舊計算機機房改造的幾點體會

　　摘 要：隨著軟、硬件的不斷升級，原有的機器越來越顯得力不從心，較舊機房改造經常成為實驗室需面對的一個現實問題。在收集大量資料的基礎上，提出一種廉價、實用且高效的解決方法。該方案的實施，明顯降低了管理人員工作壓力，提高機房計算機設備穩定性，使得計算機系統維護簡單、方便，同時使機房能滿足當前非計算機專業大學生計算機基礎類課程教學的需求，使該機房重新煥發出新的活力。
　　關鍵詞：機房改造；數據還原卡；軟件啟動時間
　　
　　自從具有里程碑意義的高教司[1997]155號文件頒布以來，高校的計算機基礎教學進入了一個持續發展階段，各高校在1997前后給全體非計算機專業開設了計算機基礎類課程，同時建設了一批基本上專門提供給計算機基礎類課程進行實驗教學的計算機實驗室。然而，計算機硬件產品不斷推陳出新，更新換代的速度極快，軟件更新同樣也不斷加快，導致前期購置的計算機現在是棄之可惜，用之難受。如果全部予以更新，則又需投入巨資，而且對原有資源將造成極大的浪費。如何以主人翁的姿態，解決這些較舊機器的利用問題成了許多學校面臨的實際困難。
　　本文將我們最近一次較舊機房改造中的體會進行了總結。我們計算中心負責了全校非計算機專業計算機基礎課的實驗任務，與其他高校實驗室一樣都存在多個批次的計算機。本次改造的是2003年購置的一批計算機，共有100臺。機器的基本硬件配置是：CPU為P4 2.8G，內存512M，硬盤80G，獨立顯卡，另有還原卡(可以通過網線進行二臺機器之前的對拷)。改造時的狀態是：如果購置幾個硬盤替代有故障機器的硬盤，有98臺可以正常運行，僅有個別機器運行不太穩定。按硬件配置，承擔非計算機專業計算機基礎課的基本實驗任務還是可以的。當然，硬件的發展一日千里，升級之快我們有目共睹，因此在這批已經臨近淘汰邊緣機器上安裝一些新近的軟件(后面有介紹)，運行速度比較慢。然而，二、三年前遇到了一個非常棘手的問題：還原卡過于陳舊，已經不能防護一些病毒了，并且網上還流傳破解程序。以前通過及時更新殺病毒軟件來防止病毒，近半年多次出現殺病毒軟件不能及時發現的新病毒，而且感染的方式多樣化，不僅U盤傳染，上網時也能感染。一旦某一臺感染了這種新病毒，還原卡就被破了，導致機房所有計算機都被感染。機房人員花了很多時間解決了前一種病毒，不久遇見一種新病毒。這種情況在本學期反復了多次。新病毒的破壞和機器本身運行速度比較慢促使我們萌發了進行機房改造的想法。
　　當我們著手開始實施機房改造計劃時，首先要決定應更換哪些部件。焦點是如果僅更換還原卡，能否有能力繼續承擔非計算機專業開設了計算機基礎類課程的基本實驗任務。為此，我們分析了需要使用軟件的硬件配置需要。我校非計算機專業開設的計算機基礎類課程的基本軟件主要有：Office、VC6、VFP6、JAVA、Photoshop、DreamWeaver、Flash、Authorware和殺病毒軟件等。為了有效地解決“學校學的都沒有用，現在用的學校都沒教”問題，我們于2008年開始著手編寫新一輪大學計算機基礎課教材，并于2009年正式使用[1]。新教材選擇了當時最新版本 的Office2007和網絡三劍客CS3(Photoshop CS3、DreamWeaver CS3和Flash CS3)。大家知道，VC6、VFP6、JAVA等編程語言不需要太高的硬件配置，因此只要分析教材中的新版本軟件。通過對比分析，我們確信這個較舊電腦機房的機器完全達到Office2007的要求，基本達到網絡三劍客CS3的要求。
　　
　　2數據還原方式的比較和選擇
　　
