高校計算機實(shí)驗室設備再利用
高校計算機實(shí)驗室設備再利用
摘要：高校計算機實(shí)驗室的作用就是為學(xué)校教學(xué)服務(wù)，為創(chuàng )新人才的培養提供良好的實(shí)踐基地。
而今，許多高校計算機實(shí)驗室的計算機設備都面臨著(zhù)需要更新升級或淘汰。
如何降低教學(xué)成本，充分利用好低配置的計算機設備，更好地為學(xué)校教學(xué)服務(wù)，是計算機實(shí)驗室管理人員面臨需要思考的問(wèn)題。
針對這一問(wèn)題，提出解決問(wèn)題的方法和思路。
關(guān)鍵詞：計算機實(shí)驗室;設備利用;多操作系統;虛擬技術(shù)
如今許多高校計算機實(shí)驗室機房所用計算機設備都是多年前購置的，到現在已經(jīng)面臨被淘汰的趨勢。
不是計算機設備不能使用了，而是由于部分專(zhuān)業(yè)課應用軟件的不斷更新?lián)Q代，使一些現有的低配置計算機設備不能滿(mǎn)足某些專(zhuān)業(yè)課應用軟件的運行環(huán)境。
設備的更新又需要大量的教學(xué)經(jīng)費，無(wú)形中加大了教學(xué)成本。
許多高校由于教學(xué)經(jīng)費的短缺無(wú)法更新?lián)Q代新的計算機設備。
而低配置的計算機設備又無(wú)法保證新的專(zhuān)業(yè)課應用軟件的運行，使一些專(zhuān)業(yè)課教學(xué)受到限制。
如何充分利用好這些面臨被淘汰的低配置計算機設備，使其發(fā)揮更大的潛力，更好地為教學(xué)服務(wù)，提出以下幾點(diǎn)解決的辦法與思路。
1 精簡(jiǎn)優(yōu)化系統提高運行效率
對于低配置計算機設備，首先對計算機主板BIOS系統進(jìn)行優(yōu)化設置。
這能使配置計算機的使用效率具有一定程度的提高。
安裝操作系統時(shí)要考慮選擇精簡(jiǎn)版安裝。
完成后對它再次進(jìn)行必要的精簡(jiǎn)和優(yōu)化：去掉不常用的組件;減少占用資源和內存的程序、關(guān)閉系統還原和休眠;合理調整虛擬內存的大小和存放位置;關(guān)閉不必要的啟動(dòng)項;關(guān)閉結束不常用的服務(wù)和進(jìn)程;優(yōu)化修改系統注冊表;最后進(jìn)行磁盤(pán)碎片整理。
同時(shí)也可以使用第三方軟件對系統進(jìn)行優(yōu)化，從而提高低配置計算機的運行效率。
其次也要考慮教學(xué)軟件的安裝。
對于低配置計算機設備，在安裝應用軟件時(shí)要盡可能選擇自定義安裝。
通過(guò)自定義安裝可以把教學(xué)中用不到的組件或功能去掉，減少磁盤(pán)占用空間，減少系統加載項，從而提高操作系統性能。
2 利用磁盤(pán)多分區操作系統
現在多數高校的專(zhuān)業(yè)課，尤其是理工學(xué)校的專(zhuān)業(yè)課所用專(zhuān)業(yè)應用軟件都非常大，而多年前購置的計算機配置都很低，無(wú)法滿(mǎn)足現有教學(xué)的需要。
當把所有專(zhuān)業(yè)課應用軟件都安裝到計算機單一的操作系統里時(shí)，啟動(dòng)加載的項目也就相對較多，注冊表龐大，啟動(dòng)時(shí)計算機的運行速度就會(huì )很慢，有時(shí)打開(kāi)一個(gè)專(zhuān)業(yè)應用軟件甚至需要幾分鐘時(shí)間。
如果采用把基礎課應用軟件和不同專(zhuān)業(yè)課應用軟件各自分配到不同引導分區的操作系統中，這樣就可降低單一的操作系統內運行多個(gè)大型專(zhuān)業(yè)應用軟件的負擔，也可避免個(gè)別專(zhuān)業(yè)應用軟件相互沖突，同時(shí)也能滿(mǎn)足不同專(zhuān)業(yè)課的需求。
如：第一分區安裝基礎課運用軟件;第二分區安裝多媒體、3D動(dòng)畫(huà)軟件;第三分區安裝圖形、圖像處理軟件;第四分區安裝制造工程師、CAM軟件;第五分區安裝CAD、SOLIWORKS軟件等等。
這樣就能使不同的專(zhuān)業(yè)課所安裝的應用軟件得到合理分擔在不同的分區，相對也就減輕了操作系統的負擔，使較低配置的計算機系統也能運行較大的專(zhuān)業(yè)課應用軟件。
采用這樣的方法也有它的缺陷。
