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        虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

        2016-04-05 18:21:13趙德福
        廣東教育·職教版 2016年2期
        關(guān)鍵詞:虛擬機(jī)計(jì)算機(jī)教學(xué)應(yīng)用

        摘要:VirtualBox虛擬機(jī)技術(shù)可以讓一臺物理計(jì)算機(jī)模擬多個(gè)虛擬計(jì)算機(jī),從而解決計(jì)算機(jī)學(xué)科較強(qiáng)的實(shí)踐要求問題。本文簡要介紹了該軟件的安裝、設(shè)置,并給出了應(yīng)用實(shí)例。

        關(guān)鍵詞:虛擬機(jī);計(jì)算機(jī)教學(xué);VirtualBox;應(yīng)用

        中圖分類號:G712文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1005-1422(2016)02-0075-03

        收稿日期:2016-01-04

        作者簡介:趙德福(1978-),男,東莞市電子商貿(mào)學(xué)校計(jì)算機(jī)教師,中學(xué)二級教師。研究方向:計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。(廣東 東莞/523573)

        一、計(jì)算機(jī)教學(xué)面臨的問題

        計(jì)算機(jī)專業(yè)需要安裝多種操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件,比如安裝Windows XP、Windows7、Windows 2008、Linux等操作系統(tǒng),還需要安裝VB、VC、VF、Adobe Photoshop、CAD等軟件,還需要在Linux、Windows 2008下配置網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,這需要機(jī)房安裝多系統(tǒng)與軟件,對于網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的課程,需要讓學(xué)生自己配置環(huán)境。

        這么多的系統(tǒng)和軟件,如果只是安裝一臺計(jì)算機(jī),是可以很容易解決的。但是,對于計(jì)算機(jī)教學(xué)的實(shí)踐課,安裝軟件、配置系統(tǒng)就是比較復(fù)雜的問題了。目前中職學(xué)校的電腦房都有以下現(xiàn)象:

        (1)中職學(xué)生比較調(diào)皮,很喜歡安裝一些課外軟件,如QQ、視頻、游戲等,刪除一些系統(tǒng)文件,使系統(tǒng)不能正常開機(jī)。老師根本管不過來,如果將硬盤保護(hù)卡開放,學(xué)生用起來雖然方便多了,但是管理起來就很麻煩,容易造成系統(tǒng)崩潰。電腦房會出現(xiàn)一放就亂,一卡就死的現(xiàn)象。

        (2)機(jī)器眾多、系統(tǒng)恢復(fù)困難。目前本人學(xué)校所在班級,少則50多人,多則60多人。安裝一個(gè)軟件最少要2分鐘,有的要半個(gè)小時(shí)或更長,而電腦房的時(shí)間安裝表,幾乎都是排滿了的,騰不出時(shí)間處理這么多事情。而且一些軟件在學(xué)生實(shí)驗(yàn)之后,就不需要使用了,但下一個(gè)班級還要用,那么所有系統(tǒng)得重新恢復(fù)。對于一些網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,學(xué)生配置錯誤后,基本上不能恢復(fù)到正常的狀態(tài),這就影響別的學(xué)生使用。如果恢復(fù)不及時(shí),將會影響到下一節(jié)課上機(jī)。

        (3)多個(gè)操作系統(tǒng)、多種環(huán)境安裝配置困難。電腦房一般需要多種系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件,目前會計(jì)軟件還是在用Windows XP,但電腦專業(yè)的一般都在用Windows 7、Linux。并且計(jì)算機(jī)軟件更新?lián)Q代非??欤鏦indows 7、Windows Server 2008 R2、Linux都在不斷發(fā)布新版本等,無疑增加了管理與維護(hù)的難度。

        在計(jì)算機(jī)教學(xué)過程中,引入虛擬機(jī)技術(shù),可以很好地解決上述問題。

        二、VirtualBox軟件簡介

        VM(Virtual Machine)虛擬機(jī)指功能沒有實(shí)際的計(jì)算機(jī)硬件與之相對應(yīng),完全由軟件實(shí)現(xiàn)功能的計(jì)算機(jī)。我們每天應(yīng)用的計(jì)算機(jī)就是由微程序語言機(jī)器——機(jī)器語言機(jī)器——匯編語言機(jī)器——高級語言機(jī)器——操作系統(tǒng)機(jī)器——應(yīng)用語言機(jī)器這6個(gè)層次構(gòu)成的,而在匯編語言機(jī)器之上的層次都被稱為虛擬機(jī)。而我們通常所說的虛擬機(jī),一般是特指建立在日常使用的操作系統(tǒng)之上,靠軟件建立的虛擬計(jì)算機(jī)。

