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基于VRML的计算机原理虚拟实验室的研究与设计

作　者: 姚文月
导　师: 马利
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 细节层次算法 虚拟实验室 VRML 模型交互 模型优化
分类号: TP301-4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 48次
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内容摘要


虚拟实验室是现代教育实验改革的热点研究问题之一。本文针对VRML在构建虚拟模型存在的真实性和多样性不足的问题,将细节层次算法和图像贴图模式引入到VRML构建计算机组成原理虚拟实验室的模型中,并对VRML的事件处理机制进行了改进。深入研究计算机组成原理虚拟模型的构建和交互方法,从模型文件压缩和消减冗余字符两个方面对虚拟模型进行优化,完成组成原理虚拟实验室系统的开发。为了检验虚拟系统的实验效果,本文用计算机组成原理运算器组成、进位控制和移位运算三个具体实验对系统进行测试,并对实验结果进行可靠性分析。论文的主要结论如下：1、将细节层次算法和图像贴图相结合的模式用于虚拟模型构建,有利于解决VRML构建虚拟模型细节展示不足的问题。在实际的虚拟实验系统应用中表明,把图像贴图模式应用到模型的高层次细节展示中,使得模型的真实度得到了提高,保证了计算机组成原理虚拟实验室整体系统的沉浸性能取得好的效果。2、从文件压缩和消减冗余字符两方面对虚拟模型进行优化,设计承载模型作为中介连接浏览器去显示,有利于解决VRML复杂模型渲染速度慢的问题,对虚拟实验室系统的总体优化有比较好的效果。3、建立了基于VRML的计算机组成原理虚拟实验室系统,通过运算器组成、进位控制和移位运算三个具体实验验证了虚拟系统的可操作性。实验结果表明：通过虚拟实验系统,能准确得到预期的实验数据,构建基于VRML的组成原理虚拟实验室系统能代替传统实验室进行实验,为计算机组成原理实验的教学改革提供了新方法和途径。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 前言  7-14
  1.1 研究的目的和意义  7
  1.2 国内外研究现状  7-11
    1.2.1 虚拟实验室的应用现状  7-8
    1.2.2 虚拟实验室构建模式分析  8-11
  1.3 计算机组成原理虚拟实验室构建存在的问题  11-12
  1.4 主要研究内容和方法  12
    1.4.1 主要研究内容  12
    1.4.2 主要研究方法  12
  1.5 论文结构  12-14
第二章 VRML中细节层次算法的研究与改进  14-25
  2.1 VRML事件执行机制改进  14-16
    2.1.1 VRML事件  14-15
    2.1.2 VRML传统事件执行机制  15
    2.1.3 VRML事件执行机制改进  15-16
  2.2 VRML细节层次算法改进  16-22
    2.2.1 细节层次算法的原理  16-19
    2.2.2 细节层次算法改进  19-22
  2.3 VRML细节层次算法与图像贴图的结合  22-23
    2.3.1 VRML细节层次节点语法结构  22-23
    2.3.2 VRML细节层次的具体设置  23
  2.4 算法改进前后结果对比  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第三章 虚拟实验室模型构建与优化  25-36
  3.1 虚拟实验室总体需求与场景模型分类  25-26
    3.1.1 虚拟实验室总体需求  25-26
    3.1.2 虚拟实验室场景模型分类  26
  3.2 虚拟实验室模型构建  26-28
    3.2.1 虚拟设备建模  27-28
    3.2.2 虚拟环境建模  28
  3.3 虚拟实验室模型交互  28-31
    3.3.1 基于路由方式的交互  29
    3.3.2 基于脚本节点的交互  29-31
  3.4 VRML模型的优化  31-34
    3.4.1 虚拟模型自身的优化  31-33
    3.4.2 虚拟模型文件的优化  33-34
  3.5 本章小结  34-36
第四章 虚拟实验室系统的实现  36-53
  4.1 虚拟实验平台的实现  36-49
    4.1.1 芯片的实现  36-43
    4.1.2 导线的实现  43-44
    4.1.3 面包板的实现  44-47
    4.1.4 承载模型的实现  47-49
  4.2 虚拟实验环境实现  49-52
    4.2.1 静态虚拟环境模型实现  49-51
    4.2.2 动态虚拟模型实现  51-52
  4.3 本章小结  52-53
第五章 虚拟实验室系统测试  53-65
  5.1 系统运行环境  53
  5.2 系统的操作流程  53-54
  5.3 系统更新和管理  54-55
  5.4 实验项目  55-64
    5.4.1 运算器组成实验  55-60
    5.4.2 进位控制实验  60-62
    5.4.3 移位运算实验  62-64
  5.5 与传统虚拟组成原理虚拟实验室比较  64
  5.6 本章小结  64-65
第六章 总结与展望  65-67
  6.1 论文总结  65
  6.2 论文展望  65-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
附录一 虚拟芯片部分功能实现代码  71-75
附录二 作者简介  75
  基本信息  75
  攻读学位期间学习情况  75
  攻读学位期间发表的学术论文和取得的成果  75

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 理论、方法
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