虛擬機技術(shù)在計算機硬件與軟件課程教學(xué)中的應(yīng)用研究論文
1 虛擬機技術(shù)概述及虛擬機軟件特征
1.1 虛擬機概述
虛擬機分為基于軟件方式的虛擬機和硬件方式的虛擬機兩種,一種是當(dāng)前運用最普遍的虛擬機,另一種是尋求發(fā)展的虛擬機,目前我們探究的是前者。對環(huán)境適應(yīng)性質(zhì)的加強是很有必要的,使分區(qū)獨立得以改善,也使計算機改革和創(chuàng)新得以完善,對完整計算機技術(shù)加模擬,這樣的計算機也就是虛擬機。在中間層次的基礎(chǔ)上實現(xiàn)計算機資源的管理和再分配,這就是虛擬機技術(shù)的實質(zhì),能夠最大限度地利用資源并實現(xiàn)共享是最為重要的,使內(nèi)在支撐得到改善。
1.2 虛擬機軟件及其特征
目前虛擬機技術(shù)的探究已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ),所以完善的過程支撐是極為重要的,有關(guān)的條件限制得以實現(xiàn),使其中的認(rèn)同得到這一步的改善,近些年來才得到實際的應(yīng)用和認(rèn)同。當(dāng)前Virtual Pc和VMware這兩款虛擬軟件較為流行,和Windows系列、PS/2等軟件進(jìn)行比較,都可以在Windows系統(tǒng)的基礎(chǔ)上模擬出許多計算機,VirtualPc 2004以后的版本不支持Linux操作系統(tǒng),而VMware支持;在X86保護(hù)模式下VMware客戶操作系統(tǒng)能夠直接運行,虛擬機的運行有著出色的性能和逼真的環(huán)境,教學(xué)中普遍運用這種軟件。
下面這幾種是虛擬軟件的特征。
(1)任何一個虛擬機都存在一個VM控制塊,比如VM控制塊的執(zhí)行狀態(tài),它包括復(fù)制的VM寄存器等。
(2)它有著獨立的外圍設(shè)備、存儲器和CPU等,有相應(yīng)的'保護(hù)針對I/O 端口和每個虛擬機等設(shè)備,能夠得到計算機系統(tǒng)的全部資源。
(3)對于任何一個虛擬機的虛擬內(nèi)存系統(tǒng)分配而言,都采取了相互之間沒有任何聯(lián)系的地址空間。
(4)一個主機上能夠運行多個機器,使安裝系統(tǒng)得到優(yōu)化,其中的內(nèi)容得到改善,虛擬機之間的對話得以加強,其中的共享和網(wǎng)絡(luò)資源得到改善,資源得以整合和利用。
(5)從虛擬機來看,會阻止有關(guān)系統(tǒng)受到傷害,控制整個過程,可以區(qū)別和安裝,對硬盤而言,加強操作的效率對硬盤的操作有巨大的幫助,主機和虛擬機系統(tǒng)有較好的隔離性,資料得以逐漸完善。
(6)硬件可以實現(xiàn)間接的復(fù)制,改善硬件的內(nèi)涵是很有必要的,使其中的差異得到進(jìn)一步完善,沒有必要太在意其中的不同,可以直接修復(fù)和維護(hù)虛擬機系統(tǒng)造成的損壞,使其功能得以實現(xiàn)。
(7)不僅可以修改虛擬機系統(tǒng)的各種配置參數(shù),還可以對其進(jìn)行設(shè)置,比如外圍設(shè)備參數(shù)、硬盤大小、內(nèi)存容量和虛擬機名稱等。
2 虛擬機技術(shù)在計算機硬件和軟件課程教學(xué)中的實踐應(yīng)用
由于高校計算機硬件及軟件這些課程的實踐性較強,所以加強實踐能力對大學(xué)生來說是很有必要的,完善教學(xué)方法和教學(xué)理論,使動手能力加強,教學(xué)內(nèi)容的連貫性得以改善,學(xué)生的實際動手能力得到加強。
2.1 虛擬機技術(shù)導(dǎo)入計算機課程的主要環(huán)節(jié)
從課程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計的主要環(huán)節(jié)有:
(1)安裝應(yīng)用軟件;
(2)設(shè)置計算機BISO;
(3)配置和安裝操作系統(tǒng);
(4)格式化和區(qū)分硬盤;
(5)還原和備份系統(tǒng)。
