什么是网络的“拓扑结构”? [网络知识]

什么是网络的“拓扑结构”? [网络知识]（精选7篇）

什么是网络的“拓扑结构”? [网络知识] 篇1

总线形网络:是将所有电脑连接在一条线上，使用同轴电缆连接，就像一条线上栓着的几只蚂蚱，只适合使用在电脑不多的局域网上，因为电缆中的一段出了问题，其他电脑也无法接通，会导致整个网络瘫痪，

系统中要使用BNC接口网卡、BNC-T型接头、终结器和同轴细缆。

什么是网络的“拓扑结构”? [网络知识] 篇2

尽管研究网络拓扑的方法有多种, 如理论分析、实验测试、仿真建模等, 但仿真建模以其高效性、灵活性、低费用等优点而成为网络拓扑研究的最重要手段。网络拓扑建模是对真实的网络元素进行抽象, 保留其基本特征, 并运用等效描述的方法来建立网络拓扑模型的。建模是仿真的理论依据和方法保证。

1 拓扑特征的表示

通常用一个加权有向连通图来表示网络拓扑, 图中的节点和边分别表示网络中的路由器 (或交换机) 和链路, 而网络中的主机则不被考虑。这里假设图中的有向边具有对称特性, 即链路的带宽、延迟和代价在两个方向上都相等, 而且边的代价就是其欧几里得长度。

设一拓扑图中有个n节点、m条边, 为了量化拓扑的特征, 使之便于测量和比较, 这里定义以下三种特征度量:

(1) 节点的度。特别是节点的平均度, 定义为2m/n, 叶节点的度为1。

(2) 网络直径。拓扑图中任意两节点之间最短路径的最大跳数或长度。

(3) 双向元素。拓扑图中有向边的数量。

2 随机拓扑的仿真建模

2.1 随机拓扑模型

建立随机拓扑模型的基本思想是:全部节点随机地 (或按heavy-tailed分布) 放置在一个平面内;考虑每对节点, 用某一概率P (u, v) (也称为边概率) 在节点对 (u, v) 之间加上一条边。这就是标准的随机拓扑建模方法, 我们称此模型为纯随机模型或者简单随机模型。纯随机模型并不能明显地反映真实的网络结构, 因而仅用于拓扑建模的参照与研究;其它的随机模型都是以它为基础演变而来, 它们之间的不同之处在于所用的概率P (u, v) 不同。

为了能更好地反映真实的网络拓扑, 几种随机拓扑模型随即出现。最常见的随机拓扑模型是B.M.Waxman提出的Waxman模型, 该模型所用的概率P (u, v) 按下式计算:

式中, α>0, αβ≤1为模型参数, d为节点u到v的欧几里得距离, L是整个平面内任意两节点间的最大距离。其中, 增加!的值可以增加拓扑图中边的总数, 增加"的值会增加拓扑图中长边相对于短边的比率。

Waxman模型也有几种变化: (1) 用[0, L]间的一个随机数来替代节点u到v的几何距离d; (2) 将P (u, v) 乘一比例因子k#/n, 这里的#是所期望的节点平均度, n是节点数, k是依赖于α和β的常数; (3) 允许α>1.0。第二种变化实际上是M.B.Doar和I.Leslie提出的Doar-Leslie模型, 该模型所用的边概率为:

此模型不同于Waxman模型, 因为Waxman模型中的参数相当于此模型中的$k#/n, 这里的比例因子k#/n可以更加直接地控制拓扑图中边的数量。

E.W.Zegura与K.L.Calvert等人提出了另外两种随机拓扑模型:指数模型和位置模型。这两种模型强调节点间的距离对于边概率的影响, 在指数模型中:

该模型中的边概率随节点间距离的增加而呈指数减少。在位置模型中, 边按其长度进行分类, 并对每个类别分配不同的边概率:

式中的r为长度类别的边界参数。

2.2 模型参数的选择

为了分析模型参数对拓扑结构的影响, 需要事先固定三个拓扑特征:节点数n、边数m和节点间的最大距离L作为比较的基准, 通常取。对于上述的每种拓扑模型, 在n、m和L固定的情况下, 首先通过实验 (或理论分析) 探测几个参数的不同组合, 然后为每种拓扑模型选择一个特定的参数集。

(1) 纯随机模型中的节点平均度 (也就是数学期望) 可以表示为P (u, v) * (n-1) , 则有:

将n=100、m=175代入, 可求得P (u, v) =0.035。

(2) 在指数模型中, 节点的平均度可表示为E (nαe-d/ (L-d) ) =nαE (e-d/ (L-d) ) , 这里的!为比例因子。实验结果显示, 当n=100、m=175、L=141时, !=0.06。

(3) Waxman模型中的参数与边概率之间的关系有些复杂。实验证明, 当!、!固定时, L的变化对边概率没有太大的影响, 因为在公式 (1) 中, d/L的值基本上可以保持不变, 因此只需要考查β、α与边数m之间的变化关系。参照文献[4], 可以作出α、β与边数m之间的关系图, 如图1所示。当。

(4) 实验结果表明:在Doar-Leslie模型中, 取α=0.1、β=0.3、k≈27、ε=3.5可满足n=100、m=175和L=141的条件。

(5) 位置模型中的节点平均度可以近似地表示为:

上式等号左边的第一部分表示当d

2.3 模型特征的比较

为了比较以上五种随机拓扑模型的特征, 对每种模型都生成100个拓扑图。通过对实验数据 (即每个拓扑图的特征值) 进行分析和比较, 容易得出如下结论:

(1) 不同类型拓扑图之间的最大区别在于它们的基于几何长度的网络直径不同。其中, 纯随机模型的网络直径远大于其它模型的网络直径, 这种模型对加入边的长度不敏感, 因而才会有更多的长边和长路径。

仅次于纯随机模型的是Doar-Leslie模型和指数模型。对于指数模型, 尽管在边概率的计算公式中包含了边的长度, 但是随着边长度的增加, 边概率下降得要比它们的模型慢;DoarLeslie模型有一个较高的!值, 因此边的长度也较大。

