基于组件的密码学虚拟实验平台的设计与实现

论述了目前信息安全专业课程体系中密码学实验教学和现有虚拟实验平台中存在的问题,提出了基于组件技术的密码学虚拟实验平台的设计模型和实现方案.利用该实验系统,用户能进行可视化的实验流程定制,可以加入自己编写的算法进行验证及扩充实验组件.组件以JavaBeans的方式开发,不但提高了开发效率,实现了软件重用,而且使实验室易于扩充和进行二次开发,为科研、教学等提供了一个很好的密码学虚拟实验平台.     

一种基于异构资源集成的算法实验平台研究及其实现

针对现有信息类课程算法设计型实验过程中存在实验环境搭建复杂、算法正确性和性能难以进行测试与分析等问题,设计并实现一种基于Web服务的面向异构资源集成的虚拟实验平台。该平台通过将各种算法在服务器端封装为Web服务并生成对应的客户端虚拟实验组件的方式,使学生可以将多种编程语言实现的算法源码直接提交到服务器,并在客户端中根据实验需求选择虚拟实验器件构建实验流程,以便对所提交算法的正确性进行测试和对性能进行分析。以数字信号处理课程虚拟实验为例说明系统的有效性。研究结果表明:该平台的使用可以使学生在无需配置复杂的实验环境的情况下将精力集中于算法的设计和优化,并可以获得直观的算法测试分析结果。     

模型机虚拟实验平台的设计与实现

提出一种基于组件的模型机虚拟实验平台(CPU_VLAB)的设计模型和实现方法.CPU_VLAB采用Java语言实现,具有良好的平台无关性;以Java Bean组件技术开发模型机的基本部件,提高软件的重用性;结合多线程技术的wait和notify机制以及锁的同步控制技术,提出一种组件分类触发调度机制,有效地解决具有复杂关系组件之间的调度运行问题,保证微命令的有序执行.与已有的模型机虚拟实验平台相比,该实验平台不仅在通用性、自主性和可重用性等方面有较大的提高,而且具有良好的可交互性,同时,CPU_VLAB的组件调度机制为开发计算机硬件类课程虚拟实验平台提供参考.实验结果表明:在此平台上,学生能够搭建和验证模型机实验,从而巩固对CPU工作原理的理解,大大提高学生的实践动手能力和创新能力.     

基于动态绑定设计方法的设计性虚拟实验系统

应用动态绑定技术设计和实现了具有可设计性和开放性功能的虚拟实验系统.该系统中,虚拟实验仪器以不依赖于实验的独立组件形式存在,能很好地满足实验者自主设计和主动参与的需求,并具有良好的扩展性.阐述了对设计性虚拟实验系统的动态绑定设计原理和方法,并以光学系列设计实验作为实现的示例.     

基于Internet的通信系统虚拟实验环境设计与实现

采用基于公共对象请求代理体系结构（CORBA）技术的网上虚拟实验系统开发模型, 设计和实现了基于Internet的通信系统虚拟实验环境. 在虚拟实验环境的实现过程中, 客户端采用在浏览器中嵌入Java applet的技术;实验设备采用Java beans组件的形式进行开发和调用;服务器端采用矩阵实验室（MATLAB）作为计算后台;此外, 该系统还采用可扩展标记语言（XML）保存配置信息、 C＋＋调用MATLAB计算引擎、 CORBA的分布式处理、通用组件设计等技术. 与已有的虚拟实验系统相比, 该实验环境不仅在通用性、自主性和可重用性等方面都有较大的提高, 而且具有良好的可交互性, 同时, 实验环境中组件的开发速度也大大提高. 实际应用结果表明： 该虚拟实验环境可以为用户提供一个很好的交互式实验平台, 用户可以利用其中的虚拟实验设备来构造各种实验.     

基于组件架构设计性虚拟实验室的研究

简要介绍了虚拟实验室的概念、特点及架构原则,提出了基于组件架构设计性虚拟实验室的系统结构,并就虚拟实验室中组件设计与信息保存等问题进行了阐述.该系统采用了基于Java的组件对象技术,提高了开发效率,实现了软件重用.用户能可视化定制实验流程.客户端用Java语言实现,具有与平台无关、安全、健壮等特点.     

