虚拟组装（通用8篇）
虚拟组装 篇1
1 计算机硬件组装虚拟实验系统现状分析
1.1 虚拟实验系统简述
伴随计算机和多媒体技术的发展, 电脑已经成为人们生活、学习、办公等必备用品。计算机硬件组装虚拟实验系统是利用虚拟、仿真等方式代替传统的实验操作的硬件环境, 从而既能实现教学目的, 达到实验操作效果, 又能在一定程度上减少实验投入和减少损耗。在教学过程中, 实验操作是提高学生动手动脑能力的重要手段之一, 然而要进行实际操作实验存在一定的制约因素:首先, 实验中用的计算机硬件设备价格高、损耗大;其次, 实验场地、人力等资源存在一定的风险。因此, 计算机硬件组装虚拟实验系统应运而生, 在一定程度上弥补了以上不足, 其具有以下优势:
(1) 减少设备投入, 降低了试验成本, 节省了经费;
(2) 虚拟实验不受空间、时间的限制;
(3) 能充分发挥想象力, 将抽象变得具体;
(4) 沉浸感比较强且交互性较为自然。
1.2 虚拟实验系统开发环境和系统结构现状
(1) 系统开发和运行环境。虚拟实验系统一般是利用3DS MAX来构建一组虚拟场景, 采用Quest 3D作为交互开发的工具, 数据库一般利用MySQL数据库。在开发时一般内置多个节点, 系统开发周期短, 并且支持导入和导出多种软件模型, 同时要保持与数据库之前接口的顺畅。服务器的运行环境目前是以Windows 2003和XP为主, 校园的局域网是系统运行的有效的网络基础。
(2) 系统结构简述。B/S是计算机硬件组装虚拟实验系统采用的基本结构, 其有三层:数据管理层、应用层以及交互层。数据管理层主要功能是数据的更新和存储, 包含了客户的信息管理、硬件模型管理等等;应用层的功能是网络支持和程序的存放;交互层是与用户直接联系的结构, 其可以让客户直接借助一些平台对数据和程序进行访问, 客户可对程序直接进行操作。系统结构简易图如图1。
2 计算机硬件组装虚拟实验系统存在的问题
(1) 实验受到一定的限制。利用计算机硬件组装虚拟实验系统进行训练时, 依然与传统训练一样具有一定的固定性和单一性, 并且增加了一定的实验局限性。主要是由于学生在利用计算机硬件组装虚拟实验系统进行模拟实验时所遇到的问题都是在系统开发时设定好的, 具有一定的片面性;而在实际操作中环境会不同, 遇到的问题也会多种多样, 有可能是虚拟实验中没有涉及到的问题, 因此以往开发系统根本无法满足实际需求。另外, 实际实验时, 学生可以自由发挥其想象力进行探索和摸索实验, 但是, 虚拟实验时使用的器械和设定的内容都是固定的, 无法随意选择, 无法培养学生探索和创新能力。
(2) 虚拟实验缺乏跟踪功能。利用计算机硬件组装虚拟实验系统进行实验, 实验者在实验过程中的操作、具体情况、错误、效果等无法得到有效记录, 无法做到总结经验和反思问题。因此不利于更好地达到实验效果, 并且也缺乏实验的针对性和持续改进的效果。
3 计算机硬件组装虚拟实验系统设计对策
3.1 明确整个设计系统的功能目标
(1) 设计出实验系统必须具备的基本功能目标。首先, 设计硬件组装虚拟实验系统必须按照《计算机组装与维修》中的要求, 设计出基本的系统功能, 如为实验者提供理解计算机硬件功能和知识, 掌握计算机硬件组装技能, 所必需的学习环境及硬件组装的训练场所。实验者通过这个系统可以帮助实验者理解系统的硬件结构和性能, 浏览和分析硬件, 并可以对实验结果进行评价, 以促进系统的提高。
(2) 增加系统性的设计目标。因为作为一个系统, 必须能提供学生进行自主实验的功能, 实验者通过自主定制实验场景, 可以有选择地了解和掌握硬件组装的虚拟实验系统, 明确硬件连接的要求, 帮助实验者记录系统中产生的错误。
3.2 在系统中实现自主实验的功能
计算机硬件组装虚拟实验系统的重点是进行自主实验, 这也是该系统必须实现的核心功能。实验者在实际的训练中, 通过操作虚拟环境下的硬件进行实验, 在实验中进行数据表建立, 训练场景载入, 管理日志等功能。通过建立数据表, 这些数据表包括硬件类型表、硬件信息表、硬件位置信息表等, 再通过第三方软件, 将3DS MAX的硬件模型导出, 用于实验场景的加载;在加载实验场景环节, 通过Quest 3D的自带软件功能, 将外部场景和物体在特定的触发条件下, 载入到实验场景中, 其中Quest 3D的导入技术也可以用LUA脚本的代码来实现动态载入, 这样可以程序的扩展空间和载入速度;最后通过日志管理, 可以提升记录系统中的操作错误, 以完善整个实验系统。
4 在系统中开发出关键性技术
(1) 动态载入技术。通过系统中的内置节点和LUA脚本技术, 对节点进行调用开发出信道与模块, 以实现动态扩展技术, 通过动态扩展技术可以在保证系统正常运行的前提下, 调用多种虚拟三维硬件模型, 提高系统的可扩展性。
(2) 场景和模型优化技术。在校园网或者其他局域网中, 为了保证系统的畅通, 需要运用场景和模型优化技术, 如实例化技术和多层次细节技术, 通过实例化技术可以对规律性的物体按规律进行绘制, 避免进行传统的复制;在运用多细节层次技术可以对模型中的贴图自动进行高分辨率管理, 近景采用精细绘制, 远景采用粗略勾画, 节省系统内存, 提高系统加载时间和实时交互性, 最终实现场景和模型的优化技术。
(3) 碰撞检测技术。运用Quest 3D自带的碰撞检测节点功能, 可以对虚拟环境中的两个物体的重叠和接触现象进行检测。该技术采用AABB算法, 根据系统中两个虚拟物体的最大值和最小值进行计算, 实现对虚拟物体的层次包围, 再进一步形成包围体, 然后结合两个物体的位置信息进行计算, 最终实现碰撞检测技术。
参考文献
[1]阮丽娜.基于Virtools的中学计算机硬件虚拟实验的研究与设计[D].四川师范大学, 2010
[2]葛巧燕.计算机硬件组装虚拟实验系统的研究与实现[D].浙江工业大学, 2013
[3]冯永健.计算机硬件虚拟实验室的设计与探讨[J].网络安全技术与应用, 2013 (11) :38-39
[4]杨海瑞.计算机硬件组装虚拟实验系统研究探讨[J].软件, 2014 (3) :208, 218
虚拟组装 篇2
【关键词】虚拟现实；计算机组装与维修；学习平台；Unity 3D
《计算机组装与维修》是计算机专业的基础专业课程，在教学计划中必不可缺。该课程内容涉及计算机的硬件性能指标、选购策略、硬件组装、故障排除、系统优化和日常维护等，以培养学生实际动手能力为主，强调实践。但在实际教学过程，经常面临教学设备缺乏，教学内容与现实脱节等问题； 实践操作时，频繁的拆装练习更容易对计算机部件造成损坏，导致学生只能“观看”实验，动手实践能力受到限制。
1 国内外研究现状
虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。
欧美国家在虚拟现实技术的应用方面较为领先，特别是在工业、商业、教育等领域的发展较快。在工业设计领域，虚拟现实技术主要应用于产品外形设计、虚拟装配、产品仿真、设备管理等。在商业领域，则主要应用于产品的展示与推销。
在教育领域，由于虚拟现实技术能构建逼真的虚拟环境，能解决学习中的情景化及交互性的问题，因此虚拟实验室、远程教育、虚拟教学等作为一种新兴的教学模式正逐渐展现出巨大的优势和潜力。但是，这些虚拟实验室、虚拟教学等主要应用于大学，在高职院校的学科教学中的应用研究则比较少，而在高职院校《计算机组装与维修》课程中能将虚拟现实技术应用于实际教学的研究更是稀少。
