一種基於實驗資源虛擬化的仿真實驗及裝置的製作方法
2023-05-25 00:49:56
本發明實施方式涉及信息技術產業領域，特別是涉及一種基於實驗資源虛擬化的仿真實驗及裝置。
背景技術：
虛擬化技術就是指在信息技術產業領域中，把有限的固定資源根據不同需求進行重新規劃以達到最大利用率的思路。虛擬化是指計算機元件在虛擬的基礎上而不是真實的基礎上運行。
隨著信息技術產業的日益發展，虛擬化技術開始出現並且越來越成熟。人們現實生活和工作中融入了越來越多的虛擬化產品，例如虛擬化社區、虛擬化網絡等等。科學實驗虛擬化作為一種新的虛擬化技術產品也逐漸產生。虛擬化仿真實驗化即將實驗資源虛擬化，利用虛擬化的實驗資源對科學實驗進行真實仿真。
申請號為201510805847.1的「一種基於虛擬化技術的網絡實驗系統及構造方法」公開了一種基於虛擬化技術的網絡實驗系統及構造方法，實驗系統包括若干物理伺服器或主機、網絡基礎設施，這些物理伺服器或主機通過交換設備或者路由設備或者通信線路相連，該實驗系統對用戶提出的實驗網絡進行資源規劃，利用網絡虛擬化和主機虛擬化將用戶實驗網絡映射到相應的物理設備上。現有技術未能解決以下技術問題，第一：現有技術中的虛擬化仿真實驗還是需要依靠必須的實體實驗設備，並未將實驗資源完全虛擬化。第二：現有技術中的虛擬化仿真實驗的適用領域僅限於計算機網絡領域，不能適用於更多領域。
技術實現要素：
本發明實施方式主要解決的技術問題是提供一種基於實驗資源虛擬化的仿真實驗及裝置，能夠將整個仿真實驗的實驗資源完全虛擬化，不需要受任何實驗設備、場地或者時間和空間等條件的限制，並且適用領域廣泛，可推廣到各領域的教學和科研中。
為解決上述技術問題，本發明實施方式採用的一個技術方案是：提供一種基於實驗資源虛擬化的仿真實驗方法，包括：
計算機獲取實驗資源的參數信息；
獲取仿真實驗的實驗參數和推演數據，其中推演數據是指仿真實驗中根據實驗參數、實驗資源的參數信息和科學實驗的基礎理論進行自動推導的數據；
根據實驗參數、實驗資源的參數信息和推演數據對仿真實驗進行推演並得出實驗結果；
顯示實驗結果。
進一步的，顯示實驗結果的步驟之後還包括：
接收用戶輸入的第一命令；
判斷第一命令是再次實驗的命令還是結束實驗的命令；
如果是再次實驗的命令，則重複步驟獲取實驗資源的參數信息至步驟判斷所述命令是再次實驗的命令還是結束實驗的命令，直至所述命令為結束實驗的命令。
進一步的，判斷第一命令是再次實驗的命令還是結束實驗的命令的步驟之後還包括：
如果是結束實驗的命令，則接收用戶輸入的第二命令；
判斷第二命令是否是進入真實實驗命令；
如果第二命令是進入真實實驗命令，則將所述實驗參數導入到真實實驗設備以進行真實實驗。
進一步的，獲取實驗資源的參數信息的步驟之前還包括：
接收用戶輸入的數據；
判斷所述數據是否是第一數據；
如果所述數據不是第一數據，則執行獲取實驗資源的參數信息的步驟。
進一步的，判斷所述數據是否是第一數據的步驟之後還包括：
如果所述數據是第一數據，則顯示可供用戶選擇的模擬實驗信息；
接收用戶選擇的模擬實驗信息；
根據用戶選擇的模擬實驗信息獲取對應的模擬實驗數據並演示。
為解決上述技術問題，本發明實施方式採用的另一個技術方案是：提供一種基於實驗資源虛擬化的仿真實驗裝置，包括：
第一獲取模塊，用於獲取實驗資源的參數信息；
