计算机实验室中运用虚拟机软件及其要点分析

2012-08-15冯荣

赤峰学院学报·自然科学版 2012年15期

关键词：实验室计算机软件

冯荣

（集宁师范学院计算机系，内蒙古乌兰察布 012000）

计算机实验室中运用虚拟机软件及其要点分析

冯荣

（集宁师范学院计算机系，内蒙古乌兰察布 012000）

信息技术飞速发展，人们的生活、工作与学习都离不开信息，伴随着信息技术的发展，各种软件应运而生，其更新速度越来越快，种类越来越多，如何在计算机实验室管理好实验室内的安装的软件，使其能够为教学服务以及防止实验室内计算机中病毒是计算机实验室工作人员必须考究的问题，本文从这些实验室软件更新、维护以及当前实验室存在的不足出发，对使用计算机虚拟软件克服这些问题进行了阐述.

信息技术；计算机实验室；虚拟机软件

1 引言

当前，信息技术飞速发展，大部分的电子产品硬件设备不断更新换代，使得应用软件和系统软件随之发展而更新换代.软件的版本在不断的升级与更新的同时，给计算机后台运行实验室的工作人员带来了诸多不便，首要的问题时计算机实验室软件更新的工作量问题.对于单台计算机而言，对其进行更新工作量较小，一般2个小时左右完成，但是对于大多数实验室而言，其计算机的数量就有很多，这样增加了更新工作量.对于计算机实验室的工作人员而言，就软件更新这一项工作，就会比平时工作增加几倍工作量，除此之外还有病毒维护，定期软件清理等工作.

下面我们就以某大学信息工程管理系的计算机实验室为例：其中软件实验室有200台计算机，有3名实验人员.按照常规的方法，软件升级更新我们首先需要做一个升级的母盘，做这个母盘大约需要2.5个小时（软件内容包括所有的系统信息和上课资料）然后我们将硬盘取下来采用盘对盘的映像方式.一般情况下每个人有两块硬盘，每复制一块硬盘需要的时间是15～20分钟，这样把200台计算机的系统进行升级更新大约需要12个小时，另外，在对软件更新时，需要拆装计算机硬件设备将系统文件进行拷贝，外加启动这些计算机的时间需要1个多小时.对于大部分计算机实验室而言，做完系统后基本上都需要加上硬盘还原卡，这样还需要多花费1个多小时的时间去安装硬盘还原卡.所以从总体算来，要想对200台计算机的软件进行全面的升级更新，在实验室只有3名实验员的情况下，大概需要花费两个工作日的时间，并且在接下来对实验室中的软件的维护管理还是需要很多的人力资源，仅仅3个实验人员根本无法完成系统的正常维护工作.

2 计算机实验室管理的主要问题

2.1 教学任务重，机器老化严重，故障频发

计算机是学校的硬件设施，而计算机实验室的建设与维护需要大量的经费，由于经费有限，学校的计算机实验室也寥寥可数.但是，全校学生的计算机公共课与专业课等教学任务或是学生需要上机的来自主完成的学习任务都是这几个计算机实验室来承担的.因此，每台计算机都是几乎全天在运转，使用时间非常长，在高利用率下的计算机会频频的发生故障.

2.2 计算机软件更新换代问题

包括软件和硬件在内的IT行业的更新换代的速度都很快.面向全校学生的计算机实验室为了满足不同专业的各种需求，常常会在计算机中安装五花八门的软件，为了让学生接受最新的资讯、掌握最新的动态，计算机实验室经常要安装或者升级一些软件.同时，为了帮助学生学习，也会安装多个考试模拟系统或是操作系统，每个学期可能都会删除、重装或升级一些软件.

2.3 木马、病毒、恶意插件的困扰

计算机实验室承担着全校学生的计算机使用任务，使用率高，使用人数多，许多学生会使用包括U盘和移动硬盘在内的移动设备.在使用移动设备的过程中，稍不注意就会将病毒传到计算机中.另一方面，高校的计算机实验室大多是联网的，学生在使用时会链接Internet，而现在的许多网站都存在木马或恶意插件等损害计算机.而学校的计算机实验室多数都设有局域网，这样的情况下，病毒会通过局域网迅速的扩散开来，使实验室中所有的计算机都受到感染，导致系统出现错误甚至造成瘫痪，为学校带来巨大损失.

2.4 计算机品种繁多，配置存在差别

修建计算机实验室需要大量的资金，通常学校采用分批购买计算机设备来缓和经济上的困境.早年购买的计算机被使用了一段时间后，各项指标在逐渐下降的同时，比起新开发的计算机的配置要低端的多，较老的计算机硬件设备的使用寿命较短，已经到了老化期甚至到了淘汰期.而学校由于经费问题无法统一更换，只能逐渐的更换，造成了计算机实验室中的设备的品牌不同、型号不同、配置也不同的现象.

