基于互聯網的計算機技術研究

一、引言

互聯網（Internet）又稱國際網絡，指的是網絡與網絡之間所串聯成的龐大網絡，這些網絡以一組通用的協議相連，形成邏輯上的單一巨大國際網絡。互聯網的全球性意味著無論其由誰發明，它都屬于全人類，其結構是基于“包交換”方式連接的分布式網絡，因此在技術層面互聯網絕對不存在中央控制的問題，也不可能存在某一國家或某一利益集團通過技術手段來控制互聯網的情況[。合理應用計算機技術可以共享現有資源，充分發揮技術改革的優勢，為人們的生活帶來便利并加速社會的發展進程。

二、互聯網基礎架構與關鍵技術

（一）互聯網的網絡架構

互聯網的網絡架構猶如一座龐大且復雜的虛擬城市，由眾多相互連接的節點和鏈路構成。從宏觀的層面來講，其呈現出分層結構，其中核心層承擔著高速數據交換的職責，保障大量信息快速流通[2。而匯聚層發揮著承上啟下的效用，把多個接入層設備連接至核心層，恰似城市中的次干道，對分散的數據流量進行整合。接入層作為用戶設備接入網絡的入口，包含了各種家庭、企業網絡設備，猶如城市中的小巷，直接為終端用戶提供服務。在拓撲結構方面，互聯網采用的是網狀、星型等多種結構相互結合的方式，這樣的混合結構使得網絡的可靠性與擴展性得到了增強。比方說，骨干網絡大多采用網狀結構，即便部分鏈路產生故障，數據也能夠經由其他路徑進行傳輸，確保網絡不間斷運行。至于在用戶接入端，星型結構由于其易于管理和維護的特性而被廣泛運用。這種既復雜又精妙的網絡架構是互聯網實現全球信息互聯互通的基礎所在。

（二）網絡傳輸技術

網絡傳輸技術是互聯網的“血脈”，負責將數據在不同節點間高效、準確地傳輸。當前主流的網絡傳輸技術主要基于TCP/IP協議棧，其中TCP在數據進行傳輸之前，借由三次握手來構建起可靠的連接，以此保證數據有序進行發送與接收，而且它還具備重傳機制，一旦察覺到數據出現丟失或者出錯的情況就會即刻要求發送方重新進行發送，對數據的完整性予以保障[3。而IP則負責把數據包從源地址精準地路由至目的地址，依據網絡拓撲結構以及路由算法選取最佳的路徑，達成數據在不同網絡之間的跨越。伴隨技術的不斷發展，UDP在一些對實時性有著較高要求，而對數據準確性的容忍度相對較高的場景中開始顯露頭角，其無須建立連接便能快速傳輸數據，進而減少延遲，為用戶帶來流暢的體驗。這些網絡傳輸技術彼此相互配合，滿足互聯網多種多樣的應用需求。

三、基于互聯網的計算機技術應用發展方向

（一）數據收集

基于互聯網的計算機技術在數據收集方面展現出強大的能力，數據來源廣泛，包括NDC、Sqoop、Storm集群結構等多種工具和技術。這些元素共同構成一個高效且穩定的數據采集網絡，能夠實時或批量地從多樣化的數據源中提取信息[4。在此過程中，Zookeeper作為分布式系統的協調者確保了數據收集的一致性和可靠性。為了在實際工作中有效應用這些數據，相關人員可以利用Oozie進行任務調度與監控，這不僅突破了數據存儲空間的限制，還使得數據可以應用于檔案管理等領域。根據數據類型的不同可以選擇HBase、Atlas、HadoopHDFS等多種存儲方式。這種靈活的數據存儲策略不僅提升數據管理的效率，也為后續的數據分析和挖掘工作奠定堅實的基礎。

（二）區域定位

在互聯網時代，區域定位技術，尤其是基于IP地址的定位技術得到了廣泛的應用。該技術通過分析用戶設備的IP地址來確定其大致地理位置，為多個領域提供強大的支持。作為現代信息技術的重要組成部分，區域定位技術不斷發展，其中北斗導航系統便是計算機技術與衛星定位技術相結合的杰出代表。北斗導航系統由空間段、地面段及用戶段三部分組成，能夠全天候、全天時為各類用戶提供定位、導航、授時服務，精準度可以達到 10ns ，遠超傳統的GPS系統，為交通運輸、農業、林業、漁業、測繪、防災減災、公共安全等多個領域提供強有力的支持。如今，區域定位技術已能滿足預先規劃、細致安排及模擬執行等多項需求，通過高效整合和科學調配資源可以加強定位技術的相互關聯，以創新為驅動力，轉變發展方式，從而實現社會綜合效益的最大化。

