完成了对网络设备的参数修改后，还应该针对网络用户行为监控器中的监控标识进行相应的修改和设置，确保用户网络行为监控器的监控标识能够与网络管理模块中的管理策略保持一致。
2 安全管理方式的技术分析与设计
2.1 Winpcap工具
Winpcap即Windows packet capture的简称，是Windows平台下的一个公共网路访问系统，可以为用户提供免费服务，采用基于Win32平台的网络分析架构，能够为Win32应用程序的设计提供高效的网络底层访问功能。采用Winpcap的一个明显优势就是能够为用户提供标准的抓包接口，对网路性能和各种效率优化情况进行综合考虑，其中就包括对NPF内核层上的过滤器支持，以及对内核态的统计模式的支持等等，此外，还能够为用户提供数据包的发送功能。利用Winpcap，网络行为监控器能够对流过局域网的所有数据包进行采集，在对数据进行协议分析的基础上，实现对数据包的起始地址、目的地址等网络行为的实时获取，最终实现对局域网内所有链接终端的上网行为的监控。
2.2 网络行为监控器构成
利用网络行为监控器，不仅要对网络使用情况进行检测，还应该将发现的潜在网络危险行为进行记录，并将其保存到数据库。在网络行为监控器中，包含有网络嗅探器和协议分析器等两个主要部分。
2.2.1 网络嗅探器
通过对经过网络监控器的所有数据进行采集，可以准确判断各个数据包的源地址与目的地址，然后对所有数据包的网络行为进行分类处理，将处理结果发送到协议分析器。
2.2.2 协议分析器
对网络嗅探器所得到的初步分析结果进行进一步的深入分析，能够对用户的具体网络行为进行判断，在数据包与标识匹配成功的情况下，就能够在网络行为数据库中进行记录。
2.3 网络行为分析器实现过程
2.3.1 对用户网络行为进行分析的现状
在现有技术条件下，对用户网络行为的分析过程，主要通过对网络行为数据库中的数据进行统计分析所得到的，不过，此类分析过程对网络管理员的经验比较依赖，所以，在网络管理员对用户上网行为的数据库结构、IP协议等不是特别清楚的话，就难以进行正确的统计与分析。
2.3.2 知识发现技术
文中的主要思路就是利用知识发现理论和技术对用户的网络行为进行分析。其实，知识发现技术就是从海量数据中发现有用知识的完整过程，也是一个人机进行反复交互的处理过程。要实现准确的知识发现，需要经过多个步骤，且很多决策过程都需要用户的支持。从宏观的层面来看，知识发现的过程主要包括数据整理、数据挖掘和结果评估等三个不同的部分。
在这三个构成部分中，数据挖掘是知识发现的核心，需要利用专门算法从大量数据中对模式进行抽取，也就是从当前数据中抽取潜在的、隐含的且具有应用价值信息的过程。作为知识发现中的核心内容，数据挖掘与传统的分析工具相比，差距在于数据挖掘所采用的为基于发现的方法，通过模式匹配和其他算法来实现不同数据之间关系的确定。
现在，在数据挖掘技术中，还包括有其他方法，如统计分析方法、神经元方法、决策树和遗传方法等。其中，决策数一种经常用于预测模型的算法，该算法能够将大量数据进行有目的分类，进而从数据中得到更加有价值的信息。所以，在用户网络行为分析过程中，就能够采用决策树算法来实现。现在所采用的决策树算法主要有ID3、CART算法等等。
2.4 防护效果与分析
文中所采用的网络安全管理模式与传统的网络安全防护技术相比，其根本区别就在于传统防护技术着重于对外部攻击的防护，而文中方式则更多的强调自身管理与外部方法的并重。
