NC及其在中小学的应用

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  2002年9月,列属国家高技术研究发展计划的“基于网络计算机的网络教育重大示范应用”课题启动,将北京市通州区列为应用示范区。2003年4月,北京市“国产CPU应用于教育网络系统示范工程第二批示范校项目”启动,我校成为示范校之一,重点进行NC在中小学应用的研究,主要内容包括NC在中小学教育、教学、培训、资源建设、管理等各应用方面中的承载能力、应用模式等。我们在教育教学应用方面进行了一些尝试,希望NC能够在中小学教育教学中发挥更大的作用。
  NC是在1995年提出来的,在当时引起了极大反响,但由于标准问题、局域网技术的限制及应用模式的制约等方面原因,使这场NC革命不了了之。NC是具备一定计算能力、主要利用网络计算能力和网络资源、便于集中管理的信息处理和信息访问终端设备。它是一种专用于网络计算环境下的瘦客户机,基于高速运行的局域网,通过网络获取大部分资源,应用程序和数据都存储在服务器上,不需要硬盘、软盘及光驱等外部存储器,是一种高性价比的网络接入设备。
  今天,基于Web的应用已成为主流,而100Mbps以及更高传输速率的局域网成为常规配置,NC所需要的运行环境已经具备。加上我国对NC的政策支持,NC在教育等行业将发挥更大的作用。
  
  一、NC的工作模式
  
  1.浏览器/服务器(B/S)模式
  在这种模式下NC提供本地浏览器,支持基于B/S的应用服务。用户可在NC上运行浏览器,NC上的浏览器与服务器上的应用软件协同工作,处理工作由服务器和NC分担。此模式下使用NC和PC作为客户机的效果没有多大差别,其性能主要决定于网络和服务器,对客户机的处理能力要求不高。各NC都通过网络公共出口连接到Internet。
  
  2.终端模式
  终端应用协议支持远程图形桌面服务、服务器应用程序共享和支持协议数据的加密传输。在这种模式下,应用程序运行在服务器上,NC作为终端使用。常用的是基于Windows的终端模式(WBT),应用程序在Windows服务器上运行,在NC上运行远程桌面协议客户程序,一般情况下其使用效果和在本地运行相似。普通的服务器可以支持数十个NC同时工作,但对于要求处理能力很高的软件,服务器负荷比较重,效果较差。这种模式使用户能使用Windows的应用程序,解决了NC使用的Linux和Windows兼容的问题。北京市“国产CPU应用于教育网络系统示范工程第二批示范校项目”中的NC,就是在这种模式下运行的。
  
  3. 本地模式
  Linux应用程序可以通过远程加载的方式在NC本地运行,服务器提供文件存储,此时相当于无盘工作站。对于Linux应用程序可以采用这种模式,其性能决定于NC和网络。由于除了加载和读写文件以外,不访问服务器,所以服务器和网络的负荷很小,打印可由网络或本地支持。
  我校机房中使用的NC采用的是嵌入式Linux操作系统,占用系统资源少,硬件不需要升级。NC作为客户端将其鼠标、键盘的输入传递到终端服务器处理,服务器再把处理结果通过RDP协议传回客户端显示,网络内部NC用户的数据运算、分析和存储等全部在服务器上进行。这样能最大限度利用服务器的处理能力和资源,使每台网络计算机都具有服务器级的运算和应用能力,并且占用网络宽带少。几十台客户端可以同时登录到服务器,仿佛同时在服务器上工作一样,但它们之间的工作是相互隔离的。
  
