高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中應(yīng)用云桌面技術(shù)的價(jià)值

摘要：目前國內(nèi)許多高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室均配套了高性能計(jì)算機(jī)，為確保計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)功能發(fā)揮作用，需持續(xù)升級計(jì)算機(jī)軟硬件。同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)降低計(jì)算機(jī)維護(hù)成本的目標(biāo)，還應(yīng)該充分借助云桌面技術(shù)，集中整合優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源至云平臺，便于師生資源共享，提升學(xué)習(xí)效果，減少計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室維護(hù)成本。該文主要對云桌面技術(shù)的含義進(jìn)行介紹，分析現(xiàn)階段高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理現(xiàn)狀，并探討云桌面技術(shù)在其中的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī);實(shí)驗(yàn)室;云桌面技術(shù)

中圖分類號：TP391? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）07-0098-02

現(xiàn)階段，各個(gè)高校對計(jì)算機(jī)公共課程及專業(yè)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量提出了更高要求，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要越來越多的軟件和硬件，各種專業(yè)軟件對計(jì)算機(jī)性能要求也更嚴(yán)格[1]。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室為滿足校內(nèi)計(jì)算機(jī)考試和教學(xué)任務(wù)，需要做到開放、共享。但是，目前許多高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和管理仍然存在一系列問題，例如維護(hù)費(fèi)用高、管理難度大、使用周期短及資源共享困難等，已無法為高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供良服務(wù)[2]。近年來，大多數(shù)高校逐漸落實(shí)信息化建設(shè)，眾多云計(jì)算平臺相繼建成，使其具備一定的云計(jì)算能力。通過云計(jì)算平臺的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和管理，能夠解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室存在的不足，確保完成計(jì)算機(jī)教學(xué)目標(biāo)。為此，本文主要分析云桌面技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的應(yīng)用價(jià)值。

1 云桌面技術(shù)介紹

1.1 云技術(shù)概念

目前，人們在處理工作時(shí)大量借助計(jì)算機(jī)軟件和硬件來提升工作效率。對于個(gè)人計(jì)算機(jī)用戶而言，除了購買基本的計(jì)算機(jī)硬件，有時(shí)還需要購買一些使用頻率較少的軟件，增加了多余的經(jīng)濟(jì)開銷。相較于購買軟件而言，通過租借的方式可以更好地滿足人們對計(jì)算機(jī)軟硬件的需求。在此背景下，隨著云技術(shù)概念出現(xiàn)，人們可以享受到計(jì)算、服務(wù)及應(yīng)用為一體的普通公共設(shè)施，共同使用計(jì)算機(jī)軟硬件，選擇合適的資源滿足自身所需。云計(jì)算的實(shí)質(zhì)主要基于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而形成，涵蓋分布式計(jì)算、并行計(jì)算以及網(wǎng)格計(jì)算等，其基礎(chǔ)為互聯(lián)網(wǎng)，將多個(gè)低成本計(jì)算機(jī)實(shí)體進(jìn)行整合，最終形成一個(gè)具備極強(qiáng)計(jì)算能力的系統(tǒng)[3]。同時(shí)，依靠Iass、MSP、PaaS等領(lǐng)先的商業(yè)模式，將其輸送至眾多個(gè)人用戶終端。持續(xù)增加“云”的處理功能一直是網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的中心思想，以此降低用戶終端所承受的負(fù)擔(dān)，將用戶終端變?yōu)楣δ芨鼮楹唵蔚脑O(shè)備[4]，并且可以按照其需求分享“云”的計(jì)算處理能力。

1.2 云桌面技術(shù)

云計(jì)算作為大型超級計(jì)算方法的一種，其特征為數(shù)據(jù)密集型，以數(shù)據(jù)為中心。在眾多方面擁有相應(yīng)的技術(shù)，例如數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、虛擬化技術(shù)等。其中云桌面技術(shù)就是基于虛擬化技術(shù)形成的一種應(yīng)用，云桌面技術(shù)是對傳統(tǒng)個(gè)人電腦的替代，通過精簡的客戶機(jī)結(jié)合服務(wù)器集群部署戰(zhàn)略，以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)，集中服務(wù)眾多應(yīng)用，根據(jù)需求交付，打通桌面和后臺工作系統(tǒng)連接訪問的壁壘，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用部署方式的重大革新[5]。云桌面計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)如圖1所示。

