芻議虛擬化技術(shù)在高職院校計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

李九利 甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院

引言

在日益激烈的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，廣大人才面臨嚴(yán)峻的就業(yè)壓力，高職院校堅(jiān)持以培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)實(shí)踐能力為目標(biāo)，近些年畢業(yè)生就業(yè)率直線上升，逐漸扭轉(zhuǎn)了學(xué)生和家長(zhǎng)對(duì)職業(yè)教育固有看法，同時(shí)，在國家政策號(hào)召下，各大高職院校逐步放寬學(xué)生錄取政策和要求，院校錄取率逐年遞增。相較于高等教育院校，職業(yè)院校在課程內(nèi)容的設(shè)置上側(cè)重于實(shí)踐，且隨著越來越多的學(xué)生數(shù)量，傳統(tǒng)單一落后的計(jì)算機(jī)教學(xué)設(shè)備無法適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)需求，而如何更進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)對(duì)有限計(jì)算機(jī)資源的無限應(yīng)用，提高學(xué)生參與計(jì)算機(jī)實(shí)踐活動(dòng)的積極性與主動(dòng)性，已成為各大高職院校亟待解決問題。

1 簡(jiǎn)要概述虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)的起源于發(fā)展可追溯至20 世紀(jì)70 年代，近兩年逐步進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。從本質(zhì)上來看，虛擬化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)得益于虛擬機(jī)技術(shù)，所謂虛擬機(jī)其運(yùn)行原理主要是通過一個(gè)運(yùn)行于Windows或Linux 平臺(tái)上的應(yīng)用程序，以軟件方法對(duì)硬件進(jìn)行有效模擬，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在多個(gè)虛擬計(jì)算機(jī)運(yùn)行于同一個(gè)計(jì)算機(jī)，其中每個(gè)虛擬機(jī)都有著與“真實(shí)計(jì)算機(jī)”類似的運(yùn)行行為。從結(jié)構(gòu)上來看，虛擬計(jì)算機(jī)的組成部分主要是軟件系統(tǒng)，無需設(shè)置其他硬件設(shè)備。通過對(duì)虛擬化技術(shù)的有效應(yīng)用可獨(dú)立完成對(duì)計(jì)算機(jī)軟件資源和硬件資源的有效分配，無需對(duì)底層硬件實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行過多思考，相關(guān)操作可在虛擬環(huán)境下完成。當(dāng)前階段，虛擬化技術(shù)國內(nèi)教育領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)，該技術(shù)的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)國家教育現(xiàn)代化的關(guān)鍵，從某種意義上來看，加快高職院校計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)與虛擬化技術(shù)的深度融合具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

一方面，虛擬化技術(shù)可提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)用和維護(hù)的便捷性。在計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)開展期間，通過對(duì)虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，在一臺(tái)計(jì)算機(jī)中生成多個(gè)模擬計(jì)算機(jī)，其中每一個(gè)模擬計(jì)算機(jī)在操作系統(tǒng)、內(nèi)存、運(yùn)行以及硬盤等方面均具有一定的獨(dú)立性。因此，以虛擬化技術(shù)開展計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，如果其中一臺(tái)虛擬機(jī)突發(fā)異常故障時(shí)，真實(shí)計(jì)算機(jī)和其他虛擬機(jī)受干擾的可能性極小，維護(hù)作業(yè)的開展只需針對(duì)其中故障的虛擬機(jī)，更不用更換計(jì)算機(jī)硬件部分。

另一方面，虛擬化技術(shù)具有更高的安全性和效益性?；谟?jì)算機(jī)技術(shù)可在一臺(tái)計(jì)算機(jī)中模擬多臺(tái)虛擬機(jī)，因此，在計(jì)算機(jī)課程教學(xué)過程中一臺(tái)計(jì)算機(jī)可有氛分為“多臺(tái)”使用，在某種程度上可形成對(duì)計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)所投入成本的有效降低。另外，以虛擬技術(shù)為前提條件所開發(fā)使用的虛擬機(jī)環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)，如果計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)要求和教學(xué)內(nèi)容方面產(chǎn)生變動(dòng)時(shí)，學(xué)校無需購置其他與之相符計(jì)算機(jī)設(shè)備，只需對(duì)虛擬機(jī)配置標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行細(xì)微調(diào)整即可，這種做法可避免高職院校在計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中對(duì)設(shè)備的過多投入。與真實(shí)計(jì)算機(jī)相比，虛擬計(jì)算機(jī)還免受各種計(jì)算機(jī)病毒威脅，安全性相對(duì)較高，可在某種程度上促使計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)整體管理水平和管理質(zhì)量的有效提升。

3 虛擬化技術(shù)在高職院校計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用

3.1 虛擬機(jī)可以輕松地解決磁盤易受損的問題

虛擬化技術(shù)在高職院校計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)維護(hù)實(shí)驗(yàn)的虛擬化，針對(duì)計(jì)算機(jī)維護(hù)教學(xué)過程中所存在的磁盤受損問題能夠得到良好的解決。在計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展過程中，每個(gè)學(xué)生都可以接收到來自虛擬機(jī)所提供的虛擬子系統(tǒng)，學(xué)生在各自的子系統(tǒng)中各軟件系統(tǒng)均具有獨(dú)立性，如，CPU 獨(dú)立、硬盤獨(dú)立、內(nèi)存獨(dú)立等等，學(xué)生可以根據(jù)自身學(xué)習(xí)情況和實(shí)踐操作對(duì)其開展格式化、系統(tǒng)安裝、硬盤分區(qū)以及備份等學(xué)習(xí)任務(wù)，對(duì)計(jì)算機(jī)的危害性相對(duì)較小，相對(duì)于物理機(jī)，虛擬計(jì)算機(jī)的操作速度更加快速，并且不會(huì)對(duì)下一節(jié)上課學(xué)生的應(yīng)用和操作產(chǎn)生直接影響，極大的降低和減輕了機(jī)房管理人員以及計(jì)算機(jī)維護(hù)人員的工作難度和負(fù)擔(dān)。

