关键词：虚拟化技术；高校计算机；实验教学；应用研究
目前，由于高校招生规模逐渐扩大，学校规模也逐渐扩大，然而教育经费投资无法满足当前的学生数量，学校实验设备没有进行及时的更新，从而难以保障教学实践活动开展。如何合理应用当前的教学资源以及实现实验教学目标，保障学习的效果，对于学校具有十分重要的意义，针对当前学校基础设施薄弱的问题，应当采取有效的措施加以改进以及完善。例如，通过利用虚拟化技术以及产品等，从而构建虚拟学习平台，不但可以提高教学质量，而且减少投资成本。
1、学校计算机实验教学中存在的若干问题
首先，学校计算机实验教学中的任务繁重并且庞杂，因此，计算机实验室中的计算机很容易出现各种系统故障，通常来讲，计算机教学是在实验室中完成，而计算机每天都在高负荷状况下进行工作，硬件设备以及软件很容易出现各种问题。其次，计算机软件需要更新或者升级，软件升级之后，硬件部分却没有及时更新，从而导致计算机出现各种问题，此外，由于各个年级学习内容以及学习软件不同，软件类型以及型号等升级速度快，计算机为了满足教学要求，就应当不断更新软件，这就导致一台计算机安装多个操作系统，并且需要经常为了教学需要更换系统以及软件，由于计算机硬件更新比较慢，造成高级版本的软件难以在配置很低的电脑上运行，导致计算机卡顿或者蓝屏等问题。
再次，实验室的计算机的配置比较低，并且学校方面投资力度不大，对媒体技术以及计算机技术没有过多投入，出于资金以及机器的考虑，很多关键性的计算机实验难以实现。再次，计算机品牌比较多，比如三星、联想、惠普等，并且同一品牌具有不同型号，计算机在性能方面存在很大的差异，大部分学校是采取分批采购设备的方式，早期置办的设备性能相对而言不如新采购的设备，由于机器的硬件使用时间基本固定，已经老化的设备很容易出现各种问题以及故障，需要及时进行更换，然而，由于学校资金缺乏，难以一次性将计算机全部换掉，这就导致高校的计算机实验室中的电脑型号品种繁多，并且性能存在很大差异性。最后，计算机实验室当中不能进行危险性操作，比如，在计算机实验教学当中，某些实验存在一定危险性，比如，格式化硬盘、分区硬盘、重装系统等、超频CPU以及克隆软件等。
很多网络攻防的实验无法在实验室进行操作，很可能由于某个因素导致学校计算机系统全面瘫痪。因此，教师们大多是通过讲解或者演示讲授这部门内容，学习不能亲自实验，导致学生知识停留在十分浅薄的层面，没有深入实际则难以深刻理解。此外，很多学校为了保护实验室中的计算机，安装了很多保护性的软件，并且在BIOS上设置了密码，从而导致学生无法学习有关BIOS方面的实验，在BIOS安装控制软件，软件基本都被系统控制，学生无法安装其他软件。很多学校的计算机设备屏蔽了很多内容，比如控制面板，学生无法学习如何卸载软件等，严重影响学生动手能力以及思考能力。然而，通过应用虚拟化技术，可以有效改善以上情形，促使学生积极性得到提高，并且提升学生的动手能力以及创新能力。
2、虚拟化技术分析
虚拟化技术起于上世界七十年代，发展至今，受到计算机行业的广泛关注以及高度重视，其中，虚拟机技术是具有高度隔离性的软件系统，可以执行自带程序以及系统等，相当于物理计算机，通过虚拟化技术，可以在机器上面运行多个虚拟机，虚拟机主要包括硬盘、CPU、内存以及网卡的虚拟化，操作系统不可能识别虚拟机和物理机器之间的区别，其他如网络应用程序也无法识别，换句话说，虚拟机没有硬件，只有软件和系统，虚拟机和物理机器一样，并且有物理机器所不具备的优点。当前，由于资源匮乏、机器整合繁琐以及管理成本增加，虚拟化技术也显得尤为重要。通过虚拟化技术，不但节约成本以及能耗，而且方便资源管理以及利用。虚拟化技术在多个领域得到了十分广泛的应用，并且发挥了重要的作用，目前，也研发了更为成熟的软件系统。高等学校已经开始使用虚拟化技术用于计算机实验教学。
3、虚拟化技术应用在实验教学中的优势分析
3.1教学优势
运用虚拟化技术可以设置具有实践性以及创新性的相关教学课程，比如，可以设置计算机安全课程、并行计算机课程、计算机多个操作系统等课程等，当前这些课程，如果没有虚拟化技术的应用无法实现，然而，通过应用虚拟化技术，可以有效开展上述课程，将现在计算机的硬件资源，通过应用虚拟化的技术，从而监理全面的计算机资源系统，通过在实验教学中应用虚拟技术，可以建立功能全面并且具有与实际计算机同样功能的虚拟机系统。
3.2成本优势
在教学中应用虚拟机技术，不但可以大幅度减轻投资压力，而且可以有效减少课程的能耗，并且提高实验课程的教学效率以及质量，在目前学校资金比较缺乏的情况之下，高校难以将大量资金投入到实验教学，由于资金、时间以及资源的不充分，从而，如何提升计算机实验教学的效率以及教学质量十分重要。运用虚拟化的技术，创建可以适应所用应用程序的虚拟PC，不仅可以降低硬件要求，而且有效提升当前的资源利用效率。除了提升教学质量外，还可以更新教学环境。当前，计算机以及服务器耗能比较大，通过虚拟化的技术，促使资源有效整合，并且促使硬件的利用效率提升到百分之八十五，不仅如此，虚拟化技术将多余闲置的服务器等关闭，虽然降低了能耗，但是丝毫不影响系统使用。