2 高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理現(xiàn)狀

2.1 使用成本高，使用壽命短

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過程中，需要大量資金用于購買計(jì)算機(jī)，導(dǎo)致建設(shè)成本偏高。而且計(jì)算機(jī)維護(hù)需要較多費(fèi)用、消耗較多電量，極大增加了實(shí)驗(yàn)室使用成本。同時(shí)，計(jì)算機(jī)使用壽命一般在八年左右，由于軟件更新速度較快，通常在使用幾年后，計(jì)算機(jī)的性能就無法滿足教學(xué)要求，造成資源浪費(fèi)。

2.2 管理分散，維護(hù)難度大

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中，實(shí)驗(yàn)室管理者在更新軟件或者升級操作系統(tǒng)時(shí)需要批量操作，一般借助網(wǎng)絡(luò)同傳功能完成。但是這需要全部計(jì)算機(jī)處于相同的局域網(wǎng)，但由于每個(gè)實(shí)驗(yàn)室在建設(shè)時(shí)間不同、計(jì)算機(jī)型號和性能存在差異、各自處在獨(dú)自的局域網(wǎng)，極大增加了管理者的工作量。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理者呈分散管理形式，易出現(xiàn)工作失誤。

2.3 資源共享難度大

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室通常根據(jù)不同專業(yè)設(shè)立相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室，各個(gè)實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)的性能存在差異，配置軟件也不同，無法面向所有師生使用，難以實(shí)現(xiàn)資源共享。并且，實(shí)驗(yàn)室一般僅在相應(yīng)時(shí)間段向師生提供服務(wù)，不能隨時(shí)完成遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)，在一定程度上浪費(fèi)了實(shí)驗(yàn)室資源。

2.4 無法滿足個(gè)性化需求

作為公共資源的一部分，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室為了保證安全，采取了硬盤保護(hù)技術(shù)，一旦重啟計(jì)算機(jī)，將恢復(fù)至原始狀態(tài)，因此不能滿足師生的個(gè)性化需求，更無法保存實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3 云桌面計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢

3.1 降低使用成本，增加使用壽命

在初期成本上，相同規(guī)模下云桌面計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室基本一致。但是在后期運(yùn)行和維護(hù)成本上，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室需要持續(xù)進(jìn)行軟硬件更新、升級，相應(yīng)的費(fèi)用較高。云桌面計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室在后期運(yùn)行期間，通常僅需更新存儲(chǔ)、服務(wù)器等小部分資源，便可以保證云桌面的良好性能[6]。所以，云桌面技術(shù)可以更好地降低計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室使用成本。延長使用壽命。

3.2 集中管理，便于維護(hù)

通過網(wǎng)絡(luò)與中心機(jī)房連接是云桌面計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室主要運(yùn)行方式。在同一虛擬桌面上運(yùn)行并訪問，可以實(shí)現(xiàn)集中化管理多個(gè)實(shí)驗(yàn)室。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理者僅需要在瀏覽器上登入至云桌面系統(tǒng)，即能直接在系統(tǒng)中進(jìn)行各種操作。基于云桌面技術(shù)，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問。相關(guān)操作數(shù)據(jù)并未在本地計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行儲(chǔ)存，而是全部儲(chǔ)存于云計(jì)算系統(tǒng)中，使后期上機(jī)考試更為便捷，教師無須奔波于各個(gè)實(shí)驗(yàn)室，在辦公室登入云桌面平臺就能實(shí)現(xiàn)資源的配置和設(shè)計(jì)切換[7]。管理者可以直接在云桌面制作相關(guān)考試模板，傳輸至云平臺后，各個(gè)實(shí)驗(yàn)室直接通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行下載，還極大地減少了管理者的管理壓力，提高了工作效率。

3.3 開放資源，提高共享程度

針對不同用戶的個(gè)體化要求，云桌面技術(shù)可以創(chuàng)建眾多工作場景，形成特殊的云桌面應(yīng)用，以此滿足課程學(xué)習(xí)和考試要求，并且還可以滿足教師提高自身計(jì)算機(jī)能力的需求[8]。而對于計(jì)算機(jī)公共課程和專業(yè)課程而言，教學(xué)內(nèi)容存在較大差異，為了確保良好的教學(xué)質(zhì)量，教師可通過云桌面技術(shù)，選擇合適的工作場景，解決教學(xué)任務(wù)問題。一方面，多種多樣的工作場景不僅可以提升實(shí)驗(yàn)室的使用效率，滿足眾多計(jì)算機(jī)考試的要求;另一方面，還能夠通過遠(yuǎn)程訪問直接進(jìn)行相應(yīng)考試。