基于用户网络行为的主动网络安全管理方式的根本出发点，就在于能够对网络上的各种非法网络攻击行为进行有效抑制和防护，比如针对常见的黑客攻击活动，就能够较好地解决现在网络中所广泛存在的网络安全问题，有效解决和减少网络上的攻击行为，增加网络使用的安全性。举例，如果发现有潜在的黑客存在于网络用户中，在出现网络安全问题的情况下，就能够对非法攻击者进行准确定位；特别是由于对本地网络用户对外部网络的攻击行为进行了有效监控，所以，在国际互联网中，就能够有效减少网络的攻击流量；在大部分网络攻击行为被本地监控系统发现的情况下，就可以将网络安全管理的问题从网络间向地区间进行限定。不过，文中所分析的基于用户行为分析的网络安全技术在网络实现中，其关键问题还在于系统的部署。
只有在所有的接入网络都采用此类安全管理模式的情况下，才能实现更加安全的网络环境。基于现有网络中的包括路由器在内的网络连接设备，以及包括防火墙在内的网络安全设备等，都可以增添安全功能，再与现有的网络安全防护措施相结合，就能够有效增强互联网中的安全性能。
3 结语
基于现有的用户网络行为分析方法，采用了基于知识发现的决策树选择算法。论文最后，对需要进一步进行解决的问题进行说明，就是如何从用户网络行为数据库中通过决策树算法来构建适合网络管理的模式。从基于用户网络行为监控的主动网络安全管理方式中可以发现，对用户的网络行为进行分析是实现安全管理的前提，能够为配置管理和修改奠定基础。
参考文献
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关键词:信息安全;实验教学;创新人才培养
中图分类号:G642 文献标识码:A
1引言
信息通信产业的新变化,不仅表现为产业链内部的融合趋势,也表现为信息产业链与经济、管理、教育、医疗、交通、环境、法律等社会各行业的渗透融合趋势。信息安全不仅是经济社会的基础设施,也是国家信息安全的保障,信息时代的来临,使信息安全变得尤为重要,社会需要大量信息安全的专门人才。
信息安全实验教学是围绕着如何培养和造就适应信息化发展、符合社会对信息安全技术日益增长需要、并具有创新务实精神的高素质人才这一根本任务,积极探索,改革实验教学,提高管理水平,培养基础扎实、实践动手能
力强、知识面宽的高素质人才。
2先进的信息安全实验设备
信息安全实验教学及网络设备由多套高性能服务器、交换机、路由器、千兆防火墙、CSICO自适应安全设备等多种大型网络安全实验专用设备、软件开发平台和上百台微机以及实验教学管理体系等组成。
2.1开放式实验环境
为了改善信息安全实验教学环境,提供全开放式的实验室,使学生在实验中感觉“全透明”。教师和学生可根据实验需求任意组建自己的攻防环境,更具实战性。这种全开放式的实验室环境,提供给学生更多的实验操作环境和平台,全面加深对信息安全理论知识的理解,拓宽信息安全专业的知识面,有利于培养学生的动手能力和创新能力。
2.2先进的实验平台
有大型专业安全综合实验仪、入侵检测系统、网络测试分析仪、安全评估设备等,可开设信息安全相关实验,以实验教学平台为依托,使学生通过课程教学与大量实验,对学科的新理论、新技术有全局把握。
2.3实验设备的前瞻性
实验室和校园网通过千兆光纤相连接,为信息快速流通提供了保障;无线通信系统是信息安全的极具发展潜力的发展方向,无线安全实验平台的建立,使学生了解无线通信的原理、使用方法和无线安全方面存在的问题及解决策略。培养学生的对新技术的研究与设计开发能力。
基于这些先进的实验系统,我们能够开设信息安全专业的实验项目和综合创新实验项目。
3实验室的科学管理
有了先进的专业实验设备,一定要科学地进行管理,提高业务技能,掌握和运用各种现代化的计算机管理技术,把实验资源、实验教学、文档资料等利用计算机进行管理。
由于开设的是信息安全专业实验,其中有网络攻防等实验,需要给学生极大的动手空间。对上百台PC机的管理,我们利用集中化电脑管理系统,维护起来既高效统一,又可保留各个微机的独特性和开放性。学生可以在各客户机任意操作,提供了各个实验直接应用的环境,支持了信息安全相关课程中的实验。
