云计算技术在职业院校计算机类实训室建设管理中的应用

2022-08-31王耀民

电脑知识与技术 2022年19期

摘要：教育信息化使得计算机类实训室在职业院校中担负着培养学生实践和创新能力的重要使命。传统模式的实训机房重复建设问題突出，资源共享性不够，建设成本、运维成本比较高。采用云计算技术，在数据中心统一创建虚拟桌面，用户通过终端接入网络，向“云”提出需求，运用互联网为“用户端”提供服务，这种模式对终端设备的要求低，可以同时满足线上线下的教学环境，具有建设成本低、建设周期短、维护成本低、使用安全可靠等特点，是职业院校计算机类实训室建设的新模式。

关键词：云计算;实训室;桌面云;数据中心

中图分类号：G712 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）19-0122-02

1 前言

实训是职业院校教学过程中不可或缺的重要环节，实训教学担负着培养学生实践和创新能力的重要使命。随着教育信息化技术的发展，各专业都在如火如荼地建设具有自我特色的信息化教学资源，这就使得信息化教学及实训过程需要大量的计算机机房类的实训室;在职业院校中，计算机机房类实训室不仅承担着专业的实验教学任务，还需要承担着面向全校学生开设的公共课实验教学及公共计算机课程的教学实训任务，同时，在优先保障本校实验教学正常开展的前提下，还需要积极为地方行业培训、考试等提供社会化服务[1]。

2 传统机房类实训室现存的问题

职业院校计算机类实训室建设模式基本上还是使用传统的建设模式，各院系、专业按照自己的需求建设独有的计算机类实训室。当新的建设任务下达，就要从新的设计方案开始，然后进行校内论证，最后进行实训室的软、硬件招标采购等过程[2]。完成采购后，中标方按照建设方案的要求进行软硬件的安装、调试、测试及运行，整个建设周期会很长，而且新建的实训室具有独立、专用且优先共享的特点，导致全校各院系、专业建设了很多独立自主的计算机机房，各自配备相应的运维人员进行管理，使得全校整体的建设成本、运维成本都比较高。

（1）传统计算机架构普遍存在的问题。在实训中，计算机物理硬件或是应用软件的损坏、系统文件遭到破坏导致的系统无法恢复、学生携带的移动存储设备插入计算机后造成感染病毒死机等现象时有发生，不仅会造成学生本人此次实训课程的中断，而且也会给实训室管理员的维护工作带来压力。为了让学生在进行实训时可以及时保存资料和作品，工作人员会将一些磁盘内的保护解除，这便给了病毒入侵的机会，从而导致计算机系统遭到破坏，不仅会影响教学工作的开展，还会造成数据信息丢失等情况[3]。

（2）传统机房在实训过程中存在的问题。在做分组实训时，由于首组完成的结果仍保存在本地计算机磁盘上，导致实验环境无法迅速恢复到原始的实训环境，造成其他组的同学无法获得良好的实训环境，即使恢复到原实训环境也需要一定的时间，严重降低了实训教学效率。

（3）传统机房的运维管理存在的问题。随着计算机的不断增加，相应的维修和检测工作也加重了实训室管理人员的负担，而且随着计算机的不断升级，实验室只有不断地采购更高配置的计算机才能适应实验教学环境的需求，但计算机更新速度之快，使得采购计算机的周期变得频繁，成本太高。并且每次对软件进行升级，都需要工作人员把计算机上的保护卡打开，然后借助网络进行拷贝，并在拷贝完成后对计算机终端进行修改，加剧了工作人员的工作量[4]。

（4）传统机房在特殊时期闲置的问题。职业院校由于其教学活动的特殊性，学生不仅仅需要学习专业理论知识，每学期还有相当一部分的实训课程需要完成，特别是计算机基础课程以及计算机类专业课程，他们的实训环境需要依托于计算机来完成，但是传统的机房无法满足线上使用的条件，导致在疫情紧张期间的实训课程无法正常开展，造成校内传统机房内大批量计算机资源闲置。

（5）使用频率失衡、资源浪费严重。机房建设并不是一蹴而就的，所以学校机房当中会拥有各种型号、品牌以及配置的计算机，这就导致了学校在安排实训课时，需要根据各机房的实际情况进行分配，从而造成一些配置相对较差，机器较老的机房使用次数降低，甚至还会出现闲置的情况，造成了资源浪费。而一些配置相对较高的机房使用次数提高，甚至有些机房还会出现超负荷运转的情况，增加了机房维护成本[5]。

