学文网生命系统的结构层次篇1
1.知识与技能
（1）举例说出生命活动建立在细胞的基础上。
（2）举例说出生命系统的结构层次。
2.过程与方法
（1）尝试将你所获得的文字、***表信息表达出来。
（2）自主学习：运用互联网、***书、杂志等资料，收集和整理生物史学资料。
3.情感态度和价值观
（1）激发对生物学学科的学习兴趣。
（2）认同细胞是基本的生命系统。
（3）体验合作学习的快乐。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）生命活动建立在细胞的基础上。
（2）生命系统的结构层次。
2.教学难点
生命系统的结构层次。
三、教学策略和教学方法设计
启发式教学和讨论法相结合。教师为主导，学生为主体，应用教材提供的***文资料，引导学生去分析、讨论、建构概念并达成三维目标。
四、教学过程设计和分析
1.创设情境，提出问题
教师：展示***片，引导学生分析。
提出问题：是否所有的生命活动都离不开细胞呢？
学生：回顾初中所学病毒的知识，观察***片，并根据已有的社会经验回答。
（设计思想：激发学生的学习兴趣）
2.分析讨论，归纳总结
教师：展示***片，以问题链引导学生分析。
（1）草履虫是单细胞生物还是多细胞生物？还有哪些生物体的结构与草履虫相似？
（2）这些单细胞生物能够完成哪些生命活动呢？
（3）人的生命是从什么细胞开始的？
（4）完成一个简单的缩手反射，至少需要哪些细胞的参与？
（5）我们现在的学习活动，有哪些细胞的参与？
（6）艾滋病病人为什么免***力低下？除艾滋病外，你还能举出特定的细胞受到损害导致疾病的例子吗？
学生：围绕讨论题进行分析讨论，得出结论：一切生命活动离不开细胞。
（设计思想：从具体的事例到普遍的结论，培养学生归纳总结的能力）
3.分析讨论，建构知识
教师：展示“生命系统的结构层次***”，按照学生认识规律，引导学生参与学习活动。
（1）以个体为中心，从宏观、微观两个方向了解生命系统分为哪几个层次？它们从小到大的排列顺序是什么？
（2）通过回顾概念，让学生说出生命系统的各个层次的递进关系。
（3）引导学生列举生命系统各个层次的具体例子。
（4）组织讨论为什么说细胞是生命系统最基本的生命系统？
（5）请以一棵松树或一只草履虫为例，列出生命系统的不同层次。
（6）不同的生物具有不同的具体的生命系统，这说明了什么？
学生根据自己已有知识回答问题；尝试举例说明生命系统各个层次，教师纠正。
归纳出结论：生命系统的结构具有层次性、复杂性和多样性。
（设计思想：理解生命系统的层次性、复杂性和多样性，认同细胞是最基本的生命系统）
4.综合运用，培养能力
教师展示思考讨论题：人工合成了脊髓灰质炎病毒是否意味着人工制造了生命？人工病毒的研究，应该肯定还是否定？为什么？
学生：讨论问题，拓展学生的思维。
（设计思想：培养学生运用知识解决问题的能力）
5.课堂检测巩固提高
课本第6页第1、2题。
（设计思想：发现问题及时纠正）
6.课堂小结作业布置
（1）简要说明种群、群落的概念，并各具出三个例子。（基础知识考查）
（2）用简***表示生命系统层次的多样性。（运用知识能力考查）
五、板书设计
第一节 从生物圈到细胞
一、生命活动和细胞关系
二、生命活动的层次
六、教学反思
生命系统的结构层次篇2
复杂性科学的概念诞生至今已经20多年，这期间有大批学者从不同的领域入手展开了卓有成效的探索。人们希望更全面深入地从客观世界事物的整体与部分以及层次关联在时空演化的全程描述角度来研究支配客观事物运行的基本规律，建立起新世纪科学技术发展的理论基础，以指导新的发展实践。
这其中在生命科学领域的复杂性研究又受到了许多跨学科学者的关注，也有人将其称之为生物复杂性（biocomplexicity）研究，生物复杂性科学主要探索在一些传统学科间交叉的问题。准确地说，是寻求以定量和整合的途径来深入了解各种生命系统之间复杂的相互作用，其中既包括生物的、行为的、化学的和物理的相互作用，也包括生态的、环境的和社会的综合作用等［1］。
1 复杂性科学研究的概念和范畴
复杂性的定义是相对于简单性而言的，简单性一向是现代自然科学、特别是物理学的一条指导原则。许多科学家相信自然界的基本规律是简单的。还原论的基本思想也就是找出复杂现象或事物背后的简单机制。事实上一些复杂的事物或现象，其背后确实存在简单的规律或过程。
关于复杂性的概念并没有一个统一的说法，而是根据研究的对象有不同提法，比如，从熵的角度：复杂性等于热力学测定的一个系熵和无序；信息的角度：复杂性等于一个系统使一个观测者“惊奇的能力”；分形尺寸：一个系统的“模糊状况”，即在越来越小的尺寸上显示的详细程度；有效的复杂性：一个系统显示“规律性”而不是随机性的程度；体系复杂性：由一个体系结构系统的不同层次所显示的多样性；语法的复杂性：描述一个系统所需要的语言的普遍性程度；热力学深度：将一个系统从头组织在一起所要的热力学资源的数量；时间计算上的复杂性：一部计算机描述一个系统或解决一个问题所需要的时间；空间计算上的复杂性：一部计算机描述一个系统或解决一个问题所需要的存储量［2］；等等。
从20世纪30年代系统科学开始兴起，人们逐渐认识到系统大于其组成部分之和，系统具有层次结构和功能结构，系统处于不断地发展变化之中，系统经常与其环境（外界）有物质、能量和信息的交换，系统在远离平衡的状态下也可以稳定（自组织），确定性的系统有其内在的随机性（混沌），而随机性的系统却又有其内在的确定性（突现）。
复杂性科学往往研究的是复杂性系统，复杂系统主要有以下表现：（1）系统各单元之间的联系广泛而紧密，构成一个网络。因此每一单元的变化都会受到其他单元变化的影响，并会引起其他单元的变化。（2）系统具有多层次、多功能的结构，每一层次均成为构筑其上一层次的单元，同时也有助于系统的某一功能的实现。（3）系统在发展过程中能够不断地学习并对其层次结构与功能结构进行重组及完善。（4）系统是开放的，它与环境有密切的联系，能与环境相互作用，并能不断向更好地适应环境的方向发展变化。（5）系统是动态的，它不断处于发展变化之中，而且系统本多对未来的发展变化有一定的预测能力。
一般来说，复杂性研究的基本方法是：（1）定性判断与定量计算相结合。（2）微观分析与宏观综合相结合。（3）还原论与整体论相结合。（4）科学推理与哲学思辨相结合。
复杂科学研究中所用的理论工具：（1）非线性科学——非线性动力系统理论（稳定性和分叉理论、混沌、孤子）和统计力学（分形、标度），及非平衡系统中的复杂和随机现象的研究；（2）计算机模拟——它是十分重要的手段，目前已广泛用于复杂科学的研究中；（3）计算智能；（4）数理逻辑；（5）在不确定条件下的决策技术；（6）综合集成技术；（7）整体优化技术等。
2 生命科学与复杂性研究
生命科学的研究对象都是复杂系统，（具有关联性、多样性、自学习、自组织、开放、动态的特点），生命科学研究的系统正因为其复杂性，对其构成的原因和演化的历程，此前均缺乏了解，也因此吸引了复杂性科学研究者的高度重视。近几十年来，对生物系统所具有的整体性、关联性、网络层次性、统计涨落性、内在和外在的随机性、模糊性、开放性和历史性等这一类复杂系统的典型特征进行了探讨。生物体本身的特点以及生物的进化使得人们的思维方式从单纯的物理学简单系统的研究转变为对生物学的复杂系统的研究［3］。
