云計(jì)算技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用

李從明

（江蘇城市職業(yè)學(xué)院，江蘇南京210013）

云計(jì)算技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用

李從明

（江蘇城市職業(yè)學(xué)院，江蘇南京210013）

現(xiàn)階段我國(guó)信息技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到了飛速發(fā)展的階段，而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也已經(jīng)在高校教學(xué)工作中得到了普遍的應(yīng)用。作為這幾年來(lái)才剛剛誕生的信息理念，云計(jì)算技術(shù)是現(xiàn)階段最新提出的IT運(yùn)用模式，并且云計(jì)算技術(shù)也已經(jīng)成為了未來(lái)信息技術(shù)的重要發(fā)展趨勢(shì)，其對(duì)高校各類專業(yè)的教學(xué)也必將產(chǎn)生深刻的影響。因此，在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)是非常重要并且必要的。本文對(duì)云計(jì)算技術(shù)的概念及特點(diǎn)、高校計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀、云計(jì)算技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用極其必要性以及云計(jì)算技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用中的問(wèn)題這四個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討，詳細(xì)地論述了云計(jì)算技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用情況。

高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室；云計(jì)算技術(shù)；應(yīng)用分析

一、云計(jì)算技術(shù)的概念及特點(diǎn)

所謂的云計(jì)算技術(shù)就是指基于互聯(lián)網(wǎng)的并且是面向用戶提供更加快速、安全同時(shí)也是更加易于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的服務(wù)模式。作為一種新型的IT技術(shù)的使用模式，云計(jì)算技術(shù)是以并行計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算以及分布式計(jì)算為基礎(chǔ)逐步地發(fā)展起來(lái)的。我們也通常認(rèn)為，云計(jì)算技術(shù)實(shí)際上就是根據(jù)用戶的需求通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以易擴(kuò)展的方式來(lái)獲得用戶實(shí)際需要的軟件、硬件以及平臺(tái)的各類資源和服務(wù)，而我們把能夠提供資源的網(wǎng)絡(luò)就叫做云，使用資源的用戶通常都會(huì)認(rèn)為云中的資源是可以無(wú)限擴(kuò)展的，并且在任何時(shí)間都是可以獲取的。在網(wǎng)絡(luò)中分布著大量的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及存儲(chǔ)設(shè)備，云計(jì)算技術(shù)就能將它們很好地聯(lián)系集中起來(lái)形成一個(gè)虛擬的資源庫(kù)。這樣通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，云計(jì)算技術(shù)就可以為用戶提供高質(zhì)量的計(jì)算和存儲(chǔ)服務(wù)了。

通常情況下，我們將云計(jì)算技術(shù)的特點(diǎn)歸納如下：

（1）規(guī)模較大?！霸啤睂?shí)際上就是由網(wǎng)絡(luò)上數(shù)量眾多的服務(wù)器所形成的一個(gè)龐大的服務(wù)器群，其主要包括了軟件服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器以及計(jì)算服務(wù)器等，群組中的計(jì)算機(jī)會(huì)及時(shí)地更新數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息數(shù)據(jù)。借助于較為先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，“云”可以快速地搜索數(shù)據(jù)庫(kù)中的各類資源，并且為用戶提供準(zhǔn)確并且詳細(xì)的數(shù)據(jù)和結(jié)果?！霸啤本哂蟹浅?qiáng)的存儲(chǔ)和計(jì)算能力，能夠輕松地完成海量存儲(chǔ)和計(jì)算等工作。（2）虛擬化。云計(jì)算技術(shù)中的操作平臺(tái)以及安全、計(jì)算和存儲(chǔ)等方面的內(nèi)容都是虛擬化的，用戶通過(guò)云計(jì)算技術(shù)使用網(wǎng)絡(luò)上的資源時(shí)就好像使用自己的本地計(jì)算機(jī)一樣，對(duì)于“云”提供服務(wù)的整個(gè)過(guò)程用戶也是不需要知道的。這種虛擬化的技術(shù)大大地提升了網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率。（3）易擴(kuò)展。云計(jì)算技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向用戶提供存儲(chǔ)和計(jì)算的服務(wù)，它的服務(wù)規(guī)模是可以動(dòng)態(tài)伸縮的，這樣才能與用戶規(guī)模的不斷增長(zhǎng)相適應(yīng)。在云計(jì)算技術(shù)的架構(gòu)體系內(nèi)，在現(xiàn)有的資源庫(kù)中使用云計(jì)算技術(shù)可以實(shí)時(shí)地加入新的資源，其處理能力會(huì)得到很大的提升。如果網(wǎng)絡(luò)上某一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了問(wèn)題，那么“云”就會(huì)立即停用這個(gè)節(jié)點(diǎn)，將任務(wù)轉(zhuǎn)交給別的節(jié)點(diǎn)，當(dāng)問(wèn)題解決后，其便會(huì)將該節(jié)點(diǎn)恢復(fù)。（4）可定制性。云計(jì)算技術(shù)可以根據(jù)用戶自身的需求進(jìn)行定制和購(gòu)買，用戶可以定制自己所需要的服務(wù)、資源以及應(yīng)用，云計(jì)算技術(shù)就會(huì)做出相應(yīng)的部署，因而用戶就可以得到自己所需要的各種類型的服務(wù)。除此之外，云計(jì)算技術(shù)在成本以及安全性等方面也是有著一定優(yōu)勢(shì)的。

