計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)探索

張海波

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，必須充分重視實踐操作能力，只有這樣才能確保教學(xué)質(zhì)量得到提高。因此，必須加大力度深入研究虛擬實驗教學(xué)平臺的設(shè)計開發(fā)和應(yīng)用，為學(xué)生提供一個良好的學(xué)習(xí)平臺，從而使學(xué)生可以得到全方位的培養(yǎng)，并且學(xué)習(xí)效率進一步提升。

關(guān)鍵詞：計算機網(wǎng)絡(luò) 虛擬實驗 教學(xué)平臺 設(shè)計

中圖分類號：G712 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1009-5349（2018）21-0199-02

一、計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺的研究現(xiàn)狀分析

當前，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到了社會各個領(lǐng)域，并且競爭也是愈演愈烈，對于計算機網(wǎng)絡(luò)人才有著極大的需求量。因此，學(xué)生必須在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的學(xué)習(xí)中對于自身全面發(fā)展和學(xué)習(xí)給予高度重視，能夠熟練的掌握網(wǎng)絡(luò)的基本操作，并了解網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的軟硬件管理，從而可以更好地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的虛擬管理。然而，傳統(tǒng)的計算機教學(xué)模式已經(jīng)不能很好地適應(yīng)社會發(fā)展對于計算機人才的需求，學(xué)生也不能通過自身的探究以及利用計算機的實驗來增強解決問題的能力。并且，大部分學(xué)校所提供的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境也存在著諸多弊端，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一方面，學(xué)校提供的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗相關(guān)的硬件設(shè)備還不夠完善或是質(zhì)量不過關(guān)，學(xué)校開展計算機網(wǎng)絡(luò)實驗過程中，通常是很多學(xué)生分為一組共同進行實驗操作，這使得學(xué)生無法真正提高動手能力。還有就是在不斷的實驗過程中，網(wǎng)絡(luò)實驗設(shè)備必然會發(fā)生一定的損耗，并且硬件資源在實驗室中分散放置，很難實現(xiàn)共享，因此學(xué)生很難提升動手操作能力。另一方面，在傳統(tǒng)的實驗環(huán)境下，很多學(xué)校都沒辦法為學(xué)生提供良好的實驗環(huán)境，導(dǎo)致學(xué)生不能自主地學(xué)習(xí)探究，也就無法達到實驗教學(xué)的目的。

二、計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺的設(shè)計開發(fā)措施

（1）需求方面的分析。在設(shè)計和開發(fā)計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺的過程中，一定要確保使用的系統(tǒng)具有極大的發(fā)展前景。因此，在對系統(tǒng)進行開發(fā)和部署的過程中，必須非常注意系統(tǒng)運行的效率及實用性一定不能受到影響。所以，首要考慮的是對計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺的需求進行深入分析。而對網(wǎng)絡(luò)平臺進行軟件可行性分析及精細化分析是分析系統(tǒng)需求中最為關(guān)鍵的，經(jīng)過分析后再決定計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺的設(shè)計基礎(chǔ)以及不同類型的分析方法，并充分考慮各種有可能存在的影響因素，從而為設(shè)計系統(tǒng)制定全面清晰的目標。

（2）功能方面的分析。為了能夠切實有效地提升計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺的教學(xué)成效，在對實驗平臺進行設(shè)計時，就必須充分考慮用戶的需求。客戶端的功能一定要豐富，并強化日常管理。另外，必須對教師及管理人員給予足夠的管理權(quán)限，使他們能夠在計算機虛擬實驗教學(xué)平臺的使用過程中享受豐富的用戶體驗。首先，在對計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺功能進行分析時，設(shè)定的最高權(quán)限用戶必須是管理人員，從而對整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺進行全面的管理。其主要涉及的功能為：用戶管理，管理人員可以對用戶的添加、刪除、修改密碼以及設(shè)置權(quán)限等進行管理，充分掌握所有用戶的使用情況;課程管理，管理人員對學(xué)生的實驗課程及實驗時間進行合理的安排，確保整個課程實現(xiàn)優(yōu)化配置。其次，對教師功能需求進行分析。教師作為最常使用教學(xué)平臺的人員，可以通過平臺與學(xué)生建立近距離的溝通交流，從而可以及時對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行有效的掌握。最后，對學(xué)生功能需求進行分析。學(xué)生可以通過此平臺對課程的具體時間、地點以及實驗方案等有足夠的了解，并且能夠清楚地知道教師對自己的教導(dǎo)，通過留言功能向教師請教問題，從而使師生之間的交流效率得到有效的提高。

三、計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺的設(shè)計以及系統(tǒng)實現(xiàn)

