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關(guān)于虛擬機(jī)軟件在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用
摘 要：虛擬機(jī)是通過(guò)軟件模擬的、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)境中的完整計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)。虛擬機(jī)軟件在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用，可以提高學(xué)生在日常上機(jī)操作的靈活性，也可以在一定程度上減少實(shí)驗(yàn)教師的工作量，進(jìn)而提高工作效率。 關(guān)鍵詞：虛擬機(jī)；虛擬機(jī)軟件；實(shí)驗(yàn)室；應(yīng)用；硬盤還原卡 在信息技術(shù)日益發(fā)展的今天，隨著硬件設(shè)備的不斷更 新，大部分系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件都要伴隨著硬件設(shè)備的不 斷發(fā)展而進(jìn)一步更新。由于軟件的升級(jí)和更新的頻率不斷 加大，無(wú)形中給計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的管理者帶來(lái)了諸多的麻 煩，進(jìn)而增加了多于平時(shí)幾倍的工作量。 我們就某高校信息工程系的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室為例：軟件 實(shí)驗(yàn)室有 4 名實(shí)驗(yàn)員，有 100 臺(tái)計(jì)算機(jī)。按照常規(guī)的方 法，我們需要先做一個(gè)母盤，大概需要 2 個(gè)小時(shí) （包含所 有上課或常用的軟件），之后取下硬盤采用盤對(duì)盤的映像。 一般人手兩塊硬盤，每克隆一塊硬盤需要 15 分鐘左右， 這樣 100 臺(tái)計(jì)算機(jī)大概需要 6 個(gè)小時(shí)左右，再加上拆裝計(jì) 算機(jī)的時(shí)間和啟動(dòng)計(jì)算機(jī)的時(shí)間需要 1 小時(shí)。對(duì)于大多數(shù) 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，基本上做完系統(tǒng)后都要加上硬盤還原 卡，這樣還需要花費(fèi) 1 個(gè)小時(shí)的時(shí)間去裝置硬盤還原卡。 總體算來(lái)，要想完成 100 臺(tái)計(jì)算機(jī)的升級(jí)或更新工作，在 有 4 名實(shí)驗(yàn)員的實(shí)驗(yàn)室里，需要花費(fèi) 10 個(gè)小時(shí)的時(shí)間。 即使是這么多的勞動(dòng)量，在日后對(duì)實(shí)驗(yàn)室中的各個(gè)軟件的 維護(hù)還需要大量的人力。這是為什么呢？原因在于實(shí)驗(yàn)室 中安裝在計(jì)算機(jī)里的硬盤還原卡的存在，大大限制了教師 和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)行為。比如說(shuō)，某個(gè)學(xué)生想自己學(xué)習(xí)實(shí) 驗(yàn)室中沒(méi)有的應(yīng)用軟件，自己安裝后，一般需要重新啟動(dòng) 計(jì)算機(jī)，這樣硬盤還原卡就會(huì)把計(jì)算機(jī)還原到安裝新軟件 前的狀態(tài)�；蛘哒f(shuō)，我們不需要重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)也可以用 到新軟件，那么一旦遇到特殊情況或者想下次再使用該軟件，那基本上是不再可能的事情。換句話來(lái)說(shuō)，讓實(shí)驗(yàn)員 去解除硬盤還原卡，待你安裝完新軟件再把硬盤還原卡重 新安裝上。面對(duì)實(shí)驗(yàn)室中由硬盤還原卡帶來(lái)的一系列問(wèn) 題，我們?cè)趺磥?lái)解決呢？我們選擇了虛擬機(jī)軟件。 