主流的虛擬化技術(shù)及其應(yīng)用前景

朱宗超 王志奎

摘要：虛擬化技術(shù)就是把物理資源轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬌峡梢怨芾淼馁Y源，以打破物理結(jié)構(gòu)之間的壁壘的技術(shù)。經(jīng)過(guò)了幾十年的發(fā)展，虛擬化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的較為成熟，并在越來(lái)越多領(lǐng)域里得到了應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：虛擬化；模擬；應(yīng)用廣泛1主流的虛擬化技術(shù)

⑴虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)以及傳感技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的虛擬技術(shù)交叉學(xué)科，對(duì)該技術(shù)的研究始于20世紀(jì)60年代。直到90年代初，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)才開(kāi)始作為一門(mén)較完整的體系而受到人們極大的關(guān)注。虛擬現(xiàn)實(shí)中的“現(xiàn)實(shí)”是泛指在物理意義上或功能意義上存在于世界上的任何事物或環(huán)境，它可以是實(shí)際上可實(shí)現(xiàn)的，也可以是實(shí)際上難以實(shí)現(xiàn)的或根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。而“虛擬”是指用計(jì)算機(jī)生成的意思。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)是指用計(jì)算機(jī)生成的一種特殊環(huán)境，人可以通過(guò)使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個(gè)環(huán)境中，并操作、控制環(huán)境，實(shí)現(xiàn)特殊的目的，即人是這種環(huán)境的主宰。虛擬現(xiàn)實(shí)的本質(zhì)是人與計(jì)算機(jī)的通信技術(shù)，它幾乎可以支持任何人類(lèi)活動(dòng)，適用于任何領(lǐng)域。

⑵虛擬機(jī)技術(shù)。虛擬機(jī)技術(shù)是國(guó)際反病毒領(lǐng)域的前沿技術(shù)。這種技術(shù)更接近于人工分析，智能化極高，查毒的準(zhǔn)確性也極高。虛擬機(jī)用來(lái)偵測(cè)已知病毒速度更為驚人，誤報(bào)率可降到一個(gè)千分點(diǎn)以下！這項(xiàng)技術(shù)在1997年被認(rèn)為是國(guó)際反病毒領(lǐng)域的前沿技術(shù)，至今仍有許多人在研究和完善它。因?yàn)樗奈磥?lái)可能是一臺(tái)用于Internet上的龐大的人工智能化的反病毒機(jī)器人。當(dāng)然，也是一個(gè)軟件機(jī)器人。

⑶虛擬儀器技術(shù)。虛擬儀器技術(shù)把現(xiàn)成即用的商業(yè)技術(shù)與創(chuàng)新的軟硬件平臺(tái)相集成，從而為嵌入式設(shè)計(jì)、工業(yè)控制以及測(cè)試和測(cè)量提供了一種獨(dú)特的解決方案。使用虛擬儀器技術(shù)，工程師們可以利用圖形化開(kāi)發(fā)軟件方便高效地創(chuàng)建完全自定義的解決方案，以滿(mǎn)足靈活多變的需求趨勢(shì)——這完全不同于專(zhuān)門(mén)的、只有固定功能的傳統(tǒng)儀器。

⑷CPU虛擬化技術(shù)。CPU的虛擬化技術(shù)是一種硬件方案，支持虛擬技術(shù)的CPU帶有特別優(yōu)化過(guò)的指令集來(lái)控制虛擬過(guò)程，通過(guò)這些指令集，VMM(VirtualMachineMonitor，虛擬機(jī)監(jiān)視器)會(huì)很容易提高性能，相比軟件的虛擬實(shí)現(xiàn)方式會(huì)很大程度上提高性能。

⑸桌面虛擬化技術(shù)。桌面虛擬化可以生成現(xiàn)有操作系統(tǒng)的全新虛擬鏡像，它具有真實(shí)windows系統(tǒng)完全一樣的功能。進(jìn)入虛擬系統(tǒng)后，所有操作都是在這個(gè)全新的獨(dú)立的虛擬系統(tǒng)里面進(jìn)行，可以獨(dú)立安裝運(yùn)行軟件,保存數(shù)據(jù),擁有自己的獨(dú)立桌面。不會(huì)對(duì)真正的系統(tǒng)產(chǎn)生任何影響。也不會(huì)因?yàn)檎嬲南到y(tǒng)出問(wèn)題而影響在虛擬系統(tǒng)里面軟件和數(shù)據(jù)。

2應(yīng)用前景

虛擬技術(shù)早在20世紀(jì)70年代便開(kāi)始將其用于培訓(xùn)宇航員。由于這是一種省錢(qián)、安全、有效的培訓(xùn)方法，現(xiàn)今已被推廣到各行各業(yè)的培訓(xùn)中。

