一种基于实验资源虚拟化的仿真实验及装置的制作方法

本发明实施方式涉及信息技术产业领域，特别是涉及一种基于实验资源虚拟化的仿真实验及装置。

背景技术：

虚拟化技术就是指在信息技术产业领域中，把有限的固定资源根据不同需求进行重新规划以达到最大利用率的思路。虚拟化是指计算机元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。

随着信息技术产业的日益发展，虚拟化技术开始出现并且越来越成熟。人们现实生活和工作中融入了越来越多的虚拟化产品，例如虚拟化社区、虚拟化网络等等。科学实验虚拟化作为一种新的虚拟化技术产品也逐渐产生。虚拟化仿真实验化即将实验资源虚拟化，利用虚拟化的实验资源对科学实验进行真实仿真。

申请号为201510805847.1的“一种基于虚拟化技术的网络实验系统及构造方法”公开了一种基于虚拟化技术的网络实验系统及构造方法，实验系统包括若干物理服务器或主机、网络基础设施，这些物理服务器或主机通过交换设备或者路由设备或者通信线路相连，该实验系统对用户提出的实验网络进行资源规划，利用网络虚拟化和主机虚拟化将用户实验网络映射到相应的物理设备上。现有技术未能解决以下技术问题，第一：现有技术中的虚拟化仿真实验还是需要依靠必须的实体实验设备，并未将实验资源完全虚拟化。第二：现有技术中的虚拟化仿真实验的适用领域仅限于计算机网络领域，不能适用于更多领域。

技术实现要素：

本发明实施方式主要解决的技术问题是提供一种基于实验资源虚拟化的仿真实验及装置，能够将整个仿真实验的实验资源完全虚拟化，不需要受任何实验设备、场地或者时间和空间等条件的限制，并且适用领域广泛，可推广到各领域的教学和科研中。

为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：提供一种基于实验资源虚拟化的仿真实验方法，包括：

计算机获取实验资源的参数信息；

获取仿真实验的实验参数和推演数据，其中推演数据是指仿真实验中根据实验参数、实验资源的参数信息和科学实验的基础理论进行自动推导的数据；

根据实验参数、实验资源的参数信息和推演数据对仿真实验进行推演并得出实验结果；

显示实验结果。

进一步的，显示实验结果的步骤之后还包括：

接收用户输入的第一命令；

判断第一命令是再次实验的命令还是结束实验的命令；

如果是再次实验的命令，则重复步骤获取实验资源的参数信息至步骤判断所述命令是再次实验的命令还是结束实验的命令，直至所述命令为结束实验的命令。

进一步的，判断第一命令是再次实验的命令还是结束实验的命令的步骤之后还包括：

如果是结束实验的命令，则接收用户输入的第二命令；

判断第二命令是否是进入真实实验命令；

如果第二命令是进入真实实验命令，则将所述实验参数导入到真实实验设备以进行真实实验。

进一步的，获取实验资源的参数信息的步骤之前还包括：

接收用户输入的数据；

判断所述数据是否是第一数据；

如果所述数据不是第一数据，则执行获取实验资源的参数信息的步骤。

进一步的，判断所述数据是否是第一数据的步骤之后还包括：

如果所述数据是第一数据，则显示可供用户选择的模拟实验信息；

接收用户选择的模拟实验信息；

根据用户选择的模拟实验信息获取对应的模拟实验数据并演示。

为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种基于实验资源虚拟化的仿真实验装置，包括：

第一获取模块，用于获取实验资源的参数信息；

第二获取模块，用于获取仿真实验的实验参数和推演数据，其中推演数据是指仿真实验中根据实验参数、实验资源的参数信息和科学实验的基础理论进行自动推导的数据；

推演模块，用于根据实验参数、实验资源的参数信息和推演数据对仿真实验进行推演并得出实验结果；

显示模块，用于显示实验结果。

进一步的，本装置还包括：

接收模块，用于接收用户输入的第一命令；

判断模块，用于判断接收模块接收的第一命令是再次实验的命令还是结束实验的命令。

进一步的，接收模块还用于当所述判断模块判断出第一命令是结束实验的命令时，接收用户输入的第二命令；

所述判断模块还用于判断接收模块接收的第二命令是否是进入真实实验命令；

所述装置还包括：

导入模块，用于当判断模块判断出第二命令是进入真实实验命令时，将所述实验参数导入到真实实验设备以进行真实实验。

进一步的，接收模块还用于接收用户输入的数据；

所述判断模块还用于判断接收模块接收的数据是否是第一数据。

进一步的，显示模块还用于当判断模块判断出接收模块接收的数据为第一数据时，显示可供用户选择的模拟实验信息；

接收模块还用于接收用户选择的模拟实验信息；

所述装置还包括第三获取模块，用于根据用户选择的模拟实验信息获取对应的模拟实验数据并演示。

本发明实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施方式通过获取实验资源的参数信息、仿真实验的实验参数以及推演数据，再根据前述数据对仿真实验进行推演，得出仿真实验的实验结果；整个仿真实验的实验资源完全虚拟化，不需要受任何实验设备、场地或者时间和空间等条件的限制，并且适用领域广泛，可推广到各领域的教学和科研中。

附图说明

图1是本发明基于实验资源虚拟化的仿真实验方法实施方式的数据流程图；

图2是本发明基于实验资源虚拟化的仿真实验方法另一实施方式的数据流程图；

图3是本发明基于实验资源虚拟化的仿真实验装置实施方式的逻辑结构示意图；

图4是本发明基于实验资源虚拟化的仿真实验装置另一实施方式的逻辑结构示意图。

具体实施方式

参阅图1，本发明基于实验资源虚拟化的仿真实验方法的实施方式包括：

101、获取实验资源的参数信息；

计算机获取实验资源的参数信息,例如各实验设备的各种参数信息，可以是用户从输入设备输入，或者是直接从外部系统导入，此处不做限制。

102、获取仿真实验的实验参数及推演数据；

在进行仿真实验之前，需要获取仿真实验的实验参数，以及仿真实验的推演数据。其中，实验参数可以由用户输入，也可以直接从外部系统导入；推演数据可以由用户输入，也可以是预存在本地，由用户选择当前仿真实验需要使用的推演数据，或者由计算机根据当前仿真实验的类型自动选择，此处不做限制。其中，推演数据是指仿真实验中根据实验参数、实验资源的参数信息和科学实验的基础理论进行自动推导的数据，是仿真实验的理论基础，能根据输入的实验参数、实验资源的参数信息进行自动推导，得出实验结果。

103、根据实验参数、实验资源的参数信息和推演数据对仿真实验进行推演并得出实验结果；

有了实验参数、实验资源的参数信息和推演数据，便能根据实验参数、实验资源的参数信息和推演数据对仿真实验进行推演，并得出仿真实验的实验结果。

104、显示实验结果。

最后将推演得出的仿真实验的实验结果显示给用户。

区别于现有技术，在本实施例中，通过获取实验资源的参数信息、仿真实验的实验参数以及推演数据，再根据前述数据对仿真实验进行推演，得出仿真实验的实验结果；整个仿真实验的实验资源完全虚拟化，不需要受任何实验设备、场地或者时间和空间等条件的限制，并且适用领域广泛，可推广到各领域的教学和科研中。

参阅图2，本发明基于实验资源虚拟化的仿真实验方法的另一实施方式包括：

本发明实施例涉及的基于实验资源虚拟化的仿真实验方法中，包含三大块功能，一是根据实验参数、实验资源的参数信息和推演数据进行仿真实验推演的功能；二是能在上述功能的基础上进行多次仿真实验推演，可以让科研人员进行探究性的虚拟仿真实验；三是教学仿真实验演示的功能。

201、接收用户输入的数据；

用户首先需要选择进入本实施例方法的哪个功能，选择后计算机接收用户输入的数据。

202、判断数据是否是第一数据；

计算机接收用户输入的数据后，再判断该数据是否是第一数据，如果是第一数据，则说明用户选择的是教学仿真实验演示的功能，执行步骤211；如果不是第一数据，则执行步骤203。

203、获取实验资源的参数信息；

计算机获取实验资源的参数信息,例如各实验设备的各种参数信息，可以是用户从输入设备输入，或者是直接从外部系统导入，此处不做限制。

204、获取仿真实验的实验参数、推演数据及实验结果预期；

在进行仿真实验之前，需要获取仿真实验的实验参数，以及仿真实验的推演数据。其中，实验参数可以由用户输入，也可以直接从外部系统导入；推演数据可以由用户输入，也可以是预存在本地，由用户选择当前仿真实验需要使用的推演数据，或者由计算机根据当前仿真实验的类型自动选择，此处不做限制。其中，推演数据是指仿真实验中根据实验参数、实验资源的参数信息和科学实验的基础理论进行自动推导的数据，是仿真实验的理论基础，能根据输入的实验参数、实验资源的参数信息进行自动推导，得出实验结果。

实验结果预期由用户输入，也可从外部导入，用于与仿真实验的实验结果进行比对，判断当前仿真实验是否能达到预期结果。

205、根据实验参数、实验资源的参数信息和推演数据对仿真实验进行推演并得出实验结果；

有了实验参数、实验资源的参数信息和推演数据，便能根据实验参数、实验资源的参数信息和推演数据对仿真实验进行推演，并得出仿真实验的实验结果。

206、显示实验结果；

最后将推演得出的仿真实验的实验结果显示给用户。

207、接收用户输入的第一命令；

用户如果需要再次实验，则输入再次实验的命令，例如科研人员的探究性的虚拟仿真实验，探究过程不是一次实验就能完成的，需要几十次甚至几百上千次的实验；如果实验已经结束，则可输入结束实验的命令，例如一些常规的虚拟仿真实验。

208、判断第一命令是再次实验的命令还是结束实验的命令；

计算机接收用户输入的第一命令后，再判断第一命令是再次实验的命令还是结束实验的命令；如果是再次实验的命令，则计算机需要循环执行步骤203至步骤208直至接收的第一命令为结束实验的命令；如果是结束实验的命令，则执行步骤209；

209、接收用户输入的第二命令；

210、判断第二命令是否是进入真实实验命令；

计算机接收用户输入的第二命令后，判断该第二命令是否是进入真实实验的命令，如果是，则执行步骤211。

211、将实验参数导入到真实实验设备以进行真实实验；

用户在基于实验资源虚拟化仿真实验装置上进行了虚拟仿真实验后，如果结果符合预期，则说明当前仿真实验使用的实验资源、实验参数以及实验资源的参数信息等都是正确的，用户可以将实验参数导入到真实实验设备进行真实实验，那么真实实验的实验结果必定也符合实验结果预期。在真实设备中达到与虚拟仿真实验结果一致的效果，保证了在真实实验场景下的可行性和准确性。

例如科研人员进行探究性的虚拟仿真实验，探究过程中不需要受实验设备、场地或时间空间等的限制，低成本地探究出科研人员想要的结果，之后再将最后的可行数据导入到真实设备或是改造出相应的仪器、设备、工具、机器等等。

212、显示可供用户选择的模拟实验信息；

如果步骤202中判断出用户输入的数据是第一数据，即用户选择了模拟实验的功能，模拟实验是实验制作好保存在计算机或者服务器端的模拟实验过程，适合学校教学用途。如果用户选择了这个功能，则计算机显示可供用户选择的模拟实验信息，用户可根据显示的模拟实验信息选择需要演示的实验。

213、接收用户选择的模拟实验信息；

用户根据显示的模拟实验信息选择需要演示的实验，计算机接收用户选择的模拟实验信息。

214、根据用户选择的模拟实验信息获取对应的模拟实验数据并演示；

计算机接收用户选择的模拟实验信息后，再根据用户选择的模拟实验信息获取与之对应的模拟实验数据，并演示该实验。

在本实施例中，通过获取实验资源的参数信息、仿真实验的实验参数以及推演数据，再根据前述数据对仿真实验进行推演，得出仿真实验的实验结果；整个仿真实验的实验资源完全虚拟化，不需要受任何实验设备、场地或者时间和空间等条件的限制，并且适用领域广泛，可推广到各领域的教学和科研中；并且在得出仿真实验的实验结果符合实验结果预期后，将实验参数导入到真实实验设备进行真实实验，在真实设备中达到与虚拟仿真实验结果一致的效果，保证了在真实实验场景下的可行性和准确性。特别是科研人员进行探究性的虚拟仿真实验，探究过程中不需要受实验设备、场地或时间空间等的限制，低成本地探究出科研人员想要的结果，之后再将最后的可行数据导入到真实设备或是改造出相应的仪器、设备、工具、机器等等。

参阅图3，本发明基于实验资源虚拟化的仿真实验装置的实施方式包括：

第一获取模块301，用于获取实验资源的参数信息，可以是用户从输入设备输入，或者是直接从外部系统导入，此处不做限制。

第二获取模块302，用于获取用户输入的仿真实验的实验参数及推演数据，其中推演数据是指仿真实验中根据实验参数、实验资源的参数信息和科学实验的基础理论进行自动推导的数据；实验参数可以由用户输入，也可以直接从外部系统导入；推演数据可以由用户输入，也可以是预存在本地，由用户选择当前仿真实验需要使用的推演数据，或者由计算机根据当前仿真实验的类型自动选择，此处不做限制。

推演模块303，用于根据实验参数、实验资源的参数信息和推演数据对仿真实验进行推演并得出实验结果。

显示模块304，用于显示实验结果。

在本实施例中，通过获取实验资源的参数信息、仿真实验的实验参数以及推演数据，再根据前述数据对仿真实验进行推演，得出仿真实验的实验结果；整个仿真实验的实验资源完全虚拟化，不需要受任何实验设备、场地或者时间和空间等条件的限制，并且适用领域广泛，可推广到各领域的教学和科研中。

参见图4，在另一实施例中，本发明基于实验资源虚拟化的仿真实验装置还包括：

接收模块305，用于接收用户输入的第一命令。用户如果需要再次实验，则输入再次实验的命令，例如科研人员的探究性的虚拟仿真实验，探究过程不是一次实验就能完成的，需要几十次甚至几百上千次的实验；如果实验已经结束，则可输入结束实验的命令，例如一些常规的虚拟仿真实验。

判断模块306，用于判断接收模块305接收的第一命令是再次实验的命令还是结束实验的命令。

进一步的，

接收模块305还用于当判断模块306判断出第一命令是结束实验的命令时，接收用户输入的第二命令。

判断模块306还用于判断接收模块接收的第二命令是否是进入真实实验命令。

本实施例中的装置还包括导入模块307，用于当判断模块306判断出第二命令是进入真实实验命令时，将实验参数导入到真实实验设备以进行真实实验。用户在基于实验资源虚拟化仿真实验装置上进行了虚拟仿真实验后，如果结果符合预期，则说明当前仿真实验使用的实验资源、实验参数以及实验资源的参数信息等都是正确的，用户可以将实验参数导入到真实实验设备进行真实实验，那么真实实验的实验结果必定也符合实验结果预期。在真实设备中达到与虚拟仿真实验结果一致的效果，保证了在真实实验场景下的可行性和准确性。例如科研人员进行探究性的虚拟仿真实验，探究过程中不需要受实验设备、场地或时间空间等的限制，低成本地探究出科研人员想要的结果，之后再将最后的可行数据导入到真实设备或是改造出相应的仪器、设备、工具、机器等等。

进一步的，

接收模块305还用于接收用户输入的数据。本发明实施例中基于实验资源虚拟化的仿真实验装置，包含三大块功能，一是根据实验参数、实验资源的参数信息和推演数据进行仿真实验推演的功能；二是能在上述功能的基础上进行多次仿真实验推演，可以让科研人员进行探究性的虚拟仿真实验；三是教学仿真实验演示的功能。用户首先需要选择进入本实施例方法的哪个功能，选择后计算机接收用户输入的数据。

判断模块306还用于判断接收模块305接收的数据是否是第一数据。如果是第一数据，则说明用户选择的是教学仿真实验演示的功能。如果不是第一数据，则用户选择的是另外两个功能之一。

进一步的，

显示模块304还用于当判断模块306判断出接收模块接收的数据为第一数据时，显示可供用户选择的模拟实验信息。如果用户输入的数据是第一数据，即用户选择了模拟实验的功能，模拟实验是实验制作好保存在计算机或者服务器端的模拟实验过程，适合学校教学用途。如果用户选择了这个功能，则计算机显示可供用户选择的模拟实验信息，用户可根据显示的模拟实验信息选择需要演示的实验。

接收模块305还用于接收用户选择的模拟实验信息。

本实施例中的装置还包括第三获取模块308，用于根据用户选择的模拟实验信息获取对应的模拟实验数据并演示。

在本实施例中，通过获取实验资源的参数信息、仿真实验的实验参数以及推演数据，再根据前述数据对仿真实验进行推演，得出仿真实验的实验结果；整个仿真实验的实验资源完全虚拟化，不需要受任何实验设备、场地或者时间和空间等条件的限制，并且适用领域广泛，可推广到各领域的教学和科研中；并且在得出仿真实验的实验结果符合实验结果预期后，将实验参数导入到真实实验设备进行真实实验，在真实设备中达到与虚拟仿真实验结果一致的效果，保证了在真实实验场景下的可行性和准确性。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。