云计算技术在高校实验教学中的应用研究

黪　’ｈ———～潦　ｌ与应用　Ｉ数字技术　应用研究　云计算技术在高校实验教学中的应用研究　陶松岚　（江汉大学文理学院湖北武汉４３００５６）　摘要：本文首先阐释了云计算的概念、分类，在此基础上，阐述了云计算对实验教学的影响。最后，提出了在高校实验教学中应用云计算的两个　方案，“虚拟实验室”和实验教学混合云。　关键词：云计算高校实验教学应用　中国分类号：ＴＰ３９９　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—９４１６（２０１３）１０・０１０９一Ｏ１　１云计算简介　１．１云计算的基本概念　目前，关于云计算的定义还没有形成统一的认识，本文在综合前　人研究成果和高校实验教学特点的基础上，提出云计算是以分布式　处理、并行运算和网格计算为基础，以互联网为　，以应用软件技　术、虚拟化技术、基础设施即服务（ＩａａＳ）、平台即服务（ＰａａＳ）和软件即　服务（ＳａａＳ）￣技术作为支撑的新型计算架构和应用模式。云计算的基　本原理是，应用程序仅运行在几十万甚至上百万大规模服务器集群　享度低等问题，尤其是混合云，可以同时满足数据共享和信息安全　　中，而无需运行在用户的手机、电脑等终端设备上，经过处理的数据　的双重需求。保存在互联网的数据中心，并由提供云计算服务的企业负责数据的　３云计算在高校实验教学中的应用　日常运行和维护，从而使用户随时随地获得所需的服务和资源。　１．２云计算的分类　学可以走出实验室，也就是说只要有网络，师生就可通过计算机、手　机等客户端方便快捷地访问“云”端的服务和程序，从而降低实验室　的建设与维护成本。此外，基于云计算环境下的实验室，不需要经常　对实验设备进行更新换代，同时还可以对闲置设备进行再利用，从　而节约实验设备的购置及升级成本。（３）资源与服务共享度的提高。　云计算具有的超大规模、高扩展性、虚拟化、通用性、廉价等特点可　以有效克服高校实验教学中存在的教学资源分配不均、更新慢、共　３．１实验教学云计算平台的构建——虚拟实验室　当前，学者主要从两个维度来对云计算进行分类。第一个纬度　是根据提供云计算服务主体和部署方式的不同，将云分为公共云、　私有云和混合云三类。　第二个纬度是根据云计算服务类型的不同，可将云计算分为基　础设施即服务（Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｓ　ａ　Ｓｅｒｖｉｃｅ，ＩａａＳ）、软件平台即　服务（Ｐｌａｔｆｏｒｍ　ａｓ　ａ　Ｓｅｒｖｉｃｅ，ＰａａＳ）和软件即服务（Ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｓ　ａ　Ｓｅｒｖｉｃｅ，Ｓａａｓ）三层，如图１所示。　２云计算对高校实验教学的影响　作为继水、电、气和通信之后的第五效用，云计算同样也可以像　水电气这些公共设施—样运用到各个领域。如果能将云计算运用到　高校实验教学中，这无疑是教育史上的重大突破　具体而言，主要涉　及三个方面：　（１）实验教学方式的改变。云计算采用的虚拟技术可将不同功　能的设备虚拟成一个表现形式，不同的虚拟化技术可实现物理存储　资源和主机的一体化整合，提高两者的分布式共享，从而实现资源　的高度利用。采用云计算后，只要是有网络的地方，教师就可以通过　互联网访问　拟服务器，随意改变上课地点；对于学生来讲，可以选　择集中实验或分散实验的方式进行学习，从而打破时间、地点的限　制。（２）实验室建设与维护成本的降低。云计算对客户端的配置要求　很低，用户可以极低的成本按需获得云服务。采用云计算后，实验教　异ｌ户　Ｊｒ　｝　较择鞠黢势（ＳｅａＳ）　Ｏｏｏ￣ｅＤｏ～ｃ　云计算低成本、高效率、可扩展的优点使广大师生能通过共享　开发测试资源和远程桌面共享的方式拥有一个属于自己的实验室　虚拟实验室。在云计算的环境下，用户可以通过客户端向网络　发出请求，数据中心会根据用户的请求，从云存储空间和服务器上　智能地分配实验资源和服务，用户只要根据指令登陆操作系统、应　用服务即可开始实验。虚拟实验室通过营造标准化环境完成实验室　环境准备，通过虚拟化资源池完成实验室环境搭建，并通过自动化　的方式实现实验资源和服务的申请、监控和管理，从而达到通过虚　拟桌面的方式完成远程访问的目的。　３．２实验教学混合云的构建　相对于公有云，私有云是为某个组织或企业提供的专有云服　务，部署在内部。企业或组织拥有基础设施的所有权和控制权，并决　定程序的应用方式，从而保证数据的安全和服务的质量。但是，我们　必须注意到，私有云的弱点就是其一次性投入成本较高。试想一下，　如果为每个实验教学都建立私有云，那么其成本是不可估量的，且　使用效率不高的话会造成资源的极大浪费。而云计算在高校的发展　也并非局限于基础设施的建设，高校在平台云、应用云等方面也有　巨大的发展潜力和需求。因此，如何以私有云为基础，建立面向各个　领域、各种人群的混合云，是未来实验室建设中云计算的主要目标　和发展方向。因此，可考虑将各大高校的实验资源进行集约化管理，　建立区域性的云计算平台，并根据各高校实验室分布的密集程度，　建立针对不同实验教学的从市到省到国家级的三级架构的私有云　平台。与此同时，各高校可根据自身所处的区域租用市或省云计算　中心的资源，由云计算中心按需向各个实验室的私有云提供ＩａａＳ，　ＰａａＳ，ＳａａＳ，并共同搭建实验教学的混合云，从而实现教学资源的　共享。　——ｌ　平台帮驻势ｅ泌　ｌ　ｌ　参考文献　携ＭＩＴＦａｃｔｏｒｙ，Ｇｏｏｇｌ＊ＡＰＰ踟ｇ融。　基ｉ趣．１殳！蜗３服务（　§》　Ｅｕ　繇自ｄｌ　辗－ＡＩｍ　∞ＥＣ２／￥３　ｔ　穴麓硬件资源　［１］范大鹏，李丹，张雅君．云计算的应用对高校实验教学的影响［Ｊ］．　菏泽学院学报，２０１３，３５（２）：９８－１０１．　［２］尚蕾．云计算环境下的开放实验教学研究［Ｊ］．福建电脑，２０１　２。（５）：　３７－３９．　［３］林瑜华．云计算环境下高校实验教学模式的创新与实践［Ｊ］．实验　室研究与探索，２０１　１，３０（８）：２７１—２７４．　［４］高云霞，高景刚．基于云计算的高校虚拟实验教学研究　］．制造业　自动化。２Ｏ１　３，３５（３）：８７—９０．　图１云计算服务层次　作者简介：陶松岚（１９８６一），男，湖北武汉人，本科学历，江汉大学文理学院助理工程师，研究方向：实验室管理，云计算。　⑩