摘要：伴隨著信息技術(shù)的迅猛進(jìn)步，我國(guó)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域面臨資源緊張、教學(xué)模式單一等挑戰(zhàn)。為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)品質(zhì)，推動(dòng)教學(xué)革新，文章設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于C語(yǔ)言的高校虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)。該平臺(tái)通過(guò)模擬實(shí)際實(shí)驗(yàn)環(huán)境，為高校學(xué)生提供了便捷且高效的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。文章闡述了平臺(tái)的設(shè)計(jì)理念、基礎(chǔ)架構(gòu)、功能模塊以及實(shí)現(xiàn)流程，對(duì)平臺(tái)性能進(jìn)行了測(cè)試和優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：C語(yǔ)言；虛擬實(shí)驗(yàn)室；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；平臺(tái)設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP312文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

伴隨著信息技術(shù)的迅猛進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化已成為教育現(xiàn)代化的重要標(biāo)識(shí)。作為教育信息化關(guān)鍵組成部分，虛擬實(shí)驗(yàn)室以其顯著優(yōu)勢(shì)在推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)革新、提升學(xué)生實(shí)踐能力等方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。作為一種創(chuàng)新教學(xué)方式，虛擬實(shí)驗(yàn)室日益得到廣泛采納。尤其在高等教育領(lǐng)域，其為學(xué)生提供更靈活、自主的學(xué)習(xí)環(huán)境，使理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作相結(jié)合，從而提升學(xué)生的實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力。C語(yǔ)言作為廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的編程語(yǔ)言，以其簡(jiǎn)潔、高效的特性，成為構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的理想選擇。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育中至關(guān)重要的一環(huán)，能有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和綜合素質(zhì)。然而，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)受限于物理實(shí)驗(yàn)室資源，難以滿(mǎn)足學(xué)生日益增長(zhǎng)的學(xué)習(xí)需求。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中尚存在安全風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)備維護(hù)成本較高等問(wèn)題。因此，構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)已成為解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵途徑。

虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)操作。此類(lèi)平臺(tái)具備以下優(yōu)勢(shì)：首先，突破實(shí)體實(shí)驗(yàn)室的空間局限，為學(xué)生提供更為寬廣的實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域；其次，模擬各類(lèi)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景及條件，滿(mǎn)足學(xué)生多樣化學(xué)習(xí)需求；最后，降低實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)及設(shè)備維護(hù)成本，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和質(zhì)量［1］。當(dāng)前，世界各地已有眾多高校及研究機(jī)構(gòu)投身于虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的研究與實(shí)踐。然而，此類(lèi)平臺(tái)多以Java、Python等高級(jí)語(yǔ)言為開(kāi)發(fā)工具，C語(yǔ)言的應(yīng)用則相對(duì)較為稀缺。C語(yǔ)言以其高效特性，尤為適用于開(kāi)發(fā)底層系統(tǒng)及對(duì)性能要求較高的應(yīng)用。因此，該研究選用C語(yǔ)言作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款高校虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)。

1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外虛擬實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展起步較早，例如：美國(guó)的MIT Open Course Ware、Coursera等在線(xiàn)開(kāi)放課程平臺(tái)，都為學(xué)者提供了豐富的虛擬實(shí)驗(yàn)室資源。同時(shí)，諸多知名高校亦相繼設(shè)立了自己的虛擬實(shí)驗(yàn)室，例如：斯坦福大學(xué)的Stanford Online、哈佛大學(xué)的Harvard Extension School等。海外學(xué)者對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了深入探討，例如：M.S.Bhatnagar等提出了一種基于云技術(shù)的虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，為學(xué)生提供了全面的實(shí)驗(yàn)資源和工具，使得在遠(yuǎn)程環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)成為可能。S.R.Singh等則創(chuàng)新性地提出了一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）技術(shù)的虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，通過(guò)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，提升了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與度和興趣。此外，國(guó)外學(xué)者還對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的應(yīng)用成效進(jìn)行了評(píng)估。例如，A.K.Tripathi等通過(guò)對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行研究，得出了虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)能夠提升學(xué)生學(xué)習(xí)成果和實(shí)踐能力的結(jié)論［2］。

