淺談?dòng)?jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用

黃海峰

摘 要 ：虛擬技術(shù)可以對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件與軟件進(jìn)行分離，在計(jì)算機(jī)教學(xué)中對(duì)計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)做出應(yīng)用，能夠有效的降低計(jì)算機(jī)教學(xué)投入成本與管理難度，并使學(xué)生的學(xué)習(xí)突破時(shí)空限制。本文在對(duì)計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)、計(jì)算機(jī)教學(xué)中應(yīng)用虛擬技術(shù)的必要性與優(yōu)勢(shì)做出論述的基礎(chǔ)上，對(duì)計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用形式進(jìn)行了探討與論述。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī) 虛擬技術(shù) 教學(xué) 應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】TP3-4；G642

1 計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)

計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)是對(duì)物理計(jì)算機(jī)中的資源開展分配的技術(shù)，如在物理計(jì)算機(jī)中，可以利用虛擬技術(shù)來構(gòu)建具有獨(dú)立硬件資源的虛擬機(jī)，并且可以運(yùn)行多個(gè)相同或者不同的操作系統(tǒng)。從計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來看，計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)具有著更高的資源利用效率、更好的隔離性與安全性、更低的成本、更高的兼容性能以及更加便捷的管理，這些優(yōu)勢(shì)也決定了計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)教學(xué)中具有一番作為。

2 計(jì)算機(jī)教學(xué)中虛擬技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)

從計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)踐方面來看，計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的應(yīng)用可以為計(jì)算機(jī)教學(xué)活動(dòng)的開展創(chuàng)造一個(gè)接近與真實(shí)情境的教學(xué)環(huán)境，從而使計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)需求得到滿足。在計(jì)算機(jī)教學(xué)過程中，計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

2.1 在計(jì)算機(jī)教學(xué)中，計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的使用與維護(hù)更加便捷

在計(jì)算機(jī)教學(xué)過程中，可以在使用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的基礎(chǔ)上，在一臺(tái)計(jì)算機(jī)中制造模擬計(jì)算機(jī)，這些計(jì)算機(jī)有著獨(dú)立的內(nèi)存、操作系統(tǒng)與硬盤，并且可以獨(dú)立運(yùn)行，因此，在使用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)開展計(jì)算機(jī)教學(xué)的過程中，即便是某一臺(tái)虛擬機(jī)出現(xiàn)故障，真實(shí)存在的計(jì)算機(jī)以及其他虛擬機(jī)都不會(huì)被破壞，而對(duì)于出現(xiàn)故障的虛擬機(jī)，我們可以通過刪除重建來完成維護(hù)，在此過程中，硬件部分并不需要更換。

2.2 在計(jì)算機(jī)教學(xué)中，計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)具有著更高的安全性和耕地的投入成本

由于使用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以基于一臺(tái)計(jì)算機(jī)模擬出多臺(tái)虛擬機(jī)，因此可以在計(jì)算機(jī)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的一機(jī)多用，另外，基于虛擬技術(shù)模擬的虛擬機(jī)具有著較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，這也會(huì)降低計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中設(shè)備完善所需要的投入成本。相對(duì)于實(shí)體計(jì)算機(jī)而言，虛擬計(jì)算機(jī)的運(yùn)行不會(huì)導(dǎo)致實(shí)體計(jì)算機(jī)面臨計(jì)算機(jī)病毒等威脅，因此，從安全性能來看，基于虛擬技術(shù)模擬出的虛擬機(jī)具有著更好的安全性，而這也降低了計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的管理難度。

2.3 在計(jì)算機(jī)教學(xué)活動(dòng)中，基于虛擬技術(shù)模擬的虛擬機(jī)可以憑借較強(qiáng)的一致性來實(shí)現(xiàn)便捷安裝

如果在虛擬技術(shù)的使用中，虛擬機(jī)的模擬需要復(fù)雜的流程和較多的時(shí)間，則可能會(huì)對(duì)教學(xué)效率產(chǎn)生負(fù)面影響，而事實(shí)上，虛擬機(jī)中的系統(tǒng)文件都是用映像包來存儲(chǔ)，因此，在虛擬機(jī)的構(gòu)建中，我們只需要通過復(fù)制映像包就可以完成移植，較強(qiáng)的移植性提高了虛擬機(jī)的構(gòu)建速度，并且可以確保虛擬機(jī)配置的一致性。同時(shí)，將計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)應(yīng)用到計(jì)算機(jī)教學(xué)中，可以在很大程度上來完善傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)教學(xué)中亟待改善的問題，作為計(jì)算機(jī)教師，只要確保自身的物理計(jì)算機(jī)具有正常的操作系統(tǒng)，就可以確保教學(xué)設(shè)備的可使用性，并且虛擬機(jī)的便攜性、易用性也可以在一定程度上推動(dòng)計(jì)算機(jī)教學(xué)效率的提升。

2.4 基于虛擬技術(shù)構(gòu)建的虛擬機(jī)同樣具有著聯(lián)網(wǎng)能力

因此，對(duì)于具有不同教學(xué)任務(wù)與教學(xué)目標(biāo)的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)活動(dòng)，虛擬機(jī)都可以滿足其要求。另外，虛擬機(jī)的構(gòu)建本身就可以成為計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的內(nèi)容，這要求教師引導(dǎo)學(xué)生來了解虛擬機(jī)構(gòu)建中的理論與操作方法，并要求學(xué)生在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)或者日常生活中進(jìn)行虛擬機(jī)的組建。當(dāng)然，教師有必要將虛擬機(jī)在日常生活中的作用告知學(xué)生，如在預(yù)防病毒方面虛擬機(jī)所具有的良好表現(xiàn)等，從而推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性的提升。

