基于桌面云的高校公共实验室管理研究

摘  要：在高校教育领域中，公共实验室是高校重要的教学资源。在实际的高校教学过程中，公共实验室不仅承担着高校的实验课以及各种课程设计等教学内容，在一些等级资格证书的考试和相关科研活动中也发挥着重要的作用，而且也是提供多种社会技术服务的场所。随着社会经济和计算机技术的快速发展，为了应对教学环境的改变，提高教学的水平，各大高校都建立了相关的实验室，为师生学习提供应有的教学资源。实际上，在多数高校中，计算机公共实验室的建立都是以PC机为基础的，对于实验室的管理和维护，管理人员就会面临许多的问题，云计算技术的出现，使得使用桌面云技术来解决实验室管理上的一些问题成为研究的重点，目的也在于减少计算机实验室建设和管理的復杂性，提高教学资源的使用效率。

关键词：桌面云技术;计算机实验室;实验室管理

中图分类号：TP308       文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）07-0182-03

Abstract：Public laboratory of colleges and universities as an important part of the teaching resources of colleges and universities，the colleges and universities not only bear the itself of the experiment，curriculum design，graduation design，the level exam and extracurricular scientific research activities，but also provide a wide range of social services. Along with the social economy and the rapid development of computer technology，in order to cope with the change of teaching environment，improve the teaching level，various universities have established the related laboratory，proper teaching resources for teachers and students learn. Actually in most colleges and universities，the establishment of the public computer lab is based on PC，for laboratory management and maintenance management will be faced with many problems，the emergence of cloud computing technology，make use desktop cloud technology to solve some problems on the laboratory management become the research focus，the purpose is to reduce the complexity of computer laboratory construction and management，improve the efficiency of the use of teaching resources.

Keywords：desktop cloud;computer laboratory;laboratory management

0  引  言

在目前的高等教育中，实践教学环节是比较重要的一部分。随着科技的不断进步，在高校的高等教育体系里，教学过程中对计算机技术的应用越来越广泛。高校计算机实验室的建设和使用，不仅代表着高校教学水平在不断地提高，还体现了高校丰富的教学资源。对于拥有实验室的各个高校来说，计算机实验室内有着众多的计算机设备，机型的不同所需要的软件也不同，使得其配置起来也变得复杂。由于现在计算机实验室存在着许多问题，在实验室的管理上没有较为先进的管理模式，相关实验技术人员配备不足，当计算机实验室因为一些原因而发生故障时，因为缺乏相应的实验室技术人员，导致计算机实验室的维修工作不到位，不能够及时解决问题，计算机软硬件得不到定期的更新换代，导致实验室管理效率不高。以网络为载体的云计算技术的出现，能够把多个计算机实体组合成一个强大的计算系统，使得用户终端成为一个简单的输入、输出设备。桌面云可以通过与网络相连的相关设备去访问跨平台的应用程序，通过桌面云技术把各种教学资源放到云平台上，师生就可以通过多种终端设备访问云端资源，也可以更好地去管理实验室。

1  关于桌面云技术的相关概述

云计算可以说是现代科技领域里比较有代表性的技术，作为一种全新的计算平台，其在社会中的应用越来越广泛，给人们的生活带来了极大地方便。云计算的概念可以理解为“互联网的计算方法，共享软件和硬件，信息可以由计算机和其他设备提供。”桌面云技术其实就是云计算的一种，后台服务器进行计算功能是桌面云技术的核心，应用计算不再依靠本地服务。

桌面云技术是基于服务器的一种计算模型，在瘦客户端模型的传统功能下，相关人员可以在数据中心把所有桌面虚拟机进行收集管理，以及满足用户使用计算机的需求。桌面云技术基于服务器端的数据中心，利用分布式云计算技术，能够将相关的用户数据、程序以及操作系统集中起来，从而对桌面进行有效的管理，而计算机程序操作和程序运行不再相互联系。