經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具有顯著的應(yīng)用價(jià)值，能夠有效提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和興趣。國(guó)外學(xué)者亦對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的教育意義及所面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了深入探討。部分學(xué)者認(rèn)為，虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)具備資源共享、成本效益、靈活性等優(yōu)勢(shì)，然而同時(shí)也面臨著技術(shù)難題、安全問(wèn)題、教學(xué)質(zhì)量保障等挑戰(zhàn)。在課程設(shè)計(jì)和科技應(yīng)用等方面，這些虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)高校虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提供了有益的借鑒和參考。

1.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)高校已逐漸加強(qiáng)對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重視，如清華大學(xué)推出的“實(shí)驗(yàn)在線(xiàn)”及北京大學(xué)設(shè)立的“虛擬實(shí)驗(yàn)室”等平臺(tái)。這些平臺(tái)運(yùn)用C語(yǔ)言或其他編程語(yǔ)言，成功模擬和仿真了多樣化的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，顯著提升了學(xué)生的實(shí)踐操作與創(chuàng)新能力。在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法已無(wú)法滿(mǎn)足人才培養(yǎng)的需求，因此，教育部自2013年起，便積極推動(dòng)全國(guó)高校探索虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的建設(shè)。2018年上線(xiàn)的“實(shí)驗(yàn)空間”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，為全國(guó)高校提供了虛擬仿真課程的開(kāi)放共享服務(wù)。至2020年，已有728門(mén)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程被認(rèn)定為首批國(guó)家級(jí)一流本科課程。該平臺(tái)涵蓋了農(nóng)業(yè)工程、物理學(xué)、電氣類(lèi)等61個(gè)專(zhuān)業(yè)類(lèi)別的3000余門(mén)實(shí)驗(yàn)課程。這些課程利用虛擬仿真技術(shù)，解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的種種難題，如“不能做”“不敢做”和“不好做”的問(wèn)題，從而極大地拓展了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的廣度和深度。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)模式主要包括教師自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、教師提出需求由企業(yè)支持開(kāi)發(fā)以及直接購(gòu)買(mǎi)企業(yè)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。為了確保項(xiàng)目的有效實(shí)施，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)具備網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)?；⒔换バ院鸵子眯缘汝P(guān)鍵特性，以更好地實(shí)現(xiàn)教師的教學(xué)目標(biāo)［3］。

虛擬實(shí)驗(yàn)室在國(guó)內(nèi)高校的建設(shè)與應(yīng)用過(guò)程中，遇到了若干挑戰(zhàn)與問(wèn)題，如投資成本高昂、維護(hù)升級(jí)需求繁多、教師開(kāi)發(fā)和維護(hù)工作負(fù)擔(dān)沉重等。此外，資源共享的激勵(lì)機(jī)制尚待完善，高校間采納他校虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的意愿和動(dòng)力顯得不足，從而導(dǎo)致資源重復(fù)建設(shè)。綜合考量，國(guó)內(nèi)高校虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的研究和應(yīng)用盡管正在逐步推進(jìn)，但仍面臨一系列挑戰(zhàn)與問(wèn)題。展望未來(lái)，伴隨技術(shù)的發(fā)展和教育模式的革新，虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)有望在高等教育領(lǐng)域發(fā)揮更為重要的作用。然而，與國(guó)外先進(jìn)水平相比，我國(guó)虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)在數(shù)量和質(zhì)量上尚存在一定差距，亟待加大投入和研發(fā)力度。

2平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1總體架構(gòu)

本平臺(tái)采用模塊化設(shè)計(jì)，分為用戶(hù)管理模塊、實(shí)驗(yàn)資源管理模塊、實(shí)驗(yàn)預(yù)約模塊、實(shí)驗(yàn)操作模塊等。各模塊之間通過(guò)接口進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和功能的協(xié)同。平臺(tái)的總體架構(gòu)如圖1所示。

