基于云技術(shù)的計算機實驗室構(gòu)建

王宏國

摘要

云計算作為一種以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)出現(xiàn)的新型服務(wù)模式是當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中的一個研究熱點，對云計算的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行研究的同時分析當(dāng)前高校計算機實驗室建設(shè)過程中出現(xiàn)的一些問題，有效的將云計算應(yīng)用到對高校計算機實驗室的建設(shè)過程中能夠為計算機實驗室增加更多的優(yōu)點。

【關(guān)鍵詞】云技術(shù) 層次架構(gòu) 機算計實驗室高職院校

在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的帶動下我國的高等教育信息化水平也得到了一定程度的發(fā)展和提高。在當(dāng)前我國的大多數(shù)高等院校中所設(shè)置的各個專業(yè)都開始或多或少的應(yīng)用起計算機技術(shù)。學(xué)生在計算機實驗室中進(jìn)行學(xué)習(xí)的時候能夠使他們的專業(yè)素質(zhì)和綜合能力得到一定程度的培養(yǎng)和提高，在當(dāng)前的高等院校日常教學(xué)過程中計算機實驗室成為了一個重要的組成部分。這種情況下對計算機實驗室建設(shè)和管理過程中存在的一些問題進(jìn)行分析和解決便成為了當(dāng)前高校教職人員的重要工作任務(wù)。如何使新的技術(shù)成果得到更加高效的應(yīng)用以及如何使計算機實驗室中的實驗教學(xué)系統(tǒng)更加完善是當(dāng)前高校發(fā)展過程中的重要研究內(nèi)容。

1 當(dāng)前高等院校計算機實驗室建設(shè)現(xiàn)狀

1.1 硬件設(shè)施建設(shè)和更新成本過大，更新速度較低

在對計算機實驗室進(jìn)行構(gòu)建的過程中為了對一些硬件產(chǎn)品進(jìn)行采購大都需要投入較多的資金，但是由于一些情況下投入的資金不能及時到位或者學(xué)校的資金有限而導(dǎo)致實驗室的構(gòu)建計劃被暫時擱置。另外，由于當(dāng)前的教學(xué)對于計算機實驗室的功能要求越來越高而造成實驗設(shè)備的更新頻率越來越快，這就勢必會使一些相對落后的設(shè)備被淘汰和閑置，這種情況直接造成的結(jié)果就是資金的浪費以及再次投入資金對設(shè)備進(jìn)行采購。

1.2 軟件維護(hù)和更新困難

由于在對高校計算機實驗室進(jìn)行構(gòu)建的過程中需要對各個計算機相關(guān)專業(yè)學(xué)生的實驗需求進(jìn)行了解，并且盡量使實驗環(huán)境具有一定的多樣性。但是這樣的實驗環(huán)境就增加了負(fù)責(zé)實驗室設(shè)備維護(hù)和管理工作人員的工作難度。在大多數(shù)情況下每個計算機實驗室中的機器上都要安裝上幾個能夠適應(yīng)不同科目需求的系統(tǒng)。雖然當(dāng)前可以運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來對這些需求進(jìn)行批量的處理，但是因為在對實驗設(shè)備進(jìn)行分批購置的過程中系統(tǒng)品牌的型號也并不相同，而且對相關(guān)設(shè)備的操作方法也存在這一定的差異性，這也為相關(guān)的維護(hù)人員在對計算機實驗室的軟件進(jìn)行更新和維護(hù)的過程中增加了極大的難度，而更新的速度跟不上以及維護(hù)的效果不佳都會影響教學(xué)的質(zhì)量。

1.3 實驗數(shù)據(jù)儲存有限

當(dāng)前高校的計算機實驗室為了使計算機的穩(wěn)定性和安全性得到有效的保證大都會安裝一些保護(hù)卡硬件或者具有還原功能的軟件，是計算機的系統(tǒng)可以在用戶使用之后自動進(jìn)行還原，以此能夠避免計算機系統(tǒng)收到病毒的入侵或者遭到人為的破壞。雖然這種方法能夠在一定程度上使計算機的安全性和穩(wěn)定性得到增強，但是往往由于系統(tǒng)還原會導(dǎo)致學(xué)生應(yīng)用的實驗數(shù)據(jù)不能夠被長期有效的保存，這在嚴(yán)重影響學(xué)生實驗的連續(xù)性的同時也會影響到學(xué)生實驗的積極性。

