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高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備再利用
高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備再利用
摘要：高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)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(yǎng)提供良好的實(shí)踐基地。
而今，許多高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)設(shè)備都面臨著需要更新升級(jí)或淘汰。
如何降低教學(xué)成本，充分利用好低配置的計(jì)算機(jī)設(shè)備，更好地為學(xué)校教學(xué)服務(wù)，是計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理人員面臨需要思考的問(wèn)題。
針對(duì)這一問(wèn)題，提出解決問(wèn)題的方法和思路。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室;設(shè)備利用;多操作系統(tǒng);虛擬技術(shù)
如今許多高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室機(jī)房所用計(jì)算機(jī)設(shè)備都是多年前購(gòu)置的，到現(xiàn)在已經(jīng)面臨被淘汰的趨勢(shì)。
不是計(jì)算機(jī)設(shè)備不能使用了，而是由于部分專(zhuān)業(yè)課應(yīng)用軟件的不斷更新?lián)Q代，使一些現(xiàn)有的低配置計(jì)算機(jī)設(shè)備不能滿足某些專(zhuān)業(yè)課應(yīng)用軟件的運(yùn)行環(huán)境。
設(shè)備的更新又需要大量的教學(xué)經(jīng)費(fèi)，無(wú)形中加大了教學(xué)成本。
許多高校由于教學(xué)經(jīng)費(fèi)的短缺無(wú)法更新?lián)Q代新的計(jì)算機(jī)設(shè)備。
而低配置的計(jì)算機(jī)設(shè)備又無(wú)法保證新的專(zhuān)業(yè)課應(yīng)用軟件的運(yùn)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(jì)算機(jī)設(shè)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(tǒng)提高運(yùn)行效率
對(duì)于低配置計(jì)算機(jī)設(shè)備，首先對(duì)計(jì)算機(jī)主板BIOS系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置。
這能使配置計(jì)算機(jī)的使用效率具有一定程度的提高。
安裝操作系統(tǒng)時(shí)要考慮選擇精簡(jiǎn)版安裝。
完成后對(duì)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(nèi)存的程序、關(guān)閉系統(tǒng)還原和休眠;合理調(diào)整虛擬內(nèi)存的大小和存放位置;關(guān)閉不必要的啟動(dòng)項(xiàng);關(guān)閉結(jié)束不常用的服務(wù)和進(jìn)程;優(yōu)化修改系統(tǒng)注冊(cè)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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，從而提高低配置計(jì)算機(jī)的運(yùn)行效率。
其次也要考慮教學(xué)軟件的安裝。
對(duì)于低配置計(jì)算機(jī)設(shè)備，在安裝應(yīng)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(tǒng)加載項(xiàng)，從而提高操作系統(tǒng)性能。
2 利用磁盤(pán)多分區(qū)操作系統(tǒng)
現(xiàn)在多數(shù)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(yīng)用軟件都非常大，而多年前購(gòu)置的計(jì)算機(jī)配置都很低，無(wú)法滿足現(xiàn)有教學(xué)的需要。
當(dāng)把所有專(zhuān)業(yè)課應(yīng)用軟件都安裝到計(jì)算機(jī)單一的操作系統(tǒng)里時(shí)，啟動(dòng)加載的項(xiàng)目也就相對(duì)較多，注冊(cè)表龐大，啟動(dòng)時(shí)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度就會(huì)很慢，有時(shí)打開(kāi)一個(gè)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用軟件甚至需要幾分鐘時(shí)間。
如果采用把基礎(chǔ)課應(yīng)用軟件和不同專(zhuān)業(yè)課應(yīng)用軟件各自分配到不同引導(dǎo)分區(qū)的操作系統(tǒng)中，這樣就可降低單一的操作系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行多個(gè)大型專(zhuān)業(yè)應(yīng)用軟件的負(fù)擔(dān)，也可避免個(gè)別專(zhuān)業(yè)應(yīng)用軟件相互沖突，同時(shí)也能滿足不同專(zhuān)業(yè)課的需求。
如：第一分區(qū)安裝基礎(chǔ)課運(yùn)用軟件;第二分區(qū)安裝多媒體、3D動(dòng)畫(huà)軟件;第三分區(qū)安裝圖形、圖像處理軟件;第四分區(qū)安裝制造工程師、CAM軟件;第五分區(qū)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(yīng)用軟件得到合理分擔(dān)在不同的分區(qū)，相對(duì)也就減輕了操作系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，使較低配置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也能運(yùn)行較大的專(zhuān)業(yè)課應(yīng)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(yīng)用軟件時(shí)，需要來(lái)回啟動(dòng)計(jì)算機(jī)進(jìn)入相應(yīng)的分區(qū)，這就給學(xué)習(xí)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(dāng)調(diào)整，就能避免此類(lèi)現(xiàn)象的發(fā)生。
3 利用虛擬操作系統(tǒng)
虛擬技術(shù)是一種調(diào)配計(jì)算機(jī)資源的方法，它能更有效、更靈活的提供和利用計(jì)算機(jī)資源，有效降低設(shè)備成本。
采用虛擬系統(tǒng)可以生成現(xiàn)有操作系統(tǒng)的全新虛擬鏡像，它具有和真實(shí)操作系統(tǒng)完全一樣的功能。
進(jìn)入虛擬系統(tǒng)后，所有操作都是在這個(gè)全新的獨(dú)立的虛擬系統(tǒng)里面進(jìn)行，可以獨(dú)立安裝、運(yùn)行軟件、保存數(shù)據(jù)，擁有自己的獨(dú)立桌面，不會(huì)對(duì)真正的原系統(tǒng)產(chǎn)生任何影響。
各個(gè)虛擬操作系統(tǒng)之間互換也不需要重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)設(shè)備。
利用虛擬操作系統(tǒng)的方法是：在新安裝的純凈操作系統(tǒng)中，首先創(chuàng)建多個(gè)虛擬系統(tǒng)，再分別安裝不同的專(zhuān)業(yè)課應(yīng)用軟件，使各個(gè)不同專(zhuān)業(yè)課的應(yīng)用軟件分擔(dān)在不同的虛擬操作系統(tǒng)中。
采用這種方法也可避免多分區(qū)來(lái)回啟動(dòng)計(jì)算機(jī)的繁瑣。
