高校計算機實驗室建設與管理研究

胡亨伍，張俊蘭

（廣東醫科大學信息工程學院，東莞 523808）

高校計算機實驗室建設與管理研究

胡亨伍，張俊蘭

（廣東醫科大學信息工程學院，東莞 523808）

為有效提升高校計算機實驗室建設與管理水平，通過使用現有資源和技術，布置穩定快速的局域網，配置高效與完全的計算機資源，使其服務于高校的實驗教學和科學研究，豐富師生們的課外文化生活，使師生在校園網內就能享受到實驗室里的全部資源。

計算機實驗室；服務器

0 引言

醫學類院校的計算機實驗室屬公用與專業相結合的實驗室，其有設備眾多、使用人次最多、規模較大等特點，承擔著公共計算機基礎課程、信息工程學院專業課程及其他學院的專業課程，安裝的教學軟件門類繁多，軟件系統龐大，軟件更新快。并隨著增長的實驗教學需要，要不斷擴建計算機實驗室，計算機機房數量增加，規模擴大，網絡要求越來越高，如何提高計算機的使用率，保證網絡和計算機的高效運行，這些成為了計算機實驗室重要的日常工作任務。

由于實驗設備數量多與使用頻繁、課程門類多、教學任務重、設備故障率高、病毒侵襲，操作主體主觀隨意以及網絡環境的復雜性[1]，為保障實驗室設備的有效運行，給上機者提供安全穩定的系統環境，計算機實驗室面臨著如何高效高質的完成建設、管理和維護工作。

1 計算機實驗室網絡建設及布局

根據實驗教學和教學改革的需要，網絡在計算機實驗室的教學環境中起著越來越重要的作用，隨著網絡教學模式的興起，相應的考試、計算機等級考試與教學相當大的部分需要通過網絡快速訪問服務器。同時，一些新的教學手段，如網絡課件、在線視頻、多媒體教學、網上訓練系統等對網絡提出了快速訪問、高帶寬和穩定性的要求[2]。

除了滿足上述要求，還需要對網段進行劃分和隔離，以免外部設備混入校園網造成擁堵，并能做到靈活變動配置，方便網絡故障的維護，及新建網絡配置的要求，對所有實驗室以智能交換機100/1000Mbps以太網端口進行接入，以供快速、高帶寬需求使用。同時，對現有的網絡布局模式進行改革，由原來的交換機放在一個機房，改成每個實驗室布置一個交換機，再通過總交換機和防火墻接入校園網，這樣做的好處就是容易發現網絡故障并進行維修，方便該實驗室的網絡管理。

2 FTP服務器資源存儲及共享

FTP(File Transfer Protocol)是通過網絡給客戶提供一個極為重要的服務，采用典型的客戶機/服務器的全雙工工作模式,實現網絡上服務器與客戶機傳送文件的一種通信協議[3]。FTP服務器可分為循環服務器、多線程并發服務器與單線并發程服務器，通常FTP網絡服務器使用多線程并發服務器的這種架構可以取得較理想的結果[4]。FTP服務可以Linux、Unix與Windows系列等眾多操作系統上安裝運行[5]，實現計算機間的資源共享。我校計算機實驗室建立專用FTP服務器，包括資源FTP服務器和作業FTP服務器。

市面上有很多FTP服務器端軟件，這里采用方便快捷的Ser-U和與域用戶認證集成很好的Windows系統內置FTP服務共同建設計算機實驗室的FTP服務器。Windows系統內置FTP需要添加FTP的Windows組件，確定好服務器的IP和端口號，建立FTP根目錄，然后選擇訪問方式及用戶權限；選擇安裝支持ODBC讀取數據庫的Sev-U版本軟件，建立域，確定IP和端口號，配置Sev-U文件通過ODBC使Sev-U與數據庫對應起來。

