云计算技术在高校计算机实验室中的应用

李从明

（江苏城市职业学院，江苏南京210013）

云计算技术在高校计算机实验室中的应用

李从明

（江苏城市职业学院，江苏南京210013）

现阶段我国信息技术已经进入到了飞速发展的阶段，而计算机网络技术也已经在高校教学工作中得到了普遍的应用。作为这几年来才刚刚诞生的信息理念，云计算技术是现阶段最新提出的IT运用模式，并且云计算技术也已经成为了未来信息技术的重要发展趋势，其对高校各类专业的教学也必将产生深刻的影响。因此，在高校计算机实验室中应用云计算技术是非常重要并且必要的。本文对云计算技术的概念及特点、高校计算机的实验室现状、云计算技术在计算机实验室中的应用极其必要性以及云计算技术在计算机实验室应用中的问题这四个方面的内容进行了详细的分析和探讨，详细地论述了云计算技术在高校计算机实验中的应用情况。

高校计算机实验室；云计算技术；应用分析

一、云计算技术的概念及特点

所谓的云计算技术就是指基于互联网的并且是面向用户提供更加快速、安全同时也是更加易于网络计算和数据存储的服务模式。作为一种新型的IT技术的使用模式，云计算技术是以并行计算、网格计算以及分布式计算为基础逐步地发展起来的。我们也通常认为，云计算技术实际上就是根据用户的需求通过网络以易扩展的方式来获得用户实际需要的软件、硬件以及平台的各类资源和服务，而我们把能够提供资源的网络就叫做云，使用资源的用户通常都会认为云中的资源是可以无限扩展的，并且在任何时间都是可以获取的。在网络中分布着大量的计算机系统以及存储设备，云计算技术就能将它们很好地联系集中起来形成一个虚拟的资源库。这样通过网络，云计算技术就可以为用户提供高质量的计算和存储服务了。

通常情况下，我们将云计算技术的特点归纳如下：

（1）规模较大。“云”实际上就是由网络上数量众多的服务器所形成的一个庞大的服务器群，其主要包括了软件服务器、存储服务器以及计算服务器等，群组中的计算机会及时地更新数据库中的信息数据。借助于较为先进的数据处理技术，“云”可以快速地搜索数据库中的各类资源，并且为用户提供准确并且详细的数据和结果。“云”具有非常强的存储和计算能力，能够轻松地完成海量存储和计算等工作。（2）虚拟化。云计算技术中的操作平台以及安全、计算和存储等方面的内容都是虚拟化的，用户通过云计算技术使用网络上的资源时就好像使用自己的本地计算机一样，对于“云”提供服务的整个过程用户也是不需要知道的。这种虚拟化的技术大大地提升了网络资源的利用效率。（3）易扩展。云计算技术通过计算机网络向用户提供存储和计算的服务，它的服务规模是可以动态伸缩的，这样才能与用户规模的不断增长相适应。在云计算技术的架构体系内，在现有的资源库中使用云计算技术可以实时地加入新的资源，其处理能力会得到很大的提升。如果网络上某一个节点出现了问题，那么“云”就会立即停用这个节点，将任务转交给别的节点，当问题解决后，其便会将该节点恢复。（4）可定制性。云计算技术可以根据用户自身的需求进行定制和购买，用户可以定制自己所需要的服务、资源以及应用，云计算技术就会做出相应的部署，因而用户就可以得到自己所需要的各种类型的服务。除此之外，云计算技术在成本以及安全性等方面也是有着一定优势的。

二、高校计算机的实验室现状1.规模有限

在我国计算机技术快速发展的大背景下，高校计算机实验室的规模已经有了明显的增大的趋势，实验室内的机器设备数越来越多，实验室占地面积都越来越大。然而在各大高校扩招的影响下，学生数量的增加幅度显然是更大的，因此高校计算机实验室仍然是不能满足教学实践的需要，有的学校的实验室几乎是没有空闲的时间，即使在这种情况下，仍有不少班级的实验课是无法安排。

