高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理研究

胡亨伍，張俊蘭

（廣東醫(yī)科大學(xué)信息工程學(xué)院，東莞 523808）

高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理研究

胡亨伍，張俊蘭

（廣東醫(yī)科大學(xué)信息工程學(xué)院，東莞 523808）

為有效提升高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理水平，通過使用現(xiàn)有資源和技術(shù)，布置穩(wěn)定快速的局域網(wǎng)，配置高效與完全的計(jì)算機(jī)資源，使其服務(wù)于高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究，豐富師生們的課外文化生活，使師生在校園網(wǎng)內(nèi)就能享受到實(shí)驗(yàn)室里的全部資源。

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室；服務(wù)器

0 引言

醫(yī)學(xué)類院校的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室屬公用與專業(yè)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)室，其有設(shè)備眾多、使用人次最多、規(guī)模較大等特點(diǎn)，承擔(dān)著公共計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程、信息工程學(xué)院專業(yè)課程及其他學(xué)院的專業(yè)課程，安裝的教學(xué)軟件門類繁多，軟件系統(tǒng)龐大，軟件更新快。并隨著增長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要，要不斷擴(kuò)建計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，計(jì)算機(jī)機(jī)房數(shù)量增加，規(guī)模擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)要求越來越高，如何提高計(jì)算機(jī)的使用率，保證網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)的高效運(yùn)行，這些成為了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室重要的日常工作任務(wù)。

由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量多與使用頻繁、課程門類多、教學(xué)任務(wù)重、設(shè)備故障率高、病毒侵襲，操作主體主觀隨意以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的復(fù)雜性[1]，為保障實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的有效運(yùn)行，給上機(jī)者提供安全穩(wěn)定的系統(tǒng)環(huán)境，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室面臨著如何高效高質(zhì)的完成建設(shè)、管理和維護(hù)工作。

1 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及布局

根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和教學(xué)改革的需要，網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)環(huán)境中起著越來越重要的作用，隨著網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式的興起，相應(yīng)的考試、計(jì)算機(jī)等級(jí)考試與教學(xué)相當(dāng)大的部分需要通過網(wǎng)絡(luò)快速訪問服務(wù)器。同時(shí)，一些新的教學(xué)手段，如網(wǎng)絡(luò)課件、在線視頻、多媒體教學(xué)、網(wǎng)上訓(xùn)練系統(tǒng)等對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了快速訪問、高帶寬和穩(wěn)定性的要求[2]。

除了滿足上述要求，還需要對(duì)網(wǎng)段進(jìn)行劃分和隔離，以免外部設(shè)備混入校園網(wǎng)造成擁堵，并能做到靈活變動(dòng)配置，方便網(wǎng)絡(luò)故障的維護(hù)，及新建網(wǎng)絡(luò)配置的要求，對(duì)所有實(shí)驗(yàn)室以智能交換機(jī)100/1000Mbps以太網(wǎng)端口進(jìn)行接入，以供快速、高帶寬需求使用。同時(shí)，對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)布局模式進(jìn)行改革，由原來的交換機(jī)放在一個(gè)機(jī)房，改成每個(gè)實(shí)驗(yàn)室布置一個(gè)交換機(jī)，再通過總交換機(jī)和防火墻接入校園網(wǎng)，這樣做的好處就是容易發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障并進(jìn)行維修，方便該實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)管理。

2 FTP服務(wù)器資源存儲(chǔ)及共享

FTP(File Transfer Protocol)是通過網(wǎng)絡(luò)給客戶提供一個(gè)極為重要的服務(wù)，采用典型的客戶機(jī)/服務(wù)器的全雙工工作模式,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上服務(wù)器與客戶機(jī)傳送文件的一種通信協(xié)議[3]。FTP服務(wù)器可分為循環(huán)服務(wù)器、多線程并發(fā)服務(wù)器與單線并發(fā)程服務(wù)器，通常FTP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器使用多線程并發(fā)服務(wù)器的這種架構(gòu)可以取得較理想的結(jié)果[4]。FTP服務(wù)可以Linux、Unix與Windows系列等眾多操作系統(tǒng)上安裝運(yùn)行[5]，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)間的資源共享。我校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建立專用FTP服務(wù)器，包括資源FTP服務(wù)器和作業(yè)FTP服務(wù)器。

