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数据管理范文精选

数据管理

数据管理范文第1篇

关键词:GIS;WebService;房产测绘数据管理

0前言

房产测绘的主要任务是利用测量技术测算房产面积,随着计算机制图技术在测绘领域应用的飞速发展,目前的房

产测绘成图基本依赖于计算机制图技术完成。厦门市很早就采用计算机制图来生产房产平面图,时至今日积累了数量相当巨大的房产测绘电子版数据,这些数据是在不同的历史阶段形成的,缺乏统一的规范,数据格式也较混乱,大部分图形数据和测算表数据分别以独立的文件存放,二次利用不易,同时由于缺乏必要的管理系统,在房产转移登记的产权配图工作中这些既存的数据利用率很低。目前的配图工作主要还是依赖于纸介质档案,采用复印图纸、手工填写产籍调查表、手工画红线方式。这种方式工作效率低,而且容易出错。为减轻配图工作的压力,减少配图工作量,减少配图差错率,迫切需要构建一套有效的房产测绘数据管理系统,并将现有的数据整理进系统,以充分发挥房产测绘数据应有的功能。

1现有解决思路

经过多年的发展,计算机技术在房产测绘领域应用已经相当成熟,从早期的仅用于制图到利用计算机技术实现面积分摊计算的自动化,再到房产测绘综合管理都有成功案例,市场上有很多仅实现单一计算功能的软件,也有不少实现结合计算功能的综合管理功能的软件。目前实现房产测绘管理类的思路主要有如下几种:

(1)扩展原有以实现面积计算功能为主的软件,实现测绘数据管理功能。因为早期计算机技术在房产测绘领域的应用主要是为了解决房产测绘面积分摊计算自动化问题,发展到现在这类实现计算功能的软件发展已经很成熟了,随着数据的积累,管理功能的缺失带来的数据利用的问题越来越突出,所以很多软件都针对数据管理方面做了相应扩充。但这类软件大多是基于AutoCAD基础上二次开发,而AutoCAD软件自身对数据管理的支持就比较弱;其次这类软件对操作人员的水平要求也比较高,平面图打印功能也不够友好,所以在产权配图工作中的应用就显得比较不容易。

(2)基于原有的MIS系统,结合已有的管理系统的功能,扩充房产测绘数据管理功能,主要是扩充房产面积计算功能。但原有的很多MIS系统都是基于数据库下的文本系统,与图形结合不易,扩充后的系统房产制图方面功能显得稍弱,系统开发难度也比较大。

上述思路基本都着眼于优先解决面积计算功能,基本是以房屋具有共同分摊的栋为基本单元,而不是以户室即产权单元为基本单元。同时扩充的管理系统与原有的系统都是紧耦合的,独立性差,数据的互操作性较差,再有就是这些系统因为基本没有采用GIS与地籍系统进行结合,无法较好的实现基于GIS的各种查询和管理功能。为此,笔者在此提出一种基于GIS结合WebService技术的房产测绘管理系统解决思路。以期能充分利用已有的和正在生产的房产测绘数据,同时又对现有系统的影响最小。

2基于GIS结合WebService技术的解决思路

该思路的主要内容是:根据各个系统侧重点不同,将各个系统作为独立的子系统,将房产测绘管理相关的系统分为面积测算子系统、房产测绘流程管理子系统、房产测绘数据管理子系统,各子系统之间也以松散耦合方式联系,房产测绘管理系统与地籍系统,产权交易登记系统等MIS系统也以松散耦合方式联系,各系统以webservice方式对外提供自己的数据服务。以宗地-楼盘(栋)-户室(产权单元)为各个系统之间的联系,利用GIS数据实现房产测绘数据与地籍宗地数据和交易登记数据的挂接,实现图形数据与属性数据的图属互查,为整个房地产权籍管理提供完善可靠的地籍和房产测绘基础数据。在测绘管理系统中,目前面积测算已经有很多成熟软件,大多基于AutoCAD二次开发,成果一般以文件形式存储。采用子系统方式,可以将面积测算部分当作独立的一个子系统,而将成果文件作为数据管理系统中的一个属性字段直接存储,当需要打开测算数据的时候,直接从系统中取出读入到测算软件中。采用这种方式可以在不改变现有的测算软件实现数据的集中式存储,作业人员不需熟悉新的软件操作;同时又可以避免将测绘管理系统绑定在一个平台上,使系统开发的选择具有极大的灵活性,测算软件的选择也具有极大的灵活性。

