82、使用基于NXT的机器人教授Java并发性

使用基于NXT的机器人教授Java并发性

1. 引言

近年来，计算机编程教育面临着新的挑战，尤其是在引入复杂概念如并发性时。为了帮助学生更好地理解和掌握这些概念，越来越多的教育工具和技术被引入到教学中。其中，基于乐高Mindstorms NXT的机器人编程环境提供了一种直观且互动的学习方式。通过实际操作机器人，学生可以更深刻地理解Java并发性，包括线程、资源共享、锁和信号量等概念。本文将详细介绍使用NXT机器人进行Java并发性教学的研究环境设置。

2. 研究环境

2.1 机器人构建

研究环境中的主要组件是一台由乐高Mindstorms NXT 2.0积木套装构建的机器人。这款机器人具有以下硬件组件：

• 三个电机 ：用于驱动机器人移动。
• 一个超声波传感器 ：用于检测物体的距离。
• 一个触摸传感器 ：用于检测物理接触。
• 一个颜色（RGB，光线）传感器 ：用于检测颜色和光线强度。

这些组件使得机器人能够在不同环境中执行各种任务，帮助学生理解并发编程的实际应用场景。

2.2 固件和编程环境

为了使机器人能够用Java编程，NXT固件被替换为LeJOS。LeJOS是一个专门为NXT机器人设计的Java虚拟机，它使得机器人可以直接运行Java代码。此外，研究环境还包括以下软件工具：