教学与教育信息化
信息与电脑China Computer & Communication2019年第11期
云计算环境下高校计算机实验室的建设研究
赖秀娴
（广东科学技术职业学院，广东 广州 5100）
摘 要：云计算作为现阶段计算机网络发展的一种新趋势，从本质上而言，是一种网络型服务模式，主要特点包含基础设施、平台和软件等三个方面的综合性内容，对解决当前高校计算机实验室中的一些问题具有十分积极的作用。基于云计算环境，简要分析了高校计算机实验室的构建现状，探讨了云计算技术在实验室中的应用优势，重点提出了一些建设策略，以期为相关人员提供一定参考。
关键词：云计算；高校；计算机实验室
中图分类号：G7；TP308 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2019）11-244-03
Research on the Construction of University Computer Laboratory in Cloud
Computing Environment
Lai Xiuxian
Abstract: Cloud computing, as a new trend of computer network development at present, is essentially a network-based service
(Guangdong Polytechnic of Science and Technology, Guangzhou Guangdong 5100, China)
mode. Its main characteristics include three aspects: infrastructure, platform and software. It plays a very positive role in solving some problems in computer laboratories in Colleges and universities. Based on the cloud computing environment, this paper briefly analyses reference for relevant personnel.
the current situation of the construction of computer laboratories in Colleges and universities, discusses the advantages of cloud computing technology in the application of laboratories, and puts forward some construction strategies, with a view to providing some
Key words: cloud computing; universities; computer laboratories
投入的维护费用越大，更新替换时也需花费大量资金。假设按5 000元1套，5年更换一次，也需投入大量资金，对每个学校而言都是一笔不菲的支出。1.2 维护量大
由于计算机使用频率高，出现故障的几率随之增加，因此大大增加了实验室维护人员的工作量[1]。例如软件方面的问题，无论是教学还是科研，都需要许多操作系统和应用软件，有的软件在Windows环境下运行，有的软件在Linux环境下运行。此候，维护人员需要安装各种不同的操作系统和软件。而软件安装过程中，经常出现一些死机、无法操作的问题，导致使整个计算机实验室瘫痪，造成比较严重的教学事故。1.3 重复建设现象严重
部分高校计算机实验室建设过程中，往往按照学院或者是专业开展相关工作，这时可能会存在多个校区建设等情况，
0 引言
现阶段，随着网络技术的不断发展，在一定程度上推动了我国高校信息化教学的快速进步，各个院校开展了和计算机有关的专业化课程，主要目的是培养综合性强、高素质的专业性计算机人才。但是，从现阶段的发展情况而言，我国高校计算机实验室在建设过程中还存在一些问题。对此，相关人员应在云计算的基础上，构建一个虚拟化实验室，实现实验室的虚拟化管理和应用。
1 高校计算机实验室的构建现状
1.1 设备多，资金投入量大
从相关数据中可以发现，我国开设计算机专业的高校中，学生人均计算机台数为0.8台。假设按照1 000人计算，需要800台计算机，还没有考虑公共课的情况。从整体应用期限来看，一般计算机的使用时间为5～8年，使用时间越长，
作者简介：赖秀娴(1981—)，女，广东梅州人，本科，实验师。研究方向：计算机科学与技术。
— 244 —
2019年第11期
信息与电脑China Computer & Communication教学与教育信息化
导致整个实验室无法实现资源共享。这种重复性建设过程中，无论是对人力还是对财力而言，都是一种不必要的浪费。
率，降低了维护难度。
