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计算机网络仿真的途径与方法

发布时间: 2024-03-02 12:01:30

‘壹’ 虚拟仿真技术在高职计算机网络基础课程的应用研究论文

虚拟仿真技术已广泛应用于高职计算机网络课程的教学中。本文简介了虚拟仿真技术及其应用于计算机网络基础课程的优势,阐述了其在高职计算机网络基础课程的课堂教学和实验教学中的应用。

一、虚拟仿真技术的概述

虚拟仿真技术是将虚拟现实技术和系统仿真技术有机结合的一种新的实验研究技术,人类、战略性技术。借助该技术可认识和改造世界,因而它有望成为继数学推理、科学实验之后又一虚拟仿真技术以多媒体技术、虚拟现实技术、网络通信技术等信息技术为基础,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟环境,如模拟器、仿真软件、数学模型、仿真实验等。其中虚拟仿真实验在我国高职院校的教学中广泛应用,已逐渐成为一种新的教学模式。

1.国内外虚拟仿真技术在教学中的应用

目前,国外虚拟仿真软件主要包括多功能电路模拟实验平台PSPICE、模拟和数字电路的.Tina Pro、用于电路描述和仿真的语言与仿真软件Circuit Maker、仿真单片机Proteus、Cisco路由器和自定义网络拓扑结构及连接的Boson NetSim。在我国,北京邮电大学的电子信息虚拟仿真实验教学中心有“开放式虚拟仿真实验教学管理平台”、Packet Trace软件、北京航天大学的分布式虚拟环境、GMDSS模拟训练实验室、导航雷达模拟训练中心等。

2.虚拟仿真技术应用于计算机基础课程的优势

通过实例操作演示非常抽象的概念,将抽象的网络概念具体化、形象化,为学生提供逼真生动的学习环境,加强老师与学生的互动,实现教与学双向互动,提高学生的学习热情和主动性。通过仿真实例的展示,为学生创造更多的实践机会,不仅可以激发学生的求知欲望,帮助学生充分吸收和掌握教学内容,更能激发他们的创造动机和创造性思维。

二、虚拟仿真技术在高职院校计算机网络基础课程的应用

1.虚拟仿真技术的应用,优化了网络课程实验教学环境

目前,很多高职院校计算机硬件设备与软件更新滞后,教师无法正常地开展实验教学,只能通过视频和文字等辅助资料来补充实际实验的不足。虚拟化技术可以有效解决上述问题,通过虚拟多种不同的计算机环境,学生可在一台计算机上完成服务器与终端机之间的切换,并能使用不同的操作系统与应用程序来开展网络实验。虚拟技术实现了改善高职计算机网络课程的实验教学中教学环境、提高教育教学实效的目标。

2.虚拟仿真技术的应用,更新了实验教学手段

高职教师们利用虚拟仿真技术实现了“一机多用”,有利于顺利开展计算机网络基础课程这一实践性较强的课程,学生可以通过精确地操作某些系统或者软件,了解其运行特征和过程,并以此进一步加深对理论知识的理解,近距离观察和分析实验现象。

3.虚拟仿真技术的应用,缓解了实训设备不足的难题

目前,在高职教育计算机网络课程的实训设备严重短缺,而虚拟仿真技术让虚拟实验室成为现实,尽管不能从根本上替代实际上的物理设备,但是学生可在虚拟机上做所有的操作实验,将理论与实践相结合,使学习更直观,教学更真实,既保证了教学质量,又促进了学生实践能力的培养。因此,虚拟仿真技术的应用,不仅解决了实验实训设备短缺的难题,又能更好地为高职教育培养更多的实用性人才助力。

三、结束语

综上所述,现阶段的高职院校计算机网络基础课程的教学中仍存在着一些问题,将虚拟仿真技术与真实实验相结合,可有效解决学校设备和场所短缺等问题,使学生通过虚拟仿真实验教学掌握网络技术,提高学生的实践能力和创新能力,提高学生的综合运用计算机网络知识解决分析实际问题的能力,为社会培养出高水平高素质的复合型网络工程专业人才。

‘贰’ 什么是仿真系统

系统仿真(system simulation)就是根据系统分析的目的,在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上,建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型,据此进行试验或定量分析,以获得正确决策所需的各种信息。

计算机试验常被用来研究仿真模型(simulation model)。仿真也被用于对自然系统或人造系统的科学建模以获取深入理解。仿真可以用来展示可选条件或动作过程的最终结果。

仿真也可用在真实系统不能做到的情景,这是由于不可访问(accessible)、太过于危险、不可接受的后果、或者设计了但还未实现、或者压根没有被实现等。

仿真的主要论题是获取相关选定的关键特性与行为的有效信息源,仿真时使用简化的近似或者假定,仿真结果的保真度(fidelity)与有效性。模型验证(verification)与有效性(validation)的过程、协议是学术学习、改进、研究、开发仿真技术的热点,特别是对计算机仿真。

(2)计算机网络仿真的途径与方法扩展阅读

仿真科学与技术在控制科学、系统科学、计算机科学等学科中孕育发展,并在各行各业的实际应用中成长,已经成为人类认识与改造客观世界的重要方法手段,在一些关系国家实力和安全的国防及国民经济等关键领域。

如航空航天、信息、生物、材料、能源、先进制造、农业、教育、军事、交通、医学等领域,发挥着不可或缺的作用。经过近一个世纪的发展,“仿真科学与技术”已形成独立的知识体系,包括由仿真建模理论、仿真系统理论和仿真应用理论构成的理论体系。

由系统、模型、计算机和应用领域专业知识综合而成的知识基础;由基于相似原理的仿真建模,基于整体论的网络化、智能化、协同化、普适化的仿真。

近年来,结合计算机、通信和人工智能技术的发展,仿真科学与技术呈现出许多新的趋势。如系统仿真可视化得到快速发展并广泛应用,系统仿真可视化应包括:科学可视化、数据可视化、信息可视化以及知识可视化,是系统仿真的结果展示与人机交口的重要内容。

在国防和军工领域仿真科学与技术的助推作用更为明显,已广泛用于武器研究、作战指挥、军事训练等,尤其在我国飞行器设计相关领域的发展取得了令世界瞩目的成就。

和平年代部队的多兵种的协同作战、作战指挥等能力的提升仿真系统是其重要的平台支撑,作战指挥仿真服务于作战指挥分析或作战指挥训练的虚拟环境,通过满足作战指挥分析和训练需求来实现价值。

量子信息、量子计算、量子通信发展迅速,复杂量子动力学系统的建模与仿真是量子力学系统行为描述的基础,可以更好地探索和掌握量子系统的内部特性。

建模、行为描述和知识表达是仿真科学与技术的基础,随着智能化及智慧化发展的需要,针对模拟对象的过程建模、行为描述和属性表达的全方位的知识获取,已成必须。

‘叁’ 将自己的电脑连接到Internet有哪些方式

局域网接入方法

计算机局域网的接入方法主要有拨号连接和专线连接两种。这两种方式局域用户都拥有IP地址,只是采用的连接方法不同。

拨号连接

采用拨号连接方法,网络成为Internet的一部分,网络中的任何一台计算机都能同时运行Internet中的应用。

局域网通过路由器、调制器和电话线接入Internet。路由器必须支持串行线路网间协议(SLIP)或点到点协议(PPP),当然TCP/IP软件也是必不可少的。我们知道,普通电话线都是模拟线路,计算机之间的通信属于数据通信的范畴,所以需要调制解调器进行数字和模拟信号之间的转换。

由于电话线路支持的数据传输速率不高,因此网络用户使用字符型的应用如E-mail、FTP等绝对没有问题,但运行WWW的Mosaic、Netscape等客户应用程序时却可能会遇到速度太慢的问题,尤其当网络中有多个用户同时上网操作的时候,在Internet中多媒体的应用和大型文件的传送,采用9.6kb/s或14.4kb/s的线路速率是肯定不够的。

直接连接

要解决IP拨号连接方式中的问题,可以采用直接连接方式。直接连接方式也叫专线连接。用户租用一条专线,如64kb/s或2Mb/s专线,与Internet连接起来。所需的设备除了路由器之外,还必须有数据业务单元/用户业务单元(DSU/CSU)。

在这种结构中,网络中的多台终端能同时运行Mosaic等应用程序,并打开多媒体文件。

上前国内的一些Internet用户,如高能物理研究所、中国信息研究所、中国教育科研网等都采用这种连接方式,但这种方法比较贵,大部分小的局域网用户将会采用第一种连接方式。

终端接入方法

如果用户只是一台单独的个人计算机,要接入Internet主要有两种方式。

终端仿真方式

终端仿真方式是用户终端进入Internet最简单,也是最常用的方式,此时个人用户通过一台终端服务器或任一台Internet主机进入Internet。用户只要拥有一条电话线、一个调制解调器和相应的微机通信软件即可。拨号接通后,输入用户名和口令进行登录,登录成功,就可以进入Internet了。

在这种方式中,因为用户终端没有IP地址,不能算是Internet的成员,仅仅是终端服务器的一个远程终端而已,所以只是在终端服务器上有一个信箱号,这时Internet网上的其他用户是没法直接访问到这台终端的。因此在这种方式下,用户虽然能运转大部分的功能,但存在几个缺点。

做FTP、E-mail时,拷来的文件或收到的邮件都得先存在主机里,不能直接送到用户终端。

运行Gopher、WWW时只能看到字符,没看到图像。

拨入式直接连接

拨入式直接连接方式下,用户终端拥有IP地址,也有自己的主机名。连接手段和终端仿真方式一样,需要一个调制解调器、一条电话线,但是终端与终端服务器之间必须使用串行线路网间协议,或者是点到点协议。一旦通过电话线建立起连接,终端就成为Internet网上的一台主机。

在拨入式直接连接方式下,IP地址可以是用户永久占有的,也可以由终端服务器动态分配。在拥有IP地址的民政部下,用户终端能够被其它主机直接访问到,用FTP拷过来的文件也能直接传入用户终端。采用这种方法调制解调器的速率最好在9600bit/s以上。

总之,第一种方法简单,相对便宜,但功能稍差。第二种方式较复杂,需要IP地址,价钱也较高,可以功能较强。目前,绝大部分个人用户会使用第一种方式。

CHINANET提供的Internet

由于CHINANET将电话网、DDN网、分组交换网、帧中继网等多种公用通信网互联在一起,所以CHINANET能成为用户提供多种连接方式。

终端或局域网通过模拟或数字专线,采用TCP/IP协议接Internet;

CHINADDN网的终端或局域网用户利用CHINADDN或帧中继协议,通过CHINADDN网和相应的网关接入Internet;

分组交换网的终端或局域网用户用专线或电话拨号方式,以x.25协议通过分组交换网和相应的网关接入Internet;

个人终端用户通过公用电话网,采用拨号方式,以终端仿真方式,或利用串行线路网间协议及点到点协议,通过终端服务器接入Internet。

CHINANET最大的好处是将分组交换网、电话网与DDN网的用户互联在一起,直接实现了在Internet上的“对接”,这将极大地推动中国计算机通信的发展和计算机资源的共享,为中国的信息化建设奠定了良好的基础。