随着计算机虚拟技术和网络教学的不断发展,计算机虚拟实验室逐渐成为的研究热点之一。近年来,国内外各高校和研究机构都致力于研制和开发自己的虚拟实验室系统,并已取得一系列研究成果。本文设计和实现的基于组件的虚拟实验室(VLBC)采用Java Applet为客户端,集成Java Bean作为实验组件,Matlab作为计算后台,具有良好的可扩展性、可移植性和可重用性。论文首先介绍当前国内外虚拟实验室的研究趋势和研究成果。说明了VLBC目前的研究现状,阐述了其运行机制和各种关键技术的选取和其在系统中的运用。VLBC采用有向无环图(DAG)的拓扑排序机制管理组件。针对VLBC平台的运行效率问题,本文在分析各组件之间的数据依赖和运行次序关系的基础上,提出了一种新的基于Java多线程机制和“唤醒”机制的DAG并行算法。与拓扑排序算法相比,降低了算法的时间复杂度。通过实验,验证了算法的正确性和快速性。将算法应用到密码学虚拟实验室后,系统运行结果表明:在新算法下,较大地缩短了运行时间,提高了资源使用效率,提高了用户满意度,能更好地完善VLBC。为提高系统的可扩充性,设计并实现了用户自定义组件模块,该模块可以让用户通过编程的方式自由搭建新的实验组件,并实时添加到原有系统中与系统无缝整合,使得系统拥有极大的扩充性。预留了自定义组件的网络接口,使得系统网络化时,可以接受网上用户提交的自定义组件。本文最后对基于组件的虚拟实验室平台目前工作情况和研究成果进行总结,阐述了将来如何对系统进行扩充和完善。