脊椎动物的进化过程探析论文（共五篇）

第一篇：脊椎动物的进化过程探析论文

摘 要：脊椎动物的进化是一个漫长的过程。从最早的甲胄鱼逐渐进化到两栖类，从此生 物开始由水生向陆生进化；从两栖类进化发展到爬行类，又从爬行类中分化出鸟 类和哺乳类，最后直到人类从哺乳类中演化出来。显然正是这样一个由简单到复 杂、从低级到高级进化过程造就了动物界中最高等生物群体。

关键词： 脊椎动物 进化

动物的进化从最初的单细胞生物（原生动物）逐渐进化到多细胞生物进而不 断的进化出具有体腔、神经系统、完整的循环系统的越来越高等动物。其中在动物界分门中脊索动物为最高等的一门，而在脊索动物中脊椎动物又是最高等的一门，那么这类高等的动物究竟是怎样进化的呢脊椎动物简介

脊椎动物是动物界最高等的类群，它们组成了动物界脊索动物中的一个亚门-脊椎动物亚门。脊椎动物体内有一条由一串脊椎骨连结而成的脊柱，起到支撑身体的作用； 脊柱前方有发达的头骨，它与脊椎一起来，连同从脊椎骨两侧伸出的肋骨构成了 脊椎动物的中轴骨骼。大多数的脊椎动物还有一套附肢骨骼，起到导航、平衡或 推动身体前进的作用。脊椎动物的中枢神经系统 脊髓，位于脊柱的上方、身体背侧；心脏和消 化系统位于脊柱的下方和腹侧。脊椎动物中鱼类用腮呼吸（包括两栖类幼体）, 四足类用肺呼吸。除最原始的类型（圆口纲）外，脊椎动物都有上下颌。感觉器 官包括眼、鼻、耳。

2、水生脊椎动物简介

① 脊椎动物伊始 甲胄鱼

最早的脊椎动物属于无颌纲，统称为甲胄鱼类。它们没有上下颌骨，作为取 食器官的口不能有效的张合，因此它们获取广泛食物资源的能力就很受限制；它 们没有真正的偶鳍，也没有骨质的中轴骨骼。甲胄鱼类到泥盆纪时发展成为适应 于各种生态环境和具有各种生活习性的一大类群，取得了暂时的成功。然而随着 有颌脊椎动物的逐渐兴起，甲胄鱼类最终在竞争中失败，退出历史舞台。

② 脊椎动物进化的革命 颌

脊椎动物登上历史舞台之后的第一次革命就是颌的出现。甲胄鱼类有大量的 腮，而后前边两对腮弓逐渐消失，在第三对腮弓上长出了牙齿，并在“弓”行尖 端处以关节结构铰和在一起。这样，能够张合自如，有效地咬住事物的上下颌形 成，从而扩大了脊椎动物的取食范围，使脊椎动物更适应生态环境。

③ 高等鱼类

高等鱼类是以上下颌摄取食物的变温水生动物。典型的高等鱼类有一个大而 有力的尾鳍，尾鳍来回摆动在水中引起反作用力从而推动身体前进。其背鳍臀鳍 均为平衡器。偶鳍包括位于前方的一对胸鳍和位置或前或后的腹鳍。偶鳍非常灵 活，起到水平翼或升降舵的作用，有助于鱼在水中的游动。高等鱼类分为软骨鱼 系和硬骨鱼系。软骨鱼类骨骼为软骨，无鳔，体内受精，代表性动物为鲨鱼。硬 骨鱼类具有高度进步的骨化了的骨骼。头骨在外层由大量骨片衔接拼成一复杂图 式，覆盖着头的顶部和侧面，并向后覆盖在腮部。大多数硬骨鱼由舌颌骨将颌骨 与颅骨以舌接型的连接方式相关连。体外覆盖鳞片完全骨化。原始硬骨鱼类的鳞 厚重，随着其不断进化鳞片厚度逐渐变薄，最后进步的硬骨鱼仅有一薄层骨质鳞 片。大多数硬骨鱼的肺转化为有助于控制浮力的鳔。高等鱼类已经与今天我们所 讲的鱼类大致相同。水生向陆生的过渡--两栖类简介

纪末期，硬骨鱼类中的肉鳍亚纲中某些鱼类爬上了陆地，成为最早的两栖动物。呼吸问题是早期的两栖类必须克服的重大问题。大多数有肺的鱼类，用 腮呼吸是主要的呼吸方式。而最早的两栖类用肺呼吸或皮肤呼吸，只在青年或幼 体阶段用腮呼吸。干燥问题是两栖类所碰到的另一个问题。两栖类表皮角质化程 度不深，表皮细胞多为活细胞，这就极大的限制了两栖类的活动。在繁殖方面，它们从来没有解决离开水体去繁殖后代的问题。为了适应陆地生活它们就必须解 决这些问题从而进化出更高等的类型。真正陆生生活的开始

① 爬行类

爬行类是由两栖类进化而来的，爬行类在个体发育的过程里直接由羊膜卵发 育，而不像两栖类那样中间要经过变态发育脊椎动物的进化向前跃了一大步，这 就是羊膜卵的出现。这是脊椎动物史上一次重大的革新，其意义可与颌的出现以 及脊椎动物从水生向陆上生活的转变相媲美，羊膜卵的出现为脊椎动物的发展开 创了新纪元。以羊膜卵进行繁殖的动物，卵在母体内受精，然后产在陆地上或其 他适宜的场所，或是在母体输卵管内停留到幼体孵化时为止。爬行类的骨骼发育更为完善，肢体和足骨都比两栖类更为进步，使其在陆上 的活动更为灵活。许多爬行类都有角质的表皮，可以减少水分的蒸发，这就使的 其生活的范围大为扩展，更加的适应陆地生活。

② 陆地生活的扩展--鸟类

鸟类通常被称为“美化了的爬行类”.鸟类具有高机能的组织、固定的体温 和很高的新陈代谢率。最早的鸟类出现在侏罗纪。第一次发现为德国巴伐利亚省 发现的两幅很好的骨骼和一些不完整的标本，这就是始祖鸟。始祖鸟是爬行类和 鸟类的中间类型。骨质的尾巴为典型的爬行类样式，从骨骼方面说，它基本上属 于爬行类。但它也有一些非常倾向于鸟类的特征，如后肢强壮，而且和鸟类相像； 更重要的是它具有典型的鸟类羽毛，主要因为这一点，始祖鸟才被确定为一种鸟 类 鸟纲中最早和最原始的成员。扩大的脑腔表示它已经具有相当复杂的中枢 神经系统，这一点对于飞行动物异常重要。从现代世界上生活的大量鸟类来看，它们无疑是进化十分成功的一类脊椎动物！

③ 哺乳动物

哺乳动物的特征多种多样，而且更为先进。哺乳动物是灵活的四足动物，体 温比较恒定，基本的代谢作用高，由于这个原因，它们通常被称为“温血”动物。有一种特有的起保护和绝缘作用的毛发覆盖。幼体通常为胎生。哺乳动物有一对 枕髁，使头骨和第一颈椎形成关节；有次生性的骨质硬腭，使鼻道和口腔隔离； 等一系列的骨骼结构的进化。尤其重要的是：所有的哺乳动物，除了非常原始的 以外，都有比较大的头颅，它反映了这些动物脑子的增大和智力提高。显然发达 的智力以及更为发达的繁殖方式使得哺乳动物能够在大自然的竞争中脱颖而出 成为大地上的强者。

④ 灵长类动物

之所以把灵长类放到最后来讨论是因为灵长类特别是高级灵长类在智力发 育上胜过其他的动物，由此而产生的种种适应性变化，使得灵长类成为进化非常 成功的类群；人类的产生和发展更是把这一过程推到了迄今为止的最高峰。灵长类具有高度敏感的视觉、嗅觉神经系统；脑颅很大，在比较进步的类型 中，脑颅组成了头骨的大部分，这就使得其大脑发育更加发达智力也更高。灵长 类的四肢关节可以使骨头有较大的旋转能力。手脚通常有趾甲而不是爪，保留五趾.在大多数的灵长类动物中，大拇指和第一趾与其他趾分开，有助于执握和操纵物体。脑、眼、手的发展使得其取食更加有效，从而更 有利于其存活。绝大多数的灵长类依靠同手同脚一起进行移动，有些灵长类大部分 依靠臂和手移动，极灵活地在树林中吊荡；有些高等灵长类是部分用两脚行走，而人类则完全如此。许多灵长类的尾巴很长，作平衡器官用，而猿和人的外部尾 巴则消失了。从甲胄鱼到不断进化发展为灵长类再到人类，从水生到陆生，脊椎动物的进 化经过了漫长而又曲折的过程，然而就目前的现状来看脊椎动物无疑是成功进化的典范。

小结：这里只是简单的研究了脊椎动物的进化，要指出的是在脊椎动物从水生向陆生进化的过程并不是一蹴而就的，而是出现了反复的现象的，这里就不在做详细的叙述了。脊椎动物的进化到此为止了吗 不，发展没有停止，变化依然继 续，地球上的生命也还将继续演化下去，脊椎动物进化这部历史还将继续书写下去……

参考文献李维德 《有趣的脊椎动物进化史》 北京燕山出版社 2006 年版

第二篇：进化生物学论文：鱼的进化

鱼的进化

摘要：从整个动物演化的情况来看，脊椎动物是从无脊椎动物演化来的，有颌类是从无颌类进化而来。在泥盆纪时代，鱼类就出现了四大类：棘鱼类（Acanthodii）、盾皮鱼类（Placodermi）、软骨鱼类（Chondrichthyes）及硬骨鱼类（Osteichthyes）。关键字：动物进化

泥盆纪

鱼

1棘鱼类

在地质年代上是出现最早的鱼类，化石出现在志留纪，最初发掘出来的棘鱼化石仅仅是一些棘和鳞片，到泥盆纪时，已达最高峰，化石也较完整。棘鱼是原始有颌类的一种，上颌（腭方骨）与下颌相咬合，体长仅是几厘米的小鱼，如梯棘鱼（Climatius）体呈纺锤形，歪尾，偶鳍除胸、腹络之外，在胸、腹鳍之间，腹部两侧尚有五对较小的鳍，奇鳍和偶鳍基部较宽，各鳍前均有一小棘，棘鱼的名称由此而来。体表覆盖一层细密的菱形鳞片，头上排有规则的小骨板保护头部，鳃孔不外露，头侧各有5个鳃小盖，其上覆盖着一块大的骨质鳃盖物。

棘鱼曾一度被划为盾皮鱼类的一种，是由于它的细密的鳞片和头上的小骨板，现在对这点还有不同的看法。也曾经把棘鱼类划为软骨鱼类，是因为它有歪尾。现在更多的人认为棘鱼接近硬骨鱼类的祖先——古鳕鱼类，是因为它的鳞片、部分骨化的骨骼及鳃盖等这些特征。2盾皮鱼类

体外被有盾甲，盾皮鱼类由此而得名。有颌（有典型的下颌和与头骨愈合在一起的上颌），有成对鼻孔，偶鳍和歪型尾，骨骼为软骨。它是在志留纪与泥盆纪时期，沿着和早期的鲨类与硬骨鱼类不同的进化路线发展起来的有颌脊椎动物。随着泥盆纪的结束而退出历史舞台，只少数延续到石炭纪。

盾皮鱼类是比较复杂的类群，它是由许多种类共同组成，下面简述几类： 2.1节颈鱼类（Arthrodira）

通常称为泥盆纪的装甲鱼或颈部有关节的鱼类。头与体躯前部有骨甲，两只大眼在头甲的两侧，一对鼻孔位于头的前端，有一背鳍，歪尾，脊椎骨仅有椎弓和脉弓。代表种类为节颈鱼（Coccosteus）。2.2扁平鱼类（Petalichthyida）

代表种类为大瓣鱼（Macropetalichthys）。有一个强壮骨质头盾，类似于节颈鱼类的头盾，脑也与节颈鱼类相似，头盾之后是胸盾和一对胸棘，体被大鳞片组成外部甲胃。大瓣鱼与节颈鱼类有亲缘关系，在早期各自沿着不同的途径向前发展。2.3褶齿鱼类（Ptyctodontida）

是小型的眉皮鱼类，头甲退化，胸甲也退化，除胸棘外，尚有一个大的背棘，头骨显得短而高，上下颌短，有发达齿板，适于食软体动物，脑颅的构造和银鲛有颇多相似之处，有人则认为是银鲛的祖先。2.4硬鲛类（Rhenanida）

是一类体型平扁，头部宽阔，体表具有小结节，似现代鲨的楯鳞，口端位有尖利的牙齿，眼与鼻孔都位于头部的背面，胸鳍大，和近代鳐和相似，但颌的构造仍是原始的，内部结构比软骨鱼原始，只是两种不同的动物沿着相似的路线发展进化的结果。

促使棘鱼类和盾皮鱼类绝灭的因素是多方面的，但促使这些类群衰落的主要原因，则是早期的硬骨鱼类与鲨类的兴起和发展，它们有更好的适于游泳的结构，超过了同时代的棘鱼类和盾皮鱼类，在同一水域环境生存的棘鱼类和盾皮鱼类，在生存竞争中被淘汰了。3软骨鱼类

软骨鱼类和硬骨鱼类从有化石记录开始以来，就已明显的表明，它们是两个系统，从两股道上发展来的。盾皮鱼类是软骨鱼类的近亲，棘鱼类则是硬骨鱼类的近亲。

由于软骨不利于保存化石，除少数情况外，保留下来的大多是一些牙齿和鳍刺。软骨鱼早就分为两个支系：一支为鲨鳐类；另一支则为全头类。3.1裂口鲨（Cladoseiache）

