虚拟机在化工仿真教学中的应用

虚拟机在化工仿真教学中的应用
   
内蒙古化工职业学院
摘要:VMware Workstation VMware 公司出品的一个多系统虚拟机软件。VMware 要安装在操作系统下,它可以使一台电脑的部分硬盘和内存虚拟出若干台机器,这些虚拟出的机器拥有独立的C M O S、硬盘和操作系统,我们可以像使用普通机器一样对它们进行分区、格式化、安装系统和应用软件等操作,还可以将这几个操作系统联成一个网络。本文简单介绍了VMware Workstation 计算机化工仿真教学中的应用。
关键词:虚拟机 VMware Workstation 化工仿真
1 、虚拟机简介
虚拟机是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。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,它就像是在真正的计算机中进行工作。因此,当我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,我可以马上恢复虚拟机到安装软件之前的状态。这一点的话对于操作系统课程学习来说有莫大的好处。
目前流行的虚拟机软件有VMware Virtual PC,它们都能在Windows 系统上虚拟出多个计算机,用于安装LinuxOS/2jeanette leeWindows Server 系列等其他操作系统。微软在2003 2 杜丽娘慕还魂月份收购Connectix后,很快发布了Microsoft Virtual PC 2004。但出于种种考虑,新发布的Virtual PC 2004 已不再明确支持LinuxFreeBSDNetWareSolaris 等操作系统,只保留了OS/2,如果要虚拟一台Linux 计算机,只能自己手工设置。相比而言,VM ware 不论是在多操作系统的支持上,还是在执行效率上,都比Virtual PC 2004 明显高出一筹,这也是本文选择它的理由之一。
2 VMwarework station简介
VM ware VM ware 公司设计的专业虚拟机软件。它使你可以在一台机器上同时运行二个或更多WindowsDOSLINUX 系统。与“多启动”系统相比,VMware 采用了完全不同的概念。多启动系统在一个时刻只能运行一个系统,在系统切换时需要重新启动机器。VM ware是真正“同时”运行,多个操作系统在主系统的平台上,就象标准Windows应用程序那样切换。而且每个操作系统你都可以进行虚拟的分区、配置而不影响真实硬盘的数据,你甚至可以通过网卡将几台虚拟机用网卡连接为一个局域网,极其方便。安装在VMware 操作系统性能上比直接安装在硬盘上的系统底不少,因此,比较适合学习和测试。
2.1 VMware 的特点
2.1.1 虽然VMware 只是模拟一个虚拟的计算机,但是它就像物理计算机一样提供了BIOS,你可以相同的方法更改BOIS 的参数设置。你不需要重新启动就可以同时在一台计算机上运行多个操作系统,可以是在窗口模式下 运行客户机,也可以在全屏模式下运行。
2.1.2 每一个在主机上运行的虚拟机操作系统都是相对独立的,拥有自己独立的网络地址,就像单机运行一个操作系统一样,提供全部的功能。
多项式时间
2.1.3 在虚拟机上安装同一种操作系统的另一发行版,不需要重新对硬盘进行分区,比如,你可以在Red Hat Linux 的一个目录下,安装Turbo Linux 或者其它的Linux 版本,而不需要重新分区。
2.1.4 虚拟机之间支持TCP/IPNovell Netware 以及Microsoft 网络虚拟网络以及Samba 文件共享等。
2.1.5 VMware 的窗口上,模拟了打开虚拟机电源、关闭虚拟机电源以及复位键等。
2.2 VMware 主要的功能
2.2.1 不需要分区或重开机就能在同一台PC上使用两种以上的操作系统。
2.2.2 完全隔离并且保护不同OS 的操作环境以及所有安装在OS上面的应用软件和资料。
2.2.3 不同的OS 之间还能互动操作,包括网络、周边、文件分享以及复制贴上功能。
2.2.4 有复原(Undo)功能。5.能够设定并且随时修改操作系统的操作环境,如:内存、磁碟空间、周边设备等等。
2.3 虚拟机的主要优势