3 基于云计算的计算机类实训室的特点

3.1 云计算机类实训室工作原理

在典型的云计算模式中，用户将终端接入网络，向“云端”提出需求;“云端”接收请求后组织资源，通过网络为“用户端”提供服务。这种模式使得终端的功能变得简单化，将许多复杂的处理和计算过程转移到 “云端”上去完成。用户终端使用的应用不需要在自己的电脑、手机、PAD等设备上运行，而是通过互联网运行在大规模集群服务器中;用户处理产生的数据也不用存放在本地，而是通过互联网保存在数据中心的存储里。信息中心的技术人员保障数据中心内服务器正常运转的管理与维护工作，为用户提供云计算服务，保证用户能够使用到强大的计算力和充足的存储空间。在任何时间和地点，只要用户连接上互联网，就能够享受云服务，实现随时随地，随需随用。

3.2 云计算机类实训室的优势

（1）降低学校维护老旧计算机的成本。通常情况下，学校都会有一些实训室的计算机因采购时间比较早，配置相对较低，并且安装的操作系统版本也比较低，日常教学中虽能正常运行，但已无法满足现阶段教学实训应用软件安装所需的配置要求，为了不影响正常教学，学校不得不购买和更新计算机设备[6]。如果运用云服务，只要将旧的终端计算机连接校园网（或互联网），原先学生机所需承担的因开启教学实训应用软件产生的计算压力将转移到云服务平台，且相关的设备维护工作由提供云服务的信息中心负责，因此节省了设备投入资金及二级院部的运维人力。

（2）减少学校新建计算机类实训室的费用。如果某个院系、专业需要建设新的计算机类机房，硬件方面只需采购师生够用的TC和一台交换机（48口）即可，采购成本和建设时间大大降低。教学软件、工具等安装到云数据中心的服务器上，并创建足够数量（机房工位数）的虚拟机（VM），然后下发到师生TC终端即可。TC不会通过师生感染计算机病毒，机房运维非常简单，只要云数据中心运行稳定，所有基于云数据中心的机房开机即可使用，不论机房在哪个院系部[7]。

（3）提高计算机类实训室的网络安全，提供充足的数据存储空间。在计算机类实训室的实践教学活动过程中，所使用的教师端和学生端计算机存在大量的实验数据，在使用U盘转移数据的过程中，这些计算机终端容易感染病毒，从而造成实验数据的损坏。如果使用云服务，云计算平台会为用户提供充足的、安全的存储空间，实训所产生的实验数据可以上传至云存储，这种方式既保障了数据的安全性，又可以为用户提供充足的存储空间。

（4）借助云计算技术，可以在学校内部建立一个服务平台，并将学校各部门的资源信息上传到服务平台当中，通过这种方式不仅可以加强各部门之间的沟通交流，还可以实现资源共享，最大程度上缓解资源不足的问题，满足学生在实训过程中对资源的需求，可以实现在线共享机制，让学生在进行实训时能够多人共同完成写作，从而真正实现信息资源共享这一目标。

4 云计算在计算机类实训室的应用

4.1 云计算在计算机类实训室中的应用架构

（1）云终端接入层。云终端可以为用户提供专业的计算机网络接口。在职业院校的计算机实验室建设中，大部分职业院校由于经费紧张，传统的老旧计算机实训室更新换代的速度较慢，通过云系统的运用可以在原有的旧计算机中安装，并且对安装云系统的计算机没有特殊的硬性要求。采用云端还有另外一个优势，就是任课教师终端计算机在总控云终端可以获得丰富的教学资源和教学软件，学生也能够在云终端上获取丰富的信息资源，从而在很大程度上节省了本地存储资源。此外，在云终端上可以部署丰富的实用性软件，通过对云终端接入层的运用，能够更好地打破本地计算机性能受限于应用软件的禁锢。

（2）云桌面管理软件层。云桌面管理软件，是指通过云管理系统对虚拟桌面进行管理，从而实现不同的用户可以选择不一样的系统桌面，根据实际使用场景，对用户的需求进行合理有效地整合。云桌面管理软件层运用的前提是要完成云终端对系统的身份进行认证，身份认证通过后才可以获得云桌面管理软件层的内容，从而能够进行下一步操作。通过虚拟的桌面软件管理，能够实现教师端和学生端的集中管理与维护，可以把不同型号和不同类型的计算机，甚至教师和学生自己的计算机进行统一使用，从而提高了各类计算机的使用效率。通过服务器端对云桌面软件管理的科学运用，可以有效解决目前职业院校计算机类实训室管理运维中经常遇到的诸多问题，例如，某职业院校在购买正版软件后，需要传统的计算机类实训室进行软件的批量激活，在采用云桌面软件管理后，维护人员只要在后台对预先设置的软件进行激活和版本升级，不再需要使用传统的模式对计算机进行网络同传，从而实现职业院校教师教学、学生实训与实训室管理的科学高效地连接。

