現代高校計算機實驗室建設的新趨勢

◆王振華 劉慧芳 洪 泓

（中國地質大學（北京） 北京 100083）

現代高校計算機實驗室建設的新趨勢

◆王振華 劉慧芳 洪 泓

（中國地質大學（北京） 北京 100083）

高校計算機實驗室是許多實驗室建設的基礎，分析了計算機實驗室建設的重要性。針對計算機實驗室建設過程中存在的一些問題，提出目前實驗室建設的發展方向，利用新的信息技術，充分發揮計算機實驗室作用，提高資源的利用效率。本文從實驗室建設的角度，闡述了信息技術高速發展下的計算機實驗室建設，云計算技術的應用，微機選擇的多樣化，先進網絡技術的利用，多媒體教學系統及電子白板的等教學展示系統等，分析這些技術的必要性和可行性。

計算機實驗室；云計算；實驗室建設；多媒體教學

0 引言

目前，高校最多的實驗室就是計算機實驗室，雖然實驗室名稱不盡相同，但是，大多數實驗室都離不開微型計算機。高校的計算機實驗室，依據應用的不同，可分為兩大類，一種是通用型機房，這種機房的主要是微機，這種實驗室比如：用來計算機基礎、語言編程開發類、一般應用軟件操作、語音機房等實驗室；另一類是硬件開發測試類機房，這類計算機一般需要連接硬件設備或者實驗箱，或者開發板，或者測量儀器等。

高校計算機實驗室是學生進行計算機相關課程實踐的重要基地，許多計算機實驗室仍然是幾十臺獨立計算機的狀況，不能充分發揮計算機的功能和性能，實驗室的利用率比較低，實踐教學的效果達不到理想的要求，這些計算機亦不利于實驗室人員的管理工作[1]。新的形勢下，計算機硬件的水平在一段時間內，在體系結構和速度上大大提高的可能性不大，軟件對硬件要求也不會有很大的提高[2]。這樣，目前的實驗室內的計算機可以使用的年限可以適當延長。從我校計算機實驗教學中心一系列的計算機實驗室建設過程，針對出現問題，本文總結了一些經驗。

1 云計算技術與計算機實驗室建設

云計算是基于互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯網來提供動態易擴展且經常是虛擬化的資源。用戶通過電腦、筆記本、手機等方式接入數據中心，按自己的需求進行運算[3]。計算機實驗室建設以服務器集群為依托私有云建設，以微機為輔的實驗室建設。實驗室建設利用云計算技術中的云存儲和虛擬化技術。其中，云存儲是一種網絡存儲技術，通過集群應用、網絡技術或分布式文件系統等功能，將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協同工作，共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的一個系統[4]。

云計算技術中的虛擬技術，尤其是桌面虛擬化，是指將計算機的桌面進行虛擬化，以達到桌面使用的安全性和靈活性。可以通過任何設備，在任何地點、任何時間訪問在網絡上的屬于個人的桌面系統。

計算機實驗室建設，利用云計算技術，有以下幾個方面的優點：（1）提高資源的利用率；（2）提供多樣化選擇的操作系統；（3）便于實驗室管理人員的維護；（4）便于實驗室開放管理；（5）提供了創新實踐教學環境[5]。

2 計算機類型選擇多元化

計算機實驗室配置的計算機未必一定選擇臺式機。隨著計算機技術的發展，計算機的種類也越來越多，就目前而言，計算機的種類包括：臺式機、一體機、筆記本、云終端、平板電腦等[6]。不同的計算機有不同的特點，應用的側重的不同：常規的臺式計算機，體積相對大，機箱的散熱性好，運算處理功能相對強；一體機因為沒有主機，占用空間小，散熱性有點弱，也是許多機房的選擇；筆記本的主要特點就是移動性好，教學實驗之外，可以租借給學生，提高了計算機的利用率；云終端機的配置相當較低，對后臺的依賴性強等[7]。

另外，依據教學需求的不同，選擇的操作系統的不同，常見的有：Windows系列，Linux/Unix系列，還有蘋果的MAC操作系統。比如：進行蘋果應用程序開發，就必須選擇蘋果的計算機。

3 先進網絡技術的應用

目前，大部分的計算機實驗室都有局域網絡建設。實驗室局域網包括有線網絡和無線網絡。根據實驗室的對網絡的需要，可以選擇地建設網絡，光纖網是針對高速、安全的網絡需要，也是下一代網絡建設的發展趨勢；雙絞線介質網絡是的普通網絡，在建設部署時，盡量選擇六類網線以上的介質，局域網盡量千兆以太網或者萬兆以太網，確保一段時間內不被淘汰[8]。

