時間：2023-04-01 10:28:44
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【論文摘要】：文章結合目前大部分醫院計算機網絡的發展現狀，主要從網絡設備、計算機軟件維護和人員管理等方面談一下醫院計算機網絡的安全維護工作。
隨著現代化信息技術的發展和醫療衛生管理要求的不斷提高，醫院的計算機網絡系統已經深入到醫院日常業務活動的方方面面。醫院的計算機系統一旦崩潰，將會造成無法估計的損失。因此如何加強醫院計算機網絡的安全性和可靠性就成為一個亟待解決的問題。
一、網絡設備安全
（一）硬件設置對網絡安全的影響
1.網絡布線
醫院主干線以及各大樓之間采用多模光纖，并留有備份。光纖到機器端采用屏蔽雙絞線，線路之間避免交叉纏繞，并與強電保持30CM以上距離，以減少相互干擾。新增網點，距離交換機盡可能短，以減少信號衰減。平時做好跳線備份，以備急用。
2.中心機房
綜合考慮供電、場地、溫濕度、防水、防鼠、電磁環境以及接地防雷。
3.服務器
對最上層的服務器和數據庫來說如何保證所提供服務的可靠性和不間斷性以及數據存儲的安全是決定一個信息系統安全的關鍵。首先必須使用不間斷電源(UPS)，保證服務器24小時不間斷工作，防止停電造成的數據庫損壞。對于中心服務器，目前大部分醫院采用的是雙機熱備份＋磁盤陣列柜的模式，當一個服務器發生故障時，備份服務器能在十幾秒的時間內進行切換，啟動數據庫，一般能在2～3分鐘內恢復業務處理。這樣只做到了一臺服務器出現故障時，能保證信息系統的正常運行，如果陣列出現故障，整個系統仍要停止運行，一般在條件允許的情況下應該備有應急服務器。應急服務器在日常工作時，通過數據庫的備份服務實時地進行異地備份，保證數據與中心服務器的同步，當雙機服務器或陣列出現故障時，系統能順利轉移到應急服務器上運行，所有用戶的使用方法保持不變，患者數據信息連續，不僅方便了操作人員，而且大大的提高了系統的安全性。
4.邊界安全
內外網物理斷開，這樣徹底消滅外網黑客的入侵，內外網需要交換信息時采用U盤或移動硬盤作為中介,并做好防病毒工作。
（二）外界環境對網絡設備安全的影響
1.溫度會導致邏輯電路產生邏輯錯誤，技術參數偏離，還會導致系統內部電源燒毀或燒壞某些元器件，影響機器運轉和導致一些熱敏器件內部損壞或不能正常工作。
2.濕度過高，會使接插件和集成電路的引線等結合部氧化、生繡、霉爛，造成接觸不良、開路或短路；濕度過低，會吸附灰塵，加劇噪聲。
3.對于機器內部的電路板上的雙列直插或組件的接線器，灰塵的阻塞會形成錯誤的運行結果。過多的塵?？稍斐山^緣電阻減小、泄漏電流增加，機器出現錯誤動作，如果空氣潮濕會引起元器件間放電、打火，從而損壞設備，嚴重的還會引起火災。
4.靜電是網絡使用中面臨的比較嚴重的問題，以上談到的溫度、濕度、塵埃等很多原因都可能引起靜電。計算機元器件和集成電路對靜電非常敏感，它的破壞常常是在不知不覺中發生。
5.靠近網絡的計算機、大型醫療設備和網絡設備自身等，都能產生電磁輻射，通過輻射、傳導等方式對網絡系統形成干擾。他們造成的問題是：設備的一些部件會失效，但那些部件的失效看起來又是由于其他部件引起的，像這樣的問題很容易被忽略，而且很難診斷，需要專門的診斷軟件和硬件來檢測。
二、計算機軟件的安全
（一）計算機操作系統的安全
目前一般醫院服務器和工作站的操作系統多采用微軟的WINDOWS系列操作系統，這要求對計算機使用的帳號、用戶權限、網絡訪問以及文件訪問等實行嚴格的控制和管理，定期做好監視、審計和事件日志記錄和分析，一方面減少各類違規訪問，另一方面，通過系統日志記下來的警告和報錯信息，很容易發現相關問題的癥結所在。及時下載和打好系統補丁，盡可能關閉不需要的端口，以彌補系統漏洞帶來的各類隱患。對各類工作站和服務器的CMOS設置密碼，取消不必要的光驅、軟驅，屏蔽USB接口，以防止外來光盤、軟盤和U盤的使用。對關鍵數據實行加密存儲并分布于多臺計算機。
（二）數據庫的安全
數據庫的選擇和備份是醫院計算機網絡安全管理中的重要問題。系統一旦投入運行，就要求24小時不間斷，而一旦發生中斷，后果將不堪設想。所以在開發系統軟件時，數據庫的選擇顯得尤為重要，在發生故障時應能自動將數據恢復到斷點，確保數據庫的完整。目前現有醫院計算機網絡系統在數據庫的選擇上多采用SQLSERVER、ORACLE數據庫。醫院的數據庫記錄時刻都處于動態變化之中，網管人員定時異地備份是不夠的，因為一旦系統崩潰，勢必存在部分數據的丟失。所以建立一套實時備份系統，這對醫院來說是非常重要的?，F在很多醫院采用磁盤陣列的方式進行對數據的實時備份，但是成本比較大，安全系數也不是很高。根據醫院這個特殊的網絡系統，可建議設計數據保護計劃來實現文件系統和網絡數據全脫機備份。例如，采用多個低價位的服務器分片負責，如門診收費系統采用一臺服務器，住院部系統采用另一臺服務器，同時再增設總服務器，在總服務器中全套備份所有醫院管理系統中的應用軟件，每日往總服務器中備份各個管理系統中產生的數據，與此同時也做好磁帶、光盤的備份，若有一臺分服務器出現異常，該系統就轉總服務器進行。這種運行機制，在一些醫院取得了很好的效果。
（三）病毒防范與入侵檢測
在客戶機和服務器上分別安裝相應版本防病毒軟件，及時更新病毒庫和殺毒引擎，在服務器上編寫網絡登陸腳本，實現客戶端病毒庫和殺毒軟件引擎的自動派送安裝。在服務器和安全性要求較高的機器上安裝入侵檢測系統，實時監控網內各類入侵、違規和破壞行為。
三、人為因素對網絡設備安全的影響
據不完全統計，某醫院三年內局部網絡設備非正常斷電所引起的故障中，有16起為施工斷電引起網絡設備意外斷電，有130起為醫務人員不小心碰斷HUB電源導致計算機不能聯網，而僅有5起為網絡設備自身不正常掉電或自動重啟，占因斷電所引起的網絡故障總數的3.2%，其余96.8%都是人為因素導致。這充分說明，人為因素應該引起我們足夠的重視，應該采取必要的措施降低人為因素導致的網絡故障率。具體措施包：
1.對全院職工，特別是對管理人員進行有關教育，讓他們樹立參與意識和主人翁意識，了解計算機管理的必要性和管理流程，對相關人員進行新業務模式和流程教育，對操作人員進行技術培訓，要求準確、熟練。
2.盡量不要在臨床科室使用帶電源適配器的小型集線器(HUB)。這也是局部網絡極不穩定的重要原因，有時維護人員要反復到現場數次解決此類問題。
3.施工前加強施工單位與網絡維護人員的協調，斷電前制定詳細的切換方案和應急方案。
4.合理規劃配線間和機柜位置，遠離人群，避免噪音。
5.分置配線間內的強電電源和斷電頻繁的照明電，爭取單獨供電，和供電部門協調保證24小時不斷電。
6.加強內部人員管理，要注意隨時觀察，盡量避免因此產生的網絡故障。
四、小結
隨著醫院計算機網絡的逐步發展，它漸漸成為一個醫院關鍵的、不可缺少的資源。我們必須積極主動的利用各種手段管理網絡、診斷問題、防患于未然，為醫院計算機信息系統提供良好的運行環境。
參考文獻
關鍵字：計算機軟件、計算機語言、軟件開發
自軟件開發到現在已有四十多年歷史了，在整個軟件發展歷史過程中，已經取得了劃時代的成就，為了更好的理解計算機軟件是計算機的靈魂并了解她的今天，這里讓我們一起來回顧她的昨天。
我們將悠久的計算機軟件歷史分成三個階段：
開創階段：1955年到1965年
穩定階段：1965年到1985年
發展階段：1985年到現在
開創階段
