云終端技術(shù)在高職院校計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室的應(yīng)用探析

范寧潔

(陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西西安，710018)

云終端技術(shù)在高職院校計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室的應(yīng)用探析

范寧潔

(陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西西安，710018)

隨著云技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣,基于云技術(shù)而構(gòu)建的計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室因具備資源按需分配、安全可控、數(shù)據(jù)可靠、節(jié)約成本、資源利用率高、便于統(tǒng)一管理等多種特性，給學(xué)校節(jié)省了大量的人力、物力成本，不僅很好的解決了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室的諸多弊端，同時(shí)也為教師課堂教學(xué)和學(xué)生自學(xué)提供了更為便捷、穩(wěn)定、舒適的教學(xué)環(huán)境。本文就云終端技術(shù)在計(jì)算機(jī)語(yǔ)音教室中的應(yīng)用試做分析。

云終端；計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室；效益

0 引言

隨著數(shù)字信息技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)型語(yǔ)音室在高校得到普遍建設(shè)和應(yīng)用，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教室是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)構(gòu)建的一種輔助教學(xué)系統(tǒng)，借助網(wǎng)絡(luò)這一技術(shù)手段，教師主要以音、視頻廣播的形式，將所教授的內(nèi)容快速地傳達(dá)給學(xué)生，并對(duì)學(xué)生的反饋及時(shí)地做出反應(yīng)，同時(shí)輔以遙控和監(jiān)視等功能，達(dá)到實(shí)時(shí)指導(dǎo)、互動(dòng)溝通的教學(xué)效果。有效實(shí)現(xiàn)了教師、學(xué)生之間信息數(shù)據(jù)的交流、共享。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音室的應(yīng)用不但豐富了教師的教學(xué)手段，改變了傳統(tǒng)課堂以教師講授為主、學(xué)生被動(dòng)接受的局面，而且使得師生一對(duì)一教學(xué)、異步教學(xué)等教學(xué)模式成為可能，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性，教學(xué)效果得到明顯改善。

1 研究背景

現(xiàn)階段一些計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教室的建設(shè)，大都采用教師和學(xué)生單獨(dú)享用各自PC機(jī)的模式，而PC機(jī)模式具有部署成本高、資源閑置浪費(fèi)、管理維護(hù)困難、安全穩(wěn)定性差等諸多問(wèn)題。

1.1 造價(jià)高

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室每個(gè)座位部署一臺(tái)計(jì)算機(jī)，采購(gòu)成本高。如果使用正版軟件，每臺(tái)計(jì)算機(jī)都需要單獨(dú)的許可證，加大了經(jīng)費(fèi)支出。每次的升級(jí)換代和維護(hù)，都需要學(xué)校投入較多的資金，應(yīng)用的成本較高。

1.2 維護(hù)難

語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室作為學(xué)校公共基礎(chǔ)課程的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所，要為不同專業(yè)、不同年級(jí)層次的學(xué)生服務(wù)，不同的課程需要安裝不同的軟件程序。每個(gè)學(xué)期上課前，管理員都要花費(fèi)大量時(shí)間將所需軟件逐臺(tái)進(jìn)行安裝、注冊(cè)、激活，工作量很大。計(jì)算機(jī)語(yǔ)音教室的主要使用對(duì)象是學(xué)生,而學(xué)生的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平通常不高，經(jīng)常誤刪系統(tǒng)文件，加上學(xué)生在上機(jī)過(guò)程中喜歡進(jìn)行個(gè)性化操作，隨意更改計(jì)算機(jī)的配置，瀏覽惡意網(wǎng)站等等，這便增加了管理人員維護(hù)工作的復(fù)雜性和繁瑣性。

1.3 不安全

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)音教室，每臺(tái)PC機(jī)都有自己獨(dú)立的操作系統(tǒng)，學(xué)生使用起來(lái)自由度比較高，使用過(guò)程中隨意在本機(jī)上安裝各類軟件、存儲(chǔ)各種文件，瀏覽匿名網(wǎng)站等，很容易受到網(wǎng)絡(luò)或其他潛在的病毒攻擊，大大增加了計(jì)算機(jī)感染病毒的幾率，同時(shí)，由于整個(gè)計(jì)算機(jī)語(yǔ)音教室組成一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)，一旦有病毒入侵，很容易蔓延至整個(gè)教室，影響教學(xué)工作的正常開展，系統(tǒng)安全性較差。

