计算机虚拟技术在计算机教学中的应用探析

廖平

摘 要 随着信息技术的发展，计算机虚拟化技术通过模拟真实物理环境、抽象计算机资源实体，用户根据自身需求进行定制化的资源整合，对于高效利用计算机资源是十分有益的。在计算机教育教学领域，虚拟化技术的出现弥补了真实物理设备的不足，提供了模拟环境下的学习思路，对于提高计算机教学效率，辅助计算机教学有着十分重要的意义。本文以虚拟化技术在计算机教学中的应用为题，对相关内容进行简要的论述，为有效利用虚拟化技术服务于计算机教学提供参考。

关键词 虚拟技术 计算机 教学

中图分类号：TP303 文献标识码：A

1何谓计算机虚拟技术

计算机虚拟化技术（Computer Virtualization Technology）作为一种新兴的计算机资源管理技术，打破了传统计算机硬件划分，将各类硬件实体以虚拟化的手段进行软件层次上的抽象，用户根据自身需求进行资源的重组合，从而有效地提升了计算机资源的应用效率。一般意义上的虚拟化技术主要是指计算机中计算资源、存储资源以及网络资源的虚拟化。就目前而言，较为成熟的产品技术有VMware公司的VMware Workstation系列、Oracle公司的VirtualBox系列、Microsoft公司的Virtual PC以及当前各种云服务供应商提供基于云平台的虚拟化服务等。虚拟化技术在软件层次对各种应用进行隔离，用户的数据运行于相对独立的计算和存储空间，对寄主机不产生影响，具有非常广泛的应用场景。本文以计算机教学为例，探讨虚拟化技术在教育教学领域的应用。

2计算机教学中引入虚拟技术的必要性分析

2.1破解物理资源有限的教学困境

计算机教学涉及到了真实物理设备、软件环境等诸多方面，计算机机房实验环境所能够提供和支撑的设备是极其有限的，更多的是在真实主體的供应上进行保障，而一些诸如路由器、交换机等设备往往很少提供，这给网络部分的学习带来了一定的困难。借助于虚拟化技术，利用当前流行的Cisco Packet Tracer（思科）、eNSP（华为）等网络模拟软件，能够帮助学生通过模拟相关网络设备，快速掌握网络设备相关知识内容，有效的破解当前物力资源有限的教学困境。

2.2减少真实计算机系统损坏的问题

计算机系统设备不合理的使用容易造成设备的损坏，尤其是频繁的强制启动/关闭设备，容易造成硬盘、芯片等设备的不可修复的损伤，需要消耗大量的资金对实验设备进行维护，影响正常的计算机实验教学的进行，利用虚拟化技术——如虚拟机的适用，重启、关闭操作，只需在软件上进行模拟操作即可完成，对于真实主机没有影响，有效提升了计算机系统的使用可靠性。

2.3提升应用软件学习效率

在一些复杂软件学习的过程中，在进行上机实验之前往往需要对相应的软件环境进行安装配置，计算机实验教室通常会安装有常用的应用软件，一些大型的诸如oracle数据库、MATLAB等软件往往由学生自己安装进行，安装过程中会消耗大量的时间和精力，留给真正操作和使用应用程序的时间相对不足，导致软件学习效率低下。利用虚拟化技术，已经安装配置好的实验环境装入虚拟机设备，在进行实验的时候直接进行挂载，就可以进行使用，从而提升了相关软件学习效率。

3浅析计算机虚拟技术在计算机教学中的应用思路

3.1利用虚拟化技术模拟真实物理设备

计算机教学中涉及到的物理设备千差万别、种类繁多，实验环境能够提供并支持学生进行学习的设备极其有限，鉴于此，计算机虚拟化技术可以模拟真实的物理设备，如交换机、路由器、主机、网络环境等都可以通过软件的方式进行模拟，学生在不接触真实设备的条件下，就可以完成相应内容的学习，离开了虚拟化技术，这是难以想象的。以当下流行的云计算平台搭建为例，至少需要两个真实物理机进行计算机集群的构建，实验条件一般是不允许的，那么借助于虚拟机技术，通过在一台主机设备上虚拟出来另外一台物理主机，即可完成简易集群的构建，为学习云平台下的相关知识奠定了基础。由此可见，虚拟化真实物理设备是虚拟技术在计算机教学中的常见应用。

3.2应用虚拟机进行应用软件学习

计算机教学分支相对较多，不同方向教学内容所使用的应用软件是不尽相同的，而计算机实验室所能提供的实验环境也不可能完全满足各个计算机分支方向的需求，不同的应用软件在同一操作系统下安装有时会出现软件冲突，导致应用软件学习无法顺利进行。同样的应用虚拟机技术，可以将不同的应用软件安装在不同的虚拟机中，通过数据隔离实现软件环境的隔离，同时省去了安装相关软件的操作，对于学习复杂软件具有十分重要的意义。另外，计算机教师还可以将事先配置好的实验环境放置于虚拟机镜像中，在实验室中只需通过虚拟机软件进行恢复即可运行，对于保障软件本身的应用学习是极其有益的。

3.3通过虚拟技术隔离真实环境

虚拟化技术有效的隔离了真实物理环境，其作用范围仅仅在相应的软件环境之内，对于宿主机的影响是极其有限的，这种隔离真实环境的保护措施对于学习一些对于网络环境具有伤害的网络安全技术有着积极的作用，学习者不必担心相关操作影响的真实的物理环境，可以在虚拟环境中大胆实验，为开展安全领域的计算机教学有着十分重要的意义。与此同时，虚拟化技术与云计算平台有着天然的联系，掌握和学习虚拟化技术对于了解云平台底层架构是十分有益的，从这个角度来看，虚拟化技术的应用对于了解新技术也是十分有益的。

总之，虚拟化技术的应用弥补了计算机教学过程中物理资源的不足、有利于应用软件的学习和物理设备保护。利用好虚拟化技术对于保障计算机教学质量是十分有益的。endprint