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摘 要：计算机系统的不断发展对系统的性能以及各方面要求都不断提高，对于系统的安全和操作简便性需要更为完善，其中计算机系统的虚拟化技术作为一个较为新兴的技术在性能、管理以及适用等方面还需要更多的完善，本文将就计算机系统虚拟化技术高效性进行相关探讨和研究。
关键词：计算机;系统;虚拟化;技术;高效;研究
在二十世纪六十年代虚拟化技术被研发并且应用到计算机系统中，对于计算机系统而言，虚拟化技术的应用大大拓展了计算机的系统内容，相应的计算机系统的运行速度也得到了明显的提高，相较于传统的系统而言能够进行更完善的管理，但是虚拟化系统的高效性还有非常广阔的发展空间，需要我们不断地探讨和创新，促进虚拟技术的进步。
1 计算机系统虚拟化技术的概况
所谓的计算机虚拟技术是在计算机技术上的一个新的发展方向，主要是指计算机系统通过组件，利用不同的硬件技术和软件方法来进行模拟，从而实现硬件系统平台的虚拟，这种虚拟的硬件系统平台具有互不干扰相互独立的特点，这种特点实现了不同操作系统都可以安装的优点，在计算机科学的发展中，很多人认为能够通过中间层的加入来实现计算机系统的不同要求和问题，在这种理念下，控制程序的键入插入了操作系统层和计算机硬件层，这个控制程序，一般称之为超级管理程序（hypervisor）或者虚拟机管理程序（VMM），该程序的插入能够将硬件层抽象，从而来实现物理虚拟化问题，保障操作系统的可操作性，Hypervisor一般分为两种，常见的是在裸机上直接运行的系统，这种方式直接实现了硬件的控制和管理，虚拟机运行在系统的上层，不需要操作系统的支持，典型的产品有VMware的ESX/ESXi，Windows的Hyper-V和Citrix的Xen Server這3种。另一种则是主要在主机（hosted）之内运行的，管理程序作为一个独立的模块，而其他的虚拟机则运行在它的上面，其典型的应用程序是Xen3.0。
虚拟化技术对云计算起到很大作用。传统物理服务器利用率很低，让多个应用共享物理CPU，而虚拟化更大价值让业务系统提速5到25倍，云计算虚拟化能带来很大的效率提升。现在我们要把物理世界人力尽量映射到虚拟世界，各行各业都在将应用影射其上，曾经部署业务对其进行配置联通网络是手工过程，而有了虚拟化后便改变了数字化的方式，简化了部署过程，使得企业团体新业务的创新速度有了数量级的提升。
2 计算机系统虚拟化高效性
2.1 服务器虚拟化
这种虚拟化方式又可以成为主机的虚拟化，原理上是指将物理服务器的资源抽象为逻辑资源，进行多台隔离的虚拟服务器即为虚拟机，虚拟机作为一种虚拟的状态虽然不是真正的机器但是能够实现真正机器的工作状态，虚拟机是具有配套虚拟硬件的，能够进行独立运行，并且在上层的操作系统和软件上来看，虚拟机就是作为独立的服务器在运行。
2.2 平台虚拟化
这种虚拟方式又叫作硬件的虚拟化，其中包括了内存、CPU、磁盘等一些硬件的虚拟化，这种虚拟化方式就是通过超级管理程序的插入来实现操作系统不再运行在计算机硬件上而是Hypervisor之上，这种方式能够实现传统的运行方式上的各种应用需求，保障资源的访问和系统的有效运行。
2.3 完全虚拟化
这种虚拟化方式实现了底层硬件的完全模拟，不用进行任何更改就能实现虚拟平台的安装和运行，这种虚拟化方式主要是通过binarytranslation和direct execute方法，实现对计算机系统的完全虚拟化。这种虚拟化的方法不需要硬件的辅助支持，并且也不需要操作系统的内核代码进行更改，具有更高的兼容性，能够适用于不同的操作系统，从而实现虚拟化系统的安全性、可靠性和通用性，是一个重要的发展方向，其典型产品有VMware ESX/ESXi。
2.4 虚拟化存储技术
