虚拟仪器技术软件

虚拟仪器技术软件（共12篇）

虚拟仪器技术软件 篇1

一、网络虚拟技术中软件开发技术的技术基础

在网络虚拟化技术中, 能够形成严格的理论体系, 并观察在现场是否存在需要进一步完善的内容, 对于常见的技术性问题, 通过网络虚拟化都能够得到很好的解决, 这种技术方法中, 比较常见的是将虚拟技术与实际使用需求相互结合, 达到更理想化的经营管理标准, 在此过程中也能够更好的体现出网络技术的先进性。软件开发技术在网络虚拟环境中应用, 可以先对基础框架进行构建[1], 这样所形成的程序框架才能够充分的融合技术性方法, 并在其中体现出软件功能稳定性。需要将程序嵌入到硬件中, 这样所形成的网络系统中, 才能够达到理想化的经营使用标准, 当发现技术性问题时, 也可以通过这种方法来进行更加深入的研究优化, 将可能会发生的问题充分结合, 并探讨出技术性解决方案, 网络虚拟技术可以在局域内进行, 也可以在全面发展建设计划中落实应用, 观察是否存在需要完善的内容, 并采取技术性解决方案。在全面的技术支持基础上, 能够使软件设计得到更好的应用。

二、网络虚拟技术中的软件开发分析

1. 叠加组网技术。

叠加组网是网络虚拟技术中独有的, 能够将多个网络体系结合起来, 提高信息共享的效率, 在此基础上所进行的软件功能实现也更加稳定, 这种网络虚拟技术是与局域网为基础来进行的, 在此基础上所开展的各类管理任务也能与实际情况保持一致, 目前所应用的技术中, 涉及范围比较广的是可扩展网络, 软件开发期间的功能, 使用一段时间后可能会落后于主流技术, 在此基础上所进行的软件优化更新需要浪费大量的时间与设备内容, 但通过这种叠加技术, 能够在设备中形成可拓展空间, 当软件需要针对漏洞进行更新时, 便能够在网络环境中自动进行, 这样所进行的设计任务也与实际情况更加贴近, 能够充分的保持一致。

2. 无状态传输隧道。

是在网络环境中所构建的, 实际使用时是以物理学为基础来进行传输隧道构建, 充分发挥了网络虚拟化技术的有点, 所设计的结构中, 为软件开发设计阶段预留了足够的空间, 也能够根据使用过程中需要优化的技术进行现场进一步调整, 这种方法是十分有效的。隧道的长度可以根据实际使用需求来进行设定调整, 预留部分长度空间用来进行软件开发后的补丁更新。

3. 虚拟化资源调度技术。

对网络虚拟技术中的资源进行充分应用, 使其在应用阶段能够充分发挥作用, 在此基础上所进行的管理计划。资源的调度过程中, 需要将具体的使用功能作为设计方向, 并在网络平台中进行定向调整, 这样接下来所进行的各项开发与设计任务才是真实有效的, 智能化控制技术中所涉及到的理念中, 大部分是有关于理论性方法的, 在与实践相互结合时, 还需要将资源优化利用放在首位, 使网络技术能够得到更全面的应用[2]。网络虚拟化可以节省大量的空间, 为接下来将要进行的软件开发设计创造有利条件。

4. 虚拟集群技术。

最后是将虚拟化技术相互融合进行, 在现场所进行的管理任务可以得到更深入的落实, 并且在此基础上所开展的软件功能优化也能在硬件中得到实现, 使所开发的软件功能完善, 并且嵌入到硬件中之后能够快速的实现功能, 对电子行业的未来发展也会起到促进作用。

同构虚拟集群。同构虚拟集群通过控制平面扩展, 将多台相同类型的物理设备虚拟成单台逻辑设备, 通过资源控制器实现多台物理设备的资源共享与灵活调度。采用池化技术的设备拥有单一的控制与管理平面, 对外采用唯一标识。相对于原物理设备, 在设备容量与可靠性方面有显著提升。该技术主要应用在骨干网, 解决核心节点单机转发和吞吐能力不足的问题。上述技术在应用时都需要配合网络虚拟技术框架来进行, 这样功能实现才更高效稳定。

参考文献

[1]杨丽, 郑小发, 夏北京.云桌面虚拟化技术环境下的高职学生多元化网络虚拟技术教育研究[J].物联网技术, 2013 (10) .

[2]赵慧玲, 解云鹏, 史凡.网络虚拟化及网络功能虚拟化技术探讨[J].中兴通讯技术, 2014 (04) .

虚拟仪器技术软件 篇2

基于 multisim 的虚拟仿真软件在数字电子技术 教学中的应用 孙晓艳

(无锡职业技术学院工业中心 , 江苏 无锡 214121 摘要 :虚拟教学和虚拟实验是未来高等教育中最具优势、最具发展潜力的一项技术 , 尤其是在高职院校进一步加强网络基础建设、数字 化建设以及信息化教学的背景下 , 借助基于 multisim 的虚拟仿真软件有利于教师不断完善教学内容 , 提高教学效果 , 开发学生的创造潜 力。就这一软件在数字电子技术课程中辅助电子技术理论教学、补充实验设备不足、提高课程设计质量、渗透素质教育等方面作了有益 地研究与探索。

关键词 :虚拟实验;multisim;数字电子技术 中图分类号 :G642.0 文献标识码 :A 文章编号 :1672-545X(200711-0152-03 “数字电子技术” 是电子、通信、计算机、机电等类专业的 重要基础课。长期以来 , 课程的主要任务一直强调数字集成电 路内部电路的设计方法与分析方法的研究 , 与高职专业更注重 学生掌握各种数字集成电路器件的外部特性与实际应用的培 养目标相违背。因此 , 如何从高职教育的特点出发 , 紧跟数字技 术的发展 , 搞好课程的教学改革 , 提高教学质量 , 是教学中一个 十分重要的课题。按照这种思路 , 在教学中引入基于 multisim 的虚拟仿真软件 , 本文就这一软件在数字电子技术课程

中辅助 电子技术理论教学、补充实验设备不足、提高课程设计质量、渗 透素质教育等方面作了有益地研究与探索。

1基于 multisim 的虚拟实验系统的特点

虚拟实验是一种用虚拟仪器、设备代替传统的实验仪器和 实验设备进行实验 , 对实验结果的性能和实验过程中产生的 “虚拟电路或设备” 进行预测和评价 , 从而缩短实验操作时间和 设计周期 , 降低实验成本的技术。

在数字电子技术课程中实现虚拟实验的关键技术是必须 有一套交互性强、开放度高、易操作的设计软件。虽然实现这一 功能的软件很多 , 但考虑到高职数字电子技术课程教学内容 多 , 学时紧的特点 , 选用了加拿大 Interactive Image Technologies 公司推出的电路仿真与绘制软件 M ultisim , 其具有以下特点 :(1 采用直观的图形界面创建电路 :在计算机屏幕上模仿 真实实验室的工作台 , 绘制电路图需要的元器件、电路仿真需 要的测试仪器均可直接从屏幕上选取;(2 软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似 , 可以实时显示测量结果。

(3 软件带有丰富的电路元件库 , 提供多种电路分析方法。(4 作为设计工具 , 可以同其他流行的电路分析、设计和制

板软件交换数据。

(5 还是一个优秀的电子技术训练工具 , 利用它提供的虚 拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验 , 仿真电 路的实际运行情况 , 熟悉常用电子仪器测量方法。

随着高校网络基础建设、数字化、信息化建设的步伐 , 学生 对 M ultisim 软 件 的 运 行 环 境 Windows98/2000/xp 等 都 很 熟 悉 , 因此学生已具备学习和使用 multisim 的基础知识。

2数字电子技术课程教学的现状

目前在全国范围内开展的示范院校的建设过程 , 正是推进

高职教育教学改革发展、催人奋进的一种机制。因此 , 在数字电 子技术课程的设置、整合、内容的精选和组织教学方面应坚持 “两个相适应” 为原则 , 即课程的设置与岗位技术应用能力或实 物操作能力培养相适应 , 深度与大专层次的高等技术应用型人 才相适应。理论知识突出必备的基础和应用性 , 不刻意强调系 统性而侧重适用性和针对性;不强调繁杂的理论推导而侧重应 用能力的培养 , 取得了较好的教学效果 , 但也发现学生在学习过程中存在以下问题 :(1 理论教学过程中 “教学练” 有待加强 在理论教学中 , 如果

“教” 只是传统意义上的老师在黑板上 一味灌输知识那种填鸭式的教学 , 在教学的全过程中教师就很 难充分调动学生的主动性 , 突出受教育者的积极参与 , 按照传 统的教法 , 往往大半学期过去了 , 学生只知道各种数字器件的 名称和内部电路原理 , 但不清楚学了有什么用 ? 更不知道如何 用这些器件组成数字电路系统。因为缺乏一个 “练” 的平台 , 这 里的 “学” 也仅仅是学会老师所教的知识 , 而更重要的学习的方 法 , 自学能力的提高 , 学生独立思考能力和创新能力的培养却 存在一定程度的缺失。

152 《装备制造技术》 2007年第 11期(2 实验教学有待加强

在数字电子技术实验教学中 , 传统的教学方法是要求学生 完成某一典型电路的验证 , 其内容、步骤、电路、仪器等都是事 先安排好的 , 学生只须按照实验指导书安排的顺序就能完成实 验 , 或者即便学生有不同的思路 , 但因受实验条件限制也无法 开展实验。这样造成的结果是限制了实验内容和形式的丰富多 彩 , 通过实验

学生虽然能够学会一些仪器的使用和操作技能 , 但这样的实验结果和实验报告往往是千篇一律、大同小异 , 不 能真正提高学生分析问题、解决问题的能力 , 也难以激发他们 的求知欲和创新精神。