1.4 功耗噪音大

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)語(yǔ)音教室每臺(tái)PC機(jī)的功耗在200W左右，整間教室一天使用下來(lái)，耗電量大，設(shè)備散熱巨大又需要耗費(fèi)其他機(jī)器功耗來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。另外機(jī)箱風(fēng)扇運(yùn)行時(shí)的噪音干擾也比較嚴(yán)重，機(jī)器越陳舊噪音會(huì)越大，影響課堂秩序和教學(xué)效果。

由于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)音教室存在以上詬病，越來(lái)越多的學(xué)校開始尋求降低臺(tái)式機(jī)管理運(yùn)營(yíng)成本的有效方法。因此，如何能構(gòu)建一個(gè)低成本、易管理、高安全的計(jì)算機(jī)語(yǔ)音教室，成為了教育信息化研究者和管理者思考的首要問(wèn)題。

2 云課堂的產(chǎn)生背景

云網(wǎng)絡(luò)（CloudComputing）以互聯(lián)網(wǎng)為框架，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，以虛擬化的方式共享數(shù)據(jù)資源。云網(wǎng)絡(luò)的核心思想是通過(guò)“云”平臺(tái)統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，用戶可以實(shí)時(shí)獲取所需服務(wù)，并滿足降低經(jīng)濟(jì)成本的需求。云網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被公認(rèn)為第三產(chǎn)業(yè)的一次偉大革新，對(duì)網(wǎng)絡(luò)模式和商業(yè)模式產(chǎn)生了根本性的影響。“十二五”規(guī)劃綱要提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維，要把云網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)；2016年3月10日十二屆全國(guó)人大四次會(huì)議第二次全體會(huì)議提出將“國(guó)防云”建設(shè)需求納入國(guó)家云網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略和建設(shè)總體規(guī)劃。鼓勵(lì)支持云網(wǎng)絡(luò)引領(lǐng)的新興企業(yè)，能夠提高國(guó)民生活水平質(zhì)量，帶動(dòng)傳統(tǒng)企業(yè)的發(fā)展。

近些年，“云教室”、“云課堂”等概念在教育領(lǐng)域，尤其是高等教育、職業(yè)教育領(lǐng)域受到的關(guān)注度很高，實(shí)際應(yīng)用數(shù)量日趨增多。目前，“云課堂”并沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的定義，各個(gè)廠家和學(xué)校基本都從自己的需要出發(fā)，截取若干“云計(jì)算”的概念，來(lái)定義自己的產(chǎn)品。總體來(lái)說(shuō)，“云課堂”是對(duì)傳統(tǒng)課堂的豐富和拓展，這種豐富和拓展體現(xiàn)在兩個(gè)方面：（1）軟件層面：教室里所有的教學(xué)資源都存儲(chǔ)在“云端”，實(shí)際上就是用一個(gè)大型資源庫(kù)取代了每一臺(tái)電腦有限的存儲(chǔ)空間，簡(jiǎn)化了主機(jī)的功能；（2）硬件層面：通過(guò)虛擬化等技術(shù)，強(qiáng)化服務(wù)器的硬件性能，弱化主機(jī)的性能甚至不再配備傳統(tǒng)意義上的PC客戶端，所有運(yùn)算均通過(guò)服務(wù)器完成。

3 云終端計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

云終端語(yǔ)音教室采用了桌面虛擬化技術(shù) (Virtual Desktop Infrastructure) ，依賴于服務(wù)器虛擬化，生成大量獨(dú)立的桌面操作系統(tǒng)（虛擬桌面），同時(shí)根據(jù)專有的虛擬桌面協(xié)議發(fā)送給終端設(shè)備。用戶端通過(guò)以太網(wǎng)登陸到虛擬主機(jī)上，只需要記住用戶名和密碼及網(wǎng)關(guān)信息，即可隨時(shí)隨地地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)自己的桌面系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了多用戶共享一臺(tái)主機(jī)電腦的資源，每個(gè)用戶都可以獲得獨(dú)立的Windows桌面體驗(yàn)，其功能和性能都是十分可靠的；用戶在只有10W功耗的終端設(shè)備上完美、流暢地體驗(yàn)虛擬桌面，可進(jìn)行網(wǎng)上沖浪、網(wǎng)絡(luò)游戲、飛信、QQ等即時(shí)通信，還可用于Office套裝軟件、多媒體點(diǎn)播、Authorware、Photoshop CS圖像處理等多種Windows應(yīng)用軟件，甚至是播放流暢的高清視頻。通過(guò)云網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，嵌入音視頻高保真?zhèn)鬏敿夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)音、視頻在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中的助推作用，從而滿足語(yǔ)言類課程教學(xué)的兩大需求：音、視頻同步廣播、高保真語(yǔ)音實(shí)時(shí)交互。