因此本课题将研究如何利用虚拟现实技术，设计高职课程《计算机组装与维修》中的硬件三维模型，并通过计算机生成虚拟环境，从而实现具体的虚拟三维学习平台。
2 采用虚拟现实技术进行教学的优势
传统的组装与维修课程学习中，学生在实践课程初始阶段操作时发生硬件损坏的情况较易出现。由于操作不熟练，导致CPU损坏、内存条损坏、电源报废等情况都会发生，直接损失可达到上千元。通过三维虚拟工作平台仿真实验环境，可以避免这些损失，而学生又实际掌握了相关的实践技术。
在传统的组装与维修课程教学中，由于受到教学条件的影响和硬件设备的限制，教学环节通常是先介绍主要硬件设备的型号品牌、技术指标、组装方法等，而这些设备的展示往往滞后于当前市场的主流产品，再利用学校已有的落后的甚至接近淘汰的设备让学生进行实际组装练习。在这样的教学环节下，学生实际动手能力的训练大大受到限制。采用虚拟现实技术仿真实验设备，可以根据计算机硬件的发展方便地进行扩充和删减相关硬件设备，保持课程的先进性。
将虚拟现实技术应用于《计算机组装与维修》课程教学，从3D交互的角度进行教学，能突破学校教学中组装与维修实验室资源的瓶颈，使每个学生都参与实践动手，使知识更形象化、直观化、易于理解。学习者在虚拟场景中的进行交互学习，具有一定的沉浸感和实时交互性，学生可以投入到由计算机创建的虚拟场景中，身临其境，与真实环境感受相同，因此，虚拟现实技术创设的教学环境相较其它教学媒体创建的学习情境更有真实性、独特性、和优越性。
3 三维虚拟学习平台的设计原则
利用虚拟现实技术设计三维虚拟学习平台时，要遵循一定的教育教学理论规律，以及学生职业技能形成的规律进行，内容设计的主要依据是《计算机组装与维修》课程的教学实践内容。
3.1 科学性
科学性是设计虚拟三维学习平台的最基本原则。设计与开发过程，不仅要运用科学的教育教学原理，还要根据高职院校《计算机组装与维修》课程标准，对于实验场景中涉及的计算机零件都要遵循真实的实物属性，整个实验过程设计还应符合学生职业技能形成规律。
3.2 趣味性
“兴趣是最好的老师！”利用虚拟现实技术开发的三维虚拟学习平台是一种新的实验模式，具有较高的仿真特性，学生能很快地融入虚拟的实验情境，快速进入学习状态。但进行平台开发时，仍要考虑三维学习平台在界面设计、内容设计及交互方式等方面的趣味性，比如将每一个计算机部件的组装实验设计成进阶游戏形式，充分激发学习者的好奇心和成就感，引发学习动机。
3.3 开放性
开放性是一方面指设计的三维虚拟学习平台能让计算机组装与维修实验不受时间和空间的限制，能让学生有充足的时间和灵活的空间进行学习和实验；另一方面是指对虚拟实验内容的选择设置开放性，能让学习者按其所需自主安排、自主选择实验内容。
3.4 可扩展性
可扩展性是指设计开发的三维虚拟学习平台要保持实验中计算机零件的不斷更新，可以根据计算机硬件的发展方便地进行扩充和删减计算机硬件设备，从而保持《计算机组装与维修》课程的先进性。
4 三维虚拟学习平台的实现
4.1 整体架构
将虚拟现实技术应用于《计算机组装与维修》课程，开发相应的三维虚拟学习平台，具有硬件组装演示、实践组装练习、帮助文档、平台更新等功能，帮助学生掌握计算机硬件组装技能，并了解最新的硬件发展技术，通过虚拟情境的设置使学习过程变得直观生动。三维虚拟学习平台的整体架构设计如图1。
4.2 平台具体实现
在整合高职《计算机组装与维修》课程实践教学内容的基础上，设计三维虚拟学习平台交互界面，创建课程所需的硬件设备三维模型库，再采用Unity 3D技术实现虚拟平台的交互，最后进行测试、打包，形成完善的三维虚拟学习平台。并在此基础上，不断更新模型库，保持课程先进性。
4.2.1 三维建模
三维模型创建的逼真与否是三维虚拟学习平台开发的前提和基础，将影响到实验场景的显示质量。如果模型创建不完好，将影响到学生对计算机硬件设备的感知状态。
创建三维模型，主要可以采用3ds Max软件。使用3ds Max 建模的一般流程为创建模型、设置材质与灯光、进行场景渲染等。建模时，要考虑到系统资源的分配，对于细小的但看不见的面可以利用重复贴图等方法，降低系统资源的占用，进而提高三维虚拟学习平台的运行效率。
4.2.2 交互设计
交互设计是实现三维虚拟学习平台最关键的环节。目前，对三维虚拟学习平台的开发与设计主要是基于桌面的应用系统，交互方式通过键盘和鼠标实现，Unity 3D技术是比较理想的实现方式。Unity3D多应用于创建三维视频游戏、建筑漫游、实时三维动画演示等综合型互动设计。 Unity3D支持主流的三维建模软件，其贴图技术、渲染系统符合《计算机组装与维修》课程中对模型仿真性的要求；用其开发的应用程序可以发布在Windows平台，也可以支持Windows网页浏览。
《计算机组装与维修》课程的三维虚拟学习平台需要设计和实现的交互功能主要包括：
（1）实验入口的交互：三维虚拟学习平台提供教师登录或学生登录两种方式，学生登录后可以进行计算机配置和计算机组装功能的学习，教师登录后则可以设置实验环境及根据当前实际对计算机硬件进行扩充和删减等。
（2）实验工具选择的交互：计算机的组装与维修时涉及很多拆卸及安装工具的选择，完成虚拟组装及维修功能主要是能实现三大操作：拾取模型、操作模型和释放模型，而具体操作的细节则是对模型进行移动、旋转和缩放，这些功能主要是利用鼠标和键盘实现，从而实现三维虚拟学习平台的工具交互功能。
（3）实验实时帮助的交互：学生可以查找相关的帮助文档，以便实验时操作方便，并能快速响应操作，返回操作结果；学生还可以根据各部件视频演示教学，方便地学习配置组装。
（4）实验正确性检测的交互：能对学生组装实验中计算机各部件间连接的正确性进行检测，让学生在整个实验过程中始终得到正确的引导。能对学生的实验结果提供连通性检验功能，使学生对最后的实验结果进行评定。
4.2.3 碰撞检测
使用Unity 3D技术实现虚拟学习平台还需要注意碰撞检测。现实中计算机的零件与拆装工具均为实体部件，在组装与维修中会遇到各种碰撞，如果不加以检测，会导致计算机的零件、工具之间相互穿透，使实验过程失去逼真性。要避免这种情况，可以利用Unity 3D的两种碰撞检测方式：碰撞器检测和触发器检测，从而实现碰撞检测功能，使计算机零件、工具之间不能相互穿透。
4.2.4 平台的发布
应用Unity 3D技术开发的应用程序可以发布在Windows平台，也可以支持Windows网页浏览，因此在三维虚拟学习平台发布可以考虑其使用范围来设置发布方式。学习平台实现的初级阶段可以仅发布成Windows平台，在学校机房中提供虚拟实验环境，一方面操控快捷方便，一方面便于对学习平台进行测试与改进。当学习平台的使用趋于成熟时，可以发布成网页浏览方式，不再受限于学校这单一的虚拟实验环境，脱离时间与空间的限制，从而达到更好的学习效果。
5 结语
总之，开发《计算机组装与维修》课程的三维虚拟学习平台，能打破学生学习计算机组装与维修的时间与空间的限制；减少计算机硬件设备的损耗，为学校节约了教育成本；这一新的学习模式，能提高学生的学习兴趣，利于他们自主学习，快速提高职业技能。但时，虚拟学习平台不能完全替代实践操作，两者需要相辅相成，起到合力作用。
参考文献
[1]华艳.基于Virtools的虚拟仿真客户培训系统的设计与研究[J].电脑与电信，2014，12：61-63.
