ＩＳＳＮ１６７２－４３０５ＣＮ１２－１３５２ Ｎ

实　 　 验　 　 室　 　 科　 　 学

ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ　 ＳＣＩＥＮＣＥ第 ２０卷　 第 １期　 ２０１７年 ２月Ｖｏｌ1049008 ２０　 Ｎｏ1049008 １ 　 Ｆｅｂ1049008 ２０１７

虚拟仿真实验教学系统通用模型研究

王　 艳１ 刘　 昕１ 丁雪梅２ 曹　 晨３

（ 吉林大学　 １ 药学院 ２ 动物学院 ３ 计算机科学与技术学院 吉林 长春 １３００１２）

摘　 要 为解决虚拟仿真实验教学系统重复设计和资源利用率低的问题 提出了一种基于统一平台与插件技

术相结合的系统通用模型设计方法 首先 采用统一建模语言对系统通用性功能需求进行了分析与描述 然

后 构建了基于云存储的系统统一平台框架结构 最后 给出了基于 ldquo模型－视图－控制器rdquo 设计模式的实验

插件技术开发方案 该方法可以有效地提升系统的可扩展性与可维护性 对实验教学资源的开放共享与用户

间的协同创新也能够起到一定的推动作用关键词 虚拟仿真 实验教学 通用模型

中图分类号ＴＰ３９１　 　 文献标识码Ａ　 　 ｄｏｉ１０３９６９ ｊｉｓｓｎ１６７２－４３０５２０１７０１０１９

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｖｉｒｔｕａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

ＷＡＮＧ Ｙａｎ１ ＬＩＵ Ｘｉｎ１ ＤＩＮＧ Ｘｕｅ－ｍｅｉ２ ＣＡＯ Ｃｈｅｎ３

（１ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｙ ２ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｎｉｍａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ３ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｊｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００１２ Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｖｉｒｔｕａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａ ｌｏｗ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ａ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｇｅｎｅｒａｌ ｍｏｄｅｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｎｉｆｉｅｄ ｐｌａｔｆｏｒｍ ａｎｄ ｐｌｕｇ－ｉｎ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｆｉｒｓｔ ｔｈｅｇｅｎｅｒａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｂａｓｅｄ ｕｎｉｆｉｅｄ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｌａｎｇｕａｇｅ Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｕｎｉｆｉｅｄ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｂｕｉｌｄ ｂａｓｅｄ ｃｌｏｕｄ ｓｔｏｒａｇｅ Ｆｉｎａｌｌｙ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｌｕｇ－ｉｎ ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｂａｓｅｄ ｍｏｄｅｌ－ｖｉｅｗ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｘｐａｎｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ ｔｈｅ ｏｐｅｎ ｓｈａｒｉｎｇ ｏｆ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｕｓｅｒＫｅｙ ｗｏｒｄｓ ｖｉｒｔｕａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｇｅｎｅｒａｌ ｍｏｄｅｌ

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

基金项目吉林省科技发展计划资助项目（项目编号２０１５０３０９００２ＧＸ）

　 　 虚拟仿真实验教学依托虚拟现实多媒体人机

交互数据库和网络通讯等技术构建高度仿真的虚

拟实验教学环境参与者可以在虚拟环境中开展相

关实验活动［１－２］ 目前大多虚拟仿真实验教学系统

都是基于某一门课程或者某一个实验室的设计与实

现系统开发技术种类繁多且趋于成熟［３－５］ 如何

设计针对某一学科专业的通用虚拟仿真实验教学系

统模型实现基于此模型的二次开发与资源共享避免重复性劳动并提高工作效率对于现阶段虚拟仿

真实验教学的建设与发展显得尤为重要［６－７］

本文通过对虚拟仿真实验教学系统业务需求的

分析提出了一种基于统一平台与插件技术相结合

的系统通用模型设计方法构建了基于ldquo模型－视图

－控制器（Ｍｏｄｅｌ Ｖｉｅｗ ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＭＶＣ）rdquo设计模式的

