電工電子虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)研究

劉喜有

摘 要 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的飛速發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視虛擬實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展和應(yīng)用，而電工電子作為其中的重要組成部分，對(duì)于在線技術(shù)的虛擬實(shí)驗(yàn)具有示范作用，因此，受到了更為廣泛的關(guān)注。由于它在開(kāi)發(fā)和實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中涉及到的內(nèi)容眾多，既包括需求分析、框架結(jié)構(gòu)，也包括協(xié)議設(shè)定和開(kāi)發(fā)架構(gòu)等等，所以對(duì)其進(jìn)行技術(shù)研究就成為了大勢(shì)所趨。文章結(jié)合電工電子虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步分析，從而為該項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 電工電子；虛擬實(shí)驗(yàn)室；技術(shù)研究

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）01-0046-02

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)代化的進(jìn)步，電工電子虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越頻繁。在這樣的大背景下，對(duì)電子虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)研究，并在此基礎(chǔ)上明確其概念和分類，針對(duì)其基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行探索，做好電工電子虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的研究是確保其良好應(yīng)用的關(guān)鍵。

1 虛擬實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)涵

想要明確電工電子虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)，并對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的研究，首先就要明確其主要含義。顧名思義，虛擬實(shí)驗(yàn)室就是指不存在的虛構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室，它最早誕生于美國(guó)的八十年代，又可以被稱為“合作實(shí)驗(yàn)室”，主要是把它用于解釋一個(gè)虛擬的網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。

科學(xué)合理的虛擬儀器是保證虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行的前提，而這種儀器不僅僅是指計(jì)算機(jī)內(nèi)部所安裝的硬件和軟件設(shè)施，它還具有對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行模擬的能力，是一種超越其它設(shè)備基礎(chǔ)功能的新型設(shè)施。它最主要的特點(diǎn)就在于打破了以往實(shí)驗(yàn)儀器的全能觀念，并對(duì)儀器的概念進(jìn)行了重新解讀，讓計(jì)算機(jī)中央處理器對(duì)一些輔助功能進(jìn)行利用，提高計(jì)算機(jī)內(nèi)部軟件的作用，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)儀器的自定義功能，保證了用戶的設(shè)計(jì)需求。在此基礎(chǔ)上，不僅提高了效率，還提高了實(shí)驗(yàn)軟件的獨(dú)立性，并能夠充分利用起虛擬儀器本身所具有的強(qiáng)大功能，保證了實(shí)驗(yàn)資源的反復(fù)使用。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，虛擬實(shí)驗(yàn)室就是通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)的應(yīng)用，按照實(shí)驗(yàn)要求將電腦上的各種虛擬儀器進(jìn)行組裝，從而構(gòu)建出一個(gè)相對(duì)完善的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)原料的增加以及數(shù)據(jù)的分析，從而達(dá)到順利使用的過(guò)程。它可以實(shí)現(xiàn)三維環(huán)境在WEB（網(wǎng)頁(yè)）上的創(chuàng)設(shè)，并保證其可視性。

2 電工電子虛擬實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)結(jié)構(gòu)

從現(xiàn)在我國(guó)電工電子虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀而言，其內(nèi)在結(jié)構(gòu)體系主要有兩種。一種是相對(duì)傳統(tǒng)的，上世紀(jì)研發(fā)出的C/S體系（客戶機(jī)服務(wù)器）；另一種是B/S結(jié)構(gòu)（服務(wù)器、瀏覽器），它是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展研制而成的，是傳統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的一種全新進(jìn)化。對(duì)其進(jìn)行具體的技術(shù)研究、分析情況如下。

2.1 傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)體系

這種傳統(tǒng)的體系，屬于二層結(jié)構(gòu)，也就是服務(wù)器和客戶的簡(jiǎn)稱，它主要是對(duì)客戶端體系以及前臺(tái)命令進(jìn)行的劃分，執(zhí)行的卻是后臺(tái)的指示。簡(jiǎn)易視圖如下所示。

2.2 新型的B/S結(jié)構(gòu)體系

與傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)體系相比，這種新技術(shù)更加新穎和現(xiàn)代化，它本身是三層結(jié)構(gòu)，與以往的系統(tǒng)簡(jiǎn)稱也不同，指的是服務(wù)器和瀏覽器結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，其客戶端的內(nèi)容也有了改變，標(biāo)準(zhǔn)化的Web服務(wù)器成為了服務(wù)端，瀏覽器則變成了客戶端，而且它執(zhí)行的請(qǐng)求也來(lái)自瀏覽器。針對(duì)這樣的新變化，用戶界面的設(shè)定就可以通過(guò)萬(wàn)維網(wǎng)瀏覽器（WWW）的設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，此時(shí)服務(wù)端的數(shù)據(jù)處理中心仍舊是最核心的部分，與C/S相比，其示意圖增加了中間的萬(wàn)維網(wǎng)環(huán)節(jié)，體系更加完善。