(3 课程设计时学生的设计思想很难达成

在传统数字电子技术课程设计中 , 要耗费很多时间来分析 和搭建电路 , 然后用相应的测试仪器进行测量 , 这样设计开发 时间长、效率低 , 一旦出错 , 往往要重新更换元器件 , 参数修改 也不方便 , 不利于设计者高效完成设计思想。

针对以上情况 , 数字电子技术课程改革以课堂和教师为中 心的传统教学组织形式 , 根据高职数字电子技术课程的特点 , 在教学过程中引入 M ultisim 软件 , 把学生的理论知识学习、实 践能力培养和综合素质提高三者紧密结合起来。

3基于 multisim 的虚拟实验系统在数字电子技术教 学中的应用研究 在数字电子技术课程中引入 multisim 的理论基础是建构 主义学习理论 , 建构主义认为 , 知识不是通过教师传授得到 , 而 是学习者在一定的情景即社会文化背景下 , 借助其他人(包括 教师和学习伙伴 的帮助 , 利用必要的学习资料 , 通过人际间的 协作活动而实现的主动构建知识意义的过程。“情景”、“ 协作” “会话”、“ 意义建构” 是学习环境中的四大要素。

下面以基于 multisim 的虚拟实验系统在数字电子技术教 学中的具体应用为例说明 :(1 有助于创建丰富的学习情景及 “教学练” 相结合 情景是建构主义学习环境的首要内容 , 情境设计是创造与 所学知识和技能主题相关的 , 能促进与支持学生学习的尽可能 真实的环境 , 为学生自主学习创造条件。数字电子技术是一门 实践性较强的课程 , 在教学中要创设 “情景” 一般只是采用课堂 演示实验 , 但通常在高职院校中可能会遇到实验仪器匮乏、电 路受温度等环境影响大等困扰 , 造成失真或仪

器精度直接影响 教学效果等情况 , 而利用 multisim 软件实际电路作为一种真实 表现电路工作状态的开放灵活的示教手段 , 把实验室和课堂有 机地融为一体 , 则解决了上述种种问题。

例如 , 在讲典型集成计数器芯片这一节课内容时 , 利用工 业中心的资源优势 , 将理论教学选在配备了 multisim 软件的机 房里进行。首先由教师将实训项目 “计数显示器” 引入 , 并利用 计算机模拟真实实验室的工作台 , 让学生观察实验结果如图 1所示 , 该实训电路的功能是对输入脉冲的个数(0~9 进行递增 计数 , 并通过译码显示电路将所计的脉冲数显示出来 , 并提出 问题 :74HC161芯片的功能是什么 ? 为什么称之为计数器 ? 学 生带着问题听老师讲解电路原理 , 使其认识到掌握相关知识和 技能是完成项目制作本身的需求 , 而不是教师对学生的刻意要 求 , 以达到在学生头脑中产生主动建构的过程。

在给学生时间自己练习的过程中 , 为了完成这个项目学生 必须先去查手册 , 了解计数器、译码器、数码管、与非门等器件 的管脚连接和功能表 , 虽然他们此时还不能理解功能表 , 通过 实训项目的制作和测试 , 学生就能很容易地弄清楚这些器件的 功能和每个管脚的作用。与此同时还学会了查手册 , 如何通过 查手册获得数字电路器件的使用方法 , 这对数字电路设计制作 者来说是十分有用的技能。另外 , 在教学内容上和习题中安排 了许多诸如同类芯片如何级连 ? 如何进行功能扩展 ? 如何用通 用计数器构成任意进制计数器等等这样一些在实际工作中十 分有用的技巧和方法 , 同时通过机房各机联网的优势 , 创造一 个互动的能相互促进共同提高的协作环境 , 构建学生与学生之 间 , 学生与老师之间的语言沟通渠道。让学生共同来参与分析、训练 , 在整堂课中 “讲学练” 相结合 , 取得了较好的教学效果。

图 1计数显示器 图 2模拟面板布线

(2 有助于加强实验教学效果和提高实验设施利用率 高职教育不是造就学术精英 , 而是以适应生产、建设、管 理、服务第一线需要的高素质技术应用型人才为培养目标。因 此在培养过程中 , 必须重视实践能力的培养 , 重视职业经验和 职业技

能的获得 , 实验教学是高职教育的主体教学方式之一。实验通常包括实验前的预习, 实验的组织 , 实验报告的撰

153 Equipment Manufactring Technology NO.11, 2007 写三个环节 , 在传统实验教学中由于普遍存在实验内容多、上 课人数多、资金和仪器套数不足、实验课教师人数紧缺、实验课 课时又十分有限等问题 , 而实验前由于学生看不到仪器 , 不能 实际进行仪器操作 , 只能看讲义预习, 因此往往在真正的实验 过程中赶时间测数据 , 难以做到深入理解实验方法 , 更不能进 行深入的实验研究。

multisim 软件功能强大 , 几乎能够仿真所有的数字电子技 术实验 , 在这样一个生动活泼、形象逼真的学习环境中预习后 , 再到实验室进行实验时 , 一些注意事项、实验原理、仪器使用方 法等由于已经基本掌握 , 这就大大提高了实验效率。特别是一 些设计性实验 , 学生在实验前利用 multisim 提供的实验平台 , 自己设计好实验方案和实验步骤进行仿真 , 可以很好地避免盲 目操作 , 拓展了学生的思维发展空间。更为重要的是仿真实验 的引入突破了时间和空间的限制 , 使实验场地不再局限于传统 意义的实验室 , 网络机房、EDA 实验室甚至宿舍都可以用来进 行实验 , 做到一机多用 , 一室多用 , 学生利用校园网或互联网还 可随时随地上网进行预习、实验、讨论和提交实验报告 , 从而大 大提高了实验设施的利用率。

(3 有助于学生创新能力的培养

高职毕业生上岗后的主要工作是解决生产过程中的各种 技术问题 , 从事诸如工艺革新、技术改造、事故处理、质量监测、设法降低成本和消耗、提高生产效率等工作 , 这就要求学生的 实践能力不能仅仅停留于操作阶段 , 要具有较强的分析判断能

力 , 要有解决实际问题的综合能力与手段 , 还要有在技术应用 性层面上一定的规划、设计、开发能力和创新能力 , 为此 , 高职 教育将课程设计与创新课程作为实践教学的重要内容。

由于有些实验设备昂贵 , 特别是较为先进的实验设备 , 许 多学校资金不足难以购买 , 这种设施无法在课程设计中给学生 提供探究学习的场景 , 因此创新精神、能力、素质等的培养无从 谈起。但随着科学技术日新月异 , 新产品换代周期日趋短暂 , 职 业的分化与复合成为必然 , 产生了许多与高新技术直接有关的

新的职业岗位 , 这些岗位 , 需要大量技术应用型人才。作为将来 要在这类岗位解决生产、技术、工艺、管理等一系列问题的高职 学生 , 在校期间 , 又必须了解专业技术未来发展方向 , 熟悉并掌 握岗位所需的关键技术。为此 , 高职教育要将与未来职业岗位 相关的新技术、新工艺、新材料、新设备等引入实践教学 , 按照 更高的职业资格要求 , 按照生产实际的规范等对学生进行培养 与训练。仿真软件的引入使学生既掌握了一种新的电子电路设 计软件 , 又掌握了一门新型的实验分析方法 , 尤其利用 multi-sim 作为课程设计实物制作前的设计分析工具 , 能充分发挥学

生的主观能动性和创造性 , 并按照可持续发展的思路为学生储 备一定的理论知识和实践技能 , 达到用先进、高新、超前的实用 技术培养、训练学生的目的。如果和 PCB 软件模块 Ultiboard 配 合使用 , 可以完成电路原理图输入、电路分析、仿真、制作印刷 电路板全套自动化工序 , 对培养学生的工程实践的观点大有裨 益 , 图 2为该软件在面板上模拟布线。

4结论

基于 multisim 的虚拟实验系统有利于教师不断完善教学 内容 , 提高教学效果 , 使学生在掌握基础知识外 , 适当引入科学 技术发展新成就 , 在学生自身能力基础上

有效地发挥其主观能 动性 , 开发了学生的创造潜力 , 但它只能辅助数字电路教学 , 而 不能代替理论和实验教学 , 并且由于许多因素的限制 , 还需要 在今后的实际教学中扬长避短 , 不断完善。

参考文献 : [1][2][3]The Application of Visual Simulate Software in Digital Electricity Technology Teaching Based Software M ultisim SUN Xiao-yan(Industrial Center of Wuxi Institute of Technology , Wuxi Jiangsu 214121, China Abstract :Visual teaching and visual experiment is one of the most advantaged and potential technologies in the future higher educations, es-pecially in the time that higher vocational college.In order to strengthen the basic network infrastructure, digital construction and information teaching , it is very useful to improve teachers ’ teaching contents, offer good teachings effects and develop students ’ creative potential by us-ing the simulate software M ultisimto.The software has widely used in the digital electricity technology course such as assisting electricity theo-ry teaching, supplying the lack of experiment equipment, developing the quality of curriculum design and penetrating quality education, all that have been researched beneficially.Key words :visual experiment;M ultisim;digital electricity technology 李 洋.EDA 技术使用教程 [M ].北京 :机械工业出版社 ,2004.于 枫 , 张建新 , 王秀成.电子系统仿真分析教程 [M ].北京 :科学出

虚拟机软件的研究与应用 篇3

关键词：虚拟机软件；应用；计算机

中图分类号：TP302

随着现代信息技术的不断发展，计算机的使用范围也是越来越广泛，信息技术的高度发达使得计算机的硬件性能也在不断的提升。虚拟机的应用也在不断的推广，所谓虚拟机就是通过软件在一台真实的计算机上模拟出多台具有不同或是相同操作系统的计算机，该技术有着显著的特点，每一台模拟出的计算机都是具有真实性的，对于真是计算机拥有的一些硬件设备，模拟计算机都具备。另外在虚拟机上还可以根据自己的需要安装操作系统，并且能够实现顺利的操作。虚拟机有着很大的开发和应用空间，未来将会有更大的发展空间。