例如：個(gè)別的專(zhuān)業(yè)課需要同時(shí)用到多個(gè)應用軟件時(shí)，需要來(lái)回啟動(dòng)計算機進(jìn)入相應的分區，這就給學(xué)習者帶來(lái)一定的麻煩。
但我們只要事先和各學(xué)院專(zhuān)業(yè)課教師進(jìn)行必要的溝通，在安裝專(zhuān)業(yè)課軟件時(shí)做出適當調整，就能避免此類(lèi)現象的發(fā)生。
3 利用虛擬操作系統
虛擬技術(shù)是一種調配計算機資源的方法，它能更有效、更靈活的提供和利用計算機資源，有效降低設備成本。
采用虛擬系統可以生成現有操作系統的全新虛擬鏡像，它具有和真實(shí)操作系統完全一樣的功能。
進(jìn)入虛擬系統后，所有操作都是在這個(gè)全新的獨立的虛擬系統里面進(jìn)行，可以獨立安裝、運行軟件、保存數據，擁有自己的獨立桌面，不會(huì )對真正的原系統產(chǎn)生任何影響。
各個(gè)虛擬操作系統之間互換也不需要重新啟動(dòng)計算機設備。
利用虛擬操作系統的方法是：在新安裝的純凈操作系統中，首先創(chuàng )建多個(gè)虛擬系統，再分別安裝不同的專(zhuān)業(yè)課應用軟件，使各個(gè)不同專(zhuān)業(yè)課的應用軟件分擔在不同的虛擬操作系統中。
采用這種方法也可避免多分區來(lái)回啟動(dòng)計算機的繁瑣。
4 利用操作系統的多用戶(hù)功能
在學(xué)校專(zhuān)業(yè)課不是很多的情況下，也可利用操作系統自帶的多用戶(hù)功能。
首先安裝一個(gè)精簡(jiǎn)版的操作系統，在該操作系統的基礎上，按不同的專(zhuān)業(yè)課創(chuàng )建多個(gè)新用戶(hù)，并為這些新用戶(hù)更名為不同的專(zhuān)業(yè)用戶(hù)。
進(jìn)入相應的“專(zhuān)業(yè)用戶(hù)”界面后，分別安裝相應的專(zhuān)業(yè)課應用軟件，這樣也能使較低配置的計算機設備運行較大的專(zhuān)業(yè)應用軟件。
5 利用服務(wù)器特有功能
在計算機實(shí)驗室內，配置幾臺性能比較優(yōu)越的服務(wù)器。
首先需要把服務(wù)器配置成應用服務(wù)器模式，安裝必要的終端服務(wù)組件，設置好終端服務(wù)許可及遠程桌面協(xié)議。
參照微軟公司提供的“終端服務(wù)器應用程序的集成信息[1]”幫助信息，在各服務(wù)器中采用全局用戶(hù)模式安裝和配置不同專(zhuān)業(yè)課應用軟件的應用程序集成。
設置好相應的IP地址、網(wǎng)絡(luò )協(xié)議和用戶(hù)權限。
在學(xué)生機上進(jìn)入不同分區或不同的虛擬操作系統后，按不同的專(zhuān)業(yè)課設置IP地址和網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，使進(jìn)入該專(zhuān)業(yè)課操作系統的IP地址和相應的服務(wù)器IP地址處于同一網(wǎng)段。
在學(xué)生機上配置好遠程桌面協(xié)議應用客戶(hù)端。
利用服務(wù)器終端服務(wù)功能來(lái)連接服務(wù)器，調用專(zhuān)業(yè)課應用軟件。
6 利用Citrix遠程可視化系統[2，3]
Citrix遠程可視化系統是應用非常廣泛的一種應用虛擬化技術(shù)，其Server Based Computing(SBC)計算模式同時(shí)具備C/S模式和B/S模式的優(yōu)點(diǎn)。
通過(guò)它能夠更為高效、低成本地提交、運行和管理應用。
Citrix使用一個(gè)多用戶(hù)操作系統和一種將應用程序的界面顯示在客戶(hù)端設備的方案，從而實(shí)現應用系統的運行和管理[4]。
通過(guò)獨立計算結構ICA[2]，可將應用程序的邏輯運算與用戶(hù)界面分離，應用程序完全在服務(wù)器端運行。
網(wǎng)絡(luò )中傳輸的數據只包含用戶(hù)端的鍵盤(pán)和鼠標信息以及服務(wù)器端的界面變化。
由于采用獨有的MultiWin技術(shù)，能讓多個(gè)用戶(hù)同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)在一個(gè)服務(wù)器上的應用程序。
