開放式計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室

1、開放式計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室簡介開放式計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室簡介本產(chǎn)品是針對大學(xué)?？?、本科計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課程配套開發(fā)的可在網(wǎng)上開展的虛擬實驗室，軟件由課程實驗仿真平臺和虛擬實驗教學(xué)管理系統(tǒng)兩部分組成。仿真平臺模擬真實實驗中用到的器材和設(shè)備，提供與真實實驗相似的實驗環(huán)境；虛擬實驗教學(xué)管理系統(tǒng)提供全方位的虛擬實驗教學(xué)輔助功能，包括：實驗前的預(yù)習(xí)、實驗的開課管理、典型實驗庫的維護、實驗教學(xué)安排、實驗過程的指導(dǎo)、實驗結(jié)果的批改、實驗成績統(tǒng)計查詢等功能，為實驗教學(xué)環(huán)境提供服務(wù)并開展應(yīng)用?？蓾M足高校和各類培訓(xùn)機構(gòu)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的需要，尤其適用于遠程教學(xué)。課程實驗仿真平臺提供了四大類課程實驗仿真平臺提供了四大類4

2、7種實驗器材：種實驗器材：計算機：計算機：Windows PC 路由器：路由器： 1）Cisco：7種2500系列、4種2600系列、6種800系列、3種1000 系列、2種3600系列、5種1600系列、6種1700系列、45002）銳捷：RSR20-403）神州數(shù)碼： DCR-2626 4）華為：AR18-22-24、AR46-40交換機：交換機：Cisco：2950、3550、1900交換機 銳捷：RG-S3760-24神州數(shù)碼：DCRS-5650-28 華為：S3928集線器：集線器：8口集線器、12口集線器使用現(xiàn)有器材模型系統(tǒng)提出如下典型實驗的訓(xùn)練：使用現(xiàn)有器材模型系統(tǒng)提出如下典型實

3、驗的訓(xùn)練：1、Windows網(wǎng)卡配置實驗2、Windows DHCP服務(wù)器配置實驗3、Windows Web服務(wù)與配置實驗4、Windows FTP服務(wù)器配置實驗5、Windows DNS服務(wù)與配置實驗6、路由器配置實驗7、路由IP地址配置實驗8、靜態(tài)路由配置實驗9、路由器配置信息的copy命令實驗 10、ARP的操作實驗11、創(chuàng)建主機名表實驗 12、RIP的配置實驗13、RIP V2的配置實驗 14、IGRP協(xié)議的配置實驗 15、EIGRP協(xié)議的配置實驗 16、OSPF協(xié)議的配置實驗 17、Telnet實驗 18、PPP實驗 19、交換機IP地址配置實驗 20、交換機的端口配置實驗21、交換

4、機TRUNK端口的配置實驗 22、VLAN配置實驗23、VLAN配置實驗（2） 24、VTP協(xié)議的配置實驗25、VTP客戶模式的配置實驗 26、網(wǎng)線及其制作過程備注：除上述實驗，用戶也可以利用提供的器材模型自主添加典型實驗。備注：除上述實驗，用戶也可以利用提供的器材模型自主添加典型實驗。 系統(tǒng)用戶分為學(xué)生、教師、教務(wù)管理員和系統(tǒng)管理員四種角色，不同角色擁有不同權(quán)限。學(xué)生學(xué)生：選課、選擇實驗、開展實驗、接受實驗指導(dǎo)、在線提交實驗報告、保存和提交實驗結(jié)果、查詢實驗成績和批語。教師教師：典型實驗庫維護、發(fā)布實驗、安排實驗、批改實驗報告、自動批改、智能指導(dǎo)、統(tǒng)計并發(fā)布學(xué)生的實驗成績和批語。 教務(wù)管理員

5、教務(wù)管理員：課程計劃、開課計劃、選課日期設(shè)置、開課審核、開課查詢。 系統(tǒng)管理員系統(tǒng)管理員：用戶管理、分組管理、角色管理、權(quán)限管理、系統(tǒng)維護等。 教師登陸后界面如下圖 虛擬仿真實驗教學(xué)系列虛擬仿真實驗教學(xué)系列(OWVlab)近幾年來，高校擴招給實驗教學(xué)帶來了巨大的壓力。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)已經(jīng)不能滿足新形勢下的教學(xué)要求，從而面臨各種各樣的問題。1、 實驗室建設(shè)費用高昂 傳統(tǒng)的實驗教學(xué)主要依賴費用高昂的實驗設(shè)備，存在前期投入大、后期維護費用高，開展過程受時間、地點、人力、物力、財力等限制問題，致使實驗教學(xué)無法有效開展，嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量。2、 教師指導(dǎo)難以到位 有限的教師很難在有限的時間內(nèi)細致地指導(dǎo)大批的