計算機在1946年出現時，占地2百余平方米，用電數千瓦，價值百萬美元，而運行速度只有每秒千次，但它卻為破譯密碼和武器彈道運算立了大功。六十年代大型計算機已發展到每秒百萬次以上，能夠進行快速復雜的計算，隨著科研、金融和政府部門的需要而逐步形成了較大的計算機市場。
而計算機軟件歷史真正開始是在美國和歐洲的實驗室里，大多數研究結果也產生于實驗室。它們多數來自于學術界，其余產生于政府和私人公司。
在1955年到1965年這個期間，運算速度越來越快、價格越來越便宜的新計算機不斷涌現，軟件工作人員就需要不斷針對不同計算機寫出新的軟件。這種變化速度令軟件人員應接不暇。
在此階段，計算機硬件向著專門用途發展，科學與商業領域需要的是完全不同的機器硬件。商業計算機具有變字長的特性，即有“清字標記”和“置字標記”，指令集為十進制。而科學計算機使用的是固定字長，當時定36位為一個字，而不是采用二進制計算。這種不同用途的機器使用不同字長，這給編程帶來難以想象的困難。
頻繁重寫相同的軟件觸發了另一思想——軟件移植，工業界中的軟件研究人員試圖將一臺機器上匯編語言自動移植到另一臺，但是卻失敗了。原因是60%或80%代碼較容易移植，而余下的40%或20％必須人工移植，又是較復雜的代碼，因此非常困難。多年來仍然不能完全解決問題，直到高級語言的產生。最早的FORTRAN語言在五十年代中期誕生的，五十年代后期出現了第一版COBOL語言，而ALGOL語言產生于六十年代早期。當時，高級語言不能被編制人員所接受，他們認為真正的編程人員應當使用匯編語言。
之后，軟件業從計算機工業中獨立出來，成為一枝新秀。那時，硬件廠商開放了他們的系統軟件（由于沒有這種開放，不能進一步推銷他們的產品），有幾個公司開始提供定制軟件的服務，然而那時沒有專門經銷軟件的公司。由于軟件免費，用戶相互贈送，使軟件不斷重用與推廣，并鼓勵共享軟件的發展。例如，IBM科學用戶組織SHARE提供了軟件重用的目錄清單，包含了三角函數分類和合并計算的多個數學程序，并對進入了SHARE目錄中的軟件產品，能給予此領域的最高榮譽。
60年代初期，學術上還沒有計算學科、計算機科學和信息系統，然而卻在實踐中產生了以后稱為“軟件工程”的萌芽。軟件工作者開始學習模塊編程的方法，并涵蓋了基本數據結構有關的子程序，從而使其易訪問。現在，人們稱為數據提取，并進一步拓寬到面向目標，但是那時的軟件人員就已經意識到它的思想與價值。
此階段，曾經出現過軟件危機。即軟件方面投入的資金和人力無法控制，軟件開發完成的時間無法確定，軟件的可靠性等等。例如，1962年7月22日美國飛往金星的火箭控制系統中的指令，DO5I=1，3誤寫成DO5I=1.3，使火箭偏離軌道，被迫炸毀。
此階段是激動人心的年代，隨著計算機硬件以令人生畏和驚奇的快節奏發展，計算機軟件在計算機業中越來越占據著重要的地位，她開創了自己的事業，從計算機業中獨立出來。
穩定階段
這期間，出現了IBM等計算機大公司，是大型機硬件導向占主導地位的階段。此時計算機成為專業人員使用的專門設備，普通老百姓用不了，也用不起。年產量不足數萬臺，市場有限，這樣IBM360計算機將軟件工業帶入了穩定發展階段。
IBM360采用了系列機的思想，開創了CISC時代（復雜指令系統計算機），目的能使指令系統兼容。新型機或高檔機的指令系統在原有機型上只能擴充而不能減少任何一條指令，以達到軟件兼容的目的，這樣就導致日趨龐大的指令系統使計算機硬件的研制周期變長、運行速度慢、可靠性差、難以調試和維護。為了改進，提出了RISC（精簡指令系統計算機）技術。RISC技術使指令數量大大減少，再加上一些其他措施（如指令系統面向寄存器，使數據能直接存儲），從而大大減少指令執行所需要的周期數，極大的提高了計算機的計算速度。同時IBM360機為軟件領域帶來了重要發展。它使科學與商業應用合二為一，且同時使用十進制和二進制兩種算法，它不再有討厭的變字長。
隨后，又產生了笨重的工作控制語言（JCL），使程序員只要把卡片塞進讀卡機，然后按“啟動”就可以運行程序。JCL要求用全新的語言編寫程序，它能告訴計算機和操作系統按人的需求做相應工作。JCL太繁瑣，這也許因為它包括了科學和商務所需的一切服務功能。然而JCL是360機上最不受歡迎的程序語言。
隨著360機匯集科學和商務應用在一臺計算機上，IBM也希望將所有的計算機語言合成一種語言。PL/1就這樣誕生了，它不僅包含科學計算FORTARN和商務計算COBOL語言的功能，而且還具有新生語言ALGOL的功能。
除了IBM360帶來的軟件發展外，在穩定階段，形成了軟件的獨立經銷。幾個敢于冒險的軟件商開始銷售他們的軟件產品。這在當時極其不易，因為硬件廠商為阻礙軟件發展，防止軟件分離以形成獨立行業，故意將軟件的價格壓得很低，無利潤可賺。隨著軟件領域的穩定發展和新軟件產品的問世，它們逐漸成為公司和市場的商品，價值連城。軟件維護與更新也成為一項日益重要的工作。從而形成了計算機軟件市場經濟。
穩定階段中開始出現了計算機學科的學術討論。第一個計算機科學程序在六十年代晚期奠基，不久以后又編制了第一個管理信息系統程序。當時計算機軟件工程還沒有從計算機學科中分離出來，直到微型計算機年代才獨立成為一門學科。盡管當時沒有形成學科，然而軟件工程研究一直在進行，重點聚集在計算機語言的問題上。
在此階段，一些計算機科學家大力宣傳他們引入的新思想。人工智能就是第一個竭力宣揚的學科，即稱之為“有知覺”的機器，可以模仿人類大腦的功能，并期望代替人類大腦去做任何事情。
隨后又出現了“控制領域”的議題。反控制反壟斷的戰斗打響了，美國司法部門IBM公司，聲稱它發展太快，且正在壟斷計算機行業。當時，許多人將硬件工業比喻為“白雪公主和七個小矮人”，這里IBM是白雪公主，其他計算機硬件小公司是七個小矮人。例如RGA、GE和Xeroe等等公司。這些小公司逐漸萎縮，直到從計算機行業中消失。標準化組織也成為當時反控制反壟斷的急先鋒。它堅持只有統一計算機標準，各個公司才能參與并達到公平競爭。
同時，軟件商與硬件商也開始競爭。硬件商努力保持軟件的低價，以阻礙軟件行業的形成。但是無論怎樣阻擋，總有一些軟件商脫穎而出，成為勝利的嬌嬌者。
此階段由于計算機硬件變化節奏緩慢一些，屬于較平穩的年代，計算機軟件隨著平穩發展，并確立軟件在市場的重要地位，成為商品并逐漸變得被人們理解和接收。
發展階段
此階段是再一次激動人心年代，計算機已經普及和無處不有，同時軟件業在計算機行業成為不可缺少部分并取得了輝煌勝利。
這個階段是軟件發展過程中最重要的時期。因為PC機和工作站以半年更新一代的令人目不暇接的速度，勢不可擋地入侵小型機、中型機甚至大型機領域，從而使計算機無處不在，計算機走出了象牙塔，走進了平常百姓家庭，走進了普通人辦公室。在家里、辦公室、銀行、郵局等生活工作的周圍，處處可見計算機的應用業績，普及流行速度極快，蓬勃向前。
過去存在的大量問題被解決了。老的JCL問題已經由友好用戶、友好程序界面解決。圖形用戶界面（GUI）普及與流行，業已成為八十年代計算機領域最偉大的功績。以前的FORTRAN和COBOL語言都沒能解決用戶界面的友好問題，而可視化軟件編程才改變了這一現狀。
由于VLSI的迅速發展，RISC的控制器又很簡單，這就使RISC能集成在一個芯片上。CISC控制器需占芯片面積50%以上，而RISC的控制器僅占6-10%，這使RISC芯片具有極高的性能。到九十年代RISC技術被引入了到PC機內，使同樣功能的計算機成本只有CISC的一半不到。隨著VLSI進一步發展，已使巨型機上使用的并行處理技術能融入到RISC中。一方面采用新材料、新工藝，進一步提高主頻，另一方面采用了超級流水線技術、并行流水線技術和超長指令字VLIM技術，極大地提高了RISC芯片的并行處理能力，使RISC進入了具有劃時代的時期。
