時間：2022-11-20 22:16:54
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櫸樹（ZelkovaschneiderianaH-M），又名大葉櫸、血櫸、紅櫸、黃櫸、巖郎木等，榆科櫸屬樹種，是國家重點保護的瀕危植物之一，屬二級保護植物，有較高的觀賞價值，是重要的風景園林觀賞樹種。目前，櫸樹苗木已被廣泛用于園林配置、城市街道綠化美化及生物多樣性方面。
櫸樹為深根性樹種，是一種落葉喬木，主、側(cè)根系都很發(fā)達，性喜光，喜溫暖氣候和肥沃濕潤條件，在酸性土、中性土、石灰?guī)r山地及輕鹽堿土上均能生長。櫸樹初期生長較緩慢，八年生以后加快，可持續(xù)生長70～80年，成年樹高達30m，胸徑1m以上。櫸樹在我國分布很廣泛，主要產(chǎn)于淮河流域和長江流域及其以南地區(qū)，多生于海拔800m以下山坡。
1育苗方法
1.1扦插育苗
櫸樹資源稀少，生產(chǎn)上可采用硬枝扦插和綠枝扦插育苗。硬枝扦插的枝條取自一至二年生健壯枝條，插穗長度10～15cm，粗度0.5～1.0cm，每個插條上至少含有2個以上健壯飽滿腋芽，時間以春季扦插為好，其平均成活率可達16.7%；扦插時使用植物生長調(diào)節(jié)劑，可使插條生根率達到80%以上，當年苗高可達50～180cm。綠枝扦插宜在6月上旬進行，自母樹年齡較小當年生半木質(zhì)化的粗壯嫩枝上剪取帶2～3片葉的插穗，迅速用植物生長調(diào)節(jié)劑處理。做到隨采隨噴水，隨用生根劑處理，隨扦插。扦插苗床基質(zhì)以蛭石、河沙等為宜。扦插密度以插穗間枝葉互不接觸為宜。插后噴水1次，上罩塑料膜弓形小棚，再搭起1.2～1.5m高的框架，用草簾或遮蔭網(wǎng)在上方和兩側(cè)遮蔭，保持20%～30%的透光率。扦插前期要做好葉面噴霧保濕、消毒防病、通風換氣和噴水降溫等工作；中期要以揭除薄膜和逐步移去遮蔭物煉苗為主；后期做好消除雜草、施肥等。
1.2嫁接育苗
選擇一至二年生、地徑1.5～2.0cm的白榆實生苗作砧木，以一至二年生的櫸樹枝條作接穗，在樹液流動季節(jié)進行嫁接，嫁接可分枝接和芽接2種。枝接一般在4月進行，操作時可用劈接和皮下接方法。適時嫁接、避開連陰雨天氣、接穗削面光滑平整、接穗與砧木的形成層對準、綁扎適度是影響嫁接成活的關鍵因素。芽接宜在7月下旬至8月中旬進行，方塊形芽接比“J”字形芽接為優(yōu)。為提高嫁接成活率，嫁接時要將塑料薄膜帶輕輕插入接穗芽與皮部內(nèi)皮層與砧木密接，在操作技術保證的情況下，櫸樹嫁接成活率一般在80%以上，枝接當年生長量80～160cm，地徑0.8～1.5cm左右。
1.3播種育苗
櫸樹種子采集時間常在10月中下旬，采種期3周左右，選擇樹齡30年以上，結實多且籽粒飽滿的健壯母樹，在果實由青色轉(zhuǎn)為黃褐色時進行采種，采得的種子去雜陰干，裝入布袋或麻袋貯存?zhèn)溆谩２シN分秋播、冬播和春播。秋播需隨采隨播，發(fā)芽在翌年3月上中旬，種子發(fā)芽率和出苗率較高，苗木生長期長。春播宜在雨水至驚蟄時進行，最遲不得遲于3月下旬，播種量150～200kg/hm2。當年種子翌年播種，發(fā)芽率高。為了提高種子發(fā)芽率和出苗率，可對種子進行選種、浸種、消毒、催芽、低溫存積處理等。播種后，25～30d種子發(fā)芽出土，應防止鳥害。出苗后要及時揭草煉苗。幼苗期應及時間苗、松土除草、灌溉追肥。此外，櫸樹苗期普遍有分叉現(xiàn)象，應在苗期進行修剪，蓄好1個主干，以利干形通直。
1.4組織培養(yǎng)
利用大葉櫸樹未成熟種子的胚依次在誘導愈傷組織培養(yǎng)基、愈傷組織繼代培養(yǎng)基、芽分化培養(yǎng)基、壯苗培養(yǎng)基及生根培養(yǎng)基上培養(yǎng)，可生產(chǎn)出3～5條不定根幼苗，生根率達30%，生根幼苗移植到溫室花盆中成活率在50%以上。日本在櫸樹組織培養(yǎng)方面成功較早，有許多可供參考的經(jīng)驗。
2造林與管理
造林地宜選擇在坡度30°以下，低山丘陵區(qū)土壤肥沃、保水較好的群山中下部、谷地、溪邊。采用全墾方式整地，整地規(guī)格為50cm×50cm×40cm。3月上旬左右，選取無風陰天或小雨天氣，用櫸樹一年生實生苗栽植，栽植前用10%～15%的過磷酸鈣泥漿沾根，以提高成活率。栽植時要根舒不彎曲，嚴禁大土塊和石塊壓在根部，回填土要實，深度為苗期地面與地相接觸處印痕之上3～6cm為好。栽植密度可為1.6m×1.6m或2.0m×1.6m。另外，可根據(jù)不同的立地條件栽植不同的樹種。如山頂、山脊可栽馬尾松、櫟類，山腳、山腰栽櫸樹，形成馬尾松、櫸樹、櫟類塊狀混交林。在立地條件好的山坡中下部可栽植櫸樹與山杉木行狀混交林。苗木栽植后，前3年，每年撫育2次，分別于6月和10月進行。隨時注意培蔸、撫正，剪去干上叢生小枝，將分叉株去除弱的分支，每年
不少于1次，清除繞干的藤本，留心有無蛀干和食葉害蟲為害，一旦發(fā)現(xiàn)及時除治。3年后，可用刀砍去雜灌，以利通風透光。前5年可結合撫育加施復合肥或尿素，每株100g左右，撒于樹蔸周圍表土內(nèi)。堅持修枝，有條件的地方可持續(xù)10年，使枝下高在5m以上。在10年內(nèi)進行1次衛(wèi)生伐，將蟲害而無主干、歪斜弱小、無培養(yǎng)前途的植株去除，或萌芽更新，留下3450株/hm2左右，使之形成干形通直，林相整齊。15年時可考慮間伐，砍去50%。20年時應進行高強度間伐，再去掉65%，留下630株/hm2。25年時正值生長高峰期，應再度間伐30%，留下405株/hm2，培養(yǎng)大徑材。
（一）類型繁多（Variety）
數(shù)據(jù)通常被分為結構化數(shù)據(jù)、半結構化數(shù)據(jù)和非結構化數(shù)據(jù)。相對于傳統(tǒng)的以文本為主的結構化數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡日志、音頻、視頻、圖片、地理位置信息等半結構化、非結構化數(shù)據(jù)越來越多。同時，近幾年出現(xiàn)的微博、微信等可通過移動互聯(lián)設備使用的電子交往形式使數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)種類更加復雜化。
（二）價值不高（Value）
價值密度的高低與數(shù)據(jù)總量的大小成反比。以社會中常見的監(jiān)控錄像為例，一天的監(jiān)控記錄，有用數(shù)據(jù)可能僅有一二秒。如何將已有的結構化數(shù)據(jù)、半結構化數(shù)據(jù)及非結構化數(shù)據(jù)進行整合、分析，挖掘出更多有價值的信息，并通過強大的計算能力迅速地完成數(shù)據(jù)的價值“提純”成為目前大數(shù)據(jù)背景下亟待解決的難題。
（三）要求高速處理（Velocity）
這是大數(shù)據(jù)區(qū)分于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘的最顯著特征。根據(jù)IDC的“數(shù)字宇宙”的報告，預計到2020年，全球數(shù)據(jù)使用量將達到35．2ZB。在如此海量的數(shù)據(jù)面前，處理數(shù)據(jù)的效率就是生命。
二、圖書館大數(shù)據(jù)的主要來源分析
根據(jù)大數(shù)據(jù)的基本特征，經(jīng)筆者分析，圖書館知識服務領域的未來大數(shù)據(jù)的來源主要有RFID射頻數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、社交網(wǎng)絡和移動互聯(lián)數(shù)據(jù)等幾個方面。隨著圖書館數(shù)字技術的不斷提高，RFID將不斷推廣，這將是未來圖書館大數(shù)據(jù)的主要來源之一；由圖書館中的傳感器感知生成的數(shù)據(jù)，長時間積累后也將產(chǎn)生巨大的數(shù)據(jù)量；社交網(wǎng)絡已廣泛應用于社會各個方面，逐步成為人們交往的主要形式，其所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量遠超以往任何一個信息傳播媒介，由其生成的數(shù)據(jù)量是不可估量的；移動互聯(lián)網(wǎng)及移動互聯(lián)技術的不斷完善，使得圖書館可以靈活獲取移動電子設備、人員、資源、用戶行為和需求等信息，并對這些信息進行實時分析，從而幫助我們開展有效的智能輔助決策。
三、大數(shù)據(jù)對圖書館管理的影響和挑戰(zhàn)
（一）海量數(shù)據(jù)處理考驗圖書館計算能力
大數(shù)據(jù)時代背景下，各類數(shù)據(jù)量迅速增長，數(shù)據(jù)產(chǎn)生的方式、范圍發(fā)生前所未有的變化，人們在社會中的各類行為都產(chǎn)生了大量的信息數(shù)據(jù)，信息數(shù)據(jù)的組成結構、格式類型、存在形態(tài)等都更加復雜。圖書館要對上述復雜的數(shù)據(jù)進行應用、存儲，將具有很強的挑戰(zhàn)性，不僅僅涉及云計算、大數(shù)量級數(shù)據(jù)存儲等技術問題，還可能促發(fā)圖書館服務模式、資源建設模式、管理模式與發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變。
（二）數(shù)據(jù)分析方式轉(zhuǎn)變帶來的挑戰(zhàn)
隨著圖書館信息化程度的提高，以互聯(lián)網(wǎng)信息搜索、查詢?yōu)榛A的知識服務逐漸被更多的圖書館所采用。但不管是簡單的信息服務，還是結合了信息檢索、組織、分析等高級業(yè)務服務，都可歸納為就數(shù)據(jù)而進行的服務。大數(shù)據(jù)時代背景下要求圖書館不僅需要通過結構化數(shù)據(jù)了解客戶需求，也需要大量的非結構化數(shù)據(jù)、半結構化數(shù)據(jù)去挖掘、預測和分析當前和未來的用戶需求，社會大眾的需求也將隨著不斷變化的個性化的高滿意度服務出現(xiàn)而對圖書館的服務呈現(xiàn)出明確和迫切的需求。滿足用戶的需求，提供復雜數(shù)據(jù)的處理也將成為大數(shù)據(jù)時代圖書館的發(fā)展方向，如何處理好數(shù)據(jù)分析，將直接影響圖書館的生存與發(fā)展。
（三）大數(shù)據(jù)對圖書館基礎設施提出更高的要求
半結構化及非結構化數(shù)據(jù)的迅速增加，導致數(shù)據(jù)存儲、計算規(guī)模越來越大，其成本急劇上升。很多知識服務機構出于成本的考慮將應用由高端服務器轉(zhuǎn)向中低端硬件構成的大規(guī)模計算機集群，從而對支持非結構化數(shù)據(jù)存儲及分析的基礎設施提出了很高的要求。
四、大數(shù)據(jù)時代圖書館管理發(fā)展方向
（一）探索利用數(shù)據(jù)分析技術與工具
對圖書館來說，在大數(shù)據(jù)時代要想在激烈的市場份額競爭中爭得一席之地，避免邊緣化，開展必要的大數(shù)據(jù)分析服務顯得必不可少。圖書館開展的大數(shù)據(jù)分析服務業(yè)務，主要可以有以下幾種：首先是圖書館自身建設所需的大數(shù)據(jù)分析。這類分析一般以圖書館的現(xiàn)有數(shù)據(jù)為對象進行分析，如讀者的借閱方式、行為愛好等，是一種對現(xiàn)有資源的分析與挖掘；其次是客戶即讀者所需的大數(shù)據(jù)分析。這類分析業(yè)務類似于當今圖書館為企業(yè)等客戶群體所做的信息情報參考、競爭情報分析，但也有著很大的區(qū)別，如對于分析對象數(shù)據(jù)的不同、分析手段的不同、分析目的不同等，這類分析業(yè)務所依靠的大量數(shù)據(jù)可能并非圖書館所擁有，從而成為限制該項業(yè)務發(fā)展的瓶頸，如何解決此類服務的數(shù)據(jù)問題是突破該瓶頸的關鍵。麥肯錫的《大數(shù)據(jù)：創(chuàng)新、競爭和生產(chǎn)力的下一個前沿領域》報告中首次提出了“大數(shù)據(jù)”的概念，對大數(shù)據(jù)的分析技術與工具進行了列舉，如目前已為廣大圖書情報研究者所熟知的聚類分析、數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡分析、可視化分析、數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)集成等，特別是聚類分析、可視化分析與數(shù)據(jù)挖掘技術。但這些現(xiàn)有的研究目前僅僅只是針對結構化數(shù)據(jù)和有限數(shù)量的關鍵詞進行聚類分析、共現(xiàn)分析等，并不能真正挖掘大量負責數(shù)據(jù)的存在與表現(xiàn)形態(tài)，更不能通過這些分析去預測未來的可能發(fā)展趨勢。當然，大量網(wǎng)絡社交等信息行為產(chǎn)生的大量非結構化數(shù)據(jù)、半結構化數(shù)據(jù)也讓許多學者開始思考去采集和利用這些信息，如蘇玉照等人就認為如果能夠采集到Web日志的數(shù)據(jù)，就能很好地滿足發(fā)現(xiàn)關聯(lián)規(guī)則、內(nèi)容分類和用戶聚類的需求，從而能提高個性化推薦的精度，進而對定制Web日志的數(shù)據(jù)模型、過程及方法進行探索。
（二）重視基礎設施建設
大數(shù)據(jù)時代，圖書館的核心競爭力不再僅是文獻數(shù)據(jù)信息的競爭，各類形式的海量數(shù)據(jù)以及對海量數(shù)據(jù)的分析、挖掘才是今后圖書館之間競爭的核心因素。因此，要跟上大數(shù)據(jù)的腳步，必須完善信息收集的基礎設施建設，加強各類信息資源的收集將成為圖書館資源建設的大方向。圖書館首先要明白“數(shù)據(jù)即生命”，解決數(shù)據(jù)存儲問題。大數(shù)據(jù)時代對于圖書館的數(shù)據(jù)存儲量要求極高。早在2007年，沃爾瑪就通過對消費者的購物行為等非結構化數(shù)據(jù)進行分析，創(chuàng)造了“啤酒與尿布”的經(jīng)典商業(yè)案例。這樣的經(jīng)典案例是通過對海量的多類型數(shù)據(jù)收集和分析得到的。因此，圖書館要掌握讀者用戶、館員乃至社會服務群體等的信息，既要有當前通用的數(shù)據(jù)記錄中的個人身份、借閱記錄等結構化數(shù)據(jù)，還要有存儲信息行為、搜索方式、行為痕跡等非傳統(tǒng)數(shù)據(jù)，這些都需要通過基礎設施的建設來支持。除此之外，圖書館還必須解決數(shù)據(jù)計算和數(shù)據(jù)分析問題。要積極利用“云計算”技術，搭建圖書館的云計算平臺，解決圖書館自身海量數(shù)據(jù)的存儲及運算能力與大數(shù)據(jù)對存儲能力的高要求之間的矛盾。
（三）提高圖書館服務的智能化程度
關鍵詞：藍牙基帶數(shù)據(jù)傳輸設備連接
藍牙（Bluetooth）是一種新型、開放、低成本、短距離的無線連接接技術，可取代短距離的電纜，實現(xiàn)話音和數(shù)據(jù)的無線傳輸。這種有效、廉價的無線連接技術可以方便地將計算機及外設、移動電話、掌上電腦、信息家電等設備連接起來，在它可達到的范圍內(nèi)使各種信息化移動便攜設備都能實現(xiàn)無縫資源共享，還可通過無線局域網(wǎng)（WirelessLAN）與Internet連接，實現(xiàn)多媒體信息的無線傳輸。
藍牙系統(tǒng)采用分散式（Scatter）結構，設備間以及從方式構成微微網(wǎng)（Piconet），支持點對點和點對多點通信。它采用GFSK調(diào)制，抗干擾性能好，通過快速跳頻和短包技術來減少同頻干擾，保證傳輸?shù)目煽啃?。使用的頻段為無需申請許可的2.4GHz的ISM頻段。
藍牙協(xié)議從協(xié)議來源大致分為四部分：核心協(xié)議、電纜替代協(xié)議（RECOMM）、電路控制協(xié)議和選用協(xié)議。其中核心協(xié)議是藍牙專利協(xié)議，完全由藍牙SIG開發(fā)，包括基帶協(xié)議（BB）、連接管理協(xié)議（LMP）、邏輯鏈路控制和適配協(xié)議（L2CAP）以及服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議（SDP）。藍牙協(xié)議從體系結構又可分為底層硬件模塊、中間協(xié)議層和高端應用層三大部分，其中鏈路管理層（LM）、基帶(BB)和射頻層（RF）構成藍牙的底層模塊。由此可見，基帶層是藍牙協(xié)議的重要組成部分。本文主要對藍牙技術中最重要的基帶數(shù)據(jù)傳輸機理進行分析。
1基帶協(xié)議概述
圖1給出藍牙系統(tǒng)結構示意圖。在藍牙系統(tǒng)中，使用藍牙技術將設備連接起來的網(wǎng)絡稱作微微網(wǎng)（Piconet），它由一個主節(jié)點（MasterUnit）和多個從節(jié)點(SlaveUnit)構成。主節(jié)點是微微網(wǎng)中用來同步其他節(jié)點的藍牙設備，是連接過程的發(fā)起者，最多可與7個從節(jié)點同時維持連接。從節(jié)點是微微網(wǎng)中除主節(jié)點外的設備。兩個或多個微微網(wǎng)可以連接組成散射網(wǎng)（Scatternet）。
圖2給出藍牙協(xié)議結構示意圖?；鶐游挥谒{牙協(xié)議棧的藍牙射頻之上，并與射頻層一起構成藍牙的物理層。從本質(zhì)上說，它作為一個鏈接控制器，描述了基帶鏈路控制器的數(shù)字信號處理規(guī)范，并與鏈路管理器協(xié)同工作，負責執(zhí)行象連接建立和功率控制等鏈路層的，如圖3所示。基帶收發(fā)器在跳頻（頻分）的同時將時間劃分（時分），采用時分雙工（TDD）工作方式（交替發(fā)送和接收），基帶負責把數(shù)字信號寫入并從收發(fā)器中讀入數(shù)據(jù)。主要管理物理信道和鏈接，負責跳頻選擇和藍牙數(shù)據(jù)及信息幀的傳輸、象誤碼糾錯、數(shù)據(jù)白化、藍牙安全等?；鶐б补芾硗胶彤惒芥溄?，處理分組包，執(zhí)行尋呼、查詢來訪及獲取藍牙設備等。
在藍牙基帶協(xié)議中規(guī)定，藍牙設備可以使用4種類型的地址用于同場合和狀態(tài)。其中，48位的藍牙設備地址BD_ADDR（IEEE802標準），是藍牙設備連接過程的唯一標準；3位的微微網(wǎng)激活節(jié)點地址AM_ADDR，用以標識微微網(wǎng)中激活成員，該地址3位全用作廣播信息；8位的微微網(wǎng)休眠節(jié)點地址PM_ADDR，用以標識微微網(wǎng)中休眠的從節(jié)點。微微網(wǎng)接入地址AR_ADDR，分配給微微網(wǎng)中要啟動喚醒過程的從節(jié)點。
當微微網(wǎng)主從節(jié)點通信時，彼此必須保持同步。同步所采用的時鐘包括自身不調(diào)整也不關閉的本地設備時鐘CLKN，微微網(wǎng)中主節(jié)點的系統(tǒng)時鐘CLK以及為主節(jié)點時鐘對從節(jié)點本地設備時鐘進行周期更新以保持主從同步的補償時鐘CLKE。
與其它無線技術一樣，藍牙技術中微微網(wǎng)通過使用各種信道來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。其中，物理信道表示在79個或者23個射頻信道上跳變的偽隨機跳頻序列，每個微微網(wǎng)的跳頻序列是唯一的，并且由主節(jié)點的藍牙設備地址決定；此外，藍牙有5種傳送不同類型信息的邏輯信道，它們分別為：
(1)LC信道：控制信道，用來傳送鏈路層控制信息；
(2)LMC信道：鏈接管理信道，用在鏈路層傳送鏈接管理信息；
(3)UA信道：用戶信道，用來傳送異步的用戶信息；
(4)UI信道：用戶信道，用來傳送等時的用戶信息；
(5)US信道：用戶信道，用來傳送同步的用戶信息。
在藍牙系統(tǒng)中，主從節(jié)點以時分雙工（TDD）機制輪流進行數(shù)據(jù)傳輸。因此，在信道上又可劃分為長度為625μs的時隙（TimeSlot），并以微微網(wǎng)主節(jié)點時鐘進行編號(0-227-1)，主從節(jié)點分別在奇、偶時隙進行數(shù)據(jù)發(fā)送。
2藍牙數(shù)據(jù)傳輸
藍牙支持電路和分組交換，數(shù)據(jù)以分組形式在信道中傳輸，并使用流控制來避免分組丟失和擁塞。為確保分組包數(shù)據(jù)正確傳輸，還進行數(shù)據(jù)的白化和糾錯，下面分別對這些傳輸機制進行分析。
2.1藍牙分組
分組包數(shù)據(jù)可以包含話音、數(shù)據(jù)或兩者兼有。分組包可以占用多個時隙（多時隙分組）并且可以在下一個時隙繼續(xù)發(fā)送，凈荷(Payload)也帶有16位的錯誤校驗識別和校驗（CRC）。有5種普通的分組類型，4個SCO分組包和7個ACL分組包。一般分組包格式如圖4。
圖3基帶層抽象
其中，接入碼(Accesscode)用來定時同步、偏移補償、尋呼和查詢。藍牙中有三種不同類型的接入碼：
(1)信道接入碼（CAC）：用來標識一個微微網(wǎng)；
(2)設備接入碼（DAC）：用作設備尋呼和它的響應；
(3)查詢接入碼（IAC）：用作設備查詢目的。
分組頭（Header）包含6個字段，用于鏈路控制。其中AM_ADDR是激活成員地址，TYPE指明分組類型，F(xiàn)LOW用于ACL流量控制位，ARQN是分組包確認標識，SEQN用于分組重排的分組編號，HEC對分組頭進行驗。藍牙使用快速、不編號的分組包確認方式，通過設置合適的ARQN值來區(qū)別確定是否接收到數(shù)據(jù)分組包。如果超時，則忽略這個分組包，繼續(xù)發(fā)送下一個。
2.2鏈接及流控制
藍牙定義了兩種鏈路類型，即面向連接的同步鏈路（SCO）和面向無連接的異步鏈路（ACL）。SCO鏈接是一個對稱的主從節(jié)點之間點對點的同步鏈接，在預留的時間里發(fā)送SCO分組，屬于電路交換，主要攜帶話音信息。主節(jié)點可同時支持3個SCO鏈接，從節(jié)點可同時支持2～3個鏈接SCO，SCO分組包不支持重傳。SCO鏈路通過主節(jié)點LMP發(fā)送一個SCO建立消息來建立，該消息包含定時參數(shù)（Tsco和Dsco）。
ACL鏈接是為匹克網(wǎng)主節(jié)點在沒有為SCO鏈接保留的時隙中，提供可以與任何從節(jié)點進行異步或同步數(shù)據(jù)交換的機制。一對主從節(jié)點只可以維持一個ACL鏈接。使用多個ACL分組時，藍牙采用分組包重發(fā)機制來保證數(shù)據(jù)的完整性。ACL分組不指定確定從節(jié)點時，被認為是廣播分組，每個從節(jié)點都接收這個分組。
藍牙建議使用FIFO（先進先出）隊列來實現(xiàn)ACL和SCO鏈接的發(fā)送和接收，鏈接管理器負責填充這些隊列，而鏈接控制器負責自動清空隊列。接收FIFO隊列已滿時則使用流控制來避免分組丟失和擁塞。如果不能接收到數(shù)據(jù)，接收者的鏈接控制器發(fā)送一個STOP指令，并插入到返回的分組頭（Header）中，并且FLOW位置1。當發(fā)送者接收到STOP指示，就凍結它的FIFO隊列停止發(fā)送。如果接收器已準備好，發(fā)送一個GO分組給發(fā)送方重新恢復數(shù)據(jù)傳輸，F(xiàn)LOW位置0。
2.3數(shù)據(jù)同步、擾碼和糾錯
由于藍牙設備發(fā)送器采用時分雙工（TDD）工作機制，它必須以一種同步的方式來交替發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。微微網(wǎng)通過主節(jié)點的系統(tǒng)時鐘來實現(xiàn)同步，并決定其跳頻序列中的相位。在微微網(wǎng)建立時，主節(jié)點的時鐘傳送給從節(jié)點，每個從點節(jié)給自己的本地時鐘加上一個偏移量，實現(xiàn)與主節(jié)點的同步。在微微同生存期內(nèi)，主節(jié)點不會調(diào)整自己的系統(tǒng)時鐘。為了與主節(jié)點的時鐘匹配，從節(jié)點會偏移量進行周期的更新。藍牙時鐘應該至少具有312μs的分首辨率。主節(jié)點分組發(fā)送的平均定時與理想的625ms時隙相比，偏移不不能超過20ppm，抖動（Jitter）應該少于1ms。
在分組數(shù)據(jù)送出去并且在FEC編碼之前，分組頭和凈荷要進行擾碼，使分組包隨機化。接收數(shù)據(jù)分組包時，使用盯同的白化字進行去擾處理。
