云计算技术在高校实验教学中应用探究

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1、云计算技术在高校实验教学中应用探究　　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图分类号：TP399文献标识码：A文章编号：1007-9416（2013）10-0109-011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，以互联网为核心，以应用软件技术、虚拟化技术、基础设施即服务（IaaS）、平台即

2、服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）等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。51.2云计算的分类当前，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（InfrastructureasaServi

3、ce，IaaS）、软件平台即服务（PlatformasaService，PaaS）和软件即服务（SoftwareasaService，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一样运用到各个领域。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：5（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

4、络的地方，教师就可以通过互联网访问虚拟服务器，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、

5、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的双重需求。3云计算在高校实验教学中的应用3.1实验教学云计算平台的构建——虚拟实验室5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

6、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

7、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。参考文献