數學計算機系統設計分析

趙冰心

（山西師大臨汾學院 山西 臨汾 041000）

1 引言

現代化數學教學中，對于計算機系統的使用不斷增加，并且在一些有規模和資金充足的學校都構建了數學計算機機房。但是，由于數學計算機機房流動性較大，并且有些學生操作錯誤容易引起系統異常，引發一系列的問題。因此，為了保證數學計算機系統的穩定性，需要對其設計進行研究，不斷提升數學計算機系統的性能，避免異常的產生，確保其良好的運行效率。

2 數學計算機系統模型設計

數學計算機系統模型設計主要是對整體結構進行模擬，這樣可以清楚地知道系統的運行情況，并且根據需求做出相應的調整，以此保證數學計算機系統運行的穩定性[1]。在數學計算機系統模型設計的時候，主要表現在以下幾個方面。

（1）為了滿足實際需求，需要對數學計算機系統進行模型設計，主要是在操作系統操作以后，并且教學系統一般都是隨著操作系統運行而獨立存在的，這樣可以占據著大量教師端和學生端資源。同時，數學計算機系統模型設計的時候，需要將操作系統和保護系統進行整合，形成PCI硬件卡，這樣可以形成免于維護的操作系統，數學計算機系統的功能性也得到很大程度上的提升，見圖1。

圖1 數學計算機系統模型設計簡圖

（2）通過該模型設計，數學計算機系統在運行期間一般是不需要借助外力程序，僅僅是利用自身攜帶的操作系統，即可執行重啟操作，并且可快速恢復基本操作功能，確保數學計算機系統運行的穩定性。

3 系統界面設計

界面設計是數學計算機系統設計中一項重點內容，主要是因為做該方面設計，可以大大提升其性能[2]。那么，在數學計算機系統界面設計的時候，需要注重以下幾個方面。

（1）需要將媒體信息與操作系統作為主要的支撐，并且需要與CPU相互結合，實現并行展開系統界面運行，這樣可以有效脫離對CPU的依賴，并且界面的功能性也會有所加強。

（2）在數學計算機系統界面設計的時候，需要將硬件和軟件相互結合，這樣可以順利完成數學計算機系統界面設計作業。同時，在數學計算機系統界面設計的時候，一般情況下模塊使用窗口視圖結構，這樣界面可以直接反映數學計算機系統的運行情況。系統界面可以通過MFC命令對系統界面運行機制進行更新維護，并且根據系統的運行情況，編制系統界面工具欄以及按鈕等界面功能，以此便于系統界面的后期使用。

（3）教師機和學生機是相對存在的，因此在系統界面設計的時候，在一個對等網絡內，存在一個時間段啟動教師主控機，另外一個時間段啟動學生機，這樣可以有效保證數學計算機系統運行的穩定性。同時，在數學計算機系統界面設計的時候，需要設置掃描端口，這樣在啟動數學教學之前，需要進行掃描啟動界面，以此降低異常問題的產生。

4 核心模塊設計

高性能的數學計算機系統是由多方面組成的，系統模塊就是其中一項核心內容，在設計的時候，主要包括：文件上傳、資源下載、對話交流等方面，下面就針對這幾點內容，展開分析和闡述[3]。

4.1 文件上傳

在接收相應文件上傳請求的時候，主要是將文件相對路徑進行轉化，形成本地絕對路徑。同時，在設計的時候，針對上傳準備環節，需要設置文件上傳的成功和失敗功能，這樣在后期操作期間可以提供相對便利的條件。另外，數學計算機系統接收到相應文件上傳指令以后，系統會自動進行讀取，并且傳輸到使用者，以便使用。另外，在數學計算機系統文件上傳的時候，需要設置保護系統，以此保證數據和信息的安全性。

4.2 資源下載

資源下載主要是用戶根據自己的需求，通過專有的路徑將資源下載到本地，以供使用。那么，在資源下載的時候，應當注重以下幾個方面。

（1）在系統模塊設計的時候，需要著重考慮資源下載方面，主要是先對WinSocket編程接口進行調用，以此實現遠程之間的數據和信息交換功能。同時，在資源下載設計的時候，應當在TCP/IP 協議的支撐下，設置對方識別接口，這樣接口可以根據不同用戶的需求，對界面進行調用，以此滿足用戶的使用需求。

（2）在設計的時候，INTERNET在通信層面進行連接和構建，這樣可以形成點對點的服務，以此有效提升數學計算機系統的運行性能[4]。針對服務端，應當利用Accept函數，將服務端與資源進行連接，以此完成信息資源相互交換，確保資源下載的穩定性，并且可以在最短的時間內完成數據和信息的收集，大大提升數學計算機系統的運行效率。

4.3 對話交流

對話交流主要是一端發出一對一交流、一對多交流以及信息發布等功能的實現。因此，在對話交流設計的時候，需要發送資源下載的路徑，并且等到上傳到對方以后發出響應，即可實行操作。同時，在對話交流的時候，一端向另一端發送請求，并且根據請求編制回復過程，這樣可以有效提升數學計算機系統的運行性能，滿足用戶的使用需求。

5 實例分析

以高等數學為例，在教學期間通過利用數學計算機系統，對各項教學內容進行模擬，并且利用動畫來對復雜函數圖形、曲線、曲面形成過程，以及空間圖形的位置變化等方面模擬，這樣可以更加直觀展示教學內容，便于學生對高等數學規律的掌握。同時，教學的時候，利用數學計算機系統可以對“分割和求和”的過程進行模擬，這樣可以有效提升教學效率，有助于實現高等數學教學目標。

6 結語

數學計算機系統具有一定的復雜性，所以在數學計算機系統設計的時候，需要考慮的內容較多，例如：系統界面、系統模型、系統模塊等方面，只有提升各個方面的性能，才能最大程度保證數學計算機系統運行的穩定性，避免異常的產生。同時，數學計算機系統設計，對于功能的提升也是非常有利的，可以有效滿足用戶對數學計算機系統的需求。