云桌面技術(shù)在高校教學實驗室中的應用及價值分析

灣曉芳

（西安財經(jīng)大學行知學院,陜西 西安 710038）

隨著互聯(lián)網(wǎng)+時代的到來，云計算概念也由此誕生，并在現(xiàn)代社會中得到了有效普及和運用。云計算將芯片操作系統(tǒng)、應用軟件完全融入服務產(chǎn)業(yè)鏈當中，可以發(fā)揮出其從技術(shù)到應用全面整合的優(yōu)勢。與此同時，云計算技術(shù)的關(guān)鍵點是虛擬化，其通過物理技術(shù)和原理將多個虛擬設備完全映射出來，在具體實踐運用中，不僅節(jié)省了更多的資源，還進一步拓寬了服務渠道和平臺。因此，本文對云桌面技術(shù)在高校計算機實驗室的建設和完善進行闡述和研究，對提升高校計算機實驗室現(xiàn)代化建設標準和管理水平具有重要的促進意義。

1 云桌面技術(shù)的內(nèi)涵

云桌面技術(shù)主要是指計算機系統(tǒng)桌面的一種虛擬化技術(shù)，它可以進一步提升系統(tǒng)桌面空間使用性能，不僅可以將所有數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)狡脚_，也保證了系統(tǒng)數(shù)據(jù)運輸過程中的安全性。不管任何時間在任何地方，只需要利用計算機，就可以隨意自由地訪問互聯(lián)網(wǎng)，同時達到登錄并全面控制云桌面計算機系統(tǒng)桌面的目的，并利用網(wǎng)絡服務器去處理各種數(shù)據(jù)材料，通過移動終端將結(jié)果呈現(xiàn)到用戶面前，該技術(shù)的運用給用戶帶來了良好的體驗感。可見，虛擬桌面技術(shù)的誕生與實際運用，不僅突破了計算機空間局限性弊端問題，還避免了大量硬件的浪費與消耗，也顯著提升了設備利用率以及使用年限，減少了設備維護成本和費用，對高校計算機實驗室建設和管理而言具有重大的促進作用和意義。

2 當前我國高校計算機教學實驗室建設和管理現(xiàn)狀分析

近年來，隨著我國高校招生規(guī)模的不斷擴大和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速，學生數(shù)量逐步增多，高校計算機實驗室已經(jīng)無法容納下太多的學生，進一步擴大計算機實驗室建設規(guī)模勢在必行，高校對其信息化管理和建設也顯得十分關(guān)鍵。一般情況下，學生在上機課程中都被安排到各個計算機實驗室當中，對實驗室的物理PC采取比較傳統(tǒng)落后的手段和方式進行維護，老師利用電子教室軟件對學生桌面進行控制和管理達到完成教學任務的目的。從整體發(fā)展和應用管理情況來分析，計算機實驗室主要存在以下弊端和不足：其一，為了滿足各專業(yè)人員上機需求，每個計算機實驗室物理PC數(shù)量過多，各種硬件設施故障多[1]。這都是因為每個院校排課較多、學生數(shù)量過多，導致計算機一直處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，甚至還有一些學生在實驗過程中經(jīng)常有意或故意破壞計算機系統(tǒng)，并自帶儲存卡、U盤進行拷貝而直接給計算機系統(tǒng)埋下了病毒風險和隱患問題。當師生反饋系統(tǒng)出現(xiàn)卡頓或故障、軟件無法正常打開時，計算機實驗室管理人員在對故障和問題進行排查時，需要浪費大量的精力和時間。其二，計算機實驗室為了滿足各專業(yè)、班級的教學、實驗以及培訓等工作任務，而需要隨時更新大量軟件，由于軟件更新速度太快，物理PC硬件無法跟上軟件的更新速度，從而造成系統(tǒng)運行速度越來越慢，甚至出現(xiàn)系統(tǒng)故障和無法正常使用的情況。其三，計算機實驗室只在教學時間開放，而在其余時間沒有進行開放，導致學生在實驗室沒有完成的課程也只能等到下次上機才能完成，對學生學習進度和效率造成了很大影響。除此之外，專業(yè)教師運用新軟件教學時需要經(jīng)過實驗室管理人員協(xié)助才能完成更新，而實驗室管理人員只會在開學初期對軟件進行更新和優(yōu)化，到了教學中期去更新軟件時需要和各個教學部門和班級進行協(xié)調(diào)，增加了計算機實驗室教學軟件管理難度。

