计算机技术中虚拟化技术应用探讨

2021-11-27张巍

中国科技纵横 2021年22期

张巍

（锦州开放大学，辽宁锦州 121000）

虚拟化技术作为社会时代前进道路上的产物，同时也是新型科学技术的典型代表，有着时代性的特点。将新型虚拟化技术应用在计算机技术当中，不但会推动计算机技术的进步，也在一定程度上加快了计算机技术的创新优化进程。可以见得，虚拟化技术的关键意义。要想确保计算机机技术中虚拟化技术的应用呈现最大化的成效，虚拟化技术工作人员，还应该提高对对虚拟化技术的关注度，增加应用技能，强化并加深对虚拟化技术知识的掌握，达到计算机虚拟化技术应用的最大目标。

1.计算机虚拟化技术定义

计算机虚拟化技术是一种计算资源分配的技术，在应用虚拟化技术前，第一步就是应该具备对虚拟化提供支撑的机器，最底层的机器能够直接支持虚拟化的应用，却不能充分实现虚拟化，对于其中不支持的部分，就应该利用系统管理的方式达到虚拟化的目的。虚拟化技术会将物理计算机与其相关的组件进行抽象分离，将分离后的资源进行重新组合，分成不同的算力终端。通俗的解释就是，当一台计算机处于虚拟化状态时，用户感觉是在多个不同的计算终端在各自独立运行。虚拟化技术的原理是将计算机划分成不同性能级别的计算资源，将性能高，工作量小的计算分配给用户使用，将性能一般，工作量大的计算分配一台整机进行计算。应用在虚拟机之间的都是相互隔离的多样化操作系统，将底层的机器看成自己的机器，但反过来说，并不是所有的硬件都支持虚拟化，对于一些未被使用的资源，则将其迁移到其他计算机逻辑服务器上进行计使用。

硬件虚拟化技术的重点内容为基于计算机原件的采取虚拟化操作，在虚拟化操作的功能下达到对硬件容量进行扩充的目的，也进一步简化了资源配置流程。利用虚拟化技术，CPU运行可以将以往的单个运行过度到多个同步运行，而且各个流程不但单独存在而且相互之间还存在着一定的关联。软件虚拟化主要指的是一种高度抽象化的虚拟层，该虚拟层可以使虚拟层与物理硬件之间可以有效分离，进一步提升计算机的工作效率。

2.计算机虚拟化技术的应用优势

2.1 有利于提升管理水平

计算机虚拟化技术在各行各业的普及应用使管理水平得到了有效提升，尤其是在各类工程设计的过程中应用时，不仅能够优化设计方案，提升工程质量，同时也能够最大程度的控制工程成本，帮助企业提升工程的社会影响力[1]。

2.2 有利于提升管理效率

传统的企业管理模式效率较差，并且已经不再适用于社会飞速发展的信息化时代。目前，我国仍旧存在一部分城市发展速度缓慢，经济水平达不到我国的平均水平，因此，这些城市对于计算机虚拟化技术的应用效果并不理想。基于此，国家相关职能部门应当对城市及企业的领导者进行培训与教育，确保计算机虚拟化技术能够得到行之有效的应用，进而起到提升企业的管理效率的效果。

2.3 有利于促进计算机技术的长远发展

科学技术发展水平的提升是计算机虚拟化技术发展的基础，也是促进社会朝着智能化、信息化及数字化方向进行发展的前提，更是促进计算机技术长远发展的根本。想要提升我国计算机技术的国际地位，就必须要致力于开展相关的研发，才能实现对计算机技术进步速度的加快。

3.虚拟现实技术的技术特点

3.1 感知性

感知是人体所具有的独有特性，VR是指通过技术手段来具备人体所具备的感知功能。除了简单的视觉感知外，也包括听觉、触觉、运动，甚至是可以感知人的情绪变化，最终目的是通过技术手段完全模拟人体丰富的感知功能。

