計算機技術(shù)中虛擬化技術(shù)應(yīng)用探討

張巍

（錦州開放大學(xué)，遼寧錦州 121000）

虛擬化技術(shù)作為社會時代前進道路上的產(chǎn)物，同時也是新型科學(xué)技術(shù)的典型代表，有著時代性的特點。將新型虛擬化技術(shù)應(yīng)用在計算機技術(shù)當(dāng)中，不但會推動計算機技術(shù)的進步，也在一定程度上加快了計算機技術(shù)的創(chuàng)新優(yōu)化進程。可以見得，虛擬化技術(shù)的關(guān)鍵意義。要想確保計算機機技術(shù)中虛擬化技術(shù)的應(yīng)用呈現(xiàn)最大化的成效，虛擬化技術(shù)工作人員，還應(yīng)該提高對對虛擬化技術(shù)的關(guān)注度，增加應(yīng)用技能，強化并加深對虛擬化技術(shù)知識的掌握，達到計算機虛擬化技術(shù)應(yīng)用的最大目標(biāo)。

1.計算機虛擬化技術(shù)定義

計算機虛擬化技術(shù)是一種計算資源分配的技術(shù)，在應(yīng)用虛擬化技術(shù)前，第一步就是應(yīng)該具備對虛擬化提供支撐的機器，最底層的機器能夠直接支持虛擬化的應(yīng)用，卻不能充分實現(xiàn)虛擬化，對于其中不支持的部分，就應(yīng)該利用系統(tǒng)管理的方式達到虛擬化的目的。虛擬化技術(shù)會將物理計算機與其相關(guān)的組件進行抽象分離，將分離后的資源進行重新組合，分成不同的算力終端。通俗的解釋就是，當(dāng)一臺計算機處于虛擬化狀態(tài)時，用戶感覺是在多個不同的計算終端在各自獨立運行。虛擬化技術(shù)的原理是將計算機劃分成不同性能級別的計算資源，將性能高，工作量小的計算分配給用戶使用，將性能一般，工作量大的計算分配一臺整機進行計算。應(yīng)用在虛擬機之間的都是相互隔離的多樣化操作系統(tǒng)，將底層的機器看成自己的機器，但反過來說，并不是所有的硬件都支持虛擬化，對于一些未被使用的資源，則將其遷移到其他計算機邏輯服務(wù)器上進行計使用。

硬件虛擬化技術(shù)的重點內(nèi)容為基于計算機原件的采取虛擬化操作，在虛擬化操作的功能下達到對硬件容量進行擴充的目的，也進一步簡化了資源配置流程。利用虛擬化技術(shù)，CPU運行可以將以往的單個運行過度到多個同步運行，而且各個流程不但單獨存在而且相互之間還存在著一定的關(guān)聯(lián)。軟件虛擬化主要指的是一種高度抽象化的虛擬層，該虛擬層可以使虛擬層與物理硬件之間可以有效分離，進一步提升計算機的工作效率。

2.計算機虛擬化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 有利于提升管理水平

計算機虛擬化技術(shù)在各行各業(yè)的普及應(yīng)用使管理水平得到了有效提升，尤其是在各類工程設(shè)計的過程中應(yīng)用時，不僅能夠優(yōu)化設(shè)計方案，提升工程質(zhì)量，同時也能夠最大程度的控制工程成本，幫助企業(yè)提升工程的社會影響力[1]。

2.2 有利于提升管理效率

傳統(tǒng)的企業(yè)管理模式效率較差，并且已經(jīng)不再適用于社會飛速發(fā)展的信息化時代。目前，我國仍舊存在一部分城市發(fā)展速度緩慢，經(jīng)濟水平達不到我國的平均水平，因此，這些城市對于計算機虛擬化技術(shù)的應(yīng)用效果并不理想。基于此，國家相關(guān)職能部門應(yīng)當(dāng)對城市及企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者進行培訓(xùn)與教育，確保計算機虛擬化技術(shù)能夠得到行之有效的應(yīng)用，進而起到提升企業(yè)的管理效率的效果。

2.3 有利于促進計算機技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展

科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的提升是計算機虛擬化技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是促進社會朝著智能化、信息化及數(shù)字化方向進行發(fā)展的前提，更是促進計算機技術(shù)長遠(yuǎn)發(fā)展的根本。想要提升我國計算機技術(shù)的國際地位，就必須要致力于開展相關(guān)的研發(fā)，才能實現(xiàn)對計算機技術(shù)進步速度的加快。

