虚拟技术在高职计算机实验教学中的应用

陈俊江

（广州科技贸易职业学院，广东 广州 510091）

虚拟技术在高职计算机实验教学中的应用

陈俊江

（广州科技贸易职业学院，广东 广州 510091）

文章从虚拟技术的核心与作用入手，讨论研究虚拟技术的应用对高职计算机实验教学的作用，从而提出虚拟技术应用到高职计算机实验教学中有效方案与措施，以供高职院校计算机实验教学借鉴与参考。

虚拟技术；高职院校：计算机实验教学

目前国内外的高级院校已经将虚拟技术普遍地运用到了计算机实验教学中。目前较为著名的虚拟技术是斯坦福大学VM ware虚拟技术，其最大的功能就是可以在一台计算机当中，同一个时间之内运行多种操作系统，例如：Windows，DOS，unux等。斯坦福大学的VM ware虚拟机则可以实现多种系统的共同运行，不同的系统可以在供操作平台上进行自由切换，不需要重启。可以在VM ware虚拟机上测试软件、测试不同系统的运行状况、测试电脑病毒对计算机的危害等，而且不会对正常的教学活动造成不利影响。该虚拟机实现了每一个系统单独具备各自的虚拟分区、配置等功能而且不会对真实的硬件造成影响，此外，不同的虚拟机也可以在同一个局域网中运行。国内对虚拟技术的应用也逐渐成熟，首先清华大学进行了通过虚拟存储技术对虚拟技术TH-M SNS系统的研究；此后华中科技大学通过使用虚拟环境，使用网络可以直接操作Windows等操作系统实现了远程控制的功能。

1 虚拟技术的概念与内涵

虚拟技术是通过使用某种高级计算组合来重新分配计算机内的所有数据资源，而且这些数据资源可以在不同的操作系统上运行，所提高的运行效率也远远高于基础的计算机。通俗来讲，就是将计算机的物理资源装换为虚拟的资源，进行管理分配。在不久的将来，随着虚拟技术的高度发展，所有的资源都会被虚拟化，这些资源可以在不同的物理平台上运行，而且也不再需要更好的硬件设施作为支撑。目前实现这一目标，还需要将多种技术与虚拟技术进行结合统一，例如：将服务器和操作系统、存储虚拟化以及系统管理、资源管理和软件进行虚拟化等。当实现虚拟化之后各大企业与院校将不再需要投入过高的成本来构建异地资源备份库。

2 虚拟技术所具备的优点

虚拟技术通过将时间、空间、硬件资源的合理分配与重新整合，而且投入成本较低。虚拟技术被广泛地应用在了计算机上面，由于其可以同时运行多个系统，而且这些系统又都是被隔离开来的，所以避免了计算机运行过多引起的崩溃问题，极大地降低了计算机的维护成本。

较高的兼容性也是虚拟技术的优点，在计算机中，由于兼容性问题从而导致很多软件与系统无法正常运行，虚拟技术很好地解决了这一状况，虚拟技术通过主系统的桌面操作，在桌面可以随意切换系统，而且这些系统也可以同时运行，提高对系统的管理效果，也避免了出现系统崩溃的情况，提高了各个系统的兼容性。此外，X86操作系统与虚拟机拥有更好地兼容效果。集中管理虚拟机使其不再分散，虚拟技术通过服务器进行分划，在同一虚拟管理的模式之下分属多个虚拟平台，管理人员只需要通过对统一管理平台的操作及对分散的虚拟平台进行管理就可以达到预期的工作目的，很大程度上提高了工作的效率；高效率也是虚拟技术的优点，通过一个总的服务器平台对多个虚拟机进行命令分配，从而减少了工作所需要的时间，将所用的数据资源充分地利用起来，提高了计算机的工作效率。隔离效果显著也是虚拟技术的优势，虚拟机的服务器分开管理着不同的虚拟机，这些虚拟机不会出现互相影响的状况，其是被完全隔离开来的，数据在被隔离开的虚拟机中运行十分安全。

3 虚拟技术的分类

3.1 存储虚拟化

虚拟技术中的存储虚拟化，即将计算机物理的存储空间进行分区，并挑选一个分区进行虚拟化处理，让计算机在物理存储空间中形成一个虚拟的存储空间，这一空间可以存储更多的数据，而这些数据在虚拟空间中也会进行自动地整合，用户可以随时访问这些整合的数据。存储虚拟化有两种表现形式。第一种是存储设备的虚拟化，第二种是网络存储虚拟化。

3.2 服务器虚拟化

服务器虚拟化，也就是将CPU、内存、I/Q设备虚拟化。虚拟CPU也就是让一个物理机使用一个虚拟的CPU，这一过程当中操作系统可以运行一个或者多个CPU。计算机内部存储了大量的信息，内存虚拟化整合了这些形式，在进行统一化管理的同时，这些信息也被区分开了，具有一定的独立性。

3.3 软件虚拟化

应用程序的虚拟化和高级计算机语言的虚拟化是虚拟技术软件虚拟化的重要内容。应用程序的虚拟化也就是为应用程序提供虚拟的运行空间，不再占用算计机的物理空间，在虚拟运行空间里为用户提供组间和程序。高级计算机语言的虚拟化就是在虚拟构架上面发布命令语言，使得计算机语言可以在不同的系统上运行。

