xuyueandClaude Opus 5.5
2aa267839f
Deploy / deploy (push) Failing after 1m8s
Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <noreply@anthropic.com>
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# 物联网 C# 虚拟仿真教学平台设计方案
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> 本文件是设计方案的正式版本，随代码一起维护。最初在 Claude Docs 中讨论定稿（2026-10-20），2026-10-22 迁入仓库，并按第 0、1 阶段的实际实现更新。
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## 项目定位与教学目标
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这是一门面向中职学生的 **C# WinForms 界面与事件编程课**的在线仿真平台，物联网场景是让学生程序"看得见效果"的舞台。
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- **学什么**：窗体、控件、属性、事件、Timer、条件判断、方法与类等界面编程知识。核心是"事件驱动"的思维：程序等待事情发生（点按钮、定时器到点、传感器报警），再做出反应。
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- **教材**：《物联网编程与应用（第 2 版）》，以智慧校园为主线的 8 个项目。平台兼容教材的设备类库，教材代码原样可运行。
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- **不学什么**：通信协议、报文、CRC，以及 ADAM-4150 / 4017+ 等硬件模块的底层细节。
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- **效果**：学生写的程序能控制一个生动的智慧校园场景，比如 LED 屏显示文字、路灯亮起、有人闯入报警、烟雾告警，并能实时看到反馈。
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- **使用方式**：纯网页，学生不安装任何软件；只给本校使用，同时在线约一两个班。
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## 已确定的关键决策
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| 事项 | 决定 | 理由 |
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| ------------------- | ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ------------------------------------------------------------------------ |
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| 学生编程语言 | C# | 课程要求 |
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| 课程方向 | 上位机：WinForms 界面 + 事件 | 教学重点是界面和事件，不是协议 |
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| 教材 | 《物联网编程与应用（第 2 版）》及配套资料 | 现用教材 |
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| 实验模板与参考答案 | 以书为准，修正书中错误；配套工程只作参考 | 学生手里拿的是书 |
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| 评测分工 | 功能项自动评；命名、缩进自动提示；注释和界面美观由老师评；分值由老师设定 | 书上评价表只有指标，没有分值 |
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| 账号 | 老师只有一个账号（配置文件设定）；学生账号由老师上传 CSV 名单导入，密码由老师发放（可留空自动生成 6 位数字），学生不能改，老师能查看和重置 | 中职学生容易忘密码，老师能直接告诉学生 |
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| 实验起点 | 布置作业时老师选：空白工程（从界面做起）或界面已做好（只写代码） | 不同课时侧重点不同 |
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| 评分反馈 | 提交后立即显示每个功能项是否通过和原因，截止前可以改了再交 | 边做边学 |
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| AI 评阅 | DeepSeek Flash 给老师评分项（界面、注释、命名）出建议分和评语，加上自动评分就是建议的最终成绩；老师采纳（或修改后保存）才生效，学生在老师确认前看不到 | 减轻老师批改负担，成绩仍由老师负责；服务器在国内，用国内可合规使用的模型 |
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| 设备写法 | 兼容教材类库（DeviceCtrlHelper、Lamp / LED / Alarm 等控件） | 教材代码原样运行，老师不用改教案 |
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| 场景 | 智慧校园；先做虚拟实训台（照实训台布局图），校园街景后加 | 和机房实物一一对应 |
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| 数据库（项目 6、8） | 用 SQLite 模拟 SQL Server（仿冒 SqlClient） | 不增加服务器负担 |
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| 学生是否学协议 | 不学 | 协议只是仿真内部实现 |
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| 使用形式 | 纯网页，免安装 | 学生在机房和家里都能用 |
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| 学生代码在哪运行 | 服务器（沙箱隔离） | 只供本校一两个班同时使用；原生 .NET 多线程行为真实；浏览器轻量 |
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| 前端 | Vue 3 + Naive UI + Chart.js | 开发者熟悉 TypeScript 生态 |
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| 后端 | Bun + SQLite | 一人开发，单机足够 |
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| 部署 | 公网云服务器（2 核 8G，已备案）；HTTPS 由服务器上已有的 Nginx Proxy Manager 负责 | 本平台只在 Docker 网络里暴露 HTTP |
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| 开发人力 | 一人 | 范围和路线图按此控制 |
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## 学生使用体验
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页面分为编辑和运行两种模式。编辑模式照着 Visual Studio 来做，学生以后换到真的 VS 上操作一致。
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**编辑模式**
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- 左侧工具箱：常用控件（Button、Label、TextBox、CheckBox、ComboBox、Timer 等），以及"物联网"分组（教材的 Lamp、LED、Alarm、ShowMsg 等设备控件）。
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- 中间「设计」和「代码」两个标签页：设计页拖放控件，窗体下方有组件栏（存放 Timer 和设备组件）；代码页用 Monaco 编辑 `Form1.cs`。
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- 右侧属性窗口和事件窗口：双击控件或事件，自动生成处理方法并跳到代码页。
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- `Form1.Designer.cs` 由设计器自动生成，可以打开查看。
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**运行模式**
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- 学生自己的窗体（Windows 风格）和虚拟实训台同时显示在页面上。
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- 实训台上可以互动：拖动滑块调节温度、湿度、光照，点击切换人体红外、烟雾、火焰、红外对射，立刻看到学生程序的反应。
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- 实训台的接线只看、不能改：鼠标移到设备上，标题栏写出整条线路（如"人体红外 → ADAM-4150 DI0 → 串口服务器 COM3"），接的通道和串口高亮；学生自己接线属于"物联网设备安装与调试"课，见路线图第 4 阶段。
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- 编译错误和运行异常用中文提示，并标出行号；书上常见的印刷错误（如 `True` 大写）给出针对性提示。
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**还原真实行为**：在后台线程里直接修改控件，会抛出和 VS 中按 F5 调试时一样的"线程间操作无效"异常；单选按钮、复选框、下拉框的事件顺序与真实 WinForms 一致。
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**教材要求的运行能力**：多窗体（`Show`、`Hide`、`Close`，项目 1 的登录程序就用到）；控制台输出面板（`Console.WriteLine`）；虚拟 COM 口（`SerialPort.GetPortNames()` 返回 COM2–COM5，对应实训台的四台设备，保留"选串口、点打开"的操作步骤；串口要选对，见"设备类库设计"的接线）。
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**导入 VS 工程、导出 EXE 和 VS 工程**：设计器能读懂 VS 生成的 `Designer.cs`，教材配套的 19 个参考工程可直接导入，作为初始模板和参考答案。学生作品能导出成一个 exe（实验页工具栏"导出 EXE"），在机房电脑上双击运行，控制真的实训台：服务器照教材工程（.NET Framework 4.5 窗体应用、真机版设备类库）编译学生的原始代码，教材 dll 嵌在 exe 里，不用另外拷文件；也能导出成教材那样的 VS 2012 工程（zip），在机房的 VS 里接着改。
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## 设备类库设计（兼容教材）
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平台提供与教材同名、同签名的仿真类库（API 已从配套 dll 和使用说明中完整整理），教材代码一字不改即可运行。教材自带的仿真版返回随机数；平台的数值由实训台场景控制，联动逻辑可以被确定地验证和评测。
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| 对象 | 主要成员 | 平台仿真行为 |
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| ----------------------------------------- | -------------------------------------------------------------------------------------------------------- | -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
