Аппараттық қамтамасыз ету Реферат Тимур. Реферат пн атауы Аппаратты амтамасыз ету. Таырыбы Виртуалды машина. Орындаан абиболла. Т
 Скачать 29.2 Kb.
|
|
Әбілқасын сағынов атындағы Қарағанды техникалық Университеті Коммерциялық емес акционерлік қоғамы РЕФЕРАТ Пән атауы: Аппараттық қамтамасыз ету. Тақырыбы: Виртуалды машина. Орындаған:Қабиболла.Т Тексерген:Сүлейменова.А Қарағанды 2022 Кіріспе 1 Негізгі бөлім 1.1 Виртуалды машинаның анықтамасы мен түсінігі 1.2 Виртуалды машина архитектурасы. Абстракция және виртуализация 1.3 Виртуалды машинаның жіктелуі 1.4 Виртуалды машина технологиясына шолу 1.5 Виртуалды машинаның артықшылықтары мен кемшіліктері 1.6 Қорытынды Пайдаланылған әдебиеттер тізімі Кіріспе Виртуализация технологияларының қарқынды дамуы ірі кәсіпорындардың АТ инфрақұрылымын дамытуға ғана емес, айтарлықтай әсер етті. Жұмыс үстеліндегі дербес компьютерлердің қуаты бір физикалық машина виртуалды машиналарда бір уақытта бірнеше жұмыс істейтін операциялық жүйелерді қолдай алатын деңгейге жетті. Бірнеше жыл бұрын виртуалды машиналар соңғы пайдаланушылар үшін экзотикалық нәрсе болды, олар көбінесе оларды ақпараттық мақсатта орнатқан. Енді үйдегі немесе кеңсе компьютеріндегі көп ядролы процессорлар мен үлкен көлемдегі жедел жады сирек емес және бұл виртуалдандыру технологиялары контекстінде оларды пайдаланудың жаңа нұсқаларын ойлап табуға мүмкіндік береді. Көптеген пайдаланушылар үйде де, жұмыста да жұмыс үстелі виртуализация платформаларына әртүрлі қолданбаларды табады. Өйткені, Виртуалды машина физикалық машинамен салыстырғанда басқа физикалық платформаға ауысуға қатысты айтарлықтай икемділікке ие. Сонымен қатар, соңғы екі жылда функционалдылыққа, пайдаланудың қарапайымдылығына және өнімділігіне қатысты виртуалдандыру жұмыс үстелі платформаларының сапасы айтарлықтай өсті. Жақында пайда болған жұмыс үстеліндегі аппараттық виртуализацияны қолдау Intel және AMD сияқты жетекші процессор өндірушілері дербес компьютерлердегі виртуалдандыру технологияларының болашағына сенетінін айтады. Әрине, Windows Vista сияқты күрделі және аппараттық ресурстарды қажет ететін операциялық жүйелер пайдаланушы жұмыс үстелдерінің қуатын қаншалықты жоғары болса да сіңіре алады, бірақ прогресс бір орында тұрмайды және жұмыс үстелі аппараттық платформаларының одан әрі дамуы жақын арада өнімділік талаптарын қанағаттандыра отырып, бірнеше осындай жүйелерді бір уақытта қолдауға мүмкіндік береді. Дегенмен, көптеген пайдаланушылар үйді виртуалдандыру технологияларын қолдану қажет емес деп санайды және виртуализацияны оларға үлкен әсер етпейтін тағы бір нақты технология деп санайды. Көбінесе, бұл виртуалды машиналарды қолданудың лайықты жолдарын көрмегендіктен. Бизнес саласында виртуалдандыру технологиялары негізінен компания серверлерінің виртуалды инфрақұрылымын қолдау үшін енгізіледі және соңғы пайдаланушыларға өте аз әсер етеді. 