戴萍萍

浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江杭州 310018

虛擬機(jī)在高職計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

戴萍萍

浙江育英職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江杭州 310018

作為以培養(yǎng)職業(yè)人為目標(biāo)的高職院校，多操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)是計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中必不可少的。然而學(xué)校受資金、技術(shù)等各方面因素的影響，硬件設(shè)備不夠充裕，如何利用有限的計(jì)算機(jī)硬件資源完成多系統(tǒng)的安裝，以解決實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的教學(xué)資源缺乏，這是擺在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面前的一個(gè)問題。虛擬機(jī)的應(yīng)用，為高校進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了一個(gè)良好的解決方案。

虛擬機(jī)；計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；多操作系統(tǒng)

隨著計(jì)算機(jī)硬件與軟件日新月異的發(fā)展，許多高校的計(jì)算機(jī)教學(xué)與實(shí)踐出現(xiàn)了發(fā)展需求與現(xiàn)實(shí)設(shè)備不相匹配的矛盾，尤其是缺乏資金支持的高職院校。表現(xiàn)在計(jì)算機(jī)硬件資源更新相對(duì)滯后，多班共用機(jī)房，能提供學(xué)生用于實(shí)驗(yàn)操作的計(jì)算機(jī)不足。為了保護(hù)機(jī)房的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，機(jī)房管理人員通常都對(duì)計(jì)算機(jī)安裝硬盤保護(hù)卡，導(dǎo)致學(xué)生很多操作受到限制，許多教學(xué)實(shí)驗(yàn)難以開出，機(jī)房管理與教學(xué)目標(biāo)相沖突，使得高職計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)面臨挑戰(zhàn)。如何做到一機(jī)多用、一機(jī)多能，充分發(fā)揮機(jī)器的作用，提高機(jī)器利用率是解決矛盾與問題最直接的思路。虛擬機(jī)技術(shù)是解決此問題的一個(gè)很好的技術(shù)途徑。

一、虛擬機(jī)的概述

虛擬機(jī)是一種軟件，它是支持多操作系統(tǒng)并運(yùn)行在單個(gè)物理服務(wù)器上的一種系統(tǒng)，可以在實(shí)際的操作系統(tǒng)平臺(tái)上虛擬出Win2000，WinXP，Linux等操作系統(tǒng)。使用虛擬機(jī)，可以在“虛擬”的操作系統(tǒng)下，自由地對(duì)需要學(xué)習(xí)和試驗(yàn)的操作環(huán)境進(jìn)行配置和修改，不用擔(dān)心會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，不會(huì)對(duì)實(shí)際的操作系統(tǒng)造成影響。虛擬機(jī)是指一臺(tái)在物理計(jì)算機(jī)上虛擬出來的獨(dú)立的邏輯計(jì)算機(jī),其實(shí)質(zhì)是將兩臺(tái)甚至更多臺(tái)計(jì)算機(jī)的任務(wù)集于一臺(tái)計(jì)算機(jī),可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)計(jì)算機(jī)“同時(shí)”運(yùn)行幾個(gè)操作系統(tǒng),還可以將這幾個(gè)操作系統(tǒng)組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。這些操作系統(tǒng)同時(shí)在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行,互不干擾,并且同在一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi),進(jìn)而為學(xué)生學(xué)習(xí)不同操作系統(tǒng)、軟件測試、在單機(jī)環(huán)境下學(xué)習(xí)和實(shí)踐如何組建網(wǎng)絡(luò)提供了必要的條件。目前建立虛擬機(jī)和構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)的工具軟件主要有VMware和Virtual PC。

二、虛擬機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

1.由于虛擬機(jī)是利用軟件來模擬完整的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，因此虛擬機(jī)的操作只是在一個(gè)文件上，不需要添加新硬件設(shè)備就可增加計(jì)算機(jī)功能，是一種節(jié)約資源的技術(shù)。

2.一臺(tái)物理主機(jī)可以互不干擾地同時(shí)運(yùn)行多臺(tái)虛擬機(jī)，如果其中一臺(tái)虛擬機(jī)出現(xiàn)問題，主機(jī)以及其他的虛擬機(jī)不會(huì)有任何影響，具有易維護(hù)性。

