Глава 1 Обзор виртуальных лабораторий

Виртуальная лаборатория – это программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить опыты без непосредственного контакта с реальной установкой или при полном отсутствии таковой [1].

Под виртуальными лабораториями понимается два типа программно-аппаратных комплексов:

1) дистанционные лаборатории – комплекс лабораторной установки с удаленным доступом;

2) виртуальные лаборатории - программное обеспечение, позволяющее моделировать лабораторные опыты.

Могут применяться для:

1) ознакомления с техникой выполнения экспериментов;

2) ознакомления с оборудованием, с которым придется работать;

3) для освоения навыков наблюдений, составления отчетов.

Такие комплексы обеспечивают максимальную наглядность, точность соответствия модели реального оборудования для проведения экспериментов. Это существенно облегчает работу, экономит время, создает эффект узнавания уже изученного оборудования.

Преимущества виртуальных лабораторных работ [2]:

1) интерактивность;

2) независимость от конкретной лаборатории (возможность проведения в местах, где есть компьютер);

3) возможность моделирования объектов, процессов, явлений, которые невозможно воспроизвести в условиях учебного заведения, или наблюдать в реальности;

4) возможность выполнять задания удаленно, используя интернет.

Недостатки использования виртуальных работ:

1) невозможность реальных исследований;

2) отсутствие предметной наглядности;

3) отсутствие практических навыков работы с конкретным оборудованием.

STAR

STAR (Software Tools for Academics and Researchers) – программа Массачусетского технологического института (MIT) по разработке виртуальных лабораторий для исследований и обучения [1]. Деятельность программы заключается в разработке обучающих и исследовательских приложений по общей биологии, биохимии, генетике, гидрологии, в области распределенных вычислений. Большинство приложений реализованы в java либо html. Такие виртуальные лаборатории как, StarBiochem, StarGenetics, StarORF, StarMolSim, StarBiogene, StarHydro, StarCluster.

Недостатком является то, что эта программа охватывает широкий круг задач только по биохимии, генетики и биологии. Но, несмотря на это STAR отличается фундаментальностью и богатым инструментарием.

EWB

EWB (Electronics Workbench) – это система схемотехнического моделирования. Предназначена для моделирования и анализа электрических схем [3]. Программа EWB позволяет моделировать аналоговые, цифровые, цифро-аналоговые схемы большой степени сложности. Имеющиеся в программе библиотеки включают в себя большой набор широко распространенных электронных компонентов. Есть возможность подключения и создания новых библиотек компонентов. Параметры компонентов можно изменять в широком диапазоне значений.

Широкий набор приборов позволяет производить измерения различных величин, задавать входные воздействия, строить графики. Все приборы изображаются в виде, максимально приближенном к реальному, поэтому работать с ними просто и удобно.

Результаты моделирования можно вывести на принтер или импортировать в текстовый или графический редактор для их дальнейшей обработки. Программа Electronics Workbench совместима с программой P-SPICE, то есть предоставляет возможность экспорта и импорта схем и результатов измерений в различные её версии.

Недостаток – разработка и поддержка данной программы уже не осуществляется [4]. Последним добавлением является EWB Layout, специализированная на разработке печатных плат и расширяющая возможности Electronics Workbench