云技術在計算機實訓室建設中的應用研究

任維正

（沈陽現代制造服務學校，遼寧 沈陽 110041）

0 引 言

計算機實訓室能讓學生把課本上的知識轉化為實踐，從而培養學生的動手操作能力。計算機實訓室作為中職院校進行實踐作業的重要學習場所，也能讓老師更好地教育學生，提供了一個良好的教育平臺，可以說計算機實訓室在教學中起著至關重要的作用[1-4]。隨著學生的增加，大大提高了計算機的使用頻率，因此需要對計算機實訓室不斷更新。近年來，云計算技術在各個行業都得到了應用，發展十分迅速。在云計算的輔助教學下，各大院校對云技術的研究越來越多，可以根據不同的課程特點靈活分配云計算資源。

1 計算機實訓室的現狀分析

1.1 超負荷運作

如今各大院校都比較重視培養學生的動手操作能力，隨著中職院校的不斷擴招，學生的增加使得計算機實訓室的使用頻率越來越高。為了培養學生的動手操作能力和創新能力，很多課程里都增設了計算機實訓，計算機實訓室每天的課程量較大。在這種較高頻率的使用下，計算機實訓室經常超負荷運作，加快了計算機硬件設備的老化速度。

1.2 存儲空間不足

中職院校中，計算機實訓室的管理人員為了保障實訓室的網絡安全，避免部分學生違規使用網絡，杜絕網絡病毒傳播等一系列問題，通常會在實訓室的電腦里安裝還原卡保護技術，以保證計算機能夠正常用于教學。雖然還原卡保護技術能夠避免以上問題發生，但是也對計算機的數據存儲造成了影響，如存儲空間不足。學生在使用計算機的過程中，會產生大量的數據文件，而還原卡會對電腦中的一些文件進行清除，從而保證電腦的正常運作。文件要想保存下來，只能通過一些外部的存儲設備，如U 盤、外部硬盤等。要使用U 盤時，管理人員只能開放USB 接口權限，而USB 接口權限開放增大了計算機病毒感染的風險。如果計算機感染了病毒，就會導致教學活動無法正常展開。使用其他存儲方式很容易出現操作不當，對實訓室的計算機造成損壞，從而引發一系列管理問題，給管理人員造成不必要的麻煩[5]。

1.3 頻繁裝卸軟件

隨著計算機技術的發展，各個專業都增設了相應的計算機課程。每個專業的課程都不相同，對計算機了解的程度也不一樣，在使用過程中都會安裝一些學習軟件和操作系統。安裝過程中會有一些兼容性較差的軟件和系統會對計算機主機產生影響，甚至與計算機本身的一些軟件發生沖突，頻繁的裝卸軟件不僅會損壞計算機，還會增加實訓室管理人員的工作量[6]。

1.4 硬件損壞

在正常使用的前提下，學校計算機實訓室的計算機能使用7 ～8 年。如果使用過程中出現過量的存儲、操作不當導致病毒感染、頻繁裝卸軟件、超負荷使用或者計算機硬件損壞不能及時維修等問題，就會影響計算機使用壽命，進而影響教學質量。

2 基于云技術的計算機實訓室建設管理

2.1 云技術服務模式

（1）平臺即服務（Platform as a Service，PaaS）。該服務包括軟件升級、平時使用過程中的病毒清除等，主要針對計算機中的軟件進行服務管理。

（2）軟件即服務（Software as a Service，SaaS）。該服務主要采用先進的信息化途徑，相應服務器中存儲了一些軟件，用戶如果有需要可以在該服務器上下載并使用。對于一些特定資源，用戶在使用前支付相應的資源使用費用即可。

（3）基礎即服務（Infrastructure as a Service，IaaS）。該服務主要是完善網絡上存儲的設備資源。該技術還可以將服務器上的資源進行整合，構成一個虛擬資源池，為用戶帶來更好的云技術使用體驗。

2.2 實訓室建設管理模式

實訓室采用的計算機軟件較為落后，使得計算機的壽命大大縮短，實訓室每年都需要投入大量的成本來對計算機硬件進行相應更換。通過引進云技術減少了對計算機硬件的損壞，云端有較大的存儲空間，在使用計算機時可以將教學軟件和資料都存放在云端，方便日常教學使用。教師通過云端就可以布置一些實訓作業，學生可以通過云端來保存和下載資料。云端方便了文件的存儲，能夠降低U 盤的使用率，減少對計算機硬件的損壞。相比傳統的計算機實訓室，云技術能給教學帶來更好的實訓機會和體驗，提升學生專業技能和綜合能力。通過云技術，計算機實訓室能夠更好地將資源進行整合，提高實訓室運作管理的效率[7,8]。

3 基于云計算技術的計算機實訓室構建

云計算技術使互聯網應用更加靈活，使互聯網得到延展，云計算和互聯網之間相輔相成。基于云計算技術的實訓室管理架構分為4 個層次，如圖1 所示。

圖1 基于云計算技術的實訓室管理框架

通過云計算技術的引入，現在可以通過該云平臺構建一個云數據中心，支持大量實驗數據的存儲和管理，能夠實現網絡資源整合和資源共享。在教學過程中，教師和學生可以隨時隨地通過智能終端設備進入云平臺，體驗云平臺的IaaS、PaaS 以及SaaS。

云技術設施的硬件層涵蓋了高性能服務器集群、高效的數據存儲設備、光纖交換機等，能夠實現網絡設備的互聯。云終端接入層中，用戶只需利用個人電腦、平板等智能終端設備，基于瀏覽器/服務器（Browser/Server，B/S）模式來進入云終端，通過接入層獲得云計算中心的資源，讓網絡瀏覽器使用起來更加便捷、快速。虛擬實驗平臺層主要采用虛擬資源池，用戶要想登陸必須通過身份認證，身份認證后可以在該虛擬層中申請虛擬資源，可以優化操作系統、應用軟件等，將平時需要保存到計算機里的實驗數據和教學資料都遷移到云端，讓教師和學生的互動能夠更加頻繁和靈活，促使教學資源得到高效共享。

實訓室的對象以學生為主，對應的平臺主要采用私有云模式，更好地保障了數據的安全性，讓老師和學生能更放心的使用計算機。云平臺主要通過光纖連接到服務器上，采用光纖通道存儲區域網絡（Fibre Channel-Storage Area Network，FC-SAN）集中存儲架構。云平臺的虛擬文件都存儲在云端，主要是在后端的存儲陣列中，如果一臺虛擬機里的單點內容出現故障問題，那么該虛擬機會自動將存放的文件轉移到另一臺虛擬機，提高了數據的安全性，讓用戶更放心的使用計算機。云平臺由云管理服務器進行管理和調度，主要通過個人終端設備來連接到云平臺。資源虛擬化平臺主要實現資源的調配，幫助計算機實訓室里的管理人員更好地分配資源，提高資源的利用率。

4 結 論

實踐教學是當前中職院校的主要教學方式，計算機實訓室的教學設備需要不斷拓展，管理工作也會變得更繁重和復雜，還原卡技術的局限性導致無法靈活使用計算機內的數據。云技術能夠在各個領域都發揮出優勢，是計算機實訓室的一個重要改革，也能夠對計算機實訓室出現的一些問題進行更好的改善。該技術能使學生更靈活地使用實訓室，能夠幫助師生將教學資源進行整合和共享，在教學中能夠隨時調用之前存儲的數據和結果，實現實訓室的高效管理和維護，提高資源的利用率，使理論知識得到更好的實踐，進一步加快課程改革。云技術的使用不僅能讓中職院校更好地培育人才，還能改善計算機實訓室的教學環境。