计算机虚拟实验室建设研讨论文

本文从实验室建设出发，提出了电子专业实验室虚拟化与网络化的建设方案，同时对虚拟实验室在教学中的应用进行了探讨。【关键词】实验教学；虚拟实验室；网络化实验室1引言随着计算机技术与网络技术的发展，高等教育的教学模式发生了巨大的改变。今天小编给大家找来了《计算机虚拟实验室建设研讨论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

计算机虚拟实验室建设研讨论文 篇1：

计算机实验室的实用性研究

摘要：计算机实验室在当今的教学中占有越来越重要的作用，对计算机实验室的建设和完善今后也将发挥更多的作用。本文通过对计算机实验室的优势和建设过程中问题的阐述，提出一系列解决措施。

关键词：实验室；实用性；计算机；网络

一、计算机实验室虚拟教学的实用性特征

（一）能够适应当今教学需要。在传统的教学模式中，以各种实验仪器设备为实验基础，学生通过与设备实物面对面来操作完成结果，对于实践性较强的学科必须经过反复多次的实践来提升学生的技术水平，尤其是专业性较强的理工科。这样的教学模式中，教师占据了教学的主动，教学方式也很单一，实验内容受到设备的限制很大，实验经费需求大，影响了实验室的规模。虚拟网络化的教学条件下，通过互联网和局域网的连接，教师可以通过仿真实的场景进行教学。经过多年的发展，我校现有计算机实验室约33间，分为大小两种，大的实验室机器数量为47-57台，小的数量为27-31台。但这样规模的实验室仍然难以满足我校教学的实际需要。计算机实验室作为学生实践的基地，培养学生专业和基础能力的场所，一方面与各学科的专业实践难以分割，另一方面是多学科进行实验的场地，增加计算机实验室的数量是信息化教学的发展需要，也是各学科进行更加细致分类教学的需要。

（二）能够应对各类学生的学习要求。从教学方面看，软件系统强大而丰富：计算机应用基础、.net编程、JAVA编程、photoshop应用、premiere影视制作、3Dmax、sketchup绘图、电商物流实验等课程，这些软件的安装应用和实时更新既能够满足专业化教学的需要也能够满足公共课程教学的软件需要。相对于传统教学而言，计算机实验室不仅仅是教学的场地，也是学生主动学习平台，每间实验室都有相关的教学软件，可以进行广播教学、收发作业、分组讨论等活动。为适应软件的运行环境，对落后的硬件设备进行淘汰并代之以最新的硬件设备，因而每间实验室的硬件设备均是这两年更新过的，环境良好。部分实验室还有投影设备，有的还有交换路由实验机柜，有的有小型服务器。这样既能够满足计算机相关专业的专业化教学的需要，又能满足其他专业公共基础课程的设置，为广大师生提供更加便利的教学和学习平台。这之中包括课前的预习、课程管理、数据管理、多媒体音效、实验指导、课程作业批改、课程成绩统计、成绩查询等等，为教学的展开提供了一定的环境，满足了各专业和各类培训机构对教学环境的要求，尤其适合远程教学。

虚拟化的演示环境能够将教师所讲进行清晰展示且使用简单。在虚拟的网络实验室中安装多种虚拟软件，如：snif-ferpr04．7、Packettracert5．0等，抽象的数据能够直观呈现在同学们面前。在实际的教学过程中，有些教师并不具备计算机相关专业的素质，在虚拟化的教学环境中，教师只需要掌握基本的word、excel、powerpoint等程序就能进行相应的多媒体讲解。

计算机在当前硬件设备下的软件更新方便安全，并且易于管理。随着计算机网络技术的更新，软件设备更新简单，可以快速有效安装最新的软件适应社会对学生技术的要求。多台计算机的管理需要配备相应的人力物力，但较之传统的实验设备管理节省了大量的人力物力，管理相对容易得多。

（三）计算机实验室具有丰富的功能。计算机丰富的功能决定了其具有实用性的特点，由于计算机使用的简单，无论是教师、学生还是社会人员，只要掌握了一些基本的应用知识，都能够进行基本的计算机操作，我校实验室是一个多功能的利用场所，其利用率较高，不仅作为教学场所，还可作为各类计算机考试的考场，并能够独立承接各类培训、安排会议（有过一次视频会议）、承办赛事（江苏省秘书技能大赛）等等功能。在历史上，其承接的考试种类多样：全国计算机等级考试、普通话考试、物流考试、电子商务考试、TOEFL考试、会计执业资格考试、证券执业资格考试、银行执业资格考试、职称系列考试等等，也有过其它许多培训：职称考试培训、会计考试培训、物流电子商务培训、普通话培训、银行内部技能培训等等。

