第一篇：機(jī)器學(xué)習(xí)的服務(wù)器調(diào)優(yōu)系統(tǒng)設(shè)計論文

［摘要］隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，越來越多的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序都要求服務(wù)器具有穩(wěn)定的性能以提供可靠的服務(wù)。本文提出了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的服務(wù)器調(diào)優(yōu)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方法，為提高服務(wù)器的可靠性及高效性提供了較好的解決方案。

［關(guān)鍵詞］機(jī)器學(xué)習(xí)；服務(wù)器調(diào)優(yōu)；線程池

［中圖分類號］TP181［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A［文章編號］1009-5349（2016）02－0133－01

一、線程池調(diào)優(yōu)系統(tǒng)總體設(shè)計

線程池調(diào)優(yōu)系統(tǒng)由四個模塊組成：線程池模塊、性能監(jiān)測模塊、支持向量機(jī)調(diào)優(yōu)模塊。線程池模塊負(fù)責(zé)線程池的創(chuàng)建與維護(hù)，任務(wù)隊列的任務(wù)管理等，并將任務(wù)隊列中的用戶任務(wù)取出放入線程池中進(jìn)行執(zhí)行。性能監(jiān)測模塊負(fù)責(zé)對表征線程池性能的三個特征量吞吐量、任務(wù)運算時間和任務(wù)阻塞時間的監(jiān)測，作為測試樣本輸入支持向量機(jī)調(diào)優(yōu)模塊中。支持向量機(jī)調(diào)優(yōu)模塊則通過性能監(jiān)測模塊提供的測試樣本，得到所需的最佳線程池尺寸，并與當(dāng)前的線程池尺寸進(jìn)行對比，最后調(diào)整線程池尺寸到最佳。

二、線程池模塊

線程池模塊主要負(fù)責(zé)線程池內(nèi)線程的創(chuàng)建、銷毀、構(gòu)造任務(wù)隊列，并將任務(wù)隊列中的用戶任務(wù)取入線程池中分配空閑線程來執(zhí)行。系統(tǒng)采用Win32的提供的線程庫，以面向?qū)ο笏枷雽崿F(xiàn)相關(guān)功能模塊。線程池模塊主要包括線程池類CPoolThread、任務(wù)隊列類CJobDequeue、線程類CThread以及同步類CMutex。線程類CThread最重要的一個方法是線程的創(chuàng)建方法CThread::Create（）。線程創(chuàng)建方法采用了Win32線程庫提供的線程創(chuàng)建應(yīng)用程序接口CreateThread（Null，0，_ThreadEntry，this，0，&ThreadID）來實現(xiàn)。線程池類CThreadPool主要提供了一個數(shù)組變量m_list_thread來維護(hù)一個線程池，線程池內(nèi)的每個線程都存在了這個數(shù)組變量中，而具體的池內(nèi)線程的操作都交給了線程類CThread來完成。線程池類CThreadPool主要包括初始化線程池的初始化方法CThreadPool::InitInstance（）來實現(xiàn)線程池內(nèi)所有線程的創(chuàng)建操作，具體通過CThread類的CThread::Create（）方法來實現(xiàn)每個線程的創(chuàng)建。任務(wù)隊列類CJobQueue是線程池類的一個對象，維護(hù)了一個任務(wù)隊列數(shù)組列表m_normal_list,用戶任務(wù)經(jīng)過線程池類添加任務(wù)接口進(jìn)入此數(shù)組列表中。任務(wù)隊列類通過隊列列表來維護(hù)管理等待中的用戶任務(wù)。同步類CMutex主要是為了實現(xiàn)程序中的某些互斥操作設(shè)立的，通過對私有變量m_lock調(diào)用WinAPI函數(shù)的WaitForSingleObject（）與ReleaseMutex（）來實現(xiàn)程序的加鎖與解鎖操作。

三、性能監(jiān)測模塊

性能監(jiān)測模塊主要是監(jiān)測表征線程池性能的三個特征量：吞吐量、任務(wù)運算時間和任務(wù)阻塞時間。由于吞吐量是監(jiān)測用戶任務(wù)進(jìn)入任務(wù)隊列的數(shù)量，因此，對吞吐量的監(jiān)測可以在任務(wù)隊列類中實現(xiàn)。而任務(wù)運算時間和任務(wù)阻塞時間直接是與線程的執(zhí)行任務(wù)相關(guān)的，因此，將這兩個量的監(jiān)測放入線程類中實現(xiàn)。性能監(jiān)測模塊對吞吐量的監(jiān)測方法。每當(dāng)有用戶任務(wù)通過線程池類進(jìn)入任務(wù)隊列時，任務(wù)隊列將其成員變量m_tuntu進(jìn)行加1操作，實現(xiàn)對吞吐量的實時更新。任務(wù)運算時間的監(jiān)測方法主要通過調(diào)用Windows提供的API函數(shù)GetThreadTimes添加至線程類中的Run方法中來實現(xiàn)。GetThreadTimes函數(shù)可以返回四個參數(shù)：線程創(chuàng)建時間、線程退出時間、系統(tǒng)代碼運算時間和用戶代碼運算時間。因此，可以通過對系統(tǒng)代碼時間與用戶代碼時間求和來得到任務(wù)占用CPU的時間，也就是任務(wù)運算時間。具體做法是當(dāng)線程類中Run方法啟動用戶任務(wù)時，即調(diào)用此API函數(shù)，獲得任務(wù)進(jìn)入線程池時間；當(dāng)用戶任務(wù)運行結(jié)束時，再次調(diào)用此API函數(shù)，即可獲得任務(wù)離開線程池時間，將二者做差即可得到任務(wù)占用CPU的運算時間。對任務(wù)阻塞時間的監(jiān)測方法的實現(xiàn)則相對麻煩一些，因為沒有直接測試任務(wù)阻塞時間的API函數(shù).但是可以通過間接的方法來測量，即任務(wù)阻塞時間=任務(wù)執(zhí)行時間-任務(wù)運算時間。其中，任務(wù)執(zhí)行時間可以通過WindowsAPI函數(shù)getTickCount（）來分別得到任務(wù)進(jìn)入線程池與離開線程池時的CPU時鐘，從而做差就可以求出任務(wù)執(zhí)行時間；而任務(wù)運算時間也可以得到，因此再將兩者做差就可以得出最后的任務(wù)阻塞時間。具體做法同監(jiān)測任務(wù)運算時間時的做法，只是改變了監(jiān)測的API函數(shù)。

四、支持向量機(jī)調(diào)優(yōu)模塊

根據(jù)支持向量機(jī)調(diào)優(yōu)模型，將支持向量機(jī)調(diào)優(yōu)模塊寫成線程類中的一個函數(shù)——調(diào)優(yōu)函數(shù)Tuning（）。通過線程池類內(nèi)的成員變量m_tuntu、m_cmptm和m_blktm獲取當(dāng)前線程池性能數(shù)據(jù)，輸入到支持向量機(jī)方法中得到最佳線程池尺寸。當(dāng)最佳線程池尺寸與當(dāng)前線程池尺寸不符時，需要對線程池的尺寸進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)需要增加線程池尺寸時，可以通過WindowsAPI函數(shù)CreateThread（）來創(chuàng)建新線程；當(dāng)需要減小線程池尺寸時，可以通過調(diào)用函數(shù)TerminateThread（）來銷毀空閑線程，最終達(dá)到所需的最佳線程池尺寸。

【參考文獻(xiàn)】

[1]董如意.基于二階段法的新型凸殼支持向量機(jī)研究[J].現(xiàn)代交際,2012(11).

第二篇：電子系統(tǒng)級設(shè)計論文

電子系統(tǒng)級（ESL）設(shè)計

摘要：電子系統(tǒng)級設(shè)計（ESL,Electronic System Level)設(shè)計是能夠讓SOC 設(shè)計工程師以緊密耦合方式開發(fā)、優(yōu)化和驗證復(fù)雜系統(tǒng)架構(gòu)和嵌入式軟件的一套方法學(xué)，并提供下游寄存器傳輸級(RTL)實現(xiàn)的驗證基礎(chǔ)。ESL牽涉到比RTL級別更高層次的電路設(shè)計，其基本的關(guān)注點在于系統(tǒng)架構(gòu)的優(yōu)化、軟硬件劃分、系統(tǒng)架構(gòu)原型建模、以及軟硬件協(xié)同仿真驗證。SystemC是一種很好的軟硬件聯(lián)合設(shè)計語言,它不僅可以幫助設(shè)計人員完成一個復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計,還可以避免傳統(tǒng)設(shè)計中的各種弊端,并提高設(shè)計效率。關(guān)鍵詞：電子系統(tǒng)級設(shè)計；SOC；SystemC 1 引言

目前，高質(zhì)量的電子系統(tǒng)設(shè)計變得越來越復(fù)雜和困難。功能更繁雜的設(shè)計需求，更短的上市時間，不斷增加的成本壓力使這種趨勢看起來還在加速。從應(yīng)用概念到硅片實現(xiàn)的過程已經(jīng)不能僅僅靠工程師聰明的大腦來完成，而更需要依賴于嚴(yán)格完善的設(shè)計方法學(xué)。

