云計算下的虛擬計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國在計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建方面已經(jīng)取得了較大進(jìn)步。但實(shí)驗(yàn)室仍然存在著資源利用效率低、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備維護(hù)成本高、資源共享程度低等較多困難。從而在一定程度上限制了實(shí)驗(yàn)室的資源利用效率的提高，影響我國教育事業(yè)的發(fā)展。就當(dāng)前我國構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室的缺陷而言，完全可以將云計算系統(tǒng)應(yīng)用到其中，利用該服務(wù)模式的優(yōu)點(diǎn)，更好的構(gòu)建計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室。

關(guān)鍵詞：云計算；虛擬計算機(jī)；實(shí)驗(yàn)室

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）36-8640-02

隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，我國教育信息化的程度也逐漸得到了較大幅度的提高?，F(xiàn)在我國的高等院校中基本上各個專業(yè)的正常運(yùn)行都需要計算機(jī)的配合。課堂講授離不開計算機(jī)，實(shí)踐課同樣也需要在計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，從而提高學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)識，提升學(xué)生的綜合能力。理論教學(xué)成為組成高等院校不可或缺的重要組成部分，建設(shè)計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室同樣為了高校的重要工作。就目前的高校而言，計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和管理方面都還存在眾多的問題，如何應(yīng)用新技術(shù)成果，構(gòu)建高效的計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室及全新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，已成為眾多高校的當(dāng)務(wù)之急。云計算作為一種新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，率先開創(chuàng)了一個新的時代，而云計算的應(yīng)用也為高校計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)指明了一個新的方向。

1 目前我國實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的真實(shí)狀態(tài)

就當(dāng)前的教學(xué)環(huán)境而言，不容否定的是我國計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)已取得了一定的成效，學(xué)生進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)的軟硬件條件得到了較大改善。因此而言，在實(shí)驗(yàn)方面的教學(xué)質(zhì)量也隨之提升。但在對國內(nèi)多數(shù)計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建構(gòu)框架和維護(hù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析之后，得出了當(dāng)前我國計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)仍舊存在著諸多缺點(diǎn)的論斷，具體表現(xiàn)有以下方面。

第一方面。對軟件的維護(hù)及更新方面。在我國的計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室不僅僅要滿足學(xué)習(xí)計算機(jī)學(xué)生的需求，還要滿足其他有實(shí)驗(yàn)需求學(xué)生的使用。這就需要實(shí)驗(yàn)室管理人員本身的素質(zhì)、專業(yè)知識達(dá)到一定程度。通常情況下，凡實(shí)驗(yàn)室所屬的計算機(jī)，每一臺都裝配有不同的操作系統(tǒng)。這樣操作的目的是為了能夠滿足不同專業(yè)學(xué)生對系統(tǒng)的需求的不一致性。往往也由于同一臺機(jī)器裝配不同操作系統(tǒng)的原因，直接導(dǎo)致計算機(jī)的內(nèi)存不夠用、反應(yīng)遲鈍、易死機(jī)等問題。除上述原因之外，專業(yè)的差異性導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課程所需教學(xué)軟件也不同，且絕大多數(shù)軟件隨著技術(shù)的發(fā)展完善而進(jìn)行更新?lián)Q代。因此這些軟件就出現(xiàn)剛剛使用一小段時間之后就需要更新的問題，只有這樣才能滿足正常的教學(xué)。盡管可以采用網(wǎng)絡(luò)傳遞等技術(shù)手段對軟件進(jìn)行處理，但還需要考慮到的是學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不同于其他，一半都是通過招標(biāo)進(jìn)行購置，奪標(biāo)廠家不同，剪輯的品牌型號并自然不可能完全一致。這樣又因?yàn)椴煌嬎銠C(jī)操作的方法不一，給實(shí)驗(yàn)室的維護(hù)帶來新的困難。