為了提高數(shù)據(jù)傳輸可靠性及系統(tǒng)抗干擾性，藍牙數(shù)據(jù)傳輸機制采用三種糾錯方式：1/3率FEC編碼方式（即每一數(shù)據(jù)位重復3次）、冗余2/3率FEC編碼方式（即用一個多項式發(fā)生器把10位碼編碼成15位碼）以及數(shù)據(jù)自動請求重發(fā)方式（即發(fā)送方在收到接收方確認消息之前一直重發(fā)數(shù)據(jù)包，直到超時）。
圖4藍牙分組包格式
3藍牙設備連接
藍牙鏈接控制器工作在兩種主要狀態(tài)：待令（Standby）和連接（Connection）。在藍牙設備中，Standby是缺省的低功率狀態(tài)，只運行本地時鐘且不與任何其他設備交互。在連接狀態(tài)，主節(jié)點和從節(jié)點能交換分組包進行通信，所以要實現(xiàn)藍牙設備之間的互相，彼此必須先建立連接。由于藍牙使用的ISM頻帶是對所有無線電系統(tǒng)都開放的頻帶，會遇到各種各樣的干擾源，所以藍牙采用分組包快速確認技術和跳頻方案來確保鏈路和信道的穩(wěn)定。在建立連接和通信過程中使用跳頻序列作為物理信道，跳頻選擇就是選擇通信的信道。
3.1跳頻選擇
跳頻技術把頻帶分成若干個跳頻信道（HopChannel）。無線電收發(fā)器按一定的碼序列（以產(chǎn)生隨機數(shù)的方式）不斷地從一個信道跳到另一個信道，并且收發(fā)雙方都按這個規(guī)律才能通信并同步。跳頻的瞬時帶寬很窄，通過擴頻技術展成寬頻帶，使干擾的影響最小。當一個設備被激活時，該設備被分配32個跳頻頻點，以后該設備就在這些跳頻點上接收和發(fā)送信息。通用跳頻選擇方案由兩部分組成，即選擇一個序列并在跳頻頻點上映射該序列。對于每一情況，都需要從-主和主-從兩種跳頻序列。藍牙系統(tǒng)中使用的跳頻序列有如下幾種：
(1)呼叫跳頻序列：在呼叫（Page）狀態(tài)使用；
(2)呼叫應答序列：在呼叫應答（PageResponse）狀態(tài)使用；
(3)查詢序列：在查詢（Inquiry）狀態(tài)使用；
(4)查詢應答序列：在查詢應答（InquiryResponse）狀態(tài)使用；
(5)信道跳頻序列：在連接（Connection）狀態(tài)使用。
3.2藍牙連接建立
從待令狀態(tài)到連接狀態(tài)的過程就是連接建立過程。通常來講，兩個設備的連接建立過程如下：
首先，主節(jié)點使用GIAC和DIAC來查詢范圍內(nèi)的藍牙設備（查詢狀態(tài)）。如果任何附近的藍牙設備正在監(jiān)聽這些查詢（查詢掃描狀態(tài)），就發(fā)送它的地址和時鐘信息后，從節(jié)點可以開始監(jiān)聽來自主節(jié)點的尋呼消息（尋呼掃描），主節(jié)點在發(fā)現(xiàn)附近的設備之間可以尋呼這些設備（尋呼狀態(tài)），建立鏈接。在尋呼掃描的從設備被這個主節(jié)點尋呼后，就會以DAC（設備訪問碼）來響應（Slaveresponsesubstate）。主節(jié)點在接收到從節(jié)點的響應后，便可以以送主節(jié)點的實時時鐘、BD_ADDR、BCH奇偶位和設備類（FHS分組包），最后在從節(jié)點已經(jīng)接收到這個FHS分組之后，進入連接狀態(tài)。具體過程如圖5。
由圖5可見，在藍牙連接建立的呼個不同階段，主節(jié)點和從節(jié)點分別處于不同的狀態(tài)，這些狀態(tài)包括：
查詢（Inquiry）：查詢是主節(jié)點用來查找可監(jiān)視區(qū)域中的藍牙設備，以便通過收集來自從節(jié)點響應查詢消息中得到該節(jié)點的設備地址和時鐘，查詢過程使用IAC；
查詢掃描（InquiryScan）：藍牙設備周期地監(jiān)聽來自其他設備的查詢消息，以便自己能被發(fā)現(xiàn)。掃描過程中，設備可以監(jiān)聽普通查詢接入碼（GIAC）和特定查詢接入碼（DIAC）；
查詢響應（Inquiryresponse）：從節(jié)點以FHS分組響應查詢消息，它攜帶從節(jié)點的DAC、本地時鐘等信息；
尋呼（Page）：主節(jié)點通過在不同的跳頻序列發(fā)送消息，來激活一個從節(jié)點并建立連接，尋呼過程使用DAC；
尋呼掃描（PageScan）：從節(jié)點周期性地在掃描窗間隔時間內(nèi)喚醒自己，并監(jiān)聽自己的DAC，從節(jié)點每隔1.28s在這個掃描窗上根據(jù)尋呼跳頻序列選擇一個掃描頻率；
從節(jié)點響應（SlaveResponse）：從節(jié)點在尋呼掃描狀態(tài)收到主節(jié)點對自己的尋呼消息即進入響應狀態(tài)，響應主設備的尋呼消息；
主節(jié)點響應（MasterResponse）：主節(jié)點在接收到從節(jié)點對它的尋呼消息的響應后，主節(jié)點發(fā)送一個FHS分組給從節(jié)點，如果從節(jié)點響應回答，主節(jié)點就進入連接狀態(tài)。
3.3連接狀態(tài)
連接（connection）狀態(tài)以主節(jié)點發(fā)送一個POLL分組開始，表示連接已經(jīng)建立，此時分組包可以在主從節(jié)點之間來回發(fā)送。連接兩端即主從節(jié)點都使用主節(jié)點的接入碼和時鐘，并且使用的跳頻為信道跳頻序列。即在連接建立后，主節(jié)點的藍牙設備地址（BD_ADDR）決定跳頻序列和信道接入碼。在連接狀態(tài)的藍牙設備，可以有以下幾個子狀態(tài)：
Active:在這個模式下，主從節(jié)點都分別在信道通過監(jiān)聽，發(fā)送和接收分組包，并彼此保持同步；
Sniff:在這個模式下，從節(jié)點可以暫時不支持ACL分組，也就是ACL鏈路進入低能源sleep模式，空出資源，使得象尋呼、掃描等活動、信道仍可用；
Park：當從節(jié)點不必介入微微網(wǎng)信道，但仍想與信道維持同步，它能進入park（休眠）模式，此時具有很少的活動而處于低耗模式，從節(jié)點放棄AM_ADDR，而使用PM_ADDR。
4藍牙完全機制
關鍵詞：USBLabVIEW數(shù)據(jù)采集
通用串行總線USB（UniversalSerialBus）作為一種新型的數(shù)據(jù)通信接口在越來越廣闊的領域得到應用。而基于USB接口的數(shù)據(jù)采集卡與傳統(tǒng)的PCI卡及ISA卡相比具有即插即用、熱插拔、傳輸速度快、通用性強、易擴展和性價比高等優(yōu)點。
USB的應用程序一般用VisualC++編寫，較為復雜，花費的時間較長。由美國國家儀器（VI）公司開發(fā)的LabVIEW語言是一種基于圖形程序的編程語言，內(nèi)含豐富的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)信號分析分析以及控制等子程序，用戶利用創(chuàng)建和調(diào)用子程序的方法編寫程序，使創(chuàng)建的程序模塊化，易于調(diào)試、理解和維護，而且程序編程簡單、直觀。因此它特別適用于數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。利用它編制USB應用程序，把LabVIEW語言和USB總線緊密結合起來的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將集成兩者的優(yōu)點。USB總線可以實現(xiàn)對外部數(shù)據(jù)實時高速的采集，把采集的數(shù)據(jù)傳送到主機后再通過LabVIEW的功能模塊順利實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、分析和存儲。
1USB及其在數(shù)據(jù)采集設備中的應用
USB自1995年在Comdex上亮相以來，已廣泛地為各PC廠家所支持。現(xiàn)在生產(chǎn)的PC幾乎都配置了USB接口，Microsoft的Windows98、NT以及MacOS、Linux等流行操作系統(tǒng)都增加對USB的支持。USB具有速度快、設備安裝和配置容易、易于擴展、能夠采用總線供電、使用靈活等主要優(yōu)點，應用越來越廣泛。
