虚拟技术论文范文

虚拟技术论文范文第1篇

随着社会的进步和学科的发展，市场对学生综合实践能力和动手创新能力的培养提出了更高的要求，然而目前大部分高校学习的内容仍停留在理论知识阶段，不经过实验或者实际应用，学生很难学以致用。现有高校硬件和软件的局限性使实验教学的开展还存在着较多的问题，这主要体现在以下几个方面：

（1）实验课程的实验内容比较陈旧，缺乏创新性和时代性，实验课程与实际需求相脱节，限制了学生实践能力和创新能力的养成。现有实验教学多采用由教师讲授相关理论知识，然后由学生验证知识的先理论后实践的教学方法。这种教学方法缺乏对学生综合能力和创新能力的锻炼，很难激发学生的学习兴趣。

（2）农业物联网专业的教学不但要求教师具备专业相关理论和知识，而且要求教师具备较强的实践动手能力，特别是对传感器部件、通信部件和射频部件等焊接、控制和使用。可是现有高校师资队伍中从事实验教学的教师人员稀少，从事实验的教师更是缺少参加培训和国内外深造访学的机会。因此，师资力量薄弱严重影响了实验教学的开展。

（3）在课程的考核中对实践动手能力未制定统一的考核标准，仅仅单方面考查学生的理论知识掌握情况，上述教学安排和考核制度使学生普遍认为学习理论知识要远比实践动手能力的培养更加重要，对实验教学给予的重视程度严重不足。

虽然有些高校尝试用一些教学课件，比如图片、动画、影像资料等，但与实际项目联系不密切，学习效果不理想，很难达到提高实际动手能力的目的。

利用虚拟现实技术，建设以农业物联网项目为载体的虚拟项目环境，可以改变传统的教学方法和教学模式，有效解决农业物联网专业在教学中存在的一些难题。

2.虚拟现实技术在农业物联网专业教学中的应用

通过对学习者的特征分析，我们设计了“基于VR”的教学模式，让学习者通过虚拟现实技术真实模拟农业物联网所应用的传感器及控制系统、传输系统、应用系统，在虚拟的农业物联网场景中，通过学习者的探究，全方位了解这一新兴行业，更好地掌握农业物联网相关的知识。

（1）自主学习：学生根据教师布置的任务，参考教材和网络，进行自主学习。

（2）课堂教学：教师根据学生自主学习的效果，分析教学内容，明确教学目标和实验任务。

（3）知识学习：学生利用虚拟现实系统学习各种知识。主要有两个方面的应用：一是再现在课堂上无法观察到的农业生产基地或事物的变化过程，为学生提供生动、逼真的感性学习材料，帮助学生解决学习中的知识难点。例如，在学习传感器的知识时，通过虚拟现实系统，将学生带到农业智能大棚里，监控大棚内的温度、湿度、光照和土壤湿度、土壤温度、浓度等影响农作物生长的环境参数，通过信息化无线传输网络把数据传输到系统进行智能化分析，同时利用虚拟现实技术控制大棚内的水阀、加热、补湿、滴灌、喷灌、补光等设备；另一个应用是使抽象的概念、理论直观化、形象化，方便学生对抽象概念的理解。例如，学习开放式通信系统互联参考模型时，通过虚拟演示，让学生观察七层协议模型中数据的传输过程，使学生加深对知识的理解。

（4）探索学习：虚拟现实技术可以对学生学习过程中所提出的各种假设进行虚拟，通过虚拟系统便可直观地观察到这一假设所产生的结果或效果。

（5）虚拟实验：利用虚拟现实技术，还可以建立各种虚拟实验室。

（6）技能训练：虚拟现实的交互性和沉浸性，使学生在虚拟的学习环境中扮演一个客观角色，融入性更强，更有利于学生的技能训练。

虚拟技术论文范文第2篇

关键词:虚拟现实(VR);虚拟环境人机交互

一、引言

在信息技术发展的今天,人们的交流越来越多的依靠网络、广播、电视等媒体得到相关的信息资料,但是这些媒体提供的信息往往是经过抽象的,在很大程度上人们不能及时有效的进行理解吸收,解决这一问题人们只能借助于实物模型,但随着计算机技术的迅猛发展,使得人与计算机的交互成为可能,虚拟现实(VR)技术就是借助于这个基础上实现了人机交互,操作者可以通过键盘、鼠标、头盔、数据手套等工具与计算机间的交互,真正成为虚拟环境中的一员,较真实的感知和操作虚拟世界中的各种对象,达到理解和掌握知识、为生产生活服务的目的。

二、虚拟现实技术简介

虚拟现实(简称VR),又称灵境技术,是以浸没感、交互性和构想为基本特征的计算机高级人机界面,是迅速发展的一项综合性计算机、图形交互技术。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术,模拟人的视觉、听觉、触觉等感官功能,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性,而且能够突破空间、时间以及其他客观限制,感受到在真实世界中无法亲身经历的体验。计算机技术的迅速发展为我们提供了许多解决问题的新方法。虚拟现实技术的产生与发展也同样如此,目前虚拟现实系统的研究现状主要涉及到三个研究领域:依靠计算机图形方式建立实时的三维视觉效果、构建对虚拟世界的观察界面和使用虚拟现实技术加强其在现实世界中的应用。

三、虚拟现实技术特征及其系统的关键技术

从本质上说,虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口,它通过给用户同时提供诸如视、听、触等各种直观而又自然的实时感知交互手段、最大限度地方便用户的操作,从而减轻用户的负担、提高整个系统的工作效率。因此虚拟现实技术具有以下四个重要特征。

（一）多感知性。所谓多感知性就是指导包括视觉感知外,还包括听觉、力觉、触觉和运动感知、甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。

（二）存在感。又称临场感,它是指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该达到使用户难以分辨真假的程度。

（三）交互性。它是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。我们借助与我们8的感觉器官,在虚拟的环境中体验真实的环境。

（四）自主性是指虚拟环境中物体依据物理定律进行动作的程度。虚拟现实系统的关键技术主要由动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具和系统集成技术等五个方面组成。其中动态环境建模技术的目的是根据应用的需要获取实际环境的三维数据,并利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。而三维图形的生成技术关键是如何实现“实时”生成。立体显示和传感器技术是虚拟现实中实施交互能力的关键。

四、当今虚拟现实技术的应用领域

虚拟现实技术的应用前景十分广阔。目前在娱乐、教育及艺术领域的应用占据主流,其次是军事与航空、医学领域,机器人和商业领域都占有一定比例,另外在可视化计算、制造业等领域也有相当的比重。下面简要介绍其部分应用。

（一）娱乐、艺术与教育领域。丰富的感觉能力与3D显示环境使得VR成为理想的视频游戏工具。如Chicago(芝加哥)开放了关于3025年的一场未来战争的世界上第一台大型可供多人使用的VR娱乐系统;1992年的一台称为“LegealQust”的系统由于增加了人工智能功能,使计算机具备了自学习功能,大大增强了趣味性及难度,使该系统获该年度VR产品奖。作为传输显示信息的媒体,VR所具有的临场参与感与交互能力可以将静态的艺术转化为动态的,可以使观赏者更好地欣赏作者的思想艺术,提高了艺术表现能力。

（二）军事与航天工业领域。模拟与练一直是军事与航天工业中的一个重要课题,这为VR提供了广阔的应用前景。美国国防部高级研究计划局DARPA自80年代起一直致力于研究称为SIMNET的虚拟战场系统,以提供坦克协同训练,该系统可联结200多台模拟器。另外利用VR技术,可模拟零重力环境,以代替现在非标准的水下训练宇航员的方法。

（三）医学领域。VR在医学方面的应用具有十分重要的现实意义。在虚拟环境中,可以建立虚拟的人体模型,借助于跟踪球、HMD、感觉手套,学员们可以很容易了解人体内部各器官结构,这比现有的采用教科书的方式要有效得多。Pieper及Satara等研究者在90年代初基于两个SGI工作站建立了一个虚拟外科手术训练器,用于腿部及腹部外科手术模拟。这个虚拟的环境包括虚拟的手术台与手术灯,虚拟的外科工具(如手术刀、注射器、手术钳等),虚拟的人体模型与器官等。借助于HMD及感觉手套,使用者可以对虚拟的人体模型进行手术。另外,在远距离遥控外科手术,复杂手术的计划安排,手术过程的信息指导,手术后果预测及改善残疾人生恬状况,乃至新型药物的研制等方面,VR技术都有十分重要的意义。

（四）管理工程领域。VR在管理工程方面也显示出了无与伦比的优越性。如设计一新型建筑物时,可以在建筑物动工之前用VR技术显示一下;当财政发生危机时,可以帮助分析大量的股票、债券等方面的数据以寻找对策等等。以上仅列出虚拟现实的部分应用前景,可以预见,在不久的将来,虚拟现实技术将会影响甚至改变我们的观念与习惯,并将深入到人们的日常工作与生活。:

虚拟技术论文范文第3篇

虚拟现实技术可利用计算机产生一个以自然的视、听、触等功能感受的三维环境，人们可以方便地对生成的“虚拟世界”进行交互式的观察、分析、操作和控制。它以仿真方式给用户创造了一个实时反映实体变化与相互作用的界面，使用户可直接参与并探索仿真对象在所处环境中的作用与变化，它具有多媒体信息的感知性、沉浸性、交互性和自主性等特点。利用虚拟现实技术创建出逼真的矿山工程环境对优化系统设计具有重要的实用价值。

为了给用户创建一个能使其感到身临其境和沉浸其中的环境，必要的条件就是根据需要能在虚拟现实系统中逼真地显示出客观世界中的一切对象：不仅要求所显示的对象模型在外形上与真实对象酷似，而且要求在形态、光照、质感等方面十分逼真。

目前，相关软件发展迅速、种类较多，其中常用的软件有MultiGenGreator、Vega、OpenGI以及我国图灵公司的VRMAP、适普公司的IMAGIS等。

1．1模型构建软件

MultiGenCreator是美国MultiGenParadigm公司开发的三维建模软件，广泛用于视景仿真、虚拟城市、模拟设计、交互式游戏等。它在满足实时性的前提下可生成逼真的场景，可进行多边形建模、矢量建模和地形生成。它的层次细节、多边形筛选、逻辑筛选、绘图优先级、自由度设置等高级功能使得其数据格式OpenFlight在实时三维领域成为流行的图像生成格式。该软件可接受DXF、DEM和其它矢量格式的数据与AutoCAD和GIS软件结合方便。

1．2支持视景生成的语言——OpenGL

应该使用已有的商品化或标准化的图形库和程序设计语言来设计与实现虚拟环境，其中OpenGI(服务器)及其支持系统就是这样一种可选用的图形生成环境。OpenGI可按函数库的形式被C语言调用，也可以被窗口系统直接调用。OpenGI是使用专用图形处理软件接口，该接口目前由几百个过程函数组成，用以支持用户对高质量三维对象的图形和图像进行操作。

()penGI指令的模型是客户／服务器模式，即一个程序(客户)提供指令，该指令由OpenGI解释并处理，它直接执行3D及2D图型的基本操作。这些操作包括转换矩阵、光照模型和光线跟踪、反混淆方法、z～Buf以及像素更新操作等。OpenGI也支持双缓冲技术，该技术提供了生成动画效果图形所需要的机制，使所生成的图形能够像电影一样平滑运动。

1．3视景漫游软件

Vega是MultiGen--Paradigm公司开发的应用于实时视景、声音仿真和虚拟现实等领域的高性能软件环境和开发平台，由Lynx图形化用户接口和Vega库组成。利用Vega库函数可在Lynx中建立漫游所需要的场景、窗口、通道、运动和碰撞方式，可以定义对象的初始化参数并建立对象之间的相互联系。

2地质构造情况的模拟

对于矿山技术人员来说地质构造情况非常重要，如果对煤层、岩层、含水层、流沙层以及断层和褶曲等情况的推断有偏差，或图形表现不直观易懂，则在建井或生产过程中就可能发生塌方、突水等事故，造成人员伤亡和经济损失。应用虚拟现实软件可以根据地质体的三维分布，使矿井的规划设计更加直观方便。

综合国内外现状，三维地质体的绘制有块段、表面、实体和断面建模法等。

MultiGenCreator中需要的曲面数据是ded或。dem格式，使用GIS软件Arolnfo、用插值方法生成不规则三角网(TIN)，然后转成USGSDEM格式，将其导入Creator就可以生成煤层曲面。然后，通过光照、着色、纹理、渲染等处理三维地质体更加逼真。

3地形地貌及地物的模拟

地形地貌和地物的建立需要相应的三维数据。如果有研究区域的纸质地形图，可以用扫描数字化的方法得到平面数据，按照图上的标注得到高程数据；如果已有该区域的电子地图，则可直接使用或通过数据格式转换得到需要的数据；如果没有上述数据源，则需要由野外测量获得。

地形生成与地质曲面生成过程类似，先用ArcInfo将地形图上的等高线和高程点进行数字化，把图上标注的高程值输入到属性表中，生成不规则三角网(TIN)，然后转成USGSDEM格式将其导入Creator生成三维地形。

对于建筑物、道路、围墙、河流、湖泊等的建立，先用Auto—CAD进行数字化，得到其平面位置。将得到的*．def文件导入Creator，并与地形匹配。如果建筑物比较规则，则直接将其底面按照高度拉伸为立体，如果建筑物造型比较复杂，则需要分成规则的几部分进行构建。

4矿山井下巷道建模

目前，矿山信息主要是通过CAD格式的双线采掘工程平面图来表达。首先根据采掘工程平面图上的高程信息，利用CAD中的三维多线段重新描绘巷道，同时将高程信息赋予每个节点，实现巷道的单线显示，井筒和巷道设计要布置合理，尽量避免穿过断层、褶曲、含水层等不良地质构造，尽量减少矿井建设和生产地面的影响。