在Waxman模型和位置模型中, 虽然边概率的计算公式完全不同, 但由于模型参数的选择不同导致了边长度分布的类似性。

(2) 在这100个拓扑图中, 所有节点的度都在2到5之间, 节点的平均度全部约为3.5, 而且, 几乎所有拓扑图中的叶子节点数都在5到15之间。

(3) 所有拓扑图中双向元素的数量比较接近, 大约都在10至20之间。

3 规则拓扑的仿真建模

规则拓扑的结构有十分明显的规律, 如环状、树状、星型、线形链、Mesh图等, 根据这些规律布置节点和链路的位置及连接性就可以建立它们的拓扑模型。表1给出了一些常见规则拓扑图的特征标量, 其中的n表示节点数。

为了便于考查拓扑的不同特征对某些网络消息或算法性能的影响, 经常用到一种特殊的规则拓扑模型-矩阵模型, 该模型允许用一个可控的方式去改变网络尺寸、直径以及节点的度等拓扑特征。矩阵模型的拓扑实际上是一个多维的节点阵列图, 如图2所示, 图中的虚线表示曲线链路 (为了使图形清晰, (b) 中的虚线部分被去掉) , 每条边表示两条无向的链路。

此阵列图可以用二元组 (k, n) 表示, 其中k表示每维的节点数, n为维数。因此, 一个 (k, n) 拓扑图中有kn个节点, 2nkn条链路, 节点的平均度为2n, 网络直径为[k/z]n。

4 Internet拓扑的仿真建模

4.1 Internet的拓扑结构

从历史的观点上讲, 大型网络如PSTN (Public Switched Telephone Networks) 的拓扑结构通常按照设计的方案增长和变化, 并采用集中式的授权和管理。相反, Internet的异构性 (由IP协议结构实现各种异构网络的互连) 、大规模和快速变化这些特征使得我们不可能对Internet进行集中式的管理和控制, 谁也不知道有关Internet拓扑的细节, 因而难以对它进行描述、建模和仿真。

尽管如此, IP地址的分配计划和政府的资助建设使得Internet的拓扑结构也具有一定的规律。今天的Internet可以看作是由一些网络域或AS (Autonomous System) 通过各自的边界网关节点连接而成的、具有层次化结构的网络。每个域中包含了路由器、交换机和主机等网络元素, 同时存在一些相对简单的、关于路由计算和信息管理的控制策略。

如图3所示, Internet中的域可以分为Stub和Transit两类:Stub域中的流量只在本域中产生或终止, 而Transit域则没有此项限制, 即Transit域常作为流量的传输网络。Stub域一般只与一个Transit域相连 (Stub域也可以与多个Transit域相连, 这种域称为多穴Stub) , 而Transit域则作为多个Stub域的连接网络。Stub域通常是校园网、LAN等, 而Transit域则是WAN、MAN (Metropolitan Area Networks) 等。

最后需要说明的是:Stub域也可以与另一个Stub域通过各自的边界网关直接相连, Transit域也可以进一步地被分层, 例如, 一个WAN可以看成是由多个MAN组成的层次结构。

4.2 混合建模方法

前面所介绍的拓扑建模方法 (包括随机拓扑和规则拓扑的建模方法) 并不适用于Internet, 主要有以下原因: (1) 它们不能够描述Internet拓扑的层次化结构; (2) 也不能确保Internet所需的连接性; (3) 在Internet拓扑中, 链路数并不一定随节点数一起增加或减少。

建立Internet的拓扑模型通常采用混合建模方法 (又称为层次建模法) :首先把Internet拓扑分成三个层次, 即Transit层、Stub层和主机层;然后对每一个层次进行分别建模;并对域内和域间的连接性分开进行处理。

4.2.1 模型参数

为了便于描述和控制Internet拓扑模型的特征, 这里定义两类模型参数:整体性参数和连接性参数。如表2 (a) 和 (b) 所示。

4.2.2 建模过程

Internet拓扑的建模过程可能在不同的模型中会有所不同, 但基本的建模过程如下:

(1) 把每个Transit域看作是一个节点, 这时可以选择一种随机拓扑的建模方法, 在整个网络平面内建立包含这些特殊节点的拓扑模型。这里, 节点数为T, 边数为ETT。

(2) 对于每一个Transit域, 也可以选用一种随机拓扑的建模方法在一个平面子区域内建立它的拓扑模型, 并选择一些特殊的节点作为它的边界网关。这里, 节点数为NT, 边数为ET。

(3) 对于Transit域中的每个节点, 在该Transit域的周围划分出一个平面子区域, 并选用一种随机拓扑的建模方法在此子区域内建立它所对应的Stub域的拓扑模型。在每个Stub域中选取一个节点作为连接该Transit域的边界网关, 如果EST>1 (多穴Stub) , 则一个Stub域可以与多个Transit域相连, 当然, 也可以在Stub域与Stub域之间加上一些附加边 (链路) 。

(4) 将NL个主机节点放置在一个平面子区域内, 呈Star布置。Star的中心节点是与一个Stub域相连的路由器, 作为该LAN的网关。如果ELS>1, 那么该路由器也可以与多个Stub域相连。值得注意是:整个建模过程都在一个平面内进行。

4.3 Internet拓扑模型

4.3.1 Transit-Stub模型

Transit-Stub是GT-ITM (Georgia Tech Internetwork Topology Models) 拓扑仿真软件所采用的模型。目前的Transit-Stub模型并不支持主机系统的描述和建模, 因此该模型中的NL=0。Transit-Stub的建模过程与上述的基本建模过程相同, 这里仅介绍Transit-Stub模型中节点和链路属性的分配。

Transit-Stub模型中的每个节点都带上一个标识其位置的标记, 此标记的结构为:L1:L2:L3。其中, L1表示该节点是一个Transit节点还是一个Stub节点, 是一个布尔类型的变量;L2表示该节点所属的Transit域的编号;L3表示该节点所属的Stub域的编号。

当我们对Transit-Stub拓扑图中的边分配代价时, 应考虑不同类型边的代价的不同性。这里定义了几个有关代价分配的参数, 如表3所示, 在构造Transit-Stub模型时, 拓扑图中边的代价推荐按照下列公式进行分配:

需要说明的是, 表3和公式 (7) 中的代价和网络直径都用跳数来度量, 这与用几何长度表示边代价的随机拓扑模型有些不同。

4.3.2 Tiers模型

Tiers模型能够描述包括Transit域、Stub域和LAN三层结构的拓扑, 但Transit域的个数必须为1, 即T=1。生成Tiers拓扑图的过程如下:

(1) 整个平面被分割成一个个小区域 (grid) , 每个网络节点根据它所处的物理位置和类型被放置在这些grid的中心。这里的节点类型是指:WAN的路由器或交换机、MAN的路由器或交换机以及LAN的主机。不同类型的节点形成了不同的拓扑层次, 例如, WAN节点形成Transit域, MAN节点形成Stub域, LAN节点形成LAN。

(2) 对于每一层的每个域中的全部节点, 采用最小生成树 (MST, Minimum Spanning Tree) 的方法将它们连接起来。这里LAN除外, 因为LAN中的节点采用的是Star连接。冗余的边应加到几何距离最短的两节点之间。

(3) 根据不同类型节点间的几何距离为最短的原则在不同层的域之间加上边。

最后需要说明的是:在Tiers模型中, 边的代价采用节点间的欧几里得距离来度量;Tiers建模的时间计算复杂度为O (N2H) 。

4.3.3 Transit-Stub与Tiers的比较

Transit-Stub和Tiers都明显地采用了分层建模的方法, 但Tiers引入了MST的方法来连接网络中的节点。MST的使用保证了节点的连接性, 减少了建模时间, 而且生成的拓扑图更加接近真实的WAN拓扑。

另外, Tiers将LAN布置成Star, 这有利于减少拓扑图的边数以及仿真所需的时间。Tiers把连接两个不同类型节点的一个节点作为两个节点来看待, 这种处理有利于描述不同网络层次之间传输数据的延迟。

Transit-Stub大量地使用了随机拓扑的建模方法, 而且不能对LAN进行描述和建模。

还有一种Internet的拓扑模型是Inet, 这里并不展开说明。该模型根据初始节点度的分布, 采用最小生成树算法连接度大于2的节点, 这些节点用一个度连接到最小生成树, 其余的度用于与其它节点的匹配。Inet是一种基于测度的建模方法, 即生成的拓扑图结构在很大程度上取决于节点度的分布。

5 结束语

本文阐明了网络建模在网络仿真中的重要意义, 全面论述了网络拓扑的类型及各种拓扑的仿真建模方法, 为广大网络工作者提供了一种研究网络拓扑及构造拓扑仿真模型的参考。

参考文献

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计算机网络拓扑结构模式 篇3

韩昊（1994.08-），男，汉族，黑龙江塔河人。本科，黑龙江科技大学，研究方向：采矿。

摘要：研究空间系和图表以及不变量的属性的数学领域就是拓扑学。如果地址有拓扑属性，就可能创建地址，这些地址是位置相关的地址而不是路由相关地址。

关键词：拓扑；逻辑地址；空间地址

一、引言

我们发下早期的网络开发通常从操作系统中寻求指导，并由此产生了寻址（甚至许多os设计，包括NUIX无法理解IPC的重要性）。Shoch从操作系统中发现，网络也需要分离逻辑名称和物理地址，这种分离在操作系统中非常有用，Saltzer扩充了这种类推，他的观点包含虚拟地址和物理地址之间的区别，从而产生了位置独立的应用程序名称、位置相关的节点地址和附着点地址和路由，并声称这些都是网络结构必不可少的组件。我们还知道Saltzer遗漏了路由选择是两步骤进程这一点，这两步是（从节点地址序列中）选择下一跳，然后选择到下一跳的具体路径。我们知道，确定路径（例如节点地址到最近邻居的PoA地址的映射）所需要的信息是映射，并且这个映射与应用程序名到节点地址或者上层目录的映射相同。这证实了我们的发现，网络体系结构由单个递归层组成。它进一步暗示（N-1）-层的地址是（N）-层的附着点，使用（N）-层的某些应用程序可能是（N+1）-层的成员，因为（N）-层是附着点。节点和附着点之间的关系式相对的。

二、让地址拓扑化

1.在操作系统中位置相关是一个非常简单的概念

应用程序名和逻辑地址空间之间-的关系也很好理解。内存地址空间有很规则的结构。按照这样的类推，假设节点地址和PoA地址对应于逻辑地址空间和物理地址空间。但我们如何能让地址变的相关呢？在其他类推中，相关位置很好理解，例如街道寻地址。街道寻地址非常的相似：给定一个地址，很容易获得达到的目的地的许多路由，但网络很少有像城市街道那样的规则结构。凭直觉我们知道这是什么意思，但将其转换为我们能够实现的东西就是另一回事。提到位置相关通常的反应时建议用经纬网这类的。但其实他忽略啦一点：我们要在网络中而不是在地球表面上差找地址。

很明显上述方式并不合适网络，网络中的链路按某个频率不停变换，将寻地址与这么不稳定的东西结合在一起是无效的。另外，图与“如何”而不是与“在哪里”绑定的太紧。我们需要一种抽象的图表，这种抽象的图表中的变更保持相对不变。

研究空间关系和图表以及不变量属性的数学领域就是拓扑学。如果地址有拓扑性，就可以创建地址，这些地址是位置相关的地址而不是路由相关的地址。

2.寻址的拓扑

寻址的拓扑任何使用过汉语字典的人都可以验证，命名不会变。语言的校勘序列这种属性可用来确定单词在地址空间拓扑中的什么位置。当路由器选择算法的本质让我们综合考虑路由选择和成本最优化。因为我们要考虑多种情况，所以我们要单独确定连接性和成本最优化路由选择。其实最好的类比是辞典，辞典保持两个名称空间之间的映射，每个都有不同的拓扑。一张放在语言核对序列（例如字母表）中，另一张表放在某种语义拓扑中，这种拓扑尝试将含义相似的单词放在一起，表示某种“接近”概念。第一张表有指示针指向第二张表