第二方面。計算機(jī)存儲受困。當(dāng)前情形時為了保證計算機(jī)的穩(wěn)定性、安全性，我國實(shí)驗(yàn)室絕大部分采取安裝硬件保護(hù)卡或是安裝具有還原功能的軟件，這些措施的作用是對被使用后的計算機(jī)軟件系統(tǒng)進(jìn)行處理，以此來保護(hù)計算機(jī)系統(tǒng)的安全。就安全性而言，這樣起到了保護(hù)計算機(jī)的安全的作用，但同時也留下了一個難以解決的問題。那就是不能長時間保存學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而不能夠保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性，在很大程度上影響了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。直接后果就是打消了學(xué)生試驗(yàn)的熱情，間接影響了教師對學(xué)生實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)，不利于學(xué)生的進(jìn)步。

第三方面。硬件設(shè)施的建設(shè)和更新耗資巨大。在剛開始構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室的時，往往會因資金不足而導(dǎo)致大量的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不能夠采買，只能以其他類似產(chǎn)品代替。同時另一方面，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的硬件因?yàn)檐浖母乱矔霈F(xiàn)大量設(shè)備被淘汰的狀況，大量設(shè)備得不到利用，這是極大的浪費(fèi)。舊的硬件設(shè)備被閑置不用，而重新購入設(shè)備則需要再次投入大量的資金。這二者直接就使得計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成本大大增高。

2 云計算的及其應(yīng)用

2.1 何謂云計算的虛擬

云計算到現(xiàn)在為止仍然沒有一個被大家共同認(rèn)定的定義，但目前美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院提出的對云計算定義是得到廣泛認(rèn)同和支持的定義。他們認(rèn)為云計算是一種能夠通過網(wǎng)絡(luò)以方便快捷按需的方式獲取計算機(jī)資源并提高資源的可利用率的模式。這些資源均來自于一個已經(jīng)配置的、可以共享的資源儲存大戶，人們能夠以簡單快捷且無人干預(yù)的方式獲取資源。虛擬化是指為某些對象創(chuàng)造的不真實(shí)存在的版本。它的本質(zhì)其實(shí)是一種抽象的表現(xiàn)計算機(jī)資源的方法。通過虛擬化，這樣在訪問抽象后的資源時，就可以用與訪問抽象前資源一樣的方法，方便為一組相類似的資源供給了一個共用的接口點(diǎn)，從而達(dá)到了隱藏屬性和隱藏操作之間的差異。同時它還允許通過任意一種公用的方式來查看和維護(hù)資源，這其中包括存儲的虛擬化、平臺的虛擬化、服務(wù)器的虛擬化、應(yīng)用虛擬化及桌面虛擬化。將各種計算及存儲資源充分整合和高效利用的關(guān)鍵技術(shù)就是虛擬化技術(shù)。利用了虛擬云計算技術(shù)就可以大幅節(jié)省了時間，提高了計算機(jī)的工作效率，提高資源的利用率。

2.2 云計算下的虛擬實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建過程

圖1 虛擬計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室構(gòu)成圖

如圖1所示：我們有專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室板塊 。并進(jìn)行以下步驟

①如上圖所示在已經(jīng)創(chuàng)建的實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建多臺虛擬機(jī)，比如虛擬機(jī)1和2，合理、有效、平衡地分配計算機(jī)的CPU，內(nèi)存及網(wǎng)絡(luò)資源

②不同系統(tǒng)的安裝。根據(jù)不同專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)要求的不同及虛擬機(jī)的性能等多種因素的影響，將不同的操作系統(tǒng)安裝在已經(jīng)虛擬化的計算機(jī)上。這寫系統(tǒng)主要包括：微軟系統(tǒng)列的操作系統(tǒng)、Linux操作系統(tǒng)、Unix操作系統(tǒng)。

