云桌面技術在醫學高職院校公共機房中的應用

侯丹紅 陳堅偉 王廣軍

【摘要】? ? 我院公共機房不僅要開展計算機課程的實驗教學，還承擔公共英語課程及其它院系開設與計算機相關的實驗教學和學科無紙化考試，也作為職業化考試的標準考場。面對學生和所承擔教學任務需求的多樣化，傳統機房不能順利完成教學;通過分析比較，提出了基于虛擬云桌面技術的優勢和將其應用到醫學類高職院校公共機房中的必要性。

【關鍵詞】? ? 云桌面? ? 公共機房? ? 實驗教學

引言：

中國互聯網發展報告（2020）報告顯示，中國網民規模突破13億人，占據全球網民總規模的32.17%。2020年的特殊疫情環境中無論是學習還是遠程辦公，都體現了提高國民信息處理能力的重要性;新醫改文件也對醫學類高職學生提出了相應的信息處理能力要求。

公共機房作為高職人才培養及學習信息處理技能的重要場所，面對專業課程和互聯網的結合應用，機房面臨新的挑戰，單一的服務器容量擴張，硬件更換已經難于適應教學需求。

本文以廣州衛生職業技術學院公共機房為例，提出基于云桌面的高職計算機實訓機房管理應用模式，在減少物力和人力成本投入的情況下，為高職機房的實訓教學、技術管理提供更合適的方式，提高機房使用率和維護效率，改善實訓環境。

一、傳統機房的弊端

1.1不滿足教學需求

以我院從化校區為例，公共機房使用了9年時間，計算機設備明顯老化，故障率高;還會發生教學廣播演示不流暢，傳輸資料經常出錯的情況;軟件的飛速發展也對硬件提出了更高的要求，如視頻剪輯、3D打印設計等課程，排課需要指定特定的機房，否則個別軟件無法運行。

公共機房承擔了計算機和英語等公共基礎課的教學，所以同時具備語音室的功能，隨著計算機和英語課程的改革，計算機課程要求使用win 7系統而英語課某些教學軟件需要使用win XP 系統，最后只能安裝雙系統。老舊機器運行雙系統，使用過程經常出現硬件損壞，系統文件丟失導致機器無法使用。

機器的老化還會不斷更換硬盤、內存等硬件，由于年限久遠，不少原配型號硬件都已經停產，維修時只能用非原裝硬件代替，這導致兼容問題明顯;教師機突然出現故障，整個機房只能停止使用，這些都嚴重影響教學。另外教學方式也不靈活，教師通常只能在課堂上教學，不能移動辦公，不少學科在備課的電腦上安裝了某些插件，上課前才發現機房配置不同，要求機房臨時安裝軟件或者插件，傳統機房無法實現。

1.2 管理效率低

現有的公共機房建設批次不同，計算機數量較多型號不一，采取保護還原和網絡拷貝的管理模式，在一間機房內，每重拷一次機房，總有好幾臺機器無法正?？截?，需要管理人員個別重做系統，工作量倍增。

除了開設課程，機房還承擔著繁重的考試、競賽、培訓任務等，各門學科無紙化考試也越來越普及，機房作為考場使用機率也在增加。每場考試任務都有不同的要求，計算機和英語考級的考試要求存放試題盤放開讀寫，而平時為提高機房安全性都設置只能讀取硬盤;考試要求PC機時間不能有太大誤差，重拷或更換硬件后，容易改變，必需每臺核對;個別軟件如PREMIERE軟件，英語練習平臺等要求授權碼綁定終端硬件 ，管理員只能逐臺激活。上述情況都會需要重新設置現有的系統環境，這使機房維護的工作變得頻繁。

1.3 高能耗低利用率

目前機房的服務器經常分課程使用，每臺服務器部署少量的普通網站，避免出現故障過多影響教學。個別機房只安裝了語音廣播系統，硬件的配置限制了多種軟件的安裝，導致使用頻率極低，浪費了資源。同時普通臺式計算機的功耗大，不符合低碳環保新形勢。

面對以上這些缺陷，必需采用新技術打造易維護、高安全、低成本的新型計算機教室，才能提供更加優質，高效的實驗教學環境。

二、云計算

NIST定義云計算可以實現隨時隨地、便捷地、按需地從可配置計算機資源共享池中獲取所需的資源，資源能夠快速供應和釋放，使管理資源的工作量和云服務提供商的交互減小到最低限度。[1]云計算按最終服務交付的形態分成以下三種模式： [2]

1. IaaS基礎設施即服務，云機房就是基于云技術體系結構開發的提供IaaS服務云計算系統，主要的部署工作在服務器端即云端，是將基礎設施作為服務的解決方案，學生在機房實驗室可以通過內部網絡從終端的基礎設施獲得服務。

2. PaaS平臺即服務，在高校機房實驗室的學生終端軟件平臺通常包括操作系統、課程需要的程序軟件的運行環境、學習資料數據庫和萬維網服務器，學生可以在此平臺上部署和運行自己的應用。

3. SaaS 軟件即服務，在高校機房實驗室主要包括：教師的備課、授課系統如職教云;視頻會議、網絡課堂直播系統等。

桌面虛擬化可理解為將原有計算機操作系統的視覺呈現的桌面邏輯抽象化，由遠程計算能力集中的服務群進行統一部署分配和管理后生成虛擬化桌面，使用者可通過任何設備，在任何連接網絡的地方，任何時間訪問虛擬化的桌面系統環境。 [3]遠程桌面鏈接就是最早期的虛擬桌面。

