1、毕业设计文献综述电气工程与自动化基于MATLABWEBSEVER的数值计算远程实验室系统摘要远程虚拟实验室是一种基于WEB技术、虚拟仿真技术构建的开放式网络化的虚拟实验室教学系统。随着WEB技术和仿真技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了可以辅助高校的科研工作，在实验教学方面也具有利用率高、易维护等优点。MATLABWEBSERVER是MATLAB的一个工具箱,通过它可以为远程用户提供MATLAB的计算服务，即用MATLABWEBSERVER实现客户服务器的运算模式。本文主要介绍了基于MATLABWEBSERVER的远程虚拟实验室系统的研究历史、研究现状、发展潮流等。
2、关键词MATLABWEBSERVER数值方法虚拟实验室一、引言在传统的学校教学过程中，实验室是必不可少的。在做每一个实验的过程中，不仅是让学生对书本上的理论知识有一个更直观的了解，而且能让学生自己动手、学以致用。通过做实验，还能培养学生的创新能力。但是传统的实验室里，必须为每一个学生配备一套实验设施（如电脑、实验箱、各种元器件和芯片等），所以传统的实验室的建设是昂贵的。并且学生如果要做实验，必须到实验室做，这在地域上也有一定的局限性。远程虚拟实验室系统可以同时避免以上两个问题，它不仅建设成本低，且维护方便，学生只要能连接上网络，就能随时随地的访问虚拟实验室系统。远程虚拟实验室系统的方便、快捷、
3、低成本、易维护等优点都是传统实验室无法比拟的。远程虚拟实验室实际上是一种基于WEB技术、虚拟仿真技术构建的开放式网络化的虚拟网络实验室教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化。随着WEB技术和仿真技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了可以辅助高校的科研工作，在实验教学方面也具有利用率高、易维护等优点1。近几年来，国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了远程虚拟实验室系统。二、研究历史与现状网络教学已经成为现在教育的一种重要的手段，远程实验室系统是网络教学的一个重要组成部分，目前的网络实验室系统大致可以分为以下几种方式。网络演示系统事先将实验的过程完整拍摄下
4、来或者事先将实验过程制作成FLASH、PPT等形式放在网络上供学生和教师使用，这种方法比较死板，不会变通，难以解决现实的问题；利用网络进行数据传递和处理的实验室系统这种方法是指学生通过与网络连接的计算机输入数据，服务器接收数据，进行处理，然后将获得的结果返回给学生机的WEB界面，这种方式是实时的根据学生的不同问题给出不同的解答，比较灵活；基于虚拟仪器的网络实验室系统在这样的系统里，每个模块或者图标代表某个特定的元器件或者仪器，可以为学生提供一个自主研发的平台2。MATLABWEBSERVER是一个多线程的TCP/IP模式的服务器端服务程序，它可以在MATWEBCONF中配置到任何合法的TCP/
5、IP端口3。基于MATLABWEBSERVER的虚拟实验室系统实际上是一个MATLABWEB技术的应用。主要由两部分组成，一部分是MATLABWEB服务器，它是一个可执行的应用程序MATLABSERVEREXE，是MATLAB应用程序运行的环境；另一部分是WEB服务代理，一个可执行程序MATWEBEXE，它将所有对MATLAB的请求重定向到MATLABSERVEREXE进行处理4。MATWEBEXE是MATLABWEBSERVER的核心，负责解释客户机通过HTML页面发送的请求，MATLAB应用程序通过MATWEBCONF文件找出MATLAB程序路径，把参数传给该进程进行计算，并将处理结果通过
