云計(jì)算技術(shù)在高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用研究

葉群輝

摘要：隨著高職院校的發(fā)展和教學(xué)改革不斷深化，構(gòu)建專業(yè)化、高效化、多樣化的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室越來越緊迫。研究發(fā)現(xiàn)，高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室普遍受到了資金、管理、資源等方面的制約。為提高高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)質(zhì)量，筆者創(chuàng)新性引入云計(jì)算技術(shù)，并就如何應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)探討。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；高職院校；計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室；教學(xué)研究

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）26-0022-02

現(xiàn)階段，信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)我們生活的影響越來越重要，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在高職院校教學(xué)中也得到廣泛應(yīng)用。云計(jì)算作為近年來研究提出的信息技術(shù)，受到了廣泛關(guān)注，云計(jì)算技術(shù)也逐步成為了未來信息技術(shù)發(fā)展的重要趨勢之一，對(duì)高等職業(yè)教育教學(xué)也必然產(chǎn)生深刻的影響，因此如何在高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建過程中引入云計(jì)算技術(shù)至關(guān)重要，云計(jì)算技術(shù)到底為何？當(dāng)前高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室普遍現(xiàn)狀以及如何應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)將是本文研究探討的重點(diǎn)。

1 云計(jì)算技術(shù)的概念及特點(diǎn)

1.1 云計(jì)算技術(shù)概念

云計(jì)算（Cloud Computing）是指基于互聯(lián)網(wǎng)向用戶提供更加便捷、更快速度、更加安全的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)模式。云計(jì)算技術(shù)是近年來研究提出的IT運(yùn)用模式，從實(shí)際應(yīng)用的角度來分析，可以認(rèn)為云計(jì)算技術(shù)是可以根據(jù)用戶需求通過互聯(lián)網(wǎng)以易擴(kuò)展的方式來提供所需的軟件、硬件以及各類資源，而其中能夠存儲(chǔ)和獲取資源的網(wǎng)絡(luò)稱其為“云”，而且在資源獲取和存儲(chǔ)的過程中，云中的資源是無線擴(kuò)展的，且不受時(shí)空的限制。而在網(wǎng)絡(luò)中分布大量的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和存儲(chǔ)設(shè)備，云計(jì)算技術(shù)能夠快速的連接起來形成一個(gè)資源網(wǎng)絡(luò)，云計(jì)算基于這樣的資源網(wǎng)絡(luò)能夠提供體驗(yàn)更好的計(jì)算和存儲(chǔ)服務(wù)。

1.2 云計(jì)算技術(shù)特點(diǎn)

1.2.1 規(guī)模龐大

本文所研究的“云”，實(shí)質(zhì)是數(shù)量龐大服務(wù)器組成的集合體，其中包含了軟件服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器以及計(jì)算服務(wù)器等，數(shù)據(jù)信息的變動(dòng)會(huì)及時(shí)同步在數(shù)據(jù)庫中，通過先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，能夠快速的檢索“云”中的資源，而其非常強(qiáng)悍的計(jì)算和存儲(chǔ)能力，能夠?yàn)橛脩籼峁└玫臄?shù)據(jù)使用體驗(yàn)。

1.2.2 虛擬化

云計(jì)算技術(shù)架構(gòu)下的計(jì)算、存儲(chǔ)等功能都是虛擬化的，用戶使用云計(jì)算技術(shù)如同使用實(shí)體計(jì)算機(jī)一般，云計(jì)算工作的過程也得到了簡化，極大提升了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。

1.2.3 易擴(kuò)展

云計(jì)算技術(shù)是基于服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)來為用戶提供存儲(chǔ)和計(jì)算的服務(wù)，其服務(wù)的規(guī)模是動(dòng)態(tài)伸縮的，能夠不受用戶數(shù)量的限制。在云計(jì)算技術(shù)的架構(gòu)體系中，可以隨時(shí)更新資源，處理能力也能不斷地進(jìn)行提升。若網(wǎng)絡(luò)上某節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題，該節(jié)點(diǎn)會(huì)立即停止工作，轉(zhuǎn)接到另一節(jié)點(diǎn)，擴(kuò)展性極強(qiáng)。

2 高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀

2.1 規(guī)模較小

在信息科技技術(shù)發(fā)展日新月異的背景下，高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模已經(jīng)有了較大的提升，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器設(shè)備越來越多，占地面積越來越大。但是在高等職業(yè)教育發(fā)展越來越好，各大高職院校擴(kuò)招的背景下，目前高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模與實(shí)際教學(xué)需求仍然存在一定的差距，很難完全滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)的需要，甚至存在部分高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室沒有空閑時(shí)間，即便在這樣的情況下，仍然滿足不了實(shí)踐教學(xué)的需求。

