高校計算機類實驗室開放管理技術淺析

沈成濤

摘 要 根據高校計算機類實驗室的特點，分析實現開放管理的相關技術，包含傳統的保護卡技術、方興未艾的桌面云技術和實驗室信息化管理技術，以及使用這些技術達到實驗時間開放、實驗環境開放和實驗地點開放的可能性。

關鍵詞 實驗室開放 硬盤保護卡 桌面云 實驗室信息化

中圖分類號：G647 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2014）07-0005-02

計算機實驗室開放管理有利于學生自主學習和開展創新實踐活動，而且能有效提高實驗設備利用率。計算機實驗室開放管理就是要做到實驗時間開放、實驗環境開放和實驗地點開放。要達到這個目的，除了創新管理模式、優化管理制度外，更要重視管理技術的支撐作用，做到推陳出新、多管齊下，從各個層次搭建實驗室開放管理平臺。

一、 實驗設備管理技術

計算機實驗室開放會帶來高流動性的實驗人員、多樣化的實驗任務、高頻率的設備使用，這就需要實驗設備必須做到一機多用，即在每臺電腦上要配置多個軟件環境，并且要易于管理，減少管理人員維護量。

1.使用保護卡技術

比較傳統的方式是在每臺電腦上安裝增霸卡、藍芯防毒卡等硬盤保護卡。保護卡一般能夠支持安裝多達16個不同的操作系統，并使每個操作系統獨立使用，這樣可以在一臺電腦上創建多個軟件實驗環境。保護卡一般同時支持網絡安裝、拷貝、增量更新、自動分配IP和計算機名、遠程喚醒、關機、重啟等功能，可以有效減少計算機的批量維護管理工作量。采用保護卡技術也存在一些缺點，比如為了防止病毒一般設置有分區自動還原功能，這使得軟件環境相對固定，不能長時間保存實驗的中間狀態。另外使用保護卡批量管理的計算機一般要求其硬件配置相同，當實驗室有多種型號的計算機時管理效率就會下降。

2.使用桌面云技術

桌面云是云計算和桌面虛擬化技術在行業中的具體應用，其發展方興未艾。它是在云服務器上批量虛擬出多個獨立的桌面操作系統，為用戶虛擬不同規格的桌面環境。虛擬桌面的存儲和執行（包括操作系統、應用程序和用戶數據）都集中在云計算服務器上，用戶使用終端設備通過以太網和遠程協議（如：RDP、ICA、PCoIP）進行訪問。管理員可以通過專用的管理程序在云服務器端統一對所有虛擬桌面進行快速定制、交付、收回和更新。

高校開放管理的計算機類實驗室一般設備型號雜、規模較大、需求多變，在這種場合下桌面云技術的優勢得到集中體現，例如：

①支持更廣泛與簡化的終端設備。由于計算和存儲在云端進行，對終端設備的配置要求較低，用不同型號的臺式機、筆記本電腦甚至手機，都可以訪問相同的虛擬桌面，得到一致的用戶體驗。

②支持更靈活的訪問和使用。一個終端可以訪問多個桌面環境，可以跨網段、VLAN、甚至互聯網訪問虛擬桌面，因此可以真正做到時間、地點和實驗環境的完全開放。

③支持集中管理和快速部署。使用管理程序在云端管理虛擬桌面和用戶，一個桌面可批量交付給多個用戶訪問，桌面一旦更新相當于一批用戶同時升級。

④支持用較小的代價使用正版軟件。虛擬桌面可以被復制，同時一個桌面可以被分發到多個用戶，因此理論上只需要購買一套正版軟件，就可供多人使用。

當然桌面云技術在高校計算機實驗室中的應用也存在一些局限性。例如：云計算數據中心的建設一次性投入較大；數據中心需要配備比較專業的管理員；對校園網的帶寬有一定的要求；由于顯卡虛擬化的技術尚未成熟，某些多媒體類大型設計程序的用戶體驗還不是很好等等。

二、 實驗室信息化管理技術

高校計算機類實驗室數量一般很多，而且分布在不同地方，實驗室一旦開放管理，要么會有任務沖突，要么會有資源閑置，管理難度大增。為了向師生提供高效便捷的服務、自由靈活的上機時間和地點選擇，同時優化資源配置、提高實驗室利用率，很多學校引入了基于校園網的實驗室信息化管理系統，用來管理實驗人員、實驗室和機位、實驗項目等。

1.實驗室信息化管理系統的一般功能

①實驗人員管理。一是基于用戶的管理，包括教師、學生和管理員。二是基于角色的管理，比如班級、實驗團隊等。不同的用戶和角色在系統中有不同的權限。

②實驗項目管理。管理實驗課程和對應的實驗項目，并為實驗項目指派實驗室。

③實驗預約管理。個人或團隊預約機位或機房。

④實驗室門禁系統、上機IC卡和收費管理。實現開放實驗室的學生自助管理。

⑤實驗報告管理。學生可以在線提交實驗報告，教師可以在線批閱打分，期末可以對實驗教學平時成績進行統計。

⑥師生交流平臺。類似于論壇、博客等系統，師生以課程為欄目、以實驗項目為主題進行答疑解惑。

2.針對開放式計算機類實驗室的信息管理系統的特點

當前大多數大學生都配有個人電腦，機房對學生的吸引力逐漸下降，為了吸引學生在業余時間上機，開放實驗的手續要簡化。

機房免費開放是一種趨勢，收費功能可以取消，門禁和IC卡識別系統不再是為了收費，只是為了給實驗人員提供服務，如給隨機到來的人實時分配機位，給預約者提示機房機位信息等。

在傳統模式下一臺計算機上也可以完成多個實驗項目，而如果使用桌面云技術，在一個終端幾乎可以完成所有的實驗項目，實驗項目不再和實驗室、實驗設備有必然的對應關系，因此從機房管理的角度看，實驗項目管理功能可以弱化甚至取消。

鑒于時代發展以及計算機類實驗室的特點，其信息化管理系統的功能并不是大而全好，而是應作適當裁剪和取舍，以簡約簡便甚至粗放管理為好。

隨著IT技術的日新月異，計算機類實驗室的管理技術也不斷涌現。但因高校現存計算機設備新舊不一，為有效保護過往投資，傳統和現代管理技術將一直并存，我們要努力找準其中的契合點，高效率、高質量、低成本地實現計算機類實驗室的開放管理。

（責任編輯 劉凌芝）