計算機配置與維護實驗教學項目設立的探索及實踐

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摘 要： 計算機配置與維護是一門應用型課程，實踐性較強。本文針對課程特點，結合教學實踐，對實驗教學項目的設立及VMware Workstation軟件的應用進行了討論及實踐。

關鍵詞： 計算機配置與維護 實驗教學項目 VMware Workstation

引言

計算機配置與維護是大部分高校計算機相關專業均開設的一門專業基礎課程，旨在培養學生計算機系統配置、組裝與維護實踐技能，以提高學生的就業競爭力。課程實驗內實踐性很強，對實驗教學安排要求較高，基于課程自身的特點，課程實驗項目會對實驗用計算機軟硬件系統造成一定的“破壞”。如果所有的實驗項目都在計算機上進行，就會帶來以下問題：（1）硬盤驅動器、光盤驅動器、系統安裝光盤、軟件安裝光盤等損耗增大，使實驗室管理變得較為困難并且成本增大；（2）學生操作不當會造成計算機系統損壞，影響后續班級正常的實驗教學，容易造成教學事故。

針對上述問題，采用“兩套計算機”的方案，經過多年實踐，被證明可以較好地解決實驗教學要求與實驗室管理之間的矛盾。兩套計算機中的一套是指用來拆卸的計算機，專門用于微機結構認識及組裝實驗項目；另外一套計算機專門用于軟件系統相關的實驗項目，在這一套計算機中采用VMware Workstation 10.0軟件，解決會對系統產生“破壞”的操作實踐及光盤驅動器、系統安裝光盤、軟件安裝光盤等損耗增大的問題。

本文就計算機配置與維護實驗教學項目設立，以及VMware Workstation軟件（以下簡稱VMware）的使用進行一些探索與實踐。

1. VMware軟件相關概念

主機和主機操作系統：安裝VMware軟件的物理計算機稱為“主機”，它的操作系統稱為“主機操作系統”。

虛擬機：使用VMware軟件“虛擬”出來一臺符合x86 PC標準的計算機，這臺計算機具有自己的CPU、硬盤、光驅、軟驅、內存、顯卡、網卡、聲卡等一系列設備。對于操作系統與應用程序而言，這些“虛擬”出來的設備同樣是標準計算硬件設備，會被當做真正的硬件來使用。虛擬機在VMware軟件窗口中運行，可以在虛擬機中安裝操作系統及軟件。

客戶操作系統：在一臺虛擬機內部運行的操作系統稱為“客戶操作系統”。

2. 實驗環境的搭建

主機硬盤所有分區文件系統均為NTFS，操作系統為Windows XP 中文專業版（32位），安裝VMware Workstation 10.0軟件并新建一臺虛擬機，在新建虛擬機中采用從系統安裝光盤安裝的方法安裝Windows XP 中文專業版（32位）。將實驗用到系統安裝光盤鏡像文件（標準ISO文件）、計算機維護常用工具軟件安裝文件、WinPE工具盤（標準ISO文件）、用于客戶操作系統為Windows 98 的虛擬機聲卡驅動程序復制到分區D下。主機環境搭建好后，安裝硬盤保護軟件，將所有分區保護起來。

3. 實驗項目的設立

3.1 BIOS設置，硬盤分區及高級格式化，Windows 98 SE操作系統安裝及設備驅動安裝

VMware軟件中新建虛擬機后，啟動過程中通過按“F2”鍵進入在BIOS的STEP程序，進行CMOS參數的設置。VMware Workstation 10.0軟件在虛擬機處于關機狀態下，可以通過“虛擬機（M）”->“電源（P）”->“啟動時進入BIOS（B）”方便地開機，即進入BIOS的STEP程序。

硬盤的分區及高級格式化不再沿用傳統的命令行FDISK、DM或Partition Magic，而是改為在WinPE環境下采用方便易用、操作系統兼容性更好的DiskGenius軟件安裝完成。

選擇在虛擬機中安裝老舊Windows 98 SE的主要原因是：（1）通過系統安裝的過程，突出主分區、激活主分區、操作系統對文件系統的兼容問題等重要概念，加深學生的認識及理解。（2）通過系統安裝結束后，如何解決“設備管理器”中出現特殊符號（黃色問號）的問題，讓學生深刻體會設備驅動程序的重要性。

3.2 Windows 98 SE和Windows XP Professional（SP2）雙操作系統的安裝

通過在VMware軟件中完成雙操作系統的安裝，進一步強化主分區、激活主分區、操作系統對文件系統的兼容問題等概念，并使學生通過解決啟動菜單丟失的問題，對Windows XP 系統的啟動過程有一個較清晰的理解。

