基于桌面云的高校公共實(shí)驗(yàn)室管理研究

摘? 要：在高校教育領(lǐng)域中，公共實(shí)驗(yàn)室是高校重要的教學(xué)資源。在實(shí)際的高校教學(xué)過程中，公共實(shí)驗(yàn)室不僅承擔(dān)著高校的實(shí)驗(yàn)課以及各種課程設(shè)計(jì)等教學(xué)內(nèi)容，在一些等級資格證書的考試和相關(guān)科研活動中也發(fā)揮著重要的作用，而且也是提供多種社會技術(shù)服務(wù)的場所。隨著社會經(jīng)濟(jì)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，為了應(yīng)對教學(xué)環(huán)境的改變，提高教學(xué)的水平，各大高校都建立了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室，為師生學(xué)習(xí)提供應(yīng)有的教學(xué)資源。實(shí)際上，在多數(shù)高校中，計(jì)算機(jī)公共實(shí)驗(yàn)室的建立都是以PC機(jī)為基礎(chǔ)的，對于實(shí)驗(yàn)室的管理和維護(hù)，管理人員就會面臨許多的問題，云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)，使得使用桌面云技術(shù)來解決實(shí)驗(yàn)室管理上的一些問題成為研究的重點(diǎn)，目的也在于減少計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理的復(fù)雜性，提高教學(xué)資源的使用效率。

關(guān)鍵詞：桌面云技術(shù);計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室;實(shí)驗(yàn)室管理

中圖分類號：TP308? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）07-0182-03

Abstract：Public laboratory of colleges and universities as an important part of the teaching resources of colleges and universities，the colleges and universities not only bear the itself of the experiment，curriculum design，graduation design，the level exam and extracurricular scientific research activities，but also provide a wide range of social services. Along with the social economy and the rapid development of computer technology，in order to cope with the change of teaching environment，improve the teaching level，various universities have established the related laboratory，proper teaching resources for teachers and students learn. Actually in most colleges and universities，the establishment of the public computer lab is based on PC，for laboratory management and maintenance management will be faced with many problems，the emergence of cloud computing technology，make use desktop cloud technology to solve some problems on the laboratory management become the research focus，the purpose is to reduce the complexity of computer laboratory construction and management，improve the efficiency of the use of teaching resources.

Keywords：desktop cloud;computer laboratory;laboratory management

0? 引? 言

在目前的高等教育中，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是比較重要的一部分。隨著科技的不斷進(jìn)步，在高校的高等教育體系里，教學(xué)過程中對計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和使用，不僅代表著高校教學(xué)水平在不斷地提高，還體現(xiàn)了高校豐富的教學(xué)資源。對于擁有實(shí)驗(yàn)室的各個(gè)高校來說，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有著眾多的計(jì)算機(jī)設(shè)備，機(jī)型的不同所需要的軟件也不同，使得其配置起來也變得復(fù)雜。由于現(xiàn)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室存在著許多問題，在實(shí)驗(yàn)室的管理上沒有較為先進(jìn)的管理模式，相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員配備不足，當(dāng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室因?yàn)橐恍┰蚨l(fā)生故障時(shí)，因?yàn)槿狈ο鄳?yīng)的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的維修工作不到位，不能夠及時(shí)解決問題，計(jì)算機(jī)軟硬件得不到定期的更新?lián)Q代，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室管理效率不高。以網(wǎng)絡(luò)為載體的云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)，能夠把多個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)體組合成一個(gè)強(qiáng)大的計(jì)算系統(tǒng)，使得用戶終端成為一個(gè)簡單的輸入、輸出設(shè)備。桌面云可以通過與網(wǎng)絡(luò)相連的相關(guān)設(shè)備去訪問跨平臺的應(yīng)用程序，通過桌面云技術(shù)把各種教學(xué)資源放到云平臺上，師生就可以通過多種終端設(shè)備訪問云端資源，也可以更好地去管理實(shí)驗(yàn)室。