隨著片上系統(tǒng)（SoC，System on Chip)設(shè)計復(fù)雜度的不斷提高，設(shè)計前期在系統(tǒng)級別進(jìn)行軟硬件劃分對SoC各方面性能的影響日趨增加，迫切需要高效快速性能分析和驗證方法學(xué)。傳統(tǒng)的RTL仿真平臺不能提供較快的仿真速度與較大的仿真規(guī)模，F(xiàn)PGA平臺則不能提供詳細(xì)的性能分析指標(biāo)，而電子系統(tǒng)級設(shè)計（Electronic System Level，ESL）方法，不僅提供高速的仿真驗證手段還提供詳細(xì)的性能分析指標(biāo)，已經(jīng)成為當(dāng)今SoC設(shè)計領(lǐng)域最前沿的設(shè)計方法，它是能夠讓SoC設(shè)計工程師以緊密耦合方式開發(fā)、優(yōu)化和驗證復(fù)雜系統(tǒng)架構(gòu)和嵌入式軟件的一套方法學(xué)。電子系統(tǒng)級設(shè)計（ESL，Electronic System Level）牽涉到比RTL級別更高層次的電路設(shè)計，其基本的關(guān)注點在于系統(tǒng)架構(gòu)的優(yōu)化、軟硬件劃分、系統(tǒng)架構(gòu)原型建模、以及軟硬件協(xié)同仿真驗證。全新的ESL工具為電路系統(tǒng)級建模提供了虛擬原型的基本仿真平臺。電子系統(tǒng)級設(shè)計正在從學(xué)術(shù)研究的課題變成業(yè)界廣為接受的建模手段，它完成從理想應(yīng)用優(yōu)化到目標(biāo)體系結(jié)構(gòu)建立。而后依據(jù)預(yù)期產(chǎn)量規(guī)模的不同，用SoC 芯片或可編程平臺實現(xiàn)。2.傳統(tǒng)SOC設(shè)計方法的局限

目前的設(shè)計方法不能充分利用設(shè)計能力來快速構(gòu)建滿足市場需求的SoC。而只有快速適應(yīng)消費電子市場的變化，商業(yè)系統(tǒng)設(shè)計公司才能在競爭中勝出。這使SoC設(shè)計方法的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

目前在技術(shù)上，SoC設(shè)計面臨的主要挑戰(zhàn)是在系統(tǒng)建模和硬件設(shè)計之間的不連續(xù)性。通常系統(tǒng)是使用C語言或其他系統(tǒng)描述語言定義的。而系統(tǒng)的集成電路實現(xiàn)卻使用硬件描述語言，因此導(dǎo)致轉(zhuǎn)換和重寫系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。這樣的流程使得設(shè)計過程中容易出錯而且耗時。驗證流程中需要仿真大規(guī)模系統(tǒng)，仿真速度難以需滿足設(shè)計需求。HDL模型仿真效率低，需要提高抽象層次。SoC系統(tǒng)中的組件具有多樣性異質(zhì)性，包括各個專業(yè)的設(shè)計，模擬和數(shù)字設(shè)計等等，需要提供異質(zhì)的仿真環(huán)境以及對系統(tǒng)級設(shè)計空間的探索復(fù)雜性的管理。千萬門級的規(guī)模使得設(shè)計本身的管理成為問題深亞微米集成電路中，沿線延遲的增加使時序收斂問題顯得更加突出，需要消除前端邏輯設(shè)計和后端物理設(shè)計的反復(fù)返工問題傳統(tǒng)的設(shè)計重用方法需要適應(yīng)規(guī)模的增長。系統(tǒng)設(shè)計需要具有競爭力，從基于芯片的設(shè)計方法，過渡到基于IP核的設(shè)計也是必然趨勢。雖然可以使用標(biāo)準(zhǔn)接口，但是更理想的辦法是分離出通訊部分，使用接口綜合技術(shù)。因此需要設(shè)計工具重點面向模塊間的通訊和互連，門級和寄存器傳輸級(RTL)仿真速度太慢，不適合系統(tǒng)設(shè)計。需要提高設(shè)計的抽象層次。SoC設(shè)計的趨勢是向高層抽象移動，更強(qiáng)調(diào)芯片級的規(guī)劃和驗證。強(qiáng)調(diào)早期芯片級規(guī)劃，以及軟硬件系統(tǒng)驗證。軟硬件協(xié)同設(shè)計方法是SoC設(shè)計方法學(xué)研究的重要領(lǐng)域。主要目的是開發(fā)適應(yīng)設(shè)計需求的設(shè)計方法和相應(yīng)的電子設(shè)計自動化軟件。在設(shè)計中通常一種技術(shù)是不能滿足設(shè)計要求的，因此要結(jié)合研發(fā)成本和開發(fā)周期等等因素，綜合考慮各種技術(shù)。3.ESL設(shè)計的基本概念

ESL設(shè)計指系統(tǒng)級的設(shè)計方法，從算法建模演變而來。ESL設(shè)計已經(jīng)演變?yōu)榍度胧较到y(tǒng)軟硬件設(shè)計、驗證、調(diào)試的一種補(bǔ)充方法學(xué)。在ESL設(shè)計中能夠?qū)崿F(xiàn)軟硬件的交互和較高層次上的設(shè)計抽象。ESL設(shè)計能夠讓SoC設(shè)計工程師以緊密耦合方式開發(fā)、優(yōu)化和驗證復(fù)雜系統(tǒng)架構(gòu)和嵌入式軟件，并能夠為下游的寄存器傳輸級(RTL)實現(xiàn)提供驗證基礎(chǔ)。

ESL設(shè)計以抽象方式來描述系統(tǒng)單芯片（SoC）設(shè)計。在ESL設(shè)計中，系統(tǒng)的描述和仿真的速度快，讓設(shè)計工程師有充裕的時間分析設(shè)計內(nèi)容。并且能提供足夠精度的虛擬原型，以配合軟件的設(shè)計。ESL設(shè)計不僅能應(yīng)用在設(shè)計初期與系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃階段，亦能支持整個硬件與軟件互動設(shè)計的流程。

ESL設(shè)計技術(shù)與IP模塊能將流程融入現(xiàn)有的硬件與軟件設(shè)計與工具流程，在SoC開發(fā)流程中扮演協(xié)調(diào)統(tǒng)合的角色。它們讓工程師能開發(fā)含有數(shù)百萬邏輯門與數(shù)十萬行程序代碼的設(shè)計，并提供一套理想平臺，用來進(jìn)行驗證，滿足客戶持續(xù)成長的需求。

4.ESL設(shè)計的特點

ESL設(shè)計之所以會受歡迎，主要源于以下五方面功能：功能正確和時鐘精確型的執(zhí)行環(huán)境使提前開發(fā)軟件成為可能，縮短了軟硬件集成的時間。系統(tǒng)設(shè)計更早地和驗證流程相結(jié)合，能確定工程開發(fā)產(chǎn)品的正確性。在抽象層設(shè)置的約束和參數(shù)可以被傳遞到各種用于設(shè)計實現(xiàn)的工具中。（1）更早地進(jìn)行軟件開發(fā)

有了虛擬的原型平臺意味著可以更早地開始軟件開發(fā)。對于目前基于SystemC語言的ESL設(shè)計方法學(xué)來說，ESL設(shè)計工程師可用SystemC生成一個用來仿真SoC行為的事務(wù)級模型。由于事務(wù)級模型的開發(fā)速度比RTL模型要快得多。在RTL實現(xiàn)以前，完成TLM建模后的系統(tǒng)就可以開始軟件的開發(fā)。這樣軟件的開發(fā)可以和RTL實現(xiàn)同時展開，而不是傳統(tǒng)上的在RTL實現(xiàn)完成以后才開始軟件的開發(fā)。雖然部分和硬件實現(xiàn)細(xì)節(jié)有關(guān)的軟件要在RTL完成以后才能開始，但還是可以節(jié)省大量的開發(fā)時間。（2）更高層次上的硬件設(shè)計

為了適應(yīng)不斷變化的市場要求，需要不斷推出新產(chǎn)品或經(jīng)過改進(jìn)的產(chǎn)品。在SoC設(shè)計中可以通過改進(jìn)一些模塊的性能、增加功能模塊或存儲器、甚至在體系結(jié)構(gòu)上做出重大的調(diào)整。因此設(shè)計工程師必須擁有可實現(xiàn)的快速硬件設(shè)計方法。為了實現(xiàn)快速的硬件設(shè)計，在ESL設(shè)計須建立在較高層次上的抽象如事務(wù)級建模（TLM）。事務(wù)級模型應(yīng)用于函數(shù)調(diào)用和數(shù)據(jù)包傳輸層。傳輸級模型可以分為事件觸發(fā)型和時鐘精確型，這些模型能夠提供比RTL級模型快好幾個數(shù)量級的仿真速度。ESL工具的挑戰(zhàn)就是既要保持足夠精度的時序信息來幫助設(shè)計決策，又要提供足夠的仿真速度以滿足大型的系統(tǒng)軟件（如OS啟動）在可接受的時間內(nèi)的完整運行。只要掌握了這種平衡，就可以在高級設(shè)計中驗證時序和設(shè)置約束條件，再將這些優(yōu)化的設(shè)計分割、分配到各個不同的軟、硬件設(shè)計工作組去加以實現(xiàn)。RTL仿真通常只能提供10MIPS到數(shù)百MIPS左右的性能；然而，時鐘精確型的ESL仿真卻能達(dá)到100KMIPS到1MMIPS的仿真速度。（3）設(shè)計的可配置性和自動生成

越來越多的系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)自己的可配置性，諸如：不同的處理器、不同的總線帶寬、不同的存儲器容量、無數(shù)的外設(shè)。配置和生成出來的設(shè)計必須和驗證環(huán)境得到的結(jié)果完全一致，并延續(xù)到整個設(shè)計流程中。通過ESL模型，結(jié)構(gòu)設(shè)計師能夠找到最好的配置方案。但是，這樣產(chǎn)生出來的結(jié)果需要和一套骨架的驗證環(huán)境同步到設(shè)計實現(xiàn)中去。如ARM已經(jīng)實現(xiàn)了從RealView SoC Designer ESL環(huán)境中自動導(dǎo)入SynopsysDesignWare coreAssembler SoC的集成和綜合流程，并且可以從coreAssembler或Mentor Graphics公司的Platform Express中啟動ARM PL300 AXI可配置互聯(lián)生成器，來生成AXI總線系統(tǒng)。（4）方便的架構(gòu)設(shè)計

ESL架構(gòu)設(shè)計能完成功能到運算引擎的映射。這里的引擎指的是那些可編程的目標(biāo)——如處理器、可配置的DSP協(xié)處理器，或者是特殊的硬件模塊如UART外設(shè)、互連系統(tǒng)和存儲器結(jié)構(gòu)。這是系統(tǒng)設(shè)計的開始環(huán)節(jié)，從行為上劃分系統(tǒng)，驗證各種配置選擇的可行性及優(yōu)化程度。ESL工具對于開發(fā)可配置結(jié)構(gòu)體系是非常關(guān)鍵的。它使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從抽象的行為級很容易地映射到具體的硬件設(shè)計，從而方便決定哪些模塊可以被復(fù)用，哪些新模塊需要設(shè)計。還能提供必要信息指導(dǎo)最優(yōu)化的通訊、調(diào)度和仲裁機(jī)制。（5）快速測試和驗證

