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關鍵詞:MEMS;OS管理;調度算法
一 引言
MEMS(Micro ElectromechanicalSystem,微機電系統)存儲器是一種新型存儲器件,具有高密度、低功耗、非易失、多探針并行訪問等特點,相對于傳統磁盤具有明顯優勢。可以填補RAM和磁盤之間的性能差距,可在計算機系統中承擔多種角色,為新型高性能海量存儲系統結構研究帶來新思路和新方法。
二 MEMS存儲設備的請求調度算法
(一)磁盤的請求調度算法
第一種是最簡單的、性能最差的先來先服務(FCFS):第二種算法是循環查找(CLOOKLBN)。這種算法是按照LBN升序的方式進行服務,也就是說當所有請求的LBN都落后于當前請求的LBN話,就從涉及到最小LBN的請求開始服務:第三種是最短尋址時間優先(sSTF—BN),主要思想是選擇具有最小尋址延遲的請求,但是在實際應用中卻很少使用。因為很少有主機操作系統具有用計算實際尋址距離或者預測尋址時問的信息,考慮到磁盤LBN到物理位置的映射的關系,大部分的SSTF算法使用的是最近訪問的LBN和目標LBN之間的距離作為訪問時間的近似,這種簡化對磁盤是有效的:第四種是最短定位時間優先算法(SPTF),選擇具有最小定位延遲的請求,對磁盤來說,SPTF算法與其它算法顯著的不同在于它需要考慮尋道時間和旋轉延遲。
將四種調度算法應用到Atalalok上,統計隨機負載在不同的請求到達頻率下Atlas l0k的響應時間。FCFS的性能是四種調度算法中性能最差的,同時,FCFS的性能隨著負載請求的增加性能最快達到飽和。SSTFes LBN的性能比CLOOK LBN要好,SPTF的性能最好,而且SPTF性能達到飽和的速度最慢。
前三種調度算法((FCFS CLOOK LBN和SSTFes LBN)可以利用主機的軟件系統簡單有效的實現。考慮到磁盤LBN到物理位置的映射關系,實現這三種調度算法不需要詳細的設備信息,只需要根據請求的LBN號來選擇要服務的請求。SPTF算法通常是在磁盤驅動器的固件中實現,SPTF算法需要磁盤狀態的準確信息、LBN到物理位置的映射信息、尋址時間和旋轉延遲的準確預測信息等。
(二)MEMS存儲設各請求調度算法
為了方便的將MEMS存儲設備應用到計算機系統中,MEMS存儲設備利用與磁盤相同的接口。為了證明現有的磁盤請求調度算法同樣適用于MEMS存儲設備,將上節中四種磁盤的請求調度算法應用到MEMS存儲設備上。多數的請求調度算法,如SSTF LBN和CLOOKLBN,只需要知道LBN的信息,將LBN之間的距離作為定位時間的估計。SPTF算法涉及到尋址時間和旋轉延遲。而MEMS存儲設備只存在x軸和Y軸方向的尋址,沒有旋轉延遲。與磁盤相同的是,尋址時間是一維的,接近一個線性的LBN空間。與磁盤不同的是,MEMS存儲設備在兩個方向的尋址是并行完成的,選擇較大的作為實際的尋址時間。由于x軸方向存在穩定時間,x軸方向的尋址時間總是比Y軸大。如果Y軸的尋址時間比較大,SPTF的性能僅比SSTF略有優勢。利用Disksim。將磁盤的調度算法應用到MEMS存儲設備上,統計不同的請求到達頻率的隨機負載下的平均響應時間。
四種調度算法在MEMS存儲設備上具有和磁盤類似的性能:FCFS性能最差,SPTF性能最好。但是,FCFS和基于LBN的算法之問的差距比磁盤小。因為在MEMS存儲設備尋址時間在整個服務時間中占很大比例。CLOOK LBN和SSTF LBN性能差距要比磁盤小。
三 數據布局策略
(一)小粒度非順序訪問
MEMS存儲設備數據訪問具有與磁盤類似的特性,短距離尋址比長距離尋址要快。與磁盤不同的是,由于彈簧的回復力的存在,使得不同位置上觸動器作用力的影響不同。彈簧作用力對每個tip的訪問區域不同位置的影響。彈簧的作用力隨著sled位移的增加而增大,對于短距離來說定位時間反而較長。因此,在考慮查找小粒度、常用的數據項的時候,除了考慮尋址距離,還要考慮sled距中心位置的距離。
(二)大粒度順序訪問
MEMS存儲設備和磁盤的流傳輸速率相似:Atals 10K的流傳輸速率是17,3-25,2MB/s,MEMS存儲設備的流傳輸速率為75,9MB/s。MEMS存儲設備的定位時間比磁盤低一個數量級,對MEMS存儲設備來說,定位時間對于大批量數據傳輸影響很小。例如:一個256KB的讀請求在X軸不同位置上的服務時間,在1250個柱面的不同請求之間的服務時間僅差10%。同時減少了大粒度、順序傳送的數據對局部性的需求。但是,對磁盤來說,尋址距離是影響尋址時間的重要因素。同樣,對一個256KB大小的請求,長距離尋址時間可以使整個服務時間增加1倍。
(三)雙向數據布局
為充分利用MEMS存儲設備的訪問特性,引入了一種雙向布局策略。小數據存放在最中間的小區域中,大的、順序的流數據存放在外圍的小區域中。這種策略可以采用5X5的網格方式實現。
在假設各個請求內部不存在相關性的前提下,比較雙向布局、“organ pipe”布局和一種優化的磁盤布局的性能。在“organpipe”布局策略中,最經常訪問的文件存放在磁盤最中間的磁道上,使用頻率稍差的文件存放在中間磁道的兩側,最不經常使用的文件存放在靠近最內部和最外部磁道上。這種布局策略對磁盤是優化的,缺點是需要根據文件的使用頻率定期的移動文件,還需要維護文件的一些狀態來記錄文件的使用頻率。
四 MEMS存儲設備故障管理
(一)內部故障
磁盤常見的故障有兩種:可恢復故障和不可恢復故障。MEMS存儲設備也會出現類似的故障。但是,MEMS存儲設備可以采用多個探針來彌補組件故障,包括可能會導致設備不可用的故障。
【關鍵詞】C/S模式;驅動層透明加密;身份認證;磁盤過濾
0 引言
移動存儲設備的便利性導致其存儲安全問題顯得尤為重要。以企業為例,目前,市場競爭日趨激烈、殘酷復雜,商業秘密更是企業的生命,然而通過USB存儲設備泄密的案例屢次發生:一方面,是因為員工往往忽略移動存儲信息的安全問題,另一方面,市面上大部分移動存儲設備加密系統都只是基于主動加密的行為,對用戶主動泄密事件卻難以防范于取證調查。
1 系統簡介
本系統基于C/S模型,系統主要由客戶端和服務端組成,由身份認證、透明加密、設備權限管理三大模塊組成,從而為防止內網機密信息由移動存儲設備主動泄露提供了立體防控措施,客戶端則采用了驅動層和應用層相結合的方式,由應用層實現控制,驅動層實現功能的立體架構保證了該系統的抗破解的能力,并提高執行效率。
當企業內部的計算機檢測到移動存儲設備的接入,則彈出輸入密鑰對話框,并將密鑰和移動存儲設備序列號經過MD5加密成唯一標識發送給服務器,服務器從存有合法的移動存儲設備信息的數據庫中查找驗證并將結果返回給客戶端,客戶端在根據返回的信息作出權限判斷在將結果交由設備權限管理模塊處理,不合法則使移動存儲設備僅限于只讀狀態,合法則取消只讀并給予正常的使用功能。最后的讀寫操作則交由透明加密處理,保證移動存儲設備中的所有信息以密文的形式呈現。系統功能如圖1所示。
圖1 功能簡圖
2 功能模塊
2.1 身份認證
身份認證模塊主要是和設備的權限管理模塊相配合從而實現對內網移動存儲設備的權限管理,管理員負責移動存儲設備的注冊,注冊的同時將移動存儲設備持有者的信息和設備相關聯,在將這些數據存入數據庫中,每當企業內部的客戶機上有移動存儲設備接入時,并提交唯一標識給服務器,服務器查找數據庫并進行身份認證,認證成功在交由設備的權限管理模塊處理。注冊時首先獲得移動存儲設備的序列號,在和用戶提供的密碼進行MD5加密算出哈希值,該哈希值則是該移動存儲設備的唯一標識。
