Что такое эмулятор компьютера

Обновлено: 21.11.2024

Термин "эмуляция" происходит от глагола "подражать", что означает подражать или воспроизводить. Следовательно, компьютерная эмуляция — это когда одна система имитирует или воспроизводит другую систему. Это можно сделать с помощью аппаратного, программного обеспечения или их комбинации. Однако, поскольку аппаратное обеспечение дорого для воспроизведения, большая часть эмуляции выполняется с помощью программного обеспечения.

Один из наиболее распространенных типов эмуляции программного обеспечения включает запуск различных операционных систем в виртуальной среде. Например, такие программы, как Parallels Desktop, VMware и Apple Boot Camp, позволяют Windows и другим операционным системам работать на компьютере Macintosh с процессором Intel. xVM VirtualBox от Sun Microsystems позволяет запускать несколько операционных систем на платформах Windows, Mac и Unix. Эти приложения вместе называются программными эмуляторами, поскольку они эмулируют различные компьютерные системы.

Другой популярный тип эмуляции программного обеспечения позволяет запускать консольные видеоигры, такие как игры Nintendo, Sega и PlayStation, на ПК. Программа ZSNES, например, позволяет играть в игры Super Nintendo (SNES) на компьютере с Windows или Unix. Эмулятор Visual Boy Advance позволяет пользователям играть в игры Game Boy Advance на компьютерах Windows или Macintosh. Игры для этих эмуляторов сохраняются в виде ROM-файлов, которые являются точными копиями игрового картриджа или диска. Поэтому вместо загрузки физического картриджа эмуляторы видеоигр просто загружают файлы ROM с жесткого диска компьютера.

Третий тип эмуляции использует тип файла, называемый образом диска. В то время как файлы ROM используются для эмуляции игровых картриджей, образы дисков могут использоваться для эмуляции оптических носителей и физического жесткого диска. Например, файл .ISO (Windows) или файл .DMG (Mac) можно смонтировать на рабочем столе, что позволит операционной системе рассматривать файл как физический диск. Это обеспечивает простой способ создания точных копий компакт-дисков, DVD-дисков и жестких дисков. Образы дисков также часто используются для создания виртуальных установочных дисков, которые пользователь не может изменить.

Хотите узнать больше технических терминов? Подпишитесь на ежедневный или еженедельный информационный бюллетень и получайте избранные термины и тесты на свой почтовый ящик.

Технический фактор

Подпишитесь на бесплатную рассылку новостей TechTerms

Спасибо

Мы только что отправили вам электронное письмо для подтверждения вашего адреса электронной почты. Как только вы подтвердите свой адрес, вы начнете получать информационный бюллетень.

Эмулятор – это компьютерная программа (или иногда специализированное компьютерное оборудование), предназначенная для имитации устройств другого типа.

Например, WINE — это программа, позволяющая запускать программное обеспечение Windows на определенных компьютерах Linux и Mac. Dolphin — это приложение, которое позволяет вам играть в игры для Nintendo GameCube и Wii на вашем компьютере. Даже Logic Pro X, популярное приложение для записи музыки для Mac, позволяет имитировать звук гитарного усилителя на вашем компьютере.

Это разные типы эмуляторов. Вот что вам следует знать об эмуляторах, в том числе о том, почему люди их используют, как они обычно работают и какие бывают виды.

Почему люди используют эмуляторы

Каждый компьютер и операционная система уникальны. Часто это означает, что программа или приложение, работающее в одной системе, не будет работать в другой.

Это особенно верно при сравнении операционных систем, таких как Windows и MacOS, или совершенно разных устройств, таких как ноутбук и PlayStation.

Именно здесь на помощь приходят эмуляторы. Эмуляторы могут сократить разрыв между этими устройствами, позволяя программам работать на любом оборудовании.

Например, если у вас есть приложение для Windows, которое нужно запустить на MacBook, вы можете загрузить эмулятор Parallels. Parallels в некотором смысле создаст компьютер Windows внутри вашего MacBook — это позволит вам запускать любое приложение Windows, которое вам нужно.

Здесь Windows 10 и более ранняя версия MacOS работают на новом MacBook с использованием эмуляторов. Отдел новостей Parallels

Некоторые эмуляторы могут даже улучшать имитируемое оборудование. Например, старые видеоигры, созданные для телевизоров с соотношением сторон 4:3, можно обновить для работы в широкоэкранном разрешении, а также с более высокой частотой кадров.

