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計算機網(wǎng)絡畢業(yè)論文

淺析非單一性計算機網(wǎng)絡中的相變與整體關聯(lián)行的論文

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淺析非單一性計算機網(wǎng)絡中的相變與整體關聯(lián)行的論文

  摘 要:隨著計算機的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡越來越受到用戶的喜歡,成為人們生產(chǎn)生活中不可缺少的一部分。然而隨著網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴大,網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行中也出現(xiàn)了一些問題,大多數(shù)的人們對于這些問題缺乏了解,因此不能很好的處理。一些人在利用相變的理論來解釋計算機網(wǎng)絡中冪律現(xiàn)象的過程中,只是單一的從相變理論出發(fā),而忽略了網(wǎng)絡之中節(jié)點的相互關聯(lián)情況,缺乏整體性的思考模式,使計算機網(wǎng)絡的發(fā)展進入了一個誤區(qū)。本文從相變理論出發(fā),系統(tǒng)的闡述了相變理論的內(nèi)涵和整體關聯(lián)的特點,并就其中的問題做出了相應的闡述。

淺析非單一性計算機網(wǎng)絡中的相變與整體關聯(lián)行的論文

  關鍵詞:計算機網(wǎng)絡;相變理論;整體關聯(lián)行為;非單一性

  目前,計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為一個非線性的復雜系統(tǒng),正在向大規(guī)模,高性能的網(wǎng)絡化發(fā)展,在這個系統(tǒng)中,牽一發(fā)而動全身,每個關聯(lián)點之間都有著緊密的聯(lián)系。加強對這些整體關聯(lián)的把握,了解計算機網(wǎng)絡動態(tài)演變,已經(jīng)成為計算機科學界發(fā)展的必然。在這個領域有所突破后,人們將會對計算機網(wǎng)絡的變化方式更加的了解,從而更加充分的使用網(wǎng)絡資源,使網(wǎng)絡化更便利,為以后的生產(chǎn)生活提供便利。

  1.計算機網(wǎng)絡相變現(xiàn)象

  計算機網(wǎng)絡的相變現(xiàn)象,最早被發(fā)現(xiàn)于20世紀90年代初期,其中信息流的自相似現(xiàn)象便是最早的研究。這種自相似現(xiàn)象指的是局域網(wǎng)傳輸?shù)男畔⒃诘竭_時間上具有某種相似性,長相關性及突發(fā)性。一般網(wǎng)絡相變的研究方法有以下兩種,一是利用現(xiàn)實的計算機網(wǎng)絡進行實驗,并且求的實驗結(jié)果,另一種是通過抽象的建模,利用模型進行實驗求的結(jié)果,第一種雖然逼真,但是無法對實際網(wǎng)絡的參數(shù)進行相應的控制,第二種則可以較好的控制網(wǎng)絡參數(shù),便于取得實驗結(jié)果。

  通過這些研究,證實網(wǎng)絡中的非擁塞相和擁塞相之間有相應的相變現(xiàn)象,網(wǎng)絡中相變和冪律也有著復雜的關系。網(wǎng)絡中的相變屬于連續(xù)相變,其中有臨界行為相伴隨,將臨界點看做一個管道的接口處,在它的一側(cè)網(wǎng)絡信息是順暢的,處于非擁塞相的狀態(tài),數(shù)據(jù)信息可以順利的通過,而在對應的一側(cè),為擁塞相,一些數(shù)據(jù)可能由于擁擠無法被傳送,使得系統(tǒng)真實性降低,網(wǎng)絡的整體性能下降。事實上,網(wǎng)絡中相變現(xiàn)象最主要的原因是路由器之間擁塞的傳播以及臨界點數(shù)據(jù)波動的1/f特性。相變行為的層次決定于緩沖單元的數(shù)量,數(shù)量越多,層次越高。如果是整個系統(tǒng),那么相變行為層次達到最高,其變化也是最為豐富,對于網(wǎng)絡的研究也有著更大的幫助。

  2.計算機網(wǎng)絡中相變產(chǎn)生的問題

  在計算機網(wǎng)絡研究中,人們?nèi)〉昧艘欢ǖ某晒,給網(wǎng)絡資源的運用帶來了一定的便利,但是同時也應該看到,其中還有存在著很多的問題,這些問題主要包括以下幾個方面:

  (1) 相變研究的方法比較單一

  在當今的相變現(xiàn)象研究中,上述闡述中提到了兩種方法,最常用的是第二種方法。相對來說,網(wǎng)絡相變研究所使用的方法還是比較單一。這種方法主要是在實際網(wǎng)絡的基礎上,假設出一個簡單的模型,通過對這個模型的實驗分析,得到相應的數(shù)據(jù)。優(yōu)點是可以迅速快捷的得到實驗的需要數(shù)據(jù),從而得出實驗結(jié)果,但是缺點是在由于是建立在模型上,數(shù)據(jù)雖然有很強的參考性,但是不能完全真實的反應網(wǎng)絡的所有特征,而實際網(wǎng)絡中拓撲結(jié)構(gòu)也存在著不規(guī)則和意外的特性,會產(chǎn)生一定的誤差,因此真實性略有不足。

 。2) 沒有一個完善的網(wǎng)絡環(huán)境

  目前我國的計算機網(wǎng)絡環(huán)境還有欠缺,服務質(zhì)量不能很好的保證,業(yè)務量比較單一,不能適應現(xiàn)代不同等級服務的要求,網(wǎng)絡管理控制的方向還停留在落后的意識里,不能轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡本身的提高上,如何采用新的節(jié)點策略和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)一直是未解的難題。這些因素的存在都給我過計算機網(wǎng)絡相變的發(fā)展研究帶來了一定的不便。只有不斷的改變和完善,將網(wǎng)絡環(huán)境提升到一個較高的水平,才能不斷適應全球化和商業(yè)化的模式要求,從而為網(wǎng)絡相變提供良好的基礎,為國家網(wǎng)絡的發(fā)展奠定基礎。

 。3) 缺乏專業(yè)的技術性人才

  隨著時代的發(fā)展,科技越來越迅猛的表現(xiàn)出更新快的特點,而科技的發(fā)展離不開人才的發(fā)展。計算機網(wǎng)絡相變現(xiàn)象作為最近才興起的新興行業(yè),對人才有著巨大的要求。我國由于起步晚,研究時間短,因此不可能出現(xiàn)大量的專業(yè)人才,無法滿足研究的要求。同時很多網(wǎng)絡方面的人才對計算機網(wǎng)絡相變現(xiàn)象重視程度不夠,不會將研究的中心放在相變上面來,也在一定的程度上加劇了人才缺失的現(xiàn)象。同時國家對于計算機網(wǎng)絡的相變重視程度也不夠,未能給相變研究提供一個完善的平臺。雖然現(xiàn)在在這方面的研究有國家的相應參與,但是參與的程度不夠,不能結(jié)成一個完善的產(chǎn)業(yè)鏈條,為國家發(fā)展做出其應有的貢獻。首先國家缺乏一個相對專業(yè)的教育隊伍,很多人才不能通過專業(yè)的教育獲得相應的知識;其次人才培養(yǎng)的措施不到位,大多數(shù)人才都是等到需要的時候才進行學習,沒有長時間的知識積淀;最后研究機構(gòu)不能根據(jù)需要設立,部分設立的研究機構(gòu)也是缺乏經(jīng)費,物資等,不能很好的發(fā)揮其作用。只有國家在政策層面給予相應的重視,我國的計算機網(wǎng)絡相變研究才能很好的發(fā)展下去。

  3.解決計算機網(wǎng)絡相變與整體關聯(lián)行為的辦法

  對于計算機網(wǎng)絡中相變和整體關聯(lián)行為之間關系的研究,要注意方法,在整體的層面上要把握,同時在細節(jié)上也要注意,主要的方法有以下個方面:

 。1) 不斷拓展研究方法

  迄今為止的研究方法中,,模型中使用的協(xié)議一直止步于相對簡單的無連接UDP協(xié)議,而且在傳輸數(shù)據(jù)上做了相應的簡化過程,這遠遠不能滿足網(wǎng)絡相變的發(fā)展需要,因此,在以后的研究工作中,我們應該集中主要的力量來突破鏈接的TCP協(xié)議上,在此基礎上通過節(jié)點路由器選擇更實用的模型。計算機領域的研究和其他領域的研究很多都會有一定的相通之處,我們在研究的時候要調(diào)動我們的思維,不斷的發(fā)掘出有力的方法,例如,統(tǒng)計物理學中,廣泛使用宏觀序參數(shù)和臨界指數(shù)來研究相變現(xiàn)象。這些都是以后要特別注意的重點。同時研究實用性的模型除了上述辦法外,還可以繼續(xù)完善和發(fā)展拓撲結(jié)構(gòu),采用二維或者三維的結(jié)構(gòu),擺脫之前單一使用二維的特點,或者將研究重心轉(zhuǎn)移到細胞自動機新的動態(tài)演變上來,模擬更加真實的動態(tài)網(wǎng)絡,從而達到增強研究效果的目的。

