虛擬計(jì)算機(jī)技術(shù)在高校教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：為了培養(yǎng)高素質(zhì)的計(jì)算機(jī)人才，使學(xué)生能在教學(xué)過(guò)程中獲得更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將虛擬計(jì)算機(jī)技術(shù)引入教學(xué)活動(dòng)中。虛擬計(jì)算機(jī)技術(shù)與高校計(jì)算機(jī)教學(xué)相結(jié)合，是通過(guò)軟件技術(shù)模擬硬件環(huán)境的方法，讓學(xué)生能盡快將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐。同時(shí)，由于應(yīng)用虛擬機(jī)技術(shù)，可使計(jì)算機(jī)機(jī)房的日常管理工作不受影響，為保證良好的教學(xué)環(huán)境創(chuàng)造了條件。介紹VMWare workstation的使用方法，并以實(shí)例展示其在教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：虛擬機(jī);VMWare workstation;計(jì)算機(jī)教學(xué)；軟件技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1004-373X(2008)10-114-02

Application of Virtual Computer Technique in University Computer Teaching

ZHAO Bo

(Shaanxi Institute of Education，Xi′an，710061，China)

Abstract： In order to train high-quality computer talents，making students get more practical experience from the teaching process，virtual machine will be brought in teaching.Combining virtual computer technology and computer teaching in university，virtual machine emphasizing on linking theory with practice by software technology simulation hardware environment.At the same time，the daily administration work of the computer room will not be affected and ensure good teaching environment because of this technology.This article introduces the use of VMWare workstation，anddisplays examples of its application in teaching.

Keywords：virtual machine;VMWare workstation;computer teaching;software techinique

在高校計(jì)算機(jī)教育當(dāng)中，對(duì)于學(xué)生實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)與單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)同樣重要。但是，如果學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)操作不熟練，容易造成計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)故障、硬件損壞等后果。而利用VMWare構(gòu)造的虛擬機(jī)無(wú)論被學(xué)生如何操作，不但對(duì)宿主計(jì)算機(jī)本身硬件沒有有任何損壞，而且對(duì)宿主計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)也沒有任何影響。

1 虛擬機(jī)技術(shù)的介紹

1.1 VMWare（Virtual Machine Ware）

VMWare（Virtual Machine Ware）是一種“虛擬計(jì)算機(jī)”軟件，通過(guò)這種軟件，可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上模擬出若干臺(tái)能獨(dú)立運(yùn)行而互不干擾的多個(gè)具有相同或不同操作系統(tǒng)的“計(jì)算機(jī)”。其特別之處在于每一臺(tái)虛擬機(jī)都與真實(shí)的計(jì)算機(jī)類似，擁有自己的CPU、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)、網(wǎng)卡等硬件設(shè)備，甚至還有自己的BIOS。在虛擬機(jī)上，可以安裝DOS，Windows，Linux等真實(shí)的操作系統(tǒng)和各種應(yīng)用程序，并能夠同時(shí)運(yùn)行多臺(tái)裝有不同操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)。VMWare目前比較流行的軟件有VMWare workstation，Microsoft Virtual PC，Parallels Workstation等，這些軟件的功能大都類似，本文僅以VMWare workstation為例進(jìn)行講述。

VMWare workstation主要的功能有：不需要分區(qū)或重開機(jī)就能在同一臺(tái)PC上使用兩種以上的操作系統(tǒng);完全隔離并且保護(hù)不同OS的操作環(huán)境以及所有安裝在各自O(shè)S上面的應(yīng)用軟件和資料;不同的OS之間還能互動(dòng)操作，包括網(wǎng)絡(luò)、周邊、文件共享以及復(fù)制貼上功能;有復(fù)原（Undo）功能;能夠設(shè)定并且隨時(shí)修改操作系統(tǒng)的硬件（虛擬）環(huán)境，如：內(nèi)存、磁碟空間、周邊設(shè)備等。

1.2 VMWare workstation的安裝

VMWare workstation的安裝跟其他應(yīng)用軟件類似，只是軟件安裝程序監(jiān)視到主機(jī)操作系統(tǒng)對(duì)光驅(qū)開啟了自動(dòng)運(yùn)行功能，就會(huì)提示“提示光驅(qū)的自動(dòng)運(yùn)行功能將影響虛擬機(jī)的使用”，用戶可根據(jù)需要自行選擇；在安裝虛擬網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)時(shí)，不必理睬系統(tǒng)彈出的提示“正在安裝的軟件沒有通過(guò)微軟的徽標(biāo)測(cè)試”，安裝完畢時(shí)向?qū)棾鎏崾驹儐柺欠駥?duì)以前安裝過(guò)的老版本的VMWare Workstation進(jìn)行搜索，如果第一次安裝VMWare Workstation，直接選擇“NO”。最后重啟計(jì)算機(jī)，如果不習(xí)慣英文，可以安裝漢化軟件。但需注意的是，一般用作宿主的計(jì)算機(jī)配置要高，特別是要求內(nèi)存足夠大。

