时间：2023-04-01 10:28:44
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【论文摘要】：文章结合目前大部分医院计算机网络的发展现状，主要从网络设备、计算机软件维护和人员管理等方面谈一下医院计算机网络的安全维护工作。
随着现代化信息技术的发展和医疗卫生管理要求的不断提高，医院的计算机网络系统已经深入到医院日常业务活动的方方面面。医院的计算机系统一旦崩溃，将会造成无法估计的损失。因此如何加强医院计算机网络的安全性和可靠性就成为一个亟待解决的问题。
一、网络设备安全
（一）硬件设置对网络安全的影响
1.网络布线
医院主干线以及各大楼之间采用多模光纤，并留有备份。光纤到机器端采用屏蔽双绞线，线路之间避免交叉缠绕，并与强电保持30CM以上距离，以减少相互干扰。新增网点，距离交换机尽可能短，以减少信号衰减。平时做好跳线备份，以备急用。
2.中心机房
综合考虑供电、场地、温湿度、防水、防鼠、电磁环境以及接地防雷。
3.服务器
对最上层的服务器和数据库来说如何保证所提供服务的可靠性和不间断性以及数据存储的安全是决定一个信息系统安全的关键。首先必须使用不间断电源(UPS)，保证服务器24小时不间断工作，防止停电造成的数据库损坏。对于中心服务器，目前大部分医院采用的是双机热备份＋磁盘阵列柜的模式，当一个服务器发生故障时，备份服务器能在十几秒的时间内进行切换，启动数据库，一般能在2～3分钟内恢复业务处理。这样只做到了一台服务器出现故障时，能保证信息系统的正常运行，如果阵列出现故障，整个系统仍要停止运行，一般在条件允许的情况下应该备有应急服务器。应急服务器在日常工作时，通过数据库的备份服务实时地进行异地备份，保证数据与中心服务器的同步，当双机服务器或阵列出现故障时，系统能顺利转移到应急服务器上运行，所有用户的使用方法保持不变，患者数据信息连续，不仅方便了操作人员，而且大大的提高了系统的安全性。
4.边界安全
内外网物理断开，这样彻底消灭外网黑客的入侵，内外网需要交换信息时采用U盘或移动硬盘作为中介,并做好防病毒工作。
（二）外界环境对网络设备安全的影响
1.温度会导致逻辑电路产生逻辑错误，技术参数偏离，还会导致系统内部电源烧毁或烧坏某些元器件，影响机器运转和导致一些热敏器件内部损坏或不能正常工作。
2.湿度过高，会使接插件和集成电路的引线等结合部氧化、生绣、霉烂，造成接触不良、开路或短路；湿度过低，会吸附灰尘，加剧噪声。
3.对于机器内部的电路板上的双列直插或组件的接线器，灰尘的阻塞会形成错误的运行结果。过多的尘埃可造成绝缘电阻减小、泄漏电流增加，机器出现错误动作，如果空气潮湿会引起元器件间放电、打火，从而损坏设备，严重的还会引起火灾。
4.静电是网络使用中面临的比较严重的问题，以上谈到的温度、湿度、尘埃等很多原因都可能引起静电。计算机元器件和集成电路对静电非常敏感，它的破坏常常是在不知不觉中发生。
5.靠近网络的计算机、大型医疗设备和网络设备自身等，都能产生电磁辐射，通过辐射、传导等方式对网络系统形成干扰。他们造成的问题是：设备的一些部件会失效，但那些部件的失效看起来又是由于其他部件引起的，像这样的问题很容易被忽略，而且很难诊断，需要专门的诊断软件和硬件来检测。
二、计算机软件的安全
（一）计算机操作系统的安全
目前一般医院服务器和工作站的操作系统多采用微软的WINDOWS系列操作系统，这要求对计算机使用的帐号、用户权限、网络访问以及文件访问等实行严格的控制和管理，定期做好监视、审计和事件日志记录和分析，一方面减少各类违规访问，另一方面，通过系统日志记下来的警告和报错信息，很容易发现相关问题的症结所在。及时下载和打好系统补丁，尽可能关闭不需要的端口，以弥补系统漏洞带来的各类隐患。对各类工作站和服务器的CMOS设置密码，取消不必要的光驱、软驱，屏蔽USB接口，以防止外来光盘、软盘和U盘的使用。对关键数据实行加密存储并分布于多台计算机。
（二）数据库的安全
数据库的选择和备份是医院计算机网络安全管理中的重要问题。系统一旦投入运行，就要求24小时不间断，而一旦发生中断，后果将不堪设想。所以在开发系统软件时，数据库的选择显得尤为重要，在发生故障时应能自动将数据恢复到断点，确保数据库的完整。目前现有医院计算机网络系统在数据库的选择上多采用SQLSERVER、ORACLE数据库。医院的数据库记录时刻都处于动态变化之中，网管人员定时异地备份是不够的，因为一旦系统崩溃，势必存在部分数据的丢失。所以建立一套实时备份系统，这对医院来说是非常重要的。现在很多医院采用磁盘阵列的方式进行对数据的实时备份，但是成本比较大，安全系数也不是很高。根据医院这个特殊的网络系统，可建议设计数据保护计划来实现文件系统和网络数据全脱机备份。例如，采用多个低价位的服务器分片负责，如门诊收费系统采用一台服务器，住院部系统采用另一台服务器，同时再增设总服务器，在总服务器中全套备份所有医院管理系统中的应用软件，每日往总服务器中备份各个管理系统中产生的数据，与此同时也做好磁带、光盘的备份，若有一台分服务器出现异常，该系统就转总服务器进行。这种运行机制，在一些医院取得了很好的效果。
（三）病毒防范与入侵检测
在客户机和服务器上分别安装相应版本防病毒软件，及时更新病毒库和杀毒引擎，在服务器上编写网络登陆脚本，实现客户端病毒库和杀毒软件引擎的自动派送安装。在服务器和安全性要求较高的机器上安装入侵检测系统，实时监控网内各类入侵、违规和破坏行为。
三、人为因素对网络设备安全的影响
据不完全统计，某医院三年内局部网络设备非正常断电所引起的故障中，有16起为施工断电引起网络设备意外断电，有130起为医务人员不小心碰断HUB电源导致计算机不能联网，而仅有5起为网络设备自身不正常掉电或自动重启，占因断电所引起的网络故障总数的3.2%，其余96.8%都是人为因素导致。这充分说明，人为因素应该引起我们足够的重视，应该采取必要的措施降低人为因素导致的网络故障率。具体措施包：
1.对全院职工，特别是对管理人员进行有关教育，让他们树立参与意识和主人翁意识，了解计算机管理的必要性和管理流程，对相关人员进行新业务模式和流程教育，对操作人员进行技术培训，要求准确、熟练。
2.尽量不要在临床科室使用带电源适配器的小型集线器(HUB)。这也是局部网络极不稳定的重要原因，有时维护人员要反复到现场数次解决此类问题。
3.施工前加强施工单位与网络维护人员的协调，断电前制定详细的切换方案和应急方案。
4.合理规划配线间和机柜位置，远离人群，避免噪音。
5.分置配线间内的强电电源和断电频繁的照明电，争取单独供电，和供电部门协调保证24小时不断电。
6.加强内部人员管理，要注意随时观察，尽量避免因此产生的网络故障。
四、小结
随着医院计算机网络的逐步发展，它渐渐成为一个医院关键的、不可缺少的资源。我们必须积极主动的利用各种手段管理网络、诊断问题、防患于未然，为医院计算机信息系统提供良好的运行环境。
参考文献
关键字：计算机软件、计算机语言、软件开发
自软件开发到现在已有四十多年历史了，在整个软件发展历史过程中，已经取得了划时代的成就，为了更好的理解计算机软件是计算机的灵魂并了解她的今天，这里让我们一起来回顾她的昨天。
我们将悠久的计算机软件历史分成三个阶段：
开创阶段：1955年到1965年
稳定阶段：1965年到1985年
发展阶段：1985年到现在
开创阶段
