云桌面技术在医学高职院校公共机房中的应用

侯丹红 陈坚伟 王广军

【摘要】    我院公共机房不仅要开展计算机课程的实验教学，还承担公共英语课程及其它院系开设与计算机相关的实验教学和学科无纸化考试，也作为职业化考试的标准考场。面对学生和所承担教学任务需求的多样化，传统机房不能顺利完成教学;通过分析比较，提出了基于虚拟云桌面技术的优势和将其应用到医学类高职院校公共机房中的必要性。

【关键词】    云桌面    公共机房    实验教学

引言：

中国互联网发展报告（2020）报告显示，中国网民规模突破13亿人，占据全球网民总规模的32.17%。2020年的特殊疫情环境中无论是学习还是远程办公，都体现了提高国民信息处理能力的重要性;新医改文件也对医学类高职学生提出了相应的信息处理能力要求。

公共机房作为高职人才培养及学习信息处理技能的重要场所，面对专业课程和互联网的结合应用，机房面临新的挑战，单一的服务器容量扩张，硬件更换已经难于适应教学需求。

本文以广州卫生职业技术学院公共机房为例，提出基于云桌面的高职计算机实训机房管理应用模式，在减少物力和人力成本投入的情况下，为高职机房的实训教学、技术管理提供更合适的方式，提高机房使用率和维护效率，改善实训环境。

一、传统机房的弊端

1.1不满足教学需求

以我院从化校区为例，公共机房使用了9年时间，计算机设备明显老化，故障率高;还会发生教学广播演示不流畅，传输资料经常出错的情况;软件的飞速发展也对硬件提出了更高的要求，如视频剪辑、3D打印设计等课程，排课需要指定特定的机房，否则个别软件无法运行。

公共机房承担了计算机和英语等公共基础课的教学，所以同时具备语音室的功能，随着计算机和英语课程的改革，计算机课程要求使用win 7系统而英语课某些教学软件需要使用win XP 系统，最后只能安装双系统。老旧机器运行双系统，使用过程经常出现硬件损坏，系统文件丢失导致机器无法使用。

机器的老化还会不断更换硬盘、内存等硬件，由于年限久远，不少原配型号硬件都已经停产，维修时只能用非原装硬件代替，这导致兼容问题明显;教师机突然出现故障，整个机房只能停止使用，这些都严重影响教学。另外教学方式也不灵活，教师通常只能在课堂上教学，不能移动办公，不少学科在备课的电脑上安装了某些插件，上课前才发现机房配置不同，要求机房临时安装软件或者插件，传统机房无法实现。

1.2 管理效率低

现有的公共机房建设批次不同，计算机数量较多型号不一，采取保护还原和网络拷贝的管理模式，在一间机房内，每重拷一次机房，总有好几台机器无法正常拷贝，需要管理人员个別重做系统，工作量倍增。

除了开设课程，机房还承担着繁重的考试、竞赛、培训任务等，各门学科无纸化考试也越来越普及，机房作为考场使用机率也在增加。每场考试任务都有不同的要求，计算机和英语考级的考试要求存放试题盘放开读写，而平时为提高机房安全性都设置只能读取硬盘;考试要求PC机时间不能有太大误差，重拷或更换硬件后，容易改变，必需每台核对;个别软件如PREMIERE软件，英语练习平台等要求授权码绑定终端硬件 ，管理员只能逐台激活。上述情况都会需要重新设置现有的系统环境，这使机房维护的工作变得频繁。

1.3 高能耗低利用率

目前机房的服务器经常分课程使用，每台服务器部署少量的普通网站，避免出现故障过多影响教学。个别机房只安装了语音广播系统，硬件的配置限制了多种软件的安装，导致使用频率极低，浪费了资源。同时普通台式计算机的功耗大，不符合低碳环保新形势。

面对以上这些缺陷，必需采用新技术打造易维护、高安全、低成本的新型计算机教室，才能提供更加优质，高效的实验教学环境。

二、云计算

NIST定义云计算可以实现随时随地、便捷地、按需地从可配置计算机资源共享池中获取所需的资源，资源能够快速供应和释放，使管理资源的工作量和云服务提供商的交互减小到最低限度。[1]云计算按最终服务交付的形态分成以下三种模式： [2]

1. IaaS基础设施即服务，云机房就是基于云技术体系结构开发的提供IaaS服务云计算系统，主要的部署工作在服务器端即云端，是将基础设施作为服务的解决方案，学生在机房实验室可以通过内部网络从终端的基础设施获得服务。

2. PaaS平台即服务，在高校机房实验室的学生终端软件平台通常包括操作系统、课程需要的程序软件的运行环境、学习资料数据库和万维网服务器，学生可以在此平台上部署和运行自己的应用。

3. SaaS 软件即服务，在高校机房实验室主要包括：教师的备课、授课系统如职教云;视频会议、网络课堂直播系统等。

桌面虚拟化可理解为将原有计算机操作系统的视觉呈现的桌面逻辑抽象化，由远程计算能力集中的服务群进行统一部署分配和管理后生成虚拟化桌面，使用者可通过任何设备，在任何连接网络的地方，任何时间访问虚拟化的桌面系统环境。 [3]远程桌面链接就是最早期的虚拟桌面。

