面向工程應(yīng)用的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)LINUX培訓(xùn)項(xiàng)目研究

王璐璐 陳家乾 馮先正 黃 霞

1.國(guó)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院 山東 濟(jì)南 250002

2.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司 浙江 湖州 313000

3.國(guó)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院成都分院 四川 成都 611130

4.國(guó)網(wǎng)贛州供電公司 江西 贛州 341000

0 概述

近年來(lái)，隨著國(guó)家戰(zhàn)略層面對(duì)信息安全管控不斷深化，關(guān)系國(guó)計(jì)民生的關(guān)鍵行業(yè)和敏感行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始逐步擺脫對(duì)國(guó)外計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)廠商設(shè)備的依賴性。電力行業(yè)已不再采購(gòu)國(guó)外思科公司、IBM公司、惠普公司的設(shè)備，轉(zhuǎn)而采用聯(lián)想、華為等國(guó)內(nèi)公司設(shè)備。相應(yīng)在軟件方面，微軟公司的Windows操作系統(tǒng)被更加安全的Linux系統(tǒng)和Unix系統(tǒng)所替代，Linux系統(tǒng)和UNIX系統(tǒng)也被稱為安全操作系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)南瑞公司開(kāi)發(fā)的新一代調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)支持系統(tǒng)OPEN3000系統(tǒng)以及和科東公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)D5000系統(tǒng)都采用了安全操作系統(tǒng)作為系統(tǒng)的軟件運(yùn)行平臺(tái)。

因而在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)培訓(xùn)課程中必須加入關(guān)于安全操作系統(tǒng)的培訓(xùn)項(xiàng)目。但在培訓(xùn)實(shí)施過(guò)程中，往往面臨著理論與實(shí)踐脫節(jié)的窘境。理論培訓(xùn)部分取材五花八門(mén)的操作系統(tǒng)教程，側(cè)重于常用命令的講解，學(xué)員沒(méi)有實(shí)踐機(jī)會(huì)，往往聽(tīng)后便忘；實(shí)驗(yàn)課程又流于指令簡(jiǎn)單重復(fù)的枯燥練習(xí)，學(xué)員不知道在實(shí)際工程中如何應(yīng)用，達(dá)不到學(xué)以致用的效果。如何讓安全操作系統(tǒng)培訓(xùn)真正達(dá)到面向?qū)嶋H工程應(yīng)用的效果，成為擺在電力系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)面前的一道難題。本文圍繞面向工程應(yīng)用的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)Linux培訓(xùn)項(xiàng)目展開(kāi)研究，解析培訓(xùn)難點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)培訓(xùn)課程，實(shí)踐證明所提培訓(xùn)方案培訓(xùn)的有效性和實(shí)用性［1-2］。

1 Linux特點(diǎn)

Windows系統(tǒng)作為目前主流的個(gè)人PC軟件平臺(tái)，是從基于命令行格式的Dos操作系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的新一代視窗操作系統(tǒng)，其視窗交互模式具有良好用戶體驗(yàn)，命令行交互方式幾乎已經(jīng)不再使用。

Linux系統(tǒng)是一種基于命令行格式的操作系統(tǒng)，雖然其Xwindows模塊也具備了類(lèi)似視窗的特性，但與Windows系統(tǒng)相比，Linux系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于開(kāi)源和高效，高效又與命令行模式直接相關(guān)，因此大部分Linux用戶仍然習(xí)慣于采用命令行模式的交互方式。所以在培訓(xùn)中，必須讓學(xué)員適用從Windows用戶到Linux用戶的轉(zhuǎn)變，主要是習(xí)慣命令行交互模式［3］。

1.1 專(zhuān)業(yè)級(jí)交互界面

Linux的命令行交互界面是一種面向程序開(kāi)發(fā)員的專(zhuān)業(yè)級(jí)交互界面，通過(guò)輸入指令來(lái)控制計(jì)算機(jī)計(jì)算行為從而獲得期望結(jié)果。完整的一條指令還應(yīng)包括參數(shù)項(xiàng)，采用不同的常數(shù)可獲得不同的執(zhí)行和顯示結(jié)果，不填參數(shù)項(xiàng)即為選擇默認(rèn)參數(shù)，參數(shù)項(xiàng)可由一個(gè)或者由多個(gè)不同參數(shù)構(gòu)成。