计算机在1946年出现时，占地2百余平方米，用电数千瓦，价值百万美元，而运行速度只有每秒千次，但它却为破译密码和武器弹道运算立了大功。六十年代大型计算机已发展到每秒百万次以上，能够进行快速复杂的计算，随着科研、金融和政府部门的需要而逐步形成了较大的计算机市场。
而计算机软件历史真正开始是在美国和欧洲的实验室里，大多数研究结果也产生于实验室。它们多数来自于学术界，其余产生于政府和私人公司。
在1955年到1965年这个期间，运算速度越来越快、价格越来越便宜的新计算机不断涌现，软件工作人员就需要不断针对不同计算机写出新的软件。这种变化速度令软件人员应接不暇。
在此阶段，计算机硬件向着专门用途发展，科学与商业领域需要的是完全不同的机器硬件。商业计算机具有变字长的特性，即有“清字标记”和“置字标记”，指令集为十进制。而科学计算机使用的是固定字长，当时定36位为一个字，而不是采用二进制计算。这种不同用途的机器使用不同字长，这给编程带来难以想象的困难。
频繁重写相同的软件触发了另一思想——软件移植，工业界中的软件研究人员试图将一台机器上汇编语言自动移植到另一台，但是却失败了。原因是60%或80%代码较容易移植，而余下的40%或20％必须人工移植，又是较复杂的代码，因此非常困难。多年来仍然不能完全解决问题，直到高级语言的产生。最早的FORTRAN语言在五十年代中期诞生的，五十年代后期出现了第一版COBOL语言，而ALGOL语言产生于六十年代早期。当时，高级语言不能被编制人员所接受，他们认为真正的编程人员应当使用汇编语言。
之后，软件业从计算机工业中独立出来，成为一枝新秀。那时，硬件厂商开放了他们的系统软件（由于没有这种开放，不能进一步推销他们的产品），有几个公司开始提供定制软件的服务，然而那时没有专门经销软件的公司。由于软件免费，用户相互赠送，使软件不断重用与推广，并鼓励共享软件的发展。例如，IBM科学用户组织SHARE提供了软件重用的目录清单，包含了三角函数分类和合并计算的多个数学程序，并对进入了SHARE目录中的软件产品，能给予此领域的最高荣誉。
60年代初期，学术上还没有计算学科、计算机科学和信息系统，然而却在实践中产生了以后称为“软件工程”的萌芽。软件工作者开始学习模块编程的方法，并涵盖了基本数据结构有关的子程序，从而使其易访问。现在，人们称为数据提取，并进一步拓宽到面向目标，但是那时的软件人员就已经意识到它的思想与价值。
此阶段，曾经出现过软件危机。即软件方面投入的资金和人力无法控制，软件开发完成的时间无法确定，软件的可靠性等等。例如，1962年7月22日美国飞往金星的火箭控制系统中的指令，DO5I=1，3误写成DO5I=1.3，使火箭偏离轨道，被迫炸毁。
此阶段是激动人心的年代，随着计算机硬件以令人生畏和惊奇的快节奏发展，计算机软件在计算机业中越来越占据着重要的地位，她开创了自己的事业，从计算机业中独立出来。
稳定阶段
这期间，出现了IBM等计算机大公司，是大型机硬件导向占主导地位的阶段。此时计算机成为专业人员使用的专门设备，普通老百姓用不了，也用不起。年产量不足数万台，市场有限，这样IBM360计算机将软件工业带入了稳定发展阶段。
IBM360采用了系列机的思想，开创了CISC时代（复杂指令系统计算机），目的能使指令系统兼容。新型机或高档机的指令系统在原有机型上只能扩充而不能减少任何一条指令，以达到软件兼容的目的，这样就导致日趋庞大的指令系统使计算机硬件的研制周期变长、运行速度慢、可靠性差、难以调试和维护。为了改进，提出了RISC（精简指令系统计算机）技术。RISC技术使指令数量大大减少，再加上一些其他措施（如指令系统面向寄存器，使数据能直接存储），从而大大减少指令执行所需要的周期数，极大的提高了计算机的计算速度。同时IBM360机为软件领域带来了重要发展。它使科学与商业应用合二为一，且同时使用十进制和二进制两种算法，它不再有讨厌的变字长。
随后，又产生了笨重的工作控制语言（JCL），使程序员只要把卡片塞进读卡机，然后按“启动”就可以运行程序。JCL要求用全新的语言编写程序，它能告诉计算机和操作系统按人的需求做相应工作。JCL太繁琐，这也许因为它包括了科学和商务所需的一切服务功能。然而JCL是360机上最不受欢迎的程序语言。
随着360机汇集科学和商务应用在一台计算机上，IBM也希望将所有的计算机语言合成一种语言。PL/1就这样诞生了，它不仅包含科学计算FORTARN和商务计算COBOL语言的功能，而且还具有新生语言ALGOL的功能。
除了IBM360带来的软件发展外，在稳定阶段，形成了软件的独立经销。几个敢于冒险的软件商开始销售他们的软件产品。这在当时极其不易，因为硬件厂商为阻碍软件发展，防止软件分离以形成独立行业，故意将软件的价格压得很低，无利润可赚。随着软件领域的稳定发展和新软件产品的问世，它们逐渐成为公司和市场的商品，价值连城。软件维护与更新也成为一项日益重要的工作。从而形成了计算机软件市场经济。
稳定阶段中开始出现了计算机学科的学术讨论。第一个计算机科学程序在六十年代晚期奠基，不久以后又编制了第一个管理信息系统程序。当时计算机软件工程还没有从计算机学科中分离出来，直到微型计算机年代才独立成为一门学科。尽管当时没有形成学科，然而软件工程研究一直在进行，重点聚集在计算机语言的问题上。
在此阶段，一些计算机科学家大力宣传他们引入的新思想。人工智能就是第一个竭力宣扬的学科，即称之为“有知觉”的机器，可以模仿人类大脑的功能，并期望代替人类大脑去做任何事情。
随后又出现了“控制领域”的议题。反控制反垄断的战斗打响了，美国司法部门IBM公司，声称它发展太快，且正在垄断计算机行业。当时，许多人将硬件工业比喻为“白雪公主和七个小矮人”，这里IBM是白雪公主，其他计算机硬件小公司是七个小矮人。例如RGA、GE和Xeroe等等公司。这些小公司逐渐萎缩，直到从计算机行业中消失。标准化组织也成为当时反控制反垄断的急先锋。它坚持只有统一计算机标准，各个公司才能参与并达到公平竞争。
同时，软件商与硬件商也开始竞争。硬件商努力保持软件的低价，以阻碍软件行业的形成。但是无论怎样阻挡，总有一些软件商脱颖而出，成为胜利的娇娇者。
此阶段由于计算机硬件变化节奏缓慢一些，属于较平稳的年代，计算机软件随着平稳发展，并确立软件在市场的重要地位，成为商品并逐渐变得被人们理解和接收。
发展阶段
此阶段是再一次激动人心年代，计算机已经普及和无处不有，同时软件业在计算机行业成为不可缺少部分并取得了辉煌胜利。
这个阶段是软件发展过程中最重要的时期。因为PC机和工作站以半年更新一代的令人目不暇接的速度，势不可挡地入侵小型机、中型机甚至大型机领域，从而使计算机无处不在，计算机走出了象牙塔，走进了平常百姓家庭，走进了普通人办公室。在家里、办公室、银行、邮局等生活工作的周围，处处可见计算机的应用业绩，普及流行速度极快，蓬勃向前。
过去存在的大量问题被解决了。老的JCL问题已经由友好用户、友好程序界面解决。图形用户界面（GUI）普及与流行，业已成为八十年代计算机领域最伟大的功绩。以前的FORTRAN和COBOL语言都没能解决用户界面的友好问题，而可视化软件编程才改变了这一现状。
由于VLSI的迅速发展，RISC的控制器又很简单，这就使RISC能集成在一个芯片上。CISC控制器需占芯片面积50%以上，而RISC的控制器仅占6-10%，这使RISC芯片具有极高的性能。到九十年代RISC技术被引入了到PC机内，使同样功能的计算机成本只有CISC的一半不到。随着VLSI进一步发展，已使巨型机上使用的并行处理技术能融入到RISC中。一方面采用新材料、新工艺，进一步提高主频，另一方面采用了超级流水线技术、并行流水线技术和超长指令字VLIM技术，极大地提高了RISC芯片的并行处理能力，使RISC进入了具有划时代的时期。
