探析虚拟机技术在高校计算机实验教学中的应用

龙科 广东海洋大学寸金学院

探析虚拟机技术在高校计算机实验教学中的应用

龙科 广东海洋大学寸金学院

为了迎合时代发展的需要，促进我国教育实践性的增强，我国的各大高校在日常的运行以及课程教学的过程中，都加强了对于计算机实验教学的重视。在这样的背景之下，为了促进实验教学效率以及质量的提升，实现学生自身能力的提升以及发展，各大高校都加强了对于新的教学技术以及设备的运用。本文基于此，着重论述虚拟机技术在高校计算机实验教学中的应用，并由此为我国高校计算机教学的发展提供借鉴。

虚拟机技术 高校计算机 实验教学 技术应用

作为实践性较强的学科，计算机课程教学活动在开展的过程中需要着重注意对于学生应用能力的培养以及锻炼，并积极为其创造良好的实验环境，确保其自身能力以及综合素质的提升，能够满足社会岗位的需要。在这样的背景之下，我国的各大高校在开展计算机课程时，都加强了对于微机器材以及实验室的配备。但是伴随着科学技术的不断发展，我国高校需要逐步引进符合时代发展要求的高新技术，诸如虚拟机技术。本文基于此，分析探讨虚拟机技术的内涵，并就该技术在高校计算机实验教学中的应用进行论述。

1 虚拟机概述

1.1 虚拟机内涵

作为一种特殊化的系统，虚拟机在运行的过程中能够确保多个操作系统在物理处理器上同时运行，并为各系统的运行提供高效的硬件使用圈。

该系统在运行的过程中能够从中央处理器芯片中将部分储存空间预留给操作系统，从而实现了操作系统与应用系统的安全运行，并确保每个系统的独立性，防止某个程序的错误而导致的系统瘫痪。不同于真实的计算机，虚拟机在运行的过程中克服了真实计算机无法同时运行多个操作系统的局限性，实现了底层设备资源的定向交互。

1.2 虚拟机技术分类

1.2.1 虚拟硬件模式

作为早期的虚拟机模式，虚拟硬件模式属于传统的虚拟计算机模式圈。该模式在运行的过程中能够将系统中的硬件设施划分至虚拟化层，并确保每一个虚拟系统对于宿主机端的拷贝。

基于这样的操作状况，虚拟硬件模式在运行的时候即便出现了虚拟机系统崩溃的状况，其也能保障了真实计算机的运作，从而实现了对于宿主计算机系统的保护，促进相关效益的取得。

1.2.2 虚拟操作系统模式

该模式在运行的过程中往往能够促进基于主机系统的虚拟层的构建。该虚拟层在运行时往往能够实现技术人员对于各类资源的共享。在这样的背景之下，技术人员能够构建起独立性较强的虚拟机，并确保每个虚拟机在运行时具有最高的访问权限。

在该模式之下，每个虚拟专用服务器上的管理以及运行参数都与主机保持一致，从而实现了服务器处理工作造成的能耗的降低。

1.2.3 Xen模式

作为近年来发展起来的虚拟机模式，Xen模式主要在虚拟硬件虚拟机基础上发展、演变的，故而其在运行时具有多种虚拟硬件虚拟机的特点。不同于传统的虚拟机模式，Xen模式在推行的过程中能够实现对于宿主机操作系统的选择性修改，促进系统运行效率以及质量的提升。

1.3 虚拟机技术的特点

虚拟机技术在运行的过程中往往具有多种优点，故而受到高校教师的欢迎，并获得了广泛的运用。关于虚拟机技术的特点，笔者进行了相关总结，具体内容如下。

一方面，该技术在运行的过程中能够实现多个操作系统的同时运行，从而实现了对于多个虚拟计算机的设置，并保障其独立运行，提升了运行效率；另一方面虚拟技术的系统硬件具有一致性，进而规避了不兼容问题的出现，而这些标准化硬件的投入使用，能够满足系统的大部分指标要求，提升了用户体验感受。

不仅如此，虚拟机技术还具有较强的恢复性。该技术主要依托物理系统而进行建设，且为了防止突发状况的出现，虚拟机在构造的过程中就加强了对于撤销盘的设置，从而实现了对于虚拟机运行状态的记录，确保突发情况在发生时，其能够迅速恢复到所保存的状态。

2 虚拟实验平台的构建

在进行高校计算机虚拟实验平台构建的过程中，笔者以南京市某高校的计算机虚拟平台构建为例机型论述。据悉该校的技术人员多加强了对VMware Workstation软件的运用。关于虚拟实验平台构建的流程，笔者进行了相关总结，具体内容如下：

