虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

劉碩

摘 要：21世紀(jì)我國科學(xué)技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，完全進(jìn)入信息化時(shí)代，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用更是十分普遍，尤其是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的變化愈發(fā)復(fù)雜。因此，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展過程中與虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了有效地融合，讓我國的計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了高效發(fā)展。本文將以虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用作為本次研究主題，并對(duì)其進(jìn)行深入研究，期望能夠與同行相互探討分析。

關(guān)鍵詞：虛擬化技術(shù);計(jì)算機(jī)系統(tǒng);應(yīng)用

近年來的計(jì)算機(jī)技術(shù)成為現(xiàn)代生活的主要組成部分，該技術(shù)也推動(dòng)了現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，讓人們的生活和工作都更加便捷且智能化。虛擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用解決了系統(tǒng)的中出現(xiàn)的部分管理問題，對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展具有較為積極的意義。

1 虛擬化技術(shù)概述

上世紀(jì)60年代開始虛擬化技術(shù)逐漸進(jìn)入人類視野，主要的應(yīng)用范圍便是為計(jì)算機(jī)軟件提供運(yùn)行環(huán)境。但是，隨著現(xiàn)代化社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，計(jì)算機(jī)在人們的日常生活和工作中較為常見，在該過程中人們開始關(guān)注計(jì)算機(jī)的安全性，而此時(shí)的虛擬技術(shù)被技術(shù)人員當(dāng)做處理和解決計(jì)算機(jī)系統(tǒng)問題的工具，提升計(jì)算機(jī)的安全性。本次所講的虛擬化技術(shù)便是將部分程序放置在虛擬機(jī)上，讓程序進(jìn)行有效運(yùn)行，虛擬技術(shù)存在間隔性可讓計(jì)算機(jī)擁有更加安全的運(yùn)行環(huán)境。

虛擬技術(shù)的應(yīng)用方式不同其技術(shù)功能也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，筆者對(duì)其類型進(jìn)行有效總結(jié)，分別是：第一，平臺(tái)虛擬化。是指將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的服務(wù)器和操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)虛擬化運(yùn)行。服務(wù)器虛擬化是指以分割的形式讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)物理層能夠被分配到每個(gè)不同的虛擬機(jī)之中，從而優(yōu)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行。其中，服務(wù)器虛擬化也可分為軟件和硬件虛擬化。第二，資源虛擬化。是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被虛擬化之后適用的之源，該處的資源主要分為兩種，一種網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬化，一種是存儲(chǔ)資源的虛擬化。網(wǎng)絡(luò)虛擬化是以分割的形式將網(wǎng)絡(luò)寬帶分割成多個(gè)獨(dú)立通道，以此來提升網(wǎng)絡(luò)寬帶的使用和控制效率。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中存在的物理存儲(chǔ)單元較多，將用戶看不到的存儲(chǔ)磁盤作為統(tǒng)一的存儲(chǔ)單元便是存儲(chǔ)虛擬化。第三，應(yīng)用虛擬化。以分割的形式將整個(gè)操作系統(tǒng)從應(yīng)用程序中分割處理，讓操作系統(tǒng)進(jìn)行工作，但應(yīng)用程序的使用卻不會(huì)對(duì)操作系統(tǒng)產(chǎn)生依賴。應(yīng)用虛擬化是專門為應(yīng)用程序所提供的有效運(yùn)行環(huán)境。第四，表層虛擬化。是指用戶使用應(yīng)用程序過程中主要在服務(wù)器上運(yùn)行，而并非操作系統(tǒng)，用戶在使用應(yīng)用程序過程中只顯示程序界面和用戶操作，便是表層虛擬化。

2 虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用

虛擬化技術(shù)主要應(yīng)用在高性能計(jì)算機(jī)之中，能夠?qū)φ麄€(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的資源進(jìn)行優(yōu)化。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，虛擬化技術(shù)在運(yùn)用過程中需要進(jìn)行虛擬環(huán)境的搭建，其目的是減少計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行錯(cuò)誤。虛擬化技術(shù)也可利用程序代碼，該種運(yùn)行方式能夠提升計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行性能。