（四）网络实验室的有相对安全的网络环境。计算机实验室是的硬件属于学校财产，相对而言并不容易流失，而软件安全、数据安全需要专业的计算机知识的保证。一般而言，普通的计算机互联成LAN，还会又internet出口。我们上网过程中常常为遇见一些病毒，防不胜防。网络实验室的建立可以自由选择计算机的网络范围，在需要与Internet进行连接时教师可以进行有效的指导，而在大多数时候计算机并不需要连接到外部复杂的网络环境中，校园内部网络可以实现绝大部分的网络教学，可以避免受到外部不安全因素的影响。

因此，我们进行了计算机实验室系统数据库的结构的设计，通过逻辑设计、物理设计、安全性设计和优化步骤使得计算机实验室的资源可以得到优化和利用。数据库设计流程图如下：

在这个基础上，我们在所有实验室之间建立了校园内部网络连接，可以通过校园认证系统以教师的个人账户访问王章，可在校园网内以公用账户访问各种数字图书馆。系统用户分为教师、学生、教务管理员、系统管理员四个角色。他们各自在校园内网中可以实现的功能操作分别是：

学生：选课、修改个人信息、查询实验成绩和批语，利用网络数字资源等。

教师：发布课程、安排课程、批改课程作业、智能指导、统计并发布学生的成绩和批语。

教务管理员：课程计划、开课审核、开课计划、选课日期设置、开课查询。

系统管理员：用户管理、角色管理、权限管理、分组管理、系统维护等。

二、计算机实验室建设的问题

计算机实验室的建设需要大量的资金支持和技术支持，在扩建过程中难免会产生一系列问题，寻找到这些问题的产生根源，寻求解决途径，这些都需要我们认真对待。

（一）计算机软件、硬件利用的矛盾。随着科技发展的日新月异，软件的更新换代周期大大缩短，新的软件以更加优良的设计思路和更加强大的功能越来越快地将旧有软件取代，但与此相对应的是现阶段的硬件设备难以满足新软件的运行要求。无论在如今还是未来，计算机新技术的理论知识对硬件要求日渐提高，软件的发展速度决定了硬件更新速度必须加快。在计算机行业中软件危机问题在计算机实验室建设过程中体现得更加明显。

（二）计算机管理问题。计算机的管理不仅仅是对硬件的日常维护，也需要管理人员根据教学需要对软件进行更新换代。某些软件的更新需要管理人员具备较丰富的计算机专业知识，对数量众多的计算机进行科学有效的管理需要专业计算机人才的辅助。现阶段许多高校教师对网络实验教学的科研创新缺乏积极性，导致网络实验室建设规划与教学科研工作脱节，使得所建设的计算机实验室设备单一，教学内容落后，实验方法也不全面。

当前绝大多数计算机都只有一个操作系统，而一些专业的学科课题需要的软件不能在windows xp、windows7环境下运行，例如vista、linux等，这样就需要采用不同的操作系统来适应教学，学校为了适应这些专业教学又不影响其他专业学生对公共课程的学习就必须用大容量的硬件安装双系统来进行教学支撑。

三、计算机实验室建设中问题的解决措施

（一）对实验室进行专业和非专业的划分。现在的许多软件更新速度很快，且对系统的容量有着很高的要求，同一个实验室若变成基础网络实验室和专业网络实验室的通用，虽然可以增加计算机的利用率，节约成本，但在系统容量紧缺的情况下势必会影响系统的运行速度，造成一系列的软件问题，也会给实验室的日常管理带来难度。在我校将要扩大实验室规模的今天，既要满足高要求的专业学科又要满足公共基础课程的使用，就必须将实验室进行专业和非专业的划分，将要建成的实验室扩展了实验室的数量，可以将一部分实验室作为专业性很强的学科的专用实验室。随着科学的精细化发展，教学中涉及到的专业问题也越来越多，通过专业化网络实验室的设置，学生能够接触到当前科技发展的最前沿，对提高学生理论联系实际的水平和培养学生的实践能力有着不可估量的作用，在实践过程能够迅速发展学生存在的问题并加以解决，最后得到学以致用的效果，为国家培养出专业的创新型人才和复合型人才。

（二）解决实验室的经费问题。建设实验室需要一笔不小的费用，对实验室的管理和维护也需要雄厚的资金作支撑，只有在节约资金和提高硬件使用率和加大实验室的资金投入，才能保证实验室的发展跟上教学的节奏。

一是对资金的利用尽量达到最大化。请计算机专业的教师对市场上形形色色的产品进行甄别筛选，找到产品质量最好、售后服务周到、性价比最高的卖家进行批量购买，保证每一分钱都花在刀刃上。

二是提高硬件的使用率。对计算机使用率的最大化就是对资金的节约，计算机硬件的老化受到时间的制约，通过开放式的利用，才能将实验室的利用达到最大化。一方面可以增加开放时间，实验室对全校开放的时间不少于八个学时，同时增加计划外的教学安排来培养学生的学习兴趣，并在课余时间实行对我id预约和自由开放，为开放性设计实验和科研提供充足的实验场所，满足师生课余学习研究的目的。另一方面联合其他企业建设联合实验室，这样的好处是既能够为本校学生提供企业的学习经验提高学生的实践能力和就业竞争力，又能够通过这个平台帮助企业遴选出合适岗位的未来员工，实现教学、就业的双向突破。

三是进行其他创收类应用。通过对更多校外培训、考试、企业项目的承办来为资金不足寻找突破口，或者在校外寻找合适的赞助商，定期不定期进行各种校内校外竞赛，一方面提高了学生学习的积极性，另一方面为实验室的维护寻求到资金支持。

（三）达到实验室的科学管理。首先运用科学的管理系统进行管理。为了满足系统在技术要求具有业务变化的适应性、高度的安全性、大容量数据存储等特点，可以采用四层框架结构：信息访问、表示逻辑、业务逻辑和数据资源四个层次。具体如下图所示：

整体上可以采用如下的系统结构：

这样的管理系统通过客户端浏览器和后台数据库向用户展示实验信息，能够对实验室的信息进行方便的维护和更新，客户可以通过这个系统了解实验信息。

其次对管理人员的要求。一方面增强教师队伍的素质，可以请本校教授或者是外校知名专家对实验教师进行集中的技术培训，通过学术、交流、研讨等方式全面提高教师的管理水平。另一方面计算机数量众多需要更多的管理人员进行批量化的管理。以往对计算机的管理都是教师的工作，现在在人手不够的情况下，可以请一些技术较好的同学组成管理团队利用课余时间对众多的计算机进行管理，通过主管教师的亲自指导还能提高学生的实践能力和技术水平。这样的管理可以是有偿的，作为资助贫困学生的一个手段来加以应用。在这个过程中既解决了人员不足的问题也增强了学生的责任感。

四、结语

计算机实验室对教学的作用不仅仅是辅助教学，对培养学生的动手能力也有着不可忽视的作用，对其进行相应的设备配置、工作人员的技术力量、实验室规模都会给教学带来影响，对其进行多种途径来完善也越来越重要。

参考文献

[1]宋韧,刘洋.浅谈网络实验室建设中存在的问题及解决方案[J].才智,2011,34.

[2]卓攀.实验室辅助教学系统的探索与实践[J].都市家教:小半月,2011,11.

[3]蔡正保，付贤政.计算机网络虚拟实验室在教学中的实用性探讨[J].广西教育学院学报,2011,6.

作者：彭涛

计算机虚拟实验室建设研讨论文 篇2：

电子专业实验室虚拟化与网络化教学平台的建设

本文从实验室建设出发，提出了电子专业实验室虚拟化与网络化的建设方案，同时对虚拟实验室在教学中的应用进行了探讨。

【关键词】实验教学；虚拟实验室；网络化实验室

1 引言

随着计算机技术与网络技术的发展，高等教育的教学模式发生了巨大的改变。MOOC（Massive open online courses大型开放式网络课程）、翻转课堂、微课等教学模式的应用，改变了传统的课堂教学，不仅使教学内容、教学形式更加丰富多彩，更可以让学生自由地选择课程、选择学习方式及学习进程，并能够选择到更好地教学资源。这些新型的教学模式能更好地提高学生的自主学习能力与自我管控能力。

