引入虛擬機技術(shù)優(yōu)化實驗軟件管理模式

徐亞文

（湖北經(jīng)濟學院，湖北 武漢 430205）

一、目前現(xiàn)狀

我校的專業(yè)實驗有統(tǒng)計、保險、銀行、信貸、外匯、期匯、會計、信息管理、電子政務、稅收、物流、新聞等多個領(lǐng)域，實驗涉及的軟件有用友 U8、 金蝶 K/3、Stata、Spss、Eviews、智勝、TMT、PTOT、奧派電子政務、多媒體稅收、廣聯(lián)達、格瑞納、方正飛騰等幾十個大型軟件，其中很多軟件又有多個版本，以會計電算化課程為例，常用于教學的版本有用友公司的 U8.61、U8.72、U8V10.1 和金蝶公司的 KIS、K/3，實驗中心需要管理的具體軟件多達100多種。對于一門課程而言，只選用其中的一個或幾個軟件，但對于專業(yè)實驗室來說，卻要將這些軟件全部安裝在實驗室中，供不同課程使用。傳統(tǒng)的軟件安裝模式主要采用的指導思想為，將不沖突的軟件安裝在一起，將沖突的軟件分開安裝在不同的實驗室。由于專業(yè)軟件一般功能復雜，對操作系統(tǒng)的環(huán)境要求高，因此，不得不設(shè)置專用實驗室來滿足需要。另外，為了方便實驗室的管理，提高系統(tǒng)安全性，實驗室的每臺計算機還配備了自動還原系統(tǒng)。

二、傳統(tǒng)管理模式存在的問題

（一）操作系統(tǒng)升級與維護，容易出現(xiàn)不兼容現(xiàn)象，影響軟件的運行

其一，為了預防病毒在實驗室的傳播，提高實驗室的安全系數(shù)，操作系統(tǒng)每半年都需要打補丁進行升級，但是在升級過后，有可能出現(xiàn)專業(yè)軟件與操作系統(tǒng)不兼容的情況，例如用友的U861軟件，在XP環(huán)境下，如果把所有的補丁都進行安裝，就會導致軟件無法運行。其二，有的軟件只能在特定的操作系統(tǒng)下運行，但操作系統(tǒng)卻在不斷更新。目前微軟已正式推出了Windows 8，盲目的升級操作系統(tǒng)，可能會導致部分軟件無法使用。另外，實驗室需要定期更新殺毒軟件病毒庫，由于病毒庫的不斷增多，以前認為能安全運行的文件，現(xiàn)在也可能被殺毒軟件誤殺，導致軟件運行失敗。

（二）容易與其他實驗課程的軟件發(fā)生沖突

一個軟件的安裝，有可能會破壞另一個軟件的運行環(huán)境。不同的軟件，其安裝環(huán)境都有不同程度的差異。由于XP操作系統(tǒng)采用共用動態(tài)運行庫模式，當把一個軟件調(diào)試通過時，可能會導致原先已調(diào)試好的另一個軟件出現(xiàn)問題。另一方面，多個軟件同時安裝在一臺電腦中，會導致軟件運行效率大大降低。如用友等大型ERP軟件，在系統(tǒng)中需要安裝IIS和SQL Server，在這種環(huán)境下運行其他的軟件，會明顯感覺運行速度變慢。

（三）無法提供軟件安裝與維護環(huán)境

為了保證實驗室系統(tǒng)的穩(wěn)定，實驗軟件都由管理員事先安裝到位，學生只能使用軟件。每次重啟計算機，還原設(shè)備都會將系統(tǒng)還原到原始狀態(tài)。以《計算機文化基礎(chǔ)》課程為例，此課程是很多專業(yè)的基礎(chǔ)課程，操作系統(tǒng)的安裝是學生學完這門課程后應掌握的基本能力，但是，很多學生都不會安裝操作系統(tǒng)，其主要原因是沒有給學生提供安裝操作系統(tǒng)的實驗環(huán)境。由于目前實驗室全部安裝了還原設(shè)備，操作系統(tǒng)已全部安裝到位，如果關(guān)閉還原設(shè)備，讓學生在這種環(huán)境下練習安裝過程，會導致實驗室其它軟件直接被刪除破壞。

（四）實驗室的通用性不夠，利用率不高

由于部分軟件實驗環(huán)境的特殊要求，以及軟件之間容易沖突的特性，為了方便實驗室的管理，只能采用設(shè)置專用實驗室的方式進行建設(shè)，因此，這類實驗室就成為某些課程的專用實驗室。當有此實驗課時，實驗室才開放，而無此實驗課時，實驗室無法向其它課程開放，只能處于關(guān)閉狀態(tài)。

（五）軟件維護不方便，實驗管理員與實驗老師易產(chǎn)生矛盾

隨著軟件產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)的軟件都在不斷升級完善，而大學的教育必須隨著行業(yè)的發(fā)展而不斷更新教學內(nèi)容，實驗課程的內(nèi)容也會不斷更新。當實驗教師根據(jù)教學需要提出升級軟件或安裝新軟件的需求時，實驗室管理人員卻要考慮這種需求是否會打破現(xiàn)有實驗系統(tǒng)的整體穩(wěn)定。新的需求會給其它已有系統(tǒng)帶來安全風險。管理人員不愿意在已有的系統(tǒng)中升級或安裝新的軟件。