一、虛擬機(jī)軟件的優(yōu)點(diǎn) 什么是虛擬機(jī)呢？虛擬機(jī)是通過(guò)軟件模擬的、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)境中的完整計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)。虛擬機(jī)是一個(gè)抽象的計(jì)算機(jī)，和實(shí)際的計(jì)算機(jī) 一樣，具有一個(gè)指令集并使用不同的存儲(chǔ)區(qū)域。它負(fù)責(zé)執(zhí) 行指令，還要管理數(shù)據(jù)、內(nèi)存和寄存器。這臺(tái)虛擬的機(jī)器 在任何平臺(tái)上都提供給編譯程序一個(gè)的共同的接口。編譯 程序只需要面向虛擬機(jī)，生成虛擬機(jī)能夠理解的代碼，然 后由解釋器來(lái)將虛擬機(jī)代碼轉(zhuǎn)換為特定系統(tǒng)的機(jī)器碼執(zhí) 行。隨著虛擬機(jī)的應(yīng)用，進(jìn)而發(fā)展出虛擬機(jī)軟件。虛擬機(jī) 軟件是一層位于操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)硬件之間的代碼。它本 質(zhì)上模擬了一臺(tái)計(jì)算機(jī)，使多種操作系統(tǒng)可以在同一臺(tái)計(jì) 算機(jī)上運(yùn)行。虛擬機(jī)軟件對(duì)我們的日常應(yīng)用究竟有哪些好 處？總體說(shuō)來(lái)有以下三點(diǎn)：
一是我們可以不用重新分區(qū)，就可以嘗試安裝各種操 作系統(tǒng)，就像安裝 Office 軟件一樣，讓你直接在 Windows 中使用。如果要在一臺(tái)電腦上裝多個(gè)操作系統(tǒng)，不用虛擬 機(jī)的話，有兩個(gè)辦法：一是裝多個(gè)硬盤，每個(gè)硬盤裝一個(gè) 操作系統(tǒng)。這個(gè)方法比較昂貴。二是在一個(gè)硬盤上裝多個(gè) 操作系統(tǒng)。這個(gè)方法不夠安全，因?yàn)橛脖P是操作系統(tǒng)的必
爭(zhēng)之地，搞不好會(huì)幾個(gè)操作系統(tǒng)“同歸于盡”。而使用虛 擬機(jī)軟件既省錢又安全，對(duì)想學(xué) linux 和 unix 的人來(lái)說(shuō)很 方便。關(guān)于操作系統(tǒng)的卸載也很方便，只要?jiǎng)h除一個(gè)文件 夾即可完成操作系統(tǒng)卸載。 二是利用虛擬機(jī)可以進(jìn)行軟件測(cè)試，對(duì)于 Fdisk、PQ- magic 等危險(xiǎn)軟件，我們可以反復(fù)練習(xí)他們的使用方法而 無(wú)需擔(dān)心破壞實(shí)際的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 三是組建虛擬局域網(wǎng)，輕松學(xué)習(xí)網(wǎng)管知識(shí)，進(jìn)行各種 網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)，而不必購(gòu)買交換機(jī)、路由器、網(wǎng)線等設(shè)備。 二、虛擬機(jī)軟件的使用 目前流行的虛擬機(jī)軟件有 VMware 和 Virtual PC，它 們都能在 Windows 系統(tǒng)上虛擬出多個(gè)計(jì)算機(jī)，用于安裝 Linux、OS/2、FreeBSD 等其他操作系統(tǒng)。微軟在 2003 年 2 月 份 收 購(gòu) Connectix 后 ，很 快 發(fā) 布 了 Microsoft Virtual PC 2004。但出于種種考慮，新發(fā)布的 Virtual PC 2004 已 不再明確支持 Linux、FreeBSD、NetWare、Solaris 等操作 系統(tǒng)，只保留了 OS/2，如果要虛擬一臺(tái) Linux 計(jì)算機(jī)，只 能自己手工設(shè)置。相比而言，VMware 不論是在多操作系 統(tǒng)的支持上，還是在執(zhí)行效率上，都比 Virtual PC 2004 明 顯 高 出 一 籌 。 我 們 下 面 簡(jiǎn) 單 了解一下虛擬機(jī) 軟 件 VMware，圖 1 所示是虛擬機(jī)軟件 VMware 的主界面。圖 1．虛擬機(jī)軟件 VMware 的主界面
