• 计算机网络虚拟实验教学平台的设计与实现 不要轻易放弃。学习成长的路上,我们长路漫漫,只因学无止境。


      引言

      当代计算机人才不仅仅要能够掌握基本的操作,还要具备了解网络设备的配置以及管理的能力。以往采取的教学模式显露出来的弊端以及总是处于瓶颈状态的教学质量,要求教学方式需要有一定的改革,加上当代学生获取的知识要符合实际发展,这就需要从锻炼学生的实践能力入手,利用实践强化学生对理论知识的理解发挥出解决实际问题的作用。但是在实际的教学中还存在各种各样的问题,影响人才的培养,因此从加强学生理论与实践能力的角度出发进行计算机网络虚拟实验教学平台的设计与实现具有重要意义。

      1计算机网络虚拟实验教学平台设计的意义

      总结目前计算机网络实验教学中存在的问题,发现主要有以下几点:(1)实验设备缺乏,直接"万博体育是靠谱的公司吗?博彩资讯平台,创办至今已经有三年左右的历史了,万博体育betx博彩娱乐平台是国内最人性化的一家娱乐平台,高铁40元盒饭发霉 欢迎您的加入为您打造安全,优质的服务,万博体育是靠谱的公司吗?PT老虎机下载极速、注册充值、免费试玩,体验高档的游戏! "导致学生上手操作机会不够;(2)网络实验设备损耗跟不上现代网络技术的发展;(3)实现硬件资源共享难度较大;(4)各种网络设备的维护成本较高;(5)难以真正实现开放式教学。针对上述问题,各种实验软件被广泛应用在教学中,但是不同的虚拟软件之间的差异较大,针对初学者有一定难度,面对不同阶段出现的不同问题,采取对应的措施是目前的重点。因此,有必要开发一个能够实现学生理论学习和实践操作、提高教师教学质量的信息化学平台。

      2平台的总体设计

      计算机网络虚拟实验教学平台包含了两个部分。第一个部分即虚拟实验平台,该平台提供给学生仿真的虚拟操作环境,让学生能够独立进行动手操作,从而起到培养学生动手能力和创新能力的目的。实验教学管理主要针对的是教师、管理员等,该部分包含了实验安排、实验互动、实验成绩查询等功能。

      综合考虑了各种常用计算机网络模拟软件,同时考虑到仿真程度以及其他各种因素,本文最终决定采用Packet Tracer模拟软件。

      计算机网络虚拟实验教学平台从管理员角度、教师角度、学生角度三个方面进行系统功能的设计。在确定了用户角色以及基本功能模块之后建立数据库。从系统的经济性、实用性开始进行系统开发平台的搭建。

      该平台的设计原则是保证系统能够具有良好的扩展性,不仅满足目前的教学需求,还能够实现以后的更新升级。整个系统在保证基本的功能齐全的基础上实现界面友好、后期维护成本低的效果。系统实用性和安全保密性是系统的设计要求之一,系统需要为使用者提供高效、优质的教学服务,同时还需要对学生个人信息、教学资源信息等进行管理与维护。

      本次设计将整体划分为涉及用户、课程、实验以及学生成绩等五个方面。以用户为例,该模块的实现方法:返回值String、方法名addUserIn(),实现新增用户入口的功能,返回值String、方法名deleteUsrer(),实现删除用"万博体育是靠谱的公司吗?博彩资讯平台,创办至今已经有三年左右的历史了,万博体育betx博彩娱乐平台是国内最人性化的一家娱乐平台,高铁40元盒饭发霉 欢迎您的加入为您打造安全,优质的服务,万博体育是靠谱的公司吗?PT老虎机下载极速、注册充值、免费试玩,体验高档的游戏! "户的功能等,另外还包含验证ID是否存在、修改用户入口、修改用户输出、查询用户。课程安排包含实现获取教师列表、课程安排、获取课程列表的功能。H留言管理需要实现新建留言、留言删除、留言查询、留言审核的功能,实验管理包含执行文件的下载与上传、显示文件,成绩管理包含登陆成绩、实验成绩汇总、获取成绩三个功能。