3.3管理优势分析
管理优势，运用虚拟化技术，可以促使学校根据学生的要求以及特点建立学校的实验教学系统，并且保障教研工作顺利开展。实验教学不但需要具有良好课程，而且应当完整教学的体系，从而方便对课程以及课堂进行管理。虚拟技术方便便捷，虚拟机的末模板只需要使用复制以及备份的方式。不但可以减少实验环境的规划实践，以及增加搭建的数量，而且实验的环境更为复杂以及教学课程的相关内容更加丰富。
4、虚拟化技术在计算机实验教学中的应用
4.1软件虚拟技术
软件虚拟技术随着教学不断改革，要求学校高度重视实验教学，并且需要对计算机的软件环境进行必要的更新，从而适应当前的时代发展需求。当前，在教学中应用虚拟化技术，选择在VWwareThinApp进行应用程序安装以及测试，可以保障在操作系统上，软件之间运行不互相影响，可以对教学软件进行测试、分析以及评价。不但提升计算机运行效率以及速度，而且可以克服传统系统中运行卡顿的问题，在软件制作的过程中，应当做好准备工作，比如实验室软件环境，结合教学需要进行分类。传统的软件安装过程中，程序比较复杂，需要实验软件版本相互吻合，软件虚拟技术不但节省了相关步骤，而且可以独立运行软件并且具有减少资源运行消耗，提升了计算机运行速度。
4.2虚拟机的应用
虚拟机可以支持多个系统同时运行，并且具有两种结构。首先，一对一的虚拟机，其次，是指令映射虚拟机，比如JAVA。通常情况下，传统计算机难以保障系统并发运行，而在虚拟机上，可以运行多个操作系统，计算机的实验教学表现在以下几点：首先，维护实验，计算机维护比较繁琐以及细微，并且包括很多个方面，比如，磁盘的分区、系统建立以及文件备份，传统的计算机教学中，这些实验难以实现，然而，通过应用虚拟机技术，不但可以保障多个操作系统运行，而且学生可以随意进行文件备份、磁盘格式化以及分区等操作。而传统的电脑系统无法做到这一点。其次，虚拟机可以在虚拟的系统下进行删除工作并且不影响本机系统，并且保障其他的系统的安全使用以及运行。系统重装的过程中，传统计算机需要重启，而在虚拟机上安装系统不必重启，只要电脑就可以进行操作系统重装，不但安全方便，而且效率很高。最后，可以进行网络实验，网络实验必须要多个设备，而虚拟机有效解决这点，学生可以进行充分实践，例如，进行实验的过程中，如果实验涉及面比较广，可能导致耗费时间长以及遇到各种难题，无法保证实验顺利完成。然而，通过虚拟机，可以让每个学生管理自己的文件，不受其他人影响。由于实验结果可以被安全保存，这次没有做完不影响下次继续。
4.3桌面虚拟技术
通常来讲，计算机实验室当中的管理需要有效部署以及维护，其中，桌面的虚拟化技术可以将桌面软件虚拟处理，比如，客户端设备、桌面虚拟、服务器虚拟等。在现代的计算机实验教学活动中，学生可以通过桌面虚拟技术对桌面进行随时的访问，在服务器联结的过程中，桌面虚拟技术也起到一定的作用，比如，在教学活动中，教师可以利用桌面虚拟技术对学生的身份进行认证并且通过远程协议和学生实现交流和沟通，从而不但减少了桌面程序，而且节约了时间。服务器云是桌面虚拟化管理中心，实验数据管理过程当中，可以将桌面系统制作成为单独文件进行存储，从而方便学生将实验数据放至同一服务器当中进行交流。
4.4服务器虚拟技术
服务器虚拟属于资源虚拟性技术，主要两种表现形式，首选，将物理服务器通过相关技术转化成为多台服务器，这些服务器均为逻辑服务器。其次，将多台物理服务器转变成为一台服务器，这台服务器为逻辑服务器。服务器虚拟的技术通过硬件设备以及应用系统相互分离的方式，促使网络服务以及应用可以集中以及综合。通过应用服务器虚拟技术可以有效克服计算机实验教学当中的很多麻烦，并且可以显著提升服务器的使用效率，从而保障计算机实验的教学当中可以将物理服务量合理收集，不但可以有效降低成本，改善经费浪费问题，而且可以降低教师部署软件的实践，并且兼容性比较好，方便升级以及维护，从而保障学生的实验条件，促使学生的计算机水平得到提高。
结语
综上所述，本文主要对虚拟化技术在高校计算机实验教学中的应用进行研究，计算机实验教学活动中，应用虚拟化技术主要体现在虚拟软件技术、虚拟机技术、桌面虚拟技术、服务器虚拟技术等在实验教学中的应用。通过虚拟化技术，不但可以节约教学时间提升教学效率，而且节约成本以及空间，为学生提供更多计算机实验机会以及良好实验条件。
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作者信息：黄鑫，南京审计大学，本科，助理工程师，研究方向：电子信息。