Ｖｉｒｔｕａｌ　ＰＣ在計算機教學的應用

徐志良

摘要：虛擬機技術是在某種類型的計算機及操作系統的基礎上，以軟件模擬的方式，模擬出另外一種計算機及操作系統的技術。Virtual PC是其中一種計算機的虛擬軟件，本文主要講述了對該虛擬機應用軟件作為一種新的教學輔助手段搭建教學環境在計算機教學中的作用。

關鍵詞：虛擬機； Virtual； PC； 實驗

1計算機教學環境現狀

實驗是教學活動中一個必不可少的過程，許多學習科目都是以實驗課程為基礎的，尤其是對于一些實踐性較強的基礎學科。實驗對于培養學生的實際操作能力和解決問題的能力是至關重要的，學生的大部分實踐能力都是通過實驗得到的。但是學校的實驗教學會受一些客觀的因素諸如：實驗場地不足，設備限制等的影響，從而制約了實驗教學活動的進行。

在技工院校中，計算機專業學生所學的每一門課程基本上都在計算機上操作，實驗性很強。特別是《計算機組裝與維護》課程，內容主要涉及計算機硬件系統的安裝與調試維修、軟件系統的安裝與維護、常用維護工具軟件的使用、系統文件修復等。在一般的教學過程中，通常都會以老師講授的教學方法教授知識給學生。學生可能學習了一些計算機的知識，知道啟動磁盤，也知道MS-DOS，也知道硬盤在使用前需要分區和格式化，也知道軟件需要安裝。同學們從書本上學了太多的“也知道”，但是往往只是紙上談兵，卻很少有學生能親手去實踐一下。有時為了給同學們提供真實的演示過程，讓學生直觀形象的學習實踐技能，最多也只有教師在一臺專用的計算機上執行完整的操作過程以給學生提供真實的實踐指導。當每次實驗指導時，教師的演示操作勢必徹底的破壞了教師機的系統環境而使教學環境受到了極大的制約。如果專門開設一個實驗機房硬件設備給學生去操作練習，每天都對硬件設備（硬盤）進行格式化的操作；這樣勢必會對硬件設備加速損壞，造成教學資源的浪費。為此我們必須使用其它的教學手段來改變現狀。虛擬機軟件技術，它不僅為教學提供了真實的演示效果，避免了實驗時人為造成的計算機硬件設備的損壞，使教學的組織實施與教學效果都有了較大的提高。

2虛擬機軟件選擇

所謂的計算機虛擬機，是指可以在某種類型的計算機中模擬出另外一種計算機的硬件環境，并且可以在虛擬的計算機中運行另外一種操作系統及應用軟件的虛擬機。目前，使用虛擬機技術的軟件平臺主要有以下兩款典型的代表：VMware公司的VMware workstation和Connectix公司的Virtual PC（現被Microsoft并購，到2007年為止，最新版本為Microsoft Virtual PC 2007）。鑒于Virtual PC虛擬機軟件與VMware workstation比較，有著占用系統資源相對少和運行速度快，而且操作應用界面相對簡單等特點，適合學生使用，所以適合在教學與實驗環境的構建。Virtual PC可以在你的電腦上同時模擬多臺電腦。在虛擬機中，我們可以像使用真實的PC那樣在虛擬機中安裝、使用操作系統。在虛擬機中做實驗，與在真正的計算機上做實驗效果是完全一樣的。我們就可以讓學生在機房里使用虛擬軟件仿真電腦學習設置CMOS，硬盤分區，格式化等操作。

3構建教學與實驗環境

3.1安裝Virtual PC 2007

首先主機上安裝完虛擬機軟件Virtual PC 2007漢化版，然后啟動運行虛擬計算機軟件Virtual PC 2007，在主界面上單擊“新建…”按鈕，根據以下的操作向導完成虛擬計算機環境的創建。

3.2制作ISO文件

在實驗中進行操作系統及軟件的安裝必定會使用光盤。Virtual PC虛擬環境中，要使用光驅有兩種方法：一是直接加載使用物理光驅，二是使用ISO文件作為虛擬的光驅。由于在計算機房中的教學計算機，大多數都沒有配置物理光驅，為此我們必須在物理計算機中制作相應使用的虛擬光盤ISO文件。我們將實驗所要用到的光盤全部制作成ISO文件，在使用過程中隨時調用，釋放，跟實際更換光盤相當，可以很好地完成光盤安裝軟件的操作，同時

可以減小對物理硬件的需求。

4實驗應用

4.1CMOS設置

眾所周知，一臺計算機必須要安裝操作系統才能運行，否則就只是一臺“祼機”。為此要在CMOS參數設置界面中設置計算機的啟動順序以安裝系統，同時也要設置一些設備開啟與禁用，所以CMOS設置練習是一個重要課題。為了便于機房的教學秩序與管理，物理計算機的CMOS設置一般是設置密碼防止他人隨意改動。為此可以在虛擬機中完成教學實驗。雖然在虛擬機中的CMOS設置界面只有一種，內容也沒有真正的主板CMOS齊全，但對于一般的系統時間更改，檢測加載硬盤，改變啟動順序，設置CMOS登錄密碼，屏蔽設備或端口等已經非常足夠。

4.2硬盤操作

首先通過菜單選擇“虛擬磁盤垼”選項，創建一個硬盤映像。Virtual PC中虛擬磁盤類型有四種：動態擴展虛擬磁盤、固定大小虛擬硬盤、差分虛擬硬盤及鏈接到物理硬盤。所謂動態擴展虛擬硬盤，就是此文件的大小由你裝入其中的內容多少來決定，文件最大是16384MB。一般操作都選擇動態擴展方式。虛擬硬盤事實上就是一個單獨的文件，是創建的虛擬機在物理計算機上的一個.VHD文件，任何的操作只會對該VHD文件改變，特別適用于學生實驗環境，可以反復進行而不會對物理硬盤產生硬傷和主機軟件系統破壞，同時虛擬機提供的操作環境與真實的物理計算機操作完全一樣，不至于有模擬的感覺。

這時我們相當于加載了一個完全未有處理過的全新硬盤。在此基礎上，我們可以完成FDISK軟件的使用練習分區，同時包括DM，魔法分區，Disk Genius軟件的使用，硬盤格式化處理練習。這些實驗操作與物理計算機的數據互不影響。

同時，Virtual PC中支持虛擬加載三個硬盤，只要再模擬添加多一個硬盤就可以實現使用GHOST軟件進行硬盤對硬盤克隆的實驗。

4.3安裝操作系統

為了使用計算機的強大功能，我們還要安裝計算機操作系統，為用戶提供良好的圖形操作界面。在虛擬計算機的光驅中使用光盤的鏡像文件，執行安裝程序，按照安裝向導進行相關設置，即可完成安裝過程。同時我們可以將安裝完操作系統的.VHD文件備份，當文件損壞時重新拷貝可繼續使用。

4.4系統維護

要學習系統維護，大多會將系統中的重要文件刪除，然后重新修復。Virtual PC提供了一個非常好的系統還原功能。只要將.VHD文件設置為“允許使用還原磁盤”，相當于為虛擬計算機安裝了一張還原卡。每當關閉虛擬機時，選擇“關閉并刪除更改”便可恢復到初始狀態。這對于學習系統維護，對系統進行惡意破壞，提供了一個很好的環境。

5虛擬機應用在教學中的優點

5.1通過引入虛擬計算機技術，與計算機操作相關的教學演示、實驗操作都完全可以直接在虛擬機的環境下完成。

5.2虛擬環境下的實驗，硬盤初始化操作只對一個.VHD文件操作，與實際物理硬盤無任何影響，大大的降低了真實環境下的硬件損傷，延長了硬件設備的使用壽命。

5.3在Virtual PC中流暢地運行如WindowsXP的操作系統，分配虛擬內存為256M，而現時的計算機配置，基本上物理內存為1G，硬盤容量160G以上，所以能滿足虛擬環境的運行。

5.4虛擬環境下的操作，對物理計算機環境的操作系統數據不會產生任何影響，可以維持正常的教學不受影響，同時降低了維護的難度。

6總結

對于像《計算機安裝與維護》這樣的課程，虛擬機技術的應用是必不可少的手段。它可以提高教師的備課和講課的效率和效果，完成用傳統的方法無法實現的很多教學要求，保證了教學質量，減少了設備的投資和損壞，同時也減輕了設備維護的經費和實驗員的工作量。，其教學效果的提高明顯。使用虛擬機技術，對于教學是可行的。

參考文獻：

[1]張杰.實戰多操作系統與虛擬機[M].北京．清華大學出版社,2008,2.

[2]陳國先.計算機組裝與維護（第3版）.電子工業出版社，2006,2.