虚拟技术在公安院校计算机教学中的应用研究

钟 华

（四川警察学院 四川 646000）

1 虚拟技术的概念

什么叫做虚拟化，虚拟技术又是什么。从计算机科学的角度来讲，简单说，虚拟化就是一种方法。它能够对资源进行合理地、科学地分配，使之达到最高的运用效率。通过虚拟化技术，可以在一台计算机上运行多个操作系统。每一个操作系统相对独立且又可以运行多个程序。虽然这些操作系统和运行的程序都在同一台计算机上，都使用同一个处理器和内存。但是各个程序之间却各自独立、互不干扰，这就提高了一台计算机的运行效率。

（1）虚拟化的概念很宽泛，随着科技的进步，时代的发展，它的概念范围也在不断地扩大虽然不同的人对虚拟化的看法不同，作出的解释也互不一样，但通过比较观察，至少包含了以下几种含义：

①虚拟化是以硬件资源（如 CPU、内存、存储、网络等）或者软件资源（如操作系统、文件系统、应用程序等）为对象的；

②计算机在虚拟化之后，相关的逻辑资源可以把一些不必要的细枝末节帮用户忽略隐藏。虽然如此，但相关的物理资源功能还是会提供给用户，用户就可以在这种虚拟环境中进行操作，实现现实环境的一些功能。

③虚拟化可以具有逻辑性地实现资源配置，当然这是以不受物理限制为前提。

（2）虚拟化技术在很多方面具有优势，主要有以下几个方面：

①资源利用的效率高：虚拟化可以把一台计算机中的资源以动态的形式分配给多台虚拟机，有些闲置不用的资源也能够物尽其用，这就提高了原来一台计算机中资源的利用率，虚拟化在这其中发挥了很大的优势。

②具有独立性：一台计算机中的资源可以被多台虚拟机共同使用，也就是说多台虚拟机可以共享一台计算机中的资源，虽然如此，但各个虚拟机之间却是相互独立的。操作这些不同的虚拟机就像操作一个一个单独的实体的计算机一样。各个应用程序在不同的虚拟机中运行，他们的安全程度和实用程度比在实体传统计算机中的程度要高得多。这也就是虚拟就的独立性具有的好处。

③具有很强的可靠性：虚拟机在共享一个计算机资源的同时，又是完全相互独立独立，互不干扰地在硬件上进行运作的。虚拟化技术只是充分发挥了硬件的空间和资源，同时也也使得应用程序可用性的程度大幅提升，进而就使得数据中心业务具有了很强的逻辑性和连续性，从而在安全指数上就大大提升。

④具有很低的成本：通过上文我们不难发现，虚拟机可以共同使用一台计算机的的整个资源，也就是说一台计算机上可以有多个虚拟机，同时这些虚拟机又可以在多个操作系统中运行多个应用程序，完成各种工作任务，这就大大降低了资源成本。

⑤具有很高的兼容性：我们所使用的所有虚拟机都与计算机的系统相兼容，同时在传统的桌面管理方法上进行了改善，计算机中有多种不同的操作系统，这就增强了虚拟机的兼容性，减少了一些不必要的问题。

⑥便于进行管理：计算机管理员在管理这些虚拟机的时候，也并没有想象中的复杂。他们只需要利用一个统一的虚拟化管理平台，就可以对这些虚拟机进行统一的管理，这就减轻了管理员的工作负担，也使得整个管理工作变得简单有效。

2 虚拟技术的类型

2.1 我们一般把虚拟技术分为三个大类：

① 基础设施架构虚拟化。这里面主要包括了网络虚拟化和存储虚拟化。

② 系统虚拟化。这里面主要包括了服务器虚拟化和桌面虚拟化。

③ 软件虚拟化。这里面又主要包含了应用虚拟化和高级语言虚拟化。

当然在上述的只是一个粗略的分类，这其中还包括了许许多多的分支和延伸，下面我就以虚拟现实技术在公安院校计算机教学当中的应用做一点简要的论述。

2.2 虚拟现实的概念

虚拟现实，顾名思义，它不是一个真正的现实环境，而是一个仿真的环境。这个环境是怎么样形成的呢？它主要是把一些相关的数字化信息，通过计算机的整合处理，制作成为人们可以通过自己的感觉器官感受到的信息。然后再在其他一些相应的传感设备的作用下，使用户与这种仿真环境直接接触，进行一系列的自然交互。所谓虚拟，就是通过相应的技术创造一个模拟的、虚拟的环境；所谓现实，指的是虽然这是一个仿真的环境，但是当人身临其境之后会产生一种进入现实环境的真实的感受。虚拟现实技术又主要包含一下几个方面：

（1）桌面虚拟现实

这个虚拟平台主要以电脑屏幕为基础，运用多种输入和输出设备，在这些设备的共通作用下，来实现人与虚拟世界的交互。

（2）沉浸式虚拟现实

相当于使参与者亲自融入现场，用户通过视觉、听觉、触觉等感觉器官充分融入环境，身临其境。这种虚拟现实系统主要利用头盔显示器或投影生成的虚拟视觉以及虚拟触觉手套的使用，并通过相应的跟踪，使人与系统达到交互的作用。