4提高信息安全实验教学质量
4.1改革实验教学思路
实验内容的设计安排上不仅要注重专业基础能力培养,同时要不断将学科新技术,特别是信息安全方面的科技创新成果转化到实验教学,以先进实验内容带动实验室建设;逐步建立与理论教学有机结合的相对独立的实验教学体系,将专业课程的内容有机地融合在一起,开设研究设计性专题实验和综合实验。与专业特色紧密结合, 补充完善实验项目,协调与相应理论课的衔接,使其适合自主式、开放式、合作式、研究式学习。增强实验内容和实验手段的实用性和趣味性,激发实验兴趣,鼓励个性发展,充分挖掘学生的潜能。
4.2改进实验设备
信息安全实验室配置了专门的教学用安全实验设备综合实验仪,该设备刚购回时只能提供十几组学生同时实验,不能满足教学要求,经过实验室人员的改进,目前已经可以提供比原来多几倍的学生同时做实验,可以很好地满足实验要求。实验主要包括密码体制实验,拒绝服务攻击实验,木马攻防实验等安全实验,这个实验平台简单直观易于使用。例如,在密码实验中,可以将对称密码和非对称密码算法中每一步的演化过程显示给学生看,可以让学生更加直观地明白加密和解密的原理,该平台和基于安全产品的实验相互补充,使得整个实验环节既有理论性又有实践性。
4.3采用和编写特色鲜明的实验教材
编写适应新技术发展、特色鲜明的实验教材。以系统化、层次化实验教学体系为主导,以一系列精心选择的实验为载体,及时将先进的现代计算机技术和设计工具引入实验教学。通过建设多媒体课件,给予学生直观的演示示例。
4.4实验教学体系的统一性
通过网络测试仪、漏洞扫描设备、入侵检测设备等专用信息安全设备,进行多种教育资源的综合配套实验,形成理论、抽象、设计三个过程相统一的教学体系。
4.5改进实验教学模式
利用实验设备,自行设计网络攻防实验,激发了学生的学习热情,提高实验教学的趣味性;将合作性实验模式引入实验教学,加强学生的团队意识和沟通能力的培养,提高学生的综合素质。通过合作,培养了学生的团队意识、沟通能力,提高了学生的综合素质,培养了创新意识和能力。
4.6改革实验教学考核体系
考虑到信息安全实验课程的特殊性,采用试卷考试的考核形式不能很准确地评价一个学生对实验的操作能力和对原理的掌握能力。因此,将实验技能操作、笔试考核、撰写技术报告、综合实验答辩和创新实验学术论文考核等多种考核模式有机结合,改革实验教学考核体系,以适应该课程的特殊性。
4.7利用高科技实验教学辅助设备
为了每个学生都能够获得理想的实验效果,掌握实验原理、方法和操作技术,在实验室充分发挥计算机网络视频技术上的优势,我们同时采用了新一代多媒体网络教学系统软件。教学过程和内容可共享;语音教学和讨论、监看学生机的操作,有利于师生的教学互动;教师文件下发、文件收取;学生文件收取功能使文件交流更加简便;支持多种格式的视频播放,DVD视频教学等。
5培养创新人才
5.1树立创新教育理念
加强学生创新精神和实践能力培养,培养创新人才。改变过去传授知识为主的教育模式,改进实验方法和提高实验质量,培养学生学习的主动性。在开放式的实验教学环境下,结合实验室提供的其他多种网络安全实验设备和软件开发平台,通过软硬结合、从简单到复杂,让学生通过软件防火墙、硬件防火墙的基本配置和应用,综合性地构建一个多种安全防护功能的网络。例如:把入侵监测系统、病毒监测部分和防火墙结合,使防火墙具有简单的IDS和病毒检测功能;各实验设备功能独立,但是通过网络通信方式形成一个整体。
5.2建立开放型实验室
为学生的创新活动营造良好的实验环境,例如:按主要的几项创新型实验教学内容,利用现有的设备,开设以下的开放型实验区。
