| 标题 | 高校计算机教材的严谨性、时效性和表述清晰性问题分析 |
| 范文 | 陈皓+向曙林 摘要：计算机专业教材是学生学习计算机知识的重要途径。目前計算机教材种类繁多，但良莠不齐，一些教材存在着内容过时、错误，或者概念表述不清晰，案例分析易导致误解等不少问题。人民邮电出版社出版的《网络工程设计与系统集成》（第3版）是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，我们以此教材为例进行分析，以期改进和完善计算机教材的编撰工作。 关键词：计算机教材；严谨性；时效性；清晰性 中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）26-0153-02 1 教材的严谨性问题 教材的内容无论是讲述理论，还是分析案例，都必须逻辑清晰，内容严谨。普通大学的学生普遍存在知识储备不足的问题，严谨的教材是他们理解和掌握新知识最重要的途径，如果教材讲述的理论或案例有错误，将严重影响学生的学习效果。 1.1 概念阐述错误 本书P172页7.1.2 IPv6地址配置一节中讲述IPv6地址无状态自动配置： “在无状态自动配置（Stateless Autoconfiguration）过程中，主机将它的网卡MAC附加在链接本地地址前缀FE80：：/10之后，产生一个链路本地单点传送地址。接着 ……以验证地址的唯一性……。否则，主机将使用一个随机产生的接口ID组成一个新的链路本地单点传送地址。”[1] IPv6地址的无状态自动配置有两种方式，分别是通过EUI-64算法生成和随机生成。这段内容涉及这两种地址的生成方式，但在概念阐述上有错误： 1.1.1 通过EUI-64生成重复地址后的解决方法有错误 EUI-64算法由IEEE定义，具体算法是在48位的MAC的前24公司ID和后24位扩展ID之间插入0xFFE，构成64位EUI-64地址，然后将新地址的U/L位（第7位）求反，加上64位前缀，生成128位IPv6地址。 从EUI-64地址的生成方式我们知道，其与MAC紧密相联，如果两台主机生成相同的EUI-64地址，其MAC一定相同。 网络层通过IP传送的数据，都由链路层通过MAC传送。同一子网内，主机MAC不允许重复。因为同一子网内，相同MAC的主机相互间无法通信，而多台相同MAC的主机与第三方通信时，由于交换机的MAC表会不断重写，将导致通信时断时续，严重影响通信质量。 如果通过EUI-64生成的IPv6地址在子网内不唯一，就说明在子网内出现了MAC冲突。产生MAC冲突的原因，除极少数是网络设备生产商的原因，更多的可能是子网内有非法修改的MAC。无论从通信质量还是从网络安全的角度，都必须查明原因，处理MAC冲突的问题后，才能重新生成地址。 因此，本书关于通过EUI-64生成IPv6地址冲突后，继续使用随机方式生成新地址的做法是有问题的。 1.1.2 IPv6随机地址的作用不是用来解决EUI-64地址冲突 通过EUI-64可以生成唯一的IPv6地址，但使用这种地址会产生一个安全隐患。 由于EUI-64生成的地址与MAC紧密相关，通过IPv6地址，就能计算出MAC。这样，我们的终端无论移动到哪里，别人都能根据我们的IPv6地址对我们进行跟踪。这是一个安全隐患。 为解决这个问题，RFC3041提出了随机生成地址的方法。这种方法是先产生一个伪随机数，然后用MD5生成此伪随机数的消息摘要，取出消息摘要的左64位，将第7位置0，生成64位的IPv6后缀。经过一个生命周期，再用MD5对前次产生的消息摘要后64位计算消息摘要，再取出新消息摘要的前64位，并将第7位置0，生成新的IPv6地址后缀。[2] 由于随机地址方式产生的IPv6地址是根据伪随机数生成，无法预测；同时，地址都有一定的生命周期（数小时或几天），生命周期结束后就自动重新生成，避免了被跟踪的可能。所以在使用这种IPv6地址的环境下，用户的安全和隐私得到了保证。 1.2 案例类型错误 VRRP和HSRP都是为解决网络可靠性而提出的冗余协议。VRRP是由IETF提出的解决局域网中静态网关出现单点失效现象的路由协议。HSRP则是Cisco提出的私有协议。两者功能类似，但配置方式不同。 本书P103页4.4.3 园区网VRRP+MSTP的配置一节，文字表述是配置VRRP，但实际配置文件则是HSRP。