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| `DeviceCtrlHelper.ledHelper` | `OpenLedCom(串口)`、`SendLedString(文本)` | 成功时原样返回文本，并在实训台 LED 屏上滚动显示；未打开串口返回 `"Error:发送失败"` |
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| `adam4017Helper` | `Open(串口)`、`SetData()`、`Close()` | 返回 `ADAM4017ResModel`，温度、湿度、光照、气压、空气质量、CO2、风速为整数字符串，取自实训台滑块 |
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| `adam4150Helper` | `Open(串口)`、`SetData()`、`OnOff(DO, 开关)`、`Close()` | `SetData()` 返回人体红外、火焰、烟雾、红外对射四个 bool；`OnOff` 控制报警灯（DO0）、照明灯（DO1）、路灯（DO2）、插座（DO3、DO4） |
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| `zigBeeHelper` | `Open(串口)`、`OnOff(继电器, 开关)`、`Close()` | 控制 ZigBee 继电器；节点 1 接实训台照明灯 1（教材项目 3 的路灯） |
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| `ipCameraHelper`（未实现） | `Open(IP, 用户, 密码)`、`Start` / `Stop`、`PanUp` / `PanDown` / `PanLeft` / `PanRight`、`ImageRead` 事件 | 在后台线程定时推送画面；云台转动即在全景图上移动取景 |
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| 控件 `Lamp` / `Alarm` / `LED` / `ShowMsg` | `OnOff(bool)`、`setLedText(文本)`、`AddText(文本)` | 窗体上的图示控件（自绘图片，尺寸与教材控件一致）；LED 文字滚动。ShowMsg 尚未实现 |
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教材代码示例（项目 2 任务 1，向 LED 屏发送信息）：
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```csharp
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private void btn_Open_Click(object sender, EventArgs e)
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{
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DeviceCtrlHelper.ledHelper.OpenLedCom(com_Port.Text);
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}
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private void btn_Send_Click(object sender, EventArgs e)
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{
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string res = DeviceCtrlHelper.ledHelper.SendLedString(txt_SendText.Text);
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if (res.IndexOf("Error") >= 0)
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{
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MessageBox.Show(res);
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}
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else
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{
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led.setLedText(res);
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}
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}
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```
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兼容细节：
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- 数值一律返回整数字符串（项目 7 用 `Convert.ToInt16` 转换）。
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- **串口要选对**（按实训台接线）：接线按教材布局图，ADAM-4017+、ADAM-4150 各经一个 485/232 转换器接串口服务器，即 COM2 4017+、COM3 4150、COM4 ZigBee 协调器、COM5 LED 屏（`shared/protocol.ts` 的 `DEFAULT_WIRING`）。实验可以在 `meta.json` 的 `wiring` 里改：项目 7 的书上代码在一个串口上打开两个模块（书上截图是用仿真版 dll 截的，选哪个口都行），这三个实验把 4150 并到 COM2 的 485 总线上（两个模块地址不同，真机上也能这样接）。
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- 在没接这台设备的串口上打开它，返回值照真机版 dll（已反编译核对）：`Open` 不报错；4017 的 `SetData()` 全是 null、4150 的全是 false；4150 的 `OnOff` 只管发命令、不等回应，返回 true 但继电器不动作；ZigBee 的 `OnOff` 收不到回应，返回 false；LED 的 `SendLedString` 原样返回文字但屏上不显示。真机上这只是"没反应"，平台另外在实训台最上方用红字提示"程序在 COM2 上打开 ADAM-4150，它接在 COM3"，评分不通过时也附上这句。
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- 串口没打开（或已经 `Close`）时程序还在读数据、控制设备：返回值照教材仿真版 dll（4150 的 `SetData()` 返回各项为 false 的对象，不是真机版的 null；书上代码是照仿真版写的，返回 null 会让学生看到一个指不出原因的空引用异常），实训台同样用红字提示"ADAM-4150 的串口没有打开，程序却在读写它（它接在 COM3）"，评分说明也附上。学生忘了点"打开"时一眼能看出原因。
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- 允许重复调用 `Open`（项目 7 任务 3 在定时器里每秒打开一次）。
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- 串口没有打开时，`OnOff` 控制无效、返回 false。教材仿真版不检查这一点，平台按实物行为处理：学生忘了"打开"，窗体上的灯会亮而实训台上的灯不亮，正好暴露问题。
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- 摄像头事件在非界面线程触发，与真实行为一致。
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## 系统架构
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学生代码在服务器上编译，并放进单独的进程运行；浏览器只负责显示和交互。三方之间只通过统一格式的 JSON 消息通信（定义见 `shared/protocol.ts`），以后如需改为在浏览器内运行，只替换 `runtime/` 即可。
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```mermaid
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flowchart TB
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subgraph Browser["浏览器（Vue 3）"]
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Editor["代码编辑器 / 窗体设计器"]
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Forms["虚拟窗体<br/>按控件树渲染，用户操作发回服务器"]
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Board["虚拟实训台<br/>滑块、开关调节环境；显示灯、LED 屏"]
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end
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subgraph Server["Bun 后端（Hono）"]
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Session["会话<br/>每个浏览器一个，管理每次运行"]
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BoardState["实训台状态<br/>传感器输入、继电器输出、LED 文字"]
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Data["账号、班级、实验、评测（SQLite）"]
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end
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subgraph Runtime[".NET 10 运行时（运行进程在 bubblewrap 沙箱里）"]
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Compiler["编译服务（Roslyn）<br/>全服务器共用一个常驻进程"]
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Runner["运行进程（每次运行一个）<br/>仿真 WinForms + 教材设备类库"]
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end
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Browser <-->|WebSocket| Session
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Session --- BoardState
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Session -->|编译请求| Compiler
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Session <-->|标准输入输出，每行一条 JSON| Runner
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```
