虚拟机及其在中职计算机教学中的应用
摘 要：简要介绍虚拟机的常识、安装及使用技术，虚拟机的特点，虚拟机在中职计算机教学中的应用。
关键字：虚拟机 计算机教学 创新能力一、什么是虚拟机
虚拟机（virtual machine）简称VM，顾名思义就是虚拟出来的电脑，这个虚拟出来的电脑和真实的电脑几乎完全一样，所不同的是他的硬盘是在一个文件中虚拟出来的，所以你可以随意修改虚拟机的设置，而不用担心对自己的电脑造成损失，因此可以用来做试验什么的，简单说就是一句话，虚拟出来的电脑，你干什么都行，通常，我们把这些被模拟出来的PC称为虚拟机。
具体地讲虚拟机就是在一台电脑上将硬盘和内存的一部分拿出来虚拟出若干台机器，每台机器可以运行单独的操作系统而互不干扰，这些“新”机器各自拥有自己独立的CMOS、硬盘和操作系统，你可以像使用普通机器一样对它们进行分区、格式化、安装系统和应用软件等操作，还可以将这几个操作系统联成一个网络。在虚拟系统崩溃之后可直接删除不影响本机系统，同样本机系统崩溃后也不影响虚拟系统，可以下次重装后再加入以前做的虚拟系统。虚拟机软件不需要重开机，就能在同一台电脑使用好几个OS，不但方便，而且安全。虚拟机在学习技术方面能够发挥很大的作用。在虚拟机里运行的操作系统叫Guest OS，而将运行虚拟机软件的那台叫做母机，运行虚拟机软件的操作系统叫Host OS。
目前常见的虚拟软件有两种：VMWare 和Virtual PC.二者的区别，大家可以参阅有关资料。VPC(Virtual PC)的设置简单，一路next就行了; VM (VMWare)设置相对麻烦一些，但是VM拥有更好的性能，虚拟出的计算机可以说和真实的电脑性能完全一样，还可以用桥接的方式和现在的电脑互连。两者各有千秋，我们以VMware为例介绍虚拟机的使用方法和技巧。?
VMware workstation是VMware公司设计的专业虚拟机，可以虚拟现有任何操作系统，而且使用简单，容易上手。要知道所有微软员工的机器上都装有一套正版的VMware，足见它在这方面的权威。下面我就和大家说说VMware的使用方法，我使用的是VMware Workstation 6.0 Build 39849。
下载地址为https://www.onlinedown.net/soft/2062.htm, 申请使用序列号https://www.vmware.com/vmwarestore/newstore/wkst_eval_login.jsp。如果大家对英文版本使用不太适应,可以下载相应的汉化软件,以方便自己使用。虚拟机之家网站上的下载地址为https://www.xuniji.com/down/view.asp?id=96
虚拟机毕竟是将两台以上的电脑的任务集中在一台电脑上，所以对硬件的要求比较高，主要是CPU、硬盘和内存。目前的电脑CPU多数是P42.0以上，硬盘都是80G，内存256M以上，这样的配置已经完全能满足要求。当然内存越大越好，内存的需求等于多个操作系统需求的总和，现在的内存已经很便宜，也不成为问题了。
二、虚拟机的优点
1、一般不会损坏本PC的操作系统和软件，因虚拟机的硬盘通常是本PC上的一个文件，虚拟机在硬盘的操作只在这个文件上进行。虚拟一台机器出来给初学者练习硬盘分区，格式化等等，弄成全屏，效果更好！
2、可同时在同一台PC上运行多个操作系统，每个操作系统都有自己独立的一个虚拟机，就如同网络上一个独立的PC， 真实再现各种操作系统的环境，使用虚拟机软件既省钱又安全。
3、可在单机上组建网络，他提供了虚拟网络设备如交换机、网卡和虚拟建网的方式。一台机器上实现局域网，通过标准的ＴＣＰ／ＩＰ协议通信，可方便进行计算机网络试验。
4、容易安装和备份，可在虚拟机上容易地安装不同的操作系统然后备份，使用这些备份可更快速地安装其他虚拟机。可以利用虚拟机进行测试软件在各种平台上的运行。
5、利用虚拟机可以进行软件测试。
首先，可以避免病毒对其他操作系统的侵害，一旦系统崩溃也不会对其他的系统软件和数据造成伤害。
其次，对于企业用户来说使用虚拟化技术可以提高系统的使用率，也就是可以把系统闲置的资源都集中起来，以节约投资成本。
6、上网，提高真实计算机的网络安全。
三、虚拟机安装与虚拟机建立
（一）VMWare的安装和卸载
1、该软件的安装比较简单。我校机房Host OS为Windows 2000 Professional。从网站下载安装文件后，运行安装文件，一直按回车，最后重启计算机就行了。
