计算机网络虚拟实验教学平台的设计与实现探索

张海波

摘要：随着科学技术的不断发展，在计算机网络教学中，必须充分重视实践操作能力，只有这样才能确保教学质量得到提高。因此，必须加大力度深入研究虚拟实验教学平台的设计开发和应用，为学生提供一个良好的学习平台，从而使学生可以得到全方位的培养，并且学习效率进一步提升。

关键词：计算机网络 虚拟实验 教学平台 设计

中图分类号：G712  文献标识码：A  文章编号：1009-5349（2018）21-0199-02

一、计算机网络虚拟实验教学平台的研究现状分析

当前，计算机网络技术已经广泛地应用到了社会各个领域，并且竞争也是愈演愈烈，对于计算机网络人才有着极大的需求量。因此，学生必须在计算机网络技术的学习中对于自身全面发展和学习给予高度重视，能够熟练的掌握网络的基本操作，并了解网络设备的软硬件管理，从而可以更好地实现网络的虚拟管理。然而，传统的计算机教学模式已经不能很好地适应社会发展对于计算机人才的需求，学生也不能通过自身的探究以及利用计算机的实验来增强解决问题的能力。并且，大部分学校所提供的计算机网络实验环境也存在着诸多弊端，其主要表现在以下几个方面：一方面，学校提供的计算机网络实验相关的硬件设备还不够完善或是质量不过关，学校开展计算机网络实验过程中，通常是很多学生分为一组共同进行实验操作，这使得学生无法真正提高动手能力。还有就是在不断的实验过程中，网络实验设备必然会发生一定的损耗，并且硬件资源在实验室中分散放置，很难实现共享，因此学生很难提升动手操作能力。另一方面，在传统的实验环境下，很多学校都没办法为学生提供良好的實验环境，导致学生不能自主地学习探究，也就无法达到实验教学的目的。

二、计算机网络虚拟实验教学平台的设计开发措施

（1）需求方面的分析。在设计和开发计算机网络虚拟实验教学平台的过程中，一定要确保使用的系统具有极大的发展前景。因此，在对系统进行开发和部署的过程中，必须非常注意系统运行的效率及实用性一定不能受到影响。所以，首要考虑的是对计算机网络虚拟实验教学平台的需求进行深入分析。而对网络平台进行软件可行性分析及精细化分析是分析系统需求中最为关键的，经过分析后再决定计算机网络虚拟实验教学平台的设计基础以及不同类型的分析方法，并充分考虑各种有可能存在的影响因素，从而为设计系统制定全面清晰的目标。

（2）功能方面的分析。为了能够切实有效地提升计算机网络虚拟实验教学平台的教学成效，在对实验平台进行设计时，就必须充分考虑用户的需求。客户端的功能一定要丰富，并强化日常管理。另外，必须对教师及管理人员给予足够的管理权限，使他们能够在计算机虚拟实验教学平台的使用过程中享受丰富的用户体验。首先，在对计算机网络虚拟实验教学平台功能进行分析时，设定的最高权限用户必须是管理人员，从而对整个网络系统平台进行全面的管理。其主要涉及的功能为：用户管理，管理人员可以对用户的添加、删除、修改密码以及设置权限等进行管理，充分掌握所有用户的使用情况;课程管理，管理人员对学生的实验课程及实验时间进行合理的安排，确保整个课程实现优化配置。其次，对教师功能需求进行分析。教师作为最常使用教学平台的人员，可以通过平台与学生建立近距离的沟通交流，从而可以及时对学生的学习情况进行有效的掌握。最后，对学生功能需求进行分析。学生可以通过此平台对课程的具体时间、地点以及实验方案等有足够的了解，并且能够清楚地知道教师对自己的教导，通过留言功能向教师请教问题，从而使师生之间的交流效率得到有效的提高。

三、计算机网络虚拟实验教学平台的设计以及系统实现

计算机网络虚拟实验教学平台主要可以分为引擎层、仿真框架层以及实现层三个层次结构。其中引擎层主要指的是计算机网络虚拟实验教学平台的底层绘制工作，并在其基础条件上，对系统运行所需的相关消息进行采集，进而对收集到的信息进一步整合处理，这样能够使计算机网络虚拟实验教学平台的整体数据达到初始化的目的，销毁多余的数据信息。而仿真框架层是指专门为仿真系统提供的通用框架，其建立在引擎层的基础之上，对实验模拟流程进行数据模拟及流转，从而达到引擎层功能调用的目的。而在仿真实现层的机构框架上，可以使计算机网络的仿真系统各项功能得以发挥作用，其中包括网络拓补、网络协议及各类网络设备。为了能够实现计算机网络虚拟实验教学平台畅通稳定的运行，该平台采用的是B/S架构，并依托于Java2D基础之上建立的虚拟实验平台，该技术还是底层的绘制技术，而整个系统的开发是立足于Applet插件来得以实现的，该插件可以在浏览器当中嵌入，这样就可以在Windows等系统中使计算机网络虚拟教学平台得到高效的运行及使用。在开展计算机网络虚拟实验教学平台设计中，其主要采用的是MVC机制，该项机制在掌握数据、视图及控制器方面起到了决定性作用，保证了三者之间可以在耦合机制下紧密的联系在一起。

四、计算机网络虚拟实验教学平台的数据库设计

为了增强计算机网络虚拟实验教学平台的运行效率，就必须高度重视数据库内的存储数据结构的设计，因此在进行相关设计工作时，必须特别注重对数据库存取效率的提升，确保数据的完整性以及一致性得到科学合理的认可，进而还可以使系统内的其他程序设计得到相应的提高。在数据库的完整性得到有效保障的同时，在处理数据过程中也要保障以下几点特征：首先，必须对数据库内的数据按照类型进行精准的划分，并且在单一的数据表格的数据之间不发生冲突的基础上，并行的数据表格之间才能不冲突，从而可以更好地实现接受相关参数及返回相关的状态等功能。其次，在数据库中，采用嵌套调用数据表，从而达到数据存储查询，以及高效处理数据库信息的目的。此外还能够与触发器建立有效的联系，使得数据库得到更好的保护。在设计数据表结构的过程中，计算机网络虚拟实验教学平台主要包括学生、教师以及课程信息表、测试系统表等，这些数据信息都将会在设计结构的过程中体现出来。之后，运行数据库的过程中，统计表内的系统服务数据可以被快速地提取、汇总成相关的信息。同时可以集中、安全地对数据库中的各个程序段进行控制管理，确保整个控制系统得到有效安全的维护。管理者分工明确，进而使数据库的管理更加高效、安全。

五、结语

总而言之，在计算机网络技术迅速发展的形势下，社会各领域对于计算机技术型人才的需求越来越大。当前，高校针对计算机人才的培养模式也在随着时代的发展不断地进行优化，希望能为学生打造一个优良的计算机网络实验环境。计算机网络虚拟实验教学平台的设计及开发，主要是为了学生的实践操作能力能够得到有效的提升，更好地避免传统实验教学中的弊端，培养学生的自主创新意识和能力，增强师生之间的良好沟通。

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责任编辑：张蕊