計算機實驗室軟件系統(tǒng)維護方法分析

徐淼鋒，戚豪俊，童靈領(lǐng)

（浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院，浙江 紹興 312030）

0 引言

計算機技能對于當下人們而言相當重要，因此不僅是計算機軟件相關(guān)專業(yè)的學(xué)生需要學(xué)習(xí)計算機知識，現(xiàn)代高校計算機課程是每一位學(xué)生需要學(xué)習(xí)的，因此計算機實驗室服務(wù)的學(xué)生數(shù)量相當大，相應(yīng)的使用頻率以及計算任務(wù)也十分的繁重，與此同時不同專業(yè)的學(xué)生需要應(yīng)用的計算機功能以及需要著重使用的計算機軟件類型也有不同的要求[1]。除此之外，高校的計算機實驗室除承擔(dān)計算機軟件教學(xué)的工作之外，很多學(xué)生需要應(yīng)用計算機實驗室進行課程設(shè)計以及畢業(yè)設(shè)計等，而且要保證課余時間的實驗室開放，以應(yīng)對高校學(xué)生不定時計算機使用的需求。在這樣的教學(xué)背景下，計算機實驗室設(shè)備需要根據(jù)需求安裝多樣化的軟件，因此軟件之間可能會產(chǎn)生一定的影響與沖突，在計算機軟件系統(tǒng)維護中需要協(xié)調(diào)各方面的需求，在實驗室管理中保證計算機設(shè)備的使用效率，使得計算機硬件軟件系統(tǒng)更好的服務(wù)于計算機教學(xué)以及學(xué)生日常的使用需求是十分重要的，相關(guān)管理人員一直在探討有效的管理措施與機制使得軟件維護更加有效，滿足復(fù)雜需求，簡化維護工作的同時使得管理質(zhì)量得到保證，探討計算機實驗室軟件系統(tǒng)維護方法就有一定的必要性[2]。

1 計算機軟件系統(tǒng)的科學(xué)規(guī)劃

計算機實驗室管理中軟件系統(tǒng)一直都是一個較為復(fù)雜的問題，由于使用的學(xué)生專業(yè)來源不同，且學(xué)生在使用計算機期間有著各種各樣的使用習(xí)慣，因此在計算機實驗室管理中發(fā)現(xiàn)很多令人頭痛的問題，很多學(xué)生為了自己使用計算機的方面，不經(jīng)管理人允許更改計算機CMOS開機密碼，使得設(shè)備使用問題多多，有些學(xué)生對計算機知識了解程度有限，沒有妥善的保護Windows系統(tǒng)，對于系統(tǒng)文檔隨意的進行建立、刪除或者修改，使得系統(tǒng)啟動以及使用中存在各種錯誤與故障，很多計算機實驗教師在課堂上花費大量時間在修復(fù)計算機設(shè)備上，影響了教學(xué)進度，限制了計算機軟件課程教學(xué)的進展[3]。

因此計算機軟件系統(tǒng)的維護工作十分重要，在進行計算機軟件系統(tǒng)科學(xué)規(guī)劃時需要根據(jù)不同的教學(xué)需求進行科學(xué)規(guī)劃。當前我國高校的計算機教學(xué)可以大致分為基礎(chǔ)教學(xué)與專業(yè)教學(xué)兩大類，其中基礎(chǔ)教學(xué)需要所有專業(yè)的學(xué)生進行學(xué)習(xí)，非計算機專業(yè)的學(xué)生需要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的計算機應(yīng)用課程，屬于計算機普及教育的范疇，而專業(yè)教學(xué)則是針對計算機專業(yè)的學(xué)生開設(shè)的，二者無論是教學(xué)要求、教學(xué)目標還是計算機軟件的使用都有差別。在計算機基礎(chǔ)教學(xué)中，主要涵蓋的內(nèi)容為操作系統(tǒng)、常見的辦公軟件以及繪圖軟件與網(wǎng)絡(luò)方面的基礎(chǔ)性應(yīng)用，除此之外，根據(jù)不同專業(yè)的需求需要進行一些專業(yè)應(yīng)用軟件的教學(xué)，如材料、機械專業(yè)的學(xué)生都需要學(xué)習(xí)CAD制圖，而電氣自動化專業(yè)的學(xué)生則需要對電力仿真以及模擬系統(tǒng)軟件有深入的研究。而計算機專業(yè)教學(xué)的目標則是根據(jù)計算機軟件專業(yè)的人才培養(yǎng)規(guī)劃使得相關(guān)人才能夠具備高超的系統(tǒng)開發(fā)以及軟件應(yīng)用技能，而且與普適性教育不同，計算機專業(yè)教學(xué)對于軟件環(huán)境和操作系統(tǒng)的要求更加的嚴格且復(fù)雜，因此計算機實驗室管理中的需求也相應(yīng)的復(fù)雜[4]。