代表最早阶段的软骨鱼类，化石最早发现于上泥盆纪。体长约1m，呈纺锤形，体被楯鳞，2背鳍，第一背鳍有一棘，至尾，偶鳍基部宽，末端尖，胸鳍大，腹鳍小，没有发现鳍脚构造，颌弧的悬挂方式为双接型（除上颌直接联在脑颅外，尚通过舌颌骨与脑颅相接）。3.2弓鲛类（Hybodonti）

中的弓鲛（Hybodus）是作为鲨类进化中的中间类型的代表。化石在泥盆纪末期出现，到古生代后期和中生代才兴旺起来。颌弧和脑颅联接方式为双接型，偶鳍基部变窄（运动显得更加灵活）和出现了鳍脚。在分类上已归人鲨目。3.3现代鲨

类如：扁鲨、六鳃鲨科等的化石，在侏罗纪就开始出现，和现代鲨类变异不大。现代鲨类颌弧与脑颅联接方式由原始的两接型改变为舌接型（上、下颌通过舌颌骨与脑颅相联）。大多数为海产，极少数到淡水中生活。沿着两个方向发展：一支为纺锤形体型、迅速游泳的种类，即鲨类；另一支为扁平体型、底栖、少活动的种类，即鳐类。

3.4全头类（Holocephali）

则是从下石炭纪开始出现，可能是从原始的，祖先型的鲨类中发展出来的辐射分支，属于食软体动物类型，其亲缘关系尚不能确定。4硬骨鱼类

一般认为从棘鱼发展而来。从最早的化石记录开始就分成两支：一支为辐鳍类，发展为现代硬骨鱼类的主体；另一支是肉鳍类，由其中的总鳍鱼类演化出陆生脊椎动物。

4.1辐鳍类（Actinopterygii）

化石由泥盆纪开始，发展至今天，大致经历了3个阶段：早期阶段为软骨硬鳞类（Chondroste）以古鳕鱼类（Palaeonisci）为代表，泥盆纪开始出现，石炭纪是它的全盛时期，到三迭纪渐渐被全骨类代替，到白垩纪绝迹。体呈纺锤形，被菱形硬鳞，骨骼大部分为软骨，脊索发达，上颌固定在颊部，歪尾，上叶覆有鳞片。

4.2全骨类（Holostei）

比软骨硬鳞鱼有明显的进步。椎骨骨化，上颌不再固定在颊部，歪尾，鳞片变薄。化石在三叠纪开始出现，全盛时期是中生代，到中生代后期渐被真骨鱼类取代。现代生存的只北美的雀鳝和弓鳍鱼。4.3真骨类（Teleostei）

是辐鳍类发展的第三阶段，它是沿着全骨鱼类所取得的那些进步性，继续向前发展，所以它能繁荣昌盛，至今不衰的分布在全球各个水域，占领各种生态环境。化石在侏罗纪开始出现，在白垩纪和第三纪时期，广泛的辐射发展，成为各种生态类型，使它们更好地适应各种不同的生态环境。

4.4肉鳍类（Sarcopterygii）

或称内鼻类。包括肺鱼和总鳍鱼。肉鳍类的化石从泥盆纪早期已出现，在以后的地质年代从未得到大的发展，中生代末期已接近绝灭，至今残存的肺鱼有三属，而鳍鱼则仅有矛尾鱼留存在到现在。古总鳍鱼的一支演化出陆生脊椎动物的祖先。

4.5硬骨鱼类

是最进步的鱼类，也是现今世界上水域中的“主人”。一般认为，硬骨鱼类是从棘鱼进化来的。棘鱼是早期有颌鱼类，早志留世（距今4亿年前）便已出现，一直延续到二叠纪（距今2亿5千万年前）。这是一种小型鱼类，曾被认为与盾皮鱼类有关，与软骨鱼类有关，近年来通过对新材料的研究，才确定它与硬骨鱼类有关。

拉蒂迈鱼是空棘鱼类的唯一的现生代表，而扇鳍鱼类则全为化石种类。后者曾被认为是陆生四足动物的祖先，但近年被我国学者所否定。肺鱼类从泥盆纪（3亿6千万年前）开始出现，直到现在还有澳洲肺鱼、非洲肺鱼和南美肺鱼为代表。顾名思义，肺鱼是可用肺呼吸的，这可是陆生脊椎动物的基本要求，再加上其它一些特征，肺鱼曾被认为可能是陆生四足动物的祖先。后来这“祖先”地位被“具有内鼻孔”的扇鳍鱼所取代。20世纪80年代，随着扇鳍鱼类内鼻孔的被否定，扇鳍鱼类祖先说动摇了。于是有关学者又回到肺鱼中去寻找陆生四足动物的祖先了。鱼类作为地球上最古老的脊椎动物的一个类群，其漫长的演化历史一直是众多的生物学家感兴趣的问题。鱼类的出现，标志着从低等、原始的无脊推动物向脊椎动物进化的一个质的飞跃；鱼类的发展、演化又提出了脊推动物进化的明显谱系。一切高等动物，两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类，甚至我们人类自身都是在此基础上发展而来的。

研究古生物通常以化石材料为根据。科学家通过放射性同位素来测定岩石的绝对年龄，并划分成不同的地质年代。这些地质年代中保存下来的古生物，记录了当时的环境条件和生物信息，经过千万年的沉积，形成化石，成为研究地质历史和生物进化史的根据。

鱼类的化石并不十分丰富，但它们依然能够展示出古今各种鱼类发生、发展的过程。最早的鱼类化石沉积在寒武纪和奥陶纪的岩石里，距今已有大约4亿年的历史了。通过对岩石的研究，人们知道这种最早的鱼类生活在咸水环境里，或者说是生活在海洋中，它们的身体外面披有铠甲一样坚硬的外骨骼。这些原始的鱼类浑身布满了硬甲，具有扁平的前背甲。由于它们没有颌，所以被称为无颌类。它们可以说是最古老的鱼类，因为穿了甲胄，它们无疑地不能过游泳生活，只能生活在水底沉积物中。应该说，它们是一群不会游泳的鱼类。无颌类的内骨骼没有被保存下来，所以科学家们推测它们具有软骨骼，像现在我们见到的软骨鱼类鲨鱼和魟鱼一样。

大量完整的无颌类化石是在泥盆纪找到的、泥盆纪可算是鱼类初生时代，中生代的诛罗纪和白垩纪（距今约1.3亿-1.6亿年），是鱼类中兴时代，新生代时，各种古今鱼类共存于海洋和地球上的其他水域，鱼类家庭达到全盛。

在无颌鱼类的基础上，最早的有颌鱼类也发展了。最初的颌是由几个硬骨鳃弓改造过来的。鳃弓最初埋在肌肉里，在进化过程中，颌与头部背甲融为一体，从而形成了一个更坚固、更有效率的进食器官——咀嚼器。

原始有颌类也称作盾皮鱼，它们在泥盆纪盛极一时，但到泥盆纪末已大部灭绝了，一般认为，软骨鱼类和硬骨鱼类都是由盾皮鱼演化来的，它们分别朝不同 的方向发展，但尚未找到十分清楚的证据证明这个推论。一些盾皮鱼仍具有扁平的身体，像它们的祖先一样；但是大多数都变成流线型，甲胄也减少了，这种变化使它们获得了很强的游泳能力。软骨鱼类也脱去了沉重的甲胄（但仍有背板的痕迹），发展出更加强劲有力的适于游泳的肌肉组织。有些科学家认为，软骨鱼类是“原始”鱼类，但它们是否真正地比硬骨鱼原始，还有待证实。

有关脊椎动物颌的发生与进化的研究，是从上个世纪进行的胚胎学研究开始的，它揭示了进化中的一个重要过程。颌的出现，说明动物的某个新的重要的特征的出现可以使一个类群的生活领域扩大到以往不能生活的地区。这以后，鱼类得到了迅速扩展，成为今日最普遍的游泳生物类群。

硬骨鱼最初生活在淡水里，后来逐渐向海洋伸展，终于成为海洋鱼类的优势类群。在进化过程中，它们产生了内部硬骨骼，把僵硬的甲胄变成了薄薄的鳞片，从而使动作敏捷灵活，提高了运动速度。

硬骨鱼有两个类群，其中辐鳍鱼类在数量和种类上都大大超过另一种鱼——内鼻孔鱼类。内鼻孔鱼类包括一些形态和构造都很特殊的原始种类，它们具有内鼻孔构造，可以把嘴闭上而并不影响呼吸。内鼻孔鱼类今天能见到的只有肺鱼和矛尾鱼。矛尾鱼隶属空棘目腔棘纲。它被誉为活化石，在1938年以前一直被科学家们认为是已经灭绝了的种类。第一尾矛尾鱼是1938年被一名渔民在非洲东南海岸捕到的，这一发现轰动世界。以后又陆续捕到，证实这一古老鱼类仍生活在现代的海洋里。腔棘鱼的重要特征是，鳍成叶状，具有肌肉，并有相连的辐棘，从而使一些鱼可以在陆地上爬行。它们与两栖类有密切的亲缘关系。人们认为两栖类就是由它们演化而来的。

典型的高等鱼类都是流线型身体，这一点与许多善于游泳的原始鱼形动物并无太大差别，所不同的是，它们发展出了一套后者从来没有过的完善的运动器官——鳍。

典型的高等鱼类有一个大而有力的尾鳍，尾鳍来回摆动在水中引起反作用力，从而推动身体前进。背部有1～2个背鳍，腹面一般还有一个臀鳍，均为平衡器，当鱼游动时防止滚动和侧滑。偶鳍包括位于前方的一对胸鳍和一对位置或前或后的腹鳍。在进步的鱼类中，这些偶鳍非常灵活，起到水平翼或升降舵的作用，有助于鱼在水中上下运动；也可以起方向舵的作用，使鱼能够急转弯；还可以作为制动器使鱼能够急停。有了奇鳍和偶鳍的配合，鱼类就能够完善地适应在水中的活跃的生活方式。

在标志着高等鱼类兴起的诸多事物中，有一项解剖结构上的革新是非常重要的。在鱼类进化的初期，颌骨后面的第一对鳃弓特化为舌弓，上面的骨头特化为起支柱或连接作用的舌凳骨，将颌骨与颅骨连接起来。舌颌骨在鱼类的进化和由鱼类发展为陆生动物的过程中都发挥了重要作用。由于舌颌骨一端与头骨后部相连接而另一端与颌骨相连接，原来位于头骨与舌弓之间的鳃裂就大为缩小；在较原始的鱼类中，这种缩小了的鳃裂保留下来转变成喷水孔，它是位于第一对完全鳃裂前方的一对小孔；在高度进步的鱼类中喷水孔也完全消失了。

高等鱼类包括软骨鱼类和硬骨鱼类。软骨鱼类即一般所说的鲨类，几乎全部是海洋动物。它们在整个生活史中始终是软骨质的，骨骼中的坚硬部分通常仅仅包括牙齿和各种棘，大多数的化石软骨鱼类就是从这些东西得知的，偶尔也会有充分钙化了的颅骨和脊椎等被保存为化石。

已知最早的鲨类是裂口鲨属，化石发现于美国伊利湖南岸晚泥盆纪克利夫兰页岩中。身长约1米，体型似鱼雷；有一条大歪尾，不能活动的成对的胸鳍和腹

鳍凭借宽阔的基部附着在身体上；另外在尾的基部还有一对小的水平鳍。

裂口鲨的上颌骨由两个关节连接在颅骨上，一个是眶后关节，紧挨在眼睛后边；另一个在头骨后部，舌颌骨在这里形成颅骨与上颌背部的连接杆。这种上颌与颅骨的连接形式称为双接型，是相当原始的连接方式。裂口鲨的上颌仅由一块腰方骨组成，下颌也仅有一块骨头，称为下颌骨。牙齿中间有一个高齿尖，其两侧各有一个低齿尖，许多古老软骨鱼类的牙齿都是这种原始结构。颌之后有六对鳃弓（或称鳃条）。

裂口鲨的结构在许多方面都是鲨类中原始的模式，可以认为它接近鲨类进化系统中央主干的基点，后期的鲨类可能是从这里出发沿着各个方向进化出来的，它们包括：

1．肋刺鲨类：双接型的颌。背鳍长，尾鳍与身体成一直线向后直伸形成尖尾（称为圆尾型）。头后具长刺。牙齿由三个齿叶组成，两侧齿尖高。中央齿尖低；从石炭纪和二叠纪发展起来，生活在古生代晚期淡水的湖泊与河流中，是鲨类进化的侧枝。

2．弓鲛类：是现代鲨类（真鲨类）最早和最原始的类型。后面的牙齿不像前边的牙齿那样尖锐，呈低而宽阔的齿冠，具有压碎软体动物介壳的功能。最初出现于泥盆纪晚期，演化史经过了中生代达到新生代的开始时期。

3．异齿鲨类：较原始的真鲨类，是弓鲛类稍有变异的后代。出现于中生代，种类较少。牙齿具有压碎的功能。

4．六鳃鲨类：一个较小的肉食性类群，出现于中生代，也被认为是弓鲛类与真鲨类之间的连续环节。

5．鼠鲨类：现代鲨类。颌的连接方式改变为舌接型，即依靠舌颌骨与头骨的后部相连接，使颌的活动性得以增强。兴起于中生代，尤其是侏罗纪。6．鳐类：扁平，适于底栖生活，为高度特化了的现代鲨类。

以上各目组成了软骨鱼纲中最为繁盛的一大类群一板鳃亚纲。另外一个种类不多、生活在深海中的软骨鱼类群，因其独特的自接型颌骨连接方式而被分为一个单独的亚纲一全头亚纲。银鲛类是这一亚纲的代表，其进化历史可以追溯到侏罗纪早期。

在古生代晚期的地层中还发现了数量极多的适于研磨的齿板，统称为缓齿鲨类，其亲缘关系尚不能确定。

软骨鱼类一直是很成功的脊椎动物，虽然它们的种属从来不很多，但是所发展出来的类型，对其环境总是能够异常完善地适应。从泥盆纪到现代，它们一直生活在世界的各个海洋中（极少数在淡水水域），成功地控制着它们的对抗者，甚至压制着与它们生活在同一生态环境中的更高级的动物类群。