4 云終端計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室的特點(diǎn)

4.1 節(jié)約成本

云終端計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室無(wú)需在學(xué)生端配置PC機(jī)，也不需要為每臺(tái)機(jī)器單獨(dú)購(gòu)買許可證和進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)。任何軟件、數(shù)據(jù)和計(jì)算都在服務(wù)器中進(jìn)行，由服務(wù)器統(tǒng)一管理資源，集中存儲(chǔ)和分配數(shù)據(jù)及應(yīng)用軟件，升級(jí)和維護(hù)工作也僅在服務(wù)器端進(jìn)行，這可為學(xué)校節(jié)省一大筆開支。

4.2 資源最大化利用

云終端計(jì)算機(jī)語(yǔ)音教室支持多用戶共享一臺(tái)PC資源，服務(wù)器端可根據(jù)學(xué)生的不同需求合理地分配計(jì)算資源，有效地減少傳統(tǒng)配置下時(shí)常會(huì)遇到的高性能、閑配置的狀況，從而提高計(jì)算資源的利用效率。倘若計(jì)算機(jī)資源不能夠滿足用戶需求，通過(guò)增加服務(wù)器便可，無(wú)需對(duì)計(jì)算機(jī)硬件更新?lián)Q代。

4.3 易維護(hù)

高校計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室管理工作量較大，管理員不但需要準(zhǔn)確掌握硬件的運(yùn)行情況，還要保證軟件正常工作。而在云終端計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室，幾乎所有的計(jì)算都在后臺(tái)功能強(qiáng)大的服務(wù)器上進(jìn)行，客戶端只需接受用戶輸入、輸出執(zhí)行結(jié)果即可。管理員的維護(hù)工作集中于服務(wù)器和交換機(jī)等核心設(shè)備，無(wú)須考慮客戶端的維護(hù)，極大地減輕了維護(hù)負(fù)擔(dān)，提高了工作效率。

4.4 安全性高

學(xué)生端不需安裝PC機(jī)，只需接上鍵盤、鼠標(biāo)和顯示器。學(xué)生通過(guò)以太網(wǎng)登陸到虛擬主機(jī)上，由于只有圖像傳輸?shù)浇K端設(shè)備上，保證了設(shè)備不會(huì)感染和傳播病毒。專用嵌入式操作系統(tǒng)，系統(tǒng)崩潰概率幾乎為零。由于限制了用戶從客戶端拷貝數(shù)據(jù)，從而有效避免了機(jī)密數(shù)據(jù)的外泄。

4.5 節(jié)能減噪

傳統(tǒng)PC機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪音在55分貝以上，工作溫度在35～45℃之間，云終端的工作噪音僅為1分貝，工作溫度在室溫左右；云終端的耗電量大約在10W左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于PC的功耗（200W），也就是說(shuō)單個(gè)云終端功耗為PC的5%，大幅節(jié)省設(shè)備耗電的同時(shí)還節(jié)省空調(diào)耗電，真正為師生打造安靜舒適的教學(xué)環(huán)境，有利于教學(xué)效率的提高。

5 云終端計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室的優(yōu)勢(shì)

5.1 快速切換、部署教學(xué)環(huán)境

云終端計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室依托強(qiáng)大的云桌面管理平臺(tái)，無(wú)需安裝額外的管理軟件, 通過(guò)對(duì)服務(wù)器的管理和控制，即可為每個(gè)教學(xué)應(yīng)用場(chǎng)景分配相互獨(dú)立的操作系統(tǒng)并批量安裝，特別是針對(duì)統(tǒng)一系統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境，通過(guò)鏡像鏈接引用，無(wú)需虛擬機(jī)逐臺(tái)克隆，只需短短幾分鐘便可輕松將整間教室部署成想要的教學(xué)環(huán)境，如語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室、數(shù)學(xué)建模室、計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室、電子閱覽室等等，最大程度提高產(chǎn)品利用率，真正實(shí)現(xiàn)一室多用、多室合一的理念。

其次，在初次進(jìn)行環(huán)境部署時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)保存教室對(duì)應(yīng)的座位信息文件，不管后續(xù)如何切換教學(xué)環(huán)境，系統(tǒng)均能調(diào)用座位信息并自動(dòng)對(duì)應(yīng)，免去每次編排座位的繁瑣性。環(huán)境切換完成后，系統(tǒng)自動(dòng)加載專用高保真網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需教師手動(dòng)操作，真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)環(huán)境快速切換、部署。