軟件作用和價值牢固地樹立起來了。人工智能、知識工程、專家系統以及神經網絡領域的研究得以發展與深化。軟件市場在世界范圍內比較快的速度增長，在美國猶他州已出現以軟件為主的第二高技術產業區。目前軟件的發展速度已超過硬件產業，占信息產業的主導地位。美國壟斷世界軟件市場的格局，一時很難發生變化。微軟公司軟件巨頭比爾.蓋茨在五年前已成為美國首富，現在又是世界首富。隨著市場分割，過去反控制反壟斷的競爭也被分解了。IBM公司成為大型機之首；Intel公司是計算機芯片之王，也可以稱為計算機硬件之王；Microsoft公司成為微機軟件之冠。但是希望成為大型機軟件之王的競爭仍然在繼續。
軟件特性體現為：軟件進入結構化生產時期，以結構化分析和設計，結構化評審，結構化程序設計以及結構化測試為特征；從八十年代中期開始，軟件生產進入以過程為中心的開發階段；從1995年開始，逐步進入以軟件過程，面向對象和構件重用等技術為基礎的軟件工業化生產時代。
此階段軟件業績為：
1）軟件重用技術
軟件重用的目的是使非結構化、非標準化程序變為結構化、標準化，并形成大量能重用的計算機構件和模塊。軟件重用技術使軟件的開發基本上變成了搭積木，把需要的對象和功能模塊拼起來即可。它節省了大量的人力與物力，減少了重復開發。這種技術可以應用在數據庫管理和信息系統管理上，MicrosoftAccess等軟件均采用此軟件技術，它們集成了大量應用的基本構件和模塊便于重用。
只有可維護性軟件才有可能最大限度地重用，而重用部分越多，維護成本越低，效率就越高。不可維護性到可維護性軟件的重構是維護方法學的關鍵。最大限度地重用現存軟件是軟件維護方法學的重要思想原則?？芍赜檬强删S護性的基本屬性和最大特征。
就軟件重用而言，可有四個層次的重用：
（1）開發過程重用
主要指開發規范、開發方法及工具、軟件標準等的重用，也稱為開發支持環境重用。
（2）軟件構件重用
這里軟件構件指文檔、程序及數據。應該將軟件構件可重用性作為主要設計指導思想。
（3）用戶業務知識重用
用戶現存系統的業務處理過程、特定專業領域的需求特征等知識的重用。
（4）市場知識重用
應用領域標準、行業標準、市場規律知識的重用。
2）面向對象技術
八十年代中期以來，各個領域的發展和變化越來越快，對應用軟件不斷提出新的功能要求，這就使以功能為基礎的軟件體系改動較大，甚至推倒重來。八十年代末發現，使用面向對象技術能極大的提高軟件的可維護性。而且它還有很多其他的優點，例如提高軟件開發率，提高軟件的可靠性和安全性等等。面向對象技術獲得了極大歡迎，終于成為九十年代軟件界最大的熱點。隨著發展，面向對象技術形成了OOP（面向對象編程）、OOD（面向對象設計）、OOA（面向對象分析），成為完整的軟件開發方法學。
現實世界中的事物抽象到問題空間就稱為對象。在面向對象技術中，對象被定義為“對一組信息和在其上的操作”，其中的信息就是數據，它反映的是對象的屬性狀態，操作則是對對象的處理。面向對象系統就是由對象組成的復雜系統，系統中所有對象的狀態共同構成系統的狀態，對象總是從一個初始狀態出發，在對象之間的相互作用過程中不斷改變著自身的狀態。一個對象請求另一個對象執行某一處理或回答某些信息的要求稱為“消息”，對象與對象之間的相互作用就是通過消息來實現的。
面向對象技術的最大優點就是軟件的可維護性好。
3）集成工具與CASE技術
今天，已將過去單個的工具集成在一個系統中，用于軟件開發，形成了集成工具。例如，我們經常使用的字處理工具，它只有一個工具菜單，但是卻包含拼寫檢查、語法檢查、詞庫和字詞計數等功能。我們期待用于軟件開發的系統收集了所有必需的工具，它必須支持文本和圖像，也含有相關的數據庫，能自動移植并進行計算機低層設計等。編程系統不僅含有編譯程序，還應該支持編輯、調試與測試，最好能支持程序建立并在建立過程中檢測它們的結構。
而CASE技術，即稱謂“支持軟件工程方法學的計算機輔助手段”。它為實現從軟件工程誕生起就面臨著如何組織人員進行集體作業和如何逐步代替人進行編程的兩大任務。而且首先是解決前者———確定有次序、有效率、科學的工程作業方法，然后才能一步步用計算機取代各工程階段的人工編程。軟件工程的最終目的就在于軟件自動化。
CASE技術有兩個突出特點，使開發支持工具與開發方法學統一和結合起來，通過實現分析、設計、程序開發與維護的自動化，提高整個軟件開發工程的效率。如果方法驅動器理論得以實現，軟件自動化將成為現實。盡管目前真正實現的還僅限于方法指導系統，但CASE的迅速發展仍超出了輔助軟件工程的范圍。
綜上所述，CASE的發展有待于軟件工程方法的發展。它不僅給傳統軟件工程方法以新生，也推動著各種軟件工程方法的演變、合并和淘汰，為新軟件工程方法理論實用化開辟著道路。所以今后的軟件工程應是“方法學+CASE技術”，兩者共同協助開發人員控制和管理軟件。當方法驅動器理論變為現實后，CASE與軟件自動化可能會變成同義詞。雖然今天的軟件自動化尚不完全，但為了區別傳統軟件工程，我們以更明確的CASE軟件工程概念來表述CASE與軟件工程方法學的結合。
4）圖形用戶界面
用戶界面一般是由菜單窗口和對話框等元素構成，它為用戶提供了一個使用軟件交互過程的環境，它提高了軟件的使用效率，靈活便捷，并且易于修改維護程序，充分體現了“所見即所得”圖形界面的現代軟件設計風格，使用戶能以簡單自然的方式與軟件系統交流信息；提供對鍵盤及鼠標兩種輸入設備的雙重支持；引導用戶正確、快速、方便地使用軟件系統；易學易懂，盡可能地減少用戶必須記憶的信息。
八十年代圖形技術有了迅速的發展，出現了不少優秀的圖形軟件工具，例如，X-Windows、MicrosoftWindows和MacintoshWindows都是建立在圖形用戶界面的技術上，他們提供了圖形交互所需的各種手段與方法。
AutoCAD是又一個優秀的圖形軟件工具。它提供了圖形顯示控制、圖形編輯和存儲以及三維繪圖、三維動態顯示、陰影與透視等功能。隨著圖形用戶界面的成功，不少高級語言也增加了圖形功能，使這種可視化編程日益廣泛與流行。
5）多媒體技術
它是曾經被炒得沸沸揚揚的話題，也是計算機科學在九十年代的一個熱點。多媒體技術是將文字、聲音、圖形、視頻圖象集成在一起的技術。它包括多媒體計算機原理、多媒體數據庫、多媒體通信和多媒體表現技術等等。它的一個重要方面是將圖像、圖形、聲音、文字等集成一體，再按1比10或1比30壓縮比進行圖象數據壓縮，最后以高質量再現給用戶。
由于多媒體技術提供了更多的交互手段，給人以更多的方便，所以有著極其廣闊的應用前景，如電視、電子游戲、電子報刊、電視會議等等。正因為如此，多媒體技術不僅是計算機科學的熱點，而且也是國民經濟以及社會生活許多領域的熱點。
然而在整個計算機發展歷史過程中，軟件領域仍然存在一些問題，相對于微處理器芯片和內存設備而言，計算機軟件只是在不斷發展而沒有進行大的改革。例如，編程人員都知道，自從第一臺IBM和第一個Intel電子芯片問世以來，硬件結構的軟件部分──指令集和中斷結構就沒有發生大的變化。在程序設計語言中也沒有大的變革，現在用得最多的語言仍然是十五年前C和C++，甚至是四十年前的FORTRAN和COBOL語言。第四代語言并沒有達到某些人預先聲稱“無需程序員的編程”的功能。整個軟件領域發展限制在一個應用領域──數據庫上。
