計算機實驗室軟件系統維護方法分析

徐淼鋒，戚豪俊，童靈領

（浙江工業大學之江學院，浙江 紹興 312030）

0 引言

計算機技能對于當下人們而言相當重要，因此不僅是計算機軟件相關專業的學生需要學習計算機知識，現代高校計算機課程是每一位學生需要學習的，因此計算機實驗室服務的學生數量相當大，相應的使用頻率以及計算任務也十分的繁重，與此同時不同專業的學生需要應用的計算機功能以及需要著重使用的計算機軟件類型也有不同的要求[1]。除此之外，高校的計算機實驗室除承擔計算機軟件教學的工作之外，很多學生需要應用計算機實驗室進行課程設計以及畢業設計等，而且要保證課余時間的實驗室開放，以應對高校學生不定時計算機使用的需求。在這樣的教學背景下，計算機實驗室設備需要根據需求安裝多樣化的軟件，因此軟件之間可能會產生一定的影響與沖突，在計算機軟件系統維護中需要協調各方面的需求，在實驗室管理中保證計算機設備的使用效率，使得計算機硬件軟件系統更好的服務于計算機教學以及學生日常的使用需求是十分重要的，相關管理人員一直在探討有效的管理措施與機制使得軟件維護更加有效，滿足復雜需求，簡化維護工作的同時使得管理質量得到保證，探討計算機實驗室軟件系統維護方法就有一定的必要性[2]。

1 計算機軟件系統的科學規劃

計算機實驗室管理中軟件系統一直都是一個較為復雜的問題，由于使用的學生專業來源不同，且學生在使用計算機期間有著各種各樣的使用習慣，因此在計算機實驗室管理中發現很多令人頭痛的問題，很多學生為了自己使用計算機的方面，不經管理人允許更改計算機CMOS開機密碼，使得設備使用問題多多，有些學生對計算機知識了解程度有限，沒有妥善的保護Windows系統，對于系統文檔隨意的進行建立、刪除或者修改，使得系統啟動以及使用中存在各種錯誤與故障，很多計算機實驗教師在課堂上花費大量時間在修復計算機設備上，影響了教學進度，限制了計算機軟件課程教學的進展[3]。

因此計算機軟件系統的維護工作十分重要，在進行計算機軟件系統科學規劃時需要根據不同的教學需求進行科學規劃。當前我國高校的計算機教學可以大致分為基礎教學與專業教學兩大類，其中基礎教學需要所有專業的學生進行學習，非計算機專業的學生需要學習基礎的計算機應用課程，屬于計算機普及教育的范疇，而專業教學則是針對計算機專業的學生開設的，二者無論是教學要求、教學目標還是計算機軟件的使用都有差別。在計算機基礎教學中，主要涵蓋的內容為操作系統、常見的辦公軟件以及繪圖軟件與網絡方面的基礎性應用，除此之外，根據不同專業的需求需要進行一些專業應用軟件的教學，如材料、機械專業的學生都需要學習CAD制圖，而電氣自動化專業的學生則需要對電力仿真以及模擬系統軟件有深入的研究。而計算機專業教學的目標則是根據計算機軟件專業的人才培養規劃使得相關人才能夠具備高超的系統開發以及軟件應用技能，而且與普適性教育不同，計算機專業教學對于軟件環境和操作系統的要求更加的嚴格且復雜，因此計算機實驗室管理中的需求也相應的復雜[4]。

而對于不同專業的學生而言，在學習計算機課程時的要求也是不同的，非計算機專業的學生往往只是將計算機作為一種信息處理的工具，因此軟件系統的穩定可靠性是第一需求，而對于計算機專業的學生而言，在學習計算機課程是將計算機作為學習和研究的對象。因此計算機實驗室的管理人員需要保證硬件以及軟件資源的充分開放性，學生可以在計算機實驗室環境下真實自主的操作實踐。盡管計算機實驗室要求安全性，但對于計算機專業的學生而言，進行程序的自主增刪、系統配置的調整、進行系統實驗是十分有必要的，可能會對系統軟件的完好性產生影響，但是為了更加深入的教學，這些措施是必須的[5]。

