Hogyan működnek, mi a félépítésük ezeknek a virtuális gépeknek, szimulátoroknak illetve emulátoroknak?

Szimulátor rendszerint csak utánozza a valódi rendszer működését, azaz nem az architektúrát nem emulálja, illetve az API-t sem feltétlenül teljes körűen valósítja meg. Az iPhone Simulator is ilyen, külön kell rá fordítani, illetve például OpenGL|ES-es utasítások sem teljesen egyeznek meg a valódi eszközével (utóbbi pl glLineWidth-re semmit nem csinál, szimulátor meg igen).

Emulátor/virtuális gép sokkal bonyolultabb, utasításszinten szimulálja a valódi eszközt, az emulálandó operációs rendszert futtatja - emiatt nem szokott implementációs eltérés lenni, nem is kell külön számára fordítani a kódot, cserébe jóval lassabb a szimulátornál.

Én úgy tudom (majd javítanak), hogy a futtatandó program utasításait veszik sorban, és úgy hajtják végre, hogy a bennük lévő utasítások egy szimulált környezeten végezzenek módosításokat. Tehát mondjuk ha egy utasítás arra vonatkozik, hogy a memóriába írjon egy értéket, akkor a szimulátor ezt az utasítást értelmezi, és az adott értéket a szimulált környezet memóriájába írja bele.

A programok a processzornak adnak utasításokat, hogy valamit csináljanak a gépben. A szimulátor egy olyan környezetet teremt, amin a program (vagy akár egy teljes oprendszer) ugyanúgy végezhet módosítások, mint egy valós gépen, és az erre jövő válaszok is hasonlóak lesznek a szimulált hardver felől.

Ezen kívül a processzorok többsége már rendelkezik virtualizációs móddal, ami arra jó, hogy az utasítások egy részét már közvetlenül a valós processzor hajtja végre, de az eredményt a szimulált környezetbe lehet irányítani.

Pl:

Van egy főnök (program), aki konkrét utasításokat ad 20 embernek (hardver). Mivel nincs 20 emberünk, hogy kipróbáljuk, hogyan működne a dolog, betesszük egy sötét szobába, és azt mondjuk neki, hogy ott a 20 embere. Ő adja a szokásos utasításokat, de mi csak gyurmafigurákkal szimuláljuk lépésről lépésre, hogy mi történne a valóságban. Még válaszolunk is a főnöknek a gyurmabábuk helyett, szóval oda-vissza működik a dolog. Ha jól csináljuk, ugyanaz lesz az eredmény papíron, mintha a valóságban működött volna.