高校計算機實驗室建設中應用云桌面技術的價值

摘要：目前國內許多高校計算機實驗室均配套了高性能計算機，為確保計算機實驗室相關功能發揮作用，需持續升級計算機軟硬件。同時，為實現降低計算機維護成本的目標，還應該充分借助云桌面技術，集中整合優質教學資源至云平臺，便于師生資源共享，提升學習效果，減少計算機實驗室維護成本。該文主要對云桌面技術的含義進行介紹，分析現階段高校計算機實驗室建設和管理現狀，并探討云桌面技術在其中的應用價值。

關鍵詞：計算機;實驗室;云桌面技術

中圖分類號：TP391? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）07-0098-02

現階段，各個高校對計算機公共課程及專業課實驗教學質量提出了更高要求，計算機實驗教學需要越來越多的軟件和硬件，各種專業軟件對計算機性能要求也更嚴格[1]。計算機實驗室為滿足校內計算機考試和教學任務，需要做到開放、共享。但是，目前許多高校計算機實驗室的建設和管理仍然存在一系列問題，例如維護費用高、管理難度大、使用周期短及資源共享困難等，已無法為高校計算機實驗教學提供良服務[2]。近年來，大多數高校逐漸落實信息化建設，眾多云計算平臺相繼建成，使其具備一定的云計算能力。通過云計算平臺的應用，在此基礎上進行計算機實驗室的建設和管理，能夠解決傳統計算機實驗室存在的不足，確保完成計算機教學目標。為此，本文主要分析云桌面技術在高校計算機實驗室建設中的應用價值。

1 云桌面技術介紹

1.1 云技術概念

目前，人們在處理工作時大量借助計算機軟件和硬件來提升工作效率。對于個人計算機用戶而言，除了購買基本的計算機硬件，有時還需要購買一些使用頻率較少的軟件，增加了多余的經濟開銷。相較于購買軟件而言，通過租借的方式可以更好地滿足人們對計算機軟硬件的需求。在此背景下，隨著云技術概念出現，人們可以享受到計算、服務及應用為一體的普通公共設施，共同使用計算機軟硬件，選擇合適的資源滿足自身所需。云計算的實質主要基于傳統計算機技術和網絡技術而形成，涵蓋分布式計算、并行計算以及網格計算等，其基礎為互聯網，將多個低成本計算機實體進行整合，最終形成一個具備極強計算能力的系統[3]。同時，依靠Iass、MSP、PaaS等領先的商業模式，將其輸送至眾多個人用戶終端。持續增加“云”的處理功能一直是網絡計算的中心思想，以此降低用戶終端所承受的負擔，將用戶終端變為功能更為簡單的設備[4]，并且可以按照其需求分享“云”的計算處理能力。

1.2 云桌面技術

云計算作為大型超級計算方法的一種，其特征為數據密集型，以數據為中心。在眾多方面擁有相應的技術，例如數據管理、數據存儲、虛擬化技術等。其中云桌面技術就是基于虛擬化技術形成的一種應用，云桌面技術是對傳統個人電腦的替代，通過精簡的客戶機結合服務器集群部署戰略，以虛擬化技術為基礎，集中服務眾多應用，根據需求交付，打通桌面和后臺工作系統連接訪問的壁壘，實現了應用部署方式的重大革新[5]。云桌面計算機實驗室架構如圖1所示。

2 高校計算機實驗室建設和管理現狀

2.1 使用成本高，使用壽命短

傳統的計算機實驗室建設過程中，需要大量資金用于購買計算機，導致建設成本偏高。而且計算機維護需要較多費用、消耗較多電量，極大增加了實驗室使用成本。同時，計算機使用壽命一般在八年左右，由于軟件更新速度較快，通常在使用幾年后，計算機的性能就無法滿足教學要求，造成資源浪費。

2.2 管理分散，維護難度大

傳統計算機實驗室中，實驗室管理者在更新軟件或者升級操作系統時需要批量操作，一般借助網絡同傳功能完成。但是這需要全部計算機處于相同的局域網，但由于每個實驗室在建設時間不同、計算機型號和性能存在差異、各自處在獨自的局域網，極大增加了管理者的工作量。計算機實驗室管理者呈分散管理形式，易出現工作失誤。