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数据流：
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- 学生点"运行"：服务器把工程写到临时目录，编译服务编译出程序集，再启动一个运行进程。
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- 学生在窗体上操作：浏览器只上报"用户做了什么"（点击、输入、下拉），由运行进程按真实 WinForms 的顺序触发事件，再把控件属性变化发回浏览器。
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- 学生拖动实训台滑块：服务器更新实训台状态，推给运行进程；学生程序的 `SetData()` 直接读本地副本，不需要网络往返。
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- 学生程序控制灯和继电器：运行进程报告给服务器，服务器更新实训台状态并推给浏览器。
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**目录结构**
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```
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IOT/
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├─ web/ Vue 前端：编辑器、虚拟窗体、虚拟实训台
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├─ server/ Bun 后端：示例接口、会话、实训台状态、编译服务和运行进程的调度
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├─ runtime/ .NET：仿真 WinForms（Sim.WinForms）、教材设备类库（Sim.Devices）、运行器（Sim.Runner）
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├─ shared/ 消息协议定义（TS 类型；C# 端对应实现在 Sim.WinForms/Host）
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├─ samples/ 示例工程，按教材任务整理
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└─ docs/ 设计方案、教材逐任务摘要
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```
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## 技术栈
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网站主体用 TypeScript；只有编译和运行学生 C# 代码的部分用 .NET。标"计划"的尚未引入。
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| 层 | 用途 | 选择 |
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| --------- | ------------------------------ | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
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| 前端 | 框架 | Vue 3 + TypeScript + Vite |
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| 前端 | 状态管理 / 路由 | 计划：Pinia / Vue Router |
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| 前端 | 组件库（网站外壳） | Naive UI |
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| 前端 | 代码编辑器 | Monaco Editor |
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| 前端 | 窗体设计器、虚拟 WinForms 控件 | 自研（Vue 组件 + CSS，外观模仿 Windows） |
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| 前端 | 虚拟实训台场景 | HTML + CSS 动画 |
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| 前端 | 图表 | 计划：Chart.js |
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| 前端 | 实时通信 | 浏览器原生 WebSocket |
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| 后端 | 运行时 | Bun |
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| 后端 | Web 框架 | Hono |
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| 后端 | 数据库 | SQLite（`bun:sqlite`，WAL），直接写 SQL；表结构用编号迁移（`server/src/db.ts`）。数据量小，不引入 ORM |
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| 后端 | 登录 | 计划：Cookie 会话 + `Bun.password` |
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| 后端 | 参数校验 | 计划：Zod |
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| C# 运行时 | 平台 | .NET 10 LTS |
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| C# 运行时 | 编译 | Roslyn，常驻编译服务，内存编译，中文报错；编译时改写旧版线程 API（Suspend / Resume / Abort） |
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| C# 运行时 | 数据库 | 仿冒 System.Data.SqlClient（`Sim.Data`）：Microsoft.Data.Sqlite + ScriptDom（T-SQL 解析）；常驻 SQL 服务供数据库页面使用 |
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| C# 运行时 | 运行器 | .NET 控制台程序，模拟界面线程和消息循环 |
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| C# 运行时 | 仿真类库 | 自研：`System.Windows.Forms` 子集 + 教材设备类库 + `Font` 等少量 System.Drawing 类型 |
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| C# 运行时 | 数据库仿真 | 计划：仿冒 `System.Data.SqlClient`，底层 Microsoft.Data.Sqlite；T-SQL 用 ScriptDom 解析后转写 |
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| C# 运行时 | 图片编解码（如需） | 计划：SkiaSharp |
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| C# 运行时 | 语言服务 | Roslyn `CompletionService`、`QuickInfoService`（和 VS 的 IntelliSense 同一套引擎），参数提示用语义模型自己实现；常驻进程 `language-server`，和编译服务分开 |
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| 工程 | 仓库 | Bun workspaces 单仓库 |
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| 工程 | 测试 | `bun test`（端到端、单元、压力测试）；计划：用教材参考工程做回归测试、Playwright |
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| 部署 | 服务器 | 一台 Linux 云服务器，2 核 8 GB |
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| 部署 | 沙箱 | bubblewrap：每次运行一个独立命名空间（断网、只读、看不到其他进程），加 .NET 堆上限、CPU 时间上限 |
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| 部署 | HTTPS | Nginx Proxy Manager（服务器上已有），经外部网络 `npm_proxy` 转发 |
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| 部署 | 反向代理 / 压缩 | Caddy（只收 HTTP），网页文件由 Bun 直接提供 |
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| 部署 | 进程管理 | Docker Compose；push origin 后开发机上的 gitea-runner 测试、编好产物（运行时 dll、网页、server.js）rsync 到服务器，服务器从 git.xuyue.cc 拉代码、用现成产物构建镜像（`deploy/update.sh --prebuilt`）。服务器只有 2 核，不在上面编；不从国外传镜像：跨境上传 130 MB 镜像 40 分钟传不完 |
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| 部署 | 备份 | 计划：定时 `sqlite3 .backup` + 异地拷贝 |
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## 安全与服务器资源
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在公网上运行学生代码，必须做三层防护；第 0 阶段实测，100 个学生程序同时运行合计约 1.1 GB 内存。
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**安全措施**（已完成）
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1. **沙箱隔离**：每次运行用 bubblewrap 放进独立的命名空间：断网，只能看到系统只读文件、运行时程序和自己的工程目录（只读），/tmp 是独立内存盘，看不到其他进程，不继承服务器的环境变量。另外限制托管堆 128 MB、累计 CPU 时间 120 秒（防死循环占满 CPU）、运行时长 60 分钟，降低优先级（nice 10），全站同时运行上限 150 个。整个平台再放在 Docker 容器里：文件系统只读、去掉全部 capabilities、限制内存和进程数。服务器启动时自检沙箱，不可用时拒绝运行学生代码。
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- 没有选"每次运行一个 Docker 容器"：每次多 0.3–0.5 秒，而且应用要能操作 Docker 守护进程，这本身权限过大。代价是应用容器要放开 seccomp / AppArmor，才能让 bubblewrap 创建命名空间。
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2. **编译检查**：网络（System.Net）、反射（System.Reflection，AssemblyInfo.cs 里的特性除外）、启动其他程序（Process）、调用本机代码（DllImport、Marshal）、加载程序集、进程间通信、dynamic，编译时直接给出中文报错（SIM001）。文件读写由沙箱限制，不在编译时禁止（项目 7、8 要读图片）。
