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關鍵詞:古典文獻數據庫公共古典文獻數據庫文獻檢索服務系統
計算機技術的飛速發展,為古典文獻研究的現代化提供了堅實的基礎,其貢獻是有目共睹的。然而,計算機技術在古典文獻研究中的運用仍然存在著極為嚴重的缺陷也是不容回避的。筆者近幾年來主持并直接參加設計“e書庫”數據庫的過程中,感到有必要將自己的一些想法提供給正在設計有關軟件的計算機專業人員、愿意使用該類軟件的專家學者們參考。
一、我國古典文獻數據庫建設的歷程
自古以來,歷代學者對古典文獻整理與研究一直沿襲手工操作的方式,然而自上世紀80年代后,計算機技術開始涉入到古典文獻研究中,對傳統的古典文獻整理與研究方法(自然也對一切需要使用古典文獻資料的專業研究)起到了極大沖擊。
首先簡單回顧一下計算機技術在古典文獻研究領域內發展的歷程。上世紀80年代初,我國一些圖書館、大專院校及科研機構陸續開始大規模地利用計算機設計并建立數據庫。大致說來有兩類數據庫,一類是書目數據庫,一類是文獻數據庫。南京圖書館于90年代初率先建立書目數據庫,對讀者檢索有關書目起到了極大的幫助。之后,各地圖書館紛紛效尤,類似的書目數據庫很快就普及了。雖說至今各地圖書館的書目數據庫的檢索方式,仍存在機讀編碼格式不統一的問題,然而書目數據庫提供的方便快捷的查詢功能,對讀者來說無疑是一件大好事,具體到學術研究來說,至少為研究者提供了一個比較方便的查找有關古典文獻的實用工具。
在建立書目數據庫的同時,一些大專院校與科研機構開始研發各自的文獻數據庫。從數據制作格式來說,大致可以區分為兩類,一類是圖像格式,即將按原著內容掃描成PDF圖像文本,另一類是元數據格式,即錄入文獻文本內容(或掃描并轉化為電子文本)導入數據庫,并轉換成可閱讀與檢索的數據庫機讀格式。一般說來,無論是PDF格式還是元數據格式,它們數據庫容量都較大,也提供了較為原始的檢索方式,為學術研究提供了不小的幫助。從上述兩類制作格式的數據庫來說,PDF圖像文本可以直接閱讀圖像文字,但總體說來不太適應古典文獻整理與研究的需要。而元數據格式較為精致,初步具備了較為方便的常用的功能,可以檢索、作卡片等等。
古典文獻數據庫從收錄的文獻內容來說,大致可以分為兩類:一類是類目數據庫,即按“類”收錄有關圖籍,如經學類、史學類、文學類以及甲骨文、金文或出土文獻資料、石刻資料等等,另一類是綜合數據庫,如《四庫全書》、《四部叢刊》、《國學寶典》之類數據庫。
大陸最早的古典文獻數據庫是河南大學的《宋人筆記檢索系統南宋主要歷史文獻》,建立于1987年。之后,各種數據庫紛紛涌現,比較重要的有南京大學、河南大學、蘇州大學聯合研制的《計算機甲骨文信息處理系統》、中國社會科學院《全唐詩》、《先秦魏晉南北朝詩》、《全上古三代秦漢三國六朝文》、《十三經》、《全唐文》、《諸子集成》等數據庫、北京大學《全宋詩》數據庫、南京師范大學《全唐五代宋詞》數據庫、四川大學《宋會要輯稿》數據庫(與海外合作)等等。港臺古籍數字化起步較早,均采用繁體字形式。1984年臺灣中央研究院歷史語言研究所開始研發《漢籍全文資料庫》,香港中文大學則有《漢及以前全部傳世文獻》、《魏晉南北朝全部傳世文獻》、《竹簡帛書出土文獻》數據庫等等。其中《竹簡帛書出土文獻》收錄《馬王堆漢墓帛書》、《武威漢簡》、《睡虎地秦墓漢簡》、《銀雀山漢簡》、《居延漢簡釋文合校》及其它散見簡牘共140多萬字的竹簡帛書出土文獻,價值頗高。
值得注意的是,這些數據庫主要是提供給本單位研究人員使用的,當然也有部分數據庫對外開放,為其他研究者提供一定幫助。雖然這些數據庫有種種限制,但它們無疑為古典文獻的研究(當然包括其它專業的學術研究)提供了方便。之后,隨著網絡技術的發展,各科研機構、大專院校、各地方的圖書館、以及其它數以百計的網站向用戶提供收費或不收費的古籍文獻檢索服務,甚至還提供古籍文獻的下載服務。顯然,這些工作的開展,為學術研究的現代化提供了極為有力的支持。至今為止,據筆者所查索到的除科研機構、大專院校、各地圖書館數據庫之外,提供各種文獻下載的中文網站至少在200個以上,其中就有不少古籍文獻下載的網站。這些古典文獻數據庫或有關網站的建立,確實為古典文獻整理與研究乃至其它學術研究提供了極有價值的幫助。
二、目前存在的問題
當然,我們也應該清醒地看到,在古典文獻數據庫大量涌現的同時,一些潛在的問題與數據庫本身的缺陷嚴重地制約著古典文獻數據庫的正常發展。
從古典文獻數據庫技術發展角度來說,筆者認為大致經過三個發展階段。第一階段是PDF圖像文本數據庫,其數據來源主要是以掃描方式獲得,形成PDF圖像文本。這種圖像文本優點是直觀,與原書分毫不差,但它的缺點是功能極其單一,僅可供瀏覽圖像和簡單地檢索書目。雖然第一階段的數據庫功能極少,但畢竟能方便而直觀地閱讀文獻了,因此引起了學者們廣泛的興趣。必須指出的是,由于功能太少,這類數據庫難以進一步發展。
第二階段是元數據數據庫,以香港迪志公司投資、書同文數字化技術有限公司設計、上海人民出版社出版的《四庫全書》、書同文數字化技術有限公司設計、萬方數據電子出版社的《四部叢刊》、尹小林《國學寶典》、南開大學永川公司的《二十四史》,以及大陸、港臺等大專院校或科研機構制作的較大型的數據庫為代表。它們的優點是具有較多的基本功能,如檢索、卡片、打印等功能,有些還附加了日歷查詢、字典、音樂背景等附加功能。然而,它們都不允許對數據庫內的文本錯誤進行修訂、沒有圖表處理能力、不提供功能升級服務(某些軟件提供所謂新版本,實際上只是增加一些文獻文本,并未真正提升軟件服務功能)。而且由于各自為政,開發者大都采取自定義方法來自造非常用的生僻詞,因此各種數據庫之間字庫不能相互兼容。這一階段的古典文獻數據庫也有吸收第一階段數據庫有圖像的優點,如上述提及的《四庫全書》就附有圖像,以利研究者核對文字。該階段絕大多數數據庫注意到版權問題,但仍有一些數據庫在版權上出現較大問題,乃至引起法律糾紛。
計算機技術廣泛地涉入文科研究領域,各種古典文獻數據庫紛紛建立,當然給古典文獻整理與研究的現代化提供了極其有利的幫助,然而,在筆者看來,目前計算機技術在這一領域中的運用形成紛亂無序的“戰國時代”,有許多亟待解決的問題,否則將會影響或說削弱計算機技術在古典文獻研究(乃至其它學術研究)中巨大作用。對此弊病,筆者擬作一概述,企望引起有關部門、數據庫開發者及使用者的重視,以期真正使計算機技術對古典文獻整理與研究起到更大的促進作用。大致說來,主要問題有以下幾個方面:
其一,缺乏整體領導與規劃,國家投資與收益不對稱。當然,首先應該看到,國家有關部門已經著手做了一些規劃,也實施建立一些比較大的古典文獻數據庫,如2002年10月,國家科技圖書文獻中心受科技部的委托,牽頭聯合中國科技信息研究所、國家圖書館、上海圖書館、中科院圖書館、北京大學圖書館等單位,啟動了我國數字圖書館標準規范建設項目。這一項目的目的就是力圖建立我國比較統一和規范的數字圖書館標準,自然也會對建立古典文獻數據庫有較大的借鑒與參考的價值。又如北京大學《中國基本古籍庫》、上海圖書館《古籍影像光盤制作及檢索系統》等等,也由國家有關部門投入大量資金,而且已經啟動并完成了部分內容。不過也應該強調,由于國家沒有制定出一個比較符合國內數據庫發展狀況的真正有價值的規范體系,因此這些項目的承擔者仍是各自為政,數據庫之間并不能兼容,不可能形成技術“合力”。再從所取得的社會效益或說實際使用價值來看,也不盡人意。因為至今為止建立的各種數據庫仍人為地設置許多障礙,無法使它們實現較大的使用價值。數據庫由國家投資,收益自然應該歸國家,或者成為不收費的公益數據庫,但目前收益既不歸國家,又未能成為公益數據庫,這不能不說是個極大的遺憾。實際上,數據庫制作者無償利用國家投資進行了開發,制作完成后卻獲得相當豐厚的收益,使人感到有“國家投資,個別單位圖利”的印象。筆者不反對交納一定使用費用,但收費單位一定應該說明收費后去向,絕不允許產生國家投資而由個別單位乃至某些個人得利的情況。
其二,開發商嗜利忘義,數據庫錯誤嚴重。除上述由國家投資開發的古典文獻數據庫外,還有一些有一定技術實力的軟件開發商加入到古典文獻數據庫的開發中來了。比較而言,各科研機構、大專院校及各地圖書館建立的古典文獻數據庫質量較高,而開發商則很少關注數據庫中的文獻質量。我們承認確有少量開發商制作的數據庫質量較高,如迪志公司開發的《四庫全書》之類,然而象《四庫全書》這樣的數據庫確實鳳毛麟角,難以尋覓。我們發現,甚至有些開發商僅僅是把文本進行文字掃描導入,疏于校對,因此文本錯誤百出,難以卒讀。由于利益驅使,絕大多數開發商都以“獨自開發”為己任,數據庫設計相互保密,互不兼容,使用戶深感不便。這些問題已嚴重地影響到古典文獻數據庫的正常發展了。
其三,熱門文獻數據重復,冷門文獻數據罕見。雖說目前數據庫品種繁多,但由于考慮到使用者對文獻內容的需求,因此許多開發者熱衷于開發那些熱門數據,而一些比較冷門的文獻則鮮有人問津。實際上,冷門的文獻并非是沒有學術價值的文獻,只是使用人較少而已。因而,目前不但數據庫中文獻內容重復現象極為普遍,甚至同名同姓的數據庫也有不少,如《四庫全書》就出現了武漢大學版、上海人民出版社版等數種不同版本。且不說那些數量繁多、質量也不甚高的數據庫浪費了多少人力物力,其實也使用戶陷入無可適從、欲舍不能的境地。用戶往往為了某些少量文獻內容不得不購買和安裝整個數據庫操作系統,而且這些龐大的數據庫大量占據硬盤空間,導致計算機運行速度大為減慢。而那些允許網上檢索的文獻數據庫又往往容量極大,上網檢索者多,導致“交通阻塞”!
