虚拟实验系统的分类研究
[摘要]虚拟实验系统的分类是一项基础工作。近二十年来，众多的虚拟实验系统得到了广泛使用，但学术界尚未研究出一套有效的分类方法，影响了虚拟实验系统的研究。文章从虚拟实验的流程出发，给出了基于实验对象、实验设计和实验控制的三维的分类方法。
[关键词]虚拟实验；分类；实验对象；实验设计；实验控制
[中图分类号]G420
[文献标识码]A
[论文编号]1009－8097(2011)10－0117－04
一 引言
自从1989年Gentral Florida大学教育训练研究院建立了第一个虚拟系统实验室以来，国内外有很多组织都已经开展了虚拟实验系统的研究和建设工作，特别是在一些著名的大学和重点实验室中，已经建好并投入使用的虚拟实验系统也不少，下面仅列出一些比较有代表性的虚拟实验系统。
第一类，根据仪器设备的真实性来划分：基于软件模拟的虚拟实验系统，有单机版的，也有基于网络的虚拟实验系统。软件仿真虚拟实验通常由一组仿真引擎模块组成，通过对实验数据的建模和数学求解对实验过程、结果进行计算机仿真。基于虚拟仪器的虚拟实验系统，也称为远程控制实验，这类虚拟实验系统一般都是基于网络的。远程控制实验核心部件是可以接受数字控制的实验装置和同时连接实验装置和网络的控制器，用户通过网络访问控制器，调节实验装置的算法、参数等要素，通过数据反馈、视频直播等方式实时得到实验结果。
第二类，根据虚拟实验系统的开发技术来划分：基于VRML-JAVA的网上协同虚拟实验系统、基于J2EE的网络虚拟实验室、基于NS2的虚拟实验系统、基于Flash的虚拟实验系统、基于MATLABWeb的虚拟实验系统，等等。
第三类，根据学科门类划分：机械工程虚拟实验系统、机械制造虚拟实验系统、机械设计虚拟实验系统、电子电工虚拟实验系统、大学物理虚拟实验系统，等等。
第四类，根据虚拟实验的类型来划分：演示型虚拟实验、验证型虚拟实验、测量型虚拟实验、设计型虚拟实验等。
这些分类是一个好的开端，但却没有一个成熟的分类标准，因而不能回答虚拟实验系统开发与应用中出现的一些基本问题。从计算机科学角度来看，一类系统的分类一旦形成，就会促进该类系统的程序设计、应用开发、系统设计、系统优化。同时，好的分类也有利于知识的积累、传播和重用。我们的研究工作首先说明什么是虚拟实验系统，并分析其分类的需求和难点，进而提出一种有效的分类方法，直接为虚拟...
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