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《計算機組裝與維護》課程實驗中虛擬機技術(shù)的應(yīng)用
《計算機組裝與維護》課程實驗中虛擬機技術(shù)的應(yīng)用的畢業(yè)論文怎么寫，小編為你提供一篇范文參考，希望您喜歡！
摘要：論文重點介紹基于Vmware虛擬機技術(shù)的《計算機組裝與維護》課程實驗，這些實驗的開出，既增加了學(xué)生動手操作的機會，提高了教學(xué)效果，又避免了計算機系統(tǒng)的破壞，保證其它課程實驗的正常開出。
引言
《計算機組裝與維護》課程是計算機專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)課程，突出學(xué)生專業(yè)技能的培養(yǎng)。該課程設(shè)置了計算機軟硬件方面的多個實驗，力圖通過實驗提高學(xué)生的動手實踐能力。其中部分實驗具有一定的危害性，如：硬盤的分區(qū)與格式化、操作系統(tǒng)的安裝、丟失數(shù)據(jù)的恢復(fù)等。這些實驗會破壞原計算機上存儲的程序和數(shù)據(jù)，影響其它實驗的正常開出。為此，一些學(xué)校放棄了此類實驗，教學(xué)效果大打折扣。針對這種情況，我在實驗中引入了虛擬機技術(shù)，嘗試解決這個問題。觀察三年來的使用情況，效果良好。
1 虛擬機技術(shù)簡介
所謂虛擬機，是相對于物理計算機而言，它是通過虛擬機軟件虛擬實現(xiàn)的，可支持多個操作系統(tǒng)在單個物理機上并行運行，每個虛擬機都可以被獨立的封裝到一個文件中，便于使用和移植。在虛擬機中，我們可以虛擬CPU、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)和網(wǎng)卡等一整套硬件設(shè)備，并可以隨心所欲的設(shè)置和使用它們，對物理機沒有絲毫的影響。這些特點，為我們以虛擬機為載體，進行操作實驗帶來了便利。
早在上個世紀(jì)七十年代，IBM研究中心就在試驗室里實現(xiàn)了其主機的鏡像，可算是虛擬機的始祖�，F(xiàn)在，使用最普遍的虛擬機軟件，要數(shù)Vmware公司的VMware 和Microsoft公司的Virtual PC了。兩款軟件都基于X86平臺，能在Windows系統(tǒng)上虛擬多臺計算機，用于安裝多種版本的操作系統(tǒng)。但 Vmware還支持Linux等多款操作系統(tǒng)，并且功能強大，操作界面直觀，易學(xué)好用。而Virtual PC主要為windows操作系統(tǒng)服務(wù)，特別是最新版本的Virtual PC只支持Windows 7操作系統(tǒng)，鑒于此，我們選用了Vmware軟件。
2 虛擬機的實驗應(yīng)用
2.1實驗平臺的構(gòu)建
考慮到大部分的學(xué)生初次接觸虛擬機軟件，且學(xué)生的英語水平參差不齊，我們確定選用中文版VMware Workstation 6作為虛擬機創(chuàng)建軟件。
首先運行VMware Workstation 6創(chuàng)建虛擬機，單擊“文件→新建→虛擬機”命令（如圖1所示），進入創(chuàng)建虛擬機向?qū)В蛘咧苯影?ldquo;Crtl+N”快捷鍵同樣進入創(chuàng)建虛擬機向?qū)�。在彈出的歡迎頁中單擊“下一步”按鈕，按照依次彈出的對話框提示，選擇設(shè)置計算機的配置、客戶機操作系統(tǒng)類型、虛擬機的名稱和保存位置、網(wǎng)絡(luò)類型和磁盤容量。特別注意在“選擇一個客戶機操作系統(tǒng)”對話框中，要正確選擇虛擬機運行的操作系統(tǒng)和版本，否則無法完成后續(xù)實驗。這里選擇“Windows XP Professional”操作系統(tǒng)，單擊“下一步”按鈕，繼續(xù)執(zhí)行。最后成功創(chuàng)建安裝Windows XP Professional操作系統(tǒng)的虛擬計算機（如圖2所示）。至此，實驗平臺構(gòu)建完成。
圖1 選擇新建虛擬機的菜單命令 圖2 新建虛擬機的配置視圖
2.2硬盤的分區(qū)和格式化操作
