中等職業(yè)學(xué)校計算機(jī)教學(xué)實驗環(huán)境的構(gòu)建

曹小毛 湖南陶瓷技師學(xué)院

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中等職業(yè)學(xué)校計算機(jī)教學(xué)實驗環(huán)境的構(gòu)建

曹小毛 湖南陶瓷技師學(xué)院

【文章摘要】

【關(guān)鍵詞】

中等職業(yè)學(xué)校；計算機(jī)教學(xué)；實驗環(huán)境；虛擬機(jī)

引言

隨著電子計算機(jī)進(jìn)步的速度不斷加快，計算機(jī)硬件與軟件的發(fā)展也是日新月異。由于計算機(jī)的科學(xué)發(fā)展，許多中職學(xué)校的計算機(jī)學(xué)科教學(xué)與實踐出現(xiàn)了發(fā)展需求與現(xiàn)實設(shè)備不相匹配的矛盾，表現(xiàn)在：計算機(jī)硬件資源與操作系統(tǒng)更新相比，速度滯后，計算機(jī)專業(yè)的實踐教學(xué)也因此受到較大影響，這是國內(nèi)許多中職學(xué)校面臨的問題。

虛擬機(jī)技術(shù)是解決以上問題的一個很好技術(shù)途徑。虛擬機(jī)是指利用軟件虛擬出來的計算機(jī)，在現(xiàn)有的操作系統(tǒng)上虛擬出來的一個新的子系統(tǒng)。其中，運行虛擬機(jī)的計算機(jī)分為主系統(tǒng)和子系統(tǒng)，主系統(tǒng)就是用戶的計算機(jī)直接控制操作系統(tǒng)和硬件，稱為宿主機(jī)，子系統(tǒng)則是利用軟件在主系統(tǒng)中虛擬出來一個硬件環(huán)境，稱為客戶機(jī)或虛擬機(jī)。由宿主機(jī)創(chuàng)建的虛擬機(jī)，與真實的計算機(jī)幾乎一模一樣，不但有自己獨立的CPU、硬盤、內(nèi)存及各種硬件，甚至還有自己的BΙOS。用戶也可以在虛擬機(jī)上安裝Windows、 Linux等真實的操作系統(tǒng)及各種應(yīng)用程序，而且用戶在虛擬機(jī)中的任何操作均不會對主系統(tǒng)造成任何影響。

1.中職學(xué)校利用虛擬機(jī)技術(shù)構(gòu)建計算機(jī)實驗環(huán)境的必要性

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗的基礎(chǔ)就是計算機(jī)的硬件環(huán)境，包括獨立的計算機(jī)、相關(guān)的連網(wǎng)設(shè)備，還要有能夠和其它網(wǎng)絡(luò)互連的設(shè)備和工具。但是一般學(xué)校并沒真正獨立的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗室，因此導(dǎo)致了許多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗根本無法開展。此外，在網(wǎng)絡(luò)實驗中，常需使用雙機(jī)或多機(jī)，但現(xiàn)有的一些教學(xué)條件根本無法實現(xiàn)給單個學(xué)生用兩臺或多臺計算機(jī)的條件，只能互為主從機(jī)進(jìn)行，如果要在從機(jī)上操作，只能讓其他同學(xué)代勞，并且在涉及到更復(fù)雜的諸如局域網(wǎng)與局域網(wǎng)間的實驗時，實驗室往往無法給每個小組都提供相應(yīng)的實驗環(huán)境，因此影響了實驗進(jìn)度及效果。

管理人員出于管理的方便，往往采取了一系列的技術(shù)手段，以確保計算機(jī)設(shè)備的正常運行。比如，通常都安裝了硬盤保護(hù)卡或安裝了恢復(fù)精靈等機(jī)房管理軟件，從而防止學(xué)生刪除系統(tǒng)文件或格式化電腦硬盤。這對于一般的應(yīng)用類操作或程序語言類而言都不會受到很大的影響，但一般涉及到底層的操作實習(xí)如對硬盤的分區(qū)操作、系統(tǒng)的安裝、硬件的驅(qū)動程序安裝、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)置等等，由于這些操作對計算機(jī)系統(tǒng)有阻礙性或會影響其他的實習(xí)，基本上不會給予練習(xí)，只能理論上講解，使得學(xué)生日后使用計算機(jī)時很難處理這類的問題。

2.應(yīng)用虛擬機(jī)技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實驗環(huán)境舉例

下面以“組建帶有域控制器的網(wǎng)絡(luò)”為例介紹如何利用虛擬機(jī)軟件VMWare構(gòu)建進(jìn)行主機(jī)與虛擬機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)實驗。以下步驟可全部由學(xué)生在單機(jī)上自行完成。通過這個實驗學(xué)生可以掌握網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的安裝、配置以及組建帶有域控制器的網(wǎng)絡(luò)的過程。

2.1主機(jī)的設(shè)置

主機(jī)的操作系統(tǒng)選用Windows 2000 Server，使 用 的 虛 擬 軟 件 是VMWare workstation 4.0。CPU的主頻是2.4GHz，512M內(nèi)存，60G硬盤，主機(jī)ΙP地址是192.168.0.1，網(wǎng)關(guān)為192.168.0.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。