使用MultiGenCreator进行设计，用圆柱体表示井简，用半圆型截面的柱体表示岩巷，然后进行模拟生产，以发现生产中可能遇到的问题，对设计方案进行比较和选择。设计方案完成后可模拟不同设备、不同开采方式的生产系统进行生产，从而达到优化矿井设计和生产系统的目的。综合考虑地质和技术条件、经济、环境等各种因素，选择合理的方案。

5虚拟巷道系统的建立

虚拟巷道系统是对矿井真实巷道多分辨率的三维虚拟表示，建立的主要任务之一是实现基于web环境下的可交互的、真实巷道的三维可视化表达，用户可以从各个角度对巷道虚拟环境进行任意的浏览和观察，并可通过网络进行各种交互。

5．1矿井巷道的建模

矿井中各种实体大多是三维实体，其表面为不规则曲面，且内部矿体品位分布不均匀。对于矿体的外形，可用一个不规则的封闭曲面来确定。为确定矿体的范围，要经地表勘查、地下勘探及推估等手段来完成。在浏览器上三维实体模型，可通过将现有的三维矿体模型中存储的信息按照一定的规范转换为系统可接受的格式得到。要在MuhiGenCreator中构建三维矿井巷道模型，首先应进行简单的坐标转换，这是因为MuhiGenCreator中采用的坐标系和地学中实际采用的坐标系的含义有所不同。MultiGenCreator中采用的坐标系为符合右手规则的空间坐标系，是以MuhiGenCreator浏览器中用户区的中作为其坐标系的圆心，基底坐标为XOZ面，y表示高程。其坐标长度以米为单位，标准角度以弧度为单位。因此，为使它与人们通常采用的地学坐标系保持一致，应将原来矿井三维实体的(，Y，：)坐标转换为MuhiGenCreator坐标系中的(，Y，Z)。转换后的三维实体坐标应满足虚拟场景中所采用的局部坐标系显示的需要。由于矿井实体坐标的数值一般相当大，而实际显示坐标值的前几位高位数据对图形形状不产生任何影响，因此可将地理坐标数据各分量同时做一预选。

5．2虚拟巷道场景的绘制

对于规则格网构成的矿山地表模型及矿井实体的顶底板数字表面模型，可用ElevationGrid节点构建。该节点能很容易有效地设计创建一个位于局部坐标系X()Z平面上高低起伏的地域造型。该造型用高度值组成的标量阵列描述，阵列指定了表面每个格网点上的高度。和z方向的栅格点数量可以分别用xDimension和zDimension域建立。xSpacing和zSpacing域值指定了栅格行和列之间的空间。Height域的值指定了每一个栅格点的海拔高度，基底上的每一个栅格点都与height矩阵中的一个海拔值相对应；colorPerVertex域指定为TRUE或FAISE，表示color域中指定的颜色是用到ElevationGrid节点的每个顶点上(TRUE)，还是应用到每个四边形上(FAISE)；此外，通过建立solid域值，所有的海拔栅格都可以当作实体。

对于由不同的三角面构成的复杂地表模型，则需要用MUITIGENCREATO提供的万能几何节点IndexedFaceSet来创建，它有coord与coordlndex两个域，与IndexedFaceSet节点中的两个域类似，前者提供了一个节点，列出了构造面几种所有面的坐标。Coordlndex域的值提供了一张描述一张或多张面周界的列表。其中每一个值都是整型索引，并且每个索引都指定了在coord域内的坐标列表中的一个坐标。在实际的创建过程中，要求建立三角网的各个三角面按照法线方向向外的法则。

6结语

应用虚拟现实技术，生成一个逼真的矿山虚拟环境(VirtualEnvironment)。这样在矿山设计或研究阶段，科研人员可以置身于矿山虚拟环境下直观审视矿山，按照设计给定的工艺方法和参数，选择设备及确定生产模式。从基建到闭坑的全过程实时监控，发现问题进行实时修正。设计结束后，设计单位、矿山企业可向审查者、公众展示一个三维和动态的矿山。总之，虚拟现实技术在矿山设计、技术改造、生产中可广泛应用。

参考文献：

[1]古德生．金属矿山深部开采中的科学问题[A]．香山科学会议第175次学术讨论会[c]．北京：2001．

[2]乔林，费广正等．OpenGI程序设计[M]．北京：科学出版社，2002：130～134．

[3]齐安文等．三维地学模拟述评及其矿山应用关键问题．《中国矿业》．2001(5)：10．

[4张瑞新、任延祥．虚拟现实技术及采矿工程中的应用．《中国矿业大学学报》，1998(3)：27

虚拟技术论文范文第4篇

虚拟专用网络技术，顾名思义，就是一种保护计算机网络安全运行的技术。这项技术对于信息管理、信息存储、企业信息通路和高校的电子图书馆等当中的信息安全管理有着重要的作用，尤其是对于企业的财务管理有着重要的作用。同时，由于虚拟专用网络技术具有高效简化的特点，所以可以优化传统的财政模式当中的资金使用量，而且还减少了技术人员的工作量，和学校、企业和单位等的信息载体方面的财力物力等的支出，减少了线路的铺设，这样使得高难度的线路铺设问题通过虚拟网络专用技术得到解决，降低了工作难度。同时，虚拟专用网络技术还具有简单易操作、设备简便等特点，应用人群范围比较大众化，所以虚拟网络技术以其独有的优势在如今的信息化时代的市场竞争中保持着绝对的优势，发展前景是非常广阔的，已经成为各大公司和企业构建公司竞争力的技术软实力中最为重要的一部分。

2虚拟专用网络的主要技术

2.1加密技术

加密技术是虚拟专用网络技术中最为核心的技术，对数据资料的保护主要依赖于这项技术，同时，加密技术也是对隧道技术的一种保护，下文我们将介绍隧道技术的相关方面。要是没有精密的加密技术的保护，一些不良网络用户，例如黑客等，就会侵入用户的计算机，窃取用户重要的个人资料、数据包和财务信息等，对用户造成严重的损失。现在，网络犯罪屡见不鲜，网络已经成为一些掌握电脑技术的犯罪人员最为便捷的窃取钱财的途径之一，给社会和个人都带来了非常不好的影响，所以，虚拟专用网络中的加密技术已经成为一项不可获取的技术，对保护用户的数据等资料起到非常重要的作用，对于数据的保护不容有失。

2.2隧道技术

隧道技术是虚拟专用网络中最为核心的技术之一。主要是将网络上的数据资料以数据包或是压缩包的形式进行传播，避免了单个或是零散的数据在传播的时候，数据易于丢失的风险。因为完全安全稳固的网络信息通道是不可能存在的，所以在网络信息安全中应用隧道技术就是将局域网的数据包进行重新包装，将数据再封装一次，为数据的安全多添加一项保障。所以这项技术就是需要把数据重新加载到数据包当中去，保证数据包可以在互联网之中顺利传播，这项对数据进行重新包装或是编辑的过程，就叫做隧道技术，在虚拟专用网络技术中有着很重要的作用，在网络信息安全中的应用也最为普遍。我们每天在发邮件的时候基本都会用到这项技术。

2.3身份认证技术

身份认证技术在网络信息中是一项非常重要的技术，现在越来越常见，例如：现在的支付宝都要求实名认证、火车票购票也需要实名认证，在银行办理业务的时候，基本都会用到用户的实名资料，在我们用支付宝或是网银付款的时候，一般银行都会发来短信验证，这些都是通过身份认证技术来保护我们的个人信息和财产安全。在现在的电商发展越来越普遍的现状下，这种技术的发展前景必将是十分广阔的，这是社会和时展的必然趋势。

2.4密钥管理技术

密钥管理技术由SKIP和ISAKMP组成，在保护用户数据在互联网的安全传播中起着很大的作用。SKIP技术是对Diffie法则进行利用，使得密钥在互联网之间进行不公开的传播，隐秘性较好，但是，ISAKMP中，密钥的传播是公开的，人人都可以获取，因此需要小心谨慎的使用。

3虚拟专用网络技术在计算机网络信息安全中的应用

3.1远程分支和企业部门之间的应用

通过企业的局域网，可以将企业位于不同地方的分支和企业的各个部门之间联系起来，实现公司的数据资源共享和企业信息的安全共享。例如现在大型企业一般都会召开远程会议来共同谈论公司的大小事项，这种远程会议能得以召开就是通过公司局域网之间的数据共享实现的，不但省时省力，方便轻松，还有利于企业各部门之间的联系和发展，增强企业的影响力，企业的网络信息也得以优化和提升。

3.2远程员工和企业网间的应用

远程员工和企业局域网之间的互动被称之为远程访问式虚拟专用网络技术，通过这种技术可以实现公司各个分支之间的联系，有利于远程员工和企业总部之间的信息实时传输。成本低廉，信息还具有高效的安全性。

3.3企业和供应商、合作伙伴之间的联系

企业和许多供应商或是合作伙伴可能都不在同一个地方，如果见面洽谈商务可能需要耗费大量时间和财力，因此，通过虚拟网络进行远程谈判是一个不二选择，所以虚拟网络专用技术的应用很大的提高了企业工作的高效性。

4结束语

虚拟技术论文范文第5篇

《虚拟仪器技术》课程是为大三、大四阶段的通信工程专业的学生开设，该目标人群的特点是有一定的专业基础知识和文本编程基础。针对该类型的学生课程开设的目的有二：首先，学生能够掌握虚拟仪器软件开发环境，能够进行软件编程；其次，根据学生专业课程的特点，学生可以实现本专业课程的仿真实验。例如，根据《信号与系统》课程的知识实现信号的FFT变换、根据《通信原理》课程中掌握的原理实现模拟信号的调制解调。在该过程中学生既掌握了虚拟仪器软件编程的方法，也对过去学过的专业知识进行了复习并加深理解；最后，学生能够结合数据采集装置和相应传感器来实现工程设备的开发。

2《虚拟仪器技术》课程的教学方式

该门课程的教学方式采取的是课堂讲授、学生练习以及基于项目的动手实践相结合的教学方式。

（1）通过课堂理论教学使学生熟悉虚拟仪器技术的概念、原理和应用，使学生了解虚拟仪器在实际应用中的重要地位及其发展与应用前景。

（2）通过LabVIEW软件编程的练习和实践，使学生掌握虚拟仪器软件平台的操作和使用规则，在培养学生解决问题的能力的同时也给学生掌握专业基础知识提供了一个平台。

（3）通过专业实际训练使学生能够进行具体实际工程的设计，培养学生的实际动手能力和独立思考与综合运用所学知识解决实际问题的能力。

3《虚拟仪器技术》课程体系设置

《虚拟仪器技术》课程体系的设置则是参考了国内外高校十几年的教学实践，并且根据本专业的特点和学生的具体情况，将该课程分为了LabVIEW软件平台学习的理论部分和虚拟仪器硬件平台的实际训练部分。

（1）理论教学部分：该部分的教学需要强调动手实践的能力，但是授课过程中的理论知识仍为重点，作为图形化编程语言LabVIEW的模块化的设计很容易激发学生的学习兴趣，但是习惯文本编程思维方式的学生将思路转变也作为教学过程的难点。所以课堂的安排为：首先，教师讲授相关内容，然后提出问题，学生根据问题动手解决，最后教师通过学生解决问题的思路进行总结并提出共性的问题。通过这样问题解决式的教学方式，让学生在课堂上通过不断解决问题的过程体验对新知识掌握的成功感。同时根据通信专业学生的专业特点，设计一些与本专业知识相关编程练习，如信号的FFT变换、对信号进行调制解调，使学生在掌握新知识的同时加深专业基础知识。通过学习，学生对虚拟仪器技术产生了兴趣，经常利用课后时间翻阅相关专业书籍，并且通过互联网吸收相关知识，部分学生不仅能够按照常规的方法解决问题，也能够提出新思路解决问题，甚而完成超出学习范围的编程练习。

（2）实际训练部分：在理论教学授课部分，学生通过软件程序设计以及仿真硬件能够掌握LabVIEW的基本编程方法，但是如真正掌握完整的工程系统的构成必须结合真实的硬件I/O的实摘要：本文简要介绍了虚拟仪器技术的概念及在通信工程专业开设《虚拟仪器技术》课程的意义，详细阐述了该课程惯，从而提高学生英语知识的实际应用能力。

4预期效果

通过本校英语课堂采用多媒体教学的实际情况分析，笔者认为在高职院校使用多媒体技术教学虽然存在一些问题和难题，但是总体上来看，多媒体教学可以有效促进教师不断探索英语教学的新思路，提高学生自主学习的兴趣和能力。

5结语

虚拟技术论文范文第6篇

1.1体育教学训练中的应用

虚拟现实技术在体育授课教学中的应用多限于理论方面的探讨，但在某些高等院校的训练中有了一些尝试.比如：尚晓军虚拟现实技术在高等学校“射击”训练、赵克宁虚拟技术辅助篮球教育、朱晓兰虚拟现实技术的体育场景虚拟系统、李峰虚拟现实技术的虚拟乒乓球系统等等.但教学训练研究多处于视听感知阶段的研究，学生沉浸不够，缺乏深沉次的交流与互动，模具的构建单一.

1.2制作体育教学课件的应用

虚拟现实技术根据体育教学课件自身的需求构建全面的虚拟教学环境，使学生能够在创建的环境中学习训练.但需要把体育课程上所有的知识都创编到虚拟的环境中，是需要有海量的工作要做的，所以利用虚拟现实技术制作相应的文件嵌入到体育课件中，配合使用，是目前这个阶段制作体育教学课件行之有效的措施.

