私有云與大數據實訓平臺在計算機實驗中心的建設與應用

趙宇清

摘 ? 要：隨著科技的不斷進步和發展，云與大數據的使用越來越頻繁，運用范圍也更為廣泛，成為很多領域的重要組成部分。文章將從私有云與大數據實現平臺兩個角度以及二者的關系方面出發，深入探討云與大數據實訓平臺在計算機實驗中心的構建。結合云與大數據實訓平臺的特點，分析其在計算機實驗中心的作用。

關鍵詞：云計算;云與大數據;計算機網絡

在信息技術快速發展的今天，人們經常能聽到“云”這個詞，比如云數據、云計算、云閱讀、云平臺等。云實際上是網絡詞匯，由于互聯網的不斷發展，儲備信息不斷增多，單靠計算機的內核儲存信息已難以滿足實際的需求，因此，“云”概念被提出用于承擔和接受大量的網絡資源數據。

1 ? ?云計算

云計算是一種基于互聯網的新型計算方式，可以對軟件、硬件等相關資源進行集中管理，并分享資源和信息，按照客戶需求提供虛擬化的服務模式，具有無限的儲存量和計算能力。云資源的類型可分為3種，分別是應用程序、開發平臺以及虛擬機和相關的基礎資源，為客戶提供相應的服務。

計算的類型有3種，分別是公有云、私有云、混合云，這里著重介紹私有云。

2 ? ?私有云

私有云是云計算中常見的一種模式，用于企業自身對云計算方式的自行管理，本文將以教育方式為基礎探討私有云計算教育平臺，分析私有云計算的主要特點。

2.1 ?創新型模式

私有云教育平臺是對傳統教育模式的突破，也是對新型教育模式運用的挑戰。它來源于傳統教育模式，同時又摒棄了傳統模式的傳統觀念。私有云計算教育平臺是一種結合教育管理學習、交流以及信息共享化的新型云服務平臺。

2.2 ?效率最大化

科技的發明是為人們生活提供便捷，提高人們生活和工作效率。私有云平臺正是如此，通過按需分配資源，以及對資源的精細化監控和量化，提高計算機硬件系統的使用率，節省空間、時間成本等，有效地實現了對虛擬空間的使用。

2.3 ?平臺更新和管理

私有云教育平臺是一種新型的服務平臺，需要時常更新和檢查，以確保平臺的有序運行和流暢使用。在建立私有云教育平臺時，不僅要注意其儲備空間，也需要對其網絡管理和運用維護系統進行搭建，保證平臺的正常使用[1]。

3 ? ?云與大數據在計算機實驗中心的構建

3.1 ?計算機實驗中心的教學現狀

實驗中心有計算機應用基礎設施，大部分基礎設施已處于老化狀態，在綜合布線系統中，多采用千兆雙絞線為主?；A設備比較薄弱，就會造成一系列問題，主要有以下幾個方面：計算機設備反復使用。原本已經被淘汰的設備因為沒有新的設備來替代，只能繼續使用，而軟件的更新必須要有先進的硬件設備作為支撐，在使用老舊設備的過程中，難免會出現運行卡頓或崩潰的情況;計算機實驗室配套設備比較落后;設備的分配和使用不合理，導致設備使用效率不高。

通常情況下，學校越是重視的學科，教學實驗設備則會更完善，其他條件下設備的配置都處于較低的狀態。然而學生的實驗工作量繁重，需要有個性化的設備來滿足實驗需求，例如，計算機、通信、電子技術、物聯網、交通、土木工程、地理信息等相關專業。

3.2 ?云與大數據實訓平臺的構建

將“工欲善其事，必先利其器”運用到計算機實驗中心中，強調實驗設備的重要性。根據實驗中心的實驗情況，采用私有云平臺的教學模式，可對原有的設備進行大規模的改造，并進一步提升教學質量和教學管理進度。設備和網絡可以隨時連接云平臺，只需通過對運營人員、教師和學生進行課前培訓，通常情況下學生對于科技新事物的接受能力遠高于教師，有助于私有云平臺模式的搭建。例如，實驗中心可選用某軟件技術教育云平臺，硬件部分可由交換器以及高性能服務器組成;軟件部分可采用Liunix操作系統基礎平臺和YunBo，并結合實踐教學管理系統或集中式虛擬桌面管理系統，搭建完整的私有云平臺。

3.3 ?云與大數據實訓平臺的實現機制

擁有統一、標準的技術架構對于一項新型技術的發展是至關重要的，私有云平臺也需要一個統一的技術架構標準，但目前為止，尚未發現統一的技術架構標準。通常情況下，技術架構可分為4個層面，分別是顯示層、中間層、基礎設施層以及管理層。這一標準化的技術架構可以原有的設備和網絡資源作為基礎設施成層，以視頻教學或在線作業等方式作為顯示層，可采用虛擬私有云平臺作為中間層（也可稱為虛擬桌面云），以實踐教學系統作為管理層，共同組成教育云平臺。

