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摘要：高校计算机实验室的作用就是为学校教学服务，为创新人才的培养提供良好的实践基地。而今，许多高校计算机实验室的计算机设备都面临着需要更新升级或淘汰。如何降低教学成本，充分利用好低配置的计算机设备，更好地为学校教学服务，是计算机实验室管理人员面临需要思考的问题。针对这一问题，提出解决问题的方法和思路。
关键词：计算机实验室；设备利用；多操作系统；虚拟技术
中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）16-3686-02
如今许多高校计算机实验室机房所用计算机设备都是多年前购置的，到现在已经面临被淘汰的趋势。不是计算机设备不能使用了，而是由于部分专业课应用软件的不断更新换代，使一些现有的低配置计算机设备不能满足某些专业课应用软件的运行环境。设备的更新又需要大量的教学经费，无形中加大了教学成本。许多高校由于教学经费的短缺无法更新换代新的计算机设备。而低配置的计算机设备又无法保证新的专业课应用软件的运行，使一些专业课教学受到限制。如何充分利用好这些面临被淘汰的低配置计算机设备，使其发挥更大的潜力，更好地为教学服务，提出以下几点解决的办法与思路。
1 精简优化系统提高运行效率
对于低配置计算机设备，首先对计算机主板BIOS系统进行优化设置。这能使配置计算机的使用效率具有一定程度的提高。安装操作系统时要考虑选择精简版安装。完成后对它再次进行必要的精简和优化：去掉不常用的组件；减少占用资源和内存的程序、关闭系统还原和休眠；合理调整虚拟内存的大小和存放位置；关闭不必要的启动项；关闭结束不常用的服务和进程；优化修改系统注册表；最后进行磁盘碎片整理。同时也可以使用第三方软件对系统进行优化，从而提高低配置计算机的运行效率。
其次也要考虑教学软件的安装。对于低配置计算机设备，在安装应用软件时要尽可能选择自定义安装。通过自定义安装可以把教学中用不到的组件或功能去掉，减少磁盘占用空间，减少系统加载项，从而提高操作系统性能。
2 利用磁盘多分区操作系统
现在多数高校的专业课，尤其是理工学校的专业课所用专业应用软件都非常大，而多年前购置的计算机配置都很低，无法满足现有教学的需要。当把所有专业课应用软件都安装到计算机单一的操作系统里时，启动加载的项目也就相对较多，注册表庞大，启动时计算机的运行速度就会很慢，有时打开一个专业应用软件甚至需要几分钟时间。如果采用把基础课应用软件和不同专业课应用软件各自分配到不同引导分区的操作系统中，这样就可降低单一的操作系统内运行多个大型专业应用软件的负担，也可避免个别专业应用软件相互冲突，同时也能满足不同专业课的需求。如：第一分区安装基础课运用软件；第二分区安装多媒体、3D动画软件；第三分区安装图形、图像处理软件；第四分区安装制造工程师、CAM软件；第五分区安装CAD、SOLIWORKS软件等等。这样就能使不同的专业课所安装的应用软件得到合理分担在不同的分区，相对也就减轻了操作系统的负担，使较低配置的计算机系统也能运行较大的专业课应用软件。采用这样的方法也有它的缺陷。例如：个别的专业课需要同时用到多个应用软件时，需要来回启动计算机进入相应的分区，这就给学习者带来一定的麻烦。但我们只要事先和各学院专业课教师进行必要的沟通，在安装专业课软件时做出适当调整，就能避免此类现象的发生。
3 利用虚拟操作系统
