云技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)中的應(yīng)用研究

任維正

（沈陽現(xiàn)代制造服務(wù)學(xué)校，遼寧 沈陽 110041）

0 引 言

計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室能讓學(xué)生把課本上的知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，從而培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力。計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室作為中職院校進(jìn)行實(shí)踐作業(yè)的重要學(xué)習(xí)場(chǎng)所，也能讓老師更好地教育學(xué)生，提供了一個(gè)良好的教育平臺(tái)，可以說計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室在教學(xué)中起著至關(guān)重要的作用[1-4]。隨著學(xué)生的增加，大大提高了計(jì)算機(jī)的使用頻率，因此需要對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室不斷更新。近年來，云計(jì)算技術(shù)在各個(gè)行業(yè)都得到了應(yīng)用，發(fā)展十分迅速。在云計(jì)算的輔助教學(xué)下，各大院校對(duì)云技術(shù)的研究越來越多，可以根據(jù)不同的課程特點(diǎn)靈活分配云計(jì)算資源。

1 計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的現(xiàn)狀分析

1.1 超負(fù)荷運(yùn)作

如今各大院校都比較重視培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，隨著中職院校的不斷擴(kuò)招，學(xué)生的增加使得計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的使用頻率越來越高。為了培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和創(chuàng)新能力，很多課程里都增設(shè)了計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)，計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室每天的課程量較大。在這種較高頻率的使用下，計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室經(jīng)常超負(fù)荷運(yùn)作，加快了計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的老化速度。

1.2 存儲(chǔ)空間不足

中職院校中，計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的管理人員為了保障實(shí)訓(xùn)室的網(wǎng)絡(luò)安全，避免部分學(xué)生違規(guī)使用網(wǎng)絡(luò)，杜絕網(wǎng)絡(luò)病毒傳播等一系列問題，通常會(huì)在實(shí)訓(xùn)室的電腦里安裝還原卡保護(hù)技術(shù)，以保證計(jì)算機(jī)能夠正常用于教學(xué)。雖然還原卡保護(hù)技術(shù)能夠避免以上問題發(fā)生，但是也對(duì)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)造成了影響，如存儲(chǔ)空間不足。學(xué)生在使用計(jì)算機(jī)的過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)文件，而還原卡會(huì)對(duì)電腦中的一些文件進(jìn)行清除，從而保證電腦的正常運(yùn)作。文件要想保存下來，只能通過一些外部的存儲(chǔ)設(shè)備，如U 盤、外部硬盤等。要使用U 盤時(shí)，管理人員只能開放USB 接口權(quán)限，而USB 接口權(quán)限開放增大了計(jì)算機(jī)病毒感染的風(fēng)險(xiǎn)。如果計(jì)算機(jī)感染了病毒，就會(huì)導(dǎo)致教學(xué)活動(dòng)無法正常展開。使用其他存儲(chǔ)方式很容易出現(xiàn)操作不當(dāng)，對(duì)實(shí)訓(xùn)室的計(jì)算機(jī)造成損壞，從而引發(fā)一系列管理問題，給管理人員造成不必要的麻煩[5]。

1.3 頻繁裝卸軟件

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各個(gè)專業(yè)都增設(shè)了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)課程。每個(gè)專業(yè)的課程都不相同，對(duì)計(jì)算機(jī)了解的程度也不一樣，在使用過程中都會(huì)安裝一些學(xué)習(xí)軟件和操作系統(tǒng)。安裝過程中會(huì)有一些兼容性較差的軟件和系統(tǒng)會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)主機(jī)產(chǎn)生影響，甚至與計(jì)算機(jī)本身的一些軟件發(fā)生沖突，頻繁的裝卸軟件不僅會(huì)損壞計(jì)算機(jī)，還會(huì)增加實(shí)訓(xùn)室管理人員的工作量[6]。

1.4 硬件損壞

在正常使用的前提下，學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的計(jì)算機(jī)能使用7 ～8 年。如果使用過程中出現(xiàn)過量的存儲(chǔ)、操作不當(dāng)導(dǎo)致病毒感染、頻繁裝卸軟件、超負(fù)荷使用或者計(jì)算機(jī)硬件損壞不能及時(shí)維修等問題，就會(huì)影響計(jì)算機(jī)使用壽命，進(jìn)而影響教學(xué)質(zhì)量。

2 基于云技術(shù)的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)管理

2.1 云技術(shù)服務(wù)模式

（1）平臺(tái)即服務(wù)（Platform as a Service，PaaS）。該服務(wù)包括軟件升級(jí)、平時(shí)使用過程中的病毒清除等，主要針對(duì)計(jì)算機(jī)中的軟件進(jìn)行服務(wù)管理。

（2）軟件即服務(wù)（Software as a Service，SaaS）。該服務(wù)主要采用先進(jìn)的信息化途徑，相應(yīng)服務(wù)器中存儲(chǔ)了一些軟件，用戶如果有需要可以在該服務(wù)器上下載并使用。對(duì)于一些特定資源，用戶在使用前支付相應(yīng)的資源使用費(fèi)用即可。

（3）基礎(chǔ)即服務(wù)（Infrastructure as a Service，IaaS）。該服務(wù)主要是完善網(wǎng)絡(luò)上存儲(chǔ)的設(shè)備資源。該技術(shù)還可以將服務(wù)器上的資源進(jìn)行整合，構(gòu)成一個(gè)虛擬資源池，為用戶帶來更好的云技術(shù)使用體驗(yàn)。

