虛擬機技術在計算機基礎教學中的運用

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【摘要】隨著信息技術的不斷發(fā)展，當前計算機技術已成為各個領域必備的實用工具，計算機等級已成為企業(yè)招聘員工的要求之一。在目前計算機教學的過程只能夠越來越注重學生的實踐能力培養(yǎng)，但往往受限于學校教學設備，不能充分滿足教學需求，而虛擬機技術剛好能填補這方面的不足，本文就虛擬機技術在計算機基礎課堂教學中的應用進行探討，以期為計算機基礎課堂教學提供更多參考。

【關鍵詞】虛擬技術；計算機基礎教學；應用

虛擬機技術（VirtualMachine）是指通過軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運行在一個完全隔離環(huán)境中的研究始于20世紀60年代，但直到90年代，該技術才受到人們的關注，它具有與真實系統(tǒng)同樣的功能和界面，進入該系統(tǒng)后，所有的相關操作都可以在這個虛擬系統(tǒng)里獨立的進行，不僅不會對真正的系統(tǒng)產生影響，還可以獨立的保存數(shù)據(jù)，安裝運行軟件，是一種能在虛擬鏡像和現(xiàn)有系統(tǒng)中切換自如的一類操作系統(tǒng)。當前應用的比較廣泛的虛擬機系統(tǒng)有VirtualPC、VirtualBox和VMware等，這三種技術都可以在一臺計算機上虛擬出多種不同的操作系統(tǒng)和多臺計算機，其中威睿工作站（VMwareWorkstation）是一款功能強大的桌面虛擬計算機軟件，本文主要以它為例進行舉例闡述。

1虛擬機技術的實際應用

1.1操作系統(tǒng)安裝

計算機基礎學習中，如何安裝操作系統(tǒng)是其學習的主要內容之一，同時也是每位學生必須掌握并熟練運用的知識點，但是技術上由于缺乏一個安裝操作系統(tǒng)的實踐機會，導致大部分學生對這項技術并沒有真正掌握。為了保護學校機房其設備和日常教學的完好性，因此，在安裝好應用軟件和操作系統(tǒng)后對其進行了保護，不允許學生進行擅自改變，以免導致計算機系統(tǒng)崩潰和應用軟件崩潰影響教學，所以操作系統(tǒng)安裝課程只能在停留在書本上，無法真正實際實踐，此時，虛擬機技術便可以彌補這些不足，是學生能應用軟件安裝和操作系統(tǒng)練習，雖然在虛擬機軟件操作中，可能造成數(shù)據(jù)丟失和軟件破壞，甚至操作系統(tǒng)崩潰，但是，虛擬機上的操作系統(tǒng)崩潰對宿主機而言只是文件損壞而已，并不會影響物理計算機的應用軟件和操作系統(tǒng)。利用虛擬機技術可以在一臺電腦上模擬出多臺PC，而且這些PC可以互不干擾獨立運行，雖然一般情況下，一臺電腦可以安裝多種操作系統(tǒng)，但同一時間只能運行一種操作系統(tǒng)，若要切換操作系統(tǒng)，電腦就必須重啟選擇。但是在虛擬機情況下可以不用重啟系統(tǒng)，同時運行多個軟件，并可以隨意切換，這樣就能進一步節(jié)省時間提高效率。學生可以在同一臺電腦中學習安裝如常用的windowsXP、windows7以及安卓、蘋果、Linux系統(tǒng)等，將書本上學習到的操作知識，實際應用到實踐活動中去，不僅能進一步擴大學生的知識面，也有助于培養(yǎng)學生的綜合能力。

