系统结构描述

3．2．2　系统结构描述

下面从系统的有序性、反馈性和整体性三个方面着手，分析虚拟实验系统在结构上的开放性、动态性和集成性。

图3-15所示是虚拟实验系统结构，从图中可以看出，虚拟实验系统主要包括三个部分，连接这三个部分的核心是作为服务器端的计算机。

图3-15　虚拟实验系统结构

系统的核心部分是计算机，计算机作为整个系统的控制中心，在实验操作过程中对系统进行监控、管理、协调和服务。在虚拟实验系统中，将日益发展的计算机技术与传统实验设备相结合，打破了传统实验模式，赋予了科学实验方法和研究设计手段以新的概念，也赋予了实验教学创新教学模式和革新理念。

第一部分有被测单元、仪器设备、数据采集卡等信号调理部件，以及一些相关硬件组成的系统硬件部分，这部分的功能是通过信号调理部件以及其他硬件将被测单元或仪器设备的数据以需要的形式采集到计算机，配合使用的硬件也可以将计算机发出的命令再次通过信号调理部件反馈到被测单元或仪器设备中。

第二部分是系统的软件部分，在虚拟实验系统中，软件内容主要包括转换驱动程序、接口I／O程序、高级应用程序三个方面。实验中需要的各种实验功能以软件模块的形式出现^[46]。软件作为虚拟实验系统的重要部分，对于实验系统结构构建、实验过程控制、实验结果处理等方面都起到了重要的作用，是系统实现自动化的关键。

第三部分指的是网络部分以及通过网络连接起来的服务器端计算机和客户端计算机，客户端计算机根据权限设置分为提供给教师和设计者使用的管理客户端和提供给学生使用的使用客户端。教师和设计者可以通过网络将服务器端计算机中的各种功能程序包组合和配置，并结合添加一些相关命令来控制计算机与被测单元和仪器设备之间的通信，实现某个教学实验项目。学生可以通过网络选择教师已经设计好的教学实验项目，完成某个实验项目的学习。另外，学生还可以利用功能程序包可重组和配置的特性，自行设计实验来验证或学习，解决学习中的疑问和难题。重要的是在这个系统中，采集到的是真实的实验数据，这一点和模拟实验软件有着本质的区别^[47]。