2.3 資源共享難度大

傳統的計算機實驗室通常根據不同專業設立相應的實驗室，各個實驗室計算機的性能存在差異，配置軟件也不同，無法面向所有師生使用，難以實現資源共享。并且，實驗室一般僅在相應時間段向師生提供服務，不能隨時完成遠程實驗，在一定程度上浪費了實驗室資源。

2.4 無法滿足個性化需求

作為公共資源的一部分，傳統的計算機實驗室為了保證安全，采取了硬盤保護技術，一旦重啟計算機，將恢復至原始狀態，因此不能滿足師生的個性化需求，更無法保存實驗結果。

3 云桌面計算機實驗室的優勢

3.1 降低使用成本，增加使用壽命

在初期成本上，相同規模下云桌面計算機實驗室和傳統計算機實驗室基本一致。但是在后期運行和維護成本上，傳統計算機實驗室需要持續進行軟硬件更新、升級，相應的費用較高。云桌面計算機實驗室在后期運行期間，通常僅需更新存儲、服務器等小部分資源，便可以保證云桌面的良好性能[6]。所以，云桌面技術可以更好地降低計算機實驗室使用成本。延長使用壽命。

3.2 集中管理，便于維護

通過網絡與中心機房連接是云桌面計算機實驗室主要運行方式。在同一虛擬桌面上運行并訪問，可以實現集中化管理多個實驗室。計算機實驗室管理者僅需要在瀏覽器上登入至云桌面系統，即能直接在系統中進行各種操作。基于云桌面技術，計算機實驗室系統可實現遠程訪問。相關操作數據并未在本地計算機系統中進行儲存，而是全部儲存于云計算系統中，使后期上機考試更為便捷，教師無須奔波于各個實驗室，在辦公室登入云桌面平臺就能實現資源的配置和設計切換[7]。管理者可以直接在云桌面制作相關考試模板，傳輸至云平臺后，各個實驗室直接通過網絡進行下載，還極大地減少了管理者的管理壓力，提高了工作效率。

3.3 開放資源，提高共享程度

針對不同用戶的個體化要求，云桌面技術可以創建眾多工作場景，形成特殊的云桌面應用，以此滿足課程學習和考試要求，并且還可以滿足教師提高自身計算機能力的需求[8]。而對于計算機公共課程和專業課程而言，教學內容存在較大差異，為了確保良好的教學質量，教師可通過云桌面技術，選擇合適的工作場景，解決教學任務問題。一方面，多種多樣的工作場景不僅可以提升實驗室的使用效率，滿足眾多計算機考試的要求;另一方面，還能夠通過遠程訪問直接進行相應考試。

3.4 滿足個性化需求

現階段的計算機教學，無論師生均有自身獨特需求。基于云桌面技術，師生可以擁有個人云桌面，可以直接經網絡登錄、訪問和操作自己的云桌面[9]。結合自身教學及學習需求等，在云桌面創建出符合自身需求的實驗環境。同時，教師和學生還可以隨時完成相關實驗內容。除此之外，云桌面技術為教師在家辦公提供了平臺，教師遠程登錄自己權限的云桌面，可以先備好教學資料和課件，上傳到云平臺并儲存[9]。在后續講解課件時，可以直接登錄云桌面使用相關課件。

4 高校計算機實驗室管理中應用云桌面技術

4.1 收集終端地址，實現計算機實驗室統一化管理

計算機終端在高校的各個教學區域均有分布，同時計算機實驗室數量較多。為實現統一管理計算機實驗室，可以集中整理每個終端網卡的MAC地址，將其放置到管理終端中進行統一管理，有利于對終端的集中化管理。比如，現階段噢易教育桌面云（OS-Easy E-VDI）系統在許多高校計算機實驗室得到廣泛應用，全部終端網卡MAC地址通過系統收集后進行儲存管理，從而實現計算機實驗室統一化管理。

