基于B-S结构的虚拟实验室数据管理系统的设计研究

1、基于基于 b/sb/s 结构的虚拟实验室数据管理系结构的虚拟实验室数据管理系统的设计研究统的设计研究米雁摘 要：近几年来，信息技术的发展推动了实验室模式的改革，基于 b/s 结构的虚拟实验室在教育领域中得到了广泛应用，极大改善了当前高校在实验教学过程中面临的困境。文章便对基于 b/s 结构的虚拟实验室数据管理系统的特点进行分析，并对该类型的虚拟实验室数据管理系统的设计方案进行了深入的研究。关键词：b/s 结构；虚拟实验室；数据管理系统：tp311.52 文献标志码：a ：2095-2945（2017）36-0090-02引言随着教育领域改革浪潮的不断深入，高校自身所具备的实验设施已经无法满足学

2、生实践能力与创新能力的培养，而以计算机为代表的信息技术的大量涌现，为高校的实验教学带来了全新的契机，虚拟实验室的创建丰富了高校的教学资源，实现了资源的共享与交互，突破了时间与空间上的限制。但是，随着虚拟实验室数据的不断累积，如何对这些庞大的数据内容进行科学的保管与管理也已成为高校急需解决的问题。从结构上来说，虚拟实验室主要分为 c/s 结构与b/s 结构，由于 c/s 结构的成本较高，并且兼容性与灵活性较差，这也使 c/s结构的虚拟实验室逐渐被 b/s 结构所取代。为此，以下便对 b/s 结构的虚拟实验室数据管理系统的特点及设计进行深入的研究。1 b/s 结构的虚拟实验室数据管理系统的特点b/

3、s 结构的虚拟实验室数据管理系统相比于 c/s 结构来说具备以下特点，首先，b/s 结构具体经济性与便捷性的特点，在 b/s 结构的虚拟实验室数据管理系统中，只需要安装浏览器就能够对数据进行高效的管理，并且对数据的维护与更新也较为方便。其次，b/s 结构的虚拟实验室数据管理系统具备开放性的特点，用户只需要利用浏览器就能够实现对系统中数据的访问与操作，并且能够突破时间与空间的约束，使用户能够随时随地的对这些数据进行统计、分类、筛选等操作，并且还能够依靠这些数据来进行实验。再次，b/s 结构具备良好的扩展性，该数据管理系统结构能够进行任意扩展，它能够从单台服务器扩展成由多台服务器构成的大型数据管理

4、系统，从而增强系统对数据的存储能力与处理能力。最后，b/s 结构的虚拟实验室数据管理系统具备较高的灵活性，该系统能够借助于互联网来对数据进行处理、发布与传输，从而实现了数据的实时共享，有效解决了数据管理过程中产生大量不规则信息的问题。2 基于 b/s 结构的虚拟实验室数据管理系统的设计方案研究2.1 虚拟实验室数据管理系统架构设计基于 b/s 结构的虚拟实验室数据管理系统从功能上进行分解可以分为四个层面，分别是表示层、数据层、功能层与网络层，每个层面都是相互独立且存在密切联系的。表示层能够将系统中的数据通过接口显示到屏幕中，并且用户还能够通过键盘来对数据进行录入，它是实现人机数据交互的主要平台

5、。数据层是数据管理系统中的核心部分，它能够对数据库中的数据进行存储、读取与管理等工作，还能对数据的完整性、安全性与一致性进行访问，并且能够对数据进行实时的更新与检索。功能层主要用于数据的处理服务，它是由大量的应用程序组成的，这些程序能够根据用户要求来对数据进行处理，并能够将数据处理结果生成相应的页面反馈给用户，可以说，功能层是连接表示层与数据层之间的纽带。网络层主要是以当前主要采用的 www 技术来构成的，它内部包含通信协议及规范，如 tcp/ip 协议、http 协议等，网络层能够实现数据的传输与共享功能，此外用户还能够通过网络层来对数据进行筛选与获取。2.2 虚拟实验室数据管理系统网络结构

