虚拟机技术在计算机组装维护课程教学中的应用.doc

虚拟机技术在计算机组装维护课程教学中的应用张金华 谭春茂 谢锦平（上海农林职业技术学院，上海松江:201600）摘 要：本文通过对虚拟机应用软件作为一种新的教学辅助手段在计算机组装维护课程教学中的实践应用，揭示出虚拟机软件搭建的虚拟环境既丰富了教师的教学环境，也为学生提供了一种真实又无损坏的实验环境。关键词：裸机；计算机组装；虚拟计算机；操作系统；DOS1 引言计算机组装与维护课程是计算机专业高职学生必修的一门基础专业课，实验性很强。课程内容主要涉及计算机硬件系统的安装与调试维修、软件系统的安装与维护、常用维护工具软件的使用等。其中，在软件系统安装和常用维护工具软件使用的教学中，为了给同学们提供真实的演示过程，让学生直观形象的学习实践技能，传统的操作方法是教师在一台裸机上执行完整的操作过程以给学生提供真实的实践指导，当这样对于计算机软件系统而言，每次实验指导时，教师的演示操作势必彻底的破坏了教师机的系统环境而使教学环境受到了极大的制约，同时也人为的增加了实验室机器的维护难度。针对这样的情况，近一年来，我们在计算机组装与维护课程教学与实验操作中引入虚拟机软件技术，它不仅为教学提供了真实的演示效果，极大地改善了教学计划的实施，还避免了实验时人为造成的计算机硬件设备的损坏，使教学的组织实施与教学效果都有了较大的提高。2 虚拟计算机技术正常情况下，一台计算机只能同时运行一个操作系统，操作系统通过设备驱动来使用计算机的硬件。虚拟计算机技术就是用软件真实地模拟计算机硬件环境，虚拟计算机软件可以模拟所有常见的硬件设备并可以直接使用主机的键盘、鼠标、串口、并口、USB接口、网卡、光驱、软驱等设备完成与外部环境的交互和通讯。运行虚拟计算机软件的计算机我们称为主机，在虚拟机软件上运行的虚拟计算机可称为客户机。虚拟计算机的体系结构见图1。图1 虚拟计算机的体系结构目前，使用虚拟机技术的软件平台主要有以下两款软件：VMWare公司的VMware workstation和Connectix公司的Virtual PC（现被Microsoft并购，最新版本为Microsoft Virtual PC 2004）。3 虚拟机教学与实验环境的构建在计算机组装与维护课程的软件系统安装与维护教学中，需要涉及到CMOS参数设置、硬盘初始化、操作系统的安装与设置、系统优化与维护等操作。由于这些操作与计算机的操作系统环境相关联，直接改变计算机的系统环境甚至破坏计算机系统而使机器无法正常工作，从而影响到课程的教学组织实施。利用虚拟机技术，可以很好的避免此种现象的发生。鉴于Virtual PC虚拟机软件占用系统资源不及VMware workstation和操作应用简单等特点，同时考虑到学生的英文水平，所以在本课程的教学与实验环境的构建中，我们使用Virtual PC 5.1汉化版，这也为学生提供一个界面良好、操作简单的实验环境。3.1 创建虚拟计算机环境首先主机上安装完虚拟机软件Virtual PC 5.1汉化版，然后启动运行虚拟计算机软件Virtual PC 5.1，在主界面上单击“新建PC”按钮，根据以下的操作向导完成虚拟计算机环境的创建。如图2中PC-Windows2000和PC-Windows XP就是通过虚拟机软件创建的2台虚拟计算机。图2 Virtual PC 5.1主界面3.2 CMOS参数设置由于使用虚拟机软件创建的虚拟计算机相当于物理裸机，即通过虚拟软件虚拟了计算机系统所必需的硬件环境，我们知道裸机是无法工作的，所以我们还需在裸机的基础上安装软件环境，在CMOS参数设置界面中我们设置计算机的启动顺序首先从光盘启动，为我们后面使用光盘启动盘启动计算机并进行软件系统的安装准备条件。3.3 硬盘初始化操作保存CMOS的参数设置，使用DOS启动光盘或启动光盘镜像文件启动计算机至DOS命令行界面，运行硬盘分区命令Fdisk对硬盘进行分区、格式化等初始化操作。因为虚拟计算机支持使用光盘镜像文件（类似于虚拟光驱），这也为我们在实验中节省了大量的光盘消耗和一些实验环境准备的时间。另外，由于主机上创建的客户机只是物理计算机上的一个.VHD文件，所谓的硬盘初始化操作也只是对物理计算机上的.VHD文件进行操作，所以特别适用于学生实验环境，可以反复进行而不会对物理硬盘产生硬伤和主机软件系统破坏，同时虚拟机提供的操作环境与真实的物理计算机操作完全一样，不至于有模拟的感觉。此外，对于计算机DOS系统中的硬盘初始化软件的学习与使用，虚拟计算机可以提供非常有利的实验环境。3.4 安装操作系统通过初始化操作，我们进一步理解了计算机的文件存储原理。为了使用计算机的强大功能，我们还要安装计算机操作系统，为用户提供良好的图形操作界面。在虚拟计算机的光驱中放入安装光盘或使用光盘镜像文件，执行安装程序，按照安装向导进行相关设置，即可完成安装过程。4 效果评价在计算机组装与维护课程的教学中，通过引入虚拟计算机技术，与计算机操作相关的教学演示、实验操作都完全可以直接在虚拟机的环境下完成。据统计，本课程所安排的15个实验中有70%左右在虚拟计环境下完成，且效果良好，教学、实验学时数也达到70%以上。且结合计算机硬件系统的组装实训，有效地加强了学生的动手实践能力。此外，由于虚拟环境下的实验，反复的硬盘初始化对实际的物理硬盘没有丝毫影响，大大的降低了真实环境下的硬件损伤，延长了硬件设备的使用寿命，节约了消耗。5 结论我们通过在计算机组装维护课程中虚拟计算机的使用实践，总结出虚拟计算机搭建的虚拟实验环境相比于真实的物理实验环境，有如下优势：（1）虚拟机软件搭建的虚拟机在真实的物理计算机中只是一个.VHD文件，为学生的重复实验节约了大量的实验准备时间和降低了环境的维护难度。（2）虚拟机软件搭建的虚拟机模拟了真实的物理计算机的硬件设备，在虚拟机里进行所有操作不会影响到主机环境，特别是完全避免了对硬件设备的损坏。（3）虚拟机环境极大的丰富了教师的教学环境，提供了计算机基础知识教学的多媒体演示环境和实验操作的真实的模拟环境。参考文献1谢锦平虚拟机技术在计算机教学中的应用J上海农林职业技术学院学报，2003（4）2王春海虚拟机配置与应用完全手册M北京：人民邮电出版社，20033李智伟计算机组装与维护M北京大学出版社，2006Application of Virtual Machine Technology in Computer Assembly and MaintenanceZhang Jinhua，Tan Chunmao，Xie Jinping(Shanghai Vocational Technical College of Agriculture & Forestry, Songjiang, Shanghai, 201600)Abstract：By the practice application of the virtual machine software took one new teaching assistance method in computer assembly and maintenance.The article promulgated virtual environment which applied machine software built both to enrich teachers teaching environment，also provid