2.2功能模塊劃分

用戶(hù)管理模塊負(fù)責(zé)執(zhí)行用戶(hù)注冊(cè)、登錄以及權(quán)限管理職能。學(xué)生可通過(guò)注冊(cè)和登錄2項(xiàng)功能進(jìn)入系統(tǒng)，并根據(jù)自身權(quán)限進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)資源管理模塊具備設(shè)備添加、刪除及修改的功能，管理員確保實(shí)驗(yàn)資源的準(zhǔn)確性和完整性。實(shí)驗(yàn)預(yù)約模塊允許學(xué)生查閱實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)時(shí)的狀態(tài)、預(yù)約時(shí)間等信息，并支持預(yù)約操作。在此模塊中，學(xué)生可選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，配置實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。平臺(tái)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行狀況和實(shí)驗(yàn)成果，為學(xué)生帶來(lái)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。

3關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)現(xiàn)

在啟動(dòng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)之際，首先需構(gòu)建適宜的開(kāi)發(fā)環(huán)境。該研究選用GCC作為編譯器，并借助如Code：：Blocks等集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（Integrated Development Environment，IDE）進(jìn)行編程與調(diào)試。同時(shí)，為確保平臺(tái)開(kāi)發(fā)的順利進(jìn)行，該研究還需安裝相應(yīng)的庫(kù)文件與工具鏈。就操作系統(tǒng)而言，C語(yǔ)言可在多種操作系統(tǒng)上運(yùn)行，例如Windows、Linux與macOS等。學(xué)生可根據(jù)自身需求和習(xí)慣選擇合適的操作系統(tǒng)。在編譯器方面，C語(yǔ)言編譯器是將源代碼編譯成可執(zhí)行文件的工具。常見(jiàn)的C語(yǔ)言編譯器包括GCC（Linux）、CLang（Linux、macOS）以及Visual C++（Windows）等。當(dāng)選擇編譯器時(shí)，該研究需綜合考慮其兼容性、性能與穩(wěn)定性等因素。IDE集成了代碼編輯、編譯、調(diào)試及運(yùn)行等功能，為開(kāi)發(fā)者提供了便捷的開(kāi)發(fā)體驗(yàn)。常見(jiàn)的C語(yǔ)言IDE有EclipseCDT、Code：：Blocks、Visual Studio Code等。當(dāng)挑選IDE時(shí)，該研究需關(guān)注其實(shí)用性、易用性以及擴(kuò)展性［4］。平臺(tái)依賴(lài)GTK+等圖形庫(kù)以構(gòu)建其界面設(shè)計(jì)，并通過(guò)GTK+實(shí)現(xiàn)用戶(hù)與平臺(tái)的交互。鑒于平臺(tái)須處理大量用戶(hù)信息、實(shí)驗(yàn)資源信息以及實(shí)驗(yàn)預(yù)約等數(shù)據(jù)，故設(shè)計(jì)一個(gè)合適的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)對(duì)平臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。該研究選用MySQL作為數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。

4平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

4.1用戶(hù)管理模塊實(shí)現(xiàn)

用戶(hù)管理模塊作為整個(gè)平臺(tái)的基礎(chǔ)組成部分，首要職責(zé)為管理用戶(hù)信息。在用戶(hù)注冊(cè)過(guò)程中，平臺(tái)會(huì)對(duì)輸入的信息進(jìn)行合規(guī)性驗(yàn)證。驗(yàn)證無(wú)誤后，將用戶(hù)信息儲(chǔ)存至數(shù)據(jù)庫(kù)。而當(dāng)用戶(hù)登錄時(shí)，根據(jù)各自的角色分配相應(yīng)的權(quán)限。為確保系統(tǒng)的可維護(hù)性，該研究選用數(shù)據(jù)庫(kù)作為存儲(chǔ)方案。通過(guò)編寫(xiě)C語(yǔ)言程序，該研究能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的增刪改查操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用戶(hù)管理功能。

4.2實(shí)驗(yàn)資源管理模塊實(shí)現(xiàn)

實(shí)驗(yàn)資源管理模塊負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的添加、刪除、修改等管理功能。管理員可利用該模塊對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，確保實(shí)驗(yàn)資源的準(zhǔn)確性和完整性。在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，首先須定義實(shí)驗(yàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)編程方式實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備信息的增刪改查操作。

4.3實(shí)驗(yàn)預(yù)約模塊實(shí)現(xiàn)