一個實用的USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件一般包括微控制器、USB通信接口以及根據(jù)系統(tǒng)需要添加的A/D轉(zhuǎn)換器和EPROM、SRAM等。為了擴展其用途，還可以加上多路模擬開關和數(shù)字I/O端口。系統(tǒng)的A/D、數(shù)字I/O的設計可沿用傳統(tǒng)的設計方法，根據(jù)采集的精度、速率、通道數(shù)等諸元素選擇合適的芯片，設計時應充分注意抗干擾性，尤其對A/D采集更是如此。在微控制器和USB接口的選擇上有兩種方式：一種是采用普通單片機加上專用的USB通信芯片；另一種是采用具備USB通信功能的單片機。USB的另一大優(yōu)點是可以總線供電，在數(shù)據(jù)采集設備中耗電量通道不大，因此可以設計成總線供電。
一個USB設備的軟件一般包括主機的驅(qū)動程序、應用程序和寫進ROM里面的Firmware。Windows98提供了多種USB設備的驅(qū)動程序，但還沒有一種專門針對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所以必須針對特定的設備編制驅(qū)動程序。盡管系統(tǒng)已經(jīng)提供了很多標準接口函數(shù)，但編制驅(qū)動程序仍然是USB開發(fā)中最困難的一件事。通常采用WindowsDDK實現(xiàn)，但現(xiàn)在有許多第三方軟件廠商提供了各種各樣的生成工具，如Compuware的DriverWorks、BlueWaters的DriverWizard等軟件能夠輕易地生成高質(zhì)量的USB驅(qū)動程序。單片機程序的編制也同樣困難，而且沒有任何一家廠商提供了自動生成的工具。編制一個穩(wěn)定、完善的單片機程序直接關系到設備性能，必須給予充分的重視。以上兩個程序是開發(fā)者所關心的，而用戶卻不太關心。用戶關心的是如何高效地通過鼠標操作設備，如何處理和分析采集進來的大量數(shù)據(jù)。因此還必須有高質(zhì)量的用戶軟件。用戶軟件必須有友好的界面、強大的數(shù)據(jù)分析和處理能力以及提供給用戶進行再開發(fā)的接口。
2LabVIEW及其外部動態(tài)鏈接庫的調(diào)用
LabVIEW是美國國家儀器（NI）公司開發(fā)的一種基于圖形程序的虛擬儀表編程語言，其在測試與測量、數(shù)據(jù)采集、儀器控制、數(shù)字信號分析、工廠自動化等領域獲得了廣泛的應用。LabVIEW程序稱為虛擬儀器程序（簡稱VI），主要包括兩部分：前面板（即人機界面）和方框圖程序。前面板用于模擬真實儀器的面板操作，可設置輸入數(shù)值、觀察輸出值以及實現(xiàn)圖表、文本等顯示?？驁D程序應用圖形編程語言編寫，相當于傳統(tǒng)程序的源代碼。其用于傳送前面板輸入的命令參數(shù)到儀器以執(zhí)行相應的操作。LabVIEW的強大功能在于層次化結構，用戶可以把創(chuàng)建的VI程序當作子程序調(diào)用，以創(chuàng)建更復雜的程序，而且，調(diào)用階數(shù)可以是任意的。LabVIEW這種創(chuàng)建和調(diào)用子程序的方法使創(chuàng)建的程序模塊化，易于調(diào)試、理解和維護。LabVIEW編程方法與傳統(tǒng)的程序設計方法不同，它擁有流程圖程序設計語言的特點，擺脫了傳統(tǒng)程序語言線形結構的束縛。LabVIEW的執(zhí)行順序依方塊圖間數(shù)據(jù)的流向決定，而不像一般通用的編程語言逐行執(zhí)行。在編寫方框圖程序時，只需從功能模塊中選用不同的函數(shù)圖標，然后再以線條相互連接，即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。
LabVIEW雖有接口卡的驅(qū)動和管理程序，但主要是針對NI公司自己生產(chǎn)的卡。對于普通的I/O卡，還不能直接被LabVIEW所應用，必須采取其他方法。其中可以用LabVIEW的PortIn和PortOut功能，但此法應用簡單，無法實現(xiàn)較復雜的接口功能。而采用動態(tài)鏈接庫，可以根據(jù)具體需要編寫適當?shù)某绦?，靈活利用LabVIEW的各項功能。用戶可以自己編寫DLLs實現(xiàn)LabVIEW與硬件的鏈接。用VC++6.0編制動態(tài)鏈接庫，首先生成DLL框架，AppWizard將自動生成項目文件，但不產(chǎn)生任何代碼，所有代碼均需用戶自己鍵入。DLL需要的文件有：①h函數(shù)聲明文件；②c源文件；③def定義文件。H文件的作用是聲明DLL要實現(xiàn)的函數(shù)原型，供DLL編譯使用，同時還提供應用程序編譯使用。C文件是實現(xiàn)具體文件的源文件，它有一個入口點函數(shù)，在DLL被初次調(diào)用的運行，做一些初始化工作。一般情況下，用戶無須做什么初始化工作，只需保留入口點函數(shù)框架即可。def文件是DLL項目中比較特殊的文件，它用來定義該DLL項目將輸出哪些函數(shù)，只有該文件列出的函數(shù)才能被應用函數(shù)調(diào)用。要輸出的函數(shù)名列在該文件EXPORTS關鍵字下面。
3基于AN2131Q的單光子采集系統(tǒng)
該采集系統(tǒng)由筆者自行開發(fā)并用于單光子計數(shù)種子活性快速檢測儀中。它主要由將光子信號轉(zhuǎn)為電信號的光電倍增管（PMT）及其輔助電路和基于AN2131Q的USB采集卡組成。PMT及其前置放大器、放大器、甄別器等輔助電路能將微弱的光子信號轉(zhuǎn)換為15ns的標準TTL脈沖信號，脈沖信號經(jīng)過分頻處理后再被USB采集，USB將采集的結果實時地傳給主機處理。
3.1USB采集卡的硬件組成
該采集卡由微控制器、USB通信接口、主機以及數(shù)字I/O端口組成，如圖1所示。
筆者設計了一種同步傳輸方式的單片方案，應用了內(nèi)置微處理器的USB設計——EZ-USBAN2131Q。它是Cypress公司的一種內(nèi)嵌微控制器的80腳USB芯片，包含三個8位多功能口，8位數(shù)據(jù)端口，16位地址端口，二個USB數(shù)據(jù)端口，二個可定義16位的定時/計數(shù)器和其他輸入輸出端口。其采用一種基于內(nèi)部RAM的解決方案，允許客戶隨時不斷地設置和升級，不受端口數(shù)、緩沖大小和傳輸速度及傳輸方式的限制。片內(nèi)嵌有一個增強型8051微控制器，其4個時鐘的循環(huán)周期使它比標準8051的速度快3倍。采用同步傳輸方式將單片機的計數(shù)值實時傳送給主機，而主機對計數(shù)器的控制信號則采用塊傳輸方式傳送。EZ-USB是Cypress公司推出的USB開發(fā)系統(tǒng)，它為USB外設提供了一種很好的集成化解決方案。EZ-USB在其內(nèi)核已做了大量繁瑣的、重復性的工作，這樣就簡化了開發(fā)代碼，進而縮短了開發(fā)周期。此外，開發(fā)商還提供了配套的開發(fā)軟件（包括編譯軟件uVision51、調(diào)試軟件dScope51、控制軟件EZUSBControllPanel）以及驅(qū)動程序GPD（GeneralPurposeDriver）接口，以便于用戶進行開發(fā)使用。
圖2開啟設備和獲取采集數(shù)據(jù)的流程圖
3.2USB采集卡的軟件構成
在USB的Firmware中，采取同步傳輸（IsochronousTransactions）和塊傳輸（BulkTransactions）兩種傳輸方式。同步方式用來實時傳送采集的數(shù)據(jù)，塊傳輸主要用來傳輸主機命令信號和USB的狀態(tài)信息。塊傳輸中利用端點（Endpoint）2。兩種傳輸方式的核心中斷程序如下：
voidISR_Sutok(void)interrupt0//塊傳輸方式
{
//initializethecoutersinthe8051
TMOD=0x05；
TCON=0x10；
TH0=0；
TL0=0;
Thb=0,
TH0=0；
TL0=0;
thb=0；
EZUSB_IRQ_CLEAR（）；
USBIRQ=bmSUTOK;//ClearSUTOKIRQ
}
voidISR_Sof(void)interrupt0//同步傳輸方式
{
if(TCON&0x21){//Dealwiththecounteroverflow
TH0=0;
Tl0=0;
THB++;
TCON&=0xdf;}