1.3 創(chuàng)建虛擬機(jī)

創(chuàng)建虛擬機(jī)的步驟如下：

（1） 啟動(dòng)VMware程序后，在其主界面“主頁(yè)”標(biāo)簽頁(yè)中點(diǎn)擊“新建虛擬機(jī)”按鈕打開新建向?qū)А＊?/p>

（2） 進(jìn)入虛擬機(jī)配置界面，這里有2個(gè)選擇：一是“典型”方式，他根據(jù)虛擬機(jī)的用途自動(dòng)調(diào)整配置；二是“自定義”方式，他允許用戶自行設(shè)置虛擬機(jī)的主要參數(shù)。典型方式要比自定義方式簡(jiǎn)單，但缺少一定的靈活性。由于要在教學(xué)活動(dòng)使用，所以代課老師可根據(jù)自己授課實(shí)際情況進(jìn)行合理配置，所以選擇“自定義”項(xiàng)。

（3） 進(jìn)入虛擬機(jī)操作系統(tǒng)選擇界面，可以看到Windows，Linux，Novell等多種不同的系統(tǒng)，這里選Microsoft Windows，并選擇Windows 98版本。

（4） 在接下來(lái)的界面中，為這個(gè)新的虛擬機(jī)命名，并給出虛擬機(jī)文件的存儲(chǔ)路徑。

這里應(yīng)當(dāng)注意每個(gè)虛擬機(jī)都會(huì)產(chǎn)生多個(gè)特別格式的文件，最好為每個(gè)虛擬機(jī)創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的文件夾存放這些文件，如Windows 98就放到“Windows 98”文件夾中，這樣便于創(chuàng)建成功以后備份和恢復(fù)虛擬機(jī)。一位教師同時(shí)給幾個(gè)班級(jí)授課時(shí)，在每次課前，就可以將備份的虛擬機(jī)加載，以保證每一位同學(xué)用到的虛擬機(jī)都是最初狀態(tài)。

（5） 配置處理器數(shù)量，該項(xiàng)根據(jù)宿主機(jī)配置情況進(jìn)行設(shè)置，若宿主是雙核CPU，則可選擇“兩個(gè)”，一般選擇“一個(gè)”。

（6）設(shè)置虛擬機(jī)的內(nèi)存大小。一般使用建議值，需要注意的是，設(shè)置的內(nèi)存值不要大于建議的最大值，否則會(huì)影響到宿主機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定，當(dāng)然也會(huì)對(duì)所創(chuàng)建的虛擬機(jī)運(yùn)行帶來(lái)一定影響。

（7） 在網(wǎng)絡(luò)類型界面中共有4個(gè)選項(xiàng)，因?yàn)槭谡n中不涉及網(wǎng)絡(luò)方面的應(yīng)用，故選擇“不使用網(wǎng)絡(luò)連接”（網(wǎng)絡(luò)連接方式以后還可根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行修改）。

（8） 設(shè)置虛擬機(jī)的硬盤，選擇第一項(xiàng)，創(chuàng)建一個(gè)新的虛擬硬盤。

（9） 設(shè)置虛擬硬盤的大小，這里根據(jù)教學(xué)目的，設(shè)置合適的大小，以滿足需要為要求，并復(fù)選“立即分配所有的硬盤空間”。

（10） 指定存儲(chǔ)路徑后，VMWare就會(huì)生成所創(chuàng)建的虛擬機(jī)，生成時(shí)間根據(jù)所設(shè)置的虛擬機(jī)類型、硬盤大小長(zhǎng)短有異。

經(jīng)過(guò)以上步驟，Windows 98環(huán)境下的虛擬機(jī)就創(chuàng)建成功了。教師還可根據(jù)具體教學(xué)活動(dòng)的開展，創(chuàng)建其他相應(yīng)的虛擬機(jī)，例如，DOS系統(tǒng)、LINUX系統(tǒng)的虛擬機(jī)，如果要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，還可以創(chuàng)建2個(gè)以上的虛擬機(jī)，進(jìn)行組網(wǎng)練習(xí)。

