計算機虛擬技術在計算機教學中的應用探析

廖平

摘 要 隨著信息技術的發展，計算機虛擬化技術通過模擬真實物理環境、抽象計算機資源實體，用戶根據自身需求進行定制化的資源整合，對于高效利用計算機資源是十分有益的。在計算機教育教學領域，虛擬化技術的出現彌補了真實物理設備的不足，提供了模擬環境下的學習思路，對于提高計算機教學效率，輔助計算機教學有著十分重要的意義。本文以虛擬化技術在計算機教學中的應用為題，對相關內容進行簡要的論述，為有效利用虛擬化技術服務于計算機教學提供參考。

關鍵詞 虛擬技術 計算機 教學

中圖分類號：TP303 文獻標識碼：A

1何謂計算機虛擬技術

計算機虛擬化技術（Computer Virtualization Technology）作為一種新興的計算機資源管理技術，打破了傳統計算機硬件劃分，將各類硬件實體以虛擬化的手段進行軟件層次上的抽象，用戶根據自身需求進行資源的重組合，從而有效地提升了計算機資源的應用效率。一般意義上的虛擬化技術主要是指計算機中計算資源、存儲資源以及網絡資源的虛擬化。就目前而言，較為成熟的產品技術有VMware公司的VMware Workstation系列、Oracle公司的VirtualBox系列、Microsoft公司的Virtual PC以及當前各種云服務供應商提供基于云平臺的虛擬化服務等。虛擬化技術在軟件層次對各種應用進行隔離，用戶的數據運行于相對獨立的計算和存儲空間，對寄主機不產生影響，具有非常廣泛的應用場景。本文以計算機教學為例，探討虛擬化技術在教育教學領域的應用。

2計算機教學中引入虛擬技術的必要性分析

2.1破解物理資源有限的教學困境

計算機教學涉及到了真實物理設備、軟件環境等諸多方面，計算機機房實驗環境所能夠提供和支撐的設備是極其有限的，更多的是在真實主體的供應上進行保障，而一些諸如路由器、交換機等設備往往很少提供，這給網絡部分的學習帶來了一定的困難。借助于虛擬化技術，利用當前流行的Cisco Packet Tracer（思科）、eNSP（華為）等網絡模擬軟件，能夠幫助學生通過模擬相關網絡設備，快速掌握網絡設備相關知識內容，有效的破解當前物力資源有限的教學困境。

2.2減少真實計算機系統損壞的問題

計算機系統設備不合理的使用容易造成設備的損壞，尤其是頻繁的強制啟動/關閉設備，容易造成硬盤、芯片等設備的不可修復的損傷，需要消耗大量的資金對實驗設備進行維護，影響正常的計算機實驗教學的進行，利用虛擬化技術——如虛擬機的適用，重啟、關閉操作，只需在軟件上進行模擬操作即可完成，對于真實主機沒有影響，有效提升了計算機系統的使用可靠性。

2.3提升應用軟件學習效率

在一些復雜軟件學習的過程中，在進行上機實驗之前往往需要對相應的軟件環境進行安裝配置，計算機實驗教室通常會安裝有常用的應用軟件，一些大型的諸如oracle數據庫、MATLAB等軟件往往由學生自己安裝進行，安裝過程中會消耗大量的時間和精力，留給真正操作和使用應用程序的時間相對不足，導致軟件學習效率低下。利用虛擬化技術，已經安裝配置好的實驗環境裝入虛擬機設備，在進行實驗的時候直接進行掛載，就可以進行使用，從而提升了相關軟件學習效率。

3淺析計算機虛擬技術在計算機教學中的應用思路

3.1利用虛擬化技術模擬真實物理設備

計算機教學中涉及到的物理設備千差萬別、種類繁多，實驗環境能夠提供并支持學生進行學習的設備極其有限，鑒于此，計算機虛擬化技術可以模擬真實的物理設備，如交換機、路由器、主機、網絡環境等都可以通過軟件的方式進行模擬，學生在不接觸真實設備的條件下，就可以完成相應內容的學習，離開了虛擬化技術，這是難以想象的。以當下流行的云計算平臺搭建為例，至少需要兩個真實物理機進行計算機集群的構建，實驗條件一般是不允許的，那么借助于虛擬機技術，通過在一臺主機設備上虛擬出來另外一臺物理主機，即可完成簡易集群的構建，為學習云平臺下的相關知識奠定了基礎。由此可見，虛擬化真實物理設備是虛擬技術在計算機教學中的常見應用。

3.2應用虛擬機進行應用軟件學習

計算機教學分支相對較多，不同方向教學內容所使用的應用軟件是不盡相同的，而計算機實驗室所能提供的實驗環境也不可能完全滿足各個計算機分支方向的需求，不同的應用軟件在同一操作系統下安裝有時會出現軟件沖突，導致應用軟件學習無法順利進行。同樣的應用虛擬機技術，可以將不同的應用軟件安裝在不同的虛擬機中，通過數據隔離實現軟件環境的隔離，同時省去了安裝相關軟件的操作，對于學習復雜軟件具有十分重要的意義。另外，計算機教師還可以將事先配置好的實驗環境放置于虛擬機鏡像中，在實驗室中只需通過虛擬機軟件進行恢復即可運行，對于保障軟件本身的應用學習是極其有益的。

3.3通過虛擬技術隔離真實環境

虛擬化技術有效的隔離了真實物理環境，其作用范圍僅僅在相應的軟件環境之內，對于宿主機的影響是極其有限的，這種隔離真實環境的保護措施對于學習一些對于網絡環境具有傷害的網絡安全技術有著積極的作用，學習者不必擔心相關操作影響的真實的物理環境，可以在虛擬環境中大膽實驗，為開展安全領域的計算機教學有著十分重要的意義。與此同時，虛擬化技術與云計算平臺有著天然的聯系，掌握和學習虛擬化技術對于了解云平臺底層架構是十分有益的，從這個角度來看，虛擬化技術的應用對于了解新技術也是十分有益的。

總之，虛擬化技術的應用彌補了計算機教學過程中物理資源的不足、有利于應用軟件的學習和物理設備保護。利用好虛擬化技術對于保障計算機教學質量是十分有益的。endprint