《虚拟化技术在高性能计算机系统中的应用》
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摘 要：随着社会经济的不断发展,计算机技术的不断提升,计算机的性能也有所提高,而且高性能计算机的使用规模也在不断的扩大,再加上高性能计算机运行过程中可能产生复杂的部件关系,使得高性能计算机在使用中也变得越来越复杂,从某个角度来讲,高性能计算机的使用性能也受到一定的限制,对此,需要将先进的虚拟化技术应用于高性能计算机中,有助于提高计算机的使用性能.
关键词：虚拟化技术;高性能计算机;系统
引言
虚拟化技术在近些年的发展中极为迅速,而且被广泛的应用到计算机系统中,高性能计算机与普通计算机有着很大的不同,为了提升高性能计算机的使用性能,相关部门以及人员也尝试将虚拟化技术应用到高性能计算机中,希望能够对提升系统的使用性能有着一定的帮助.
一、虚拟化技术概述和分类
从上个世纪的60至10年始,我们的虚拟化技术就逐渐亮相在众人面前.这个时代的虚拟化技术主要是用来给计算机的一些软件提供支持的环境.随着社会经济的发展,我们的科学技术也在不断的发展,计算机也在我们的日常生活中到了普及,但是我们的计算机的安全性也就变得比较脆弱.刚开始虚拟化技术是我们的科研人员为了处理和解决计算机系统的问题.我们所讲的虚拟化技术是把我们的一些运行程序放在虚拟机上运行,虚拟机之间是有间隔性的,这样可以有效的提高计算机的安全性.根据虚拟化技术的应用不同,我们对虚拟化技术主要分为以下几类：
(一)平台的虚拟化
平台的虚拟化主要是说把我们计算机系统中的服务器和操作系统进行虚拟化.那么所讲的服务器虚拟化是把我们的计算机系统中的物理层进行分割,然后把这些分配到每个虚拟机中.在分类上来讲,我们的服务器虚拟化主要又可以分成硬件的虚拟化和软件的虚拟化两大类.
(二)资源虚拟化
在虚拟化中计算机系统使用的资源,这就是我们的资源虚拟化,这里面主要有网络的虚拟化和存储的虚拟化.网络的虚拟化是把我们的网络带宽进行分割,分割成许多的独立的通道,以此来控制和提高带宽的使用率.存储虚拟化主要是说在计算机的系统中有许多的物理存储单元,把这些存储单元看成是一个统一的存储地.但是对于我们的用户来讲是看不到具体的存储磁盘的,因此为存储虚拟化.
(三)应用虚拟化
把我们的应用程序从操作系统中分离出来,看似在操作系统中吗,但是应用却又不依赖我们的操作系统.这就是我们专门为应用程序提供的虚拟运行环境这就是我们所讲的应用虚拟化.
(四)表示层虚拟化
表示虚拟化是在我们的用户在运行应用程序时,没有真正在我们的操作系统上面运行,而是在服务器上面运行,用户那边也只显示程序的界面和用户进行的操作,这就是我们讲的表示虚拟化.
二、虚拟化技术在计算机系统应用中的问题
(一)虚拟机协同问题
性能比较高的计算机一般使用的虚拟化技术的服务器都会比较复杂,没有仅仅只停留在底层的硬件设备的问题上.在一些多维结构的计算机我们需要从多个节点来建立虚拟机,这样可以利用虚拟化技术,让我们的多个虚拟机进行协同工作来构建比较庞大的系统,这样也会得我们的计算机系统性能比较高.
(二)虚拟内存的问题
在我们的计算机应用发展过程中,我们需要一次性的设置许多个虚拟内存,这样才能促进和支持我们计算机的发展.与传统的计算机系统不同,这样比较大的计算机内存需要我们考虑很多实际的问题,如应该如何部署这些虚拟机的位置,以及内存的分配和系统的管理这些都是给我们的计算机系统研究带来了很大的问题.
(三)系统兼容性问题
现在的高性能计算机对系统的兼容性的要求都比较高,利用虚拟化技术可以把我们的计算机系统的硬件抽象出来,形成更多的计算机资源的形态,我们的研究人员为此研究出更加适用的编译器和函数模型,让我们的用户使用更加方便.
