Emulator что это такое
Что такое эмулятор?
Эмуля́ция (англ. emulation) — воспроизведение программными или аппаратными средствами либо их комбинацией работы других программ или устройств.
Цели
Создание нового микропроцессора/микроконтроллера. В этом случае при помощи эмулятора (программы или устройства) выполняются команды этого процессора.
Необходимость выполнения также программного обеспечения, написанного для другого устройства или операционной системы.
Тестирование программ, написанных для различных систем.
Аппаратная и программно-аппаратная эмуляция
В случае программно-аппаратного комплекса эмулятором является специальное электронное устройство, выполненное в виде платы.
При использовании языков высокого уровня, иногда в целях сохранения быстродействия исполняемой программы, вместо эмуляции делают портирование программ в новую среду. В этом случае производится переписывание заново аппаратно-зависимых участков кода.
Одно из популярных применений эмуляции — выполнение на персональном компьютере игр, написанных для игровых автоматов или игровых приставок.
Теоретически, согласно тезису Чёрча — Тьюринга, любая операционная среда может быть эмулирована в любой другой среде. На практике, однако, встречается ряд трудностей; в частности, точное поведение эмулируемой системы часто не документированно (или скрывается под грифом коммерческой тайны) и должно быть исследовано и определено с помощью обратной разработки.
В противоположность этому, на некоторых других платформах довольно мало использовался прямой доступ к оборудованию. В этом случае оказывается достаточным обеспечить некоторый уровень совместимости, обеспечивающий трансляцию системных вызовов эмулируемой системы в вызовы работающей системы.
Обычно, эмулятор состоит из нескольких модулей, отвечающих за различные подсистемы эмулируемого компьютера. Чаще всего, эмулятор состоит из:
эмулятора или симулятора центрального процессора;
модуля подсистемы памяти, эмулирующего ОЗУ и ПЗУ;
модуля или модулей эмуляции различных устройств ввода/вывода.
Системная шина обычно не эмулируется, по причинам упрощения или повышения производительности, и виртуальная периферия обращается непосредственно к модулю ЦП и модулю памяти.
Эмуляторы — это легально? Максимально коротко
Эмуляторы — это способ играть в старые видеоигры Nintendo, такие как игры Game Boy, или запускать проекты с первых PlayStation. Там, где есть игровое устройство, рано или поздно появляется эмулятор.
Многие люди запускают эмуляторы на своем PC и скачивают образы игр. Эта статья объяснит, почему некоторые люди считают эмуляцию серой проблемой с законом.
Что такое эмулятор?
Эмулятор — это часть программного обеспечения или оборудования, которое запускает программное обеспечение другой системы.
Примеров эмуляторов много. В этой статье я сосредоточусь в первую очередь на игровых приставках.
Судебные дела
Подытожим юридические баталии в нескольких предложениях.
Эмуляция разрешена в том случае, если образы скопированы с помощью исходного оборудования и собраны самим пользователем. Создание резервных копий ваших собственных игр и системы является законным.
Эмуляция законна, если вы копируете свои собственные игры. Если вы загружаете образы игр, которые не принадлежат вам, вы нарушаете закон. Но что это значит?
Это означает, что вы берете оригинальный картридж или компакт-диск в случае более новых игр и переводите игру в цифровой формат.
Копировать образы сложно
Давайте будем честными, большинство людей понятия не имеют, как это сделать, да и не смогут, если попытаются.
Для этого вам понадобится специализированное оборудование и программное обеспечение. Ваш обычный Game Boy не сделает образ по нажатию одной кнопки.
Эмулятор PCSX2 получил первое за четыре года обновление – почему у разработчиков такие сложности с PS2?
Тогда почему вокруг эмуляции столько разговоров?
Если эмуляция легальна, а скачивание чужих образов — нет, то почему люди до сих пор спорят об этом? Есть несколько причин, почему люди выступают за эмуляцию и свободное скачивание игр.
Почему люди «пиратят» видеоигры?
Пиратство видеоигр запрещено законом, но кого это волнует. Зачем общество этим занимается? В большинстве случаев — это просто экономия денег.