2.2 虛擬機軟件輔助計算機課程教學(xué)的優(yōu)勢
因為多媒體教室普遍的操作系統(tǒng)是Windows 2000,具有明顯的公用特性,參數(shù)不易被修改,滿足課程的管理需求,對近些年的問題做了探究,發(fā)現(xiàn)再探究后會出現(xiàn)許多教學(xué)上的問題,總結(jié)出以下關(guān)于虛擬機軟件輔助教學(xué)的好處。
(1)在投影儀上不能看出物理計算機對BIOS的設(shè)置過程,目前管理有了相應(yīng)的基礎(chǔ),各任課教師不能任意進(jìn)入和修改BIOS,利用虛擬機能夠很好地處理這種情況。
(2)物理計算機阻止以下破壞性操作:格式化和對硬盤分區(qū)等,教師可以執(zhí)行以下操作命令:學(xué)生演示FDISK、Format等,這可以實現(xiàn)虛擬操作過程演示。
(3)物理計算機阻止各任課教師安裝別的應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng),如Linux,而利用虛擬機就不會有這種限制,還能夠根據(jù)需要修改和配置系統(tǒng)參數(shù),比如注冊表和內(nèi)存大小。
(4)利用克隆軟件Ghost,教師不僅能夠提高系統(tǒng)的優(yōu)化能力,還能夠提高其備份能力,虛擬機有時能夠利用不同模式代替投影儀。
(5)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的搭建,主機通過聯(lián)系其全部虛擬機網(wǎng)絡(luò)達(dá)到資源共享,使網(wǎng)絡(luò)媒體的授課力度得到加強。
(6)VMware Workstation是一款很好的虛擬機軟件,它可以使錄制效果得到改善,實現(xiàn)視頻和截圖的作用,這使課件的多媒體使用途徑得到增強,教學(xué)成功的概率也得到加強。
2.3 虛擬機技術(shù)可實現(xiàn)軟件課程的實驗平臺
實驗環(huán)節(jié)虛擬機軟件可以給實驗帶來真實的計算環(huán)境,下面幾點是利用軟件課程構(gòu)建實驗平臺的優(yōu)勢。(1)用很少的實驗設(shè)備可以完成眾多實驗。
(2)使成本管理降低。從實驗來看,許多功能有待于完善,不像機房那樣會重新安裝和改善管理,所以系統(tǒng)是會出現(xiàn)崩潰的,完善實驗步驟極為重要。通過虛擬機軟件的采用,根據(jù)實驗的需要會在虛擬機中安裝操作系統(tǒng),比如在磁盤上生成虛擬機文件,也叫做Guest OS,就可以解決上面的問題。在物理計算機中安裝一個虛擬機軟件和Windows操作系統(tǒng),不僅可以增加效率,還可以提高性能。
(3)有較強的獨立性,學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、環(huán)境的改造能力和約束能力得到加強,使實驗課程更加完善,進(jìn)一步整合和利用了其中的方法,其中的安裝環(huán)境得以改善,學(xué)生的適應(yīng)性加強,學(xué)生先后使用同一臺機器。這樣,假如一個學(xué)生通過正確配置,在虛擬軟件中能夠安裝同一個操作系統(tǒng)的眾多副本,后面的操作都是正確的,不會給學(xué)生的實踐帶來問題,所以,在逐步使用虛擬機軟件后,學(xué)生可以采用各自的Guest OS,學(xué)生的實踐動手能力可以得到準(zhǔn)確和真實的反映。
3 結(jié)語
虛擬機技術(shù)為高校開展計算機硬件與軟件教學(xué)提供了一個高效的教學(xué)平臺,搭建的真實教學(xué)環(huán)境為教學(xué)實驗的開展提供了便利條件,虛擬機技術(shù)應(yīng)用于計算機專業(yè)課程教學(xué)中給學(xué)生課內(nèi)外提升自主學(xué)習(xí)的動機提供了現(xiàn)實的可能,成為教學(xué)實踐中應(yīng)進(jìn)一步推廣的一種比較先進(jìn)的輔助教學(xué)技術(shù)。
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