科技信息. 计算机与网络 多媒傩教室三种设计方案比较 汕头市潮阳区职业技术学校郑松鑫 [摘要]随着信息社会的发展,教育系统教学环境电子化改革被国家教委正式提上了日程,但是,目前教育系统要进行电子化改革 所面,临的三大难题是:资金问题,维护困难,升级问题。因此,一套价格适宜、维护方便、功能强大、升级费用不大的电化教学系统成 为中国目前全国各级院校的的迫切需要。此篇论文将多媒体教室三种设计方案进行资金投入、性能、维护管理、升级费用等方面对 比,为国内各级院校建设多媒体教室提供客观、全面的参考。 [关键词]多媒体教室 无盘工作站系统 一、前言 自20世纪90年代以来,世界信息技术得到快速发展,粉笔加黑板 嵌入式操作系统的闪存,但没有硬盘、软驱、光驱。 2、无盘工作站系统 的课堂教学模式受到了电视、网络的冲击,传统的学校教育、课堂教学 面临严峻挑战。欧美国家抓住机遇,使本国家的中小学生率先走上信息 高速公路,美国2000年基本完成了教育信息基础设施建设 J,95%的中 小学和72%的教室连上了互联网,平均每5个学生就有一台计算机; 1998年,英国以立法的形式,把中小学信息课列为必修课;欧盟国家、新 加坡、日本等国在2003年前后,也将完成教育信息基础设施建设。韩 国、芬兰、泰国等国也都有相应的出台,以追赶教育信息化、教育手 段现代化的脚步。为了深化教育改革,改变传统的教育方法,大力推进 素质教育,国家决定,从2001年开始,用5一lO年的时间,在全国中小学 普及信息技术教育 ,全面实施“校校通”工程,以信息化带动教育的现 代化,实现我国基础教育跨越式的发展。 多媒体教室是每个现代学校实现信息技术教育的重要工具,同时 也是评价其办学水平的标准之一。然而在具体实施中它却遇到许多问 题:组建初期资金投资较大;管理多媒体教室的老师经常疲于应付各种 各样的维护问题;升级硬件花费巨大。因此,一套价格适宜、维护管理方 便、功能强大、升级费用不大的电化教学系统成为中国目前全国各级院 校的的迫切需要。 为了给国内各级院校建设多媒体教室提供参考。下面我将对多媒 体教室建设的三种设计方案:一拖多(五)的单机多用户系统、无盘工作 站系统与有盘单机系统,进行初期建设资金投入、性能、软件开支、日常 维护、电力耗费、13后升级硬件费用等的比较,以盼能够提供有益的参 考。 二、初期建设资金投入 1、一拖多(五)的单机多用户系统 使用一个叫做BeTwin2000/XP的软件,可以在一台Pc内建立最多 达四个PC虚拟终端,用户只需加入显示器、PCI显卡、USB键盘、USB 鼠标和音箱,就可以获得和主机完全相同的Windows环境(图1)。也就 是说一台电脑主机最多可以5个人使用。使用该软件为学校建立了一 个多媒体教室,平均下来每台“电脑”的成本不到2000元。所有计算机 同时上网、运行多媒体课件、点播视频都很流畅,完全满足了教学要 求 h… 一 … -一 』 №撙 -目辩 自 墨 甍 『_ 谚 嚣尊 一曩 骜嘲 图1一拖多(五)的单机多用户系统图示 注:图1来自http://www.ene1.coin.en/m ̄iele/2004/1228/A2004122837 6427.shtml BeTwin2000/XP是博软公司开发的一个瘦客户机软件,由于现在主 机的主频很高(如Intel Celeron4 1.7G,其主频为1+7GHz),而绝大多数情 况下我们只用不到其性能的20%,只要给主机增加相应的内存就足可 以组建一拖五的单机多用户系统。 其具体硬件参考下面的表1~表6。 注:从某种程度上说,瘦客户机就是一台高度简化的PC:它有处理 器(CPU)、内存、网卡、显卡、显示器、标准输入/输出端口以及用于存储 什么是无盘工作站系统?