虚拟仿真实验建模云平台给出了基于该平台的

Ｆｌｅｘ插件技术开发实现方案为用户提供了一个资

源开放共享协作创新研究的实验环境

１　 系统功能需求分析

为了满足虚拟仿真实验教学系统业务需求同时保证系统资源信息可维护性及系统功能的可扩展

性将系统用户角色划分为教师学生系统管理员

和插件管理员四类参与者 不同的角色有不同的操

作权限不同的权限有不同的操作流程用户操作权限设计过程中需要综合考虑网络

安全性与健壮性系统资源合理配置便于教学和易

于实现等因素［８］ 用例分析过程采用了用例图进

行描述它由参与者（Ａｃｔｏｒ）用例（Ｕｓｅ Ｃａｓｅ）以及

它们之间的关系构成的用于描述系统功能的静态视

图［９］ 系统通用性功能用例如图 １ 所示教师具有

实验内容设置实验方案设计实验报告模板设计与

评阅在线答疑上传实验资料和信息发布等操作权

限 学生具有个人信息维护实验操作实验报告填

写在线提问和下载实验资料等操作权限 系统管

理员具有用户信息维护权限设置和系统数据管理

等操作权限 插件管理员具有实验插件管理和构件

库管理和计算模块设计等操作权限

图 １　 系统通用性功能用例

２　 系统功能需求描述

根据系统功能架构和相互间的依赖关系系统

功能主要包括教学资源管理实验报告管理在线交

流管理实验操作管理和系统维护管理等系统通用

性功能包图设计结果如图 ２所示

图 ２　 系统通用性功能包图

２１　 教学资源管理模块

教学资源是用户进行实验操作的载体和虚拟教

学实验云平台的核心功能包括仿真教学资源管理

和辅助教学资料管理 仿真教学资源管理包括对实

验插件计算模块和构件库的分类调用和更新云平台和教学资源数据交互共享 辅助教学资料管理

包括教学资料的维护（分类上传更新删除）和教

学资料的应用（查询浏览和下载）２２　 实验报告管理模块

通过实验报告可以考核学生实验效果评价实

验教学质量 功能包括实验报告模板设计实验报

告填写实验报告评阅和实验成绩查询 为保证实

验报告结果的真实性通过云平台与教学资源管理

模块共享数据并自动获取实验操作数据结果［１０］此外通过引入富文本编辑器便于完成实验报告公

式编辑格式排版和附件上传等操作２３　 在线交流管理模块

在线交流管理功能包括在线答疑和信息公告发

布等 其中在线答疑采用辅助资料答疑在线答疑

和智能答疑三种方式［１１］ 辅助资料答疑通过查阅

实验资源管理模块中的实验问题等辅助资料进行答

疑 在线答疑通过论坛和即时通讯等方式完成学生

与教师实时交流互动 智能答疑采用规则引擎方

式基于专家系统知识库进行推理给出答疑信息２４　 实验操作管理模块

实验操作管理模块用于完成不同用户对系统相

关功能的操作 对学生来说操作功能包括选择实

验课程操作实验填写实验报告下载教学资料和

在线提问等 对教师来说操作功能包括实验内容

设置实验方案设计实验报告模板设计上传教学

资料和在线答疑等 对于插件管理员来说操作功

能包括实验插件计算模块和构件库的维护等 对

于系统管理员来说操作功能包括用户信息维护与

权限设置系统信息维护和系统安全管理等２５　 系统维护管理模块

系统维护管理功能包括用户注册与角色权限设

置系统数据维护调度和安全策略构建 其中权限

设置的目的是为了限制用户对平台资源的访问区

域 安全性主要包括用户信息安全实验数据安全

和教学资源安全 安全策略构建内容包括上网行为

审计数据审计流程控制系统服务器监控漏洞扫

描网站防护系统ＶＰＮ 系统链路负载系统和防火

墙系统［１２］

３　 系统统一平台构建

为提升虚拟实验教学系统的可维护性与可扩展

性提出了一种基于统一平台与插件技术相结合的

系统通用框架构建方法 主要思想是将扩展功能以

插件的形式通过统一平台进行管理同时提供平台

与插件之间以及插件相互间的消息机制对不同插

６６ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

王艳等虚拟仿真实验教学系统通用模型研究

