陳積慧

(海南廣播電視大學(xué)計(jì)算機(jī)教研室，海南?？冢?70105)

高校機(jī)房承擔(dān)計(jì)算機(jī)無(wú)紙化考試和教學(xué)實(shí)驗(yàn)的任務(wù)逐年增多。每次考試前必須安裝考試環(huán)境，考后必須及時(shí)還原教學(xué)環(huán)境。教學(xué)內(nèi)容不同導(dǎo)致所需軟件系統(tǒng)也不相同。因此計(jì)算機(jī)軟硬件環(huán)境束縛著學(xué)校考試與教學(xué)業(yè)務(wù)的發(fā)展。按照傳統(tǒng)處理方法，機(jī)房管理員必須制作多種教學(xué)數(shù)據(jù)包，按照不同教學(xué)需求發(fā)布更新軟件系統(tǒng)。由于頻繁更新軟件系統(tǒng)存在占用機(jī)房教學(xué)時(shí)間、增加工作量缺點(diǎn)，所以傳統(tǒng)處理方法不理想。本文提出采用虛擬機(jī)技術(shù)高度集成軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“單機(jī)多系統(tǒng)、單機(jī)多用途”功能，使機(jī)房環(huán)境能同時(shí)滿足多種業(yè)務(wù)需求。

一 教學(xué)機(jī)房軟件系統(tǒng)現(xiàn)狀

高校計(jì)算機(jī)教學(xué)機(jī)房主要承擔(dān)兩大工作任務(wù)，分別是計(jì)算機(jī)考試及教學(xué)實(shí)驗(yàn)上機(jī)。根據(jù)不同需求，軟件系統(tǒng)大致情況如表1。

表1 計(jì)算機(jī)軟件需求

(一)考試客戶(hù)端所需計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件比較統(tǒng)一

除全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試之外，大部分計(jì)算機(jī)無(wú)紙化考試，考試客戶(hù)端應(yīng)用軟件以Microsoft office2003+IE6.0為主，所需計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件比較統(tǒng)一。經(jīng)測(cè)試全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的客戶(hù)端考試環(huán)境完全可用于其他計(jì)算機(jī)類(lèi)型考試。

(二)由于教學(xué)科目較多，軟件需求并不相同

為適應(yīng)不同計(jì)算機(jī)科目教學(xué)需求，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)不盡相同。

(三)考試環(huán)境與教學(xué)環(huán)境無(wú)法統(tǒng)一

考試環(huán)境操作系統(tǒng)主要以Winxp為主，教學(xué)環(huán)境操作系統(tǒng)則比較多樣化。為滿足不同需求，機(jī)房管理員必須制作不同計(jì)算機(jī)客戶(hù)端數(shù)據(jù)包，再經(jīng)網(wǎng)絡(luò)同傳到客戶(hù)端。每學(xué)期管理員必須多次重復(fù)安裝計(jì)算機(jī)教學(xué)與考試軟件，工作量增加。

二 傳統(tǒng)處理技術(shù)與虛擬機(jī)技術(shù)比較

(一)虛擬機(jī)定義

所謂虛擬機(jī)是在物理計(jì)算機(jī)(Host os)應(yīng)用環(huán)境下使用虛擬機(jī)軟件模擬出來(lái)的計(jì)算機(jī)，或稱(chēng)為邏輯上的計(jì)算機(jī)(Guest os)。一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)可以模擬出多臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)，運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)。虛擬機(jī)與虛擬機(jī)，虛擬機(jī)與物理機(jī)之間可以相互聯(lián)網(wǎng)，共享資源。

(二)傳統(tǒng)處理方法

根據(jù)應(yīng)用需求，單機(jī)安裝多個(gè)操作系統(tǒng)。用戶(hù)可自行選擇相應(yīng)操作系統(tǒng)選項(xiàng)進(jìn)入相應(yīng)軟件系統(tǒng)環(huán)境。優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)單機(jī)使用多操作系統(tǒng)目的;缺點(diǎn):1.對(duì)于學(xué)生用戶(hù)來(lái)說(shuō)，必須重啟才能進(jìn)入不同操作系統(tǒng);進(jìn)入新操作系統(tǒng)后，原先系統(tǒng)上所有參考文檔、軟件會(huì)出現(xiàn)不能正常運(yùn)行情況，影響學(xué)習(xí)。另外，課堂上多次重啟會(huì)占用教學(xué)時(shí)間;2.軟件數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡(luò)同傳到每臺(tái)客戶(hù)端，要進(jìn)入不同操作系統(tǒng)配置相應(yīng)計(jì)算機(jī)參數(shù)(如網(wǎng)絡(luò)環(huán)境參數(shù)、軟件參數(shù)等)，增加工作量;3.師生進(jìn)入不同操作系統(tǒng)后，出現(xiàn)學(xué)生機(jī)與教師機(jī)無(wú)法連接，學(xué)生無(wú)法觀看教師操作情況。主要原因是教學(xué)軟件不能兼容所有操作系統(tǒng)。