三、虚拟化技术在计算机系统的应用
虚拟化技术的应用主要是在我们的高性能计算机中,这些计算机利用虚拟化技术进行资源整合.在我们的科学技术中我们已经在研究把我们的虚拟化技术运用在虚拟环境的搭建,这种研究的目的是利用虚拟化技术来减少我们系统出错.在虚拟化技术中我们还可以对我们的代码进行运行,提高真正的系统的性能.以下主要是对虚拟化技术在计算机系统应用的趋势.
(一)构建专门的虚拟环境
运行环境对我们的计算机功能的发展有着特别重要的作用,在不同程度上影响着我们计算机的功能.虚拟化技术可以利用一些规模比较小的系统来开发出运行环境比较大的系统,这样就可以保证我们的计算机应用程序的最佳运行,使得计算机系统也可以更加方便的操作.因此,在我么进行高性能计算机的研发时,我们的虚拟化技术可以支持我们的研发,从而提高我们的计算机的功能.
(二)实现资源的整合
随着科学技术的发展,我们的计算機结构也在不断的向不同结构方向发展,我们需要利用我们的虚拟化技术的优势来克服我们计算机系统中的一些问题.可以利用虚拟化技术来隐藏我们的硬件的资源存储,这样就能让我们的用户在同一个环境中使用不同结构的系统.
(三)强化系统的可靠性和容错性
一般性能比较高,规模比较大的高性能计算机中,我们计算机的机构也在不断的变得复杂,这样我们计算机出现问题的可能性也在不断增加.因此,使用虚拟计算机技术可以隔离我们的虚拟内存,能够有效的避免由于软件的操作错误而引起的对虚拟内存的影响.虚拟化技术可以快速的恢复我们正在使用的程序,防治引起运行中断.
(四)增强系统的安全性
虚拟化技术可以提高我们计算机系统的安全性能,虚拟机能够对我们的应用程序进行检查,可以有效的避免病毒长时间对我们的计算机的影响,最大程度的保证了我们系统运行的安全性.
四、高性能计算机系统中虚拟化技术应用的注意事项
高性能计算机系统中应用虚拟化技术对提升计算机的运行性能有着极大的作用.为了确保虚拟技术应用的可靠性,在应用的过程中需要注意以下几方面问题：多VMM协同问题,虚拟技术的应用与传统计算机系统有着既然不同之处,尤其是虚拟化技术的应用要考虑到多VMM协同的问题,这是传统计算机系统不需要考虑的问题;软件环境的支持问题,虚拟化技术的应用,是将以往用户所见的资源形态进行改变,虽然是一种抽象的改变方式,但是,在虚拟硬件系统应用的过程中,可能存在对一些系统软件不支持的问题,无法实现更高的运行性能以及运行环境等.因此,在虚拟化技术应用到高性能计算机系统中必须要从多方面考虑,确保应用的合理性.
五、结束语
虚拟化技术是20 世纪60 年代的新生产物, 其产生在很大程度上推动了计算机系统的发展.经过几十年的沉淀和研究人员的不断改进,虚拟化技术已经渐渐趋向成熟化.就目前而言,虚拟化技术主要是应用在台式计算机以及服务器上.但可以预见的是,随着虚拟化技术地不断发展,其将来一定会其他领域发挥出重要作用,进而在很大程度上推动世界经济、科技的发展.这是因为开展虚拟化技术的深入研究具有重大的意义,所以其相关技术研究人员应该加大对其的探索和研究,以切实提升虚拟化技术的实用性和可靠性.
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电脑和虚拟化技术引用文献:
[1] 电脑和虚拟化技术本科论文怎么写 关于电脑和虚拟化技术毕业论文范文10000字
[2] 电脑和虚拟化技术毕业论文提纲范文 关于电脑和虚拟化技术类论文范例2万字
[3] 电脑和虚拟化技术论文范文数据库 电脑和虚拟化技术相关专科开题报告范文2万字
