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Virtualização de Hardware
Guilherme Freitas de Almeida
Nagafe de Oliveira Martins
Rafael Marques da Silva
O que é Virtualização?
Virtualização (em computação) é a criação de uma versão virtual de alguma coisa,
como um sistema operacional, um servidor, um dispositivo de armazenamento
(storage) ou recurso de rede, no entanto, a virtualização de servidor é a principal
delas, onde é possível por exemplo executar vários sistemas operacionais em um único
equipamento.
Explicando de maneira simples, a virtualização é o processo de 
criação de uma versão virtual, e não física, de algo...
Como Surgiu a Virtualização?
• Foi um tópico “quente” nos anos 70, após a IBM criar nos anos 60 o VMM (Virtual
Machine Monitor). O objetivo era fazer com que um mainframe pudesse executar
mais do que um Sistema Operacional (SO). Surgiram então as máquinas virtuais, que
são máquinas feitas em software. Um mesmo mainframe podia rodar várias
máquinas virtuais, cada qual com o seu SO.
• Na década de 80 o VMM foi parar no esquecimento e já nos anos 90, o VMM foi
trazido de volta as atenções por um projeto da Universidade de Stanford, que mais
tarde deu origem a empresa que hoje é líder de mercado, VMware Inc.
Nos dias atuais a virtualização está de volta ao centro das atenções, 
afetando todas as áreas da computação: Máquinas, 
Armazenamento, Data Center, SO e muito mais...
Como Funciona a Virtualização?
• A virtualização funciona com o uso de um software que irá simular parcial ou
completamente o hardware (ou o software) em que será executado um sistema
operacional (ou aplicativo). Para isso, esse software utiliza os recursos do
computador que vai executar a virtualização (chamado de hospedeiro ou host).
Tipos de Virtualização?
Existem três tipos:
Virtualização de Hardware
Virtualização de Sistema Operacional
Virtualização de Linguagem de Programação.
Tipos de Virtualização?
Existem três tipos:
Virtualização de Hardware
Virtualização de Sistema Operacional
Virtualização de Linguagem de Programação.
Virtualização de Hardware
Aqui é onde um software simula total ou parcialmente a existência de um ou mais
componentes de hardware, que podem formar um ambiente isolado onde todos esses
componentes virtuais trabalham juntos, chamado de Máquina Virtual (ou VM).
Também há casos onde um componente virtual pode ser utilizado dentro próprio
hospedeiro.
Por exemplo, o próprio Windows conta com um recurso onde ele cria drives de
CD/DVD virtuais a partir de arquivos .ISO.
Virtualização de Hardware ( AMD - INTEL )
Empresas como Intel e AMD, as maiores fabricantes de processadores do mundo,
desenvolveram (e desenvolvem) tecnologias que possibilitam aos seus chips um
trabalho aprimorado em soluções de máquinas virtuais, especialmente no que diz
respeito à virtualização total.
A AMD tem uma tecnologia equivalente (não há compatibilidade de uma com a outra),
de nome AMD Virtualization (AMD-V).
No caso da Intel, muitos de seus processadores atuais contam a tecnologia Intel
Virtualization Technology (Intel VT), que consiste em um conjunto de instruções
aplicadas ao chip especialmente para tratar de tarefas de virtualização.
Entre os recursos oferecidos por estas tecnologias está a capacidade de facilitar o
trabalho de fazer com que o processador funcione como um conjunto de chips, um para
cada máquina virtual em uso.
Virtualização de Hardware – Intel Core I7
No processador Core i7 a virtualização é aceita pelas extensões de máquina virtual
(vMx), que faz uma combinação de extensões e instruções , interrupção e memória,
que possibilitam que o gerenciamento na maquina virtual seja feita de forma eficaz.
Com vMx, é executada a virtualização de memória com sistema EPT (Extended Page
Table – Tabela de Página Estendida), que pode ser habilitada com a virtualização do
hardware. A EPT traduz os endereços da pagina física para o hospedeiro, fazendo esse
mapeamento com uma tabela de pagina multinível adicional que é atravessada durante
uma ausência de TLB que é um dispositivo de hardware implementado a partir de uma
pequena memória associativa que fica integrada na Unidade de Gerenciamento de
Memória de um processador vinculado a máquina virtual.
Virtualização de Hardware – Multitarefa
Na multitarefa, existe um único sistema operacional e vários programas trabalhando em
paralelo. Já na virtualização você pode ter vários sistemas operacionais trabalhando em
paralelo, cada um com vários programas em execução.
Cada sistema operacional roda em um “processador virtual” ou “máquina virtual”. Já a
tecnologia Hyper-Threading simula dois processadores lógicos em um único
processador físico e distribui as tarefas entre eles usando o conceito SMP
(multiprocessamento simétrico). Na tecnologia Hyper-Threading os processadores
lógicos não podem ser usados separadamente.
Trata-se de um dispositivo de hardware implementado a partir de uma pequena
memória associativa que fica integrada na Unidade de Gerenciamento de Memória de
um processador.
Tipos de Virtualização?
Existem três tipos:
Virtualização de Hardware
Virtualização de Sistema Operacional
Virtualização de Linguagem de Programação.
Virtualização de Sistema Operacional
Aqui, o hospedeiro tem um certo sistema operacional instalado, mas há a virtualização
de vários ambientes independentes dentro do mesmo sistema, onde cada usuário
utiliza como se fosse o sistema real. Em uma definição livre, é o processo de executar
vários sistemas operacionais em um único equipamento.
