胡 振，譚鶴毅，張曉琪，周金容，代霜春

（南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子信息工程系，四川 南充 637131）

“計算機組裝與維護”是高職院校電子信息類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程[1]，其實訓(xùn)學(xué)時占比超過60%。按照高職教育的要求，該課程選用“教、學(xué)、做一體化”的項目式教材[2-4]，用任務(wù)驅(qū)動方法在實訓(xùn)室進行計算機組裝與維護教學(xué)活動[5-9]。

計算機組裝與維護實訓(xùn)需要使用操作系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動程序、常用應(yīng)用軟件和必備工具軟件等。若這些軟件以原版方式存儲在光盤、U 盤或移動硬盤中，會顯著增加實訓(xùn)成本和管理復(fù)雜性，而且實訓(xùn)效率較低。在實際的計算機安裝、維護工作中，通常會借助工具盤（光盤或 U 盤）進行軟件安裝和維護工作，操作簡便而高效。工具盤是利用Windows PE啟動盤工具制作的，雖能用于快速裝機和軟件維護，但是缺乏軟件的完整性和操作方法的規(guī)范性，簡化版本的軟件存在功能缺失和運行出錯的情況。

為此，筆者開發(fā)了計算機組裝與維護實訓(xùn)工具盤，將需用軟件分類集成于光盤或閃存盤中，將系統(tǒng)引導(dǎo)、軟件安裝和優(yōu)化維護功能融于一體，既能滿足課程實訓(xùn)之需，又可用于實際裝機與維護工作[10]。

1 課程實訓(xùn)項目及軟件需求

高職“計算機組裝與維護”課程教學(xué)內(nèi)容[11-12]以實踐為中心、任務(wù)為驅(qū)動，按照“計算機選購→硬件安裝→軟件安裝→優(yōu)化維護→故障排除”的流程進行實訓(xùn)項目設(shè)置。具體實訓(xùn)項目及需用軟件如下：

（1）微機（臺式機和筆記本電腦）選購；

（2）臺式機（兼容機）組裝；

（3）微機BIOS（包括UEFI BIOS）設(shè)置；

（4）硬盤分區(qū)與格式化，需用軟件DiskGenius、Partition Assistant、Acronis Disk Director；

（5）操作系統(tǒng)安裝（含Windows 7 系統(tǒng)安裝、.GHO映像還原，雙系統(tǒng)安裝），需用軟件32/64 bit Windows 7/10、32/64 位 Windows 8/10 PE；

（6）驅(qū)動程序安裝與管理，需用實訓(xùn)微機的硬件驅(qū)動程序、DriverGenius；

（7）應(yīng)用軟件安裝與卸載，需用軟件WinRAR、UltraISO、Microsoft Office 2010；

（8）局域網(wǎng)配置與文件共享設(shè)置；

（9）系統(tǒng)備份與還原，需用軟件 Ghost、Acronis True Image；

（10）硬件參數(shù)與性能測試，需用軟件CPU-Z、Super π、wPrime、HD Tune Pro、CrystalDiskMark、GPU-Z、3DMark 11、CrystalMark、魯大師、AIDA64；

（11）性能優(yōu)化與日常維護 ， 需用 軟件 MSI Afterburner、Intel Extreme Tuning Utility、WiseCare365、360 安全衛(wèi)士；

（12）常見故障診斷及排除。

在以上實訓(xùn)項目中，微機選購、臺式機組裝、BIOS設(shè)置、局域網(wǎng)配置與文件共享設(shè)置、常見故障診斷與排除無需專門軟件，其余實訓(xùn)項目則需借助特定軟件完成。工具盤中放置有代表性的應(yīng)用軟件和工具軟件，可以方便學(xué)生進行技能拓展訓(xùn)練。

2 工具盤結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 工具盤的功能結(jié)構(gòu)

“計算機組裝與維護”實訓(xùn)工具盤既以實用于裝機、維護工作為主要目標(biāo)，也需滿足課程實訓(xùn)要求，因此必須具有以下功能：

（1）系統(tǒng)引導(dǎo)。這是工具盤的基礎(chǔ)功能，由寫入光盤或U 盤引導(dǎo)區(qū)的特殊代碼實現(xiàn)，其作用為載入操作系統(tǒng)?？捎?EasyBoot 的 loader.bin、Grub4DOS 的grldr 等引導(dǎo)模塊實現(xiàn)工具盤的系統(tǒng)引導(dǎo)功能。

（2）操作環(huán)境。為了方便進行軟件安裝和系統(tǒng)維護工作，工具盤必須提供輕巧、快捷、使用簡便的操作系統(tǒng)環(huán)境（由系統(tǒng)內(nèi)核、命令接口和用戶界面等構(gòu)成），以DOS 和Windows PE 最為常用。DOS 的內(nèi)核小巧、硬件要求低、運行速度快，但其命令行操作方式不易被學(xué)生掌握；Windows PE 是最小化 Windows系統(tǒng)，可集成多種工具軟件，很適合高職學(xué)生使用。

