发布时间：2024-03-05 16:20:21
绪论：一篇引人入胜的云计算技术概述，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
关键词：
运输包装；教学改革；虚拟实验室
《运输包装》是包装工程专业必修课，研究在流通过程中引起包装件损坏的主要原因，并利用相关技术使得包装件的损坏减小或者降到最低[1]。课程内容主要包括包装动力学理论基础和运输包装系统设计。通过开设此门课程，使得学生掌握运输包装基础理论、设计方法和实验技能，使其具有能够独立设计产品运输包装系统的综合能力。因此，《运输包装》课程是完成包装设计、保护产品的重要环节。当前，各个高校的包装工程专业均开设《运输包装》课程，教学内容、教学手段和模式不尽相同，教学效果较差。因此，针对该门课程的教学改革势在必行。笔者旨在将先进的计算机、网络技术应用于教学中，对《运输包装》课程进行相应的教学改革，以期达到改善教学效果，激发学生学习积极性的目的。
1.《运输包装》课程教学现状
《运输包装》课程一般由讲课、实验和课程设计三个环节构成[2]，目前各高校《运输包装》课程教学普遍存在以下问题：第一，教学内容陈旧；第二，教学方法单一、枯燥；第三，教学手段落后；第四，实践教学缺乏创新性；第五，课程考核体系不完善。针对上述问题，笔者提出以下解决办法。
2.解决办法
利用当前计算机和网络技术的普及，将其融入到《运输包装》课程教学的各个环节，实现教学内容生动化、教学手段先进化、考核办法科学化。
2.1教学内容生动化
2.1.1课堂教学
2.1.1.1开发一套完善的教学课件利用幻灯、动画和视频三种手段，制作《运输包装》教学课件。
首先，采取模块化教学[3]，将《运输包装》课程内容分为五大模块，即缓冲包装设计、运输包装容器设计、集合包装设计及物流系统设计。根据每个模块的特点，运用不同的技术手段制作相应的课件。如集合包装设计模块，学生在实际生活中很少接触集合包装，很难理解集装箱内包装件堆码方式与装箱率的关系，因此，在这一模块中引入“集装箱装箱优化设计”软件，用视频演示和软件操作的方式来加深学生的理解，将枯燥的知识生动化。其次，根据每一章节的特点，教师设置相应的思考题，让学生课下查阅资料，制作成多媒体课件并进行讲解[4]，这样既可以丰富教学内容，又能激发学生的学习积极性。
2.1.1.2建立QQ、微信学习群
课下加强学习交流。当前，智能手机日益普及，大学生对其依赖程度越来越高，利用这一特点，由专业课教师组织建立运输包装教学QQ群和微信群。群成员包括应往届的大多数包装工程专业学生。由教师负责管理，针对运输包装知识进行主题讨论，这样既解决了大学生课下提问不方便的问题，又能促进师生之间和学生间的交流，在交流中不仅了解了课堂所学，还能通过往届学生的交流获得更多的专业知识；同时，也可以引导学生由“在手机中玩”转变成“在手机中学”。例如，本校12级学生在复习考研试题时遇到了一道纸箱抗压强度计算的问题，通过在群里跟教师和同学们的讨论，学生们积极查找资料，最终很快把问题解决。
2.1.1.3引入辅助软件
《运输包装》课程多年来一直沿用纸质教材讲授加实验室实验的教学方法，已不能满足当前就业市场的需求。当前，运输包装设计实际工作中已不再运用公式计算校核最终完成设计，取而代之的是相关辅助设计软件。比如，PRO-E，SOLIDWORK等软件应用与缓冲衬垫设计中，能很好地完成衬垫各种结构的精确设计，为准确开模做准备。另外，还有一些研究人员开发了托盘码盘优化和集装箱装箱优化软件，在提高码盘率和装箱率方面起到了关键作用。这些软件在工作中的应用日益广泛，因此，在运输包装课程中添加上述辅助软件的教学既是就业需要，更是包装行业发展的大势所趋。
2.1.2实践教学
2.1.2.1引入虚拟动态仿真实验室
[5]针对当前学校资金紧张，多数学校无法购买相应试验设备，学生无法完成相应的实践环节，使其试验动手能力和创新能力无法得到提高。因此，引进或开发运输包装虚拟仿真实验室，让学生以虚拟身份进入工厂车间，熟悉各个环节的试验工序，并掌握相关工作原理，既可提高学习积极性，又能达到很好地学习效果，而且还能弥补教学经费不足的缺陷。如本校针对食品包装特色，建立了啤酒加工虚拟仿真实验室，学生可以以工人身份进入虚拟车间，了解啤酒的生产、灌装和包装等工序。
2.1.2.2建立实习基地
一般包装工程专业院校均开设有“生产实习”，每所学校的实习时间不同，效果良好。本校包装工程专业“生产实习”环节开设在第五学期，为期一周。以指导教师联系相关企业，并建立实习基地。一般包括包装材料、包装容器和食品加工等三类企业。在进厂实习前，均进行实习动员会，并要求学生针对运输包装、包装材料和包装结构等课程内容写出相关问题，待进入工厂时进行现场解决，实习结束后，要求学生完成实习报告，并进行答辩，经过几年的实践，这种实践教学效果良好。
2.1.2.3将实际问题与课程设计相结合
多数高校均设有运输包装课程设计环节，但多年来课程设计均停留在纸上谈兵阶段，根本无法与实践相结合。因此，利用学校教学实习的阶段，学生深入工厂，去参观并不断发现问题，将其转化为课程设计的题目，让学生去亲身经历解决包装问题的过程，即能将理论与实践结合。
2.2教学手段先进化
充分利用计算机和网络技术，在课上教学和课下交流中，均使用多媒体课件、工厂视频以及动画动态仿真技术，让学生身临其境，切实感受专业的特色，拓宽视野。课程设计教学中，要求学生提交课程设计说明书，并完成某件产品的整体运输包装设计，包括缓冲衬垫、运输包装容器以及集合包装的平面三视图、三维立体装配图，并进行纸箱或者纸盒打样。
2.3完善考核体系
《运输包装》课程分为课堂教授，实验教学和课程设计三部分。一般院校均将课程设计部分单独作为一门课程进行考核，课堂讲授和实验教学两部分进行综合考核。在课堂部分考核中，多数学校“一卷定输赢”，以AB卷形式进行考核，而课程设计部分则以课程设计说明书为考核依据。这种考核方式过于死板，无法达到让学生掌握相关知识的目的。因此，笔者认为，首先，利用计算机数据库语言或程序，建立《运输包装》试题库，该试题库分模块建立子试题库，每模块设置不同的题型，并将其划分为难，较难和容易[6]，并根据教学需求，不断进行完善。每次考试选题，由计算机随机选择，并权衡难以和知识面的涵盖广度，最终形成一套完整的试题。建立试题库后，可以解决教考不分离造成的主观性，让学生对知识的掌握更扎实。其次，课程设计部分，采取提交课程设计说明书和答辩两个环节进行考核。课程设计说明说占60%，答辩粘40%，答辩不及格，整个课程设计不合格。这样就减少了学生互相抄袭的可能。
参考文献
[1]李立,雷桥.《运输包装》案例教学法的应用[J].教育教学论坛,2015,(3):135-136.
[2]李国志,李文凤.基于课堂单元的高校实践教学内容体系构建——以《运输包装》为例[J].现代企业教育,2012,(10):209.
[3]吕幼军,张蕾,孙彬青,等.包装工程专业模块化教学初探[J].上海包装,2013,5(4)：58-60.
[4]高文华,王建清,吕幼军.改进《包装材料》教学方法，提高课程教学质量[J].包装世界,2013,5(4):52-53.
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[4]孔凡娟.云计算带给图书馆的影响与思考[J].图书与情报.2010（2）.
[5]卢晓娟.云计算与未来图书馆数字信息资源建设[J].四川图书馆学报，2009（6）.
中图分类号： TN911?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）20?0031?04
Abstract： As the data size is large in cloud computing environment and the existing data has the dynamic change characteristics， the cloud computing data security storage strategy based on the improved secret key is proposed because the traditional secure storage method obtains the relatively small key space by low dimensional mapping， which may cause low security， is easy to crack， and makes the storage security worse. The general description of tent mapping and cat mapping is given in this paper. It converts the real number domain to the integer domain to make integer arithmetic. The tent mapping and cat mapping are imported to improve the secret key parameters， and get the primarily?iterated secret key. The complementation operation and xor operation for the obtained results are conducted to acquire even encryption cipher byte and verify whether the even encryption is completed， and judge whether the iteration should be finished. In this way， the security storage of cloud computing data is achieved. The experimental results show that the proposed strategy has not only higher safe storage performance， but also needs less time， and does not increase the burden of cloud computing system.
Keywords： improved secret key； cloud computing data； safe storage； tent mapping； cat mapping
0 引 言
云存储是在云计算（Cloud Computing）概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是一种新兴的网络存储技术，它主要通过集群应用、网络技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量不同类型的存储设备获得的数据，通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统[1?3]。随着云计算的广泛应用，人们对云计算数据存储的安全性要求越来越高，因此，研究云计算安全问题具有重要意义，已经成为相关学者研究的重点课题，受到了越来越广泛的关注[4?5]。
目前，有关云计算数据安全存储的研究有很多，相关研究也取得了一定的成果。文献[6]提出基于加密机制的云计算数据可靠存储方法，主要通过数字证书向云计算系统进行身份验证，采用对称密钥对云计算数据进行加密再发送至云计算系统中保存，如果客户需得到数据，就要把云计算环境下的密文传输至本地，由客户独立进行解密；但该方法需要很强的计算能力，并且加密密钥需妥善保管，若丢失则不能获取存储的数据。文献[7]提出基于第三方核查的云计算数据安全存储方法，将同态认证的公钥技术与随机masking技术结合在一起，通过零知识证明协议与语义匹配方法实现云计算数据的安全存储。但该方法耗费资源较多，成本相对较高；文献[8]提出的云计算数据安全存储策略，主要通过扩展分离密钥对保存在云环境中的加密数据操作过程进行密钥管理，将对称密钥存储在云环境中，供用户查找；但该方法实现过程复杂，不适用于实际应用中。文献[9]提出基于可信平台的云计算数据安全存储策略，该策略依据可信平台模块，对对称密钥与非对称密钥分别进行管理，实现云计算数据的安全存储；但该方法存在所需时间较长，效率低的问题。文献[10]提出一种安全可扩展的云计算数据安全存储策略，通过重加密的技术对数据进行安全存储，该方法重加密密钥与解密密钥所涉及的数据量很大，对其的管理非常困难，有安全隐患。
1 云计算数据安全存储策略设计
1.1 密钥参数的获取
采用帐篷映射和猫映射共同获取密钥的方法，对传统方法进行改进，则需分别求出帐篷映射的密钥参数和猫映射的密钥参数。
1.1.1 基于帐篷映射的密钥参数获取
式中，[w]用于描述云计算字长，因为猫映射的拉伸和折叠使[xk，yk∈0，2w-1]，说明猫映射迭代值恰好处于云计算字长所能描述的整数区间中（除去[2w]断点），因此，式（6）是在云计算字长所能描述的整数区间中的迭代运算，适用于云计算存储。
针对式（6）获取的所有整数迭代解，仅在[x，y]同时为零的情况下可获取一个稳定的零解，为了避免上述情况的发生，达到改进整型猫映射的状态，可通过检测下一次输入值是否同时为零进行优化处理，若为零，则将输入值用其他值代替。
通过以上分析过程可以看出，式（6）中存在2个初始条件，即通过猫映射得到的密钥，该方程比一维方程更加复杂，从而有效地保证了云计算数据存储的安全性，则经改进的密钥参数可描述成[xn]，[yn]，[Zn]，[a]。
1.2 基于改进密钥的数据安全存储的实现
将改进的密钥参数应用于云计算数据安全存储中，复杂度适中，而且计算效率高，安全性得到了很大的保证，详细的流程图如图1所示。
基于改进密钥的云计算数据安全存储过程如下：
（1） 初始化密钥：将帐篷映射和猫映射的初始值[x0]，[y0]，[Z0]和可变控制参数[a]看作是初始密钥；
（2） 初始化迭代：针对已经选择好的初始密钥依次进行10次迭代处理，有效地掩盖原始值，增加帐篷映射的雪崩效应，增强数据存储的安全性；
（3） 迭代结果：得到经初始迭代后的密钥，首先进行帐篷映射处理，将[Z0]看作是初始参数代入式（3）中迭代一次获取[Z0′]，再将[Z0′a]和[y0]的乘积作为Henon映射的初始参数代入式（6）中迭代一次获取[xn]和[yn]，二者的乘积就是最终的迭代结果，用[P]进行描述，表达式为：
（6） 终止判断：通过式（9）得到的密文字节，可验证云计算数据明文字节序列[M]是否均加密完成，若完成则退出，实现云计算数据的安全存储；反之，转入步骤（3），继续进行安全存储操作，直到完成云计算数据明文序列的均匀加密处理，实现对云计算数据的安全存储操作。
2 实验结果分析
为了验证本文提出的基于改进密钥的云计算数据安全存储策略的有效性，需要进行相关的实验分析。首先建立云计算环境，将n台计算机看作是存储节点，所有存储节点的配置均一致，详细操作环境如下：内存为4 GB，硬盘为250 GB，操作系统选择Windows XP，通过Cygwin对云计算环境进行仿真，同时建立Hadoop开源平台。实验将Henon映射方法作为对比进行分析。
本文将存储耗时作为指标对本文改进方法与传统的Henon映射存储方法进行对比实验。在云计算数据大小一定的情况下，分别采用本文方法和Henon映射对云计算数据进行存储，得到的效率比较结果如表1所示。
分析表1可知，采用本文方法对云计算数据进行存储，虽然随着文件的逐渐增加，所需的时间也逐渐增加，但是和Henon映射方法相比，本文方法所需的时间还是较低的，说明采用本文方法相比Henon映射方法存储效率更高。
数据存储安全性是衡量本文方法有效性的关键指标，表2描述了本文方法和Henon映射方法为了达到同一安全水平所需的密钥长度，表2中同一行代表同一安全水平。分析表2可以看出，1 135 b的Henon映射法，其安全水平和203 b的本文方法相当，也就是说203 b的本文方法的安全性已经远远高于203 b的Henon映射方法的安全性了，而且随着密钥长度的逐渐增加，两种方法安全性的差异也越来越大，说明本文方法的安全性较高。
为了更加直观地对两种方法的安全性进行比较，对采用的本文方法和Henon映射方法的安全程度进行比较分析，得到的结果如图2所示。
分析图2可以看出，在相同的条件下，采用本文方法的安全性能为95%，Henon映射方法的安全程度为59%，与和Henon方法相比，采用本文方法对云计算数据进行存储的安全程度高出了36%，进一步验证了本文方法的高安全性。
为了验证采用本文方法和Henon映射法后对原云计算系统产生的影响，将经两种方法处理后的云计算系统服务端性能进行比较，得到的结果如表3所示。
分析表3可以看出，采用改进方法其服务器的占用率为3.81%（平均值），下载速度为13.05 Mb/s（平均值）；传统的Henon映射法服务器的占用率为10.55%（平均值），下载速度为4.25 Mb/s（平均值）；改进方法相比传统的Henon映射法，服务器占用率减少了9.24%（平均值），下载速度增加了6.3 Mb/s（平均值）。在加入本文方法密钥存储服务后，云计算系统的性能明显更高，说明本文方法对云计算系统产生的影响不大，CPU占用率与下载速度均较优，进一步验证了本文方法的有效性。
3 结 论
针对传统方法存在的问题，提出基于改进密钥的云计算数据安全存储策略，给出帐篷映射和猫映射的一般描述，将其由实数域转换成整数域进行整数运算，通过帐篷映射和猫映射获取改进密钥参数并进行初始化处理，得到经初始迭代后的密钥，再进行异或运算，得到密文字节。通过验证云计算数据明文字节是否均加密完成，判断是否结束迭代，实现对云计算数据的安全存储。实验结果表明，所提策略不仅安全存储性能较高，而且所需时间少，不增加云计算系统的负担。
参考文献
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