计算机的容量存储越来越不能满足用户对于计算机存储不断提高的需求，这就需要必须采取相应的方式来实现存储的大容量和简单化，其中虚拟存储技术就是对计算机硬件存储容量的一个重要补充，根据虚拟化存储技术的拓扑结构来实现，通常可以分为非对称和对称两种类型，在建立虚拟化存储过程中需要注意的是虚拟化系统的可行性、可管理性、可扩展性以及安全性等问题，另外对于虚拟化存储的投资和成本问题也需要进行充分的考虑，这种方式能够保障虚拟系统因素之间的相互影响和促进，从而实现一个完整的系统，保障数据存储空间的安全，目前而言，虚拟化存储系统已经得到了一定的发展，但是如何形成一个完整的系统还需要进行不断的研究和创新，优化虚拟化存储。
2.5 数据保护工作
应用多元化、虚拟化和云计算使传统的数据保护成本快速攀升，且数据保护效率（资源利用率和管理效率）低下，很难根据不同应用和数据的生命周期属性进行动态配置资源，实现根据SLA灵活、自动地进行数据保护。服务结点的虚拟计算域是以操作系统级虚拟化技术为基础形成的操作系统级虚拟化技术能够在操作系统中实现多个用户运行环境的构建，而且这些用户运行环境之间是相互独立的，从而实现了多个独立的用户运行环境，在同一个操作系统内核中运行系统性能的损失较小是操作系统级虚拟化技术的特点。高性能虚拟域技术采用双分区单影像优化技术，这种方式具有两方面的优点，一方面能够满足服务阵列的单系统映像需求，另一方面能够进一步实现性能损失的降低。
3 结语
综上所述，在计算机系统的不断发展中，虚拟技术将占有越来越重要的地位，这就需要我们根据计算机的特点提出科学合理的虚拟方案，根据计算机性能的不同要求来实现计算机系统的高效性，为用户提供方便和快捷，不断促进系统可靠性的增强。
参考文献：
[1]钱磊，李宏亮，谢向辉，陈左宁.虚拟化技术在高性能计算机系统中的应用研究[J].计算机工程与科学，2009（S1）：307-311.
[2]杨洪波.高性能网络虚拟化技术研究[D].上海交通大学，2012.
[3]卢凯，迟万庆，刘勇鹏，唐宏伟.高效能计算机系统虚拟化技术研究[J].计算机工程与科学，2010（07）：53-57.
[4]高汉军.虚拟计算环境下系统安全增强方法研究[D].武汉大学，2012.
关键词：计算机;系统;虚拟化;技术;高效;研究
在二十世纪六十年代虚拟化技术被研发并且应用到计算机系统中，对于计算机系统而言，虚拟化技术的应用大大拓展了计算机的系统内容，相应的计算机系统的运行速度也得到了明显的提高，相较于传统的系统而言能够进行更完善的管理，但是虚拟化系统的高效性还有非常广阔的发展空间，需要我们不断地探讨和创新，促进虚拟技术的进步。
1 计算机系统虚拟化技术的概况
所谓的计算机虚拟技术是在计算机技术上的一个新的发展方向，主要是指计算机系统通过组件，利用不同的硬件技术和软件方法来进行模拟，从而实现硬件系统平台的虚拟，这种虚拟的硬件系统平台具有互不干扰相互独立的特点，这种特点实现了不同操作系统都可以安装的优点，在计算机科学的发展中，很多人认为能够通过中间层的加入来实现计算机系统的不同要求和问题，在这种理念下，控制程序的键入插入了操作系统层和计算机硬件层，这个控制程序，一般称之为超级管理程序（hypervisor）或者虚拟机管理程序（VMM），该程序的插入能够将硬件层抽象，从而来实现物理虚拟化问题，保障操作系统的可操作性，Hypervisor一般分为两种，常见的是在裸机上直接运行的系统，这种方式直接实现了硬件的控制和管理，虚拟机运行在系统的上层，不需要操作系统的支持，典型的产品有VMware的ESX/ESXi，Windows的Hyper-V和Citrix的Xen Server這3种。另一种则是主要在主机（hosted）之内运行的，管理程序作为一个独立的模块，而其他的虚拟机则运行在它的上面，其典型的应用程序是Xen3.0。
