云終端技術在高職院校計算機語音室的應用探析

范寧潔

(陜西交通職業技術學院，陜西西安，710018)

云終端技術在高職院校計算機語音室的應用探析

范寧潔

(陜西交通職業技術學院，陜西西安，710018)

隨著云技術在教育領域的應用越來越廣,基于云技術而構建的計算機語音室因具備資源按需分配、安全可控、數據可靠、節約成本、資源利用率高、便于統一管理等多種特性，給學校節省了大量的人力、物力成本，不僅很好的解決了傳統計算機語音室的諸多弊端，同時也為教師課堂教學和學生自學提供了更為便捷、穩定、舒適的教學環境。本文就云終端技術在計算機語音教室中的應用試做分析。

云終端；計算機語音室；效益

0 引言

隨著數字信息技術的快速發展，計算機網絡型語音室在高校得到普遍建設和應用，計算機網絡教室是以計算機網絡為基礎構建的一種輔助教學系統，借助網絡這一技術手段，教師主要以音、視頻廣播的形式，將所教授的內容快速地傳達給學生，并對學生的反饋及時地做出反應，同時輔以遙控和監視等功能，達到實時指導、互動溝通的教學效果。有效實現了教師、學生之間信息數據的交流、共享。計算機網絡語音室的應用不但豐富了教師的教學手段，改變了傳統課堂以教師講授為主、學生被動接受的局面，而且使得師生一對一教學、異步教學等教學模式成為可能，極大地提高了學生的學習積極性與主動性，教學效果得到明顯改善。

1 研究背景

現階段一些計算機網絡教室的建設，大都采用教師和學生單獨享用各自PC機的模式，而PC機模式具有部署成本高、資源閑置浪費、管理維護困難、安全穩定性差等諸多問題。

1.1 造價高

傳統計算機語音室每個座位部署一臺計算機，采購成本高。如果使用正版軟件，每臺計算機都需要單獨的許可證，加大了經費支出。每次的升級換代和維護，都需要學校投入較多的資金，應用的成本較高。

1.2 維護難

語言實驗室作為學校公共基礎課程的實訓場所，要為不同專業、不同年級層次的學生服務，不同的課程需要安裝不同的軟件程序。每個學期上課前，管理員都要花費大量時間將所需軟件逐臺進行安裝、注冊、激活，工作量很大。計算機語音教室的主要使用對象是學生,而學生的計算機技術水平通常不高，經常誤刪系統文件，加上學生在上機過程中喜歡進行個性化操作，隨意更改計算機的配置，瀏覽惡意網站等等，這便增加了管理人員維護工作的復雜性和繁瑣性。

1.3 不安全

傳統的計算機語音教室，每臺PC機都有自己獨立的操作系統，學生使用起來自由度比較高，使用過程中隨意在本機上安裝各類軟件、存儲各種文件，瀏覽匿名網站等，很容易受到網絡或其他潛在的病毒攻擊，大大增加了計算機感染病毒的幾率，同時，由于整個計算機語音教室組成一個局域網絡，一旦有病毒入侵，很容易蔓延至整個教室，影響教學工作的正常開展，系統安全性較差。

1.4 功耗噪音大

傳統計算機語音教室每臺PC機的功耗在200W左右，整間教室一天使用下來，耗電量大，設備散熱巨大又需要耗費其他機器功耗來調節室內溫度。另外機箱風扇運行時的噪音干擾也比較嚴重，機器越陳舊噪音會越大，影響課堂秩序和教學效果。

由于傳統的計算機語音教室存在以上詬病，越來越多的學校開始尋求降低臺式機管理運營成本的有效方法。因此，如何能構建一個低成本、易管理、高安全的計算機語音教室，成為了教育信息化研究者和管理者思考的首要問題。

2 云課堂的產生背景

云網絡（CloudComputing）以互聯網為框架，對海量數據進行分析和處理，以虛擬化的方式共享數據資源。云網絡的核心思想是通過“云”平臺統一管理數據資源，實現資源優化配置，用戶可以實時獲取所需服務，并滿足降低經濟成本的需求。云網絡已經被公認為第三產業的一次偉大革新，對網絡模式和商業模式產生了根本性的影響。“十二五”規劃綱要提出了“互聯網+”的思維，要把云網絡市場作為戰略性新興產業關鍵技術；2016年3月10日十二屆全國人大四次會議第二次全體會議提出將“國防云”建設需求納入國家云網絡戰略和建設總體規劃。鼓勵支持云網絡引領的新興企業，能夠提高國民生活水平質量，帶動傳統企業的發展。

近些年，“云教室”、“云課堂”等概念在教育領域，尤其是高等教育、職業教育領域受到的關注度很高，實際應用數量日趨增多。目前，“云課堂”并沒有一個標準化的定義，各個廠家和學校基本都從自己的需要出發，截取若干“云計算”的概念，來定義自己的產品。總體來說，“云課堂”是對傳統課堂的豐富和拓展，這種豐富和拓展體現在兩個方面：（1）軟件層面：教室里所有的教學資源都存儲在“云端”，實際上就是用一個大型資源庫取代了每一臺電腦有限的存儲空間，簡化了主機的功能；（2）硬件層面：通過虛擬化等技術，強化服務器的硬件性能，弱化主機的性能甚至不再配備傳統意義上的PC客戶端，所有運算均通過服務器完成。

