软件虚拟化在计算机实验室的应用研究

软件虚拟化在计算机实验室的应用研究摘要：高校计算机实验室应用范围不断扩大，软件环境频繁更新对高校实验室管理人员造成一定困难，对此提出了一种软件虚拟化的软件部署方案，降低了实验室软件环境的部署次数，提高部署效率。关键词：软件；虚拟化；实验室随着网络的发展与应用以及各类利用计算机软件系统模拟的实验教学环境的出现及使用，各个高校都建设了大量的计算机实验室用于学生的实验、实训课程的学习以及各类社会服务项目，但高校计算机实验室的急剧增加，应用范围的不断扩大，社会服务项目的不断增多，造成大面积的计算机实验室内的软件配置环境不断更改、更新，甚至重新进行部署，此类工作都直接造成计算机实验室的管理任务增加，如何能够有效地提高实验室的灵活度，降低实验室的更改、更新、重新部署次数、提高实验室的部署速度就成为计算机实验室管理人员共同面临、需要解决的关键问题。一、实验室目前存在的问题以山西大学商务学院为例，以各大学计算机实验室存在的共同点为研究对象。各高校普遍拥有的计算机实验室在20个以上，用于实验的计算机数量在1200台以上，因实验室不断建设、教学软件更新的特性，造成各实验室中的计算机性能良莠不齐，实验室在经过几年的使用后虽然都根据各计算机的特性有针对性地进行着升级等改造，但局限于计算机的基本结构，也只能缓解一时的困难，无法根本解决教学需要与实验设备性能落后的矛盾，因此在满足各类教学、实验上存在不同差距。例如在2005年左右建设的计算机实验室，计算机配置主要集中在p43.0级的cpu，虽然在使用中对内存进行升级，但因计算机的基本结构已定，并不能实质性地提高计算机的运行能力，因此在实践教学中就形成了各教学软件可以运行但效率有限的症状，尤其是在单机被部署较多的教学软件后，计算机运行慢的症状表现得更加突出。为缓解和解决该类问题，各高校的计算机实验室不断投入、重新建设，在硬件配置上得到了大幅度提升，均采用i5级或以上的cpu，但相应而来的是目前部分软件对64位系统的兼容性不足，主要集中在原有的实验环境模式系统。受这些因素的影响，在不同性能的计算机实验室中部署教学软件时就变得更为复杂，因此需要一种既能解决低性能计算机在大量软件部署后对效率的低影响又能改变试验教学软件在64位系统上运行的方式。二、软件虚拟化在实验室的应用在每个学期的开学伊始，各高校的实验室都要根据教学的不同需要对实验室内的计算机软件环境进行更改、更新甚至重新部署，以满足教学的需要，而在教学的过程中，因高校计算机实验室承担的各类考试，诸如国家计算机等级考试、财务类考试以及其他用到计算机实验室的项目，势必造成计算机软件环境的重新部署。在实验室部署效率的摸索中，经过简单绿色版或免安装软件的过渡后选择了利用vmwarethinapp软件来处理应用程序的安装问题。vmwarethinapp是一款可将应用软件进行虚拟化的工具软件，可以实现在同一操作系统上运行多版本的虚拟应用程序而不发生冲突，甚至可以运行同一应用程序的多个版本。在这里主要用该虚拟化工具来制作免安装的单文件应用软件，改变传统的软件完全安装模式，充分结合实践教学的需要，对教学软件进行虚拟化处理，测试、跟踪、评估软件的运行表现及效果。提高计算机实验室内教学软件的快速部署，提高单机的运算效率，并同时解决部分软件无法在windows7操作系统上运行的问题，排除部分教学软件的冲突。在制作该类软件前，首先需要对计算机实验室的实验软环境进行统计，结合高校实践教学的需要，根据教学软件性质的不同进行分类，整理出所有实验、实训教学需要的软件，按照软件的特性及用途、实验室中的利用率逐个对软件进行分类，按软件的特性及用途一般可以把软件分为服务类软件、编程类软件、工具类软件。[1，2]软件的利用率可根据各院校的教学计划将软件分为高使用率和一般使用率、较低使用率，按照以上两种分类的交集中会发现，服务类软件通常处于较低的使用率，仅局限于计算机专业类的学生，大多时间与编程类软件同步使用。