3計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 構(gòu)建多系統(tǒng)環(huán)境

教學(xué)機(jī)教學(xué)具有著多樣化的教學(xué)內(nèi)容，而教學(xué)內(nèi)容的差異對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)環(huán)境也具有著不同的要求，為了滿足這些不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)環(huán)境要求，學(xué)?？梢圆捎锰摂M技術(shù)來構(gòu)建具有多種系統(tǒng)環(huán)境的虛擬計(jì)算機(jī)。無論是搭載哪一類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，虛擬計(jì)算機(jī)在完成文件部署滯后就可以通過啟動(dòng)來實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。而對(duì)于物理計(jì)算機(jī)而言，虛擬計(jì)算機(jī)僅僅是一個(gè)子系統(tǒng)，這種子系統(tǒng)可以對(duì)多種操作系統(tǒng)進(jìn)行兼容從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)物理計(jì)算機(jī)中系統(tǒng)的多樣性。另外，在物理計(jì)算機(jī)中，可以利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)來構(gòu)建一個(gè)虛擬的局域網(wǎng)，局域網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況與真實(shí)的局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況相一致，因此，在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，可以有效解決網(wǎng)卡沖突等問題。

3.2 實(shí)現(xiàn)便攜式計(jì)算機(jī)

在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)過程中，學(xué)生只能在實(shí)踐教學(xué)課堂中通過上機(jī)來對(duì)教學(xué)內(nèi)容做出練習(xí)，這種時(shí)空限制導(dǎo)致了學(xué)生在課后并沒有太多接觸真實(shí)操作實(shí)驗(yàn)環(huán)境的機(jī)會(huì)。然而計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用卻可以有效突破這種時(shí)空限制，這主要是因?yàn)樘摂M機(jī)文件可以讓學(xué)生通過便攜式拷貝設(shè)備來進(jìn)行存儲(chǔ)，并帶出計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室。只要是在由物理計(jì)算機(jī)的環(huán)境下，學(xué)生就可以將這些文件拷貝到物理計(jì)算機(jī)中并獲得如同實(shí)踐教學(xué)課堂中一樣的虛擬機(jī)體驗(yàn)。這種功能的實(shí)現(xiàn)得益于虛擬計(jì)算機(jī)文件是在宿主機(jī)中以文件的形式存儲(chǔ)，這讓虛擬機(jī)具有了十分強(qiáng)大的便捷性與一致性。

3.3 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教室

在計(jì)算機(jī)教學(xué)過程中，傳統(tǒng)物理網(wǎng)絡(luò)教室需要用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程登錄，在這種網(wǎng)絡(luò)教室中，首先較差的隔離性導(dǎo)致物理計(jì)算機(jī)需要面對(duì)更加嚴(yán)重的安全威脅，并且會(huì)讓物理計(jì)算機(jī)存在宕機(jī)甚至系統(tǒng)崩潰的風(fēng)險(xiǎn)；其次權(quán)限較低也是這種網(wǎng)絡(luò)教室的重要缺陷；再次，在這種網(wǎng)絡(luò)教室中，資源分配存在著一定的不合理性，當(dāng)一個(gè)學(xué)生使用的資源較多時(shí)，就會(huì)對(duì)其他學(xué)生的資源進(jìn)行占用，甚至?xí)?dǎo)致計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所具有的運(yùn)行速度降低。而基于虛擬技術(shù)基礎(chǔ)上構(gòu)建的虛擬網(wǎng)絡(luò)教室則能夠?qū)崿F(xiàn)一人一機(jī)，當(dāng)然這種網(wǎng)絡(luò)教室同樣具有著缺陷，即用戶之間所進(jìn)行的交互以及虛擬機(jī)的啟動(dòng)速度是需要解決的難點(diǎn)問題。但是虛擬網(wǎng)絡(luò)教室所具有的有點(diǎn)也同樣明顯，相對(duì)于傳統(tǒng)物理網(wǎng)絡(luò)教室而言，虛擬網(wǎng)絡(luò)教室可以實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行隔離，這讓虛擬機(jī)具有了更好的獨(dú)立性與隔離性。同時(shí)在對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行使用的過程中，學(xué)生具有著虛擬機(jī)中最高的操作權(quán)限，這能夠在很大程度上確保學(xué)生能夠獲得良好的上機(jī)體驗(yàn)。另外，虛擬機(jī)的配置在設(shè)定之后不會(huì)受到其他虛擬機(jī)的影響，所以在資源的分配方面更加合理。

4 小結(jié)

綜上所述，計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中具有著重要的應(yīng)用價(jià)值，因此作為計(jì)算機(jī)教育工作者，應(yīng)當(dāng)對(duì)計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的應(yīng)用做出探索與研究，并通過優(yōu)化計(jì)算機(jī)教學(xué)中的計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)以及推動(dòng)計(jì)算機(jī)教學(xué)中虛擬技術(shù)應(yīng)用的多樣化來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率的提升。

參考文獻(xiàn)

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