计算机毕业设计springboot数字集成电路设计课程线上仿真实验平台的设计与实现 基于SpringBoot的数模混合IC线上实验教学平台开发 面向数字集成电路课程的云端虚拟实验环境构建 - 详解

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疫情让“线上”成为常态，数字集成电路实验却长期依赖实体FPGA板与机房，学生排队、设备老化、远程指导难等挑战集中爆发。把实验搬到浏览器里，随时搭电路、秒级仿真、即时反馈，既能缓解硬件短缺，又能让教师精准跟踪学习轨迹，于是这套“SpringBoot+MySQL”架构的线上仿真实验平台顺势而生。

平台核心能力一览

• 实验全周期管理：实验信息发布→预习资料下载→在线仿真→提交报告→成绩与评语回传。

• 仿真器：拥护门级、RTL级电路绘制，后台调用Verilator/iVerilog仿真，波形可网页回放。

• 项目分类与模板：组合逻辑、时序逻辑、CPU子模块等一键复用模板，减少重复建库。

• 模范作业秀场：高分作业自动加精，附带仿真波形与讲解视频，可点赞、收藏、二次创作。

• 讨论区：帖子、问答、代码片段分享，@同学与教师，拥护Markdown与LaTeX公式。

• 个人中心：修改资料、我的实验、我的收藏、我的发帖、仿真历史云端同步。

• 后台运维：学生管理、教师管理、公告轮播、实验批量导入、成绩区间统计、日志审计。

一句话总结：把“机房+FPGA板+纸质报告”整套流程浓缩成一个链接，学生点开浏览器就能搭电路、跑仿真、交作业、看成绩，教师在同一套框架里发布实验、批改、答疑、分享优秀案例，实现数字集成电路实验教学的全流程线上闭环。

注:以上是纯课题毕业设计功能介绍，并非实际开发完成，最终开发完成的毕业设计程序以下面的的环境软件、功能图和界面为准。

体系所需要的环境软件：idea、eclipse+mysql5.7、8.0+Navicat+JDK1.8+tomcat7.0

系统设计

本章主要讲述的是数字集成电路设计课程线上仿真实验平台的设计开发结构，简单介绍了开发流程与数据库设计的原则以及数据表的关系结构图，并且详细的展示了数据表的内部结构信息与属性。

4.1 系统体系结构

系统启动后，在登录界面，输入正确的账号密码，选择进入管理员界面或用户界面，管理员界面是用来管理页面与用户信息，用户界面能够正常的使用，并对个人信息、搞定实验、实验成绩、模范作业等进行份内的操作，系统登录结构图如图4-1所示。

图4-1 系统登录结构图

管理员模块属于是网站的后台，进入之后有大量的管理员功能，管理员也可以使用用户模块的功能，为了维护网站的稳定与页面的布局，将管理员模块的作用详细化后可以使用系统管理对页面进行布局修改，可以发布公告提示用户规范，用户模块可能对实验信息、模范作业等进行管理等，并且更改个人信息，数字集成电路设计课程线上仿真实验平台总体结构图如图4-2所示。

图4-2 数字集成电路设计课程线上仿真实验平台总体结构图

4.2创建流程设计

系统的编写流程设计简单的介绍了创建过程，先对任务书进行分析，根据要实现的功能对各个模块进行开发，之后再对模块一一进行测试，测试成功后将模块整合再测试整体效果，完善整体结构[6]。开发系统流程图如图4-3所示。

图4-3编写系统流程图

4.3 数据库设计原则

数据库设计之后，根据数据库关系，许可更加清晰地了解到数据库结构，每一个数据表之间的关系，再创建数据表。快速更改和查询对应的信息，有了数据库就不用在程序和代码中寻找。