1 虚拟机技术的研究

1.1 虚拟硬件模式

虚拟硬件模式在计算机硬件间形成虚拟化的平台，它将所有的硬件统一到虚拟软件平台上。虚拟机构件的虚拟计算机能够同时运行多个操作系统，保证多个程序能够同时运行。通过虚拟软件的使用，能够实现硬件级的虚拟化，能够为虚拟机的操作系统提供整套的兼容硬件。虚拟硬件模式就是将真实的服务器中的各种硬件设备包括主板、CPU、磁盘设备等全部虚拟化。每个虚拟机都是可以被灵活迁移的，虚拟机可以被独立的封装。

1.2 虚拟操作系统模式

虚拟机同样需要一个虚拟操作系统，虚拟操作系统在保证虚拟运行的前提下建立的，属于一个虚拟层。在虚拟主机的不同操作系统中，虚拟系统都能够实现稳定的运行。在虚拟层上，可以建立多个隔离区，将这些不同的服务器隔离开来，以便实现硬件资源的共享。虚拟系统的使用基本上和真实的系统是十分相似的，用户在使用的过程中能够像操作真实的独立主机一样，每台虚拟机的运行和管理都能够实现和主机的完全相同，并且能够独立的重启并且具有独立的内存、文件以及相应的应用程序等。有些产品服务器是能够运行多个程序的，并且能够拥有实际的产品数据，如果通过虚拟机的形式能够有效的降低成本，降低成本的同时还能最大程度的提高系统的工作效率。

1.3 半虚拟化技术

在虚拟化技术当中，半虚拟化技术是目前来说人们最为关注的重点技术之一，这项技术虽然是最近出现的，但是已经得到了较大程度的推广使。目前出现了一款半虚拟化的监视器，在虚拟系统的使用过程中，为了能够使得管理程序能够有效的运行，需要对操作系统进行有选择的修改，并不需要对操作系统上的应用程序进行修改。半虚拟化监视器具有虚拟机的大部分特性，最主要的特点就是对操作系统的内核进行修改。目前，这种技术的使用还是具有一定的局限性的，只能在特定的系统上实现虚拟机，随着科学技术的发展，正在逐渐的解决系统局限性的问题，是该技术能够在各种普遍应用的系统中使用，为更多的用户带来方便。半虚拟化技術具有广阔的发展前景，根据其独特的优势，业内人士认为半虚拟化技术在未来的发展过程中还会变的更强。

2 虚拟机的应用

2.1 虚拟机在计算机实践教学中的应用

虚拟机在理论上就是一台实际的计算机，各个虚拟机之间，虚拟机与主机之间都是等价的，也就是只利用一台真实的计算机，通过虚拟系统的操作就能够实现多台计算机相连接构成局域网，并且在此局域网上建立多层结构软件，在计算机上建立网络模拟环境，进行相关软件的测试。目前，虚拟机的这项功能在计算机实践教学中拥有着重要的作用，计算机局域网的建立能够让每个学生在计算机上进行局域网的实验。在一台计算机上就能虚拟出多台计算机，在这样的虚拟计算机组建的网络环境下，能让学生进行自由的操作，在这样的环境下进行实验教学能够让学生的学习取得更好的效果。另外，有些实验内容在真实的计算机上进行操作的话可能具有很大的难度，并且操作起来是比较不现实的，比如，在教学的过程中如果要进行系统安装或者是文件系统的创建和使用实验的教学，那么在真实的计算机上进行操作的话就是非常不现实的，在计算机上让每个学生都有进行系统安装实验的操作机会，这样的教学安排肯定是不现实的，有些操作可能会对计算机本身产生很大的危害，严重的情况还可能导致计算机无法正常的工作。在教学的过程中，学生属于初学阶段，在操作的过程中更加容易对计算机造成损坏，这将严重的影响教学的效果。但是引入虚拟技术之后就能够有效的解决目前存在的问题，在虚拟机上进行这些实验操作，对计算机产生的危害也降到了最低，在虚拟机上进行操作有着很大的操作优势，这是在实际的计算机操作上不能够相比的，并且一些的操作过程可以随时的进行，方便学生更好的进行探究式的学习，学生能够对之前一些实践操作机会比较少的实验进行操作，实际的动手操作能够极大的激发学生的学习兴趣，激发学习的积极性，并且能够有效的提升教学的质量。

2.2 在软件环境测试中的应用

虚拟机是具有完全的独立性的，虚拟机之间、虚拟机和主机之间或者是和其他的计算机之间都是保持着独立性的，在虚拟机的使用过程中比较普遍的应用就是进行软件环境的测试，几个虚拟机的运行过程中，可以在其中的某个虚拟机上运行具有破坏性的软件，这样的方式可以有效的测试软件环境的安全性。比如在一些防毒软件的开发和研究的过程中，就可以利用虚拟技术进行相关的测试工作，防毒软件是目前手机和计算机上常用的一款软件，为了能够保障系统的安全性，各种不同类型的软件在进行快速的更新，虚拟机技术的应用能够帮助人们对防毒软件进行测试，研发出功能更加强大的软件，让人们在电子产品的使用过程中能够更加放心，目前这项技术已经成为防毒软件开发的重要技术支撑。

2.3 能够整合多种不同的服务

虚拟机的应用范围也是随着时间的发展在不断的变化的，在早期阶段，虚拟机只是应用在大型计算机上，但是随着计算机的逐渐普及，计算机的个人用户也在逐渐的增多，虚拟技术也逐渐的出现在个人用户的计算机中，计算机功能的逐渐强大也是的虚拟机的应用成为必然的发展趋势。在目前的技术支持下，虚拟机主要应用在整合多种不同的服务上面，现在比较常用的做法就是将几台功能比较单一的计算机通过虚拟机技术进行整合，使之集中在一台硬件功能比较强的服务器上，这样一来用户能够享受多种不同的服务，同时还有效的节省了资源，将多个功能单一的服务器进行连接，除了性能上的一些损失之外对于其他的硬件系统是没有影响的，在同一台计算机上整合了多台计算机的功能，将各自的优点集中在一台计算机上，能够为用户提供更加周到全面的服务，更加有利于系统安全稳定的运行。

3 结束语

总而言之，近年来信息技术的高速发展，使得人们逐渐的走进信息化数字化的时代，虚拟机技术出现在人们的生活当中。计算机在人们的生活中逐渐成为一种比较普遍的获取信息的工具，虚拟技术就是利用现有的实际计算机创建虚拟的平台，虚拟技术的应用可以极大的提升计算机本身的利用率。另外，虚拟技术在生活中有着重要的应用价值，在教学中能够让学生有更多的实践机会，提高教学的质量。还有就是在软件开发测试以及计算机功能整合方面有着重要的应用，具有广阔的发展前景。

参考文献：

[1]闫淼，刘金明.浅谈虚拟机软件在计算机软件教学中的应用[J].电子制作，2013（19）：23-24.

[2]冯荣.计算机实验室中运用虚拟机软件及其要点分析[J].赤峰学院学报：自然科学报，2012（15）：27-28.

[3] 王浦衡.虚拟机软件在网络专业教学中的应用[J].科技视界，2013（34）：29-30.

作者简介：杨樟（1976-），男，辽宁铁岭人，讲师，主要从事计算机教学研究；王征（1979-），男，辽宁营口人，讲师，主要从事计算机教学研究。

虚拟仪器技术软件 篇4

虚拟现实 (Virtual Reality, 简称VR, 又译作灵境、幻真) 是近年来出现的高新技术, 也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界, 提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟, 让使用者如同身历其境一般, 可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。

VR是一项综合集成技术, 涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域, 它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉, 使人作为参与者通过适当装置, 自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时, 电脑可以立即进行复杂的运算, 将精确的3D世界影像传回产生临场感。该技术集成了计算机图形 (CG) 技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果, 是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。

概括地说, 虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式, 与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比, 虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。

虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境, 它可以是实际上可实现的, 也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此, 虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境, 人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中, 并操作、控制环境, 实现特殊的目的, 即人是这种环境的主宰。

二、3DMAX简介

在应用范围方面, 广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域, 另外杭州清风室内设计培训机构开发的“云计算三维核心技术”3dmax高端插件也被市场广泛推崇使用。

3d max (简称max) 软件, 由国际著名的Auto desk公司的子公司Discreet公司制作开发的, 它是集造型、渲染和制作动画于一身的三维制作软件。从它出现的那一天起, 即受到了全世界无数三维动画制作爱好者的热情赞誉, max也不负众望, 屡屡在国际上获得大奖。当前, 它已逐步成为在个人PC机上最优秀的三维动画制作软件。所谓三维动画, 就是利用计算机进行动画的设计与创作, 产生真实的立体场景与动画。

三、3DMAX实践应用

游戏动画:主要客户有EA、Epic、SEGA等, 大量应用于游戏的场景、角色建模和游戏动画制作。3ds max参与了大量的游戏制作, 其他的不用多说, 即使是个人爱好者利用3ds max, 也能够轻松地制作一些动画角色。对于3ds max的应用范围, 只要充分发挥想象力, 就可以将其运用在许多设计领域。

建筑动画:绘制建筑效果图和室内装修是3ds max系列产品最早的应用之一。先前的版本由于技术不完善, 制作完成后, 经常需要用位图软件加以处理, 而现在的3ds max直接渲染输出的效果就能够达到实际应用水平, 更由于动画技术和后期处理技术的提高, 这方面最新的应用是制作大型社区的电视动画广告。