2.3 兩者的對(duì)比研究

B/S與C/S之間最主要的不同有以下幾個(gè)方面。

1）C/S的安全性能更為優(yōu)越，用戶群體比較固定。而傳統(tǒng)的B/S結(jié)構(gòu)安全性能無(wú)法保證，用戶群體也相對(duì)松散。

2）B/S主要是通過(guò)TCP/IP進(jìn)行通信協(xié)議，而C/S能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)議形式的多樣化和混合使用。

3）C/S適用于高速局域網(wǎng)，B/S則適用于廣域網(wǎng)。當(dāng)然，以往的B/S系統(tǒng)也有優(yōu)秀的一面，它的交互性更強(qiáng)，用戶接口方便靈活，是基于瀏覽器的接口，而C/S大多建立在dos平臺(tái)上，具體表現(xiàn)形式會(huì)受到限制。

4） B/S系統(tǒng)中的軟件重復(fù)使用性能比較好，維護(hù)也相對(duì)簡(jiǎn)單，升級(jí)更容易。

3 電工電子虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)研究以及系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.1 管理系統(tǒng)J2EE

J2EE（java2企業(yè)版平臺(tái)）設(shè)定了新的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，保證了企業(yè)系統(tǒng)的多層開(kāi)發(fā)，并實(shí)現(xiàn)了企業(yè)應(yīng)用程序的簡(jiǎn)化。這樣一來(lái)，就為簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)難度帶來(lái)了可能性，例如sprilIlg以及strutsfl71就利用框架形式實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化；浙江大學(xué)則使用了strutS+Sp 血g+Hibe加ate（SSH）結(jié)構(gòu)進(jìn)行了虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的分層結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)。因此，在技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中就非常簡(jiǎn)便，SSH框架的建立會(huì)變得更容易，還能夠利用sprilIlg進(jìn)行模塊權(quán)限管理。

3.2 電子虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)數(shù)據(jù)通信中XML技術(shù)的應(yīng)用

由于XML（可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言）技術(shù)屬于一種文本數(shù)據(jù)形式，所以將XML應(yīng)用于電子電工虛擬實(shí)驗(yàn)室中更加適合網(wǎng)絡(luò)傳輸，能夠簡(jiǎn)便中間的環(huán)節(jié)。在具體操作中，把器件的名稱、ID、屬性、模板信息都貯存為XML格式，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的連續(xù)交互，并根據(jù)具體用戶創(chuàng)設(shè)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行場(chǎng)景的變化，最后再將其發(fā)送到服務(wù)器上，并利用這種格式傳遞給用戶。

3.3 實(shí)現(xiàn)多服務(wù)器的技術(shù)應(yīng)用

采用多服務(wù)器架構(gòu)來(lái)對(duì)電子電工虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行技術(shù)服務(wù)，能夠提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上架設(shè)MYSQL型號(hào)的具體器械，可以直接通過(guò)外在框架進(jìn)行操作。而Apache Tomcat服務(wù)器的應(yīng)用則具有傳統(tǒng)的web服務(wù)器功能，有利于各種資源的開(kāi)發(fā)和利用。計(jì)算機(jī)服務(wù)器主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)請(qǐng)求的分發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)多用戶的聯(lián)合發(fā)送。這樣一來(lái)，實(shí)現(xiàn)多服務(wù)器的結(jié)合應(yīng)用，就確保了電子電工虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的順利運(yùn)行。

3.4 ModeIica設(shè)備的應(yīng)用

ModeIica求解器是以等式為依據(jù)的語(yǔ)言，它實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的統(tǒng)一建模，并且在很大程度上緩解了許多仿真軟件難以利用開(kāi)發(fā)的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了多課程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)發(fā)擴(kuò)展，為電工電子虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的順利應(yīng)用提高了保障。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，虛擬實(shí)驗(yàn)室具有傳統(tǒng)設(shè)施無(wú)法比擬的優(yōu)越性，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，它在各個(gè)領(lǐng)域都實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步推廣。將虛擬實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用到電子電工設(shè)備中，能夠提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能，為實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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