1 Жалпы бөлім 1.1 анықтамасы және түсінігі Виртуалды машиналарға толық көзқарас қалыптастыру үшін алдымен Виртуалды машина дегеніміз не? Виртуалды машина-белгілі бір кодты орындайтын бағдарламалық жасақтама немесе аппараттық құрал (мысалы, байт коды, тігілген код, p коды немесе нақты процессордың машиналық коды) немесе осындай жүйенің сипаттамасы (мысалы: "si бағдарламалау тілінің виртуалды машинасы"). Салыстыру үшін бірнеше басқа анықталғандарды келтірейік, атап айтқанда: Виртуалды машина-бұл физикалық компьютер сияқты өзінің операциялық жүйесі мен қосымшаларын орындай алатын толығымен оқшауланған бағдарламалық жасақтама контейнері. Виртуалды машина физикалық компьютер сияқты жұмыс істейді және өзінің виртуалды (яғни бағдарламалық жасақтама) процессоры, жедел жады, қатты диск және желілік интерфейс картасы (NIC) бар. Қарапайым тілмен айтқанда, Виртуалды машина-бұл сіздің амалдық жүйеңізден жұмыс істейтін бағдарлама. Бағдарлама нақты машинаны еліктейді. Виртуалды машиналарға, сондай-ақ нақты машиналарға операциялық жүйелерді қоюға болады. Онда BIOS, қатты дискіде бөлінген орын, нақты машинаға, желілік ресурстарға немесе басқа виртуалды машиналарға қосылуға арналған желілік адаптерлер бар. 1.2 Виртуалды машина архитектурасы Виртуализация компьютерлік жүйелерді дамытудың маңызды құралдарының бірі болып табылады және виртуалды машиналардың өзі әртүрлі салаларда қолданылады. Виртуалды машиналарды әртүрлі мақсаттарды көздейтін көптеген мамандар әзірлейді және бұл салада қабылданған тұжырымдамалар көп емес. Сондықтан виртуализация ұғымын және Виртуалды машина архитектураларының барлық алуан түрлілігін бір перспективада қарастырған дұрыс. Компьютерлік жүйелер белгілі бір иерархия бойынша дамиды және жақсы анықталған интерфейстерге ие, бұл олардың дамуын жалғастырады. Мұндай интерфейстерді пайдалану әр түрлі мамандар тобының күшімен аппараттық және бағдарламалық ішкі жүйелердің тәуелсіз дамуын жеңілдетеді. Абстракциялар дизайн процесінің күрделілігін азайта отырып, төменгі деңгейдегі іске асырудың егжей-тегжейін жасырады. Амалдық жүйе қатты дискідегі адрестеудің қыр-сырынан, оның секторлары мен тректерінен абстракцияланады, осылайша қолданбалы бағдарлама үшін диск айнымалы өлшемді файлдар жиынтығына ұқсайды. Осы абстракцияға сүйене отырып," қолданбалы " бағдарламашылар қатты дискінің құрылғылары мен физикалық ұйымдастырылуын білмей-ақ файлдарды жасай алады, жаза алады және оқи алады. Компьютерлік командалық жүйенің архитектурасы (instruction set architecture, ISA) тұжырымдамасы жақсы анықталған интерфейстердің артықшылықтарын айқын көрсетеді. Олар әр түрлі ұйымдарда ғана емес, сонымен қатар әр түрлі кезеңдерде, кейде жылдармен бөлінген өзара әрекеттесетін компьютерлік ішкі жүйелерді дамытуға мүмкіндік береді. Мысалы, Intel және AMD ia-32 (x86) командалық жүйесімен микропроцессорлар жасайды, ал Microsoft әзірлеушілері осы командалық жүйеге құрастырылған бағдарламалық жасақтаманы жазады. Екі тарап та ISA спецификациясына сәйкес келетіндіктен, бағдарламалық жасақтаманы ia-32 архитектурасы бар кез-келген микропроцессорлық компьютер дұрыс орындайды деп күтуге болады. Өкінішке орай, жақсы анықталған