虛擬機技術在計算機培訓教學中的應用

魏軍君

南京揚子石化電視大學，南京 210048

虛擬機技術在計算機培訓教學中的應用

魏軍君

南京揚子石化電視大學，南京 210048

計算機培訓由于機房硬件設備的相對落后等原因，形成了教學瓶頸，該文研究了利用虛擬機的特點去尋找突破教學瓶頸的方法，分析探討了虛擬機技術在計算機培訓中的若干實際應用。

虛擬機；計算機培訓；操作系統；計算機網絡

virtual machineC; omputetrr aining; The operating system; The computer network

引言

計算機信息技術作為21世紀人才必須掌握的基本技能，成為企業員工和大學生必須掌握的重要課程。但是，隨著計算機硬件與軟件的飛速發展，許多培訓單位和高校的計算機教學與實踐出現了教學需求與現實機房設備相對落后的矛盾，以致無法完全滿足培訓和教學的實驗要求。虛擬機技術的使用卻可以提高單臺計算機的利用率，是解決這類問題最有效的方法和途徑。

1 機房存在的問題

在計算機操作系統和網絡等課程部分內容的教學時 ,往往需要運行對計算機具有破壞性的軟件,如格式化軟件或病毒軟件,另外還需要多臺計算機互聯，教師才能進行網絡課程實際操作的講解。而大多數培訓單位或學校因受資金等因素的制約,沒有能力建立專門的實驗機房,許多知識點停留在理論講解上,這樣就影響了教學效果。虛擬機的研究和應用無疑可以解決以上問題。

2 虛擬機概述

虛擬機 (Virtual Machine)是指利用第三方軟件在一臺實體計算機中劃分出一部分硬盤空間和內存容量來模擬出一臺完整的計算機硬件系統,而這臺被模擬出來的計算機可以和真實的實體計算機一樣擁有自己的硬件設備,例如CPU、硬盤、聲卡、顯卡、網卡等等,并且這些硬件是標準的,能被大多數系統所支持。

VMware Workstation和Virtual PC是建立虛擬機和構建虛擬網絡的最常用工具軟件。在實際使用中,可以根據自己的需要去選擇，筆者使用的是VMware Workstation。

3 虛擬機（VMware Workstation）在培訓使用中的特點

虛擬機（VMware Workstation）的應用可以降低硬件上的資金開銷，既經濟又有效果，這對于那些資金不足的培訓單位和學校較為適用。比如,以前要做一個組網實驗,就必須購買多臺計算機,還需要交換機和復雜的連線。而有了虛擬系統,只要一臺普通計算機就可以實現組建網絡了。

在虛擬機（VMware Workstation ）構建的平臺上,可以安裝多種計算機操作系統,如Windows系列和Linux 等,可以滿足不同的計算機培訓課程的教學需求。

2012年以來，諸暨市人民法院及下屬各個法庭，先后設立了訴訟服務中心，由法官輪流值班，為案件當事人提供法律咨詢、糾紛調解、訴訟引導、判后答疑等法律服務。對涉及婚姻家庭糾紛、鄰里矛盾、小額債務等案情簡單、爭議不大的民事糾紛，當事人前來立案時，立案法官會發送《調解勸導書》，勸導其到駐庭調解中心先行調解。2013年以來，各法庭的駐庭調解中心累計促成3460起糾紛訴前調解成功，調解成功率達70%以上，自動履行率達98.34%。[6]

虛擬機（VMware Workstation）模擬出的硬件是標準化的，并且與原實體計算機中的硬件設備無關,這就保證了虛擬機的硬件兼容性。這一特性為教學培訓提供了便利。

虛擬機（VMware Workstation）系統與主機系統之間有很好的隔離性,虛擬機系統的崩潰不會損壞原有實體計算機的操作系統和軟件。

利用虛擬機（VMware Workstation）可以在一臺計算機上組建網絡, 虛擬機提供了虛擬網絡設備，比如網卡、交換機等,這為計算機網絡教學提供了方便。

虛擬機（VMware Workstation）系統具有快速恢復的特性,使得原本繁雜的計算機系統的維護變得簡單了。在使用中一旦發現系統受到計算機病毒的破壞或嚴重的誤刪除操作,可以利用其還原功能快速還原到系統先前的狀態。

虛擬機（VMware Workstation）具有比實體計算機實際系統好得多的擴展性,可以方便地在虛擬機系統上增加硬件，比如硬盤或者網卡,不需要拆開機箱和花費額外的多余的硬件費用。