Uma máquina virtual é um ambiente operacional completo que se comporta como
se fosse um computador independente. Com a virtualização, um servidor pode
manter vários sistemas operacionais em uso.
Tipos de Virtualização?
Existem três tipos:
Virtualização de Hardware
Virtualização de Sistema Operacional
Virtualização de Linguagem de Programação.
Virtualização de Linguagem de Programação
Algumas linguagens de programação reservam um pouco do hardware do hospedeiro
para criar um ambiente virtual isolado do hospedeiro para rodar aplicativos
desenvolvidos nessa linguagem.
Vantagens da Virtualização
Economia: É possível utilizar vários sistemas operacionais em uma mesma máquina,
assim é possível utilizar todo o potencial de um computador, não sendo necessário
comprar vários computadores físicos com alto consumo de energia.
Segurança e confiabilidade: Os itens virtualizados rodam de forma isolada da máquina
real, desta forma, o sistema hospedeiro não é afetado por vírus, travamentos ou
outras ameaças vindas das VMs.
Compatibilidade: Com a virtualização, é possível, por exemplo, executar aplicativos de
Windows dentro de um hospedeiro com Linux, aplicativos Windows dentro de um
hospedeiro com Mac OS X, excelentes produtividades.
Desvantagens da Virtualização
Sobrecarga: A virtualização utiliza o hardware do hospedeiro para fazer o
processamento. Ao executar várias VMs, o processamento fica cada vez mais pesado,
tornando as mesmas mais lentas.
Segurança: Se algum problema mais grave acontecer com a máquina hospedeira,
todas as máquinas virtuais são atingidas.
Portabilidade: Uma VM que roda em um certo hospedeiro pode não funcionar em
outro hospedeiro.
Desempenho: O desempenho de uma VM sempre é menor se comparado ao da
máquina real em que ela é executada.
Principais Programas de Virtualização
Exemplo de Aplicação VMware
Cada máquina virtual trabalha como um PC completo, BIOS e configuração do Setup,
elas possuem uma área reservada de memória para ajustes e configurações.
.
Desafios e Investimentos em Virtualização
Apenas 30% de todas as empresas brasileiras fazem algum tipo de novação, sendo os
setores de informática, eletrônico e químico os que mais inovam. Emmeados de 2007,
a VMware, Inc. anunciou que recebeu aporte de capital no valor de 218,5 milhões de
dólares da Intel Capital, braço de investimento da Intel Corporation.
Quando foi divulgada, a operação ainda passaria pelos órgãos regulatórios, estima-se
que, com a movimentação, a Intel Capital passasse a deter 2,5% de todas as ações
comuns da VMware. Na época do anúncio mundial, informou-se que o objetivo da
Intel foi aumentar a adoção de tecnologia VMware na arquitetura Intel, melhorando a
virtualização para os clientes.
Além disso, a VMware e a Intel iniciaram um acordo de parceria e de colaboração, que
expressa a intenção de ambas as companhias em desenvolver esforços conjuntos em
iniciativas de desenvolvimento, de marketing e industriais.
Caso de Sucesso IBM Tecnologia
Uma das empresas que está investindo em virtualização é a própria IBM. A companhia
trocou, em 2007, 4 mil servidores de pequeno porte por 30 mainframes Linux,
rodando máquinas virtuais. Com a mudança, economizou 250 milhões de dólares em
despesas de manutenção e de consumo de energia. Os servidores físicos que serão
substituídos por máquinas virtuais estão localizados em seis data centers em vários
países.
Os equipamentos usados ocupam um espaço de quase 2,5 milhões de metros
quadrados, o que equivale a 300 campos de futebol, somadas as áreas de todos os
terrenos. Essa iniciativa faz parte do plano da IBM de dobrar sua capacidade de
armazenar dados até 2010, mas sem usar mais energia elétrica, nem aumentar a
emissão de carbono na atmosfera. Com os novos espaços, a empresa quer melhorar a
logística dos prédios, alterando inclusive sistemas de iluminação e de ar condicionado.
Futuro da Virtualização
A virtualização vai permitir com que a computação em nuvem cresça ainda mais,
permitindo que qualquer um acesse uma máquina virtual à distância e com a
facilidade de uma máquina física. As novas gerações serão construídas sobre os
alicerces da geração anterior, trazendo ainda mais melhorias significativas no que diz
respeito a capacidade de suportar carga, confiabilidade, flexibilidade, segurança e
adaptação, contando com elevados investimentos financeiros por parte das maiores
fabricantes de tecnologia do mundo, como Intel, AMD e Microsoft por exemplo.
Referência Bibliográfica
[FONTE], Organização Estruturada de Computadores, autor Tanenbaum – Austin/6ª 
Edição Pág. 365/366.
[TECMUNDO]. O que é virtualização? ; Disponível em 
https://www.tecmundo.com.br/web/1624-o-que-e-virtualizacao-.htm, Acessado em 
03/09/2018.
[HARDWARE]. Virtualização por hardware: como funciona? ; Disponível em 
https://www.hardware.com.br/noticias/2008-03/47DFF581.html, Acessado em 
03/09/2018.
[INFOWESTER]. O que é virtualização e para que serve? ; Disponível em 
https://www.infowester.com/virtualizacao.php, Acessado em 03/09/2018.
Perguntas ?
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