构建利用云计算技术构建高职院校计算机实验室学位

摘要：高职院校计算机实验室面临着软硬件多样化、远程教学、系统可靠性和信息安全性方面日益增长的需求，但同时还受资金、人力资源方面的制约。为解决这些问题和矛盾，该文探讨了利用云计算技术构建职校计算机实验室， 并分析了这个技术途径的优势。
关键词： 云计算；职业学院；计算机实验室；机房管理；虚拟资源
1009-5039（2013）18-5365-03

1 院校计算机实验室建设面临的问题

随着网络经济时代、信息经济时代的到来，计算机信息技术正日益扩展并影响到各行各业的各个方面。这个趋势提高了对相关从业人员的计算机水平和技能的要求，并相应地对大专和职业院校的计算机教学提出了更高的要求，院校计算机实验室建设也由此面临诸多的挑战。

1.1 多样化的软硬件需求

现代化的教学中，多样化的计算机软硬件被普遍应用，以满足不同学科的需求。同时信息技术的高速发展，使各种计算机硬件和软件被频繁地更新换代。频繁的计算机软硬件更新或升级，不仅使计算机实验室经费投入力不从心，而且使计算机实验室的日常维护工作琐碎繁杂，消耗了机房管理部门有限的人力资源。一些专业性强的应用软件往往要经过较长时间等待计划安排，才会被机房管理人员安装到实验室的计算机上。

1.2 使用效率有待提高

现在常见的计算机实验室一般采用PC模式，每台计算机有自己的一套完整资源，相互之间共享资源很少。在通常情况下，大多数用户都只使用了计算机强大功能的一部分，造成大量的软硬件资源被浪费，使投入的教育经费没有最大限度地发挥效益。在另一方面，一些需要使用大量计算资源的应用又限于单台计算机有限能力而不能有效地发挥作为，甚至无法运行。

1.3 信息安全存在隐患

计算机实验室管理人员经常面临计算机病毒入侵的问题，这个问题长期难以根治，其主要原因就是用户经常在不同机器上使用U盘等存储介质造成交叉感染，另外机房的计算机处于同一个局域网中，一些病毒通过网络传播，感染大量地计算机。受到病毒感染的机器不能正常使用，甚至不仅会造成师生的实验数据的破坏，而且计算机本身受到损坏。这不但增加了机房管理人员的工作量，而且影响了正常的教学秩序。

1.4 不能满足远程教育的需求

远程教育不同于传统教育，它不需要师生进行面对面的教学活动。它的优势在于它可以突破时空的限制，可以实现跨学校、跨地区的教育模式，学习的场所和形式灵活多样，能为广大学生提供更多的学习机会，有利于学校扩大教学规模，提高教学质量并降低教学成本。因特网技术的发展为远程教育的发展提供了机遇，但一般学校的计算机实验室的现有技术条件还不能支持远程教育的需求，还需要引入新技术解决这一问题。

2 云计算技术的特点和优势

2.1 云计算的定义和特点

云计算是对并行计算、

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分布式计算、网格计算和对等计算的发展，它以一种透明的方式，分配共享的软硬件资源和信息，通过互联网向用户提供所需的怎么写作云是一组数量众多的、互连到一起的计算机。这些计算机可以是个人电脑或网络怎么写作器，可以是公共的或私有的。在云计算技术中，存储和运算是由分布在互联网上的大型计算机来承担，本地计算机或怎么写作器共享这些大型计算中心提供的硬件、软件等计算资源及对这些计算资源进行安装、配置与维护的怎么写作资源。
云计算具有如下的特点：（1）云计算的首要特征是规模大。云计算采用大规模分布式计算模式以实现规模经济。（2）云计算采用虚拟化技术资源和怎么写作的部署和共享。云计算中各层次功能被封装成一个个抽象实体，任意位置的用户无需了解这些抽象实体内部的具体细节，就可以通过虚拟化技术享受不同层次的云怎么写作。（3）云计算可以实现具有伸缩性的动态扩展。云计算怎么写作提供者可以根据用户数量的多少，对云计算资源进行动态调整以满足实际需要。（4）云计算还据有高度可靠性。云计算可以实现分步式的计算和存储以及集中化的管理，可以提供高度可靠的怎么写作。