其四,技術關卡重重,難以互相兼容。各開發者既鑒于不同開發目的與技術條件,又為防止他人解密,因此在開發過程中在數據庫某些程序中人為設置技術障礙,以保障自己利益不受損害。自然,開發者需要投入大量人力物力,保障本身利益不受損害是無可非議的。然而也由于人為地設置了障礙,卻使各種文獻數據庫之間不能兼容,無法形成合力,先進的技術反而成為技術壁壘。實際上,這一情況大大浪費了寶貴的人力資源與財力,對古典文獻的開發與利用有百害而無一利。另外,由于技術壁壘,在古典文獻數據庫的文字方面更導致許多問題。我國古籍常用漢字大約為4萬余個,這還不包括超過2萬個異體字及數千甲骨文、金文等古文字。然而我國目前在計算機上采納的國標字庫(GB)和擴展字庫(GBK),兩者相加也只有27000余字,這與我國古籍常用漢字數量相比,實在差距太大。因此,如此小的字庫與需求相比確實是捉襟見肘。為了彌補這一缺陷,一些軟件設計者就采取在自定義區自造字(乃至占據字庫中擴展B的位置)、有些也用圖片方式來填字。而這些自造字、圖片字,拷貝到WORD文本之后,由于內碼位置的差異就變成其它字了,從而導致文本錯誤。
其五,功能單調,難以真正為科研服務。建立較早的古典文獻數據庫功能比較單調,只能做些簡單檢索、拷貝,沒有更為先進的功能,不能適應學術研究的需要。后來的一些古典文獻數據庫也存在類似問題,例如《四庫全書》的檢索功能,雖說可以采用添加“作者”、“書名”等限定條件,但檢索結果只是羅列一排出處,無法直觀地了解檢索到的具體內容。而且《四庫全書》也沒有提供更多的功能給用戶,因此這一巨大的工程仍遠遠不能滿足用戶的需求。況且這一數據庫目前已經“定型”,不再繼續開發,使用戶對此深感遺憾。而其它古典文獻數據庫設計者的思維大多仍停留在“文本之爭”當中,重復著原來設計思想的錯誤,沒有更多地開發為科研服務的有效功能,因此在筆者看來,這一做法顯然不可能真正擺脫古典文獻數據庫目前面臨著的困境。
其六,學術圈地,使人心有余而力難用。解放后,一些國家級出版社化費了極大的精力,組織專家點校了不少重要古籍,為學術研究的發展作出了極大貢獻。然而時至計算機時代的來臨,卻出現了“版權”的問題。一些制作者忽視了國家有關版權法規,直接利用了一些出版社的成果來牟取經濟利益,理所當然地會產生版權糾紛。筆者以為,保護版權是每個學者乃至每個公民應盡的責任,根本毫無討價還價的余地。然而問題是,現在一些出版社由于各種原因,沒有對自己已出版的點校過的古籍進行開發,而愿意開發這些古籍資源者卻無法涉入其中,導致他們處于既想開發這一寶藏又無法回避版權問題的尷尬境地,這就使眾多需要使用者望洋興嘆。如果有關出版社不愿授權,那么想要開發這些古籍者只能返回到沒有標點的原始文本中去。這種情況確實使每一個希望使用古典文獻數據庫的用戶感到極其失望,而且嚴重影響了古典整理與研究的現代化進度。
上述種種現實情況,已經是制約計算機技術對古典文獻整理與研究支持的瓶頸了,如果不解決這些問題,計算機技術即使再發達,恐怕也難以對古典文獻整理與研究予以真正意義上的支持與幫助。
三、如何解決古典文獻數據庫存在的問題
古典文獻數據庫存在的問題是十分明顯的,那么如何解決這些問題,以利學術研究(當然包括文獻研究)的迅速發展?筆者以為現在應該設計和開發出新一代文獻數據庫的軟件。按照筆者設想,這代軟件應該以建立能自由升級的公共古典文獻數據庫為目的,是一種以提供強大功能為主、徹底解決版權問題的數據庫,實際上是建立一個規模巨大的功能相對完善的學術研究資源庫。所謂公共古典文獻數據庫是綜合性數據庫,只能由國家有關部門作為主要規劃者,它應該盡可能地包羅我國傳世古典文獻、碑刻資料和出土文獻等。在此基礎上允許建立適應每個研究者研究范圍的個性化的文獻檢索服務系統。個性化的文獻檢索服務系統是指每個具體研究者所擁有的安裝在各自計算機上的文獻檢索服務系統,它擁有一定數量的適合自己研究的范圍的古典文獻文本。其實,各個研究者并不需要一個“包羅萬象”的規模極其巨大的數據庫,即使象占據6至7個G硬盤的《四庫全書》,具體到一個研究者真正需要的內容并不是全部,而是其中一部分內容。
問題的關鍵在于公共古典文獻數據庫與個性化文獻檢索服務系統兩者之間的技術“契合”,即兩者互相兼容的程度。公共古典文獻數據庫應該與個性化文獻檢索服務系統有所區別,公共古典文獻數據庫應該側重于文獻數量的完善、完備,而個性化文獻檢索服務系統則應該考慮其功能強大。因此,從本質上說,公共古典文獻數據庫應該是一個統一的設計比較周密、與其它個性化數據庫在技術上能實現良好兼容的的數據庫;而個性化文獻檢索服務系統應該是“百花齊放”式的但必須能與公共古典文獻數據庫兼容而非各自為政的小型數據庫。兩者關系是源與流的關系。鑒于此,筆者以為目前應該從兩個層次上來解決問題,一是盡快建立公共古典文獻數據庫;一是繼續開發個性化文獻檢索服務系統。
根據筆者近幾年的實踐,感到要解決這些問題并非不可能的。其實只要認真對目前計算機技術在古典文獻整理與研究中存在的問題作一分析與梳理,重點突破一些瓶頸問題,應該說是能解決上述這些問題的。那么怎么才能突破上述這些瓶頸呢?筆者以為以下幾個方面是值得考慮的。
其一,加強總體規劃,建立公共古典文獻數據庫。作為一個具體單位來說,誰也沒有可能建立一個包羅萬象的古典文獻數據庫,因此,這只能由國家有關部門組織人力物力來完成。其實,就目前來說,國家投入資金并不少,但由于制度原因,只是向某些重點院校或科研單位、向重點項目投入巨資,而這些單位建立起各自為政的古典文獻數據庫、期刊數據庫,雖然也為學術研究作了一些貢獻,但不可否認的是,由于各自設計思路不同,相互之間不能兼容,已經妨礙到數據庫進一步發展了。以筆者愚見,國家有關部門應該主動負起責來,加強領導,重新考慮古典文獻數據庫的立項問題,組織力量、投入資金,真正建立起一個規模巨大、能為絕大多數研究者利用的公共古典文獻數據庫。同時也應該考慮所立項的古典文獻數據庫與其它數據庫(如現代文獻數據庫、當代文獻數據庫、期刊數據庫等)之間的兼容關系,只有這樣,或許若干年之后就能建立起一個價值極大的能真正為學術服務的公共古典文獻數據庫,乃至包羅一切文獻的數據庫。當然,就公共古典文獻數據庫來說,可以進行適量收費服務,但主要仍應該定位在“公益”上,不以“利”為主,這樣才能真正建立一個有價值的公共古典文獻數據庫來。
其二,數據庫內容與文獻檢索服務系統分離。這個問題與上述問題是緊密關聯在一起的,如果不能真正做到數據庫內容與文獻檢索服務系統分離,那么目前“列國紛爭”的面貌是不可能真正解決的。
我們知道,一個古典文獻數據庫實際上是兩大部分組成的,一是古典文獻數據庫內容,即數據庫所包括的文獻文本,二是對這些數據進行管理的文獻檢索服務系統。其實目前所見有關古典文獻數據庫都是“兩者合一”,即既包含一些文獻數據內容,又有具體的操作服務系統。事實上,這些古典文獻數據庫在功能上明顯存在缺陷的。就目前古典文獻數據庫管理形式來說,一是網絡管理,一是個人管理。前者是網絡數據庫,一般是單位所擁有的數據庫,即我們所說的網絡版,后者是安裝在個人電腦中的個人版。就功能來說,網絡版沒有必要具有卡片、文本修訂、書簽等個性化的功能,個人版應該具有做卡片、文本修訂、書簽、文獻管理等個性化的功能。就文獻數量來說,網絡版自然力求文獻內容豐富,盡可能包羅文獻文本,而個人版實際所需要的文獻數量是根據各自研究需要而定的,因而強行“規定”使用所有文獻內容并不值得肯定。就文獻內容來說,網絡版與個人版都應該允許不斷地增加其數據庫文獻內容,但不同的是,網絡版應該是只增不減,而個人版應該允許用戶根據研究需要自由增減文獻內容。
在筆者看來,應該從單純的文本內容競爭的思維中解脫出來,進入以文獻檢索服務系統競爭為主,文本竟爭為輔的體系,或許是解決古籍文獻數據庫的出路。也就是說,擅長計算機技術的開發者(開發商)應該注重文獻檢索服務功能的開發與完善,而具體文本的整理可由研究學術的專業人士來完成。這樣,開發者就可能開發出比較成功的文獻檢索服務系統,而數據庫中的文本也由于專業人士的加入而能大大提高文本的準確率,然后合成為一個規模較大的公共古典文獻數據庫。當然,輸入和整理古典文獻文本可以采用投標(或以申報項目形式)來確定,規定統一格式,要求保證文本的正確率達到一定比例,完成后再分別導入這一公共古典文獻數據庫中;經過若干年努力,最終能形成一個規模巨大、適應于學術研究的公共古典文獻數據庫。我想,采取這種措施不但節省了大量重復投資,真正做到人盡其才,物盡其用,而且一旦建立起這個規模巨大的公共古典文獻數據庫,可以解決了目前數據庫泛濫、文本錯誤太多、重復勞動等弊病,而且真正能做到廣大學者對古典資源“共享共有”。
在此基礎上,各個開發商可以力求開發學者們個性化的文獻檢索服務系統,它無須考慮文獻文本內容,但必須功能強大、操作方便,并與公共古典文獻數據庫完全兼容,學者們通過“購買”文本或其它方式來方便地組建自己的數據庫,這樣或許會給學術研究帶來真正的方便。
還須補充的是,我國的古典文獻中有大量表格與圖片,而由于技術原因,目前所有古典文獻數據庫都沒有導入原著的表格與圖片,極個別數據庫有少量圖片也是不能檢索,這是目前眾多古典文獻數據庫的重大失誤之一。其實只要真正化力氣去探索,這個問題是不難解決的。因為筆者曾作過設計并反復試驗,只要設計合理,圖片與表格不但可以導入數據庫,而且都是可以在數據庫中進行檢索。
其三,加速確定字庫方案,以利數據庫健康發展。當然,要真正解決公共古典文獻數據庫問題,還必須解決字庫問題。目前,國家雖然組織專家在論證有關字庫問題,然而由于進程不快,遠遠落后于當今計算機技術發展的需要。按照筆者的看法,應該建立一個以Unicode字庫為基礎的、適應漢語古籍需要的、并與國際接軌的真正有中國特色的字庫。這就需要抓緊工作,迅速落實擴展字庫B的內碼。同時根據我國漢字的具體特點,對自定義區域的6400字的內碼配置也應該有所規范,這樣才能使漢語字庫統一問題落實到實處。如果真能做到如此,那么就能真正解決目前古典文獻數據庫之間字庫互不兼容問題。
與字庫相關聯的是字體問題。古典文獻數據庫應該考慮到古代文獻對文字的特殊需要,筆者以為凡是古代文獻數據庫中的文本應該保留繁體字,以防繁簡不分而導致文義偏差。就目前計算機技術來說,解決這一問題是毫無困難的。其實用繁體字輸入文本早已不是問題,而掃描古籍文本再轉換成文字的技術也十分成熟,如北京書同文公司的“數碼翰林”OCR識別系統,應該說是極有價值的識別軟件,對絕大多數繁體文字能夠正確識別。如果能再進一步加以改進,使擴充字庫數量并與Unicode字庫兼容,那么古代文獻的文字識別問題是可以得到解決的。應該強調的是,古代文獻以繁體字導入數據庫,但應該允許在數據庫中自由進行繁簡轉換,換句話說,若需要使用繁體字時,文本可以保留繁體字,而需要簡體時,可以十分方便地轉換成簡體,這樣就適應用戶對繁簡體的不同需要了。