1.2 操作高效

操作高效有兩層意義。第一層意義指相對(duì)于視窗系統(tǒng)的每個(gè)指令都需要用戶選擇相應(yīng)界面點(diǎn)擊獲得，Linux系統(tǒng)可在同一個(gè)命令行界面下，通過(guò)輸入不同的命令及其參數(shù)組合直接下達(dá)指令，免去了頻發(fā)切換視窗的困擾。第二層意義在于Linux系統(tǒng)本身具備可裁剪特性，可根據(jù)用戶需求加載啟動(dòng)項(xiàng)目、啟動(dòng)或停止服務(wù)，使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行沒(méi)有無(wú)關(guān)的冗余部分浪費(fèi)計(jì)算和存儲(chǔ)資源。

1.3 強(qiáng)大的開(kāi)放性

與Windows的封閉式體系架構(gòu)不同，Linux系統(tǒng)具備源代碼開(kāi)放特性，除了裁剪內(nèi)核，當(dāng)遭遇到黑客或病毒攻擊時(shí)，資深用戶能通過(guò)分析源代碼獲得封堵漏洞的方法，此類(lèi)封堵方法通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可迅速傳播從而抑制病毒和黑客的再次攻擊，而Windows系統(tǒng)則只能依靠安裝微軟發(fā)布的漏洞補(bǔ)丁來(lái)封堵，在此之前無(wú)法抵御此類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)［4］。

1.4 多用戶系統(tǒng)

Linux系統(tǒng)支持多個(gè)用戶同時(shí)使用系統(tǒng)計(jì)算和存儲(chǔ)資源，調(diào)度算法確保各用戶獲得類(lèi)似單獨(dú)一個(gè)用戶使用系統(tǒng)的體驗(yàn)。

2 培訓(xùn)難點(diǎn)及需求解析

2.1 難點(diǎn)分析

Linux系統(tǒng)與日常使用的Windows系統(tǒng)具有巨大差異，學(xué)員長(zhǎng)久以來(lái)使用視窗養(yǎng)成的習(xí)慣是本培訓(xùn)項(xiàng)目的最大障礙。這就對(duì)培訓(xùn)方案設(shè)計(jì)提出了更高的要求，傳統(tǒng)先教后練的方式無(wú)法取得預(yù)期的效果，學(xué)員只知道命令本身而不知道如何實(shí)際應(yīng)用，看不到學(xué)習(xí)的效果，缺乏明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和主動(dòng)學(xué)習(xí)的動(dòng)力。結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用明確目標(biāo)，并調(diào)動(dòng)學(xué)員主觀能動(dòng)性將成為本培訓(xùn)項(xiàng)目成功實(shí)施的兩大關(guān)鍵因素。

2.2 需求解析

面向工程應(yīng)用的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)Linux培訓(xùn)重點(diǎn)在于滿足調(diào)度自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)日常應(yīng)用需求，針對(duì)OPEN3000平臺(tái)，這類(lèi)需求可根據(jù)難度不同劃分為5個(gè)層次，如圖1所示。

圖1 五層培訓(xùn)需求模型

第一層：掌握Linux系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)，如樹(shù)狀文件結(jié)構(gòu)、用戶、權(quán)限、文本編輯等，會(huì)使用簡(jiǎn)單的Linux指令，包括系統(tǒng)管理和用戶管理指令：su、who、who am i等， 目錄及文件操作命令： pwd、cd、more、ls、man 等，變更權(quán)限指令 chmod 等，關(guān)機(jī)指令shutdown等。

第二層：掌握簡(jiǎn)單的OPEN3000平臺(tái)操作指令。包括啟停OPEN3000平臺(tái)sam_ctl start指令及其參數(shù)，sam_ctl stop指令。

第三層：掌握比較復(fù)雜的OPEN3000平臺(tái)操作指令，這類(lèi)指令主要在/users/ems/bin/目錄下，涉及應(yīng)用主備切換和服務(wù)器主備切換等，如appswitch指令。