2.2 實(shí)訓(xùn)室建設(shè)管理模式

實(shí)訓(xùn)室采用的計(jì)算機(jī)軟件較為落后，使得計(jì)算機(jī)的壽命大大縮短，實(shí)訓(xùn)室每年都需要投入大量的成本來對(duì)計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行相應(yīng)更換。通過引進(jìn)云技術(shù)減少了對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的損壞，云端有較大的存儲(chǔ)空間，在使用計(jì)算機(jī)時(shí)可以將教學(xué)軟件和資料都存放在云端，方便日常教學(xué)使用。教師通過云端就可以布置一些實(shí)訓(xùn)作業(yè)，學(xué)生可以通過云端來保存和下載資料。云端方便了文件的存儲(chǔ)，能夠降低U 盤的使用率，減少對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的損壞。相比傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室，云技術(shù)能給教學(xué)帶來更好的實(shí)訓(xùn)機(jī)會(huì)和體驗(yàn)，提升學(xué)生專業(yè)技能和綜合能力。通過云技術(shù)，計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室能夠更好地將資源進(jìn)行整合，提高實(shí)訓(xùn)室運(yùn)作管理的效率[7,8]。

3 基于云計(jì)算技術(shù)的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室構(gòu)建

云計(jì)算技術(shù)使互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用更加靈活，使互聯(lián)網(wǎng)得到延展，云計(jì)算和互聯(lián)網(wǎng)之間相輔相成。基于云計(jì)算技術(shù)的實(shí)訓(xùn)室管理架構(gòu)分為4 個(gè)層次，如圖1 所示。

圖1 基于云計(jì)算技術(shù)的實(shí)訓(xùn)室管理框架

通過云計(jì)算技術(shù)的引入，現(xiàn)在可以通過該云平臺(tái)構(gòu)建一個(gè)云數(shù)據(jù)中心，支持大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源整合和資源共享。在教學(xué)過程中，教師和學(xué)生可以隨時(shí)隨地通過智能終端設(shè)備進(jìn)入云平臺(tái)，體驗(yàn)云平臺(tái)的IaaS、PaaS 以及SaaS。

云技術(shù)設(shè)施的硬件層涵蓋了高性能服務(wù)器集群、高效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、光纖交換機(jī)等，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互聯(lián)。云終端接入層中，用戶只需利用個(gè)人電腦、平板等智能終端設(shè)備，基于瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）模式來進(jìn)入云終端，通過接入層獲得云計(jì)算中心的資源，讓網(wǎng)絡(luò)瀏覽器使用起來更加便捷、快速。虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)層主要采用虛擬資源池，用戶要想登陸必須通過身份認(rèn)證，身份認(rèn)證后可以在該虛擬層中申請(qǐng)?zhí)摂M資源，可以優(yōu)化操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件等，將平時(shí)需要保存到計(jì)算機(jī)里的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和教學(xué)資料都遷移到云端，讓教師和學(xué)生的互動(dòng)能夠更加頻繁和靈活，促使教學(xué)資源得到高效共享。

實(shí)訓(xùn)室的對(duì)象以學(xué)生為主，對(duì)應(yīng)的平臺(tái)主要采用私有云模式，更好地保障了數(shù)據(jù)的安全性，讓老師和學(xué)生能更放心的使用計(jì)算機(jī)。云平臺(tái)主要通過光纖連接到服務(wù)器上，采用光纖通道存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（Fibre Channel-Storage Area Network，F(xiàn)C-SAN）集中存儲(chǔ)架構(gòu)。云平臺(tái)的虛擬文件都存儲(chǔ)在云端，主要是在后端的存儲(chǔ)陣列中，如果一臺(tái)虛擬機(jī)里的單點(diǎn)內(nèi)容出現(xiàn)故障問題，那么該虛擬機(jī)會(huì)自動(dòng)將存放的文件轉(zhuǎn)移到另一臺(tái)虛擬機(jī)，提高了數(shù)據(jù)的安全性，讓用戶更放心的使用計(jì)算機(jī)。云平臺(tái)由云管理服務(wù)器進(jìn)行管理和調(diào)度，主要通過個(gè)人終端設(shè)備來連接到云平臺(tái)。資源虛擬化平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)資源的調(diào)配，幫助計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室里的管理人員更好地分配資源，提高資源的利用率。

4 結(jié) 論

實(shí)踐教學(xué)是當(dāng)前中職院校的主要教學(xué)方式，計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的教學(xué)設(shè)備需要不斷拓展，管理工作也會(huì)變得更繁重和復(fù)雜，還原卡技術(shù)的局限性導(dǎo)致無法靈活使用計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)。云技術(shù)能夠在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮出優(yōu)勢(shì)，是計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的一個(gè)重要改革，也能夠?qū)τ?jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行更好的改善。該技術(shù)能使學(xué)生更靈活地使用實(shí)訓(xùn)室，能夠幫助師生將教學(xué)資源進(jìn)行整合和共享，在教學(xué)中能夠隨時(shí)調(diào)用之前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和結(jié)果，實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)室的高效管理和維護(hù)，提高資源的利用率，使理論知識(shí)得到更好的實(shí)踐，進(jìn)一步加快課程改革。云技術(shù)的使用不僅能讓中職院校更好地培育人才，還能改善計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的教學(xué)環(huán)境。