市面上有很多FTP服務(wù)器端軟件，這里采用方便快捷的Ser-U和與域用戶認(rèn)證集成很好的Windows系統(tǒng)內(nèi)置FTP服務(wù)共同建設(shè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的FTP服務(wù)器。Windows系統(tǒng)內(nèi)置FTP需要添加FTP的Windows組件，確定好服務(wù)器的IP和端口號(hào)，建立FTP根目錄，然后選擇訪問方式及用戶權(quán)限；選擇安裝支持ODBC讀取數(shù)據(jù)庫(kù)的Sev-U版本軟件，建立域，確定IP和端口號(hào)，配置Sev-U文件通過ODBC使Sev-U與數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)起來。

構(gòu)建好FTP服務(wù)器，實(shí)驗(yàn)教師和學(xué)生就可以依據(jù)獲得賦予權(quán)限的用戶名和密碼對(duì)服務(wù)器上的文件進(jìn)行瀏覽、下載、上傳、刪除等操作，從而實(shí)現(xiàn)服務(wù)器上文件的管理功能。由實(shí)驗(yàn)室或任課教師提供給學(xué)生使用的課件、上課軟件、預(yù)習(xí)資料、實(shí)驗(yàn)安排等，賦予實(shí)驗(yàn)室和教師全權(quán)管理權(quán)限，而賦予學(xué)生只有下載查看卻無修改的權(quán)限，學(xué)生可于校園網(wǎng)內(nèi)高效使用實(shí)驗(yàn)室FTP資源，避免移動(dòng)盤在實(shí)驗(yàn)室傳播病毒增加實(shí)驗(yàn)室維護(hù)難度；學(xué)生上傳作業(yè)時(shí)，設(shè)置成用戶名和權(quán)限，學(xué)生只有上傳權(quán)限，其他權(quán)限一律剔除掉，方便學(xué)生隨時(shí)隨地交卷，教師網(wǎng)上管理和閱卷。

3 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件

因現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室對(duì)網(wǎng)絡(luò)依賴越來越多，所有實(shí)驗(yàn)室多聯(lián)通著校園網(wǎng)，校園網(wǎng)又是學(xué)生日常使用最多的網(wǎng)絡(luò)，里面存放著各式各樣的網(wǎng)絡(luò)資源，學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課時(shí)很容易分心做其他的事情，不能很好地實(shí)踐學(xué)習(xí)。很多公司陸陸續(xù)續(xù)推出了良田、紅蜘蛛、凌波等網(wǎng)絡(luò)課室管理教學(xué)軟件，我們實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過試用，最終選取了凌波網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件來管理實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課堂。該軟件利用機(jī)房現(xiàn)有的電腦網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)教師機(jī)對(duì)學(xué)生機(jī)的廣播、監(jiān)控、語音教學(xué)等操作，輔助學(xué)生完成電腦軟件的學(xué)習(xí)和使用。

在實(shí)驗(yàn)室的所有學(xué)生機(jī)上安裝凌波網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件學(xué)生端，在教師機(jī)上安裝教師端。通過凌波網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件，實(shí)驗(yàn)教師可以全程掌握課堂，提升教學(xué)效果。該軟件可以實(shí)現(xiàn)：（1）屏幕廣播：學(xué)生可以在自己的屏幕上看到教師的屏幕內(nèi)容，教師的所有操作都將同步顯示在學(xué)生的屏幕上，完成教學(xué)演示，克服以往學(xué)生看不清大屏幕的弊端，也提高學(xué)生的注意力，提升教學(xué)效果。（2）學(xué)生輔導(dǎo)：如果學(xué)生有什么問題，可以用熱鍵進(jìn)行舉手，在教師的主控平臺(tái)上會(huì)有所顯示，教師可根據(jù)情況對(duì)該學(xué)生進(jìn)行單獨(dú)講解或示范。（3）資料發(fā)布和回收：教師可以在主控臺(tái)上給每個(gè)學(xué)生發(fā)布當(dāng)堂作業(yè)或課程輔助材料，并查看學(xué)生完成情況。（4）屏幕監(jiān)看：利用這個(gè)功能，可以對(duì)學(xué)生的屏幕輪流進(jìn)行查看和監(jiān)視，也可以進(jìn)行多屏查看，以便掌握班級(jí)學(xué)生的整體情況，完成教學(xué)巡視。