интерфейстердің кемшіліктері де бар. Әр түрлі интерфейстердің сипаттамалары бойынша жасалған ішкі жүйелер мен компоненттер бір-бірімен әрекеттесе алмайды. Мысалы, екілік кодтарда таратылатын қосымшалар белгілі бір ISA-ға байланған және операциялық жүйеге нақты интерфейске тәуелді. Интерфейстердің сәйкес келмеуі, әсіресе компьютерлік желілер әлемінде, бағдарламаларды еркін жылжыту деректерді жылжыту сияқты қажет болуы мүмкін. Виртуализация бұл үйлесімсіздікті айналып өтуге мүмкіндік береді. Жүйені немесе компонентті виртуалдандыру (мысалы, процессор, жад немесе енгізу/шығару құрылғысы) абстракцияның белгілі бір деңгейінде оның интерфейсі мен көрінетін ресурстарын нақты жүйенің интерфейсі мен ресурстарына көрсетеді. Демек, нақты жүйе басқа, виртуалды жүйе немесе тіпті бірнеше виртуалды жүйе ретінде әрекет етеді. Абстракциядан айырмашылығы, виртуализация әрқашан бөлшектерді жеңілдетуге немесе жасыруға бағытталған емес. 1.3 Виртуалды машиналардың жіктелуі Жіктеу бойынша виртуалды машиналарды процесс және жүйелік деп бөлуге болады. Әрі қарай, жүйелеу виртуалды машинаның қандай жүйелерге және оның негізгі платформасына, дәлірек айтқанда, олардың сәйкес келетіндігіне байланысты болады. Процесс виртуалды машинасы-бұл жеке процесті жүзеге асыруға арналған виртуалды платформа. Ол процесті қолдауға арналған, ол іске қосылған кезде жасалады және аяқталғаннан кейін "өледі". Виртуалды машинада орындалатын Процесс немесе жүйе қонақ деп аталады, виртуалды машинаны қолдайтын платформа - хост. Процесс виртуалды машинасын жүзеге асыратын бағдарламалық жасақтама жұмыс ортасы деп аталады, ал жүйелік виртуалды машинаны виртуалдандыру бағдарламалық жасақтамасы виртуалды машинаның мониторы болып табылады. Процесс виртуалды машиналары пайдаланушы қолданбалары үшін ABI және API орталарын жасайды, бұл көп тапсырманы орындауға, пәрмен жүйесін еліктеуге, кодты оңтайландыруға немесе жоғары деңгейлі тілдерде бағдарламаларды орындауға мүмкіндік береді. ISA жоқ процессорлық виртуалды машиналардың ішінде қазіргі заманғы компьютерлердің көпшілігі қолдайтын көп тапсырмалы жүйелерді бөліп көрсетуге болады. Процесс VM – әр түрлі Isa бөліміне динамикалық аудармашылар кіреді. Олардың интерфейсі көбінесе ABI деңгейінде анықталады. Жүйелік Виртуалды машина — бұл операциялық жүйені көптеген пайдаланушы процестерімен бірге қолдауға қызмет ететін толыққанды, үнемі жұмыс істейтін жүйелік орта; ол "қонақ" операциялық жүйесіне виртуалды аппараттық құралдарға, соның ішінде процессор мен жадқа, енгізу/шығару құрылғыларына, кейде графикалық интерфейске қол жеткізуге мүмкіндік береді. Жүйелік Виртуалды машина Операциялық жүйе мен әртүрлі пайдаланушыларға қатысты бірнеше процестер қатар өмір сүре алатын толық функционалды ортаны қамтамасыз етеді. Олардың көмегімен бір аппараттық платформа бір уақытта бірнеше қонақ операциялық жүйелерін қолдай алады. Бірдей ISA бар жүйелік машиналар санатына оқшауланған жүйелік ортаны репликациялауға қызмет ететін классикалық және кірістірілген жүйелік виртуалды машиналар кіреді. Олардың арасындағы айырмашылық виртуалды машиналар мониторын іске асыруда, бірақ функционалдылықта емес. Интегралды жүйелік виртуалды машиналарда өнімділік бірінші рөл атқармайды, бірінші кезекте функционалдылықты ойнату дәлдігі. 