由于ESL設(shè)計中的抽象級別明顯高于RTL設(shè)計抽象級別，ESL設(shè)計中可以做到描述模塊內(nèi)的電路狀態(tài)、精確到納秒的轉(zhuǎn)換以及精確到位的總線行為。相比使用RTL，使用周期精確的事務(wù)級模型將使硬件驗證和硬件/軟件協(xié)同驗證速度快1000倍或者更多。這種方法不僅可產(chǎn)生用于驗證系統(tǒng)行為，它還支持與較低抽象級別的RTL模型的協(xié)同仿真。如果ESL設(shè)計抽象級別被當(dāng)作一個測試臺的話，當(dāng)下游的RTL實現(xiàn)模塊可用時，它們便可在這個測試臺上進(jìn)行驗證。

系統(tǒng)級的HW/SW協(xié)同驗證要優(yōu)于C/RTL實現(xiàn)級的HW/SW協(xié)同驗證。因為在系統(tǒng)級的驗證可以在較早的展開，而不必等到底層的實現(xiàn)完成后才開始。在底層實現(xiàn)沒有開始前的協(xié)同驗證可以及時修改體系結(jié)構(gòu)或軟硬件劃分中的不合理因素。越高層次上的驗證，可以越大程度上減少修改設(shè)計帶來的損失。5.ESL設(shè)計方法

ESL作為一種先進(jìn)的設(shè)計方法學(xué)，能夠用于硬件的功能建模與體系結(jié)構(gòu)的探察，給硬件架構(gòu)設(shè)計人員提供準(zhǔn)確可靠的設(shè)計依據(jù)，因此在本章的內(nèi)容里將將詳細(xì)介紹ESL設(shè)計的基本流程與ESL的核心方法—利用SystemC實現(xiàn)事務(wù)級建模的基本理念。

首先要指出的是在設(shè)計的哪個階段使用ESL設(shè)計方法和ESL設(shè)計工具。每一個電子產(chǎn)品的設(shè)計過程以某一種形式的頂層定義開始。這個定義過程可以以文本的形式描述，也可以用圖表、狀態(tài)圖、算法描述，或者利用工具如MATLAB等描述。ESL設(shè)計并不是定位在這個層次上的設(shè)計。而是通過描述系統(tǒng)怎樣工作，并為進(jìn)一步的實現(xiàn)提供一個解決方案。ESL設(shè)計成為系統(tǒng)和更加底層設(shè)計之間的橋梁。ESL設(shè)計包括功能設(shè)計和體系結(jié)構(gòu)設(shè)計兩大領(lǐng)域。

系統(tǒng)的行為由功能模塊實現(xiàn)，功能模塊設(shè)計必須關(guān)注系統(tǒng)的應(yīng)用。功能設(shè)計不考慮硬件和軟件，物理和工藝。功能設(shè)計包括實現(xiàn)功能模塊結(jié)構(gòu)、模塊之間的通信和它們的基本行為。在ESL中一個硬件功能模塊的設(shè)計包括定義正確的功能，確定輸入和輸出，劃分子模塊，確定子模塊的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流和控制邏輯，還要為其模塊建立測試環(huán)境。這個設(shè)計過程和RTL的設(shè)計流程相似，但他們在不同的抽象層次上，使用不同的設(shè)計語言，例如，在ESL的功能模塊建模過程中使用SystemC或SystemVerilog，而RTL級建模則使用Verilog或者VHDL。

體系結(jié)構(gòu)設(shè)計首先要建立平臺的描述。接著將應(yīng)用的功能部件影射到平臺。驗證體系結(jié)構(gòu)模型，并根據(jù)成本和性能優(yōu)化這個結(jié)構(gòu)。在體系結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要考慮處理器的類型、處理器的數(shù)量、存儲器的大小、Cache性能、總線互聯(lián)和占用率、軟件和硬件的功能劃分和評估、功耗的評估和優(yōu)化等。

首先ESL接受一個設(shè)計定義的輸入，這個定義可以是文本、圖表、算法或者是某種描述語言如UML，SLD，MATLAB等的描述。對于這個輸入的定義，在ESL設(shè)計完成算法的開發(fā)，接口定義，用ESL語言或其他語言來描述來完成體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計。并在此基礎(chǔ)上完成軟硬件的劃分。完成軟硬件劃分后，可以開始軟件和硬件的設(shè)計。在硬件設(shè)計中，對于功能單元需要在較高層次上的建模，完成功能設(shè)計。比如說用SystemC進(jìn)行事務(wù)級的建模。

用C/C++或其他高級語言完成應(yīng)用軟件的設(shè)計。在這個階段開始軟硬件的協(xié)同驗證，根據(jù)協(xié)同驗證的結(jié)果反饋給體系結(jié)構(gòu)和軟硬件劃分。后者根據(jù)性能、成本等因素重新做出調(diào)整。軟硬件的設(shè)計和驗證，包括軟硬件的協(xié)同驗證是一個重復(fù)的過程，在整個設(shè)計過程中都要根據(jù)驗證的結(jié)果對體統(tǒng)和設(shè)計做出調(diào)整。完成驗證的硬件和軟件設(shè)計就可以組成一個完整地系統(tǒng)級設(shè)計。傳遞給下一級 的設(shè)計作為輸入。比如說是ESL設(shè)計為軟件應(yīng)用提供C或C++語言描述的程序。為定制電路提供Verilog或VHDL語言描述的硬件設(shè)計。為硬件平臺提供PCB板的功能部件或抽象層IP，比如說基于SystemC的IP。在實現(xiàn)ESL設(shè)計流程的具體過程中，有不同的實現(xiàn)方法可以采用。下面介紹兩種應(yīng)用得比較多 的設(shè)計方法。

在完

成系統(tǒng)功能定義后，設(shè)計方法之一是從系統(tǒng)的定義開始，先進(jìn)行算法級設(shè)計。通常用MatLab等工具進(jìn)行算法的分析，接著用Simulink等工具進(jìn)行數(shù)據(jù)流的分析。完成分析后進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)的平臺的設(shè)計。體系結(jié)構(gòu)和平臺設(shè)計要進(jìn)行系統(tǒng)級的驗證，以確定結(jié)構(gòu)是否合理。在體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，首先從IP庫中獲取已有的硬件模塊的事物級模型，如處理器和總線模型，或者重新設(shè)計IP庫中沒有的模塊的事物級模型。硬件模塊的事物級建模完成后，建立系統(tǒng)模型。接下來輸入軟件參考模型進(jìn)行軟硬件的協(xié)同驗證。體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)級驗證的目標(biāo)是確定存儲器的大小、DMA的定義、總線帶寬和軟硬件劃分等。

與圖2中的ESL設(shè)計方法一相比，圖3中的設(shè)計方法是直接由軟件參考代碼開始，創(chuàng)建事物級模型的虛擬平臺，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，驗證和性能的分析。通常，軟件參考代碼已實現(xiàn)了基本功能，特別是保證了算法及數(shù)據(jù)流等的正確性。如，軟件參考代碼可以是某一標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的用C語言寫的參考代碼。在軟件參考代碼和事物級模型的基礎(chǔ)上分別進(jìn)行軟件和硬件的設(shè)計。在軟件設(shè)計中，會把建立完成的虛擬平臺和構(gòu)架作為集成開發(fā)環(huán)境的一部分。集成開發(fā)環(huán)境還包括編譯器和調(diào)試工具的開發(fā)。在設(shè)計的過程通過軟硬件的協(xié)同驗證調(diào)整設(shè)計的內(nèi)容。

6.SystemC的系統(tǒng)級芯片設(shè)計方法研究

在傳統(tǒng)設(shè)計方法中,設(shè)計的系統(tǒng)級往往使用UML,SDL, C, C++等進(jìn)行描述以實現(xiàn)各功能模塊的算法,而在寄存器傳輸級使用硬件描述語言進(jìn)行描述。最廣泛使用的2種硬件描述語言是VHDL和Verilog HDL,傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計方法流程如圖3所示。從圖中不難看出,傳統(tǒng)的設(shè)計方法會出現(xiàn)如下弊端:首先,設(shè)計人員需要使用C/C++語言來建立系統(tǒng)級模型,并驗證模型的正確性,在設(shè)計細(xì)化階段,原始的C和C++描述必須手工轉(zhuǎn)換為使用VHDL或Verilog HDL。在這個轉(zhuǎn)換過程中會花費大量的時間,并產(chǎn)生一些錯誤。

其次,當(dāng)使用C語言描述的模塊轉(zhuǎn)換成HDL描述的模塊之后,后者將會成為今后設(shè)計的焦點,而設(shè)計人員花費大量時間建立起來的C模型將再沒有什么用處。再次,需要使用多個測試平臺。因為在系統(tǒng)級建立起來的針對C語言描述的模塊測試平臺無法直接轉(zhuǎn)換成針對HDL語言描述的模塊所需要的測試平臺。

無論采用什么樣的設(shè)計方法學(xué),人們都需要對SOC時代的復(fù)雜電子系統(tǒng)進(jìn)行描述,以選擇合適的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行軟硬件劃分、算法仿真等。描述的級別越低,細(xì)節(jié)問題就越突出,對實際系統(tǒng)的模仿就越精確,完成建模消耗的時間、仿真和驗證時間就越長。相反,描述的抽象級別越高,完成建模需要的時間就越短,但對目標(biāo)系統(tǒng)的描述也就越不精確。作為設(shè)計人員必須在速度和精確性之間做出選擇。

人們對系統(tǒng)級描述語言的要求是:高仿真速度以及建模效率、時序和行為可以分開建模、支持基于接口的設(shè)計、支持軟硬件混合建模、支持從系統(tǒng)級到門級的無縫過渡、支持系統(tǒng)級調(diào)試和系統(tǒng)性能分析等。人們迫切需要一種語言單一地完成全部設(shè)計。這種語言必須能夠用于描述各種不同的抽象級別(如系統(tǒng)級、寄存器傳輸級等),能夠勝任軟硬件的協(xié)同設(shè)計和驗證,并且仿真速度要快。這就是所謂的系統(tǒng)級描述語言SLDL,而傳統(tǒng)的硬件描述語言如VHDL和Verilog HDL都不能滿足這些要求。SystemC就是目前這方面研究的最新、最好的成果,他擴(kuò)展傳統(tǒng)的軟件語言C和C++并使他們支持硬件描述,所以可以很好地實現(xiàn)軟硬件的協(xié)同設(shè)計,是系統(tǒng)級芯片設(shè)計語言的發(fā)展趨勢。7.ESL綜合

“ESL綜合”到底有沒有一種明確的定義，能讓我們確信ESL綜合是一種可行的設(shè)計技術(shù)，或者用于評估某款所謂的ESL綜合工具是否真的能夠完成綜合工作？憑借Synplicity營銷高級副總裁AndrewHaines在電子設(shè)計自動化(EDA)方面的工作經(jīng)驗，關(guān)于ESL綜合的定義，建議是：此定義應(yīng)該突出ESL綜合與其他ESL設(shè)計工作相比的獨到之處。

首先，從本質(zhì)來說，綜合是從一種抽象層級轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N抽象層級，同時保持功能不變。邏輯綜合是從RTL到邏輯門的轉(zhuǎn)變；而物理綜合則是從RTL到邏輯門及布局的轉(zhuǎn)變。因此，ESL綜合是從ESL描述語言到RTL等抽象較低的實施方案的轉(zhuǎn)變。就ESL綜合的定義而言，選擇哪種描述語言并不重要，因為通過在初始化階段根據(jù)不同應(yīng)用支持多種ESL語言的方式，用戶群最終均能解決這一問題。重要的是，ESL綜合應(yīng)將設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)槌橄筝^低但功能相當(dāng)?shù)膶嵤┓桨浮Ｆ浯危撤N技術(shù)被定義為綜合技術(shù)，就必然與其他形式的轉(zhuǎn)變存在根本區(qū)別。例如，原理圖輸入(schematic capture)很顯然是一種涉及多種抽象層級的轉(zhuǎn)變，而綜合則不是。綜合與原理圖輸入定義的獨特區(qū)別在于香蕉曲線，也

就是說，綜合的結(jié)果不是面積與時序關(guān)系圖上的一個點，而是一條曲線，表示所有綜合結(jié)果均保持相當(dāng)?shù)墓δ埽珪r序與面積不同。因此，根據(jù)面積與時序關(guān)系自動定義一系列功能相當(dāng)?shù)慕鉀Q方案必須作為ESL綜合定義的一部分。

我們已經(jīng)認(rèn)識到，真正的DSP綜合需要從算法發(fā)展到優(yōu)化的RTL，市場中已有能夠滿足上述要求的相關(guān)ESL綜合技術(shù)。這確實是ESL綜合技術(shù)的進(jìn)步。不過，客戶必須始終認(rèn)識到，有的所謂“ESL綜合”工具實際只能根

據(jù)算法描述創(chuàng)建參數(shù)化的RTL模型，這種產(chǎn)品不能實現(xiàn)自動化，也無法形成“香蕉曲線”，且對提高工作效率的作用也非常有限。定義本身不會改善ESL設(shè)計，即便如此，我們也應(yīng)當(dāng)在早期為其下一個明確的定義，以便設(shè)計小組了解ESL的真正進(jìn)步與不足。參考文獻(xiàn)：

[1]劉強(qiáng).基于SystemC的系統(tǒng)級芯片設(shè)計方法研究,現(xiàn)代電子技術(shù)，2005（9）[2]陶耕.基于ESL設(shè)計方法學(xué)的雷達(dá)信號產(chǎn)生與處理技術(shù)[D].南京理工大學(xué),2009 [3]Ron Wilson.電子系統(tǒng)級設(shè)計：從現(xiàn)象到本質(zhì).EDN電子設(shè)計技術(shù)，2008（11）

[4]Bassam Tabbara.電子系統(tǒng)級（ESL）設(shè)計：越早開始越好.中國集成電路，2005（12）[5]祝永新.基于ARM ESL平臺的H.264與AVS雙解碼軟硬件協(xié)同設(shè)計和研究[D].上海交通大學(xué),2010 [6]劉昊.基于ESL的AVS幀內(nèi)預(yù)測算法周期精確級建模.信息技術(shù)，2008

第三篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計論文

機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計論文

班級：數(shù)控姓名：潘萬順學(xué)號：081841191

摘要：機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本概要和發(fā)展背景。綜述了國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。作為機(jī)電系的一名學(xué)生，將來工作學(xué)習(xí)都會以機(jī)電為主，所以必須掌握好各種機(jī)電的專業(yè)知識。我會本著認(rèn)真的態(tài)度對待專業(yè)課的學(xué)習(xí)，提高自己的專業(yè)素養(yǎng).接下來我將介紹一下我對電動機(jī)的認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；技術(shù)；應(yīng)用

引言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

第四篇：教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計學(xué)習(xí)筆記

教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計學(xué)習(xí)筆記

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教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計學(xué)習(xí)筆記

第一章 教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計概論

一、名詞解釋：

1、教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計：教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計主要是運用系統(tǒng)的方法，將學(xué)習(xí)理論與教學(xué)理論的原理轉(zhuǎn)換成對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)策略和教學(xué)評價等環(huán)節(jié)進(jìn)行具體計劃、創(chuàng)設(shè)新的教與學(xué)的系統(tǒng)過程或程序，創(chuàng)設(shè)教與學(xué)系統(tǒng)的根本目的是促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)。

2、教學(xué)系統(tǒng)：按照系統(tǒng)論的基本思想，我們把為達(dá)到一定的教育、教學(xué)目的，實現(xiàn)一定的教育、教學(xué)功能的各種教育、教學(xué)組織形式看成教育系統(tǒng)或教學(xué)系統(tǒng)。

3、教學(xué)系統(tǒng)的基本層次：機(jī)構(gòu)層次的系統(tǒng)、管理層次的系統(tǒng)、教學(xué)層次的系統(tǒng)、學(xué)習(xí)層次的系統(tǒng)。

4、系統(tǒng)方法：運用系統(tǒng)論的思想、觀點，研究和處理各種復(fù)雜的系統(tǒng)問題而形成的方法，即按照事物本身的系統(tǒng)性把對象放在系統(tǒng)的形式中加以考察的方法。它側(cè)重于系統(tǒng)的整體性分析，從組成系統(tǒng)的各要素之間的關(guān)系和相互作用中去發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的規(guī)律性，從而指明解決復(fù)雜系統(tǒng)問題的一般步驟、程序和方法。系統(tǒng)分析技術(shù)、解決問題的優(yōu)化方案選擇技術(shù)、解決問題的策略優(yōu)化技術(shù)以及評價調(diào)控技術(shù)等子技術(shù)構(gòu)成了系統(tǒng)方法的體系和結(jié)構(gòu)。

5、加涅的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計理論：

6、細(xì)化理論：一個目標(biāo)、兩個過程、四個環(huán)節(jié)、七條策略。

7、成分顯示理論：

8、ITT：

9、教學(xué)處方理論：六個基本概念、一個理論框架、三條基本原理、兩個關(guān)于教學(xué)設(shè)計的知識庫。

10、肯普模式：

11、史密斯—雷根模式：

二、思考題：

1、有人認(rèn)為“教學(xué)論與教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計二者研究對象相同，是性質(zhì)上的低層次重復(fù)和名詞概念間的混同與歧義”，你對此觀點有何看法。答：教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計主要是運用系統(tǒng)的方法，將學(xué)習(xí)理論與教學(xué)理論的原理轉(zhuǎn)換成對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)策略和教學(xué)評價等環(huán)節(jié)進(jìn)行具體計劃、創(chuàng)設(shè)新的教與學(xué)的系統(tǒng)過程或程序，創(chuàng)設(shè)教與學(xué)系統(tǒng)的根本目的是促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)。

教學(xué)論與教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計在研究對象、理論基礎(chǔ)、學(xué)科層次上都有所區(qū)別： 研究對象：教學(xué)論的研究對象是教學(xué)的本質(zhì)與教學(xué)的一般規(guī)律；教學(xué)設(shè)計的研究對象是用系統(tǒng)方法對個教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行具體計劃的過程。

學(xué)科性質(zhì)：教學(xué)論是研究教學(xué)本質(zhì)與規(guī)律的理論性學(xué)科（較高理論層次的學(xué)科）；教學(xué)設(shè)計是對各個教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行具體設(shè)計與計劃的應(yīng)用性學(xué)科（在學(xué)科層次上較低一級）。理論基礎(chǔ)：教學(xué)論通過對教學(xué)本質(zhì)與規(guī)律的認(rèn)識來確定優(yōu)化學(xué)習(xí)的教學(xué)條件與方法，即以教學(xué)理論作為理論基本來確定優(yōu)化學(xué)習(xí)的條件與方法；教學(xué)設(shè)計的主要理論基礎(chǔ)是學(xué)習(xí)理論和教學(xué)理論。兩者對教學(xué)理論的強(qiáng)調(diào)也不同，教學(xué)論只是依據(jù)理論來確定優(yōu)化學(xué)習(xí)的教學(xué)條件與方法，而教學(xué)設(shè)計不僅強(qiáng)調(diào)教學(xué)理論還強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)理論，并在理論指導(dǎo)下對各個教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行具體的設(shè)計與計劃，更具體化，更具可操作性。總之，教學(xué)論是研究教學(xué)的本質(zhì)和教學(xué)一般規(guī)律的理論性學(xué)科，是描述性的還不是規(guī)定性的理論；而教學(xué)設(shè)計本身并不研究教學(xué)的本質(zhì)和教學(xué)的一般規(guī)律，只是在教學(xué)理論和學(xué)習(xí)理論教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計學(xué)習(xí)筆記

