在线代码运行器开发案例
现代计算机（derncomputer ）2020.08上
文章编号：1007-1423（2020）22-0100-04
DOI ：10.3969/j.issn.1007-1423.2020.22.021
基于云计算的在线编程环境设计
邓永华，郭亮，李波
（三亚学院，三亚572022）
摘要：
结合高校教育研究需求，通过分析云计算虚拟化技术，研究构建基于云计算的在线编程试验环境，按需提供服务。实践证明，该方法方便学习环境的创建和学习，能够有效提升教学效果，降低高校对实验环境的投入成本，提高高校信息化水平，推动教育技术的发展。关键词：
云计算；容器技术；在线编程基金项目：
海南省大学生创新创业训练计划项目（No.S201913892090）
0引言
随着信息技术的高速发展，云计算成为大众普遍
认可的计算模式，成为各大IT 企业争夺用户市场的核心技术。对企业而言，通过云计算技术能够更加充分地利用现有的基础架构，能够简化IT 基础设施并提升资源管理效率；对高校而言，结合云计算技术实施在线学习及实训，能够满足高校人才培养和科学研究的需求。高校通过云计算技术实现对计算资源的集中管控、高效管理，实现节能减排，计算资源的远程使用打破了学生学习的资源限制和时空障碍，拓宽了学习通道[1]。教学过程中结合云计算方便了教学辅助工具的实施，有利于学习过程的数据收集和分析，更好地进行教育研究的开展。本文设计的在线编程试验环境是高校教育管理和云计算技术结合的一种尝试。
1云计算及虚拟化技术
云计算实质是大型分布式系统，其中虚拟化技术
是构建云基础架构的关键技术之一[2]。通过在一个物理平台上虚拟出多个虚拟平台，并作为独立计算资源加入到该分布式系统中，相比于物理平台在资源有效利用，动态调配和高可用等方面有巨大优势。
虚拟化
的目标是把物理资源转变为逻辑上可管理的资源，打破物理结构间的壁垒，将硬件、软件、网络、存储等设备隔离开来使用户能更合理、充分地控制与管理各种资源，其本质属于资源管理技术[3]。
IBM 早在20世纪60年代开发大型机时就认识到
了虚拟化的重要性，后续x86平台下的虚拟化技术同样得到了快速发展，特别是CPU 虚拟化技术出现以
后，x86平台已经成为了虚拟化技术发挥作用的重要平台之一。在云计算的出现和实施中，服务器虚拟化技术作为其技术基础受到了更加广泛的关注，根据Gart⁃ner 调查表明，现在大约有三分之二的x86服务器应用了虚拟化技术。虚拟化技术的原理是截获应用对物理
资源的直接访问并将其重定向到虚拟资源池，即通过在原有硬件和操作系统间引入虚拟化层，向下管理真实物理资源向上提供虚拟系统资源。x86平台引入的虚拟化层称为虚拟机监控器VMM 或称为Hypervisor ，真实物理平台称为宿主机，虚拟平台称为客户机。根据截获并重定向的实现是否依赖于硬件分为软件虚拟化和硬件虚拟化两类方案，其中软件虚拟化方式存在的问题是由于所有客户机指令需被软件实现的监控机监控并模拟导致运行效率不高，而硬件虚拟化主要基

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