2 云技術(shù)在高等院校對計算機實驗室進(jìn)行構(gòu)建時的優(yōu)勢

對云技術(shù)中虛擬化和SOA與Web服務(wù)等技術(shù)進(jìn)行運用能夠有效的降低高等院校在對實驗室進(jìn)行構(gòu)建過程中的資金投入，并且能夠有效的改善當(dāng)前更新速度慢和軟件維護(hù)困難以及實驗數(shù)據(jù)存儲受限等現(xiàn)狀。在高等院校進(jìn)行計算機實驗室構(gòu)建的過程中應(yīng)用云計算具有以下幾個方面的優(yōu)勢：

2.1 降低實驗室建設(shè)過程中的軟硬件投入成本

云計算系統(tǒng)在對用戶端硬件設(shè)備的要求相比與傳統(tǒng)實驗室要求要低很多，并且只需要用戶擁有一個能夠上網(wǎng)的終端設(shè)備和一個瀏覽器以及能夠有效的接入到Intemet的結(jié)構(gòu)就可以實現(xiàn)接入云端的效果。而且和使用本地計算機資源一樣也需要由系統(tǒng)提供各種構(gòu)建所需的軟硬件方面的資源，并且其具體功能較傳統(tǒng)實驗室的功能要強大很多，應(yīng)用的范圍也相對廣一些。在各種資源都由云系統(tǒng)提供的過程中終端用戶僅僅需要支付少量的費用就能對所需的軟件和硬件進(jìn)行使用，由此便有效的降低了實驗室構(gòu)建過程中的成本投入。并且考慮到云技術(shù)本身的特點高校無需頻繁的對終端設(shè)備和軟件進(jìn)行更新，從這個方面我們也可以看出云技術(shù)在應(yīng)用到實驗室構(gòu)建過程中的時候能夠有效的降低成本的投入。

2.2 減輕實驗室軟硬件維護(hù)和更新的壓力

云技術(shù)能夠提供基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)以及平臺服務(wù)和軟件服務(wù)，并且對基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行維護(hù)和軟件更新的過程都可以依靠云端，這就使相關(guān)的人員無需再對軟硬件進(jìn)行頻繁的更新和維護(hù)的同時也有效的減輕了實驗室軟硬件維護(hù)和更新方面的壓力。

2.3 實現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)的海量存儲和自由訪問

由于云技術(shù)的特點使依靠云技術(shù)構(gòu)建起來的系統(tǒng)能夠為用戶提供較大的存儲空間，在學(xué)生在進(jìn)行計算機實驗學(xué)習(xí)的過程中可以應(yīng)用較大的存儲空間，而且無論是實驗期間還是實驗結(jié)束后的結(jié)果都可以被學(xué)生便捷長期的存儲到“云端”之中。而且在學(xué)生再進(jìn)行實驗的時候可以不受時間或者地點的限制直接通過瀏覽器就能打開。這個優(yōu)勢能夠在一定程度上提高學(xué)生實驗的積極性和保證實驗結(jié)果的有效性和合理性。

3 基于云技術(shù)的高等院校計算機實驗室的建設(shè)

3.1 構(gòu)建思想

云技術(shù)中的云計算方法屬于一種利用因特網(wǎng)構(gòu)建起來的超級計算模式，應(yīng)用云技術(shù)構(gòu)建起來的計算機實驗室要能夠滿足構(gòu)建者的需求。本文所研究的依靠云技術(shù)構(gòu)建起來的計算機實驗室是建立在云計算基礎(chǔ)之上的提供軟件和平臺以及基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)的系統(tǒng)。通過對云端資源進(jìn)行快速部署來獲取相關(guān)的一些服務(wù)，并且通過對異構(gòu)資源進(jìn)行動態(tài)組織來構(gòu)建不同的應(yīng)用環(huán)境，在實現(xiàn)儲存空間資源共享的同時提高軟硬件的利用率，最大程度的實現(xiàn)計算機實驗室的效益。