(三)虛擬機(jī)方法

在物理機(jī)唯一操作系統(tǒng)環(huán)境下安裝虛擬機(jī)軟件。通用虛擬機(jī)軟件模擬出多臺(tái)不同操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。用戶(hù)在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下，隨意進(jìn)入任何操作系統(tǒng)，無(wú)需重啟。優(yōu)點(diǎn):1.在物理機(jī)唯一操作系統(tǒng)上，仿真多臺(tái)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī);2.可解決傳統(tǒng)處理方法存在問(wèn)題;缺點(diǎn):計(jì)算機(jī)硬件資源占用率高。硬件資源占用率高問(wèn)題可通過(guò)提高計(jì)算機(jī)硬件配置解決，投入費(fèi)用較少。

比較上述兩種處理方法，虛擬機(jī)技術(shù)對(duì)于解決教學(xué)與考試業(yè)務(wù)受軟硬件束縛問(wèn)題是可行的。

三 計(jì)算機(jī)機(jī)房安裝過(guò)程

(一)物理機(jī)與虛擬機(jī)安裝軟件情況分析

為體現(xiàn)物理機(jī)及虛擬機(jī)系統(tǒng)環(huán)境的合理性、完整性，必須綜合考慮教學(xué)與考試使用軟件情況。根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)分析:

1.計(jì)算機(jī)無(wú)紙化考試客戶(hù)端環(huán)境軟硬件要求比較高;參考各種類(lèi)型考試說(shuō)明，最好不要在虛擬機(jī)上運(yùn)行考試客戶(hù)端，避免出現(xiàn)加密狗錯(cuò)誤及計(jì)算機(jī)時(shí)間錯(cuò)誤等問(wèn)題，影響考試;

2.計(jì)算機(jī)無(wú)紙化考試客戶(hù)端IP地址按一定順序配置要求;

3.考試客戶(hù)端操作系統(tǒng)軟件均為Winxp;應(yīng)用軟件數(shù)量不多，版本統(tǒng)一，經(jīng)檢測(cè)應(yīng)用軟件無(wú)沖突狀況;

4.教學(xué)環(huán)境操作系統(tǒng)類(lèi)型比較多，如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就涉及到windows 2003、Linux等，操作系統(tǒng)更改過(guò)于頻繁;不同操作系統(tǒng)環(huán)境下，應(yīng)用軟件安裝需求不相同;應(yīng)用軟件數(shù)量較多。

綜合以上因素，物理計(jì)算機(jī)必須按照考試客戶(hù)端標(biāo)準(zhǔn)安裝。主要原因是考試客戶(hù)端必須安裝在物理機(jī)上，另外操作系統(tǒng)均為Winxp操作系統(tǒng)。其他教學(xué)環(huán)境可利用虛擬機(jī)模擬。軟件分布情況如表2。

表2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件安裝情況表

(二)應(yīng)用軟件收集與分類(lèi)匯總

在客戶(hù)端安裝之前，必須按照教學(xué)與考試需求收集全部應(yīng)用軟件及軟件安裝說(shuō)明。收集的完整性會(huì)影響到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更新頻度，完整性與更新頻度成反比。學(xué)校計(jì)算機(jī)機(jī)房主要用途是考試與教學(xué)實(shí)驗(yàn)，因此必須有針對(duì)性進(jìn)行收集。收集及匯總說(shuō)明如下:

1.應(yīng)用軟件收集

為保證信息完整性與及時(shí)性，每學(xué)期末，機(jī)房管理員給相關(guān)教學(xué)部門(mén)發(fā)放下學(xué)期應(yīng)用軟件收集表。應(yīng)用軟件收集表內(nèi)容:應(yīng)用軟件名稱(chēng)、用途、使用時(shí)間、加密狗、安裝版本號(hào)、操作系統(tǒng)、軟件使用人、軟件參與培訓(xùn)人員、安裝說(shuō)明、軟件提供人，提供時(shí)間等，信息盡量完整。

