試論虛擬技術在計算機實驗教學中的應用

陳軍

【摘要】 計算機技術在當下社會經濟發展以及人們日常生活中所占的地位越來越重要，計算機實驗教學對于計算機技術的應用與發展來說，意義重大。但就目前計算機技術發展來看，可供研究和使用的計算機實驗資源缺乏，這對于掌握和發展計算機技術來說，十分不利。為此，旨在促進計算機實驗教學發展的虛擬技術在計算機實驗教學中得到了廣泛的應用。這種虛擬技術主要是以軟件創建虛擬機，并且在虛擬機情況下進行計算機實驗教學。經過大量實踐，虛擬技術在計算機實驗教學中具有重要作用。本文以虛擬技術在計算機實驗教學中的應用為研究對象，主要探討了基于VMware Workstation軟件創建的虛擬機在計算機實驗教學中的具體應用。

【關鍵詞】 虛擬技術 計算機實驗教學 應用

前言：就當下社會經濟發展形勢來看，計算機技術在社會經濟中扮演著越來越重要的角色。在這樣的時代背景環境下，我國大學生對計算機實踐技能的掌握卻較為落后，很難熟練的應用。

二十一世紀，是信息化社會，計算機技術在社會經濟發展中的重要地位，無法替代。因此，如何解決大學生計算機實踐技能落后的問題，提升計算機實驗教學水平，在當今社會就顯得尤為重要起來。虛擬技術是解決這一問題的重點，應用虛擬技術能夠深層次發掘現有實驗設備的潛力，滿足實驗需求，對促進大學生計算機技能實踐水平的提升，具有重要意義。

一、虛擬技術概述

虛擬技術主要是以虛擬機為主，來達到實驗目的的技術手段。虛擬機的創建，是通過虛擬層技術從而實現軟、硬件模擬，生成虛擬計算機。虛擬機對于計算機實驗教學來說具有重要意義，它擁有計算機的全部功能，可以真實地進行計算機實驗教學。

虛擬機在進行計算機實驗教學過程中，具有極大的仿真性，而且想要識別虛擬機與物理計算機之間的差別極為困難。就目前虛擬機發展來看，操作系統以及相關應用軟件是無法識別物理計算機和虛擬機之間差別的，就使用者來說，虛擬機就是一臺真正的計算機。

虛擬機在計算機實驗教學中應用，可以更好地培養大學生的計算機實踐技能操作水平，對計算機的裝機、系統維護、網絡配置以及管理等簡單的計算機操作水平掌握來說，具有重要意義。

二、虛擬技術的優勢

虛擬技術是當下計算機實驗教學應用的主要教學技術手段，在計算機實驗教學發展過程中，具有重要推動作用[1]。虛擬技術在計算機實驗教學中應用，其優勢主要有以下幾個方面：

2.1降低資源投入成本

虛擬技術不需要太大的場地就可以進行計算機實驗教學，這與傳統的計算機實驗教學來說，有著很大的差別。傳統計算機實驗教學需要建立教學實驗室，并且購置很多計算機實驗設備。虛擬技術則不需要這一點，極大地降低了資源投入成本，但其所起到的實驗教學作用，與真正計算機實驗教學并無差別。

2.2靈活性較強

虛擬機在設計和使用上，只需要通過對硬件和軟件進行系統化更新，就可以讓虛擬機與當前計算機技術保持一致性，具有很大靈活性。這種對軟、硬件的更新，可以不需要進行實體機配置的兌換，就可以實現更新目的。

2.3安全性較高

虛擬機當中，具有單獨的數據存儲設備，可以對實驗數據、實驗資源、實驗資料等信息進行保存，避免數據丟失為用戶造成不便。而且，虛擬機在進行計算機教學實驗過程中，即使其他系統出現故障，也不會對數據存儲設備產生影響，避免數據丟失，具有很高的安全性。

三、虛擬技術在計算機實驗教學中的應用研究

虛擬技術在計算機實驗教學中的應用，首先要創建虛擬機，這是虛擬技術進行應用的前提。針對于虛擬機的創建，需要在物理計算機操作平臺上安裝虛擬機操控軟件，就目前虛擬機技術應用來看，主要以‘VMware workstation軟件為主。其次，對虛擬機進行優化與維護，使其更好服務于計算機實驗教學。最后，則是將優化好的虛擬機投入到計算機實驗教學當中。

3.1虛擬機創建研究

虛擬機創建以VMware workstation軟件為主，在VMware窗口中，進行虛擬機創建，其具體步驟如下：

（1）啟動VMware workstation后，需要在打開的窗口中選擇創建類型，進行程序安裝工作。一般來說，創建虛擬機主要采用Typical默認方法，VMware會根據物理計算機的實際配置，進行虛擬機硬件配置創建工作。而虛擬機創建過程中，又會根據用戶需求不同，通過對虛擬磁盤以及適配器進行重新定義，從而實現虛擬機新功能。根據用戶自身需求對VMware創立完成后，接下來就需要對虛擬機的操作系統進行設置；

（2）進行操作系統設置時，頁面會彈出“客戶機操作系統安裝”窗口，這個窗口中一共有三個選項，虛擬機創建時需要選擇“稍后安裝”選項。之所以選擇這個選項，是因為可以在很大程度上避免客戶機系統的不完整性，有利于虛擬機使用；

（3）客戶機的默認配置，需要在“客戶操作系統安裝”的窗口中進行選擇，就虛擬機的操作系統類型來看，可用于選擇的操作系統主要有“Windows”、“VMware”、“Linux”等，就操作系統選擇來看，需要根據實際情況進行分析，選擇的系統要符合當前使用虛擬機的版本；