2.1 構(gòu)建專門的虛擬環(huán)境

運(yùn)行環(huán)境影響著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功能的發(fā)揮，對(duì)于計(jì)算機(jī)的功能也存在一定的影響。虛擬技術(shù)可以小規(guī)模計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，開發(fā)支持大系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境，并以此來對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序運(yùn)行進(jìn)行有效優(yōu)化，簡化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作。因此，在對(duì)高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)過程中可合理的使用虛擬化技術(shù)，讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)更具有科學(xué)性，并以此來提升計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能性。

2.2 實(shí)現(xiàn)資源的有效整合

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向愈發(fā)多樣化，在多樣化發(fā)展過程中經(jīng)常會(huì)遇到較多的管理問題，此時(shí)便可應(yīng)用虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來對(duì)其進(jìn)行有效優(yōu)化，并對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件資源存儲(chǔ)進(jìn)行有效隱藏，讓用戶能夠在應(yīng)用程序過程中，在同一種環(huán)境下使用多種結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，提升資源整合的效率。

2.3 提升計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的容錯(cuò)性和可靠性

性能較高且規(guī)模較大的高性能計(jì)算機(jī)中的結(jié)構(gòu)變化較為復(fù)雜，產(chǎn)生問題的頻率便會(huì)因此增加。所以需要使用虛擬計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的虛擬內(nèi)存進(jìn)行有效隔離，以此來避免用戶在使用計(jì)算機(jī)軟件過程中影響虛擬內(nèi)存的正確使用。虛擬化技術(shù)加入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之后能夠?qū)φ谑褂玫某绦蜻M(jìn)行快速的恢復(fù)，避免在運(yùn)行過程中出現(xiàn)中斷現(xiàn)象。

2.4 提升計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行安全

虛擬化技術(shù)應(yīng)用在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之中能夠有效提升其運(yùn)行安全，因?yàn)樘摂M機(jī)能夠在應(yīng)用程序運(yùn)行過程中對(duì)其進(jìn)行故障和病毒的檢查，避免病毒長時(shí)間潛伏在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之中，對(duì)計(jì)算機(jī)的安全運(yùn)行產(chǎn)生不良影響，虛擬技術(shù)的使用最大限度的提升了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

3 虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用過程中常見的問題

3.1 虛擬機(jī)協(xié)同問題

性能較高的計(jì)算機(jī)在使用虛擬技術(shù)時(shí)，必須要采用較為復(fù)雜的服務(wù)器，所以說虛擬機(jī)的問題并非僅僅在底層的硬件設(shè)備上。面對(duì)虛擬機(jī)出現(xiàn)的協(xié)同問題，需要以多維結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，并在多個(gè)節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行虛擬機(jī)的建立工作，有效的利用虛擬機(jī)來構(gòu)建較為和諧的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，提升其使用性能。

3.2 虛擬內(nèi)存的問題

計(jì)算機(jī)應(yīng)用發(fā)展過程中需一次性設(shè)置多個(gè)虛擬內(nèi)存，如此才能讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)得到有效的發(fā)展。在應(yīng)用較大計(jì)算機(jī)內(nèi)存過程中，必須要對(duì)虛擬內(nèi)存問題進(jìn)行考慮，并且較大計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存在較大的差異，對(duì)虛擬機(jī)位置的布置和內(nèi)存的分配、系統(tǒng)的管理，都需要技術(shù)人員根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來設(shè)計(jì)有效的解決方案。

3.3 系統(tǒng)兼容性問題

高性能計(jì)算機(jī)對(duì)于系統(tǒng)有較高的兼容性要求。因此在運(yùn)用虛擬化技術(shù)過程中，可以將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的硬件進(jìn)行抽象化處理，讓計(jì)算機(jī)資源的形態(tài)能夠?qū)崿F(xiàn)多樣化。因此，相關(guān)技術(shù)人員需要竭力開發(fā)適用高性能計(jì)算機(jī)的編譯器和函數(shù)模型，以此來提升用戶使用感。

4 結(jié)語

虛擬化技術(shù)能夠讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展更加先進(jìn)化，且能夠與其他行業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行充分的融合，以此來促進(jìn)各行業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。因此，相關(guān)技術(shù)人員需要不斷地對(duì)虛擬化技術(shù)進(jìn)行有效優(yōu)化，讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠不斷推動(dòng)人類社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步。

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