应用程序命名和IPC寻址之间的主要不同就是拓扑的本质不同，IPC寻址拓扑用来定位DIF内IPC进程相对于其他的进程位置，因此是位置相关的。这就是它们通常建立在空间拓扑上的原因，应用程序命名拓扑用来定位语义空间（或者一组语义属性）内的应用程序。例如，我们以某种方法结构建文件目录，帮助定位文件，而不是物理设备，因此它可能是位置独特的。可能创建位置的相关的应用程序命名，就像可能创建路由相关的网络地址一样再有些情况下，甚至必须这样。因此，应用程序包含来自拓扑空间的地址，虽然在有些情况下，它不是可度量化的空间，然而IPC的地址空间很可能能够度量，如果不能，至少它还有方向。因为地址空间的文职不同，所以从应用程序地址空间到分布式IPC，它们的地址空间映射不可能同胚。路由器要确定两件事：具有不同地址的给定PDU，它们的地址彼此“接近”，这样它可以再同方向发送PDU，约定地址，发送它的“方向”。我们希望层之间的映射在打多数情况下是同胚的。

3.层的层次结构

网络结构被组织为层的分层堆栈。在传统的网络体系结构中，它们是专用不同函数的层。因此，层的这种堆栈图无法说明我们所关心的显著属性。常见的“塔”图表示有一组层，一层堆在另一层上面，所有层在网络的所有系统中都有相同的作用域。层的“沙漏”图用来表示顶部协议的多样性；中间较窄，包含的协议比较少，通常只有一个到两个；底部比较宽，反应了媒介的多样性。这些与层关联的分类，但没有说明运行网络中的层。层有不同的函数，这些与我们的这种思路紧密相关。既然我们认为层都有相同的函数，那么我们感兴趣的是层的作用域、它们分析和解决问题的能力，层有两个主要属性：抽象化和缩放。层对机制的用户隐藏啦内部机制的运行、隔离和通信量。但最重要的是，它们是创建这种抽象化的有效工具。

層次结构中下层的作用域较小。通常，作用域随着层的上升而增加。这就像树形图，它包含更多的叶子而不是分枝。这提供啦一种机制，通过这种机制我们能够“分治”层处理的问题。在下层，通过少数对象使用好的粒度处理；而在上层，通过更多的元素使用较小的粒度处理，这样实现着些函数的工作量在层之间保持相对不变。

这些层允许提高路由选择和资源分配的效率。如果在相同中间点之间有多个流程，就可以将这些流程组合为单个低层流程，在低层封装，其中“相同位置”可能是主机或者某个中间路由器。后者更有可能。与上层相比，下层的作用域和地址空间相对较小。下层较小的作用域说明PCI系统开销随着层的降低而减少，同时也减少啦路由选择的复杂性。（例如，对较少流程的较少路由决定需要较少的路由计算和路由通信量）分层是适用于抽象化和缩放的主要工具。

4.层的多个层次结构的寻址拓扑

虽然将一层的拓扑与下面的地址拓扑结合在一起会有所帮助，但这个不必要的条件。在这些子网边缘的边界路由器可能连接到其他子网或者一个或者更多支持提供商。公司数据由边界路由器封装，并通过其中某一个提供商发送。只有公司边界路由知道公司的寻址结构。它实际上是VPN。主机不能访问提供商的地址空间，提供商是个人所有者，完全控制这地址空间。

三、总结

美术教师的知识结构是什么 篇4

2、美术教育教学的研究内容？美术教育的发展过程和规律，价值和目的，学习问题，课程和内容问题，教学原则和方法问题，教师问题，环境与管理问题等。

3、为什么要提高审美能力？1是现代人文知识结构不可缺少的组成部分，2具有审美能力可从美术作品中获得更多美的享受，3具备审美能力，可使审美情趣更高尚。

4、介绍美术教育的本质价值观？美术教育的着眼点是美术本身，以教育为手段，延续和发展美术文化。

5、现代教育的美术学习理论是什么？认知理论，发展理论，精神分析理论，完形理论，人文理论，行为主义理论，创造性理论，艾斯纳的学习理论。

6、美术学习中智力开发的意义是什么？1发展学生的视知觉能力,2促进学生观察力想象力3，培养学生思维和创造能力4培养学生的概括和分析判断能力5促进其他智力活动发展。

美术教师劳动特点？1主导性，教育性，连续性，复杂性等。2自身特点：审美性，情感性，示范性，个别性，创造性。

7、美术学习中智力开发途径？1重视双基学习增强理解力2重视知识运用，提高创造力3重视不同风格促进形象转化4丰富表达力，强化学习。

美术教学大纲的性质和作用？1是编写教材的依据2组织教学的依据3考试命题的依据4教学评估的依据。

8、美术教学设计关键？1目标设计是否在学生需求中生成2目标达成是否在尝试探究中生成3环节设计是否在文本的多元解读生成4思维激发是否在师生，生生对话中生成5教师引领是否在适度拓展中生成6情感态度是否在创造中生成9、美术教材的作用？1直接体现美术教学大纲2据此组织美术教学活动3参照评估美术教学质量

10、如何实施课程资源的开发和利用？1配器美术教学设备器材，专用教师，展示美术作品场所2学校的图书馆应配备美术书籍等3广泛利用校外各种资源如美术馆4充分利用网络5运用自然环境资源以及校园和社会生活中的资源进行美术教学

11、美术有什么特点？静态性，可视性，造型性，空间性。

12、艺术接受的社会环节？艺术展览馆、新闻媒体、艺术出版社、艺术博物馆、艺术市场、艺术院校等。

13、艺术作品的格调与品味的区别？格调是一个从作品价值的两级把握作品不同属性的范畴，品味则是从作品中再细分出差异、层次和等级的范畴。格调虽然与艺术表达方式相关联，但更多的涉及作品的思想内容。

14、艺术的功能？认知功能：艺术作品是人类文明和知识的载体，通过欣赏艺术作品，人们可以认识作品创作的年代的一些社会风貌，通过艺术作品了解和学习历史。教育功能：科学是以理服人的，而艺术则以情感人，艺术通过对观众情感的影响而陶冶人们的情操，提高人们的境界。艺术教育有着科学文化教育不可替代的功能。审美功能：艺术作品的本质属性是审美属性，人们通过欣赏艺术作品满足审美的精神需求。可以说，审美功能是艺术最重要的社会功能。

