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計算機虛擬機技術(shù)及應(yīng)用論文(2)

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計算機虛擬機技術(shù)及應(yīng)用論文

  計算機虛擬機技術(shù)及應(yīng)用論文篇二

  《在計算機教學中虛擬技術(shù)的應(yīng)用分析》

  摘要:本文結(jié)合筆者多年的教學實際經(jīng)驗,分析了虛擬技術(shù)在高校計算機專業(yè)教學中的應(yīng)用,簡要介紹了其虛擬機的原理及背景,著重分析了其與傳統(tǒng)教學比較的優(yōu)勢之所在,最后實際分析了虛擬技術(shù)在計算機教學中幾個方面的運用。

  關(guān)鍵詞:虛擬機;高校;計算機;教學

  一、引言

  隨著大學的擴大招生模式的啟用,許多高校的運行都受其影響,面臨的一系列的問題,其中就有經(jīng)費投入不足導致的教學設(shè)備,場地等不能滿足教學的問題。特別是在許多工科專業(yè),如計算機專業(yè),由于其發(fā)展迅速,新技術(shù)層出不窮,設(shè)備更新快,如果受到經(jīng)費的制約,設(shè)備技術(shù)得不到更新,將很難保證教學的質(zhì)量。目前,在計算機專業(yè)中,大部分教師都是采用的多媒體教學,但由于條件限制,學生在上課的過程中將會出現(xiàn)軟件與系統(tǒng)的不兼容,操作系統(tǒng)切換困難等諸多問題,使得實踐性課程的教學和實驗進行困難。為了實現(xiàn)“以能力形成為核心的人才培養(yǎng)”模式,如何有效的利用設(shè)備,提高教學質(zhì)量,以達到教學目標,是當今大學擴招后所面臨的重要課題之一。就上所述,采用虛擬機(Virtual machine)技術(shù),能過有效的解決計算機專業(yè)的實驗設(shè)備,場地等由于投入資金不足所帶來的問題,在保證教學質(zhì)量的同時,又為學校節(jié)省了資金。

  二、虛擬機簡介

  所謂的虛擬機是指通過計算機軟件來實現(xiàn)模擬一個具備完整的硬件系統(tǒng)功能的、運行在一個完全隔離環(huán)境中的完整計算機系統(tǒng)。它能在已有的操作系統(tǒng)上再虛擬出一個新的系統(tǒng)。而這個虛擬出來的系統(tǒng)與原有的系統(tǒng)是相互獨立的,它不依靠原有機器的硬件運行,而是由它虛擬出來的各種獨立硬件來支持運行。它的硬盤是從現(xiàn)實硬盤中新建的一個文件夾,它的內(nèi)存是從現(xiàn)實內(nèi)存中劃分出來的一部分,并且它具有不唯一性,在一臺電腦上可以虛擬出多個虛擬計算機,而且它們能實現(xiàn)真實計算機所能實現(xiàn)的所有功能。對于應(yīng)用程序而言,在虛擬機上運行與在一臺真正的計算機上運行完全一樣,沒有區(qū)別。例如你可以在虛擬機上裝載騰訊QQ來進行聊天,或者裝載一些游戲軟件來玩游戲等等,現(xiàn)今比較流行的虛擬機有Virtual PC和VMware,然而Virtual PC只支持2004之前的版本,而VMware的虛擬機運用環(huán)境真實,因此在教學中被廣泛使用[1]。

  三、虛擬機軟件

  雖然虛擬機在十多年前就已經(jīng)被研發(fā),但是由于硬件的限制,一直得不到很好的發(fā)展。隨著近幾年硬件技術(shù)的完善和進步,虛擬機技術(shù)終于能得以發(fā)揮,得到市場的認可。目前在市場上有三大公司的虛擬機軟件比較暢銷。其一為微軟公司的Virtual PC、Virtual Server,能在Windows和Mac OS的環(huán)境下運行,它們幾乎支持所有的主流操作系統(tǒng);其二為SUN公司推出的xVM Virtual Box,能在Linux和Windows的環(huán)境下運行。也幾乎支持所有的主流操作系統(tǒng)。其三是VMware公司推出的VMware Workstation和VMware Sever。它們能在Linux和Windows 2000以上的版本環(huán)境下運行。幾乎支持所有的主流操作系統(tǒng)。每個公司推出的虛擬機軟件功能大同小異,客戶具體選擇哪種就看個人的業(yè)務(wù)取向了。