3.4 滿足個(gè)性化需求

現(xiàn)階段的計(jì)算機(jī)教學(xué)，無論師生均有自身獨(dú)特需求。基于云桌面技術(shù)，師生可以擁有個(gè)人云桌面，可以直接經(jīng)網(wǎng)絡(luò)登錄、訪問和操作自己的云桌面[9]。結(jié)合自身教學(xué)及學(xué)習(xí)需求等，在云桌面創(chuàng)建出符合自身需求的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。同時(shí)，教師和學(xué)生還可以隨時(shí)完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。除此之外，云桌面技術(shù)為教師在家辦公提供了平臺，教師遠(yuǎn)程登錄自己權(quán)限的云桌面，可以先備好教學(xué)資料和課件，上傳到云平臺并儲(chǔ)存[9]。在后續(xù)講解課件時(shí)，可以直接登錄云桌面使用相關(guān)課件。

4 高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理中應(yīng)用云桌面技術(shù)

4.1 收集終端地址，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一化管理

計(jì)算機(jī)終端在高校的各個(gè)教學(xué)區(qū)域均有分布，同時(shí)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室數(shù)量較多。為實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，可以集中整理每個(gè)終端網(wǎng)卡的MAC地址，將其放置到管理終端中進(jìn)行統(tǒng)一管理，有利于對終端的集中化管理。比如，現(xiàn)階段噢易教育桌面云（OS-Easy E-VDI）系統(tǒng)在許多高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室得到廣泛應(yīng)用，全部終端網(wǎng)卡MAC地址通過系統(tǒng)收集后進(jìn)行儲(chǔ)存管理，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一化管理。

4.2 構(gòu)建系統(tǒng)軟件云，增強(qiáng)機(jī)房響應(yīng)速度

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，軟件是不可或缺的部分，而作為一種云端操作系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室為了確保師生在操作系統(tǒng)時(shí)的平穩(wěn)、可靠，應(yīng)逐漸構(gòu)建起相應(yīng)的系統(tǒng)軟件云，充分利用其全面的管理功能，提高計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理水平，改善維護(hù)質(zhì)量。在功能方面，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和軟件服務(wù)云功能較為豐富，涵蓋應(yīng)用軟件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。借助相應(yīng)的軟件，系統(tǒng)能直接向每個(gè)實(shí)驗(yàn)室終端服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)信息，并在服務(wù)器中以鏡像的形式進(jìn)行信息儲(chǔ)存，根據(jù)計(jì)算機(jī)教學(xué)和考試需求的不同，管理者可以隨時(shí)操作鏡像數(shù)據(jù)來滿足要求。

4.3 建立硬盤模板庫，增強(qiáng)機(jī)房管理質(zhì)量

硬盤模板庫的功能主要是集中化管理。以虛擬磁盤為基礎(chǔ)，在服務(wù)器中構(gòu)建出了終端硬盤模板，能夠在遠(yuǎn)程借助服務(wù)器實(shí)現(xiàn)各種處理操作。策略化管理模板，可以確保管理人員和使用人員使用磁盤資源，借助系統(tǒng)還原保護(hù)和隱藏策略等方式，確保終端安全。

4.4 創(chuàng)建云部署服務(wù)平臺，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室智能化管理

云部署服務(wù)平臺，以云桌面技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)終端要求的不同提供對應(yīng)信息資源，同時(shí)在計(jì)算機(jī)本地磁盤中存儲(chǔ)相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。除此之外，還能通過完全部署的形式，將數(shù)據(jù)經(jīng)過系統(tǒng)后臺傳輸至本地計(jì)算機(jī)，避免由于網(wǎng)絡(luò)異常造成終端無法使用的情況。通過構(gòu)建云部署服務(wù)平臺，一方面加快了部署速度，最大化利用計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室功能，另一方面便于靈活管理和機(jī)房維護(hù)，最終對計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室做到智能化管理。

