計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中運(yùn)用虛擬機(jī)軟件及其要點(diǎn)分析

馮 榮

（集寧師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)系，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中運(yùn)用虛擬機(jī)軟件及其要點(diǎn)分析

馮 榮

（集寧師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)系，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

信息技術(shù)飛速發(fā)展，人們的生活、工作與學(xué)習(xí)都離不開信息，伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展，各種軟件應(yīng)運(yùn)而生，其更新速度越來越快，種類越來越多，如何在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理好實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的安裝的軟件，使其能夠?yàn)榻虒W(xué)服務(wù)以及防止實(shí)驗(yàn)室內(nèi)計(jì)算機(jī)中病毒是計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室工作人員必須考究的問題，本文從這些實(shí)驗(yàn)室軟件更新、維護(hù)以及當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室存在的不足出發(fā)，對(duì)使用計(jì)算機(jī)虛擬軟件克服這些問題進(jìn)行了闡述.

信息技術(shù)；計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室；虛擬機(jī)軟件

1 引言

當(dāng)前，信息技術(shù)飛速發(fā)展，大部分的電子產(chǎn)品硬件設(shè)備不斷更新?lián)Q代，使得應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件隨之發(fā)展而更新?lián)Q代.軟件的版本在不斷的升級(jí)與更新的同時(shí)，給計(jì)算機(jī)后臺(tái)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)室的工作人員帶來了諸多不便，首要的問題時(shí)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室軟件更新的工作量問題.對(duì)于單臺(tái)計(jì)算機(jī)而言，對(duì)其進(jìn)行更新工作量較小，一般2個(gè)小時(shí)左右完成，但是對(duì)于大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室而言，其計(jì)算機(jī)的數(shù)量就有很多，這樣增加了更新工作量.對(duì)于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的工作人員而言，就軟件更新這一項(xiàng)工作，就會(huì)比平時(shí)工作增加幾倍工作量，除此之外還有病毒維護(hù)，定期軟件清理等工作.

下面我們就以某大學(xué)信息工程管理系的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室為例：其中軟件實(shí)驗(yàn)室有200臺(tái)計(jì)算機(jī)，有3名實(shí)驗(yàn)人員.按照常規(guī)的方法，軟件升級(jí)更新我們首先需要做一個(gè)升級(jí)的母盤，做這個(gè)母盤大約需要2.5個(gè)小時(shí)（軟件內(nèi)容包括所有的系統(tǒng)信息和上課資料）然后我們將硬盤取下來采用盤對(duì)盤的映像方式.一般情況下每個(gè)人有兩塊硬盤，每復(fù)制一塊硬盤需要的時(shí)間是15～20分鐘，這樣把200臺(tái)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)更新大約需要12個(gè)小時(shí)，另外，在對(duì)軟件更新時(shí)，需要拆裝計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備將系統(tǒng)文件進(jìn)行拷貝，外加啟動(dòng)這些計(jì)算機(jī)的時(shí)間需要1個(gè)多小時(shí).對(duì)于大部分計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室而言，做完系統(tǒng)后基本上都需要加上硬盤還原卡，這樣還需要多花費(fèi)1個(gè)多小時(shí)的時(shí)間去安裝硬盤還原卡.所以從總體算來，要想對(duì)200臺(tái)計(jì)算機(jī)的軟件進(jìn)行全面的升級(jí)更新，在實(shí)驗(yàn)室只有3名實(shí)驗(yàn)員的情況下，大概需要花費(fèi)兩個(gè)工作日的時(shí)間，并且在接下來對(duì)實(shí)驗(yàn)室中的軟件的維護(hù)管理還是需要很多的人力資源，僅僅3個(gè)實(shí)驗(yàn)人員根本無法完成系統(tǒng)的正常維護(hù)工作.

2 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理的主要問題

2.1 教學(xué)任務(wù)重，機(jī)器老化嚴(yán)重，故障頻發(fā)

計(jì)算機(jī)是學(xué)校的硬件設(shè)施，而計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與維護(hù)需要大量的經(jīng)費(fèi)，由于經(jīng)費(fèi)有限，學(xué)校的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室也寥寥可數(shù).但是，全校學(xué)生的計(jì)算機(jī)公共課與專業(yè)課等教學(xué)任務(wù)或是學(xué)生需要上機(jī)的來自主完成的學(xué)習(xí)任務(wù)都是這幾個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室來承擔(dān)的.因此，每臺(tái)計(jì)算機(jī)都是幾乎全天在運(yùn)轉(zhuǎn)，使用時(shí)間非常長(zhǎng)，在高利用率下的計(jì)算機(jī)會(huì)頻頻的發(fā)生故障.