  二、PC网络教室与NC网络教室之比较
  
  近几年“校校通”工程正在各中小学校如火如荼地开展,多媒体教学的应用也更加广泛。目前学校的多媒体网络教室一般采用PC机作为学生机,而学生机多作为显示教学内容的机器和提供学生简单的操作,配置齐全、功能强大的PC的作用并没有充分发挥出来。因此相对于NC来说PC机价格较贵,利用率低,硬件和软件的升级成本高,使用者随意性大,管理困难。另外PC机带有大量的存储设备,很容易感染病毒并在网络中传播,威胁系统整体安全。
  和PC相比,NC在功能上相差不大,但在成本、管理等方面拥有更多的优势。
  1.总体成本低。NC的结构十分简单,只有主板、CPU,没有软驱、光驱和硬盘,即使主板也只有一般主板的1/2大。NC是一种高性价比的网络接入设备,总成本还不到普通低价PC的一半。另外,使用NC,只需要在服务器安装一套正版软件,大大减少了在软件方面的一次性投入。
  2.易升级。硬件和软件升级都只需在服务器端完成,终端客户机(NC)根本不需要升级,从而节省了大量人力物力。
  3.易管理。NC的所有功能、运算、存储及防病毒管理都在服务器上完成,通过服务器对不同客户机进行授权和应用管理,降低管理成本,提高了管理效率和使用效能。
  4.易维护。系统管理员只需维护和升级服务器,就相当于维护好了整个网络教室。减轻了维护工作量,降低了维护成本。
  5.安全可靠。瘦终端客户机使用嵌入式的操作系统,模块化设计杜绝了网络计算机感染和传播病毒的可能性。同时,服务器为每个用户生成各自的配置文件和磁盘空间,为每个用户建账号和私有密码,分配资源,设定权限,使各用户相互独立而互不干扰。网络计算机没有外接驱动器,上网要通过服务器,所有的操作管理员都可以进行控制,能有效避免随意的上网聊天、打游戏以及浏览不良网站等问题。
  当然,NC也有一些不足之处。因为NC采用终端的工作方式,终端服务器通过RDP与NC进行通信,所有NC数据的存贮、运算、分析、程序的运行都在终端服务器上,所以对终端服务器要求比较高。对于多媒体教学而言,由于并发性较强,所以一台终端服务器不能带太多的终端,一般不多于30台NC。
  第二,与PC相比,一些软件还不能在终端模式下运行,或者软件的部分功能还不能使用。在个性化使用方面,NC也没有PC显得灵活。
  第三,如果使用Windows 2000作为服务器操作系统,NC只能以256色方式显示,所以NC对一些对颜色要求较高的图像和影像处理不太令人满意。
  
  三、NC在中小学的应用方案
  
  通过上面的比较分析,我们认为,NC使用简单、管理维护容易、性价比高,可以很好地应用于中小学的网络教室、电子图书阅览室、教师备课室、管理等方面。
  
  1.网络教室
  NC用于网络教室是最主要的一种应用方式。每个教室可以单独建设,安装独立的服务器。如果对学生机的使用要求不高,只要能完成特定的辅助教学任务、上网浏览即可,就不需要使用配置太高的NC,以节省成本。
  如果安装几个NC网络教室,也可以几个教室联合建设,设置一个服务器中心,统一对服务器进行管理,多台服务器可以联合使用,不同的服务器提供不同的服务,终端用户可以登录到不同的服务器,这样一室多用,增加了使用的灵活性。
  
  2.电子阅览室
  为了方便电子图书阅览室的管理,同时也为了节省开销,可以考虑选购一台比较好的服务器,硬盘足够大,而客户终端则使用NC。将图书管理系统软件集中运行在服务器上,电子阅览室中安装NC客户机。对于以前购买的光盘资料,可以采用虚拟网络光盘技术,把多张光盘或多个文件映像到服务器硬盘中,从而建立起分类完善的光盘库。用户即使不在阅览室,在校园网的其他NC终端也可以登录到电子阅览服务器。
  
  3.教师备课和管理
  与网络教室和图书阅览室相比,教师备课室NC的功能要求会高一些,所以需要配置较高的NC,同时对服务器的要求也相应较高,但是教师备课室一般NC数量不会太多,对网络没有特殊要求。
  用于教务、学生、行政等管理方面,对NC和服务器的要求都不高,却可以实现对数据的集中统一管理,避免造成数据的冗余存贮,成本低,效率高。
  
  参考文献
  [1]倪光南.NC计算机在信息化建设中运用与发展.
  [2]倪光南.论NC与中国桌面计算机的变革.
  [3]低成本、高可靠、高安全,根据应用需要选择NC[J].中国计算机用户,2003(8).
  [4]吕森林,张新华.春天来了——NC面面观[M].电脑报,2003(10).
  [5]比PC更好用的NC校园网全面解决方案.教育市场采购指南,2003(6).
  (作者单位:北京通州区潞河中学)
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