普开数据与飞腾 教育行业 高校信创实验室 联合解决方案

成事之要，关键在人，高校作为人才培养与成长的摇篮，承担着为信创产业和新基建建设培养、输送核心技术人才的重要任务。现阶段，越来越多的高校开始了信创专业的建设工作，涉及到多种开展形式，如新建信创专业、穿插信创教学等。信创专业建设的目标是培养一批能够深入了解、熟练驾驭信创产业链相关技术的管理、经营以及专业技能型人才，为国家信创产业提供坚实的人才保障，助推信创产业和新基建战略的加速落地实施。但当前高校信创人才培养体系和配置善不完善，普遍面临以下问题：

一、信创专业课缺少相应的教学内容。

高职与本科等不同层次高校建立信创学院、开设信创应用技术学习势在必行，目前从外设硬件到物理算力，再到云资源管理、操作系统、数据库，以及不同领域的软件开发与应用，相应厂商输出了自身的技术体系与内容，但是这些技术内容与高校人才培养模式尚且存在巨大差异，需要经过教学化、课程化的改造来满足高校信创人才培养的需求。

二、高校缺少独立的基于信创架构的IT基础设施的教学及科研条件

当前的高校信创人才培养形式较不成体系，因此IT基础设施建设较独立、分散，未形成能够同时支撑多种信创教学的信创架构IT基础支撑环境，给学校造成一定的资源浪费，也无法满足持续大量的人才培养以及科研创新的需求，亟需构建独立的基于信创架构的IT基础设施。

三、高校信创专业课程实验实践环节，缺少专业的信创实验环境平台。

信创技术的学习已从以知识为中心转到以能力为中心，目标是大力培养学生的应用创新能力。目前大部分高校的软硬件资源无法满足教学实践、科学研究的需求。因此在此大环境下，亟需推出虚拟仿真、虚实结合，并以教学规律为根本，用数据为支撑的实践教学及科研环境。

高校信创人才培养是复杂且系统的工程，信创实践教学和软硬件环境更不能简单堆砌。为帮助高校解决信创专业开设中的痛点，飞腾与普开联合推出面向高校的信创教学实验室联合解决方案，该方案以飞腾高性能CPU为算力底座，搭载普开虚拟仿真教学平台，构建一个可以支撑信创全链条实验教学的虚拟仿真学习空间，同时围绕飞腾CPU产业生态的人才需求，以飞腾信创IT知识体系为基座构建实验课程体系，将信创教学所需的软硬件环境和课程资源进行有机整合，为院校提供一个可靠、高效、先进的软硬一体化信创实验教学解决方案。 方案整体架构如下：

        信创实验室建包括“飞腾信创教学环境、教学云平台、课程资源”三个部分：

    （1）飞腾信创教学环境

为了保证实验室建设的先进性，信创实验环境的硬件支撑基于信创业界最先进的飞腾硬件平台，采用企业级融合架构，针对不同软件单元的特性，对计算单元、网络单元和存储单元进行多层次重组和整合优化，具备高效融合、企业级PAAS、安全稳定、性能卓越、敏捷易用等特点。飞腾信创教学环境又包括“飞腾信创计算中心、飞腾信创终端机房”两部分组成。

        1）飞腾信创计算中心

飞腾信创计算中心包括服务器集群及集群组网两部分。

服务器是整个实验室建设的核心硬件平台，它一方面是学生和教师的信创实训平台，另一方面也可以实现学生实验成果、教学科研成果的长期保存和项目成果积累，充分为实验室的成果积累提供存储空间支撑，本方案采用以飞腾高性能服务器CPU为算力核心的。

                                     

集群组网方面针对校方已有的网络设备，可以进行整合，而且相关设备与模块也可根据校方专业教学和实验室建设的具体情况进行选择。

 

        2）飞腾信创终端机房

信创终端机房是实验室的基础教学环境，本方案采用搭载飞腾CPU的信创终端作为教师及学生实验用机，支持上层各类信创软硬件的教学，可采用桌面云方式或传统PC方式，配置和数量根据学校具体需求而定。

目前市面主流厂家均有基于飞腾CPU的整机推出，且飞腾信创教室生态已达到100余家，可全面支持诸如多媒体教学系统、直录播教学系统、常用教学软件、常用办公软件等的正常使用。

（机房效果图）

      

（2）教学云平台

普开信创教学平台是一个基于信创化硬件设备支持，实现信创信息技术教学的综合性实验平台。将理论知识、实验教学和项目实践融合，由浅入深，循序渐进，逐步提升学生利用和学习信创信息技术的专业技能和项目实践能力。平台采用基于ARM架构的K8S的容器集群管理平台技术，采用Docker容器技术+Openstack双平台技术搭建教学平台，实现硬件资源集中调度和管理，以其生态组件为核心构建软件系统，支持更多的高级特性，经过专业的性能优化和软硬件集成测试，保证平台的高性能与稳定可靠运行。

