摘 要:虚拟计算机技术以其高仿真、低成本的优势,为高等学校学生提高动手能力创造了极为便利的条件,在计算机教学中引入虚拟计算机技术,将为学生突破计算机保护卡自如的进行各类操作系统平台的安装练习,同时也能为没有交换设备的教师虚拟网络环境进行科学研究。
关键词:虚拟计算机操作系统网络环境
中图分类号:TP319文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)09-0108-02
近年来,随着计算机技术的发展,虚拟光驱、虚拟内存、虚拟IP、虚拟目录、虚拟打印、JVM(JAVA虚拟机)、VPC、虚拟计算机等虚拟化技术给人们使用与研究计算机带来极大方便,同时大量使用虚拟技术可以节省硬件成本开支、减低能耗排放,符合当前低碳潮流。虚拟技术在计算机领域的应用最早可以追溯到Unix操作系统,Unix通过使用一致的User Shell来获得和计算机模型相似的特征,这些用户外壳完成和计算机系统相类似的动作,即模拟终端(Virtual Terminal),这可能是最早的虚拟技术的应用。不难看出,虚拟化技术发展的动向:从对CPU、内存等硬件设备的虚拟支持开始,进而上升到软件,最终提供整体化解决方案。虚拟化技术无处不在,并能够改变我们的生活。本文以VMware虚拟计算机技术为例,谈谈虚拟计算机技术在计算机教学与研究中的应用。
扩招、及肆虐全球的金融危机让中国大学生就业形势显得异常严峻,一方面企业渴望得到真正的“人才”来应对危机与发展,另一方面高校培养的“人材”却是指望着社会及企业提供机会来实现锤炼,究其根源:教学与社会需要脱节。因此在教学中需要突破传统的教学模式,把课堂变成实践场所,变被动灌输为教、学、做互动。既让学生学习基本理论基础,又传授学生学习的方法,更能得到真正技能训练。让教学活动围绕工作需要开展,教学是主导,是学生学习与工作的原动力,因此必须为学生提供与创造实践的条件。
随着计算机网络规模的越来越大、新技术层出不穷,网络管理变得日益复杂。网络管理涉及到网络基础设施、网络互联设备、网络操作系统、网络应用系统等技术。计算机网络管理与维护知识体系的构成和技能培养,对于计算机网络专业人才特别是对网络管理员都是必不可少。Pc硬件组装及Windows操作系统的安装配置是网络管理员最基本的技能之一,教学中应安排Windows操作系统的安装教学。但作为一名网络管理员,仅仅掌握PC级操作系统的安装明显是不足的,必须增加网络操作系统及网络应用系统的安装配置的教学内容:包括Windows Server及DHCP、DNS、IIS、Ftp、Ms-sql、Mail等Server的安装与配置;Linux操作系统及Mysql,Tomcat,Apache,Jboos等应用服务器的安装配置。
但是网络操作系统及应用服务器的安装与配置在传统教学中是个盲点,大多数院校因为教学管理的需要,机房计算机加装了还原卡,学生基本没有操作系统及各类应用服务器安装的实验条件,因为学生对操作系统的任何重新配置及修改,在系统重新起动后又被还原。这种在实际硬件上安装配置操作系统的实验技能学生基本无法体验,通过虚拟计算技术,学生即使在加装了还原卡的计算机上也能模拟出多台同时运行的计算机,从而练习安装各类操作系统与应用服务器。虚拟计算机技术的应用,为学生真正动手安装操作系统及配置各类应用服务器成为可能。目前流行的虚拟机软件有VMware和Virtual PC,它们都能在Windows系统上虚拟出多个计算机,用于安装Windows、Linux、OS/2、FreeBSD、Sco unix等其他操作系统。相比而言,VMware不论是在多操作系统的支持上,还是在执行效率上,都比Virtual PC 2004明显高出一筹。
教学中,为学生提供VMware Workstation平台,并将各种类型的网络操作系统安装光盘制作成iso等光盘镜像文件,学生先利用VMware Workstation平台创建多台虚拟计算机,然后利用虚拟计算机进行相关实验。
下面简单介绍一下利用VMware Workstation创建虚拟计算机的步骤及在该虚拟机上安装Linux As 4操作系统的方法。
1 启动并创建Linux 虚拟计算机
如图1所示,起动VMware Workstation后,选择File菜单选项里的New创建一台Virtual Machine,按照向导提示,在图2所示的对话框中选择Linux,接着在Version下拉框中选择。
Red Hat Enterprise Linux 4,然后在Location对话框中输入创建的虚拟计算机所在的安装目录,按照向导提示配置虚拟计算机的网络连接类型、虚拟计算机磁盘容量,最终完成虚拟计算机创建。如图3所示,新创建的虚拟计算机包括:内存、硬盘、光驱、网络、USB控制器、音频等硬件设定,用户可以对创建的虚拟计算机的硬件配置进行修改。
2 安装Red Hat Enterprise Linux 4
在图3虚拟计算机硬件列表中,选中CD-ROM后,在右边框中选择Use ISO image单选框后,点击Browse 按钮,在图4所示的文件列表中,选择Red Hat Enterprise Linux 4第一张系统安装镜像盘文件AS1。然后回到如图1所示,点击Start this virtual machine,起动虚拟计算机,虚拟计算机自动加载安装盘,接下来的安装步骤与同在实际硬件设备上相同。
3 利用虚拟计算机构建虚拟网络环境
通常情况下,无论是C/S模式还是近年流行的B/S模式的网络应用平台开发研究与学习,都必须先构建网络平台,这必然涉及到服务器、交换机、布线等设备的投入,因此把众多研究者拒之门外。但是,若通过VMware workstation来创建虚拟服务器(计算机),利用VMware Workstation提供的网络Bridged或NAT功能虚拟交换机,就能够用一台计算机虚拟出C/S或B/S实际场景,从而为研究者提供良好且易操控的学习与研究平台。
4 结语
虚拟计算机解决了学校、培训机构因安装了保护卡,无法提供实验环境让用户亲自动手安装操作系统以及相关应用程序的安装、配置等技能的矛盾。为拓展学生动手技能提供了可靠、近乎真实的虚拟平台。同时虚拟计算机也为相关科研人员研究多平台操作系统,提供了方便、低成本的实验平台。用户可以在同一台计算机上虚拟多台虚拟计算机,从而开展Unix,Linux,windows,os/2等各类型操作系统的安装实验,提升学生动手能力。近年来,虚拟化的解决方案,以低成本,低能耗,高安全的趋势,在企业也已经得以推广应用。
参考文献
[1] 周建松.探索和建立高职教育可持续发展生态[J].中国高等教育.2009.09.
[2] 徐云青,徐义峰.“即插即用”型IT人才培养模式探新[J].教育与职业.2004,(12).
基金项目:本文为安徽省教育厅2008年度教学研究项目计划《高职高专虚拟计算机教学平台研究》相关论文,项目编号:2008jyxm649。