Загрузка образов игр и их эмуляция дает вам доступ к огромной библиотеке. При этом вам не надо тратить никакие деньги, не считая затрат на использование эмулятора и приобретение устройства ввода (стандартные клавиатура с мышкой или геймпады вполне подойдут).
На эмуляторе Playstation 4 впервые запустили нормальную игру
Некоторые компании все еще продают старые игры и системы
Такие компании, как Nintendo, часто продают свои классические игры для современных игровых систем. Виртуальная консоль для Nintendo 3DS, Wii U и Switch являются примерами этого.
Nintendo также недавно выпустила консоли NES Classic и SNES Classic.
Эмуляторы — просто лучший вариант
Разработчики создали отличные эмуляторы, которые в некоторых случаях работают лучше, чем официально лицензированные эмуляторы.
Официальные эмуляторы сейчас только догоняют те возможности, которые неофициальные эмуляторы предоставляли в течение многих лет.
Эта статья точна и правдива, насколько известно автору. Контент предназначен только для информационных или развлекательных целей и не заменяет личного или профессионального совета по деловым, финансовым, юридическим или техническим вопросам.
Симуляторы компьютерных систем – похожи ли на реальность
Простым и доступным языком про основные термины из области симуляторов, а также типы и уровни детализации моделей. Материал для легкого и быстрого знакомства с данным направлением.
Если бы меня спросили про симуляцию некоторое время назад, то первое, что пришло бы в голову – это мой сын, рассказывающий о своем больном животе накануне контрольной в школе. Однако последние десять лет я работаю с симуляторами различных компьютерных систем, от телефонов до серверов, основанных на микропроцессорах, SOC-ах (System-On-Chip) и чипсетах одного из крупнейших производителей (к сожалению, название под NDA), и мое представление о симуляции поменялось. Но обо всем по порядку.
Я уверен, что многие из вас сталкивались с симуляторами, которые часто называют виртуальными машинами, гипервизорами. Кто-то устанавливает Parallels Studio себе на Mac, чтобы запускать Windows из MacOS, кто-то пользуется продуктом от VmWare – Workstation, чтобы иметь еще одну операционную систему (ОС), запущенную внутри уже установленной. Те, кто знаком с Linux, предпочитают KVM и QEMU. Также популярен в народе VirtualBox. Люди, профессионально занимающиеся разработкой аппаратуры на базе ПЛИС (Программируемая Логическая Интегральная Схема), знают про VCS от Synopsys и Mentor Graphics Questa. И все же это лишь небольшая часть того, что можно называть симуляторами.
Что такое симулятор?
Симулятором называют модель, как правило, программную, реального устройства. Соответственно, симуляция – это процесс работы такой модели, повторяющий работу устройства.
В принципе, можно сделать модель любого устройства, но наиболее распространенными являются симуляторы микропроцессорных устройств, то есть устройств, центральным компонентом которых является микропроцессор, и вокруг него уже строится остальная логика. Один из основных вариантов использования симулятора – это запуск программ, предназначенных для этого самого микропроцессора. При этом использование реального устройства по тем или иным причинам затруднительно, например, его может просто еще не существовать, если речь идет о моделировании будущего поколения микропроцессоров.
Airbnb в симуляции – гость и хост
Код, запускаемый внутри симулятора, называют «гостевым кодом», это может быть «гостевая программа» или целая «гостевая операционная система». Сама симулируемая система называется просто «гость». В свою очередь, система, компьютер, где запускается симулятор, называется «хостом» (англ. host), а операционная система, работающая на хосте, в которой запускается симулятор, называется «хостовой ОС».
Таким образом, можно сказать, что симулятор, реализующий определенный набор инструкций гостевой системы, моделирует их, используя имеющиеся в наличии средства хостовой системы.
Симуляция и эмуляция – какое название правильное?
Модель может повторять устройство с разной степенью точности и детализации. Часто это симуляция только внешнего поведения системы, доступного программному коду. Коду ведь «все равно», как именно внутри реализована та или иная инструкция процессора, – главное, чтобы работало. Такой вариант симуляции распространен, не сложен в разработке и довольно быстрый, не тормозит даже на обычных пользовательских компьютерах.
Однако этого недостаточно, если мы хотим узнать, например, сколько времени будет выполняться программа на реальной аппаратуре. Для этого необходимо моделирование не только внешнего поведения, но и повторение внутренней структуры и логики работы. Это тоже может быть выполнено с разной степенью детализации и точности. Такие модели правильнее называть эмуляторами, которые действительно эмулируют устройство, а не «симулируют» результаты.
Создание эмуляторов гораздо сложнее из-за большего объема функциональности, которую необходимо реализовывать в модели. Также они функционируют намного медленнее по сравнению с симуляторами внешнего поведения устройства. С эмуляторами речь вообще не идет о запуске Windows – это может занять годы. Никто не занимается созданием программного эмулятора целиком всей платформы – это очень долго и дорого. Вместо этого эмулируются отдельные компоненты системы, такие как тот же центральный процессор, и на нем запускается лишь часть симуляционного процесса. Возможны различные гибридные схемы, когда часть симулятора является верхнеуровневой моделью, часть низкоуровневой, часть в ПЛИС, а часть вообще реальная железка.
4 уровня детализации симуляции
Как я написал выше, наиболее распространенным является вариант симуляции на уровне инструкций процессора, так называемый ISA (Instruction Set Architecture), или, точнее, результата их выполнения, т.е. без эмуляции всей внутренней логики того, как это происходит в реальном процессоре, и без учета времени выполнения различных инструкций. Именно такие симуляторы называют еще функциональными. Так работают VirtualBox, Vmware Workstation, Wind River Simics, KVM и QEMU. Это позволяет удобно, без лишних дополнительных действий запускать программы, предназначенные для симулируемого устройства. Другими словами, не требуется ни перекомпиляция, ни какие-либо другие манипуляции с запускаемыми программами. В таких случаях говорят, что возможен запуск немодифицированного бинарного кода.
Если говорить про более высокий уровень абстракции, то это будет реализация определенного ABI (Application Binary Interface). В двух словах, ABI описывает бинарный интерфейс взаимодействия двух программ – как правило, пользовательской программы и библиотеки или ОС. ABI покрывает соглашения о вызовах (как передавать параметры и возвращать значения), размеры типов данных, выполнение системных вызовов. Как это работает? Например, если программе, написанной для Linux, необходимо создать дополнительный тред (от англ. thread – нить) выполнения, то вызывается функция pthread_create(). А что, если сделать библиотеку с такой функцией в Windows и реализовать необходимые механизмы связывания приложения и библиотеки (динамической линковки)? В таком случае можно будет запускать Linux приложения из Windows. Windows будет «симулировать» Linux. Именно это и было сделано в Windows subsystem for Linux в Windows 10, что позволяет запускать немодифицированные бинарные Linux приложения в Windows.
Теперь посмотрим, как выглядят более низкоуровневые и детальные уровни симуляции. Это будет уровень микроархитектуры, при котором симулируются реальные внутренние алгоритмы и блоки процессора, такие как декодер инструкций, очереди, блок внеочередной обработки, предсказатель переходов, кэш, планировщик и сами счетные устройства. Такое моделирование позволяет анализировать реальную скорость выполнения программ и, например, оптимизировать их под уже имеющиеся архитектуры. А в случае симуляции прототипов будущих микропроцессоров возможны предсказание и оценка производительности этих устройств.
Ниже уровня микроархитектурной симуляции идет уровень эмуляции логических элементов, из которых и состоят современные чипы. Такие эмуляторы бывают и программными, и аппаратными с использованием ПЛИС. Логика ПЛИС описывается с помощью RTL (Register Transfer Level) на языках Verilog, VHDL и др. После компиляции получается образ (bitstream), который потом прошивается в ПЛИС. Причем для этого необязательно пользоваться паяльником и разбираться в электротехнике. Плата подсоединяется к компьютеру, например, по USB или JTAG интерфейсу, а специальный софт от производителя ПЛИС платы выполняет запись. Стоимость таких плат начинается от десяти долларов за простейшие варианты до миллионов долларов для больших ПЛИС стендов размером со шкаф, используемых в крупных компаниях-производителях чипов. В таких компаниях симуляция с использованием ПЛИС является финальной стадией перед отдачей RTL в производство.