2.2 資金匱乏

一般而言，高職院校對(duì)于實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)投入是通過預(yù)算的，十分有限，而有限的資金很難及時(shí)更新計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的軟硬件。大多數(shù)高職院校中的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室投入使用時(shí)間超過3年后，硬件會(huì)頻繁出現(xiàn)故障，為確保實(shí)踐教學(xué)正常開展，學(xué)校必須要保證充足的資金。與此同時(shí)，高職院校也必須要根據(jù)實(shí)際課程教學(xué)內(nèi)容采購相應(yīng)的軟件，確保實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量，而這些都需要足夠的資金保障。

2.3 管理難度大且維護(hù)困難

如上文所述，計(jì)算機(jī)硬件投入時(shí)間超過一定的年限，就會(huì)頻繁的出現(xiàn)故障，而且軟件也需要不斷進(jìn)行更新?lián)Q代，作為計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理人員就必須要做好軟件升級(jí)、安裝以及硬件維修和更換工作。在開學(xué)之前根據(jù)教學(xué)內(nèi)容安排，提前安裝和升級(jí)相應(yīng)的軟件，并且確保計(jì)算機(jī)軟硬件運(yùn)行正常。為確保計(jì)算機(jī)使用環(huán)境安全，必須還要購買殺毒軟件，但是盡管如此，計(jì)算機(jī)中毒事件在實(shí)驗(yàn)室中仍然普遍發(fā)生，學(xué)生使用計(jì)算機(jī)經(jīng)常連接移動(dòng)設(shè)備，在管理上存在很大困難，且后期的維護(hù)很困難。

3 云計(jì)算技術(shù)在高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用

3.1 云計(jì)算的服務(wù)模式

基于云計(jì)算技術(shù)可提供三個(gè)層次的服務(wù)模式：

3.1.1 基礎(chǔ)設(shè)施（IaaS）

高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室可以通過互聯(lián)網(wǎng)完善計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施，也稱其為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)，通過建立在互聯(lián)網(wǎng)上的存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)庫功能屬于基礎(chǔ)設(shè)施的基本內(nèi)容。

3.1.2 云軟件平臺(tái)（PaaS）

在“云時(shí)代”，高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用云計(jì)算，服務(wù)器便成為了服務(wù)提供者，服務(wù)器平臺(tái)開發(fā)環(huán)境的功能成為了云軟件平臺(tái)。因此，所謂的云軟件平臺(tái)實(shí)質(zhì)上是指將軟件研發(fā)作為一項(xiàng)服務(wù)。

3.1.3 云服務(wù)軟件（SaaS）

所謂云服務(wù)軟件是指通過互聯(lián)網(wǎng)提供軟件的模式，供應(yīng)商將應(yīng)用軟件部署在服務(wù)器上，高職院校可以根據(jù)實(shí)際的教學(xué)安排訂購相應(yīng)的軟件，通過這樣的過程來實(shí)現(xiàn)服務(wù)，供應(yīng)商通過互聯(lián)網(wǎng)為高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室提供服務(wù)。高職院校無需重復(fù)購買軟件，直接可以向供應(yīng)商租用基于web的軟件，來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的日常運(yùn)轉(zhuǎn)，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室向供應(yīng)商訂購軟件，可減少實(shí)驗(yàn)室管理員維護(hù)軟件的工作，服務(wù)提供商全程提供維護(hù)軟件服務(wù)，供應(yīng)商在想客戶提供互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的同時(shí)，還能夠提供軟件離線操作和存儲(chǔ)服務(wù)，高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室可以不限時(shí)間的適應(yīng)所定購的軟件服務(wù)。

以上三種層級(jí)的服務(wù)提供模式，能夠基本上滿足目前高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行的各種需求。endprint

3.2 虛擬化的資源池

云計(jì)算系統(tǒng)中的物理資源包括PC機(jī)器、服務(wù)器、工作站、交換機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備和通訊線路等，以上物理資源可以充當(dāng)局域網(wǎng)中的設(shè)備，同樣也可以為高校之間設(shè)備共享的物理資源，甚至還可以將這些全部打包給供應(yīng)商進(jìn)行租賃，通過以上這些物理資源能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)資源的存儲(chǔ)和共享。

物理資源的組合連接，通過虛擬化技術(shù)能夠構(gòu)成虛擬資源池，對(duì)所有資源進(jìn)行組合分類，通類型的資源聚集在一起形成同構(gòu)虛擬資源池，能夠屏蔽物理資源的復(fù)雜性，便于在實(shí)際使用中更加便捷。通過將物理資源根據(jù)屬性組合成邏輯資源，打破了原有與位置和實(shí)物相互關(guān)聯(lián)的資源關(guān)系，能夠極大提升資源的使用率，后期的維護(hù)管理也會(huì)變得更加簡易。如一臺(tái)服務(wù)器可虛擬為若干個(gè)虛擬機(jī)，而每一臺(tái)虛擬機(jī)能夠獨(dú)立擁有虛擬配置資源，可以獨(dú)立安裝不同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，再分配給若干個(gè)用戶使用，這些虛擬化的資源池是云計(jì)算平臺(tái)運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)施。