15、在对艺术作品进行审美的过程中，为什么要提高审美能力？1审美能力是现代人文知识结构不可缺少的组成部分，2具有审美能力，可以从美术作品中获得更多的美的享受，3具备审美能力可以使审美情趣更高尚。

16、怎样理解艺术形式的含义？在任何艺术作品中，只有通过一定的艺术形式，艺术作品的内容才能得到表现。1艺术形式有两个层次：内形式，内容的内部结构和联系；外形式，由艺术形象所借以传达的物质手段所构成的外在形态。2艺术形式具有意味性、民族性、时代性、变异性等特点3构成艺术形式的要素有：结构、体裁、艺术语言、表现手法等。

17、艺术活动中的三种审美效应？：(1)共鸣。它是指在艺术欣赏中，欣赏者被作品中的思想感情、理想愿望、人物命运所打动，从而形成的一种强烈心灵感应状态，在欣赏同一部艺术作品时可能会生产相同、相似的审美感受，也可称为审美共鸣。(2)净化。它是指接受者通过对作品的欣赏和共鸣的产生，可以陶冶情操、调节精神，从而达到提升人格的状态。(3)领悟。领悟是指接受者在欣赏艺术作品时，对于世界奥秘的洞悉、人生真谛的领悟，以及精神境界的升华，这是一种更高层次的审美效应。

18、为什么说艺术是一种审美的意识形态?(1)艺术在整体社会结构中从属于意识形态，它既具有一般意识形态的特性，同时又具有自身的特殊性质，因而它是一种特殊的意识形态，即审美的意识形态。(2)艺术的特质是审美，它是人类审美情趣、审美观念和审美理想的体现。艺术不同于其他意识形态的基本特征是以具体的形象反映客观世界。(3)艺术同经济基础的关系不是直接的，它是通过政治、法律、道德等“中间环节”作用于经济基础的。艺术与意识形态各部门以及政治、科学等均有密切关系。

19、简要介绍艺术意境的特征？艺术意境是艺术形象或情境中呈现出的情景交融、虚实相生，能蕴含、昭示深刻人生哲理及宇宙意识的至高境界。它是主体情感与客观物象的统一。它重表现、抒情，以创造景物意象为主。在意境中起主导作用的是情和意，“情中景”、“景中情”融合一体。

20、社会主义文艺为什么要提倡风格的多样性？(1)从社会生活的复杂多样，艺术家创作个性的千差万别，人们鉴赏的多种不同需要，文学体裁的不同要求等方面，说明艺术风格的多样化乃是社会发展和文艺繁荣的客观需要和必须趋势。(2)结合艺术发展的历史事实，指出反动统治阶级对官方风格的提倡及对其他风格的扼杀。(3)“百花齐放，百家争鸣”是繁荣社会主义文艺的方针，因此，应当尊重艺术家的创作个性，提倡风格的多样化。

21、艺术家的特征？1艺术创造主体：艺术家是人类审美活动的体验者和实践者，也是审美精神产品的创造者和生产者。2他们通常具有独立的人格和丰富的情感，掌握专门的艺术技能与技巧，具有良好的修养和突出的审美能力。艺术家又是具体的和社会的人，艺术家的生命在于创造。3艺术创造又是特殊的精神生产，即审美的精神生产。艺术家正是从事审美精神生产的人。

22、简要介绍宗教对艺术发展的影响？1艺术被宗教用来宣扬和传播自身，同时宗教也为艺术提供了自身的题材和内容2在某些方面宗教对艺术发展产生了促进作用3宗教具有阻碍艺术发展的作用。它把艺术限定于宗教所规定的范围和式样中，以理论的形式影响了艺术的创作和鉴赏活动，在一定程度上阻碍着艺术的发展。

23、艺术鉴赏的涵义？是一种以艺术作品对对象，以受众为主体，力求获得多元审美价值的积极能动的欣赏和再创造活动，是接受者在审美经验基础上对艺术作品的价值、属性的主动选择、吸纳和扬弃。

24、为什么现代社会中美术文化获得了前所未有的发展？1教学内容及门类的多样化2教学方法和手段的丰富性和有效性3在现代社会里美术专门人才的培养和美术专门技术的传授是美术院校承担的。

25、美术与其他意识形态、生产形态的区别？1强烈的主体性2独创的艺术形象性3形式构成的审美性。

26、美术的功能？1认识、教育的功能2审美功能3实用功能4传播交流功能。

27、美术作品的基本要素？1客观因素：没时间在作品中所描述的现实生活及其包括的意义，一般称为题材2主观因素：美术家对美术及其意义的认识、评价、态度和情感，一般为主题。

28、绘画的含义及其基本特征？绘画是一门使用一定的物质材料，运用线条、色彩和块面等语言，通过构图、造型和设色等手段，在二度空间是创造出静态的视觉形象或情境的艺术。绘画在创造艺术中处于基础地位。基本特征：1形式的变幻2瞬间的凝固3丰富的意味

28、绘画的艺术特点？（1）在二维空间上创造三维空间（2）再现性绘画描绘的精确性与表现性绘画展现主观世界的多方面性（3）不同画种的艺术美（4）构图是绘画的基础

29、如何从欣赏的角度看待一幅作品的构图？1宾主关系明确，位置安排得当2构图结构形式与内容的统一 3色彩与表现内容的统一4构图符合形式美法则 5位置安排是否得当

30、绘画中表现物体间的距离和深远空间主要利用哪些因素？1物象的大小2）遮挡关系

3透视变化规律 4色彩变化 5虚实变化

31、艺术活动的构成？我们可以将艺术活动视作一个系统，它由四个要素或环节构成：

(1)客体世界，即艺术活动所反映和表现的客观社会生活及自然界；具有审美价值的客体世界是艺术创造的主要对象；(2)艺术创作与制作；(3)艺术作品；(4)艺术传播与接受。