3.3.1 ?虛擬桌面云

虛擬桌面云是教育云平臺中的一個環節，是云計算的具體應用實例，它需要通過計算技術在中心內搭建一個服務器集群，通過多個終端顯示器顯示虛擬桌面來完成虛擬桌面云的創建。“虛擬機”是管理人員操作部分，而“虛擬桌面”是云計算平臺展示給老師和學生群體的部分。管理人員通過對系統狀態的統計、用戶管理、模板管理、儲存管理以及虛擬機的管理，實現實踐教學管理系統。

3.3.2 ?實踐教學系統

實踐教學平臺也稱為自適應教學平臺客戶端，以相對和諧的方式展現教學人員的相關教學內容和服務體驗。利用這一平臺，教學人員可提供優質的教學互動體驗和全面的教學共享資源，學生也會提升學習主動性，達到預期學習效果。在這一實踐教學系統中，包括師生、教學資源、虛擬機等。

該實踐教學系統包括以下8個特點：（1）教師和學生可自由通過平臺進行互動，改變傳統師生關系，提升教學質量。（2）通過在教學系統中創建相關課程，可完成線上學生虛擬分配任務，幫助學生找準定位，并實現在虛擬環境下完成相關課程內容。（3）實現各種教學資源的共享，滿足學生預習自學、課堂中學習以及課后總結等各方面要求。（4）該系統采用驅動教學案例的模式，以知識點貫穿教學案例的編排，形成系統性、規范性的教學模式。（5）實踐教學系統采用導向式的學習方式，幫助學生明確學習目標、端正學習態度、把握學習流程、提高學習效率。（6）實現了備課、作業布置、作業提交、作業檢查、自我評估等系統模式，改變了傳統紙質的教學方式，采取新的教育教學模式，吸引學生關注。（7）在該系統的平臺管理中，可通過項目管理軟件考試系統以及相關的測試工具，形成專業的無縫鏈接。（8）借助云桌面技術，實現了多用戶、跨課程、多桌面的實踐教學模式，為不同類型的用戶提供便捷。

3.3.3 ?推送桌面

通過云端的方式，將桌面推送給每個使用者，使每個使用者能在自己的電腦上使用服務端，獲取數據并進行資源的下載和共享，大大提升使用效率。

3.4 ?大數據實訓平臺的數據流向

在私有云平臺路由器上，可劃分為兩個子網和4個云服務器，私有云平臺路由器與私有云平臺交換器相結合，其中，數據流向是通過虛擬機之間的數據交換來實現的。虛擬機與公網間數據交換則是通過平臺交換機、核心交換機、核心交換機和網交換數據實現的。

3.5 ?大數據實訓平臺的建設

大數據實訓平臺的建設分為私有云基礎桌面平臺、教學與實訓的私有云平臺以及數據科學與大數據專業工程實踐教學與實訓資源平臺。

建立數據科學與大數據專業工程實踐教學與實訓資源，其中，大數據原理和理論與多方面的專業工程相結合，形成巨大的資源網絡平臺，包括：數據原理與應用、數據理論與實踐以及數據項目的資源等。平臺搭建支持各種教案與素材，包括常規課件、實驗手冊、教學視頻、參考資料、學生作答模板、學生答案資料匯總、實驗素材下載、多功能播放資源共享等[2]。

4 ? ?私有云及大數據實訓平臺的運用

老師可通過教務處下發的教學計劃安排了解所授課程及授課學員名單，并通過系統管理人員建立相關數據實訓平臺。

首先，借助用戶客戶可創建師生名單;其次，可通過一部分成熟且公開的多年教學經驗向學生傳授相關的教學共享資源;再次，創建相關實驗的管理課程，規劃好每個學期的實驗內容，并督促學生進行線上實驗;最后，教師和學生均擁有自己的實踐教學平臺，在平臺中記錄師生的教學進度，并記錄在個人的賬號中。

實驗中，私有云平臺為授課老師提供了多種技術和手段，為學生提供了多種資源和選擇，更好地促進師生間的交流，完成實驗內容，提高教學質量。

5 ? ?結語

私有云與大數據實訓平臺不僅為老師提供了一種新型的實訓平臺，也改變了傳統的實驗模式，這種全新的創新模式有利于資源擴充，效率提高，分工明確，可操作性強。同時，也有需要改進的地方，新型的教學模式需要教師和學生盡快接受，才能發揮最大的價值;平臺的搭建需要建設相關的評估平臺和審核制度;需要盡快地完善相關的精品課程示范平臺。

[參考文獻]

[1]馮凱.私有云與大數據實訓平臺在計算機實驗中心的建設與應用[J].電子世界，2018（22）：139-140.

[2]段謀君.云計算技術在中職學校計算機實驗室中的應用[J].電子技術與軟件工程，2019（11）：162.