3.3 云管理

云管理是基于云計(jì)算技術(shù)對(duì)整個(gè)運(yùn)行過程的管理，主要包括了數(shù)據(jù)管理、安全管理、資源管理和用戶管理。

云管理實(shí)現(xiàn)功能主要通過虛擬資源進(jìn)行管理，如對(duì)云資源進(jìn)行增加、刪除和修改等，以實(shí)現(xiàn)資源負(fù)載的均衡，進(jìn)而為上層應(yīng)用提供更加高效便捷的服務(wù)。云數(shù)據(jù)管理只要是對(duì)云平臺(tái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行保管和維護(hù)確保用戶數(shù)據(jù)安全和完整等。

3.4 云客戶端

通過云客戶端，能夠?yàn)橛脩籼峁┗谠朴?jì)算技術(shù)的統(tǒng)一接口規(guī)范。其主要的功能在于將云計(jì)算能力轉(zhuǎn)化為實(shí)際可以使用的標(biāo)準(zhǔn)化萬維網(wǎng)服務(wù)。通過任意云客戶端，使用瀏覽器即可獲取云中的資源，也可以根據(jù)實(shí)際的需求對(duì)云服務(wù)軟件平臺(tái)進(jìn)行個(gè)性化配置，一般來說，高職院校云客戶端可以安裝在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的終端計(jì)算機(jī)中，對(duì)硬件要求很低，這樣一來就可以節(jié)約成本的情況下，使用到云計(jì)算平臺(tái)的大量信息資源和計(jì)算能力。

高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室基于云計(jì)算技術(shù)的結(jié)構(gòu)圖如下所示。

4 云計(jì)算技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用中需要處理好的問題

4.1 基礎(chǔ)設(shè)施的問題

通過將云計(jì)算技術(shù)引入到高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，所有的操作都是通過互聯(lián)網(wǎng)來進(jìn)行傳輸和接受服務(wù)，而實(shí)現(xiàn)這一目的需要建立在良好的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)環(huán)境之上。為了縮小實(shí)際使用過程中的響應(yīng)時(shí)間，就必須要在前期投入資金改造現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)環(huán)境，如高速度大容量的存儲(chǔ)能力，性能優(yōu)越的服務(wù)器以及萬兆通行網(wǎng)絡(luò)等，都是需要不斷地完善。

4.2 管理人員的問題

高職院校在初期應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)時(shí)，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室必須要配備具有專業(yè)技術(shù)能力的管理人員，要能夠應(yīng)付云計(jì)算技術(shù)建設(shè)初期的每一項(xiàng)任務(wù)，同時(shí)還能夠根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)室的需求增加和完善相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施，能夠熟練的操作云計(jì)算技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用。配備具有較高專業(yè)能力的實(shí)驗(yàn)室管理人員對(duì)推動(dòng)云計(jì)算應(yīng)用影響十分明顯。因此，高職院校必須要重視到專業(yè)人才的引進(jìn)和培養(yǎng)，提高計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室整體投入教學(xué)的效果。

4.3 安全問題

在高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和使用都是存儲(chǔ)在云計(jì)算技術(shù)的數(shù)據(jù)中心庫，對(duì)于外來黑客入侵首先必然會(huì)攻擊數(shù)據(jù)中心庫，因此，高校要高度重視云計(jì)算技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的安全問題，尤其是在當(dāng)前大數(shù)據(jù)時(shí)代，信息數(shù)據(jù)的泄漏會(huì)給學(xué)校帶來巨大的損失，要確保數(shù)據(jù)不丟失的情況下，提高云的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存能力。

4.4 具體的工作問題

對(duì)于大多數(shù)高職院校來說，云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用仍然屬于新技術(shù)，處于起步探索階段，而各大高職院校對(duì)于云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用也越來越重視，伴隨著技術(shù)的不斷成熟，在高校的應(yīng)用也會(huì)越來越廣泛。因此，在云計(jì)算技術(shù)在高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用和改造工作順利進(jìn)行，并且真正起到實(shí)質(zhì)性效果，就需要在每項(xiàng)工作進(jìn)行規(guī)劃和分配，逐步建設(shè)，進(jìn)而促進(jìn)云計(jì)算技術(shù)更好地在高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用。

5 結(jié)束語

通過上文的研究探討，云計(jì)算技術(shù)作為很有發(fā)展前景的 IT應(yīng)用模式，具有廣泛發(fā)應(yīng)用前景，能夠徹底改變當(dāng)前高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀，提供理想的軟件和硬件環(huán)境，提高教學(xué)實(shí)效性，從長遠(yuǎn)考慮能夠節(jié)約計(jì)算機(jī)運(yùn)行維護(hù)成本，如何將云計(jì)算技術(shù)完美的應(yīng)用在高職院校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中是一個(gè)非常值得思考的問題，對(duì)未來高等職業(yè)教育信息化發(fā)展也會(huì)產(chǎn)生深刻的影響。

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