מכונה וירטואלית – הבדלי גרסאות
The copyright problem is solved. Excuse me. |
מ בוט: הקובץ Virtual_Machines.jpg הוסר מכיוון שנמחק מוויקישיתוף על ידי Rubin16 עם הסיבה: Copyright violation: screenshot of windows computer |
||
| שורה 1: | שורה 1: | ||
[[תמונה:Virtual Machines.jpg|300px|ממוזער|שני חלונות של שתי מכונות וירארואליות מסוג [[VirtualBox]] למערכות הפעלה על רקע משטח העבודה של המחשב הגשמי. מערכת ההפעלה של המחשב הגשמי ושל אחת המכונות היא חלונות 7 ואילו המערכת של המכונה השנייה היא חלונות XP]] |
|||
ב[[מדעי המחשב]], '''מכונה וירטואלית''' היא [[תוכנה]] היוצרת סביבה הנחוצה להפעלתה של תוכנה אחרת, מבלי שיהיה צורך במימוש פיזי של סביבה זו. מכונה וירטואלית משחררת את התוכנה המתבססת עליה מתלות ב[[חומרה]] מסוימת, משום שכל חומרה שעליה תמומש המכונה הווירטואלית תאפשר את הפעלת התוכנה. |
ב[[מדעי המחשב]], '''מכונה וירטואלית''' היא [[תוכנה]] היוצרת סביבה הנחוצה להפעלתה של תוכנה אחרת, מבלי שיהיה צורך במימוש פיזי של סביבה זו. מכונה וירטואלית משחררת את התוכנה המתבססת עליה מתלות ב[[חומרה]] מסוימת, משום שכל חומרה שעליה תמומש המכונה הווירטואלית תאפשר את הפעלת התוכנה. |
||
גרסה מ־21:52, 24 במרץ 2011
במדעי המחשב, מכונה וירטואלית היא תוכנה היוצרת סביבה הנחוצה להפעלתה של תוכנה אחרת, מבלי שיהיה צורך במימוש פיזי של סביבה זו. מכונה וירטואלית משחררת את התוכנה המתבססת עליה מתלות בחומרה מסוימת, משום שכל חומרה שעליה תמומש המכונה הווירטואלית תאפשר את הפעלת התוכנה.
מכונה וירטואלית למערכות הפעלה
חברת IBM הייתה ראשונה (בשנת 1972) ליישם את רעיון של מכונה וירטואלית במחשבים מרכזיים מסדרת 370, במערכת ההפעלה VM שמאז עברה הרבה מהדורות ונמצאת עד היום בשימוש בגרסה הקרויה z/VM. מערכת הפעלה זו מסוגלת להריץ תחתיה אלפי עותקים של מערכות הפעלה אחרות: MVS, VSE, LINUX ואף את מערכת ההפעלה VM בעצמה. כל מערכות ההפעלה האורחות מקבלות שירותים ממערכת ההפעלה VM, ומתנהגות כאילו בוצעו במחשב אמיתי. מכונה וירטואלית למערכות הפעלה מכונה גם "מחשב וירטואלי".
מכונה וירטואלית במחשבי חברות גדולות ושרתי אינטרנט: חברת IBM הייתה ראשונה (בשנת 1972) ליישם את רעיון של מכונה וירטואלית במחשבים מרכזיים מסדרת 370, במערכת ההפעלה VM שמאז עברה הרבה מהדורות ונמצאת עד היום בשימוש בגרסה הקרויה z/VM. מערכת הפעלה זו מסוגלת להריץ תחתיה אלפי עותקים של מערכות הפעלה אחרות: MVS, VSE, LINUX ואף את מערכת ההפעלה VM בעצמה. כל מערכות ההפעלה האורחות מקבלות שירותים ממערכת ההפעלה VM, ומתנהגות כאילו בוצעו במחשב אמיתי. מערכת כזו חוסכת קנייה ותחזוקה של מחשבים רבים.
מכונה וירטואלית למערכת הפעלה במחשב אישי מקלה את השימוש הסימולטני בתוכנות וחומרות התואמות מערכות הפעלה שונות. מכונה כזו מתפקדת כחלון המדמה מחשב אישי עם מערכת הפעלה השונה מזו של שאר המחשב. האלטרנטיבות למכונה הוירטואלית הן התקנה של שתי מערכות ההפעלה על המחשב הגשמי ואיתחול המחשב בכל פעם שרוצים לשנות סביבת עבודה (מסורבל מאוד), החלפה של חלק מהחומרות והתוכנות כך שכל היישומים יתאמו אותה מערכת הפעלה (יקר ולפעמים בלתי אפשרי) או קניית מחשב נוסף (יקר).
מכונה וירטואלית למערכת הפעלה חוסכת זמן וכסף גם כאשר משתמשים בה בניסוי וטעייה לצורך לימוד או חקר תחזוקת מחשבים. כאשר מכונה וירטואלית כזו מתקלקלת בשל ניסוי לא מוצלח, ניתן על נקלה למחוק אותה ולהגדיר מכונה וירטואלית חדשה במקומה. זאת במקום לתקן או להחליף מחשב גשמי.
מכונה וירטואלית לשפת תכנות
על מנת להריץ תוכנה על מחשב, יש לתרגם אותה משפת התכנות שבה נכתבה, לשפה אותה המחשב מסוגל להבין - שפת מכונה. בדרך כלל שפות המכונה מכילות מספר קטן של פקודות, וכל פקודה בהן מיוצגת על ידי רצף של אפסים ואחדות בלבד, מה שהופך כתיבת תוכניות בצורה ישירה בשפת מכונה למלאכה טכנית ומייגעת. על כן, רוב התוכנות נכתבות בשפות מתוחכמות יותר ונוחות יותר לשימוש, ולאחר מכן מתורגמות לשפת מכונה בידי תוכנה מיוחדת הנקראת מהדר (compiler). התהליך בו לוקח המהדר תוכנית הכתובה בשפת תכנות כלשהי ובונה ממנה תוכנה בשפת מכונה הניתנת להרצה על המחשב נקרא הידור.
