一种便携式操作系统的多媒体应用模式探索

李旭++向海昀++朱龚梅

摘 要 高校多媒體教室数量持续增长，教室的运维难度加大。教师对多媒体设备使用的差异性需求与当下多媒体教室管理运维的方式存在显著差距。提出一种便携式操作系统创新运维模式，具有丰富的应用场景，可以实现将操作系统预装到移动存储中，可以预装个性化自定义的软件，不仅实现携带和使用便捷化，还可以有效解决教师使用多媒体主机的差异性需求问题。

关键词 便携式操作系统；多媒体教室管理；多媒体设备

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）24-0020-04

Exploration of a Portable Operating System Application Pattern of Multi-media//LI Xu， XIANG Haiyun， ZHU Gongmei

Abstract The numbers of multimedia classroom continue to growing

in university， the difficulty of the classrooms operation and main-tenance keeps increasing. Teachers different demands of multimedia devices with the current multimedia classroom management opera-

tion and maintenance pattern have a significant gap. This paper pre-sents a portable operating system innovation pattern of classrooms operation and maintenance. Teachers can pre-installed OS with re-movable storage， pre-personalized custom software. Not only is the carrying and use convenient， but also the growing differences in the needs of teachers has been solved effectively.

Key words portable operating system； multimedia classroom mana-gement； multimedia devices

1 前言

多媒体教室作为高校信息化建设的一项基础设施，在教学中的地位不可替代，多媒体教室扩充的增长速度很快。从另一个方面讲，信息化经费的投入不断增加，尤其强调设备的使用体验，这就要求多媒体教室的管理部门不断提升服务质量，为各自高校创建一流大学和一流学科，提供相匹配的教学保障水平。但现状是多媒体教室现代化的建设步伐并没有形成对应的体制机制变革，设备的日益集成对技能要求提高，运维人员素质亟待提升[1]。教师对多媒体教学设备的使用体验要求越来越高与设备管理部门追求更好的教学服务目标一致，但无法回避几个方面的现实情况：多媒体教室统一的操作系统版本和设置面对不同的教师使用群体带来不一致使用体验；安装还原卡的多媒体教室计算机不可避免地会导致计算机的开机速度、开关应用程序的流畅度降低，与教师追求良好的计算机运行效能存在矛盾；教学常用的办公软件不同版本间使用方法不一。

高校中的教师专业和年龄层次差异较大，对电教设备的熟练程度不同。计算机专业或者熟悉计算机操作的人群可以很好地操作电教设备，也能以较快的速度适应和接受在计算机系统上部署的新技术产品。然而这部分人群以年轻理工科教师和计算机专业的教师为主，在整个学校的教师队伍中占比仍是小众。大多数教师常常因为不熟悉多媒体计算机的操作系统和操作系统安装的软件，导致对设备的使用体验差。

Linux操作系统是有别于Windows操作系统的另一种选择，由于其良好的系统稳定性和极低的软硬件资源消耗，在很多工程类业务中应用广泛。很多专业的一些软件基于Linux平台使用，但是在现有的多媒体教室计算机部署环境下，基于Linux的课程演示不易实现，导致很多可以在课堂上实际展示的操作和结果都需要等到进入专业实验机房才能进行，这样造成的课堂不连续，也与多媒体教室丰富的内容表现本质极其矛盾。

教师群体使用的差异性需求，本质上是对多媒体教室管理运维提出新的诉求。关于管理运维的讨论很多，有学校尝试服务外包，有学校依据自身需要开发支撑的信息化业务系统，也有学校开放主机系统供教师自由定制[2-4]。本文提出一种便携式操作系统的多媒体教室应用模式，可以个性化解决教师不同使用习惯和软件差异性需求，提升教师的使用体验。

