教案.doc (. mb) - 信息与通信工程

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1、第八届北京青年教师教学基本功比赛（高校）参赛教案比赛类别：理工类比赛组别：A组参赛教师：刘雨课程名称：通信网理论基础课程类型：专业基础课授课对象：大三下学期本科生参赛内容：爱尔兰排队系统一、“通信网理论基础”课程简介通信网理论基础是通信工程和信息工程相关专业的核心专业基础课之一，主要介绍现代通信网的网内业务特征、网络拓扑结构和网络可靠性等基础理论。通信网理论基础这门课程的学习一方面需要有广泛而扎实的数学基础，包括图论、排队论和概率论等内容，另一方面则需要对通信网络的工作模式有深刻的理解，通过建立数学模型进行相关的性能分析。该课程以传统电信网的性能分析为主线，同时兼

2、顾数据网的性能分析，以及网络的融合与演进，保证课程基础性与前沿性的折中与优化。该课程既是本科生课程，同时是一门研究生课程，相应的研究生具有更高的难度，讨论新业务特征和新型网络结构特征下的性能分析，且在博士研究生的课程中我们选用了英文的教材。通过该课程的学习，学生将掌握有关通信网的网络业务特性分析、拓扑结构分析、网络可靠性分析和网络随机模拟等基本的分析方法。学生将学会使用数学的语言来描述通信网络，用数学手段来分析通信网络，并在数学建模的基础上进行仿真验证，了解决定网络性能的关键因素，对提高学生认识具体的网络单元、理解现代网络的性能评估、培养综合分析能力和创新能力均具

3、有重要的意义。二、课程教学任务本课程是一门专业基础课，其教学任务一方面是让学生通过本课程的学习，理解和掌握通信网络性能分析的基本理论和基本分析方法；另一方面是通过课程学习来培养学生抽象思维能力、总结归纳能力、严谨求实的科学作风和分析计算能力。具体的教学任务有以下3个方面：1、学习知识。让学生掌握网络业务随机性分析、网络拓扑结构分析和网络可靠性分析等内容，完成通信网络的局部性能分析以及全网性能分析，了解网络拓扑结构和路由对网络可靠性的影响，掌握图的最短路由和网络流量等算法及其优化方法。2、提高能力。采用启发式的教学方法，提高学生运用已学知识去分析、解决实际问题的能力

4、，如利用状态转移图求解相关的排队系统的能力，为进一步学习网络优化和现代电信网络的性能分析奠定基础。3、培养思维。采用比较式和讨论式教学方法，在讨论分析各种不同问题和解决问题的过程中，使学生领会转化、归纳、建模等数学思维方式；通过仿真的方法讨论建模模型与实际模型之间的拟合程度，培养学生理论联系实际的科研能力和素养。三、单元教学内容求解电话交换系统的呼损问题是通信网性能分析中的基本问题，本课时将通过对爱尔兰排队系统的数学建模、状态转移图的分析方法的介绍，使得学生了解并掌握爱尔兰排队系统的基本概念和求解思路，并进一步熟悉生灭过程和状态转移图的应用，比较即时拒绝系统、等待

5、制系统和即时服务系统在状态转移图、稳态分布和应用场景上的区别，掌握为通信网络中不同的交换系统进行数学建模和性能分析的方法。教学内容主要分为两部分。1.爱尔兰排队系统的状态转移图²爱尔兰排队系统的系统模型²状态转移图的分析方法²爱尔兰排队系统与交换系统间的关系2.常用的爱尔兰排队系统²爱尔兰即时拒绝系统²爱尔兰即时服务系统²爱尔兰等待制系统四、单元教学目标1.知识层面要求掌握爱尔兰排队系统的参数模型的描述方法，理解状态转移图的绘制和分析方法，掌握利用生灭过程求解稳态分布的数学方法，掌握根据稳态分布求交换系统阻塞概率和等待概率的计算方法。2.能力层面比较能力，深入理解

6、即时拒绝系统和等待制系统的异同，了解其在电信网络建模中的区别和作用。理论联系实际的能力，将实际生活中或网络中遇到的排队系统与数学上的排队模型建立联系，将所关注的呼损和等待时间等网络指标表示为数学公式，运用数学理论解决实际问题。3.思维层面学会以不变应万变和透过现象看本质的思维方法，能以状态转移图这种分析工具应对几乎所有的排队系统问题；学会见微知著，仅通过系统容量n和中继线数目s的不同来建模不同的电信交换网络。五、教学重点1.教学难点：状态转移图的分析方法相应的教学方法：状态转移图是求解排队系统稳态分布的金钥匙，这个知识点阐述状态转移图中涉及到的状态和转移的基本因素

7、，结合在爱尔兰排队模型中的应用，通过不同的例子的比较，帮助学生掌握状态转移图的绘制方法，进而掌握利用状态转移图分析生灭过程和排队系统的方法。2.教学重点1）电信交换系统的建模相应的教学方法：掌握利用排队系统建模相应的电信交换系统的方法，主要结合生活中的例子，分析即时拒绝和等待制系统的区别，以及该区别在数学模型中的体现，使学生掌握整个建模过程的思想方法和知识体系。2）ErlangB公式的应用相应的教学方法：阐述ErlangB公式对应的物理意义，包括到达的呼叫量、通过的呼叫量以及拒绝的呼叫量的计算方法，使得学生建立实际的电话交换系统和排队论模型之间的联系，掌握用Erl

8、angB公