什么是无盘网络 篇5

什么是无盘网络

。

没接触过无盘网络的人可能会很快对这样的网络产生兴趣，每台工作站省掉一个硬盘，一套六七十台机器的网络省掉的钱就相当可观，这可能是每个刚接触无盘网络的人的第一印象。的确，省钱是无盘网络的一大重要优点，而实际上无盘网络的最主要优点却并不是省钱。无盘网络的最主要优点应该是管理和维护。

负责网络管理的管理员们可能对“管理和维护”有比较深的认识，网络管理员的主要工作就是要保证一个网络能正常运行。一个普通的有盘网络，如一个中型网吧机器在60台左右，如果网络中的工作站出了什么问题，开不了机、上不了网，或者网络中的软件要升级，比如说网吧要安装一个最新的游戏，而且要所有机器都装上，这时网络管理员就要忙起来了，他要负责把每台机器都调整好，安装上新的软件，甚至每台机器的硬盘都要重新格式化、分区、安装好系统……也许过不了多久，系统又被顾客不小心破坏掉，于是又是繁琐的安装、调试……麻烦不说，还要耽误工作影响用户的正常使用，

甚至网络一旦中病毒那网管们又有得忙乎了。 (学电脑)

因此，一种新的网络结构：无盘网络出现了。无盘网络的本意一个是为了降低工作站的成本，另一个就是为了管理和维护的方便。现在名智无盘网吧系统可以很快的配置好一套无盘网络，管理维护上也不再有任何麻烦，所有的管理和维护上的操作都在服务器上完成，只要工作站硬件没有问题，整个无盘网络的运行就不会有任何问题。软件升级则更方便，只要在一台工作站安装好所需的软件,网络中所有的工作站就都可以使用新的软件了,这对网络管理员来说的确是福音。

什么是网络的“拓扑结构”? [网络知识] 篇6

随着3D IC[1]技术的兴起, 3D NoC逐渐成为NoC领域中研究的主流方向。3D IC技术是近年来逐渐形成的新工艺, 这种技术可以将多层2D集成电路堆叠在一起形成完整的芯片。采用3D IC技术的集成电路同传统的平面集成电路相比较提高了芯片的性能, 增强了功能性[2,3]。片上网络是为了能够使在同一块芯片中集成的大量处理器有效通讯而产生的。将3D IC技术应用于片上网络的研究对NoC的发展产生了重要的影响。

这种发展趋势促使越来越多的研究者们投入到3D NoC的研究中, 涌现了不少成果。V.F.Pavlidis[4]等人在3D NoC性能方面的研究中提出了零负载网络延迟模型用于评价拓扑结构对其性能带来的影响。他们对3D NoC的节点数目和物理层数对网络延迟和功耗的影响做出了一个权衡评估。Charles Addo-Quaye[5]提出在3D NoC中考虑温度和通信因素的情况下, 利用遗传算法解决如何对应用分布并映射到各个节点的问题。Srinivasan Murali[6]为确定最适合的拓扑结构, 计算路径并且在3D的每一层上对NoC各部件进行恰当布局而提出了方法论。

众多研究成果对3D NoC发展起到了较大的推动作用, 但大多数研究都集中在3D Mesh拓扑结构中。然而, 就平面拓扑结构而言, mesh结构所表现出的性能并不是所有结构中最优越的[7]。同mesh相比, torus的互连线数量更多而且拥有更短的网络半径, 因而它会表现出比mesh优越的性能。

1 3D Torus结构

1.1 3D Torus拓扑网络结构

3D Mesh结构 (见图1 (a) 所示) 是3D NoC研究中常用结构, 在此不做赘述。在3D Mesh基础上通过长线连接每一行、列、纵向的首尾节点使其形成环状结构的3D Torus, 如图1 (b) 所示。为了清楚表示立方体中的连线关系, 只将面对读者最外层的三个面做出了Torus连线, 但实际上此结构中的任一层面均为Torus连线。它相对3D Mesh缩短了网络中任意两节点间的最长路径。图中的黑点表示网络节点。每个节点由一个路由器与一个PE构成, PE可以是处理器或存储器中的任意一种, 它通过本地端口与路由器相连。

1.2 3D Torus路由器微结构

3D Torus路由器是在2D NoC路由器的基础上发展而来的。在传统的2D NoC中, 一个典型的路由器包括5个端口:东、南、西、北和本地端口 (连接路由器与本地处理单元的端口) 。在3D Torus路由器中, 新增了“上”和“下”两个端口, 用来连接纵向各层的节点。新增的端口同原端口具有相同的微结构。每个端口都有输入通道和输出通道。所有通道都能够从其他路由器或本地处理单元 (PE) 接收或发送数据包。每个输入端口由若干个虚通道组成, 以避免网络中发生死锁。路由器中间设计了一个多项转换开关, 为了将输入通道接收到的数据包传送到正确的输出通道。除以上各部件外, 路由器中还有仲裁器, 用来仲裁各个输入端口提出的响应请求。

1.3 3D Torus结构中的路由算法

为了控制路由器的硬件开销, 需要选择尽可能实现简单的路由算法。因此在3D Torus中选择确定性最短路径算法TXYZ。

在TXYZ算法中, 首先路由X方向, 其次Y向, 最后Z向。由于3D Torus中X方向、Y方向、Z方向的路径均为环状, 因此路由算法要确定数据包在某一方向中需路由正向还是负向。

假定网络中当前节点坐标值为 (Xd, Yd, Zd) , 目的节点坐标值为 (Xc, Yc, Zc) , 以X方向为例, 路由步骤如下:

首先, 计算当前坐标与目的坐标在X方向之差xoffset=Xc-Xd, 同时统计出X方向的节点数目L。

其次, 按照表1检测xoffset与L/2的大小关系, 选择接下来合适的路由方向。

其中, X+代表路由X正向, X-代表路由X负向, |xoffset|表示xoffset的绝对值。当xoffset为0时, 表示当前的Xc即为Xd, X方向路由完成。接下来进行Y方向以及Z方向路由, 方法同上。当Z方向路由完成时, 信息路由至目的节点。