二、高校計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀1.規(guī)模有限

在我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的大背景下，高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模已經(jīng)有了明顯的增大的趨勢(shì)，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的機(jī)器設(shè)備數(shù)越來(lái)越多，實(shí)驗(yàn)室占地面積都越來(lái)越大。然而在各大高校擴(kuò)招的影響下，學(xué)生數(shù)量的增加幅度顯然是更大的，因此高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室仍然是不能滿足教學(xué)實(shí)踐的需要，有的學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室?guī)缀跏菦]有空閑的時(shí)間，即使在這種情況下，仍有不少班級(jí)的實(shí)驗(yàn)課是無(wú)法安排。

2.資金匱乏

通常情況下，一所高校對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)費(fèi)投入都是有限的，而這種投入資金匱乏直接導(dǎo)致了高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室存在著軟硬件更新速度較慢的問(wèn)題。高校實(shí)驗(yàn)室中的計(jì)算機(jī)使用了3-5年時(shí)，硬件設(shè)備往往都易出現(xiàn)故障。為了保證實(shí)踐教學(xué)的正常進(jìn)行，學(xué)校必須投入一定的資金對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行更新和維護(hù)。如果要建設(shè)新的實(shí)驗(yàn)室，那么就投入更多的資金。此外，學(xué)校也必須根據(jù)實(shí)驗(yàn)課程采購(gòu)相應(yīng)的軟件，這樣才能充分保證實(shí)驗(yàn)課的質(zhì)量，這些都會(huì)產(chǎn)生一定的費(fèi)用。而學(xué)校往往在這方面投入的資金是有限的。

3.資源的利用率較低

現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)的普及程度是很高的，通常高校中各專業(yè)都有各自的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。而專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn)大大改善了教師的授課條件，同時(shí)也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。然而，專業(yè)實(shí)驗(yàn)室往往又都是針對(duì)某一類專業(yè)或是具體的領(lǐng)域，那么這類實(shí)驗(yàn)室的利用效率就很低，并且一些熱門的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室還往往會(huì)出現(xiàn)不夠用的情況。

4.管理難度大，并且維護(hù)困難

由于計(jì)算機(jī)硬件都有使用壽命，并且軟件也需要不斷地更新?lián)Q代，那么實(shí)驗(yàn)室的管理人員就必須做好軟件的升級(jí)、安裝工作以及硬件的維修、更換工作。在學(xué)期開學(xué)之前，實(shí)驗(yàn)員應(yīng)根據(jù)教師的具體課程安排來(lái)升級(jí)并安裝相應(yīng)的軟件，并且要保證計(jì)算機(jī)中的軟硬件都能夠正常運(yùn)行。而為了做好計(jì)算機(jī)的防毒工作，學(xué)校還必須去購(gòu)買一些殺毒軟件，即便如此，計(jì)算機(jī)中毒的問(wèn)題還是經(jīng)常發(fā)生，因此，學(xué)校通常都不允許學(xué)生將移動(dòng)設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)上，學(xué)生只可以將實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容上傳到服務(wù)器或是保存到硬盤中，從而保證計(jì)算機(jī)的安全性。

三、云計(jì)算技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用及其必要性

高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室要想有效地應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)的這一新型的服務(wù)模式，通常我們都應(yīng)結(jié)合學(xué)校教學(xué)的具體特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)層次式結(jié)構(gòu)的云計(jì)算技術(shù)系統(tǒng)，并且應(yīng)按照以下步驟去建設(shè)云計(jì)算技術(shù)系統(tǒng)：（1）云客戶端。云客戶端可以提供統(tǒng)一并且較為規(guī)范的接口給所有的用戶，而其中最常見的接入形式就是網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，教師和學(xué)生等用戶可以快捷地訪問(wèn)和查詢“云”中的各類資源。學(xué)校每一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)終端上都自帶瀏覽器，由于其對(duì)系統(tǒng)的硬件沒有太高的要求，所以高校在不需要投入過(guò)多資金的情況下就可以實(shí)現(xiàn)海量資源的訪問(wèn)。此外還有一些其他的接入方式，比如無(wú)線接入等。（2）云管理端。在云管理端中又分別包括了云資源管理、云數(shù)據(jù)管理、負(fù)載均衡管理以及云平臺(tái)安全管理等部分，它們都有著各自的作用。（3）虛擬資源層。虛擬化的技術(shù)能夠?qū)⑽锢碣Y源轉(zhuǎn)化成邏輯資源，很好地屏蔽掉了物理資源的復(fù)雜性，并呈現(xiàn)給客戶端簡(jiǎn)單的邏輯形態(tài)。（4）物力資源層。這一層中主要包括了服務(wù)器、工作站以及PC機(jī)等物理計(jì)算機(jī)，同時(shí)也包括了網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備等，這些設(shè)備是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)全部連接起來(lái)的。