1.3网络远程教育

诸多高校校园网建成，且通过“中国教育和科研计算机网”连在了一起，这是实现虚拟现实技术联网的基础.在学校体育网页的基础上拓展了虚拟现实技术的课件以及成立数据库，使其可以覆盖学校体育教学中的每个方面，包括授课体育教师的个人资料、校内体育竞赛群体活动开展简介、体育专项课开课时网上的选课、体育锻炼的知识内容和方法、校内外竞赛情况、学生对教学的反馈意见以及国内外实时体育信息等等，促进培养学生的“终身体育”意识，以及可以更好地宣传和实施“健康第一”的体育教育思想，使网页充分地发挥了信息传播和教育的作用.

2虚拟现实技术在体育教学中的展望

2.1可以避免体育教学中的伤害事故

体育是以身体练习为手段增强体质增进健康的活动过程.身体练习的过程是会痛苦的、难受的、是要体会“极点”的，甚至会出现生命危险的.如今学生体质健康逐年下降，别说高难度、高危险的体育技术技能的教学，就连简单的中长跑也慢慢将要在学校体育中消失.传统的体操课、田径课（铅球、跨栏等）很难再体育课中看见.教师、学生畏手畏脚，其严重影响了传统体育技能的传承，体育文化的继承.然而在虚拟现实的场景中，脱离了真实的危险器械、场地等因素，又能还原其真实的感受，教与学将都在一种安全模式下经行，体育教师和学生将能放心的体会高难的、高危险的技术动作.

2.2弥补教学条件的不足

虽说近年来学校引来了高速发展的时机，诸多大中型体育场（馆）落成，解决了学校体育中体育场馆缺乏的一些问题.然而诸多体育场（馆）的经营管理维修落后，不能完全对外开放，不能充分发挥它的功效.何况还有一部分体育场（馆）不足的区域，教学条件有限的学校.虚拟现实技术的虚拟场景的功能可以弥补一些场（馆）不足造成的影响.

2.3可以虚拟人物形象

榜样的力量是无穷大的.学生对某个体育项目感兴趣，很多时候是因为喜欢某个体育明星.虚拟现实能从强大的数据库中提取某个明星的数据虚拟出明星的场景，由虚拟的明星去教学，去陪练.能充分调动学生的学习积极性.

2.4彻底打破空间、时间的限制

虚拟技术论文范文第7篇

美国休斯敦大学建设了“虚拟物理实践室”，该实验室可以通过虚拟手段模仿物体间的万有引力，通过数据来修改引力的大小、方向，并能模拟出这些改变所导致的各种物理现象，这可使学生对这一物理知识获得直观的深刻理解。美国印第安纳州大学运用桌面型VR模拟地球和太阳之间的关系，使学生更好地理解相关知识。北京航空航天大学是国内较早进行虚拟研究的高校，他们在研究相关基础知识的同时重点研究虚拟环境中物体的特征表现。将虚拟设计较好地应用到虚拟展示教学中的是中国地质大学的网上虚拟晶体结构模型室。该模型室运用web技术，学生通过网络进入到这个模型室后，可通过计算机控制虚拟空间，做各种交互动作，如打开某个模型柜、关闭某个抽屉等。另外，西北工业大学CAD／CAM研究中心、上海交通大学图像处理模式识别研究所、安徽大学电子工程与信息科学系等单位也进行了一些类似的研究工作和尝试。虚拟技术作为一种新型教学手段已越来越为人们所熟知，现代设计领域包括展示设计也开始接触并应用到虚拟技术，一方面通过技术的优越性使传统展示设计的空间和时间扩大；另一方面由于可传递信息量的增多，使得原来一些不可能在现实中展示的内容得以展示。例如，利用虚拟展示技术呈现逼真的三维室内效果图，让用户预先体验家居环境。与此同时，虚拟展示在家居装饰、汽车、电子类产品、服装品展示等方面也得到广泛运用。然而，虚拟现实技术尚不成熟且设备较为昂贵。因此，虚拟技术并非随处可用而又用得很好，目前国内高校只有少数研究和应用，且主要是用来解决自然学科中一些在实验环境中不确定和不安全的技术问题。其实，在现代展示设计教学中，也可以借助现有的各种虚拟技术，运用计算机和虚拟软件来进行虚拟展示设计。这不仅能扩大虚拟技术的使用领域，而且为现代展示设计提供了一个新的手段和方法。研究和发展虚拟展示技术在展示设计课程中的应用具有一定的现实意义。

2展示设计教学现状

“展示设计”作为现代艺术设计领域一门重要的核心课程，在多年的专业教学发展中已经形成了一套较为成熟的教学手段和方法，但随着信息技术的不断发展和现代教学体系的日益丰富，“展示设计”现有的教学方式在实际教学实践中已不能满足相关需要，主要表现在以下几个方面。

2．1学生学习兴趣不高

学生学习兴趣不高，作业缺乏想象力和创造力。目前高校的“展示设计”课程教学多在教室中利用投影仪进行教学，仅能提供事先收集好的图片，学生还是扮演观众的角色，被动地接受这些信息，这种缺乏主动参与的学习方式使学生逐渐丧失学习的主动性，从而影响学生想象力和创造力的发挥。

2．2学生动手能力不强

目前，“展示设计”课程教学一般先由教师讲授理论知识，然后安排课程任务，提出相关要求，学生按照任务书进行实践操作。由于目前高校特别是一些职业院校办学设施薄弱，尤其是缺少“展示设计”课程教学用专门实验室，工具和材料也匮乏，直接影响了学生实践动手能力的提高。

2．3教育经费投入有限，教学条件亟待完善

目前，大多数高校都存在经费和教学条件不足的情况，这直接影响了“展示设计”课程教学场地、实践设备的建设，很多应该开设的教学实践内容不能进行，极大地影响了教学进程和质量，不利于学生掌握教学内容，更不利于培养学生的综合能力。

3运用虚拟展示技术教学的优势

运用虚拟展示技术手段，在展示设计课程教学中可以不受传统实验空间和条件的制约，在虚拟的逼真世界中设计、制作、修改和演示，能通过多种创新的表现形式，激发师生的创造灵感，帮助他们更好地展示作品，这是现有教学手段难以达到的。虚拟展示技术在教学中的优势主要体现在以下三点：

3．1教学设计程序简化

以产品展示为例，在传统的教学过程中，首先要进行产品模型的制作，学生在实验室里需要经过一系列复杂的实践步骤，先用电脑绘制模型图和效果图，然后选择相适合的材料、工具进行制作，最后打磨上色等。在这一过程中要经过复杂的运算和精密的测量，耗费大量的时间。而虚拟展示技术则只需要创建模拟的三维环境，让学生在虚拟的世界里完成实验室里的任务，通过鼠标、键盘等设备与展示对象进行互动，完成视觉、听觉甚至嗅觉的交互体验，大大简化了繁冗的工作程序。

3．2实践教学手段灵活

在传统的展示设计课程教学中，对教学场地、实验室条件等有较高的要求，比如材料要齐全、加工工具和设备要应有尽有。不少高校由于受人员和经费等条件的限制，往往忽略很多重要的实践教学环节，极大地影响了展示设计课程的教学效果和学生职业素质的培养。如果在课堂教学中引入虚拟展示技术，就可以在有限的资源和条件下完成实践教学，能显著改善教学条件，丰富教学手段。例如学生可以在教师事先设定好的虚拟空间内设计制作模型，并进行交互式体验，既巩固了基础知识，提高了学生的实际动手能力，又能有效地避免真实环境中因为操作不当等原因造成的安全事故和原材料浪费。

3．3教学效果良好

传统的课堂教学只能通过多媒体设备向学生展示二维图片或者播放视频，角度单一且不具有交互性，而虚拟现实技术的运用可以帮助教师丰富课堂教学手段，让展示更逼真、更生动，且具有多角度和互动性特点。运用虚拟展示技术编制的课件，不仅有声有色，而且更具立体感和真实感，还能提供虚拟的实验环境。例如，建立一个虚拟的产品展示，教师可以边演示课件边点击相关的视频连接，还能进行实时的互动操作，甚至是再现制作工程，能为现代的教学特别是在线学习和远程教育提供良好的平台，以取得更好的教学效果。

4虚拟展示技术在展示设计教学中的应用

虚拟展示在现代展示设计教学中有着广泛的应用，教师可以在掌握三维建模软件的基础上进行虚拟展示教学。目前，此类软件已发展得相当成熟，如人们熟知的3D－MAX、犀牛、MAYA等都是常用的建模软件，模型建立以后通过虚拟平台即可对其进行虚拟展示。以下以电子产品中一款点钞机的虚拟展示应用为实例，剖析虚拟现实技术在展示设计教学中的具体应用。

4．1运用三维设计软件创建展示模型

三维模型是运用三维设计软件创建的，目前使用较多的三维设计软件是由美国Autodesk公司开发的3DS－Max软件。该软件具有较为快速的三维建模功能，同时还可以较好地处理材质、贴图和各种空间变形。它能够输出c3d、wrl、obj等格式文件，可以直接在主流的虚拟现实平台使用，兼容性很好。

4．2选择虚拟展示平台进行虚拟交互设计

模型建立后，选择虚拟展示平台。教学中，可以使用瑞典Cycore公司开发的Cult3D软件。该软件已在虚拟设计领域得到了广泛的应用，它具有文档小、便于传送、3D互动真实、材质表现力强、可跨平台运用等优势。Cult3D软件对计算机的硬件要求相对较低，一般办公或家用计算机、笔记本电脑和平板电脑甚至手机都能流畅地浏览Cult3D作品。基于JAVA语言的内核使Cult3D软件具有良好的扩展性，在完成交互设计后可以生成多种形式的文件进行，如可生成“．co”格式的文件，该文件可以无缝地嵌入网页页面。总之，该软件相对简便，符合设计类专业教学的软硬件开发环境及应用目标。

4．3设计成果通过浏览器进行

首先，根据设计图纸建立点钞机产品模型。必须注意的是：要保证在3ds－Max软件中建立的产品模型面的数量尽量少，因为目前虚拟软件在进行模型渲染时，不能较好地运行过多面数和过于精细的模型，否则会对虚拟软件运行平台造成负担。其次，为了后期的贴图、材质赋予及在Cult3D虚拟软件里进行交互设计，点钞机模型应当按照结构分别建模。点钞机模型建立好输出时，为了减轻后期软件运算的负担，尽量导出成jpeg或gif格式，以便有效地控制文件大小。最后，安装Cult3DExporterfor3dsMax插件，将已经创建好并进行了对象群组的点钞机模型通过插件的EXPORT命令导出，保存为Cult3DDesigner（＊．c3d）类型，以便在Cult3D中进行进一步的交互动作设置。进入Cult3D软件中进行点钞机虚拟交互设计。首先启动Cult3DDesigner程序，通过导入命令导入点钞机模型，然后根据预设的展示动作进行基本交互设置，设置的对象主要包括场景、动作、事件三要素。场景包括导入的C3D文件中的材质、声音、纹理等要素，动作一般包括点钞机模型的移动（旋转、缩放、平移等）、显示或者隐藏物体、颜色显示和转换、视角旋转等，事件包括开始事件、计时器、鼠标或者键盘事件及由其他事物激发的自定义事件等。如果有组合关系，可通过事先设计多种组合形式分别命名，再对模型预设键盘单击触发事件的相应动作，这样就能够在演示窗口通过键盘事件完成点钞机形态和色彩变换的展示。完成以上的交互设计后，如果是通过浏览器进行，则点击“保存”命令，存储为Cult3D网络文件（＊．co）格式，在网页中编写语句嵌入该文件并设置触发事件，从而完成虚拟交互对象的网络。用户可以在网络上使用浏览器进行交互浏览，可以通过鼠标、键盘完成点钞机移动、旋转、缩放和变化颜色等预设的操作。运用这种互动的虚拟手段可以全方位地进行产品的展示，让体验者更好地了解产品。如果对页面效果不满意，还可以通过Photoshop进行界面设计，建立更美观和人性化的操作环境，必要时可使用网页设计软件完成虚拟展示平台的整合。

5结束语

虚拟技术论文范文第8篇

【关键词】信息化；虚拟制造；虚拟企业

为把我国建成不仅是新的世界制造中心，而且是广泛应用先进技术的制造强国，国家对制造企业提出了宏伟目标，即要求国内骨干企业尽快着手信息化工作，2010年到2015年大中型企业要达到国际先进的信息化制造水平。实际上，信息化不仅是政策的约束，更是市场的驱使，随着市场经济全球化的进程，信息化制造将成为现代制造企业追求的重要目标之一。

一、信息化制造与虚拟技术

什么才是信息化制造？信息化制造是以虚拟制造和大规模定制生产为标准的，只有基本上实现了从产品设计、开发、生产制造和流通以至产品全生命周期的信息化，才算真正完成信息化工作，在此基础上的先进制造模式和信息化内容才能叫做信息化制造。

随着计算机、自动化及网络技术在制造系统中的应用，信息技术对制造技术发展的作用目前已占到第一位。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。信息技术使现代制造的技术含量提高，使传统制造技术发生质的变化。信息技术也促进着设计技术的现代化，加工制造的精密化、快速化，自动化技术的柔性化、智能化，整个制造过程的网络化、全球化。

制造业要在竞争激烈的全球市场求得生存与发展，必须能够更好地满足市场所提出的TQCS要求，即要以最短的产品开发周期(Time)、最优质的产品质量（Quality）、最低廉的制造成本（Cost）和最好的技术支持与售后服务（Service）来赢得市场与用户。为了提高竞争能力，企业应当能够对市场需求的变化做出快速敏捷的反应，并及时地对自身的生产做出合理的调整与重新规划。面对不可预测、持续发展、快速多变的市场需求，企业的生产活动必须具有高度的柔性。计算机软硬件技术及网络技术的迅速发展为实现这一目标提供了强有力的支持。

