华中师范大学人工智能综合实验教学平台案例

华中师范大学校园实景

项目概况

华中师范大学位于湖北省武汉市,是教育部直属重点综合性师范大学,国家“211工程”重点建设大学,国家教师教育“985优势学科创新平台”建设高校,国家“双一流”建设高校。现有全国重点马克思主义学院、国家工程研究中心、国家工程技术研究中心、全国重点实验室、国际联合实验室、教育部人文社会科学重点研究基地、教育部哲学社会科学实验室、国家教材建设重点研究基地、国家级国际联合研究中心、全国科普教育基地、省部共建协同创新中心,以及其它省部级人文社科研究基地、重点实验室、重点研究基地等95个。国家级一流课程69门,省级一流课程121门,国家级虚拟教研室5个,教育部课程思政示范课程、教学名师和团队4个。信息管理学院下设“信息管理与信息系统”、“电子商务”、“信息资源管理”、“大数据管理与应用” 四个系,建有较为完备的教学实验中心——信息管理与信息系统实验中心、电子商务实验中心(荣获“中国电子商务优秀实验室”“中国电子商务名校”)、知识管理与智能服务实验中心,获评湖北省电子商务实验教学示范中心、湖北省电子商务虚拟仿真教学示范中心称号,为教学科研提供了有力保障。

信息管理学院开设的大数据管理与应用、信息管理与信息系统、电子商务、信息资源管理等专业,对学生的实践能力提出了越来越高的要求。为了更好地培养适应时代需求的人才,学院在教学规划中设置了多个层次的教学内容,从基础理论到深度实践,全面提升学生的实践能力和技术应用水平。然而,随着数据规模的快速扩展和复杂性增加,传统的教学设备已无法满足现代教学需求,尤其是在深度学习技术的应用和理解上。为了解决这一问题,人工智能综合实验教学平台应运而生,旨在为学院的教学规划提供全方位的技术支持,确保学生能够从数据预处理、模型训练到结果分析的全流程中获得实践经验。

建设路径

信息管理学院下设多个跨学科本科与研究生专业,学科交叉融合已成为提升复合型人才培养质量的核心路径。在此背景下,人工智能综合实验教学平台应运而生,旨在为学院多学科交叉的教学与科研提供统一、高效、可扩展的支撑底座。

平台设计打破传统专业间的技术壁垒,构建开放共享的跨学科实验环境,通过统一的资源调度与管理机制,实现异构算力与存储资源的全局优化,显著提升教学实训与科研创新的协同效率。平台不仅服务于学院内部,更具备向全校乃至社会输出技术能力的潜力,是支撑“新文科+新工科”融合发展的关键基础设施。

在系统架构上,平台由16个GPU深度学习模组、192个CPU科学调度核心、8个国产算力核心构成,模组间通过高速互联实现高效数据吞吐与模型并行训练。依托元Space科研智算管理系统,平台实现了对GPU、NPU、DCU及CPU等异构算力资源的统一纳管与智能调度。配套建设近1PB分布式存储系统,以及IB高速低时延计算网、核心网与业务网,全面支撑学院高并发教学实验与大规模科研计算任务。

实践成效

依托元Space科研智算管理系统,本项目建设实现了从“被动资源分配”向“主动智能运营”的范式转变,系统性解决教学与科研场景下的核心痛点:

资源调度与冲突消解:通过潮汐调度机制,智能错峰分配教学与科研负载,彻底解决资源抢占冲突;结合大小卡分流与高低保障池策略,确保核心科研任务优先获得高端算力,避免“高端卡跑调试”的资源错配问题。

运维模式升级:采用PI自治架构,将管理权限下沉至课题组,降低对专职运维人员的依赖;引入AI预测性维护与任务自动迁移技术,推动运维模式由“被动救火”转向“主动预防”。

异构融合与资产盘活:实现对GPU、NPU、DCU及CPU等异构算力的统一纳管与混合调度,消除算力孤岛;兼容新旧硬件资产,显著提升设备生命周期与投资回报率。

运营效率与透明度:通过卡时计费与算力银行机制,以经济杠杆替代行政干预,算力利用率由20%提升至50%以上;全链路监控消除资源使用“黑盒”,杜绝算力空跑与闲置浪费。

研发体验优化:构建四级镜像池与环境继承机制,实现开发环境一键复用,避免重复搭建与数据重复下载;基于Checkpoint机制保障实验与教学环境状态持久化,防止进度丢失。同时,提供SSH、Jupyter、VNC、Open Code及在线开发等原生级交互体验,并集成AI Agent对话式交互,实现科研与教学任务“零学习成本”极速创建。

移动化与安全性:基于元物质RUST重构网络技术,打造高并发、低延迟的移动审批与资源管理通道,使科研算力突破物理机房限制,实现“算力随行”。

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