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【三等奖】虚拟化计算机的应用前景

虚拟化计算机技术通常是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。

目前的虚拟化技术分为以Intel和AMD公司CPU为代表的硬件虚拟化技术,和以VMware和Microsot等公司为代表的软件虚拟PC技术。无论是硬件虚拟化技术还是软件虚拟化技术,其根本点就是可以把同一台物理计算机当作多台虚拟计算机使用,或者说可以在同一物理计算机上同时运行多个操作系统。随着计算机操作系统的多样化,应用计算机的个人或团体可能需要使用多种操作系统以及运行于各种操作系统上的软件,而不同操作系统之间的兼容性是一个非常重要的问题。Microsoft公司在每次升级操作系统时都声称新的操作系统能够兼容旧的操作系统上运行的软件,但实际上并没有实现完全的兼容。例如;在原来的DoS操作系统上能够运行的三国志II游戏,到了Windows XP上无论安装还是运行都是不可能的;另外.Microsoft Visual Foxpro 3.0可以在Windows 32、Windows 9x和Windows XP下运行,但当我们的计算机的内存容量超过256Mb时,其英文版反而显示“Insufficient Memory(没有足够的内存)”不能运行,当内存容量超过512Mb时,中文版也会显示“Insufficient Memory(没有足够的内存)”而不能运行。

许多实例都可以证明,计算机软硬件厂商所声称的兼容性经常是不能完全兑现的。但有些历史较长的公司,他们使用各个时期编写的软件,还有一些使用各个时期制造的计算机控制的设备,都要求采用不同的操作系统,使用虚拟计算机可以解决这一问题。另外,许多团体组建的网络随着时间的延长,不断地加入新的计算机,这些计算机适合于不同的操作系统,最终网络变得极为复杂,使虚拟机一方面可以模拟这些网络,也可以通过虚拟计算机虚拟一个简化的网络。所以虚拟计算机的使用不仅是计算机爱好者的游戏.而且是实际工作中真正需要的。虚拟化计算机技术可以降低成本,节约空间,节约能源。

1 、单一计算机安装多个操作系统可以节省投资

一般情况下我们所使用的物理计算机都只具有1个物理硬盘,每1个硬盘都有1个主引导记录。这个主引导记录最多能存放4个硬盘分区信息的硬盘分区表,通常我们不希望不同的操作系统使用相同的分区,以避免其带来的在数据管理方面的不便。受到分区表数目的限制,如果不使用虚拟化技术。我们在1台物理计算机上能够装入的操作系统的数目就有限了。如果想装入使用更多的操作系统.我们可能需要给计算机加装更多的硬盘甚至购买更多的计算机。而运用虚拟计算机技术,只要物理计算机的CPU的速度足够快。硬盘和内存的容量足够大,我们就可以在同1台物理计算机上装入相当多个操作系统,因而1台物理计算机可以为我们提供相当多的计算环境。

2、 虚拟计算机使不同操作系统之间的切换变得方便

以往我们在物理计算机上安装多个操作系统,我们想切换到另一个操作系统工作时,我们必须重新启动计算机,这样就会花去系统重新启动的时间,如果过一会我们又想切换回来。则总共需要切换两次,切换的次数越多,浪费在计算机启动的时间就越多,如果使用虚拟算机,则可以通过使用切换快捷键的方式进行快速切换。例如:先需要使用WindowsXP,然后又需要用Window 98,最后又再需要用Windows XP的情况下,如果使用物理计算机,则需要启动3次计算机。如果使用虚拟计算机,则在开始时启动Windows XP并使用它,当需要使用Windows 98时,则启动虚拟计算机中的Widnows98,等最后又需要使用Windows XP时.只需要用快捷键切换回Windows XP即可,切换的时间小到可以忽略不记。切换的次数越多,虚拟机的优势越明显。所以产生如此之大的区别,是因为平时我们在物理计算机上安装的若干个操作系统是不能同时运行的,切换到某一个操作系统时,该操作系统将占用所有的物理计算机资源;如果使用虚拟机,则虚拟机彼此之间以及虚拟机与宿主机之间是同时运行的,他们分时地共享宿主计算机的资源。