硬骨鱼侵入到了地球上所有的水域之中。它们种类繁多，形态、大小千差万别，适应性更是“八仙过海，各显神通”。它们的进化史波澜壮阔，各个时代的各群“名星”纷法登场，将一部进化史诗表演得像涨潮的大海，一浪高过一浪。在此我们只能粗线条地介绍一些最基本的背景和最简略的框架。

硬骨鱼类具有高度进步的骨化了的骨骼。头骨在外层由数量很多的骨片御接拼成一整幅复杂的图式，覆盖着头的顶部和侧面，并向后覆盖在鳃上。鳃弓由一系列以关节相连的骨链组成；整个鳃部又被一单块的骨片——鳃盖骨所覆盖，因此硬骨鱼在鳃盖骨的后部活动的边缘形成鳃的单个的水流出口。硬骨鱼的喷水孔大为缩小，有的甚至消失了。大多数硬骨鱼由舌颌骨将颌骨与颅骨以舌接型的连接方式相关连。

脊椎骨有一个线轴形的中心骨体，称为椎体；椎体互相关连成一条支持身体的能动的主干。椎体向上伸出棘刺，称为髓棘，尾部的椎体还向下伸出棘刺，称为脉棘；在胸部则由椎体的两侧与肋骨相关连，有一个复合的肩带，通常与头骨相连接，胸鳍也与肩带相关节。所有的鳍内部均有硬骨质的鳍条支持。

体外覆盖的鳞片完全骨化。原始硬骨鱼类的鳞厚重，通常呈菱形，可分为2种类型：一种是以早期的肺鱼和总鳍鱼为代表的齿鳞；另一种是以早期的辐鳍鱼类为代表的硬鳞。随着硬骨鱼类的进化发展，鳞片的厚度逐渐减薄，最后，进步的硬骨鱼仅有一薄层骨质鳞片。原始的硬骨鱼类有具机能性的肺，但大多数硬骨鱼的肺已经转化成有助于控制浮力的鳔。硬骨鱼类的眼睛通常较大，在其生活中起着重要作用；嗅觉的作用退为次要。

硬骨鱼类最早出现于泥盆纪中期的淡水沉积物中。之后，它们分化为走向不同进化道路的两大类；辐鳍鱼类（亚纲）和肉鳍鱼类（亚纲）。肉鳍亚纲包括肺鱼类和总鳍鱼类，它们在鱼类适应于水中生活的进化史上是一个旁支，但是在整个脊椎动物的进化史上却起着承上启下的关键性作用，这将在后面详述。在此我们仅概述一下作为硬骨鱼类构成主体的辐鳍亚纲。

泥盆纪的古鳕鱼目中的鳕鳞鱼属可以说是早期硬骨鱼类最好的代表。从鳍鳞鱼型的祖先类型发展出了各种类型的辐鳍鱼类，其进化历程可分为三个阶段，分别以三个次亚纲所代表，这三个次亚纲各自在总体上的形态特点，正反映了辐鳍鱼类进化的趋向。

辐鳍鱼类是所有脊椎动物中最成功的水生类群，它们几乎占领了地球上水域中的所有生态位。它们种类繁多，大小千差万别，适应性更是“八仙过海，各显神通”；它们的进化史波澜壮阔，各个时代的各群“明星”纷纭登场，将一部鱼类进化史诗“表演”得像涨潮的大海，一浪高过一浪。

辐鳍鱼类在地球上的进化经历了三个发展阶段，相应的可以由辐鳍鱼类所包括的三大类群（次亚纲）所代表，它们是原始的软骨硬鳞鱼类（软骨硬鳞鱼次亚纲）、中间的全骨鱼类（全骨鱼次亚纲）和进步的真骨鱼类（真骨鱼次亚纲）。

软骨硬鳞鱼类是最早发展出来的硬骨鱼类，它们在泥盆纪出现，在古生代晚期的二叠纪占有优势。然后，在中生代的早期和中期，全骨鱼类发展起来并取代了软骨硬鳞鱼类在水域里的地位。到现代，软骨硬鳞鱼类中只有鲟形目一个目还生存着，由分布很广的鲟鱼以及分布在北美洲和我国的白鲟为代表。

全骨鱼类在三叠纪出现，在侏罗纪和白垩纪早期达到了进化的全盛时期，此后它们走向衰落，只有雀鳝和弓鳍鱼两个属生存到了现代。

造成全骨鱼类衰退的原因是真骨鱼类的兴起。最早的真骨鱼类出现于侏罗纪，从白垩纪开始直到现在，它们的家族不断地发展壮大，成为江河湖海里真正的“主人”。我们现在最经常接触到的青鱼、草鱼、鲢鱼、鲤鱼、鲫鱼、鲶鱼、鲈鱼、带鱼、黄花鱼、比目鱼、海马、沙丁鱼等等几乎所有的硬骨鱼类都属于真骨鱼类。

在辐鳍鱼类的进化发展过程中，我们可以看到一些明显的平行进化的例子，随着时间的发展有许多“情节”一再地重复出现了。例如，软骨硬鳞鱼类在二叠纪时发展出了一些体型又短又高的类型；然后在侏罗纪时，从全骨鱼类中又发展出了一些与之非常相似的种类；最后在新生代，真骨鱼类这种进化的相同模式又被重复了。这样的例子在其它方面也是不胜枚举。5讨论

会这样呢？答案可能很复杂，但是生存竞争可能是最重要的因素，从过去到现在，鱼类之间的竞争始终是非常激烈的。由于遗传过程中产生的变异和自然选

择的结果，新的类型不断出现，新类型中总有一些在应付环境，以及与其它鱼类竞争方面更有优势，这样就使得整个硬骨鱼类家族呈现出不断产生出“更高级”类型的趋向。但是适应于水生生活的条件限制是非常严格的。例如，流线型的体形是快速游泳的鱼类必不可少的，而高体形以及与之相关的一些身体结构对于那些在珊瑚礁丛中生活的鱼类又特别重要。同样，巨大的嘴对于大多数肉食性鱼类来说是有优势的。因此，当更进步的鱼类替代他们那些效力较差的前辈的同时，它也面临着与前辈相同的适应问题，而这些问题又都是需要以相似的方式去解决。这正是硬骨鱼类浪潮式进化模式的最根本的原因所在。参考文献：

2、《鱼的休眠—夏眠》生态掠影网站 贴友：阿猪 发贴时间： 2006-6-6 10:47:09；

3、《淡水鱼类的护幼习性》生态掠影网站 贴友：阿猪 发贴时间： 2006-6-6 10:45:39；

4、《海产鱼类的求爱活动》生态掠影网站 贴友：阿猪 发贴时间： 2006-6-2 14:20:18；

5、《鱼类生殖期的搏斗习性》生态掠影网站 贴友：阿猪 发贴时间： 2006-6-2 16:05:27；

6、《鱼类绚丽多彩的颜色》生态掠影网站 贴友：阿猪 发贴时间： 2006-5-23 10:59:16；

7、《鱼类体表的色彩与生活习性》生态掠影网站 贴友：阿猪 发贴时间： 2006-5-23 11:08:56。

第三篇：基因的突变和进化 论文

基因的突变和进化 论文

基因突变是生物进化的源泉

基因突变是生物进化的源泉

现代生物进化理论的基本观点种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过以上的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。其中突变和基因重组产生生物进化的原始材料，自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。

为生物进化提供原材料的是基因突变，基因突变的实质是基因在结构上发生碱基对组成或摆列顺序的改变。在一定条件下基因从原来的存在形式突然改变成为另一种新的存在形式。DNA变化的结果有三种情况：（1）产生的生命特征难以适应周围生存环境，导致死亡；（2）不改变生命或对生命特征有很小的影响，结果是产生了基因的多态性，即单核苷酸多态性（SNP），如ABO血型，HLA配型，疾病易感性，药物敏感性等；（3）产生的生命特征比原来优越，使生物更能适应环境。实际上，多数的变化都会导致第1种情况，成为生物进化的成本；而第2种和第3种情况在“适者生存”这个生物筛选法则下，渐渐表现为进化。因此，突变是生物进化的源泉。

例子

一、“基因突变让人类会说话。”

据《中国日报》报道，20万年前发生在一个基因上的两次关键性变异可能与语言的产生有关。据《自然》杂志报道，这项研究是由德国莱比锡马普人类演化研究所的科学家斯万特〃帕博和他的同事共同完成的，它为说明该基因在人类语言能力的发展中所扮演的重要角色提供了证据。研究结果表明，变异基因赋予人类祖先更高水平的控制嘴和喉咙肌肉的能力，从而使他们能够发出更丰富、更多变的声音，为语言的产生打下了良好的基础。使人脑能接受更复杂信息

这个名为FO XP2的基因存在于所有哺乳动物，由于该基因的变异，使得人类能够区别于黑猩猩。FO XP2基因关键的片断上共有715个分子。其中，黑猩猩只有2个分子和人类不一样。正是这极其微小的差别，才产生了深远的影响。

基因掌握着蛋白质形成的“密码”，而蛋白质是生物体中一切运动的杠杆和传动装臵。FO XP2基因上的变异明显改变了相关蛋白质的形态，因此，某种程度上使得人脑中控制脸部、喉咙运动的部分能够接受更为复杂的信息。虽然科学家迄今还不清楚FO XP2基因究竟在人体内扮演什么样的角色，但这一点足以说明它和某些重要的功能有密切联系，譬如说，胎儿脑部的发育。

在英国，科学家观察了16个人的FO XP2基因情况。其中，有15人来自同一个大家庭，他们都有不同程度的语言能力缺陷。结果发现，这15人都遗传了有缺陷的FO XP2基因。这表明，一个正常的FO XP2基因对人们的口语能力至关重要。基因变异发生在20万年前

《自然》的文章中列举了一系列的事实，来证明FO XP2基因的变异发生在人类进化史的近期，并迅速蔓延开来。大约经过500到1000代人，或者说在1万到2万年间，变异的基因完全替代了人类体内原始的基因。

而德国科学家指出，这种变异正好发生在20万年前解剖学意义上的现代人出现的时候，之后，现代人就取代了原始祖先，并排挤掉其他原始的竞争对手，主宰了地球。

基因的变异在自然界中非常普遍。它主要是由于细胞的复制机制出了问题而引起的。大多数的变异是有害无益的，但也有意外的情况。这种“偶尔的意外”因为它的先进性而得以在人类进化中迅速传播。FOXP2就是例证之一。

二、“性别的起源就是托了基因突变的福”

地球早期生命都是由原核细胞构成的低等生物，如细菌、蓝藻等，它们的繁殖只能靠自身的分裂，这时的生物是没有性别之分的。大约在18亿年前，正是由于基因突变，原核细胞开始进化出了比较复杂的真核细胞，真核细胞已经具有明显的细胞核结构和各种细胞器，使生物的雌雄分化成为可能。最迟在6亿多年前，性别分化就开始了，中国科学家在贵州中部发现的前寒武纪(即6亿多年前)古植物化石，是全球已知的第一个具有有性生殖方式的生物化石。古生物学家普遍认为，在长达30多亿年的生命进化史上，性别起源无疑是一个重大事件，性别之所以在产生后随着生命的进化而不断发展，是因为它给生命世界带来了巨大利益。有性繁殖需要两个个体参与，比无性繁殖复杂得多。有性繁殖的出现，通过产生不同基因的组合，使遗传变异量大大增加，举例来说，如果无性繁殖的原核细胞在遗传时有10个位点发生突变，那么它只能出现10加1共11种变异；而有性繁殖时，如果有10个位点出现突变，它就会有310种(59049种)变异的可能。如此大量的基因突变，使有性繁殖的生物后代获得“新型基因”的能力大大加强，其中有些“新型基因”可能会对生物进化具有重要作用。有性生殖给生物带来的第二个重大利益是使生殖与营养的分工化、生物结构的复杂化和生物个体由微观体积向宏观体积转变成为可能，生物的呼吸系统、神经系统、消化系统等各种器官也逐渐发达。生命自从有了性别之分，其遗传变异极大地增加，进化的步伐加快，生活变得更复杂、更丰富了。

三、基因突变让鲸鱼走向海洋

大约5000万年前，鲸类的祖先用四条腿从陆地走向海洋，为适应海洋生存环境，其后肢不断退化并几乎消失，而前肢却进化成鳍状肢。鲸类鳍状肢为何会出现？是不是基因变异的结果？

据生物学家研究，绝大多数动物的身体器官都受一个名为Hox的基因家族控制。而动物的前肢发育特别受到Hoxd12和Hoxd13基因的控制。这两个基因的突变会导致动物前肢的畸形。王等研究人员通过对鲸类和其它哺乳动物类群的Hoxd12和Hoxd13基因测序，发现了这两个基因在鲸类鳍状肢的起源与分化中起到了重要作用。即鲸和现存的河马、牛、猪等偶蹄目动物具有同一祖先，前肢都有4个独立的指头，但是由于这两个基因的突变，鲸类祖先的前肢多长出了1个指头，并且指间长出了蹼。在其后鲸类的再次进化过程中，部分须鲸的前肢却又从5指进化成4指，恢复了进化前的指头数量。

研究人员还发现这两个Hox基因在鲸类的平均进化速率，均显著高于其它哺乳动物类群，并最终认定，Hox基因的适应性进化时间与鲸类鳍状肢的宏观进化时代完全相符，是自然选择的结果，而非偶然形成的。

