計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

劉飛　馬寅強(qiáng)　高長玉　張兵兵　張建威

【摘 要】目前的高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在很多問題影響著實(shí)際教學(xué)質(zhì)量，例如設(shè)備不夠、試驗(yàn)環(huán)境較差等，不利于實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施。如何利用有效的資源開展實(shí)踐教學(xué)成了很多學(xué)校的重要任務(wù)。計(jì)算機(jī)虛擬機(jī)化技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上解決了這個問題，本文對此作了深入分析，詳細(xì)討論了計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)中的相關(guān)應(yīng)用。旨在給高校實(shí)踐教學(xué)提供一些借鑒。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)；計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)；應(yīng)用

0 引言

虛擬化技術(shù)涉及到很多方面，計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)指的是計(jì)算元件在虛擬的基礎(chǔ)上運(yùn)行。計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)可以有效增加硬件的容量，同時簡化軟件的配置。將虛擬化技術(shù)合理的應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐中可以有效提高教學(xué)軟件工作效率，保證教學(xué)質(zhì)量。

1 高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

最近幾年以來我國教育事業(yè)發(fā)展迅速，高校的招生規(guī)模不斷擴(kuò)大，學(xué)生數(shù)量一年比一年多，隨之出現(xiàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)不足，設(shè)備老化，在軟硬件的配置方面不夠合理，無法滿足教學(xué)所需。具體存在的問題如下：

1）很多學(xué)校的BIOS都設(shè)置了密碼，硬盤也有相對應(yīng)的保護(hù)卡，管理軟件屏蔽了控制面板等，學(xué)生根本無法實(shí)現(xiàn)對BIOS的設(shè)置以及對新軟件的安裝試用。

2）由于時常做一些例如格式化、安裝操作系統(tǒng)等類型的試驗(yàn)會在一定程度上損壞硬件設(shè)備，因此很多教師為了避免這種狀況基本上都采用課堂教學(xué)方式。

3）高?，F(xiàn)有機(jī)房設(shè)備數(shù)量不夠，無法滿足學(xué)生的實(shí)際所需，不能實(shí)施計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。

4）實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件不佳，導(dǎo)致很多系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)無法正常操作，這樣一來學(xué)生只能在課堂上獲取知識，或者是學(xué)習(xí)一些入門操作，學(xué)習(xí)效率不佳。

針對以上存在的這些問題，可以將計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)應(yīng)用在實(shí)踐教學(xué)過程中，保證實(shí)踐教學(xué)的正常開展。

2 虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)中的相關(guān)應(yīng)用

2.1 將虛擬化技術(shù)應(yīng)用在計(jì)算機(jī)維護(hù)實(shí)驗(yàn)中

計(jì)算機(jī)維護(hù)實(shí)驗(yàn)有很多，例如格式化、磁盤分區(qū)、操作系統(tǒng)安裝等都屬于維護(hù)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)施這些實(shí)驗(yàn)的過程中難免會對硬件設(shè)備造成一定的損壞，影響教學(xué)硬件質(zhì)量，這是高校機(jī)房堅(jiān)決不容許的。這時候就可以將虛擬化技術(shù)應(yīng)用到計(jì)算機(jī)維護(hù)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生就可以隨意進(jìn)行維護(hù)實(shí)驗(yàn)操作，不用擔(dān)心損壞設(shè)備，即便是在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)了問題也可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)，并不會對硬件設(shè)備造成任何的損壞。由于虛擬機(jī)對應(yīng)的只是真機(jī)上的一個文件，在這個文件上進(jìn)行任何操作都不會傷害到硬件設(shè)備，因?yàn)橐磺械幕顒佣际窃谔摂M環(huán)境中進(jìn)行的，可以有效保全系統(tǒng)的安全。實(shí)驗(yàn)任務(wù)完成后直接點(diǎn)擊刪除不會留下任何痕跡，方便系統(tǒng)恢復(fù)。

