ملخص
- تتضمن الظاهرية بناء تجسيد يقوم بتعيين نظام ضيف ظاهري إلى نظام مضيف حقيقي (أو مادي).
- عادة ما يطلق على الجهاز الفعلي الأساسي (PM) اسم المضيف، ويسمى نظام التشغيل الذي يعمل على جهاز ظاهري نظام تشغيل ضيف.
- بالمقارنة مع الجهاز الفعلي المضيف، يمكن أن يكون لدى الجهاز الظاهري موارد مختلفة من حيث الكمية والنوع. (على سبيل المثال، يمكن أن يحتوي المضيف على وحدة معالجة مركزية فعلية Intel IA-32، بينما يمكن أن يشتمل الجهاز الظاهري على ثماني وحدات معالجة مركزية ظاهرية PowerPC يتم تعيينها جميعها إلى وحدة المعالجة المركزية الفعلية الفردية.)
- لا يمكن تشغيل الجهاز الظاهري إلا في مضيف واحد في وقت معين، ومع ذلك يمكن ترحيله إلى مضيف مختلف (وتشغيله في ذلك المضيف) في نقطة زمنية مختلفة.
- هناك نوعان من الأجهزة الظاهرية، الأجهزة الظاهرية للعملية والأجهزة الظاهرية للنظام.
- يتكون الجهاز الظاهري للعملية (على سبيل المثال، JVM) من مساحة عنوان ذاكرة ظاهرية، وسجلات على مستوى المستخدم، وإرشادات مخصصة لعملية نظام التشغيل لتنفيذ برنامج مستخدم (على سبيل المثال، لا يمكن تشغيل أي نظام تشغيل ضمن الجهاز الظاهري للعملية).
- يمكن أن تدعم الأجهزة الظاهرية للعملية ISA التي تختلف عن معايير ISA المضيفة.
- يتم توفير تجريد الجهاز الظاهري للعملية بواسطة جزء من برنامج المحاكاة الظاهرية الذي يشير إليه كوقت التشغيل.
- يتم وضع وقت تشغيل الجهاز الظاهري للعملية في واجهة ABI، على نظام تشغيل المضيف.
- على عكس الأجهزة الظاهرية للعملية، يوفر الجهاز الظاهري للنظام بيئة نظام كاملة (مثل، يمكن تشغيل صورة نظام التشغيل في جهاز ظاهري للنظام).
- يمكن أن تدعم الأجهزة الظاهرية للنظام ISA التي تختلف عن ISA المضيفة.
- يتم توفير تجريد الجهاز الظاهري للنظام بواسطة جزء من برنامج المحاكاة الظاهرية يسمى برنامج hypervisor (أو جهاز عرض الجهاز الظاهري [VMM]).
- هناك ثلاث فئات رئيسية من الأجهزة الظاهرية للنظام، والتي يتم تحديدها وفقًا لمكان وضع برنامج Hypervisor في النظام.
- يسمى الجهاز الظاهري للنظام جهازا ظاهريا أصليا للنظام عند وضع برنامج hypervisor الخاص به على جهاز بلا نظام تشغيل (مثل الأجهزة الخام).
- في الأجهزة الظاهرية للنظام يتم تشغيل hypervisor في وضع النظام، ويتم تشغيل الأجهزة الظاهرية (جنبًا إلى جنب مع أنظمة التشغيل المقترنة الخاصة بهم) في وضع المستخدم.
- يجب على Hypervisors في الأجهزة الظاهرية الأصلية للنظام تحديد وتنفيذ كل وظيفة مطلوبة لإدارة موارد الأجهزة.
- مع الأجهزة الظاهرية للنظام الأصلي، يجب على كل تعليمة مميزة صادرة عن برنامج مستخدم في أي نظام تشغيل ضيف أن تراكب برنامج تشغيل الآلة الافتراضية.
- يسمى الجهاز الظاهري للنظام جهازا ظاهريا مستضافا في وضع المستخدم عند وضع برنامج hypervisor الخاص به أعلى نظام تشغيل مضيف.
- في الأجهزة الظاهرية المستضافة في وضع المستخدم، يتم تشغيل برنامج Hypervisor وكافة الأجهزة الظاهرية المدارة الخاصة به التي في وضع المستخدم، بينما يعمل نظام التشغيل المضيف الأساسي في وضع النظام.
- في الأجهزة الظاهرية المستضافة في وضع المستخدم، تحتاج التعليمات المميزة من نظام (أنظمة) التشغيل الضيف الانتقال إلى برنامج Hypervisor، ولكن لا يحتاج برنامج Hypervisor إلى تنفيذ كل وظيفة مطلوبة لإدارة موارد الأجهزة.
- يسمى الجهاز الظاهري للنظام جهازا ظاهريا مستضافا في الوضع المزدوج عندما يتم وضع برنامج hypervisor الخاص به جزئيا على نظام تشغيل بلا نظام تشغيل وجزئيا على نظام تشغيل مضيف.
- في الأجهزة الظاهرية المستضافة ذات الوضع الثنائي، يمكن لبرنامج Hypervisor العمل جزئيًا في وضع النظام وجزئيًا في وضع المستخدم. ومن ثمَّ، يمكنه استخدام أفضل الأجهزة الظاهرية للنظام الأصلي والأجهزة الظاهرية المستضافة في وضع المستخدم.