四、基因突变使蝙蝠会飞行。

科学家们介绍称，现代蝙蝠的祖先是在距今大约5000万年前掌握飞行技能的，并且这一学习过程并不太长。《新科学》杂志解释说，由于这一基因变化发生的非常迅速，以至于在蝙蝠的各个进化阶段未能留下多少化石标本。美国科罗拉多大学的卡伦〃希尔斯表示，由于基因的变化，蝙蝠的祖先们长出了适用于长时间飞行的两翼。为了弄清楚为什么这种会飞行的哺乳动物会长出如此长的爪子，卡伦〃希尔斯还专门研究了它们在胚胎发育阶段的发育过程，并将其与老鼠的胚胎发育进行了比较。卡伦〃希尔斯发现，无论是啮齿类动物，还是蝙蝠，它们的前爪都由胚胎中的软骨细胞发育而来--这些细胞均在所谓的生长区中最终转变为骨细胞。但蝙蝠的生长区要大得多--这主要是受到了BMP2基因的影响(该基因中携带了大量有关骨骼生长的信息)。希尔斯发现，BMP2基因在蝙蝠骨骼的发育过程中活动非常活跃，而在处于同一阶段的老鼠胚胎中，其功能却已完全弱化。接下来的试验也证实，BMP2基因确实在蝙蝠前爪的形成过程中发挥着决定性的作用：如果将这种基因加入到胚胎期老鼠的细胞中，那么它们同样也会发育出与蝙蝠一样的细长前爪。希尔斯认为，由于BMP2基因的活性增强才导致了蝙蝠的突然出现。同时，可能也正是由于该基因的突然变化造成蝙蝠的进化过程非常短暂，以至于人们很难找到其生活在5000万年前的原始祖先的化石。

五、基因突变促蝙蝠回声定位能力进化与多样化。

为了寻找猎物及躲避障碍物，不同种类的蝙蝠都会发出高频尖叫声，无一例外，它们都携带有一种高度变异的FOXP2基因。这种基因在蝙蝠体内的遗传变化促进了其在功能上的进化。对13只蝙蝠（它们分属6类蝙蝠）所携带的FOXP2基因进行了测序，同时在其他23种哺乳动物及2种鸟类和1种爬行动物体内寻找这种基因。结果发现，蝙蝠FOXP2基因序列所产生的突变是其他动物的2倍。某些蝙蝠具有与导致人类语言障碍的变异类似的遗传突变。这些发现表明，FOXP2基因在蝙蝠的回声定位能力进化与多样化过程中扮演了一个至关重要的角色。

六、广泛应用于农业的基因突变育种。

广泛应用于农业的基因突变育种，使得植物有基因发生突变，从而产生大量新性状，虽然其中大部分为有害性状，但是也存在有利的性状，人们通过筛选和培育，使得农作物的某些性状得以改良，比如培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种都是通过基因突变等途径实现的。这样使得农作物能够有新的发展和改变，朝着利于人类的方向发展，在一定程度上得到了进化。只有通过基因突变才能产生原来从未出现过的新性状，其中有有利的性状使得农作物能够得以改良发展进化。因此说基因突变是生物进化的源泉。

七、西红柿比其祖先大很多源于基因突变。

研究人员鉴别出了一个遗传突变，正是这种变异使得西红柿的体积比它的野生祖先膨胀了1000倍。据美国《科学》杂志在线新闻报道，这一切是由一个较短的DNA序列造成的——该序列插入了一个能够控制西红柿中隔膜数量的基因。这种插入戏剧性地增加了隔膜的数量，加上之前鉴别出的一种能够促进细胞分裂的基因突变，最终使西红柿的体积变大。这两种变化是最近才发生的，并且由于人们喜欢又大又多汁的西红柿而保存了下来。

八、细菌、病毒等致病菌的基因突变

细菌、病毒等致病菌有许多都向某方向发生了突变，这种突变具有不定向性，例如其中某个细菌发生了突变，使它产生在青霉素环境下存活的能力，但是他和其他细菌一起繁殖，直到人类使用青霉素来杀菌，使用后细菌几乎全死了，就剩下有利突变的细菌，他们开始在适宜的环境下疯狂繁殖，当人类在使用青霉素是就不管用了，也就是人们所说的产生了抗药性。使得它们得以适应环境，从而进化。

基因突变虽然经常是使生物体产生有害的变化，然而，有益的基因突变却是生物多样性的基本原因，是生物进化的主要因素。如果基因复制一直非常完美、零缺点，那么地球上的生命老早就全部死光了，因为它们将无法适应地球在过去那些年代当中所发生的气候剧变和海陆变迁。正是由于轻微但持续存在的基因突变，才使得生物的后代得以在千奇百怪的紊乱环境里成功存活，得以进化，从而演变成今日生机盎然的生物世界。

第四篇：论文过程材料

毕业设计过程材料

专业班级计算机科学与技术班

姓名

指导教师

所在学院 信息科技学院

2017年 5月

总 目 录一、二、三、四、五、任务书 文献综述 开题报告 外文翻译 工作指导记录

本科毕业设计

任 务 书

题 目移动学生会事务管理系统设计与实现 学 院 信息科技学院 专 业 班 级 学 号 学生姓名 指导教师）

发放日期 2016年10月

一、主要任务与目标

学生会事务管理的主体大多是在校大学生,服务的时间具有不确定性,移动应用非常适合这种场景,这样事务管理人员就可以不受时间和地点限制,在需要的时候完成工作。本课题将移动技术运用到高校学生会事务管理中，用移动设备代替人工，将人力从繁杂的劳动中解放出来，同时通过梳理管理流程，是该工作更加便捷、高效。

系统能够自动地收集、存储、加工处理、查询检索和统计相关数据，方便有效地提高学生工作办公自动化管理的水平，解决了日常繁杂的数据整理、、历史资料的统计处理的重复性劳动。使过去许多只能定性管理的项目变为定量管理，使传统的人工事务性管理模式转化为借助现代化技术和手段实现的科学化管理模式，不仅节省人力和物力、提高办公效率，而且使管理的方式从过程管理转变为目标管理，从数量管理转变为质量管理，有助于提高学生工作管理的水平和质量。

二、主要内容与基本要求

系统前端将采用移动互联技术,实现学生事务中的考勤管理、文件管理、活动管理、公告管理、通信管理等功能。后端使用J2EE技术，完成系统的后端管理工作。

要求系统设置严格的用户权限，系统管理员、学生会干部用户和教师用户根据权限不同，注册登陆系统后，各司其职。其中管理员用户只有一个，负责设置其他所有用户权限，对其他用户进行管理和审核。普通学生会干部注册后，可登录系统，由系统分配不同权限，从而对拥有权限的业务进行操作，所有的用户相互之间可以直接通过邮件通讯。

三、计划进度

第一阶段:2016年11-12月,根据《毕业设计(论文)任务书》的要求查阅有关文献,撰写文献综述和开题报告,参加开题答辩｡

第二阶段:2016年12月-2017年1月,进行需求调研,完成需求分析｡ 第三阶段:2017年1-2月,对项目急性概要设计､详细设计和系统设计｡ 第四阶段:2017年2-4月,程序编写,实现各个模块的功能,同时完成单元测试｡ 第五阶段:2017年5月:整合各功能模块,进行系统测试,完成系统部署｡ 第六阶段:2017年5月:撰写､修改毕业论文,完成毕业论文终稿｡ 第七阶段:2017年5月:毕业论文打印装订,完成毕业答辩｡

四、主要参考文献

[1] 卞樑．上海商学院艺术设计学院学生工作管理系统的设计与实现[D]．电子科技大学，2014．

[2]曾昭皓，李卫东．高校学生事务管理模式的建构与创新——专业化高校学生事务管理系 统初探[J]．思想教育研究，2011，(08)．

[3]傅洪勋.新时期我国大学生管理工作探讨［J］.科教文汇，2013（6）：34-46.[4] 付饶．基于Web的大学生综合信息管理系统的设计与实现[D]．电子科技大学，2014． [5] 刘彬．基于B/S的高职院校学生事务管理系统的开发和实现[J]．科技视界 2012(26)： 234-235．

[6] 王秦辉，孙洪睿，李超．基于.NET 的高校教务管理信息系统设计[J]．技术前沿 2010(3)： 63-64．

[7] 柴晟，陈蕾，王海春，等．基于.ＮＥＴ的高校院系事务综合管理系统的设计与实现[J]．计 算机应用 2007(27)：326-328．

[8]魏丽芬．基于.NET 技术实现 MVC 三层架构的学生事务管理系统[J]．机电技术2011(1)： 18-21．

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[10]樊伟，周正国．基于 ASP.NET 的学生信息管理系统[J]．和田师范专科学校学报 2007(27)：197-198 ．

[11] 叶小卉．高校学生事务管理系统的需求分析与功能描述[J]．中国科技信息，2012(16)： 173-195．

[12] Mingxing Cai,，Jintao Zheng，Ping Shi．Three-Tier Knowledge Management System Based on.NET[J].Software Engineering & Applications, 2009, 2:40-43.[13]高扬.基于.NET平台的三层架构软件框架的设计与实现[J].计算机技术与发展.2011,21(02):78.[14] 杨学瑜，王志军，刘同利.ASP.NET入门与提高[M]，北京：清华大学出版社，2004，283-292.[15] 徐枫.ASP.NET 三层架构体系分析与应用[N].数据技术与应用.2011(08).指导教师 年 月 日 教学院长 年 月 日

本 科 生 毕 业 设 计

文 献 综 述

题 目 移动学生会事务管理系统设计与实现 专 业

班 级 姓 名

指导教师

所在学院 信息科技学院

2016年11月

前言

随着计算机技术、网络技术和通信技术的发展和应用，事务处理信息化已成为当代主流。高校更应该采取积极的对策措施,推动高校学生会事务管理信息化的进程。当今世界，信息技术日新月异，信息化已经成为社会生产力发展和人类文明进步新的动力，并正引领世界经济和社会及教育的巨大变革，信息和信息系统的概念已经深入到社会的各个行业，包括教育领域。因为有了信息系统，社会正在经历着一个巨大的变革，从数据处理到过程自动化，管理控制决策，信息技术渗透到社会的每一个角落，为当今时代的进步和发展赢得了时间。因为有了信息系统，各行各业的效率得到了很大的提高，信息系统的作用日趋重要。

本次的毕业设计主要是针对学生会事务管理系统。众所周知，高校学生会已经成为学生组织中的重要组成部分，在各高校内，学生会已经起到了作为学生和学校之间的桥梁作用，然而学生会在学校的发展已经遇到了瓶颈。传统的管理方式，使得学生会工作效率降低，不得不增加各类人力，物力的投入，常常在一些诸如工作总结、工作计划等文件的收集、处理上花费大量的时间。因此，必须采用新的模式来改革现行的工作模式，引入学生会事物信息管理系统可以大大减少工作人员在一些重复性的工作中所花的时间，并且可以更好的管理各工作中的人力、物力的分配，使学生会的工作人员将更多的时间用在活动创新、学校工作承上启下等更具意义的工作中。

正文

（一）学生会事务管理系统的研究现状

根据调查，目前高校学生会已经成为学生组织中的翘楚，在各高校内，学生会发挥了作为学生和学校之间的桥梁作用，但是，学生的发展也遇到一系列问题。随着信息技术和计算机技术的不断发展，继企业之后，高校也在进行着信息化的改革。比如学生学籍管理系统、图书馆系统、学生选课系统等。但是，相比于高校这些机构的信息化建设，学生会的信息化发展在各高校内却进展缓慢。学生会的信息化建设是信息时代发展的必然趋势，也是高校提高竞争力的必备条件。我校学生会目前共有生活部、秘书处、文艺部、宣传部等部门。各个学院也有自己独立的学生会，共同受辖于校学生会，每年开学，新加入学生会的成员有将近百人。组织举办各类大小活动几十于次，这些信息基本都是处于人工管理阶段，很多材料、经验、信息并不能有效及时的存档，导致在学生会换届的阶段，许多工作无法正常开展。并且，由于各个部门之间相对独立，无法共享其他部门的工作情况和信息。

无论过去还是现在，教育界对高校学生会组织的重要性及对学生生活、学习的影响的讨

论和研究屡见不鲜。在国外，多数高校对学生会工作的要求及赋予的责任基本相同，主要包括两个方面：对学校负责的要求和责任、对学生负责的要求和责任。在国内，高校学生会管理、运行存在着很多不足之处，体现在学生会干部及广大普通同学不能准确定位学生会；依赖性凸显，缺乏独立处理问题的能力；制度过于形式化，执行力弱；学生会活动点单一，参与面狭窄。由此可见，国内外对学生会的研究还是有很大差距的，国内仅仅只局限于对学生的责任，还没涉及到对学校的责任和要求。而国内高校学生会管理的不如人意之处，有些是因为手段、工具的落后导致的，如果将学生会管理和运行进行信息化的管理，许多问题会迎刃而解。

综上，在互联网和信息技术高度发展的时代大背景下，开发设计学生会的信息管理系统是十分必要的。

（二）学生会事务管理系统及其使用技术的主要成果

学生会是大学生的群众组织，是学生自我教育、自我管理、自我服务的载体，学生会组织代表学生的利益，及时向学院反映学生成长发展过程的教育资源需求，维护同学们的正当权益，参与学院的日常管理；及时向学校相关部门反映同学们的意见、建议和要求，并向广大学生传达贯彻学校的政策措施，所以学生会也是沟通老师与学生的桥梁纽带。而如何做好、提高桥梁纽带的作用，是如今学生会工作中值得重点关注的问题。在学生会事务管理的发展过程中，出现了很多种管理方案，学生会工作项目化管理制度就是其中的一种。

项目化管理是将活动视为项目，以项目为单元、以项目负责人（项目经理）为中心,以培养具有创新精神和实践能力的全面发展的学生干部为目的，并在团委、学生会的宏观政策指导下，项目负责人总负责、总管理、统筹配置人力/物力/信息/资金等多方面资源，监控项目进程，确保活动顺利开展的一种学生会工作运行方式。规范学生会的活动及工作管理，让活动有步骤，受监控地妥善开展，并通过项目化管理为学生干部搭建成长的平台，让项目成员在工作过程中培养勤于思考、独立思考、缜密思考的能力，培养创新精神、责任意识和实践能力。

