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1、1 r 浙江大学硕士生毕业论文摘要浙江大学电工电子网络实验室( N E T L A B ) 是基于I n t e m e t 的远程实验室。它采用双C S ( C l i e n t S e r v e r ，即客户端服务器) 结构，由客户端、控制端和服务器三部分组成，所有实验设备经由控制端通过网络接入服务器平台，向远程用户提供服务。论文主要讲述了网络实验室系统的可扩展性设计，实验服务器的功能改进和性能的优化，以及网络实验室用户管理系统的设计和实现。论文首先介绍了国内外远程实验室的基本状况和本文研究的项目背景，并从整体上简要介绍了浙江大学电工电子网络实验室。系统可扩展性设计部分内容包括：建立实
2、验服务器软件的版本控制系统；用E c l i p s e 替换J B u i l d e r ，提高开发平台的可扩展性；对实验服务器软件代码进行全面有效地静态代码分析，收集和整理代码信息；为实验服务器系统构建完整、可扩展的测试体系；对实验服务器代码进行代码重构，改善代码的内部结构。实验服务器功能改进和性能优化部分内容包括：对实验服务器系统资源( 包括系统日志、T C P 连接、线程、数据库连接、实验设备) 的应用和管理进行了全面设计、优化和实现；通过收集和分析系统软件运行过程中的状态信息，对系统进行了有效的故障诊断和性能优化。网络实验室用户管理系统设计部分，优化了用户管理规则，并说明了基于J
3、S P 技术的网络实验室用户管理系统的实现方案。最后，论文还对网络实验室的进一步发展进行了技术探索，并提出了相应的改进建议。关键字：网络实验室，服务器，扩展性，版本控制，测试，重构，系统优化，用户管理1 r 浙江大学硕士生毕业论文A b s t r a c tN E T L A Bi sa l lI n t e r a c t - b a s e dr e m o t el a b o r a t o r y I ti sb a s e do nd o u b l eC S( C l i e n t S e r v e r ) a r c h i t e c t u r ea n di n c
4、 l u d e sC l i e n t ，C o n t r o l l e ra n dS e r v e r A l le x p e r i m e n td e v i c e sa r ec o n n e c t e di n t os e r v e rv i an e t w o r ka n du s e db yr e m o t eu s e r s 。T h et h e s i sp r e s e n t st h ed e s i g no ft h ee x p a n s i b i l i t yo fN E T L A B ，t h ea p p r
5、o a c ht ot h ef u n c t i o ni m p r o v e m e n ta n dt h ep e r f o r m a n c eo p t i m i z a t i o n ，a n da l s ot h ei m p l e m e n t a t i o no ft h eu s e rm a n a g e m e n ts y s t e m A f t e ri n t r o d u c i n gt h ed e v e l o p m e n to ft h er e m o t el a b o r a t o r ya th o m
6、ea n db o a r d ，a n dt h ep r o j e c tb a c k g r o u n do ft h et h e s i s ，a l li n t r o d u c t i o no fN E T L A Bi sp r e s e n t T h ec o n t e n to ft h ed e s i g ni nt h ee x p a n s i b i l i t yo ft h ee x p e r i m e n t a ls e r v e ri n c l u d e s ：t h ee s t a b l i s h m e n to
7、ft h ev e r s i o nc o n t r o ls y s t e mf o rt h ep r o j e c t ；u s i n gE c l i p s et or e p l a c eJ B u i l d e r , i m p r o v i n gt h ee x p a n s i b i l i t yo fd e v e l o p m e n tp l a t f o r m ；c a r r y i n go u ta ne f f e c t i v es t a t i cc o d ea n a l y s i st ot h ee x p e
8、 r i m e n t a ls e r v e r , c o l l e c t i n gt h ei n f o r m a t i o no ft h ee x i s i t i n gc o d e ；t h ec o n s t r u c t i o no ft h ee x t e n d i b l et e s t i n gs y s t e mf o rt h es e r v e r ；r e f a c t o r i n gt h ec o d ea n di m p r o v i n gt h ei n t e r n a ls t r u c t u