第二獲取模塊，用於獲取仿真實驗的實驗參數和推演數據，其中推演數據是指仿真實驗中根據實驗參數、實驗資源的參數信息和科學實驗的基礎理論進行自動推導的數據；
推演模塊，用於根據實驗參數、實驗資源的參數信息和推演數據對仿真實驗進行推演並得出實驗結果；
顯示模塊，用於顯示實驗結果。
進一步的，本裝置還包括：
接收模塊，用於接收用戶輸入的第一命令；
判斷模塊，用於判斷接收模塊接收的第一命令是再次實驗的命令還是結束實驗的命令。
進一步的，接收模塊還用於當所述判斷模塊判斷出第一命令是結束實驗的命令時，接收用戶輸入的第二命令；
所述判斷模塊還用於判斷接收模塊接收的第二命令是否是進入真實實驗命令；
所述裝置還包括：
導入模塊，用於當判斷模塊判斷出第二命令是進入真實實驗命令時，將所述實驗參數導入到真實實驗設備以進行真實實驗。
進一步的，接收模塊還用於接收用戶輸入的數據；
所述判斷模塊還用於判斷接收模塊接收的數據是否是第一數據。
進一步的，顯示模塊還用於當判斷模塊判斷出接收模塊接收的數據為第一數據時，顯示可供用戶選擇的模擬實驗信息；
接收模塊還用於接收用戶選擇的模擬實驗信息；
所述裝置還包括第三獲取模塊，用於根據用戶選擇的模擬實驗信息獲取對應的模擬實驗數據並演示。
本發明實施方式的有益效果是：區別於現有技術的情況，本發明實施方式通過獲取實驗資源的參數信息、仿真實驗的實驗參數以及推演數據，再根據前述數據對仿真實驗進行推演，得出仿真實驗的實驗結果；整個仿真實驗的實驗資源完全虛擬化，不需要受任何實驗設備、場地或者時間和空間等條件的限制，並且適用領域廣泛，可推廣到各領域的教學和科研中。
附圖說明
圖1是本發明基於實驗資源虛擬化的仿真實驗方法實施方式的數據流程圖；
圖2是本發明基於實驗資源虛擬化的仿真實驗方法另一實施方式的數據流程圖；
圖3是本發明基於實驗資源虛擬化的仿真實驗裝置實施方式的邏輯結構示意圖；
圖4是本發明基於實驗資源虛擬化的仿真實驗裝置另一實施方式的邏輯結構示意圖。
具體實施方式
參閱圖1，本發明基於實驗資源虛擬化的仿真實驗方法的實施方式包括：
101、獲取實驗資源的參數信息；
計算機獲取實驗資源的參數信息,例如各實驗設備的各種參數信息，可以是用戶從輸入設備輸入，或者是直接從外部系統導入，此處不做限制。
102、獲取仿真實驗的實驗參數及推演數據；
在進行仿真實驗之前，需要獲取仿真實驗的實驗參數，以及仿真實驗的推演數據。其中，實驗參數可以由用戶輸入，也可以直接從外部系統導入；推演數據可以由用戶輸入，也可以是預存在本地，由用戶選擇當前仿真實驗需要使用的推演數據，或者由計算機根據當前仿真實驗的類型自動選擇，此處不做限制。其中，推演數據是指仿真實驗中根據實驗參數、實驗資源的參數信息和科學實驗的基礎理論進行自動推導的數據，是仿真實驗的理論基礎，能根據輸入的實驗參數、實驗資源的參數信息進行自動推導，得出實驗結果。
103、根據實驗參數、實驗資源的參數信息和推演數據對仿真實驗進行推演並得出實驗結果；
有了實驗參數、實驗資源的參數信息和推演數據，便能根據實驗參數、實驗資源的參數信息和推演數據對仿真實驗進行推演，並得出仿真實驗的實驗結果。
104、顯示實驗結果。
最後將推演得出的仿真實驗的實驗結果顯示給用戶。
區別於現有技術，在本實施例中，通過獲取實驗資源的參數信息、仿真實驗的實驗參數以及推演數據，再根據前述數據對仿真實驗進行推演，得出仿真實驗的實驗結果；整個仿真實驗的實驗資源完全虛擬化，不需要受任何實驗設備、場地或者時間和空間等條件的限制，並且適用領域廣泛，可推廣到各領域的教學和科研中。
參閱圖2，本發明基於實驗資源虛擬化的仿真實驗方法的另一實施方式包括：
本發明實施例涉及的基於實驗資源虛擬化的仿真實驗方法中，包含三大塊功能，一是根據實驗參數、實驗資源的參數信息和推演數據進行仿真實驗推演的功能；二是能在上述功能的基礎上進行多次仿真實驗推演，可以讓科研人員進行探究性的虛擬仿真實驗；三是教學仿真實驗演示的功能。
201、接收用戶輸入的數據；
用戶首先需要選擇進入本實施例方法的哪個功能，選擇後計算機接收用戶輸入的數據。
202、判斷數據是否是第一數據；
計算機接收用戶輸入的數據後，再判斷該數據是否是第一數據，如果是第一數據，則說明用戶選擇的是教學仿真實驗演示的功能，執行步驟211；如果不是第一數據，則執行步驟203。
203、獲取實驗資源的參數信息；
計算機獲取實驗資源的參數信息,例如各實驗設備的各種參數信息，可以是用戶從輸入設備輸入，或者是直接從外部系統導入，此處不做限制。
204、獲取仿真實驗的實驗參數、推演數據及實驗結果預期；
在進行仿真實驗之前，需要獲取仿真實驗的實驗參數，以及仿真實驗的推演數據。其中，實驗參數可以由用戶輸入，也可以直接從外部系統導入；推演數據可以由用戶輸入，也可以是預存在本地，由用戶選擇當前仿真實驗需要使用的推演數據，或者由計算機根據當前仿真實驗的類型自動選擇，此處不做限制。其中，推演數據是指仿真實驗中根據實驗參數、實驗資源的參數信息和科學實驗的基礎理論進行自動推導的數據，是仿真實驗的理論基礎，能根據輸入的實驗參數、實驗資源的參數信息進行自動推導，得出實驗結果。
實驗結果預期由用戶輸入，也可從外部導入，用於與仿真實驗的實驗結果進行比對，判斷當前仿真實驗是否能達到預期結果。
205、根據實驗參數、實驗資源的參數信息和推演數據對仿真實驗進行推演並得出實驗結果；
有了實驗參數、實驗資源的參數信息和推演數據，便能根據實驗參數、實驗資源的參數信息和推演數據對仿真實驗進行推演，並得出仿真實驗的實驗結果。
206、顯示實驗結果；
最後將推演得出的仿真實驗的實驗結果顯示給用戶。
207、接收用戶輸入的第一命令；
用戶如果需要再次實驗，則輸入再次實驗的命令，例如科研人員的探究性的虛擬仿真實驗，探究過程不是一次實驗就能完成的，需要幾十次甚至幾百上千次的實驗；如果實驗已經結束，則可輸入結束實驗的命令，例如一些常規的虛擬仿真實驗。
208、判斷第一命令是再次實驗的命令還是結束實驗的命令；
計算機接收用戶輸入的第一命令後，再判斷第一命令是再次實驗的命令還是結束實驗的命令；如果是再次實驗的命令，則計算機需要循環執行步驟203至步驟208直至接收的第一命令為結束實驗的命令；如果是結束實驗的命令，則執行步驟209；
209、接收用戶輸入的第二命令；
210、判斷第二命令是否是進入真實實驗命令；
計算機接收用戶輸入的第二命令後，判斷該第二命令是否是進入真實實驗的命令，如果是，則執行步驟211。
211、將實驗參數導入到真實實驗設備以進行真實實驗；
用戶在基於實驗資源虛擬化仿真實驗裝置上進行了虛擬仿真實驗後，如果結果符合預期，則說明當前仿真實驗使用的實驗資源、實驗參數以及實驗資源的參數信息等都是正確的，用戶可以將實驗參數導入到真實實驗設備進行真實實驗，那麼真實實驗的實驗結果必定也符合實驗結果預期。在真實設備中達到與虛擬仿真實驗結果一致的效果，保證了在真實實驗場景下的可行性和準確性。
例如科研人員進行探究性的虛擬仿真實驗，探究過程中不需要受實驗設備、場地或時間空間等的限制，低成本地探究出科研人員想要的結果，之後再將最後的可行數據導入到真實設備或是改造出相應的儀器、設備、工具、機器等等。
212、顯示可供用戶選擇的模擬實驗信息；
如果步驟202中判斷出用戶輸入的數據是第一數據，即用戶選擇了模擬實驗的功能，模擬實驗是實驗製作好保存在計算機或者伺服器端的模擬實驗過程，適合學校教學用途。如果用戶選擇了這個功能，則計算機顯示可供用戶選擇的模擬實驗信息，用戶可根據顯示的模擬實驗信息選擇需要演示的實驗。
213、接收用戶選擇的模擬實驗信息；
用戶根據顯示的模擬實驗信息選擇需要演示的實驗，計算機接收用戶選擇的模擬實驗信息。
214、根據用戶選擇的模擬實驗信息獲取對應的模擬實驗數據並演示；
計算機接收用戶選擇的模擬實驗信息後，再根據用戶選擇的模擬實驗信息獲取與之對應的模擬實驗數據，並演示該實驗。
在本實施例中，通過獲取實驗資源的參數信息、仿真實驗的實驗參數以及推演數據，再根據前述數據對仿真實驗進行推演，得出仿真實驗的實驗結果；整個仿真實驗的實驗資源完全虛擬化，不需要受任何實驗設備、場地或者時間和空間等條件的限制，並且適用領域廣泛，可推廣到各領域的教學和科研中；並且在得出仿真實驗的實驗結果符合實驗結果預期後，將實驗參數導入到真實實驗設備進行真實實驗，在真實設備中達到與虛擬仿真實驗結果一致的效果，保證了在真實實驗場景下的可行性和準確性。特別是科研人員進行探究性的虛擬仿真實驗，探究過程中不需要受實驗設備、場地或時間空間等的限制，低成本地探究出科研人員想要的結果，之後再將最後的可行數據導入到真實設備或是改造出相應的儀器、設備、工具、機器等等。
參閱圖3，本發明基於實驗資源虛擬化的仿真實驗裝置的實施方式包括：
第一獲取模塊301，用於獲取實驗資源的參數信息，可以是用戶從輸入設備輸入，或者是直接從外部系統導入，此處不做限制。
第二獲取模塊302，用於獲取用戶輸入的仿真實驗的實驗參數及推演數據，其中推演數據是指仿真實驗中根據實驗參數、實驗資源的參數信息和科學實驗的基礎理論進行自動推導的數據；實驗參數可以由用戶輸入，也可以直接從外部系統導入；推演數據可以由用戶輸入，也可以是預存在本地，由用戶選擇當前仿真實驗需要使用的推演數據，或者由計算機根據當前仿真實驗的類型自動選擇，此處不做限制。
推演模塊303，用於根據實驗參數、實驗資源的參數信息和推演數據對仿真實驗進行推演並得出實驗結果。
顯示模塊304，用於顯示實驗結果。
在本實施例中，通過獲取實驗資源的參數信息、仿真實驗的實驗參數以及推演數據，再根據前述數據對仿真實驗進行推演，得出仿真實驗的實驗結果；整個仿真實驗的實驗資源完全虛擬化，不需要受任何實驗設備、場地或者時間和空間等條件的限制，並且適用領域廣泛，可推廣到各領域的教學和科研中。
參見圖4，在另一實施例中，本發明基於實驗資源虛擬化的仿真實驗裝置還包括：