软件作用和价值牢固地树立起来了。人工智能、知识工程、专家系统以及神经网络领域的研究得以发展与深化。软件市场在世界范围内比较快的速度增长，在美国犹他州已出现以软件为主的第二高技术产业区。目前软件的发展速度已超过硬件产业，占信息产业的主导地位。美国垄断世界软件市场的格局，一时很难发生变化。微软公司软件巨头比尔.盖茨在五年前已成为美国首富，现在又是世界首富。随着市场分割，过去反控制反垄断的竞争也被分解了。IBM公司成为大型机之首；Intel公司是计算机芯片之王，也可以称为计算机硬件之王；Microsoft公司成为微机软件之冠。但是希望成为大型机软件之王的竞争仍然在继续。
软件特性体现为：软件进入结构化生产时期，以结构化分析和设计，结构化评审，结构化程序设计以及结构化测试为特征；从八十年代中期开始，软件生产进入以过程为中心的开发阶段；从1995年开始，逐步进入以软件过程，面向对象和构件重用等技术为基础的软件工业化生产时代。
此阶段软件业绩为：
1）软件重用技术
软件重用的目的是使非结构化、非标准化程序变为结构化、标准化，并形成大量能重用的计算机构件和模块。软件重用技术使软件的开发基本上变成了搭积木，把需要的对象和功能模块拼起来即可。它节省了大量的人力与物力，减少了重复开发。这种技术可以应用在数据库管理和信息系统管理上，MicrosoftAccess等软件均采用此软件技术，它们集成了大量应用的基本构件和模块便于重用。
只有可维护性软件才有可能最大限度地重用，而重用部分越多，维护成本越低，效率就越高。不可维护性到可维护性软件的重构是维护方法学的关键。最大限度地重用现存软件是软件维护方法学的重要思想原则。可重用是可维护性的基本属性和最大特征。
就软件重用而言，可有四个层次的重用：
（1）开发过程重用
主要指开发规范、开发方法及工具、软件标准等的重用，也称为开发支持环境重用。
（2）软件构件重用
这里软件构件指文档、程序及数据。应该将软件构件可重用性作为主要设计指导思想。
（3）用户业务知识重用
用户现存系统的业务处理过程、特定专业领域的需求特征等知识的重用。
（4）市场知识重用
应用领域标准、行业标准、市场规律知识的重用。
2）面向对象技术
八十年代中期以来，各个领域的发展和变化越来越快，对应用软件不断提出新的功能要求，这就使以功能为基础的软件体系改动较大，甚至推倒重来。八十年代末发现，使用面向对象技术能极大的提高软件的可维护性。而且它还有很多其他的优点，例如提高软件开发率，提高软件的可靠性和安全性等等。面向对象技术获得了极大欢迎，终于成为九十年代软件界最大的热点。随着发展，面向对象技术形成了OOP（面向对象编程）、OOD（面向对象设计）、OOA（面向对象分析），成为完整的软件开发方法学。
现实世界中的事物抽象到问题空间就称为对象。在面向对象技术中，对象被定义为“对一组信息和在其上的操作”，其中的信息就是数据，它反映的是对象的属性状态，操作则是对对象的处理。面向对象系统就是由对象组成的复杂系统，系统中所有对象的状态共同构成系统的状态，对象总是从一个初始状态出发，在对象之间的相互作用过程中不断改变着自身的状态。一个对象请求另一个对象执行某一处理或回答某些信息的要求称为“消息”，对象与对象之间的相互作用就是通过消息来实现的。
面向对象技术的最大优点就是软件的可维护性好。
3）集成工具与CASE技术
今天，已将过去单个的工具集成在一个系统中，用于软件开发，形成了集成工具。例如，我们经常使用的字处理工具，它只有一个工具菜单，但是却包含拼写检查、语法检查、词库和字词计数等功能。我们期待用于软件开发的系统收集了所有必需的工具，它必须支持文本和图像，也含有相关的数据库，能自动移植并进行计算机低层设计等。编程系统不仅含有编译程序，还应该支持编辑、调试与测试，最好能支持程序建立并在建立过程中检测它们的结构。
而CASE技术，即称谓“支持软件工程方法学的计算机辅助手段”。它为实现从软件工程诞生起就面临着如何组织人员进行集体作业和如何逐步代替人进行编程的两大任务。而且首先是解决前者———确定有次序、有效率、科学的工程作业方法，然后才能一步步用计算机取代各工程阶段的人工编程。软件工程的最终目的就在于软件自动化。
CASE技术有两个突出特点，使开发支持工具与开发方法学统一和结合起来，通过实现分析、设计、程序开发与维护的自动化，提高整个软件开发工程的效率。如果方法驱动器理论得以实现，软件自动化将成为现实。尽管目前真正实现的还仅限于方法指导系统，但CASE的迅速发展仍超出了辅助软件工程的范围。
综上所述，CASE的发展有待于软件工程方法的发展。它不仅给传统软件工程方法以新生，也推动着各种软件工程方法的演变、合并和淘汰，为新软件工程方法理论实用化开辟着道路。所以今后的软件工程应是“方法学+CASE技术”，两者共同协助开发人员控制和管理软件。当方法驱动器理论变为现实后，CASE与软件自动化可能会变成同义词。虽然今天的软件自动化尚不完全，但为了区别传统软件工程，我们以更明确的CASE软件工程概念来表述CASE与软件工程方法学的结合。
4）图形用户界面
用户界面一般是由菜单窗口和对话框等元素构成，它为用户提供了一个使用软件交互过程的环境，它提高了软件的使用效率，灵活便捷，并且易于修改维护程序，充分体现了“所见即所得”图形界面的现代软件设计风格，使用户能以简单自然的方式与软件系统交流信息；提供对键盘及鼠标两种输入设备的双重支持；引导用户正确、快速、方便地使用软件系统；易学易懂，尽可能地减少用户必须记忆的信息。
八十年代图形技术有了迅速的发展，出现了不少优秀的图形软件工具，例如，X-Windows、MicrosoftWindows和MacintoshWindows都是建立在图形用户界面的技术上，他们提供了图形交互所需的各种手段与方法。
AutoCAD是又一个优秀的图形软件工具。它提供了图形显示控制、图形编辑和存储以及三维绘图、三维动态显示、阴影与透视等功能。随着图形用户界面的成功，不少高级语言也增加了图形功能，使这种可视化编程日益广泛与流行。
5）多媒体技术
它是曾经被炒得沸沸扬扬的话题，也是计算机科学在九十年代的一个热点。多媒体技术是将文字、声音、图形、视频图象集成在一起的技术。它包括多媒体计算机原理、多媒体数据库、多媒体通信和多媒体表现技术等等。它的一个重要方面是将图像、图形、声音、文字等集成一体，再按1比10或1比30压缩比进行图象数据压缩，最后以高质量再现给用户。
由于多媒体技术提供了更多的交互手段，给人以更多的方便，所以有着极其广阔的应用前景，如电视、电子游戏、电子报刊、电视会议等等。正因为如此，多媒体技术不仅是计算机科学的热点，而且也是国民经济以及社会生活许多领域的热点。
然而在整个计算机发展历史过程中，软件领域仍然存在一些问题，相对于微处理器芯片和内存设备而言，计算机软件只是在不断发展而没有进行大的改革。例如，编程人员都知道，自从第一台IBM和第一个Intel电子芯片问世以来，硬件结构的软件部分──指令集和中断结构就没有发生大的变化。在程序设计语言中也没有大的变革，现在用得最多的语言仍然是十五年前C和C++，甚至是四十年前的FORTRAN和COBOL语言。第四代语言并没有达到某些人预先声称“无需程序员的编程”的功能。整个软件领域发展限制在一个应用领域──数据库上。