为学生会管理和运行提供信息化手段，也是一种提升学生会管理能力的一种管理方案。借助信息化技术对全校的学生会事务进行管理，其内容包括新学生会成员的管理、对各学生会成员担任职务的管理、对各学院学生会分部的管理等等。学生会管理人员在进入系统时，系统通过注册登录来提供用户的访问权限，系统会检查用户的合法性，如不合法，系统拒绝用户进入，如是合法用户，则根据命令要求类型处理。系统主要有新学生会成员的管理、对

各学生会成员担任职务的管理、对各学院学生会分部的管理、资格审定等具体功能,分别进行不同的管理。

当前，在这个互联网飞速发展的时代里，信息化插上了移动互联的翅膀，随着网络速度越来越快，移动终端的能力也越来越强大，从而吸引着越来越多的企业进驻到互联网行业，每日都有大量的移动应用投入使用。摩根斯坦利的报告认为，移动互联网应用可能是桌面互联网应用创造的产业规模的十倍，同样按照中国工程院副院长邬贺铨提供的数字，4.2亿网民里有11%使用手机和数字卡上网，这大大展现了移动互联网产业的价值体现，现在使用智能终端上网的用户已经占到上网用户数的十分之一到二分之一，正常推算下去，移动互联网的用户数将超过固定互联网用户数，将获得大量市场份额。在这样的一个大环境背景下，抓住机遇，通过移动互联网技术改革学生会事务管理，成为一个必然的选项。

据中国市场调查网市场分析凯度移动最近发布了2016年第一季度移动操作系统占有率报告，该报告显示，安卓操作系统在美国、欧洲和中国市场一路高歌猛进，而iOS却步步退缩。在欧洲五大市场，本季安卓的市场占有率升至75.6%，同比增长7.1个百分点。在美国，安卓也拿下了65.5%的份额，同比增长7.3%。而在中国市场，安卓的市场占有率则达到了77%，同比增长6个百分点。在这样的大背景下，Android的开发能最大限度的满足大部分学生会干部的需求。

１、Ａｎｄｒｏｉｄ系统现状

Android N平台也就是 Android 7.x 版本。在2016年5月19日，谷歌在美国加州的山景城举办了 Google I/O 开发者大会中发布次版本。2016年6月，Android N正式命名为“牛轧糖”。Android N主要在运行时和图形处理上做了更新。运行时间上，Android N对编译器进行了优化，软件的运行时间提升了3-6倍。引入了一个全新的JIT编译器，使得App安装速度快了75%，编译代码的规模减少了50%。图形处理方面，N加入了一个新的图形工具Vulkan，可以帮助游戏的视觉体验更加出色，并减少对CPU的要求。Android N支持Vulkan API，包括其全部特性，尤其是能够降低CPU系统开销，提升描绘指令，应用编译与安装方面，Android N不会一股脑地全部进行AOT预先编译，而是结合JIT实时编译、混合编译，都针对每个应用进行优化，可大大提升应用安装速度、性能、存储和能效，号称安装速度比现在快最多75%。Android N现在支持全新的文件加密模式，可以对单独的文件进行加密，而不是一个应用或者是一个压缩包。同时加密在Android启动时就开始了，保证了“盲点”时间的安全。功能方面，Android N更多的是在用户操作的便捷性上做了一些提升，加入了全新的原生分屏多任务功能，并且加入了多任务快速切换功能，帮助用户解决在两个任务之

间频繁切换的问题。新的 Android N 系统将增加一个“清除所有”的按键来帮助用户快速退出所有已经打开的应用程序。对于用户较长时间未使用的应用程序，Android N 将会自动关闭。

２、JAVA语言现状

而在Android开发中用到的Java看起来设计得很像C++，但是为了使语言小和容易熟悉，设计者们把C++语言中许多可用的特征去掉了，这些特征是一般程序员很少使用的。Java还剔除了C++的操作符过载和多继承特征，并且不使用主文件，免去了预处理程序。因为Java没有结构，数组和串都是对象，所以不需要指针。同时Java能够自动处理对象的引用和间接引用，实现自动的无用单元收集，使用户不必为存储管理问题烦恼，能更多的时间和精力花在研发上。

Java是一个面向对象的语言。对程序员来说，意味着要注意应用中的数据和操纵数据的方法，而不是严格地用过程来思考。在一个面向对象的系统中，类是数据和操作数据的方法的集合。数据和方法一起描述对象的状态和行为。每一对象是其状态和行为的封装。类是按一定体系和层次安排的，使得子类可以从超类继承行为。在这个类层次体系中有一个根类，它是具有一般行为的类。Java程序是用类来组织的。Java还包括一个类的扩展集合，分别组成各种程序，用户可以在自己的程序中使用。Java既支持各种层次的网络连接，又以Socket类支持可靠的流网络连接，所以用户可以部署分布式的客户机和服务器。Java解释程序也执行许多运行时的检查，诸如验证所有数组和串访问是否在界限之内。异常处理是Java中使得程序更稳健的另一个特征。异常是某种类似于错误的异常条件出现的信号。使用try/catch/finally语句，程序员可以找到出错的处理代码，这就简化了出错处理和恢复的任务。Java的存储分配模型是它防御恶意代码的主要方法之一。

Java环境本身对新的硬件平台和操作系统是可移植的。Java编译程序也用Java编写，而Java运行系统用ANSIC语言编写。Java是一种先编译后解释的语言，所以它不如全编译性语言快。但是有些情况下性能是很要紧的，为了支持这些情况，Java设计者制作了“及时”编译程序，它能在运行时把Java字节码翻译成特定CPU的机器代码，也就是实现全编译了。Java字节码格式设计时考虑到这些“及时”编译程序的需要，所以生成机器代码的过程相当简单，它能产生相当好的代码。Java是多线索语言，它提供支持多线索的执行，能处理不同任务，使具有线索的程序设计很容易。

３、ＳＱＬｉｔｅ数据库现状

在Ａｎｄｒｏｉｄ开发中所使用的SQLite是一个轻量级、跨平台的关系型数据库。既

然号称关系型数据库，支持SQL92标准中常用的视图、事务、触发器等就是理所当然的了。它的第一个特色：轻量级。SQLite和C/S模式的数据库软件不同，它是进程内的数据库引擎，因此不存在数据库的客户端和服务器。使用SQLite一般只需要带上它的一个动态库，就可以享受它的全部功能。而且那个动态库的尺寸也挺小，以版本3.6.11为例，Windows下487KB、Linux下347KB。

SQLite的另外一个特点是绿色：它的核心引擎本身不依赖第三方的软件，使用它也不需要“安装”。所以在部署的时候能够省去不少麻烦。所谓的“单一文件”，就是数据库中所有的信息（比如表、视图、触发器、等）都包含在一个文件内。这个文件可以copy到其它目录或其它机器上，也照用不误。如果光支持主流操作系统，那就没啥好吹嘘的了。除了主流操作系统，SQLite还支持了很多冷门的操作系统，并提供对很多嵌入式系统（比如Android、Windows Mobile、Symbin、Palm、VxWorks等）的支持。随着内存越来越便宜，普通PC配置的内存都以GB为单位了，这使得SQLite的内存数据库特性就越发显得好用。SQLite的API不区分当前操作的数据库是在内存还是在文件（对于存储介质是透明的）。

（三）移动学生会事务管理系统的发展趋势和存在的问题

学生会的信息化建设是高校提高竞争力的必备条件，是信息时代发展的必然要求，而移动的、互联的应用趋势，也同样适合学生会事物管理这一领域。校学生会目前共有组织部、宣传部、办公室、生活部等十几个部门，各个学院也有自己独立的学生会，共同受辖于校学生会。每年开学，都有新生加入学生会，学生会也会组织各种活动，这些信息往往都是处于人工管理阶段，整理效率低、易出错，并且无法进行有效、快速的传承。

实现学生会事物的信息化管理，应符合互联网经济时代的信息化要求，满足一下发展趋势：

1）平台化：网络时代的事务管理系统是一种跨部门运作的信息系统，可以联结各个岗位上的许多工作人员，可以联结各类信息系统和信息资源。近年来不少企业都建立自己的事务管理系统，如财务管理、人力资源管理、销售管理、市场管理、客户关系管理等、、学生会管理系统也需要像企业化的管理系统那样，建立自己的数据库，存档各个时段活动文档。提供相应平台增加学生会干部之间的相互交流，联系。在每年学生会干部换届时可以更快速，更有效的进行文档，材料的传接工作。

2）智能化：随着网络和信息化的发展，用户在进行业务数据处理时，面对海量数据，往往费时费力，如果软件能帮助用户做一些基本的商业智能（BI）分析工作，帮助用户快速 的从这些数据中发现一些潜在的商业规律与机会，提高用户的工作绩效，将对用户产生巨大的吸引力。学生会的工作中有极大一部分都是数据处理，像生活部，每周都有各个寝室检查后的数据统计；纪检部每星期需要将每天的上课点名情况进行统计，给出每周各班级的旷课情况。系统需要把每周相同类型的数据处理方式集成在管理系统中，让学生会干部只需要在平台输入数据，就可以在系统中获得相应的数据处理结果。

3）网络化：随着网络使用的全面普及，软件网络化必然是大势所趋，企业日常事务管理系统与互联网轻松的衔接是企业日常事务管理系统必走之路。而学生会的工作是将每周活动下发班级进行宣传，将每周的各项检查下发班级，上报学院、学校存档。因此需要更方便的信息传递方式。以往的学生会工作中都是通过ＱＱ，邮箱等方式进行文件传递，这样不仅工作效率低，而且容易出现遗漏，保存不及时造成的数据丢失等各种问题。在管理系统中就可以将信息整理成各种数据，如文件、结构化数据、语音、图像等，以便提供更高效的数据共享、查询和分析。

4）人性化：随着学生会事务管理系统功能的不断扩展，使用将会越来越复杂，同时各部门内部情况各有差异，其需求也不尽相同，这就要求系统必须具有人性化设计，能够根据不同学生干部的需要进行功能组合，将合适的功能放在合适的位置给合适的学生干部访问，实现真正的人本管理。未来学生会事务管理系统的门户更加强调人性化，强调易用性、稳定性、开放性，强调人与人沟通、协作的便捷性，强调对于众多信息来源的整合，强调构建可以拓展的管理支撑平台框架，从而改变目前“人去找系统”的现状，实现“系统找人”的全新理念，让合适的角色在合适的场景、合适的时间里获取合适的知识，充分发掘和释放人的潜能，并真正让企业的数据、信息转变为一种能够指导人行为的意念、能力。

结论

总体来说,学生会在学校里发挥越来越重要的作用,尤其在大学校园内,老师与学生直接最重要的桥梁就是学生会里的学生干部｡他们影响着校园文化､校园生活,而他们也决定着大学生校园生活的丰富度｡

如何提升学生会干部的素质,做好学生会工作也成了高校工作的重中之重｡笔者在担任学生会干部期间发现,每次开学初以及学期末,各个部门有大量的工作计划､工作总结要撰写,这些文件的书写格式､样式都需要反复告知各部门的学生干部,在收集这么材料的时候仍然有许多不合规范的地方,每次只能通过QQ､邮箱之类通讯手段逐一联系,不但工作效率低,还容易出错｡现在,大部分的学校都分校学生会和院学生会两级管理,在工作中,他们相互独立,但是在很多情况下,他们需要相互联系,相互沟通｡但是他们都来自不同学院,不同班级,相互直接都不认识,常常需要通过学生会主席或分团委书记去帮忙联系,这样不仅麻烦,还影响问题处理的时效性｡

如今,有些高校已经推出了高校学生会事务管理系统,由此可见,结合现代计算机技术,网络技术等高新技术提高学生会干部工作效率,减少错误是非常必要的｡但现在各高校推出的都是B/S或C/S架构的系统,需要学生会干部在pc机旁或随身携带笔记本才能完成,如能够提供一套移动的系统,无疑会给工作带来更大的便利｡

本系统将设计开发一套基于移动技术的学生会事物管理系统,以适应当前移动互联网飞速发展的时代,既能够将学生会干部从简单､反复､琐碎的文件整理､文件收集等工作上解放出来,又可以解决学生会干部工作环境不固定性带来的问题｡

参考文献

[1] 蒋笑宇．高校学生会组织发展现状及问题分析．学术理论经营管理者，2014-12：271-272． [2]周新艳．如何落实新课程三维目标的小薛烟酒．物理教学探讨，2010-8． [3]李莉，王志红．对数学教程标准中“三维目标”的理解．现代教育课程，2007． [4] 戴艳．高校学生会管理文献综述．考试周刊，2014(39):145-147．

[5] 姚昱旻，刘卫国.Android 的架构与应用开发研究[J].计算机系统应用，2008,77(11)：99-111.[6] Bruce Eckel.Thinking in Java[M].Upper Saddle River, New Jersey, USA: Prentice Hall, 2006 [7] 林寒超,张南平.Hibernate技术的研究[J].计算机技术与发展,2006, 16(11): 112-113,116 [8] 李华明.Android游戏编程之从零开始[M].北京：清华大学出版社，2011

[9] 姚昱旻，刘卫国.Android的架构与应用开发研究[J].计算机系统应用，2008，17(11)：110-112

[10] Enck, William, Ongtang, Machigar, McDaniel, Patrick.Understanding Android Security[J].IEEE security & privacy, 2009, 7(1): 50-57 [11] 吴亚锋，苏亚光.Android 2.0游戏开发实战宝典[M].北京：人民邮电出版社，2010 [12]韦泽涛.如何提高高校学生会的执行力.重庆科技学院学报（社会科学版），2008.[13] 池晓明.基于人力资源管理视角构建高校学生会管理新体制之选拔机制.现代营销，2010.[14] 陈孝通.浅议“项目化管理”在高校学生会中的运用.金色年华（教学参考），2012（8）.[15] 栗晓冬.浅谈高校学生会管理工作.青少年研究-山东省团校学报，2008（z1）.指导教师审核意见：