3 高校計算機教學實驗室中云桌面技術(shù)的應用價值和優(yōu)勢

3.1 完善與建設實驗室管理平臺架構(gòu)

從當前教育信息化管理和發(fā)展現(xiàn)狀來看，在信息技術(shù)背景下，我國的教育方法和理念都在進一步革新，眾多教育組織機構(gòu)都充分意識到了計算機機房基礎設施完善和升級的重要性，例如，采購大量高性能計算機設備、服務器和儲存設備，加強專業(yè)化數(shù)據(jù)中心機房的建設，并在云計算和虛擬化技術(shù)聯(lián)合支持下，為教學提供更加優(yōu)質(zhì)靈活的實驗環(huán)境，保障現(xiàn)代基礎教育和信息技術(shù)的深度融合發(fā)展。運用桌面虛擬化技術(shù)，服務器可全面負責所有終端的計算和資源儲存，虛擬桌面不再需要對本地資源進行使用，而是運用服務器的內(nèi)存、硬盤資源以及CPU進行動態(tài)化硬件資源配置，傳統(tǒng)PC終端上的應用軟件以及操作系統(tǒng)都被安裝在服務器上的虛擬機當中，由服務器整體完成運算，師生可以在任何時間和地方使用云終端或PC設備對服務器上的虛擬機進行訪問，從而達到桌面環(huán)境的統(tǒng)一集中化管理以及硬件資源的合理化分配的目的[2]。實驗室管理平臺實現(xiàn)機制如圖1所示：

圖1 實驗室管理平臺架構(gòu)

3.2 有效整合硬件資源

高校計算機實驗室在運用和建設管理過程中，應該在現(xiàn)有硬件資源基礎上，對其進行整合與優(yōu)化。云桌面對計算機硬件配置要求較低，只需要使用學校之前陳舊或淘汰的計算機設備就能實現(xiàn)。這樣可在節(jié)省實驗室建設成本費用的同時，還能進一步提升設備利用率。其相比起傳統(tǒng)PC，CPU利用率可以提高10倍左右，內(nèi)存利用率可以提升1.5倍，硬件利用率可以提升1.6倍左右。

3.3 對云桌面進行規(guī)范統(tǒng)一化管理

高校計算機實驗室在建設過程中，對云桌面技術(shù)進行有效運用，可縮短建設周期。對實驗室的建設和維護也相對比較簡單，同時維護效率和質(zhì)量也會提升一半，除了運維人員可以遠程協(xié)作維護外，用戶還可以自主維護，這樣直接減輕了運維人員的工作負擔。云桌面計算機實驗室最大的特征和優(yōu)勢是全部數(shù)據(jù)都儲存在“云端”中，也就是所謂的管理服務器，這樣安裝系統(tǒng)和進行軟件更新變得更加便利，只需要利用云桌面技術(shù)對實驗室軟件、硬件資源進行統(tǒng)一規(guī)范化管理即可，不需要再單獨進行操作和處理。最為關(guān)鍵的是用戶所應用的“云”都是虛擬出來的環(huán)境，能有效防止因?qū)嶒炇抑幸慌_計算機病毒的感染而導致整個計算機實驗室設備發(fā)生故障和問題，在節(jié)省設備維護時間時，也能進一步提升計算機實驗室管理質(zhì)量和效率[3]。

3.4 進一步提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)儲存、訪問過程中的安全性能

云桌面技術(shù)在計算機實驗室教學管理中的具體運用，可以為用戶提供海量的儲存空間，全部數(shù)據(jù)只需要存入云端即可，本地無須保存任何信息。云終端中包含了安全自主傳輸協(xié)議，需要經(jīng)過用戶多重安全認證方可打開，安全防護屏障相當?shù)轿?，進一步確保了數(shù)據(jù)儲存的安全性。當桌面硬件被替換或惡意攻擊時，可以通過USB使用權(quán)限設置來禁止可移動儲存設備的應用，有效避免計算機感染病毒的可能性，降低數(shù)據(jù)被泄漏的風險。