其四,徹底解決古典文獻版權問題。這是困撓計算機古典文獻數據庫建設的重要難題之一。自然,這一問題要真正得到落實確實存在相當困難的,因為版權保護工作任重道遠!不過,即使困難再大,古籍文獻數據化的發展的潮流是不可能停止的。筆者以為,有關出版社在維護自身法定的版權權益的前提下,應該從大局出發,在收取一定數量的報酬前提下,允許制作有關古典文獻的數據庫,以利學術研究的發展。至于報酬多少可以也應該實事求是地酌情商定,國家有關部門應該主動與那些出版社協調,亦可將目前大量分散投入到各課題中的資金中抽出部分來補償有關出版社,雙贏互利,以求突破版權瓶頸,早日解決這一棘手的問題。
與此相關的是古典文獻電子文本的版權問題,這也是個極難處理的問題。因為用戶若貪圖小利,版權意識不強,不愿化費代價使用電子文本,就容易產生“盜版”問題,如此就使得制作古典文獻電子文本者的正當利益大受損失。按筆者設想,如果真正能夠由國家有關部門主管古典文獻數據庫建設工作,那么就可以設想建立公共古典文獻數據庫規定導入數據庫的文獻文本都給予一個“統一編號”,沒有統一編號的文獻就不能直接導入公共古典文獻數據庫和個人使用的文獻檢索服務系統中,也就是說,個人使用古典文獻電子文獻必須化費一定的代價才能取得使用權,這樣就可以保證制作古典文獻電子文本者的一定收益,防止版權意識不強者侵權使用。同時由于古典文獻電子文本都有了統一編號,那么也就可以防止某一具體文獻文本重復錄入的問題。即使有部分重復,古典文獻電子文本也可以在用戶選擇過程中優勝劣汰。
其五,建立公平的交易平臺。建立龐大的公共古典文獻數據庫當然需要投入巨大的資金,而這種古典文獻數據庫自然不是每一個普通研究者購買得起的。在筆者看來,大專院校、科研機構應該在經濟允許的前提下購買有關數據庫,以供教學、研究之需。當然也應該允許個人在交納一定數量的經費后,自由上網使用這一數據庫,并允許購買(下載)一定數量的古典文獻文本,自行導入各自的文獻檢索服務系統,以利建立個性化的有實用價值的數據庫。如果真能做到這樣的話,那么就將會促進學術研究的迅速發展。
關鍵詞MARX發生器程控電源RS485總線VisualBasic
1引言
脈沖能源裝置在加速器、自由電子激光研究、X光閃光照相和粒子聚變等脈沖功率技術研究領域廣泛使用,通常使用數量較多,分布較廣,同時周圍電磁干擾較強,控制操作和參數測量都比較復雜,同時也需要較多的人力來維護。
隨著計算機技術的發展,當今世界上基于PC的自動化方案已成為主流,PC在自動化領域的應用正迅速增長,通過將所有的功能集成于這個統一開放的平臺上,通過人機界面可以使復雜的控制和數據處理變得更加簡單化。
2控制系統硬件構成
整個系統有多臺Marx需要控制,每臺發生器由充電控制和觸發兩部分組成,需要控制的量有充電電壓的起停控制、電壓檢測、接地裝置的通斷控制、觸發以及開關上的氣壓檢測等,通過一條總線將將系統中的各個被控量連接在一起,構成一分布式控制系統,這里采用工業上廣泛使用的RS485總線,RS485總線是美國電子工業協會(EIA)制定的平衡發送、平衡接收的標準異步串行總線,具有傳輸距離遠、通訊速率高,抗干擾能力強,軟硬件支持豐富與現場儀表接口簡單,易于實現和擴展等特點,接口總線上可連接32個設備,加中繼器后最多可達255個設備,因此完全滿足該能源控制要求。控制系統框圖如下:
圖1控制系統結構圖
該系統由一臺主控上位機PC和一系列MARX發生器充電電源設備構成,由于環境電磁干擾較為嚴重,在選擇通信介質時可優先采用光纖通信方式,通訊速率57.6kB/s,通訊距離可達1.2km,通過上位機(PC)發送參數及控制命令,給電容器充電到事先設定的電壓值(0到100kV之間任意值)。在以上各子設備中,經常要用程控電源去控制MARX發生器的充電電壓、充電速度。通過一臺工控PC機靈活地控制多臺充電電源,以達到控制各MARX發生器充電的目的。針對這一需要,采用帶有RS485通信接口的具有線性升壓功能的可編程交流電源,該電源內部自帶單片機系統和看門狗定時器,每個電源賦予各自獨立的地址碼用以識別身份,同時它屬于正弦波調壓,可有效避免采用傳統的采用可控硅調壓方式時屢次損壞高壓變壓器的情況,使操作者能夠方便靈活地對其進行控制。
每路Marx發生器充電部分包括程控電源、雙極性高壓變壓器,分壓器和接地裝置等三部分,見圖2所示,程控電源給高壓變壓器初級提供緩慢上升的電壓,變壓器高壓側經整流后給MARX發生器充電,電壓檢測是通過10000:1的高壓分壓器將分壓后的信號送給程控電源內部A/D轉換,經內部單片機處理,并與設定的電壓值進行比較,比較后的結果用來實現自停控制,這樣可有效防止通訊故障所造成失控現象。
圖2Marx發生器能源部分線路圖
3MARX發生器能源制過程
①程控電源接通供電電源時的輸出為0伏,開關量輸出為假(開路)。
②首先上位機發出各種設置參數到指定地址程控電源。如,上升時間、上升速度、保持時間、充電電壓等。
③程控電源收到電壓回傳命令后,將兩路模擬量的值傳送到上位機。
④上位機發出啟動指令后,指定地址程控電源的輸出開始從0伏慢慢線性上升到設定值,保持到指定的時間后關斷輸出。當上位機發出所有電源都啟動指令后,所有程控電源都啟動。
⑤上位機發出立即停止指令后,指定地址程控電源的輸出立即停止上升,保持到指定的時間后關斷輸出,當上位機發出所有電源都停止指令時,所有程控電源都立即停止。
⑥上位機發出接地打開指令后,指定地址程控電源的開關量輸出為1,電磁鐵吸合,當上位機發出所有程控電源的接地都斷開命令時,所有程控電源的接地電磁鐵都吸合。
⑦上位機發出接地指令后,指定地址程控電源的開關量輸出為0,電磁鐵釋放,當上位機發出所有程控電源都接地時,所有程控電源的接地電磁鐵都釋放。
4監控軟件設計
軟件采用VisualBasic6.0編程,作出十分直觀的人機界面,采用RS-485通信標準和上述的問答方式進行數據通信,通過上位機向串口讀寫數據,并通過光纖485總線將各種控制信息傳送到現場的每路MARX充電子系統,上位機就可以監控網絡上任何一臺MARX能源了,予置數值可以分別顯示在PC機軟件窗口和單片機系統的予置數字表頭上。同時,現場實測電壓信號也可以實時顯示在PC機的界面上。此設計界面直觀,而且利于對現場信號進行實時監測。因此,采用本系統,大大提高了現場信號予置精度,對實驗操作人員來說人機界面良好,簡單易懂。
根據系統功能的要求,上位機需發送2種類型的命令:(1)同期命令,它由定時器觸發引起,每隔一個定時周期發送1次,例如發往各充電單元的數據和狀態回傳命令;(2)非周期性命令,它由操作者按動相應命令按鈕引起,非周期性發送。所有命令均采用ASCII碼方式傳送,為了防止通訊錯誤,各子機正確收到上位機發來的命令后返回相應的確認字符。
在VB6.0中使用了MSCOMM控件,用來實現串行通信。MSComm控件有很多屬性,其中最基本的有以下幾個:
Commport屬性設置并返回通信端口號,用于指定使用PC機的哪一個串行端口。
Setting屬性以字符串的形式設置并返回波特率、奇偶校驗、數據位和停止位。
Portopen屬性設置并返回通信端口的狀態,用于打開或關閉端口。
Output屬性用于發送數據,可以是文本數據或二進制數據。
Input屬性從接收緩沖區返回和刪除字符,用于接收數據。
本系統VB程序初始化上位機通信程序如下:
mPort=2;選串行端口2
MSComm1.Settings=“57600,n,8,1”''''設置通信參數
MSComm1.OutBufferSize=512''''設置發送緩沖區大小
MSComm1.OutBufferCount=0''''清除輸出緩沖區
Mscomm1.Inputlen=0''''讀入接收緩沖區全部字符
MSComm1.PortOpen=True''''打開串行端口
由于數據是動態接收,所以數據的處理也是動態進行,程序中使用了一個Timer控件,其命令發出與數據的接收均在Timer控件的定時期間進行,在Timer控件的定時期間依次調用模擬量和狀態量返回子過程,同時監視是否有命令按鈕按下,當按下某操作命令按鈕時調用命令處理子過程,部分程序如下:
PrivateSubTimer1_Timer()
IFCmdPress=TrueThenCallSendCmd''''當按下某操作命令按鈕時轉入命令處理子過程
UpdateAI更新各模擬量數據的顯示
UpdateDI更新各狀態量
EndSub
PrivateSubsendCmd()
UpdateDO(Cmd)''''輸出控制開關量
………
EndSub
5系統抗干擾問題
監控系統在工業中的應用越來越多,由于現場的電氣環境比較復雜,容易形成各種干擾源,特別是在大電流、強脈沖實驗環境中,因此研究解決系統抗干擾問題對確保系統的穩定運行有著非常的意義。
該系統中使用RS485總線,RS485總線是采用差分平衡電氣接口,本身具有較強的抗電磁干擾能力,但在實際當中仍然會現一些問題,為此應注意以下幾個方面:
(1)與遠距離上位機通訊采用光纖傳輸,子機之間不方便采用用光纖傳輸時,應選擇合理的網絡拓撲結構。
(2)采用雙絞線作為RS485傳輸線時,雖然對電磁感應噪聲有較強的抑制能力,但對靜電感應引起噪聲的抑制能力較差,因此應選用帶屏蔽的雙絞線,同時雙絞線的屏蔽層要正確接地。
(3)通過在總線兩端加入匹配電阻的方法,解決信號反射問題
(4)系統的供電方式有兩種:一種是集中供電方式,即電源都引自同一處,另一種是分布式供電,各子設備在安裝位置附近取電源,從抗干擾效果的角度講,應選擇集中供電方式,這樣可基本消除各處參考電位不等的情況。
6結束語
本文提出的主從分布式多機通信系統硬件電路簡單,控制靈活。與其他語言相比,用VB語言實現上位機數據傳送的優點是可方便地控制通信對象的選擇,具有較大的靈活性,且編程容易。此外,由于RS485總線的通訊方式仍屬于串行通訊方式,在通訊速度上有些偏低,在操作上表現為數據刷新時間稍微偏長,當系統子設備較多時,其控制的實時性不很理想,此時需對控制系統作進一步的改進。
7參考文獻
[關鍵詞]計算機犯罪構成認定
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新刑法第285條規定了侵入計算機信息系統罪;第286條規定了破壞計算機信息系統功能罪、破壞計算機數據和應用程序罪和制作傳播破壞性程序罪。現就這四種犯罪的構成要件與認定時應注意的問題分析如下:
一、侵入計算機信息系統罪
所謂計算機信息系統,是指由計算機及其相關和配套的設備、設施(含網絡)構成的,按照一定的應用目標和規則對信息進行采集、加工、存儲、傳輸、檢索等處理的人機系統。侵入計算機信息系統罪,是指違反國家規定,侵入國家事務、國防建設、尖端科學技術領域的計算機信息系統的行為。