第四層：掌握OPEN3000工作站的安裝方法，由于安裝工作站屬于難度大、技術(shù)要求比較高的工作，面向工程實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行針對(duì)性培訓(xùn)，可以在一定程度上擺脫對(duì)廠家工程師的過(guò)度依賴。

第五層：對(duì)OPEN3000架構(gòu)、各模塊以及信息總線的掌握，具備消除系統(tǒng)BUG的能力，以及精通Linux，具備裁剪內(nèi)核提升OPEN3000平臺(tái)運(yùn)行效率的技能［5］。

培訓(xùn)的目標(biāo)是首先達(dá)到第一層目標(biāo)，進(jìn)而掌握第二三層目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)第四層目標(biāo)。傳統(tǒng)此類(lèi)培訓(xùn)項(xiàng)目往往止步于第三層，缺少第四層的環(huán)節(jié)。而第五層目標(biāo)需求已經(jīng)超越了用戶的范疇進(jìn)入到廠家工程師和研發(fā)人員的領(lǐng)域，在面向工程應(yīng)用的培訓(xùn)項(xiàng)目中很難實(shí)施，建議不予考慮。

3 培訓(xùn)方案設(shè)計(jì)

采用“理論實(shí)踐緊密結(jié)合”的培訓(xùn)理念，注重啟發(fā)式教育，通過(guò)安排分組任務(wù)對(duì)抗演練，調(diào)動(dòng)學(xué)員主觀能動(dòng)性，加深其對(duì)指令理解并強(qiáng)化綜合使用多個(gè)指令的能力，通過(guò)采用純命令行方式安裝OPEN3000工作站，鍛煉學(xué)員的工程化應(yīng)用的能力。

3.1 培訓(xùn)模式

擯棄先上理論課、后上實(shí)訓(xùn)課的培訓(xùn)模式，本培訓(xùn)項(xiàng)目全程在實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行。整個(gè)培訓(xùn)分為五個(gè)階段。第一階段，培訓(xùn)師通過(guò)多媒體教學(xué)向?qū)W員介紹LINUX基礎(chǔ)知識(shí)和簡(jiǎn)單指令，一邊介紹一邊逐個(gè)輸入并執(zhí)行指令，同時(shí)直接將Linux操作界面投影展示，學(xué)員在培訓(xùn)師的引導(dǎo)下逐個(gè)實(shí)踐指令。第二階段，學(xué)員反復(fù)練習(xí)指令。第三階段，培訓(xùn)師通過(guò)多媒體教學(xué)向?qū)W員介紹OPEN3000平臺(tái)相關(guān)指令，一邊介紹一邊逐個(gè)輸入并執(zhí)行指令，同時(shí)直接將桌面投影展示，學(xué)員在培訓(xùn)師的引導(dǎo)下逐個(gè)實(shí)踐平臺(tái)指令。第四階段，培訓(xùn)師講解OPEN3000工作站安裝步驟，并要求學(xué)員在命令行模式下完成平臺(tái)軟件安裝。第五階段，學(xué)員分享安裝方法，培訓(xùn)師總結(jié)點(diǎn)評(píng)培訓(xùn)結(jié)果。

3.2 分組任務(wù)對(duì)抗演練

針對(duì)第二階段學(xué)員容易缺乏練習(xí)動(dòng)力的情況，本培訓(xùn)項(xiàng)目采取了分組任務(wù)對(duì)抗演練的激發(fā)式培訓(xùn)方法，即通過(guò)自身技能完成團(tuán)隊(duì)合作目標(biāo)爭(zhēng)取優(yōu)勝。

分組任務(wù)對(duì)抗演練的成功關(guān)鍵在于編制合適的演練題目，既要盡可能多的覆蓋培訓(xùn)講授的指令，又要具備需要團(tuán)隊(duì)協(xié)作方能完成的特點(diǎn)；既要統(tǒng)籌考慮學(xué)員平均水平，又要準(zhǔn)備“陷阱”適當(dāng)拉開(kāi)差距；既要考慮難度系數(shù)，又要合理規(guī)劃對(duì)抗時(shí)間。

