前言：本站為你精心整理了人工智能跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)探析范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價(jià)值，我們的客服老師可以幫助你提供個(gè)性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：本文旨在闡述構(gòu)建一個(gè)基于人工智能的跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)云桌面方案。結(jié)合實(shí)驗(yàn)機(jī)房開展跨專業(yè)教學(xué)管理的難點(diǎn)，闡述建設(shè)需求，探討云桌面應(yīng)用趨勢(shì)和原理，分析系統(tǒng)構(gòu)成與物理架構(gòu)，剖析研究的技術(shù)路線和方法。

關(guān)鍵詞：跨專業(yè)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；云桌面

結(jié)合《國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心管理辦法》，為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理機(jī)制，探索實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革，開展實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建成學(xué)校組織實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要教學(xué)基地，學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的歸口服務(wù)職能從邊界上給予擴(kuò)展進(jìn)行整體轉(zhuǎn)型改革。

一、云桌面構(gòu)建的研究背景

處于改革進(jìn)程中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心需實(shí)現(xiàn)三個(gè)階段性目標(biāo)。其一是樹立先進(jìn)的教育教學(xué)理念，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，大膽創(chuàng)新，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的系統(tǒng)化標(biāo)準(zhǔn)化，為打造一流本科教育提供有力支撐；其二是搭建完備的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。形成特色鮮明的實(shí)驗(yàn)室文化，建設(shè)高水平的實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，推出一批顯性教研教改成果；其三為力爭(zhēng)到2025年，打造出涵蓋教學(xué)改革成果孵化基地、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)基地、實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資培養(yǎng)基地、實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享基地、社會(huì)咨詢服務(wù)培訓(xùn)基地的綜合體，達(dá)到國(guó)內(nèi)同類平臺(tái)的一流水平。通過(guò)剝離與實(shí)驗(yàn)教學(xué)無(wú)關(guān)的職能，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心職責(zé)得以進(jìn)一步明晰，主要涵蓋實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系建設(shè)；實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)及競(jìng)賽的組織實(shí)施、管理和考核；實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程建設(shè)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究、方案制定和項(xiàng)目申報(bào)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的配置與調(diào)度；實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及使用統(tǒng)計(jì)、分析和績(jī)效評(píng)價(jià)；實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源的開放運(yùn)行等復(fù)合內(nèi)容。作為教學(xué)部門，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心在承擔(dān)跨專業(yè)跨學(xué)科綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施工作中，圍繞學(xué)?！叭腥龑?shí)”人才培養(yǎng)目標(biāo)，陸續(xù)開設(shè)出《企業(yè)沙盤推演》《企業(yè)資源計(jì)劃》《經(jīng)營(yíng)管理綜合仿真實(shí)習(xí)》三門實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程，且已成為學(xué)校本科教學(xué)計(jì)劃有機(jī)組成部分。