虚拟化技术对云计算起到很大作用。传统物理服务器利用率很低，让多个应用共享物理CPU，而虚拟化更大价值让业务系统提速5到25倍，云计算虚拟化能带来很大的效率提升。现在我们要把物理世界人力尽量映射到虚拟世界，各行各业都在将应用影射其上，曾经部署业务对其进行配置联通网络是手工过程，而有了虚拟化后便改变了数字化的方式，简化了部署过程，使得企业团体新业务的创新速度有了数量级的提升。
2 计算机系统虚拟化高效性
2.1 服务器虚拟化
这种虚拟化方式又可以成为主机的虚拟化，原理上是指将物理服务器的资源抽象为逻辑资源，进行多台隔离的虚拟服务器即为虚拟机，虚拟机作为一种虚拟的状态虽然不是真正的机器但是能够实现真正机器的工作状态，虚拟机是具有配套虚拟硬件的，能够进行独立运行，并且在上层的操作系统和软件上来看，虚拟机就是作为独立的服务器在运行。
2.2 平台虚拟化
这种虚拟方式又叫作硬件的虚拟化，其中包括了内存、CPU、磁盘等一些硬件的虚拟化，这种虚拟化方式就是通过超级管理程序的插入来实现操作系统不再运行在计算机硬件上而是Hypervisor之上，这种方式能够实现传统的运行方式上的各种应用需求，保障资源的访问和系统的有效运行。
2.3 完全虚拟化
这种虚拟化方式实现了底层硬件的完全模拟，不用进行任何更改就能实现虚拟平台的安装和运行，这种虚拟化方式主要是通过binarytranslation和direct execute方法，实现对计算机系统的完全虚拟化。这种虚拟化的方法不需要硬件的辅助支持，并且也不需要操作系统的内核代码进行更改，具有更高的兼容性，能够适用于不同的操作系统，从而实现虚拟化系统的安全性、可靠性和通用性，是一个重要的发展方向，其典型产品有VMware ESX/ESXi。
2.4 虚拟化存储技术
计算机的容量存储越来越不能满足用户对于计算机存储不断提高的需求，这就需要必须采取相应的方式来实现存储的大容量和简单化，其中虚拟存储技术就是对计算机硬件存储容量的一个重要补充，根据虚拟化存储技术的拓扑结构来实现，通常可以分为非对称和对称两种类型，在建立虚拟化存储过程中需要注意的是虚拟化系统的可行性、可管理性、可扩展性以及安全性等问题，另外对于虚拟化存储的投资和成本问题也需要进行充分的考虑，这种方式能够保障虚拟系统因素之间的相互影响和促进，从而实现一个完整的系统，保障数据存储空间的安全，目前而言，虚拟化存储系统已经得到了一定的发展，但是如何形成一个完整的系统还需要进行不断的研究和创新，优化虚拟化存储。
2.5 数据保护工作
应用多元化、虚拟化和云计算使传统的数据保护成本快速攀升，且数据保护效率（资源利用率和管理效率）低下，很难根据不同应用和数据的生命周期属性进行动态配置资源，实现根据SLA灵活、自动地进行数据保护。服务结点的虚拟计算域是以操作系统级虚拟化技术为基础形成的操作系统级虚拟化技术能够在操作系统中实现多个用户运行环境的构建，而且这些用户运行环境之间是相互独立的，从而实现了多个独立的用户运行环境，在同一个操作系统内核中运行系统性能的损失较小是操作系统级虚拟化技术的特点。高性能虚拟域技术采用双分区单影像优化技术，这种方式具有两方面的优点，一方面能够满足服务阵列的单系统映像需求，另一方面能够进一步实现性能损失的降低。
3 结语
综上所述，在计算机系统的不断发展中，虚拟技术将占有越来越重要的地位，这就需要我们根据计算机的特点提出科学合理的虚拟方案，根据计算机性能的不同要求来实现计算机系统的高效性，为用户提供方便和快捷，不断促进系统可靠性的增强。
参考文献：
[1]钱磊，李宏亮，谢向辉，陈左宁.虚拟化技术在高性能计算机系统中的应用研究[J].计算机工程与科学，2009（S1）：307-311.
[2]杨洪波.高性能网络虚拟化技术研究[D].上海交通大学，2012.
[3]卢凯，迟万庆，刘勇鹏，唐宏伟.高效能计算机系统虚拟化技术研究[J].计算机工程与科学，2010（07）：53-57.
[4]高汉军.虚拟计算环境下系统安全增强方法研究[D].武汉大学，2012.