關鍵詞：虛拟化技術；高校計算機；實驗教學；應用研究
目前，由于高校招生規模逐漸擴大，學校規模也逐漸擴大，然而教育經費投資無法滿足當前的學生數量，學校實驗設備沒有進行及時的更新，從而難以保障教學實踐活動開展。如何合理應用當前的教學資源以及實現實驗教學目标，保障學習的效果，對于學校具有十分重要的意義，針對當前學校基礎設施薄弱的問題，應當采取有效的措施加以改進以及完善。例如，通過利用虛拟化技術以及産品等，從而構建虛拟學習平台，不但可以提高教學質量，而且減少投資成本。
1、學校計算機實驗教學中存在的若幹問題
首先，學校計算機實驗教學中的任務繁重并且龐雜，因此，計算機實驗室中的計算機很容易出現各種系統故障，通常來講，計算機教學是在實驗室中完成，而計算機每天都在高負荷狀況下進行工作，硬件設備以及軟件很容易出現各種問題。其次，計算機軟件需要更新或者升級，軟件升級之後，硬件部分卻沒有及時更新，從而導緻計算機出現各種問題，此外，由于各個年級學習内容以及學習軟件不同，軟件類型以及型号等升級速度快，計算機為了滿足教學要求，就應當不斷更新軟件，這就導緻一台計算機安裝多個操作系統，并且需要經常為了教學需要更換系統以及軟件，由于計算機硬件更新比較慢，造成高級版本的軟件難以在配置很低的電腦上運行，導緻計算機卡頓或者藍屏等問題。
再次，實驗室的計算機的配置比較低，并且學校方面投資力度不大，對媒體技術以及計算機技術沒有過多投入，出于資金以及機器的考慮，很多關鍵性的計算機實驗難以實現。再次，計算機品牌比較多，比如三星、聯想、惠普等，并且同一品牌具有不同型号，計算機在性能方面存在很大的差異，大部分學校是采取分批采購設備的方式，早期置辦的設備性能相對而言不如新采購的設備，由于機器的硬件使用時間基本固定，已經老化的設備很容易出現各種問題以及故障，需要及時進行更換，然而，由于學校資金缺乏，難以一次性将計算機全部換掉，這就導緻高校的計算機實驗室中的電腦型号品種繁多，并且性能存在很大差異性。最後，計算機實驗室當中不能進行危險性操作，比如，在計算機實驗教學當中，某些實驗存在一定危險性，比如，格式化硬盤、分區硬盤、重裝系統等、超頻CPU以及克隆軟件等。
很多網絡攻防的實驗無法在實驗室進行操作，很可能由于某個因素導緻學校計算機系統全面癱瘓。因此，教師們大多是通過講解或者演示講授這部門内容，學習不能親自實驗，導緻學生知識停留在十分淺薄的層面，沒有深入實際則難以深刻理解。此外，很多學校為了保護實驗室中的計算機，安裝了很多保護性的軟件，并且在BIOS上設置了密碼，從而導緻學生無法學習有關BIOS方面的實驗，在BIOS安裝控制軟件，軟件基本都被系統控制，學生無法安裝其他軟件。很多學校的計算機設備屏蔽了很多内容，比如控制面闆，學生無法學習如何卸載軟件等，嚴重影響學生動手能力以及思考能力。然而，通過應用虛拟化技術，可以有效改善以上情形，促使學生積極性得到提高，并且提升學生的動手能力以及創新能力。
2、虛拟化技術分析
虛拟化技術起于上世界七十年代，發展至今，受到計算機行業的廣泛關注以及高度重視，其中，虛拟機技術是具有高度隔離性的軟件系統，可以執行自帶程序以及系統等，相當于物理計算機，通過虛拟化技術，可以在機器上面運行多個虛拟機，虛拟機主要包括硬盤、CPU、内存以及網卡的虛拟化，操作系統不可能識别虛拟機和物理機器之間的區别，其他如網絡應用程序也無法識别，換句話說，虛拟機沒有硬件，隻有軟件和系統，虛拟機和物理機器一樣，并且有物理機器所不具備的優點。當前，由于資源匮乏、機器整合繁瑣以及管理成本增加，虛拟化技術也顯得尤為重要。通過虛拟化技術，不但節約成本以及能耗，而且方便資源管理以及利用。虛拟化技術在多個領域得到了十分廣泛的應用，并且發揮了重要的作用，目前，也研發了更為成熟的軟件系統。高等學校已經開始使用虛拟化技術用于計算機實驗教學。
3、虛拟化技術應用在實驗教學中的優勢分析
3.1教學優勢
運用虛拟化技術可以設置具有實踐性以及創新性的相關教學課程，比如，可以設置計算機安全課程、并行計算機課程、計算機多個操作系統等課程等，當前這些課程，如果沒有虛拟化技術的應用無法實現，然而，通過應用虛拟化技術，可以有效開展上述課程，将現在計算機的硬件資源，通過應用虛拟化的技術，從而監理全面的計算機資源系統，通過在實驗教學中應用虛拟技術，可以建立功能全面并且具有與實際計算機同樣功能的虛拟機系統。
3.2成本優勢
在教學中應用虛拟機技術，不但可以大幅度減輕投資壓力，而且可以有效減少課程的能耗，并且提高實驗課程的教學效率以及質量，在目前學校資金比較缺乏的情況之下，高校難以将大量資金投入到實驗教學，由于資金、時間以及資源的不充分，從而，如何提升計算機實驗教學的效率以及教學質量十分重要。運用虛拟化的技術，創建可以适應所用應用程序的虛拟PC，不僅可以降低硬件要求，而且有效提升當前的資源利用效率。除了提升教學質量外，還可以更新教學環境。當前，計算機以及服務器耗能比較大，通過虛拟化的技術，促使資源有效整合，并且促使硬件的利用效率提升到百分之八十五，不僅如此，虛拟化技術将多餘閑置的服務器等關閉，雖然降低了能耗，但是絲毫不影響系統使用。
