虛擬桌面技術在《操作系統原理》實驗課程中的應用

吳燎 韓晴敏 陳菊

摘要：隨著桌面云技術的出現及發展，高校的教學模式也在逐漸發生轉變。相比于傳統的教學模式，此研究應用虛擬桌面技術在《操作系統原理》課程教學改革了教學模式。利用虛擬化桌面技術應用到《操作系統原理》課程實驗作為實例與傳統教學模式作為比較。通過實例可以看到，虛擬化桌面技術增強了平臺服務范圍，提高了教學實驗管理效率，鍛煉了學生動手實踐的能力，為實驗課程的教學提供依據。結果表明虛擬桌面技術在《操作系統原理》實驗課程中的應用是一種革新的教學模式，有助于提高教學質量。

關鍵詞：虛擬桌面技術;操作系統原理;實驗教學

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）24-0168-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 前言

《操作系統原理》是一門需要教師講解與學生動手實踐相結合的一門計算機類課程[1]。但是目前實驗教學中學生經常遇到無法安裝軟件、軟件不兼容、系統不穩定等情況阻礙著學生們的實驗進程[2]。所以，將虛擬桌面技術運用到《操作系統原理》的教學中，使學生教師不受時間、空間和環境限制[3]，隨時隨地開展教學活動和實驗活動，大大提升學生自主學習意識和動手能力。

2 虛擬桌面技術簡介

2.1概念原理

虛擬桌面也稱云桌面，實現方式是終端用戶通過協議訪問服務器上的系統，實現平臺統一維護、統一配置的目標[4]。

技術發展至今，已應用在不同行業領域。在高校的教學中，虛擬桌面技術主要應用于多媒體教室設計、計算機公共機房改造設計[5]、電子閱覽室設計、教學和管理、智慧校園建設[6]。

2.2優勢

（1）提供隨時隨地訪問的能力

虛擬桌面不受時空限制，用戶可隨時隨地訪問服務器，使用服務器上的資源和服務。

（2）支持多樣化的接入設備選擇

終端用戶使用接入設備即可對接云服務器，訪問資源，虛擬桌面技術對終端接入設備要求較低。

（3）降低軟硬件的管理和維護成本

終端用戶通過訪問云端服務器上的操作系統和應用軟件，進行日常功能使用和操作，這使得終端用戶只需要有一臺顯示屏和接口即可擁有普通計算機的功能，降低日常對終端的軟硬件管理和維護成本。

（4）強化用戶的數據安全

終端用戶操作過程中產生的各類數據信息存儲在云服務器上，當接入設備發生斷電或其他物理破壞時，數據難以丟失，保護用戶數據安全。

3 《操作系統原理》課程簡介

《操作系統原理》是高校計算機專業學生的必修課程，主要從操作系統概述、處理器管理、存儲器管理、文件管理、操作系統安全性、設備管理、Windows 2000/XP操作系統和Linux系統內核結構這八大章節介紹操作系統，書中還配備模擬試題和操作系統實驗。

3.1《操作系統原理》實驗教學狀況

（1）基礎實驗室物理配置不高，《操作系統原理》實驗系統類別豐富，如Win7、WinXP、Linux、ubuntu等，對實驗環境要求高[7]。

（2）實驗環境的安裝、升級、配置需要清場后才能執行，保護卡模式增加了管理難度。

（3）基礎實驗室為眾多課程的授課場所，使用頻率過高及學生專業水平有所差距導致經常對計算機的軟硬件進行誤操作。

3.2 結合優勢

上述因素不僅降低了設備的使用壽命還增加了管理人員的維護工作量。將虛擬桌面技術與《操作系統原理》的實驗教學結合，將解決下列問題：

（1）縮短學生部署實驗環境的時間。使學生的精力更多地放在實驗操作中，加深教學理論的印象，更加清楚實驗目的和內容。

（2）減輕基礎實驗室使用壓力。通過將虛擬桌面技術運用在教學實驗中，學生不受時間和空間的限制，自主選擇地點完成實驗，減輕基礎實驗室壓力。

（3）降低學生私人計算機的配置要求。在學生私人計算機上安裝和部署《操作系統原理》實驗環境，將對學生私人計算機的配置等要求甚高。使用虛擬桌面技術，學生通過教師已經搭建完善的實驗環境和登錄賬號進入虛擬桌面完成相關實驗操作，將降低學生經濟壓力。