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3. **账号管控**：不开放注册，老师上传名单批量创建学生账号；所有接口和运行程序的 WebSocket 都要先登录；按 IP 限制输错次数。登录用访问令牌（JWT，15 分钟，放在 Authorization 请求头里；WebSocket 放在网址参数里）+ 刷新令牌（30 天，每次刷新换新的，数据库只存哈希，退出登录即作废）；重置密码、删除学生时用户的令牌版本加一，所有设备立即退出。学生密码由老师发放、老师可查看，按原样保存（有意的取舍）。
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**资源估算**
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- 编译器做成常驻进程，全服务器共用一个，约占 150 MB；学生程序运行时不加载编译器。
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- 每个运行中的学生程序平均约 11 MB（按 PSS 计，共享的 .NET 运行库按进程数平摊；单看 RSS 约 47 MB）。
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- 每个学生同时只运行一个程序，闲置超时自动结束。
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- 两个班约 100 人同时运行，合计约 1.3 GB；8 GB 内存有充足余量。
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- 2026-10-22 复测（Docker 容器限制为 2 核，加 bubblewrap 沙箱）：50 人同一瞬间点"运行"，4.4 秒内全部显示窗体（中位 2.3 秒），容器共 643 MB；100 人 8.4 秒（中位 4.1 秒），1.1 GB。瓶颈是 CPU（编译和启动），实际上课时点击会分散开。
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- SQLite 开启 WAL 模式，定时备份。
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## 实验规划
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实验直接对应教材的 8 个项目，平台按项目顺序逐步补齐所需能力。下表依据配套 PPT、19 个参考工程和整本教材整理；项目 1–3 只需约 10 种控件、不涉及线程和数据库。
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| 项目 | 教材内容 | 平台需要支持 | 状态 |
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| ------------- | -------------------------------------------------------------------------- | -------------------------------------------------------------------------------- | ------ |
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| 1 C# 入门基础 | 登录与新增用户（两个窗体）、计算器、继承与多态演示 | 多窗体、Label、TextBox（PasswordChar）、Button、ComboBox、MessageBox、控制台输出 | 已完成 |
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| 2 环境监测 | LED 屏推送文字；4017 采集温湿度和光照；采集后推送 LED | LED 控件、ledHelper、adam4017Helper、GroupBox、虚拟 COM 口 | 已完成 |
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| 3 智慧路灯 | ZigBee 开关路灯；人体红外每 5 秒检测并联动路灯 | Lamp 控件、zigBeeHelper、adam4150Helper、CheckBox、RadioButton、Timer | 已完成 |
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| 4 入侵监测 | 红外对射检测；网络摄像机画面与云台；报警灯 | PictureBox、摄像头仿真、Alarm 控件、图片保存 | 已完成 |
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| 5 灾情监测 | 火焰（Timer）、烟雾（Thread）、灾情记录与推送 | Thread（含 Suspend / Resume / Abort）、跨线程改界面、ListBox、FormClosing | 已完成 |
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| 6 数据存储 | 建库建表、采集入库与增删改、按时间段查询 | SQL 窗口（代替 SSMS）、SqlClient 仿冒（SQLite）、DataGridView、DateTimePicker | 已完成 |
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| 7 情景控制 | 智慧教室、寝室、会议室三种情景联动 | TrackBar、资源图片、PictureBox 当按钮、mp3 播放、虚拟时钟 | 已完成 |
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| 8 管理平台 | 主界面、校园环境（自动控制、7 天温度图表）、校园安防（抓拍入库、历史图片） | Panel Dock、无边框窗体、透明背景、Chart、ShowDialog、图片存数据库 | 已完成 |
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每个实验以数据形式存放（目前在 `samples/`，以后迁到 `content/`），由以下部分组成：
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- **任务说明**：对应书上的任务描述和步骤，控件名以书为准。
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- **参考答案**：修正后的书本代码（修正编译错误和逻辑错误，如 INSERT 列错位、漏写 `new DataSet()`、项目 7 开灯判断写反）。
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- **常见错误提示**：学生照抄书上的错误（如 `True` / `False` 大写、`Catch(EventArgs ex)`）时给出针对性中文提示。
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- **评测规则**：书上评价表的功能项转为自动检查，如"把光照调到 300，2 秒内照明灯应打开"。
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- **扩展练习**：书上"边想边做"和"自主探究"约 30 道，其中十余道是填空代码题，可直接做成填空练习。
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- **场景配置**：初始环境值、设备接在哪个串口（`meta.json` 的 `wiring`，已实现）、传感器与通道的对应关系、虚拟时钟起始时刻、预置数据表和样例数据。
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老师不写代码也能修改或新增实验。
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## 开发路线图
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各阶段时长按一人兼职估算，会随实际进度调整。
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```mermaid
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flowchart TB
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P0["阶段 0 · 技术验证（已完成 2026-10-22）<br/>教材项目 2 任务 1 原样运行；实测编译、延迟、内存"]
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P1["阶段 1 · MVP（已完成 2026-10-22）<br/>虚拟实训台 ✔、代码编辑器 ✔、窗体设计器 ✔、多窗体 ✔<br/>教材示例：项目 1–3 全部 ✔，项目 4–5 中平台已支持的 3 个任务 ✔<br/>部署（沙箱、Docker Compose、GitHub Actions）✔"]
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P2["阶段 2 · 教学闭环（功能已完成，待一个班试用）<br/>账号与班级 ✔、作品保存在服务器 ✔、自动评分 ✔、布置与提交作业 ✔<br/>评阅（看代码、运行、老师评分、评语）✔、成绩表与导出 ✔<br/>一个班试用（2026-10-26 已部署上线，待试用）"]
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P3["阶段 3 · 扩展（功能已完成 2026-10-23）<br/>教材项目 4–8：摄像头 ✔、线程 ✔、SQLite 模拟数据库 ✔、虚拟时钟 ✔、图表 ✔<br/>教材 8 个项目共 23 个示例 ✔、任务说明 ✔"]
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P4["阶段 4 · 进阶（之后）<br/>校园街景场景、故障注入题库<br/>可能扩展：物联网设备安装与调试课（学生自己接线、配置设备、排故）"]
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P0 -->|"关口：链路跑通，延迟和资源占用可接受"| P1
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P1 -->|"关口：教材项目 1–3 能在平台上完整做完"| P2
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P2 -->|"关口：一个班试用顺利"| P3
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P3 --> P4
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并行事项：尽早办理 ICP 备案（需数周）。
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**当前状态（2026-10-26）**：第 1–3 阶段的功能已全部完成，平台已部署到线上服务器（GitHub Actions 自动部署）。下一步是第 2 阶段的关口：带一个班试用，按试用中暴露的问题修改，之后再考虑第 4 阶段。
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**可能的扩展：物联网设备安装与调试课**（2026-10-28 讨论，还没定开不开）。那门课的核心是接线（传感器信号线、电源、485 的 A/B 线）、用厂家工具配置设备（ADAM 地址、波特率、4017+ 量程，ZigBee 网络号）、用串口调试助手收发报文、排故，和本课"不学协议、不接线"正好相反。仿真替代不了拧螺丝，但适合预习、在家练、接错不烧设备，尤其是老师设故障让学生找的**排故练习**（和"故障注入题库"是一回事）。现在为它做的准备是把接线做成数据（`BoardState.wiring`），本课用实验预设的接线、只读显示；将来那门课在同一份数据上让学生改接线，再加上通道接线、电源、配置工具。开工前要先拿到那门课的教材和实训台资料。
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**第 0 阶段结果（2026-10-22，已完成）**：教材项目 2 任务 1 的书上代码一字未改，在网页中完整运行：选串口、打开、推送文字到 LED 屏，未打开串口时弹出 "Error:发送失败"。本机实测（16 核、28 GB）：
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| 编译（编译服务预热后） | 10–300 ms |
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| 点"运行"到窗体出现 | 约 100 ms |
