虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的運(yùn)用

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【摘要】隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)已成為各個(gè)領(lǐng)域必備的實(shí)用工具，計(jì)算機(jī)等級(jí)已成為企業(yè)招聘員工的要求之一。在目前計(jì)算機(jī)教學(xué)的過(guò)程只能夠越來(lái)越注重學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)，但往往受限于學(xué)校教學(xué)設(shè)備，不能充分滿足教學(xué)需求，而虛擬機(jī)技術(shù)剛好能填補(bǔ)這方面的不足，本文就虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課堂教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行探討，以期為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課堂教學(xué)提供更多參考。

【關(guān)鍵詞】虛擬技術(shù)；計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)；應(yīng)用

虛擬機(jī)技術(shù)（VirtualMachine）是指通過(guò)軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運(yùn)行在一個(gè)完全隔離環(huán)境中的研究始于20世紀(jì)60年代，但直到90年代，該技術(shù)才受到人們的關(guān)注，它具有與真實(shí)系統(tǒng)同樣的功能和界面，進(jìn)入該系統(tǒng)后，所有的相關(guān)操作都可以在這個(gè)虛擬系統(tǒng)里獨(dú)立的進(jìn)行，不僅不會(huì)對(duì)真正的系統(tǒng)產(chǎn)生影響，還可以獨(dú)立的保存數(shù)據(jù)，安裝運(yùn)行軟件，是一種能在虛擬鏡像和現(xiàn)有系統(tǒng)中切換自如的一類操作系統(tǒng)。當(dāng)前應(yīng)用的比較廣泛的虛擬機(jī)系統(tǒng)有VirtualPC、VirtualBox和VMware等，這三種技術(shù)都可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上虛擬出多種不同的操作系統(tǒng)和多臺(tái)計(jì)算機(jī)，其中威睿工作站（VMwareWorkstation）是一款功能強(qiáng)大的桌面虛擬計(jì)算機(jī)軟件，本文主要以它為例進(jìn)行舉例闡述。

1虛擬機(jī)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

1.1操作系統(tǒng)安裝

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)中，如何安裝操作系統(tǒng)是其學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容之一，同時(shí)也是每位學(xué)生必須掌握并熟練運(yùn)用的知識(shí)點(diǎn)，但是技術(shù)上由于缺乏一個(gè)安裝操作系統(tǒng)的實(shí)踐機(jī)會(huì)，導(dǎo)致大部分學(xué)生對(duì)這項(xiàng)技術(shù)并沒(méi)有真正掌握。為了保護(hù)學(xué)校機(jī)房其設(shè)備和日常教學(xué)的完好性，因此，在安裝好應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)后對(duì)其進(jìn)行了保護(hù)，不允許學(xué)生進(jìn)行擅自改變，以免導(dǎo)致計(jì)算機(jī)系統(tǒng)崩潰和應(yīng)用軟件崩潰影響教學(xué)，所以操作系統(tǒng)安裝課程只能在停留在書(shū)本上，無(wú)法真正實(shí)際實(shí)踐，此時(shí)，虛擬機(jī)技術(shù)便可以彌補(bǔ)這些不足，是學(xué)生能應(yīng)用軟件安裝和操作系統(tǒng)練習(xí)，雖然在虛擬機(jī)軟件操作中，可能造成數(shù)據(jù)丟失和軟件破壞，甚至操作系統(tǒng)崩潰，但是，虛擬機(jī)上的操作系統(tǒng)崩潰對(duì)宿主機(jī)而言只是文件損壞而已，并不會(huì)影響物理計(jì)算機(jī)的應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)。利用虛擬機(jī)技術(shù)可以在一臺(tái)電腦上模擬出多臺(tái)PC，而且這些PC可以互不干擾獨(dú)立運(yùn)行，雖然一般情況下，一臺(tái)電腦可以安裝多種操作系統(tǒng)，但同一時(shí)間只能運(yùn)行一種操作系統(tǒng)，若要切換操作系統(tǒng)，電腦就必須重啟選擇。但是在虛擬機(jī)情況下可以不用重啟系統(tǒng)，同時(shí)運(yùn)行多個(gè)軟件，并可以隨意切換，這樣就能進(jìn)一步節(jié)省時(shí)間提高效率。學(xué)生可以在同一臺(tái)電腦中學(xué)習(xí)安裝如常用的windowsXP、windows7以及安卓、蘋果、Linux系統(tǒng)等，將書(shū)本上學(xué)習(xí)到的操作知識(shí)，實(shí)際應(yīng)用到實(shí)踐活動(dòng)中去，不僅能進(jìn)一步擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，也有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