2.资金匮乏

通常情况下，一所高校对于实验室的经费投入都是有限的，而这种投入资金匮乏直接导致了高校计算机实验室存在着软硬件更新速度较慢的问题。高校实验室中的计算机使用了3-5年时，硬件设备往往都易出现故障。为了保证实践教学的正常进行，学校必须投入一定的资金对实验室设备进行更新和维护。如果要建设新的实验室，那么就投入更多的资金。此外，学校也必须根据实验课程采购相应的软件，这样才能充分保证实验课的质量，这些都会产生一定的费用。而学校往往在这方面投入的资金是有限的。

3.资源的利用率较低

现阶段计算机的普及程度是很高的，通常高校中各专业都有各自的专业实验室。而专业实验室的出现大大改善了教师的授课条件，同时也提高了学生的学习质量。然而，专业实验室往往又都是针对某一类专业或是具体的领域，那么这类实验室的利用效率就很低，并且一些热门的专业实验室还往往会出现不够用的情况。

4.管理难度大，并且维护困难

由于计算机硬件都有使用寿命，并且软件也需要不断地更新换代，那么实验室的管理人员就必须做好软件的升级、安装工作以及硬件的维修、更换工作。在学期开学之前，实验员应根据教师的具体课程安排来升级并安装相应的软件，并且要保证计算机中的软硬件都能够正常运行。而为了做好计算机的防毒工作，学校还必须去购买一些杀毒软件，即便如此，计算机中毒的问题还是经常发生，因此，学校通常都不允许学生将移动设备连接到计算机上，学生只可以将实验的内容上传到服务器或是保存到硬盘中，从而保证计算机的安全性。

三、云计算技术在计算机实验室中的应用及其必要性

高校计算机实验室要想有效地应用云计算技术的这一新型的服务模式，通常我们都应结合学校教学的具体特点来设计层次式结构的云计算技术系统，并且应按照以下步骤去建设云计算技术系统：（1）云客户端。云客户端可以提供统一并且较为规范的接口给所有的用户，而其中最常见的接入形式就是网络浏览器，通过网络浏览器，教师和学生等用户可以快捷地访问和查询“云”中的各类资源。学校每一个实验室的计算机终端上都自带浏览器，由于其对系统的硬件没有太高的要求，所以高校在不需要投入过多资金的情况下就可以实现海量资源的访问。此外还有一些其他的接入方式，比如无线接入等。（2）云管理端。在云管理端中又分别包括了云资源管理、云数据管理、负载均衡管理以及云平台安全管理等部分，它们都有着各自的作用。（3）虚拟资源层。虚拟化的技术能够将物理资源转化成逻辑资源，很好地屏蔽掉了物理资源的复杂性，并呈现给客户端简单的逻辑形态。（4）物力资源层。这一层中主要包括了服务器、工作站以及PC机等物理计算机，同时也包括了网络交换设备以及数据存储设备等，这些设备是通过网络全部连接起来的。

1.资源平台能够得到统一

现阶段在高校校园中网络信息平台的分布通常都较为分散，行政管理以及课程资源各成一体，那么教师和学生在使用这些信息平台和课程资源时就会产生很多的不便。如果通过云计算技术将各类信息平台和课程资源进行整合，借助使用统一的云平台，教师和学生就可以访问各类校园资源，大大提高了使用的方便性。而不同的网络操作系统、网络服务器以及网络实际的运行环境对这一平台都不会产生兼容性的问题。在建设课程网络资源时，也不会再出现重复购买软件的问题。只要教师学生有需求，那么在校园云平台中就可以获得其所需要的资源。

2.大大地提升了教学效率

在普通的高校计算机实验室上课时，为了保证每一个学生都能认真听讲和操作，教师就必须随时走动，对于学生在实际操作计算机过程中所出现的问题及时地给出帮助，而如果在同一时间内有很多学生提出了问题，那么教师通常都是无法同时回答的。如果能够应用云计算技术，在学生操作计算机过程中出现了问题时，他们就可以直接在线向教师进行询问，并且即使在同一时间有多个学生向教师进行提问，教师也可以在线同时回答这些问题，并且还可以通过云平台直接将这些问题的答案告诉给学生。学生们及时地得到了教师的回答，加深了他们对这些问题的印象，大大提升了实验课堂的教学效率。

