計(jì)算機(jī)通信虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

王冰 劉哲 馬健

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計(jì)算機(jī)通信虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

王冰1劉哲2馬健3

1.國(guó)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(huì)不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也不斷發(fā)展，而計(jì)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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在現(xiàn)代教育當(dāng)中一個(gè)重要的應(yīng)用。通過對(duì)計(jì)算機(jī)通信虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

計(jì)算機(jī)通信；虛擬實(shí)驗(yàn)；系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)通信虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在我們教育領(lǐng)域十分的重要，成為教學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)儀器老化的情況下，計(jì)算機(jī)通信虛擬實(shí)驗(yàn)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(shí)踐操作能力的提升，彌補(bǔ)了教學(xué)的不足。

1 虛擬實(shí)驗(yàn)

1.1 虛擬實(shí)驗(yàn)的定義

虛擬實(shí)驗(yàn)是指借助于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)（又稱VR）等技術(shù)在計(jì)算機(jī)上營(yíng)造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者可以像在真實(shí)的環(huán)境中一樣完成各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所取得的實(shí)驗(yàn)效果等價(jià)于甚至優(yōu)于在真實(shí)環(huán)境中所取得的效果[1]。

1.2 虛擬實(shí)驗(yàn)的意義

虛擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用將解決很多學(xué)校資金不足、設(shè)備不齊全、實(shí)驗(yàn)儀器陳舊、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地等方面的問題和困難和壓力，開展虛擬實(shí)驗(yàn)課程在也不用都到時(shí)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(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行各種各樣的實(shí)驗(yàn)，還能夠提高教學(xué)質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)效果[2]。

2 開發(fā)計(jì)算機(jī)通信虛擬實(shí)驗(yàn)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?yàn)閷?shí)驗(yàn)需要大量的機(jī)器，而且設(shè)備的成本都比較的高，購(gòu)買的數(shù)量有限。②儀器損壞的數(shù)量比較的多，因?yàn)閷W(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(shí)驗(yàn)的時(shí)間和空間受到限制。④實(shí)驗(yàn)涉及的知識(shí)面比較的窄，知識(shí)所包含的內(nèi)容比較的少。⑤學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣比較的第[3]。從這些方面看來(lái)急需對(duì)計(jì)算機(jī)通行虛擬實(shí)驗(yàn)室的開發(fā)。

（2）雖然也有實(shí)驗(yàn)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(shí)間[4]。②這些軟件都是相較于電路的設(shè)計(jì)仿真，并不適用于計(jì)算機(jī)通信的使用。③需要對(duì)這些軟件進(jìn)行購(gòu)買，因?yàn)檫@些軟件并不是免費(fèi)的提供。這些問題都是我們?cè)谟?jì)算機(jī)通信實(shí)驗(yàn)上遇到的問題，而且這些問題都急需我們的解決。

3 計(jì)算機(jī)通信虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

（1）要將大量的計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的課程知識(shí)和實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容包含在系統(tǒng)里面。

（2）對(duì)于每個(gè)實(shí)驗(yàn)都應(yīng)該有它相對(duì)應(yīng)獨(dú)立的子系統(tǒng)，方便對(duì)其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的補(bǔ)充和完善。

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

（4）系統(tǒng)應(yīng)該提高穩(wěn)定的運(yùn)行和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，不會(huì)新學(xué)生的錯(cuò)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(shí)驗(yàn)之后需要提供真確的、真實(shí)的、可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。還要顯示相應(yīng)的理論依據(jù)。

（6）系統(tǒng)要具有對(duì)學(xué)生所建立模型的進(jìn)行性能的檢查，并讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

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

（8）還要具有方便簡(jiǎn)潔的系統(tǒng)界面，方便學(xué)生的使用，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行的速度快。

4 計(jì)算機(jī)通信虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

4.1 科學(xué)性

在虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中藥按照科學(xué)性的原則來(lái)進(jìn)行。如果沒有科學(xué)性，那么這個(gè)虛擬的實(shí)驗(yàn)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(gè)顯著特點(diǎn)，也是對(duì)軟件進(jìn)行衡量的一個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中要把交互性發(fā)揮出來(lái)，能夠感受到自己的主觀能動(dòng)性。

4.3 直觀性

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

4.4 擴(kuò)展性

對(duì)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(jí)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(jià)值，能在學(xué)習(xí)當(dāng)中學(xué)習(xí)知識(shí)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(lái)。

5 結(jié)束語(yǔ)

計(jì)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(duì)學(xué)生動(dòng)手能力。在虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)當(dāng)中能夠?qū)?shí)驗(yàn)消耗器材的減少，學(xué)生能夠擁有更多的時(shí)間和空間來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并不在受到時(shí)間和空間的限制。能夠使學(xué)生的時(shí)間操作能力得到提升。

[1]劉婉妮，趙文靜.計(jì)算機(jī)虛擬通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)淺析[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2010，6（5）：1240-1241.

[2]劉婉妮.計(jì)算機(jī)通信虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2011（30）：7427-7430.

[4]唐召東.計(jì)算機(jī)虛擬通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)——頻帶傳輸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].天津：天津師范大學(xué)，2004.

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