如上所述，計算機實驗室的管理過程中存在著安全性與開放性的必然矛盾，既要保證軟件系統得到妥善的保護，使得學生能夠在教學或者日常使用中設備保持完好，應用環境保證穩定，又要使得計算機軟件系統保證一定的開放性，無論是軟件資源還是硬件資源都需要基于學生尤其是計算機專業的學生予以開放。這種矛盾的存在正是計算機實驗室軟件系統維護的困難所在[6]。針對這一問題，在進行軟件系統規劃時，部分高校選擇專業教學與普及教學的計算機實驗室分開管理的措施，使得二者之間達到相應的平衡。但是對于大多數高校而言，專業機房與基礎教學機房無法分開，相應的采取一臺計算機設備安裝多個操作系統的方式，通過在不同的操作系統中管理不同類別的軟件實現軟件系統維護，這種軟件系統的規劃科學性是后續維護管理的重要基礎。但是如何實現學生開放性需求與計算機設備安全性管理之間的有效協調在技術上以及方案上還是需要進一步探討。

2 硬盤克隆技術備份與恢復系統

計算機實驗室管理中，常常遇到系統故障問題，這不僅僅是因為黑客或者病毒軟件的攻擊，使得原本就不完善的系統漏洞被攻擊造成系統故障，更是因為計算機實驗室中的計算機設備使用的學生人數較多，且經常出現軟件系統的修改、刪除，使得軟件系統被破壞。基于此，需要采取相應的技術手段使得系統發生故障后能夠及時的修復，避免過多的信息損失。

硬盤是計算機操作系統以及應用軟件安裝與使用的主要載體，為了更好的保護系統信息以及應用軟件，硬盤克隆軟件可以使得硬盤上的主引導記錄，分區表，文件分配表，以及系統文件等信息，打包成映像文件加以保存，在保存時可將硬盤每一個分區制作成一個映像文件，也可將整個硬盤制作成一個映像文件，這都是根據計算機實驗室管理人員實際工作需要進行的選擇，映像文件可以在另一個硬盤或者分區上保存，從而作為同類型計算機設備安裝以及系統一旦遭到破壞記性系統恢復時使用。在硬盤克隆軟件選擇時，Symantec Ghost Corporate Edition 8.0最為經典且具備十分強大的功能，這一軟件具備網絡備份以及系統恢復功能，可以將系統文件轉換打包為映像文件并在網絡服務器中保存，該軟件應用到計算機實驗室中可以發揮一定的作用，由于計算機實驗室中學生所使用的的計算機設備硬件以及軟件設置基本相同，這樣一個機房只需要保存一份這樣的系統映像文件，如果在使用過程中某一臺計算機設備的系統遭到破壞，采用這種方式可以短時間內進行恢復，與重裝系統、程序以及軟件相比，這一措施更加具有應用場景，且對系統的保護更強，恢復效率更高[7]。

硬盤克隆技術已經發展了很長一段時間，并且應用已經較為成熟，可以良好的實現計算機軟件系統的安裝與恢復，但是這一技術也存在一定的問題，在使用硬盤克隆技術進行相關操作時需要使用軟盤進行引導，引導軟盤中能夠包含基本的DOS系統、網卡驅動、配置文件以及網絡 ghost客戶端程序，計算機設備需要經過軟驅進行 r操作引導軟盤，但是軟盤的讀取寫入速度都較為緩慢，操作便捷性不足，另外還可以通過制作啟動光盤的方式進行系統恢復，但是這也對計算機設備有了更高的要求，很多計算機實驗室條件難以實現。