高等教育中的实验教学模式借助于先进的计算机技术与网络技术也发生着改变。MOOE（Massive Open Online Experiments大规模在线开放实验）、虚拟实验室、基于虚拟仪器的网络化实验室等实验室与实验中心的建立，彻底改变了原有的实验教学模式：即学生要根据课程安排在固定的时间和实验室内完成同一个实验的情况。

在线开放实验、虚拟实验室、网络化实验室实现了真正意义上的开放式实验教学。开放式的实验教学不仅是“全天侯”的全面开放实验场所，还包括实验教学内容与形式的开放，更多地是为学生提供自主学习、自主实践、开展综合性实验、创新性实验的平台，从而调动学生的积极性与主动性，提高学生的实践能力与创新能力。

电子专业的实验课程随着仿真技术、设计技术以及测试技术的数字化和自动化，虚拟化、网络化实验室可以满足大部分的实验教学要求，并能节约设备投资，提高实验的教学效果。

2 虚拟化网络化实验室的建设

虚拟实验室是基于Web技术、VR虚拟现实技术构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统。

2.1 虚拟仿真软件的应用

随着EDA（Electronic Design Automation 电子设计自动化）技术的发展，电路设计与仿真工具、PCB设计软件、IC设计软件等得到了广泛的普及，不仅使电子电路设计方法发生了彻底的变革，而且为实验教学的改革提供了强大的工具。

Multisim、SPICE、Matlab、Altium Designer、Proteus等是现今高等院校电子专业电路设计、PCB设计中普遍应用的软件。这些软件均提供了丰富的电子元器件库、常用的仪器设备库、完整的函数库等，以及强大的仿真功能，可供学生自行完成配置、连接、调试及仪器设备的使用等。现今，这些软件都不是单一功能的软件，在功能实现上会有交叉，但因其某一功能的强大而被广泛使用。

比如Proteus软件是目前比较好的单片机及外围器件的仿真工具，它是电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，但在PCB设计教学中我们仍采用Altium Designer。因为它在原理图设计、PCB绘制编辑、自动布线方面被应用的比较早，且普及率高，所以在PCB设计中大家还是习惯使用Altium Designer。

虚拟化实验室的优势还在于实验过程中允许学生出错，甚至出现故障，但却不会造成人身與设备的损害。

2.2 网络化实验室的实现

虚拟实验室的网络化是开放式实验教学的关键，只有充分利用网络技术才能真正实现不受时间、空间、设备等限制的开放实验室。基于上述软件再结合Web技术就可以构建开放式的网络化虚拟实验室。

实验室的网络化采用B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式）网络结构模式，B/S最大的优点就是客户端的零安装与零维护，学生操作简单。而且只要在实验室的服务器上安装SQL Server数据库，客户端浏览器使用Internet Explorer，浏览器就可通过Web Server同数据库实现数据交互。

网络化实验室具有用户管理、网上交流、实验考核、提交实验报告、下载实验资料等功能。

3 虚拟化网络化实验室的应用

我校的电子专业现已开出基于Proteus的微机原理与应用实验、单片机原理与应用实验、单片机课程设计，基于Altium Designer的“电子线路CAD”课程及课程设计，基于Matlab的信号与系统实验、数字信号处理实验，基于 Multisim的模拟电子技术实验、数字电子技术实验。

3.1 基础性实验

各虚拟实验室均配有软件安装与基本操作的微课视频、实验指导讲义、课件等，供学生自学与预习。学生在实验开课前通过自学微课视频来掌握各仿真软件的安装方法与基本操作，这样不仅可以节省实验课时，还能培养和提高学生的软件安装能力，软件使用能力以及自学能力。教师通过网络交流平台解答学生在自学过程中遇到的问题，同时学生之间也可以通过网络进行交流。

学生在实验前通过下载实验指导讲义、课件PPT等相关资料，进行预习，并按要求完成实验前的准备工作，课上按要求完成实验步骤，获得实验结果与结论，课堂上主要完成实验原理的解析和讨论及研讨教师提出的问题。最后在网上提交实验报告。

之前在传统实验室完成基础性实验时，实验过程中学生急于完成实验步骤，得出实验结果，而不注重探究实验原理、理解电路原理、掌握常用仪器的使用，不能积极思考解决出现的问题。所以实验教学要达到通过实验验证原理及掌握常用仪器使用的效果不明显。

