الظاهرية الكاملة مقابل المحاكاة الظاهرية
- 4 دقائق
تنشأ مشكلة عندما يتم إصدار تعليمات حساسة وغير مميزة من خلال عملية تجري على جهاز ظاهري في وضع المستخدم. وفقًا لبوبك وجولدبيرغ (1974)، يجب أن تطبق التعليمات الحساسة التراكب على برنامج مراقبة الأجهزة الافتراضية إذا تم تنفيذها في وضع المستخدم. ومع ذلك، كما هو موضح سابقًا، يمكن أن تكون التعليمات الحساسة مميزة (مثل تحميل كلمة حالة البرنامج) وغير مميزة (مثل الأعلام المنبثقة). التعليمات غير المميزة لا تطبق التراكب على برنامج مراقبة الأجهزة الافتراضية. التعليمات الحساسة وغير المميزة تسمى تعليمات هامة (انظر الشكل 4). ISAs التي تحتوي على تعليمات هامة لا تفي بنظرية بوبك جولديبيرغ.1 يغطي الفيديو التالي هذا المفهوم والطرق المحيطة به:
يكمن التحدي في إنشاء برنامج مراقبة الأجهزة الافتراضية في ظل وجود تعليمات هامة. ويمكن القيام بذلك، لكن سميث وناير 2 يميزان بين برنامج مراقبة الأجهزة الافتراضية الذي يتوافق مع نظرية بوبك وجولدبيرغ والآخر الذي لا يتوافق معها من خلال الإشارة إلى الأول باعتباره برنامج مراقبة صحيحًا أو فعالاً، وإلى الأخير ببساطة على أنه برنامج مراقبة الأجهزة الافتراضية.
الشكل 4: التعليمات التي لا تتوافق مع نظرية بوبك وجولدبيرغ تسمى التعليمات الهامة
إذا كان المعالج لا يلبي متطلبات الظاهرية لبوبك وجولدبيرغ، يمكن إنشاء برنامج مراقبة الأجهزة الافتراضية باستخدام التحديث الجزئي للتعليمة البرمجية، والظاهرية الكاملة، و/ أو المحاكاة الظاهرية. كما هو موضح في الشكل 5، يتطلب تحديث التعليمة البرمجية جزئيًا من برنامج مراقبة الأجهزة الافتراضية مسح التعليمة البرمجية للضيف قبل التنفيذ، ومطالعة جميع التعليمات الهامة، واستبدالها بالتراكبات (استدعاءات النظام) على برنامج مراقبة الأجهزة الافتراضية. تقوم الظاهرية الكاملة بمحاكاة كافة التعليمات الموجودة في بنية مجموعة التعليمات. تؤدي المحاكاة إلى تدهور الأداء لأنها تعيد إنتاج سلوك كل تعليمات مصدر عن طريق ترجمتها أولاً إلى تعليمة هدف، ثم تشغيلها على بنية مجموعة التعليمات الهدف (المزيد عن المحاكاة قريبًا). تتعامل المحاكاة الظاهرية مع التعليمات الهامة عن طريق تعديل أنظمة التشغيل الضيف. على وجه التحديد، قد يستلزم إعادة كتابة كل تعليمة هامة على أنها مكالمة تشعبية تطبق التراكب على برنامج مراقبة الأجهزة الافتراضية Xen. وفقًا لذلك، تعمل المحاكاة الظاهرية على تحسين الأداء من خلال تجنب المحاكاة على حساب تعديل نظام التشغيل الضيف. في الاتجاه المعاكس، تتجنب الظاهرية الكاملة تعديل أنظمة تشغيل الضيف على حساب تدهور أداء النظام. أمثلة على ذلك، يستخدم VMware الظاهرية الكاملة، بينما يستخدم Xen المحاكاة الظاهرية. يدعم Xen معظم أنظمة التشغيل الرئيسية، بما في ذلك Windows وLinux وSolaris وNetBSD.
الشكل 5: فحص تعليمة برمجية والتحديث جزئي لفرض التعليمات الحاسمة لاعتراض برنامج Hypervisor. يظهر الرمز بتنسيق قريب من مخطط تدفق عنصر التحكم.
المراجع
- بوبك، ج، وجولدبيرغ، ر. (1974). المتطلبات الرسمية لبنيات الجيل الثالث الظاهرية الشائعة. جمعية آلات الحوسبة، المجلد 17، رقم 7.
- Smith، J. E.، وNair، R. (2005). هندسة كمبيوتر الأجهزة الافتراضية، 38 (5)، 32-38.
اختبر معلوماتك
الملاحظات
هل كانت هذه الصفحة مفيدة؟
لا
هل تحتاج إلى مساعدة مع هذا الموضوع؟
هل تريد محاولة استخدام Ask Learn لتوضيح هذا الموضوع أو إرشادك خلاله؟