מכיוון שלמחשבים שונים יש שפות מכונה שונות, תוכנה שהודרה בידי מהדר כך שתפעל על מחשב אחד אינה שמישה במחשב אחר, בעל שפת מכונה שונה. זוהי בעיה של ניידות (פורטביליות), ושימוש במכונות וירטואליות הוא פתרון אפשרי לבעיה זו.
הדרך שבה מתגברות מכונות וירטואליות על בעיית הפורטביליות היא על ידי כך שהתוכנית מהודרת לשפת ביניים, במקום לשפת מכונה. בזמן ריצה, המכונה הווירטואלית נכנסת לפעולה, ומתרגמת את שפת הביניים לשפת מכונה, בהתאם למחשב ולמערכת ההפעלה המותקנת עליו. כלומר, אם תוכניתן כתב תוכנית ב-Java, בעת ההידור התוכנית תתורגם לשפת ביניים, שאותה מסוגלת המכונה הווירטואלית של Java להבין בלי תלות במחשב ובמערכת ההפעלה עליה היא מותקנת. בעת הרצת התוכנה, המכונה הווירטואלית תתרגם את התוכנית לשפה שהמחשב עליו היא רצה מבין. לפיכך ניתן להעביר תכניות מהודרות בין מחשבים שונים ולקבל אותה תוצאה בסיום הריצה. המכונה הווירטואלית תבטיח שהתוכנית תתבצע כראוי על כל אחד משני המחשבים.
מכונה וירטואליות, לפיכך, היא תוכנית מחשב, המקבלת כקלט הוראות הכתובות בשפת ביניים, מתרגמת אותן לשפת מכונה ומריצה אותן. להבדיל ממהדר, אשר מתרגם את התוכנית כולה בטרם ניתן יהיה להריץ אותה, המכונה הווירטואלית מבצעת את התרגום תוך כדי ההרצה עצמה, בדומה למפרש. חשוב להדגיש כי המכונה הווירטואלי לא מתרגמת שפה עילית לשפת ביניים. שלב זה מבוצע על ידי המהדר בשלב הידור התוכנית.
Java היא דוגמה בולטת לשפת תכנות המתבססת על מכונה וירטואלית. תוכנית מחשב שנכתבה בשפת Java מהודרת לא לשפת מכונה, שנועדה מטבעה לחומרה מסוימת, אלא ל- BYTE CODE המתבצע על-גבי מכונה וירטואלית - (Java Virtual Machine (JVM. זו התכונה המאפשרת לתוכנית Java לרוץ על כל מערכות הפעלה בעלת JVM, מטלפונים סלולרים, ועד למחשבי על. כך לדוגמה, יישומון Java המשולב בדף HTML יכול להתבצע במערכות ההפעלה Windows, Mac OS, לינוקס ואחרות, ללא כל צורך בהתאמה ספציפית לאחת ממערכות ההפעלה, משום שבכל אחת ממערכות ההפעלה רץ היישומון על המכונה הווירטואלית JVM.
ארכיטקטורת NET. של מיקרוסופט מכילה אף היא רכיב החוצץ בין התוכנית המתבצעת לבין מערכת ההפעלה, המכונה Common Language Runtime (בקיצור CLR), ושפתו נקראת Common Intermediate Language (בקיצור CIL, "שפת ביניים משותפת"). רכיב זה מהווה למעשה מכונה וירטואלית, המפרידה בין החומרה לתוכנה. רכיב זה מאפשר לפתח בשפות שונות, כל עוד השפה מהודרת לקובץ היכול לרוץ על ה־CLR.
יתרונות וחסרונות
ניידות הינה אחת מהבעיות הקשות עימן מתמודד עולם המחשוב כיום. מדי שנה מוצאים סכומים ניכרים על מנת להתמודד עימה. מכונה וירטואלית, מבחינה זו, פותרת בעיה זו. גם אם יומצא מחשב חדש אין צורך להדר את התוכנית מחדש. יש לכתוב מכונה וירטואלית עבור אותו מחשב, ומרגע זה הוא יוכל להריץ את כל התוכניות שהודרו למכונה וירטואלית מסוג זה.
יחד עם זאת, תכניות המורצות על ידי מכונה וירטואלית איטיות יותר, וזאת בשל הצורך לתרגם את התוכנית לשפת מכונה בכל הרצה. על אף התקדמות רבה בשנים האחרונות, תכניות שאמורות לפעול בזמן אמת עדיין מתורגמות לשפת מחשב על מנת לשפר את ביצועיהן. אמנם ברבות מהשפות המבוססות על מכונה וירטואלית ניתן להדר את התוכנית ישירות לשפת מכונה (ולא לשפת ביניים), אך בכך אובדת תכונת הניידות של השפה, החשובה מאד. על אף האמור, הקצאת זיכרון, לדוגמה, מתבצעת מהר יותר באמצעות מכונה וירטואלית.
בנוסף, מאחר שרוב התכניות והספריות (DLL) הקיימות היום מתורגמות כבר לשפת מחשב, שילובן בשפה המבוססת על מכונה וירטואלית חיונית, אך אינה דבר פשוט כלל ועיקר וקיימים מנגנונים מסובכים על מנת להתמודד עם בעיה זו.
ראו גם
קישורים חיצוניים
שגיאות פרמטריות בתבנית:מיזמים
פרמטרים ריקים [ רוחב ] לא מופיעים בהגדרת התבנית
