張振平 劉振民

摘要：為了方便多媒體教室和實(shí)訓(xùn)室的維護(hù)與管理，通常都在計(jì)算機(jī)上安裝用于還原的硬件還原卡或軟件，當(dāng)計(jì)算機(jī)重新啟動(dòng)后，之前所做的操作和配置就會(huì)還原，也就實(shí)現(xiàn)不了教學(xué)目標(biāo)、完成不了教學(xué)任務(wù)。同時(shí)有些課程的實(shí)驗(yàn)存在較大的軟硬件風(fēng)險(xiǎn)，教師演示困難，學(xué)生無(wú)法看到真實(shí)的操作過(guò)程等等。近年來(lái)我們將虛擬機(jī)技術(shù)合理有效地應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)中，較好地解決了上述問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：虛擬機(jī)；組裝與維護(hù)；宿主機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）20-4791-02

Applied Research in Virtual Computer Experimental Teaching

ZHANG Zhen-ping， LIU Zhen-min

（Henan Vocational College of Chemical， Zhengzhou 450042，China）

Abstract： In order to facilitate the maintenance and management to multimedia classroom and training room， Usually we installed hardware or software used to restore to restore the card in the computer.After the computer restarts， will restore the previous operation and configuration， will not achieve teaching objectives，not complete the task of teaching. Some courses there is a big experiment hardware and software risks at the same time， teachers demonstrate more difficult， students can not see the real operation， etc. In recent years， we will be reasonable virtual machine technology effectively into practice teaching， a better solution to the above problems.

Key words： virtual machine；assembly and maintenance；host

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》是我院計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，主要內(nèi)容為計(jì)算機(jī)硬件和軟件的安裝，包括硬件和軟件的調(diào)試、維護(hù)以及系統(tǒng)故障的診斷和處理。本課程的主要特點(diǎn)是實(shí)踐性很強(qiáng)，但是受多媒體教室和實(shí)訓(xùn)室條件限制，部分實(shí)驗(yàn)對(duì)計(jì)算機(jī)具有一定的破壞性，一旦操作不當(dāng)，輕則導(dǎo)致開(kāi)機(jī)故障，重則導(dǎo)致硬件損壞，影響到計(jì)算機(jī)的正常使用。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐和探索，我們將《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》課程的部分實(shí)驗(yàn)利用虛擬機(jī)技術(shù)進(jìn)行開(kāi)展，既滿足了課堂教學(xué)演示的需要，也保證了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求，同時(shí)方便了機(jī)房管理，充分解決教學(xué)演示、實(shí)訓(xùn)練習(xí)、機(jī)房管理三者之間的沖突。

1 《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》教學(xué)中的問(wèn)題

1.1 用于實(shí)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備比較落后，零配件維修困難，實(shí)驗(yàn)難于開(kāi)展

因?yàn)殡娔X更新速度快，學(xué)院拆裝實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備均為早期其他機(jī)房淘汰下來(lái)的落后設(shè)備，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中一旦損壞很難在電腦配件市場(chǎng)上找到相同型號(hào)的配件。有些實(shí)驗(yàn)如CMOS設(shè)置、硬盤(pán)分區(qū)、操作系統(tǒng)安裝、驅(qū)動(dòng)程序安裝、注冊(cè)表修改等對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行影響較大，破舊機(jī)型的相關(guān)設(shè)置比較復(fù)雜，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中很難找到合適的方法、驅(qū)動(dòng)程序等，因操作不當(dāng)輕則會(huì)損壞硬盤(pán)數(shù)據(jù)，重則導(dǎo)致不能正常開(kāi)機(jī)，嚴(yán)重影響了正常的教學(xué)秩序。另外，由于光驅(qū)老化、光盤(pán)劃傷嚴(yán)重導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中斷，還容易挫傷學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性。因?yàn)闄C(jī)器運(yùn)行緩慢，無(wú)法在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，降低了教學(xué)的質(zhì)量和效率。

