Содержание
Мы рассмотрели довольно много примеров эмуляции в прошлом, но лишь кратко рассказали о том, как это действительно работает. И по большей части это нормально. Вполне возможно просто запустить компьютер и использовать эмулятор, не беспокоясь о его деталях.
Но вы когда-нибудь задумывались, что на самом деле происходит за кулисами? Почему эмуляторы такие медленные? Или даже как эмуляция может улучшить вашу повседневную жизнь? Читайте дальше, и вы увидите, насколько удивительной является эмуляция.
Не все оборудование сделано равным
Например, игры PlayStation не работают в Windows, потому что эти игры не предназначены для работы на обычных компьютерах. Устройства PlayStation очень специфичны по своей физической структуре и содержат уникальное оборудование, которое Windows или любая другая операционная система ПК не знает, как использовать.
Это где эмуляция приходит: целью эмуляции является запуск программ, разработанных для одной системы, в другой системе., и программы, которые выполняют этот процесс, называются эмуляторы. Детали немного сложнее, но, в конце концов, все они пытаются достичь одного и того же: сделать программное обеспечение работоспособным на другом оборудовании.
Как работают эмуляторы?
Для запуска сторонней программы необходимо выполнить большой объем работы. Короче говоря, эмулятор — это программное обеспечение, которое пытается «действовать» как аппаратное обеспечение. Обычно это означает моделирование всех возможностей аппаратного компонента как программных компонентов.
Если вам интересно, почему нет эмуляторов для современных систем (например, Xbox One), это причина, почему. Требуется много кропотливой работы и усилий, чтобы заставить процесс работать, потому что современное оборудование чрезвычайно сложно.
Возвращаясь к примеру с PlayStation, эмулятор должен был делать вид, что у него есть специальный звуковой чип, графическая карта и т. Д., Даже если он расширяет возможности для имитации периферийных компонентов, таких как приводы компакт-дисков.
Центральное процессорное устройство
Самым сложным для подражания компонентом обычно является центральное процессорное устройство (ЦПУ). Это один из основных элементов каждого компьютера, от смартфонов до игровых приставок, и во многих отношениях самый важный. Без процессора программы не смогут функционировать.
Основное отличие процессоров от других заключается в их наборы инструкций. В принципе, они определяют способ, которым компьютер выполняет команды, которые программы ему дают. Эмуляторы обычно предназначены для систем, которые имеют наборы команд, отличные от хост-системы.
Например, процессор PlayStation использует набор инструкций под названием MIPS, который отличается от настольных компьютеров и ноутбуков, которые используют, скажем, x86.
Почему эмуляторы такие медленные?
Каждую инструкцию процессора, полученную эмулятором, необходимо преобразовать из одного набора команд в другой набор команд, и этот перевод должен быть выполнен на лету. Таким образом, в приведенном выше примере эмулятор PlayStation получит инструкцию MIPS, переведет ее в x86 и запустит на ноутбуке.
Это основа того, как эмулятор может имитировать все устройство внутри вашего компьютера. Представьте себе переводчика, пытающегося передать разговор между двумя людьми, которые говорят на разных языках. Даже если перевод очень быстрый, всегда будет некоторая потеря в скорости, но чем сложнее языки, тем медленнее переводы.
Виртуализация против эмуляции
Виртуализация
очень похож на эмуляцию, но между ними есть важные различия — в частности, виртуализация обычно относится к использованию виртуальных машин. Виртуализация и эмуляция выполняют одно и то же, но делают это немного по-разному.
Оба предназначены для запуска программного обеспечения в изолированной среде. Виртуализация ориентирована на изоляцию, а эмуляция — на среду. Это означает, что эмуляторы имитируют большее количество оборудования, чем виртуальные машины. Например, вы не можете запустить систему Playstation на виртуальной машине.
Однако из-за этого виртуализация имеет тенденцию быть быстрее, чем эмуляция. Вместо того, чтобы эмулировать систему, виртуальные машины вместо этого выделяют некоторую вычислительную мощность для некоторой изолированной подсистемы. Это означает, что процессор не эмулируется, что также является причиной того, что виртуальные машины менее универсальны.
Таким образом, целевая аудитория этих двух групп несколько отличается. Эмуляторы, как правило, предназначены для игровых приставок (или других систем, которые полностью отличаются от обычных компьютеров), тогда как виртуальные машины чаще всего работают в бизнесе. Это потому, что они обеспечивают быструю и безопасную среду для запуска программ.
Тем не менее, это в основном придирки. Практически говоря, виртуализация и эмуляция функционально одинаковы в том смысле, что они в основном существуют для перевода с одного «языка обучения» на другой.
3 способа эмуляции могут принести вам пользу
Есть несколько способов использовать преимущества эмуляции. Вы можете даже использовать его сейчас, даже не зная! Вот несколько заметных примеров.
1. Запустите 32-битные программы в 64-битной Windows
64-разрядные версии Windows используют особый вид эмуляции, называемый уровень совместимости запускать 32-битные программы. Нет необходимости эмулировать всю систему, чтобы все заработало, потому что 32-битные программы уже схожи по дизайну. Из-за этого процесс очень быстрый.
Если вы используете Microsoft Office, вы, вероятно, используете 32-разрядную версию — эмуляция прямо у вас под рукой!
2. Сделайте ваш компьютер универсальной консолью
Вы можете играть на многих старых платформах видеоигр на своем компьютере, используя правильные эмуляторы — и самое забавное, что многие из этих игр на самом деле работают лучше благодаря эмуляции, чем на их родном оборудовании, потому что современные компьютеры очень быстры.
Например, имея достаточно сильный компьютер, вы можете играть в некоторые игры с более высоким разрешением, чем они были рассчитаны:
Вы даже можете настроить свой мобильный телефон на эмуляцию игровых приставок для более удобного использования. Или, наоборот, эмулировать мобильный телефон
на твоем компьютере.
3. Проверьте различные операционные системы
Обычно, если вы хотите опробовать новую операционную систему, вам необходимо установить ее на жесткий диск. Эмуляция позволяет вам запускать отдельную операционную систему прямо в вашей текущей операционной системе посредством использования виртуальной машины.
,
Есть несколько причин, почему вы хотели бы сделать это. Вам не придется беспокоиться о том, что ваша установка ведет себя неправильно, поскольку она ограничена виртуальной средой. Это также может быть вашим единственным вариантом, если вы хотите опробовать операционную систему, несовместимую с вашим компьютерным оборудованием, например, для Raspberry Pi.
Перевод + симуляция = эмуляция
Эмуляция — чрезвычайно сложный процесс, и эта статья охватывает только основы. Но, надеюсь, это даст вам представление о том, что происходит под капотом. Поэтому, когда вы загружаете эмулятор, будь то для игры в старую видеоигру или для безопасного запуска программы, вы точно знаете, почему она может быть немного медленной.
Каковы ваши впечатления от эмуляции?
