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ppt結(jié)束語范文1

[關(guān)鍵詞] 遠(yuǎn)程教育 多媒體網(wǎng)絡(luò) 動(dòng)態(tài)分組傳輸DPT SRP 千兆位交換路由

隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的快速到來，網(wǎng)絡(luò)教育將成為革新傳統(tǒng)教育模式的重要?jiǎng)恿Α８鶕?jù)中國社會(huì)科學(xué)院的一項(xiàng)調(diào)查研究稱，由于技術(shù)手段的快速發(fā)展以及在各行業(yè)的滲透和應(yīng)用，網(wǎng)上教育將成為我國一種速度更快，傳播空間更大，教學(xué)手段更加新穎的新型教育形式，它將與課堂教育、廣播教育、電視教育一起構(gòu)成多元化的現(xiàn)代教育體系。

我國現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程的目標(biāo)是建立一個(gè)開放式的教育網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建終身教育體系和社會(huì)化學(xué)習(xí)。為此，教育部在清華大學(xué)等幾所高校試點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將這類學(xué)校的數(shù)額擴(kuò)大到31所。我相信這才只是開頭，隨著網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和完善，遠(yuǎn)程教育將會(huì)更加如火如荼。

然而，從目前我國教育網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的實(shí)際發(fā)展情形來看，要構(gòu)建真正意義上的網(wǎng)絡(luò)教育體系，與國外的差距還不小。目前國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)提供商以“網(wǎng)校”或“教育頻道”之類名義開設(shè)的有關(guān)教育方面的內(nèi)容大多是靜態(tài)的、局部的，真正的教學(xué)內(nèi)容仍然相對匾乏。而許多網(wǎng)絡(luò)大學(xué)的學(xué)習(xí)又都不是通過網(wǎng)上進(jìn)行的，還需要在固定的時(shí)間到固定的教學(xué)點(diǎn)去上課，不能完成真正的網(wǎng)上教學(xué)服務(wù)。究其原因之一主要是由于目前我們國家的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還未跟上現(xiàn)代教育發(fā)展的節(jié)奏，有限的帶寬嚴(yán)重地制約了網(wǎng)絡(luò)教育的進(jìn)一步發(fā)展。因此建立一個(gè)真正高速的寬帶基礎(chǔ)主干網(wǎng)對于推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育是十分必要的。

未來的遠(yuǎn)程教育模式應(yīng)該是社會(huì)開放式的并且是交互式的，無論是學(xué)歷教育，非學(xué)歷教育甚至是屬于技能培訓(xùn)的，任何人都可以坐在辦公室里甚至輕松地坐在家里在他認(rèn)為方便的時(shí)候泡上一杯咖啡后挑選他所感興趣的課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，不懂的時(shí)候也可以及時(shí)地向老師提出疑問并在學(xué)生之間也能隨時(shí)相互進(jìn)行交流無論對方在那里，是否屬于同一所學(xué)校。課后的作業(yè)及考試也可采取聯(lián)機(jī)交互的方式來進(jìn)行，當(dāng)時(shí)做完當(dāng)時(shí)就能知道自己今天做得如何。

首先讓我們來看一下作為遠(yuǎn)程教育通常采用的幾項(xiàng)手段的技術(shù)背景。進(jìn)入20世紀(jì)90年代之后，由于對于聲音、電視和數(shù)據(jù)流的多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求在不斷地增加，因此也有不少的企業(yè)和機(jī)構(gòu)加大了對此的開發(fā)和研究，近年來也不斷有產(chǎn)品投入市場，用戶也渴望得到服務(wù)質(zhì)量好、服務(wù)費(fèi)用低的產(chǎn)品，像電視會(huì)議、協(xié)同工作、遠(yuǎn)程教學(xué)、可視電話、視頻點(diǎn)播VOD (video on demand)等等的多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都是非常受歡迎的應(yīng)用。但由于多媒體的數(shù)據(jù)量大得驚人，尤其是聲音和視頻。為了克服數(shù)據(jù)傳輸通道帶寬的限制，有效地在網(wǎng)上大量地傳輸數(shù)據(jù)流，有關(guān)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)投入了大量的人力和物力來開發(fā)數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮技術(shù)以及數(shù)據(jù)通信技術(shù)。目前MPEG-1和MPEG -2標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)正式，并且得到廣泛應(yīng)用。例如，CD-交互系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)字聲音廣播、數(shù)字電視廣播和影視點(diǎn)播等。表1是MPEG-1和-2的典型編碼參數(shù)。

表 1

同時(shí)，國際電信聯(lián)盟(ITU)還制定了許多多媒體通信的標(biāo)準(zhǔn)。其中，T.120， H.320， H.323和H.324標(biāo)準(zhǔn)組成了多媒體通信的核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。T.120是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)；H.320是綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)電視會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)；H.323是局域網(wǎng)上的多媒體通信標(biāo)準(zhǔn)；H.324是公眾交換電話網(wǎng)絡(luò)上的多媒體通信標(biāo)準(zhǔn)。從上面我們可以看出即使采用了很好的壓縮技術(shù)，傳輸多媒體數(shù)據(jù)所需要的帶寬就目前而言仍然是巨大的。在目前要想實(shí)現(xiàn)真正的開放式教育就必須實(shí)現(xiàn)至少如MPEG-1一類的視頻流能夠暢通無阻的在網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)，基本無抖動(dòng)和延遲。要實(shí)現(xiàn)這樣的要求就必須為每個(gè)視頻流分配至少1.5兆的帶寬。假如使用MPEG-2的話帶寬還需成倍地增加。這時(shí)我們可以假設(shè)即使采用IP多目傳送方式的話有許多學(xué)生要想同時(shí)上不同的課的話也將有大量的數(shù)據(jù)流在主干上跑而且又不能有明顯的延遲和抖動(dòng)，隨著課程數(shù)目的增加和學(xué)生人數(shù)的增加此類流量將急劇增加。也可設(shè)想在不久的將來如果采用個(gè)性化教育方式的話需要采用單目傳送的方式來實(shí)現(xiàn)又需要多少帶寬呢。同時(shí)中國目前的遠(yuǎn)程教育發(fā)展正處于發(fā)展期，受教育的學(xué)生的人數(shù)將會(huì)急劇增加遠(yuǎn)比國外就學(xué)的人要多的多。顯然想要進(jìn)行真正意義上的遠(yuǎn)程教育沒有一個(gè)高帶寬的并具有良好擴(kuò)展性的傳輸平臺(tái)做基礎(chǔ)的話顯然困難重重。

能成為一個(gè)良好的主干網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)該符合起碼以下幾個(gè)基本條件：

隨著流量的增長帶寬也能跟著相應(yīng)增長

在擁塞的情況下也能維持較高的帶寬并能迅速適應(yīng)并改變流量分布

在節(jié)點(diǎn)數(shù)量和距離方面都能符合大規(guī)模環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的要求

在主節(jié)點(diǎn)間應(yīng)能保證各節(jié)點(diǎn)間的地位平等，避免產(chǎn)生某一節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生黑洞吃掉大量帶寬