愛在東師——東北師范大學(xué)考研論壇 www.tmdps.cn 的指導(dǎo)下，運用系統(tǒng)方法對各個教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行具體的設(shè)計與計劃，是規(guī)定性的而不是描述性的理論。

2、回顧我國教學(xué)設(shè)計發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，分析其中存在的問題及發(fā)展的方向。

答：我國從80年代晚期開始教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計的研究，起步較晚。通過翻譯介紹國外的研究成果，開設(shè)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計課程，出版專著等，到目前為止在理論和實踐方面都取得了可喜的成果。

90年代以來，進(jìn)行了運用教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計理論和方法的教學(xué)改革試驗，成果斐然。97年，何克抗教授提出學(xué)教并重的主導(dǎo)—主體教學(xué)設(shè)計模式。98年鄭永柏提出：教學(xué)處方理論。

3、試比較分析加涅與梅瑞爾的教學(xué)設(shè)計理論，指出兩種理論的相同與不同之處。

答：加涅的ISD理論的核心思想是“為學(xué)習(xí)設(shè)計教學(xué)”，他據(jù)認(rèn)知心理學(xué)原理提出了學(xué)習(xí)與記憶的信息加工模型。他從學(xué)習(xí)的內(nèi)部心理加工過程九個階段演繹出了九階段教學(xué)事件（引起注意、告訴目標(biāo)、刺激對先前學(xué)習(xí)的回憶、呈現(xiàn)刺激材料、提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)、誘發(fā)學(xué)習(xí)表現(xiàn)、提供反饋、評價表現(xiàn)、促進(jìn)記憶和遷移），同時他將學(xué)習(xí)結(jié)果分為五種類型（言語信息、智慧技能、認(rèn)知策略、動作技能和態(tài)度）；梅瑞爾在此基礎(chǔ)上總結(jié)為“九五矩陣”。梅瑞爾的教學(xué)設(shè)計理論框架包括：

有關(guān)知識的描述性理論，知識是由行為水平（記憶、運用、發(fā)現(xiàn)）和內(nèi)容類型（事實性、概念性、過程性、原理性）構(gòu)成的兩維分類，于是形成10種教學(xué)活動成分，梅瑞爾給出每一種教學(xué)活動成分與學(xué)生應(yīng)達(dá)到的能力要求之間的對應(yīng)關(guān)系。作為制定教學(xué)微策略的依據(jù)。有關(guān)教學(xué)策略的描述性理論，策略有基本呈現(xiàn)形式（PPF）、輔助呈現(xiàn)形式（SPF）、和呈現(xiàn)之間的聯(lián)系（IDR），這些策略還可以進(jìn)一步細(xì)化，并且針對上述10種教學(xué)活動成分，分別有不同的策略組合，構(gòu)成最有效的教學(xué)策略。

教學(xué)處理理論，在上述兩個理論的基礎(chǔ)上，梅瑞爾提出了關(guān)于教學(xué)設(shè)計的規(guī)定性理論——教學(xué)處理理論（ITT），其基本思想是“教學(xué)算法+教學(xué)數(shù)據(jù)”的課件開發(fā)方式。

參考《美國教學(xué)設(shè)計理論從ID1到ID2的發(fā)展》（高瑞利），兩代ISD在理論的區(qū)別表現(xiàn)在：（1）教學(xué)設(shè)計的對象從教學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部要素轉(zhuǎn)向整個教學(xué)系統(tǒng)；

（2）教學(xué)設(shè)計中心由以“教的傳遞策略”為中心轉(zhuǎn)向以“知識組織策略”為中心；（3）教學(xué)設(shè)計從微觀走向宏觀，從教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計走向宏觀社會教育系統(tǒng)設(shè)計；（4）教學(xué)設(shè)計從內(nèi)容的分化到知識、技能的整合。

4、試比較分析ID1與ID2的主要缺點。

梅瑞爾在他的文章“第二代教學(xué)設(shè)計”中列出了第一代教學(xué)設(shè)計的九大缺陷：

一、ID1 的內(nèi)容分析缺乏整合性,無法理解復(fù)雜、動態(tài)的現(xiàn)象；

二、ID1 在知識習(xí)得上缺乏舉措；

三、ID1 的課程組織策略極為有限；

四、ID1 的理論基本上是封閉的系統(tǒng)； 教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計學(xué)習(xí)筆記

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五、ID1 無法將教學(xué)開發(fā)的各個階段整合起來；

六、ID1 所教授的是零散的碎片,而不是整合性的知識；

七、ID1 的教學(xué)通常是消極的,而非交互性的；

八、ID1 中的每個呈示都必須從微小的成分中建構(gòu)起來；

九、ID1 是勞動密集型的。ID2的缺點：

第二章 以教為主的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計（上）

一、名詞解釋：

1、皮亞杰對兒童認(rèn)知發(fā)展階段的劃分：

感知運動階段（0-2歲）前運算階段（2-7歲）具體運算階段（7-11歲）形式運算階段（11歲以上）

2、認(rèn)知結(jié)構(gòu)變量：

奧蘇貝爾把學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)的三方面特性稱為三個認(rèn)知結(jié)構(gòu)變量，他們是：

可利用性——學(xué)習(xí)者原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中是否存在可用來對新觀念起固定、吸收作用的觀念。可分辨性——這個起固定、吸收作用的原有觀念與當(dāng)前所學(xué)的新觀念間的異同點是否清晰可辨，愈清晰，愈有利于有意義學(xué)習(xí)的發(fā)生與保持。

穩(wěn)固性——這個起固定、吸收作用的原有觀念是否穩(wěn)定、牢固，愈穩(wěn)固，愈有利于有意義學(xué)習(xí)的發(fā)生與保持。

3、先行組織者與新觀念之間的三種關(guān)系：

類屬關(guān)系（分派生類屬、相關(guān)類屬兩種）總括關(guān)系

并列組合關(guān)系

4、學(xué)習(xí)風(fēng)格的分類：

場依存性、場獨立性

具體——序列、具體——隨機(jī)、抽象——序列、抽象——隨機(jī) 沉思型、沖動型

5、幾種主要的學(xué)習(xí)動機(jī)：

認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力：一種要求了解和理解的需要，要求掌握知識的需要以及系統(tǒng)地闡述問題并解決問題的需要。學(xué)習(xí)者對某學(xué)科的認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力或興趣，不是天生的，主要是獲得的，有賴于特定的學(xué)習(xí)經(jīng)驗。在有意義的學(xué)習(xí)中，認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力是最重要最穩(wěn)定的動機(jī)。自我提高內(nèi)驅(qū)力：個體因自己的勝任能力或工作能力而贏得相應(yīng)地位的需要，是一種外部動機(jī)。

附屬內(nèi)驅(qū)力：個體為保持長者的贊許或認(rèn)可而表現(xiàn)出來的把工作做好的一種需要。

三種內(nèi)驅(qū)力在成就動機(jī)中所占的比例通常因年齡、性別、社會地位、種族起源以及人格結(jié)構(gòu)等因素的不同而有變化。

6、學(xué)習(xí)需要分析的基本方法：

內(nèi)部參照需要分析法：學(xué)習(xí)者所在的組織機(jī)構(gòu)內(nèi)部，用已經(jīng)確定的教學(xué)目標(biāo)（期望狀態(tài)）與學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀作比較，找出兩者間的差距，從而鑒別出學(xué)習(xí)需要的一種方法。教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計學(xué)習(xí)筆記

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外部參照需要分析法：根據(jù)機(jī)構(gòu)外社會的要求（或職業(yè)的要求）來確定學(xué)習(xí)者的期望值，以此為標(biāo)準(zhǔn)衡量學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，找出差距，從而確定學(xué)習(xí)需要的一種分析方法。實際操作中可以使用內(nèi)外結(jié)合的方法。

7、布盧姆認(rèn)知學(xué)習(xí)領(lǐng)域目標(biāo)分類：

識記、領(lǐng)會、運用、分析、綜合、評價。

8、加涅的學(xué)習(xí)結(jié)果分類系統(tǒng)：

言語信息、智力技能（辨別、概念、規(guī)則、高級規(guī)則）、認(rèn)知策略、動作技能、態(tài)度。

9、學(xué)習(xí)目標(biāo)四要素： Audience對象 Behavior行為 Condition條件 Degree標(biāo)準(zhǔn)

二、思考題：

1、為什么要進(jìn)行學(xué)習(xí)者特征分析？

答：學(xué)習(xí)者是教學(xué)系統(tǒng)的四個要素（學(xué)生、教師、教學(xué)媒體、教學(xué)內(nèi)容）之一。教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計的目的是為了有效促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)，而學(xué)習(xí)者是學(xué)習(xí)活動的主體，學(xué)習(xí)者具有的認(rèn)知的、情感的、社會的等特征都將對學(xué)習(xí)的信息加工過程產(chǎn)生影響。因此教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計是否與學(xué)習(xí)者的特點相匹配，是決定教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計成功與否的關(guān)鍵因素。所以，需要對學(xué)習(xí)者特征進(jìn)行分析，其目的是了解學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備和學(xué)習(xí)風(fēng)格，以便為后續(xù)的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計步驟提供依據(jù)。

2、你認(rèn)為學(xué)習(xí)者的哪些特征對教學(xué)設(shè)計比較重要？如何獲取學(xué)習(xí)者特征的相關(guān)信息？ 答：教學(xué)設(shè)計者不可能對學(xué)習(xí)者的每個心理因素、生理因素、社會經(jīng)濟(jì)因素等都進(jìn)行分析，但是必須了解那些對教學(xué)設(shè)計起重要作用的心理因素：如

一、學(xué)習(xí)者的認(rèn)知發(fā)展特征，即學(xué)習(xí)者獲得知識和解決問題的能力隨時間的推移而發(fā)生變化的過程和現(xiàn)象。由于兒童的認(rèn)知發(fā)展階段具有相對固定的次序，我們可以通過判斷學(xué)習(xí)者的年齡而獲知其認(rèn)知發(fā)展的大致特征。當(dāng)然，不同的個體在同一發(fā)展階段內(nèi)其認(rèn)知發(fā)展特征也有一些差異，這是需要我們?nèi)ビ^察和調(diào)查的內(nèi)容。