2.軟件分類(lèi)匯總分析

機(jī)房管理人員對(duì)教學(xué)部門(mén)提供的應(yīng)用軟件信息表進(jìn)行分類(lèi)匯總分析，確定哪些軟件應(yīng)該安裝在物理機(jī)上，哪些軟件安裝在什么操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)上。按照《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件安裝情況表》標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明，考試軟件和教學(xué)管理軟件(蘇亞星等)安裝在物理機(jī)上;教學(xué)應(yīng)用軟件根據(jù)操作系統(tǒng)不同需求分別安裝。主要原因如下:

(1)物理計(jì)算機(jī)作為考試客戶(hù)端;

(2)計(jì)算機(jī)機(jī)房需要教學(xué)管理軟件進(jìn)行管理所有客戶(hù)端，便于學(xué)生能觀看教師機(jī)實(shí)際操作演示等;

(3)教學(xué)應(yīng)用軟件會(huì)涉及到不同操作系統(tǒng)，可采用虛擬機(jī)進(jìn)行模擬。

(三)樣機(jī)計(jì)算機(jī)安裝流程

機(jī)房管理員必須先制作樣機(jī)，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)同傳功能發(fā)布到所有計(jì)算機(jī)。全部過(guò)程如下圖所示:

圖1 計(jì)算機(jī)機(jī)房軟件安裝流程圖

1.虛擬樣機(jī)安裝

準(zhǔn)備好前期工作，可根據(jù)《計(jì)算機(jī)機(jī)房軟件安裝流程圖》1－4順序安裝樣機(jī)。如何創(chuàng)建虛擬機(jī)，請(qǐng)參考《虛擬機(jī)的使用說(shuō)明》。

2.上網(wǎng)參數(shù)配置

虛擬計(jì)算機(jī)提供上網(wǎng)工作模式分別為:Host－only(主機(jī)模式)、NAT(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模式)、Bridged(橋接模式)。

(1)Host－only(主機(jī)模式)主要是虛擬環(huán)境與真實(shí)環(huán)境相隔開(kāi)，只能實(shí)現(xiàn)單機(jī)上所有虛擬機(jī)之間、虛擬機(jī)與主宿機(jī)的相互訪問(wèn)，不能訪問(wèn)因特網(wǎng);

(2)NAT(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模式)是借助NAT功能，通過(guò)主宿機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)因特網(wǎng)。但虛擬機(jī)不能訪問(wèn)局域網(wǎng)內(nèi)其他物理機(jī)。上網(wǎng)配置比較簡(jiǎn)單，只需把虛擬軟件中網(wǎng)絡(luò)工作模式改為NAT模式即可;

(3)Bridged(橋接模式)是把虛擬計(jì)算機(jī)當(dāng)成局域網(wǎng)內(nèi)一臺(tái)獨(dú)立計(jì)算機(jī)，可以訪問(wèn)局域網(wǎng)中任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)。上網(wǎng)配置比較繁瑣，除了修改工作模式，整個(gè)局域網(wǎng)中虛擬機(jī)具有獨(dú)立IP地址等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。

根據(jù)機(jī)房管理經(jīng)驗(yàn)及三種虛擬機(jī)工作模式比較分析，采用NAT模式即可滿足教學(xué)及考試需求。

3.樣機(jī)測(cè)試

樣機(jī)安裝完后，必須進(jìn)行測(cè)試。如使用考試測(cè)試軟件檢查考試環(huán)境、上網(wǎng)情況、軟件能否正常使用等。

4.發(fā)布、分配IP、全體機(jī)器測(cè)試

許多教學(xué)計(jì)算機(jī)都具有網(wǎng)絡(luò)同傳功能，能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間對(duì)傳、自動(dòng)分配IP地址及修改計(jì)算名稱(chēng)等。如果計(jì)算機(jī)不具有該功能可采用Ghost軟件打包進(jìn)行發(fā)布，再修改各物理計(jì)算機(jī)的IP地址與計(jì)算機(jī)名稱(chēng)。全體計(jì)算機(jī)安裝完成后，必須全體測(cè)試，如檢查網(wǎng)絡(luò)情況、教學(xué)管理軟件是否正常使用等。

結(jié) 語(yǔ)

近來(lái)年，計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)漸漸成熟。虛擬技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)已成為比較熱門(mén)的研究課題。根據(jù)多年機(jī)房管理經(jīng)驗(yàn)，筆者提出的采用虛擬技術(shù)高度集成機(jī)房軟件系統(tǒng)解決方案已在學(xué)校機(jī)房實(shí)施，運(yùn)行效果較好。希望該方案能對(duì)各高校機(jī)房管理工作起到參考作用。

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