當服務端接收到客戶端發來的身份認證信息之后便可以通過查找數據庫來判別當前設備是否合法,客戶端發送的身份認證信息主要包括唯一標識、移動存儲設備符號、序列號等信息。同時當服務器查詢完畢后給出同樣的信息并填充是否合法的信息域,在發給客戶端,同時服務端將此次操作的信息記錄到本地的日志文件中,方便于以后一旦有泄密事件發生進行調查取證,客戶端接到數據后,并交給底層驅動處理。
2.2 透明加密
相對于傳統的移動存儲設備的加密而言,僅限于被動加密,目的僅僅是防止移動存儲設備的擁有者不慎將設備丟失或被人竊取,從而導致移動存儲設備中的機密信息泄露,但對于使用者本身蓄意泄密行為則無力防范,所以本系統采用了透明加密的方式來防止泄密事件的發生,所謂透明加密則是所有的加密行為都是在用戶正常讀寫移動存儲設備數據時自動執行的,相對于用戶是透明的,用戶無權干涉整個過程,從而保障了數據的安全性。
透明加密模塊中根據企業內部的安全等級不同為數據的透明加密方式提供了三種策略。
2.2.1 基于磁盤卷系統的加密方式
該策略不僅是將寫入磁盤中的數據進行加密并且將系統控制磁盤的磁盤卷系統進行加密。如果采用此策略,所有的移動存儲設備只能在裝有該透明加密驅動的電腦上(以下稱合法客戶端)進行使用,如果在沒有安裝透明加密驅動的電腦上(以下稱非法客戶端)則需要將移動存儲設備格式化才能使用。
2.2.2 基于文件系統的加密方式
該策略實現在磁盤卷系統之上,他將過濾掉對卷設備的控制信息,但是對于磁盤卷之上的文件系統和讀寫數據進行加密。如果采用此種策略,移動存儲設備可以在合法客戶端和非法客戶端中使用,但是兩者的數據不能同時讀寫,也就意味著在合法客戶端上寫入的數據到非法客戶端上是無法查看的,反之亦然。這也就保證了數據的安全性。
2.2.3 基于文件內容的加密方式
該策略是基于文件內容的方式,僅僅是對讀寫的數據進行加解密,在合法客戶端上寫入的數據進行加密并標識,當所讀文件時存在加密標識時則解密。否則不進行任何操作。
2.3 設備權限管理
為了貫徹只有合法用戶才能在企業內部正常使用移動存儲設備的思想,所以在本系統中添加了設備的權限管理的功能模塊,他將和身份認證相結合,通過向服務器提交驗證信息來判斷當前接入客戶端的移動存儲設備的合法性。當客戶端有移動存儲設備接入時,本系統底層的驅動首先將該移動存儲設備設置成只讀不可寫狀態,然后提交驗證,如果驗證成功則解除只讀狀態并給予正常的使用權限。如果不成功則一直維持可讀不可寫狀態,有效的避免了企業內部的機密數據通過非法移動存儲設備的主動泄密事件。
客戶端程序的作用是控制內核層各個驅動模塊,用戶可能存在誤操作不慎將進程結束,導致整個系統無法正確工作,所以該模塊的設計就是為了保護客戶端進程。這里同樣采用了內核層的工作模式,并將該模塊寫入到系統服務中,只要客戶端運行,則該驅動就起到自動保護的作用。保證了整個系統的高效性和抗破解能力。3 結語
本系統基于C/S模型,主要分為服務端和客戶端兩大模塊,并采用了身份認證技術,驅動級透明加密技術,磁盤過濾技術,驅動級HOOK技術為企業內部移動存儲設備的安全性提供了一系列的立體防控措施,從使用移動存儲設備開始前的權限控制,既阻止非法移動存儲設備的寫入。再到使用過程中通過透明加解密保證磁盤中的數據均是密文,最后到泄密事件發生后的調查取證等幾個方面阻止持有者主動或被動的泄密行為。
【參考文獻】
[1]張帆,史彩成.Windows驅動開發技術詳解[M].電子工業出版社,2008.
最火的擴容利器OTG閃存盤導購
近一兩年來,最為火爆的移動設備擴容利器毫無疑問就是OTG閃存盤。目前來看,OTG閃存盤對于廣大安卓手機、平板用戶來說十分實用。不少移動運算設備由于追求輕薄,往往去掉了Micro SD存儲卡擴展槽,因此對這些設備的用戶來說,OTG閃存盤就是一個最方便且低成本的擴容設備。速度上,OTG閃存盤與移動設備接口仍采用的是USB 2.0標準,不過盡管只是USB 2.0標準,但我們依然不能忽視OTG閃存盤在這個接口上的性能表現。畢竟用戶連接OTG閃盤后的主要應用就是觀看高清電影或瀏覽各類圖片、文檔。如果讀取速度過慢,就有可能造成用戶在觀看影片時出現卡頓,極大地影響觀影體驗。所以用戶在購買OTG閃存盤時,如有條件最好拷入一小段高碼率高清試機影片(事先需確認該影片在手機本地存儲空間播放沒有問題,手機擁有足夠的CPU與GPU性能),觀察它是否能夠流暢播放。
而在與PC進行數據交換的USB Type-A接口端,我們則建議用戶選擇Type-A接口采用了USB3.0標準的OTG閃存盤,從而提升設備在與PC進行數據交換時的速度。其他方面需要注意的是,OTG閃存盤往往會跟隨手機一起進行移動工作,因此為了更方便地攜帶它,用戶應購買采用了防掉蓋設計的產品。畢竟OTG閃存盤本來體形就很小,如果還為它配上超小的附件,那就更不容易保管了。
最方便的首選裝備Micro SD存儲卡導購
如果你的移動運算設備有Micro SD存儲卡插槽,毫無疑問,通過購買一張Micro SD卡進行擴容是最為方便的,近年來Micro SD存儲卡的技術也獲得了很大的發展。從速度上來看,在早期Micro SD存儲卡主要分為Aclass 2到Class 4、Class 6、Class 10四種,其中只有最低連續傳輸速度必須達到10MB/s的Class 10標準可以滿足移動設備全高清影像的錄制和播放。而全高清視頻的錄制和播放幾乎已是當今主流手機、平板所必備的功能,因此我們建議當前用戶在購買MicroSD存儲卡時至少應從Class 10起跳。而如果你的手機具備4K拍攝功能,或者想追求更快的游戲啟動速度,那么就應考慮支持UHS-I標準的產品。UHS-I標準意味著這款存儲卡采用了UHS接口,其接口帶寬可以達到最大104MB/s。
不過需要注意的是在UHS-I存儲卡中還有U1、U3兩種標準,其中U1與Class 10標準相當,即最低連續讀寫速度不能低于10MB/s,以滿足全高清視頻的讀寫。而U3標準則要求產品的最低連續讀寫速度不得低于30MB/s,以滿足設備拍攝、播放4K分辨率的視頻。所以對于對性能有更高需求的用戶來說,應購買UHS-IU3標準的存儲卡,此類存儲卡表面會印有一個數字3,并被一個字母U所包合。容量方面很簡單,主要按需選擇。對容量有很大需求的用戶來說,符合SDXC標準的Micro SD存儲卡顯然是最佳選擇,目前容量最大的Micro SD存儲卡已經達到200GB。而對普通用戶來說,采用SDHC標準設計,容量在32GB以內的產品就能滿足一般需求。最后需要注意的是,如果想采用支持UHS-IU3、SDXC標準的高端存儲卡,一定要注意你所用的移動設備是否支持這些技術,否則可能會出現無法達到標稱速度、無法識別存儲卡的問題。
果粉專利 為蘋果而生的移動存儲設備
由于iOS系統的封閉性,以及蘋果移動設備采用了特殊的Lightning接口,普通OTG閃存盤、Micro SD存儲卡均無法在蘋果設備上使用,因此存儲廠商一直在想方設法為蘋果設備擴容。而從去年開始,這類設備終于陸續問世,這就是一頭擁有Lightning接口、一頭擁有USB接口的雙頭閃存盤。與普通安卓平臺OTG閃存盤不同,此類設備大多是通過在蘋果設備上安裝一個APP來實現對閃存盤內文件的讀取,同時用戶還可以通過APP,向閃存盤內備份蘋果設備中的文檔、視頻、圖片、音樂、聯系人等資料。但用戶無法通過APP向蘋果設備內自由寫入文件,這是此類閃存盤與安卓OTG產品一個很大的不同。所以對于果粉來說,這類蘋果閃存盤更像是一個媒體庫、一個方便的資料備份中心,那么用戶應該如何選擇這類產品呢?
