云计算下的虚拟计算机实验室的构建

摘要：随着经济的发展，我国在计算机实验室的构建方面已经取得了较大进步。但实验室仍然存在着资源利用效率低、实验室设备维护成本高、资源共享程度低等较多困难。从而在一定程度上限制了实验室的资源利用效率的提高，影响我国教育事业的发展。就当前我国构建实验室的缺陷而言，完全可以将云计算系统应用到其中，利用该服务模式的优点，更好的构建计算机实验室。

关键词：云计算；虚拟计算机；实验室

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）36-8640-02

随着互联网的高速发展，我国教育信息化的程度也逐渐得到了较大幅度的提高。现在我国的高等院校中基本上各个专业的正常运行都需要计算机的配合。课堂讲授离不开计算机，实践课同样也需要在计算机实验室中进行，从而提高学生对专业的认识，提升学生的综合能力。理论教学成为组成高等院校不可或缺的重要组成部分，建设计算机实验室同样为了高校的重要工作。就目前的高校而言，计算机实验室的建设和管理方面都还存在众多的问题，如何应用新技术成果，构建高效的计算机实验室及全新的实验教学系统，已成为众多高校的当务之急。云计算作为一种新的网络服务模式，率先开创了一个新的时代，而云计算的应用也为高校计算机实验室的建设指明了一个新的方向。

1 目前我国实验室建设的真实状态

就当前的教学环境而言，不容否定的是我国计算机实验室的建设已取得了一定的成效，学生进行操作实验的软硬件条件得到了较大改善。因此而言，在实验方面的教学质量也随之提升。但在对国内多数计算机实验室的建构框架和维护的数据进行整理分析之后，得出了当前我国计算机实验室的建设仍旧存在着诸多缺点的论断，具体表现有以下方面。

第一方面。对软件的维护及更新方面。在我国的计算机实验室不仅仅要满足学习计算机学生的需求，还要满足其他有实验需求学生的使用。这就需要实验室管理人员本身的素质、专业知识达到一定程度。通常情况下，凡实验室所属的计算机，每一台都装配有不同的操作系统。这样操作的目的是为了能够满足不同专业学生对系统的需求的不一致性。往往也由于同一台机器装配不同操作系统的原因，直接导致计算机的内存不够用、反应迟钝、易死机等问题。除上述原因之外，专业的差异性导致实验课程所需教学软件也不同，且绝大多数软件随着技术的发展完善而进行更新换代。因此这些软件就出现刚刚使用一小段时间之后就需要更新的问题，只有这样才能满足正常的教学。尽管可以采用网络传递等技术手段对软件进行处理，但还需要考虑到的是学校的实验设备不同于其他，一半都是通过招标进行购置，夺标厂家不同，剪辑的品牌型号并自然不可能完全一致。这样又因为不同计算机操作的方法不一，给实验室的维护带来新的困难。

第二方面。计算机存储受困。当前情形时为了保证计算机的稳定性、安全性，我国实验室绝大部分采取安装硬件保护卡或是安装具有还原功能的软件，这些措施的作用是对被使用后的计算机软件系统进行处理，以此来保护计算机系统的安全。就安全性而言，这样起到了保护计算机的安全的作用，但同时也留下了一个难以解决的问题。那就是不能长时间保存学生的实验数据，从而不能够保证学生实验的连续性，在很大程度上影响了学生实验的顺利进行。直接后果就是打消了学生试验的热情，间接影响了教师对学生实验的指导，不利于学生的进步。

第三方面。硬件设施的建设和更新耗资巨大。在刚开始构建实验室的时，往往会因资金不足而导致大量的实验设备不能够采买，只能以其他类似产品代替。同时另一方面，实验设备的硬件因为软件的更新也会出现大量设备被淘汰的状况，大量设备得不到利用，这是极大的浪费。旧的硬件设备被闲置不用，而重新购入设备则需要再次投入大量的资金。这二者直接就使得计算机实验室建设成本大大增高。

2 云计算的及其应用

2.1 何谓云计算的虚拟

云计算到现在为止仍然没有一个被大家共同认定的定义，但目前美国国家标准和技术研究院提出的对云计算定义是得到广泛认同和支持的定义。他们认为云计算是一种能够通过网络以方便快捷按需的方式获取计算机资源并提高资源的可利用率的模式。这些资源均来自于一个已经配置的、可以共享的资源储存大户，人们能够以简单快捷且无人干预的方式获取资源。虚拟化是指为某些对象创造的不真实存在的版本。它的本质其实是一种抽象的表现计算机资源的方法。通过虚拟化，这样在访问抽象后的资源时，就可以用与访问抽象前资源一样的方法，方便为一组相类似的资源供给了一个共用的接口点，从而达到了隐藏属性和隐藏操作之间的差异。同时它还允许通过任意一种公用的方式来查看和维护资源，这其中包括存储的虚拟化、平台的虚拟化、服务器的虚拟化、应用虚拟化及桌面虚拟化。将各种计算及存储资源充分整合和高效利用的关键技术就是虚拟化技术。利用了虚拟云计算技术就可以大幅节省了时间，提高了计算机的工作效率，提高资源的利用率。

