基于 labVIEW的材料力學(xué)實驗?zāi)M系統(tǒng)研究含開題報告及文獻(xiàn)綜述、任務(wù)書

基于 labVIEW的材料力學(xué)實驗?zāi)M系統(tǒng)研究含開題報告及文獻(xiàn)綜述、任務(wù)書,基于,labVIEW的材料力學(xué)實驗?zāi)M系統(tǒng)研究含開題報告及文獻(xiàn)綜述、任務(wù)書,labview,材料力學(xué),實驗,試驗,模擬,摹擬,系統(tǒng),研究,鉆研,開題,報告,講演,呈文,文獻(xiàn),綜述,任務(wù)書 附錄A 外文資料譯文 基于WebService的虛擬實驗系統(tǒng)集成的研究與設(shè)計 摘要:隨著信息教學(xué)意識的提高，虛擬實驗的相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品也不斷發(fā)展和完善。然而，由于多方面的系統(tǒng)應(yīng)用，導(dǎo)致在當(dāng)前的實驗教學(xué)中缺乏統(tǒng)一性和標(biāo)準(zhǔn)化的實驗教學(xué)過程。本文針對基于WebService的集成解決方案，在系統(tǒng)研究與分析的基礎(chǔ)上，集成了設(shè)計，實現(xiàn)和虛擬實驗平臺。作者致力于實現(xiàn)多虛擬實驗教學(xué)資源的整合。同時通過實際實驗，結(jié)果表明虛擬實驗教學(xué)工作在大學(xué)中可以更加高效，規(guī)范，實驗和管理的標(biāo)準(zhǔn)化過程，為未來虛擬實驗提供有利的基礎(chǔ)平臺. 關(guān)鍵詞:多系統(tǒng);虛擬實驗;積分;網(wǎng)絡(luò)服務(wù); XML 1.介紹 隨著虛擬實驗需求的增加，多虛擬實驗系統(tǒng)的集成已成為必然趨勢。作為系統(tǒng)間框架和語言的差異，系統(tǒng)之間的兼容性是一個挑戰(zhàn)。同時，我們必須通過不同的方式訪問不同系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)[1]。它從投資，維護，作為共享數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)冗余造成了問題[2]。因此，如何在一個平臺上實現(xiàn)多虛擬實驗資源的集成已成為必然趨勢。 IM（信息歧管）由AT＆T貝爾實驗室項目進行，用于100多個綜合信息源[3]。南加州大學(xué)信息科學(xué)研究所開發(fā)了一個集成的系統(tǒng)IMS，其特點是開發(fā)和應(yīng)用各種人工智能技術(shù)來訪問各種信息源，并構(gòu)建一個智能動態(tài)接口[4,5]。重慶大學(xué)的虛擬實驗教學(xué)通用平臺，通過引入下一代應(yīng)用RIA框架智能客戶端，在一定程度上實現(xiàn)了虛擬實驗平臺的通用性和繼承性[6]。大連理工大學(xué)iLab是基于LabVIEW實驗室虛擬儀器的集成環(huán)境和結(jié)構(gòu)，構(gòu)建互動iLab [7]。 目前很少有關(guān)于虛擬實驗系統(tǒng)集成的研究，作為不同虛擬實驗平臺之間的區(qū)別[8]，使得常見的，標(biāo)準(zhǔn)化的虛擬實驗平臺集成解決方案難以實現(xiàn)。這是本文的重點。 2.集成技術(shù)概述 2.1網(wǎng)絡(luò)服務(wù) Web服務(wù)概述Web服務(wù)是一個獨立于平臺，松耦合，自包含，基于Web和XML標(biāo)準(zhǔn)的可編程的，可以描述應(yīng)用程序[9]。 Web服務(wù)是一種使用XML作為基本數(shù)據(jù)通信的分布式技術(shù)，因此異構(gòu)系統(tǒng)可以用作協(xié)作計算網(wǎng)絡(luò)操作的一部分[10]。它的主要目標(biāo)是提供一個通用的平臺獨立，語言無關(guān)的平臺，標(biāo)準(zhǔn)的Web協(xié)議提供服務(wù)，以實現(xiàn)在不同平臺上的應(yīng)用程序連接和集成[11]。 Web服務(wù)可以被描述為發(fā)布，發(fā)現(xiàn)并稱為網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)。它可以提供更快的速率訪問跨平臺數(shù)據(jù)服務(wù)，并實現(xiàn)服務(wù)器上的所有數(shù)據(jù)的集成，成功解決了使用各種系統(tǒng)的異構(gòu)數(shù)據(jù)的問題[12,13]。 Web服務(wù)工作如圖1所示。 