简言之,就是一个网络中的所有工作站上 都不安装硬盘,而全部通过网络服务器来启动,这样的网络称为无盘工 作站系统,或称无盘网络 (图2),这些工作站被称为无盘工作站。 图2无盘工作站系统拓扑图I41 无盘站的特点,主要表现为前期和后期设备投入少、总体维护工作 量小。 (1)工作站硬件设备选择如表1所示。 以上配置 充分考虑了成本、质保期限、兼容性及稳定性等因素。华 硕主板和金士顿内存兼容性好、质保时间长,集成 卡、声卡可以节省 成本。实际使用过程中没有利用主板上的集成网卡,原因是测试后发现 无盘站启动可靠性低,且实测传输速率比网卡慢;金长城17英寸 纯平显示器稳定耐用、返修率低,从近三年周边学校使用的效果来看, 不像其他显示器一样使用一段时间后会出现亮度、对比度衰减和偏色 现象。 (2)服务器配置还是弩虑稳定第一.然后再考虑运行速度、网络传 输速度及价格因素 硬件设备选择如表2所示。 服务器如此配置突出优势在于主板支持PC800和双通道DDR400 内存,同时主板集成的3Com 3C940网卡的传输速率和稳定性能良好。将 两个硬盘中的一个作为备份硬盘,数据出现问题时不会影响正常教学。 这款服务器的薄弱之处在于硬盘传输,华硕P4P800主板支持SATA,可 考虑更换SATA硬盘,这对硬盘数据访问存取速度提升有一定效果。 表1工作站配置 工作站配置 型号标准 质保年限 参考价格 CPU(风扇) 赛扬1.7GHz(1Tr Jxl扇) 1年 480兀 主板 华硕P4S533一MX(SIS651) 3钰: 680兀 内存 金士顿DDR333 256MB 3年 350兀 显卡 主板集成(共享8-64MB) 3年 声卡 主板集成 3年 机箱电源 技展6045 1年 180兀 显示器 金长城N772F(17英寸纯平) 3年 960兀 键盘、鼠标 大水牛光电组合 1年 80元 耳麦 嘉禾普通后挂式 1盘= 20兀 网卡 长城8193(带启动芯片) 40兀 — 合计 2790 3q2 ,科技信息 计算机与网络 表2服务器配置 服务器配置 型号标准 质保年限 参考价格 CPU(风扇) 奔腾2.8CG盒装r丌风扇1 3正 1680元 主板 华硕P4P800(865PE) 3正 1080兀 内存 金士顿DDR400 512MB X2 3年 1500元 显卡 华硕V9620Magic(64MBDDR1 3年 600元 声卡 主板集成 3钲 硬盘 三星SPI20 120G×4 3年 3800兀 机箱电源 金河田纳米6】2】 】年 450兀 显示器 金长城N772F(17英寸纯平) 3正 960元 键盘、鼠标 大水牛光电组合 1钲 8O元 光驱、软驱 280 315 合计 10430元 (3)教师机的选择。硬件设备选择如表3所示。 教师机的配置在于突出多媒体处理和控制能力,方便教学中的演 示和对学生工作站使用多媒体功能控制。 表3教师机配置 教师机配置 型号标准 质保年限 参考价格 CPU(风扇) 赛扬2.4GHz(TI'风扇) 1正 600兀 主板 华硕P4PE—X(845PE) 3钲 750兀 内存 金士顿DDR333 512MB 3正 680兀 显卡 华硕V9520Magic(128MBDDR) 3正 700兀 声卡 主板集成 3钲 硬盘 三星SP80 80GB 3正 660兀 机箱电源 世纪之星8102 1拄 250元 显示器 三星783MB(17英寸纯平) 1拄 l270兀 键盘、鼠标 罗技光电组合 1年 180兀 光驱 S0NY—DDU162l DVDR0M 1焦 280兀 网卡 主板集成BROADCOM 3年 10/100Mbps 音箱、耳麦 漫步者R321T,嘉禾普通耳麦 1正 250兀 合计 5620兀 表4各种设施配置 I各种设施配置 型号标准数量 备注 参考价格 服务器 1台(参考表2) 