侯丹紅 陳堅(jiān)偉 王廣軍

【摘要】? ? 我院公共機(jī)房不僅要開展計(jì)算機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還承擔(dān)公共英語課程及其它院系開設(shè)與計(jì)算機(jī)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)科無紙化考試，也作為職業(yè)化考試的標(biāo)準(zhǔn)考場。面對學(xué)生和所承擔(dān)教學(xué)任務(wù)需求的多樣化，傳統(tǒng)機(jī)房不能順利完成教學(xué);通過分析比較，提出了基于虛擬云桌面技術(shù)的優(yōu)勢和將其應(yīng)用到醫(yī)學(xué)類高職院校公共機(jī)房中的必要性。

【關(guān)鍵詞】? ? 云桌面? ? 公共機(jī)房? ? 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

引言：

中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報(bào)告（2020）報(bào)告顯示，中國網(wǎng)民規(guī)模突破13億人，占據(jù)全球網(wǎng)民總規(guī)模的32.17%。2020年的特殊疫情環(huán)境中無論是學(xué)習(xí)還是遠(yuǎn)程辦公，都體現(xiàn)了提高國民信息處理能力的重要性;新醫(yī)改文件也對醫(yī)學(xué)類高職學(xué)生提出了相應(yīng)的信息處理能力要求。

公共機(jī)房作為高職人才培養(yǎng)及學(xué)習(xí)信息處理技能的重要場所，面對專業(yè)課程和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合應(yīng)用，機(jī)房面臨新的挑戰(zhàn)，單一的服務(wù)器容量擴(kuò)張，硬件更換已經(jīng)難于適應(yīng)教學(xué)需求。

本文以廣州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院公共機(jī)房為例，提出基于云桌面的高職計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)機(jī)房管理應(yīng)用模式，在減少物力和人力成本投入的情況下，為高職機(jī)房的實(shí)訓(xùn)教學(xué)、技術(shù)管理提供更合適的方式，提高機(jī)房使用率和維護(hù)效率，改善實(shí)訓(xùn)環(huán)境。

一、傳統(tǒng)機(jī)房的弊端

1.1不滿足教學(xué)需求

以我院從化校區(qū)為例，公共機(jī)房使用了9年時(shí)間，計(jì)算機(jī)設(shè)備明顯老化，故障率高;還會發(fā)生教學(xué)廣播演示不流暢，傳輸資料經(jīng)常出錯(cuò)的情況;軟件的飛速發(fā)展也對硬件提出了更高的要求，如視頻剪輯、3D打印設(shè)計(jì)等課程，排課需要指定特定的機(jī)房，否則個(gè)別軟件無法運(yùn)行。

公共機(jī)房承擔(dān)了計(jì)算機(jī)和英語等公共基礎(chǔ)課的教學(xué)，所以同時(shí)具備語音室的功能，隨著計(jì)算機(jī)和英語課程的改革，計(jì)算機(jī)課程要求使用win 7系統(tǒng)而英語課某些教學(xué)軟件需要使用win XP 系統(tǒng)，最后只能安裝雙系統(tǒng)。老舊機(jī)器運(yùn)行雙系統(tǒng)，使用過程經(jīng)常出現(xiàn)硬件損壞，系統(tǒng)文件丟失導(dǎo)致機(jī)器無法使用。

機(jī)器的老化還會不斷更換硬盤、內(nèi)存等硬件，由于年限久遠(yuǎn)，不少原配型號硬件都已經(jīng)停產(chǎn)，維修時(shí)只能用非原裝硬件代替，這導(dǎo)致兼容問題明顯;教師機(jī)突然出現(xiàn)故障，整個(gè)機(jī)房只能停止使用，這些都嚴(yán)重影響教學(xué)。另外教學(xué)方式也不靈活，教師通常只能在課堂上教學(xué)，不能移動(dòng)辦公，不少學(xué)科在備課的電腦上安裝了某些插件，上課前才發(fā)現(xiàn)機(jī)房配置不同，要求機(jī)房臨時(shí)安裝軟件或者插件，傳統(tǒng)機(jī)房無法實(shí)現(xiàn)。