不過也有一些希望的象征。面向對象程序設計是一項新的技術，前景看好，它以一種完全不同方法來構造軟件；客戶/服務器技術和Internet/Intranet技術，它們大大地推動了軟件行業的改革。Internet的TCP/IP協議使成千上萬個不同的操作系統和應用程序能相互通信，使得網絡訪問容易，瀏覽眾多的數據庫和站點信息，從而產生了較大經濟效益和社會效益。當談起計算機軟件的現代歷史，Internet/Intranet將作為人-機通信原理的里程碑，而WWW、HTML、VRM和Java將是這個里程碑的組成部分。
軟件行業的成功，尤其是1995年以來的迅速崛起的Internet/Intranet技術為主的網絡軟件以及數據庫挖掘、人工智能、神經網絡等軟件，為人類進入二十一世紀奠定了堅實的基礎。新世紀將是一個更全面的信息化時代，計算機的普及與使用將會更廣更寬，從而對計算機軟件的需求更高，本世紀的成果與經驗，將帶入下一世紀，并不斷被軟件人員發展、完善，以適應新世紀人類的需要，并發揚光大。
初中計算機課具有一定的實踐性和操作性，所以，在講授知識的同時，學校應該創造條件，讓學生邊學習邊操作，這樣才能提升教學的質量。掌握計算機基礎理論知識是必要的，但掌握基礎知識的目的，是讓學生學會實踐操作。換句話說，初中計算機課應該采取直觀的教學方法，讓學生動起來。初中生本來注意力就很難集中，如果在計算機課堂采取理論講授的方法，很容易讓他們感到枯燥乏味，進而出現游離課堂的現象。而直觀的教學，能讓學生參與其中，激發他們的好奇心，自然也就會吸引他們的興趣。如學習Word的相關知識時，對于保存文檔，教師就可以讓學生和自己一起來操作。首先打開一個Word，然后完成打字任務“班級我最酷，這是要保存的文檔”，然后按下ctrl+s或者直接點擊左上部的保存按鈕，把保存的路徑改為桌面，文檔的名稱改成自己的名字。通過這樣的操作，學生就很容易掌握這項操作技能，要比純粹的理論講授效果來得快。
二、明確課堂要求，開展任務模式授課
對于初中生來說，規定一定的任務，采用任務驅動法授課已經成為一種有效的教學模式，這符合初中生的心理。初中計算機課堂開展任務驅動法授課，首先要明確任務，設定任務。在任務的設定中，要依據學習內容和學情而定，把教學目標內化到任務中去，能有效地把總任務分解成若干小任務，這樣能讓學生明白任務的內容，也會提高完成任務的成功率。如在搜索某一個文檔的時候，任務就是把規定的歸檔放在桌面上。對于這個任務，首先分解成以下幾個任務：找到搜索功能、輸入查找的文檔名稱、復制查到的文件、粘貼在桌面上，這樣一步一步分解和完成任務，學生就會很清楚做什么和怎么做了。在任務的完成過程中，教師只是指導者和引導者。所以，在任務的完成中需要發揮學生的探究意識和主觀能動性，讓學生結合老師的引導自主學習和自我探究。這樣的教學模式，一方面可以減少老師的工作量，另一方面又能提升學生的探究意識，何樂而不為呢。
三、寓教于樂，開展游戲教學
1加強技能操作，激發學生的自主意識
在計算機教學中，學生的主動學習意識對于操作技能的學習是非常重要的，因此興趣是學生學好計算機教學計算機課程最重要的推動力。計算機是一門非常注重理論與實踐結合的學科，因此加強學生學習計算機的主觀能動性是非常有必要的。當前很多計算機教師在指導學生進行實際操作時，通常不重視學生的學習感受，只是一味的對計算機操作步驟進行按部就班的講解，隨后在將操作的相關步驟演示一遍給學生看，在這枯燥教學的過程中，只能使得學生被動的獲取相關知識。如果計算機教師能夠從學生的主觀能動性培養方面出發，就可以使學生更加充分的了解到學習計算機的重要性，這樣就能進一步的提升學生在計算機學習中的積極性[1]。舉例來說，教師在講解計算機操作的入門知識時，可對學生充分講解計算機的發展歷史與進程，同時向學生詳細介紹計算機的基本理念以及硬件組成，并對不同硬件的相關功能進行分析解說，同時為學生展示計算機基本外設的用途和使用效果，這樣既可以有效的將學生的求知欲望激發出來。
2實際操作中，融入互動教學
在培養學生的計算機操作技巧過程中，如果教師只是枯燥乏味地對課本內容進行解讀，一切照本宣科，學生的積極性就無從體現。現在很多教師喜歡照著課本內容給學生一次性演示操作步驟，只是在重點環節強調兩句，但這樣的教學方式是不利于學生理解和記憶的。大部分的學生對計算機的操作規程，都是經過教師對計算機的講解而了解的，但當自己操作時，就無法想教師一樣操作的得心應手，在操作的過程中不得不查閱相關書籍，從而導致的最終結果，學生還是參考書籍的相關步驟來進行操作，這種結果對于提升學生的計算機操作水平沒有多少幫助。教師可以采取設計問題的方式提升學生對計算機操作的理解，而具體問題則根據學生的計算機操作水平設置。舉例來說，當學習到處理圖畫的方法時，教師可以以教材為平臺，讓學生從教材中充分體會到圖畫變化的效果。當學生對繪圖軟件有一個簡單的了解之后，教師在根據學生的實際操作情況進行針對性的提問，例如讓學生用某作繪圖件繪畫一些圖案后，再讓學生思考此軟件和之前所熟悉的軟件之間有什么區別。這樣一來，不僅學生以前所學的知識得以鞏固，教師和學生之間也能實現良好互動。
3加強操作技巧培養，重視理論結合實際
教師在進行計算機教學計算機教學的過程中，不僅應進行理論知識的傳授，還應對學生進行操作技巧上的培養。理論和實踐總是相互聯系而又相互影響的，所以教師應具備足夠的靈活性，在對學生進行理論教學的同時，也加強對學生實踐能力的考察和培養。教師要想加強學生操作計算機的能力，必須在理論教學的基礎上結合實際教學手段[2]。在理論知識的指導下，學生們不僅能夠有效避免在操作計算機時出現違規操作現象，還能夠加強學生對計算機操作的理解。因此在進行計算機教學時，教師應將理論充分滲透到實際操作當中。舉例來說，當學習word軟件時，教師可以首先向學生講解word的理論知識，包括其歷史、各窗口的主要功能等，教師先帶領學生認識word主要工具和選項的作用。當學生對word的理論知識有一定的了解之后，教師就可以引導學生進行實際操作了。在教導學生word的實際操作技巧時，教師可以選擇一則帶圖片的新聞報道，然后讓學生用word軟件還原這則新聞報道，將相關圖片嵌入文字區域中。當學生完成了實際操作后，學生對word軟件的理解程度就會得到顯著加深。
4在教學評價中，納入操作技能
教學評價不僅是計算機教學的重要環節，也是衡量學生對計算機知識水平掌握程度的有效手段。為充分提高學生對計算機實際操作的重視，教師有必要將相關操作技能納入到對學生的教學評價標準當中，這樣一來，不僅能夠實現評價方式的多樣性，還能促進學生的全面發展。另外，在進行教學評價時，教師應突出學生的課堂主體地位，照顧學生的自信心，提高學生主動學習計算機的積極性[3]。舉例來說，當教師對窗口知識進行評價時，不僅要評價學生學習windows操作系統窗口知識的理論基礎，還應提升學生對窗口知識實際操作能力的評價，例如學生是否已經掌握了最大化、最小化及還原窗口的技巧，學生是否學會了關閉窗口的技巧。同時，教師也應注重對學生進行人性化的評價，不要打壓學生的學習積極性。在教學過程中納入評價標準，不僅加強了學生靈活運用計算機操作知識的能力，還能加強學生對計算機操作重要性的認識。
5結束語
綜上，在計算機教學中，對學生操作技能的培養已經成為當前計算機教學的重要組成部分，直接影響著學生學習計算機基礎應用的質量，因此教師也應以積極的態度應對這一形勢，加強對計算機操作教學重視程度。
作者:高亞玲 單位:陜西電子科技職業學院
引用：
[1]王曉英，馮珊珊.計算機教學計算機教學中操作技能培養[J].西南財經大學,2015,(04):29.