3.虛擬現(xiàn)實技術(shù)的技術(shù)特點

3.1 感知性

感知是人體所具有的獨有特性，VR是指通過技術(shù)手段來具備人體所具備的感知功能。除了簡單的視覺感知外，也包括聽覺、觸覺、運動，甚至是可以感知人的情緒變化，最終目的是通過技術(shù)手段完全模擬人體豐富的感知功能。

3.2 存在感

所謂存在感主要體現(xiàn)的是真實性，即用戶在體驗虛擬現(xiàn)實技術(shù)過程中的真實程度，虛擬現(xiàn)實的最高要求是讓用戶完全融入到虛擬的環(huán)境中，達到真假難辨。

3.3 交互性

單純的體驗已經(jīng)難以達到用戶的要求，人們希望能夠與環(huán)境進行互動，因此虛擬現(xiàn)實技術(shù)需具備人體與周圍虛擬環(huán)境自由交流的功能，即可操作性，虛擬環(huán)境與人體的互饋。

3.4 自主性

為了增加用戶體驗，使人們可以更簡單地使用，虛擬現(xiàn)實也更加強調(diào)技術(shù)的自主性，即可以根據(jù)現(xiàn)實世界的物理運動規(guī)律自主的運行，不需要過多的耗費人力[2]。

4.實現(xiàn)計算機存儲虛擬化技術(shù)的方法

4.1 主機層面的虛擬化

基于主機的虛擬存儲完全依賴存儲管理軟件，無需任何附加硬件，將控制軟件安裝在主機上，即可將主機作為虛擬存儲的主體，通過主機查看其下屬子系統(tǒng)中的存儲數(shù)據(jù)。一般來說，主機的存儲能力是非常有限的，可以通過拓展代理系統(tǒng)的方式來增加數(shù)據(jù)存儲空間，讓代理系統(tǒng)分擔(dān)一定的存儲任務(wù)，從而減輕主機的存儲壓力。與其他方式相比，主機虛擬化技術(shù)門檻較低，低投入高回報，性價比較高[3]。但這種方法缺點也十分突出：（1）主機虛擬化技術(shù)高度依賴主機的性能，但數(shù)據(jù)存儲量達到一定程度后，必定會對主機的性能產(chǎn)生影響，這就導(dǎo)致主機虛擬化技術(shù)的數(shù)據(jù)存儲量非常有限。（2）主機下的代理系統(tǒng)之間并不是完全相通的，為了提高數(shù)據(jù)的安全性，很可能會出現(xiàn)壁壘，甚至可能出現(xiàn)一個代理系統(tǒng)下的用戶在另一個代理系統(tǒng)中訪問受到限制的情況。

4.2 存儲設(shè)備層面的虛擬化

數(shù)據(jù)存儲的虛擬終端中往往有很多存儲模塊，這些模塊也被稱作存儲設(shè)備，存儲設(shè)備是計算機系統(tǒng)中的元件，本身具有較高的獨立性，能夠進行擴展?；诖鎯υO(shè)備的虛擬方法目前最常用的是虛擬磁盤，虛擬磁盤是指把多個物理磁盤按照一定方式組織起來形成一個標(biāo)準(zhǔn)的虛擬邏輯設(shè)備。存儲設(shè)備的優(yōu)勢在于降低了管理難度，能夠使用信息集成化技術(shù)進行管理，讓用戶對每一個存儲模塊的基本信息了如指掌，但存儲設(shè)備自身的存儲能力有限，使用過程中往往需要進行擴展，但是隨著擴展次數(shù)的上升，系統(tǒng)中的存儲設(shè)備數(shù)量增加，各個存儲設(shè)備之間會產(chǎn)生信號干擾等負(fù)面影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)存儲的安全性下降[4]。

4.3 網(wǎng)絡(luò)層面的虛擬化

基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬化是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間實現(xiàn)存儲虛擬化功能，它將類似于卷管理的功能擴展到整個存儲網(wǎng)絡(luò)。用戶可以在互聯(lián)網(wǎng)上使用計算機虛擬存儲專用的服務(wù)器，這種服務(wù)器的操作系統(tǒng)與計算機相同，操作門檻較低，上手簡單，為用戶提供一個安全可靠的虛擬存儲環(huán)境。與其他方法相比，其具有較大的優(yōu)勢。第一，這種存儲方法將數(shù)據(jù)存儲在共享服務(wù)器中，不需要用戶購買相關(guān)存儲設(shè)備，只要通過相關(guān)審核就可以使用。第二，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器不占用計算機內(nèi)部資源，無論存儲的數(shù)據(jù)有多少，都不會影響計算機的性能[5]。