  虛擬機軟件具有以下幾個特點:

  (1)每個虛擬機都能擁有計算機的所有資源,并且利用這些資源虛擬出獨立于現(xiàn)實計算機的硬件資源,如CPU、外存、內(nèi)存等。

  (2)每個虛擬機都有一個VM控制塊。用它可以控制虛擬機的運行狀態(tài),調(diào)度優(yōu)先級等。

  (3)每個虛擬機都會從實際計算機的內(nèi)存中劃分出一部分當作自己的內(nèi)存使用,并且該內(nèi)存相對實際計算機獨立。

  (4)在同一臺電腦上,能虛擬出多個虛擬機,并且每個虛擬機運行獨立,能裝不同的系統(tǒng)與軟件,并且它們之間還能建立起聯(lián)系,共享資源,相互通話等。

  (5)每個虛擬機都是主機硬盤上虛擬的一個文件,與主機系統(tǒng)完全隔離,所以在虛擬機上使用了非法也不會對現(xiàn)實電腦造成破壞。

  (6)每個虛擬機都能夠被隨意設(shè)置系統(tǒng)參數(shù),如虛擬機名稱,內(nèi)存大小,硬盤大小等,當然設(shè)置的內(nèi)存或硬盤容量的大小不能超過實際計算機內(nèi)存、硬盤容量的大小。

  四、虛擬技術(shù)在計算機課程實驗教學中的應(yīng)用

  (一)虛擬機在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學中的應(yīng)用

  許多高校由于網(wǎng)絡(luò)實訓設(shè)備緊張,網(wǎng)絡(luò)實訓教室建設(shè)不完全,不規(guī)范,導致學校網(wǎng)絡(luò)實訓教學困難重重,教師教學也就只能把大部分時間花在了枯燥的理論教學上,然而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的教學實踐性強,并且由于理論教學內(nèi)容抽象而枯燥,所以導致學生學習積極性不高。于是教學質(zhì)量大打折扣。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的教學中推廣了虛擬機的話,網(wǎng)絡(luò)實訓設(shè)備緊張的問題就可以得到很好的解決。通過虛擬機技術(shù)。我們就能夠?qū)崿F(xiàn)一臺計算機當作多臺計算機使用。并且每一臺虛擬出來的計算機都是在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一個獨立的個體。虛擬機通過模擬出來的網(wǎng)卡、交換機等設(shè)備,可以虛擬出一個滿足網(wǎng)絡(luò)搭建要求的模擬環(huán)境,學生在這個模擬的環(huán)境中可以進行組建局域網(wǎng)的實驗。組建了局域網(wǎng)后,虛擬機之間就有可以互相進行訪問了。教師可以把一部分虛擬機設(shè)置為服務(wù)器,另一部分設(shè)置為客戶端,讓學生學習網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器安裝配置與管理、搭建的相關(guān)知識,并且進行Web、FTP、DNS、DHCP、電子郵件等服務(wù)的配置實驗,從而加強對網(wǎng)絡(luò)的理解,在實踐中體驗書本上的抽象知識[2]。