6、學(xué)生，教學(xué)目標(biāo)難以達到。設(shè)計性和探究性試驗更是難以開展。3、 教學(xué)目標(biāo)難以落實 培養(yǎng)動手能力、設(shè)計能力和創(chuàng)新能力是實驗教學(xué)的重要目標(biāo)。但是目前學(xué)生主要根據(jù)實驗指導(dǎo)書進行驗證性實驗，有些實驗操作訓(xùn)練不足，創(chuàng)新能力難以提升。 針對傳統(tǒng)實驗教學(xué)中存在的教學(xué)方法單一，知識學(xué)習(xí)和實驗動手操作相互分離，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性等問題，我們提出了開放式虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)的解決方案。北京郵電大學(xué)等單位在國家十一五科技支撐計劃項目的研究中提出了開放式網(wǎng)上虛擬實驗室的解決方案。 開放式網(wǎng)上虛擬實驗室是一種運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬真實實驗的計算機教學(xué)軟件。它采用多媒體技術(shù)在計算機上建立虛擬實驗室環(huán)境，提供可操作的虛擬實

7、驗儀器，使學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上通過接近真實的人機交互界面完成實驗，同時提供網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)的一體化管理功能。開放式網(wǎng)上虛擬實驗室又分為課程實驗仿真系統(tǒng)和虛擬實驗教學(xué)管理系統(tǒng)兩個部分，在此基礎(chǔ)上可建立虛擬實驗室。課程實驗仿真系統(tǒng)課程實驗仿真系統(tǒng) 課程實驗仿真系統(tǒng)與真實實驗臺類似。用來供學(xué)生自己動手配置、連接、調(diào)節(jié)和使用實驗儀器沒備進行實驗。實驗仿真平臺允許根據(jù)平臺上提供的器材自由搭建任意合理的典型實驗，或?qū)嶒炏到y(tǒng)案例，這一點是實驗仿真平臺有別于一般實驗教學(xué)課件的重要特征。典型實驗通常是由精通相關(guān)課程的教師設(shè)計的。要求學(xué)生在此基礎(chǔ)上進行實驗可滿足教師對各層次實驗教學(xué)的需求。實驗仿真平臺也為學(xué)生自由搭建實驗?zāi)?/p>

8、犁提供了可能。學(xué)生既可通過實驗仿真平臺動手操作。又可自主設(shè)計實驗，有利于培養(yǎng)設(shè)計能力和創(chuàng)新意識。與器材庫(或儀器、設(shè)備、材料庫)類似，虛擬實驗平臺通常擁有一個器材欄。用于各類虛擬實驗器材的管理。學(xué)生可以把器材從器材欄中移到實驗臺上或者從實驗臺上把器材收回到器材欄。虛擬實驗教學(xué)管理系統(tǒng)虛擬實驗教學(xué)管理系統(tǒng) 要開展虛擬實驗教學(xué)就需要通過虛擬實驗教學(xué)管理系統(tǒng)向?qū)W生、教師、教務(wù)管理員和系統(tǒng)管理員提供實驗教學(xué)管理功能。實驗答疑與交流教師和學(xué)生通過教學(xué)論壇進行互動交流，學(xué)生可將實驗中的經(jīng)驗、教訓(xùn)、收獲和問題在論壇上發(fā)布，教師可將實驗中的不足提出來，師生共同探討。教師從中可以得到及時的實驗教學(xué)反饋信息，以便

9、調(diào)整實驗教學(xué)的進度和深度。學(xué)生也可從中吸收別人的經(jīng)驗，快速提高自己的能力。 (1)學(xué)生：選課、選擇實驗、開展實驗、接受實驗指導(dǎo)、在線提交實驗報告、保存和提交實驗結(jié)果、查詢實驗成績和批語 (2) 教師：典型實驗庫維護、發(fā)布實驗、安排實驗、批改實驗報告、自動批改、智能指導(dǎo)、統(tǒng)計并發(fā)布學(xué)生的實驗成績和批語。 (3) 教務(wù)管理員：課程計劃、開課計劃、選課日期設(shè)置、開課審核、開課查詢。 (4)系統(tǒng)管理員：用戶管理、分組管理、角色管理、權(quán)限管理、系統(tǒng)維護等。 通過虛擬實驗教學(xué)管理系統(tǒng)，教師既可搭建典型實驗或調(diào)取實驗案例。方便地向?qū)W生布置實驗任務(wù)，還可在實驗結(jié)束后查看學(xué)生的實驗結(jié)果。給出實驗成績和評價。虛擬