6、MATWEBEXE返回给客户。基于MATLABWEBSERVER搭建虚拟实验室的优势就在于避免了安装MATLAB软件和烦琐的程序输入，系统可以根据用户的不用问题做出相应的解答，能使老师和学生随时随地利用INTERNET方便快捷地进行远程交互式仿真实验6,7。前人在研究虚拟实验室搭建的时候涉及到两种模式B/S模式和C/S模式。B/S模式下的系统主要是基于HTTP模式的，它在系统需要升级的时候只需要在服务器上进行升级就可以了，且B/S可以允许用户量较大的系统，可以将数据集中存放于总部的数据库中，能适用于任何网络，这些方面都是C/S模式下难以做到的，B/S结构在代码重用性、系统维护和升级方面也比C/
7、S模式有明显的优势1。目前基于MATLAB的WEB技术的其他应用还有布莱克斯克尔斯期权定价模型8、基于MATLABWEBSERVER的神经网络目标识别3、基于生态学习惯的管理运筹学网站设计与开发、在线作图等。三、发展潮流通过MATLABWEB服务代理，使得在WEB环境下调用MATLAB成为可能。世界各地的人们只需通过INTERNET将数据发送给MATLABWEB服务器，借助MATLAB的强大计算与图形展示功能，可以很容易地获得计算结果（包括了数据、图像和视频等）9。功能的强大和使用的便捷使得更多的人关注到MATLAB的WEB技术。MATLAB的WEB技术的应用有向智能化、实时化、便捷化的趋势发
8、展。如金融分析、工业实时监测、虚拟实验室形式的远程教学等4。基于前文介绍到的几种虚拟网络实验室的形式，在今后，还是有改进和发展的空间的。一方面，可以考虑将远程虚拟实验室系统和远程实物联系起来，服务器经过数据的分析和处理，给出对远程实物一些实际的操作信号；另一方面，虚拟实验室系统可以做成一个涵盖为用户提供信息管理、实验、系统集成等在内的多项功能的综合性的实验教学与实验管理平台10。四、总结通过以上分析可以看出，MATLAB本身具备强大的计算、绘图和视频制作功能。它的WEB技术应用更是能将网络传回的数据进行实时处理，这在课堂教学方面，打破了以前课件死板不变的形式，在远程教学方面，这一技术方便了学员
9、的自主学习和自主研究。我国目前国力还不是特别雄厚的前提下大力提倡职业教育及远程网络教育，这一技术势必能大大减少相应的教育资源，同时也使远程学员能方便快捷的通过网络互动的模式掌握原本需复杂计算及图形展示相关的课程。同时，MATLAB的WEB技术还可以应用在金融、医学、工业等多个领域，但是，要实现应用推广的同时也对MATLAB软件的兼容性、计算能力、计算速度和传输数据的安全性、实时性提出了更高的要求。五、参考文献1黄安贻,张婧婧网络虚拟实验室的实现方案J武汉船舶职业技术学院学报,2008,25278802周传胜，王连明，邢雪峰基于MATLAB的网络交互式虚拟现实实验系统的研究J实验技术与管理,20
10、07,2491021053李世银,辛晓丽,罗驱波基于MATLABWEBSERVER的通信原理远程仿真系统开发J电气电子教学学报,2005,2731031054KENANSAVAS,KAZIMYILDIZAWEBBASEDCLUSTERINGANALYSISTOOLBOSWBCADESIGNUSINGMATLABJPROCEDIASOCIALANDBEHAVIORALSCIENCES,2010,2527652805周薇娜,胡文骅,卢秀芝基于MATLABWEBSERVER的神经网络目标识别方法J计算机应用,2008,28123693716李伟红,龚卫国,秦岚,刘嘉敏基于MATLAB和WEB技术的远程数据处理方法J测控技术,2004,23423257LPETROPOULAKIS,BSTEPHENWEBCLASSSOFTWARETOWEBENABLEMATLABFORCOLLABORATIVEUSEJADVANCESINENGINEERINGSOFTWARE,2005,364975038王平泽基于WEB环境与MATLAB技术进行期权价值分析计算机与信息技术,2005,16547509蒋霞基于MATLAB的通信系统动态仿真应用塔里木大学学报,2006,182697210张晓光,王艳芬,王刚基于MATLABWEBSERVER的数字信号处理远程仿真J电气电子教学学报,2009,31186107