1.2計算機系統(tǒng)維護

計算機日常操作中一項基本技能便是計算機系統(tǒng)維護，也是判斷學生對計算機操作是否熟練的標準。但計算機系統(tǒng)維護并不能光靠課堂上學習理論知識就能明白的，必須通過實踐活動才能真正學會。然而，學校機房無法不可能為這樣的課程提供條件，所以可以建筑虛擬機的仿真性來完成這種學習實踐，彌補不能動手操作的缺陷。1.2.1CMOS設置（BIOSSetup）。對于大多數(shù)普通電腦操作者來說CMOS設置基本不會運用，但是卻是學習電腦維護的必備技能之一，特別是相對于一臺“裸機”而言更是如此，因此，CMOS設置學習是十分重要的，而通過Vmwareworkstation的虛擬機才單項中電源子項設置就能解決實踐學習問題，用虛擬機啟動后模擬進入CMOS設置程序界面，就可以對系統(tǒng)的硬件配置參數(shù)、日期時間、口令和啟動順序等進行編寫，由于BIOS設置在VMware屬于比較復雜的一種，可以模PhoenixBIOS的程序編寫，若學生能熟練掌握BIOS設置，那么很容易就能實現(xiàn)對大部分筆記本電腦和PC機進行設置。1.2.2硬盤分區(qū)、格式化。學校機房電腦上也不適合硬盤分區(qū)、格式化操作實踐學習，操作不當不僅會導致系統(tǒng)崩潰還會導致數(shù)據(jù)丟失和軟件癱瘓，這種操作在學校機房中是不被允許進行實踐學習的，但是這項技能是學生學習過程中被要求必須要求掌握的，這就使教學雙方處于互相矛盾的境地。而利用虛擬機技術就可以很好的解決這個問題，目前Partition-Magic和DM是使用比較廣泛的硬盤分區(qū)、格式化軟件，首先可以在網上下載這些軟件的ISO文件，然后將其保存于物理主機的硬盤中，隨后將虛擬機的CD光驅通過利用ISO文件指向這些軟件光盤鏡像文件，啟動虛擬機后徐哲進入BIOS子項，設置CD-R0M為第一啟動，可以直接在虛擬機系統(tǒng)中運行分區(qū)軟件進行各項操作，也可以運行虛擬機光盤中的分區(qū)軟件對硬盤進行分區(qū)或格式化操作練習。虛擬機中的硬盤是模擬出來的，只是存在于屋里硬盤上的一個文件，因此，即使格式化、分區(qū)操作出現(xiàn)多次錯誤，最多也是導致文件損壞，并不會對物理銀盤產生影響。

1.3網絡組建和安全實踐

計算機網絡安全和局域網組建是計算機學習中操作性較強的內容，若沒有通過具體實踐和系統(tǒng)訓練學生根本無法掌握要點，尤其是計算機網絡安全教學中的模擬網絡攻擊將會給真正的計算機網絡系統(tǒng)帶來危害，使計算機網絡癱瘓或者損壞。但通過虛擬機模擬組建網絡就沒有這些顧慮了，以VMware為例，其網絡設置包括：①在橋接模式下，虛擬機與宿主機IP地址不同但保持在同一網絡，虛擬機網絡直接連接到物理局域網上，虛擬機類似于物理機與其他計算機形成對等關系；②在Host-Only模式下，虛擬機將會被隔離在一個虛擬的局域網中，這種方式只能實現(xiàn)宿主機與虛擬機間的通信，該局域網與屋里局域網不會發(fā)生數(shù)據(jù)交換，即該虛擬機系統(tǒng)與網絡內其他宿主機不能相互訪問；③在NAT模式下，虛擬機借用他的網絡連接和IP地址，對外訪問時，完全可以使用宿主機的IP地址，從外部網絡上看，完全無法看到虛擬機，只能看到宿主機。

2虛擬機技術的其他應用

2.1軟件測試

各種有破壞性及風險性的實驗可以通過采用虛擬機進行軟件測試和病毒干擾，有效避免病毒度宿主機數(shù)據(jù)和操作系統(tǒng)的侵害，即使虛擬機系統(tǒng)崩潰也不會對宿主機的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)軟件造成影響。此外，還可以利用VMware的快照功能保留虛擬機狀態(tài)，節(jié)省啟動時間，隨時可以恢復到原狀態(tài)，提高工作效率。

2.2攜帶方便的虛擬機器

由于虛擬機模擬出來的硬件型號是固定的，無關于宿主機的實際硬件。例如，同一臺機器里利用VMWare安裝了lin-ux，就可以識別一些VirtualBox的分發(fā)程序，而且可以將整個虛擬機文件復制到VMWare里運行，這樣就可以將一臺機器中的虛擬機文件復制到移動硬盤，然后在任何一臺虛擬機計算機理插入該盤，隨時攜帶的硬盤便成為了一臺真正意義上的虛擬機器。

3結語

虛擬機技術為計算機教學帶來了便利的仿真實踐，具有一定的仿真性和安全性，為傳統(tǒng)的局限于理論教學的計算機基礎課程帶來了創(chuàng)新和改革，不僅有利于課堂教學，而且能進一步培養(yǎng)學生的動手實踐能力，該方法可廣泛應用于計算機基礎教學。

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作者:亓路路 單位:湖南工藝美術職業(yè)學院