[2]李晓静，成艳真.三维虚拟工作平台应用于高职组装与維护课程教学的研究[J]. 电脑学习，2011，02：65-66.
[3]柴群，梁剑波.基于Virtools的虚拟装配实验室的设计——以计算机组装为例[J].电脑知识与技术，2012，18：4522-4524.
[4]百度百科. Unity3D. http：//baike.baidu.com/view/2299410.htm？fr=aladdin，2014.
作者简介
华艳（1976-），女，江苏省无锡市人。硕士学位。现为无锡城市职业技术学院副教授。研究方向为高职教育、多媒体计算机应用。
作者单位
组装计算机的虚拟实验室 篇3
1. 虚拟实验室的功能
1.1 教育功能
让学生通过使用虚拟或真实仪器、装置或系统的模拟装置来熟悉实验过程，掌握相关技术：能满足不同知识背景学生的要求，根据其能力、实验经验等调整资源模块，保证学生在单独使用模拟环境时能进行各种实验操作。
1.2 辅助设计功能
例如现代电子系统的设计与分析，是运用EDA (Electronic Design Automation)，在分布式网络环境下，在EDA平台上进行设计、下载、综合、仿真，然后在实际条件下进行测试。EDA模拟软件将仪器、仪表、模拟器件、数字器件等直观地反映在计算机屏幕上，可灵活地改变电路结构和参数，反复观察实验的结果，并动态显示电路的波形。
1.3 协同实验和研究功能
虚拟实验室利用当前网络技术和设施，使参与试验的人员在远程相互合作，进行试验研究，为分布在世界各地的研究人员提供共同从事一个项目的分布式问题解决环境。
2. 虚拟实验室系统体系结构及功能
2.1 系统体系结构
组装计算机虚拟实验室的设计应遵循开放性、交互性、安全性、易于维护等原则。构建一个完整的虚拟实验模型，是开发虚拟实验的重要环节。根据虚拟实验室必须完全网络化的要求，以及计算机硬件系统的特性及课程的教学要求，我们设计如图所示的计算机硬件系统虚拟实验室体系结构。
2.2 系统功能
2.2.1 网络管理平台
2.2.1. 1 用户管理子系统。
从安全性角度考虑，按权限由高到低将用户分为管理员、教师、学生和普通用户4个等级。管理员可对整个实验室的各个子系统进行控制管理;教师能够编写、修改和更新实验教学材料，确定实验报告提交的具体事项和修改实验报告，网上与学生交流，等等;学生能进入各子系统，能设计实验项目;普通用户仅能进行网上讨论、仿真运行已有的实验和浏览系统的教学资料。
2.2.1. 2 教学管理子系统。
包括实验选择、实验报告管理、师生交互等。实验选择子项包括实验教学内容浏览，实验项目选择。实验报告管理子项包括实验报告的上传，教师对实验报告的批阅，学生下载批阅后的实验报告。该子项可确定实验报告的内容、提交的时间，并对报告提交进行时限管理。师生交互子项主要实现师生和学生之间的网上交流，并可通过电子邮件和BBS的方式实现。
2.2.2 虚拟实验平台
虚拟实验平台主要用于实验项目(计算机硬件系统电路)的设计和仿真运行，是整个系统的核心部分。
2.2.3 数据库
根据虚拟实验室性能要求，设计的系统数据库有：元器件库，设备库，实验项目库，用户库，实验报告库。
2.3 系统功能模块
系统功能模块共分为七大模块。
2.3.1 实验管理模块
由学生管理、教师管理、仪器管理和学生成绩管理等组成。在学生管理方面，学生通过浏览器进行注册登录，登录成功后可浏览实验项目，查看实验的详细资料，预约实验项目及做实验的时间，在线发送和接受消息，进行问题讨论，进行实验登记，实验完成后可通过网络写实验报告并提交报告。教师管理方面，可对实验内容添加、修改、整理、删除，对学生提交的实验报告列表，批改实验报告，填写评语和成绩，提交批改结果，与学生进行讨论。仪器管理方面，对新设计开发的虚拟仪器上传并进行分类整理，以便实验使用。成绩管理方面对学生的实验情况(实验次数、实验报告，以及完成情况)给出成绩，并进行统计分析与提供查询，等等。
2.3.2 安装过程演示模块
对虚拟实验室可用虚拟元器件、虚拟仪器设备分门别类地进行管理，以图形的方式直观呈现出来。
2.3.3 实验指导模块
包括实验介绍、实验方法、实验项目的重点及难点、实验目的、实验原理、实验准备、实验任务、实验过程、实验报告的要求及实验应注意的事项等。
2.3.4 实验报告模块
主要对学生完成实验后，提供相关的实验报告模板，供学生下载，由学生填写相关内容以及实验的结果，完成后上传电子版实验报告，由教师进行批阅，并进行记载。
2.3.5 实验答疑模块
由专业教师对学生实验中出现的疑难问题进行及时解答，帮助学生顺利通过实验。同时了解学生对实验的掌握程度，并及时反馈、调整教学。
2.3.6 论坛交流模块
教师和学生可以通过论坛进行充分的交流，学生可以将实验中的收获、经验和体会及问题发布到论坛上，教师可以将一些典型的问题提出来，供大家探讨。学生在这样宽松的环境下发表自己的见解，教师从中可以得到及时的实验教学反馈信息。
2.3.7 虚拟实验模块
该模块是虚拟实验室建设的重要部分。学生通过该模块进行虚拟实验，以达到巩固强化知识的目的。模块内容根据学习的具体情况及实验建设条件，可不断增加。
计算机网络虚拟实验室的建立，可以很好地解决目前硬件设备跟不上实验的要求、学生实验时间不够用等问题，对于提高学生的动手能力、分析问题和解决实际问题的能力具有非常重要的意义。但在具体应用中还要注意处理好“虚拟实验”和“实物实验”的关系，不能一味地强调虚拟实验，要“虚实”结合，既相互补充，又各有侧重，这样才能取得很好的实验教学效果。同时，在虚拟实验中要注意培养学生严谨的、一丝不苟的科学实验作风。
摘要：本文首先分析了我国近年来高校实验教学面临的困境, 为了缓解高校实验教学压力, 改善实验教学条件, 提高实验教学质量, 就高校组装计算机实验课的现状提出了构建组装计算机虚拟实验室的设想, 即用软件代替硬件, 用编程模拟实验的全过程。功能是让学生采用虚拟仪器完成组装过程, 以达到学会计算机组装的目的。
关键词：虚拟实验室,虚拟实验,体系结构,功能,功能模块
参考文献
[1]朱凤, 王汝传, 王海艳等.基于VRML室内虚拟环境构建的研究与实现[J].南京邮电学院学报, 2004, 24, (4) :80-85.