（3）操作系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動程序安裝。工具盤提供Windows 系統(tǒng)的標(biāo)準安裝和映像還原兩種安裝方法，并支持設(shè)備驅(qū)動程序安裝的兩種方法——Windows 設(shè)備管理器和第三方工具。

（4）常用安裝和維護工具軟件。工具盤必須支持常用工具軟件的安裝、運行，以便學(xué)習(xí)、掌握硬盤分區(qū)、系統(tǒng)備份、性能測試、清理優(yōu)化等計算機安裝維護技能。還需提供一些典型的應(yīng)用軟件，讓學(xué)生練習(xí)、掌握正確的軟件安裝和卸載方法。

工具盤的功能結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 工具盤的功能結(jié)構(gòu)

2.2 工具盤的目錄結(jié)構(gòu)

“計算機組裝與維護”實訓(xùn)工具盤需集成的軟件復(fù)雜、文件眾多。為滿足課程實訓(xùn)的規(guī)范性、完整性要求，應(yīng)將部分軟件置于特定文件夾，供學(xué)生實訓(xùn)操作時自行安裝運行。從實際裝機、維護工作的便捷性考慮，需將操作環(huán)境和必用工具軟件集成到啟動文件夾中，以便在工具盤的啟動選單界面直接運行。

（1）根目錄（PCTools）中放置 Windows 系統(tǒng)的原版安裝程序和.GHO 映像文件，用 UltraISO 提取Windows 7/10 安裝光盤鏡像內(nèi)容到該文件夾，并將Windows 系統(tǒng)的.GHO 映像文件放置于此。

（2）啟動文件夾（IMGBoot）放置從啟動選單執(zhí)行的功能模塊，主要包括 Windows 系統(tǒng)安裝引導(dǎo)文件、操作環(huán)境（Windows PE）鏡像、硬盤分區(qū)軟件、備份還原工具等。

（3）驅(qū)動程序文件夾（Drivers）放置設(shè)備驅(qū)動程序和第三方驅(qū)動管理軟件，按計算機主機配置、硬件類別、型號和適用的操作系統(tǒng)版本建立下級目錄結(jié)構(gòu)，將各類驅(qū)動程序分別存放。

（4）常用軟件文件夾（UserTool）分類放置Windows 系統(tǒng)環(huán)境的應(yīng)用軟件和工具軟件。

工具盤的目錄結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 工具盤的目錄結(jié)構(gòu)

3 功能模塊及其映像創(chuàng)建

對于在“計算機組裝與維護”工具盤啟動選單界面執(zhí)行的功能模塊，需將軟件與操作系統(tǒng)核心、用戶接口程序整合為可獨立運行的光盤鏡像或軟盤映像，并按2.2 節(jié)所述保存到相應(yīng)位置。

3.1 Windows PE 鏡像創(chuàng)建

選擇制作主流的32/64 位Windows 8/10 PE，并在其中集成硬盤分區(qū)、Windows 系統(tǒng)安裝、備份還原等常用軟件工具。以制作64 位Windows 10 PE 鏡像W10PE64.iso 為例，需創(chuàng)建PE 鏡像文件和添加工具軟件。

3.1.1 創(chuàng)建PE 鏡像文件

用Windows 10 ADK（assessment and deployment kit，評估和部署工具包）可得到純凈版Windows PE，但其操作界面為命令行窗口，不適合學(xué)生使用，因此采用第三方軟件WinBuilder 設(shè)計 Projects 并編輯Script，然后運行WinBuilder，由Windows 10 x64 安裝光盤創(chuàng)建PE 鏡像W10PE64.iso，如圖3 所示。

圖 3 用 WinBuilder 創(chuàng)建 Windows 10 PE 鏡像

3.1.2 添加工具軟件

可利用整合于PE 鏡像中的命令工具PECMD.EXE添加綠色版（非安裝）軟件。以添加CPU-Z 軟件為例，其操作流程如下：

（1）以UltraISO 軟件打開W10PE64.iso，提取其sources 文件夾中的boot.wim 文件，并用7-Zip 將其內(nèi)容釋放到boot 文件夾；

（2）解壓 CPU-Z 軟件包至文件夾 CPU-Z，將其復(fù)制到bootProgram Files，并用記事本修改petools.ini（或 bootWindowsSystem32Pecmd.ini）文件，在相應(yīng)位置增加如下命令行：

