根据网络的虚拟试验渠道的规划与完成

1 导言
西部大开发为进步西部的教育水平带来了要害。树立一个低成本，易保护，仿真性好，具有灵活性，掩盖面广的体系化的虚拟接口、试验渠道来处理西部教育中的试验教学难题，成为现在远程教育试验教学的要害。
根据网络环境的虚拟接口试验渠道是一个能够在网络环境下运转的虚拟试验室。为用户供给一个二维的可视化的环境，用户经过汇编指令的调试、履行和剖析，最终将指令履行成果反应处以软件办法展现的硬件体系，驱动虚拟硬件作业，发生正确的时序和波形图。
一个根据网络的虚拟接口试验室有必要具有以下功用：①程序的仿真解说履行(程序解说器)：模仿履行完好的程序段，使用高档言语的面向目标的技能仿真解说用户 提交的低级言语源程序；②虚拟芯片库渠道：供给可视化的模仿图形芯片和一些常见的虚拟门电路，用户挑选芯片，门电路连线，承受程序履行的成果数据，触发芯 片的作业，发生试验成果的模仿时序波形图。

2 体系规划与完成
体系完成根据Web浏览器／事务逻辑层／数据存储层(B／A／S)的三层网络架构核算模型，以Java为首要开发言语。浏览器端的展现层以JSP页 面为主，用户登陆试验页面，挑选以iava applet使用完成的虚拟芯片进行连线。用户在网页界面的提示处编写试验程序，提交程序到服务器，服务器端的解说器渠道调用解说规矩库，解说程序成果并 可视化的回来给客户端。用户将成果数据提交给已衔接好的虚拟接口电路，服务器端经过类库规划界说各类芯片的作业办法、电气特性、I／0特性和几许特性等， 确认信号时延。对芯片的各个管脚别离树立子类．界说各管脚的电气特性、I／0特性和几许特性等，到达实在地模仿硬件结构，使运算成果与实在硬件相同，完成 对各个接口技能试验环境进行仿真。体系可根据用户端的不同规划进行重新配置履行，使学习者感觉到其所使用的试验渠道便是实在接口技能试验室。

3 接口试验流程建模
一个实际的接口试验流程如下：学生接到试验使命，进入试验室：①翻开集成试验环境，在核算机上编写汇编、C言语，经过词法、语法查看；②衔接集成开发试验箱，衔接跳线，烧录程序；③调查试验板上的现象，比对试验成果；④如果与预期成果现象共同，则试验程序正确，此试验完毕，课后书写试验报告，不然转向；⑤修正程序，调试程序重复②～④。虚拟接口试验渠道的方式如图l所示。

4 汇编程序的仿真解说履行
汇编程序是一个接口试验的根底，由程序的正确履行成果驱动相应的芯片作业发生时序图，模仿实在的接口试验环境，应具有的功用模块如下：
(1)预处理模块 除掉注释、伪指令，剖析程序句子，别离出指令操作码，榜首、二操作数，并存储到指令数据表；
(2)数据表模块树立汇编指令所需的寄存器表、内存表，端口表等，并供给通用的数据读、写接口；
(3)解说履行模块(规矩库)中心是树立各类指令的规矩库，盯梢模仿程序指针PC的流程，实例化指令码对应的指令类，取出该条指令的操作数传人类目标的成员函数，进行对应的函数操作，回来核算成果，并写入对应的数据表；
(4)通讯模块 树立程序履行与虚拟芯片作业的衔接，程序履行成果能通明的传递给虚拟芯片作业接口函数，并承受虚拟芯片作业后的反应数据，通明的反应给程序。
仿真解说履行的算法嘲描绘：①从用户程序表中取出一条源程序句子，记载此句子对应的程序指针PC；②别离出句子中的操作码、操作数，在指令规矩库中查询其 对应的指令类，若跳转指令，转至⑦不然转至③；③查找数据字典中的寻址办法表，实例化出该指令对应的寻址类目标，取出操作数，调用指令类目标的函数成员， 承受寻址类目标实例处理后的操作数，进行函数运算，改写其对应的寄存器表或内存表等；④取出各寄存器及内存单元对应的数据，以图表的办法展现在界面上，同 时将其与虚拟芯片相关的数据通明的传递给通讯接口；⑤核算该指令的运算时问，以静态变量保存；⑥PC=PC+1取出下一条指令持续履行，转至②；⑦若是无 条件跳转指令，核算该标志对应的PC值，转至对应的指令句子履行，转至②；若为有条件跳转指令，取出状况寄存器中该指令对应的PSW值，判别条件是否树立，如树立按无条件跳转指令履行，不然PC=PC+1，转至②；若是子程序(中止程序)，则保存该条句子的PC值，便于程序的回来履行，一起按无条件跳转指令履行；若为RET指令则程序完毕。

5 虚拟芯片的规划
5．1 规划思维
接口电路规划所用器件包含CPU、TTL门电路、可编程逻辑芯片、负载等。传输信号首要分操控、地址、数据电源和 地线。为完成试验电路逻辑性正确与否的检测，其规划办法是：针对每个芯片树立类，界说各种作业办法、电气特性、I／O数据结构。对其各管脚的功用界说 (I／0特性、信号类型、电气特性)树立子类，并结构I／0办法，确认信号时延。几许特性描绘芯片的外部特征；作业特性描绘芯片的数据处理办法(即作业方 式)；电气特性描绘芯片的作业周期；I／O数据结构担任芯片作业前数据的承受与作业中、后的数据输出。
虚拟接口试验室要触及的硬件比较多，而每个硬件的外部几许特性都不尽相同，在非固定试验的情况下，用户总是期望能够自在的挑选各类硬件，这样就能够动态地 完成各类硬件的实例化操作。规划时选用硬件多态的思维，最大化的完成虚拟芯片类库的复用，即规划笼统于一切硬件的一个主模块，派生出详细的硬件类，能够实 现用户随意挑选芯片，也便利硬件链表的一致处理。
5．2 规划实例
5．2．1 规划思维
芯片详细完成包含芯片的几许特性、作业特性、和电气特性。几许特性描绘了芯片的外部特征；作业特性描绘的是芯片的数据处理办法(即作业办法)；电气特性描绘的是芯片的作业周期。不失一般性，在此以8253来阐明规划思维和类之间的详细联系。
5．2．2 类图联系
为完成硬件多态，规划了硬件模板类、芯片引脚类、8253芯片类3个类，类图及联系如图2所示。