流程管理主要涉及面积测算和配图的业务流程管理,包括测算软件数据上载、下载、变更等的流程管理,与一般的业务审批型OA没有什么大的区别,既可以独立开发,也可以与测绘数据管理结合在一起开发,技术也很成熟,这里不再赘述。

数据管理是房产测绘管理的核心,为实现测绘数据的充分利用,这里要关注的是如何管理各户室单元的平面图。现有的很多系统是直接用测算软件的图形格式管理,但由于测算软件是以栋或整个项目作为一个文件对象存储,这样在需要打开一个户室单元平面图的时候需要打开整各项目或整栋楼的图形数据,找到需要的单元,采用这种方式带来的弊端是数据传输量大,在需要查阅户室平面图的时候需要依赖测算软件来打开,不容易避免误操作或者其他原因导致对整个图形文件的破坏。考虑到数据管理关注的是户室单元的信息,而且在面积测算经过审核提交后,变化的机率很小,因此笔者提出通过测算软件直接生成每个户室单元的既定内容和比例尺的户室平面图文件,在数据管理系统中直接存储平面图文件虽然带来一定程度的数据冗余,但带来的好处是显而易见的,首先数据利用更加容易,只打开需要的户室平面图而不打开其他的图形信息,其次在需要查阅平面图的时候也无需依赖测算软件来打开,最后是原有的数据整理也容易,只需利用原有的测算软件生成每个户室平面图即可,而无需改变原有的图形格式。平面图文件格式可以采用Adobe的PDF和微软的MDI格式,采用这两种格式是因为PDF和MDI格式都是以矢量形式存储图形,图形打印效果好,打开也容易。采用JPG或BMP的打印效果都比较差。另外PDF和MDI格式在指定了比例尺和纸张大小之后,打印的时候可以按照真实的比例打印。

测绘数据管理系统通过宗地代码与地籍宗地系统联系,通过楼盘代码与交易登记系统联系,这两个方面的联系都需要基于GIS技术才能实现图属互查功能。主要实现思路是:通过在测绘系统中存放宗地代码,即可查询到地籍宗地系统的相关宗地信息。在交易登记系统中存放宗地代码和楼盘代码,在交易登记系统中就可以查询到相关的宗地信息和测绘数据。测绘数据管理系统中其他方面文字属性的内容都是采用数据库管理方式实现,与普通的MIS系统没什么差别,这里不再赘述。

3结束语

采用上述方式搭建的系统具有极大的灵活性,能简化系统的部署,而且相互之间能有机联系。在未来,可以在测绘数据管理系统中增加三维图形等内容,就能实现对真实楼盘的三维模拟,使管理更加直观。

参考文献

数据管理范文第2篇

养老保险数据管理的核心是基础数据的建设和更新的及时。数据的复杂性源于数据采集和数据存储、数据分析的多样性和系统性。业务经办过程产生的大量数据和数据的变化过程应该做到精准可控。

想法变算法,规程变代码,智慧治理需要运用新的技术和新的手段,运用人工智能、大数据和区块链等前沿技术可以进一步提升社会保险数据的及时性和准确性。

通过区块链技术搭建层级化、分布式、安全可控的存储与访问体系,运用其所具有的去中心化、不可篡改、可追溯以及开放性等特点,结合移动互联网、物联网、生物特征识别等关键技术,适应于社保管理监测、养老金发放、账单追踪、基金安全防范等诸多应用场景。

基于社会保障卡,建立社保行业统一的用户体系,实现社保全行业的标准化与规范化建设及应用。基于人脸、指纹、声纹等生物特征识别技术,建立多种方式的社保实名认证体系。基于全方位多纬度的大数据,建立社保智慧感知与服务体系,通过数据驱动、智慧赋能为社保智能化管理提供数据支撑。基于区块链以及智能合约技术,建立社保行业统一可追溯记录平台,实现社保工作的全程记录与全面监管等,都将为养老保险经办服务的数据管理提供更佳解决方案。