2、卸载：可在“控制面板→添加删除程序”中找到并卸载它。
（二）建立虚拟机
1、双击桌面“VMware workstation”图标，运行VMWare。
2、点击“文件”下拉菜单，选择“新建”—>“虚拟机”项。
3、根据向导一步一步建立虚拟机。第一步，虚拟机配置为“典型”，第二步，根据实际需要先选择客户操作系统（Guest OS ）。第三步输入虚拟机的名称和虚拟机对应用文件所在的位置，不用更改。第四步选择网络连方式，这里选择桥接，使主机在外部网中有自己独立的IP。至此，虚拟机建立完毕。
4、可以根据需要建立多台虚拟机。
（三）Guest OS 的安装
在“窗口”菜单下选择要启动的子机，然后选择“电源”菜单下的“打开电源”即可启动该子机了。启动后用鼠标点击子机窗口，即可进入子机，这里，键盘、鼠标对Guest OS起作用，按组合键Ctrl+Tab切换回 Host OS。
四、虚拟机（VMWare）的使用技巧
1、支持的Guest OS：
VMWare支持如下Guest OS：MS-DOS、Win3.1、Win9x/Me、WinNT、Win2000、WinXP、Win.Net、Linux、FreeBSD、NetWare6、Solaris x86。不支持的Guest OS：BeOS、IBM OS/2 and OS/2 Warp、Minix、QNX、SCO Unix、UnixWare。
2、VMWare模拟的硬件
VMWare模拟出来的硬件包括：主板、内存、硬盘(IDE和SCSI)、DVD/CD-ROM、软驱、网卡、声卡、串口、并口和USB口。VMWare没有模拟出显卡。VMWare为每一种Guest OS提供一个叫做vmware-tools的软件包，来增强Guest OS的显示和鼠标功能。
3、VMWare模拟出来的硬件是固定型号的，与Host OS的实际硬件无关。比如，在一台机器里用VMWare安装了windows98，可以把整个windows98 copy到其他有VMWare的机器里运行，不必再安装。
4、VMWare可以使用ISO文件作为光盘。比如从网上下载的linux ISO文件，不需刻盘，可直接安装。
5、VMWare为Guest OS的运行提供三种选项：
(1) persistent
Guest OS运行中所做的任何操作都即时存盘
(2) undoable
Guest OS shutdown时会问是否对所做的操作存盘
(3) nonpersistend
Guest OS运行中所做的任何操作，在shutdown后等于没做过。
如果要进行软件测试或试验，这是非常有用的功能，可以尽情地玩，把Guest OS搞死无限次都不怕。
6、VMWare的两种网络设置方式：
(1)Bridged方式
用这种方式，Guest OS的IP可设置成与Host OS在同一网段，Guest OS相当于网络内的一台独立的机器，网络内其他机器可访问Guest OS，Guest OS也可访问网络内其他机器，当然与Host OS的双向访问也不成问题。
(2)NAT方式
这种方式也可以实现Host OS与Guest OS的双向访问。但网络内其他机器不能访问Guest OS，Guest OS可通过Host OS用NAT协议访问网络内其他机器。
NAT方式的IP地址配置方法：Guest OS先用DHCP自动获得IP地址，Host OS里的VMWare services会为Guest OS分配一个IP，之后如果想每次启动都用固定IP的话，在Guest OS里直接设定这个IP即可。
一般来说，Bridged方式最方便好用。但如果Host OS是win2000而网线没插，网络很可能不可用(大部分用PCI网卡的机器都如此)，此时就只能用NAT方式。
7、VMWare用Host OS的文件来模拟Guest OS的硬盘。一个Guest１ OS的硬盘对应一个或多个Host OS里的文件。如果往Guest OS里写入100M的文件，Host OS里虚拟硬盘文件就增大100M。在Guest OS里删除这100M文件，Host OS里虚拟硬盘文件不会减小。下次往Guest OS里写文件的时候，这部分空间可继续利用。vmware-tools里还提供shrink功能可以立刻释放不用的空间，减小Host OS里虚拟硬盘文件的容量。
为了减少硬盘空间的浪费，避免经常使用shrink，更好的做法，是在Guest OS里挂上另外一个硬盘存放不常用的文件，比如安装文件之类，用完之后可以把这块硬盘重新分区格式化。