室内设计:在3DMAX等软件中, 可以制作出3D模型, 可用于室内设计、例如室内设计效果图模型。

影视动画:《阿凡达》《诸神之战》《2012》等热门电影都引进了先进的3D技术。前面已经说过3ds max在这方面的应用。最早3ds max系列还仅仅之是用于制作精度要求不高的电视广告, 现在随着HD (高清晰度电视) 的兴起, 3ds max毫不犹豫的进入这一领域, 而Discreet公司显然有更高的追求, 制作电影级的动画一直是奋斗目标。现在, 好莱坞大片中常常需要3ds max参与制作。

虚拟的运用:建三维模型, 设置场景, 建筑材质设计, 场景动画设置, 运动路径设置, 计算动画长度, 创建摄像机并调节动画。3ds max模拟的自然界, 可以做到真实、自然。比如用细胞材质和光线追踪制作的水面, 整体效果没有生硬、呆板的感觉。

3DMAX是一个强大的软件, 它能够清晰的表现出人们的各种设计方案, 不仅节约了成本而且在虚拟的世界把设计方案体现了出来, 还能暴露设计方案的缺陷和漏洞, 避免了在实际操作中的损失。就建造建筑来说, 3DMAX能够精确的表现建筑的尺寸、形状、内部结构等。当然不是靠3DMAX这一个软件完成了的, 也需要其他软件的配合才能完成。

四、建模方法

在3DMAX软件中可运用多种方法来建模, 一种是直接运用系统提供的简单三维模型或平面模型, 然后对其修改而成, 即为简单建模方法, 但这在实际运用中并不满足建模需求, 使用更多的为高级建模, 即复合对象建模, 网格建模, NURBS建模。在虚拟校园的设计过程中主要使用了高级建模中的复合对象建模和网格建模。复合对象由两个或两个以上的对象通过一定的组合方式所产生新的几何模型。复合对象在原对象的基础上进行各种合成运算, 如布尔运算, 放样运算等。

五、材质和灯光设计

在现实生活中的任何实体都是由一定的材料构成, 不同的质地将体现出不同的外在属性, 因而能给人以不同的感受。编辑或生成材质就是让对象表面展现出所需材质的光学特性。材质在三维模型创建过程中是至关重要的一环, 通常要通过它来增加材质的细节, 体现出模型的质感。材质对如何建立对象模型有着直接的影响。任何物体都有其自身的质感, 颜色和属性, 在3DMAX中, 材质就是指定给对象表面的一种信息, 即对现象由什么样的物质构造而成。这不仅包含表面的纹理, 还包含了对象对光的属性, 如颜色、反光强度、反光方式、反光区域、透明度、折射率及表面凹凸情况等。由于通过数码相机采集的来的实景图片会存在扭曲, 所以要将实体图通过PHOTOSHOP中进行镜头校正。

3DMAX里的灯光是模拟实际灯光 (例如家庭或办公室的灯、舞台和电影工作中的照明设备以及太阳本身) 的对象。不同种类的灯光对象用不同的方法投射灯光, 模拟真实世界中不同种类的光源。在3DMAX中, 灯光的设置可以说是至关重要, 它直接关系到最后作品的效果, 同时也是一个难点。主灯光可以放置在场景中的任何地方, 但实际应用中有几个经常放置主灯光的位置, 而且每个位置都有其渲染物体的独特方式。

六、总结

在这个高科技信息的时代虚拟现实技术不仅改变了人们的生活而且也融入到人们的中去了。以后虚拟现实将会应用到更多的领域中去, 其中3DMAX软件也必将会成为虚拟现实中不可缺少的一部分。

摘要：本文介绍了虚拟现实技术的相关概念与3DMAX软件的简介, 探讨在实践设计表现中运用3DMAX软件制作虚拟现实场景的方法和步骤。

虚拟仪器技术软件 篇5

对虚拟现实艺术中的软件界面进行设计时，必须遵循两个原则，即效率性原则及有效性原则。软件系统的功能性直接决定软件界面设计有效性，软件设计的效率性应用在设计层的表面。在软件界面的设计中，其效用性的原则主要是对用户使用软件系统可以做什么进行确定，只要是比较容易被利用、访问的界面设计都是有用的`、高效的软件设计，且在相应程度上能够证明所设计的软件是成功软件。另外，虚拟现实软件界面的效率性比较便于用户进行便捷、快速的操作，其比较重视用户检索时间及检索效率，对用户能够在最短的时间内获得较多所需的内容要求进行满足，且其主要是对虚拟现实艺术中可用性的软件界面进行检验。

虚拟仪器技术软件 篇6

作为软件大省，江苏省也有自己的烦恼——“一省多市，一市多园（软件园），一园多基地”的产业格局既表明这个省软件产业的发达，也凸现了软件园“散”的特征。这主要表现为各个园区的公共服务体系建设不均衡; 园区之间缺乏沟通与协调，资源无法实现共享，各地的优势和区域特色不能充分发挥，重复建设项目较多，各园区发展和竞争有同质化的趋向。“虚拟软件园”的出现恰到好处地化解了这个矛盾。

这个全国首家非盈利性省级虚拟软件园是“部省共建”的产物，即由信息产业部软件与集成电路促进中心（CSIP）、江苏省软件产品检测中心和江苏软件园承办与管理运营，江苏省信息产业厅主管。园区以政府投资为主、市场投资为辅，融合全省软件园区的资源，形成统一对外的省级公共服务体系; 在运行上，将吸引风险投资注入和企业化的经营模式，通过政府买服务的方式驱动。

虚拟软件园建设与服务内容可概括为“一门户双体系三联动六平台多园区”。

“一门户”为江苏虚拟软件园门户站点; “双体系”为运营管理服务体系和技术支持体系; “三联动”为国家、省级和市级软件园区联动; “六平台”为共性技术支撑平台、品牌和市场拓展服务平台、国际合作服务平台、人才服务平台、知识产权服务平台、虚拟孵化平台; “多园区”即南京、苏州和无锡等众多城市的软件园。

江苏信息产业厅厅长谢正义用“形散神不散”概括了虚拟软件园之于江苏省软件产业的价值，在他看来，有了虚拟软件园这种服务支撑体系，分散于各地的江苏软件园将被一根无形的线有机联结起来，地理布局上的“散”将不会成为产业发展的障碍。

虚拟仪器技术软件 篇7

1 虚拟机技术介绍

虚拟机的概念主要有两种,一种是指类似Java那样提供介于硬件和编译程序之间的软件,另一种是指利用软件“虚拟”出来的一台计算机。本文所指的虚拟机是后者。“虚拟机”是一个由软件提供的、具有模拟真实的特定硬件环境的计算机,虚拟机提供的“计算机”和真正的计算机一样,也包括CPU、内存、硬盘、光驱、软驱、显卡、声卡、USB接口、PCI接口、BIOS等。在虚拟机中可以和真正的计算机一样安装操作系统、应用程序和软件,也可以对外提供服务。

VMware和Microsoft等公司都提供了虚拟机软件。VMware的虚拟机软件包括VMware Workstation、VMware Server、VMware ESX Server、VMware Converter、VMware Player、VMware Lab Manager等版本。Microsoft的虚拟机软件包括Virtual PC、Virtual PC2007、Virtual Server 2005、Hyper-v等。此外,随着虚拟机市场的发展,很多公司也推出了其它的虚拟机产品,如XEN、Virtuozzo、Bochs、Parallels、VMlite等。

目前虚拟机的用途主要集中在以下几个方面:

1)使用虚拟机建立各种测试环境,为一些硬件产品或软件产品的生成和测试提供环境。

2)使用虚拟机建立虚拟服务器,利用一台或少量真实硬件服务器提供多台或大量服务器的功能,减少和节省企业开支。

3)使用虚拟机建立各种实验环境,在学校实验室进行各种操作系统或网络的实验。

2 虚拟机安装与操作系统设置

以当前很多计算机都安装了Windows Server 2003主机来说,系统稳定。使用一个剩余空间不小于10GB的分区作为虚拟机的工作目录。

1)当前Windows Server 2003操作系统的界面如图1。

2)进入安装VMware Workstation 5.5.1安装向导。分别完成的是:接受许可协议、配置快捷方式、输入注册信息等。

3)安装完成。

当虚拟机安装好后可以根据实际需求进行防火墙、工作目录、虚拟网卡等的配置。

接下来为虚拟机进行操作系统的安装。

在虚拟机中安装操作系统是使用虚拟机的基本应用。在虚拟机中安装操作系统和在“真实”的计算机中安装操作系统相同,有多种操作系统可以选择,可以在已安装Win-dows Server 2003的主机上再安装WindowsServer 2003操作系统。图2为已安装好的界面。

3 虚拟机系统环境下的软件安装

作为主机的Windows Server 2003,推荐只安装必需的软件如五笔、拼音输入法、压缩解压缩程序WinRAR、Office等常用软件,不推荐在主机上安装太多的软件,如果需要测试,可在虚拟机中进行,否则虚拟机就没有意义了。以ASP.NET的开发环境Visual Studio 2005来说要求内存空间不得小于1GB,所以相对较大的软件就可以考虑安装在虚拟机上。

4 可移动设备和网络联接设置

因为经常要用到移动设备,如U盘或移动硬盘。这类设备可能经常连接到不同的计算机上,每一台计算机的安全都不能有足够的保障,所以移动设备感染计算机病毒的概率非常高。再次用到自己的计算机上拷贝数据时,有可能会导致计算机病毒发作,计算机系统崩溃。同样的情况还会出现在网络上下载数据,每个网站的数据都没有安全性。如果不加辨别从不熟悉的网站上下载数据,就极有可能下载下来计算机病毒。有一些计算机病毒,通过及时更新本机杀毒软件,可能清除。但也会有些不明病毒,并不能清除,或者还没来得及清楚就运行,导致计算机瘫痪不能用。所以当安装了虚拟机,就可以根据实际的需要,有重要数据的操作系统中禁止使用可移动设备和不联接网络设置。保证重要数据的安全性。

5 结束语

虚拟机技术已经流行很久,但是由于大多数普通电脑的使用者对数据安全性认识不高,保护数据完整性的意识不强,或者资源浪费,多备计算机以存放重要数据,或者对这一技术不太了解。使得这项非常有用的技术没有被广泛使用,文章借此希望通过介绍虚拟机的具体使用,能够帮助那些为计算机的合理应用和数据备份而备感困扰的计算机使用者找到简单、实用的方法。

参考文献

[1]王春海.虚拟机技术与应用--配置、管理与实验[M].北京:清华大学出版社,2006:36-40,86-123.

