計算機實驗室的智能化應用研究初探

張俊杰

(大同師范高等專科學校，山西 大同 037039)

計算機技術在20世紀以來取得了突飛猛進的發展，各大高校也都逐步建立了自己的計算機實驗室，這樣的實驗室多為面向全體師生開放的免費學習、實驗、交流的空間，與之帶來便捷的同時，亟待解決實驗室的管理問題。雖然為了解決此問題，部分高校也制定了相應的管理標準，但是卻不能從根源上解決問題。想真正解決計算機實驗室的管理問題，必須要從計算機實驗室自身的智能化應用下手，利用得天獨厚的優勢來針對性的解決問題，因此如何將現階段計算機實驗室的智能化應用發揮到最大化，是目前有必要探討的問題[1]。

1 計算機

計算機的出現要追溯到1946年，世界上出現了第一臺電子計算機(見圖1)，它誕生于美國，總重量達到了30噸，雖然體積龐大但儲存空間卻很小，運算的速度也很慢，加之其昂貴的價格，在現在看來，這臺計算機并沒有什么過人之處，但它卻是世界計算機發展史的第一頁。

圖1 初代電子計算機

時至今日，計算機經過短短不足百年的時間，已演變成體積更小、攜帶更便利、存儲量大、計算速度驚人的設備，目前我們正在廣泛使用的計算機被稱為第五代計算機(見圖2)，五代計算機將信息采集、儲存、處理、通信和人工智能相結合，具有邏輯推理、聯想、學習解釋能力，實現對于信息處理的高度集中化。除了這些顯著的變化以外，計算機技術更是被應用到越來越多的領域，發揮著日益重要的作用。

圖2 第五代計算機

2 計算機實驗室

簡言之，計算機實驗室就是將一臺或多臺計算機置于一個空間中，將計算機作為主要工具提供人們進行研究、學習、交流、討論的場所，并且承擔著全校師生的計算機相關課程教授和訓練的任務，有時各科考試也會通過計算機進行，業余時間計算機實驗室還會為學生提供休閑的上網服務，鑒于計算機實驗室的多重使用方向和較高的使用頻次，計算機實驗室的管理顯得極其重要，因此我們對計算機實驗室的智能化應用做出了以下設想，以便于開展計算機實驗室的日常管理[2](見圖3)。

圖3 計算機實驗室流程

2.1 來訪人員登記系統

這個系統的設計，主要用于對每日進入計算機實驗室的人進行來訪登記，便于了解每日有可能對計算機實驗室進行威脅或危害的人群，一旦計算機實驗室的內部設備遭到人為損害，就可以通過這個系統的記錄，首先鎖定嫌疑人群，縮小搜索范圍。這套系統，主要分為內外兩個部分，外部裝置分為攝像頭和指紋采集器這兩個主要裝置，攝像頭用以拍攝計算機實驗室周邊半徑15米的范圍，24小時不間斷地保護實驗室，同時在學生和老師進入計算機實驗室時，要通過指紋采集器進行打卡，未事先進行指紋錄入的人群會被拒絕進入，被允許進入內部的人也會通過指紋和視頻的雙重記錄，保證了進入人群的檔案信息留存。內部裝置主要是多個放置在室內的攝像頭，保證實驗室的內部監控，保障人群安全和設備安全。

當然，這個來訪人員登記系統，除了能夠對計算機實驗室內外部的安全進行24小時監控和管理以外，也可以用作教師上課、下課的人員打卡服務，免去了點名的流程，快捷、便利。在各科考試時也可以實時觀看到考生的考試過程動態，減少了監考的人力消耗。同時對于計算機實驗室門前的車輛安全、通行安全等等都有一定的輔助保障作用。其原理是通過內外保障裝置與計算機實驗室內部電腦的聯動，起到了保障和管理雙重的效果。

2.2 計算機實驗室內部設施管理系統

計算機實驗室內部的電器裝置較多，如在離開時忘記關閉電源，容易造成極大的電量損耗，同時容易導致電器過熱，引發火災。利用這套內部設施管理系統，可以輕松地做到對內部電力設備的管理，避免造成電力流失和火災的發生。這套系統的原理在于，通過實驗室的中央控制系統，可以對內部的電力設備進行管理，包括電腦、空調、投影儀、點燈、風扇、路由器等等，可以通過人工設定時間段，自動搜索電力設備是否有持續運行的跡象，如果長時間持續運行，或出現過熱的現象，管理電腦將通過系統提示給管理員，詢問是否將該設備關閉。這個詢問的過程將持續5到10分鐘，目的是為了避免立即關閉引發的使用中斷，若此時有人正在管理和使用該設備，則應以管理員的身份反饋“繼續使用”指令給管理電腦，電腦將終止關閉操作，在2小時候再次發起詢問。如果在詢問其間，電腦未接收到“繼續使用”指令，則默認為此時該設備無人使用和管理，便會立即執行設定好的關閉操作，并在系統日志中記錄關閉操作的理由和時間。這套裝置中還可以加入消防報警聯動系統，在需要進行火災預警時，系統將自動聯系119指揮中心，并同步將信息發送至管理人手機，大大降低了火災隱患[3]。