首先,我們建議最好購買內置有電池的產品,畢竟蘋果設備不像安卓機那樣“大手筆”,不少手機的電池容量能做到3000mAh甚至更高,要知道iPhone 6手機的電池容量僅1810mAh,iPhone 5s的容量僅1440mAh。如果為了使用閃存盤而明顯降低移動設備的續航時間,就得不償失了。此外,獨立供電設計還能讓閃存盤擁有更好的性能表現,加快傳輸速度。其次,應注意閃存盤提供的APP能否播放不同格式的視頻。播放視頻、為用戶提供影音娛樂是這類閃存盤的主要功能,因此播放器理應覆蓋MKv、MOV等主流視頻格式。最后因為備份手機資料是這類閃存盤的一大主要功能,所以它需要具備加密功能,避免隱私泄露。因此購買這類產品時,需要注意其APP視頻播放能力、是否配備電池,是否具備加密能力等特色功能。
為多個平臺而生跨平臺移動存儲設備導購
很多時候一個家庭往往擁有基于安卓、iOS等多類不同系統的移動設備,因此,存儲廠商特別開發了一類跨平臺移動存儲設備供移動平臺使用。其主要代表就是通過整合無線通訊模塊,可供不同種類的多臺設備同時連接,并進行數據讀寫的無線存儲設備。
1.OTG線是即插即用的。首先通過OTG轉接線將U盤和您的平板電腦相連接。
2.連接U盤后,平板電腦界面會自動跳轉到我的文件下的UsbDriveA(或USB storage A)文件夾中,U盤中的文件會全部顯示,您想查看哪個文件直接點擊打開即可。
3.如需斷開U盤連接,點擊USB大容量存儲已連接,當屏幕顯示USB大容量存儲已安全移除時,拔下U盤即可。
網絡附加存儲(NAS)設備是一種外置的存儲設備,連接到網絡路由器,而不是直接連接到個人電腦。它已成為共享數據和媒體的一種必要工具。
如今頂尖的NAS設備還能協同在線存儲服務來處理備份,連接到移動設備進行共享,充當視頻監視控制器,以及甚至充當無線熱點。
由于NAS設備使用網絡協議來傳送數據,所以它與操作系統無關:Windows、Mac和Linux個人電腦都可以使用存儲設備,無需特殊的驅動程序。連接通常依賴有線以太網,但一些設備可實現無線連接。大多數NAS設備有二到八只硬盤托架,使用RAID機制確保數據冗余性。現今的NAS設備運行完全成熟的服務器操作系統――大多數情況下是Linux,但偶爾運行Windows Storage Server 2008。不管怎樣,可以通過Web瀏覽器或客戶端軟件進行遠程管理。
我們測試了五款雙托架的NAS設備,六款三只或更多托架的NAS設備,并分析了各自的功能特性。下面兩張圖表總結了我們的測評結果。
一些高端設備上的USB 3.0端口體現了外觀上的主要變化。常用的外置部件包括:用于共享打印機或備份到外置存儲設備的USB 2.0和eSATA端口;單個或雙個以太網插口(雙插口用于連接共享或冗余機制);用于拷貝連接到NAS設備的U盤及其他存儲設備中內容的直接拷貝按鍵,不需要訪問NAS設備的HTML界面。
設備內部,更快速度的處理器和芯片組以及更大容量的內存大幅提升了性能。面向小公司的較貴的高端NAS設備現在讀取數據的速度高達110 MBps,寫入數據的速度高達約100 MBps――幾乎兩倍于大多數內置驅動器或直接連接驅動器。消費級NAS設備缺少最好產品的功能,不過價格要便宜得多。
如果你偶爾備份一兩臺個人電腦上的內容,或者偶爾流式傳送媒體,我們測試的任何一款設備都能滿足要求。但如果你經常備份辦公室中多臺個人電腦上的內容,處理大量的數據,或者流式傳送到多個位置,可能會發現高端性能值得你為之多掏錢。
除了支持標準的RAID級別(0、1、5和1+0等級別)外,一些廠商現在自動將驅動器配置成最佳陣列,甚至實施了數據冗余機制。在大多數情況下,你也沒必要使用like-capacity drive,不過這么做仍是最佳的。
如今,符合數字生活網絡聯盟(DLNA)認證的媒體服務、iTunes服務、網站服務,以及通過HTML、FTP、Webdav及其他協議對NAS界面和文件進行遠程訪問,這些都被認為很平常。更新穎的功能包括:備份到在線存儲服務、從手機和平板電腦來訪問文件,以及跨本地網絡和互聯網實現遠程備份和同步。
NAS軟件界面也得到了改進。群輝公司(Synology)最新的3.x和4.x操作系統能夠充當瀏覽器中的窗口操作系統。
從長遠來看,功能豐富的NAS設備可以為你省錢,因為它提供了你以前只好外包的軟件服務。
雙托架NAS設備方面的最佳選擇是群輝DS712+;排名榜首的三只或多只托架NAS設備是QNAP TS-459 Pro II。
群輝DS712+
群輝DS712+配不配硬驅不一定,這款雙托架NAS設備可連接到群輝的五只托架DX510外置擴展設備,最多可以管理七只驅動器。除了擴展性能外,DS712+還提供了群輝功能強大的操作系統和出色性能。
硬件方面包括:兩只前面鎖定的驅動器托架;雙以太網端口,支持連接聚合以提高吞吐量,并支持故障切換(一路連接出現故障時,另一路連接會頂上);可連接外設的三個USB 2.0端口;以及一個eSATA端口,可用于連接快速外置存儲設備。遺憾的是,它沒有USB 3.0端口。
DS712+配備1GB的DDR3內存和英特爾凌動D425 1.8GHz處理器,可以55 MBps的速度寫入容量共計10GB的文件夾和混合文件,以51 MBps的速度讀取那些文件。它在處理單個的大型10GB文件時表現還要出色,寫入速度和讀取速度分別達到79 MBps和105 MBps。只有QNAP的TS-459 Pro II和TS-879 Pro擁有更高的總分。
DS712+運行群輝公司基于Linux的DiskStation Manager 4.0操作系統,該操作系統擁有諸多功能,比如通過HTTP、HTTPS、FTP、SFTP和Webdav進行遠程訪問,以及音頻、視頻和圖像等服務器。此外,它提供了符合iTunes和DLNA認證的媒體服務;通過適配器的無線連接;以及充當無線熱點的功能(這是DiskStation Manager 4.0操作系統新增的功能)。該設備還支持通過Rsync或專有方式進行遠程同步、視頻監視以及更多功能。
DS712+速度超快,可與DX510五只托架擴展設備協同運行,還搭載了一流的操作系統。但是售價500美元,不含硬驅;含2TB存儲容量的版本售價790美元(我們測試時的價格);對我們來說,沒有USB 3.0有點兒小氣。
QNAP TS-459 Pro II
你找不到速度比QNAP的TS-459 Pro II更快的四只托架NAS設備了。但這款功能豐富的NAS售價高達1180美元,不適合生性節儉的顧客。
TS-459 Pro II配備了1.8GHz英特爾凌動D525雙核處理器和1GB內存,在我們的11款設備測評中性能名列第二。只有QNAP的TS-879 Pro比它更勝一籌。TS-459 Pro II寫入單個10GB大型文件的速度是99 MBps,讀取速度是111 MBps;該設備寫入容量共計10GB的較小文件和文件夾時,速度為64 MBps,讀取同樣的文件時速度要慢得多,只有49 MBps。
