吳 博

（天津城市職業(yè)學(xué)院機電系，天津市 300250）

一、引言

在“計算機組裝與維護”課程要求中，提高學(xué)生動手能力的重要環(huán)節(jié)是實驗教學(xué)，學(xué)生必備的能力之一即實操能力。根據(jù)課程大綱要求，計算機系統(tǒng)維護是學(xué)生必須掌握的一項技能，要掌握好這項技能需要在計算機上安裝操作系統(tǒng)及在操作系統(tǒng)上做各種各樣的修改和設(shè)置，實驗的一些操作會對操作系統(tǒng)造成破壞性的影響，可能導(dǎo)致計算機無法啟動或系統(tǒng)無法使用。在課程實施過程中，往往一次實驗課后就要重新安裝操作系統(tǒng)，不僅給實驗室管理帶來了極大的負擔(dān)，而且計算機出現(xiàn)了故障導(dǎo)致實驗無法繼續(xù)，大大降低了實驗教學(xué)的效果。

搭建一個實用簡便的計算機系統(tǒng)維護實驗環(huán)境，一直是計算機組裝與維護任課教師和學(xué)生的心愿。隨著虛擬技術(shù)的發(fā)展和成熟，虛擬機可以為計算機系統(tǒng)維護提供一個近乎完美的實驗環(huán)境。從實現(xiàn)的功能來說，虛擬計算機實驗環(huán)境與真實的計算機相比，基本上無區(qū)別，而且在虛擬機中的操作和設(shè)置不會影響到真實的系統(tǒng)。

因此在“計算機組裝與維護”課程中，利用虛擬技術(shù)，構(gòu)建虛擬實驗環(huán)境，可以在一定程度上改變“計算機組裝與維護”課程教學(xué)中部分實踐教學(xué)項目徒有虛名，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)嚴重脫節(jié)的狀況，并可以讓學(xué)生更多地擁有實踐動手的機會。通過教學(xué)實踐證明，構(gòu)建虛擬實驗環(huán)境進行實操實驗教學(xué)可以取得事半功倍的效果。

二、虛擬機簡介

所謂虛擬機即是利用相關(guān)軟件在一臺電腦上將一部分硬盤和內(nèi)存虛擬某種傳統(tǒng)儀器的若干臺計算機，每臺虛擬計算機可以運行單獨的操作系統(tǒng)而互不干擾，這些虛擬機各自擁有獨立的BIOS、硬盤和操作系統(tǒng)，可以像使用普通物理計算機一樣對它們進行分區(qū)、格式化、安裝系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等操作，還可以將這些虛擬機聯(lián)成一個網(wǎng)絡(luò)。

計算機組裝與維護課程的相關(guān)實驗使用虛擬機的好處：1、節(jié)省設(shè)備資金投入。2、減輕了系統(tǒng)的安全性和維護管理的負擔(dān)。3、有效地幫助學(xué)生主動學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、虛擬機在課程實驗中的構(gòu)建

流行虛擬機軟件主要有三款，就是微軟的Virtual PC、VMware和Virtual Box。對于計算機組裝與維護的實驗教學(xué)，我們采用的是VMware，在此以VMware為例，介紹虛擬實驗環(huán)境的構(gòu)建以及虛擬機的安裝使用方法。

（一）、虛擬實驗環(huán)境的整體規(guī)劃

即在物理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上搭建一個穩(wěn)定、靈活、安全、方便的虛擬實驗環(huán)境。

1、物理系統(tǒng)的分區(qū)規(guī)劃 根據(jù)我校實訓(xùn)中心計算機組裝與維護實訓(xùn)室硬件配置進行如下設(shè)置：去除硬盤還原卡功能；根據(jù)硬件的實際配置及實驗環(huán)境需要對硬盤進行分區(qū)，把硬盤分為3個分區(qū)，其中C：分區(qū)的容量為12G，用于安裝實操作系統(tǒng)及所有的應(yīng)用軟件，并利用Ghost對對此分區(qū)進行鏡像備份；D：分區(qū)（8G），給學(xué)生使用來保存實驗用軟件及實驗數(shù)據(jù)，此分區(qū)不用保護。用一塊備份硬盤存放備份數(shù)據(jù)。

2、物理系統(tǒng)的安裝 在C：分區(qū)上安裝實操作系統(tǒng)及各實驗項目所需的應(yīng)用軟件，安裝完這些軟件后會占用C：分區(qū)2～3G的磁盤空間，還有8～10G左右的空間留給虛擬機使用。

（二）、虛擬機的規(guī)劃與安裝

1、虛擬機的安裝規(guī)劃 考慮到虛擬實驗環(huán)境的安全性、方便性，把虛擬機安裝在C：分區(qū)中，這樣一旦學(xué)生有誤操作或有意刪除文件，只要使用Ghost重新恢復(fù)物理系統(tǒng)后便可得到解決。同時，為了方便學(xué)生安裝虛擬機及節(jié)省安裝光盤，把win2000Professional系統(tǒng)光盤做成系統(tǒng)鏡像文件保存在本地的D：＼Sysiso目錄中。

2、虛擬機軟件VMware的安裝在C：分區(qū)中進行，其安裝過程和其他的應(yīng)用軟件的安裝過程一樣，具有圖形安裝向?qū)?，操作簡單，安裝版本為：VMware－workstation－5．5．3－34685．exe。