1? 關(guān)于桌面云技術(shù)的相關(guān)概述

云計(jì)算可以說是現(xiàn)代科技領(lǐng)域里比較有代表性的技術(shù)，作為一種全新的計(jì)算平臺，其在社會中的應(yīng)用越來越廣泛，給人們的生活帶來了極大地方便。云計(jì)算的概念可以理解為“互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方法，共享軟件和硬件，信息可以由計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備提供?！弊烂嬖萍夹g(shù)其實(shí)就是云計(jì)算的一種，后臺服務(wù)器進(jìn)行計(jì)算功能是桌面云技術(shù)的核心，應(yīng)用計(jì)算不再依靠本地服務(wù)。

桌面云技術(shù)是基于服務(wù)器的一種計(jì)算模型，在瘦客戶端模型的傳統(tǒng)功能下，相關(guān)人員可以在數(shù)據(jù)中心把所有桌面虛擬機(jī)進(jìn)行收集管理，以及滿足用戶使用計(jì)算機(jī)的需求。桌面云技術(shù)基于服務(wù)器端的數(shù)據(jù)中心，利用分布式云計(jì)算技術(shù)，能夠?qū)⑾嚓P(guān)的用戶數(shù)據(jù)、程序以及操作系統(tǒng)集中起來，從而對桌面進(jìn)行有效的管理，而計(jì)算機(jī)程序操作和程序運(yùn)行不再相互聯(lián)系。

2? 對于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室在管理方面存在的困難分析

科技的發(fā)展帶動著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要依靠計(jì)算機(jī)這個(gè)平臺來實(shí)現(xiàn)，目前社會中各個(gè)行業(yè)越來越依賴計(jì)算機(jī)進(jìn)行辦公、生產(chǎn)等。高校師生開展實(shí)驗(yàn)的主要地方也是在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)數(shù)量多，又因?yàn)閷?shí)驗(yàn)不同所需要的軟件也多樣化，從而使得計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理人員的工作變得繁雜。

（1）由于實(shí)驗(yàn)的多樣性，計(jì)算機(jī)需要不同的硬件來提供服務(wù)，硬件的多樣化導(dǎo)致桌面標(biāo)準(zhǔn)化很難實(shí)現(xiàn)，無論是管理起來還是出現(xiàn)問題時(shí)進(jìn)行維修都不太方便。在實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)本地鏈接上有多個(gè)外接設(shè)備的端口，比如USB口、串口以及并口等，在平常的使用過程中，管理人員在面對非法設(shè)備的入侵時(shí)，沒有可靠的技術(shù)手段來有效阻止其入侵，一旦非法設(shè)備帶有病毒，就容易導(dǎo)致計(jì)算機(jī)被感染，相關(guān)數(shù)據(jù)就容易被竊取[1]。

（2）同一個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室可能會有多個(gè)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)課程需要用到，在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，同一臺電腦安裝的軟件會有很多，軟件在開啟過程中就容易導(dǎo)致計(jì)算機(jī)啟動速度變慢，使得計(jì)算機(jī)容易出現(xiàn)應(yīng)用程序無法正常使用的情況。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室作為高校里的公共教學(xué)資源，全校師生是共同使用的，每個(gè)學(xué)生在使用的過程中由于自身技術(shù)水平的限制，會造成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵文件的損壞，雖然有時(shí)候是無意造成的，但這會對實(shí)驗(yàn)室的管理帶來一定的麻煩。

（3）由于每臺電腦都是獨(dú)立的模塊，如果計(jì)算機(jī)遇到故障后需要進(jìn)行恢復(fù)，或者計(jì)算機(jī)需要對軟件和操作系統(tǒng)進(jìn)行更新，都需要管理人員在每一臺計(jì)算機(jī)上進(jìn)行操作，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力又影響工作的效率。

（4）高校在教學(xué)資源預(yù)算上會有一個(gè)長遠(yuǎn)的考慮，在購置計(jì)算機(jī)相關(guān)設(shè)備時(shí)，計(jì)算機(jī)的工作壽命和可持續(xù)利用性都會被考慮到，從而在購買時(shí)會考慮價(jià)格較高的計(jì)算機(jī)，質(zhì)量上有保證，但同時(shí)質(zhì)量高的計(jì)算機(jī)的使用率不高，又會導(dǎo)致一定程度上的浪費(fèi)。而且對于高校具有的規(guī)模較大的實(shí)驗(yàn)室來說，其計(jì)算機(jī)一年的耗電量是非常驚人的，這對于提倡的綠色環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