（3）云资源管理层。云资源管理层是对网络云端资源的管理，云资源管理的优势是其能够将网络中的信息资源进行虚拟化，就是将网络中的物理资源通过云计算技术合理有效地转化为逻辑资源，将物理资源转化为逻辑资源，一方面规避了物理资源的复杂性，另一方面有效降低了管理成本的投入，从而提升了信息资源的利用效率，能够对网络资源进行有效的计算，进而实现信息的集中化管理。

（4）云基础设施硬件层。云基础设施硬件层是指将计算机的资源设施、网络交换设施和数据存储设施，通过网络进行合理有效的连接。

4.2 基于云数据中心的计算机类实训室的具体应用

在数据中心建设一套基于云计算平台的ICT（信息技术与通信技术）基础设施，根据各专业对计算机类实训室建设的需求，创建足够的虚拟机服务器和虚拟机客户端，而各个院系部计算机类机房不再需要购买学生用计算机，只需利用原机房计算机或采购瘦客户机（TC，ThinClient）和交换机硬件即可，而TC的价格不到普通计算机价格的三分之一，安装快捷，TC上不需要安装操作系统和任何教学软件，可以通过个人电脑、智能手机、平板电脑等智能移动设备在任何地方可以登录到桌面云，形成基于虚拟化技术的桌面云平台，教学软件、业务软件和数据存放在云数据中心虚拟服务器上，师生只需通过终端设备接入云平台就可以实现如同传统计算机一样的操作界面，大大克服了传统实训室架构的一系列问题。

5 云计算在实际应用中面临的问题

5.1 数据隐私问题

职业学院在应用云计算技术时，需要把数据信息上传到云服务平台，然后由第三方人员对数据信息进行维护与管理工作，使得数据信息很容易便会暴露。而且结合云计算架构特点不难发现，职业学院在将数据信息上传到云服务平台后，所有数据信息都会以明文的方式进行存储，并根据数据信息的内容储存到不同的区域，但需要注意的是，第三方在对数据信息进行存储时，是采用共享的方式进行存储，没有设计单独的存储空间，使得数据信息的私密性较低，很容易出现数据信息外泄的情况。虽然第三方服务平台设立了相应的防护措施，能夠有效阻挡一些网络攻击，保护数据信息安全，但是由于云计算机构特点，使得数据信息依然存在泄露的风险。

5.2 云服务提供商的存续问题

现阶段，能够提供云服务的企业众多，并且各企业的规模与技术保障水平也存在明显的差异，很多云服务企业很有可能存在经营不善的情况，随时面临倒闭的风险，使得用户的存储信息存在很大问题。当云服务提供商倒闭后，如果对于用户在云服务平台存储的数据信息没有一个科学、合理的处理方法，很容易造成数据信息丢失。

6 结束语

伴随着信息化的发展和信息技术水平的不断提高，职业院校的计算机类实训室的建设面临着新的挑战和变革，这种基于云计算技术的计算机类机房建设模式具有建设成本低、建设周期短、维护成本低、使用安全可靠等特点，是职业院校计算机类实训室建设的新模式和新技术。

参考文献：

[1] 赵良涛.基于桌面云的计算机实验室建设与管理研究——以菏泽学院为例[J].计算机产品与流通，2020（3）：210.

[2] 景宝华.云计算技术在职业学校机房建设与管理中的思考[J].电脑知识与技术，2015，11（6）：24-25

[3] 王耀民.基于云计算技术的计算机类实训室建设方案研究[J].青岛职业技术学院学报，2021，34（5）：24-27.

[4] 王福平.云计算环境下高职院校计算机实验实训室建设研究[J].信息与电脑（理论版），2020，32（9）：243-245.

[5] 陈磊，魏林.云桌面技术在高校计算机实训室建设和管理中的优势及应用前景分析[J].电脑知识与技术，2019，15（34）：158-159.

[6] 张劲勇.高职院校云计算实训室建设的分析与实现[J].卫星电视与宽带多媒体，2019（20）：67-68.

[7] 兰道炬.云计算环境下高职院校计算机实验实训室建设研究[J].智库时代，2019（24）：154-155.