虛擬機

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虛擬機(virtual machine)

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什麼是虛擬機

  虛擬機電腦科學中的體繫結構里,是指一種特殊的軟體,可以在電腦平臺和終端用戶之間創建一種環境,而終端用戶則是基於這個軟體所創建的環境來操作軟體。

虛擬機的闡述

  虛擬機最初由波佩克與戈德堡定義為有效的、獨立的真實機器的副本。當前包括跟任何真實機器無關的虛擬機。

  例子: 用Java編寫的程式可以通過對Java運行環境(JRE)軟體發命令獲得服務,獲取期望的結果。透過提供這種服務,JRE起到了虛擬機的作用。程式不必為特定的操作系統或硬體編寫。

  虛擬機根據它們的運用和與直接機器的相關性分為兩大類。系統虛擬機提供一個可以運行完整操作系統的完整系統平臺。相反的,程式虛擬機為運行單個電腦程式設計,這意謂它支持單個進程。虛擬機的一個本質特點是運行在虛擬機上的軟體被局限在虛擬機提供的資源里——它不能超出虛擬世界。

虛擬機的技術

  基於這種虛擬機,用戶可以運行任何操作系統,比如可以在他們“個人的”虛擬電腦上運行兩個不同的操作系統(也被稱為“訪客(guests)”)。這樣的話,新版的實驗性操作系統就可以與舊版的較穩定版本一同在單獨的虛擬機上運行。這個過程甚至可以重覆(recursive);IBM就在運行於舊版的虛擬機上的虛擬機上調試它新版的虛擬機操作系統,VM。

  這個概念的一個早期用戶就是IBM大型電腦上的VM/CMS time-sharing產品,該產品使用的互動式計算單用戶操作系統,CMS,相對來說比較簡單,運行於VM上。通過這種方式,CMS編寫起來就比較簡單,就好像只有它一個在運行一樣,VM操作系統就在幕後提供多任務以及資源管理服務。

  當然,不是每個VM用戶都必須運行CMS;有些用戶選擇在一個或者多個虛擬機上運行某種OS/360(或者MVS),來提供傳統上的批處理任務。今天,IBM大型機還在使用VM,許多虛擬機上運行的是Linux操作系統。VMware、twoOStwo以及SVISTA軟體包在現代電腦上都在處理類似截獲硬體訪問,模擬除了處理器以外的任何主板上的器件的事情。

  plex86屬於另外一種情況,它使用特定的打過補丁的內核,只能運行於Linux下,而且只能在其之上運行Linux。因此,它不是模擬處理器,它利用bochs來模擬主板設備。現代電腦使用的x86處理器架構其實並不能滿足Popek和Goldberg虛擬化要求。很明顯,這種架構缺少所有特權機器指令都會產生異常的模式,而這種模式可以做到單指令的虛擬化。這導致VMware或類似的x86虛擬軟體必須動態地重新編譯特權模式代碼。這種虛擬技術和運行於如IBM System/370、Motorola MC68020的原生態可虛擬架構上的VM相比,就會多出一些性能上的開銷。IntelAMD都聲稱計劃給未來的x86處理器加入x86虛擬化能力。

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