2 便携式操作系统技术

便携式操作系统技术 多媒体教室作为信息化基础设施，在学校教学中地位至关重要，主要体现在两个方面。一是多媒体教室以其丰富的知识表达呈现能力凸显在当代教学中的不可替代性。对任课教师来说，借助多媒体进行知识的呈现，更利于信息的传达，更利于课堂氛围的转变。二是多媒体教室的“脆弱性”也让它变得重要。有学者针对多媒体设备出现的故障做过共性归纳，涉及音箱、计算机、投影仪、中控、功放等设备[5]，其中任何一个部件出现故障，都会导致多媒体设备运行异常，降低教师的使用体验，影响课堂秩序。其中又以计算机方面的“故障”（疑问）最多。

现今多媒体教室针对计算机主机的管理模式大致可以分为：基于管理层面，开放的计算机系统，定期检查，定期还原；基于技术层面，计算机系统安装必要的操作软件，使用还原卡保护系统，防止被破坏；基于技术层面，采用虚拟云桌面技术，保障多媒体教室的高可用性。

表1中管理方式包括传统运维和基于信息化手段的管理。开放式主机系统统一初装基本软件，以后的主机系统的软件安装、配置由有需要的任课教师自行调试。这样的主机管理方式可以让教师随意定制自己的软件版本，但主要弊端是随着时间的推移，任课教师定制软件增多，系统崩溃风险性极大。如果多媒体教室数量多，那么这种管理方式会带来极大的运维负担。现在采用这种方式的极少，导致弊端的主要原因就是使用人数多，随意个性化主机系统和无系统保护机制导致病毒破坏。

基于自还原的主机管理方式是当下采用最多的，它通过计算机系统自带的还原卡功能为主机使用统一还原，这样就可以较长时间保证系统的完整性。它的弊端同样明显，包括：系统无法满足教师多样性要求，软件版本更新速度

慢，影响计算机的开关机速度和应用程序的响应效率。

虚拟桌面的主机管理系统是一种较新的管理方式，它主要通过配置胖服务端和瘦客户端的方式，解决的问题是本地主机性能差、软件统一运维管理难度大等问题。它对使用者有一定的計算机技能要求，也需要配置专网环境，对整个基础设施要求较高。

混合式主机管理是通过综合前几种管理方式的优点部署的一种理想管理模式：通过安装还原卡，保护计算机系统盘；开放非系统盘，允许教师自行安装软件和存储文件。这种理想的环境部署模式还没有进一步得到实际验证。

便携式主机系统通过将自定义自选型的操作系统安装到移动介质中，在教师进入教师上课的时候，可以选择便携式操作系统进行课程演示。便携式操作系统在教师备课阶段就可以使用，在该系统设计课件、部署演示环境、改变系统的设置，以符合自己的使用习惯。这样一些操作在系统重启后，数据仍旧能够有效保存，可以在任何一台计算机上继续工作。

便携式主机系统可以很好地解决教师差异性需求，这样的一种主机管理方式不能完全取代以上的多媒体教室主机管理方式，但是可以作为一种有效的补充，解决教师使用系统的差异性需求问题。

便携式主机系统的制作 Windows便携式操作系统制作的本质是采用微软自带的WindowsToGo技术（WTG），该技术是Windows 8企业版操作系统以上版本的一项功能，可以快捷地通过WTG功能创建可以自定义、个性化、可移动的Windows操作系统，通过连接外置的USB和可移动存储装置启动工作区，而不用考虑宿主计算机所运行的操作系统环境如何。途径有两种方式。第一种通过从Windows 8之后的操作系统自带WTG技术，可以将Windows操作系统写进受微软认证过的移动存储中。受认证的移动存储设备主要是指移动硬盘，它对U盘的容量大小、传输速度要求极为严格，普通的U盘无法正常识别。第二种通过第三方工具rufus等类似软件将Windows系列的操作些写进移动存储介质中。第三方软件对写入设备的认证要求较低，具有很强的通用性，金士顿和SanDisk的16 G容量的U盘都是可以识别的写入设备。

