项目教学法在《计算机系统与维护》课程教学中的尝试论文
《计算机系统与维护》是集知识传授和技能培养于一体、实践性与时效性都很强的课程,它要求学生既要学好理论知识,又要掌握实际操作技能,还要培养自主学习的能力和终身学习的思想。
计算机系统与维护是一门以入手理论为主的专业根底课程，学好该课程能够理解计算机软硬件的系统构成、控制磁盘分区、系统装置、性能测试与优化，系统备份与复原，计算机软硬件毛病诊断与扫除等系统维护才能，关于信息时期的今天，这是广阔用户必需具备的应用技艺。可是，计算机系统维护的实验环境有其特殊性，相关实验项目请求停止硬件装卸、参数配置、程序装置等等，这些重复操作会对系统形成毁坏性的影响，招致计算机无法启动。假如每次实验后都需求重新装置或配置系统，这也将成为实验室管理与维护工作的一个难题。因而，如何搭建一个便当适用的实验环境，不断是计算机系统维护实验开设亟需处理的问题，本文就虚拟机技术在计算机系统与维护教学中的应用展开讨论。
1 虚拟机技术及其特性
虚拟机（Virtual Machine）指经过软件模仿的具有完好硬件系统功用的、运转在一个完整隔离环境中的完好计算机系统。经过虚拟机软件，在已有的系统内部，应用软件虚拟出另外的计算机，包括虚拟的硬件环境（CPU、内存、硬盘、网卡等），并在此环境下和真实的计算机一样，真实的装置操作系统、真实的运转软件及各种应用。关于用户而言，它只是运转在物理计算机上的一个应用程序，但是关于在虚拟机中运转的应用程序而言，它就是一台真正的计算机。
图1 虚拟计算机的体系构造
虚拟机具有如下特性：
（1）不需求分区或重开机就能在同一台PC上运用两种以上的操作系统，操作便当、快捷。
（2）完整隔离并且维护不同OS的操作环境以及一切装置在OS上面的应用软件和材料，即便某个系统呈现毛病，也不会对其它虚拟系统和物理主机系统形成影响，维护便当。
（3）不同的OS之间还能互动操作，包括网络、周边、文件分享以及复制粘贴功用。
（4）虚拟设备不存在兼容性问题，实验中形成硬件损坏率低，平安牢靠。
（5）可以自在设定并且随时修正操作系统的硬件环境，如：内存、磁盘空间、周边设备等。
（6）热迁移，高可用性，具有快照（snapshot）功用。
2 虚拟机实验环境的构建
目前常用的虚拟机软件有两个，一个是VMWare Workstation（VMWare公司开发，简称VM），另一个Virtual PC（Microsoft开发）。这两款软件由不同的公司开发，但设置和运用都不复杂，十分容易上手，下面以VM为例简述虚拟机实验环境的构建。
首先需求从网上下载虚拟机装置程序及汉化补丁；其次装置虚拟机软件；然后依据需装置汉化补丁；再停止配置及装置需求的虚拟操作系统（winxp/win7/win8/linux）；最后能够装置VMware-tools。其中VMware-tools是Vmware提供的加强虚拟显卡和硬盘性能、以及同步虚拟机与主机时钟的驱动程序，装置完成后虚拟机的鼠标指针就能够和物理机的鼠标指针统一，不需求运用组合键Ctrl+Alt来停止切换，还能够完成物理机的文件直接拖到虚拟机上去运用。这样一个虚拟机实验环境就搭建好了，只需求依据实验任务准备相关资源就能够停止理论操作。
3 虚拟机技术在系统维护教学中的应用
虚拟机在理论操作方面可以发挥很大的作用，能够在一台电脑上练习组网技术、学习操作不同的操作系统、测试开发的软件在各个操作系统平台下的效果和牢靠性、装置不牢靠的软件、测试病毒等。在虚拟系统解体之后可直接删除不影响本机系统，同样，本机系统解体后也不影响虚拟系统，重装后可再参加以前的虚拟系统。
3.1 BIOS参数设置