在虚拟化网络化实验室完成基础性实验时，增加了学生自学与预习的内容，学生在實验前必须按要求做好充足的准备，课堂上教师可以有充足的时间与学生解析实验的原理并纠正学生们出现的问题与错误。同时，学生可以利用课余时间在虚拟实验室中的练习常用仪器设备的使用，因为虚拟实验室中的设备与现实设备的使用方法是一致的。

3.2 综合性、设计性实验。

在网上提供的实验资料中还包括往届学生优秀的综合性、设计性实验的实例，供学生在完成课程设计与毕业设计时参考。

在虚拟实验室中，学生可以充分借助软件的设计与仿真功能完成自己的设计，并通过反复地仿真测试与修改，达到设计目标并符合实际要求。设计满意后再制作成品，最后对成品进行测试与修正，以实现设计目标。这样的设计方法与流程也符合现代电子产品的设计与开发过程。

3.3 实践技能训练

对于需要熟练掌握的应用软件，虚拟实验室提供了大量的训练实例，供学生进行练习。

例如Altium Designer软件的应用，网上的实验资料中有很多校外实践基地提供的电路原理图与PCB板图的实例供学生练习。同时在电子线路CAD课程设计中，由校外实践基地的企业工程师为学生授课，并通过网络对学生进行指导、与学生交流、评定学生成绩等。

图1中所示为校外实践基地企业实际生产中的电路，课程设计时由企业工程师講解电路的原理及原理图、PCB板图设计的规范与规则等，然后要求学生按照制板的规范来完成此电路原理图的绘制及PCB板的设计，同时要求学生自行设计一个给定参数的大功率稳压电源电路。设计过程中，学生要完成电路原理的分析与计算，元器件的选择，原理图的绘制及PCB板图的设计。之后依据学生的设计图纸由企业加工出PCB板，再经过学生焊接制成成品，进行最后测试。

此课程设计将模拟电子技术与PCB板设计相结合，使学生对理论知识的理解更加深入，同时学生对于自己设计成果的实现非常有成就感，如图2所示。

4 虚拟实验室与实践相结合

虚拟实验室虽然具有强大的设计与仿真功能，但虚拟实验仍不能完全替代实物实验。学生可以在虚拟仿真软件上轻松的绘制出电路图，但可能在实验箱上卻搭建不出实际的电路。而且在综合性、设计性实验中，只有实际的产品通过了测试才是真正实现了设计目标。

比如单片机课程设计中完成的无线遥控小车，要实现小车在行进、转弯时的适宜速度、实现无线遥控的功能等，就必须要经过成品的反复调试与修改过程。

所以在实验教学中将虚拟实验室与实践相结合，处理好虚拟实验与实物实验的关系。学生动手实践的环节不能省略，否则就会培养出只能“纸上谈兵”的理论型人才。

5 结束语

如今，我校的电子信息科学与技术专业正在推进专业转型，实践教学的改革刻不容缓，实验教学作为实践教学的重要环节，更需要不断地加强与创新。建设适合我校特点的电子专业虚拟化网络化实验室，有利于实验教学的改革，有利于学生自主的学习，有利于提高教学水平。

参考文献

[1]杨蕊，王晓燕，杨婷.基于multisim虚拟仿真技术的电工电子实验室建设[J].实验技术与管理，2015（10）.

[2]姜莉，马远新.基于仿真软件的虚拟电工电子实验室的建设[J].福建电脑，2010（06）.

[3]陈福彬，付晓辉. 虚拟化、网络化电工电子实验教学平台的构建[J].中国现代教育装备，2015（04）.

作者单位

1.鞍山师范学院物理科学与技术学院 辽宁省鞍山市 114007

2.鞍山师范学院科技处 辽宁省鞍山市 114007

作者：吴笳宁 耿丹

计算机虚拟实验室建设研讨论文 篇3：

云桌面技术在高校计算机实验室管理中的应用

[摘    要] 高校的计算机实验室皆为面向全校师生服务，承担着多层次多学科的计算机课程。除此以外，还承接各项上机考试和教师的集中网上阅卷等工作。因此计算机实验室涉及安装的应用软件较多，计算机的利用率极高，降低了机器的使用寿命。云桌面技术运用互联网的云计算存储技术和加密算法，将云平台和云终端有机结合，集中管理，为高校的计算机实验教学及管理提供了更为简捷，更为安全的服务，同时也延长了实验室设备的生命周期，节约了成本。

