仿真軟件在計算機網絡教學中的應用

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仿真軟件的出現和計算機技術的發展具有密切的關系，它進一步拓展了計算機的應用范圍，并且促進了科學技術的進步。仿真軟件具有比較強大的功能，其中設置了不同的模塊，能夠滿足教師教學的需要，對于教學和科研具有重要的幫助。在計算機網絡教學的過程中應當充分地發揮認真軟件的價值，提高課堂教學效率，加深學生的理解。

一、仿真軟件簡介

為了實現對現實客觀世界的模擬和分析，研發了相應的仿真軟件，仿真軟件的出現大大地提高了教學和研究的效率。目前網絡系統中開發的仿真軟件比較多，對于計算機網絡教學產生了積極的影響。在網絡教學中應用的仿真軟件比較多，而且這些仿真軟件具有比較強大的功能，能夠滿足教學和實踐的需要。例如MATLAB軟件系統能夠在塑造網絡模型加入各種參量，如噪聲、通信信號等，并且能夠實現對網絡信號的調制，對于研究信號的傳輸具有重要的幫助。其中NS系列仿真軟件是一項功能比較完備的軟件系統，受到了業界的推崇，能夠滿足各種數據鏈應用系統的模擬等，對于無線網絡系統、有線網絡系統等具有比較好的仿真效果。在NS系列軟件中，能夠通過模塊化的方式對通信過程進行模擬，并且給出相應的信號土、頻譜圖等多種參數；同時還滿足各種網絡傳輸、應用協議等，能夠為學生提供比較真實的網絡實驗環境，對于計算機網絡教學具有積極的意義。

二、NS系列仿真軟件的應用

在網絡教學中對軟件的調用函數接口等開發應用的比較多，但是對于實踐中的相關問題則關注比較少，當學生在面對一些實際問題時往往難以下手。因此在計算機網絡教學的過程中，應當加強教學內容和社會生活的聯系，加強對網絡協議的仿真等。為了解決學生在網絡問題中的困難，可以應用NS仿真軟件，對網絡中的系統層、傳輸層、數據鏈路等進行模擬。可以在其中加入一些比較細化的參數，結合實踐中的具體問題，找到解決問題的辦法。例如在創建客戶節點到服務器中的FTP應用中，由于節點的移動性或導致鏈路發生中斷的現象，從而影響信號的傳輸環境。由于這些數據會產生不規律的變化，所以學生難以應用自己所學習過的無線傳播、信道以及網絡系統結構等知識來解決問題。在計算機網絡教學的過程中，可以應用仿真軟件，利用軟件來模擬節點的運動和變化情況，從而找到影響流量效果的具體原因，從而挖掘出比較好的解決辦法，解決現實中存在的問題。TCP擁塞控制是計算機網絡教學中的難點，網絡中經過的數據超過了節點和鏈路的處理能力時，會影響到網絡傳輸的效率，導致數據出現丟失的現象，如果不能及時解決問題，甚至可能會導致出現網絡癱瘓的嚴重問題。因此應當采取有效地措施解決TCP傳輸的效率，目前在TCP擁堵機制中主要由四個階段組成，在起始階段會出現網絡傳輸的慢啟動現象，接著就出現了避免擁堵階段以及重傳和恢復階段，其需要的時間比較短，能夠滿足網絡傳輸的需要。目前在TCP協議中出現了五個不同版本的擁堵控制協議，可以在計算機網絡教學的過程中模擬和觀察應用最廣泛和最早的兩個版本，使學生了解到其中的異同，加深對TCP擁堵機制原理的理解。通過仿真結果，能夠使學生比較其中的優缺點，在實際應用中采取合理的技術措施。

三、MATLAB仿真軟件的應用

計算機網絡由于功能的不同，分屬于不同的層次，其中物理層包含了不同節點傳輸過程中的效果操作規則等，其內容相對比較多而且復雜，但是都可以借助仿真軟件來進行模擬，使學生能夠得到直觀的感受和認識。其中網絡中的電氣特征比較抽象，而且是物理層中比較關鍵的內容，對于其中的信號可以通過數學式子來進行表現，但是由于數學式子比較復雜而且難懂，在教學中存在比較大的困難，不利于學生的理解。MATLAB軟件中具有比較多的函數，可以通過仿真的方法來展現出信號的調制過程，而且用圖像的形式來顯示其基本的模式。例如對于網絡系統中的具體信號，可以利用軟件來建立相應的模塊圖，然后采取合理的手段來實現信號的連接，從而實現對信號的調制。此外還可以利用軟件中強大的數學功能，來創建相關的數學模型來模擬示波器下的相關信號圖形，能夠顯示出具體的星座圖等。當計算機網絡中傳輸的信號受到外界的干擾和影響時，會影響到信號調制的結果，可以利用軟件來模擬解決，例如當噪音影響了信號的傳輸質量時，可以在軟件中輸入不同的噪音參數來觀察信號的參數結果；同時借助軟件來實現對信號的過濾，為濾波器的設計提供技術參考。

結束語

在計算機網絡教學的過程中，教師應當認識到仿真軟件的重要性，做好仿真軟件的應用。計算機網絡作為一種相對比較抽象的課程，在教學的過程中存在一定的困難。通過借助仿真軟件能夠實現對網絡技術過程的模擬和控制，能夠幫助學生了解網絡技術的原理，幫助學生找到解決問題的辦法，能夠提高學生解決實際問題的能力。

作者：張俞玲 單位：麗江師范高等專科學校數學與計算機科學系