⑴科技開(kāi)發(fā)。比如在科技館中，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，我們可以真實(shí)再現(xiàn)外星球星體表面的地況，演示其結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程；還可以深入到天體內(nèi)部，把天體內(nèi)部的情況通過(guò)模擬圖像展示出來(lái)，太陽(yáng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)通過(guò)其他手段是很難展示的，但通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，卻可以逼真地表現(xiàn)出來(lái)。

⑵商業(yè)。虛擬技術(shù)常被用于推銷(xiāo)。例如建筑工程投標(biāo)時(shí)，把設(shè)計(jì)的方案用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)表現(xiàn)出來(lái)，便可把業(yè)主帶入未來(lái)的建筑物里參觀，如門(mén)的高度、窗戶(hù)朝向、采光多少、屋內(nèi)裝飾等，都可以感同身受。

⑶醫(yī)療業(yè)。虛擬技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)療業(yè)一般有一下幾個(gè)方向。1）手術(shù)培訓(xùn)。未來(lái)的手術(shù)醫(yī)生在真正走向手術(shù)臺(tái)前，需進(jìn)行大量精細(xì)的訓(xùn)練。而虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以提供理想的培訓(xùn)平臺(tái)供廣大醫(yī)生使用。2）手術(shù)預(yù)演。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可用病人的實(shí)際數(shù)據(jù)產(chǎn)生虛擬圖像，在計(jì)算機(jī)中建立一個(gè)模擬環(huán)境，醫(yī)生借助虛擬環(huán)境中的信息進(jìn)行手術(shù)預(yù)演，以合理、定量制的制定手術(shù)方案。3）臨床診斷。利用三維重構(gòu)技術(shù)開(kāi)發(fā)的純軟件醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出許多虛擬內(nèi)窺鏡的軟件，可以使醫(yī)生的視線在病人體內(nèi)甚至毛細(xì)血管中自由航行。這種動(dòng)態(tài)的現(xiàn)實(shí)顯示對(duì)臨床診斷具有無(wú)比珍貴的價(jià)值。

⑷娛樂(lè)行業(yè)。娛樂(lè)行業(yè)是虛擬技術(shù)最廣闊的用途。英國(guó)出售的一種滑雪模擬器。使用者身穿滑雪服、腳踩滑雪板、手拄滑雪棍、頭上載著頭盔顯示器，手腳上都裝著傳感器。雖然在斗室里，只要做著各種各樣的滑雪動(dòng)作，便可通過(guò)頭盔式顯示器，看到堆滿(mǎn)皚皚白雪的高山、峽谷、懸崖陡壁，一一從身邊掠過(guò)，其情景就和在滑雪場(chǎng)里進(jìn)行真的滑雪所感覺(jué)的一樣。

⑸城市規(guī)劃。城市規(guī)劃一直是對(duì)全新的可視化技術(shù)需求最為迫切的領(lǐng)域之一，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以廣泛的應(yīng)用在城市規(guī)劃的各個(gè)方面，并帶來(lái)切實(shí)且可觀的利益。

⑹教育領(lǐng)域。隨著虛擬技術(shù)的發(fā)展和教育教學(xué)要求手段的不斷提高，虛擬技術(shù)也開(kāi)始走入教育領(lǐng)域，并且將成為未來(lái)的一種發(fā)展趨勢(shì)。

⑺軍事領(lǐng)域。如今美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家已經(jīng)在利用虛擬的網(wǎng)絡(luò)游戲來(lái)練兵，這使得新兵能夠在日常游戲訓(xùn)練中接觸到模擬的真實(shí)場(chǎng)景，使得新兵能夠迅速掌握新式武器，隨著軍事技術(shù)的提高，虛擬技術(shù)將在軍事領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

綜上，云計(jì)算的浪潮正席卷而來(lái)。在這場(chǎng)變革中，虛擬化技術(shù)發(fā)揮了決定性作用。它所帶來(lái)的獨(dú)立性、高度整合性和移動(dòng)性，改變了當(dāng)前的IT基礎(chǔ)架構(gòu)、流程以及成本。云計(jì)算的產(chǎn)生主要是為了處理大數(shù)據(jù)，云計(jì)算是大數(shù)據(jù)時(shí)代的最核心技術(shù)和解決方案。所以，我最終的結(jié)論是：虛擬化技術(shù)是云計(jì)算和大數(shù)據(jù)時(shí)代的核心技術(shù)，虛擬化技術(shù)必將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

[參考文獻(xiàn)]

[1]虛擬化與云計(jì)算小組.虛擬化與云計(jì)算[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[2]肖云鵬,劉宴兵.云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用展望[J].數(shù)字通信，2010.

[3]王偉綱.服務(wù)器虛擬化[J].金融科技時(shí)代，2010.(2).