計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺主要可以分為引擎層、仿真框架層以及實現(xiàn)層三個層次結(jié)構(gòu)。其中引擎層主要指的是計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺的底層繪制工作，并在其基礎(chǔ)條件上，對系統(tǒng)運行所需的相關(guān)消息進行采集，進而對收集到的信息進一步整合處理，這樣能夠使計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺的整體數(shù)據(jù)達到初始化的目的，銷毀多余的數(shù)據(jù)信息。而仿真框架層是指專門為仿真系統(tǒng)提供的通用框架，其建立在引擎層的基礎(chǔ)之上，對實驗?zāi)M流程進行數(shù)據(jù)模擬及流轉(zhuǎn)，從而達到引擎層功能調(diào)用的目的。而在仿真實現(xiàn)層的機構(gòu)框架上，可以使計算機網(wǎng)絡(luò)的仿真系統(tǒng)各項功能得以發(fā)揮作用，其中包括網(wǎng)絡(luò)拓補、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。為了能夠?qū)崿F(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺暢通穩(wěn)定的運行，該平臺采用的是B/S架構(gòu)，并依托于Java2D基礎(chǔ)之上建立的虛擬實驗平臺，該技術(shù)還是底層的繪制技術(shù)，而整個系統(tǒng)的開發(fā)是立足于Applet插件來得以實現(xiàn)的，該插件可以在瀏覽器當中嵌入，這樣就可以在Windows等系統(tǒng)中使計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬教學(xué)平臺得到高效的運行及使用。在開展計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺設(shè)計中，其主要采用的是MVC機制，該項機制在掌握數(shù)據(jù)、視圖及控制器方面起到了決定性作用，保證了三者之間可以在耦合機制下緊密的聯(lián)系在一起。

四、計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺的數(shù)據(jù)庫設(shè)計

為了增強計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺的運行效率，就必須高度重視數(shù)據(jù)庫內(nèi)的存儲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，因此在進行相關(guān)設(shè)計工作時，必須特別注重對數(shù)據(jù)庫存取效率的提升，確保數(shù)據(jù)的完整性以及一致性得到科學(xué)合理的認可，進而還可以使系統(tǒng)內(nèi)的其他程序設(shè)計得到相應(yīng)的提高。在數(shù)據(jù)庫的完整性得到有效保障的同時，在處理數(shù)據(jù)過程中也要保障以下幾點特征：首先，必須對數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)按照類型進行精準的劃分，并且在單一的數(shù)據(jù)表格的數(shù)據(jù)之間不發(fā)生沖突的基礎(chǔ)上，并行的數(shù)據(jù)表格之間才能不沖突，從而可以更好地實現(xiàn)接受相關(guān)參數(shù)及返回相關(guān)的狀態(tài)等功能。其次，在數(shù)據(jù)庫中，采用嵌套調(diào)用數(shù)據(jù)表，從而達到數(shù)據(jù)存儲查詢，以及高效處理數(shù)據(jù)庫信息的目的。此外還能夠與觸發(fā)器建立有效的聯(lián)系，使得數(shù)據(jù)庫得到更好的保護。在設(shè)計數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)的過程中，計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺主要包括學(xué)生、教師以及課程信息表、測試系統(tǒng)表等，這些數(shù)據(jù)信息都將會在設(shè)計結(jié)構(gòu)的過程中體現(xiàn)出來。之后，運行數(shù)據(jù)庫的過程中，統(tǒng)計表內(nèi)的系統(tǒng)服務(wù)數(shù)據(jù)可以被快速地提取、匯總成相關(guān)的信息。同時可以集中、安全地對數(shù)據(jù)庫中的各個程序段進行控制管理，確保整個控制系統(tǒng)得到有效安全的維護。管理者分工明確，進而使數(shù)據(jù)庫的管理更加高效、安全。

五、結(jié)語

總而言之，在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展的形勢下，社會各領(lǐng)域?qū)τ谟嬎銠C技術(shù)型人才的需求越來越大。當前，高校針對計算機人才的培養(yǎng)模式也在隨著時代的發(fā)展不斷地進行優(yōu)化，希望能為學(xué)生打造一個優(yōu)良的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境。計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)平臺的設(shè)計及開發(fā)，主要是為了學(xué)生的實踐操作能力能夠得到有效的提升，更好地避免傳統(tǒng)實驗教學(xué)中的弊端，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識和能力，增強師生之間的良好溝通。

參考文獻：

[1]王真，陳衛(wèi)衛(wèi)，吳永芬，鮑愛華，丁科，唐艷琴，李志剛.基于虛擬化技術(shù)的計算機實驗教學(xué)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J].軟件工程，2017（7）.

[2]王顥瑾.基于云計算和虛擬化的計算機網(wǎng)絡(luò)攻防實驗教學(xué)平臺建設(shè)探索[J].信息與電腦（理論版），2018（4）.

[3]梁世華，李衡.云計算環(huán)境下高校計算機類實驗教學(xué)平臺建設(shè)探究[J]. 科技視界，2018（11）.

[4]楊怡，單菊芬，周勇.虛擬實驗教學(xué)平臺的合作開發(fā)與應(yīng)用[J].江蘇科技信息，2015（20）.

[5]陳凱，王漢兵，劉輝宇，徐友青.基于多虛擬平臺的計算機網(wǎng)絡(luò)綜合實驗教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2015（7）.

責任編輯：張蕊