2.2虛擬機(jī)的設(shè)置

主機(jī)上運行VMWare，并通過安裝向?qū)О惭b好所需虛擬操作系統(tǒng)Windows2000 Professional，然后對虛擬機(jī)的硬盤進(jìn)行分區(qū)格式化，并在光驅(qū)中放入Windows2000 Professional的安裝光盤（或使用主機(jī)硬盤上的安裝光盤鏡像文件）進(jìn)行操作系統(tǒng)的安裝。安裝好的虛擬機(jī)的參數(shù)如下：虛擬機(jī)名稱：Windows 2000 Professional；虛擬機(jī)內(nèi)存：192MB；虛擬機(jī)硬盤類型：ΙDE；虛擬機(jī)硬盤大?。?GB；網(wǎng)絡(luò)連接方式：橋接網(wǎng)絡(luò)；虛擬機(jī)ΙP地址是192.168.0.2，網(wǎng)關(guān)為192.168.0.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。

2.3利用主機(jī)與虛擬機(jī)進(jìn)行帶有域控制器的網(wǎng)絡(luò)實驗

將主機(jī)設(shè)置為域控制器，并將域名設(shè)置為“Server” ；在主機(jī)中添加域用戶，設(shè)置好用戶名（如stu1）和密碼（如123456）。在虛擬機(jī)中新建一帳戶，用戶名和密碼同主機(jī)中的域用戶的設(shè)置，然后用這個帳戶登錄域。登錄過程如下：在虛擬機(jī)中“我的電腦”的“屬性”設(shè)置中，在“標(biāo)識更改”窗口中把“隸屬于”選擇為“域”，同時在下面輸入域名“Server”，點擊“確定”按鈕后根據(jù)提示將虛擬機(jī)加入域。

至此，帶有域控制器的網(wǎng)絡(luò)實驗完成。在此網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)管理等計算機(jī)實驗。

3.應(yīng)用虛擬機(jī)技術(shù)構(gòu)建教學(xué)實驗環(huán)境的優(yōu)越性

3.1能夠提供一個近于真實的環(huán)境

使用虛擬機(jī)軟件可以在一臺機(jī)器上真正同時運行多個獨立的操作系統(tǒng)，主機(jī)操作系統(tǒng)與多個虛擬機(jī)操作系統(tǒng)之間可自由構(gòu)建成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并且，可以通過將兩臺或多臺主機(jī)（分別已經(jīng)構(gòu)建了虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境）連接在一起來構(gòu)建局域網(wǎng)與局域網(wǎng)的虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境，在該實驗平臺能完成各種網(wǎng)絡(luò)課程的實踐教學(xué)內(nèi)容。

3.2“虛擬機(jī)”可以提供給學(xué)生一個開放的實驗操作平臺

由于虛擬系統(tǒng)與主機(jī)系統(tǒng)有良好的隔離性，因此，可以通過安全策略保護(hù)主機(jī)系統(tǒng)，而完全放開虛擬系統(tǒng)的權(quán)限，這樣，在虛擬環(huán)境下，學(xué)生不用顧慮到對主機(jī)系統(tǒng)的破壞性，可以放心地進(jìn)行各種操作，從而使學(xué)生的實驗活動不受限制，這會帶來更好的實驗效果。

3.3系統(tǒng)維護(hù)方便

當(dāng)某個虛擬機(jī)崩潰或被誤刪除時，將其他物理機(jī)上相應(yīng)的虛擬機(jī)文件復(fù)制到本地機(jī)即可恢復(fù)系統(tǒng)，從而保證了學(xué)生實驗進(jìn)度的一致。這種可移植性也方便同學(xué)將一些實驗轉(zhuǎn)移到自己的計算機(jī)上繼續(xù)進(jìn)行，從而充分利用各種實驗資源。

4.結(jié)語

綜上所述，基于虛擬機(jī)技術(shù)構(gòu)建計算機(jī)教學(xué)實驗環(huán)境，在一定程度上不僅可以緩解當(dāng)前中職學(xué)校實驗設(shè)備和場地不足的問題，很好地滿足實驗課多種環(huán)境的需求，保證所有實驗課的正常開出。而且還可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，增強(qiáng)了學(xué)生的動手能力，也可以提高實驗室設(shè)備的利用率。虛擬機(jī)實驗環(huán)境提供的是一個近于真實的環(huán)境，除了硬件的物理連接外，只要能在虛擬機(jī)上完成的實驗，就能夠在真實的機(jī)器上完成，所以采用虛擬機(jī)技術(shù)構(gòu)建的實驗環(huán)境實驗質(zhì)量不會受到影響，完全符合中職學(xué)校的教學(xué)要求。

【參考文獻(xiàn)】

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多操作系統(tǒng)環(huán)境、多主機(jī)是目前高職計算機(jī)實驗教學(xué)課的特點，但是這樣不僅前期的資金投入很大，而且對計算機(jī)的維護(hù)也復(fù)雜繁瑣。本文就中職學(xué)校計算機(jī)課程教學(xué)中實踐教學(xué)環(huán)節(jié)遇到的問題，結(jié)合實際分析使用虛擬機(jī)技術(shù)構(gòu)建中職計算機(jī)教學(xué)實驗環(huán)境的優(yōu)越性。

【作者簡介】

曹小毛（1979，7）女；湖南衡陽人，全日制本科，講師 ，研究方向：計算機(jī)網(wǎng)路；從事計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)教學(xué)方面的工作。