分組任務(wù)對(duì)抗演練項(xiàng)目實(shí)例：

演練形式：通過(guò)組隊(duì)形式，同桌兩位同學(xué)共同配合組成一隊(duì)，7隊(duì)成員組成一個(gè)小組，各組將學(xué)習(xí)的LINUX命令來(lái)實(shí)現(xiàn)信息傳遞，正確完成任務(wù)的最快隊(duì)伍為勝者?；顒?dòng)規(guī)則如下

1）各組第一對(duì)隊(duì)員在桌面目錄下（/users/ems/Desktop）創(chuàng)建一個(gè)以數(shù)字為名稱的文件夾（一隊(duì)就為one1，二隊(duì)就為two2，三隊(duì)為three3，四隊(duì)為four4）；

2）通過(guò)命令查看各分區(qū)盤(pán)使用情況（以M為單位），并將查詢到的第一條記錄信息保存在一個(gè)新建的文本文件中 （以自己姓名的字母為命名，如張三，就用zhangsan.txt表示）。

3）再通過(guò)VI編輯器在自己命名的文本中將自己姓名填入文本中，保存退出。

4）將剛創(chuàng)建數(shù)字為名稱的文件夾通過(guò)壓縮形式放置在桌面目錄下（/users/ems/Desktop）（名稱為數(shù)字.tar，如一隊(duì)壓縮文件名稱為one1.tar），壓縮完成后刪除數(shù)字命名的文件夾。

5）這樣各組第一對(duì)隊(duì)員就完成自己的工作。這時(shí)將自己的主機(jī)號(hào)告訴后排隊(duì)員。

6）后排隊(duì)員將前排隊(duì)員的壓縮包拷貝至本機(jī)桌面目錄下（/users/ems/Desktop），通過(guò)解壓縮方式打開(kāi)數(shù)字名稱的文件夾，將第2點(diǎn)、第3點(diǎn)生成的自己姓名命名的文本放置解壓縮的文件夾中，并對(duì)該文件夾重新壓縮（壓縮名稱與之前一樣，名稱為數(shù)字.tar，如一隊(duì)壓縮文件名稱為one1.tar），壓縮完成后刪除數(shù)字命名的文件夾。

7）以此類(lèi)推，直至最后一對(duì)隊(duì)員完成，將最終的壓縮包拷貝至sgsta6-1指定文件夾下（以第一組為例：sgsta6-1：/users/ems/Desktop/one1，第二組、第三組和第四組類(lèi)似，分別為同一路徑下的two2，three3，four4）

3.3 OPEN3000工作站安裝

作為面向工程應(yīng)用的最高培訓(xùn)層次，OPEN3000工作站安裝分為L(zhǎng)inux系統(tǒng)安裝和OPEN3000平臺(tái)軟件安裝2步。Linux系統(tǒng)安裝只需插入光盤(pán)后根據(jù)提示執(zhí)行即可，難點(diǎn)在于OPEN3000平臺(tái)軟件安裝。目前尚無(wú)全命令行模式的安裝手冊(cè)，因此要完成命令行安裝必須首先熟悉視窗模式下的安裝步驟，然后靈活組合前面學(xué)到的指令才能完成安裝。此項(xiàng)工作具有一定的挑戰(zhàn)性，但其直接面向工程應(yīng)用的特點(diǎn)決定了可極大調(diào)動(dòng)學(xué)員的主觀能動(dòng)性，完成該項(xiàng)挑戰(zhàn)對(duì)于提升學(xué)員對(duì)Linux指令的理解運(yùn)用以及增強(qiáng)其技能自信心都有極大幫助。

OPEN3000平臺(tái)軟件安裝實(shí)例：

安裝OPEN3000平臺(tái)軟件前，先在工作站上安裝Red Hat linux5.4版本、配置IP地址，并假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中工作站A （A為主機(jī)名，其IP地址為192.168.1.2）已經(jīng)安裝了OPEN3000平臺(tái)軟件，且配置文件無(wú)誤?；诿钚心Ｊ降腛PEN3000平臺(tái)軟件安裝流程分為如下四個(gè)步驟：

