基于设备利用率的计算机实验室管理方法研究

罗 兰， 姜广宇

(浙江农林大学 信息工程学院， 浙江 杭州 311300)

基于设备利用率的计算机实验室管理方法研究

罗 兰， 姜广宇

(浙江农林大学 信息工程学院， 浙江 杭州 311300)

通过监测计算机在某段时间内的使用时间，分析监测数据，可得到计算机在监测时间内的实际利用时间、使用强度、实验室利用率、学生空间分布特点以及学生迟到次数和教师加班、值班情况等，为计算机维护、更新、教学安排、教学监督和实验员考核等提供有效而可靠的数据。

实验室管理； 计算机监测； 设备利用率

随着现代计算机的工作可靠度越来越高，在高校计算机实验室管理中存在轻计算机管理而重软件管理的趋势，对计算机的卫生、安全、节能等一般性维护仍是管理的主要内容[1]。这种管理虽然能够有效地保障实验室工作的正常开展，但不能为计算机的更新、实验室设备安置和教学监督与考核等提供足够和有效的信息[2]，本文通过监测实验室中计算机的实际使用时间，为管理者提供更多的决策信息来源。

1 数据采集的拓扑设计

在对实验室里的计算机进行监测管理过程中[3]，最关键的环节是将计算机的使用时间记录并保存下来，供分析使用。这本是一件比较简单的事情，因为Windows系统会在注册表中记录关机时间，只需读取注册表中的数据就行，但对于实验室中的计算机，为了管理方便一般均安装了数据还原卡，注册表的数据永远都是上次管理员的维护时间，即使通过其他方法得到关机数据，在本机保存监测也是不太可能的事，一是数据容易被还原卡数据覆盖[4]，二是容易被使用计算机的学生修改或删除。

基于计算机实验室的客观条件限制，本文设计了通过网络来上传和下载数据的方法，实现数据的采集和保存[5]。采用图1所示结构关系来实现计算机的监测数据采集。

图1 计算机监测数据采集拓扑图

2 数据采集的过程与处理

根据模块要求，在程序设计上需要完成程序语言选择、数据格式保存和主程序的结构安排等内容。采集程序是在计算机后台运行，因此对程序界面的设计几乎没有要求，本文选择了交互性好、编程容易的VB语言，以兼容性好的文本文件作为文件保存类型。

主程序要完成2个任务：一是在记录新的数据前，从服务器下载已有的记录文件，写入当前开机时间；二是当计算机关机时，记录关机时间或是本次开机后的总运行时间，然后上传到服务器。流程如图2所示。因此，程序设计就包括选用合适的API函数来实现FTP文件操作、对文件存在状态的判断和记录数据。

图2 数据采集流程图

数据处理分为2部分：一是将文本文件转换为更容易处理的Excel文件类型；二是利用Excel表处理数据的能力，将监测的计算机使用时间数据进行量化处理。选择VB编程程序语言的另一个方便之处是可以根据信息需求，用VB语言在Excel中编写宏代码来提取不同的数据结果。

3 设备利用率的数据分析

3.1 计算机实际利用率

现在诸多高校考核计算机实验室的利用率都是使用开放时间这一指标，这里存在3个问题：一是开放时间内，计算机有没有被使用；二是如果被使用，是不是全部使用了；三是如果没有全部使用，是哪些位置的计算机使用得更多。因为计算机在实际使用中存在明显的差异，如图3所示。

图3给出了实验室一在监测时间内，各台计算机的累计使用分钟数，最低使用时间与最高使用时间相差3 079 min，占最大使用时长的93.9%，平均使用时长1 741 min，使用时间在平均值以下的计算机占总数的47.8%，说明计算机的实际利用率[6]并不理想，样本方差766 min，也反映了各台计算机之间的使用差异比较明显。这种差异在实验室二中表现更加明显，如图4所示。

图3 实验室一的计算机实际使用时长

图4 实验室二的计算机实际使用时长

本次监测时间为27个实验室开放工作日，如果按照每天开放8 h计算，总开放时间为216 h，即12 960 min，则实验室一的计算机，其最大实际利用率为25.3%，最小实际利用率为1.5%，平均实际利用率为13.4%。这些信息对于计算机更新具有实际指导意义，对于提高设备的利用率给出了定量的目标。