8、vmware-tools。
vmware-tools增强Guest OS的显示和鼠标功能。vmware-tools自带在VMWare里。安装Guest OS的时候，VMWare的状态栏里就有一句话提示vmware-tools没装，鼠标单击这句话即可安装vmware-tools。也可通过菜单安装：settings -> vmware tools install
如果Guest OS是windows，vmware-tools会自动安装，如果是linux，安装后，vmware-tools的安装文件会被mount到光驱中(是虚拟方式，此时光驱并没有光盘)，进入光驱的mount point，把文件copy出来安装即可。
对某些Guest OS，比如Solaris x86、NetBSD 1.x、OpenBSD 2.x和Caldera OpenLinux 1.3等，VMWare并没有提供vmware-tools。
9、在VMWare里装linux，不要用图形模式安装，要用文本模式安装。 安装到配置Xserver时，选默认配置就可以，安装出错也不用理会。安装完后，先别起X，先安装好vmware-tools后，再启动X。
10、如果不使用声卡，不要在VMWare里加入声卡，声卡对性能有一点点影响。
11、如果不常使用光驱，可以取消光驱的connect at power on选项，在需要用的时候，光驱可以随时“热插拔&…… rdquo;。
五、中职计算机教学中存在的问题
在2000年全国计算机教育研讨会上，教育部全国工科教育教学指导委员会委员上海交大侯文永教授指出：“我们的教学观念、教学内容和教学手段比较滞后，我们的教学内容和课程设置不能尽快吐故纳新，国际上1978年的计算机教程我们花了5年才跟上，1991年的教程也用了两年才‘接轨’，一本教材连续使用多年的现象在许多高校普遍存在，我们是用昨天的知识教今天的学生做明天的事；另外，比较偏重大容量知识灌输，给学生实际操作的机会较少。再就是不太注重学生独立思考和自主创新能力培养，留给学生自由发挥的空间较小，譬如一门计算机编译原理课程，我们需要72课时，而美国斯坦福大学只有40课时。”??
侯教授的这段话基本上代表了学校计算机专业教育的现状。概括起来主要有以下几点：
1、教学内容陈旧。
2、课程开设单一，学生知识面窄，没有实践机会，动手能力差。
3、计算机教学设备投入不足, 缺乏实践教学。
4、现行的各种计算机的过级考试、等级考试，无论在范围上还是在内容上都与素质教育和社会对大学生应具有的计算机知识结构的要求不相适应。
5、计算机基础教学师资队伍知识老化，师资队伍不稳定。
六、虚拟机在计算机教学中的具体应用
中职计算机教学过程中，《计算机应用基础》、《计算机组装与维修》、《操作系统》、《计算机网络基础》、《汇编语言》等课程相关内容都可以借助虚拟机进行教学，能有效调动学生自主学习，更加有效的辅助我们的教学工作。下面谈几点教学工作具体应用。
1、设置BIOS SETUP参数
在刚启动子机时，用鼠标点击Guest OS界面，按键盘上的功能键F2可以进入BIOS SETUP界面。VMWare在这里虚拟的是PhoenixBIOSR的界面。在这里可以让学生了解BIOS的有关参数，并进行设置练习。
2、练习操作系统的安装
可以让学生每人在硬盘上建立自己的虚拟机，并练习安装操作系统。
3、文件的安装删除
机房管理老师最怕学生乱硬盘上的文件了，现在好了，让学生建立自己的OS，在自己的虚拟机上爱怎么删就怎么删，VMWare用Host OS的文件来模拟Guest OS的硬盘。所以这些操作不会对Host OS造成影响。
4、练习运行一些危害命令
在虚拟机中，运行一些较危险的命令，如Fdisk、format 等DOS命令。原因同应用3。
5、计算机网络练习
老师在上课给学生讲如何组建局域网络、设IP地址、网关、DNS等东西，不让学生实践，恐怕学生是很难掌握的。现在有了虚拟机，一切都变得很方便了，学生可以在子机中任意练习，并可使子机与主机甚至主机所在网络中的其他机器通信。
通过虚拟机在计算机教学中的应用，我上课再也不用担心学生上课会搞破坏，致使机器无法启动了。另一方面，通过虚拟机的应用，给学生提供了更广阔的实践的空间，学生的学习兴趣浓了。虚拟机的应用体现了计算机教学环境虚拟化、系统开放化的特点，提高了学生自主学习、创新学习的能力。