养老保险的经办管理与养老服务密不可分,养老保险是养老服务体系的重要组成部分,尤其是养老待遇的社会化发放本身就是养老服务的关键内容,养老保险并不是纯粹的金融过程,不能与养老服务分轨道运行。

从管理思维向服务思维的转变,服务过程中产生的数据多样性、充分性远远高于管理过程所能达成的工作效果,服务过程收集数据的手段比管理过程收集数据的手段方式更加灵活便捷,如果将技术手段和技术路径比作生产工具和作业方式,丰富多彩的养老服务活动所产生和形成的数据,则是社保部门实现老年人数据动态变化掌握及时性、准确性的根本生产源泉。

数据管理范文第3篇

关键词:定制化汽车;高效衔接;数据管理

目前,满足市场需求并在售的车型主要是几种固定的配置车型,这种市场环境有利于企业的研发、制造等活动,使产品开发、生产物料准备、售后数据的管理都简单化。企业可以提前准备物料并生产,客户也能在下单后快速提车,对客户的需求响应较快。但随着市场对定制化产品的需求越来越旺盛,几种固化的配置车型已无法满足市场对汽车产品个性化的需求。个性化的配置生产虽然能满足市场的需求,但会使企业数据管理难度大增。丰富化的需求可能会导致产品配置种类大幅增加,甚至达到上万种,面对如此庞大的配置数据,传统的数据管理模式显然已不适用,整车企业需要快速适应这种变化[1]。企业数据管理的调整需包括产品开发、供应商物料响应、物流保障、库存管理、生产组织到售后保障等各业务模块,精准高效的数据管理尤为重要。因此,讨论出一种全新的数据管理方法来支撑定制化业务的开展意义重大。

1传统车型数据管理分析

传统配置车型通常会基于高、中、低三种配置车型开发零部件,车型配置数量少,对应开发的零部件状态相对较少,车型数据的管理可以基于每种配置车型对应的零部件物料数据单独形成一份数据集,三种配置可以形成三份独立的数据集,总的数据集较少,易于开发、物流、采购等生产环节的管理[2]。研发端的车型数据集整理完成后即可提供下游生产部门,采购、财务、物流、生产依据销售的需要进行数据维护,进而可提前开展物料下单并生产。因配置车型少,数据集的管理较简单,在车辆制造各环节的管理工作量较小且效率较高。这种业务模式的数据管理模型大致可归纳为如图1所示。该模型的数据管理是典型的线性管理模式,各业务模块之间数据传递主要是以线下传递并各自管理为主。各业务模块之间的数据关联性小可独立完成相关业务活动。开发处于各环节的上游,下游各业务数据管理基于上游数据管理完成后进行。这种业务模式的最大弊端就是销售车型只能是围绕已开发好的车型进行,无法实现产品按市场定制化的需求进行制造,属于典型的工厂生产什么,市场就销售什么。随着现代市场竞争越发激烈,市场已慢慢在由卖方市场向买方市场转变,产品的需求从原来的被动接受转变为主动的要求,消费升级的诉求越发强烈要求企业改变原有的运营模式,企业运营模式的转变同时导致企业的数据管理模式也将发生重大变更。

2定制化与非定制化的业务模式差异

定制化汽车与非定制化汽车的经营模式在未来市场中是怎样一种存在形式本文不去讨论,可以肯定的是定制化汽车产品的浪潮正在向我们袭来,也必将是整车企业未来的重要经营模式[3]。分析两种模式下企业各业务单位数据管理的差异性就一定要先弄清楚这两种模式在具体业务上的差异情况,只有明确了关键的问题才能制定出合理的解决办法。非定制化的产品与定制化的产品最大的区别是前者企业可以提前准备生产,客户下单后即可提车,而后者是客户下单后企业再生产,还存在下单后需进行一定的零部件开发工作。因此对定制化模式来说,整车企业直接承担着客户下单后多久才能交车的重大挑战。产品交付的效率能否满足客户的要求直接决定着企业这种经营模式的成败。找出定制化管理的难点,用科学的管理方法给予解决显得格外重要。下面先从两种业务模式的业务模型对比来分析其中的差异,定制化与非定制化的业务对比图如图2所示。从图2看出,非定制化模式与定制化模式的最大区别在于客户下单的时间上。非定制化模式下,客户下单时间可能在生产阶段也可能在生产完成后,这种模式下企业可以先生产,客户下单后即可提车。即使库存没有该配置车型也可以实现快速备料生产,客户可以在较短时间内拿车。这种模式也会有另外一个弊端:因先备库存,企业面临较大库存管理和资金压力,当面对一些紧急或重大质量问题设计变更业务时,往往会造成较大的零部件库存报废。定制化模式下单时间在生产阶段前面,还存在新开发产品状态的可能,如涉及新状态零部件开发,开发周期势必进一步影响交车时间,但这种模式可实现客户定制化需求,企业不需要提前大量备库,可在库存管理及资金周转上占据较大优势。两种模式下,车型数据也各具特点,在不考虑产品数据设计变更的影响下,非定制化模式的车型数据量为固定状态,而定制化模式下的车型数据根据客户的需求处于随时变化的状态,一动一静反映了两种模式下数据管理的本质特点。