10430元 教师机 1台(参考表3) 5620元 工作站 5O台(参考表1) 50×2790 139500元 稳压电源 三环SVCl5KVA 1年质保 700兀 交换机 3台24口联想imaxi5piritI524V 1年质保 4800兀 网线 安普AMP超五类2箱 3×450 1350兀 RJ45水晶头 安普AMP160颗 l60×1.5 240元 网络操作系统 Windows2000 3000)15 桌凳 52套定制 各地 52OH0有差异 兀 多媒体软件 深蓝易思多媒体网络教室v4.0 注册版 下载 UPS 服务器用山特50OVA 1台 1年质保 350兀 施工材料 电源闸刀、插板、电线、PVC管 预计 2000)15 合计 173190元 ..-——232...—— (4)网络教室全套设备选型如表4所示。 以上设备安装最好请专业人士指导。无论是电源线还是网络线,均 装入PVC管,水晶头一定要打好。网络教室系统选择Windows 2000下 的Windows 98无盘方式,制作方法可参考网站“无盘自己做”(http:// www.wpdiy.tom)。多媒体网络教室软件可登录http:#soft.xylxw.neffsoff 1683.htm下载,注册版的深蓝易思多媒体网络教室v4.0易安易用。参考 以上方案时请注意市场价位变化。 3、有盘单机系统:即由多台个人电脑组成的系统 其网络连接请参考图2; 其单机配置选择如下:每台个人电脑配置如表5所示,比无盘系统 的工作站多配置了硬盘与硬盘还原卡; 表5单机配置 单机配置 型号标准 质保年限 参考价格 CPU(风扇) 赛扬1.7GHzOT风扇) 1年 480元 主板 华硕P4S533一MX(S1S651) 3年 680元 内存 金士顿DDR333 256MB 3正 350元 显卡 主板集成(共享8-64MB) 3正 声卡 主板集成 3正 硬盘 三星SP80 8OGB 3年 660元 硬盘还原卡 电脑保护神MR2OOO( ̄J络版) 1正 80元 机箱电源 技展6045 1正 180元 显示器 金长城N772F(17英寸纯平) 3在 960元 键盘、鼠标 大水牛光电组合 1正 80 元 耳麦 嘉禾普通后挂式 1拄 20元 网卡 长城8193(带启动芯片) 40元 合计 3530兀 网络教室全套设备选型除了服务器与教师机没有之外,其余如表4 所示。 4、对以上三种设计系统进行比较 以容纳5O人机房的投资为例,参考上面5个表,列出表6,从中可 以看出,使用一拖五的方式来组建的机房比常规机房投入的资金大幅 度减少(不含软件费用)。 表6三种设计硬件花费对比 类型 一拖多(五)电脑 无盘工作站 有盘单机 服务器主机 不用 9390兀 不用 教师机主机 不用 3640元 不用 主机 4000兀×10 l690兀×48 2430元×50 i17寸纯平彩显 960元×50 960兀×50 960元×50 l键盘、鼠标 8O元×50 80元×50 80元×50 耳麦 20兀×50 20元×50 20元×50 网卡 40元×50 40元×50 40兀×50 交换机 80o兀×1 1600元×3 160o元×3 (16口,可选) (24口) (24口) 网线+水晶头 40076 1590兀 1590元 lUSB HUB 2000兀 不用 不用 I成本总计 98200元 l55540兀 182890元 由上表可见,组建一拖多(五)多媒体教室比组建有盘单机多媒体 教室和无盘站多媒体教室都具有相当大的优势,可节余大量的初期投 入,比组建无盘站多媒体教室可节约大约37%的投入,比组建有盘单机 多媒体教室节约约46%的投入;组建无盘站多媒体教室比组建有盘单 科技信息 计算机与网络 机多媒体教室可节约大约l5%的投入。 