◆王振華 劉慧芳 洪 泓

（中國地質大學（北京） 北京 100083）

現(xiàn)代高校計算機實驗室建設的新趨勢

◆王振華 劉慧芳 洪 泓

（中國地質大學（北京） 北京 100083）

高校計算機實驗室是許多實驗室建設的基礎，分析了計算機實驗室建設的重要性。針對計算機實驗室建設過程中存在的一些問題，提出目前實驗室建設的發(fā)展方向，利用新的信息技術，充分發(fā)揮計算機實驗室作用，提高資源的利用效率。本文從實驗室建設的角度，闡述了信息技術高速發(fā)展下的計算機實驗室建設，云計算技術的應用，微機選擇的多樣化，先進網(wǎng)絡技術的利用，多媒體教學系統(tǒng)及電子白板的等教學展示系統(tǒng)等，分析這些技術的必要性和可行性。

計算機實驗室；云計算；實驗室建設；多媒體教學

0 引言

目前，高校最多的實驗室就是計算機實驗室，雖然實驗室名稱不盡相同，但是，大多數(shù)實驗室都離不開微型計算機。高校的計算機實驗室，依據(jù)應用的不同，可分為兩大類，一種是通用型機房，這種機房的主要是微機，這種實驗室比如：用來計算機基礎、語言編程開發(fā)類、一般應用軟件操作、語音機房等實驗室；另一類是硬件開發(fā)測試類機房，這類計算機一般需要連接硬件設備或者實驗箱，或者開發(fā)板，或者測量儀器等。

高校計算機實驗室是學生進行計算機相關課程實踐的重要基地，許多計算機實驗室仍然是幾十臺獨立計算機的狀況，不能充分發(fā)揮計算機的功能和性能，實驗室的利用率比較低，實踐教學的效果達不到理想的要求，這些計算機亦不利于實驗室人員的管理工作[1]。新的形勢下，計算機硬件的水平在一段時間內(nèi)，在體系結構和速度上大大提高的可能性不大，軟件對硬件要求也不會有很大的提高[2]。這樣，目前的實驗室內(nèi)的計算機可以使用的年限可以適當延長。從我校計算機實驗教學中心一系列的計算機實驗室建設過程，針對出現(xiàn)問題，本文總結了一些經(jīng)驗。

1 云計算技術與計算機實驗室建設

云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經(jīng)常是虛擬化的資源。用戶通過電腦、筆記本、手機等方式接入數(shù)據(jù)中心，按自己的需求進行運算[3]。計算機實驗室建設以服務器集群為依托私有云建設，以微機為輔的實驗室建設。實驗室建設利用云計算技術中的云存儲和虛擬化技術。其中，云存儲是一種網(wǎng)絡存儲技術，通過集群應用、網(wǎng)絡技術或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪問功能的一個系統(tǒng)[4]。

云計算技術中的虛擬技術，尤其是桌面虛擬化，是指將計算機的桌面進行虛擬化，以達到桌面使用的安全性和靈活性?？梢酝ㄟ^任何設備，在任何地點、任何時間訪問在網(wǎng)絡上的屬于個人的桌面系統(tǒng)。

計算機實驗室建設，利用云計算技術，有以下幾個方面的優(yōu)點：（1）提高資源的利用率；（2）提供多樣化選擇的操作系統(tǒng)；（3）便于實驗室管理人員的維護；（4）便于實驗室開放管理；（5）提供了創(chuàng)新實踐教學環(huán)境[5]。

2 計算機類型選擇多元化

計算機實驗室配置的計算機未必一定選擇臺式機。隨著計算機技術的發(fā)展，計算機的種類也越來越多，就目前而言，計算機的種類包括：臺式機、一體機、筆記本、云終端、平板電腦等[6]。不同的計算機有不同的特點，應用的側重的不同：常規(guī)的臺式計算機，體積相對大，機箱的散熱性好，運算處理功能相對強；一體機因為沒有主機，占用空間小，散熱性有點弱，也是許多機房的選擇；筆記本的主要特點就是移動性好，教學實驗之外，可以租借給學生，提高了計算機的利用率；云終端機的配置相當較低，對后臺的依賴性強等[7]。

另外，依據(jù)教學需求的不同，選擇的操作系統(tǒng)的不同，常見的有：Windows系列，Linux/Unix系列，還有蘋果的MAC操作系統(tǒng)。比如：進行蘋果應用程序開發(fā)，就必須選擇蘋果的計算機。

3 先進網(wǎng)絡技術的應用

目前，大部分的計算機實驗室都有局域網(wǎng)絡建設。實驗室局域網(wǎng)包括有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡。根據(jù)實驗室的對網(wǎng)絡的需要，可以選擇地建設網(wǎng)絡，光纖網(wǎng)是針對高速、安全的網(wǎng)絡需要，也是下一代網(wǎng)絡建設的發(fā)展趨勢；雙絞線介質網(wǎng)絡是的普通網(wǎng)絡，在建設部署時，盡量選擇六類網(wǎng)線以上的介質，局域網(wǎng)盡量千兆以太網(wǎng)或者萬兆以太網(wǎng)，確保一段時間內(nèi)不被淘汰[8]。