1.2 管理效率低

現(xiàn)有的公共機(jī)房建設(shè)批次不同，計(jì)算機(jī)數(shù)量較多型號不一，采取保護(hù)還原和網(wǎng)絡(luò)拷貝的管理模式，在一間機(jī)房內(nèi)，每重拷一次機(jī)房，總有好幾臺機(jī)器無法正常拷貝，需要管理人員個(gè)別重做系統(tǒng)，工作量倍增。

除了開設(shè)課程，機(jī)房還承擔(dān)著繁重的考試、競賽、培訓(xùn)任務(wù)等，各門學(xué)科無紙化考試也越來越普及，機(jī)房作為考場使用機(jī)率也在增加。每場考試任務(wù)都有不同的要求，計(jì)算機(jī)和英語考級的考試要求存放試題盤放開讀寫，而平時(shí)為提高機(jī)房安全性都設(shè)置只能讀取硬盤;考試要求PC機(jī)時(shí)間不能有太大誤差，重拷或更換硬件后，容易改變，必需每臺核對;個(gè)別軟件如PREMIERE軟件，英語練習(xí)平臺等要求授權(quán)碼綁定終端硬件 ，管理員只能逐臺激活。上述情況都會需要重新設(shè)置現(xiàn)有的系統(tǒng)環(huán)境，這使機(jī)房維護(hù)的工作變得頻繁。

1.3 高能耗低利用率

目前機(jī)房的服務(wù)器經(jīng)常分課程使用，每臺服務(wù)器部署少量的普通網(wǎng)站，避免出現(xiàn)故障過多影響教學(xué)。個(gè)別機(jī)房只安裝了語音廣播系統(tǒng)，硬件的配置限制了多種軟件的安裝，導(dǎo)致使用頻率極低，浪費(fèi)了資源。同時(shí)普通臺式計(jì)算機(jī)的功耗大，不符合低碳環(huán)保新形勢。

面對以上這些缺陷，必需采用新技術(shù)打造易維護(hù)、高安全、低成本的新型計(jì)算機(jī)教室，才能提供更加優(yōu)質(zhì)，高效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。

二、云計(jì)算

NIST定義云計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地、便捷地、按需地從可配置計(jì)算機(jī)資源共享池中獲取所需的資源，資源能夠快速供應(yīng)和釋放，使管理資源的工作量和云服務(wù)提供商的交互減小到最低限度。[1]云計(jì)算按最終服務(wù)交付的形態(tài)分成以下三種模式： [2]

1. IaaS基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)，云機(jī)房就是基于云技術(shù)體系結(jié)構(gòu)開發(fā)的提供IaaS服務(wù)云計(jì)算系統(tǒng)，主要的部署工作在服務(wù)器端即云端，是將基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)的解決方案，學(xué)生在機(jī)房實(shí)驗(yàn)室可以通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)從終端的基礎(chǔ)設(shè)施獲得服務(wù)。

2. PaaS平臺即服務(wù)，在高校機(jī)房實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生終端軟件平臺通常包括操作系統(tǒng)、課程需要的程序軟件的運(yùn)行環(huán)境、學(xué)習(xí)資料數(shù)據(jù)庫和萬維網(wǎng)服務(wù)器，學(xué)生可以在此平臺上部署和運(yùn)行自己的應(yīng)用。

3. SaaS 軟件即服務(wù)，在高校機(jī)房實(shí)驗(yàn)室主要包括：教師的備課、授課系統(tǒng)如職教云;視頻會議、網(wǎng)絡(luò)課堂直播系統(tǒng)等。

桌面虛擬化可理解為將原有計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的視覺呈現(xiàn)的桌面邏輯抽象化，由遠(yuǎn)程計(jì)算能力集中的服務(wù)群進(jìn)行統(tǒng)一部署分配和管理后生成虛擬化桌面，使用者可通過任何設(shè)備，在任何連接網(wǎng)絡(luò)的地方，任何時(shí)間訪問虛擬化的桌面系統(tǒng)環(huán)境。 [3]遠(yuǎn)程桌面鏈接就是最早期的虛擬桌面。