TS-459 Pro II配備了頂尖的硬件,也算對得起高價。在設備前面,你會看到四個可鎖驅動器托架托盤和液晶狀態顯示屏、USB 3.0端口(大多數設備在正面板僅僅提供了USB 2.0端口)和一個快速拷貝按鍵。你還會看到液晶屏旁邊的Enter(輸入)和Select(選擇)按鍵,用于在添加驅動器時設置初始陣列類型。
在TS-459 Pro II的背面,QNAP提供了雙以太網端口,以支持故障切換和連接聚合;兩個eSATA端口,用于添加存儲或備份;另一個USB 3.0端口;四個USB 2.0端口,用于連接打印機及其他外設;以及防盜鎖端口,用于鎖住NAS設備。
QNAP最近將操作系統從版本3.5更新到了版本3.6,增加和改進了原本就很出色的功能特性,對企業用戶和發燒友級家庭用戶來說應該都有莫大的吸引力。版本3.6新增的功能包括:LDAP目錄服務(版本3.5已經支持基本的LDAP)、虛擬專用網(VPN)服務、支持Symform點對點備份,并且對現有應用軟件作了許多改進。從之前操作系統保留下來的功能包括:多種形式的遠程訪問(其中包括專門的照片、音樂和視頻等Web服務器)、iSCSI、Rsync和實時服務器同步以及Web服務。
配圖文字:
群輝DS212+
群輝DS712+
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想了解我們為本文測試的NAS設備方面的完整測評,請上網訪問find.省略/72793。
最新一代網絡附加存儲(NAS)設備的功能遠比早些時候的NAS設備豐富得多,早期NAS設備只能提供文件服務,并將文件流式傳送到個人電腦。
五款頂級的NAS設備:一只或兩只托架
機型
評定
性能
功能和規格
評語
群輝DS712+
790美元
find.省略/72770
出色
?測試機容量:2TB1
?USB 2.0、eSATA和雙千兆
以太網端口
?兩只托架
?總體性能:絕佳
?寫/讀多個文件:55 MBps/51 MBps
?寫/讀大型文件:79 MBps/105 MBps
雖然這款設備缺少一些對消費者友好的功能,但可擴展到七只驅動器,并提供雙千兆以太網端口。
群輝DS212+
670美元
find.省略/72771
出色
?測試機容量:2TB1
?USB 3.0、eSATA和SD卡插槽
?兩只托架
?總體性能:出色
?寫/讀多個文件:46 MBps/48 MBps
?寫/讀大型文件:62 MBps/109 MBps
DS212+是我們見過的最佳的雙托架消費級NAS設備,它擁有豐富的軟件特性,外加可將媒體拷貝到該設備的前SD卡插槽。
萊斯2Big Network
350美元
Find.省略/72803
好
?測試機容量:2TB
?USB 2.0
?兩只托架
?總體性能:好
?寫/讀多個文件:20 MBps/35 MBps
?寫/讀大型文件:32 MBps/54 MBps
這款造型時尚的雙托架設備提供了出色的基本功能、媒體服務和簡潔的界面,卻是這次測評中速度最慢的設備。
西部數據My Book
Live Duo 4TB
380美元
find.省略/72772
好
?測試機容量:4TB
?USB 2.0
?兩只托架
?總體性能:非常好
?寫/讀多個文件:28 MBps/36 MBps
?寫/讀大型文件:46 MBps/91 MBps
易于使用、就其價格而言容量很大,這使得這款雙托架設備很適合基本的媒體流傳送和文件共享。
巴法洛Linkstation
Pro Duo
380美元
find.省略/72773
尚可
?測試機容量:2TB
?USB 2.0
?兩只托架
?總體性能:非常好
?寫/讀多個文件:28 MBps/41 MBps
?寫/讀大型文件:64 MBps/69 MBps
巴法絡的雙托架設備提供了一些高級的軟件特性,可流暢地傳送媒體流,但總體性能表現平平。
圖表說明:測評有效期截至2012年3月9日。TB=兆兆字節。MBps=每秒兆字節。補充說明:1還提供無磁盤版本。
六款頂級的NAS設備:三只或更多托架
機型
評定
性能
功能和規格
評語
QNAP TS-459 Pro II
1180美元
find.省略/72804
出色
?測試機容量:4TB1
?USB 3.0、eSATA和雙千兆
以太網端口
?四只托架
?總體性能:出色
?寫/讀多個文件:64 MBps/49 MBps
?寫/讀大型文件:99 MBps/111 MBps
說到運行速度或功能特性,沒有哪款四只托架設備比得過 TS-459 Pro。如果你買得起它,會喜歡它的。
QNAP TS-879 Pro
2920美元
find.省略/72765
出色
?測試機容量:6TB1
?USB 3.0、eSATA和雙千兆
以太網端口
?八只托架
?總體性能:出色
?寫/讀多個文件:71 MBps/54 MBps
?寫/讀大型文件:111 MBps/112 MBps
超快速度、出眾容量和優秀軟使這款設備的排名很靠前;遺憾的是,價格實在太貴了。
艾美加PX6-33d
1765美元
find.省略/72766
非常好
?測試機容量:8TB1
?USB 3.0和雙千兆以太網端口
?六只托架
?總體性能:非常好
?寫/讀多個文件:48 MBps/56 MBps
?寫/讀大型文件:77 MBps/91 MBps
這款NAS設備有六只托架和出色的軟件特性,它在我們的讀/寫測試中表現不俗。
萊斯5Big Network 2
900美元
find.省略/72767
好
?測試機容量:5TB
?USB 2.0、eSATA和雙千兆
以太網端口
?五只托架
?總體性能:尚可
?寫/讀多個文件:17 MBps/34 MBps
?寫/讀大型文件:29 MBps/58 MBps
萊斯5Big Network的造型之時尚沒得說,此外還有優秀的軟件特性。不過,性能方面不盡如人意。
西部數據Sentinel
DX4000
900美元
find.省略/72768
尚可
?測試機容量:4TB
?USB 3.0和雙千兆以太網端口
?四只托架
?總體性能:好
?寫/讀多個文件:36 MBps/57 MBps
?寫/讀大型文件:58 MBps/83 MBps
Sentinel DX4000運行Windows Storage Server 2008 Essentials,是一款出色的硬件,但被平庸的軟件特性拖了后腿。
網件ReadyNAS NV+v2
400美元
find.省略/72769
尚可
?測試機容量:2TB
?USB 3.0
?四只托架
?總體性能:尚可
?寫/讀多個文件:26 MBps/37 MBps
?寫/讀大型文件:37 MBps/86 MBps
關鍵詞 采集器;記錄儀;FLASH;SD卡
中圖分類號TP368.1 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)95-0228-02
0引言
如何設計機載數據采集記錄設備的存儲模塊,是設備硬件和固件設計的一個重要內容。這里牽涉到存儲介質的選擇,數據結構,數據寫入算法等方面的內容。本文基于多年來的測試工作實踐,討論存儲模塊設計要點。
1存儲介質選擇
存儲器可分成易失性存儲器或者非易失性存儲器,前者訪問速度快在斷電后將丟失數據,而后者訪問速度慢一些在斷電后仍可保持數據。對于需要高速訪問且頻繁更新的需求,可將易失性存儲器與后備電池一起使用,使其表現為非易失性器件。
