Het concept van een virtuele machine werd geïntroduceerd rond 1960. Het is de evolutie van de time-sharing-techniek. Bij de time-sharing-methode heeft elk programma volledige toegang tot alle computerbronnen, maar tegelijkertijd wordt slechts één programma uitgevoerd. Het systeem schakelt tussen programma's in tijdschijven terwijl de programmastatus telkens wordt opgeslagen en hersteld. Met het gebruik van de time-sharing-methode kunnen meerdere gebruikers het computersysteem gelijktijdig gebruiken. IBM-onderzoekscentra hebben de time-sharing-methode ontwikkeld tot virtuele machines. CP-67 was de eerste die beschikbaar was virtuele machine-architectuur Er zijn systemen ontwikkeld met meerdere virtuele machines op één host en één virtuele machine op meerdere hosts.

Voordat u nieuwe hardware start technologie , wordt het eerst getest op de emulator om de gebreken in het ontwerp en de noodzakelijke stappen te detecteren, opnieuw te creëren en te repareren. Evenzo wordt, voordat nieuwe software wordt geïntroduceerd, deze gesimuleerd om eventuele fouten te controleren en deze te debuggen. Om deze taak uit te voeren, een systeem dat kan fungeren als vervanging voor de hoofdomgeving om nieuwe technologie te bouwen. Dit is waar virtuele machines in beeld komen. Het fungeert als de emulatie van het computersysteem en biedt de volledige functionaliteit van het fysieke systeem.

Wat is een virtuele machine?

Met de introductie van nieuwe technologieën en nieuwere onderzoeksmodellen worden er veel hardware- en softwareproducten gelanceerd. Veel van de software is platformafhankelijk en daarom is het soms moeilijk om fouten op te sporen of te controleren vanwege de beperkte hardwarebronnen.

Een VM (virtuele machine) is een emulatie van een computersysteem, waarbij deze machines computerarchitecturen gebruiken om de functionaliteit van een fysieke computer te bieden. Het fysieke apparaat waarop virtuele machines werken, staat bekend als Host, terwijl de virtuele machines bekend staan als Gast. Een enkele host kan meerdere aantallen gasten hebben.

Typen virtuele machines

De virtuele machine werkt als een computer en wordt in een sandbox geplaatst vanaf de rest van het hostsysteem. De software binnen de gast kan geen wijzigingen aanbrengen in de software van het hostsysteem. De virusbestanden kunnen dus worden getest met behulp van een virtuele machine zonder het hoofdcomputersysteem te beïnvloeden. De computersoftware die de virtuele machine maakt en uitvoert, staat bekend als Hypervisor. Op basis van hun functies zijn er twee verschillende soorten virtuele machines: virtuele systeemmachines en virtuele procesmachines.

1). Systeem virtuele machines

Deze typen VM's bieden volledige virtualisatie. Deze fungeren als vervanging voor de echte machine en bieden functionaliteiten om een geheel uit te voeren besturingssysteem Hardwarebronnen worden gedeeld en beheerd, waardoor er meerdere omgevingen op het hostsysteem ontstaan. Deze omgevingen zijn van elkaar geïsoleerd, maar bevinden zich op dezelfde fysieke host. Deze bieden dus time-sharing tussen verschillende besturingssystemen met één taak.

Om het delen van geheugen tussen verschillende virtuele machines op één computer mogelijk te maken besturingssysteem kunnen systemen voor overmatige toewijzing van geheugen worden toegepast. Geheugenpagina's met identieke inhoud kunnen worden gedeeld door meerdere virtuele machines die op dezelfde fysieke host aanwezig zijn. Dit is erg handig voor alleen-lezen pagina's.

2). Virtuele machines verwerken (VM)

Deze VM's staan ook bekend als Application virtual machines, Managed runtime environments. Dit type VM wordt uitgevoerd als een normale applicatie binnen het besturingssysteem van de host en ondersteunt een enkel proces. Het wordt gemaakt bij het starten van het proces en wordt vernietigd wanneer het proces eindigt. Het wordt gebruikt om een platformonafhankelijke programmeren omgeving toe aan het proces, waardoor het op dezelfde manier kan worden uitgevoerd op elk van de andere platforms.

Proces-virtuele-machine

Deze worden geïmplementeerd met behulp van tolken en bieden abstracties op hoog niveau. Deze worden in de volksmond gebruikt voor Java-programmering die Java virtuele machine gebruikt voor het uitvoeren van programma's. Er is een speciaal geval van een proces-VM die abstraheert over het communicatiemechanisme van een computercluster. Deze bevatten één proces per fysieke machine in het cluster. Deze helpen de programmeur om zich te concentreren op het algoritme in plaats van op het communicatieproces dat wordt geleverd door de interconnect en virtuele machine in OS De applicatie die op deze VM draait, heeft toegang tot alle services van het besturingssysteem. Parallelle virtuele machine, interface voor het doorgeven van berichten zijn voorbeelden van deze virtuele machines (VM).

Architectuur

Runtimesoftware is de virtualisatiesoftware die de Process VM implementeert. Het wordt geïmplementeerd op het API-niveau van de computerarchitectuur boven de gecombineerde laag van OS en hardware. Dit emuleert de instructies op gebruikersniveau, evenals aanroepen van het besturingssysteem of de bibliotheek. Voor de virtuele systeemmachine wordt de virtualisatiesoftware Virtual Machine Monitor (VMM) genoemd. Deze software is aanwezig tussen de hosthardwaremachine en de gastsoftware. VMM emuleert de hardware-ISA waardoor de gastsoftware een andere ISA kan uitvoeren.

“digitale circuits zijn gemaakt van analoge onderdelen ”

Voordelen

Enkele van de voordelen van de virtuele machines zijn als volgt:

Virtuele machines bieden softwarecompatibiliteit met de software die erop wordt uitgevoerd. Alle software die voor de gevirtualiseerde host is geschreven, zal dus ook op de virtuele machine draaien.
Het biedt isolatie tussen verschillende soorten besturingssystemen en processen. Het processorbesturingssysteem dat op de ene virtuele machine draait, kan dus de processen van de andere virtuele machines en het hostsysteem niet wijzigen.
Deze bieden inkapseling en software die aanwezig is op een virtuele machine kan worden gewijzigd en gecontroleerd.
Voor de host met meerdere besturingssystemen bieden deze verschillende functies, zoals geen dual-booting, overdracht van bestanden tussen virtuele machines, fouten in het ene besturingssysteem hebben geen invloed op het andere besturingssysteem op de host, freash OS kan eenvoudig worden toegevoegd.
Deze bieden goed softwarebeheer, zoals deze kunnen een complete softwarestack van de hostcomputer draaien, legacy OS draaien, enz.
Hier is het mogelijk om hardwarebronnen te delen met onafhankelijke softwarestapels en om de belasting te verdelen, kunnen de virtuele machines worden overgedragen naar de verschillende computers.

Moderne computersystemen worden dus complexer en bevatten verschillende nauw op elkaar inwerkende software- en hardwarecomponenten. Hier fungeert virtualisatie als een interconnectietechnologie. Virtuele machines zorgen ervoor dat incompatibele subsystemen samenwerken. Het biedt ook een flexibeler en effectiever gebruik van hardwarebronnen tussen meerdere besturingssystemen. Deze zorgen voor interoperabiliteit tussen hardware, systeemsoftware en applicaties. Wat zijn de verschillen tussen het proces Virtuele machine en systeem virtuele machine?