王曉燕　梁媛媛　李亞

摘 要：該文首先分析了南陽(yáng)師范學(xué)院軟件學(xué)院現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室狀況，提出了目前實(shí)驗(yàn)室存在的問(wèn)題。然后介紹了云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室目前的設(shè)備提出了云實(shí)驗(yàn)室的總體設(shè)計(jì)方案。最后分析云實(shí)驗(yàn)室將帶給我們的性能提升。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室 設(shè)計(jì)方案 性能

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）10（a）-0122-02

云計(jì)算的出現(xiàn)引起了新的技術(shù)變革，為高校的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提供了新的建設(shè)思路。目前，該院機(jī)房存在著硬件設(shè)備落后、軟件升級(jí)困難、存儲(chǔ)的文檔不安全等問(wèn)題，該文主要探討使用云計(jì)算來(lái)解決目前實(shí)驗(yàn)室存在的各種問(wèn)題，以此來(lái)建設(shè)高效、智能、方便的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。

1 目前實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)狀況

實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)計(jì)算機(jī)人才的必備條件，是學(xué)生進(jìn)行專業(yè)實(shí)踐的重要場(chǎng)所，雖然學(xué)校在實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)上投入了大量的資金，但在建設(shè)和管理方面還存在著許多問(wèn)題。

1.1 實(shí)驗(yàn)室維護(hù)困難

機(jī)房的計(jì)算機(jī)數(shù)量多，小的實(shí)驗(yàn)室都有至少40臺(tái)電腦，大的機(jī)房有100多臺(tái)，因?yàn)橛?jì)算機(jī)的數(shù)量多，出故障的幾率高，為了保證上課的質(zhì)量，機(jī)房管理人員往往疲憊不堪。而軟件方面的問(wèn)題更多，學(xué)院負(fù)責(zé)不同課程教學(xué)的老師會(huì)裝不同的操作系統(tǒng)環(huán)境，比如win2003、windows 7、Linux等，在同一種操作系統(tǒng)下也會(huì)安裝不同的軟件，軟件與軟件之間可能存在不兼容等問(wèn)題，裝完后也可能會(huì)出現(xiàn)藍(lán)屏、無(wú)法啟動(dòng)等各種錯(cuò)誤，如果不及時(shí)解決，會(huì)影響正常的教學(xué)工作，這無(wú)疑會(huì)給維護(hù)人員增加工作負(fù)擔(dān)。

1.2 軟件升級(jí)難

計(jì)算機(jī)軟件更新?lián)Q代比較快，目前，教師機(jī)和學(xué)生機(jī)不能同步，實(shí)驗(yàn)室之間的資源不能共享，想更新實(shí)驗(yàn)室機(jī)器上的軟件，必須在每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的教師機(jī)和學(xué)生機(jī)上各裝一遍，如果同一個(gè)軟件在多個(gè)機(jī)房裝，無(wú)疑就給教師帶來(lái)了麻煩，使教師總是會(huì)做很多重復(fù)的工作，工作效率低。

為了提高學(xué)生的課堂效率，上課期間給學(xué)生斷網(wǎng)，由于機(jī)房管理員的日常工作比較多，因此基本不開網(wǎng)絡(luò)，這樣殺毒軟件得不到更新，病毒肆虐。即便使用了自動(dòng)還原系統(tǒng)的保護(hù)卡也擋不住眾多病毒。

1.3 任課教師的使用難

任課教師在給學(xué)生上課時(shí)為了更好地監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)，需要控制學(xué)生電腦屏幕或進(jìn)行廣播控制，但是學(xué)生機(jī)往往會(huì)因?yàn)楦鞣N原因不能接受教師發(fā)送的請(qǐng)求，使得上課效果不理想。教師往往不能通過(guò)此模式取得良好的教學(xué)效果。

2 云實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)點(diǎn)

2.1 維護(hù)方便

云計(jì)算的使用，使得實(shí)驗(yàn)室的維護(hù)變得方便快捷。管理員無(wú)須更新每臺(tái)機(jī)器上的軟件，只需要配置云端就能滿足不同客戶端的請(qǐng)求，客戶端的配置少了，出錯(cuò)的幾率也就小了。不同的學(xué)期需求的軟件不一樣，教師也不用逐一地去更新軟件了。學(xué)生做的作業(yè)，教師的課件也可以隨時(shí)傳到云端，供學(xué)生課后復(fù)習(xí)。

2.2 可移動(dòng)性強(qiáng)