3定制化产品的数据管理模型

上文对两种业务模式的差异及特点进行了分析,非定制模式最大的问题是零部件库存管理较大由此造成企业的周转资金占用量较大且不能实现市场对个性化的定制需求;定制化的业务模式最大的问题是客户下单后与企业交车的时间较长。接下来就汽车企业业务链条上各环节的数据管理角度来分析,讨论出一种高效的数据管理方式来缩短定制化业务中下单与交车时间长的问题[4]。在产品开发阶段要全面充分分析市场对配置差异化功能的需求,对底层基础件的开发要预留充分的扩展性,比如线束、控制器、开关及底层软件这类件及标准法规件,最大化的考虑可以减少后续可能的开发工作从而缩短交车时间。另外由于客户下单会存在新开发产品的可能,因此,市场数据必须与开发数据处于实时交互,提高数据传递效率,因此在数据管理上要实现共用一套基础数据,业务单位之间的数据变更通过系统方式进行传递确认,从而打通业务单位之间的交流鸿沟并提升数据传递的准确性,确保销售配置数据与研发配置数据处于实时交互状态,市场前端的数据信息能快速到达后端的研发,进而指导开发工作迅速开展。物料准备环节数据是实施车辆制造前的关键数据,包括了采购、财务、物流等业务链数据,同时承接研发数据和市场订单配置数据,要实现数据及业务的快速响应就必须与其相关的数据环节实现实时交互的数据管理方式,做到数据链的快速响应。由于前端数据根据市场需求存在变化,基于快速响应前端的变化,物料数据的管理就需要基于动态和静态两种管理方式进行,及对非配置零件和配置零件进行差异化管理,非配置件的库存管理基于经验数据并根据订单评估进行安全库存管理,对配置件按市场需求进行实时的订单管理。这种管理方式可以做到减少库存管理压力和降低管理成本,有利于企业现金流的快速周转和资金使用率的提高。当业务订单下达时,需求的物料数据能快速在系统上进行精准解析,省去了线下人为的数据分析工作。对不涉及开发的物料可以快速的启动生产准备,对涉及开发的物料可做到开发与物料管理同步进行,提前做好商务及物流等业务,从而最大化减少造车前的准备工作。另外,设计变更是企业实际业务中对数据变更影响最大的一环,也是困扰各大整车企业的难点。基于实时交互数据的管理可以在物料管理业务上减少人为繁重的数据分析工作量,变更的数据从产品设计端开始实施,通过系统线上业务流程传递到物料管理等环节,从而保证数据传递的准确性、管理上的可靠性及实施的及时性[5]。该数据管理方式在很大程度上可以减少因设计变更造成的物料及原材料报废的数量,可最大化的实施精准管理,同时能确保相关信息在整车企业与供应商之间传递的效率最高和准确,因而对企业实施精益化管理有着重要意义。根据上面的介绍可以将定制化管理的数据管理模型归纳如图3所示。从该模型可以清楚的看出,销售数据提前到与研发数据并列且实时交互,从而能精准的把市场需求传递到企业研发。同时,销售数据又能与制造环节的生产数据、财务数据、采购数据进行传递,从而制造部门也能快速根据市场的需求进行生产活动的开展。这种数据管理方式改变了传统非定制化数据管理模型中销售、研发及制造之间的业务衔接模式,将各个业务板块的数据作为一个数据库进行管理,不仅提升了相互间传递的高效,更保证了相互间数据的一致性[6]。因此,采用此种数据管理方式可大为减少客户下单与企业交车之间的时间。