三、引入虛擬機技術(shù)優(yōu)化管理方案

所謂虛擬機，指通過軟件模擬，運行在一個完全隔離環(huán)境中，具有完整硬件系統(tǒng)功能的計算機系統(tǒng)。通過虛擬機軟件，可以在一臺物理計算機上模擬出一臺或多臺虛擬的計算機，這些虛擬機完全就像真正的計算機那樣工作。例如，你可以安裝操作系統(tǒng)、安裝應用程序、訪問網(wǎng)絡(luò)資源等。對于真實計算機而言，它只是運行在物理計算機上的一個應用程序，但是對于在虛擬機中運行的應用程序而言，它就是一臺真正的計算機。因此，當在虛擬機中進行軟件操作時，可能系統(tǒng)一樣會崩潰，但是，崩潰的只是虛擬機上的操作系統(tǒng)，對物理計算機上的操作系統(tǒng)不會產(chǎn)生影響，并且使用虛擬機快照恢復功能，可以馬上恢復虛擬機到操作之前的狀態(tài)。目前最常用的虛擬機軟件有VMware、VirtualBox、Virtual PC、hyper-v。將實驗分別安裝在各自的虛擬機系統(tǒng)中，有以下幾點好處：

（一）各實驗課程實驗環(huán)境相互獨立，互不干擾

在一臺計算機上，可以建立多個虛擬機，對于大眾化的實驗課程，可以共用一個虛擬機，對于有特殊需求的實驗課程，可以建立各自獨立的虛擬機。各虛擬機可獨立打開，對一個虛擬機中的軟件進行安裝與升級，不會影響另一個虛擬機中的軟件。因此，可以實現(xiàn)實驗課程訂單式服務。

（二）可以在有沖突的多個軟件中隨意切換

虛擬機的獨立性，使沖突軟件同時打開成為了可能。例如，當練習操作系統(tǒng)時，可以在計算機上提供XP虛擬機、WIN7虛擬機、UNIX虛擬機，學生可以在三個操作系統(tǒng)中自由切換來體會三個操作系統(tǒng)的區(qū)別。再比如，會計電算化實驗中用到的用友U861和U872兩個版本的軟件不可能在一臺真實計算機上同時安裝，但可以在一臺計算機上建立兩個虛擬機分別安裝，學生可以通過虛擬機任意切換軟件版本進行練習。

（三）可以提供系統(tǒng)或軟件的安裝與維護環(huán)境

實驗室的還原設(shè)備保護真實計算機的文件安全，但對虛擬機中的系統(tǒng)不會起作用。虛擬機系統(tǒng)可以隨意重啟而不會還原。因此，學生可以在虛擬機中練習硬盤分區(qū)、格式化、操作系統(tǒng)的安裝、專業(yè)軟件的安裝等內(nèi)容，而這些操作卻不會破壞真實的計算機系統(tǒng)。

（四）學生可以自己制作個性化實驗環(huán)境，實現(xiàn)自助式服務

學生可以自己新建虛擬機，然后在虛擬機中根據(jù)自己的需要安裝軟件，再將生成的虛擬機文件COPY到U盤中，在實驗室任一臺安裝有虛擬機環(huán)境的計算機中，學生只需要插入U盤，就可以在自己的虛擬機環(huán)境中進行實驗。

（五）所有實驗室可完全打通使用，提高使用率

只要實驗室的計算機配置達到運行虛擬機的基本要求，就可以安裝虛擬機軟件，所有的實驗課程就可以在這些實驗室隨意安排。當需要上某實驗課時，只需要將此課程的虛擬機文件復制到計算機中即可。

（六）實驗室的軟件維護簡單，安全更有保障

實驗軟件只需要在虛擬機中獨立調(diào)試，無需考慮其它課程軟件的沖突，各虛擬機文件可獨立存放。只要管理好各虛擬機文件備份，就可保證實驗軟件的穩(wěn)定，管理員只需要做好真實計算機操作系統(tǒng)安全即可。在開課期間，學生雖然同處一個實驗室，真實計算機在一個局域網(wǎng)中，但學生與學生之間的虛擬機系統(tǒng)卻可以完全不在一個網(wǎng)絡(luò)中，一個學生U盤中帶有病毒，只會感染自己的計算機，很難感染到其他學生的虛擬機。

四、實施建議

采用虛擬機方式管理實驗軟件，可以采用以下運作模式進行管理，有利于明確實驗教師與實驗管理員之間的權(quán)利與責任。

（一）實驗中心統(tǒng)一規(guī)定虛擬機軟件的類型與版本，并向?qū)嶒灷蠋熀蛯嶒灩芾韱T提供虛擬機軟件，保證全校的虛擬機環(huán)境采用相同的虛擬軟件和相同的版本，有利于文件傳遞、更新和同步。

（二）虛擬機系統(tǒng)由實驗課教師或?qū)嶒炚n程組負責制作、維護，并將調(diào)試成功的虛擬機文件交由實驗中心存檔。實驗教師在實驗課開始前必須調(diào)試虛擬機系統(tǒng)，并將正確的虛擬機系統(tǒng)文件提交給實驗中心，實驗教師在每學期開始前有責任制作、維護該課程的虛擬機系統(tǒng)文件、虛擬機內(nèi)容的正確性由實驗教師負責。

（三）實驗管理員協(xié)助并指導實驗教師安裝調(diào)試虛擬機，收集實驗教師提交的虛擬機，審查虛擬機內(nèi)容的正確性，保管虛擬機系統(tǒng)文件，及時更新虛擬機系統(tǒng)文件到指定實驗室，維護虛擬機運行環(huán)境，保證真實計算機環(huán)境干凈無毒，確保虛擬機系統(tǒng)正常運行。