劉姝虹

摘 要：傳統(tǒng)計算機實驗往往會被限制在固定的時間及場所當中，所需投入的資金總量大、資源利用不充分、實驗過程缺乏靈活性，且主流遠程實驗室所提供的設備多以虛擬設備為主，缺乏真實性。而通過利用云計算技術建立起計算機硬件云實驗平臺，則可促使用戶通過遠程網絡便能夠獲取到真實的硬件實驗環(huán)境，在提升實驗靈活性及自主性的前提下可充分保障實驗的真實有效性。本文就關于計算機硬件云實驗平臺的幾種關鍵技術展開了研究分析。

關鍵詞：計算機 硬件 云實驗平臺 關鍵技術

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（c）-0152-02

隨著近年來國內外云計算技術的飛速發(fā)展，其發(fā)展規(guī)模也得到了極大的拓展，有著十分廣闊的應用前景。但同時也應認識到傳統(tǒng)實踐教學模式顯然已經難以適應于當前高等院校的信息化建設發(fā)展需求，在這一現狀情況下展開計算機硬件云實驗平臺關鍵技術研究也便有著巨大的現實意義。這一計算機硬件平臺系統(tǒng)的建成將可實現對計算機硬件與系統(tǒng)課程的真實模擬實驗，無需再額外安排工作人員，且不會受制于有限資源的約束，能夠大幅度提升設備利用效率，方便開展相關的管理工作。

1 云計算概述

云計算是利用互聯(lián)網技術來實現資源的分享與獲取，基于云計算模式之下的資源分享內容主要就包含了計算機設施、存儲設備、應用程序等多項內容。云計算主要服務內容自上而下可概括為三級別：（1）基礎設施服務層。按照實際需求所延伸出的相關基礎性硬件設施服務。（2）平臺服務層。部署相關應用程序，同時提供運行服務。（3）軟件服務層。利用提供商提供的可用作云計算平臺內的應用程序。云計算技術的應用主要是將用戶任務分布至大量計算節(jié)點所構成的資源池當中，例如大規(guī)模服務器集群，以促使用戶可依據實際需求來獲得相關資源、存儲空間抑或信息服務。

2 計算機硬件云實驗平臺關鍵技術

2.1 實驗快照及遷移技術

計算機設備的硬件實驗構成主要是以計算機體系結構為主，同時還包含有數字邏輯電路設計、整體結構組成原理實驗、微機接口實驗以及嵌入式計算等多種模式，是計算機專業(yè)課程結構內十分關鍵的一項內容。隨著目前對于現場可編程門陣列的應用，以及采用超高速集成電路硬件描述語言來開展硬件設計的快速化發(fā)展，現場可編程門陣列能夠實現無限循環(huán)重復編程，僅需配置新bit文件，便可實現對其邏輯功能的更新處理，并進一步開展新的實驗研究。此項技術的這一項特性價值也為電路設計提供了新的解決思路，一改傳統(tǒng)計算機硬件實驗系統(tǒng)內實驗電路難以改變的缺陷不足，促使現場可編程門陣列的應用潛力得到了充分發(fā)掘，現已在計算機硬件類教學領域內得到了廣泛應用?；诂F場可編程門陣列的實驗形式之下，用戶可按照實踐需求來更加便捷地進行實驗要求更新，以促使學生可更加自主地開展硬件結構設計，并對實驗數據展開仿真研究，實驗過程的靈活性得到了極大的增強。

在計算機硬件云實驗平臺中采用Boundary-Scan進行測試，不僅可靠高效且簡便易行。此外邊界掃描技術也是面對較為復雜的IC器件與電路板時所較常用到的一種可測性設計方法。基于Boundary-Scan測試方式下，計算機硬件實驗選用現場可編程門陣列，僅需將基礎邊界掃描引腳標出便可開展測試，可實現對遠程實驗優(yōu)勢價值的高效整合，利用網絡遠程登錄實驗服務器，借助于操作實驗板來開展邊界掃描，并進一步達成實驗快照與前移技術。

