浅析虚拟机技术在计算机硬件与软件课程教学中的应用

方莉

摘 要：高校不断扩招给计算机专业的教学发展带来契机，然而由于该专业资金投入和实验设备淘汰等比重逐年加大，致使很多高校在计算机课程教学实践中的发展出现失衡现象，尤其教学过程中，软硬件条件限制给高校日常課程教学带来一定影响和制约，为此，要实现教学能力改善，需要对教学设备的利用效率进一步强化，采用虚拟机（Virtual Machine，VM）技术来构建和实践教学环境成为上述问题的有效解决方案。

关键词：虚拟机技术 计算机硬件与软件课程 应用

中图分类号： TP393-4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）03（a）-0019-02

1 虚拟机技术概述及虚拟机软件特征

1.1 虚拟机概述

虚拟机分为基于软件方式的虚拟机和硬件方式的虚拟机两种，一种是当前运用最普遍的虚拟机，另一种是寻求发展的虚拟机，目前我们探究的是前者。对环境适应性质的加强是很有必要的，使分区独立得以改善，也使计算机改革和创新得以完善，对完整计算机技术加模拟，这样的计算机也就是虚拟机。在中间层次的基础上实现计算机资源的管理和再分配，这就是虚拟机技术的实质，能够最大限度地利用资源并实现共享是最为重要的，使内在支撑得到改善。

1.2 虚拟机软件及其特征

目前虚拟机技术的探究已经有了一定的基础，所以完善的过程支撑是极为重要的，有关的条件限制得以实现，使其中的认同得到这一步的改善，近些年来才得到实际的应用和认同。当前 Virtual Pc和VMware这两款虚拟软件较为流行，和Windows系列、PS/2等软件进行比较，都可以在Windows系统的基础上模拟出许多计算机，VirtualPc 2004以后的版本不支持Linux操作系统，而VMware支持；在X86保护模式下VMware客户操作系统能够直接运行，虚拟机的运行有着出色的性能和逼真的环境，教学中普遍运用这种软件。

下面这几种是虚拟软件的特征。

（1）任何一个虚拟机都存在一个VM控制块，比如VM控制块的执行状态，它包括复制的VM寄存器等。

（2）它有着独立的外围设备、存储器和CPU等，有相应的保护针对I/O 端口和每个虚拟机等设备，能够得到计算机系统的全部资源。

（3）对于任何一个虚拟机的虚拟内存系统分配而言，都采取了相互之间没有任何联系的地址空间。

（4）一个主机上能够运行多个机器，使安装系统得到优化，其中的内容得到改善，虚拟机之间的对话得以加强，其中的共享和网络资源得到改善，资源得以整合和利用。

（5）从虚拟机来看，会阻止有关系统受到伤害，控制整个过程，可以区别和安装，对硬盘而言，加强操作的效率对硬盘的操作有巨大的帮助，主机和虚拟机系统有较好的隔离性，资料得以逐渐完善。

（6）硬件可以实现间接的复制，改善硬件的内涵是很有必要的，使其中的差异得到进一步完善，没有必要太在意其中的不同，可以直接修复和维护虚拟机系统造成的损坏，使其功能得以实现。

（7）不仅可以修改虚拟机系统的各种配置参数，还可以对其进行设置，比如外围设备参数、硬盘大小、内存容量和虚拟机名称等。

2 虚拟机技术在计算机硬件和软件课程教学中的实践应用

由于高校计算机硬件及软件这些课程的实践性较强，所以加强实践能力对大学生来说是很有必要的，完善教学方法和教学理论，使动手能力加强，教学内容的连贯性得以改善，学生的实际动手能力得到加强。

2.1 虚拟机技术导入计算机课程的主要环节

从课程和教学内容设计的主要环节有：（1）安装应用软件；（2）设置计算机BISO；（3）配置和安装操作系统；（4）格式化和区分硬盘；（5）还原和备份系统。

2.2 虚拟机软件辅助计算机课程教学的优势

因为多媒体教室普遍的操作系统是Windows 2000，具有明显的公用特性，参数不易被修改，满足课程的管理需求，对近些年的问题做了探究，发现再探究后会出现许多教学上的问题，总结出以下关于虚拟机软件辅助教学的好处。

（1）在投影仪上不能看出物理计算机对BIOS的设置过程，目前管理有了相应的基础，各任课教师不能任意进入和修改BIOS，利用虚拟机能够很好地处理这种情况。

（2）物理计算机阻止以下破坏性操作：格式化和对硬盘分区等，教师可以执行以下操作命令：学生演示FDISK、Format等，这可以实现虚拟操作过程演示。

（3）物理计算机阻止各任课教师安装别的应用软件和操作系统，如Linux，而利用虚拟机就不会有这种限制，还能够根据需要修改和配置系统参数，比如注册表和内存大小。

（4）利用克隆软件Ghost，教师不仅能够提高系统的优化能力，还能够提高其备份能力，虚拟机有时能够利用不同模式代替投影仪。

（5）网络环境的搭建，主机通过联系其全部虚拟机网络达到资源共享，使网络媒体的授课力度得到加强。

（6）VMware Workstation是一款很好的虚拟机软件，它可以使录制效果得到改善，实现视频和截图的作用，这使课件的多媒体使用途径得到增强，教学成功的概率也得到加强。

2.3 虚拟机技术可实现软件课程的实验平台

实验环节虚拟机软件可以给实验带来真实的计算环境，下面几点是利用软件课程构建实验平台的优势。

（1）用很少的实验设备可以完成众多实验。

（2）使成本管理降低。从实验来看，许多功能有待于完善，不像机房那样会重新安装和改善管理，所以系统是会出现崩溃的，完善实验步骤极为重要。通过虚拟机软件的采用，根据实验的需要会在虚拟机中安装操作系统，比如在磁盘上生成虚拟机文件，也叫做Guest OS，就可以解决上面的问题。在物理计算机中安装一个虚拟机软件和Windows操作系统，不仅可以增加效率，还可以提高性能。

（3）有较强的独立性，学生的自主学习能力、环境的改造能力和约束能力得到加强，使实验课程更加完善，进一步整合和利用了其中的方法，其中的安装环境得以改善，学生的适应性加强，学生先后使用同一台机器。这样，假如一个学生通过正确配置，在虚拟软件中能够安装同一个操作系统的众多副本，后面的操作都是正确的，不会给学生的实践带来问题，所以，在逐步使用虚拟机软件后，学生可以采用各自的Guest OS，学生的实践动手能力可以得到准确和真实的反映。

3 结语

虚拟机技术为高校开展计算机硬件与软件教学提供了一个高效的教学平台，搭建的真实教学环境为教学实验的开展提供了便利条件，虚拟机技术应用于计算机专业课程教学中给学生课内外提升自主学习的动机提供了现实的可能，成为教学实践中应进一步推广的一种比较先进的辅助教学技术。

参考文献

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