正式定义虚拟化
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在正式情景中，虚拟化涉及将虚拟来宾系统映射到真实主机系统的同构构造1。 以下视频和图表说明虚拟化过程。
图中的函数 V 将来宾状态映射到主机状态。 对于修改来宾状态的操作序列 (e)，主机中存在执行等效修改的对应操作序列 (e')。 在非正式情景中，虚拟化创建虚拟资源并将其映射到物理资源。 虚拟资源从物理资源进行创建，本质上充当它们的代理。
图 1：虚拟化同构
虚拟化的概念可以应用于一个系统组件或整个计算机。 传统上，虚拟化仅应用于常规用途操作系统 (OS) 中的内存组件。 这种虚拟化形式可以启用虚拟内存。 再来看图 1 中的硬盘示例，某些应用程序可能需要多个硬盘驱动器。 若要满足此类要求，可以将物理硬盘驱动器划分区为多个虚拟磁盘，如图 2 所示。 每个虚拟磁盘都有逻辑柱面、扇区和磁道。 这样可以使细节级别类似于常规用途 OS 提供的细节级别，但使用不同的接口且无需抽象化。 虚拟机监控程序可以将虚拟磁盘（同构中的函数 V）映射到物理磁盘上的单个大型文件。 之后，若要在虚拟磁盘上执行读/写操作（同构中的函数 e），虚拟机监控程序会将操作反映为文件读/写操作，然后进行实际的磁盘读/写（同构中的函数 e'）。
图 2：通过将虚拟磁盘内容映射到大型文件来构造虚拟磁盘
另一方面，将虚拟化应用于整个计算机时，它提供所谓的虚拟机 (VM)。 具体而言，包括处理器、内存和 I/O 设备在内的全套硬件资源将被虚拟化，以提供 VM。 如图 3 所示，底层硬件计算机通常称为主机，而在 VM 上运行的 OS 称为来宾 OS。 VM 一次只能在一个主机上运行。 与主机相比，VM 可以具有不同数量和类型的资源。 例如，VM 可以获得比主机提供的处理器多的处理器，并且可以运行与主机不同的 ISA。 最后，每个 VM 都可以像常规主机一样启动、关闭和重新启动。 下一页中提供有关 VM 及其不同类型的更多详细信息。
图 3：虚拟化应用于整个物理系统。 在 VM 上运行的 OS 称为来宾 OS，每台物理计算机都称为主机。 与主机相比，VM 可以具有不同数量和类型的虚拟资源。
参考
- 波佩克、J.和戈德伯格，R.（1974年）。 可虚拟化第三代体系结构的正式要求 公社 ACM，Vol. 17，No. 7。