3.2 存在感

所谓存在感主要体现的是真实性，即用户在体验虚拟现实技术过程中的真实程度，虚拟现实的最高要求是让用户完全融入到虚拟的环境中，达到真假难辨。

3.3 交互性

单纯的体验已经难以达到用户的要求，人们希望能够与环境进行互动，因此虚拟现实技术需具备人体与周围虚拟环境自由交流的功能，即可操作性，虚拟环境与人体的互馈。

3.4 自主性

为了增加用户体验，使人们可以更简单地使用，虚拟现实也更加强调技术的自主性，即可以根据现实世界的物理运动规律自主的运行，不需要过多的耗费人力[2]。

4.实现计算机存储虚拟化技术的方法

4.1 主机层面的虚拟化

基于主机的虚拟存储完全依赖存储管理软件，无需任何附加硬件，将控制软件安装在主机上，即可将主机作为虚拟存储的主体，通过主机查看其下属子系统中的存储数据。一般来说，主机的存储能力是非常有限的，可以通过拓展代理系统的方式来增加数据存储空间，让代理系统分担一定的存储任务，从而减轻主机的存储压力。与其他方式相比，主机虚拟化技术门槛较低，低投入高回报，性价比较高[3]。但这种方法缺点也十分突出：（1）主机虚拟化技术高度依赖主机的性能，但数据存储量达到一定程度后，必定会对主机的性能产生影响，这就导致主机虚拟化技术的数据存储量非常有限。（2）主机下的代理系统之间并不是完全相通的，为了提高数据的安全性，很可能会出现壁垒，甚至可能出现一个代理系统下的用户在另一个代理系统中访问受到限制的情况。

4.2 存储设备层面的虚拟化

数据存储的虚拟终端中往往有很多存储模块，这些模块也被称作存储设备，存储设备是计算机系统中的元件，本身具有较高的独立性，能够进行扩展。基于存储设备的虚拟方法目前最常用的是虚拟磁盘，虚拟磁盘是指把多个物理磁盘按照一定方式组织起来形成一个标准的虚拟逻辑设备。存储设备的优势在于降低了管理难度，能够使用信息集成化技术进行管理，让用户对每一个存储模块的基本信息了如指掌，但存储设备自身的存储能力有限，使用过程中往往需要进行扩展，但是随着扩展次数的上升，系统中的存储设备数量增加，各个存储设备之间会产生信号干扰等负面影响，导致数据存储的安全性下降[4]。

4.3 网络层面的虚拟化

基于网络的虚拟化是在网络设备之间实现存储虚拟化功能，它将类似于卷管理的功能扩展到整个存储网络。用户可以在互联网上使用计算机虚拟存储专用的服务器，这种服务器的操作系统与计算机相同，操作门槛较低，上手简单，为用户提供一个安全可靠的虚拟存储环境。与其他方法相比，其具有较大的优势。第一，这种存储方法将数据存储在共享服务器中，不需要用户购买相关存储设备，只要通过相关审核就可以使用。第二，互联网服务器不占用计算机内部资源，无论存储的数据有多少，都不会影响计算机的性能[5]。

5.计算机技术在虚拟现实技术中应用

5.1 计算机硬件设备在虚拟现实技术中的应用

与虚拟现实技术相关的计算机硬件设备主要包括建模装置、三维视觉显示器、声音装置和交流互作设备。常用的建模设备就是三维立体扫描仪，是融合了计算机、光等的高科技产品，3D扫描仪工作的基本原理是通过将该仪器扫描实物，然后获得实物的三维点云数据，进而生成相关的数据模型，速度与精度都空前提高，然后以数据的模式重现现实的世界。三维视觉显示器包括头显、全方位显示器、CRT终端、投影及洞穴式虚拟显示系统及智能眼镜等，其中头显指的就是头戴式显示器，它的工作原理是通过在左右眼形成视觉差异从而在人脑中形成立体感；全方位显示器简单来说就是将两个CRT显示器耦合在一块，可以让用户具有实时交互的能力；应用在虚实现实技术的声音装置可以带给人一种三维听觉效果，并且该装置装备了语音识别系统，方便人机的信息交换。交流互作设备主要包括交互工具-手套、输入设备-力矩球和操纵杆、真实感装备-触觉反馈和力觉反馈、运动捕捉装置、数据衣等。

5.2 计算机软件设备在虚拟现实技术中的应用

与虚拟现实相关的软件设备主要指的是虚拟现实软件，包括三维场景编辑器、二次开发工具包、互联网平台、虚拟社区系统、虚拟旅游平台、虚拟展馆、数字城市平台、粒子特效编辑器、物理引擎系统等；此外，还包括立体投影软件融合系统和工业仿真平台，它们都是计算机软件系统在虚拟现实技术上的应用。