2.2XML XML（可擴展標(biāo)記語言）是用于Web流量的標(biāo)記語言和標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言（SGML）子集。 XML是數(shù)據(jù)交換的通用格式;作為Web服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)，它主要用作文檔，XML提供了一種統(tǒng)一的方法來描述和交換應(yīng)用程序或供應(yīng)商的獨立結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。 XML可以靈活有效的方式定義管理信息結(jié)構(gòu)。 XML可以在一個靈活有效的管理信息結(jié)構(gòu)中定義，以XML格式存儲的數(shù)據(jù)不僅具有良好的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且也是因為它是W3C提出的一個國際標(biāo)準(zhǔn)，因此被大多數(shù)軟件提供商支持，數(shù)據(jù)交換和開發(fā)。 3.基于WebService的集成程序 本文中的虛擬實驗是基于WebService并使用JAVA開發(fā)的。它是B / S模式并且具有SSH架構(gòu)，并且在靈活性和可擴展性方面具有某些優(yōu)點。 3.1平臺集成解決方案 集成解決方案如圖2所示。 圖1 Webservice工作 圖2 集成解決方案 1）與教學(xué)教學(xué)體系的融合：第一部分是用戶的對接，使用單點登錄技術(shù)，統(tǒng)一入口為學(xué)校綜合教育系統(tǒng)，同時用戶信息自動導(dǎo)入虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)。第二部分是選擇和調(diào)度模塊，可以直接進入虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)，可以重新安排，此功能使用Web服務(wù)技術(shù)。第三部分是數(shù)據(jù)變換。 2)與第三方標(biāo)準(zhǔn)化虛擬實驗系統(tǒng)集成:第三方軟件系統(tǒng)作為虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)服務(wù)。虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)調(diào)用第三方軟件系統(tǒng)提供的服務(wù)來完成實驗教學(xué)，WebService用于實驗教學(xué)過程。 集成配置：參數(shù)化虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)管理課程信息，并配置第三方軟件系統(tǒng)集成接口配置。 實驗維護集成：一，集成現(xiàn)有實驗數(shù)據(jù)庫，第三方提供實驗提取服務(wù)接口進行同步。第二，編輯界面服務(wù)，當(dāng)老師添加或修改實驗時，平臺調(diào)用第三方服務(wù)進行編輯，然后更新實驗庫。 學(xué)生做實驗集成：學(xué)生登錄系統(tǒng)，并開始實驗。然后生成服務(wù)ID并調(diào)用第三方軟件系統(tǒng)界面，學(xué)生實驗頁面顯示，完成后，第三部分將服務(wù)ID作為標(biāo)識，然后保存并返回學(xué)生的結(jié)果。 教師標(biāo)記實驗集成：教師登錄安排列表，選擇他們想要的模塊，然后基于服務(wù)ID系統(tǒng)服務(wù)，學(xué)生結(jié)果顯示平臺調(diào)用第三方界面。 3)與第三方標(biāo)準(zhǔn)化虛擬仿真軟件集成 與第三方虛擬仿真軟件集成，如：Flash，Applet，ActiveX等軟件。以虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)的形式集成到實驗插件中，在虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)的幫助下完善管理機制，利用第三方虛擬仿真軟件模擬的優(yōu)勢，完成實驗教學(xué)過程。 3.2集成接口體系結(jié)構(gòu) 平臺和虛擬實驗系統(tǒng)和教學(xué)相關(guān)系統(tǒng)通過傳遞XML文件進行通信，并且集成接口提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，系統(tǒng)之間的標(biāo)準(zhǔn)化通信。 