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(1.吉林省經(jīng)濟管理干部學院,吉林 長春 130012;2.長春市十一高中，吉林 長春 130012)

0 引 言

社會的進步，使企業(yè)和用戶對于生活服務質(zhì)量的要求逐漸遵循優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟和安全，PC在某些具體的局域網(wǎng)設備環(huán)境下，造成資源上的不充分利用和浪費，網(wǎng)絡計算機以其便于系統(tǒng)管理、維護、無需大量的數(shù)據(jù)存儲安全及方便使用等特點，獲得了群體性計算機用戶的應用支持。目前網(wǎng)絡計算機進一步發(fā)展主要源于兩個方面的動力，一方面網(wǎng)絡計算機是基于網(wǎng)絡進行的信息數(shù)據(jù)通訊，很大程度上受到網(wǎng)絡帶寬的限制，給網(wǎng)絡計算的發(fā)展帶來了相應的屏障，因此研究網(wǎng)絡計算機對于網(wǎng)絡性能的影響是一項重要的理論和工程實際應用問題；另一方面就是對于特殊用戶群體的應用模式研究，網(wǎng)絡計算機目前在現(xiàn)代教育、金融服務業(yè)和電信行業(yè)中進行了探索，工作模式主要分為操作系統(tǒng)嵌入在本地和遠端服務上。網(wǎng)絡計算機作為PC機的重要補充部分，對于降低資源的功能性浪費，實現(xiàn)資源的共享上，具有重要的應用和發(fā)展空間。研究其對網(wǎng)絡性能的影響和領域上的應用模式，對網(wǎng)絡計算機的設計和研究，實現(xiàn)行業(yè)的性能和標準化建設，具有重要的生產(chǎn)價值和提升服務質(zhì)量工程實踐指導意義。

1 網(wǎng)絡計算機的體系結構

目前，嵌入式技術的快速發(fā)展，使得相應的嵌入式硬件成本價格獲得了有效的降低，出現(xiàn)大量的通用型的嵌入式產(chǎn)品，例如INTEL的低功耗CPU ARM，使得嵌入式的軟件設計費用構成了其主要的開發(fā)成本，在嵌入式的體現(xiàn)結構上，呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢，軟件的設計更加重視模塊化、功能化和層次化，具體軟件層次上分解為硬件設備抽象層、內(nèi)核控制層和設備應用層，由于內(nèi)核控制層的建立，使得嵌入式軟件的開發(fā)具有一個相對穩(wěn)定的環(huán)境平臺，并且相應的提供了控制底層和功能的API函數(shù)，降低了技術人員的軟件開發(fā)難度，實現(xiàn)了應用程序的可擴展性，硬件設備抽象層使得嵌入式的操作系統(tǒng)具有較強的可移植功能，廣泛的應用于其他的嵌入式設備之中，這種嵌入式的體系結構使得開發(fā)人員不必在考慮體系上的技術門檻和相關的接口問題。嵌入式操作系統(tǒng)與INTERNET網(wǎng)絡技術的有效結合和發(fā)展，使其具體應用于網(wǎng)絡計算機中成為可能，結合相應的網(wǎng)絡計算機特點和操作系統(tǒng)框架結構，研究了一種網(wǎng)絡計算機抽象體系結構框架，如圖1所示。圖中的陰影部分為硬件抽象層，其他部分為系統(tǒng)的內(nèi)核部分?；谇度胧讲僮飨到y(tǒng)的網(wǎng)絡計算機，在技術應用和功能獲取上，具有較強的發(fā)展優(yōu)勢和空間。

2 網(wǎng)路計算機對網(wǎng)絡性能影響

研究網(wǎng)絡計算對于網(wǎng)絡性能的影響，首先應該建立其一定的性能評價指標的前提下完成，相應的評價角度和指標的選取不同，將會對網(wǎng)絡性能產(chǎn)生相應的不同結果，評價目標的明確才能進行相應的網(wǎng)絡性能仿真和實驗研究[1]，依據(jù)網(wǎng)絡性能的主要技術指標，通過相應的信息技術手段，獲取相應的數(shù)據(jù)，由此判斷出網(wǎng)絡計算機對網(wǎng)絡性能的影響[2]。

