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基于Matlab的B/S模式虚拟实践教学系统研究
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作者:李书成,石良武,雷道仲   点击:2101   更新日期:2010-05-07 15:56:20

摘要:Matlab是目前国际公认的优秀计算软件,其强大的数据处理能力在经济金融学领域得到高等院校及业界的广泛应用。本文从商科院校实践教学的角度出发,设计了基于MatlabB/S模式经济金融学虚拟实践教学系统,并对系统组成和工作原理作了阐述。

关键词:Matlab;商科院校;虚拟环境;实践教学;数据处理

中图分类号G642             文献标识码:B

 

1 引言

随着现代信息技术的飞速发展,商科院校许多特色学科也由传统的定性分析向定量分析转变,随着经济全球化的不断加深,在经济金融领域中要处理的数据量越来越大,越来越复杂。Matlab(matrix laboratory,矩阵实验室的缩写)是美国Mathworks公司八十年代推出的科学计算软件,经过公司的不断完善和发展,已成为涉及多学科、多领域的国际公认的优秀计算软件,不仅功能强大,简单易学,而且高效便捷,可扩充能力强,适于二次开发,移植性好,其强大的数据处理能力在经济金融学领域得到大学及业界的广泛应用,其中美国三大评级机构、前十五大资产管理公司、前十大商业银行有九家、OECD国家的85%其中中央银行使用Matlab。因而,利用计算机虚拟教学的特点建立基于Matlab的虚拟实践教学系统,在商科院校经济金融学专业中开设基于Matlab的经济金融学实践教学环节不仅可以增强教学效果,提高学生实践能力,还可以缩短学生实践能力与社会需求的距离,也是提升学生就业竞争力的现实需要。

 

2基于MatlabB/S模式经济金融学虚拟实践教学系统组成及特点

经济金融学虚拟实践教学系统是一个基于计算机网络的B/S模式虚拟实验室环境,通过构筑一个综合不同工具和技术的信息化、网络化的集成环境,利用互联网的开放性来模拟各种经济金融虚拟实验环境,开展各种网上实验,实验者可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目,以调动学生学习兴趣,提高学习效率、培养创新能力,取得预期教学效果。

 

2.1系统组成

系统组成如图1所示。

 

 2.2特点

(1)实验环境真实。利用Matlab的应用程序接口API不但可以与多种语言(C语言,ExcelWordVB)实现数据连接,也可以与Java等网络语言实现数据连接,以营造真实的实验环境。如利用Excel Link实现MatlabExcel的数据连接;利用Matlab自带的Datafeed工具箱或数据接口GUI实现与财经网站的数据交换,从财经网站下载数据,实现实验环境与真实的金融环境一样,大大的提高了实践教学的效果。

(2)功能强大,具有良好的可扩展性。Matlab具有强大的数据处理能力,不但可以利用Matlab丰富的金融工具箱处理各种金融项目,还可以根据教学需要编写属于自己的实验工具箱,扩充实践教学内容,这对于多数情况下只关注定量分析的经济金融学专业的人员来说无疑如虎添翼,减少了大量的编程计算过程。

(3)学习方便,更关注专业学习。Matlab系统中还包含一个Matlab Web Server可选组件,该组件可以应用于某一标准的Web服务环境,在任一Internet终端,用户端浏览器通过TCP/IP协议请求Web服务器中的文档,将所需结果在本地浏览器中显示出来。用户也无需安装和了解Matlab,也不需要掌握Matlab编程,只需通过本地浏览器提交有关参数即可获得所需结果进行分析,将抽象的经济理论和模型以图表的形式形象直观地表现出来。

(4)交互性好,教学效果明显。通过辅助教学实验子系统,可以为用户提供相关的教学和学习帮助。学生可以通过该子系统获得教师的帮助,也可以与其它同学进行协作或交流;教师则可以通过该子系统进行学生信息管理和控制实验进度,通过分析学生实验的数据来适当的调整教学内容和教学进度。

 