[2]王春海.虚拟机技术与动手实验[M].北京:机械工业出版社,2008:1-23.

[3]唐华.Windows Server 2003系统管理与网络管理[M].北京:电子工业出版社,2006:1-20.

虚拟仪器技术软件 篇8

1 虚拟加工仿真原理

数控仿真加工是利用当前迅速发展的计算机图形技术, 实现了在计算机上通过软件模拟加工环境和刀具对零件的各种切削加工的过程进行三维动画显示。具体过程是采用了三维实体仿真技术, 在其支持下并以NC程序为驱动, 数控指令译码器对输入的NC程序进行语法检查、解释翻译。根据指令生成相应的刀具扫描体, 并在指令的驱动下, 对刀具扫描体与被加工零件的几何体进行求交运算、碰撞干涉检查、材料切除等, 生成指令执行后的中间结果, 所有这些过程均可在计算机屏幕上通过三维动画显示出来。具体流程如图1所示。

2 数控仿真加工的应用

传统上检验数控程序的正确性常采用的方法是试切法, 这种方法费工费料、代价昂贵;随后采用轨迹线显示法, 即用计算机控制铅笔绘轨迹加工图, 以笔代替刀具纸代替毛坯仿真刀具运动轨迹的二维图形, 其运动仅限平面, 局限性大。随后随着计算机图形技术的迅速发展, 数控加工的计算机仿真技术应运而生。笔者认为仿真加工的应用可以分为两种情况。

(1) 在数控编程中, 常常利用各种类型的CAD/CAM软件对复杂零件进行自动编程, 其实绝大多数的CAD/CAM软件都提供了数控加工仿真功能, 且仿真功能的好与坏已成为评价其软件CAM部分好坏的重要标准[1]。CAD/CAM软件属于图形交互式自动编程系统, 其工作过程是首先通过软件的CAD系统提供的图形生成和编辑功能绘制零件图完成零件造型;随后以人机交互方式选定加工方法、输入相应的加工工艺参数和选定要加工的零件部位及方向, 软件自动生成刀具加工轨迹数据。再通过CAD/CAM中仿真功能按已生成的刀具加工轨迹数据三维动态显示刀具对毛坯加工过程。进而通过对显示加工过程观测, 重复设置参数直至生成正确的合理的刀具轨迹。最后通过软件的后置处理功能生成数控程序。其流程图如图2所示。刀具加工轨迹生成和仿真加工如图3所示。常用的CAD/CAM软件有Pro/Engineer、UG、Master CAM、CAXA制造工程师等等。

(2) 专用的商品化的数控加工仿真软件, 比如VNUC数控仿真系统、上海宇龙数控仿真系统、VERICUT、NCV等[2]。就以VNUC数控仿真系统为例, 该软件提供了以三大系统Fanuc、西门子、华中数控为主, 还有其他的一些如广州数控、阿贝尔信浓ASINA Series 205-T CNC等数控系统的车、铣、加工中心共20多种三维虚拟仿真机床, 是真实机床的计算机上三维显示再现, 在选定好系统和机床后, 其操作和真实的数控机床一样, 上电开机、面板操作回零、定义并装夹毛坯、设定和安装刀具、基准测量、用手轮或步进按钮试切对刀建立工件坐标系、通过面板按键输入程序代码或文件传入、自动加工、测量等, 最后加工出预想好的零件模型。如果程序有问题、超程、刀具碰撞干涉等等, 也会出现和实际机床相同的动作和报警。这类仿真软件, 对于初学者不但可以熟悉机床的操作, 还可以验证熟悉数控代码的含义;而对于熟悉者, 通过零件的虚拟仿真加工可以快速验证复杂程序的正确性, 并进行轨迹优化。VNUC数控仿真系统如图4所示。

3 结论

在计算机上利用数控加工仿真软件对数控机床和加工过程进行模拟仿真, 不但可以熟悉不同系统的机床操作, 而且可以快速、安全和有效地对NC程序的正确性进行较准确的评估, 并可根据仿真结果对NC程序迅速地进行修改, 免除在实际机床上适切加工的反复过程, 节约材料消耗和生产成本, 提高学习工作效率。因此, 数控加工过程的计算机仿真是低成本快速熟悉数控机床有效的工具和NC程序高效、安全和有效的检验方法。但是当前的数控加工仿真的作用主要体现在几何仿真方面, 也就是仅仿真刀具-工件几何体的运动, 以验证NC程序的正确性、有无刀具与工装的干涉碰撞以其合理的刀具加工轨迹等等。而对于物理仿真方面例如切削参数、切削力及其他物理因素的模拟, 来实现切削用量的优化和加工误差的预测补偿等涉及很少[3]。这是由于这方面的加工过程的机理特性十分复杂, 需要更多的研究才能体现在数控加工仿真上面, 当然这也是数控仿真下一步发展的方向。

摘要：论述了数控加工虚拟仿真软件的运行机理, 并以仿真效果角度阐述, 介绍了仿真加工的三维动态仿真特点、功能及应用范围, 并以实例加以说明。随后指出当前虚拟加工仿真软件技术的现状以及未来发展方向。

关键词：计算机图形技术,CAD/CAM软件,数控加工仿真

参考文献

[1]关雄飞.CAXA制造工程师应用技术[M].北京:机械工业出版社, 2008.

[2]袁宗杰.数控仿真技术实用教程[M].北京:清华大学出版社, 2007.

虚拟仪器技术软件 篇9

近十多年来, 火电仿真机在我国得到了广泛应用, 为帮助培训运行人员全面掌握机组的运行特性, 提高机组运行的安全性和可靠性, 发挥了重要作用。通常火电厂所选用的火电仿真机对实际的火电机组具有1∶1的逼真度, 从仿真技术的角度, 它是针对由机、电、炉、辅机及控制系统、监控系统操作界面与功能及就地操作站等各部分所组成的实际系统, 按部分的特性进行数学建模, 通过编程、调试、修改和校验的仿真技术, 将数学模型转换成由程序实现的仿真模型。实现的仿真模型, 各部分仿真模型的有机结合及运行, 就形成了火电仿真机。但是为了适应现代化的要求, 目前有许多电厂存在着机组改造的问题, 而改造后的机组, 其特性会发生改变, 于是就存在着原有的仿真机的部分模型不能适应改造机组的特性要求, 如何利用仿真机技术对原模型进行针对性的改造, 就是本文仿真技术要解决的问题。一般地, 对于设备系统, 依据仿真技术, 对改造过的实际设备的部分进行模型的修改, 以适应新的设备特性的要求;其余的未经改造的设备, 可对原有的模型进行移植, 这样就生成了与新的改造后的实际系统具有1∶1逼真度的仿真机。特别的, 目前很多电厂的改造是自动化的改造, 通常是集散控制系统的升级改造, 所以本文针对集散系统的升级改造, 基于亚仿公司仿真技术及其相关的仿真支撑系统, 对其相应的仿真机虚拟DCS升级, 提出基于仿真模型软件技术的、实现火电仿真机集散系统升级的关键性技术方案。

1 升级仿真机虚拟DCS模型技术

鉴于本文仅讨论集散控制系统的改造, 所以可认为主设备没有发生改变, 所以设备系统及运行的系统的仿真机模型不必改变, 而所需要改变的是仿真机的控制系统模型, 具体需要升级的内容是:

1) 控制部分升级

它包括变送器, 执行机构的改变, 控制系统方案的升级, 真实DCS的DPU等的性能改进等。

2) 监控系统升级

它包括监控显示操作界面的升级。

针对以上的系统升级的内容, 必须开发相应的新的仿真模型与之对应。在仿真领域中, 我们把用模型技术实现的集散系统的功能称为虚拟DCS技术。新仿真模型开发流程, 可基于亚仿仿真机开发系统, 加以实现。

亚仿仿真机模型的是以高级仿真支撑软件 (ASCA) 为开发环境的, 图1是ASCA各模块开发仿真应用程序的流程图。对控制模型的升级模型, 需要按升级要求建立新数据库以及对源程序的编缉, 再利用仿真机程序编译系统fct, 对升级的源程序进行编译, 再用程序连接系统bind, 进行程序的连接, 由 MAT (Modules Association Tools) 提供用户生成仿真机Load的工具, 用户可以通过建立配置文件去建立实时控制程序rscexec, 激活所定义的rtx或stx。

经过以上对各个控制系统模型的开发, 可生成升级的控制系统模型, 如图2所示, 其中升级fcsair、fcsaux、fcsfw、fcsdea、fcsmster、fcsmc、fcsmill、fcspa、fcste, 分别为升级的风量控制系统、辅助风控制系统、给水控制系统、除氧气控制系统、负荷协调控制系统、燃料控制系统、磨煤机控制系统、一次风炉膛差压控制系统、蒸汽温度控制系统的函数模块, 通过函数模块的升级, 主模块由实时系统直接调用, 它可以调用函数模块, 最后达到整个控制系统模型的升级目的。

我们选择亚仿的具有监控组态功能的软件VODDT (Visual Object-oriented Dynamic Drawing Tool) , 可对监控显示和操作画面, 按照升级的集散控制系统界面要求进行组态, 生成升级的监控操作画面。该软件是在中文Windows95/NT环境下, 采用最新软件技术自行开发研制的32位面向对象的可视化动态绘图工具软件, 它不仅有完善的绘图功能, 更重要的是它具有图形的动态定义和显示功能, 用户可以利用VODDT的动态功能将编辑的图形与被仿真的动态模型或监控数据库相联系, 成为一个仿真与监控的重要工具。同时, 程序员还可以利用VODDT提供的丰富的函数库去生成应用软件的界面。它具体所具有的功能有:1) 静态图形绘制功能, 2) 图形属性修改功能, 3) 图形修改功能, 4) 动态定义功能, 如图3所示。