王文生，博士，研究员，中国农业科学院农业信息研究所副所长，科技部国家农村信息化专家委员会评审组组长，农业部农业物联网专家委员会成员。主要研究方向为农业农村信息化，物联网、大数据和云计算在农业农村应用，运用新一代信息技术解决“三农”问题。部分科研成果先后入选科技部国家“十一五”重大成果和农业部十年重大科技成果，获国家专利和软件登记30多项，在国内外发表学术论文50余篇，出版英文《信息和通信技术对中国农户的影响》专著1部，主编《中国农村信息化服务模式与机制研究》《农业网格技术研究与应用》《大数据与农业应用》著作3部，参编中英文著作6部。
大数据主要来源于大联网、大集中、大移动等信息技术的社会应用，不但是信息技术从单项应用到多项融合的结果，而且是信息技术从前端简单处理向后端复杂分析演变的表现，更是社会高度信息化的必然产物。大数据将给我们带来更大的视野和更新的发现，进而改变我们的生活、工作和思维方式。许多科学家预言，在21世纪，无论是自然科学领域还是社会科学领域，大数据都将带来无限的发展机遇。
计算机技术应用于农业已有30多年的历史了，经历了从起步、普及、提高、推进等一系列阶段。进入21世纪以来，农业与农村信息技术的研究和应用进入高速发展阶段，已成为现代农业的重要标志。农业领域中每一项技术的进步，都从某种程度上加深了农业大数据存在和研究的必要性。
我国是农业大国，一直非常重视全国性的农业科技信息资源数据资源建设。农业领域是大数据产生的无尽源泉，具有浩大的数据基础。随着各种智能传感终端在农业领域的应用，农业数据来源更加广泛、新颖、迅速，类型更加多样，农业数据体量大、结构复杂、模态多变、实时性强、关联度高，利用大数据技术进行农业相关应用研究，其意义将非常明显。
一、 大数据
与云计算的横空出世非常相似，大数据似乎也在一夜之间家喻户晓。但略有不同的是，云计算发展早期主要由企业推动，而大数据则几乎同时得到了政府、企业、学术界等各界的共同青睐。大数据最早是由著名未来学家阿尔文・托夫勒在1980年提出的，他在《第三次浪潮》书中，将大数据称为“第三次浪潮的华彩乐章”。大数据具备3个基本特征：体量浩大（volume）、模态繁多（variety）、生成快速（velocity），或者就是简单的“3V”，即庞大容量、极快速度、种类丰富的数据。
二、 农业大数据
（一）农业大数据内涵
农业数据主要是对各种农业对象、关系、行为的客观反映，一直以来都是农业研究和应用的重要内容，但是由于技术、理念、思维等原因，对农业数据的开发和利用程度不够，一些深藏的价值关系不能被有效发现。随着大数据技术在各行各业广泛研究，农业大数据也逐渐成为当前研究的热点。
农业大数据解决的问题不是存量数据激活的问题，而是实时数据的快速采集和利用的问题；农业大数据解决的问题不是关系型数据库集成共享的问题，而是不同行业、不同结构的数据交叉分析的问题。农业大数据至少包括下述几层含义：
基于智能终端、移动终端、视频终端、音频终端等现代信息采集技术在农业生产、加工以及农产品流通、消费等过程中广泛使用，文本、图形、图像、视频、声音、文档等结构化、半结构化、非结构化数据被大量采集，农业数据的获取方式、获取时间、获取空间、获取范围、获取力度发生深刻变化，极大地提高农业数据的采集能力。
跨领域、跨行业、跨学科、多结构的交叉、综合、关联的农业数据集成共享平台取代了关系型数据库成为数据存储与管理的主要形式，基于数据流、批处理的大数据处理平台在农业领域中的应用越来越频繁，交互可视化、社会网络分析、智能管理等技术在农业生态环境监测、农产品质量安全溯源、设施农业、精准农业等环节大量应用。