在真實的物理機上進行分區(qū)和格式化操作，將刪除已安裝的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，這樣不僅影響了其它課程的實驗教學(xué)，同時大大增加了機房管理員的維護強度。如果在虛擬機上完成的話，一切問題迎刃而解。
實驗前要準(zhǔn)備好包含分區(qū)和格式化軟件的DOS啟動光盤，我們選用的分區(qū)和格式化軟件是使用廣泛的中文DOS版的PartitionMagic分區(qū)魔術(shù)師，練習(xí)這個軟件的使用也是實驗的目的之一。然后進入虛擬機的BIOS，設(shè)置光驅(qū)為第一啟動設(shè)備并保存重啟。虛擬機運行后，進入DOS工作環(huán)境，鍵入分區(qū)和格式化軟件的運行命令，出現(xiàn)軟件主界面，按照主界面上的提示操作，完成虛擬硬盤的分區(qū)和格式化操作，最終將虛擬硬盤分為兩個分區(qū)：系統(tǒng)分區(qū)和數(shù)據(jù)分區(qū)。
2.3操作系統(tǒng)安裝
相對真實的計算機而言，在虛擬機中安裝操作系統(tǒng)更便捷。虛擬機不僅可以使用物理機的光驅(qū)，還可以直接使用系統(tǒng)安裝光盤的鏡像文件，本實驗選用Windows XP Professional中文版的鏡像文件。
首先打開前面創(chuàng)建的虛擬機選項卡，在設(shè)備列表雙擊CD-ROM項，在打開的屬性對話框里選中“使用ISO 鏡像”選項，然后指定Windows XP Professional安裝光盤鏡像文件(ISO格式)。如果使用安裝光盤，則選擇“使用物理驅(qū)動器”選項。
光驅(qū)設(shè)置完成后，單擊工具欄上的開機按鈕，打開虛擬機的電源，虛擬機啟動運行。以后在虛擬機中安裝操作系統(tǒng)，就和在物理機中完全一樣。
2.4數(shù)據(jù)恢復(fù)
新買回的硬盤必須進行磁盤的分區(qū)和格式化才能使用，這個過程中要創(chuàng)建磁盤的主引導(dǎo)記錄（MBR）、分區(qū)表（DPT）以及分區(qū)的DOS引導(dǎo)扇區(qū)（DBR）、文件分配表（FAT）、目錄區(qū)（DIR）和數(shù)據(jù)區(qū)（Data）六部分內(nèi)容，數(shù)據(jù)恢復(fù)實驗要涉及到對這些內(nèi)容的操作。
主要實驗有主引導(dǎo)記錄（MBR）損壞的修復(fù)、分區(qū)表（DPT）的恢復(fù)、誤格式化和誤刪除數(shù)據(jù)恢復(fù)四個實驗。在物理機上進行這些實驗時，很可能導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓、數(shù)據(jù)丟失，因此也適合在虛擬機上進行。
2.4.1主引導(dǎo)記錄（MBR）損壞的修復(fù)
主引導(dǎo)記錄（MBR，Master Boot Record）是位于磁盤最前邊的一段引導(dǎo)代碼，負責(zé)操作系統(tǒng)對磁盤進行讀寫時分區(qū)合法性的判別、分區(qū)引導(dǎo)信息的定位。通常，我們將包含MBR引導(dǎo)代碼的扇區(qū)稱為主引導(dǎo)扇區(qū)。主引導(dǎo)記錄一旦遭到破壞，系統(tǒng)將不能正常啟動。
實驗前，準(zhǔn)備好包含Diskgenius軟件的DOS啟動光盤，我們選用該軟件完成主引導(dǎo)記錄的修復(fù)工作。做實驗時，首先用WinHex 工具軟件改寫硬盤的主引導(dǎo)記錄，模擬病毒破壞。然后重啟系統(tǒng)，這時屏幕上只有一個光標(biāo)在閃爍，Windows XP無法啟動。接下來進行修復(fù)操作，使用DOS 啟動盤啟動計算機，運行Diskgenius軟件，在“工具”菜單中選擇執(zhí)行“重寫主引導(dǎo)記錄”命令，執(zhí)行完畢后，主引導(dǎo)記錄修復(fù)完成。然后保存退出，再次使用硬盤啟動系統(tǒng)，Windows XP系統(tǒng)啟動成功。
2.4.2分區(qū)表（DPT）的恢復(fù)
硬盤主引導(dǎo)扇區(qū)中還包含分區(qū)表（DPT），分區(qū)表中記錄了硬盤的分
區(qū)信息，許多病毒通過破壞主引導(dǎo)扇區(qū)中的分區(qū)表，使系統(tǒng)找不到硬盤分區(qū)，從而達到對資料的破壞目的。所以，我們可以使用軟件恢復(fù)分區(qū)表來完成數(shù)據(jù)的恢復(fù)。
前邊的準(zhǔn)備工作和上一實驗相同，首先使用WinHex 工具軟件改寫分區(qū)表，然后保存退出并重啟計算機，此時硬盤分區(qū)已經(jīng)不能訪問。使用DOS啟動盤啟動計算機，運行Diskgenius軟件，執(zhí)行“工具”菜單中的“重建分區(qū)表”命令。為了準(zhǔn)確的找到要恢復(fù)的分區(qū)，建議在后續(xù)的對話框中點擊“交互方式”按鈕，一邊搜索一邊關(guān)注搜到的分區(qū)信息，判斷正確后再保存。通過這樣的操作一般都能輕松的恢復(fù)出硬盤的分區(qū)表信息。完成后再次利用硬盤啟動，則操作系統(tǒng)引導(dǎo)正常，硬盤數(shù)據(jù)完美恢復(fù)。
2.4.3誤格式化數(shù)據(jù)的恢復(fù)
格式化操作從現(xiàn)象上來看，是刪除分區(qū)中的所有數(shù)據(jù)（操作過程會出現(xiàn)相應(yīng)的提示），使用Windows系統(tǒng)本身功能無法恢復(fù)。但實際上，分區(qū)的格式化操作主要是清空文件分配表，清除表中數(shù)據(jù)存儲的位置信息，而存儲在數(shù)據(jù)區(qū)中的文件數(shù)據(jù)沒有任何變化。因此，在分區(qū)沒有重新存儲數(shù)據(jù)的情況下，使用專門的工具軟件完全可以恢復(fù)。目前常用的工具軟件有Easyrecovery和Finaldata，我們使用的是中文版Easyrecovery。
Easyrecovery是在Windows系統(tǒng)下運行的軟件，界面設(shè)計非常簡潔明確。我們首先在數(shù)據(jù)分區(qū)上存儲文件，然后進行格式化操作，用來創(chuàng)建實驗對象。接下來運行Easyrecovery（注意恢復(fù)軟件要安裝在系統(tǒng)分區(qū)上），在主界面的“數(shù)據(jù)恢復(fù)”項目中找到“格式化恢復(fù)”按鈕單擊，按照操作向?qū)崾具x擇執(zhí)行，最后將要恢復(fù)的數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)分區(qū)上，誤格式化的數(shù)據(jù)恢復(fù)如初。
2.4.4誤刪除數(shù)據(jù)的恢復(fù)
文件刪除的原理與格式化類似， 就是讓系統(tǒng)修改了文件分配表中的代碼，清除文件存儲的位置信息，而文件本身的內(nèi)容仍保存在數(shù)據(jù)區(qū)。只要沒有寫入新數(shù)據(jù)覆蓋，使用專門的軟件就能恢復(fù)。和前一實驗相同，我們同樣選擇了EasyRecovery軟件。
首先創(chuàng)建實驗對象，刪除要恢復(fù)的文件，然后運行EasyRecovery。在程序主界面的“數(shù)據(jù)恢復(fù)”項目中找到“刪除恢復(fù)”按鈕，單擊進入恢復(fù)刪除文件向?qū)�，按照操作向�(qū)崾敬_定執(zhí)行。為了恢復(fù)子文件夾中的數(shù)據(jù)，一定要選定“完整掃描”選項。最后將要恢復(fù)的數(shù)據(jù)保存在其它分區(qū)上，誤刪除的數(shù)據(jù)完美恢復(fù)。
3.結(jié)論
虛擬機技術(shù)的引入，為學(xué)生提供了和載機無關(guān)的實驗環(huán)境，使學(xué)生能夠按照實驗的要求，大膽操作，積極實踐，便于學(xué)生全面掌握所學(xué)知識。同時，又可以充分挖掘現(xiàn)有設(shè)備的潛力，實現(xiàn)計算機的“一機多用”，確保各課程的實驗互不影響，提高實驗的開出率。用虛擬機構(gòu)建的實驗平臺，還可以廣泛應(yīng)用于其它課程，如網(wǎng)絡(luò)類課程、軟件開發(fā)類課程。在資金、設(shè)備有限的情況下，滿足多門計算機課程的實驗要求。
參考文獻：
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[3] 馬林。數(shù)據(jù)重現(xiàn)[M]。北京：清華大學(xué)出版社，2009。405-500.
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