基因是生命遗传的基本密码，生物体的复杂结构和功能不仅仅是由基因决定的，也是由基因组中大量的非编码信息和非编码基因决定的。因此生物体的复杂结构和功能不仅仅是由基因决定的，也不仅仅是由基因组中大量的非编码信息决定的，而是由这些元素在生物体各个层次上复杂、动态的相互作用决定的。
作为生命系统的指挥和协调中心—神经系统，其中枢功能结构为大脑，近十年来脑功能的科学研究是复杂科学领域中的一个热点。大脑有复杂的结构，它的组织层次按空间尺度有：分子、膜、突触、神经元、核团、回路、网络、层、投射、系统。大脑表现出的某些高级功能是不能在较低的层次上观察到的，其中有些是由各个单元之间的相互作用而涌现出的集体行为。人们的思维规律是不断变化的，但是最低层次的规律是不变的。脑功能的复杂性首先体现在各神经子系统自身的高度非线性、不稳定性和适应性；其次体现在它们之间相互连接的非均匀性及大规模并行等特点。不仅如此，即使在非常简单的神经系统中也存在着令人惊异的复杂性，这反映在它们的功能、演化历史、结构和编码方式。比如，单个神经元放电的时间序列包含复杂多样的时间模式，反映了神经细胞内的复杂的动力学过程［4］。脑电信号是中枢神经系统自发产生的生物电活动，它包含了丰富的神经系统状态和变化的信息，因而在临床和神经电生理研究中得到了广泛的应用。现在人们对EEG建立动力学模型，并研究其中的混沌现象，显示动力学模型方法对于研究大脑正常生理和病理状态具有的意义［5］。
近年来控制领域实现和发展了脑控系统，即基于脑电信号的人机融合控制系统，直接以脑电信号为基础，通过脑机接口来实现控制。“脑控”研究涉及神经科学、计算机科学、控制科学和心理学等多学科交叉。相关研究已经开发出了利用大脑的思维、通过电子接口来控制各种设施的运动状态，并取得预期效果的“脑控技术”，这项技术在医疗等多个方面具有重要的应用价值。
人工生命（Artificial Life）是近10年发展起来的一个新方向，是以进化为主要特征的复杂性研究。人工生命致力于研究生命形式（并不局限于某种特定的载体）的普遍特征。地球上的生命被看成是一种具有特定载体—蛋白质—的特定生命形式，地球上的生命进化也仅仅代表一种特定的进化途径，因此可以用别的物质来构造另类载体的生命形式，赋予它们生命的特征，使其具有进化、遗传、变异等等生命现象，得到生命的普遍行为［2］。
其他如心血管系统中的心率变异性和管腔应变问题；动态病（以异常时间组织结构为特征的疾病，如周期性发热、周期性关节肿胀等）的预防、***和数学建模问题；生态系统的种群繁殖问题；流行病中的疾病传染规律；生化反应的动力学过程；免***系统中信号产生、传递和转导的动力学过程等都体现了生物系统的复杂性，属于复杂性科学研究的范畴。
因为生命体的多样性和复杂性决定了临床医学本身的复杂性；疾病是复杂的，不仅生命体本身病理过程复杂，而且心理、社会、环境等因素都会影响病理过程；许多复杂性疾病，如心血管疾病、癌症、艾滋病等皆是生命体多层次、多层面因素作用的结果。现代医学是在还原论指导下对生命和疾病局部的、分离的认识，仍停留在分析和描述的水平上；所以需要借助复杂性研究方法。在研究方法和观念上有所突破。
祖国传统中医学独特的思维方法和对复杂系统整体状态的把握与复杂性研究有类似的思路。中医学对人体内部的相互作用以及人体与环境的相互作用提出了众多的命题，为现代医学研究准备了丰富的素材，对中医的理论体系的认识还必须运用物理学、生物学、数学、控制论、系统论等学科的最新知识。
复杂性科学对我们来说是一个充满未知的领域，研究方法上既有还原论，也有综合论和系统论，这两种思想正在经历碰撞并开始出现融合的趋势。但是在研究对象上，它研究的问题并不是刚刚出现，而是因为人们认识的深度和它本身的难度，使这一类问题被搁置了起来。目前，对复杂性的研究已经分别在一些学科取得了初步的进展，随着科技的进步、人类对自然和自身认识的深化，生命科学中的复杂性问题必然会被逐步地认识和解决。
【参考文献】
1 米歇尔·沃尔德罗普.复杂—诞生于秩序与混沌边缘的科学.北京:生活读书新知三联书店，1997，276-335.
2 成思危.复杂性科学探索.北京:民主与建设出版社，1999，166-188.
3 Werner BT. Complexity in natural landform patterns. Science，1999，284(5411): 102-104.
生命系统的结构层次篇3
有人说：生命起源于海洋；有人说：生命源于外太空；但我毋宁信曰：生命源于土壤。不是么，我们常常说“大地母亲”，也只有这种如慈母般博大的胸怀才能孕育出我们这个星球上的万千生灵。许慎（东汉）在《说文解字》中阐述道：“土，地之吐生万物者”；而春秋时的管仲则曰：“土壤孕育万物，土为万物之母”。我们的先人以他们的智慧认识到了土壤之于生命的重要意义，让我们以现代科学的更为理性的目光来审视这方孕育生命的神奇热土，它给予我们的不仅仅是对生命本原意义的思考，而更多的是哲学层面所显蕴的包容的智慧。土壤——它就是这样一个包容体，它包容万千生灵以一种和谐的生态关系共存于一体中，而呈现给我们这个星球以精彩纷呈。
在地球生态系统中，土壤圈自成一体，同时也是联系大气圈、岩石圈和水圈的核心一环；对此，俄国著名土壤学家道库恰耶夫认为：土壤是气候、生物、母质、地形和陆地年龄等五种因素相互作用的产物，是一个***的历史自然体。这也是迄今为止各国土壤学家最为公认的土壤学定义。在这个相对***的自然体中，生命以多种形式存在，同时以严格的生态分工各居其位，各司其职，形成一个相互依赖、制约、承转的有机生命系统，维持着一种相对稳定的生态关系并籍此促进我们这个星球上的物质循环和各种生命形式的有序转化。综上所述，土壤生命系统也即生活于土壤中的各种生命体的总和，包含植物的根系、土壤微生物和土壤动物，它们是土壤中最为活跃的组分。土壤、大地的生命还体现在其与人类、自然系统的呼应，也只有保持这种相互间的呼应，真正意义上的生命体才能赖于土壤的包容而呈现给我们一个和谐而充满生机的、精彩纷呈的世界。
土壤生态系统
土壤生态系统是土壤中的生命系统与非生物环境相互作用并通过能量转换和物质循环而构成的一个有机整体。土壤生态系统是陆地生态系统的一个亚系统，其结构组成包括：生产者——高等植物根系、藻类和化能营养细菌；消费者——土壤中的草食动物和肉食动物；分解者——细菌、真菌、放线菌和食腐动物等；参与物质循环的无机物质和有机物质；土壤内部水、气、固体物质等环境因子。健康、良性的土壤生态系统具有稳定的结构，我们可以从垂直结构和水平结构两个维度来了解它的结构特征。
垂直结构。一般由三个层次构成：第一层为生物群体层，它是植物进行光合作用的主要场所；第二层是生物地被层，包括地面的生物群体及植物根系所及的土层，其中土壤动物和土壤微生物丰富，是生物物质的累积、分解、转化，矿质元素的淋溶、淀积以及水分蒸发蒸腾的活跃场所；第三层是土壤底层和岩石风化层，生物有机体少，是土壤矿质养分元素与水分补给的基地。