在傳輸介質(zhì)或節(jié)點(diǎn)失效時(shí)能迅速恢復(fù)其業(yè)務(wù)

加入某一個(gè)節(jié)點(diǎn)或去掉一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)盡量減少配置的需求

那么是否較好的方案可供選擇呢？答案當(dāng)然是有的。首先基于IP的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)似乎現(xiàn)在已是大家所公認(rèn)的，目前世界電話業(yè)務(wù)年增長率僅為8%，數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)增長率卻超過100%，尤其是Internet業(yè)務(wù)，進(jìn)入90年代中期以來一直以300%的速率在增長。由于TCP/IP已是事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，因此在網(wǎng)絡(luò)層采用IP協(xié)議已無可非議。基于IP+路由的所有服務(wù)由于多年來的發(fā)展已進(jìn)入到一個(gè)較為完善的階段，有效的路由選擇和非常豐富的應(yīng)用服務(wù)功能可以說已到了一個(gè)相當(dāng)高的境界，遺憾的是要想在當(dāng)前的架構(gòu)上讓速度有進(jìn)一步較大的提高就受到較多限制。所以最近提出的多協(xié)議標(biāo)簽交換技術(shù)（MPLS）等就是為了解決在有限的帶寬內(nèi)讓那些真正想得到高質(zhì)量服務(wù)的數(shù)據(jù)流能順利通過，提高服務(wù)質(zhì)量。因此增加總的可用帶寬也就成了當(dāng)前迫切需要解決的問題。

而光纖由于它的高質(zhì)量、高帶寬以及低成本也成為首選的物理介質(zhì)。因此，目前真正的的焦點(diǎn)集中在數(shù)據(jù)鏈路層的實(shí)現(xiàn)。目前有幾種方法已被用來或建議在光纖上傳輸高速IP業(yè)務(wù)，如圖1所示圖1

從圖1可清楚看到隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐步發(fā)展目前人們已越來越傾向于層次的簡單化了，從IP over ATM/SDH/Optical，IP over ATM/Optical 到IP over SDH/Optical一直到IP over fiber），省去了中間層次轉(zhuǎn)換的復(fù)雜性，中間的層次越少就越能降低管理開銷來最大化可用的傳輸帶寬，同時(shí)也大大降低了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、操作、錯(cuò)誤檢測以及網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)的復(fù)雜性，當(dāng)然也能進(jìn)一步減少基礎(chǔ)建設(shè)費(fèi)用。

綜上所述目前Cisco公司推出了一種全新的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)DPT（Dynamic Packet Transport）解決方案。關(guān)鍵就是簡潔性，它在繼承了以往IP數(shù)據(jù)服務(wù)的優(yōu)點(diǎn)以外又同時(shí)吸取了傳統(tǒng)電信傳輸SONET/SDH的高帶寬和良好的自愈能力的優(yōu)點(diǎn)，將兩者完美地結(jié)合起來，中間不再有其它多余的層次。為此還提出了一種新的MAC層的協(xié)議，稱為空間重利用協(xié)議SRP（Spatial Reuse Protocol）和兩種新的專有算法：

SRP公平算法The SRP fairness algorithm（SRP-fa）

智能保護(hù)切換Intelligent protection switching（IPS）

形成了費(fèi)用便宜，性能優(yōu)越的解決方案，被稱為優(yōu)化的動(dòng)態(tài)分組傳輸技術(shù)。具體見圖2，由圖可見由于它是直接建立在光纖上因此傳輸效率極高，Cisco也將其稱為IP over Optical。而傳統(tǒng)的時(shí)分多路復(fù)用

SONET/SDH網(wǎng)絡(luò)則以小型64Kbps信道的層次結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，必須再使用ADM來轉(zhuǎn)換成較大型的OC-12/STM-4或OC-48/STM-16管網(wǎng)

下面我們來看一下這項(xiàng)技術(shù)的一些優(yōu)點(diǎn)，首先在物理層上采用的是雙向光纖環(huán)繞回技術(shù)，分成內(nèi)環(huán)和外環(huán)且繞行方向互為相反。在兩個(gè)環(huán)上都能同時(shí)利用起來傳輸數(shù)據(jù)和控制信息，在數(shù)據(jù)傳送上兩者互為反向，并且數(shù)據(jù)和控制信號分開在兩個(gè)環(huán)上分別傳送。如果一組數(shù)據(jù)在一根光纖環(huán)的一個(gè)方向發(fā)送數(shù)據(jù)（下行），那么就在另一個(gè)光纖環(huán)的反向環(huán)路上發(fā)送控制分組（上行）。這樣就巧妙地避免了當(dāng)某一環(huán)路上數(shù)據(jù)量過大時(shí)影響控制信號的通行，同時(shí)也最大限度地利用了兩根光纖。因此DPT技術(shù)既最大程度地利用了可用的帶寬又保證了用于自愈等目的的控制信號的傳送信道。不像SONET/SDH那樣為了保證整個(gè)信道的正常運(yùn)行要保留帶寬的一半出來給控制信號使用。

在MAC層使用了一種SRP（Spatial Reuse Protocol）協(xié)議，這種協(xié)議和原先在其它環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中所使用的有所不同。在環(huán)形網(wǎng)中標(biāo)記環(huán)是最普遍采用的介質(zhì)訪問控制，環(huán)中同時(shí)只有一個(gè)標(biāo)記在循環(huán)中傳送，原來無論在FDDI環(huán)還是令牌環(huán)網(wǎng)中當(dāng)由源站節(jié)點(diǎn)發(fā)出一個(gè)Token時(shí)一直要沿著環(huán)形循環(huán)一周后回到原先發(fā)出這個(gè)Token的源站點(diǎn)時(shí)才能決定是否拋棄，這樣使得帶寬的利用率大為降低，發(fā)送的幀在發(fā)送源不卸下前總是繞環(huán)運(yùn)行的。而SRP的特點(diǎn)則采用目的地卸下分組的方式，在目的地的節(jié)點(diǎn)上把分組從環(huán)上卸下，同時(shí)在環(huán)上其它段的全部帶寬均仍可被利用。由于每個(gè)環(huán)上的節(jié)點(diǎn)都可以同時(shí)發(fā)送分組到環(huán)上，因而使環(huán)上的帶寬利用率最高。如圖3所示當(dāng)DPT環(huán)在4，5，6及A路由器間的業(yè)務(wù)量很大時(shí)，與此同時(shí)，在1，2，3和B路由器間的業(yè)務(wù)流量仍可以不受影響地分開地正常運(yùn)行。可以說，從此例中空間再利用技術(shù)方便地提供了二倍帶寬的復(fù)用。

使用了SRP-fa公平機(jī)制后每個(gè)在環(huán)上的節(jié)點(diǎn)都是公平，均可公平地分享帶寬避免某個(gè)站點(diǎn)餓死并防止出現(xiàn)運(yùn)行中斷和時(shí)延過大等現(xiàn)象。SFR-fa 通過全局優(yōu)化來控制送到環(huán)中的每個(gè)分組的速率不會(huì)使得某個(gè)節(jié)點(diǎn)持續(xù)地發(fā)送分組而其它節(jié)點(diǎn)呈現(xiàn)等待的現(xiàn)象，避免過度延遲現(xiàn)象，而本地優(yōu)化又盡可能地使每個(gè)節(jié)點(diǎn)最大限度地利用空間重利用特性來使得局部地得到更大的帶寬。由于以上的特性因此允許在分組環(huán)中能處理高達(dá)128個(gè)有高速接口的節(jié)點(diǎn)，使之具有良好的擴(kuò)展性。