侵入計算機信息系統,是一種危害十分嚴重的犯罪行為。據報道,1993年下半年有幾個人打開了通往美國國防部機要計算機系統的密碼。1995年,美國五角大樓的電腦系統受到25萬人的“拜訪”。近年最典型的“侵入”事件有兩起,一是1993年英國少年布里頓“侵入”美國國防部計算機系統,接觸到了包括彈道武器研究報告、美國情報部門內部機要通訊材料在內的大量機密,并把部分機密輸入了有3500萬用戶的國際計算機網絡。另一起是1994年英國電信公司一位電腦操作員“侵入”本公司內部數據庫,獲得了英國政府防務機構和反間諜機構的電話號碼和地址,其中包括英國情報機構、政府的核地下掩體、軍事指揮部以及控制中心、英國導彈基地等機密電話號碼和梅杰首相的住處以及白金漢宮的私人電話號碼。這是兩起令世界震驚的“高技術侵入”事件。
從犯罪客觀方面來說,侵入計算機信息系統,首先,必須具備違反國家規定的事實。目前,我國關于計算機信息系統管理方面的法規有:《計算機信息系統安全保護條例》、《計算機信息網絡國際聯網管理暫行規定》、《計算機信息網絡國際聯網出入信道管理辦法》、《中國公用計算機互聯網國際聯網管理辦法》、《專用網與公用網聯網的暫行規定》等。其次,具有“侵入”行為(intrude),而且侵入的是黨政機關、軍事部門和尖端科研機構的計算機信息系統。“侵入”的方法有:
(一)冒充(masquerading/mimicking)。冒充的方式有:一是利用網絡設計缺陷,比如在Internet(全球計算機網絡)中,一種被稱為“路線標定者”的特殊網絡由計算機決定信息數據的確認和配送。“侵入者”則利用網絡設計上的一個缺陷,采取欺騙“路線標定者”的辦法冒充合法用戶,從而得到受保護的計算機數據資源通道,控制了有關系統。二是使用別人的訪問代碼冒充進入他人的計算機網絡。三是“乘機而入”,即“侵入者”利用合法用戶輸入口令(password)之機獲取訪問(access),或合法用戶結束使用但未退出聯機之前獲得訪問的一種方法。這就像小偷正要撬門而有人進出便混入大門一樣。四是利用非法程序或方法蒙騙正在向計算機登錄的合法用戶以進入系統。比如,利用寄生術(piggyback),寄生術是指跟隨其他用戶的合法訪問操作混入計算機系統作案的一種方法。
(二)技術攻擊(technologicalattack),即使用技術打敗技術,而不采取其他方法,比如猜想程序,猜出口令等。進行技術攻擊的主要目的是繞過或取消硬件及軟件存取控制機制以進入系統。
(三)后門(backdoor),后門一般是由軟件作者以維護或其他理由設置的一個隱藏或偽裝的程序或系統的一個入口。例如,一個操作系統的口令機構可能隱含這樣一個后門,它可以使一定序列的控制字符允許訪問經理的帳號。當一個后門被人發現以后,就可能被未授權用戶惡意使用。
(四)陷阱門(trapdoor),也叫活門。在計算機技術中,是指為了調試程序或處理計算機內部意外事件而預先設計的自動轉移條件。陷阱一般只有制造商知道,不告訴用戶。程序調好后應關閉陷阱。如果廠商交貨時忘記關閉陷阱,就會被人利用而繞過保護機制,然后進入系統。這種犯罪的主體,一般是具有相當水平的計算機操作人員。這些“侵入者”可按其犯罪故意的不同劃分為兩類:一類叫“計算機玩童”(naughty)。他們侵入計算機信息系統往往是出于好奇,或者是為了惡作劇,有的則為了檢驗自己的計算機技能。另一類叫“計算機竊賊”(hacker),也譯“赫爾克”。這些人“侵入”純粹出于犯罪目的。
侵入計算機信息系統罪屬行為犯,只要有“侵入”的事實,即構成犯罪既遂。
二、破壞計算機信息系統功能罪
計算機信息系統一般具有采集、加工、存儲、傳輸、檢索信息的功能。所謂采集,是指在數據處理中,對要集中處理的數據進行鑒別、分類和匯總的過程;所謂加工,是指計算機為求解某一問題而進行的數據運算,也叫數據處理;所謂存儲,是指將數據保存在某個存儲裝置中,供以后取用;所謂傳輸,是指把信息從一個地點發送到另一個地點,而不改變信息內容的過程;所謂檢索,是指計算機從文件中找出和選擇所需數據的一種運作過程。破壞計算機信息系統功能罪,就是違反國家規定,對計算機信息系統功能進行刪除、修改、增加和干擾,造成計算機信息系統不能正常運行,后果嚴重的行為。破壞活動有時針對硬件,如某一設備;有時針對軟件,如某一數據或程序;有時對硬軟件同時進行破壞,比如有些計算機病毒既感染軟件,又感染硬件。
破壞計算機信息系統一般有兩種方式,一種是物理破壞,也叫機械破壞,就是通過爆炸、搗砸、摩擦、刺劃、高溫、浸濕、燃燒、短路等手段破壞計算機設備及其功能;另一種是邏輯破壞,也叫智能破壞,就是利用計算機知識和技能進行破壞活動,比如利用計算機病毒進行破壞。新刑法規定的破壞方法“刪除、修改、增加、干擾”,應認為是智能破壞方法。對于利用物理方法破壞計算機信息系統功能的,理論上也應認定為破壞計算機信息系統功能罪,但鑒于新刑法沒有明確規定,所以,可以按故意毀壞公私財物罪定罪處罰。常見的智能破壞方法有:
(一)干擾(jamming),指人為地發射一種強大的擾動信號,用以干擾正常的運作狀態或傳輸中的信號,使之不能正常工作或信號不能被正常輸出或接收。干擾分為電磁干擾(electromagnetieinterfere-nce)和射頻干擾(radiofrequencyinterference)兩種。電磁干擾是指由高能電擾動引起的感應電磁場,它不僅對無線電通信形成干擾,而且能導致沿電纜傳送的數據、信息遭受破壞或丟失。射頻干擾是通過發射射頻電磁輻射干擾計算機工作電路。
(二)拒絕使用(denialofservice)。拒絕使用本來是指在公用電話網中,當沒有可用線路時,給呼叫用戶回送忙音的一種網絡狀態。在計算機安全中,是指廢棄某系統、使端口處于停頓狀態、在屏幕上發出雜亂數據、改變文件名稱、刪除關鍵程序文件或扭曲系統的資源狀態,使系統運作紊亂或速度降低,最終導致處理結果降低價值或失去價值。
(三)利用計算機病毒或其他破壞性程序進行破壞。
破壞計算機信息系統功能罪屬結果犯,其破壞行為必須造成計算機信息系統不能正常運行,而且后果嚴重,才構成犯罪。
三、破壞計算機數據和應用程序罪
所謂數據,是指計算機輸入、輸出和以某種方式處理的信息。所謂應用程序是指在計算機程序設計中,為某些用戶編寫的具有特定用途的程序。破壞計算機數據和應用程序罪,是指違反國家規定,對計算機信息系統中存儲、處理或傳輸的數據和應用程序進行刪除、修改、增加的操作,后果嚴重的行為。這種犯罪所侵犯的數據和應用程序必須處于“存儲、處理或傳輸”狀態,否則,不構成本罪。這種犯罪多發生在數據輸入輸出過程中,記錄、傳送、編輯、校對、調試、變更、轉移等各個環節都可能是犯罪分子下手的時候。
破壞計算機數據和應用程序的方法除了新刑法規定的“刪除、修改、增加”之外,還有損壞(就部分而言)、毀滅(就整體而言)、瓦解(致使數據或應用程序處于混亂狀態)、隱匿等方法。計算機病毒或其他破壞性程序,也是破壞計算機數據和應用程序的常用手段這種犯罪屬結果犯,處理時,應依新刑法第286條第2款定破壞計算機數據和應用程序罪,但是依照該條第1款破壞計算機信息系統功能罪的處罰規定予以處罰。
四、制作、傳播破壞性程序罪
所謂破壞性程序,是指有意損壞數據、程序或破壞計算機系統安全的任何程序。常見的破壞性程序主要有以下幾種:
(一)計算機病毒(computerviruses)。計算機病毒是指隱藏在計算機系統數據資源中,影響計算機系統正常運行,并可通過系統數據共享的途徑蔓延傳染的有害程序。計算機病毒輸入計算機后,即會隱藏寄生在開機時的程序、應用程序及作業系統程序中,有時會依附在可供執行的電腦程序上,或者隱藏在其他周邊設備程序或資料庫內,或以偽裝方式潛伏在磁碟片、硬式磁碟機或計算機記憶體內。當間隔一段時間后,它會不斷地自動復制程序本身,蔓延并衍生出許多拷貝,或自動增加無益的程序,連續擴散,直至占滿整個記憶體或磁碟機的空間為止,將其資料蠶食、吞噬、覆蓋,最后使計算機運用緩慢、中止或停止。有的病毒如被發現,它還會潛逃到其他地方寄生,經流傳變化或拷貝交換,病毒會侵入別人的磁碟上,甚至透過計算機網絡連線,侵入別的計算機或磁碟上。
(二)特洛伊木馬(Trojanhorse)。計算機安全中的特洛伊木馬是指表面上在執行一個任務,但實際上在執行另一個任務的任何程序。這種程序與病毒的區別在于,病毒需要一個宿主(host)把自己隱藏其中,而且都能自我復制,而特洛伊木馬不需要宿主,而且不自我復制。實際上,有些計算機病毒是特洛伊木馬完成使命后的衰變產物。特洛伊木馬能做任何軟件能做的任何事情,包括修改數據庫,寫入基本工資、傳遞電子郵件或消除文件等。
(三)邏輯炸彈(logicbomb)。邏輯炸彈是指修改計算機程序,使其在某種特殊條件下按某種不同的方式運行的一種非法程序。這種程序不自我復制。邏輯炸彈被用來盜竊財物、毀壞存儲資料。
(四)定時炸彈(timebomb)。定時炸彈是指在一定的日期或時刻激發的一種邏輯炸彈。這種邏輯炸彈啟用的特殊條件就是實際日期或時刻與預置的日期或時刻相吻合。一但條件形成,該破壞性程序就被執行。但這種程序只隱藏自身,不自我復制。
(五)蠕蟲(worm)。蠕蟲是一種將自己的拷貝傳染到入網計算機的程序。這種病毒主要攻擊小型機,其自我復制能力很強,并主要通過自我復制來對計算機系統進行攻擊,其傳染途徑主要是計算機網絡和軟磁盤。蠕蟲與一般病毒的區別在于它不一定需要宿主,因為它是典型的主機型病毒,不必對用戶隱藏。
以上五種程序也叫兇猛程序(rogueprogramm)。
(六)野兔(rabbit)。野兔是一種無限制地復制自身而耗盡一個系統的某種資源(CPU時間、磁盤空間、假脫機空間等等)的程序。它與病毒的區別在于它本身就是一個完整的程序,它不感染其他程序。
制作、傳播破壞性程序罪,是指故意制作、傳播計算機病毒等破壞性程序,影響計算機系統正常運行,后果嚴重的行為。
對于沒有制作和傳播行為,而是利用計算機病毒等破壞性程序,破壞計算機信息系統功能,后果嚴重的,應當定破壞計算機信息系統功能罪。因為,有些計算機病毒既感染軟件,又感染硬件,它對計算機信息系統的功能有直接破壞作用。
對于利用計算機病毒等破壞性程序,瓦解、損壞、毀滅計算機信息系統中存儲、處理或者傳輸的數據和應用程序,后果嚴重的,則應定破壞計算機數據和應用程序罪。
在計算機網絡教學中,實驗教學具有非常重要的意義,能夠培養學生的分析、解決問題能力。因此,在計算機課程不斷進行改革的同時,其實驗教學的方法和模式也應不斷進行完善,以便為學生提供更多的操作機會。傳統的網絡實驗成本較高,且不利于維護和管理,無法為所有學生提供操作的機會,降低了計算機課程的教學質量。傳統的計算機教學模式通常存在幾方面的問題,第一個問題是:計算機網絡中的實驗內容大多涉及網絡物理線路的連接和路由器之間的連接,傳統的網絡物理線路連接水平較低,學生在實驗的過程中容易出錯,導致接線出現故障,從而降低了實驗教學的教學質量。第二個問題是:網絡儀器和設備的結構大都比較精細,學生在實驗過程中若操作不當,容易造成設備和儀器的損壞,造成損失的同時也為后續的實驗帶來不便。第三個問題是:學生的排除故障能力不強,使其經常糾結在物理設備的一些故障上,不能很好的完成實驗目標,對實驗設備和儀器的利用率較低。而虛擬實驗環境能夠很好的解決這些問題,由于虛擬實驗環境能夠任意搭建合理的典型實驗或實驗案例,通過虛擬實驗環境能夠模擬交換機、路由器的等網絡設備的配置,不會造成實驗設備和材料的浪費,同時不會產生接線故障等實驗事故。