        VirtualBox是由甲骨文公司開發(fā)的軟件,它引入了一種虛擬操作系統(tǒng)的概念,從已有的硬件中,劃一部分內(nèi)存和硬盤空間,讓虛擬的操作系統(tǒng)使用,然后配以VirtualBox的管理軟件,從而達(dá)到多系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行的目的。虛擬的系統(tǒng)和真的系統(tǒng)沒有什么區(qū)別,有自己的硬件BIOS等等,可以隨便對其進(jìn)行操作,包括分區(qū)、格式化,完全不要擔(dān)心會對現(xiàn)有的系統(tǒng)有任何的影響。

        VirtualBox-4.3.10是目前較新版本,可以在現(xiàn)有的操作系統(tǒng),如WindowsXP、Windows7中再安裝一個(gè)或多個(gè)操作系統(tǒng)(Windows所有版本、MS-DOS、Linux等),從而建立教學(xué)演示和學(xué)生實(shí)踐的虛擬計(jì)算機(jī)平臺。在這個(gè)平臺上,教師可以隨心所欲地全面完成教學(xué)任務(wù),學(xué)生可以隨意地進(jìn)行BIOS設(shè)置、分區(qū)、格式化、試用新軟件,甚至體驗(yàn)惡性病毒等,而不用擔(dān)心會影響到系統(tǒng)的安全性,因?yàn)檫@些操作僅僅是針對一個(gè)現(xiàn)實(shí)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中的一個(gè)普通文件夾而已。這樣既滿足了教師的要求,又保證了學(xué)生有一個(gè)良好的實(shí)踐環(huán)境。在VirtualBox中,物理存在的計(jì)算機(jī)稱為宿主機(jī)Host,運(yùn)行在其上的操作系統(tǒng)稱為宿主操作系統(tǒng)Host OS,在VirtualBox上建立的虛擬機(jī)稱為客戶機(jī)Guest,運(yùn)行在其上的操作系統(tǒng)稱為客戶操作系統(tǒng)Guest OS。

        三、VirtualBox安裝與設(shè)置

        根據(jù)中職計(jì)算機(jī)專業(yè)機(jī)房的特點(diǎn)和教學(xué)實(shí)踐檢驗(yàn),使用VirtualBox虛擬機(jī)技術(shù),解決了專業(yè)機(jī)房系統(tǒng)軟件頻繁安裝,以及由此帶來的管理問題。本方案的技術(shù)要點(diǎn)主要有:

        (1)利用電腦“硬盤保護(hù)卡”自帶的分區(qū)軟件,如開機(jī)精靈等,劃分出一個(gè)60GB左右的Windows 7主分區(qū)和多個(gè)邏輯分區(qū),在主分區(qū)安裝Windows 7版、VirtualBox虛擬機(jī)軟件,安裝Office 2010及其他應(yīng)用軟件,如常見的輸入法、看圖軟件、播放器等。

        (2)在這臺計(jì)算機(jī)安裝VirtualBox,創(chuàng)建并安裝Windows Server 2008與Windows7“基礎(chǔ)虛擬機(jī)”各一臺,然后在Windows Server 2008虛擬機(jī)基礎(chǔ)上(安裝好Windows Server 2008、打好補(bǔ)丁、不安裝任何軟件),根據(jù)需要,也創(chuàng)建其他的虛擬機(jī),例如Windows Server 2008、Linux等虛擬機(jī),創(chuàng)建之后在虛擬機(jī)中安裝相應(yīng)的操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件與VirtualBox。本方案對硬件配置要求較高,需要至少1GB內(nèi)存(推薦3GB以上)、500GB可用硬盤空間。

        根據(jù)學(xué)校各個(gè)專業(yè)的需要,可以劃分為以下的虛擬機(jī):

        (1)Red Hat Linux(小紅帽版):安裝Red Hat Linux 9,在進(jìn)行“基礎(chǔ)”安裝后,創(chuàng)建兩個(gè)“克隆鏈接”的虛擬機(jī),并分別配置為以“文本”方式啟動、以“圖形”方式啟動。

        (2)RHES:安裝Red Hat Enterprise 5,安裝完成后,創(chuàng)建兩個(gè)“克隆鏈接”的虛擬機(jī),并分別配置為以“文本”方式啟動、以“圖形”方式啟動。

        (3)XP:基礎(chǔ)虛擬機(jī),安裝Windows XP Professional With SP3操作系統(tǒng),并安裝IE9.0,更新補(bǔ)丁至最新。

        (4)Window Server 2003:基礎(chǔ)虛擬機(jī),安裝Windows Server 2003 R2操作系統(tǒng),以及IE9.0瀏覽器,并更新補(bǔ)丁至最新。

