高校計算機實驗室設備再利用

　　高校計算機實驗室設備再利用

　　摘要：高校計算機實驗室的作用就是為學校教學服務，為創新人才的培養提供良好的實踐基地。

　　而今，許多高校計算機實驗室的計算機設備都面臨著需要更新升級或淘汰。

　　如何降低教學成本，充分利用好低配置的計算機設備，更好地為學校教學服務，是計算機實驗室管理人員面臨需要思考的問題。

　　針對這一問題，提出解決問題的方法和思路。

　　關鍵詞：計算機實驗室;設備利用;多操作系統;虛擬技術

　　如今許多高校計算機實驗室機房所用計算機設備都是多年前購置的，到現在已經面臨被淘汰的趨勢。

　　不是計算機設備不能使用了，而是由于部分專業課應用軟件的不斷更新換代，使一些現有的低配置計算機設備不能滿足某些專業課應用軟件的運行環境。

　　設備的更新又需要大量的教學經費，無形中加大了教學成本。

　　許多高校由于教學經費的短缺無法更新換代新的計算機設備。

　　而低配置的計算機設備又無法保證新的專業課應用軟件的運行，使一些專業課教學受到限制。

　　如何充分利用好這些面臨被淘汰的低配置計算機設備，使其發揮更大的潛力，更好地為教學服務，提出以下幾點解決的辦法與思路。

　　1 精簡優化系統提高運行效率

　　對于低配置計算機設備，首先對計算機主板BIOS系統進行優化設置。

　　這能使配置計算機的使用效率具有一定程度的提高。

　　安裝操作系統時要考慮選擇精簡版安裝。

　　完成后對它再次進行必要的精簡和優化：去掉不常用的組件;減少占用資源和內存的程序、關閉系統還原和休眠;合理調整虛擬內存的大小和存放位置;關閉不必要的啟動項;關閉結束不常用的服務和進程;優化修改系統注冊表;最后進行磁盤碎片整理。

　　同時也可以使用第三方軟件對系統進行優化，從而提高低配置計算機的運行效率。

　　其次也要考慮教學軟件的安裝。

　　對于低配置計算機設備，在安裝應用軟件時要盡可能選擇自定義安裝。

　　通過自定義安裝可以把教學中用不到的組件或功能去掉，減少磁盤占用空間，減少系統加載項，從而提高操作系統性能。

　　2 利用磁盤多分區操作系統

　　現在多數高校的專業課，尤其是理工學校的專業課所用專業應用軟件都非常大，而多年前購置的計算機配置都很低，無法滿足現有教學的需要。

　　當把所有專業課應用軟件都安裝到計算機單一的操作系統里時，啟動加載的項目也就相對較多，注冊表龐大，啟動時計算機的運行速度就會很慢，有時打開一個專業應用軟件甚至需要幾分鐘時間。

　　如果采用把基礎課應用軟件和不同專業課應用軟件各自分配到不同引導分區的操作系統中，這樣就可降低單一的操作系統內運行多個大型專業應用軟件的負擔，也可避免個別專業應用軟件相互沖突，同時也能滿足不同專業課的需求。

　　如：第一分區安裝基礎課運用軟件;第二分區安裝多媒體、3D動畫軟件;第三分區安裝圖形、圖像處理軟件;第四分區安裝制造工程師、CAM軟件;第五分區安裝CAD、SOLIWORKS軟件等等。

　　這樣就能使不同的專業課所安裝的應用軟件得到合理分擔在不同的分區，相對也就減輕了操作系統的負擔，使較低配置的計算機系統也能運行較大的專業課應用軟件。

　　采用這樣的方法也有它的缺陷。

　　例如：個別的專業課需要同時用到多個應用軟件時，需要來回啟動計算機進入相應的分區，這就給學習者帶來一定的麻煩。

　　但我們只要事先和各學院專業課教師進行必要的溝通，在安裝專業課軟件時做出適當調整，就能避免此類現象的發生。

　　3 利用虛擬操作系統

　　虛擬技術是一種調配計算機資源的方法，它能更有效、更靈活的提供和利用計算機資源，有效降低設備成本。

　　采用虛擬系統可以生成現有操作系統的全新虛擬鏡像，它具有和真實操作系統完全一樣的功能。

　　進入虛擬系統后，所有操作都是在這個全新的獨立的虛擬系統里面進行，可以獨立安裝、運行軟件、保存數據，擁有自己的獨立桌面，不會對真正的原系統產生任何影響。

　　各個虛擬操作系統之間互換也不需要重新啟動計算機設備。

　　利用虛擬操作系統的方法是：在新安裝的純凈操作系統中，首先創建多個虛擬系統，再分別安裝不同的專業課應用軟件，使各個不同專業課的應用軟件分擔在不同的虛擬操作系統中。

　　采用這種方法也可避免多分區來回啟動計算機的繁瑣。

　　4 利用操作系統的多用戶功能

　　在學校專業課不是很多的情況下，也可利用操作系統自帶的多用戶功能。

　　首先安裝一個精簡版的操作系統，在該操作系統的基礎上，按不同的專業課創建多個新用戶，并為這些新用戶更名為不同的專業用戶。

　　進入相應的“專業用戶”界面后，分別安裝相應的專業課應用軟件，這樣也能使較低配置的計算機設備運行較大的專業應用軟件。

　　5 利用服務器特有功能

　　在計算機實驗室內，配置幾臺性能比較優越的服務器。

　　首先需要把服務器配置成應用服務器模式，安裝必要的終端服務組件，設置好終端服務許可及遠程桌面協議。

　　參照微軟公司提供的“終端服務器應用程序的集成信息[1]”幫助信息，在各服務器中采用全局用戶模式安裝和配置不同專業課應用軟件的應用程序集成。

　　設置好相應的IP地址、網絡協議和用戶權限。

　　在學生機上進入不同分區或不同的虛擬操作系統后，按不同的專業課設置IP地址和網絡協議，使進入該專業課操作系統的IP地址和相應的服務器IP地址處于同一網段。

　　在學生機上配置好遠程桌面協議應用客戶端。

　　利用服務器終端服務功能來連接服務器，調用專業課應用軟件。

　　6 利用Citrix遠程可視化系統[2，3]