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| 单次操作往返 | 约 15 ms |
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| 100 个程序同时运行 | 合计约 1.1 GB，平均每个 11 MB，另加编译服务约 150 MB |
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| 100 个程序同时点击 | 往返中位数约 60 ms，P95 约 75 ms |
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验证中的调整：第一版每个运行进程都加载 Roslyn，单个约 170 MB；改为常驻编译服务后，运行进程不再加载编译器，编译也从约 0.9 s 降到几十毫秒。接入沙箱后在 2 核环境下的复测见上文"资源估算"。
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**第 1 阶段进展**：
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- 2026-10-22：虚拟实训台（服务器统一保存状态，网页调节环境）；CheckBox、RadioButton、Lamp、Alarm；教材项目 2、3 共 5 个任务的示例全部跑通。
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- 2026-10-22：代码编辑器换成 Monaco：C# 语法高亮；编译错误以波浪线标在代码里，点错误信息跳到对应行；F5 运行、Shift+F5 停止（在整个页面生效，并阻止浏览器 F5 刷新）；改过的代码自动保存在浏览器本地，可一键恢复原始代码。前端打包后 JS + CSS 压缩约 1.2 MB。
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- 2026-10-22：窗体设计器：工具箱拖放或双击添加控件，选中、拖动、改大小、拖进拖出分组框，Delete 删除、方向键微调；属性窗口和事件窗口；双击控件或事件生成事件处理方法并跳到代码；Timer 等组件显示在组件栏。Designer.cs 在浏览器端直接解析和生成：未改动的语句保留原文，教材 25 个参考窗体和全部示例读入再写出逐字节不变；布局语句（SuspendLayout / ResumeLayout / PerformLayout）的增删规则与 VS 一致。
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- 2026-10-22：设计器撤销 / 重做（撤销"生成事件处理方法"时连同插入的方法一起撤掉，不覆盖学生已写的代码）；工具箱、属性、事件窗口全部显示中文，英文名放在悬停提示里；支持中文的控件名和类名。
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- 2026-10-22：多窗体：新建窗体（与 VS 新建窗体相同的两个文件，沿用工程命名空间）、删除窗体（启动窗体不能删）；标签页按窗体分组；运行时点哪个窗口哪个到最前。新增示例：项目 1 任务 1 登录与增加用户（两个窗体的 Designer.cs 由设计器引擎生成）。
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- 2026-10-22：整理教材示例：项目 1 任务 2（计算器、多态）、项目 4 任务 1（红外对射）、项目 4 任务 3（报警灯）、项目 5 任务 1（火焰）。界面取自配套参考工程，用设计器引擎按书上的控件名改名。至此 10 个示例，全部有"能编译"检查和端到端行为测试。项目 4–8 其余任务需要的能力（摄像头、线程 API、ListBox、数据库、TrackBar、PictureBox、图表）放到第 3 阶段。
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- 2026-10-22：虚拟实训台按自身宽度自适应排列，可以收起成一行状态（传感器开关仍可点），给窗体显示区腾地方。
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- 2026-10-22：部署：学生程序放进 bubblewrap 沙箱（断网、只读、看不到其他进程和服务器环境变量；限制堆内存、CPU 时间、运行时长，全站并发上限）；编译检查禁止网络、反射、启动进程等 API；访问口令；Bun 直接提供打包好的网页；Dockerfile + Docker Compose（Caddy 接入 NPM 的 npm_proxy 网络）+ 部署脚本，本机按服务器配置（2 核）完整验证。
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**第 2 阶段进展**：
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- 2026-10-22：账号与班级：老师账号由配置设定；老师建班、上传 CSV 名单导入学生（兼容 Excel 导出的 GBK 和 UTF-8，识别表头，发现被 Excel 变成科学计数法的学号），查看、重置密码，导出带密码的名单（Excel 打开不乱码）；登录页取代原来的统一访问口令；登录用访问令牌（JWT）+ 刷新令牌，不用 cookie。学生的作品自动保存在服务器上（按账号和实验），换电脑登录可以接着做；页面上显示保存状态。
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- 2026-10-22：自动评分：每个示例一份 `checks.yaml`（共 23 项，由书上评价表的功能项转来）；引擎在沙箱里每项单独启动一次学生程序，按书上的控件名操作、调节实训台、核对结果，不通过时写明期望和实际。参考答案全部通过，几种典型错误各自报出对应原因。
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- 2026-10-22：布置与提交作业：老师选实验、起点（界面已做好 / 空白工程，起点工程由设计器引擎从参考答案生成）、截止时间和每项分值（自动评分项 + 老师评分项）；布置时保存起点和评分规则的快照。学生在"我的作业"里打开作业，提交后排队评分（全站同时最多评 3 份、跑 6 个检查项），结果立即可见；截止后不能再交。老师看全班的提交情况和自动得分。
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- 2026-10-22：评阅与成绩：评阅页左边是全班学生（提交状态、得分、是否已评阅），右边是选中学生的代码（只读）、自动评分结果、规范提示（代码里用到却还是默认名字的控件、注释行数）和老师评分项打分、评语，可以"保存并看下一个"；"运行他的程序"在新标签页的实验页里打开学生的提交（可以操作实训台，改动不保存）。学生能看到老师的各项得分和评语。班级管理页加"成绩"标签页：学生 × 作业的总分（自动评分 + 老师评分），点分数进入评阅；单个作业和全班成绩都能导出 CSV（Excel 打开不乱码）。
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**第 3 阶段进展**：
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- 2026-10-22：项目 5 补齐（线程、ListBox）。旧版线程 API：编译时把 `thd.Suspend()` / `Resume()` / `Abort()`、`thd.ThreadState`、`Thread.Sleep`、`new Thread(...)` 改写成平台实现（只改语义上确实是 `System.Threading.Thread` 的调用，不换行，报错和异常的行号不变；编辑器里看到的仍是学生的原始代码，也不再提示"已过时"）。新版 .NET 不能从外部停住线程，平台的实现是协作式的：被挂起或终止的线程在下一个检查点停下或结束（`Thread.Sleep`、从后台线程改控件属性、调用设备类库、弹出提示框），教材的线程方法每次循环都经过这些地方；休眠中被终止的线程立即醒来结束。行为与 .NET Framework 一致的地方：线程可以挂起自己、对没启动的线程 Abort 不报错、`Resume` 没挂起的线程和直接 `Abort` 挂起的线程抛出 ThreadStateException（书上任务 2 关闭窗体时直接 `thd.Abort()`，在真实环境中也会出这个错，参考答案改为先 `Resume` 再 `Abort`，报错信息里写明这样改）。ListBox：列表项、单选、SelectedIndexChanged 先于 Click、Text 是选中项、删除选中项后取消选中；设计器工具箱加"列表框"；评分规则的"包含"对列表框检查所有列表项。新增示例：项目 5 任务 2（烟雾，线程）、任务 3（推送灾情，二维数组、两个窗体、ListBox），各有评分规则和端到端测试，共 12 个示例。
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- 2026-10-22：项目 4 任务 2 网络摄像机，至此教材项目 1–5 全部完成（13 个示例）。摄像头画面是自绘的扁平插画（`runtime/Sim.Devices/Camera/scene.svg`，从校园里望向东围墙，墙头装着红外对射），按云台位置（左右 7 档、上下 3 档）切成 640×480 的 JPEG 帧；`PanUp` 等每次转一格，实训台红外对射被遮挡时画面里出现翻墙的人、光束断开，为书上"发现入侵自动抓拍"的探究题准备。`ipCameraHelper` 的类名、委托名（`CameraImage`）、事件参数（`ImageReadEvenArgs.img`）与教材 dll 一致，和仿真版一样每 250 ms 在后台线程上触发 `ImageRead`，书上不用 Invoke 直接给 `pictureBox1.Image` 赋值也能显示。`Image` / `Bitmap` 保存真实的图片数据：`Image.Save` 写出能打开的 jpg，`FromFile` / `FromStream` 读回，文件夹不存在时和 GDI+ 一样报"一般性错误"。图片数据每张只发给浏览器一次（按内容哈希缓存），之后控件属性里只带编号；同一位置的画面复用同一个对象，画面不变时不产生消息。学生程序的"程序所在目录"（`AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory`，编译检查单独放行）和当前目录都指向可写的 bin/Debug（沙箱里在沙箱自己的临时目录），程序结束后清掉；`Image.Save` 保存的图片显示在运行区的照片列表里，点开看大图，下次运行时清空。新增 PictureBox（SizeMode 五种、BorderStyle），设计器工具箱加"图片框"；评分规则加"图片框显示了图片""摄像头开启 / 关闭 / 朝某方向转过""保存了图片"三种检查。
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- 2026-10-23：项目 6 数据存储（3 个任务）。**每个学生一套数据库，长期保存**（`data/databases/<用户编号>/库名.db`，每个库一个 SQLite 文件，最多 20 个库、每个约 50 MB），就像自己电脑上的 SQL Server：任务 1 建的库、任务 2 存的数据，任务 3 能查到。
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- **SqlClient 仿冒**（`runtime/Sim.Data`）：SqlConnection / SqlCommand / SqlDataReader / SqlDataAdapter / SqlCommandBuilder / SqlParameter，DataSet、DataTable、DataView 直接用 .NET 自带的。连接字符串只按 Initial Catalog 打开学生自己的同名库（服务器名、账号密码不检查，书上的长服务器名、"." 都能连上），库不存在时报 4060。
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- **T-SQL 转写**：ScriptDom（SQL Server 2008 语法）解析后按白名单逐个节点转写成 SQLite 语句，不认识的语法报"平台暂不支持"，生成的 SQL 里只有平台写出的关键字和 tsql_ 函数。表用 STRICT 模式保存，原始的 T-SQL 列类型记在元数据表里，读出时还原成 SQL Server 返回的 .NET 类型（int、DateTime、bool……）；varchar(n) 超长、类型不对、NULL、重复主键都报和 SQL Server 一样的错误号和中文信息。`insert into 表 values (...)` 不写列名时跳过自增列（照书上写时值的顺序和列顺序不一致，数据会存进错的列，和真实情况一样）；日期统一存成 yyyy-MM-dd HH:mm:ss，书上拼接的 `DateTime.Now.ToString()`（2024/1/16 9:05:03）在插入和 BETWEEN 比较时都转换；支持 TOP（含 UPDATE / DELETE TOP）、CONVERT 样式 120 等、year / getdate / dateadd / datediff、`+` 按类型连接或相加、参数化查询、@@IDENTITY、多条语句。SqlCommandBuilder 根据带中文别名的查询生成 UPDATE。