Если речь идет о несложных устройствах, то, имея на руках образ ПЛИС, можно обратиться в специализированные компании, которые сделают настоящее (не ПЛИС) устройство с запрограммированной логикой.
На рисунке ниже показаны описанные уровни симуляции.
Кроме этих уровней моделирования, мне также приходилось сталкиваться с гибридными симуляторами. По сути, они представляют собой соединенные друг с другом симуляторы, моделирующие на разных уровнях разные части системы. Например, необходим анализ пропускной способности новой сетевой карты, работающей вместе с разрабатываемым драйвером для определенной ОС. Такое сетевое устройство, а также ряд смежных устройств, могут быть реализованы сначала на микроархитектурном уровне для предварительного анализа, а потом и в ПЛИС, на уровне логических элементов, для финальных проверок. При этом остальная часть системы, задействованная лишь частично, реализуется на уровне инструкций. Обойтись без нее нельзя, так как она необходима, например, для загрузки ОС, а реализовывать ее на более низком и сложном уровне не имеет смысла.
Так что же на счет сравнения симуляторов и реальности?
Как теперь понятно, нет задачи сделать тот или иной симулятор максимально похожим на реальность. Есть задача, которую ставит бизнес, и симуляция выполняется со той степенью “похожести” на реальность, который является минимально достаточным для решения этой задачи, не тратя при этом лишних денег и времени. В одном случае это может быть простая библиотека, реализующая необходимый бинарный интерфейс (ABI), а в другом не обойтись без детального микроархитектурного симулятора.
Это самая базовая информация о том, что такое симуляторы и какие они бывают. В следующей статье я опишу детали реализации полноплатформенных симуляторов, потактовых моделей и работу с трассами.
Популярные эмуляторы Android для Windows
Содержание
Содержание
Эмуляторов Android под Windows 10 существует великое множество, и засунуть зеленого робота в одно из окон рабочего стола не составит большого труда. В данной подборке представлена пятерка лучших приложений, пользующихся заслуженной любовью и популярностью среди пользователей.
Зачем нужны эмуляторы?
Рано или поздно наступает момент, когда пользователь понимает, что его мобильный гаджет уже не соответствует определенным требованиям, и не «потянет» только что вышедшую новую игрушку. Но руки-то чешутся испытать ее как можно скорей! В таких случаях можно воспользоваться эмуляторами Android, развернув нужную версию операционки прямо на рабочем столе персонального компьютера.
Или, к примеру, смартфон находится в ремонте, а терять прогресс в играх и общение в мессенджерах категорически не хочется. Здесь также можно прибегнуть к помощи виртуального гаджета. Да и честно говоря, смотреть в большой монитор все же приятней, чем напрягать глаза в маленький экран.
Родителям на заметку! Установите эмулятор на стационарный ПК, и позвольте своему чаду дозировано играть в любимые игрушки на нем, а не на вашем смартфоне. И глазки будут целее, и телефон не придется добывать с боем из рук ребенка.
И совсем не стоит забывать о категории блоггеров, несущих в массы разумное доброе, вечное. А именно прохождения мобильных игр, и выкладывающих ролики с ними на свои каналы YouTube. Для них эмулятор — профессиональный инструмент захвата потокового видео.
Если с назначением программ-эмуляторов более-менее понятно, то вопрос: «Какую установить?» многих может поставить в тупик. Далее перейдем непосредственно к кандидатам, способным заменить собой мобильный гаджет.
MEmu Play
Версия программы предоставляется совершенно бесплатно, скачать дистрибутив можно с сайта разработчика. Эмулятор порадует пользователей своей полной русификацией, причем не только переведенными пунктами меню, но и глубокой проработкой пользовательского интерфейса внутри самой оболочки.
Для запуска эмулятора потребуется как минимум 1 ГБ оперативной памяти, видеокарта, поддерживающая OpenGL 2.0 и процессор, понимающий технологии виртуализации.
После установки MEmu пользователь получает полноценную версию мобильного устройства, дополненную различными удобными «фишками»:
BlueStacks
После установки и начальной настройки получаем полноценную копию своего гаджета на рабочем столе. В программе работает Google Play магазин, из которого доступно к установке огромное количество игр и приложений.
Интересной особенностью эмулятора является своя собственная игровая валюта, которая начисляется за скачивание и запуск приложений из магазина. Монетизировать ее не получится, а вот потратить в том же магазине на приобретение дополнительных «плюшек» — всегда пожалуйста.
Важно понимать, BlueStacks — довольно требователен к ресурсам ПК. Чтобы получить сносную графику (до 30 fps), рабочая станция должна иметь на борту 4-6 ГБ ОЗУ и как минимум двухъядерный процессор с тактовой частотой 1,8-2,5 ГГц и поддержкой виртуализации.
Именно по этой причине на слабом компьютере можно получить «подлагивание» эмулятора и его беспричинное прекращение работы.
NOX Player
Еще один эмулятор Android для запуска приложений и игр на стационарном компьютере. Получить бесплатную версию программы можно по адресу. Девиз разработчика: «Чем проще, тем лучше», поэтому интерфейс программы прост и интуитивно понятен, но в то же время наделен достаточно богатым функционалом. В арсенале эмулятора:
К сильным сторонам эмулятора относятся: стабильная и довольно шустрая работа, невысокие системные требования. По заявлению разработчика, минимум, что надо иметь в системном блоке: процессор с поддержкой виртуализации, 512 МБ ОЗУ и 1 ГБ свободного места на жестком диске. Этого вполне достаточно для запуска мессенджеров и простых 2D-приложений. Для запуска «тяжелых» игрушек потребуется значительно больше вычислительных ресурсов.
Remix OS Player
Уже из названия видно, что, скачав данный эмулятор, пользователь получает полноценную операционную систему. Получить бесплатную версию эмулятора можно с сайта производителя. Внешне интерфейс программы очень схож с NOX Player, и в этом нет ничего удивительного, ведь NOX разрабатывался как облегченная и упрощенная версия Remix OS.
Инсталляционный пакет на сайте разработчика имеет внушительные 780 МБ. Приложение предъявляет низкие системные требования к железу (ОЗУ от 1 ГБ и двухъядерный процессор с технологией виртуализации), но в то же время наделено хорошим быстродействием. В виртуальной среде существует возможность запуска большинства «тяжелых» игр с достойными показателями fps.
Существенным недостатком эмулятора является его категорическое нежелание работать с процессорами AMD. Чтобы насладиться богатым функционалом, системой должен управлять центральный процессор производства Intel.
Genymotion
Единственный софт из представленной подборки, предназначенный для профессионального использования. Если у предшественников во главу угла ставятся игровые возможности, то в случае с Genymotion, главенствуют механизмы тестирования приложений. Простая, но надежная система с высокой производительностью — хорошее тому подспорье.
Эмулятор работает в связке со средой разработки приложений Android Studio, и в последующем не требует потери времени на компиляцию исполняемого файла и его установку на устройство. Разработчик сразу может видеть в окне программы результат проделанных изменений.
Еще одну сложность при первичной настройке приложения вызывает процесс интеграции Genymotion в Android Studio. Для этого необходимо дополнительно скачать плагин и «внедрить» его в среду разработчика. На выходе получаем мощный пакет для оперативного тестирования созданных под Android приложений.
Вывод
Конечно, эмуляторы не могут полностью заменить мобильный гаджет. Они медлительны, иногда «глючны», но как альтернатива — вполне имеют право на жизнь. И если смартфон уже не «тянет» любимые игры, в них всегда можно «погонять» на рабочем столе компьютера.
