基于設備利用率的計算機實驗室管理方法研究

羅 蘭， 姜廣宇

(浙江農(nóng)林大學 信息工程學院， 浙江 杭州 311300)

基于設備利用率的計算機實驗室管理方法研究

羅 蘭， 姜廣宇

(浙江農(nóng)林大學 信息工程學院， 浙江 杭州 311300)

通過監(jiān)測計算機在某段時間內(nèi)的使用時間，分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，可得到計算機在監(jiān)測時間內(nèi)的實際利用時間、使用強度、實驗室利用率、學生空間分布特點以及學生遲到次數(shù)和教師加班、值班情況等，為計算機維護、更新、教學安排、教學監(jiān)督和實驗員考核等提供有效而可靠的數(shù)據(jù)。

實驗室管理； 計算機監(jiān)測； 設備利用率

隨著現(xiàn)代計算機的工作可靠度越來越高，在高校計算機實驗室管理中存在輕計算機管理而重軟件管理的趨勢，對計算機的衛(wèi)生、安全、節(jié)能等一般性維護仍是管理的主要內(nèi)容[1]。這種管理雖然能夠有效地保障實驗室工作的正常開展，但不能為計算機的更新、實驗室設備安置和教學監(jiān)督與考核等提供足夠和有效的信息[2]，本文通過監(jiān)測實驗室中計算機的實際使用時間，為管理者提供更多的決策信息來源。

1 數(shù)據(jù)采集的拓撲設計

在對實驗室里的計算機進行監(jiān)測管理過程中[3]，最關鍵的環(huán)節(jié)是將計算機的使用時間記錄并保存下來，供分析使用。這本是一件比較簡單的事情，因為Windows系統(tǒng)會在注冊表中記錄關機時間，只需讀取注冊表中的數(shù)據(jù)就行，但對于實驗室中的計算機，為了管理方便一般均安裝了數(shù)據(jù)還原卡，注冊表的數(shù)據(jù)永遠都是上次管理員的維護時間，即使通過其他方法得到關機數(shù)據(jù)，在本機保存監(jiān)測也是不太可能的事，一是數(shù)據(jù)容易被還原卡數(shù)據(jù)覆蓋[4]，二是容易被使用計算機的學生修改或刪除。

基于計算機實驗室的客觀條件限制，本文設計了通過網(wǎng)絡來上傳和下載數(shù)據(jù)的方法，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和保存[5]。采用圖1所示結(jié)構(gòu)關系來實現(xiàn)計算機的監(jiān)測數(shù)據(jù)采集。

圖1 計算機監(jiān)測數(shù)據(jù)采集拓撲圖

2 數(shù)據(jù)采集的過程與處理

根據(jù)模塊要求，在程序設計上需要完成程序語言選擇、數(shù)據(jù)格式保存和主程序的結(jié)構(gòu)安排等內(nèi)容。采集程序是在計算機后臺運行，因此對程序界面的設計幾乎沒有要求，本文選擇了交互性好、編程容易的VB語言，以兼容性好的文本文件作為文件保存類型。

主程序要完成2個任務：一是在記錄新的數(shù)據(jù)前，從服務器下載已有的記錄文件，寫入當前開機時間；二是當計算機關機時，記錄關機時間或是本次開機后的總運行時間，然后上傳到服務器。流程如圖2所示。因此，程序設計就包括選用合適的API函數(shù)來實現(xiàn)FTP文件操作、對文件存在狀態(tài)的判斷和記錄數(shù)據(jù)。

圖2 數(shù)據(jù)采集流程圖

數(shù)據(jù)處理分為2部分：一是將文本文件轉(zhuǎn)換為更容易處理的Excel文件類型；二是利用Excel表處理數(shù)據(jù)的能力，將監(jiān)測的計算機使用時間數(shù)據(jù)進行量化處理。選擇VB編程程序語言的另一個方便之處是可以根據(jù)信息需求，用VB語言在Excel中編寫宏代碼來提取不同的數(shù)據(jù)結(jié)果。

3 設備利用率的數(shù)據(jù)分析

3.1 計算機實際利用率

現(xiàn)在諸多高校考核計算機實驗室的利用率都是使用開放時間這一指標，這里存在3個問題：一是開放時間內(nèi)，計算機有沒有被使用；二是如果被使用，是不是全部使用了；三是如果沒有全部使用，是哪些位置的計算機使用得更多。因為計算機在實際使用中存在明顯的差異，如圖3所示。

圖3給出了實驗室一在監(jiān)測時間內(nèi)，各臺計算機的累計使用分鐘數(shù)，最低使用時間與最高使用時間相差3 079 min，占最大使用時長的93.9%，平均使用時長1 741 min，使用時間在平均值以下的計算機占總數(shù)的47.8%，說明計算機的實際利用率[6]并不理想，樣本方差766 min，也反映了各臺計算機之間的使用差異比較明顯。這種差異在實驗室二中表現(xiàn)更加明顯，如圖4所示。

