計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電子信息工程中的應(yīng)用及實例探究

黃斌斌

(中材科技（九江）有限公司，江西九江，332200)

1 提升計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用水平的要點

1.1 強化工程功能安全設(shè)計

電子信息工程的設(shè)計和運行主要是依托接口之間的數(shù)據(jù)傳輸來實現(xiàn)的，但是在數(shù)據(jù)傳輸過程中，同樣需要采集適配器等設(shè)備輔助運行。在采集過程中，必須要設(shè)計完善的跨隔離裝置通信功能，以此能夠有效避免在數(shù)據(jù)采集過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤和偏差現(xiàn)象，盡量避免對網(wǎng)絡(luò)運行框架產(chǎn)生威脅[3]。同時，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，還應(yīng)當設(shè)計正反向的隔離裝置，以此才能夠確保網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃裕嫣嵘W(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)采集和傳輸過程中的監(jiān)管水平。

1.2 強化電子信息監(jiān)控系統(tǒng)整合

在電子信息工程系統(tǒng)運行中，不同節(jié)點信息的監(jiān)控是由獨立的MIB（管理信息庫）站點實現(xiàn)的，這一過程是以網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理系統(tǒng)進行統(tǒng)一分配基礎(chǔ)上，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理命令的傳輸、回饋收集及存儲，并在對所有運行數(shù)據(jù)進行對比分析之后，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)管。因此在電子信息工程系統(tǒng)的設(shè)計發(fā)展中，必須要強化對監(jiān)控系統(tǒng)的整合，以中間處理模塊、采集策略模塊和采集模塊等共同作用，在進行定期檢查的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)督與管理。

1.3 提升大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用水平

電子信息工程建設(shè)和應(yīng)用的根本目的是為了更好的促進社會生產(chǎn)生活的發(fā)展，為提升社會生產(chǎn)力奠定良好的基礎(chǔ)。在現(xiàn)代計算機技術(shù)應(yīng)用中，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)成為重要的分支體系，其能夠通過對數(shù)據(jù)信息的整合，有效提升系統(tǒng)決策水平[4]。在大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用中，依托電子信息工程構(gòu)建完善的基礎(chǔ)設(shè)施體系，尤其是要構(gòu)建滿足海量信息存儲要求的數(shù)據(jù)空間，選擇最為合理的算法，以此分析不同類型電子信息工程的發(fā)展趨勢，為管理決策設(shè)計提供更加精準的指導，以此能夠?qū)F(xiàn)代科技與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有機結(jié)合在一起，促進社會經(jīng)濟高效、快速發(fā)展。

2 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電子信息工程中應(yīng)用實例

2.1 組網(wǎng)方式

新一代網(wǎng)絡(luò)——移動自組織網(wǎng)特別適合水下節(jié)點之間的組網(wǎng)通信。由圖1可見，當水下節(jié)點在有基礎(chǔ)設(shè)施的情況下，節(jié)點A和E通過基礎(chǔ)設(shè)施進行通信。A與E通信只需要經(jīng)過一次轉(zhuǎn)發(fā)就可以完成通信。而圖2的情況則完全不同，在原有的網(wǎng)絡(luò)概念中當超過節(jié)點的通信范圍而脫離網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施，便不能通信。但是在水下自組織網(wǎng)中節(jié)點具有自發(fā)的尋找路由功能，經(jīng)過多跳——即多次轉(zhuǎn)發(fā)信息達到了節(jié)點A和E通信的目的。

圖1 含有基礎(chǔ)設(shè)施的成熟網(wǎng)絡(luò)

圖2 無基礎(chǔ)設(shè)施的自組織網(wǎng)絡(luò)

2.2 自組織網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)

自組織網(wǎng)是由許多個簇組成的分層式結(jié)構(gòu)，其中自組織網(wǎng)的每一個簇包含一個一個簇首和多個簇成員。這些簇首不僅可以分布式組合成更高一級的網(wǎng)絡(luò)，也可以分簇形成別的子網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)通過簇首節(jié)點進行，結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)如圖3所示。