Если вы любите запускать все свои программы в любом месте и в любое время, вам нужен эмулятор.

Однако существуют некоторые риски, о которых вам следует знать.

Недостатки эмуляторов

Поскольку эмуляторы должны воспроизводить поведение совершенно другого устройства, не имея собственного специального оборудования или источника питания, эмуляторы часто работают медленнее, чем система, которую они моделируют.

Это особенно верно, если вы эмулируете новую систему. Например, почти любой компьютер может без особых задержек эмулировать Nintendo Entertainment System 80-х годов.Но вам понадобится мощная видеокарта и процессор для эмуляции Nintendo Switch, которая вышла только в 2017 году. И даже в этом случае может быть сложно обеспечить бесперебойную работу этого эмулятора Switch.

Пользователи также должны быть осторожны, чтобы не загрузить вирус, маскирующийся под эмулятор. Обязательно загружайте эмуляторы и программы только из источников, которым вы доверяете, и всегда проводите исследование, прежде чем что-либо устанавливать.

И наконец, существует юридический риск. Хотя эмуляторы легальны почти везде, загрузка программ для использования на этих эмуляторах без оплаты может быть невозможна. Перед загрузкой ознакомьтесь с правилами, регулирующими использование программ-эмуляторов в вашей стране.

Самые популярные сегодня типы эмуляторов

Эмуляторы чаще всего используются для видеоигр и для работы с другими операционными системами. Вот несколько примеров самых популярных эмуляторов.

Эмуляторы видеоигр

Dolphin позволяет играть в игры для Nintendo GameCube и Wii на компьютере, а также изменять их различными способами. В некоторые изначально однопользовательские игры добавлены многопользовательские онлайн-режимы.
MAME — это эмулятор с открытым исходным кодом, выпущенный в 1997 году и предназначенный для запуска старых аркадных игр.
VisualBoyAdvance, или VBA, может работать почти со всеми когда-либо выпущенными играми для Game Boy, Game Boy Color и Game Boy Advance.

Есть также различные эмуляторы игр, которые работают на телефонах Android.

Эмуляторы операционных систем

Parallels и WINE позволяют запускать Windows на компьютере Mac. Он откроет рабочий стол Windows в новом окне, как и любое другое приложение.
BlueStacks позволяет загружать и открывать приложения Android на настольном компьютере.
Xcode – это программа, разработанная и выпущенная Apple, которая позволяет запускать приложения iPhone на Mac. Вскоре Apple заявляет, что появится еще более простой способ эмулировать приложения для iPhone и iPad на вашем Mac.

Похожее освещение из Технического справочника:

Ваш компьютер с Windows работает с помощью «Драйверов» — вот что это такое и как их найти

Как подключить компьютер к телевизору без проводов тремя разными способами: смотреть фильмы, просматривать страницы в Интернете или транслировать игры

Как загрузить драйверы Nvidia, чтобы графика вашего компьютера работала плавно и ярко

Как запускать приложения для iPhone на компьютерах Mac следующего поколения или с помощью приложения-эмулятора

«Играет ли PS4 Pro в игры 4K?»: да, и фильмы 4K также можно воспроизводить — вот как это настроить

Дэйв Джонсон — журналист, специализирующийся на технологиях. Он пишет о потребительских технологиях и о том, как индустрия превращает спекулятивный мир научной фантастики в реальную жизнь. Дэйв вырос в Нью-Джерси, прежде чем поступить в ВВС, чтобы управлять спутниками, преподавать космические операции и планировать космические запуски. Затем он провел восемь лет в качестве руководителя отдела контента в группе Windows в Microsoft. Как фотограф Дэйв фотографировал волков в их естественной среде обитания; он также инструктор по подводному плаванию и соведущий нескольких подкастов. Дэйв является автором более двух десятков книг и участвовал во многих сайтах и публикациях, включая CNET, Forbes, PC World, How To Geek и Insider.

СМ. ТАКЖЕ: Лучшие игровые ПК

СМОТРИТЕ СЕЙЧАС: стойкий пользователь Mac переключается на ПК

Значок шеврона Указывает на расширяемый раздел или меню, а иногда и на предыдущие/следующие параметры навигации.

Значок "Закрыть" Две пересекающиеся линии, образующие букву "X". Указывает способ закрыть взаимодействие или отклонить уведомление.

Раздел 404 Закона Сарбейнса-Оксли (SOX) требует, чтобы все публичные компании установили внутренний контроль и процедуры.