圖3 實驗室一的計算機實際使用時長

圖4 實驗室二的計算機實際使用時長

本次監(jiān)測時間為27個實驗室開放工作日，如果按照每天開放8 h計算，總開放時間為216 h，即12 960 min，則實驗室一的計算機，其最大實際利用率為25.3%，最小實際利用率為1.5%，平均實際利用率為13.4%。這些信息對于計算機更新具有實際指導意義，對于提高設備的利用率給出了定量的目標。

總體上，圖3和圖4可以明顯反映出2個方面的信息，一是在同一個實驗室，在同一時間內(nèi)各計算機的實際使用率有明顯的差別；二是不同的實驗室之間的差異性也很明顯。這種差異產(chǎn)生的原因包括實驗室各設施布局和性能的差異、學生人數(shù)差異、課程學時差異等多方面。

在數(shù)據(jù)分析過程中，除了得到各計算機的累積使用時長，也可獲得各計算機的使用次數(shù)。累積時長是考核計算機更新和均衡使用的重要依據(jù)，而使用頻率則對計算機的硬件影響比較明顯。開機次數(shù)對CPU風扇和電源風扇的磨損成正比例關系，如果風扇潤滑油損耗后，這種正相關關系更加明顯，導致計算機工作噪音增大。開關機時產(chǎn)生的感應電壓對一些電容器件和電子管也會產(chǎn)生沖擊作用。因此監(jiān)測計算機使用頻率，確定其與計算機故障率之間的關系，可以更好地制定計算機維護周期，提高計算機的工作可靠度。

3.2 實驗室的空間利用率

將監(jiān)測的計算機數(shù)據(jù)與計算所在的空間位置關聯(lián)，可以評價實驗室的設施布置是否合理以及上課時學生的分布情況，這對于調(diào)整或設計實驗室里一些設備的擺放格局有很好的指導意義，能夠使實驗室的布局更人性化，更符合學生使用規(guī)律[7]。同時也能根據(jù)學生的分布情況，看到學生的學習狀態(tài)，從側(cè)面反映學生的學習興趣。實驗室一、二計算機的累計時長與計算機的空間位置關系如圖5和圖6所示。

圖5 實驗室一的使用時長與空間位置關系

圖6 實驗室二的使用時長與空間位置關系

實驗室一共67臺計算機，按照7排10列的格局放置，其中第一排靠近講臺，第一列位于門側(cè)。圖5直觀地反映了在監(jiān)測時段內(nèi)不同位置的計算機的使用時間不相等。

數(shù)據(jù)分布特征是第三排至第六排的上座率比較高，在此區(qū)間的兩端分布較中間更高，這主要是由于每排放置了10臺計算機，排與排間隙不夠大，如果排的兩端先坐上學生，那么去中間就不太方便，學生自然就少。后排的1—5列使用時間更多，是因為這些列靠近門口，而且是實驗室的后門，對于上課來玩的學生，更是他們的首選。前2排的使用率也偏低，實地觀察后發(fā)現(xiàn)，是因為講臺距離前排的間隔較小，學生上課時，有一定程度的仰頭姿勢，增加了學生的不舒服感。

因此可以考慮在第5和第6列之間開一個過道，方便學生出入；適當關閉實驗室后門，開前門，引導學生選擇前排計算機；適當增大前排與講臺之間的距離。學生分布不均衡還與黑板或白板的位置、投影儀的位置有關，改變這些布局，也可以很好地改善計算機使用不均衡的情況。如果以上方法不能實施，實驗室管理員也可以通過定期調(diào)整計算機的位置，在很大程度上均衡計算機的使用，實現(xiàn)同時、同性能狀態(tài)更新的目的[8]。

實驗室二共有66臺計算機，擺放格局與實驗室一相同，但是由于課程差異，實驗室二相對實驗室一的使用時長與空間分布更不均衡，只有10臺左右的計算機使用率很高，其原因是在數(shù)據(jù)采集階段，該實驗室正作為學生的一個競賽項目培訓場所。對于這樣差異化極大的情況，為實驗室管理人員提供良好的計算機的位置互換參考指標，能夠有效地延長計算機的使用壽命。

3.3 學生遲到情況

學生遲到雖然不是實驗室管理的內(nèi)容，但是可以通過監(jiān)測計算機的利用率情況來獲得相關信息，為教學管理者提供一些參考。在數(shù)據(jù)分析過程中需要做2件事情：一是判斷計算機開機后的總時長；二是判斷開機的時間。如果開機總時長小于1節(jié)課的時間，而且開機時間在上課以后，基本可以判斷為遲到，當然也可以根據(jù)班級學生總數(shù)與采集到的計算機數(shù)量相比較來判斷曠課的學生數(shù)量，為教學監(jiān)管自動化提供一種方法[9]。

3.4 實驗員加班情況

實驗員加班情況不僅關系到實驗員的工作量考核，也關系到各實驗員的值勤安排，甚至有些學校還要涉及到加班補貼的問題[10]。加班情況的記錄，主要是通過分析記錄的日期來判斷是否在休息時間內(nèi)值班，特殊的假期可以單獨處理。這樣就能夠通過各個實驗室的監(jiān)測數(shù)據(jù)得到監(jiān)測時間內(nèi)實驗員的加班情況。同時對于教學單位監(jiān)督教師節(jié)假日補課、實驗員年終考核、課程安排是否合理等都能提供量化參考[11]。

4 結(jié)束語

通過自編程序以及聯(lián)合FTP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸技術，對2個實驗室真實使用情況進行了近1個月的數(shù)據(jù)采集，通過對數(shù)據(jù)的細致分析，得到了諸多對指導實驗室管理和教學管理的有益信息，甚至一些信息是其他方法無法獲知的[12]。

由基于設備利用率的實驗室管理方法得到了計算機的實際利用率、計算機的空間分布和實驗員的工作強度等，為實驗員安排計算機定期維護、提高各臺計算機的使用率提供了很好的數(shù)據(jù)參考，為部門年終考核提供了工作量的參考，為設備處統(tǒng)計機時數(shù)、更新計算機提供明確數(shù)據(jù)，為教務處監(jiān)督實驗室上課情況提供一種新的途徑[13]。

基于設備利用率的實驗室管理方法，是現(xiàn)代計算機實驗室管理手段一次新的嘗試，是將計算機實驗室管理由粗放向精細方向轉(zhuǎn)變的一次嘗試。但是，由于采集的時間還不夠長，采集的實驗室數(shù)量較少，因此對實驗得到的結(jié)論還需進一步完善。

References)

[1] 徐雪.高校計算機實驗室管理與維護方法[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2012(11):38-40.

[2] 林偉君.實驗室管理的績效量化實施研究[J].實驗室科學,2012,15(1):147-149.

[3] 張寶瑛,李書珍,沈俊輝,等.高校計算機實驗室的部署與管理[J].實驗技術與管理,2013,30(11):221-224.

[4] 任云鳳.硬盤保護卡在高校計算機實驗室中的應用[J].實驗室科學,2012(6):112-114.

[5] 張寶瑛,馬星光,王子超,等.高校計算機實驗室服務器的配置與建設[J].實驗技術與管理，2010,27(10):196-198.

[6] 劉寶臣,趙艷林.高校實驗室發(fā)揮綜合功效的思考[J].理工高教研究,2007,26(6):133-134.

[7] 李海林,廖欣軍.關于高校大型儀器設備提高利用率的探討[J].實驗室科學,2008(2):177-179.

[8] 侯永平,朱永法,余樹全,等.改革實驗室管理體制和運行機制 促進實驗室快速發(fā)展[J].實驗室研究與探索.2012,31(8):432-434

[9] 劉貽新,陳浪城.理工科院校教學型實驗室效率提升策略研究[J].實驗室研究與探索,2013,32(8):454-457.

[10] 銀玉蘭.改革實驗室管理體制提高實驗教學質(zhì)量[J].中國現(xiàn)代教育裝備, 2007(6): 90-91.

[11] 崔炯屏,何玉婉. 高校計算機實驗室的開放和創(chuàng)新管理[J].西南石油大學學報:社會科學版,2010,3(5):106-108.

[12] 賴燕玲.加強實驗室建設與管理,提高學科建設水平[J].實驗技術與管理,2012,29(6):27-30.

[13] 周合兵,楊美珠,孫峰.開放實驗室績效評估的實踐與探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2008(7):106-107.

Research on method of management for computer laboratory based on equipment utilization ratio

Luo Lan，Jiang Guangyu

(School of Information Engineering, Zhejiang A & F University, Hangzhou 311300, China)

Through monitoring the usage of computers in a certain period, and analysis of monitoring data, some information is got in the monitoring time such as actual use time, intensity of use, laboratory utilization ratio, the distribution characteristics of the students in room , the account of the students’ late ,the teachers’ working overtime or duty situation. The effective and reliable data is provided to computer maintenance, updating, teaching arrangement, teaching supervision and laboratory technician assessment.

laboratory management; computer monitoring; equipment utilization ratio

2015- 01- 14 修改日期：2015- 03- 15

國家自然科學基金項目(31470615)；浙江省教育廳項目(Y201432809)；浙江農(nóng)林大學設備處資助項目(SYB1210)；浙江農(nóng)林大學實驗技術與管理研究項目(SYB1403)

羅蘭(1979-)，女，河南信陽，碩士，實驗師，研究方向為計算機應用及數(shù)據(jù)挖掘.

E-mail：luolan@zafu.edu.cn

G482

A

1002-4956(2015)8- 0226- 04