Máquinas Virtuais

Programa de Ensino Técnico em Informática

Máquinas Virtuais

Definições, principais conceitos e aplicações

Rio de Janeiro

2011

Máquinas Virtuais:

Definições, principais conceitos e funcionamento

Rio de Janeiro

2011

Máquinas Virtuais:

Definições, principais conceitos e funcionamento

 

RESUMO

Máquinas virtuais são muito úteis tanto no nosso dia a dia quanto fora dele. Por isso é importante estuda-las e saber como elas funcionam. As máquinas virtuais são a solução para diversos problemas da computação tanto no passado quanto nos tempos atuais, embora suas raízes sejam antigas. O conceito de máquina virtual não é novo – suas origens são no início da história dos computadores, no final dos anos de 1950 e início de 1960. As máquinas virtuais foram originalmente desenvolvidas para centralizar os sistemas de computador utilizados no ambiente VM/370 da IBM. Naquele sistema, cada máquina virtual simula uma réplica física da máquina real e os usuários têm a ilusão de que o sistema está disponível para seu uso exclusivo. A utilização de máquinas virtuais está se tornando uma alternativa para vários sistemas de computação, pelas vantagens em custos e portabilidade, inclusive em sistemas de segurança.

Palavras-chave: Máquinas Virtuais. Sistemas Operacionais. ORT. Informática. Programação.

 

LISTA DE ABREVIATURAS

Ex. – Exemplo

Org. Comp. – Organização de Computadores

LISTA DE SIGLAS

SO – Sistema Operacional

ORT – Organização, Reconstrução e Trabalho

RAM – Random Access Memory, ou Memória de Leitura e Escrita

VM – Virtual Machine ou Máquina Virtual.

 

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO 8

2. DEFINIÇÕES 9

3. TIPOS DE EMULADORES 10

4. TÉCNICAS DE VIRTUALIZAÇÃO E EMULAÇÃO 11

5. PROPRIEDADES DE MONITORES DE MÁQUINAS VIRTUAIS 13

6. BIBLIOGRAFIA 14

 

1. INTRODUÇÃO

O trabalho a seguir foi proposto pelo professor Rafael Pinho, de Informática, do Instituto de Tecnologia ORT, como nota principal do trimestre. O tema principal do trabalho é Máquinas Virtuais. Trataremos de sua definição, conceitos, vantagens, desvantagens e aplicações.  

2. DEFINIÇÕES

Máquina Virtual, por definição é “uma duplicata eficiente e isolada de uma máquina real”, ou seja, uma implementação por software de uma maquina (Ex.: Computador) que executa programas como se fosse a maquina física (hardware). A camada de software que permite a virtualização é chamada Monitor de máquina virtual. É uma das muitas técnicas utilizadas para virtualização de hardware. O Monitor pode rodar na máquina física ou em cima de algum sistema operacional. No caso de o Monitor rodar na máquina física, ele é chamado de Tipo I ou Máquina Virtual Nativa. E se ele rodar em cima de um sistema operacional, ele é chamado de Tipo II ou Máquina Virtual Hospedada.

O ambiente criado para as máquinas virtuais só é possível por meio de um emulador. O emulador implementa todas as instruções realizadas pela máquina física em um ambiente de software, abstrato, tornando possível a execução de um aplicativo de uma plataforma em outra plataforma. O emulador simula um computador real, “enganando” quem está utilizando-o como se ele fosse uma máquina real. As máquinas virtuais podem ser divididas em System VM (Virtual Machines) e em Process VM.

1. System VM:

As System Virtual Machines (Máquinas virtuais de sistema) fornecem uma plataforma de sistema completa, que suporta a execução de sistemas operacionais completos, ou seja, permitem o compartilhamento do recurso ou máquina física entre duas máquinas virtuais, cada uma com seu sistema operacional. O monitor é implementado entre hardware e os sistemas operacionais hospedados, por isso considera-se que seja uma abstração de baixo nível.

2. Process VM:

As Process Virtual Machines (Máquinas virtuais de processo) roda como uma aplicação normal em um sistema operacional hospedeiro. Elas foram feitas para rodar apenas um único programa, ou seja, suporta somente um processo. O emulador cria o ambiente de emulação para somente um processo quando o processo é aberto e destrói o ambiente quando o processo é finalizado. Seu propósito é fornecer um ambiente de programação independente da plataforma e que esconde os detalhes do hardware ou do sistema operacional em que está rodando, permitindo que um programa execute da mesma maneira em todas as plataformas.

O monitor é implementado como um processo de um sistema operacional que utiliza a máquina real, por isso é considerado uma abstração de alto nível (de uma linguagem de programação de alto nível). As máquinas virtuais de processo são implementadas utilizando um Interpretador com “just-in-time compilation”, ou seja, o programa não é passado todo para linguagens mais baixas para depois executar, mas sim é traduzido durante sua execução. Isso aumenta a eficiência e melhora a performance da execução do programa.

 

3. TIPOS DE EMULADORES

Há dois tipos de classificações para emuladores:

1) A classificação mais antiga e simples, embora ainda