3、安裝虛擬機系統(tǒng) 在VMware中建立好虛擬機后，就要在這臺虛擬機中安裝操作系統(tǒng)了?？梢岳貌僮飨到y(tǒng)安裝光盤直接安裝，也可以利用預(yù)先存放在D：＼Sysiso目錄中的系統(tǒng)ISO文件進行安裝，在VM－ware中先選擇虛擬機，再單擊“Start this vistual machine”即可啟動這臺虛擬機。啟動后將從ISO映像加載即將安裝的操作系統(tǒng)，出現(xiàn)系統(tǒng)安裝向?qū)Ы缑妫酉聛淼牟僮髋c我們在物理機上進行系統(tǒng)安裝時一樣。

四、虛擬實驗環(huán)境在教學(xué)中具體應(yīng)用

為虛擬機安裝了操作系統(tǒng)后，就相當(dāng)于擁有兩臺電腦了，接下來就可以通過虛擬機來實現(xiàn)各種應(yīng)用：利用Vmware虛擬機技術(shù)實現(xiàn)計算機系統(tǒng)維護實驗。

1、計算機進行分區(qū)、格式化、安裝系統(tǒng)操作的實驗

這些內(nèi)容是計算機組裝與維護課程軟件部分最基本和最主要的實驗。目前計算機專業(yè)教學(xué)大部分是以Windows 2000、WindowsXP為平臺，對于其他類型的操作系統(tǒng)如：Linux、Unix等接觸很少，但在實際應(yīng)用中各種操作系統(tǒng)都有著廣泛的受眾基礎(chǔ)。使用虛擬機可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)多種操作系統(tǒng)的安裝，掌握每一種操作系統(tǒng)的安裝、配置技能。利用VMware虛擬機可以在一臺電腦上根據(jù)物理機的配置虛擬出若干臺機器，每臺機器均可運行獨立的操作系統(tǒng)。這些虛擬機都擁有獨立的CMOS、硬盤空間和系統(tǒng)平臺，可以像使用物理機一樣對它們進行分區(qū)、格式化、系統(tǒng)和應(yīng)用軟件安裝等操作。一旦配置出錯，虛擬系統(tǒng)崩潰，可將虛擬機軟件直接刪除，而本機不受影響。再次重裝后，再加入之前備份好的虛擬系統(tǒng)文件，虛擬系統(tǒng)又可以正常使用了。這樣一是教師上試驗課時的準備工作量減輕了很多，計算機無法啟動，重裝系統(tǒng)的意外情況大大減少了；二是在試驗教學(xué)過程中可以利用虛擬機，在一種操作系統(tǒng)環(huán)境下直接進入其他操作系統(tǒng)進行實驗，而不需要頻繁重啟計算機。

2、注冊表維護與備份實驗

注冊表（Registry）是Microsoft Windows中的一個重要的數(shù)據(jù)庫，它存儲軟、硬件的有關(guān)配置和狀態(tài)重要數(shù)據(jù)信息。它是Windows系統(tǒng)的核心文件，通過更改注冊表某些參數(shù)設(shè)置能夠達到維護計算機的目的。防止注冊表被損壞是計算機組裝與維護實驗中Windows系統(tǒng)維護必須要掌握的一項技能，但在維護注冊表的操作過程中經(jīng)常會使系統(tǒng)崩潰，通常的做法是系統(tǒng)崩潰后，通過GHOST恢復(fù)系統(tǒng)，雖然較快，但也需要一定的時間。因此可以利用VMware使用目標虛擬機創(chuàng)建多個克隆，克隆出來的虛擬機可以進行實驗，完成實驗操作之后直接刪除克隆的虛擬機即可。這樣比重裝系統(tǒng)速度要快許多，而且不會對機器造成任何影響。

3、在虛擬機下進行BIOS設(shè)置實驗

大多數(shù)臺式計算機開機啟動時按“Del”鍵即可進入BIOS設(shè)置，在VMware虛擬機下按“F2”鍵，進入VMware虛擬機的BIOS窗口對其進行BIOS設(shè)置實驗操作。

4、虛擬機VMware進行動態(tài)磁盤數(shù)據(jù)恢復(fù)

在系統(tǒng)之間移動動態(tài)磁盤，磁盤的首扇區(qū)、DBR等容易損壞，在“磁盤管理”管理單元中顯示為“Dynamic Unreadable”（無法動態(tài)讀?。?，利用虛擬機Vmware可以還原動態(tài)磁盤損壞扇區(qū)進行數(shù)據(jù)恢復(fù)。

五、小結(jié)

利用VMware搭建計算機組裝與維護實驗環(huán)境，給實踐教學(xué)提供了一個新的、有效的工具，虛擬機實驗環(huán)境幾乎真實呈現(xiàn)了物理機環(huán)境，在虛擬機上完成的實驗效果等同于在物理機上完成的實驗效果，體現(xiàn)出安全性、穩(wěn)定性、靈活性及有效性的效果，符合教學(xué)要求和達到了實驗?zāi)康?。在虛擬環(huán)境下，學(xué)生可以任意進行格式化、分區(qū)設(shè)置等等一些計算機維護操作，不必顧慮對物理機系統(tǒng)的破壞，增加了學(xué)生的實操動手機會，加強了學(xué)生的實踐技能。從機房管理維護的角度看，機房虛擬實驗也方便了實訓(xùn)管理人員的管理，提高實驗設(shè)備的安全性和利用率，減輕對專用機房的維護量，降低實驗室的管理難度，從而保證了教學(xué)實驗課程的正常開展。

［1］王貽建．VMware虛擬機在計算機教學(xué)中的應(yīng)用［J］．職業(yè)，2011，（21）．

［2］王軍偉．使用微軟的Virtual PC2007構(gòu)建虛擬實驗環(huán)境研究［J］．中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2009，（10）．