农业产业链各个环节的政府、科研机构、高校、企业达成竞争与合作的平衡，农业大数据协同效应得到更好的体现。农业大数据形成一个可持续、可循环、高效、完整的生态圈，数据隔离的局面被打破，不同部门乐于将自己的数据共享出来，全局、整体的产业链得以形成，数据获取的成本、渠道大大降低。
大数据的理念、思维被政府、企业、农民等广泛接受，海量的农业数据成为决策的依据和基础，天气信息、食品安全、消费需求、生产成本、市场价格等多源数据被用来预测农产品价格走势，耕地数量、农田质量、气候变化、作物品种、栽培技术、产业结构、农资配置、国际市场粮价等多种因素用来分析粮食安全问题，政府决策更加精准，政府管理能力、企业服务水平、农民生产能力都得到大幅度提高。
（二）农业大数据获取
农业大数据获取是指利用信息技术将农业要素数字化并进行有效采集、传输的过程。目前，农业领域的数据积累还处于相对初级阶段，达不到电信、金融、互联网等领域的数据积累水平。然而农业数据采集方式的变化，自动化、智能化、人工化信息终端的大量涌现，数据的实时、高清以及长久保存等需求，使得农业大数据成为可能。农业大数据源来自农业生产、农业科技、农业经济、农业流通等方方面面，不同的数据源，对应不同的数据获取技术。从目前情况分析，农业大数据获取主要包括以下几方面。
1. 农业生产环境数据获取
农业生产环境数据获取是指对与动植物生长密切相关的空气温湿度、土壤温湿度、营养元素、CO2含量、气压、光照等环境数据进行动态监测、采集，主要依靠农业智能传感器技术、传感网技术等。随着多学科交叉技术的综合应用，光纤传感器、MEMS（micro-electro mechanical systems）微机电系统、仿生传感器、电化学传感器等新一代传感器技术以及光谱、多光谱、高光谱、核磁共振等先进检测方法在植物、土壤、环境信息采集方面广泛应用，农业生产环境数据的精度、广度、频度大幅度提高。与此同时，传感器终端的成本逐渐降低，大范围、分布式、多点部署成为现实，数据量呈级数增长。
2. 生命信息智能感知
生命信息智能感知是指对动、植物生长过程中的生理、生长、发育、活动规律等生物生理数据进行感知、记录，如检测植物中的氮元素含量、植物生理信息指标，测量动物体温、运动轨迹等。常用的生命信息感知技术包括光谱技术、机器视觉技术、人工嗅觉技术、热红外技术等。生命信息智能感知改变了原有的、以经验为主的、人工检测模式，使生命信号感知更加科学、更加智能，实时性、动态性、有效性得到大大提高。农业生命信息是对农业生产对象本身的数字化描述，是对生命个体进行监测管理的重要依据，具有典型的时效性。
3. 农田变量信息快速采集
农田变量信息快速采集主要是对农田中的土壤含水量、肥力、土壤有机质、土壤压实、耕作层深度和作物病、虫、草害及作物苗情分布信息采集，一般分为接触式传感技术、非接触式遥感技术。国内在农田空间信息快速采集技术领域已经积累了较丰富的理论基础和实践经验，已设计出便携式土壤养分测试仪、基于时域反射仪（TDR）原理的土壤水分及电导率测试仪、基于光纤传感器土壤pH值测试仪，并在作物病虫草害的识别、作物生长特性与生理参数的快速获取等方面开展了有益的探索。精准农业是农业信息化的重要方向，快速、有效采集和描述影响作物生长环境的空间变量信息，是精准农业的重要基础。高密度、高速度、高准确度的农田信息具有数据量大、时效强、关联度高等特点。农田变量信息主要服务于精准农业生产，强调实时性、精准性等特点，属于局部、微观、持续的农业数据。
4. 农业遥感数据获取
农业遥感数据获取是指利用卫星、飞行器等对地面农业目标进行大范围监测、远程数据获取，主要采用遥感技术。遥感技术是一种空间信息获取技术，具有获取数据范围大、获取信息速度快、周期短、获取信息手段多、信息量大等特点。农业遥感技术可以客观、准确、及时地提供作物生态环境和作物生长的各种信息，主要应用在农用地资源的监测与保护、农作物大面积估产与长势监测、农业气象灾害监测、作物模拟模型等几个方面。农业遥感数据能反映大面积、长时间的农业生产状况，属于宏观、全局层面的农业数据。