第一步：編輯虛擬機(jī)設(shè)置，如圖 2 所示。在這里我們 可以對(duì)要建立的虛擬機(jī)系統(tǒng)中的一些虛擬硬件進(jìn)行設(shè)置， 其中包括內(nèi)存、硬盤、CD-ROM、網(wǎng)卡、虛擬機(jī)處理器等 等。VMware Workstation 虛擬機(jī)是一個(gè)在 Windows 或 Lin- ux 計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用程序，它可以模擬一個(gè)基于 x86 的 標(biāo)準(zhǔn) PC 環(huán)境。這個(gè)環(huán)境和真實(shí)的計(jì)算機(jī)一樣，都有芯片 組、CPU、內(nèi)存、顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、軟驅(qū)、硬盤、光驅(qū)、 串口、并口、USB 控制器、SCSI 控制器等設(shè)備，提供這 個(gè)應(yīng)用程序的窗口就是虛擬機(jī)的顯示器。第二步：把 Windows 系統(tǒng)安裝盤放入光驅(qū)中，開始安 裝虛擬機(jī)系統(tǒng)。安裝后如圖 3 所示。在使用上，這臺(tái)虛擬 機(jī)和真正的物理主機(jī)沒(méi)有太大的區(qū)別，都需要分區(qū)、格式 化、安裝操作系統(tǒng)、安裝應(yīng)用程序和軟件，總之，一切操作都跟一臺(tái)真正的計(jì)算機(jī)一樣。
圖 2．編輯虛擬機(jī)設(shè)置界面
圖 3．虛擬機(jī)安裝界面
第三步：在虛擬機(jī)中安裝完操作系統(tǒng)之后，接下來(lái)需 要安裝 VMware Tools。VMware Tools 相當(dāng)于 VMware 虛 擬機(jī)的主板芯片組驅(qū)動(dòng)和顯卡驅(qū)動(dòng)、鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)。在安裝 VMware Tools 后，可以極大提高虛擬機(jī)的性能，并且可 以讓虛擬機(jī)分辨率以任意大小進(jìn)行設(shè)置，還可以使用鼠標(biāo) 直接從虛擬機(jī)窗口中切換到主機(jī)中為。 最后，在虛擬機(jī)環(huán)境中操作系統(tǒng)安裝完成，大家可以 在虛擬機(jī)的環(huán)境中來(lái)實(shí)現(xiàn)各種平時(shí)不方便練習(xí)的操作。 綜上，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里只需要安裝一個(gè)虛擬機(jī)軟件， 不僅給學(xué)生們的學(xué)習(xí)帶來(lái)極大的靈活性，同時(shí)也使實(shí)驗(yàn)室 管理者的工作量有所減少。但是，虛擬機(jī)畢竟是將兩臺(tái)以 上的電腦的任務(wù)集中在一臺(tái)電腦上，所以對(duì)硬件的要求比 較高，主要是 CPU、硬盤和內(nèi)存。目前的電腦 CPU 多數(shù) 是 PIII 以上，硬盤都是幾十 G，這樣的配置已經(jīng)完全能滿 足要求。關(guān)鍵是內(nèi)存，內(nèi)存的需求等于多個(gè)操作系統(tǒng)需求 的總和�，F(xiàn)在的內(nèi)存已經(jīng)很便宜，也就不成為問(wèn)題了。 ———————————— 參考文獻(xiàn)： [1]李藝.計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的概念 實(shí)踐及其它[J].中國(guó)電化 教育,1999,(9). [2]劉瑞新.建立虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境[J].計(jì)算機(jī)常用工具軟件, 2006,(2).【虛擬機(jī)軟件在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用】相關(guān)文章：
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