5 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用云桌面技術(shù)的前景

高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室根據(jù)功能的不同可分為多種類型。例如公共類實(shí)驗(yàn)室、圖形設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)室、經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)室等。其中公共類實(shí)驗(yàn)室主要是負(fù)責(zé)各種計(jì)算機(jī)課程教學(xué)、實(shí)驗(yàn)以及上機(jī)考試等，服務(wù)的群體主要是學(xué)生。常見的包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、

軟件技術(shù)等計(jì)算機(jī)專業(yè)都需要使用公共類實(shí)驗(yàn)室。現(xiàn)階段在各個(gè)高校中，公共類計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的分布最為廣泛，使用時(shí)間最長，對計(jì)算機(jī)配置的要求處于中等水平。通過應(yīng)用云桌面技術(shù)，可以在公共類實(shí)驗(yàn)室中快速切換教學(xué)場景和部署課程場景，滿足公共類實(shí)驗(yàn)室的不同教學(xué)要求。經(jīng)管類實(shí)驗(yàn)室主要分為兩種，一種是財(cái)務(wù)金融軟件實(shí)驗(yàn)室，包括稅務(wù)實(shí)務(wù)模擬軟件、金融ERP軟件系統(tǒng)等;另一種實(shí)驗(yàn)室主要涵蓋了物流模擬、虛擬仿真等軟件。經(jīng)管類實(shí)驗(yàn)室不僅需要滿足日常的教學(xué)要求和實(shí)驗(yàn)，而且還需要進(jìn)行部分財(cái)經(jīng)類考試，有時(shí)需要切換考試環(huán)境。通過應(yīng)用云桌面技術(shù)，可以快速實(shí)現(xiàn)教學(xué)軟件部署，進(jìn)行高效的資源分配。按照實(shí)際需求的不同，切換各種虛擬桌面，具有較好的應(yīng)用前景。圖形設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)室主要承擔(dān)了建筑設(shè)計(jì)、藝術(shù)傳媒、動(dòng)畫制作等專業(yè)教學(xué)任務(wù)，由于此類專業(yè)主要偏向圖像設(shè)計(jì)和圖像渲染處理，對于處理器和顯卡的要求相對較高。通過應(yīng)用云桌面技術(shù)，能夠?qū)⒃品?wù)器中硬件資源向圖形設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)傾斜，保證教學(xué)過程中計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。相較于傳統(tǒng)購置高配置計(jì)算機(jī)的方式，應(yīng)用云桌面技術(shù)方式建設(shè)成本更低，具有良好的可行性。

6 結(jié)束語

綜上所述，在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和管理中應(yīng)用云桌面技術(shù)價(jià)值明顯，尤其是在信息化技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室在建設(shè)過程中，更應(yīng)該借助云桌面技術(shù)，全面開發(fā)云桌面技術(shù)的優(yōu)勢，促使高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)質(zhì)量不斷提升，為教學(xué)工作提供實(shí)質(zhì)性幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1] 才華.云桌面技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理中的應(yīng)用探究[J].數(shù)字化用戶，2017，23（45）：148.

[2] 王靜.云桌面技術(shù)在某高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理中的研究[J].教育現(xiàn)代化，2017，4（42）：253-254.

[3] 余紅.桌面云技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)與管理中的應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù)，2017，13（20）：188-189.

[4] 趙金.淺談云桌面技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2018（12）：99，112.

[5] 柯亮亮.桌面云技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的應(yīng)用實(shí)踐[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2019，21（4）：93-97.

[6] 陳磊，魏林.云桌面技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)和管理中的優(yōu)勢及應(yīng)用前景分析[J].電腦知識與技術(shù)，2019，15（34）：158-159.

[7] 陳志南.云桌面技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理中的應(yīng)用[J].信息與電腦（理論版），2019（8）：13-15.

[8] 熊凡.云桌面技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理中的應(yīng)用研究[J].電子世界，2019（2）：192-193.

[9] 韋桂花.基于桌面云的高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2018，17（21）：63-64.

【通聯(lián)編輯：唐一東】

收稿日期：2021-11-15

作者簡介：賴玉斯（1975—），女，廣東茂名人，本科，助理實(shí)驗(yàn)師，主要研究方向：語言實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)規(guī)劃、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的管理維護(hù)等。