基于Internet的虚拟实验室平台架构设计

针对现有虚拟实验室的不足,提出了虚拟实验室平台的体系结构及实现方案,对实现虚拟实验室平台的服务器端和客户端所采用的主要技术进行了描述、比较和说明.该系统结构及实现技术具有以下特点以通用的虚拟实验室平台为基础,以组件方式提供具体的仪器设备构造不同学科的实验室;可视化地制定自己的实验流程;动态地引入、创建实验设备对象,按用户需要下载相关的执行文件和资源文件,有效地减小了网络流量;采用多线程技术,提高了执行效率;实验室设备(算法和仪器等)以组件的方式开发,提高了开发效率,实现了软件重用,实验室的功能易于扩充;客户端用Java语言实现,具有与平台无关、安全、健壮等特点; 使用CORBA技术集成异种对象并实现分布式处理等.     

《电力拖动控制系统》虚拟实验平台的开发

针对《电力拖动控制系统》实践教学中存在的问题和学生的不同层次需求,利用MATLAB的图形用户界面开发工具和仿真工具箱,开发电力拖动控制系统的虚拟实验平台.虚拟实验平台由验证性实验、综合性实验、设计性实验和开发性实验组成,不仅能有效扩展实验空间和时间,加强实验内容的深度,提高学生综合运用知识能力和创新能力,而且也可作为科研、设计和分析的重要工具.     

虚拟植物生物学实验室教学实践研究

根据虚拟实验的技术和方法特点,提出植物生物学实验教学改革方向.通过对不同虚拟实验类型应用于实验教学的研究,利用沉浸式、协作式和自适应虚拟实验环境,开设一定数量和比例的验证性、综合性、探索和设计性实验实现学生的设计和创新思维能力培养,分析虚拟实验与实验教学应用的结合点,构建虚拟植物生物学实验室教学系统.     

交互式虚拟产品展示设计平台的研究

基于Virtools开发了一个专业的交互式虚拟展示设计平台。通过对该平台的功能和结构进行分析,探讨了其属性数据的定义、行为交互的控制、组件层次关系的定义与设计和系统优化等关键技术,并以Virtools为开发工具实现了具有部分功能模型的平台。利用一个冰箱的模型及其属性信息,在该平台的基础上构建了其交互式虚拟展示系统,证明该设计平台是可行的。     

虚拟仪器平台在数字图像处理课程中的应用

传统实验仪器在本科专业课程中的实验内容是有限的,以虚拟仪器平台为研究对象,对虚拟仪器在数字图像处理课程中的应用进行研究,发现学生可以灵活的应用此平台进行实验,而不受限于外部资源;实现了对学生理论算法和系统设计能力的培养.     

换热器性能参数实验台自动测试系统的改进

为了满足换热器性能参数实验教学的需要,结合GB／T27698-2011《热交换器及传热元件性能测试方法》对实验台架原有测试系统进行了改进,利用压力、流量、温度等传感器替换了传统仪表。传感器采集到的模拟信号通过ADC0809芯片进行A／D转换,并利用RS232通讯输入系统软件部分,实现了数据的采集、分析和显示。除了信号采集、数据传输工作外,80C196KB单片机作为硬件电路的中央处理器,还利用其HSO．0-HSO．4输出口完成控制信号的输出。利用Labwindows／CVI平台开发了测试系统的软件部分,提高了换热器性能参数实验的精度和自动化程度。     

多目标船会遇实验自动生成算法研究及应用

为验证船舶拟人智能避碰决策（personifying intelligent decision-making for vessel conllision avoidance,PIDVCA）算法的合理性,基于船舶智能操控（ship intelligent handing and control,SIHC）仿真研究平台,通过对雷达标绘中矢量三角形绘图方法逆推分析,初步形成多目标船会遇实验自动生成算法。该算法可以根据验证需求自动生成所需要的实验方案,使得设置多船会遇实验更为便捷、客观和全面。     

基于虚拟仪器的电子实验平台设计

基于虚拟仪器,以PC机作为基本硬件,采用虚拟仪器专业设计软件LabVIEW,设计包括多种常用仪器的电子实验平台,为学生从事课外电子实验与制作提供廉价的实验仪器,以促进实验教学手段和方法的改革.     

