对于信息系统部门的人来说，“虚拟化” 一词很常见。这应该是一个非常熟悉的词，特别是当你参与构建和维护服务器时。但是，如果你是制造系统的工程师，可能会有人说：“我经常听到文字，但我不知道细节。”让我们来看看生产系统与边缘计算虚拟化之间的关系，并附上虚拟化的定义和具体示例。
虚拟化定义
虚拟化的定义是 “隐藏和抽象系统的技术细节”。
在信息系统中，通过抽象系统资源，可以吸收操作系统和硬件的差异，这样即使在不同的操作系统和硬件上也可以运行相同的程序。这称为确保便携性。另外，在同时运行多个程序时，尝试在不知道对方的程序的情况下运行这些程序。此类技术对于多任务操作系统和在单个硬件上运行多个软件的服务器非常重要。
特别是在服务器中，内存占用率和CPU占用率等系统资源往往过剩，因此可以考虑在一个硬件上安装多个服务器软件以有效利用资源。但是，根据服务器软件的不同，操作环境、用户和所需的安全级别可能会有所不同，并且可能无法同时在一个硬件上运行。因此，在许多情况下，服务器上安装了虚拟化软件。通过引入虚拟化软件，不同的软件可以同时独立运行，而无需了解彼此的运行条件。
另一方面，生产系统中的虚拟化是一个相对较新的概念，最近才开始使用。基本上，它是 “隐藏和抽象系统的技术细节”，但这些抽象是由IT技术执行的一个特征。
具体而言，是在实际建造生产线之前，在计算机上重现工厂的生产线，并模拟工人的移动、产量、布局等。它还包括使用IT设备来控制生产线和控制生产。可以说，可以说是通过IT设备 “虚拟化” 生产线。
信息系统中虚拟化的好处和具体示例
毕竟，虚拟化的优势在于系统的自由度。例如，可移植性允许现有软件在不同的操作系统和新硬件上运行。也可以在不了解彼此程序行为的情况下同时运行多个程序。这可以降低系统的总成本，这通常对服务器特别有用。
另一方面，缺点是虚拟化机制变得复杂且速度变慢。因此，在构建考虑虚拟化的系统时，需要足够的硬件容量。
接下来，让我们来看虚拟化技术的具体示例。
- MVS
MVS（多虚拟存储）是由 IBM 开发的大型机操作系统，但它被称为世界上最快、最实用的操作系统。虚拟内存是一种可以称为 “内存空间虚拟化” 的技术，是多任务操作系统不可或缺的技术。例如，假设在不支持虚拟内存的情况下同时运行多个程序。在此环境中，假设程序 A 将数据 X 写入内存空间。那么如果程序 B 将数据 Y 写入同一个内存空间会发生什么？之后，即使程序 A 尝试读取数据，它也会读取数据 Y，并且数据将不一致，因此程序 A 将无法正常工作。
因此，在程序 B 通过 MVS 写入数据 Y 之前，数据 X 保存在外部存储设备中。然后，在程序 A 读取数据之前，它将数据 X 返回内存。虚拟内存的原理是执行此操作，使程序 A 和 B 无法意识到这一点。这允许程序独立运行，无论其他程序的行为如何。
- Java 虚拟机
我认为参与嵌入式系统的人经常听到 Java。Java 是一种编程语言，但同时它具有 “虚拟机” 的外观。通常，Java 编译器不输出原生代码（可由 CPU 直接执行的代码），而是输出中间代码。这种中间代码是一种可以由 Java VM（Java 虚拟机）执行的代码形式。中间代码的执行速度比原生代码慢，但即使操作系统和硬件配置不同，如果您为该操作系统和硬件准备 Java VM，也可以执行常见的中间代码。
嵌入式系统有多种类型的操作系统用于不同的用途，开发Java VM通常比为所有操作系统准备编译器更容易。JavaVM 具有吸收操作系统和硬件差异并执行常见中间代码的优势。因此，Java 经常用于嵌入式系统。
- 葡萄酒
“WINE” 是在 Linux 上运行 Windows 应用程序的软件。它是一种介于 Linux 和 Windows 应用之间的仿真器，充当了 API（应用编程接口）之间的桥梁。从吸收操作系统差异的角度来看，这种类型的仿真器可以说是虚拟化的一种。
生产系统虚拟化和具体示例
另一方面，虚拟化生产系统有什么好处？
通过在计算机上复制工厂的生产线并模拟生产线，可以在实际开始生产之前检查和改善各种问题。通过使用IT设备管理生产，还可以提高生产效率并节省劳动力。
在虚拟化生产系统，特别是使用IT设备进行监控和生产控制时，问题在于制造设备的控制协议和数据格式不同。制造设备制造商通常使用最佳的控制协议和数据格式来最大限度地提高其制造设备的性能。人们正在努力制定这些统一标准，但目前的情况是它们尚未实现。
因此，可以想象在制造设备的控制系统和云服务器之间引入边缘服务器，并在边缘服务器上执行操作以吸收这些差异。这样，从云服务器的角度来看，数据格式和控制协议看起来都一样。因此，这种系统也可以被称为 “虚拟化”，因为它吸收了制造设备之间的差异。为此目的引入边缘计算的优势是可以实现制造设备的监控和速度。
此外，如果边缘服务器本身已虚拟化，则可以使用边缘服务器的单个硬件独立监控多个制造设备，以后可以添加软件。这也将降低运行成本。
虚拟化技术和边缘计算
我们研究了信息系统和生产系统中虚拟化的意义和具体示例。生产线上制造设备的控制协议和数据格式的差异通常是该领域的问题，但通过边缘计算吸收它们是有效的手段之一。此外，如果边缘服务器本身是虚拟化的，则可以灵活地围绕生产线构建系统。此外，由于可以对边缘服务器进行改造，因此可以在利用现有设备的同时逐步虚拟化工厂。在此背景下，它是否支持虚拟化是部署边缘时的重要考虑因素。
