论文部分内容阅读
【中图分类号】G420
《计算机组装与维修》课程是一门理论性与实践性相结合的计算机相关专业必修课程，其中学生实践动手能力是最终考核学生学习成果的标准，因此课程设置了很多计算机软硬件方面的多个实验，来通过实验提高学生的动手实践能力。其中部分实验具有一定的危害性，如：硬盘的分区与格式化、操作系统的安装、系统备份与恢复、注册表、数据的恢复等。这些实验会破坏原计算机上存储的程序和数据，对机房管理提出了很高的要求，同时也严重影响其他专业课程的教学。因此，一些学校放这部分实验，教学效果很难保证。针对这种情况，我在课程中引入了虚拟机，通过三年来的时间，解决了这个问题，课堂反映良好，学生动手能力得到了真正的提升。
1虚拟机技术简介
通过虚拟机软件，你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，这些虚拟机完全就像真正的计算机那样进行工作，例如你可以安装操作系统、安装应用程序、访问网络资源等等。对于你而言，它只是运行在你物理计算机上的一个应用程序，但是对于在虚拟机中运行的应用程序而言，它就是一台真正计算机。因此，当你在虚拟机中进行软件评测时，可能系统一样会崩溃；但是，崩溃的只是虚拟机上的操作系统，而不是物理计算机上的操作系统，并且，使用虚拟机的"Undo"（恢复）功能，你可以马上恢复虚拟机到安装软件之前的状态。
2虚拟机技术在《计算机组装与维修》中的应用
2.1实验平台的构建
考虑到大部分的学生初次接触虚拟机软件，且学生的英语水平参差不齐，我们确定选用中文版VMware Workstation 6作为虚拟机创建软件。
首先运行VMware Workstation 6创建虚拟机，单击"文件→新建→虚拟机"命令（如图1所示），进入创建虚拟机向导，或者直接按"Crtl+N"快捷键同样进入创建虚拟机向导。在弹出的欢迎页中单击"下一步"按钮，按照依次弹出的对话框提示，选择设置计算机的配置、客户机操作系统类型、虚拟机的名称和保存位置、网络类型和磁盘容量。特别注意在"选择一个客户机操作系统"对话框中，要正确选择虚拟机运行的操作系统和版本，否则无法完成后续实验。这里选择"Windows XP Professional"操作系统，单击"下一步"按钮，继续执行。最后成功创建安装Windows XP Professional操作系统的虚拟计算机（如图2所示）。至此，实验平台构建完成。
2.2硬盘的分区和格式化操作
在真实的物理机上进行分区和格式化操作，将删除已安装的操作系统和应用程序，这样不仅影响了其它课程的实验教学，同时大大增加了机房管理员的维护强度。如果在虚拟机上完成的话，一切问题迎刃而解。
实验前要准备好包含分区和格式化软件的DOS启动光盘，我们选用的分区和格式化软件是使用广泛的中文DOS版的PartitionMagic分区魔术师，练习这个软件的使用也是实验的目的之一。然后进入虚拟机的BIOS，设置光驱为第一启动设备并保存重启。虚拟机运行后，进入DOS工作环境，键入分区和格式化软件的运行命令，出现软件主界面，按照主界面上的提示操作，完成虚拟硬盘的分区和格式化操作，最终将虛拟硬盘分为两个分区：系统分区和数据分区。
2.3操作系统安装
相对真实的计算机而言，在虚拟机中安装操作系统更便捷。虚拟机不仅可以使用物理机的光驱，还可以直接使用系统安装光盘的镜像文件，本实验选用Windows XP Professional中文版的镜像文件。
首先打开前面创建的虚拟机选项卡，在设备列表双击CD-ROM项，在打开的属性对话框里选中"使用ISO 镜像"选项，然后指定Windows XP Professional安装光盘镜像文件（ISO格式）。如果使用安装光盘，则选择"使用物理驱动器"选项。
光驱设置完成后，单击工具栏上的开机按钮，打开虚拟机的电源，虚拟机启动运行。以后在虚拟机中安装操作系统，就和在物理机中完全一样。
2.4数据恢复
2.4.1主引导记录（MBR）损坏的修复
主引导记录（MBR，Master Boot Record）是位于磁盘最前边的一段引导代码，负责操作系统对磁盘进行读写时分区合法性的判别、分区引导信息的定位。通常，我们将包含MBR引导代码的扇区称为主引导扇区。主引导记录一旦遭到破坏，系统将不能正常启动。