IN8DATA=TH0;//3Bytescounterresult
IN8DATA=TL0；
IN8DATA=THB；
EZUSB_IRQ_CLEAR（）；
USBIRQ=bmSOF;//ClearSOFIRQ
}
在LabVIEW應用程序中設計了一Usb.dll文件作為LabVIEW與USB的驅(qū)動程序。由于EZ-USB開發(fā)系統(tǒng)中已經(jīng)提供了底層驅(qū)動程序（GPD）接口函數(shù)，用戶只需調(diào)用這些函數(shù)即可與USB設備連接。因此在DLL的編制中只需調(diào)用它提供的函數(shù)，大大節(jié)約了開發(fā)時間，提高了開發(fā)速度。創(chuàng)建的Usb.dll文件中包含了如下五個輸出函數(shù)，功能說明如表1所示。
表1Usb.dll包含函數(shù)的功能說明
Control主機對USB設備的控制
ReadResult獲取USB發(fā)送到主機的數(shù)據(jù)
StartIsoStream啟動設備的同步傳輸流
StartThread得到標準設備的設備描述符
StopThread關閉設備的同步傳輸流
其定義如下：
LPSTR_declspec(dllexport)_stdcallControl(intinput);
int_declspec(dllexport)_stdcallReadResult(void);
int_declspec(dllexport)_stdcallStartIsoStream(void);
int_declspec(dllexport)_stdcallStartThread(void);
int_declspec(dllexport)_stdcallStopThread(void)；
開啟設備和獲取采集數(shù)據(jù)的過程如圖2所示。它的主要功能有：開啟或關閉USB設備、檢測USB設備、設置USB數(shù)據(jù)傳輸管道（pipe）和端點（endpoint）、實時從USB接口采集數(shù)據(jù)、顯示并分析數(shù)據(jù)。
網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫課程是一般分為三大模塊：創(chuàng)建管理數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)庫記錄的增刪改查操作，創(chuàng)建管理數(shù)據(jù)庫對象。對于高職院校的學生來說，大量的知識點導致學生難以記憶、難以掌握，并且在實際操作中不能靈活運用。為了在教學組織過程中培養(yǎng)學生實踐能力，吸引學生學習興趣，在授課過程中將一個完整的案例拆分為若干具有鮮明特點的小案例，并從中分解出完成該案例所需要掌握的知識點，最后再以完整案例貫穿所學內(nèi)容，最終使學生能夠靈活運用所學內(nèi)容解決實際問題。在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫中采用案例式教學具有以下優(yōu)點：
1.1學習目的明確
在授課過程中通過一個或幾個獨特而又具有代表性的典型事件，讓學生在案例的閱讀、思考、分析、討論中，建立起一套適合自己的完整而又嚴密的邏輯思維方法和思考問題的方式，以提高學生分析問題、解決問題的能力，進而提高技能素質(zhì)。在所有授課過程中，通過學生成績管理系統(tǒng)及圖書館管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計及管理，講解數(shù)據(jù)庫理論知識，學生能夠?qū)W有所用，將所學知識靈活運用到實際項目中。
1.2激發(fā)學生學習興趣
網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫中的案例來源于企業(yè)真實項目，通過分析討論，學生會主動探索解決問題的方法，活躍了課堂氣氛。例如，我們在授課過程中引入東軟等公司真實項目員工管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計及實現(xiàn)、網(wǎng)上購物系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計及實現(xiàn)等。在案例教學實施過程中，學生的學習興趣被激發(fā)到較高的水平，有利于理論知識的學習和理解。同時，學生是主角，由過去被動接受知識變?yōu)橹鲃咏邮懿⒎e極去探索，便于學生掌握案例中所揭示的相關問題，通過認真思考，提出解決辦法。
1.3較強的實踐性
案例式教學過程中所選的案例必須與學生的實際項目需求相結合，所學案例要具有準確性及代表性，這就要求授課教師對案例中所涉及的相關知識應有較深刻的認識，選擇適合教學需要的高質(zhì)量案例。所選案例必須與學生的實踐項目相結合，通過案例教學，有利于提高學生實踐操作技能。具備一定難度的案例，激發(fā)學生進行深入仔細地調(diào)查研究和分析評價，便于對這些難點和重點問題的理解和掌握，從而取得更好的教學效果。
2教學效果
案例教學法通過一個個典型案例，激發(fā)學生獨立思考和創(chuàng)新的意識，讓學生感受、理解知識產(chǎn)生和發(fā)展的過程，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力。學生在學習中能夠舉一反三，對案例進行完善和擴展，符合高職院校對學生能力培養(yǎng)要求。案例式教學實現(xiàn)了教學相長，即教師在教學中不僅是講授者和組織者，而且是討論中的一員，通過交流，產(chǎn)生思維共振和學術共鳴。學生的思維如果都活躍起來，他們在思考問題的深度和廣度上往往會超越教師，使教師和學生之間相互學習成為可能。合理運用案例教學法法，積極實行啟發(fā)式教學，對生活工作中遇到的問題，運用已有的能力解決它，為學生提供在“做”中“學”的學習機會，為以后更快更好地適應就業(yè)崗位打下良好的基礎。
3結論
通過研究傳統(tǒng)的關系數(shù)據(jù)庫得知，以往的數(shù)據(jù)管理過程存在一定的局限性，往往受制于較弱的擴展性方面。相對而言，云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的技術形態(tài)較為高級，因其已經(jīng)具備了利用云計算平臺來處理海量數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)信息檢索的能力。從技術應用的角度來看，云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的運作模式較以往有了較大的改進，不僅有效降低了維護系統(tǒng)的資金與人力的成本，而且，能夠憑借較為先進的技術來增強系統(tǒng)本身的可擴展行以及容錯能力，正是由于云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的職能作用較為突顯，該系統(tǒng)備受大型網(wǎng)站運營管理的青睞，其應用極為廣泛[4]。事實上，云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的多元化管理模式，為諸多領域提供信息傳遞、儲存等服務。在當今大數(shù)據(jù)時代背景下，云計算服務項目得到了更為廣闊的發(fā)展空間，為現(xiàn)代社會生產(chǎn)建設助力，云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的技術形態(tài)，云計算服務的實踐價值較為突出，在諸多領域都有所涉及。
2闡述有關云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的查詢技術研究內(nèi)容
2.1有關云數(shù)據(jù)查詢處理的目標及其運作特征的研究內(nèi)容