二、學(xué)習(xí)者的起點水平分析，學(xué)習(xí)者起點水平指的是學(xué)習(xí)者原來所學(xué)的知識、技能、態(tài)度，學(xué)習(xí)者的起點水平分析的目的有兩個，一是預(yù)備能力分析、一是目標(biāo)能力分析。通過預(yù)測題及問卷調(diào)查的形式可以獲得學(xué)習(xí)者的起點水平分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

三、學(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)變量分析。認(rèn)知結(jié)構(gòu)變量指的是認(rèn)知結(jié)構(gòu)的原有觀念對于接受新觀念的可利用性、可分辨性、穩(wěn)固性，要獲得認(rèn)知結(jié)構(gòu)變量，需要分析、比較學(xué)習(xí)者原有的知識結(jié)構(gòu)和新知識之間可能存在的三種關(guān)系：類屬關(guān)系、總括關(guān)系、并列組合關(guān)系。教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計學(xué)習(xí)筆記

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四、學(xué)習(xí)風(fēng)格分析。學(xué)習(xí)風(fēng)格是學(xué)習(xí)者持續(xù)一貫的帶有個性特征的學(xué)習(xí)方式，是學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)傾向的綜合。要了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格，可以通過心理測試、細(xì)心觀察、分析、與學(xué)習(xí)者交談等方法。

五、學(xué)習(xí)動機(jī)分析，學(xué)習(xí)動機(jī)是學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)活動的推動力，學(xué)習(xí)動機(jī)可以通過觀察、交談、心理測試等方法獲得分析數(shù)據(jù)。

3、皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論和現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)關(guān)于兒童認(rèn)知發(fā)展的理論對教學(xué)設(shè)計有何指導(dǎo)意義？

答：在《認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論的教學(xué)設(shè)計原理初探》毛景煥 李蓓春中，作者認(rèn)為“豐富的認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論為我們進(jìn)行科學(xué)的教學(xué)和科學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計提供了廣闊的理論空間。根據(jù)這些理論我們可以總結(jié)出在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時要遵循的科學(xué)原則。

一、教學(xué)設(shè)計要以利用和形成學(xué)生良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)作為價值取向和目標(biāo)指向??

二、教學(xué)設(shè)計要重視環(huán)境的設(shè)計??

三、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計要以條理化、結(jié)構(gòu)化和整合化為原則??

四、設(shè)計中要處處體現(xiàn)學(xué)生主體和自主的原則 ??

五、教學(xué)中要進(jìn)行有關(guān)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的專門策略設(shè)計的原則 ??

4、你認(rèn)為用可觀察和可測量的行為術(shù)語來描述學(xué)習(xí)目標(biāo)有何優(yōu)缺點？

答：教學(xué)目標(biāo)（或?qū)W習(xí)目標(biāo)）是對學(xué)習(xí)者通過學(xué)習(xí)后表現(xiàn)出來的可見行為的具體的、明確的表述，用可觀察可測量的行為術(shù)語來描述學(xué)習(xí)目標(biāo)是系統(tǒng)研究方法的重要的特點之一。但是，并不是所有的學(xué)習(xí)目標(biāo)都是可觀察可測量的，行為主義者強(qiáng)調(diào)用可觀察可測量的行為描述學(xué)習(xí)目標(biāo)，有其合理的一面，能使得對于教學(xué)目標(biāo)的評價具有可行性。但是認(rèn)知主義者卻強(qiáng)調(diào)用內(nèi)部心理過程來描述學(xué)習(xí)目標(biāo)，我們認(rèn)為，兩者之間應(yīng)該相互補(bǔ)充、相互借鑒。

5、試結(jié)合一給定的教學(xué)單元，編寫相應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

內(nèi)容章節(jié)：第十二章 第一節(jié) 生物的遺傳 授課班級：初二（6）班 課題：生物性狀的遺傳 教學(xué)/學(xué)習(xí)目標(biāo)：

一、要求學(xué)生掌握的知識與技能：

（一）能從人體的性狀中舉例說明顯性性狀與隱性性狀、顯性基因與隱性基因；

（二）能簡單描述控制生物性狀的一對基因的遺傳方式。

二、要求學(xué)生了解的過程與方法：

（一）在教師組織下運用調(diào)查統(tǒng)計的方法開展研究，學(xué)生嘗試自己去觀察、記錄、并分析調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果；

（二）學(xué)生通過查找資源解決問題的能力，初步形成學(xué)生的基于資源的自主式學(xué)習(xí)能力；

（三）學(xué)生通過對基因遺傳過程的分析，初步運用和發(fā)展其分析和推理能力。

三、期望學(xué)生形成的情感與價值觀： 教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計學(xué)習(xí)筆記

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（一）通過學(xué)生間積極的討論與交流，學(xué)生受到協(xié)作學(xué)習(xí)的精神的培養(yǎng)；

（二）通過對基因遺傳過程的分析，幫助學(xué)生認(rèn)識科學(xué)研究的方法。

6、試述學(xué)習(xí)需要分析的重要意義。

答：通過學(xué)習(xí)需要分析，論證教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計是不是解決問題的必要途徑，以及在現(xiàn)有的資源和約束條件下是否可解決問題。通過學(xué)習(xí)需要分析，可以讓教師與學(xué)生的精力、時間以及其他資源被有效地利用來解決教學(xué)中真正的問題，從而提高整個教學(xué)效益。

通過學(xué)習(xí)需要分析，我們可以獲得有關(guān)“差距“的資料和數(shù)據(jù)，由此形成教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計的總目標(biāo)，據(jù)此可尋找相應(yīng)的解決問題的辦法。

總之，學(xué)習(xí)需要分析的成功與否，總目標(biāo)是否明確，直接影響到教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計各部分工作的方向和質(zhì)量。

第四章 以學(xué)為主的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計

一、名詞解釋：

1、皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論：

兒童是刺激的主動尋求者、環(huán)境的主動探索者，他們是在與周圍環(huán)境相互作用的過程中，逐步建構(gòu)起關(guān)于外部世界的知識，從而使自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到發(fā)展。不存在純粹的客觀現(xiàn)實，現(xiàn)實是主體依據(jù)已有的認(rèn)知圖式對環(huán)境信息進(jìn)行的建構(gòu)。客體只有在經(jīng)過主體認(rèn)知結(jié)構(gòu)的加工改造后才能被主體所認(rèn)識，主體對客體的認(rèn)識程度完全取決于主體具有什么樣的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

兒童的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是通過同化和順應(yīng)過程逐步建構(gòu)起來的，同化是個體把外界刺激所提供的信息整合到自己原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)內(nèi)的過程；順應(yīng)是個體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)因外部刺激的影響而發(fā)生改變的過程。

2、維果斯基的“社會文化歷史觀”與“最近發(fā)展區(qū)”理論： 社會文化歷史觀：主張研究人的意識的形成與心理的發(fā)展應(yīng)從歷史的觀點，在社會環(huán)境之中、在與環(huán)境作用的相互聯(lián)系之中進(jìn)行，并提出人所特有的心理機(jī)能不是從內(nèi)部自發(fā)產(chǎn)生的，它們只能產(chǎn)生于人們的協(xié)同活動和人與人的交往之中，人所特有的新的心理過程結(jié)構(gòu)最初必須在人的外部活動中形成，隨后才有可能轉(zhuǎn)移至內(nèi)部，內(nèi)化為人的內(nèi)部心理過程的結(jié)構(gòu)。最近發(fā)展區(qū)：兒童的現(xiàn)有發(fā)展水平指已經(jīng)完成的發(fā)展周期的結(jié)果和由它形成的心理機(jī)能的發(fā)展水平。最近發(fā)展區(qū)，主要指兒童正在形成的、正在成熟和正在發(fā)展的過程，表現(xiàn)為兒童不能獨立，但能在別人幫助下完成某一任務(wù)。教育的本質(zhì)在于激發(fā)和促進(jìn)尚未成熟的、處于最近發(fā)展區(qū)的心理機(jī)能。

3、布魯納的認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論：

布魯納試圖將人的高級心理過程納入人類科學(xué)的研究軌道，并將“意義的建構(gòu)”確立為心理學(xué)的中心概念。知識是由概念、命題、基本原理及彼此間的相互聯(lián)系組成的，學(xué)習(xí)是由學(xué)生的內(nèi)部動機(jī)（好奇心、進(jìn)步的需要、自居作用以及同伴和相互作用）驅(qū)動的積極主動的知識建構(gòu)過程。

4、建構(gòu)主義對教學(xué)設(shè)計的影響：

了解下面兩張圖示的意思：建構(gòu)主義與行為主義、認(rèn)知主義、客觀主義的等其他學(xué)習(xí)理論的區(qū)隔，并進(jìn)一步說明建構(gòu)主義的核心思想是對“認(rèn)知工具”的建構(gòu)。從“參與性——生成性教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計學(xué)習(xí)筆記

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——控制性”三個維度來說，建構(gòu)主義指導(dǎo)下的認(rèn)知工具表現(xiàn)出“積極的——創(chuàng)造性的——學(xué)習(xí)者控制”的思想。

5、以學(xué)為主的教學(xué)設(shè)計的原則： 強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心

強(qiáng)調(diào)情境對意義建構(gòu)的重要作用

強(qiáng)調(diào)自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)對意義建構(gòu)的關(guān)鍵作用 強(qiáng)調(diào)對學(xué)習(xí)環(huán)境而非教學(xué)環(huán)境的設(shè)計 強(qiáng)調(diào)利用各種信息資源來支持學(xué)而非教

強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程的最終目的是完成意義建構(gòu)而非教學(xué)目標(biāo)

6、以學(xué)為主的教學(xué)設(shè)計的方法與步驟：

教學(xué)目標(biāo)分析——》情境創(chuàng)設(shè)——》信息資源設(shè)計——》自主學(xué)習(xí)策略的設(shè)計——》協(xié)作學(xué)習(xí)策略的設(shè)計——》學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)效果評價設(shè)計——》教學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計

