Jak tworzyć i używać maszyn wirtualnych. Wstęp

Adnotacja: Ten wykład wprowadza pojęcie systemu operacyjnego; rozważa ewolucję rozwoju system operacyjny; opisuje funkcje systemów operacyjnych i podejścia do budowania systemów operacyjnych.

System operacyjny (OS) to program umożliwiający racjonalne korzystanie ze sprzętu komputerowego w sposób przyjazny dla użytkownika. Wykład wprowadzający mówi o przedmiocie studiowanym na tym kursie. Najpierw postaramy się odpowiedzieć na pytanie, czym jest system operacyjny. Następnie nastąpi analiza ewolucji systemu operacyjnego i opowieść o pojawieniu się głównych koncepcji i komponentów współczesnego systemu operacyjnego. Na zakończenie przedstawiona zostanie klasyfikacja systemu operacyjnego pod względem cech architektury i wykorzystania zasobów komputerowych.

Co to jest system operacyjny

Struktura systemu komputerowego

Z czego składa się każdy system komputerowy? Po pierwsze, od tego, co w krajach anglojęzycznych zwyczajowo nazywa się sprzętem lub wsparciem technicznym: procesor, pamięć, monitor, urządzenia dyskowe itp., Połączone połączeniem szkieletowym zwanym magistralą. Niektóre informacje o architekturze komputera znajdują się w Załączniku 1 do tego wykładu.

Po drugie, system obliczeniowy składa się z oprogramowania. Wszystko oprogramowanie Zwyczajowo dzieli się na dwie części: stosowaną i systemową. Oprogramowanie aplikacyjne zazwyczaj obejmuje różnorodne programy bankowe i inne programy biznesowe, gry, edytory tekstu itp. Oprogramowanie systemowe jest zwykle rozumiane jako programy ułatwiające obsługę i rozwój programów aplikacyjnych. Muszę powiedzieć, że podział na oprogramowanie aplikacyjne i systemowe jest częściowo warunkowy i zależy od tego, kto taki podział dokonuje. Tak więc zwykły użytkownik, niedoświadczony w programowaniu, może uznać Microsoft Word za program systemowy, ale z punktu widzenia programisty jest to aplikacja. Kompilator języka C dla zwykłego programisty jest programem systemowym, a dla systemowego jest to program użytkowy. Pomimo tej rozmytej krawędzi, sytuację tę można wyświetlić jako sekwencję warstw (patrz rys. 1.1), podświetlając oddzielnie najczęstszą część oprogramowania systemowego - system operacyjny:

Ryż. 1.1.

Co to jest system operacyjny

Większość użytkowników ma doświadczenie w obsłudze system operacyjny, niemniej jednak trudno im precyzyjnie zdefiniować to pojęcie. Rzućmy okiem na główne punkty widzenia.

System operacyjny jako maszyna wirtualna

Podczas opracowywania OS szeroko stosowana jest abstrakcja, która jest ważną metodą upraszczania i pozwala skoncentrować się na interakcji wysokopoziomowych elementów systemu, ignorując szczegóły ich implementacji. W tym sensie system operacyjny jest interfejsem między użytkownikiem a komputerem.

Architektura większości komputerów na poziomie instrukcji maszynowych jest bardzo niewygodna w obsłudze przez programy użytkowe. Na przykład praca z dyskiem wymaga znajomości wewnętrznej struktury jego elementu elektronicznego - kontrolera do wprowadzania poleceń obracania dysku, wyszukiwania i formatowania ścieżek, odczytu i zapisu sektorów itp. Oczywiste jest, że przeciętny programista nie jest w stanie uwzględniać wszystkie cechy sprzętu (we współczesnej terminologii - w celu opracowania sterowników urządzeń), ale powinna mieć prostą abstrakcję wysokiego poziomu, na przykład przedstawiającą przestrzeń informacyjną dysku jako zbiór plików. Plik można otworzyć do odczytu lub zapisu, użyć do pobrania lub zresetowania informacji, a następnie zamknąć. Jest to koncepcyjnie prostsze niż martwienie się o szczegóły dotyczące przesuwania głowic dysków lub organizowania silnika. Podobnie, za pomocą prostych i jasnych abstrakcji, wszystkie niepotrzebne szczegóły dotyczące organizacji przerwań, obsługi timera, zarządzania pamięcią itp. są ukryte przed programistą.Co więcej, na nowoczesnych systemach obliczeniowych można stworzyć iluzję nieograniczonej wielkości pamięci RAM oraz liczba procesorów. To wszystko robi system operacyjny. W ten sposób, system operacyjny prezentowane użytkownikowi maszyna wirtualna, który jest łatwiejszy w obsłudze niż bezpośrednio ze sprzętem komputerowym.