由于DPT在分組環(huán)中使用了SONET/SDH幀來封裝數(shù)據(jù)因此它能透明地運(yùn)行在所有的光纖傳輸體系中，比如裸光纖、WDM、SONET/SDH等，甚至還能在單膜光纖和多膜光纖之間混用。正由于這種特性還允許其運(yùn)行在稱為混合環(huán)境中，這大大提高了傳輸?shù)撵`活性和遷移性。即允許傳統(tǒng)的傳輸設(shè)施能充分利用又能向新的DPT傳輸網(wǎng)逐漸轉(zhuǎn)變。如光纖的距離太長時(shí)可加入IP再生器和SDH再生設(shè)備

在容錯(cuò)和錯(cuò)誤恢復(fù)方面正如上面所說的那樣DPT技術(shù)吸取了SONET/SDH的好的方面，如像SONET/SDH環(huán)那樣提供了一系列的 主動(dòng)的性能監(jiān)測和快速的自愈能力（APS）。而DPT技術(shù)采用了一種被稱為智能保護(hù)切換的技術(shù)（IPS），除了原有的那些基本特點(diǎn)外還具備了以下這些很好的特性

一，它的控制信號并不依賴于SDH的開銷字節(jié)因此它可以運(yùn)行在裸光纖或WDM這些非SDH基礎(chǔ)上，非常靈活。

二，大家知道在Packet over SONET/SDH（POS）技術(shù)中傳輸用的SDH技術(shù)和上面所載IP服務(wù)是分開的，彼此是互不知道的。因此當(dāng)下面的環(huán)結(jié)構(gòu)有問題時(shí)SDH可以在50ms內(nèi)偵測到問題并且恢復(fù)，但由于在上面跑的IP路由協(xié)議（RIP、OSPF、EGP等的收斂是需要相當(dāng)長的時(shí)間，有時(shí)需要幾分鐘的時(shí)間。因此整個(gè)服務(wù)就會(huì)出現(xiàn)中斷。而DPT技術(shù)是IP awareness的，在光纖環(huán)上跑的SDH幀是能夠知道在它上面是什么樣的協(xié)議。IPS不僅僅在第一層而在所有的三層都監(jiān)視并處理發(fā)生的事件，因此整個(gè)服務(wù)恢復(fù)都將在50ms內(nèi)完成。而且像FDDI環(huán)一樣容錯(cuò)功能極好在光纖環(huán)多處出現(xiàn)故障時(shí)也能保證其一定的正常運(yùn)行。

三，即插即用操作 不想其它技術(shù)那樣，DPT盡量地減少了在一個(gè)DPT環(huán)中插入或去掉一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)所需的一些繁瑣復(fù)雜人工配置操作，一切都是自動(dòng)的過程。包括：全局唯一，永久地分配MAC地址，從環(huán)中快速地插入一個(gè)新節(jié)點(diǎn)和刪除一個(gè)原有的節(jié)點(diǎn)，環(huán)上事件的自動(dòng)自愈處理，拓?fù)渥詣?dòng)發(fā)現(xiàn)和動(dòng)態(tài)分組路徑選擇。

現(xiàn)在來看一看DPT技術(shù)對IP業(yè)務(wù)的支持。首先它能支持具有分組優(yōu)先的特性，數(shù)據(jù)包將被分類并定位為高優(yōu)先級和低優(yōu)先級兩種，那些需要低延遲、抖動(dòng)控制并要求帶寬保證的高優(yōu)先級分組將得到優(yōu)先的處理，而那些低優(yōu)先級的分組則將采取盡力而為的方式傳輸。其次，DPT環(huán)支持IP組播技術(shù)，因而其增強(qiáng)性的服務(wù)包括多點(diǎn)信息傳送和高質(zhì)量的視頻廣播。第三，具有帶寬的良好可擴(kuò)展性—DPT環(huán)提供了能進(jìn)行線速處理和帶寬倍增能力的又大又寬的管道來將丟包和延遲減至最低，并能輕松地從低至OC-12c/STM-4擴(kuò)展到OC-48c/STM-16乃至OC-192c/STM-64c。最后，DPT技術(shù)的MAC層能和大量的IP的COS（Class of Services）等協(xié)同工作來提供第三層的服務(wù)。

DPT還提供了一個(gè)全面，綜合，基于SNMP的網(wǎng)絡(luò)管理模式，其中包括DPT環(huán)中的分組交換和分組傳送兩大網(wǎng)絡(luò)部件的管理，具有事件，告警，當(dāng)前和歷史的近端及遠(yuǎn)端性能監(jiān)測信息。不像目前現(xiàn)有的網(wǎng)管系統(tǒng)，為管理路由器網(wǎng)絡(luò)及傳輸網(wǎng)絡(luò)的需求各自分開有自己的一套特有的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，即麻煩又復(fù)雜。

在接入技術(shù)上DPT環(huán)通過環(huán)狀體系結(jié)構(gòu)即能對本地的訪問接入?yún)R聚又能對MAN/WAN聯(lián)接提供很好的有層次的支持。現(xiàn)在很多學(xué)校都在當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門的大力支持下建立了自己的城域網(wǎng)，因此只要在幾個(gè)主要節(jié)點(diǎn)上放置了GSR千兆位交換路由機(jī)后充分利用DPT技術(shù)的上述優(yōu)點(diǎn)后就能將現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)容納進(jìn)來，也可將有線電視網(wǎng)經(jīng)千兆比交換路由器GSR接至主干網(wǎng)。DPT環(huán)集合了高帶寬，線路速率處理，優(yōu)先級排列，以及第三層IP CoS（服務(wù)等級）于一體，如能再加上多協(xié)議標(biāo)簽交換技術(shù)（MPLS），實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議（RTP）和實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議（RTCP）的支持，提供優(yōu)質(zhì)的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，滿足巨量話音和視頻流并保證所需的時(shí)延和抖動(dòng)控制的要求應(yīng)能在相當(dāng)長的時(shí)間不成問題。Cisco GSR的分布式交換和傳送體系結(jié)構(gòu)使用了縱橫開關(guān)結(jié)構(gòu)和獨(dú)立線路卡，能自主地處理千兆位路由處理器的信息包發(fā)送。這種新型體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)速度的不斷提高，國外目前已有OC-192速度的成功應(yīng)用了。如此下去在各城市間如能實(shí)現(xiàn)各環(huán)網(wǎng)的相交話，那一個(gè)能滿足急劇增長需求的全國性的遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施就將為我國的開放性教育做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)

參考文獻(xiàn)