WTG与典型的计算机操作系统的区别：内部磁盘（系统盘）保持为在线状态，为了保护可移动操作系统的数据安全，默认状态下可插拔的移动存储装载连接电脑后会被正常显示出来。WTG技术实现的可移动操作系统可以完全跨介质平台，可以在不同的硬件架构上实现差异性的系统操作，实现漫游，当移动到不同的计算机上首次运行时，会自动安装响应的硬件驱动。WTG部署到移动存储时首先要求该介质为微软认证的设备类型，主要要求该设备具有高速的I/O读写性能，这是保证Windows流畅操作的必要条件。其次，经过认证的介质具有很好的稳定性。基于WTG部署应用的注意事项，部署过程会清除移动介质上的数据，因此要做好数据备份，选择部署的镜像时合理选择32位还是64位操作系统，避免安装不兼容的应用程序。

创建可移动的Linux操作系统通常采用的是Live USB技术，也就是将Linux的操作系统安装到可移动存储介质中，实现原理类似WTG技术。很多工科院校中常常会在Linux

平台下做一些数值分析、模型计算等操作，如地质方面的实验分析和石油勘探专业的一些基于Linux平台的软件使用等操作演示都希望能在Linux平台下进行，但是多媒体教师中又主要以Windows操作系统为平台核心。那么基于Linux的便携式操作系统可以满足教师在上课期间基于Linux平台进行模拟演示，并且可以将演示的结果数据同样有效地保存在系统中。制作Linux的便携式操作系统同样需要Linux的系统镜像文件、具有高速读写的移动介质、第三方的制作Live USB制作工具，常见的有YUMI、Universal-USB等工具。

便携式主机系统的数据安全 便携式主机系统的数据存储于移动介质中，数据的持久性、数据空间的扩展性、系统数据资料安全是保障便携式主机系统稳定、高可用的基本关注。

数据持久性是将内存中的数据转存到硬盘中进行持久保存。基于WTG技术实现便携式主机系统可以将使用者的操作保留到移动设备中，使用体验和本地计算机无差别。数据持久性可以为移动操作系统提供良好使用体验，教师的备课过程可以全部在便携式主机系统中进行，所有的数据都会持久保留，所有的计算机参数设置、使用习惯也会个性化存储。数据持久性保证了教师从本地桌面计算机到多媒体教室主机的无缝衔接，体验一致。

数据空间的扩展是无论本地计算机系统，还是这里论述的便携式主机系统，都无法回避的一个重要问题。由于便携式系统与本地计算机使用无差异特性，那么频繁使用（包括软件的安装、补丁更新等）所需的存储空间必然增长，因此，制作前的科学规划非常重要。便携式主机系统不同于本地计算机，不能通过增加外部设备和重新划分磁盘空间的方式来调整系统分区的存储大小。

基于移动存储设备制作移动主机系统，不仅可以当作操作系统正常使用，保持其作为移动存储介质的基本属性也没有改变，仍然可以在设备中存放文件、照片等资料，这些资料也可以在进入便携式主机系统中被有效读写。外部资料可以被自由写进或者读取，那么存储设备中关于系统的资料的安全也非常重要，有关操作系统文件的删除、移动、重命名等操作都是被禁止的。基于此，便携式系统移动介质防篡改、防病毒的要求要高于普通介质。

3 便携式操作系统在多媒体教室运维中的应用

选取SanDisk 3.0 64 G型号的移动存储介质，以Windows

10教育版为基础，使用第三方工具Rufus制作便携式操作系统。制作流程只需要按照安装软件上的提示说明顺序进行即可，大约60分钟，因选区的移动存储介质读写性能不同而存在差异。需要注意的是尽管此处使用的移动存储介质从容量大小、接口类型等规格方面都满足微软的制作要求，但是仍旧不能通过WTG的兼容性检查，所以这里选用第三方的Rufus工具。整个流程可以观察制作日志实时掌握制作进度，操作便捷。

有效使用便携式主机系统之前还需要正确设置计算机的BIOS启动顺序，进入BIOS中的BOOT选项卡，选择USB启动作为第一启动项。系统启动的时候就可以依據BIOS顺序首从移动介质中启动操作系统，否则系统默认从硬盘启动本地主机系统。首次正常进入便携式系统跟本地安装操作系统类似，都要求使用者完成计算机用户名、时区、密码等参数设定。

