基于网络的虚虑拟实验室的研究
余鹏程1李晶
(昆明理工大学计算中心“云南昆明650224)
学术论坛
摘要：虚报实验室为实验教学资全投入不足提供了一种解决方法，同时电给实验教学带来了一个新的方式。本文就虚拟实验室在系航架构、虚拟技术等方面进行探讨。
关键调：虚拟实检室实验教学VRMLFLASHJAVA
中图分类号：TP391.9 1、前言
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2011)12-0217-02
4、虚拟实验室的实现技术
随着计算机及网络技术的发展，为构建虚拟实验室提供了强有力的技术支持。目前很多高校都存在一个问题，不少实验教学中的实验设备更新快，设备的更新需要大量资金，由于资金投人的不足，导致很多实验教学不能正常开展。虚拟实验室的建立，可以大大减少更新设备资金的投人，同时也给实验教学带来了一个新的模式。 2、虚拟实验室的研究现状
自从1989年，美国费吉尼亚大学(UniversityofVirginia)的 Williamwolf教投提出虚拟实验室(Virtuallaboratory)概念以来，虚拟实验室的研究在发达国家十分普遍，尤其在美国更为明显。基于JAVA技术的美国俄勒岗大学的VLAB物理实验网站和美国巴尔的摩的约翰霍普金斯大学教育资源中心发起的虚拟物理实验室项目，麻省理工大学建立的基于Web物理状态检测虚拟实验室"，都美国研究虚拟实验室比较典型的代表。
国内，许多大学和研究所，也对虚拟实验室有了一定的研究。北京大学设计的基于Web的网上虚拟实验室3WNVLAB，是一个基于测览器和WEB服务器，支持大计算量的交互式虚拟实验室，该系统采用JAVA语言编写。北京邮电大学远程教育学院为学习者提供的网络课程中，包括了虚拟物理实验、虚报电子电路实验等资源，这些虚拟实验资源采用Flash和HTML等技术开发，利于在网络上传播，可为学习者提供相关课程的实验演示及功能操作等方面的训练。 3、基于网络虚拟实验室的系统架构
通常系统可以采用C/S结构或者B/S结构，其中c/s结构是两层结构，它将应用程序分为客户端和服务器端。前端是客户端，安装相应的应用程序，后端是服务器，运行数据库系统，提高数据的查询及管理。这样的模式会导致胖客户/疫服务器“模型，大量的应用程序集中在客户端，而服务器仅仅起到管理的作用。一旦应用程序发生了变化，每一个客户端就必须重新安装应用程序，这给系统的维护和更新会造成很大的不方便。C/S结构虚拟实验室唯一在线的数据库服务器或为系统可靠性的重大隐惠3
B/S结构中，可以采用三层的浏览器/应用服务器/数据库服务器(客户显示层/业务逻辑层/数据层)模式。它简化了客户端软件，客户端只需要通过Web浏览器向分布在网络上的许多应用服务器发送请求命令，客户端只需要安装很少的配置文件，不需要其他的应用软件的支持，更多的工作由服务器负担，对数据库的访间与应用程序的执行都集中在股务器上来完成，系统的开发、理护、管理和更新均在服务器端，系统的维护和更新极为方便。其网络模型结
构如下图所示： Web测
歌帮库理务品
客户编
万方数据
服务器场
图1系统网络模型结构图
目前实现虚拟实验技术有很多，各有特点，要根据不间的实验类型及要求，采用不同的相关技术。
4.1 VRML
VRML是一种虚拟现实建模语言，用来进行三维场景的描述性语言，是在Intermet网上实现全新的虚拟世界空间的关键性技术，具有分布式、交互式、平台无关、三维、多媒体集成等特性，被称为"第二代WEB”。其基本目标是建立Internet上的交互式三维多媒体，将 VRML融合到虚拟实验室中，可以大大增强虚拟实验室的表现力。
4.2 Flash
Flash作为一种失量多媒体技术，可以用于网络交互动画，它可以开发出具有很强功能交互式网络动面。Flash动通支持物体拖动操作，可用于虚拟实验室申物体的移动，用Fash制作的虚拟实验交互性非常强。
4.3JAVA
Java是一种广泛使用的网络编程语言，它具有面向对象、分布式、安全跨平台及可移检等特性，并且最大限度地利用了网络，用 Java语言开发的软件可以具有可视化，可听化，可操作化的特点。另外，Java还提供了丰富的类库，使程序设计者可以很方便地建立自已的系统。本文前面所提到的国内外的虚拟实验室，大多数都采用了Java语言编程实现。
4.4 LabVIEW
LabVIEW是美国国家仪器公司(NI公司)推出的功能十分强大的虚拟仪器图形化编程平台，采用图形化编程语言一一G语言，具有面板控件，有数据采集、分析、显示的功能，因面容易实现虚拟仪器的软件功能，还可以实现虚拟仪器的发布，通过Web测览器中可以打开和运行虚拟仪器，直接控制服务器端程序的运行，获得实验
运行结果。 5、结语
虚拟实验空的建立可以减少实验设备的投入，实现实验数据共享，能远程控制各种虑拟实验仪器和设备，实验内容更加丰富，实验设备不受数量和质量的限制，面且实验者不受时间和空间的限制。但虚拟实验室毕竞不能完全替代传统实验室，无论采用多么先进的技术来实现虚拟实验，它和传统实验室相比，它的真实感，特别是提高学生动手实践能力有一定的差距。因此，在提倡建立虚拟实验室
的同时，不能忽略了对传统实验的建设。参考文献
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