接收模塊305，用於接收用戶輸入的第一命令。用戶如果需要再次實驗，則輸入再次實驗的命令，例如科研人員的探究性的虛擬仿真實驗，探究過程不是一次實驗就能完成的，需要幾十次甚至幾百上千次的實驗；如果實驗已經結束，則可輸入結束實驗的命令，例如一些常規的虛擬仿真實驗。
判斷模塊306，用於判斷接收模塊305接收的第一命令是再次實驗的命令還是結束實驗的命令。
進一步的，
接收模塊305還用於當判斷模塊306判斷出第一命令是結束實驗的命令時，接收用戶輸入的第二命令。
判斷模塊306還用於判斷接收模塊接收的第二命令是否是進入真實實驗命令。
本實施例中的裝置還包括導入模塊307，用於當判斷模塊306判斷出第二命令是進入真實實驗命令時，將實驗參數導入到真實實驗設備以進行真實實驗。用戶在基於實驗資源虛擬化仿真實驗裝置上進行了虛擬仿真實驗後，如果結果符合預期，則說明當前仿真實驗使用的實驗資源、實驗參數以及實驗資源的參數信息等都是正確的，用戶可以將實驗參數導入到真實實驗設備進行真實實驗，那麼真實實驗的實驗結果必定也符合實驗結果預期。在真實設備中達到與虛擬仿真實驗結果一致的效果，保證了在真實實驗場景下的可行性和準確性。例如科研人員進行探究性的虛擬仿真實驗，探究過程中不需要受實驗設備、場地或時間空間等的限制，低成本地探究出科研人員想要的結果，之後再將最後的可行數據導入到真實設備或是改造出相應的儀器、設備、工具、機器等等。
進一步的，
接收模塊305還用於接收用戶輸入的數據。本發明實施例中基於實驗資源虛擬化的仿真實驗裝置，包含三大塊功能，一是根據實驗參數、實驗資源的參數信息和推演數據進行仿真實驗推演的功能；二是能在上述功能的基礎上進行多次仿真實驗推演，可以讓科研人員進行探究性的虛擬仿真實驗；三是教學仿真實驗演示的功能。用戶首先需要選擇進入本實施例方法的哪個功能，選擇後計算機接收用戶輸入的數據。
判斷模塊306還用於判斷接收模塊305接收的數據是否是第一數據。如果是第一數據，則說明用戶選擇的是教學仿真實驗演示的功能。如果不是第一數據，則用戶選擇的是另外兩個功能之一。
進一步的，
顯示模塊304還用於當判斷模塊306判斷出接收模塊接收的數據為第一數據時，顯示可供用戶選擇的模擬實驗信息。如果用戶輸入的數據是第一數據，即用戶選擇了模擬實驗的功能，模擬實驗是實驗製作好保存在計算機或者伺服器端的模擬實驗過程，適合學校教學用途。如果用戶選擇了這個功能，則計算機顯示可供用戶選擇的模擬實驗信息，用戶可根據顯示的模擬實驗信息選擇需要演示的實驗。
接收模塊305還用於接收用戶選擇的模擬實驗信息。
本實施例中的裝置還包括第三獲取模塊308，用於根據用戶選擇的模擬實驗信息獲取對應的模擬實驗數據並演示。
在本實施例中，通過獲取實驗資源的參數信息、仿真實驗的實驗參數以及推演數據，再根據前述數據對仿真實驗進行推演，得出仿真實驗的實驗結果；整個仿真實驗的實驗資源完全虛擬化，不需要受任何實驗設備、場地或者時間和空間等條件的限制，並且適用領域廣泛，可推廣到各領域的教學和科研中；並且在得出仿真實驗的實驗結果符合實驗結果預期後，將實驗參數導入到真實實驗設備進行真實實驗，在真實設備中達到與虛擬仿真實驗結果一致的效果，保證了在真實實驗場景下的可行性和準確性。
以上所述僅為本發明的實施方式，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。