引入虚拟机技术优化实验软件管理模式

徐亚文

（湖北经济学院，湖北 武汉 430205）

一、目前现状

我校的专业实验有统计、保险、银行、信贷、外汇、期汇、会计、信息管理、电子政务、税收、物流、新闻等多个领域，实验涉及的软件有用友 U8、 金蝶 K/3、Stata、Spss、Eviews、智胜、TMT、PTOT、奥派电子政务、多媒体税收、广联达、格瑞纳、方正飞腾等几十个大型软件，其中很多软件又有多个版本，以会计电算化课程为例，常用于教学的版本有用友公司的 U8.61、U8.72、U8V10.1 和金蝶公司的 KIS、K/3，实验中心需要管理的具体软件多达100多种。对于一门课程而言，只选用其中的一个或几个软件，但对于专业实验室来说，却要将这些软件全部安装在实验室中，供不同课程使用。传统的软件安装模式主要采用的指导思想为，将不冲突的软件安装在一起，将冲突的软件分开安装在不同的实验室。由于专业软件一般功能复杂，对操作系统的环境要求高，因此，不得不设置专用实验室来满足需要。另外，为了方便实验室的管理，提高系统安全性，实验室的每台计算机还配备了自动还原系统。

二、传统管理模式存在的问题

（一）操作系统升级与维护，容易出现不兼容现象，影响软件的运行

其一，为了预防病毒在实验室的传播，提高实验室的安全系数，操作系统每半年都需要打补丁进行升级，但是在升级过后，有可能出现专业软件与操作系统不兼容的情况，例如用友的U861软件，在XP环境下，如果把所有的补丁都进行安装，就会导致软件无法运行。其二，有的软件只能在特定的操作系统下运行，但操作系统却在不断更新。目前微软已正式推出了Windows 8，盲目的升级操作系统，可能会导致部分软件无法使用。另外，实验室需要定期更新杀毒软件病毒库，由于病毒库的不断增多，以前认为能安全运行的文件，现在也可能被杀毒软件误杀，导致软件运行失败。

（二）容易与其他实验课程的软件发生冲突

一个软件的安装，有可能会破坏另一个软件的运行环境。不同的软件，其安装环境都有不同程度的差异。由于XP操作系统采用共用动态运行库模式，当把一个软件调试通过时，可能会导致原先已调试好的另一个软件出现问题。另一方面，多个软件同时安装在一台电脑中，会导致软件运行效率大大降低。如用友等大型ERP软件，在系统中需要安装IIS和SQL Server，在这种环境下运行其他的软件，会明显感觉运行速度变慢。

（三）无法提供软件安装与维护环境

为了保证实验室系统的稳定，实验软件都由管理员事先安装到位，学生只能使用软件。每次重启计算机，还原设备都会将系统还原到原始状态。以《计算机文化基础》课程为例，此课程是很多专业的基础课程，操作系统的安装是学生学完这门课程后应掌握的基本能力，但是，很多学生都不会安装操作系统，其主要原因是没有给学生提供安装操作系统的实验环境。由于目前实验室全部安装了还原设备，操作系统已全部安装到位，如果关闭还原设备，让学生在这种环境下练习安装过程，会导致实验室其它软件直接被删除破坏。

（四）实验室的通用性不够，利用率不高

由于部分软件实验环境的特殊要求，以及软件之间容易冲突的特性，为了方便实验室的管理，只能采用设置专用实验室的方式进行建设，因此，这类实验室就成为某些课程的专用实验室。当有此实验课时，实验室才开放，而无此实验课时，实验室无法向其它课程开放，只能处于关闭状态。

（五）软件维护不方便，实验管理员与实验老师易产生矛盾

随着软件产业的不断发展，各行各业的软件都在不断升级完善，而大学的教育必须随着行业的发展而不断更新教学内容，实验课程的内容也会不断更新。当实验教师根据教学需要提出升级软件或安装新软件的需求时，实验室管理人员却要考虑这种需求是否会打破现有实验系统的整体稳定。新的需求会给其它已有系统带来安全风险。管理人员不愿意在已有的系统中升级或安装新的软件。