10、實驗管理足虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)的重要特征。是虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)與一般仿真系統(tǒng)的主要區(qū)別。采用網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實驗管理可以有效地提高虛擬實驗技術(shù)在教學(xué)上的應(yīng)用效果。 實驗仿真系統(tǒng)模擬真實實驗中所使用的實驗器材和設(shè)備，提供與真實實驗相似的實驗環(huán)境并實現(xiàn)了網(wǎng)上開放式實驗管理功能。用仿真軟件組建的虛擬實驗室，在實踐教學(xué)中有益于拓寬實驗渠道，有助于增加學(xué)生動手實踐機會，是現(xiàn)有實驗教學(xué)的有益補充。 開放式網(wǎng)上虛擬實驗室系列產(chǎn)品可以促進學(xué)生學(xué)用結(jié)合，實驗的安排更加靈活方便且不受時間空間限制。只要有網(wǎng)絡(luò)的地方就可以動手做實驗，實現(xiàn)真正意義上的開放實驗室。虛擬實驗可減少實驗設(shè)備的維護強度，緩解當(dāng)前實驗設(shè)備不足，實現(xiàn)理論教

11、學(xué)和實踐教學(xué)的有機融合。通過建立虛擬實驗室，可以解決計算機、電子、通信等學(xué)科中的實驗教學(xué)問題，完善現(xiàn)有實驗教學(xué)體系。目前已經(jīng)開發(fā)完成的虛擬實驗系列產(chǎn)品包括：目前已經(jīng)開發(fā)完成的虛擬實驗系列產(chǎn)品包括：1、計算機網(wǎng)絡(luò)課程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng) 2、計算機網(wǎng)絡(luò)安全課程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)3、Linux操作系統(tǒng)課程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng) 4、JAVA程序設(shè)計實驗教學(xué)系統(tǒng)5、數(shù)字電路課程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng) 6、模擬電路課程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)7、電路分析課程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng) 8、高頻電子線路課程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)9、通信原理課程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng) 10、信號與系統(tǒng)課程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)11、計算機網(wǎng)絡(luò)技能訓(xùn)練系統(tǒng) 下面舉幾個已經(jīng)開發(fā)

12、完成的虛擬實驗系列產(chǎn)品下面舉幾個已經(jīng)開發(fā)完成的虛擬實驗系列產(chǎn)品一一.首先來看首先來看Linux操作系統(tǒng)課程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)操作系統(tǒng)課程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng) 本課程是針對各類大中專院校Linux操作系統(tǒng)實驗課程配套開發(fā)的可在網(wǎng)上開展基于B/S架構(gòu)的虛擬實驗課程，課程模擬真實實驗中用到的器材和設(shè)備，提供與真實實驗相似的實驗環(huán)境。實驗臺提供如下實驗臺提供如下3大類大類12個典型實驗案例：個典型實驗案例：（1）Linux系統(tǒng)管理類實驗（5個）：Linux常用命令實驗； Linux文件管理實驗；Linux進程實驗； VI文本編輯器的使用實驗；Linux用戶管理實驗。（2）Linux網(wǎng)絡(luò)類實驗（6個）：Lin

13、ux網(wǎng)卡配置實驗； Linux DHCP服務(wù)器配置實驗；Linux HTTP服務(wù)器配置實驗； Linux FTP服務(wù)器配置實驗；Linux DNS服務(wù)器配置實驗； Linux Samba服務(wù)器配置實驗。（3）演示類實驗（1個）Linux系統(tǒng)安裝二二.來看來看JAVA程序設(shè)計實驗教學(xué)系統(tǒng)程序設(shè)計實驗教學(xué)系統(tǒng) 本課程是針對各類大中專院校Java程序設(shè)計實驗課程配套開發(fā)的可在網(wǎng)上開展基于C/S架構(gòu)的實驗課程，課程提供與真實實驗相似的實驗環(huán)境。課程提供了如下課程提供了如下15個典型實驗案例：個典型實驗案例：(1) Java 運行環(huán)境的安裝、配置與運行 (2) Eclipse 下的Java程序的編輯、編

