【正文】 ............................................................ 10 輸入、輸出設(shè)計(jì) ............................................................................................ 11 界面設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 11 軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 12 5 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和測試 .................................................................................................. 14 系統(tǒng)的測試 ..................................................................................................... 14 系統(tǒng)的穩(wěn)健性和安全性管理 ........................................................................ 22 6 結(jié)論 ........................................................................................................................... 23 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 24 1 1 引言 系統(tǒng)前景 目前 ,很多高校的計(jì)算機(jī)硬件類課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是在實(shí)驗(yàn)室中特定的硬件平臺上完成。同時(shí) ,實(shí)驗(yàn)設(shè)備每年的維護(hù)費(fèi)用也很高。虛擬實(shí)驗(yàn)室概念的提出至今僅為二十年 的時(shí)間 ,但因其廣闊的應(yīng)用前景 ,國內(nèi)外有很多組織都已經(jīng)開展了虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究和建設(shè)工作 ,特別是在國外一些著名的大學(xué) ,已有較多建好并投入使用的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。因此，用軟件模擬以實(shí)現(xiàn)硬件類課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)是意義重大的 ,可以簡化實(shí)驗(yàn)的操作過程 ,解決實(shí)驗(yàn)資源的不足 ,打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室在空間和時(shí)間上的約束，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。虛擬實(shí)驗(yàn)室將是未來計(jì)算 機(jī)類或電子類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的良好選擇，具有廣闊的發(fā)展前景和較高的研究價(jià)值。它是一種簡單的、面向?qū)ο蟮?、分布式的、?qiáng)壯的、安全的、體系結(jié)構(gòu)中立的、可移植的，高性能的、多線程的和動態(tài)的語言。選用微軟的Access20xx 數(shù)據(jù)庫作為后臺數(shù)據(jù)庫 ,采用 JDBC 訪問后臺數(shù)據(jù)庫，同時(shí)利用基于TCP/IP 通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)交互功能。 系統(tǒng)的主要功能 （ 1）管理員可以對老師和學(xué)生進(jìn)行增刪改查的操作。目前對虛擬實(shí)驗(yàn)室的定義有兩種，這兩種定義側(cè)重不同方向 ,但都指出了虛擬實(shí)驗(yàn)室本質(zhì)是一個(gè) “無墻的實(shí)驗(yàn)室 ”，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) ,研究人員或?qū)W生不受時(shí)空的限制 ,能夠隨時(shí)隨地進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)操作 ,共享儀器設(shè)備 ,共享數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)資源 ,同時(shí)進(jìn)行研討或得到教師的遠(yuǎn)程指導(dǎo)。如成本低、效率高、功能全、效果好、協(xié)作性，具有教 育功能、輔助設(shè)計(jì)功能、協(xié)同實(shí)驗(yàn)和研究功能。虛擬實(shí)驗(yàn)是以計(jì)算機(jī)為控制中心 ,利用軟件技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)模型 ,基于模塊化和層次化的設(shè)計(jì)思想 ,采用軟硬結(jié)合的方式 ,協(xié)調(diào)相關(guān)硬件和效應(yīng)設(shè)備形成虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) ,并利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化 ,形成運(yùn)行在個(gè)人計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)自行設(shè)計(jì)與開發(fā) ,以及遠(yuǎn)程控制與協(xié)作的實(shí)驗(yàn)方式。因此需要掌握一定的開發(fā)技術(shù)和扎實(shí)的算法邏輯知識，進(jìn)行現(xiàn)實(shí)情況的調(diào)研，了解廣大師生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀，避免現(xiàn)實(shí)中的弊端，才能開發(fā)出具有應(yīng)用價(jià)值的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺系統(tǒng)。以 Access20xx 數(shù)據(jù)庫作為后臺數(shù)據(jù)庫，設(shè)置不同的登錄用戶權(quán)限，增加系統(tǒng)的安全性，同時(shí)對不同的用戶進(jìn)行相 應(yīng)的管理，易于系統(tǒng)的維護(hù)；以 Java 編程語言的布局規(guī)則和事件監(jiān)聽實(shí)現(xiàn)友好的用戶界面，同時(shí)依據(jù)TCP/IP 通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)交流功能。 3 系統(tǒng)的可行性分析 從技術(shù)可行性上來說，開發(fā)者掌握了基本的計(jì)算機(jī)硬件知識，如數(shù)字電子電路基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)組成原理等，同時(shí)也較熟練地掌握了 Java 開發(fā)語言， Access20xx數(shù)據(jù)庫操作，使用 JDBC 連接數(shù)據(jù)庫的方法，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)知識，具有良好的理論基礎(chǔ)和技術(shù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，能較好的完成本系統(tǒng)的開發(fā)與研究。 從資源可行性上來說，一臺 PC 機(jī)、 Eclipse 開發(fā)環(huán)境、 Access20xx 數(shù)據(jù)庫，技術(shù)書籍（數(shù)字電路、組成原理、 java 編程原理等）和相關(guān)電子文檔等。綜上所述，本系統(tǒng)的技術(shù)成熟，評測 手段可靠，具有良好的市場拓展?jié)摿?，因此本系統(tǒng)可以開始執(zhí)行。此系統(tǒng)不僅要有良好的用戶界面，安全的訪問控制設(shè)置，同時(shí)要有逼真的實(shí)驗(yàn)?zāi)M效果、完善的通訊機(jī)制，讓實(shí)驗(yàn)者如同在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室中 一樣 。 功能需求 本系統(tǒng)為了達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求和今后走入市場，達(dá)到虛擬實(shí)驗(yàn)室的基本特性，可供學(xué)生、老師以及愛好者使用，必須實(shí)現(xiàn)以下功能： （ 1）管理員可以對老師和學(xué)生進(jìn)行增刪改查的操作。在運(yùn)行環(huán)境、與其他軟件的接口以及開發(fā)計(jì)劃等發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)具有靈活的適應(yīng)能力。 其他專門要求 為了保護(hù)開發(fā)者的版權(quán)，本系統(tǒng)設(shè)置了一定的安全措施，防止開發(fā)團(tuán)隊(duì)的利益損失。在可維護(hù)性、可補(bǔ)充性、易讀性、可靠性、運(yùn)行環(huán)境可轉(zhuǎn)換性的特殊要求等方面做好相應(yīng)工作，這將有利于系統(tǒng)功能的擴(kuò)充和市 場價(jià)值的長久性。此系統(tǒng)中管理員、老師、學(xué)生擁有不同的權(quán)限，主角是學(xué)生進(jìn)行數(shù)字實(shí)驗(yàn)的相關(guān)操作，老師予以檢查和批閱，以及師生間相互交流實(shí)驗(yàn)疑難問題，總體的設(shè)計(jì)思路如頂層圖 所示。由于篇幅有限，注重介紹代表性的模塊，其邏輯結(jié)構(gòu)如下模塊流程圖 至圖 所示。 表 學(xué)生信息表 列名 數(shù)據(jù)類型 約束 學(xué)號 char(10) 主鍵 姓