面向工程应用的调度自动化系统LINUX培训项目研究

王璐璐 陈家乾 冯先正 黄 霞

1.国网技术学院 山东 济南 250002

2.国网浙江省电力公司湖州供电公司 浙江 湖州 313000

3.国网技术学院成都分院 四川 成都 611130

4.国网赣州供电公司 江西 赣州 341000

0 概述

近年来，随着国家战略层面对信息安全管控不断深化，关系国计民生的关键行业和敏感行业已经开始逐步摆脱对国外计算机和网络厂商设备的依赖性。电力行业已不再采购国外思科公司、IBM公司、惠普公司的设备，转而采用联想、华为等国内公司设备。相应在软件方面，微软公司的Windows操作系统被更加安全的Linux系统和Unix系统所替代，Linux系统和UNIX系统也被称为安全操作系统。国内南瑞公司开发的新一代调度自动化技术支持系统OPEN3000系统以及和科东公司联合开发的智能电网调度技术支持系统D5000系统都采用了安全操作系统作为系统的软件运行平台。

因而在调度自动化系统培训课程中必须加入关于安全操作系统的培训项目。但在培训实施过程中，往往面临着理论与实践脱节的窘境。理论培训部分取材五花八门的操作系统教程，侧重于常用命令的讲解，学员没有实践机会，往往听后便忘；实验课程又流于指令简单重复的枯燥练习，学员不知道在实际工程中如何应用，达不到学以致用的效果。如何让安全操作系统培训真正达到面向实际工程应用的效果，成为摆在电力系统专业培训机构面前的一道难题。本文围绕面向工程应用的调度自动化系统Linux培训项目展开研究，解析培训难点，合理设计培训课程，实践证明所提培训方案培训的有效性和实用性［1-2］。

1 Linux特点

Windows系统作为目前主流的个人PC软件平台，是从基于命令行格式的Dos操作系统发展而来的新一代视窗操作系统，其视窗交互模式具有良好用户体验，命令行交互方式几乎已经不再使用。

Linux系统是一种基于命令行格式的操作系统，虽然其Xwindows模块也具备了类似视窗的特性，但与Windows系统相比，Linux系统的优势在于开源和高效，高效又与命令行模式直接相关，因此大部分Linux用户仍然习惯于采用命令行模式的交互方式。所以在培训中，必须让学员适用从Windows用户到Linux用户的转变，主要是习惯命令行交互模式［3］。

1.1 专业级交互界面

Linux的命令行交互界面是一种面向程序开发员的专业级交互界面，通过输入指令来控制计算机计算行为从而获得期望结果。完整的一条指令还应包括参数项，采用不同的常数可获得不同的执行和显示结果，不填参数项即为选择默认参数，参数项可由一个或者由多个不同参数构成。

1.2 操作高效

操作高效有两层意义。第一层意义指相对于视窗系统的每个指令都需要用户选择相应界面点击获得，Linux系统可在同一个命令行界面下，通过输入不同的命令及其参数组合直接下达指令，免去了频发切换视窗的困扰。第二层意义在于Linux系统本身具备可裁剪特性，可根据用户需求加载启动项目、启动或停止服务，使得整个系统的运行没有无关的冗余部分浪费计算和存储资源。

1.3 强大的开放性

与Windows的封闭式体系架构不同，Linux系统具备源代码开放特性，除了裁剪内核，当遭遇到黑客或病毒攻击时，资深用户能通过分析源代码获得封堵漏洞的方法，此类封堵方法通过网络可迅速传播从而抑制病毒和黑客的再次攻击，而Windows系统则只能依靠安装微软发布的漏洞补丁来封堵，在此之前无法抵御此类风险［4］。

1.4 多用户系统

Linux系统支持多个用户同时使用系统计算和存储资源，调度算法确保各用户获得类似单独一个用户使用系统的体验。

2 培训难点及需求解析

2.1 难点分析

Linux系统与日常使用的Windows系统具有巨大差异，学员长久以来使用视窗养成的习惯是本培训项目的最大障碍。这就对培训方案设计提出了更高的要求，传统先教后练的方式无法取得预期的效果，学员只知道命令本身而不知道如何实际应用，看不到学习的效果，缺乏明确的学习目标和主动学习的动力。结合实际工程应用明确目标，并调动学员主观能动性将成为本培训项目成功实施的两大关键因素。