一、課程教學難點
1.理論性強
該課程教學內容理論性強、概念抽象、涉及知識面廣,學生時其整體實現思想和技術往往難以理解,學習時有較大難度,大部分學生有一種畏難情緒。因此學生很容易陷入疲于記憶的狀態,忽略了對課程各部分間關系和課程教學目標的把握。因而該課程是計算機專業中教師“最難教”,學生“最難學”的課程之一。
2.學習效果見效不快
很多學生對學后有立竿見影效果的課程興趣較大,如程序設計語言,學生學會了便很快可以就某個問題編寫程序上機運行,頗有成就感;而對諸如操作系統這樣原理性強,實驗要求高,設計一個操作系統又不現實的課程,一些學生因感覺學習后效應不會立即顯現而對課程重視度較低。
二、教學目標
操作系統是目前最復雜、技術含量最高的軟件,在計算機專業軟、硬件課程的設置上起著承上啟下的作用,其中的許多設計思想、技術和算法都可以推廣和應用到大型的、復雜的系統設計,以及其他領域。因此,其教學目標應重在培養學生理解和掌握計算機操作系統的基本工作原理、設計技術及設計方法,培養學生開發系統軟件和大型應用軟件的意識和能力,同時還要讓學生了解現代操作系統的新思想、新技術和發展研究動向。
三、課程知識體系設計
鑒于以上課程教學難點,教師若能從繁雜抽象的理論中理出一個脈絡清晰的課程知識體系呈現給學生,將為有效達到教學目標要求起到事半功倍的作用。該課程教學內容有縱、橫兩條主線,縱線主要指操作系統各功能的設計思想、處理機制,橫線主要指功能實現的具體技術方法、不同環境下的實現差異。因此,整個課程知識體系可按縱、橫兩條線展開,遵循知識、能力、素質協調發展的原則,從知識模塊、知識單元和知識點3個層次來設計。其中知識模塊代表特定學科子領域,可包括若干知識單元;知識單元代表知識模塊中的不同方向,可包括若干知識點;知識點代表知識模塊中單獨的主題,是教學活動中傳遞教學信息的基本單元。
1.縱向功能線
本文的縱向功能線是從資源管理功能出發來設計,通過基于操作資源管理功能的知識建構,學生能明確所學內容在知識體系中的層次、位置、關系。此處為使結構更清晰,按操作系統資源管理功能出發的縱向功能線細化為進程管理、處理機管理、存儲器管理、設備管理、文件管理和用戶接口六個知識模塊,由此設計的縱向功能線知識結構如下:
(1)進程管理知識模塊包括進程概念、進程調度、進程互斥、進程同步、進程通信、進程死鎖各知識單元。進程概念包含進程特征、進程狀態與轉換、進程控制各知識點;進程調度包含調度時機、調度算法、調度過程各知識點;進程互斥包含與時間有關的錯誤、臨界資源與臨界區、臨界區使用原則、臨界區互斥訪問的解決途徑、臨界區互斥訪問的解決途徑各知識點;進程同步包含信號量同步機制、生產者與消費者問題、讀者與寫者問題、哲學家進餐問題各知識點;進程通信包含忙等待策略、睡眠和喚醒策略、消息傳遞策略各知識點;進程死鎖包含產生原因、必要條件、解決途徑各知識點。
(2)處理機管理知識模塊包括分級調度、調度算法、算法評價各知識單元。分級調度包含作業調度、交換調度、進程調度各知識點;調度算法包含作業調度算法、進程調度算法各知識點;算法評價包含作業調度算法評價、進程調度算法評價各知識點。
(3)存儲器管理知識模塊包括存儲管理功能、存儲管理方案各知識單元。存儲管理功能包含內存分配與回收、地址映射、內存共享、內存保護、內存擴充各知識點;存儲管理方案包含分區存儲管理、頁式存儲管理、段式存儲管理、段頁式存儲管理各知識點。
(4)設備管理知識模塊包括數據傳送控制方式、并行技術各知識單元。數據傳送控制方式包含程序直接控制方式、中斷方式、DMA方式、通道控制方式各知識點;并行技術包含通道技術、中斷技術、緩沖技術、分配技術、虛擬技術各知識點。
(5)文件管理知識模塊包括文件結構、文件存儲空間管理、文件目錄管理、文件存取控制各知識單元。文件結構包含文件邏輯結構與文件存取、文件物理結構與存儲設備各知識點;文件存儲空間管理包含空閑文件目錄、空閑塊鏈、位示圖各知識點;文件目錄管理包含文件目錄形式、文件共享與保護、目錄檢索各知識點;文件存取控制包含文件存取控制方法。
(6)用戶管理知識模塊包括命令接口和系統調用知識單元。命令接口包含脫機控制命令、聯機控制命令知識點;系統調用包含設備管理類命令、文件管理類命令、進程管理類命令、存儲管理類命令、線程管理類命令各知識點。
2.橫向技術線
操作系統知識點看似繁雜,但究其原理,在對不同系統資源功能進行管理時,所采取的策略和方法有很多是相同的。因此通過對重要方法和機制進行貫穿式的橫向技術線,可使被條塊分割的教學內容有效關聯起來;通過橫縱交錯的連接,可使看似離散的知識有穩固而緊密銜接的結構。從操作系統四種重要實現技術出發的橫向技術線包括中斷技術、共享技術、虛擬技術和緩沖技術。當然,有些技術在其它相關課程中已有介紹,也可看出其在整個計算機系統中的重要程度,由此設計橫向技術線知識結構如下:
(1)中斷技術知識模塊是實現程序并發執行與設備并行操作的基礎,它包括中斷類型、中斷優先級、中斷事件各知識單元。中斷類型知識單元包括外中斷、內中斷知識點;中斷優先級知識點在不同的系統中有不同的規定;中斷事件知識單元包括進程創建與撤消、進程阻塞與喚醒、分時時間片、缺頁中斷與缺段中斷、I/O操作、文件操作各知識點。
(2)共享技術知識模塊是提高資源利用率的必然途徑,它包括處理機共享、存儲共享、設備共享、文件共享各知識單元。處理機共享包含進程的并發執行;存儲共享包含外存儲器共享、內存儲器共享知識點;設備共享包含SPOOLing系統;文件共享包含便于共享的文件目錄。:
(3)虛擬技術知識模塊是把一個物理實體變為若干面向用戶的邏輯單元,使資源的用戶使用與系統管理相分離,從而提高資源利用率和安全性方,它包括虛擬處理機、虛擬存儲器、虛擬存儲器方法、虛擬設備、虛擬文件各知識單元。虛擬處理機包含多進程管理;虛擬存儲器包含地址轉換、中斷處理過程、置換知識點;虛擬存儲器方法包含頁式管理、段式管理、段頁式管理各知識點;虛擬設備包含設備共享;虛擬文件包含文件共享。
(4)緩沖技術知識模塊是異步技術的實現前提,可大大提高相關資源的并行操作程度,它包括存儲管理緩沖技術、設備管理緩沖技術、文件管理緩沖技術各知識單元。存儲管理緩沖技術包含快表;設備管理緩沖技術包含硬緩沖、軟緩沖、SPOOLing系統中的輸入/輸出井知識點;文件管理緩沖技術包含記錄成組技術、文件表的打開。
四、課程知識體系操作
知識體系的設計顯然要有必要的操作作為支持才能使其與學習者間進行互動,形成交流并達到知識的內化。依據上述的知識體系設計,該課程教學可采用以下兩個步驟進行操作,一是以“核心拓展”的方式進行縱向功能學習,二是以“小組學習和共同學習相結合”方式進行橫向技術綜合學習。
“核心拓展”方式中核心指六大知識模塊,它們也是該課程的核心內容,教師應結合具體系統的具體實例以講授方式進行,講授過程中對于一些關鍵算法一定要以具體實例加以講解,不能照本宣科?！靶〗M學習和共同學習相結合”方式可采用將多次出現的具體技術單獨提出來,討論哪些功能應用了該技術。分小組,一個小組負責總結一項技術,然后以小組宣講共同討論的方式來加深技術對功能的應用。
通過這兩個步驟的操作,整個課程的知識體系便可以橫、縱兩條線的形式清晰地呈現在學生面前,為培養學生從離散到系統性的學習和思維習慣創造條件。
