Виртуалды машиналар. Информатика, 11 сынып, дидактикалық материал, 1 сабақ.

 Сабаққа арналған теориялық материал, ұғымдардың анықтамалары

 Виртуалды машина дегеніміз не?

 Виртуалды машина (ВМ) - бұл операциялық жүйені және қосымшаларды басқаратын физикалық компьютерлік жүйенің эмуляцияланған ортасы. ВМ бағдарламалық қамтамасыз етуді, бағдарламалық жасақтаманы, аппараттық құралдарды немесе олардың тіркесімін қолдана отырып жүзеге асырылуы мүмкін. Ұйымда әртүрлі операциялық жүйелерді (ОС) басқаратын бірнеше виртуалды машиналар болуы мүмкін, олардың барлығы бірдей басты компьютерде сақталады, оны гипервизор бақылайды. Гипервизорлардың екі түрі бар, 1-ші және 2-ші тип. Біз олар туралы кейінірек сабақта білетін боламыз.

 Виртуалды машиналардың әртүрлі түрлері бар және әрқайсысы әртүрлі функцияларды ұсынады.

 Жүйелік виртуалды машиналар

 Виртуалды жүйе - бұл операциялық жүйенің бірнеше даналарына хост жүйесінде жұмыс істеуге, физикалық ресурстарды бөлісуге мүмкіндік беретін орта.

 Виртуалды машинаны өңдеу

 Бағдарламалық-виртуалды машина деп аталатын технологиялық виртуалды машина платформадан тәуелсіз ортада компьютерлік бағдарламаларды іске қосу үшін қолданылады. Ол платформаға қарамастан қосымшаларды бірдей басқаруға арналған.

 ВМ көптеген себептер бойынша ұйымдарда өте пайдалы - қосымшаларды әзірлеу мен әртүрлі орталарда тестілеуден бастап деректердің сақтық көшірмесіне дейін және т.б. Себебі ол үнемді. Бір мысал ретінде бүкіл жұмыс күшін қолдану үшін қосымшаны жасайтын бағдарламашы бола алады. Қосымша басқа дереккөздерден деректерді алады және пайдаланушылар нақты ақпарат үшін есептер жасай алады. Бағдарламалаушы қосымшаның ұйымдардың компьютерлерінде ешқандай қатесіз жұмыс істейтініне көз жеткізуі керек. Бағдарламалаушы жұмыс істеуге арналған қосымшаны іске қоспас бұрын, ұйым қолданатын операциялық жүйенің және оның барлық компьютерлері үшін стандартының көшірмесі бар виртуалды машина серверге жүктеледі. Бағдарламалаушы өзінің қосымшасын ВМ ОЖ-де іске қосады, оның қалай жұмыс істейтінін көреді және қосымшаны толығымен іске қоспас бұрын олар кездестіретін барлық қателерді түзетеді. Егер олар кез-келген жүйені немесе қосымшаларды жаңартуды қажет етсе, қолданбаны оны босатуға дейін виртуалды машина ортасында сынап көреді.

 Гипервизорлардың түрлері

Гипервизор, виртуалды машинаның мониторы ретінде де белгілі, бірнеше операциялық жүйелерге бірдей хост компьютерінде бірге жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Хост-машина дегеніміз - бірнеше виртуалды машиналарды басқара алатын физикалық компьютерлік құрылғы, ал 1-суретте көрсетілгендей, негізгі компьютердегі виртуалды машиналар қонақтар машиналары деп аталады. ОЖ

 Гипервизорлардың екі түрі бар. 1 типті гипервизор тікелей хостингтік жабдықта жұмыс істейді. 2 типті гипервизор негізгі операциялық жүйеден жұмыс істейді және кіріс / шығыс (I / O) және жадыны басқару функцияларын қолдайтын виртуалды операциялық жүйені ұсынады.

 Контейнерлер

 Контейнерлерді кейде жеңіл виртуалды машиналар деп атайды, бірақ олар виртуалды машиналарға ұқсамайды.

 Контейнер - бұл тек «қосымшалар» және оның тәуелділіктері ғана емес. Бұл пакет контейнер суреті ретінде сақталған. Контейнерлер жұмыс жүйесінің жоғарғы жағында жұмыс істейтін контейнер қозғалтқышының үстінде жұмыс істейді. Контейнерді іске қосу өте жылдам, өйткені операциялық жүйе қазірдің өзінде жұмыс істейді. Контейнерлер бір-бірінен контейнер қозғалтқышы арқылы оқшауланған.