LINK %Desktop%CPU-Z,%ProgramFiles%CPU-Zcpuz_x64.exe

LINK %Programs%TestCPU-Z,%ProgramFiles%CPU-Zcpuz_x64.exe

以上命令可分別在 PE 系統(tǒng)的桌面和“開始”選單創(chuàng)建CPU-Z 的運行快捷方式；

（3）用 WimTool 軟件將 boot 文件夾制作成映像文件boot.wim，替換W10PE64.iso 中的原文件，然后將 W10PE64.iso 存于 PCToolsIMGBoot 文件夾。

3.2 Windows 系統(tǒng)映像創(chuàng)建

在實際的計算機安裝和維護工作中，幾乎都采用快速、簡便的映像還原法安裝 Windows 系統(tǒng)，所用Windows 系統(tǒng)映像都是以 Ghost 軟件創(chuàng)建的。以 32位Windows 7 系統(tǒng)映像Win7x86.GHO 的制作為例，有以下幾種具體做法：

（1）使用 Ghost 軟件創(chuàng)建。以標(biāo)準方法將 32 位Windows 7 系統(tǒng)安裝于實訓(xùn)計算機的硬盤分區(qū)中，用Ghost 軟件將該分區(qū)生成映像文件Win7x86.GHO。但是這樣做成的系統(tǒng)映像沒有通用性，必須還原到硬件配置相同的計算機才能正常運行。

（2）利用專業(yè)軟件封裝。Easy Sysprep 和Sysprep ceo tool 等專業(yè)工具仍以Ghost 為核心，但通過設(shè)備底層驅(qū)動處理，使得系統(tǒng)映像 Win7x86.GHO 能適用于各種硬件配置，可在還原過程中安裝系統(tǒng)補丁、設(shè)備驅(qū)動程序和常用軟件。

（3）修改現(xiàn)成的Windows 系統(tǒng)映像。從Internet下載Windows 7 系統(tǒng)的.GHO 映像，用Ghost Explorer軟件打開并修改之。刪除其中多余軟件的步驟如下：①刪除該軟件在Program Files中的安裝文件夾、ProgramDataMicrosoftWindowsStart MenuPrograms 中的啟動文件夾和 UserPublicDesktop（或 User用戶名Desktop）中的快捷方式；②復(fù)制 WindowsSystem32config 下的software 文件，運行本機系統(tǒng)的“注冊表編輯器”，將software 文件加載為 HKEY_LOCAL_MACHINE 項目的配置單元，查找、刪除其中多余軟件的項目和鍵值，完成之后卸載該配置單元，并將其添加到.GHO 映像中替換原 software 文件；③重新編譯映像，保存為Win7x86.GHO。

3.3 軟盤映像創(chuàng)建

DiskGenius、Ghost 等 DOS 版軟件需與 DOS 系統(tǒng)整合為軟盤映像才能獨立運行，可用 WinImage 軟件完成該項工作。以創(chuàng)建軟盤映像Win7gho.img 為例，其功能是將Windows 7 系統(tǒng)映像Win7x86.GHO 還原安裝到硬盤第一分區(qū)。

（1）將 DOS 系統(tǒng)和 Ghost 軟件的全部文件置于Win7GHO 文件夾。

（2）編輯系統(tǒng)配置文件config.sys，內(nèi)容如下：

（3）編輯啟動批處理文件autoexec.bat：

（4）運行WinImage 軟件，新建2.88 MB 軟盤映像，加入 Win7GHO 文件夾中的全部文件，保存為PCToolsIMGBootWin7gho.img。

4 選單的設(shè)計與實現(xiàn)

“計算機組裝與維護”工具盤啟動選單的制作工具主要有 GRUB4DOS 和 EasyBoot。GRUB4DOS 功能強大、兼容性好，但需編程實現(xiàn)，學(xué)生較難掌握。因此采用直觀、易用的EasyBoot 軟件來創(chuàng)建選單系統(tǒng)。

4.1 選單界面設(shè)計

（1）更改EasyBoot 工作目錄。按照前文2.2 節(jié)的目錄結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，在安裝 EasyBoot 之后，將disk1ezboot 文件夾中的 BACK.BMP、bootmenu.ezb、ezldr、loader.bin 和 EasyBootezboot.dat 文件復(fù)制到PCToolsIMGBoot 中，使IMGBoot 成為工作目錄。

（2）設(shè)計工具盤選單界面。打開選單文件PCToolsIMGBootootmenu.ezb，在編輯窗口中按需添加選單條，設(shè)置選單文本、位置坐標(biāo)、顏色屬性和快捷鍵，設(shè)計的界面效果可在預(yù)覽窗口實時顯示，完成后保存。

4.2 選單功能實現(xiàn)

EasyBoot 軟件提供一系列命令來調(diào)用光盤鏡像（.iso）文件和軟盤映像（.img）文件，包括內(nèi)部命令run、vfloppy 和外部命令bcdw、memdisk 等，其一般格式為：