實(shí)驗(yàn)預(yù)約模塊為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)預(yù)約功能，允許他們查詢(xún)?cè)O(shè)備狀態(tài)、選擇預(yù)約時(shí)間并完成預(yù)約操作。在實(shí)現(xiàn)預(yù)約功能的過(guò)程中，須關(guān)注并發(fā)控制與沖突解決機(jī)制。例如：針對(duì)多學(xué)生同時(shí)預(yù)約同一設(shè)備的場(chǎng)景，平臺(tái)應(yīng)具備處理并發(fā)情況的能力，避免產(chǎn)生沖突。同時(shí)，平臺(tái)還須實(shí)現(xiàn)預(yù)約狀態(tài)的實(shí)時(shí)更新與通知功能，以便學(xué)生與管理員能夠及時(shí)掌握預(yù)約狀況。

4.4實(shí)驗(yàn)操作模塊實(shí)現(xiàn)

實(shí)驗(yàn)操作模塊作為平臺(tái)的核心功能區(qū)域，為學(xué)生提供虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使其能在其中選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、配置實(shí)驗(yàn)設(shè)備并進(jìn)行實(shí)際操作。平臺(tái)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行狀況及實(shí)驗(yàn)成果，為學(xué)生帶來(lái)沉浸式的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。在實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作功能的過(guò)程中，關(guān)鍵在于如何對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行流程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行模擬。這一目標(biāo)可通過(guò)編寫(xiě)相應(yīng)算法與模型來(lái)實(shí)現(xiàn)。

5技術(shù)難點(diǎn)與解決方案

在平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中，研究者遇到了一系列技術(shù)難題與挑戰(zhàn)，如確保平臺(tái)安全性與穩(wěn)定性，提升性能與響應(yīng)速度以及保證實(shí)驗(yàn)操作的精準(zhǔn)性與真實(shí)性等。為應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題，研究者采取了相應(yīng)對(duì)策。首先，在安全性方面，研究者采用加密算法與身份驗(yàn)證機(jī)制來(lái)保護(hù)用戶(hù)信息與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)安全，同時(shí)對(duì)平臺(tái)實(shí)施嚴(yán)格測(cè)試與漏洞掃描，確保其穩(wěn)定可靠運(yùn)行。其次，在性能方面，研究者運(yùn)用緩存技術(shù)與多線(xiàn)程技術(shù)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的算法與模型進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以保證準(zhǔn)確性。為實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)方案，平臺(tái)采用了以下關(guān)鍵技術(shù)：一是C語(yǔ)言編程，作為平臺(tái)核心，用于實(shí)現(xiàn)各模塊功能與接口；二是引入專(zhuān)家系統(tǒng)，對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的疑問(wèn)進(jìn)行智能解答與指導(dǎo)；三是數(shù)據(jù)分析，通過(guò)收集與分析學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估與優(yōu)化。

6平臺(tái)測(cè)試與性能優(yōu)化

針對(duì)平臺(tái)穩(wěn)定性與可靠性的保障，研究者進(jìn)行了細(xì)致的檢測(cè)。在性能測(cè)試中，研究者重點(diǎn)關(guān)注了響應(yīng)時(shí)間和吞吐量等關(guān)鍵指標(biāo)。經(jīng)過(guò)對(duì)代碼結(jié)構(gòu)與算法的調(diào)整優(yōu)化，平臺(tái)性能得以顯著提升。同時(shí)，研究者對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施了優(yōu)化與索引設(shè)計(jì)，從而提高了數(shù)據(jù)查詢(xún)效率。在安全測(cè)試環(huán)節(jié)，研究者模擬各類(lèi)攻擊場(chǎng)景和惡意行為，對(duì)平臺(tái)進(jìn)行全面的安全評(píng)估。通過(guò)一系列安全措施，該研究成功增強(qiáng)了平臺(tái)的安全防護(hù)能力［5］。

