虚拟机技术在计算机硬件与软件课程教学中的应用研究(2)

        3 虚拟机软件在计算机硬件和软件课程教学中的应用研究
        3.1 计算机硬件和软件课程教学内容主要涉及到的实践性环节主要有：①计算机BIOS设置；②硬盘的分区、格式化；③操作系统的安装与配置；④应用软件的安装；⑤系统的备份与恢复。该课程实践性较强，而且学生一般是刚进入大学的新生，为突出“所见即所得”的教学效果，提高学生的实践动手能力，要求教师教学时能展示教学的内容（实际操作演示），实验环节中能让学生亲身体验（实际动手实践）。        3.2 由于多媒体教室的公用特性，一般只安装Windows 2000操作系统和基本的应用软件，不能随意修改、配置系统参数，采用虚拟机软件可以解决本门课程上述五个方面的需求。通过近几年在计算机硬件与软件课程教学中的实际应用和研究后，总结出采用虚拟机软件辅助教学具有以下优势：①物理计算机上对BIOS的设置过程无法在投影仪上显示，另外计算机管理员一般情况下也不允许任课教师随意进入和修改BIOS，采用虚拟机可以很好解决这一问题；②物理计算机上不允许对硬盘分区、格式化等破坏性操作，这样教师就无法为学生演示FDISK、Format等操作命令，采用虚拟机就可以为学生讲解、演示这些命令的操作过程；③物理计算机不允许任课教师自行安装其他操作系统（如Windows XP、Windows Server 2003、Linux等）和应用软件，采用虚拟机就不受此限制，还可以按照需要进行系统参数（如注册表、网络参数、内存大小、IO参数等）的修改和配置、根据需要进行应用软件的安装演示；④教师在用克隆软件Ghost做系统备份和恢复操作的演示时，投影仪是无法显示的，采用虚拟机也可以很好地解决这一问题；⑤搭建网络环境，一台主机和多个虚拟机构成的局域网实现了课堂教学中对网络环境的要求，就像将网络实验室搬移到了课堂教学中来一样；⑥VMware Workstation不但是一款优秀的虚拟机软件，还是一款非常好的截图或视频录制软件，教师可以在备课时采用截图或视频录制功能制作出多媒体课件，有利于提高教学效果和教学质量。
        3.3 实验环节中采用虚拟机软件构建计算机硬件和软件课程实验平台基于如下原因：①节约成本。虚拟机软件能够为实验提供真实的计算环境，实现用较少的实验设备完成大量的实验；②便于管理，降低管理成本。传统的实验是根据课程需要（如Windows 2000、Windows XP、Windows 2003 Server、Linux、Unix、MacOS等）在一台计算机的不同分区上安装多个操作系统来满足实验环境的需求，由于实验的特殊性（如系统配置修改后需要重启），不能像公共机房那样为了方便管理而安装还原卡，这样带来的后果就是系统可能经常崩溃，实验室管理员需要花大量的时间和精力来维护和恢复系统。采用虚拟机软件后，上面的问题就可迎刃而解。方法是物理计算机只需要安装一个Windows操作系统（称为Host OS）和虚拟机软件，实验时根据需要在虚拟机中安装操作系统（在磁盘上生成虚拟机文件，称为Guest OS）来满足实验需求，不必担心系统崩溃而疲于恢复系统；③独立性强，有利于考核学生的实践动手能力。使用虚拟机软件能够为使用同一台计算机的每个学生提供独立的实验环境，在计算机硬件与软件课程实验中，采用传统的实验方法时，一台物理机器上同一操作系统只能安装一个，而这台机器会有多个学生先后使用。这样，只要第一个学生正确配置通过后，后面的学生就可坐享其成了，显然不便于考核学生真实的实践动手能力。采用虚拟机软件后，可以在虚拟机软件中安装同一个操作系统的多个副本，每个学生使用各自的Guest OS，这样能够真实和准确地考核学生的实践动手能力。　
        4 结语