  而在研究計算機相變的過程中,也不能放棄自組織臨界的研究,因為兩者之間存在著密切的關系。所謂自組織臨界,是用來闡述單元之間相互作用的復雜系統(tǒng)行為特征,這種單元數(shù)量大,并且是短程相互作用。這種研究和高速公路的交通流量研究非常的類似,通過注意節(jié)點的分布,得出功率譜密度,來發(fā)現(xiàn)1/f噪聲的特點,通過節(jié)點的排隊長度,了解擁塞的狀況,而排隊長度在時間和空間上均是呈現(xiàn)冪律,從而對自相似也做出了合理的解釋。通過對數(shù)據(jù)包的注意,來了解整體關聯(lián)行為。之前的數(shù)據(jù)包流可能不存在相互關聯(lián)性,但是在節(jié)點的調(diào)制后,這些數(shù)據(jù)包可能會出現(xiàn)長程相關的特性,這點和交通流很像,通過對比可以很好的理解和認識。

 。2) 提高人才的專業(yè)素養(yǎng),不斷挖掘相變和整體關聯(lián)行為的特點

  計算機網(wǎng)絡的研究人員,要不斷在網(wǎng)絡相變的研究中投入精力,不斷學習,同時在實際的操作過程中,不斷的進行總結(jié)歸納,摸索出新的研究方向和研究方法,不斷完善相變的研究模型。同時在學習的過程中,要多進行交流,特別是和國外相通行業(yè)人士的交流。國家在這方面要為這些人才創(chuàng)造專門的機會,通過一些政治的手段來給他們制造交流的機會,保證他們能夠?qū)W到應有的知識。而在國內(nèi)國家要制定出完善的人才培養(yǎng)機制,制定人才培養(yǎng)方案,爭取在短時間內(nèi)給國家培養(yǎng)出一批高素質(zhì)的優(yōu)秀人才。國家也要建立完善的實驗基地,配備精良的實驗儀器和舒適的研究環(huán)境,留住人才,給予他們更多的發(fā)展機會,為網(wǎng)絡相變和整體關聯(lián)行為提供人力、財力、物力的支持。

  (3) 不斷完善和提高網(wǎng)絡環(huán)境

  網(wǎng)絡環(huán)境的好壞對于網(wǎng)絡相變和整體關聯(lián)行為的好壞有著直接的影響。我國應該努力完善網(wǎng)絡環(huán)境,不斷改進傳統(tǒng)的服務質(zhì)量,應該致力于在網(wǎng)絡上開展多種業(yè)務,針對不同的服務等級制定出不同的服務機理,為這些網(wǎng)絡要求進行服務。同時應該摒棄依靠客戶和合作來控制擁塞的行為,盡快的轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡本身發(fā)展上來。目前對于這種改變,沒有一個固定的方向,這就要求國家投入大量的精力,爭取將系統(tǒng)、自組織有序化、協(xié)同發(fā)展,將各個方面的知識應用于網(wǎng)絡。在這個過程中,跨學科借鑒是個很好的方法,通過這種方法可以很好的解決一些問題,例如網(wǎng)絡擁塞的現(xiàn)象,總之,利用一切可以利用的力量,為網(wǎng)絡發(fā)展做出貢獻。

  4.結(jié)語

  計算機網(wǎng)絡相變的發(fā)展和整體關聯(lián)行為的研究是一塊開闊的視野區(qū)域,挑戰(zhàn)和機遇并存,我們要堅信,在科學的發(fā)展下,信息科學和非線性科學總將會很好的融合,成為21世紀科技發(fā)展的必然趨勢,在這一趨勢下,人類會對自身智能和生命現(xiàn)象認識的更加透徹,達到前所未有的升華。

  參考文獻:

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