Приложение 1. Использование виртуальной машины qemu при выполнении лабораторных работ

Приложение 1. Использование виртуальной машины qemu при выполнении лабораторных работ

1 Виртуальные машины

Под эмуляцией (англ. emulation) понимают воспроизведение программными или аппаратными средствами либо их комбинацией работы других программ или устройств.

Виртуальной машиной (англ. virtual machine) называют программную или аппаратную среду, эмулирующую спецификацию какой-либо системы, или способную исполнять некоторый код (например, байт-код, или машинный код реального процессора). Разделяют виртуальные машины для виртуализации приложений (например, Java Virtual Machine) и эмуляции аппаратного обеспечения. Зачастую под термином «виртуальная машина» понимают именно ПО, которое эмулирует работу реального компьютера.

На виртуальную машину, так же как и на реальный компьютер можно инсталлировать операционную систему, у виртуальной машины так же есть BIOS, оперативная память, жёсткий диск (выделенное место на жёстком диске реального компьютера), могут эмулироваться периферийные устройства. На одном компьютере может функционировать несколько виртуальных машин.

Виртуальные машины могут использоваться:

- для защиты информации и ограничения возможностей процессов (так называемые «песочницы»);

- для исследования производительности ПО или новой компьютерной архитектуры;

- для эмуляции различных архитектур (например, эмулятор игровой приставки)

- с целью оптимизации использования ресурсов мэйнфреймов и прочих мощных компьютеров;

- для моделирования информационных систем с клиент-серверной архитектурой на одной ЭВМ (эмуляция компьютерной сети с помощью нескольких виртуальных машин);

- для упрощения управления кластерами – виртуальные машины могут просто мигрировать с одной физической машины на другую во время работы.

Таким образом, виртуальная машина – это программа, которую вы запускаете из своей операционной системы. Программа эмулирует реальную машину. Как и в случае с реальной машиной, вы можете установить на виртуальную машину операционную систему, причем неважно DOS, Windows или *nix. Таким образом, вы можете тестировать различные операционные системы, не покидая своей. Вы можете без проблем обмениваться файлами между основной операционной системой (host) и гостевой операционной системой (guest). Удобство виртуальной машины в повышенной безопасность работы, и простоте развертывания новых платформ, и снижение стоимости владения.

Наиболее известны такие виртуальные машины как VMware Workstation, Microsoft VirtualPC, Parallels Workstation, Bochs, Qemu, VirtualBox. В качестве основы для проведения лабораторных работ предлагается свободнораспространяемая виртуальная машина qemu с установленной операционной системой MS DOS 6. 22.

QEMU – это быстрый эмулятор процессора, использующий динамическую трансляцию для достижения хорошей скорости эмуляции.

QEMU имеет два режима работы: эмуляция всей системы и эмуляция пользовательского режима (только Linux-машины).

При выполнении лабораторных работ будет использоваться первый режим. QEMU эмулирует полноценную систему (например ПК), включая процессор и различное периферийное оборудование. Его можно использовать для запуска различных операционных систем без необходимости перезагрузки ПК или для отладки кода системы.

QEMU может работать на системе-хозяине без драйвера, обеспечивая при этом удовлетворительную производительность.

При эмуляции целой системы поддерживается следующее оборудование:

- PC (процессор x86 или x86_64)

- PREP (процессор PowerPC)

- G3 BW PowerMac (процессор PowerPC)

- Mac99 PowerMac (процессор PowerPC, в процессе разработки)

- Sun4m (32-битный процессор Sparc)

- Sun4u (64-битный процессор Sparc processor, в процессе разработки)

- Malta board (32-битный процессор MIPS, в процессе разработки)

При эмуляции пользовательского режима поддерживаются процессоры x86, PowerPC, ARM и Sparc32/64.

Как эмулятор системы QEMU эмулирует следующее периферийное оборудование:

- i440FX host PCI bridge и PIIX3 PCI to ISA bridge

- PCI VGA-карту Cirrus CLGD 5446 или фиктивную VGA-карту с VESA-расширениями Bochs (аппаратный уровень, включая все нестандартные режимы).

- PS/2-мышь и клавиатуру

- 2 PCI IDE-интерфейса с поддержкой жёстких и приводов CD-ROM

- дисковод

- сетевые PCI-адаптеры NE2000

- последовательные порты

- звуковую карту Soundblaster 16

QEMU использует PC BIOS проекта Bochs и Plex86/Bochs LGPL VGA BIOS.

12 Следующая ⇒