编程类软件的使用率一般，虽然也集中在计算机相关专业学生，但其对编程软件的使用却贯穿整个学习、研究过程。工具类软件则因为多样性、普及性使用率较高而种类较多，如影音、图像、统计等。下面针对各类软件在安装后对计算机单机性能的影响，根据完成的分类逐个分析。服务类软件在服务类软件安装后，由于软件本身的服务性质，会造成系统的加载项过多，计算机运行时增加不必要的消耗。编程类软件安装后本身对系统性能的影响不大，而且在使用时地点比较固定。工具类软件虽然单个软件在安装后对系统的影响不大，但因种类太多，如果在实验室中希望实现大面积安装时比较费时，对系统的影响也会增加。针对分类，可考虑在实验室的部署上，服务类软件在性能可保证的前提下采用虚拟化的模式进行部署。编程类软件可采用传统安装模式。工具类软件则尽量采用虚拟化的模式大面积部署，既保证了机房的灵活调配又不会造成对实验、实训效果的影响。在传统的计算机软件安装模式时，每个学期开始，各计算机实验室需要核对自己的课表，并与代课教师核对实验软件的版本，然后才能对实验室内的计算机进行系统更新，并逐一安装试验用应用软件，同时需要注意软件之间的冲突问题，而且很难避免软件的安装失败时对系统造成不良的影响。而在计算机实验室中因采用软件虚拟化与传统模式的混合运行后，可根据实验室内计算机的性能以及实验室的教学安排来合理采用应用软件的虚拟化，实验环境需要大面积应用软件是提前处理好的独立运行程序，它的部署免去了传统软件运行模式的安装过程，可以将可运行的单文件软件直接保存在有还原功能的非系统分区里，因此，软件的安装工作就只是几个文件的拷贝工作，不仅提高了工作的效率，同时保证了软件的可运行性。采用虚拟化后的应用软件部署到实验室时，由于vmwarethinapp将程序需要使用的相关资源如exe、dll、ocx、注册表项等打包封装到一个单一的可运行文件中，程序在运行时所需要的资源也都从这个可运行文件中调用到虚拟环境中，从而实现与操作系统的隔离。因而应用软件本身在不处于运行状态时与计算机的系统没有关联，因此它不再受系统的更替影响，同时由于软件处于独立文件的形态存在于计算机中，免去了与其他软件的冲突，提高了软件运行时的稳定性及可靠性。软件在系统启动时不随系统的启动而启动，在不运行软件时软件只是作为一个大文件单独保存，不存在计算机运行资源的消耗。当虚拟化后的应用程序被关闭时，软件将完全与系统剥离，释放对系统资源的占用，对其所产生的修改都只保留在软件自身的目录内，也可同时提高学生对软件设置的灵活掌握，需要恢复软件的默认设置时仅需要删除虚拟化软件在运行后产生的文件即可。因虚拟化软件在制作过程中包含了与自身运行有关的系统关联项，使得虚拟化软件可在不同的系统平台中运行。同时，在计算机实验室中存在部分实验室需要使用双系统的实验环境，在传统模式时需要在两套系统中均安装软件，负责就需要，采用了虚拟化软件的运行模式时只需对应用软件一次性部署，把存放应用软件的分区提供双系统可见即可，这样在需要使用应用软件时即可直接使用，而不用在双系统之间频繁切换。三、总结在采用软件虚拟化的进程中值得注意的是，虽然应用软件的虚拟化给计算机实验室的应用、部署上带来了高效性及灵活性，但也要注意实践教学软件进行虚拟化处理后的测试，并根据不同性质的软件进行技术性总结归类，总结使用过程中的问题、缺陷，并逐个摸索，直到虚拟化后的实践教学软件达到教学的要求，保证应用程序对功能性，不能因软件的虚拟化而造成对教学的影响，同时，应根据各高校实验教学的实际情况，在学生、教师中对虚拟化后的软件进行性能及使用表现调查，以发现问题所在，探索问题的原因并进行修正、完善，充分研究分析各类软件的使用率，合理采用传统软件应用模式与软件虚拟模式的结合，提高效率，而且对实验指导教师要做好充分的软件使用说明。参考文献：[1]张文盛.虚拟化服务器的应用研究[j].办公自动化,2010,(8).[2]罗婕,宁天桥.服务器虚拟化技术在计算机实验室的实践应用[j].计算机时代,2010,(2).