4定制化汽车数据集的管理方式

上文提到定制化汽车的配置成千上万,这么庞大的配置数据及对应的零部件物料数据应该通过什么方式管理来实现各业务模块之间的数据实现实时交互呢?如按照传统模式去管理庞大的数据集,那必将造成管理人员及工作量极大增加,而且出错的概率非常大,这不满足快速响应市场化需求。这里先引入超级物料清单的概念,所谓超级物料清单及不再把每个配置对应的所有汽车零部件物料编码单独形成一份数据集来管理,而是把所有配置对应的零部件编码作为一个整车零件库管理,对存在配置差异的零部件编码赋予其配置功能描述,可以称为使用条件。将这些使用条件的描述分解成单一化的整车功能描述,对每个功能描述赋予一个唯一的字符组合,这个字符组合为命名为特征编码。特征编码与配置功能描述是一一对应。特征编码根据实际需要逻辑组合形成使用条件。这样就实现了整车销售配置与研发、生产等系统的零部件编码数据之间建立起了对应的关系,借助现代化的大数据管理系统自动实现整车物料的解析,就可以实现在销售配置中的订单配置信息自动解析出其对应的整车物料数据。这种方式可将市场客户定制车型配置信息直接转为研发、生产、采购等运营部门管理的物料数据上,实现实时数据信息交互。因此,这种实时的交互数据信息确保了各业务模块快速高效开展业务的可能。下面以简单的销售配置信息来示例说明它们之间的数据关联关系,图4为保险杠与销售配置间数据管理关系。客户选择了白色带360全景功能+前泊车雷达的车型。从研发框中看出,该白色车型保险杠已开发完毕,物流库存信息显示该物料有50个库存,因此可以实现立即生产。如果客户选择的是黑色保险杠,可以看出黑色状态还处于未开发状态,此时就需要研发端迅速启动开发工作。图中,销售配置通过特征编码与各系统的保险杠物料数据建立起了同步关系,研发、物流、采购等业务板块间也实现了数据实时关联交互,从而保证了如开发状态、库存信息、价格信息等生产数据能够快速更新,确保了生产活动快速启动。

5总结

通过对汽车行业定制化与非定制化的业务模式分析,本文捋清了两种业务模式下数据管理的差异,并探讨出了一种定制化汽车业务的数据管理方法。虽然定制化的业务模式对客户非常友好,但非定制化的业务模式因管理简单高效或会与定制化的业务模式长期并存。本文仅提供一种针对定制化业务模式下可行的数据管理思路,为企业开展定制化的业务提供理论支撑。

参考文献

[1]佐藤知一,山崎诚.BOM物料管理[M].北京:东方出版社,2018.

[2]克罗尔,尤科维奇.精益数据分析[M].北京:人民邮电出版社,2014.

[3]王海军.大规模定制下的模块化产品管理及务实[M].武汉:武汉大学出版社,2018.

[4]涂子沛.大数据:正在到来的数据革命[M].广西:广西师范大学出版社,2012.

[5]数据管理协会.DAMA数据管理知识体系指南[M]:北京:机械工业出版社,2018.

数据管理范文第4篇

[关键词]图像存取ICB方法CKA方法

图形图像、音频视频等多媒体信息在数据库中存储不同于传统的文本、数字等有着非常规范的结构化形式,程序设计中采用不同的存取方法,对数据库访问速度,以及数据库文件容量有非常大的影响,程序的运行效率当然也是相差甚远。

一、图像的存储优化

SQLServer用Image字段(Access用OLE对象字段)来存储图形图像甚至音视频等多媒体信息,在库中以“长二进制数据”的形式存放。以图形图像为例,VB传统的做法是将图像字段与图像控件绑定,加载图像后刷新近期件并更新记录集即可完成图像的存储,这里称为图像控件绑定(ImageControlBinding,ICB)方法。这种方法的优点是代码简单、容易理解和实现,特别是对于库中所存图像的浏览尤为方便。但由于其不管源图像格式,统一按24位位图进行处理,故只适用于小型图像的存取,如人事档案中的相片,而对于较大的尤其是压缩格式的图像,ICB方法的存取速度就会慢得让人无法忍受,数据库的膨胀幅度也会大得惊人。

