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虛擬機(jī)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用論文
1計(jì)算機(jī)教學(xué)中面臨的問題
目前，在計(jì)算機(jī)教學(xué)中，學(xué)生實(shí)踐方面存在一些問題，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。
(1)硬件方面。計(jì)算機(jī)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，而實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)場地的欠缺和滯后，使得一些教學(xué)實(shí)踐無法實(shí)施。如局域網(wǎng)的搭建，需要利用多臺計(jì)算機(jī)和多種設(shè)備，由于現(xiàn)有的硬件配置條件有限，學(xué)生沒有親自做實(shí)驗(yàn)的條件。
(2)軟件方面。學(xué)生進(jìn)行計(jì)算機(jī)操作和實(shí)踐一般是在公共機(jī)房進(jìn)行，而通常公共機(jī)房的計(jì)算機(jī)都安裝有硬盤保護(hù)卡或是自動(dòng)還原軟件來限制學(xué)生的某些操作學(xué)生上機(jī)的時(shí)候，不允許他們隨意安裝軟件，更不允許進(jìn)行如硬盤分區(qū)、格式化等操作。學(xué)生無法在實(shí)際的環(huán)境中操作練習(xí)，實(shí)踐教學(xué)的效果較差。
將虛擬機(jī)引入計(jì)算機(jī)教學(xué)，能較好地解決上述問題，提高計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量。
2虛擬機(jī)簡介
(1)虛擬機(jī)的概念。虛擬機(jī)(Virtual Machine，簡稱VM)，就是虛擬的計(jì)算機(jī)，是指運(yùn)行于物理計(jì)算機(jī)上的、用軟件模擬出來的、具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運(yùn)行在一個(gè)完全隔離環(huán)境中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。虛擬機(jī)以文件的形式存放于物理計(jì)算機(jī)中，僅占用物理計(jì)算機(jī)的一部分資源一臺物理計(jì)算機(jī)，可以虛擬出多臺完整的虛擬機(jī)，每臺虛擬機(jī)都具有自己的CPU,內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)卡、BIOS、光驅(qū)、顯卡、聲卡、USB接口等，并且不同的虛擬機(jī)可以運(yùn)行單獨(dú)的操作系統(tǒng)而互不干擾，使用的時(shí)候就如同打開一個(gè)應(yīng)用程序一樣。
目前，計(jì)算機(jī)教學(xué)中比較常用的虛擬機(jī)軟件主要有WMware公司的WMware Workstation和微軟公司的Microsoft Virtual PC兩種。VMware技術(shù)相對比較成熟，功能更強(qiáng)大，使用簡單，市場占有率比較局。
(2)虛擬機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。①集成性。能夠在一臺PC機(jī)上運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)，每個(gè)虛擬機(jī)都可安裝不同的操作系統(tǒng)，而不需要對物理硬盤進(jìn)行分區(qū)或重新開機(jī)，不受到物理計(jì)算機(jī)硬件的限制。各虛擬機(jī)與主機(jī)之間可以進(jìn)行通信、共享文件和網(wǎng)絡(luò)資源。②移植性。虛擬機(jī)表現(xiàn)在物理電腦上是一個(gè)文件，使用者可以直接拷貝備份好的虛擬機(jī)文件到其他計(jì)算機(jī)上使用，大大節(jié)省系統(tǒng)安裝的時(shí)間。③經(jīng)濟(jì)性。由于虛擬機(jī)是利用軟件來模擬完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，無需添加新的硬件設(shè)備，真正可以做到一機(jī)多用，同時(shí)又節(jié)省維護(hù)費(fèi)用。④隔離性。虛擬機(jī)與主機(jī)之間有良好的隔離性，在虛擬機(jī)上進(jìn)行的操作不會(huì)破壞物理計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)和軟件。
3虛擬機(jī)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用
(1)操作系統(tǒng)安裝。學(xué)生可以在硬盤上建立自己的虛擬機(jī)，并進(jìn)行安裝操作系統(tǒng)的練習(xí)。在虛擬機(jī)環(huán)境下可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)操作系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，帶來極大的方便。
(2)計(jì)算機(jī)維護(hù)。出于公共安全考慮，磁盤分區(qū)、格式化等危險(xiǎn)操作，學(xué)生一般沒有機(jī)會(huì)親手實(shí)踐。在虛擬機(jī)環(huán)境下，學(xué)生可以任意進(jìn)行磁盤分區(qū)、格式化、設(shè)置CMOS、設(shè)置BIOS SETUP參數(shù)等一些計(jì)算機(jī)維護(hù)操作。操作完成后，通過映象功能可以非常輕松地將操作系統(tǒng)恢復(fù)到原樣。
(3)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用。學(xué)生在學(xué)習(xí)局域網(wǎng)的組建、網(wǎng)絡(luò)配置與管理、FTP、郵件服務(wù)器等各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的配置、遠(yuǎn)程訪問和路由的設(shè)置等知識時(shí)，單憑理論講授是很難理解和掌握的。利用虛擬機(jī)，學(xué)生可以在單臺計(jì)算機(jī)上組建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，進(jìn)行各種網(wǎng)絡(luò)配置，也可以組建虛擬局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)集群試驗(yàn)。若學(xué)生不能按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)，借助虛擬機(jī)的掛起功能，保留當(dāng)前狀態(tài)，以便下次繼續(xù)完成。
(4)網(wǎng)絡(luò)安全。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，病毒、木馬程序非常盛行。教師在講解計(jì)算機(jī)病毒、木馬等知識時(shí)只能停留在講述階段，利用虛擬機(jī)可以改變這一狀況。教師可以在虛擬機(jī)系統(tǒng)上植入病毒文件進(jìn)行病毒、木馬程序的傳播與演示，以及實(shí)現(xiàn)安全防御等操作，讓學(xué)生更加直觀地了解系統(tǒng)的安全及防御技術(shù)。
(5)軟件測試。學(xué)生在學(xué)習(xí)軟件設(shè)計(jì)、網(wǎng)頁設(shè)計(jì)等課程時(shí)，編寫的程序需要在多種環(huán)境及多種操作系統(tǒng)環(huán)境下進(jìn)行測試。應(yīng)用虛擬機(jī)，不需要實(shí)際安裝所有的系統(tǒng)與插件，就可以輕松地模擬出各種測試環(huán)境，有利于發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。
總之，虛擬機(jī)是計(jì)算機(jī)教學(xué)的有效工具，在計(jì)算機(jī)教學(xué)中有非常重要的作用和廣泛的應(yīng)用。如何利用虛擬機(jī)更好地為計(jì)算機(jī)教學(xué)服務(wù)，是每個(gè)計(jì)算機(jī)教師需要研究的一個(gè)新課題。
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