Віртуальна машина: Що це таке і чому це важливо?

Question

## Розуміння цифрової інфраструктуриКонцепція віртуальної машини ( або VM) є більш присутньою у нашому житті, ніж ми уявляємо. Чи то використання додатків у хмарі, взаємодія з розумними контрактами в мережах блокчейн, чи просто запуск іншої операційної системи на вашому комп&#39;ютері, віртуальні машини працюють непомітно за лаштунками, забезпечуючи цю технологічну гнучкість.## Визначення: Що таке віртуальна машина?Думайте про віртуальну машину як про комп&#39;ютер всередині іншого комп&#39;ютера. Це ізольоване середовище, яке функціонує як реальний пристрій, але повністю віртуальне. Ви можете встановити повну операційну систему, керувати файлами, виконувати програми та отримувати доступ до Інтернету – все це відбувається в шарах програмного забезпечення, не вимагаючи додаткового обладнання.Хост-комп&#39;ютер ( ділить свої фізичні ресурси – процесор, оперативну пам&#39;ять та місце для зберігання – щоб підтримувати ці віртуальні машини одночасно. Це розумне розподілення ресурсів дозволяє складну багатозадачність без витрат.## Двигун за сценою: Як це працює?Спеціалізоване програмне забезпечення, яке називається гіпервізором, координує всю цю операцію. Існує дві основні категорії:**Гіпервізори типу 1 )Bare-metal(:** Встановлені безпосередньо на апаратному забезпеченні, типові для дата-центрів та хмарних платформ. Пропонують оптимізовану продуктивність та вищу ефективність.**Гіпервізори типу 2 )Хостовані(:** Виконуються як звичайні додатки на вже встановленій операційній системі. Підходять для розробки та експериментального тестування.Обидва фрагментують обчислювальну потужність, дозволяючи кільком віртуальним машинам працювати незалежно та одночасно.## Практичні застосування на персональному комп&#39;ютері) Тестування різних операційних системБажаєте спробувати Windows на MacBook без постійної установки? Віртуальна машина вирішує це питання, створюючи захищений пісочницю для дослідження.### Захист від ризиків безпекиПідозрілі файли або невідоме програмне забезпечення можуть виконуватися в межах віртуальної машини без компрометації основної системи. Обмежене шкідливе ПЗ не може мігрувати на хост.### Сумісність з програмним забезпеченням старого зразкаСтарі програми, розроблені для Windows XP або інших застарілих систем, отримують нове життя в віртуалізованих середовищах, які відтворюють цю специфічну конфігурацію.### Розробка багатоплатформного програмного забезпеченняПрограмісти валідовують коди в різних операційних системах і аналізують поведінку в різних середовищах – все це без наявності багатьох фізичних пристроїв.### Хмарна інфраструктураСервіси такі як AWS, Azure та Google Cloud надають віртуальні машини за запитом в віддалених дата-центрах, хостингуючи вебсайти, застосунки або бази даних за кілька секунд.## Віртуальні машини в технології блокчейнПоки традиційні віртуальні машини функціонують як ізольовані середовища, віртуальні машини в блокчейн-мережах працюють як процесори транзакцій та смарт-контрактів.### Віртуальна машина Ethereum ###EVM(EVM дозволяє програмістам створювати смарт-контракти мовами, такими як Solidity, Vyper та Yul, реалізуючи їх на Ethereum та сумісних мережах. Вона забезпечує, щоб усі вузли мережі дотримувались однакових правил при обробці та валідації контрактів.) Різноманітність Віртуальних Машин БлокчейнКожна блокчейн-мережа реалізує свої власні рішення відповідно до цілей дизайну. NEAR та Cosmos використовують машини на базі WebAssembly ###WASM(, що дозволяє контракти на кількох мовах. Sui реалізує MoveVM для виконання мови Move. Solana працює зі своїм власним налаштованим середовищем виконання, Solana Virtual Machine )SVM(, оптимізованим для обробки транзакцій паралельно в дуже великому обсязі.) Спеціалізовані ВМ у Layer-2Рішення другого рівня, такі як zkEVM, експлуатують спеціалізовані віртуальні машини, які використовують докази нульового знання ###ZKP( для валідації стиснених транзакцій, зберігаючи сумісність з існуючими смарт-контрактами.## Віртуальні Машини в Дії: Конкретні Приклади**У DeFi-додатках:** коли ви обмінюєте токени на Uniswap, смарт-контракти, що виконуються в EVM, обробляють транзакцію, перевіряють залишки та оновлюють право власності атомарно.**У випуску NFT:** віртуальна машина виконує код, який регулює власність, оновлюючи записи при кожній покупці, передачі або знищенні невзаємозамінних токенів.**У Rollups:** транзакції в рішеннях другого рівня часто обробляються спеціалізованими віртуальними машинами перед їх компресією та ліквідацією в основній мережі.## Обмеження та Виклики**Продуктивність:** Додатковий рівень між кодом і апаратним забезпеченням може призвести до затримок або високого споживання ресурсів у порівнянні з рідним виконанням.**Операційна складність:** Обслуговування віртуальних машин, особливо в хмарній інфраструктурі або блокчейн-мережах, вимагає часу, технічної спеціалізації та складних інструментів.**Обмеження сумісності:** Інтелектуальні контракти, розроблені для EVM, зазвичай вимагають значного переписування, щоб працювати на несумісних блокчейнах, таких як Solana. Розробники повинні витратити додатковий час на підтримку кількох середовищ.## Остаточне роздумиВіртуальні машини є основою як традиційної обчислювальної інфраструктури, так і блокчейн-екосистем. Вони сприяють операційній гнучкості, забезпечують безпечну ізоляцію, дозволяють проводити ризиковані тести й сприяють розвитку глобальних децентралізованих додатків. Розуміння роботи віртуальної машини – навіть на базовому рівні – висвітлює приховану складність платформ DeFi та блокчейн-інструментів, які ми використовуємо щодня.