2 具體應(yīng)用舉例

例如，一堂給學(xué)生講授計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)安裝的實(shí)踐課中，任務(wù)是讓學(xué)生熟練掌握操作系統(tǒng)安裝的基本步驟。通常情況下高校計(jì)算機(jī)機(jī)房都是網(wǎng)絡(luò)化管理，對(duì)于不同層次的學(xué)生有不同的教學(xué)重點(diǎn)，計(jì)算機(jī)內(nèi)部裝有適用于不同水平學(xué)生的應(yīng)用軟件和操作環(huán)境。而傳統(tǒng)的安裝方法是直接在一臺(tái)沒有操作系統(tǒng)的“裸機(jī)”上進(jìn)行分區(qū)、格式化、安裝、配置，這種方法不但會(huì)破壞原有的計(jì)算機(jī)配置，給機(jī)房的管理、維護(hù)工作帶來(lái)一定的困難。

同時(shí)，頻繁地分區(qū)、格式化操作會(huì)給計(jì)算機(jī)硬件帶來(lái)較大的影響，可能會(huì)帶來(lái)?yè)p壞硬盤的嚴(yán)重后果。

但是，使用VMWare workstation軟件構(gòu)建的虛擬機(jī)，所有的操作都是在虛擬環(huán)境下進(jìn)行，不影響宿主計(jì)算機(jī)的所有配置。這樣，就有效地避免了以上問題的出現(xiàn)。

在虛擬機(jī)上安裝Windows 98操作系統(tǒng)具體的實(shí)現(xiàn)步驟如下：

教師在課前需要做一些準(zhǔn)備工作，用VMWare加載創(chuàng)建好的Windows 98虛擬機(jī)，對(duì)虛擬機(jī)要用到的光驅(qū)進(jìn)行設(shè)置（如圖1所示），選擇“使用物理驅(qū)動(dòng)器”，這是為了讓學(xué)生體會(huì)安裝Windows 98的真實(shí)過(guò)程。當(dāng)然，也可以使用已有的ISO光盤鏡像文件模擬出光驅(qū)。

在上課時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生打開并啟動(dòng)Windows 98虛擬機(jī)，進(jìn)入虛擬機(jī)系統(tǒng)后，按F2鍵（真實(shí)PC一般是Del鍵）進(jìn)入虛擬機(jī)BIOS（如圖2所示），設(shè)置由光驅(qū)啟動(dòng)（如圖3所示），按F10存盤退出，虛擬機(jī)自動(dòng)重啟。

將Windows 98安裝光盤放入宿主機(jī)光驅(qū)，虛擬機(jī)重啟后，就可自動(dòng)由安裝光盤引導(dǎo)啟動(dòng)，進(jìn)入Windows 98的安裝環(huán)節(jié)（見圖4）。

教學(xué)過(guò)程中，還可根據(jù)教學(xué)要求，安排進(jìn)行分區(qū)、格式化等教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，這些平時(shí)被認(rèn)為是“危險(xiǎn)”的操作，在虛擬機(jī)的環(huán)境下可大膽地操作。

3 結(jié) 語(yǔ)

在具體的教學(xué)實(shí)踐中，由于學(xué)生的一切操作都是在虛擬機(jī)中進(jìn)行，筆者鼓勵(lì)學(xué)生大膽操作，勇于創(chuàng)造，使學(xué)生的邏輯思維能力和動(dòng)手能力得到鍛煉，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)的興趣，教學(xué)效果和學(xué)生反響都很好。本文旨在拋磚引玉，其他的計(jì)算教學(xué)利用虛擬機(jī)技術(shù)的開展，還有待進(jìn)一步的深入研究。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］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，2003.

［2］李梅，陳玉東.基于虛擬儀器技術(shù)的電子信息類課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，24(1):53-54.

［3］[美]Smith J E.Virtual Machines:Versatile Platforms for Systems and Processes[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.

［4］李名世.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

［5］曾芬芳.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，1997.

［6］黃心淵.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，1999.

［7］余侃民，汪勝榮，劉穎，等.一種用虛擬機(jī)軟件提高抗網(wǎng)絡(luò)攻擊能力的方案研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2004，27(21):48-49.

作者簡(jiǎn)介 趙 勃 1980年出生，陜西安康人，陜西教育學(xué)院計(jì)算機(jī)系助教。主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用。