虚拟技术是一种调配计算机资源的方法，它能更有效、更灵活的提供和利用计算机资源，有效降低设备成本。采用虚拟系统可以生成现有操作系统的全新虚拟镜像，它具有和真实操作系统完全一样的功能。进入虚拟系统后，所有操作都是在这个全新的独立的虚拟系统里面进行，可以独立安装、运行软件、保存数据，拥有自己的独立桌面，不会对真正的原系统产生任何影响。各个虚拟操作系统之间互换也不需要重新启动计算机设备。利用虚拟操作系统的方法是：在新安装的纯净操作系统中，首先创建多个虚拟系统，再分别安装不同的专业课应用软件，使各个不同专业课的应用软件分担在不同的虚拟操作系统中。采用这种方法也可避免多分区来回启动计算机的繁琐。
4 利用操作系统的多用户功能
在学校专业课不是很多的情况下，也可利用操作系统自带的多用户功能。首先安装一个精简版的操作系统，在该操作系统的基础上，按不同的专业课创建多个新用户，并为这些新用户更名为不同的专业用户。进入相应的“专业用户”界面后，分别安装相应的专业课应用软件，这样也能使较低配置的计算机设备运行较大的专业应用软件。
5 利用服务器特有功能
在计算机实验室内，配置几台性能比较优越的服务器。首先需要把服务器配置成应用服务器模式，安装必要的终端服务组件，设置好终端服务许可及远程桌面协议。参照微软公司提供的“终端服务器应用程序的集成信息[1]”帮助信息，在各服务器中采用全局用户模式安装和配置不同专业课应用软件的应用程序集成。设置好相应的IP地址、网络协议和用户权限。在学生机上进入不同分区或不同的虚拟操作系统后，按不同的专业课设置IP地址和网络协议，使进入该专业课操作系统的IP地址和相应的服务器IP地址处于同一网段。在学生机上配置好远程桌面协议应用客户端。利用服务器终端服务功能来连接服务器，调用专业课应用软件。
6 利用Citrix远程可视化系统[2，3]
Citrix远程可视化系统是应用非常广泛的一种应用虚拟化技术，其Server Based Computing（SBC）计算模式同时具备C/S模式和B/S模式的优点。通过它能够更为高效、低成本地提交、运行和管理应用。Citrix使用一个多用户操作系统和一种将应用程序的界面显示在客户端设备的方案，从而实现应用系统的运行和管理[4]。通过独立计算结构ICA[2]，可将应用程序的逻辑运算与用户界面分离，应用程序完全在服务器端运行。网络中传输的数据只包含用户端的键盘和鼠标信息以及服务器端的界面变化。由于采用独有的MultiWin技术，能让多个用户同时访问在一个服务器上的应用程序。只需利用CitrixMetaFrame平台软件设置应用服务器，将各种应用程序集中安装并进行发布，客户端通过安装简单的ICA软件，保持与服务器的通讯，使得客户所需的应用程序完全在服务器上执行，通过局域网连接就能高效地访问服务器上的程序和数据并在客户端本地得到结果[5]。有条件的学校，可以考虑使用瘦客户端作为用户终端。这样也有利于系统资源集中整合和管理。 7 利用虚拟化技术的云计算平台
在计算机实验室内部，利用虚拟化技术的云计算平台管理软件，搭建小型的私有云计算平台。将计算机实验室所有服务器整合在一起。利用虚拟化技术可以减少服务器数量的增加，简化服务器的管理，同时能明显提高服务器利用率、网络灵活性和可靠性。可将多种应用整合到服务器上。在一台服务器上运行多个应用能够提高服务器效率，并减少需要管理和维护的服务器数量。当工作负载提高时，可以迅速创建更多虚拟机，从而无需增加物理服务器即可灵活地响应不断变化的需求。并且能把统一的硬件资源抽象出来，这些硬件资源包括CPU资源池、MEMORY资源池、NETWORK资源池和STORAGE资源池。根据需要，任意云都可以在统一的资源池中获取硬件资源并运行[6]。通过虚拟化技术的私有云计算平台，在保证云计算平台高可靠性和高可用性的前提下，通过利用服务器硬件资源，使低配置的计算机设备也能运行所需要的专业应用软件。从而达到降低教学成本的作用，使其能更好地服务于教学。
8 利用软件系统打造云桌面