三、云桌面實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)點(diǎn)

3.1管理效率提高

根據(jù)教學(xué)的需求，公共機(jī)房需要集中管理、按需選擇不同的操作系統(tǒng)環(huán)境。桌面虛擬化技術(shù)避免了每次部署系統(tǒng)都將系統(tǒng)盤進(jìn)行復(fù)制刻隆，管理人員可以通過統(tǒng)一的平臺客戶端部署機(jī)房資源，各個(gè)科目數(shù)據(jù)統(tǒng)一保存維護(hù)，各種業(yè)務(wù)應(yīng)用不單獨(dú)部署硬件服務(wù)器，根據(jù)需求設(shè)置配置初始鏡像文件，讓任何一個(gè)機(jī)房的學(xué)生都可以通過“瘦終端”連接到不同課程的基礎(chǔ)鏡像;所有教學(xué)和業(yè)務(wù)可以通過統(tǒng)一的管理界面進(jìn)行資源需求申請，管理員審核后自動(dòng)分配所需的硬件軟件資源。云桌面機(jī)房也有效解決了軟件之間的沖突，以我們的機(jī)房為例，PC機(jī)搭載了win Xp 和win 7雙系統(tǒng)，云桌面機(jī)房解決了雙系統(tǒng)中瀏覽器參數(shù)互相制約的情況，避免了大型考試前每臺進(jìn)行重新檢查參數(shù)設(shè)置，管理員可以統(tǒng)一在服務(wù)器管理平臺上部署虛擬機(jī)模板和應(yīng)用程序軟件;資源租約到期后，管理員收回相應(yīng)的資源。

管理員還可以對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)控、安全防護(hù)、管理、備份、恢復(fù);方便查詢平臺中資源消耗情況、各種應(yīng)用的使用情況，進(jìn)而對相關(guān)應(yīng)用調(diào)整相應(yīng)的硬件資源需求;對于緊急的教學(xué)需求，響應(yīng)部署快，提高解決問題的效率。簡易的瘦終端還能大大降低電腦使用過程中的硬件故障，避免傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件故障、電腦病毒、黑客攻擊、軟硬件升級等諸多問題，減輕維護(hù)工作。云桌面技術(shù)還可以提供系統(tǒng)快照，系統(tǒng)出現(xiàn)問題后可以快速恢復(fù)，保障教學(xué)，優(yōu)點(diǎn)突出。通過用瘦客戶端在滿足了教學(xué)的要求情況下，還明顯減少能源的消耗。

3.2教學(xué)體驗(yàn)更適用和靈活

云桌面技術(shù)方便統(tǒng)計(jì)教學(xué)過程中的使用數(shù)量和使用情況，為制定個(gè)性化教學(xué)提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。教師可以使用網(wǎng)絡(luò)積累的學(xué)生行為數(shù)據(jù)，做好過程管理與精準(zhǔn)輔導(dǎo)工作;云機(jī)房提升了教學(xué)個(gè)性的程度，排課再不會受到機(jī)房位置的約束，培訓(xùn)和教學(xué)效率大幅度提高。對于本校區(qū)特殊需求：機(jī)房需要融合計(jì)算機(jī)教室與語音教室的功能，可以根據(jù)課程表自動(dòng)批量切換教學(xué)模板，迅速滿足計(jì)算機(jī)、英語、各種專業(yè)醫(yī)學(xué)課程考試等教學(xué)需求，易于可以完成多樣的教學(xué)。

