朱　莉

摘要：計算機實驗教學(xué)課往往需要多主機、多操作系統(tǒng)環(huán)境，這樣的環(huán)境不僅前期的投入大，而且維護也較復(fù)雜。針對中職學(xué)校計算機課程教學(xué)中實踐教學(xué)環(huán)節(jié)遇到的問題，分析了使用“虛擬機”技術(shù)構(gòu)建計算機教學(xué)實驗環(huán)境的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：中等職業(yè)學(xué)校；計算機教學(xué)；實驗環(huán)境；

作者簡介：朱莉（1963－），女，江蘇人，理學(xué)士學(xué)位，上海市經(jīng)濟管理學(xué)校工程師，主要研究方向為計算機網(wǎng)絡(luò)。

中圖分類號：Ｇ７１２文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ文章編號：1001-7518(2009)08-００３1－０２

一、引言

隨著科學(xué)技術(shù)的進步與發(fā)展，計算機硬件與軟件的發(fā)展日新月異。由于計算機發(fā)展的迅猛，許多中職學(xué)校的計算機學(xué)科教學(xué)與實踐出現(xiàn)了發(fā)展需求與現(xiàn)實設(shè)備不相匹配的矛盾，表現(xiàn)在計算機硬件資源與操作系統(tǒng)更新相比速度滯后，計算機專業(yè)的實踐教學(xué)也因此受到較大影響，這是國內(nèi)許多中職學(xué)校面臨的問題。一機多用、一機多能，充分發(fā)揮計算機的作用，提高利用率，構(gòu)建滿足要求的計算機教學(xué)實驗環(huán)境是最直接的解決矛盾與問題的思路。

二、中職學(xué)校利用“虛擬機”技術(shù)構(gòu)建計算機實驗環(huán)境的必要性

目前，各中職學(xué)校校的計算機實驗機房由一般由計算機中心或?qū)嵱?xùn)中心統(tǒng)一管理，承擔(dān)著計算機教學(xué)任務(wù)及上機需求。在教學(xué)實踐過程中，實驗環(huán)境與教學(xué)實踐活動存在著一些不協(xié)調(diào)的地方，使得教學(xué)質(zhì)量不能得到有效的保證，具體表現(xiàn)為：

1.計算機的硬件環(huán)境是整個計算機網(wǎng)絡(luò)實驗的基礎(chǔ)，包括獨立的計算機、相關(guān)的連網(wǎng)設(shè)備，還要有能夠和其它網(wǎng)絡(luò)互連的設(shè)備和工具。然而，一般學(xué)校沒有真正獨立的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗室，從而導(dǎo)致許多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗根本無法開展。此外，在網(wǎng)絡(luò)實驗中，常需使用雙機或多機，但現(xiàn)有的教學(xué)條件無法實現(xiàn)給單個學(xué)生用兩臺或多臺機器，只能互為主從機進行，如果要在從機上操作，只能讓其他同學(xué)代勞，并且在涉及到更復(fù)雜的諸如局域網(wǎng)與局域網(wǎng)間的實驗時，實驗室往往無法給每個小組都提供相應(yīng)的實驗環(huán)境，影響了實驗進度及效果。

2.計算機管理限制某些實驗的內(nèi)容在計算機機房進行，管理人員出于管理的方便，往往采取了一系列的技術(shù)手段，以確保計算機設(shè)備的正常運行。比如，通常都安裝了硬盤保護卡或安裝了恢復(fù)精靈等機房管理軟件，防止學(xué)生刪除系統(tǒng)文件或格式化硬盤。

3．為了盡量使學(xué)生多動手、多實踐，在設(shè)備有限的情況下，多數(shù)實驗都是分組進行。在諸如涉及到異構(gòu)系統(tǒng)之間通信的網(wǎng)絡(luò)實驗時，需要安裝各種操作系統(tǒng)、進行相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，耗時較長，而由于實驗條件和學(xué)生實驗?zāi)芰Φ南拗?，常常在一次實驗時間中無法完成全部實驗內(nèi)容，并且正常進行完實驗的小組的實驗結(jié)果也常常會被其他小組沖掉，這就給后續(xù)實驗的進行造成了障礙。

以上這些問題都制約了網(wǎng)絡(luò)實驗課的有效開展。為了解決在實驗教學(xué)中遇到的這些問題，在目前教學(xué)實驗資源非常緊張的情況下，如何利用有限的設(shè)備，完成更多的教學(xué)實驗，并保證實驗質(zhì)量，成為各中職學(xué)校面臨的重要課題。因此采用虛擬機技術(shù)為每位學(xué)生構(gòu)建一個虛擬計算機實驗環(huán)境，顯得十分必要。

三、應(yīng)用虛擬機技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實驗環(huán)境舉例

下面以“組建帶有域控制器的網(wǎng)絡(luò)”為例介紹如何利用虛擬機軟件VMWare構(gòu)建進行主機與虛擬機之間的網(wǎng)絡(luò)實驗。以下步驟可全部由學(xué)生在單機上自行完成。通過這個實驗學(xué)生可以掌握網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的安裝、配置以及組建帶有域控制器的網(wǎng)絡(luò)的過程。