实验前，准备好包含Diskgenius软件的DOS启动光盘，我们选用该软件完成主引导记录的修复工作。做实验时，首先用WinHex 工具软件改写硬盘的主引导记录，模拟病毒破坏。然后重启系统，这时屏幕上只有一个光标在闪烁，Windows XP无法启动。接下来进行修复操作，使用DOS 启动盘启动计算机，运行Diskgenius软件，在"工具"菜单中选择执行"重写主引导记录"命令，执行完毕后，主引导记录修复完成。然后保存退出，再次使用硬盘启动系统，Windows XP系统启动成功。
2.4.2分区表（DPT）的恢复
硬盘主引导扇区中还包含分区表（DPT），分区表中记录了硬盘的分区信息，许多病毒通过破坏主引导扇区中的分区表，使系统找不到硬盘分区，从而达到对资料的破坏目的。所以，我们可以使用软件恢复分区表来完成数据的恢复。
2.4.3误删除数据的恢复
文件删除的原理与格式化类似， 就是让系统修改了文件分配表中的代码，清除文件存储的位置信息，而文件本身的内容仍保存在数据区。只要没有写入新数据覆盖，使用专门的软件就能恢复。和前一实验相同，我们同样选择了EasyRecovery软件。
首先创建实验对象，删除要恢复的文件，然后运行EasyRecovery。在程序主界面的"数据恢复"项目中找到"删除恢复"按钮，单击进入恢复删除文件向导，按照操作向导提示确定执行。为了恢复子文件夹中的数据，一定要选定"完整扫描"选项。最后将要恢复的数据保存在其它分区上，误删除的数据完美恢复。
3.结论
虚拟机技术的引入，为学生提供了和载机无关的实验环境，使学生能够按照实验的要求，大胆操作，积极实践，便于学生全面掌握所学知识。同时，又可以充分挖掘现有设备的潜力，实现计算机的"一机多用"，确保各课程的实验互不影响，提高实验的开出率。用虚拟机构建的实验平台，还可以广泛应用于其它课程，如网络类课程、软件开发类课程。在资金、设备有限的情况下，满足多门计算机课程的实验要求。
《计算机组装与维修》课程是一门理论性与实践性相结合的计算机相关专业必修课程，其中学生实践动手能力是最终考核学生学习成果的标准，因此课程设置了很多计算机软硬件方面的多个实验，来通过实验提高学生的动手实践能力。其中部分实验具有一定的危害性，如：硬盘的分区与格式化、操作系统的安装、系统备份与恢复、注册表、数据的恢复等。这些实验会破坏原计算机上存储的程序和数据，对机房管理提出了很高的要求，同时也严重影响其他专业课程的教学。因此，一些学校放这部分实验，教学效果很难保证。针对这种情况，我在课程中引入了虚拟机，通过三年来的时间，解决了这个问题，课堂反映良好，学生动手能力得到了真正的提升。
1虚拟机技术简介
通过虚拟机软件，你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，这些虚拟机完全就像真正的计算机那样进行工作，例如你可以安装操作系统、安装应用程序、访问网络资源等等。对于你而言，它只是运行在你物理计算机上的一个应用程序，但是对于在虚拟机中运行的应用程序而言，它就是一台真正计算机。因此，当你在虚拟机中进行软件评测时，可能系统一样会崩溃；但是，崩溃的只是虚拟机上的操作系统，而不是物理计算机上的操作系统，并且，使用虚拟机的"Undo"（恢复）功能，你可以马上恢复虚拟机到安装软件之前的状态。
2虚拟机技术在《计算机组装与维修》中的应用
2.1实验平台的构建
考虑到大部分的学生初次接触虚拟机软件，且学生的英语水平参差不齐，我们确定选用中文版VMware Workstation 6作为虚拟机创建软件。
首先运行VMware Workstation 6创建虚拟机，单击"文件→新建→虚拟机"命令（如图1所示），进入创建虚拟机向导，或者直接按"Crtl+N"快捷键同样进入创建虚拟机向导。在弹出的欢迎页中单击"下一步"按钮，按照依次弹出的对话框提示，选择设置计算机的配置、客户机操作系统类型、虚拟机的名称和保存位置、网络类型和磁盘容量。特别注意在"选择一个客户机操作系统"对话框中，要正确选择虚拟机运行的操作系统和版本，否则无法完成后续实验。这里选择"Windows XP Professional"操作系统，单击"下一步"按钮，继续执行。最后成功创建安装Windows XP Professional操作系统的虚拟计算机（如图2所示）。至此，实验平台构建完成。