1 多媒體技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用 林福宗 （清華大學(xué)智能技術(shù)與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

ppt結(jié)束語范文2

博恒系統(tǒng)與CTP設(shè)備的匹配與銜接

羊城晚報(bào)于1998年開始應(yīng)用CTP設(shè)備，早期采用單套R(shí)IP對應(yīng)一臺(tái)CTP設(shè)備，即每臺(tái)CTP設(shè)備由固定的RIP完成版面解釋和點(diǎn)陣輸出兩大功能，負(fù)荷大，運(yùn)行慢，不利于快速生產(chǎn)。而且當(dāng)多臺(tái)CTP設(shè)備同時(shí)工作，有1臺(tái)CTP設(shè)備閑置，即有1套R(shí)IP閑置時(shí)，也無法將尚未輸出的版面?zhèn)鬏斀o閑置的RIP進(jìn)行版面解釋和點(diǎn)陣輸出。

經(jīng)過一段時(shí)間的試驗(yàn)后，羊城晚報(bào)于2001年10月建成印務(wù)中心（其離報(bào)社辦公大樓10km遠(yuǎn)），購置了4臺(tái)CTP設(shè)備，這時(shí)如果繼續(xù)采用單套R(shí)IP對應(yīng)1臺(tái)CTP設(shè)備的方式，會(huì)大大降低CTP設(shè)備的使用率。于是，根據(jù)印務(wù)中心建立時(shí)的技術(shù)情況，即版面的RIP解釋和點(diǎn)陣輸出對計(jì)算機(jī)硬件要求較高，單套R(shí)IP完成兩個(gè)關(guān)鍵任務(wù)的效率低下，不適合報(bào)紙出版，我們采用了一種靈活的處理方式，采用2～4套R(shí)IP組成一個(gè)RIP組，所有的版面解釋工作完全由這個(gè)RIP組完成，而RIP組解釋完成的點(diǎn)陣信息以文件的方式傳送到點(diǎn)陣信息服務(wù)器，CTP設(shè)備的輸出控制計(jì)算機(jī)從點(diǎn)陣信息服務(wù)器中讀取數(shù)據(jù)并控制CTP設(shè)備輸出（如圖1所示）。這樣只要有RIP完的點(diǎn)陣信息，任何一臺(tái)空閑的CTP設(shè)備都可以進(jìn)行版面輸出，從而將原來的流水輸出改為并行輸出，大大節(jié)約了RIP解釋時(shí)間，提高了CTP設(shè)備的生產(chǎn)效率。同時(shí)，該方式支持集群，可以大幅度提高整個(gè)系統(tǒng)的擴(kuò)展能力，當(dāng)生產(chǎn)能力需要提高時(shí)，只要增加相應(yīng)的RIP或CTP設(shè)備就可以了。

基于這一思路，我們采用了以博恒系統(tǒng)為核心的數(shù)字化工作流程，并將點(diǎn)陣信息服務(wù)器分為發(fā)送服務(wù)器和接收服務(wù)器，中間通過光纖連接，如圖2所示，其流程如下：編輯部簽發(fā)的PS文件傳到生產(chǎn)車間，車間工作人員在客戶端進(jìn)行拼版，對拼版后的文件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化命名，并放入熱文件夾中，PS文件服務(wù)器根據(jù)工作計(jì)劃將拼版后的PS文件動(dòng)態(tài)地分配到RIP服務(wù)器群進(jìn)行解釋，RIP解釋后，將點(diǎn)陣信息文件存放到發(fā)送服務(wù)器上，發(fā)送服務(wù)器再通過專用通信協(xié)議將點(diǎn)陣信息文件傳送至接收服務(wù)器，接收服務(wù)器根據(jù)工作計(jì)劃動(dòng)態(tài)分配點(diǎn)陣信息文件至CTP控制器，CTP控制器通過控制CTP設(shè)備輸出印刷版面。該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

（1）靈活的流程管理。可以對CTP設(shè)備進(jìn)行有效管理，均衡分配作業(yè)，從而大大提高CTP設(shè)備的使用效率。

（2）完善的協(xié)作處理能力。支持遠(yuǎn)程和本地客戶的協(xié)作處理，能迅速檢查和修正錯(cuò)誤，從而減少出錯(cuò)導(dǎo)致的時(shí)間損失，加快整個(gè)流程的處理速度。

（3）良好的監(jiān)控、瀏覽版面功能和版面輸出反饋功能。

（4）支持一次RIP解釋，多次輸出，保證高速生產(chǎn)的需求。

隨著企業(yè)的不斷發(fā)展以及新CTP設(shè)備的引進(jìn)，這種流程在生產(chǎn)中也逐漸暴露出了一些問題，例如，自動(dòng)化程度低，管理和控制環(huán)節(jié)多，流程的一致性不好，質(zhì)量難以控制；由于技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)的限制，PS格式的文件須經(jīng)RIP解釋成TIFF文件進(jìn)行輸出，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)無法解釋、內(nèi)嵌EPS拼版出錯(cuò)等非經(jīng)常性錯(cuò)誤，且有時(shí)印刷出來的效果與客戶的要求有所差異，容易導(dǎo)致質(zhì)量糾紛；以RIP技術(shù)為核心的博恒系統(tǒng)在控制CTP設(shè)備、印刷彩色印品時(shí)比較復(fù)雜，不便于節(jié)墨系統(tǒng)、全媒體管理系統(tǒng)等的開發(fā)應(yīng)用。而且，近幾年，軟件開發(fā)商也停止了對博恒系統(tǒng)的升級和維護(hù)。

基于上述原因，原有系統(tǒng)的技術(shù)和性能已不能滿足應(yīng)用需求。同時(shí)，綜合信息管理平臺(tái)（EIP）的建成和采編系統(tǒng)的應(yīng)用也迫切需要引入一套與之兼容的數(shù)字化工作流程。

暢流系統(tǒng)與CTP設(shè)備的匹配與銜接

為了建立完善的工藝流程，使CTP設(shè)備的性能得到最大程度的發(fā)揮，在綜合考慮了整體技術(shù)的先進(jìn)性、升級成本、平穩(wěn)過渡（系統(tǒng)切換時(shí)不影響生產(chǎn)）以及設(shè)備之間的性能匹配等各方面因素后，羊城晚報(bào)于2008～2011年購買了以暢流系統(tǒng)為核心的數(shù)字化工作流程以及3套愛克發(fā)紫激光報(bào)業(yè)CTP （Advantage N-DL） 設(shè)備。暢流系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的PDF/JDF開放格式，涵蓋了報(bào)紙生產(chǎn)的各工藝環(huán)節(jié)，包括文件接收、文件規(guī)范化處理、邊空調(diào)整、拼版計(jì)劃、PDF掛網(wǎng)、CTP輸出控制等，并可實(shí)現(xiàn)這些環(huán)節(jié)的統(tǒng)一控制與管理。由于暢流系統(tǒng)采用PDF內(nèi)核技術(shù)，兼容性和穩(wěn)定性更強(qiáng)大，從而避免了以往數(shù)字化工作流程中經(jīng)常出現(xiàn)的版面文件無法解釋、解釋出錯(cuò)、內(nèi)嵌EPS拼版出錯(cuò)等問題。

