摘 要：本文分析了高校計算機實驗室的現狀及存在的問題，介紹了云計算的概念及特征，利用云計算技術來建設計算機實驗室具有傳統實驗室無可比擬的優(yōu)勢，為有效解決傳統實驗室的諸多問題給出了基于云計算的高校計算機實驗室建設架構。

關鍵詞：云計算；高校；實驗室建設

中圖分類號：TP308

計算機實驗室是開展計算機教學的重要場所，只有落實好計算機實驗室的建設，才能更好地幫助學生盡快掌握計算機基本知識和技能。因此，計算機實驗室建設和管理成為高校相關職能部門的一個重要任務[1]。然而，許多高校在計算機實驗室建設方面卻存在諸多問題，阻礙了實驗室建設的步伐。

（1）硬件設備使用周期短，故障頻發(fā)。設備頻繁使用，教學軟件不斷升級，造成設備折舊快，運行不穩(wěn)定，這就迫使學校3-5年就需要進行硬件的升級甚至整個實驗室設備的更換，加大了人力和資金的投入。（2）信息安全存在隱患。高校計算機實驗室屬共用，各種U盤等外接設備在不同機器上的使用增加了病毒的交叉感染，使機器不能正常使用甚至破壞師生的實驗數據。這不但增加了實驗室管理人員的工作量，而且影響了正常的教學秩序[2]。（3）設備利用率低，資源共享性差。計算機實驗室通常只安裝相關的專業(yè)軟件，僅能完成有限課程的實驗教學，設備利用率低；很多實驗資源受時間、地點的限制只能在實驗室使用，共享性差。（4）管理維護困難，效果差。計算機實驗室中，計算機硬件的壽命、軟件的更新導致管理員不斷地進行硬件的維護和軟件的升級、重新安裝工作；培訓、考試等隨時需要安裝不同的軟件，也給管理員增加了重復的勞動；學期中期，實驗室空閑少，管理員很難進行集中管理和維護，倉促的維護造成了管理維護效果差。因此，計算機實驗室的建設、管理工作需要不斷優(yōu)化。

1 云計算的概念與特征

云計算目前受到了很高的關注度，并且已經吸引了很多的人和企業(yè)進駐該領域。

1.1 云計算的概念。云計算（Cloud Computing）是基于互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯網來提供動態(tài)易擴展且經常是虛擬化的資源，是一種按使用量付費的模式。云計算的最終目的，是使用戶可以隨時隨地通過網絡獲取服務，使用戶能像使用水、電一樣使用計算資源。

1.2 云計算的特征。（1）云計算的首要特征是大規(guī)模的網絡化。云計算采用大規(guī)模、分布式的計算模式來實現規(guī)模經濟；（2）云計算采用虛擬化技術提供資源的統一使用。云計算采用的虛擬池，方便用戶得到所需的各性能的虛擬化設備而無需了解具體的細節(jié)；通過虛擬化技術，享受不同層次的云服務；（3）云計算具有高度的可靠性。用戶不必管理硬件資源、軟件資源，可以大大降低病毒侵害，確保信息的安全；（4）云計算可以實現動態(tài)的擴展?！霸啤钡囊?guī)?？梢詣討B(tài)伸縮，以滿足應用和用戶規(guī)模增長的需要；（5）云計算可以按需服務。“云”是一個大的資源池，用戶可以按需購買使用；云可以像使用水、電、煤氣一樣計費。

2 云計算對高校計算機實驗室建設的影響

采用云計算技術來建設計算機實驗室具有傳統實驗室無可比擬的優(yōu)勢：

2.1 更少的投資，實現了更高的性價比。目前高校計算機實驗室建設的成本主要來源于軟硬件的購置、設備的更新等。

2.2 更少的維護，降低了維護管理成本。云客戶端電腦使用瘦客戶機，只提供基本的輸入輸出功能，易于維護。管理員的工作重點只需放在服務器上即可。

2.3 更強的數據安全性。云計算數據存儲在數據中心，并且有完善的數據備份和統一的管理，用戶只需憑借密碼方便的存取自己的數據，無需擔心因存儲設備損壞或病毒入侵而丟失數據。

2.4 更高的利用率和更好的實現了資源的共享。傳統的計算機實驗室由于有開放時間等的限制，使用者不能隨時使用資源。而云計算實驗室全部資源放在客戶端，并且不受時間地點的限制，隨時可以登錄使用，提高了實驗室利用率，實現了資源最大程度的共享。

3 基于云計算的高校計算機實驗室架構

3.1 云計算的服務模式。服務是云計算的一個重要特征，可提供三個層次的服務模式：（1）SaaS模式：軟件即服務模式，位于云架構的上層。SaaS模式是簡單的部署，不需要購買任何硬件，剛開始只需從軟件服務供應商那里進行簡單注冊，獲取賬號密碼。SaaS模式使用戶是一個完全獨立的系統，如果連接到網絡，就可以訪問系統。（2）PaaS模式：平臺即服務模式，位于云架構的中間層。PaaS運營商所提供的服務，不僅僅是基礎平臺，還包括該平臺的技術支持服務。在這種模式下，用戶擁有部分掌控權，可以使用主機操作應用程序。（3）IaaS模式：基礎設施即服務模式，位于云架構的下層。IaaS提供給用戶的服務是對所有設施的利用，包括操作系統、已部署的應用程序等，但不包括云計算基礎設施。以上三個層次的服務模式在不同程度上滿足了高校計算機實驗室建設的需求。

3.2 虛擬資源層。虛擬資源池是云計算的核心。虛擬化技術能夠把物理資源的復雜性屏蔽掉，把簡單的邏輯資源呈現在客戶端。該層的物理資源包括PC機、服務器、交換機等，也包括存儲設備和通訊線路等，可以是一個學校的設備，也可以是幾個學校共享的設備，或者從云提供商那里租用的設備。這些設備通過網絡連接實現資源的共享。這些物理資源通過虛擬化技術構成了多個虛擬資源池，這些資源池構成了云計算的基礎設施。

3.3 云管理層。云管理層的任務包括云數據管理、云安全管理、云資源管理、云用戶管理。資源管理平臺建立中間件主要對各種資源進行整合管理，包括增刪改等，對眾多的資源進行負載平衡化和調度，為上層應用提供安全保證。云數據管理主要對用戶及云平臺上的數據進行保管和維護，保證用戶數據的安全性。在安全管理方面，包括網絡的安全管理、數據的安全管理及用戶訪問身份確認、權限控制等。

3.4 云客戶端。云客戶端給用戶提供統一的接口規(guī)范，比如我們所用的各種網絡瀏覽器。借助云客戶端用戶可以對所需資源進行自由、快捷的訪問。任何一位用戶都可以對自己的SaaS平臺進行個性化設計而不影響其他用戶。云客戶端安裝在實驗室的終端上，可以使用配置不高的瘦客戶機，這樣學校不需要投入大量的資金而又獲得了海量的資源訪問。

4 結束語

云計算模式的出現，給高校計算機實驗室的建設帶來了機遇和挑戰(zhàn)。隨著科技發(fā)展的日新月異和云計算的日漸成熟，云計算在高校計算機實驗室建設中的應用會越來越普及，資源會得到更加合理的配置，更能適應培養(yǎng)社會急需的高素質、技術技能型人才的需求。

參考文獻：

[1]謝海燕，陳積常，周秀梅.高校計算機機房建設與管理研究[J].教育前沿，2008（07）：66-67.

[2]李榮.利用云計算技術構建高職院校計算機實驗室[J].電腦知識與技術，2013（23）.

作者單位：臨沂職業(yè)學院，山東臨沂 276017