排除三种设计相差不大的网络设备,下面将针对不同计算机台数 的三种设计进行初期投入花费比较。 表7三种设计在不同计算机台数情况下的初期投入花费比较 台数 1 5 一拖多(五)电脑 无盘工作站 4600 9500 有盘单机 3530 l7650 l0430 2159O 1O 15 190∞ 285OO 35540 49490 35300 52950 图3三种设计初期资金投入对比曲线图 根据表7和图6,可以看出:从台数为一开始,因无盘工作站系统是 建设服务器的,投入花费最多;有盘单机系统是由一台台单机互连而成 的,单机配置花费最少;一拖多(五)单机多用户系统其主机配置需较好 20 25 30 35 40 45 38000 47500 57O00 6650O 76O00 85500 66270 80220 94l7O 108120 l22070 l36O20 70600 88250 50 55 60 65 70 950OO 1()4500 l14000 12350O l33000 149970 l63920 177870 l91820 205770 注:在表7中,网络设备花费不列入比较 将表7转化为曲线图,如图3: 点,故配置花费比有盘单机系统相比多点,但比起无盘工作站系统的服 务器来,是大大逊色的,其花费当然较之也少很多。 105900 随着台数的增多,三种设计的花费增长几乎都是呈直线性的,一拖 123550 多(五)单机多用户系统的投入花费增长是最慢的,无盘工作站系统的 投入花费增长则比之快,但比有盘单机系统的投入花费增长则慢之。 14l200 当台数为五时,无盘工作站系统的投入花费还是最多,有盘单机系 158850 统则次之,一拖多(五)单机多用户系统的投入花费最少。 当台数到达十时,无盘工作站系统与有盘单机系统的投入花费接 l76500 近,一拖多(五)单机多用户系统的投人花费还是最少。 194l50 当台数等于十五时,有盘单机系统比无盘工作站系统的投入花费 明显要高,一拖多(五)单机多坩户系统的投入花费保持最少。 211800 因此,可以得出结论:当多媒体教室所要组建的计算机系统台数多 229450 于十五时,组建成一拖多(五)单机多用户系统的初期投入花费是最少 的,是最合算的,无盘工作站系统次之,有盘单机系统初期投入花费最 247l00 多。 三、性能 三种设计的性能比较见下表8。 表8三种设计的性能比较 有盘工作站 一拖多f五)电脑 无,用户操作不受 性能指标 无盘工作站 无,在虚拟硬盘上使用户操作不受 用户在操作过程中的 无,用户操作不受 操作方便 新软件新游戏的安装升级 困难,需一台一台操作,效率很 比有盘工作容易,五台电脑 简单,只在一台工作站上安装,其它机器都 差 只需给一台主机安装升级 可享有新软件和游戏。且不需停止其它机 性 器,可随时进行 管理、维护、使用 困难 较容易,五台电脑维护一台 容易,网管人员可自行操作,使用非常简 主机工作量不大 单,后期费用无 ,对系统盘的保护 虚拟硬盘系统 差 无 较差 有 好,系统盘只读,超级保护 有 病毒感染 系统受到人为破坏 易 易 较易 较易 系统盘只读,不能感染 难,系统盘设为只读, 【}j户操作在虚拟盘上 系统安全 从客户端任意下载安装程 可通过还原精灵等实现保护, 可通过还原精灵等实现保 能够防止,机器重启后恢复原样,同时不限 性 序或软件 但易受破坏 护,但易受破坏 制用户操作,方便用户的同时保证系统安全 大量l临时文件垃圾文件的 可通过还原精灵等实现保护, 可通过还原精灵等实现保 能够防止,系统设为只读,机器重启后自动 产生 但易受破坏 护删除,系统没有任何改变,系统性能不会下 但易受破坏 降不会有系统崩溃现象产生 ,,共享冲突 无 无,通过虚拟硬盘解决 