因此我们可以用过该软件功能, 编辑生成或修改原来图形的方法升级由静态的图形文件和动态的数据所组合而成的监控操作画面。

2 仿真机虚拟DCS升级关键性数据库技术方案

控制系统升级后, 原有的机、电、炉未作改变, 所以可保留原有的机、电、炉模型, 对原模型的移植, 移植的关键技术是数据库中数据的对应关系的建立。

1) 原模型中, 机、电、炉的模型的数据库, 与新升级的控制系统模型的数据库中相应数据的对应关系, 如图4所示。

在整个仿真系统中, 存在控制系统模型数据库和电站仿真模型数据库, 控制系统数据库为实际控制系统组态的数据库, 主要包括AI, AO, DI, DO 等数据类型, 其控制系统相当于集散控制系统的过程控制单元, 其构成、组态由控制系统工程设计人员完成, 仿真模型数据库由建模人员使用仿真仿真支撑系统设计完成。因此, 系统开发可以由控制系统工程师和建模工程师分别完成两个数据库的设计和调试。这两部分的工作连接需要进行数据对应, 由建模工程师和控制系统工程师分别提供模型和控制系统的数据清单, 其中亚仿控制系统数据库点的表示为:cs??xxxxxx, 其中??l1表示逻辑量, xx表示模拟量;cs表示所属控制系统变量;xxxxxx 对于输入信号表示本页页码及信号在本页的物理位置。而原模型数据库点表示为:模拟量输入pcaicccc;模拟量输出pcaocccc;逻辑量输入pcdicccc; 逻辑量输出pcdocccc。最后使用所开发的数据对应子程序建立关联, 从而实现模型侧数据点与升级的控制系统侧数据点的匹配。

2) 带控制系统升级的电站仿真模型的数据库, 与用于生成升级监控系统的VODDT的数据库中相应数据的对应关系, 如图5所示。

voddt建立实时数据库, 便于用户分步组态, 保证系统安全可靠运行。实时数据库是整个系统的核心。在生成用户应用系统时, 每一部分均可分别进行组态配置, 独立建造, 互不相干;而在系统运行过程中, 各个部分都通过实时数据库交换数据, 形成互相关联的整体。实时数据库是一个数据处理中心, 是系统各个部分及其各种功能性构件的公用数据区。各个部件独立地向实时数据库输入和输出数据, 在使用voddt进行升级监控系统的过程中, 每个新定义的动态定义的数值, 必须与带升级的控制系统的电站模型的数据库的点对应, 如图6所示。

以原有模型数据库为根本, 首先进行升级控制系统数据库点的对应关系的建立, 再以原模型数据库和升级的控制数据库为根本, 建立与监控操作画面的数据库点的对应关系, 这样建立了整个升级的仿真模型的数据库。在升级的仿真模型的运行过程中, 可对数据库进行数据的输入输出设备, 及数据的交换。

3 结 论

本文运用模型软件技术和数据库技术, 对原有的外高桥一期火电仿真机作了升级方案的设计, 这是仿真技术与计算机集散控制系统技术发展到一定阶段而出现的仿真机升级模式。按现场升级要求升级后的仿真机, 同样地, 可以达到与实际升级系统1∶1的逼真度, 因此同样可用于对升级后的现场的运行人员对火电机组运行原理、操作原则、事故处理等方面的培训。

参考文献

[1]曾旭华.300MW仿真机一机多模研制, 江西电力职业技术学院学报, 2003, 7.

[2]韩璞, 等.火电站仿真机原理及应用[M].天津科学技术出版社, 1998.

[3]冷杉.论虚拟分散控制系统技术[J].中国电力, 2003, 36 (2) .

[4]高伟.计算机控制系统[M].中国电力出版社, 2005.

[5]丁颖, 等.基于虚拟DCS的火电仿真机的设计与开发[J].电站系统工程, 2007, 23.

虚拟仪器技术软件 篇10

近年来,随着计算机技术及集成电路技术的发展,嵌入式技术日渐普及,在通讯、网络、工控、医疗、电子等领域发挥着越来越重要的作用。嵌入式系统无疑成为当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。伴随着巨大的产业需求,我国嵌入式系统产业的人才需求量也一路高涨,嵌入式开发将成为未来几年最热门最受欢迎的职业之一。随着“三网融合”不断提速,3G网络全面铺开,将带来更大的人才需求。在未来相当长的时间内,嵌入式软件人才都将是企业争夺的目标。同时为了更好的服务于嵌入式产业发展,一些高校都开办了嵌入式专业,但实验条件往往是嵌入式专业发展的瓶颈问题。普通存在实验硬件不足;实验设备更新换代缓慢,跟不上社会发展的需要;初学者容易损坏实验开发板等硬件设备,硬件维护成本居高不下等问题。那么如何解决面临的这些问题呢?本文给出了一种利用软件技术来搭建一个虚拟的嵌入式开发环境的方法,该方法同时可以支持更多型号的嵌入式处理器型号,通过实践,取得了很好的效果。

2 虚拟化技术概述

虚拟化技术是时下非常热门的技术,虚拟化技术甚至被业内称为下一代主流技术之一。其主要原因是其对IT的关键、变革性的技术理念,已日益深入人心,也必将影响深远。使用虚拟化技术最常见的收益就是降低成本。除了HP、IBM以及老牌的专门从事虚拟化技术VMware公司以外,目前it巨头英特尔也推出了虚拟化技术(Intel VT),支持芯片的虚拟化,微软公司更提供了Microsof Virtual Server,以及企业级的Hyper-V hypervisor(Hyper-V hypervisor已成为Microsoft Windows Server 2008中的一项重要的功能)。由此可见未来社会,虚拟化是一大趋势。

众所周知,进行嵌入式开发必须要有硬件开发板,但随着虚拟化技术的发展,完全可以使用纯软件技术来模拟嵌入式开发板的功能,国外非常著名的嵌入式操作系统μCLinux组织实现了一个armulator模拟器软件,该软件运行于Linux操作系统,可以模拟Ateml AT91(基于ARM7TDMI CPU)开发板,嵌入式操作系统μCLinux可以在armulator上运行,开创了使用纯软件模拟硬件开发板功能的先河。2002年清华大学的陈渝等人以此为基点,借鉴armulator的实现,提出了SkyEye开源项目,其目标是让SkyEye可以仿真多种主流的嵌入式开发板和外设,实现一个可扩展的硬件模拟框架,让更多的嵌入式操作系统可以在SkyEye上运行。下面就介绍使用SkyEye软件,在linux操作系统上构建虚拟嵌入式开发环境,从而运行和开发嵌入式软件。

3 建立嵌入式虚拟开发环境

整个虚拟开发环境是在linux操作系统下搭建的。我们使用的linux操作系统版本为REDHAT ENTERPRISE LINUX 5.4,下面介绍具体步骤。

3.1 安装交叉编译工具

在一种计算机环境中运行的编译程序,能编译出在另外一种环境下运行的代码,我们就称这种编译器支持交叉编译。这个编译过程就叫交叉编译。简单地说,就是在一个平台上生成另一个平台上的可执行代码。软件通常都是在通用机系统上开发的,而对于嵌入式系统所运行的硬件平台并非如此,可以说嵌入式系统提供的只是一个运行平台,而并没有提供一个开发平台,这就导致了这么一个问题,通用机使用的系统平台跟嵌入式系统平台完全不一样,这样就存在在通用机上开发的软件在嵌入式机上无法运行,而软件的本质就是按某种规则组织的二进制文件,而规则源于于编译器的规则,所以为达到在嵌入式机上能运行通用机上的软件,这便引出了在通用机上运行的另外一种编译器--交叉编译器。

要安装交叉编译工具,可以通过下载交叉编译工具安装脚本文件arm-elf-tools-20040427.sh,然后再linux系统中进行安装。

假设arm-elf-tools-20040427.sh在当前工作目录下,安装命令为:

安装完成后,在提示符下运行arm-elf-gcc,如果出现gcc版本号,则安装成功。

3.2 安装微处理器模拟软件SkyEye

SkyEye是开源软件的一个项目,SkyEye的目标是在Linux和Windows操作系统里提供一个完全的仿真环境。SkyEye仿真环境相当于一个嵌入式计算机系统,你可以在SkyEye里运行一些嵌入式Linux操作系统,如ARMLinux,uClinux,uc/OS-II(ucos-ii)等,并能分析和调试它们的源代码。

首先下载skyeye:下载地址:http://gro.clinux.org/projects/skyeye/

下载的源代码包为skyeye-1.3.0_rc1.tar.gz,然后在当前目录解压缩,解压缩后进入skyeye-1.3.0_rc1目录,然后使用make命令进行编译,整个编译过程比较漫长,编译完成后,在skyeye-1.3.0_rc1目录下生成skyeye可执行文件,然后运行该文件:

#skyeye

如果出现(skyeye)提示符,则表示已经安装成功了。

3.3 编译适合开发使用的uClinux内核

u CLinux是一种优秀的嵌入式Linux版本,表示micro-control linux.即“微控制器领域中的Linux系统”。它秉承了标准Linux的优良特性,经过各方面的小型化改造,形成了一个高度优化的、代码紧凑的嵌入式Linux。虽然它的体积很小,却仍然保留了Linux的大多数的优点:稳定、良好的移植性、优秀的网络功能、对各种文件系统完备的支持和标准丰富的API。它专为嵌入式系统做了许多小型化的工作,目前已支持多款CPU。其编译后目标文件可控制在几百KB数量级,并已经被成功地移植到很多平台上。