[关键词] 计算机实验室;云桌面;架构

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 03. 084

1      高校计算机实验室现状简析

1.1   软件繁冗硬件滞后

高校计算机实验室主要用于学校的计算机实践教学，承担着较重的教学任务，以及临时性的机考任务。不同课程对软件运行环境要求各异，若干实验室内机器的批次、型号、配置亦不同，这就需要计算机实验室管理人员提供不同的镜像與驱动，布置不同的软件环境，安装多个操作系统和多版本的同一软件。众所周知，计算机的硬件更新速度快，多数实验室的硬件至少五至七年更新一次，硬件资源受限，而新版本软件占用系统资源较高，实验室现有硬件设施不能完全满足教学需求。

1.2   故障率较高

机器的高频使用，个人操作的习惯不同，导致机器的破损率增加。对于一般的软件故障，诸多高校的计算机实验室采用“保护卡”的还原功能来解决。低版本配置的保护卡应用该功能，容易造成机器蓝屏，同时也造成病毒库和补丁升级的不及时，系统的安全性较弱。

1.3   数据共享性较弱

高校的计算机实验室内一般会安装多个操作系统，由于授课的内容不同，安装的应用软件也不同，这样就会在课程结束后产生大量的教师课件、学生课堂作业等数据，这些数据分布在若干台计算机上，只有在原终端才可以访问该数据，各实验室的IP段不同，数据不易传递，只能通过移动设备进行数据备份，共享性较弱。

2      云桌面技术

云桌面主要基于云计算的存储管理模式开发，采用高加密按需即取的算法，是依托互联网进行资源利用的新方式。简单来讲，就是可以通过特定的程序，访问云平台的服务器资源（包括个人桌面和各种应用软件）。它的用户体验与我们日常操作个人PC无二，只需对物理设备进行虚拟化建模，无须频繁的设备升级更新，不仅控制了建设成本，而且资源利用也不再受限。

云桌面为互联网用户提供了一个基于浏览器的桌面系统，针对不同用户的需求，方便用户的个性化上网。同时云桌面还提供各项常用的管理功能，用户可以按需管理使用经常浏览的网站，拓展搜索引擎和网络收藏夹等个性化上网入口功能。

3      云桌面的管理应用性能分析

以云桌面技术作为支撑的计算机实验室，可以将所有用户数据存储于一个数据中心，有效地实现数据安全隔离。按照不同层次的使用需求，云桌面为用户提供了更为适用的统一化的桌面及应用软件资源。每个客户端成为独立的个体，脱离主机去工作。其方式类似于虚拟的无盘工作站，利用互联网接入，将服务器与云资源数据池相连。用户可以在客户端登录云端，将全部数据同步储存在云端，不仅可以共享实验教学的资源，也避免了移动存储介质带来的复杂性和不安全性，提高了资源利用率。

云桌面的管理模式，将桌面、数据访问、软件相结合，用户可以通过计算机、平板电脑、手机等终端，利用互联网络，随时随地地访问属于自己的个人桌面系统，完成授课及实验。应用软件的统一，摒除了传统计算机实验室不仅需要提前做好软件环境的准备工作，还需解决软件与软件之间，软件与硬件之间的兼容性的问题，它可以在任一时间任一地点使用同一桌面环境来进行教学和实验。

传统的计算机实验室在后期的使用维护中需要不断更新、升级和修复软件，安装配置硬件，这些工作几乎要在每台计算机中运行一次，不仅工作量大，成本也较高。高校的计算机实验中心可以在云桌面技术的支持下，对各实验室进行统一管理，只需管理员在服务器上进行相关的软件升级、更新等维护操作，统一分配各项作业的执行计划，就可以让全体用户体验到良好的软件环境，极大地减少了计算机维护带来的工作量。

将云桌面有效地应用到计算机实验室，主要实现了集中化管理功能，只需更新一个基础的镜像。如果授课内容不同，可以根据课程内容配置不同的基础镜像，再将不同的学生用户分别连接到上述不同的基础镜像。如果需要修改其中的内容，只要在基础镜像中修改，并重新启动云桌面的客户端即可看到更新后的内容。如果管理员不在计算机实验室，在其他场所只需远程登录管理平台，就可以对云桌面的模板、应用软件和数据进行管理。应用云桌面技术的实验室在后期维护中，只需更新可以提升云桌面性能的服务器和存储资源介质即可。