在有連續能量供給的系統中,易失性或非易失性存儲器都可以使用。對于機載測量設備來說,必須考慮可能斷電造成的數據丟失,因此在我們設計中無一例外的選用了非易失存儲器。
易失存儲器大致有SRAM,DRAM。非易失存儲器大致有EEPROM,FLASH,FRAM(鐵電存儲器),SD卡,U盤等;
SRAM:靜態隨機存儲器,可以隨機讀寫,無寫入次數限制,訪問速度最快,讀寫周期大約5ns~10ns。存儲密度較大,但是需要掉電保護。
DRAM:動態隨機存儲器,可以隨機讀寫無寫入次數限制,訪問速度最快,讀寫周期大約5ns~10ns。存儲密度很大,但是需要掉電保護和數據刷新控制電路。讀寫周期大約5ns~10ns。
EEPROM:電可擦可重寫只讀內存(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory)可以按字節隨機讀寫,寫入速度慢大約為5ms~10ms,寫入壽命約為100萬次,存儲密度較小,單片容量最大約為512Kbits;
FLASH:閃速存儲器(Flash Memory)。有較高的存取速度,按扇區單位訪問,扇區訪問周期大約為0.5ms,存貯密度大,成本低,功耗低等特點。目前單片密度已達到 512Mbits。擦寫壽命約為10萬次。曾經是記錄設備使用較多存儲器。
FRAM:鐵電存儲器。目前發展較快的非易失存儲。鐵電存儲器將ROM的非易失性數據存儲特性和RAM的無限次讀寫、高速讀寫以及低功耗等優勢結合在一起。高速寫入和無限次的寫入次數是它的最大亮點。目前單片密度已達到 2Mbits,存取速度約為45ns。由于它的存儲密度還不夠大,因此在記錄設備不多。
SD卡,U盤:這一類存儲器都是基于FLASH芯片的大容量,智能化模塊化產品。這一類產品具有FLASH存儲器件的特點,但是有下列優勢:容量大(可達64GBytes),集成度高,體積小,功耗低,連接引腳少,可靠性高。是目前記錄設備主要使用的存儲器。
我們在記錄設備中,目前主要是用SD卡作為存儲介質。主要基于它的下列優點:寫入速度快,可達1Mbyte/s以上,體積小,可靠性高;
例如:8G的SD卡,用于128通道采集紀錄設備,按照1000次/秒的采樣速率計算,可以保存8.68小時的數據。
2數據結構
采用文件為單位存儲采集數據,每次飛行起落都會產生一個數據文件。數據文件名為8.3結構,其中包含有采集器ID和文件流水編號等信息。文件的建立日期反映了開始采集的準確時間。
記錄設備接到采集開始的命令之后,將當前時間加2秒作為文件的建立時間,并建立文件,寫入文件頭。然后等待時鐘到達這個建立時間(秒同步)后開始正式采集紀錄數據。
數據文件結構如下:
文件頭記錄了記錄設備的工作參數: 采集速率,工作通道,通道零位,通道增益等信息,可作為后續數據處理的依據。
3數據寫入算法
SD卡的寫入采用FAT32 文件系統來組織,這樣做的目的是為了該SD卡可以被Windows訪問,被標準的SD讀卡器讀出。
紀錄設備采用的ARM處理器的SDIO端口來訪問SD卡,FAT文件系統可以利用目前開源的代碼,但是這一類代碼并不適用高速可靠的數據記錄用途。因此我們自行開發了專用得FAT文件管理系統,以解決高效率寫入問題。
高效文件管理系統的設計是基于下列幾點:
1)文件是順序寫入的;
2)文件名為8.3的結構;
3)在采集紀錄過程中文件不會被隨機刪除;
4)文件刪除只能是全盤格式化;
提高效率在下面幾點:
1)常規的文件系統假定可利用的扇區并非連續存放的,因此每當要寫數據之前必須要訪問FAT表尋找空閑扇區。對于我們的文件系統空閑扇區是連續的因此。無需尋找空閑扇區的過程。同時可以利用SD卡的多扇區寫入命令,一次寫入幾十個扇區的數據,大大提高了寫入效率。
2)常規的文件系統的FAT表寫入是十分頻繁的,每次對數據扇區的寫入,都會同時更新FAT表,會導致效率低下。我們的設計采用在文件數據寫入完成之后,一次性更新FAT表。
實踐表明,這種文件系統效率大大提高,并且有效的降低的對FAT表區域的讀寫次數,延長的 SD卡的使用壽命。
4數據安全性
數據安全可靠是機載采集記錄設備設計的一個重要內容。
4.1數據可靠的寫入
FLASH存儲器有下列不足,可能影響到寫入的可靠性。
1)寫入的時間往往不是常數,寫入需要時間往往與扇區寫入次數成反比;2)某些扇區在出廠時可能有損壞,也會有的扇區在使用過程中發生損壞;
解決的辦法是,預留足夠大的寫入緩沖區,以留出足夠的寫入時間;對扇區定期掃描標記損壞的扇區。
4.2掉電的處理
這是一個必須要解決的問題,突然地掉電回導致文件丟失,文件系統的不完整;
我們采用下列兩種辦法之一解決:
利用中斷監視外部供電,一旦發生掉電,會引發中斷通知MCU進行文件關閉處理,利用法拉電容作為備用能源,1法拉的電容可以維持100mA供電200ms,程序應該保證在這段時間內關閉文件。
文件上電修復的辦法。在設備上電后首先檢查文件系統的完整性,尋找到沒有關閉的文件的最后扇區的位置,然后補充填寫FAT表等信息。這樣做的前提是在格式化SD卡文件系統的時候,將全部數據扇區統一寫為’FF’,然后利用折半查找得方法尋找到最后的有效扇區。
5結論
機載數據采集紀錄設備要求存儲單元具有可靠行高,寫入速度快,存儲密度高,體積小,容量大,耐受高低溫和沖擊振動等特點。飛行實踐表明采用SD卡作為存儲介質的FAT32文件系統,可以很好的滿足上述需求。
參考文獻
Aschauer采用C-D生產函數對美國年度數據測算發現基礎設施的產出彈性為0.39[3];馬栓友采用C-D生產函數首次測算我國公共資本與私人部門的產出彈性為0.55[4]。當然,也有學者測算的基礎設施的產出彈性較低:如Ratner利用美國1949-1973年的數據,運用總量生產函數測算基礎設施對總產出的影響,發現基礎設施對產出的彈性系數為0.06[5];Tatom認為Aschsuer的研究忽略了時間序列數據可能存在自相關這一特性,因而對數據進行了一階差分處理,得出基礎設施的產出彈性為0.14[6]。李勝文等利用完全修正OLS對我國1997-2008年省級面板數據進行研究,發現農村基礎設施的產出彈性為0.19[7]。在面對政府財政預算的約束下,弄清楚基礎設施對經濟增長的貢獻率十分必要,唯其如此才能把有限的資金投資到最具生產力的部門。本文利用C-D生產函數對湖北省1996-2010年間的基礎設施投資數據進行實證研究,測算湖北省農村基礎設施投資的產出彈性,找出其對農村經濟增長的影響程度,為農村基礎設施科學投入提出對策建議。
理論模型
計算基礎設施投資對經濟增長貢獻的主要方法有生產函數法、成本(利潤)函數法和向量自回歸法等。其中美國數學家柯布和經濟學家道格拉斯于20世紀30年代提出的C-D生產函數以其簡單的形式揭示了經濟學家關注的生產本質,自產生以來一直被廣泛使用。本文的實證研究主要在C-D生產函數的框架內展開的,利用C-D生產函數估計湖北省農村基礎設施資本投資的產出彈性。
