羅 蘭， 姜廣宇

(浙江農(nóng)林大學(xué) 信息工程學(xué)院， 浙江 杭州 311300)

基于設(shè)備利用率的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理方法研究

羅 蘭， 姜廣宇

(浙江農(nóng)林大學(xué) 信息工程學(xué)院， 浙江 杭州 311300)

通過監(jiān)測計(jì)算機(jī)在某段時(shí)間內(nèi)的使用時(shí)間，分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，可得到計(jì)算機(jī)在監(jiān)測時(shí)間內(nèi)的實(shí)際利用時(shí)間、使用強(qiáng)度、實(shí)驗(yàn)室利用率、學(xué)生空間分布特點(diǎn)以及學(xué)生遲到次數(shù)和教師加班、值班情況等，為計(jì)算機(jī)維護(hù)、更新、教學(xué)安排、教學(xué)監(jiān)督和實(shí)驗(yàn)員考核等提供有效而可靠的數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)室管理； 計(jì)算機(jī)監(jiān)測； 設(shè)備利用率

隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的工作可靠度越來越高，在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理中存在輕計(jì)算機(jī)管理而重軟件管理的趨勢，對(duì)計(jì)算機(jī)的衛(wèi)生、安全、節(jié)能等一般性維護(hù)仍是管理的主要內(nèi)容[1]。這種管理雖然能夠有效地保障實(shí)驗(yàn)室工作的正常開展，但不能為計(jì)算機(jī)的更新、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備安置和教學(xué)監(jiān)督與考核等提供足夠和有效的信息[2]，本文通過監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室中計(jì)算機(jī)的實(shí)際使用時(shí)間，為管理者提供更多的決策信息來源。

1 數(shù)據(jù)采集的拓?fù)湓O(shè)計(jì)

在對(duì)實(shí)驗(yàn)室里的計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)測管理過程中[3]，最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是將計(jì)算機(jī)的使用時(shí)間記錄并保存下來，供分析使用。這本是一件比較簡單的事情，因?yàn)閃indows系統(tǒng)會(huì)在注冊(cè)表中記錄關(guān)機(jī)時(shí)間，只需讀取注冊(cè)表中的數(shù)據(jù)就行，但對(duì)于實(shí)驗(yàn)室中的計(jì)算機(jī)，為了管理方便一般均安裝了數(shù)據(jù)還原卡，注冊(cè)表的數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)都是上次管理員的維護(hù)時(shí)間，即使通過其他方法得到關(guān)機(jī)數(shù)據(jù)，在本機(jī)保存監(jiān)測也是不太可能的事，一是數(shù)據(jù)容易被還原卡數(shù)據(jù)覆蓋[4]，二是容易被使用計(jì)算機(jī)的學(xué)生修改或刪除。

基于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的客觀條件限制，本文設(shè)計(jì)了通過網(wǎng)絡(luò)來上傳和下載數(shù)據(jù)的方法，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和保存[5]。采用圖1所示結(jié)構(gòu)關(guān)系來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的監(jiān)測數(shù)據(jù)采集。

圖1 計(jì)算機(jī)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集拓?fù)鋱D

2 數(shù)據(jù)采集的過程與處理

根據(jù)模塊要求，在程序設(shè)計(jì)上需要完成程序語言選擇、數(shù)據(jù)格式保存和主程序的結(jié)構(gòu)安排等內(nèi)容。采集程序是在計(jì)算機(jī)后臺(tái)運(yùn)行，因此對(duì)程序界面的設(shè)計(jì)幾乎沒有要求，本文選擇了交互性好、編程容易的VB語言，以兼容性好的文本文件作為文件保存類型。

主程序要完成2個(gè)任務(wù)：一是在記錄新的數(shù)據(jù)前，從服務(wù)器下載已有的記錄文件，寫入當(dāng)前開機(jī)時(shí)間；二是當(dāng)計(jì)算機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)，記錄關(guān)機(jī)時(shí)間或是本次開機(jī)后的總運(yùn)行時(shí)間，然后上傳到服務(wù)器。流程如圖2所示。因此，程序設(shè)計(jì)就包括選用合適的API函數(shù)來實(shí)現(xiàn)FTP文件操作、對(duì)文件存在狀態(tài)的判斷和記錄數(shù)據(jù)。