Закон о защите конфиденциальности детей в Интернете от 1998 года (COPPA) – это федеральный закон, который налагает особые требования на операторов доменов .

План North American Electric Reliability Corporation по защите критически важной инфраструктуры (NERC CIP) представляет собой набор стандартов.

Взаимная аутентификация, также называемая двусторонней аутентификацией, представляет собой процесс или технологию, в которой оба объекта обмениваются данными .

Экранированная подсеть или брандмауэр с тройным подключением относится к сетевой архитектуре, в которой один брандмауэр используется с тремя сетями .

Метаморфное и полиморфное вредоносное ПО – это два типа вредоносных программ (вредоносных программ), код которых может изменяться по мере их распространения.

Медицинская транскрипция (МТ) – это ручная обработка голосовых сообщений, продиктованных врачами и другими медицинскими работниками.

Электронное отделение интенсивной терапии (eICU) — это форма или модель телемедицины, в которой используются самые современные технологии.

Защищенная медицинская информация (PHI), также называемая личной медицинской информацией, представляет собой демографическую информацию, медицинскую .

Снижение рисков – это стратегия подготовки к угрозам, с которыми сталкивается бизнес, и уменьшения их последствий.

Отказоустойчивая технология — это способность компьютерной системы, электронной системы или сети обеспечивать бесперебойное обслуживание.

Синхронная репликация — это процесс копирования данных по сети хранения, локальной или глобальной сети, поэтому .

API облачного хранилища — это интерфейс прикладного программирования, который соединяет локальное приложение с облачным хранилищем.

Интерфейс управления облачными данными (CDMI) – это международный стандарт, определяющий функциональный интерфейс, используемый приложениями.

Износ флэш-памяти NAND — это пробой оксидного слоя внутри транзисторов с плавающим затвором флэш-памяти NAND.

Эмуляторы – это класс компьютерного программного обеспечения, которое позволяет одной компьютерной системе, хосту, имитировать другую операционную систему для запуска приложения, предназначенного для чужой системы. Скорее всего, вы раньше возились с эмуляторами, если вы, например, загрузили эмулятор консоли.

В этой статье мы рассмотрим различные виды эмуляторов и принципы их работы.

Вы хотите, чтобы он был низким или высоким?

Эмуляторы бывают двух видов: низкоуровневые и высокоуровневые. Разница в основном заключается в том, как выполняется эмуляция.

Низкоуровневая эмуляция

Низкоуровневая эмуляция (LLE) имитирует поведение эмулируемого оборудования. Хост-компьютер создаст среду для запуска приложения, в которой оно будет обрабатываться настолько близко, насколько это возможно, как это делает эмулируемое оборудование. Для максимально точной эмуляции моделируются не только все компоненты, но и их сигналы. Чем сложнее система из-за большего количества микросхем или сложности самой системы, тем сложнее становится выполнить LLE.

LLE можно реализовать с помощью аппаратного или программного обеспечения. В аппаратном обеспечении реальное аппаратное обеспечение или что-то, что может его заменить, находится в самой системе. PlayStation 3 в своих первых двух моделях выполняла аппаратную эмуляцию, содержа фактическое оборудование, используемое в PlayStation 2. У старых компьютеров Macintosh была дополнительная карта, называемая картой совместимости MS-DOS, которая содержала систему на базе процессора 486 для запуска. приложения x86.

Эмуляция высокого уровня

Эмуляция высокого уровня (HLE) использует другой подход к моделированию системы. Вместо того, чтобы пытаться имитировать аппаратное обеспечение, он имитирует функции аппаратного обеспечения. В середине 90-х аппаратная абстракция распространилась на большее количество компьютерных систем, включая игровые приставки. Это упростило программирование, поскольку теперь разработчикам не нужно было изобретать и заново изобретать велосипед.

Аппаратная абстракция — это способ скрыть сложные детали управления оборудованием. Вместо этого он предоставляет набор действий, которые обычно использует разработчик, и выполняет все мелкие детали автоматически. Примером является то, как появились интерфейсы накопителей. Первоначально, если разработчик хотел прочитать данные с диска, он должен был дать команду диску раскрутиться, установить головку чтения/записи и уменьшить время чтения данных, извлечь данные, а затем передать их. При аппаратной абстракции разработчик дает команду «Я хочу прочитать в этом месте», а прошивка на диске позаботится обо всем остальном. HLE использует преимущество аппаратной абстракции, выясняя, для чего предназначены команды в эмулируемой среде, и позволяя аппаратному обеспечению узла делать все остальное.