云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室的建立打破了時(shí)間地點(diǎn)的限制，開辟了一條學(xué)習(xí)的新道路。它可以使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室關(guān)閉后，還能利用自己的電腦獲取云端的學(xué)習(xí)資源，充分利用學(xué)生的課余時(shí)間和個(gè)人計(jì)算機(jī)。

2.3 使用方便

學(xué)生和教師的資料可以存放在云端，供教師和學(xué)生隨時(shí)查看，避免因?yàn)闄C(jī)器的自動(dòng)還原裝置被格式化掉。因?yàn)樗械能浖蛿?shù)據(jù)都存放在云端，這樣也同時(shí)避免了計(jì)算機(jī)病毒的產(chǎn)生，避免了不必要的損失。云計(jì)算也可以實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的資源共享。

3 云實(shí)驗(yàn)室的總體設(shè)計(jì)

3.1 云實(shí)驗(yàn)室的體系結(jié)構(gòu)圖

云計(jì)算的基礎(chǔ)構(gòu)造是不可見的，是按需提供服務(wù)的模式。云計(jì)算提供的服務(wù)有3個(gè)層次軟件即服務(wù)、平臺(tái)即服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)，云計(jì)算的體系架構(gòu)如圖1所示。

3.2 云實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

云實(shí)驗(yàn)室中云主機(jī)和教師機(jī)、學(xué)生機(jī)的拓?fù)鋱D如圖4所示。

4 云實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的方案

IBM董事長(zhǎng)托馬斯.沃森在1943年，胸有成竹地告訴人們：“我想，5臺(tái)計(jì)算機(jī)足以滿足整個(gè)世界市場(chǎng)?！碑?dāng)時(shí)被認(rèn)為是笑話，而在云計(jì)算大數(shù)據(jù)的今天這個(gè)笑話已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。云計(jì)算的出現(xiàn)使實(shí)驗(yàn)室告別了大批采購(gòu)PC機(jī)、胖客戶機(jī)的時(shí)代。

云實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)主要滿足以下幾個(gè)方面。

（1）要充分利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的設(shè)備，以便節(jié)約成本。

（2）要有標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的接入規(guī)范，以便實(shí)現(xiàn)全校范圍接入。

（3）要有安全訪問(wèn)機(jī)制，以便用戶安全訪問(wèn)。

（4）要有較好的兼容性，以便后續(xù)更新使用。

結(jié)合高校實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐建設(shè)情況及云實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的要求，我們認(rèn)為云課堂應(yīng)主要由客戶端層和云主機(jī)層兩層組成。客戶端充分利用現(xiàn)有的終端。主機(jī)層主要能滿足不同教師對(duì)教學(xué)環(huán)境的要求，通過(guò)它來(lái)為客戶端層提供接入。

為了滿足云課堂的要求，更好地為教師和學(xué)生提供服務(wù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的整體進(jìn)行如下規(guī)劃。

師生PC區(qū)放到一端，核心區(qū)主要的設(shè)備有云服務(wù)器、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)等主要的設(shè)備，通過(guò)校園網(wǎng)連出去。由于云計(jì)算的兼容性好，我們可以使用舊設(shè)備也可以重新購(gòu)置新的設(shè)備。

5 云實(shí)驗(yàn)室的性能分析

（1）低投入高獲取。用戶終端不需要頻繁地更新硬件設(shè)備，用戶端只需要通過(guò)云終端獲取所需的所有資源。

（2）存儲(chǔ)空間大大幅提升，資源利用率高。通過(guò)虛擬化技術(shù)提高了資源的利用率。云計(jì)算技術(shù)的使用，使得存儲(chǔ)空間能滿足不斷增長(zhǎng)的信息需求。

（3）減少了空間的限制，實(shí)現(xiàn)了不同空間中資源的共享。利用虛擬技術(shù)，構(gòu)筑虛擬資源池，資源池可是實(shí)現(xiàn)不同實(shí)驗(yàn)室客戶端之間的的數(shù)據(jù)共享，提高了資源的利用率。

（4）安全性高。云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室把客戶端和主機(jī)分離，所有的數(shù)據(jù)資料都存放在云端。在云端采取多種措施來(lái)保障數(shù)據(jù)的安全，減少客戶端存放數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)性。

6 結(jié)語(yǔ)

該文主要從云實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、整體拓?fù)浞矫娼榻B實(shí)驗(yàn)室的實(shí)施方案，從性能方面分析云實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的好處。在今后的研究中應(yīng)繼續(xù)針對(duì)云實(shí)驗(yàn)室的安全進(jìn)行研究，保障用戶的隱私數(shù)據(jù)。

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