不过也有一些希望的象征。面向对象程序设计是一项新的技术，前景看好，它以一种完全不同方法来构造软件；客户/服务器技术和Internet/Intranet技术，它们大大地推动了软件行业的改革。Internet的TCP/IP协议使成千上万个不同的操作系统和应用程序能相互通信，使得网络访问容易，浏览众多的数据库和站点信息，从而产生了较大经济效益和社会效益。当谈起计算机软件的现代历史，Internet/Intranet将作为人-机通信原理的里程碑，而WWW、HTML、VRM和Java将是这个里程碑的组成部分。
软件行业的成功，尤其是1995年以来的迅速崛起的Internet/Intranet技术为主的网络软件以及数据库挖掘、人工智能、神经网络等软件，为人类进入二十一世纪奠定了坚实的基础。新世纪将是一个更全面的信息化时代，计算机的普及与使用将会更广更宽，从而对计算机软件的需求更高，本世纪的成果与经验，将带入下一世纪，并不断被软件人员发展、完善，以适应新世纪人类的需要，并发扬光大。
初中计算机课具有一定的实践性和操作性，所以，在讲授知识的同时，学校应该创造条件，让学生边学习边操作，这样才能提升教学的质量。掌握计算机基础理论知识是必要的，但掌握基础知识的目的，是让学生学会实践操作。换句话说，初中计算机课应该采取直观的教学方法，让学生动起来。初中生本来注意力就很难集中，如果在计算机课堂采取理论讲授的方法，很容易让他们感到枯燥乏味，进而出现游离课堂的现象。而直观的教学，能让学生参与其中，激发他们的好奇心，自然也就会吸引他们的兴趣。如学习Word的相关知识时，对于保存文档，教师就可以让学生和自己一起来操作。首先打开一个Word，然后完成打字任务“班级我最酷，这是要保存的文档”，然后按下ctrl+s或者直接点击左上部的保存按钮，把保存的路径改为桌面，文档的名称改成自己的名字。通过这样的操作，学生就很容易掌握这项操作技能，要比纯粹的理论讲授效果来得快。
二、明确课堂要求，开展任务模式授课
对于初中生来说，规定一定的任务，采用任务驱动法授课已经成为一种有效的教学模式，这符合初中生的心理。初中计算机课堂开展任务驱动法授课，首先要明确任务，设定任务。在任务的设定中，要依据学习内容和学情而定，把教学目标内化到任务中去，能有效地把总任务分解成若干小任务，这样能让学生明白任务的内容，也会提高完成任务的成功率。如在搜索某一个文档的时候，任务就是把规定的归档放在桌面上。对于这个任务，首先分解成以下几个任务：找到搜索功能、输入查找的文档名称、复制查到的文件、粘贴在桌面上，这样一步一步分解和完成任务，学生就会很清楚做什么和怎么做了。在任务的完成过程中，教师只是指导者和引导者。所以，在任务的完成中需要发挥学生的探究意识和主观能动性，让学生结合老师的引导自主学习和自我探究。这样的教学模式，一方面可以减少老师的工作量，另一方面又能提升学生的探究意识，何乐而不为呢。
三、寓教于乐，开展游戏教学
1加强技能操作，激发学生的自主意识
在计算机教学中，学生的主动学习意识对于操作技能的学习是非常重要的，因此兴趣是学生学好计算机教学计算机课程最重要的推动力。计算机是一门非常注重理论与实践结合的学科，因此加强学生学习计算机的主观能动性是非常有必要的。当前很多计算机教师在指导学生进行实际操作时，通常不重视学生的学习感受，只是一味的对计算机操作步骤进行按部就班的讲解，随后在将操作的相关步骤演示一遍给学生看，在这枯燥教学的过程中，只能使得学生被动的获取相关知识。如果计算机教师能够从学生的主观能动性培养方面出发，就可以使学生更加充分的了解到学习计算机的重要性，这样就能进一步的提升学生在计算机学习中的积极性[1]。举例来说，教师在讲解计算机操作的入门知识时，可对学生充分讲解计算机的发展历史与进程，同时向学生详细介绍计算机的基本理念以及硬件组成，并对不同硬件的相关功能进行分析解说，同时为学生展示计算机基本外设的用途和使用效果，这样既可以有效的将学生的求知欲望激发出来。
2实际操作中，融入互动教学
在培养学生的计算机操作技巧过程中，如果教师只是枯燥乏味地对课本内容进行解读，一切照本宣科，学生的积极性就无从体现。现在很多教师喜欢照着课本内容给学生一次性演示操作步骤，只是在重点环节强调两句，但这样的教学方式是不利于学生理解和记忆的。大部分的学生对计算机的操作规程，都是经过教师对计算机的讲解而了解的，但当自己操作时，就无法想教师一样操作的得心应手，在操作的过程中不得不查阅相关书籍，从而导致的最终结果，学生还是参考书籍的相关步骤来进行操作，这种结果对于提升学生的计算机操作水平没有多少帮助。教师可以采取设计问题的方式提升学生对计算机操作的理解，而具体问题则根据学生的计算机操作水平设置。举例来说，当学习到处理图画的方法时，教师可以以教材为平台，让学生从教材中充分体会到图画变化的效果。当学生对绘图软件有一个简单的了解之后，教师在根据学生的实际操作情况进行针对性的提问，例如让学生用某作绘图件绘画一些图案后，再让学生思考此软件和之前所熟悉的软件之间有什么区别。这样一来，不仅学生以前所学的知识得以巩固，教师和学生之间也能实现良好互动。
3加强操作技巧培养，重视理论结合实际
教师在进行计算机教学计算机教学的过程中，不仅应进行理论知识的传授，还应对学生进行操作技巧上的培养。理论和实践总是相互联系而又相互影响的，所以教师应具备足够的灵活性，在对学生进行理论教学的同时，也加强对学生实践能力的考察和培养。教师要想加强学生操作计算机的能力，必须在理论教学的基础上结合实际教学手段[2]。在理论知识的指导下，学生们不仅能够有效避免在操作计算机时出现违规操作现象，还能够加强学生对计算机操作的理解。因此在进行计算机教学时，教师应将理论充分渗透到实际操作当中。举例来说，当学习word软件时，教师可以首先向学生讲解word的理论知识，包括其历史、各窗口的主要功能等，教师先带领学生认识word主要工具和选项的作用。当学生对word的理论知识有一定的了解之后，教师就可以引导学生进行实际操作了。在教导学生word的实际操作技巧时，教师可以选择一则带图片的新闻报道，然后让学生用word软件还原这则新闻报道，将相关图片嵌入文字区域中。当学生完成了实际操作后，学生对word软件的理解程度就会得到显著加深。
4在教学评价中，纳入操作技能
教学评价不仅是计算机教学的重要环节，也是衡量学生对计算机知识水平掌握程度的有效手段。为充分提高学生对计算机实际操作的重视，教师有必要将相关操作技能纳入到对学生的教学评价标准当中，这样一来，不仅能够实现评价方式的多样性，还能促进学生的全面发展。另外，在进行教学评价时，教师应突出学生的课堂主体地位，照顾学生的自信心，提高学生主动学习计算机的积极性[3]。举例来说，当教师对窗口知识进行评价时，不仅要评价学生学习windows操作系统窗口知识的理论基础，还应提升学生对窗口知识实际操作能力的评价，例如学生是否已经掌握了最大化、最小化及还原窗口的技巧，学生是否学会了关闭窗口的技巧。同时，教师也应注重对学生进行人性化的评价，不要打压学生的学习积极性。在教学过程中纳入评价标准，不仅加强了学生灵活运用计算机操作知识的能力，还能加强学生对计算机操作重要性的认识。
5结束语
综上，在计算机教学中，对学生操作技能的培养已经成为当前计算机教学的重要组成部分，直接影响着学生学习计算机基础应用的质量，因此教师也应以积极的态度应对这一形势，加强对计算机操作教学重视程度。
作者:高亚玲 单位:陕西电子科技职业学院
引用：
[1]王晓英，冯珊珊.计算机教学计算机教学中操作技能培养[J].西南财经大学,2015,(04):29.