总体上，图3和图4可以明显反映出2个方面的信息，一是在同一个实验室，在同一时间内各计算机的实际使用率有明显的差别；二是不同的实验室之间的差异性也很明显。这种差异产生的原因包括实验室各设施布局和性能的差异、学生人数差异、课程学时差异等多方面。

在数据分析过程中，除了得到各计算机的累积使用时长，也可获得各计算机的使用次数。累积时长是考核计算机更新和均衡使用的重要依据，而使用频率则对计算机的硬件影响比较明显。开机次数对CPU风扇和电源风扇的磨损成正比例关系，如果风扇润滑油损耗后，这种正相关关系更加明显，导致计算机工作噪音增大。开关机时产生的感应电压对一些电容器件和电子管也会产生冲击作用。因此监测计算机使用频率，确定其与计算机故障率之间的关系，可以更好地制定计算机维护周期，提高计算机的工作可靠度。

3.2 实验室的空间利用率

将监测的计算机数据与计算所在的空间位置关联，可以评价实验室的设施布置是否合理以及上课时学生的分布情况，这对于调整或设计实验室里一些设备的摆放格局有很好的指导意义，能够使实验室的布局更人性化，更符合学生使用规律[7]。同时也能根据学生的分布情况，看到学生的学习状态，从侧面反映学生的学习兴趣。实验室一、二计算机的累计时长与计算机的空间位置关系如图5和图6所示。

图5 实验室一的使用时长与空间位置关系

图6 实验室二的使用时长与空间位置关系

实验室一共67台计算机，按照7排10列的格局放置，其中第一排靠近讲台，第一列位于门侧。图5直观地反映了在监测时段内不同位置的计算机的使用时间不相等。

数据分布特征是第三排至第六排的上座率比较高，在此区间的两端分布较中间更高，这主要是由于每排放置了10台计算机，排与排间隙不够大，如果排的两端先坐上学生，那么去中间就不太方便，学生自然就少。后排的1—5列使用时间更多，是因为这些列靠近门口，而且是实验室的后门，对于上课来玩的学生，更是他们的首选。前2排的使用率也偏低，实地观察后发现，是因为讲台距离前排的间隔较小，学生上课时，有一定程度的仰头姿势，增加了学生的不舒服感。

因此可以考虑在第5和第6列之间开一个过道，方便学生出入；适当关闭实验室后门，开前门，引导学生选择前排计算机；适当增大前排与讲台之间的距离。学生分布不均衡还与黑板或白板的位置、投影仪的位置有关，改变这些布局，也可以很好地改善计算机使用不均衡的情况。如果以上方法不能实施，实验室管理员也可以通过定期调整计算机的位置，在很大程度上均衡计算机的使用，实现同时、同性能状态更新的目的[8]。

实验室二共有66台计算机，摆放格局与实验室一相同，但是由于课程差异，实验室二相对实验室一的使用时长与空间分布更不均衡，只有10台左右的计算机使用率很高，其原因是在数据采集阶段，该实验室正作为学生的一个竞赛项目培训场所。对于这样差异化极大的情况，为实验室管理人员提供良好的计算机的位置互换参考指标，能够有效地延长计算机的使用寿命。

3.3 学生迟到情况

学生迟到虽然不是实验室管理的内容，但是可以通过监测计算机的利用率情况来获得相关信息，为教学管理者提供一些参考。在数据分析过程中需要做2件事情：一是判断计算机开机后的总时长；二是判断开机的时间。如果开机总时长小于1节课的时间，而且开机时间在上课以后，基本可以判断为迟到，当然也可以根据班级学生总数与采集到的计算机数量相比较来判断旷课的学生数量，为教学监管自动化提供一种方法[9]。

3.4 实验员加班情况

实验员加班情况不仅关系到实验员的工作量考核，也关系到各实验员的值勤安排，甚至有些学校还要涉及到加班补贴的问题[10]。加班情况的记录，主要是通过分析记录的日期来判断是否在休息时间内值班，特殊的假期可以单独处理。这样就能够通过各个实验室的监测数据得到监测时间内实验员的加班情况。同时对于教学单位监督教师节假日补课、实验员年终考核、课程安排是否合理等都能提供量化参考[11]。