　　Citrix遠程可視化系統是應用非常廣泛的一種應用虛擬化技術，其Server Based Computing(SBC)計算模式同時具備C/S模式和B/S模式的優點。

　　通過它能夠更為高效、低成本地提交、運行和管理應用。

　　Citrix使用一個多用戶操作系統和一種將應用程序的界面顯示在客戶端設備的方案，從而實現應用系統的運行和管理[4]。

　　通過獨立計算結構ICA[2]，可將應用程序的邏輯運算與用戶界面分離，應用程序完全在服務器端運行。

　　網絡中傳輸的數據只包含用戶端的鍵盤和鼠標信息以及服務器端的界面變化。

　　由于采用獨有的MultiWin技術，能讓多個用戶同時訪問在一個服務器上的應用程序。

　　只需利用CitrixMetaFrame平臺軟件設置應用服務器，將各種應用程序集中安裝并進行發布，客戶端通過安裝簡單的ICA軟件，保持與服務器的通訊，使得客戶所需的應用程序完全在服務器上執行，通過局域網連接就能高效地訪問服務器上的程序和數據并在客戶端本地得到結果[5]。

　　有條件的學校，可以考慮使用瘦客戶端作為用戶終端。

　　這樣也有利于系統資源集中整合和管理。

　　7 利用虛擬化技術的云計算平臺

　　在計算機實驗室內部，利用虛擬化技術的云計算平臺管理軟件，搭建小型的私有云計算平臺。

　　將計算機實驗室所有服務器整合在一起。

　　利用虛擬化技術可以減少服務器數量的增加，簡化服務器的管理，同時能明顯提高服務器利用率、網絡靈活性和可靠性。

　　可將多種應用整合到服務器上。

　　在一臺服務器上運行多個應用能夠提高服務器效率，并減少需要管理和維護的服務器數量。

　　當工作負載提高時，可以迅速創建更多虛擬機，從而無需增加物理服務器即可靈活地響應不斷變化的需求。

　　并且能把統一的硬件資源抽象出來，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。

　　根據需要，任意云都可以在統一的資源池中獲取硬件資源并運行[6]。

　　通過虛擬化技術的私有云計算平臺，在保證云計算平臺高可靠性和高可用性的前提下，通過利用服務器硬件資源，使低配置的計算機設備也能運行所需要的專業應用軟件。

　　從而達到降低教學成本的作用，使其能更好地服務于教學。

　　8 利用軟件系統打造云桌面

　　在計算機實驗室里，也可利用軟件環境管理系統打造虛擬云桌面。

　　它的原理是：利用軟件環境管理系統把所有的應用軟件按需要安裝到不同的云桌面中，為用戶端建立針對性的軟件環境，根據用戶需要再把不同的云桌面發送到用戶端供用戶使用。

　　這樣就能讓不同專業課的學生得到不同的云桌面。

　　一個云桌面可以同時應用在硬件配置完全不同的一批電腦上，并且一個用戶端也可以同時使用多個云桌面。

　　由于所有的運算都在本地進行，從而避免了桌面虛擬化方案中，運算在服務端完成所造成的服務器壓力和巨大的服務器投資。

　　同時也降低了用戶端硬件配置要求，使低配置計算機設備也能得到充分利用。

　　9 結束語

　　雖然通過一些簡單的方法能暫時解決計算機設備配置較低的問題。

　　但隨著教學需求的不斷擴大，專業課的不斷增加和專業軟件的不斷更新，一些低配置的計算機設備最終還是要被淘汰。

　　只有把虛擬化技術的云計算引入計算機實驗室加以利用，才是未來計算機實驗室發展的趨勢。

　　因為只有虛擬化技術云計算的計算機實驗室才能真正起到降低教學成本的目地。

　　它的成本和同等規模的現有計算機實驗室相比不到一半，而且它的使用周期也相對較長。

　　真正要把虛擬化技術的云計算應用到計算機實驗室，還需要學校的支持和計算機實驗室管理人員的不斷實踐和探索。

　　參考文獻：

　　[1] Microsoft.終端服務器應用程序的集成信息[EB/OL].文章編號： 186498 - 2007年11月6日-修訂.

　　[2] 董慧，方金云，趙紅超.基于Citrix的異地軟件共享系統的設計與實現[J].計算機工程，2009，35(1))49-51，54.

　　[3] 劉玉峰，王賢明.Citrix企業接入架構方案分析[J].當代化工，2004，33(6)：364-366.

　　[4] 賈正偉.總部管理模式下遠程應用平臺的搭建[J].煉油技術與工程，2003，33(5)：38-40.

　　[5] 張天雷，蔣多元.利用遠程應用技術構建地震資料解釋虛擬桌面環境[J].勘探地球物理進展，2010，6(3)：220-223.

　　[6] 李剛建.基于虛擬化技術的云計算平臺架構研究[J].吉林建筑工程學院學報，2011(2)：79-81.

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