圖1 嵌入式網(wǎng)絡計算機系統(tǒng)內(nèi)核抽象體系結構圖

2.1 網(wǎng)絡性能評價方式

關于網(wǎng)絡性能影響的研究過程角度上看，主要依據(jù)兩個方面進行分析，即網(wǎng)絡結構設計和網(wǎng)絡功能分析角度[3]。網(wǎng)絡結構設計主要是依據(jù)組成網(wǎng)絡中的先進技術和框架選擇層面進行考慮[4]，例如應用何種類型的網(wǎng)絡拓撲結構圖、上層網(wǎng)絡的軟件開發(fā)功能和互聯(lián)網(wǎng)手段；網(wǎng)絡功能分析角度[5]主要依據(jù)網(wǎng)絡在用戶層面上，所體現(xiàn)出的服務質(zhì)量、便捷和可擴展性。對于網(wǎng)絡性能的評價要基于網(wǎng)絡結構設計和功能分析角度，進行相應的性能比這個整體指標下進行，簡單來說就是基于設計和用戶的最優(yōu)化方案前提條件下。因此一般情況下，對于網(wǎng)絡性能仿真和實驗，主要基于網(wǎng)絡設計條件下進行，為充分考慮目前在需求主導下的產(chǎn)品開發(fā)理念，對于網(wǎng)絡計算機對于網(wǎng)絡性能的影響主要評價角度上，基于用戶的直接感受，進行相應的網(wǎng)絡性能測量和評價，網(wǎng)絡計算機到服務器之間的網(wǎng)絡性能評價參數(shù)，主要選用網(wǎng)絡相應時間、數(shù)據(jù)包丟失量、兩個節(jié)點之間的數(shù)據(jù)交換速率、負載能力，這種前提下所進行的網(wǎng)絡性能試驗，更加符合用戶的實際體驗，對于網(wǎng)絡計算機的設計和開發(fā)具有更優(yōu)化的理論上指導。

2.2 網(wǎng)絡計算機對網(wǎng)絡性能的影響

依據(jù)現(xiàn)有的網(wǎng)絡計算機資源，構建相應的計算機網(wǎng)絡環(huán)境，通過對不同網(wǎng)絡服務類型功能進行大量相關重復試驗，研究和分析網(wǎng)絡計算機數(shù)量變化情況下，對于計算機網(wǎng)絡、服務器性能的相關影響。分別進行相應的網(wǎng)絡計算機本地工作模式測試，例如播放多媒體視頻文件和瀏覽網(wǎng)頁、Windows虛擬終端模式測試，以及同一工況條件下，PC機和網(wǎng)絡計算機的網(wǎng)絡性能比較。

(1)網(wǎng)絡計算機本地工作模式

對于網(wǎng)絡計算機的本地工作模式下的網(wǎng)絡性能測試，主要是在校園內(nèi)網(wǎng)的網(wǎng)絡結構下實現(xiàn)的，網(wǎng)絡中的交換機應用二級交換機，網(wǎng)絡計算機的服務其選用PC機。對于網(wǎng)絡計算機可以對與本地的視頻文件進行播放，同時也能通過相應的瀏覽器，進行視頻文件的瀏覽，在測試網(wǎng)絡計算機的本地工作模式主要是通過相應的網(wǎng)絡瀏覽器在線播放視頻進行試驗研究，相應的網(wǎng)絡計算機并行訪問和播放服務器的視頻媒體流文件，相應的CPU使用情況表，見表1所示。通過相應的數(shù)據(jù)和表可知，應用相應的標準PC機作為網(wǎng)絡計算機的服務器時，可以最多同時并行支持30臺以上的設備終端，其CPU使用的占有率在50%一下，終端響應時間低于人眼反應時間1s，網(wǎng)絡流量的消耗才7%以內(nèi)。因此網(wǎng)絡計算機本地工作模式下，具有較好的網(wǎng)絡媒體流播放速度和質(zhì)量，對于網(wǎng)絡服務器的壓力影響較小。

表1網(wǎng)絡計算機本地工作模式CPU效率

圖2 現(xiàn)代教育背景下的網(wǎng)絡計算機拓撲結構圖

(2)網(wǎng)絡計算機的Windows虛擬終端模式

針對網(wǎng)絡計算機在Windows虛擬終端模式的網(wǎng)絡性能測試，選取和運行Windows 2008 Server管理服務工作，進行相應的規(guī)范化測試，以確保相應獲取數(shù)據(jù)的有效性和準確性。首先進行網(wǎng)絡計算機登錄Windows虛擬終端的網(wǎng)絡性能測試，主要依據(jù)單一設備模式下的網(wǎng)絡計算機登錄，和使用OFFICE word軟件，統(tǒng)計和分析占用CPU的峰值百分率，試驗結構表明每增加一臺并行網(wǎng)絡計算機，內(nèi)存使用的變換在17～28MB之間，CPU占有率變化在5%～10%，相應的網(wǎng)絡計算機數(shù)量超過20臺后，CPU占有率呈現(xiàn)一個相對穩(wěn)定的值，各種資源的損耗是一個隨數(shù)量增加的線性值關系。因此可以得出增加Windows遠端的服務器性能，可以對系統(tǒng)網(wǎng)絡系統(tǒng)和配置進行相應優(yōu)化，也表明在網(wǎng)絡計算機的設計上，應更加重視嵌入式處理器和相關功能部件的應用，以此更加滿足用戶對需求上的可靠、高效和安全性能。