件分类管理并定义标准接口把不同插件有机集成如图 ３ 所示系统平台被划分为表示层服务

层业务逻辑层数据访问层和资源设备层 服务层

定义了应用程序边界封装了业务逻辑事务控制及

操作实现中的相应协调 业务逻辑层主要负责实验

仿真结果数据推送 数据访问层主要负责数据信息

的存储访问及优化 资源设备层主要负责集群数

据并行计算和分布存储将存储设备通过应用软件

集合起来协同工作

图 ３　 系统统一平台构架结构

４　 插件开发技术方案

系统插件开发基于 ＭＶＣ 设计模式的 Ｃａｉｒｎｇｏｒｍ框架［１３］该框架将 Ｆｌｅｘ 应用程序分为视图模型和

控制器这种设计方式使得开发出来的程序具有较

好的可扩展性和可维护性［１４］ 插件开发技术框架

如图 ４所示视图层主要负责展示用户界面模型层

主要用于完成客户端与后台服务器的交互操作控制层主要用于完成将视图中产生的事件与模型中的

命令处理进行绑定还可以为事件的处理和服务调

用提供一套封装的机制

图 ４　 系统插件开发技术框架

系统插件功能开发主要包括构件库插件初始

化加载和结果显示存储三部分 构件库模块提供了

虚拟教学所需的各种实验器件模型初始化加载模

块通过拖放调用方式将实验元器件添加到实验面

板完成器件初始化与加载服务显示存储模块通过

调用计算模型以曲线数据等形式显示实验结果并

进行自动存储

５　 结语

本文通过对虚拟实验教学系统通用模型设计方

法的研究给出了基于统一平台与插件技术相结合

的虚拟教学系统模型设计方法 该方法可以较好地

提升系统的可扩展性与可维护性对于实验教学资

源的开放共享与用户间的协同创新也能够起到一定

的推动作用

参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）

［１］ 　 蒲丹周舟任安杰等多层次综合性虚拟仿真实验教学中心

建设经验初探［Ｊ］ 实验技术与管理２０１４３１（３）５－８［２］ 　 王卫国虚拟仿真实验教学中心建设思考与建设［Ｊ］ 实验室研

究与探索２０１３３２（１２）５－８［３］ 　 刘明珠刘雨晴乔季军等基于 ＬａｂＶＩＥＷ的通信原理虚拟实

验平台的设计［Ｊ］ 实验技术与管理２０１５３２（４）１２３－１２６［４］ 　 林凤屏黄飞陈必链虚拟实验室在生物教学中的应用与研究

［Ｊ］ 实验室科学２０１６１９（２）１５２－１５４［５］ 　 于斌余红珍基于 ＶＲ 的开放式计算机网络虚拟实验室的研

究与实践［Ｊ］ 实验科学与技术２０１４１２（６）２０１－２０２［６］ 　 胡今鸿李鸿飞黄涛高校虚拟仿真实验教学资源开放共享机

制探究［Ｊ］ 实验室研究与探索２０１５３４（２）１４０－１４４［７］ 　 田婧罗通罗华锋等新建本科院校虚拟仿真实验室的建设

及教学［Ｊ］ 实验科学与技术２０１５１３（６）２１９－２２２［８］ 　 管雪梅戴天虹王铁滨高校虚拟实验平台的设计及教学应用

研究［Ｊ］ 哈尔滨师范大学自然科学学报２０１５３１（１）８８－９０［９］ 　 郝尚富李英钱国栋基于 ＵＭＬ 的计算机组成原理虚拟实验

系统［Ｊ］ 吉林大学学报（信息学版）２０１２３０（６）６３３－６３７［１０］ 　 鲁慧民刘刚基于云计算理念的虚拟实验教学系统设计探讨

［Ｊ］ 实验技术与管理２０１２２９（４）３３４－３３７［１１］ 　 赵辉李万龙郑山红面向过程管理的毕业设计在线指导系

统的研究与设计［Ｊ］ 实验技术与管理２０１３３０（５）７８－８１［１２］ 　 底晓强张宇昕赵建平基于云计算和虚拟化的计算机网络

攻防实验教学平台建设探索［ Ｊ］ 实验技术与管理２０１５３２（４）１４７－１５１

［１３］ 　 汶博龙明王青山等浅析 Ｃａｉｒｎｇｏｒｍ 框架在基于 ＲＩＡ 网络

ＧＩＳ中的应用［Ｊ］ 测绘科学２０１０３５（６）２１５－２１６［１４］ 　 张原张昭刘蕊基于 ＭＶＣ设计模式的虚拟实验平台模块化

设计［Ｊ］ 计算机工程与科学２０１３３５（８）１２５－１２９

收稿日期２０１６－０６－２８修改日期２０１６－０７－２８作者简介王艳（１９７９－）女吉林长春人硕士工程师主

