虚拟化技术在高校计算机类课程实验教学中的应用

何静

摘 要 计算机实验机房作为学生上机实践的公共机房，承担着高校计算机类课程的教学、实践及相关考试、培训等任务。随着高校快速的发展，传统的高校实验室建设中存在的成本、资源利用及管理方面的问题尤为突出。本文讨论运用虚拟化技术解决实验室建设成本高、资源利用率低、管理困难等问题，让实验室更好地为师生服务。

关键词 虚拟化技术 计算机 实验室管理

中图分类号：G71 文献标识码：A

高校计算机类课程实验与课堂教学相辅相成，是十分重要的动手实践环节，但实验教学环境不同于课堂教学，一般是学生一人一机，而配置的计算机要满足多门课程的软、硬件环境要求，存在计算机资源有限、上机需求多样化、实验教学管理难度大、维护成本大等问题。

1高校机房现状分析

目前，高校计算机类课程实验室存在以下问题：

（1）建设成本高、利用率低。实验室采购的都是比较先进的、主流的配置，因此，整体实验室建设成本较高。而由于计算机技术发展快，造成有些设备无法满足当前软、硬件环境的要求被闲置，使用率不高。

（2）管理问题较多。高校的计算机实验室要满足各专业学生的实验需求，由于实验环境的多样性使得实验室对设备的维护和管理提出巨大的挑战。一般，实验室的每台学生机上都预装了几个操作系统以适应不同课程对系统的需求，同一学生机上安装多个专业的实验软件，这往往导致软件冲突，系统反应缓慢。

（3）学生机存储数据受限制。高校计算机类实验室为了保护计算机的稳定性和安全性，一般都采取安装硬件保护卡或还原软件的办法对用户使用后的计算机软件系统进行还原，以保护计算机系统不受病毒的侵害或人为破坏。这使得学生的实验数据却无法长时间保存在学生机上，破坏了学生实验的连续性，影响了学生实验的积极性。

2虚拟化技术

虚拟化是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行，是一个为了简化管理、优化资源的解决方案。这种把有限的固定的资源根据不同的需求进行重新规划以达到最大利用率的技术就是虚拟化技术。虚拟化技术是将各种计算和存储资源充分整合和高效利用的关键技术。

（1）桌面虚拟化技术是一种基于服务器的计算机模型，并且借用了传统的瘦客服端模型，让管理员和用户能够同时获得两种方式的优点：将所有桌面虚拟机在数据中心进行托管并进行统一管理；同时用户能够获得完整PC机的使用体验。

（2）服务器虚拟化技术是将系统虚拟化技术应用于服务器上，将一个服务器虚拟成若干个服务器使用。它能帮助降低成本和系统复杂度。消除设备大批量投入，减少运营成本、提高利用率；快速划分服务器资源等。

3虚拟化技术在计算机类课程实验教学中的应用

虚拟化技术的出现为高校计算机类实验室建设的传统问题带来了有效的解决方案。虚拟化技术采用在服务器集群中为每个用户生成其专用的桌面环境，用户使用精简的瘦客户机端通过网络访问桌面环境，进行数据的输入，将各种在传统计算机部署方式下需要的个人电脑所完成的运算及存储交付给性能强大的服务器集群处理，运算结果最后在瘦客户机端显示出来。这里的桌面环境在实际上包括详细的软、硬件资源，而且界面上和传统计算机桌面几乎没有分别，用户能够在不用接受任何培训的情况下迅速适应。

利用虚拟化技术，我们可以做到：

（1）我们只需要为每个需求点配备具有足够处理输入和显示功能的終端设备，与传统机房建设相比大大减少了在学生机硬件设备方面的投入。

（2）利用虚拟桌面技术，为每门课程的实验需要定制不同的桌面环境，能够适应各种教学需求，做到按需定制。也就意味着不必再为不同的专业设置不用的机房或实验室，也不必为不断更新的教学内容重建机房或实验室，这样可以在很大程度上减少高校计算机类实验室建设的持续投入。

（3）利用服务器虚拟化技术，管理员可以很方便地对任意选定的桌面进行管理维护，能够通过管理服务器完成对实验室多台终端进行补丁的安装、软件的控制与维护等，降低了日常管理及维护的成本。

（4）虚拟化技术的使用，使瘦客户机终端比传统计算机体积更精简、功耗更低等。

（5）采用虚拟化技术，可以根据每个用户的需求分配计算机资源，避免了传统计算机类实验室中高性能设备资源闲置造成的资源浪费。

（6）虚拟化技术的使用能提高实验室安全性能。由于所有的运算和存储实际上是在服务器集群端完成的，所以终端设备不会再受到病毒感染的威胁；另一方面是桌面环境和服务器集群之间只执行单一协议，减少了终端攻击系统的可能性。

4结束语

虚拟化技术将用户使用与系统管理进行了有效的分离。管理员可以集中在服务器端管理和配置PC环境和其他终端所需要的软件，对数据、应用和系统进行集中管理、维护和控制，减少了工作量。同时，对终端机设备要求不高，减少了建设成本。虚拟化技术是现代高校计算机类实验室的发展趋势，如何将虚拟化技术更好地应用于高校实验室建设及信息化教学方面是我们接下来需要思索的问题。

参考文献

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