2.2 計(jì)算機(jī)軟件更新?lián)Q代問題

包括軟件和硬件在內(nèi)的IT行業(yè)的更新?lián)Q代的速度都很快.面向全校學(xué)生的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室為了滿足不同專業(yè)的各種需求，常常會(huì)在計(jì)算機(jī)中安裝五花八門的軟件，為了讓學(xué)生接受最新的資訊、掌握最新的動(dòng)態(tài)，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常要安裝或者升級(jí)一些軟件.同時(shí)，為了幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，也會(huì)安裝多個(gè)考試模擬系統(tǒng)或是操作系統(tǒng)，每個(gè)學(xué)期可能都會(huì)刪除、重裝或升級(jí)一些軟件.

2.3 木馬、病毒、惡意插件的困擾

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)著全校學(xué)生的計(jì)算機(jī)使用任務(wù)，使用率高，使用人數(shù)多，許多學(xué)生會(huì)使用包括U盤和移動(dòng)硬盤在內(nèi)的移動(dòng)設(shè)備.在使用移動(dòng)設(shè)備的過程中，稍不注意就會(huì)將病毒傳到計(jì)算機(jī)中.另一方面，高校的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室大多是聯(lián)網(wǎng)的，學(xué)生在使用時(shí)會(huì)鏈接Internet，而現(xiàn)在的許多網(wǎng)站都存在木馬或惡意插件等損害計(jì)算機(jī).而學(xué)校的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室多數(shù)都設(shè)有局域網(wǎng)，這樣的情況下，病毒會(huì)通過局域網(wǎng)迅速的擴(kuò)散開來，使實(shí)驗(yàn)室中所有的計(jì)算機(jī)都受到感染，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤甚至造成癱瘓，為學(xué)校帶來巨大損失.

2.4 計(jì)算機(jī)品種繁多，配置存在差別

修建計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室需要大量的資金，通常學(xué)校采用分批購(gòu)買計(jì)算機(jī)設(shè)備來緩和經(jīng)濟(jì)上的困境.早年購(gòu)買的計(jì)算機(jī)被使用了一段時(shí)間后，各項(xiàng)指標(biāo)在逐漸下降的同時(shí)，比起新開發(fā)的計(jì)算機(jī)的配置要低端的多，較老的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的使用壽命較短，已經(jīng)到了老化期甚至到了淘汰期.而學(xué)校由于經(jīng)費(fèi)問題無法統(tǒng)一更換，只能逐漸的更換，造成了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的設(shè)備的品牌不同、型號(hào)不同、配置也不同的現(xiàn)象.

2.5 刻意或非刻意的人為損壞

高校的學(xué)生計(jì)算機(jī)水平不同層次，他們使用計(jì)算機(jī)的主要目的是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)，但是在學(xué)習(xí)之余，有的學(xué)生會(huì)進(jìn)行破壞，以便在同學(xué)之間顯示自己的技術(shù)水平，或者是有的人對(duì)計(jì)算機(jī)的認(rèn)知水平較差任意刪除系統(tǒng)文件或者更改了系統(tǒng)配置，甚至?xí)O(shè)置開機(jī)密碼等，造成其他同學(xué)無法正常使用計(jì)算機(jī)，甚至是無法正常運(yùn)行計(jì)算機(jī).有的同學(xué)在不知情的情況下下載或上傳有病毒的文件或木馬程序，或者是使用有病毒的移動(dòng)設(shè)備（比如USB），導(dǎo)致單臺(tái)計(jì)算機(jī)中病毒，由于病毒隨網(wǎng)絡(luò)的傳遞性，導(dǎo)致整個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)無法正常工作.

