陳龍華

（廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院，廣東 佛山 528216）

1 高校機(jī)房在實(shí)踐教學(xué)中承擔(dān)的主要工作任務(wù)和特點(diǎn)

實(shí)踐教學(xué)是鞏固和加深對(duì)理論知識(shí)理解與掌握的有效途徑，在教學(xué)過程中，主要是注重學(xué)生實(shí)踐能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提升，其教學(xué)形式包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等。相對(duì)于傳統(tǒng)課堂理論教學(xué)來(lái)說(shuō)，實(shí)踐教學(xué)更具綜合性、直觀性、創(chuàng)新性，可以引導(dǎo)激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、競(jìng)爭(zhēng)比超以及成就感、自信心的培養(yǎng)，可以有效訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力。高校實(shí)踐教學(xué)課程種類和門數(shù)較多，而作為高校實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的重要場(chǎng)所，高校機(jī)房實(shí)用頻率高。目前，機(jī)房已經(jīng)從過去單一的學(xué)生上機(jī)實(shí)踐場(chǎng)所轉(zhuǎn)變?yōu)榧瘷C(jī)房教學(xué)、上機(jī)實(shí)踐及考試、上機(jī)培訓(xùn)、自主學(xué)習(xí)、實(shí)踐創(chuàng)新為一體的場(chǎng)所，其主要特點(diǎn)有：一是公共服務(wù)功能。高校機(jī)房公共服務(wù)功能多，不但服務(wù)于課外學(xué)科科技競(jìng)賽、學(xué)生及教職工教科研活動(dòng)、社會(huì)計(jì)算機(jī)培訓(xùn)及考試等，還包括日常機(jī)房教學(xué)、學(xué)生上機(jī)實(shí)踐，服務(wù)對(duì)象涵蓋校內(nèi)學(xué)生、教職工以及校外社會(huì)人員等；二是開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程多樣。高校機(jī)房具有計(jì)算機(jī)資源有限性與各軟件運(yùn)行高效性的矛盾，以及軟件間的沖突等問題， 除了承擔(dān)一些基礎(chǔ)而課程教學(xué)之外，還開設(shè)相關(guān)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程，例如，統(tǒng)計(jì)分析SPSS、網(wǎng)頁(yè)制作、管理信息系統(tǒng)ERP、數(shù)學(xué)建模Matlab等；三是高校機(jī)房維護(hù)工作復(fù)雜。與日常教學(xué)環(huán)境不同，高校機(jī)房承接的社會(huì)培訓(xùn)或考試環(huán)境，每次都需要重新搭建，需要授課教師參與機(jī)房軟件維護(hù)工作中，時(shí)間緊任務(wù)重。需要利用管理人員熟悉機(jī)房硬件網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及授課教師熟悉專業(yè)軟件的優(yōu)勢(shì)，才能確保機(jī)房實(shí)踐教學(xué)的順利進(jìn)行，兩者之間應(yīng)相互協(xié)作、各盡其職。

高校實(shí)踐類課程擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)應(yīng)用能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力的重任，是專門培養(yǎng)學(xué)生相應(yīng)學(xué)科實(shí)際操作技能的課程，是理論知識(shí)的驗(yàn)證與運(yùn)用。而高校機(jī)房承擔(dān)著計(jì)算機(jī)學(xué)科課程教學(xué)任務(wù)之外，還需要承擔(dān)非計(jì)算機(jī)專業(yè)輔助軟件教學(xué)任務(wù)。目前，隨著網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)開發(fā)技術(shù)、人工智能等技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)于高校機(jī)房在實(shí)踐教學(xué)重的應(yīng)用也有了更高的要求，將機(jī)房應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)重，可以充分、有效地整合資源，更好為教學(xué)實(shí)驗(yàn)、學(xué)生課外科研活動(dòng)及拓展提供學(xué)習(xí)服務(wù)，能夠使實(shí)踐教學(xué)更具實(shí)用性和針對(duì)性。

2 不同種類機(jī)房在實(shí)踐教學(xué)工作中計(jì)算機(jī)管理技術(shù)的應(yīng)用

2.1 傳統(tǒng)PC機(jī)房在實(shí)踐教學(xué)管理中應(yīng)用的計(jì)算機(jī)管理技術(shù)

傳統(tǒng)PC機(jī)房普遍使用年限長(zhǎng)，建設(shè)于2010年至2015年區(qū)間，硬件配置普遍是CPU為I3或I5、內(nèi)存4 GB以上、機(jī)械硬盤500 GB、集顯或獨(dú)顯2 GB、雙教學(xué)系統(tǒng)WIN7/XP，配備硬件還原卡或還原軟件。由于機(jī)房管理維護(hù)得當(dāng)，雖然達(dá)到可報(bào)廢年限，但仍然可支撐大部分普通教學(xué)輔助軟件的運(yùn)行，加上高校資金規(guī)劃投入方向限制或因經(jīng)費(fèi)不足等問題導(dǎo)致傳統(tǒng)PC機(jī)房普遍至少運(yùn)轉(zhuǎn)10年以上才有可能考慮改造或更新替換整間實(shí)驗(yàn)室機(jī)房的電腦設(shè)備。

