虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)培訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

魏軍君

南京揚(yáng)子石化電視大學(xué)，南京 210048

虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)培訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

魏軍君

南京揚(yáng)子石化電視大學(xué)，南京 210048

計(jì)算機(jī)培訓(xùn)由于機(jī)房硬件設(shè)備的相對(duì)落后等原因，形成了教學(xué)瓶頸，該文研究了利用虛擬機(jī)的特點(diǎn)去尋找突破教學(xué)瓶頸的方法，分析探討了虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)培訓(xùn)中的若干實(shí)際應(yīng)用。

虛擬機(jī)；計(jì)算機(jī)培訓(xùn)；操作系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

virtual machineC; omputetrr aining; The operating system; The computer network

引言

計(jì)算機(jī)信息技術(shù)作為21世紀(jì)人才必須掌握的基本技能，成為企業(yè)員工和大學(xué)生必須掌握的重要課程。但是，隨著計(jì)算機(jī)硬件與軟件的飛速發(fā)展，許多培訓(xùn)單位和高校的計(jì)算機(jī)教學(xué)與實(shí)踐出現(xiàn)了教學(xué)需求與現(xiàn)實(shí)機(jī)房設(shè)備相對(duì)落后的矛盾，以致無法完全滿足培訓(xùn)和教學(xué)的實(shí)驗(yàn)要求。虛擬機(jī)技術(shù)的使用卻可以提高單臺(tái)計(jì)算機(jī)的利用率，是解決這類問題最有效的方法和途徑。

1 機(jī)房存在的問題

在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)等課程部分內(nèi)容的教學(xué)時(shí) ,往往需要運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)具有破壞性的軟件,如格式化軟件或病毒軟件,另外還需要多臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)，教師才能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)際操作的講解。而大多數(shù)培訓(xùn)單位或?qū)W校因受資金等因素的制約,沒有能力建立專門的實(shí)驗(yàn)機(jī)房,許多知識(shí)點(diǎn)停留在理論講解上,這樣就影響了教學(xué)效果。虛擬機(jī)的研究和應(yīng)用無疑可以解決以上問題。

2 虛擬機(jī)概述

虛擬機(jī) (Virtual Machine)是指利用第三方軟件在一臺(tái)實(shí)體計(jì)算機(jī)中劃分出一部分硬盤空間和內(nèi)存容量來模擬出一臺(tái)完整的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng),而這臺(tái)被模擬出來的計(jì)算機(jī)可以和真實(shí)的實(shí)體計(jì)算機(jī)一樣擁有自己的硬件設(shè)備,例如CPU、硬盤、聲卡、顯卡、網(wǎng)卡等等,并且這些硬件是標(biāo)準(zhǔn)的,能被大多數(shù)系統(tǒng)所支持。

VMware Workstation和Virtual PC是建立虛擬機(jī)和構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)的最常用工具軟件。在實(shí)際使用中,可以根據(jù)自己的需要去選擇，筆者使用的是VMware Workstation。

3 虛擬機(jī)（VMware Workstation）在培訓(xùn)使用中的特點(diǎn)

虛擬機(jī)（VMware Workstation）的應(yīng)用可以降低硬件上的資金開銷，既經(jīng)濟(jì)又有效果，這對(duì)于那些資金不足的培訓(xùn)單位和學(xué)校較為適用。比如,以前要做一個(gè)組網(wǎng)實(shí)驗(yàn),就必須購買多臺(tái)計(jì)算機(jī),還需要交換機(jī)和復(fù)雜的連線。而有了虛擬系統(tǒng),只要一臺(tái)普通計(jì)算機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)組建網(wǎng)絡(luò)了。

在虛擬機(jī)（VMware Workstation ）構(gòu)建的平臺(tái)上,可以安裝多種計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng),如Windows系列和Linux 等,可以滿足不同的計(jì)算機(jī)培訓(xùn)課程的教學(xué)需求。

2012年以來，諸暨市人民法院及下屬各個(gè)法庭，先后設(shè)立了訴訟服務(wù)中心，由法官輪流值班，為案件當(dāng)事人提供法律咨詢、糾紛調(diào)解、訴訟引導(dǎo)、判后答疑等法律服務(wù)。對(duì)涉及婚姻家庭糾紛、鄰里矛盾、小額債務(wù)等案情簡(jiǎn)單、爭(zhēng)議不大的民事糾紛，當(dāng)事人前來立案時(shí)，立案法官會(huì)發(fā)送《調(diào)解勸導(dǎo)書》，勸導(dǎo)其到駐庭調(diào)解中心先行調(diào)解。2013年以來，各法庭的駐庭調(diào)解中心累計(jì)促成3460起糾紛訴前調(diào)解成功，調(diào)解成功率達(dá)70%以上，自動(dòng)履行率達(dá)98.34%。[6]