（5）對于部分高校來說，在實(shí)驗(yàn)室日常管理的過程中，專業(yè)技術(shù)人員有限，不能夠滿足計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的日常維護(hù)工作，一旦計(jì)算機(jī)大規(guī)模出現(xiàn)故障時(shí)，無法對計(jì)算機(jī)進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)，從而無法保證計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的正常使用。

3? 桌面云技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室管理上應(yīng)用的優(yōu)勢分析

社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得高校的建設(shè)都在朝著數(shù)字化、信息化方向發(fā)展，在構(gòu)建教育服務(wù)體系的過程中，教學(xué)資源的共享成為了一個(gè)重要的趨勢。桌面云技術(shù)的出現(xiàn)，對于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理效率以及計(jì)算機(jī)維護(hù)工作質(zhì)量的提升有很大的促進(jìn)作用。

（1）使用桌面云技術(shù)可以節(jié)省采購的成本。一般來說計(jì)算機(jī)的使用壽命最多能達(dá)到5年，而云終端的使用壽命可以持續(xù)10年左右，桌面云技術(shù)的虛擬化軟件更是可以永久的使用。即使要對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行更新，也不需要對于云終端進(jìn)行更換[2]。

（2）桌面云技術(shù)的應(yīng)用可以有效地減少維修時(shí)花費(fèi)的成本。在桌面云技術(shù)的支持下，計(jì)算機(jī)相關(guān)的數(shù)據(jù)處理等問題都不需用戶再去考慮，有關(guān)數(shù)據(jù)的問題服務(wù)器管理部門或者管理員會進(jìn)行完成，如果有人想要通過USB下載拷貝數(shù)據(jù)，需要經(jīng)過相應(yīng)的授權(quán)才可以完成。

（3）云終端比傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)消費(fèi)能耗更低，能夠可持續(xù)的節(jié)能，從而降低成本。與傳統(tǒng)的PC機(jī)相比較，利用云終端和服務(wù)器相結(jié)合能夠節(jié)約能耗，大幅度減少高校在用電上面的花費(fèi)，而且也更加的綠色環(huán)保[3]。

（4）使用桌面云技術(shù)可以大大地提高管理實(shí)驗(yàn)室的效率。桌面云技術(shù)可以把所有的資源統(tǒng)一組織管理在一起，當(dāng)用戶需要某方面的相關(guān)資源時(shí)，對于資源池里的資源，桌面云技術(shù)利用相應(yīng)功能可以靈活的調(diào)配，使得資源得到有效利用。

4? 桌面云技術(shù)運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)室管理的思路分析

云計(jì)算技術(shù)作為一種新興的先進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，它的后臺服務(wù)器可以承擔(dān)計(jì)算功能，其是一種基于服務(wù)器的瘦客戶端計(jì)算模型[4]。桌面云技術(shù)的架構(gòu)有客戶終端和服務(wù)器端，在客戶終端，用戶通過利用相應(yīng)操作系統(tǒng)，可以訪問位于云服務(wù)器端的虛擬桌面。服務(wù)器端承擔(dān)著系統(tǒng)的運(yùn)行、應(yīng)用軟件的過程以及數(shù)據(jù)存儲任務(wù)，通過相應(yīng)的技術(shù)將管理功能以虛擬化的形式實(shí)現(xiàn)，并能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行改變以滿足用戶的需求。

桌面云技術(shù)解放了管理人員的雙手，管理人員不需要對每一臺計(jì)算機(jī)進(jìn)行分別管理，節(jié)省了時(shí)間也減少了人力物力。由于客戶端的計(jì)算功能都移交給了后臺服務(wù)器，所以計(jì)算機(jī)反應(yīng)速度加快，用戶使用體驗(yàn)感變好。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室桌面虛擬化功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