指导老师（签字）

年月日

本 科 生 毕 业 设 计

开 题 报 告

题 目 移动学生会事务管理系统设计与实现

专 业 计算机科学与技术（服务外包方向）

班 级 131班 姓 名胡田力

指导教师

张华音(高级工程师)

所在学院 信息科技学院

开题时间 2016年12月

一、选题的背景与意义

现今社会，可以说是信息科技高速的发展时代，如何高效地处理信息已成为社会各行业普遍面临的问题。什么是信息？信息是泛指人类社会传播的一切内容。人通过获得、认识自然界和社会的不同信息来区别不同事物，得以认识和改造世界，是人们对客观世界的具体描述。信息传递是人们进行交流与联系的重要途径。人类社会活动随时离不开对信息有效合理的加工。信息化促进了整个社会的发展。随着社会信息技术应用水平的提高，计算机已被广泛应用于当今社会的各个领域，成为推动社会发展的首要技术动力。

在现如今的信息时代，生活方式随着Internet的不断发展发生了不同寻常的改变。基于Internet的远程办公方式已经越来越受到大家的欢迎，应用的领域也越来越广泛，提高办公效率已经成为所有企业、公司、事业单位等各部门最求的目标。正因为有着成熟的技术以及解决实际问题的先例，本课题将web技术运用到高校学生会事务管理中，用计算机代替人工，将人力从繁杂的劳动中解放出来，同时利用技术手段使文档更叫安全、高效。

该系统能够自动地收集、存储、加工处理、查询检索和统计相关数据，方便有效地提高学生工作办公自动化管理的水平，解决了日常繁杂的数据整理、历史资料的统计处理的重复性劳动。使过去许多只能定性管理的项目变为定量管理，使传统的人工事务性管理模式转化为借助现代化技术和手段实现的科学化管理模式，不仅节省人力和物力、提高办公效率，而且使管理的方式从过程管理转变为目标管理，从数量管理转变为质量管理，有助于提高学生工作管理的水平和质量。

二、研究的基本内容与拟解决的主要问题

2.1 研究的基本内容

“移动学生会事务管理系统”应用移动互联网技术，将大学学生会的日常事务管理信息化、移动化。本系统设置严格的用户权限，分为三类用户：系统管理员、学生会干部用户和教师用户。其中管理员用户只有一个，负责设置其他所有用户权限，对其他用户进行管理和审核。普通学生会干部注册后，可登录系统，由系统分配不同权限，从而对拥有权限的业务进行操作，所有的用户相互之间可以直接通过邮件通讯。

主要功能介绍，详细功能见图2功能模块图：

移动学生会事务管理系统后台管理·前台管理修改用户权限增加用户修改用户删除用户修改文件柜查看文件柜创建活动修改活动发布活动删除公告修改公告用户间通讯修改用户权限拨打用户电话发送短信考勤、签到

图1 功能模块图

1、后台管理：后台管理为在登录界面使用后台管理账户登录

修改用户权限：对不同用户设置不同权限。如：教师用户拥有出修改教师用户以外的所有权限。不同职位的学生会干部有不同的使用权限。

用户管理：分团委学生会换届或学院领导更替，既发生成员变化时，进行相应用户进行添加和删除，对职位变动的进行账户权限的修改

2、前台管理

文件柜使用：所有用户有集体文件柜。文件柜的作用为用户间的文件传递媒介。所有成员可以在集体文件柜上传文件，删除自己上传文件。主席团和教师用户可以对所有文件进行管理。

创建、发布、使用活动：当每个部门负责的活动开始是，每个部门可以在系统中发布互动，写明详细的活动主题，活动时间，活动主要负责人、各分工详细负责人。所有成员按活动计划执行。

公告管理：部门部长和主席团成员可以发布公告，对公告进行发布、删除。进行重要事件通知。

修改用户权限：教师用户可以对学生会干部用户进行权限修改。

用户间通讯：当被通讯用户不在线是进行邮件通讯。当被通讯用户在线是进行实时通讯，并在用户界面进行消息提醒。

拨打电话：在系统内有所有用户联系方式，可一键进行拨打电话。发送短信：各用户在系统进行短信编辑，并以短信形式发送至对方手机。

考勤、签到：对于每次重大活动、重要会议等，对每次成员出勤进行记录，并且每个用户可以查看自己出勤率。

2.2拟解决的主要问题

1、进行文件上传和下载。

2、如何提高邮件通讯的时效性，缩减用户间联系时间。

3、对管理员用户的管理。

三、研究的方法与技术路线

本系统主要使用JAVA语言进行Android系统开发。最低支持Android 4.2版本，系统就构图如图2所示，在应用程序层利用Java语言设计和编写属于自己的应用程序。使用SQLite数据库，存放用户信息，文件柜内容及一定时间内的通讯记录。

图2 Android系统结构图

1､Android系统

Android 4.2是谷歌新一代移动操作系统,谷歌原定于2012年10月30日通过其官方博客发布了全新的Android 4.2系统,同时还发布了基于这种操作系统的Nexus 4智能手机和

Nexus 10平板电脑｡

Android 4.2沿用了4.1版“果冻豆”(Jelly Bean)这一名称,最新操作系统与Android 4.1相似性很高,但仍在细节之后做了一些改进与升级,比较重要的包括:Photo Sphere全景拍照;键盘手势输入;Miracast无线显示共享;手势放大缩小屏幕,以及为盲人用户设计的语音输出和手势模式导航功能等;Android 4.2操作系统的亮点是支持行业标准的WiFi显示共享工具Miracast,这个工具允许Nexus 4向电视流传输音频和视频｡

2､JAVA语言

首先是模块化特性:现在的 Java7也是采用了模块的划分方式来提速,一些不是必须的模块并没有下载和安装,因此在使用全新的Java7的虚拟机的时候会发现真的很快,当虚拟机需要用到某些功能的时候,再下载和启用相应的模块,这样使得最初需要下载的虚拟机大小得到了有效的控制｡同时对启动速度也有了很大的改善｡

其次是多语言支持:这里的多语言不是指中文英文之类的语言,而是说Java7的虚拟机对多种动态程序语言增加了支持,比如:Rubby､ Python等等｡对这些动态语言的支持极大地扩展了Java虚拟机的能力｡对于那些熟悉这些动态语言的程序员而言,在使用Java虚拟机的过程中同样可以使用它们熟悉的语言进行功能的编写,而这些语言是跑在功能强大的JVM之上的｡

再有是开发者的开发效率得到了改善:Java7通过多种特性来增强开发效率｡比如对语言本身做了一些细小的改变来简化程序的编写,在多线程并发与控制方面:轻量级的分离与合并框架,一个支持并发访问的HashMap等等｡通过注解增强程序的静态检查｡提供了一些新的API用于文件系统的访问､异步的输入输出操作､Socket通道的配置与绑定､多点数据包的传送等等｡

最后是执行效率的提高,也是给人感觉最真切体验的特性:压缩了64位的对象指针,Java7通过对对象指针由64位压缩到与32位指针相匹配的技术使得内存和内存带块的消耗得到了很大的降低因而提高了执行效率｡此外还提供了新的垃圾回收机制(G1)来降低垃圾回收的负载和增强垃圾回收的效果｡G1垃圾回收机制拥有更低的暂停率和更好的可预测性｡

3､SQLITE SQLite最大程度的实现了self-contained｡它实现了对外部程序库以及操作系统的最低要求,这使得它非常适合应用于嵌入式设备,同时,可以应用于一些稳定的,很少修改配置的应用程序中｡

SQLite是使用ANSI-C开发的,可以被任何的标准C编译器来进行编译｡

SQLite与操作系统和存储设备(磁盘)之间的通信是通过VFS(Virtual File System)来完成的，对于嵌入式设备来说，开发一个可用的VFS并不困难。

SQLite使用互斥来保证多线程环境下的操作安全性。

大多数SQL数据库引擎都作为一个独立的服务器进程，应用程序通过使用一些协议，比如TCP/IP来发送请求给服务器，并接受结果，以这种方式来与数据库服务器进行通信。SQLite与此不同，进程可以通过访问数据库直接进行数据库文件的读写而不需要中间层的服务器进程。这样的实现的主要的好处是不需要进行安装，配置，初始化，管理以及维护单独的服务进程。但是，数据库引擎可以通过使用服务器来预防客户端应用程序的bug，确保服务器不被客户端的错误所损坏。大多数SQL数据库都是基于C/S模式的，在serverless的数据库中，SQLite是目前唯一允许多个应用同时访问的。

四、研究的总体安排与进度

第一阶段:2016年11-12月:根据《毕业设计(论文)任务书》的要求及老师的有关指导,搜集相关资料,查阅有关文献,撰写出开题报告,交指导老师进行开题检查､参与开题答辩｡

第二阶段:2016年12月-2017年1月:开题答辩后开始阅读有关资料并进行需求调研,在老师的指导下做好课题的需求分析｡

第三阶段:2017年1-2月:阅读有关资料,在老师的指导下做好课题的概要设计､详细设计和系统设计｡

第四阶段:2017年2-4月:开始程序编写,通过编写具体代码实现各个模块的功能,同时完成单元测试｡

第五阶段:2017年5月:整合各功能模块,进行系统测试,完成系统部署｡ 第六阶段:2017年5月:撰写､修改毕业论文,完成毕业论文终稿｡ 第七阶段:2017年5月:毕业论文打印装订,完成毕业答辩｡

五、主要参考文献

[1]马志强.基于.Android平台即时通信系统的设计与实现[D].北京交通大学2009 [2]杨云君.Android 的设计与实现[M].北京：机械工业出版社，2013:45-49.[3]高焕堂.Google Android 应用框架原理与程序设计 36 计[M].Misoo,2010:8-13.[4] Xin Chen,Songwe i Ma,Bingli Guo,Yan Wang,Juhao Li, Zhangyuan Chen,Yongqi He.A novel fragmentation-aware spectrum allocation algorithm in flexible bandwidth

optical networks[J].Optical Switching and Networking,2014(12)：6-22.[5] Zhu, Zhiwu Liu, Xu Li, Xiangyu.Ratcheting Behaviors of the Carbon FiberReinforced PEEK Composites: Experimenta l Study and Numerical Simulation[J].Polymers & Polymer Composite, 2014,(221)：45-230.[6]卢娜.基于 Android平台的手机桌面资讯系统的设计与实现[M].西安电子科技大学，2011:290-300.[7]代艳．SQLite在Android开发中的应用．恩施职业技术学院学报．2016,01 [8]张生财.基于Android教务信息管理系统开发[J].科技创新与应用，2014,34:72.[9]卢娜.基于Android平台的手机桌面资讯系统的设计与实现[M].西安电子科技大学，2011:290-300.[10]陈屴.Android云终端的系统备份与还原方案[J].福建电脑，2016,03:130-131+157.[11]王庆磊.Android移动数据安全探析[J].福建电脑，2016,03:101+109.指导教师审核意见：

指导老师（签字）

年月日

本 科 生 毕 业 设 计

外 文 资 料 翻 译

题 目 移动学生会事务管理系统设计与实现

专 业

班 级 姓 名 指导教师

所在学院 信息科技学院

附件1.外文资料翻译译文;2.外文原文

移动设备DVM）。使用Android，重点一直是基于移动设备上有限的资源优化基础设施[2]。为了补充操作环境，设计并实现了Android特定的应用程序框架。因此，Android可以最好地被描述为一个完整的解决方案堆栈，结合了操作系统，中间件组件和应用程序。在Android中，修改后的Linux 2.6内核充当硬件抽象层（HAL）。总而言之，Android操作环境可以标记为：

•开放移动开发平台 •移动设备的硬件参考设计

•由修改后的Linux 2.6内核供电的系统 •运行时环境

•应用程序和用户界面（UI）框架

3.0 Android架构

图1概述了当前（分层）Android体系结构。修改的Linux内核作为HAL运行，分别提供设备驱动程序，内存管理，进程管理以及网络功能。图书馆层通过Java（与偏离传统Linux设计）相连接。在这个层面上，Android特定的libc（Bionic）所在的位置。表面处理器处理用户界面（UI）窗口。Android运行时层拥有Dalvik虚拟机（DVM）和核心库（如Java或IO）。Android中可用的大多数功能都是通过核心库提供的。

图1：Android架构

应用程序框架包含API接口。在这一层，活动管理器管理应用程序生命周期。内容提供商使应用程序可以访问其他应用程序的数据或共享自己的数据。资源管理器提供对非代码资源（如图形）的访问，而通知管理器可使应用程序显示自定义警报。在应用程序框架之上分别是内置的和用户应用程序。必须指出，用户应用程序可以替换内置的应用程序

应用程序，并且每个Android应用程序都在自己的进程空间中运行，在其自己的DVM实例中。这些主要Android组件中的大多数将在本报告的后几节进一步讨论（更详细）。3.1 Dalvik虚拟机

基于Android的系统利用自己的虚拟机（VM），它被称为Dalvik虚拟机（DVM）[4]。

DVM使用特殊的字节码，因此本机Java字节码不能直接在Android系统上执行。Android社区提供了一个工具（dx），允许将Java类文件转换为Dalvik可执行文件（dex）。DVM实现被高度优化，以便在通常配备有相当慢（单个）CPU，有限的存储器资源，没有OS交换空间和有限的电池容量的移动设备上尽可能高效地执行。DVM已经以允许设备以相当有效的方式执行多个VM的方式实现。还必须指出的是，DVM依赖于修改的Linux内核，用于任何潜在的线程和低级内存管理功能。