System operacyjny jako menedżer zasobów

System operacyjny zaprojektowany do zarządzania wszystkimi częściami bardzo złożonej architektury komputerowej. Wyobraźmy sobie na przykład, co się stanie, jeśli kilka programów uruchomionych na tym samym komputerze próbuje jednocześnie drukować na drukarce. Skończylibyśmy z mieszaniną linii i stron wyprowadzanych przez różne programy. System operacyjny zapobiega temu rodzajowi chaosu, buforując informacje przeznaczone do drukowania na dysku i organizując kolejkę wydruku. W przypadku komputerów, z których korzysta wielu użytkowników, potrzeba zarządzania zasobami i ochrony jest jeszcze bardziej oczywista. W konsekwencji, system operacyjny, Jak menedżer zasobów, zapewnia uporządkowaną i kontrolowaną dystrybucję procesorów, pamięci i innych zasobów między różnymi programami.

System operacyjny jako obrońca użytkowników i programów

Jeśli system obliczeniowy pozwala na wspólną pracę kilku użytkowników, pojawia się problem zorganizowania ich bezpiecznej aktywności. Konieczne jest zapewnienie bezpieczeństwa informacji na dysku, aby nikt nie mógł usunąć ani uszkodzić plików innych osób. Nie możesz pozwolić programom niektórych użytkowników na samowolną ingerencję w pracę programów innych użytkowników. Konieczne jest powstrzymanie prób nieautoryzowanego korzystania z systemu komputerowego. Wszystkie te działania są realizowane

Aktualizacja: październik 2009

Przeznaczenie: Windows 7

Ta sekcja zawiera podstawowe informacje na temat korzystania z maszyn wirtualnych i zawiera łącza do instrukcji wykonywania określonych zadań, takich jak używanie urządzeń USB w maszynie wirtualnej.

Możesz użyć folderu Maszyny wirtualne, aby uzyskać dostęp do maszyn wirtualnych i zarządzać nimi. Ten folder jest powiązany z kontem użytkownika systemu Windows w taki sam sposób, jak foldery Dokumenty i Obrazy. Folder „Maszyny wirtualne” zawiera listę wszystkich wirtualne maszyny powiązane z kontem użytkownika. Ponadto folder ten wyświetla informacje o maszynach wirtualnych (na przykład informacje o tym, czy są uruchomione, czy w trybie hibernacji). Skrót do folderu „Maszyny wirtualne” znajduje się w grupie Wirtualne Windows Menu startowe komputera.

Interakcja ze środowiskiem wirtualnym

Aby wejść w interakcję ze środowiskiem wirtualnym, należy zalogować się do systemu operacyjnego na maszynie wirtualnej i użyć pulpitu maszyny wirtualnej lub użyć aplikacji wirtualnych. Aby uzyskać więcej informacji o konfigurowaniu aplikacji wirtualnych, zobacz .

Jeśli użytkownik musi wejść w interakcję z systemem operacyjnym na maszynie wirtualnej, musi otworzyć maszynę wirtualną.

Otwieranie maszyny wirtualnej

Otwórz folder „Maszyny wirtualne”. W menu Początek Wybierz przedmiot Wirtualny komputer z systemem Windows. Jeśli ta pozycja menu nie jest wyświetlana, kliknij Wszystkie programy, wybierz folder Windows Virtual PC, a w nim - element Wirtualny komputer z systemem Windows.

Uruchom maszynę wirtualną. Na liście plików wybierz maszynę wirtualną i kliknij ją dwukrotnie lub wybierz polecenie otwarty.

Windows Virtual PC otworzy okno maszyny wirtualnej i wyświetli wyjście wideo maszyny wirtualnej.

Aby zwiększyć rozmiar pulpitu maszyny wirtualnej, możesz użyć trybu pełnoekranowego. Naciśnij następujący skrót klawiaturowy: WINDOWS+STRZAŁKA W GÓRĘ. Aby uzyskać listę dodatkowych skrótów klawiaturowych, których można używać do wykonywania typowych poleceń na maszynie wirtualnej, zobacz zaktualizowaną wersję tego tematu w bibliotece technicznej systemu Windows 7 (http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=157627 ).

Na maszynie wirtualnej można używać dysków CD, DVD i plików obrazów (plików ISO). Windows Virtual PC obsługuje tylko obrazy w formacie ISO 9660 (standard opracowany przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną). Aby korzystać z nośników fizycznych lub plików ISO, musisz zmienić ustawienia napędu DVD. Aby uzyskać więcej informacji na temat zmiany ustawień maszyny wirtualnej, zobacz .

Możesz także podłączyć i używać urządzeń USB w maszynach wirtualnych. Patrz rozdział, aby uzyskać instrukcje.