3.3后續(xù)擴(kuò)容方便

近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展日新月異，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)在建設(shè)的機(jī)房要與將來的先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，在保證舊設(shè)備的有效利用基礎(chǔ)上，容易提升性能，保證所建機(jī)房能隨時(shí)加入設(shè)備，相關(guān)軟件能順利升級和擴(kuò)充，準(zhǔn)確預(yù)測今后幾年內(nèi)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和對網(wǎng)絡(luò)的需要、保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)永遠(yuǎn)具有先進(jìn)性是十分困難的，因此，我們在作網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及實(shí)施方案時(shí)要充分考慮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的高性能、可擴(kuò)充性，以便支持以后網(wǎng)絡(luò)分階段升級的需要。

四、新建云機(jī)房的預(yù)期目標(biāo)

2017 年我校計(jì)算機(jī)課程改版，原有舊機(jī)房需要搭載雙系統(tǒng)運(yùn)行，對于已用9年的老舊機(jī)房困難重重，狀況不斷，嚴(yán)重影響了教學(xué)，急需建設(shè)一個(gè)能高效管理、適用于教學(xué)的新機(jī)房。機(jī)房原有面積為110 平方米， 預(yù)計(jì)部署兩個(gè)服務(wù)器與交換機(jī)設(shè)備、70個(gè)學(xué)生終端與1個(gè)教師機(jī)。學(xué)校千兆學(xué)校校園網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)改造完畢，外在條件是符合建設(shè)千兆局域網(wǎng)機(jī)房。

新建機(jī)房的過程中以機(jī)房開設(shè)的課程需求為出發(fā)點(diǎn)，以服務(wù)教學(xué)為導(dǎo)向，根據(jù)教學(xué)安排來開展課程鏡像模板的制作，建立一個(gè)高可用性、高擴(kuò)展性、高靈活度和管理簡化的新型計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)機(jī)房，解決現(xiàn)有傳統(tǒng)模式機(jī)房管理和教學(xué)中出現(xiàn)的問題。

我們將采用循序漸進(jìn)的方式更換所有機(jī)房。前期已建的云機(jī)房使用經(jīng)驗(yàn)是云桌面存在著啟動(dòng)風(fēng)暴、性能不足等難題;當(dāng)今時(shí)代的云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)創(chuàng)新、網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)以及 5G 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的完善和服務(wù)器性能的指數(shù)級增長，都使云桌面對性能的要求得到了充分的滿足，前期遇到的難題都可以解決，實(shí)現(xiàn)了與傳統(tǒng)終端無差異甚至高出一籌的應(yīng)用體驗(yàn)。

五、結(jié)束語

本文立足于筆者所在學(xué)院對計(jì)算機(jī)機(jī)房改造需求，對醫(yī)學(xué)類高職院校教學(xué)信息化環(huán)境的新變化和云桌面的教學(xué)模式進(jìn)行了探索，并對云桌面在個(gè)性化教學(xué)和個(gè)性化學(xué)習(xí)中的作用和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析。

高職院校在實(shí)訓(xùn)機(jī)房建設(shè)及管理中利用云計(jì)算、虛擬化技術(shù)設(shè)計(jì)構(gòu)建云桌面系統(tǒng)，在整合軟硬件教學(xué)資源、降低維護(hù)工作量和能耗、提高實(shí)訓(xùn)設(shè)備的利用率、保障實(shí)訓(xùn)環(huán)境、數(shù)據(jù)安全等方面具有極大的優(yōu)勢，基于桌面云的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，將進(jìn)一步改善公共機(jī)房的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，制訂個(gè)性化教學(xué)環(huán)境以提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，是適合我校公共機(jī)房需求的。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1] Thomas Erl .云計(jì)算機(jī)概念、技術(shù)與架構(gòu)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014： 15.

[2] Thomas Erl .云計(jì)算機(jī)概念、技術(shù)與架構(gòu)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014： 35.

[3] 徐有浩.大型醫(yī)療機(jī)構(gòu)統(tǒng)一資源池和醫(yī)療云桌面的研究與實(shí)現(xiàn)[D].上海：2015.