二、云桌面建設(shè)方案的需求

經(jīng)過(guò)前述梳理，一個(gè)特色鮮明的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系由包含基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)四方面內(nèi)容所組成，這一體系在于實(shí)驗(yàn)機(jī)房相結(jié)合過(guò)程中還需要疊加考慮臨時(shí)性的各種上機(jī)考試環(huán)境部署。當(dāng)我們客觀地看待實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)性能配置存在差異化的事實(shí)，便能更理性地理解批量安裝操作系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)軟件先后采用的PCI還原卡同傳、Pxe網(wǎng)克、GhostAISnapshot安裝腳本、終端云管理系統(tǒng)推送等多種實(shí)現(xiàn)途徑。要言之，這些方法在不同時(shí)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境下從沒(méi)有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，只有適配不同的硬件性能和不斷發(fā)展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)類別。以往認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)存在操作系統(tǒng)不統(tǒng)一、軟件繁冗、故障頻發(fā)、資源浪費(fèi)等弊端的觀點(diǎn)過(guò)于片面。為了將跨專業(yè)跨學(xué)科綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的多業(yè)務(wù)場(chǎng)景內(nèi)涵更直觀地在實(shí)驗(yàn)室落地，提升跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)適配度，技術(shù)支持部門需要和三門跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教研室協(xié)同探求具體的實(shí)施路徑，從整體設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)機(jī)制、技術(shù)要求、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)四個(gè)維度進(jìn)行綜合考量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)技術(shù)賦能跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。通過(guò)確認(rèn)底層邏輯與方法論無(wú)誤，結(jié)合調(diào)研其他院?？鐚I(yè)實(shí)驗(yàn)技術(shù)問(wèn)題所做的歸因分析，技術(shù)與教研部門圍繞跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)予以方案拆解。鑒于三門跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程已納入教學(xué)計(jì)劃，且面向不同年級(jí)實(shí)驗(yàn)師生，構(gòu)建一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定且界面統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，便于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中面對(duì)面的交流，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的情境互動(dòng)，應(yīng)該形成方案的首位需求；年度內(nèi)間次完成三門跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)蘊(yùn)含較大的組織投入，同期并行保障專業(yè)實(shí)驗(yàn)課和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)秩序，將觸發(fā)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)備相對(duì)稀缺，組織方法上可用跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)為課程內(nèi)容前置，實(shí)驗(yàn)答疑與實(shí)驗(yàn)練習(xí)后置于課余時(shí)間，這一動(dòng)向再次引發(fā)校園網(wǎng)內(nèi)多點(diǎn)多地登錄實(shí)驗(yàn)客戶端的需求；年度逾2400余人的實(shí)驗(yàn)對(duì)象有別于兄弟院校同類跨專業(yè)實(shí)訓(xùn)規(guī)模，相較于專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程龐大用戶數(shù)變動(dòng)趨勢(shì)給技術(shù)保障帶來(lái)更多不確定性挑戰(zhàn)?？沙掷m(xù)視野下，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與運(yùn)維數(shù)據(jù)就重要性而言并行不悖，同屬跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)價(jià)值池的組成要素，并派生出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、調(diào)取、利用等諸多需求。綜合列舉出的其他因素，需要我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備之外的新領(lǐng)域創(chuàng)造價(jià)值，在執(zhí)行跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)師生體驗(yàn)愿景的流程中，重新考慮如何提供非一次性的新功能來(lái)改善服務(wù)教學(xué)的方式，以及建立支持整體實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)能力的結(jié)構(gòu)體，利用人工智能、虛擬仿真等技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)可用性強(qiáng)、靈活便捷、易于管理的基于人工智能的跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)云桌面方案。