在计算机实验室里，也可利用软件环境管理系统打造虚拟云桌面。它的原理是：利用软件环境管理系统把所有的应用软件按需要安装到不同的云桌面中，为用户端建立针对性的软件环境，根据用户需要再把不同的云桌面发送到用户端供用户使用。这样就能让不同专业课的学生得到不同的云桌面。一个云桌面可以同时应用在硬件配置完全不同的一批电脑上，并且一个用户端也可以同时使用多个云桌面。由于所有的运算都在本地进行，从而避免了桌面虚拟化方案中，运算在服务端完成所造成的服务器压力和巨大的服务器投资。同时也降低了用户端硬件配置要求，使低配置计算机设备也能得到充分利用。
9 结束语
虽然通过一些简单的方法能暂时解决计算机设备配置较低的问题。但随着教学需求的不断扩大，专业课的不断增加和专业软件的不断更新，一些低配置的计算机设备最终还是要被淘汰。只有把虚拟化技术的云计算引入计算机实验室加以利用，才是未来计算机实验室发展的趋势。因为只有虚拟化技术云计算的计算机实验室才能真正起到降低教学成本的目地。它的成本和同等规模的现有计算机实验室相比不到一半，而且它的使用周期也相对较长。真正要把虚拟化技术的云计算应用到计算机实验室，还需要学校的支持和计算机实验室管理人员的不断实践和探索。
参考文献：
[1] Microsoft.终端服务器应用程序的集成信息[EB/OL].文章编号： 186498 - 2007年11月6日-修订： 3.6 http：//support.microsoft.com/kb/186498.
[2] 董慧，方金云，赵红超.基于Citrix的异地软件共享系统的设计与实现[J].计算机工程，2009，35（1））49-51，54.
[3] 刘玉峰，王贤明.Citrix企业接入架构方案分析[J].当代化工，2004，33（6）：364-366.
[4] 贾正伟.总部管理模式下远程应用平台的搭建[J].炼油技术与工程，2003，33（5）：38-40.
[5] 张天雷，蒋多元.利用远程应用技术构建地震资料解释虚拟桌面环境[J].勘探地球物理进展，2010，6（3）：220-223.
[6] 李刚建.基于虚拟化技术的云计算平台架构研究[J].吉林建筑工程学院学报，2011（2）：79-81.
关键词：计算机实验室；设备利用；多操作系统；虚拟技术
中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）16-3686-02
如今许多高校计算机实验室机房所用计算机设备都是多年前购置的，到现在已经面临被淘汰的趋势。不是计算机设备不能使用了，而是由于部分专业课应用软件的不断更新换代，使一些现有的低配置计算机设备不能满足某些专业课应用软件的运行环境。设备的更新又需要大量的教学经费，无形中加大了教学成本。许多高校由于教学经费的短缺无法更新换代新的计算机设备。而低配置的计算机设备又无法保证新的专业课应用软件的运行，使一些专业课教学受到限制。如何充分利用好这些面临被淘汰的低配置计算机设备，使其发挥更大的潜力，更好地为教学服务，提出以下几点解决的办法与思路。
1 精简优化系统提高运行效率
对于低配置计算机设备，首先对计算机主板BIOS系统进行优化设置。这能使配置计算机的使用效率具有一定程度的提高。安装操作系统时要考虑选择精简版安装。完成后对它再次进行必要的精简和优化：去掉不常用的组件；减少占用资源和内存的程序、关闭系统还原和休眠；合理调整虚拟内存的大小和存放位置；关闭不必要的启动项；关闭结束不常用的服务和进程；优化修改系统注册表；最后进行磁盘碎片整理。同时也可以使用第三方软件对系统进行优化，从而提高低配置计算机的运行效率。
其次也要考虑教学软件的安装。对于低配置计算机设备，在安装应用软件时要尽可能选择自定义安装。通过自定义安装可以把教学中用不到的组件或功能去掉，减少磁盘占用空间，减少系统加载项，从而提高操作系统性能。
