基于云计算的高职计算机实验室的建设研究

冯晓辉

摘要：随着网络的发展，云计算技术不断成熟，作为一种新型的服务模式，它为计算机应用带来新的变革。文章通过对高职院校计算机实验室的现状分析，阐述了云计算的特点，明确了云计算技术在计算机实验室中的应用优势，提出了云计算在高职计算机实验室中的建设架构。

关键词：云计算；计算机实验室；资源；建设

计算机技术作为信息技术的三大要素之一（信息技术包括微电子技术、通信技术和计算机技术），在高职教育中扮演着越来越重要的角色，计算机实验室成为高职学生重要的实训基地。无论是国内还是国外，对计算机实验室的建设都非常重视。随着网络技术的迅速发展，高职院校中各专业都与计算机建立了紧密的联系，计算机实验室成为培养学生实践能力的重要平台，因此，计算机实验室的建设也成为高职院校教学资源的重要组成部分。计算机设备购置成本较高、更新换代快、管理维护相对困难等问题一直制约着实验室的建设和发展，如何有效提高现有计算机实验室资源的利用率，己成为当务之急。云计算时代的到来，为高职院校计算机实验室的建设和管理提供了新思路‘u。云计算以网络为载体，通过大容量存储和虚拟化技术等，能够把多个成本相对较低的计算实体组合成一个强大的计算能力系统，从而有效整合計算机实验室的资源，提升实验室的功用和价值。

1 高职院校计算机实验室的现状

随着国家对高职教育投入的增加，计算机实验室的发展己取得了一定的成效，但实验室的建设和管理方面仍存在许多不足。

1.1资金有限，实验设备更新换代慢

我国各高职院校计算机实验室的建设己初见成效，但随着计算机软硬件的快速发展，每隔几年就需要对计算机资源进行更新，否则就满足不了计算机教学的需要。由于各院校的经费紧张，对实验室的资金投入有限，实验室中的计算机设备更新换代慢，常常无法维持有效的运行状态，从而严重制约了计算机的教学质量。

1.2资源利用低，共享性差

随着信息技术的发展，高职院校越来越多的学科建立起专业的计算机实验室，这为各学科的专业发展提供了更好的实验场所，但又使得这类实验室的利用效率低，资源共享性差。

1.3管理难度大，维护困难

不同的课程要求使用不同的软件，实验室的管理人员要经常对计算机内部的软件进行安装和升级，同时计算机实验室为了给师生提供便捷的服务，开通了互联网功能，在进行网络访问或外接设备U盘等的使用时，加大了计算机感染病毒的风险，又由于实验室中的计算机往往是不同批次的产品，配置不统一，需储备的配件种类多等，这些都为实验室的管理增加了难度，加大了维护工作量[2]。

2 云计算技术在高职院校计算机实验室中的应用优势

2.1云计算概述

云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，是以并行计算、网格计算以及分布式计算为基础的一种新生的IT技术的使用模式，最早由Google提出，最终目的是使用户可随时随地通过网络获取服务。利用云计算实现对数据的存储、传输以及各类计算机服务，使得用户不再需要内存、硬盘及各种软件等就可获得相应的服务。云计算具有以下特点。

2.1.1规模较大

云计算借助较为先进的数据处理技术，快速地搜索数据库中的各类资源，及时更新数据库中的数据信息。云计算具备高效的计算、存储能力，能够完成单机用户望尘莫及的海量计算和存储等工作。

2.1.2虚拟化

云计算中的操作平台、计算以及存储和安全等都是虚拟化的，用户无需知道云是如何完成提交任务的，在使用过程中就像在使用本地计算机一样，这种虚拟化技术可以提高底层资源的使用率并且降低成本。

2.1.3动态易扩展

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，它的规模可以动态伸缩，以满足用户规模增长的需要[3]。

2.2云计算技术在高职院校计算机实验室中的应用优势

2.2.1有效降低实验室的建设成本

云计算基于互联网，对计算机终端的要求相对较低，只要用户拥有一台可以接入互联网的终端设备和一个浏览器，就可以接入到“云端”，像使用本地计算机的资源一样使用云计算系统提供的各种软硬件资源，所以云计算能将一些相对陈旧并且运行速度缓慢的设备保留下来，使之得到充分的利用，从而减少设备更新升级所需要的资金投入，大大降低了计算机实验室的建设成本。