使用Android 2.2，实现了对JVM基础架构的一些重大更改。最高版本2.2，JVM是一个实际的解释器，与使用Java 1.0部署的原始JVM解决方案类似。虽然Android解决方案总是反映了一个非常有效的解释器，但它仍然是一个解释器，因此没有生成本机代码。随着Android 2.2的发布，一个即时（JIT）编译器已被并入到解决方案堆栈中，它将Dalvik字节码转换成更高效的机器代码（类似于C编译器）。在道路上，额外的JIT和垃圾收集（GC）功能将部署在Android中，进一步破坏（潜在的）集合系统性能。3.2目标平台不是从数据完整性的角度）是截然不同的。3.6电源管理

在移动设备领域，电源管理显然是最重要的。这并不意味着电力管理在任何其他系统上都应该被忽略。因此，随着任何操作系统的任何IT系统的电源管理被认为是必要的，因为当今的计算机系统的电力需求不断增加。为了说明，为了减少和管理功耗，基于Linux的系统提供节电功能，例如时钟门控，电压缩放，激活睡眠模式或禁用内存缓存。这些功能中的每一个都降低了系统的功耗（通常以增加的延迟行为为代价）[9]。大多数基于Linux的系统通过高级配置和电源接口（ACPI）来管理功耗。

基于Android的系统提供了自己的电源管理基础架构（标注为PowerManager），这些基础是在没有应用程序或服务实际需要电源的情况下处理器不应该消耗任何电源的前提下设计的。Android要求应用程序和服务通过Android应用程序框架和本机Linux库通过唤醒锁来请求CPU资源。如果没有主动唤醒锁，Android将关闭处理器。

4.0 Android应用程序

Android应用程序通过Android资产打包工具（AAPT）捆绑到Android包（.apk）中。为了简化开发过程，Google提供Android开发工具（ADT）。ADT简化了从类到dex文件的转换，并在部署期间创建了.apk。以非常简化的方式，Android应用程序通常由以下组成：

•活动（为用户应用程序创建屏幕需要比较

图2显示了Android和Linux 2.6操作环境之间的主要区别。首先，Android内核是从

Linux衍生出来的，但在主线Linux内核分发之外已经大大改变了。为了进一步说明这一点，Android既不配备本机X-Windows设置，也不支持全套标准GNU库。因此，将任何现有的GNU / Linux应用程序或库移植到Android都是艰巨的任务（Android中支持X-Windows是可能的）。

Linux和Android之间的最大区别在于嵌入到Android中的Java抽象层。如图2所示，Android设计基于比Linux更深层的实现堆栈。换句话说，Android应用程序从实际的内核中比在Linux中更远（在OS层中有更长的代码路径）。Linux应用程序的核心是以c和c ++开发，因此c和c ++代码代表了主要的Linux应用程序环境。在Linux中，用户应用程序（通过库和系统调用子系统）具有直接的内核访问功能，而不是Android（见图2）[7]。在Android中，内核几乎隐藏在Android操作环境的深层。在Linux下，可以通过特殊的编译器标志直接优化（c，c ++）应用程序的进程，进一步提高应用程序性能[7]。此外，Linux操作设置本身还包含一个非常丰富的库，调试器和开发工具的非常丰富的基础架构，这些工具无法通过Android访问。

虽然Android设计基于更深层次的实现堆栈，因此与Linux相比，应用程序从内核中进一步移除，但Android内核性能仍然很重要，必须进行量化和了解。与Linux一样，聚合应用程序性能仍然受到实现的内核原语的效率的影响。与Linux相比，目前只有少数Android性能，压力测试和基准测试工具（如DHTDroid）可用。基于Android系统的快速开发和部署周期，实际的Android应用和内核级性能工具的需求在不久的将来会显着增加。

图2：Android与Linux 2.6环境

参考文献

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Mobile DevicesInstruction Set To simplify the discussion, the statement made here is that most of the Linux 2.6 based devices are x86 based systems, whereas most mobile phones are ARM based products.While ARM represents a 32-bit reduced instruction set computer(RISC)instruction set architecture, x86 systems are primarily based on the complicated instruction set computer(CISC)architecture.In general, the statement can be made that ARM(RISC)is executing simpler(but more)instructions compared to an x86(CISC)system.As already discussed, memory is at a premium in mobile devices due to size, cost, and power constraints.ARM addresses these issues by providing a 2nd 16-bit instruction set(labeled thumb)that can be interleaved with regular 32-bit ARM instructions.This additional instruction set can reduce the code size by up to 30%(at the expense of some performance limitations).Ergo, from an overall systems perspective, the incorporation of the thumb instruction set can be considered as an exercise in compromises.Compared to x86 processors, the ARM design reveals a strong focus on lower power consumption, which again makes it suitable for mobile devices [1].3.3 Kernel and Startup Process It is paramount to reiterate that while Android is based on Linux 2.6, Android does not utilize a standard Linux kernel [6],[7].Hence, an Android device should not be labeled a Linux solution per se.Some of the Android specific kernel enhancements include: • alarm driver(provides timers to wakeup devices)• shared memory driver(ashmem)• binder(for inter-process communication), • power management(which takes a more aggressive approach than the Linux PM solution)• low memory killer • kernel debugger and logger During the Android boot process, the Android Linux kernel component first calls the init process(compared to standard Linux, nothing unusual there).The init process accesses the files init.rc and init.device.rc(init.device.rc is device specific).Out of the init.rc file, a process labeled zygote is started.The zygote process loads the core Java classes, and performs the initial processing steps.These Java classes can be reused by Android applications and hence, this step

expedites the overall startup process.After the initial load process, zygote idles on a socket and waits for further requests.Every Android application runs in its own process environment.A special driver labeled the binder allows for(efficient)inter-process communications(IPC).Actual objects are stored inshared memory.By utilizing shared memory, IPC is being optimized, as less data has to be transferred.Compared to most Linux or UNIX environments, Android does not provide any swap space.Hence, the amount of virtual memory is governed by the amount of physical memory available on the device [7].3.4 The Bionic Library Compared to Linux, Androids incorporates its own c library(Bionic)[3].The Bionic library is not compatible with the Linux glibc.Compared to glibc, the Bionic library has a smaller memory footprint.To illustrate, the Bionic library contains a special thread implementation that 1st, optimizes the memory consumption of each thread and 2nd, reduces the startup time of a new thread.Android provides run-time access to kernel primitives [2].Hence, user-space components can dynamically alter the kernel behavior.Only processes/threads though that do have the appropriate permissions are allowed to modify these settings.Security is maintained by assigning a unique user ID(UID)and group ID(GID)pair to each application.As mobile devices are normally intended to be used by a single user only(compared to most Linux systems), the UNIX/Linux /etc/passwd and /etc/group settings have been removed.In addition(to boost security), /etc/services was replaced by a list of services(maintained inside the executable itself).To summarize, the Android c library is especially suited to operate under the limited CPU and memory conditions common to the target Android platforms [2].Further, special security provisions were designed and implemented to ensure the integrity of the system.3.5 Storage Media & File System When it comes to configuring and setting-up mobile devices, traditional hard drives are in general too big(size), too fragile, and consume too much power to be useful.In contrast, flash memory devices normally provide a(relative)fast read access behavior as well as better(kinetic)shock resistance compared to hard drives.Fundamentally, two different types of flash memory devices are common, labeled as NAND and NOR based solutions [5].While in general, NOR based

solutions provide low density, they are characterized as(relative)slow write andfast read components.On the other hand, NAND based solutions offer low cost, high density, and are labeled as(relative)fast write and slow read IO solutions.Some embedded systems are utilizing NAND flash devices for data storage, and NOR based components for the code(the execution environment).From a file system perspective, as of Android version 2.3, the(well-known)Linux ext4 file system is being used [9].Prior to the ext4 file system, Android normally used YAFFS(yet another flash file system).The YAFFS solution is known as the first NAND optimized Linux flash file system.Some Android product providers(such as Archos with ext3 in Android 2.2)replaced the standard Archos file system with another file system solution of their choice.As of the writing of this report, the maximum size of any Android application equals to a low 2-digit MB number, which compared to actual Linux based systems has to be considered as being very small.This implies that the memory and file system requirements(from a size perspective – not from a data integrity perspective)are vastly different for Android based devices compared to most Linux systems.3.6 Power Management In the mobile device arena, power management is obviously paramount.That does not imply though that power management should be neglected on any other system.Hence, power management in any IT system, with any operating system, is considered a necessity due to the ever increasing power demand of today’s computer systems.To illustrate, to reduce and manage power consumption, Linux based systems provide power-saving features such as clockgating, voltage scaling, activating sleep modes, or disabling memory cache.Each of thesefeatures reduces the system's power consumption(normally at the expense of an increased latency behavior)[9].Most Linux based systems manage power consumption via the Advanced Configuration and Power Interface(ACPI).Android based systems provide their own power management infrastructure(labeled PowerManager)that was designed based on the premise that a processor should not consumeany power if no applications or services actually require power.Android demands that applications and services request CPU resources via wake locks through the Android application framework and native Linux libraries.If there are no active wake locks, Android will shutdown the processor.4.0 Android Applications Android applications are bundled into an Android package(.apk)via the Android Asset Packaging Tool(AAPT).To streamline the development process, Google provides the Android Development Tools(ADT).The ADT streamlines the conversion from class to dex files, and creates the.apk during deployment.In a very simplified manner, Android applications are in general composed of: • Activities(needed to create a screen for a user application – classes with a UI)• Intents(used to transfer control from one activity to another)• Services(classes without a UI, so they can be executed in the background)• Content Providers(allows the application to share information with other applications)5.0 Android and Linux – Comparison Figure 2 discloses the major differences between the Android and the Linux 2.6 operating environment.First of all, the Android kernel was derived from Linux, but has been significantly altered outside the mainline Linux kernel distribution.To further illustrate that point, Android is neither equipped with a native X-Windows setup, nor does it support the full set of standard GNU libraries.Hence, it is a daunting task to port any existing GNU/Linux application or library to Android(support for X-Windows would be possible in Android though).The biggest difference between Linux and Android revolves around the Java abstraction layer embedded into Android.As depicted in Figure 2, the Android design is based on a deeper implementation stack than Linux.In other words, the Android applications are farther removedfrom the actual kernel than in Linux(have a longer code path down into the OS layer).The core of Linux applications are developed in c and c++, hence c and c++ code represents the predominant Linux application environment.In Linux, the user applications(via the libraries and the system call subsystem)have direct kernel access, not so with Android(see Figure 2)[7].In Android, the kernel is almost hidden deep inside the Android operating environment.Under Linux, the make process for(c, c++)applications can directly be optimized via special compiler flags, further boosting application performance [7].Further, the Linux operating setup natively incorporates a very rich infrastructure of libraries, debuggers, and development tools that are not

accessible by Android.While the Android design is based on a deeper implementation stack, and hence the applications are farther removed from the kernel compared to Linux, Android kernel performance is still important and has to be quantified and understood.As in Linux, aggregate application performance is still impacted by the efficiency of the implemented kernel primitives.Compared to Linux, only a few Android performance, stress-testing, and benchmarking tools(such as DHTDroid)are available today.Based on the rapid development and deployment cycle of Android based systems, the need for actual Android application and kernel-level performance tools will increase rather significantly over the near future.Figure 2: The Android vs.the Linux 2.6 Environment References 1.Maker, F., Chan, Y., “A Survey on Android vs.Linux”, University of California, 2009 2.Liang, “System Integration for the Android Operating System”, National Taipei University, 2010 3.Brady, P., “Android Anatomy and Physiology”, Google I/O Developer Conference, 2008 4.Bornstein, D., “Dalvik VM Internals”, Google I/O Developer Conference, 2008 5.Toshiba, “NAND vs.NOR Flash Memory: Technology Overview”, Toshiba, 2006 6.Johnson, “Performance Tuning for Linux Servers”, IBM Press, 2005 7.Heger, D., “Quantifying IT Stability – 2nd Edition, Instant Publisher, 2010 8.Android Wikipedia, 2011

9.Linux Wikipedia, 2011

用于Google App Engine上的通用回合制游戏服务的架构

用于基于Android的游戏

概述：

本文介绍了开发和评估部署在Google App Engine上的服务架构的工作，可用于促进Android设备上运行的游戏的通用游戏初始化，转换和完成。

Google App Engine及其相关组件（如持久性和负载平衡）将被评估为目的。我还想研究如何推动Android设备。

基于回合的Android游戏的相关质量属性将被讨论并评估Google App Engine和架构。

1.0 动机

我目前正在开发基于回合的Android [ANDROID]游戏，玩家可以在其他Android设备上与其他玩家玩耍。

为了完成游戏的开发，我需要研究如何在玩家之间初始化游戏，并且转换可以在设备之间分配。

本文的动机是评估Google App Engine [GAE]中开发的解决方案是否可以解决这一挑战，以及软件架构的外观。

即使为一个特定游戏产生了动机，我想知道是否可以开发通用服务以支持其他游戏。游戏服务器将不会有任何关于玩游戏的知识，只负责将游戏数据分发为有效载荷。每个游戏应用程序负责创建和解释分布式负载。

另一个动机是我想获得有关Google App Engine [GAE]的知识，以便能够针对未来项目的其他基于云的平台评估该平台。

2.0假设/问题陈述

Google App Engine是用于部署基于回合的服务器的合适平台

Android游戏应用程序。意味着平台API和内部服务，从外部服务的暴露，到持久性足够丰富，以支持服务的开发。

Google App Engine能够动态扩展，以便能够支持突击播放的游戏。

可以设计可以由不同的独立回合制游戏使用的通用服务。新开发的游戏可以使用该服务，而无需更改服务。游戏开发人员然后可以专注于游戏设计和重用相同的游戏服务。

3.0方法

为了能够为所描述的问题开发架构，我需要学习如何

Google App Engine工作。已经审查了文件，我试图找到关于如何解决这种挑战的最佳实践说明。

解决所述挑战的解决方案的架构已经针对该问题进行了开发和评估。

已经开发了建筑原型，以证明我能够开发服务的关键部分。原型的主题是持久性，向设备发送通知，以及服务如何暴露和负载平衡。

为了检查Google App Engine是否能够在玩家增加时进行扩展和执行，已经进行了性能测试通用有效载荷。

对于这种架构，Google Cloud Messaging是从服务器向客户端发送有效负载的机制，因此Google Cloud Messaging实际上是有效载荷格式和大小的决定性因素。