只需利用CitrixMetaFrame平臺軟件設置應用服務(wù)器，將各種應用程序集中安裝并進(jìn)行發(fā)布，客戶(hù)端通過(guò)安裝簡(jiǎn)單的ICA軟件，保持與服務(wù)器的通訊，使得客戶(hù)所需的應用程序完全在服務(wù)器上執行，通過(guò)局域網(wǎng)連接就能高效地訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器上的程序和數據并在客戶(hù)端本地得到結果[5]。
有條件的學(xué)校，可以考慮使用瘦客戶(hù)端作為用戶(hù)終端。
這樣也有利于系統資源集中整合和管理。
7 利用虛擬化技術(shù)的云計算平臺
在計算機實(shí)驗室內部，利用虛擬化技術(shù)的云計算平臺管理軟件，搭建小型的私有云計算平臺。
將計算機實(shí)驗室所有服務(wù)器整合在一起。
利用虛擬化技術(shù)可以減少服務(wù)器數量的增加，簡(jiǎn)化服務(wù)器的管理，同時(shí)能明顯提高服務(wù)器利用率、網(wǎng)絡(luò )靈活性和可靠性。
可將多種應用整合到服務(wù)器上。
在一臺服務(wù)器上運行多個(gè)應用能夠提高服務(wù)器效率，并減少需要管理和維護的服務(wù)器數量。
當工作負載提高時(shí)，可以迅速創(chuàng )建更多虛擬機，從而無(wú)需增加物理服務(wù)器即可靈活地響應不斷變化的需求。
并且能把統一的硬件資源抽象出來(lái)，這些硬件資源包括CPU資源池、MEMORY資源池、NETWORK資源池和STORAGE資源池。
根據需要，任意云都可以在統一的資源池中獲取硬件資源并運行[6]。
通過(guò)虛擬化技術(shù)的私有云計算平臺，在保證云計算平臺高可靠性和高可用性的前提下，通過(guò)利用服務(wù)器硬件資源，使低配置的計算機設備也能運行所需要的專(zhuān)業(yè)應用軟件。
從而達到降低教學(xué)成本的作用，使其能更好地服務(wù)于教學(xué)。
8 利用軟件系統打造云桌面
在計算機實(shí)驗室里，也可利用軟件環(huán)境管理系統打造虛擬云桌面。
它的原理是：利用軟件環(huán)境管理系統把所有的應用軟件按需要安裝到不同的云桌面中，為用戶(hù)端建立針對性的軟件環(huán)境，根據用戶(hù)需要再把不同的云桌面發(fā)送到用戶(hù)端供用戶(hù)使用。
這樣就能讓不同專(zhuān)業(yè)課的學(xué)生得到不同的云桌面。
一個(gè)云桌面可以同時(shí)應用在硬件配置完全不同的一批電腦上，并且一個(gè)用戶(hù)端也可以同時(shí)使用多個(gè)云桌面。
由于所有的運算都在本地進(jìn)行，從而避免了桌面虛擬化方案中，運算在服務(wù)端完成所造成的服務(wù)器壓力和巨大的服務(wù)器投資。
同時(shí)也降低了用戶(hù)端硬件配置要求，使低配置計算機設備也能得到充分利用。
9 結束語(yǔ)
雖然通過(guò)一些簡(jiǎn)單的方法能暫時(shí)解決計算機設備配置較低的問(wèn)題。
但隨著(zhù)教學(xué)需求的不斷擴大，專(zhuān)業(yè)課的不斷增加和專(zhuān)業(yè)軟件的不斷更新，一些低配置的計算機設備最終還是要被淘汰。
只有把虛擬化技術(shù)的云計算引入計算機實(shí)驗室加以利用，才是未來(lái)計算機實(shí)驗室發(fā)展的趨勢。
因為只有虛擬化技術(shù)云計算的計算機實(shí)驗室才能真正起到降低教學(xué)成本的目地。
它的成本和同等規模的現有計算機實(shí)驗室相比不到一半，而且它的使用周期也相對較長(cháng)。
真正要把虛擬化技術(shù)的云計算應用到計算機實(shí)驗室，還需要學(xué)校的支持和計算機實(shí)驗室管理人員的不斷實(shí)踐和探索。
參考文獻：
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[6] 李剛建.基于虛擬化技術(shù)的云計算平臺架構研究[J].吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報，2011(2)：79-81.
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