5.2 高保真語(yǔ)音實(shí)時(shí)交互

在課堂教學(xué)活動(dòng)中，教師需要與學(xué)生進(jìn)行語(yǔ)音實(shí)時(shí)交互，學(xué)生與學(xué)生之間也需要進(jìn)行語(yǔ)音實(shí)時(shí)交互，并且要保證聲音低延遲、高保真、無(wú)斷裂的特性。云終端計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室依托高保真網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)明專利，特別針對(duì)虛擬化環(huán)境的語(yǔ)音數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題，應(yīng)用了高保真?zhèn)鬏敿夹g(shù)，特別有利于大流量數(shù)據(jù)的傳輸，從而確保了語(yǔ)言信號(hào)數(shù)據(jù)既實(shí)時(shí)傳輸又無(wú)錯(cuò)碼，實(shí)現(xiàn)了聲音的高保真?zhèn)鬏敗?/p>

5.3 服務(wù)器失效備援技術(shù)

云終端計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室環(huán)境下，當(dāng)云網(wǎng)絡(luò)中某一臺(tái)服務(wù)器因運(yùn)行故障難以繼續(xù)為各云終端提供服務(wù)時(shí)，其它服務(wù)器能主動(dòng)救援，確保整個(gè)教學(xué)環(huán)境安全高效運(yùn)行，避免教學(xué)事故的發(fā)生。

6 云終端計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室應(yīng)用效益分析

6.1 教學(xué)效益

云終端計(jì)算機(jī)語(yǔ)音教室通過(guò)構(gòu)建智能化、自動(dòng)化的多媒體教學(xué)系統(tǒng)，盡量減少教師對(duì)設(shè)備的操作，使教師將精力集中于課堂教學(xué)，避免傳統(tǒng)PC環(huán)境下設(shè)備故障多、學(xué)生端頻繁死機(jī)帶來(lái)的教學(xué)干擾。教師利用高清視頻廣播技術(shù)，共享自己的課件、文本、視頻等資源給學(xué)生學(xué)習(xí)，極大提高了教學(xué)資源利用率；云服務(wù)中心的在線升級(jí)功能，讓教學(xué)資源每天都是最新最全面的。

6.2 成本效益

從設(shè)備購(gòu)置的角度分析，PC機(jī)平均更新周期為5年左右，而云終端的工作時(shí)間可達(dá)10年左右，虛擬化軟件可以永久使用，服務(wù)器的壽命也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PC機(jī)；從能源消耗的角度分析，瘦客戶端的功耗一般為傳統(tǒng)PC的十分之一，雖然服務(wù)器的耗電會(huì)隨著計(jì)算壓力的提高有所增高，但是與大量的普通PC機(jī)耗電量相比可以忽略，極大地降低能源消耗，符合低碳時(shí)代的要求。

7 結(jié)束語(yǔ)

云技術(shù)是一種計(jì)算機(jī)資源及信息技術(shù)新的應(yīng)用模式，與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用模式相比更加靈活，也更加經(jīng)濟(jì)。云終端技術(shù)在高職院校計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室建設(shè)中的應(yīng)用具有廣闊的前景。基于云終端的計(jì)算機(jī)語(yǔ)音室管理系統(tǒng)是今后的發(fā)展趨勢(shì)。

[1]韓寧.云桌面技術(shù)在高校信息化建設(shè)及教學(xué)中的應(yīng)用[J].軟件導(dǎo)刊，2012（5）.

[2]王凡，陳純煉.基于桌面云的高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室組建與管理[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2015（3）.

[3]馬小強(qiáng)，劉銘.國(guó)家開放大學(xué)“云教室”應(yīng)用的現(xiàn)存問(wèn)題及對(duì)策[J].中國(guó)電化教育，2016（5）.

[4]覃馮，黃善斌，覃衛(wèi)玲，廖安平.基于桌面云的多媒體計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2015（3）.

Application of cloud terminal technology in computer room of Higher Vocational Colleges

Fan Ningjie
(Shaanxi College of Communication Technolog,Xi’an Shaanxi,710018)

With the increasing application of cloud technology in the field of education more widely, computer based voice cloud technology building room with resource distribution according to need, safe and controllable, reliable data, cost saving, high resource utilization rate, convenient for a variety of characteristics of unified management, to the school to save a lot of manpower and material costs, not only a good solution to the traditional computer lab, but also provides more convenient, stable and comfortable teaching environment for teachers and students self-study classroom teaching. In this paper, the application of cloud terminal technology in computer speech in the classroom to analyze.

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