为提高图像的存储速度,最大限度地减小数据库增幅,对普通图像(如BMP)文件,需要先将其转化成压缩格式文件(如Jpeg格式)。图像存储时,先把图像文件按二进制文件打并开读入到相应的Byte型数组,再用记录集对象的追加大块数据方法(AppendChunk方法)将其写入数据库,这里称之为大块数据存取(ChunkAccess,CKA)方法。

CKA方法图像存入数据库代码:(ICB方法略)

DimbytData()AsByte

''''以二进制文件方式打开临时图像文件

OpenApp.Path&“\temp1.jpg”ForBinaryAs#1

ReDimbytData(FileLen(App.Path&“\temp1.jpg”))

Get#1,,bytData()''''读入图像→二进制数组

Close#1

''''用AppendChunk方法将二进制数组入库

Me.Adodc2.Recordset(“Pic”).AppendChunkbytData()

Me.Adodc2.Recordset.Update

表1所示是ICB方法和CKA方法存储JPEG图像速度与存储图像后数据库文件大小的测试数据对照表。

为突出效果,选用9张2048×1536像素的JPEG数码相片进行测试,图像大小介于1.3MB到2MB之间。分析测试结果得出,

注:①测试环境:P41.7GCPU,352MBDDRRAM,32MB显存,Access2003数据库;②数据库初始大小:140.0KB(空)。

ICB方法存储JPEG相片的平均速度为120B/ms,CKA方法则为2848B/ms。CKA方法的存储时间与图像大小成比例,ICB方法的存储时间波动范围较大,这是由于存储时间本身较长(12~15s),测试期间受其他进程影响较多造成的。

对于图像存储后库文件的大小,ICB方法对应的库文件呈线性膨胀,每次增量为9.2MB左右,即2048×1536像素的24位图文件的大小;CKA方法对应的库文件每次增量则与Jpeg文件的大小相吻合,如果需要,可在图像格式转换时在保证视觉效果的前提下增大图像压缩率,从而降低图像对数据库大小的影响。

二、图像的查询优化

图像查询时使用ICB方法基本不需要写任何代码就可完成查询,借助控件的导航按钮可以方便地实现对数据库中图像的浏览。但若图像记录较多或图像较大,查询操作就会变得异常缓慢,出现类似“死机”的现象。

图像的查询优化包含两方面内容,其一为图像查询与普通数据查询分开进行,避免一次检索过多图像造成查询延时过长;其二需要把存放在数据库图像字段中的信息用CKA方法分段读出写到一个临时文件中,重新组装成原来的图像,再进行图像加载和显示。

注:①测试环境同表1;②合成时间包括图像组装和加载时间。

计算得出,ICB方法图像查询的平均速度只有35B/ms,CKA方法为2809B/ms,与存储速度相当,就是算上图像合成(含加载)时间,CKA方法查询速度也能达到2597B/ms。

三、总结

通过实例测试可以发现,CKA方法进行图像的存取,无论从速度还是对库文件大小的影响来说,性能都远远优于传统的ICB方法,在网络环境下,效果会更加明显。实际上,运用CKA方法也可以实现音视频等多媒体信息甚至任何类型计算机文件的数据库存取,这里不再赘述。

参考文献:

[1]李树海陆体虎:对数据库的操作——图像的存储与显示.计算机与信息技术[J],2004(11)

数据管理范文第5篇

[论文摘要]本论文讨论计算机网络数据交换技术的发展历程,阐述数据交换每个发展阶段的技术特点。着重对分组交换技术进行分析论述。

交换设备是人类信息交互中的重要实施,在相互通信中起着立交桥的作用。交换技术的发展总是依赖于人类的信息需求、传送信息的格式和技术,以及控制技术的发展而螺旋型发展。从电话交换一直到当今数据交换、综合业务数字交换,交换技术经历了人工交换到自动交换的过程。人们对可视电话、可视图文、图象通信和多媒体等宽带业务的需求,也将大大地推动异步传输技术(ATM)和同步数字系列技术(SDH)及宽带用户接入网技术的不断进步和广泛应用。

