虛擬機軟件在計算機教學中的應用

王虹

摘要：虛擬機軟件作為一種新興的教學輔助手段，現在被廣泛應用于計算機教學中。本文簡要介紹了虛擬機及其特點，然后從目前計算機教學中存在的問題出發，提出了虛擬機軟件在計算機教學中的應用。

關鍵詞：虛擬機軟件 計算機教學 VMware

指揮自動化專業的學員需要學習更多的計算機專業知識，比如計算機硬件的組裝、安裝與調試驅動程序、網絡參數設置與連接等內容。在實際的教學過程中，由于受軟硬件條件的限制，比如像操作系統的安裝、網絡連接、RAID實驗等，若在實機上運行，可能會對實機造成損壞，影響其它課程的授課。而虛擬機軟件作為一種新的教學輔助手段，將其應用到計算機課程中，將會發揮它的獨特優勢。

一、虛擬機簡介及特點

（一）虛擬機簡介

虛擬機是指通過軟件模擬的具有完整硬件系統功能的、運行在一個完全隔離環境中的完整計算機系統。虛擬機有自己的硬件和軟件，比如：硬盤、軟盤、光驅、聲卡、顯卡、網卡、內存條、CPU、BlOS、應用軟件等，我們可以像使用真實機器一樣對硬盤進行分區、格式化，也可以根據需要安裝操作系統和應用軟件，而不會對真正的硬件或操作系統產生任何影響。目前流行的虛擬機軟件有VMware Workstation和Virtual PC兩款，它們都可以在Windows系統上虛擬出多臺PC，也可以安裝各種不同版本的操作系統，如Windows XP、Windows Server 2003、Linux等。不同點在于，Virtual PC 2004以后的版本不支持Linux操作系統，因此，現在的教學中普遍使用的是VMware Workstation8.0版本。

（二）虛擬機特點

VMware Workstation 8.0是VMware公司出品的一款虛擬機軟件，能夠支持多操作系統，提供更加有效的底層硬件，它還提供了虛擬的網絡設備，這些設備相當于交換機，通過這些設備，可以組建任意形式的局域網了。總體來講，它具有以下特點：

1.在一臺電腦上可以同時運行多個操作系統，切換操作系統時不需要重新開機。

2.虛擬機中的文件、硬件及網絡等可以在不同的操作系統之間互通操作。

3.可將多個虛擬機連接成局域網，這個網絡與實際網絡一樣，不用擔心會損壞虛擬網卡或交換機。

4.能夠保護不同操作系統的環境及安裝在操作系統上的應用軟件和資料，可以設定和修改操作系統的參數，并具有硬盤還原功能。

二、目前計算機教學中存在的問題

（一）系統維護實驗難展開

對于計算機相關專業的士官學員來講，需要掌握計算機系統維護的知識，包括對硬盤進行分區、格式化、安裝操作系統、對系統進行備份與還原。由于要對磁盤進行破壞性實驗，加之機房又是公共區域，教員擔心對硬件設備造成損壞，因此在授課過程中，往往會采取PPT演示或者圖片講解的方法進行教學，學員難以理解。

（二）網絡配置實驗難實施

為了適應未來信息化戰爭的需求，網絡搭建與安全設置是學員必須要掌握的內容。但在網絡安全實驗中包括很多關于網絡攻防的技術，要求學員會掃描系統和服務器的漏洞，驗證口令以及身份，若在實機上運行可能會導致校園網或機房的網絡出現問題，影響其它官兵的工作。另外，局域網的搭建、網絡的配置與管理及IIS等各種網絡服務的設置等，會牽扯到多臺計算機和網絡設備，而現有的教學條件有限，導致學員動不了手，完成不了實驗。

三、虛擬機軟件在計算機教學中的應用

針對計算機教學中出現的問題，利用虛擬機的特點，可以將其應用到計算機課程的教學中。

（一）系統維護實驗

一般是不允許在公共計算機機房中對實機進行磁盤分區、格式化、安裝操作系統、對系統進行備份還原、系統優化等一系列系統維護性實驗的。若將機房中的計算機中安裝了虛擬機軟件，則可以進行這些破壞性較大的實驗，這是因為虛擬機對應的其實是實機上的一個文件，在虛擬機中操作是不會影響實機的數據的。比如，如果讓學員真正明白一臺計算機是如何運行起來的，就必須要從磁盤分區開始講解。學員可以打開VMware Workstation創建一臺虛擬機，這時就如一臺實際的裸機一樣，此時將Windows系列的操作系統鏡像導入到虛擬機中，就如我們在實機中插入操作系統的安裝光盤，下一步選擇鏡像中自帶的磁盤分區軟件，進入到磁盤分區的界面，學員在教員的指導下根據自己的需求將磁盤進行劃分。整個過程，和在實機中對磁盤進行分區是一樣的，學員既掌握了相關知識，也沒有對實機造成損壞。

（二）網絡配置實驗

一般需要用到多臺計算機進行計算機網絡實驗，可以在虛擬機中創建多臺虛擬PC，這樣學員在一臺機器上就可以完成網絡實驗，不僅提高了設備的利用率，還不用提心對校園網或機房局域網造成損壞。如果學員在課堂有限的時間內未按時完成實驗，也可以利用虛擬機中的掛起功能保留當前的設置狀態，以便下一節課繼續實驗。教員也可以在網絡實驗前制作系統的映像，等實驗結束后再利用該映像將系統恢復回之前的狀態，這樣便可以減少系統維護的工作量。比如，在網絡操作系統中創建軟路由時，系統要求必須要有兩個網卡，在虛擬機中添加上兩個網卡就可以了，比實機操作方便很多。

四、結束語

虛擬機軟件以其自身的特點，降低了在計算機實驗過程中的硬件損耗、減少了實驗成本，同時也減輕了教員維護實機的工作量。在計算機教學中使用虛擬機軟件，有利于提高計算機教學水平，提升教學質量。作為一種新的教學輔助手段，虛擬機軟件也為計算機教學改革提供了新的思路，對計算機實驗教學的發展具有積極推動的作用。