為了更好的應用硬盤克隆技術，可以采用硬盤多重引導的方式，在硬盤中劃分出一塊較小的DOS引導分區，該分區專門用來存放DOS系統、網卡驅動等，并且建立一個自啟動批處理文件 AUT0ⅨEC.BAT，使得在DOS啟動后，自動加載網卡驅動程序并啟動 Ghost客戶端，與采用軟盤或光盤啟動方式相比，硬盤多重引導顯然更具優越性。

3 多重引導程序的安裝

計算機實驗室的計算機設備需要滿足多個專業學生的教學以及日常使用的需要，需要在硬盤上安裝多個操作系統，而當前所使用的操作系統還是以Windows為主，如 Windows7/8/10等，除此之外還有其他操作系統如Linux、FreeBSD、OpenBSD等，如果不安裝額外的多重系統引導程序，就難以實現多個操作系統在單個計算機設備上的使用，操作系統之間會產生各種沖突或者影響，因此安裝多重引導程序有一定的必要性。因此在計算機實驗室軟件系統維護中，需要安裝有效且實用的多種引導程序，如GRUB由于能夠妥善處理各系統的獨立性以及隱蔽性，在計算機實驗室中可以發揮一定作用。GRUB多重系統引導程序是獨立于操作系統之外的一個小程序，因此可以選擇安裝在主引導記錄時上，能夠支持菜單化的引導選項，可以實現當前市面上存在的多種系統的引導，并且與硬盤克隆技術之間能夠實現較好的兼容，可以促進軟件系統的維護，除此之外，密碼保護選項、動態隱藏以及激活分區等功能也都滿足計算機實驗室管理中的各項需求[8]。

4 保護每一個獨立的軟件系統

計算機實驗室由于其應用場景以及服務對象的特殊性，其中安裝著多種多樣的軟件系統，且每一個軟件系統在維護與管理中的核心問題也不同，因此必須采取措施對計算機設備中的每一個軟件系統實施保護，使得軟件系統具備相當高的安全性。首先，可以利用Windows注冊表對軟件系統進行管理。對系統進行保護性設置，這樣的措施可以使得用戶通過注冊表的設置來備份、恢復和禁用注冊表、抑制非法改動、防止非法用戶進入，當學生在使用完計算機設備后系統退出時不保存桌面設置等等[9]。其次，可以利用特定的管理軟件實現軟件系統的單獨保護，當前的應用軟件市場存在著很多工具軟件可以使得計算機軟件系統的安全性更強，包括但不限于定制系統界面、設置用戶可使用和不可使用的資源以及限制部分與系統特性有關的設備功能等，這些都有助于系統安全性的提升。最后，硬件還原卡或者還原軟件都是有效的軟件系統保護措施，利用這類軟件可以在操作系統底層對受保護文件的寫操作過程進行截獲，實現對軟件系統的保護，增強安全性[10]。

5 網絡服務器以及映像文件的安全保護

計算機實驗室的設備由于本身應用的對象較為廣泛，因此較為容易受到計算機病毒的侵害，在軟件系統的維護工作中，計算機病毒的防范工作就顯得尤其重要。當前很多計算機選擇安裝防毒軟件以及病毒防火墻來加強防范，但是對于計算機實驗室而言這種措施保護有限。上文所述的計算機軟件系統的 ghost影響文件一般直接保存在機房服務器，因此需要加強隊服務器以及影響文檔的保護，以使得映像文件能夠及時恢復工作，選擇將映像文檔保存在幾臺服務器上，并且不同的服務器選擇不同類型的操作系統，使得病毒的防范作用增強，與此同時光盤也是映像文件保存的較好選擇。

6 結論

綜上所述，現代高校教育工作中，計算機教學是普及程度相當高，且有著關鍵作用的課程，而計算機實驗室不僅承擔著教學任務，同時要保證高校學生所有時間的使用，因此對其軟件系統進行維護就十分重要，從而使得教學任務可以有效的完成，實現安全性與開放性的協調，服務于信息技術背景下計算機教學的要求。