2.2 云计算下的虚拟实验室构建过程

图1 虚拟计算机实验室构成图

如图1所示：我们有专业的实验室板块 。并进行以下步骤

①如上图所示在已经创建的实验室构建多台虚拟机，比如虚拟机1和2，合理、有效、平衡地分配计算机的CPU，内存及网络资源

②不同系统的安装。根据不同专业学生实验要求的不同及虚拟机的性能等多种因素的影响，将不同的操作系统安装在已经虚拟化的计算机上。这写系统主要包括：微软系统列的操作系统、Linux操作系统、Unix操作系统。

③装配不同软件。依据不同的教学实验需求，等待安装实验所需的各种软件以及软件平台等。

④在网络下实现不同计算机的互联。通过虚拟机操作系统网络管理功能，使得这些虚拟计算机之间能够与网络连接，不同主机之间，也可以通过局域网、互联网达到实现互通的目的。

⑤利用云安全的管理设置系统，由管理人员设置用户及用户可操作权限，设置新的系统数据中心，以方便一切数据的存储，将各种纸质性质指导书籍与实验教程等相关资料全部进行数字转化，上传至云计算数据中心，实现方便用户使用目的。

⑥装载客户端。在实验室所有的计算机安装客户登录终端的软件。如上述构成图的用户1、用户2等。用户个人均有不同的账户名称，不同的用户就可以通过个人的账户进行登录，从而进行多种实验操作。

3 云计算的优点

3.1 大幅度降低实验室建设的成本

云计算这一新型服务模式对用户端无任何特殊要求，用户只要在联网的条件下，使用计算机，登录当地计算机的客户端，就可以直接连接到“云端”。如此，用户可以实现使用原实验室计算机所装资源一样，便捷的在云计算系统进行下载各种所需软硬件。“云”端提供的各种资源均出自不同地方，所以用户不需要自身进行购买，就可以如臂指使地使用“云”端的各种资源。直接解决了实验室计算机软硬件的更新换代的问题，降低各高校在计算机实验室建设中的成本。

3.2 降低实验室软硬件维护的压力

因用户所使用的种种软硬件均是由云端提供的，这种情况下计算机实验室就不需要再次投入更多的人力物力财力对硬件进行维护，从而在一定程度将对实验室软硬件维护的压力减轻些许。

3.3 数据的海量存储化

云计算系统不需要占据本地计算机的任何内存，因此，它能为用户创造更为庞大的数据存储空间，直接后果就是实验室不需要再为学生的实验数据存储而忧愁。这样在实验的整个过程中，随时可以进行数据存储，作为实验主题的学生可以将实验数据随时保存在“云端”，可以随时继续进行实验，而不会担心数据的丢失。这将会极大地提高学生实验的积极性、有效性、连续性，同时也为教师指导学生的试验成果提供了保障。

4 云计算的意义

云计算的应用直接提高了人们的工作效率，降低了资源的损耗率。使得实验室的投入成本大幅降低，方便了教学的顺利进行，较好地解决当前实验室建设面临的问题。

5 结束语

本文就当前高校计算机实验室建设仍然存在的不足，提出利用虚拟云计算这一新技术，建设云计算下的计算机实验室，主要是为了合理运用计算机的新技术来提升资源的有效利用率。就云计算现在的优势而言，我们有理由相信未来云计算的前景是相当广阔的。

参考文献：

[1] 武少华.浅谈虚拟计算机在计算机培训教学中的应用[J].科协论坛，2010（01）

[2] 柴亚辉，涂春萍，刘觉夫，等.基于云计算的计算机与软件实验资源管理[J].实验室研究与探索，2010（10）.

[3] 王海军，都基焱.基于云计算的作战实验室建设与管理模式初探[J].实验室研究与探索，2011（3）.endprint

⑤利用云安全的管理设置系统，由管理人员设置用户及用户可操作权限，设置新的系统数据中心，以方便一切数据的存储，将各种纸质性质指导书籍与实验教程等相关资料全部进行数字转化，上传至云计算数据中心，实现方便用户使用目的。

⑥装载客户端。在实验室所有的计算机安装客户登录终端的软件。如上述构成图的用户1、用户2等。用户个人均有不同的账户名称，不同的用户就可以通过个人的账户进行登录，从而进行多种实验操作。

3 云计算的优点

3.1 大幅度降低实验室建设的成本

云计算这一新型服务模式对用户端无任何特殊要求，用户只要在联网的条件下，使用计算机，登录当地计算机的客户端，就可以直接连接到“云端”。如此，用户可以实现使用原实验室计算机所装资源一样，便捷的在云计算系统进行下载各种所需软硬件。“云”端提供的各种资源均出自不同地方，所以用户不需要自身进行购买，就可以如臂指使地使用“云”端的各种资源。直接解决了实验室计算机软硬件的更新换代的问题，降低各高校在计算机实验室建设中的成本。

