一種云計(jì)算實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，更具體地，涉及一種云計(jì)算實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]云計(jì)算技術(shù)是一種資源共享的計(jì)算模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問。在私有云中，為學(xué)校、企業(yè)和政府提供資源共享、數(shù)據(jù)安全、管理方便的計(jì)算和存儲(chǔ)服務(wù)。云計(jì)算提供的資源能夠被快速提供，優(yōu)勢(shì)在于只需投入很少的管理工作和與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互。
[0003]目前多數(shù)學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室采用傳統(tǒng)的PC機(jī)(個(gè)人計(jì)算機(jī))作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)的教學(xué)工具。然而采用PC機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在諸多問題和難點(diǎn)。高校個(gè)人計(jì)算機(jī)購置投入巨大。每年個(gè)人計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代，需要淘汰一批個(gè)人計(jì)算機(jī)；由于很多計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室只能針對(duì)專業(yè)的課程，建設(shè)了大量專業(yè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，不能資源共享，造成資源浪費(fèi)。實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)的維護(hù)工作量繁重。硬件維護(hù)工作量大，數(shù)量龐大的個(gè)人計(jì)算機(jī)硬件，不同配置、不同品牌廠家，增大了機(jī)房管理員的維護(hù)難度；軟件維護(hù)工作量大。實(shí)驗(yàn)室個(gè)人計(jì)算機(jī)的使用管理困難。使用者眾多，頻繁的文件拷貝，容易導(dǎo)致計(jì)算機(jī)感染病毒；計(jì)算機(jī)試驗(yàn)后的環(huán)境恢復(fù)比較困難，有時(shí)需要操作每臺(tái)計(jì)算機(jī)；學(xué)生使用行為難以管控，1存儲(chǔ)設(shè)備管理難。校內(nèi)個(gè)人計(jì)算機(jī)的資源共用性差，計(jì)算機(jī)教室固定，無法靈活調(diào)配計(jì)算機(jī)資源，造成閑置資源多。
[0004]隨著云計(jì)算的飛速發(fā)展，云計(jì)算技術(shù)在各行各業(yè)的應(yīng)用日趨成熟。應(yīng)用在教學(xué)領(lǐng)域的云計(jì)算產(chǎn)品也不斷涌現(xiàn)，采用云計(jì)算虛擬機(jī)代替原有的PC成為了重要的一種應(yīng)用形式。然而，多數(shù)云計(jì)算虛擬機(jī)只是簡(jiǎn)單代替計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的PC機(jī)，沒有盡情發(fā)揮云計(jì)算技術(shù)優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明就是利用云計(jì)算技術(shù)，為學(xué)校的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)開啟新思路，構(gòu)建一個(gè)無邊界的“開放實(shí)驗(yàn)室”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種云計(jì)算實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建方法，來實(shí)現(xiàn)以虛擬機(jī)代替現(xiàn)有的PC機(jī)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建一個(gè)隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)、行為可控的、無邊界的“開放實(shí)驗(yàn)室”。
[0006]本發(fā)明的又一目的在于提供一種云計(jì)算實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。
[0007]為了達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]—種云計(jì)算實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建方法，包括以下步驟:
[0009]S1:云計(jì)算系統(tǒng)管理員或者老師根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程內(nèi)容需求，應(yīng)用云計(jì)算管理系統(tǒng)創(chuàng)建虛擬機(jī)模板，所述實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬模板包括的計(jì)算機(jī)硬件有GPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)空間和網(wǎng)絡(luò)，包括的計(jì)算機(jī)軟件有操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、學(xué)習(xí)工具和學(xué)習(xí)文，還具有控制USB接口、上網(wǎng)策略、拷貝粘貼功能；
[0010]S2:根據(jù)虛擬機(jī)模板、學(xué)生人數(shù)、教學(xué)需求，云計(jì)算管理系統(tǒng)自動(dòng)生成若干虛擬機(jī)，構(gòu)成虛擬機(jī)資源池池；不同的課程，可以建設(shè)不同的虛擬機(jī)資源池；
[0011]S3:云計(jì)算管理系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生的用戶權(quán)限和屬性，判斷該學(xué)生用戶是否有獲取實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬機(jī)池資源的權(quán)利；若學(xué)生用戶有獲取該資源池的虛擬機(jī)的權(quán)利，則可以在任何網(wǎng)絡(luò)通暢的地點(diǎn)獲取虛擬機(jī)，進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)操作；
[0012]S4:學(xué)生釋放虛擬機(jī)資源，釋放虛擬機(jī)資源的條件包括學(xué)生主動(dòng)退出、學(xué)生超過一定時(shí)間沒有應(yīng)用虛擬機(jī)、云計(jì)算管理系統(tǒng)計(jì)劃的時(shí)間結(jié)束；云計(jì)算管理系統(tǒng)釋放虛擬機(jī)資源。虛擬機(jī)資源釋放后，回收到資源庫，作為空閑虛擬機(jī)給其它學(xué)生用戶使用。
[0013]—種云計(jì)算實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，包括云計(jì)算數(shù)據(jù)中心、通信網(wǎng)絡(luò)和操作終端；云計(jì)算數(shù)據(jù)中心包括云計(jì)算管理系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬機(jī)模板庫和若干個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，云計(jì)算的操作終端通過通信網(wǎng)絡(luò)向云計(jì)算數(shù)據(jù)中心獲取云計(jì)算虛擬機(jī)，用戶的實(shí)驗(yàn)操作在遠(yuǎn)程云計(jì)算的虛擬機(jī)上。
[0014]進(jìn)一步地，所述實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬機(jī)模板庫由若干虛擬機(jī)模板組成，每個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程形成一個(gè)或多個(gè)虛擬機(jī)模板。
[0015]進(jìn)一步地，所述云計(jì)算管理系統(tǒng)制作虛擬機(jī)模板、管理虛擬機(jī)資源池、控制虛擬機(jī)的操作權(quán)限，同時(shí)管理用戶信息、提供師生在線信息交流；實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬機(jī)模板根據(jù)實(shí)驗(yàn)課程要求，配置相應(yīng)的操作系統(tǒng)、硬件參數(shù)、應(yīng)用軟件和教學(xué)課件；云計(jì)算管理系統(tǒng)依照實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬機(jī)模板，生成完全一樣的若干虛擬機(jī)，形成實(shí)驗(yàn)課程的虛擬機(jī)資源池；虛擬機(jī)的操作權(quán)限控制包括操作終端與虛擬機(jī)時(shí)間的文件拷貝控制、USB接口設(shè)備的控制、上網(wǎng)策略的控制；云計(jì)算管理系統(tǒng)為教學(xué)師生提供在線的信息交互，問和達(dá)的互動(dòng)；也為學(xué)生提供個(gè)人的存儲(chǔ)空間，以及以班級(jí)為單位的公共存儲(chǔ)空間。
[0016]進(jìn)一步地，一個(gè)或多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，由高性能的服務(wù)器組成，云計(jì)算管理系統(tǒng)根據(jù)教學(xué)課程需要，依照虛擬機(jī)模板，生成若干虛擬機(jī)，形成虛擬機(jī)資源池；不同課程，可以生成不同虛擬機(jī)資源池，同一虛擬機(jī)池的資源，學(xué)生可以分時(shí)共用，一個(gè)學(xué)生用戶退出使用后，成為一個(gè)空間虛擬機(jī)釋放回虛擬機(jī)資源池，其它學(xué)生可以應(yīng)用。
[0017]進(jìn)一步地，所述操作終端通過網(wǎng)絡(luò)連接云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，獲取虛擬機(jī)進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作；操作終端是實(shí)驗(yàn)室的個(gè)人計(jì)算機(jī)、電子閱覽室計(jì)算機(jī)、學(xué)生個(gè)人計(jì)算機(jī)、瘦終端、平板電腦；學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的地點(diǎn)是任何網(wǎng)絡(luò)暢通的地方，包括宿舍、教室、實(shí)驗(yàn)室。
[0018]進(jìn)一步地，所述云計(jì)算管理系統(tǒng)具有管理學(xué)生當(dāng)前上機(jī)行為的能力，云計(jì)算管理系統(tǒng)監(jiān)控學(xué)生是否登錄和操作云計(jì)算實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)；系統(tǒng)還具有學(xué)生提交學(xué)習(xí)成果和作業(yè)功能并自動(dòng)評(píng)測(cè)學(xué)習(xí)成果和所提交作業(yè)的質(zhì)量，同時(shí)還監(jiān)控虛擬機(jī)控制文件的拷貝和粘貝占，杜絕作業(yè)的抄襲。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是:
[0020]本發(fā)明采用云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，主要的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在減少建設(shè)投資成本、優(yōu)化教學(xué)管理工作、促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提升等方面。采用了云計(jì)算系統(tǒng)的虛擬機(jī)代替PC機(jī)，可以節(jié)省采購成本?，F(xiàn)在高校學(xué)生幾乎每人一臺(tái)筆記本電腦，可以作為云計(jì)算的操作終端，減少機(jī)房建設(shè)和PC采購數(shù)量。如果采用瘦終端，瘦終端的價(jià)格比PC便宜，而且能耗小，也能節(jié)省投資成本。由于本發(fā)明構(gòu)建云計(jì)算實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)具備了上課監(jiān)控、學(xué)習(xí)成果和作業(yè)管理、在線教學(xué)問答等功能，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理帶方便。任何網(wǎng)絡(luò)通暢的地方、任何系統(tǒng)設(shè)置時(shí)間內(nèi)，學(xué)生通過自己的個(gè)人電腦，無需安裝實(shí)驗(yàn)環(huán)境，就可以登錄云計(jì)算教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)操作。為學(xué)生提供一個(gè)開放式的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度、能力差另IJ、專業(yè)興趣進(jìn)行自由學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的時(shí)間和時(shí)長由學(xué)生自己控制。在作業(yè)和學(xué)習(xí)成果管理的支持下，在云計(jì)算的實(shí)驗(yàn)環(huán)境支持下，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提升。
【附圖說明】
[0021]圖1是云計(jì)算實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是云計(jì)算試驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用過程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對(duì)本專利的限制；
[0024]為了更好說明本實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；
[0025]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。
[0027]實(shí)施例1
[0028]如圖1所示，云計(jì)算實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)包括云計(jì)算數(shù)據(jù)中心(101)、通信網(wǎng)絡(luò)(201)和操作終端(301);云計(jì)算數(shù)據(jù)中心包括一個(gè)云計(jì)算管理系統(tǒng)(401)，一個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬機(jī)模板庫(501)和若干個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)(701) (702) (703)。云計(jì)算的操作終端(301)通過通信網(wǎng)絡(luò)
(201)向云計(jì)算數(shù)據(jù)中心(101)獲取云計(jì)算虛擬機(jī)(801) (802) (803)，用戶的實(shí)驗(yàn)教學(xué)操作在遠(yuǎn)程云計(jì)算的虛擬機(jī)(801)上。
[0029]操作終端(901) (902) (903)可分布在網(wǎng)絡(luò)通暢的任何地方，包括宿舍、教室、實(shí)驗(yàn)室。操作終端的形式可以是實(shí)驗(yàn)室的個(gè)人計(jì)算機(jī)、電子閱覽室計(jì)算機(jī)、學(xué)生個(gè)人計(jì)算機(jī)、瘦終端、平板電腦。構(gòu)建一個(gè)開發(fā)