水平结构。一般有三种格局：均匀分布，生物种群的分布是均匀的，在二维空间上各占有一定的面积；簇生分布，生物种群在空间上间断地成群分布；随机分布，土壤生态系统中多数生物种的分布都呈随机分布。
土壤生态系统的功能是土壤生物与土壤环境相互作用的结果。生态学家从生物地球化学观点出发，认为土壤是地球表层系统中，生物多样性最丰富，生物地球化学的能量交换、物质循环（转化）最活跃的生命层。环境科学家认为土壤是重要的环境因素，是环境污染物的缓冲带和过滤器。农业科学工作者和广大农民认为土壤是植物生长的介质，更关心影响植物生长的土壤条件，土壤肥力供给、培肥及持续性。
土壤生命系统中的的生产、消费与还原
“我在森林深处捕鹿，山的心脏在激烈地跳动，我的手在悄然发抖，我终于杀死了鹿儿，我踩坏了嫩绿的野草，我蹂躏了活泼的蚂蚱。原谅我的鲁莽，我的生命需要我这样。总有一天我也会死亡，我将把我的身体献上，凡哺育过我的，都将从我身上得到报偿，只有这样，生命才会放出光芒！”这首深蕴印第安人生命智慧和自然观的歌谣，教会我们了解自然、尊重我们脚下土壤生命系统中的每一个小精灵。这首朴素的诗歌也告诉了我们土壤生态系统包括了土壤生命系统的生产者、消费者与分解者一起解构生命，最终又万化归一的朴素规律。
生命系统的结构层次篇4
关键词 高中生物 结构与功能 例析
中***分类号 G633.91 文献标志码 B
文件编号： 1003 - 7586（2016）06 - 0003 - 02
生命观念是科学世界观在生命科学中的体现，其中“结构与功能观”是现代生命科学的基本观点，其内涵是一定的结构必然有与之相对应的功能存在，且任何功能都需要一定的结构来完成。无论分子、细胞，还是个体、生态系统，构成生命体的各个层次无不体现出“结构与功能”的统一性。筛选、挖掘和整合这一观点的实例，对学生科学认识生命及其发展规律，建立系统完整的生物学知识体系有很大帮助。
1 元素――以碳元素为例
碳元素是构成细胞的最基本元素，其在干重中含量达到55.99%。碳元素是构成物质种类最多的一种元素，生命的基本单元氨基酸、核苷酸都以碳元素为骨架。可以说，没有碳元素，就没有生命。究其原因，碳元素在元素周期表中属第ⅣA族第一个元素，它的核外电子排布最外层是4个电子，在化学反应中既不容易失去电子，也不容易得到电子，难以形成离子键，易于形成较为稳定的共价键。它能构成多种不同的结构，形成碳链后结构表现出对称性，因此，构成的多聚体结构多种多样。
2 分子――以ATP为例
细胞的生命活动为什么都以ATP作为能量“通货”呢？首先，ATP分子很不稳定，远离腺苷（A）的高能磷酸键容易断开，形成ADP（二磷酸腺苷）和游离Pi（磷酸），同时释放出能量；其次，ATP是一种高能磷酸化合物，其每摩尔ATP水解可释放能量30.5kJ；第三，ATP和ADP可以实现快速相互转化。因此，ATP能够及时而持续的满足细胞对能量的需求，成为良好的能量代谢中介。
3 细胞器――以线粒体为例
线粒体是细胞的“能量工厂”，其特有的结构使其能够供应细胞内95%的能量。线粒体是由双层膜围成的封闭囊状结构。外膜有孔蛋白构成的亲水通道，1KD以下的分子可自由通过，因此，糖酵解生成的丙酮酸（90D）能够自由通过外膜进入线粒体，并被主动运输穿过线粒体内膜到达线粒体基质，与辅酶A生成乙酰辅酶A。乙酰辅酶A一旦生成，就会进入三羧酸循环。内膜是有氧呼吸中ATP合成的主要场所，其向内折叠形成嵴，扩大了化学反应的面积；膜上存在着大型酶复合体（NADH-泛醌还原酶、泛醌-细胞色素C还原酶、细胞色素C氧化酶），能够利用能量将质子逆浓度梯度泵入内外膜间。当质子被泵入膜间后，质子就会有顺浓度梯度扩散的趋势。当质子通过复合体从膜间回到基质的时候，ATP酶复合体可以将ADP和磷酸合成ATP。
4 细胞――以神经元为例
神经元是构成多细胞动物神经系统的基本单位，它是动物体信息传递和处理的结构基础。神经元细胞膜上有三种重要的载体蛋白：Na+通道、K+通道和Na+-K+离子泵。静息状态下，K+通道打开、Na+通道关闭，形成了“内负外正”的静息电位；受到刺激的兴奋部位，Na+通道打开、K+通道关闭，形成了“内正外负”的动作电位；当兴奋部位和未兴奋部位之间有了电位差，就产生了局部电流，局部电流刺激着相近的未兴奋部位发生动作电位，兴奋就沿着神经纤维向前传导。与此同时，K+、Na+通过钠-钾离子泵完成主动运输，使膜内外的K+、Na+浓度重新恢复到静息状态，从而维持了细胞正常的兴奋性。
5 个体――以人体为例
人类作为陆生、站立行走的哺***动物，四肢肌肉约占全身肌肉重量的80%，其中下肢约50%，上肢约30%。下肢肌肉较粗壮，与其支持人体体重的功能相适应，如粗壮的臀大肌、小腿三头肌；上肢肌肉细小，与上肢适宜做灵巧、精细的动作相适应，如前臂肌中除了有伸肌、屈肌，还有回旋肌。
此外，人的心脏为两心房两心室。房室完全分隔的心脏，其肺循环和体循环完全分开。这样，动静脉血不再相混，体循环大动脉中全是含氧多的鲜血，各种组织细胞可得到更多的氧，大大提高了血液中营养物质的利用效率，使代谢水平提高，适应环境的能力大为增强。
6 群落――以园林植物群落为例
群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，群落结构和群落生态效应息息相关。以上海松江区公园中的两块园林绿地为样本，研究结果发现：在群落降温、增湿、增加负离子浓度3个生态效应中，生态效益总体水平较高的群落是D6，较低的是D4。从表1可以看出：D6的群落内植物种数多，乔木层结构较复杂，可以有效阻挡太阳辐射并减少水分的蒸发，起到很好的降温增湿效果，整体生态功能较高。
7 生态系统――以“石油农业”为例
生态系统是生态学领域的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次。农田生态系统是人类赖以生存的食物来源，其物种组成简单，营养结构单一，因此抵抗自然灾害、外来物种入侵和其他干扰的能力低下。人们为了提高农田生态系统的生产效率和产量，“石油农业”孕育而生。然而结果是，相当一部分农药和化肥不能被作物充分利用，而通过各种途径对土壤、水体和食物造成污染。新兴的生态经济要对“石油农业”进行改革，就应遵循生态系统的结构功能相统一的规律，增加农业生态系统的物种种类，优化营养结构，从而实现废弃物的资源化，降低对环境的污染，如“桑基鱼塘”模式。
以上实例仅例析了“结构与功能观”在生命体不同层次的体现，实际上“结构与功能观”在高中生物教材中还有许许多多的体现。在备课及教学过程中，教师应以“结构与功能观”等生命观点为指导，挖掘教材，理清各章节、各模块之间的联系，构建知识网络。只有教师自身对知识、观点的理解上升了，才有利于在课堂上引导学生建构正确的生命观，在构建学生知识体系的基础上提升学生的学科素养。
参考文献：
[1] 朱正威，赵占良.普通高中课程标准实验教科书生物（必修1）[M].北京：人民教育出版社，2015：1-130.
[2] 任衍钢，樊广岳.ATP研究历程[J].生物学通报，2010，45（12）：56-58.
[3] 任衍钢.钠钾泵是怎么发现的[J].生物学通报，2011，46（3）：60-62.
[4] 周美娟，段相林.人体组织学与解剖学[M].北京：高等教育出版社，2004：79-86.