服务器虚拟化技术的应用有两种表现形式，多对一、一对多。应用这种技术后，服务器的应用系统和硬件设备会相互分离，同时拥有多个操作系统的能力，且分散时的应用和服务会被集中有效管理。例如，某高校实验室构建中，应用VMware软件，将一套物理服务器虚拟成多个应用平台，满足了不同专业和不同课程学生的的实验需求，既保证了计算机教学质量，又降低了服务器建设成本。3.2 元管理层
云管理层中的功能包含云资源、云数据和云安全[6]。资源管理平台建设过程中，一般是增加、删除、维护虚拟资源层中的资源，优化和调度多个资源建设的负载，从而为上层建设提供一些更安全的服务。云数据管理一般是保管、维护用户和云平台中的数据，用于确保整个实验和软件数据的安全性。安全管理主要包含整个网络、数据和访问的安全化管理，需要用户确认身份后才具有相应的访问控制权。
高校可以按照具体需求和实际情况，选择采用基于和信VOI虚拟操作系统架构的云桌面管理系统，不仅可以实现服务端的远程OS接需交付，而且能实现基于客户端的本地缓存。如此，能充分利用终端本地资源处理计算工作，有助于支持各种计算机外设，极大拓展整体应用功能。此架构中，各个版本的操作系统和应用程序部署，一般在云服务器中实现，应用程序的安装和更新也在云服务中完成。此外，可以按照不同的机房，根据不同的需求，部署不同的软件。部署完成后，可使用客户机本地资源处理相应工作，如CAD和Photoshop等软件，降低对网络和服务器的依赖。云管理还能实现实验室终端电脑的集中化管理，可以构建一个智能化和自动化的实验管控平台。3.3 云计算实验室中心的搭建
云计算中心机房搭建中，可以选择采用Hadoop平台搭建。其主要是在服务器上安装Hadoop，部署基于M/S架构的HDFS集群，用于实现文件系统和数据间的交互工作。另外，需要使用云客户端，将其封装成Web Service服务，任何一个用户都可按照需求对SaaS平台进行个性化设计。高校计算机实验室中的建设模型，一般指云客户端利用浏览器和应用程序的接口，快速访问云中的资源。云客户端一般安装在实验室终端计算机中，对硬件要求不高，高校不为终端投入更多资金，也能使用云平台中的信息资源，如图1所示。
桌面云系统建立中，客户端能开始相应操作，让用户以最快的时间进入到数据中心。高校计算机实验室中，教师应结合学生的具体情况，考虑学生对系统的掌握程度，确保整个操作的便捷性。此外，通过云桌面系统，能够最短时间从硬件数据中找到和虚拟服务器相对应的磁盘，从而快速完成软件中的收集工作。
2 云计算技术在高校计算机实验室中的应用优势
2.1 低成本
云计算环境下构成“云”以后，客户端可以自动化形成“瘦客户机”模式[2]，这时不需要计算机中的应用程序也能工作。仅需要一个智能终端设备，加上一个显示器，便可以形成客户硬件，极大降低了组建成本。例如，传统实验室建设中，组建100台计算机时，需要一些高性能的主机，再配套100台显示器，需投入0.5×100=50万元。如果是基于云计算的实验室建设，仅需要一些高性能服务器、云终端设备，再配备100台显示器，需投入5×2＋0.1×100=20万元。两者相比，云计算下的实验室建设节省了一半以上的费用。2.2 减少维护量
对传统化的实验室工作人员维护情况而言，工作量较大，不仅要维护硬件方设备，而且要针对软件开展相应维护工作。不同学期，实验室中完成的教学任务具有一定差异性，且安装的系统和软件也存在一定差异，当工作内容增加时，维护任务更加繁重[3-4]。采用云计算建设实验室，硬件设备开始减少，集成度增加，故障几率降低，客户机不需安装软件，只需在云端就能开始相应的工作，满足不同客户端的基本需求。2.3 安全性能更高
由于所有的软件和数据都是在云端上进行，避免传统实验室中一台计算机出现病毒感染，导致多台甚至于整个实验室计算机感染的情况，避免整个实验室瘫痪。计算机中使用了多副本容错、计算机节点同构等方式，用于保障“云”中应用数据的可持续性。云计算实验室中，只需要网络就能完成相应实验，突破了时间和空间的，让学生在有网络、有智能手机的情况下就能进行实验，极大提高了整体教学效率，增强了学生的实践能力。
3 云计算环境下高校计算机实验室的建设模型
3.1 基础设施层
云计算的最终目的是服务于学生，为其提供一些高效、便捷的服务[5]。从云计算三种服务层次而言，按照实验室的基本特点开展相应构建工作。对基础设施层而言，包含两部分，物理资源和虚拟资源。物理资源主要指代储存器、通信线路等，这些资源一般通过网络连接的方式实现资源共享。高校计算机实验室建设过程中，可以是服务器、工作站，也可以是PC机和储存设备等。这些都是利用高校局域网内部的线管设备，结合物理设备，一起构成“云”。虚拟资源主要利用不同的技术，将资源构成相近的虚拟资源池，屏蔽物理资源中一些重复性资源转换，极大提高了整个资源的利用
— 245 —
教学与教育信息化
信息与电脑China Computer & Communication2019年第11期
应转变观念，走在时代前沿，充分挖掘云计算的功能，拓展其的应用领域。
参考文献
[1]夏春琴.基于云计算模式的高校机房实验室建设的应用研究[J].电子技术与软件工程,2014(19):206-207.