2 利用磁盘多分区操作系统
现在多数高校的专业课，尤其是理工学校的专业课所用专业应用软件都非常大，而多年前购置的计算机配置都很低，无法满足现有教学的需要。当把所有专业课应用软件都安装到计算机单一的操作系统里时，启动加载的项目也就相对较多，注册表庞大，启动时计算机的运行速度就会很慢，有时打开一个专业应用软件甚至需要几分钟时间。如果采用把基础课应用软件和不同专业课应用软件各自分配到不同引导分区的操作系统中，这样就可降低单一的操作系统内运行多个大型专业应用软件的负担，也可避免个别专业应用软件相互冲突，同时也能满足不同专业课的需求。如：第一分区安装基础课运用软件；第二分区安装多媒体、3D动画软件；第三分区安装图形、图像处理软件；第四分区安装制造工程师、CAM软件；第五分区安装CAD、SOLIWORKS软件等等。这样就能使不同的专业课所安装的应用软件得到合理分担在不同的分区，相对也就减轻了操作系统的负担，使较低配置的计算机系统也能运行较大的专业课应用软件。采用这样的方法也有它的缺陷。例如：个别的专业课需要同时用到多个应用软件时，需要来回启动计算机进入相应的分区，这就给学习者带来一定的麻烦。但我们只要事先和各学院专业课教师进行必要的沟通，在安装专业课软件时做出适当调整，就能避免此类现象的发生。
3 利用虚拟操作系统
虚拟技术是一种调配计算机资源的方法，它能更有效、更灵活的提供和利用计算机资源，有效降低设备成本。采用虚拟系统可以生成现有操作系统的全新虚拟镜像，它具有和真实操作系统完全一样的功能。进入虚拟系统后，所有操作都是在这个全新的独立的虚拟系统里面进行，可以独立安装、运行软件、保存数据，拥有自己的独立桌面，不会对真正的原系统产生任何影响。各个虚拟操作系统之间互换也不需要重新启动计算机设备。利用虚拟操作系统的方法是：在新安装的纯净操作系统中，首先创建多个虚拟系统，再分别安装不同的专业课应用软件，使各个不同专业课的应用软件分担在不同的虚拟操作系统中。采用这种方法也可避免多分区来回启动计算机的繁琐。
4 利用操作系统的多用户功能
在学校专业课不是很多的情况下，也可利用操作系统自带的多用户功能。首先安装一个精简版的操作系统，在该操作系统的基础上，按不同的专业课创建多个新用户，并为这些新用户更名为不同的专业用户。进入相应的“专业用户”界面后，分别安装相应的专业课应用软件，这样也能使较低配置的计算机设备运行较大的专业应用软件。
5 利用服务器特有功能
在计算机实验室内，配置几台性能比较优越的服务器。首先需要把服务器配置成应用服务器模式，安装必要的终端服务组件，设置好终端服务许可及远程桌面协议。参照微软公司提供的“终端服务器应用程序的集成信息[1]”帮助信息，在各服务器中采用全局用户模式安装和配置不同专业课应用软件的应用程序集成。设置好相应的IP地址、网络协议和用户权限。在学生机上进入不同分区或不同的虚拟操作系统后，按不同的专业课设置IP地址和网络协议，使进入该专业课操作系统的IP地址和相应的服务器IP地址处于同一网段。在学生机上配置好远程桌面协议应用客户端。利用服务器终端服务功能来连接服务器，调用专业课应用软件。
6 利用Citrix远程可视化系统[2，3]
Citrix远程可视化系统是应用非常广泛的一种应用虚拟化技术，其Server Based Computing（SBC）计算模式同时具备C/S模式和B/S模式的优点。通过它能够更为高效、低成本地提交、运行和管理应用。Citrix使用一个多用户操作系统和一种将应用程序的界面显示在客户端设备的方案，从而实现应用系统的运行和管理[4]。通过独立计算结构ICA[2]，可将应用程序的逻辑运算与用户界面分离，应用程序完全在服务器端运行。网络中传输的数据只包含用户端的键盘和鼠标信息以及服务器端的界面变化。由于采用独有的MultiWin技术，能让多个用户同时访问在一个服务器上的应用程序。只需利用CitrixMetaFrame平台软件设置应用服务器，将各种应用程序集中安装并进行发布，客户端通过安装简单的ICA软件，保持与服务器的通讯，使得客户所需的应用程序完全在服务器上执行，通过局域网连接就能高效地访问服务器上的程序和数据并在客户端本地得到结果[5]。有条件的学校，可以考虑使用瘦客户端作为用户终端。这样也有利于系统资源集中整合和管理。 7 利用虚拟化技术的云计算平台