在農村GDP的投入要素中,土地、資本、勞動力是現在農村生產生活必不可少的生產要素。而資本可以根據經濟增長中地位的不同分為基礎設施資本和一般固定資產資本。基礎設施資本是社會的基礎資本或先行資本,在經濟增長中發揮著基礎性作用。除基礎設施之外的其他物質資本稱為一般固定資產資本,也是農村經濟增長的重要推力。除了資本和勞動力外,土地也是其中比較重要的要素。由于湖北省耕地面積長期以來變化較小,且測算發現其對農村GDP影響不顯著,沒有納入模型。因此,本文將農村基礎設施資本看作是一種投入要素,與一般固定資產資本和勞動力等其他投入要素一起納入總量生產函數研究,構建三要素生產函數形式,如式(1)。Yt=ALαtKβtIγt(1)
其中,Yt為t時期農村生產總值,Lt為t時期農村勞動投入,Kt為t時期農村一般固定資產資本,It為t時期農村基礎設施資本,A為常數項(包含技術進步的貢獻);α、β、γ分別為農村勞動投入、一般固定資產資本和基礎設施資本的產出彈性。α+β+γ的值決定了生產函數規模報酬的類型:若α+β+γ=1,則存在規模報酬不變;若α+β+γ>1,則存在規模報酬遞增;若α+β+γ<1時,則存在規模報酬遞減。對參數估計的一般方法是取對數后再進行回歸。式(1)兩邊取對數可得式(2)。LnYt=LnAt+αLnLt+βLnKt+γLnIt(2)
生產技術一般具有規模報酬遞減、規模報酬不變和規模報酬遞增3種。規模報酬不變還是規模報酬可變的假定,可能會導致完全不同的結論,使各投入要素的貢獻率有失偏頗[8]。因此,本文分以下2種假定來對上述3種情況加以驗證。假定一:假定生產技術對所有的生產要素都有規模報酬不變的性質,這時α+β+γ=1,把α=1-β-γ帶入式(2),可得:LnYt=LnAt+(1-β-γ)LnLt+βLnKt+γLnIt(3)整理可得:LnYt-LnLt=LnAt+β(LnKt-LnLt)+γ(LnIt-LnLt)(4)
假定二:假定其他投入項的規模報酬不變,而基礎設施資本具有規模報酬可變的特性。至于是遞增還是遞減,由回歸后的參數值加以驗證。若γ>1,則存在規模報酬遞增;若γ<1時,則存在規模報酬遞減。這時,α+β=1,把α=1-β帶入式(2),可得:LnYt-LnLt=LnAt+β(LnKt-LnLt)+γLnIt(5)對于式(4)和式(5)作時間序列回歸可得農村勞動投入、一般固定資產資本和基礎設施資本的產出彈性α、β、γ。而實際規模報酬特性狀況,可以通過回歸結果的各參數和統計量進一步分析。
變量衡量與數據來源
產出變量。農村經濟增長(Y)以農村GDP來衡量。農村GDP按照熊啟泉[!]的計算方法,以農林牧漁業增加值、鄉鎮企業增加值、農村非物質部門增加值3個部分之和來測算。其中農林牧漁業增加值,農民人均純收入來源于1997-2011年《湖北統計年鑒》,鄉鎮企業增加值來源于1997-2011年《中國鄉鎮企業及農產品加工業年鑒》。
投入變量。勞動投入(L)。用農村勞動力來衡量,農村勞動力的數據來源于1997-2011年《湖北統計年鑒》。農村基礎設施資本(I)。用農村基礎設施投資衡量。理論上應以資本存量數據為優先,但我國很少有資本存量數據;而采用永續盤存法構造的數據也由于存在基年資本存量的確定與折舊率的問題。本文綜合權衡,采用流量數據來代替存量數據以更真實反映農村基礎設施資本投入對農村經濟增長的貢獻率。從廣義的角度可將農村基礎設施定義為:與農業生產、農民生活、農村經濟發展緊密相關的,為維護農業生產及保障農民生活而提供的公共服務設施,包括水電燃氣及水的生產供應、交通運輸倉儲、農田水利、教育、文化、衛生、福利事業等生產和生活服務設施。因此,農村基礎設施投資選擇國民經濟行業分類中的電力煤氣及水的生產供應業、建筑業、交通運輸倉儲郵政業、信息傳輸計算機服務和軟件業、水利環境和公共設施管理業、教育、衛生、社會保障和社會福利業、文化、體育和娛樂業等比較合適。農村一般固定資產資本(K)。用農村一般固定資產投資衡量,農村一般固定資產投資計算方法是農村固定資產總投資減去農村基礎設施投資。農村基礎設施投資與一般固定資產投資計算所需國民經濟行業投資數據來源于1997-1999年《中國固定資產投資統計年鑒》和2000-2011年《中國農村統計年鑒》。產出變量(農村GDP)和投入變量(農村基礎設施投資、農村一般固定資產投資)均以1996年為基年,采用居民價格指數平滑,消除各期價格波動。居民價格指數來源于1997-2011年《湖北統計年鑒》。
模型估計結果與分析
計量模型的實質是利用回歸分析處理經濟變量間的依存性問題,但這并不說明變量間存在穩定的關系。一般來說,在建立時間序列模型時,要求所選擇變量的時間序列必須是平穩的,即沒有隨機趨勢或者確定趨勢,否則,模型可能出現“偽回歸”現象。然而,在現實經濟中,許多經濟和商業時間序列通常都存在趨勢性,趨勢性直接導致一些總括性的統計量如均值、方差、協方差會隨時間的變化而變化,使得最小二乘估計失去意義。如果某序列是非平穩的,一般對其差分使之平穩;但差分會使我們失去總量的部分長期信息,而長期信息對于分析問題非常必要,采用協整檢驗來驗證模型是否存在長期穩定性。
平穩性檢驗。運用EViews6.0軟件對農村GDP、農村勞動力、一般固定資產投資與基礎設施投資的平穩性進行單位根檢驗。如果序列不存在單位根,則說明該序列是平穩的;反之,則說明序列是不平穩的。檢驗序列Yt是否存在單位根的回歸方程為:ΔYt=C+αt+βYt-1∑mi=1γiΔYt-1(6)其中,C為常數項,αt為時間趨勢項,m一般選擇能使殘差為白噪聲序列的最小值。通過對比式(6)中的回歸系數β的t值和ADF檢驗在每個水平下的臨界值來檢驗該序列是否存在單位根。對各變量的時間序列進行單位根檢驗,結果見表1。表1說明各序列在二階平穩,可以進行下一步的協整檢驗。二階單整序列雖然會丟失原序列的部分長期信息,但如果序列通過協整檢驗,研究結果仍然是可信的。
協整性檢驗。用EG兩步法對模型進行協整檢驗,確定變量間是否具有長期穩定關系。如果殘差平穩,則模型通過協整檢驗,變量間存在長期穩定關系,否則,不存在長期穩定關系。分別對規模報酬不變和規模報酬可變兩組假定模型進行回歸,得到回歸結果如表2、表3。分別對規模報酬不變和規模報酬可變模型回歸后得到的殘差序列進行ADF單位根檢驗,結果見表4。由于在沒有常數項和趨勢項下的2個t值-4.019、-4.018均小于顯著水平1%的臨界值-4.004,即估計的殘差序列為平穩序列,表明兩組假定模型均通過協整檢驗,都存在長期穩定關系。表2、表3的回歸結果可知:在規模報酬可變與規模報酬不變的兩組假定下,農村基礎設施投資的產出彈性均較小,分別為0.108、0.106。因此兩組模型的各統計量值的差異也比較微弱。但是在規模報酬可變假定下的調整后可決系數(0.966)、對數似然估計值(17.888),F統計量(85.733)都比在規模報酬不變假定下的調整后可決系數(0.965)、對數似然估計值(17.792),F統計量(84.446)要大些,因此接受規模報酬可變的假定,認為規模報酬可變的生產函數模型符合實際情況。特別需要指出的是農村基礎設施的產出彈性為正值,說明整個生產函數具有規模報酬遞增的特性。具體回歸方程如下:Y=4.282L0.296K0.704I0.106(7)。