1.2 實(shí)驗(yàn)效果不好，計(jì)算機(jī)難以管理

部分實(shí)驗(yàn)如操作系統(tǒng)的安裝、注冊(cè)表的修改、系統(tǒng)配置文件以及管理策略的修改等需要重啟計(jì)算機(jī)，而安裝了還原卡或還原軟件的計(jì)算機(jī)是不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡?。如果教師自己帶筆記本電腦上課，就會(huì)在每次實(shí)驗(yàn)完成后影響到下一次開(kāi)機(jī)使用，擾亂了正常的工作、學(xué)習(xí)。

1.3 教師演示困難，學(xué)生觀察吃力

一部分實(shí)驗(yàn)課的操作過(guò)程無(wú)法通過(guò)投影儀播放或使用凌波等電子教室軟件進(jìn)行屏幕廣播來(lái)教學(xué)，不具備多媒體示范功能。比如CMOSE設(shè)置、硬盤(pán)分區(qū)、格式化、安裝操作系統(tǒng)等試驗(yàn)，教師往往通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)操作、講解，學(xué)生通過(guò)圍觀來(lái)學(xué)習(xí)，對(duì)于大班上課，授課效果比較差，學(xué)生得不到有效的實(shí)操訓(xùn)練。

1.4 虛擬機(jī)在教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬機(jī)是通過(guò)軟件將計(jì)算機(jī)硬盤(pán)和內(nèi)存的一部分虛擬成具有獨(dú)立的CPU、硬盤(pán)、內(nèi)存、聲卡、顯卡、網(wǎng)卡等功能的計(jì)算機(jī)的一種輔助技術(shù)。目前常用的有Virtual PC和VMware等虛擬機(jī)軟件，前者安裝快捷、操作簡(jiǎn)單、占用空間少，后者專(zhuān)業(yè)化程度高、對(duì)多種操作系統(tǒng)平臺(tái)提供完美的支持、但操作起來(lái)相對(duì)復(fù)雜、占用空間較多，業(yè)內(nèi)較為推崇，可以說(shuō)這兩種虛擬機(jī)平臺(tái)技術(shù)各有千秋。在我院的計(jì)算機(jī)教學(xué)中，我們先后引入了這兩種虛擬機(jī)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)，收到了獨(dú)特的效果。在《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》課程中很多實(shí)驗(yàn)都可以使用虛擬技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如：

1.5 硬盤(pán)的分區(qū)與格式化

新購(gòu)置的硬盤(pán)必須進(jìn)行分區(qū)和格式化后才能正常使用，這是《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》課程的重要知識(shí)點(diǎn)。在虛擬機(jī)技術(shù)平臺(tái)中，分區(qū)和格式化更加直觀、真實(shí)。由于VMware對(duì)虛擬CD-ROM的支持，學(xué)生可以通過(guò)虛擬CD-ROM進(jìn)入DOS系統(tǒng)，使用fdisk命令、format命令、PQMagic、DM等軟件反復(fù)練習(xí)該部分實(shí)驗(yàn)，效果較好。

1.6 操作系統(tǒng)的安裝

硬盤(pán)格式化后，必須安裝操作系統(tǒng)，使用VMware虛擬機(jī)完全支持Microsoft Windows系列操作系統(tǒng)和Linux等操作系統(tǒng)。在虛擬機(jī)中，學(xué)生可以利用虛擬光驅(qū)使用鏡像文件（ISO格式的文件）安裝操作系統(tǒng)，同時(shí)具有快速、簡(jiǎn)便、不中斷等優(yōu)點(diǎn)，與真實(shí)的安裝無(wú)異。對(duì)需要重啟系統(tǒng)后才能使用的軟件，比如殺毒軟件、系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)置等系統(tǒng)軟件的使用也同樣有效。如果安裝和使用時(shí)出現(xiàn)操作系統(tǒng)崩潰的情況，還可以通過(guò)復(fù)制、覆蓋虛擬硬盤(pán)文件的方式迅速解決問(wèn)題，不必?fù)?dān)心對(duì)宿主機(jī)系統(tǒng)的破壞。另外，由于虛擬硬盤(pán)文件可以任意復(fù)制和轉(zhuǎn)移，這對(duì)于教師在不同地點(diǎn)授課以及機(jī)房管理人員批量配置學(xué)生機(jī)都提供了極大的方便。

