ماكينات افتراضية (VM): كيف تغير هذه بيئة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات

هل تستخدم أجهزة افتراضية لتشغيل Windows على جهاز MacBook؟ هل ترغب في اختبار تطبيق غير معروف بأمان دون المخاطرة بجهاز الكمبيوتر الخاص بك؟ تتيح لك الأجهزة الافتراضية (VMs) تحقيق ذلك، من خلال إنشاء بيئة رقمية معزولة تتيح لنظم التشغيل والتطبيقات المختلفة العمل بشكل مستقل. أكثر من مجرد أداة تقنية - فـ VMs تعمل على شبكات البلوكشين كجزء من نظام العقود الذكية، مما يضمن أن التحويلات آمنة وموثوقة.

لماذا ينبغي استخدام الأجهزة الافتراضية؟

لها العديد من الاستخدامات العملية التي تجعل العمل أسهل وأكثر أمانًا.

اختبار أنظمة جديدة بأمان: تتيح كل VM اختبار نظام تشغيل مختلف تمامًا دون تغيير شيء في جهازك الأساسي. على سبيل المثال، إذا كنت بحاجة إلى تشغيل تطبيقات قديمة على Windows XP، يمكنك إنشاء بيئة VM مخصصة لذلك. بعد الانتهاء، ببساطة يتم حذفها.

بيئة آمنة لاختبار برمجيات خطرة: برمجيات خبيثة، ملفات غير معروفة، أو تطبيقات تجريبية؟ عند تثبيتها على VM، يبقى نظامك الرئيسي محميًا تمامًا. وإذا حدث خطأ، يمكن دائمًا استعادة الحالة الأصلية للـ VM بسهولة.

استخدام أنظمة تشغيل متعددة في آن واحد: يمكنك تشغيل Windows وmacOS وLinux على نفس الجهاز في بيئات VM منفصلة، مما يزيد من المرونة، خاصة للمطورين الذين يحتاجون لاختبار بيئات متعددة.

تطوير واختبار الكود: يمكن للمطورين اختبار تطبيقاتهم على أنظمة تشغيل مختلفة باستخدام نفس الجهاز، دون الحاجة لشراء أجهزة غالية. الإنتاجية تصبح أسرع مع خيارات أكثر.

البنية التحتية لخدمات السحابة: العديد من منصات السحابة مثل AWS وAzure وGoogle Cloud تعتمد على مبدأ الأجهزة الافتراضية. عند استضافة موقعك على الويب في السحابة، يكون على جهاز افتراضي في مركز بيانات بعيد.

كيف تعمل الأجهزة الافتراضية فعليًا ماديًا؟

الأساس هو برنامج يُسمى المُشغل الافتراضي (Hypervisor). هذا المُشغل هو مدير الـ VM - يأخذ موارد جهازك المادي (المعالج، الذاكرة، القرص الصلب) ويقسمها بطريقة تسمح لعدد كبير من الـ VMs باستخدامها في آن واحد.

هناك نوعان رئيسيان من المُشغلات الافتراضية:

النوع 1 (Bare-metal): يُثبت مباشرة على العتاد، بدون نظام تشغيل. مثالي لمراكز البيانات والسحابات - سريع وفعال، لكنه يتطلب إعدادات متخصصة.

النوع 2 (Hosted): يعمل فوق نظام التشغيل العادي كبرنامج تطبيق. مناسب للاختبار والتطوير، لأنه أسهل في الإعداد.

عند إنشاء VM، يمكنك تشغيله كأنه جهاز حقيقي. يمكنك تثبيت البرامج، تصفح الإنترنت، تشغيل التطبيقات - كل ذلك كما لو كنت على جهاز فعلي، لكن في بيئة تحت سيطرة المُشغل الافتراضي.

