Что такое виртуальная машина?

Виртуальная машина (ВМ) – это программная копия физического компьютера. Иными словами, это приложение, которое функционирует, как полноценный компьютер. При этом виртуальная машина полностью независима от аппаратного обеспечения и может использовать только те ресурсы, которые были в нее добавлены. Есть два типа виртуальных машин: системные и процессные. Системная ВМ содержит все стандартные функции операционной системы.

Процессная предназначена для выполнения конкретных задач или имитации определенной программы.

Как работает виртуальная машина?

ВМ исполняет внутри себя код установленной на нее операционной системы (гостевой ОС). Он может отличаться от языка, на котором написана основная (или хостовая) ОС компьютера. Простыми словами, внутри реальной машины эмулируется еще одна: Linux внутри Windows (или наоборот), Android внутри Mac и т.п. Так можно запускать на компьютере приложения, которые не предназначались для хостовой ОС.

Действия, совершаемые пользователем в гостевой ОС, записываются в виде лога. Разница между физической и виртуальной машиной заключается в том, что физическая сохраняет данные в постоянной или полупостоянной памяти (CMOS), а виртуальная оперирует выделенной временной памятью, изолированной от основной машины, и очищает ее при завершении сеанса.

ВМ портативна, ее можно переносить с одного компьютера на другой вместе со всеми данными. Как любой портативный софт, она сохраняет информацию на физическом компьютере одним файлом в виде образа системы. Для перемещения ВМ с одного ПК на другой пользователю необходимо перенести сам файл ВМ и несколько конфигурационных файлов, если таковые имеются.

На одном компьютере можно создавать и запускать сразу несколько разных виртуальных машин, конечно, при наличии достаточного количества физических ресурсов (объема памяти, процессора и его ядер, места на жестком диске и т.д.).

Зачем нужна виртуальная машина?

1. Изоляция от хостовой операционной системы

ВМ часто используется для экспериментов с программным обеспечением, так как не подвергает риску стабильность компьютера. Она позволяет экспериментировать с кодом, предназначенным для запуска в различных ОС без необходимости устанавливать эти ОС на свой компьютер. Таким образом, ПК пользователь одного ПК может вести работу сразу с несколькими разными системами.

ВМ – это закрытая среда. Исполняемый в ней вредоносный код не проникнет в основную систему и не навредит ей.

2. Сохранение результатов работы

ВМ может быть приостановлена, а данные сохранены. Это необходимо в тех случаях, когда пользователю нужно сохранить работу в текущем состоянии перед выключением ВМ. После этого можно перейти к выполнению другой задачи или полностью выключить ПК. В удобное время работу в виртуальной машине можно продолжить, загрузив то состояние, в котором она находилась на момент выключения.

3. Быстрое восстановление

Сохраненное состояние ВМ называется снапшот. По сути это точка восстановления, если сравнивать ее с обычной операционной системой. Снапшоты позволяют откатываться до предыдущих конфигураций ВМ. Это пригодится в том случае, если эксперименты с нестабильным софтом привели к критической ошибке.

Если бы такие опыты проводились на основной системе, на восстановление ушло бы много времени. Но под виртуальную машину, как правило, выделяется немного места на дисковом пространстве, поэтому откат системы до раннего состояния происходит быстро. Снапшоты в виртуальной машине помогают софт-инженерам экономить время и силы на поиск дефектов программного обеспечения.

4. Конфигурацию ВМ можно сохранять под видом устройства

После того, как на виртуальной машине будет установлена операционная система со всеми нужными инструментами, ее можно сохранить или дублировать, как изолированную среду. В ней сохранятся заданные конфигурации. Ее можно будет запустить позднее или скопировать на другой ПК.

ВМ может использоваться для эмуляции сложных сред с целью экспериментов над определенной технологией. Настраивать среду каждый раз, приступая к работе, трудно и времязатратно. К тому же ВМ может понадобиться и для других целей. В этом случае имеет смысл сохранять определенные настройки, чтобы вернуться к ним в будущем.