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“WebLab - 基于Web的计算实验室”: Lessons Learned

作者:马丁克劳斯(PI)& Willi Rath (co-PI)

德国版: //www.einfachgutelehre.uni-kiel.de/allgemein/digitale-lehre-weblab/
资助 Perle-fondsfürleehrinnovation

weblab.uni-kiel.de是一个虚拟计算机实验室,可以随时访问世界各地。最初,它被设置为留下拥挤的物理计算机实验室。随着Covid-19大流行,它有助于使基于计算机的科学提供。

许多物理计算机实验室的情况远非对彩票软件和系统管理员的最佳教师。简而言之:有很多硬件需要照顾;需要维护各种软件产品和不同的安装;房间太小或已经预订;彩票软件无法轻易访问他们的计划活动。减轻这个,“WebLab - 基于Web的计算实验室”2019年10月始于探索基于计算机科学的替代方式的目的。

It’一个简单的想法:有一个中央平台,可以举行运动会话,彩票软件也可以在他们的作业上工作。彩票软件只需要一个能够连接到互联网的设备,它们已经拥有,或者它们作为锻炼会话的一部分提供。他们需要一种互联网连接,通常可以通过任何研讨会空间提供WiFi。教师定义软件环境,并提供课程所需的数据。管理员确保服务器正在运行,设置软件环境,并为用户(彩票软件和教师)创建帐户。由于平台可通过互联网和各地访问,因此彩票软件可以轻松地继续在交互式锻炼会话期间启动的材料。他们甚至可以切换到不同的设备。

最初,该项目计划于2019/2020冬季期间和2020年夏季学期的三个课程。它旨在探索虚拟计算教学的可行性,并在获得运行此类系统所需资源的洞察中的可行性。然而,这个计划是在没有Covid-19的情况下制作的。最终,项目持续时间(一年)中有10个课程。目前,在进行的2020/2021冬季期间有5个课程。总共有300多名彩票软件正在使用该系统进行一个或多个课程。

该系统在同时使用超过40名彩票软件同步的人和虚拟事件,同时使用该系统。全球可访问性帮助在2020年夏季期初无法前往德国的国际彩票软件。我们还看到彩票软件已经拥有的技术设备足以与系统合作:在没有彩票软件的课程中请求来自我们的设备。

weblab.uni-kiel.de上的系统完全由免费和开源软件组成 jupyter. ecosystem: There’s a jupyterhub. 我们使用管理对提供的资源的访问 jupyterlab. 作为主要用户界面,并使用 jupyter笔记本 作为底层文件格式。每个笔记本都在自己的单独软件环境(称为内核)中运行。今天,有许多预定义的内核 许多常用的编程语言 这使得可以轻松使用基于计算机大多数基于计算机的科学应用程序的平台。

jupyter.笔记本提供令人兴奋的教学可能性,因为它们不仅包含互动会议的代码和结果,而且还提供包括文本,数学公式,图像,交互式数字,视频和其他媒体的方法。这是一 示例笔记本 这示出了如何使用笔记本电脑来描述和实现用于求解微分方程的数值算法。

目前,CAU的系统, //weblab.uni-kiel.de,托管在CAU的IT部门提供的单一中央服务器上。此服务器提供的资源足以同时工作的大约60名彩票软件。用户管理和系统管理目前由项目启动人员博士博士和威尼拉特博士完成。维持系统的耗时量少于最初设想的时间较少。因此,作为项目提案的一部分的彩票软件助理的资金并没有完全花费,并且最初聘请支持用户和教师的彩票软件助理Ankhit Malhotra可以花时间获得和分析系统的Ressource使用数据。这些分析表明,在一天中的不同时间,一周中的几天或讲座期间和休假期之间存在大的资源需求变化。

特别是在低使用量(夜晚,周末,讲座之间的休息)期间,为系统分配的资源被阻止但未使用。这正是云技术的用例。基于WebBlab的资源使用统计数据,很明显,运行具有类似负载但在云基础架构(如谷歌或亚马逊)等商业云提供商系统(如谷歌)或亚马逊等系统上运行的系统可以降低成本60 %(或者可以将系统提供两倍多的彩票软件以相同的成本)。这表明它是重新考虑数字资源和数字教学的资源是值得的。

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