虛擬機(jī)（VMware Workstation）模擬出的硬件是標(biāo)準(zhǔn)化的，并且與原實(shí)體計(jì)算機(jī)中的硬件設(shè)備無關(guān),這就保證了虛擬機(jī)的硬件兼容性。這一特性為教學(xué)培訓(xùn)提供了便利。

虛擬機(jī)（VMware Workstation）系統(tǒng)與主機(jī)系統(tǒng)之間有很好的隔離性,虛擬機(jī)系統(tǒng)的崩潰不會(huì)損壞原有實(shí)體計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)和軟件。

利用虛擬機(jī)（VMware Workstation）可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上組建網(wǎng)絡(luò), 虛擬機(jī)提供了虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，比如網(wǎng)卡、交換機(jī)等,這為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供了方便。

虛擬機(jī)（VMware Workstation）系統(tǒng)具有快速恢復(fù)的特性,使得原本繁雜的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的維護(hù)變得簡(jiǎn)單了。在使用中一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)受到計(jì)算機(jī)病毒的破壞或嚴(yán)重的誤刪除操作,可以利用其還原功能快速還原到系統(tǒng)先前的狀態(tài)。

虛擬機(jī)（VMware Workstation）具有比實(shí)體計(jì)算機(jī)實(shí)際系統(tǒng)好得多的擴(kuò)展性,可以方便地在虛擬機(jī)系統(tǒng)上增加硬件，比如硬盤或者網(wǎng)卡,不需要拆開機(jī)箱和花費(fèi)額外的多余的硬件費(fèi)用。

4 虛擬機(jī)（VMware Workstation）技術(shù)在計(jì)算機(jī)培訓(xùn)中的應(yīng)用

下面是虛擬機(jī)（VMware Workstation）在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中應(yīng)用的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。

4.1 操作系統(tǒng)（OS）底層軟件操作實(shí)驗(yàn)

虛擬機(jī)（VMware Workstation）的啟動(dòng)過程和實(shí)體計(jì)算機(jī)啟動(dòng)過程是一樣的。首先是自檢，按F2便可以進(jìn)入BIOS界面進(jìn)行設(shè)置。進(jìn)入BIOS SETUP界面，可以讓學(xué)員了解BIOS的各項(xiàng)參數(shù)，例如開機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)順序、時(shí)間設(shè)置、日期設(shè)置、CPU頻率、密碼等。

4.2 安裝操作系統(tǒng)和多操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

進(jìn)入裝好的虛擬機(jī)，從光盤、U盤或者鏡像文件引導(dǎo)系統(tǒng).然后從操作系統(tǒng)安裝光盤或者系統(tǒng)的鏡像文件進(jìn)行所需的操作系統(tǒng)安裝，與實(shí)體PC機(jī)的安裝方式相同。

目前在計(jì)算機(jī)培訓(xùn)的教學(xué)領(lǐng)域，大部分培訓(xùn)單位或?qū)W校使用的操作系統(tǒng)都是WINDOWS XP，對(duì)于Linux等其他操作系統(tǒng)只限于理論上的介紹。怎樣才能讓學(xué)生能夠掌握多種操作系統(tǒng)的使用，且避免多個(gè)系統(tǒng)對(duì)機(jī)房計(jì)算機(jī)的影響，借助虛擬機(jī)進(jìn)行多系統(tǒng)的安裝和使用就是一種有效的技術(shù)途徑?？梢栽谝慌_(tái)實(shí)體電腦上將硬盤和內(nèi)存的一部分拿出來虛擬出若干臺(tái)虛擬機(jī)，每臺(tái)虛擬機(jī)可以運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)而互不干擾。如果某個(gè)虛擬系統(tǒng)崩潰，可以將其直接刪除而不影響其他虛擬機(jī)和實(shí)體機(jī)系統(tǒng)。因此，在虛擬機(jī)中的任何操作都不會(huì)破壞實(shí)體計(jì)算機(jī)的硬盤分區(qū)和數(shù)據(jù)。這樣教師上課時(shí)不用擔(dān)心學(xué)員上課會(huì)誤操作，致使機(jī)器崩潰了，同時(shí)教師在進(jìn)行培訓(xùn)教學(xué)過程中，可以利用虛擬機(jī)從一種操作系統(tǒng)直接進(jìn)入其他操作系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)演示，而不需要頻繁重啟計(jì)算機(jī)。