圖3 水下自組織網(wǎng)絡(luò)分層分布式結(jié)構(gòu)

2.3 自組織網(wǎng)的路由表及協(xié)議

通信技術(shù)的根本是路由技術(shù)，而路由表是多個節(jié)點通信路由技術(shù)的關(guān)鍵，如圖4所示是自組織網(wǎng)絡(luò)的路由表，在自組織網(wǎng)中通過更新路由表的連接從而確保通信的正常進行。

圖4 水下組網(wǎng)路由表示意圖

水下自組織網(wǎng)是一種分布式的無線通信網(wǎng)，它最大的特點是避免了傳統(tǒng)組網(wǎng)中必須存在基礎(chǔ)設(shè)施地弊端，采用許多獨立節(jié)點構(gòu)成暫時性網(wǎng)絡(luò)。同時該網(wǎng)絡(luò)可以隨著節(jié)點移動動態(tài)改變其拓撲結(jié)構(gòu)后迅速建立新的傳輸通道，即能重建網(wǎng)絡(luò)，移動自組織網(wǎng)為小范圍的移動或無線主機互連提供了靈活的解決方案，圖5為水下組網(wǎng)路由協(xié)議的示意圖。水下組網(wǎng)中的協(xié)議主要包括路徑產(chǎn)生、路徑選擇和路徑維護三項功能。

圖5 水下組網(wǎng)路由協(xié)議

2.4 基于遺傳算法的自組織網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)過程

(1）角色選擇，初始集群的選擇采取隨機的方式進行確立，并通過集群中的節(jié)點決定該集群的適應(yīng)度。

(2）采用編碼長度e、變量數(shù)目p的二進制算法將變量空間離散，從而構(gòu)成(2e)P個網(wǎng)格點。

(3）從步驟2中的(2e)P個網(wǎng)格點隨機選取n個作為父代，進行編碼解碼后，講這n個群體帶入函數(shù)，通過優(yōu)化函數(shù)進行順序排列確立出優(yōu)秀個體。

(4）以概率g(i)從父代群體中按比例選取2組含有n個個體的集群，概率g(i)的表達式如下所示：

(5）以交叉概率pc對父代進行雜交，以變異率pm對子代個體進行變異。

(6）通過步驟5得到的子代個體作為新的父代，轉(zhuǎn)入步驟3，進入下一次進化過程。

2.5 組網(wǎng)結(jié)果分析

本文的組網(wǎng)過程采用加速遺傳算法，該算法中采用種群規(guī)模為150，遺傳交叉概率pc為0.9，遺傳變異概率pm為0.1，其中通信節(jié)點數(shù)由10到50遞增，節(jié)點投放位置隨機確定。以此方式遺傳運行100代，重復遺傳過程10次，最終求取多次結(jié)果的平均值。仿真的具體參數(shù)設(shè)置如表1所示，在此設(shè)置下仿真得到的通信節(jié)點與網(wǎng)絡(luò)覆蓋率最有關(guān)系如圖8所示。

圖6 節(jié)點數(shù)與網(wǎng)絡(luò)覆蓋率最優(yōu)值關(guān)系

表1 仿真參數(shù)

由實驗結(jié)果可以得到，節(jié)點數(shù)n≥34時，網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)覆蓋率能達到85%以上?？梢哉J為在此實驗環(huán)境條件，投放34個通信節(jié)點即可保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋率在85%以上。因此，可以確定保證節(jié)點覆蓋率在85%以上的最小節(jié)點數(shù)為34。

3 結(jié)束語

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電子信息工程中的應(yīng)用是多方位的、系統(tǒng)化的，其整體應(yīng)用水平還有待提升，因此對相關(guān)從業(yè)者而言，應(yīng)當構(gòu)建新型應(yīng)用理念，全面提升自身技術(shù)應(yīng)用能力，結(jié)合社會經(jīng)濟發(fā)展的基本要求，有效提升電子信息工程發(fā)展水平，為我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展和創(chuàng)新起到更加積極的促進作用。