基于协作的分布式虚拟实验室平台的研究

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目前各大学开设的传统实验都离不开真实实验器材,实验往往需要前期准备以及实验设备需要定时维护等,实验条件和实验地点受到限制,导致实验效率不高,进而影响教学效果,存在对实验结果无法及时进行分析,不能根据实验分析结果对实验方法进行改进等缺陷。随着计算机网络和远程教育的飞速发展,网络虚拟实验室逐渐展现在我们面前。通过将计算机技术和通讯等信息技术应用在教学中,建设远程教学中的虚拟实验室环境,使以往使用真实实验器材的实验向具有智能化的虚拟实验系统方向发展是当前研究的一个热点。 国外对网络远程实验室系统的研究已经逐渐成熟。国内某些高校和组织在虚拟实验研究与建设方面也取得了一定的成果,但国内对这方面的研究主要偏重于在本机仿真、虚拟仪器实现、虚拟现实、实验演示等方面。当前实验室平台的研究极少涉及虚拟实验中元器件模型库的快速开发;很少有虚拟实验平台能够提供不同实验者之间的协同工作,易于扩充的、基于分布式协作的虚拟实验平台的研究还较少。 本文提出了一个基于J2EE规范的分布式协作虚拟实验室平台的系统模型,论述了基于该模型部分功能实现方法,该平台具有可扩充性、实验可灵活定制的特点。介绍了基于JavaBean组件技术和XML技术快速创建元器件模型库,利用GroupVNC、资源与实时实验数据共享等方式实现小组成员间协同设计。最后设计并实现了一个原型系统,该原型系统建立在业务方法调用转发功能的计算框架上,支持系统动态扩充。
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