区块链微专业实验平台建设与方案设计_陈强.pdf

2023年第22卷 第3期产业与科技论坛2023（22）3Industrial&Science Tribune=56.6A)，稳定运行需要的电流为 11.6A(44A 32.4A=11.6A)。将 6,000V 母线电流换算为 380V 电压下的电流值，由于PCC31 泵启动导致的电流波动的峰值为 893.7A(6,000V*56.6A/380V=893.7A)，稳定运行需要的电流为 183.2A(6,000V*11.6A/380V=183.2A)。根据上面电流数值的换算结果可知，电流的波动峰值为893.7A 小于泵的堵转电流计算值 1,716A，低于辅助冷却水泵配电柜的自动脱扣瞬时电流 2,640A，同时也低于 380V 母线上的过载保护动作值 4,200A。泵启动瞬间的电流波动时间约 8 秒，因此也不满足电流过载达到 300A 持续 54 秒自动脱扣的条件。可见辅助冷却水泵启动瞬间的电流波动在安全的范围内。试验过程中，泵启动瞬间的电流波动与平时泵正常启动的电流波动相比，并无显著的增大。综上所述，本次备用泵启动试验泵出口集管压力恢复迅速，泵启动电流未超限。由此可见，备用辅助冷却水泵可以在辅助冷却水系统排水总阀开启的情况下顺利启动。六、结语通过理论计算证明，辅助冷却水泵跳停后，由于泵进口集管处的压力足以克服进出口之间的高度差，因此管道内的海水将保持满管缓慢流动状态。通过在大修期间的试验验证了启泵过程中电流未超限，备用泵可以顺利自动启动。因此，可将辅助冷却水系统的运行方式进行相应的优化，即辅助冷却水泵跳停后，可保持排水总阀的开度不变直接启动备用辅助冷却水泵。【参考文献】1 孔珑 工程流体力学(第四版)M 北京:中国电力出版社，2014区块链微专业实验平台建设与方案设计陈强【内容摘要】区块链是一种共享分布式账本技术，是分布式数据存储，点对点传输，共识机制，加密算法等计算机的新型应用模式。培养掌握区块链技术基本理论和区块链项目开发方法，具有区块链系统设计与实现能力、区块链项目管理与实施能力和在实际应用环境下构思、设计、实施、运行系统的能力，未来能在区块链项目系统设计开发、区块链项目管理、区块链系统服务等领域发挥创新纽带作用的应用型高级专门人才。学校从 2021 年初开始区块链微专业培养，需要研究设计区块链微专业实验平台方案。本文从区块链知识体系、底层开发维护、应用体系培训几个方面进行了研究设计，给出体系框架图，指导区块链微专业实验平台建设。【关键词】区块链;实践体系;共识机制;微专业;实验平台建设【作者简介】陈强(1965)，男，湖北荆门人，上海工程技术大学教授;研究方向:地球探测与信息技术、软件工程、人工智能一、引言从 2008 年比特币网络问世以来，区块链一直以去中心化数字货币的形态存在1。但随着以太坊为代表的智能合约技术快速兴起，构建起了去中心化，不可篡改的全新应用体系2，3。将区块链从数据可信提升到业务可信，极大地丰富了区块链的应用场景，从而成为各行各业构建信任的基础技术4 6。2019 年 10 月 24 日，习近平总书记在中央政治局第十八次集体学习时强调，要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口，加快推动区块链技术和产业创新发展。2020 年 4月 20 日，国家发改委首次明确新基建范围，区块链正式纳入新基建推动数字经济建设。随着国家战略和政策倾向，区块链在国内受到广泛关注，技术研究和应用落地都进入蓬勃发展的新阶段。区块链是构建未来价值互联网的核心技术，是连接信任的基础设施，能够改变以往数据互信和价值流转的形态7 9。为此，区块链需要一种更便利、公信力更高的使用形态，来满足社会各方的应用需求。一种高度开放性和有着广泛网络规模的区块链开放网络，顺理成章成为未来链接价值的核心环节。以开放网络为连接信任的基础设施，一方面作为桥梁连接起不同联盟网络，打破区块链数据孤岛，另一方面极大地降低普通用户使用区块链的技术门槛，真正让区块链变得像“水、电、煤”一样触手可得。因此，以开放网络为桥梁，多种网络形态和生态相互融合构成的区块链互联网，将是形成未来价值互联网的基础形态。