構建好FTP服務器，實驗教師和學生就可以依據獲得賦予權限的用戶名和密碼對服務器上的文件進行瀏覽、下載、上傳、刪除等操作，從而實現服務器上文件的管理功能。由實驗室或任課教師提供給學生使用的課件、上課軟件、預習資料、實驗安排等，賦予實驗室和教師全權管理權限，而賦予學生只有下載查看卻無修改的權限，學生可于校園網內高效使用實驗室FTP資源，避免移動盤在實驗室傳播病毒增加實驗室維護難度；學生上傳作業時，設置成用戶名和權限，學生只有上傳權限，其他權限一律剔除掉，方便學生隨時隨地交卷，教師網上管理和閱卷。

3 網絡教學軟件

因現在實驗室對網絡依賴越來越多，所有實驗室多聯通著校園網，校園網又是學生日常使用最多的網絡，里面存放著各式各樣的網絡資源，學生上實驗課時很容易分心做其他的事情，不能很好地實踐學習。很多公司陸陸續續推出了良田、紅蜘蛛、凌波等網絡課室管理教學軟件，我們實驗室經過試用，最終選取了凌波網絡教學軟件來管理實驗室的網絡教學課堂。該軟件利用機房現有的電腦網絡設備，實現教師機對學生機的廣播、監控、語音教學等操作，輔助學生完成電腦軟件的學習和使用。

在實驗室的所有學生機上安裝凌波網絡教學軟件學生端，在教師機上安裝教師端。通過凌波網絡教學軟件，實驗教師可以全程掌握課堂，提升教學效果。該軟件可以實現：（1）屏幕廣播：學生可以在自己的屏幕上看到教師的屏幕內容，教師的所有操作都將同步顯示在學生的屏幕上，完成教學演示，克服以往學生看不清大屏幕的弊端，也提高學生的注意力，提升教學效果。（2）學生輔導：如果學生有什么問題，可以用熱鍵進行舉手，在教師的主控平臺上會有所顯示，教師可根據情況對該學生進行單獨講解或示范。（3）資料發布和回收：教師可以在主控臺上給每個學生發布當堂作業或課程輔助材料，并查看學生完成情況。（4）屏幕監看：利用這個功能，可以對學生的屏幕輪流進行查看和監視，也可以進行多屏查看，以便掌握班級學生的整體情況，完成教學巡視。

4 門禁服務器

在高校，不管是對計算機專業學生還是非專業學生來說，計算機實驗室開發都很重要，學生課外學習、興趣小組、科研創新等活動主要在計算機實驗室進行。對剛進學校的新生還未配置電腦、學生自發組織的興趣愛好小組及從事科研創新的師生，計算機實驗室開發顯得尤為重要。又由于實驗室的管理人員有限、學生數量龐大、人員流動性大且不易管理，需要配置門禁管理系統。

以四川大學使用的門禁系統作參考，它包括服務器、門禁機、門禁主程序、用戶登記系統、存儲學生信息數據的數據庫等。學生機安裝客戶端程序，學生在實驗室上機前先在門禁機上刷卡進入實驗室，然后使用個人信息通過用戶登記系統認證方可登錄學生機；下機時退出用戶登記系統再在門禁機上刷卡關閉實驗室。通過學生上、下機在門禁機上的刷卡，門禁服務器自動管理了實驗室，通過用戶登記系統刷新數據庫信息并記錄學生機使用情況等，實現了實驗室管理的開放化。

我校計劃配置類似的門禁系統，但在布置門禁服務器和數據庫時，需要特別注意存儲數據的安全性問題。由于存儲數據中包含有全校學生個人信息和校園卡信息，一旦數據出錯或丟失,后果將是災難性的。為保證該系統中數據的安全，擬采取每天3次備份存儲數據的措施,同時將存儲數據備份到不同的物理磁盤上。相應的服務器采用RAID 5磁盤陣列高冗余能力的方式存儲數據，使得SATA硬盤失效時也能有效地保護數據。