暢流系統(tǒng)的制版流程如下：編輯部排版后生成的PS文件傳送到印前制版部門，通過暢流系統(tǒng)的規(guī)范化器對PS文件進(jìn)行版心識(shí)別、邊空調(diào)整等規(guī)范化處理，按照生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行PDF掛網(wǎng)，從而處理成可用于CTP等設(shè)備輸出的點(diǎn)陣信息。所有功能模塊由主控服務(wù)器統(tǒng)一進(jìn)行管理和調(diào)配，操作人員在網(wǎng)內(nèi)任意客戶端即可完成相關(guān)作業(yè)操作，并能監(jiān)控版面數(shù)據(jù)處理的狀態(tài)，檢查版面是否符合后端印刷要求，提前發(fā)現(xiàn)缺字、缺圖等問題，并及時(shí)報(bào)警提示。而且由于所有功能模塊都集中在一個(gè)工作傳票上統(tǒng)一操作，制版速度大大加快。經(jīng)實(shí)際測算，一個(gè)版面從提交作業(yè)至?xí)沉飨到y(tǒng)處理（包括打樣、節(jié)墨處理）再到CTP輸出，只需3～4分鐘，而利用原有的數(shù)字化工作流程，作業(yè)通過拼版、打樣、博恒RIP再到CTP輸出，需要6～7分鐘，可見，利用暢流系統(tǒng)幾乎可節(jié)約一半時(shí)間。

此外，由于羊城晚報(bào)印務(wù)中心需要輸出的CTP版較多，為了使各臺(tái)CTP設(shè)備的負(fù)載均衡，我們又增加了PRODUCER服務(wù)器。PRODUCER服務(wù)器上裝有CTP作業(yè)隊(duì)列管理軟件Arkitex Producer，其可以根據(jù)CTP設(shè)備的性能、負(fù)載以及使用的版材尺寸自動(dòng)分配任務(wù)，確保有多臺(tái)CTP設(shè)備時(shí)，能夠?qū)⒆鳂I(yè)發(fā)送到空閑CTP設(shè)備上，并從主控服務(wù)器上獲取版面信息，通過CTP驅(qū)動(dòng)軟件NewsDrive控制版面輸出，從而保證在最短的時(shí)間內(nèi)完成生產(chǎn)任務(wù)。同時(shí)，Arkitex Producer還能保證同一版面的所有色版由同一臺(tái)CTP設(shè)備輸出，即使是后期補(bǔ)版，其也能追蹤到原來的CTP設(shè)備并進(jìn)行版面輸出，確保套印準(zhǔn)確。

經(jīng)過試驗(yàn)、試用、應(yīng)用等階段，我們逐漸熟悉和掌握了暢流系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，并根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求，配置和完善了所需功能模塊，并逐漸把所有印前相關(guān)設(shè)備和軟件進(jìn)行了統(tǒng)一管理，建立了報(bào)紙印前生產(chǎn)管理調(diào)度中心，暢流系統(tǒng)的優(yōu)勢也逐漸顯現(xiàn)。例如，暢流系統(tǒng)可將印前流程中的各獨(dú)立功能模塊進(jìn)行系統(tǒng)集成與整合，使生產(chǎn)控制和流程管理得到統(tǒng)一，完善了整個(gè)制版流程，提高了生產(chǎn)效率，使業(yè)務(wù)分布處理和管理集中統(tǒng)一的預(yù)期效果得以實(shí)現(xiàn)；采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的開放格式和模塊化設(shè)計(jì)，具有很好的兼容性和擴(kuò)展性，隨著報(bào)社的發(fā)展、業(yè)務(wù)量的提高和設(shè)備的增加，只需要增加相應(yīng)的模塊就能對系統(tǒng)進(jìn)行快速擴(kuò)展；其版面預(yù)覽功能更直觀、準(zhǔn)確，避免了原有軟件多次拼版可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤和造成的時(shí)間損失，能有效降低出錯(cuò)率及提高報(bào)紙印刷質(zhì)量。

但是隨著使用的不斷深入，筆者認(rèn)為暢流系統(tǒng)仍存在一些問題。

（1）設(shè)置用戶權(quán)限后，即使已經(jīng)限制某用戶只能對一種報(bào)紙進(jìn)行操作，但用戶進(jìn)入暢流系統(tǒng)后，仍然能夠讀取并修改無操作權(quán)限報(bào)紙的生產(chǎn)計(jì)劃和拼版模板。

（2）當(dāng)暢流系統(tǒng)的監(jiān)控模塊無法使用時(shí)，暢流系統(tǒng)無錯(cuò)誤信息提示，只有重啟服務(wù)器才能解決此問題。

（3）一些細(xì)節(jié)的操作界面仍需完善。例如，點(diǎn)陣中繼系統(tǒng)功能中沒有顯示作業(yè)提交時(shí)間的窗口；作業(yè)欄窗口沒有自動(dòng)刷新功能，操作人員只能手動(dòng)刷新，從而影響工作效率。

（4）有時(shí)經(jīng)暢流系統(tǒng)處理后生成的PDF文件中的個(gè)別字體與數(shù)碼打樣樣張上的字體不一致。

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全書共20章。1.Python編程101：對使用Python語言編程進(jìn)行總體介紹，包括創(chuàng)建對象、對象調(diào)用方法、運(yùn)算符重載、讀取文件方法、XML文件等內(nèi)容；2.計(jì)算復(fù)雜度：包括計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)介紹、常見的計(jì)算復(fù)雜性、攤銷復(fù)雜度的方法等；3.遞歸：包括時(shí)棧和堆的概念、簡單遞歸函數(shù)的編寫、運(yùn)行，遞歸計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、列表與字符串等；4.排序：包括選擇排序、歸并排序、快速排序、鏈表、棧和隊(duì)列等內(nèi)容；5.集合與映射：數(shù)獨(dú)游戲介紹、集、散列等相關(guān)概念，最后分析規(guī)劃問題；6.樹：抽象語法樹和表達(dá)、前綴和后綴表達(dá)式、解析前綴表達(dá)式、二叉搜索樹等內(nèi)容；7.圖：包括圖的定義及理論、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及算法實(shí)現(xiàn)、Kruskal算法、Dijkstra算法、圖的表示方法等；8.Bloom過濾器、Trie數(shù)據(jù)類型等相關(guān)內(nèi)容；9.堆：包括堆的主要思想及其建立、排序算法、與其他算法的比較等；10.平衡二叉搜索樹：二叉搜索樹的概念、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、AVL樹與 Splay樹等具體實(shí)例；11.B樹：包括關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的概念、B樹的組織結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢、實(shí)現(xiàn)、B樹的插入與刪除等內(nèi)容；12.啟發(fā)式搜索：包括深度優(yōu)先搜索與廣度優(yōu)先搜索、A*搜索、最佳搜索等相關(guān)內(nèi)容；13.附錄A：整數(shù)操作符；14.附錄B：浮算子；15.附錄C：字符串運(yùn)算符和方法；16.附錄D：列表操作符和方法；17.附錄E：字典操作和方法；18.附錄F：Turtle方法；19附錄G：TurtleScreen方法；20.附錄H：完整的程序。