一、课程教学难点
1.理论性强
该课程教学内容理论性强、概念抽象、涉及知识面广,学生时其整体实现思想和技术往往难以理解,学习时有较大难度,大部分学生有一种畏难情绪。因此学生很容易陷入疲于记忆的状态,忽略了对课程各部分间关系和课程教学目标的把握。因而该课程是计算机专业中教师“最难教”,学生“最难学”的课程之一。
2.学习效果见效不快
很多学生对学后有立竿见影效果的课程兴趣较大,如程序设计语言,学生学会了便很快可以就某个问题编写程序上机运行,颇有成就感;而对诸如操作系统这样原理性强,实验要求高,设计一个操作系统又不现实的课程,一些学生因感觉学习后效应不会立即显现而对课程重视度较低。
二、教学目标
操作系统是目前最复杂、技术含量最高的软件,在计算机专业软、硬件课程的设置上起着承上启下的作用,其中的许多设计思想、技术和算法都可以推广和应用到大型的、复杂的系统设计,以及其他领域。因此,其教学目标应重在培养学生理解和掌握计算机操作系统的基本工作原理、设计技术及设计方法,培养学生开发系统软件和大型应用软件的意识和能力,同时还要让学生了解现代操作系统的新思想、新技术和发展研究动向。
三、课程知识体系设计
鉴于以上课程教学难点,教师若能从繁杂抽象的理论中理出一个脉络清晰的课程知识体系呈现给学生,将为有效达到教学目标要求起到事半功倍的作用。该课程教学内容有纵、横两条主线,纵线主要指操作系统各功能的设计思想、处理机制,横线主要指功能实现的具体技术方法、不同环境下的实现差异。因此,整个课程知识体系可按纵、横两条线展开,遵循知识、能力、素质协调发展的原则,从知识模块、知识单元和知识点3个层次来设计。其中知识模块代表特定学科子领域,可包括若干知识单元;知识单元代表知识模块中的不同方向,可包括若干知识点;知识点代表知识模块中单独的主题,是教学活动中传递教学信息的基本单元。
1.纵向功能线
本文的纵向功能线是从资源管理功能出发来设计,通过基于操作资源管理功能的知识建构,学生能明确所学内容在知识体系中的层次、位置、关系。此处为使结构更清晰,按操作系统资源管理功能出发的纵向功能线细化为进程管理、处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和用户接口六个知识模块,由此设计的纵向功能线知识结构如下:
(1)进程管理知识模块包括进程概念、进程调度、进程互斥、进程同步、进程通信、进程死锁各知识单元。进程概念包含进程特征、进程状态与转换、进程控制各知识点;进程调度包含调度时机、调度算法、调度过程各知识点;进程互斥包含与时间有关的错误、临界资源与临界区、临界区使用原则、临界区互斥访问的解决途径、临界区互斥访问的解决途径各知识点;进程同步包含信号量同步机制、生产者与消费者问题、读者与写者问题、哲学家进餐问题各知识点;进程通信包含忙等待策略、睡眠和唤醒策略、消息传递策略各知识点;进程死锁包含产生原因、必要条件、解决途径各知识点。
(2)处理机管理知识模块包括分级调度、调度算法、算法评价各知识单元。分级调度包含作业调度、交换调度、进程调度各知识点;调度算法包含作业调度算法、进程调度算法各知识点;算法评价包含作业调度算法评价、进程调度算法评价各知识点。
(3)存储器管理知识模块包括存储管理功能、存储管理方案各知识单元。存储管理功能包含内存分配与回收、地址映射、内存共享、内存保护、内存扩充各知识点;存储管理方案包含分区存储管理、页式存储管理、段式存储管理、段页式存储管理各知识点。
(4)设备管理知识模块包括数据传送控制方式、并行技术各知识单元。数据传送控制方式包含程序直接控制方式、中断方式、DMA方式、通道控制方式各知识点;并行技术包含通道技术、中断技术、缓冲技术、分配技术、虚拟技术各知识点。
(5)文件管理知识模块包括文件结构、文件存储空间管理、文件目录管理、文件存取控制各知识单元。文件结构包含文件逻辑结构与文件存取、文件物理结构与存储设备各知识点;文件存储空间管理包含空闲文件目录、空闲块链、位示图各知识点;文件目录管理包含文件目录形式、文件共享与保护、目录检索各知识点;文件存取控制包含文件存取控制方法。
(6)用户管理知识模块包括命令接口和系统调用知识单元。命令接口包含脱机控制命令、联机控制命令知识点;系统调用包含设备管理类命令、文件管理类命令、进程管理类命令、存储管理类命令、线程管理类命令各知识点。
2.横向技术线
操作系统知识点看似繁杂,但究其原理,在对不同系统资源功能进行管理时,所采取的策略和方法有很多是相同的。因此通过对重要方法和机制进行贯穿式的横向技术线,可使被条块分割的教学内容有效关联起来;通过横纵交错的连接,可使看似离散的知识有稳固而紧密衔接的结构。从操作系统四种重要实现技术出发的横向技术线包括中断技术、共享技术、虚拟技术和缓冲技术。当然,有些技术在其它相关课程中已有介绍,也可看出其在整个计算机系统中的重要程度,由此设计横向技术线知识结构如下:
(1)中断技术知识模块是实现程序并发执行与设备并行操作的基础,它包括中断类型、中断优先级、中断事件各知识单元。中断类型知识单元包括外中断、内中断知识点;中断优先级知识点在不同的系统中有不同的规定;中断事件知识单元包括进程创建与撤消、进程阻塞与唤醒、分时时间片、缺页中断与缺段中断、I/O操作、文件操作各知识点。
(2)共享技术知识模块是提高资源利用率的必然途径,它包括处理机共享、存储共享、设备共享、文件共享各知识单元。处理机共享包含进程的并发执行;存储共享包含外存储器共享、内存储器共享知识点;设备共享包含SPOOLing系统;文件共享包含便于共享的文件目录。:
(3)虚拟技术知识模块是把一个物理实体变为若干面向用户的逻辑单元,使资源的用户使用与系统管理相分离,从而提高资源利用率和安全性方,它包括虚拟处理机、虚拟存储器、虚拟存储器方法、虚拟设备、虚拟文件各知识单元。虚拟处理机包含多进程管理;虚拟存储器包含地址转换、中断处理过程、置换知识点;虚拟存储器方法包含页式管理、段式管理、段页式管理各知识点;虚拟设备包含设备共享;虚拟文件包含文件共享。
(4)缓冲技术知识模块是异步技术的实现前提,可大大提高相关资源的并行操作程度,它包括存储管理缓冲技术、设备管理缓冲技术、文件管理缓冲技术各知识单元。存储管理缓冲技术包含快表;设备管理缓冲技术包含硬缓冲、软缓冲、SPOOLing系统中的输入/输出井知识点;文件管理缓冲技术包含记录成组技术、文件表的打开。
四、课程知识体系操作
知识体系的设计显然要有必要的操作作为支持才能使其与学习者间进行互动,形成交流并达到知识的内化。依据上述的知识体系设计,该课程教学可采用以下两个步骤进行操作,一是以“核心拓展”的方式进行纵向功能学习,二是以“小组学习和共同学习相结合”方式进行横向技术综合学习。
“核心拓展”方式中核心指六大知识模块,它们也是该课程的核心内容,教师应结合具体系统的具体实例以讲授方式进行,讲授过程中对于一些关键算法一定要以具体实例加以讲解,不能照本宣科。“小组学习和共同学习相结合”方式可采用将多次出现的具体技术单独提出来,讨论哪些功能应用了该技术。分小组,一个小组负责总结一项技术,然后以小组宣讲共同讨论的方式来加深技术对功能的应用。
