基于云計算的高職計算機實驗室的建設研究

馮曉輝

摘要：隨著網(wǎng)絡的發(fā)展，云計算技術不斷成熟，作為一種新型的服務模式，它為計算機應用帶來新的變革。文章通過對高職院校計算機實驗室的現(xiàn)狀分析，闡述了云計算的特點，明確了云計算技術在計算機實驗室中的應用優(yōu)勢，提出了云計算在高職計算機實驗室中的建設架構。

關鍵詞：云計算；計算機實驗室；資源；建設

計算機技術作為信息技術的三大要素之一（信息技術包括微電子技術、通信技術和計算機技術），在高職教育中扮演著越來越重要的角色，計算機實驗室成為高職學生重要的實訓基地。無論是國內(nèi)還是國外，對計算機實驗室的建設都非常重視。隨著網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展，高職院校中各專業(yè)都與計算機建立了緊密的聯(lián)系，計算機實驗室成為培養(yǎng)學生實踐能力的重要平臺，因此，計算機實驗室的建設也成為高職院校教學資源的重要組成部分。計算機設備購置成本較高、更新?lián)Q代快、管理維護相對困難等問題一直制約著實驗室的建設和發(fā)展，如何有效提高現(xiàn)有計算機實驗室資源的利用率，己成為當務之急。云計算時代的到來，為高職院校計算機實驗室的建設和管理提供了新思路‘u。云計算以網(wǎng)絡為載體，通過大容量存儲和虛擬化技術等，能夠把多個成本相對較低的計算實體組合成一個強大的計算能力系統(tǒng)，從而有效整合計算機實驗室的資源，提升實驗室的功用和價值。

1 高職院校計算機實驗室的現(xiàn)狀

隨著國家對高職教育投入的增加，計算機實驗室的發(fā)展己取得了一定的成效，但實驗室的建設和管理方面仍存在許多不足。

1.1資金有限，實驗設備更新?lián)Q代慢

我國各高職院校計算機實驗室的建設己初見成效，但隨著計算機軟硬件的快速發(fā)展，每隔幾年就需要對計算機資源進行更新，否則就滿足不了計算機教學的需要。由于各院校的經(jīng)費緊張，對實驗室的資金投入有限，實驗室中的計算機設備更新?lián)Q代慢，常常無法維持有效的運行狀態(tài)，從而嚴重制約了計算機的教學質(zhì)量。

1.2資源利用低，共享性差

隨著信息技術的發(fā)展，高職院校越來越多的學科建立起專業(yè)的計算機實驗室，這為各學科的專業(yè)發(fā)展提供了更好的實驗場所，但又使得這類實驗室的利用效率低，資源共享性差。

1.3管理難度大，維護困難

不同的課程要求使用不同的軟件，實驗室的管理人員要經(jīng)常對計算機內(nèi)部的軟件進行安裝和升級，同時計算機實驗室為了給師生提供便捷的服務，開通了互聯(lián)網(wǎng)功能，在進行網(wǎng)絡訪問或外接設備U盤等的使用時，加大了計算機感染病毒的風險，又由于實驗室中的計算機往往是不同批次的產(chǎn)品，配置不統(tǒng)一，需儲備的配件種類多等，這些都為實驗室的管理增加了難度，加大了維護工作量[2]。

2 云計算技術在高職院校計算機實驗室中的應用優(yōu)勢

2.1云計算概述

云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關服務的增加、使用和交付模式，是以并行計算、網(wǎng)格計算以及分布式計算為基礎的一種新生的IT技術的使用模式，最早由Google提出，最終目的是使用戶可隨時隨地通過網(wǎng)絡獲取服務。利用云計算實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存儲、傳輸以及各類計算機服務，使得用戶不再需要內(nèi)存、硬盤及各種軟件等就可獲得相應的服務。云計算具有以下特點。

2.1.1規(guī)模較大

云計算借助較為先進的數(shù)據(jù)處理技術，快速地搜索數(shù)據(jù)庫中的各類資源，及時更新數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息。云計算具備高效的計算、存儲能力，能夠完成單機用戶望塵莫及的海量計算和存儲等工作。

2.1.2虛擬化

云計算中的操作平臺、計算以及存儲和安全等都是虛擬化的，用戶無需知道云是如何完成提交任務的，在使用過程中就像在使用本地計算機一樣，這種虛擬化技術可以提高底層資源的使用率并且降低成本。

2.1.3動態(tài)易擴展

云計算技術通過計算機網(wǎng)絡向用戶提供存儲和計算的服務，它的規(guī)?？梢詣討B(tài)伸縮，以滿足用戶規(guī)模增長的需要[3]。

2.2云計算技術在高職院校計算機實驗室中的應用優(yōu)勢

2.2.1有效降低實驗室的建設成本

云計算基于互聯(lián)網(wǎng)，對計算機終端的要求相對較低，只要用戶擁有一臺可以接入互聯(lián)網(wǎng)的終端設備和一個瀏覽器，就可以接入到“云端”，像使用本地計算機的資源一樣使用云計算系統(tǒng)提供的各種軟硬件資源，所以云計算能將一些相對陳舊并且運行速度緩慢的設備保留下來，使之得到充分的利用，從而減少設備更新升級所需要的資金投入，大大降低了計算機實驗室的建設成本。