根據以上回歸結果,湖北省1996-2010年農村基礎設施投資的產出彈性為0.106,一般固定資產投資的產出彈性為0.704,農村勞動力的產出彈性為0.296。其中,一般固定資產投資在模型選擇的投入變量中產出彈性最大,說明其流量變化對農村經濟增長的影響非常顯著;農村勞動力的產出彈性為正,說明農村勞動力投入在農村經濟增長中有著積極的作用;農村基礎設施資本投資的產出彈性雖然較小,但也對農村經濟增長存在正向作用。雖然湖北農村基礎設施投資的產出彈性不及一般固定資產投資和勞動力的產出彈性,但是對于湖北農村經濟總量函數有著規模報酬遞增的作用。
【關鍵詞】新型鄉村社區、廣場景觀、營造對策
中圖分類號:P901文獻標識碼: A
在國家“十二五”規劃的背景下,我國新型鄉村建設進行的如火如荼,鄉村社區的環境得到了很大的改善。廣場景觀作為新型農村社區環境中重要的組成部分,為居民提供日常生活休閑娛樂的場所。但目前,在鄉村社區廣場景觀營造中,忽略了鄉村景觀特色。同時,也沒有形成健全的鄉村社區廣場景觀營造體系。因此,如何將鄉村社區廣場景觀的營造與新型鄉村社區建設相結合,成為新農村建設所需要解決的問題之一。
1、相關概念界定
1.1新型鄉村社區
“新型鄉村社區”不同于傳統的自發形成的社區,也不是一般意義上的“共同體”,而是政府對社會發展建設統籌規劃以及制度變遷產生的,是在政府主導下,按照城鎮總體規劃,破除原有自然村落的格局,建立的以農民為居住和生活主體的具有規劃性特征的包含多種經濟關系和社會關系的農村社會生活共同體和現代化農民居住區。新型農村社區要求具有與城市社區一樣的高度組織化管理和比較完備的社區服務體系,環境優美整潔、功能完備、管理有序,能夠有效地為農村社會提供組織、管理和服務。
1.2鄉村景觀
本文中對鄉村景觀的定義,就是指鄉村地區范圍內,人類因生產、生活的需要,在地表之上疊加人類活動形成的人文景觀以及自然景觀的綜合表現,既包括鄉村人文景觀,也包括鄉村自然景觀。
1.3鄉村廣場景觀
鄉村廣場景觀主要包括廣場的整體規劃布局和空間劃分,景觀構成要素的布局、外形、色彩和施工方面等,使得廣場景觀與周邊的環境相適應,達到統一和協調的效果,使它既滿足當地居民生活的需要,又體現鄉土文化特色。
2、新型鄉村社區背景下的鄉村社區廣場景觀現狀及問題
2.1鄉村社區廣場景觀現狀
2.1.1鄉村社區廣場景觀構成
鄉村社區廣場景觀構成主要包括建筑及構筑物景觀、用地鋪裝景觀、鄉土自然景觀以及服務設施景觀。
建筑和構筑物景觀一般是廣場景觀的主體,其性質決定了廣場的類型。鄉村社區廣場景觀中的建筑和構筑物景觀大多體現了一種鄉土文化,比如一些祭拜土神的城隍廟、村口土地廟,居民的傳統習俗、民俗禮儀、祭祀、農事活動、婚喪禮儀等都在這類建筑和構筑物景觀中進行。
用地鋪裝作為廣場景觀中重要的組成部分,它在廣場景觀中的使用效率很高。用地鋪裝景觀不僅可以通過色彩、質感和線形的對比引導和揭示廣場空間,還可以美化廣場的環境。
自然鄉土景觀是新型鄉村社區廣場景觀框架的基礎。鄉村社區景觀通常是以良好的自然環境為依托,其整體形態是由鄉村社區的自然環境決定的。
服務設施景觀屬于人文景觀的范疇,是廣場景觀吸引人的重要構成之一。廣場中的服務設施景觀是依據廣場的主題和環境來營造的,它的形式不拘一格,靈活多變,精美華麗,雕梁畫棟,整體感覺精致靈巧,從而形成廣場景觀色的部分。
2.1.2鄉村社區廣場景觀特征
目前,一些鄉村社區對原有的廣場景觀進行相應的保護和修復,維護其原有的公共空間。而大多數鄉村社區廣場景觀是以新建的建筑為主要基礎,并結合鄉村社區原有的自然的鄉土景觀,形成硬質空間。但在新農村建設的背景下,部分鄉村社區的廣場景觀并沒有考慮鄉村的實際情況,盲目營建,導致一些廣場景觀的利用率低下,并且沒有發揮其功能作用。
2.2鄉村社區廣場景觀營造中存在的問題
2.2.1缺乏對原有鄉村廣場景觀的利用和保護
由于缺少鄉村景觀保護意識,新鄉村社區建設中原有廣場景觀遭受破壞。原本的具有濃郁的鄉土氣息的景觀不見蹤影,從而導致其形成的公共空間變成了消極空間,沒有得到充分利用。同時,新建的廣場景觀刻意對城市景觀進行模仿,使得鄉村景觀的文化價值被逐漸淡忘,導致原有景觀特色被破壞。
2.2.2廣場景觀各個構成要素無法協調統一
當前,大多數新型鄉村社區在廣場景觀營造中,都比較隨意。廣場景觀的規模和空間形式并沒有考慮鄉村社區的特點,形成與之格格不入的景觀。并且,廣場景觀各個構成部分之間沒有相互的聯系,相互的搭配沒有形成統一的整體,缺乏場所精神。
2.2.3鄉村社區廣場景觀營造中忽略鄉土文化特色
不同的鄉村社區應該呈現出不同的鄉村景觀特色。但一些營造策略往往具有很大程度上的隨意性,缺乏對廣場景觀正確觀念的指導,誤導鄉村社區廣場景觀的發展。在新型鄉村社區建設中,都是盲目模仿城市景觀,卻往往忽視了自身具有的精神及文化價值,造成鄉土文化的流失。
3、新型鄉村社區背景下的鄉村社區廣場景觀營造對策
3.1加強對鄉村社區廣場景觀的保護意識
鄉村居民大多不能對鄉村社區廣場景觀有保護和利用意識,更不清楚鄉村社區廣場景觀的價值所在。因此,應加強對農村居民的鄉村廣場景觀價值的宣傳和教育,使他們認識到鄉村廣場景觀營造不僅僅是改善生活環境和保護生態環境,并引導當地居民加入到鄉村廣場景觀營造的過程中,促進良好的鄉村社區氛圍的形成。
3.2構建合理的廣場景觀營造體系
在鄉村社區廣場景觀營造中,應該充分考慮各個構成要素的特點,根據其不同的特征來進行相應的營造。
在建筑和構筑物景觀方面,應該以維護與修繕相結合的方式進行營造。對于那些有一定歷史價值和地域特色的廣場建筑景觀應該保持其原來的風貌。對于新建的建筑物景觀,應注重“現代化加鄉土味”的建筑,即用現代建筑材料、現代建筑技術,建造具有明顯地方特色的建筑。
在用地鋪裝景觀方面,需要對用地鋪裝的材料和色彩進行選擇,根據廣場景觀的不同分區和主題來進行適宜性的營造。
在自然鄉土景觀方面,應該使自然鄉土景觀能烘托廣場景觀。由于自然鄉土景觀,決定了廣場景觀的布局和空間形式,因此,在營造的過程中需使鄉土自然景觀與周圍的環境形成互補,同時,還有使其與廣場景觀其他構成要素相互聯系,形成互補,從而使廣場景觀更加富有層次性,主次分明。
在服務設施景觀方面,需要做到以形式上的創新和精致來突出廣場的主題和場所精神。通過對其色彩、材料的選擇,充分挖掘鄉村的歷史、文化,尋找有人文典故的內容進行藝術加工,同時應具有創新的思維,使其能夠起到強化空間環境和文化內涵的作用。
3.3體現鄉村文化特色
需要嚴格控制鄉村社區廣場景觀的規模,以科學合理的廣場景觀營造理論為指導,考慮鄉村的環境特征,因地制宜,還需考慮鄉村居民的心理、行為進行充分的研究,從規劃設計層面有效地保護和繼承鄉村廣場景觀的固有風貌,使得地方特色隨著鄉村的更新改造而更加美好。
4、結語
鄉村社區環境是人們賴以生存的物質基礎,廣場景觀則是人們生存的外部環境,只有好好保護廣場景觀的完整性和鄉土文化特色,正確引導新型鄉村社區的建設和發展,加強公眾的參與,才能有效的充分利用鄉村景觀資源,協調鄉村社區廣場景觀和周邊環境的關系,解決新型鄉村社區建設中的實際問題。
【參考文獻】
[1]稅偉、陳烈、任杰、張啟春,國外鄉村城市化研究的起源,進展與比較[J]世界地理研究,2005(1).