3.2 降低实验室软硬件维护的压力

因用户所使用的种种软硬件均是由云端提供的，这种情况下计算机实验室就不需要再次投入更多的人力物力财力对硬件进行维护，从而在一定程度将对实验室软硬件维护的压力减轻些许。

3.3 数据的海量存储化

云计算系统不需要占据本地计算机的任何内存，因此，它能为用户创造更为庞大的数据存储空间，直接后果就是实验室不需要再为学生的实验数据存储而忧愁。这样在实验的整个过程中，随时可以进行数据存储，作为实验主题的学生可以将实验数据随时保存在“云端”，可以随时继续进行实验，而不会担心数据的丢失。这将会极大地提高学生实验的积极性、有效性、连续性，同时也为教师指导学生的试验成果提供了保障。

4 云计算的意义

云计算的应用直接提高了人们的工作效率，降低了资源的损耗率。使得实验室的投入成本大幅降低，方便了教学的顺利进行，较好地解决当前实验室建设面临的问题。

5 结束语

本文就当前高校计算机实验室建设仍然存在的不足，提出利用虚拟云计算这一新技术，建设云计算下的计算机实验室，主要是为了合理运用计算机的新技术来提升资源的有效利用率。就云计算现在的优势而言，我们有理由相信未来云计算的前景是相当广阔的。

参考文献：

[1] 武少华.浅谈虚拟计算机在计算机培训教学中的应用[J].科协论坛，2010（01）

[2] 柴亚辉，涂春萍，刘觉夫，等.基于云计算的计算机与软件实验资源管理[J].实验室研究与探索，2010（10）.

[3] 王海军，都基焱.基于云计算的作战实验室建设与管理模式初探[J].实验室研究与探索，2011（3）.endprint

⑤利用云安全的管理设置系统，由管理人员设置用户及用户可操作权限，设置新的系统数据中心，以方便一切数据的存储，将各种纸质性质指导书籍与实验教程等相关资料全部进行数字转化，上传至云计算数据中心，实现方便用户使用目的。

⑥装载客户端。在实验室所有的计算机安装客户登录终端的软件。如上述构成图的用户1、用户2等。用户个人均有不同的账户名称，不同的用户就可以通过个人的账户进行登录，从而进行多种实验操作。

3 云计算的优点

3.1 大幅度降低实验室建设的成本

云计算这一新型服务模式对用户端无任何特殊要求，用户只要在联网的条件下，使用计算机，登录当地计算机的客户端，就可以直接连接到“云端”。如此，用户可以实现使用原实验室计算机所装资源一样，便捷的在云计算系统进行下载各种所需软硬件。“云”端提供的各种资源均出自不同地方，所以用户不需要自身进行购买，就可以如臂指使地使用“云”端的各种资源。直接解决了实验室计算机软硬件的更新换代的问题，降低各高校在计算机实验室建设中的成本。

3.2 降低实验室软硬件维护的压力

因用户所使用的种种软硬件均是由云端提供的，这种情况下计算机实验室就不需要再次投入更多的人力物力财力对硬件进行维护，从而在一定程度将对实验室软硬件维护的压力减轻些许。

3.3 数据的海量存储化

云计算系统不需要占据本地计算机的任何内存，因此，它能为用户创造更为庞大的数据存储空间，直接后果就是实验室不需要再为学生的实验数据存储而忧愁。这样在实验的整个过程中，随时可以进行数据存储，作为实验主题的学生可以将实验数据随时保存在“云端”，可以随时继续进行实验，而不会担心数据的丢失。这将会极大地提高学生实验的积极性、有效性、连续性，同时也为教师指导学生的试验成果提供了保障。

4 云计算的意义

云计算的应用直接提高了人们的工作效率，降低了资源的损耗率。使得实验室的投入成本大幅降低，方便了教学的顺利进行，较好地解决当前实验室建设面临的问题。

5 结束语

本文就当前高校计算机实验室建设仍然存在的不足，提出利用虚拟云计算这一新技术，建设云计算下的计算机实验室，主要是为了合理运用计算机的新技术来提升资源的有效利用率。就云计算现在的优势而言，我们有理由相信未来云计算的前景是相当广阔的。

参考文献：

[1] 武少华.浅谈虚拟计算机在计算机培训教学中的应用[J].科协论坛，2010（01）

[2] 柴亚辉，涂春萍，刘觉夫，等.基于云计算的计算机与软件实验资源管理[J].实验室研究与探索，2010（10）.

[3] 王海军，都基焱.基于云计算的作战实验室建设与管理模式初探[J].实验室研究与探索，2011（3）.endprint