要研究方向为实验室建设与管理

７６

作权限不同的权限有不同的操作流程用户操作权限设计过程中需要综合考虑网络

安全性与健壮性系统资源合理配置便于教学和易

于实现等因素［８］ 用例分析过程采用了用例图进

行描述它由参与者（Ａｃｔｏｒ）用例（Ｕｓｅ Ｃａｓｅ）以及

它们之间的关系构成的用于描述系统功能的静态视

图［９］ 系统通用性功能用例如图 １ 所示教师具有

实验内容设置实验方案设计实验报告模板设计与

评阅在线答疑上传实验资料和信息发布等操作权

限 学生具有个人信息维护实验操作实验报告填

写在线提问和下载实验资料等操作权限 系统管

理员具有用户信息维护权限设置和系统数据管理

等操作权限 插件管理员具有实验插件管理和构件

库管理和计算模块设计等操作权限

图 １　 系统通用性功能用例

２　 系统功能需求描述

根据系统功能架构和相互间的依赖关系系统

功能主要包括教学资源管理实验报告管理在线交

流管理实验操作管理和系统维护管理等系统通用

性功能包图设计结果如图 ２所示

图 ２　 系统通用性功能包图

２１　 教学资源管理模块

教学资源是用户进行实验操作的载体和虚拟教

学实验云平台的核心功能包括仿真教学资源管理

和辅助教学资料管理 仿真教学资源管理包括对实

验插件计算模块和构件库的分类调用和更新云平台和教学资源数据交互共享 辅助教学资料管理

包括教学资料的维护（分类上传更新删除）和教

学资料的应用（查询浏览和下载）２２　 实验报告管理模块

通过实验报告可以考核学生实验效果评价实

验教学质量 功能包括实验报告模板设计实验报

告填写实验报告评阅和实验成绩查询 为保证实

验报告结果的真实性通过云平台与教学资源管理

模块共享数据并自动获取实验操作数据结果［１０］此外通过引入富文本编辑器便于完成实验报告公

式编辑格式排版和附件上传等操作２３　 在线交流管理模块

在线交流管理功能包括在线答疑和信息公告发

布等 其中在线答疑采用辅助资料答疑在线答疑

和智能答疑三种方式［１１］ 辅助资料答疑通过查阅

实验资源管理模块中的实验问题等辅助资料进行答

疑 在线答疑通过论坛和即时通讯等方式完成学生

与教师实时交流互动 智能答疑采用规则引擎方

式基于专家系统知识库进行推理给出答疑信息２４　 实验操作管理模块

实验操作管理模块用于完成不同用户对系统相

关功能的操作 对学生来说操作功能包括选择实

验课程操作实验填写实验报告下载教学资料和

在线提问等 对教师来说操作功能包括实验内容

设置实验方案设计实验报告模板设计上传教学

资料和在线答疑等 对于插件管理员来说操作功

能包括实验插件计算模块和构件库的维护等 对

于系统管理员来说操作功能包括用户信息维护与

权限设置系统信息维护和系统安全管理等２５　 系统维护管理模块

系统维护管理功能包括用户注册与角色权限设

置系统数据维护调度和安全策略构建 其中权限

设置的目的是为了限制用户对平台资源的访问区

域 安全性主要包括用户信息安全实验数据安全

和教学资源安全 安全策略构建内容包括上网行为

审计数据审计流程控制系统服务器监控漏洞扫

描网站防护系统ＶＰＮ 系统链路负载系统和防火

墙系统［１２］

３　 系统统一平台构建

为提升虚拟实验教学系统的可维护性与可扩展

性提出了一种基于统一平台与插件技术相结合的

系统通用框架构建方法 主要思想是将扩展功能以

插件的形式通过统一平台进行管理同时提供平台

与插件之间以及插件相互间的消息机制对不同插

６６ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

王艳等虚拟仿真实验教学系统通用模型研究

件分类管理并定义标准接口把不同插件有机集成如图 ３ 所示系统平台被划分为表示层服务

层业务逻辑层数据访问层和资源设备层 服务层

定义了应用程序边界封装了业务逻辑事务控制及

操作实现中的相应协调 业务逻辑层主要负责实验

仿真结果数据推送 数据访问层主要负责数据信息