三、云桌面实验室的优点

3.1管理效率提高

根据教学的需求，公共机房需要集中管理、按需选择不同的操作系统环境。桌面虚拟化技术避免了每次部署系统都将系统盘进行复制刻隆，管理人员可以通过统一的平台客户端部署机房资源，各个科目数据统一保存维护，各种业务应用不单独部署硬件服务器，根据需求设置配置初始镜像文件，让任何一个机房的学生都可以通过“瘦终端”连接到不同课程的基础镜像;所有教学和业务可以通过统一的管理界面进行资源需求申请，管理员审核后自动分配所需的硬件软件资源。云桌面机房也有效解决了软件之间的冲突，以我们的机房为例，PC机搭载了win Xp 和win 7双系统，云桌面机房解决了双系统中浏览器参数互相制约的情况，避免了大型考试前每台进行重新检查参数设置，管理员可以统一在服务器管理平台上部署虚拟机模板和应用程序软件;资源租约到期后，管理员收回相应的资源。

管理员还可以对所有数据进行相应的监控、安全防护、管理、备份、恢复;方便查询平台中资源消耗情况、各种应用的使用情况，进而对相关应用调整相应的硬件资源需求;对于紧急的教学需求，响应部署快，提高解决问题的效率。简易的瘦终端还能大大降低电脑使用过程中的硬件故障，避免传统计算机硬件故障、电脑病毒、黑客攻击、软硬件升级等诸多问题，减轻维护工作。云桌面技术还可以提供系统快照，系统出现问题后可以快速恢复，保障教学，优点突出。通过用瘦客户端在满足了教学的要求情况下，还明显减少能源的消耗。

3.2教学体验更适用和灵活

云桌面技术方便统计教学过程中的使用数量和使用情况，为制定个性化教学提供强有力的数据支撑。教师可以使用网络积累的学生行为数据，做好过程管理与精准辅导工作;云机房提升了教学个性的程度，排课再不会受到机房位置的约束，培训和教学效率大幅度提高。对于本校区特殊需求：机房需要融合计算机教室与语音教室的功能，可以根据课程表自动批量切换教学模板，迅速满足计算机、英语、各种专业医学课程考试等教学需求，易于可以完成多样的教学。

3.3后续扩容方便

近年来，计算机技术发展日新月异，新技术不断涌现，现在建设的机房要与将来的先进技术相结合，在保证旧设备的有效利用基础上，容易提升性能，保证所建机房能随时加入设备，相关软件能顺利升级和扩充，准确预测今后几年内的计算机技术和对网络的需要、保证网络设计永远具有先进性是十分困难的，因此，我们在作网络技术及实施方案时要充分考虑计算机网络的高性能、可扩充性，以便支持以后网络分阶段升级的需要。

四、新建云机房的预期目标

2017 年我校计算机课程改版，原有旧机房需要搭载双系统运行，对于已用9年的老舊机房困难重重，状况不断，严重影响了教学，急需建设一个能高效管理、适用于教学的新机房。机房原有面积为110 平方米， 预计部署两个服务器与交换机设备、70个学生终端与1个教师机。学校千兆学校校园网络已经改造完毕，外在条件是符合建设千兆局域网机房。

新建机房的过程中以机房开设的课程需求为出发点，以服务教学为导向，根据教学安排来开展课程镜像模板的制作，建立一个高可用性、高扩展性、高灵活度和管理简化的新型计算机实验教学机房，解决现有传统模式机房管理和教学中出现的问题。

我们将采用循序渐进的方式更换所有机房。前期已建的云机房使用经验是云桌面存在着启动风暴、性能不足等难题;当今时代的云计算、大数据、物联网等技术创新、网络的演进以及 5G 网络基础设施的完善和服务器性能的指数级增长，都使云桌面对性能的要求得到了充分的满足，前期遇到的难题都可以解决，实现了与传统终端无差异甚至高出一筹的应用体验。

五、结束语

本文立足于笔者所在学院对计算机机房改造需求，对医学类高职院校教学信息化环境的新变化和云桌面的教学模式进行了探索，并对云桌面在个性化教学和个性化学习中的作用和优点进行分析。

高职院校在实训机房建设及管理中利用云计算、虚拟化技术设计构建云桌面系统，在整合软硬件教学资源、降低维护工作量和能耗、提高实训设备的利用率、保障实训环境、数据安全等方面具有极大的优势，基于桌面云的实验室建设，将进一步改善公共机房的实验教学环境，制订个性化教学环境以提升实验教学质量，是适合我校公共机房需求的。

参  考  文  献

[1] Thomas Erl .云计算机概念、技术与架构[M]. 北京：机械工业出版社，2014： 15.

[2] Thomas Erl .云计算机概念、技术与架构[M]. 北京：机械工业出版社，2014： 35.

[3] 徐有浩.大型医疗机构统一资源池和医疗云桌面的研究与实现[D].上海：2015.