2.2 實驗預約關鍵技術

如何有效預約實驗室，現已成為各大實驗室在開放應用過程所面臨的一項常見難題情況。而利用B/S結構所建立起的開放性實驗預約系統(tǒng)能夠直接將實驗室的相關預約信息詳細、準確地呈現給用戶，使之能夠依據自身的時間方便程度及需求性來申請對實驗室的使用，提高對實驗資源的利用率。本次研究所建立起的計算機硬件云實驗平臺實驗預約系統(tǒng)采取的是jsp設計方式，通過MYSQL進行數據信息存儲，系統(tǒng)采用三層設計結構，包括了客戶端瀏覽器、web服務器、數據庫服務器。其中客戶端瀏覽器是用戶與系統(tǒng)的信息交互接口；web服務器主要是負責與用戶之間的信息交流及協(xié)同，以達到系統(tǒng)所需實現的功能價值；數據庫服務器是進行實驗室資源信息、設備信息、用戶信息存儲的地方。系統(tǒng)利用web技術做到了對客戶端冗余的有效精簡，大幅度減小了維護成本費用，甚至是完全無需人工維護。用戶在輸入相關驗證登錄信息后，經過確認便可進入到預約系統(tǒng)當中查看所預約的實驗課程，僅需選取其中任意一項便可進入到對應的實驗分室當中，針對所需預約的資源在某一時間段內開展預約工作。并且用戶在完成預約工作后，相關的管理人員還要開展審核處理，通過審核后便可顯示預約成功。

2.3 視頻監(jiān)控關鍵技術

這一項技術即為將傳統(tǒng)的食品技術和當代通信技術予以高效融合，當前已經得到了十分廣泛的應用。特別是隨著近些年計算機技術的快速化發(fā)展、圖像處理技術的提升，以及網絡通信技術的大規(guī)模普及，促使遠程視頻監(jiān)控技術在多個領域內都得到了廣泛應用。而在本次研究所設計出的計算機硬件云實驗平臺當中，作為一種完全虛擬化的實驗平臺系統(tǒng)，計算機硬件云實驗平臺上所開展的實驗研究用戶是無法直觀地觀察到其中的真實反應情況，而要促使用戶能夠達到身臨其境的感受，就必須要用到視頻監(jiān)控技術。

在盡量保障視聽效果的基礎上，最大程度降低視頻傳輸數據率是視頻壓縮所要達到的主要目標。通常來說，壓縮好的數據量和壓縮前相對比即為視頻壓縮比。由于視頻是通過連續(xù)性的靜態(tài)圖像所結合形成的，因此靜態(tài)與動態(tài)圖像壓縮編碼算法具有一定的相似性。在本次研究中采用MPEG-4視頻壓縮編碼標準，這一項標準可實現對交互式繪圖應用、數字電視、多媒體等技術的整合，促使大量的多媒體應用可被集成在一個整體性的框架結構當中，以便為多媒體通信與應用環(huán)境提供標準算法與工具，并由此建立出一種可被多媒體傳輸、存儲及檢索等應用所廣泛采用的統(tǒng)一化數據應用格式。這一項標準和以往所采用的標準最為明顯的差異即為其主要是基于對象編碼理念之上所實現的，也就是在編碼的過程中將單幅景物分為多個在時間與空間上存在密切關聯(lián)性的視頻與音頻目標，經過編碼處理、傳輸、接收、解碼最終組合為所需應用到的視頻及音頻。

3 結語

總而言之，由于受到近些年虛擬實驗的快速發(fā)展，計算機技術也取得了巨大的發(fā)展與進步。虛擬實驗即將傳統(tǒng)的實驗設備與儀器通過計算機技術來做到充分融合，打破實驗操作所受到的時間與空間限制，可全面提升實驗性能，也可對實驗系統(tǒng)的構件模式做出調整，減小對真實硬件的依賴性，有著十分良好的實踐應用價值。本次研究重點就計算機硬件云實驗平臺中所應用到的實驗快照及遷移技術、實驗預約、視頻監(jiān)控等關鍵技術展開了深入研究，希望能夠為相關研究人員提供一些有價值的參考。

參考文獻

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