在Web服務(wù)處理不同的數(shù)據(jù)源后，獲得的數(shù)據(jù)以xml格式保存數(shù)據(jù)，然后通過XML數(shù)據(jù)集成處理模塊將xml數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一格式的規(guī)范數(shù)據(jù)文件，回到當(dāng)前調(diào)用virtual實驗系統(tǒng)，由xml解析系統(tǒng)，將結(jié)果返回給用戶。集成設(shè)計的整體框架如圖3所示。 圖3 綜合設(shè)計的總體框架 4基于WebService的集成的發(fā)展 4.1實驗過程 具體過程如圖4所示 圖4 具體過程 1）增加學(xué)術(shù)課程：學(xué)術(shù)人員添加課程，選擇相應(yīng)的界面，實現(xiàn)多平臺集成。 2）教師添加實驗：教師根據(jù)安排添加虛擬實驗;他們可以選擇所需的第三方插件，然后添加規(guī)則和報告模板。 3）教師安排實驗：教師根據(jù)課程的進度安排實驗。 4）學(xué)生做實驗：學(xué)生進入系統(tǒng)，他們可以查看安排。他們首先完成相應(yīng)的練習(xí)，然后進入虛擬實驗平臺并完成實驗。 5）保存實驗結(jié)果：提交后，實驗結(jié)果以XML文件和統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)格式保存。這些數(shù)據(jù)必須進行轉(zhuǎn)換，因為它們來自具有不同格式的不同服務(wù)器。 6）教師標(biāo)記實驗：教師選擇標(biāo)記的學(xué)生，并通過第三方系統(tǒng)的解析下載到本地。 4.2.Integrated接口 1）與第三方標(biāo)準(zhǔn)化虛擬實驗系統(tǒng)集成 · Web服務(wù)服務(wù)wsdl地址：實驗存儲庫同步接口（第三方系統(tǒng)）。 Web Service方法為第三方提供同步實驗：synchroNAMEExps（）。 · 設(shè)計實驗回調(diào)平臺接口（實驗教學(xué)平臺）;實驗教學(xué) 平臺提供Web Service方法更新庫實驗實驗：saveExp（參數(shù)），發(fā)送信息以添加或修改實驗XML數(shù)據(jù)。 · 教師設(shè)計實驗界面（第三方系統(tǒng)）：教師設(shè)計實驗界面 路徑和傳入服務(wù)ID和第三個實驗ID · 實驗接口（第三方）：實驗接口路徑，傳入服務(wù)ID和第三個實驗ID · 學(xué)生提交結(jié)果界面（實驗教學(xué)平臺）：實驗教學(xué)平臺提供 Web服務(wù)方法更新學(xué)生的實驗結(jié)果：saveStudentExpScore（parameters）將實驗結(jié)果XML數(shù)據(jù)發(fā)送給學(xué)生。 · 檢查學(xué)生實驗的特定步驟（第三方系統(tǒng)）：第三方系統(tǒng)提供方法來查看學(xué)生的實驗步驟：viewStudentExpInfo（serviceId），具體步驟來返回學(xué)生實驗XML數(shù)據(jù)。 2）與第三方標(biāo)準(zhǔn)化虛擬仿真軟件集成 第三方軟件廠商提供訪問平臺腳本接口：getPlatFormXml（）。 · 第三方軟件供應(yīng)商提供一個接口來加載初始腳本：initPlatFormXml（）。 · 第三方軟件供應(yīng)商腳本標(biāo)準(zhǔn)。 5.結(jié)論 完成平臺集成界面的設(shè)計和實現(xiàn)后，根據(jù)集成類型和選擇接口將類添加到系統(tǒng)中，如圖5所示。 在選擇本地程序時，可以根據(jù)實驗測試要求選擇第三方插件，如圖6所示。 選擇第三方程序設(shè)置第三個實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖7所示。 集成接口的設(shè)計使虛擬實驗平臺與多方系統(tǒng)和插件集成。同時，它通過使用AJAX，JavaScript實現(xiàn)了異步刷新并加強了平臺的使用效果。但現(xiàn)在有很多根深蒂固的問題需要解決。 Web服務(wù)的效率，使用xml語言，可以實現(xiàn)平臺獨立性，但是使用xml傳輸效率總是一個問題，這仍然需要后續(xù)優(yōu)化。 圖5 集成型和選擇接口 圖6 實驗測試需求接口 圖7 第三個實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 評論:BUPT科學(xué)創(chuàng)新項目特別基金，機器人虛擬實驗系統(tǒng)的研究與開發(fā)。 附錄B 外文資料原文