3.2 基于云技術(shù)的計算機實驗室模型構(gòu)建

通過對云技術(shù)的有效運用能夠使相關(guān)的軟件和數(shù)據(jù)被儲存在“云端”之中，而不必非要儲存到計算機之中，通過云技術(shù)構(gòu)建起來的數(shù)據(jù)中心能夠為用戶提供所需的軟件和相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)。而對于用戶而言在他們定制相關(guān)的云服務(wù)之后只需要登錄到“云”中便可以對云技術(shù)所提供的功能進(jìn)行使用。應(yīng)用云技術(shù)建立起來的計算機實驗室在為用戶提供服務(wù)的過程中具有一定便捷性和方便性。以云技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建起來的三層服務(wù)層次能夠滿足高校計算機實驗的特點，我們以此構(gòu)建起來的高校計算機實驗室模型如圖1所示。

3.2.1 物理資源層

物理資源層所指的是物理意義上的物理機和存儲器以及通信線路等，這些資源能夠在連接網(wǎng)絡(luò)的時候達(dá)到資源共享的效果。在云技術(shù)系統(tǒng)中資源共享所包括的內(nèi)容主要有計算和儲存資源以及網(wǎng)絡(luò)資源等。在高校對計算機實驗室進(jìn)行構(gòu)建的過程中主要應(yīng)用的是一些高校局域網(wǎng)內(nèi)部的服務(wù)器、交換機等設(shè)備，不僅僅是一個高校的設(shè)備，也可以是多種高校設(shè)備，由這些物理性質(zhì)的設(shè)備共同構(gòu)成了用戶所需求的“云”。

3.2.2 虛擬資源池

虛擬資源池主要是通過對不同技術(shù)的應(yīng)用使相同類型的資源構(gòu)成同構(gòu)或者近似同構(gòu)卻能夠有效的屏蔽物理資源復(fù)雜性的虛擬資源池。通過整合能使物理資源的調(diào)用的方式與位置和實物沒有關(guān)系，這樣在提高資源利用率的同時可以降低維護(hù)管理的復(fù)雜度。

3.2.3 云管理層

云管理層的主要功能有對云資源和云數(shù)據(jù)以及云安全的管理，并且也包括對用戶的管理。資源管理平臺建設(shè)中間件所管理的主要內(nèi)容有虛擬資源層中資源的增加和修改以及維護(hù)等方面的管理。云數(shù)據(jù)管理通過對用戶和云平臺上的相關(guān)數(shù)據(jù)來進(jìn)行有效的維護(hù)以及保管來保證用戶實驗和軟件等數(shù)據(jù)的安全性。

3.2.4 云客戶端

云客戶端主要是通過相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)來把云計算的能力封裝成具有標(biāo)準(zhǔn)性的WebService服務(wù)，使相關(guān)建設(shè)人員在對SaaS平臺進(jìn)行個性化配置的過程中能夠完全按照用的需求且不影響其他用戶對平臺的使用。在高校對計算機實驗室模型進(jìn)行構(gòu)建的過程中我們常常將使用的瀏覽器和應(yīng)用程序接口且安裝在實驗室終端客戶端計算機中的客戶端稱之為云客戶端，由于云客戶端對硬件的水平要求并不高使高校在對本地終端進(jìn)行構(gòu)建的時候無需投入過多的資金。

4 結(jié)束語

在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展和云技術(shù)不斷成熟的過程中，應(yīng)用云技術(shù)來對高校計算機實驗室進(jìn)行構(gòu)建已經(jīng)不再如從前一般遙不可及，云技術(shù)的應(yīng)用勢必會使計算機技術(shù)的應(yīng)用迎來一個全新的局面。將云技術(shù)與計算機實驗室進(jìn)行有效結(jié)合在提高高校資源利用率的同時提高高校的教學(xué)質(zhì)量和水平。

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