5.3 计算机技术在生活领域的应用

计算机技术的应用对现阶段社会人们的平时交往非常有利，以往的社会交往形式重点为书信方式，但由于目前计算机技术的持续进步，人们日常之间的交往早就渐渐地抛弃了书信这种传统的形式，通常是应用网络来达到信息传递的目的，当前全球中应用范围最广的国际计算机网络就是Internet，人们能够利用该网络满足远程信息登录、电子邮件交流与文件传输服务等，并且有着十分简短的操作时间，大量信息的传达与输送能够在一瞬间实现，并且还不会被时空所限制，从根本上上改革了人们的平时生活与工作。除此之外，能够利用计算机技术达到各种多媒体信息、新闻等的存储与共享，一定程度上推动社会的信息化，缩短了人们的时间和空间。

5.4 计算机技术在生产领域的应用

以往在工程生产车间或农业制造重点需要依靠人工操作或借助于部分简单的自动化工具进行制造生产，现阶段，能够利用计算机技术从根本上优化该种生产方式。在工厂中，人们只需要利用计算机技术进行产品设计，就能够节约好几倍或几十倍的工作量，例如，以往的建筑师为了修建大楼，就得到现场进行亲自勘查、测量、计算等，才可以绘制出图纸，然而现在，人们在对建筑进行设计时，只用将原始数据输入到相应的软件中就行，计算机就能够绘制出人们需要的设计图纸。在生产中亦是如此，人们利用计算机对生产过程进行自动化管控，就能够快捷的对生产过程进行自动进料、加工与包装等。因此，人们需要极大地重视计算机技术在材料加工自动化生产中的使用，并持续地进行工艺改革生产，提高计算机技术的使用，最终实现对产品原材料的精确加工，快速监测。

5.5 计算机技术在政府单位机构的应用

计算机技术的兴起，也让网络办公成为一种潮流。网络办公在最近的几年中发展迅速，尤其在企业政府部门当中。政府是人民的守护神，政府职能多种多样，涉及的业务范围也很广，需要各种各样的办公软件，需要的服务器也比较多。由于政府部门需要发布公告新闻等内容，公告新闻往往具有时效性，因此必须要有运营服务器。服务器运营也是计算机虚拟技术的功能之一。运营服务器的操作必须要谨慎操作，因为运营服务器出现故障时可能会出现数据丢失和业务无法操作的问题。如果将计算机虚拟技术应用到政府部门中，就能有效解决上面的问题，定期进行数据的备份，当主服务器出现故障时备用服务器能及时启动。能够有效解决政府部门的问题，让政府更好为人民服务。

5.6 计算机技术在机房实验室的应用

使用计算机虚拟技术与桌面虚拟化应用结合搭建计算机实验机房，可以带来很多的好处：

（1）使用虚拟化技术能够有效利用计算资源，降低成本。计算机实验用到的操作系统都存在虚拟化的服务器中，当用户需要做计算机实验时，只需要考虑软件的编写即可，无需关注硬件的差异，用户能够专注于实验本身。可以有效提高计算机使用的效率。

（2）使用虚拟化技术能够使系统部署更加灵活。采用虚拟化技术，将虚拟机桌面化以后，操作系统和程序运行所需要的软件都在虚拟主机上运行，环境的配置只需要在虚拟的主机上配置一遍就行，当用户访问时，为不同级别的用户设置不同的访问级别，为其分配不同级别的账号。由于不同的用户在登录系统时使用的是账号，更加方便管理员对客户端进行管理。提高了整个系统的灵活性。当管理员需要更新和配置环境时，只需要在服务端进行即可，提高了工作效率。

（3）虚拟化技术与桌面化技术为系统管理员提供了一个统一的操作界面。当管理员需要对系统进行升级、安装、补丁、迁移等操作时，只需要对中央处理器进行操作即可，无须对每一台终端进行管理，减轻了系统管理的难度，提高了管理效率。

（4）虚拟化技术使系统运行更加稳定和安全。由于学生在做实验时只是使用终端设备，当学生的终端被病毒入侵时，管理员可以及时切断学生终端之间的联系，防止病毒传播，不会因为一台机器而影响到整个系统。当需要清理病毒时，只需将学生的终端进行重置即可。