当前高校大学计算机教育重点聚焦建设提升大学生信息素养和应用信息技术解决学科问题能力的基础信息技术类课程，立足新一代信息技术发展，推动与专业教育交叉融合，探索新技术与教育教学深度融合，推进课堂教学改革，共建共 享 支 撑 新 一 代 信 息 技 术 教 学 的 实 验 环 境 和 资15产业与科技论坛2023年第22卷 第3期Industrial&Science Tribune2023（22）3源等10 12。上海工程技术大学作为新工科建设地方高校牵头单位，目标是将新信息技术与各传统工科结合，培养学生的计算思维能力、创新创业能力，提升新工科建设的内涵。大学计算机教学，以学生为中心，人才培养为本。前几年，我们提出以应用能力和计算思维培养相结合的改革思路，突出“浅出应用，深入思维”理念，利用案例驱动的教学方式把应用和思维串起来，对教学内容进行重新建构和编排，并综合利用多种教学模式(MOOC、SPOC、翻转课堂和任务驱动等)提升学生积极性和主动性，加强互动和反馈，最终实现教学质量质的飞跃。随着新信息技术的涌现，教学改革仍然需要不断进行，如区块链等新技术的引入，存在的问题是，有理论没环境、有教学无真实的实验平台，希望联合业界区块链领先企业，构建与定制“区块链技术与应用实验平台”。二、实验平台目标在课程内容基础上，希望通过“区块链技术与应用实验平台”，进行区块链理论、技术、思维的训练，培养掌握区块链技术基本理论和区块链项目开发、应用能力，具有区块链系统设计与实现和区块链项目管理的能力，未来能在区块链项目系统设计开发、区块链项目管理、区块链系统服务等领域发挥创新纽带作用的应用型高级专门人才。对学生的培养要求如下:一是具有运行、维护、管理区块链系统的能力，并能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等方面的影响因素。二是具有区块链系统设计与实现能力，并有良好的人文素养、社会责任感和工程职业道德。三是具有区块链思维，能够基于专业相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂问题解决方案，了解区块链的前沿发展现状和趋势。四是具有团队合作、沟通和项目管理能力，能够组织和协调团队成员管理与实施区块链项目。五是具有国际化视野和创新纽带作用的合作能力，能够在跨文化背景下进行沟通和交流，能够在不同职能团队中发挥特定的作用。基于以上背景，上海工程技术大学与市场知名北京科技公司合作，将按照上海高校大学计算机教学改革文件精神指导，在 2018 2020 年“卓越 2.0 计划背景下以应用能力和计算思维培养相结合的计算机应用基础多模式教学探索与实践”(2019 年上海高校计算机教学改革项目)成果的基础上，建设服务于区块链专业学习的实训平台，并建设相应的课程。三、实验平台构架经过调研区块链技术体系设计，构建的实验平台如下。(一)教学内容安排。分五个模块，八个课时进行教学。表 1教学内容安排第一模块第二模块第三模块第四模块第五模块基础理论知识搭建以太坊链的过程营造以太坊环境安装 go 语言环境安装 git、gcc 及其它相关依赖包配置以太坊环境创建私有链创建创世区块配置文件初始化创世区块启动节点控制台挖矿联盟链互通节点互联交易转账(二)平台架构。如图 1 所示。图 1实验平台总体架构(三)区块链底层开发实战平台。区块链底层开发实战平台是集开发语言、案例分析、理论知识、环境搭建于一体的开发实战平台，旨在培养学生的区块链底层开发的思维和能力。通过对区块链的底层模块、开发语言、安全机制、技术组成的剖析，采用案例式、结果式、团队式的教学方法，使学生成为学习的主体，培养学生开发区块链、面向对象开发能力，具备结构化、并发等思维，培养区块链开发人才。适用专业:计算机、软件工程、信息管理、网络工程类专业。教学安排:专业基础课;课时:32 课时。表 2教学实施安排DAY 1DAY 2DAY 3DAY 4AM区块链开发特性初步学习区块链开发基本特性，学会搭建开发环境，掌握区块链开发语言的基本语法区块链开发并发程序设计掌握区块链开发并发程序设计的方法，熟练使用 go 关键字，合 理 使 用 goroutine 和channel 功能Go 语言 WEB 开发学习使用 Go 语言进行WEB 开发，掌握开发网站的各个关键环节区块链底层拓展开发区块链底层各种拓展开发，掌握获取数据的能力，并对数据进行处理以及保存。