而對于不同專業(yè)的學(xué)生而言，在學(xué)習(xí)計算機課程時的要求也是不同的，非計算機專業(yè)的學(xué)生往往只是將計算機作為一種信息處理的工具，因此軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性是第一需求，而對于計算機專業(yè)的學(xué)生而言，在學(xué)習(xí)計算機課程是將計算機作為學(xué)習(xí)和研究的對象。因此計算機實驗室的管理人員需要保證硬件以及軟件資源的充分開放性，學(xué)生可以在計算機實驗室環(huán)境下真實自主的操作實踐。盡管計算機實驗室要求安全性，但對于計算機專業(yè)的學(xué)生而言，進行程序的自主增刪、系統(tǒng)配置的調(diào)整、進行系統(tǒng)實驗是十分有必要的，可能會對系統(tǒng)軟件的完好性產(chǎn)生影響，但是為了更加深入的教學(xué)，這些措施是必須的[5]。

如上所述，計算機實驗室的管理過程中存在著安全性與開放性的必然矛盾，既要保證軟件系統(tǒng)得到妥善的保護，使得學(xué)生能夠在教學(xué)或者日常使用中設(shè)備保持完好，應(yīng)用環(huán)境保證穩(wěn)定，又要使得計算機軟件系統(tǒng)保證一定的開放性，無論是軟件資源還是硬件資源都需要基于學(xué)生尤其是計算機專業(yè)的學(xué)生予以開放。這種矛盾的存在正是計算機實驗室軟件系統(tǒng)維護的困難所在[6]。針對這一問題，在進行軟件系統(tǒng)規(guī)劃時，部分高校選擇專業(yè)教學(xué)與普及教學(xué)的計算機實驗室分開管理的措施，使得二者之間達到相應(yīng)的平衡。但是對于大多數(shù)高校而言，專業(yè)機房與基礎(chǔ)教學(xué)機房無法分開，相應(yīng)的采取一臺計算機設(shè)備安裝多個操作系統(tǒng)的方式，通過在不同的操作系統(tǒng)中管理不同類別的軟件實現(xiàn)軟件系統(tǒng)維護，這種軟件系統(tǒng)的規(guī)劃科學(xué)性是后續(xù)維護管理的重要基礎(chǔ)。但是如何實現(xiàn)學(xué)生開放性需求與計算機設(shè)備安全性管理之間的有效協(xié)調(diào)在技術(shù)上以及方案上還是需要進一步探討。

2 硬盤克隆技術(shù)備份與恢復(fù)系統(tǒng)

計算機實驗室管理中，常常遇到系統(tǒng)故障問題，這不僅僅是因為黑客或者病毒軟件的攻擊，使得原本就不完善的系統(tǒng)漏洞被攻擊造成系統(tǒng)故障，更是因為計算機實驗室中的計算機設(shè)備使用的學(xué)生人數(shù)較多，且經(jīng)常出現(xiàn)軟件系統(tǒng)的修改、刪除，使得軟件系統(tǒng)被破壞?；诖耍枰扇∠鄳?yīng)的技術(shù)手段使得系統(tǒng)發(fā)生故障后能夠及時的修復(fù)，避免過多的信息損失。

