談?wù)動(dòng)嬎銠C教學(xué)中虛擬機的應用

  摘 要:本文介紹了虛擬機的概念及工作原理,論述了虛擬機軟件在計算機教育領(lǐng)域所具有的優(yōu)勢。實(shí)踐證明教學(xué)中應用虛擬機可 以改善教學(xué)環(huán)境,提高教學(xué)質(zhì)量,具有很好的效果。 關(guān)鍵詞: 虛擬機 VMware模擬軟件 教學(xué)平臺 1 虛擬機的概念及工作原理 虛擬機(Virtual Machine,簡(jiǎn)稱(chēng)VM),顧名 思義,虛擬的計算機。它是指運行在Windows 或Linux  平臺上的一個(gè)應用程序,  本質(zhì)上是 對計算機的模擬仿真。虛擬機擁有電腦擁有 的幾乎所有硬件設備, 包括 C P U 、內存、硬 盤(pán)、顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、軟驅等等�？梢赃M(jìn)行開(kāi)機、 關(guān)機、對硬盤(pán)進(jìn)行格式化、設置BIOS等操作而 對主機沒(méi)有任何影響。使用虛擬機,可以在“虛 擬的操作系統”下,自由地對自己需要學(xué)習和 試驗的操作環(huán)境進(jìn)行配置和修改,而不必擔心 會(huì )導致系統崩潰,不會(huì )對實(shí)際的操作系統造成 影響。其工作原理是通過(guò)進(jìn)入保護模式,在物 理機中運行的主機系統上創(chuàng )建一個(gè)或多個(gè)虛 擬的客戶(hù)系統,使得客戶(hù)操作系統如同運行在 一臺真正的機器上。   2 虛擬機的優(yōu)點(diǎn) 由于虛擬機能對計算機進(jìn)行模擬仿真,可 作實(shí)驗平臺,實(shí)現許多在普通計算機上無(wú)法進(jìn) 行的實(shí)驗,而且實(shí)驗效果與物理機的完全一 樣,它有以下優(yōu)點(diǎn)。 (1)使用方便、易于維修:虛擬機可以在一 臺PC機上集成幾個(gè)操作系統平臺,是實(shí)驗及軟 件開(kāi)發(fā)人員的好工具。有了它,在任何時(shí)間、 任何地點(diǎn),用戶(hù)只需要一臺電腦,就可以調試 C/S ,B/S 等各種程序。一臺物理主機可以互 不干擾地同時(shí)運行多臺虛擬機。如果其中一 臺虛擬機出現問(wèn)題,主機以及其他的虛擬機不 會(huì )有任何影響,具有易與維護的優(yōu)點(diǎn)。 (2)經(jīng)濟實(shí)用、安全可靠:虛擬機可以一機 多用、節省維護費用。由于虛擬機是利用軟 件來(lái)模擬完整的計算機硬件系統,所以無(wú)需添 加新硬件設備就可增加計算機功能,既節約資 源又具有較好的經(jīng)濟性。虛擬機還可擺脫多 硬盤(pán)、多分區之缺點(diǎn),從而達到既省錢(qián)又安全 的效果。  (3)便于移植、利于安裝:虛擬機主要是以 映像文件包作為其系統存儲文件,為此用戶(hù)可 以直接拷貝映像文件包到其它計算機上使用, 從而省去系統安裝的過(guò)程,方便多機統一部署 安裝。 (4)感性直觀(guān)、有益教學(xué):由于虛擬機具有 連網(wǎng)功能,在教學(xué)中可通過(guò)用虛擬機構建的虛 擬網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )實(shí)訓教學(xué),使學(xué)生更感性、直 觀(guān)地掌握網(wǎng)絡(luò )的組建、管理和維護。   3 虛擬機在計算機教學(xué)中的優(yōu)勢 (1)虛擬機有助于網(wǎng)絡(luò )教學(xué)。通過(guò)用虛擬 機構建的虛擬網(wǎng)絡(luò ),教師可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )教學(xué), 使學(xué)生更感性、直觀(guān)地掌握網(wǎng)絡(luò )的組建、管 理和維護;虛擬機有利于提高學(xué)生學(xué)習興趣。
因為虛擬機的安裝要求不高,安裝的方法也較 為簡(jiǎn)單。學(xué)生學(xué)會(huì )了虛擬機組建虛擬網(wǎng)絡(luò )的 原理和方法后,可以在學(xué)校實(shí)驗室環(huán)境之外的 其它環(huán)境自主地做網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗。 (2)虛擬機節省資源,具有兼容性。學(xué)校不 用另外找場(chǎng)地和購買(mǎi)計算機 、交換機 、網(wǎng) 卡、網(wǎng)線(xiàn)等計算機相關(guān)設備。WMware模擬 的虛擬機器中的硬件型號是固定的,這就最大 限度的保證虛擬機器的硬件兼容性。虛擬機 能夠設定并且隨時(shí)修改操作系統的操作環(huán)境, 而且不需要經(jīng)費。虛擬技術(shù)給教學(xué)實(shí)驗提供 了一種有效的工具,不僅可以緩解當前實(shí)驗設 備和場(chǎng)地不足的問(wèn)題,而且在虛擬機系統上的 操作不影響主機,可在一定程度上提高設備的 安全性,減少實(shí)驗室的管理難度,提高教學(xué)效 率 。 (3)虛擬機克服了傳統計算機教學(xué)過(guò)程中 不足。利用VMWare在教學(xué)中的易用性、安 全性和便利性,可以在保證教師機原操作系統 不進(jìn)行變動(dòng)的情況下輕松達到教學(xué)目的。   