（4）默認配置以及操作系統選擇完畢后，下一步需要對創建的虛擬機進行命名，這種虛擬機命名主要是為了日后操作時更加有利于識別；

（5）虛擬機命名之后，則需要生成虛擬機配置的保存路徑，用硬盤進行相關配置保存，為之后虛擬機的使用提供方便。虛擬機的創建，為計算機實驗教學創造了方便，新虛擬機生成之后，需要對其進行優化，之后投入到計算機實驗教學之中。

3.2虛擬機的優化及維護研究

虛擬機的建立，主要是以‘VMware workstation軟件為主，虛擬機的硬件設備，則是由VMware自動生成[2]。虛擬機應用于計算機實驗教學中，需要對相關配置進行優化，使之符合計算機實驗教學的要求。在進行虛擬機優化及維護過程中，要遵循以下優化及維護的方法：

（1）內存：虛擬機的內存與物理計算機內存有著密切聯系，一般來說，虛擬機的內存主要是根據物理計算機內存大小進行測算的。例如物理計算機的內存值若是1024MB，那么虛擬機的推薦內存則為512MB。在虛擬機內存優化時，其內存設置在512MB左右浮動，最大值不能超過1024MB，最小值不能低于128MB，其內存設置應該為32MB的倍數；

（2）處理器：在進行處理器優化時，虛擬機處理器的個數要與物理計算機進行比較，保證處理器個數少于物理計算機處理器個數；

（3）硬盤：硬盤大小對于虛擬機進行計算機實驗教學來說，具有重要影響。硬盤容量決定了對數據的存儲容量，在虛擬機優化過程中，要根據實際情況，對有用信息進行保留，對無用信息進行清除。這就需要在硬盤設計過程中，對硬盤內容進行相關設置。關于硬盤功能設置，主要通過‘Expand的功能，可以根據硬盤工作狀態，進行‘持久模式和‘非持久模式選擇，其主要是針對硬盤數據問題進行的一種優化；

（4）網絡適配器：網絡適配器是虛擬機進行網絡連接的關鍵，它決定了虛擬機以何種方式實現上網。一般來說，虛擬機進行上網，大都是通過網橋連接模式，利用網卡實現上網。這種上網形勢下，虛擬機需要有著自己單獨的IP地址。

除此之外，虛擬機還可以實現‘NAT上網模式，但這種上網模式下，就需要對主機IP以及虛擬機IP進行重新設置，虛擬機的單獨IP地址將會被取消。網絡適配器在虛擬機中的應用，決定了虛擬機的上網方式，并且根據實際情況，可以實現虛擬機與物理計算機單獨上網，這對于虛擬機進行教學實驗來說具有重要意義。以單獨上網的方式進行攻擊性網絡教學實驗，除了可以達到實驗目的之外，還可以避免對物理計算機造成損壞。

3.3虛擬技術在計算機實驗教學中的應用分析

本文研究的虛擬技術在計算機實驗教學中的應用，主要從多操作系統安裝實驗以及分級網絡實驗兩個方面進行分析，關于這兩種實驗教學的應用，如下所示：

（1）多操作系統安裝實驗：多操作系統安裝實驗是計算機實驗教學的基礎，其主要包括計算機硬盤分區、操作系統安裝等教學內容，該教學實驗受到的限制條件較多，若是以物理計算機進行教學實驗，會造成極大的資源浪費，并且對物理計算機軟硬件的損壞較大，因此，針對于這一教學實驗，最為有效的辦法則是采用虛擬機進行實驗教學[3]。虛擬機與物理計算機的特性一致，以虛擬機進行計算機多操作系統安裝實驗，可以讓學生進行實踐操作。關于虛擬機的多操作系統安裝實驗，可以以任意一臺物理計算機為主，安裝‘VMware workstation軟件，進行虛擬機構建，之后進行虛擬機優化，使之符合計算機實驗教學要求。在虛擬機構建完成之后，學生可以根據計算機實驗教學目標，在虛擬機進行實踐操作，就多操作系統安裝實驗的要求，按步驟進行實際操作；

（2）分級網絡實驗：分級網絡實驗是利用虛擬機與物理計算機的聯合，構建對等網絡，從而實現實驗局域網的構建。分級網絡的構建，在很大程度上提升了學生們學習計算機技術的信心，并且增強了學生的實際動手操作能力。分級網絡的構建，主要是基于虛擬機和物理計算機的對等網絡構建基礎上實現的。而分級網絡的實踐操作，進一步增強了計算機實驗的難度，可以考驗學生對計算機實際操作能力的掌握。

在進行分級網絡實踐操作時，學生們的操作主要在虛擬機上進行操作，避免了對物理計算機軟、硬件的損壞。利用虛擬機進行分級網絡實驗，為學生提升計算機實驗能力打下了堅實基礎，對學生日后使用計算機技術方面，具有重要意義。

四、結束語

綜上所述，通過對虛擬技術以及虛擬機構建、維護、優化等方面的介紹和研究，為虛擬機在計算機實驗教學中的應用提供了技術基礎。

虛擬技術對于當下計算機實驗教學的發展來說意義重大，利用好虛擬技術服務于計算機實驗教學，可以節約成本，提升學生計算機實踐操作水平，對學生掌握計算機技術以及日后發展來說，具有積極意義。

參 考 文 獻

[1]馮克鵬，馬小龍，孫向輝.虛擬技術在高校計算機實驗教學中的應用研究[J].數字技術與應用.2012（03）：92-94.

[2]何增穎.虛擬機技術的實驗教學應用[J].實驗科學與技術.2010（2）：80-82.

[3]肖濤，傅瑜，何懷文.計算機網絡實驗[M].程度：電子科技大學出版社，2008：88-102.