4 结束语

通过自编程序以及联合FTP网络数据传输技术，对2个实验室真实使用情况进行了近1个月的数据采集，通过对数据的细致分析，得到了诸多对指导实验室管理和教学管理的有益信息，甚至一些信息是其他方法无法获知的[12]。

由基于设备利用率的实验室管理方法得到了计算机的实际利用率、计算机的空间分布和实验员的工作强度等，为实验员安排计算机定期维护、提高各台计算机的使用率提供了很好的数据参考，为部门年终考核提供了工作量的参考，为设备处统计机时数、更新计算机提供明确数据，为教务处监督实验室上课情况提供一种新的途径[13]。

基于设备利用率的实验室管理方法，是现代计算机实验室管理手段一次新的尝试，是将计算机实验室管理由粗放向精细方向转变的一次尝试。但是，由于采集的时间还不够长，采集的实验室数量较少，因此对实验得到的结论还需进一步完善。

References)

[1] 徐雪.高校计算机实验室管理与维护方法[J].中国现代教育装备,2012(11):38-40.

[2] 林伟君.实验室管理的绩效量化实施研究[J].实验室科学,2012,15(1):147-149.

[3] 张宝瑛,李书珍,沈俊辉,等.高校计算机实验室的部署与管理[J].实验技术与管理,2013,30(11):221-224.

[4] 任云凤.硬盘保护卡在高校计算机实验室中的应用[J].实验室科学,2012(6):112-114.

[5] 张宝瑛,马星光,王子超,等.高校计算机实验室服务器的配置与建设[J].实验技术与管理，2010,27(10):196-198.

[6] 刘宝臣,赵艳林.高校实验室发挥综合功效的思考[J].理工高教研究,2007,26(6):133-134.

[7] 李海林,廖欣军.关于高校大型仪器设备提高利用率的探讨[J].实验室科学,2008(2):177-179.

[8] 侯永平,朱永法,余树全,等.改革实验室管理体制和运行机制 促进实验室快速发展[J].实验室研究与探索.2012,31(8):432-434

[9] 刘贻新,陈浪城.理工科院校教学型实验室效率提升策略研究[J].实验室研究与探索,2013,32(8):454-457.

[10] 银玉兰.改革实验室管理体制提高实验教学质量[J].中国现代教育装备, 2007(6): 90-91.

[11] 崔炯屏,何玉婉. 高校计算机实验室的开放和创新管理[J].西南石油大学学报:社会科学版,2010,3(5):106-108.

[12] 赖燕玲.加强实验室建设与管理,提高学科建设水平[J].实验技术与管理,2012,29(6):27-30.

[13] 周合兵,杨美珠,孙峰.开放实验室绩效评估的实践与探索[J].中国现代教育装备,2008(7):106-107.

Research on method of management for computer laboratory based on equipment utilization ratio

Luo Lan，Jiang Guangyu

(School of Information Engineering, Zhejiang A & F University, Hangzhou 311300, China)

Through monitoring the usage of computers in a certain period, and analysis of monitoring data, some information is got in the monitoring time such as actual use time, intensity of use, laboratory utilization ratio, the distribution characteristics of the students in room , the account of the students’ late ,the teachers’ working overtime or duty situation. The effective and reliable data is provided to computer maintenance, updating, teaching arrangement, teaching supervision and laboratory technician assessment.

laboratory management; computer monitoring; equipment utilization ratio

2015- 01- 14 修改日期：2015- 03- 15

国家自然科学基金项目(31470615)；浙江省教育厅项目(Y201432809)；浙江农林大学设备处资助项目(SYB1210)；浙江农林大学实验技术与管理研究项目(SYB1403)

罗兰(1979-)，女，河南信阳，硕士，实验师，研究方向为计算机应用及数据挖掘.

E-mail：luolan@zafu.edu.cn

G482

A

1002-4956(2015)8- 0226- 04