 Контейнердің көптеген артықшылықтары бар:

 • Кішкентай: контейнердің кескінінде тек қосымша және оның тәуелділігі бар, басқа ештеңе жоқ. Нәтижесінде контейнердің кішкене бейнесі пайда болады. Мысалы, мен еркін радиусы бар контейнер бейнесін жасадым. Бұл небәрі ~ 5 МБ және сізге еркін радиуста жұмыс істеу үшін қажет барлық нәрсе бар.

 • Жылдам: виртуалды BIOS және виртуалды операциялық жүйесі бар виртуалды серверді іске қосу қажет емес. Контейнердің айналуы қосымшаның іске қосылуымен бірдей жылдам және тек миллисекундты алады.

 • Портативтілік: контейнер бейнесінде қолданбаға қажеттінің бәрі бар. Мен жергілікті компьютерде контейнер суретін жасап, оны басқа жерге, мысалы, қашықтағы серверге жібере аламын. Егер ол менің компьютерімде жұмыс жасаса, ол басқа компьютерлерде немесе серверлерде жұмыс істейді.

 • Оқшаулау: контейнерлер бірдей жұмыс жүйесінде жұмыс істейді, бірақ бір-бірінен оқшауланған. Бір контейнер істен шыққан кезде, ол басқа контейнерлерге әсер етпейді.

 • Масштабталуы: масштабтау қажет болған кезде сол контейнерлердің көп мөлшерін қосуға болады. Контейнерлер кішкентай болғандықтан тез басталады, оларды оңай таразылай аласыз.

 • Жүйелілік: контейнер суреттері «сызбалар» негізінде жасалады. Мен бұрын айтып өткен еркін радиус бейнесі - Docker контейнері; Жоспар Docker файлы деп аталады. Кодты өзгерткен кезде сіз контейнердің жаңа кескінін жасайсыз.

 Контейнерлерде ақаулар бар ма? Контейнерлер бір-бірінен технологиялық деңгейде оқшауланған, ол толығымен оқшауланған виртуалды машинадан гөрі қауіпсіз болуы мүмкін.

 Тағы бір проблема - қауіпсіздік. Контейнерлер суретке ұқсайтын жобаға негізделген. Сіз сызбадан контейнер суретін саласыз, контейнер енді өзгермейді. Егер сіз контейнеріңізді жаңартқыңыз келсе, сіз контейнердің жаңа кескінін қалпына келтіресіз. Бұл қауіпсіздіктің соңғы жаңартуларын автоматты түрде орнатуға теңшеген (виртуалды) серверден өзгеше.

Сабақты ұйымдастыруға арналған қосымша нұсқаулар.

1. Ұйымдастыру сәттері. Алдыңғы білімді жаңарту.

2. Ілгек. Мұғалім терминологиямен таныстырады. Оқушылар сөздік қорын меңгереді

3. Мұғалім сабақтың мақсаттарымен таныстырады. Сабақ барысында студенттер тақырып бойынша жазбалар алады.

4. Оқушылармен аппараттық құралдың даму тарихы және бір машинаның коды виртуалды машинасыз екіншісінде жұмыс жасамайтындығы туралы әңгімелесіңіз. Аппараттық өзгерістер мен виртуализацияның артықшылықтарын бөлектеңіз. Виртуалды машиналардың түрлерін студенттермен талқылаңыз.

5. Практикалық жұмыс. Мұғалім студенттерге өз жүйесінде виртуалды машиналармен тәжірибе жасауға мүмкіндік берді

6. Кері байланыс. Сабақ соңында оқушылар алған білімдері туралы ойланады. Рефлекторлы термометр.

Қалыптастырушы бағалау бойынша ұсыныстар.

 Сабақ барысында жеке бағалау өзін-өзі бағалау ретінде жүреді, оқушылар жауаптарын дұрыс жауаптарымен салыстыру арқылы олардың жетістік деңгейлерін анықтайды.

Қосымша көп деңгейлі (саралау бойынша) тапсырмалар.

 Мұғалім барлық шараларды оқушылардың қажеттіліктері мен қабілеттеріне қарай ұйымдастырады.

 • Неғұрлым қабілетті студенттер: виртуалды машинаның не екенін біліңіз. Неғұрлым қабілетті студенттер үшін: виртуалды машиналардың мақсатын біліңіз.

Ұсынылатын сілтемелер:

• https://study.com/academy/lesson/virtual-machines-types-life-cycle.html
• AQA-A2 p140 The Open Source Xen hypervisor http://www.xen.org/
• Wine Microsoft Windows emulator http://www.winehq.org/
• Multi-Arcade-Machine-Emulator www.mame.org
• https://networklessons.com/cisco/evolving-technologies/compute-virtualization-containers-and-virtual-machines