2.2 需求解析

面向工程应用的调度自动化系统Linux培训重点在于满足调度自动化专业日常应用需求，针对OPEN3000平台，这类需求可根据难度不同划分为5个层次，如图1所示。

图1 五层培训需求模型

第一层：掌握Linux系统基础知识，如树状文件结构、用户、权限、文本编辑等，会使用简单的Linux指令，包括系统管理和用户管理指令：su、who、who am i等， 目录及文件操作命令： pwd、cd、more、ls、man 等，变更权限指令 chmod 等，关机指令shutdown等。

第二层：掌握简单的OPEN3000平台操作指令。包括启停OPEN3000平台sam_ctl start指令及其参数，sam_ctl stop指令。

第三层：掌握比较复杂的OPEN3000平台操作指令，这类指令主要在/users/ems/bin/目录下，涉及应用主备切换和服务器主备切换等，如appswitch指令。

第四层：掌握OPEN3000工作站的安装方法，由于安装工作站属于难度大、技术要求比较高的工作，面向工程实际应用进行针对性培训，可以在一定程度上摆脱对厂家工程师的过度依赖。

第五层：对OPEN3000架构、各模块以及信息总线的掌握，具备消除系统BUG的能力，以及精通Linux，具备裁剪内核提升OPEN3000平台运行效率的技能［5］。

培训的目标是首先达到第一层目标，进而掌握第二三层目标，最终实现第四层目标。传统此类培训项目往往止步于第三层，缺少第四层的环节。而第五层目标需求已经超越了用户的范畴进入到厂家工程师和研发人员的领域，在面向工程应用的培训项目中很难实施，建议不予考虑。

3 培训方案设计

采用“理论实践紧密结合”的培训理念，注重启发式教育，通过安排分组任务对抗演练，调动学员主观能动性，加深其对指令理解并强化综合使用多个指令的能力，通过采用纯命令行方式安装OPEN3000工作站，锻炼学员的工程化应用的能力。

3.1 培训模式

摈弃先上理论课、后上实训课的培训模式，本培训项目全程在实训室进行。整个培训分为五个阶段。第一阶段，培训师通过多媒体教学向学员介绍LINUX基础知识和简单指令，一边介绍一边逐个输入并执行指令，同时直接将Linux操作界面投影展示，学员在培训师的引导下逐个实践指令。第二阶段，学员反复练习指令。第三阶段，培训师通过多媒体教学向学员介绍OPEN3000平台相关指令，一边介绍一边逐个输入并执行指令，同时直接将桌面投影展示，学员在培训师的引导下逐个实践平台指令。第四阶段，培训师讲解OPEN3000工作站安装步骤，并要求学员在命令行模式下完成平台软件安装。第五阶段，学员分享安装方法，培训师总结点评培训结果。

3.2 分组任务对抗演练

针对第二阶段学员容易缺乏练习动力的情况，本培训项目采取了分组任务对抗演练的激发式培训方法，即通过自身技能完成团队合作目标争取优胜。

分组任务对抗演练的成功关键在于编制合适的演练题目，既要尽可能多的覆盖培训讲授的指令，又要具备需要团队协作方能完成的特点；既要统筹考虑学员平均水平，又要准备“陷阱”适当拉开差距；既要考虑难度系数，又要合理规划对抗时间。

分组任务对抗演练项目实例：

演练形式：通过组队形式，同桌两位同学共同配合组成一队，7队成员组成一个小组，各组将学习的LINUX命令来实现信息传递，正确完成任务的最快队伍为胜者。活动规则如下

1）各组第一对队员在桌面目录下（/users/ems/Desktop）创建一个以数字为名称的文件夹（一队就为one1，二队就为two2，三队为three3，四队为four4）；

2）通过命令查看各分区盘使用情况（以M为单位），并将查询到的第一条记录信息保存在一个新建的文本文件中 （以自己姓名的字母为命名，如张三，就用zhangsan.txt表示）。

3）再通过VI编辑器在自己命名的文本中将自己姓名填入文本中，保存退出。

4）将刚创建数字为名称的文件夹通过压缩形式放置在桌面目录下（/users/ems/Desktop）（名称为数字.tar，如一队压缩文件名称为one1.tar），压缩完成后删除数字命名的文件夹。

5）这样各组第一对队员就完成自己的工作。这时将自己的主机号告诉后排队员。

6）后排队员将前排队员的压缩包拷贝至本机桌面目录下（/users/ems/Desktop），通过解压缩方式打开数字名称的文件夹，将第2点、第3点生成的自己姓名命名的文本放置解压缩的文件夹中，并对该文件夹重新压缩（压缩名称与之前一样，名称为数字.tar，如一队压缩文件名称为one1.tar），压缩完成后删除数字命名的文件夹。