  (二)虛擬機在計算機組裝與維護教學中的應(yīng)用

  計算機的組裝與維護是計算機專業(yè)的一項基礎(chǔ)課程,在該課程中,學生可以學到對計算機硬盤實現(xiàn)分區(qū)、格式化,為計算機裸機安裝操作系統(tǒng)、進行Ghost備份與恢復等知識。然而在傳統(tǒng)教學中,這些知識大部分都是理論教學,很少進行試驗教學。這是因為對計算機硬盤實現(xiàn)分區(qū)、格式化,為計算機裸機安裝操作系統(tǒng)、進行Ghost備份等相關(guān)操作會對計算機硬盤數(shù)據(jù)造成破壞,使得系統(tǒng)安全得不到保證,這對于本來就設(shè)備緊缺的高校是一個不能承受的損失,因此高校不予以支持,學生動手實踐得不到保證,造成理論和實踐的脫節(jié)。如果引用虛擬機技術(shù)的話,那么學校方面就可以放下對計算機造成損害的這個顧慮了,由于虛擬機的易維護性,易管理性。學生可以在虛擬機上隨意的進行CMOS參數(shù)設(shè)置、硬盤的分區(qū)等操作。就算由于操作失誤導致了系統(tǒng)崩潰,由于虛擬機實際上只是主機中的一個文件,因此能很快復原,使得學生能繼續(xù)試驗。并且由于在虛擬環(huán)境中的操作和在實際計算機中的操作過程幾乎完全一樣,因此完全能夠滿足教學要求。下面將介紹一個對虛擬機進行各種測試試驗的實例。

  學生在進行實驗時先新建一個虛擬機,為該虛擬機其配置硬盤大小,添加進行系統(tǒng)維護所需的光驅(qū)等硬件。然后運行虛擬機,并進入虛擬機的BIOS,熟悉CMOS環(huán)境。并對COMS參數(shù)的設(shè)置實驗,如設(shè)置第一啟動為USB啟動,對CPU進行超頻設(shè)置等,設(shè)置完成后,還原默認設(shè)置,退出BIOS,通過虛擬光驅(qū)加載實驗所需的操作系統(tǒng)光盤或鏡像文件,進入操作系統(tǒng)。進入系統(tǒng)后,對其虛擬硬盤進行分區(qū)、清理碎片、格式化分區(qū)等操作。由于這些操作均是在虛擬環(huán)境下進行的,因此不會對主機本身造成任何傷害。對虛擬硬盤分好區(qū)后,學生就可以進行對虛擬機安裝軟件的操作了,如比如殺毒軟件、還原軟件、分區(qū)軟件等各種系統(tǒng)維護工具軟件Office、Photoshop等常見的應(yīng)用軟件。軟件安裝完成后,運行正常。實驗結(jié)束,填寫實驗報告[3]。

  (三)虛擬機在其它方面上的應(yīng)用

  在網(wǎng)頁設(shè)計和程序設(shè)計的課程試驗中,由于其測試往往需要通過多個系統(tǒng)和環(huán)境,因此在普通計算機中是個難以解決的問題,如果使用虛擬機的話,由于其具有多系統(tǒng)運行性,因此能夠很好的解決這個問題,為網(wǎng)頁設(shè)計和程序設(shè)計的測試節(jié)省了時間,提高了工作效率。

  五、結(jié)語

  筆者結(jié)合自己多年來教學的實際經(jīng)驗,采用虛擬機軟件構(gòu)建的教學、實驗平臺既能挖掘了設(shè)備潛力從而節(jié)省資金投入,又緩解了實驗管理員工作量過大、實驗設(shè)備嚴重不足等問題。其應(yīng)用也給學生課內(nèi)外的自主學習提供了可能,增強了學生學習的主動性和積極性,能方便老師的教學,大力開發(fā)虛擬技術(shù)在高校計算機專業(yè)的應(yīng)用是教學的趨勢之所在,希望本文能對今后的工作提供些許借鑒。

  參考文獻:

  [1]沐士光.虛擬化技術(shù)探討[J].中小企業(yè)管理與科技,2009,7

  [2]秋燕.淺談虛擬機技術(shù)在計算機教學與實驗中的應(yīng)用[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用,2010,11

  [3]王春海,劉曉輝,白風濤.VMware虛擬機[M].北京:中國鐵道出版社,2007

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