首先下载到uClinux-dist-20100315.tar.bz2文件,然后进行解压缩,解压后会在目录里面会生成一个uClinux-dist目录,进入到该目录,进行编译前的配置:

#make menuconfig

配置完成后,就可以进行编译了,编译命令:

#make dep

#make

整个编译过程比较长,编译成功后会在uClinux-dist目录里面生成一个images目录,这个目录里面有四个文件:

image.bin:这是包含内核映像和romfs文件系统映像,可以写到Flash中的文件,

linux.data:包括内核所有的数据段

linux.text:包括内核所有的代码段

romfs.img::uClinux内核映像文件系统

另外在uClinux-dist/linux-2.4.x目录里面生成了两个文件:linux和system.map

linux:linux内核文件

system.map:内核符号表

上述文件产生后,编译uClinux就完成了。

3.4 在SkyEye中运行uClinux内核构建虚拟开发环境

在uClinux-dist目录里面建一个skyeye.conf文件,并键入以下配置文件代码,文件代码较长,这里不一一罗列,可以参照skyeye帮助文件。配置的时候要注意关键行代码:

mem_bank:map=M,type=R,addr=0x01400000,size=0x00400000,file=./boot.rom

其中的file=./boot.rom的文件boot.rom就是上面的romfs.img文件。这里要注意文件的路径关系。可以建立一个链接文件,把romfs.img链接生成boot.rom文件。

#ln-s images/romfs.img boot.rom

然后启动skyeye运行uClinux内核:

#skyeye-e linux-2.4.x/linux

/>

当出现上面的/>提示符后,就可以在该提示符后输入常用的linux命令了。

3.5 运行自己编写的嵌入式程序

整个虚拟嵌入式系统搭建完成后,就可以编写自己的嵌入式程序了,编写完程序后,使用arm-elf-gcc进行编译,然后会生成文件格式为BFLT的文件,这种文件格式嵌入式平台所支持的格式。然后在上面内核映像文件所在目录建立romfs目录,将自己编写的文件拷贝到该目录,在skyeye上运行uClinux,就会看到自己编写的文件,再运行该文件就可以得到运行结果了。

4 嵌入式虚拟开发环境的作用及意义

使用虚拟嵌入式开发环境,可以解决下列几个问题:

1)对于经常苦于经费不足,缺少足够的硬件开发板和完善的软件开发环境,相关的书籍对一些最新软件的分析还不够全面,无法深入研究和开发嵌入式软件具有指导性意义,因为虚拟开发环境是很好的学习工具和开发手段。

2)对于硬件开发环境不太稳定,且对具体的硬件不是很了解的情况下,则可能在程序调试上和排除问题上花费大量的不必要的时间,使用虚拟开发环境可以明显提高开发效率。

3)使用虚拟微处理器可以模拟多个型号及品牌的嵌入式处理器,对于高校嵌入式教学来说,可以用较低的成本,就能让学生实践多种处理器型号的嵌入式开发,这一特性对于嵌入式专业及实训室建设、降低教学成本都有积极的意义。

5 结束语

本文主要以linux操作系统为载体,使用虚拟技术,构建没有开发板的嵌入式实验开发平台。利用该虚拟环境,设计者可在设计早期进行系统集成验证,减少设计错误并缩短设计周期,该环境已经在嵌入式系统开发过程中得到成功应用。

参考文献

[1]陈渝,杨晔,李明.嵌入式系统仿真环境—SkyEye[J].电子设计应用,2004(2).

[2]陈渝,李明,杨晔.源码开放的嵌入式系统软件分析与实践-基于SkyEye和ARM开发平台[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.

[3]尹文超,陈渝.SkyEye模拟器的LCD及TouchScreen模拟模块的设计、实现与验证[J].计算机科学,2005,32(6):189-192.

[4]霍艳忠,郑永春.Linux下搭建SkyEye+uClinux环境[J].佳木斯大学学报:自然科学版,2008,26(5):653-655.

[5]SkyEye网站[EB/OL].http://www.skyeye.net/.

虚拟仪器技术软件 篇11

摘要：本文通过介绍虚拟星象仪软件——Stellarium，并对其进行地理教学辅助设计，为广大的地理教师提供更好的地理教学辅助工具，让地理课堂更加高效和富有趣味性。

关键词：虚拟星象仪；地理教学；应用；研究

一、Stellarium概况

1.Stellarium 简介与安装

Stellarium 是一款免费的虚拟星象仪软件，它使用openGL技术对星空进行实时渲染。软件可以根据观测者所处的时间和地点，真实地表现通过肉眼、双筒望远镜和小型天文望远镜看到的天空。它不仅可以用作学习夜空知识的教具，还可以作为天文爱好者星空观测的辅助工具，并且由于其高质量的画面，一些天象馆将Stellarium 用于实际的天象放映中，由此可见它在星空观测活动中的地位。

Stellarium对计算机操作系统要求不高，Linux/Unix、Windows95/98/2000/NT/XP/7000、Mac OS X10.3等都可以。支持OpenGL的3D显示卡，要显示流畅动画，建议使用Voodoo3或TNT2以上显卡。从Stellarium的官方网站http：//www.stellarium.org/或其它网站下载好之后，双击下载的exe文件安装包，按照程序的提示逐步进行。安装程序会在“开始”菜单的“程序”中生成 Stellarium 程序目录，选择 Stellarium 项即可运行，也可以创建桌面快捷方式，双击快捷方式图标就可以将其打开。

2.Stellarium的基本设置

Stellarium涉及到较多的相关设置，下面主要介绍在辅助地理教学中需要涉及的几个基本设置，有些基本设置可以通过多种方式达成，文章主要介绍最为简易的一种。

（1）语言设置。Stellarium支持多语言，安装成功后首次运行，一般默认为英语。如果想更改语言可通过如下操作完成。单击主界面左侧主工具条第五个按钮■，或者打开主界面后直接按快捷键F2弹出“设置窗口（Configuration window）”，设置窗口上方有5个标签用来进行不同设置，语言设置在主设定画面标签里，单击“主设定画面”窗口中 “程序界面语言”下拉按钮，选择想更改的语言，如选择“中文、汉语、漢語（China）”。

（2）观测点设置。抬头所见的星空与观测者所处的位置紧密相关，打开主界面后看到的是默认地点巴黎的星空，若想以其它位置为观测点，则需重新设置。这个设置主要通过“地点设置窗口”进行设置。单击左侧主工具条第一个按钮■，或者打开主界面后直接按快捷键F6弹出“所在地点窗口（Location window）”，在该窗口中，如果只想设置大致位置，则只需在左上角地图上点击所要选择的位置。这种方式非常便捷，但不是很精确。如果要设置准确地点，则需要在左下角的“目前位置资讯”中把该地点的经纬度以及海拔高度输入进去，还包括地点/城市名称、国家/地区名称以及所在行星。

（3）日期与时间设置。星空的观测不仅与观测地点有关，也与观测时间紧密相关。日期与时间的设置主要通过“日期/时间窗口”进行设置。单击左侧主工具条第二个按钮■，或者打开主界面后直接按快捷键F6弹出“日期/时间窗口（date/time window）”，然后设置成预想的时间。

二、Stellarium辅助地理教学

1.Stellarium在高中地理教学中的应用范围分析

Stellarium在天文观测中有着重要作用。天文知识不仅是高中地理必修Ⅰ重要的入门基础知识，也是地理选修1《宇宙与地球》的主体知识，在整个高中地理教学中有着重要地位。从地理课标内容可以看出，地理与宇宙部分的地理内容涉及大量宇宙事物的观察与辨认，主要包括认识地球的宇宙环境、观测天象、观察天体、辨认星座四大类，课标中建议用天球坐标系、星图、天文望远镜来进行教学。总体来说，这些工具的准备不仅耗费时间、人力、财力，而且时空灵活性差，在实际地理教学中应用起来比较困难。而在Stellarium这款虚拟星象仪软件中，可以尽情遨游宇宙空间，充分认识地球在太阳系中的位置关系；可以通过控制时间流动，模拟天体的运动过程，如月相变化、八大行星绕日公转；可以搜索任何一个天体或天体系统，从不同的角度和距离进行观察和辨认，如土星、月球、猎户座等；可以通过定时定位，再现过去的天文现象，如壮观的流星雨等。通过分析高中地理课程标准可以看出，这款软件的应用将给高中地理教学带来极大方便。

2. Stellarium辅助地理教学

（1）缩放旋转天幕，遨游浩渺宇宙。Stellarium 可以让用户自由地浏览星空并缩放视野。在下表中列出了将星空天幕向上、下、左、右移动，将之放大、缩小以及将所选天体置于屏幕中央、选择天体的方法。

通过简单的缩放旋转操作，可以清楚看到地球在宇宙空间中所处的位置，以及其它任何想了解的天体位置。同时，还可以进行不同远近距离的观察。

（2）让时间流动，模拟天体运动。启动Stellarium 软件，运行时间为软件的默认时间。但在对Stellarium进行时间加快或减慢的操作后，软件的时间将不再与默认的时间相同，连时间的流逝速度都不一样。

通过时间加快或减慢的图标让时间的流速加快或减慢，可以看到未来和追溯过去。在加快时间流逝的过程中，可以在很短的时间内看到昼夜更替、月相变化以及日食、月食、八大行星绕日旋转等现象。在减慢时间流速的过程中，即让时间倒流，可以看到曾经发生的日食或月食的回放。

在使用加速时间流逝或者减慢时间速度的按钮时要注意：点击一下对应秒的变化；点击两下对应分的变化；点击三下对应时的变化；点击四下对应日的变化；点击五下对应月的变化；点击六下对应年的变化。

（3）一键搜索，尽享美丽星空。利用Stellarium的搜索功能，能方便地查看需要观察的天体，如恒星、行星、卫星、星云、星座等。并且可以将地点设置为当地，在软件中所看到的星空即当地真实星空，有利于辨认星座和重要的恒星、行星，帮助学生实践训练和提高学习兴趣。