3.3 工具軟件安裝及應用

在這個實驗項目中，基于實際維護工作的要求，盡可能選取免費、免安裝的軟件，最終選定的軟件及主要實驗內容為：

3.3.1硬盤分區類軟件：DiskGenius、分區助手。

借助實驗環境中已經搭建好的虛擬機，學習DiskGenius中的新建分區（刪除分區）、分區激活（取消分區激活）、分區隱藏（取消分區隱藏）等基本操作，以及非常實用的“搜索已丟失分區（重建分區表）”操作。

借助實驗環境中已經搭建好的虛擬機，學習分區助手的無損分區調整、分區合并、盤符錯亂調整等操作。

3.3.2數據恢復類軟：MiniTool Data Power Recovery。

借助實驗環境中已經搭建好的虛擬機，學習誤刪除、誤格式化后的數據恢復操作。

3.3.3光盤鏡像文件編輯類軟件：UltralISO。

借助主機學習光盤鏡像文件的制作、光盤刻錄、虛擬光驅使用、將鏡像文件寫入U盤、制作可啟動光盤鏡像并利用VMware軟件驗證等操作。

3.3.4制作啟動U盤類軟件：電腦店U盤 啟動盤制作工具。

借助主機學習啟動U盤的制作，設置計算機從U盤啟動等操作，借助實驗環境中已經搭建好的虛擬機，學習利用U盤安裝操作系統的操作。

3.3.5系統優化類軟件：Piriform CCleaner。

借助主機學習清理系統垃圾、清除實用痕跡及個人隱私、組冊表清理等操作，借助實驗環境中已經搭建好的虛擬機，學習安全擦除磁盤驅動器的操作。

3.3.6系統測試類軟件：Piriform Speccy。

借助主機利用測試軟件測試軟硬件參數，例如：硬盤加電時間、系統安裝時間等信息。

3.4 系統備份軟件的使用

借助實驗環境中已經搭建好的虛擬機，學會利用系統“安全模式”進行驅動程序回滾，以解決驅動程序錯誤造成的系統故障，以及利用系統自帶的系統還原功能進行系統備份及還原到指定時間點。

借助實驗環境中已經搭建好的虛擬機，學習第三方系統備份軟件Ghost的使用，主要學習分區備份及還原。另外，借助VMware軟件組建網絡，進行基于Ghost的網絡克隆實驗。

3.5 控制面板、組策略及注冊表使用

借助實驗環境中已經搭建好的虛擬機，學習組策略設置、磁盤管理、共享文件夾管理、事件查看器、Windows文件系統、用戶和組管理、進程管理、注冊表等的應用。

這個實驗項目涉及內容較多，在實驗指導書中，該項目內容應盡可能的詳盡并且圖文并茂，便于學生根據指導書自主完成實驗。

3.6 常見故障檢測排除

可以通過帶著學生設置故障，然后以學生為主解決故障。如果有必要，任課教師可以進行必要的提示，提供解決問題的思路。借助實驗環境中已經搭建好的虛擬機，可以設置以下故障：（1）CMOS設置中硬盤參數設置錯誤導致計算機無法啟動；（2）將系統引導文件NTLDR文件或其他主要啟動文件刪除造成計算機無法啟動；（3）將注冊表文件SYSTEM或其他注冊表文件刪除造成系統無法啟動。

結語

實踐表明，“兩套計算”的方案能較好地解決計算機硬件組裝不可避免地會對實驗用計算機造成損壞，進而影響軟件系統實驗教學的問題。交叉利用主機及虛擬機平臺開展軟件系統的實驗，使得學生的動手實踐機會得到保證，提高學生的學習興趣。通過對近四屆學生的計算機配置與維護課程學習情況問卷調查結果看，學生普遍反映學習主動性增強，動手能力切實得到提高，實驗教學效果得到學生的認可。

參考文獻：

[1]龍世榮，趙學孔.計算機系統組裝與維護課程教學改革探索與實踐[J].大學教育，2013（10）：59-61.

[2]王春海. 非常網管——典型網絡實驗[M]. 北京：人民郵電出版社，2007.4. 5-6.

基金項目：此文為大理學院教學質量與教學改革工程項目研究成果，項目名稱《應用型示范課程（計算機系統與維護）》，項目編號：SF II — 26，主持人：吳榮海。