3 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用虛擬機(jī)的優(yōu)勢(shì)

高校計(jì)算機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室集學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，教與學(xué)一體的網(wǎng)絡(luò)體系.由于高校計(jì)算機(jī)使用用戶的數(shù)量大，所以高校計(jì)算機(jī)房的硬件設(shè)備都以招標(biāo)的形式采購(gòu).為了保證質(zhì)量，其計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備均為品牌設(shè)備.而且，機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備不會(huì)經(jīng)常搬動(dòng)或者對(duì)其進(jìn)行拆裝.然而由于計(jì)算機(jī)使用人數(shù)較多，上課的學(xué)生需要拷貝數(shù)據(jù)文件需要使用USB，或者教學(xué)原因需要安裝大型軟件，比如Mathlab，Visual-Studio等軟件.這就導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)計(jì)算機(jī)容易中計(jì)算機(jī)病毒或者使其運(yùn)行緩慢，所以如何維護(hù)高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)軟件是保證計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，而虛擬機(jī)軟件技術(shù)為其提供了完美的技術(shù)解決方案.

3.1 虛擬機(jī)具有集成度高的特性

虛擬機(jī)，顧名思義，其本身是一款軟件系統(tǒng)，其為利用軟件模擬計(jì)算機(jī)，同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上可以安裝多款虛擬機(jī)軟件，為了滿足教學(xué)需要，可以在這些虛擬計(jì)算機(jī)上安裝多款操作系統(tǒng)，比如Windows操作系統(tǒng)，Linux操作系統(tǒng)或者是Free-BSD等.同臺(tái)計(jì)算機(jī)上安裝的虛擬機(jī)，其本身是一款獨(dú)立的系統(tǒng)，系統(tǒng)與系統(tǒng)之間互不影響.安裝與卸載虛擬機(jī)上的操作系統(tǒng)亦簡(jiǎn)單方便，安裝時(shí)與正常操作系統(tǒng)相同，而操作系統(tǒng)的卸載可以文件夾刪除的方式卸載該虛擬機(jī)上的操作系統(tǒng).

利用這一特性，在教學(xué)過程中，可以在不同系統(tǒng)之間切換，比如學(xué)生可在Windows操作系統(tǒng)與Linux操作系統(tǒng)之間切換學(xué)習(xí)，通過練習(xí)掌握各款操作系統(tǒng)的使用方法，節(jié)省高校硬件資源，也可以在不同的系統(tǒng)之間對(duì)虛擬機(jī)管理硬件設(shè)施進(jìn)行格式化操作，讓學(xué)生進(jìn)行格式化實(shí)驗(yàn).

3.2 虛擬機(jī)增強(qiáng)計(jì)算機(jī)安全性，防病毒

虛擬機(jī)是建立在宿主物理機(jī)上的軟件系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在宿主機(jī)硬盤上，有其自己獨(dú)立的分區(qū)與文件格式，虛擬機(jī)上的文件丟失或者是文件信息遭到破壞，不會(huì)影響到宿主機(jī)上的文件數(shù)據(jù).虛擬機(jī)與宿主機(jī)之間保持?jǐn)?shù)據(jù)隔離性質(zhì).所有虛擬機(jī)上中病毒不會(huì)影響宿主機(jī)，而且刪除病毒較為簡(jiǎn)單，這也體現(xiàn)了虛擬機(jī)的防病毒特性.虛擬機(jī)的這種特性在計(jì)算機(jī)教學(xué)中經(jīng)常使用.

在教學(xué)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)高級(jí)編程，給學(xué)生講授或者是演示計(jì)算機(jī)內(nèi)核方面的知識(shí)點(diǎn)，而計(jì)算機(jī)病毒主要涉及計(jì)算機(jī)內(nèi)核，所以會(huì)讓學(xué)生自己編寫一些病毒程序，并且在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行演示，所以這個(gè)時(shí)候，必須應(yīng)用到虛擬機(jī)，所以大多數(shù)的病毒程序都在虛擬機(jī)上進(jìn)行演示編程.當(dāng)然，當(dāng)計(jì)算機(jī)中出現(xiàn)問題時(shí)，可以通過對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行相關(guān)操作，迅速恢復(fù)系統(tǒng)，進(jìn)行系統(tǒng)還原.

3.3 虛擬機(jī)軟件移植方便

虛擬機(jī)上安裝的應(yīng)用軟件一般與平臺(tái)具有無關(guān)性，在虛擬機(jī)中運(yùn)行的軟件的相關(guān)數(shù)據(jù)都具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，其訪問方式相同，其虛擬出的只是當(dāng)前其運(yùn)行平臺(tái)的硬件環(huán)境，所以在虛擬機(jī)上安裝運(yùn)行的軟件具有一定的移植性，它能夠?qū)⑵渖习惭b的軟件數(shù)據(jù)在不同的物理機(jī)之間進(jìn)行映射，相當(dāng)于Java虛擬機(jī)，Java虛擬機(jī)使java編程具有平臺(tái)無關(guān)性，具有相應(yīng)的平臺(tái)無關(guān)性是同一道理.