5? 桌面云技術(shù)應(yīng)用到高校實(shí)驗(yàn)室管理的實(shí)施方法探究

通過分析該平臺的相關(guān)架構(gòu)，從實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況出發(fā)，我們能夠設(shè)計(jì)一個(gè)以云計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)的桌面云實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)，結(jié)合云計(jì)算的基礎(chǔ)架構(gòu)和DCLMS的設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)。基于云計(jì)算平臺的DCLMS架構(gòu)如圖2所示。

（1）在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，云計(jì)算可以分為IaaS（基礎(chǔ)設(shè)置級服務(wù)）、PaaS（平臺級服務(wù)）以及SaaS（軟件級服務(wù)）三個(gè)層次。IaaS（基礎(chǔ)設(shè)置級服務(wù)）作為最底層，包含訪問控制組件和硬件虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施;PaaS（平臺級服務(wù)）處在中層位置，提供平臺級服務(wù);SaaS（軟件級服務(wù)）為最上層，為用戶主要提供人員管理、統(tǒng)計(jì)分析和報(bào)表管理、業(yè)務(wù)相關(guān)流程管理等服務(wù)[5]。

（2）用戶使用PC機(jī)和相應(yīng)終端，通過瀏覽器就可以操作運(yùn)行相關(guān)設(shè)備，對于用戶的數(shù)據(jù)安全保護(hù)，就需要進(jìn)行相關(guān)的認(rèn)證工作，需要安裝相應(yīng)的安全認(rèn)證軟件，這樣在給用戶提供服務(wù)的時(shí)候就可以防止數(shù)據(jù)的泄露以及病毒威脅的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）應(yīng)用虛擬化管理、桌面虛擬化管理和資源管理是DCLMS的三個(gè)部分。對于應(yīng)用虛擬化管理，其相應(yīng)的虛擬化軟件可以把虛擬桌面相應(yīng)的服務(wù)器分別組成集群，從而有利于在虛擬機(jī)上進(jìn)一步操作。將應(yīng)用集中到后臺服務(wù)器端，由后臺服務(wù)器進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，云端服務(wù)器根據(jù)用戶的需求合理調(diào)配資源，用戶可以方便的使用到相關(guān)資源。

（4）桌面虛擬化管理是指利用虛擬桌面管理軟件管理桌面，使桌面投送具有高性能、可靠性。將應(yīng)用集中到資源池中進(jìn)行統(tǒng)一管理，在一臺服務(wù)器上安裝虛擬化軟件，用戶在使用資源時(shí)，虛擬機(jī)能夠快速的反應(yīng)并調(diào)取到虛擬桌面上。

（5）對于資源管理這一方面，在主存儲器上，儲存了虛擬桌面的系統(tǒng)、數(shù)據(jù)和管理空間等資源。在使用桌面云系統(tǒng)時(shí)可以調(diào)用這一類資源，對資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，保證資源的安全性和有效性。

6? 結(jié)? 論

桌面云技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有很多，與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)主機(jī)進(jìn)行比較，其云端包含進(jìn)行計(jì)算、儲存的資源，形成一個(gè)云資源池，當(dāng)用戶需要使用的時(shí)候，就可以通過瘦客戶端或者聯(lián)網(wǎng)的其他設(shè)備遠(yuǎn)程接入資源池，在虛擬桌面上進(jìn)行使用。云計(jì)算軟件提供的虛擬化的運(yùn)行環(huán)境能夠幫助管理人員省去很大的麻煩，而且還能夠提高資源的利用率，降低實(shí)驗(yàn)的成本。桌面虛擬化平臺能夠有效地解決以往實(shí)驗(yàn)室管理過程中難以解決的一些問題，有效降低管理人員的工作量，降低計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和運(yùn)維成本，對于高校公共實(shí)驗(yàn)室管理工作的更好進(jìn)行奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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作者簡介：陳澤恩（1976.10-），男，漢族，廣東惠東人，高級實(shí)驗(yàn)師，電子科技大學(xué)碩士，主要研究方向：計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、教育技術(shù)、實(shí)驗(yàn)室管理。