6.1測(cè)試方法

單元測(cè)試是對(duì)軟件中最小可測(cè)試單元進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)審查和驗(yàn)證的過(guò)程。在C語(yǔ)言環(huán)境下，研究者可運(yùn)用如Unity、CUnit等測(cè)試框架實(shí)施單元測(cè)試，以確保各個(gè)函數(shù)或模塊的正常運(yùn)作。集成測(cè)試是將已通過(guò)單元測(cè)試的模塊組合成更大型的系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行全面檢查。研究者可采用自頂向下、自底向上等策略開(kāi)展集成測(cè)試，確保各個(gè)模塊之間的交互順暢。系統(tǒng)測(cè)試是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全方位評(píng)估，涵蓋功能、性能、安全性等方面。此時(shí)，研究者可利用自動(dòng)化測(cè)試工具如Selenium、Appium等進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試。性能測(cè)試旨評(píng)估系統(tǒng)在特定負(fù)載下的性能表現(xiàn)，研究者可使用LoadRunner、JMeter等工具，分析吞吐量、響應(yīng)時(shí)間、并發(fā)連接數(shù)等指標(biāo)。

6.2性能優(yōu)化方法

6.2.1代碼優(yōu)化

代碼優(yōu)化針對(duì)程序中不合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法進(jìn)行改進(jìn)，以提升運(yùn)行效率。例如：以散列表替代數(shù)組進(jìn)行查找，降低時(shí)間復(fù)雜度；應(yīng)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法解決最優(yōu)化問(wèn)題等。

6.2.2內(nèi)存優(yōu)化

內(nèi)存優(yōu)化旨在降低程序內(nèi)存消耗，提升內(nèi)存利用率。所用方法包括減少內(nèi)存泄露、運(yùn)用內(nèi)存池、避免內(nèi)存碎片等。

6.2.3并行處理

并行處理借助多核CPU計(jì)算能力，同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)以加速程序運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)方式有多線(xiàn)程、多進(jìn)程、異步IO等。

6.2.4硬件優(yōu)化

硬件優(yōu)化針對(duì)系統(tǒng)硬件提升系統(tǒng)性能。例如：增加緩存、使用固態(tài)硬盤(pán)、擴(kuò)大內(nèi)存等。

6.2.5網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化針對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。優(yōu)化手段包括數(shù)據(jù)壓縮以減少傳輸量、采用TCP/IP協(xié)議優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)連接等。

7結(jié)語(yǔ)

文章闡述了一項(xiàng)基于C語(yǔ)言的高校虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案。通過(guò)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，該平臺(tái)為學(xué)生提供了便捷、高效的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，文章解決了多個(gè)技術(shù)難題，并對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了詳盡的測(cè)試和優(yōu)化。未來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)優(yōu)化平臺(tái)的功能與性能，增加更多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及操作方式，同時(shí)探索將人工智能技術(shù)應(yīng)用其中，以實(shí)現(xiàn)更智能化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)。

為驗(yàn)證平臺(tái)的功能與性能，該研究還邀請(qǐng)了部分高校師生進(jìn)行試用和測(cè)試。結(jié)果顯示，該平臺(tái)具備良好的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠滿(mǎn)足高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求，但仍存在不足，例如：界面友好度有待提高、部分功能需進(jìn)一步完善等，將在后續(xù)工作中持續(xù)改進(jìn)。

綜上，基于C語(yǔ)言的高校虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)有助于推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。展望未來(lái)，高校虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)將成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要工具，為培養(yǎng)優(yōu)秀人才作出更大貢獻(xiàn)。研究者期待更多專(zhuān)家和學(xué)者參與其中，共同推動(dòng)我國(guó)高等教育事業(yè)的發(fā)展。

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（編輯王永超編輯）

Research on university virtual laboratory platform based on C language

LIU" Bin

（Henan Industrial Vocational and Technical College， Nanyang 473000， China）

Abstract： With the rapid progress of information technology， the field of experimental teaching in Chinese universities is facing challenges such as resource scarcity and a single teaching mode. In order to improve the experimental teaching quality and promote the teaching reform， this paper designs and implements a virtual laboratory platform based on C language. The platform provides convenient and efficient experimental learning experience for college students by simulating the real experimental environment. This paper studies the design idea， infrastructure， functional modules and implementation process of the platform， and the performance of the platform is tested and optimized.

Key words： C language; virtual laboratory; experimental teaching; platform design