无,通过虚拟硬盘解决 ,系统稳定性 对服务器要求 差,易受到各种因素破坏,每过 差,易受到各种因素破坏,每 系统稳定始终保持最优状态 段时间需整理 过一段时间需重做 一低 中 _HJ 对网络压力 网络要求 一台服务器支持工作站数 及性能 量 硬件兼容性 巾 不限 好 低 不限 差,只支持一种网卡 一 向 与服务器配置有关,对网络压力小,对服务 器要求不高 好,支持绝大部分硬件 软件兼容性 好 好 好,几乎所有程序和游戏都可正常运行 科技信息 计算机与网络 表9有盘单机系统 项目 安装母机 GH0ST 还原卡 台数 所需时间 人力 备注 首次安装时间 5h 0.5h 0.5h 50 25h 1 每盘制作(5h)/gh ̄t 网络各项设定 O.1h 0.1h 50 5h 1 每台作网络设定 软件更新/年 2次 O.5h O.5h 50 50h 1 一年更新2次 总时间 80h 初期建设和一年维护 表l0无盘工作站系统维护时间表 项目 安装主机 无盘终端 台数 所需时间 人力 备注 首次安装时间 3h 7h 50 1 母盘制作(Sh)/gh0st 网络各项设定 50 l 每台作网络设定 总时间 10h 初期建设和一年维护 四、软件开支 无盘工作站系统,因减少了大量硬盘,电费支出在三种设计之中处 一拖多(五)单机多用户系统:各终端与主机间无需协议,一般的单 于中等,比之有盘单机系统的电费支出较少,但相差应该不大。 机软件在本系统虚拟单元内可共享使用。购买BeTwin2000/XP软件,大 七、日后升级硬件费用 概需花费2000元左右。 组建成有盘单机系统的多媒体教室的计算机大概每3到5年升级 无盘工作站系统:需要购买无盘工作站系统盘或无盘系统解决方 一次,每次升级都要投入大量的资金,更换至少6o%以上的硬件。而组 案,大概需花费3000元左右。 建成一拖多(五)的单机多用户系统的多媒体教室只要更换主机配置就 有盘单机系统:鉴于目前国内还未有人认真追究系统版权权益,有 可以了,更换20%左右的硬件就可以完成一次升级。无盘工作站系统只 盘单机系统还无须软件开支花费。 需升级更换服务器即可,无盘工作站3—5年内不用升级更换硬件。 根据以上可以看出,三种设计的软件开支相差不大。 按照上面计算机台数为5O的设计配置为例,以表7为据,假设有 五、日常维护 盘单机系统3—5后须更换至少60%的硬件,那么其升级硬件的费用为 1、维护比较 176500×60%=105900(元)以上;无盘工作站系统的升级费用为10000 众所周知,计算机出现的大多数问题都是由于软件造成的,重装系 元左右;一拖多(五)的单机多用户系统的升级费用为95000×20%: 统是机房工作人员经常要做的一件事情,虽然简单,但是却十分繁琐, 19000(元)左右。 工作量也很大。硬盘是计算机中用来存储数据的,由于对盘体不断地读 八、结论 写。所以使用一定的年限以后硬盘往往会出现坏道等一些问题,而且硬 总结上面的比较,可以得出这样的结论,在建设多媒体教室中,一 盘修理也不能完全达到原来的状态。但如果使用了无盘系统,只需在安 拖多(五)的单机多用户系统,以相当廉价的初期建设投入,较佳的教学 装时装一次系统,上传至服务器就可以了。服务器是处于保护状态的, 实施、管理性能,较低的软件开支,较少的日常维护工作,最低的电力耗 因此一般用户是无法对系统进行破坏的,也不会出现由于硬盘造成的 费,以及较少的硬件升级费用等优势,可成为较好的选择;无盘工作站 系统死机、操作系统崩溃等问题,而且如果机房中的某一台机器出现问 系统以较低的初期建设资金投入,最佳的教学实施、管理性能,不高的 题但是其他机器正常运行的话,那么很容易就可以判断出肯定是机器 软件开支,最少的日常维护工作,较低的电力耗费,以及最少的硬件升 硬件问题。