        (5)VC:在XP虛擬機(jī)的基礎(chǔ)上“克隆”而來,安裝VC6英文版、VB6中文版、VF6中文版、Office 2010等軟件。

        (6)PS:在XP虛擬機(jī)的基礎(chǔ)上“克隆”而來,安裝Photoshop CS6、Protel 97、AutoCAD 2012等軟件。

        (7)SQL 2000:在Window Server2003虛擬機(jī)的基礎(chǔ)上“克隆”而來,安裝SQL Server 2000 SP4與IIS。

        (8)SQL 2005:在Window Server 2003虛擬機(jī)的基礎(chǔ)上“克隆”而來,安裝IIS、Tomcat、SQL Server 2005、Java、Apache,并進(jìn)行配置。

        (9)Oracle:在Window Server 2003虛擬機(jī)的基礎(chǔ)上“克隆”而來,安裝IIS、Oracle數(shù)據(jù)庫、Tomcat、Java、Apache并進(jìn)行配置。

        (10)Windows 7:安裝Windows 7企業(yè)版或?qū)I(yè)版。

        (11)Windows 2008:安裝Windows Server 2008 R2企業(yè)版。

        四、建立一臺虛擬機(jī)

        啟動VirtualBox,在左窗格中單擊“新建”圖標(biāo)(如圖1)

        然后,點(diǎn)擊下一步,計(jì)算機(jī)彈出窗口,輸入名稱為:vmbox,計(jì)算機(jī)的名稱是可以隨便取的,版本應(yīng)該選擇Windows 2008,然后,再選擇下一步繼續(xù)安裝。(如圖2)

        下面的操作步驟和安裝win2008一模一樣,根據(jù)系統(tǒng)提示,首先進(jìn)行硬盤分區(qū),然后逐步安裝好win2008,接著再安裝一些常用的應(yīng)用軟件,如安裝Office 2010及其他應(yīng)用軟件,常見的輸入法、看圖軟件、播放器等。

        五、快照應(yīng)用

        在虛擬機(jī)中裝好一個(gè)系統(tǒng),并創(chuàng)建一個(gè)備份,命名為“新裝系統(tǒng)”,如圖3所示。

        在這個(gè)系統(tǒng)中進(jìn)行了一些操作之后,當(dāng)前

        狀態(tài)相對于“新裝系統(tǒng)”的狀態(tài)已經(jīng)改變了,于是,可以基于這個(gè)狀態(tài)再創(chuàng)建一個(gè)備份,命名為“備份1”。(如圖4)

        根據(jù)需要,可以繼續(xù)在不同的時(shí)間點(diǎn)創(chuàng)建備份,如“備份2”、“備份3”、“備份4”。如果系統(tǒng)出現(xiàn)問題,可以用快照快速恢復(fù)。

        目前廣東省每年都舉行中職學(xué)生職業(yè)技能競賽,無論是園區(qū)網(wǎng)還是企業(yè)網(wǎng),都會用到VirtualBox軟件,因此,在平時(shí)實(shí)訓(xùn)課和競賽中,使用者常常要利用快照快速恢復(fù)虛擬機(jī)系統(tǒng)。我校學(xué)生曾經(jīng)在2011年奪得東莞市園區(qū)網(wǎng)一等獎,都是基于對VirtualBox軟件能夠熟練掌握和應(yīng)用。

        六、小結(jié)

        虛擬機(jī)的應(yīng)用體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)課教學(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)的能力和應(yīng)用能力。虛擬機(jī)技術(shù)的發(fā)展為中職學(xué)校的計(jì)算機(jī)教學(xué)提供了廣闊的空間。

        一方面,虛擬機(jī)解決了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)保護(hù)和實(shí)訓(xùn)實(shí)操之間的矛盾,不再因?yàn)閺?fù)雜的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,就要取消對系統(tǒng)的保護(hù)或者更換操作系統(tǒng),減少了安裝軟件的次數(shù)和硬件設(shè)備的投入,極大地方便了電腦房的管理;另一方面,因?yàn)樘摂M機(jī)系統(tǒng)的開放性,幾乎沒有任何限制,也給學(xué)生提供了更廣闊的實(shí)訓(xùn)空間,可以充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性和創(chuàng)造力,收到良好的教學(xué)效果。

        參考文獻(xiàn):

        [1]彭愛華等.實(shí)戰(zhàn)多操作系統(tǒng)與虛擬機(jī)[M].北京:人民郵電出版社,2011.

        [2]Time創(chuàng)作室.虛擬機(jī)典型應(yīng)用技巧[M].北京:人民郵電出版社,2012.

        責(zé)任編輯 陳春陽

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