2.3 空調溫感智能控制系統

計算機實驗室發熱源較多，人員也較多，散發的熱量隨時可能因為設備使用量和人員數量的變化而發生變化，因此室內溫度如果保持一成不變，人體無法感覺到舒適，而頻繁的依靠人力去進行調整溫度，又十分耗時耗力，因此這套空調溫感智能控制系統就能解決燃眉之急。這套系統，通過將室內溫度感應與中央電腦系統連接，實時根據室內的溫感變化而調整空調的風量大小和溫度設定，使人體溫感始終保持在最佳舒適值，并且在此控制系統中可以加入語音控制進行管理，參考語音對話系統的設計理念，讓它成為實驗室的小管家，調節溫度的同時，可以簡單的加入例如百葉窗的開關在內的功能，使整個實驗室看起來更加人性化，管理起來省心省力。

2.4 計算機實驗室信息管理系統

計算機實驗室信息管理系統，這套系統主要以計算機實驗室為中心，將使用人員、電腦、使用原因、使用時間、使用過程的登錄痕跡等影響分析數據的因素有機結合起來，同步錄入管理電腦，以實現網上任務的合理使用，規避風險網站、檢測病毒，將實驗室的使用情況進行數據化整理，對每一個登錄的ID進行使用情況分析。不僅可以控制學生在上網時瀏覽的內容健康、積極，還可以通過系統進行登錄習慣分析，掌握大家感興趣的內容，針對性的展開教育和輔導，將計算機實驗室的公共作用發揮到最大，同時又在安全可控的范圍內。同時通過這個系統，可以快速準確的采集考試結果，準確采集、快速發布、公共開放、利于查閱。在實驗室中普遍增加了計算機信息管理系統，該系統對于實驗室的方法與智能以及數據處理等方面都有著迅捷的處理速度，美國為此都制定了相關的實驗室計算機管理系統的技術細則與規范。

2.5 計算機實驗室與圖書管理系統的聯動

計算機實驗室擁有得天獨厚的計算機資源，而計算機強大的統計和管理功能可以為圖書管理提供有效的幫助。當然，通常在圖書館、閱覽室都會配備相應的電腦，以供學生進行查閱，但是鑒于電腦配備數量的限制以及查閱時間的限制，導致電腦數量明顯處于欠缺狀態。計算機實驗室加入圖書管理系統的聯動功能后，學生可以在計算機實驗室查閱好相對應的圖書資料，對應進行借閱，既緩解了圖書查閱的壓力，又充分開發了計算機實驗室的附加功能。圖書館作為現代社會的信息中心，擁有專業技能、能夠為人們提供各種服務技能。工作人員對信息進行分析、組織，保證信息的及時性、系統性，而且通過信息資源，可以為人們進行服務，節省讀者時間，提高讀者獲取信息效率。同時在計算機實驗室的電腦中，可以加入電子書籍的閱覽功能，通過對電子書籍的閱覽和下載，緩解了圖書館的單一圖書借閱的壓力，也可以達到資源共享[4]。

3 計算機實驗室智能化應用的未來發展趨勢

目前，計算機技術不斷發展，傳統的計算機智能化已經遠遠超過當初人們的設想，就未來趨勢而言，計算機的體積越來越小，攜帶越來越便利，而種種趨勢更近似于手機的形態進行發展演變。放眼全球，越來越多的計算機管理應用于手機遠程遙控連接形成了互動，那么在計算機實驗室的智能化應用中，手機也將逐漸發揮其難以估量的作用。包括上文提到空調智能溫控、火災報警聯動、視頻監控和信息采集等等，都可以通過手機進行智能的遠程操作和控制。就以目前現有的技術而言，部分空調生產廠家，已經將自己生產的空調植入了人工智能模塊，通過語音可以進行操作，而且手機上只要下載了對應的APP，就可以對自己家的空調進行遠程遙控，在到家之前提前十五分鐘打開空調，一到家就可以享受舒適的溫度，免去了預熱或預冷的等待尷尬期，顯得更加人性化，也更加智能。再觀攝像頭的設置和應用，也加入了遠程協助操作的技術，目前市面上較為流行的“管家小白”，就是一款帶有智能操作和語音識別的人性化攝像頭，使用者可以隨時觀察家中情況，保證了財產安全的同時，通過智能操作，還可以隨意旋轉變換角度，對于家中有病人、老人、孩子單獨在家的情況也可以進行實時掌握，既不耽誤工作也不耽誤對家人的照料。這些功能都可以被利用到計算機實驗室的智能化應用當中，使實驗室的管理更加人性化、智能化，節省人力的同時更加嚴謹，通過一部小小的手機就可以完全掌控計算機實驗室的安全和日常管理，這將是很快會實現的愿望[5]。

作為各個高校重要的計算機實訓和相關課程的授課場所，計算機實驗室擔負的責任越來越重要，只有有效地利用計算機實驗室的優勢，加大計算機實驗室的智能化應用，才能更有效地發揮計算機實驗室在整個教學環節中的優勢地位。同樣有效地發揮計算機實驗室的智能化應用率，對提高設備利用和使用率、更好地服務于廣大師生、充分發揮課余時間計算機實驗室的價值都有著極其重要的影響，對合理登錄和使用計算機、保障瀏覽健康、保證現場使用秩序、提高管理質量、節省人力都有著極強的保障作用。