4.3 組建網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器配置與管理實(shí)驗(yàn)

組建網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)需要多臺(tái)實(shí)體計(jì)算機(jī)和若干網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，而利用虛擬機(jī)技術(shù)只要一臺(tái)電腦便能建立多臺(tái)虛擬機(jī)，還可以虛擬出網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如交換機(jī)、網(wǎng)卡等，滿足組建網(wǎng)絡(luò)的需要。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，每個(gè)虛擬機(jī)都要對(duì)虛擬網(wǎng)卡進(jìn)行配置，并為虛擬網(wǎng)卡選擇正確的連接類型，這樣才能夠與其它虛擬機(jī)或主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

在組建的虛擬網(wǎng)絡(luò)里，將一些虛擬機(jī)配置為服務(wù)器，另外些虛擬機(jī)配置為客戶機(jī)，這樣就可以讓學(xué)員從中學(xué)習(xí)服務(wù)器的管理和配置?？稍谔摂M機(jī)上進(jìn)行Web、DNS、DHCP、FTP、Mail、服務(wù)器的配置實(shí)驗(yàn)。

4.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)

由于互聯(lián)網(wǎng)病毒的傳播和破壞方式的多樣化和網(wǎng)絡(luò)化，網(wǎng)絡(luò)安全培訓(xùn)課程也就顯得至關(guān)重要。網(wǎng)絡(luò)安全培訓(xùn)課程一般要完成網(wǎng)絡(luò)命令、計(jì)算機(jī)掃描技術(shù)、入侵檢測(cè)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)、計(jì)算機(jī)病毒及反病毒技術(shù)、防火墻技術(shù)等實(shí)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)機(jī)房機(jī)器上由于安裝軟（硬）件保護(hù)的原因，導(dǎo)致了像網(wǎng)絡(luò)攻擊軟件、病毒軟件不能存在于安裝了殺毒軟件的普通實(shí)體計(jì)算機(jī)上。教師在培訓(xùn)教學(xué)中講解計(jì)算機(jī)病毒和計(jì)算機(jī)掃描等技術(shù)時(shí)只能停留在理論上，很難進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示。虛擬機(jī)的使用可以改變這一狀況，可以在虛擬機(jī)系統(tǒng)上安裝檢測(cè)和攻擊軟件，可以植入病毒文件進(jìn)行攻擊和防御實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)員更加直觀地了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，保證了教學(xué)質(zhì)量。

5 虛擬機(jī)（VMware Workstation）技術(shù)在計(jì)算機(jī)培訓(xùn)中的應(yīng)用之局限性

首先，虛擬機(jī)對(duì)實(shí)體計(jì)算機(jī)CPU和內(nèi)存資源占用較多，如果運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)，時(shí)間會(huì)較長(zhǎng)，不采取措施會(huì)影響教學(xué)。其次，虛擬機(jī)無法虛擬網(wǎng)絡(luò)故障，這讓學(xué)員無法完全體驗(yàn)真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

6 結(jié)語

綜上所述，在計(jì)算機(jī)培訓(xùn)中，可以利用虛擬機(jī)高效完成計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)等課程的要求，同時(shí)可以充分利用機(jī)房資源，減少硬件成本。隨著對(duì)虛擬機(jī)技術(shù)的研究和探討的不斷深入，更多的功能會(huì)被挖掘并在計(jì)算機(jī)培訓(xùn)中發(fā)揮更大的作用。

The virtual machine technology in computer training the teaching application

Wei Junjun

Nanjing yangzi petrochemical TV university, Nanjing 210048

Computetrr aining because of the relative ly backward hardwaree quipmenrot om and othe r reasonsf, ormedt he bottlenectke achingt, his paper studiest he use of virtual machinfe eatures to look for the breakthrougteh aching methood f the bottleneckt, he paper discussetd he virtual machine technologiyn computetrr aining, some practic al application.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.15.112

魏軍君， 職稱：大學(xué)計(jì)算機(jī)講師。