虚拟组装 篇4
《微机组装与维护》作为一门技能课程, 要求学生掌握微机硬件的组装与调试, 软件安装与维护, 能够利用相应的技术手段进行微机维护以及常见故障的排除。本文针对微机组装与维护实训教学需求, 介绍了虚拟机技术的特点, 分析了虚拟机技术在微机组装与维护实训过程中的应用。
《微机组装与维护实训》是一门应用性较强的课程, 在实际教学中, 需进行CMOS设置、磁盘分区、操作系统安装、系统备份与恢复等操作;由于要对硬盘数据进行破坏性操作, 如果让学生在真实的计算机上做实验, 计算机的损耗会很大, 对机房的维护工作造成一定压力, 也会影响其他课程的上机, 而不让学生做实验又会影响学生的应用能力培养[1]。
针对这种情况, 我们在微机组装与维护实训中引入虚拟机技术, 学生可以利用虚拟机进行CMOS设置、分区、格式化、系统安装, 甚至可以进行一些破坏性实验, 而不用担心会影响到系统的安全, 这样既满足了教学要求, 又不会对其他课程造成影响。
1 虚拟机介绍
虚拟机是指运行在物理计算机上的由软件模拟出来的计算机, 其主要功能是利用软件来模拟完整的计算机硬件系统, 虚拟机与虚拟机之间运行单独的操作系统、互不干扰, 每个虚拟机都有自己的模拟的BIOS、CPU、内存、硬盘、软盘、显卡、网卡等。这样我们可以在虚拟的计算机中安装全新的操作系统和应用软件, 来模拟各种计算机和网络环境。一台虚拟机与一台真实的计算机的不同之处在于前者只是一个技术规范, 这类技术规范由一系列规则构成, 与具体的计算机无关[2]。常见的虚拟机软件有VMware和Virtual PC。
在Windows操作系统上的虚拟机是将两台以上的计算机任务集中到一台计算机上, 因此对计算机硬件 (主要是CPU、内存和硬盘) 的要求较高, 当配置达不到要求时, 虚拟机运行速度会很慢甚至无法运行。
2 虚拟机在实训教学中的应用
利用虚拟机进行教学的优势在于:在虚拟的操作系统里进行实训, 其过程不受硬盘还原卡的限制, 不影响真实机的配置和使用。《微机组装与维护》实训主要完成以下实训内容:计算机硬件选购与组装、CMOS设置、硬盘分区及格式化、操作系统与驱动程序的安装、系统软件的安装与使用、系统备份与还原、计算机故障诊断与排除等。除了计算机硬件选购与组装、计算机故障诊断与排除要在硬件实训室进行实训外, 其他项目都可在普通机房完成实训。下面介绍虚拟机在《微机组装与维护实训》中的典型应用。
2.1 CMOS设置
刚刚创建好的虚拟机相当于物理裸机, 即只虚拟了计算机系统所必需的硬件环境, 我们还需在裸机上安装软件环境。在主界面单击“启动 (S) ”, 虚拟机的启动过程和普通PC机的过程是一样的, 一开始是自检, 再按照屏幕提示按DEL键进入BIOS设置界面。可以在BIOS中设置日期时间、启动顺序、密码、CPU频率等。
每一台虚拟机都有自己的BIOS, Microsoft Virtua PC提供了AMI BIOS的常规设置参数, 内容比较简单;VMware Workstation提供Phoenix BIOS 4.0 Release6 with VESA BIOS程序, 广泛应用于笔记本电脑和品牌机, 内容较为复杂, 设置参数种类较多, 比较适合学生进行拓展训练, 学生可以在BIOS中设置日期时间、启动顺序、密码和CPU的频率等, 当然也可以使用CMOS模拟软件来进行CMOS的设置。这里在BIOS设置界面中设置计算机的第一启动设备为光驱, 为后面从光盘启动计算机并进行软件系统的安装做好准备。
2.2 硬盘分区及格式化实验
由于机房的计算机都安装了还原卡系统, 使用硬盘分区与格式化之后需要重新启动计算机, 而重新启动计算机则会被还原, 有时候也会破坏系统的引导程序导致计算机无法正常工作, 影响下面的班级上课, 因此也需要使用虚拟机来完成。
目前可使用的分区软件一般分为两种类型, 一种是使用分区命令来进行分区的, 如fdisk;另一种是使用图型可视界面的软件来分区, 如PQ、Diskman等。在具体的实训中, 只要每种类型选一款软件来教学, 就完全可以满足需要。
在虚拟机的CMOS设置中, 把启动顺序设置为从光盘启动, 然后将引导系统的光盘放入光驱里, 也可以把光盘镜像文件 (ISO、VCD等格式) 作为光盘来使用, 即可实现可引导的光盘启动, 然后运行其中的FDISK或者PQ程序对硬盘分区, 分区完毕就可以进行格式化操作。
2.3 安装操作系统
通过硬盘的初始化操作, 接下来就要进行操作系统的安装。进入某台虚拟机, 从光盘或者镜像文件引导系统, 然后从系统安装光盘或者系统的镜像文件进行操作系统安装, 与普通计算机的安装方法相同。
用虚拟机安装好操作系统后, 该操作系统就像真正硬盘上的操作系统, 只要真实计算机的内存足够大, 在虚拟机的操作系统上就可以进行任何软件安装、运行及维护工作, 和真实计算机没有什么区别, 也可以将安装好的虚拟机硬盘拷贝到其他计算机上或者其他硬盘驱动器上, 形成多个虚拟机。
2.4 系统软件使用
在学会安装操作系统以后, 还要学习一些系统软件的使用, 比如杀毒软件。但是, 如果现有的计算机系统中直接安装和使用各种系统软件, 对计算机就会造成一种很大的负担。有些软件安装之后需要重新启动计算机, 而机房的计算机都是具有硬盘还原功能的, 重新启动之后就被还原了, 带来很多不便。使用虚拟机以后, 就可以避免出现这种情况, 即使出现了操作系统崩溃的情况, 也可以通过复制、覆盖虚拟硬盘的方式迅速解决问题。
2.5 系统备份与还原
克隆软件在计算机组装与维护中应用十分广泛, 一般在计算机操作系统安装完成后都会做系统备份, 当计算机出现故障, 系统还原也无法解决时往往采用GHOST方式来恢复操作系统。这要求之前必须制作一个备份文件, 进行恢复时必须把系统恢复到原来的那个分区以取代损坏的系统, 一键恢复软件也可以实现该功能。
3 结束语
