計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)中虛擬化技術(shù)的應(yīng)用探討

王方

【摘要】為了適應(yīng)社會(huì)信息化建設(shè)的需求，計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)已經(jīng)成為一門(mén)重要課程。本文從高校計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)中存在的普遍問(wèn)題出發(fā)，對(duì)虛擬化技術(shù)在教學(xué)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了具體討論，為提高計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)水平提供了寶貴的借鑒。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī) 實(shí)踐教學(xué) 虛擬化技術(shù)

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）01-0044-01

虛擬化技術(shù)的內(nèi)涵囊括的范圍非常廣泛，單就計(jì)算機(jī)而言，該技術(shù)就是指計(jì)算元件在構(gòu)建的虛擬環(huán)境中運(yùn)行[1]。在計(jì)算機(jī)中，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用具有非常重要的作用，不僅可以擴(kuò)充其硬件的容量，還可以簡(jiǎn)化軟件的初始化過(guò)程。另外，中央處理器的虛擬化技術(shù)還能夠充分利用單CPU來(lái)完成多個(gè)CPU的同時(shí)運(yùn)行，也就是在一個(gè)平臺(tái)中，能夠同時(shí)操作多個(gè)系統(tǒng)，而且每個(gè)獨(dú)立空間內(nèi)的程序運(yùn)行能夠相互獨(dú)立，不受到其他空間程序的影響[2]。因此，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提高計(jì)算機(jī)的工作效率。但是從當(dāng)期學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀來(lái)看，還存在很多問(wèn)題，例如實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限等，運(yùn)用虛擬化技術(shù)為解決這些問(wèn)題提供了新的思路。

一、計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題

隨著學(xué)校招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，開(kāi)展各項(xiàng)工作的壓力也在不斷增加，教育經(jīng)費(fèi)根本無(wú)法滿足學(xué)生數(shù)量增長(zhǎng)產(chǎn)生的對(duì)教育資源的需求。在這種情況下，學(xué)校的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備無(wú)法及時(shí)補(bǔ)充數(shù)量，定期更新，不利于學(xué)生實(shí)踐課程活動(dòng)的開(kāi)展。目前，計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題主要如下：

1.計(jì)算機(jī)的數(shù)量不足

在實(shí)驗(yàn)機(jī)房?jī)?nèi)，計(jì)算機(jī)的數(shù)量有限，根本無(wú)法滿足學(xué)生充分了解計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)愿望，也沒(méi)有足夠的條件開(kāi)展計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。由于不具備相應(yīng)的實(shí)踐環(huán)境，教師只能通過(guò)常規(guī)的課堂講解，或者是讓他們操作非常簡(jiǎn)單的系統(tǒng)來(lái)增強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)的了解。由于學(xué)校資源的有限，學(xué)生無(wú)法正常進(jìn)行系統(tǒng)操作實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)效果并不理想。

2.保護(hù)卡和BIOS密碼的設(shè)置

為了保護(hù)計(jì)算機(jī)，學(xué)校實(shí)驗(yàn)機(jī)房的管理員會(huì)在計(jì)算機(jī)中設(shè)置保護(hù)卡和BIOS密碼[3]。這一措施雖然能在一定程度上保護(hù)計(jì)算機(jī)，但是學(xué)生在進(jìn)行實(shí)踐操作時(shí)，就無(wú)法接觸BIOS和被屏蔽的控制面板，也就無(wú)法完成BIOS設(shè)置、軟件安裝及調(diào)試和系統(tǒng)設(shè)置等練習(xí)。因?yàn)槿绻麑W(xué)生完成設(shè)置，并重啟計(jì)算機(jī)后，保護(hù)卡的功能和系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)恢復(fù)成未設(shè)置的初始狀態(tài)。

3.教師習(xí)慣采用課堂教學(xué)模式

為了減少實(shí)踐教學(xué)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件造成的損傷，很多教師都選擇常規(guī)的課堂教學(xué)模式來(lái)完成計(jì)算機(jī)的實(shí)踐教學(xué)。因?yàn)樵谶M(jìn)行文件格式化和系統(tǒng)安裝等系統(tǒng)維護(hù)的教學(xué)時(shí)，都會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件造成不同程度的損害。但是在常規(guī)的課堂教學(xué)中，教師無(wú)法借助計(jì)算機(jī)將知識(shí)點(diǎn)生動(dòng)的展現(xiàn)出來(lái)，無(wú)法增添教學(xué)趣味性，課堂教學(xué)比較單調(diào)、枯燥，達(dá)不到理想的教學(xué)效果。