      数据库的设计直接关系到整个系统的运行效率,因此在设计的过程中需要保证数据存取的效率以及存储在数据库中数据的正确性与可靠性。关于数据库表的设计,包含学生的各种学习信息。以学生信息表中自动编号这一个子项目为例,字段名ID,类型int,主键yes,是否允许为空No。

      以教师信息表为例,包含教师ID编号、工号、密码、创建时间。课程信息表则是包含了关于课程时间等基本信息。留言信息表包含留言ID、留言主题、留言内容、学号、工号、建立时间。作业信息表包含文件的类型以及存储路径等。

      关于数据的安全性设计,为了保证系统中教学信息的安全,适当性地进行加密处理。本次设计采用集中控制管理的方式实现安全管理,数据加密采用强加密算法,有效保证数据的安全。

      3计算机网络虚拟实验教学平台的技术手段配备

      技术支持:关于技术对本次系统设计的支持,本次研究拟采用JSP技术进行系统的开发,脚本语言使用Java。本次研究之所以考虑选择使用JSP技术,充分考虑到今后平台的使用对象的操作范围,以及较为复杂的网页种类,JSP代码与组件还能够实现跨平台使用。针对开发工具的选择,本次设计采用Myeclipse作为开发平台,原因在于能够提供一个强大的开发环境,良好的开发功能能够提升整个平台的性能。选择tomcat作为服务器进行数据开发,是考虑到tomcat性能稳定,具有源代码开放、免费等优点,1在目前是一个比较流行的Web应用服务器。关于数据库的选择上,目前比较流行的有DB2、Mysql、Sqlserver等,通过对适用对象、成本、功能、界面、效率、经济性等多个角度进行分析,本次采用Mysql数据库,适合个人以及小型公司使用。关于开发模式的选择,本次设计的目的在于满足不同用户在任何时间、任何地点完成查询、管理、获取信息等功能,在选择C/S还是B/S开发模式上,进行了优劣势对比,使用B/S能够符合本次系统设计与开发的条件,B/S开发模式能够使用浏览器直接登录系统,还能够实时进行问题的提问,该开发模式能够使得系统信息变成资源化、标准化,从而增加系统的可扩展性。

      关于开发框架SHH,是整个系统的基础架构,能够起到TIGA开发的效率。H即Hiber-nate,可以简化对持久层的访问,SHH框架在提出模型的基础上能够实现将模型格式的转化,转变成本次使用脚本语言使用的Java模式,然后在此基础上进行DAO接口的连接,实现DAO化,最终的效果就是实现两者之间良好的转换与访问。

      技术手段:针对文件的上传,采用 Commons File Uplosad实现文件的上传。针对文件的下载,考虑到本次设计目标中需要保证系统有一个良好的防御性能以及安全性能,因此本次研究拟采用编程代码的方式实现下载。在下载时,具体的下载内部编程为:设置Content_Type、Content-Disposition、Content-Length—弹出下载文件框—Struts2的Stream-Result~—结果类型,二进制数据流的弹出—读取客户端数据流—编译—完成下载。对象为了保证用户信息的安全以及整个系统的安全,进行用户密码加密十分必要。本次设计研究拟采用MD5加密算法的方式,这种方式具有良好的加密性能,在经过运算之后将运算得到的结果与数据库中的数据进行比对,通过一系列验证之后验算两者之间的密码是否合一,具体的验证流程为:验证开始—输入用户名和密码—用户名与密码是否为空(Y)—根据用户名从数据库调取已加密码—是否存在(Y)—将密码转换成为加密码—与数据库码进行对比(Y)—验证通过。

      4.Packet Tracer模拟软件的调整与二次开发

      上文中提到使用Packet Tracer模拟软件,但是在实际中由于客户端调用、解析等问题需要进行调整与二次开发。

      4.1调整

      在使用Packet Tracer模拟软件之前,客户端需要先安装Packet Tracer,但是有些客户端并没有安装,因此需要对未安装Packet Tracer的客户端进行提示,在实验前完成安装。检验是为了能够良好地完成安装,可以采取先行验证的方式,也可以直接在客户端的注册表中创建键项和键值进行试验,就能够了解是否完成安装。或者是采用协议插件的方式编写一个Active控件。这种方式不仅简单,而且目标明确。