HLE имеет три основных метода имитации функций оборудования.

Интерпретация: эмулятор выполняет код приложения строка за строкой, имитируя то, что должна делать каждая инструкция.
Динамическая перекомпиляция. Эмулятор просматривает фрагменты инструкций процессора приложения и определяет, можно ли оптимизировать их для лучшей работы на процессоре хост-компьютера. Это противоположно запуску каждой инструкции по одной, что обычно приводит к дополнительным затратам на поиск.
Перехват списков. Сопроцессоры, такие как графический процессор и аудиочип, имеющие достаточную аппаратную абстракцию, требуют, чтобы главный процессор отправлял списки команд. Это серия инструкций, которые сообщают сопроцессору, что делать. Эмулятор может перехватить список команд и превратить его во что-то, что хост-компьютер сможет обработать на аналогичном сопроцессоре. Например, списки команд, передаваемые графическому процессору эмулируемой системы, могут быть перехвачены и преобразованы в команды DirectX или OpenGL для обработки видеокартой хоста.

Высокая производительность, которую могут обеспечить HLE, позволяет эмулировать Nintendo 64 на процессоре Pentium II в 1999 году, через три года после выпуска консоли.На самом деле, это наиболее вероятный способ, которым Xbox One может эмулировать Xbox 360, несмотря на то, что аппаратное обеспечение не намного превосходит его.

Какой тип использовать? Это зависит.

Итак, какой шрифт лучше всего использовать?

Низкоуровневая эмуляция — один из наиболее точных способов имитации рассматриваемой системы, поскольку она воспроизводит поведение оборудования. Однако аппаратная эмуляция не всегда осуществима, поскольку увеличивает стоимость системы. Однако эмуляция на основе программного обеспечения требует глубокого знания системы или ее частей, что может быть невозможно, если документация для нее недостаточна. Также требуется система, намного более мощная, чем исходная, для запуска приложений с той же скоростью. LLE часто ограничивается либо гораздо более старыми системами, прототипами эмуляторов, которые справляются с вещами, либо меньшими компонентами системы, такими как контроллер ввода-вывода.

С другой стороны, эмуляция высокого уровня позволяет эмулировать систему со сложным оборудованием на чем-то чуть более мощном. Это также может позволить человеку без глубоких знаний об оборудовании эмулировать его. Однако, поскольку HLE может обеспечивать только функции аппаратного обеспечения, он может быть не в состоянии эмулировать специальные функции, характерные для аппаратного обеспечения, или какие-либо хаки, которые разработчики использовали для выполнения чего-то сверх нормы. Однако в недавней истории разработчики стали гораздо меньше полагаться на взломы. Большинство современных разработчиков используют стандартные отраслевые API, что не только упрощает эмуляцию системы, но и позволяет запускать приложение с большей производительностью, чем исходное. Это подход, который используют большинство эмуляторов более современных систем.

А виртуальные машины? ВИНО?

Виртуальные машины можно рассматривать как разделы на накопителе. Когда вы создаете два раздела на накопителе, ОС создает то, что кажется двумя отдельными физическими дисками. Аналогичным образом виртуальная машина использует часть аппаратных ресурсов компьютера, некоторые или все, для создания целой машины и работы в качестве единого отдельного компьютера.

Хотя эмуляторы технически являются виртуальными машинами, обычно виртуальные машины не используются для эмуляции совершенно другой системы. Создание виртуальной машины в системе на базе x86 может запускать только приложения x86. Однако, в зависимости от того, где запускается диспетчер виртуальных машин, ему может потребоваться эмулировать некоторое оборудование, чтобы ОС работала нормально. Например, Windows не позволяет совместно использовать видеокарту с виртуальными машинами. Менеджеры виртуальных машин для Windows должны эмулировать видеокарту.

WINE, приложение для систем на базе Linux и UNIX для запуска программ Windows, также не является эмулятором. Это даже в названии: WINE — это не эмулятор. Поскольку большинство программ для Windows скомпилировано на процессоре x86, а многие люди, использующие Linux или UNIX, также используют процессоры x86, WINE не эмулирует ничего, связанного с аппаратным обеспечением. Вместо этого оно известно как приложение уровня совместимости, предоставляющее подсистему в ОС для запуска приложений другой ОС.

Читайте также: