高校計算機實驗室建設(shè)中應(yīng)用云桌面技術(shù)的價值

摘要：目前國內(nèi)許多高校計算機實驗室均配套了高性能計算機，為確保計算機實驗室相關(guān)功能發(fā)揮作用，需持續(xù)升級計算機軟硬件。同時，為實現(xiàn)降低計算機維護成本的目標，還應(yīng)該充分借助云桌面技術(shù)，集中整合優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源至云平臺，便于師生資源共享，提升學(xué)習(xí)效果，減少計算機實驗室維護成本。該文主要對云桌面技術(shù)的含義進行介紹，分析現(xiàn)階段高校計算機實驗室建設(shè)和管理現(xiàn)狀，并探討云桌面技術(shù)在其中的應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：計算機;實驗室;云桌面技術(shù)

中圖分類號：TP391? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）07-0098-02

現(xiàn)階段，各個高校對計算機公共課程及專業(yè)課實驗教學(xué)質(zhì)量提出了更高要求，計算機實驗教學(xué)需要越來越多的軟件和硬件，各種專業(yè)軟件對計算機性能要求也更嚴格[1]。計算機實驗室為滿足校內(nèi)計算機考試和教學(xué)任務(wù)，需要做到開放、共享。但是，目前許多高校計算機實驗室的建設(shè)和管理仍然存在一系列問題，例如維護費用高、管理難度大、使用周期短及資源共享困難等，已無法為高校計算機實驗教學(xué)提供良服務(wù)[2]。近年來，大多數(shù)高校逐漸落實信息化建設(shè)，眾多云計算平臺相繼建成，使其具備一定的云計算能力。通過云計算平臺的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上進行計算機實驗室的建設(shè)和管理，能夠解決傳統(tǒng)計算機實驗室存在的不足，確保完成計算機教學(xué)目標。為此，本文主要分析云桌面技術(shù)在高校計算機實驗室建設(shè)中的應(yīng)用價值。

1 云桌面技術(shù)介紹

1.1 云技術(shù)概念

目前，人們在處理工作時大量借助計算機軟件和硬件來提升工作效率。對于個人計算機用戶而言，除了購買基本的計算機硬件，有時還需要購買一些使用頻率較少的軟件，增加了多余的經(jīng)濟開銷。相較于購買軟件而言，通過租借的方式可以更好地滿足人們對計算機軟硬件的需求。在此背景下，隨著云技術(shù)概念出現(xiàn)，人們可以享受到計算、服務(wù)及應(yīng)用為一體的普通公共設(shè)施，共同使用計算機軟硬件，選擇合適的資源滿足自身所需。云計算的實質(zhì)主要基于傳統(tǒng)計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而形成，涵蓋分布式計算、并行計算以及網(wǎng)格計算等，其基礎(chǔ)為互聯(lián)網(wǎng)，將多個低成本計算機實體進行整合，最終形成一個具備極強計算能力的系統(tǒng)[3]。同時，依靠Iass、MSP、PaaS等領(lǐng)先的商業(yè)模式，將其輸送至眾多個人用戶終端。持續(xù)增加“云”的處理功能一直是網(wǎng)絡(luò)計算的中心思想，以此降低用戶終端所承受的負擔(dān)，將用戶終端變?yōu)楣δ芨鼮楹唵蔚脑O(shè)備[4]，并且可以按照其需求分享“云”的計算處理能力。

1.2 云桌面技術(shù)

云計算作為大型超級計算方法的一種，其特征為數(shù)據(jù)密集型，以數(shù)據(jù)為中心。在眾多方面擁有相應(yīng)的技術(shù)，例如數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)存儲、虛擬化技術(shù)等。其中云桌面技術(shù)就是基于虛擬化技術(shù)形成的一種應(yīng)用，云桌面技術(shù)是對傳統(tǒng)個人電腦的替代，通過精簡的客戶機結(jié)合服務(wù)器集群部署戰(zhàn)略，以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)，集中服務(wù)眾多應(yīng)用，根據(jù)需求交付，打通桌面和后臺工作系統(tǒng)連接訪問的壁壘，實現(xiàn)了應(yīng)用部署方式的重大革新[5]。云桌面計算機實驗室架構(gòu)如圖1所示。

2 高校計算機實驗室建設(shè)和管理現(xiàn)狀

2.1 使用成本高，使用壽命短

傳統(tǒng)的計算機實驗室建設(shè)過程中，需要大量資金用于購買計算機，導(dǎo)致建設(shè)成本偏高。而且計算機維護需要較多費用、消耗較多電量，極大增加了實驗室使用成本。同時，計算機使用壽命一般在八年左右，由于軟件更新速度較快，通常在使用幾年后，計算機的性能就無法滿足教學(xué)要求，造成資源浪費。

2.2 管理分散，維護難度大

傳統(tǒng)計算機實驗室中，實驗室管理者在更新軟件或者升級操作系統(tǒng)時需要批量操作，一般借助網(wǎng)絡(luò)同傳功能完成。但是這需要全部計算機處于相同的局域網(wǎng)，但由于每個實驗室在建設(shè)時間不同、計算機型號和性能存在差異、各自處在獨自的局域網(wǎng)，極大增加了管理者的工作量。計算機實驗室管理者呈分散管理形式，易出現(xiàn)工作失誤。

2.3 資源共享難度大

傳統(tǒng)的計算機實驗室通常根據(jù)不同專業(yè)設(shè)立相應(yīng)的實驗室，各個實驗室計算機的性能存在差異，配置軟件也不同，無法面向所有師生使用，難以實現(xiàn)資源共享。并且，實驗室一般僅在相應(yīng)時間段向師生提供服務(wù)，不能隨時完成遠程實驗，在一定程度上浪費了實驗室資源。

2.4 無法滿足個性化需求

作為公共資源的一部分，傳統(tǒng)的計算機實驗室為了保證安全，采取了硬盤保護技術(shù)，一旦重啟計算機，將恢復(fù)至原始狀態(tài)，因此不能滿足師生的個性化需求，更無法保存實驗結(jié)果。

3 云桌面計算機實驗室的優(yōu)勢

3.1 降低使用成本，增加使用壽命

在初期成本上，相同規(guī)模下云桌面計算機實驗室和傳統(tǒng)計算機實驗室基本一致。但是在后期運行和維護成本上，傳統(tǒng)計算機實驗室需要持續(xù)進行軟硬件更新、升級，相應(yīng)的費用較高。云桌面計算機實驗室在后期運行期間，通常僅需更新存儲、服務(wù)器等小部分資源，便可以保證云桌面的良好性能[6]。所以，云桌面技術(shù)可以更好地降低計算機實驗室使用成本。延長使用壽命。

3.2 集中管理，便于維護

通過網(wǎng)絡(luò)與中心機房連接是云桌面計算機實驗室主要運行方式。在同一虛擬桌面上運行并訪問，可以實現(xiàn)集中化管理多個實驗室。計算機實驗室管理者僅需要在瀏覽器上登入至云桌面系統(tǒng)，即能直接在系統(tǒng)中進行各種操作?；谠谱烂婕夹g(shù)，計算機實驗室系統(tǒng)可實現(xiàn)遠程訪問。相關(guān)操作數(shù)據(jù)并未在本地計算機系統(tǒng)中進行儲存，而是全部儲存于云計算系統(tǒng)中，使后期上機考試更為便捷，教師無須奔波于各個實驗室，在辦公室登入云桌面平臺就能實現(xiàn)資源的配置和設(shè)計切換[7]。管理者可以直接在云桌面制作相關(guān)考試模板，傳輸至云平臺后，各個實驗室直接通過網(wǎng)絡(luò)進行下載，還極大地減少了管理者的管理壓力，提高了工作效率。

3.3 開放資源，提高共享程度

針對不同用戶的個體化要求，云桌面技術(shù)可以創(chuàng)建眾多工作場景，形成特殊的云桌面應(yīng)用，以此滿足課程學(xué)習(xí)和考試要求，并且還可以滿足教師提高自身計算機能力的需求[8]。而對于計算機公共課程和專業(yè)課程而言，教學(xué)內(nèi)容存在較大差異，為了確保良好的教學(xué)質(zhì)量，教師可通過云桌面技術(shù)，選擇合適的工作場景，解決教學(xué)任務(wù)問題。一方面，多種多樣的工作場景不僅可以提升實驗室的使用效率，滿足眾多計算機考試的要求;另一方面，還能夠通過遠程訪問直接進行相應(yīng)考試。

3.4 滿足個性化需求

現(xiàn)階段的計算機教學(xué)，無論師生均有自身獨特需求。基于云桌面技術(shù)，師生可以擁有個人云桌面，可以直接經(jīng)網(wǎng)絡(luò)登錄、訪問和操作自己的云桌面[9]。結(jié)合自身教學(xué)及學(xué)習(xí)需求等，在云桌面創(chuàng)建出符合自身需求的實驗環(huán)境。同時，教師和學(xué)生還可以隨時完成相關(guān)實驗內(nèi)容。除此之外，云桌面技術(shù)為教師在家辦公提供了平臺，教師遠程登錄自己權(quán)限的云桌面，可以先備好教學(xué)資料和課件，上傳到云平臺并儲存[9]。在后續(xù)講解課件時，可以直接登錄云桌面使用相關(guān)課件。

4 高校計算機實驗室管理中應(yīng)用云桌面技術(shù)

4.1 收集終端地址，實現(xiàn)計算機實驗室統(tǒng)一化管理

計算機終端在高校的各個教學(xué)區(qū)域均有分布，同時計算機實驗室數(shù)量較多。為實現(xiàn)統(tǒng)一管理計算機實驗室，可以集中整理每個終端網(wǎng)卡的MAC地址，將其放置到管理終端中進行統(tǒng)一管理，有利于對終端的集中化管理。比如，現(xiàn)階段噢易教育桌面云（OS-Easy E-VDI）系統(tǒng)在許多高校計算機實驗室得到廣泛應(yīng)用，全部終端網(wǎng)卡MAC地址通過系統(tǒng)收集后進行儲存管理，從而實現(xiàn)計算機實驗室統(tǒng)一化管理。

4.2 構(gòu)建系統(tǒng)軟件云，增強機房響應(yīng)速度

計算機系統(tǒng)中，軟件是不可或缺的部分，而作為一種云端操作系統(tǒng)，計算機實驗室為了確保師生在操作系統(tǒng)時的平穩(wěn)、可靠，應(yīng)逐漸構(gòu)建起相應(yīng)的系統(tǒng)軟件云，充分利用其全面的管理功能，提高計算機實驗室管理水平，改善維護質(zhì)量。在功能方面，計算機系統(tǒng)和軟件服務(wù)云功能較為豐富，涵蓋應(yīng)用軟件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲等。借助相應(yīng)的軟件，系統(tǒng)能直接向每個實驗室終端服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)信息，并在服務(wù)器中以鏡像的形式進行信息儲存，根據(jù)計算機教學(xué)和考試需求的不同，管理者可以隨時操作鏡像數(shù)據(jù)來滿足要求。

4.3 建立硬盤模板庫，增強機房管理質(zhì)量

硬盤模板庫的功能主要是集中化管理。以虛擬磁盤為基礎(chǔ)，在服務(wù)器中構(gòu)建出了終端硬盤模板，能夠在遠程借助服務(wù)器實現(xiàn)各種處理操作。策略化管理模板，可以確保管理人員和使用人員使用磁盤資源，借助系統(tǒng)還原保護和隱藏策略等方式，確保終端安全。

4.4 創(chuàng)建云部署服務(wù)平臺，實現(xiàn)實驗室智能化管理

云部署服務(wù)平臺，以云桌面技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)終端要求的不同提供對應(yīng)信息資源，同時在計算機本地磁盤中存儲相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。除此之外，還能通過完全部署的形式，將數(shù)據(jù)經(jīng)過系統(tǒng)后臺傳輸至本地計算機，避免由于網(wǎng)絡(luò)異常造成終端無法使用的情況。通過構(gòu)建云部署服務(wù)平臺，一方面加快了部署速度，最大化利用計算機實驗室功能，另一方面便于靈活管理和機房維護，最終對計算機實驗室做到智能化管理。

5 計算機實驗室應(yīng)用云桌面技術(shù)的前景

高校計算機實驗室根據(jù)功能的不同可分為多種類型。例如公共類實驗室、圖形設(shè)計類實驗室、經(jīng)管類專業(yè)實驗室等。其中公共類實驗室主要是負責(zé)各種計算機課程教學(xué)、實驗以及上機考試等，服務(wù)的群體主要是學(xué)生。常見的包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、

軟件技術(shù)等計算機專業(yè)都需要使用公共類實驗室?，F(xiàn)階段在各個高校中，公共類計算機實驗室的分布最為廣泛，使用時間最長，對計算機配置的要求處于中等水平。通過應(yīng)用云桌面技術(shù)，可以在公共類實驗室中快速切換教學(xué)場景和部署課程場景，滿足公共類實驗室的不同教學(xué)要求。經(jīng)管類實驗室主要分為兩種，一種是財務(wù)金融軟件實驗室，包括稅務(wù)實務(wù)模擬軟件、金融ERP軟件系統(tǒng)等;另一種實驗室主要涵蓋了物流模擬、虛擬仿真等軟件。經(jīng)管類實驗室不僅需要滿足日常的教學(xué)要求和實驗，而且還需要進行部分財經(jīng)類考試，有時需要切換考試環(huán)境。通過應(yīng)用云桌面技術(shù)，可以快速實現(xiàn)教學(xué)軟件部署，進行高效的資源分配。按照實際需求的不同，切換各種虛擬桌面，具有較好的應(yīng)用前景。圖形設(shè)計類實驗室主要承擔(dān)了建筑設(shè)計、藝術(shù)傳媒、動畫制作等專業(yè)教學(xué)任務(wù)，由于此類專業(yè)主要偏向圖像設(shè)計和圖像渲染處理，對于處理器和顯卡的要求相對較高。通過應(yīng)用云桌面技術(shù)，能夠?qū)⒃品?wù)器中硬件資源向圖形設(shè)計類實驗室重點傾斜，保證教學(xué)過程中計算機的穩(wěn)定運行。相較于傳統(tǒng)購置高配置計算機的方式，應(yīng)用云桌面技術(shù)方式建設(shè)成本更低，具有良好的可行性。

6 結(jié)束語

綜上所述，在高校計算機實驗室的建設(shè)和管理中應(yīng)用云桌面技術(shù)價值明顯，尤其是在信息化技術(shù)不斷進步的今天，高校計算機實驗室在建設(shè)過程中，更應(yīng)該借助云桌面技術(shù)，全面開發(fā)云桌面技術(shù)的優(yōu)勢，促使高校計算機實驗室教學(xué)質(zhì)量不斷提升，為教學(xué)工作提供實質(zhì)性幫助。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】

收稿日期：2021-11-15

作者簡介：賴玉斯（1975—），女，廣東茂名人，本科，助理實驗師，主要研究方向：語言實驗室、計算機實驗室的建設(shè)規(guī)劃、實驗設(shè)備的管理維護等。