云計算技術下的計算機實訓平臺設計

項帥求

（深圳信息職業技術學院，廣東深圳，518172）

摘 要：云計算技術下，現代高校建設計算機實驗平臺，可提高了教學資源的共享性，能夠快速的進行系統數據的處理，大大提高了計算機的應用效率。本文主要就云計算技術下計算機實訓平臺的設計目標、設計思路、關鍵技術等展開探討。

關鍵詞：云計算 計算機實訓平臺 關鍵技術

一、云計算技術簡介

云計算平臺把IT資源進行封裝，以服務的方式提供給用戶使用。用戶只需根據云計算平臺提供的接口就能使用其中的服務。云計算中的服務一般支持多種客戶端調用，用戶的范圍包括個人、企業、政府部門、科研機構等。云計算技術可分為三個層面：一是底層結構的基礎設施服務（IAAS），主要包括計算和存儲，相當于向客戶出租計算機和數據中心的存儲空間，且可以隨時減少和增加；二是中層應用 平 臺 服 務（PAAS），主要指實際應用的運行環境，相當于為客戶提供一個特定的操作系統、定制軟件棧和應用程序集；三是頂層軟件程序的運行模型（SAAS），相當于按用戶的實際需求出租一個軟件應用程序。

二、云計算技術下的計算機實訓平臺的主要優點

云計算是一種基于互聯網相關服務的一種特殊模式，主要是擴充虛擬化的資源，這種模式為現代網絡提供更大的訪問空間，能夠更好的進行計算機資源的共享，并且整體的資源的獲取速度相對較快，在簡單的管理中，能夠與服務供應商進行更好的交互。在云計算技術下進行計算實驗平臺的建設，主要包括兩方面的內容，分別是服務與管理。服務指基礎設施服務和軟件服務，管理觀察計算機實驗平臺建設的全過程。在計算機上建設完成后，服務器會自動將系統數據傳輸到計算機硬盤上，硬盤的存儲量擴展，不僅能夠進行系統軟件的存儲，還能夠將所需要的各種文件資料存儲在硬盤上，在云計算技術下建設成的計算實驗平臺，通過虛擬空間管理器進行文件管理，當學生在使用電腦時，會根據學生登錄賬號的情況，為學生提供不同的桌面系統和操作系統，能夠將學生所需要的文件排列在瀏覽表的前列，滿足學生的個性化需求。

三、基于云計算的計算機實訓平臺設計的總體方案

（一）實訓平臺的設計目標

1.教學實訓平臺的基礎功能。滿足計算機專業的學生的教學與實踐需求，不僅能夠完成計算機課程教學的一對多的教學模式，同時還能夠完成計算機實踐、實訓學習任務。

2.實現虛擬化的計算機教學實訓專業功能。云計算平臺的重點功能是系統的虛擬化操作，因此采用云平臺開發實訓平臺的重要功能是能夠滿足計算機等相關課程的專業實現功能。

3.基于集群的計算機教學實訓專業功能。通過采用云計算與大數據技術建立計算機專業課程的集群教學環境，滿足相關課程的實踐、實訓的要求。

4.支持720個云終端桌面。滿足大規模的計算機專業課程的實踐、實訓操作，提高系統的使用效率。

5.支持主流分布式存儲系統的規劃。根據系統開發的需求，對實訓平臺進行設計、搭建、使用調試，并能夠正常地對系統進行維護與管理。

（二）設計思路

為了有效地對計算機實訓平臺進行設計，在一套云計算的平臺上實現計算機專業教學、實訓等多種功能目標。系統的開發主要采取云終端+高密度集群的設計思路，開發出具備教學管理、實訓、跨平臺使用等多種功能，使用KVM將集群資源進行虛擬化，便于構建大規模的實踐、實訓集群系統。

（三）評測系統的軟件處理流程

在系統開發的過程中，考慮到實訓主要體現在學生對實踐技能的操作方面，因此，確定本系統的核心業務流程就是計算機專業課程的在線提交和評測為系統的核心功能，在學習者提交用戶信息、題目信息、競賽信息和源程序后，系統就能夠根據學生的實際情況進行測評，實現對學生的實踐操作的訓練。在線評測系統是系統開發的主要功能，是在系統的服務器端采用相關的程序語言進行開發，在服務器中實現自動編譯 C/C++/JAVA/Pasxcxl/VB等編程語言所編寫的源程序，進而能夠有效地完成系統的運行工作。系統能夠根據實訓的自動測試腳本運行編譯后的用戶程序，分析學生在實訓過程中出現的相關問題。在實訓的過程中，學生在學生機進行操作，并將相關的信息輸送到系統的服務器中，如果程序出現超過時間限量、內存限量和輸出數據限量的情況，系統會自動立即執行相關的程序，并及時判斷出用戶程序是否發生了編譯錯誤，在具體的操作過程中是否能夠出現相關的錯誤，并根據錯誤的類型給予相應的提示，達到對學生進行實訓的效果與目的。

（四）系統實現的關鍵技術分析

1.云共享體系的編程模式。基于云計算機的計算機實訓教學平臺的設計主要采用的是B/S與C/S混合架構的模式，采用J2EE架構編程，使用三層 MVC 設計模式，能夠有效地減輕系統服務器的壓力，提高系統的使用效果。在操作中，學生通過學生機瀏覽器，向系統發出實訓操作請求，同時將該請求發送給系統Action Servlet處理，系統處理結束，向系統的中央處理器發送該請求。中央處理器根據相應請求的內容，進一步判斷并決定向相應的注冊服務器發出請求，保證相應的服務在該服務器中能夠完成、處理。然后在服務器的環境中，發出需求解決問題的指令，在訪問系統底層的Data Store 和 Memcache應用服務器之后，尋找并篩選可解決學生機請求的信息資源。所有的應用服務器提出相應的數據之后，系統對數據匯總并格式化處理，并將獲得的數據結果返給前臺的Action Servlet的客戶端，然后通過學生機端的JSP頁面視圖，將相關的結果反饋給相應的學習者。

2.WEB 相關技術。在系統開發與設計的過程中，要求每個運行的程序都需要在安全的運行工作環境下工作，從而有效保證程序的運行安全。系統的開發主要采用的是Java 標準技術來架構，在學生機端，學習者可以直接調用相關的程序，實現自己的學習。由于采用APP的相關技術，系統的移植性比較好，對于一些小的Java程序，只需一點改變就可以在系統進行使用，能夠滿足不同系統開發的需求，同樣地根據系統開發的需求，主要采用了Struts2、Spring2、JDO、Java Script、CSS 等開發技術，以滿足系統開發的需求。

參考文獻

[1]李賀華.基于云計算機系統的實訓平臺研究與實現[J].實驗技術與管理.2015（03）

[2]姜蘊莉.基于云計算的高職院校計算機專業實訓改革研究[J].現代工業經濟和信息化.2014（20）

[3]石少敏.基于云計算的虛擬桌面平臺在教學中的研究[J].電子測試.2014（19）