2.2 云计算的优势

采用云计算技术来组建计算机实验室，具有以下优势：
更高的性价比：用户应用程序在云中运行，用户使用的台式机不需要传统的桌面软件所要求的处理能力或硬盘空间，所以云计算的客户端电脑可以采用低配置的廉价电脑，无须花巨资购写昂贵的硬件设备。尽管客户端电脑配置不高，但因为存储和计算主要在云中进行，所以用户仍然可以享受到高性能的云计算怎么写作。
更少的维护：云计算客户端电脑采用瘦客户机，通常提供基本的输入输出功能，维护简单方便。用户所使用的应用程序都位于云中，用户无须在客户端进行应用程序的安装、维护与升级。管理员的工作重点主要放在云计算怎么写作器上即可，无须每台计算机都要重点关注。
增强的数据安全：云计算信息存储在一个或者若干个数据中心，有完善的数据备份机制，还可以为重要数据提供额外的安全防护。数据实行集中的管理和安全监测，资源分配、负载均衡和软件部署也实现统一管理，这些工作都是由云计算怎么写作商的专业的团队来完成。用户可以凭方便地存取自己的重要数据，不用担心因存储设备损坏或病毒入侵导致数据丢失。
增强的远程教育支持：在云计算模式下，远程教育机构提供的教育怎么写作以计算的形式出现。它意味着远程教育怎么写作也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。目前，远程教育机构向用户提供资源的基本形态是数字形式的计算机文件，用户需借助于计算机网络将文件下载到本地计算机进行计算，而在云计算模式下，这些软件将被集成到远程教育云中，由云中的相关软件进行计算，并将计算的结果传给用户。

3 基于云计算技术的学校计算机实验室架构

3.1 云计算的怎么写作模式

云计算可提供三个层次的怎么写作模式： 1）软件即怎么写作（SaaS）模式。在这种模式中，用户从软件怎么写作供应商那里租赁而非购写应用程序，用户不掌控操作系统、硬件或网络基础架构，只是从软件怎么写作供应商那里获得一组帐号。
2）平台即怎么写作（PaaS）模式。在这种模式中，用户拥有主机部分掌控权，可以掌控运作应用程序的环境，使用主机操作应用程序。云计算怎么写作供应商为用户提供写作化研发的中间件平台，用户不掌控操作系统、硬件或网络基础架构。
3）基础架构即怎么写作（IaaS）模式。在这种模式中，用户使用处理能力、存储空间、网络组件或中间件。用户能掌控操作系统、存储空间、已部署的应用程序及网络组件，但并不掌控云基础架构。
这三种层级的怎么写作提供方式在不同程度上满足了各种学校实验室的不同需求。

3.2 虚拟化的资源池

云计算系统中的物理资源包括PC机器、怎么写作器、工作站、交换机、存储设备和通讯线路等等，这些既可以是一个学校局域网中的设备，也可以是多个学校共享的设备，甚至可以是从云计算提供商那里租用的的设备。这些物理资源通过网络连接，可以实现计算资源和存储资源的共享。
这些相互连接的物理资源通过虚拟化技术构成多个虚拟资源池。相同类型的资源构成同构或近似同构的虚拟资源池，可以屏蔽掉物理资源的复杂性，实现从物理资源向逻辑资源的转换。把物理资源整个成与位置和实物无关的逻辑资源，可以提高资源的利用率，降低维护管理的复杂度，并且对用户透明。比如一台怎么写作器可以虚拟成20台虚拟机，每台虚拟机都拥有可动态分配的虚拟CPU、内存、硬盘、I/O设备及网络资源，每台虚拟机上可以安装不同的操作系统和应用软件，可以分配给20个不同的用户使用。这些虚拟化的资源池就构成了云计算平台的基础设施。

3.3 云管理

云管理的任务包括云资源管理、云数据管理、云安全管理和用户管理。
资源管理平台主要对各种虚拟资源进行管理，包括增加、删除、修改等，并对众多的资源进行负载均衡和调度，从而为上层应用提供高效的怎么写作。云数据管理主要对用户及云平台上的数据精心保管和维护，保证用户数据、系统数据的安全性、完整性。安全管理包括网络的安全管理、数据的安全管理、访问的安全管理及用户访问控制权限管理。

3.4 云客户端

云客户端为用户和云计算应用提

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供统一的接口规范。云客户端主要通过应用技术将云计算能力封装成标准的万维网怎么写作，用户使用浏览器就可以快速便捷地访问云中的资源。任何一个用户可以按自己的需求对SaaS平台进行个性化配置而不影响其他用户的使用。云客户端通常安装在实验室的终端计算机中，可以使用硬件配置不高的瘦客户机，这样使学校不用投入很大的资金在本地终端上就可以使用云计算平台的大量信息资源和计算能力。
基于云计算技术的计算机实验室的架构图如图1所示。

4 结束语

云计算为信息技术行业带来了前所未有的机遇，也给学校计算机实验室建设指明了一个新的发展方向。云计算技术缩小访问终端需求，具有安全性、可靠性、配置成本低、方便管理等优势。高职院校计算机实验室的建设可以紧跟云计算技术发展的大潮，根据学校实际情况灵活应用云计算技术。云计算技术在学校计算机实验室建设中的应用可以促进学校信息化建设，加快网络化和资源共享的进程，还可以为远程教育的发展助一臂之力。
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