Конфигуриране на уеб сървър MatLab на платформата Apache и неговите приложения за моделиране на физически
Създаването на демо програми, които ви позволяват да представите материали под формата на едномерни или двумерни графики, повърхности, цветни карти, анимирани графики или повърхности, е от особен интерес за учителите по математика, физика, химия и се фокусира върху интерактивните създаване на материали.
За да създадете ефективни демонстрационни материали, ви е необходим софтуер, който ви позволява да използвате съвременните възможности, предоставени от Интернет, хипертекст, интерактивност, мултимедия. Използването на Интернет в някои случаи значително намалява изискванията за компютърни ресурси от страна на потребителя, което също е важно предимство.
От няколко години работим по разработването на сайт (локален), посветен на физическото моделиране. Централната част на локалния сайт е виртуална лаборатория, чиято основна цел е да симулира физически процеси. Виртуалната лаборатория осигурява отдалечен потребителски достъп до ориентиран към проблеми софтуер и високопроизводителни изчислителни системи и е уникална в своя набор от модели. Тази работа използва технологии: приложения, базирани на уеб сървър MatLab, който ви позволява да изследвате широк клас модели.
Компонентът на уеб сървъра на MatLab (MWS) е предназначен да създаде приложение на MatLab, което използва WWW интерфейса за изпращане на заявки до MatLab, последвано от показване на резултатите в уеб браузър. Тоест потребителят отива на специално подготвена страница в Интернет (или интранет) и въвежда данните за задачата. Те влизат в програмата MatLab, която въз основа на въведените данни извършва необходимите изчисления, изпраща резултата, който се визуализира директно на страницата на уеб браузъра. По този начин потребителят, който има уеб браузър, използва този компонент, за да може да изгради достъпна, универсална и удобна система за решаване на математически задачи, която няма да налага никакъв хардуер и софтуер на потребителя, тъй като ще бъдат изпълнени всички необходими операции на сървъра.
Прилагането на MWS е особено продуктивно при дистанционно обучение. Учебните програми, които симулират физически или други явления, които позволяват резултатите от изчисленията да бъдат представени под формата на графични и анимационни изображения, са ефективно средство за преподаване в арсенала на учителите по естествени науки. Особено ценни са програмите с „двойна употреба“, които могат да се използват както за демонстрации на лекции, така и за обучение на студенти в практически часове, както и за самостоятелно изучаване на студенти чрез Интернет с предварително запознаване с материала или за консолидиране на придобитите знания.
Този анализ очертава етапите на настройка на уеб сървър и приложенията на този уеб сървър MatLab за моделиране на физически процес, като се използва примера за изчисляване на нивото на Ферми и концентрацията на носители на заряд в примесен полупроводник.
Въпреки името си, уеб сървърът MatLab (MWS) не е уеб сървър. MWS е услуга за взаимодействие между MatLab и уеб сървър. Услуга или услуга обикновено се нарича програма, която може постоянно да се съхранява в паметта на компютъра в очакване на команди, предназначени за нея. По този начин услугата се различава от обикновената програма, която автоматично се разтоварва от паметта на компютъра след завършване на обработката на входящата команда.
За определеност ще приемем, че Apache се използва като уеб сървър.
Опция за използване на уеб сървъра Apache, която е особено популярна в Unix среда, е описана в документацията на MWS. Ние обаче предлагаме собствена версия за конфигуриране на уеб сървъра на Apache. Факт е, че настройките на сървъра, описани в собствената документация, са малко полезни за реална работа, тъй като те приемат, че хетерогенни файлове, свързани с различни приложения, се намират в една и съща директория. По-продуктивна конфигурация, при която на всяко приложение на MatLab се разпределя отделна директория със собствена вътрешна инфраструктура, което опростява едновременното разработване на множество приложения и администриране на сървъра.
Потребителите комуникират със сървъра директно чрез своите уеб браузъри без специален софтуер (фиг. 1).
Интерактивните демонстрации се състоят главно от два HTML документа и един файл M. MatLab. Първият HTML документ е необходим за събиране на данни от потребителя с помощта на HTML форми. След това данните се изпращат към сървъра, където се извличат от HTML документи и се предават на MatLab (файл M.), който извършва всички необходими числени изчисления. HTML документ, съдържащ резултатите под формата на текст или изображения, се генерира от уеб сървъра на MatLab и се изпраща обратно на потребителя, където се показва в неговия уеб браузър. Фигура 1 показва пътищата за преместване на данни между потребителя и сървъра.