另外，加強計算機實驗室無線網的建設。一方面，許多設備都有無線網卡，筆記本電腦、平板電腦、手機等需要網絡，比如移動互聯開發，需要訪問網絡。考慮實驗室開放問題，一些學生在實驗室會利用筆記本電腦或者平板電腦上網，需要給他們提供一些方便，以便進行查找資料等。同時，也為實驗室開放管理，提供了技術支持。

利用基于網絡的監控系統與門禁系統，進行實驗室安全管理。在實驗室開放的過程，實驗室管理人員也不可能時刻都在實驗室，可以利用監控系統和門禁系統確保實驗室安全。監控系統可以提供遠程手機監控，門禁系統可以提供進出實驗室的人員情況。

4 多媒體系統與電子白板設備

實驗室是教學的重要場地，在許多實踐教學工作中，展示教學內容和板書仍然是實踐教學的一個重要環節。多媒體教學系統即多媒體計算機輔助教學，是指利用多媒體計算機，綜合處理和控制符號、語言、文字、聲音、圖形、圖像、影像等多種媒體信息，把多媒體的各個要素按教學要求，進行有機組合并通過屏幕或投影機投影顯示出來，同時按需要加上聲音的配合，以及使用者與計算機之間的人機交互操作，完成教學或訓練過程。這給教學工作注入新的活力，這是我們計算機實驗室建設的一個重要部分[8]。

目前，一些計算機實驗室里仍在使用黑板或者白板，黑板的粉塵對計算機的損害是非常的大，大量的粉塵通過靜電吸附在主板上，導致主板散熱不利而損壞主板的元器件。交互式電子白板可以與電腦進行信息通訊，將電子白板連接到教師機或者平板電腦，并利用投影機將計算機上的內容投影到電子白板屏幕上，此時的電子白板就相當于一個面積特別大的手寫板，可以在上面任意書寫、繪畫并及時顯示，文件保存為圖形文件。

5 采用2/8原則，預留出空實驗桌

計算機實驗室的實驗臺之間的距離越大，舒適度越高，安全性也越高。在實際的實驗室建設中，一般每個實驗臺都擺放一臺計算機。在實踐教學的過程中，實驗學生說一般都少于實際的實驗臺數，這樣相當于有一部分的計算機的利用率非常低。一方面浪費了設備資源，另一方面，增加了實驗室人員的管理工作。

另外一個考慮的因素，目前的大學生家庭條件越來越好，大部分學生都有自己的筆記本電腦。在許多的實踐教學中，學生都帶上自己的筆記本電腦來上課，主要的原因是：在自己的筆記本電腦搭建的實驗環境，可以在宿舍、圖書館及自習教室里繼續完成實驗。

在計算機實驗室建設中，可以適當地空出大約20%的空位置（實驗桌不放置計算機），只需給80%的實驗桌配置計算機即可。實驗桌上預留有線網絡接口，提供無線網絡，學生可以用自己的計算機連接實驗設備或者后臺服務器。

6 結語

信息技術的高速發展和高校學科的建設，對計算機實驗室建設的要求也越來越高。高校的計算機實驗室是一個學校的實踐教學、科學研究和技術服務的重要基地，實驗室建設的目的主要是為學生實踐教學和課外創新實踐服務以及科研服務，提高實驗室的開放性，便于實驗室管理，提高資源的利用率。目前，為了培養創新型人才，為了社會和企業培養更多的計算機相關人才，因此高校的計算機實驗室建設工作尤為重要。計算機實驗室的建設和管理水平體現了一個高校的教學、科研和管理水平，也是建設高水平大學的重要條件之一。

[1]卞麗情．計算機實驗室的建設及管理探討[J]．無線互聯科技，2015．

[2]李洪剛．淺析計算機實驗室的管理與實驗教學的創新方法[J]．中國新通信，2015．

[3]鮑鵬．探析基于云計算的計算機實驗室建設[J]．科學咨詢（科技?管理），2015．

[4]王國霞，徐銀梅，魯億方．云計算在實驗室建設及管理中的應用探究[J]．中國教育技術裝備，2011．

[5]張超峰．基于虛擬云技術的計算機實驗室建設管理研究[J]．福建質量管理，2015．

[6]何旸，雷鳴，劉毅娟，等．計算機實驗室管理與維護之思考[J]．數字技術與應用，2015．

[7]高娜．淺議計算機實驗室的管理與維護在教學體系中的作用[J]．長春大學學報，2014．

[8]王靜．高校計算機實驗室建設與管理工作的優化探討[J]．電子技術與軟件工程，2015．

中國地質大學（北京）教學改革項目（JGYB201305）。