4 門禁服務(wù)器

在高校，不管是對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生還是非專業(yè)學(xué)生來說，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)都很重要，學(xué)生課外學(xué)習(xí)、興趣小組、科研創(chuàng)新等活動(dòng)主要在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。對(duì)剛進(jìn)學(xué)校的新生還未配置電腦、學(xué)生自發(fā)組織的興趣愛好小組及從事科研創(chuàng)新的師生，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)顯得尤為重要。又由于實(shí)驗(yàn)室的管理人員有限、學(xué)生數(shù)量龐大、人員流動(dòng)性大且不易管理，需要配置門禁管理系統(tǒng)。

以四川大學(xué)使用的門禁系統(tǒng)作參考，它包括服務(wù)器、門禁機(jī)、門禁主程序、用戶登記系統(tǒng)、存儲(chǔ)學(xué)生信息數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)等。學(xué)生機(jī)安裝客戶端程序，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室上機(jī)前先在門禁機(jī)上刷卡進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，然后使用個(gè)人信息通過用戶登記系統(tǒng)認(rèn)證方可登錄學(xué)生機(jī)；下機(jī)時(shí)退出用戶登記系統(tǒng)再在門禁機(jī)上刷卡關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室。通過學(xué)生上、下機(jī)在門禁機(jī)上的刷卡，門禁服務(wù)器自動(dòng)管理了實(shí)驗(yàn)室，通過用戶登記系統(tǒng)刷新數(shù)據(jù)庫(kù)信息并記錄學(xué)生機(jī)使用情況等，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室管理的開放化。

我校計(jì)劃配置類似的門禁系統(tǒng)，但在布置門禁服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，需要特別注意存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全性問題。由于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)中包含有全校學(xué)生個(gè)人信息和校園卡信息，一旦數(shù)據(jù)出錯(cuò)或丟失,后果將是災(zāi)難性的。為保證該系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的安全，擬采取每天3次備份存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的措施,同時(shí)將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)備份到不同的物理磁盤上。相應(yīng)的服務(wù)器采用RAID 5磁盤陣列高冗余能力的方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，使得SATA硬盤失效時(shí)也能有效地保護(hù)數(shù)據(jù)。

5 聯(lián)想硬盤保護(hù)系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備由于使用頻繁、網(wǎng)絡(luò)使用率高等原因，學(xué)生誤操作、病毒、非正常關(guān)機(jī)時(shí)有發(fā)生，造成操作系統(tǒng)崩潰和應(yīng)用軟件故障，而操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件對(duì)學(xué)生又是完全開放的。如果重新安裝操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件則需要數(shù)個(gè)小時(shí)，對(duì)大量的故障計(jì)算機(jī)進(jìn)行維護(hù)也很耗費(fèi)時(shí)間，因此，我們采用系統(tǒng)保護(hù)的方式提高計(jì)算機(jī)的管理和使用。

系統(tǒng)保護(hù)方式分為軟件保護(hù)和硬盤保護(hù)兩種類型[6]，它們都通過保護(hù)計(jì)算機(jī)的CMOS來保護(hù)硬盤數(shù)據(jù)。通過兩種方式的比較，我們選擇硬盤保護(hù)方式來保護(hù)計(jì)算機(jī)，在該計(jì)算機(jī)中不能進(jìn)行修改、移動(dòng)、復(fù)制、刪除、創(chuàng)建、保存文件等操作，也不能在該計(jì)算機(jī)中安裝或刪除新程序，最重要的是保護(hù)CMOS的設(shè)置參數(shù)不被修改。只要按預(yù)期設(shè)置了保護(hù)，無論操作者對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行什么樣的操作，操作者重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)就會(huì)自動(dòng)恢復(fù)系統(tǒng)的配置，起到保護(hù)系統(tǒng)環(huán)境的作用，提高了實(shí)驗(yàn)室的管理效率。

聯(lián)想硬盤保護(hù)系統(tǒng)是專為計(jì)算機(jī)教室管理研發(fā)的，聯(lián)想硬盤保護(hù)系統(tǒng)安裝程序Setup.exe需要在DOS環(huán)境下安裝，重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)時(shí)按住Home鍵進(jìn)入保護(hù)界面重新劃分分區(qū)、設(shè)置分區(qū)屬性和恢復(fù)方式。只要裝好一臺(tái)計(jì)算機(jī)，重新啟動(dòng)按F4進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)同傳界面，選擇喚醒同一實(shí)驗(yàn)室的其他計(jì)算機(jī)，通過網(wǎng)絡(luò)復(fù)制功能將硬盤數(shù)據(jù)和COMS參數(shù)一并發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中的其他計(jì)算機(jī)，復(fù)制好后的其他計(jì)算機(jī)硬盤數(shù)據(jù)與發(fā)送機(jī)的一樣。在網(wǎng)絡(luò)同傳時(shí)，還可使用聯(lián)想硬盤保護(hù)系統(tǒng)的IP分配與管理功能，統(tǒng)一給其他計(jì)算機(jī)分配IP和單個(gè)計(jì)算機(jī)IP修改，也可方便遠(yuǎn)程喚醒和關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室的其他計(jì)算機(jī)。當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)同傳的速度依賴于連著實(shí)驗(yàn)室的交換機(jī)帶寬等參數(shù)，我們?cè)趯?shí)踐中監(jiān)測(cè)到傳送速度有5Mbps、10 Mbps及15Mbps，也在別的高校看到速度20Mbps。

6 結(jié)語

利用現(xiàn)有資源和技術(shù)，做好高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理工作，服務(wù)好全校計(jì)算機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，開放實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生和老師的學(xué)習(xí)和研究提供重要的場(chǎng)所，豐富師生們的課外文化生活。維護(hù)好網(wǎng)絡(luò)，用服務(wù)器搭建起“教與學(xué)”的資源平臺(tái)，使用戶在校園網(wǎng)內(nèi)就能享受到實(shí)驗(yàn)室里的一切。

[1]雷濤，王芳.提高計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理效能的技術(shù)方法淺談[J].信息與電腦，2010（9）：150-151.

[2]徐尚青,曾大軍.高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及幾點(diǎn)問題的思考[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014(13)：231-233.

[3]李進(jìn).服務(wù)器配置性能安全和注冊(cè)表[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

[4]蔡勇.FTP服務(wù)器技術(shù)研究及實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2005.

[5]計(jì)宏.FTP服務(wù)器的搭建與實(shí)現(xiàn)[J].陜西煤炭，2014(13)：55-56..

[6]成全喜，陸春敏，陸慶越.計(jì)算機(jī)硬盤保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用初探[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2006，10(4)：110-114.

Computer Laboratory;Server;System;Construction;Management

Research on the Construction and Management of Computer Laboratory in Colleges and Universities

HU Heng-wu，ZHANG Jun-lan
（School of Information Engineering,Guangdong Medical University,Dongguan 523808）

In order to effectively improve the construction and management of computer laboratory in colleges and universities,uses existing resources and technologies,layout stable and fast local area network,configure high efficiency and complete computer resources,thus not only supports experimental teaching and scientific research strongly,but also enriches the extracurricular cultural life of teachers and students greatly.The most important will be able to enjoy all the resources of the laboratory in the campus network.

1007-1423（2016）19-0032-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2016.19.009

胡亨伍（1982-），男，湖南衡陽人，實(shí)驗(yàn)師，碩士,研究方向?yàn)閳D像處理、信息技術(shù)、實(shí)驗(yàn)管理技術(shù)

張俊蘭（1970-），女，廣東湛江人，實(shí)驗(yàn)師，本科,研究方向?yàn)樾畔⒓夹g(shù)、實(shí)驗(yàn)管理技術(shù)

2016-04-25

2016-06-30