3.3管理優勢分析
管理優勢，運用虛拟化技術，可以促使學校根據學生的要求以及特點建立學校的實驗教學系統，并且保障教研工作順利開展。實驗教學不但需要具有良好課程，而且應當完整教學的體系，從而方便對課程以及課堂進行管理。虛拟技術方便便捷，虛拟機的末模闆隻需要使用複制以及備份的方式。不但可以減少實驗環境的規劃實踐，以及增加搭建的數量，而且實驗的環境更為複雜以及教學課程的相關内容更加豐富。
4、虛拟化技術在計算機實驗教學中的應用
4.1軟件虛拟技術
軟件虛拟技術随着教學不斷改革，要求學校高度重視實驗教學，并且需要對計算機的軟件環境進行必要的更新，從而适應當前的時代發展需求。當前，在教學中應用虛拟化技術，選擇在VWwareThinApp進行應用程序安裝以及測試，可以保障在操作系統上，軟件之間運行不互相影響，可以對教學軟件進行測試、分析以及評價。不但提升計算機運行效率以及速度，而且可以克服傳統系統中運行卡頓的問題，在軟件制作的過程中，應當做好準備工作，比如實驗室軟件環境，結合教學需要進行分類。傳統的軟件安裝過程中，程序比較複雜，需要實驗軟件版本相互吻合，軟件虛拟技術不但節省了相關步驟，而且可以獨立運行軟件并且具有減少資源運行消耗，提升了計算機運行速度。
4.2虛拟機的應用
虛拟機可以支持多個系統同時運行，并且具有兩種結構。首先，一對一的虛拟機，其次，是指令映射虛拟機，比如JAVA。通常情況下，傳統計算機難以保障系統并發運行，而在虛拟機上，可以運行多個操作系統，計算機的實驗教學表現在以下幾點：首先，維護實驗，計算機維護比較繁瑣以及細微，并且包括很多個方面，比如，磁盤的分區、系統建立以及文件備份，傳統的計算機教學中，這些實驗難以實現，然而，通過應用虛拟機技術，不但可以保障多個操作系統運行，而且學生可以随意進行文件備份、磁盤格式化以及分區等操作。而傳統的電腦系統無法做到這一點。其次，虛拟機可以在虛拟的系統下進行删除工作并且不影響本機系統，并且保障其他的系統的安全使用以及運行。系統重裝的過程中，傳統計算機需要重啟，而在虛拟機上安裝系統不必重啟，隻要電腦就可以進行操作系統重裝，不但安全方便，而且效率很高。最後，可以進行網絡實驗，網絡實驗必須要多個設備，而虛拟機有效解決這點，學生可以進行充分實踐，例如，進行實驗的過程中，如果實驗涉及面比較廣，可能導緻耗費時間長以及遇到各種難題，無法保證實驗順利完成。然而，通過虛拟機，可以讓每個學生管理自己的文件，不受其他人影響。由于實驗結果可以被安全保存，這次沒有做完不影響下次繼續。
4.3桌面虛拟技術
通常來講，計算機實驗室當中的管理需要有效部署以及維護，其中，桌面的虛拟化技術可以将桌面軟件虛拟處理，比如，客戶端設備、桌面虛拟、服務器虛拟等。在現代的計算機實驗教學活動中，學生可以通過桌面虛拟技術對桌面進行随時的訪問，在服務器聯結的過程中，桌面虛拟技術也起到一定的作用，比如，在教學活動中，教師可以利用桌面虛拟技術對學生的身份進行認證并且通過遠程協議和學生實現交流和溝通，從而不但減少了桌面程序，而且節約了時間。服務器雲是桌面虛拟化管理中心，實驗數據管理過程當中，可以将桌面系統制作成為單獨文件進行存儲，從而方便學生将實驗數據放至同一服務器當中進行交流。
4.4服務器虛拟技術
服務器虛拟屬于資源虛拟性技術，主要兩種表現形式，首選，将物理服務器通過相關技術轉化成為多台服務器，這些服務器均為邏輯服務器。其次，将多台物理服務器轉變成為一台服務器，這台服務器為邏輯服務器。服務器虛拟的技術通過硬件設備以及應用系統相互分離的方式，促使網絡服務以及應用可以集中以及綜合。通過應用服務器虛拟技術可以有效克服計算機實驗教學當中的很多麻煩，并且可以顯著提升服務器的使用效率，從而保障計算機實驗的教學當中可以将物理服務量合理收集，不但可以有效降低成本，改善經費浪費問題，而且可以降低教師部署軟件的實踐，并且兼容性比較好，方便升級以及維護，從而保障學生的實驗條件，促使學生的計算機水平得到提高。
結語
綜上所述，本文主要對虛拟化技術在高校計算機實驗教學中的應用進行研究，計算機實驗教學活動中，應用虛拟化技術主要體現在虛拟軟件技術、虛拟機技術、桌面虛拟技術、服務器虛拟技術等在實驗教學中的應用。通過虛拟化技術，不但可以節約教學時間提升教學效率，而且節約成本以及空間，為學生提供更多計算機實驗機會以及良好實驗條件。
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作者信息：黃鑫，南京審計大學，本科，助理工程師，研究方向：電子信息。