在微机组装与维护实训中引入虚拟机, 不仅为教学提供了真实的实训环境, 同时能够最大限度地减少了实训时人为造成的计算机硬件设备损坏, 节省了大量的实训光盘消耗和实训准备及设备维护时间, 有效提高学生的动手实践能力, 使实训教学的组织实施与教学效果都有了显著提高。在虚拟机环境下所做的实验, 学生的各种操作与真实环境相同, 并且对物理计算机的系统没有任何影响, 因此方便了实验室的管理。而且虚拟机强大的功能还可应用于其它课程的实训, 更多的实用功能也将在实践中被挖掘出来。
当然, 虚拟机也存在一些缺点, 比如它只是模拟真实的硬件环境, 在实际操作中, 只要真实机的操作系统和虚拟机软件本身没有问题, 虚拟硬件几乎不会发生故障, 在真实的硬件环境下可能产生的问题几乎不会出现。因此, 学生动手排除计算机硬件故障的机会大大减少;另外, 虚拟机的安装和运行对于真实机的配置要求较高, 要安装虚拟机软件的真实机内存必须足够大才能满足虚拟机内存的要求, 真实机的操作系统必须较稳定, 否则很难满足虚拟机平台的要求, 很容易产生因操作虚拟机而让真实机死机的现象。
参考文献
[1]傅晓锋.浅谈《微机组装与维护》课程的教学改革[J].福建电脑, 2006 (7)
虚拟组装 篇5
1 虚拟技术应用于计算机组装和维修的可行性
从本质上来讲虚拟技术是计算机成像技术、传感器技术和计算机图形学技术的综合作用, 其效果的呈现依赖于高精度的模型数据提取、高代入感的可视化操作以及高性能的虚拟化控制技术。如何在真实感、可视化和互动效果上进行有效的展现才是虚拟技术需要关注的焦点。计算机组装是一门需要具备计算机软硬件基础知识和计算机结构基础的操作性专业, 需要学习者具备极强的计算机硬件检测能力和软件安装能力, 在硬件上需要对计算机硬盘分区、bios设置、硬盘格式化、操作系统安装、注册表格式化和修改、系统还原和备份等等用户难以自行操作的环节提供有效的技术支持, 但那是在实际的计算机组装和计算机维修教学过程中, 一旦以真正的计算机作为试验样机, 就很难进行全流程的破坏性教学实验, 这样学生的操作就很难真正达到实效, 甚至会造成在实际的计算机组装和计算机维修过程中的漏装、误修等情况, 给顾客造成严重的损失。通过虚拟技术建立高仿真度的计算机组装和计算机维修演练平台, 以视频演示和视频教学的形式可以极大的提高计算机组装和计算机维修的教学效果, 更可以为学生进行重复操作演练提供可能, 这样可以在极少的成本代价下实现全套计算机维修技术和计算机组装技术的学习。从这点来看, 虚拟技术在计算机组装和计算机维修的教学实践上具备极好的应用前景。
2 虚拟技术在计算机组装和计算机维修上的应用分析
从上文的分析中可以看出, 虚拟技术在计算机组装和计算机维修上的应用更多的是体现在教学和实践练习上, 因此虚拟技术在计算机组装和计算机维修上的应用可以从以下几个方面来展开:
1) 构建计算机组装和计算机维修的虚拟现实系统平台。为了适应当前普遍适用的计算机操作系统, 可以选用系统兼容性极强的虚拟机作为虚拟系统的工作平台, 该虚拟机通过模拟计算机的硬件构成和软件安装操作过程, 可以为操作提供各种硬件安装、拆卸、组装、重构、DIY处理等, 在软件操作上可以真实的还原系统安装、系统重装、系统备份还原、硬盘分区格式化、网络设置、软件安装卸载、系统漏洞检查、病毒扫描等等, 操作者就像真正对一台能够具备任意硬件设施的计算机进行任意安装和维修操作, 与此同时该虚拟系统还支持二次开发功能, 用户可以在实际教学中进行针对性的性能开发, 以适应实际的教学需求。实际过程中, 进行计算机组装和计算机维修教学的相关院校需要购买性能出色的PC或者台式机, 通过搭载专业的虚拟机软件如VMware Workstation等进行虚拟环境的构建, 通过软件内部自带的计算机安装模块和计算机维修模块, 对现有的计算机类型、计算机维修业务进行针对性的虚拟环境的平台搭建, 并且形成模块化操作。装设视频教学设备, 以专业的虚拟机操作人员的教学过程为教学演示和教学视频资料, 在教学系统内进行普及和应用。
2) 虚拟环境的设置和计算机虚拟安装流程。通常来说虚拟机赋予了虚拟操作完全类似于实体计算机操作的流程, 因此必须为虚拟机进行相应的光驱安装和运行分区, 否则会使得运行出现故障。由于在课堂教学过程中可能会频繁的使用DOS启动盘、硬盘初始化工具盘、操作系统安装光盘等, 如果使用真实机的光驱会降低其使用寿命, 因此, 必须安装虚拟光驱设备或者相应的软件, 以减少硬盘和光驱的消耗;但是在进行虚拟计算机安装时, 在选择计算机硬件类型, 包括计算机硬盘、主机、cpu、显卡、声卡、机箱类型、附件等, 要进行硬件匹配分析, 避免虚拟化操作与实际计算机安装过程的巨大差异, 这一点是当前虚拟软件所无法实现和避免的, 要重视这一人工遴选和匹配的过程, 这样能够极大的加强计算机安装人员对于计算机硬件性能的理解程度, 提高计算机安装的整体顾客满意度。
3) 虚拟计算机维修过程。虚拟计算机维修的实质是对预先设定的故障类型进行人工排查, 这就需要教学团队对实际的计算机故障进行归纳总结, 并且能够真实的还原实际的故障现象, 对于故障诱因和常见的故障检修方法进行简化讲述, 并且要提高学生的积极性, 充分利用虚拟环境的平台, 鼓励学生进行故障创造和新型维修方案的研究, 最大限度的提高计算机维修的整体工作效率。其次是要重视计算机软件故障维修, 当前的计算机用户安装的软件类型众多, 且大多数用户缺乏计算机安全管理意识, 这就给病毒入侵和个人隐私泄漏提供了机会, 因此, 在实际的计算机软件维修中, 要注意此类故障的排查, 一旦发现就要及时为顾客进行安全漏洞消除, 保障客户的计算机使用安全和个人信息安全。
3 结论
虚拟现实技术在近年来得到了迅速的发展, 并开始在各个工业领域得到普及和应用。计算机组装和维修是计算机后勤保障中的重要技术环节, 随着计算机集成化和微型化的快速发展, 如何提高其组装和维修的可视化程度和自动化程度, 成为提高计算机组装和维修效率的关键, 虚拟现实技术立足于高精度的计算机数字模型, 能够为计算机组装和维修提供有效的辅助。
参考文献
[1]全金华.虚拟技术在计算机组装与维修中的应用[J].数字技术与应用, 2009 (5) .
