虛擬機(jī)技術(shù)在中職《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》教學(xué)中的應(yīng)用

溫偉方

（中山市中等專業(yè)學(xué)校 廣東 中山 528458）

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》課程是一門(mén)操作性非常強(qiáng)的課程，同時(shí)，也是中職學(xué)校計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的一門(mén)必修專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程中的一部分重要教學(xué)內(nèi)容，如系統(tǒng)BIOS設(shè)置、硬盤(pán)分區(qū)與格式化、安裝各類操作系統(tǒng)、修改Windows注冊(cè)表、操作系統(tǒng)備份和恢復(fù)等，相關(guān)實(shí)訓(xùn)操作很容易改變甚至破壞計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)置及硬盤(pán)中的數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)丟失或系統(tǒng)崩潰，并增加硬件設(shè)備的維修率和損耗率，同時(shí)加大機(jī)房的維護(hù)難度。又由于當(dāng)前中職學(xué)校普遍存在學(xué)生多、計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源不足的情況，很多學(xué)校在教學(xué)過(guò)程中都只安排學(xué)生在機(jī)房進(jìn)行極有限的幾次操作實(shí)驗(yàn)，還有些學(xué)校甚至根本不安排實(shí)驗(yàn)，只由任課教師在課堂上利用投影儀進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，從而導(dǎo)致學(xué)生并不能得到充分的上機(jī)動(dòng)手實(shí)踐，對(duì)相關(guān)知識(shí)和技能的掌握情況也大打折扣。這樣，教師的教學(xué)效果也是事倍功半，課程培養(yǎng)目標(biāo)得不到有效落實(shí)。因此，如何充分利用機(jī)房有限的資源進(jìn)行教學(xué)，成為了當(dāng)前中職《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》課程教學(xué)中的棘手問(wèn)題。

針對(duì)上述情況，筆者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的探索與實(shí)踐，在《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》課程教學(xué)中引入虛擬機(jī)技術(shù)，建立了基于VMware軟件的虛擬機(jī)平臺(tái)，用于教學(xué)演示和學(xué)生動(dòng)手實(shí)操。在這個(gè)平臺(tái)上，用戶有著與真實(shí)環(huán)境基本完全一致的體驗(yàn)，教師可以全方位地對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行演示，而學(xué)生也可以隨時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)BIOS設(shè)置、硬盤(pán)分區(qū)與格式化操作、安裝各類操作系統(tǒng)、修改Windows注冊(cè)表、操作系統(tǒng)備份和恢復(fù)等操作，不用擔(dān)心會(huì)破壞計(jì)算機(jī)物理硬盤(pán)空間上的數(shù)據(jù)以及計(jì)算機(jī)真實(shí)操作系統(tǒng)，從而使教學(xué)中遇到的困難得到有效緩解。

虛擬機(jī)技術(shù)及常用虛擬機(jī)軟件簡(jiǎn)介

虛擬機(jī)概念 所謂虛擬機(jī)就是指虛擬的計(jì)算機(jī)。虛擬的含義，是相對(duì)于真實(shí)的物理計(jì)算機(jī)而言的。物理計(jì)算機(jī)是由看得見(jiàn)、摸得著的各類計(jì)算機(jī)部件構(gòu)成，其配件如CPU、內(nèi)存、聲卡、硬盤(pán)、網(wǎng)絡(luò)適配器、光驅(qū)等，都是真實(shí)存在的。如果從物理計(jì)算機(jī)的原有系統(tǒng)中“分割”出一部分內(nèi)存容量和硬盤(pán)空間，虛擬成一臺(tái)獨(dú)立于原有系統(tǒng)的新計(jì)算機(jī)，新計(jì)算機(jī)有獨(dú)立的CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)、網(wǎng)絡(luò)適配器及其他各種配件，可以像對(duì)待原有物理計(jì)算機(jī)那樣對(duì)新計(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)BIOS設(shè)置、硬盤(pán)分區(qū)與格式化操作、安裝各類操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，這種虛擬出來(lái)的新計(jì)算機(jī)就稱做虛擬機(jī)。而創(chuàng)建這樣的虛擬機(jī)是通過(guò)各類軟件實(shí)現(xiàn)的，這類軟件就稱為虛擬機(jī)軟件。