三、云桌面的建設(shè)策略

基于人工智能的跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)云桌面方案梳理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，創(chuàng)新現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，形成理論實(shí)踐緊密銜接的體系，構(gòu)建多專業(yè)共享的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，滿足學(xué)生的跨專業(yè)、跨崗位模擬實(shí)訓(xùn)，進(jìn)而突破單專業(yè)、脫離社會(huì)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)瓶頸。1.IT工作環(huán)境統(tǒng)一化：提供一套有效的工作環(huán)境管理手段，統(tǒng)一管理、按工作環(huán)境類別管理、硬件無(wú)關(guān)化。2.內(nèi)網(wǎng)準(zhǔn)入控制：對(duì)于內(nèi)網(wǎng)用戶身份進(jìn)行管理，采用基于802.1x協(xié)議的接入控制軟件，虛擬化軟件與這些軟件能配合起來(lái)兼容使用。3.數(shù)據(jù)安全性：桌面端信息泄露主要三個(gè)途徑：網(wǎng)絡(luò)、端口、硬盤。能全方位地對(duì)數(shù)據(jù)安全進(jìn)行保障。4.快速故障恢復(fù)：一旦出現(xiàn)斷網(wǎng)和服務(wù)器宕機(jī)要能進(jìn)行災(zāi)難恢復(fù)。5.在線辦公：目前很多場(chǎng)景都需要進(jìn)行在線辦公，實(shí)現(xiàn)在任意一個(gè)工作地點(diǎn)都能得到其個(gè)性化的桌面，方便管理人員工作。6.使用壽命長(zhǎng)，成本低：采用一體化硬件設(shè)計(jì)，無(wú)可移動(dòng)部件，采用最優(yōu)的內(nèi)部部件，壽命達(dá)到普通PC的3-4倍。7.易安裝部署：采用硬軟件的預(yù)安裝集成技術(shù)，確保在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境短時(shí)間內(nèi)能夠使用云桌面。8.易運(yùn)行維護(hù)：擁有可視化的運(yùn)行維護(hù)機(jī)制，維護(hù)方便簡(jiǎn)單，能夠在管理端統(tǒng)一的進(jìn)行維護(hù)。9.低TCO：基于標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器，無(wú)須昂貴的數(shù)據(jù)中心建設(shè)；采用服務(wù)器本地存儲(chǔ)，無(wú)須昂貴的SAN存儲(chǔ)；終端采用了低功耗的嵌入式芯片，功耗低；并且對(duì)IT維護(hù)人員要求低，無(wú)須專職的運(yùn)維人員。

四、云桌面的總體應(yīng)用趨勢(shì)

云桌面平臺(tái)通過(guò)為使用任何設(shè)備的用戶提供隨時(shí)隨地的訪問(wèn)，實(shí)現(xiàn)了工作空間的轉(zhuǎn)型，與此同時(shí)改變了傳統(tǒng)的運(yùn)維管理與安全控制模式。Security主要為數(shù)據(jù)不落地，接入策略可控；Control主要為系統(tǒng)模板保護(hù)與更新；DaaS主要為其他云平臺(tái)提供的托管服務(wù)，出售計(jì)算、存儲(chǔ)資源；BYOD為移動(dòng)辦公。如圖：

五、云桌面應(yīng)用原理

在實(shí)際使用時(shí)，虛擬桌面的所有鏡像、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)等均有后臺(tái)云主機(jī)或者服務(wù)器中，所有的應(yīng)用的執(zhí)行與運(yùn)算也均有后臺(tái)。虛擬機(jī)通過(guò)桌面系統(tǒng)，將圖像進(jìn)行編碼和壓縮，將變化的矢量數(shù)據(jù)傳送給客戶端，客戶端通過(guò)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和解壓，進(jìn)行圖像還像，然后顯示出來(lái)。而鼠標(biāo)、鍵盤以及其他外設(shè)的信息，通過(guò)客戶端，使用網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)操作信息傳回到后端的虛擬桌面中。如下圖所示：

六、云桌面系統(tǒng)構(gòu)建

綜合現(xiàn)有開源技術(shù)及對(duì)前端硬件配置要求，相對(duì)適用VDI構(gòu)架。通過(guò)虛擬化系統(tǒng)，將后端的云主機(jī)或者服務(wù)器虛擬化，安裝與成批生成虛擬桌面，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將虛擬桌面發(fā)布到前端的終端上。前端的終端瘦客戶機(jī)、云終端盒子等設(shè)備，也可以通過(guò)client的模式，使用傳統(tǒng)的PC電腦和筆記本等，同時(shí)還支持手機(jī)、智能終端等移動(dòng)設(shè)備。管理員通過(guò)配套的管理系統(tǒng)，登陸后端虛擬化系統(tǒng)中，對(duì)虛擬桌面進(jìn)行成批的管理，比如統(tǒng)一的鏡像更新、鏈接克隆、安裝系統(tǒng)、策略設(shè)置等操作。如圖：

七、云桌面系統(tǒng)