正常进入便携式操作系统后，通过软件安装、使用操作、性能、数据持久等4个方面对其易用性进行评估。在便携式操作系统中安装日常多媒体教室所需要的基本软件进行测试，包括Office演示套件、VB编程环境、浏览器等，测试发现此类软件的安装和使用同本地计算机无差异，但是流畅性较差。进一步分析，一是由于本地计算机使用了固态硬盘作为系统启动分区，在开机速度和软件的开关效率方面比便携式系统流畅，但和其他安装机械硬盘的计算机相比，使用流畅度并无显著不同；二是由于便携式操作系统开机后CPU和磁盘的读写负载在30秒左右恢复正常，如图1所示。

在数据持久性方面，通过反复重启计算机后查看安装软件和更新补丁的情况，并未出现数据还原；通过在移动介质中的其他资料的拷贝、移动，也并未造成系统崩溃、数据丢失等现象，在便携式主机系统和本地计算机的硬盘之间也可以正常交互数据。

4 小结

不同存储介质导致体验流畅性存在差异，实测发现不同类别存储介质制作的移动操作系统在多媒体主机上使用时，流畅度体验不完全一致。采用SanDisk 3.0 64 G、King-

ston DTSE9 G2 32 G、SanDisk Extreme USB 3.0 16 G等U盘介质进行实测发现，SanDisk 3.0接口的设备使用流畅度较好，能够快速响应教师的点击、打开操作，而Kingston 3.0接口的设备在使用流畅度方面体验略差。导致这方面的原因可能是由于不同规格的存储介质的读写速度不一样所致，因此在制作便携式操作系统时尽量选用读写速度高的介质。

从移动介质引导进入系统的前提是需要更改计算机BIOS设置中的启动顺序参数，进而不同设备产生使用差异性问题。计算机需要将U盘设置为第一启动项，计算机在进行加载的时候就可以正常进入教师所使用的移动操作系统，否则就会默认进入多媒体主机本地硬盘的操作系统。第二种方式是可以通过功能按键快速选择开机启动选项而无须进入BIOS中进行设置。

通过BIOS的正确设置或者快速启动的正确选择，都可以正常进入移动操作系统，但是关键在于不同计算机型号的BIOS进入和快速启动选项的功能按键各不相同，这就导致不同机型难以形成统一的使用方式，对于不熟悉计算机的教师来说难度较高。尽管可以在所有的多媒体教室主机上统一由技术人员做好BIOS相关设置，并且指导教师采用快速启动的方式来选择进入自己的操作系统，但是在具体使用中也存在偶发情况，需要手动选择，才能正确进入移动操作系统。

还原卡阻止问题，不同的设备所使用还原卡不同，很多还原卡为更全面防护人为破坏操作系统，对BIOS设置进行了加固，在开机的时候就不能通过快捷键或者更改BIOS选项来应用移动操作系统，需要先进入还原卡管理界面进行手动设置。

尽管这种基于便携式操作系统的多媒体教室管理方式有一定的技术门槛，但是作为一种便携式、创新性的多媒体运维方式，可以在满足各种教学差异性需求的同时降低运维难度，对教室数量多、差异性需求明显的群体来说极为适用，也是当下对多媒体教室管理运维的一种创新补充。

参考文献

[1]钟晓流，李海霞，杜婧，等.多媒体教学环境标准解读[J].电化教育研究，2013（9）：62-65.

[2]陈金玉，吴德垠，罗仕健，等.高校多媒体教室及其教学设备管理研究[J].现代教育技术，2007（7）：95-98.

[3]黄庆军，肖岚.高校多媒体教室管理与维护初探[J].中国现代教育装备，2009（2）：110-111.

[4]钱震，江一山.多媒体教室管理的新思路[J].现代教育技术，2010（10）：61-63.

[5]叶红，张伟，曲淑敏，等.高校多媒体教室电教设备常见故障分析与处理[J].中国现代教育装备，2015（15）：15-17.