（三）模型構建

模型構建是計算機技術應用的一個重要領域，利用先進的算法和工具對復雜問題進行抽象和模擬可以得出有價值的結論或進行準確預測。以BIM（建筑信息模型）技術為例，它充分展現了計算機在建筑行業的核心應用。該技術基于B/S架構構建系統基礎，并采用MS.Net語言進行技術開發，系統前端則選用MVC4框架，實現業務邏輯與界面顯示的分離，同時引入Bootstrap樣式庫，確保頁面能夠自適應各種設備和瀏覽器，為用戶提供卓越的視覺體驗。在數據通信層面，通過引人IBatisNet框架極大地簡化了數據庫操作，利用SQLMaps層快速響應數據請求可以有效提升系統的整體性能。BIM技術的應用不僅可以顯著提高建筑設計、施工、運維等各個環節的效率和精度，還能有力推動建筑行業的數字化轉型和智能化升級進程。

（四）普適化發展

計算機技術的普及與深化應用使其普適化趨勢越發顯著。普適計算或泛在計算著重于計算設備、網絡及應用服務的全面覆蓋與無縫集成。在此背景下，計算機技術不再受限于傳統的桌面或服務器環境，而是廣泛滲透到人們生活的各個方面。智能家居、可穿戴設備及物聯網技術的興起正是計算機技術普適化發展的具體表現。

這些技術借助傳感器、無線通信等手段將物理世界與數字世界緊密相連，實現信息的實時采集、傳輸與處理，同時云計算、大數據等技術的成熟應用為普適計算提供堅實的支撐。隨著5G、6G等新一代通信技術的不斷演進，計算機技術的普適化趨勢將進一步增強，為人類帶來更加便捷、高效、智能的生活方式。

四、基于互聯網的教育行業計算機技術的應用優化建議

（一）優化框架結構，深化教育數據挖掘分析

在當今互聯網環境中，數據是推動業務發展的關鍵要素，然而傳統的計算機體系結構在處理與分析海量數據時常常顯得力不從心，使處理效率偏低，分析結果出現延遲。由此對計算機應用的框架結構予以優化，構筑更為靈活且高效的數據處理與分析體系，其重要性尤為凸顯5。譬如在教育領域，多媒體教學管理系統（MMS）的廣泛運用已成為提升教學質量的重要手段。不過若要達成現場教育與遠程教育的無縫對接，突破時間與空間的限制，那么就應持續對系統框架結構進行優化。正因如此，學校可以積極將EDGE技術與WAP相結合的方式引入進來，降低數據傳輸的延遲，迅速對各類教學需求作出響應。借由這種高速傳輸的機制能把視瀕片段、高清圖片以及詳盡的文字資料傳遞給每一位學生，提升學生的學習體驗。與此同時，強化數據分析能力的建設同樣極為關鍵。通過針對網絡學習平臺上學生與教師的行為數據展開深度挖掘，學校得以精準描繪出用戶的網絡學習習慣圖譜，為教育內容的個性化定制以及教學節奏的適時調整，提供科學的依據。

（二）創新應用模塊，優化教學內容呈現方式

教育行業應緊緊跟隨技術發展的浪潮，大力創新計算機應用模塊，以此推動教學內容呈現方式的深刻變革。比方說教師可以憑借虛擬現實（VR）與增強現實（AR）技術來構建沉浸式學習環境。在歷史、地理等學科的教學中，學生能夠借由VR設備實現時空穿越，切實親身感受歷史事件發生的現場，盡情領略世界各地的地理風貌。而AR技術則能夠把書本上的靜態知識轉變為動態且立體的模型，如在生物課上，學生通過利用手機或平板對教材圖片進行掃描就能夠呈現出細胞結構、動植物生長過程等三維動畫，從而提高學習興趣，加深理解深度。另外，開發智能互動教學模塊是關鍵所在。通過將人工智能算法引人其中，依據學生答題情況、學習時長、參與討論活躍度等實時學習數據，為學生智能地推送個性化學習內容。一旦系統察覺到學生存在困難，那么就會自動推送相關知識點的講解視頻、具有針對性的練習題及相似錯題的解析，真正達成精準教學，切實有效提升學習效率。

