虚拟机软件在计算机教学中的应用
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摘要：虚拟机软件作为一种新兴的教学辅助手段，现在被广泛应用于计算机教学中。本文简要介绍了虚拟机及其特点，然后从目前计算机教学中存在的问题出发，提出了虚拟机软件在计算机教学中的应用。
关键词：虚拟机软件 计算机教学 VMware
指挥自动化专业的学员需要学习更多的计算机专业知识，比如计算机硬件的组装、安装与调试驱动程序、网络参数设置与连接等内容。在实际的教学过程中，由于受软硬件条件的限制，比如像操作系统的安装、网络连接、RAID实验等，若在实机上运行，可能会对实机造成损坏，影响其它课程的授课。而虚拟机软件作为一种新的教学辅助手段，将其应用到计算机课程中，将会发挥它的独特优势。
一、虚拟机简介及特点
（一）虚拟机简介
虚拟机是指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。虚拟机有自己的硬件和软件，比如：硬盘、软盘、光驱、声卡、显卡、网卡、内存条、CPU、BlOS、应用软件等，我们可以像使用真实机器一样对硬盘进行分区、格式化，也可以根据需要安装操作系统和应用软件，而不会对真正的硬件或操作系统产生任何影响。目前流行的虚拟机软件有VMware Workstation和Virtual PC两款，它们都可以在Windows系统上虚拟出多台PC，也可以安装各种不同版本的操作系统，如Windows XP、Windows Server 2003、Linux等。不同点在于，Virtual PC 2004以后的版本不支持Linux操作系统，因此，现在的教学中普遍使用的是VMware Workstation8.0版本。
（二）虚拟机特点
VMware Workstation 8.0是VMware公司出品的一款虚拟机软件，能够支持多操作系统，提供更加有效的底层硬件，它还提供了虚拟的网络设备，这些设备相当于交换机，通过这些设备，可以组建任意形式的局域网了。总体来讲，它具有以下特点：
1.在一台电脑上可以同时运行多个操作系统，切换操作系统时不需要重新开机。
2.虚拟机中的文件、硬件及网络等可以在不同的操作系统之间互通操作。
3.可将多个虚拟机连接成局域网，这个网络与实际网络一样，不用担心会损坏虚拟网卡或交换机。
4.能够保护不同操作系統的环境及安装在操作系统上的应用软件和资料，可以设定和修改操作系统的参数，并具有硬盘还原功能。
二、目前计算机教学中存在的问题
（一）系统维护实验难展开
对于计算机相关专业的士官学员来讲，需要掌握计算机系统维护的知识，包括对硬盘进行分区、格式化、安装操作系统、对系统进行备份与还原。由于要对磁盘进行破坏性实验，加之机房又是公共区域，教员担心对硬件设备造成损坏，因此在授课过程中，往往会采取PPT演示或者图片讲解的方法进行教学，学员难以理解。
（二）网络配置实验难实施
为了适应未来信息化战争的需求，网络搭建与安全设置是学员必须要掌握的内容。但在网络安全实验中包括很多关于网络攻防的技术，要求学员会扫描系统和服务器的漏洞，验证口令以及身份，若在实机上运行可能会导致校园网或机房的网络出现问题，影响其它官兵的工作。另外，局域网的搭建、网络的配置与管理及IIS等各种网络服务的设置等，会牵扯到多台计算机和网络设备，而现有的教学条件有限，导致学员动不了手，完成不了实验。
三、虚拟机软件在计算机教学中的应用
针对计算机教学中出现的问题，利用虚拟机的特点，可以将其应用到计算机课程的教学中。
（一）系统维护实验
一般是不允许在公共计算机机房中对实机进行磁盘分区、格式化、安装操作系统、对系统进行备份还原、系统优化等一系列系统维护性实验的。若将机房中的计算机中安装了虚拟机软件，则可以进行这些破坏性较大的实验，这是因为虚拟机对应的其实是实机上的一个文件，在虚拟机中操作是不会影响实机的数据的。比如，如果让学员真正明白一台计算机是如何运行起来的，就必须要从磁盘分区开始讲解。学员可以打开VMware Workstation创建一台虚拟机，这时就如一台实际的裸机一样，此时将Windows系列的操作系统镜像导入到虚拟机中，就如我们在实机中插入操作系统的安装光盘，下一步选择镜像中自带的磁盘分区软件，进入到磁盘分区的界面，学员在教员的指导下根据自己的需求将磁盘进行划分。整个过程，和在实机中对磁盘进行分区是一样的，学员既掌握了相关知识，也没有对实机造成损坏。
（二）网络配置实验
一般需要用到多台计算机进行计算机网络实验，可以在虚拟机中创建多台虚拟PC，这样学员在一台机器上就可以完成网络实验，不仅提高了设备的利用率，还不用提心对校园网或机房局域网造成损坏。如果学员在课堂有限的时间内未按时完成实验，也可以利用虚拟机中的挂起功能保留当前的设置状态，以便下一节课继续实验。教员也可以在网络实验前制作系统的映像，等实验结束后再利用该映像将系统恢复回之前的状态，这样便可以减少系统维护的工作量。比如，在网络操作系统中创建软路由时，系统要求必须要有两个网卡，在虚拟机中添加上两个网卡就可以了，比实机操作方便很多。
四、结束语
虚拟机软件以其自身的特点，降低了在计算机实验过程中的硬件损耗、减少了实验成本，同时也减轻了教员维护实机的工作量。在计算机教学中使用虚拟机软件，有利于提高计算机教学水平，提升教学质量。作为一种新的教学辅助手段，虚拟机软件也为计算机教学改革提供了新的思路，对计算机实验教学的发展具有积极推动的作用。
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