ما هي الآلة الافتراضية (VM)؟

لقد كنت أستكشف الآلات الافتراضية مؤخرًا، ويجب أن أخبرك - هذه الصناديق الرملية الرقمية أكثر إثارة مما يدركه معظم الناس. دعني أشرح لك من تجربتي الشخصية.

النقاط الرئيسية

• تتيح لك الآلات الافتراضية تشغيل أنظمة تشغيل مختلفة على جهازك دون الحاجة إلى أجهزة إضافية - لقد استخدمت هذه الحيلة لاختبار البرمجيات المشبوهة دون المخاطرة بنظامي الرئيسي
• إنهم مثاليون للاختبار بأمان للبرامج الجديدة أو عزل البرامج التي قد تكون خطرة
• الآلة الافتراضية للإيثيريوم (EVM) تدعم العقود الذكية وتطبيقات اللامركزية عبر شبكة حاسوبية عالمية
• على الرغم من مرونتها، فإن الأجهزة الافتراضية لها عيوب في الأداء التي لاحظتها بالتأكيد من تجربتي الشخصية

ما هي الآلة الافتراضية على أي حال؟

فكر في جهاز VM ككمبيوتر يمكنك تشغيله بنقرات قليلة. لا حاجة لشراء أجهزة جديدة - إنه مثل وجود كمبيوتر داخل كمبيوترك. يمكنني تثبيت أي نظام تشغيل، حفظ الملفات، تشغيل التطبيقات، تصفح الويب... ولكن كل ذلك يحدث داخل جهازي الرئيسي (الذي يستضيف).

خلف الكواليس، يقوم جهاز الكمبيوتر المضيف الخاص بي بالعمل الشاق، حيث يوفر ذاكرته، وعملية المعالجة، والتخزين حتى تعمل الآلة الافتراضية الخاصة بي بسلاسة. لقد أنقذني هذا مرات لا تحصى عندما كنت بحاجة إلى برنامج متاح فقط على نظام تشغيل آخر.

كيف تعمل الآلات الافتراضية فعليًا

السحر يحدث من خلال شيء يسمى الهايبر فيزور. هذا البرنامج يقوم بتقسيم الموارد المادية لجهاز الكمبيوتر الخاص بك (المعالج، الذاكرة، التخزين) بحيث يمكن لعدد من الآلات الافتراضية استخدامها في وقت واحد.

هناك نوعان رئيسيان من المحاكيات:

• النوع 1 (Bare-metal): مثبت مباشرة على الأجهزة، غالبًا في مراكز البيانات أو المنصات السحابية
• النوع 2 (مستضاف): يعمل كتطبيقات على نظام التشغيل العادي الخاص بك - أستخدم هذه للاختبار والتطوير

بعد إعداد جهاز افتراضي، يمكنني تشغيله مثل الكمبيوتر الحقيقي، وتثبيت ما أريد، والبدء في العمل.

لماذا أستخدم الآلات الافتراضية

1. اختبار أنظمة التشغيل الجديدة

لقد اختبرت توزيعات لينكس دون العبث بإعداد نظام الويندوز الرئيسي الخاص بي. إنه مثل اختبار قيادة نظام جديد في فقاعة محمية.

2. عزل البرمجيات عالية المخاطر

تلقيت ملفًا مشبوهًا من عميل ذات مرة. تشغيله في جهاز افتراضي حافظ على أمان حاسوبي الرئيسي - وهو أمر جيد أيضًا، لأنه كان يحتوي على برامج ضارة!

3. نفاد البرمجيات القديمة

بعض من برامجي القديمة المفضلة تعمل فقط على ويندوز XP. تتيح لي الأجهزة الافتراضية الاستمرار في استخدامها دون مخاطر أمنية.

4. تطوير عبر المنصات

كمطور، تساعدني الأجهزة الافتراضية في التحقق من الشيفرة عبر أنظمة تشغيل متعددة دون الحاجة إلى أجهزة منفصلة.

5. خدمات السحابة

تعمل معظم خدمات السحابة على الآلات الافتراضية. كلما قمت بتشغيل مثيل لاستضافة موقع ويب أو قاعدة بيانات، فإنك تقوم بشكل أساسي بإنشاء آلة افتراضية في مركز بيانات بعيد.

كيف تستخدم شبكات البلوكتشين الآلات الافتراضية

بينما تعد الآلات الافتراضية التقليدية صناديق رمل معزولة، فإن الآلات الافتراضية على البلوكشين هي المحركات التي تنفذ العقود الذكية. تتيح EVM للمطورين كتابة العقود الذكية بلغات مثل Solidity ونشرها عبر إيثريوم وشبكات أخرى متوافقة مع EVM.

تقوم الشبكات المختلفة بتنفيذ آلات افتراضية خاصة بها مع أولويات مختلفة - بعضها يركز على السرعة، بينما يركز البعض الآخر على الأمان أو مرونة المطورين. تستخدم NEAR و Cosmos آلات افتراضية قائمة على WebAssembly، بينما تستخدم Sui MoveVM، ولدى Solana SVM الخاص بها المصمم للمعالجة المتوازية.

بصراحة، فإن التفتت بين هذه الآلات الافتراضية المختلفة أصبح صداعًا للمطورين. كتابة كود يعمل عبر سلاسل متعددة لا تزال معقدة بشكل غير ضروري.

الآلات الافتراضية في الممارسة العملية

تعمل الأجهزة الافتراضية في الخلفية كلما تفاعلت مع التطبيقات اللامركزية:

• عند تبديل الرموز على DEXs مثل Uniswap، تتم معالجة معاملاتك بواسطة عقود ذكية تعمل على EVM
• عند سك NFT، ينفذ الجهاز الظاهري الكود الذي يتحكم في سجلات الملكية
• عند استخدام حل الطبقة الثانية، قد يتم تنفيذ معاملاتك بواسطة آلات افتراضية متخصصة مثل zkEVM

قيود VM

1. تكلفة الأداء: تضيف الأجهزة الافتراضية طبقة إضافية بين الأجهزة والرمز، مما قد يسبب البطء. لقد لاحظت ذلك بنفسي - أجهزة الافتراضية الخاصة بي دائمًا أبطأ من التطبيقات الأصلية.

2. التعقيد التشغيلي: يتطلب الحفاظ على الآلات الافتراضية جهدًا كبيرًا للتكوين والتحديث. يمكن أن يكون هذا هدرًا حقيقيًا للوقت.

3. التوافق: عادةً ما يتم تصميم العقود الذكية لبيئات VM محددة. غالبًا ما يحتاج الكود المكتوب لـ Ethereum إلى إعادة عمل كبيرة ليعمل على سلاسل الكتل غير المتوافقة مثل Solana. هذه التجزئة تعيق الابتكار في هذا المجال.

واقع الآلات الافتراضية

تلعب الأجهزة الافتراضية دورًا حاسمًا في كل من الحوسبة التقليدية وأنظمة blockchain. فهي تتيح تشغيل أنظمة تشغيل مختلفة، واختبار البرمجيات بأمان، واستخدام نفس الأجهزة لمهام متعددة.

إنها أيضًا أساسية لكيفية تنفيذ شبكات البلوكتشين للعقود الذكية والتطبيقات اللامركزية. فهم كيفية عمل الآلات الافتراضية يمنحك فهمًا أفضل لما يحدث خلف الكواليس في العديد من أدوات ومنصات التمويل اللامركزي التي نستخدمها يوميًا - حتى لو لم يكن معظم المستخدمين بحاجة إلى التفكير فيها.