圖2 數(shù)據(jù)采集流程圖

數(shù)據(jù)處理分為2部分：一是將文本文件轉(zhuǎn)換為更容易處理的Excel文件類型；二是利用Excel表處理數(shù)據(jù)的能力，將監(jiān)測的計(jì)算機(jī)使用時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行量化處理。選擇VB編程程序語言的另一個(gè)方便之處是可以根據(jù)信息需求，用VB語言在Excel中編寫宏代碼來提取不同的數(shù)據(jù)結(jié)果。

3 設(shè)備利用率的數(shù)據(jù)分析

3.1 計(jì)算機(jī)實(shí)際利用率

現(xiàn)在諸多高?？己擞?jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的利用率都是使用開放時(shí)間這一指標(biāo)，這里存在3個(gè)問題：一是開放時(shí)間內(nèi)，計(jì)算機(jī)有沒有被使用；二是如果被使用，是不是全部使用了；三是如果沒有全部使用，是哪些位置的計(jì)算機(jī)使用得更多。因?yàn)橛?jì)算機(jī)在實(shí)際使用中存在明顯的差異，如圖3所示。

圖3給出了實(shí)驗(yàn)室一在監(jiān)測時(shí)間內(nèi)，各臺(tái)計(jì)算機(jī)的累計(jì)使用分鐘數(shù)，最低使用時(shí)間與最高使用時(shí)間相差3 079 min，占最大使用時(shí)長的93.9%，平均使用時(shí)長1 741 min，使用時(shí)間在平均值以下的計(jì)算機(jī)占總數(shù)的47.8%，說明計(jì)算機(jī)的實(shí)際利用率[6]并不理想，樣本方差766 min，也反映了各臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的使用差異比較明顯。這種差異在實(shí)驗(yàn)室二中表現(xiàn)更加明顯，如圖4所示。

圖3 實(shí)驗(yàn)室一的計(jì)算機(jī)實(shí)際使用時(shí)長

圖4 實(shí)驗(yàn)室二的計(jì)算機(jī)實(shí)際使用時(shí)長

本次監(jiān)測時(shí)間為27個(gè)實(shí)驗(yàn)室開放工作日，如果按照每天開放8 h計(jì)算，總開放時(shí)間為216 h，即12 960 min，則實(shí)驗(yàn)室一的計(jì)算機(jī)，其最大實(shí)際利用率為25.3%，最小實(shí)際利用率為1.5%，平均實(shí)際利用率為13.4%。這些信息對(duì)于計(jì)算機(jī)更新具有實(shí)際指導(dǎo)意義，對(duì)于提高設(shè)備的利用率給出了定量的目標(biāo)。

總體上，圖3和圖4可以明顯反映出2個(gè)方面的信息，一是在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，在同一時(shí)間內(nèi)各計(jì)算機(jī)的實(shí)際使用率有明顯的差別；二是不同的實(shí)驗(yàn)室之間的差異性也很明顯。這種差異產(chǎn)生的原因包括實(shí)驗(yàn)室各設(shè)施布局和性能的差異、學(xué)生人數(shù)差異、課程學(xué)時(shí)差異等多方面。

在數(shù)據(jù)分析過程中，除了得到各計(jì)算機(jī)的累積使用時(shí)長，也可獲得各計(jì)算機(jī)的使用次數(shù)。累積時(shí)長是考核計(jì)算機(jī)更新和均衡使用的重要依據(jù)，而使用頻率則對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件影響比較明顯。開機(jī)次數(shù)對(duì)CPU風(fēng)扇和電源風(fēng)扇的磨損成正比例關(guān)系，如果風(fēng)扇潤滑油損耗后，這種正相關(guān)關(guān)系更加明顯，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)工作噪音增大。開關(guān)機(jī)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓對(duì)一些電容器件和電子管也會(huì)產(chǎn)生沖擊作用。因此監(jiān)測計(jì)算機(jī)使用頻率，確定其與計(jì)算機(jī)故障率之間的關(guān)系，可以更好地制定計(jì)算機(jī)維護(hù)周期，提高計(jì)算機(jī)的工作可靠度。

