文档介绍：中国科学技术大学
硕士学位论文
基于构件的虚拟物理实验的系统设计与实现
姓名:周莹
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:王晓蒲
20050501
摘要模式和软件框架理论应用到系统设计中,成功塞现了将实验仪器构件化并从实验大学物理仿真实验教学系统开创了物理教学的新模式,在全台和仪器的通用性和可扩展性提出了进一步的需求,原有的仿真实验体系结构逐渐表现出它的局限性:原有的计算机虚拟实验系统由许多个独立的实验组成,每个实验运行时控制着若干个固定的虚拟仪器,实验和仪器之间的主从关系使实验所具有的扩展功能受到了固定仪器的限制,这种限制导致了应用软件对用户的个性化要求支持不够,比如操作者对仪器的自由调用与组合以为此,我们设计了仿真实验系统的新结构,即“基于构件的虚拟物理实验系本文提出了用基于构件的方式建立虚拟物理实验系统的思想和方法,将设计中剥离;并用环境描述性的实验平台取代了原助流程描述性的实验系统,使新的学中发挥着重要的作用。随着软件工程理论的发展和软件应用技术的进步,用户及采用自行设计的实验方案的要求。这是该领域迫切需要解决的新课题。统”。基于构件是区别于原有系统结构懒⑹浇峁挂约盎谕绲姆植际浇峁的根本标志,构件技术的引入可以使虚拟实验系统具有更高的灵活性,可以用动态绑定的方式代替原本固定的实验与实验仪器问的主从结构,从而解除原有系统中的限制。虚拟物理实验系统具有更好的可设计性和开放性,实现了实验者自主设计和主动参与的需求,解决了该领域的难题。关键词:计算机仿真系统设计构件设计模式软件框架
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堇三竺堡塑垦垫塑堡窒墼整墨竺墨生兰壅翌————引言第仿真实验软件的发展现状这项工作的目标和意义大学物理仿真实验教学系统4戳宋锢斫萄У男履J剑<扑慊霸冻物理实验教学的实现提供了一种可行的方法,在培养创新人才的教学实践中发挥随着软件技术的发展和应用领域的拓宽,新的功能和特性不断地被加入到仿真实验系统中,同时也不断有新的应用需求产生。其中,使用者对于实验的自主设计的应用要求是最为强烈的。原有的仿真实验系统已经不能满足新的要求,这促使我们对整个仿真实验系统结构进行重新设计。新一代的仿真实验系统能够提高使用者对于软件的控制能力,更强调使用者的参与性和自主性,同时提供更大范围内的资源扩展和共享,提高软件在应用领域中的实际作用。随着软件工程理论的发展和软件应用技术的进步,用户对于物理仿真实验平台和仪器的通用性和可扩展性提出了进一步的需求。为顺应这种趋势,我们在仿真实验的基础上进一步的探索、尝试和研究,同是也是对仿真实验所使用的软件结构的全面改革。选题的最主要意义是为了从技术的角度提高用户对于软件的角在软件行为角度,使用户不仅仅作为软件的使用者,而且参与一部分软件的再设计:同时我们要为系统构建一套机制将用户的这项劳动成果收集固化下来,成为可共享资源。这在当前的应用软件领域中是一个有意义的尝试。在软件结构角度,我们将仪器辜试纯獾哪谌和实验性仄教独使得平台独立于构件的具体实现。这样结构的耦合度相当低,极大的保证了代码计算机虚拟及仿真技术已经成为许多领域进行系统分析和设计的重要技术手段,在国际上我们首先将其应用到物理实验教学领域,为计算机及远程物理实验教学的实现提供了一种可行的模式和方法。色地位,更强调用户的参与性和自主性,并且提高软件在应用领域中的实际作用,提供更大范围内的资源扩展与资源共享。立开来,维护了“库”的平台无关性:另一方面,平台的设计面向仪器的接口,的可重用和可独立维护。了重要作用。
从国内看,我们的大学物理仿真实验已经处于技术和思想的前沿;在国际范围内,只有很少一些机构实现了部分仪器的通用性和独立模块化,对于实验平台的通用性和可扩展性的研究还处于初级阶段。我们力图通过此项研究的开展将我们实验仪器平台的计算机仿真提升到一个全新高度,继续保持前沿的水平。本课题已作为教育部立项的国家物理实验教学资源库的一个重要组成部分。基于构件的虚拟物理实验的系统设计与实现
软件体系机构㈨琒系统设计的基本思想和概念软件框架⋯,在一定程度上解决了软件体系结构中命名情况上的混乱,得出了软件体系结构研究中的基本观点,即软件体系结构定义为程序、系统各部件的结构以及它们之间的内部关系和指导它们的设计并随时间而演变的原理和方针。构件梢允且蛔榇耄绯绦虻哪?椋灰部梢允恰ǜ龆懒⒌某序,如数据库的衿鳌们的设计并随时间而演变的原理和方针”。领域工程对一个领域中的若干系统进行分析,识别这些应用的共同特征和可据领域分析模型产生出领域中~类应用系统共同具有的构架,即特定于领域的软件体系结构⒁