2.2 將虛擬化技術(shù)應(yīng)用在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中

1）在虛擬環(huán)境中，利用虛擬機(jī)可以對電腦上硬盤與內(nèi)存的部分虛擬出多臺機(jī)器，且每臺機(jī)器是獨(dú)立的，這些機(jī)器每臺都有自己的獨(dú)立硬盤和獨(dú)立的操作系統(tǒng)，可以單獨(dú)運(yùn)行互相之間不會產(chǎn)生任何影響，因此學(xué)生完全可以隨意進(jìn)行分區(qū)、格式化、系統(tǒng)及應(yīng)用軟件安裝等操作，在整個過程中一旦系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰現(xiàn)象直接點(diǎn)擊刪除即可，并無任何的不良影響，同樣，如果是現(xiàn)實(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)問題也會干擾到虛擬系統(tǒng)，二者之間是互不影響的，故障處理完畢后，仍然可以繼續(xù)之前未完成的任務(wù)，安全方便。

2）除此之外，由于Unix、Linux操作系統(tǒng)相對于Windows操作系統(tǒng)存在很多的不同之處，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)Unix、Linux操作系統(tǒng)時具有一定的難度，學(xué)習(xí)效果提升不明顯。而若使用虛擬機(jī)軟件進(jìn)行Unix、Linux操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)時，學(xué)生就可以實(shí)現(xiàn)各個系統(tǒng)之間的隨意轉(zhuǎn)換，而且虛擬機(jī)也具有Unix、Linux操作系統(tǒng)的功能，為學(xué)生學(xué)習(xí)Unix、Linux操作系統(tǒng)提供很大的方便性，同時也有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，對提升學(xué)習(xí)效率來說是十分有利的。

2.3 將虛擬化技術(shù)應(yīng)用在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中

由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)規(guī)模較大，因此需要用到的設(shè)備較多，占地面積較大，很多學(xué)校的機(jī)房的實(shí)驗(yàn)環(huán)境以及硬件設(shè)施都很難滿足實(shí)驗(yàn)要求，降低了學(xué)習(xí)效率，實(shí)驗(yàn)效果也不夠不好。而使用虛擬化技術(shù)就可以有效解決這個問題，滿足多人的實(shí)驗(yàn)。在虛擬環(huán)境中，學(xué)生可以通過一臺電腦的虛擬系統(tǒng)多個不同的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，不僅為學(xué)生完成多個實(shí)驗(yàn)增加了機(jī)會，也有效提高了硬件設(shè)備的利用率，對于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力來說極為有利。除此之外，有些學(xué)生由于能力有限，不能在課上按時完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，在虛擬環(huán)境中這種情況根本不會造成任何影響，上次實(shí)驗(yàn)結(jié)果在下次上課的時候會保存下來，學(xué)生完全可以繼續(xù)完成，無需重做。因?yàn)樘摂M系統(tǒng)只是主系統(tǒng)中的一個文件，每個人都有屬于自己的文件，根據(jù)自己的意愿隨意使用和管理，相互之間不會造成任何干擾。這樣一來，每次的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場和結(jié)果都可以保存下來，方便下次操作。

2.4 網(wǎng)絡(luò)安全虛擬化

在虛擬環(huán)境中實(shí)施操作和現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是一樣的，學(xué)生依然可以實(shí)施數(shù)據(jù)加密等安全操作。對于這方面高效無需投入過多的資金，只需一少部分資金便可以對原有的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行更新和改進(jìn)，為學(xué)生打造一個良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，避免由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出現(xiàn)問題而對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果造成不良影響，更不會額外增加設(shè)備的養(yǎng)護(hù)和維修費(fèi)用，同時應(yīng)用虛擬化技術(shù)可以讓學(xué)生在一臺電腦上進(jìn)行多項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)，這樣一來學(xué)生就可以充分掌握不同工具的不同使用方法，將理論知識更好的應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中，在激發(fā)學(xué)習(xí)熱情的同時保證學(xué)習(xí)效率。

3 結(jié)束語

綜上所述，眼下高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在很多問題，嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量。將虛擬化技術(shù)應(yīng)用到高校校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不僅可以有效解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足的問題，同時也能變向的擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)空間，打造良好的教學(xué)環(huán)境，保證學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)正常的學(xué)習(xí)，在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)能力的同時提高綜合素質(zhì)，由此可見，計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)對于高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說極具推廣價(jià)值。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]