通过这两个步骤的操作,整个课程的知识体系便可以横、纵两条线的形式清晰地呈现在学生面前,为培养学生从离散到系统性的学习和思维习惯创造条件。
参考文献:
关键字组件重用操作系统OSKit
1引言
当前，操作系统的功能不断扩展，操作系统的类型呈现出多样化的趋势。一个小规模的开发小组已经不可能完全从头开始实现一个实用的操作系统，而一般情况下，研究人员只对操作系统的一些特定领域感兴趣，而对于另外一些元素,如启动加载代码、核心启动代码、设备驱动程序和内存分配代码等往往不感兴趣，但是一个可运行的原型系统又必须包含这些内容。编写这些基础结构延缓了操作系统研究项目的进度，同时也增加了进行操作系统研究的代价。为了解决这一问题，犹他大学的FLUX研究小组开发了OSKit，它提供了一个框架和一组模块化的、具有简单接口的库以及一组清晰的、可重用的OS组件。OSKit可以用来构建操作系统内核、外层服务和其他核心OS功能模块。OSKit提供了各种功能模块，诸如简单自举，一个可用于内核的最小化POSIX环境、与物理内存和其约束一致的内存管理、广泛的调试支持，以及高层子系统如协议栈和文件系统。开发者可以根据自己的研究兴趣或所要考虑的性能来使用这些模块，或用他们自己的模块来替代标准的OSKit模块。
OSKit公开了它内部的实现细节，允许用户从成熟的操作系统中不加修改地提取代码，然后通过一小部分经过仔细设计的粘接代码将它们合并到一起，隔离它们的依赖性，并输出良好定义的接口。OSKit使用这一技术整合了许多稳定而成熟的源代码，包括设备驱动、文件系统、网络协议等等。实践表明，使用组件软件架构和重用技术会给操作系统实现领域带来大的影响。
2组件技术简介
组件技术是一种较新的软件开发技术。到目前为止，还难以确定组件技术的明确定义。比如，对组件技术的常见说法有以下这些：“二进制软件单元”、“任意场合可部署的软件”、“特别适合第三方开发”和“规范定义的接口”等等。大致上可以这样理解：所谓组件，其实就是一种可部署软件的代码包，其中包括某些可执行模块。组件单独开发并作为软件单元使用，它具有明确的接口，软件就是通过这些接口调用组件所能提供的服务，多种组件可以联合起来构成更大型的组件乃至直接建立整个系统。组件的实现必须支持一种或者多种其用户所希望获得的接口。实现组件并不一定需要采用面向对象语言。为了构造新应用程序，软件开发人员找出适当的组件，将这些组件加入到正在开发中的应用程序，同时对应用程序进行测试并保证应用程序的组装工作按照预定的规划正常进行。采用组件技术能降低开发、测试和维护成本,提高可靠性和稳定性。
3Oskit组件综述
OSKIT的组件库提供了一般情况下更高层的功能，它通常只对外开放一些相关的公用调用接口。目标系统通过OSKit的面向对象的COM接口来与这些组件进行交互。以下几节概述了OSKit所提供的组件。
3．1引导程序
大多数操作系统多有自身的启动加载机制，彼此互不兼容。这种加载机制的多样性并不是由于每个OS所要求的自举服务不同而引起，而是由于构建启动加载器的特定方式造成的。因为从操作系统研究的立场来看，启动加载器是一个令人不敢兴趣的领域，因此OS开发者通常进行一个最小化、快捷的设计。由于设计理念和要求的轻微差别，每个启动加载器都不适用于下一个OS。为了解决这个问题，OSKit直接支持多启动标准，这一标准是由几个OS项目的成员共同设计的，它的目的是提供一个简单而通用的启动加载器与OS内核间的接口，从而允许一个启动加载器加载任何兼容的OS。
在进行操作系统研究时，多启动标准非常有用，这其中的主要原因是启动加载器在加载内核自身的同时还具有加载附加文件或者启动模块的能力。这里的一个启动模块只是一个普通文件，启动加载器不以任何方式解释它，而仅仅把它随同内核映像一起加载到保留物理内存块中。在启动内核时，启动加载器提供给内核以下内容：物理地址的列表、所有已加载的启动模块的大小，以及与每个模块相联系的由用户定义的字符串。这些启动模块和与它们相联系的用户定义的字符串由内核解释。这样做的目的是为了通过提供内核启动时需要的数据，诸如初始化程序、设备驱动和文件系统服务器，来减轻内核启动的负担。
3．2核心支持库
OSKit核心支持库的主要用途是让客户OS更容易访问硬件设施。它包含了一个较大的实用函数和符号定义的集合，该集合对于管理模式代码是非常具体的。与此相对应，OSKit的大多数其他库在用户模式代码中通常很有用。和OSKit的其余部分所不同的是，多数核心支持代码必须是针对特定系统结构的，而这些特定机器的细节对客户OS也是有用的。例如，在x86机器上，核心支持库包含一些函数，用来创建和操纵x86页表和段寄存器。其他OSKit组件通常提供建立在这些低层机制上的与体系结构无关的设施，但是为了提供最大的灵活性，与特定结构相关的接口始终可以被访问。
OSKit核心支持库在x86体系结构上尤为重要，因为该体系结构的OS级编程环境特别复杂和模糊。核心支持库仔细地设置了一个基本的32位执行环境（为了与MS-DOS兼容，x86处理器通常以16位模式开始）,初始化段和页转换表，安装一个中断向量表，并提供缺省的陷阱和中断处理程序。当然，客户OS能够修改或重载这些行为。然而，在缺省情况下，核心支持库自动地做所有必要的工作，以便使处理器进入一个方便的执行环境，此时中断、陷阱、调试以及其他标准设施已经如预期的那样开始工作。该库在缺省情况下自动地定位所有随内核加载的启动模块，并保留它们所在的物理内存。接下来，应用程序可以很容易使用它们。客户OS只需以标准C语言风格提供一个main()函数。一切都设置好以后，内核支持库将用所有参数和由启动加载器传递过来的环境变量来调用它。
3．3内存管理库
如同在一个标准C语言库中实现的malloc()一样，内存管理代码典型地用于用户空间。通常并不适用于内核。设备驱动常常需要分配特定类型的内存，并伴随具体的调整属性。例如，对于内建的DMA控制器只能访问最初的16M物理内存。为解决这些内存管理问题，OSKit包含了两个简单而灵活的内存管理库：(1)基于队列的内存管理器（或称LMM）,它提供了功能强大且高效的原语来进行分配管理，并支持在一个池中管理多种类型的内存。(2)地址映射管理器（或称AMM）被设计用来管理不必直接映射到物理内存或虚拟内存的地址空间，它对OS的其他方面提供了类似的支持，诸如进程地址空间、分页、空闲块或IPC名字空间的管理。尽管这些库可以很容易地应用在用户空间，但实际上它们是被特别设计用来满足OS内核的需求。
3．4最小C语言库
成熟的OS内核一般都包含着相当数量的仅仅用来重新实现基本的C语言库函数如printf()和malloc()的代码。与此形成对比的是，OSKit提供了一个最小化C语言函数库，它围绕着最小化依赖性而不是最大化函数性和性能的原则来设计。
3．5调试支持
OSKit的一个最实用的好处是：给定一个适当的硬件设置，它立刻就能提供给OS开发者一个完全源代码级的内核调试环境。OSKit内核支持库包括一个可用于GNU调试器（GDB）的串行存根模块，它在客户OS环境中处理陷阱，并使用GDB的标准远程调试协议通过一个串行程序与运行在另一台机器上的GDB通信。甚至当客户机OS执行自己的陷阱处理时，OSKit的GDB存根模块也是可用的。如果客户OS提供适当的钩子，它甚至支持多线程调试。除了基本的调试器支持，OSKit也提供了一个内存分配调试库，它可以跟踪内存分配并检测一般的错误，如缓冲区溢出和释放已释放的内存。这个库提供了与许多普通应用程序调试器相似的功能性，所不同的是它运行在由OSKit提供的最小内核环境中。3．6设备驱动支持