1.7 修改CMOSE參數(shù)

CMOSE參數(shù)的設(shè)置也是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)知識(shí)之一，但是這部分實(shí)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)影響極大，設(shè)置不當(dāng)可能會(huì)導(dǎo)致開(kāi)機(jī)故障，同時(shí)教師在講解時(shí)也無(wú)法在投影機(jī)上顯示出來(lái)，不利于教學(xué)。使用虛擬機(jī)后，學(xué)生可以放心大膽地做BIOS的設(shè)置實(shí)驗(yàn)，通過(guò)不斷地練習(xí)熟悉BIOS界面和各種配置，而不必?fù)?dān)心設(shè)置錯(cuò)誤導(dǎo)致故障，而且教師可以將整個(gè)設(shè)置過(guò)程利用屏幕錄制為AVI視頻文件分享給學(xué)生，這樣就實(shí)現(xiàn)了BIOS設(shè)置狀態(tài)下視頻制作的難題。

1.8 系統(tǒng)備份和恢復(fù)

系統(tǒng)備份與還原在《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》課程中應(yīng)用廣泛，其中賽門(mén)泰克公司的Ghost軟件是常用的一個(gè)工具軟件，我們要求學(xué)生必須掌握其使用方法。該軟件功能強(qiáng)大，可以對(duì)硬盤(pán)進(jìn)行分區(qū)、分區(qū)及整盤(pán)的備份和還原以及網(wǎng)絡(luò)克隆，速度快但操作危險(xiǎn)性很高，稍有不慎就會(huì)造成數(shù)據(jù)毀壞，引入虛擬機(jī)后學(xué)生可以反復(fù)練習(xí)操作而不必?fù)?dān)心影響宿主機(jī)的系統(tǒng)。

1.9 測(cè)試計(jì)算機(jī)病毒

在虛擬環(huán)境中，我們可以將虛擬的CPU、寄存器、硬件端口用調(diào)試軟件傳送病毒程序，通過(guò)觀察寄存器和端口的變化，加深學(xué)生對(duì)病毒程序運(yùn)行過(guò)程的理解。在虛擬機(jī)中進(jìn)行此類(lèi)實(shí)驗(yàn)，無(wú)需擔(dān)心計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)安全性，而實(shí)驗(yàn)效果和真機(jī)上的效果是一樣的。通過(guò)觀察研究，學(xué)生可以詳細(xì)了解病毒的工作原理，提高了病毒查殺能力。

2 結(jié)論

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，硬件性能的不斷提升，在宿主機(jī)上運(yùn)行虛擬機(jī)軟件的速度越來(lái)越快，因此虛擬機(jī)技術(shù)有了施展才華的大好機(jī)會(huì)。在我院計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程中，除了《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》，其他如《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》、《網(wǎng)絡(luò)安全與管理》、《軟件測(cè)試》、《網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器搭設(shè)》等課程均利用虛擬機(jī)技術(shù)開(kāi)展了大量實(shí)驗(yàn)，不僅提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣度，又保障了機(jī)房的安全管理，同時(shí)還增進(jìn)了教師授課的效果，為改善教學(xué)手段提供了新的途徑。虛擬機(jī)技術(shù)作為一種新的教學(xué)輔助手段在高校計(jì)算機(jī)教學(xué)中起到了重要作用，并具有良好的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

[1] 潘勇慧.虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 信息與電腦，2011（1） .

[2] 鄭娜，張嘉.計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的科學(xué)管理實(shí)踐與探討[J]. 農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2011（2） .

[3] 陳莉.虛擬機(jī)技術(shù)在職高計(jì)算機(jī)實(shí)踐中的探討和應(yīng)用[J]. 中國(guó)科技信息，2011（5） .

[4] 安遠(yuǎn)英.對(duì)高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探討與創(chuàng)新研究[J]. 信息與電腦，2010（3） .

[5] 何珍祥，任文.計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的利器——虛擬機(jī)之應(yīng)用研究[J]. 高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2010（2） .