傳統(tǒng)PC機(jī)房應(yīng)用的是硬件還原卡技術(shù)或還原軟件技術(shù)，如小哨兵還原卡、三茗還原卡、增霸卡或同廠還原軟件系列產(chǎn)品。這種技術(shù)模式主要靠還原產(chǎn)品技術(shù)對(duì)硬盤進(jìn)行分區(qū)，然后安裝多個(gè)操作系統(tǒng)并對(duì)各分區(qū)進(jìn)行保護(hù)還原。這種技術(shù)可以在第一次系統(tǒng)部署時(shí)，網(wǎng)絡(luò)同傳所有PC端操作系統(tǒng)，減輕機(jī)房管理員部署工作量，但是在實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)法做到軟件的批量注冊(cè)激活，特別是針對(duì)設(shè)計(jì)系、機(jī)械系、建筑系等所用的AutoCAD、3DMax、UG、AdobeCS Serial、CorelDraw、Maya、premiere等專業(yè)軟件注冊(cè)激活問題，必須逐臺(tái)激活。所以一旦遇上軟件更新，二次再做同傳操作將會(huì)把母機(jī)的系統(tǒng)配置覆蓋到所有的PC端， 導(dǎo)致注冊(cè)類軟件全部失效。所以對(duì)實(shí)驗(yàn)室機(jī)房進(jìn)行系統(tǒng)配置優(yōu)化，軟件更新安裝卸載等操作必須逐臺(tái)操作，這個(gè)時(shí)候就必須搭配其他計(jì)算機(jī)管理技術(shù)和利用學(xué)生助理協(xié)助完成實(shí)驗(yàn)室工作。

針對(duì)上述問題，筆者根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，可利用Windows server 2003/2008服務(wù)器操作系統(tǒng)對(duì)程序安裝包設(shè)置共享，并通過紅蜘蛛廣播軟件或極域電子教室遠(yuǎn)程下發(fā)文件傳輸命令，把安裝包下發(fā)到所有客戶端的E盤，通過遠(yuǎn)程執(zhí)行安裝包SETUP.EXE程序，批量打開客戶端軟件安裝界面。如果實(shí)驗(yàn)室機(jī)房電腦軟硬件系統(tǒng)配置、屏幕像素、軟件圖標(biāo)位置一致，可利用AUTO IT腳本工具模擬鼠標(biāo)點(diǎn)擊、定位、鍵盤輸入、窗口控件執(zhí)行生成腳本，通過下發(fā)腳本，遠(yuǎn)程執(zhí)行腳本， 從而實(shí)現(xiàn)軟件的批量安裝工作。但在實(shí)際工作中，往往一間傳統(tǒng)PC機(jī)房存在多種型號(hào)的機(jī)子，或者因系統(tǒng)環(huán)境配置不一樣導(dǎo)致無(wú)法利用AUTO IT腳本工具批量安裝軟件，這個(gè)時(shí)候就必須考慮組建學(xué)生助理隊(duì)伍，讓學(xué)生助理輔助完成實(shí)驗(yàn)室機(jī)房管理和維護(hù)工作。

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，市面上優(yōu)化后的還原軟件產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，如噢易機(jī)房系統(tǒng)還原產(chǎn)品和增霸卡7.0版本可以支持多硬盤保護(hù)，并且支持大部分軟件批量注冊(cè)功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)增量同傳或差異化同傳，面向日常技能上機(jī)考證或培訓(xùn)快速搭建考試系統(tǒng)并設(shè)置為不保護(hù)狀態(tài)。真正意義上讓計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室機(jī)房管理擺脫繁瑣重復(fù)的工作，解放管理員雙手，降低維護(hù)成本，提高機(jī)房的穩(wěn)定性和管理效率。