1.資源平臺(tái)能夠得到統(tǒng)一

現(xiàn)階段在高校校園中網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)的分布通常都較為分散，行政管理以及課程資源各成一體，那么教師和學(xué)生在使用這些信息平臺(tái)和課程資源時(shí)就會(huì)產(chǎn)生很多的不便。如果通過(guò)云計(jì)算技術(shù)將各類信息平臺(tái)和課程資源進(jìn)行整合，借助使用統(tǒng)一的云平臺(tái)，教師和學(xué)生就可以訪問(wèn)各類校園資源，大大提高了使用的方便性。而不同的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)實(shí)際的運(yùn)行環(huán)境對(duì)這一平臺(tái)都不會(huì)產(chǎn)生兼容性的問(wèn)題。在建設(shè)課程網(wǎng)絡(luò)資源時(shí)，也不會(huì)再出現(xiàn)重復(fù)購(gòu)買軟件的問(wèn)題。只要教師學(xué)生有需求，那么在校園云平臺(tái)中就可以獲得其所需要的資源。

2.大大地提升了教學(xué)效率

在普通的高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室上課時(shí)，為了保證每一個(gè)學(xué)生都能認(rèn)真聽講和操作，教師就必須隨時(shí)走動(dòng)，對(duì)于學(xué)生在實(shí)際操作計(jì)算機(jī)過(guò)程中所出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)地給出幫助，而如果在同一時(shí)間內(nèi)有很多學(xué)生提出了問(wèn)題，那么教師通常都是無(wú)法同時(shí)回答的。如果能夠應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)，在學(xué)生操作計(jì)算機(jī)過(guò)程中出現(xiàn)了問(wèn)題時(shí)，他們就可以直接在線向教師進(jìn)行詢問(wèn)，并且即使在同一時(shí)間有多個(gè)學(xué)生向教師進(jìn)行提問(wèn)，教師也可以在線同時(shí)回答這些問(wèn)題，并且還可以通過(guò)云平臺(tái)直接將這些問(wèn)題的答案告訴給學(xué)生。學(xué)生們及時(shí)地得到了教師的回答，加深了他們對(duì)這些問(wèn)題的印象，大大提升了實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)效率。

3.實(shí)現(xiàn)了綠色校園

如果能夠在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中合理地應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)，那么計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的占地面積就會(huì)大大地減少，只需要很少的占地面積來(lái)安置云接入設(shè)備以及管理設(shè)備就可以了，用戶終端也可以隨身攜帶。教師和學(xué)生可以通過(guò)手機(jī)以及筆記本等終端隨時(shí)隨地地接入網(wǎng)絡(luò)并查閱其所需要的教學(xué)資源，就算是在教室也可以輕松地完成上機(jī)課程中的所有實(shí)驗(yàn)，學(xué)校就不需要再耗費(fèi)巨大的財(cái)力和物力去建立相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室，響應(yīng)了國(guó)家節(jié)能減排的戰(zhàn)略思想，真正地做到了綠色校園。

4.降低了資金投入

高校在建設(shè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，主要的資金投入都是在采購(gòu)硬件設(shè)備方面，如果將計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中接入云計(jì)算技術(shù)的平臺(tái)，因?yàn)閷?duì)接入平臺(tái)的硬件設(shè)備的要求不高，所以學(xué)校就不需要因?yàn)樵O(shè)備老化升級(jí)而進(jìn)行二次資金的投入，大大減少了資金的投入。通過(guò)高校的云計(jì)算技術(shù)平臺(tái)，用戶可以使用豐富的硬件和軟件資源，并且可以進(jìn)行海量的數(shù)據(jù)運(yùn)算，學(xué)校只要購(gòu)買少量的云接入設(shè)備和管理終端，不再需要購(gòu)買本地的服務(wù)器，這大大降低了基礎(chǔ)設(shè)施的購(gòu)置成本。同時(shí)，云計(jì)算技術(shù)的使用也能夠很好地保證硬件設(shè)備運(yùn)行的有效性和可靠性，這樣學(xué)校就不需要再投入過(guò)多的人力、物力去維護(hù)設(shè)備，降低了維護(hù)和管理工作的成本。