2.2.2减轻实验室软硬件维护的压力

云计算提供基础设施、平台及软件三方面的服务，在管理方面较为集中，对系统进行更新或维护时，实验室的专业管理人员只需借助互联网对服务器操作，即可带动实验室内部计算机整体的运作，减少了人工成本以及实验室的管理资源，从而减轻实验室软硬件维护及更新的压力[4]。

2.2.3提高实验室资源的利用率和共享性

云计算系统能为用户提供海量的存储空间，可以将实验室的各类信息统一起来，实现各课程资源的有效整合，师生可以在任何地方通过浏览器访问各类所需要的资源信息，有效地提高了实验室资源的利用率，实现了资源最大程度的共享。

3 基于云计算的高职院校计算机实验室的建设

云计算技术通过3个层次向用户提供服务：基础设施即服务、平台即服务以及软件即服务。基于这3个层次的服务，进行计算机实验室建设研究，以保旺将云计算的优点最大限度地服务于实验室。具体地说，基础设施即服务通过网络向用户提供软件运行所需的硬件环境，通过虚拟化的逻辑简化技术，实现资源定制、资源分享和按需服务。平台即服务提供一个软件集成环境，包括操作系统、编程语言环境以及Web服务器等。软件即服务提供的是一个应用软件服务，用户通过网络就可以直接使用该软件，不用部署和维护任何软件。利用云计算中的虚拟化技术构建高职计算机实验室，将存储空间等资源共享，杜绝软硬件资源浪费，快速部署云端的资源，以实现实验室向用户提供快捷、方便、易于获取的服务的最终目标。高职院校应用云计算技术建设计算机实验室通常分为4个层次：物理资源层、虚拟资源层、云管理层和云客户端[5]。

3.1物理资源层

物理资源层主要指物理机、存储器和通信线路等实实在在的资源，同时也包括服务器、工作站和交换机等设备，这些配套的基础设施资源通过网络联接，实现资源共享，物理资源层是计算机实验室的重要基础部分。

3.2虚拟资源层

虚拟资源层即虚拟资源池，是云计算的核心部分。通过虚拟技术将各种物理资源进行转变，将复杂的物理资源屏蔽掉，变成更为高效的逻辑资源，从而为客户提供最为简单的逻辑形态，有效降低了管理维护的难度，提高了资源的利用率。

3.3云管理層

云管理层的功能主要包括用户管理、云数据管理、云资源管理和云安全管理。用户管理和云数据管理主要对平台上的数据进行维护和保管，保证实验数据和软件数据等的安全性。云资源管理平台建设中间件主要对各种虚拟资源进行管理，为上层应用提供安全的服务。云安全管理主要是对平台的网络安全、数据安全、访问安全以及用户的权限等进行管理。

3.4云客户端

云客户端为用户和云计算应用提供统一并且较为规范的接口，通常安装在实验室的终端计算机中，最常见的接入形式就是网络浏览器。云客户端对于计算机硬件要求不高，学校可以不必投入大量资金到本地的终端上去，学校既节约了硬件的建设成本，教师和学生又可以通过网络浏览器快速地查找访问云中各类资源信息。

计算机实验室的建设以云计算技术为支撑，通过云计算的分布转化手法，对网络资源进行合理的优化分配，使其形成网络群组，可以促进计算机软硬件的集中性管理，有效降低计算机软硬件的维护与管理成本，使高职院校计算机实验室资源得到优化配置。

4 结语

将云计算的理念应用于高职计算机实验室建设中，能够为实践教学提供理想的软件和硬件环境，减轻对计算机日常维护的工作量，解决计算机实验室建设中资金不足等问题。云计算与高职院校计算机实验室建设的结合，能够有效整合实验室不同设备间的资源，提高资源利用率，使资源配置更加合理，为计算机实验室的建设和管理提供了新的方向。

[参考文献]

[1]袁芬基于云计算的虚拟计算机实验室构建与研究[J].计算机时代，2014 （3）：64-66

[2]李春光基于桌面云的多媒体计算机实验室管理研究[J].无线互联科技，2015 （19）：117-118，127

[3]王峰等基于云平台的计算机实验教学中，心建设[J].实验技术与管理，2014 （12）：121-123，143

[4]张敏.云计算下的虚拟计算机实验室的构建[J].电脑知识与技术，2014 （36）：8640-8641

[5]范振远基于云计算的高校计算机实验室构建[J].软件导刊，2015 （7）：140-141