基于云計(jì)算技術(shù)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐①

項(xiàng)帥求

[摘 要] 傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)識(shí)別能力差、維護(hù)成本高、計(jì)算能力不足、對(duì)現(xiàn)有資源的統(tǒng)計(jì)能力較低等問題，設(shè)計(jì)了基于云計(jì)算技術(shù)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，利用云計(jì)算技術(shù)對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行集中運(yùn)算。實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，云計(jì)算實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)能有效地解決數(shù)據(jù)資源計(jì)算以及統(tǒng)計(jì)能力的問題，對(duì)構(gòu)建的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐分析，驗(yàn)證出設(shè)計(jì)的有效性。

[關(guān) 鍵 詞] 云計(jì)算技術(shù)；計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；數(shù)據(jù)處理

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2018）08-0048-01

計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的不斷推廣運(yùn)用，促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展，提升了教學(xué)水平。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的建立，利用一定的計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行構(gòu)建，在實(shí)際教學(xué)中，解決教育層次感差以及綜合信息使用效率低的問題。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)存在計(jì)算能力差、系統(tǒng)不完備、維護(hù)成本高等一系列的問題，針對(duì)上述問題，本文構(gòu)建了基于云計(jì)算技術(shù)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，使用云計(jì)算技術(shù)對(duì)有效數(shù)據(jù)資源進(jìn)行集中處理，通過構(gòu)建計(jì)算框架提升系統(tǒng)的維護(hù)能力，完善教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用能力，通過對(duì)構(gòu)建系統(tǒng)的實(shí)踐分析能夠體現(xiàn)設(shè)計(jì)的有效性。

一、利用云計(jì)算技術(shù)集中數(shù)據(jù)處理

通過云計(jì)算技術(shù)能夠?qū)⒔虒W(xué)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的資源利用以及安全性進(jìn)行把控，能夠提供相對(duì)可靠、準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而避免試驗(yàn)教學(xué)的失誤[1]。在計(jì)算速度上，云計(jì)算技術(shù)會(huì)將數(shù)據(jù)信息云化處理，使教學(xué)數(shù)據(jù)以及相關(guān)的備用數(shù)據(jù)都具備高速運(yùn)算能力。相對(duì)其他計(jì)算方法，云計(jì)算具備較高的獨(dú)立計(jì)算能力，在試驗(yàn)教學(xué)過程中不會(huì)因?yàn)橛?jì)算能力不足而對(duì)教學(xué)產(chǎn)生影響。云計(jì)算技術(shù)能夠適用在不同的教學(xué)操作系統(tǒng)上，還能應(yīng)用在不同的應(yīng)用環(huán)境中，無論計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)如何，通過云計(jì)算技術(shù)計(jì)算能力都能有所提升。

二、計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建

在云計(jì)算技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化的集中處理構(gòu)建計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。首先，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使用分布式的框架結(jié)構(gòu)，能夠滿足集中計(jì)算的基本需求。在對(duì)硬件上的處理過程中，采用多集成的方式進(jìn)行構(gòu)建，能夠減少對(duì)空間、能源的需求，加大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間。存儲(chǔ)器使用YIUH67-Ⅲ型號(hào)的高級(jí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫，一方面能夠承載云計(jì)算的計(jì)算量，另一方面能夠加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)數(shù)據(jù)的管理能力。云計(jì)算技術(shù)將數(shù)據(jù)計(jì)算與運(yùn)行計(jì)算聯(lián)系起來，形成一個(gè)有序的整體計(jì)算合集，能夠?qū)?shí)驗(yàn)室資源虛擬化、方便及時(shí)地調(diào)用。云計(jì)算技術(shù)的引入需要使用高位編程將數(shù)據(jù)空間進(jìn)行擴(kuò)充，把使用數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)趨勢(shì)進(jìn)行整合，實(shí)驗(yàn)室教學(xué)過程在教學(xué)系統(tǒng)中是以虛擬化的形式進(jìn)行體現(xiàn)的。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)硬件部分主要分為計(jì)算模塊、儲(chǔ)存模塊、導(dǎo)入模塊、連接模塊等。為了承接云計(jì)算技術(shù)，計(jì)算模塊使用TYH型號(hào)的主板作為運(yùn)行主板，通過R800高階集成運(yùn)算器實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的承接。云計(jì)算最大的特征是計(jì)算密度較大，并且計(jì)算過程比較集中。在軟件的實(shí)現(xiàn)上將計(jì)算資源、教學(xué)數(shù)據(jù)以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分離，方便實(shí)時(shí)更新以及實(shí)時(shí)加載。本文設(shè)計(jì)的教學(xué)系統(tǒng)軟件的核心是將計(jì)算以及運(yùn)行分離，能夠提升計(jì)算的能力，更好地促進(jìn)互動(dòng)方式。

三、系統(tǒng)的實(shí)踐分析

為檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的有效性，通過實(shí)踐分析進(jìn)行驗(yàn)證。設(shè)置一節(jié)試驗(yàn)教學(xué)課程，分別比較兩種系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析能力、實(shí)驗(yàn)資源調(diào)動(dòng)性、實(shí)驗(yàn)教學(xué)呈現(xiàn)能力以及實(shí)驗(yàn)室安全系數(shù)。為保證實(shí)踐過程的嚴(yán)謹(jǐn)性，使用第三方測(cè)評(píng)方法對(duì)實(shí)踐過程進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估結(jié)果直接在數(shù)據(jù)系統(tǒng)上進(jìn)行顯示。通過反復(fù)多次的實(shí)踐教學(xué)，實(shí)踐測(cè)評(píng)結(jié)果如下圖所示，設(shè)計(jì)出基于云計(jì)算技術(shù)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)分析能力上明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)系統(tǒng)，能夠進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)計(jì)算。在資源調(diào)動(dòng)性傳統(tǒng)系統(tǒng)的調(diào)動(dòng)能力，僅限于當(dāng)前的資源，并不能對(duì)全部資源進(jìn)行綜合調(diào)用，設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)能夠進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的綜合調(diào)用，并且調(diào)用過程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了綜合篩選，提升了系統(tǒng)的應(yīng)用性能。

四、結(jié)束語

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)是高校教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)方式具有管理和使用效率低、數(shù)據(jù)識(shí)別能力差、資源浪費(fèi)等嚴(yán)重問題。而云計(jì)算技術(shù)提升系統(tǒng)則具有管理效率高、使用方便、教學(xué)功能易擴(kuò)展的特點(diǎn)，具有良好的前景。

參考文獻(xiàn)：

張玉紅，黃昭鳴，劉巧云.特殊教育專業(yè)康復(fù)實(shí)踐教學(xué)的運(yùn)行困境與突圍路徑：基于智慧康復(fù)云服務(wù)的視角[J].中國特殊教育，2015，28（11）：155-169.