　　數據還原主要有軟件和硬件兩大類，數據還原硬件國內有多個品牌，軟件還原也可以有多種軟件供選擇。為了分析所要改造機房在多種數據還原方式下的運行情況，并以此作為重要的選擇依據，我們進行了一些相關數據的對比，如表1所示。
　　通過對上面幾種方案的對比分析，結合我們所要改造的電腦機房狀態，同時考慮后續還有“頻道”要求，我們選擇了“A還原卡”方式。
　　
　　3軟件的啟動時間比較
　　
　　下面對于安裝軟件后的系統啟動時間和軟件啟動時間(軟件被用戶單擊開始至可以進行正常之間和時間)進行了記錄和對比分析。
　　只安裝XP、五筆輸入法和搜狗(Sogou)輸入法，不裝Office2007等應用軟件，系統平均啟動時間約為49.2秒。安裝Office2007、IE8和ForeFox后，測試了國內典型的幾種反病毒軟件給Word2007等帶來的軟件啟動時間延長情況，記錄下的數據如表2所示(其中“系統啟動”是Office2007、IE8和ForeFox情況下的時間，由于安裝了應用軟件，啟動時間明顯延長)。
　　機房的計算機是否應當都安裝反病毒軟件和防火墻等安全性軟件，是我們當時的一個討論焦點，從以往經驗看，都是需要安裝反病毒軟件和防火墻軟件，防止計算機系統被病毒或者其他惡意軟件破壞。但通過表2數據可以看出，如果計算機設備比較陳舊了，反病毒軟件和防火墻軟件等安全類軟件會明顯地拖累計算機的運行速度。解決的方案是運用數據還原卡的“頻道”功能，這也是我們選擇“A還原卡”方式的一個重要原因。
　　
　　4“頻道”方案
　　
　　通過上面的分析，我們看到的一個關鍵點是軟件安裝的越多，運行速度越慢；另一個關鍵點是系統安裝了殺病毒軟件后，運行速度會明顯變慢。這種速度慢的現象在較陳舊的計算機中尤為突出，為了解決這些問題，我們采用了“頻道”方案，將教學內容所涉及的軟件按某種規則進行規劃，安裝在不同的“頻道”中。圖1是本學期我們規劃的“頻道”圖，我們在這批較舊的計算機上除專門用于“計算機安全”教學內容的“病毒防治工具”頻道外，其他頻道沒有安裝反病毒軟件和防火墻軟件(這種方案是否有會其他的不良影響，以后將會繼續進行研究)。
　　“頻道”方案有如下幾個優點：
　　1) 運用“冗余”方案提供了強有力的應急措施。如果一個軟件某些原因，不能正常運行了，如果沒有足夠時間來重新安裝軟件，就只要更換一個頻道。例如我們有“VC+VFP”和“考試-VC+VFP”頻道，如果考試過程中“考試-VC+VFP”頻道中的軟件出現了問題，就可以啟用“VC+VFP”進行考試，因為不同的頻道是相互獨立的。
　　2) 升級更方便，運行速度更快，性能更穩定。運行速度是計算機非常重要的指標之一，通過“頻道”方式，將大軟件分配在不同的頻道，節約了啟動時間和運行時間。
　　3) 軟件升級較大時，用“刪除頻道”替代“卸載/覆蓋軟件”，軟件維護更簡單。當軟件版次較大變化或者教學內容重大調整，就會導致軟件出現較大規模的升級。這在過去是要卸載舊軟件，再重新安裝新軟件。當遇上卸載不完全或者不成功情況，還需要手工處理，而且卸載后，或多或少會殘留一些“垃圾”，導致占用磁盤空間，甚至可能會影響軟件卸載速度。有些人建議使用“優化”軟件處理殘留“垃圾”，但“優化”軟件本身同樣會帶來不利影響。在本文“頻道”方案下，只需要刪除“頻道”，并重新建一個“頻道”即可，省去了卸載軟件過程。正由于是整個“頻道”的軟件都升級了，原來的磁盤空間完全被釋放了，因此運行狀態就是新裝軟件的狀態，運行速度也就達到了新裝軟件的速度。可見，軟件升級并不會明顯增加工作量，實驗室管理員也會更加樂于接受“頻道軟件升級”方案。