基于这些因素，概念设计、并行工程、智能制造、敏捷制造等多种有关先进制造技术的新思想、新概念相继诞生。虚拟制造（VirtualManufacture）就是其中之一，它代表了一种全新的制造体系和模式。在虚拟制造中，产品开发是基于数字化的虚拟产品开发VPD方式（VirtualProductDevelopment），以用户的需求为第一驱动，并将用户需求转化为最终产品的各种功能特征。VPD保证了产品开发的效率和质量，提高了企业的快速响应和市场开拓能力。

虚拟技术在先进制造技术中的应用主要包括虚拟制造和虚拟企业两个部分。

1．虚拟制造(VM)是在产品设计阶段实时地、并行地模拟产品未来制造全过程及其对产品设计的影响，预测产品性能、产品的可制造性、产品的成本等，从而更有效地、柔性灵活地组织生产，并使新产品开发一次获得成功，目的是尽量降低产品的成本，缩短产品的开发周期，提高产品的质量和寿命，快速有效地响应瞬息万变的市场。

虚拟制造实际上是一种计算机科学技术，以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术为支柱，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会到或感觉到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以做出前瞻性的决策与优化实施方案。从本质上讲虚拟制造技术是对真实制造过程的动态模拟、仿真，是在计算机上制造数字化产品，经过模拟仿真对产品外形设计、布局设计、加工及装配过程达到优化产品的设计及工艺过程、优化制造环境配置和生产供给计划、优化制造过程并改进制造系统的目的，用来改善各个层次的决策和控制。虚拟制造从根本上改变了设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制出之前，在虚拟制造环境中生成软产品原型代替传统的硬样品进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高系统快速响应市场变化的能力。

2．虚拟企业是为了快速响应某一市场需求，将产品涉及到的不同企业临时组建成为一个没有围墙、超越空间约束、靠计算机网络联系、统一协调的合作经济实体。虚拟企业的特点是企业的功能上不完整、地域上分散和组织结构上非永久性，它是实现敏捷制造的有效手段。由于市场的全球化，企业必须不断创新产品及优化制造过程，快速响应客户要求，才能取得竞争上的优势。同时，企业不可能也不必做每一件事、每一个部件和每一个制造过程，而必须寻找合适的合作伙伴。其最终目标是利用不同地区的现有生产资源，把它们迅速组合成一种没有界限的、靠电子手段联系的经营实体，以便快速推出高质量、低成本的新产品。

由于国内外市场竞争日益加剧，科学技术发展迅速，产品更新换代速度加快及人们对产品多样化的需求增加，使得机械制造业向多品种小批量生产方式发展。因此，缩短产品开发周期成为决定制造业竞争力的首要因素。而虚拟制造技术被认为是加速新产品开发的有效手段，它能很好地解决制造业的TQCS难题，虚拟制造技术对制造业将是一次新的革命，它的广泛应用意义是深远的。

二、市场化与虚拟制造技术应用

制造业是我国国民经济的支柱产业，它一方面创造价值，生产物质财富和新的知识，另一方面为国民经济各个部门包括国防和科学技术的进步与发展提供先进的手段和装备。在我国的经济腾飞中，制造业功不可没。但是，随着计划经济体制向市场经济体制转变，我国制造企业的弊端日益显露出来。

我国制造业目前存在的五大难题：

1．产品质量不稳定，水平低下，主要机械产品中达到当代世界先进水平的不到10%；

2．生产集中度低，分散、重复严重，缺乏协作；

3．科技基础薄弱，自主研发创新能力差；

4．企业装备陈旧，生产工艺落后，精密、高效、数控设备不足10%；

5．人才培养后继乏力；加之企业基础管理薄弱，缺乏现代生产管理意识，在市场经济新形势下显得十分被动。

虚拟制造在工业发达国家，如美国、德国、日本等已得到了不同程度的研究和应用。在这一领域，美国处于国际研究的前沿。福特汽车公司和克莱斯勒汽车公司在新型汽车的开发中已经大量应用虚拟制造技术，大大缩短了产品的时间；波音公司设计的777型大型客机是世界上首架以三维无纸化方式设计出的飞机，它的设计成功已经成为虚拟制造从理论研究转向实用化的一个里程碑。

虚拟制造(VM)作为一种哲理、一种制造策略为制造业的发展指明了方向。它可以全面改进企业的组织管理工作，提高企业整体运作及全面最优决策的效能和市场竞争力。实施虚拟制造可以打破传统的地域、时域的限制，通过Internet实现资源共享，变分散为集中，可实现异地设计、异地制造，从而使产品开发能以快速、优质、低耗响应市场变化。通过分析设计的可制造性，利用有效的工具和加工方法来支持生产，可以大大提高产品的质量和稳定性。企业不再需要投入大量的设备和仪器，从而避免了不必要的设备闲置，可充分利用其他企业的先进设备和仪器进行生产，能很好地解决一些中小企业资金短缺的难题。

但在实施虚拟制造技术过程中，虽然国家对制造业十分重视，但由于我国当前正处于体制改革过程中，多种机制并行，在资金使用时较难协调，国家也难以投入重金支持虚拟制造技术研究。应用人才短缺，企业的整体认识不统一，就是现有的科研成果都难以推广应用，因此实现企业信息化制造任重而道远，但这些并不能阻挡它的向前发展。

三、实施虚拟制造应采取的措施

1．高度重视和全面规划。虚拟制造技术与其它的先进制造技术是相互关联、彼此交叉的，其涉及面广、技术难度大，研究及推广应用需要投入大量人力、物力及资金，政府部门应从宏观上加强对虚拟制造技术的指导，同时要使虚拟制造技术与各种先进制造技术相互衔接、协调发展。

2．加强人才培养和培训工作。人是先进制造的主体，没有高素质的人的参与，再好的技术也发挥不了应有的作用。因此，企业领导应有人本思维，采用人机一体的技术路线。企业在培养和引进高层次、高质量研究型、管理型和开发应用型人才的同时，大力普及CAD/CAM技术，及时推行精益生产、并行工程等思想和技术，全面提高企业员工的技术素质。企业与高校应探索人才的联合培养新模式，不断增强科技创新能力。

3．加强关键技术的研究、开发和应用。虚拟制造技术包括软件技术和硬件技术，其中建模技术、计算机仿真技术和虚拟现实技术等是实施虚拟制造的关键技术。我国科研力量分散，建立分布式网络化研究中心，以企业为主体，产学研相结合，重点投资与自身发展有关的关键技术的研究，进行研发和推广是一条值得深入探索的道路。

4．从企业实际出发，分阶段实施。企业要实现虚拟制造，应分阶段逐步实行，要做好全面扎实的基础工作，应加强CAD/CAPP/CAM/NC/FMC/CAE技术的研究和推广应用，在全面实施并行工程的基础上实施虚拟制造。

虚拟技术论文范文第9篇

关键词存储虚拟化；逻辑存储；对称/非对称

1引言

随着信息数字化、网络化开展的各种多媒体处理业务的不断增加，企业的信息量不断增加，面对不断膨胀的数据量和不断增多的物理存储设备，如何能够保证一个存储系统具有高性能的I/O吞吐率、高可靠性和高扩展能力，以及良好的容错性能，成为各个IT产商倾注极大热情去解决的重大问题。特别是由于在存储系统中存在着大量的异构服务器和存储系统，非常有必要进行全面的存储管理，而传统DAS、NAS和SAN等存储形式已无法满足以上对存储设备的需求，所以存储虚拟化逐渐成为共享存储管理的主流技术。

2虚拟存储的概念

存储虚拟化是把不同接口协议(如SCSIiSCSI或FC等)的网络存储设备(如JBOD、RAID和磁带库等)整合成一个虚拟的存储池，根据需要为主机创建和提供虚拟存储卷。存储虚拟化是具存储设备和存储系统的抽象，展示给用户一个逻辑视图，同时将应用程序和用户所需的数据存储操作和具体的存储控制分离。因而可以充分利用异构平台的存储空间，达到最优化的使用效率。

3存储虚拟化的实现

存储虚拟化可以在三个不同的层面上实现，包括了基于专用卷管理软件在主机服务器上实现，或者利用阵列控制器的固件(Firmware)在磁盘阵列上实现；再或者是利用专用的虚拟化引擎在存储网络上实现。具体使用哪种方法来做，应根据实际需求来决定。

3.1主机或服务器级虚拟存储

基于主机或服务器的虚拟存储化实现通常称为逻辑卷管理(Logicalvalumemanager)。磁盘上的物理块或逻辑单元号(LUN)被映射成逻辑卷号。逻辑卷管理软件把多个不同的磁盘阵列映射成一个虚拟的逻辑块空间。通过在服务器上安装虚拟存储管理软件，实现各物理存储体集成映射的。

基于主机或服务器的虚拟化存储实现容易，可在不需要硬件支持的条件下实现形式多样的存储管理，对改善存储系统的可管理性，提高存储的安全性和可靠性很有益处。缺点是兼容性不好，扩展性差，调度工作会影响服务器的性能。

3.2存储设备级的虚拟存储

基于存储设备的虚拟存储针对异构SAN构架，更使用于以存储为核心的环境，它独立于主机，存储设备可以连接多台主机，但存储设备本身不能是异构的，此时虚拟过程是在阵列控制器上完成将一个阵列上的存储容量划分为多个存储空间(LUN，logicalUnitNumber)，供不同的主机系统访问。智能的阵列控制器提供数据块级的整合，同时还提供一些附加的功能，例如：LUNMaking缓存，即时快照、数据复制等。配合使用不同的存储系统，基于存储设备的虚拟化模式可以实现性能的优化。但由于存储设备在各个供应商之间互操作性和兼容性较差，如果没有第三方的虚拟软件，基于存储设备的虚拟化经通常能提供一种不完全的虚拟存储化解决方案。

3.3网络级的虚拟存储

基于网络的虚拟化是目前SAN虚拟化的主流技术，通过在存储区域网这一级采用智能化的路由器，交换机或者是增加一个元数据服务器等来实现虚拟化的工作，它通过提供一种中央虚拟化方式将网络中的存储资源集中起来管理，从而降低了TCO，提供了一个“开放的”虚拟实施环境，最有可能支持任何的服务器、操作系统、应用和存储设备。从技术上讲，基于网络的存储虚拟化又分为带内(In-Band)和带外(Out-Band)两种。这两种方式的主要区别在于存储网络中数据I/O与控制信息是否使用同一通道。

3.3.1带内虚拟化的实现模型

带内虚拟化，也称为对称(symmetric)虚拟化。是指虚拟化的操作在服务器和存储设备之间交换数据的通道中执行，存储数据和控制信号使用同一数据通道。因为所有的数据访问都会通过这个引擎，它就可以实现很高的安全性。就像一个存储系统的防火墙，只有允许的访问才能通过，否则就会被拒绝。

带内虚拟化的优点是：可以整合多种存储设备，便于集中式管理，因此具有极高的安全性。但容易造成网络拥塞，降低了性能，同时容易产生瓶颈和单点实效，故在应用中这种结构往往是冗余配置。

目前市场上使用该技术的产品主要有IBM的TotaStorageSVC，HP的VA、EVA系列，HDS的TagmaStore，NetApp的V-Series及H3C的IV5000。

.3.2带外(outofband)虚拟化

带外虚拟化，又称为非对称(asymmetric)虚拟化，是指虚拟化功能在位于存储数据通道之外的一个设备上实现。数据和命令信息使用不同的通道(如图2所示)，应用服务器的I/O命令通过专用的命令通道传至专用的元数据服务器或控制器，获得元数据和数据视图后，再直接通过数据通道得到所需要的数据。由于数据在专用的通道上传输，因此提高了性能，且避免了单点故障和瓶颈，但是在一定程度上增加了用户投资，数据的安全性难以控制，实施难度大于带内模式。

4存储虚拟化网络的关键技术

存储虚拟化的核心工作是物理存储设备到单一逻辑资源池的映射，通过虚拟化技术，为用户和应用程序提供虚拟化磁盘或虚拟卷，而且用户可以根据需求对它进行任意分割，并分配给特定的主机或应用程序，而为用户隐藏或屏蔽了具体物理设备的各种物理特性。实现虚拟存储化关键技术如下：

1)共享冲突与数据一致性

存储虚拟化的一个主要功能是实现存储数据的共享，普通的文件系统只允许对数据进行独占式访问，但是商业应用需要在操作系统和“数据仓库”之间共享数据。数据的不同拷贝应能在不同服务器操作系统所带来的存储共享和并行存储时的I/O访问冲突等。这就需要良好的锁机制算法、多种级别的锁机制以及Cache一致性等技术，来保证数据之间的连贯性和一致性。

2)异构适应性

虚拟存储的另一个主要目标是实现真正意义上的设备互操作性，简化在在由不同主机操作系统和不同设备类型组成的异构存储环境中的系统管理和用户操作，实现真正意义上的存储设备的透明性。

3)系统存储空间的动态扩展

开放系统的计算机模型经历了一个从单一的、大而全的结构过渡到“n-层、分布式的或并行”的结构。每一层都可以独立扩展，保证最优的资源利用率。SAN虚拟化允许按照需要扩充存储资源，而对逻辑层和应用层透明。因此，系统管理员可以以兆字节为单位来扩充存储容量，而不破坏重要的应用。按需存储将是未来实现数据中心的主要驱动力。

