方莉

摘 要：高校不斷擴招給計算機專業(yè)的教學(xué)發(fā)展帶來契機，然而由于該專業(yè)資金投入和實驗設(shè)備淘汰等比重逐年加大，致使很多高校在計算機課程教學(xué)實踐中的發(fā)展出現(xiàn)失衡現(xiàn)象，尤其教學(xué)過程中，軟硬件條件限制給高校日常課程教學(xué)帶來一定影響和制約，為此，要實現(xiàn)教學(xué)能力改善，需要對教學(xué)設(shè)備的利用效率進一步強化，采用虛擬機（Virtual Machine，VM）技術(shù)來構(gòu)建和實踐教學(xué)環(huán)境成為上述問題的有效解決方案。

關(guān)鍵詞：虛擬機技術(shù) 計算機硬件與軟件課程 應(yīng)用

中圖分類號： TP393-4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）03（a）-0019-02

1 虛擬機技術(shù)概述及虛擬機軟件特征

1.1 虛擬機概述

虛擬機分為基于軟件方式的虛擬機和硬件方式的虛擬機兩種，一種是當前運用最普遍的虛擬機，另一種是尋求發(fā)展的虛擬機，目前我們探究的是前者。對環(huán)境適應(yīng)性質(zhì)的加強是很有必要的，使分區(qū)獨立得以改善，也使計算機改革和創(chuàng)新得以完善，對完整計算機技術(shù)加模擬，這樣的計算機也就是虛擬機。在中間層次的基礎(chǔ)上實現(xiàn)計算機資源的管理和再分配，這就是虛擬機技術(shù)的實質(zhì)，能夠最大限度地利用資源并實現(xiàn)共享是最為重要的，使內(nèi)在支撐得到改善。

1.2 虛擬機軟件及其特征

目前虛擬機技術(shù)的探究已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)，所以完善的過程支撐是極為重要的，有關(guān)的條件限制得以實現(xiàn)，使其中的認同得到這一步的改善，近些年來才得到實際的應(yīng)用和認同。當前 Virtual Pc和VMware這兩款虛擬軟件較為流行，和Windows系列、PS/2等軟件進行比較，都可以在Windows系統(tǒng)的基礎(chǔ)上模擬出許多計算機，VirtualPc 2004以后的版本不支持Linux操作系統(tǒng)，而VMware支持；在X86保護模式下VMware客戶操作系統(tǒng)能夠直接運行，虛擬機的運行有著出色的性能和逼真的環(huán)境，教學(xué)中普遍運用這種軟件。

下面這幾種是虛擬軟件的特征。

（1）任何一個虛擬機都存在一個VM控制塊，比如VM控制塊的執(zhí)行狀態(tài)，它包括復(fù)制的VM寄存器等。

（2）它有著獨立的外圍設(shè)備、存儲器和CPU等，有相應(yīng)的保護針對I/O 端口和每個虛擬機等設(shè)備，能夠得到計算機系統(tǒng)的全部資源。

（3）對于任何一個虛擬機的虛擬內(nèi)存系統(tǒng)分配而言，都采取了相互之間沒有任何聯(lián)系的地址空間。

（4）一個主機上能夠運行多個機器，使安裝系統(tǒng)得到優(yōu)化，其中的內(nèi)容得到改善，虛擬機之間的對話得以加強，其中的共享和網(wǎng)絡(luò)資源得到改善，資源得以整合和利用。

（5）從虛擬機來看，會阻止有關(guān)系統(tǒng)受到傷害，控制整個過程，可以區(qū)別和安裝，對硬盤而言，加強操作的效率對硬盤的操作有巨大的幫助，主機和虛擬機系統(tǒng)有較好的隔離性，資料得以逐漸完善。

（6）硬件可以實現(xiàn)間接的復(fù)制，改善硬件的內(nèi)涵是很有必要的，使其中的差異得到進一步完善，沒有必要太在意其中的不同，可以直接修復(fù)和維護虛擬機系統(tǒng)造成的損壞，使其功能得以實現(xiàn)。

（7）不僅可以修改虛擬機系統(tǒng)的各種配置參數(shù)，還可以對其進行設(shè)置，比如外圍設(shè)備參數(shù)、硬盤大小、內(nèi)存容量和虛擬機名稱等。

2 虛擬機技術(shù)在計算機硬件和軟件課程教學(xué)中的實踐應(yīng)用

由于高校計算機硬件及軟件這些課程的實踐性較強，所以加強實踐能力對大學(xué)生來說是很有必要的，完善教學(xué)方法和教學(xué)理論，使動手能力加強，教學(xué)內(nèi)容的連貫性得以改善，學(xué)生的實際動手能力得到加強。