结合PCA的t-SNE算法的并行化实现方法

为了提高大数据环境下高维非线性数据的处理速度和精确度,提出一种结合主成分分析(PCA)的基于t分布的随机近邻嵌入(t-SNE)算法.首先,通过主成分分析法对原始数据进行预处理,去除噪声点;然后,结合t-SNE算法,构建K最邻近(K-NN)图,以表示高维空间中数据的相似关系;最后,在Spark平台上进行并行化运算,并在BREAST CANCER,MNIST和CIFAR-10数据集上进行实验.结果表明:文中算法完成了高维数据至低维空间的有效映射,提升了算法的效率和精确度,可应用于大规模高维数据的降维.     

基于计算机虚拟化列车控制系统敏捷测试方法

传统的基于通信的列车运行控制(communication based train control,CBTC)系统测试受真实硬件设备环境的制约而存在瓶颈,针对该问题提出一种基于计算机虚拟化的CBTC系统测试方法.采用计算机虚拟技术模拟物理硬件设备环境,构建CBTC系统虚拟化测试平台.基于该测试平台,设计了一种自适应测试用例约简优排算法,可以在保证测试覆盖率的前提下,约简测试用例的数量,并通过优化测试用例的执行顺序,缩短系统的测试时间.该方法应用于深圳市地铁2号线CBTC系统测试,与传统测试方法进行了对比.实验表明,本测试方法可精简测试用例幅度约45%,测试时间缩短约33%,大幅提高了系统测试效率.     

大型仪器平台应用于本科教学实验的探索

为了更好地开展本科教学实验,将大型仪器平台的精密仪器用于本科教学实验中,将简单、验证性的实验扩展为综合实验,从而激发了学生学习热情,进一步提高了大型仪器的利用率。同时,探讨了对整个仪器平台的开放使用问题。     

基于信号小波预处理的继电保护仿真实验平台

针对传统继电保护教学实验仪器功能单一、造价昂贵等常见问题,设计了基于计算机MATLAB软件和数模转换输出硬件系统的继电保护仿真实验平台。依靠MATALB强大的仿真运算和程序处理功能,通过高性能的数/模(digital/analog,D/A)转换模块和功率放大电路,将灵活的电网模型仿真模拟量传送到待测继电保护设备中,并将设备动作信号收集并反馈;为解决仿真算法引入的系统外部误差,设计了基于小波理论的信号重构方法,使信号稳定的进行转换和输出。通过仿真实验对比,在消除解法器引入的误差时,所提方法明显优于常用滤波方法。最后通过实际微机保护测试实验验证了该实验平台的可行性。     

网络安全课程实验教学平台设计与实现

通过网络安全课程P+T+E教学模式的研究,在网络安全课程实验教学中,使用网络安全实验教学平台进行网上教学。在实验平台设计方案中,重点分析安全性问题,提出了数据加密方案,并在注册和登录模块中引入RSA加密算法。该平台为学生完成网络安全实验、师生交流等提供了一个很好的网上平台,从而改善了教学效果。     

基于嵌入式平台实现的遥感图像城区检测算法

提出了一种城区区域实时检测算法及基于嵌入式平台的实现方式.根据城区是由人造建筑的离散特征聚合而成的特点,城区检测算法划分为原始图像预处理、城区特征点的提取与筛选和基于特征点区域化的城区提取3个环节.通过分析所提出原型算法中各关键环节的处理时间及运算特点,将其分解映射在FPGA+DSP并行异构的嵌入式板卡上,通过流水并行的方式实现.本文提出的城区检测算法已移植于嵌入式板卡在某机载平台上进行了成功的搭载实验,满足实时的城区自动检测需求.