4)数据存储与容错策略

由于应用和数据服务是透明的，必须避免越权访问和恶意攻击，数据安全性由整个系统的管理软件来保证，因此保证数据安全性是存储虚拟化技术的难点之一。虚拟存储也必须以较小的容错开销建立容错功能，克服系统单点故障，避免不可恢复的数据损失，同时也必须拥有数据容错备份系统，以保证因不可抗力而丢失的数据拥有的可靠备份。

5总结

海量数据需求在各个应用场合不断增加，由于存储虚拟化技术能够提供系统的高可用性、高可靠性并易于维护，它正在成为存储领域的核心技术。由于存储应用场合的复杂性和不同用户的存储需求的多样化，存储虚拟化技术必须加以丰富和完善(如数据的备份、复制、恢复、远程容灾、快照和多重镜像支持等)，以提供良好的个性化服务。

另一方面，从目前来讲，存储虚拟化依然缺乏高度的标准化，不同的虚拟产品间的兼容性还有待进一步提高，必须尽快制定业界公认的存储虚拟化技术标准，以解决操作平台、网络和存储设备等产商及产品之间的互操作性问题，这样才能推动存储虚拟化技术的发展，当然在虚拟存储技术体现其

优越性的同时我们也不能够忽视虚拟技术的一些潜在问题，这样会更有利于虚拟技术向着智能化的方向发展。

参考文献

[1]QichaoXia，LianXingJia.ReserchofIntegrationMilitaryStorageResourcesBasedonStorageVirtualization.IEEEComputerSociety.2006

[2]CharlesMilligan，SidSelkirk.OnlineStorageVirtualization：ThekeytomanagerthedataexplosionIEEEComputerSociety.2006

[3]赵文辉，徐俊，周加林，李晨。网络存储技术[M]。清华大学出版社，2005年

[4]刘朝斌，谢长生，张琨.存储网络虚拟化关键技术的研究与实现.计算机科学2004年(31)

虚拟技术论文范文第10篇

1虚拟现实技术概述

虚拟现实又称“灵境”，由三维计算机图形学技术、多功能传感器的交互式接口技术以及高清晰度和高更新速度的显示技术构成[1-2]。VR技术就是在计算机中建立一个模拟真实世界效果的特殊环境，通过各种传感器设备，使用户“沉浸”在这个虚拟环境中并进行操作和控制，以达到特殊的目的。VR具有3个特性—3I，即immersion（沉浸性）、interaction（交互性）和imagination（构想性）[3]，它为处在该环境下的用户提供包括视觉、听觉、触觉等多种直观而又自然的实时感知交互。用户在该虚拟环境中能够产生身临其境的感觉，并且可以通过操作来改变或选择可以感受的内容，同时又留给用户可以自由发挥想象的空间进行大胆的尝试，进而扩展其认知的范围，提高用户的探索和创新意识。

2康复医学目前存在的问题

临床经验表明，早期的康复介入，对患者的身心功能恢复、预防二次损伤和废用综合征都起到关键性的作用，因而康复治疗和手术药物等的治疗同等重要。我国幅员辽阔，地形复杂，近年来自然灾害时有发生，给灾区人民的身体和心理都带来巨大的创伤，加之老龄化问题的日益严峻及其带来的疾病谱的变化，康复医学工程正面临着前所未有的挑战。传统的康复治疗通常是医师与患者一对一形式的训练，存在诸多局限性：（1）现有资源不够充足。无论是专业的康复医师还是康复器械都无法满足当前康复人群的需要。（2）训练过程单调而乏味。传统的训练过程通常是对一组训练动作的不断重复，导致整个过程十分枯燥，难以有效调动患者主动参与的积极性，甚至使患者产生厌烦情绪，降低了康复效率。（3）功能定量化测评难以实现。随着康复治疗的不断进行，患者的身体状况发生变化，其承受的活动量强度也在改变，而目前无法对患者在训练中的具体数据进行记录和保存，不利于康复训练计划的制订和调整，也在一定程度上影响了康复进程。

3康复医学结合虚拟现实技术的必要性

VR康复系统可以打破传统训练方式的局限性,它可以针对不同类型功能障碍的患者提供不同的虚拟训练平台，使患者以做游戏或完成趣味性任务的方式进行康复训练，以此调动患者的积极性。系统还能够详细地记录患者的训练数据，康复医生可以远程监控患者的训练情况，进而根据需要实时地调整训练计划和训练强度，推荐康复治疗方案。通过这种方式，一个医生可以同时指导多名患者，提高了医疗人员的工作效率，减轻了其工作强度。VR技术可提供重复练习、效果反馈和动机维持3种关键环节，这正是患者习得某种功能的必要条件。另外，VR康复系统能将心理引导与生理治疗结合起来，在患者进行“游戏式”康复训练的过程中，通过音乐、画面、文字和语音提示等形式给患者以正面的激励反馈，提高患者的信心和主动性[4]。因此，将康复训练与VR技术相结合具有重要的应用价值。

4VR技术在康复医学中的应用与进展

4.1VR在运动康复中的应用

运动障碍是指以运动异常为特征的各种障碍，包括运动不能、震颤、舞蹈症、扭转痉挛、斜颈、张力障碍、颤搐、抽动和肌阵挛等症状[5]。当前，在运动障碍康复领域，对患者受损的运动功能进行康复性训练是VR技术最重要的用途。

4.1.1平衡和协调训练

许多中风患者存在姿态和平衡方面的问题，例如身体摇摆和不对称的质量分布降低了其灵动性，影响了他们的日常生活。DINGQi-cheng等[7]结合CIMT原理对NintendoWiiFit游戏系统进行改造，构建了一款基于VR的下肢平衡康复训练系统。该系统使患者的双脚分别站立在2块平衡板上，通过双脚用力动态地控制压力中心，进而操控虚拟人的运动状态。通过这种方法能成功地迫使患者增加患侧肢体的使用，使其体质量分布更加均匀，对称性能力得到大幅改善。RLloréns等[8]开发的BioTrakVR系统涵盖一系列的平衡康复活动，包括端坐时头部和躯干姿势控制的恢复和站立时的动态平衡练习等多个管理项目，同时允许用户通过选择不同的练习和规划自己的持续时间、休息时间和重复次数进行个性化训练。然而，我国对平衡功能障碍的研究起步较晚，应用VR技术的研究成果尚鲜见报道，有待于进一步探索。

4.1.2行走及步态训练

与正常人相比，脑卒中偏瘫患者往往具有运动发起难、步速慢、步态周期延长、患侧支撑时间短等特点[9]。集中的特定任务式的训练可以提高脚踝的推力、髋部的拉力和行走的速度。AnatMirelman等[10]用Rutgers踝关节康复系统对18名中风后的轻偏瘫患者进行试验，受试者只能使用踝背屈、跖屈、反转、外翻以及这些动作的组合来驾驶虚拟环境中的飞机或船。实验结果表明，患者脚踝的推力、踝关节活动度（rangeofmotion，ROM）均有明显改善，膝关节ROM及站立和摆动情况也有大幅提高。可见，VR技术对患者步态康复有一定作用。目前，国内对步态康复的研究主要以简单重复性训练的康复机器人为主，对结合VR技术的研究较少。张磊杰等[11]提出了一种基于VR的步态康复机器人系统，可以快速提取患者的步态速度、心跳等生理信息并恰当地体现在游戏中，使枯燥的训练变得有趣，也提高了患者的注意力集中程度。因此，结合VR技术的步态康复机器人系统将逐渐引起众多学者和医疗器械产业的关注。

4.1.3上下肢康复训练

由于力量减弱和利用反馈能力的下降，脑卒中偏瘫患者难以进行精确的运动控制，SangwooCho等[12]基于VR技术开发出一种新型上肢康复系统，用本体感觉反馈取代视觉反馈来提高患者的运动控制能力。系统采用模拟起居室的虚拟环境，患者需要依靠自己本体感受的反馈信息，将患侧手握的虚拟半透明柱体移动到不透明柱体所在的目标位置，用这种方法亦能提高患者的日常生活能力。Burdea等[13]开发了康复训练系统“RutgerArmII”，系统由运动跟踪、重力和虚拟现实游戏3个模块组成，利用红外技术跟踪到患者的运动数据，使其能在虚拟场景中进行游戏式训练，并能得到相关的触觉反馈。国内众多学者对上下肢康复也作了很多研究。王瑞利等[14]设计了结合主动、被动和助力训练的踝关节康复系统，并添加了功能评价机制，为患者制订治疗方案提供可靠的证据。柯福全等[15]借助Kinect设备开发了一款基于视频运动跟踪的虚拟现实系统用来辅助患者的上肢康复。张金龙[16]设计了一款手指康复系统，包含了手势变换、坦克射击和赛车竞速3种游戏，非常具有趣味性。华南理工、中南大学附属第三医院与广州一康医疗设备有限公司三方联合研发的虚拟厨房训练系统[17]，患者通过在其中漫游并完成烧开水、摆餐具、盛水果等一系列的厨房操作来训练偏瘫上肢的运动功能，将该系统应用到33例上肢功能障碍患者身上，结果显示比传统训练方式的康复效果更为显著。

4.2VR在认知康复中的应用

认知是指人脑接受外界信息，经过加工处理转换成内在的心理活动，从而获取知识或应用知识的过程，它包括记忆、语言、视空间、执行、计算和理解判断等方面。认知功能障碍对患者日常生活的影响有时甚至超过了躯体功能障碍，因此也成为医学界面临的重要课题之一。将VR技术应用于认知康复，可以在虚拟环境中为患者提供安全可控的刺激进行治疗，并能监测多种重要指标，表现出传统方法无法比拟的优势。Godehard等[18]利用VR系统治疗有空间认知和记忆缺陷的轻度认知功能障碍患者，让他们在虚拟的公园和迷宫里根据地标（房子、汽车、高山等）寻找宝藏，加强患者以自我和非自我为中心记忆的能力。Caglio等[19]利用3D电子游戏进行记忆康复的研究，发现虚拟航行训练可以激活记忆区域，改善成人脑损伤患者的记忆功能。王文春等[20]设计的虚拟认知康复训练系统，包括注意力、记忆力、思维操作能力等七大训练模块，每个模块又设计了高、中、低3种级别的题目。将该系统应用到38例有认知功能障碍的患者身上，结果表明，虚拟认知康复系统在注意力和空间知觉的改善方面优于传统的康复训练模式，且更具趣味性，适用于临床推广。戚淮兵等[21]设计了基于Agent的虚拟认知康复系统，能为患者提供感官上的刺激，纠正认知偏差，具有开放、自主、可移植的特点。尽管如此，在我国内陆地区，VR技术辅助认知康复治疗的研究仍处于初级阶段，能够真正进行临床应用的系统较少，还需要不断的探索和研究。

4.3VR在远程康复中的应用

目前，我国经济发展均衡度还较低，各地的医疗设施建设也存在很大差异，康复医疗机构集中在大中城市，许多地区缺乏必要的康复服务，给广大群众带来不便。虚拟现实技术结合网络通讯技术可以将一流的医疗资源传送到较落后的地区，为康复医学带来革命性的变化。MJJohnson等[22]利用网络通讯技术使中风的患者可以在家中进行康复训练。李军强等[23]设计了一套远程监控系统，用虚拟人的运动再现患者手臂的运动，实现监控功能，从而使医生掌握患者手臂的运动情况。王月姣等[24]设计了基于力反馈的远程康复训练虚拟驾驶系统，治疗师端的计算机能实时显示患者训练视频、相关训练数据及当前训练方案，并能据此实时修改训练方案。可见，VR技术有利于提高落后地区的医疗水平，优化医学资源分配，推动我国社区康复的建设进程。

5结语

虚拟技术论文范文第11篇

1.1设备陈旧。很多中职院校计算机教学条件教学落后，教学硬件设备以及实训条件很难满足实际教学工作的需求，很多设备较为陈旧，维修以及保养工作难以进行，从而对学生学习各种前沿技术有着直接的影响。

1.2部分专业课程难以实际操作。为了能够从根本上减少中职计算机教学过程中所用设备的维护以及保养工作量，很多院校机房开始安装还原软件或者硬件设备，这也会在一定程度上导致很多专业课程难以正常进行操作。例如硬件分区、BIOS设置、安装操作系统以及格式化等操作都难以完成[2]。虽然对原有的设备进行拆除和还原，也会导致演示机系统环境遭到破坏，从而对教学环境产生较大的制约，导致计算机教学实验室机器的实际维护工作难度增加。

1.3网络技术和安全教学工作受到影响。中职计算机教学过程中的网络技术课程，很多练习都需要在客户机和服务器之间进行。客户机和服务器的安装操作系统之间可能存在较大的差异，若进行相似的练习，就需要在很多计算机上安装较多的操作系统，从而保证计算机通信、网络组建以及安全操作的顺利进行。还要对学生实施分组，让学生能够对不同的系统平台进行操作练习，这样不仅会从根本上增加维护设备的实际工作量，还会减少学生的上机时间，从根本上减低中职计算机教学的整个教学质量。

2中职计算机教学中虚拟机技术的运用

2.1设置BIOS参数。设置BIOS参数是现代中职计算机教学过程中的一个主要技术盲点，中职学生本身的文化基础就相对较弱，尤其是英语基础，所以，对于电脑学习中的各种专业术语了解的教师，很容易产生畏惧心理。很多教师在对BIOS参数设置的相关教学活动中大都是进行简单的讲述，很少引导学生进行联系，从而导致他们对于计算机时间调整、开机顺序、CPU工作状态以及主从硬盘等其他设置接触较少，从而导致其学习质量受到影响[3]。虚拟机软件能够给学生提供类似于较为真实的BIOS设置环境，目前常见的版本有AWARDBIOS、PHOENIXBIOS程序以及其他品牌机特有的BIOS程序。