14、譯和運行(3) Java 基本語法練習(xí) (4) 面向?qū)ο缶幊叹毩?xí)(5) 包、接口與異常處理（exception） (6) 數(shù)組、向量和字符串(7) 常用系統(tǒng)類的使用 (8) 建立圖形用戶界面(9) 圖形與多媒體處理 (10) 流與文件(11) 線程 (12) 網(wǎng)絡(luò)編程(13) 數(shù)據(jù)庫的連接：JDBC (14) JSP與Servlet技術(shù)(15) 綜合練習(xí)課程設(shè)計三三.模擬電路課程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)模擬電路課程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng) 本課程是針對各類大中專院校模擬電路、電子技術(shù)基礎(chǔ)等實驗課程配套開發(fā)的可在網(wǎng)上開展的虛擬實驗課程，課程模擬真實實驗中用到的器材和設(shè)備，提供與真實實驗相似的實驗環(huán)境。 課程實驗

15、臺提供了十四大類課程實驗臺提供了十四大類136種實驗器材模型：種實驗器材模型： 電阻：57種常用阻值的電阻、1個可自定義阻值的電阻 電容：9種常用電容值的電容和1個可自定義電容值的電容 電感：2種常用電感值的電感和1個可自定義電感值的電感 二極管：5種一般二極管和5種穩(wěn)壓管 結(jié)型場效應(yīng)管：3種JFET-NJF場效應(yīng)管和2種JFET-PJF場效應(yīng)管 雙極型晶體管：7種BJT-PNP晶體管和17種BJT-NPN晶體管 儀器儀表：數(shù)字直流電流表、數(shù)字直流電壓表、數(shù)字交流電流表、數(shù)字交流電壓表、 萬用表、信號發(fā)生器、示波器、直流穩(wěn)壓電源、功率計、簡易信號發(fā)生器、泰克示波器、 巖崎示波器、頻率計、固緯示

16、波器 集成運算放大器：A741、OP37AJ、741 三端穩(wěn)壓器：LM7805CT三端穩(wěn)壓器 線性變壓器：TS_PQ4_10變壓器 橋堆：1B4B42橋堆 開關(guān)：單刀單擲開關(guān)、單刀雙擲開關(guān) 繼電器：EDR201A05、CONTROL_N四四.電路分析課程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)電路分析課程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng) 本課程是針對各類大中專院校電路基礎(chǔ)、電工原理實驗課程配套開發(fā)的可在網(wǎng)上開展的虛擬實驗課程，課程模擬真實實驗中用到的器材和設(shè)備，提供與真實實驗相似的實驗環(huán)境。課程實驗臺提供了十三大類課程實驗臺提供了十三大類116種實驗器材模型：種實驗器材模型：電阻：59種常用阻值的電阻、1個可自定義阻值的電阻電容：9

17、種常用電容值的電容和1個可自定義電容值的電容電感：2種常用電感值的電感和1個可自定義電感值的電感 互感：順串互感、反串互感、同位四端互感、異位四端互感二極管：5種一般二極管和5種穩(wěn)壓管 三端穩(wěn)壓器：LM7805CT線性變壓器：TS_PQ4_10橋堆：1B4B42三相電源：星形、三角形三相電源 儀器儀表：數(shù)字直流電流表、數(shù)字直流電壓表、數(shù)字交流電流表、數(shù)字交流電壓表、萬用表、信號發(fā)生器、示波器、直流穩(wěn)壓電源、功率計、簡易信號發(fā)生器、泰克示波器、巖崎示波器、頻率計、固緯示波器集成運算放大器：A741、OP37AJ、741 鎮(zhèn)流器：Ballast 開關(guān)：單刀單擲開關(guān)、單刀雙擲開關(guān) 其它：電燈、日光燈

18、、滑動變阻器、電位器課程提供了課程提供了22個典型實驗案例：個典型實驗案例：數(shù)字萬用表的使用 信號發(fā)生器與示波器的使用伏安特性的測量 基爾霍夫定律的驗證疊加原理的驗證 線性網(wǎng)絡(luò)幾個定理的驗證戴維南定理的驗證和應(yīng)用 諧振電路的研究 正弦交流電路中RLC元件的性能 RC一階電路的響應(yīng)測試一階電路過渡過程的研究 二階電路響應(yīng)及其狀態(tài)軌跡受控源特性的研究 正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量研究電壓源、電流源及其電源等效變換 三相交流電路電流、電壓的流量三相電路功率的測量 三相電路的研究三表法測量電路等效參數(shù) 互感電路典型信號觀測 日光電路及功率因數(shù)的提高 五五.高頻電子線路課程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)高頻電子線路課程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng) 本課程是針對各類大中專院校高頻電子線路實驗課程配套開發(fā)的可在網(wǎng)上開展的虛擬實驗課程，課程模擬真實實驗中用到的器材和設(shè)備，提供與真實實驗相似的實驗環(huán)境。課程實驗臺提供了課程實驗臺提供了13大類大類136種實驗器材模型：種實驗器材模型：電阻：57種常用阻值的電阻、1個可自定義