虚拟组装 篇6
关键词：计算机组装与维护,虚拟机,实验
随着计算机技术的发展,如何通过组建高效的《计算机组装与维护》实验环境来提高学生的技术水平与实际操作能力,培养真正的实用型技能人才成为一个值得深入探讨的问题。近年来,笔者通过《计算机组装与维护》课程教学过程中存在的问题进行总结和整理,结合自身实际教学经验和体会,将虚拟机技术引入到实验教学中,为教学提供了一个完全真实的实验环境,取得了比较理想的效果。
1 虚拟机技术简介
1.1 虚拟机的概念
所谓虚拟机是指一台在物理计算机上虚拟出来具有独立逻辑的计算机,和独立的计算机一样,具有完整的计算机应用环境,包括CMOS、硬盘、网卡、内存和操作系统等,可以像使用普通计算机一样对它们进行分区、格式化、安装系统和应用软件等操作。
1.2 常用虚拟机软件
当前主流的虚拟机软件有两种:VMware公司的VMware Workstation和Microsoft公司的Microsoft Virtual PC,两者各有特点。从功能上看,VMware Workstation软件功能完善,稳定性好,更能满足《计算机组装与维护》课程实验教学应用环境的需求,本文就以VMware Workstation为例来讲述虚拟机技术在《计算机组装与维护》实验中的应用。
1.3 虚拟机的特点
1)虽然VMware Workstation只是模拟一个虚拟的计算机,但是它就像物理计算机一样可以更改BOIS的参数设置,不需要对物理硬盘进行分区或重新启动就能够在同一台计算机上运行多个虚拟机,每个虚拟机如同独立的计算机,可以安装不同的操作系统。这些虚拟的计算机可以独立运行和并发运行,各虚拟机之间、虚拟机和主机之间还可以进行对话、文件共享、应用网络资源,并可以以C/S方式工作运行。
2)可同时在同一台计算机上运行多个操作系统,主机上运行的虚拟机操作系统都是相对独立的。完全隔离并且保护不同操作系统的操作环境以及所有安装在不同操作系统上面的各种应用软件和数据。每个操作系统都有自己独立的一个虚拟机,如同网络上一个独立的计算机,拥有自己的网络地址,像单机运行操作系统一样,提供全部的功能。当计算机在同时运行多个操作系统时,如果其中一个Guest OS崩溃,并不影响其它Guest OS的正常运行。
3)VMware Workstation搭建的虚拟机模拟了真实的物理计算机的硬件设备,不需要对物理硬盘进行分区操作,只在虚拟机中把操作系统安装在主机硬盘中虚拟出来的一个特定文件中。虚拟机系统与主机系统有良好的隔离性,在虚拟机上进行的操作对主机现有的硬盘分区和数据都不会造成任何破坏,特别是完全避免了对硬件设备的损坏,在很大程度上减少了实验设备空间、节约资金、改善实验条件。
4)可在虚拟机上方便地安装不同的操作系统后进行备份操作,使用这些备份可更快速地安装其他虚拟机。还能够设置和修改虚拟机系统的各种配置参数,如虚拟机硬盘大小、内存容量、外围设备参数等。
2 虚拟机在《计算机组装与维护》实验中的应用
《计算机组装与维护》课程是一门实践性很强的课程,汕头职业技术学院近些年来将这门课列为计算机应用专业的必修课,课程受到学生们的广泛欢迎。从课程教学中发现学生的计算机组装维护能力比较薄弱。诸如,修改BIOS信息、安装操作系统、GHOST实验、病毒测试等实验完成的效果不尽如人意。由于原有课程内容的设置没有必要的实验环境做支撑。现有机器不可能提供给学生练习一些“危险”性较高的实验,导致实验教学效果较差,不能体现课程的教学目的。原有实验室配置已经不能满足日常教学需要,短时间建立高标准的计算机实验室又有难度。随着开设实验数量的不断增加和要求的不断提高,针对当前存在的问题,采用虚拟机技术构建实验环境是一个不错的选择。
在虚拟环境下,学生不用顾虑对主机系统的破坏,可以放心地进行各种操作,从而提高实验效果。从目前开展的一些实验来看,虚拟机在教学实验中的应用主要有:
2.1 CMOS参数设置
认识管理计算机、提高系统性能,每个计算机用户都不可避免要进行BIOS设置。每一台虚拟机都有自己的BIOS,修改BIOS信息作为一项具有一定危险性的操作,如果操作不当会破坏BIOS,导致计算机不能开机。所以BIOS中的参数设置成为了计算机教学中的技术盲点,多数学生对此感到难以掌握。由于部分教师对BIOS参数的设置往往停留在简单讲述阶段,进行实际操作的机会较少,导致学生对计算机的许多常规设置(比如CPU频率、引导顺序、主从硬盘、端口设置等)比较陌生。使用虚拟机对BIOS信息进行修改,可以提供近似真实的BIOS设置环境,学生通过不断练习可对里面的许多配置熟悉,即使出现错误也不会造成大的损失。
2.2 虚拟光驱的设置
在虚拟机环境中,可以根据是否有安装光盘或ISO镜像系统来选择“物理光驱”或是“ISO镜像”模式。对于《计算机组装与维护》课程而言,经常要用到DOS启动盘、硬盘初始化工具盘、操作系统安装光盘等。要初始化硬盘,就必须用到光驱。当然,这些光盘也可以是从网络中下载的ISO镜像文件,不仅为我们节省了光盘消耗,同时也节省了实验准备时间。
2.3 硬盘分区和操作系统的安装
硬盘分区是计算机教学过程中一个比较难于掌握的知识点,不同类型的操作系统对硬盘分区的格式要求不尽相同,各种分区工具也存在着不同的优缺点。假如让学生在主机硬盘上练习分区,反复的硬盘初始化对物理硬盘影响很大,容易造成硬件损伤,缩短了硬件设备的使用寿命,极大的消耗资源。利用VMware Workstation建立虚拟机,在虚拟机上进行操作就不会有任何的损伤,也能达到和真实机操作一样的效果。既可以充分学习、使用、测试各种分区工具软件,模拟解决在日常生活中硬盘操作的各种问题,又不会影响到真实操作系统的正常使用。同样还可以学习其它常用的底层操作软件,在节约教学成本的基础上开阔了学生知识面,让学生掌握到前沿的技术,一举两得。
操作系统的安装是《计算机组装与维护》实验教学中最为重要的环节,能提高学生对计算机软件维护及故障诊断的技能。在虚拟机上安装操作系统可以不需要光盘,通过制作ISO镜像文件就可以完成相应的操作,避免了耗材的浪费。
通过已安装虚拟软件的计算机,可以方便的对各种类型的操作系统进行安装和配置。实验时,常用的操作系统可直接运行安装在本地硬盘上的虚拟机,而放置在网络服务器上的虚拟机使用前应先复制到本地硬盘上方能使用。通过对操作系统的安装,学生可以掌握各种操作系统的安装过程、方法和相同操作系统之间不同的安装选项差别。这样既不影响真实操作系统的使用,又提高了学生的实际动手能力。并且,通过VMware Workstation我们可以真实的演示操作系统的安装过程,整个安装过程可以向学生展示,让学生有身临其境的感觉,还可以利用VMware Workstation的视频捕捉工具将安装过程录制下来,供学生课后自学。
2.4 操作系统的配置、备份、还原
在操作系统的配置过程中,经常要重启计算机,而大部分实验室都配置了即时还原软件,重启后对主机所做的设置将被还原,无法达到实验目的。使用VMware Workstation只是对计算机软件进行操作,可以在不重启的基础上对操作系统进行方便快捷的切换,不会受到主机的影响,很好的满足教学的需求。
随着应用软件的日益庞大,安装完操作系统和应用软件后的备份工作显得十分重要。使用Ghost对系统进行备份和还原变得越来越普及,而Ghost操作又具有一定的难度和复杂性。它将硬盘的一个分区或整个硬盘作为一个对象来操作,可以完整复制对象,并打包压缩成为一个映像文件,在需要的时候,将该映像文件恢复到对应的分区或硬盘中取代损坏的系统。在虚拟机上进行Ghost实验可以解决备份和还原系统中对计算机带来的损耗,对主机系统无任何影响,并能让学生快速掌握Ghost的使用。