方便安全的通过虚拟机的方式利用一台电脑安装多个操作系统来学习;在平台迁移过程中对软件的可移植性进行测试;开发跨平台系统软件中进行跨平台测试。例如,进行mission-critical WindowsLinux-based 的应用程序开发,就可以利用虚拟机进行跨平台开发。利用虚拟机在一台计算机上同时启用多个客户机,连成一个网络,完全真实的模拟环境进行测试或学习。
3化工仿真教学中存在的问题
由于技术的原因,使得机房的管理方法与化工仿真实习的教学特点成为难以调和的矛盾,成为困扰学校机房维护管理的普遍性问题。
31仿真教学存在的问题
311 因为经费等原因现有大部分化工仿真软件开发年代较早,不能很好的工作在现有的WINDOWS XP安徽医科大学学报系统平台下。造成在教学过程中频繁出现仿真系统应用程序无法启动,或者频繁死机。
312 因化工仿真教学的特点,使得教学时间一般较长。仿真实验开始后不能够中途停机,但因为不可控的原因,在教学过程中如果出现非正常状况,实验只能从新开始,无法从断点处开始,造成了在规定时间内部分学生因为机器原因无法完成教学所要求的实验项目。
313 仿真模拟实验的特点使得教师在教学安排中更多要考虑实验时间的限制,使得不能够根据教学进度合理安排实验。
314 现有的仿真实验系统在教学过程中只能完成单一的项目,不能够模拟现在已经广泛应用的多系统分布式控制的化工系统,使得仿真教学模拟现实的功能大为降低。另外现有的单人单机的教学条件下是不可能实现大型项目的综合仿真。
315 现有的机房管理模式使得学生不可能自行设计、试验不同的开、停车方案,优化操作方案等,不利于培养学生理论联系实际的能力。在教学中也无益学生的自主创造性、创新性等综合能力的培养。
4 、虚拟机在化工仿真教学中的应用
()使用虚拟机可以在VM ware的系统上建立一个WIN98的主机,然后将早期引进的化工仿真软件安装在虚拟的WIN98主机上,使得这些仿真系统的稳定性大为提高。避免了在教学的过程中因为系统兼容性造成的仿真系统无法启动或者是频繁死机的现象。
()张伯伦在教学的过程中可以使用VM ware自带的照相功能进行断点的记录,只要学生下一次工作的过程中把断点文件拷回就会继续实验,不需要从头开始,大大方便了学生对自己实验进度的控制。在仿真过程中如果出现死机只是虚拟机死机,只要重启虚拟机即可,虚拟机会自动恢复到死机前实验进行的断点处继续进行,无需从头开始,保证了学生的实验进度。
()文件的安装删除机房管理老师最怕学生乱在硬盘上更改文件了,现在好了,让学生建立自己的OS,在自己的虚拟机上爱怎么改就怎么改,VM WareHost OS的文件来模拟Guest OS的硬盘。所以这些操作不会对Host OS造成影响。
() VM ware 经立通虚拟机系统使得仿真模拟实验的灵活性大为提高,所以教师在教学安排中不必要考虑实验时间的限制,根据自己的教学进度合理的安排实验。通过虚拟机在计算机教学中的应用,上课再也不用担心学生会搞破坏,致使机器无法启动了。另一方面,通过虚拟机
的应用,给学生提供了更广阔的实践的空间,学生的学习兴趣浓了。虚拟机的应用体现了计算机教学环境虚拟化、系统开放化的特点,提高了学生自主学习的能力。
    () VM ware 虚拟机系统的应用,使在现有的试验条件下可以模拟多个系统平台,避免现有仿真实验系统在教学过程中只能完成单一的项目的问题。能够模拟现在已经广泛应用的多系统分布式控制的化工系统,使仿真教学可以与实际生产联系地更紧密。在现有的单人单机的教学条件下实现大型项目的综合仿真
5 、结束语
VMware 独特的设计理念,开创了多系统共存的新纪元。随着VMware的进一步完善以及计算机性能的提高,我们将越来越多地体会到VM ware 在化工仿真教学中带来的灵活和便捷。它给计算机仿真教学提供了一种有效的辅助工具,充分挖掘了现有设备的潜力,提高了现有系统的利用率,而且在不额外添加硬件设备的条件下,可以增加学生的实践动手机会,加强学生的实践技能。因此,在计算机化工仿真实践教学中推广虚拟机技术具有非常积极的教学意义。相信在计算机教学中,VM ware 也必然会得到越来越广泛的应用。
参考文献:
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[4] 石聪文.化工仿真实训系统在高职教学中的应用探索.山东教育学院学报. 2008 年第3

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