在OS开发和维护中最艰巨的一个任务是支持多种多样的I/O硬件。这些复杂的设备常会含有潜在的错误，而新硬件的又常常伴随着不兼容的软件接口。由于这些原因，OSKit采用了为现有内核开发的稳定的、经过充分测试的驱动程序。OSKit使用了一种封装技术，将现有的驱动程序代码基本上未加修改地合并到OSKit中。这些现有的驱动程序被一个OSKit粘结代码层所包装，从而使得这些驱动程序可以在与开发它们的环境完全不同的环境中工作。目前，来自Linux的大多数以太网卡、SCSI和IDE磁盘的设备驱动程序被包括进来，总数超过了五十种。用同样的方式，来自FreeBSD的八个字符设备驱动程序也被包含了进来，它们支持标准PC控制台和串口及不同的多串口板。由于OSKit把这些驱动仔细地进行了包装，FreeBSD驱动程序可以与Linux驱动程序一起工作。
3．7协议栈
OSKit提供了一个完整的TCP/IP网络协议栈。如同驱动程序一样，有关网络的代码也可以通过封装机制被合并进来。OSKit当前可以从Linux中获取网络设备驱动程序，它们是PC平台可获得的最大的免费资源。OSKit的网络组件继承于FreeBSD4.4,它通常被认为具有更多成熟的网络协议。这显示了使用封装机制将现有软件包装成灵活的组件的第二个优点：即从不同的资源中获取最好的组件，并让它们一起被使用。
3．8文件系统
通过使用封装技术，OSKit吸收了NetBSD的基于磁盘的文件系统代码。NetBSD之所以被选择为首要资源库，是因为在可用的系统中，它的文件系统代码被最清晰地分离了出来，而FreeBSD和Linux的文件系统与它们的虚拟内存系统结合的更紧密。当前，OSKit也把Linux文件系统合并了进来，以便能够支持多种类型的文件系统格式，如Windows95、OS/2和SystemV的文件系统格式等等。
OSKit文件系统输出的COM接口类似于许多Unix文件系统所使用的内部VFS接口。这些接口具有很好的粒度，使我们可以不必接触OSKit文件系统的内部。例如，OSKit接口只接受简单的路径名组件，允许安全封装的代码执行适当的访问许可检查。
4OSKit的现状
自从在1996年6月了OSKit的第一个公开发行版以来，OSKit已经更新了多次，每次更新都增加了一些算法，并修正了一些错误。最新的发行版是2002年3月的版本。由此可见，OSKit一直处于操作系统开发平台的前沿，其自身也在不断完善和发展。
5结论
作为一个操作系统研究与开发的平台，OSKit大大减轻了操作系统研究与开发者的负担。它可以让开发人员避开复杂的底层，而把兴趣集中与他们所感兴趣的领域。开发者可以用自己编写的组件来取代OSKit中的部分组件，以满足自己特定的需要，从而丰富了操作系统的应用层。总之，OSKit满足了实际客户系统的需求，有助于操作系统的研究与开发。
参考文献
(1)汤海京基于面向对象操作系统开发平台（OSKit）的分析与程序设计www-/developerWorks/linux/kernel/oskit/part1/index.shtml
(2)MichaelHohmuthUsingtheOSKitasabaseforL4applications
关键词甘草酸药理作用机制研究进展
甘草为多年生草本植物甘草Glycyrrhizaurlensis的根及根茎,性味甘平,归心、肺、脾、胃经,为我国着名的大宗常用中药材和工业原料,国内、国际市场需求量都很大,为临床上最为常用的中草药之一。甘草具有补脾益气、润肺止咳、通经脉,利血气,清热解毒,止血祛痰润肺的功效,广泛地被用丁保肝、降血脂、抗癌、抗干扰素诱生剂及增强细胞免疫调节等方面。现代科学研究表明,甘草中含有100多种有效化学成分,其中以甘草甜素、甘草次酸、甘草苷元和甘草多糖为主。甘草酸(GlycyrrhizicAcid,GA)是一个最重要的甘草甜素类化合物,有显着的肾上腺皮质激素样作用,可用丁人体抗衰老、抗炎、降压、增强肌体免疫力、提高生理机能、抑制癌细胞生长等,它以18-H的两种差向异构体存在(α体和β体),两者均具有一定的生理活性,如甘草酸_铵(甘利欣)为α体制剂,具有明显的降酶、抗炎和保肝作用;而强力宁和复方甘草甜素则为β体制剂。甘草酸在临床上的应用表明了其确实的疗效,本文就近年来对甘草酸丰富的药理作用及机制研究进行了综述。
1抗肿瘤作用
体内外抗肿瘤药理模型的研究中,GA对不同肿瘤细胞株均显示了较强的细胞毒作用,通过致细胞变异及诱导细胞凋亡等多种机制,抑制肿瘤细胞增殖,发挥细胞毒作用。利用细胞胞质溶胶混悬培养液以及完整的结肠细胞培养物两种模型体系研究后发现,GA通过抑制人体结肠肿瘤细胞中N-乙酰基转移酶活性和DNA-2氨基芴的内敛可产生抗该肿瘤株增值的药理作用,显着降低乙酰转移酶类在人体结肠肿瘤细胞清除系统的Km和Vmax的有效值[1],在亚细胞毒性浓度时,显着性抑制芳香胺N-乙基酰转移酶在人体结肠肿瘤细胞瘤株(colo205)的活性,且这一抑制作用呈现出剂量依赖性。同时,DNA-2-氨基芴内敛结构也受到了有效的抑制。该研究首次阐明GA通过抑制乙酰转移酶活性和DNA加合物生成来抑制肿瘤的恶化,为临床上GA的应用提供厂新的思路。另外,GA可通过刺激黑色素瘤细胞B16所含的黑色素生成,加速肿瘤细胞的“老化”。GA可剂量依赖性增加酪氨酸酶的表达信使RNA(mRNA)在细胞间质中的水平,进而提高蛋白质、酶活性、黑色素含量。研究过程中还发现,GA能增加络氨酸酶依赖性蛋白质-2(tyrosinasc-rclatcdprotcin-2,TRP-2)的mRNA的表达,对TRP-1却无显着影响,说明GA在有效浓度范围内无细胞毒性,因此在无毒性浓度内等量使用GA对正常黑色素生成无影响,以上结论表明GA通过转录激活机制进而诱导刺激黑素产生,发挥抗黑色素瘤的作用[2]。
GA的抗肿瘤药理作用是多样的,CHUNG等进行系统的研究后,得出的构效关系结论为进一步以GA前体结构开发新药物提供丁思路:①GA能减灭细胞癌变刺激物(如乙醇、丙酮、醋氨酚、CCl4等)活化:酶学测定,通过抑制肝微粒体细胞色素P450(CYPlA,)活性减少前致癌物的活化,GA具有化学性防癌的作用,可对抗四氯化碳、半乳糖胺及丙烯基甲酸盐等化学物质所致肝细胞癌变性损伤。α构型既抑制“增毒”的细胞素P450同工酶活性,减少致癌物的代谢活化,又显着诱导口相酶活性,加快毒物和致癌物的排泄。α和β构型GA的抗癌变和急毒实验比较研究显示,α体抗D-氨基半乳糖肝损害作用优于β体。α体分子结构与泼尼松相似,易与类固醇激素的靶细胞受休结合,抗癌变作用也大于β体。研究还表明,两者均可通过调节免疫功能达到抑制、阻碍杆细胞癌变的作用,并且α体比β体作用更强[3]。②GA在体内可被葡萄糖醛酸酶水解成为甘草次酸和葡萄糖醛酸,前者有较强的抗氧化抗细胞毒活性,后者可与毒物结合而增强解毒功能,使其迅速从尿中排出而降低致癌性有关。③GA有抑制肿瘤细胞生成的作用,很可能是变异细胞的增殖受到抑制,进而限制肿瘤细胞的增长。④GA可直接作用于肝细胞,拮抗肝糖原的蓄积作用,加快毒物和致癌物的排泄。另外GA的三萜糖甘在小鼠肝线立体中能诱导渗透性的跃迁使薄膜电位消失、吡啶核甘酸氧化、细胞色素释放和吞噬诱导作用产生因子,从而达到抗肿瘤的作用[4-6]。