2.5 刻意或非刻意的人为损坏

高校的学生计算机水平不同层次，他们使用计算机的主要目的是学习计算机方面的知识，但是在学习之余，有的学生会进行破坏，以便在同学之间显示自己的技术水平，或者是有的人对计算机的认知水平较差任意删除系统文件或者更改了系统配置，甚至会设置开机密码等，造成其他同学无法正常使用计算机，甚至是无法正常运行计算机.有的同学在不知情的情况下下载或上传有病毒的文件或木马程序，或者是使用有病毒的移动设备（比如USB），导致单台计算机中病毒，由于病毒随网络的传递性，导致整个计算机实验室系统无法正常工作.

3 计算机实验室应用虚拟机的优势

高校计算机学实验室集学校计算机科学实验，教与学一体的网络体系.由于高校计算机使用用户的数量大，所以高校计算机房的硬件设备都以招标的形式采购.为了保证质量，其计算机硬件设备均为品牌设备.而且，机房内的设备不会经常搬动或者对其进行拆装.然而由于计算机使用人数较多，上课的学生需要拷贝数据文件需要使用USB，或者教学原因需要安装大型软件，比如Mathlab，Visual-Studio等软件.这就导致了实验室内计算机容易中计算机病毒或者使其运行缓慢，所以如何维护高校计算机实验室内软件是保证计算机实验室安全可靠运行的关键，而虚拟机软件技术为其提供了完美的技术解决方案.

3.1 虚拟机具有集成度高的特性

虚拟机，顾名思义，其本身是一款软件系统，其为利用软件模拟计算机，同一台计算机上可以安装多款虚拟机软件，为了满足教学需要，可以在这些虚拟计算机上安装多款操作系统，比如Windows操作系统，Linux操作系统或者是Free-BSD等.同台计算机上安装的虚拟机，其本身是一款独立的系统，系统与系统之间互不影响.安装与卸载虚拟机上的操作系统亦简单方便，安装时与正常操作系统相同，而操作系统的卸载可以文件夹删除的方式卸载该虚拟机上的操作系统.

利用这一特性，在教学过程中，可以在不同系统之间切换，比如学生可在Windows操作系统与Linux操作系统之间切换学习，通过练习掌握各款操作系统的使用方法，节省高校硬件资源，也可以在不同的系统之间对虚拟机管理硬件设施进行格式化操作，让学生进行格式化实验.

3.2 虚拟机增强计算机安全性，防病毒

虚拟机是建立在宿主物理机上的软件系统，其数据存储在宿主机硬盘上，有其自己独立的分区与文件格式，虚拟机上的文件丢失或者是文件信息遭到破坏，不会影响到宿主机上的文件数据.虚拟机与宿主机之间保持数据隔离性质.所有虚拟机上中病毒不会影响宿主机，而且删除病毒较为简单，这也体现了虚拟机的防病毒特性.虚拟机的这种特性在计算机教学中经常使用.

在教学中，经常会出现高级编程，给学生讲授或者是演示计算机内核方面的知识点，而计算机病毒主要涉及计算机内核，所以会让学生自己编写一些病毒程序，并且在计算机中进行演示，所以这个时候，必须应用到虚拟机，所以大多数的病毒程序都在虚拟机上进行演示编程.当然，当计算机中出现问题时，可以通过对虚拟机进行相关操作，迅速恢复系统，进行系统还原.

3.3 虚拟机软件移植方便

虚拟机上安装的应用软件一般与平台具有无关性，在虚拟机中运行的软件的相关数据都具有统一的数据格式，其访问方式相同，其虚拟出的只是当前其运行平台的硬件环境，所以在虚拟机上安装运行的软件具有一定的移植性，它能够将其上安装的软件数据在不同的物理机之间进行映射，相当于Java虚拟机，Java虚拟机使java编程具有平台无关性，具有相应的平台无关性是同一道理.

所以将安装在同一台计算机上的软件，可以以拷贝复制的方式安装在其它安装在具有相同版本的虚拟机上，可以加快高校计算机实验室部署软件效率，加强软件的灵活管理.

3.4 虚拟机可以高效组建网络环境

用以模拟网络，在单台计算上建立局域网络是虚拟机的主要功能之一.当前高校都会学习计算机网络，计算机网络课程是教学大纲的基本课程之一，但是如何模拟网络，在网络中建立不同的网络结构，需要多台计算机进行模拟实现.为了便于教学，需要在同台计算机上安装多个虚拟机，通过多台虚拟机来模拟在同一网络环境下的计算机组，让学生在虚拟机平台上实现局域网络组建技术，通过虚拟机教学可以有效完成有关计算机组的教学任务工作.