2.2操作系统的以及应用程序的设置与安装。操作系统以及应用程序的设置与安装是现代中职计算机教学过程中需要进行完善的环节，其主要原因是因为设置以及安装操作系统需要花费较长的时间，破坏性较为明显，从而会对整个教学程序产生影响，导致学生无法顺利完成练习活动，缺乏对计算机操作系统的设置以及安装技能培养机会，对于计算机故障诊断以及软件维护技能的提升和培养受到影响，缺少独立维护的技能和知识。例如VMare公司的旗下的个人电脑都给客户提供了具体的操作系统支持[4]。将操作系统安装在虚拟机中之后，安装的新软件就能够与其他正常的计算机安装软件相同，从而尽可能地满足计算机应用程序和操作系统的配置以及安装教学需求。

2.3构建网络环境以及实验平台。在计算机信息技术不断发展的影响下，中职计算机教学过程中开始注重对学生计算机网络技术的实际运用以及网络知识能力培养。无论是服务器设置还是网络设备互联设计与开发，都需要一个可以进行反复实验和配置的网络环境。我国现阶段很多中职院校都开始对校园网络进行组建，提供给学生和教师一个较为和谐的教学环境，但是，由于校园网络各种功能都与校内办公网络平台、弧线网咨询以及网络教学资源紧密联系在一起，很难给学生提供较多的服务器配置、网络设配互联、网站开发和网站设计等学习活动提供更多的实验平台，因为，学生在实验中所犯的各种错误都会对校园网络或者服务器数据产生严重的后果，网络服务器、互连设备价格相对较高，投资较大。虚拟机技术的利用可以在单台计算机上完成、网络设备互联、网站维护以及上传等教学工作实验[5]。构建可以多次进行实验和配置的网络环境，能够给学生提供坚实的物质基础，从而更好地运用计算机网络技术，节省更多的教学投资。网络设备互联过程中所有的交换机或者路由器价格相对较高，从而成为整个中职计算机教学过程中需要解决的问题。实际教学过程中大都是对网络互连设备的进行功能性的介绍和讲解，从而导致学生对网络设备的互联技术相对较低，很难完成实际工作。通过网络设备模拟器，则能够保证学生在单机上顺利完成网络设备互通试验和组网配置工作。网络应用技术也是中职计算机教学过程中的重心工作，除了网络设备配置以及互联工作之外，服务器的配置、相关的Ftp和Web应用，也显得较为主要。MicrosoftVirtuaiPC都提供了宿主机与虚拟机以及虚拟机之间实施网络通讯的各种细腻网络环境，从而更好地完成WebFtp应用、服务器配置等具体的实验，还不会对校园网络运行产生影响。

2.4在操作系统课程教学中运用虚拟机技术。操作系统课程教学活动需要学生能够完成组建局域网、管理和配置网络等一系列实验，所有的学生都需要一台或者多台计算机来完成相关学习。在过去的教学活动中，大都是把学生分成多个小组，每个小组完成具体的实验，这样就会对学生主动性的发挥产生一定的负面影响。为了能够从根本上解决相关问题，可以在计算机上安装相应的虚拟机系统，从而综合利用计算机功能，让学生更多地参与到实际实践活动中，引导他们掌握更多的专业知识。

3结束语

通过系统的分析和比较，中职计算机教学活动中运用虚拟机技术，能产生一定教学效果。从教学管理方面来分析，虚拟机技术的运用能够帮助教师管理教学设备，从根本上提升设备的完整性，尽可能地提升教学资源的利用率。还能够更好地完成教学计划中规定的相关实验项目，从而引导学生积极参与到教学实验过程中，保证中职计算机教学任务的顺利完成，给经济发展和社会进步提供更多的动力和智力支持。参考文献：[1]刘平.谈虚拟机在计算机教学中的应用[J].内江科技,2014(09):158.[2]冯国华.VMware虚拟机在职校计算机教学中的应用[J].今日科苑,2010(14):136-137.[3]运永顺.试论计算机教学中虚拟机的应用[J].黑龙江科技信息,2014(09):135.[4]刘友林.试论计算机教学中虚拟机的应用[J].科技创新导报,2012(06):155.[5]何安平.虚拟机系统在计算机教学中的应用初探[J].广西民族大学学报(自然科学版),2012(02):94-97.作者简介：李敏，男，讲师，本科，研究方向：计算机应用、程序设计的理论与教学。作者单位：合肥经济管理学校，合肥230041《《《《《《上接第255页学生在学习过程中不断成长。

（1）自主学习。自主学习就

是在老师的引导下学生潜力的发掘，让学生在学习中充分发挥主观能动性，自主研究、自主发现、自主分析、自主解决。首先学生要明确自己的学习目标，老师在学生实现目标过程中进行方法上的引导，情感上的投入，让兴趣、欲望成为学生前进的动力；另外，还要学生在学习中进行自我监控，就是对自己的行为等进行自我约束，在自我监控中给出最客观的评价，不断对自己的状态、方法进行修正。在整个自学的过程中学生是参与者是学习的主体，老师只是起引导、鼓励作用。

（2）合作学习。合作学习是让

学生以团队模式进行分组交流、讨论、合作的互帮互助型学习方式。在整个合作学习中讲究的是团队成绩，需要各个小组成员在明确团队目标的前提下开展学习。小组成员在合作过程中要及时交流自己的所想所感，提出自己的解决方法，让组员通过思想的碰撞，找到更加完美的解决措施，通过共同合作达到共同进步。在学生开展小组合作过程中学生的思维是最活跃的，创造力和创造欲望是最强烈的，个体将通过团队合作的形式将他们融合在一起，让他们学会相互信任、相互帮助、相互鼓励、相互学习，让他们的团队意识合作意识、大局观念在学习中得到磨练提升。

（3）实践应用。根据计算机的课程特点，我们在学习中要

虚拟技术论文范文第12篇

关键词：虚拟机；VMware；网络教学

一、引言

计算机网络技术是当展极快的信息技术，是新世纪人才必须掌握的基本技能，因此各高校几乎所有专业都开设《计算机网络基础》课程，《计算机网络基础》已成为高校公共课程，教学意义十分重大。

由于计算机网络是一门理论和实践结合相当密切课程。教学中搭建一个网络环境，最少需要2台带阿卡的计算机和1根交叉网线；如果组建复杂网络环境，还需要服务器、工作站、交换机、路由器等设备。教师在讲授中，要直观地向学生展示讲授内容和操作过程。对于多媒体教室单机状况，教师很难做到。而在实践教学中，又需要大量的网络设备，由于经费短缺、网络技术发展迅速，各院校对实验设备的更新面临着重重困难，并且所建网络实验室规模较小，实验中常常是几人共用一组实验设备，不利用于学生独立完成实验内容。通用机房，为杜绝学生在计算机上随意安装软件和修改设置，对计算机硬盘采取保护措施，导致网络课程的大多数实验都无法开出，学生动手机会减少，影响教学效果。

针对网络课程在教学中存在的问题，基于虚拟机技术网络教学架构的设想就应运而生，其思路是通过虚拟化软件的辅助，将网络课程教学中用到的操作系统集中安装在一台计算机上，然后模拟出多操作系统连接的效果，在单机上实现多操作系统的联网，构造出网络环境，满足网络教学和实践的需要。

二、虚拟机

目前流行的虚拟机软件有VirtualPc和VMware两款，它们都能在Windows系统上虚拟出多台计算机，用于安装各种版本操作系统，如Windows系列、PS/2等。两款软件相比较，VMware支持Linux操作系统，而VirtualPc2004以后版本不支持；VMware客户操作系统直接运行在X86保护模式下，虚拟机运行的环境逼真、性能出色。教学中选用此软件。

(一)gMware的特点

VMwareworkstation6.5是一款优秀软件，在一台宿主机中可以虚拟出多台虚拟机。每台虚拟机不仅有自己的CPU、硬盘、内存等，而且能虚拟出BIOS，可以对BOIS的参数进行设置，对虚拟硬盘进行分区、格式化、安装操作系统等，很像一台真实的计算机。

(二)VMware工作模式

YMware提供了虚拟网络设备VMnet0－9，这些设备相当于交换机，通过这些设备，虚拟机和虚拟机、虚拟机和宿主机就可以组建任意形式的局域网。

虚拟网络就是各虚拟机、宿主机通过虚拟网卡连接到VMnet0-9中的某个交换机上。而连接的方式有：

1、Bridged(桥接)模式

桥接模式组成的网络在vMware中以VMnet0表示，实际上是宿主机的局域网在虚拟机网络中的映射，此时的虚拟机相当于直接接入宿主机的网络。联网方法是在虚拟机的网卡的网络设置中选“Bridged”选项，默认连接到虚拟交换机VMnetO上。

2、NAT模式

使用NAT模式建立的网络默认连接VMnet8子网上。安装VMware后，宿主机网络连接里会增加两块虚拟网卡AdapterVMnetl和AdapterVMnet8，其中AdapterVMnet8网卡将宿主机与VMnet8子网相连。在这个子网中，VMware不仅提供了DHCP服务，使子网内的机器自动地获取IP地址，而且还为这个子网启用了NAT服务，提供了从VMnet8子网到外网地址转换，有一个实实在在的NAT服务器在运行。联网方法是在虚拟机的网卡的网络设置中选“NAT”选项，默认连接到虚拟交换机gMnet8上。

3、Host-only(仅主机)模式

Host-only模式建立的网络默认位于vMnetl子网内，该子网的虚拟机只能与VMnetl网内的虚拟机或宿主机通信，不能与其他虚拟网络的主机通信，这就是“Host-only”名称的由来。这样隔断虚拟网络与宿主机外部网络连接，建立一个独立的私有网络。联网方法是在虚拟机的网卡的网络设置中选“Host-only”选项，默认连接到虚拟交换机VMnetl上。

VMware中的三种网络模式只是方便用户快速将虚拟机加入宿主机网络的一种预定义模式，VMware软件预先设置好三个虚拟子网，以对应三种基本模式。用户完全可以通过修改这些网络的属性改变它的默认行为。

为方便组建虚拟网络，用户可以通过Custom(自定义)模式，选用虚拟设备，添加虚拟网卡等方法，组建用户要求的局域网。

三、网络实验的组建

教学中常用的网络模式主要有“对等网网络模式”、“客户机/服务器网络模式”、“有路由器的网络模式”等。教学前，教师建立实验所需的虚拟机和虚拟网络，然后把这些虚拟机和网络参数文件放到服务器上共享。这就相当于教师将实验所需的网络模板做好，并将它共享给学生。利用教师做好的模板，学生很快就能在自己的计算机上建立实验需要的网络环境，进行实验。下面通过DHCP服务实验，说明构建实验的方法。

(一)实验环境的构建

要进行DHCP服务实验，必须组建一个网络，最简单网络需要两台计算机，其拓扑结

要组建图1网络，需要新建两台虚拟机或新建一台虚拟机，另一台使用宿主机。为了介绍方便，在此，新建两台虚拟机，并使用“Custom”网络模式组建。过程如下：

1、单击“新建虚拟机”按钮，启动“新建虚拟机向导”，在此向导下，创建两台虚拟机：第一台为windowsserver2003standard，第二台为windowsxPprofessional。创建中，按向导要求为虚拟机分配内存、创建硬盘等，在网络连接中，选择“不使用网络连接”，完成虚拟机创建。

2、打开第一台虚拟机，不要启动，单击“编辑虚拟机设置”，打开“虚拟机设置”对话框，在该对话框上单击“添加”，打开“添加硬件向导”，选择“以太网适配器”。然后单击“下一步”，选择“自定义”单选按钮，并从下拉列表中选择“VMnet2”变换机，最后，单击“完成”。并在“虚拟机设置”对话框上单击“确定”，为第一台虚拟机添加以太网适配器，并连接在VMnet2虚拟交换机上。

3、打开第二台虚拟机，不要启动，用同样的方法为第二台虚拟机添网卡，也连接到交换机VMnet2上。这样图1网络就构造好了。

4、接下来为第一台虚拟机安装Windowsserver2003standard操作系统，为第二台虚拟机安装WindowsXPprofessional操作系统，安装方法同普通计算机。

5、分别为每台虚机安装虚机工具。方法是启动相应虚机，在菜单中选择“虚机”一“安装虚机工具…”进行安装，安装完成后，实验模板就准备好了。

实验模板准备好后，教师将实验模板保存在共享文件夹中，供教师演示和学生实验使用。

(二)实验过程

1、建立DHCP服务器

1启动windowsServer2003虚拟机，为该机指定一个固定IP地址，如192.168.1.1，设置子网掩码为255.255.255.0，默认网关为192.168.L.1：

2在WindowsServer2003虚拟机中，安装DHCP服务。方法是依次打开“开始”“程序”“管理工具”“管理您的服务器”。系统打开“管理您的服务器”，双击“添加或删除角色”，打开“配置您的服务器向导”。在向导的“服务器角色”窗格中选择“DHCP服务器”选项，为该机安装为DHCP服务。

3配置DHCP作用域。启动DHCP服务，在“作用域名”对话框中指小该DHCP作用域名称，在“IP地址范围”中，根据实验要求设置该作用域用于分配的地址范围(地址池)、子网掩码、排除地址和租约期限。完成后，配置“DHCP选项”，如：默认网关、DNS服务器及WINS服务器等，最后激活该作用域。