作者Kent D.Lee博士是美國艾奧瓦洲路德學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)教授，已成功出版兩本著作：Python編程基礎(chǔ)和編程語言基礎(chǔ)。另一作者Steve Hubbard博士是路德學(xué)院數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)系教授。

本書介紹了初級與高級的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法問題，每一章開始提供了學(xué)習(xí)目標(biāo)，復(fù)習(xí)題和編程練習(xí)，以及眾多的例證；同時(shí)在相關(guān)的網(wǎng)站提供可下載的程序和補(bǔ)充文件。本書可以作為計(jì)算機(jī)學(xué)科相關(guān)專業(yè)的教材或參考書，同時(shí)對計(jì)算機(jī)科技工作者也有參考價(jià)值。

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范例教學(xué)法是指教師在教學(xué)中選擇真正基礎(chǔ)的本質(zhì)的知識(shí)作為教學(xué)內(nèi)容，通過“范例”內(nèi)容的講授，使學(xué)生達(dá)到舉一反三掌握同一類知識(shí)的規(guī)律的方法。它源于上世紀(jì)50年代出現(xiàn)的一種影響頗大的教學(xué)理論流派——范例教學(xué)，倡導(dǎo)者為德國教育家瓦根舍因和克拉夫基。運(yùn)用此法的目的在于促使學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)，而不是要學(xué)生復(fù)述式地掌握知識(shí)，要使學(xué)生所學(xué)的知識(shí)遷移到其他方面。進(jìn)一步發(fā)展所學(xué)的知識(shí)，以改變學(xué)生的思維方法和行動(dòng)的能力。

我們以前教學(xué)中喜歡講一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，舉一個(gè)例子。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)掌握得較為牢靠，細(xì)致，但是對整體的把握卻很差，不能夠獨(dú)立地解決問題。未來社會(huì)需要的是那種能夠面對問題，進(jìn)行分析，思考，并解決的人才，而不是別人幫你鋪好路你才會(huì)走下去的庸才。

二、范例教學(xué)的實(shí)施

我個(gè)人覺得范例絕不是簡單的for example，它必須是一個(gè)包含了完整的知識(shí)體系，帶有普遍規(guī)律的模板，必須是經(jīng)過精選的，并能夠起示范作用的。學(xué)生掌握了這類知識(shí)，有助于舉一反三，進(jìn)行學(xué)習(xí)遷移和實(shí)際運(yùn)用。而這些經(jīng)過精選的知識(shí)，又必須是“整體的一面鏡子”，透過它可以反映出與此有關(guān)的知識(shí)的全貌，能夠達(dá)到窺一斑而見全貌的教學(xué)材料。通過它的學(xué)習(xí)，學(xué)生能掌握一種基本的方法，并能直接應(yīng)用到其他類似的學(xué)習(xí)中。

下面我就以網(wǎng)頁制作FRONTPAGE制作來探討范例教學(xué)模式在信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用。

第一節(jié)課，我展示了一些全國中學(xué)生電腦比賽獲獎(jiǎng)作品，讓學(xué)生欣賞討論。同齡人在想象力、觀察力、思考方式上都有其共同的地方，用這種方式來提高他們的興趣，激發(fā)他們的好勝心。然后我引導(dǎo)學(xué)生一起分析作品的構(gòu)思，構(gòu)成，作品好在什么地方，有哪些地方可以改進(jìn)。動(dòng)手之前，我們需要做哪些準(zhǔn)備工作。并讓學(xué)生利用課余時(shí)間準(zhǔn)備好一個(gè)主題，畫好結(jié)構(gòu)圖，搜集材料。

我自己備課時(shí)做了班級網(wǎng)頁“青春的腳步”，將常用的知識(shí)點(diǎn)按每節(jié)課學(xué)生可接受的容量分散到每個(gè)對象中。整個(gè)過程分割為四塊，每一節(jié)課講一部分。

教學(xué)過程中，教師需要近距離接觸學(xué)生，及時(shí)發(fā)現(xiàn)他們存在的問題，并加以糾正。比如，要提醒學(xué)生背景的和諧統(tǒng)一，色調(diào)一致，超鏈接的應(yīng)用、表格、表單等制作方法；同時(shí)注意培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)。當(dāng)教師的范例完成時(shí)，學(xué)生也完成了各自的與眾不同的個(gè)人網(wǎng)頁。在實(shí)踐中，我發(fā)現(xiàn)過好多令我感到欣喜的事情，我講網(wǎng)頁排版的組合時(shí)，學(xué)生做出了許多組合的非常有特點(diǎn)的設(shè)計(jì)，使我不得不感慨學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力。

三、實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題

在范例的實(shí)施過程中。如果是一節(jié)課能夠完成的小范例，那么沒有什么問題。但是像本文的這個(gè)范例需要切割為幾塊，分多節(jié)課完成，問題就出現(xiàn)了：我們在教學(xué)中第一節(jié)課新建一個(gè)網(wǎng)頁，布局頁面，到第二節(jié)課正常情況下應(yīng)該接著上節(jié)課的網(wǎng)頁添加內(nèi)容，但是學(xué)生機(jī)房為保護(hù)機(jī)器都裝有還原設(shè)備，所以學(xué)生前一節(jié)課的內(nèi)容都沒有了，怎么辦。剛開始，我也沒多想，讓學(xué)生重建一個(gè)，以此類推。以后的課程都一樣。這樣做的直接后果就是當(dāng)我在學(xué)期結(jié)束讓學(xué)生自主創(chuàng)建個(gè)人網(wǎng)站的時(shí)候。大多學(xué)生都做了四個(gè)頁面。而正確的做法它們原本應(yīng)該在一個(gè)文檔里。屬于一個(gè)整體。范例的切割，使得學(xué)生對作品的完整性也有了錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，怎樣才能解決這個(gè)矛盾呢？

四、問題的解決：ftp的使用

在摸索中，我們逐漸發(fā)現(xiàn)了ftp的妙用。我們在教師機(jī)上安裝serv-u軟件，新建一個(gè)文件夾“作業(yè)”，子目錄里分別建文件夾“高一（x）班”，然后給每個(gè)班級建一個(gè)用戶，密碼為空，鎖定到對應(yīng)的班級目錄中，并給學(xué)生設(shè)置合理的權(quán)限。每學(xué)期剛開始我們都會(huì)教學(xué)生如何登錄教師機(jī)，從教師機(jī)下載文件，以及將自己的作業(yè)上傳到教師機(jī)中。其優(yōu)點(diǎn)如下：

1 對于諸如以上網(wǎng)頁制作這種一節(jié)課完不成的大范例，第一節(jié)課我們會(huì)讓學(xué)生將自己的站點(diǎn)文件以學(xué)號姓名為文件名將自己的文件上傳到教師機(jī)中，到下次上課時(shí)，學(xué)生再從教師機(jī)中將自己的作品下載到本地電腦進(jìn)行進(jìn)一步加工。再上傳。利用ftp把教師機(jī)變成學(xué)生的中間存儲(chǔ)站。這樣范例講完，學(xué)生從無到有，從一個(gè)網(wǎng)頁到兩個(gè)、三個(gè)……完成了作品的內(nèi)容，豐富了作品的內(nèi)涵。他對該軟件，該作品從人手到實(shí)施到結(jié)束能夠有一個(gè)循序漸進(jìn)，結(jié)構(gòu)上完整的認(rèn)識(shí)，對于他以后獨(dú)自構(gòu)思，創(chuàng)建一個(gè)作品奠定了良好的基礎(chǔ)。

