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基于在线虚拟实验室的数字电子技术实验研究与开发

作　者: 孙昕
导　师: 朱善安
学　校: 浙江大学
专　业: 电气工程
关键词: 在线虚拟实验室远程实验室数字电子技术 Flex Modelica
分类号: TN79-4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本论文所属课题是国家科技支撑计划重点项目“虚拟实验教学环境关键技术研究与应用”(No.2008BAH29BOO)的子课题,旨在开发并建立基于电工电子在线虚拟实验室的数字电子技术实验。电工电子在线虚拟实验室是一个庞大并且复杂的系统,提供包括电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、微电子器件、微机原理和数字信号处理器在内的6门课程的虚拟实验,由多人合作开发。在线虚拟实验室结合了电工电子学科的特点,使用学习者为中心的主动实验模式,具有良好的交互性和扩展性。论文的主要工作是结合总课题的要求,设计并开发基于在线虚拟实验室的数字电子技术实验。论文首先介绍了在线虚拟实验室的结构和功能,对浏览器端、多服务器端、实验端以及各部分之间数据通信的内部机理进行了详细的阐述,介绍了包括Adobe Flex、AJAX、Python Twisted在内的各种技术的选取和使用,并重点介绍了多领域统一建模语言Modelica和使用Modelica建模的方法。然后介绍了基于在线虚拟实验室的数字电子技术实验实现的技术难点和解决方案,并以数字电子技术课程中的半加器实验为例,展示了在虚拟实验室中实验操作的具体步骤和实验结果。最后对在线虚拟实验室和浙江大学电工电子网络实验室的整合思路进行了分析,旨在建立一个虚实结合的综合性远程实验室,提供更加多元化的实验操作。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
图表目录  9-10
第1章绪论  10-18
  1.1 课题背景及意义  10-12
  1.2 国内外研究现状与发展趋势  12-15
    1.2.1 国外研究概述  12-14
    1.2.2 国内研究现状与趋势  14-15
  1.3 远程实验室的基本组成单元  15-16
  1.4 论文的主要内容和章节安排  16-18
第2章在线虚拟实验室总体结构与功能  18-22
  2.1 在线虚拟实验室的总体结构框架  18-19
  2.2 基于在线虚拟实验室的数字电子技术实验内容  19-20
  2.3 在线虚拟实验室内部通信数据交换格式  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第3章在线虚拟实验室的内部机理  22-43
  3.1 客户端内部机理  23-33
    3.1.1 虚拟场景操作平台  23-31
    3.1.2 用户信息管理栏  31
    3.1.3 实验工具栏  31-33
  3.2 多服务器端实验调度模块内部机理  33-35
  3.3 实验端内部机理  35-42
    3.3.1 多领域统一建模语言Modelica  36-37
    3.3.2 基于Modelica的建模研究  37-39
    3.3.3 Modelica模型的求解与仿真环境  39-40
    3.3.4 Modelica求解计算模块  40-42
  3.4 本章小结  42-43
第4章基于在线虚拟实验室的数字电子技术实验  43-58
  4.1 数字电子技术实验技术难点及解决方案  43-51
    4.1.1 布线技术  43-44
    4.1.2 最短路径问题与求解  44-45
    4.1.3 基于Dijkstra的自动布线算法  45-51
  4.2 在线虚拟实验室的具体操作和实验展示  51-55
    4.2.1 在线虚拟实验的实验流程  51-53
    4.2.2 半加器实验展示  53-55
  4.3 虚实结合的远程实验室技术探索  55-57
  4.4 本章小结  57-58
第5章总结与展望  58-60
  5.1 总结  58
  5.2 展望  58-60
参考文献  60-64
附录  64-65

基于在线虚拟实验室的数字电子技术实验研究与开发

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