硬件组装虚拟实验系统设计范文

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《电脑与电信杂志》2014年第Z1期

1．系统设计

1．1系统结构本文所设计的计算机硬件组装虚拟实验系统采用C/S架构，系统结构如图1所示。在服务器端利用Quest3D封装的交互模型建立虚拟实验系统，并对用户的操作数据进行存储；共享网络可以是建立在机房的局域网络也可以应用互联网络；用户在客户端通过QuestViewer执行硬件组装虚拟应用程序完成计算机硬件组装的三维模拟浏览、虚拟演示、模拟操作等，系统还具有更新功能，通过下载数据库的最新数据，完成虚拟硬件的型号、参数更新。

1．2设计流程根据计算机硬件学习资料内容进行需求分析、虚拟硬件模型设计与动画制作、人机交互设计和性能测试、系统流程设计，在需求分析中结合学生学习特点和教学大纲，确定系统功能模块，对系统的角色、权限、数据库、界面等进行规划；通过对计算机硬件的外形、接口、参数等进行硬件模型设计，应用部分现有3DWarehouse等模型库中的硬件模型提高系统的开发效率，对一些需要进行精细设计的模型可采用Sketchup工具对现有模型进行修改或者是应用3DMAX软件进行制作，再通过Deepexploration软件对模型优化使其达到与现实硬件产品精度、参数的统一；人机交互建立硬件组装场景，利用Quest3D软件进行虚拟实现，完成人与系统的交互功能；最后对系统进行测试，如发现问题进行逐步改进。

1．3模块设计根据系统架构和功能分析，系统模块主要分为计算机硬件理论知识学习模块、硬件组装技能练习模块和系统管理模块。计算机硬件理论知识学习模块是呈现计算机硬件图片和文字说明的理论型模块，该模块主要以理论知识学习和计算机模型浏览为主，学生可以通过客户端从任意角度浏览硬件模型，当鼠标置于模型既定位置时提示硬件信息参数及文字说明。硬件组装技能练习模块是由部分图片、视频等组合而成的人机互动模块，该模块可由学生虚拟实验计算机硬件的组装与匹配，并且能够给出匹配结果和最优选择。系统管理模块是对系统的功能、用户及安全进行管理，系统管理员可增加和删除系统的登录用户，能够对硬件模型进行更新，并且能够对系统应用的各项数据进行监控和数据备份，保护系统的安全。

2．系统实现

2．1交互界面实现计算机组装虚拟实验系统交互界面采用导航栏形式方便用户快速熟悉系统菜单中的各项功能，快捷菜单设计在系统界面的顶部，以隐性树形结构显示，将一级分类显示在主界面顶部，当鼠标点击一级分类下拉出二级分类，当鼠标置于二级分类时标有◢符号的分类显示三级分类，便于用户依照顺序定位系统功能，在主画面区可显示硬件3D图像，并可用鼠标、键盘、触摸屏等对虚拟硬件进行移动、旋转、放大、缩小，便于用户详细观察硬件的各个细节，同时主显示界面可以播放RMVB、AVI、3GP等格式的视频文件，学生可以选择计算机组装的细节教学视频进行学习。

2．2主要功能实现用户与系统进行交互首先登录系统进入用户登录模块，该模块利用Quest3D中的DBDriverMysql、DBinfo、DBQue-ry、DBValue等连接信道与数据库进行连接，确认用户身份进入系统；其次系统视频演示实验与动画实验功能实现操作界面与人的交互，视频演示是教学模型，教师可以将硬件组装实际操作视频播放给学生观看，动画实验功能是学生通过系统可以在虚拟环境下以动画形式操作计算机各硬件的组装，通过调用Quest3D中的MediaTexture、MediaTextureCom-mand、Trigger、UserInput等信道完成该功能；用户在进行硬件组装虚拟练习时，通过鼠标、键盘、触摸屏等对虚拟环境下的CPU、显卡、内存、电源、主板等进行组装，系统可正确判断各虚拟硬件放置位置是否正确，通过Quset3D中userinput、expressionvalue、setvalue等节点进行实现；在遇到新型硬件时，系统可扩展添加新型硬件的图片、参数，建立虚拟模型，并保存在MySQL模型数据库中。

2．3故障排除交互实现学生在进行计算机硬件组装虚拟实验系统操作时，操作错误系统会弹出错误提示，譬如：在完成计算机硬件组装虚拟实验进行模拟开机时，提示开机错误，并显示显卡错误、声卡错误或者是内存条错误等信息的提示，该功能的实现可采用模拟树的方式进行设计，在模拟树下增加判断型节点，节点内容包括：主板、CPU、显卡、硬盘、内存、光驱、电源、鼠标、键盘、显示器，当任一节点未正确安装，则无法完成计算机虚拟开机，弹出提示框辅助学生找到故障所在，并对故障原因加以解释说明。

3．结束语

将计算机硬件组装实验以虚拟的形式提供给学生进行学习，不仅能够降低高校经营成本，而且可降低学生的操作风险，提高学生的学习兴趣。本文所采用的Quest3D、3DMAX、Sketchup、Mysql等软件，结合教学教材内容将计算机硬件实体3D建模，并建立计算机硬件组装虚拟环境，有效提高了学生实际操作能力，同时也降低了教师教学的压力，在高校计算机硬件课程教学中具有非常重要的现实意义。

作者：陈耀单位：茂名职业技术学院