1.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)維護(hù)

計(jì)算機(jī)日常操作中一項(xiàng)基本技能便是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)維護(hù)，也是判斷學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)操作是否熟練的標(biāo)準(zhǔn)。但計(jì)算機(jī)系統(tǒng)維護(hù)并不能光靠課堂上學(xué)習(xí)理論知識(shí)就能明白的，必須通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)才能真正學(xué)會(huì)。然而，學(xué)校機(jī)房無(wú)法不可能為這樣的課程提供條件，所以可以建筑虛擬機(jī)的仿真性來(lái)完成這種學(xué)習(xí)實(shí)踐，彌補(bǔ)不能動(dòng)手操作的缺陷。1.2.1CMOS設(shè)置（BIOSSetup）。對(duì)于大多數(shù)普通電腦操作者來(lái)說(shuō)CMOS設(shè)置基本不會(huì)運(yùn)用，但是卻是學(xué)習(xí)電腦維護(hù)的必備技能之一，特別是相對(duì)于一臺(tái)“裸機(jī)”而言更是如此，因此，CMOS設(shè)置學(xué)習(xí)是十分重要的，而通過(guò)Vmwareworkstation的虛擬機(jī)才單項(xiàng)中電源子項(xiàng)設(shè)置就能解決實(shí)踐學(xué)習(xí)問(wèn)題，用虛擬機(jī)啟動(dòng)后模擬進(jìn)入CMOS設(shè)置程序界面，就可以對(duì)系統(tǒng)的硬件配置參數(shù)、日期時(shí)間、口令和啟動(dòng)順序等進(jìn)行編寫(xiě)，由于BIOS設(shè)置在VMware屬于比較復(fù)雜的一種，可以模PhoenixBIOS的程序編寫(xiě)，若學(xué)生能熟練掌握BIOS設(shè)置，那么很容易就能實(shí)現(xiàn)對(duì)大部分筆記本電腦和PC機(jī)進(jìn)行設(shè)置。1.2.2硬盤分區(qū)、格式化。學(xué)校機(jī)房電腦上也不適合硬盤分區(qū)、格式化操作實(shí)踐學(xué)習(xí)，操作不當(dāng)不僅會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰還會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失和軟件癱瘓，這種操作在學(xué)校機(jī)房中是不被允許進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)的，但是這項(xiàng)技能是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中被要求必須要求掌握的，這就使教學(xué)雙方處于互相矛盾的境地。而利用虛擬機(jī)技術(shù)就可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題，目前Partition-Magic和DM是使用比較廣泛的硬盤分區(qū)、格式化軟件，首先可以在網(wǎng)上下載這些軟件的ISO文件，然后將其保存于物理主機(jī)的硬盤中，隨后將虛擬機(jī)的CD光驅(qū)通過(guò)利用ISO文件指向這些軟件光盤鏡像文件，啟動(dòng)虛擬機(jī)后徐哲進(jìn)入BIOS子項(xiàng)，設(shè)置CD-R0M為第一啟動(dòng)，可以直接在虛擬機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行分區(qū)軟件進(jìn)行各項(xiàng)操作，也可以運(yùn)行虛擬機(jī)光盤中的分區(qū)軟件對(duì)硬盤進(jìn)行分區(qū)或格式化操作練習(xí)。虛擬機(jī)中的硬盤是模擬出來(lái)的，只是存在于屋里硬盤上的一個(gè)文件，因此，即使格式化、分區(qū)操作出現(xiàn)多次錯(cuò)誤，最多也是導(dǎo)致文件損壞，并不會(huì)對(duì)物理銀盤產(chǎn)生影響。

