基于云計算技術(shù)的計算機實驗教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計與實踐①

項帥求

[摘 要] 傳統(tǒng)計算機實驗教學(xué)系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)識別能力差、維護成本高、計算能力不足、對現(xiàn)有資源的統(tǒng)計能力較低等問題，設(shè)計了基于云計算技術(shù)的計算機實驗教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計，利用云計算技術(shù)對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行集中運算。實驗結(jié)果得出，云計算實驗教學(xué)系統(tǒng)能有效地解決數(shù)據(jù)資源計算以及統(tǒng)計能力的問題，對構(gòu)建的計算機實驗教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行實踐分析，驗證出設(shè)計的有效性。

[關(guān) 鍵 詞] 云計算技術(shù)；計算機實驗教學(xué)；數(shù)據(jù)處理

[中圖分類號] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）08-0048-01

計算機信息技術(shù)的不斷推廣運用，促進(jìn)了社會的發(fā)展，提升了教學(xué)水平。計算機實驗教學(xué)系統(tǒng)的建立，利用一定的計算機技術(shù)對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行構(gòu)建，在實際教學(xué)中，解決教育層次感差以及綜合信息使用效率低的問題。傳統(tǒng)的計算機實驗教學(xué)系統(tǒng)存在計算能力差、系統(tǒng)不完備、維護成本高等一系列的問題，針對上述問題，本文構(gòu)建了基于云計算技術(shù)的計算機實驗教學(xué)系統(tǒng)，使用云計算技術(shù)對有效數(shù)據(jù)資源進(jìn)行集中處理，通過構(gòu)建計算框架提升系統(tǒng)的維護能力，完善教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用能力，通過對構(gòu)建系統(tǒng)的實踐分析能夠體現(xiàn)設(shè)計的有效性。

一、利用云計算技術(shù)集中數(shù)據(jù)處理

通過云計算技術(shù)能夠?qū)⒔虒W(xué)計算數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，對實驗教學(xué)過程中的資源利用以及安全性進(jìn)行把控，能夠提供相對可靠、準(zhǔn)確的實驗數(shù)據(jù)，從而避免試驗教學(xué)的失誤[1]。在計算速度上，云計算技術(shù)會將數(shù)據(jù)信息云化處理，使教學(xué)數(shù)據(jù)以及相關(guān)的備用數(shù)據(jù)都具備高速運算能力。相對其他計算方法，云計算具備較高的獨立計算能力，在試驗教學(xué)過程中不會因為計算能力不足而對教學(xué)產(chǎn)生影響。云計算技術(shù)能夠適用在不同的教學(xué)操作系統(tǒng)上，還能應(yīng)用在不同的應(yīng)用環(huán)境中，無論計算機的操作系統(tǒng)如何，通過云計算技術(shù)計算能力都能有所提升。

二、計算機教學(xué)實驗系統(tǒng)的構(gòu)建

在云計算技術(shù)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)化的集中處理構(gòu)建計算機教學(xué)實驗系統(tǒng)。首先，對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使用分布式的框架結(jié)構(gòu)，能夠滿足集中計算的基本需求。在對硬件上的處理過程中，采用多集成的方式進(jìn)行構(gòu)建，能夠減少對空間、能源的需求，加大數(shù)據(jù)的存儲空間。存儲器使用YIUH67-Ⅲ型號的高級存儲數(shù)據(jù)庫，一方面能夠承載云計算的計算量，另一方面能夠加強對實驗教學(xué)數(shù)據(jù)的管理能力。云計算技術(shù)將數(shù)據(jù)計算與運行計算聯(lián)系起來，形成一個有序的整體計算合集，能夠?qū)嶒炇屹Y源虛擬化、方便及時地調(diào)用。云計算技術(shù)的引入需要使用高位編程將數(shù)據(jù)空間進(jìn)行擴充，把使用數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)趨勢進(jìn)行整合，實驗室教學(xué)過程在教學(xué)系統(tǒng)中是以虛擬化的形式進(jìn)行體現(xiàn)的。

實驗教學(xué)系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計。計算機實驗教學(xué)硬件部分主要分為計算模塊、儲存模塊、導(dǎo)入模塊、連接模塊等。為了承接云計算技術(shù)，計算模塊使用TYH型號的主板作為運行主板，通過R800高階集成運算器實現(xiàn)云計算的承接。云計算最大的特征是計算密度較大，并且計算過程比較集中。在軟件的實現(xiàn)上將計算資源、教學(xué)數(shù)據(jù)以及存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行分離，方便實時更新以及實時加載。本文設(shè)計的教學(xué)系統(tǒng)軟件的核心是將計算以及運行分離，能夠提升計算的能力，更好地促進(jìn)互動方式。

三、系統(tǒng)的實踐分析

為檢驗設(shè)計的計算機實驗教學(xué)系統(tǒng)的有效性，通過實踐分析進(jìn)行驗證。設(shè)置一節(jié)試驗教學(xué)課程，分別比較兩種系統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)分析能力、實驗資源調(diào)動性、實驗教學(xué)呈現(xiàn)能力以及實驗室安全系數(shù)。為保證實踐過程的嚴(yán)謹(jǐn)性，使用第三方測評方法對實踐過程進(jìn)行評估，評估結(jié)果直接在數(shù)據(jù)系統(tǒng)上進(jìn)行顯示。通過反復(fù)多次的實踐教學(xué)，實踐測評結(jié)果如下圖所示，設(shè)計出基于云計算技術(shù)的計算機實驗教學(xué)系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)分析能力上明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)系統(tǒng)，能夠進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)計算。在資源調(diào)動性傳統(tǒng)系統(tǒng)的調(diào)動能力，僅限于當(dāng)前的資源，并不能對全部資源進(jìn)行綜合調(diào)用，設(shè)計出的系統(tǒng)能夠進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的綜合調(diào)用，并且調(diào)用過程對數(shù)據(jù)進(jìn)行了綜合篩選，提升了系統(tǒng)的應(yīng)用性能。

四、結(jié)束語

計算機實驗課程的建設(shè)是高校教學(xué)的重點內(nèi)容，傳統(tǒng)計算機實驗方式具有管理和使用效率低、數(shù)據(jù)識別能力差、資源浪費等嚴(yán)重問題。而云計算技術(shù)提升系統(tǒng)則具有管理效率高、使用方便、教學(xué)功能易擴展的特點，具有良好的前景。

參考文獻(xiàn)：

張玉紅，黃昭鳴，劉巧云.特殊教育專業(yè)康復(fù)實踐教學(xué)的運行困境與突圍路徑：基于智慧康復(fù)云服務(wù)的視角[J].中國特殊教育，2015，28（11）：155-169.