命令名[[路徑]文件名|參數(shù)]

用EasyBoot 打開工具盤選單文件bootmenu.ezb，輸入各選單條的執(zhí)行命令，如表1 所示。

表1 “計算機組裝與維護”工具盤選單命令

5 工具盤鏡像生成與成品制作

5.1 軟件集成及文件處理

根據(jù)工具盤的功能要求，將實訓(xùn)項目需用的軟件轉(zhuǎn)換為合適的文件格式，并按圖2 的目錄結(jié)構(gòu)存放。

5.1.1 Windows 7 和 Windows 10 安裝程序

為滿足多操作系統(tǒng)安裝要求，工具盤需同時提供Windows 7 x64 和Windows 10 x86 的系統(tǒng)安裝程序，并對其進行技術(shù)處理。為減小工具盤體積、避免復(fù)雜的修改操作，可將二者的安裝映像文件合并，利用后者的安裝程序進行安裝，具體步驟如下：

（1）以UltraISO 提取Windows 10 x86 安裝光盤鏡像內(nèi)容到PCTools 文件夾，刪除support、autorun.inf和setup.exe 等內(nèi)容；sources 文件夾中保留boot.wim、EI.CFG、install.wim、lang.ini 和 setup.exe；

（2）將 install.wim 文件復(fù)制到 X:，重命名為w10x86.wim；提取Windows 7 x64 安裝光盤鏡像中的install.wim 文件到X:，更名為w7x64.wim；

（3）將 imagex.exe 復(fù)制到 C:WindowsSystem32中，以管理員身份打開命令提示符窗口，執(zhí)行命令：

imagex /export X:w7x64.wim 1 X:install.wim/compress maximum

imagex /export X:w10x86.wim 1 X:install.wim/compress maximum

上述命令將指定的映像分卷導(dǎo)出，并添加到目標(biāo)映像install.wim 中，其中1 為分卷號，完成之后復(fù)制install.wim 到PCToolssources 文件夾替換原文件；

（4）用UltraISO 打開Windows 10 x86 安裝光盤鏡像，保存引導(dǎo)文件為PCToolsIMGBootWin10.bif。

5.1.2 設(shè)備驅(qū)動程序

復(fù)制驅(qū)動精靈（或其他同類軟件）安裝程序DGSetup.exe 到 PCToolsDrivers；將實訓(xùn)用機 HP 288 Pro G3 MT 和 Lenovo M690E 的 Windows 7 x64、Windows 10 x86 驅(qū)動程序文件按硬件類型和型號分類，分別復(fù)制到Chipset、Display、Network 和Audio 文件夾。

5.1.3 常用軟件

分別復(fù)制WinRAR、Microsoft Office 2010、UltraISO等應(yīng)用軟件包至UserToolApplication，AIDA64、Super π 和魯大師等測試軟件包至UserToolTest，WiseCare365、360 安全衛(wèi)士等優(yōu)化維護軟件包至UserToolOptimization。

5.2 鏡像生成與功能測試

完成選單設(shè)計和全部軟件的文件集成后，用EasyBoot 生成工具盤鏡像PCTools.iso，其設(shè)置界面如圖4 所示。

圖4 制作工具盤鏡像的設(shè)置界面

為進行工具盤功能測試，安裝、運行 Vmware Workstation，將工具盤鏡像文件PCTools.iso 載入虛擬機光驅(qū)中，進入固件（即BIOS 設(shè)置）界面，將CD-ROM設(shè)置為第一啟動設(shè)備，保存設(shè)置后開啟虛擬機，測試工具盤的各項預(yù)設(shè)功能。若需修改鏡像內(nèi)容，可用UltraISO 打開PCTools.iso 文件，直接對其進行添加、刪除和替換，然后重新保存。

5.3 工具盤成品制作

按本文方案制作的工具盤鏡像文件 PCTools.iso為 12 GB 左右，需 BD 光盤才能容納，但可將其中Win10gho.img 文件刪除（同時修改啟動選單），則其減小為8 GB 左右，即能刻錄到DVD9 光盤。

更好的選擇是以閃存盤作為存儲介質(zhì)。為便于制作成啟動兼容性更好的USB-CD 格式，宜選購主控芯片為群聯(lián)、銀燦或慧榮的16～32 GB 閃存盤，用量產(chǎn)軟件將鏡像文件PCTools.iso 內(nèi)容寫入。

6 結(jié)語

根據(jù)高職“計算機組裝與維護”課程的實訓(xùn)目標(biāo)和任務(wù)要求研制的“計算機組裝與維護”實訓(xùn)工具盤，已經(jīng)在多個班級實訓(xùn)和眾多學(xué)生裝機、維護使用，完全滿足了課程實訓(xùn)和實際應(yīng)用的需要。