硬盤是計算機操作系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件安裝與使用的主要載體，為了更好的保護系統(tǒng)信息以及應(yīng)用軟件，硬盤克隆軟件可以使得硬盤上的主引導(dǎo)記錄，分區(qū)表，文件分配表，以及系統(tǒng)文件等信息，打包成映像文件加以保存，在保存時可將硬盤每一個分區(qū)制作成一個映像文件，也可將整個硬盤制作成一個映像文件，這都是根據(jù)計算機實驗室管理人員實際工作需要進行的選擇，映像文件可以在另一個硬盤或者分區(qū)上保存，從而作為同類型計算機設(shè)備安裝以及系統(tǒng)一旦遭到破壞記性系統(tǒng)恢復(fù)時使用。在硬盤克隆軟件選擇時，Symantec Ghost Corporate Edition 8.0最為經(jīng)典且具備十分強大的功能，這一軟件具備網(wǎng)絡(luò)備份以及系統(tǒng)恢復(fù)功能，可以將系統(tǒng)文件轉(zhuǎn)換打包為映像文件并在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中保存，該軟件應(yīng)用到計算機實驗室中可以發(fā)揮一定的作用，由于計算機實驗室中學(xué)生所使用的的計算機設(shè)備硬件以及軟件設(shè)置基本相同，這樣一個機房只需要保存一份這樣的系統(tǒng)映像文件，如果在使用過程中某一臺計算機設(shè)備的系統(tǒng)遭到破壞，采用這種方式可以短時間內(nèi)進行恢復(fù)，與重裝系統(tǒng)、程序以及軟件相比，這一措施更加具有應(yīng)用場景，且對系統(tǒng)的保護更強，恢復(fù)效率更高[7]。

硬盤克隆技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了很長一段時間，并且應(yīng)用已經(jīng)較為成熟，可以良好的實現(xiàn)計算機軟件系統(tǒng)的安裝與恢復(fù)，但是這一技術(shù)也存在一定的問題，在使用硬盤克隆技術(shù)進行相關(guān)操作時需要使用軟盤進行引導(dǎo)，引導(dǎo)軟盤中能夠包含基本的DOS系統(tǒng)、網(wǎng)卡驅(qū)動、配置文件以及網(wǎng)絡(luò) ghost客戶端程序，計算機設(shè)備需要經(jīng)過軟驅(qū)進行 r操作引導(dǎo)軟盤，但是軟盤的讀取寫入速度都較為緩慢，操作便捷性不足，另外還可以通過制作啟動光盤的方式進行系統(tǒng)恢復(fù)，但是這也對計算機設(shè)備有了更高的要求，很多計算機實驗室條件難以實現(xiàn)。

為了更好的應(yīng)用硬盤克隆技術(shù)，可以采用硬盤多重引導(dǎo)的方式，在硬盤中劃分出一塊較小的DOS引導(dǎo)分區(qū)，該分區(qū)專門用來存放DOS系統(tǒng)、網(wǎng)卡驅(qū)動等，并且建立一個自啟動批處理文件 AUT0ⅨEC.BAT，使得在DOS啟動后，自動加載網(wǎng)卡驅(qū)動程序并啟動 Ghost客戶端，與采用軟盤或光盤啟動方式相比，硬盤多重引導(dǎo)顯然更具優(yōu)越性。