5. 农产品市场经济数据采集
农产品市场经济数据采集是指对农产品生产、质量、需求、库存、进出口、市场行情、生产成本等数据进行动态采集，涉及农业流通、农产品价格、农产品市场、农产品质量安全等，具有较强的突发性、动态性、实时性、变化性，一般由“智能终端+通信网络+专业群体”组成。随着科学技术的发展，移动终端诸如手机、笔记本、平板电脑等随处可见，加上网络的宽带化发展以及集成电路的升级，人类已经步入了真正的移动信息时代，基于智能终端的农产品市场经济数据采集越来越频繁，数据量越来越大，图片、视频等数据格式激增。基于3G的基层农技推广平台等是农产品市场经济数据采集的典型应用。
6. 农业网络数据抓取
农业网络数据抓取指利用爬虫等网络数据抓取技术对网站、论坛、微博、博客中涉农数据进行动态监测、定向采集的过程。网络爬虫（网页蜘蛛），是一种按照一定的规则，自动地抓取万维网信息的程序或者脚本，有广度优先、深度优先2种策略。农业网络数据是在互联网层面对农业各方面的客观反映，具有规模大、实时动态变化、异构性、分布性、数据涌现等特点。搜农、农搜等搜索引擎都是基于主题爬虫的农业数据获取平台，在农业网络数据获取方面具有一定基础。
（三）农业大数据现状
1. 农业大数据重要性日益凸显
经过多年的发展，农业数据库、农业信息系统、农业专家系统、农业遥感、农业物联网等现代信息技术在农业生产活动中应用取得了非常显著的成果。云存储、数据仓库等技术为数据的海量存储提供了可能，传感器、遥感数据、移动终端、网络等都积累了大量的农业数据。伴随着大数据技术的飞速发展，农业信息化的发展必然从“技术驱动”向“数据驱动”转变。目前，农业领域都在积极部署农业大数据相关方面的研究，农业大数据重要性日益凸显。中国农业科学院农业信息研究所发起了信息联盟，旨在促进涉农信息资源与专家队伍的集成、共享，联合推进农业信息云服务；山东农业大学发起了农业大数据产业技术创新战略联盟（http：//.cn/），以期促进大数据在山东农业领域研究及成果应用发展。2014年，科学数据大会举行，专门设立农业与农村信息化大数据技术与应用分论坛。
2. 农业大数据积累初具规模
我国农业信息化研究长期以来一直非常重视农业数据的积累，目前农业大数据已经具备了一定的规模，数据的存储格式以结构化数据为主，视频、图片等数据量也在不断攀升。农业科学数据共享中心（试点）项目于2003年正式启动，重点采集作物科学、动物科学与动物医学类科学、农业科技基础数据等农业科技类基础数据。截至2012年，农业科学数据中心数据总量448.93GB。全国基层农技推广信息化平台，构建了粮食作物、经济作物、蔬菜、果树、畜牧等农业技术数据库，面向全国70万农技员提供服务，总记录超过10万条，视频数据超过5000个。中国科学院计算机网络中心研发的地理空间数据云平台（http：///），现有地学遥感数据资源约280 TB，以中国区域为主，覆盖全球地理范围。中国作物种质资源信息网（CGRIS），拥有粮食、 纤维、油料、 蔬菜、果树、糖、烟、茶、桑、牧草、绿肥、热作等200种作物，41万份品种、种质、基因信息。
3. 农业大数据研究具备了一定基础