2 以前我們往往使用網(wǎng)絡(luò)教室的文件分發(fā)功能，給學(xué)生分發(fā)作業(yè)，但是因?yàn)闄C(jī)器或者學(xué)生等諸多因素，多臺(tái)機(jī)器未接收到文件時(shí)，我們需要花費(fèi)很多時(shí)間等待學(xué)生機(jī)登錄，重新分發(fā)。但是現(xiàn)在我們可以讓學(xué)生直接登錄到教師機(jī)自己去下載作業(yè)。課堂秩序更井然。

3 學(xué)生長期與ftp接觸，對文件傳輸有了更好的理解。

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[關(guān)鍵詞] 神經(jīng)細(xì)胞；膜片鉗技術(shù)；單細(xì)胞RT-PCR

[中圖分類號]R34 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號]1673-7210（2008）04（a）-015-02

膜片鉗技術(shù)(patch-clamp technique)是1976年由Neher和Sakmann[1]在電壓鉗基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種記錄細(xì)胞膜離子通道電生理活動(dòng)的技術(shù)。后經(jīng)Hamill[2]等進(jìn)一步完善，其電流測量靈敏度已達(dá)1 PA,空間分辨率達(dá)1 m，時(shí)間分辨率達(dá)10 s，并已發(fā)展出許多適合不同需要的記錄模式。它能分辨通過細(xì)胞膜單個(gè)通道的電流,對通道電導(dǎo)及其動(dòng)力學(xué)特性、藥理學(xué)特性和調(diào)節(jié)機(jī)制進(jìn)行研究，為通道分型提供了可靠標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)它擴(kuò)展了電生理技術(shù)的應(yīng)用范圍，以往難以研究的哺乳類動(dòng)物小細(xì)胞或脆性很大的細(xì)胞等，均可采用膜片鉗技術(shù)進(jìn)行研究。另外，應(yīng)用膜片鉗技術(shù)還可準(zhǔn)確監(jiān)測出與細(xì)胞分泌相關(guān)的膜電容的微小變化，因而它還是一種研究細(xì)胞分泌機(jī)制的電生理新方法。

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerase chain reaction,PCR）技術(shù)是一種在體外由引物介導(dǎo)的特定DNA序列的酶擴(kuò)增，能快速特異的擴(kuò)增所需目的基因或DN段，是一種用途廣泛且有效的核酸擴(kuò)增技術(shù)。目前，PCR技術(shù)已廣泛應(yīng)用于基因分離、克隆和核酸序列分析，突變體和重組體構(gòu)建，基因表達(dá)調(diào)控研究及基因多態(tài)性分析等。RT-PCR是將RNA的反轉(zhuǎn)錄（RT）與cDNA的PCR相結(jié)合的技術(shù)。首先經(jīng)反轉(zhuǎn)錄酶作用從RNA合成 cDNA，再以cDNA為模板，擴(kuò)增合成目的片段。RT-PCR技術(shù)靈敏且用途廣泛，可用于檢測細(xì)胞中基因表達(dá)水平，細(xì)胞中RNA病毒含量和直接克隆特定基因的cDNA序列。

膜片鉗與單細(xì)胞RT-PCR相結(jié)合的目的是為了確定單細(xì)胞內(nèi)多基因表達(dá)的方式。該技術(shù)應(yīng)用于神經(jīng)細(xì)胞的研究, 從電生理學(xué)和分子生物學(xué)角度揭示了神經(jīng)細(xì)胞功能活動(dòng)與結(jié)構(gòu)之間的相互聯(lián)系,使單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞離子通道的生物物理學(xué)和藥理學(xué)特性得以表現(xiàn)，同時(shí)可以在同一細(xì)胞篩選出特異性的mRNA表達(dá)。

1基本原理

Eberwine等[3]于1991年首先將膜片鉗與單細(xì)胞RT-PCR技術(shù)結(jié)合起來，具體方法是:將逆轉(zhuǎn)錄酶、dNTP(DNA合成底物)及引物等在膜片鉗記錄之前加到電極內(nèi)液中，使細(xì)胞內(nèi)mRNA在膜片鉗記錄過程中即被逆轉(zhuǎn)錄生成cDNA，然后對生成的cDNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，擴(kuò)增產(chǎn)物通過凝膠電泳進(jìn)行分析。這兩種技術(shù)的結(jié)合可對形態(tài)相似而電活動(dòng)不同的細(xì)胞做出分子水平的解釋。

1995年，美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Sucher和斯坦福大學(xué)的Deitcher[4] 在Neuron雜志上發(fā)表文章，首次介紹了膜片鉗與單細(xì)胞RT-PCR技術(shù)結(jié)合在單個(gè)神經(jīng)元研究中的應(yīng)用，在完成對神經(jīng)元離子通道的藥理學(xué)和生物物理學(xué)特性觀察后，研究同一細(xì)胞上特異mRNAs的表達(dá)情況。其具體操作是:在嚴(yán)格防止RNA酶污染的條件下先完成全細(xì)胞膜片鉗記錄，再將該細(xì)胞內(nèi)容物吸入到記錄電極中,然后用所研究的離子通道亞單位特異性引物將取自單細(xì)胞的mRNA逆轉(zhuǎn)錄成cDNA后進(jìn)行PCR擴(kuò)增，進(jìn)而檢測特異的mRNA。

膜片鉗技術(shù)既可以對單細(xì)胞電生理功能進(jìn)行研究，又可以借助其電極形成的吸收通道，吸取單個(gè)細(xì)胞，對其進(jìn)行單細(xì)胞水平的分子生物學(xué)研究。借助于膜片鉗電極，在相差顯微鏡觀察下，直接用電極將待選取的單個(gè)細(xì)胞吸取出來，將其轉(zhuǎn)入Eppendorf管，然后進(jìn)行RT-PCR.

