淺談在中職計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的虛擬機(jī)技術(shù)運(yùn)用

林春雷

摘要：本文針對現(xiàn)階段中職學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在的設(shè)備不足，實(shí)驗(yàn)維護(hù)難等問題，結(jié)合自身教學(xué)實(shí)際，提出了利用虛擬機(jī)技術(shù)挖掘現(xiàn)有設(shè)備的潛力，緩解實(shí)驗(yàn)環(huán)境壓力的解決方法，為中職學(xué)校組織實(shí)施實(shí)訓(xùn)教學(xué)提供參考，達(dá)到拓寬教育思路，推廣教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的目的。

關(guān)鍵詞：中職，計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)，虛擬機(jī)。

一、前言

實(shí)訓(xùn)教學(xué)歷來都是中職教育最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)， 它能夠強(qiáng)化學(xué)生的專業(yè)技術(shù)水準(zhǔn)和實(shí)踐能力，對于計(jì)算機(jī)專業(yè)來說尤為如此。現(xiàn)階段，受限于教學(xué)經(jīng)費(fèi)的投入不足、設(shè)備的更新慢等客觀原因，中職學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)普遍存在著硬件設(shè)備不足，實(shí)驗(yàn)維護(hù)工作量大等問題，無法滿足實(shí)際教學(xué)實(shí)踐的需要。虛擬機(jī)技術(shù)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)可以極大緩解計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中所面臨的諸多問題。

二、虛擬機(jī)技術(shù)

虛擬機(jī)技術(shù)是當(dāng)下計(jì)算機(jī)工作者研究的一個(gè)熱點(diǎn)課題，廣泛地運(yùn)用在服務(wù)器集成、云計(jì)算等諸多領(lǐng)域。虛擬機(jī)是指在物理計(jì)算機(jī)上通過軟件模擬出具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運(yùn)行在一個(gè)完全隔離環(huán)境中的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。虛擬機(jī)技術(shù)能夠在一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)上面虛擬出多個(gè)子系統(tǒng)，而且每個(gè)子系統(tǒng)擁有各自獨(dú)立的CPU、硬盤、內(nèi)存等虛擬硬件，就像完全不同的計(jì)算機(jī)。

使用虛擬機(jī)技術(shù)具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

1.一機(jī)多用，節(jié)省資源。使用虛擬機(jī)技術(shù)不需要分區(qū)或重開機(jī)就能在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上使用兩種以上的操作系統(tǒng)，擺脫了對多啟動(dòng)系統(tǒng)的依賴，無需再使用多硬盤、多分區(qū)來安裝多個(gè)操作系統(tǒng)，從而節(jié)省了資源，降低了維護(hù)費(fèi)用。

2.高度集成，使用方便。虛擬機(jī)可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上同時(shí)集成多個(gè)操作系統(tǒng)，系統(tǒng)之間能隨意切換，互動(dòng)操作，還可以利用聯(lián)網(wǎng)功能構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)，在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。

3.兼容性好，便于移植。虛擬機(jī)將操作系統(tǒng)以映像文件的形式存放在宿主機(jī)的硬盤中，可以很方便地拷貝到其他計(jì)算機(jī)上使用而不存在任何問題，便于多機(jī)統(tǒng)一部署安裝。

4.增強(qiáng)系統(tǒng)安全。每個(gè)虛擬機(jī)中的操作系統(tǒng)出現(xiàn)問題并不影響宿主機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行，極大地加強(qiáng)了對宿主機(jī)系統(tǒng)的保護(hù)。

5.便于修改操作環(huán)境。虛擬機(jī)軟件能夠很方便的設(shè)定修改系統(tǒng)的操作環(huán)境，如內(nèi)存、磁碟空間、周邊設(shè)備等。

三、虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的實(shí)際運(yùn)用

目前具有虛擬機(jī)功能的軟件很多，常用的有VMware Wokrstation、Virtual Box和Virtual PC。下面以當(dāng)前流行的虛擬機(jī)軟件VMware Wokrstation為例，介紹虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的實(shí)際運(yùn)用。