具体操作为：单击主界面左侧主工具条第四个按钮■，或者打开主界面后直接按快捷键F3弹出“搜索窗口（search window）”，如图1 。

然后在输入框中输入需要查找的天体名称或代码，点击■或按回车键，Stellarium将立即在星空中指出该天体的位置，接着通过缩放等操作可以进一步了解所查找的天体。

（4）定时定位，走近遥远天象。Stellarium便捷的更改观测点和观测时间的功能，能让我们的视角位于地球上任何一个地方，能让视线在时间上无限延伸，在空间上大幅拓展。通过更改时间和调整观测地点，可以看到南北极附近的极光，还可以尽情欣赏平时只能听别人报导的流星雨。

三、经典案例

1.观赏炫目的蟹状星云和土星

蟹状星云和土星一直是必修Ⅰ地理课本第一节中很醒目的两幅图片，是学习高中地理入门时最先接触的感性材料，教师可用极尽优美的文字向学生描述这些美丽天体，但是学生可能更倾向于对着这两幅美丽图片进行遥远的宇宙遐思。如果在讲授这些天体时，运用Stellarium进行实时演示，让学生置身于一个模拟的真实宇宙环境来欣赏这些动态天体，将会对学生初识地理的心灵产生强烈冲击。

在Stellarium中实现观赏上述天体的具体操作为：单击主界面左侧主工具条第四个按钮■，或者打开主界面后直接按快捷键F3弹出“搜索窗口（search window）”，输入“M1”或“NGC 1952”（蟹状星云代码），然后将界面放大，就可以看到光彩夺目的蟹状星云（如图2）。要观赏土星，直接输入“土星”，然后放大（如图3），利用鼠标的移动和通过更改观测时间和地点，可以从不同角度观看土星的美丽光环。Stellarium界面可以任意进行缩放操作，缩放到一定大小，还可以看到蟹状星云和土星在天体中的相对位置关系。

2.辨认大名鼎鼎的北极星

北极星属于小熊星座的一部分，位于小熊尾巴的尖端处，距地球约400光年，质量约为太阳的4倍，是夜空能看到的亮度和位置较稳定的恒星。由于北极星靠近北天极，现在的角度差还不到1度，几乎是正北方位，千百年来地球上的人们靠它的星光来指引方向。

方法一：利用与其它星座的位置关系——北极星与北斗七星。

具体操作：F3——“大熊座”——北斗七星。

北斗七星属大熊星座的一部分，它与北极星总是保持着一定的位置关系并不停地旋转。当找到北斗星后，沿着勺边A、B两星的连线，向勺口方向延伸，在约为A、B两星间隔的5倍处，有一颗较明亮的星，就是北极星。

方法二：综合运用地理知识直接寻找——亮度大，在北方天空，仰角约等于当地的地理纬度（仰极高度=天顶赤纬=当地的纬度）。

值得注意的是，将软件中的观测点改成当地的地理坐标，在软件中看到的就是实际看到的情形。

通过Stellarium辅助地理教学，不仅可以让抽象的地理天文知识变得形象生动，更能激发学生对天文知识的兴趣，甚至是对地理的兴趣。用好Stellarium可以让地理教师在教授相关内容时起到事半功倍的效果，同时提高自身现代信息技术教学水平。这款软件对地理教学的辅助不仅限于此，更广泛的应用领域还有待于广大有志之士进一步开发设计。▲

参考文献：

[1] Matthew Gates著，刘春滨编译. Stellarium 0.9 用户使用手册[M].2007，9.

[2] 中华人民共和国教育部制订.普通高中地理课程标准[M].北京：人民教育出版社，2009，8.

[3] 张雪松，张继峰等.基于Google Earth 的地理多媒体教学平台的设计和实现[J].中国教育信息化，2009，（08）：79-82.

虚拟仪器技术软件 篇12

数据中心随着信息化建设的全面深入,必然面对数据、应用不断集成集中的问题,而现有数据中心无论从设备,空间,电力,散热等能力上都是有限的,管理手段上也难以适应信息化建设的要求,而最大限度地扩充设备,势必带来管理,人力方面的难度,如何解决这一矛盾,是我们需要认真思考的。

数据中心并不是简单的硬件设备集成,也不单是数据存储的中心,更是数据流通和应用服务的中心,数据中心具备十分丰富的信息资源、安全可靠的机房设施、高水平的网络管理和十分完备的增值服务。数据中心是校园信息化建设的基础性项目之一。

随着校园信息化建设的深入,业务系统会不断产生、数据中心的数据量会快速增长,对系统的性能与可扩展性等方面的要求也会越来越高。根据系统的现状和未来规划,有必要引进合理的、适应未来增长的数据中心存储架构,服务器架构,以及先进的服务应用管理技术,以加强对校内各种数据资源的保护、共享、维护、管理,同时满足未来需求的系统扩展能力。

我们现在面临以下困难,一是现有存储设备容灾能力和容量不足,服务器性能未能得到充分利用;二是现有服务器当中缺少高处理能力、高性能的服务器,这对应用整合不利;三是在建立整体的运行服务体系方面缺乏必要的应用管理软件,尤其在虚拟化方面、安全容灾面,四是现有网络信息中心机房的空间和散热等因素对未来信息化的设备扩展造成制约。

面对以上问题,我校数据中心在总结以往经验教训的同时,结合当前IT技术的发展,从整体上,长远方面设计数据中心的IT架构,发现开源软件和虚拟化之于数据中心非常重要。

众所周知,当前开源大潮愈演愈烈,其意义和优点不言而喻,在这里不进行赘述,只在开源软件在我们数据中心的应用和作用进行阐述。我们数据中心承载着学校校园网和信息化的众多应用,有域名解析,邮件,办公系统,F t p,流量监控Vpn接入,二级站点等,其中有一大半是基于开源软件构建的。如域名服务器是Bind9搭建,流量监控是mrtg技术,Ftp是proftp,Vpn接入和二级站点的LAMP环境,Java,Tomcat环境,诸如很多应用,都是基于开源软件建立的。

在享受开源软件给我们带来的实际价值的同时,我们也不断地深入理解开源理念对我们思维甚至思想的影响。在开源面前,我们最大的感受是我们是自由的,主动的。我们不必冒着资金的风险,贸然采用什么商业性很强的软件,而靠我们自己的技术和头脑进行设计、试验,直到成功,若不成功,我们也经历了探索的乐趣,这对我们的技术提高,无疑是宝贵的财富。面对当今商业的充斥,开源犹如一股清凉的泉水,让人感到舒服,轻松。

我们数据中心本身在运用开源软件的同时,积极推动学校开源社区建设,与学校Linux志愿者和开源爱好者联合建立开源实验室,积极交流和学习,以开源理念和开源软件为媒介,共同为致力于开源在信息化建设中的探索。

在当前IT建设中,虚拟化技术可谓如火如荼,各种虚拟化技术的应用,使IT建设者从中体会到了其中的意义。我们数据中心已有几年历史了,发展到现在,数据中心的机房空间、电力和散热不得不是我们所面对的矛盾,如以前大量购置服务器和校内各部门服务器托管,机柜几乎被占满,也导致电力耗费的增加,以及散热问题,当所有设备都启动的时候,机房的散热不是很理想,尤其在管理上,一个一个维护,缺乏统一管理,消耗人力,尤其在遇到系统故障,黑客攻击时,应用必须中断,应用恢复周期长,给维护人员和用户带来很大的压力。可以说原有的数据中心维护手段在信息化建设需求急速推进的需求面前已经不能满足,要求必须在数据中心整体上进行重新调整、规划,而目前的存储网络技术和虚拟化技术的发展和应用为数据中心IT架构提供了可行的依据。

数据中心作为校园信息化的底层支撑,可管理且灵活的IT架构尤为必要,针对实际需求进行逐步虚拟化建设能够使数据中心在资源优化、灵活管理方面掌握主动,适应信息化建设的需求。针对我校实际需求,我们采用Vmware和VZ对数据中心的应用进行虚拟化。Vmware适合对一些独立性较强应用进行虚拟化,进而整合应用,提高服务器的利用率,在实施虚拟化的时候,后台存储变得非常重要,这样可以实现应用和服务器分离,在这个基础上,进一步又可以实现数据和应用分离,这对应用管理、容灾备份提供了很大的可操作性。这种分层的思路实现了应用与服务器的无关性,可以灵活地根据应用的需求选择所运行的服务器,应用和服务器的关系就如同牛和车的关系,可以自由地选择拉车的牛,也可以选择牛拉的车。针对一些web服务且数量很大的应用,如学校二级站点服务器,我们采用SWsoft的Virtuozzo虚拟化软件对上百个校内二级站点进行虚拟化实现,使每个站点独立运行,互不影响,改变以往站点全部集中到一台服务器上的做法,避免一旦一个站点出现问题,可能影响其它站点的缺陷。但是用Virtuozzo虚拟化的同时也带来了新的问题,那就是对服务器IP地址的需求急剧增加,我们又采用了Squid搭建了web代理服务器来解决IP地址短缺问题,同时通过代理,只对外开放web服务所必须的服务端口,相对增强了安全性,web管理员只能通过vpn拨入才能进行管理维护。

可以说我们根据实际需求将虚拟化和开源软件或单独或结合应用,为解决数据中心所面临的问题作了很多积极的尝试,积累了很多经验。相信随着信息化建设的不断深入,我们对虚拟化和开源软件的应用会更加广泛和深入,也衷心希望开源的理念和应用越来越广泛,越来越深入,更好地服务于学校的信息化建设。

参考文献

[1] 顾宏军.开源软件渐成主流. 软件世界.2007, 16期:46-47.

[2] 王建红,赵丽红.浅论虚拟化及其应用. 科技广场.2007, 7期: 238-239.