2 性能评估标准

2.1 延迟

根据文献[8]所述, 延迟被定义为消息头从源节点注入到网络中至尾微片被目的节点接受的时间。由于不同的仿真器定义的时间单位会有所不同, 为使仿真结果具有一般性, 在NoC仿真器中, 延迟一般以时钟周期 (clock cycle) 取代一般的时间单位来表示。

Tlatency=H×Tr+D/v+L/b (1)

公式 (1) 定义了网络的零负载延迟, 即单个消息在网络中的传播延迟。其中, H代表源节点到目的节点的平均hop数;Tr为在单个路由器中的延迟;D表示从源节点到目的节点的平均距离;v为线上的传输速度;L为数据包长度;b指带宽。通常H=D, 当在不同拓扑结构中时, 有不同的H值。零负载延迟的意义在于可以有效地评价拓扑结构对于网络性能的影响。

2.1.1 3D Torus网络的零负载延迟

由公式 (1) 可知, 在不同的拓扑结构中, 如Mesh与Torus, 只需关注H对延迟产生的影响。根据文献[8]可知, 网络规模为n×n的Torus结构中, 节点间平均距离公式为:

H2DT=n/2 (2)

扩展到n×n×n的3D Torus结构中, 节点间平均距离为:

H3DT=3n/4 (3)

公式假定条件为源节点与目的节点不同, 而在NoC中, 源节点可以与目的节点相同, 则节点间通信的平均距离公式需要对 (3) 进行改动。

H3DT= (3n/4) × (n3-1) /n3 (4)

为了与3D Mesh比较平均延迟, 需要计算3D Mesh网络中的节点平均距离。根据文献[4]可知, 规模为n×n×n的结构中, 节点间平均距离为:

H3DM= (n3+n2) / (n2+n+1) (5)

对式 (5) 改动后的节点间通信的平均距离公式为:

H2DM= (n2-1) /n (6)

当两种网络中的路由器结构相等, 相邻节点间距离相等, 且发送数据包长度相等时, 零负载延迟主要与H有关。计算式 (4) - (6) 可知:

H3DT-H3DM= (-n3+4n-3) /4n2 (7)

由于片上网络中n必为大于等于2的自然数, 则式 (7) 结果必然为小于0的数, 即有:

H3DT<H3DM (8)

根据H3DT与H3DM的计算结果可知, 理论上3D Torus的平均延迟要小于3D Mesh。

2.2 吞吐量

在网络性能评估中, 吞吐量通常被定义为网络中每节点在单位时间内接收到的数据量。它与网络中路由, 数据流控制及拓扑结构有关。在NoC中每个节点的吞吐量计算公式如式 (9) 所示。

$throughput=\frac{numpck*pcksize*flitsize}{totaltiles*{\rm T}}(9)$

其中, numpck表示所有目的节点接收到的数据包总数;pcksize表示每个数据包包含的微片数目;flitsize表示微片长度;totaltiles表示整个网络中的节点总数;T代表系统路由所有数据包所需的时钟周期总数。

网络中的理想吞吐量是在给定拓扑结构, 适合的数据流与高效的路由机制下的最大吞吐量。文献[8]中描述理想吞吐量的公式如下:

$\theta {}_{\text{i}\text{d}\text{e}\text{a}\text{l}}\le \frac{2bBc}{{\rm N}}(10)$

其中, b代表每个通道的数据宽度, Bc表示将整个网络分成均等的两半所需的通道个数, N为节点总数。

对于4×4×4规模的3D Torus来说, 将整个网络分成均等的两半需要切断的通道数为64。对于同等规模的3D Mesh来说, 则需切断32个通道。若两种网络中b相同, 相比之下, θideal, 3DT≤2b, 而θideal, 3DT≤b, 则表明3D Torus的理想吞吐量较大。

3 模拟实验与结果分析

3.1 实验环境及配置

实验环境为在NIRGAM[9]基础上拓展的3D NoC仿真器, 规模为4×4×4。NIRGAM是一个针对2D NoC研究的周期精确的离散事件仿真器。拓展后的3D仿真器支持wormhole交换机制, 利用包传送数据;可配置每个物理通道中虚通道个数;输入通道中缓冲器个数;可选择使用3D Mesh、3D Symmetric Torus或X-Torus拓扑网络结构;采用XYZ (TXYZ) 路由机制, 并允许用户添加自己设计的路由;有两种典型的数据发包策略CBR (恒定发包率) 和bursty可供选择, 并允许用户自行添加基于真实应用的trace文件作为激励源。 仿真结束后, 用户会得到网络平均延迟及吞吐量。

在仿真实验中, 系统默认的时钟周期为1GHz, NIRGAM中数据包发生器采用CBR策略发包, 并且在每次实验中固定运行20000个时钟周期。仿真器在运行结束时会提供系统运行中的平均延迟与吞吐量。

数据包间隔 (packet interval) 即为同一节点发送两个数据包之间的时间间隔。由于实验采用CBR发包策略, 因此同次实验中数据包间隔需要设定为同等的时间。根据CNF[10]标准, 实验需测定在不同数据包发送速率下的网络性能, 绘制出延迟-注入率与吞吐量-注入率曲线。本实验采用了片上网络性能评估中常用的均衡负载和对称随机负载两种数据流发送模式进行平均延迟和吞吐量的测试。

3.2 延迟

图2 (a) 所示为在均衡负载发送模式下两种结构的延迟-注入率曲线。在不同的数据包注入率下, 测得了3D Torus的平均延迟, 并与相同条件下测得的3D Mesh平均延迟进行比较。从图中可看出, 当注入率在0到0.12flits/node/cycle时, 两种结构的延迟均很低, 其中, 3D Torus的延迟为12cycle, 3D Mesh为15cycle。当注入率大于0.12flits/node/cycle时, 3D Mesh的延迟开始迅速增长, 而3D Torus延迟变化并不明显;当注入率为0.16 flits/node/cycle时, 3D Torus的延迟开始增长, 但增长速度小于3D Mesh的延迟。这得益于3D Torus有着比3D Mesh更小的网络直径。