4.2 Google App Engine 本段描述了Google App的一些功能和特性 引擎，以及我如何使用它。云特征

Google App Engine可以被称为平台即服务（PaaS）云提供商。PaaS是一种服务，开发人员不用担心他的解决方案将被执行的硬件，操作系统甚至执行平台。

PaaS表征是在“云端突破：朝着云定义”一文中作出的（Vaquero et al。，2009）。只要部署的应用程序遵守一些实施标准，PaaS提供商将服务于该服务。Google为开发人员提供了一套额外的服务，如持久性，身份管理，缓存等。有关持久性的更多信息可以在本文后面找到。

Google App Engine由于其PaaS特性，是对本文进行检查的明显选择。这将使游戏开发者有可能集中精力制作酷炫游戏，而不用担心如果游戏在一夜之间变得流行，玩家将从数百人

增加到数万人。在Google App Engine上托管的服务具有自动扩展的能力，并且具有性能和可用性等质量属性。语言

Google App Engine支持在Pyton，GO和Java中开发的应用程序。

由于我是Java开发人员，我想使用提供Java库的Google Cloud消息传递;我将专注于创建基于Java的架构。

Google App Engine可以创建Java企业[JEE]应用程序，其中包含JSP和servlet的战略存档可以部署和公开为服务。通讯

对于Android设备和Google App Engine之间的通信，我将使用RESTFul接口[REST]。选择RESTful的界面是因为它非常轻便，如果游戏服务应该扩展到支持其他平台或设备而不是Android，可以很容易地被不同的平台使用。此外，使用RESTful接口非常容易，因为大多数开发环境和编程语言都具有HTTP客户端实现。持久性

Google App Engine提供树不同的持久化数据机制。Google描述了这样的机制： App Engine资料储存库

提供NoSQL无模式对象数据存储，具有查询引擎和原子事务。Google Cloud SQL 根据熟悉的MySQL数据库，为您的App Engine应用程序提供一个关系型SQL数据库。Google云端存储

为大小达TB的对象和文件提供存储服务。

由于游戏服务旨在能够扩展到极高的负载，许多游戏和许多玩家，我想检查App Engine数据存储区。部署

在Google App Engine上部署新版本的服务时，可以选择要部署的版本。如果服务已经在以前的版本中运行，则此版本在新版本已部署之前仍将处于活动状态。

部署的新版本可以在被激活之前进行私有测试，并可供最终用户使用。这是Google App Engine非常重要和有价值的功能，因为它可以在不停机的情况下更新您的服务。当新版本经过测试和激活后，用户只需直接进入新的部署。

这种热的部署原因意味着您必须了解您的游戏和用户状态以及您需要如何设计您的服务。这意味着您必须开发无状态服务，无论客户端最后调用的服务实例无关紧要。计费

由于Google App Engine的特点是PaaS云解决方案，所以付款策略是您只需支付实际使用的资源。这意味着如果你的应用程序没有被使用，或者如果它不被非常使用，它将花费你没有什么甚至没有什么来暴露你的服务。您的服务使用的越多，您将花费的越多。您将通过CPU，存储和网络基础架构等资源的特定使用来计费。

每个应用程序都有配额，在其中可以完全免费公开您的服务。配额每24小时重置一次。这意味着，只有当您的应用程序达到一定负载时，您才需要付费使用Google App Engine，因此，您也可能因此而获得收入。图1显示了单独监控和计费的资源。

如果服务例如自动缩放到更多的实例，因为较高的负载，您将使用更多的实例小时，最终将为此计费。

另一方面，当您的应用程序未被使用时在夜间或周末期间，您将无费用。对于所示示例，只有一个活动实例。

图2来自Google App Engine仪表板的原型配额概述

Google App Engine仪表板可让您轻松监控应用程序在一定时间内公开的费用。

这种支付策略的缺点是，当您的服务负载增加时，您很难估计资源使用情况。这是很难解释给你的公司，因为你的财务负责人喜欢他的费用的可预测性。

希望通过使用Google App Engine，比建立自己的基础设施更具成本效益。

了解Google App Engine是否具有成本效益，这不是本文的一部分。应该开展进一步的工作，包括成本效益分析来解决这个问题。

4.3 Android的Google Cloud Messaging 当一个游戏对手轮到时，我们需要能够通知一个特定的玩家关于这个回合的结果，从而将主动权交给下一个玩家。

现代移动平台具有将通知推送到移动设备的功能。

Apple的Apple通知机制称为“Apple Push Notification Service”。

Google具有类似于Android设备的功能。这项服务称为“Google Cloud Messaging”[GCM]。Google Cloud Messaging [GCM]是由Google提供的一项服务，可以将服务通知推送到基于Android的设备。

消息可以包含高达4kb的有效载荷数据。Android应用可以订阅给定服务的通知。

根据Google的说法，Google Cloud Messaging解决方案是完全免费的。

4.4进一步工作

持久性

有必要进一步检查持久性是如何进行的。本文只是划伤了数据存储的表面。开发服务

本文最明显的任务就是做实际的解决方案。开发的架构是开始开发的良好起点。为客户开放SaaS解决方案

该架构是以某种方式开发的，因此该服务可以支持许多不同的游戏。这样做可以让您完成多租户解决方案，其他人可以租用您的服务。

在文中“一个突破云：一个云定义”[Vaquero等，2009]，这种公共服务被分类为SaaS（软件即服务）解决方案，如果成功，你可以赚钱这个解决方案

为了能够使其成为多租户解决方案，您必须开发管理模块，管理功能并进行计费。成本效益分析

本文的重点是技术性。如果游戏服务器解决方案应该在Google App Engine上取得成功，那么应该给予某种利润。进一步的工作将包括在Google App Engine上开发和部署成本效益分析。

使解决方案iOS兼容

开发的架构只适用于Android设备，但未来发展的明显选择将是使该解决方案也适用于iOS设备。

苹果已经销售了超过500.000.000个iOS设备[iOS]，因此通过使解决方案支持iOS，潜在客户的数量将会爆炸。

将Google App Engine与其他PaaS环境进行比较

应该将本文的结果与其他PaaS环境的分析进行比较，然后才能确定进一步开发的环境。

5.0 相关工作

5.1苹果measuring it against quality attribute scenarios.4.0 Analyses and Results 4.1 Concept and requirements of the gamer server The primary functionality of the gamer server is to connect players and facilitate change of turns and communicate game progress between two players.The game server does not know anything about the game being played.Its finest task is to distribute data payload between the players android application.All the functionality about interpreting the meaning and state of the payload data is in the hands of the android application.This makes the server usable for most turn based online games like chess, backgammon, etc.where there are two contestants.The functionality of the game server can be divided into the following function areas:

Game initialization The task of the game server is to facilitate an online game between two players.Before a game can begin, it is of cause necessary to establish the link between two players.The game server has two very different ways of establishing the connection: Known opponent The most obvious way of playing a game, must be to play against an opponent you already know.The game server supports initialization of a game between one named player and another.In other words, a player can ask another player, already created on the same game server, to play a game.The player enquired to play can then either accept or reject the challenge.Random opponent Another way for a player to initialize a game is to ask the game server to find an opponent for him.The game sever can then match two random players, both looking for opponents, and initialize a game between them.This way of initializing games between random players are used both by the games Wordfeud [WF] and Quiz battle [QB].One of the advantages of supporting this kind of random-player game initialization is that a player might not stop playing the game just because he doesn’t know any other players.This makes it more likely that he keeps playing, and thereby increasing the revenue for the game provider.The last part of the game initialization is to randomly choose which player is to commence the game, and thereby doing the first turn.Turn management and communication of game progress After a game has been initialized between two players, the job of the game server is to facilitate when turn changes from one player to another.When a player is about to end his turn, he calls the game server, with data payload representing the changed state or the state of the entire game.The game server then notifies the waiting device and application of change of turn, and distributes the game state payload.It is then the up to the waiting application to interpret the payload and show the player the games state changes made by the opponent player.The game server does not know anything about the game.It just distributes payload from one player to

第五篇：过程控制系统论文

过程控制系统的发展史

“过程控制”是现代工业自动化的一个重要领域.随着各类生产工艺技术的不断改进提高,生产过程的连续化、大型化不断强化，随着对过程内在规律的进一步了解，以及仪表、计算机技术的迅猛发展，生产过程控制技术获得了更大的进展。《过程控制系统》是过程控制自动化及相关专业的一门主要专业课程。过程控制系统可分为常规仪表过程控制系统与计算机过程控制系统两大类。前者在生产过程自动化中应用最早，已有六十余年的发展历史，后者是自20世纪70年代发展起来的以计算机为核心的控制系统。从系统结构来看，过程控制已经经历了四个阶段。

1.基地式控制阶段(初级阶段)

20世纪50年代,生产过程自动化主要是凭生产实践经验，局限于一般的控制元件及机电式控制仪器,采用比较笨重的基地式仪表(如自力式温度控制器,就地式液位控制器等),实现生产设备就地分散的局部自动控制。在设备与设备之间或同一设备中的不同控制 系统之间，没有或很少有联系，其功能往往局限于单回路控制。过程控制的目的主要是几种热工参数(如温度，压力，流量及液位)的定值控制，以保证产品的质量和产量的稳定。时至今日,这类控制系统仍没有被淘汰，而且还有了新的发展，但所占的比重大为减小。

2.单元组合仪表自动化阶段

20世纪60年代出现了单元组合仪表组成的控制系统,单元组合仪表有电动和气动两大类。所谓单元组合,就是把自动控制系统仪表按功能分成若干单元，依据实际控制系统结构的需要进行适当的组合，因此单元组合仪表使用方便，灵活。单元组合仪表之间用标准统一的信号联系，气动仪表(QDZ系列)为20~100kPa气压信号，电动仪表为0~10mA直流电流信号(DDZ—Ⅱ系列）和4～20mA直流电流信号（DDZ—Ⅲ系列）。由于电流信号便于远距离传送，因而实现了集中监控与集中操纵控制系统,对提高设备效率和强化生产过程有所促进，使用那个了工业生产设备日益大型化与连续化发展的需要。随着仪表工业的迅速发展,对过程控制对象特性的认识，对仪表及控制系统的设计计算方法等都有了较大的进步。但从设计构思来看，过程控制仍处于各控制系统互不关联或关联甚少的定值控制范畴,只是控制的品质有了较大的提高。单元组合仪表已延续了几十年,目前国内还广泛应用。由单元组合仪表组成的控制系统,其控制策略主要是PID控制和常用的复杂控制系统(如串级、均匀、比值、前馈、分程和选择性控制等）。

3.计算机控制的初级阶段

20世纪70年代出现了计算机控制系统，最初是直接数字控制(DDC)实现集中控制，代替常规的控制仪表。但由于集中控制的固有缺陷,未能普及与推广就被集散控制系统(DCS)所替代。DCS在硬件上将控制回路分散化，数据显示，实时监督等功能集中化，有利于安全平稳的生产。就控制策略而言，DCS仍以简单的PID控制为主,再加上一些复杂的控制算法,并没有充分发挥计算机的功能。

4.综合自动化阶段

20世纪 80年代以后出现了二级优化控制 ,在DCS的基础上实现先进控制和优化控制。在硬件上采用上位机和DCS(或电动单元组合仪表)相结合，构成二级计算机优化控制。随着计算机及网络技术的发展，DCS出现了开放式系统,实现多层次计算机网络构成的管控一体化系统(CIPS)。同时，以现场总线为标准，实现以微处理器为基础的现场仪表与控制系统之间进行全数字化,双向和多站通信的现场总线网络控制系统(FCS)。FCS将对控制系统结构带来革命性变革 ,开辟控制系统的新纪元。

当前自动控制系统发展的主要特点是:生产装置实施先进控制成为发展主流;过程优化受到普遍关注;传统的DCS正在走向国际统一标准的开放式系统;综合自动化系统(CIPS)是发展方向。

综合自动化系统，就是包括生产计划和调度,操作优化,先进控制和基层控制等内容的递阶控制系统，亦称管理控制一体化系统(简称管控一体化系统)。这类自动化系统是靠计算机和及其网络来实现的,因此也称为计算机集成过程系统(CIPS)。这里,“计算机集成”指出了它的组成特征，“过程系统”指明了它的工作对象,正好与计算机集成制造系统(CIMS)相对应,有人也称之为过程工业的CIMS。

可以认为，综合自动化是当代工业自动化的主要潮流。它以整体优化为目标,以计算机为主要技术工具，以生产过程的管理和控制的自动化为主要内容,将各个自动化 “孤岛”综合集成为一个整体的系统。近二十几年来，工业生产规模的迅猛发展，加剧了对人类生存环境的污染，因此,减小工业生产对环境的影响也已纳入了过程控制的目标范围,综上所述,过程控制的主要目标有保障生产过程的安全和平稳,达到预期的产量和质量，尽可能减少原材料和能源消耗,把生产对环境的危害降低到最小程度。由此可见，生产过程自动化是保持生产稳定、降低消耗、降低成本、改善劳动条件、促进文明生产、保证生产安全和提高劳动生产率的重要手段，是20世纪科学与技术进步的特征，是工业现代化的标志之一。

以上为过程控制系统的历史，现状以及未来的发展方向。

电专111班

孟阳

120114303113