Ｖｉｒｔｕａｌ ＰＣ在计算机教学的应用

徐志良

摘要：虚拟机技术是在某种类型的计算机及操作系统的基础上，以软件模拟的方式，模拟出另外一种计算机及操作系统的技术。Virtual PC是其中一种计算机的虚拟软件，本文主要讲述了对该虚拟机应用软件作为一种新的教学辅助手段搭建教学环境在计算机教学中的作用。

关键词：虚拟机； Virtual； PC； 实验

1计算机教学环境现状

实验是教学活动中一个必不可少的过程，许多学习科目都是以实验课程为基础的，尤其是对于一些实践性较强的基础学科。实验对于培养学生的实际操作能力和解决问题的能力是至关重要的，学生的大部分实践能力都是通过实验得到的。但是学校的实验教学会受一些客观的因素诸如：实验场地不足，设备限制等的影响，从而制约了实验教学活动的进行。

在技工院校中，计算机专业学生所学的每一门课程基本上都在计算机上操作，实验性很强。特别是《计算机组装与维护》课程，内容主要涉及计算机硬件系统的安装与调试维修、软件系统的安装与维护、常用维护工具软件的使用、系统文件修复等。在一般的教学过程中，通常都会以老师讲授的教学方法教授知识给学生。学生可能学习了一些计算机的知识，知道启动磁盘，也知道MS-DOS，也知道硬盘在使用前需要分区和格式化，也知道软件需要安装。同学们从书本上学了太多的“也知道”，但是往往只是纸上谈兵，却很少有学生能亲手去实践一下。有时为了给同学们提供真实的演示过程，让学生直观形象的学习实践技能，最多也只有教师在一台专用的计算机上执行完整的操作过程以给学生提供真实的实践指导。当每次实验指导时，教师的演示操作势必彻底的破坏了教师机的系统环境而使教学环境受到了极大的制约。如果专门开设一个实验机房硬件设备给学生去操作练习，每天都对硬件设备（硬盘）进行格式化的操作；这样势必会对硬件设备加速损坏，造成教学资源的浪费。为此我们必须使用其它的教学手段来改变现状。虚拟机软件技术，它不仅为教学提供了真实的演示效果，避免了实验时人为造成的计算机硬件设备的损坏，使教学的组织实施与教学效果都有了较大的提高。

2虚拟机软件选择

所谓的计算机虚拟机，是指可以在某种类型的计算机中模拟出另外一种计算机的硬件环境，并且可以在虚拟的计算机中运行另外一种操作系统及应用软件的虚拟机。目前，使用虚拟机技术的软件平台主要有以下两款典型的代表：VMware公司的VMware workstation和Connectix公司的Virtual PC（现被Microsoft并购，到2007年为止，最新版本为Microsoft Virtual PC 2007）。鉴于Virtual PC虚拟机软件与VMware workstation比较，有着占用系统资源相对少和运行速度快，而且操作应用界面相对简单等特点，适合学生使用，所以适合在教学与实验环境的构建。Virtual PC可以在你的电脑上同时模拟多台电脑。在虚拟机中，我们可以像使用真实的PC那样在虚拟机中安装、使用操作系统。在虚拟机中做实验，与在真正的计算机上做实验效果是完全一样的。我们就可以让学生在机房里使用虚拟软件仿真电脑学习设置CMOS，硬盘分区，格式化等操作。

3构建教学与实验环境

3.1安装Virtual PC 2007

首先主机上安装完虚拟机软件Virtual PC 2007汉化版，然后启动运行虚拟计算机软件Virtual PC 2007，在主界面上单击“新建…”按钮，根据以下的操作向导完成虚拟计算机环境的创建。

3.2制作ISO文件

在实验中进行操作系统及软件的安装必定会使用光盘。Virtual PC虚拟环境中，要使用光驱有两种方法：一是直接加载使用物理光驱，二是使用ISO文件作为虚拟的光驱。由于在计算机房中的教学计算机，大多数都没有配置物理光驱，为此我们必须在物理计算机中制作相应使用的虚拟光盘ISO文件。我们将实验所要用到的光盘全部制作成ISO文件，在使用过程中随时调用，释放，跟实际更换光盘相当，可以很好地完成光盘安装软件的操作，同时