图2 (b) 所示为在对称随机负载下两种结构的延迟。由于对称随机负载在网络中形成立体环状数据流, 会造成路由器特定方向负载较大, 很容易造成网络拥塞。当注入率小于0.0476flits/node/cycle时, 两种结构均有较小延迟;随着注入率增高, 3D Mesh结构延迟开始增长;当注入率大于0.0625 flits/node/cycle时, 3D Torus结构延迟开始逐渐增大;此后, 在相同注入率下, Mesh结构的延迟一直高于3D Torus, 且相比3D Mesh结构, 3D Torus延迟增长较缓。

综上, 两种负载下的网络延迟均为3D Torus小于3D Mesh, 与2.1.1节中零负载延迟的理论结果一致。

3.3 吞吐量

图3所示为两种结构在不同负载模式下的吞吐量与注入率的关系曲线, 其中3 (a) 为在均衡负载下的情况。当注入率小于0.15flits/node/cycle时, 网络未发生拥塞, 两种结构在相同的注入率下单位时间收到的数据包数目相同。当注入率不断增加时, 网络逐渐繁忙, 进而发生拥塞, 导致最终单位时间内收包数目趋于一个饱和值, 即饱和吞吐量。图中显示在3D Torus结构中, 当注入率大于0.25flits/node/cycle时, 网络的饱和吞吐量为10.1flits/node/cycle;而在3D Mesh中, 注入率高于0.1429flits/node/cycle时, 饱和吞吐量为7.3flits/node/cycle, 比3D Mesh高38%。

图3 (b) 为在随机对称负载下的吞吐量随注入率变化曲线。当注入率大于0.059flits/node/cycle时, 3D Mesh吞吐量逐渐趋于饱和, 而3D Torus的吞吐量在大于0.111flits/node/cycle时逐渐趋于饱和值, 且约高于3D Mesh饱和吞吐量的43%。

在两种负载模式下, 3D Torus均表现出较好的性能, 符合2.2.1节理想吞吐量提供的理论依据。

4 结束语

本文通过对NIRGAM仿真器的3D扩展, 实现了3D Torus结构, 对其从理论和实验两方面进行性能评估并与3D Mesh结构的性能进行比较。结果显示, 无论在均衡负载模式还是随机对称模式下, 与3D Mesh相比, 3D Torus都会得到较低的延迟与较高的吞吐量。本文只是在网络结构层面做了3D NoC的初步研究, 由于3D芯片的互连设计同传统NoC设计相比加入了新的约束, 为了使其符合3D系统结构层面的设计, 还需对其垂直互连、功耗、温度等做进一步研究。

摘要：3D结构的片上网络 (3D NoC) 结合了3D集成 (3D IC) 和NoC技术的优势, 相比2DNoC具有更为优越的性能。然而, 目前大多数关于3D NoC结构的研究都集中在3D Mesh结构上。介绍了利用NIRGAM仿真器实现的另一种拓扑结构——3D Torus。在均衡负载模式和对称随机负载模式下分析评价了3D Torus网络延迟和吞吐率。结果表明, 3D Torus拓扑结构的性能高于3D Mesh结构。

关键词：性能评估,NIRGAM,片上网络,3D拓扑

参考文献

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[5] Addo-Quaye C.Thermal-aware mapping and placement for 3-D NoC designs[C]//Proc.IEEE Int. Syst.-on-Chip Conf., 2005:25-28.

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[8] Dally W J, Towles B.Principles and Practices of Interconnection Networks[C]. San Mateo, CA: Morgan Kaufmann, 2004.

[9] [EB/OL]http://nirgam.ecs.soton.ac.uk/.

什么是网络的“拓扑结构”? [网络知识] 篇7

黑荔枝：北京人，汉族， 1981年出生，O型血，天蝎座，国内一线作者，自由绘本漫画家，曾任动画原画、动画导演、视觉设计等职务，现为职业绘本作家，从事涂鸦、动画、插画、绘本、设计等相关工作。

什么是“涂鸦”呢？

有人说STREET ART才是真正的涂鸦，我觉得不对，如今涂鸦这个词的范畴很大，STREET ART这只是其中的一种，算是传统的GRAFFITI文化。还有在纸上、地上、箱子上，任何地方都可以涂鸦。

世界上有60亿人，就有60亿个内心世界，就有60亿种涂鸦，对于他们自己来说，每个人都是最好的涂鸦，也是一种设计。它应该让你感觉敏锐，能够享受各种体验。当你走在街上，看到各种人的不同面孔、穿着，各种建筑，各种颜色和形状，交通标识，商店LOGO，当你听歌、看电视、与人接触等都是各种的图像的涌现，然后在于你怎么去处理这些信息。生活经历对于涂鸦作品的表现力起了至关重要的作用，每个人都有不同的经历，不同的思想观念。这时作品不包括你的心情、身份、地位、配偶、父母、梦想、忠诚与偏见，你单位的领导爱看什么，不爱看什么，身边的朋友，幽默感，欲望，去过的地方，政治立场等。每个人都是一本有趣的故事，何不用自己的方式把它们画或写出来呢？

那什么是“网络涂鸦”呢？

年轻人大多知道涂鸦是怎么回事，用喷枪在墙上画上花花绿绿的字和画，依风格、字体及色调的不同，设计出属于自己的个性文化。在世界上很多城市的墙壁，都能看到涂鸦的影子，也颇让城市管理者头疼。其实从罗马尼禄王时代开始，罗马人就有在建筑物上随手作画的习惯。上世纪60年代，在美国，这一乱涂乱画的方式成了相当前卫的艺术形式。

但在网络时代，更年轻的孩子们找到了他们的新玩法——网络涂鸦。城市的墙面变成了电脑屏幕、虚拟画板，手上的喷筒变成了鼠标。不需要夜晚，不需要反叛，他们不愤怒，不捣别人的乱，但更自由，我想画什么就画什么，我来劲了就画，没劲就睡觉。我不在乎商业只在乎灵感，我不要完美只要好玩。

网络涂鸦彻底颠覆了涂鸦最初出现的反叛标志，成为一种大众狂欢的即兴游戏。如数码相机对摄影的影响，DV对电影的影响一样，技术和更自由的方式，让昔日的艺术越来越成为大众掌握的游戏。