常用虛擬機(jī)軟件 當(dāng)前常用的虛擬機(jī)軟件主要有三種，即VMware workstation （以 下 簡(jiǎn) 稱 為 VMware）、MicrosoftVirtualPC和OracleVM VirtualBox。三款軟件各有特點(diǎn)。Microsoft Virtual PC對(duì)微軟的平臺(tái)能提供最好的支持，Oracle VM VirtualBox提供了開(kāi)源版本，而VMware則具有功能最強(qiáng)大、穩(wěn)定性好，提供對(duì)幾乎所有常見(jiàn)操作系統(tǒng)的支持，同時(shí)，擁有最廣泛的用戶群的特點(diǎn)。因此，本文以VMware7.0版本為例來(lái)講述虛擬機(jī)的應(yīng)用。

VMware虛擬機(jī)的特點(diǎn) （1）可以在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上同時(shí)安裝和使用多種操作系統(tǒng)， 例如 Microsoft Windows、Linux、Novell NetWare、Sun Solaris、FreeBSD，以及最新的Mac OS XLion等，而且完成多操作系統(tǒng)的安裝與使用，均不用重新進(jìn)行硬盤(pán)分區(qū)或重啟計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)。（2）不同操作系統(tǒng)之間可以實(shí)現(xiàn)完全隔離，并且還能保護(hù)相應(yīng)操作的使用環(huán)境以及所有安裝在操作系統(tǒng)上面的應(yīng)用軟件和資料，并且還具有強(qiáng)大的硬盤(pán)與系統(tǒng)還原功能。（3）不同的操作系統(tǒng)之間能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊、文件共享等互動(dòng)操作，同時(shí)還具有錄像功能，既能捕捉單張屏幕圖片，又能捕獲視頻。（4）提供對(duì)物理主機(jī)所有外設(shè)及幾乎所有接口的支持，包括物理主機(jī)的光驅(qū)以及實(shí)時(shí)檢測(cè)到U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)等USB設(shè)備。

VMware虛擬機(jī)的安裝與創(chuàng)建

現(xiàn)以當(dāng)前常用的VMware 7.0版本為例來(lái)講述虛擬機(jī)的安裝與創(chuàng)建。

安裝VMware虛擬機(jī)的硬件與軟件環(huán)境要求 安裝VMware虛擬機(jī)的計(jì)算機(jī)硬件要求并不算高，具備P4或以上的CPU，1G或以上的物理內(nèi)存均能順利安裝運(yùn)行。如果需要在VMware中同時(shí)安裝并運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，則建議計(jì)算機(jī)配置至少2G的物理內(nèi)存，還應(yīng)該保證物理計(jì)算機(jī)有較大的硬盤(pán)空間用于分配虛擬硬盤(pán)來(lái)構(gòu)建虛擬機(jī)系統(tǒng)。而對(duì)于軟件環(huán)境而言，主流的Windows XP、Windows 2003、Windows 7等操作系統(tǒng)平臺(tái)均提供良好的支持。

安裝與建立VMware虛擬機(jī)VMware 7.0的安裝過(guò)程與普通軟件基本一致，其間要求輸入軟件序列號(hào)并提示選擇第一臺(tái)虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)的類型、是否立即安裝操作系統(tǒng)、虛擬機(jī)命名、虛擬機(jī)占用硬盤(pán)空間大小等。這里建議選擇稍后安裝操作系統(tǒng)。那么，此時(shí)所建立的VMware虛擬機(jī)可以說(shuō)是一臺(tái)獨(dú)立的裸機(jī)。它可以共享來(lái)自主機(jī)的CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)等資源，并且能夠識(shí)別主機(jī)所安裝的光驅(qū)、USB移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備等。此外，考慮到中職學(xué)生的英語(yǔ)水平較弱，也建議在軟件安裝完成后再運(yùn)行漢化補(bǔ)丁，這樣就可以得到中文的軟件界面。VMware支持建立多個(gè)虛擬機(jī)系統(tǒng)，只要物理主機(jī)的硬盤(pán)空間允許。因?yàn)槊總€(gè)虛擬機(jī)實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)在主機(jī)硬盤(pán)上的一系列特定文件。如果是進(jìn)行多操作系統(tǒng)安裝與學(xué)習(xí)或進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)，一般都建議建立至少2～3個(gè)虛擬機(jī)系統(tǒng)。運(yùn)行安裝完成的VMware，通過(guò)單擊菜單→新建→虛擬機(jī)，然后根據(jù)向?qū)Ъ纯蓜?chuàng)建新的虛擬機(jī)。

VMware虛擬機(jī)的啟動(dòng)與運(yùn)行 當(dāng)安裝與建立完成虛擬機(jī)后，可以在主界面?zhèn)冗厵诘腇avorites中選擇相應(yīng)的虛擬機(jī)系統(tǒng)，單擊Powered On即可啟動(dòng)并運(yùn)行。

VMware虛擬機(jī)在教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐

BIOS設(shè)置 BIOS設(shè)置一直是《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》課程的重點(diǎn)與難點(diǎn)內(nèi)容，對(duì)任課教師而言存在很大的困擾：一方面，BIOS設(shè)置不當(dāng)對(duì)計(jì)算機(jī)有一定的破壞性；另一方面，BIOS的英文界面也增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。另外，很重要的一點(diǎn)是無(wú)法用當(dāng)前流行的屏幕錄制軟件進(jìn)行視頻教程的錄制。所以，原本操作性就特別強(qiáng)的內(nèi)容，學(xué)生卻總是得不到有效的訓(xùn)練與掌握。引入虛擬機(jī)之后，這些問(wèn)題能得到很好的解決。每臺(tái)虛擬機(jī)都有自己獨(dú)立的BIOS，虛擬機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程和普通計(jì)算機(jī)一樣，首先是系統(tǒng)自檢，可以通過(guò)按下DEL鍵進(jìn)入BIOS設(shè)置界面，在BIOS中設(shè)置系統(tǒng)日期時(shí)間、啟動(dòng)順序、密碼、CPU頻率等相關(guān)設(shè)置。還可以通過(guò)單擊虛擬機(jī)→電源→Power On to BIOS，以更加快揵的方法進(jìn)入BIOS參數(shù)設(shè)置專項(xiàng)練習(xí)。由于是處于虛擬機(jī)平臺(tái)，所以這些設(shè)置可以任意地反復(fù)訓(xùn)練，而不會(huì)對(duì)物理電腦產(chǎn)生任何影響。此外，任課教師還可以通過(guò)單擊虛擬機(jī)→捕捉視頻，將整個(gè)設(shè)置過(guò)程進(jìn)行屏幕錄制為AVI視頻文件分享給學(xué)生，這樣就解決了普通計(jì)算機(jī)中難以實(shí)現(xiàn)的BIOS設(shè)置狀態(tài)下視頻教程制作的難題。

硬盤(pán)分區(qū)、格式化與操作系統(tǒng)的安裝實(shí)驗(yàn) 一臺(tái)新裝的裸機(jī)如果要安裝各種應(yīng)用軟件正常使用，必須首先對(duì)硬盤(pán)進(jìn)行分區(qū)、格式化、安裝操作系統(tǒng)，這也是《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》課程中最重要的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容之一?，F(xiàn)在所有這些操作均可在虛擬機(jī)系統(tǒng)中很好地實(shí)現(xiàn)，而且與實(shí)際的計(jì)算機(jī)操作幾乎完全一致。當(dāng)安裝建立好一個(gè)新虛擬機(jī)系統(tǒng)后，在VMware7.0的主界面上單擊虛擬機(jī)→電源→Power On，并在虛擬機(jī)的BIOS設(shè)置中將光驅(qū)設(shè)為第一啟動(dòng)選項(xiàng)。由于此時(shí)沒(méi)有安裝任何的操作系統(tǒng)，系統(tǒng)經(jīng)自檢后會(huì)顯示 “Operating System not found”即沒(méi)有發(fā)現(xiàn)操作系統(tǒng)。此時(shí)，可以直接在光驅(qū)里面放入能引導(dǎo)進(jìn)入DOS狀態(tài)的系統(tǒng)啟動(dòng)光盤(pán)，重新啟動(dòng)虛擬機(jī)，在DOS命令提示符下輸入Fdisk，進(jìn)行Fdisk硬盤(pán)分區(qū)實(shí)驗(yàn)。在Fdisk分區(qū)實(shí)驗(yàn)完成以后，重新啟動(dòng)虛擬機(jī)就可以進(jìn)行Format格式化實(shí)驗(yàn)，依次對(duì)已經(jīng)建立的分區(qū)進(jìn)行格式化后就可以進(jìn)行安裝操作系統(tǒng)。當(dāng)然，也可以使用目前流行的、具有各種功能強(qiáng)大的啟動(dòng)菜單的裝機(jī)光盤(pán)來(lái)進(jìn)行分區(qū)與安裝操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。此外，VMware虛擬機(jī)也完全支持ISO文件模式的虛擬光驅(qū)，操作是在VMware7.0的主界面依次單擊虛擬機(jī)→設(shè)置→Hardware→Connection→Use ISO image file選擇相應(yīng)的ISO文件作為虛擬光驅(qū)。在《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》課程的各項(xiàng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中，經(jīng)常要使用到各類DOS啟動(dòng)工具盤(pán)、系統(tǒng)測(cè)試工具盤(pán)、操作系統(tǒng)安裝盤(pán)等。由于VMware7.0有對(duì)虛擬光驅(qū)的支持，教師可以將這些光盤(pán)全部制作成ISO鏡像文件格式，這樣既能減少光驅(qū)損耗，也能很好地減少這類實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備時(shí)間。

多操作系統(tǒng)的安裝體驗(yàn)與學(xué)習(xí)VMware7.0虛擬機(jī)同時(shí)提供對(duì)Microsoft Windows、Linux、NovellNetWare、Sun Solaris等操作系統(tǒng)的支持，其中Microsoft Windows系列就包括了從Windows 3.1到目前的Windows7幾乎所有版本的Windows系統(tǒng)，所以可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上完成多操作系統(tǒng)的安裝體驗(yàn)與學(xué)習(xí)。

GHOST克隆技術(shù)與操作系統(tǒng)備份還原實(shí)驗(yàn) GHOST克隆技術(shù)在日常的計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。當(dāng)操作系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，系統(tǒng)自帶的還原功能也無(wú)法解決時(shí)可以運(yùn)用GHOST克隆軟件及相應(yīng)的GHO備份文件來(lái)恢復(fù)系統(tǒng)。對(duì)于當(dāng)前比較流行的、有著強(qiáng)大的多種分區(qū)格式以及硬盤(pán)的快速備份與還原功能的Norton Ghost克隆軟件，VMware虛擬機(jī)平臺(tái)也提供非常好的支持。

通過(guò)在中職《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》課程教學(xué)中引入VMware虛擬機(jī)技術(shù)，能有效緩解中職學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及各類硬件設(shè)施不足的問(wèn)題。在虛擬機(jī)環(huán)境下所做的所有實(shí)驗(yàn)操作均不會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)硬盤(pán)的數(shù)據(jù)產(chǎn)生任何影響，從而在很大程度上降低了計(jì)算機(jī)機(jī)房的維護(hù)難度，同時(shí)，又增加了中職學(xué)生的動(dòng)手實(shí)操機(jī)會(huì)，并極大地豐富了學(xué)生計(jì)算機(jī)軟硬件維護(hù)的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，鍛煉與提高了學(xué)生解決各類計(jì)算機(jī)實(shí)際問(wèn)題的能力，使課程的教學(xué)效果得到顯著提高。

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