在计算机实验室内部，利用虚拟化技术的云计算平台管理软件，搭建小型的私有云计算平台。将计算机实验室所有服务器整合在一起。利用虚拟化技术可以减少服务器数量的增加，简化服务器的管理，同时能明显提高服务器利用率、网络灵活性和可靠性。可将多种应用整合到服务器上。在一台服务器上运行多个应用能够提高服务器效率，并减少需要管理和维护的服务器数量。当工作负载提高时，可以迅速创建更多虚拟机，从而无需增加物理服务器即可灵活地响应不断变化的需求。并且能把统一的硬件资源抽象出来，这些硬件资源包括CPU资源池、MEMORY资源池、NETWORK资源池和STORAGE资源池。根据需要，任意云都可以在统一的资源池中获取硬件资源并运行[6]。通过虚拟化技术的私有云计算平台，在保证云计算平台高可靠性和高可用性的前提下，通过利用服务器硬件资源，使低配置的计算机设备也能运行所需要的专业应用软件。从而达到降低教学成本的作用，使其能更好地服务于教学。
8 利用软件系统打造云桌面
在计算机实验室里，也可利用软件环境管理系统打造虚拟云桌面。它的原理是：利用软件环境管理系统把所有的应用软件按需要安装到不同的云桌面中，为用户端建立针对性的软件环境，根据用户需要再把不同的云桌面发送到用户端供用户使用。这样就能让不同专业课的学生得到不同的云桌面。一个云桌面可以同时应用在硬件配置完全不同的一批电脑上，并且一个用户端也可以同时使用多个云桌面。由于所有的运算都在本地进行，从而避免了桌面虚拟化方案中，运算在服务端完成所造成的服务器压力和巨大的服务器投资。同时也降低了用户端硬件配置要求，使低配置计算机设备也能得到充分利用。
9 结束语
虽然通过一些简单的方法能暂时解决计算机设备配置较低的问题。但随着教学需求的不断扩大，专业课的不断增加和专业软件的不断更新，一些低配置的计算机设备最终还是要被淘汰。只有把虚拟化技术的云计算引入计算机实验室加以利用，才是未来计算机实验室发展的趋势。因为只有虚拟化技术云计算的计算机实验室才能真正起到降低教学成本的目地。它的成本和同等规模的现有计算机实验室相比不到一半，而且它的使用周期也相对较长。真正要把虚拟化技术的云计算应用到计算机实验室，还需要学校的支持和计算机实验室管理人员的不断实践和探索。
参考文献：
[1] Microsoft.终端服务器应用程序的集成信息[EB/OL].文章编号： 186498 - 2007年11月6日-修订： 3.6 http：//support.microsoft.com/kb/186498.
[2] 董慧，方金云，赵红超.基于Citrix的异地软件共享系统的设计与实现[J].计算机工程，2009，35（1））49-51，54.
[3] 刘玉峰，王贤明.Citrix企业接入架构方案分析[J].当代化工，2004，33（6）：364-366.
[4] 贾正伟.总部管理模式下远程应用平台的搭建[J].炼油技术与工程，2003，33（5）：38-40.
[5] 张天雷，蒋多元.利用远程应用技术构建地震资料解释虚拟桌面环境[J].勘探地球物理进展，2010，6（3）：220-223.
[6] 李刚建.基于虚拟化技术的云计算平台架构研究[J].吉林建筑工程学院学报，2011（2）：79-81.