2.2硬盘的分区和格式化操作
在真实的物理机上进行分区和格式化操作，将删除已安装的操作系统和应用程序，这样不仅影响了其它课程的实验教学，同时大大增加了机房管理员的维护强度。如果在虚拟机上完成的话，一切问题迎刃而解。
实验前要准备好包含分区和格式化软件的DOS启动光盘，我们选用的分区和格式化软件是使用广泛的中文DOS版的PartitionMagic分区魔术师，练习这个软件的使用也是实验的目的之一。然后进入虚拟机的BIOS，设置光驱为第一启动设备并保存重启。虚拟机运行后，进入DOS工作环境，键入分区和格式化软件的运行命令，出现软件主界面，按照主界面上的提示操作，完成虚拟硬盘的分区和格式化操作，最终将虛拟硬盘分为两个分区：系统分区和数据分区。
2.3操作系统安装
相对真实的计算机而言，在虚拟机中安装操作系统更便捷。虚拟机不仅可以使用物理机的光驱，还可以直接使用系统安装光盘的镜像文件，本实验选用Windows XP Professional中文版的镜像文件。
首先打开前面创建的虚拟机选项卡，在设备列表双击CD-ROM项，在打开的属性对话框里选中"使用ISO 镜像"选项，然后指定Windows XP Professional安装光盘镜像文件（ISO格式）。如果使用安装光盘，则选择"使用物理驱动器"选项。
光驱设置完成后，单击工具栏上的开机按钮，打开虚拟机的电源，虚拟机启动运行。以后在虚拟机中安装操作系统，就和在物理机中完全一样。
2.4数据恢复
2.4.1主引导记录（MBR）损坏的修复
主引导记录（MBR，Master Boot Record）是位于磁盘最前边的一段引导代码，负责操作系统对磁盘进行读写时分区合法性的判别、分区引导信息的定位。通常，我们将包含MBR引导代码的扇区称为主引导扇区。主引导记录一旦遭到破坏，系统将不能正常启动。
实验前，准备好包含Diskgenius软件的DOS启动光盘，我们选用该软件完成主引导记录的修复工作。做实验时，首先用WinHex 工具软件改写硬盘的主引导记录，模拟病毒破坏。然后重启系统，这时屏幕上只有一个光标在闪烁，Windows XP无法启动。接下来进行修复操作，使用DOS 启动盘启动计算机，运行Diskgenius软件，在"工具"菜单中选择执行"重写主引导记录"命令，执行完毕后，主引导记录修复完成。然后保存退出，再次使用硬盘启动系统，Windows XP系统启动成功。
2.4.2分区表（DPT）的恢复
硬盘主引导扇区中还包含分区表（DPT），分区表中记录了硬盘的分区信息，许多病毒通过破坏主引导扇区中的分区表，使系统找不到硬盘分区，从而达到对资料的破坏目的。所以，我们可以使用软件恢复分区表来完成数据的恢复。
2.4.3误删除数据的恢复
文件删除的原理与格式化类似， 就是让系统修改了文件分配表中的代码，清除文件存储的位置信息，而文件本身的内容仍保存在数据区。只要没有写入新数据覆盖，使用专门的软件就能恢复。和前一实验相同，我们同样选择了EasyRecovery软件。
首先创建实验对象，删除要恢复的文件，然后运行EasyRecovery。在程序主界面的"数据恢复"项目中找到"删除恢复"按钮，单击进入恢复删除文件向导，按照操作向导提示确定执行。为了恢复子文件夹中的数据，一定要选定"完整扫描"选项。最后将要恢复的数据保存在其它分区上，误删除的数据完美恢复。
3.结论
虚拟机技术的引入，为学生提供了和载机无关的实验环境，使学生能够按照实验的要求，大胆操作，积极实践，便于学生全面掌握所学知识。同时，又可以充分挖掘现有设备的潜力，实现计算机的"一机多用"，确保各课程的实验互不影响，提高实验的开出率。用虚拟机构建的实验平台，还可以广泛应用于其它课程，如网络类课程、软件开发类课程。在资金、设备有限的情况下，满足多门计算机课程的实验要求。