Podręcznik

4.12. Architektura wirtualnego laboratorium

Ogólną zasadę działania (architekturę) takiego laboratorium zaprezentowano na rys 5.3.

Rys.5.3  Architektura wirtualnego laboratorium

Przedstawia on zbiór podsystemów pomiarowych (przyrządów wirtualnych) zarządzanych przez komputery ogólnego przeznaczenia (osobiste). Każdy z nich oprócz funkcji kontrolera systemu pomiarowego spełnia również rolę bramy, przekazującej dane pomiarowe do serwera, który jest centralną częścią laboratorium. Serwer dokonuje dystrybucji danych poprzez Internet do podłączonych do niego klientów, które z kolei za pośrednictwem serwera sterują urządzeniami pomiarowymi. Klienci laboratorium mogą znajdować się nie tylko w Internecie, lecz również, co pokazuje prezentowany rysunek, w sieci lokalnej uczelni.

W systemie, zbudowanym na pojedynczym centralnym serwerze, możliwe jest zarządzanie dostępem (nadawanie i zmiana uprawnień użytkowników, wielodostęp). Klienci mają ułatwione zadanie dotarcia do wybranych urządzeń, znajdujących się w sieci. Wystarczy znajomość adresu IP serwera, aby uzyskać połączenie z przyrządem czy systemem. Istnienie centralnego serwera wymusza unifikację klientów, konieczne jest spełnianie przez nich parametrów zgodnych z określonym standardem.

Serwer stanowiący jednostkę centralną, umożliwia uproszczenie konstrukcji oprogramowania poszczególnych podsystemów pomiarowych. Przeniesienie zadania kontroli dostępu i praw użytkowników na serwer sprawia, że oprogramowanie wirtualnych przyrządów i systemów pomiarowych musi jedynie kontrolować sam proces pomiaru. Głównym jego zadaniem jest zbieranie danych i przesyłanie ich do serwera. Oprogramowanie urządzeń nie realizuje też czasochłonnej i złożonej dystrybucji danych, dzięki czemu nie wymaga bardzo wydajnego komputera. Ograniczenie funkcji spełnianych przez oprogramowanie systemów pomiarowych pozwala zyskać czas na wykonywanie takich dodatkowych zadań, jak np. kodowanie sygnałów, kompresja sygnałów. Zasadniczą wadą centralnego serwera jest wymaganie dużej wydajności, szczególnie przy obsłudze wielu klientów. Należy jednak pamiętać również o tym, że znaczącą rolę odgrywa tutaj konfiguracja sieci lokalnej, w której znajdują się systemy pomiarowe.

Uogólniony schemat architektury wirtualnego laboratorium dydaktycznego zamieszczono na rys.5.4.

Rys.5.4  Uogólniony schemat architektury wirtualnego laboratorium dydaktycznego