基于组件的虚拟实验室系统的研究

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1、论文题目：基于组件的虚拟实验室系统的研究专业：计算机应用技术硕士生：蒋旭(签名)指导教师：龚尚福(签名)牟琦(签名)摘要虚拟实验室是现代教学系统中一种重要的实验教学资源，能够为学生提供一种不受时间、地点和实验设备限制的实验环境，对促进教学改革和提高教学质量具有重要意义。本文在分析和总结现有虚拟实验系统的基础上，针对目前计算机硬件类虚拟实验系统存在的不足，给出了基于组件的虚拟实验系统的设计方案。论文重点研究了虚拟元件建模方法、信号传递方法、实验项目保存和读取方法以及虚拟元件间连线的路径规划等问题。首先，利用面向对象的建模方法建立虚拟元件的模型，并用JavaBean组件技术对模型进行

2、封装，使得虚拟元件具有良好的独立性、扩充性、重用性和可维护性；其次，在实验仿真过程中，采用信号传递算法来控制虚拟元件的启动次序，减少了信号在虚拟元件中的重复扩散，并用对象序列化的方法实现了对实验项目的保存和读取工作；最后，设计了一种基于可变栅格法和启发式搜索A*算法相结合的连线路径规划算法，实现虚拟元件间连线的避障连接，该算法能动态的对搜索区域进行限定和扩展，排除了对路径规划中无效节点的搜索。本系统采用Java语言开发，并用Swing组件技术实现了人机交互界面，具有良好的平台无关性。论文以计算机组成原理实验为例，对该虚拟实验系统的总体结构、功能组成、及关键算法进行了详细的阐述，并

3、对进一步的工作进行了展望。关键词：虚拟实验室；建模；JavaBean；A*算法；路径规划研究类型：应用研究Subject:ResearchonVirtualLabsSystemBasedonComponentsSpecialty:ComputerApplicationTechnologyName:JiangXu(Signature)Instructor:GongShangfu(Signature)MuQi(Signature)ABSTRACTAsanimportantteachingresourceforexperimentinginmodernteachingsystem,vi

4、rtuallabsprovideforstudentsexperimentingenvironmentnotlimitedbytime,space,experimentingequipment,whichisnecessaryandmeaningfulforpromotingreformofstyleforteachingexperimentandheighteningteachingquality.Basedonanalyzingandincludingpresntvirtualexperimentingsystem,giventhelackinvirtuallabssyste

5、mofpresentcomputerhardware,adesignschemeofvirtualexperimentingsystembasedoncomponentsisproposed.Theproblemsaremainlyresearchedinthepapersuchasmethodsforbuiding-modelofvirtualelements,transmittingofsignals,meansofstoringandreadingexperimentprojectsandwaysofpath-planningbetweenvirtualelements.F

6、irst,math-modelofvirtualelementsisbuiltbyusingobject-orientedtechniqueandisenclosedbyusingJavaBeantomakevirtualelementspossessgoodqualitiessuchasindependence,expansioncapability,reusability,maintainability.Second,inthecourseofsimulatingexperiments,algorithmfortransmittingofsignalsisadoptedtoc

7、ontrolstarting-orderofvirtualelementstoreducere-diffusionofsignalsinvirtualelements,andexperimentprojectsarestoredandreadthroughobjectserialization.Finally,thealgorithmofpath-planningaboutconnecting-linesbasedonchangeablegridsandheuristicsear