2、配置DHCP客户端

启动WindowsXPprofessional虚拟机。启动后，将其IP地址设置为自动获取。

3、测试DHCP服务

在WindowsXPprofessional虚拟机中，执行“开始”“运行”，在窗口中输入“CMD”，进入命令窗口。在命令提示符质运行pingDHCP服务器地址(如：192.168.1.1)，榆裔网络连通性，然后，运行ipconfig/release释放原IP地址，运行ipconfig/Fenew重新获得TP地址进行验证。实验中，通过多次更改DHCP服务器地址池及其选项，重新获取IP地址，结粜表列：每次获取IP地址及其选项。都符合DHCP服务器的设置。

4、实验内容扩展

在上述实验基础上，利用虚拟机克隆功能，将WindowsxPprofessional机器克隆台。启动克隆厉的虚拟机，更改机器名称，使用两台客户机同时测试，并扩充测试“保留IP地址”、“用户类别”、“类选项”等内容。

为DH服务器再添加一块王卡，此网卡与另一个子网相连，并将其中一台客户机改接到此子网中或再添加一台虚拟机连接到此子网，利刑扩展后的潮络，进行多宿主DHCP服务器配置和测试等。

虚拟技术论文范文第13篇

【关键词】虚拟现实电子商务网络

1引言

虚拟现实(VirtualReality)是通过多媒体技术与仿真技术相结合，生成逼真的视、听、触觉一体化的虚拟环境，用户以自然的方式对虚拟环境中的对象进行体验和交互。然而当前的电子商务大多是基于Web的，要在其中普及由视觉头盔和数字手套等设备构成的力反馈式交互虚拟现0实是极其困难的(一是技术原因，二是资金原因)。但是以键盘、鼠标和显示器等常规输入输出设备在客户机浏览器中构成交互环境的网络虚拟现实技术却日趋成熟和完善，这些以Web3D技术为基础的网络虚拟现实技术同样以模拟自然、体验逼真和交互极强为目标，在相当程度上高效、经济地实现了虚拟现实系统的目标。

由于网络虚拟现实技术的出现，不仅促进了虚拟现实技术的普及应用，而且也给电子商务带来了新的应用空间，有效地提高了电子商务的质量。因此，充分认识虚拟现实技术在电子商务中的重要性、研究网络虚拟现实技术的特点及其应用规律，从而进一步促进电子商务的发展，已成为当前电子商务中的一个重要课题。

2虚拟现实在电子商务中的作用

2.1虚拟现实技术的特点。

临场感:用户感觉到沉浸于在浏览器中所呈现的虚拟环境中。

多感知性:用户能以视觉、听觉等多种形式感知信息。

交互性:用户能以接近自然的习惯，用常规的输入、输出设备对虚拟环境中的物体或场景进行操作和得到反馈。

真实性:虚拟环境中的物体运动接近符合物理定律。

高效率:虚拟环境中三维空间的建立和显示不过分依赖客户机的硬件性能并可实时渲染，所需传输的数据量小且可流式传输。

2.2虚拟现实在电子商务中的作用。由于网络虚拟现实技术的上述特点，它在电子商务中正起着独特的作用:

真实感强:缩小网上购物与真实购物环境间的差别，是一个接近现实场景的虚拟智能购物商城。

激发购买热情:网上产品展示的目的不仅仅是展示产品，而更重要的是通过让客户更多地了解产品而提高产品的购买率。通过网络虚拟现实技术可将用户在购买过程中产生的假设进行虚拟，呈现相应的结果或效果。这样有利于激发用户的购买热情。

拓展电子商务的内涵:INTERNET作为有效的商业信息的交通通道被广为接受，网络虚拟现实技术的应用使电子商务的内涵被大大地拓宽和延伸了。

3网络虚拟现实技术

目前网络虚拟现实技术大多是基于Web3D[1][2][3]技术的，而Web3D技术主要由实时3D建模和动态显示两部分组成。通常实时3D建模和动态显示分为两种类型，一种是基于几何模型，另一种是基于图像。这两种技术方案各有其特点，前者可方便地建立以任意角度进行观察的3D空间，但计算量大，因而对硬件要求较高，对复杂模型的建模过程较为困难;后者采用图像镶嵌方式实现实时建模，开发成本低，计算量小且效果逼真，但数据量较大。

各种网络虚拟现实技术为了能在网络这一特殊环境下不断发展，都不仅具有鲜明的技术特点，而且也都尽量扬长避短，形成了各自的技术风格，这也为我们在电子商务中针对不同展示内容选用最为合适的网络虚拟现实技术打下了良好的基础。有鉴于此，研究和对比分析各种主流网络虚拟现实技术是十分必要的。

3.1VRML(VirtualRealityModelingLanguage——虚拟现实建模语言)[4]是专门用于在网上建立虚拟现实的设计语言，它采用基于几何模型的实时建模和动态显示方法。VRML可以用于建立真实世界的场景模型，也可建立虚构的三维空间。VRML提供了所谓的6+1度浏览，即沿三轴方向移动场景和旋转场景，同时还可以建立与其他3D空间的超链接。

VRML文件是文本文件，它可以用文本编辑器编写生成，其文件扩展名是.wrl。由于VRML语言语法规则较为复杂和严格，靠人工编写VRML文件工作量极大，因此一些三维建模工具(如3DSMAX)以可视化方式建立3D空间并自动生成VRML文件，提高了开发效率，但这样生成的VRML文件数据量比人工编写的文件大得多。

VRML适用于构造虚拟三维环境，而对于表达现实世界的真实场景和物体则略感不足。

3.2QuickTimeVR。QuickTime是Apple公司开发的数字图像影视技术规范，它包含多种媒体数据的压缩/解压缩技术。QuickTimeVR是其中一种新的媒体数据格式。它包含了对象影视(ObjectMovie)、全景影视(PanoramicMovie)和多节点影像(Multi-NodeScene)等几种形式，其文件扩展名是.mov。

由于过去QuickTime是Mac系列机上的数字视频规范，因而制作QuickTimeVR的开发工具大多在Mac机上运行，缺少PC机Windows上的开发工具，而现在已出现了许多Windows上的QuickTimeVR的专业开发工具，如VRToolBox等，使得开发用于电子商务的QuickTimeVR影视更为便捷和高效。

3.3Cult3D是Cycore公司基于Java开发的网络虚拟现实技术，它具有独特的渲染方式，可动态显示极高质量的图像且不依赖3D加速卡等硬件，所产生的文件(.co)数据量小且可保留建模工具中所建立的贴图，并可以在3D物体上设计各种交互和添加声音，特别适合于在网络上表达3D对象。

Cult3D技术本身并无创建3D模型的能力，它依靠专门的3D建模工具软件来建立3D模型，并通过安装在这些软件中的插件导出所需的3D模型。支持这一功能的3D建模软件有3DSMAX和Maya。在Cult3D的交互功能设计软件Cult3DDesigner中为3D对象设计动作和交互并输出用于网络的压缩文件。

Cult3D技术的弱点是不易表达360°的全景虚拟环境。3.4Viewpoint是Viewpoint公司的网络虚拟现实技术，其正式名称是VET(ViewpointExperienceTechnology)，它的前身是著名的MetaStream技术。由于Viewpoint开发的虚拟现实文件数据量小、可流式下载、动态显示图像质量好以及可实时交互控制改变纹理贴图，因此被广泛用于在网上表达3D对象。Viewpoint技术可以根据网络条件状况自动调整显示3D对象的细节和播放帧率，因此它对网络带宽适应能力较强。

通常开发Viewpoint的虚拟现实文件是从3DSMAX中导出ASE文件，在Viewpoint的核心应用程序ViewpointSceneBuilder中导入ASE文件，并对相应3D场景的有关元素(如:材质、动画、交互动作和场景定义信息)进行编辑和设计，最终输出可在浏览器中播放的Viewpoint数据文件(.mts和.mtx)。

3.5Flash是Macromedia公司开发的矢量动画技术。Flas采用网上流式播放技术，在安装了Flash播放器的浏览器中可以流畅地播放Flas。在Flash中制作动画时，不仅可在开发环境中绘制矢量对象，而且还可以导入外部矢量图形文件、位图图像文件、多种格式的声音文件甚至还可编辑视频文件。Flash现在被广泛用于开发网络交互矢量动画，然而用它也可进行网络虚拟现实的开发。

用Flash开发虚拟现实数据文件，主要是采用其脚本语言ActionScript控制交互，进而控制通过导入序列图像或已拼接的360°全景图像而形成的3D对象或全景虚拟环境。由于用ActionScript进行虚拟现实交互控制的灵活性较大，因此所开发的虚拟现实数据文件也具有较强的个性，同时因为Flash并非专门用于开发虚拟现实的，所以开发时的步骤较为复杂些。

4虚拟现实在电子商务应用的实例分析

4.1电子商务模型的建立。网络虚拟场景的建立和图形工作站中的场景的建立有着很大的区别，它首先强调的是模型的简单化，这是由虚拟现实的实时性要求决定的。在响应速度和场景的真实性发生冲突时，应牺牲一定的真实性，只要能在视觉上达到基本真实即可。因此，常用一些简单的框架来代替复杂模型，但为了保证一定的真实性，可采用贴图的方式来弥补视觉上的不足。贴图有以下两种制作方法:一种是使用绘画软件进行手工绘制、另一种是对建筑物的各个观察面进行拍照，然后用扫描仪扫描成相关贴图材质。第一种方法的颜色可限定在256色内，其压缩的比例较大，贴图文件较小，生成的场景文件也较小，适合网上传递和实时性的要求。后一种方法视觉效果好，但文件的压缩比例较小，贴图文件较大，生成的场景大，在网上传递和实时性方面不如前一种方法好。无论用哪一种方法都需考虑贴图的分辨率和尺寸，为了便于下载和渲染，在质量和大小允许的情况下，一幅贴图限为320×240(或240×320)像素、分辨率为72dpi，用JPEG压缩(采用最高压缩比)后约为20K字节。

根据以上所述的贴图制作方法，虚拟场景中的对象模型可分为以下几类:①由简单几何体组成的简单模型:该类模型常用作远处物品的替身，在LOD方法中采用;②赋予手绘贴图的模型;③赋予照片材质的模型;④赋予手绘和照片混合材质的模型;⑤具有全部细节的精致模型。

4.2电子商务交互查询功能的建立。为电子商务模型加入交互和查询功能可采用两种方法:通过编程加入相应的交互和查询功能，利用VRML的辅助工具来完成交互和查询功能的加入[5]。后一种方法比较适合普通的用户。

Kinetix制作了特殊的VRML输出嵌入程序，可以输出场景，包括几何、材质、动画制作等，嵌入程序也可制作特殊的VRML辅助工具来规定场景的交互元素。运行VRML嵌入程序VRMLOUT.EXE即可安装VRML嵌入程序。

通过VRML嵌入程序，可设置以下辅助工具:

Anchor:可将某一实体作为热点，当被点击时取出网上所指定的文件。若为VRML场景文件，则该场景被下载显示。若为其他类型文件，由浏览器决定如何处理;

TouchSensor:对从指定设备的输入产生相应的事件，这些事件表示用户是否指向特定几何体，同时也表示用户何时何处按下定位设备的按钮;

ProxSensor:接近感知器，指定当用户进入、离开或在立方体的区域内移动时产生的事件;

TimeSensor:在时间变化是发出事件，可用来控制动画，也可用于某一时刻进行某项活动，或于某一时间间隔中产生事件;

NavInfo:描述有关观察者和观察模式的物理特性;

Background:设定场景的背景;

Fog:设置雾化的效果;

Sound:设定声音片段的有效范围，以产生随距离改变的音响效果;

Billboard:是某一对象随用户一起旋转，以使之始终面向用户;

LOD:允许浏览器在物体表示的不同层次细节间自动切换;

Inline:可在文件中引入外部文件的场景，避免重复制作。

通过以上辅助工具，就可制作出电子商务场景及其交互和查询功能。

4.3多分辨率渐进传输。服务器接收了用户端的请求后，通过网络把三维几何数据传送到浏览器进行显示，最理想的方式是渐进式传输[7][8]，这样客户端在下载完最简单的一级模型数据后就可以进行显示与交互，而不用整个模型传输完毕。渐进式几何传输要求模型具有多分辨率表示形式，这对网络的传输和客户端的绘制都有很多好处。

本文将3D场景数据组织成一个统一的数据结构，实现递进的传输不同类型的模型表示。本文利用分布式虚拟环境中通用的递推算法(DR)来预测视点的运动算法[6]来预测用户的位置，该方法简单而通用，并且能有效的减少网络上的数据流量，结合Benefit累积和方法，实现了有限的网络带宽下的优化3D场景传输的一个有效的策略。考虑到网络的不稳定性和网络的传输质量，作者采用了自适应流控技术，以保证不同质量的网络连接下不同场景绘制质量的仿真的顺利进行。另外本文考虑了传输动态物体和不同表示形态的静态物体到多个用户的问题。本文的内容集中在3D数据组织管理和优先传输排序策略以及3D图形传输协议上，目的在于实现服务器和客户端之间高效的3D场景传输。

4总结

本文介绍了虚拟现实技术在电子商务领域的应用。相关技术包括虚拟场景的构造、系统结构、网格数据的传输以及客户端的交互查询方式。与传统的电子商务系统相比，本系统具有更好的沉浸感和交互性，虽然目前离理想的虚拟现实境界仍有较大差距，但交互性强、触发事件种类多、动态渲染及显示质量高、可任意链接URL或其他3D空间、适宜网上应用、虚拟现实数据文件共享性强以及开发效率高等技术特征，现已成为网络虚拟现实技术发展的趋势。随着网络虚拟现实技术的不断发展，将为系统的开发提供更大的空间和更完善的功能。:

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Hoffman，GTMogel，RARobbandDStredney(eds)，Medicine