服务器可以使用普通IDE硬盘,这样即使服务器硬盘出现了 级费用等优势,可成为最佳选择。 问题,维修和更新的费用也是非常低的。大大减少了机房管理人员的工 分别基于以上两种系统的多媒体教室设计之所以未能够在国内教 作量,这样也可以节约机房维护的费用。如果是使用一拖多(五)电脑系 育系统中得到广泛推广,最主要的原因是以前这两种设计中的有些技 统,每五台只需维护一台主机,工作量是有盘系统的五分之一。 术还未成熟,且这些技术不被人们熟悉。目前,此两种设计中的绝大部 2、维护时间比较 分技术在我国已经发展得相当成熟了。因此,这两种设计一定能够在国 (1)有盘单机系统维护时间表,见表9。 内得到广泛推广。 Pc系统初期建置时间加一年内更新2次(即每学期更新一次)的更 有意在教育系统中推广此二项设计的企业商家首先要提高自己的 新时间:8O小时即约10天,8小时,人。如有随时变动对一个工作人员 技术水平,其次在出售系统时,要给予相关管理人员提供相应的培训。 来说工作强度之大,可想而知。 (2)无盘工作站系统维护时间表,见表1O。 参考文献 总花费时间10小时初期建置和一年维护。 [1]祝智庭.信息教育展望.华东师范大学出版社,2002-02,239-250 (3)一拖多(五)单机多用户系统所花费时间为有盘系统的四分之 [2]张剑平信息技术教育:概观与展望,2003—08,134—136 一左右,大概2O小时左右。 [3]常雄晖.多媒体教室组网技术.国防科技大学出版社,2002—08, 由此可知,无盘工作站系统的维护所需时间最少,一拖多(五)单机 2-3 多用户系统次之,有盘单机系统的维护所需时间晟多。 [4](美)斯坦梅茨(Steinmetz,R.),(美)纳赫斯特(Nahrstedt,K.)等. 六、电力耗费 Multimedia:COMPUTING,COMMUNICATIONGS and APPLICA— 一带多(五)的单机多用户系统,由于减少了大量的主机,电费的支 TIONS.清华大学出版社与Prentice Hau合作出版,1997—03,21卜223 出较有盘单机系统减少开支40%以上,5O台计算机的多媒体教室一年 [5]佟伟光.多媒体计算机组装和维护高等教育出版社,2001—05, 可以节约电力开支万元左右。 7 (上接第230页) 只能尝试登录10次等等。另一种方法是网页随机生 用ASP制作的网站数量越来越多,现在人们已逐渐意识到网站的 成数字,用户只有输入这些有效数字,才能有可能登录系统,这样阻断 安全性问题。由于ASP应用人数多,发现其漏洞的可能性就会更大。这 了一些自动登录程序的干扰。 就需要编程人员多关心这方面的安全知识,在编程中养成好的编程习 (5)建立数据库的备份 惯,避免一些常见的安全漏洞。同时,网站服务器的管理也是很重要的 定时备份数据文件是个好的习惯,这样防止了数据的丢失而造成的 一方面.需要重视服务器安全的配置。本文只是简单探讨了ASP网站的 损失。网站管理员可以手工备份,也可以使用定时备份的方式备份数据 一些安全漏洞和一些解决措施,有些更深入的分析需要编程人员在实 库。 践中去不断探索。 (6)经常更新服务器操作系统 经常更新Windows操作系统,这样可以有效阻断由于操作系统的 参考文献 漏洞造成的损失。网站管理员需要经常关心Windows的官方网站,及时 [1]唐红亮,孙印杰,张晶.ASP动态网页设计应用教程[M].北京 发现新的补丁程序并下载和安装。同时,需要多关心一些官方的报道。 电子工业出版社。2009. 这样可以及时保证操作系统的安全性。 [2]谢希仁计算机网络(第四版).电子工业出版社,2009.6 结语 [3]Microsoft程序员参考大全.清华大学出版社,2007. 234一