參考文獻:
關鍵字組件重用操作系統OSKit
1引言
當前，操作系統的功能不斷擴展，操作系統的類型呈現出多樣化的趨勢。一個小規模的開發小組已經不可能完全從頭開始實現一個實用的操作系統，而一般情況下，研究人員只對操作系統的一些特定領域感興趣，而對于另外一些元素,如啟動加載代碼、核心啟動代碼、設備驅動程序和內存分配代碼等往往不感興趣，但是一個可運行的原型系統又必須包含這些內容。編寫這些基礎結構延緩了操作系統研究項目的進度，同時也增加了進行操作系統研究的代價。為了解決這一問題，猶他大學的FLUX研究小組開發了OSKit，它提供了一個框架和一組模塊化的、具有簡單接口的庫以及一組清晰的、可重用的OS組件。OSKit可以用來構建操作系統內核、外層服務和其他核心OS功能模塊。OSKit提供了各種功能模塊，諸如簡單自舉，一個可用于內核的最小化POSIX環境、與物理內存和其約束一致的內存管理、廣泛的調試支持，以及高層子系統如協議棧和文件系統。開發者可以根據自己的研究興趣或所要考慮的性能來使用這些模塊，或用他們自己的模塊來替代標準的OSKit模塊。
OSKit公開了它內部的實現細節，允許用戶從成熟的操作系統中不加修改地提取代碼，然后通過一小部分經過仔細設計的粘接代碼將它們合并到一起，隔離它們的依賴性，并輸出良好定義的接口。OSKit使用這一技術整合了許多穩定而成熟的源代碼，包括設備驅動、文件系統、網絡協議等等。實踐表明，使用組件軟件架構和重用技術會給操作系統實現領域帶來大的影響。
2組件技術簡介
組件技術是一種較新的軟件開發技術。到目前為止，還難以確定組件技術的明確定義。比如，對組件技術的常見說法有以下這些：“二進制軟件單元”、“任意場合可部署的軟件”、“特別適合第三方開發”和“規范定義的接口”等等。大致上可以這樣理解：所謂組件，其實就是一種可部署軟件的代碼包，其中包括某些可執行模塊。組件單獨開發并作為軟件單元使用，它具有明確的接口，軟件就是通過這些接口調用組件所能提供的服務，多種組件可以聯合起來構成更大型的組件乃至直接建立整個系統。組件的實現必須支持一種或者多種其用戶所希望獲得的接口。實現組件并不一定需要采用面向對象語言。為了構造新應用程序，軟件開發人員找出適當的組件，將這些組件加入到正在開發中的應用程序，同時對應用程序進行測試并保證應用程序的組裝工作按照預定的規劃正常進行。采用組件技術能降低開發、測試和維護成本,提高可靠性和穩定性。
3Oskit組件綜述
OSKIT的組件庫提供了一般情況下更高層的功能，它通常只對外開放一些相關的公用調用接口。目標系統通過OSKit的面向對象的COM接口來與這些組件進行交互。以下幾節概述了OSKit所提供的組件。
3．1引導程序
大多數操作系統多有自身的啟動加載機制，彼此互不兼容。這種加載機制的多樣性并不是由于每個OS所要求的自舉服務不同而引起，而是由于構建啟動加載器的特定方式造成的。因為從操作系統研究的立場來看，啟動加載器是一個令人不敢興趣的領域，因此OS開發者通常進行一個最小化、快捷的設計。由于設計理念和要求的輕微差別，每個啟動加載器都不適用于下一個OS。為了解決這個問題，OSKit直接支持多啟動標準，這一標準是由幾個OS項目的成員共同設計的，它的目的是提供一個簡單而通用的啟動加載器與OS內核間的接口，從而允許一個啟動加載器加載任何兼容的OS。
在進行操作系統研究時，多啟動標準非常有用，這其中的主要原因是啟動加載器在加載內核自身的同時還具有加載附加文件或者啟動模塊的能力。這里的一個啟動模塊只是一個普通文件，啟動加載器不以任何方式解釋它，而僅僅把它隨同內核映像一起加載到保留物理內存塊中。在啟動內核時，啟動加載器提供給內核以下內容：物理地址的列表、所有已加載的啟動模塊的大小，以及與每個模塊相聯系的由用戶定義的字符串。這些啟動模塊和與它們相聯系的用戶定義的字符串由內核解釋。這樣做的目的是為了通過提供內核啟動時需要的數據，諸如初始化程序、設備驅動和文件系統服務器，來減輕內核啟動的負擔。
3．2核心支持庫
OSKit核心支持庫的主要用途是讓客戶OS更容易訪問硬件設施。它包含了一個較大的實用函數和符號定義的集合，該集合對于管理模式代碼是非常具體的。與此相對應，OSKit的大多數其他庫在用戶模式代碼中通常很有用。和OSKit的其余部分所不同的是，多數核心支持代碼必須是針對特定系統結構的，而這些特定機器的細節對客戶OS也是有用的。例如，在x86機器上，核心支持庫包含一些函數，用來創建和操縱x86頁表和段寄存器。其他OSKit組件通常提供建立在這些低層機制上的與體系結構無關的設施，但是為了提供最大的靈活性，與特定結構相關的接口始終可以被訪問。
OSKit核心支持庫在x86體系結構上尤為重要，因為該體系結構的OS級編程環境特別復雜和模糊。核心支持庫仔細地設置了一個基本的32位執行環境（為了與MS-DOS兼容，x86處理器通常以16位模式開始）,初始化段和頁轉換表，安裝一個中斷向量表，并提供缺省的陷阱和中斷處理程序。當然，客戶OS能夠修改或重載這些行為。然而，在缺省情況下，核心支持庫自動地做所有必要的工作，以便使處理器進入一個方便的執行環境，此時中斷、陷阱、調試以及其他標準設施已經如預期的那樣開始工作。該庫在缺省情況下自動地定位所有隨內核加載的啟動模塊，并保留它們所在的物理內存。接下來，應用程序可以很容易使用它們?？蛻鬙S只需以標準C語言風格提供一個main()函數。一切都設置好以后，內核支持庫將用所有參數和由啟動加載器傳遞過來的環境變量來調用它。
3．3內存管理庫
如同在一個標準C語言庫中實現的malloc()一樣，內存管理代碼典型地用于用戶空間。通常并不適用于內核。設備驅動常常需要分配特定類型的內存，并伴隨具體的調整屬性。例如，對于內建的DMA控制器只能訪問最初的16M物理內存。為解決這些內存管理問題，OSKit包含了兩個簡單而靈活的內存管理庫：(1)基于隊列的內存管理器（或稱LMM）,它提供了功能強大且高效的原語來進行分配管理，并支持在一個池中管理多種類型的內存。(2)地址映射管理器（或稱AMM）被設計用來管理不必直接映射到物理內存或虛擬內存的地址空間，它對OS的其他方面提供了類似的支持，諸如進程地址空間、分頁、空閑塊或IPC名字空間的管理。盡管這些庫可以很容易地應用在用戶空間，但實際上它們是被特別設計用來滿足OS內核的需求。
3．4最小C語言庫
成熟的OS內核一般都包含著相當數量的僅僅用來重新實現基本的C語言庫函數如printf()和malloc()的代碼。與此形成對比的是，OSKit提供了一個最小化C語言函數庫，它圍繞著最小化依賴性而不是最大化函數性和性能的原則來設計。
3．5調試支持
OSKit的一個最實用的好處是：給定一個適當的硬件設置，它立刻就能提供給OS開發者一個完全源代碼級的內核調試環境。OSKit內核支持庫包括一個可用于GNU調試器（GDB）的串行存根模塊，它在客戶OS環境中處理陷阱，并使用GDB的標準遠程調試協議通過一個串行程序與運行在另一臺機器上的GDB通信。甚至當客戶機OS執行自己的陷阱處理時，OSKit的GDB存根模塊也是可用的。如果客戶OS提供適當的鉤子，它甚至支持多線程調試。除了基本的調試器支持，OSKit也提供了一個內存分配調試庫，它可以跟蹤內存分配并檢測一般的錯誤，如緩沖區溢出和釋放已釋放的內存。這個庫提供了與許多普通應用程序調試器相似的功能性，所不同的是它運行在由OSKit提供的最小內核環境中。3．6設備驅動支持