在一切理论操作项目中，BIOS的设置最为笼统，同时还具有一定的风险性，假如操作不当就会毁坏BIOS参数的设置，招致计算机无法正常启动。并且BIOS的设置界面普通是英文标识，初学者会感到单调，存在一定的`难度，应用虚拟机模仿的硬件系统能够较为真实地反映系统的引导次第、CPU频率、端口设置、主从硬盘等BIOS设置状况，普通开机按下F2后即可进入BIOS，运用方向键挪动并选择菜单停止相关设置。
3.2 硬盘分区与格式化
分区行将硬盘划分为若干个逻辑区域，格式化即为硬盘分别树立引导区（BOOT）、文件分配表（FAT）和数据存储区（DATA），新配置的硬盘假如没有停止格式化和分区，可能无法正常运用，也可能影响用户数据的管理，并且不同类型的操作系统请求相对应的硬盘格式，各种分区工具的操作办法也不尽相同。假如在真实PC上练习硬盘分区及格式化，会对硬盘形成损伤，大大缩短硬盘的运用寿命。而在虚拟机环境下，硬盘的分区操作不会有任何损伤，只是相似一个文件的读写操作，却能到达和物理机一样的操作效果。
3.3 装置操作系统
操作系统的装置是学生最感兴味的内容，但在实践操作过程中遭到诸多硬件的限制，比方需求光驱和启动盘，要配置一个机房的光驱和几十张系统盘，这也是不常见的。在虚拟机环境下，能够较好地处理这些硬件需求问题，先运用虚拟机软件在宿主机（物理机）中划分一局部硬件资源，虚拟出一台计算机，然后应用UltraISO（软碟通）将操作系统的装置光盘制造成一个ISO镜像文件，在虚拟机中将ISO镜像文件导入光驱中，就能够直接装置操作系统了，其装置步骤和过程跟物理机完整一样。
3.4 系统配置
对操作系统的运用有时需求停止必要的设置，比方网络IP地址和平安战略的的配置，假如在物理机的环境下操作理论，重启后会遭到机房平安复原维护限制，相关的配置不能生效。在虚拟机环境中，能够防止这种机房系统复原维护的限制，更不会损坏物理机的软件和硬件系统。
3.5 系统备份与复原
操作系统的运用时间越长其运转速度会越慢，假如系统感染了病毒，毁坏了系统文件还会招致系统解体，重装系统又很耗时，这些都是电脑用户最头痛的，却又是不可防止的。运用Ghost技术完成系统备份和复原是目前快速处理这一问题的有效途径，但是Ghost的操作具有一定的难度和复杂性，一不当心就可能将硬盘的一切数据清零，损失沉重。在虚拟机环境中，能够重复应用Ghost工具停止备份复原系统，而不用担忧物理机的数据受损。
3.6 系统优化及病毒查杀
关于系统优化及病毒排杀等操作需求重新启动系统才干生效，而且有的相关设置会影响系统的启动和正常运转，严重的还会招致操作系统解体，但在虚拟机环境中能够大胆操作，无需担忧设置影响物理机的正常运转，同时，虚拟机还能够经过复制、掩盖虚拟硬盘的方式快速处理问题。
4 虚拟机技术在系统维护理论中的缺乏
引入虚拟机技术能够补偿大局部系统维护实验在实践操作过程中的问题，但也存在一些缺乏。
（1）模仿环境中虚拟机的硬件均来自宿主机，因而请求物理机的硬件配置较高，特别是对处置器和内存的配置请求很高，不然，虚拟机的启动和运转会很慢。
（2）在虚拟机模仿的环境下，虚拟硬件普通不会发作毛病，不能较好模仿真实硬件环境中可能呈现的问题，因而对电脑硬件毛病诊断与扫除的相关操作不多，不能入手练习装卸硬件。
（3）关于驱动程序的装置、系统性能测试与优化等项目，在虚拟机模仿环境中理论效果不理想，由于虚拟机基于宿主机，相关驱动程序均已自动装置，不能很好地模仿物理机驱动的装置和更新，与真实过程的差异较大。
5 完毕语
在计算机系统与维护的教学过程中，灵敏运用虚拟机技术，能有效缓解计算机实验设备以及各类硬件设备缺乏的问题。在虚拟机环境下停止的一切实验操作均不会对计算机硬盘的数据产生任何影响，从而降低了机房的维护难度，同时，又增加了学生的入手理论时机，极大地丰厚了学生计算机软硬件系统维护的实战经历，锻炼与进步了学生处理各类计算机实践问题的才能。
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