（一）在實(shí)訓(xùn)環(huán)境維護(hù)中的運(yùn)用

目前中職學(xué)校的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)機(jī)房多數(shù)是公共機(jī)房，往往需要在每臺(tái)計(jì)算機(jī)中安裝大量實(shí)訓(xùn)軟件。但現(xiàn)實(shí)情況是，軟件間經(jīng)常出現(xiàn)安裝運(yùn)行環(huán)境沖突，無法正常安裝使用。傳統(tǒng)解決方法是安裝多操作系統(tǒng)來分別安裝軟件，但這樣就為實(shí)訓(xùn)環(huán)境維護(hù)帶了巨大的負(fù)擔(dān)。使用虛擬機(jī)有助于解決公共機(jī)房的軟件沖突問題，改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

例如，筆者所在學(xué)校的某個(gè)機(jī)房同時(shí)要安裝用友財(cái)務(wù)通2005與用友財(cái)務(wù)通v10。但是，這兩個(gè)軟件都依賴Microsoft SQL 2000數(shù)據(jù)庫，并且數(shù)據(jù)庫實(shí)例文件會(huì)發(fā)生沖突，需要分操作系統(tǒng)安裝。我們先在一臺(tái)實(shí)訓(xùn)計(jì)算機(jī)中新建虛擬機(jī)，安裝好windows xp操作系統(tǒng)和Microsoft SQL 2000數(shù)據(jù)庫軟件。通過使用VMware Wokrstation軟件的“克隆”命令功能，可以快速克隆出完全相同的虛擬機(jī)系統(tǒng)。使用克隆的系統(tǒng)來分別安裝用友財(cái)務(wù)通2005和用友財(cái)務(wù)通v10后，再使用Ghost或同傳系統(tǒng)來完成整個(gè)機(jī)房的軟件環(huán)境的更新。這樣一來，就可以根據(jù)教學(xué)需要選用不同的虛擬機(jī)系統(tǒng)來進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)。使用虛擬機(jī)技術(shù)不需要在實(shí)訓(xùn)計(jì)算機(jī)上安裝多系統(tǒng)，切換系統(tǒng)也十分簡單，為實(shí)訓(xùn)教學(xué)帶來極大的便利，同時(shí)也減輕了維護(hù)機(jī)房軟件環(huán)境的工作量，不失為另外一種解決問題的思路。

（二）在難以實(shí)施的實(shí)訓(xùn)課程中的運(yùn)用

計(jì)算機(jī)專業(yè)課程實(shí)訓(xùn)中存在一些難以實(shí)施的實(shí)驗(yàn)，其中以計(jì)算機(jī)的組裝與維護(hù)課程里的BIOS參數(shù)設(shè)置實(shí)驗(yàn)和硬盤分區(qū)與格式化實(shí)驗(yàn)最為典型。由于大多數(shù)中職學(xué)校的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)機(jī)房都對實(shí)訓(xùn)計(jì)算機(jī)使用了還原保護(hù)系統(tǒng)，禁止訪問BIOS和硬盤，因而無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通常的做法是用圖片進(jìn)行教學(xué)，只說理論；或是使用一些模擬器來被動(dòng)的完成一些簡單實(shí)驗(yàn)。學(xué)生無法掌握實(shí)驗(yàn)的整個(gè)流程，影響了學(xué)習(xí)質(zhì)量。使用虛擬機(jī)有助于掃除部分計(jì)算機(jī)專業(yè)課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)的技術(shù)盲點(diǎn)，提高教學(xué)質(zhì)量。

以BIOS參數(shù)設(shè)置實(shí)驗(yàn)為例。在實(shí)訓(xùn)計(jì)算機(jī)配置新建任意一個(gè)虛擬機(jī)，啟動(dòng)虛擬機(jī)時(shí)按下“F2”鍵盤按鍵，可以進(jìn)入虛擬機(jī)BIOS界面（部分虛擬機(jī)版本不同鍵盤可能不同，有的是ESC鍵）。緊接著就可以在虛擬機(jī)中的模擬BIOS界面中進(jìn)行BIOS設(shè)置實(shí)驗(yàn)了。由于虛擬機(jī)中的BIOS環(huán)境對計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備進(jìn)行了模擬，用它來實(shí)驗(yàn)開機(jī)順序、時(shí)間調(diào)整、主從盤等BIOS常規(guī)設(shè)置，學(xué)生可以實(shí)際觀察到虛擬機(jī)運(yùn)行環(huán)境的變化。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果對宿主機(jī)的硬件設(shè)備不會(huì)造成任何的損壞。Vmware Workstations提供PhoenixBIOS的BIOS程序，廣泛地應(yīng)用于筆記本電腦和品牌機(jī)，十分適合開展計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

（三）在構(gòu)建復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的運(yùn)用

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是如今計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展最為迅速的一個(gè)領(lǐng)域，學(xué)生網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)踐能力的高低，是檢驗(yàn)學(xué)校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)是否成功的一個(gè)重要標(biāo)志。因而，專業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)也就成為培養(yǎng)信息化人才必不可少的一個(gè)實(shí)踐平臺(tái)。然而，受制于客觀條件，很多實(shí)訓(xùn)室無法提供完善的網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。將虛擬機(jī)技術(shù)運(yùn)用到這方面實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，這個(gè)問題得到很好的解決。

企業(yè)網(wǎng)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)如今計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。這類實(shí)驗(yàn)通常要求用路由器、交換機(jī)以及多臺(tái)計(jì)算機(jī)來構(gòu)建企業(yè)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，并在工作組的模式之下使Windows Sevrer 2003操作系統(tǒng)和Linux操作系統(tǒng)的常用服務(wù)器配置得以完成。要實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容就需要大量的實(shí)訓(xùn)計(jì)算機(jī)，這對于學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)環(huán)境提出很高的要求。而且實(shí)訓(xùn)計(jì)算機(jī)不斷更改操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)極易遭受破壞。往往經(jīng)過一個(gè)實(shí)驗(yàn)，就要重新安裝操作系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)維護(hù)工作量很大。Vmware Workstation提供了虛擬機(jī)與宿主機(jī)及虛擬機(jī)與虛擬機(jī)之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，能夠完成相關(guān)的服務(wù)器配置、Web、FTP等應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。

我們以一個(gè)經(jīng)典的企業(yè)網(wǎng)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)為例來介紹虛擬機(jī)技術(shù)的運(yùn)用。這個(gè)實(shí)驗(yàn)要求用一個(gè)路由器、兩臺(tái)交換機(jī)、四臺(tái)計(jì)算機(jī)來構(gòu)建企業(yè)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。其中，F(xiàn)TP服務(wù)器是PC1， WEB服務(wù)器是PC2，它們連接到交換機(jī)SwitchA和路由器Route上面，PC3和PC4是一般的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)，它們連接到SwitchB上面，然后兩臺(tái)交換機(jī)再互相連接。實(shí)驗(yàn)的大致過程是這樣的：在其中一臺(tái)實(shí)訓(xùn)計(jì)算機(jī)上面用Vmware Workstation軟件模擬出PC1與PC2，并分別在虛擬機(jī)上面安裝WINDOWS2003的操作系統(tǒng)， 設(shè)置網(wǎng)絡(luò)模式為橋接，在PC1和PC2上設(shè)置好FTP服務(wù)器和WEB服務(wù)器；在第二臺(tái)實(shí)訓(xùn)計(jì)算機(jī)上模擬出PC3和PC4；依據(jù)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將各種設(shè)備連接起來，將每一臺(tái)虛擬機(jī)的Pl地址設(shè)置好，根據(jù)試驗(yàn)的要求設(shè)置VLAN以及路由器；測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過程相比，該實(shí)驗(yàn)由于使用了虛擬機(jī)技術(shù)，減少了兩臺(tái)實(shí)訓(xùn)計(jì)算機(jī)，更重要的是實(shí)驗(yàn)中涉及的計(jì)算機(jī)均為虛擬機(jī)，這就為將來實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)展變化留下空間。因此，使用虛擬機(jī)，能夠幫助學(xué)校實(shí)施網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)節(jié)省大量資源，教學(xué)效果得到了改善。

四、結(jié)語

總之，虛擬機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的運(yùn)用，能夠?yàn)橹新殞W(xué)校的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)提供更加真實(shí)與安全的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。同時(shí)，降低了實(shí)訓(xùn)成本，提高了教學(xué)質(zhì)量，作為傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)的有益補(bǔ)充，具有可行性、經(jīng)濟(jì)性、安全性與可推廣性。

（作者單位：福建技師學(xué)院）