2計算機網絡虛擬實驗環境的設計方案解讀
2.1合理選擇開發方案
虛擬實驗環境的設計大致上分為四種方案,第一種方案是VRML結合Flash和Javascript等技術。通過VRML進行建模,但由于交換機和路由器等設備的接口較復雜,不能夠直接用VRML技術進行開發。因此,可以先用3DSMAX等專業的三維建模軟件進行建模,再導入VRML進行修改,利用Javascript添加交互,最后利用Flash技術結合網頁插件實現路由器的配置交互。第二種方案是VC++結合偽3D技術,偽3D比真正的3D技術含量要少的多,同樣能夠形成美觀、真實的界面。VC++能夠兼容傳統的C語言,同時,還有面向對象的特征。利用VC++的功能,使學生與計算機的交互更加便捷。第三種方案是Java技術,Java技術具有面向對象、分布式、多線程、事件驅動、繼承性強、封裝性的特點,通過Java技術能夠創建各類設備以及各種虛擬儀器的組件,能夠滿足網絡虛擬實驗環境的需要。最后一種是Java技術結合XML、Flash等技術,Java技術能夠建立跨平臺的虛擬實驗環境,Flash能夠提供實驗的資源,設備間的交互和設備的操作可通過FlashActionScript實現,數據的存儲可通過XML實現。在具體的實驗教學中,應根據實驗目標和教學內容合理選擇適合的方案。
2.2結合實際需求
虛擬實驗只是一種教學資源,評價的標準在于是否能夠對學生的學習和教師的教學有幫助,而不是利用的技術是否先進。如在教學中展示實驗流程時,可通過視頻進行演示,而對于實驗環境和實驗設備的演示需要借助3D技術。虛擬實驗系統中必須包括演示實驗步驟、介紹實驗背景和知識要點、學生提交實驗報告、教師對實驗報告進行批改、師生之間的交流等環節。
3重視虛擬實驗的自適應性
計算機網絡的虛擬實驗環境能夠為學生提供一個自適應的實驗環境,記錄學生的實驗過程并形成實驗記錄文檔,教師可以利用計算機形成的文檔對學生的實驗過程進行檢查,既有利于教師及時的發現學生在實驗中出現的問題,又有助于學生清楚自己出問題的地方,從而進行強化訓練,不斷的提高實驗技能。
4注重虛擬實驗的協作性和模擬性
實驗中最重要的環節就是學生間合作完成任務,同學之間的合作有利于學生提高實驗技能,提高實驗教學的效率,同時能夠加強同學間的感情。學生間的協作通常包括兩方面的內容,即通信技術和信息共享技術。通信技術使學生能夠通過電子郵件等方式進行交流,協作討論問題。信息共享技術能夠使學生感受到其他學生的活動和結果。計算機網絡虛擬實驗環境在滿足上述條件的基礎上,應考慮增加實驗環境的真實美感,使學生感受到真實的計算機網絡實驗環境和設備,提高實驗教學效率。
5結束語
1.1方便學生日常學習。由于計算機網絡不受時間空間的限制。一方面,其具有快速查閱、上傳等的特點,在很大程度上方便了學生學習,利用計算機互聯網的搜索功能,能夠快速準確的找到有效的信息。并且,網上資源豐富往往可以幫助學生觸類旁通、舉一反三。學生學起來也會覺得輕松有趣,在興趣的驅使下學生會更主動的要去學習,變得愛學習。同時,通過網絡學習能將學生的知識面變得寬闊,在上課和老師同學的交流上有更多更豐富的話題,從而活躍了課堂,學生自己本身也會在討論得到滿足。另一方面,由于每個學生的學習進度和接受能力是不一樣的,傳統的教學基本上是在課堂上“一遍過”,利用互聯網不受時間空間限制這一特點,靈活的調整教學實踐,將與課堂上相關的視頻發給學生,讓學生能夠充分的理解上課內容,也可以發一些課外相關的資料給學生加深他們的理解與記憶。這就不受傳統課堂一節課四十五分鐘的限制,老師原本上課本內容的時間就不多,更不可能吧課堂外的知識完整的帶給學生。
1.2幫助豐富教學資源的同時節約教育資本。利用計算機科學技術進行計算機教育可以豐富教師的教學方式,學生在學習的過程中不僅可以看到文字圖片還能看到動態的視頻,這樣趣味生動且直觀的的教學,方便了學生對知識的掌握[3]。在擁有海量資源的同時,計算機教學還具有節約資源這一特點,如果把我們的教課書,教學資料變為電子稿,將學生平時的測驗由筆試變為機考,平時的作業改成用word、PPT等形式,節約了大量的紙張不說,也可以節約為這些教育資源所投入的人力、物力及經濟上的不菲開銷,減少了學生學習成本。而在學生學習的內容上來說,降低成本的同時不當沒有減少應學習的內容反而使得教學內容更為的豐富多樣。再加上計算機作為一種工具,它可以被隨時隨地的使用,當學生需要學習去朗誦、背誦課文時就可以在電腦中找到各種名家的朗誦,無論是音頻還是視頻甚至是動漫等一些豐富有趣的資源,幫助學生對課文的理解,將枯燥的朗讀背誦變得有趣。
2計算機科學技術對計算機教育應用的發展
2.1積極創新。要想計算機教育取得更好的發展,在教師和學生使用中受到更好的成效,應該要積極努力不斷地創新。了解實際教學中出現的問題,只有從實際中出發,才能讓創新的內容更為貼近學生的需要,被廣大學生所接受。也正是用為有了計算機科學技術的不斷進步,計算機教育中的教學技術和質量才能不斷的得到提高。
2.2規范教師對計算機教育的使用。教師要確立以學生為主體的計算機多媒體教學,提高學生對學生學習環境的控制能力,引導學生適應計算機教學,并正確使用。不斷地對學生在計算機教育中會遇到的問題,提出猜想,積極地尋找解決的方案,防患于未然。讓學生在接受計算機教學的過程中能夠有正確的認知,利用計算機教育去切實的提高對所要學的知識的認知程度,加強對知識的理解,靈活的去運用計算機教育中的教學資源。
2.3提高學生對計算機技術應用的認知。就像對電腦的使用有利還是有害這一問題的辯論一樣,計算機教育在學生的使用過程中也會出現很多意想不到的問題,這就需要學生對計算機教學有一個清楚的認知,要明白計算機教學的初衷。同時讓自己能夠運用計算機教育,就要提高自身的計算機的使用水平,這樣才能配合老師的教學以及教材的需要,掌握自己要學的知識。
3結束語
系統動力(SD)學采用定性與定量、系統整體思考與分析、綜合與推理相結合的方法,來研究處理復雜系統問題,根據SD理論與方法建立模型,借助計算機模擬可以定性與定量地分析研究復雜系統的各種問題。這個過程可分為五步。確定系統目標進行系統分析。其主要任務在于分析問題,剖析要因,調查收集有關系統的情況與統計數據,了解用戶提出的要求、目的,明確所要解決的問題。分析系統的基本問題與主要問題,基本矛盾與主要矛盾,變量與主要變量。初步劃定系統的界限,并確定內生變量、外生變量、輸入量。確定系統行為的參考模式;分析系統中的因果關系。分析系統的變量、變量間的關系,定義變量(包括常數),確定變量的種類及主要變量。確定回路及回路間的反饋耦合關系,初步確定系統的主回路及它們的性質;建立系統動力學模型,建立流圖、構造DYANAMO語言方程式。分別建立狀態方程、速率方程、輔助方程,確定與估計參數,給所有的賦初值方程,常量方程和表函數等方程賦值;計算機模擬與政策分析,更深入地剖析系統。尋找解決問題的決策,獲取更豐富的信息,發現新的矛盾與問題。修改模型,包括結構與參數的修改。將DYANAMO語言方程式和原始數據及相關變量在計算機上多方案模擬實驗,繪制結果曲線圖;根據結果分析情況,確定是否對模型進行修正,然后再做仿真實驗,直至得到滿意的結果為止。
一、實證研究
某企業屬于加工型企業,主要從事W產品的加工,從供應商那里購進W半成品,利用自己的設備和人員進行成品加工,同時自己擁有龐大的銷售團隊進行市場的開拓,成為W產品行業的佼佼者并擁有良好的口碑。在激烈的市場競爭中,公司越來越重視“第三利潤源”,引進先進的物流庫存管理理念模式,公司將進購的半成品分門別類的存放,便于存儲和提取。此外,該公司還控制整體庫存量,減少積壓成本。公司庫存訂貨策略沿用的是定期訂貨策略中的(T,S)模型。
Vensim是一個基于視窗界面的系統動力學建模工具,它提供了功能強大的圖形編輯環境。在構建包含水平變量、速率變量、輔助變量等要素的流圖后,通過使用Vensim提供的便捷的公式編輯器,生成完整的模擬模型。利用一系列分析工具對模擬系統的行為機制進行分析研究。結合該公司的庫存控制情況,作為加工型企業,主要研究其企業本身的庫存控制機制。在倉庫管理者發現實際庫存低于期望庫存時即發出訂貨請求,經過一段時間的庫存調整后向供應商發出訂單,通過第三方物流經過一定的時間的運輸把半成品送達XX公司,在公司進行W產成品的加工生產并銷售出去。通過對XX公司的庫存控制系統運行過程以及影響因素進行分析可知,其主要影響因素確定為訂貨率、交貨率、發貨率、庫存調解率、第三方物流的在途庫存、庫存、期望庫存、途中存貨入庫時間、庫存調整時間。對主要影響因素進行分析,存在七條因果鏈。在某一時點上,企業的實際庫存可以視為一個固定值,而庫存調整時間是固定量。因此,按照上述公式,在該時點上,企業期望庫存越大,則會導致庫存調節率越大,相反,則使庫存調節率越小,所以該因果鏈取“+”號。庫存調節率一訂貨速率。如前所述,發貨率是一固定值,所以訂貨率和庫存調節率是正比的關系,庫存調節率越大,訂貨速率越大,該因果鏈取“+”號。訂貨速率一途中庫存。訂貨速率越大,在其他參量不變的情況下,供貨就會越多,因此,在這個環節出現的貨物滯留量也就會越多。訂貨速率和途中庫存同樣是一個正比的關系,該因果鏈取“+”。發貨速率一訂貨速率。在某一時點上,庫存調節率可視為一個固定值,故訂貨率和發貨率是正比關系,該因果鏈取“+”。途中庫存一交貨率。假設途中存貨入庫時間是固定值,可知交貨率和途中庫存是正比的關系,途中庫存越大,交貨率越大,該因果鏈取“+”。交貨率一庫存。初始庫存、發貨率均是定值,在一定時間dt內庫存和交貨率正比關系,該因果鏈取“+”。庫存一庫存調節率。期望庫存是一定值,故庫存調節率和庫存是反比關系,該因果鏈取“一”。
通過分析,我們知道整個回路的7條因果鏈當中,有6條鏈是“+”的因果鏈,有1條鏈是“一”的因果鏈,根據回路極性判斷原則,將回路中因果鏈的效應累積之后,該反饋回路包含奇數個負因果鏈,因此整條回路的極性就為負,所以該庫存模型是一個負反饋回路。這種負反饋的存在會使得系統具有不斷縮小當前狀態和目標狀態之間偏離的趨勢。
在VENSIM中,途中庫存和公司庫存會隨著時間進行積累,屬于狀態變量;訂貨速率、交貨速率和發貨速率反映了各環節中輸入和輸出之間的關系屬于速率變量;庫存調解率是為了獲得訂貨速率而出現的,它對速率方程的建立起到了輔助作用是輔助變量。應用VENSIM中EQUATION可以寫出DAYNAMO方程
二、模型運行結果分析
庫存調整時間5天,途中存貨入庫時間10天。針對抽象模型的建立,設置途中庫存初始值10000件,公司庫存初始值1000件,發貨率服從隨機正態分布均值750件/天來分析庫存系統的運行并進行預測。
途中存貨入庫時間(TI)對庫存的影響。其它各參數不變的條件下,T1分別為10天(Current)和18天(TI)時的庫存輸出特性比較。當T1增加時,庫存反應相對滯后,波動較大,庫存趨于穩態用時較長,故T1越短越好。