③裝配不同軟件。依據(jù)不同的教學(xué)實(shí)驗(yàn)需求，等待安裝實(shí)驗(yàn)所需的各種軟件以及軟件平臺等。

④在網(wǎng)絡(luò)下實(shí)現(xiàn)不同計算機(jī)的互聯(lián)。通過虛擬機(jī)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理功能，使得這些虛擬計算機(jī)之間能夠與網(wǎng)絡(luò)連接，不同主機(jī)之間，也可以通過局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)達(dá)到實(shí)現(xiàn)互通的目的。

⑤利用云安全的管理設(shè)置系統(tǒng)，由管理人員設(shè)置用戶及用戶可操作權(quán)限，設(shè)置新的系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，以方便一切數(shù)據(jù)的存儲，將各種紙質(zhì)性質(zhì)指導(dǎo)書籍與實(shí)驗(yàn)教程等相關(guān)資料全部進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)化，上傳至云計算數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)方便用戶使用目的。

⑥裝載客戶端。在實(shí)驗(yàn)室所有的計算機(jī)安裝客戶登錄終端的軟件。如上述構(gòu)成圖的用戶1、用戶2等。用戶個人均有不同的賬戶名稱，不同的用戶就可以通過個人的賬戶進(jìn)行登錄，從而進(jìn)行多種實(shí)驗(yàn)操作。

3 云計算的優(yōu)點(diǎn)

3.1 大幅度降低實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的成本

云計算這一新型服務(wù)模式對用戶端無任何特殊要求，用戶只要在聯(lián)網(wǎng)的條件下，使用計算機(jī)，登錄當(dāng)?shù)赜嬎銠C(jī)的客戶端，就可以直接連接到“云端”。如此，用戶可以實(shí)現(xiàn)使用原實(shí)驗(yàn)室計算機(jī)所裝資源一樣，便捷的在云計算系統(tǒng)進(jìn)行下載各種所需軟硬件?！霸啤倍颂峁┑母鞣N資源均出自不同地方，所以用戶不需要自身進(jìn)行購買，就可以如臂指使地使用“云”端的各種資源。直接解決了實(shí)驗(yàn)室計算機(jī)軟硬件的更新?lián)Q代的問題，降低各高校在計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的成本。

3.2 降低實(shí)驗(yàn)室軟硬件維護(hù)的壓力

因用戶所使用的種種軟硬件均是由云端提供的，這種情況下計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室就不需要再次投入更多的人力物力財力對硬件進(jìn)行維護(hù)，從而在一定程度將對實(shí)驗(yàn)室軟硬件維護(hù)的壓力減輕些許。

3.3 數(shù)據(jù)的海量存儲化

云計算系統(tǒng)不需要占據(jù)本地計算機(jī)的任何內(nèi)存，因此，它能為用戶創(chuàng)造更為龐大的數(shù)據(jù)存儲空間，直接后果就是實(shí)驗(yàn)室不需要再為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲而憂愁。這樣在實(shí)驗(yàn)的整個過程中，隨時可以進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，作為實(shí)驗(yàn)主題的學(xué)生可以將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)隨時保存在“云端”，可以隨時繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而不會擔(dān)心數(shù)據(jù)的丟失。這將會極大地提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性、有效性、連續(xù)性，同時也為教師指導(dǎo)學(xué)生的試驗(yàn)成果提供了保障。

4 云計算的意義

云計算的應(yīng)用直接提高了人們的工作效率，降低了資源的損耗率。使得實(shí)驗(yàn)室的投入成本大幅降低，方便了教學(xué)的順利進(jìn)行，較好地解決當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室建設(shè)面臨的問題。

5 結(jié)束語

本文就當(dāng)前高校計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)仍然存在的不足，提出利用虛擬云計算這一新技術(shù)，建設(shè)云計算下的計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，主要是為了合理運(yùn)用計算機(jī)的新技術(shù)來提升資源的有效利用率。就云計算現(xiàn)在的優(yōu)勢而言，我們有理由相信未來云計算的前景是相當(dāng)廣闊的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 武少華.淺談虛擬計算機(jī)在計算機(jī)培訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].科協(xié)論壇，2010（01）

[2] 柴亞輝，涂春萍，劉覺夫，等.基于云計算的計算機(jī)與軟件實(shí)驗(yàn)資源管理[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010（10）.