      4.2解析

      本次研究制作的PT文件具有自测功能,可是该文件没有与外界的连接接口,因此还需要进行解析。通过对多种解析方式进行分析发现,想要从PT文件中直接提取出实验数据需要借助图像数字识别技术,将其与结果文件解析结合,步骤包含文件的配置、图像的识别等。在文件的配置中,由于本次设计采用的是JSP技术和Java语言,无法实现对本地桌面句柄的直接操作与获取,因此需要使用Jnative框架包。在图像的识别中,考虑到界面大小问题,选择计算量较大、进度较高的模型进行识别。针对上述操作,得到的文件解析步骤为打开文件—获取句柄—进入检查结果界面—获取窗口—绘制窗口DC—

      图像二值化—模型对比—知识点分类。在具体的实现过程中,以绘制窗口DC为例,这个过程能够实现窗体图像化,在实现核心代码的输入之后就能够获得良好效果。

      上述关于得到的知识点由于参考性不高,为了能够为后续的操作提供更加有价值的参考还需要对获取的数据进行整理,可以考虑从了解学生在平台中操作掌握的实际能力进行测试,主要从单一的学生个体、完整的整体以及学生的作业完成情况进行操作,实现统计分析。最后虽然能够及时掌握学生的学习情况,但是由于在实际中会受到各种因素的影响,最后影响到统计结果,因此需要重点分析学生操作失误的原因、学生最终反馈的结果文件数量差异等情况。为了能够解决上述问题,可以在数据库中作业文件属性建立标志字段,就可以避免将相同的文件计算到统计序列中。

      5计算机网络虚拟实验教学平台的实现与调试

      最后只有通过实现与调试才能够发挥出前面设计的意义。本章节重点对设计的系统的功能与性能进行测试分析。

      5.1实现

      不仅需要实现基本的功能与性能要求,还需要保证有一个良好的互动界面。前台管理系统满足不同使用者对信息的查询与管理。从学生需要了解到具体的课程信息为例,进入到课程模块,点击课程查询,在成功登陆之后进入到课程子模块,找到自己需要上的某一节课就能够了解到关于课程的相关信息。如果学生对课程以及其他有建议或者意见,可以直接在留言模块进行留言,发表自己的想法或看法,或者回复其他同学的留言。实验管理模块实现教师实验作业文件的下载等。针对学生实验操作,学生在安装完成ActiveX控件后进入到实验模块,系统自动检查到是否安装Packet Tracer,检测完成后进入到作业文件界面,进行下载和实时实验操作,如果未安装系统自动弹出安装信息,提示用户需要安装才可下载。

      针对实验结果,为了保证后续系统的良好操作性能,在最初的设计阶段就需要考虑到今后的使用,因此对实验结果的分析方式可以采取多种方式进行解析,教师能够统计分析学生的测试情况并进行查询。针对后台的管理,主要是针对数据信息的管理与维护,只有有一定权限的特殊用户才能够进入该后台系统。

      5.2调试

      调试的目的是在不断优化系统的过程中保证软件符合教学需要。调试主要从两个方面进行:功能与性能。功能调试是用户登陆系统进行反复的测试,在测试过程中发现问题并及时纠正。本次针对性能的测试以及调试采用某测试软件进行分析,在分析了系统的软件环境之后开始进行功能测试,从系统的结果以及界面测试入手。以测试用户的登陆这一个项目为例,具体步骤为:进行用户名的输入—输入预先设置的错误密码—选择正确的角色,在系统软件运行正确的情况下得到的预期结果应该是会显示密码错误,通过实际测试得到的结果确实为密码错误。之后进行第二次试验,同样输入用户名—输入正确密码—点击选择错误角色,系统正常运行应该得到的预期结果是显示角色错误,实际操作系统给出的结果为角色错误。进行性能的测试,包含负载测试、并发测试以及压力测试,通过测试本次虚拟平台能够容纳超过10个以上用户的操作,从整体的试验情况可以认为系统能够实现较好的运行,但是在承受并发用户这个方面还需要加以改进,整体使用性能良好。

      本次研究进行了对计算机网络实验教学平台的设计、二次开发、实现与调试。本次设计与实现的最终目的是能够符合目前教学的需要,通过从实用、经济等角度进行分析与设计,最终目的就是为了能够为实际的教学工作提供一个更好的基础支撑。

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