最為關(guān)鍵的是實驗室沒有到開放時間，學生沒有學完實驗課程，只需要將實驗數(shù)據(jù)保存在“云端”，就可以突破空間和時間的約束和限制，通過計算機瀏覽器則可以打開云端實驗數(shù)據(jù)，繼續(xù)開展下一步實驗操作，可幫助學生提升學習效率，激發(fā)出學生自主學習意識和能力。

3.5 突出節(jié)能環(huán)保理念，減少運行系統(tǒng)成本

云終端具有精致小巧、安靜無噪音的特征，可以給學生打造出一個安靜整潔的實訓環(huán)境。為了給學生帶來清爽、干凈的實驗實訓體驗感，也為高校實驗室環(huán)境的改善與創(chuàng)新提供了技術(shù)支撐作用。最為關(guān)鍵的一點是云計算技術(shù)在計算機實驗室建設和管理當中融入與有效運用，其功耗相比傳統(tǒng)PC直接節(jié)省了80%，直接將國家“節(jié)能減排”理念落到了實處。

4 云桌面計算機實驗室建設優(yōu)勢和弊端對比分析

互聯(lián)網(wǎng)+時代環(huán)境下，云桌面技術(shù)在未來具有良好的發(fā)展前景，也是時代發(fā)展的必然趨勢。而云桌面技術(shù)的運用可以有效解決計算機桌面系統(tǒng)問題，只需要利用網(wǎng)頁或云終端網(wǎng)頁就可以對云資源應用程序以及虛擬桌面進行直接訪問，用戶體驗感和PC十分相似，在建設成本、安全性能、體驗感等各個方面，云桌面技術(shù)的優(yōu)勢非常突出，傳統(tǒng)PC無法超越。然而當前我國在計算機實驗室建設管理中對云桌面技術(shù)的運用僅僅停留在理論層次，對其實踐探究十分少。倘若高校在實驗室平臺完善和建設過程中，可以和互聯(lián)網(wǎng)公司強強聯(lián)手，不僅有利于學生掌握到先進的技術(shù)和理念，還能進一步對業(yè)界前景進行深入了解，在提升高校綜合發(fā)展實力的同時，還能提升學生的就業(yè)能力。同時，目前物理PC作為IT客戶端的部分弊端和不足也在不斷涌現(xiàn)，如昂貴的技術(shù)支撐成本、數(shù)據(jù)安全性得不到保障、資源利用率低下等等。運行網(wǎng)絡模式如圖2所示。

云桌面技術(shù)的出現(xiàn)和廣泛應用也是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)革新的重要契機。云桌面技術(shù)將網(wǎng)絡上所有分布的計算、網(wǎng)絡、服務等資源全部聯(lián)系進行虛擬化，通過共享的形式為用戶提供個性化服務需求，這也是現(xiàn)代社會和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。因此，基于這種情況和現(xiàn)狀下，高?？梢岳迷谱烂婕夹g(shù)實現(xiàn)計算機實驗室教學、管理和科學計算目標，并為學生提供云桌面的教學和實驗方式，為信息技術(shù)人才的培養(yǎng)提供有力保障[4]。

圖2 運行網(wǎng)絡模式圖

5 結(jié)語

目前，我國的高校計算機實驗室在教學和管理過程中還面臨著各種困境和不足，高校作為培養(yǎng)綜合型人才的重要陣地，更應該加快計算機實驗室信息化建設和管理速度，并通過云計算技術(shù)在計算機實驗室管理中的有效運用，發(fā)揮出云計算技術(shù)的價值和優(yōu)勢，這樣在提升實驗室軟硬件利用率的基礎上，還能避免計算機設備受到病毒的侵襲，從而提升高校計算機實驗室的管理質(zhì)量和效率。