基于组件技术的虚拟仿真实验室平台的设计与实现

摘要

远程教学作为一种新型的教育模式已成为近年来各国教育界的重要研究课题。基于Internet的虚拟仿真实验室是现代远程教学质量提高的关键，因为实验是大部分工程类和应用类课程的重要一环，是人们快速、廉价地获取知识和技能的有效途径。 本文提出了基于CORBA技术的网上虚拟仿真实验系统的开发模型，该模型以JavaApplet作为客户端，CORBA作为中间通信桥梁，能够集成JavaBean、Matlab、COM/DCOM作为计算后台，大大提高了开发效率。文中对虚拟实验室系统的设计与实现进行了深入的论述，重点介绍了如何利用CORBA技术构建虚拟实验室系统平台，并对系统中采用的关键技术和主要模块进行了详细的说明。本文同时给出了基于该模型的通信原理虚拟实验室和数字图像处理虚拟实验室的系统实现，该系统客户端用Java语言实现，具有与平台无关，安全，健壮等内在特点；实验室设备(算法和仪器等)以组件的方式开发，提高了开发效率，实现了软件重用，实验室的功能易于扩充；服务器端以Matlab为计算后台，提供了强大的系统仿真能力。 本文最后对平台实现过程中的研究与开发工作进行了总结，并阐述了将来进一步对该系统进行扩充与完善的一些工作。

目录

文摘

英文文摘

昆明理工大学学位论文原创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章引言

1.1互联网的发展对科研和教育的影响

1.2虚拟仿真实验室的研究背景

1.3虚拟仿真实验室研究现状

1.4基于组件技术的虚拟仿真实验室平台的提出

1.5论文组织结构

第二章系统的总体设计与分析

2.1基于组件的开发技术

2.2系统体系结构

2.3系统的运行环境

2.3.1服务器端运行环境

2.3.2客户端运行环境

2.4系统所使用的开发平台和主要开发工具

第三章系统服务器端详细设计

3.1 IDL接口文件定义

3.2服务器端的软件设计

3.3系统实现过程

第四章系统客户端的详细设计

4.1系统客户端功能需求

4.2系统客户端的软件设计

4.3系统关键类的设计

第五章系统的关键技术

5.1 JavaBean组件技术

5.2使用XML技术保存实验组件信息

5.3利用反射(Reflection)技术实现虚拟设备的动态分析

5.4利用对象序列化技术实现实验流程的保存和读取

5.5利用CORBA技术实现JAVA与C++的无缝联接

5.6 C++调用Matlab

5.7应用程序的发布

第六章开发实例的设计与实现

6.1数字图像处理虚拟实验室的设计

6.1.1数字图像处理虚拟实验室简介

6.1.2虚拟实验室提供的基本试验设备及其功能算法描述

6.1.3虚拟实验室的运行模块设计

6.1.4算法提交模块的设计

6.1.5实验保存和读取模块的设计

6.1.6从XML文件中读取系统组件信息模块的设计

6.2数字图像处理虚拟实验室的运行实例

6.2.1马赫带效应和平滑马赫带

6.2.2滤波

6.2.3加入噪声

6.2.4边缘检测

6.2.5快速傅立叶变换

6.2.6其他

第七章结束语

7.1研究与开发工作的总结和主要创新点

7.2将来的进一步设计与开发工作

致谢

参考文献

附录A攻读硕士学位期间以第一作者发表的论文