2抗病毒作用
病毒影响着人们的健康和日常生活,严重地甚至能夺取生命。经过药理学研究,GA作为甘草中的主要抗病毒有效化学成分,抗病毒作用显着[7-13]。GA可明显减轻肝细胞脂肪变及坏死,减轻肝细胞间质炎症反应,抑制肝细胞纤维增生以及促进肝细胞再生等,且副作用少,是一种治疗乙型肝炎值得重视与推广的药物。在对乙肝表面抗原表达的人肝细胞癌细胞系PLC/RRF/S’的研究中,发现甘草酸可以抑制异免疫体抗原(I-IBsAg)向细胞外分泌,并且具有剂量相关性。通过阻碍唾液酸的补充,GA抑制T-msAg的表达,从而抑制肝细胞被以乙型肝炎病毒破坏,改善了慢性乙肝患者肝功能障碍,增强和改善对IBsAg的抑制及I-IBV的免疫状况。深入研究GA抗病毒的作用机制,主要可以被划分为2种类型:①通过抑制病毒DNA复制产生抗病毒作用。据文献报道,GA能剂量依赖性地有效地对抗二重感染拉古细胞(Raiicells)中EB病毒(Epstcin-Barrvirus)的复制。病毒抑制和细胞生长抑制的IC50分别是0.04和4.8mmol?L-1,选择性指数高达到了120,显着地抗病毒同时都正常细胞毒性很低。GA不影响EBV病毒对于细胞表面的吸附,也不使其微粒物钝化,只是干扰EBV向细胞内的穿透,阻断进一步的复制循环。所以,GA代表一种新的抗EBV化合物的作用方式,不同于核苷类似物抑制病毒DNA多聚酶的方法[8]。②GA可抑制黄曲霉毒素-B(AflatoxinB1,AFB1)在细胞内成活力从而减少其在肝细胞瘤细胞中的毒性[1]。AFB1有强烈的腐蚀氧化应激性,能强烈地诱导受到细胞发生癌变。研究表叫,在人体的肝癌细胞系(HepG2)中,GA能降低AFB1的细胞毒性,增加在细胞后处理过程中谷胱甘肽s-转移酶活性,表现出对抗性的保护作用,且这种保护效应能抑制肝毒素代谢活化,对于化学诱导细胞癌变性具有显着的保护作用。
80年代,日本学者首次报道了GA抗艾滋病病毒HIV的作用,曾引起轰动。艾滋病病毒HIV感染者的治疗原则是阻止病毒增殖和增强机体免疫力。实验证明GA可明显抑制HIV增殖,并具有免疫激活作用。1.23mg?ml-1浓度下即可对HIV增殖抑制率达到50%,但抑制HIV感染的有效浓度高,范围狭窄,若要维持其在血液中的有效浓度,须持续人量给药。Watanbe等给小鼠感染HIV病毒制成艾滋病模型后,观察了GA治疗效果,发现治疗后的小鼠存活期明显延长,并且这些小鼠脾、淋巴结肿大被明显抑制;对肛细胞、脾细胞和淋巴细胞进行培养后,发现它们的增殖能力增强。GA临床用于治疗艾滋病患者已收到一定效果,虽还有待于进一步观察,但甘草已被称为战胜AUDS病的“仙草”[13]。
GA以其显着的抗病毒效果以及丰富、独特的抗病毒机制,将在抗病毒的临床应用领域发挥越来越重要的作用。
3抗血清作用
近年专家们又发现GA可以治疗血液疾病的物质,为人类疾病的治疗提供了又一新的途径。GA可显着性减女血液中睾酮的含量,口服GA后,血清中的浓度睾酮浓度减少,其机制是干扰促成睾酮向雄烯二酮转变的17β-羟基类固醇脱氢酶(hydroxysteroiddehydrogenase,HSD)活性,且这种增强呈显着的递进式[14]。在治疗哈斯氏疾病时,GA可导致肾上腺皮质激素-氢化可的松的增加,但其抗血清的作用仍不容小视:研究表明:GA在22-26岁的健康妇女的黄体期周期中对雄性激素的新陈代谢有影响。口服给予GA300mg?d-1,且不使用其他药物方法时,血清肾素活性、血清肾上腺素、性激素,醛固酮和氢化可的松含量均发生了较大的变化:总的血清酮第一个月从(27.8±8.2)增加到(19.0±9.4),第二个月的治疗开始显现显着性的差异(P<0.05),为(17.5±6.4)ng?dL-1,停药后,雄烯二酮,黄体素和LH水平都不同程度的恢复;血浆肾素活性和醛固酮在治疗期间被抑制,血压和氢化可的松没有变化。由此可以得出结论,GA可通过阻断17-HSD和17-20分解酶的活性减少血清酮[15]。同时,GA能有效的抑制3α,20β-HSD,直接抑制酶作用结合物的竞争性拮抗作用,抑制11β-HSD和15-羟前列腺素脱氢酶发挥抗血清的活性[16]。此抗血清机理具有以下特点:极性更低,吸收更好;体内分布更合理,肝脏靶向性更强;抗炎作用更强;对肾11-β-羟基类固醇脱氢酶抑制更弱,不良反应更小;毒性更低,因而在临床上GA的抗血清应用越来越广泛。
4免疫调节作用
GA具有非特异性免疫调节作用,其主要是增强细胞免疫作用,可增强MNnψ吞噬功能,消除抑制性Mψ的抑制活性,还可选择性地增强辅T淋巴细胞的增殖能力和活性。近年来有研究发现,在小鼠免疫系统腹膜内使用GA后白细胞总数(WBC)计量增加了5倍。当使用熊果酸、齐墩果酸等药物对动物治疗时最大白细胞总数只能持续6天,而使用GA尉动物治疗时最大白细胞数可持续9天以上。熊果酸、齐墩果酸对动物使用后WBC总数的白分增加量分别为91.48±4.6%,135.75±6.4%,而使用GA后WBC总数增加量为114.9±18%。骨髓细胞和α-酯酶阳性细胞在用GA后也有增加,GA与抗原作用可增加脾内特异性抗体滴度和空斑形成细胞,显着抑制迟发型超敏反应(DTH)。以上结果表明GA等对机体的免疫调节活性有影响[17]。
5其他药理作用
抗炎,抗菌作用:GA具有皮质激素样抗炎抗菌作用,能够抑制磷酯酶A活性,阻止组胺等活性物质的释放,降低活性因子的反应性以厦抑制抗体生成,临床上多用于各种原因引起的上呼吸道感染,痈疽疮毒及肾上腺皮质功能低下症。据研究报导,GA的抗真菌活性作用惊人,具有巨大的前景[18]。
6心血管方面作用
GA具有降血脂与抗动脉粥样硬化作用,阻止动脉粥样硬化的形成,通过动物模型证实,灌胃给于GA,对实验性小鼠、大鼠血脂增高均有明显抑制作用,对高脂饮食诱发的家鸽血清胆固醇升高也有明显抑制作用。离体及在体研究表明:GA可延长乌头碱诱发的心律失常潜伏期,减少室颤率,增加哇巴因诱发的室性心律失常的阐值口,推测GA可能具有影响心肌细胞离子通道的作用,应用膜片钳技术观察其对L型钙通道电流(I-L)的影响,对探讨GA对心肌细胞电生理作用机制提供厂很有意义的指导[19]。
7抗氧化作用
GA的抗氧化作用也是其新颖的作用领域之一,且表现出的显着效果逐渐引起科学家的重视[20,21]。类胡萝卜素中的β-GA为超分子复合体,具有罕见的抗氧化还原的特性。EPR的白旋捕获技术证明,络合结构的GA可增加对斑蝥黄和胡萝卜素的体内清除速率,比过氧化氢清除速率快10mmn[22]。
本文将GA丰富的药理活性和作用进行了详细的介绍,以及相对深入的构效关系的研究,为以GA为先导物,合理地进行分子设计合成新化合物的研究确定了重要方向。随着研究的不断深入,GA也将被更为广泛地应用于各种相关疾病的临床治疗中,为人类造福。
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