2.2 無(wú)盤機(jī)房在高校實(shí)驗(yàn)室機(jī)房實(shí)踐教學(xué)管理中的應(yīng)用

無(wú)盤機(jī)房主要面向常規(guī)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件的教學(xué)，如辦公軟件、CAD制圖、英語(yǔ)A級(jí)視聽、數(shù)學(xué)建模等各類計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)項(xiàng)目的開課。它的主要特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)室機(jī)房電腦在不帶硬盤、軟驅(qū)的情況下可由專門的軟件系統(tǒng)支持并運(yùn)行教學(xué)操作系統(tǒng)[1]。這套無(wú)盤系統(tǒng)由無(wú)盤工作站、服務(wù)器集群、良好網(wǎng)絡(luò)性能的局域網(wǎng)組成。它的運(yùn)行機(jī)制為：無(wú)盤工作站即實(shí)驗(yàn)室機(jī)房中的計(jì)算機(jī)向服務(wù)器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，接收到信號(hào)的服務(wù)器下發(fā)啟動(dòng)數(shù)據(jù)到無(wú)盤工作站，接收數(shù)據(jù)完畢后，工作站的系統(tǒng)控制權(quán)由Boot ROM轉(zhuǎn)移到內(nèi)存中的特定區(qū)域，并引導(dǎo)操作系統(tǒng)。

無(wú)盤系統(tǒng)的一臺(tái)服務(wù)器可以管理局域網(wǎng)內(nèi)的所有電腦，操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在服務(wù)器中，因此機(jī)房管理員做系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新等操作時(shí)，只需要管理更新一臺(tái)服務(wù)器上的鏡像模板數(shù)據(jù)便可同步下發(fā)到同個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)所有的無(wú)盤工作站。它的優(yōu)勢(shì)在于：減少維護(hù)管理工作量，降低運(yùn)維成本，減少病毒感染率。無(wú)盤機(jī)房的客戶機(jī)因?yàn)闆]有硬盤不像傳統(tǒng)PC機(jī)房一樣需要維護(hù)所有客戶機(jī)的操作系統(tǒng)，而且硬件又相對(duì)穩(wěn)定不易出故障， 所以維護(hù)工作量等于服務(wù)器中系統(tǒng)模板的維護(hù)量加上日常維護(hù)客戶機(jī)的硬件。而且客戶機(jī)的全部數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理都是利用本地物理機(jī)的CPU、內(nèi)存資源，加上無(wú)盤機(jī)房支持軟件批量注冊(cè)，配合服務(wù)器固態(tài)硬盤的使用，無(wú)盤機(jī)房的處理性能都得到了極大的提升。但是無(wú)盤機(jī)房的運(yùn)行極度依賴良好的網(wǎng)絡(luò)性能和服務(wù)器性能配置，一般要求網(wǎng)絡(luò)至少是千兆網(wǎng)絡(luò)或光纖到服務(wù)器， 百兆網(wǎng)絡(luò)到桌面[2]，一旦網(wǎng)絡(luò)癱瘓/網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴或服務(wù)器出現(xiàn)故障，就會(huì)直接影響到實(shí)驗(yàn)室機(jī)房的教學(xué)。隨著各院系各專業(yè)教育信息化的普及，專業(yè)大型軟件種類繁多，對(duì)支撐運(yùn)行的硬件要求和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)環(huán)境配置越來(lái)越高，服務(wù)器的軟硬件配置性能若是跟不上，也會(huì)直接導(dǎo)致軟件運(yùn)行不流暢，卡頓或死機(jī)的情況時(shí)有發(fā)生。另外無(wú)盤工作站對(duì)同間機(jī)房的硬件配置要求必須是相同的配置，而且不支持其他安卓、MAC系統(tǒng)，一旦客戶端發(fā)生故障導(dǎo)致重啟，數(shù)據(jù)就會(huì)丟失，在這方面的可靠性和安全性方面相對(duì)比較難以保障。

2.3 云桌面在高校實(shí)驗(yàn)室機(jī)房實(shí)踐教學(xué)管理中的應(yīng)用

近年來(lái)隨著高校教育信息化的發(fā)展，在教育領(lǐng)域不斷推進(jìn)新技術(shù)的應(yīng)用與開發(fā)，全面整合教育資源，以信息化技術(shù)促進(jìn)技術(shù)、知識(shí)的創(chuàng)新和成果的共享，從而提高教學(xué)質(zhì)量和效益。其中虛擬云桌面技術(shù)的應(yīng)用直接促進(jìn)了高校教學(xué)改革的深入和教育技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