1.3網(wǎng)絡(luò)組建和安全實(shí)踐

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全和局域網(wǎng)組建是計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)中操作性較強(qiáng)的內(nèi)容，若沒(méi)有通過(guò)具體實(shí)踐和系統(tǒng)訓(xùn)練學(xué)生根本無(wú)法掌握要點(diǎn)，尤其是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)中的模擬網(wǎng)絡(luò)攻擊將會(huì)給真正的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)帶來(lái)危害，使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)癱瘓或者損壞。但通過(guò)虛擬機(jī)模擬組建網(wǎng)絡(luò)就沒(méi)有這些顧慮了，以VMware為例，其網(wǎng)絡(luò)設(shè)置包括：①在橋接模式下，虛擬機(jī)與宿主機(jī)IP地址不同但保持在同一網(wǎng)絡(luò)，虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)直接連接到物理局域網(wǎng)上，虛擬機(jī)類似于物理機(jī)與其他計(jì)算機(jī)形成對(duì)等關(guān)系；②在Host-Only模式下，虛擬機(jī)將會(huì)被隔離在一個(gè)虛擬的局域網(wǎng)中，這種方式只能實(shí)現(xiàn)宿主機(jī)與虛擬機(jī)間的通信，該局域網(wǎng)與屋里局域網(wǎng)不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)交換，即該虛擬機(jī)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他宿主機(jī)不能相互訪問(wèn)；③在NAT模式下，虛擬機(jī)借用他的網(wǎng)絡(luò)連接和IP地址，對(duì)外訪問(wèn)時(shí)，完全可以使用宿主機(jī)的IP地址，從外部網(wǎng)絡(luò)上看，完全無(wú)法看到虛擬機(jī)，只能看到宿主機(jī)。

2虛擬機(jī)技術(shù)的其他應(yīng)用

2.1軟件測(cè)試

各種有破壞性及風(fēng)險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)采用虛擬機(jī)進(jìn)行軟件測(cè)試和病毒干擾，有效避免病毒度宿主機(jī)數(shù)據(jù)和操作系統(tǒng)的侵害，即使虛擬機(jī)系統(tǒng)崩潰也不會(huì)對(duì)宿主機(jī)的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)軟件造成影響。此外，還可以利用VMware的快照功能保留虛擬機(jī)狀態(tài)，節(jié)省啟動(dòng)時(shí)間，隨時(shí)可以恢復(fù)到原狀態(tài)，提高工作效率。

2.2攜帶方便的虛擬機(jī)器

由于虛擬機(jī)模擬出來(lái)的硬件型號(hào)是固定的，無(wú)關(guān)于宿主機(jī)的實(shí)際硬件。例如，同一臺(tái)機(jī)器里利用VMWare安裝了lin-ux，就可以識(shí)別一些VirtualBox的分發(fā)程序，而且可以將整個(gè)虛擬機(jī)文件復(fù)制到VMWare里運(yùn)行，這樣就可以將一臺(tái)機(jī)器中的虛擬機(jī)文件復(fù)制到移動(dòng)硬盤，然后在任何一臺(tái)虛擬機(jī)計(jì)算機(jī)理插入該盤，隨時(shí)攜帶的硬盤便成為了一臺(tái)真正意義上的虛擬機(jī)器。

3結(jié)語(yǔ)

虛擬機(jī)技術(shù)為計(jì)算機(jī)教學(xué)帶來(lái)了便利的仿真實(shí)踐，具有一定的仿真性和安全性，為傳統(tǒng)的局限于理論教學(xué)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程帶來(lái)了創(chuàng)新和改革，不僅有利于課堂教學(xué)，而且能進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，該方法可廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)。

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作者:亓路路 單位:湖南工藝美術(shù)職業(yè)學(xué)院