[3] 王海軍，都基焱.基于云計算的作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理模式初探[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011（3）.endprint

⑤利用云安全的管理設(shè)置系統(tǒng)，由管理人員設(shè)置用戶及用戶可操作權(quán)限，設(shè)置新的系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，以方便一切數(shù)據(jù)的存儲，將各種紙質(zhì)性質(zhì)指導(dǎo)書籍與實(shí)驗(yàn)教程等相關(guān)資料全部進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)化，上傳至云計算數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)方便用戶使用目的。

⑥裝載客戶端。在實(shí)驗(yàn)室所有的計算機(jī)安裝客戶登錄終端的軟件。如上述構(gòu)成圖的用戶1、用戶2等。用戶個人均有不同的賬戶名稱，不同的用戶就可以通過個人的賬戶進(jìn)行登錄，從而進(jìn)行多種實(shí)驗(yàn)操作。

3 云計算的優(yōu)點(diǎn)

3.1 大幅度降低實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的成本

云計算這一新型服務(wù)模式對用戶端無任何特殊要求，用戶只要在聯(lián)網(wǎng)的條件下，使用計算機(jī)，登錄當(dāng)?shù)赜嬎銠C(jī)的客戶端，就可以直接連接到“云端”。如此，用戶可以實(shí)現(xiàn)使用原實(shí)驗(yàn)室計算機(jī)所裝資源一樣，便捷的在云計算系統(tǒng)進(jìn)行下載各種所需軟硬件?！霸啤倍颂峁┑母鞣N資源均出自不同地方，所以用戶不需要自身進(jìn)行購買，就可以如臂指使地使用“云”端的各種資源。直接解決了實(shí)驗(yàn)室計算機(jī)軟硬件的更新?lián)Q代的問題，降低各高校在計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的成本。

3.2 降低實(shí)驗(yàn)室軟硬件維護(hù)的壓力

因用戶所使用的種種軟硬件均是由云端提供的，這種情況下計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室就不需要再次投入更多的人力物力財力對硬件進(jìn)行維護(hù)，從而在一定程度將對實(shí)驗(yàn)室軟硬件維護(hù)的壓力減輕些許。

3.3 數(shù)據(jù)的海量存儲化

云計算系統(tǒng)不需要占據(jù)本地計算機(jī)的任何內(nèi)存，因此，它能為用戶創(chuàng)造更為龐大的數(shù)據(jù)存儲空間，直接后果就是實(shí)驗(yàn)室不需要再為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲而憂愁。這樣在實(shí)驗(yàn)的整個過程中，隨時可以進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，作為實(shí)驗(yàn)主題的學(xué)生可以將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)隨時保存在“云端”，可以隨時繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而不會擔(dān)心數(shù)據(jù)的丟失。這將會極大地提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性、有效性、連續(xù)性，同時也為教師指導(dǎo)學(xué)生的試驗(yàn)成果提供了保障。

4 云計算的意義

云計算的應(yīng)用直接提高了人們的工作效率，降低了資源的損耗率。使得實(shí)驗(yàn)室的投入成本大幅降低，方便了教學(xué)的順利進(jìn)行，較好地解決當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室建設(shè)面臨的問題。

5 結(jié)束語

本文就當(dāng)前高校計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)仍然存在的不足，提出利用虛擬云計算這一新技術(shù)，建設(shè)云計算下的計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，主要是為了合理運(yùn)用計算機(jī)的新技術(shù)來提升資源的有效利用率。就云計算現(xiàn)在的優(yōu)勢而言，我們有理由相信未來云計算的前景是相當(dāng)廣闊的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 武少華.淺談虛擬計算機(jī)在計算機(jī)培訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].科協(xié)論壇，2010（01）