5 聯想硬盤保護系統

計算機實驗室設備由于使用頻繁、網絡使用率高等原因，學生誤操作、病毒、非正常關機時有發生，造成操作系統崩潰和應用軟件故障，而操作系統和應用軟件對學生又是完全開放的。如果重新安裝操作系統和應用軟件則需要數個小時，對大量的故障計算機進行維護也很耗費時間，因此，我們采用系統保護的方式提高計算機的管理和使用。

系統保護方式分為軟件保護和硬盤保護兩種類型[6]，它們都通過保護計算機的CMOS來保護硬盤數據。通過兩種方式的比較，我們選擇硬盤保護方式來保護計算機，在該計算機中不能進行修改、移動、復制、刪除、創建、保存文件等操作，也不能在該計算機中安裝或刪除新程序，最重要的是保護CMOS的設置參數不被修改。只要按預期設置了保護，無論操作者對計算機進行什么樣的操作，操作者重新啟動計算機就會自動恢復系統的配置，起到保護系統環境的作用，提高了實驗室的管理效率。

聯想硬盤保護系統是專為計算機教室管理研發的，聯想硬盤保護系統安裝程序Setup.exe需要在DOS環境下安裝，重新啟動計算機時按住Home鍵進入保護界面重新劃分分區、設置分區屬性和恢復方式。只要裝好一臺計算機，重新啟動按F4進入網絡同傳界面，選擇喚醒同一實驗室的其他計算機，通過網絡復制功能將硬盤數據和COMS參數一并發送到網絡中的其他計算機，復制好后的其他計算機硬盤數據與發送機的一樣。在網絡同傳時，還可使用聯想硬盤保護系統的IP分配與管理功能，統一給其他計算機分配IP和單個計算機IP修改，也可方便遠程喚醒和關閉實驗室的其他計算機。當然，網絡同傳的速度依賴于連著實驗室的交換機帶寬等參數，我們在實踐中監測到傳送速度有5Mbps、10 Mbps及15Mbps，也在別的高?？吹剿俣?0Mbps。

6 結語

利用現有資源和技術，做好高校計算機實驗室建設和管理工作，服務好全校計算機課程的實驗教學，開放實驗室為學生和老師的學習和研究提供重要的場所，豐富師生們的課外文化生活。維護好網絡，用服務器搭建起“教與學”的資源平臺，使用戶在校園網內就能享受到實驗室里的一切。

[1]雷濤，王芳.提高計算機實驗室管理效能的技術方法淺談[J].信息與電腦，2010（9）：150-151.

[2]徐尚青,曾大軍.高校計算機實驗室網絡規劃及幾點問題的思考[J].計算機光盤軟件與應用，2014(13)：231-233.

[3]李進.服務器配置性能安全和注冊表[M].北京：科學出版社，2004.

[4]蔡勇.FTP服務器技術研究及實現[D].電子科技大學，2005.

[5]計宏.FTP服務器的搭建與實現[J].陜西煤炭，2014(13)：55-56..

[6]成全喜，陸春敏，陸慶越.計算機硬盤保護系統的應用初探[J].實驗室科學，2006，10(4)：110-114.

Computer Laboratory;Server;System;Construction;Management

Research on the Construction and Management of Computer Laboratory in Colleges and Universities

HU Heng-wu，ZHANG Jun-lan
（School of Information Engineering,Guangdong Medical University,Dongguan 523808）

In order to effectively improve the construction and management of computer laboratory in colleges and universities,uses existing resources and technologies,layout stable and fast local area network,configure high efficiency and complete computer resources,thus not only supports experimental teaching and scientific research strongly,but also enriches the extracurricular cultural life of teachers and students greatly.The most important will be able to enjoy all the resources of the laboratory in the campus network.

1007-1423（2016）19-0032-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2016.19.009

胡亨伍（1982-），男，湖南衡陽人，實驗師，碩士,研究方向為圖像處理、信息技術、實驗管理技術

張俊蘭（1970-），女，廣東湛江人，實驗師，本科,研究方向為信息技術、實驗管理技術

2016-04-25

2016-06-30