王军伟（江苏科技大学经济管理学院）
摘要：如何利用VirtualPC2007虚拟软件构建虚拟的实验环境，使得部分实践教学项目不再徒有虚名，特别是具有破坏性的实验项目，导致实践教学环节严重脱节，同时在一定程度上解决实践环节出现的教学资源缺乏，这是摆在计算机实验管理人员面前的一个问题。虚拟机的应用，为高校进行计算机实践教学提供了一个良好的解决方案。
关键词：VirtualPC2007虚拟机计算机实践教学
0引言
实验教学是提高大学生动手能力的重要环节，实践能力是大学生必备的能力之一，根据本科教育的培养目标，传统的实验教学无法满足需求，部分实践教学项目只是徒有虚名，导致实践教学环节严重脱节，但是虚拟机技术的出现，可以在一定程度上改变这种状况，可以赋予学生极大的自主动手实践的机会而不必有太多顾虑。通过大量的试验、研究，笔者认为采用虚拟环境进行计算机实践教学可以获得事半功倍的效果。
1什么是虚拟机
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互不干扰，这些“新”机器各自拥有独立的BIOS、硬盘和操作系统，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。它是唯一的能在Windows和Linux主机平台上运行的虚拟计算机软件。
高校有关计算机课程的实验使用虚拟机的好处：①为学校节省资金投入。②提高了系统的安全性和维护的方便性。③一定程度上提高了学生实验用机数。④有利于提高学生学习兴趣和有助于学生自主学习。
2虚拟实验环境的构建
流行虚拟机软件主要有三款，就是微软的VirtualPC、VMware和VirtualBox。对于一般的实验教学，我们推荐采用更简便的VirtualPC2007，在此就以VPC2007为例，介绍虚拟实验环境的构建以及虚拟机的安装、配置及使用方法。
2.1虚拟实验环境的整体规划整体规划的思想是在实系统的基础上搭建一个安全、稳定、灵活及使用方便的虚拟实验环境。
2.1.1实际系统的分区规划现我校经济管理实验中心计算机硬件主要配置为：CPU是P42.8G、内存是DDR400512M、硬盘容量是80G，并带有硬盘还原卡功能。根据硬件的实际配置及实验环境需要对硬盘进行分区，把硬盘分为3个分区，其中C:分区的容量为20G，用于安装实操作系统及所有的应用软件，并利用还原对此分区进行保护；D:分区(20G)，给学生使用来保存实验数据。此分区不用保护。剩余的40G用来安装备有系统。
2.1.2实际系统的安装在C:分区上安装实操作系统及各实验项目所需的各种应用软件，一般安装完这些软件后会占用C:分区10G的磁盘空间，加上还原卡所需的暂存空间520M，还有10G左右的空间留给虚拟机使用。
2.2虚拟机的规划与安装
2.2.1虚拟机的安装规划考虑到虚拟实验环境的安全性、稳定性及使用的方便性，把虚拟机安装在具有还原卡保护的C:分区中，这样可以避免学生的误操作或有意删除文件后所带来的危害，只要重新启动实操作系统后便得到恢复。同时，为了方便学生安装虚拟机及节省安装光盘，把WinXP、Win2003Server、Linux系统光盘做成系统镜像文件保存在C:osiso目录中。
2.2.2虚拟机软件VirtualPC2007的安装在C:分区中安装VirtualPC2007，其安装过程和其他的应用软件的安装过程一样，具有图形安装向导，操作简单。
2.3安装虚拟机系统虚拟机已经建立好了，这就如同买回一台电脑，但还没有安装操作系统。接下来就要在这台虚拟机中安装操作系统。如果手上有操作系统安装光盘，那就可以直接安装，由于操作系统地ISO文件存放在C盘的ISO文件夹，在VirtualPC2007控制台中先选择虚拟机，再单击“启动”按钮即可开始启动这台虚拟机。启动后载入ISO映像加载即将安装的操作系统，打开系统安装向导，接下来的所有操作与我们平常在电脑中安装系统时的操作一样。
3使用虚拟机系统完成特定的任务虚拟机在计算机实践教学中的应用
为虚拟机安装了操作系统后，就相当于拥有两台电脑了，接下来就可以通过虚拟机来实现各种应用：学习网络知识，进行各种危险、无危险软件的测试了。
3.1对实际操作系统带有一定危险性操作系统的实践教学目前高校的计算机教学大部分是以Windows2000、WindowsXP为平台，对于Windows98、Linux、Unix等接触不多。使用虚拟机可以让学生学习多种操作系统，掌握在每一种系统下的操作技能。利用VirtualPC2007虚拟机可以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，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将其直接删除而不影响本机系统。同样，本机系统崩溃后也不影响虚拟系统，可以重装后再加入以前做的虚拟系统。这样一来教师上课时再也不用担心学生上课会搞破坏，致使机器无法启动了；二来教师在进行教学过程中可以利用虚拟机，在一种操作系统环境下直接进入其他操作系统进行教学演示，而不需要频繁重启机器。