在OS開發和維護中最艱巨的一個任務是支持多種多樣的I/O硬件。這些復雜的設備常會含有潛在的錯誤，而新硬件的又常常伴隨著不兼容的軟件接口。由于這些原因，OSKit采用了為現有內核開發的穩定的、經過充分測試的驅動程序。OSKit使用了一種封裝技術，將現有的驅動程序代碼基本上未加修改地合并到OSKit中。這些現有的驅動程序被一個OSKit粘結代碼層所包裝，從而使得這些驅動程序可以在與開發它們的環境完全不同的環境中工作。目前，來自Linux的大多數以太網卡、SCSI和IDE磁盤的設備驅動程序被包括進來，總數超過了五十種。用同樣的方式，來自FreeBSD的八個字符設備驅動程序也被包含了進來，它們支持標準PC控制臺和串口及不同的多串口板。由于OSKit把這些驅動仔細地進行了包裝，FreeBSD驅動程序可以與Linux驅動程序一起工作。
3．7協議棧
OSKit提供了一個完整的TCP/IP網絡協議棧。如同驅動程序一樣，有關網絡的代碼也可以通過封裝機制被合并進來。OSKit當前可以從Linux中獲取網絡設備驅動程序，它們是PC平臺可獲得的最大的免費資源。OSKit的網絡組件繼承于FreeBSD4.4,它通常被認為具有更多成熟的網絡協議。這顯示了使用封裝機制將現有軟件包裝成靈活的組件的第二個優點：即從不同的資源中獲取最好的組件，并讓它們一起被使用。
3．8文件系統
通過使用封裝技術，OSKit吸收了NetBSD的基于磁盤的文件系統代碼。NetBSD之所以被選擇為首要資源庫，是因為在可用的系統中，它的文件系統代碼被最清晰地分離了出來，而FreeBSD和Linux的文件系統與它們的虛擬內存系統結合的更緊密。當前，OSKit也把Linux文件系統合并了進來，以便能夠支持多種類型的文件系統格式，如Windows95、OS/2和SystemV的文件系統格式等等。
OSKit文件系統輸出的COM接口類似于許多Unix文件系統所使用的內部VFS接口。這些接口具有很好的粒度，使我們可以不必接觸OSKit文件系統的內部。例如，OSKit接口只接受簡單的路徑名組件，允許安全封裝的代碼執行適當的訪問許可檢查。
4OSKit的現狀
自從在1996年6月了OSKit的第一個公開發行版以來，OSKit已經更新了多次，每次更新都增加了一些算法，并修正了一些錯誤。最新的發行版是2002年3月的版本。由此可見，OSKit一直處于操作系統開發平臺的前沿，其自身也在不斷完善和發展。
5結論
作為一個操作系統研究與開發的平臺，OSKit大大減輕了操作系統研究與開發者的負擔。它可以讓開發人員避開復雜的底層，而把興趣集中與他們所感興趣的領域。開發者可以用自己編寫的組件來取代OSKit中的部分組件，以滿足自己特定的需要，從而豐富了操作系統的應用層?？傊?，OSKit滿足了實際客戶系統的需求，有助于操作系統的研究與開發。
參考文獻
(1)湯海京基于面向對象操作系統開發平臺（OSKit）的分析與程序設計www-/developerWorks/linux/kernel/oskit/part1/index.shtml
(2)MichaelHohmuthUsingtheOSKitasabaseforL4applications
關鍵詞甘草酸藥理作用機制研究進展
甘草為多年生草本植物甘草Glycyrrhizaurlensis的根及根莖,性味甘平,歸心、肺、脾、胃經,為我國著名的大宗常用中藥材和工業原料,國內、國際市場需求量都很大,為臨床上最為常用的中草藥之一。甘草具有補脾益氣、潤肺止咳、通經脈,利血氣,清熱解毒,止血祛痰潤肺的功效,廣泛地被用丁保肝、降血脂、抗癌、抗干擾素誘生劑及增強細胞免疫調節等方面。現代科學研究表明,甘草中含有100多種有效化學成分,其中以甘草甜素、甘草次酸、甘草苷元和甘草多糖為主。甘草酸(GlycyrrhizicAcid,GA)是一個最重要的甘草甜素類化合物,有顯著的腎上腺皮質激素樣作用,可用丁人體抗衰老、抗炎、降壓、增強肌體免疫力、提高生理機能、抑制癌細胞生長等,它以18-H的兩種差向異構體存在(α體和β體),兩者均具有一定的生理活性,如甘草酸_銨(甘利欣)為α體制劑,具有明顯的降酶、抗炎和保肝作用;而強力寧和復方甘草甜素則為β體制劑。甘草酸在臨床上的應用表明了其確實的療效,本文就近年來對甘草酸豐富的藥理作用及機制研究進行了綜述。
1抗腫瘤作用
體內外抗腫瘤藥理模型的研究中,GA對不同腫瘤細胞株均顯示了較強的細胞毒作用,通過致細胞變異及誘導細胞凋亡等多種機制,抑制腫瘤細胞增殖,發揮細胞毒作用。利用細胞胞質溶膠混懸培養液以及完整的結腸細胞培養物兩種模型體系研究后發現,GA通過抑制人體結腸腫瘤細胞中N-乙?；D移酶活性和DNA-2氨基芴的內斂可產生抗該腫瘤株增值的藥理作用,顯著降低乙酰轉移酶類在人體結腸腫瘤細胞清除系統的Km和Vmax的有效值[1],在亞細胞毒性濃度時,顯著性抑制芳香胺N-乙基酰轉移酶在人體結腸腫瘤細胞瘤株(colo205)的活性,且這一抑制作用呈現出劑量依賴性。同時,DNA-2-氨基芴內斂結構也受到了有效的抑制。該研究首次闡明GA通過抑制乙酰轉移酶活性和DNA加合物生成來抑制腫瘤的惡化,為臨床上GA的應用提供廠新的思路。另外,GA可通過刺激黑色素瘤細胞B16所含的黑色素生成,加速腫瘤細胞的“老化”。GA可劑量依賴性增加酪氨酸酶的表達信使RNA(mRNA)在細胞間質中的水平,進而提高蛋白質、酶活性、黑色素含量。研究過程中還發現,GA能增加絡氨酸酶依賴性蛋白質-2(tyrosinasc-rclatcdprotcin-2,TRP-2)的mRNA的表達,對TRP-1卻無顯著影響,說明GA在有效濃度范圍內無細胞毒性,因此在無毒性濃度內等量使用GA對正常黑色素生成無影響,以上結論表明GA通過轉錄激活機制進而誘導刺激黑素產生,發揮抗黑色素瘤的作用[2]。
GA的抗腫瘤藥理作用是多樣的,CHUNG等進行系統的研究后,得出的構效關系結論為進一步以GA前體結構開發新藥物提供丁思路:①GA能減滅細胞癌變刺激物(如乙醇、丙酮、醋氨酚、CCl4等)活化:酶學測定,通過抑制肝微粒體細胞色素P450(CYPlA,)活性減少前致癌物的活化,GA具有化學性防癌的作用,可對抗四氯化碳、半乳糖胺及丙烯基甲酸鹽等化學物質所致肝細胞癌變性損傷。α構型既抑制“增毒”的細胞素P450同工酶活性,減少致癌物的代謝活化,又顯著誘導口相酶活性,加快毒物和致癌物的排泄。α和β構型GA的抗癌變和急毒實驗比較研究顯示,α體抗D-氨基半乳糖肝損害作用優于β體。α體分子結構與潑尼松相似,易與類固醇激素的靶細胞受休結合,抗癌變作用也大于β體。研究還表明,兩者均可通過調節免疫功能達到抑制、阻礙桿細胞癌變的作用,并且α體比β體作用更強[3]。②GA在體內可被葡萄糖醛酸酶水解成為甘草次酸和葡萄糖醛酸,前者有較強的抗氧化抗細胞毒活性,后者可與毒物結合而增強解毒功能,使其迅速從尿中排出而降低致癌性有關。③GA有抑制腫瘤細胞生成的作用,很可能是變異細胞的增殖受到抑制,進而限制腫瘤細胞的增長。④GA可直接作用于肝細胞,拮抗肝糖原的蓄積作用,加快毒物和致癌物的排泄。另外GA的三萜糖甘在小鼠肝線立體中能誘導滲透性的躍遷使薄膜電位消失、吡啶核甘酸氧化、細胞色素釋放和吞噬誘導作用產生因子,從而達到抗腫瘤的作用[4-6]。
