虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)造中的應(yīng)用

李洋晨 石富丞 吳波

摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，計(jì)算機(jī)技術(shù)早已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展中，而當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)在應(yīng)用過程中在運(yùn)行效率等方面無法滿足部分行業(yè)的要求，而將計(jì)算機(jī)技術(shù)與虛擬化技術(shù)結(jié)合能將物理資源轉(zhuǎn)化為邏輯管理的資源，隨著云終端技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)在社會(huì)領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，實(shí)踐證明，虛擬化技術(shù)以及云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用能夠在一定程度上彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)硬件的不足，并提升網(wǎng)絡(luò)資源的使用效率。本文主要介紹了計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)的應(yīng)用類型，分析了虛擬化技術(shù)應(yīng)用在高能計(jì)算機(jī)中存在的問題，并對(duì)虛擬化技術(shù)在計(jì)算機(jī)技術(shù)中的應(yīng)用前景進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。

關(guān)鍵詞：虛擬化技術(shù);計(jì)算機(jī)技術(shù);實(shí)踐應(yīng)用

近年來，隨著我國通信光纖基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)以及5G技術(shù)的發(fā)展，我國計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)水平不斷提升。虛擬化技術(shù)的應(yīng)用打破了過去計(jì)算機(jī)技術(shù)使用過程中對(duì)于物理資源在時(shí)空上的限制，通過虛擬化技術(shù)能夠?qū)PU、網(wǎng)絡(luò)以及服務(wù)器等資源進(jìn)行抽象化、虛擬化處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)這些物理資源的網(wǎng)絡(luò)化管理。隨著云計(jì)算技術(shù)以及云終端的發(fā)展及成熟，虛擬化技術(shù)開始被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，對(duì)于推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的信息傳輸和流通，提高計(jì)算機(jī)使用效率具有重要幫助。

一、計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)的應(yīng)用類型

（一）CPU虛擬化

CPU是計(jì)算機(jī)技術(shù)的核心部件，CPU直接決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)行效率和處理信息的速度，過去受到物理空間的限制，一臺(tái)計(jì)算機(jī)往往只能使用一個(gè)CPU進(jìn)行信息處理，而隨著虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，通過云計(jì)算技術(shù)能夠?qū)蝹€(gè)的CPU 模擬出多個(gè)并行運(yùn)行的虛擬 CPU，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多個(gè)CPU同時(shí)進(jìn)行不同的操作，使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理信息的能力大大提升。

（二）網(wǎng)絡(luò)虛擬化

隨著網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的發(fā)展，如今網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于企業(yè)運(yùn)行中，通過網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，企業(yè)員工的工作范圍將不再受到限制，企業(yè)員工通過網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)能夠遠(yuǎn)程訪問企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程辦公。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，特別是5G通信技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)虛擬化信息傳輸速度獲得了空前的提升。

（三）服務(wù)器虛擬化

服務(wù)器虛擬化技術(shù)能夠通過分辨相關(guān)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)順序，并將優(yōu)先級(jí)較高的任務(wù)優(yōu)先進(jìn)行處理，從而提升任務(wù)的整體運(yùn)行效率，虛擬化服務(wù)器早在2006年就被大多數(shù)企業(yè)所了解，并有部分企業(yè)開始應(yīng)用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，經(jīng)過實(shí)踐證明，使用服務(wù)器虛擬化技術(shù)能夠降低企業(yè)服務(wù)器運(yùn)行的負(fù)載，并提升服務(wù)器的使用效率。

（四）虛擬儲(chǔ)存

隨著云計(jì)算終端和云存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，如今虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，云存儲(chǔ)技術(shù)將多個(gè)儲(chǔ)存介質(zhì)模塊集中管理起來，從而打造一個(gè)容量超大的硬盤，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量資源的存儲(chǔ)，不僅如此，相對(duì)傳統(tǒng)的硬盤信息存儲(chǔ)而言，云存儲(chǔ)技術(shù)在信息傳輸方面也具備優(yōu)勢(shì)，能夠快速將信息進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。

二、虛擬化技術(shù)應(yīng)用在高能計(jì)算機(jī)中存在的問題

（一）開銷費(fèi)用問題

在應(yīng)用虛擬化技術(shù)的過程中，開銷費(fèi)用是其應(yīng)用過程中的一大難題，在特權(quán)模式下，計(jì)算機(jī)訪問時(shí)間被延長，對(duì)于相關(guān)資源的占用和耗費(fèi)也相應(yīng)地加大，這與高性能計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)背道而馳，因此需要對(duì)虛擬化技術(shù)在應(yīng)用過程中進(jìn)行優(yōu)化，從而增強(qiáng)應(yīng)用效果，而對(duì)虛擬化技術(shù)的優(yōu)化需要耗費(fèi)較高的費(fèi)用。

（二）虛擬機(jī)協(xié)同問題

高性能計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的要求并不相同，高性能計(jì)算機(jī)除了需要對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備的硬件設(shè)施進(jìn)行抽象和虛擬之外，還需要對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵性節(jié)點(diǎn)位置建立虛擬機(jī)，這就導(dǎo)致高性能計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在應(yīng)用過程中會(huì)出現(xiàn)多個(gè)虛擬機(jī)，而在高性能計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在使用過程中需要多個(gè)虛擬機(jī)相互配合才能夠運(yùn)行，因此需要相關(guān)技術(shù)研究人員建立起虛擬機(jī)系統(tǒng)機(jī)制，使多個(gè)虛擬機(jī)能夠相互配合，協(xié)同完成相關(guān)任務(wù)。

（三）系統(tǒng)兼容性問題

虛擬化技術(shù)在應(yīng)用過程中系統(tǒng)兼容性也是一大問題，當(dāng)前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存在多個(gè)版本，各個(gè)版本的技術(shù)特點(diǎn)存在一定的差異，在應(yīng)用虛擬化技術(shù)的過程中可能存在不兼容的現(xiàn)象，因此需要相關(guān)技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況編制相應(yīng)的編譯器、函數(shù)模型，進(jìn)而對(duì)虛擬化技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)虛擬化技術(shù)系統(tǒng)兼容。

三、計(jì)算機(jī)技術(shù)中虛擬化技術(shù)的應(yīng)用前景

（一）虛擬化開發(fā)環(huán)境構(gòu)建

在過去，程序員對(duì)程序系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)時(shí)，需要使用傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)來完成，而傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)處理信息的能力有限，進(jìn)而導(dǎo)致計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)進(jìn)度較慢，在進(jìn)行軟件測(cè)試的過程中需要花費(fèi)較長的時(shí)間等待相關(guān)測(cè)試結(jié)果，而通過虛擬化技術(shù)能夠建立虛擬化開發(fā)環(huán)境，相對(duì)傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)而言，在虛擬化開發(fā)環(huán)境下，軟件的開發(fā)效率以及測(cè)試效率都能夠得到大幅提升。

（二）異構(gòu)資源整合

在高性能計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的過程中，呈現(xiàn)出了異構(gòu)資源發(fā)展趨勢(shì)，而這些異構(gòu)系統(tǒng)具有一定的特殊性，在與高效管理結(jié)合的過程中，相關(guān)措施具有較強(qiáng)的不確定性，進(jìn)而導(dǎo)致用戶在使用過程中界面可能出現(xiàn)不統(tǒng)一的現(xiàn)象，而使用虛擬化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)異構(gòu)資源的有效管理，在一定程度上隱藏異構(gòu)資源的特征，實(shí)現(xiàn)用戶界面的統(tǒng)一。

（三）增強(qiáng)系統(tǒng)安全性

通過應(yīng)用虛擬化技術(shù)，在相關(guān)操作進(jìn)行之前，虛擬機(jī)將對(duì)虛擬化系統(tǒng)中的各項(xiàng)資源及程序進(jìn)行檢測(cè)，確保虛擬化技術(shù)的各項(xiàng)資源和程序的完整性，從而確保后續(xù)操作的安全性，為系統(tǒng)運(yùn)行提供可靠的基礎(chǔ)。

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