（三）構建智能系統，增進教學過程互動體驗

智能系統的構建能提升教學過程的智能化與個性化程度，顯著優化師生互動以及學生與學習內容間的交互體驗。學校可以搭建智能教學分析系統，此系統能夠對學生的學習數據進行實時采集并展開深度剖析，以此精準了解到每個學生的學習進度、知識掌握情況以及學習習慣等。教師依據這些詳盡的分析結果能為學生量身定制專屬的學習計劃與教學方案，真正實現因材施教。另外教師還可以嘗試去打造智能互動課堂系統，當進行課堂教學時，憑借這一系統，師生之間達成即時互動。比如借助在線投票、搶答、小組討論等功能來激發學生的課堂參與積極性。學生能夠利用電子設備隨時向教師提出問題、表達自己的觀點，教師也能夠及時地給予回應和指導。系統還可以將課堂互動數據予以記錄，為后續的教學評估提供強有力的依據。憑借人工智能技術的智能輔導系統可以隨時為學生給予一對一的學習輔導，如同擁有專屬的私人教師，滿足學生的個性化學習需求。

（四）強化師資培訓，提升教師技術運用能力

教師是教育教學的實施者，其計算機技術運用能力的高低直接影響著計算機技術在教育行業的應用效果，故而必須要強化師資培訓，增進教師的技術運用能力。首先，學校可以開展周期性的計算機技術培訓課程，內容包含計算機基礎知識、教學軟件的運用、多媒體課件的制作、智能教學工具的應用等。培訓的方式可以采用線上與線下相互結合，理論和實踐相互結合的模式，確保教師能夠得心應手掌握并運用相關技術。其次，組織教師參與計算機技術在教育領域應用的研討會以及學術交流活動，使得教師知曉行業的最新動態以及前沿技術，拓寬視野，學習并借鑒先進的教學經驗與方法，與此同時鼓勵教師在教學實踐中積極探索計算機技術的創新應用，開展教學改革研究項目，并且為教師提供相應的技術支持以及資金保障。對于在計算機技術應用方面表現優異的教師予以表彰和獎勵，用以激勵更多的教師提升自身的技術運用能力。借由這些舉措打造出一支擁有較高計算機技術素養以及創新教學能力的教師隊伍，為計算機技術在教育行業的深度應用給予堅實的人才支撐。

（五）增強安全設置，加強數據安全隱私保護

隨著教育數字化程度加深，數據安全與隱私保護問題日益凸顯，學校以及教育平臺應從各方面強化安全設置。就網絡安全防護而言，需部署防火墻、入侵檢測系統（IDS）、入侵防御系統（IPS）等網絡安全設備，以此阻止外部非法網絡訪問以及惡意攻擊，避免黑客竊取學生信息、篡改教學數據等行為的出現。至于數據存儲與傳輸安全，學校可以運用加密技術將學生成績、個人檔案等敏感數據在進行存儲時予以加密處理，并且在傳輸過程中運用SSL/TLS加密協議，以此防止數據在傳輸過程中被竊取或者篡改。另外，要完善數據訪問權限管理機制，嚴格依據教師、學生、管理人員等不同角色來分配數據訪問權限，唯有經過授權的人員方可訪問特定數據，如教師僅僅能夠查看其所教班級學生的成績與學習情況。同時需制定數據備份與恢復策略，定期對重要教育數據展開異地備份，一旦出現數據丟失或損壞的事件便能迅速恢復數據，保證教育教學活動不受影響，切實強化對學生和教師數據安全隱私的保護。

五、結束語

基于互聯網的計算機技術在當今社會發展中扮演著舉足輕重的角色。從對互聯網基礎架構與關鍵技術的支撐方面來講，再到在各個領域呈現出的豐富多樣的應用發展方向方面而言，還有在教育行業等重點領域的深度應用與優化建議方面來看，均展現出了其強大的生命力與發展潛力。伴隨技術的不斷創新及完善，互聯網的計算機技術會持續地推動各行業的變革與發展，為人們營造出更加便捷、高效、智能的生活與工作環境，在未來的社會進步當中發揮出更為重要的作用，值得持續予以關注并深入進行研究。

作者單位：和挺 云南工商學院

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