7、圍繞“概念框架”的支架式教學(xué)策略：

為學(xué)習(xí)者建構(gòu)對知識的理解提供一種概念框架。這種框架中的概念是為發(fā)展學(xué)習(xí)者對問題的進(jìn)步理解所需要的，為此，事先要把復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)加以分解，以便于把學(xué)習(xí)者的理解逐步引向深入。該策略的實施步驟：搭腳手架、進(jìn)入情境、獨立探索。

8、圍繞“真實問題”的拋錨式教學(xué)策略：

建立在有感染力的真實事件或真實問題（錨）的基礎(chǔ)上，這類事件或問題被確定，整個教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)程也就被確定了（錨定）。拋錨式教學(xué)策略的實施步驟：創(chuàng)設(shè)情境——》確定問題——》自主學(xué)習(xí)。

連續(xù)拋錨，和支架式的區(qū)別在于，支架式所提供的問題是逐步深入的，有利于逐步攀升的，而連續(xù)拋錨的問題之間盡管也存在聯(lián)系，但卻不存在這種關(guān)系。

9、圍繞“事物多面性”的隨機(jī)進(jìn)入的教學(xué)策略：

隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)：學(xué)習(xí)者可以隨意通過不同途徑、不同方式進(jìn)入同樣的教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，從而獲得對同一事物或同一問題的多方面的認(rèn)識和理解。

理論基礎(chǔ)——認(rèn)知彈性理論：Cognitive Flexibility Theory，其宗旨是要提高學(xué)習(xí)者的理解能力和他們的知識遷移能力。

該策略的實施步驟：呈現(xiàn)基本情境、隨機(jī)進(jìn)入學(xué)習(xí)、思維發(fā)展訓(xùn)練。

10、顧泠沅博士針對數(shù)學(xué)教學(xué)提出的啟發(fā)式教學(xué)策略： 誘導(dǎo)——嘗試——歸納——變式——回授——調(diào)節(jié)

11、CSCL過程模型，即WEBCL模型： 教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計學(xué)習(xí)筆記

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12、喬納森的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境（CLE）設(shè)計模型：

13、WEBLED模型：

14、研究性學(xué)習(xí)：

廣義的理解：泛指學(xué)生主動探究的學(xué)習(xí)活動，適用于學(xué)生對所有學(xué)科的學(xué)習(xí)。狹義的理解：指學(xué)生基于自身興趣，在教師指導(dǎo)下，從自然現(xiàn)象、社會現(xiàn)象和生活中選擇和確定研究專題，并在研究過程中主動地獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題的學(xué)習(xí)活動。

作為一種學(xué)習(xí)方式，“研究性學(xué)習(xí)”是指教師不把現(xiàn)成結(jié)論告訴學(xué)生，而是學(xué)生自己在教師指導(dǎo)下自主地發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、獲得結(jié)論的過程。作為一種課程形態(tài)，“研究性學(xué)習(xí)”課程是為“研究性學(xué)習(xí)方式”的充分展開所提供的相對獨立的、有計劃的學(xué)習(xí)機(jī)會。具體說，是在課程計劃中規(guī)定一定的課時數(shù)，以更有利于學(xué)生從事“在教師指導(dǎo)下，從學(xué)生生活和社會生活中選擇和確定研究專題，主動地獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題的學(xué)習(xí)活動。” 研究性學(xué)習(xí)注重學(xué)習(xí)過程甚于學(xué)習(xí)結(jié)果。研究性學(xué)習(xí)的三個階段：進(jìn)入問題情境階段、完成體驗階段和表達(dá)交流階段。

15、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)評價要素：

16、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的評價過程：

第五章 “主導(dǎo)—主體”教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計

一、名詞解釋：

1、確定學(xué)習(xí)者的知識基礎(chǔ)的方法： 分類測定法 二叉樹探索法

2、確定學(xué)習(xí)者的認(rèn)知能力的方法： 逐步逼近法

3、網(wǎng)絡(luò)課程的評價標(biāo)準(zhǔn)：

二、思考題：

1、試述奧蘇貝爾的有意義學(xué)習(xí)理論的主要內(nèi)容。

奧蘇貝爾的有意義學(xué)習(xí)理論由以下內(nèi)容構(gòu)成：“有意義接受學(xué)習(xí)”理論、“先行組織者”教學(xué)策略和“動機(jī)理論”。

奧蘇貝爾將學(xué)習(xí)按效果劃分為“有意義學(xué)習(xí)”和“機(jī)械學(xué)習(xí)”兩類。所謂有意義學(xué)習(xí)，其實質(zhì)是指符號表示的觀念，以非任意的方式和在實質(zhì)上同學(xué)習(xí)者已知的內(nèi)容聯(lián)系在一起。所謂非任意的方式和實質(zhì)上的聯(lián)系是指這些觀念和學(xué)習(xí)者原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的某一方面有聯(lián)系。在奧蘇貝爾看來，要想實現(xiàn)有意義的學(xué)習(xí)——真正習(xí)得知識的意義，即希望通過學(xué)習(xí)獲得對知識所反映事物的性質(zhì)、規(guī)律及事物之間關(guān)聯(lián)的認(rèn)識，關(guān)鍵是要在當(dāng)前所學(xué)的新概念、新知識與學(xué)習(xí)者原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的某個方面之間建立起非任意的實質(zhì)性的聯(lián)系。只要能建立這種聯(lián)系就是有意義的學(xué)習(xí)，否則就是機(jī)械學(xué)習(xí)。奧蘇貝爾甚至認(rèn)為能否建立起新舊知識之間的這種聯(lián)系，是影響學(xué)習(xí)的唯一真正重要的因素。教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計學(xué)習(xí)筆記

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奧蘇貝爾進(jìn)一步指出，實現(xiàn)有意義的學(xué)習(xí)可以通過兩種方式——接受學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)。所謂接受學(xué)習(xí)是指“所學(xué)知識的全部內(nèi)容都是以確定的方式被（教師）傳遞給學(xué)習(xí)者。學(xué)習(xí)課題并不涉及學(xué)生方面的任何獨立的發(fā)現(xiàn)。學(xué)習(xí)者只需要把呈現(xiàn)的材料加以內(nèi)化組織，以便在將來需要的時間把它再現(xiàn)出來。”所謂發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)是指“要學(xué)的主要內(nèi)容不是（由教師）傳遞的，而是在從意義上被納入學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)前必須由學(xué)習(xí)者自己去發(fā)現(xiàn)出來。”

按照有意義學(xué)習(xí)理論，奧蘇貝爾提出“先行組織者”策略。所謂“先行組織者”指的是在開始（介紹）當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容之前，用語言文字表述或用適當(dāng)媒體呈現(xiàn)出來的引導(dǎo)性材料。這類引導(dǎo)性材料應(yīng)該是學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的某些“原有觀念”的具體體現(xiàn)，而它同時能起到對當(dāng)前所學(xué)的新內(nèi)容進(jìn)行定向和引導(dǎo)的作用，更準(zhǔn)確地說，它與當(dāng)前所學(xué)新內(nèi)容之間在包容性、概括性和抽象性等方面符合認(rèn)知同化理論要求，便于建立新舊知識間的聯(lián)系，從而能對新學(xué)習(xí)內(nèi)容起固定、吸收作用。按原有觀念與新觀念之間的類屬、總括、并列組合三種關(guān)系，先行組織者也可分為三類：上位組織者、下位組織者、并列組織者。先行組織者策略的實施步驟通常包括：第一、確定先行組織者；第二、設(shè)計教學(xué)內(nèi)容策略（對應(yīng)三類組織者，分別有“漸進(jìn)分化”策略、“逐級歸納”策略、“整合協(xié)調(diào)”策略）。

在情感因素方面，奧蘇貝爾提出了其有創(chuàng)見的“動機(jī)理論”。他認(rèn)為，情感因素對學(xué)習(xí)的影響主要是通過動機(jī)起作用（動機(jī)可以影響有意義學(xué)習(xí)的發(fā)生，可以影響習(xí)得意義的保持，可以影響對知識的提取——回憶）。動機(jī)則是由三種內(nèi)驅(qū)力組成的：認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力、自我提高內(nèi)驅(qū)力、附屬內(nèi)驅(qū)力。根據(jù)學(xué)習(xí)者的不同年齡特征，有意識地幫助學(xué)習(xí)者形成并強(qiáng)化上述三種動機(jī)并在教學(xué)過程的不同階段恰當(dāng)?shù)乩眠@些動機(jī)，使學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知因素與情感因素較好的配合，將會取得更為良好的教學(xué)（學(xué)習(xí)）效果。

2、有人認(rèn)為“網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中有豐富的教學(xué)資源和學(xué)習(xí)資源，可以滿足學(xué)習(xí)者的個體差異，所以基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)設(shè)計不需要分析學(xué)習(xí)者的特征”，你對此觀點有何看法？

學(xué)習(xí)者特征分析是運用適當(dāng)?shù)姆椒▉泶_定學(xué)習(xí)者關(guān)于當(dāng)前所學(xué)概念的原有知識基礎(chǔ)、認(rèn)知能力和認(rèn)知風(fēng)格變量。原有知識基礎(chǔ)和認(rèn)知能力是確定當(dāng)前所學(xué)新概念、新知識的教學(xué)起點；分析學(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)變量是為了據(jù)此判定對當(dāng)前學(xué)習(xí)者適用何種教學(xué)方式（傳遞——接受，還是發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)）。總之，對學(xué)習(xí)者特征的分析是實現(xiàn)個別化教學(xué)和因材施教的重要前提。不論是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，還是在物理的教學(xué)環(huán)境下，對于學(xué)習(xí)者特征的分析都是有必要的。

3、如何在教學(xué)設(shè)計中實現(xiàn)“雙主”（教師主導(dǎo)、學(xué)生主體）思想？

雙主教學(xué)設(shè)計從方法和步驟上來說，是以教為主的和以學(xué)為主的教學(xué)設(shè)計方法和步驟的綜合，在設(shè)計過程中，可以參考以下的流程圖：