分析数字集成电路设计课程线上仿真实验平台的数据结构后，在E-R图中分析管理员登录时的模式，要求输入用户名与密码，管理员信息E-R如图4-4所示。

图4-4 管理员信息E-R图

学生E-R图如图4-5所示。

图4-5学生E-R图

模范作业E-R图如图4-6所示。

图4-6模范作业E-R图

实验信息E-R图如图4-7所示。

图4-7实验信息E-R图

讨论区E-R图如图4-8所示。

图4-8讨论区E-R图

系统实现

本章讲述的是系统对各个模块功能实现的效果图，对首页、管理员功能和用户特性分别进行了展示，页面布局清晰，操作简单快捷，基本实现了对用户和管理员对系统的需求。

5.1系统效果达成

当人们打开系统的网址后，起初看到的就是首页界面。在这里，人们能够看到数字集成电路设计课程线上仿真实验平台的导航条和实验信息展示等。平台首页界面如图5-1所示：

图5-1平台首页界面

这是一个学生注册的界面，当学生没有账户时可能通过注册来登录系统，只应该根据相应的提示，输入学生学号和密码等信息即可。用户注册界面如图5-2所示：

图5-2 学生注册界面

在实验信息页面，可以对实验信息进行点击实验等操作，实验信息详细信息页面如图5-3所示：

图5-3 实验信息详细界面

通过在模范作业页面，能够对模范作业信息进行点击下载等操作，模范作业页面如图5-4所示：

图5-4模范作业详细页面

通过在个人中心页面可以更新个人详细信息，并能够对我的发布和我的收藏进行相关运行；如图5-5所示：

图5-5 个人中心界面

5.2后台模块实现

后台用户登录，在登录页面选择要求登录的角色，在正确输入用户名和密码后，进入操作系统进行处理；如图5-6所示。

图5-6 后台登录界面

5.2.1管理员模块实现

管理员进入主页面，主要功能包括对首页个人中心、学生管理、教师管理、项目分类管理、实验信息管理、完成实验管理、实验成绩管理、模范作业管理、讨论区、系统管理等进行操作。管理员主页面如图5-7所示：

图5-7 管理员主界面

管理员点击学生管理。进入学生管理页面输入学生学号进行查询、新增和删除学生详细信息，并进行详情，修改和删除操作；如图5-8所示：

图5-8学生管理界面

管理员点击教师管理。进入教师管理页面输入教师工号和教师姓名进行查询、新增和删除教师详细信息，并进行详情，修改和删除操作；如图5-9所示：

图5-9教师管理界面

通过管理员点击实验信息管理。进入实验信息管理页面输入教师姓名、实验名称、实验室号和项目分类能够查询或删除信息，并进行修改，删除操作。如图5-10所示：

图5-10实验信息管理界面

管理员点击做完实验管理。进入完成实验页面输入教师姓名、学生姓名、实验名称、实验室号、项目分类和是否通过可以查询或删除完毕实验信息，并进行详情，修改或删除操作。如图5-11所示：

图5-11完毕实验管理界面

管理员点击实验成绩管理。进入实验成绩管理页面输入教师姓名、学生姓名、实验名称和实验室号可以查询，删除实验成绩信息，并进行详情、修改和删除等操作。如图5-12所示：

图5-12实验成绩管理界面

管理员点击模范作业管理。进入模范作业管理页面输入教师姓名、学生姓名、实验名称和实验室号可以查询或删除模范作业详细信息，并进行详情，修改和删除等操作。如图5-13所示：

图5-13模范作业管理界面

管理员点击讨论区管理。进入讨论区管理页面输入贴子标题可以查询、新增和删除讨论区详细信息，并进行详情，修改、查看评论和删除等操作。如图5-14所示：

图5-14讨论区管理界面

管理员点击系统管理可以对轮播图管理、公告信息进行详细操作；如图5-15所示：

图5-15系统管理界面

5.2.2学生后台管理模块

学生进入后台管理主页面，主要功能包括对首页、个人中心、完成实验管理、实验成绩管理、模范作业管理等功能进行操作。点击实验成绩管理，学生可以通过输入教师姓名、学生姓名、实验名称和实验室号进行查询，并可以对实验附件进行下载的处理。实验成绩管理主页面如图5-16所示：

图5-16实验成绩管理主界面

5.2.3教师后台管理模块

教师进入后台管理主页面，主要功能包括对首页、个人中心、实验信息管理、完成实验管理、实验成绩管理、模范作业管理等功能进行操作。点击实验信息管理，教师可以通过输入教师姓名、实验名称、实验室号和项目分类进行查询、新增和删除等处理。实验信息管理主页面如图5-17所示：

图5-17实验信息管理主界面

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