3.采用虛擬機(jī)替代物理機(jī)作實(shí)驗(yàn)平臺(tái),可以實(shí)現(xiàn)許多在普通計(jì)算機(jī)上無法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),而且實(shí)驗(yàn)效果與物理機(jī)的完全一樣,如組建網(wǎng)絡(luò),具有實(shí)用性和可靠性。

4.虛擬機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是建立在高性能物理機(jī)上的，因此，實(shí)驗(yàn)過程中極少出現(xiàn)硬件類故障，能確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。此外，由于物理機(jī)的性能佳，實(shí)驗(yàn)進(jìn)程加快，學(xué)生能在一次實(shí)驗(yàn)中對(duì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次驗(yàn)證，從而提高熟練程度。

三、虛擬機(jī)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

1.多操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

當(dāng)前,人才培養(yǎng)要遵循“以人為本”理念,尊重學(xué)生個(gè)人發(fā)展意愿。目前高校的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大部分是以Windows2000，WindowsXP為平臺(tái)，對(duì)于Linux，Unix等接觸不多。如何讓學(xué)生學(xué)習(xí)多種操作系統(tǒng)，掌握各種系統(tǒng)的知識(shí)。解決此問題的方法之一是多系統(tǒng)啟動(dòng),但是此方法安裝過于繁瑣而且計(jì)算機(jī)負(fù)擔(dān)重。在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行諸如硬盤分區(qū)、格式化、BIOS修改設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的安裝配置、Ghost備份與恢復(fù)等系統(tǒng)維護(hù)實(shí)驗(yàn)，將會(huì)破壞硬盤數(shù)據(jù)的完整性,這在公用計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室一般是不允許的。另一種較好的解決方法是利用虛擬機(jī)進(jìn)行多系統(tǒng)的安裝。利用虛擬機(jī)可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上將硬盤和內(nèi)存的一部分拿出來虛擬出若干臺(tái)計(jì)算機(jī),每臺(tái)計(jì)算機(jī)可以運(yùn)行單獨(dú)的操作系統(tǒng)而互不干擾。這些“新機(jī)器”各自擁有獨(dú)立的CMOS，硬盤和操作系統(tǒng),可以像使用普通計(jì)算機(jī)一樣對(duì)它們進(jìn)行分區(qū)、格式化、安裝系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等操作,還可以將這幾個(gè)操作系統(tǒng)連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。在虛擬系統(tǒng)崩潰之后可將其直接刪除而不影響本機(jī)系統(tǒng)。這樣做一是使教師上課時(shí)再也不用擔(dān)心學(xué)生上課會(huì)搞破壞,致使計(jì)算機(jī)無法啟動(dòng)；二是教師在進(jìn)行教學(xué)過程中可以利用虛擬機(jī),在一種操作系統(tǒng)環(huán)境下直接進(jìn)入其他操作系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)演示,而不需要頻繁重啟計(jì)算機(jī)。

2.網(wǎng)絡(luò)組建的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

通常搭建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,至少需要2臺(tái)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)卡、1根直連線。如果組建復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,需要更多的計(jì)算機(jī),假如一個(gè)班學(xué)生想同時(shí)做網(wǎng)絡(luò)組建的實(shí)驗(yàn),那么設(shè)備將供不應(yīng)求。這樣我們就要引進(jìn)虛擬機(jī),虛擬機(jī)是一臺(tái)邏輯上的計(jì)算機(jī),因此各虛擬機(jī)之間、虛擬機(jī)和主機(jī)之間、虛擬機(jī)和網(wǎng)絡(luò)上其他計(jì)算機(jī)之間是完全等價(jià)的。可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上虛擬出多個(gè)虛擬機(jī),從而實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上組建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,進(jìn)行各種網(wǎng)絡(luò)配置,這不但提高了設(shè)備的利用率,增加了學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì),而且學(xué)生可以利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備自己摸索其他網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn),不用擔(dān)心損壞硬件設(shè)備,只需實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師少量的指導(dǎo),大大提高了實(shí)驗(yàn)效率,如果學(xué)生不能按時(shí)完成實(shí)驗(yàn),還可以利用掛起功能方便地保留當(dāng)前狀態(tài),以便下一次繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神,提高了學(xué)生的綜合能力。