可以减小对物理硬件的需求。

4实验应用

4.1CMOS设置

众所周知，一台计算机必须要安装操作系统才能运行，否则就只是一台“祼机”。为此要在CMOS参数设置界面中设置计算机的启动顺序以安装系统，同时也要设置一些设备开启与禁用，所以CMOS设置练习是一个重要课题。为了便于机房的教学秩序与管理，物理计算机的CMOS设置一般是设置密码防止他人随意改动。为此可以在虚拟机中完成教学实验。虽然在虚拟机中的CMOS设置界面只有一种，内容也没有真正的主板CMOS齐全，但对于一般的系统时间更改，检测加载硬盘，改变启动顺序，设置CMOS登录密码，屏蔽设备或端口等已经非常足够。

4.2硬盘操作

首先通过菜单选择“虚拟磁盘垼”选项，创建一个硬盘映像。Virtual PC中虚拟磁盘类型有四种：动态扩展虚拟磁盘、固定大小虚拟硬盘、差分虚拟硬盘及链接到物理硬盘。所谓动态扩展虚拟硬盘，就是此文件的大小由你装入其中的内容多少来决定，文件最大是16384MB。一般操作都选择动态扩展方式。虚拟硬盘事实上就是一个单独的文件，是创建的虚拟机在物理计算机上的一个.VHD文件，任何的操作只会对该VHD文件改变，特别适用于学生实验环境，可以反复进行而不会对物理硬盘产生硬伤和主机软件系统破坏，同时虚拟机提供的操作环境与真实的物理计算机操作完全一样，不至于有模拟的感觉。

这时我们相当于加载了一个完全未有处理过的全新硬盘。在此基础上，我们可以完成FDISK软件的使用练习分区，同时包括DM，魔法分区，Disk Genius软件的使用，硬盘格式化处理练习。这些实验操作与物理计算机的数据互不影响。

同时，Virtual PC中支持虚拟加载三个硬盘，只要再模拟添加多一个硬盘就可以实现使用GHOST软件进行硬盘对硬盘克隆的实验。

4.3安装操作系统

为了使用计算机的强大功能，我们还要安装计算机操作系统，为用户提供良好的图形操作界面。在虚拟计算机的光驱中使用光盘的镜像文件，执行安装程序，按照安装向导进行相关设置，即可完成安装过程。同时我们可以将安装完操作系统的.VHD文件备份，当文件损坏时重新拷贝可继续使用。

4.4系统维护

要学习系统维护，大多会将系统中的重要文件删除，然后重新修复。Virtual PC提供了一个非常好的系统还原功能。只要将.VHD文件设置为“允许使用还原磁盘”，相当于为虚拟计算机安装了一张还原卡。每当关闭虚拟机时，选择“关闭并删除更改”便可恢复到初始状态。这对于学习系统维护，对系统进行恶意破坏，提供了一个很好的环境。

5虚拟机应用在教学中的优点

5.1通过引入虚拟计算机技术，与计算机操作相关的教学演示、实验操作都完全可以直接在虚拟机的环境下完成。

5.2虚拟环境下的实验，硬盘初始化操作只对一个.VHD文件操作，与实际物理硬盘无任何影响，大大的降低了真实环境下的硬件损伤，延长了硬件设备的使用寿命。

5.3在Virtual PC中流畅地运行如WindowsXP的操作系统，分配虚拟内存为256M，而现时的计算机配置，基本上物理内存为1G，硬盘容量160G以上，所以能满足虚拟环境的运行。

5.4虚拟环境下的操作，对物理计算机环境的操作系统数据不会产生任何影响，可以维持正常的教学不受影响，同时降低了维护的难度。

6总结

对于像《计算机安装与维护》这样的课程，虚拟机技术的应用是必不可少的手段。它可以提高教师的备课和讲课的效率和效果，完成用传统的方法无法实现的很多教学要求，保证了教学质量，减少了设备的投资和损坏，同时也减轻了设备维护的经费和实验员的工作量。，其教学效果的提高明显。使用虚拟机技术，对于教学是可行的。

参考文献：

[1]张杰.实战多操作系统与虚拟机[M].北京．清华大学出版社,2008,2.

[2]陈国先.计算机组装与维护（第3版）.电子工业出版社，2006,2.