庫存調整時間T2對庫存的影響。其它各參數不變的條件下,T2分別為5天(Current)和7天(T2)時的庫存輸出特性比較圖。T2增加時庫存特性曲線波動幅度變小,并且較快的趨于穩態值。
三、瓶頸分析
途中存貨入庫時間(TI)和庫存調整時間(T2)的改變對庫存曲線都有影響,對Tl和T2給定三組數據Al(10,5),A2(8,3),A3(8,7)分析該庫存控制系統的主要瓶頸環節。
途中存貨入庫時間T1越短越好,庫存調整時間T2越長越好,二者均對庫存產生著不同程度的影響。A3組和Al組相比,途中存貨入庫時間減少,庫存調整時間增加。可知兩個時間同時朝著有利的方向增減能使庫存波動盡快衰減,趨于平穩。A2組A1組相比,途中存貨入庫時間減少,庫存調整時間減少,可知庫存調整時間對庫存曲線的影響起著決定性的作用。
關鍵詞:計算機犯罪;刑事法;沖擊;立法完善
隨著信息技術突飛猛進的發展,尤其是計算機技術與網絡技術的結合,人類社會產生了前所未有的巨大變革。然而,科學技術歷來就是一把雙刃劍。絢麗多姿的網絡世界,就像“潘多拉魔盒”在給人類社會帶來希望的同時,也釋放出“飄過世紀的烏云”———計算機犯罪1.國外一位犯罪學家指出:比起現實世界,人們似乎更傾向于在網絡上犯罪
1.隨著社會信息化程度的不斷提高,計算機犯罪日益嚴重地滲透到社會生活的各個層面,遭受計算機犯罪侵害的領域越來越廣泛,危害的程度也越來越高。這給我國的刑事法造成了諸多沖擊,亟待研究解決。
計算機犯罪對相關罪名立法之沖擊在我國第一部刑法(1979年刑法)立法時,由于當時的計算機發展水平不高,計算機在我國的應用范圍極其有限,故該部刑法未對計算機犯罪作出任何規定。隨著計算機技術的不斷發展和應用范圍的不斷擴大,1986年在深圳發生了我國首例以計算機為犯罪工具的金融詐騙案件2.此后,類似的案件不斷增多。對于此類以計算機為犯罪工具的案件,1979年刑法還能勉強應對,可以按其目的行為所觸犯的罪名如詐騙罪、盜竊罪、貪污罪等進行處罰。然而,對于隨后發生的純正的計算機犯罪,即以計算機信息系統為侵害對象的非法侵入和破壞行為,1979年刑法就顯得無能為力了。針對這種沖擊,修訂后刑法(1997年刑法)作出了一定的回應,以第285條和第286條專門規定了非法侵入計算機信息系統罪和破壞計算機信息系統罪兩個罪名。但是,由于計算機犯罪是一種全新的犯罪形式,加之立法經驗和立法水平不足,這兩個罪名的立法本身就不盡完善。再加之立法的回應跟不上一日千里的計算機發展和應用速度,計算機犯罪又對修訂后刑法發出諸多沖擊,使得1997年刑法在層出不窮的計算機犯罪面前又顯得相對滯后。這種滯后在罪名問題上主要表現為:
(一)已有罪名的立法缺陷已日益顯現
首先,刑法第285條規定:“違反國家規定,侵入國家事務、國防建設、尖端科學技術領域的計算機信息系統,處三年以下有期徒刑或拘役”。該條將非法侵入計算機信息系統罪的犯罪對象僅限于國家事務、國防建設和尖端科技領域的計算機信息系統,保護范圍顯得過于狹窄。這種規定,明顯落后于時展的需要,與計算機技術日新月異的發展及其在我國各行各業的廣泛應用狀況極不相稱。目前我國許多單位,尤其是金融、郵電、醫療、交通、高校等部門都建立了計算機信息系統。這些信息系統關系到社會生活的各個方面,許多系統與公眾利益息息相關,如果我們對這些計算機信息系統不從刑法上加以保護,那么對這些系統的非法侵入將無法用刑罰加以制裁,這極不利于打擊犯罪,保護國家、社會和個人的合法權益。因此,在刑法中對其保護范圍作適當的擴大,顯得很有必要。再者,根據刑法第286條的規定,破壞計算機信息系統罪,是指違反國家規定,對計算機信息系統功能進行刪除、修改、增加、干擾或對計算機信息系統中儲存、處理、傳輸的數據和應用程序進行刪除、修改、增加的操作,或故意制作、傳播計算機病毒等破壞性程序,影響計算機系統正常運行,造成嚴重后果的行為。本條旨在保護計算機信息系統安全,但該條的規定也顯示出一些不足之處。本條將傳播計算機病毒的行為規定為實害犯,即需要造成嚴重后果的才能構成犯罪。這一規定不盡合理。計算機病毒往往具有潛伏性,使得感染病毒的計算機系統不一定立刻受到病毒的影響。例如風行全球的CIH病毒,就經歷了一個較長的潛伏期之后,才全面爆發。如果按本條的規定以實害犯標準加以衡量,那么在潛伏期內就看不出其實質的危害結果,從而很難適用本條對其加以懲處。但如果以危險犯標準,即計算機病毒可能給信息系統造成多大危害來加以衡量,則可以通過估測病毒感染的范圍以及從程序代碼的分析結果中估測其可能具有的破壞力大小,只要其對計算機信息系統安全的威脅達到一定程度就能成罪。因而,若將本條中傳播計算機病毒的行為由實害犯改為危險犯并單獨成罪,則更加合理、可取。
(二)罪名闕如,法網不密
我國現行刑法關于計算機犯罪的規定,尚存許多立法空白,從而導致法網不密。這主要表現在:(1)沒有規定竊用計算機服務罪。在我國現行刑法中,竊用計算機服務的行為并未受到應有的重視,這使刑法與時展的要求產生一定的脫節。在現代社會中,由計算機系統所提供的信息服務也是一種商品,它是與信息采集、加工、處理、查詢等相關的一種勞務。使用計算機信息服務需要向提供方支付一定的費用,因此,竊用他人計算機信息系統的服務,則侵犯了所有人對系統的使用權和收益權,并給所有人造成了經濟損失。對于這種行為,理應作為犯罪予以打擊。然而,我國現行刑法并未規定竊用計算機服務為犯罪,這使得實踐中對一些案件無法處理或打擊不力。(2)沒有規定盜竊計算機軟件、數據罪。計算機系統內部的數據,有些是屬于知識產權的軟件,有些屬于商業秘密的資料,有些則是屬于國家秘密,竊取這些數據或軟件的行為,雖然可以適用相應罪名來加以處罰,但是,計算機系統中還有相當一部分數據并不屬于以上的內容,卻具有廣泛的知識性和十分重要的價值。從知識經濟的角度考慮,竊取這些數據的行為也應規定為犯罪,否則就會造成盜竊有形的物質財產構成犯罪,而盜竊無形的知識財富不構成犯罪的畸形狀態。(3)沒有規定破壞計算機設備罪。計算機設備包括計算機實體硬件、系統軟件或其他附屬設備。盡管對破壞計算機設備的行為也可以依照毀壞公私財物罪定罪處罰,但由于毀壞公私財物罪的法定刑較低,按此罪處理打擊力度顯然不夠。由于計算機本身在現代社會生產和人民生活中的地位非常重要,所以對計算機設備應像對交通工具、電力設備等一樣予以特別保護。因而,單獨規定破壞計算機設備罪很有必要。
(三)罪名類型歸屬不當,應作調整
隨著信息化程度的不斷提高,社會對計算機系統的依賴程度亦越來越高,計算機犯罪的社會危害性變得越來越大,因而也越來越具有危害公共安全的性質。現行刑法將計算機犯罪歸屬于分則第六章妨害社會管理秩序罪當中,這一歸類不甚妥當。將計算機犯罪的部分罪種由妨害社會管理秩序罪調整至分則第二章危害公共安全罪當中,將隨著社會的發展變得越來越有必要。
計算機犯罪對犯罪主體問題之沖擊
計算機犯罪主體的低齡化是一個不可忽視的趨勢。世界各國的學校教育都將計算機操作作為一種基本內容加以普及,這對于社會的技術化進程無疑具有巨大的推動作用。但是,這也造就了一大批精通計算機技術的未成年人,這些人利用計算機技術的違法犯罪在一些國家已成為一個社會問題。我國的教育制度現在也強調此種教育,因而此種主體低齡化的趨勢也可能在我國發生。至少未成年人制作計算機病毒的案件就已發生多起3.然而,我國刑法第17條第2款規定:“已滿14周歲不滿16周歲的人,犯故意殺人、故意傷害致人重傷或者死亡、、搶劫、販賣、放火、爆炸、投毒罪的,應當負刑事責任。”這就是說,除了該條款中規定的,種犯罪以外,該年齡段的人實施的任何危害社會的行為都不作犯罪處理。因而,我國刑法中的非法侵入計算機信息系統罪、破壞計算機信息系統罪的主體就不包括該年齡段的未成年人。但從司法實踐來看,少年“黑
客”是一種不可小覷的破壞力量,這就對我國刑法關于刑事責任年齡的規定產生了沖擊。為了應對這種沖擊,筆者認為,我國刑法應把已滿14周歲不滿16周歲的未成年人納入計算機犯罪的主體范圍。
此外,從司法實踐來看,單位利用計算機網絡實施非法侵入、破壞計算機信息系統的行為已不鮮見。例如,1997年,北京江民新技術公司為防止盜版,在其產品“KV3LL++”殺毒軟件中加入“邏輯鎖”,致使許多計算機不能正常運行4.再如,一些企業為了達到破壞其競爭對手商業信譽的目的而侵入、破壞他人計算機網絡,這樣的行為時有發生。然而,根據我國刑法第30條、第285條、第286條的規定,單位不能成為侵入計算信息系統罪和破壞計算機信息系統罪的主體。因而,上述的單位危害行為又對我國刑法造成了沖擊。為此,有必要將單位主體納入計算機犯罪的規制范圍。
計算機犯罪對刑罰問題之沖擊
根據我國刑法第285條、第286條的規定,我國刑法對計算機犯罪僅規定了自由刑,未規定財產刑和資格刑,并且自由刑的法定刑較低(第285條僅規定3年以下有期徒刑或拘役;第286條對一般情形只規定5年以下有期徒刑或拘役,對造成嚴重后果的,亦只規定5年以上有期徒刑)。這一刑罰制度在日益猖獗的計算機犯罪面前,威懾力不足,從而使刑罰效果大打折扣,不利于實現刑罰的一般預防與特殊預防的目的。
計算機犯罪的主體往往是掌握計算機技術的智能型犯罪人,其犯罪目的通常是為了謀取非法利益或進行技術挑戰。為了有效地打擊、威懾和預防此類犯罪,應對現行刑法的刑種作出調整,增設以下財產刑和資格刑:(1)罰金。立法時可以采取倍比罰金制,即對犯罪人處以非法所得若干倍的罰金,使之真正起到懲戒和預防犯罪的雙重效果。(2)沒收財產。主要適用于以非法牟利為目的,情節嚴重的計算機犯罪。(3)剝奪犯罪人的職業資格。例如剝奪從事與計算機相關行業的資格等。這主要適用于對計算機形成癮癖的所謂“網蟲”的犯罪人。
計算機犯罪的顯著特征就是容易成功,獲利大,風險小,不易偵破,定罪困難,后果嚴重。根據罪責刑相適應原則,不施重刑,難以防止和打擊,只有提高法定刑幅度,才能有效地回應其挑戰,防患于未然。我國臺灣地區的電腦犯罪立法即體現了這種精神,例如其“刑法”第318條規定:“利用電腦或其他相關設備犯第316至318條之罪,加重其刑至二分之一。”其316至318條之規定為電腦資訊犯罪,其泄露資訊因電腦的特質所造成的損害遠較傳統犯罪為大,所以立法明確規定加重刑罰,這種做法無疑會對遏制電腦犯罪起到較好作用。因此按照罪責刑相適應原則,調高計算機犯罪的法定刑標準,避免罪刑失衡,是我國刑法為回應計算機犯罪的沖擊而應當作出的選擇。
計算機犯罪對刑事管轄權之沖擊