4 虚拟技术在高职计算机实验教学中的应用

4.1 高职计算机实验室中存在的问题

高校的教育是国家教育中重要的组成部分，所以高校的教育需要优秀的师资力量、先进的教学设备。高校的计算机实验教学的开课率与开课时间的长短对计算机教育有着巨大的影响。目前高校计算机实验教学中存在的主要问题为：第一，设备更新换代比较迟缓，不能与时俱进，很难达到师生的需求。第二，管理投入资金较大，没有足够的资金来维护计算机设备。第三，院系与专业的内容过多，计算机实验室必须配备符合每个院系与专业的软硬件设施，而这一过程十分漫长。

4.2 安装使用虚拟机

就目前而言高职院校当中的计算机实验室内还存在着比较严重的问题，首先，由于高校内院系与专业性质的不同，一个计算机实验室需要满足这些院系与专业的不同需求，在教学过程当中，需要计算机实验室管理人员安装部署相关的软件和系统环境，这一过程所要耗费的时间十分长。虚拟技术的出现避免了以上这些问题，并且使得整个计算机实验教学可以高效地进行，首先，高职院校内分为多个院校，而且不同院校有不同的专业，通过虚拟机设计不同的操作系统，不同院系和专业的学生可以按照实验类型的不同，自主切换实验系统。此外在高校计算计算机实验室中构建一个虚拟机的时候都会产生相应的维护系统运行的必要文件，因此在构建虚拟机的时候，要为这些维护文件创建一个独立的文件夹，以便于对文件的管理以及在出现系统问题的时候也可以用这些维护文件对虚拟机进行恢复。当虚拟机安装结束之后，需要根据高校内计算机实验室的需求来进行网络安装，在进行网络安装之前，需要对网络的类型进行选择，根据高职院校计算机实验室的需求来选择安装网络内容，如果不需要也可以不选择安装。在所有的虚拟机系统安装结束之后，对虚拟机进行磁盘划分，每个分区为8 GB，也可以根据不同的情况进行调整。在安装虚拟文件的时候使用实际的物理光驱设备，也可以拷贝其IOS文件通过虚拟光驱软件来实行安装。等待全部安装结束之后重新启动计算机，运行虚拟计算机查看是否可以正常地运行。

4.3 虚拟技术在高校技术实验教学中的应用

（1）计算机实验室虚拟化。计算机实验室虚拟化可以支持多个课程环境的虚拟，不同的课程内容可以使用不同的虚拟实验环境，让物理计算机通过虚拟技术可以同时操作多个系统平台，并且不影响物理设备，满足了不同院系与专业学生的实验环境需求。学生在虚拟的环境中进行实验，不会因为计算机出现问题中断实验过程。

（2）虚拟网络教室。虚拟网络教室的构建也就是让每一个学生都拥有属于自己的虚拟机，而且其具有较高的隔离性，学生可以设计权限只能自己进行实验，从而达到学习资源的平均分配。多个虚拟机的存在也避免了学校计算机实验室被病毒侵犯的风险。

（3）支持移动计算机。虚拟技术可以为学生提供课堂之外的计算机实验环境，为学生提供了复习实验的机会。虚拟技术支持学生使用移动硬件进行转存，学生通过将虚拟技术的文件安装在自己的计算上面，就算不到学校的计算机实验室，学生也可以自主地进行计算机实验的复习与模拟。虚拟技术相当于一个独立的文件，其脱离了时间、地点、空间的限制，十分便捷。此外，虚拟技术也解决了目前高职院校资金短缺无法及时更新计算机实验室设备的问题，使得计算机实验室的使用寿命更长，为学生提高了长期有效的实验环境。只有充分地利用虚拟技术，才能有效地将其应用到高校计算机实验教学当中。

5 结语

虚拟技术的出现，人们逐渐发现了它的优点并广泛地运用到了计算机实验教学当中。虚拟技术实现了计算机同时操作多种系统的需求，而且各个系统之间都不存在干扰的情况。如果其中一个系统出现问题，其他的系统还是可以进行正常操作的，这为实验室教学提供了安全有效的教学环境。虚拟技术也满足了高职院校在不提高资金投入情况下购买计算机的需求，利用原有的计算机设备解决了计算机实验室设备不齐全的问题，降低了高职院校的资金投入，缓解了计算机实验室管理人员的工作压力，满足了学生的学习需求。

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[3]李雪花.高职院校计算机基础课程的分层实验教学[J].计算机教育，2015（5）：62-64，93.

[4]张英香.虚拟化技术在高职计算机网络课程实验教学中的应用[J].高教学刊，2015（7）：65，67.

Application of virtual technology in computer experiment teaching in higher vocational education

Chen Junjiang
（Guangzhou Vocational College of Technology and Business, Guangzhou 510091, China）

This article starts from the core and role of virtual technology, discusses the role that application of virtual technology plays in higher vocational computer experimental teaching, then this paper puts forward some effective solutions and measures of experimental teaching of virtual technology in vocational computer, for higher vocational college computer experiment teaching to take as reference .

virtual technology; higher vocational colleges: computer experiment teaching

陈俊江（1986— ），男，广东普宁，本科，初级；研究方向：计算机实验教学。