7）以此类推，直至最后一对队员完成，将最终的压缩包拷贝至sgsta6-1指定文件夹下（以第一组为例：sgsta6-1：/users/ems/Desktop/one1，第二组、第三组和第四组类似，分别为同一路径下的two2，three3，four4）

3.3 OPEN3000工作站安装

作为面向工程应用的最高培训层次，OPEN3000工作站安装分为Linux系统安装和OPEN3000平台软件安装2步。Linux系统安装只需插入光盘后根据提示执行即可，难点在于OPEN3000平台软件安装。目前尚无全命令行模式的安装手册，因此要完成命令行安装必须首先熟悉视窗模式下的安装步骤，然后灵活组合前面学到的指令才能完成安装。此项工作具有一定的挑战性，但其直接面向工程应用的特点决定了可极大调动学员的主观能动性，完成该项挑战对于提升学员对Linux指令的理解运用以及增强其技能自信心都有极大帮助。

OPEN3000平台软件安装实例：

安装OPEN3000平台软件前，先在工作站上安装Red Hat linux5.4版本、配置IP地址，并假设网络中工作站A （A为主机名，其IP地址为192.168.1.2）已经安装了OPEN3000平台软件，且配置文件无误。基于命令行模式的OPEN3000平台软件安装流程分为如下四个步骤：

1）从工作站A下载并修改Linux系统配置文件。首先登录Linux系统 ，在/usr/local目录下新建corba文件夹，以二进制模式将 “hosts”、“hosts.equiv”“sysctl.conf”三个文件传输到主机根目录下。将corba.amd.linux.as43.tar压缩文件传输到主机usr/local/corba目录下并解压缩，改变users/ems目录的所有者改为ems用户并嵌套改变该目录下所有文件及目录的所有者。

2）从工作站A下载相关软件。 连接工作站A确保“open2000e.tar”“qt336_liunx.tar”“.cshrc”三个文件的存在，二进制模式传输上述三个文件到本机“/users/ems”目录下，并解压缩前两个文件。

3）修改OPEN3000配置文件。连接工作站A，将“mng_priv_app.ini”，“ net_config.sys”“net_tunnel.sys”三个文件传输到本机/users/ems/open2000e/sys目录下，将 “expand.sh”文件传输到本机users/ems/open2000e/bin目录下，新增ems用户对“expand.sh”文件的执行权限，将users/ems/open2000e/bin目录下的 net_monitor、net_pathing、ping_serverkill_root、my_ifconfig、my_route renice_process 属主改为 root用户，并采用root身份执行。关闭终端，注销用户。

4）配置环境参数。利用source.命令和qtconfig命令对字体进行设置，并重启系统 。

4 培训效果

在2015年3月至7月国网技术学院新员工培训中，自动化运维专业开设了10课时的“UNIX及Linux操作系统使用”实训课。考虑到时间分配，本次培训执行了培训方案中的第一阶段到第三阶段。采用观察法和交流法对学员技能的提升进行跟踪，结果表明分组任务对抗演练结束后，学员对Linux指令的熟悉和理解程度提升显著。主要原因在于集体荣誉感促使学员内部产生技能共享的强烈倾向，技能水平高的学员主动分享经验协助技能水平低的学员完成任务，使得团队全体成员技能水平大幅度提升。

5 结束语

本文针对面向工程应用的调度自动化系统Linux培训展开研究，总结出对Windows系统视窗界面的习惯性依赖、学习目标不明确、主动学习意愿不强是导致此类培训效果不佳的主要因素，针对上述问题，本文提出了五层培训需求模型，提出了基于“理论实践紧密结合”的培训理念，通过安排分组任务对抗演练和采用纯命令行方式安装OPEN3000工作站两项任务，巩固提升培训效果。国网技术学院新员工培训结果表明，本文所提方法极大的激发学员学习主动性，显著提升其Linux技能水平和工程应用能力。

［1］郭建龙、王超.电力企业员工素质提升的个性化培训模式［J］.中国人力资源开发，2013，（23）.

［2］刘彦军.提高电力行业培训质量的方法研究［D］.华北电力大学硕士学位论文，2011.

［3］李洋，汪虎松.Red Hat Linux 9系统与网络管理教程［M］.北京：电子工业出版社，2006.

［4］冉林仓.Red Hat Linux 9编程开发与网络管理［M］.北京：电子工业出版社，2006.

［5］鸟哥.鸟哥的 Linux私房菜［M］.北京：人民邮电出版社，2010.