二、虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)中的具體應(yīng)用

針對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)中存在的上述問(wèn)題，運(yùn)用虛擬化技術(shù)可以有效解決，具體的應(yīng)用如下：

1.虛擬操作可以有效避免計(jì)算機(jī)硬件的損壞

這是因?yàn)椋摂M技術(shù)的操作對(duì)象只是計(jì)算機(jī)中的一個(gè)文件，學(xué)生在操作的過(guò)程中可以任意對(duì)其格式化，磁盤(pán)分區(qū)和操作系統(tǒng)安裝等操作。但是在真實(shí)的計(jì)算機(jī)中，這些都是不被允許隨意進(jìn)行的操作，只有管理員才有操作權(quán)限。虛擬化技術(shù)生成的虛擬計(jì)算機(jī)只是真實(shí)計(jì)算機(jī)的一個(gè)映像，學(xué)生完成相應(yīng)的實(shí)踐操作后，可以直接將其刪除，或者進(jìn)行克隆，而且不會(huì)對(duì)真實(shí)計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)造成任何損害。

2.構(gòu)建虛擬環(huán)境，為完成系統(tǒng)操作實(shí)驗(yàn)提供便利

運(yùn)用虛擬化技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)和內(nèi)存中，虛擬出很多計(jì)算機(jī)來(lái)讓學(xué)生使用。生成的若干個(gè)虛擬計(jì)算機(jī)，每一個(gè)都擁有獨(dú)立的操作系統(tǒng)、硬盤(pán)和CMOS等元件。學(xué)生在這種虛擬的環(huán)境中，可以隨意進(jìn)行硬盤(pán)分區(qū)、軟件安裝和文件格式化等操作。如果在實(shí)踐的過(guò)程中，系統(tǒng)因?yàn)楣收蠠o(wú)法正常運(yùn)行，只需直接刪除虛擬機(jī)就可以解決問(wèn)題，恢復(fù)正常運(yùn)行，不會(huì)對(duì)真實(shí)的計(jì)算機(jī)產(chǎn)生任何影響。學(xué)生則可以繼續(xù)在新的虛擬機(jī)中完成實(shí)驗(yàn)。由此可知，虛擬化技術(shù)的應(yīng)用具有安全有效和操作方便的優(yōu)勢(shì)，可以最大限度的滿足學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的實(shí)踐操作需求，幫助他們熟練掌握計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)安裝、維護(hù)等基本操作。

除此之外，虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)中的具體應(yīng)用，還能夠?qū)崿F(xiàn)Linux和Unix系統(tǒng)的無(wú)縫切換[4]。很多學(xué)生對(duì)這兩種操作系統(tǒng)并不熟悉，但是在運(yùn)用虛擬化技術(shù)建立虛擬計(jì)算機(jī)之后，他們就會(huì)增強(qiáng)對(duì)上述兩種系統(tǒng)的了解，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而為學(xué)習(xí)效率的提高創(chuàng)造條件。

3.能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的充分利用

運(yùn)用虛擬化技術(shù)創(chuàng)建虛擬環(huán)境，學(xué)生只需要利用一臺(tái)計(jì)算機(jī)的虛擬系統(tǒng)，就可以同時(shí)完成多個(gè)網(wǎng)絡(luò)下的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，除了能提高設(shè)備的利用效率之外，還能創(chuàng)造更多的實(shí)驗(yàn)時(shí)間和機(jī)會(huì)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。在真實(shí)的環(huán)境中，計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)需要很多設(shè)備，并且會(huì)占用很大的空間，目前很多學(xué)校的計(jì)算機(jī)機(jī)房并不具備足夠的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和環(huán)境來(lái)滿足學(xué)生的需求，一臺(tái)計(jì)算機(jī)必須由3～4名同學(xué)共同使用。這樣，在有限的時(shí)間內(nèi)，根本不能保證每名同學(xué)都完成了實(shí)驗(yàn)任務(wù)，也無(wú)法取得預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，互聯(lián)網(wǎng)的普及和信息時(shí)代的到來(lái)對(duì)計(jì)算機(jī)的實(shí)踐教學(xué)提出了更高的要求，為了解決學(xué)校開(kāi)展計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)中存在的實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量不足、保護(hù)卡和BIOS密碼的設(shè)置和教師習(xí)慣采用課堂教學(xué)模式等問(wèn)題，我們充分利用虛擬化技術(shù)解決了上述問(wèn)題，并取得了顯著的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)：

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