2研究進(jìn)展

2.1分析神經(jīng)元離子通道

Srinivasan Kanumilli等[5]運(yùn)用膜片鉗和單細(xì)胞RT-PCR技術(shù)，對成年鼠小腦和小腦蒲肯野神經(jīng)元中的CaV2.1轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行表達(dá)分析，發(fā)現(xiàn)單個(gè)小腦蒲肯野細(xì)胞雖然表達(dá)多種CaV2.1轉(zhuǎn)錄本，但其種類比小腦中的少。他提出不同類型的CaV2.1轉(zhuǎn)錄本可在不同腦區(qū)和腦神經(jīng)元中進(jìn)行選擇性表達(dá)。Mechaly I等[6]應(yīng)用膜片鉗和單細(xì)胞RT-PCR研究2種不同類型哺乳動(dòng)物的可興奮細(xì)胞（海馬神經(jīng)元和非神經(jīng)頭發(fā)囊狀上皮細(xì)胞），發(fā)現(xiàn)在這兩種細(xì)胞中Nav1.2 mRNA 和Nav1.6 mRNA表達(dá)最多,而Nav1.3 mRNA 和Nav1.7 mRNA分別在胚胎海馬神經(jīng)細(xì)胞和新生兒的頭發(fā)囊狀上皮細(xì)胞有適度表達(dá)。Lidong Liu等[7]應(yīng)用膜片鉗和單細(xì)胞RT-PCR技術(shù)，在分離的2~5個(gè)月的SD雄性大鼠前舌蕈狀味覺感受器細(xì)胞上研究延遲整流鉀(DRK)通道的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)其上有許多種來自KCNA, KCNB和 KCNC 亞家族的DRK通道，其中 Shaker Kv1.5通道(KCNA5)是蕈狀味覺感受器細(xì)胞主要的DRK通道。

2.2觀察神經(jīng)元受體分布

Whyment等[8]應(yīng)用膜片鉗和單細(xì)胞RT-PCR技術(shù)分析新生大鼠脊髓交感神經(jīng)元組胺受體mRNA的表達(dá)，觀察到75％交感節(jié)前神經(jīng)元表達(dá)H1受體的mRNA而未表達(dá)H2，H3和H4受體的mRNA。該研究首次報(bào)道了交感節(jié)前神經(jīng)元中表達(dá)H1受體，并推測組胺通過對H1受體直接的突觸后效應(yīng)對交感節(jié)前神經(jīng)元的興奮性進(jìn)行調(diào)節(jié)。Julia E. Fries等[9]應(yīng)用膜片鉗和單細(xì)胞RT-PCR技術(shù)研究增殖性玻璃體視網(wǎng)膜病變病人視網(wǎng)膜Müller 細(xì)胞中P2Y受體亞型的類型，發(fā)現(xiàn)Müller 細(xì)胞表達(dá)P2Y1，P2Y2，P2Y4，P2Y6受體。Sergeeva OA等[10]在急性分離的TM神經(jīng)元中,運(yùn)用全細(xì)胞膜片鉗和單細(xì)胞RT-PCR技術(shù)研究AMPA受體特征。發(fā)現(xiàn)所有神經(jīng)元上都有AMPA受體GLUR2的mRNA，75%的神經(jīng)元有GLUR1的mRNA，其次是GLUR4（56%）, GLUR3（0％）。

2.3分析神經(jīng)元的分子基礎(chǔ)

Sosulina L等[11]運(yùn)用膜片鉗、單細(xì)胞RT-PCR及無監(jiān)督聚類分析方法,依據(jù)電生理特性和分子參數(shù)的不同把大鼠側(cè)杏仁核神經(jīng)元分成五類。第一類是投射神經(jīng)元，此類神經(jīng)元具有低發(fā)放頻率，對長期去極化刺激具有頻率適應(yīng)性等電生理特性并表達(dá)囊泡膜谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體1（VGLUT1）。其根據(jù)電緊張性的不同和是否存在血管活性腸肽（VIP）又分class IA和class IB兩類。其余四類都是含有谷氨酸脫羧酶(GAD67)的中間神經(jīng)元。第二類神經(jīng)元產(chǎn)生快速棘波，并伴有一些早期的頻率適應(yīng)。第三類神經(jīng)元無頻率適應(yīng)而產(chǎn)生快速棘波，它與第兩類神經(jīng)元的區(qū)別在于后者存在VIP和相對較少的神經(jīng)肽Y(NPY)及生長抑素(SOM)。第四類和第五類通過分子標(biāo)記不能明確區(qū)別，但可根據(jù)膜電位值和棘波圖形的不同進(jìn)行區(qū)分。Hüttmann K等[12]通過膜片鉗和單細(xì)胞RT-PCR技術(shù)研究頑固性顳葉癲癇病人的側(cè)杏仁核神經(jīng)元特性，發(fā)現(xiàn)投射性神經(jīng)元具有棘狀樹突, 不同程度頻率適應(yīng)性的動(dòng)作電位和γ-氨基丁酸受體耦聯(lián)的內(nèi)向整流K+通道(Kir)。而中間神經(jīng)元的樹突無棘或很少棘,動(dòng)作電位小且常常是自發(fā)的,且無γ-氨基丁酸受體。單細(xì)胞RT-PCR發(fā)現(xiàn)，在投射神經(jīng)元中表達(dá)Kir通道亞型Kir3.1 和Kir3.2及囊泡膜谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體VGLUT1和VGLUT2；而中間神經(jīng)元也表達(dá)Kir通道亞型Kir3.1 和Kir3.2，但其缺乏VGLUT1 和VGLUT2受體。結(jié)果表明,根據(jù)形態(tài)學(xué)、電生理和分子生物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)可以區(qū)分人腦杏仁核投射神經(jīng)元和中間神經(jīng)元。

2.4研究藥物對神經(jīng)細(xì)胞的作用

Zhong CB等[13]運(yùn)用全細(xì)胞膜片鉗和單細(xì)胞RT-PCR技術(shù)分析急性分離的東莨菪堿誘導(dǎo)的認(rèn)知缺損的大鼠海馬錐體神經(jīng)元延遲整流鉀電流的特征以揭示由膽堿能損傷導(dǎo)致記憶缺失的離子機(jī)制。他發(fā)現(xiàn)海馬錐體神經(jīng)元IK電流密度增大、振幅峰值變高；Kv2.1 mRNA增加,而Kv1.5 mRNA沒有明顯的改變，提示海馬錐體細(xì)胞Kv2.1 mRNA表達(dá)增加可能是IK增加的原因及東莨菪堿誘導(dǎo)記憶缺陷的離子基礎(chǔ)。Mark Fry等[14]應(yīng)用全細(xì)胞膜片鉗和單細(xì)胞RT-PCR技術(shù)分析了Adiponectin對大鼠最后區(qū)（AP）神經(jīng)元的作用，觀察到60％大鼠AP神經(jīng)元對Adiponectin敏感，且對Adiponectin敏感的所有AP神經(jīng)元均表達(dá)AdipoR1 and AdipoR2 兩種Adiponectin受體。

3展望

膜片鉗與單細(xì)胞RT-PCR技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的研究, 從分子生物學(xué)和電生理角度揭示了神經(jīng)細(xì)胞的功能活動(dòng)與結(jié)構(gòu)之間的相互聯(lián)系，也使得檢測單個(gè)細(xì)胞的基因改變成為可能。該技術(shù)能夠精確地研究特定單細(xì)胞的基因表達(dá)，成為研究功能基因組學(xué)的有力工具。而許多疾病的發(fā)生都是由于單個(gè)細(xì)胞的分子改變引起的，因此準(zhǔn)確地找到發(fā)生改變的細(xì)胞對于疾病的診斷、機(jī)制的研究及防治都有重要的意義。但由于對技術(shù)的高度要求以及對外界干擾的高度敏感，單細(xì)胞RT-PCR 的應(yīng)用受到了一定的限制。因此這項(xiàng)技術(shù)在體系上有待于進(jìn)一步的完善，在應(yīng)用上有待于進(jìn)一步的擴(kuò)展。

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