5.計算機技術(shù)在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中應(yīng)用

5.1 計算機硬件設(shè)備在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的應(yīng)用

與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相關(guān)的計算機硬件設(shè)備主要包括建模裝置、三維視覺顯示器、聲音裝置和交流互作設(shè)備。常用的建模設(shè)備就是三維立體掃描儀，是融合了計算機、光等的高科技產(chǎn)品，3D掃描儀工作的基本原理是通過將該儀器掃描實物，然后獲得實物的三維點云數(shù)據(jù)，進而生成相關(guān)的數(shù)據(jù)模型，速度與精度都空前提高，然后以數(shù)據(jù)的模式重現(xiàn)現(xiàn)實的世界。三維視覺顯示器包括頭顯、全方位顯示器、CRT終端、投影及洞穴式虛擬顯示系統(tǒng)及智能眼鏡等，其中頭顯指的就是頭戴式顯示器，它的工作原理是通過在左右眼形成視覺差異從而在人腦中形成立體感；全方位顯示器簡單來說就是將兩個CRT顯示器耦合在一塊，可以讓用戶具有實時交互的能力；應(yīng)用在虛實現(xiàn)實技術(shù)的聲音裝置可以帶給人一種三維聽覺效果，并且該裝置裝備了語音識別系統(tǒng)，方便人機的信息交換。交流互作設(shè)備主要包括交互工具-手套、輸入設(shè)備-力矩球和操縱桿、真實感裝備-觸覺反饋和力覺反饋、運動捕捉裝置、數(shù)據(jù)衣等。

5.2 計算機軟件設(shè)備在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的應(yīng)用

與虛擬現(xiàn)實相關(guān)的軟件設(shè)備主要指的是虛擬現(xiàn)實軟件，包括三維場景編輯器、二次開發(fā)工具包、互聯(lián)網(wǎng)平臺、虛擬社區(qū)系統(tǒng)、虛擬旅游平臺、虛擬展館、數(shù)字城市平臺、粒子特效編輯器、物理引擎系統(tǒng)等；此外，還包括立體投影軟件融合系統(tǒng)和工業(yè)仿真平臺，它們都是計算機軟件系統(tǒng)在虛擬現(xiàn)實技術(shù)上的應(yīng)用。

5.3 計算機技術(shù)在生活領(lǐng)域的應(yīng)用

計算機技術(shù)的應(yīng)用對現(xiàn)階段社會人們的平時交往非常有利，以往的社會交往形式重點為書信方式，但由于目前計算機技術(shù)的持續(xù)進步，人們?nèi)粘Ｖg的交往早就漸漸地拋棄了書信這種傳統(tǒng)的形式，通常是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)來達到信息傳遞的目的，當(dāng)前全球中應(yīng)用范圍最廣的國際計算機網(wǎng)絡(luò)就是Internet，人們能夠利用該網(wǎng)絡(luò)滿足遠(yuǎn)程信息登錄、電子郵件交流與文件傳輸服務(wù)等，并且有著十分簡短的操作時間，大量信息的傳達與輸送能夠在一瞬間實現(xiàn)，并且還不會被時空所限制，從根本上上改革了人們的平時生活與工作。除此之外，能夠利用計算機技術(shù)達到各種多媒體信息、新聞等的存儲與共享，一定程度上推動社會的信息化，縮短了人們的時間和空間。

5.4 計算機技術(shù)在生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用

以往在工程生產(chǎn)車間或農(nóng)業(yè)制造重點需要依靠人工操作或借助于部分簡單的自動化工具進行制造生產(chǎn)，現(xiàn)階段，能夠利用計算機技術(shù)從根本上優(yōu)化該種生產(chǎn)方式。在工廠中，人們只需要利用計算機技術(shù)進行產(chǎn)品設(shè)計，就能夠節(jié)約好幾倍或幾十倍的工作量，例如，以往的建筑師為了修建大樓，就得到現(xiàn)場進行親自勘查、測量、計算等，才可以繪制出圖紙，然而現(xiàn)在，人們在對建筑進行設(shè)計時，只用將原始數(shù)據(jù)輸入到相應(yīng)的軟件中就行，計算機就能夠繪制出人們需要的設(shè)計圖紙。在生產(chǎn)中亦是如此，人們利用計算機對生產(chǎn)過程進行自動化管控，就能夠快捷的對生產(chǎn)過程進行自動進料、加工與包裝等。因此，人們需要極大地重視計算機技術(shù)在材料加工自動化生產(chǎn)中的使用，并持續(xù)地進行工藝改革生產(chǎn)，提高計算機技術(shù)的使用，最終實現(xiàn)對產(chǎn)品原材料的精確加工，快速監(jiān)測。