三、云桌面實驗室的優點

3.1管理效率提高

根據教學的需求，公共機房需要集中管理、按需選擇不同的操作系統環境。桌面虛擬化技術避免了每次部署系統都將系統盤進行復制刻隆，管理人員可以通過統一的平臺客戶端部署機房資源，各個科目數據統一保存維護，各種業務應用不單獨部署硬件服務器，根據需求設置配置初始鏡像文件，讓任何一個機房的學生都可以通過“瘦終端”連接到不同課程的基礎鏡像;所有教學和業務可以通過統一的管理界面進行資源需求申請，管理員審核后自動分配所需的硬件軟件資源。云桌面機房也有效解決了軟件之間的沖突，以我們的機房為例，PC機搭載了win Xp 和win 7雙系統，云桌面機房解決了雙系統中瀏覽器參數互相制約的情況，避免了大型考試前每臺進行重新檢查參數設置，管理員可以統一在服務器管理平臺上部署虛擬機模板和應用程序軟件;資源租約到期后，管理員收回相應的資源。

管理員還可以對所有數據進行相應的監控、安全防護、管理、備份、恢復;方便查詢平臺中資源消耗情況、各種應用的使用情況，進而對相關應用調整相應的硬件資源需求;對于緊急的教學需求，響應部署快，提高解決問題的效率。簡易的瘦終端還能大大降低電腦使用過程中的硬件故障，避免傳統計算機硬件故障、電腦病毒、黑客攻擊、軟硬件升級等諸多問題，減輕維護工作。云桌面技術還可以提供系統快照，系統出現問題后可以快速恢復，保障教學，優點突出。通過用瘦客戶端在滿足了教學的要求情況下，還明顯減少能源的消耗。

3.2教學體驗更適用和靈活

云桌面技術方便統計教學過程中的使用數量和使用情況，為制定個性化教學提供強有力的數據支撐。教師可以使用網絡積累的學生行為數據，做好過程管理與精準輔導工作;云機房提升了教學個性的程度，排課再不會受到機房位置的約束，培訓和教學效率大幅度提高。對于本校區特殊需求：機房需要融合計算機教室與語音教室的功能，可以根據課程表自動批量切換教學模板，迅速滿足計算機、英語、各種專業醫學課程考試等教學需求，易于可以完成多樣的教學。

3.3后續擴容方便

近年來，計算機技術發展日新月異，新技術不斷涌現，現在建設的機房要與將來的先進技術相結合，在保證舊設備的有效利用基礎上，容易提升性能，保證所建機房能隨時加入設備，相關軟件能順利升級和擴充，準確預測今后幾年內的計算機技術和對網絡的需要、保證網絡設計永遠具有先進性是十分困難的，因此，我們在作網絡技術及實施方案時要充分考慮計算機網絡的高性能、可擴充性，以便支持以后網絡分階段升級的需要。

四、新建云機房的預期目標

2017 年我校計算機課程改版，原有舊機房需要搭載雙系統運行，對于已用9年的老舊機房困難重重，狀況不斷，嚴重影響了教學，急需建設一個能高效管理、適用于教學的新機房。機房原有面積為110 平方米， 預計部署兩個服務器與交換機設備、70個學生終端與1個教師機。學校千兆學校校園網絡已經改造完畢，外在條件是符合建設千兆局域網機房。

新建機房的過程中以機房開設的課程需求為出發點，以服務教學為導向，根據教學安排來開展課程鏡像模板的制作，建立一個高可用性、高擴展性、高靈活度和管理簡化的新型計算機實驗教學機房，解決現有傳統模式機房管理和教學中出現的問題。

我們將采用循序漸進的方式更換所有機房。前期已建的云機房使用經驗是云桌面存在著啟動風暴、性能不足等難題;當今時代的云計算、大數據、物聯網等技術創新、網絡的演進以及 5G 網絡基礎設施的完善和服務器性能的指數級增長，都使云桌面對性能的要求得到了充分的滿足，前期遇到的難題都可以解決，實現了與傳統終端無差異甚至高出一籌的應用體驗。

五、結束語

本文立足于筆者所在學院對計算機機房改造需求，對醫學類高職院校教學信息化環境的新變化和云桌面的教學模式進行了探索，并對云桌面在個性化教學和個性化學習中的作用和優點進行分析。

高職院校在實訓機房建設及管理中利用云計算、虛擬化技術設計構建云桌面系統，在整合軟硬件教學資源、降低維護工作量和能耗、提高實訓設備的利用率、保障實訓環境、數據安全等方面具有極大的優勢，基于桌面云的實驗室建設，將進一步改善公共機房的實驗教學環境，制訂個性化教學環境以提升實驗教學質量，是適合我校公共機房需求的。

參? 考? 文? 獻

[1] Thomas Erl .云計算機概念、技術與架構[M]. 北京：機械工業出版社，2014： 15.

[2] Thomas Erl .云計算機概念、技術與架構[M]. 北京：機械工業出版社，2014： 35.

[3] 徐有浩.大型醫療機構統一資源池和醫療云桌面的研究與實現[D].上海：2015.