3.2 搭建PC 機(jī)群

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用范圍的持續(xù)擴(kuò)大，針對(duì)計(jì)算機(jī)性能人們提出了越來越高的要求，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)人們對(duì)計(jì)算機(jī)高性能這一目標(biāo)，并行計(jì)算機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，為整個(gè)計(jì)算機(jī)發(fā)展指明了發(fā)展方向。并行計(jì)算機(jī)作為高職院校計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一項(xiàng)非常關(guān)鍵的教學(xué)內(nèi)容，其PC機(jī)群的簡(jiǎn)歷主要基于相對(duì)虛擬化得環(huán)境中，需要在構(gòu)建虛擬化實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境的操作基礎(chǔ)之上，將名為PVM 的電腦軟件安裝設(shè)置與每臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)上，并執(zhí)行其所發(fā)出的一系列命令。

3.3 網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用

在計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用越來越普及的今天，大量網(wǎng)絡(luò)化病毒對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生了嚴(yán)重威脅。且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新，網(wǎng)絡(luò)病毒作為另一種計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，無論是在傳播方式還是破壞方式上均具有多元化、網(wǎng)絡(luò)化和復(fù)雜化特點(diǎn)，因此，進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全性便顯得尤為重要。在虛擬化技術(shù)尚未被開發(fā)應(yīng)用時(shí)，高職院校計(jì)算機(jī)教師對(duì)網(wǎng)絡(luò)病毒相關(guān)性質(zhì)及其危害的介紹只能以口述，但從語言層面來理解對(duì)于學(xué)生而言難度較大。而隨著虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)課程中的有效應(yīng)用，教師可將病毒文件植入虛擬機(jī)系統(tǒng)，開展計(jì)算機(jī)被網(wǎng)絡(luò)病毒所攻擊的模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)病毒安全防御的練習(xí)和操作，可對(duì)網(wǎng)絡(luò)病毒和安全防御相關(guān)知識(shí)有更加直觀的掌握與了解。

3.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)虛擬化

高職院校在計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際開展過程中，教師往往通過對(duì)學(xué)生某些操作的限制，從而達(dá)到提升教學(xué)質(zhì)量的目的，最常見的就是將硬件保護(hù)卡安裝于電腦中。在計(jì)算機(jī)訓(xùn)練實(shí)踐過程中，學(xué)生對(duì)具體學(xué)習(xí)任務(wù)的學(xué)習(xí)，需要進(jìn)行相關(guān)軟件的下載和安裝，但通常安全完成軟件后需要對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行重啟操作，這主要是由于電腦中裝有硬盤保護(hù)卡，在計(jì)算機(jī)重新啟動(dòng)后，前期對(duì)計(jì)算機(jī)的設(shè)置將重新回到初始狀態(tài)，容易對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)的完成產(chǎn)生直接影響。而虛擬化技術(shù)科在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上同事虛擬出多臺(tái)虛擬機(jī)，及其網(wǎng)卡、交換機(jī)等計(jì)算機(jī)設(shè)備，進(jìn)而從根本上實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)。學(xué)生能夠自由的在虛擬的網(wǎng)絡(luò)里組建局域網(wǎng)和對(duì)等網(wǎng)，并在此基礎(chǔ)上開展 FTP 服務(wù)器、DHCP 服務(wù)器、DNS、Web、郵件服務(wù)器等服務(wù)器的搭建，同時(shí)學(xué)生還可以任意的刪除硬件的特性，組建無盤網(wǎng)絡(luò)。虛擬機(jī)的應(yīng)用，為高職學(xué)生的計(jì)算機(jī)實(shí)踐學(xué)習(xí)提供了設(shè)計(jì)和創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著虛擬化技術(shù)在高職院校計(jì)算機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的逐漸滲透，賦予了課程教學(xué)新的動(dòng)力，該技術(shù)除了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的有效模擬，學(xué)生和教師可借助虛擬機(jī)開展一系列實(shí)驗(yàn)任務(wù)，且在某種程度上是高職院校開展計(jì)算機(jī)課程實(shí)踐教學(xué)的有效方法，遵照每一項(xiàng)教學(xué)要求完成教學(xué)實(shí)踐，病達(dá)到理想的教學(xué)效果。此外，虛擬化技術(shù)的全面應(yīng)用對(duì)高職院校計(jì)算機(jī)設(shè)備不足等問題形成了有效的環(huán)節(jié)，不僅為學(xué)生創(chuàng)造了良好的實(shí)踐練習(xí)環(huán)境，并且使得實(shí)驗(yàn)課程管理難度迅速降低，極大的改善了高職院校計(jì)算機(jī)課程中相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率。