1.4 Виртуалды машина технологиясына шолу. Қазіргі уақытта динамикалық рекомпиляция, аппараттық виртуализация сияқты көптеген виртуализация схемалары бар. Ең кең таралған және перспективалы үш технологияға толығырақ тоқталайық: Қонақтардың операциялық жүйесінің API эмуляциясы. Толық виртуализация. Паравиртуализация. 1.Қонақтардың операциялық жүйесінің API (Application Programming Interface) эмуляциясы. Әдетте қосымшалар оқшауланған мекен-жай кеңістігінде жұмыс істейді және операциялық жүйе ұсынатын API көмегімен аппараттық құралдармен өзара әрекеттеседі. Егер екі операциялық жүйе үйлесімді болса МАКАВТАР (мысалы, Windows 98 және Windows 2000), онда олардың біреуіне арналған қосымшалар екіншісінде де жұмыс істейді. Егер екі операциялық жүйе өздерінің API интерфейстерімен үйлеспесе (мысалы, Windows 2000 және Linux), қосымшалардың макростарға қатынасын ұстап қалудың және басқа амалдық жүйенің көмегімен бір амалдық жүйенің әрекетін модельдеудің әдісі бар. Бұл тәсілмен сіз бір амалдық жүйені орнатып, оның қосымшаларымен де, басқа амалдық жүйенің қосымшаларымен де бір уақытта жұмыс істей аласыз. Қолданбаның барлық коды эмуляциясыз орындалатындықтан және тек API қоңыраулары эмуляцияланғандықтан, өнімділіктің жоғалуы шамалы. Бірақ көптеген қолданбалар құжатсыз API мүмкіндіктерін пайдаланатындықтан немесе API-ді айналып өту үшін амалдық жүйеге жүгінетіндіктен, тіпті өте жақсы API эмуляторларында үйлесімділік мәселелері бар және қолданбалардың жалпы санының 70% - дан астамын іске қосуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, қарқынды дамып келе жатқан операциялық жүйенің (мысалы, Windows сияқты) API эмуляциясын сақтау өте қиын және макро ЭМУЛЯТОРЛАРДЫҢ көпшілігі операциялық жүйенің белгілі бір нұсқасының эмуляторы болып қала береді. API эмуляциялау әдісінің ең үлкен кемшілігі-оның белгілі бір операциялық жүйеге қатаң бағдарлануы. Ондағы басқа амалдық жүйенің қосымшаларын іске қосу үшін бәрін нөлден қайта жазу керек. Пайдаланатын өнімдердің мысалдары операциялық жүйенің API эмуляциясы: Unix/Linux операциялық жүйелері астында DOS, Win16 және Win32 қосымшаларын іске қосуға мүмкіндік беретін wine жобасы. Linux операциялық жүйесінің бірнеше көшірмелерін бір компьютерде іске қосуға мүмкіндік беретін user mode Linux (UML) ашық коды бар жоба (Linux ядросының 2.6 нұсқаларына енгізілген). FreeBSD-де Linux қосымшаларын іске қосу үшін қолданылатын Технология. Толық виртуализацияның артықшылығы-тамаша үйлесімділік және көп платформалы пайдалану мүмкіндігі. Негізгі кемшілігі-қонақтардың операциялық жүйелерінің баяу жылдамдығы. Паравиртуализация-бұл толық виртуализацияға кейбір ұқсастықтары бар тағы бір әдіс. Бұл әдіс негізгі аппараттық құралдарға қол жеткізуді бөлу үшін гипервизорды пайдаланады, бірақ виртуализацияға