技术人员在高校计算机实验室的物理机上进行VMware Workstation软件的安装，从而构建起以该软件为核心的虚拟机安装以及管理体系。随后，技术人员再依据该软件的安装向导，对虚拟机操作系统的类型、内存等状况进行合理的设置，从而促进多个虚拟机的安装。

在进行操作系统以及应用安装时，作业人员需要启动虚拟机，并依据计算机专业的具体课程内容而对各类操作系统以及服务体系进行设计安装，并确保虚拟机的程序与宿主机保持一致。为此规避系统故障而导致的数据信息遗失问题，技术人员还需要借助备份文件进行克隆虚拟机的构建。

在该实验平台设计的过程中，工作人员需要确保虚拟机具有快照功能，从而实现了对于虚拟机设备运行状况的保存，并确保其在系统故障会快速恢复到过去的保存状态。最后，工作人员还需要进行虚拟网络的构建，在此作业时候需要借助VMware Workstation软件将虚拟机与VMnetO-VMnet9中的一个虚拟交换机进行链接，从而建立起全封闭的网络，确保虚拟机可通过宿主机进行网络访问。

3 虚拟机在计算机实验中的应用

由于虚拟机技术在运行的过程中具有多种特点，故而作业人员在计算机实验教学的过程中均加强了对于该技术的运用。对此笔者进行了下述的总结、分析。

3.1 基础性实验

在开展计算机基础实验教学的过程中，为了培养学生处理复杂计算机问题的能力，教师往往需要开展数据损坏、操作系统崩溃的实验。在这样的状况下，为了规避物理机的损坏，教师往往加强了对于虚拟机的运用。

由于虚拟机在运行时仅代表物理主机上的一个文件，故而在相关破坏性试验的过程中，其不对物理机造成任何破坏，进而确保在保护物理机的前提下，促进了学生相关能力的培养以及锻炼，促进了最高效益的取得。

3.2 操作系统实验

目前，用于计算机教学的计算机普遍缺乏光驱，且其硬盘都安装了保护系统。在这样的状况下，教师无法促进操作系统安装实验的开展。但是伴随着虚拟机技术的运用，学生能够通过加载ISO镜像文件的方式进行操作系统的安装。在这样的状况下，学生能够依据教师的演示而展开相关的操作，从而促进教学效果的显著提升。

3.3 网络类实验

在网络实验中，教师可以借助虚拟机为学生创造局域网络环境。在这样的背景之下，学生能够在虚拟的网络系统中开展多种网络实验，诸如局域网组建，服务器配置、网络操作系统配置等实验。

不仅如此，伴随着虚拟机的广泛运用，高校的公共实验室就能够促进各类网络实验的开展，并由此带动学生网络操作能力的显著提升，并由此降低了各类人力、物力。

3.4 利用虚拟机进行实验辅导和作业检查

虚拟机技术在实验教学中的运用，不仅能够为学生营造各类科学的实验环境，还能够借助屏幕录像软件，将学生的操作内容记录下来，并保存为视频文件。随后教师能够以此为依据对学生的操作状况进行了解，并对其错误进行及时的发现以及纠正。此外，教师还可以将教学示范操作进行录像，制作成视频课件，供学生进行参考学习。

3.5 计算机维护以及机房管理

虚拟实验室的构建不仅能够促进课程教学的顺利开展，还能够确保机房维护作业朝着简单化、便捷化的方向发展。

伴随着虚拟机的运用，学生能够在破坏性实验过程中规避计算机病毒的传播以及影响，确保物理机的数据安全以及稳定。此外，虚拟机技术还能处理部分维护工作，进而提高了计算机维护效率的提高，并降低了相关成本。

结束语：为了进一步促进我国高校计算机实验教学活动的顺利开展，我国的高校逐步加强了对于虚拟机技术的运用。本文基于此，分析探讨了虚拟机概况（虚拟机内涵、虚拟机技术分类、虚拟机技术的特点），并就虚拟实验平台的构建以及虚拟机在计算机实验中的应用进行了论述。笔者认为，随着相关措施的落实到位，我国的虚拟机技术必将获得了长足的发展，并由此促进我国高校计算机实验教学活动的顺利开展，提高教学效率以及质量，谋求更高的教学效益，促进学生自身能力的提升。

[1]朱燕.虚拟机技术在计算机网络安全教学中的应用[J].电脑知识与技术(学术交流),2017,（11）:1434-1436

[2]肖媛娥,谭云兰,王涛.虚拟机技术在计算机实验教学中的应用[J].科技广场,2013,（5）:160-162