四、云計(jì)算技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用中的問(wèn)題

1.基礎(chǔ)設(shè)施的問(wèn)題

在云計(jì)算技術(shù)的模式下，所有的操作都是基于網(wǎng)絡(luò)的傳輸和服務(wù)的，這就對(duì)高校的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)環(huán)境提出了很高的要求。為了盡可能地縮短響應(yīng)時(shí)間，那么就必須投入一定的資金去做好專線的鋪設(shè)工作，高速度大容量的存儲(chǔ)能力、具備較強(qiáng)性能的服務(wù)器以及能夠?qū)崿F(xiàn)萬(wàn)兆通信的網(wǎng)絡(luò)中心已經(jīng)成為高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展趨勢(shì)。

2.專業(yè)人員的問(wèn)題

在剛一開始采用云計(jì)算技術(shù)時(shí)，高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室必須具備較高技術(shù)的專業(yè)人員，他們應(yīng)認(rèn)真地完成云計(jì)算技術(shù)建設(shè)初期的每一項(xiàng)任務(wù)，同時(shí)結(jié)合自身的實(shí)際需求確定增加新的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和IT基礎(chǔ)設(shè)施，并且確定能夠支持云架構(gòu)的產(chǎn)品型號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)。這些工作對(duì)云計(jì)算技術(shù)建設(shè)的速度和規(guī)模都是有直接影響的，所以，為了更好地普及云計(jì)算技術(shù)，就必須培養(yǎng)其有較高技術(shù)水平的云計(jì)算技術(shù)專業(yè)人員。

3.安全問(wèn)題

在高校的實(shí)驗(yàn)室中，如果教師和學(xué)生都將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到云計(jì)算技術(shù)的數(shù)據(jù)中心內(nèi)，那么入侵者首先要攻擊的就是云計(jì)算技術(shù)的數(shù)據(jù)中心。所以，應(yīng)高度重視云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的安全問(wèn)題，在保證數(shù)據(jù)不丟失不泄露的情況下，充分提升云的存儲(chǔ)能力。

4.具體的工作問(wèn)題

現(xiàn)階段云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用工作仍屬于剛起步的階段，而各類高校對(duì)于云技術(shù)的應(yīng)用也已經(jīng)越來(lái)越重視，隨著這項(xiàng)技術(shù)的逐步發(fā)展成熟，其在高校的方方面面也將得到更廣泛的應(yīng)用。因此，我們應(yīng)如何讓云計(jì)算技術(shù)更加順利地進(jìn)入到高校實(shí)驗(yàn)室中，并且對(duì)實(shí)驗(yàn)室真正地起到改善作用，我們就必須將各項(xiàng)具體工作明確下來(lái)，細(xì)化分工，逐步建設(shè)，從而迎接云計(jì)算技術(shù)時(shí)代的到來(lái)。通過(guò)以上的論述，我們對(duì)云計(jì)算技術(shù)的概念及特點(diǎn)、高校計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀、云計(jì)算技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用及其必要性以及云計(jì)算技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用中的問(wèn)題這四個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討。在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中，如果能夠有效地應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)，那么就能為實(shí)踐教學(xué)能提供理想的軟件和硬件環(huán)境，同時(shí)還能有效地解決實(shí)驗(yàn)室專業(yè)人員匱乏、教學(xué)資源利用率低以及資金經(jīng)費(fèi)不足等問(wèn)題?？梢?，云計(jì)算技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中是有著非常廣闊的應(yīng)用前景，其對(duì)高校教育信息化的發(fā)展也會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

[1]鄭梁仁.淺析高校在云計(jì)算技術(shù)時(shí)代的機(jī)遇與挑戰(zhàn)[J].福建電腦，2010（1）.

[2]孟慶偉，劉婷.基于云計(jì)算的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)模型研究[J].智能計(jì)算機(jī)與應(yīng)用，2011（6）.

[3]魯剛.基于云計(jì)算技術(shù)的高校實(shí)驗(yàn)室公用機(jī)管理方案[J].計(jì)算機(jī)教育，2011（18）.

[4]王笑梅.云計(jì)算技術(shù)對(duì)高校教育的影響分析[J].科技信息，2010（10）.

[5]張又又.云計(jì)算技術(shù)對(duì)高校信息化教學(xué)資源建設(shè)的影響[J].軟件導(dǎo)刊，2012（4）.

TP

A

1673-0046（2015）4-0175-03

江蘇開放大學(xué)、江蘇城市職業(yè)學(xué)院“十二五”規(guī)劃青年專項(xiàng)課題，課題名稱：云計(jì)算在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用，課題批準(zhǔn)號(hào)：13SEW-Q-050