(3)網(wǎng)絡計算機和PC網(wǎng)絡性能利用的比較

關于網(wǎng)絡計算機和PC機網(wǎng)絡性能利用效率的比較，采用如下的步驟進行，第一，將10臺網(wǎng)絡計算機的相關終端設備依順序接入到網(wǎng)絡的終端服務器，對于相應的瀏覽器和Word文檔進行使用，統(tǒng)計和記錄相應的CPU使用數(shù)據(jù)和內(nèi)存使用情況；第二，退出相應的網(wǎng)絡計算機終端，進行計算機用戶的PC機網(wǎng)絡服務客戶端的用戶登錄，依次為用戶1～用戶10，統(tǒng)計和記錄相應的CPU使用數(shù)據(jù)和內(nèi)存使用情況；第三，推出PC機登錄服務器終端，使用筆記本進行相應的用戶1～用戶10登錄操作，統(tǒng)計和記錄相應的CPU使用數(shù)據(jù)和內(nèi)存使用情況。相應的數(shù)據(jù)可知，三類不同設備在登錄服務器的過程中，消耗CPU的峰值數(shù)值基本處于一個穩(wěn)定值的狀態(tài)，登錄時PC機的CPU網(wǎng)絡使用消耗比網(wǎng)絡計算機和筆記本更出1個倍數(shù)。

3 網(wǎng)絡計算機應用模式

在研究網(wǎng)絡計算機對于網(wǎng)絡性能的基礎上，應用網(wǎng)絡計算機可以依據(jù)用戶的具體需求，減少一些PC機功能的開發(fā)，在互聯(lián)網(wǎng)的云平臺技術條件下，減少資源的消耗，增加用戶的高質(zhì)量服務體驗效果，實現(xiàn)了低功耗、高質(zhì)量和安全性能。關于網(wǎng)絡計算機的應用模式研究[6]，建議性提出一類生活確實密切和相關的行業(yè)，即現(xiàn)代教育業(yè)。傳統(tǒng)的校園網(wǎng)絡平臺建立，主要是依據(jù)PC+服務器+教師的應用模式，學生在使用PC機的過程中，需要進行相應的具體維護，增加了教學資源的不必要投入和成本?，F(xiàn)代教育模式，主要是在教師的引導下，進行相應的互動式和自主式結合學習，提高學生的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題和反饋問題的自我有效邏輯能力的提升和實現(xiàn)?；ヂ?lián)網(wǎng)背景下的現(xiàn)代教學，更加注重教師和學生的互動，學生通過使用網(wǎng)絡計算機，例如IPAD，降低了其學校財政資源的壓力，依據(jù)相應的服務器基站進行，網(wǎng)絡功能的實現(xiàn)，不附加PC其他的功能。網(wǎng)絡計算機使得學生，積極參與進學習的每一個環(huán)節(jié)和步驟，可以通過相應的虛擬終端進行課程的學習外，可以利用本地模式，進行相應的教學多媒體軟件學習，課下通過互聯(lián)網(wǎng)技術，與教師進行積極的問題共同，交流學生的相關心得，實現(xiàn)校園局域網(wǎng)和遠程廣域網(wǎng)的學習，與傳統(tǒng)的PC進行合理搭配，實現(xiàn)一個經(jīng)濟、高校、安全互聯(lián)網(wǎng)平臺。相應的計算機拓撲網(wǎng)絡結構圖如圖2所示。

4 結 語

計算機科學技術、互聯(lián)網(wǎng)云平臺技術的快速發(fā)展，使得網(wǎng)絡計算機(IPAD)逐漸成為人們高質(zhì)量生產(chǎn)生活的一種不可缺少重要終端性移動設備。在淺析嵌入式網(wǎng)絡計算機體系結構的基礎上，對于網(wǎng)絡計算機的網(wǎng)絡性能影響做了相應的研究。依據(jù)客戶需求應用性能的評價角度，改變網(wǎng)絡計算機的數(shù)量和工作模式的情況下，獲得了相應的實際測量數(shù)據(jù)，試驗數(shù)據(jù)表明，假設服務器的性能確定下，網(wǎng)絡計算機的數(shù)量對于網(wǎng)絡的性具有相關的影響；在一定的網(wǎng)絡計算機和工作模式環(huán)境下，網(wǎng)絡性能的優(yōu)劣與服務器的軟硬件性能有關；在基本的網(wǎng)絡瀏覽和基礎軟件應用中，網(wǎng)絡計算機具有與PC基本一致的執(zhí)行效率，同時服務、可靠、安全性能、成本價值高于PC機。最后依據(jù)所分析的網(wǎng)路計算機對于網(wǎng)路性能的影響，結合現(xiàn)代教育模式背景下的相關知識，建議性提出相應的校園網(wǎng)路計算機關聯(lián)拓撲結構。