Zarządzanie środowiskiem wirtualnym

Chociaż maszyny wirtualne mogą wydawać się zintegrowane z systemem Windows 7, systemy operacyjne w maszynach wirtualnych i aplikacjach wirtualnych wymagają takiego samego zarządzania i konserwacji, jakie byłyby uruchamiane bezpośrednio na komputerach fizycznych. Każdy system operacyjny na maszynie wirtualnej jest oddzielną jednostką, dlatego te systemy muszą być zarządzane oddzielnie. Tak więc, aby skorzystać z funkcjonalnych komponentów i udogodnień, takich jak centrum aktualizacje systemu Windows i programy antywirusowe, musisz zainstalować i uruchomić te komponenty i narzędzia w systemie operacyjnym maszyny wirtualnej. Komponenty funkcjonalne i narzędzia działające w systemie operacyjnym hosta nie wpływają na system operacyjny maszyny wirtualnej.

Program maszyny wirtualnej to specjalne oprogramowanie, które tworzy wirtualny system komputerowy z wirtualnym sprzętem. Ta maszyna wirtualna działa w osobnym oknie jako proces w rzeczywistym systemie operacyjnym. Maszynę wirtualną można uruchomić z dysku instalacyjnego (lub Live CD), a system operacyjny „postrzega” wirtualny komputer jako prawdziwy. Zainstaluje się i będzie działał tak, jak na prawdziwym fizycznym komputerze. Aby załadować taki system operacyjny, wystarczy otworzyć program do pracy z maszynami wirtualnymi i uruchomić wirtualny system operacyjny w osobnym oknie bezpośrednio na pulpicie.

System operacyjny maszyny wirtualnej jest przechowywany na wirtualnym dysku twardym, wielogigabajtowym pliku znajdującym się na prawdziwym dysku twardym. System operacyjny postrzega ten plik jako pełnoprawny dysk, więc nie ma trudności z tworzeniem partycji.

Maszyny wirtualne dodatkowo obciążają rzeczywiste zasoby systemowe i dlatego nie działają tak szybko, jak system operacyjny zainstalowany na prawdziwym komputerze. Stwarza to szczególne trudności w przypadku nowoczesnych gier, które wymagają wydajnych kart graficznych i procesorów wielordzeniowych, więc maszyny wirtualne nie są najlepszą opcją do uruchamiania gier Windows w systemie Linux lub Mac OS X (chyba że są stare lub wymagają dużych zasobów).

Dlaczego możesz potrzebować maszyny wirtualnej

Maszyny wirtualne to nie tylko dobra zabawa dla geeków, ale także bardzo przydatne narzędzie. Pozwalają eksperymentować z alternatywnymi systemami operacyjnymi bez porzucania obecnego. Jest to dobra opcja, na przykład, aby wypróbować ogólnie Linuksa lub w szczególności nową dystrybucję, bez konieczności instalowania go na głównym komputerze lub nawet uruchamiania z Live CD lub USB. Gdy system operacyjny się znudzi, maszynę wirtualną można po prostu usunąć. Ponadto maszyna wirtualna dobry sposób test Nowa wersja Okna. Po wydaniu wersji próbnej systemu Windows 9 można uniknąć potencjalnych problemów ze stabilnością systemu, instalując go na maszynie wirtualnej.

Maszyna wirtualna umożliwia również korzystanie z oprogramowania napisanego dla innych systemów operacyjnych. Na przykład w systemach Linux i Mac możesz instalować programy Windows na maszynie wirtualnej. Nawet w systemie Windows możesz używać maszyny wirtualnej do uruchamiania programów Linux, a nie Cygwin lub drugiego systemu operacyjnego w alternatywnym trybie rozruchu.

Ponadto maszyny wirtualne są odizolowane od głównego systemu operacyjnego, więc zainstalowane w nich programy nie mogą zaszkodzić rzeczywistemu systemowi operacyjnemu. Maszyna wirtualna to dobre rozwiązanie do testowania podejrzanych programów. Na przykład, gdy otrzymaliśmy oszukańczą wiadomość e-mail rzekomo pochodzącą od firmy Microsoft, uruchomiliśmy dołączony do niej plik na maszynie wirtualnej, aby zobaczyć, co robi, a atakującym nie udało się wyrządzić szkody naszemu prawdziwemu systemowi operacyjnemu.

Niechronione systemy operacyjne można również bezpiecznie uruchamiać w odizolowanym środowisku. Jeśli nie możesz pozbyć się aplikacji, które działają tylko w systemie Windows XP, możesz utworzyć dla nich maszynę wirtualną. Oczywiście lepiej w ogóle nie używać Windowsa XP, ale jeśli już, to lepiej uruchomić go na maszynie wirtualnej niż na prawdziwym komputerze.