2.5 病毒的测试
随着计算机网络的飞速发展,查杀病毒成了《计算机组装与维护》课程的重点内容。一方面,由于需要评测病毒对不同操作系统的影响程度,所需的设备较多,搭建系统的成本较高;另一方面,对病毒进行测试,可能由于各种原因造成系统崩溃而无法运行,这对病毒测试人员而言工作量大,甚至影响正常测试。
这样虚拟机就成了最好的实验平台。通过虚拟一个CPU、虚拟CPU的各个寄存器,甚至将硬件端口也虚拟出来,用调试程序调入病毒程序,放到虚拟环境中执行。这样通过内存和寄存器以及端口的变化我们就可以了解病毒程序的执行过程。当虚拟机的系统文件感染了病毒时,不用频繁安装新系统,也不用担心自己计算机上的数据安全,在虚拟机上做实验与在真正的计算机上做实验效果是完全一样的。通过观察研究,学生了解了病毒在计算机中的运行原理,掌握其运行特点,提高了查杀病毒的能力。
3 结束语
经过大量教学实践证明,使用VMware Workstation虚拟机软件在《计算机组装与维护》课程中构建虚拟实验平台,给该课程实验建设提供了新的思路和方向。虚拟机技术的应用体现了计算机教学开放化的特点,在一定程度上缓解了实验设备以及场地设施不足的问题。培养了学生实践能力和学习兴趣的同时,提高了实验设备的安全性,并且能够促进学生自主研发式的学习,满足了《计算机组装与维护》课程实验的教学要求,对实验教学的管理和发展具有积极的推动作用。
参考文献
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虚拟组装 篇7
1 教学中遇到的问题
在《计算机组装与维护》的教学过程中,我们经常会碰到这样的问题:在实验教学中涉及到BIOS设置、硬盘分区、格式化、安装操作系统、修改注册表、系统备份和恢复等知识点,由于这些知识点在实际操作过程中会破坏计算机硬盘中的数据,从而导致计算机数据丢失或无法正常开机。因此每次实验结束后,严重破坏了PC机的系统环境和硬盘上的数据,导致其它课程无法正常进行实验课的教学,大大增加了设备的维修率,加重了机房维护人员的工作负担。
2 解决方法
针对上述情况,我们可以在《计算机组装与维护》实验教学中引入虚拟机技术,建立教学演示和学生实践的虚拟机平台。在这个平台上,教师可以全方位的演示教学内容,学生也可以随时进行BIOS设置,磁盘分区、硬盘格式化、安装操作系统及系统的备份还原操作,而不用担心会破坏原来硬盘上的数据,损坏计算机系统。
3 虚拟机技术简介
虚拟机(Virtual Machine)指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。它是在一台电脑上将硬盘和内存的一部分空间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”机器可以拥有自己独立的CMOS、硬盘和操作系统,我们可以像使用普通机器一样对他们进行硬盘分区、格式化、安装系统软件和应用软件等操作。一台电脑上可以同时运行多个操作系统,主机上运行的虚拟机操作系统是相互独立的,完全隔离的,并且各自保护不同操作系统的操作环境以及安装在不同操作系统上的软件及数据。每个操作系统都有自己独立的一个虚拟机。
3.1 常用的虚拟机软件
目前常用的虚拟机软件有两种:VMware和Virtual PC,两种各有特点。从功能上看,VMware软件功能强大,稳定性较好,更能满足教学科研、产品研发测试等复杂应用环境的需要,本文将以VMware为例讲解虚拟机的应用。
3.2 虚拟机的运行机制
VMware运行在主机操作系统之上,它在虚拟机系统和宿主机操作系统之间加一层虚拟操作平台,从而实现虚拟机的相关功能。就软件本身而言,虚拟机软件和其它应用软件一样,必须依靠主机才能完成,从实现的功能来看,模拟出来的虚拟机和真实的计算机相比,除了运行速度稍慢(因为CPU要优先处理主机的请求),其它没有太大的区别。
3.3 虚拟机的特点
1) 可以同时运行多个操作系统
虽然VMware只是模拟一个虚拟的计算机,但是它像物理计算机一样提供了BIOS,可以更改BIOS的参数设置,可以在一台计算机上运行多个操作系统,从虚拟机系统切换到宿主机操作系统,系统将自动保存虚拟机系统中运行的所有任务。可以避免由于宿主机系统的崩溃而损坏到虚拟机系统中应用程序的数据。
2) 操作系统相对独立
在主机上运行的虚拟机操作系统都是相对独立的,拥有自己的网络地址,就像单机上运行操作系统一样,提供全部功能。当计算机运行多个虚拟机操作系统时,不会因为其中一个系统的崩溃而影响到其它系统的运行。
3) 兼容多个版本
在虚拟机上安装同一操作系统的不同版本,不需要对硬盘重新进行分区。比如:在Red Hat Linux的一个目录下安装Turbo Linux时不需要对硬盘进行重新分区。
4 虚拟机技术在《计算机组装与维护》中的应用
4.1 虚拟光驱的设置
在虚拟机中,可以使用机器的真实光驱,也可以使用ISO文件作为虚拟光驱。对于《计算机组装与维护》课程,经常要使用到DOS启动盘、硬盘初始化工具盘、操作系统安装盘等,要初始化硬盘就必须使用光驱,当然这些光盘也可以是从网络上下载的ISO镜像文件,这样既节约了经费开支,也节约了实验的准备时间。
4.2 CMOS参数设置
虚拟机和普通计算机的启动过程是一样的,一开始是自检,按DEL键进入BIOS设置,每台虚拟机都有自己独立的BIOS,可以在BIOS中设置系统日期时间、启动顺序、密码、CPU频率等。我们可以在BIOS中设置光驱为第一启动顺序,为后面的安装操作系统做好准备。
4.3 硬盘初始化设置
在CMOS中设置从光驱启动,然后将引导系统启动的光盘放进光驱里或是把光盘镜象文件(.ISO)作为光盘来使用,即可实现光盘启动,然后运行硬盘分区程序FDISK对硬盘进行分区,格式化操作。这一切操作都是在虚拟机中操作的,不会破坏实际硬盘中的数据。
4.4 安装操作系统
在虚拟机的光驱中放入光盘或是使用光盘镜像文件执行安装程序,安装系统的过程和在普通PC机上装系统是一样的。
4.5 ghost备份
克隆软件在计算机组装与维护中应用十分广泛,当计算机出现问题,系统还原也无法解决时可以采用ghost方式来恢复系统。这就要求之前必须做一个克隆包文件,进行系统恢复时必须把系统恢复到原来的那个分区以取代损坏的系统。
4.6 病毒测试
随着计算机网络的发展,查杀病毒已成为《计算机组装与维护》课程的一项重要内容。在虚拟机环境下,可以虚拟一个CPU,虚拟CPU的各个寄存器,甚至将硬件端口也虚拟出来,用调试程序调入病毒程序,放到虚拟环境中执行。这样通过内存和寄存器以及端口的变化我们就可以了解病毒程序的执行过程。当虚拟机的系统感染了病毒后,我们不用担心自己计算机上的数据安全,而效果和在真正的PC机上做实验是一样的。通过观察研究,学生可以了解病毒的运行原理,提高病毒的查杀能力。
5 结束语
通过在《计算机组装与维护》课程的教学中引入虚拟机技术,极大的丰富了教师的教学环境,由于在虚拟机环境下所做的实验与真实环境相同,同时也培养了学生的学习兴趣,提高了实践动手能力,而且在虚拟机环境下所做的实验并不会对硬盘的数据造成任何损坏,不会增加实验室维护的时间和经济成本。因此在计算机实践教学中推广虚拟机技术有非常积极的教学意义。