қатысты кодты тікелей операциялық жүйеге біріктіреді. Бұл тәсіл кез келген қайта құрастыру немесе ұстау қажеттілігін жояды, өйткені операциялық жүйелердің өзі виртуалдандыру процесінде бірлесіп жұмыс істейді. Паравиртуализация қонақтардың операциялық жүйесін гипервизор үшін өзгертуді талап етеді және бұл әдістің кемшілігі. Бірақ паравиртуализация нақты виртуалдандырылмаған жүйе сияқты өнімділікті ұсынады. Толық виртуализация сияқты, көптеген әртүрлі операциялық жүйелерге бір уақытта қолдау көрсетілуі мүмкін. Толық паравиртуализация технологиясы бойынша орындалған жобалардың мысалдары: XEN өнімі - "паравиртуалды" Виртуалды машина мониторы (VMM) немесе гипервизор. Xen көптеген виртуалды машиналардың бір физикалық машинада бір уақытта жұмыс істеуін қамтамасыз ете алады, сонымен бірге айтарлықтай есептеу ресурстарын жұмсамайды. Microsoft Hyper-V өнімі кәсіпорын орталарында серверлерді виртуалдандыруға арналған шешімді ұсынады. Виртуализацияның бұл әдісінің артықшылығы-жақсы үйлесімділік және жақсы жұмыс жылдамдығын сақтай отырып, көп платформалы пайдалану мүмкіндігі. Кемшілігі-гипервизор үшін қонақ операциялық жүйесін өзгерту қажеттілігі. 1.5 Виртуалды машиналардың артықшылықтары мен кемшіліктері Виртуалды машиналардың артықшылықтары. Мен сізге виртуалды машиналарды пайдаланудың бірнеше артықшылықтарын беремін: Мен ең қарапайым мысал келтіремін. Бүгін, біз білетіндей, жаңа операциялық жүйелер шықты. Windows Vista және Windows 7. Сіздердің көпшілігіңіз көргендей, кейбір қосымшалар, атап айтқанда ойындар олар үшін жұмыс істемейді. Сонымен, мәселе неде? Виртуалды машинаны Windows XP амалдық жүйесімен қашан орнатуға болады. Және бәрі жақсы жұмыс істейді. Екінші тармақты зұлым хакерлерге немесе жай компьютерлік бұзақыларға жатқызуға болады. Виртуалды машинада сіз вирусты немесе зиянды бағдарламалық жасақтаманы қауіпсіз жаза аласыз, ол сізге тек виртуалды машинаның қонақ операциялық жүйесін зақымдауы мүмкін. 3.Үшінші тармақты екіншісіне жатқызуға болады. Атап айтқанда, виртуалды машинада кез-келген бағдарламалық жасақтаманы ештеңеден қорықпай қоюға болады. Сіз әртүрлі параметрлермен және басқалармен тәжірибе жасай аласыз. Ең маңыздыларының бірі-ескісін өшірмей-ақ жаңа операциялық жүйелерді оңай үйренуге болады. Бұл, әрине, виртуалды машиналардың барлық артықшылықтары емес. Әрбір пайдаланушы виртуалды машинаның не үшін қажет екенін өзі ойлай алады. Бірнеше қонақтардың операциялық жүйелерін бір компьютерге бөлек жүктеу арқылы орнату мүмкіндігіне дейін виртуалды машиналар келесі даусыз артықшылықтарға ие: Бір уақытта бірнеше жүйеде жұмыс істеу, олардың арасында желілік өзара әрекеттесу мүмкіндігі. Жүйенің ағымдағы күйін және дискілердің мазмұнын бір рет басу арқылы "суретке түсіру", содан кейін өте қысқа уақыт ішінде бастапқы күйіне оралу мүмкіндігі. Амалдық жүйенің сақтық көшірмесін жасаудың қарапайымдылығы (дискінің суреттерін жасаудың қажеті жоқ, тек виртуалды машинаның файлдары бар қалтаны көшіру қажет). Бір компьютерде мүлдем басқа операциялық жүйелері