[2] 2 教材的时效性问题 由于计算机技术具有高速发展更新的特点，计算机教材对时效性有较高的要求。如果教材中的内容是已被淘汰的技术，对学生的知识结构，学习兴趣都将造成不良影响。 1） 本书6.1.4 内存技术一节，内容全是“古董”级的内存技术，甚至还称早已被淘汰的SDRAM“是目前十分流行的一种内存”[2]，而对目前正在使用的DDR系列内存没做任何介绍。 2） 本书（6.1.2 服务器的CPU结构）与（6.2.1 服务器配置与选型）中介绍IA64体系结构时，对已被实践证明并不理想的IA64体系结构依然推崇备至，称其“IA64架构的广泛资源、固有可扩展性和全面兼容性，将使它成为可支持更高性能的服务器和工作站的新一代处理器系统架构”[2]。然而，IA64架构由于兼容性和实际性能的问题，目前已没有多少公司支持而处于濒死状态。 3） 本书P171页 7.1.1 IPv6地址表示一节，第二段中的IPv4一致地址因存在问题已经不建议使用；“本地站点地址”因没有实际意义并可能导致更多的问题已经被废除，取面代之的是RFC4193定义的“本地唯一地址”。[2] 3 教材的表述清晰性问题 3.1 同一概念的内容应由一个名词表述 由于计算机技术的很多术语都来自外文翻译，同一术语在不同文献中会出现不同的中文翻译，但在同一本书中，应使用同一翻译，不应混用。 如Basic Service Set和Extended Service Set，是无线局域网技术中的两个概念，经常翻译成“基本（扩展）服务集”或“基本（扩展）服务区”。在P121页5.2.4 无线局域网覆盖与通信 一节，同一页使用了“基本（扩展）服务”和“基本（扩展）服务”两种翻译方式[2]。这种做法不利于学生的学习和理解。 3.2 案例表述应避免引起学生误解 案例分析是计算机课程的重要内容。案例分析要求案例具有典型性和系统性，分析表述应清晰明了。 本书3.5节 大学校园网系统集成 是具体的案例讲解，此案例通过使用三层交换机和二层交换机建立一个校园网。通过案例，要求学生掌握IP地址分配、VLAN划分、三层交换及静态路由的配置。这本是一个有较强系统性和典型性的案例，但案例的设置和表述不够清晰，易导致学生错误理解三层交换机接口的配置，造成配置失败。 三层交换机端口任一时刻只能工作在二层（数据链路层）或三层（网络层）。当端口工作于二层时，可为端口分配VLAN和指定端口的二层工作模式；当端口工作于三层时，可为端口分配IP地址并配置路由。 本节P85页3.5.3 校园网系统集成 第二段要求“将互连端口设置为路由接口（No Switchport），并在该端口设置互连IP地址”，同时，表3.3（核心层互联及地址分配）中，列出了需分配IP地址的交换机端口，其中有“2/1端口”。然后，P86页第三段又要求“在全局配置模式下，使用‘interface GigabitEthernet 2/1命令进入吉比特光口（2槽1口）配置状态，使用switchp0ort mode trunk命令设置该端口为VLAN的干道”。[2] 如果读者是熟悉三层交换机配置的工程师，他们能看懂案例，但对于本书的阅读对象（从未接触过交换机配置的学生），则会产生误解。 因为案例中即没有对端口配置进行明确的规划，也没有给出交换机名称。初次接觸到交换机配置的学生可能会忽略端口的类型，直接根据端口号来进行端口配置。当他们看到两个“2/1”端口时，可能会误认为是指的一个端口，这将造成他们对网络分层概念的理解混乱，最后配置失败。 在教学案例中，案例设置应该清晰简单，避免学生产生误解，以利于学生通过案例理解需要掌握的知识。 4 小结 大学期间需要应用知识来对理论知识进行补充，否则学生很难深入理解所学知识，甚至产生理论知识无用的想法；同时，应用技术的课程，课时较少，更多依靠学生自学。这种情况下，如果教材内容过时，表述不清晰，甚至内容错误，对学生的学习效果将有很大的影响。教材的编撰者应当审慎严谨，以保证有良好的教学效果。 参考文献： [1] 杨陟卓，王赛.网络工程设计与系统集成 [M].3版.北京：人民邮电出版社，2014. [2] Narten T.Privacy Extensions for Stateless Address Autoconfiguration in IPv6.RFC 3041，January，2001. |
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