الأجهزة الافتراضية في شبكات البلوكشين: EVM وبيئات أخرى

الأجهزة الافتراضية التقليدية معزولة، لكن في شبكات البلوكشين تعمل بشكل مختلف - فهي محركات تشغل شبكة تطبيقات لامركزية كاملة.

أفضل مثال على ذلك هو الـ EVM (آلة افتراضية لإيثريوم). المطورون يكتبون العقود الذكية باستخدام Solidity أو Vyper أو Yul ويودعونها في الـ EVM. جميع عقد شبكة إيثريوم تقوم بتشغيل نفس العقود بنفس الترتيب، مما يضمن موثوقية الشبكة.

لكن شبكات البلوكشين المختلفة تطور أجهزة افتراضية خاصة بها:

• NEAR و Cosmos يستخدمان أجهزة تعتمد على WebAssembly (WASM)، تدعم عدة لغات برمجة.
• Sui استخدمت MoveVM خصيصًا لتنفيذ عقود Move الذكية.
• Solana أنشأت SVM مخصصة، التي تنفذ المعاملات بشكل متوازي وتستطيع التعامل مع كميات بيانات أكبر.

هذه الـ VMs ليست مجرد خيار تقني، بل تحدد كيف تعمل جميع التطبيقات اللامركزية على الشبكة.

استخدام الأجهزة الافتراضية عمليًا: DeFi، NFT وأكثر

حتى لو لم تلاحظ، فإن الـ VMs تعمل خلف الكواليس في كل مرة تتفاعل مع تطبيق لامركزي.

في تداولات DeFi: عند تبادل رموز على Uniswap، تتولى العقود الذكية في الـ EVM تنفيذ المعاملة. تحسب الآلة الافتراضية السعر الصحيح، وتأخذ رموزك، وترسل لك الرموز الجديدة.

إنشاء NFT: عند إنشاء NFT، يتم تشغيل كود VM يتابع حقوق الملكية. كل عملية شراء أو بيع تُحدث البيانات، بحيث يكون NFT مرتبطًا بالملكية الصحيحة.

تحويلات Layer 2: تُسرع وتُخفض تكلفة التحويلات غالبًا باستخدام VM خاص، مثل zkEVM. يستخدم هذا العقود الذكية وإثباتات عدم المعرفة (ZKP) للتحقق من المعاملات.

كل ذلك يعمل في الخلفية، والمستخدم يرى فقط سرعة التحويل وتكلفته المنخفضة.

ما هي التحديات الرئيسية للأجهزة الافتراضية؟

رغم مرونتها وقوتها، إلا أن لها قيودًا.

تكلفة الأداء: الـ VM تضيف طبقة إضافية بين العتاد والكود، مما قد يقلل من السرعة ويزيد من استهلاك الطاقة مقارنة بالتشغيل المباشر على جهاز مادي.

تعقيد الإعداد والإدارة: تتطلب الـ VMs (خصوصًا في السحابات وشبكات البلوكشين) إعدادات دقيقة وتحديثات منتظمة، مما يستغرق وقتًا ويحتاج لمهارات خاصة.

مشاكل التوافق: العقود الذكية المكتوبة على VM معين غالبًا لا تعمل مباشرة على آخر. كود مكتوب على إيثريوم يحتاج لإعادة كتابة ليعمل على سولانا، مما يزيد من جهد التطوير.

في الختام

الأجهزة الافتراضية تقنية مهمة في تكنولوجيا المعلومات التقليدية وفي شبكات البلوكشين. تتيح تشغيل أنظمة مختلفة، وتوفير بيئة اختبار آمنة، واستخدام الموارد بكفاءة. في شبكات البلوكشين، تحدد الـ VMs كيف تعمل العقود الذكية والتطبيقات اللامركزية.

حتى لو لم تكن خبيرًا في تكنولوجيا المعلومات، فإن فهم كيفية عمل الـ VMs يساعد على فهم أفضل لكيفية عمل أدوات DeFi والمنصات وراء الكواليس.