生命系统的结构层次篇5
关键词 列车自动监控， 仿真培训系统， 分布式结构， 数据缓冲
城轨交通列车自动控制(A TC) 系统中的列车自动监控(A TS) 子系统位于管理级，列车进入正线运行要接受该系统的指令信号。它主要完成列车的调度和跟踪，运行时刻表的调整控制和监督，列车进路的控制和表示，系统状况、报警信息的显示和记录， 统计汇编、系统诊断等功能，对提高行车效率起着重要作用。本文利用现代仿真理论，并结合ActiveX 组件等新技术开发的A TS 仿真培训系统，是实际工作环境下培训行车调度员的一种高技术工具，为提高操作人员和技术人员的素质提供了良好的培训手段。
1 系统体系结构
A TS 子系统由控制中心的A TS 设备( 通称CA TS) ， 车站A TS 设备和车载A TS 设备组成。CA TS 由A 、B 两套冗余系统组成，每套又分别包括控制处理机和通信处理机。两套计算机系统通过转换模块与外设相连，通过调制解调器与轨旁A TS 设备相连，通过以太网与4 个工作站相连。下面结合A TS 仿真系统的特点，介绍培训系统的网络拓扑和三层分布式结构。
1. 1 网络拓扑结构
考虑到仿真与培训两方面的需要，培训中心内部局域网采用了星形结构，通信介质为双绞线。以应用服务器为中心，以数据库服务器为基础，通过教师机、学员机终端为用户提供服务。其拓扑结构如***1 。
***1 网络拓扑结构***
1. 2 三层分布式结构
三层客户/ 服务器体系结构是在两层客户/ 服务器体系结构的基础上发展和成熟起来的，它建立在分布式技术的基础上，将业务处理从客户程序中分离出来，形成***的应用程序服务器，从而将应用系统分为界面、业务和数据访问等3 个功能层次。
系统具有以下优点: ① 系统的界面层与业务层相互分离，无论是界面层的改变还是业务层的改变， 都可以做到互不影响，因而有利于系统的维护和功能的扩充，增强了系统的灵活性。② 业务逻辑在应用服务器上实现，而不是在每一台客户机上实现。同时，对数据的访问也可以做到只通过应用服务器进行，从而增强了系统的安全性，并实现了“ 瘦客户端”。③ 学生机、教师机终端需要的数据可以在应用服务器中进行预处理或全部处理，然后再将处理结果传给它们，从而降低了网络通信量。
2 系统功能模块
把系统按功能分解成不同模块，各模块间相互***。这种分布的体系结构及模块间的***性，保证了系统具有良好的可扩展性。当地铁线路增加时，可方便地扩展ATS 基本操作、故障设置等功能。对调度中心实际运行的ATS 系统进行深入了解后，根据用户的需求，将系统分解成7 个模块，如***2 所示。
***2 系统功能模块***
2. 1 终端显示模块
终端显示模块提供人机交互的界面，使得整个仿真培训系统能够灵活地适应不同的需要。ActiveX 控件是一种可重用组件，它支持广泛的ActiveX 功能，并且可以根据特定的需要定制一些特殊功能，允许公开一些属性和方法，供其它应用程序调用。仿真培训系统有股道、道岔、信号机、站台及车次窗等几种ActiveX 控件，通过它们可以方便地生成各集中站站场界面。
2. 2 模拟列车运行模块
这一过程包含两个线程:主线程除了按照模拟驾驶员的命令实时改变列车行驶速度外，每隔一个微小时间段就按照在股道上从前到后的顺序模拟每个列车对象的行驶过程。辅助线程则负责两个进程间的消息传递，即发送和接收数据。由于前方列车所处的位置会影响确定后方列车目标点的过程，所以进程按照在股道上从前到后的顺序来处理每个列车对象。
2. 3 ATP 模块
为保证列车运行安全，系统设置列车自动防护(ATP) 逻辑，防止列车冒进或者列车追尾事故。在ATP 逻辑中，控制列车速度主要有两个因素:一是与先行列车的间隔距离;二是列车运行进路情况，包括前方进路是否存在弯道及道岔状态等。***3 是一条ATP 速度命令控制线。当先行列车在0 T 区段， 1 T 必须空闲，后续列车若在2T ， 它收到的限速命令应为0 ， 即后续列车在闭塞分区2T 的出口端必须停车，并有1 T 闭塞分区作为保护距离;若1 T 、2T 空闲，后续列车在3T ， 那么后续列车接收到的是20 km/ h 的速度命令;同理，当1T 、2 T 、3T 、4 T 、5 T 、6 T 、7 T 都空闲，运行于8 T 的后续列车收到的速度命令为80 km/ h 。可见要使列车运行于最高速度80 km/ h ， 其前方必须空闲7 个闭塞分区。
***3 ATP 速度命令控制线
当然，根据线路情况、车辆性能、轨道电路特性等，应进行闭塞设计，划分合理的闭塞分区，从而产生ATP 速度命令控制线，作为ATP 速度命令选择的逻辑依据。
2. 4 ATS 操作模块
主要完成六大类功能的控制:信号控制命令、列车描述功能命令、列车调整命令、计划控制命令、列车运行模拟命令、列车运行***命令。例如信号控制命令主要实现设置控制模式、设置终端模式、进路控制、控制信号机、呼叫车站、区间限速等功能。
2. 5 故障设置及处理模块
以实际案例为基础，在教师机上模拟故障设置及进行故障处理。设置的故障主要包括信号故障、车辆故障及时刻表故障，学生则根据故障情况进行适当处理。在中央完成的操作由学生机执行，需由现场、车站或司机完成的操作在教师机上完成。
2. 6 教学考评模块
主要实现广播教学和实验考评的功能。广播教学可以将教师机的电脑屏幕画面等多媒体信息实时传送广播给全体、群组或单个学生。实验考评由教师机指定相关题库，学生根据相应现象进行实验操作，每题设定分数，操作成功通过，操作失败不通过。该模块将学员档案记录于系统中，对学员培训过程进行全程跟踪，全面掌握培训效果。
2. 7 数据存储和管理模块
为了构建数字化站场，进行列车模拟运行、进路搜索，将A TS 仿真数据库数据分为静态数据和动态数据。描述信号点逻辑关系和时刻表数据构成系统的静态数据;系统运行后不断变化的列车信息、信号点状态等则构成系统的动态数据。仿真数据库结构各部分关系如***4 。
A TS 仿真培训系统使用SQL Server 作为数据库管理服务器。鉴于其响应速度难以满足实时仿真的要求，因此采用了数据缓冲的方法(见***5) ，将仿真时需要的数据事先加载到仿真终端，写回数据库的数据也在这里缓存。缓冲算法如下: ① 在内存中开辟数据缓冲区(仿真程序开始运行); ② 与数据库建立连接; ③ 查询所需数据，并存放在输入缓冲区; ④ 将结果存放在输出缓冲区，并写回数据库(仿真程序结束); ⑤ 删除缓冲区。
***4 数据库结构***
***5 数据缓冲
3 结语
本文给出了一个A TS 仿真培训系统的设计方案。该系统利用同一局域网内的多台机器，分别模拟列车运行、进行教学培训。利用计算机仿真技术对职工进行培训是一种高效的技术培训方法。
参考文献
1 上海地铁总公司. ATC 系统操作手册. 1996
2 日本铁道电气技术协会. 地铁电气设备丛书. 1994
生命系统的结构层次篇6
论文摘要：巴赫金认为，对一部作品进行美学分析的首要任务是分析它的结构形式(即审美客体结构形式)，这种形式“作为审美对象的人的心灵与肉体价值形式”表现了主体的精神倾向和思想意识。本文从这一角度出发，对组成《白鹿原》审美结构形式的几个方面，如人物体系的设置、中心人物的建构、文本的结构中心及其人物的象征寓意性质等几个角度进行了分析，从而在整体上显现了这部作品的纯审美结构形式，并由此而显现了创作主体蕴含其中的思想倾向、意义和观念。