3 多重引導(dǎo)程序的安裝

計算機實驗室的計算機設(shè)備需要滿足多個專業(yè)學(xué)生的教學(xué)以及日常使用的需要，需要在硬盤上安裝多個操作系統(tǒng)，而當前所使用的操作系統(tǒng)還是以Windows為主，如 Windows7/8/10等，除此之外還有其他操作系統(tǒng)如Linux、FreeBSD、OpenBSD等，如果不安裝額外的多重系統(tǒng)引導(dǎo)程序，就難以實現(xiàn)多個操作系統(tǒng)在單個計算機設(shè)備上的使用，操作系統(tǒng)之間會產(chǎn)生各種沖突或者影響，因此安裝多重引導(dǎo)程序有一定的必要性。因此在計算機實驗室軟件系統(tǒng)維護中，需要安裝有效且實用的多種引導(dǎo)程序，如GRUB由于能夠妥善處理各系統(tǒng)的獨立性以及隱蔽性，在計算機實驗室中可以發(fā)揮一定作用。GRUB多重系統(tǒng)引導(dǎo)程序是獨立于操作系統(tǒng)之外的一個小程序，因此可以選擇安裝在主引導(dǎo)記錄時上，能夠支持菜單化的引導(dǎo)選項，可以實現(xiàn)當前市面上存在的多種系統(tǒng)的引導(dǎo)，并且與硬盤克隆技術(shù)之間能夠?qū)崿F(xiàn)較好的兼容，可以促進軟件系統(tǒng)的維護，除此之外，密碼保護選項、動態(tài)隱藏以及激活分區(qū)等功能也都滿足計算機實驗室管理中的各項需求[8]。

4 保護每一個獨立的軟件系統(tǒng)

計算機實驗室由于其應(yīng)用場景以及服務(wù)對象的特殊性，其中安裝著多種多樣的軟件系統(tǒng)，且每一個軟件系統(tǒng)在維護與管理中的核心問題也不同，因此必須采取措施對計算機設(shè)備中的每一個軟件系統(tǒng)實施保護，使得軟件系統(tǒng)具備相當高的安全性。首先，可以利用Windows注冊表對軟件系統(tǒng)進行管理。對系統(tǒng)進行保護性設(shè)置，這樣的措施可以使得用戶通過注冊表的設(shè)置來備份、恢復(fù)和禁用注冊表、抑制非法改動、防止非法用戶進入，當學(xué)生在使用完計算機設(shè)備后系統(tǒng)退出時不保存桌面設(shè)置等等[9]。其次，可以利用特定的管理軟件實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的單獨保護，當前的應(yīng)用軟件市場存在著很多工具軟件可以使得計算機軟件系統(tǒng)的安全性更強，包括但不限于定制系統(tǒng)界面、設(shè)置用戶可使用和不可使用的資源以及限制部分與系統(tǒng)特性有關(guān)的設(shè)備功能等，這些都有助于系統(tǒng)安全性的提升。最后，硬件還原卡或者還原軟件都是有效的軟件系統(tǒng)保護措施，利用這類軟件可以在操作系統(tǒng)底層對受保護文件的寫操作過程進行截獲，實現(xiàn)對軟件系統(tǒng)的保護，增強安全性[10]。

5 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器以及映像文件的安全保護

計算機實驗室的設(shè)備由于本身應(yīng)用的對象較為廣泛，因此較為容易受到計算機病毒的侵害，在軟件系統(tǒng)的維護工作中，計算機病毒的防范工作就顯得尤其重要。當前很多計算機選擇安裝防毒軟件以及病毒防火墻來加強防范，但是對于計算機實驗室而言這種措施保護有限。上文所述的計算機軟件系統(tǒng)的 ghost影響文件一般直接保存在機房服務(wù)器，因此需要加強隊服務(wù)器以及影響文檔的保護，以使得映像文件能夠及時恢復(fù)工作，選擇將映像文檔保存在幾臺服務(wù)器上，并且不同的服務(wù)器選擇不同類型的操作系統(tǒng)，使得病毒的防范作用增強，與此同時光盤也是映像文件保存的較好選擇。

6 結(jié)論

綜上所述，現(xiàn)代高校教育工作中，計算機教學(xué)是普及程度相當高，且有著關(guān)鍵作用的課程，而計算機實驗室不僅承擔(dān)著教學(xué)任務(wù)，同時要保證高校學(xué)生所有時間的使用，因此對其軟件系統(tǒng)進行維護就十分重要，從而使得教學(xué)任務(wù)可以有效的完成，實現(xiàn)安全性與開放性的協(xié)調(diào)，服務(wù)于信息技術(shù)背景下計算機教學(xué)的要求。