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puterGraphics

(SIGGRAPH''''96)，pages99～108，August1996

虚拟技术论文范文第14篇

关键词:RRAS;Windows;虚拟专用网技术;安全

虚拟专用网是公共数据网的一种类型,但可以方便的让企业外地用户直接连接到企业的内部网络。虚拟专用网可以跨专用网络或公用网络(如Internet)创建安全的点对点连接,极大地降低了企业用户的费用,而且提供了很强的安全性和可用性。虚拟专用网中采用了一些网络安全机制,如隧道技术、认证技术、加密技术、解密技术以及密钥管理技术等,这些网络安全技术能够确保各种数据在公用网络中传输时不被非法用户获取,即便被窃取也无法读取数据包中的有效信息。

1构建RRAS服务

RRAS也叫路由和远程访问服务,通过将“路由和远程访问”配置为充当远程访问服务器,可以将企业的远程工作人员或流动工作人员连接到企业内部网络上,远程用户可以像其计算机物理连接到企业内部网络上一样进行资源共享和数据交换。虽然现在很多企业网络组建都采用了VPN技术,但是基本上是基于网络硬件设备的,比如锐捷硬件VPN、路由器等,而利用WindowsServer2003内置的RRAS组建VPN网络价格低廉、管理方便、性能良好,而且容易维护。

利用路由和远程访问连接的用户可以使用企业内网的所有服务,其中包括文件服务的共享、企业打印机共享、企业Web服务的访问和邮件服务及数据库服务的访问。例如,在运行“路由和远程访问”的服务器上,客户端可以使用Windows资源管理器来建立驱动器连接和连接到打印机。由于远程访问完全支持驱动器号和统一资源定位器UNC名称,因此连接到企业内网的外部用户的大多数应用程序不必进行修改即可直接使用职称论文。

RRAS是WindowsServer2003的默认Windows组件,其初始状态为停用,因此在构建RRAS之前必须将其激活,只有在RRAS管理控制台中服务器上的箭头变为绿色的向上箭头,才表明此RRAS服务已经被激活,激活状态如下图所示:

2配置远程访问服务器

2.1远程访问服务器属性的配置

2.1.1常规属性设置在WindowsServer2003的路由和远程访问服务中,可以使该服务器作为一个路由器或者是一个远程访问服务器。当作为路由器时,它可以作为企业网和因特网之间的一座桥梁,因此可以通过选中“远程访问服务器”复选框来改变该服务器的角色,使其成为一台VPN服务器。

2.1.2安全设置VPN始终是通过公用网络如Internet在VPN客户端与服务器之间建立的逻辑连接。为了确保隐私安全,必须对通过该连接发送的数据进行加密。RRAS中的安全信息包括身份验证方法和记账提供程序。身份验证方法包括默认的Windows身份验证和RADIUS身份验证,服务器通过一系列的验证方法对远程系统进行身份验证。

2.1.3远程用户IP设置远程VPN客户必须通过IP地址连接到服务器从而访问企业网络,通过IP设置可以给远程客户机指派IP地址。一般通过两种方法来指派:第一种是利用企业网络内部的DHCP服务器动态的分配IP地址,另一种方法是指定某个范围的静态地址池,其中“启用IP路由”可以使远程企业用户访问到此远程访问服务器所连接的整个企业内部网络。

2.2远程访问服务器端口的配置在企业网络远程访问过程中,网络设备是建立点到点连接所使用端口的硬件或软件,而端口是用来支持单个点对点连接的设备的信道,在路由和远程访问管理控制台中可以监视和管理各种端口,而且可以更改各端口的配置,例如:对WAN微型端口(PPTP)和(L2TP)的数量的更改。在WAN微型端口(PPTP)中,“远程访问连接(仅入站)”是为企业用户启用远程访问,“请求拨号路由选择连接(入站和出站)”是为企业用户启用请求拨号路由。

2.3用户拨入的配置企业远程访问服务器同时也具备域控制器的功能,它是通过“ActiveDirectory用户和计算机”来管理企业远程客户的,而它所管理的用户对象属性中存在“拨入”选项卡,“拨入”属性可以允许或禁止远程企业用户连接到企业内部服务器上。其中“回拨选项”可以为远程用户拨入实现多种不同的功能,当用户拨号到企业RRAS服务器后,只要账户正确就允许与企业网络建立连接,则选择“不回拨”;当远程企业用户拨入到RRAS服务器后,输入正确的账户,服务器会要求用户输入回拨的电话号码,然后挂断电话,并由服务器对用户进行拨号,为远程用户节省电话费用,则选择“由呼叫方设置(仅路由和远程访问服务)”。

由于企业的规模各不相同,因此企业内部节点数量和网络带宽等也不同,远程访问服务器可以根据企业自身的状况选择以下三种不同的方式来部署:

2.3.1单接口VPN服务器。此时用企业的核心路由器或硬件防火墙负责转发IP数据包到因特网并对外网提供各种服务,企业客户端在呼叫服务器时的地址就是核心路由器或硬件防火墙的公网地址。

2.3.2双接口VPN服务器。适用于企业网络中具有多个公网地址。这种方式可以减少核心路由器或者硬件防火墙的网络负载,因为双接口VPN服务器网络中,客户端直接通过VPN服务器访问企业内部网络。

2.3.3服务器做VPN服务器。如果企业原先通过服务器构建企业网络,可以在服务器上启用VPN服务器,或者是直接采用ISAServer作为服务器,在ISAServer上启用VPN服务器并且代替原来的防火墙与路由器。

3构建远程客户机的网络连接

虚拟专用网络VPN客户端能使用“点对点隧道协议”(PPTP)、“第二层隧道协议”(L2TP)和“IP安全协议(IPSec)”来创建一个通往VPN服务器的安全隧道。通过这种方法,客户端就变成了专用网络上的一个远程节点。PPTP是一种常用的VPN协议,它使用支持56位密钥的MPPE增强加密方式,因此非常安全,而且易于进行配置和维护。在纯microsoft环境和混合环境中,基于PPTP的VPN客户端部署方便,而且可以通过使用远程访问策略的规则进行PPTP连接的允许或拒绝,使远程客户机能够在规定的时间访问公司局域网,并且可以实现各种安全的身份验证方式和加密方式。在客户端建立一个基于VPN的WAN微型端口(PPTP)连接后,就可以通过此连接自动获取一个VPN服务器上分配的IP地址,从而实现客户端与企业内部网络构成同一个局域网。当远程客户端通过VPN连接自动获取到一个和企业内网同一网段的IP地址后,就可以像在公司内部一样安全、方便、快速、高效地与Intranet交换机密的商务信息,从而实现企业网络用户跨因特网的安全访问。

参考文献:

[1]IvanPepelnjakJimGuichard.MPLS和VPN体系结构[M].北京:人民邮电出版社,2004.

[2](美)罗等,刘伟琴,米强译.第二层VPN体系结构[M].北京:人民邮电出版社,2006.

虚拟技术论文范文第15篇

1．1传感器

本设计采用的传感器型号是Vaisala公司生产的气象变送器WXT520，是一个轻巧的小型变送器，采用紧凑式包装，可提供6种气象参数。WXT520用于测量风速、风向、降水、气压、温度和相对湿度。传感器外壳的等级为IP65/IP66，适合于我国北方的恶劣天气。WXT520采用32VDC，并使用可选择的通信协议输出串行数据:SDI－12、ASCII自动和轮询。有4个串行接口可供选择:RS－232、RS－485、RS－422和SDI－12;并配备了一个安装用8针M12接头和一个维护用4针M8接头。

1．2主控系统

主控系统包括数据采集器与控制器，具体包括控制器、采集器、通讯模块、供电电源和存储模块等部分。主控器通过嵌入式软件与供电、采集、通讯、存储等单元协调工作来完成。自动气象站的核心是数据采集器，负责数据收集、传输、统计分析和数据存储［4］。采集器电路主板包括主板和底板。主板是嵌入式工控主板，具有良好的扩展性，操作性、支持第三方控制器，包括时钟管理、实时及周期间隔定时器、复位、关机、高级中断及调试单元(DBGU)。通讯单元为西门子6GK7型工业以太网通讯单元，可以做到网络统一，可与支持EtherNet/IP的设备连接，结合使用Ethernet功能使其具有传感器监控器及控制值备份等现场实际应用功能，要想完成任务下达命令和数据上传功能需要通过网络来实现。通讯模块起到关键作用，所以要求其具备以下功能:①支持国际标准通讯协议，如TCP/IP(6．0)、UDP或者PPP，具有标准RS232串口;②可以自动监测联网状态，短线1min内自动拨号重新连接，防止数据的丢失;③接口速率为可选的1200～9600kB/s范围。存储单元:因采集数据的频率较短和跟踪监测的时间范围较长，因此采用存储容量为闪迪256G固态硬盘，用于保证存储容量及数据的安全性、稳定性和读取速度，同时存储单元可以记录系统工作状态。防雷单元:由于监测系统需要全天候连续工作，所以需要面对复杂天气状况，因此加装防雷设备对于整个系统的安全性尤为关键，本系统采用的是雷太LY1－B系列电涌保护器(一级防雷器)。供电单元:由于本系统需要在田间进行监测，不宜采用城市供电，因此选用了太阳能电池进行供电，对电池的容量要求为在无光线的环境中可以连续供电10天。扩展单元:新型传感器需要有相应的端口或接口与主控系统相连接，以满足系统升级或新添设备需要。

2系统设计

农田气象信息远程监测系统的主控器选用的是Atmel公司的ARM9系列的AT91SAM9260处理器。该处理器可以采用Linux操作系统，通过嵌入式应用控制程序，实现农田环境多要素气象数据的采集、处理及存储的功能。被采集到的气象要素基于TCP/IP协议的通讯网络，采用无线GPRS方式，根据实际情况选择最佳的组网方案，实现无线气象数据传输，并基于LabVIEW开发农业气象信息管理软件，使气象信息能够被读取。

2．1采集控制设计

采集系统可以实现采集并对采集到的气象要素信号进行处理。采集系统内部设有存储器，可以进行信息清除并对采集到的各气象要素的数据进行存储，有接口USB实现信息数据的备份功能。系统设有通讯接口RS232/RS485，可以通过该接口与GPRS/CDMA等通讯设备连接。该系统有时钟校准功能，通过监控中心下达指令，对气象站的时间进行校准。数据处理的方法需要设计采集数据的时间间隔。气象数据的监测主要为定时扫描各传感器的数据，通过通讯模块将数据的电信号传到主控系统中经既定程序(LabVIEW)计算;通过屏幕可以直接读取实时数据，针对特定时间段的数据可以进行有目的的分析，如平均值，不同时间点的变化趋势数据以及不同周、月份、年份的数据统计分析等［5］。收集数据默认为温度、相对湿度、降雨量、风向、风速及气压;当增加传感器时，在主控系统中重新设置就可以进行增加项目数据的收集。各气象数据中气温、相对湿度、雨量、气压的数据传感器每10s测定一次，根据气象学上常规的统计方法，通过程序收集到1min内每10s的瞬时气象数据。气温、相对湿度、雨量、气压在1min内会收集到6个数据，舍弃一个最高值和一个最低值，使用其余的4个测定数据来计算算术平均值，此值为监测系统最终在屏幕中实时显示的瞬时数值。风向、风速的监测频率为1次/min，系统计算每5min内5次测定值的算数平均值，此数据在LabVIEW程序界面中实时显示。所有测定的数据在数据库中均有保存，如统计部门需要对数据进行特殊分析，均可在数据库中将数据导出。在数据库中如有异常数据，一般以超过临近时间点两倍的数据值进行特殊标记，以便提醒管理员对相应数据进行核实和异常情况的分析。

2．2通讯设计

前端采集部分与后端监控中心系统通信采用无线GPRS通信方式，由于农田气象站放置在室外，因此不适宜采用光纤传输，而采用GPRS无线能够解决此问题［6］。GPRS采用的组网方式是公网固定IP的方式。GPRS拥有传递及时、通信信号好等优势，在并组网时减少对原有网络资源的浪费，节约了成本，并可以在室外复杂环境中实时进行监测，而且具有一定的安全性。室外自动气象站与气象信息管理系统需要建立点对点的网络连接，在连接过程中需要以无线方式登陆到以太网络来获得网络地址。要实现网络服务器地址和端口映射在气象管理系统中，需要气象信息管理系统软件采用其网络子网地址，这样在管理系统显示软件中就可以实现气象数据的双向通讯，进行有效的信息传递和收集［7－8］。图2为基于GPRS无线通讯的气象信息系统示意图。

2．3软件设计

气象信息管理系统可以通过网络来查看气象信息。本研究天气显示采用的软件是LabVIEW，此软件是美国国家仪器公司推出的一门图像化编程语言，同时也是著名的虚拟仪器开发平台［9－10］。作为一门图形化编程语言，LabVIEW秉承了其简单易用的一贯作风，使用户能够快速编写出强大的应用程序。本研究的LabVIEW编写程序图，如图3所示。为了方便叙述，本文把风向、风速、温度、湿度、雨量和气压多种气象数据统称为气象信息值。气象系统天气前面板显示图，如图4所示。通过该系统对哈尔滨市香坊区东北农业大学校内气象信息值进行监测，与气象台预报数据作为参考进行对比，气象信息值监测结果如表1所示。表1中实测的时间跨度是实验当天早6:00至晚18:00。从数据中可以看出，实测日期当天监测到的温度、湿度、雨量、风速和气压与参考值相比，具有良好的线性关系，系统可以准确计算出当天所监测气象信息的平均值。此收集到的气象数据只是一天中的部分数据，所以经过系统分析计算出来的数据只能代表所监测时间范围内的气象信息，与气象台的参考值有偏差。

3结论