根據我國刑法第6條至第11條的規定,我國刑法的刑事管轄權是以屬地原則為主,兼采其他原則。而傳統意義上的地域(即領域)僅含領陸、領水、領空和擬制領土,它是一個具體的,可觸及的物理空間,其界限相對分明。然而,計算機網絡的出現,創造了一個全新的“虛擬世界”或“虛擬空間”———賽博空間(CyberSpace)。這一空間是屬于真實的物理架構“(即多種線路及多種計算機設備所連結構成的系統)的數字化空間,人們不能物理地進入這一空間,但通過各種數字化的界面,卻可以進行多種多樣的活動”5.這一“虛擬空間”,有學者稱之為“第五空間”,并認為傳統刑法的屬地管轄僅包括領陸、領水、領空、擬制領土“4個空間”,不包括“虛擬世界”的計算機網絡系統這一“第五空間”,因而對于發生在本國領域外,又非直接針對本國及其公民的“第五空間”的犯罪,以屬地原則為主、其他屬人、保護原則為輔的傳統刑法的管轄權顯然難以覆蓋。例如,無國籍人某B在Z國X網站實施了通過因特網傳授教義并發展組織的行為,訪問該網站的任何人因此均可在該網站主頁上讀到其教義并在線入教。這樣,某B的行為無疑涉嫌構成中國刑法第300條規定的有關組織的犯罪。然而對于本案,中國刑法很難管轄。因為因特網域既非領陸、領水、領空,也非擬制領土,不屬于上述四大領域之任一部分,本案行為及結果又不發生在我國“領域內”,加之行為人某B既不是中國公民,又不是針對特定的中國國家或公民的犯罪,因而根據中國現行刑法關于空間效力的規定,中國刑法無權管轄6.然而,此類犯罪畢竟對于我國具有嚴重的社會危害性,若無權管轄又有放縱犯罪之嫌。由此可見,互聯網絡這一“虛擬空間”的出現,無疑對傳統的刑事管轄權問題產生了巨大的沖擊。對此,我國和國際社會應該反思傳統刑法對于網絡空間管轄規定之不足,盡早地對這種沖擊作出回應,構想出超前性的刑法新“領域”,將刑法的“領域”適當地擴大到該“虛擬空間”。
計算機犯罪對刑事偵查及刑事證據制度之沖擊
計算機犯罪作為一種與高科技相伴生的犯罪,它與傳統犯罪有著許多不同的地方。計算機犯罪的行為人大多受過一定的教育和技術訓練,具有相當高的計算機專業知識和嫻熟的計算機操作技能,他們作案時多種手段并用,手法高明巧妙,作案前一般又往往經過周密的預謀和精心的策劃,具有很強的反偵查能力,體現了智能型犯罪的特點,這加大了被識別、被發現的難度。計算機犯罪,特別是網絡犯罪,多數是在“虛擬空間”里進行,因而其犯罪現場已不具有傳統犯罪現場的物理性和確定性,難以按照傳統的方法和習慣進行現場勘查、收集證據。計算機具有強大的運算能力,犯罪分子可以在很短的時間內作案,偵查機關很難現場追蹤犯罪分子,也給監控帶來困難。計算機犯罪具有行為地與結果發生地、行為時與結果發生時的分離性,因而難以在現場直接抓獲犯罪人。計算機犯罪的證據多存在于電磁介質(如硬盤、軟盤)中,信息在其中以數字方式儲存,具有隱含性,人的肉眼難以分辨,必須借助專門的計算機和軟件的支持才能看到,并且電磁介質極易受到有意和無意的損傷而失去證據意義,這給偵查取證工作帶來了不少困難。出于以上因素的影響,在現實生活中,計算機犯罪的發現率和偵破率都是極低的,這給刑事偵查工作造成了不小的沖擊。為了應對這種沖擊,我國的偵查機關應當加強對計算機犯罪偵查問題的研究,加強偵查人員的計算機技術培訓,建立健全專門的偵查機構,組建反計算機犯罪特別警察隊伍,加強國際社會計算機犯罪偵查的合作與交流,采取切實有效的措施提高計算機犯罪的偵破率。
計算機犯罪也給我國的刑事證據制度造成了一定的沖擊。我國現行刑事訴訟法第42條規定:證明“案件真實情況的一切事實,都是證據。證據有以下7種:(1)物證、書證;(2)證人證言;(3)被害人陳述;(4))犯罪嫌疑人、被告人供述和辯解;(5)鑒定結論;(6)勘驗、檢查筆錄;(7)視聽資料”。在上述7種證據種類中,計算機犯罪中的電子證據———電磁記錄,究竟屬于哪一種證據?由于計算機犯罪中的證據問題是一個全新的問題,我國法學界和司法實踐部門對其認識還不統一,對于它的法律定位,產生了“視聽資料說”、“書證說”、“鑒定結論說”、“獨立證據說”和“混合證據說”等不同觀點7.筆者認為,計算機證據主要有3個特點:其一,是以其所存儲信息的內容來證明犯罪事實;其二,其存在方式是以二進制代碼的形式(即數字式形式)存儲于存儲介質中;其三,在感知方式上,它必須借助電子設備,且不能脫離特定的系統環境。第一個特點使計算機證據具有書證、視聽資料的某些特征,但后兩個特點又使它區別于所有證據種類。數字化信息的一個突出特點就是它以“0”或“1”兩個數的不同編碼存儲,信息一旦數字化就可以利用計算機隨意加碼、編輯,而不具有其他證據相對穩定直觀的特點。因此,將計算機證據歸屬于刑事訴訟法第42條中的任何一種證據,都是不妥當的。隨著計算機犯罪案件的不斷增多,計算機電磁證據將大量涌現,為了避免區分認定證據上的分歧與爭論,刑事訴訟法應該作出恰當的回應,有必要將計算機證據規定為一種新的證據種類,給它一個明確的法律定位。超級秘書網
注釋:
1.趙廷光,朱華池,皮勇.計算機犯罪的定罪與量刑[M]北京-人民法院出版社。2000.13。
2.康樹華.犯罪學通論[M]北京-北京大學出版社。1993.330。
3.于志剛.計算機犯罪研究[M]北京中國檢察出版社,1999.31。
4.廖天華.KV300L++“邏輯鎖”事件有結論[N]電腦報1997-09-12。
5.李文燕.計算機犯罪研究[M]北京:中國方正出版社,2001.3.13。
論文摘要:針對就業市場對計算機人才(IT人才)的需求,提出了以實際企業工程項目為載體的計算機專業課程教學改革,分析了高職計算機人才(IT人才)在就業市場上的定位及專業課程改革的指導思想,剖析了工程項目選題的原則及實施的過程,闡發了對計算機專業課程改革的一些認識。
隨著社會經濟的不斷進步,計算機和互聯網技術的飛速發展,計算機專業的就業卻相反地成為了矛盾的焦點,出現了報考集中就業分散的社會現象。就業壓力的增大,說明原有的教學目標體系、課程體系、知識能力結構已不適應現代企業技術發展的需要。為了改善高職院校計算機專業學生的能力、知識結構,全面提高學生在就業市場上的競爭力,擴大就業面積,培養市場所需要的人才,山東經貿職業學院計算機系進行了“以就業為導向以實際企業工程項目為載體的計算機專業課程改革”的大膽嘗試,在此,結合教改過程談談對計算機專業培養的一些認識。
一、離職計算機專業學生就業市場及定位
當前,TI''''業已成為占據我國市場三分之一份額的支柱性產業。TI''''業的迅速發展,與不斷注人的Tf業人才有著緊密的關系。Tf人才已成為人們心目中高科技的象征。對IT人才,用人單位實際上是有不同的需求層次的,要求掌握的知識結構也各不相同,除了TT基層勞動者(如打字、錄入、生產線組裝等)宜由中等職業教育培養外,我們感到,高職應側重于在如下幾個方面對TI''''人才的培養:
1.設計型人才(如網頁設計、平面廣告設計、建筑和家裝設計、綠化工程設計、動畫設計等)。隨著電腦應用的普及深入,各行各業越來越廣泛地使用電腦做形象宣傳、包裝、設計等工作。各類設計型人才作為IT業市場的生力軍異軍突起,其就業市場范圍非常廣、缺口比較大。但隨著電腦軟件的不斷升級,功能的不斷完善與強大,此類型人才由原來的單一型向復合型轉變。如網頁設計人員除掌握專業網頁設計軟件之外,還應掌握圖像處理軟件和網站維護等方面的知識,如果再能掌握后臺技術就成為寶貴人才了。其他如建筑、綠化、動畫設計人才不僅要掌握計算機知識,更重要的還要學習其他相關知識體系。我們認為,復合型人才的培養是高等職業計算機教育發展的重要方向之一。
2.辦公應用型(如文秘、辦公文員、行政助理等)。此類人才在工作過程中需要更多的管理知識,需要人際交往和適應社會的能力。這類工作的主要要求是:熟練掌握應用軟件、有較高的綜合素質和工作責任心。此崗位職能的培養除了要求學生掌握辦公管理軟件,還要學會融通管理知識并切實掌握管理的基本功。
3、網絡型人才。當今計算機的普及與發展之所以如此之快,除其具有強大而先進的功能之外,主要還歸功于計算機網絡的發展。網絡使人與人之間的溝通和交談變得近在咫尺。網絡型人才已成為計算機發展和計算機就業市場上的中流砒柱。此類人才不僅要掌握網絡技術,還要有創新精神和創新能力。
4.開發型人才。作為計算機發展和完善的締造者,開發型人才在IT行業中起著至關重要的作用。在未來幾年當中,我國對軟件藍領和軟件工程師的需求潛力依然很大。
根據高等職業教育的要求及我院計算機專業的特點,我們目前主要培養辦公型人才、網絡人才和開發型人才,同時兼顧設計型人才,下一步在新專業的開設上,我們打算加大設計人才的培養力度。
二、課程改革思路
1.課程改革的指導思想:以職業崗位為目標,重點突出職業技能。分階段劃分教學模塊,按工作崗位確定實際工程項目,以實際工程項目為載體完成教學任務,最終實現學生的就業培養目標。
2.培養目標及課程設置
熟悉并掌握計算機工程項目的組織程序,掌握計算機工程項目中的問題解決方法,針對具體崗位,掌握專門技能熟練完成具體工程項目。
依據課程改革的整體思路,我系計算機專業課程的設置是緊緊圍繞培養目標而進行的,強調以培養職業能力為主線,以職業或職業群為基礎,讓學生先接受職業群內共同的基礎教育和基本技能訓練,然后,接受專業基礎理論教育,根據自己的興趣、能力以及社會需要,選擇不同職業或專業方向,學習專業知識,進行職業技能的培訓。使學生既具有較大的就業彈性和適應能力,又具有職業針對性。課程設置總體分成三個模塊。在對職業崗位能力分析的基礎上,根據培養的人才應具有的知識、能力和素質,通過整合,把課程分成既有聯系、又有區別的三個階段來進行。
第一階段,“職業基礎模塊”教學階段。這一階段強調寬基礎,主要學習一些相關職業通用性的必備知識和技能,同時,要進行思想品行、職業道德、外語能力以及其他通用能力的培養和教育。此階段一般不采用項目教學,但也必須把項目教學的精神滲透到每一個教學環節。
第二階段,“職業技術模塊”培養階段。這一階段主要進行不同職業的專業基礎理論教育和專業知識學習,以及職業技能的培養和訓練。在該模塊中需要同時完成專業基礎理論和專業知識的學習。該模塊是高職教育的重要階段,在課程設置和內容安排上我們結合IT技術的發展水平對相關學科進行整合和綜合,以滿足在較短時間內學習到更多更新的計算機專業基礎知識,教學內容體現出寬和扎實。此階段可部分采用項目教學,宜以工程項目中的技術項目的實施為教學手段。
摘要:嵌入式技術已在人們生活中得到廣泛應用;移動計算更是給人們的生活帶來了極大的方便。有移動計算技術推動發展的新的數據庫技術讓人耳目一新。嵌入式移動數據庫技術因此產生。主要論述了嵌入式移動數據庫的特點及應用,嵌入式移動數據庫管理系統(EMDB)的功能需求及特點,嵌入式移動數據庫的系統結構。
關鍵字:嵌入式移動計算嵌入式移動數據庫EMDB系統結構
1引言
隨著移動計算技術的發展,移動數據庫逐步走向應用,在嵌入式操作系統中加入移動數據庫,也越來越顯示出其重要性。
1.1嵌入式系統
嵌入式系統是以應用為中心,以計算機技術為基礎,并且軟硬件可裁剪,適用于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。它一般由嵌入式微處理器、硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶的應用程序等四個部分組成,用于實現對其他設備的控制、監視或管理等功能。