另外，加強計算機實驗室無線網(wǎng)的建設。一方面，許多設備都有無線網(wǎng)卡，筆記本電腦、平板電腦、手機等需要網(wǎng)絡，比如移動互聯(lián)開發(fā)，需要訪問網(wǎng)絡?？紤]實驗室開放問題，一些學生在實驗室會利用筆記本電腦或者平板電腦上網(wǎng)，需要給他們提供一些方便，以便進行查找資料等。同時，也為實驗室開放管理，提供了技術支持。

利用基于網(wǎng)絡的監(jiān)控系統(tǒng)與門禁系統(tǒng)，進行實驗室安全管理。在實驗室開放的過程，實驗室管理人員也不可能時刻都在實驗室，可以利用監(jiān)控系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)確保實驗室安全。監(jiān)控系統(tǒng)可以提供遠程手機監(jiān)控，門禁系統(tǒng)可以提供進出實驗室的人員情況。

4 多媒體系統(tǒng)與電子白板設備

實驗室是教學的重要場地，在許多實踐教學工作中，展示教學內(nèi)容和板書仍然是實踐教學的一個重要環(huán)節(jié)。多媒體教學系統(tǒng)即多媒體計算機輔助教學，是指利用多媒體計算機，綜合處理和控制符號、語言、文字、聲音、圖形、圖像、影像等多種媒體信息，把多媒體的各個要素按教學要求，進行有機組合并通過屏幕或投影機投影顯示出來，同時按需要加上聲音的配合，以及使用者與計算機之間的人機交互操作，完成教學或訓練過程。這給教學工作注入新的活力，這是我們計算機實驗室建設的一個重要部分[8]。

目前，一些計算機實驗室里仍在使用黑板或者白板，黑板的粉塵對計算機的損害是非常的大，大量的粉塵通過靜電吸附在主板上，導致主板散熱不利而損壞主板的元器件。交互式電子白板可以與電腦進行信息通訊，將電子白板連接到教師機或者平板電腦，并利用投影機將計算機上的內(nèi)容投影到電子白板屏幕上，此時的電子白板就相當于一個面積特別大的手寫板，可以在上面任意書寫、繪畫并及時顯示，文件保存為圖形文件。

5 采用2/8原則，預留出空實驗桌

計算機實驗室的實驗臺之間的距離越大，舒適度越高，安全性也越高。在實際的實驗室建設中，一般每個實驗臺都擺放一臺計算機。在實踐教學的過程中，實驗學生說一般都少于實際的實驗臺數(shù)，這樣相當于有一部分的計算機的利用率非常低。一方面浪費了設備資源，另一方面，增加了實驗室人員的管理工作。

另外一個考慮的因素，目前的大學生家庭條件越來越好，大部分學生都有自己的筆記本電腦。在許多的實踐教學中，學生都帶上自己的筆記本電腦來上課，主要的原因是：在自己的筆記本電腦搭建的實驗環(huán)境，可以在宿舍、圖書館及自習教室里繼續(xù)完成實驗。

在計算機實驗室建設中，可以適當?shù)乜粘龃蠹s20%的空位置（實驗桌不放置計算機），只需給80%的實驗桌配置計算機即可。實驗桌上預留有線網(wǎng)絡接口，提供無線網(wǎng)絡，學生可以用自己的計算機連接實驗設備或者后臺服務器。

6 結語

信息技術的高速發(fā)展和高校學科的建設，對計算機實驗室建設的要求也越來越高。高校的計算機實驗室是一個學校的實踐教學、科學研究和技術服務的重要基地，實驗室建設的目的主要是為學生實踐教學和課外創(chuàng)新實踐服務以及科研服務，提高實驗室的開放性，便于實驗室管理，提高資源的利用率。目前，為了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，為了社會和企業(yè)培養(yǎng)更多的計算機相關人才，因此高校的計算機實驗室建設工作尤為重要。計算機實驗室的建設和管理水平體現(xiàn)了一個高校的教學、科研和管理水平，也是建設高水平大學的重要條件之一。

[1]卞麗情．計算機實驗室的建設及管理探討[J]．無線互聯(lián)科技，2015．

[2]李洪剛．淺析計算機實驗室的管理與實驗教學的創(chuàng)新方法[J]．中國新通信，2015．

[3]鮑鵬．探析基于云計算的計算機實驗室建設[J]．科學咨詢（科技?管理），2015．

[4]王國霞，徐銀梅，魯億方．云計算在實驗室建設及管理中的應用探究[J]．中國教育技術裝備，2011．

[5]張超峰．基于虛擬云技術的計算機實驗室建設管理研究[J]．福建質量管理，2015．

[6]何旸，雷鳴，劉毅娟，等．計算機實驗室管理與維護之思考[J]．數(shù)字技術與應用，2015．

[7]高娜．淺議計算機實驗室的管理與維護在教學體系中的作用[J]．長春大學學報，2014．

[8]王靜．高校計算機實驗室建設與管理工作的優(yōu)化探討[J]．電子技術與軟件工程，2015．

中國地質大學（北京）教學改革項目（JGYB201305）。