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随着计算机技术的飞速发展,虚拟教学实验得到了越来越广泛的应用。然而,传统虚拟实验的开发模式大多是从某一具体课程出发而开发的,开发周期长,开发手段各异,形成的教育资源不能被其它系统共享,重复开发多,资源浪费严重。面向对象的开发模式在一定程度上克服了上述不足,但是对象之间格式不统一,很难存储和管理,扩展困难。
为了克服以上虚拟实验开发模式的不足,为不同学科的虚拟实验提供统一的底层支撑,提出了基于多领域统一建模的数据管理(DMUMVEE,Data Management based on Unified Modeling of Virtual Education Experiment)方法,为各类虚拟实验提供一致的实验数据资源的存储,并支持大规模用户并发访问。在面向对象开发模式的基础上,引进了虚拟实验数据规范管理机制,利用数据规范的一致性、灵活性和可扩展性,为不同学科实验开发提供统一的数据管理方法。从不同学科的共性特点出发,将虚拟实验抽象成实验环境、实验器件和实验配置三大模型,制定了虚拟实验数据的统一管理框架。同时,考虑到不同学科、不同器件的个性特征,在建模时设置了统一的属性扩展方案,容纳对象实体的差异。各类实验资源具有灵活的可配置性。复杂器件可以由简单器件组合而成,各类实验器件可通过灵活的实验配置方案组成不同的实验环境,标准统一,开发方便,共享性强。在统一数据规范的指导下,数据管理采用存储管理、核心数据管理和接口管理的分层耦合架构,为不同学科虚拟实验制定统一的存储模式,提供统一的底层支撑,实现一致的存储和访问,实验数据能够有效共享。数据管理在不同层次进行性能优化,提高数据资源的并发访问能力、负载均衡能力和快速响应能力。
通过测试表明在DMUMVEE支撑下开发的虚拟实验运行良好,可配置功能非常实用,证明了数据规范设计是合理的。数据管理各部分都能很好地支持实验平台的应用,可扩展性好,具有多学科资源共享的能力,跨学科的实验开发容易。性能测试表明此数据管理机制能够支持大规模用户的在线访问,整体性能好。