2抗病毒作用
病毒影響著人們的健康和日常生活,嚴重地甚至能奪取生命。經過藥理學研究,GA作為甘草中的主要抗病毒有效化學成分,抗病毒作用顯著[7-13]。GA可明顯減輕肝細胞脂肪變及壞死,減輕肝細胞間質炎癥反應,抑制肝細胞纖維增生以及促進肝細胞再生等,且副作用少,是一種治療乙型肝炎值得重視與推廣的藥物。在對乙肝表面抗原表達的人肝細胞癌細胞系PLC/RRF/S’的研究中,發現甘草酸可以抑制異免疫體抗原(I-IBsAg)向細胞外分泌,并且具有劑量相關性。通過阻礙唾液酸的補充,GA抑制T-msAg的表達,從而抑制肝細胞被以乙型肝炎病毒破壞,改善了慢性乙肝患者肝功能障礙,增強和改善對IBsAg的抑制及I-IBV的免疫狀況。深入研究GA抗病毒的作用機制,主要可以被劃分為2種類型:①通過抑制病毒DNA復制產生抗病毒作用。據文獻報道,GA能劑量依賴性地有效地對抗二重感染拉古細胞(Raiicells)中EB病毒(Epstcin-Barrvirus)的復制。病毒抑制和細胞生長抑制的IC50分別是0.04和4.8mmol?L-1,選擇性指數高達到了120,顯著地抗病毒同時都正常細胞毒性很低。GA不影響EBV病毒對于細胞表面的吸附,也不使其微粒物鈍化,只是干擾EBV向細胞內的穿透,阻斷進一步的復制循環。所以,GA代表一種新的抗EBV化合物的作用方式,不同于核苷類似物抑制病毒DNA多聚酶的方法[8]。②GA可抑制黃曲霉毒素-B(AflatoxinB1,AFB1)在細胞內成活力從而減少其在肝細胞瘤細胞中的毒性[1]。AFB1有強烈的腐蝕氧化應激性,能強烈地誘導受到細胞發生癌變。研究表叫,在人體的肝癌細胞系(HepG2)中,GA能降低AFB1的細胞毒性,增加在細胞后處理過程中谷胱甘肽s-轉移酶活性,表現出對抗性的保護作用,且這種保護效應能抑制肝毒素代謝活化,對于化學誘導細胞癌變性具有顯著的保護作用。
80年代,日本學者首次報道了GA抗艾滋病病毒HIV的作用,曾引起轟動。艾滋病病毒HIV感染者的治療原則是阻止病毒增殖和增強機體免疫力。實驗證明GA可明顯抑制HIV增殖,并具有免疫激活作用。1.23mg?ml-1濃度下即可對HIV增殖抑制率達到50%,但抑制HIV感染的有效濃度高,范圍狹窄,若要維持其在血液中的有效濃度,須持續人量給藥。Watanbe等給小鼠感染HIV病毒制成艾滋病模型后,觀察了GA治療效果,發現治療后的小鼠存活期明顯延長,并且這些小鼠脾、淋巴結腫大被明顯抑制;對肛細胞、脾細胞和淋巴細胞進行培養后,發現它們的增殖能力增強。GA臨床用于治療艾滋病患者已收到一定效果,雖還有待于進一步觀察,但甘草已被稱為戰勝AUDS病的“仙草”[13]。
GA以其顯著的抗病毒效果以及豐富、獨特的抗病毒機制,將在抗病毒的臨床應用領域發揮越來越重要的作用。
3抗血清作用
近年專家們又發現GA可以治療血液疾病的物質,為人類疾病的治療提供了又一新的途徑。GA可顯著性減女血液中睪酮的含量,口服GA后,血清中的濃度睪酮濃度減少,其機制是干擾促成睪酮向雄烯二酮轉變的17β-羥基類固醇脫氫酶(hydroxysteroiddehydrogenase,HSD)活性,且這種增強呈顯著的遞進式[14]。在治療哈斯氏疾病時,GA可導致腎上腺皮質激素-氫化可的松的增加,但其抗血清的作用仍不容小視:研究表明:GA在22-26歲的健康婦女的黃體期周期中對雄性激素的新陳代謝有影響。口服給予GA300mg?d-1,且不使用其他藥物方法時,血清腎素活性、血清腎上腺素、性激素,醛固酮和氫化可的松含量均發生了較大的變化:總的血清酮第一個月從(27.8±8.2)增加到(19.0±9.4),第二個月的治療開始顯現顯著性的差異(P<0.05),為(17.5±6.4)ng?dL-1,停藥后,雄烯二酮,黃體素和LH水平都不同程度的恢復;血漿腎素活性和醛固酮在治療期間被抑制,血壓和氫化可的松沒有變化。由此可以得出結論,GA可通過阻斷17-HSD和17-20分解酶的活性減少血清酮[15]。同時,GA能有效的抑制3α,20β-HSD,直接抑制酶作用結合物的競爭性拮抗作用,抑制11β-HSD和15-羥前列腺素脫氫酶發揮抗血清的活性[16]。此抗血清機理具有以下特點:極性更低,吸收更好;體內分布更合理,肝臟靶向性更強;抗炎作用更強;對腎11-β-羥基類固醇脫氫酶抑制更弱,不良反應更小;毒性更低,因而在臨床上GA的抗血清應用越來越廣泛。
4免疫調節作用
GA具有非特異性免疫調節作用,其主要是增強細胞免疫作用,可增強MNnψ吞噬功能,消除抑制性Mψ的抑制活性,還可選擇性地增強輔T淋巴細胞的增殖能力和活性。近年來有研究發現,在小鼠免疫系統腹膜內使用GA后白細胞總數(WBC)計量增加了5倍。當使用熊果酸、齊墩果酸等藥物對動物治療時最大白細胞總數只能持續6天,而使用GA尉動物治療時最大白細胞數可持續9天以上。熊果酸、齊墩果酸對動物使用后WBC總數的白分增加量分別為91.48±4.6%,135.75±6.4%,而使用GA后WBC總數增加量為114.9±18%。骨髓細胞和α-酯酶陽性細胞在用GA后也有增加,GA與抗原作用可增加脾內特異性抗體滴度和空斑形成細胞,顯著抑制遲發型超敏反應(DTH)。以上結果表明GA等對機體的免疫調節活性有影響[17]。
5其他藥理作用
抗炎,抗菌作用:GA具有皮質激素樣抗炎抗菌作用,能夠抑制磷酯酶A活性,阻止組胺等活性物質的釋放,降低活性因子的反應性以廈抑制抗體生成,臨床上多用于各種原因引起的上呼吸道感染,癰疽瘡毒及腎上腺皮質功能低下癥。據研究報導,GA的抗真菌活性作用驚人,具有巨大的前景[18]。
6心血管方面作用
GA具有降血脂與抗動脈粥樣硬化作用,阻止動脈粥樣硬化的形成,通過動物模型證實,灌胃給于GA,對實驗性小鼠、大鼠血脂增高均有明顯抑制作用,對高脂飲食誘發的家鴿血清膽固醇升高也有明顯抑制作用。離體及在體研究表明:GA可延長烏頭堿誘發的心律失常潛伏期,減少室顫率,增加哇巴因誘發的室性心律失常的闡值口,推測GA可能具有影響心肌細胞離子通道的作用,應用膜片鉗技術觀察其對L型鈣通道電流(I-L)的影響,對探討GA對心肌細胞電生理作用機制提供廠很有意義的指導[19]。
7抗氧化作用
GA的抗氧化作用也是其新穎的作用領域之一,且表現出的顯著效果逐漸引起科學家的重視[20,21]。類胡蘿卜素中的β-GA為超分子復合體,具有罕見的抗氧化還原的特性。EPR的白旋捕獲技術證明,絡合結構的GA可增加對斑蝥黃和胡蘿卜素的體內清除速率,比過氧化氫清除速率快10mmn[22]。
本文將GA豐富的藥理活性和作用進行了詳細的介紹,以及相對深入的構效關系的研究,為以GA為先導物,合理地進行分子設計合成新化合物的研究確定了重要方向。隨著研究的不斷深入,GA也將被更為廣泛地應用于各種相關疾病的臨床治療中,為人類造福。
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