4.2 構建系統軟件云，增強機房響應速度

計算機系統中，軟件是不可或缺的部分，而作為一種云端操作系統，計算機實驗室為了確保師生在操作系統時的平穩、可靠，應逐漸構建起相應的系統軟件云，充分利用其全面的管理功能，提高計算機實驗室管理水平，改善維護質量。在功能方面，計算機系統和軟件服務云功能較為豐富，涵蓋應用軟件、操作系統、數據存儲等。借助相應的軟件，系統能直接向每個實驗室終端服務器傳輸數據信息，并在服務器中以鏡像的形式進行信息儲存，根據計算機教學和考試需求的不同，管理者可以隨時操作鏡像數據來滿足要求。

4.3 建立硬盤模板庫，增強機房管理質量

硬盤模板庫的功能主要是集中化管理。以虛擬磁盤為基礎，在服務器中構建出了終端硬盤模板，能夠在遠程借助服務器實現各種處理操作。策略化管理模板，可以確保管理人員和使用人員使用磁盤資源，借助系統還原保護和隱藏策略等方式，確保終端安全。

4.4 創建云部署服務平臺，實現實驗室智能化管理

云部署服務平臺，以云桌面技術為基礎，根據終端要求的不同提供對應信息資源，同時在計算機本地磁盤中存儲相應的數據信息。除此之外，還能通過完全部署的形式，將數據經過系統后臺傳輸至本地計算機，避免由于網絡異常造成終端無法使用的情況。通過構建云部署服務平臺，一方面加快了部署速度，最大化利用計算機實驗室功能，另一方面便于靈活管理和機房維護，最終對計算機實驗室做到智能化管理。

5 計算機實驗室應用云桌面技術的前景

高校計算機實驗室根據功能的不同可分為多種類型。例如公共類實驗室、圖形設計類實驗室、經管類專業實驗室等。其中公共類實驗室主要是負責各種計算機課程教學、實驗以及上機考試等，服務的群體主要是學生。常見的包括網絡技術、

軟件技術等計算機專業都需要使用公共類實驗室。現階段在各個高校中，公共類計算機實驗室的分布最為廣泛，使用時間最長，對計算機配置的要求處于中等水平。通過應用云桌面技術，可以在公共類實驗室中快速切換教學場景和部署課程場景，滿足公共類實驗室的不同教學要求。經管類實驗室主要分為兩種，一種是財務金融軟件實驗室，包括稅務實務模擬軟件、金融ERP軟件系統等;另一種實驗室主要涵蓋了物流模擬、虛擬仿真等軟件。經管類實驗室不僅需要滿足日常的教學要求和實驗，而且還需要進行部分財經類考試，有時需要切換考試環境。通過應用云桌面技術，可以快速實現教學軟件部署，進行高效的資源分配。按照實際需求的不同，切換各種虛擬桌面，具有較好的應用前景。圖形設計類實驗室主要承擔了建筑設計、藝術傳媒、動畫制作等專業教學任務，由于此類專業主要偏向圖像設計和圖像渲染處理，對于處理器和顯卡的要求相對較高。通過應用云桌面技術，能夠將云服務器中硬件資源向圖形設計類實驗室重點傾斜，保證教學過程中計算機的穩定運行。相較于傳統購置高配置計算機的方式，應用云桌面技術方式建設成本更低，具有良好的可行性。

6 結束語

綜上所述，在高校計算機實驗室的建設和管理中應用云桌面技術價值明顯，尤其是在信息化技術不斷進步的今天，高校計算機實驗室在建設過程中，更應該借助云桌面技術，全面開發云桌面技術的優勢，促使高校計算機實驗室教學質量不斷提升，為教學工作提供實質性幫助。

參考文獻：

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【通聯編輯：唐一東】

收稿日期：2021-11-15

作者簡介：賴玉斯（1975—），女，廣東茂名人，本科，助理實驗師，主要研究方向：語言實驗室、計算機實驗室的建設規劃、實驗設備的管理維護等。