3.2 實(shí)驗(yàn)室的空間利用率

將監(jiān)測的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)與計(jì)算所在的空間位置關(guān)聯(lián)，可以評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)施布置是否合理以及上課時(shí)學(xué)生的分布情況，這對(duì)于調(diào)整或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室里一些設(shè)備的擺放格局有很好的指導(dǎo)意義，能夠使實(shí)驗(yàn)室的布局更人性化，更符合學(xué)生使用規(guī)律[7]。同時(shí)也能根據(jù)學(xué)生的分布情況，看到學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，從側(cè)面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。實(shí)驗(yàn)室一、二計(jì)算機(jī)的累計(jì)時(shí)長與計(jì)算機(jī)的空間位置關(guān)系如圖5和圖6所示。

圖5 實(shí)驗(yàn)室一的使用時(shí)長與空間位置關(guān)系

圖6 實(shí)驗(yàn)室二的使用時(shí)長與空間位置關(guān)系

實(shí)驗(yàn)室一共67臺(tái)計(jì)算機(jī)，按照7排10列的格局放置，其中第一排靠近講臺(tái)，第一列位于門側(cè)。圖5直觀地反映了在監(jiān)測時(shí)段內(nèi)不同位置的計(jì)算機(jī)的使用時(shí)間不相等。

數(shù)據(jù)分布特征是第三排至第六排的上座率比較高，在此區(qū)間的兩端分布較中間更高，這主要是由于每排放置了10臺(tái)計(jì)算機(jī)，排與排間隙不夠大，如果排的兩端先坐上學(xué)生，那么去中間就不太方便，學(xué)生自然就少。后排的1—5列使用時(shí)間更多，是因?yàn)檫@些列靠近門口，而且是實(shí)驗(yàn)室的后門，對(duì)于上課來玩的學(xué)生，更是他們的首選。前2排的使用率也偏低，實(shí)地觀察后發(fā)現(xiàn)，是因?yàn)橹v臺(tái)距離前排的間隔較小，學(xué)生上課時(shí)，有一定程度的仰頭姿勢，增加了學(xué)生的不舒服感。

因此可以考慮在第5和第6列之間開一個(gè)過道，方便學(xué)生出入；適當(dāng)關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室后門，開前門，引導(dǎo)學(xué)生選擇前排計(jì)算機(jī)；適當(dāng)增大前排與講臺(tái)之間的距離。學(xué)生分布不均衡還與黑板或白板的位置、投影儀的位置有關(guān)，改變這些布局，也可以很好地改善計(jì)算機(jī)使用不均衡的情況。如果以上方法不能實(shí)施，實(shí)驗(yàn)室管理員也可以通過定期調(diào)整計(jì)算機(jī)的位置，在很大程度上均衡計(jì)算機(jī)的使用，實(shí)現(xiàn)同時(shí)、同性能狀態(tài)更新的目的[8]。

實(shí)驗(yàn)室二共有66臺(tái)計(jì)算機(jī)，擺放格局與實(shí)驗(yàn)室一相同，但是由于課程差異，實(shí)驗(yàn)室二相對(duì)實(shí)驗(yàn)室一的使用時(shí)長與空間分布更不均衡，只有10臺(tái)左右的計(jì)算機(jī)使用率很高，其原因是在數(shù)據(jù)采集階段，該實(shí)驗(yàn)室正作為學(xué)生的一個(gè)競賽項(xiàng)目培訓(xùn)場所。對(duì)于這樣差異化極大的情況，為實(shí)驗(yàn)室管理人員提供良好的計(jì)算機(jī)的位置互換參考指標(biāo)，能夠有效地延長計(jì)算機(jī)的使用壽命。

3.3 學(xué)生遲到情況

學(xué)生遲到雖然不是實(shí)驗(yàn)室管理的內(nèi)容，但是可以通過監(jiān)測計(jì)算機(jī)的利用率情況來獲得相關(guān)信息，為教學(xué)管理者提供一些參考。在數(shù)據(jù)分析過程中需要做2件事情：一是判斷計(jì)算機(jī)開機(jī)后的總時(shí)長；二是判斷開機(jī)的時(shí)間。如果開機(jī)總時(shí)長小于1節(jié)課的時(shí)間，而且開機(jī)時(shí)間在上課以后，基本可以判斷為遲到，當(dāng)然也可以根據(jù)班級(jí)學(xué)生總數(shù)與采集到的計(jì)算機(jī)數(shù)量相比較來判斷曠課的學(xué)生數(shù)量，為教學(xué)監(jiān)管自動(dòng)化提供一種方法[9]。

3.4 實(shí)驗(yàn)員加班情況

實(shí)驗(yàn)員加班情況不僅關(guān)系到實(shí)驗(yàn)員的工作量考核，也關(guān)系到各實(shí)驗(yàn)員的值勤安排，甚至有些學(xué)校還要涉及到加班補(bǔ)貼的問題[10]。加班情況的記錄，主要是通過分析記錄的日期來判斷是否在休息時(shí)間內(nèi)值班，特殊的假期可以單獨(dú)處理。這樣就能夠通過各個(gè)實(shí)驗(yàn)室的監(jiān)測數(shù)據(jù)得到監(jiān)測時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)員的加班情況。同時(shí)對(duì)于教學(xué)單位監(jiān)督教師節(jié)假日補(bǔ)課、實(shí)驗(yàn)員年終考核、課程安排是否合理等都能提供量化參考[11]。

4 結(jié)束語

通過自編程序以及聯(lián)合FTP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，對(duì)2個(gè)實(shí)驗(yàn)室真實(shí)使用情況進(jìn)行了近1個(gè)月的數(shù)據(jù)采集，通過對(duì)數(shù)據(jù)的細(xì)致分析，得到了諸多對(duì)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室管理和教學(xué)管理的有益信息，甚至一些信息是其他方法無法獲知的[12]。

由基于設(shè)備利用率的實(shí)驗(yàn)室管理方法得到了計(jì)算機(jī)的實(shí)際利用率、計(jì)算機(jī)的空間分布和實(shí)驗(yàn)員的工作強(qiáng)度等，為實(shí)驗(yàn)員安排計(jì)算機(jī)定期維護(hù)、提高各臺(tái)計(jì)算機(jī)的使用率提供了很好的數(shù)據(jù)參考，為部門年終考核提供了工作量的參考，為設(shè)備處統(tǒng)計(jì)機(jī)時(shí)數(shù)、更新計(jì)算機(jī)提供明確數(shù)據(jù)，為教務(wù)處監(jiān)督實(shí)驗(yàn)室上課情況提供一種新的途徑[13]。

基于設(shè)備利用率的實(shí)驗(yàn)室管理方法，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理手段一次新的嘗試，是將計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理由粗放向精細(xì)方向轉(zhuǎn)變的一次嘗試。但是，由于采集的時(shí)間還不夠長，采集的實(shí)驗(yàn)室數(shù)量較少，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論還需進(jìn)一步完善。

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Research on method of management for computer laboratory based on equipment utilization ratio

Luo Lan，Jiang Guangyu

(School of Information Engineering, Zhejiang A & F University, Hangzhou 311300, China)

Through monitoring the usage of computers in a certain period, and analysis of monitoring data, some information is got in the monitoring time such as actual use time, intensity of use, laboratory utilization ratio, the distribution characteristics of the students in room , the account of the students’ late ,the teachers’ working overtime or duty situation. The effective and reliable data is provided to computer maintenance, updating, teaching arrangement, teaching supervision and laboratory technician assessment.

laboratory management; computer monitoring; equipment utilization ratio

2015- 01- 14 修改日期：2015- 03- 15

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31470615)；浙江省教育廳項(xiàng)目(Y201432809)；浙江農(nóng)林大學(xué)設(shè)備處資助項(xiàng)目(SYB1210)；浙江農(nóng)林大學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理研究項(xiàng)目(SYB1403)

羅蘭(1979-)，女，河南信陽，碩士，實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用及數(shù)據(jù)挖掘.

E-mail：luolan@zafu.edu.cn

G482

A

1002-4956(2015)8- 0226- 04