Programy do pracy z maszynami wirtualnymi

Istnieje kilka programów do pracy z maszynami wirtualnymi:

System operacyjny na maszynie wirtualnej to system operacyjny zainstalowany i uruchomiony na maszynie wirtualnej. Jeśli podczas tworzenia maszyny wirtualnej nie określono lokalizacji nośnika instalacyjnego, przed zainstalowaniem systemu operacyjnego na maszynie wirtualnej należy wykonać jedną z poniższych czynności.

• Uzyskaj i uzyskaj dostęp do nośnika instalacyjnego systemu operacyjnego, konfigurując maszynę wirtualną do korzystania z napędu CD/DVD. Patrz rozdział, aby uzyskać instrukcje.
• Jeśli planujesz instalację za pośrednictwem sieci, skonfiguruj maszynę wirtualną tak, aby korzystała ze starszej karty sieciowej, która łączy się z zewnętrzną siecią wirtualną. Ten typ sieci zapewnia fizyczną łączność sieciową przez przekierowywanie ruchu do fizycznej karty sieciowej za pośrednictwem zewnętrznej sieci wirtualnej. Zobacz sekcję, aby uzyskać więcej informacji.

Po prawidłowym skonfigurowaniu maszyny wirtualnej możesz zainstalować na niej system operacyjny.

Otwórz Menedżera funkcji Hyper-V. Naciśnij przycisk Początek, wybierz komponent Administracja, i wtedy Menedżer Hyper-V.

Wirtualne maszyny

• łączyć.
• Akcja naciśnij przycisk łączyć.

1. W menu Akcja w oknie Połącz z maszyną wirtualną kliknij Biegać.

   Maszyna wirtualna uruchomi się, wyszuka urządzenia startowe i pobierze pakiet instalacyjny.

   Wykonaj wszystkie kroki instalacji.

Hyper-V zawiera pakiet oprogramowania dla obsługiwanych systemów operacyjnych na maszynach wirtualnych, który zwiększa integrację między komputerem fizycznym a maszyną wirtualną. Ten pakiet nazywa się usługami integracyjnymi. Nowsze wersje obsługiwanych systemów operacyjnych Systemy Windows zawierają usługi integracyjne i nie wymagają instalacji po zainstalowaniu systemu operacyjnego na maszynie wirtualnej. Aby uzyskać więcej informacji na temat obsługiwanych systemów operacyjnych i tych, które wymagają zainstalowania Integration Services, zobacz dokumenty dotyczące wdrażania funkcji Hyper-V w Bibliotece technicznej systemu Windows Server 2008 (http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=128037 ).

Połącz się z maszyną wirtualną. W tym celu w sekcji Wirtualne maszyny w okienku wyników użyj jednej z następujących metod.

• Kliknij prawym przyciskiem myszy nazwę maszyny wirtualnej i wybierz polecenie łączyć.
• Wybierz nazwę maszyny wirtualnej. W obszarze Akcja naciśnij przycisk łączyć.

1. Otworzy się komponent Połączenie maszyny wirtualnej.

   W menu Akcja połączenia maszyny wirtualnej kliknij Pasta dysk instalacyjny usługi integracyjne. Ta akcja ładuje dysk instalacyjny do wirtualnego napędu DVD.

   W zależności od instalowanego systemu operacyjnego może być konieczne ręczne uruchomienie instalacji. Kliknij w dowolnym miejscu w oknie systemu operacyjnego na maszynie wirtualnej i przejdź do napędu CD. Aby uruchomić pakiet instalacyjny z płyty CD, użyj metody odpowiedniej dla systemu operacyjnego na maszynie wirtualnej.

   Po zakończeniu instalacji wszystkie usługi integracyjne będą dostępne do użytku.

Dodatkowe uwagi

• Domyślnie użytkownik musi być co najmniej członkiem grupy lokalnej, aby wykonać tę procedurę. Administratorzy lub podobna grupa. Jednak za pomocą Menedżera autoryzacji administrator może zmienić politykę autoryzacji, aby użytkownik lub grupa użytkowników mogła wykonać tę procedurę. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Korzystanie z Menedżera autoryzacji dla zabezpieczeń funkcji Hyper-V (http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=142886).
• Korzystanie z połączenia maszyny wirtualnej w sesji usług pulpitu zdalnego nie jest obsługiwane, jeśli usługi integracji nie są zainstalowane.
• Usługi integracji dla obsługiwanych systemów operacyjnych Linux nie są zawarte w pakiecie instalacyjnym funkcji Hyper-V. Są one dystrybuowane za pośrednictwem witryny Microsoft Connect i nazywane są komponentami integracji systemu Linux dla Microsoft Hyper-V. Więcej informacji można znaleźć na stronie internetowej