三、引入虚拟机技术优化管理方案

所谓虚拟机，指通过软件模拟，运行在一个完全隔离环境中，具有完整硬件系统功能的计算机系统。通过虚拟机软件，可以在一台物理计算机上模拟出一台或多台虚拟的计算机，这些虚拟机完全就像真正的计算机那样工作。例如，你可以安装操作系统、安装应用程序、访问网络资源等。对于真实计算机而言，它只是运行在物理计算机上的一个应用程序，但是对于在虚拟机中运行的应用程序而言，它就是一台真正的计算机。因此，当在虚拟机中进行软件操作时，可能系统一样会崩溃，但是，崩溃的只是虚拟机上的操作系统，对物理计算机上的操作系统不会产生影响，并且使用虚拟机快照恢复功能，可以马上恢复虚拟机到操作之前的状态。目前最常用的虚拟机软件有VMware、VirtualBox、Virtual PC、hyper-v。将实验分别安装在各自的虚拟机系统中，有以下几点好处：

（一）各实验课程实验环境相互独立，互不干扰

在一台计算机上，可以建立多个虚拟机，对于大众化的实验课程，可以共用一个虚拟机，对于有特殊需求的实验课程，可以建立各自独立的虚拟机。各虚拟机可独立打开，对一个虚拟机中的软件进行安装与升级，不会影响另一个虚拟机中的软件。因此，可以实现实验课程订单式服务。

（二）可以在有冲突的多个软件中随意切换

虚拟机的独立性，使冲突软件同时打开成为了可能。例如，当练习操作系统时，可以在计算机上提供XP虚拟机、WIN7虚拟机、UNIX虚拟机，学生可以在三个操作系统中自由切换来体会三个操作系统的区别。再比如，会计电算化实验中用到的用友U861和U872两个版本的软件不可能在一台真实计算机上同时安装，但可以在一台计算机上建立两个虚拟机分别安装，学生可以通过虚拟机任意切换软件版本进行练习。

（三）可以提供系统或软件的安装与维护环境

实验室的还原设备保护真实计算机的文件安全，但对虚拟机中的系统不会起作用。虚拟机系统可以随意重启而不会还原。因此，学生可以在虚拟机中练习硬盘分区、格式化、操作系统的安装、专业软件的安装等内容，而这些操作却不会破坏真实的计算机系统。

（四）学生可以自己制作个性化实验环境，实现自助式服务

学生可以自己新建虚拟机，然后在虚拟机中根据自己的需要安装软件，再将生成的虚拟机文件COPY到U盘中，在实验室任一台安装有虚拟机环境的计算机中，学生只需要插入U盘，就可以在自己的虚拟机环境中进行实验。

（五）所有实验室可完全打通使用，提高使用率

只要实验室的计算机配置达到运行虚拟机的基本要求，就可以安装虚拟机软件，所有的实验课程就可以在这些实验室随意安排。当需要上某实验课时，只需要将此课程的虚拟机文件复制到计算机中即可。

（六）实验室的软件维护简单，安全更有保障

实验软件只需要在虚拟机中独立调试，无需考虑其它课程软件的冲突，各虚拟机文件可独立存放。只要管理好各虚拟机文件备份，就可保证实验软件的稳定，管理员只需要做好真实计算机操作系统安全即可。在开课期间，学生虽然同处一个实验室，真实计算机在一个局域网中，但学生与学生之间的虚拟机系统却可以完全不在一个网络中，一个学生U盘中带有病毒，只会感染自己的计算机，很难感染到其他学生的虚拟机。

四、实施建议

采用虚拟机方式管理实验软件，可以采用以下运作模式进行管理，有利于明确实验教师与实验管理员之间的权利与责任。

（一）实验中心统一规定虚拟机软件的类型与版本，并向实验老师和实验管理员提供虚拟机软件，保证全校的虚拟机环境采用相同的虚拟软件和相同的版本，有利于文件传递、更新和同步。

（二）虚拟机系统由实验课教师或实验课程组负责制作、维护，并将调试成功的虚拟机文件交由实验中心存档。实验教师在实验课开始前必须调试虚拟机系统，并将正确的虚拟机系统文件提交给实验中心，实验教师在每学期开始前有责任制作、维护该课程的虚拟机系统文件、虚拟机内容的正确性由实验教师负责。

（三）实验管理员协助并指导实验教师安装调试虚拟机，收集实验教师提交的虚拟机，审查虚拟机内容的正确性，保管虚拟机系统文件，及时更新虚拟机系统文件到指定实验室，维护虚拟机运行环境，保证真实计算机环境干净无毒，确保虚拟机系统正常运行。