2.2.2減輕實驗室軟硬件維護的壓力

云計算提供基礎設施、平臺及軟件三方面的服務，在管理方面較為集中，對系統(tǒng)進行更新或維護時，實驗室的專業(yè)管理人員只需借助互聯(lián)網(wǎng)對服務器操作，即可帶動實驗室內(nèi)部計算機整體的運作，減少了人工成本以及實驗室的管理資源，從而減輕實驗室軟硬件維護及更新的壓力[4]。

2.2.3提高實驗室資源的利用率和共享性

云計算系統(tǒng)能為用戶提供海量的存儲空間，可以將實驗室的各類信息統(tǒng)一起來，實現(xiàn)各課程資源的有效整合，師生可以在任何地方通過瀏覽器訪問各類所需要的資源信息，有效地提高了實驗室資源的利用率，實現(xiàn)了資源最大程度的共享。

3 基于云計算的高職院校計算機實驗室的建設

云計算技術通過3個層次向用戶提供服務：基礎設施即服務、平臺即服務以及軟件即服務?；谶@3個層次的服務，進行計算機實驗室建設研究，以保旺將云計算的優(yōu)點最大限度地服務于實驗室。具體地說，基礎設施即服務通過網(wǎng)絡向用戶提供軟件運行所需的硬件環(huán)境，通過虛擬化的邏輯簡化技術，實現(xiàn)資源定制、資源分享和按需服務。平臺即服務提供一個軟件集成環(huán)境，包括操作系統(tǒng)、編程語言環(huán)境以及Web服務器等。軟件即服務提供的是一個應用軟件服務，用戶通過網(wǎng)絡就可以直接使用該軟件，不用部署和維護任何軟件。利用云計算中的虛擬化技術構建高職計算機實驗室，將存儲空間等資源共享，杜絕軟硬件資源浪費，快速部署云端的資源，以實現(xiàn)實驗室向用戶提供快捷、方便、易于獲取的服務的最終目標。高職院校應用云計算技術建設計算機實驗室通常分為4個層次：物理資源層、虛擬資源層、云管理層和云客戶端[5]。

3.1物理資源層

物理資源層主要指物理機、存儲器和通信線路等實實在在的資源，同時也包括服務器、工作站和交換機等設備，這些配套的基礎設施資源通過網(wǎng)絡聯(lián)接，實現(xiàn)資源共享，物理資源層是計算機實驗室的重要基礎部分。

3.2虛擬資源層

虛擬資源層即虛擬資源池，是云計算的核心部分。通過虛擬技術將各種物理資源進行轉(zhuǎn)變，將復雜的物理資源屏蔽掉，變成更為高效的邏輯資源，從而為客戶提供最為簡單的邏輯形態(tài)，有效降低了管理維護的難度，提高了資源的利用率。

3.3云管理層

云管理層的功能主要包括用戶管理、云數(shù)據(jù)管理、云資源管理和云安全管理。用戶管理和云數(shù)據(jù)管理主要對平臺上的數(shù)據(jù)進行維護和保管，保證實驗數(shù)據(jù)和軟件數(shù)據(jù)等的安全性。云資源管理平臺建設中間件主要對各種虛擬資源進行管理，為上層應用提供安全的服務。云安全管理主要是對平臺的網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)安全、訪問安全以及用戶的權限等進行管理。

3.4云客戶端

云客戶端為用戶和云計算應用提供統(tǒng)一并且較為規(guī)范的接口，通常安裝在實驗室的終端計算機中，最常見的接入形式就是網(wǎng)絡瀏覽器。云客戶端對于計算機硬件要求不高，學?？梢圆槐赝度氪罅抠Y金到本地的終端上去，學校既節(jié)約了硬件的建設成本，教師和學生又可以通過網(wǎng)絡瀏覽器快速地查找訪問云中各類資源信息。

計算機實驗室的建設以云計算技術為支撐，通過云計算的分布轉(zhuǎn)化手法，對網(wǎng)絡資源進行合理的優(yōu)化分配，使其形成網(wǎng)絡群組，可以促進計算機軟硬件的集中性管理，有效降低計算機軟硬件的維護與管理成本，使高職院校計算機實驗室資源得到優(yōu)化配置。

4 結(jié)語

將云計算的理念應用于高職計算機實驗室建設中，能夠為實踐教學提供理想的軟件和硬件環(huán)境，減輕對計算機日常維護的工作量，解決計算機實驗室建設中資金不足等問題。云計算與高職院校計算機實驗室建設的結(jié)合，能夠有效整合實驗室不同設備間的資源，提高資源利用率，使資源配置更加合理，為計算機實驗室的建設和管理提供了新的方向。

[參考文獻]

[1]袁芬基于云計算的虛擬計算機實驗室構建與研究[J].計算機時代，2014 （3）：64-66

[2]李春光基于桌面云的多媒體計算機實驗室管理研究[J].無線互聯(lián)科技，2015 （19）：117-118，127

[3]王峰等基于云平臺的計算機實驗教學中，心建設[J].實驗技術與管理，2014 （12）：121-123，143

[4]張敏.云計算下的虛擬計算機實驗室的構建[J].電腦知識與技術，2014 （36）：8640-8641

[5]范振遠基于云計算的高校計算機實驗室構建[J].軟件導刊，2015 （7）：140-141