3.实现了绿色校园

如果能够在高校计算机实验室中合理地应用云计算技术，那么计算机实验室的占地面积就会大大地减少，只需要很少的占地面积来安置云接入设备以及管理设备就可以了，用户终端也可以随身携带。教师和学生可以通过手机以及笔记本等终端随时随地地接入网络并查阅其所需要的教学资源，就算是在教室也可以轻松地完成上机课程中的所有实验，学校就不需要再耗费巨大的财力和物力去建立相应的实验室，响应了国家节能减排的战略思想，真正地做到了绿色校园。

4.降低了资金投入

高校在建设计算机实验室时，主要的资金投入都是在采购硬件设备方面，如果将计算机实验室中接入云计算技术的平台，因为对接入平台的硬件设备的要求不高，所以学校就不需要因为设备老化升级而进行二次资金的投入，大大减少了资金的投入。通过高校的云计算技术平台，用户可以使用丰富的硬件和软件资源，并且可以进行海量的数据运算，学校只要购买少量的云接入设备和管理终端，不再需要购买本地的服务器，这大大降低了基础设施的购置成本。同时，云计算技术的使用也能够很好地保证硬件设备运行的有效性和可靠性，这样学校就不需要再投入过多的人力、物力去维护设备，降低了维护和管理工作的成本。

四、云计算技术在计算机实验室应用中的问题

1.基础设施的问题

在云计算技术的模式下，所有的操作都是基于网络的传输和服务的，这就对高校的网络基础环境提出了很高的要求。为了尽可能地缩短响应时间，那么就必须投入一定的资金去做好专线的铺设工作，高速度大容量的存储能力、具备较强性能的服务器以及能够实现万兆通信的网络中心已经成为高校计算机实验室的发展趋势。

2.专业人员的问题

在刚一开始采用云计算技术时，高校计算机实验室必须具备较高技术的专业人员，他们应认真地完成云计算技术建设初期的每一项任务，同时结合自身的实际需求确定增加新的实验设备和IT基础设施，并且确定能够支持云架构的产品型号和标准。这些工作对云计算技术建设的速度和规模都是有直接影响的，所以，为了更好地普及云计算技术，就必须培养其有较高技术水平的云计算技术专业人员。

3.安全问题

在高校的实验室中，如果教师和学生都将数据存储到云计算技术的数据中心内，那么入侵者首先要攻击的就是云计算技术的数据中心。所以，应高度重视云计算技术应用过程中的安全问题，在保证数据不丢失不泄露的情况下，充分提升云的存储能力。

4.具体的工作问题

现阶段云计算技术的应用工作仍属于刚起步的阶段，而各类高校对于云技术的应用也已经越来越重视，随着这项技术的逐步发展成熟，其在高校的方方面面也将得到更广泛的应用。因此，我们应如何让云计算技术更加顺利地进入到高校实验室中，并且对实验室真正地起到改善作用，我们就必须将各项具体工作明确下来，细化分工，逐步建设，从而迎接云计算技术时代的到来。通过以上的论述，我们对云计算技术的概念及特点、高校计算机的实验室现状、云计算技术在计算机实验室中的应用及其必要性以及云计算技术在计算机实验室应用中的问题这四个方面的内容进行了详细的分析和探讨。在高校计算机实验室中，如果能够有效地应用云计算技术，那么就能为实践教学能提供理想的软件和硬件环境，同时还能有效地解决实验室专业人员匮乏、教学资源利用率低以及资金经费不足等问题。可见，云计算技术在高校计算机实验室中是有着非常广阔的应用前景，其对高校教育信息化的发展也会产生深远的影响。

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TP

A

1673-0046（2015）4-0175-03

江苏开放大学、江苏城市职业学院“十二五”规划青年专项课题，课题名称：云计算在计算机实验室中的应用，课题批准号：13SEW-Q-050