關鍵詞:煤炭配送運輸 機電設備 故障分析 處理對策
中圖分類號:F406.4 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)03(a)-0166-01
皮帶運輸機的安裝不規范或者在使用過程中操作不標準都會引起故障出現,輕者降低工作效率造成時間、電力等資源的浪費,重者可能會影響到工作人員的生命安全,給個人、家庭或企業帶來嚴重的經濟損失。所以,如何全面掌握皮帶機的工作原理,及時排除相關的干擾因素,降低皮帶運輸機出現故障的頻率,保證煤炭運輸的順暢安全十分重要。
1 皮帶機的基本工作原理
皮帶運輸機是一種借助摩擦驅動來進行工作的設備,其主要部件包括輸送帶、托輥、滾筒、驅動、制動、裝載、卸載等。在工作時將煤炭放在輸送線上,運輸機借助滾筒以及托輥同膠帶之間的摩擦力運轉后將煤炭等物料輸送到目標位置。
2 干擾皮帶運輸機正常運轉的因素
干擾皮帶機征程運轉的因素包括煤炭的質量、工作人員的操作能力和設備整體狀況、運輸膠帶的質量水平、以及皮帶的硫化水平這四個主要方面。
2.1 煤炭的質量
如果煤炭在裝載過程中并未對質量進行嚴格把關,例如:煤炭存在較多的雜質等因素都可能會導致在裝載、卸載的過程中使皮帶被劃傷的狀況,這對皮帶運輸機的正常工作都會帶來風險。
2.2 工作人員的操作能力和設備整體狀況
工作人員對設備的工作原理了解的不夠深入或者相關的操作不夠標準規范就可能引起:(1)皮帶機發生堵斗、卡死狀況,這時候若不及時關閉機器就可能使皮帶被磨損或者被拉斷;(2)如果運輸機的托輥或者滾筒已經損壞而工作人員未能及時發現,進而可能引起皮帶損壞;(3)皮帶機上的相關螺栓發生松動或者滑脫,一些襯板未能嚴密牢固地焊接在一起,這些部件脫落在皮帶上也會使皮帶損壞影響到設備的工作質量。
2.3 膠帶的質量水平
不同質量水平的膠帶也直接關系著皮帶運輸機的工作質量,而皮帶機的生產廠家眾多,質量標準相差很大,如果皮帶的質量較差,在使用過程中就極易出現皮帶脫膠或者龜裂等狀況。
2.4 皮帶的硫化水平及天氣、環境因素
在對煤炭進行硫化時,可能無法做到標準切割,另外,膠的配比不科學合理,存在氣泡就可能使粘合出現問題。如果環境、天氣過于潮濕,就可能會降低摩擦系數,使皮帶出現打滑現象影響到皮帶機的正常工作。
3 皮帶機經常出現的故障及處理對策
3.1 存在非正常噪音時的故障分析及處理對策
當皮帶運輸機的驅動無法正常工作的時候就會有非正常的噪音出現,工作人員可以通過異常噪音來了解、掌握設備的工作狀況。通常情況下,如果托輥工作出現異常,發出一系列節奏感較強的震動性質的噪音,就可以從以下幾點進行判斷:皮帶運輸機的軸承孔心嚴重偏離了外圓的中心,或者是無縫鋼管的厚度沒有達到足夠的均勻程度。這兩方面因素都會增大離心力,致使發生異常噪音。這時候就需要及時對減速機的位置做出校正,避免皮帶機的輸入軸出現斷裂狀況。
3.2 皮帶打滑故障的處理
當煤炭無法順利運量上去、煤炭回溜或者灑落時就應當判斷是否是由于打滑造成的。導致打滑的原因有:運輸機的工作環境較為潮濕,一定量的煤泥等附著在滾筒上減弱了摩擦力導致皮帶打滑;也可能是由于膠層磨損相對嚴重或者老化致使表面變得過于光滑降低了摩擦力。這時候就應當對配重進行適當的增大、更換新的膠帶或者是增大滾筒的摩擦力等措施來保證設備的正常運轉
3.3 皮帶跑偏的處理
皮帶運輸機工作過程中膠帶與預先規定的運行區域發生了偏離就稱之為跑偏,這類故障經常出現。通常皮帶的工作范圍不應當偏離滾筒或者托輥斷面帶寬距離的5%。事實上,這一標準只有在皮帶機空載或者重載的調試過程中才能夠達到,在真正的工作過程中,由于受到煤炭、配重、環境等因素的干擾很難控制在這一范圍內,當運輸機發生跑偏的時候就會引起物料的灑落,影響到設備的正常工作。
3.3.1 滾筒錯位的對策
運輸機的皮帶之所以會發生跑偏原因可能是由于在對設備進行配置安裝是沒有實現滾筒之間的嚴密配合。為了避免這一問題的發生在對設備進行安裝時應當做到以下幾點。
(1)科學合理地依照設備的縱軸線、滾筒軸線以及硫化軸線的安裝標準進行設備安裝;適當地選擇相關位置安裝一系列的控制設施,例如對于皮帶的回程或者重載部位應當尤為注重對跑偏問題的控制,當皮帶發生跑偏時要及時通過開關做出調整,以防皮帶和支架之間由于過大的摩擦力造成設備的損壞。對于設備安裝完成后的調試過程應當進行嚴密的控制,對于存在的問題應當及時作出調整避免在設備的運行過程中出現故障。
(2)對于跑偏問題的出現還有可能是由于設備、部件的質量不過關造成的,例如粘結環雙側的尺寸不夠科學合理,一些部件發生松動等。因此在設備部件的采供過程中相關人員應當嚴格進行把關,選擇標準規范的設備部件,對于設備的存放保養也應當引起足夠的重視,減緩設備的磨損、老化進程。相關的粘結工藝也應當依照標準實施,確保設備的整體質量。
3.4 煤炭灑落問題的對策
煤炭發生灑落通常是由于運輸機的皮帶發生跑偏導致的,這是由于跑偏會使得皮帶兩側失去平衡,使得煤炭發生灑落,這時候就應當對皮帶的位置重新進行校正。對于轉載點這一經常出現煤炭灑落的位置,可以通過更換運輸機的擋料裙板,對鋼板進行加長或者是減少皮帶的物料運送量等方式來進行解決。
參考文獻
[1] 王向陽.煤礦機電設備安全運行管理之淺談[J].煤礦現代化,2009(2).