9、r eo ft h ec o d e T h er e l e v a n tp a r t so ft h ea p p r o a c ht ot h ef u n c t i o ni m p r o v e m e n ta n dt h ep e r f o r m a n c eo p t i m i z a t i o ni n c l u d e s ：t h eo p t i m i z a t i o no ft h em a n a g e m e n ta n da p p l i c a t i o no ft h ee x p e f i m e n 瞧s e r
10、v e rs y s t e mr e s o u r c e s ；t h ec o l l e c t i o na n da n a l y s i sw i t ht h es t a t u si n f o r m a t i o no ft h es y s t e mi nt h em n t i m e ，c a r r y i n go u ta ne f f e c t i v ef a u l td i a g n o s i sa n dp e r f o r m a n c eo p 矗m i z 雉。珏f o rt h es y s t e m 。T h ed e
11、 s i g no ft h eu s e rm a n a g e m e n ts y s t e mi n c l u d e st h eo p t i m i z a t i o no ft h eU s e rm a n a g e m e n tr u l e s ，a n da ni m p l e m e n t a t i o nt ot h eu s e rm a n a g e m e n tu s i n gt h eJ S Pt e c h n o l o g yi sp r e s e n t e d A tt h ee n d ，d i s c u s s i
12、o na n dp r o p o s a lo ft h ef u r t h e rd e v e l o p m e n to fN E T L A Ba r eg i v e n K e yW o r d s ：N E T L A B ，S e r v e r , E x p a n s i b i l i t y , V e r s i o nC o n t r o l ，T e s t i n g ，R e f a c t o r ,S y s t e mO p t i m i z a t i o n ，U s e rM a n a g e m e n t1 r 浙江大学硕士生毕业
13、论文1 1 引言第一章概述众所周知，实验技术是对科学理论进行验证及对未知知识进行探索的主要手段，实验教学相对于理论教学而言更具有直观性、实践性和创新性，实验教学在加强学生素质教育与培养创新能力方面有着重要的、不可替代的作用。然而，在网络教育中，学生远离学校，不能在实验室里做实验，这对于理工科的学生学习技术类课程来说，网上学习将会带来许多困难。于是如何实现这一从感知到理解的过渡，是网络教育系统中需要迫切解决的艰难问题。对于在校学生来说，某些环境恶劣、耗资大的，无法在实验室完成的实验也有同样的问题需要解决。另外，由于实验系统是一个资源高度密集的系统，维护实验设备、实验体系以及实验教学需要大量资金和
14、人力成本的投入，所以从降低实验系统成本并兼顾实验教学的角度考虑，需要引入一个新的实验系统实现方案。网络实验室及网络实验技术的出现，为解决这些难题提供了一种有效的途径。网络实验室及网络实验技术，是近年来信息技术迅速发展的产物。虚拟实验室，美国国家研究委员会将其定义为：“一个无墙的中心。研究人员能在其中从事科学研究和工程设计，不必顾及地理位置的限制，实现同行间、同事间的互动，共享仪器、设备、数据、计算资源以及数字图书馆的信息【l 】。“网络实验室及网络实验技术通过综合使用虚拟仪器、虚拟现实、数据库、网络和计算机实时控制等多种技术，为实验者营造虚拟的实验环境。实验者的指令通过网络发送给实际的设备或者
15、仿真对象，实验的结果以图表、示意图、动画等形式反馈给用户，以达到与普通实验室相同的实验效果。它不仅仅能够提高远程教育的教学效果，更加重要的是使一些缺乏实验条件的学生，通过网络同样能够“身临其境的观察实验现象，甚至和异地的学生合作进行实验。通过远程实验系统可以解除传统实验所无法克服的场地和时间的限制，同时可以大大地提高设备的利用率，有效地降低实验成本，在相同经费的情况下，提供更加丰富的实验内容和更加先进的实验设施【2 J 。一方面，网络实验室及网络实验技术是今后实验教学技术发展的一个重要方11 r 浙江大学硕士生毕业论文向，另一方面，到目前为止，还没有一个统一、完善的网络实验室及网络实验技术标准
16、，而且网络实验室及网络实验技术也还没有得到广泛普及，所以在这种情况下，对网络实验平台的研究、实践，技术的完善，经验的积累和总结具有重要意义。1 2 国内外网络实验室研究现状网络实验室研究始于9 0 年代，是随着P C 机和网络的发展而出现和发展的，总体来看，虚拟实验室的发展是一个控制虚拟设备到控制物理设备的过程。2 0 世纪末2 1 世纪初，国内外开始大量出现对远程实验系统的研究和应用。如美国麻省理工学院的w 曲L i b ，卡耐基梅隆大学的虚拟实验室，新加坡南洋理工大学的网络控制实验室。国内的院校有中国矿业大学的网络虚拟机电测试实验室，大连理工学院的远程虚拟实验室系统等【3 】。目前多数的虚拟实验室采用如图1 1 所示的架构，客户端通常基于W e b ，通过W e b 服务器自动下载客户端软件，然后客户端程序与真正的服务器建立通讯，进行实验。整个系统由客户端，服务器端以及控制端实验设备组成吲。浏览器- - 一 2 圆：I 一一客户端服务端控制端图1 1 远程虚拟实验室典型结构图服务器负责实验系统的请求监听、实验调度、数据路由、用户管理、