5.5 計算機技術(shù)在政府單位機構(gòu)的應(yīng)用

計算機技術(shù)的興起，也讓網(wǎng)絡(luò)辦公成為一種潮流。網(wǎng)絡(luò)辦公在最近的幾年中發(fā)展迅速，尤其在企業(yè)政府部門當(dāng)中。政府是人民的守護神，政府職能多種多樣，涉及的業(yè)務(wù)范圍也很廣，需要各種各樣的辦公軟件，需要的服務(wù)器也比較多。由于政府部門需要發(fā)布公告新聞等內(nèi)容，公告新聞往往具有時效性，因此必須要有運營服務(wù)器。服務(wù)器運營也是計算機虛擬技術(shù)的功能之一。運營服務(wù)器的操作必須要謹(jǐn)慎操作，因為運營服務(wù)器出現(xiàn)故障時可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失和業(yè)務(wù)無法操作的問題。如果將計算機虛擬技術(shù)應(yīng)用到政府部門中，就能有效解決上面的問題，定期進行數(shù)據(jù)的備份，當(dāng)主服務(wù)器出現(xiàn)故障時備用服務(wù)器能及時啟動。能夠有效解決政府部門的問題，讓政府更好為人民服務(wù)。

5.6 計算機技術(shù)在機房實驗室的應(yīng)用

使用計算機虛擬技術(shù)與桌面虛擬化應(yīng)用結(jié)合搭建計算機實驗機房，可以帶來很多的好處：

（1）使用虛擬化技術(shù)能夠有效利用計算資源，降低成本。計算機實驗用到的操作系統(tǒng)都存在虛擬化的服務(wù)器中，當(dāng)用戶需要做計算機實驗時，只需要考慮軟件的編寫即可，無需關(guān)注硬件的差異，用戶能夠?qū)Ｗ⒂趯嶒灡旧??？梢杂行岣哂嬎銠C使用的效率。

（2）使用虛擬化技術(shù)能夠使系統(tǒng)部署更加靈活。采用虛擬化技術(shù)，將虛擬機桌面化以后，操作系統(tǒng)和程序運行所需要的軟件都在虛擬主機上運行，環(huán)境的配置只需要在虛擬的主機上配置一遍就行，當(dāng)用戶訪問時，為不同級別的用戶設(shè)置不同的訪問級別，為其分配不同級別的賬號。由于不同的用戶在登錄系統(tǒng)時使用的是賬號，更加方便管理員對客戶端進行管理。提高了整個系統(tǒng)的靈活性。當(dāng)管理員需要更新和配置環(huán)境時，只需要在服務(wù)端進行即可，提高了工作效率。

（3）虛擬化技術(shù)與桌面化技術(shù)為系統(tǒng)管理員提供了一個統(tǒng)一的操作界面。當(dāng)管理員需要對系統(tǒng)進行升級、安裝、補丁、遷移等操作時，只需要對中央處理器進行操作即可，無須對每一臺終端進行管理，減輕了系統(tǒng)管理的難度，提高了管理效率。

（4）虛擬化技術(shù)使系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定和安全。由于學(xué)生在做實驗時只是使用終端設(shè)備，當(dāng)學(xué)生的終端被病毒入侵時，管理員可以及時切斷學(xué)生終端之間的聯(lián)系，防止病毒傳播，不會因為一臺機器而影響到整個系統(tǒng)。當(dāng)需要清理病毒時，只需將學(xué)生的終端進行重置即可。

6.結(jié)語

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機存儲虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢逐漸凸顯，計算機存儲虛擬化技術(shù)的應(yīng)用為企業(yè)注入了新的活力，提高了相關(guān)行業(yè)的工作效率，一定程度上促進了行業(yè)的發(fā)展。因此計算機硬件設(shè)備的提高，軟件品質(zhì)的增加都將進一步促進虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也將進一步為人類服務(wù)，更好地推動社會生產(chǎn)力的進步。