参考文献
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虚拟组装 篇8
目前计算机的普及、使用的范围越来越广泛,计算机的维护显得越来越重要,因此这方面的人才需求也逐渐增多,特别是计算机维护师。所以为了满足社会的需求很多高职高专院校都开设了《计算机组装与维护》这门课程,以系统培养地培养这一类的人才。
1.1 课程特点
《计算机组装与维护》是一门十分注重理论学习与实践应用相结合的课程,它特点主要体现在以下几方面:
1)教学内容多。这门课程从计算机的硬件安装入手,重点讲解多媒体微型计算机各功能部件(如机箱、电源、CPU、主板、内存、软驱、硬盘、光驱、显示器、显示卡、声卡、键盘、鼠标、打印机等配件)的结构、型号识别、参数设定、安装方法、配置方法,并结合常见硬件故障,了解其相应的处理方法。
2)技能要求高。这是一门技能培养课程,注重动手能力和实用技能的培养。经过这门课的学习,使学生能够了解计算机硬件的相关知识,能独立完成计算机硬件的组装,能安装与维护操作系统及软件,具备解决实际问题的能力。
3)知识更新快。当前社会飞速发展,特别是计算机领域,不管是硬件还是软件更新速度都非常快,每隔一段时间就会有新技术或者新产品出现。为了能满足教学的需要,就需要不断地去更新教学的内容。
1.2 课程的现状
为了加强学生的动手能力培养,同时结合课程的特点,教学过程中理论部分与实践部分的教学应该各占50%,这样才能实现理论与实践的完美结合。但是由于现实条件的制约,在教学中也会碰到一些问题:
1)设备问题。用于硬件组装实验的设备,经过多年的教学实践后,很多都出现了不可修复的故障,这就使得教学实践无法顺利地进行。
2)软件问题。这门课有部分软件实验会对操作系统产生一定的破坏,如BIOS参数的基本设置,磁盘的分区与格式化操作,系统的安装、备份与还原等。这些实验如果是在一台正常运行的计算机上进行,可能会导致两个问题的出现:第一、实验时操作系统可能会遭到破坏,无法恢复,计算机设备将不能正常使用。第二进行这些实验时需要一批专用的设备,并且要有专人进行管理和维护,这就大大地增加了教学的投入。
3)为了完成软件部分的教学,我曾尝试过老师演示实验操作,学生观看。由于学生无法亲自动手操作实验,教学效果不理想。
基于以上原因,我一直在寻找一种比较有效的教学实验方式提高教学效果,虚拟机技术的应用能很好的解决软件实验的问题。
2 虚拟机技术
2.1 虚拟机技术简介
虚拟机(Virtual Machine)技术它是使用软件来模拟硬件的一种技术。通过虚拟机软件,可以在一台物理计算机上模拟出一台或多台虚拟的计算机,进行CMOS设置、硬盘分区、格式化、操作系统安装、应用软件安装、应用测试。这些虚拟机完全像真正的计算机那样工作,也可以独立运行,而且各台虚拟机之间互不干扰。基于这个特点,我们可以对虚拟机进行各种操作,如磁盘分区与格式化、操作系统安装等,甚至是系统崩溃,都不用担心主机系统或其它虚拟机系统受到影响。因此,非常适合初学者学习电脑组装和保养,即使是不小心的操作失误,它不会伤害主机的硬件和软件资源,易于管理和维护。
2.2 虚拟机软件介绍
日前比较流行的虚拟机软件有三种:VMware、Virtual Box和Microsoft Virtual PC,它们都各有各的特点。综合各方面,VMware软件相对其它两个功能要强大,综合稳定性高。以下虚拟机的应用就是以VMware软件为例。
2.3 虚拟机技术的几个常用术语
Host:指物理主机。
Host OS:指主机上运行的操作系统。
Guest:指由VMware模拟出来的一台虚拟的计算机。
Guest OS:指运行在VMware上的操作系统。
2.4 虚拟机的工作原理
VMware是作为一个软件在主机操作系统上运行的,它为虚拟机系统在主机系统上运行提供了一个虚拟的操作平台(VMware Virtual Platform),通过这个操作平台来实现虚拟机的功能,如图1所示。从性质来说,虚拟机其实是一个软件,它和其他的应用软件是一样的。从功能上来说,虚拟计算机和主机相比,区别不大,主机所拥有的功能,虚拟计算机也具备,唯一不同的是在运算速度,虚拟计算机要比主机稍慢一点。
3 虚拟机的应用
虚拟机的应用给软件实验带来很多的好处,应用虚拟机不用担心主机的基本设置错误,也不用担心实验会破坏硬盘里的数据,更不用担心系统的崩溃等。以下就是在《计算机组装与维护》课程虚拟机的几个应用实例。
3.1 BIOS的参数设置实验
虚拟机和主机的启动过程是一样的。VMware虚拟机通常使用的是Phoenix BIOS,开机时,先是启动虚拟机,系统自检,然后根据提示按热键F2进入BIOS。虚拟机BIOS的操作方法和主机BIOS是一样的,都可设置BIOS的相关参数,如设置系统时间、启动顺序、BIOS密码等。
3.2 磁盘分区与格式化实验
实验时,先在虚拟机BIOS中更改启动顺序:将“First Boot Device”设置为“CD-ROM”选项,再将系统引导盘放入光驱里,也可以将“First Boot Device”设置为“USB-HDD”选项,再将制作好的U盘引导盘插入电脑,然后启动Partition Magic程序对磁盘进行分区,分区完成后就对磁盘进行格式化操作,重启后分区和格式化操作就完成。
3.3 操作系统的安装实验
安装操作系统的方法有两种,分别是利用安装光盘和利用镜像文件。
利用光盘安装:启动虚拟机,设置BIOS从光盘启动。把操作系统安装盘放入光驱,单击“光盘”菜单项,弹出菜单“使用物理驱动器‘G’:”,读取系统光盘,然后开始安装系统。
利用镜像文件安装:按照前面的方法启动虚拟机,然后选择“光盘”→“载入ISO镜像”菜单项,选择已经准备好的光盘镜像,读取镜像文件,然后开始安装系统。
3.4 操作系统的备份和还原实验
Ghost克隆软件是当前最流行的系统备份还原工具,在虚拟机和备份还原操作也可以使用。
备份:当操作系统和驱动程序安装完毕后,将包含Ghost的启动光盘放入光驱,用启动盘进入DOS环境后,在命令提示符输入“Ghost”按“Enter”键即可运行。然后按照操作界面提示完成C盘备份。
还原:用同样的方法进入Ghost,按照操作界面的提示完成C盘的还原。
4 总结
经过这两年的教学实践,虚拟机在《计算机组装与维护》课程中起了非常重要的作用,能够很好地完成课程中的实验内容。它有效地提高了教学效率和降低了教学耗材的成本,更重要的是培养了学生实际操作的能力,使之得到很好的提高。总而之,虚拟机的应用使学校教学设备不足、教学耗材损耗量大成本高等问题得到解决,同时提高了学生的学习兴趣,激发了学生积极探索的热情。
摘要：虚拟机技术是20世纪末兴起的伴随着计算机技术的发展而发展起来的一种技术,最近几年这一技术发展迅速,并且已经开始在课堂教学中得到运用,取得了不错的效果。作为计算机技术发展的主阵地,虚拟机技术在计算机课堂教学中运用的比较广泛。该文主要从虚拟机技术现状出发,详细论述虚拟机技术在计算机组装与维护课堂教学中的应用,以期推动虚拟机技术在计算机课堂教学中的应用与普及。
关键词：虚拟机技术,课堂教学,计算机组装与维护
参考文献
[1]赵玮《.计算机组装与维护》课程中运用虚拟技术初探[J].山西科技,2010(7):20.
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