4 虛擬機（VMware Workstation）技術在計算機培訓中的應用

下面是虛擬機（VMware Workstation）在計算機操作系統和計算機網絡培訓中應用的幾個實驗。

4.1 操作系統（OS）底層軟件操作實驗

虛擬機（VMware Workstation）的啟動過程和實體計算機啟動過程是一樣的。首先是自檢，按F2便可以進入BIOS界面進行設置。進入BIOS SETUP界面，可以讓學員了解BIOS的各項參數，例如開機系統啟動順序、時間設置、日期設置、CPU頻率、密碼等。

4.2 安裝操作系統和多操作系統實驗

進入裝好的虛擬機，從光盤、U盤或者鏡像文件引導系統.然后從操作系統安裝光盤或者系統的鏡像文件進行所需的操作系統安裝，與實體PC機的安裝方式相同。

目前在計算機培訓的教學領域，大部分培訓單位或學校使用的操作系統都是WINDOWS XP，對于Linux等其他操作系統只限于理論上的介紹。怎樣才能讓學生能夠掌握多種操作系統的使用，且避免多個系統對機房計算機的影響，借助虛擬機進行多系統的安裝和使用就是一種有效的技術途徑。可以在一臺實體電腦上將硬盤和內存的一部分拿出來虛擬出若干臺虛擬機，每臺虛擬機可以運行不同的操作系統而互不干擾。如果某個虛擬系統崩潰，可以將其直接刪除而不影響其他虛擬機和實體機系統。因此，在虛擬機中的任何操作都不會破壞實體計算機的硬盤分區和數據。這樣教師上課時不用擔心學員上課會誤操作，致使機器崩潰了，同時教師在進行培訓教學過程中，可以利用虛擬機從一種操作系統直接進入其他操作系統進行教學演示，而不需要頻繁重啟計算機。

4.3 組建網絡和服務器配置與管理實驗

組建網絡實驗需要多臺實體計算機和若干網絡互聯設備，而利用虛擬機技術只要一臺電腦便能建立多臺虛擬機，還可以虛擬出網絡設備如交換機、網卡等，滿足組建網絡的需要。進行實驗時，每個虛擬機都要對虛擬網卡進行配置，并為虛擬網卡選擇正確的連接類型，這樣才能夠與其它虛擬機或主機進行數據通信。

在組建的虛擬網絡里，將一些虛擬機配置為服務器，另外些虛擬機配置為客戶機，這樣就可以讓學員從中學習服務器的管理和配置。可在虛擬機上進行Web、DNS、DHCP、FTP、Mail、服務器的配置實驗。

4.4 計算機網絡安全實驗

由于互聯網病毒的傳播和破壞方式的多樣化和網絡化，網絡安全培訓課程也就顯得至關重要。網絡安全培訓課程一般要完成網絡命令、計算機掃描技術、入侵檢測技術、網絡攻擊技術、計算機病毒及反病毒技術、防火墻技術等實驗，計算機機房機器上由于安裝軟（硬）件保護的原因，導致了像網絡攻擊軟件、病毒軟件不能存在于安裝了殺毒軟件的普通實體計算機上。教師在培訓教學中講解計算機病毒和計算機掃描等技術時只能停留在理論上，很難進行實驗演示。虛擬機的使用可以改變這一狀況，可以在虛擬機系統上安裝檢測和攻擊軟件，可以植入病毒文件進行攻擊和防御實驗，讓學員更加直觀地了解計算機網絡安全技術，保證了教學質量。

5 虛擬機（VMware Workstation）技術在計算機培訓中的應用之局限性

首先，虛擬機對實體計算機CPU和內存資源占用較多，如果運行多個虛擬機，時間會較長，不采取措施會影響教學。其次，虛擬機無法虛擬網絡故障，這讓學員無法完全體驗真實的網絡環境。

6 結語

綜上所述，在計算機培訓中，可以利用虛擬機高效完成計算機操作系統和計算機網絡培訓等課程的要求，同時可以充分利用機房資源，減少硬件成本。隨著對虛擬機技術的研究和探討的不斷深入，更多的功能會被挖掘并在計算機培訓中發揮更大的作用。

The virtual machine technology in computer training the teaching application

Wei Junjun

Nanjing yangzi petrochemical TV university, Nanjing 210048

Computetrr aining because of the relative ly backward hardwaree quipmenrot om and othe r reasonsf, ormedt he bottlenectke achingt, his paper studiest he use of virtual machinfe eatures to look for the breakthrougteh aching methood f the bottleneckt, he paper discussetd he virtual machine technologiyn computetrr aining, some practic al application.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.15.112

魏軍君， 職稱：大學計算機講師。