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虚拟机平台的设计与关键模块的实现

作　者: 赵旭泽
导　师: 徐野
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 虚拟机关键模块内存管理指令集字节码
分类号: TP302
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

计算机系统可以分为软件子系统和硬件子系统两种,两个相互依存又相互独立的子系统。虚拟机是指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。它是相对我们平常所用的实际的计算机而言的一个概念,是一个假想的模拟实际计算机进行工作的软件系统。虚拟机是一种软件和硬件结合,利用操作系统或专用硬件提供的功能创建了供操作系统或其他软件运行的平台,使得其他软件或操作系统能够在现有的操作系统或软件平台下直接运行。虚拟机实现了程序与操作系统和硬件的分离,从而实现了应用程序与平台的无关性。虚拟机在任何平台上都提供给编译程序一个共同的接口,编译程序只要面向虚拟机,生成虚拟机能够识别的代码,然后就可以由虚拟机解释执行。随着科学技术的进步,需要一些强大功能而且价格较低的硬件,软件开发变得更加繁重,软件系统也变得越加复杂。虚拟机技术的诞生,为我们更好的解决了这个问题,因为它可以为我们提供了更多的选择,为开发商提供了扩展性良好、程序可以实现跨平台的强大平台,所以未来虚拟机技术会成为大中型软件开发者主要使用的技术之一。本文以虚拟机技术为主要研究对象,比较深入地分析和研究了其中的一些关键模块,如内存管理机制、字节码、指令集等,并用C/C++设计和实现一个基于Windows平台的小型虚拟机软件系统XVM,主要做了以下工作:首先介绍了虚拟机的概念及其相关背景,论述了本文的组织结构,接着详细分析了虚拟机的内存管理机制,包括应用级上的内存管理和动态内存管理以及XVM虚拟机的内存管理方式,然后重点讲述了XVM虚拟机的几个关键模块如指令集、装载器和字节码文件结构等,最终通过实例来实现XVM虚拟机的设计。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-17
  1.1 虚拟机概述  10
  1.2 虚拟机的研究意义  10-12
  1.3 国内外研究现状及发展趋势  12-15
  1.4 论文研究内容与组织结构  15-17
第2章 XVM 虚拟机的内存管理机制  17-26
  2.1 运行时系统与虚拟机  17-18
  2.2 内存管理机制  18-19
  2.3 应用程序级上的内存管理机制  19-21
  2.4 动态内存管理机制  21-23
  2.5 XVM 虚拟机的内存管理机制  23-26
第3章 XVM 虚拟机的关键模块设计分析  26-39
  3.1 研究虚拟机时的思考  26-27
  3.2 虚拟机的基本环境设置  27-29
  3.3 XVM 虚拟机的输入输出机制  29
  3.4 XVM 虚拟机的装载器研究  29-31
  3.5 指令集  31-39
    3.5.1 指令集概述  31-33
    3.5.2 XVM 指令集  33-39
第4章 XVM 虚拟机的字节码文件结构设计分析  39-44
  4.1 虚拟机的启动  39
  4.2 字节码可执行文件  39-41
  4.3 字节码验证阶段  41-44
第5章 XVM 虚拟机的实现  44-51
  5.1 XVM 虚拟机的生命周期  44
  5.2 XVM 虚拟机的运行参数  44-45
  5.3 XVM 虚拟机的源文件  45-50
  5.4 XVM 虚拟机的执行步骤  50-51
结论  51-52
参考文献  52-54
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果  54-55
致谢  55-56

虚拟机平台的设计与关键模块的实现

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