一般情況下，由于中小學(xué)教學(xué)目標(biāo)通常已經(jīng)在教學(xué)大綱（或課程標(biāo)準(zhǔn)）中給出，所以，教學(xué)目標(biāo)的分析這一步驟可以相對簡略。

學(xué)習(xí)者特征分析這一環(huán)節(jié)包括對學(xué)習(xí)者的知識基礎(chǔ)、認(rèn)知能力、認(rèn)知結(jié)構(gòu)變量等諸方面的分析。

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和認(rèn)知結(jié)構(gòu)變量來判斷稱用何種教學(xué)方式，是傳遞——接受還是發(fā)現(xiàn)式教學(xué)。教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計學(xué)習(xí)筆記

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如果采用傳遞——接受教學(xué)，就需要確定先行組織者，根據(jù)組織者與學(xué)習(xí)主題的呈現(xiàn)要求選擇與設(shè)計教學(xué)媒體，并設(shè)計教學(xué)內(nèi)容的組織策略，而后還需要設(shè)計形成性評價，如有必要可采用其他補(bǔ)充的教學(xué)策略，并幫助學(xué)習(xí)促進(jìn)知識遷移。同時為修改教學(xué)做好準(zhǔn)備。如果采用發(fā)現(xiàn)式教學(xué)，就需要創(chuàng)設(shè)情境、提供信息資源、進(jìn)行自主學(xué)習(xí)策略和協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計，并對學(xué)習(xí)效果的評價進(jìn)行設(shè)計，最終還需要提供強(qiáng)化練習(xí)設(shè)計，并對知識遷移做好設(shè)計。

雙主模式具有四個特點：

一、可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)情況靈活選擇“發(fā)現(xiàn)式”或“傳遞——接受”教學(xué)分支。

二、在“傳遞——接受”教學(xué)過程中基本采用“先行組織者”教學(xué)策略，也可以其它策略作補(bǔ)充。

三、在“發(fā)現(xiàn)式”教學(xué)過程中可充分吸收“傳遞——教學(xué)”的長處。

四、考慮情感因素的影響。

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第五篇：開題報告(基于Linux系統(tǒng)云服務(wù)器的搭建與設(shè)計)

北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 題目：基于Linux系統(tǒng)云服務(wù)器 的搭建與設(shè)計 學(xué)院：信息學(xué)院

專業(yè)：電子科學(xué)與技術(shù) 學(xué)生姓名：何柱新 指導(dǎo)教師：陳景國 研究的現(xiàn)狀及其意義

云服務(wù)器（Elastic Compute Service, 簡稱ECS）是一種處理能力可彈性伸縮的計算服務(wù)，其管理方式比物理服務(wù)器更簡單高效。云服務(wù)器幫助您快速構(gòu)建更穩(wěn)定、安全的應(yīng)用，降低開發(fā)運維的難度和整體IT成本，使您能夠更專注于核心業(yè)務(wù)的創(chuàng)新。云服務(wù)器的業(yè)內(nèi)名稱其實叫做計算單元。所謂計算單元，就是說這個服務(wù)器只能算是一個的大腦，相當(dāng)于普通電腦的CPU，里面的資源都是有限的。你要獲得更好的性能，解決辦法一是升級云服務(wù)器，二是將其它耗費計算單元資源的軟件部署在對應(yīng)的云服務(wù)上。例如數(shù)據(jù)庫有專門的云數(shù)據(jù)庫服務(wù)、靜態(tài)網(wǎng)頁和圖片有專門的文件存儲服務(wù)。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益普及和信息化建設(shè)的重視,云服務(wù)器作為一種新型安全的網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)，主要適用于個人文件存儲，也可以當(dāng)作個人專屬的網(wǎng)絡(luò)大硬盤，用戶通過上網(wǎng)或移動端登錄網(wǎng)站的方式，可方便上傳、下載文件。只有能上網(wǎng)，就可以用云服務(wù)器登錄到服務(wù)器上進(jìn)行個人文件的上傳、刪除及文件目錄的新建、修改、共享等操作，隨時隨地存儲自己的個人文件，方便、快捷、安全。

家庭服務(wù)器(home server)是家庭數(shù)據(jù)的中心，它通過網(wǎng)線和電話線外界連通，通過各種線纜與家庭中的其他設(shè)備相連，以達(dá)到集中存儲并分享數(shù)據(jù)的目的，例如，您可以將高清播放器與家庭服務(wù)器相連，這樣您就再也不用在窄小的電腦顯示器上觀賞高清電影了。另外您可以將家庭服務(wù)器和多臺電腦與路由器相連，您就可以把每臺電腦的數(shù)據(jù)集中存放于家庭服務(wù)器中，同時每臺電腦都可以分享這些數(shù)據(jù)，這樣您就不用在拿著移動硬盤在各個電腦間拷來拷去了。家庭服務(wù)器是智能家居的大腦，它通過網(wǎng)線和電話線與外界連通，通過各種線纜與各個智能家居設(shè)備連，通過各種人機(jī)界面與人溝通，并能按照人的指令和軟件所設(shè)定的程序?qū)揖釉O(shè)備進(jìn)行控制。

隨著“私有云”的研究與發(fā)展，眾多互聯(lián)網(wǎng)公司先后推出和加強(qiáng)云存儲服務(wù)，如：百度云、阿里云、微云（騰訊）、華為云等云服務(wù)器。通過對云服務(wù)器文件資料管理系統(tǒng)的搭建與設(shè)計，很大程度加強(qiáng)我們對“云存儲”、“云計算”等云技術(shù)的理解。這也是未來計算機(jī)發(fā)展的一個必然趨勢。

二、研究目標(biāo)、研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題

研究目標(biāo)：通過搭建和設(shè)計一個私有個人云服務(wù)器，實現(xiàn)家用路由器（或校內(nèi)IP網(wǎng)絡(luò)）的數(shù)據(jù)分享，并通過移動設(shè)備實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。研究內(nèi)容：

根據(jù)科技的發(fā)展與市場的需要，選擇最為合適的智能開源硬件作為服務(wù)器的主體；

結(jié)合智能硬件的特點與云服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，尋找與制作一個適合搭建云服務(wù)器的Linux發(fā)行版固件；

通過搭建Apaches服務(wù)器軟件、mysql數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、ftp文件傳輸協(xié)議、ownCould個人云服務(wù)項目等開源應(yīng)用軟件，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)文件、圖片視頻等數(shù)據(jù)分享并通過手機(jī)wifi連接進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

擬解決的關(guān)鍵問題： 硬件開發(fā)板的選取；

Linux系統(tǒng)的搭建與基本操作；

私有云ownCloud開源軟件的搭建與設(shè)計； Telnet遠(yuǎn)程服務(wù)的安裝與配置；

研究的基本思路和方法、技術(shù)路線、實驗方案及可行性分析 基本思路：云服務(wù)器搭建與設(shè)計主要為用戶提供一塊網(wǎng)絡(luò)上的存儲空間，這個空間里用戶可以像本地計算機(jī)操作自己的硬盤空間的文件一樣隨意操縱該存儲空間內(nèi)的文件和文件夾，并且可以自由增加或更換硬盤提高存儲容量，并通過移動端實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。研究方法：通過收集整理國內(nèi)外有關(guān)服務(wù)器搭建的文獻(xiàn)與開源項目，總結(jié)服務(wù)器設(shè)計的相關(guān)理論、實踐及其經(jīng)驗，結(jié)合實際情況，分析結(jié)合服務(wù)器設(shè)計面臨的難題。最后結(jié)合理論的總結(jié)和實踐的需要，提出設(shè)計，并嘗試搭建云服務(wù)器進(jìn)行不斷的調(diào)整、優(yōu)化和記錄。

技術(shù)路線：云服務(wù)器的設(shè)計是先通過搭建一個適用于開發(fā)、簡潔的Linux發(fā)行版，安裝各種網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議和服務(wù)器軟件應(yīng)用程序，并經(jīng)過長期反復(fù)的功能測試和穩(wěn)定性的驗證。實驗方案：盡可能地收集現(xiàn)有和過去的同類系統(tǒng)的設(shè)計資料和開源軟件項目，再對這些系統(tǒng)的設(shè)計、搭建和運行進(jìn)行分析研究，并根據(jù)所設(shè)計系統(tǒng)的功能要求進(jìn)行多次選擇（如：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)協(xié)議、文件管理器的優(yōu)化等），然后對幾個較好的同類系統(tǒng)作出相應(yīng)的修正，最后得出一個理想的服務(wù)器系統(tǒng)。可行性分析： 技術(shù)可行性分析：

該系統(tǒng)對軟件、硬件的要求不高，目前市場上的一般計算機(jī)軟件、開源硬件資源均能滿足系統(tǒng)開發(fā)的要求。其中運用的主要軟件服務(wù)協(xié)議有samba通信協(xié)議、ssh應(yīng)用層和傳輸層基礎(chǔ)上的安全協(xié)議、nfs網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)；開源項目主要有Apaches服務(wù)器軟件、mysql數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)ownCould個人云服務(wù)項目，并結(jié)合php、shell開源腳本語言，以上技術(shù)足以完成本系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計。經(jīng)濟(jì)可行性分析：

本系統(tǒng)是一個小型的Web應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)不難，有很強(qiáng)的實用性，而且只需要少量的人手進(jìn)行開發(fā)維護(hù)，不需要投入大量的人力資源。并對硬件服務(wù)器要求較低，不需要很大的經(jīng)濟(jì)投入。

研究計劃及進(jìn)度安排

第一周：確定題目、明確任務(wù)、確定開發(fā)平臺及開發(fā)工具；

第二周：收集查閱有關(guān)技術(shù)資料、了解相關(guān)領(lǐng)域知識，撰寫開題報告； 第三、四周：在開發(fā)板上搭建Linux系統(tǒng)；

第五、六周：搭建ownCloud軟件和telnet遠(yuǎn)程服務(wù)； 第七、八周：整體調(diào)試； 第九、十周：撰寫論文。

參考文獻(xiàn)

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指導(dǎo)教師意見：

指導(dǎo)教師簽名：年月日

工作小組審查意見：

工作小組組長簽名：年月日