мен олардың күйлері бар шексіз виртуалды машиналардың болуы мүмкіндігі. Басқа амалдық жүйеге ауысу үшін қайта жүктеудің қажеті жоқ. Виртуалды машиналардың кемшіліктері. Дегенмен, барлық артықшылықтарға қарамастан, виртуалды машиналардың да кемшіліктері бар: Бір уақытта бірнеше операциялық жүйелердің жұмыс істеуі үшін жеткілікті аппараттық ресурстардың болуы қажеттілігі. Операциялық жүйе виртуалды машинада "жалаңаш темірге"қарағанда біршама баяу жұмыс істейді. Алайда, жақында қонақтар жүйелерінің өнімділік көрсеткіштері физикалық ОЖ көрсеткіштеріне едәуір жақындады (сол ресурстар шегінде) және көп ұзамай виртуалды машиналарды енгізу технологияларын жақсарту есебінен қонақтар жүйелерінің өнімділігі іс жүзінде шындыққа тең болады. Бағдарламаның виртуалды машинада жұмыс істейтінін анықтайтын әдістер бар (көп жағдайда виртуалдандыру жүйелерін өндірушілер бұл мүмкіндікті өздері ұсынады). Вирус жазушылар мен зиянды бағдарламалық жасақтаманы таратушылар, әрине, осы әдістерді біледі және жақында виртуалды машинада іске қосу фактісін анықтау функцияларын өз бағдарламаларына қосады, ал зиянды бағдарлама қонақтар жүйесіне зиян келтірмейді. Әр түрлі виртуалдандыру платформалары барлық аппараттық құралдар мен интерфейстерді толық виртуалдандыруды әлі қолдамайды. Жақында барлық виртуалдандыру платформаларын өндірушілер арасында қолдау көрсетілетін аппараттық құралдардың саны тез өсуде. Компьютердің негізгі құрылғыларынан басқа, желілік адаптерлерге, аудио контроллерлерге, USB 2.0 интерфейсіне, COM және LPT порт котроллерлеріне және CD-ROM дискілеріне қолдау көрсетіледі. Бірақ бейне адаптерін виртуалдандыру және үш өлшемді графиканың аппараттық жеделдету мүмкіндіктерін қолдау ең нашар. Қорытынды Дербес компьютерлерге арналған виртуалдандыру технологиялары түпкілікті пайдаланушыға жақындай түсуде және қазір қорғалған немесе оқшауланған дербес ортаны құру үшін ұйым қызметкерлерінің күнделікті жұмысында да, үй компьютерлерінде де қолданыла алады. Сонымен қатар, жұмыс үстелдерінде виртуалды машиналарды пайдалану сипатталған опциялармен шектелмейді. Мысалы, VMware виртуалды машинасында, қонақтардың операциялық жүйесінің консолінің терезе режимінде Сіз монитор қолдайтын үлкен ажыратымдылықты орната аласыз, ал қонақтар жүйесінің терезесінде айналдыру жолақтары пайда болады. Бұл тиісті монитор болмаған кезде веб-сайтты немесе қосымшаны жоғары ажыратымдылықта тексеруге мүмкіндік береді. Бұл мысал виртуалды машиналарды жұмыс үстелінде пайдалану сіздің қиялыңызға байланысты екенін көрсетеді. Жылдам дамып келе жатқан пайдаланушы виртуализация платформалары сіздің қажеттіліктеріңізді қанағаттандыруға көмектеседі. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 1. Гультяев, А. К. "виртуалды машиналар: бір компьютердегі бірнеше компьютер "[Мәтін]: оқулық / Гультяев А.К. – Санкт – Петербург: "Питер" баспасы, 2006 ж. 2. Таллоч М." Виртуализация шешімі", Microsoft Press 3. Мюллер с. "компьютерді жаңарту және жөндеу" [Мәтін]: оқулық / Мюллер с. - Мәскеу:" Уильямс", 2007 ж. |