（4）減少基礎實驗室管理人員工作量。當學生在基礎實驗室安裝、部署實驗環境，完成實驗操作后，計算機內的保護卡會將安裝后的軟件進行清理，增加了保護卡模式。使用虛擬桌面后將規避這些操作。

4 將虛擬桌面技術運用于《操作系統原理》實驗教學

4.1 教師配置虛擬桌面

（1）增加桌面數量

1）點擊目錄->桌面池，左鍵點擊桌面池ID，選擇想要添加虛擬機數量的桌面池，進入池編輯界面。

2）點擊編輯，選擇置備設置，修改最大計算機數量10臺即可。

（2）授權用戶登錄虛擬機權限

1）進入池編輯界面，方法請參照1，添加虛擬機數量“步驟。

2）選擇清單->選定虛擬機后右鍵->選擇分配用戶。

3）搜索用戶名稱，如001并確認授權。

4.2 實驗操作示例

主要用以下六個實驗為例，闡述將虛擬桌面技術運用于《操作系統原理》實驗教學中后的效果。

實驗一 Linux的基本命令

實驗內容：

（1）root登陸，進入/home目錄;

（2）home目錄下創建一目錄名為command的目錄;

（3）進入command目錄，完成以下操作：

1）在command目錄下，創建兩個目錄： dir1， dir2;

2）輸入dir1目錄，在該目錄下創建兩個文件名為file1， file2的普通文件;

3）完成date > file1 操作， 并查看file1中的內容;

4）將file1中的內容復制到file2中;

5）將當前工作目錄切換至dir2中;

6）查看當前工作目錄;

7）將dir1中的所有文件復制到dir2中，并查找文件名為file1的文件是否在dir2中;

8）以長文件格式查看dir2中文件的屬性，并說明其含義;

9）將dir2中的file1更名為bacfile;

10）刪除dir2中的file2，刪除dir1中的所有文件;

11）刪除dir1和dir2，說明區別。

（4）將ls -l 指令偽名為longview， cat指令偽名為display， 并測試。

（5）要求所有上述操作在script文件中完成，script文件名為lab3。

實驗二 Linux系統的基本操作

實驗內容：

1） 安裝Red Hat Enterprise5.4（在虛擬機上安裝）;

2） 成功登錄、注銷和退出Linux ;

3） 在linux系統上成功掛接USB。

工具及準備：

linux操作系統安裝盤;

實驗三 Linux進程控制

實驗四 線程同步與通信

實驗五 共享內存與進程同步

實驗六 Linux文件目錄

4.3操作實驗的效果

利用虛擬化桌面技術與傳統桌面分別進行實驗對比，在2個課時時間內二者實驗完成的結果如下：

5 結語

結合虛擬桌面技術的《操作系統原理》教學，能讓教師和同學們不再受到時空和實驗環境的限制，能隨心所欲地進行教學實驗活動。教學形式的改革有利于我校醫學信息工程專業以理論教學為基礎、動手實踐為支撐，培養能自主學習的中醫藥信息化復合型人才。試行《操作系統原理》新的教學形式經過實踐檢驗已經達到初步成功，今后將進一步推廣，將虛擬桌面技術運用到其他相關課程中，提高學生激情，改善實踐環境。

參考文獻：

[1]王曉東.《操作系統原理》課程教學方法的探討[J].福建電腦，2018，34（04）：181.

[2]李文娟，王李冬，壽周翔，趙海麗.多層次實踐驅動《操作系統原理》教學改革[J].電腦知識與技術，2018，14（05）：135-136+149.

[3]馮繼偉.桌面云在高等職業教育中的應用探析[J].世界教育信息，2017，30（23）：34-36.

[4]吳婷茜.虛擬桌面技術在高校實驗室機房升級改造中的實施分析[J/OL].現代信息科技[2019-03-10].

[5]劉艾俠，符永衛，王波.桌面虛擬技術在高校實驗機房的應用分析[J].電腦知識與技術，2018，14（07）：225+233.

[6]韋昌有，藍志軍.計算機虛擬桌面技術在教學及管理中的應用[J].自動化與儀器儀表，2017（06）：239-241.

[7]王鑫.基于虛擬桌面技術的高校多媒體教室的設計[J].電腦與信息技術，2014，22（01）：28-31.

【通聯編輯：王力】