[2]王焱.移动云环境下高校计算机开放实验室建设研究[J].实验技术与管理,2016,33(5):245-247.
图1 云计算实验室
[3]陈伟,程家超,查道贵.云计算环境下的计算机实验室建设[J].宿州教育学院学报,2016,19(3):110-111.
[4]崔伟,王静,张熙.云桌面技术在保定高校计算机实验室建设和管理中的研究[J].科技展望,2016,26(32):127.
[5]陈钦荣.基于云计算的虚拟计算机实验室构建与研究[J].信息安全与技术,2015(1):50-53.
[6]梁浴文.高校计算机实验室云桌面平台的规划及构建[J].电脑知识与技术,2017,13(17):128-129.
4 结 语
云计算技术在高校计算机实验室中的应用，不仅方便整体管理，而且使设备维护工作变得更加简单，学生可以直观感受到这项技术带来的优势。由于这项技术的应用处于一个初始阶段，部分高校的网络设施基础不够完善，没有实现无线网络的全覆盖。这种情况下，高校中的相关人员
（上接第243页）
英语听说学习。第三，VR、AR主题教学。虚拟现实、增强现实融合虚拟世界、真实世界，具有实时三维、双向互动和沉浸式的特点，已成为教学发展和改革的新方向。由于学校资金有限，目前来说，AR、VR走进课堂难以实现的。外语学院可以与校外企业合作，分配英语师范生在企业学习，了解VR的操作原理，从听、说、读和写各方面提高学生的学习效率。
潜移默化培养英语师范生的数据素养。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.普通高中英语课程标准:实验 [M].北京:人民教育出版社,2003:78.
[2]王正青,张力文.大数据时代美国发展教师数据素养的基础与路径[J].教育文化论坛,2018,53(3):143.
[3]佚名.中小学教师信息技术应用能力标准(试行)[J].山西电教,2014(3):6-9.
[4]张长亮,王晨晓,李竟彤.大数据时代中美高校数据素养教育比较研究[J].情报理论与实践,2019(4):15.
[5]苏云凤.大数据背景下高中生物教师数据素养的培养研究[D].哈尔滨:哈尔滨师范大学,2018:68.
[6]何海地.大数据背景下大学图书馆开展数据素养教育的思考[J].现代情报,2015(9):130-134.
[7]张斌,刘智,孙建文.面向大数据的师范生数据素养课程体系构建研究[J].中国远程教育,2018(4):62-68,78.
6 结 语
随着信息时代的发展，以大数据为代表的信息技术正与教育行业深度融合，数据素养成为未来公民的基本素养，与英语能力同等重要。我国应加大对数据素养的重视，借鉴美国的教学和学习经验，让国识到数据的重要性，培养全民数据素养。教育部应将数据素养归为教师教育知识与能力的重要部分，同时，加强中小学生数据意识、数据分析能力的培养。根据学生的学习程度和能力水平，制定规范的大纲文件。地方院校应结合地方特色，创建良好的学校文化，将数据素养教育融入特色课程。此外，教师可以在各门课程中
— 246 —