俄国著名长篇小说研究专家巴赫金认为，对一部作品进行美学分析的任务是由三个层面的内容构成的。美学分析的第一个也是最首要的任务，就是“理解审美客体的纯艺术独特性和审美客体的结构形式。”纯结构形式(即审美客体的结构形式，本文简称审美结构形式)是审美对象化了的人的心灵和肉体价值形式，这即是说一部作品的总体设计和结构必然标志着某种主体精神。那么一部作品的纯结构形式即审美结构形式又将从那些角度来进行分析呢?从大的结构意义的角度来看，对一部作品起到较强组织作用的方面应该是如下几者：第一，主题。作为一部作品的中心观念和主要被表达的思想，主题的组织意义是显然的，正如巴赫金说的：思想命题是长篇小说得以建立其上的基础，这一命题的组织作用十分强大，“小说中绝对不存在一个人物形象是对思想命题持漠不关心的态度的。”第二是人物。人物体系的设计与构造将决定全部作品的基本叙事方面和内容，而人物体系也将架构出一部作品的基本叙事框架；第三是情节的安排与组织方式，这一方式决定意义将被如何表达。总之，一部完成的艺术作品中的主题思想、人物形象和情节结构等都应视作纯结构形式的一部分，通过对它们的分析，可以对由创作主体精心构建而形成的作品内容和形式方面的意义进行美学价值的评估。
《白鹿原》作为20世纪90年代中国最具影响力的作品，20世纪末已被选入“百年百种优秀中国文学***书”之列，但其在文学史上的意义仍需要我们通过对其内涵与结构的具体分析来确定，本文即是根据巴赫金所说的第一个层面即审美结构形式层面对这部作品的审美内涵及其价值做出分析。
一、人物体系的设置所蕴含的主体情致
任何一部作品当我们拿它在手的时候，我们最想弄清楚的就是它要表达什么?这个要表达的什么我们一般称之为主题，即一部作品的思想命题。一部作品的主题决定作品的结构，并形成一部作品“审美结构形式”的核心。但是构成结构核心的思想命题本身不是自行直白地被表达出来的，而是经由方各个方面的设计和构建而曲折地被暗示出来的，其中人物体系的设计是我们接近其思想与结构形态的一个最好的途径。
《白鹿原》主体倾向性是模糊不清甚至是偏向传统的，但作者在人物形象的设计构思上所表现的高明之处在于作者本人的态度并没有完全影响到他同时能够认识到中国文化的局限性，所以在情节和结构上又做了一种更具全局性的安排和构思，使得作品的真正价值超越了其局限性和倾向性，具有了更高一层的意义，而这种更高一层的意义又使得作品本身能够自行限定一切价值的范围，消解和超越作品由于叙述的倾向性太明显所带来的一切矛盾性特征，从而显现出作者本人反映现实的客观精神。所以，作品经由人物形象和情节结构方式等最终形成的审美结构形式是我们理解《白鹿原》主题与立意的关键。
从人物关系看，作者设计了四大人物类型，并以此为线索来结构和展开整个情节。《白鹿原》中人物将近一百，其中着力描写的是十来个，他们可被归纳为四大类：首先是传统文化型人物，这一类人物有朱先生、白嘉轩、冷先生、鹿三、白孝武等；其次为***一类人物，他们是田福贤、鹿子霖、白孝文、鹿兆海等；再次为***一类人物，他们是鹿兆鹏、白灵、郝县长、韩裁缝等；最后是土匪类人物，包括黑娃、芒儿等。这四类人物基本上包括了在中国这一段历史时期中活动的几种主要人物类型。《白鹿原》实际上是将这四条情节线索紧紧地绞在一起，让人物各自的命运互相纠合又***发展，形成了一幅大有深意的关于中国近代历史与道德、文化的相互关系***景，其审美结构形式也正蕴含在这种关系网络中。
从人物的设计来看，组成《白鹿原》意义网络的实际上是两个层次的内容：一个是传统文化和道德价值观念层次的内容，另一个是历史层次的内容。第一个层次所表现的特点为过去性、价值完成性和英雄性，人物多是已经死亡或失去力量的带有悲剧色彩的英雄式人物。属于这一层次的人物有白嘉轩、朱先生、黑娃、白灵，还有那个象征性的形象白鹿(白灵进入这一层次正是因为她化身为白鹿)。他们的命运大多以死亡为结局(白嘉轩虽然没死，但他在最后的现实中基本上失去了意义与价值)，表明他们从不同侧面、不同层次所追求的理想精神均遭到失败或被历史所抛弃，消失于过去的历史中。这个层次相对于第二个层次——历史层次——还表现出虚构性的特点，是作者按照一种理想文化的意***对于曾经存在过的(朱先生为代表)或应该存在的美好理想世界(白灵所代表)的设想。作品的第二个层次，历史层次，是以历史性人物或代表历史的人物为代表的，他们有鹿兆鹏、鹿兆海两兄弟，白灵(作为新民主主义***者层面上的)，黑娃，白孝文，岳维山等。这是一个现实层次(实有的、历史的)，与前面的理想层次(虚构的、想像的)形成对照。这一层面的特点是具有指向未来的未完成性(最后历史仍在继续，并没有结束，白孝文等所代表的新的社会与人民的命运仍有待时间的发展)，价值待塑性(当然本质上它是已经完成的，因为历史毕竟已经发生和存在，但是在本书中由于作者没有涉及它而呈现未完成态)。
《白鹿原》中组成第一个结构层次的人物可分为两个价值层面来理解：一个是以白嘉轩为代表的中国旧的经济基础上的道德价值层面，这种旧道德既有其令人神往的一面，同时，又具有其落后、保守、僵执、缺少生命活力和健全人性的一面。这里以作者对该人物诸多局限性的描写可以见出，尤其是作者对小娥这一形象的设计，她的性格、命运与白嘉轩所代表的传统规范形成了激烈的冲突，最后牺牲在传统观念的势力下，格外醒目地突出了中国传统道德观念与封建迷信思想的无情和对人性的摧残。
第二个价值层面是以白鹿、朱先生、白灵为代表的世界大同和理想人生——自由、平等、博爱、永恒幸福——的思想，他们是超越了白嘉轩的局限性的。白鹿的形象实际上代表的是作者本人现今的道德理想，这个理想是作者按照今天的人文精神所描画出来的，作者只是借用了一个传说的外衣，但其广大的、具有超越性的内容实质却是中国传统文化中所不具备的(当然也不妨把它看作是自古以来就存留于中国人心灵中的对于美好、幸福生活的梦想，虽然这种梦想在传统的中国文化中较少有明确的表述，但是在中国人的心里却未尝不存在)。这一形象所表现的超越的、非中国的色彩从作者的描述中可以明显见出：“庄稼汉们猛然发现白鹿飘过以后麦苗忽地蹿高了，黄不拉几的弱苗子变成黑油油的绿苗子，整个原上和河川里全是一色绿的麦苗。白鹿跑过以后，有人在田坎间发现了僵死的狼，奄奄一息的狐狸，阴沟地里死成一堆的癞蛤蟆，一切毒虫害兽全都悄然毙命了。更使人惊奇的不已的是，有人突然发现瘫痪在炕的老娘正潇洒地捉着擀杖在案上擀面片，半世瞎眼的老汉睁着光亮亮的眼睛端着筛子拣取麦子里混杂的沙粒，秃子老二的瘌痢头上长出的黑乌乌的头发，歪嘴斜眼的丑女儿变得鲜若桃花。”这种描写活脱脱是西方童话在现代中国文学中的翻版。所以，白鹿形象的意义实际上代表人类自古以来对于美好生活的梦想，它化身为朱先生、又化身为白灵，而在白灵那里，白鹿又与西方宗教中的上帝等同起来。作者在第二十三章中是这样写的：“她(白灵)进入教会女子学校第一次听到一个陌生的名字——上帝时，就同时想起了白鹿。上帝其实就是白鹿，奶奶的白鹿。”所以，白鹿显然是一个超越一切文化局限、统摄所有的形象，它是人类一切爱的精神和幸福理想的象征。朱先生代表了中国传统文化中那种超越了具体的道德实践层面的局限性而具有世界大同意识和博爱精神的道德精神，而白灵的形象则代表中国新民主主义***时期所有怀着争取美好、幸福未来的理想投身***的热血青年、仁人志士，他们怀着一颗颗最纯洁的心灵，在中国命运生死未卜的大动荡年月里，毅然投身***，本想能在未来的地球上出现一个自由、富强、民主、幸福的新中国，但是换来的却是一种截然相反的历史局面，这显然与他们的初衷是相违背的——白灵的死正是对此一意义的象征，这一形象的涵括性是极大的。黑娃归附于朱先生，也属于这个层面，他代表所有那些追求美好、具有道德自新力量的人。这个层面的人的特点是所有的人都以死亡为结局，表明理想人格与正义气质在现代中国逐渐失落的过程，他们的遭遇和命运反映了中国走向现代文明的过程中所必然经受的挫折与曲途。
二、中心人物的文化蕴含
虽然作品表现了这样的总体布局和构思，但是由于作品的落脚点主要还是述写20世纪最初50年间中国乡村传统文化的命运，所以，作者的主要笔墨并没有、也无法放在表现那个总体构思上，而是放在了传统文化精神在农村的具体表现上，并形成了歌颂传统文化之嫌。也可以说作者在反映中国历史的时候，出于对中国道德和理想主义精神历史状况的总体考察，构思出了一个更为宏大的东西，但是在具体描写的时候，又只能从特定的历史环境出发，所以，更为宏大的意义便无法通过更为宏大的场景体现出来，而只能通过象征寓意系统给予暗示。传统与现代交汇过程中所产生的剥离之痛，腐朽与优秀并存的现象，历史的曲折，理想精神所遭到的扭曲与失落，一种更为宏大的精神的呼唤与弘扬，这也许就是这部作品所要表达的基本内容。
由于这样一种考虑，所以，在《白鹿原》所呈示的四类人物关系中，作者建构了以传统型人物做为结构中心的写法，将主要场景限定在白鹿村和白鹿县里。两个主人公，一个白嘉轩，一个朱先生，代表了儒家文化在中国特定时代环境下的精神价值和道德实践价值，既表现了其好的、优秀的一面，又表现了其落后的、腐朽的一面。白嘉轩与朱先生这两个人物是作者精心构思来表现传统文化的精神实质特征和具体实践特征的形象，他们的文化意义通过他们的形象特征充分地表现出来，正如作者自己所说的，他在构思人物的时候，充分注意到了他们的“文化心理”，并紧紧抓住这一心理进行人物形象的塑造，因此，得以较为准确合理地刻画了其性格特征。他说：“我过去遵从塑造性格说，我后来很信服心理结构说；我以为解析透一个人物的文化心理结构而且抓住不放，便会较为准确真实地抓住一个人物的生命轨迹；这与性格说不仅不对立也不矛盾，反而比性格说更深刻了一层，这就是我所理解的心理真实。”由此可见，这两个人物与其说是一种个性化的人物，不如说是一种文化型人物，他们的形象更主要用于表明传统文化心理积淀可能达到的程度。
白嘉轩和朱先生这两个形象，是作者为区别凡圣(实际上是文化的具体的现实表现与文化本质精神的超越性)而发明的，这是在人物一开始出场的时候，就埋下的伏笔。白嘉轩第一次去见朱先生时就思索过这个问题，他认为朱先生是圣人，而自己是凡人，圣人与凡人的区别就在于“圣人能看透凡人的隐情隐秘，凡人却看不透圣人的作为；凡人和圣人之间有一层永远无法沟通的天然界隔。圣人不屑于理会凡人争多嫌少的七事八事，凡人也难以遵从圣人的至理名言来过自己的日子，圣人的好多广为流传的口歌化的生活哲理，实际上只有圣人自己可以做得到，凡人是根本无法做到的。……凡人们绝对信服圣人的圣言而又不真心实意实行，这并不是圣人悲剧，而是凡人永远成不了圣人的缘故。”我不知道此一番比较是不是作者对这两个同是儒家文化的代表、但其形象所代表的主题精神层面却截然不同的说明。而在我看来，这实际上是一种落后的经济情况下教育滞后、文明滞后所造成的中国农村社会特有的愚昧和狭隘的生活观念的显现。白嘉轩代表的是这种文化在中国乡村的具体的实践的层面，他执着于泥土，也执着于农民和封建观念的种种约束；而朱先生代表是这种文化的精神与义理方面，他超然于一切物质之上，自以一种更宏伟的精神气质高蹈于中国文化的理想之境。后者对前者起着一种教导、启迪的功能，灌注崇高精神于泥土冥顽之躯之中，但是同时我们又看到，这一美好的力量又是那么脆弱，那么势单力薄，因为在一个经济落后、小国寡民的自私心态严重的社会里，他的境界和思想认识无法得到普遍实行，所以，他除了能对一个自嘉轩有所触动(但仍然是有限的)外，对于其他一切人和事，他都是无能为力的。所以，他禁烟虽然成功，但敌不过人们会为更大利益驱动而否定他的成绩；人格虽然廉洁，也敌不过他人还会一而再、再而三地借救灾放赈之机来发财致富。
在白嘉轩的现实形象与朱先生的精神价值之间存在一种***和巨大的距离，朱先生可以看作中国传统文化具有本质精神的代表——这正是海内外儒学学者心目中所要复兴的文化；而白嘉轩就不行，他的整个行为表现、思想意识、连同其基础，都是有局限的，连作者自己也意识到朱先生与白灵(白灵代表的是充满新精神的“五四”新文化，这是中国唯一克服了自身局限性而开始具有普遍价值的一种文化，是革新中国的希望)都可以化身为白鹿，但白嘉轩不能。但是在写作中，作者却又将写作的重点和中心放在白嘉轩和其所代表的文化层面上的，并对其进行了怀念式的写作，显然这就带来了整个作品主导倾向性的问题。问题在于作品好像是有一种带有批判性象征的结构在那里，但是在作品的具体叙述中，作者又没有太表现自己的这种批判，相反，倒是采取了一种欣赏式的写作(从叙述话语上来看)。他还以某种象征的暧昧的方式把白嘉轩与朱先生两个形象连接起来，让他们形式了一体，共同代表了中国传统文化，以至于许多人都对这两个形象赞扬不已。
三、文化命运的结构中心
生命系统的结构层次篇7
关键词：元数据；异构数据源；XML；信息系统集成
中***分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)03-10618-02
1 引言
在信息化建设中，许多单位都先后***开发了信息管理系统。由于这些系统在开发平台、开发工具，开发时间的不同，它们难免会存在逻辑结构、物理结构的不同，即异构性。在实际工作中，往往又需要各个系统的信息之间进行交换、整合、同步等操作来满足业务需求，但是由于系统的异构性，它们之间不能进行简单的信息交换，给实际工作带来诸多不便。因此信息系统集成已经成为当前信息化建设的迫切需求。
本文针对上述问题，把XML作为数据交换的中间文件，提出了一种基于元数据的系统集成的实现方法。
XML（eXtensible Markup Language）可扩展标识语言是W3C组织的XML工作组在1996的SGML（Standard Generalized Markup Language）工作组的基础上创立的，于1998年2月正式推出了XML1.0版本。XML是SGML的一个严格筛选的子集，它既保留了SGML的绝大部分实用的功能，又大大简化了SGML过于复杂的地方，使XML变得功能强大而又易于使用，特别是它的平台无关性，非常适合应用于异构系统集成中的数据交换。
Metadata元数据，通常称为data about data或是data describes otherData。目前，元数据是网络资源组织发展的热点，它与XML的发展密不可分。基于XML的元数据格式将走向标准化，为各种异构系统的集成提供必要的手段。
集成系统采用基于元数据的集成方式。其过程是：系统集成模块接收到查询请求后，对命令进行解析，对照元数据进行语义检查和XML封装，然后将XML格式的查询发送到Wrapper，由之转化分解为相应的SQL查询命令，通过JDBC接口对数据库操作，将返回的数据源查询结果提交回系统集成模块，最后由系统集成模块综合转化后用于用户界面层显示，这样就把已有的多个数据源集成为一个全局管理、采用统一视***、面向用户的集成系统。异构系统对用户而言完全是透明的。
2 集成系统设计
2.1 系统层次结构
基于元数据的异构数据源集成系统如***1所示。最上层是用户层，面向普通用户提供服务，用户输入查询条件，得到查询结果；中间层是系统层，提取用户层的查询条件，返回相应的查询结果，具有查询命令解析、元数据管理和数据综合等功能；最底层的是数据层，包括各种结构化和半结构化的数据，是实际的数据存储地。
***1 异构数据源集成系统层次结构***
2.2 用户界面
用户界面采用JSP动态网页设计，将用户录入的查询条件提交系统集成模块，并将最终的查询结果显示出来。
2.3 系统集成模块
系统集成模块分为命令解析、命令分派、元数据管理、数据综合，数据转换等功能组成，如***2所示。查询命令通过命令解析器的解析后交给命令分派器，命令分派器从元数据库中查阅相关数据源的信息，将查询命令封装为XML发送给指定数据源的Wrapper进行处理。查询的结果或错误信息经Wrapper传回数据综合器。数据综合器从元数据库中读取业务数据之间的关联规则信息，对查询结果进行综合。经过数据转换器格式转换，生成最终的查询结果，以一定的格式呈现给用户界面显示。
元数据是系统集成能否实现的关键。元数据库中主要存放两类元数据：数据源描述和业务数据关联规则。元数据库将这两类元数据集中存放，从而实现集中统一管理。
3 元数据的设计、元数据库的实现途径
3.1 元数据的设计
3.1.1 数据源描述规则部分元数据设计
该部分元数据包括如下部分：
(1)数据源所在机器的IP或机器名；(2)数据库类型及名称；(3)表名、列名及类型；(4)连接条件与筛选条件说明。
其中的表名、列名是Wrapper从数据库中提取的，插入到XML文件的相应部分。文件片段如下：
在一次关于人员和车辆分配的查询中，首先通过查询元数据库中的关联规则人员与车辆的关系，然后查询元数据库中人员库和车辆库的信息，分派查询命令，最后综合就可以给出人员和车辆的分配方案。
以上是部分元数据的设计方法，在集成系统中，对业务数据关联规则采用管理员界面定制，方便动态维护和管理。
3.2 元数据库的实现途径
集成系统中元数据库采用native XML Database数据库Taminoo。Taminoo除了可以存储和访问XML外，还具备多项功能，包括Open Database Connectivity、符合Unicode要求、HTTP通信及处理非XML数据的能力。Taminoo拥有直接XML检索和特殊检索的能力，其查询语言强大而简短，可进入任意深度。
4 集成系统实现
系统采用J2EE技术实现，分别针对管理员界面层、系统集成模块、接口规范定义。其中几个关键技术实现如下。
4.1 元数据管理
元数据管理模块通过发送查询命令给Wrapper，由Wrapper将数据源的元数据信息提供给元数据库，由元数据库进行统一全局管理，从而使多个数据源构成一个统一视***。通过对业务数据关联规则的定制，为查询的结果进行数据综合提供依据。
4.2 模块间接口规范的定义
各个模块间的数据交换用XML的文件格式。进行数据交换时，查询元数据库中相应的信息，按照规则进行数据封装、转换、传输和接收。增加了灵活性和动态适应性。
4.3 Wrapper
Wrapper包括查询语句转换和结果转换功能。查询语句被转换为相应的SQL语句，通过JDBC驱动接口访问具体的数据源。结果转换部分依据查询时建立的XML Schema创造XML元素节点树等，然后将查询结果插入到XML结果文档中，从而实现相应的转换。
5 结束语
本文提出了一种基于元数据的异构数据源的系统集成设计方案，并给出了系统设计和框架结构，对系统实现的关键技术进行了讨论。本系统将为异构的信息系统的集成提供一种解决方案。在本单位的值班系统的信息化改造中，通过对该方案的实施，使单位内各个***异构的系统有效的集成，提供给用户一个统一的视***，提高了查询效率，达到了预期的目的。
参考文献：
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生命系统的结构层次篇8
《操作系统原理》不仅是计算机科学与技术专业的核心课程，通常也是电子商务、信息管理与信息系统等计算机相关专业的必修课。学好该课程，对于掌握计算机原理和底层编程技术具有重要的意义。然而，该课程普遍存在理论与实践相脱节的问题，与电子商务专业注重务实的需求相悖。无论教材还是教学过程，都过于强调概念和算法的掌握，将操作系统这个复杂的系统软件过于抽象化、模型化，导致学生普遍感觉该课程枯燥无味、所学知识与实际系统相距甚远，进而导致学生对该课程不感兴趣。参考国外先进教学经验不难发现，该课程的重点在于实践。许多国外著名大学在开设该课程时都要求学生编写或修改系统内核，不只是停留在对原型系统的理解层面上。因此，本教学改革将内核分析引入实验教学，期望学生在掌握原理的同时还可以融入内核的开发维护工作。另外，为了提高学生的学习兴趣，还将构造一个新颖的、具有较强吸引力的实验平台。
二、四个层次的实验教学方案
本教学方案遵照循序渐进的原则将实验教学分成四个层次，由低到高分别为：实验平台层、算法仿真层、内核调试层和内核构建层。实验系统为Ubuntu11.10，集成开发环境为QtCreator，虚拟机为Qemu，内核版本为3.0.3，内核代码调试器为Eclipse。
1.实验平台层
Ubuntu是当前最主流的一种Linux发行版，具有近似于Windows的友好界面及丰富的软硬件支持。由于现行教材绝大多数以Unix/Linux为蓝本，将Ubuntu作为实验系统有利于理论联系实际。QtCreator是基于Qt开发包（开源）的C++集成开发环境，具有运行速度高、占用资源少等优点，借助其可简便地设计出带GUI界面的程序。为了帮助学生掌握QtCreator，以MySQL作为后台数据库开发了一个数据库示例程序，实现了Ubuntu平台下简单的物流管理。将Ubuntu和QtCreator结合作为实验平台，提升了用户体验和编程效率，不仅使得原本枯燥的算法模拟变得生动清晰，还促进了该课程与《数据结构》、《面向对象程序设计》、《数据库原理》等课程的融会贯通。
2.算法仿真层
该层是传统实验教学的重点，以模仿各种重要算法的实现为目标。以LRU页面置换算法为例，假设有n次页面访问、分配给进程的页面数固定为m，那么首先在窗体上设计出具有m个单元的堆栈，每个单元存放一个最近访问过的页面号。若被访页面号在堆栈中存在，便将其抽出堆栈再压回栈顶；反之，淘汰栈底再将新页面号压至栈顶。整个过程在GUI界面上展示，学生可以非常直观地掌握该算法。
3.内核调试层
利用EclipseCDT（C++开发包）和Qemu虚拟机可轻松地实现对内核代码的远程调试，有助于学生深入了解内核代码结构。首先对内核代码执行Make命令生成内核配置（config）文件；然后在Eclipse中建立基于内核源代码的工程，并运用Make命令生成内核镜像bzImage；接着在Qemu虚拟机中按照调试模式运行该内核镜像，即：启动虚拟机时要“冻住”虚拟机，等待调试器发出继续运行的命令；最后回到上述Eclipse工程，任意设置断点并按Debug模式跟踪代码执行流程。4.内核构建层内核构建指的是通过修改内核代码实现对内核的维护和开发。与内核调试层相似，首先在Eclipse中建立一个基于内核源代码的工程；然后修改内核代码并运用Make命令生成新内核；最后将新内核拷贝到/boot目录下,修改/etc/lilo.conf中关于内核镜像的设置以启用新内核。
生命系统的结构层次篇9
关键词：电子健康档案；医疗信息化；标准化；体系框架
中***分类号：TP311.52
电子健康档案（electronic health records，EHR）是人们在健康相关活动中直接形成的具有保存备查价值的电子化历史记录，是存储于计算机系统中，面向个人提供服务，具有安全保密性能的终身个人健康档案。
电子健康档案（EHR）的标准化体系是应用于电子健康档案（EHR）的系统体系，在一定范围内的电子健康档案的标准、办法、规定进行组织，规定了电子健康档案的质量方针、目标、职责和程序，并通过建立相关体系进行EHR的过程管理、质量策划、质量控制、质量保证和质量改进，按其内在联系形成的科学的有机整体，对于避免管理混乱、低水平运行、以及信息的不规则管理等具有重要意义。[1]
1 EHR的系统架构
电子健康档案（EHR）的系统架构是以人的健康为中心，以生命阶段，健康和疾病问题，服务和措施作为三个维度构建的一个逻辑架构，用于全面，有效，多视角，多层次描述EHR的结构组成，及其内在联系，通过一定的时序，层次和逻辑，使EHR的信息组织系统化，条理化和结构化，满足医疗信息化的需要和要求。[2]
1.1 第一维。生命阶段。可按照不同生理年龄，将人的生命过程分为若干个生命阶段，如婴儿期，幼儿期，学龄前期，学龄期，青春期，青年期，中年期，老年期8个生命阶段。也可根据实际工作需要，将服务人群分为儿童，青少年，育龄妇女，中年和老年等。
1.2 第二维。健康和疾病。是客观反映公民卫生服务需要，进行健康管理的重要环节。
1.3 第三维。服务和措施。医疗卫生机构开展的一系列，预防医疗保健康复教育等活动，反应了健康需求的满足程度和卫生服务利用情况。
1.4 信息数据集。三维坐标轴对应位置的连线组成的空间域，所形成的信息数据集反映了对应生命阶段，某种健康和疾病，及采取的服务和措施。
2 EHR的另一种三维结构
2.1 可以以健康领域为对象，数字技术为内容和标准层次为级别建立三维结构模型。
2.2 划分原则。考虑4种关系。
（1）共性与个性。三个逻辑维中，上一层次反映下一层次的共性，反之下一层次反映上一层次的个性；尽量抽象出共性，组成上层逻辑层次包容更多涵盖具体内容的个性问题。
（2）制约与贯彻。在一个标准体系中，上层标准制约下层，下层在上层的指导下进行补充。
（3）互相补充。由于在一个标准体系中，层次标准的通用性，兼容性和倾向性，层次之间据互相补充关系。
（4）互相协调。标准的建立在于应用于卫生服务中，上层标准必须最大限度协调一致。
3 电子健康档案（EHR）标准体系框架
为适应EHR的不断发展和实际应用的需要，该框架侧重于以下特点进行发展探析：
（1）标准的制定由初期的应用完全推动，不够协调的单个标准，向具有一定理论基础的结构化标准体系发展，以适应医疗信息化的需要。
（2）EHR的标准化是医疗卫生信息化发展过程中的一个需要有重大突破的问题，对于局部标准化和全局标准化，采取整体处理方式，强调可操作性和互操作性。
（3）提出和隐含电子健康档案（EHR）标准体系随着医疗信息化的实际应用需要和要求进行动态调节的策略和机制，随之具有更广泛的应用领域和更强的适应性。
（4）借鉴了相关的机制，以整体和个体、一般到特殊的模式，成为一种适应性强（接口能力），应用面广，技术涵盖丰富（兼容性）的标准化体系框架，并能进行仿真或/和理论分析对所设计系统进行比较和评价。
（5）应用于教育和科研，促进教学水平和科研水平的提高。
4 数据标准
电子健康档案（EHR）的建立是一个长期过程，使用的电子健康档案数据标准是建立健康档案的关键，主要有3类。
（1）电子健康档案相关卫生服务基本数据集标准。基本数据集是指构成某个卫生事件（或活动）必需的数据源集合，与EHR相关的每一个服务和措施对应一个基本数据集。
（2）电子健康档案公用数据元标准。EHR相关的基本数据集中包含数据元，其中两个或两个以上数据集中都包含的数据元，称为公用数据元。EHR公用数据元标准规定了EHR所必须收集记录的公用数据元标准，以对EHR的信息内涵和外延进行规范和统一为目的，指导相关数据库的规划设计。
（3）电子健康档案数据元分类代码标准。由于EHR的数据元之间存在的一定层次结构关系，对之从信息学角度进行科学分类和管理，使之能够进行准确定位和存储，方便相关信息的理解和共享。
5 结束语
本文通过对电子健康档案（EHR）的标准化体系的分析和研究，体现了电子健康档案（EHR）标准化体系的作用和意义，对实现以人为本，内容完整，重点突出，动态高效，标准统一及分类指导的电子健康档案（EHR）具有重要意义，是一份关于电子健康档案（EHR）的重要研究。
参考文献：
[1]百度百科[OL/E].http：///view/3084647.htm
[2]董建成.医学信息学概论（第1版）[M].北京：人民卫生出版社，2010.
生命系统的结构层次篇10
文件编号： 1003 - 7586（2016）06 - 0003 - 02
生命观念是科学世界观在生命科学中的体现，其中“结构与功能观”是现代生命科学的基本观点，其内涵是一定的结构必然有与之相对应的功能存在，且任何功能都需要一定的结构来完成。无论分子、细胞，还是个体、生态系统，构成生命体的各个层次无不体现出“结构与功能”的统一性。筛选、挖掘和整合这一观点的实例，对学生科学认识生命及其发展规律，建立系统完整的生物学知识体系有很大帮助。
1 元素――以碳元素为例
碳元素是构成细胞的最基本元素，其在干重中含量达到55.99%。碳元素是构成物质种类最多的一种元素，生命的基本单元氨基酸、核苷酸都以碳元素为骨架。可以说，没有碳元素，就没有生命。究其原因，碳元素在元素周期表中属第ⅣA族第一个元素，它的核外电子排布最外层是4个电子，在化学反应中既不容易失去电子，也不容易得到电子，难以形成离子键，易于形成较为稳定的共价键。它能构成多种不同的结构，形成碳链后结构表现出对称性，因此，构成的多聚体结构多种多样。
2 分子――以ATP为例
细胞的生命活动为什么都以ATP作为能量“通货”呢？首先，ATP分子很不稳定，远离腺苷（A）的高能磷酸键容易断开，形成ADP（二磷酸腺苷）和游离Pi（磷酸），同时释放出能量；其次，ATP是一种高能磷酸化合物，其每摩尔ATP水解可释放能量30.5kJ；第三，ATP和ADP可以实现快速相互转化。因此，ATP能够及时而持续的满足细胞对能量的需求，成为良好的能量代谢中介。
3 细胞器――以线粒体为例
线粒体是细胞的“能量工厂”，其特有的结构使其能够供应细胞内95%的能量。线粒体是由双层膜围成的封闭囊状结构。外膜有孔蛋白构成的亲水通道，1KD以下的分子可自由通过，因此，糖酵解生成的丙酮酸（90D）能够自由通过外膜进入线粒体，并被主动运输穿过线粒体内膜到达线粒体基质，与辅酶A生成乙酰辅酶A。乙酰辅酶A一旦生成，就会进入三羧酸循环。内膜是有氧呼吸中ATP合成的主要场所，其向内折叠形成嵴，扩大了化学反应的面积；膜上存在着大型酶复合体（NADH-泛醌还原酶、泛醌-细胞色素C还原酶、细胞色素C氧化酶），能够利用能量将质子逆浓度梯度泵入内外膜间。当质子被泵入膜间后，质子就会有顺浓度梯度扩散的趋势。当质子通过复合体从膜间回到基质的时候，ATP酶复合体可以将ADP和磷酸合成ATP。
4 细胞――以神经元为例
神经元是构成多细胞动物神经系统的基本单位，它是动物体信息传递和处理的结构基础。神经元细胞膜上有三种重要的载体蛋白：Na+通道、K+通道和Na+-K+离子泵。静息状态下，K+通道打开、Na+通道关闭，形成了“内负外正”的静息电位；受到刺激的兴奋部位，Na+通道打开、K+通道关闭，形成了“内正外负”的动作电位；当兴奋部位和未兴奋部位之间有了电位差，就产生了局部电流，局部电流刺激着相近的未兴奋部位发生动作电位，兴奋就沿着神经纤维向前传导。与此同时，K+、Na+通过钠-钾离子泵完成主动运输，使膜内外的K+、Na+浓度重新恢复到静息状态，从而维持了细胞正常的兴奋性。
5 个体――以人体为例
人类作为陆生、站立行走的哺***动物，四肢肌肉约占全身肌肉重量的80%，其中下肢约50%，上肢约30%。下肢肌肉较粗壮，与其支持人体体重的功能相适应，如粗壮的臀大肌、小腿三头肌；上肢肌肉细小，与上肢适宜做灵巧、精细的动作相适应，如前臂肌中除了有伸肌、屈肌，还有回旋肌。
此外，人的心脏为两心房两心室。房室完全分隔的心脏，其肺循环和体循环完全分开。这样，动静脉血不再相混，体循环大动脉中全是含氧多的鲜血，各种组织细胞可得到更多的氧，大大提高了血液中营养物质的利用效率，使代谢水平提高，适应环境的能力大为增强。
6 群落――以园林植物群落为例
群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，群落结构和群落生态效应息息相关。以上海松江区公园中的两块园林绿地为样本，研究结果发现：在群落降温、增湿、增加负离子浓度3个生态效应中，生态效益总体水平较高的群落是D6，较低的是D4。从表1可以看出：D6的群落内植物种数多，乔木层结构较复杂，可以有效阻挡太阳辐射并减少水分的蒸发，起到很好的降温增湿效果，整体生态功能较高。
7 生态系统――以“石油农业”为例
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