的存储访问及优化 资源设备层主要负责集群数

据并行计算和分布存储将存储设备通过应用软件

集合起来协同工作

图 ３　 系统统一平台构架结构

４　 插件开发技术方案

系统插件开发基于 ＭＶＣ 设计模式的 Ｃａｉｒｎｇｏｒｍ框架［１３］该框架将 Ｆｌｅｘ 应用程序分为视图模型和

控制器这种设计方式使得开发出来的程序具有较

好的可扩展性和可维护性［１４］ 插件开发技术框架

如图 ４所示视图层主要负责展示用户界面模型层

主要用于完成客户端与后台服务器的交互操作控制层主要用于完成将视图中产生的事件与模型中的

命令处理进行绑定还可以为事件的处理和服务调

用提供一套封装的机制

图 ４　 系统插件开发技术框架

系统插件功能开发主要包括构件库插件初始

化加载和结果显示存储三部分 构件库模块提供了

虚拟教学所需的各种实验器件模型初始化加载模

块通过拖放调用方式将实验元器件添加到实验面

板完成器件初始化与加载服务显示存储模块通过

调用计算模型以曲线数据等形式显示实验结果并

进行自动存储

５　 结语

本文通过对虚拟实验教学系统通用模型设计方

法的研究给出了基于统一平台与插件技术相结合

的虚拟教学系统模型设计方法 该方法可以较好地

提升系统的可扩展性与可维护性对于实验教学资

源的开放共享与用户间的协同创新也能够起到一定

的推动作用

参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）

［１］ 　 蒲丹周舟任安杰等多层次综合性虚拟仿真实验教学中心

建设经验初探［Ｊ］ 实验技术与管理２０１４３１（３）５－８［２］ 　 王卫国虚拟仿真实验教学中心建设思考与建设［Ｊ］ 实验室研

究与探索２０１３３２（１２）５－８［３］ 　 刘明珠刘雨晴乔季军等基于 ＬａｂＶＩＥＷ的通信原理虚拟实

验平台的设计［Ｊ］ 实验技术与管理２０１５３２（４）１２３－１２６［４］ 　 林凤屏黄飞陈必链虚拟实验室在生物教学中的应用与研究

［Ｊ］ 实验室科学２０１６１９（２）１５２－１５４［５］ 　 于斌余红珍基于 ＶＲ 的开放式计算机网络虚拟实验室的研

究与实践［Ｊ］ 实验科学与技术２０１４１２（６）２０１－２０２［６］ 　 胡今鸿李鸿飞黄涛高校虚拟仿真实验教学资源开放共享机

制探究［Ｊ］ 实验室研究与探索２０１５３４（２）１４０－１４４［７］ 　 田婧罗通罗华锋等新建本科院校虚拟仿真实验室的建设

及教学［Ｊ］ 实验科学与技术２０１５１３（６）２１９－２２２［８］ 　 管雪梅戴天虹王铁滨高校虚拟实验平台的设计及教学应用

研究［Ｊ］ 哈尔滨师范大学自然科学学报２０１５３１（１）８８－９０［９］ 　 郝尚富李英钱国栋基于 ＵＭＬ 的计算机组成原理虚拟实验

系统［Ｊ］ 吉林大学学报（信息学版）２０１２３０（６）６３３－６３７［１０］ 　 鲁慧民刘刚基于云计算理念的虚拟实验教学系统设计探讨

［Ｊ］ 实验技术与管理２０１２２９（４）３３４－３３７［１１］ 　 赵辉李万龙郑山红面向过程管理的毕业设计在线指导系

统的研究与设计［Ｊ］ 实验技术与管理２０１３３０（５）７８－８１［１２］ 　 底晓强张宇昕赵建平基于云计算和虚拟化的计算机网络

攻防实验教学平台建设探索［ Ｊ］ 实验技术与管理２０１５３２（４）１４７－１５１

［１３］ 　 汶博龙明王青山等浅析 Ｃａｉｒｎｇｏｒｍ 框架在基于 ＲＩＡ 网络

ＧＩＳ中的应用［Ｊ］ 测绘科学２０１０３５（６）２１５－２１６［１４］ 　 张原张昭刘蕊基于 ＭＶＣ设计模式的虚拟实验平台模块化

设计［Ｊ］ 计算机工程与科学２０１３３５（８）１２５－１２９

收稿日期２０１６－０６－２８修改日期２０１６－０７－２８作者简介王艳（１９７９－）女吉林长春人硕士工程师主

要研究方向为实验室建设与管理

７６

王艳等虚拟仿真实验教学系统通用模型研究

件分类管理并定义标准接口把不同插件有机集成如图 ３ 所示系统平台被划分为表示层服务

层业务逻辑层数据访问层和资源设备层 服务层

定义了应用程序边界封装了业务逻辑事务控制及

操作实现中的相应协调 业务逻辑层主要负责实验

仿真结果数据推送 数据访问层主要负责数据信息

的存储访问及优化 资源设备层主要负责集群数

据并行计算和分布存储将存储设备通过应用软件

集合起来协同工作

图 ３　 系统统一平台构架结构

４　 插件开发技术方案

系统插件开发基于 ＭＶＣ 设计模式的 Ｃａｉｒｎｇｏｒｍ框架［１３］该框架将 Ｆｌｅｘ 应用程序分为视图模型和

控制器这种设计方式使得开发出来的程序具有较

好的可扩展性和可维护性［１４］ 插件开发技术框架

如图 ４所示视图层主要负责展示用户界面模型层

主要用于完成客户端与后台服务器的交互操作控制层主要用于完成将视图中产生的事件与模型中的

命令处理进行绑定还可以为事件的处理和服务调

用提供一套封装的机制

图 ４　 系统插件开发技术框架

系统插件功能开发主要包括构件库插件初始

化加载和结果显示存储三部分 构件库模块提供了

虚拟教学所需的各种实验器件模型初始化加载模

块通过拖放调用方式将实验元器件添加到实验面

板完成器件初始化与加载服务显示存储模块通过

调用计算模型以曲线数据等形式显示实验结果并

进行自动存储

５　 结语

本文通过对虚拟实验教学系统通用模型设计方

法的研究给出了基于统一平台与插件技术相结合

的虚拟教学系统模型设计方法 该方法可以较好地

提升系统的可扩展性与可维护性对于实验教学资

源的开放共享与用户间的协同创新也能够起到一定

的推动作用

参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）

［１］ 　 蒲丹周舟任安杰等多层次综合性虚拟仿真实验教学中心

建设经验初探［Ｊ］ 实验技术与管理２０１４３１（３）５－８［２］ 　 王卫国虚拟仿真实验教学中心建设思考与建设［Ｊ］ 实验室研

究与探索２０１３３２（１２）５－８［３］ 　 刘明珠刘雨晴乔季军等基于 ＬａｂＶＩＥＷ的通信原理虚拟实

验平台的设计［Ｊ］ 实验技术与管理２０１５３２（４）１２３－１２６［４］ 　 林凤屏黄飞陈必链虚拟实验室在生物教学中的应用与研究

［Ｊ］ 实验室科学２０１６１９（２）１５２－１５４［５］ 　 于斌余红珍基于 ＶＲ 的开放式计算机网络虚拟实验室的研

究与实践［Ｊ］ 实验科学与技术２０１４１２（６）２０１－２０２［６］ 　 胡今鸿李鸿飞黄涛高校虚拟仿真实验教学资源开放共享机

制探究［Ｊ］ 实验室研究与探索２０１５３４（２）１４０－１４４［７］ 　 田婧罗通罗华锋等新建本科院校虚拟仿真实验室的建设

及教学［Ｊ］ 实验科学与技术２０１５１３（６）２１９－２２２［８］ 　 管雪梅戴天虹王铁滨高校虚拟实验平台的设计及教学应用

研究［Ｊ］ 哈尔滨师范大学自然科学学报２０１５３１（１）８８－９０［９］ 　 郝尚富李英钱国栋基于 ＵＭＬ 的计算机组成原理虚拟实验

系统［Ｊ］ 吉林大学学报（信息学版）２０１２３０（６）６３３－６３７［１０］ 　 鲁慧民刘刚基于云计算理念的虚拟实验教学系统设计探讨

［Ｊ］ 实验技术与管理２０１２２９（４）３３４－３３７［１１］ 　 赵辉李万龙郑山红面向过程管理的毕业设计在线指导系

统的研究与设计［Ｊ］ 实验技术与管理２０１３３０（５）７８－８１［１２］ 　 底晓强张宇昕赵建平基于云计算和虚拟化的计算机网络

攻防实验教学平台建设探索［ Ｊ］ 实验技术与管理２０１５３２（４）１４７－１５１

［１３］ 　 汶博龙明王青山等浅析 Ｃａｉｒｎｇｏｒｍ 框架在基于 ＲＩＡ 网络

ＧＩＳ中的应用［Ｊ］ 测绘科学２０１０３５（６）２１５－２１６［１４］ 　 张原张昭刘蕊基于 ＭＶＣ设计模式的虚拟实验平台模块化

设计［Ｊ］ 计算机工程与科学２０１３３５（８）１２５－１２９

收稿日期２０１６－０６－２８修改日期２０１６－０７－２８作者简介王艳（１９７９－）女吉林长春人硕士工程师主

要研究方向为实验室建设与管理

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