4 利用操作系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)，在該操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)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(yīng)的“專(zhuān)業(yè)用戶(hù)”界面后，分別安裝相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)課應(yīng)用軟件，這樣也能使較低配置的計(jì)算機(jī)設(shè)備運(yùn)行較大的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用軟件。
5 利用服務(wù)器特有功能
在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，配置幾臺(tái)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(yīng)用服務(wù)器模式，安裝必要的終端服務(wù)組件，設(shè)置好終端服務(wù)許可及遠(yuǎn)程桌面協(xié)議。
參照微軟公司提供的“終端服務(wù)器應(yīng)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(yīng)用軟件的應(yīng)用程序集成。
設(shè)置好相應(yīng)的IP地址、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和用戶(hù)權(quán)限。
在學(xué)生機(jī)上進(jìn)入不同分區(qū)或不同的虛擬操作系統(tǒng)后，按不同的專(zhuān)業(yè)課設(shè)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(tǒng)的IP地址和相應(yīng)的服務(wù)器IP地址處于同一網(wǎng)段。
在學(xué)生機(jī)上配置好遠(yuǎn)程桌面協(xié)議應(yīng)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(diào)用專(zhuān)業(yè)課應(yīng)用軟件。
6 利用Citrix遠(yuǎn)程可視化系統(tǒng)[2，3]
Citrix遠(yuǎn)程可視化系統(tǒng)是應(yīng)用非常廣泛的一種應(yīng)用虛擬化技術(shù)，其Server Based Computing(SBC)計(jì)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(yùn)行和管理應(yīng)用。
Citrix使用一個(gè)多用戶(hù)操作系統(tǒng)和一種將應(yīng)用程序的界面顯示在客戶(hù)端設(shè)備的方案，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行和管理[4]。
通過(guò)獨(dú)立計(jì)算結(jié)構(gòu)ICA[2]，可將應(yīng)用程序的邏輯運(yùn)算與用戶(hù)界面分離，應(yīng)用程序完全在服務(wù)器端運(yùn)行。
網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)只包含用戶(hù)端的鍵盤(pán)和鼠標(biāo)信息以及服務(wù)器端的界面變化。
由于采用獨(dú)有的MultiWin技術(shù)，能讓多個(gè)用戶(hù)同時(shí)訪問(wèn)在一個(gè)服務(wù)器上的應(yīng)用程序。
只需利用CitrixMetaFrame平臺(tái)軟件設(shè)置應(yīng)用服務(wù)器，將各種應(yīng)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(yīng)用程序完全在服務(wù)器上執(zhí)行，通過(guò)局域網(wǎng)連接就能高效地訪問(wèn)服務(wù)器上的程序和數(shù)據(jù)并在客戶(hù)端本地得到結(jié)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(tǒng)資源集中整合和管理。
7 利用虛擬化技術(shù)的云計(jì)算平臺(tái)
在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部，利用虛擬化技術(shù)的云計(jì)算平臺(tái)管理軟件，搭建小型的私有云計(jì)算平臺(tái)。
將計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)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(shù)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(yīng)用整合到服務(wù)器上。
在一臺(tái)服務(wù)器上運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用能夠提高服務(wù)器效率，并減少需要管理和維護(hù)的服務(wù)器數(shù)量。
當(dāng)工作負(fù)載提高時(shí)，可以迅速創(chuàng)建更多虛擬機(jī)，從而無(wú)需增加物理服務(wù)器即可靈活地響應(yīng)不斷變化的需求。
并且能把統(tǒng)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(jù)需要，任意云都可以在統(tǒng)一的資源池中獲取硬件資源并運(yùn)行[6]。
通過(guò)虛擬化技術(shù)的私有云計(jì)算平臺(tái)，在保證云計(jì)算平臺(tái)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(jì)算機(jī)設(shè)備也能運(yùn)行所需要的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用軟件。
從而達(dá)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(tǒng)打造云桌面
在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室里，也可利用軟件環(huán)境管理系統(tǒng)打造虛擬云桌面。
它的原理是：利用軟件環(huán)境管理系統(tǒng)把所有的應(yīng)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(duì)性的軟件環(huán)境，根據(jù)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(yīng)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(yùn)算都在本地進(jìn)行，從而避免了桌面虛擬化方案中，運(yùn)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(jì)算機(jī)設(shè)備也能得到充分利用。
9 結(jié)束語(yǔ)
雖然通過(guò)一些簡(jiǎn)單的方法能暫時(shí)解決計(jì)算機(jī)設(shè)備配置較低的問(wèn)題。
但隨著教學(xué)需求的不斷擴(kuò)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(jì)算機(jī)設(shè)備最終還是要被淘汰。
只有把虛擬化技術(shù)的云計(jì)算引入計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室加以利用，才是未來(lái)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的趨勢(shì)。
因?yàn)橹挥刑摂M化技術(shù)云計(jì)算的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)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(guī)模的現(xiàn)有計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室相比不到一半，而且它的使用周期也相對(duì)較長(zhǎng)。
真正要把虛擬化技術(shù)的云計(jì)算應(yīng)用到計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，還需要學(xué)校的支持和計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理人員的不斷實(shí)踐和探索。
參考文獻(xiàn)：
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