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[3] 王海軍，都基焱.基于云計算的作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理模式初探[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011（3）.endprint

⑤利用云安全的管理設(shè)置系統(tǒng)，由管理人員設(shè)置用戶及用戶可操作權(quán)限，設(shè)置新的系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，以方便一切數(shù)據(jù)的存儲，將各種紙質(zhì)性質(zhì)指導(dǎo)書籍與實(shí)驗(yàn)教程等相關(guān)資料全部進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)化，上傳至云計算數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)方便用戶使用目的。

⑥裝載客戶端。在實(shí)驗(yàn)室所有的計算機(jī)安裝客戶登錄終端的軟件。如上述構(gòu)成圖的用戶1、用戶2等。用戶個人均有不同的賬戶名稱，不同的用戶就可以通過個人的賬戶進(jìn)行登錄，從而進(jìn)行多種實(shí)驗(yàn)操作。

3 云計算的優(yōu)點(diǎn)

3.1 大幅度降低實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的成本

云計算這一新型服務(wù)模式對用戶端無任何特殊要求，用戶只要在聯(lián)網(wǎng)的條件下，使用計算機(jī)，登錄當(dāng)?shù)赜嬎銠C(jī)的客戶端，就可以直接連接到“云端”。如此，用戶可以實(shí)現(xiàn)使用原實(shí)驗(yàn)室計算機(jī)所裝資源一樣，便捷的在云計算系統(tǒng)進(jìn)行下載各種所需軟硬件?！霸啤倍颂峁┑母鞣N資源均出自不同地方，所以用戶不需要自身進(jìn)行購買，就可以如臂指使地使用“云”端的各種資源。直接解決了實(shí)驗(yàn)室計算機(jī)軟硬件的更新?lián)Q代的問題，降低各高校在計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的成本。

3.2 降低實(shí)驗(yàn)室軟硬件維護(hù)的壓力

因用戶所使用的種種軟硬件均是由云端提供的，這種情況下計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室就不需要再次投入更多的人力物力財力對硬件進(jìn)行維護(hù)，從而在一定程度將對實(shí)驗(yàn)室軟硬件維護(hù)的壓力減輕些許。

3.3 數(shù)據(jù)的海量存儲化

云計算系統(tǒng)不需要占據(jù)本地計算機(jī)的任何內(nèi)存，因此，它能為用戶創(chuàng)造更為龐大的數(shù)據(jù)存儲空間，直接后果就是實(shí)驗(yàn)室不需要再為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲而憂愁。這樣在實(shí)驗(yàn)的整個過程中，隨時可以進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，作為實(shí)驗(yàn)主題的學(xué)生可以將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)隨時保存在“云端”，可以隨時繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而不會擔(dān)心數(shù)據(jù)的丟失。這將會極大地提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性、有效性、連續(xù)性，同時也為教師指導(dǎo)學(xué)生的試驗(yàn)成果提供了保障。

4 云計算的意義

云計算的應(yīng)用直接提高了人們的工作效率，降低了資源的損耗率。使得實(shí)驗(yàn)室的投入成本大幅降低，方便了教學(xué)的順利進(jìn)行，較好地解決當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室建設(shè)面臨的問題。

5 結(jié)束語

本文就當(dāng)前高校計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)仍然存在的不足，提出利用虛擬云計算這一新技術(shù)，建設(shè)云計算下的計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，主要是為了合理運(yùn)用計算機(jī)的新技術(shù)來提升資源的有效利用率。就云計算現(xiàn)在的優(yōu)勢而言，我們有理由相信未來云計算的前景是相當(dāng)廣闊的。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 王海軍，都基焱.基于云計算的作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理模式初探[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011（3）.endprint