从交换技术的发展历史看,数据交换经历了电路交换、报文交换、分组交换和综合业务数字交换的发展过程。

一、电路交换

自1876年美国贝尔发明电话以来,随着社会需求的增长和通信技术水平的不断发展,电路交换技术从最初的人工接续方式,经历了机电与电子式自动交换、存储程序控制的模拟和数字交换、第三方可编程交换等技术的变革,当前正在发展中的融合多媒体格式相互通信的软交换技术。

随着电子技术,尤其是半导体技术的迅速发展,人们在交换机内引入电子技术,这类交换机称作电子交换机。最初是在交换机的控制部分引入电子技术,话路部分仍采用机械接点,出现了“半电子交换机”、“准电子交换机”。只有在微电子技术和数字技术的进一步发展以后,才开始了全电子交换机的迅速发展。

1946年第一台电子计算机的诞生,对交换技术的发展起了巨大的影响。在20世纪60年代后期,脉冲编码调制(PCM)技术成功地应用在通信传输系统中,对通话质量和节约线路设备成本都产生了很大好处。随着数字通信与PCM技术的迅速发展和广泛应用,于是产生了将PCM信息直接交换的思想,各国开始研制程控数字交换机。1970年法国首先在拉尼翁(Lanion)成功地开通了世界上第一台程控数字交换系统,标志着交换技术从传统的模拟交换进入到了数字交换时代。程控数字交换技术采用PCM数字传输和数字交换,非常适合信息数字化应用,除应用于普通电话通信以外,并且为开通用户电报、数据传送等非话业务提供了有利条件。目前在电信网中使用的电路交换机全部为程控数字交换机,可向用户提供电路方式的固定电话业务、移动电话业务和窄带ISDN业务。

二、报文交换

报文交换方式的数据传输单位是报文,报文就是站点一次性要发送的数据块,其长度不限且可变。当一个站要发送报文时,它将一个目的地址附加到报文上,网络节点根据报文上的目的地址信息,把报文发送到下一个节点,一直逐个节点地转送到目的节点。

每个节点在收到整个报文并检查无误后,就暂存这个报文,然后利用路由信息找出下一个节点的地址,再把整个报文传送给下一个节点。因此,端与端之间无需先通过呼叫建立连接。报文在每个节点的延迟时间,等于接收报文所需的时间加上向下一个节点转发所需的排队延迟时间之和。

三、分组交换

分组交换是交换技术发展的重要成果,代表着网络未来演进的方向。分组交换方式兼有报文交换和线路交换的优点。分组交换技术使用统计复用,与电路交换相比大大提高了带宽利用率。这要求在交换节点使用存储转发,从而导致掉队现象的发生。因此,分组交换全引入不固定的延迟的概念。分组交换网络主要有面向连接和无连接两种方式.分组网络包含3个功能面,分别是数据面、控制面和管理面。数据面负责分组转发,因此需要高性能的实现。目前主要的分组交换网包括面向连接的X.25、帧中继、ATM、MPLS以及无连接的以太网、CP/IP网络。

分组交换网有两种主要的形式:面向连接和无连接。对于分组交换技术来说,面向连接的网络与电路交换类似,也需要通过连接建立过程在交换机中分配资源;但由于它采用统计复用,所分配的资源是用逻辑标号来表示的。自分组交换技术出现以来,已经有多种分组交换网投人运行。电信领域最早提出的是X.25网络,但由于它协议复杂,速度有限,逐渐被性能更好的网络如帧中继代替。帧中继网络可以认为是X.25的改进版本,它简化了协议以提高处理效率。

计算机领域的一个侧重点是局域网,即小范围、小规模的网络,用于互连办公室内的计算机。目前以太网已成为占统治地位的局域网技术。

在20世纪90年代中后期,因特网获得较大发展,规模持续扩大,对核心路由器吞吐量的要求也越来越高。由于路由器对IP分组进行转发时路由表的查找比较复杂,转发速度受到很大限制。前面指出,面向连接网络使用逻辑子信道标号进行转发表查找,速度是很快的。人们结合ATM技术在这方面的优点,提出将核心网络改为使用类似于ATM的交换机,而只在边缘网络使用路由器的IP交换技术,最终发展为多协议标记交换(MPlS)。然而,在随后的几年中,提出了多种实用的高速路由查找方法,使其不再成为瓶颈。此时,MPLS最大的优点就是流量工程(TramcEn小needng)能力,即人为控制分组流向。但是由于目前高速路由器还能够很好地工作,MPLS技术并没有被广泛使用。

