ما هي الآلة الافتراضية (VM)؟

لقد كنت أستكشف الآلات الافتراضية مؤخرًا، ودعني أخبرك، إنها تغير قواعد اللعبة. هل أردت يومًا تشغيل ويندوز على جهاز ماك بوك الخاص بك أو إجراء اختبار لنظام لينكس دون إفساد نظامك الرئيسي؟ تجعل الآلات الافتراضية هذا ممكنًا دون الحاجة لشراء جهاز كمبيوتر آخر باهظ الثمن.

الأساسيات

الـ VM هو في الأساس كمبيوتر داخل كمبيوتر يمكنك تكوينه ببضع نقرات فقط. لا حاجة إلى أجهزة إضافية! يمكنك تثبيت نظام تشغيل، حفظ الملفات، تشغيل التطبيقات، وتصفح الويب - كل ذلك داخل الكمبيوتر الحالي الخاص بك ("المضيف").

خلف الكواليس، يقوم جهاز الاستضافة الخاص بك بالعمل الشاق، حيث يمنح ذاكرته، وقوة المعالجة، والتخزين حتى تعمل الـ VM بسلاسة. لقد وجدت هذا مفيدًا للغاية عندما أحتاج إلى برنامج يعمل فقط على أنظمة تشغيل أخرى.

كيف تعمل VMs

السحر يحدث من خلال شيء يسمى الهايبرفايزر. هذا البرنامج يأخذ الموارد الفيزيائية لجهاز الكمبيوتر الخاص بك (CPU، RAM، التخزين) ويقسمها بحيث يمكن لعدة VMs استخدامها في نفس الوقت.

هناك نوعان رئيسيان من نظام التشغيل الافتراضي:

• النوع 1 (Bare-metal): مثبت مباشرة على الأجهزة، وعادة ما يستخدم في مراكز البيانات
• النوع 2 (مستضاف): يعمل فوق نظام التشغيل العادي الخاص بك مثل أي تطبيق آخر

بمجرد تكوينه، يمكنك تشغيل جهازك الافتراضي تمامًا مثل الكمبيوتر الحقيقي وتثبيت ما تريد.

لماذا أستخدم VMs

1. اختبار أنظمة التشغيل الجديدة - يمكنني تجربة أنظمة مختلفة دون الالتزام بالتغييرات على جهازي الرئيسي
2. عزل البرمجيات المريبة - عندما أحتاج لفتح ملفات مشبوهة، أفعل ذلك في VM لحماية نظامي الرئيسي
3. تشغيل البرامج القديمة - بعض البرامج تعمل فقط على الأنظمة القديمة مثل Windows XP
4. التطوير والاختبار - مثالي للتحقق من صحة الشيفرة عبر منصات متعددة
5. خدمات السحابة - معظم منصات السحابة مبنية على VMs

VMs في شبكات البلوكشين

هذا هو المكان الذي تصبح فيه الأمور مثيرة حقًا. بينما تمثل آلات الفيرتوال التقليدية صناديق رمل معزولة، تعمل آلات الفيرتوال في البلوكشين كمحركات تنفذ العقود الذكية. تتيح آلة الإيثريوم الافتراضية (EVM) للمطورين كتابة العقود الذكية بلغات مثل سوليديتي ونشرها عبر الشبكات المتوافقة مع EVM.

تقوم شبكات البلوكتشين المختلفة بتنفيذ VMs الخاصة بها بناءً على أهداف التصميم. يركز البعض على السرعة وقابلية التوسع، بينما يركز الآخرون على الأمان أو مرونة المطور. تستخدم شبكات مثل NEAR و Cosmos VMs مستندة إلى WebAssembly تدعم العقود المكتوبة بلغات برمجة متنوعة.

تتمتع سولانا ببيئة تشغيل مخصصة (SVM) مصممة لمعالجة المعاملات المتوازية والتعامل مع النشاط الشبكي الضخم. لقد رأيت عن كثب كيف تؤثر هذه الأساليب المختلفة على تعقيد التطوير والأداء.

التطبيقات العملية

أنت تتفاعل مع VMs أكثر مما تدرك. عندما تستخدم تطبيق DeFi مثل Uniswap لتبادل الرموز، تتم معالجة معاملاتك بواسطة عقود ذكية تعمل على EVM.

عند صك أو تداول NFTs، فإنها VM التي تنفذ الكود الذي يدير سجلات الملكية. لقد فقدت ذات مرة مبلغًا كبيرًا أثناء محاولتي صك NFT خلال ازدحام الشبكة - لم تتمكن VM من التعامل مع الحمل وفشلت معاملتي، لكنني ما زلت دفعت رسوم الغاز!

قد تستخدم حلول الطبقة الثانية آلات افتراضية متخصصة مثل zkEVM التي تستفيد من إثباتات المعرفة الصفرية للتحقق. هذه التقنيات ثورية حقًا لكنها لا تزال تعاني من قيود خطيرة.

القيود

العبء على الأداء حقيقي - تضيف VMs طبقة إضافية بين الأجهزة والشفرة، مما يتسبب في تباطؤ واستهلاك المزيد من الموارد. لقد لاحظت ذلك بشكل خاص عند تشغيل التطبيقات التي تتطلب موارد كثيفة.

إدارة VMs تتطلب معرفة متخصصة وأدوات، مما يجعلها معقدة من الناحية التشغيلية. وغالبًا ما تحتاج العقود الذكية المصممة لبيئة VM واحدة إلى إعادة عمل كبيرة لتعمل على سلاسل الكتل غير المتوافقة - وهو صداع عانيته بنفسي عند محاولة نقل مشاريع Ethereum إلى سلاسل أخرى.

تُعَزِّزُ VMs كُلًّا من الحوسبة اليومية وأنظمة البلوكشين، مما يُمكِّنُ أنظمة تشغيل متنوعة، واختبار برمجيات آمن، واستغلال فعال للأجهزة. فهمها يُقدِّم رؤى قيمة حول ما يحدث خلف الكواليس في العديد من أدوات DeFi التي نستخدمها يوميًا—حتى لو كانت منصات التداول التي تسهّل هذه التفاعلات تفرض أحيانًا رسومًا باهظة.