3.2网络实验由于各个虚拟机逻辑上是一台计算机，因此，各虚拟机之间、虚拟机和主机之间、虚拟机和网络上其他计算机之间是完全等价的。老师可以事先用一台学生机建立实验所需要的虚拟机和虚拟网络，然后把记载这些虚拟机和虚拟网络参数的文件放到服务器上共享。这就相当于老师将实验所需的网络模板做好了并将它共享给学生。利用老师做好的网络模板，学生很快就能在自己的计算机上建立一个实验所需要的虚拟网络环境进行网络实验。另外，在虚拟环境下，学生不用顾虑到对主系统的破坏，可以放心进行各种操作，这会带来更好的实验效果。如果学生不能按时完成实验，还可以利用挂起功能方便地保留当前状态，以便下一次继续实验。
3.3计算机维护和机房管理从机房管理维护的角度看，虚拟实验机房也方便了机房工作人员的管理。机房工作人员不需安装多个操作平台就可满足课程需要不同平台的要求，也不必担心某些实验导致系统崩溃而疲于恢复系统。还可以把一些常用的不同平台的虚拟机文件放在服务器上开放给学生，当需要不同的操作平台或系统崩溃时，可以在服务器重新下载文件。另一方面，在虚拟机环境下，学生可以任意进行格式化、分区设置等等一些计算机维护操作，提高了普通机房的利用率，减轻专用机房的使用压力，从而减轻对专用机房的维护量，同时也方便管理员安排实验课程。
3.4程序设计应用与测试学生在进行程序设计时，虚拟机可以提供逼真的硬件环境，是理想的程序设计平台。由于其与宿主的磁盘机物理上相连，而逻辑上是完全断开的，因此，在编写程序时不会因为宿主机的问题而导致程序编译、链接失败，出现错误时可以完全排除编写程序以外的错误。与依赖某种特殊平台来执行应用软件的情况相比，虚拟机可以为我们提供更多的操作系统平台，为编写出的软件在不同类型系统中进行兼容性测试提供了可能。
3.5课件演示由于多媒体实验室所安装的演示软件版本与老师备课软件版本有可能不同，常常会导致老师课件无法正常演示。通过安装虚拟机软件，可以很好地解决这个问题，而且如果能将虚拟机的硬盘映像文件放到移动硬盘中，那么不但课件演示的问题能够解决，而且教师的授课也完全在其熟悉的操作环境中进行，无疑能够让教师在使用时更加得心应手。
3.6新技术体验主要包括新软件，新技术新软件的计算机实践和体验等。在开放教育计算机课程中的典型应用为；《操作系统》课程中安装使用FreeBSD；安装使用SUSELinux，RedHatLinux等。
4VirtualPC2007虚拟机实验环境的安全性、稳定性、灵活性及有效性的具体说明
4.1安全性有双重的安全保证，其一是虚拟软件提供的安全保证,因为在虚拟机中，虚拟硬盘只是一个文件夹下的一个文件，虚拟机的用户只在该文件中进行操作，对别的分区及文件夹是不可见的，从而对别的虚拟机及实系统是安全的。其二是还原卡提供的安全保证，如果虚拟机用户删除了虚拟机系统的文件或实系统用户删除了虚拟机文件夹,导致虚拟机故障或不可用时，在保护卡的自动还原功能的保护下，只要重新启动实系统便可快速恢复到原先正常环境。
4.2稳定性VirtualPC2007为了保证系统的兼容性和稳定性，把现有的设备都虚拟成了最标准的、兼容性最好的设备，比真实实验环境具有更好的稳定性。
4.3灵活性由于安装虚拟时，没有设置超级用户密码，任何一个用户都可使用已经安装好的虚拟机，如果做一些短时间的实验项目，就可以直接使用现有的虚拟机系统进行配置、修改，包括修改密码等操作，重新启动虚拟后这些修改是有效的(只要不重新启动实系统)。同时，要进行添加一些系统组件是也很方便，不需要系统光盘，只要把光驱指向备份的系统镜像文件即可。而对于那些需要长时间方能完成的实验项目，可以把C:的虚拟机文件夹拷贝到D:或E:分区下，这样即使重新启动实系统或机关，学生的实验结果还是保存在D:或E:分区中。
4.4有效性因为“虚拟机”提供的是一个近于真实的环境，只要能在“虚拟机”上完成的实验，就能够在真实的机器上完成，所以实验质量得到保证，完全符合教学要求。
5结束语
该虚拟实验环境经过一个学期的使用，它的安全性、稳定性、灵活性及有效性得到充分的肯定，为操作系统实验、计算机网络实验、计算机网络工程实习等一些具有较大的破坏可能性实验提供了很好的解决方案，同时在一定程度上缓解我中心学生用机紧张状况，另外也在一定程度上解决了受保护的计算机操作系统与实验需要破环系统之间的矛盾，不必再为这些实验取消对系统的保护或更换系统，方便了实验室的管理；同时也给学生提供了更广阔的实训空间，提高了学生的学习兴趣。
参考文献：
[1]春露.电脑迷.2008年10月号.
[2]农坚，徐红等.计算机应用与软件第25卷第12期2008.
[3]JoyceBischoff,TedAlexander.数据仓库技术[M].成栋，魏立原，译.北京:电子工业出版社.1998.
[4]BerryJA,GordonLinoff.Dataminingtechnique:formarketing,sales,andcustomersupportMichael.NewYork:JohnWiley&Sons,Inc,1997.
[5]陈文伟，黄金才，赵新昱.数据挖掘技术[M].北京:北京工业大学出版社.2002.
本项目获江苏省现代教育技术十一五项目（2008-R-8080）资助