252023年第22卷 第3期产业与科技论坛2023（22）3Industrial&Science Tribune(续表 2)PM区块链底层开发顺序编程掌握区块链底层开发顺序编程的相关语法区块链开发网络编程区块链开发网络编程的相关知识，掌握 Socket 编程和处理 HTTP 请求或响应的方法 区 块 链 开 发 安 全编程掌握 Go 语言的安全编程方法，熟悉网络安全应用领域的相关知识认知缓存的意义全面解读以太坊的概念，因为智能合约是部署在以太坊公链上的，以及基于以太坊平台如何将智能合约编译部署到区块链上底层开发训练体系如图 2 所示。图 2区块链底层开发训练体系(四)区块链应用开发实战平台。区块链应用开发实战平台作为面向院校的开展新技术赋能的实战平台，通过剖析以太坊的运行环境、智能合约的运行原理、开发语言，开发工具等，采用案例式、结果式、团队式的教学方法，打造语言开发实战平台，培养学生的区块链应用开发、异常预防、低功耗开发等能力，具备分布式、递进式等思维，培养区块链应用开发人才。适用专业:计算机、软件工程、信息管理、网络工程类专业。教学安排:专业基础课;课时:32 课时。表 3区块链应用开发实战课时安排DAY 1DAY 2DAY 3DAY 4AM初始区块链应用以及环境搭建初步了解区块链应用的发展现状，以及以太坊智能合约的相关基础知识点区块链应用开发 变量与函数学习开发语言的变量与函数，包括:全局变量、控制结构、函数、函数表达式等高级语言知识点。区块链应用与链交互本讲带领学生学习如何将区块链应用在以太坊上进行 编 译、部 署、交 易 和调试。区块链应用开发 代币主要介绍了代币系统，通过对代币系统的分析和了解，将之前所学的知识运用到代币案例中PM区块链应用开发 数据类型学习开发语言的数据类型，包括:布尔类型、整型、运算符、定长浮点型等高级语言知识点区块链应用案例本讲以多个案例为课程导入，将需要学习的知识点引出来。以结果为导向，带领学生学习。应用程序二进制接口以及安全性本讲主要讲的是二进制接口 ABl，以及应用的安全性区块链应用开发 web3 js主要介绍了 web3 js 的简单使用以及接口拓展，通过去中心化的案例实战，让学生学习 web3 与智能合约的交互应用开发训练体系如图 3 所示。图 3区块链应用开发训练体系四、结语学校从 2021 年初开始区块链微专业培养，按照本文的研究与设计，开展了实验平台建设，现在基本完成了区块链实验平台的建设，正在开展实验教学使用，并在不断改进中。【参考文献】1 曾诗钦，霍如，黄韬，等 区块链技术研究综述:原理、进展与应用 J 通信学报，2020，41(1):134 151 2 欧阳丽炜，王帅，袁勇，等 智能合约:架构及进展J 自动化学报，2019，45(3):445 457 3 贺海武，延安，陈泽华 基于区块链的智能合约技术与应用综述 J 计算机研究与发展，2018，55(11):2452 2466 4 王硕 区块链技术在金融领域的研究现状及创新趋势分析 J 上海金融，2016，2:26 29 5 杨现民，李新，吴焕庆，等 区块链技术在教育领域的应用模式与现实挑战 J 现代远程教育研究，2017，2:34 45 6 刘敖迪，杜学绘，王娜，等 区块链技术及其在信息安全领域的研究进展 J 软件学报，2018，29(7):2092 2115 7 陈晓红 数字经济时代的技术融合与应用创新趋势分析 J 中南大学学报(社会科学版)，2018，24(5):1 8 8 刘懿中，刘建伟，张宗洋，等 区块链共识机制研究综述 J 密码学报，2019，6(4):395 432 9 韩璇，袁勇，王飞跃 区块链安全问题:研究现状与展望 J 自动化学报，2019，45(1):206 225 10 朱洁，黄海平 新工科背景下我国高校计算机微专业建设探索 J 软件导刊，2019，18(11):172 175，179 11 张志强，张洪，杨洪，等 基于地方高校的软件工程“微专业”学位核心课程体系构建研究J 教育现代化，2018，5(10):116 118 12 王宇 慕课微专业分析及其对我国慕课建设的启示 J 中国远程教育，2018，12:23 30，79 8035