3 Matlab Web系统组成及工作原理

3.1 Matlab Web系统组成系统组成

如图2所示。

3.2工作原理及关键问题

用户在浏览器中输入有关数据,通过TCP/IP协议标准Web服务器中的文档,通过代理服务筛选,如果是Matlab Web请求,则由Matlab Web服务程序处理,代理服务器通过调用matweb.m来处理网页中隐藏的字段指定的M文件,Matlab程序将输人变量进行处理后,得到计算结果,然后通过调用Matlab的子程序HTMLrep,生成用于输出的Html文件至用户端浏览器。要实现以上工作原理,主要解决两个问题:如何配置服务器和编制基于MatlabWeb应用程序。

 

3.2.1服务器的配置

包括Apache服务器和Matlab Web Server的安装和配置。

Apache服务器的安装和配置比较简单,主要是对DocumentRootAliasScriptAlias三个指令的参数设置,用来设置CGI的使用权限和图片映射路径。

Matlab Web Server的设置工作主要是对Matlab Web服务代理的设置,即每增加一个Matlab Web应用,都需要在代理服务的配置文件matweb.conf中增加一项配置,相应地,需要在matweb.conf中增加下面的内容:

[Html表单中的m文件]

mlserver=192.1.2.1

mldir=e:/inetpub/wwwroot/iconsmldir1=192.1.2.1

其中mlserver=192.1.2.1指明Matlab Web服务程序所在机器的IP地址,而下面两行主要是Matlab工作目录的设置及应用中可能用到的全局变量的设置。

 

3.2.2编制基于MatlabWeb应用程序

编制MatlabWeb应用程序的关键在于解决两个问题:Matlab程序如何通过Html页面获取输人参数;Matlab程序如何生成包含输出数据和图片的Html件。

(1)通过Html获得输入参数参数的提交是通过Html页面中的表单来完成的,形式如

。表单中一个重要和必须的输人变量是mlmfile,是标明处理该表单的Matlab程序名,其属性为隐含,例如:,其中value值为接受该表单参数的Matlab程序。

(2)Matlab程序生成Html输出页面首先,Matlab程序将得到的计算结果写入结构变量outstruct中,outstruct包含所有输出变量,每个变量都用变量名作为一个成员,由于Matlabstruct数据结构十分灵活,这一语法适合于任何数据类型。

然后,调用Matlab的子程序HTMLrep,生成用于输出的Html文件。其语法:函数返回值二HTMLrep(outstruct,temlatefile),其中outstruct是包含所有输出参数的struct结构;templatefile是一个预先编制好的Html模板文件。其执行的具体步骤:把utstruct中的值传给Html模板文件,然后把Html进行转换,转换后的Html是一个纯文本文件,其内容通过函数返回值以字符串的形式返回。这样,网关程序matweb就根据函数返回值的内容生成一个Html文件,直接送至客户端浏览器。

 

4结束语

基于Matlab的经济金融学虚拟实践教学系统不仅充分利用了Matlab强大的数据处理能力和丰富的金融工具箱模块为教学服务,而且该系统是一个开放的系统,具有非常好的可扩充性和可开发性,可以根据实践教学需要建立或开发新的实用工具箱,开辟新的教学内容。同时,还可以利用Matlab软件强大的绘图功能,为我们提供多种金融分析手段。当然,要实现基于MatlabB/S模式经济金融学虚拟实践教学系统还有很多细节需要完善,如怎样使实验环境更接近现实环境,如何更好地设计互动环节来增强教学效果等。

 

参考文献:

[1]马超群,兰秋军,陈为民.金融数据挖掘[M].北京:科学出版社,2007

[2]张志涌,杨祖樱.MATLAB教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006

[3]张树德.MATLAB金融计算与金融数据处理[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008

[4]甘登岱,郭玲文,徐建平.Windows 2000 Server配置管理与应用[M].北京:清华大学出版社,2001

[5]叶荣红.网上金融虚拟实验系统的研究与实现[D].北京:北京交通大学,2007.

(来源: