存儲(chǔ)虛擬化：OS對(duì)硬件的虛擬化的影響

我們知道，作為云計(jì)算的基礎(chǔ)，虛擬化肩負(fù)著重要的責(zé)任，虛擬化程度的高低，直接影響到云計(jì)算推進(jìn)的速度。而今天我們首先來(lái)介紹一下操作系統(tǒng)對(duì)硬件虛擬化的影響。

操作系統(tǒng)虛擬化位于操作系統(tǒng)的頂部。這種方式能極大的提升許多計(jì)算環(huán)境的服務(wù)器整合率和資源利用率。當(dāng)用戶(hù)使用虛擬化產(chǎn)品和解決方案時(shí)，操作系統(tǒng)虛擬化都與層相關(guān)。層指的是虛擬化應(yīng)用的級(jí)別。以應(yīng)用程序?yàn)榛A(chǔ)的硬件虛擬化解決方案包括對(duì)現(xiàn)有操作系統(tǒng)處理的層和直接在硬件頂部運(yùn)行的層。這就是大家所熟悉的“裸機(jī)”。

早期的單任務(wù)模式

早期的計(jì)算機(jī)其實(shí)并沒(méi)有操作系統(tǒng)的，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)本身也使靠計(jì)算機(jī)硬件執(zhí)行的一種程序，操作系統(tǒng)就是一種可以提供給其它程序方便編寫(xiě)并運(yùn)行的程序，由程序來(lái)運(yùn)行程序，而不是自己來(lái)運(yùn)行，這其實(shí)就是操作系統(tǒng)提供的最早的一種虛擬化表現(xiàn)。

對(duì)于早期的計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，只能運(yùn)行執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，整個(gè)計(jì)算機(jī)只能被這個(gè)程序獨(dú)占，例如開(kāi)機(jī)，從軟盤(pán)或者其它介質(zhì)上執(zhí)行程序，直到執(zhí)行完畢或者人為終端，執(zhí)行完后拿出戒指，才能再次插入另一介質(zhì)，重新載入執(zhí)行另一個(gè)程序，而在執(zhí)行過(guò)程中，一旦發(fā)生意外，只能重新運(yùn)行。

操作系統(tǒng)的多任務(wù)模式

操作系統(tǒng)的出現(xiàn)解決了很多問(wèn)題，操作系統(tǒng)本身就是一個(gè)程序，計(jì)算機(jī)家電之后，首先先運(yùn)行的是操作系統(tǒng)，隨時(shí)可以載入其它程序執(zhí)行，也就是說(shuō)，它可以隨時(shí)的從軟盤(pán)上讀取其它程序的代碼，并切換到這段帶馬上讓cpu執(zhí)行，執(zhí)行完畢后則立即切換回操作系統(tǒng)笨死，但是每次也總是要等待這個(gè)程序執(zhí)行完畢，才能接著載入下一個(gè)程序執(zhí)行。當(dāng)被載入的程序執(zhí)行的時(shí)候，不能做任何其它事情，暴扣操作系統(tǒng)本身的程序模塊，任何產(chǎn)生中斷的時(shí)間，都會(huì)中斷正在運(yùn)行的程序。

程序執(zhí)行完畢之后，會(huì)將cpu使用權(quán)歸還操作系統(tǒng)，從而繼續(xù)操作系統(tǒng)本身的運(yùn)行，這種操作系統(tǒng)成為單任務(wù)操作系統(tǒng)，典型代表就是dos.

如今操作系統(tǒng)針對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘中斷，開(kāi)發(fā)了專(zhuān)門(mén)的中斷服務(wù)器程序，也就是多任務(wù)操作系統(tǒng)中的調(diào)度程序，時(shí)鐘中斷到來(lái)的時(shí)候，cpu根據(jù)中斷向量表的內(nèi)容，指向調(diào)度程序所在的地址入口，執(zhí)行調(diào)度程序的代碼，調(diào)度程序所做的就是將cpu的執(zhí)行跳轉(zhuǎn)到各個(gè)應(yīng)用程序所在的內(nèi)存地址入口，每次中斷后，調(diào)度程序以一定的優(yōu)先級(jí)，指向不通過(guò)的程序入口，這樣就能做到極細(xì)粒度的應(yīng)用程序入口切換，如果遇到某個(gè)程序還沒(méi)執(zhí)行完畢就切被切出了，則操作系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將這個(gè)程序運(yùn)行狀態(tài)保存起來(lái)，待下次輪到的時(shí)候，提取出來(lái)繼續(xù)運(yùn)行。

通過(guò)這樣的虛擬化，運(yùn)行在操作系統(tǒng)之上的所有程序都會(huì)認(rèn)為自己是獨(dú)占一代計(jì)算機(jī)的硬件運(yùn)行。

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