Виртуальные машины: от теоретических основ до практического применения

Что такое виртуальная машина и что она делает?

Виртуальная машина — это программная среда, которая позволяет запускать другие операционные системы, не внося изменений в ваше устройство. Если вы хотите использовать Windows на MacBook или попробовать Linux, это можно сделать через виртуальную машину в изолированном пространстве. Ваша хост-система продолжает работать в фоновом режиме, не влияя на основные ресурсы, такие как память, вычислительная мощность и хранилище.

Гипервизор: основа виртуальных машин

Виртуальные машины работают через программное обеспечение, называемое гипервизором. Гипервизор выделяет физические аппаратные ресурсы (CPU, оперативное устройство, хранение) и управляет ими так, чтобы одновременно могли запускаться четыре виртуальные машины. Существуют два типа гипервизоров:

1-й тип: Устанавливается непосредственно на серверное оборудование, однако используется в дата-центрах и облачных платформах, продолжает использоваться для производительности и эффективности.

2-й тип: Находится внутри операционной системы продукта и производит вредоносные действия при разработке, тестировании и испытаниях.

После запуска VM его можно использовать как обычный компьютер — возможно установить программное обеспечение, просматривать интернет, создавать приложения.

Зачем использовать виртуальные машины?

Тестирование новых операционных систем без риска азартных игр

На вашем основном компьютере вы сможете экспериментировать с различными операционными системами без внесения изменений в оборудование. Этот метод выполняется в изолированной тестовой среде, как будто он выполняется в обычных условиях.

Изоляция опасных программ

Если вы не хотите подвергать свою рабочую станцию риску из-за непонятных или чрезмерных файлов, попробуйте протестировать их в виртуальной машине. Даже если вредоносный поток или системный сбой произойдет, ваш основной компьютер останется в безопасности.

Продолжение использования устаревшего программного обеспечения

Существуют программы, работающие только на Windows XP. Виртуальная машина может воспроизвести эту ценностную среду, и даже если программа не запускается на современных устройствах, ее влияние продолжает существовать.

Генерация и проверка кода на различных платформах

Разработчики получают возможность увидеть, как код работает на различных операционных системах, и протестировать свои интуитивные понимания приложений в производственной среде на четырехугольных платформах.

Включение облачных сервисов

Облачные платформы, такие как AWS, Azure и Google Cloud, построены на основе виртуальных машин. При развертывании облачной базы данных устройства размещаются в удаленном дата-центре, что позволяет веб-сайту, приложениям или базе данных работать эффективно и успешно.

Как виртуальные машины влияют на блокчейн?

Блокчейн сети обычно используют виртуальные машины для развертывания своих приложений в тестовой среде. Блокчейн ВМ являются механизмом, который запускает смарт-контракты и децентрализованные приложения (DApp).

Виртуальная машина Ethereum (EVM) позволяет разработчикам писать смарт-контракты на языках Solidity, Vyper и Yul и развертывать их в сети Ethereum и других сетях, совместимых с EVM. Каждый узел в сети EVM выполняет смарт-контракты в соответствии с одинаковыми правилами, обеспечивая согласованность выполнения.

Разные блокчейны создали свои механизмы консенсуса:

• NEAR и Cosmos используют VM на основе WebAssembly (WASM), что позволяет использовать смарт-контракты, написанные на нескольких языках программирования.
• Sui использует MoveVM, которые производят смарт-контракты, написанные на языке Move.
• Solana означает обработку параллельных транзакций через свою собственную специальную виртуальную машину (SVM) и способность обрабатывать большие объемы линейной активности.

Практическое применение виртуальных машин

Далее, по мере разработки децентрализованных приложений, это выполняется на фоне виртуальных машин:

• В вашем приложении, подобном децентрализованным финансам Uniswap (DeFi), ваши транзакции будут обрабатываться смарт-контрактами, запущенными внутри EVM.
• NFT в вашем распоряжении, VM выполняет код, который подтверждает право собственности каждого нижемного элемента, и будет обновляться при каждой продаже или обмене.
• 2-ой уровень активов под вашим контролем может выполнять транзакции на специальной VM, такой как zkEVM, что подразумевает использование преимуществ нулевых знаний для смарт-контрактов.

Ограничения и трудности виртуальных машин

Производительность в производстве

VM добавляет дополнительный уровень между аппаратным обеспечением и кодом, однако может замедлить выполнение или потреблять больше ресурсов по сравнению с приложениями, выполняемыми напрямую на физическом компьютере.

Сложность разработки

Обслуживание VM ( тем не менее требует времени и ресурсов для установки и обновления в облачных и блокчейн-сетях ). Это требует от разработчиков специализированных навыков и знаний.

Предложение о ставке

Умные контракты обычно создаются для конкретной среды VM. Умные контракты на Ethereum требуют интеграции или адаптации к блокчейнам, подобным Solana, которые не основаны на испытаниях. Это означает, что если разработчики хотят запустить одно и то же приложение в четырех различных средах, время и усилия на разработку будут значительно увеличены.

Вывод

Виртуальные машины выполняют функции компьютеров и блокчейн-систем в производстве. Они позволяют использовать различные операционные системы для фонового выполнения, тестирования программного обеспечения и использования одного аппаратного обеспечения для четырех задач. В блокчейне виртуальные машины разрабатывают смарт-контракты и децентрализованные приложения. Хотя это значительное достижение в области производства, важно знать, что виртуальные машины не могут быть использованы для более глубокого понимания того, что происходит с инструментами DeFi и платформами.