導(dǎo)語：計算機(jī)虛擬實驗教學(xué)環(huán)境研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1引言

近年來隨著計算機(jī)信息科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，云計算、大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”等新興技術(shù)已廣泛應(yīng)用于社會生產(chǎn)活動的各個領(lǐng)域。當(dāng)下社會對計算機(jī)軟件相關(guān)專業(yè)的高校畢業(yè)生提出了更高的要求，因而計算機(jī)軟件相關(guān)專業(yè)更加注重學(xué)生動手實踐能力的培養(yǎng)。這就要求高校在計算機(jī)軟件相關(guān)專業(yè)實驗室建設(shè)與管理的投入越來越多。如何利用好現(xiàn)有實驗教學(xué)資源，節(jié)省計算機(jī)軟件相關(guān)實驗室的建設(shè)與管理成本，提升計算機(jī)設(shè)備的利用率，來滿足多樣化、個性化的實驗實踐教學(xué)要求，成了高校實驗室管理人員亟需解決的重大難題。

2計算機(jī)實驗室現(xiàn)存問題

目前我國高校計算機(jī)軟件實驗室，大多是在單機(jī)中安裝多個操作系統(tǒng)，并對計算機(jī)硬盤安裝讀寫保護(hù)程序，定期進(jìn)行軟件或系統(tǒng)的更新，這樣的管理方式在實際的實驗實踐教學(xué)活動中存在以下幾個問題[1]。（1）實驗室建設(shè)成本高。一方面隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前計算機(jī)電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度越來越快，另一方面實驗教學(xué)軟件的更新對計算機(jī)的配置要求也越來越高，這就要求實驗室對硬件建設(shè)成本的投入越來越高。傳統(tǒng)的計算機(jī)實驗室一般采用單機(jī)通過交換機(jī)組建實驗室局域網(wǎng)絡(luò)，大量的單機(jī)需要高校投入大量的實驗室管理成本，如出現(xiàn)故障維修成本較高。（2）管理難度大。實驗室計算機(jī)數(shù)量多，出現(xiàn)硬件問題概率大，且學(xué)生實驗過程中存在拔掉網(wǎng)線隨意安裝軟件，甚至?xí)霈F(xiàn)通過啟動盤重裝系統(tǒng)破壞原有系統(tǒng)環(huán)境的情況，另外學(xué)生在使用移動存儲設(shè)備過程中有可能會攜帶系統(tǒng)病毒，這些都為實驗室的管理增加難度[2]。（3）工作量大維護(hù)效率低。通常計算機(jī)實驗室需要同時滿足不同專業(yè)、不同課程的教學(xué)要求，如出現(xiàn)實驗教學(xué)軟件環(huán)境變更，實驗室管理人員需向任課教師獲取軟件資源，進(jìn)行軟件安裝同傳等操作，一旦出現(xiàn)問題就需逐臺安裝環(huán)境，耗時耗力效率較低。（4）硬件老化速度快。學(xué)生在實驗過程中操作的隨意性，因系統(tǒng)同傳硬盤頻繁的讀寫，都會加速計算機(jī)硬件的老化速度。另外隨著時間推移，操作系統(tǒng)安裝的軟件越來越多，會增加系統(tǒng)運行負(fù)載，降低系統(tǒng)的操作性能。鑒于此，為了滿足高校實驗室建設(shè)與管理的高要求，需要考慮運用新技術(shù)積極探討高校計算機(jī)實驗室建設(shè)與管理方案。

3云平臺與虛擬技術(shù)

云平臺也稱云計算服務(wù)平臺，是一個提供計算機(jī)硬件資源與軟件資源的服務(wù)平臺，分別向用戶提供計算、網(wǎng)絡(luò)和存儲服務(wù)，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)直接獲取和使用云端硬件資源與軟件資源[3]。虛擬技術(shù)是指在一定的硬件基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶需求創(chuàng)建一個特定的虛擬操作系統(tǒng)。這個操作系統(tǒng)具有虛擬內(nèi)存和虛擬CPU，擁有用戶需要的數(shù)據(jù)存儲空間[4]。虛擬技術(shù)作為云平臺的一項關(guān)鍵技術(shù)，將原本相互獨立的硬件資源進(jìn)行重新整合，實現(xiàn)硬件資源動態(tài)分配與調(diào)度，提高原有硬件資源的利用率，并且虛擬技術(shù)可以大大降低硬件運維成本，數(shù)據(jù)更加安全可靠。因此運用云平臺與虛擬技術(shù)可以為高校師生搭建一個更加開放的計算機(jī)實驗教學(xué)資源共享環(huán)境，為高校計算機(jī)實驗教學(xué)提供更好更完善的服務(wù)[5]。