农业信息化研究工作一直与农业数据密切相关，相关方面的研究主要集中在监测与预警、数据挖掘、信息服务等方面，基于数据的农业信息处理分析具备了一定的基础条件。据不完全统计，目前全国与农业相关的主要监测、预警系统共有84个，其中食物保障预警系统12个，食品安全监测预警系统18个，市场分析与监测系统35个，作物分析与预警系统19个；中国搜农作为国内首款农业垂直搜索引擎，持续稳定运行6年，获取了海量的农业信息，信息总量超过100TB，信息更新周期平均为30min，目前每周平均信息增长量3GB，每天监控3万多个农业网站的超过2万多个农产品批发、集贸市场的2万多个农产品品种的价格、供求等信息。
三、 农业大数据应用展望
基于大数据的理论和技术，不断推进传统领域创新与应用实践，为国家经济社会发展提供了新的生长点。在农业信息化不断发展的过程中，已有部分领域完成了大数据积累，具备了利用大数据理论与技术进行深入数据分析和价值发现的条件。根据当前农业信息化发展的现状，笔者认为大数据在农业领域的应用主要集中在以下几个方面。
（一）精准农业可靠决策支持系统
变量决策分析是精准农业技术体系中的核心，致力于根据农田小区作物产量和相关因素，在农田内的空间差异性，实施分布式的处方农作。高密度的农田信息获取后，怎样根据这些不同角度的农田信息，推出一整套具有可实施性的精准管理措施，是需要多学科交叉的研究课题。专家系统、作物模拟模型、作物生产决策支持系统传统的生产决策技术取得了一些成果，但效果并不理想。利用大数据处理分析技术，集成作物自身生长发育情况以及作物生长环境中的气候、土壤、生物、栽培措施因子等数据，综合考虑经济、环境、可持续发展的目标，突破专家系统、模拟模型在多结构、高密度数据处理方面的不足，为农业生产决策者提供精准、实时、高效、可靠的辅助决策。
（二）国家农村综合信息服务系统
国家农村综合信息服务，按照“平台上移，服务下延”的思路，集成与整合各分散的信息资源与系统，在全国范围实现信息资源的共享，数据资源体量大、数据处理流程复杂、信息服务模式多样，需要实现海量农业信息化数据获取、传输、加工、服务一体化处理。利用大数据处理分析技术，研究复杂多样、动态时变用户需求的快速聚焦与大规模服务及用户动态需求组合的学习和进化机制模型，突破农户需求智能聚焦技术，实现信息服务按需分配以及云环境下大规模部署的智能系统服务与庞大“三农”用户群的多样性、地域性、时变性等个性化需求快速对接。
（三）农业数据监测预警系统
农业数据监测预警是指对农业生产、市场运行、消费需求、进出口贸易及供需平衡等情况进行的全产业链信息采集、数据分析、预测预警与信息，其主要任务包括感知市场异常波动、实时监控生产风险、及时应对突发事件、推动管理关口前移等。2002年以来，农业部开始建立农产品市场监测预警系统，启动了稻谷、小麦等关系国计民生的7种重点农产品的市场监测预警工作。目前，监测预警技术已在农产品质量安全、农业病虫草害、农产品价格、农产品市场等领域进行了广泛应用。利用大数据智能分析和挖掘技术，实现农业信息流监测、农业数据关联预测、农业数据预警多维模拟等，大幅度提高农业监测预警的准确性。
（四）天地网一体化农情监测系统
农情信息遥感监测主要是指利用遥感等信息技术对农业生产情况信息，如作物面积、长势和产量信息、农业灾害信息、农业资源信息等进行远程监测和综合评价，辅助农业生产决策的过程。基于遥感-地面-无线传感网的一体化农情信息获取体系，在解决了数据时空不连续的难点的同时，也带来了海量农情数据融合处理的问题。与此同时，遥感技术飞速发展，特别是传感器分辨率的提高、新型传感器的应用等，遥感影像的数据量急剧增加，海量数据的存储、快速产生、信息提取、融合应用等，为遥感数据分析带来了挑战。利用大数据分析处理技术，研究天地网一体化农业监测系统中的多源多类数据的智能融合与分析、定量化反演以及网络化集成与共享关键技术，实现全局数据发现与跨学科的数据集成和互操作，为农业遥感信息的深入分析提供支撑。
（五）农业生产环境监测与控制系统