2  对于传统计算机实验室在管理方面存在的困难分析

科技的发展带动着互联网技术的发展，而互联网技术要依靠计算机这个平台来实现，目前社会中各个行业越来越依赖计算机进行办公、生产等。高校师生开展实验的主要地方也是在计算机实验室，计算机实验室的计算机数量多，又因为实验不同所需要的软件也多样化，从而使得计算机实验室管理人员的工作变得繁杂。

（1）由于实验的多样性，计算机需要不同的硬件来提供服务，硬件的多样化导致桌面标准化很难实现，无论是管理起来还是出现问题时进行维修都不太方便。在实验室的计算机本地链接上有多个外接设备的端口，比如USB口、串口以及并口等，在平常的使用过程中，管理人员在面对非法设备的入侵时，没有可靠的技术手段来有效阻止其入侵，一旦非法设备带有病毒，就容易导致计算机被感染，相关数据就容易被窃取[1]。

（2）同一个计算机实验室可能会有多个学科的实验课程需要用到，在实际的实验教学环节中，同一台电脑安装的软件会有很多，软件在开启过程中就容易导致计算机启动速度变慢，使得计算机容易出现应用程序无法正常使用的情况。计算机实验室作为高校里的公共教学资源，全校师生是共同使用的，每个学生在使用的过程中由于自身技术水平的限制，会造成计算机系统关键文件的损坏，虽然有时候是无意造成的，但这会对实验室的管理带来一定的麻烦。

（3）由于每台电脑都是独立的模块，如果计算机遇到故障后需要进行恢复，或者计算机需要对软件和操作系统进行更新，都需要管理人员在每一台计算机上进行操作，既费时费力又影响工作的效率。

（4）高校在教学资源预算上会有一个长远的考虑，在购置计算机相关设备时，计算机的工作寿命和可持续利用性都会被考虑到，从而在购买时会考虑价格较高的计算机，质量上有保证，但同时质量高的计算机的使用率不高，又会导致一定程度上的浪费。而且对于高校具有的规模较大的实验室来说，其计算机一年的耗电量是非常惊人的，这对于提倡的绿色环保、低碳经济是一个巨大的挑战。

（5）对于部分高校来说，在实验室日常管理的过程中，专业技术人员有限，不能够满足计算机实验室的日常维护工作，一旦计算机大规模出现故障时，无法对计算机进行及时的维护，从而无法保证计算机实验室的正常使用。

3  桌面云技术在实验室管理上应用的优势分析

社会经济的发展使得高校的建设都在朝着数字化、信息化方向发展，在构建教育服务体系的过程中，教学资源的共享成为了一个重要的趋势。桌面云技术的出现，对于计算机实验室管理效率以及计算机维护工作质量的提升有很大的促进作用。

（1）使用桌面云技术可以节省采购的成本。一般来说计算机的使用寿命最多能达到5年，而云终端的使用寿命可以持续10年左右，桌面云技术的虚拟化软件更是可以永久的使用。即使要对相关设备进行更新，也不需要对于云终端进行更换[2]。

（2）桌面云技术的应用可以有效地减少维修时花费的成本。在桌面云技术的支持下，计算机相关的数据处理等问题都不需用户再去考虑，有关数据的问题服务器管理部门或者管理员会进行完成，如果有人想要通过USB下载拷贝数据，需要经过相应的授权才可以完成。

（3）云终端比传统的计算机消费能耗更低，能够可持续的节能，从而降低成本。与传统的PC机相比较，利用云终端和服务器相结合能够节约能耗，大幅度减少高校在用电上面的花费，而且也更加的绿色环保[3]。

（4）使用桌面云技术可以大大地提高管理实验室的效率。桌面云技术可以把所有的资源统一组织管理在一起，当用户需要某方面的相关资源时，对于资源池里的资源，桌面云技术利用相应功能可以灵活的调配，使得资源得到有效利用。

4  桌面云技术运用于实验室管理的思路分析

云计算技术作为一种新兴的先进互联网技术，它的后台服务器可以承担计算功能，其是一种基于服务器的瘦客户端计算模型[4]。桌面云技术的架构有客户终端和服务器端，在客户终端，用户通过利用相应操作系统，可以访问位于云服务器端的虚拟桌面。服务器端承担着系统的运行、应用软件的过程以及数据存储任务，通过相应的技术将管理功能以虚拟化的形式实现，并能够实时进行改变以满足用户的需求。

