微课程远程教育论文提纲

论文题目：基于云服务器的远程实验系统的研究与设计

摘要：在远程教育迅速发展与高校愈加重视实验教学的双重背景下,远程实验系统的重要性愈加突出,各种远程实验技术正在蓬勃发展起来。现有的远程实验系统存在着用户缺乏真实体验、网络带宽要求高、实时性与实验交互性差等缺陷。本文提出一种基于云服务器的远程实验系统,基于真实的FPGA实验平台,通过数字信号传递实验信息,可实现数字电路、计算机组成原理等课程的远程控制实验。系统具有经济、实时性和交互性好、准确性高等特点,可以最大化地共享实验设备资源。论文的主要研究内容有:（1）背景分析与整体设计研究。论文介绍了远程实验系统的研究背景与意义,以及国内外研究现状与发展趋势。在此基础上,简要说明了本系统所使用的HCS-A01硬件板卡结构,并分析了远程实验系统的性能需求与设计目标。进一步设计了系统整体架构,实验服务器与多个ARM客户端组成局域网,而与多个PC客户端通过互联网连接;Web服务器用于实验用户的注册与实验预约。从性能、经济角度考虑,本系统将服务器部署于学院的云服务器上。（2）实验服务器的设计研究。实验服务器是PC客户端和ARM客户端的转发中心,同时也承担着管理实验设备与维护数据库的任务。论文使用完成端口网络模型,设计与实现了实验服务器,对其原理与技术实现进行了详细的阐述。基于IOCP模型的实验服务器具有实时性、高并发的优点。论文提出了一种改进的TCP应用层协议,并用于实验服务器与客户端之间的通信,从而保证了数据传输的准确性、高效性与可扩展性。（3）客户端的设计研究。论文分析了 ARM客户端和PC客户端的功能模块,详细说明了它们的设计方案、相关技术与实现过程。ARM客户端运行于FPGA实验板卡的ARM芯片及Linux系统上,位于实验服务器与FPGA之间,实现了它们之间的交互与仿真设备的驱动;而PC客户端运行于PC机上,提供了用户进行远程实验的接口和交互界面。论文最后对远程实验系统的功能和性能进行了测试。结果显示,能有效地支持用户进行远程的FPGA双向交互实验,实验结果正确;且实验服务器实时性好、稳定性高,符合设计目标。论文还对远程实验系统进行了总结和展望。

关键词：远程实验系统;FPGA实验板卡;完成端口;应用层协议设计;云服务器

学科专业：计算机技术

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外发展现状及趋势

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 发展趋势

1.3 本文主要内容

1.4 本章小结

第二章 系统目标及总体设计

2.1 总体目标

2.1.1 ARM控制模块

2.1.2 FPGA实验模块

2.1.3 性能要求

2.2 总体设计

2.2.1 客户端设计

2.2.2 服务器设计

2.2.3 服务器部署

2.3 本章小结

第三章 服务器架构与设计

3.1 服务器概述

3.1.1 服务器软件架构模型

3.1.2 远程实验系统服务器架构

3.1.3 Web服务器设计

3.2 完成端口(IOCP)模型

3.2.1 套接字的I/O模型

3.2.2 重叠I/O设计

3.2.3 完成端口(IOCP)通信设计与实现

3.3 TCP应用层协议设计

3.3.1 TCP协议

3.3.2 设计TCP应用层协议的必要性

3.3.3 改进的自定义TCP应用层协议

3.3.4 远程实验系统的TCP应用层协议定义

3.4 实验服务器功能实现

3.4.1 实验服务模块

3.4.2 管理服务模块

3.5 数据库服务

3.5.1 MySql简介

3.5.2 数据库的设计与连接

3.6 云服务器选择与配置

3.7 本章小结

第四章 客户端研究与设计

4.1 PC客户端

4.1.1 用户管理模块

4.1.2 实验模块

4.1.3 MFC中的消息映射

4.2 ARM客户端

4.2.1 与实验服务器远程交互模块

4.2.2 与FPGA实验平台信息交互模块

4.2.3 数据处理模块

4.3 本章小结

第五章 系统调试

5.1 调试环境

5.2 功能测试

5.2.1 管理部分功能测试

5.2.2 实验部分功能测试

5.3 性能测试

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献