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235虚拟机模仿硬件运行的计算机程序_、需来说，实体机器由可活动的物质部件构成。设计者们常常会根据其功能去命名它们，如:制草机、开瓶器、咖啡研磨机。它们的形状设计和构造各不相同，利用的是不同的物理定律。但它们也有共同之处:拥有相同名字的机器都在某种程度上做着与名字的描述相差无几的工作。它们基本上都能满足使用者的需求，可能有些会稍微好用一点儿。有私家庭院的人会挑选一款噪音相对较小的制草机，小咖啡馆的老板则更需要那种能精确研磨出不同粗细粉粒的咖啡机，尽管它操作起来非常复杂。有些机器是多功能的，比如一把电销，揪上不同的附件就能变成一把电锅或是一部打磨器。计算机与这个类似，不同的是它不仅能按要求做几件不同的事，它甚至能做成千上万件事。而且，它也不需要揪上不同的附件，你只要点开不同的程序，即点开一串串由0和1组成的超长数字，就能让计算机内部实现一些必要的切换，从而转换成不同的装置去完成不同的工作。每套装置系统都是一台单独的小机器，没有此轮、轴承、电线或者滑轮，这就是模拟机，“构成它们的是指令”。不像和面团、压纸浆或者造钢坯，计算机处理的只有信息。所以，对于计算机来说，指令就是那些齿轮和滑轮。所有的信息都要转换成二进制代码0和1，它们是计算机能够和需要“读录”的唯一代码。印在芯片上的电路会数以万亿计地分流0和1这些人代码，逻辑门不断地开合，将信息流输送到这条或者那条电路，并以这种方法来下达指令。计算机上唯一

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“可移动的部件”是硬件上数百万的小空位，它们可以在1态和0态之间任意切换。至于计算机在某一时刻具体是一台具有何种功能的机器，则取决于数千个至数百万个微型元件的设置。若一台实体机的各部分相互配合可以呈现许多不同的状态，那它就具备极强的可敢性，只需要在其上施加一套特殊的指令，就能把它变成一部虚拟机。由于虚拟机处理的是信息，那么它就能够与实体计算机做相同的工作:后者中的“可移动部件”只是硬件中的状态变化，而前者可以直接操纵状态变化来代表那些“可移动部件”。这也不难理解:你可以在一张纸上用铅笔演算一个长除法，但如果足够熟练，你也可以“在头脑中”进行这种运算，即通过想象，在脑海中的纸张或者黑板上书写过程。两者都会收到很好的效果，原因是，在面对这类情况时，我们想要得到的答案只是一种信息。相比之下，想象出的一个火腿三明治是不能用来充饥的，你得真的去做一个。计算机十分擅长在“头脑中”处理信息事务，所以我们有时真的分不清自己在使用和操作的到底是一台处理专项信息的“专用”“硬连线”机，还是一部在多用途上芯片上运行的虚拟机。今天，儿乎所有的升降机、空调，还包括你的汽车、电冰箱和电视机遥控器里，都有那种微小、廉价的计算机芯片，它们实际上就是一些多功能计算机，能运行你笔记本电脑里操作的所有程序。但我们却选择让它们倾其一生只运行刻录在只读存储器上的一个简单的程序，将它们所有杰出的能力都封锁在那一两个技能上，例如点火控制或者

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周期除霜，等等。原因是，比起去制作那种只负责专项工作的专用芯片，这样做的成本要低多了。虚拟机的概念是计算机科学中出现的一个最有用的想象支架，在计算机界，这早已人尽皆知。现在，到了将它引入其他领域的时候了。因为要从广义上使用虚拟机这个词(我会在适当的地方说明原因)，所以我们有必要先了解一下它最初的意思，也就是说它本身的意思。“虚拟机”是计算机科学家杰拉和尔德，波佩克(GeraldPopek)和罗伯特茂德堡(RobertGoldberg)在1974年引入的一个概念，它最初表示的是“实体机的一种独立有效的复制品”，即各种指令的一种复制品。实体机是实在的硬件，由硅芯片和电线之类的东西组成，我们称它为A。而虚拟机是运行在另一全实体机B上的计算机程序，它能完美地模拟硬件A:速度可能会慢点，毕竞它要首先保障自己硬件上的基本操作有效运行，才能组织起硬件A上的那些操作，但的确都是同样的程序。如果你写了一个在硬件A上运行的程序，那么硬件B在运行模拟硬件A的虚拟机时，该程序应该能在硬件B上畅通无阻地运行。这是一个非常有用的方法。部分原因是，它显然可以让一些资源免于浪费:假设这里有很多只能在Mac上运行的软件，但是如果你没有Mac，它们就无法使用。这时，如果可以在PC上编写出一个模拟Mac的虚拟机，然后成切运行，那么你电脑上的这些Mac软件就都可以运行了。你的电脑会“假装”认定它是真的Mac，而那些软件则根本就浑然

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