2.1 虛擬機技術(shù)導(dǎo)入計算機課程的主要環(huán)節(jié)

從課程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計的主要環(huán)節(jié)有：（1）安裝應(yīng)用軟件；（2）設(shè)置計算機BISO；（3）配置和安裝操作系統(tǒng)；（4）格式化和區(qū)分硬盤；（5）還原和備份系統(tǒng)。

2.2 虛擬機軟件輔助計算機課程教學(xué)的優(yōu)勢

因為多媒體教室普遍的操作系統(tǒng)是Windows 2000，具有明顯的公用特性，參數(shù)不易被修改，滿足課程的管理需求，對近些年的問題做了探究，發(fā)現(xiàn)再探究后會出現(xiàn)許多教學(xué)上的問題，總結(jié)出以下關(guān)于虛擬機軟件輔助教學(xué)的好處。

（1）在投影儀上不能看出物理計算機對BIOS的設(shè)置過程，目前管理有了相應(yīng)的基礎(chǔ)，各任課教師不能任意進入和修改BIOS，利用虛擬機能夠很好地處理這種情況。

（2）物理計算機阻止以下破壞性操作：格式化和對硬盤分區(qū)等，教師可以執(zhí)行以下操作命令：學(xué)生演示FDISK、Format等，這可以實現(xiàn)虛擬操作過程演示。

（3）物理計算機阻止各任課教師安裝別的應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)，如Linux，而利用虛擬機就不會有這種限制，還能夠根據(jù)需要修改和配置系統(tǒng)參數(shù)，比如注冊表和內(nèi)存大小。

（4）利用克隆軟件Ghost，教師不僅能夠提高系統(tǒng)的優(yōu)化能力，還能夠提高其備份能力，虛擬機有時能夠利用不同模式代替投影儀。

（5）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的搭建，主機通過聯(lián)系其全部虛擬機網(wǎng)絡(luò)達到資源共享，使網(wǎng)絡(luò)媒體的授課力度得到加強。

（6）VMware Workstation是一款很好的虛擬機軟件，它可以使錄制效果得到改善，實現(xiàn)視頻和截圖的作用，這使課件的多媒體使用途徑得到增強，教學(xué)成功的概率也得到加強。

2.3 虛擬機技術(shù)可實現(xiàn)軟件課程的實驗平臺

實驗環(huán)節(jié)虛擬機軟件可以給實驗帶來真實的計算環(huán)境，下面幾點是利用軟件課程構(gòu)建實驗平臺的優(yōu)勢。

（1）用很少的實驗設(shè)備可以完成眾多實驗。

（2）使成本管理降低。從實驗來看，許多功能有待于完善，不像機房那樣會重新安裝和改善管理，所以系統(tǒng)是會出現(xiàn)崩潰的，完善實驗步驟極為重要。通過虛擬機軟件的采用，根據(jù)實驗的需要會在虛擬機中安裝操作系統(tǒng)，比如在磁盤上生成虛擬機文件，也叫做Guest OS，就可以解決上面的問題。在物理計算機中安裝一個虛擬機軟件和Windows操作系統(tǒng)，不僅可以增加效率，還可以提高性能。

（3）有較強的獨立性，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、環(huán)境的改造能力和約束能力得到加強，使實驗課程更加完善，進一步整合和利用了其中的方法，其中的安裝環(huán)境得以改善，學(xué)生的適應(yīng)性加強，學(xué)生先后使用同一臺機器。這樣，假如一個學(xué)生通過正確配置，在虛擬軟件中能夠安裝同一個操作系統(tǒng)的眾多副本，后面的操作都是正確的，不會給學(xué)生的實踐帶來問題，所以，在逐步使用虛擬機軟件后，學(xué)生可以采用各自的Guest OS，學(xué)生的實踐動手能力可以得到準確和真實的反映。

3 結(jié)語

虛擬機技術(shù)為高校開展計算機硬件與軟件教學(xué)提供了一個高效的教學(xué)平臺，搭建的真實教學(xué)環(huán)境為教學(xué)實驗的開展提供了便利條件，虛擬機技術(shù)應(yīng)用于計算機專業(yè)課程教學(xué)中給學(xué)生課內(nèi)外提升自主學(xué)習(xí)的動機提供了現(xiàn)實的可能，成為教學(xué)實踐中應(yīng)進一步推廣的一種比較先進的輔助教學(xué)技術(shù)。

參考文獻

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