嵌入式系統一般指非PC系統,它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器、存儲器及外設器件和I/O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統軟件(OS)(要求實時和多任務操作)和應用程序編程。有時設計人員把這兩種軟件組合在一起。應用程序控制著系統的運作和行為;而操作系統控制著應用程序編程與硬件的交互作用。
1.2移動計算
移動計算是一種新型的技術,它使得計算機或其它信息設備,在沒有與固定的物理連接設備相連的情況下,能夠傳輸數據。移動計算的作用在于,將有用、準確、及時的信息與中央信息系統相互作用,分擔中央信息系統的計算壓力,使有用、準確、及時的信息能提供給在任何時間、任何地點需要它的任何用戶。移動計算環境比傳統的計算環境更為復雜和靈活。典型的移動計算環境有[1]:
(1)智能計算設備+無線網絡。通過無線網絡,智能計算設備可以隨時進入MCE主網絡;
(2)智能計算設備+調制解調器+電話網絡。在不同地點,將調制解調器和附近的電話相連接,通過電話網進入MCE主網絡;
(3)移動用戶+傳統工作站+傳統有線網絡。移動用戶在不同場地使用靜態計算機獲得MCE的服務。
1.3嵌入式移動數據庫
數據庫技術一直在隨著計算的發展而不斷進步。凡是有數據的地方,就要用到數據庫來協助管理數據。移動計算也是對數據的處理,離開對數據的管理、處理,計算機就毫無意義。移動計算同時又強調其移動性,傳統的PC機要做到移動,同時在苛刻的環境下作到良好的運作也是不可能的。此時,嵌入式很好的滿足了移動計算對移動客戶端計算的要求。三者從這一點上結合就產生了當今數據庫的一個新的發展空間:嵌入式數據庫技術。移動數據庫是指支持移動計算環境的分布式數據庫。由于移動數據庫系統通常應用在諸如掌上電腦、PDA、車載設備、移動電話等嵌入式設備中,因此,它又被稱為嵌入式移動數據庫系統。
2嵌入式移動數據庫的特點及其應用
2.1嵌入式移動數據庫特點
嵌入式移動數據庫在實際應用中必須解決好數據的一致性(復制性)、高效的事務處理、數據的安全性等問題。
(1)數據的一致性
移動數據庫的一個顯著特點是,移動終端之間以及與服務器之間的連接是一種弱連接。即低帶寬、長延遲、不穩定和經常性的斷開。為了支持用戶在弱環境下對數據庫的操作,現在普遍采用樂觀復制方法(Optimisticreplication或Lazyreplication)允許用戶對本地緩存上的數據副本進行操作。待網絡重新連接后再與數據庫服務器或其它終端交換數據修改信息,并通過沖突檢測和協調來恢復數據的一致性。
(2)高效的事務處理
移動事務處理要解決在移動環境中頻繁的、可預見的、拆連情況下的事務處理。為了保證活動事務的順利完成,必須設計和實現新的事務管理策略和算法,方法如下:
根據網絡連接情況來確定事務處理的優先級,網絡連接速度高的事務請求優先處理。
根據操作時間來確定事務是否遷移,即長時間的事務操作將全部遷移到服務器上執行,無需保證網絡的一直暢通。
根據數據量的大小來確定事務是上載執行還是下載數據副本執行后上載。
事務處理過程中,網絡斷接處理時采用服務器發現機制還是采用客戶端聲明機制。
事務移動(如:位置相關查詢)過程中的用戶位置屬性的實時更新。
完善的日志記錄策略。
(3)數據的安全性
許多應用領域的嵌入式設備是系統中數據管理或處理的關鍵設備,因此嵌入式設備上的數據庫系統對存取權限的控制比較嚴格。同時,許多嵌入式設備具有較高的移動性、便攜性和非固定的工作環境,也帶來潛在的不安全因素。同時某些數據的個人隱私性又很高,因此在防止碰撞、磁場干擾、遺失、盜竊等對個人數據安全的威脅上需要提供充分的安全性保證。保證數據安全的主要措施如下:
對移動終端進行認證,防止非法終端的欺騙性接入。
對無線通信進行加密,防止數據信息泄漏。
對下載的數據副本加密存儲,以防移動終端物理丟失后的數據泄密[2]。
2.2嵌入式移動數據庫應用
目前,嵌入式移動數據庫有兩種應用,可劃分為水平應用和垂直應用。所謂水平應用,是指應用方案能夠用于多種不同行業,只需要極少的定制工作;而垂直應用則針對特定行業的應用,數據處理具有獨特性。與水平應用相比,垂直型應用具有明顯的行業特殊性,不同領域的應用之間差別較大,結果表示和服務器數據庫的管理也有很大不同。主要涉及保險、銀行業、航班信息、政府部門等具體的行業領域。如圖所示[3]:
圖1嵌入式移動數據庫的應用分類
3嵌入式移動數據庫管理系統(EMDBMS)的特性
3.1嵌入式移動數據庫管理系統的功能需求
移動計算環境中的數據庫管理系統,是一種動態分布式數據庫管理系統。由于嵌入式移動數據庫管理系統運行在移動計算的環境之下,應用于嵌入式操作系統之上,所以它有自己的功能需求:
(1)微小內核結構
考慮到嵌入式設備的資源有限,嵌入式移動DBMS應采用微型化技術實現,可在滿足應用的前提下,緊縮其系統結構以滿足嵌入式應用的需求。
(2)對標準SQL的支持
嵌入式移動DBMS應能提供對標準SQL的支持。支持SQL92標準的子集,支持數據查詢(連接查詢、子查詢、排序、分組等)、插入、更新、刪除多種標準的SQL語句,以充分滿足嵌入式應用開發的需求。
(3)事務管理功能
嵌入式移動DBMS應具有事務處理能力,可自動維護事務的完整性、原子性等特性;支持實體完整性和引用完整性。
(4)完善的數據同步機制
數據同步是嵌入式數據庫最重要的特點。通過數據復制,可以將嵌入式數據庫或主數據庫的變化情況應用到對方,以保證數據的一致性。
(5)支持多種連接協議。
嵌入式移動DBMS應支持多種通信連接協議。可以通過串行通信、TCP/IP、紅外傳輸、藍牙等多種連接方式,實現與嵌入式設備和數據庫服務器的連接。
(6)完備的嵌入式數據庫的管理功能
嵌入式移動DBMS應具有自動恢復功能,可進行嵌入式數據庫管理,并能夠提供數據的備份和恢復,保證用戶數據安全可靠。支持多種嵌入式操作系統嵌入式移動DBMS應能支持WindowsCE、PalmOS等多種目前流行的嵌入式操作系統,這樣才能使嵌入式移動數據庫管理系統不受移動終端的限制。
3.2嵌入式移動數據庫管理系統的特點
基于以上分析不難得出嵌入式移動數據庫的管理系統應具有如下特點:
(1)提供多種數據同步方式。具有上載同步、下載同步和完全同步三種同步方式。
(2)具有完善的沖突檢測機制,和靈活的沖突解決方案,具有沖突日志記錄功能。企業級應用中沖突是不可避免的,不同的數據庫系統認為沖突發生的位置是不一樣的。解決沖突的規則可以是系統預定義的也可以是用戶自定義的。
(3)支持快速同步。系統同步時,只傳遞變化的數據,即增量上下載,節省了大量的同步時間。
(4)支持表的水平分割和垂直分割復制,最大限度地降低了嵌入式數據庫的大小。
(5)支持異構數據源連接同步。可以用支持ODBC的異構數據源,作為主數據庫和嵌入式設備上的數據庫,以進行數據同步。
(6)具有主動同步的功能。允許用戶對系統提供的同步事件自定義過程實現,并提供最大靈活度的同步過程。
4嵌入式移動數據庫的數據管理模式
圖2數據管理模式
嵌入式數據庫的應用分為個人應用和企業級應用。在個人應用中,與外界較少交換數據,而且不必考慮多個數據庫的數據一致性。在企業級應用中,嵌入式數據庫要與企業級數據庫交換數據,構成分布式數據庫系統,支持復雜的業務活動。
在數據庫三級應用模式中,EMDB系統一般采用EMDB+同步/復制服務器+企業級DB,如我們見到的IBM提供的嵌入式設備和移動企業級應用解決方案就是由3部分組成:DB2Everyplace嵌入式數據庫、DB2EveryplaceSyncServer和UniversalDatabase企業級數據庫。在此模式中,EMDBS由移動設備中的EMDBMS和固定節點上的同步/復制服務器這兩部分構成。這種方案的指導思想是將DBMS的功能分解,簡化移動設備中的功能,進而減少對移動設備資源的需求[4]。
5嵌入式移動數據庫的系統結構
(1)數據庫服務器DBSVR(DatabaseServer)
可以是大型數據庫系統,如:Oracle,Sybase,DB2,SQLServer,一般為固定結點。每個DBSVR上維護本地數據庫的一個完整的副本,服務器之間由可靠的高速互聯網連接在一起,構成一個傳統意義上的分布數據庫系統。
圖3典型嵌入式移動數據庫的系統結構
(2)移動支持結點MSS(MobileSupportStation)
進行分布式事務處理,控制EMDB和DBSVR之間的數據交換并支持一個無線單元(cell),具有無線聯網能力和同步功能,MSS也位于高速網絡中。服務器可以與MSS為同一臺機器。
(3)位置服務器LS(LocationServer)
(4)可信部分
由固定網絡以及網絡上的固定主機組成,固定主機分為兩類:一類是不帶無線通訊的主機,如DSSVR和LS;另一類是帶有無線通訊接口MSS。
(5)移動客戶機MC(MobileClient)
MC的處理能力與存儲能力相對于服務器來說非常有限,且具有移動性(即可以出現在任意一個無線單元中),在它上面保存一部分數據庫副本,并通過EMDB對本地數據進行管理,可以通過無線鏈路與一個MSS通信,通過MSS上的ODBC接口,EMDB可以與DBSVR進行數據交換。從而與整個固定網絡連通,也可以接受由MSS發送的廣播信息。它會經常與服務器斷接(指MC無法與任意一個聯機通信)即使在與服務器保持連接時,由于MC所處的網絡環境多變,MC與服務器之間的網絡帶寬相差很大,且可靠性較低,網絡延遲較大。
(6)本地數據庫Rep(Replication)數據庫副本
(7)EMDB
嵌入式移動數據庫,工作方式為:每當MC發出一個查詢請求Q1時,它首先查詢本地數據庫(移動子集上),若滿足查詢條件要求則直接返回給MC,否則就向VS提交查詢請求,由VS代替MC完成查詢并將結果返回給MC(前提是兩者處于連接狀態)。若MC處于斷接狀態,則也只能在MC上執行本地查詢。若在斷接期間更新了MC上的數據,則該數據將在VS再次連接時,進行數據重集成,通過一致性維護算法來保證一致性。主要EMDB的應用模式都是立足于嵌入式設備作客戶端,在嵌入式設備上運行一個精巧的EMDB,在通過同步或復制技術與企業級數據庫連接。這種應用模式在支持嵌入式設備的同時,還支持移動設備,甚至無線移動設備,構成基于移動環境的應用[5]。
6結束語
現在,世界已經進入了后PC機時代。信息電器如個人數字助理、web可視電話、移動電話的GPS或W-CDMA產品、TV機頂盒、電視會議機、數碼相機等嵌入式設備已經在人們生活中廣泛應用。相信隨著科技的發展,嵌入式移動數據庫技術也必將給人們的生活帶來更大的方便和改變。
參考文獻
[1]馮玉才李東等.一種移動數據庫管理系統的體系結構,計算機研究與發展[J],2001年
[2]黃軍政.蔡瀛捷.移動計算推動數據庫移動,中國計算機用戶[J],2004年9月第36期
[3]周克江.嵌入式移動數據庫及其應用問題研究,湖南第一師范學報[J],2004年9月第4卷第3期