虛擬機(jī)技術(shù)在系統(tǒng)中的應(yīng)用

■ 貴州省銅仁市銅仁學(xué)院 鄧郁旭

編者按：日常教學(xué)中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安裝與調(diào)試這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目經(jīng)常會(huì)受到各種因素的影響而導(dǎo)致無(wú)法正常進(jìn)行。對(duì)此，將虛擬機(jī)技術(shù)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安裝與調(diào)試實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，不僅可以保證實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目正常有序的展開(kāi)，而且還大幅降低了對(duì)于設(shè)備等資源的消耗。當(dāng)然，更為重要的一點(diǎn)是，虛擬機(jī)技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠非常便捷的進(jìn)行適應(yīng)教學(xué)需要的多樣化教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)建。

本文以VM ware這一常用虛擬機(jī)軟件為例，探討了其中的運(yùn)行的原理，如圖1所示。

由圖1可見(jiàn)，VM ware軟件是在物理主機(jī)操作系統(tǒng)之上，為多個(gè)虛擬計(jì)算機(jī)提供了操作的平臺(tái)，同時(shí)也正是基于這個(gè)平臺(tái)，虛擬機(jī)的功能才得以實(shí)現(xiàn)。換言之，虛擬機(jī)本身就是一個(gè)軟件，與日常所接觸和使用的軟件根本性質(zhì)都是一樣的，它們都是需要依靠主機(jī)才能夠完成操作。除運(yùn)行速度較慢以外，虛擬計(jì)算機(jī)與主機(jī)功能相當(dāng)。

圖1 VMware運(yùn)行原理示意圖

基于上文對(duì)虛擬機(jī)技術(shù)及運(yùn)行原理的分析，可以總結(jié)出虛擬機(jī)的三大特征：

其一，能夠同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，通過(guò)BIOS的修改與設(shè)置，實(shí)現(xiàn)在同一計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)虛擬操作系統(tǒng)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)主機(jī)系統(tǒng)與虛擬系統(tǒng)之間的任意切換，期間主機(jī)系統(tǒng)可以參與虛擬機(jī)的任務(wù)。

其二，各虛擬機(jī)操作系統(tǒng)之間是相對(duì)獨(dú)立的，其不僅有各自的網(wǎng)址，而且基本上具備主機(jī)的所用功能，當(dāng)其中任意一臺(tái)虛擬機(jī)操作系統(tǒng)出現(xiàn)故障，對(duì)于其他虛擬操作系統(tǒng)不會(huì)構(gòu)成影響。

其三，具備良好的兼容性，虛擬機(jī)可以兼容多個(gè)版本，即使在同一操作系統(tǒng)上安裝不同版本，也無(wú)需重新進(jìn)行磁盤分區(qū)。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安裝與調(diào)試實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容及特征

本文結(jié)合虛擬機(jī)技術(shù)探討的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安裝與調(diào)試實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要針對(duì)的是計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)模塊、操作系統(tǒng)安裝以及系統(tǒng)維護(hù)等等。

另外，結(jié)合特征來(lái)看，知識(shí)更新速度快、技能要求越來(lái)越高，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安裝與調(diào)試實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的兩大主要特征。新時(shí)期，科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，而計(jì)算機(jī)領(lǐng)域當(dāng)中則表現(xiàn)的更加突出，一方面計(jì)算機(jī)硬件、軟件更新速度很快，另一方面對(duì)于人才技能要求月越來(lái)越高，所以說(shuō)教學(xué)需要及時(shí)跟進(jìn)。其中，開(kāi)展計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安裝與調(diào)試實(shí)驗(yàn)，則正是組織學(xué)生通過(guò)操作，不斷培養(yǎng)與提升自己的實(shí)踐能力、實(shí)用技能。

虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安裝與調(diào)試實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

1.虛擬光驅(qū)設(shè)置

傳統(tǒng)模式下，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安裝與調(diào)試實(shí)驗(yàn)的過(guò)程當(dāng)中，需要使用和安裝各種光盤，但是光盤在使用與管理過(guò)程又存在諸多不便，比如光盤讀取速度較慢且易磨損等。對(duì)此，可以基于“光盤映像文件制作/編輯/轉(zhuǎn)換工具”來(lái)將光盤制作成為ISO文件格式，通過(guò)虛擬機(jī)技術(shù)將ISO鏡像庫(kù)文件當(dāng)做虛擬光驅(qū)。