平台由三部分系统组成，分别是信创实验管理系统、信创云资源管理系统、信创云镜像存储系统。

1）信创实验管理平台系统

是信创实验室的核心教学管理系统；由课程管理系统、资源管理系统、实验报告考评系统、考试系统组成，为实验教学提供技术支撑。采用B/S架构，用户无需安装客户端软件，只需打开浏览器便能轻松访问。简洁易懂的交互界面，让用户一看就会，一用就熟。让用户使用时体验度更高，让教学更轻松，更便捷。管理平台角色分为：教师角色、学生角色以及管理员角色。   

（教学云平台主要功能）

（学生实验界面）

（教师教学界面）

     

（教师角色功能）

（学生角色功能）

       

（管理员角色功能）

2）云资源管理系统

云资源算管理系统是信创教学平台的资源管理系统，采用基于ARM架构的K8S的Docker底层虚拟化技术，实现了硬件资源集中调度和管理。系统以Docker为基础，以教学应用为导向，以安全稳定为目标，打造专业、简单、易用的教学容器云解决方案。通过对硬件设施进行虚拟化处理，形成虚拟层面的资源池系统，该资源池系统可按需为每一套应用系统提供基础 IT 资源——计算能力、存储能力和网络功能，快速适应不断变化的业务需求，实现“弹性”资源分配能力。客户通过统一的 Web 界面，可实现对整个数据中心集中管理，包括容器、资源池、数据中心等，从而为用户提供可靠、优质的计算服务。云资源管理系统技术框架：

   

由底层Docker引擎和kubernetes编排工具共同组成，主要实现应用部署、维护、扩展机制等功能，能方便地管理跨机器运行容器化的应用。系统具有：应用商店、图形化界面管理、多环境管理、容器持久存储、容器网络模式、容器可扩展、负载均衡与调度、API接口支持、系统高可用等功能。

3）镜像仓库系统

镜像仓库系统是针对教师自主创建镜像环境及系统自带环境的仓库系统。具体功能包括：

• 云原生镜像仓库：通过使用容器镜像和helm chart，harbor镜像仓库服务可直接运行于kubernetes等云原生环境。
• 基于角色的访问控制：用户和存储的镜像通过“项目”进行组织，用户可以对项目下的docker镜像拥有不同的访问权限。
• 保存实验管理平台系统的课程所需的镜像：harbor为实验管理平台系统所有课程所需的200多个定制docker镜像提供存储空间。且存储空间大小只受硬盘空间限制。
• 保存云计算管理系统所需的docker镜像：云计算管理系统提供教学用的实验环境。构成云计算管理系统的系统镜像由harbor存储。
• 提供多用户管理：harbor支持为不同的教师创建独立账号。可使不同的教师分别管理各自的镜像。
• 公开项目和私有项目：harbor基于项目管理镜像。教师在创建项目时可以选择是否公开。公开项目中的镜像所有人都可以拉取，私有项目中的镜像只有所有者可以拉取。
• 服务课工场：实验管理平台系统的课工场功能允许教师自定义docker镜像。harbor负责存储教师自定义的docker镜像。

（3）课程资源及项目实战案例

信创课程体系根据职业培养方向设置不同的课程学习路线，针对每门课程提供教学实验指导手册、在线视频、资源包、实验示例代码等，让学生学以致用。同时在建设平台中能够实现，验证性实验、课程设计、设计类课程的需求。通过在线学习、原理验证、实训应用、综合分析及自主设计等多层次的实验操作，为信创教学提供一个完整的一体化的实验教学体系。

信创课程资源分为校级课程体系、企业级课程体系。校级课程是按照技术维度划分，企业级课程按应用的维度划分。

1）.校级课程体系

基于飞腾CPU及上层信创生态的原厂课程，部分课程如下：

技术生态	序号	技术内容	课件内容方向	课件形式
芯片	01	飞腾	飞腾开发系列实验课程	PPT、视频等
操作系统	02	麒麟课程	银河麒麟高级服务器操作系统课程	PPT、视频等
数据库	03	人大金仓	人大金仓数据库基础与应用课程	PPT、视频等
	04	达梦	达梦数据库基础与应用课程	PPT、视频等
中间件	05	东方通	东方通中间件实践理论课程	PPT、视频等
理论课程	06	麒麟操作系统应用实践理论课程		PPT、视频等
	07	东方通中间件实践理论课程		PPT、视频等
	08	信创MM及MM测评理论课程		PPT、视频等
	09	统信UOS应用人才理论课程		PPT、视频等

 