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- **DataGridView**：绑定 DataView / DataTable / DataSet，自动生成列；在单元格里修改的值写回 DataTable，配合 SqlDataAdapter.Update 保存；当前行 ▶、新增行 *、选中行、CurrentRow.Cells[0].Value；类型转换失败时和 WinForms 一样触发 DataError。**DateTimePicker**：Long / Short / Time / Custom 格式与中文 Windows 一致，弹出浏览器的日期选择框。设计器工具箱加"数据表格""日期时间选择器"。
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- **数据库页面**（代替 SSMS，`/database`）：对象资源管理器（只有库 → 表两层，比 SSMS 简单：“+ 新建库”“+ 新建表”，点表名编辑前 200 行，⋯ 和右键是同一个菜单：查询前 1000 行、设计表结构、删除；鼠标停在表名上显示列）；查询窗口（F5 执行、选中部分只执行选中的、USE 切换库，结果网格和消息栏的格式与 SSMS 一致，每批最多 5 秒）；编辑前 200 行（改单元格即 UPDATE、* 行新增、右键删除，没有主键的表按所有列的原值定位）；表设计器（列名、类型、允许 Null、右键设主键、标识列，"查看 SQL 脚本"显示对应的 CREATE TABLE）；"恢复实验初始数据"按实验的 `database.sql` 替换实验用到的库，其他库不动。这些操作都生成 T-SQL 交给常驻的 SQL 服务执行，和学生程序走同一套转写。
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- **评分**：每个实验可以带 `database.sql`，评分时每个检查项用一份新建的实验库，不碰学生自己的数据；评分规则加"点 / 修改表格单元格""在日期时间选择器里选日期""表格里有 / 没有某行"。新增示例项目 6 任务 2、3（任务 1 在数据库页面上完成），共 15 个。
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- 实测：用到数据库的学生程序比不用的多约 11 MB 内存（PSS 17 → 28 MB）。另外修正了平台上的时间格式：Linux 的中文区域数据是 09:05:03，改成和中文 Windows 一样的 9:05:03。
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- 2026-10-23：项目 7 情景控制（3 个任务），共 18 个示例。
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- **虚拟时钟**：实训台加时钟面板，默认真实时间，可以拨到任意日期时刻、选 1×/10×/60× 倍速、一键恢复真实时间；时钟状态由服务器保存（`BoardState.clock`），运行器按它算当前时间。编译时把学生代码里的 `DateTime.Now / Today / UtcNow` 改写成 `SimClock`（和线程 API 的改写一样不换行、编辑器里看到的是原代码）。任务 2 按 6:45 起床、7:30 上课、21:00 回寝、22:00 熄灯切换，任务 3 按预约时刻开启，都靠它来测试。评分规则加 `clock` 步骤（拨到今天的某个时刻，可设倍速）。
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- **项目资源**（`Properties.Resources`）：只用平台素材库（自绘的开关图片、ffmpeg 合成的门铃声，名字和教材一致，`runtime/Sim.WinForms/Resources/gallery`）。实验页"项目资源"对话框勾选素材（图片看缩略图、声音可试听），平台生成 `Properties/Resources.Designer.cs`（图片是 Bitmap、声音是 byte[]，用法和 VS 的强类型资源类一样，不在标签页里显示）；设计器里图片框的"图片"属性可以从项目资源里选，写进 Designer.cs 的是 `global::命名空间.Properties.Resources.名字`，预览直接显示素材。学生程序的程序目录下有 Resources 文件夹指向素材库（书上用 `BaseDirectory + "//Resources//ring.mp3"`）。没添加资源就用时给中文提示。
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- **Windows Media Player**（`AxWMPLib.AxWindowsMediaPlayer`）：设置 URL 后和真的一样自动播放，`Ctlcontrols.play() / stop()`；声音在浏览器里播放，实训台上加"广播"喇叭，播放时亮起。VS 为它生成的 `ComponentResourceManager(...).GetObject("…OcxState")`：编译时给每个窗体嵌一份空资源，取到 null 不报错。图片、声音数据统一按内容哈希缓存（`blob` 消息），每份只传一次。
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- **TrackBar**：拖动、点轨道（LargeChange）、方向键（SmallChange），先 ValueChanged 再 Scroll，竖向时最小值在下面；设计器工具箱加"滑动条""媒体播放器"。评分规则加 `value`（滑动条的值）、`media`（播放了某个文件）检查。
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- 示例：书上任务 1 手动开关灯的判断写反（参考工程是对的），任务 3 漏了填充串口列表，示例里都已改正；任务 3 的"每 5 分钟整点拍照"依赖定时器正好在 0 秒触发，自动评分不检查这一项，由老师评阅。编译检查修正：`System.AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory`（带命名空间）也放行。
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- 2026-10-23：项目 8 智慧校园管理平台（5 个任务，每个任务一个示例，代码逐个累加），至此教材 8 个项目全部完成，共 23 个示例。
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- **新建类**：实验页"＋ 新建类"，可以带文件夹（`SQLHelpers/SQLBLL`），文件夹成为命名空间的一段，模板和 VS 2012 一样；可以删除自己建的类。
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- **停靠布局**：Dock（上、下、左、右、填充）和 WinForms 一样按 Controls 倒序依次停靠，Panel 的边框、GroupBox 的标题占的地方扣掉；窗体改大小、控件显示隐藏、加入移出时重新布局。设计器里改了停靠或大小也立即按同样的规则排好。
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- **背景图片**：BackgroundImage + BackgroundImageLayout（平铺、居中、拉伸、缩放），窗体、面板、图片框都可以设，设计器里从项目资源选。**背景色沿用父控件**：没设置背景色的标签、面板、分组框等画父控件的背景色（不是父控件的背景图片），和 WinForms 一样，所以书上要把放在背景图上的控件设成 Transparent。分组框的标题处边框断开、透出背景（书上分组框放在深色背景上、标题是白字）。文本框的 BackColor 生效。
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- **无边框窗体**：FormBorderStyle = None 时没有标题栏；**运行区自动缩放**：窗体比运行区大时（项目 8 的窗体有 1043×791）整体按比例缩小，右上角显示缩放比例；"放大"让运行区占满整个网页（窗体在左、实训台在右），Esc 还原。
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- **图表**（`System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting.Chart`）：ChartAreas、Legends、Series（AddXY、Points、ChartType 等）、DataSource + DataBind（DataTable / DataView / DataSet，按 XValueMember、YValueMembers 取列），浏览器用 Chart.js 画，配色是 WinForms 默认的 BrightPastel。设计器工具箱加"图表"（和 VS 一样带 ChartArea1、Legend1、Series1），属性窗口"系列和图例"打开对话框编辑系列（名称、图表类型、图例、图例文字、X / Y 值字段）和图例，按 VS 的格式和顺序写回 Designer.cs，对话框不管的属性原样保留。
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- **路径的反斜杠**：书上写 `BaseDirectory + "Camera\\"`，Linux 上反斜杠会成为文件名的一部分。编译时把传给 System.IO（File、Directory、Path、各种 Stream）和 Image / Bitmap 读写文件方法的路径参数包上 `WindowsPaths.Fix`，反斜杠换成斜杠（和线程、时钟的改写一样不换行、编辑器里看到的是原代码）。
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- **其他**：Paint 事件（VS 双击面板生成的空 `panel1_Paint` 能编译，平台不触发）；图片框把鼠标按下、松开发给程序（书上方向键按下时转动摄像机、换成按下的图片）；数据库里参数化的日期字符串比较时也转换格式（书上拼出的 `"2024/1/23 23:59:59"` 有两个空格）。
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- **素材**：项目 8 用到的 20 多张图片（标题、校园背景、三个入口图标、亮灯 / 灭灯的路灯场景、面板背景、监控图标、方向盘和方向键、翻页箭头、关闭按钮）全部自绘，名字和尺寸与教材一致（`runtime/Sim.WinForms/Resources/project8.py` 生成 SVG，`build-gallery.sh` 渲染成 PNG）。
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- **数据库 WisdomCampus**：平台按教材的表结构建（EnvironmentData、SecurityData、Users），预置 7 天环境数据，"数据分析"的图表一打开就有内容。学生第一次运行带预置数据库的实验时自动建好自己还没有的库（已有的库不动）。
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- **评分规则**新增：`visible`（连同所在容器都可见）、`window`（某个窗体打开着 / 已关闭）、`exited`（程序已退出）、`image` / `background` 写素材名（如 `background: day_01`，按图片内容核对显示的是不是这张素材）、`points`（图表每个系列的数据点数）；"点击"图片框时和浏览器一样先发鼠标按下、松开。
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- **示例**：书上任务 3 第 23 步把"自动推送火情"的处理写到了 ch_autoLamp 上，参考工程里"推送LED信息""自动控制"是空方法、"自动推送火情"没有绑定事件，示例按书的意思补全；任务 5 每次查询前清空 Keys（书上没清空，重复查询时照片和时间对不上）。任务 2 只做界面，为了能看效果加上了打开、返回窗体。
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**其他改进**：
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- 2026-10-22：代码编辑器的语言功能：代码补全（输入 `btn_Open.` 列出按钮的属性、方法、事件，只列出平台仿真了的成员）、悬停提示、参数提示（`MessageBox.Show(` 列出重载，标出正在填的参数）、停止输入 1 秒后自动检查编译错误（提示和点"运行"时一样）。语言服务是一个常驻进程，每个浏览器标签页一份工程，只更新有变化的文件。实测（限制 2 核）：50 个标签页同时检查 1.2 秒内全部完成，同时补全 0.7 秒；内存约 260 MB。