由此一來(lái)，在使用光驅(qū)的過(guò)程當(dāng)中，可以直接基于網(wǎng)絡(luò)來(lái)下載ISO鏡像文件，不僅了傳統(tǒng)模式下為準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需要的時(shí)間及成本等，還有助于整體教學(xué)效率的提升。

2.CMOS與BIOS設(shè)置

與普通計(jì)算機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程一致，虛擬機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)同樣是在自檢完成之后，通過(guò)DEL進(jìn)入BIOS來(lái)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。這個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，主要是進(jìn)行開(kāi)機(jī)啟動(dòng)順序、CPU頻率以及BIOS密碼開(kāi)機(jī)密碼的設(shè)置等等。與此同時(shí)，由于每一臺(tái)虛擬機(jī)都具有獨(dú)立的BIOS，所以說(shuō)我們也可以通過(guò)BIOS來(lái)完成。其中，在進(jìn)行BIOS設(shè)置過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)注意把光驅(qū)放到第一啟動(dòng)順序當(dāng)中，這有助于之后的操作系統(tǒng)安裝。

3.硬盤分區(qū)與初始化

傳統(tǒng)模式下，為了保護(hù)磁盤數(shù)據(jù)并使之不受破壞，磁盤分區(qū)與初始化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是被教師禁止的。對(duì)此，可以基于虛擬機(jī)技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)并指導(dǎo)學(xué)生完成該項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)。利用工具軟件，或者是通過(guò)在DOS環(huán)境下用命令，都可以實(shí)現(xiàn)磁盤分區(qū)與硬盤初始化。具體來(lái)講，通過(guò)鏡像文件及物理光驅(qū)來(lái)引導(dǎo)虛擬系統(tǒng)啟動(dòng)DOS環(huán)境，之后基于命令或分區(qū)軟件來(lái)進(jìn)行硬盤分區(qū)與初始化。以上的這些操作都是在虛擬機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行的，所以非常安全，并不會(huì)破壞磁盤數(shù)據(jù)。

4.操作系統(tǒng)安裝

在學(xué)校公共機(jī)房當(dāng)中配備有還原保護(hù)措施，由此便無(wú)法進(jìn)行操作系統(tǒng)安裝的實(shí)驗(yàn)。對(duì)此，教師可以基于虛擬機(jī)技術(shù)來(lái)組織學(xué)生完成操作系統(tǒng)安裝實(shí)驗(yàn)。虛擬機(jī)當(dāng)中安裝操作系統(tǒng)，同樣是采用光盤或者是ISO鏡像文件來(lái)安裝，與普通計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作系統(tǒng)安裝的方式、流程一樣。

5.ghost備份

當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)生故障之后且通過(guò)還原也無(wú)法使其恢復(fù)正常工作狀態(tài)時(shí)，就需要基于ghost恢復(fù)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行。作為一種克隆軟件，首先必須要先進(jìn)行克隆，進(jìn)而在系統(tǒng)恢復(fù)的時(shí)候取代被損壞的系統(tǒng)。當(dāng)然，為了提升教學(xué)效率，節(jié)約教學(xué)時(shí)間，可以向?qū)W生提供需要安裝或者是需要恢復(fù)的系統(tǒng)備份，同時(shí)在日常教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，將不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境下所形成的鏡像文件加以保存，便于今后學(xué)習(xí)和參考。

6.病毒測(cè)試

教師可以利用虛擬技術(shù)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，對(duì)CPU、硬件端口及寄存器的虛擬，通過(guò)調(diào)試程序?qū)⒉《菊{(diào)入虛擬機(jī)系統(tǒng)中來(lái)。這樣，使學(xué)生更清楚認(rèn)識(shí)到病毒執(zhí)行的過(guò)程。當(dāng)然，需要注意的是，當(dāng)虛擬機(jī)不需要網(wǎng)絡(luò)時(shí)，在進(jìn)行病毒測(cè)試過(guò)程當(dāng)中最好將其與主機(jī)的共享和文件互動(dòng)功能關(guān)閉，以做到萬(wàn)無(wú)一失。