1.主機的設(shè)置。主機的操作系統(tǒng)選用Windows 2000 Server，使用的虛擬軟件是VMWare workstation4.0。CPU的主頻是2.4GHz，512M內(nèi)存，60G硬盤，主機IP地址是192.168.0.1，網(wǎng)關(guān)為192.168.0.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。

2.虛擬機的設(shè)置。主機上運行VMWare，并通過安裝向?qū)О惭b好所需虛擬操作系統(tǒng)Windows2000 Professional，然后對虛擬機的硬盤進行分區(qū)格式化，并在光驅(qū)中放入Windows2000 Professional的安裝光盤（或使用主機硬盤上的安裝光盤鏡像文件）進行操作系統(tǒng)的安裝。安裝好的虛擬機的參數(shù)如下：虛擬機名稱：Windows 2000 Professional；虛擬機內(nèi)存：192MB；虛擬機硬盤類型：IDE；虛擬機硬盤大小：4GB；網(wǎng)絡(luò)連接方式：橋接網(wǎng)絡(luò)；虛擬機IP地址是192.168.0.2，網(wǎng)關(guān)為192.168.0.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。

3.利用主機與虛擬機進行帶有域控制器的網(wǎng)絡(luò)實驗。將主機設(shè)置為域控制器，并將域名設(shè)置為“Server”；在主機中添加域用戶，設(shè)置好用戶名（如stu1）和密碼（如123456）。在虛擬機中新建一帳戶，用戶名和密碼同主機中的域用戶的設(shè)置，然后用這個帳戶登錄域。登錄過程如下：在虛擬機中“我的電腦”的“屬性”設(shè)置中，在“標(biāo)識更改”窗口中把“隸屬于”選擇為“域”，同時在下面輸入域名“Server”，點擊“確定”按鈕后根據(jù)提示將虛擬機加入域。

至此，帶有域控制器的網(wǎng)絡(luò)實驗完成。在此網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可以進行網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)管理等計算機實驗。

四、應(yīng)用虛擬機技術(shù)構(gòu)建教學(xué)實驗環(huán)境的優(yōu)越性

1.能夠提供一個近于真實的環(huán)境。使用虛擬機軟件可以在一臺機器上真正同時運行多個獨立的操作系統(tǒng)，主機操作系統(tǒng)與多個虛擬機操作系統(tǒng)之間可自由構(gòu)建成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并且，可以通過將兩臺或多臺主機（分別已經(jīng)構(gòu)建了虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境）連接在一起來構(gòu)建局域網(wǎng)與局域網(wǎng)的虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境，在該實驗平臺能完成各種網(wǎng)絡(luò)課程的實踐教學(xué)內(nèi)容。

2.“虛擬機”可以提供給學(xué)生一個開放的實驗操作平臺。由于虛擬系統(tǒng)與主機系統(tǒng)有良好的隔離性，因此，可以通過安全策略保護主機系統(tǒng)，而完全放開虛擬系統(tǒng)的權(quán)限，這樣，在虛擬環(huán)境下，學(xué)生不用顧慮到對主機系統(tǒng)的破壞性，可以放心地進行各種操作，從而使學(xué)生的實驗活動不受限制，這會帶來更好的實驗效果。

3.系統(tǒng)維護方便。當(dāng)某個虛擬機崩潰或被誤刪除時，將其他物理機上相應(yīng)的虛擬機文件復(fù)制到本地機即可恢復(fù)系統(tǒng)，從而保證了學(xué)生實驗進度的一致。這種可移植性也方便同學(xué)將一些實驗轉(zhuǎn)移到自己的計算機上繼續(xù)進行，從而充分利用各種實驗資源。

4.方便學(xué)生分次完成較大的實驗。由于“虛擬機”系統(tǒng)只是主機系統(tǒng)的一個文件，每個小組可以使用和管理自己的文件，互相不會沖突，因此，實驗結(jié)果可以得到妥善保存。利用“虛擬機”軟件提供的“掛起”功能，還可以方便地保留全部現(xiàn)場。

五、結(jié)束語

綜上所述，基于虛擬機技術(shù)構(gòu)建計算機教學(xué)實驗環(huán)境，在一定程度上不僅可以緩解當(dāng)前中職學(xué)校實驗設(shè)備和場地不足的問題，很好地滿足實驗課多種環(huán)境的需求，保證所有實驗課的正常開出。而且還可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，增強了學(xué)生的動手能力，也可以提高實驗室設(shè)備的利用率。虛擬機實驗環(huán)境提供的是一個近于真實的環(huán)境，除了硬件的物理連接外(如主板、CPU、顯卡、網(wǎng)卡、網(wǎng)線等連接)，只要能在“虛擬機”上完成的實驗，就能夠在真實的機器上完成，所以采用虛擬機技術(shù)構(gòu)建的實驗環(huán)境實驗質(zhì)量不會受到影響，完全符合中職學(xué)校的教學(xué)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐瑾.一種構(gòu)建《計算機網(wǎng)絡(luò)》實驗環(huán)境的有效方法[J].內(nèi)江科技，2006（9）.

[2]容治.計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實驗環(huán)境存在的問題和改革探討[J].科技信息，2007（21）.

[3]劉羽.“虛擬機”技術(shù)在教學(xué)實驗中的應(yīng)用[J].桂林工學(xué)院學(xué)報，2003（4）.

責(zé)任編輯：顏小兵