1）從工作站A下載并修改Linux系統(tǒng)配置文件。首先登錄Linux系統(tǒng) ，在/usr/local目錄下新建corba文件夾，以二進(jìn)制模式將 “hosts”、“hosts.equiv”“sysctl.conf”三個(gè)文件傳輸?shù)街鳈C(jī)根目錄下。將corba.amd.linux.as43.tar壓縮文件傳輸?shù)街鳈C(jī)usr/local/corba目錄下并解壓縮，改變users/ems目錄的所有者改為ems用戶并嵌套改變?cè)撃夸浵滤形募澳夸浀乃姓摺?/p>

2）從工作站A下載相關(guān)軟件。 連接工作站A確?！皁pen2000e.tar”“qt336_liunx.tar”“.cshrc”三個(gè)文件的存在，二進(jìn)制模式傳輸上述三個(gè)文件到本機(jī)“/users/ems”目錄下，并解壓縮前兩個(gè)文件。

3）修改OPEN3000配置文件。連接工作站A，將“mng_priv_app.ini”，“ net_config.sys”“net_tunnel.sys”三個(gè)文件傳輸?shù)奖緳C(jī)/users/ems/open2000e/sys目錄下，將 “expand.sh”文件傳輸?shù)奖緳C(jī)users/ems/open2000e/bin目錄下，新增ems用戶對(duì)“expand.sh”文件的執(zhí)行權(quán)限，將users/ems/open2000e/bin目錄下的 net_monitor、net_pathing、ping_serverkill_root、my_ifconfig、my_route renice_process 屬主改為 root用戶，并采用root身份執(zhí)行。關(guān)閉終端，注銷(xiāo)用戶。

4）配置環(huán)境參數(shù)。利用source.命令和qtconfig命令對(duì)字體進(jìn)行設(shè)置，并重啟系統(tǒng) 。

4 培訓(xùn)效果

在2015年3月至7月國(guó)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院新員工培訓(xùn)中，自動(dòng)化運(yùn)維專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了10課時(shí)的“UNIX及Linux操作系統(tǒng)使用”實(shí)訓(xùn)課?？紤]到時(shí)間分配，本次培訓(xùn)執(zhí)行了培訓(xùn)方案中的第一階段到第三階段。采用觀察法和交流法對(duì)學(xué)員技能的提升進(jìn)行跟蹤，結(jié)果表明分組任務(wù)對(duì)抗演練結(jié)束后，學(xué)員對(duì)Linux指令的熟悉和理解程度提升顯著。主要原因在于集體榮譽(yù)感促使學(xué)員內(nèi)部產(chǎn)生技能共享的強(qiáng)烈傾向，技能水平高的學(xué)員主動(dòng)分享經(jīng)驗(yàn)協(xié)助技能水平低的學(xué)員完成任務(wù)，使得團(tuán)隊(duì)全體成員技能水平大幅度提升。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)面向工程應(yīng)用的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)Linux培訓(xùn)展開(kāi)研究，總結(jié)出對(duì)Windows系統(tǒng)視窗界面的習(xí)慣性依賴、學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、主動(dòng)學(xué)習(xí)意愿不強(qiáng)是導(dǎo)致此類(lèi)培訓(xùn)效果不佳的主要因素，針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出了五層培訓(xùn)需求模型，提出了基于“理論實(shí)踐緊密結(jié)合”的培訓(xùn)理念，通過(guò)安排分組任務(wù)對(duì)抗演練和采用純命令行方式安裝OPEN3000工作站兩項(xiàng)任務(wù)，鞏固提升培訓(xùn)效果。國(guó)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院新員工培訓(xùn)結(jié)果表明，本文所提方法極大的激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)主動(dòng)性，顯著提升其Linux技能水平和工程應(yīng)用能力。

［1］郭建龍、王超.電力企業(yè)員工素質(zhì)提升的個(gè)性化培訓(xùn)模式［J］.中國(guó)人力資源開(kāi)發(fā)，2013，（23）.

［2］劉彥軍.提高電力行業(yè)培訓(xùn)質(zhì)量的方法研究［D］.華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011.

［3］李洋，汪虎松.Red Hat Linux 9系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)管理教程［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2006.

［4］冉林倉(cāng).Red Hat Linux 9編程開(kāi)發(fā)與網(wǎng)絡(luò)管理［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2006.

［5］鳥(niǎo)哥.鳥(niǎo)哥的 Linux私房菜［M］.北京：人民郵電出版社，2010.