Важной составной частью систем дистанционного образования в естественнонаучной и технической областях являются виртуальные лаборатории, предназначенные для проведения дистанционных экспериментов.

Построение виртуальной лаборатории с удаленным доступом пользователей (см. рис. 1) основано на двухуровневой модели клиент-сервер и стеке протоколов TCP/IP.

Рис. 1. Обобщенная схема дистанционного эксперимента

Дистанционный эксперимент имеет следующие преимущества:

• доступность экспериментальной установки для широкого круга пользователей;
• наиболее полное использование ресурсов исследовательской аппаратуры;
• работа с аппаратурой, к которой пользователи не имеют непосредственного доступа;
• работа с уникальной (дорогостоящей) аппаратурой или проведение экспериментов по изучению уникальных объектов.

Рассматриваемая здесь учебная система позволяет удаленно работать с аппаратурой КАМАК, применяемой в ряде областей научных исследований.

Основное назначение представляемой системы - проведение демонстраций:

• принципов управления аппаратурой КАМАК;
• особенностей удаленной работы с аппаратурой в многопользовательской среде (компьютерной сети);
• возможностей технологии Java и, в частности, возможностей применения средств Java при разработке виртуальных лабораторий для проведения удаленных экспериментов.

Программное обеспечение системы используется:

• при выполнении студентами практических упражнений на лабораторных работах по курсу "Автоматизированные системы для научных исследований";
• для удаленного тестирования функциональных модулей аппаратуры КАМАК;
• для удаленного тестирования алгоритмов программ управления модулями аппаратуры КАМАК;
• для построения виртуальной лаборатории, обеспечивающей проведение дистанционных учебных физических экспериментов различной сложности.

Основными достоинствами данной учебной системы являются:

• возможность удаленной работы с физической аппаратурой через Интернет и наличие средств доступа к системе через стандартный Web-интерфейс (Web-браузер);
• поддержка многопользовательской работы и наличие средств разделения доступа к ресурсам аппаратуры;
• переносимость исполняемого кода клиентских программ (Java-апплетов, а также приложений Java) на различные аппаратно-программные платформы (Windows, Unix, Macintosh OS).

Клиентские программы

Апплет Java (запустить).
Приложение Java с графическим интерфейсом (загрузить архив).
Приложение Java с интерфейсом командной строки (загрузить архив).

Порядок работы с программами описан в Руководстве пользователя.

Дополнительная информация

• Аппаратура КАМАК
• Логический стандарт
• Описание некоторых функциональных модулей
• Структура аппаратного и программного обеспечения системы
• Руководство пользователя КАМАК-клиента
• Перечень рекомендуемых упражнений

Виртуальные лаборатории с удаленным доступом к аппаратуре

http://vlab.ee.nus.edu.sg/vlab/ - National University of Singapore. Лабораторные работы: 1) Измерение напряжений и временных характеристик сигналов (работа с осциллографом и генератором сигналов). 2) Изучение частотной модуляции сигналов. 3) Управление технологической установкой (coupled-tank experiment).

http://www.inf.ufsc.br/~jbosco/labvir.htm - Federal University of Santa Catarina. Лабораторные работы: удаленная отладка программ для микроконтроллеров (8051, PIC17C43).

http://www.ce.cctpu.edu.ru/msclub/VirtualLab/ - Томский политехнический университет. Лабораторные работы: 1) Модемы. Базовый набор АТ команд. 2) Удаленная отладка программ для микроконтроллера Intel 87C196KD.