由于信息時代的到來，大多數(shù)人們在生活和工作中都離不開各類電子產(chǎn)品的應用。從現(xiàn)實環(huán)境來看，在資源的利用與存儲方面，云數(shù)據(jù)中心及其服務能夠滿足互聯(lián)網(wǎng)平臺上的用戶服務需求。從具體的實踐領域來看，現(xiàn)代企業(yè)或其它社會組織機構通過各種途徑來獲取大量的數(shù)據(jù)信息資源，并利用這些所能查詢得到的信息資源來強化系統(tǒng)管理。在信息技術快速發(fā)展的當今社會，在很多領域所構建的數(shù)據(jù)庫的規(guī)模以及范圍都在不斷地擴容，但即便是相關技術在不斷更新當中，卻也無法運用傳統(tǒng)技術來滿足極快速增長的數(shù)據(jù)信息量，這便是大型數(shù)據(jù)集過程的特點所致。從具體來看，云數(shù)據(jù)查詢處理技術具有可擴展行、可用性等目標特點，而且，查詢處理技術在異構環(huán)境中的運行能力較強，具有較為豐富靈活的用戶接口，以便于滿足用戶的差別化數(shù)據(jù)查詢以及存儲的需求。
2.2云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的查詢技術的種類及其操作模式
在以往，大多數(shù)人會利用移動硬盤、U盤等設備來進行數(shù)據(jù)存儲，將海量數(shù)據(jù)進行歸檔處理，但在有了云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以后，便可以憑借云計算及其相關技術來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的儲存及查詢調(diào)用等目標。通過研究云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中關鍵技術的特征及系統(tǒng)的基本框架可知，云數(shù)據(jù)信息在接受到用戶指令進行數(shù)據(jù)查詢的過程中，需要通過諸多關鍵技術的集合作用來解決實際問題，尤其是需要索引管理、查詢處理及優(yōu)化的過程來輔以操作，才能達到精準查詢云數(shù)據(jù)的目標。從總體情況來看，技術的應用不僅要考慮其可行性和有效性，還要考慮技術應用的經(jīng)濟性，如若技術應用的成本過高，則要考慮該方案的優(yōu)化管理。對于商用海量數(shù)據(jù)存儲要求來講，信息記錄及存儲要進行合理的規(guī)劃，以便于提升調(diào)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的效率。通常情況下，云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的查詢技術主要有兩種常見的模式，即BigTable技術與Dynamo技術。二者各具優(yōu)勢，前者BigTable技術；后者Dynamo技術采用了DHT（內(nèi)網(wǎng)用分布式哈希表）作為技術的基本存儲架構，其優(yōu)勢在于它的自我管理能力較強，從而避免了很多數(shù)據(jù)處理過程中可能發(fā)生的單點故障[5]。
3結束語
1.1大數(shù)據(jù)對大量數(shù)據(jù)信息的處理
由于歷史文化名城展示與利用涉及到的內(nèi)容很多，包括歷史學、地理學、建筑學、社會學、景觀生態(tài)學等，與此同時，隨著科學技術的進步，先進的數(shù)據(jù)采集、建筑測繪等軟硬件設施已經(jīng)大量應用于歷史文化名城的展示與利用當中，在此過程中產(chǎn)生了數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)信息，而大數(shù)據(jù)能夠?qū)@些龐大的數(shù)據(jù)信息進行快速準確的處理．所謂“大數(shù)據(jù)”就是指需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)．例如，三維激光掃描技術是一種通過激光反射的原理，將被測量對象通過三維激光掃描系統(tǒng)的處理，構建成一整套的點云數(shù)據(jù)模型，在此基礎上，通過專業(yè)的三維軟件技術對于被測對象進行逆向的數(shù)字化構建，從而能夠進行后續(xù)的數(shù)字化的研究與利用．在此過程中，點云數(shù)據(jù)會大量涌現(xiàn)，尤其是對于展示與利用真實性要求更高的項目而言，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將會無限接近于真實的被測對象，數(shù)據(jù)會呈現(xiàn)出幾何數(shù)量級增長．數(shù)據(jù)量大，能夠促進歷史文化名城展示與利用在探索方法和研究理念的層面上產(chǎn)生根本性的變革．對于早期的歷史文化名城的展示與利用來說，由于受到認知性和數(shù)據(jù)分析能力的影響，人們就某一處歷史文化名城的展示與利用的形式、內(nèi)容以及方法上，僅僅是能夠通過數(shù)量有限的樣本案例和數(shù)據(jù)資料，利用較為傳統(tǒng)的技術手段進行數(shù)據(jù)的分析、評估和管理．大數(shù)據(jù)的應用，能夠?qū)⒋罅康臍v史文化名城的相關信息進行有目的性的篩選和處理，為展示利用的方式、方法在名城中的應用，提供了較為全面和具體的對策措施，提高展示利用實施的精確性．
1.2大數(shù)據(jù)對多樣數(shù)據(jù)類型的處理
歷史文化名城在展示利用時涉及到的數(shù)據(jù)繁多復雜．單就其中的某一處歷史建筑來講，《歷史文化名城、名鎮(zhèn)、名村保護條例》對建筑本身的歷史檔案包括了5項內(nèi)容:1)建筑藝術特征、歷史特征、建設年代及稀有程度;2)建筑的有關技術資料;3)建筑的使用現(xiàn)狀和權屬變化情況;4)建筑的修繕、裝飾裝修過程中形成的文字、圖紙、圖片、影像等資料;5)建筑的測繪信息記錄和相關資料．除此之外，還有關于歷史沿革、歷史事件、地名典故、名人軼事等資料．上述幾項內(nèi)容，基本涵蓋了一處歷史建筑的歷史價值和人文價值，這些詳細資料，在歷史文化名城的展示利用時會起到舉足輕重的作用．在歷史文化名城的展示利用的過程中，數(shù)據(jù)的類型非常多，有圖片資料、文字資料、影像資料、圖紙資料、點云數(shù)據(jù)等．在以往展示利用處理數(shù)據(jù)信息的時候，利用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理技術，事先定義好結構化的數(shù)據(jù)．結構化數(shù)據(jù)是將對象數(shù)據(jù)向便于查詢、處理的方向抽象的結果．結構化數(shù)據(jù)即行數(shù)據(jù)，存儲在數(shù)據(jù)庫里，可以用二維表結構來邏輯表達實現(xiàn)的數(shù)據(jù)．結合到典型場景中更容易理解，比如企業(yè)ERP、財務系統(tǒng);醫(yī)療HIS數(shù)據(jù)庫;教育一卡通;政府行政審批;其他核心數(shù)據(jù)庫等．在結構化數(shù)據(jù)過程中，通常會忽略一些特定條件之下所不必考慮的細節(jié)，篩選出有用信息．隨著互聯(lián)網(wǎng)技術、展示利用技術以及測繪技術的快速發(fā)展和演進，非結構化的數(shù)據(jù)大量的出現(xiàn)，難以用結構化來進行表示，在存儲記錄數(shù)據(jù)的同時還要儲存數(shù)據(jù)的結構，增大數(shù)據(jù)存儲和處理的難度．相對于結構化數(shù)據(jù)而言，不方便用數(shù)據(jù)庫二維邏輯表來表現(xiàn)的數(shù)據(jù)即稱為非結構化數(shù)據(jù)，包括視頻、音頻、圖片、圖像、文檔文本等形式．具體到典型的案例中，如醫(yī)療影像系統(tǒng)、教育視頻點播、視頻監(jiān)控、國土GIS、設計院、文件服務器PDM/FTP)、媒體管理等具體應用資源，這些行業(yè)對于存儲需求包括數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)備份以及數(shù)據(jù)共享等．目前在歷史文化名城展示與利用當中，所利用的數(shù)據(jù)大部分都是非結構化的數(shù)據(jù)，而這些非結構化的數(shù)據(jù)將會逐漸成為主流化的數(shù)據(jù)．隨著歷史文化名城保護的發(fā)展，與展示利用相關的影響因子指標數(shù)量上必定會更加的豐富和細化．為了滿足歷史文化名城展示與利用的目的，在相關數(shù)據(jù)激增的同時，新的數(shù)據(jù)類型還會不斷出現(xiàn)，很難用一種或是幾種規(guī)定的模式來描述趨于復雜、多樣性的數(shù)據(jù)形式．而大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式最大的不同之處就是，它在非結構化數(shù)據(jù)和信息的方面能夠最大限度地將大量歷史文化名城展示與利用的相關影響因子指標的細節(jié)信息進行數(shù)據(jù)非結構化，可以減少在數(shù)據(jù)處理過程當中的數(shù)據(jù)流失現(xiàn)象，為展示與利用提供更加充分的情報信息與技術支撐．