搭建云桌面平臺(tái)可以解決高校目前存在諸多的問題。一是機(jī)房實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地不足導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)開課計(jì)劃排不下?？梢灾苯油ㄟ^虛擬云桌面技術(shù)根據(jù)需求和已有建設(shè)資金基礎(chǔ)上擴(kuò)充成百上千個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)，搭建虛擬機(jī)房，結(jié)合實(shí)際教學(xué)應(yīng)用場(chǎng)景所需采取線上線下開課的模式開展實(shí)踐仿真教學(xué)工作，打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，教學(xué)不必局限在某間機(jī)房某些固定設(shè)備甚至在線上或移動(dòng)端就可以獲取資源完成教學(xué)。二是傳統(tǒng)物理機(jī)房實(shí)訓(xùn)室建設(shè)年限長(zhǎng)，設(shè)備老化嚴(yán)重，現(xiàn)有的軟硬件配置滿足不了日益增長(zhǎng)的實(shí)踐教學(xué)仿真需求。由于虛擬桌面和應(yīng)用數(shù)據(jù)都是整合在數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器中， 所以桌面虛擬化對(duì)客戶機(jī)幾乎沒有什么特別的性能需求，只需要保障網(wǎng)絡(luò)通暢，便可訪問虛擬機(jī)桌面。所以可以整合現(xiàn)有PC機(jī)資源，通過現(xiàn)有PC機(jī)登錄云桌面，訪問教學(xué)資源。云桌面技術(shù)可以按需分配軟硬件資源，為某些專業(yè)群和個(gè)別特殊仿真軟件搭建個(gè)性化教學(xué)模板，滿足其教學(xué)所需軟硬件需求。從長(zhǎng)期來(lái)考慮可以優(yōu)化教學(xué)資源，提高設(shè)備利用率，打破因IT技術(shù)的快速發(fā)展導(dǎo)致性能落后的設(shè)備陷入反復(fù)淘汰、采購(gòu)、再淘汰的周期循環(huán)[3]，從而節(jié)省建設(shè)資金的投入，避免資源浪費(fèi)，與低碳環(huán)保的理念相符合。三是傳統(tǒng)物理機(jī)房PC機(jī)數(shù)成百上千臺(tái)且都帶不同版本的操作系統(tǒng)，對(duì)管理員來(lái)說(shuō)，不同的機(jī)房由于建設(shè)年限不同，可兼容的管理技術(shù)的也不一樣，受諸多因素限制導(dǎo)致維護(hù)工作量極其繁重，特別是針對(duì)系統(tǒng)更新、病毒防護(hù)、軟件安裝卸載維護(hù)等工作，有些老機(jī)房必須逐臺(tái)操作。通過云桌面，只需維護(hù)系統(tǒng)模板便可下發(fā)到所有的云桌面，極大提高實(shí)驗(yàn)室管理維護(hù)效率，從而減少運(yùn)維成本[4]。

云桌面的技術(shù)應(yīng)用輕松實(shí)現(xiàn)軟件定義資源，按需分配軟硬件資源，簡(jiǎn)化傳統(tǒng)PC機(jī)房復(fù)雜管理，隨著時(shí)間的遷移，信息化的發(fā)展，也可以較好的擴(kuò)展和升級(jí)資源池適應(yīng)未來(lái)技術(shù)發(fā)展，另外采用各類虛擬化技術(shù)和負(fù)載均衡、分布式架構(gòu)，可以避免單點(diǎn)故障，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)容災(zāi)備份，保障數(shù)據(jù)安全。但是從云桌面技術(shù)投入實(shí)驗(yàn)室機(jī)房建設(shè)成本來(lái)看，可以發(fā)現(xiàn)，服務(wù)器投入成本極高，如果沒有足夠的資金投入，導(dǎo)致服務(wù)器硬件配置不夠，比如缺少價(jià)格昂貴的服務(wù)器專業(yè)顯卡資源的投入，那么虛擬出來(lái)桌面因顯卡資源不足導(dǎo)致設(shè)計(jì)類，建筑類的3D圖形設(shè)計(jì)、圖像處理、動(dòng)畫建模、渲染仿真等教學(xué)無(wú)法開展。另外目前部分廠商的云桌面技術(shù)目前還不支持虛擬化機(jī)器碼，克隆出來(lái)的虛擬機(jī)桌面機(jī)器碼不同，導(dǎo)致很多注冊(cè)類軟件激活狀態(tài)失效而無(wú)法使用， 對(duì)實(shí)踐教學(xué)仿真工作的開展效果大打折扣[5]。

3 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)各類高校機(jī)房實(shí)驗(yàn)室管理技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)該結(jié)合高校實(shí)際情況針對(duì)性投入合適、便捷、管理高效、安全穩(wěn)定的技術(shù)方案。采取市面最新還原同傳保護(hù)方案技術(shù)的物理機(jī)房可以應(yīng)用于各類仿真教學(xué)和技能上機(jī)考證對(duì)本地硬件配置需求較高的項(xiàng)目。無(wú)盤技術(shù)方案的機(jī)房面向范圍更廣，各類配置的機(jī)房均可投入使用，但需保障硬件機(jī)型配置一致，日常普通教學(xué)因?qū)?shù)據(jù)保存要求不高，所以可以優(yōu)先考慮采取無(wú)盤技術(shù)方案。云桌面技術(shù)是未來(lái)技術(shù)主流，軟件定義資源，按需分配資源。在投入建設(shè)資金可支持的條件下可試點(diǎn)開展探索云桌面技術(shù)，走出一條適合的技術(shù)應(yīng)用路線[6]?！?/p>