一种基于VA模型的虚拟教学实验系统研究

摘要

信息技术和现代教育技术的发展对教育方式产生了重要影响。为了有效地提高教学质量，近年来各类虚拟教学实验系统如雨后春笋般出现。但当前已构建的虚拟教学实验系统缺乏灵活性、交互性，并且系统升级也很困难。结合面向对象的分析与设计思想，构建基于VA(Virtual Apparatus，虚拟器件)模型的虚拟教学实验系统，可有效提高系统的灵活性、可扩展性。
　　 虚拟器件是虚拟教学实验系统的重要组成部分，根据虚拟器件的结构特点，将虚拟器件分为元器件和组合器件两大类。根据离散事件系统描述理论分别为两类器件建立数学模型，令模型的控制与数据相分离，可提高模型的重用度。对虚拟教学实验系统的总体结构进行分析，建立系统的总体结构模型，将系统分为控制器、控制器管理、界面显示、虚拟器件库、电路故障诊断、仿真结果分析以及系统帮助七大模块。根据实验电路图抽象出信号传播无向图，建立系统的信号传播机制。结合虚拟教学实验系统的特点，给出适合系统运行的仿真策略，从而使系统能够有条不紊的运行。
　　 采用面向对象的程序设计语言C++、MFC 类库和MVC 设计思想对微机原理与接口技术虚拟实验系统进行编程实现，其中主要包括虚拟器件的数据结构、系统类库、电路连接算法以及信号传播算法等内容的设计与实现。利用实际的仿真实验对该系统进行功能分析和测试。结果表明，该系统能够很好的满足实验者的需求，虚拟的实验教学方式可以部分或全部代替传统的实验教学方式。