虛擬計算機技術在高校教學中的應用

摘 要：為了培養高素質的計算機人才，使學生能在教學過程中獲得更多的實踐經驗，將虛擬計算機技術引入教學活動中。虛擬計算機技術與高校計算機教學相結合，是通過軟件技術模擬硬件環境的方法，讓學生能盡快將理論知識應用于實踐。同時，由于應用虛擬機技術，可使計算機機房的日常管理工作不受影響，為保證良好的教學環境創造了條件。介紹VMWare workstation的使用方法，并以實例展示其在教學中的應用。

關鍵詞：虛擬機;VMWare workstation;計算機教學；軟件技術

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：B

文章編號：1004-373X(2008)10-114-02

Application of Virtual Computer Technique in University Computer Teaching

ZHAO Bo

(Shaanxi Institute of Education，Xi′an，710061，China)

Abstract： In order to train high-quality computer talents，making students get more practical experience from the teaching process，virtual machine will be brought in teaching.Combining virtual computer technology and computer teaching in university，virtual machine emphasizing on linking theory with practice by software technology simulation hardware environment.At the same time，the daily administration work of the computer room will not be affected and ensure good teaching environment because of this technology.This article introduces the use of VMWare workstation，anddisplays examples of its application in teaching.

Keywords：virtual machine;VMWare workstation;computer teaching;software techinique

在高校計算機教育當中，對于學生實踐操作能力的培養與單純的理論知識學習同樣重要。但是，如果學生對計算機操作不熟練，容易造成計算機操作系統故障、硬件損壞等后果。而利用VMWare構造的虛擬機無論被學生如何操作，不但對宿主計算機本身硬件沒有有任何損壞，而且對宿主計算機的操作系統也沒有任何影響。

1 虛擬機技術的介紹

1.1 VMWare（Virtual Machine Ware）

VMWare（Virtual Machine Ware）是一種“虛擬計算機”軟件，通過這種軟件，可以在一臺計算機上模擬出若干臺能獨立運行而互不干擾的多個具有相同或不同操作系統的“計算機”。其特別之處在于每一臺虛擬機都與真實的計算機類似，擁有自己的CPU、內存、硬盤、光驅、網卡等硬件設備，甚至還有自己的BIOS。在虛擬機上，可以安裝DOS，Windows，Linux等真實的操作系統和各種應用程序，并能夠同時運行多臺裝有不同操作系統的虛擬機。VMWare目前比較流行的軟件有VMWare workstation，Microsoft Virtual PC，Parallels Workstation等，這些軟件的功能大都類似，本文僅以VMWare workstation為例進行講述。

VMWare workstation主要的功能有：不需要分區或重開機就能在同一臺PC上使用兩種以上的操作系統;完全隔離并且保護不同OS的操作環境以及所有安裝在各自OS上面的應用軟件和資料;不同的OS之間還能互動操作，包括網絡、周邊、文件共享以及復制貼上功能;有復原（Undo）功能;能夠設定并且隨時修改操作系統的硬件（虛擬）環境，如：內存、磁碟空間、周邊設備等。

1.2 VMWare workstation的安裝

VMWare workstation的安裝跟其他應用軟件類似，只是軟件安裝程序監視到主機操作系統對光驅開啟了自動運行功能，就會提示“提示光驅的自動運行功能將影響虛擬機的使用”，用戶可根據需要自行選擇；在安裝虛擬網卡驅動時，不必理睬系統彈出的提示“正在安裝的軟件沒有通過微軟的徽標測試”，安裝完畢時向導彈出提示詢問是否對以前安裝過的老版本的VMWare Workstation進行搜索，如果第一次安裝VMWare Workstation，直接選擇“NO”。最后重啟計算機，如果不習慣英文，可以安裝漢化軟件。但需注意的是，一般用作宿主的計算機配置要高，特別是要求內存足夠大。

1.3 創建虛擬機

創建虛擬機的步驟如下：

（1） 啟動VMware程序后，在其主界面“主頁”標簽頁中點擊“新建虛擬機”按鈕打開新建向導。

（2） 進入虛擬機配置界面，這里有2個選擇：一是“典型”方式，他根據虛擬機的用途自動調整配置；二是“自定義”方式，他允許用戶自行設置虛擬機的主要參數。典型方式要比自定義方式簡單，但缺少一定的靈活性。由于要在教學活動使用，所以代課老師可根據自己授課實際情況進行合理配置，所以選擇“自定義”項。

（3） 進入虛擬機操作系統選擇界面，可以看到Windows，Linux，Novell等多種不同的系統，這里選Microsoft Windows，并選擇Windows 98版本。

（4） 在接下來的界面中，為這個新的虛擬機命名，并給出虛擬機文件的存儲路徑。

這里應當注意每個虛擬機都會產生多個特別格式的文件，最好為每個虛擬機創建一個單獨的文件夾存放這些文件，如Windows 98就放到“Windows 98”文件夾中，這樣便于創建成功以后備份和恢復虛擬機。一位教師同時給幾個班級授課時，在每次課前，就可以將備份的虛擬機加載，以保證每一位同學用到的虛擬機都是最初狀態。

（5） 配置處理器數量，該項根據宿主機配置情況進行設置，若宿主是雙核CPU，則可選擇“兩個”，一般選擇“一個”。

（6）設置虛擬機的內存大小。一般使用建議值，需要注意的是，設置的內存值不要大于建議的最大值，否則會影響到宿主機的運行穩定，當然也會對所創建的虛擬機運行帶來一定影響。

（7） 在網絡類型界面中共有4個選項，因為授課中不涉及網絡方面的應用，故選擇“不使用網絡連接”（網絡連接方式以后還可根據需要隨時進行修改）。

（8） 設置虛擬機的硬盤，選擇第一項，創建一個新的虛擬硬盤。

（9） 設置虛擬硬盤的大小，這里根據教學目的，設置合適的大小，以滿足需要為要求，并復選“立即分配所有的硬盤空間”。

（10） 指定存儲路徑后，VMWare就會生成所創建的虛擬機，生成時間根據所設置的虛擬機類型、硬盤大小長短有異。

經過以上步驟，Windows 98環境下的虛擬機就創建成功了。教師還可根據具體教學活動的開展，創建其他相應的虛擬機，例如，DOS系統、LINUX系統的虛擬機，如果要學習計算機網絡，還可以創建2個以上的虛擬機，進行組網練習。

2 具體應用舉例

例如，一堂給學生講授計算機操作系統安裝的實踐課中，任務是讓學生熟練掌握操作系統安裝的基本步驟。通常情況下高校計算機機房都是網絡化管理，對于不同層次的學生有不同的教學重點，計算機內部裝有適用于不同水平學生的應用軟件和操作環境。而傳統的安裝方法是直接在一臺沒有操作系統的“裸機”上進行分區、格式化、安裝、配置，這種方法不但會破壞原有的計算機配置，給機房的管理、維護工作帶來一定的困難。

同時，頻繁地分區、格式化操作會給計算機硬件帶來較大的影響，可能會帶來損壞硬盤的嚴重后果。

但是，使用VMWare workstation軟件構建的虛擬機，所有的操作都是在虛擬環境下進行，不影響宿主計算機的所有配置。這樣，就有效地避免了以上問題的出現。

在虛擬機上安裝Windows 98操作系統具體的實現步驟如下：

教師在課前需要做一些準備工作，用VMWare加載創建好的Windows 98虛擬機，對虛擬機要用到的光驅進行設置（如圖1所示），選擇“使用物理驅動器”，這是為了讓學生體會安裝Windows 98的真實過程。當然，也可以使用已有的ISO光盤鏡像文件模擬出光驅。

在上課時，指導學生打開并啟動Windows 98虛擬機，進入虛擬機系統后，按F2鍵（真實PC一般是Del鍵）進入虛擬機BIOS（如圖2所示），設置由光驅啟動（如圖3所示），按F10存盤退出，虛擬機自動重啟。

將Windows 98安裝光盤放入宿主機光驅，虛擬機重啟后，就可自動由安裝光盤引導啟動，進入Windows 98的安裝環節（見圖4）。

教學過程中，還可根據教學要求，安排進行分區、格式化等教學實踐環節，這些平時被認為是“危險”的操作，在虛擬機的環境下可大膽地操作。

3 結 語

在具體的教學實踐中，由于學生的一切操作都是在虛擬機中進行，筆者鼓勵學生大膽操作，勇于創造，使學生的邏輯思維能力和動手能力得到鍛煉，激發學生的學習計算機知識的興趣，教學效果和學生反響都很好。本文旨在拋磚引玉，其他的計算教學利用虛擬機技術的開展，還有待進一步的深入研究。

參 考 文 獻

［1］Time創作室.虛擬機典型應用技巧［M］.北京:人民郵電出版社，2003.

［2］李梅，陳玉東.基于虛擬儀器技術的電子信息類課程的教學實驗平臺［J］.實驗室研究與探索，2005，24(1):53-54.

［3］[美]Smith J E.Virtual Machines:Versatile Platforms for Systems and Processes[M].北京：電子工業出版社，2006.

［4］李名世.計算機網絡實驗教程[M].北京：機械工業出版社，2003.

［5］曾芬芳.虛擬現實技術[M].上海：上海交通大學出版社，1997.

［6］黃心淵.虛擬現實技術與應用[M].北京：科學出版社，1999.

［7］余侃民，汪勝榮，劉穎，等.一種用虛擬機軟件提高抗網絡攻擊能力的方案研究[J].現代電子技術，2004，27(21):48-49.

作者簡介 趙 勃 1980年出生，陜西安康人，陜西教育學院計算機系助教。主要研究方向為計算機技術及其應用。