教师管理模块的设计与实现(网络虚拟实验平台)

摘    要
为了实现课程实验教学的网络化工程，网络虚拟实验平台已成为我们的迫切需求。这次毕业设计的目的主要是为了检查使学生综合运用以前所学知识的能力，开发一个多功能的网络虚拟实验台软件。教师管理模块主要实现C/S模式系统的服务器管理功能，包括响应客户端的连接请求、用户注册、登陆、登陆通知、显示在线用户列表、用户退出通知、对系统数据库文件管理、服务器根据路由算法分配最佳节点给客户端进行P2P通信、客户端能随时存取数据等。这次课题分为2个模块：服务器模块和客户端模块。其中客户端模块又包括了网络模块、数据分析模块。服务器模块分为网络模块、数据库接口模块、数据分析模块。网络模块负责提供最基本的数据传输功能，数据库接口模块负责提供对数据的查询、添加、删除功能，数据分析模块解析接收到的数据，并生成需要回复的信息。服务器的数据分析模块还要根据客户端应用层的指令，生成与指令相应的发送信息。网络虚拟实验平台可以更好的帮助学生掌握实验技巧。

关键词：虚拟实验平台；C/S模式；最佳节点；P2P通信；路由算法
 
The Direction of Improving the Virtual Experimental Platform Network
--The Design and Implement of Teacher Administration Module
Abstract
In order to realize network engineering for experiment teaching later, the virtual experiment platform has become our urgent demand. The purpose of the thesis is mainly to develop a multifunctional virtual experiment software for inspecting the students’ ability of comprehensive utilization of the knowledge.  The teacher administration module mainly realizes the C/S pattern system server management function, including the response customer end connection request, the user registration ,lands, lands the notice, demonstrated the on-line user tabulates, the user withdrawal notice, to the system database file management, the server carries on the P2P correspondence, the customer end according to the route algorithm assignment best pitch point for the customer end can deposit and withdraw the data as necessary and so on . The thesis is divided into 2 modules: Server module and customer module. Customer module includes the network module and the data analysis module. The server module is divided into the network module, the database interface module, and the data analysis module. The network module provides the basic data transmission function. The database interface module provides the functions to inquire, add, and delete data. While, the data analysis module analysis the received data, and produce the reply information. The server data analysis module also needs to produce the relative sending information with the instruction, according to the customer application instructions. The network virtual experiment platform can help student grasp the experiment skill in a better way.

Key words: Virtual experiment platform; C/S mode; best pitch point; P2P technology; route algorithm

虚拟实验平台的网络化
计算机技术、大规模集成电路技术和通讯技术的飞速发展，为虚拟实验的发展奠定了坚实的基础。虚拟实验就是在通用计算机上加载相应的软件或硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就像是在操作一台专用的传统试验设备一样。在虚拟实验系统中，软件是整个系统的关键，任何使用者都可以通过软件的相关设置来达到要实现实验的效果。虚拟实验就是利用外部输入(如鼠标的点击、拖动和键盘的敲击等)，将计算机上虚拟的各种仪器，按实验要求、过程，组装成一个完整的实验环境，同时在这个环境中完成实验操作，包括实验器材的添加、实验条件的改变、数据采集以及实验结果的模拟、分析。它包含了虚拟仿真技术、计算机技术、实验技术、网络技术与专业等多方面理论知识。实现虚拟实验平台具有网络基本功能，实现虚拟实验平台具有网络基本功能，客户机和主机，客户机和客户机之间的即时通讯、文件的传输。由于采用了最新的P2P穿透NAT的技术，因此可以实现冲破局域网的限制，实现真正的异地连接，同学可以在家里利用一台普通的能够上网的PC，就能把老师布置的实验作业完成，并且，老师可以通过服务器端，了解进度情况，可以适时的指导其实验，从而达到了更好的教学效果。

项目设计思路
我们开发的“微机接口虚拟实验平台”采用“虚、实”结合的设计思路，强调实用性、效益性，最大限度地仿真真实的实验环境。该系统主要实现了“硬件实验台”的虚拟化，将硬件实验台“搬”到了微机的显示屏幕上，构建了“虚拟实验台”，而原有在微机上的实验操作环境和方法仍然保持不变，这也是本系统的主要特点之一，从而实现了系统的开放性，保证了最大的“真实性”。“虚拟实验台”包含虚拟接口电路和虚拟实验操作台。“虚拟接口电路”是实验程序和虚拟实验操作台的连接通道，包含了实验中常用的I/O接口芯片，有8253、8255、A/D、D/A等，具有与实际芯片相同的功能，并与实际的微机实现了“连接”，能够被实际的实验程序所访问，同时又能与虚拟实验操作台相联系。
“虚拟实验操作台”主要包括常用的外围单元电路，如指示灯、数码管、键盘、开关传感器等，它是一个交互性较强的可视化界面，不仅可以指示或反映出实验的结果，同时学生可以通过鼠标来进行模拟的连线、操作和使用虚拟的测试仪器进行检测等。虚拟实验操作台的设计主要通过多媒体技术和语言编程来实现，一方面要注重界面的逼真，另一方面还要注重模拟实验操作的灵活性和开放性

工作任务及要求
(1) 本毕业设计的主要任务：
综合运用以前所学的专业知识，设计开发一个多功能虚拟实验平台软件教师管理模块。实现虚拟实验平台具有网络基本功能，打破各种局域网不能互访的问题，客户机和主机，客户机和客户机之间的即时通讯、数据的传输。本模块设计要求实现部分功能——响应客户端的连接请求、分配最佳相邻节点给客户端进行P2P通信、客户端能随时存取数据等；能实现教师对学生列表的添加与管理，添加时能进行身份验证；能实现相关个人的设置（比如名称及口令的更改等）。
(2) 本毕业设计的相关要求：
① 本系统的开发要求采用C/S结构，选用所熟悉的开发工具及开发环境Visual C++ 6.0进行本系统的设计与开发。
② 本毕业设计要求提供能实现文件传输等功能的软件，要求软件具有操作简便、界面友好等特性；。

目  录
1 引  言 1
2 概  述 1
2.1 项目背景 1
2.2 项目介绍 1
2.2.1 虚拟实验平台的网络化 1
2.2.2 项目设计思路 2
2.2.3 项目功能简图 3
2.3 项目要求 3
2.3.1 工作任务及要求 3
2.3.2 B/S与 C/S 4
2.4 项目难点及解决方法 4
2.4.1 IP处理问题 4
2.4.2 Client之间的通信问题 4
(毕业设计)
2.4.3 服务器分配邻居节点的问题 4
3 项目模块的划分 5
3.1 服务器端/客户端数据传输过程简图 5
3.2 网络通信模块 5
3.3 数据接口模块 7
3.3.1 数据库的建立 7
3.3.2 数据库连接控件ADO介绍 10
3.3.3 对数据库操作实现 12
3.4 数据分析模块 13
3.4.1 提供基本网络事件处理功能类CCommandProcessor 13
3.4.2 提供其它应用层功能类 CCrealCmdProcessor 15
3.4.3 服务器如何分配最佳节点 16
3.4.4 Floyed算法实现 17
4 测试程序效果演示 20
4.1 程序效果演示说明 20
4.2 注册 20
4.3 登陆 21
4.4 显示在线用户 21
4.5 退出及退出通知 21
4.6 服务器记录用户状态 22
4.7 服务器退出通知所有在线用户 23
结    论 23
参考文献 23
致    谢 25
声    明 26