四、综合业务数字交换

综合业务数字网是集语音、数据、图文传真、可视电话等各种业务为一体的网络,适用于不同的带宽要求和多样的业务要求。异步传输模式ATM(AsynchronousTransferMode)就是用于宽带综合业务数字网的一种交换技术。ATM是在分组交换基础上发展起来的。它使用固定长度分组,并使用空闲信元来填充信道,从而使信道被等长的时间小段。由于光纤通信提供了低误码率的传输通道,因而流量控制和差错控制便可移到用户终端,网络只负责信息的交换和传送,从而使传输时延减小。所以ATM适用于高速数据交换业务。

随着通信技术和通信业务需求的发展,迫使电信网络必须向宽带综合业务数字网(B—ISDN)方向发展。这要求通信网络和交换设备既要容纳非实时的数据业务,又要容纳实时性的电话和电视信号业务,还要考虑到满足突发性强、瞬时业务量大的要求,提高通信效率和经济性。在这样的通信业务条件下,传统的电路交换和分组交换都不能够胜任。电路交换的主要缺点是信道带宽(速率)分配缺乏灵活性,以及在处理突发业务情况下效率低。而分组交换则由于处理操作带来的时延而不适宜于实时通信。因此,在研究新的传送模式时需要找出两全的办法,既能达到网络资源的充分利用,又能使各种通信业务获得高质量的传送水平。这种新的传送模式就是后来出现的“异步转移模式”(ATM)。

ATM是在光纤大容量传输媒体的环境中分组交换技术的新发展。在大量使用光缆之前,数字通信网中的中继线路是最紧张也是质量最差的资源,提高线路利用率和减少误码是最着重考虑的事情。光缆的大量使用不仅大大增加了通信能力,而且也大大提高了传输质量。这使得人们逐渐倾向于宁可牺牲部分线路利用率来减少节点的处理负担。

与此同时,人类对于通信带宽的需求日益增加。特别是传送图像信息和海量数据,已经使人们对于数据通信的速率由过去的几千比特/秒增加到几兆比特/秒。这样,节点的处理能力成了数据通信网中的“瓶颈”。ATM对于节点处理能力的要求远低于分组转送方式,更能适应现代的这种环境。

ATM方式中,采用了分组交换中的虚电路形式,同时在呼叫建立过程中向网络提出传输所希望使用的资源,网络根据当前的状态决定是否接受这个呼叫。可以说,ATM方式既兼顾了网络运营效率,又能够满足接入网络的连接进行快速数据传送的需要。

五、计算机网络数据交换技术发展的展望

近年来。以Internet为代表的新技术革命正在深刻地改变着传统的电信观念和体系架构,并且随着信息社会的到来,人们的日常生活、学习工作已经离不开网络,这导致了人类社会对网络业务需求急剧增长,并且对网络也提出了更高的要求,不仅要提供话音、数据、视频业务,也要同时支持实时多媒体流的传送,并且要求网络具有更高的安全性、可靠性和高性能。下一代网络应是—个能够屏蔽底层通信基础设施多样性,并能提供一个统一开放的、可伸缩的、安全稳定和高性能的融合服务平台,能够支持快速灵活地开发、集成、定制和部署新的网络业务。

下一代网络将是—一个以软交换为核心、光网络为基础、分组型传送技术的开放式的融合网。软交换的出现,可通过一个融合的网络为用户同时提供话音、数据和多媒体业务,实现国际电联提出的“通过互联互通的电信网、计算机网和电视网等网路资源的无缝融合,构成一个具有统一接入和应用界面的高效率网路,使人类能在任何时间和地点,以一种可以接受的费用和质量,安全的享受多种方式的信息应用”的目标。

参考文献:

[1]金惠文陈建亚纪红冯春燕:现代交换原理.北京:电子工业出版社,2005

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