1.3大數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)信息的快速處理
由于科學技術水平的飛速發(fā)展和普及，數(shù)據(jù)越來越龐大，必須有相應的數(shù)據(jù)處理能力才能夠?qū)⒋罅康臄?shù)據(jù)進行充分而有效的利用．歷史文化名城的展示與利用發(fā)展到今天，展示利用的相關數(shù)據(jù)除了具有傳統(tǒng)屬性以外，還具有時效性，通常某些數(shù)據(jù)的價值會隨著時間的推移而迅速降低，能否快速準確地處理這些數(shù)據(jù)，則是充分體現(xiàn)它們的價值所在，而大數(shù)據(jù)的特點就在于能夠快速、持續(xù)、實時的處理數(shù)據(jù)，從而能夠滿足相關的需求．在經(jīng)濟發(fā)展和大規(guī)模建設工程中，經(jīng)常會忽略歷史文化名城的歷史文脈的科學展示與利用．有時會單純地將歷史文化名城的展示與利用和社會發(fā)展、自然環(huán)境及其居民生活割裂對待，這樣會惡化居民的生活環(huán)境，不利于拉動居民的消費，不利于延續(xù)傳統(tǒng)的歷史文脈，不利于文化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不利于創(chuàng)造品牌效應，降低城市的知名度，不利于歷史文化名城的可持續(xù)發(fā)展，對傳統(tǒng)風貌會造成嚴重破壞．在大數(shù)據(jù)的背景下，為了保護這些稀缺的展示利用資源，使得名城保護能夠可持續(xù)發(fā)展，大數(shù)據(jù)就需要對名城的相關數(shù)據(jù)進行快速處理，及時快速的提出有效、合理的保護措施．
2大數(shù)據(jù)在歷史文化名城展示利用中數(shù)據(jù)處理的應用
2.1在歷史文化名城空間數(shù)據(jù)上的應用
在《歷史文化名城、名鎮(zhèn)、名村保護條例》中提到，歷史文化名城、名鎮(zhèn)、名村應當整體保護，保持傳統(tǒng)格局、歷史風貌和空間尺度，不得改變與其相互依存的自然景觀和環(huán)境;建設控制地帶內(nèi)的新建筑物、構筑物，應當符合保護規(guī)劃確定的建設控制要求;核心保護范圍內(nèi)的歷史建筑，應當保持原有的高度、體量、外觀形象及色彩等，從條例以上的內(nèi)容描述可以看出，與歷史文化名城展示與利用的相關信息具有非常典型的空間性．歷史文化名城展示與利用中空間數(shù)據(jù)的采集，基于移動設備、互聯(lián)網(wǎng)絡、測繪系統(tǒng)、自動記錄系統(tǒng)、數(shù)據(jù)檔案系統(tǒng)等，以及通過這些系統(tǒng)綜合分析所產(chǎn)生的再生數(shù)據(jù)．大數(shù)據(jù)通過整合和深入提取這些空間數(shù)據(jù)，將這些信息進行重新利用，實現(xiàn)海量展示與利用的數(shù)據(jù)信息的實時處理，智能判斷以及快速決斷，為某一項歷史文化名城的展示利用提供決策依據(jù)．隨著三維激光掃描技術的逐漸成熟，在歷史文化名城的街區(qū)展示利用中，通常采用三維激光掃描技術，將歷史街區(qū)現(xiàn)有的建筑特征和風貌進行數(shù)據(jù)的采集和整理，之后通過計算機相關軟件的處理，恢復歷史街區(qū)傳統(tǒng)的風貌特征，并通過虛擬現(xiàn)實等技術手段將其進行一定的場景重現(xiàn)．
2.2在歷史文化名城數(shù)據(jù)分析上的應用
由于大數(shù)據(jù)在信息處理上具有透徹感知、廣泛互聯(lián)互通、深入智能等特點，能夠借助互聯(lián)網(wǎng)絡進行傳遞、協(xié)同以及共享操作，在通過利用先進的數(shù)據(jù)分析技術，深入分析收集到的展示利用的數(shù)據(jù)后，進而獲取到更加具有創(chuàng)新性的、系統(tǒng)性的、全面性的數(shù)據(jù)信息來滿足某一項歷史文化名城在這方面的信息需求．大數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)分析方面的應用，從過去單維度的項目計劃、項目管理和項目執(zhí)行，轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑S度的新興的項目協(xié)作關系．在這種新的組織關系下，每一處歷史文化名城個體，在進行展示與利用項目的籌劃、設計和實施過程中，都可以精確地、自由地、即時地共享和獲得相關信息，發(fā)掘同一類型數(shù)據(jù)的共性和不同，對彼此各自的特點進行正面、真實、合理的歸納與總結，找到若干種恰當?shù)恼故九c利用的方式與方法，然后進行比較和選擇，以達到最佳的展示利用的效果．大數(shù)據(jù)的應用，促進了歷史文化名城的數(shù)字化基礎構建和物理設備的相互融合，通過數(shù)據(jù)對于名城的數(shù)據(jù)采集和匯總，經(jīng)過網(wǎng)絡實現(xiàn)人與物的統(tǒng)一與整合，之后再通過云計算技術，使其對于歷史文化名城的展示與利用的管理更加動態(tài)化、系統(tǒng)化．
3大數(shù)據(jù)對歷史文化名城展示利用的意義
歷史文化名城的組成是由歷史文脈和城市形態(tài)兩大重要要素構成．現(xiàn)在愈來愈多的人們開始呼吁政府有關部門采取有效的措施，保護和傳承歷史文化名城的歷史脈絡和注重塑造城市形態(tài)，傳承歷史記憶，展現(xiàn)人文氣息．在社會經(jīng)濟處于重大歷史變革的今天，對于歷史文化名城傳承的思考更加具有意義．歷史文化名城的歷史文脈和城市形態(tài)通常表現(xiàn)為包括城市空間形態(tài)、結構形態(tài)、聚集形態(tài)等一些具有可讀性強的、城市意向明顯的、靜止性的、永久性的客觀物體．城市形態(tài)作為物質(zhì)屬性，其展示利用通常是展現(xiàn)城市的空間輪廓、城市肌理、街道格局、風貌特征、建筑物和構筑物本體等;而歷史文脈作為非物質(zhì)屬性，其展示利用通常是展現(xiàn)與歷史文化形態(tài)有直接聯(lián)系的演變規(guī)律、歷史事件、社會結構、社會制度、哲學思想、倫理觀念、語言文字、文學藝術、禮儀風俗以及地域文化等．歷史文脈的展示通常是結合歷史文化名城的物質(zhì)空間和相關史實文獻資料的整理，采用聲、光、電等現(xiàn)代的技術手段將抽象的歷史文脈以一種相對具體的形式進行展示．大數(shù)據(jù)的功能和作用就是能夠把城市形態(tài)和歷史文脈等這些具有物質(zhì)屬性和非物質(zhì)屬性的資料信息進行數(shù)據(jù)化、數(shù)字化的統(tǒng)計、整理和歸納，以一種清晰的思路與方式展示歷史文化名城文化創(chuàng)造的成就，以生動、形象、完整的方式來詮釋歷史文化的脈絡．通過大數(shù)據(jù)在歷史文化名城形態(tài)特征的展示與利用，探索古代與現(xiàn)代文明相互融合的有效方式與途徑，在保持相關歷史記憶的同時，加入新的科學、技術的活力，從而促進歷史文化名城的可持續(xù)發(fā)展．從歷史文化名城的展示利用的角度來說，加強文化遺產(chǎn)展示與利用和促進經(jīng)濟與社會發(fā)展的有機結合，探索展示利用的有效解決途徑和方式，是為歷史文化名城的展示與利用提供策劃方案、擬定策略、提供決策的科學依據(jù)．只有在保持古城的形態(tài)和歷史文脈傳承的前提下，選擇大數(shù)據(jù)的方式進行歷史文化名城的展示與利用，文化遺產(chǎn)本身及其遺產(chǎn)價值才能以更有成效、最佳的方式體現(xiàn)．
4結語