Что такое эмулятор
Ваш пропуск в мир винтажных приставок и хакерских игрушек
В вашем детстве были приставки с интересными играми, в которые было бы здорово поиграть снова. Но ради нескольких игр и пары часов удовольствия неохота искать старую приставку или покупать современный ремейк.
Что можно сделать: можно взять компьютер, запустить на нём эмулятор приставки, скачать файл с игрой и поиграть. При желании можно даже подключить к компьютеру джойстик, чтобы было всё совсем как по-настоящему.
Вот сразу список эмуляторов на будущее:
А пока вы распаковываете своего «Супер Марио», вот немного матчасти о том, как это работает.
Что такое эмулятор
Можно представить, что эмулятор — это переходник с определённой программы на другую программу или железо. Например:
Прочитайте нашу статью о процессорах M1 на базе ARM
Технически эмулятор — это программа, которая создаёт для другой программы или железа иллюзию, будто она работает в привычной среде: получает данные в нужном формате, исполняет команды на правильной архитектуре и т. д. А сам эмулятор обеспечивает совместимость: занимается преобразованием команд и данных, чтобы всё работало.
Пример. Допустим, мы взяли старый картридж от приставки, разобрали его, подключили через переходник к компьютеру и скопировали игру, которая была на этом картридже. Игра в этом случае — это программа, которая состоит из одного или нескольких файлов. Но сейчас они бесполезны без приставки: компьютер не знает, как с ними работать и как запускать.
Затем берём программу-эмулятор, которая создаёт внутри компьютера виртуальную мини-приставку со своими виртуальными драйверами. Эта виртуальная приставка уже знает, как работать с такими файлами, поэтому можно ей отдать файлы с игрой, чтобы она их запустила. В итоге на компьютере можно играть в старые игры точно так же, как на настоящей приставке.
Эмуляторы в играх
Существенная часть современных игр выходит на Windows. Если вы захотите поиграть в них на Mac OS, вам потребуется эмулятор Windows: это будет либо полноценная виртуальная машина Parallels или VMWare, либо частичный эмулятор вроде WINE.
У компании Valve есть площадка для игр Steam, на которой то и дело выходят игры для Mac. Некоторые из них написаны под Mac с нуля, но чаще это игры под Windows, которые обёрнуты в собственный эмулятор.
И есть великое множество эмуляторов ретроприставок, о которых мы писали в начале.
Эмуляторы во всём остальном
Самый известный сейчас пример эмулятора — Rosetta, которая позволяет запускать на новых макбуках с процессором Apple M1 старые программы, которые были написаны для архитектуры x86. С технической точки зрения Rosetta — не совсем эмулятор, скорее транслятор кода, но решает ту же самую задачу — берёт старые команды и на лету преобразует их в новый формат.
Некоторый софт зависит от определённого железа — например, железных ключей шифрования или специальных защитных дискеток. Например, такое ещё можно встретить в бухгалтериях, которые отправляют платёжки через клиент-банк. И если в компьютере нет дисковода или на руках нет флешки, можно использовать эмулятор — программа делает вид, что она дискетка, и клиент-банк забирает с неё все нужные ключи безопасности.
В старом музыкальном оборудовании могут использоваться дискеты, но они недолговечные и их неудобно считывать на современных компьютерах. Тогда используют эмуляторы дискет с использованием USB-флешек. Устройство делает вид, что оно — набор дискет на 1,44 МБ.
Эмулятор гибкого диска. Файлы хранятся на флешке
Всё ли можно эмулировать
Теоретически — да, если нет ограничений по мощности железа, которое для этого нужно.
На практике всё сложнее: некоторые устройства по вычислительной силе вплотную подбираются к возможностям компьютера, а иногда даже превосходят их. Например, на компьютере есть эмуляторы приставок PS2 и первого Xbox — они вышли 20 лет назад и по современным меркам в них совсем слабое железо. Но PS4 и Xbox One уже не эмулируются.
👉 Общее правило для эмуляции такое: вычислительная мощность эмулятора должна быть на несколько поколений выше, чем у того устройства, которое мы собираемся эмулировать.