4虛擬實驗教學(xué)環(huán)境建設(shè)方案

本文討論的計算機(jī)虛擬實驗教學(xué)環(huán)境建設(shè)方案是與北京紅亞華宇科技有限公司合作完成，根據(jù)建設(shè)方案搭建計算機(jī)虛擬實驗教學(xué)云平臺。根據(jù)實驗室規(guī)模大小配置合理數(shù)量的平臺服務(wù)器，其中一臺服務(wù)器作為主節(jié)點運行虛擬實驗環(huán)境管理平臺，其余幾臺服務(wù)器作為從節(jié)點為虛擬實驗平臺提供硬件支撐。服務(wù)器與實驗室計算機(jī)客戶端之間通過網(wǎng)絡(luò)平臺、交換機(jī)、路由器組建局域網(wǎng)，為了滿足實驗教學(xué)要求采用千兆網(wǎng)組建教學(xué)網(wǎng)絡(luò)。任課教師只需將上課所需實驗環(huán)境做成系統(tǒng)鏡像，通過實驗教學(xué)云平臺將鏡像上傳至云端，并在云端制定教學(xué)計劃，布置教學(xué)任務(wù)，設(shè)定上課所需虛擬機(jī)硬件配置。平臺會根據(jù)上課學(xué)生數(shù)量以及虛擬機(jī)配置要求動態(tài)調(diào)度從節(jié)點承載的硬件資源，學(xué)生使用計算機(jī)客戶端訪問云平臺，進(jìn)入虛擬實驗教學(xué)環(huán)境。計算機(jī)虛擬實驗教學(xué)平臺的建設(shè)采用B/S架構(gòu)，學(xué)生端通過瀏覽器訪問實驗教學(xué)云平臺，平臺支持內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)同時訪問。計算機(jī)虛擬實驗教學(xué)平臺包括：用戶組織、實驗平臺、云資源、教學(xué)監(jiān)控、就業(yè)推送、在線考試、設(shè)備、技能評估管理等功能，豐富的功能體系可以很好地滿足不同層次的實驗教學(xué)需求。

5虛擬實驗教學(xué)環(huán)境的優(yōu)勢

根據(jù)上述實驗室建設(shè)方案搭建計算機(jī)虛擬實驗教學(xué)平臺，比傳統(tǒng)的計算機(jī)實驗室具有以下幾大優(yōu)勢：（1）有效降低實驗室建設(shè)硬件成本。采用虛擬實驗教學(xué)平臺，可以根據(jù)上課需要合理調(diào)整虛擬機(jī)硬件配置，不用考慮學(xué)生端機(jī)器配置達(dá)不到要求而增加硬件投入。（2）實驗室管理難度降低。采用虛擬實驗教學(xué)環(huán)境，大大降低了硬件故障發(fā)生的概率。學(xué)生端在虛擬機(jī)中運行實驗環(huán)境，所需教學(xué)資源直接從云端獲取，上課結(jié)束虛擬機(jī)硬件資源立即回收，避免了因?qū)W生隨意操作造成的機(jī)器故障。（3）維護(hù)方便。采用虛擬實驗教學(xué)平臺，不需要多次安裝實驗軟件、更新系統(tǒng)以及同傳系統(tǒng)，只需將實驗環(huán)境系統(tǒng)鏡像上傳至云端。學(xué)生端虛擬機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)加載系統(tǒng)鏡像，簡化維護(hù)流程，大大降低維護(hù)成本。（4）提高硬件資源的利用率，實現(xiàn)實驗教學(xué)資源的共享。采用虛擬實驗教學(xué)平臺，可以很好的滿足不同專業(yè)、不同課程的實驗教學(xué)需求，資源分配靈活。另外學(xué)生可以適時通過云端獲取實驗教學(xué)資源，達(dá)到實驗教學(xué)資源共享。

6結(jié)束語

綜上所述，隨著高校計算機(jī)軟件相關(guān)專業(yè)實驗教學(xué)要求的不斷提高，云平臺和虛擬技術(shù)已逐漸成為計算機(jī)實驗室建設(shè)和管理的重要手段?；谠破脚_搭建計算機(jī)虛擬實驗教學(xué)環(huán)境，提高了計算機(jī)實驗室硬件資源調(diào)度和管理的靈活度，提高硬件資源的利用率，實現(xiàn)實驗教學(xué)資源共享，是高校推進(jìn)計算機(jī)實驗教學(xué)改革與發(fā)展的重要途徑。

參考文獻(xiàn)

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[4]李曉佳,郭邵寧,董延華.基于虛擬云技術(shù)在實驗教學(xué)和管理中的應(yīng)用研究.福建電腦,2018,57(11):116-117

[5]劉楚瑤,劉莉平.基于云平臺技術(shù)的軟件工程實驗室的設(shè)計與實現(xiàn).電腦與信息技術(shù),2014,22(3):46-47

作者:呂坤 閆偉  單位:宿遷學(xué)院