王冰 劉哲 馬健

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計算機(jī)通信虛擬實驗系統(tǒng)的研究與設(shè)計

王冰1劉哲2馬健3

1.國網(wǎng)新疆電力公司信息通信公司，新疆 烏魯木齊 830000 2.新疆信息產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830000 3.烏魯木齊市微盛源信息技術(shù)工程有限公司，新疆 烏魯木齊 830000

現(xiàn)代社會不斷發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)也不斷發(fā)展，而計算機(jī)通信技術(shù)在現(xiàn)代教學(xué)當(dāng)中成為了不可缺少一門技術(shù)，尤其是它的虛擬實驗系統(tǒng)在現(xiàn)代教育當(dāng)中一個重要的應(yīng)用。通過對計算機(jī)通信虛擬實驗系統(tǒng)的研究與設(shè)計進(jìn)行探討。

計算機(jī)通信；虛擬實驗；系統(tǒng)

計算機(jī)通信虛擬實驗系統(tǒng)在我們教育領(lǐng)域十分的重要，成為教學(xué)實驗當(dāng)中不可缺少的環(huán)節(jié)之一。尤其是在一些學(xué)校資金不足、設(shè)備不齊全、實驗儀器老化的情況下，計算機(jī)通信虛擬實驗系統(tǒng)就可以解決這些問題，讓學(xué)生能夠進(jìn)行虛擬化的操作，得到實踐操作能力的提升，彌補了教學(xué)的不足。

1 虛擬實驗

1.1 虛擬實驗的定義

虛擬實驗是指借助于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實（又稱VR）等技術(shù)在計算機(jī)上營造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實驗各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，實驗者可以像在真實的環(huán)境中一樣完成各種實驗項目，所取得的實驗效果等價于甚至優(yōu)于在真實環(huán)境中所取得的效果[1]。

1.2 虛擬實驗的意義

虛擬實驗的應(yīng)用將解決很多學(xué)校資金不足、設(shè)備不齊全、實驗儀器陳舊、實驗場地等方面的問題和困難和壓力，開展虛擬實驗課程在也不用都到時間和空間的限制，不管是學(xué)生還是老師，都可以自由的上網(wǎng)出入虛擬實驗室，進(jìn)行各種各樣的實驗，還能夠提高教學(xué)質(zhì)量和實驗效果[2]。

2 開發(fā)計算機(jī)通信虛擬實驗室的必要性

（1）高等院校的硬件教學(xué)比較的差，例如：①受到資金的限制，因為實驗需要大量的機(jī)器，而且設(shè)備的成本都比較的高，購買的數(shù)量有限。②儀器損壞的數(shù)量比較的多，因為學(xué)生的水平是不一樣的，操作中容易出現(xiàn)儀器的損壞。③進(jìn)行實驗的時間和空間受到限制。④實驗涉及的知識面比較的窄，知識所包含的內(nèi)容比較的少。⑤學(xué)生對實驗的興趣比較的第[3]。從這些方面看來急需對計算機(jī)通行虛擬實驗室的開發(fā)。

（2）雖然也有實驗軟件的開發(fā)，但是這些軟件并不能滿足我們學(xué)習(xí)，但這些軟件在一定的程度上都存在著一些問題。①軟件比較的復(fù)雜，進(jìn)行掌握并不是很容易，而且需要花大量的時間[4]。②這些軟件都是相較于電路的設(shè)計仿真，并不適用于計算機(jī)通信的使用。③需要對這些軟件進(jìn)行購買，因為這些軟件并不是免費的提供。這些問題都是我們在計算機(jī)通信實驗上遇到的問題，而且這些問題都急需我們的解決。

3 計算機(jī)通信虛擬實驗系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)

（1）要將大量的計算機(jī)通信技術(shù)的課程知識和實驗的內(nèi)容包含在系統(tǒng)里面。

（2）對于每個實驗都應(yīng)該有它相對應(yīng)獨立的子系統(tǒng)，方便對其實驗內(nèi)容的補充和完善。

（3）系統(tǒng)中的虛擬實驗室要有大量的虛擬實驗器材，使學(xué)生能夠?qū)嶒瀮?nèi)容進(jìn)行靈活的選擇實驗的模塊和實驗器材。

（4）系統(tǒng)應(yīng)該提高穩(wěn)定的運行和實驗環(huán)境，不會新學(xué)生的錯誤操作而引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。

（5）系統(tǒng)在進(jìn)行完實驗之后需要提供真確的、真實的、可靠的實驗結(jié)果。還要顯示相應(yīng)的理論依據(jù)。

（6）系統(tǒng)要具有對學(xué)生所建立模型的進(jìn)行性能的檢查，并讓學(xué)生對實驗結(jié)果進(jìn)行評價。

（7）系統(tǒng)能夠?qū)W(xué)生的實驗過程記錄下來，生成實驗包裹，方便進(jìn)行查閱。

（8）還要具有方便簡潔的系統(tǒng)界面，方便學(xué)生的使用，操作簡單，運行的速度快。

4 計算機(jī)通信虛擬實驗系統(tǒng)的設(shè)計原則

4.1 科學(xué)性

在虛擬的實驗環(huán)境中藥按照科學(xué)性的原則來進(jìn)行。如果沒有科學(xué)性，那么這個虛擬的實驗就不具有意義。

4.2 交互性

則是區(qū)別于其他的軟件的一個顯著特點，也是對軟件進(jìn)行衡量的一個重要的標(biāo)準(zhǔn)。在實驗當(dāng)中要把交互性發(fā)揮出來，能夠感受到自己的主觀能動性。

4.3 直觀性

能夠?qū)μ摂M環(huán)境下的輔助能夠說明清楚，模仿的實驗材料要根據(jù)真實的規(guī)范的圖標(biāo)來完成，能夠使實驗者清楚的明白，將實驗的結(jié)果、數(shù)據(jù)、現(xiàn)象真實的反映出來。

4.4 擴(kuò)展性

對系統(tǒng)質(zhì)量的衡量標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行升級或者擴(kuò)大。

4.5 藝術(shù)性

在進(jìn)行授課的同事，也要具有一定的藝術(shù)欣賞價值，能在學(xué)習(xí)當(dāng)中學(xué)習(xí)知識又能進(jìn)行美得感受。軟件自身就要將內(nèi)容與美相結(jié)合起來。

5 結(jié)束語

計算機(jī)通信系統(tǒng)虛擬系統(tǒng)給我們的教育方式進(jìn)行了改變，能夠加強(qiáng)對學(xué)生動手能力。在虛擬實驗系統(tǒng)當(dāng)中能夠?qū)嶒炏钠鞑牡臏p少，學(xué)生能夠擁有更多的時間和空間來進(jìn)行實驗，并不在受到時間和空間的限制。能夠使學(xué)生的時間操作能力得到提升。

[1]劉婉妮，趙文靜.計算機(jī)虛擬通信實驗系統(tǒng)淺析[J].電腦知識與技術(shù)，2010，6（5）：1240-1241.

[2]劉婉妮.計算機(jī)通信虛擬實驗系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D].陜西：西安建筑科技大學(xué)，2010.

[3]任學(xué)雯.網(wǎng)絡(luò)虛擬通信實驗系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電腦知識與技術(shù)，2011（30）：7427-7430.

[4]唐召東.計算機(jī)虛擬通信實驗系統(tǒng)——頻帶傳輸實驗系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].天津：天津師范大學(xué)，2004.

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