4 虛擬機在實(shí)驗教學(xué)中的應用 目前常見(jiàn)的虛擬機軟件有兩種:VMware 和Virtual PC。下面主要介紹用VMware建立 虛擬機。 4 . 1  虛擬機的建立 建立虛擬機的方法有幾種,   通常用的方 法是用VMwar  e向導建立虛擬機和用備份文 件建立虛擬機兩種。第一種是用VMware向導 建立虛擬機:點(diǎn)擊新建虛擬機圖標進(jìn)行有關(guān)參 數的設置后,就成功地建立了一個(gè)虛擬機,然 后就可以在該虛擬機上安裝需要的Guest  OS 了。第二種是用備份文件建立虛擬機虛擬機的 備份文件指的就是配置文件和磁盤(pán)文件的備 份。首先復制備份文件到硬盤(pán)指定目錄,然后 啟動(dòng)向導,在“選擇一個(gè)磁盤(pán)”的三個(gè)選項中選 “使用已存在的磁盤(pán)鏡像文件來(lái)建虛擬磁盤(pán)”, 然后選備份磁盤(pán)文件就完成了。 4 . 2  安裝操作系統 建立虛擬機后,就可以在新建的虛擬機上 安裝操作系統了。在“窗口”菜單下選擇要 啟動(dòng)的子機, 然后選擇“電源”菜單下的“打 開(kāi)電源”即可啟動(dòng)該子機了。啟動(dòng)后用鼠標 點(diǎn)擊子機窗口, 即可進(jìn)入子機, 這時(shí)鍵盤(pán)、鼠 標對GuestOS起作用,然后在光驅里放入操作 系統安裝盤(pán)或指定操作系統安裝盤(pán)的鏡像文 件, 直至這個(gè)操作系統安裝完成 , 按組合鍵 Ctr l+Tab可以在GuestOS與HostOS 間切換。 4 . 3  構建虛擬網(wǎng)絡(luò ) (1)VMware提供了一些虛擬設備(虛擬交 換機、虛擬網(wǎng)卡)和用這些設備聯(lián)網(wǎng)的方法,通 過(guò)這些虛擬設備我們可以連接到因特網(wǎng)或者
組建單機局域網(wǎng),VMware可以提供以下三種 組網(wǎng)方式:橋接(Bridged)模式、網(wǎng)絡(luò )地址翻譯 ( N A T ) 模式 、僅主機 ( H o s t — o n 1 y ) 模式。  VMware 有三種方式使虛擬機訪(fǎng)問(wèn)互聯(lián)網(wǎng): 網(wǎng)橋 ( b r i d g e d    n e t w o r k i n g ) , N A T 適配器 ( networ k  addr ess  tr anslation) ,僅主機適配 器 ( H O S T   O N L Y   n e t w o r k i n g ) 。 ( 2 ) 虛擬網(wǎng)絡(luò )應用實(shí)例 ( V M w a r e WorkStatiOil環(huán)境)。組網(wǎng)目標:一臺Web服務(wù) 器通過(guò)一個(gè)防火墻連接到一個(gè)外部網(wǎng)絡(luò )。一 臺管理員的計算機可以通過(guò)一個(gè)二級防火墻 連接到Web服務(wù)器。組網(wǎng)要點(diǎn):創(chuàng )建四臺虛擬 機;使用Manage  Virtual  Networks為虛擬機 的虛擬網(wǎng)絡(luò )適配器調整設置;在每一臺虛擬機 中安裝適當的客戶(hù)操作系統和應用程序軟件, 并進(jìn)行適當的網(wǎng)絡(luò )設置。   5 結語(yǔ) 虛擬機技術(shù)的出現,給計算機教學(xué)實(shí)驗提 供了有效的工具,可以緩解當前實(shí)驗設備和場(chǎng) 地不足的問(wèn)題,而且可在一定程度上提高實(shí)驗 設備的安全性,減少實(shí)驗室的管理難度,同時(shí) 教學(xué)質(zhì)量也不會(huì )受到影響。因此,推廣“虛擬機” 在教學(xué)實(shí)驗中的應用,是一種有益的嘗試,利 用虛擬機技術(shù)為學(xué)生學(xué)習計算機網(wǎng)絡(luò )知識和 實(shí)訓技能,建構一個(gè)綜合的教學(xué)與實(shí)驗環(huán)境, 使教師的教學(xué)演示和學(xué)生的實(shí)驗操作都能在 虛擬機環(huán)境下無(wú)損害地重復進(jìn)行,極大地豐富 了網(wǎng)絡(luò )課程的實(shí)訓內容,完成了用傳統方法不 能實(shí)現的某些教學(xué)要求。既保證了教學(xué)質(zhì)量, 增強了網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗的安全性,減少實(shí)驗室的管理 難度,又能充分利用設備、節省經(jīng)費,使實(shí)訓教 學(xué)更有的放矢。通過(guò)在虛擬機環(huán)境中進(jìn)行教 學(xué),學(xué)生學(xué)習的積極性很高,實(shí)踐教學(xué)效果是 令人滿(mǎn)意的。   參考文獻 [1] 石志國.計算機網(wǎng)絡(luò )安全教程[M].北京:清 華大學(xué)出版社 , 北京交通大學(xué)出版社 , 2006:238～243． [2]  梁誠,李瓊,夏建波.VMware虛擬機技術(shù) 在計算機實(shí)踐教學(xué)中的應用[J].電腦開(kāi)發(fā) 與應用,2007( 8):34～35． [3] 王存祥.虛擬機技術(shù)在計算機教學(xué)中的應 用[J].現代教育技術(shù),2006(5):70～71．
            

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