桌面云技术解放了管理人员的双手，管理人员不需要对每一台计算机进行分别管理，节省了时间也减少了人力物力。由于客户端的计算功能都移交给了后台服务器，所以计算机反应速度加快，用户使用体验感变好。计算机实验室桌面虚拟化功能结构如图1所示。

5  桌面云技术应用到高校实验室管理的实施方法探究

通过分析该平台的相关架构，从实验室的实际情况出发，我们能够设计一个以云计算技术为基础的桌面云实验室管理系统，结合云计算的基础架构和DCLMS的设计思想，进行系统架构设计。基于云计算平台的DCLMS架构如图2所示。

（1）在进行设计的过程中，云计算可以分为IaaS（基础设置级服务）、PaaS（平台级服务）以及SaaS（软件级服务）三个层次。IaaS（基础设置级服务）作为最底层，包含访问控制组件和硬件虚拟化基础设施;PaaS（平台级服务）处在中层位置，提供平台级服务;SaaS（软件级服务）为最上层，为用户主要提供人员管理、统计分析和报表管理、业务相关流程管理等服务[5]。

（2）用户使用PC机和相应终端，通过浏览器就可以操作运行相关设备，对于用户的数据安全保护，就需要进行相关的认证工作，需要安装相应的安全认证软件，这样在给用户提供服务的时候就可以防止数据的泄露以及病毒威胁的风险。

（3）应用虚拟化管理、桌面虚拟化管理和资源管理是DCLMS的三个部分。对于应用虚拟化管理，其相应的虚拟化软件可以把虚拟桌面相应的服务器分别组成集群，从而有利于在虚拟机上进一步操作。将应用集中到后台服务器端，由后台服务器进行相关计算，云端服务器根据用户的需求合理调配资源，用户可以方便的使用到相关资源。

（4）桌面虚拟化管理是指利用虚拟桌面管理软件管理桌面，使桌面投送具有高性能、可靠性。将应用集中到资源池中进行统一管理，在一台服务器上安装虚拟化软件，用户在使用资源时，虚拟机能够快速的反应并调取到虚拟桌面上。

（5）对于资源管理这一方面，在主存储器上，储存了虚拟桌面的系统、数据和管理空间等资源。在使用桌面云系统时可以调用这一类资源，对资源进行统一管理，保证资源的安全性和有效性。

6  结  论

桌面云技术的优点有很多，与传统计算机主机进行比较，其云端包含进行计算、储存的资源，形成一个云资源池，当用户需要使用的时候，就可以通过瘦客户端或者联网的其他设备远程接入资源池，在虚拟桌面上进行使用。云计算软件提供的虚拟化的运行环境能够帮助管理人员省去很大的麻烦，而且还能够提高资源的利用率，降低实验的成本。桌面虚拟化平台能够有效地解决以往实验室管理过程中难以解决的一些问题，有效降低管理人员的工作量，降低计算机实验室的建设和运维成本，对于高校公共实验室管理工作的更好进行奠定了坚实基础。

参考文献：

[1] 杨谊，钱俊.运用桌面云技术的高校实验室管理系统设计 [J].信息系统工程，2018（9）：47-49.

[2] 潘立华.基于桌面云技术的高校计算机实验室管理模式探索 [J].电脑知识与技术，2018，14（23）：283-284.

[3] 王凡，陈纯炼.基于桌面云的高校计算机实验室组建与管理 [J].实验科学与技术，2015，13（3）：190-193+201.

[4] 陶伟.基于桌面云技术的高校计算机实验室管理 [J].中国新通信，2017，19（13）：132.

[5] 覃冯，黄善斌，覃卫玲，等.基于桌面云的多媒體计算机实验室管理研究 [J].实验技术与管理，2015，32（3）：164-166+170.

作者简介：陈泽恩（1976.10-），男，汉族，广东惠东人，高级实验师，电子科技大学硕士，主要研究方向：计算机软件技术、教育技术、实验室管理。