物理架構(gòu)云桌面系統(tǒng)為虛擬桌面應(yīng)用和管理的云計(jì)算服務(wù)產(chǎn)品，底層采用云平臺(tái)作為承載，上層運(yùn)行云桌面應(yīng)用軟件，同時(shí)具備對(duì)虛擬化平臺(tái)和云桌面資源的運(yùn)營(yíng)管理，提供相應(yīng)的調(diào)度策略，以及操作維護(hù)等功能。

八、技術(shù)路線與研究方法

（一）研究方法

根據(jù)本項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容和特點(diǎn)，主要采用文獻(xiàn)研究、調(diào)查研究、案例研究法、和定性/定量分析相結(jié)合的研究方法來(lái)對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行研究。其一是文獻(xiàn)研究：憑借高校圖書館資源，找到與跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和基于人工智能的云桌面有關(guān)的理論和文獻(xiàn)、系統(tǒng)分析相關(guān)的資料、參考之前的成果，進(jìn)行科研、小結(jié)及創(chuàng)新。其二為調(diào)查研究：俗話說(shuō)：“沒(méi)有調(diào)查就沒(méi)有發(fā)言權(quán)”，只有通過(guò)調(diào)查研究方法，獲得最新的相關(guān)研究資料，并通過(guò)分析調(diào)查數(shù)據(jù)了解跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和基于人工智能的云桌面應(yīng)用，才能對(duì)相關(guān)技術(shù)和原理進(jìn)行融合，從而構(gòu)建方案。其三為案例研究法：選擇其他高?？鐚I(yè)平臺(tái)和云桌面的案例進(jìn)行研究，由個(gè)別到一般，由特殊到普遍，從而發(fā)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)和不足。其四采取定性分析和定量分析相結(jié)合：基于人工智能的跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)云桌面構(gòu)建方案采取定性分析和定量分析相結(jié)合的方法。首先利用定性分析的方法從架構(gòu)上形成跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。然后利用先進(jìn)的現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)采用定量實(shí)驗(yàn)法來(lái)進(jìn)行基于人工智能的云桌面設(shè)計(jì)，同時(shí)采用數(shù)學(xué)方法來(lái)提煉信息的數(shù)據(jù)模型，以便指導(dǎo)方案構(gòu)建的決策。

（二）技術(shù)路線

本項(xiàng)目的技術(shù)路線就是依托人工智能技術(shù)，以跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)為基礎(chǔ)，構(gòu)建出云桌面方案，并以其為模型，擴(kuò)展到其余的高校跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。其主要技術(shù)路線從跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)調(diào)研-基于人工智能的云桌面調(diào)研-技術(shù)研究-原理融合-構(gòu)建方案。技術(shù)路線如圖1。

九、余補(bǔ)

在學(xué)校支持下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心精心部署基于人工智能的跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)云桌面平臺(tái)，發(fā)揮了連接重要功能。在《企業(yè)沙盤推演》《企業(yè)資源計(jì)劃》《經(jīng)營(yíng)管理綜合仿真實(shí)習(xí)》三門實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程中連接師與生、課程內(nèi)容與仿真業(yè)務(wù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與運(yùn)維數(shù)據(jù)，連接更多的信息孤島。在新冠疫情等不確定情形的在線教育中連接更多的終端，師與生的連接形式也變得更豐富，在跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中建立高效的組織、人員、系統(tǒng)、產(chǎn)品、業(yè)務(wù)連接?；谌斯ぶ悄艿脑谱烂婧诵牟恢褂谟?jì)算，適配于服務(wù)三門大規(guī)?？鐚I(yè)實(shí)驗(yàn)課現(xiàn)實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景，經(jīng)過(guò)數(shù)年實(shí)驗(yàn)教學(xué)配套訓(xùn)練，云計(jì)算技術(shù)在應(yīng)用中逐步精細(xì)找到需求點(diǎn)，更加適應(yīng)大規(guī)模并發(fā)壓力下的實(shí)戰(zhàn)性能和安全優(yōu)化。

作者:劉君 單位:湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院