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- 2026-10-22：AI 评阅：学生提交时浏览器给每个窗体截图；自动评分后由 DeepSeek Flash（支持图片输入和 JSON 输出）按书上评价表给老师评分项打建议分、写评语，发出的内容不含姓名学号，学生代码里像指令的文字一律当作品内容。提示词按教材的命名习惯校准（"缩写_含义"、书上规定的控件名、界面上不用的标签保留默认名都不扣分）：教材参考答案得 28/30，默认控件名、没有注释的作品得 15/30。评阅页显示截图和 AI 建议，可逐个采纳或"全部采纳"（不覆盖老师已评的分）；学生在老师评阅后又提交时提示老师重新看。一份作业约 0.02 元。
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- 2026-10-25：评价项和自测（为一个班试用做准备）：实验页工具栏"评价项"打开侧栏，列出这个实验（作业则是布置时的评分规则和各项分值）自动检查的功能项；"自己检查"在服务器上按评分规则运行学生现在的程序，逐项显示通过与否和不通过的原因。不计分、不留记录，自由练习和作业都能用；每人同时一次，结果在内存里保留到下一次，检查之后改过代码会提示结果可能过时；和提交评分共用全站的并发上限。评分时操作控件前最多等 3 秒让它出现（上一步刚打开的窗体在机器忙时晚一点显示）。
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- 2026-10-25：一个班试用前的准备。
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- **全班模拟**（`server/test/classroom.ts`）：45 个虚拟学生通过 HTTP / WebSocket 依次登录、打开作业、边写边检查、运行、点按钮、自己检查、提交，每个环节在 10 秒内陆续开始，统计每人等了多久。服务器限制在 2 核、用 Release 版运行时：登录、打开、检查、运行到窗体出现、点按钮都在 1.5 秒内（项目 8 第一次运行要建 WisdomCampus 库，约 5 秒）。
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- **评分并发 6 → 16**：评分时 CPU 只用了两三成，慢在并发上限。45 人同时自测项目 8 任务 3，最后一人原来要等约 4 分钟，现在约 1.5 分钟；项目 3 任务 2 从约 1.5 分钟降到半分钟。并发 24 时 CPU 接近 80%，定时器来不及触发，参考答案被误判，所以停在 16（可用 `SIM_GRADE_CONCURRENCY` 调整）。提交评分队列同时评的份数跟着并发上限走，不再固定为 3 份。
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- **检查的默认等待 2 秒 → 5 秒**：机器忙时，点"数据分析"后查库、画图表会超过 2 秒，正确的程序被判不通过。条件满足就立即往下走，放宽只让不通过的检查多等一会儿；规则里原来写的 3 秒一并去掉。
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- **删除学生时删除他的数据库**：用户编号在删掉最大的编号后会重新用给下一个新学生，原来新学生会看到前一个人的库。
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- **手动备份与恢复**：`deploy/backup.sh` 把平台数据库和每个学生的库（SQLite 一致读取）导出到宿主机的 `backups/<日期时间>/`；`deploy/restore.sh` 先备份现在的数据，再停平台、替换（删掉旧库的 -wal 文件）、启动。本机 Docker 实测备份、改数据、恢复后数据回到备份时的样子。
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- **WebSocket 心跳与断线重连**：线上前面的 Nginx Proxy Manager 默认 60 秒没数据就断开 WebSocket（本机用默认配置的 nginx 实测），学生的窗体开着一分钟不操作，程序就被结束、点了没反应。服务器改为 30 秒没收到数据就发 ping（Bun 的 idleTimeout），经 nginx 空闲 150 秒仍连着。连接意外断开时（部署重启、网络抖动），运行区显示"正在重新连接…"，清掉已经失效的窗体，按 1、2、4…最长 10 秒的间隔自动重连；连上后提示"刚才的程序已经结束，请重新运行"，实训台恢复。
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- **登录失败的限制**：原来按 IP 计数、任何人登录成功就清零，学生用自己的账号登录一次就能接着猜同学的 6 位数字密码。改为同一个账号 10 分钟输错 10 次只锁这个账号（同班其他人不受影响），同一 IP 10 分钟 300 次（登录成功不清零）。
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- **旧浏览器提示**：网页按 Chrome / Edge 94 以上打包（机房电脑是 Chrome 94，见 2026-10-28），更旧的浏览器或 360 浏览器的兼容模式会一片空白。index.html 里用老写法的一段脚本：网页程序有语法错误时说明浏览器太旧、怎么切换极速模式，并显示浏览器版本字符串方便老师排查；15 秒还没显示出来时提示正在加载。
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- **使用说明**（`/help`，没登录也能看）：学生部分讲登录、自由练习和作业、设计器、运行、实训台、自己检查和提交、数据库；老师登录后多出建班导入名单、布置作业、评阅和成绩、上课前后的注意事项；最后是常见问题。登录页和各页顶栏都有入口，在新标签页打开，不打断正在做的事；可以直接打印。
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- **首次打开的下载量**：实验页第一次打开约 1.5 MB（压缩后，代码编辑器 Monaco 占 1 MB），之后浏览器长期缓存。全班 45 人同时第一次打开约 70 MB，服务器公网带宽 5 Mbps 时要近 2 分钟。
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- 2026-10-26：**任务说明**。每个实验一份 `task.md`（任务目标、界面和控件名表格、实现步骤、和书上不一样的地方、在平台上怎么试），用自己的话精简写，详细过程标出书页，不照搬书上原文。工具栏"评价项"改成"**任务**"：右侧面板上面是任务说明，下面是评价项和"自己检查"；面板不遮挡页面、可以拖宽，开着也能搭界面、写代码；第一次打开一个实验（或作业）时自动打开（记在浏览器里）。渲染用自己写的 Markdown 子集（标题、段落、两级列表、表格、提示框、加粗、代码），先转义全部 HTML。布置作业时任务说明随作业保存，老师可以改写；以前布置的作业用实验现在的说明。测试检查任务说明表格里的控件名都在示例的 Designer.cs 里。先写了项目 3 任务 2、项目 6 任务 2 两份样板，随后补齐其余 21 份（23 个实验全部有说明）。
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- 2026-10-26：**窗体改名**。23 个示例里 11 个的主窗体不叫 Form1（Login、frm_analog、frm_LED、frm_control、Main），学生的空白工程却只有 Form1，以前属性窗口改不了窗体名（项目 8 任务 2 的评分还要找 Main 窗体）。现在选中窗体可以改"名称"：和 VS 一样，类名、构造函数、各文件里的 `new X()` 和 X 类型的变量都改（跳过字符串和注释），Designer.cs 里窗体的块头注释和 `this.Name` 也改，两个文件跟着改名；事件处理方法名（如 Form1_Load）和窗体标题不变。改名不进设计器的撤销历史。任务说明里提示先改名再双击窗体生成 Load 事件。
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- 2026-10-26：代码用 **bun fmt** 格式化，格式写在 `bunfig.toml`（不写分号、单引号、一行最长 160，和原来的写法一致）；`docs/教材摘要/` 是书上的摘录，不格式化。
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- 2026-10-28：**兼容机房的 Chrome 94**。用 Chromium 94 实测，打开 http 地址时实验页报 `crypto.randomUUID is not a function`（这个函数只在 https 和 localhost 下有）；还时好时坏地一片空白：Chrome 94 在 Promise 回调里调用 `import()`（Vite 的预加载就是这样）时，有时把 `import("./X.js")` 相对于网页地址解析，请求 `/X.js` 拿到首页 HTML。改法：打包目标改成 Chrome / Edge 94；`web/src/polyfills.ts` 补上 `crypto.randomUUID`、`structuredClone`（只复制普通数据）、`findLast` / `findLastIndex`；`vite.config.ts` 的小插件在 Vite 找完预加载依赖之后把代码块之间的 `import("./X.js")` 改成 `import("/assets/X.js")`，改过的代码块换新文件名（不用缓存里的旧文件）；容器查询（Chrome 105）改成 ResizeObserver 量宽度加 class（实训台的三档布局、设计器窄时隐藏提示文字）；`:has()`（Chrome 105）改成 class（只读和禁用的文本框灰底、没标题的分组框）。Monaco 自带的几条 `:has()`、`color-mix()` 样式在 Chrome 94 里不生效，只影响 Markdown 悬停提示里的复选框等细节。实测 Chrome 94 经 http 打开登录、实验页（设计器改属性、代码补全、运行程序）、数据库、班级管理、使用说明，各页面直接打开 5 遍都正常。
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- 2026-10-28：**运行中改了自动重新运行**。以前改了代码或设计器，运行区的窗体不变，要按 F5 才看得到。现在程序运行时（`WorkbenchPage.vue`）每次修改后等 1.5 秒没有新的改动，先用语言服务检查整个工程（和边写边检查同一个接口，不生成程序集）：没有错误就重新编译运行；有错误就不重启，原来的程序接着运行，工具栏提示"代码有错误，改好后自动重新运行"。检查期间又改了、程序已经停了或换了工程，这次作废。只在运行中触发，停止后改动不会自动启动程序。
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- 2026-10-28：**实训台接线**。讨论"ADAM 模块和传感器的虚拟连线"后决定：本课学的是 C# 界面和事件，学生不自己接线（那是安装调试课的内容，见路线图第 4 阶段），只做两件事。①**串口要选对**：以前选哪个 COM 口都能控制设备，现在按接线判断（接线随实验，项目 7 把 4150 并到 COM2），选错了返回值照反编译的真机版 dll，设备没反应；C# 端 `TrainingBoard.Reaches` 判断，`Open` / `Close` 报告给服务器（`adam4150/open` 等，没变不发），`BoardState.opened` 记下程序打开的串口，实训台、评分说明据此提示打错的串口。打开实验时浏览器发 `experiment` 消息，服务器按示例的 `meta.json` 换接线；老师看学生提交时也按作业的实验接线。②**只读接线展示**：鼠标移到实训台的设备上，标题栏写出线路、对应通道和串口高亮；串口服务器按接线列出每个口接的设备，程序打开的口亮绿点；程序里串口下拉框的灰字也按当前接线。顺带把"4017"统一写成 ADAM-4017+（代码里的 `adam4017Helper` 是教材 dll 的名字，不改）。另外核对真机版发现：4150 串口没打开时真机版 `SetData()` 返回 null（书上代码会出空引用异常），而书上照着写的仿真版返回全 false；平台保持全 false，改为在实训台和评分说明里提示"串口没有打开，程序却在读写它"（`adam4150/unopened` 等，每次打开后最多报一次）。