• 飞腾微课资源

飞腾自主开发的信创芯科普系列微课资源，为高校课程思政、嵌入式教学提供教学资源素材。

• 飞腾嵌入式开发实训课程

飞腾嵌入式开发课程，能够支持计算机专业、嵌入式专业、物联网专业等的信创化教学。实验课程分为专业理论课、实训课，提供的教学资源包括：教学大纲、PPT课件、实验环境与工具、实验手册、源码等。

（飞腾教育开发板）

                                                               飞腾嵌入式实验课程示例：

 

飞腾课程分类	飞腾嵌入式课程名称（模块）	课时	类型
1、Embedded：嵌入式系统	1.1 嵌入式系统概述（是什么）	1	理论
	1.2 如何学习嵌入式技术（怎么学）	1	理论
	1.3 基于飞腾的嵌入式解决方案（怎么用）	1	理论
2、Linux：嵌入式Linux	2.1 Linux系统应用	2	理论
	2.2 Linux用户态编程	2	理论
		1	实验
	2.3 Linux内核态编程	2	理论
		2	实验
3、Driver：嵌入式Driver	3.1 Linux设备驱动注册	3	理论
		2	实验
	3.2 Linux设备驱动接口	4	理论
		2	实验
	3.3 硬件驱动方法	2	理论
		4	实验

2）企业级课程

企业级课程按应用和岗位的维度来进行划分，主要课程架构如下：

• 部分企业课程示例

序号	课程名称	资料文档	课程说明
01	电子标准院认证课程	6+	政策和产业生态、电子政务工程标准、信创工程规划、软硬件升级、应用重构与迁移、一体化运维管理体系建设
02	信创适配认证课程	7+	信创适配管理、适配测试大纲、适配测试工具、单品适配测试案例、组合适配测试案例、信创云功能介绍、信创云使用实操（虚拟机）
03	信创云认证管理课程	6+	信创云使用实操（管理）、信创云管理功能、信创云的测试、信创云的使用场景&方案、信创云的部署、信创云的维护
04	运维管理认证课程	14+	IT服务工程师简介、IT服务技术、信息安全技术、项目技术、文档技术、质量管理、人际沟通、客户服务、团队合作、技术问题分析、判断与解决、ITSS简介、IT服务运维标准介绍、IT服务管理标准介绍、IT服务外包标准介绍

• 飞腾培训认证课程

飞腾围绕信息产业生态链需求打造信息技术人才培养体系， 目前认证包含系统工程、安全平台、硬件开发、软件开发、嵌入式开发、深度并行开发六大系列， 兼顾多个层级的信息人才， 开展针对性的赋能培训， 为用户、合作伙伴、从业人员、高校师生、爱好者提 供更丰富的选择。飞腾培训课程体系， 坚持“以人为本， 教学相长”的核心理念， 以信息技术产业对人才 技术和能力的需求为牵引，依照需求 - 大纲 - 课程 - 培训 - 考核 - 反馈，环环紧扣的科学方法开展培训 认证体系的建设和实施。

 

方案优势

（1）飞腾信创真机实验训练

采用搭载飞腾CPU的信创真机实操训练，实验室各模块相对独立，交互式的实验任务、实验指导、项目上机操作，教学视频、考试评分、数据监控等，保障学生灵活、快速的掌握信创核心技术及项目开发能力。

（2）完善的信创课程体系

普开凭借十年IT培训经验的沉淀，研发出行业领先的信创课程体系，根据行业特点设置了操作系统类、数据库类、上层应用等几大方向，同时融合了飞腾自有系列课程体系，满足不同高校信创教学及实训需求。

（3）典型信创项目案例

提供行业典型应用案例，以及配套实验手册，边学边练通过实际项目上机演练，多方位学习及训练，做到学生与企业需求无缝衔接，真正解决信创人才缺口问题。

（4）交互式学习模式

提供完善课程体系、在线学习系统，以信创课程学习、在线视频、习题、线上测试、线上实验为主线，典型案例贯穿知识点的学习模式，确保学生掌握信创项目技能。

（5）企业级硬件配置

基于业界最主流的ARM信创路线，及先进的飞腾CPU为底座的信创硬件平台，采用企业级融合架构，具备高效融合、安全稳定、性能卓越、敏捷易用等特点。

序号	产品名称	模块描述
1	信创实验管理系统	是信创实验室的核心教学管理系统；由课程管理系统、资源管理系统、实验报告考评系统、考试系统组成，为实验教学提供技术支撑。采用B/S架构。
2	信创云资源管理系统	云资源算管理系统是信创教学平台的资源管理系统，采用基于ARM架构的K8S的Docker底层虚拟化技术，实现了硬件资源集中调度和管理。
3	信创云镜像存储系统	针对教师自主创建镜像环境及系统自带环境的仓库系统，功能包括：云原生镜像仓库、基于角色的访问控制、保存实验管理平台系统的课程所需的镜像、保存云计算管理系统所需的docker镜像、提供多用户管理、公开项目和私有项目、服务课工场。