3 云終端計算機語音室的特點及優勢

云終端語音教室采用了桌面虛擬化技術 (Virtual Desktop Infrastructure) ，依賴于服務器虛擬化，生成大量獨立的桌面操作系統（虛擬桌面），同時根據專有的虛擬桌面協議發送給終端設備。用戶端通過以太網登陸到虛擬主機上，只需要記住用戶名和密碼及網關信息，即可隨時隨地地通過網絡訪問自己的桌面系統，從而實現了多用戶共享一臺主機電腦的資源，每個用戶都可以獲得獨立的Windows桌面體驗，其功能和性能都是十分可靠的；用戶在只有10W功耗的終端設備上完美、流暢地體驗虛擬桌面，可進行網上沖浪、網絡游戲、飛信、QQ等即時通信，還可用于Office套裝軟件、多媒體點播、Authorware、Photoshop CS圖像處理等多種Windows應用軟件，甚至是播放流暢的高清視頻。通過云網絡交換機，嵌入音視頻高保真傳輸技術，實現音、視頻在網絡傳輸過程中的助推作用，從而滿足語言類課程教學的兩大需求：音、視頻同步廣播、高保真語音實時交互。

4 云終端計算機語音室的特點

4.1 節約成本

云終端計算機語音室無需在學生端配置PC機，也不需要為每臺機器單獨購買許可證和進行系統升級。任何軟件、數據和計算都在服務器中進行，由服務器統一管理資源，集中存儲和分配數據及應用軟件，升級和維護工作也僅在服務器端進行，這可為學校節省一大筆開支。

4.2 資源最大化利用

云終端計算機語音教室支持多用戶共享一臺PC資源，服務器端可根據學生的不同需求合理地分配計算資源，有效地減少傳統配置下時常會遇到的高性能、閑配置的狀況，從而提高計算資源的利用效率。倘若計算機資源不能夠滿足用戶需求，通過增加服務器便可，無需對計算機硬件更新換代。

4.3 易維護

高校計算機語音室管理工作量較大，管理員不但需要準確掌握硬件的運行情況，還要保證軟件正常工作。而在云終端計算機語音室，幾乎所有的計算都在后臺功能強大的服務器上進行，客戶端只需接受用戶輸入、輸出執行結果即可。管理員的維護工作集中于服務器和交換機等核心設備，無須考慮客戶端的維護，極大地減輕了維護負擔，提高了工作效率。

4.4 安全性高

學生端不需安裝PC機，只需接上鍵盤、鼠標和顯示器。學生通過以太網登陸到虛擬主機上，由于只有圖像傳輸到終端設備上，保證了設備不會感染和傳播病毒。專用嵌入式操作系統，系統崩潰概率幾乎為零。由于限制了用戶從客戶端拷貝數據，從而有效避免了機密數據的外泄。

4.5 節能減噪

傳統PC機運行時的噪音在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，遠遠小于PC的功耗（200W），也就是說單個云終端功耗為PC的5%，大幅節省設備耗電的同時還節省空調耗電，真正為師生打造安靜舒適的教學環境，有利于教學效率的提高。

5 云終端計算機語音室的優勢

5.1 快速切換、部署教學環境

云終端計算機語音室依托強大的云桌面管理平臺，無需安裝額外的管理軟件, 通過對服務器的管理和控制，即可為每個教學應用場景分配相互獨立的操作系統并批量安裝，特別是針對統一系統的教學環境，通過鏡像鏈接引用，無需虛擬機逐臺克隆，只需短短幾分鐘便可輕松將整間教室部署成想要的教學環境，如語言實驗室、數學建模室、計算機實訓室、電子閱覽室等等，最大程度提高產品利用率，真正實現一室多用、多室合一的理念。

其次，在初次進行環境部署時，系統自動保存教室對應的座位信息文件，不管后續如何切換教學環境，系統均能調用座位信息并自動對應，免去每次編排座位的繁瑣性。環境切換完成后，系統自動加載專用高保真網絡，無需教師手動操作，真正實現教學環境快速切換、部署。

5.2 高保真語音實時交互

在課堂教學活動中，教師需要與學生進行語音實時交互，學生與學生之間也需要進行語音實時交互，并且要保證聲音低延遲、高保真、無斷裂的特性。云終端計算機語音室依托高保真網絡技術發明專利，特別針對虛擬化環境的語音數據傳輸問題，應用了高保真傳輸技術，特別有利于大流量數據的傳輸，從而確保了語言信號數據既實時傳輸又無錯碼，實現了聲音的高保真傳輸。

5.3 服務器失效備援技術

云終端計算機語音室環境下，當云網絡中某一臺服務器因運行故障難以繼續為各云終端提供服務時，其它服務器能主動救援，確保整個教學環境安全高效運行，避免教學事故的發生。

6 云終端計算機語音室應用效益分析

6.1 教學效益

云終端計算機語音教室通過構建智能化、自動化的多媒體教學系統，盡量減少教師對設備的操作，使教師將精力集中于課堂教學，避免傳統PC環境下設備故障多、學生端頻繁死機帶來的教學干擾。教師利用高清視頻廣播技術，共享自己的課件、文本、視頻等資源給學生學習，極大提高了教學資源利用率；云服務中心的在線升級功能，讓教學資源每天都是最新最全面的。

6.2 成本效益

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

7 結束語

云技術是一種計算機資源及信息技術新的應用模式，與傳統計算機應用模式相比更加靈活，也更加經濟。云終端技術在高職院校計算機語音室建設中的應用具有廣闊的前景。基于云終端的計算機語音室管理系統是今后的發展趨勢。

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[3]馬小強，劉銘.國家開放大學“云教室”應用的現存問題及對策[J].中國電化教育，2016（5）.

[4]覃馮，黃善斌，覃衛玲，廖安平.基于桌面云的多媒體計算機實驗室管理研究[J].實驗技術與管理，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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