所以將安裝在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的軟件，可以以拷貝復(fù)制的方式安裝在其它安裝在具有相同版本的虛擬機(jī)上，可以加快高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室部署軟件效率，加強(qiáng)軟件的靈活管理.

3.4 虛擬機(jī)可以高效組建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

用以模擬網(wǎng)絡(luò)，在單臺(tái)計(jì)算上建立局域網(wǎng)絡(luò)是虛擬機(jī)的主要功能之一.當(dāng)前高校都會(huì)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程是教學(xué)大綱的基本課程之一，但是如何模擬網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)中建立不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，需要多臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬實(shí)現(xiàn).為了便于教學(xué)，需要在同臺(tái)計(jì)算機(jī)上安裝多個(gè)虛擬機(jī)，通過多臺(tái)虛擬機(jī)來模擬在同一網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的計(jì)算機(jī)組，讓學(xué)生在虛擬機(jī)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)組建技術(shù)，通過虛擬機(jī)教學(xué)可以有效完成有關(guān)計(jì)算機(jī)組的教學(xué)任務(wù)工作.

3.5 虛擬機(jī)兼容性好

為了保護(hù)好計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)，需要定期對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝軟件進(jìn)行清理，通常情況下，計(jì)算機(jī)會(huì)安裝還原精靈等還原軟件，由于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室面向用戶比較廣，而且不同的專業(yè)不同的科目使用計(jì)算機(jī)都需要不同的計(jì)算機(jī)軟件，為了清除計(jì)算機(jī)內(nèi)垃圾軟件，需要對(duì)其進(jìn)行定期還原，如何解決這種軟件沖突，需要進(jìn)行考究.

當(dāng)前，為了解決這種軟件安裝清理沖突問題，解決方案為將各專業(yè)或者是學(xué)生需要安裝的軟件安裝到虛擬機(jī)中，而虛擬機(jī)不做定期修改或者刪除，每到一個(gè)季度對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行清理工作，這樣有效地保證了計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝軟件的干凈.

4 虛擬機(jī)運(yùn)行環(huán)境及常用虛擬機(jī)軟件

虛擬機(jī)是一款軟件，它運(yùn)行在原始操作系統(tǒng)之上，比如Windows操作系統(tǒng)，Linux操作系統(tǒng)，由于虛擬機(jī)是一款應(yīng)用軟件，所以對(duì)軟件而言，如果需要獲得較好的性能體驗(yàn)，其主機(jī)內(nèi)存應(yīng)該在512M以上，教學(xué)中，如果完全應(yīng)用虛擬機(jī)，其內(nèi)存至少需要2G.

除此之外，常用的虛擬機(jī)有以下幾種，VMware、Virtual PC、Oracle xVM、VirtualBox、VMLite、linux虛擬機(jī)，其中VMLite是由我國(guó)計(jì)算機(jī)工作人員開發(fā)完成.

5 結(jié)束語

總之，虛擬機(jī)技術(shù)是采用軟件模擬計(jì)算機(jī)，其主要特點(diǎn)是軟件在軟環(huán)境下運(yùn)行，通過軟環(huán)境下運(yùn)行，可以有效發(fā)揮其管理高效、運(yùn)行方便、安裝快捷、操作系統(tǒng)多樣性等特點(diǎn)，以滿足當(dāng)前高校學(xué)生在不同平臺(tái)下的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn).

〔1〕何珍祥,任文.計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的利器——虛擬機(jī)之應(yīng)用研究[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2010(2).

〔2〕賈禮遠(yuǎn),李芃.基于VMware的虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教育中的應(yīng)用[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2008(2)

〔3〕關(guān)滄,李恒嵬.關(guān)于虛擬機(jī)軟件在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用[J].遼寧高職學(xué)報(bào)，2009(12).

〔4〕吳榮森.淺析虛擬機(jī)在高職計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007(3).

〔5〕劉勁.局域網(wǎng)在多媒體機(jī)房管理中的應(yīng)用[J].吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2006(11).

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