由于实验室内的终端显示的是在服务器上设置的虚拟桌面，而实际的数据都存储在服务器上，利用云桌面的还原功能，当客户端设置为还原模式时，服务器将客户端新增数据存于一个临时的区域。当客户端重新启动，这一临时区域的数据也一并删除，以此实现它的还原功能。

4      云桌面架构部署

云桌面就是在虚拟化的服务器上生成若干个独立的桌面操作系统，再通过专用的云桌面协议发送至各个终端。它将实现以下的基础服务功能：

（1）用户管理。分为管理员和普通用户。管理员负责对云桌面的创建、配置、访问控制，对资源进行有效的配置与维护。普通用户可以注册使用云桌面的各项资源。

（2）存储管理。包含服务器数据池内的各项数据和终端设备上传数据的储存、备份。

（3）软件管理。所有应用软件的安装与维护。

（4）平台管理。按照用户使用需求对平台进行管理与维护。

（5）安全管理。服务器内系统的运行，病毒的防护，数据的备份，账号的安全管理和维护。

4.1   云桌面架构

云桌面主要由终端层、控制层、接入层和调度层构成。

（1）终端层包括客户端的显示、声音输出、鼠标键盘的输入。

（2）控制层主要控制传递鼠标的点击，键盘的输入等数据，实现客户端对后台的访问。控制同一时间点流量的分流，以达到后台多个服务器的负载均衡。

（3）接入层是一个會话的窗口。对各用户的身份进行认证，只有认证成功方可登录虚拟云桌面。还可以对用户进行添加、删除等操作，设定其角色，不同的角色设置不同的权限。该层还配置了云桌面管理系统，用于管理员的管理与维护。

（4）调度层是利用云计算技术，将后台的多个服务器虚拟成为若干个独立的云桌面，并为前台的云桌面提供计算和存储服务。

4.2   云桌面的部署

为保证云桌面系统的高可靠性，首先需构建完善的服务器集群，以其中一台作为主控服务器。建议采用适用于高密度计算的模块化基础架构服务器，能在要求极为苛刻的数据库、技术计算和虚拟化环境中提供强大的计算动力，处理繁重的工作负载。建议配置如下：英特尔至强E5-4600 v4处理器，2个英特尔QuickPath互连（QPI）链路互连6.4 GT/s;高速缓存每个内核2.5 MB;内核数量选项：10;内存最高可配3 TB（48个DIMM插槽）： 16 GB DDR4（最高2400 MT/s）。

客户端是需要个独立的嵌入式操作系统，为了实现可利用资源的最大化，架构中还支持对传统桌面做出诸如安装插件等操作的改造，以便于它们有能力运行在服务器上。建议配置如下：英特尔酷睿i7-7700T 处理器;内存8 GB 2 400 MHz DDR4;2.5英寸 256 GB SATA Class 20 固态硬盘，本地硬盘预装WIN7 64位系统，以备网络不通畅时教学使用。

云桌面采用千兆以太网进行布线，网络设备有汇聚交换机、接入交换机、防火墙。每个实验室皆通过接入交换机连接汇聚交换机，访问云桌面的服务器集群。通过设置服务器物理机和虚拟IP来划分若干个安全子域，再设置虚拟局域网的访问控制权限，使得实验室可以在教学的过程中相互独立，实现了每个虚拟局域网和服务局域网可以相互访问，但为了提高安全性，不同的虚拟局域网之间不可相互访问。

在特定的应用场景下，云桌面架构提供了应用程序，它通过共享服务的方式来提供桌面和应用，同时，它还可以在特定的服务器上提供更完善的服务。

云桌面中会涵盖像用户信息、访问信息等大量数据资源，为保证教学资源的安全性，不将上述信息泄露，还需对该信息进行行之有效的管理。建议将其数据生成二维表格，选择合适的数据源，构建一个完整的数据库，为教学提供便利条件。

5      结    语

基于云计算和虚拟化的云桌面，实现了教学资源的集中利用，安全节能，方便了计算机实验室管理员对实验室的维护与管理，改变了传统实验室的现状，同时也提升了学校的信息化建设水平。

主要参考文献

[1]焦敏，周小明，武文娟，等.虚拟云桌面在实验教学中的应用与实践[J].中国现代教育装备，2018（13）：7-9，12.

[2]刘波. 云桌面技术在计算机机房管理中的应用[C]//《智能城市》杂志社，美中期刊学术交流协会.2016智能城市与信息化建设国际学术交流研讨会论文集，2016.

作者：常青