6、的设计用户能够通过虚拟实验室数据管理系统来进行远程实验与本地实验，该数据管理系统是通过网络将实验用户、数据及实验室联系起来，从而形成一个具备开放性、共享性特征的虚拟实验环境，用户能够通过数据管理系统来获取数据，并根据数据来进行实验操作，从而实现对数据的高效利用。因此，为了使大量用户能够通过数据管理系统来获取数据，网络的通畅性是必不可少的，应确保网络环境能够始终保持通畅，这样能够使不同的用户借助于网络来获取数据管理系统中的数据。网络结构的线路应采用光纤线，交换机应为千兆以上。2.3 虚拟器件建模的设计基于 b/s 结构的虚拟实验室数据管理系统在虚拟器件建模上可采用两种方法，分别是正向操作建模与逆

7、向操作建模，正向操作建模是依据虚拟器件中的数理逻辑属性来进行模型构建的。逆向操作建模则是依据器件自身的输出输入接口中的数据，采用推理的方法来进行模型构建的。对虚拟器件的设计方法应根据虚拟实验室数据管理系统的管理需要进行选择。应确保虚拟器件建模后应具备占用空间小、良好的交互性、形象逼真、较强的封装性与可利用性。2.4 虚拟实验室数据管理系统的构成及功能虚拟实验室数据管理系统的构成主要包括用户管理、仪器设备管理、资源交流与实验教学管理。用户管理是系统对使用用户的个人信息及相关权限信息等数据进行管理。仪器设备管理是对实验过程中的设备与虚拟元器件的设备参数、实验参数、输出图形信息等进行新建、管理與维护

8、。资源交流是将系统中师生间的交流信息、经验、收获、问题等相关数据反馈给不同的用户，以此提高教学质量。实验教学管理是对用户在实验前、实验中、实验后的全过程数据进行管理，以供学生对实验结果数据进行查询、接受数据指导来选择与开展实验等操作，教师则能够根据实验教学管理中的相关数据来进行实验的发布、新建、布置、评价等操作。2.5 虚拟实验室数据管理系统的软件编程设计虚拟实验室数据管理系统的难点在于软件编程部分，对软件的编程设计通常需要采取以下技术：其一是 java 技术，该技术操作简单，并且是一种具备可移植性、多线程等优势的动态语言，采用该语言来进行编程能够实现网络的最大化利用，并且由 java 技术设

9、计的应用程序不会受到环境与 cpu 的限制。除此之外，java 技术包含大量的类库，设计人员可以通过这些类库来非常方便的对虚拟实验室数据管理系统进行构建。其二是 vrml 技术，该技术能够对数据管理系统中的数据进行形象化描述，从而将这些数据通过三维物体或行为来表现出来，进而增强用户与数据管理系统的交互性。其三是 activex 控制技术，该技术能够通过 activex 控件来实现用户利用数据管理系统，并借助于网络来对数据进行筛选与获取，此外，它还能够实现对同一数据在多个实验环境中进行重复使用。其四是 labview 技术，该技术属于图形化编程语言，采用该技术能够实现对系统数据的采集及对系统中各种仪器的控制功能。3 结束语基于 b/s 结构的虚拟实验室数据管理系统能够显著提高高校对数据的利用效率，强化高校对数据的管理能力，这也使其在教育领域中具有广阔的发展空间，弥补了传统实验室在数据管理过程中存在的不足。当然，该系统在教学效果上仍旧有待进一步的提高，例如教师和学生的互动方面、网络环境要求方面等。但该系统却突破了时间与空间上的限制，降低了管理成本，改变了传统的实验室模式。相信随着科学技术水平的发展，基于 b/s 结构的虚拟实验室数据管理系统必将得到不断完善与加强。参考文献：1吕睿.基于 b/s 体系的电工电子网络虚拟实验室设计研究j.电子设计工程，2015，23（