3.課件演示及映像儲(chǔ)備

經(jīng)常會(huì)碰到計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室所安裝的演示軟件版本與教師備課軟件版本有所不同，如目前流行的微軟辦公軟件Office就有2000、2003和2007三種版本，常常會(huì)導(dǎo)致教師PPT課件無法正常演示。通過安裝虛擬機(jī)軟件，可以很好地解決這個(gè)問題。虛擬機(jī)更大的作用在映像儲(chǔ)備，隨著移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備價(jià)格的不斷下降，大多數(shù)教師都購買了移動(dòng)硬盤這種大容量存儲(chǔ)設(shè)備，如果能將虛擬機(jī)的硬盤映像文件放到移動(dòng)硬盤中，那么不但課件演示的問題能夠解決，而且教師的授課也能完全在其熟悉的操作環(huán)境中進(jìn)行，無疑能夠讓教師在使用時(shí)更加得心應(yīng)手。

4.計(jì)算機(jī)維護(hù)和機(jī)房管理

從機(jī)房的維護(hù)管理角度看,良好的教學(xué)輔助設(shè)備才能保證教學(xué)質(zhì)量,虛擬實(shí)驗(yàn)機(jī)房不僅保證教學(xué)設(shè)備,而且方便了機(jī)房工作人員的維護(hù)管理。第一,由于虛擬計(jì)算機(jī)與物理計(jì)算機(jī)是完全隔離的,所以在虛擬計(jì)算機(jī)中對(duì)系統(tǒng)做毀滅性的操作,如磁盤分區(qū)、格式化、文件刪除,甚至損壞系統(tǒng)文件、感染病毒等,都不必?fù)?dān)心這些操作會(huì)影響物理計(jì)算機(jī)。第二,機(jī)房工作人員不需安裝多個(gè)操作系統(tǒng)就可滿足課程需要不同平臺(tái)的要求,也不必?fù)?dān)心某些教學(xué)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰而疲于恢復(fù)系統(tǒng)。機(jī)房工作人員可以把一些常用的不同平臺(tái)的虛擬機(jī)文件放在服務(wù)器上,開放給學(xué)生,當(dāng)需要不同的操作平臺(tái)或系統(tǒng)崩潰時(shí),可以從服務(wù)器重新下載文件。第三,在虛擬機(jī)環(huán)境下,學(xué)生可以隨意進(jìn)行磁盤格式化、BIOS設(shè)置等一些計(jì)算機(jī)維護(hù)操作。即使操作過程中導(dǎo)致系統(tǒng)出錯(cuò),也可以非常方便地恢復(fù)。這樣可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力,機(jī)房的利用率,減輕計(jì)算機(jī)的使用壓力,從而減輕機(jī)房工作人員的維護(hù)量。

四、結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)是計(jì)算機(jī)教學(xué)活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)的作用是對(duì)理論做出科學(xué)驗(yàn)證或展開演繹，既加深了學(xué)生對(duì)理論的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，同時(shí)又培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)。虛擬機(jī)的應(yīng)用體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境虛擬化、系統(tǒng)開放化的特點(diǎn)，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，虛擬機(jī)技術(shù)的發(fā)展為高職計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了廣闊的空間。

[1]王培俊，張文桂.通過個(gè)性化實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)創(chuàng)新能力的研究與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008，2

[2]鄭錦才.虛擬機(jī)技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的研究與設(shè)計(jì)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2009，19

[3]劉志平.基于VMware虛擬網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建[J].內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，1

[4]劉羽.“虛擬機(jī)”技術(shù)在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].桂林工學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，4

[5]王存祥.虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2006，5

The application of virtual machine at computer experimental teaching in vocational high school

Dai Pingping
Zhejiang yuying college of vocational technology, Hangzhou, 310018, China

To train professional men as a goal for vocational high school, multiple operating systems is essential to computer experiment teaching process. But the insufficient of financial, technical and other factors lead to the lack of hardware equipment, how to use limited computer hardware resources to complete the installation of multiple systems to solve the teaching experiment there appears to be lack of resources, which is placed in front of the computer experiment teaching. Applications of virtual machine provide a good solution for vocational high school in computer experiments teaching.

virtual machine; computer experimental teaching; multiple operating systems

2010-04-13

戴萍萍，本科，助理工程師，實(shí)驗(yàn)員。