فهم الآلات الافتراضية (VMs)

الجوانب الأساسية

تعد الآلات الافتراضية (VMs) تقنيات متعددة الاستخدامات تتيح تشغيل أنظمة تشغيل أو تطبيقات مختلفة على جهاز واحد، دون الحاجة إلى أجهزة إضافية. إنها توفر بيئة آمنة لاختبار برامج جديدة، واستكشاف أنظمة مختلفة أو عزل التطبيقات التي قد تكون محفوفة بالمخاطر.

في عالم العملات المشفرة، تلعب VMs مثل Gate Virtual Machine (GVM) دورًا حاسمًا، مما يسمح للعقود الذكية والتطبيقات اللامركزية (DApps) بالعمل بشكل موثوق في شبكة عالمية من أجهزة الكمبيوتر.

على الرغم من أن VMs توفر المرونة والتحكم، إلا أنه من المهم مراعاة أنه قد تكون هناك عواقب من حيث الأداء واستخدام الموارد وتعقيد العمليات.

مفهوم الآلة الافتراضية

تعمل آلة افتراضية (VM) كجهاز كمبيوتر افتراضي يمكن تكوينه بنقرات قليلة، دون الحاجة إلى أجهزة إضافية. داخل هذا البيئة، يمكنك تثبيت نظام تشغيل، وتخزين الملفات، وتشغيل التطبيقات، والاتصال بالإنترنت، وكل ذلك يحدث داخل جهاز الكمبيوتر الرئيسي الخاص بك، المعروف أيضًا باسم المضيف.

يعمل نظام الاستضافة على القيام بالعمل الشاق في الخلفية، حيث يقرض ذاكرته وقوة معالجته وتخزينه حتى تتمكن الآلة الافتراضية من العمل بسلاسة. تكون هذه الميزة مفيدة بشكل خاص عندما تحتاج إلى استخدام برنامج متاح فقط على نظام تشغيل آخر.

عمل الأجهزة الافتراضية

في مركز تشغيل الآلات الافتراضية (VMs) يوجد برنامج يسمى الهيبرفيسور. يقوم هذا المدير باستخدام الموارد الفيزيائية لجهاز الكمبيوتر الخاص بك، مثل وحدة المعالجة المركزية (CPU) وذاكرة الوصول العشوائي (RAM) والتخزين، ويوزعها بحيث يمكن للعديد من الآلات الافتراضية استخدامها في نفس الوقت.

هناك نوعان رئيسيان من المحاكيات:

• النوع 1 (Bare-metal): يتم تثبيتها مباشرة على الأجهزة، وغالبًا ما تستخدم في مراكز البيانات أو منصات السحابة، مما يوفر أداءً عاليًا وكفاءة.

• النوع 2 (مستضاف): يتم تنفيذها على نظام التشغيل العادي، وهي مناسبة للاختبارات والتطوير.

بعد إعداد جهاز افتراضي، يمكن تشغيله كجهاز كمبيوتر حقيقي، مما يسمح بتثبيت البرمجيات، وتصفح الويب أو تطوير التطبيقات.

تطبيقات VMs

1. تجربة أنظمة التشغيل الجديدة

تسمح VMs باختبار أنظمة تشغيل مختلفة دون تغيير الكمبيوتر الرئيسي، مما يوفر بيئة معزولة وآمنة للتجارب.

2. عزل البرمجيات المهددة

عند تشغيل ملفات أو تطبيقات قد تكون خطيرة في جهاز افتراضي، يتم الحفاظ على حماية الكمبيوتر الرئيسي من البرمجيات الضارة أو أعطال النظام.

3. تنفيذ البرمجيات القديمة

يمكن أن تعيد VMs إنشاء بيئات أنظمة تشغيل قديمة، مما يسمح باستخدام البرامج التي لا تتوافق مع الأجهزة الحالية.

4. تطوير واختبارات متعددة المنصات

يستخدم المطورون الآلات الافتراضية للتحقق من الأكواد في أنظمة تشغيل متنوعة وتقييم سلوك التطبيقات في بيئات مختلفة.

5. خدمات السحابة

تُبنى العديد من خدمات الحوسبة السحابية على الأجهزة الافتراضية، مما يسمح بإنشاء مثيلات عن بُعد لاستضافة المواقع والتطبيقات أو قواعد البيانات.

الآلات الافتراضية في الشبكات البلوكتشين

على عكس الأجهزة الافتراضية التقليدية، تعمل الآلات الافتراضية على بلوكتشين كآلية تنفيذ للعقود الذكية. تتيح Gate Virtual Machine (GVM) للمطورين إنشاء عقود ذكية بلغات محددة وتنفيذها على شبكة Gate وشبكات أخرى متوافقة.

تقوم شبكات البلوكشين المختلفة بتنفيذ آلاتها الافتراضية الخاصة وفقًا لأهداف تصميمها، مع إعطاء الأولوية للسرعة أو القابلية للتوسع أو الأمان أو المرونة للمطورين.

الآلات الافتراضية في الممارسة العملية

تتواجد VMs في خلفية العديد من التفاعلات مع التطبيقات اللامركزية (DApps):

• في تطبيقات التمويل اللامركزي (DeFi)، تتم معالجة المعاملات بواسطة العقود الذكية التي يتم تنفيذها على الآلة الافتراضية للشبكة المعنية.

• في إصدار ونقل NFTs، تقوم VM بتنفيذ الشيفرة التي تتحكم في الملكية وتحديث السجلات.

• في حلول الطبقة الثانية، يمكن تنفيذ المعاملات بواسطة VMs المتخصصة، مثل zkVMs، التي تستخدم إثباتات المعرفة الصفرية.

قيود الـ VMs

1. تحميل الأداء: يمكن أن تضيف الأجهزة الافتراضية طبقة إضافية بين الأجهزة والرمز، مما قد يؤثر على الأداء.

2. التعقيد التشغيلي: قد تتطلب صيانة الأجهزة الافتراضية، خاصة في البنى التحتية السحابية أو شبكات البلوكشين، معرفة متخصصة.

3. التوافق: عادةً ما يتم تصميم العقود الذكية لتناسب بيئات VM محددة، مما قد يحد من قابلية النقل بين شبكات blockchain المختلفة.

التأملات النهائية

تلعب الآلات الافتراضية دورًا حاسمًا في كل من أجهزة الكمبيوتر التقليدية وأنظمة البلوكشين. إنها توفر مرونة في تشغيل أنظمة تشغيل مختلفة، وتسمح بإجراء اختبارات آمنة للبرمجيات، وتعمل على تحسين استخدام موارد الأجهزة.

في سياق شبكات blockchain، تعتبر VMs أساسية لتنفيذ العقود الذكية والتطبيقات اللامركزية. إن فهم كيفية عمل VMs يوفر رؤية أعمق للعمليات التي تحدث وراء الكواليس للعديد من الأدوات والمنصات DeFi المستخدمة حاليًا.