3、 虚拟计算机的使用有利于软件的设计、升级和调试过程中的数据安全

如前所述,不同时期人们设计的计算机软件适合于不同的操作系统,早期的计算机软件对计算机的硬件要求很低,所以只要原来的计算机没有损坏而且能够满足工作需求,就没有必要淘汰它们,从而减少设备投资,所以即使在Windows XP流行的年代,仍然有为商业上早期的计算机及操作系统设计软件的必要,可是重新购置早期旧式的计算机是不容易做到的。经济上也是不合理的,而使用一部性能价格比合适的计算机,然后应用虚拟技术虚拟成早期的计算机就可以满足为商业上早期的计算机及操作系统设计软件的设计环境。虚拟计算机的使用还带来了另一个好处,那就是可以在虚拟机之间架设虚拟计算机网络。如果网络工程人员为其他人或团体设计计算机网络,以往经过设计和规划后,就直接进行网络的安装工作了,而安装网络后可能会出现设计中没有考虑到的一些问题,这时只能修改原设计方案并改装已经安装好的网络了。这样会增加施工时间,提高施工难度,大大增加了安装成本,有可能造成设计人员或部门信誉降低。通过在虚拟机问架设虚拟计算机网络.可以在实施安装之前先在虚拟网络上进行精确的模拟调试,这样提高了实际安装的成功率,减少出现预想不到的问题出现的可能性,提高了一次成功的几率。以往设计网络版的计算机软件,需要先在1部物理机上进行设计和调试,然后必须到实际的计算机网络中进行调试,在网络上的调试时间要比在单机上需要的时间还要多,这样会给程序员带来一系列的设计和调试环境问题。网络程序员在原有网络上试验,调试中的软件会对已有的计算机网络上数据安全带来威胁.可能会破坏网络中已有的数据,这种破坏可龟乏是灾难性、毁灭性的,其经济损失可能是难以承受的;此外。如果设计的一个适合多种操作系统之上运行的网络软件,就应该在多操作系统的网络上进行调试,而试验阶段安装这样一个物理网络代价是高昂的,不仅需要计算机。而且需要安装空间,这时使用多操作系统的虚拟网络技术就可以使问题得到简化,同时缩短了调试时间。所以用1个虚拟机模拟1个虚拟网络进行调试无论从固定资产投资方面还是从能源方面的好处就显而易见了。

4、 虚拟化技术在工业控制上的应用

当今世界,市场竞争愈演愈烈,制造企业都面对着一个急需解决的实际问题,那就是一件产品往往要经过多次反复的试制才能进入市场,产品开发时间太长。以往已经实施的技术和过程变革。仍无法在缩短上市时间上取得实质上的突破,不能适应当今市场瞬息万变的需求。因此,虚拟产品开发VPD这一新技术的出现,已引起制造厂商们的深切关注。

VPD技术极大地增强了企业的创新能力,它在虚拟状态下构思、设计、制造、测试和分析产品,以有效解决那些反映在时间、成本、质量上的问题。目前,一些有优势开发公司都把VPD作为一项总体经营战略,努力发挥它的最大潜力。采用虚拟技术设计产品可以缩短产品开发设计时同,增强竞争的优势,提高市场占有率,其影响不可估量。现在VPD技术已在汽车、航天、机车、医疗用品等诸多领域成功地应用,对工业界产生了强大的冲击作用。

综合上面的分析,虚拟化计算机的使用扩充了计算机系统的适用性,随着虚拟化计算机技术的完善,其优点越来越明显。在过去硬件技术较落后的时代,没有得到普及,随着硬件技术的发展,计算机的运行速度越来越快,存储空间越来越大。使得虚拟化计算机应用的条件越来越好,加之操作系统的多样化,可以断定,将来会有越来越多的实际工作会在虚拟化计算机上运行,甚至有可能超出物理计算机的应用,如网络和计算机软件的设计和调试,计算机培训、办公、信息处理与存储等,其应用前景将非常广阔。所以,加强虚拟化计算机的研究。普及虚拟化计算机应用方面的教育是十分必要的。

[参考文献]

[1]布朗登.BLUNDEN B.虚拟机的设计与实现

一一C/C++[M].杨涛,等译.

北京:机械工业出版社,2002.

[2] James E.Smith,Ravi Nair. Virtual Machines: Versatile Platforms for Systems and Processes[M].

北京;电子工业出版社,2006.

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