　　“頻道”方式也有如下不足。1)從學生角度看，學生需要一個適應切換“頻道”的過程；2)從實驗室管理員角度看，實驗室管理員要分“頻道”來配置和安裝軟件。由于我校一年內不會超過二次軟件升級，可能二年才會重新做一次母盤，因此，給管理員帶來的不利影響不是很明顯。
　　
　　
　　5多種USB鼠標設備驅動的準備和處理
　　
　　由于是較舊的計算機中的一些配件已經多次更換過。大家知道，不同的型號或者不同廠家的配件需要相應地安裝不同的驅動程序。然而數據還原卡通過網絡功能發送的數據只給制作母盤時計算機中的配件提供驅動，對于更換了配件的計算機，如果母盤中沒有安裝好驅動，啟動時會明顯地花費一些時間尋找驅動和安裝驅動(我們在啟動過程已經觀察到了這種現象)，每次啟動大約多花費時間是3至5秒。
　　我們機房中典型的多廠家配件是四種型號的USB鼠標，針對這種現象，我們使用的方案是運用XP對于設備驅動程序的“記憶”功能。當某個品牌的USB鼠標第一次使用時，XP會查找相應的驅動程序，如果找到就會自動安裝并記憶。當拔出以后，第二次再插入使用時，XP通過“記憶”功能，就不會花時間查找相應的驅動程序，僅僅立即加載其驅動。因此，在母盤中安裝系統時將機房需要使用的鼠標實施了“第一次使用”操作，讓系統記憶不同計算機可能需要的鼠標。然而，XP對于設備驅動程序的“記憶”功能也會降低系統的性能，對此，我們通過與其他機房的鼠標進行對換，將四種型號的USB鼠標變化為只有二種型號的鼠標。由于USB鼠標變換了插口時，也會再次花費一些時間尋找驅動和安裝驅動，為了避免這些時間花費，USB鼠標都需要插入同一個USB插孔。
　　
　　6關閉徒勞無功的“自動更新”
　　
　　由于有數據還原功能，在學生上機實驗期間通過網上自動更新、自動升級或者自動打“補丁”等方式安裝到本地計算機中的程序不能被保存下來。
　　如果這些普通計算機所需要的功能不關閉，機房中一臺計算機每天至小可能有1次會從網上下載升級數據或者“補丁”數據的行為，整個機房有數百臺機器都如此的話，每天網絡上為了重復地下載這些數據，將會極大地浪費網絡帶寬資源。因此，機房安裝的系統和相關軟件都取消了“升級”和“云XX”功能，其中包括XP和IE8的“自動更新功能”，殺病毒軟件、360安全衛士、搜狗輸入法的“自動升級”功能。由于不斷會發現一些操作系統和應用軟件的“漏洞”，因此還要取消360的“漏洞”自動掃描和“下載補丁”提示和“自動下載補丁”功能[2]。
　　7結語
　　為了防止“學校學的都沒有用，現在用的學校都沒教”現象，學校的教育教學必須將最新的軟件內容不斷補充到教學實踐當中去，才能滿足學生學習內容需求。因此，對于那些已經不能適應現在教學需要的舊電腦需要采取果斷淘汰措施，但對于那些“棄之可惜，用之難受”的“雞肋”狀態的較舊計算機機房，可以借鑒本文的改造思路，通過少量的投入(整個機房改造工程僅花費2萬元)，使較舊的一些計算機也能夠勝任新計算機才能承擔的非計算機專業相關課程，同時減少維修、維護工作量(軟件維護量是原來的1/98，過去要每一臺機器都進行軟件維護，現在只要做好一臺，然后通過網絡發送給所有計算機就行了)，實現“既經濟又實用”的資源利用。
　　隨著教學內容所需要軟件的升級，舊計算機將來會不能勝任全部的實驗項目，但卻可能用以開展某些“設計與開發型”實驗和“研究與創新型”實驗。因此，我們今后將探討如何發揮舊計算機機房的余熱，進一步開展一些舊機器“力所能及”的“研究與創新型”實驗項目。將來的另一個工作是優化軟件配置，我們認為目前的系統還有進一步優化的空間。
　　
　　參考文獻：
　　[1]