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- 2026-10-28：**上课前检查 8 个项目**。23 个实验逐个在浏览器里照任务说明操作、"自己检查"，全部通过。修了：①日期选择框在机房 Chrome 94 上点了没反应（项目 6 任务 3、项目 8 任务 5 选不了日期）：以前靠 `showPicker()` 弹出，它 Chrome 99 才正式有，Chrome 94 的原型上有这个方法、调用却没反应；改成把浏览器的日期框透明地盖在下拉按钮上、日历图标撑满按钮，点按钮由浏览器自己弹出（Chromium 94 和新版 Chrome 实测都能选日期）。②运行时的长日期多了星期（2026年10月28日星期三，框窄被截掉）：Linux 的 zh-CN 长日期带星期，中文 Windows 不带，运行器改成 Windows 的写法。③评分漏洞：项目 3 任务 1、项目 4 任务 3 的"能关闭"和项目 7 任务 2 的"熄灯模式关灯"，程序什么都不做也能通过，补上先确认灯亮过。④串口红字提示挪到实训台最上方（原来在底部，要往下滚）。⑤评分说明的空格（"期望 6 秒内""照明灯 1 打开"）。⑥任务说明按实测补充：项目 2 任务 1（事件窗口叫"单击"，先复位清 LED 屏）、项目 2 任务 2 和项目 3 任务 2 的控件表、项目 2 任务 3 的 `ledHelper.Close()`、项目 3 任务 2 的"计时到"、项目 4 任务 2（IP 不能空、可以放大）、项目 7 任务 1 第 5 步、项目 7 任务 3 的预约步骤和开关第一次点没反应、项目 8 任务 5 先恢复实验数据。没改的平台限制：`Control.Focus()` 不移动焦点，密码框显示圆点不是星号。
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- 2026-11-02：**导出 EXE**。原计划"导出 VS 工程"，讨论后改成直接导出一个 exe，学生下载后在机房电脑上双击就能控制真的实训台，更方便。①编译：编译服务收到带 `export` 的请求时（`runtime/Sim.Runner/ExeExporter.cs`），用 Roslyn 照教材工程编译学生写的原始代码：.NET Framework 4.5 的引用程序集（NuGet 包 `Microsoft.NETFramework.ReferenceAssemblies.net45`，构建时只复制教材工程引用的 13 个到 `netfx/`，9 MB），引用真机版设备类库；平台为仿真做的改写（虚拟时钟、旧线程 API、Windows 路径）和 API 限制都不用，和在 VS 里编译一样。窗体应用、AnyCPU 优先 32 位（和教材工程一致，教材 dll 也都是 AnyCPU），带默认清单和版本信息。②教材 dll 嵌进 exe：真机版 `DeviceCtrlLibrary.dll` 和它 `API/` 下的 7 个 dll、`WinFormsDeviceControlLibrary.dll`、媒体播放器的两个 Interop dll 都是托管程序集，作为资源嵌入；加进 exe 的模块初始化器在 Main 之前注册 `AssemblyResolve`，用到时从 exe 里加载，学生的 `Program.cs` 不用改。③资源：平台生成的 `Properties.Resources` 改成从 exe 里取图片、声音；代码里按文件名用到的素材（项目 7 任务 2 的 `Resources//ring.mp3`）启动时放到 exe 旁边的 Resources 文件夹，和 VS 输出目录一样；媒体播放器的 `OcxState` 用教材 Form1.resx 里的默认状态。④书上项目 2 任务 3 的 `ledHelper.Close()` 在教材类库里没有（真机版 LED 每次发送才用串口），平台补过这个方法，导出时也补一个什么都不做的扩展方法。23 个实验全部能导出，约 0.9 MB；在 mono + Xvfb 里实测能启动，教材控件库的灯泡控件、开关图片都显示出来；真机还要在机房电脑上实测。⑤教材 dll 有版权，GitHub 仓库是公开的，不进仓库：服务器上放在 `~/IOT_SIM/textbook-libs/`，compose 只读挂进容器（`deploy/README.md`），没放时导出提示原因。⑥接口 `POST /api/export-exe`：成功返回 exe（文件名取工程的命名空间，如"教室情景模式.exe"），代码有错误时 422 和报错，实验页弹框列出前 20 条，点击跳到出错的代码。注意：项目 6、8 导出的 exe 按学生写的连接字符串连真的 SQL Server，机房电脑上要有对应的库；exe 没有签名，从网上下载后第一次运行 Windows 可能提示"已保护你的电脑"，点"更多信息"→"仍要运行"。
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- 2026-11-03：**导出 VS 工程**。实验页工具栏的"导出 EXE"改成下拉按钮"导出 ▾"，里面是"导出 EXE"和"导出 VS 工程"。讨论后定下：机房装的是 VS 2012；代码有错不让导出（和 EXE 一样）；这次不做把工程导回平台。①检查：编译服务收到 `export.kind = "project"` 的请求时（`runtime/Sim.Runner/ProjectExporter.cs`），照机房的环境编译一遍要放进 zip 的代码：**C# 5**（VS 2012 的编译器）、.NET Framework 4.5、真机版设备类库。新版 C# 的写法报 CS8026，`CompileHints` 按报错里的功能名给出改法（字符串插值改 `string.Format`、`?.` 改先判断 null、`=>` 改大括号等 12 种）。导出 EXE 仍按最新的 C# 编译，不受影响。23 个示例都是 C# 5 的写法，全部能导出。②工程照教材的样子（VS 2012 窗体应用，`.sln` + `.csproj`，ToolsVersion 4.0）：平台生成的 `Properties/Resources.Designer.cs` 从素材库取图，导出时换成 VS 的 ResXFileCodeGenerator 生成的写法和 `Resources.resx`（ResXFileRef 指向 `Resources\` 下的图片）；代码里按文件名用到的素材（ring.mp3）设成复制到输出目录，运行时在 `bin\Debug\Resources\`，和教材一样；每个窗体、用户控件带 `.resx`（媒体播放器的 OcxState 用教材的默认状态），`SubType`、`DependentUpon` 和 VS 一样，VS 里能打开设计器；补上 AssemblyInfo、Settings、App.config。③引用和教材工程一样只加代码直接用到的教材 dll（一般是 DeviceCtrlLibrary 和 WinFormsDeviceControlLibrary，项目 7 寝室加媒体播放器的两个 Interop），全部教材 dll 放在工程的 `lib\`，HintPath 指过去，编译时 VS 把依赖一起复制到 `bin\Debug`；只带这些引用编译不过时引用全部。书上的 `ledHelper.Close()` 用到时带上 `LedHelperCompat.cs`。④文本文件用带 BOM 的 UTF-8 和 CRLF（VS 2012 打开不带 BOM 的文件会把中文当 GBK）；zip 的文件名用 GBK（中文 Windows 资源管理器自带的解压、老的压缩软件都按 GBK 读，UTF-8 在 Windows 7 上会乱码），另附 Info-ZIP 的 Unicode 文件名字段（0x7075），7-Zip、Linux 的 unzip 在别的语言的系统上也显示正确（`ZipWriter.cs`）。⑤23 个示例导出的工程在 mono 的 msbuild 里全部编译通过，输出目录和教材工程的 `bin\Debug` 一样，程序能启动；VS 2012 还要在机房电脑上实测。接口 `POST /api/export-project`，返回 zip，代码有错时 422，弹框说明"照机房电脑上的 VS 2012 编译"。
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## 技术风险与待确认事项
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最大的风险是仿真 WinForms 的覆盖面和交互流畅度；交互流畅度已在第 0 阶段验证。
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| 风险 | 担心什么 | 应对 |
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| 仿真 WinForms 工作量 | 项目 4–8 需要的控件和窗体特性较多 | 按项目逐步实现；项目 1–3 只需约 10 种控件 |
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| 事件顺序保真 | 书上代码依赖真实 WinForms 的事件顺序：单选按钮先触发"取消选中"再触发"选中"，ComboBox 的 Click 先于展开，CheckBox 的 Click 时 Checked 已切换 | 逐项对照真实行为实现，并用书上代码做回归测试（单选、复选、下拉已实现并有测试） |
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| 书与配套不一致 | 控件名、步骤在书、表格和配套工程之间经常不同，书上代码有编译错误 | 以书为准逐任务整理模板和修正版答案 |
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| T-SQL 转 SQLite | 教材用 SQL Server 写法（`TOP`、`CONVERT`、DataAdapter 回写、日期字符串） | 已实现：ScriptDom 解析后按白名单转写；连接串只按库名打开学生自己的库；日期统一存为标准格式；STRICT 表和 CHECK 约束让类型、长度错误和 SQL Server 一样报出 |
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| 旧版线程 API | `Thread.Suspend` / `Resume` / `Abort` 在新版 .NET 上会报错 | 已实现：编译时改写成平台的协作式实现，被挂起或终止的线程在 Sleep、改控件、调设备类库时停下 |
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| 图片处理 | System.Drawing 在 Linux 上不受支持 | 已实现：自己的 `Image` / `Bitmap` 只保存图片文件数据和尺寸，能显示、保存、读回，不能逐像素绘制 |
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| 时间相关逻辑 | 项目 3 起就有按时刻开关灯的练习，部分定时器间隔长达 2 小时 | 已实现：实训台上的虚拟时钟可拨时间、1×/10×/60× 倍速，编译时把 DateTime.Now / Today / UtcNow 改写成虚拟时钟 |
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| 事件延迟 | 浏览器和服务器之间来回传递事件，点击是否有卡顿感 | 已实测：单次约 15 ms，100 个程序同时操作中位数约 60 ms |
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| 并发资源 | 100 个程序同时运行时的内存和 CPU | 已压测：100 个程序合计约 1.1 GB；2 核下 100 人同时启动约 8 秒；CPU 时间上限防死循环，运行超时回收 |
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| 公网安全 | 恶意或无意的危险代码 | bubblewrap 沙箱 + 编译检查 + 账号登录（已完成） |
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| ICP 备案 | 办理需要数周 | 已备案 |
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**待确认**
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- [x] 串口要求接对：按实训台接线（COM2 ADAM-4017+、COM3 ADAM-4150、COM4 ZigBee 协调器、COM5 LED 屏，项目 7 的 4150 并在 COM2），选错和真机一样没反应，实训台上提示
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- [ ] 虚拟实训台的画面细节（目前为第一版）
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- [x] 第一个场景：智慧校园（和教材一致）
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- [x] 设备写法：兼容教材类库
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- [x] 数据库：教材用 SQL Server 2008 R2，平台用 SQLite 模拟
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- [x] 项目 5 的推送方式：推送到 LED 屏
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