（3）增强现实

在多种技术手段的作用下把现实世界和虚拟现场景结合在一起，这样不仅可以减少生成复杂的实验环境的成本，还有利于增强虚拟环境的真实感。

（4）分布式虚拟现实系统

是不同地区的不同用户同时而又独立地通过计算机网络连接在一起。共同分享一个虚拟的空间，把不同的虚拟体验结合在一起，这将能使用户的虚拟体验达到一个更高的境界。

3 虚拟现实技术在公安教学和实践中的应用价值

现在许多的军事训练和职业技能培训都采用了虚拟现实技术，通过运用这种技术，也取得了非常理想的成绩。在公安院校的教学培训工作中虚拟现实技术主要应用于犯罪现场的勘察、重建等等具有很强的实践性的技术性学科。这些学科结构复杂，系统庞大，老师在讲解传授过程中并不能够让学生全面具体地学习掌握，学生的基础知识不牢固，那创新只能是天方夜谭。所以针对这种情况，教师必须采取实践教学的手段，即让学生亲临现场，让他们自己去感受和领悟，只有这样才能真正锻炼他们的侦查能力，培养他们的基本素质。然而，即使是传统的实践教学也有他的不足之处。一是时间和空间对实践教学的限制，不管何种实践教学，都会有一定的时间规定，同时也只能是在指定的场地进行实践教学，不可能是随时随地地进行教学；二是实践教学的方法和手段比较单一，老师似乎是给学生灌输知识的机器，学生也处于被动学习的状态，因而不能充分调动学生的积极性，使他们真正学到知识；三是有些场景比如凶杀、交通事故等，不可能在实践教学中真实呈现，即便是实践教学也只能是纸上谈兵，学生缺少身临其境的锻炼。

正是因为这一系列的问题在公安教学中的存在，虚拟现实技术在教学中的应用就显得很有必要。通过虚拟现实技术在仿真训练系统中的应用，学生就能够融入这个仿真的环境，身临其境地感受，从而充分学习和掌握相关知识和技能。比如在现场勘查课程上，学生通过老师讲解，可以借助相关设备进入到仿真环境中去，这个仿真环境就是一个虚拟的案件现场。学生可以通过自己的感觉器官完成与现场勘查相关的一系列学习任务和实践锻炼。这就使得学生能够更加方便、直观、逼真地观察和感受事故现场，从而运用所学知识进行分析研究，同时在分析研究中又获得新的知识。相比传统公安教学的纸上谈兵，这种教学更能让学生得到切身的体会和感知。除此以外，还存在有些案件一直难以侦破的情况，这种案件一般积压了较长时间，当时的现场早已面目全非，但是通过相关资历记载，运用虚拟现实技术就可以重现当时的现场，对侦破案件有很大的帮助。计算机虚拟现实技术和公安实践教学的结合，具有很宽广的发展前景，必定会给公安院校的教学成果带来很大的的改观。

4 结语

随着科学技术的不断发展和进步，如今，虚拟化技术也越来越成熟。国家对公安院校的教育事业的发展也会给予越来越多的关注。同时，随着社会的进步，国家也对公安院校在社会服务、技术技能等方面提出了更高的要求。结合目前我国公安院校的办学条件和教学设备来看，仍然存在很多不足之处。在办学理念、教学方式、学校管理各方面都还有许多问题亟待解决。在实验教学设备上，我们要很据社会发展和要求不断更新，在教学的方式方法和力度上，我们要坚持理论与实践相结合，特别要加强实践锻炼。把虚拟化技术引入公安院校计算机教学，是一个十分重要的内容，也是一个重大的突破。虚拟技术的引入，可以节省公安院校计算机教学中的资金投入。在实验设备缺乏的情况下，还能够充分的利用现有的设备资源，缓解资金压力。不仅能够为实验管理员节省设备管理的压力和时间，还能够成为教师教学的左膀右臂。更为重要的是它不仅能够满足学生在课堂学习的需要，还能够满足学生课余学习的需求。使得学生的学习突破了时间和空间的限制。在教学效果和效率方面，它能够为算机的教学和实践提供一个近乎真实的环境，使学生身临其境地学习和探究，在一定程度上满足了公安院校在课程教学实践上的要求。

[1]鲁松 计算机虚拟化技术及应用 机械工业出版社，2008

[2]刘晙 谈谈计算机教学中虚拟机的应用 科技资讯，2009.12.23，（36）：190

[3]顾明 虚拟机在计算机教学中的应用探讨 辽宁高职学报，2008，（11）：45～46

[4]于小川.加强高专公安计算机教学的思考[J].广西公安管理干部学院学报，2003，（2）.

[5]宋葆华，杨林.公安院校计算机基础教育定位[J].江苏警官学院学报，2003，（6）.

[6]杨青.论公安院校的计算机教育[J].山东公安专科学校学报，2004，（4）.