はじめに
仮想化技術について理解を深める中でモヤモヤするのは、そもそもコンピュータの仕組みの理解不足だと感じた。そこで、「コンピュータはなぜ動くのか」という本をきっかけに色々理解を深めてみた。
1. バイナリコードはCPUに依存する
CPUには「命令セットアーキテクチャ」という仕様があり、各命令がどのようなバイナリ（0と1の列）で表されるかが決まっている。
- x86（Intel、昔のMac）
- ARM（Apple Silicon）
同じ処理でも、CPUが違えば命令の形もバイナリ列も異なる。
たとえば、「レジスタに1を入れる」という処理でも：
- x86では
0xB8 0x01 0x00 0x00 0x00 - ARMではまったく異なる命令とバイト列
つまり、バイナリコードは「どのCPU向けか」が明確に決まっている。
2. OSの正体：OSも結局はバイナリ
OS（Operating System）とは、基本的には カーネルというソフトウェア本体 を指す。これはCなどで書かれたプログラムで、最終的に CPUが理解できるバイナリコードにコンパイルされる。
たとえば：
- macOS（Intel用）
- macOS（Apple Silicon用）
- Ubuntu（x86用）
- Ubuntu（ARM用）
など、それぞれ別のバイナリとして存在している。だからこそ、違うCPUにOSを移植するには「命令を理解できるように作り直す」必要がある。
3. コンパイラ言語とインタプリタ言語の違い（CPUとの関係）
コンパイラ言語
- ソースコード → コンパイラ → そのCPU用のバイナリに変換
- CPUが違えば再コンパイルが必要
例：C, C++, Rust, Go
インタプリタ言語
- ソースコード → インタプリタ（バイナリ） が1行ずつ実行
- スクリプト自体はCPU非依存
- ただし インタプリタはCPU依存のバイナリ（Python自身がARM用 or x86用）
例：Python, Ruby, Bash, PHP
4. 仮想化とエミュレーション：CPUの違いを吸収する技術
仮想化（Virtualization）
- CPUアーキテクチャが同じ前提で、仮想マシン上に別のOSをインストール
- 命令はそのまま物理CPUで実行（＝高速）
例：
- Intel Mac上にVirtualBoxでWindows（x86）を動かす → 仮想化でOK
エミュレーション（Emulation）
- CPUが異なる場合、命令が通じない
- QEMUなどが 1命令ずつ読み取り、翻訳して実行（＝遅いが動く）
例：
- Apple Silicon Mac（ARM）でx86用Windowsを動かす → エミュレーションが必要
5. まとめ：重要なのは「誰がCPUの違いを吸収するか」
| 項目 | 誰が命令を変換・吸収するか |
|---|---|
| コンパイラ言語 | コンパイラ（ビルド時） |
| インタプリタ言語 | インタプリタ（実行時） |
| 仮想化 | OSそのまま、変換不要（CPU一致） |
| エミュレーション | QEMUなどが命令を変換（CPU不一致） |
6. 補足：OSインストールとISOファイルについて
仮想化環境でOSを動かすには、ISOファイルを使う。これは、
OSインストール用のCD/DVDの中身を、丸ごと1ファイルにしたもの
仮想化の手順（例：Intel Mac）
1. 仮想マシンを作成（名前：Windows）
2. 仮想ハードディスクを作成（例：50GB）
3. WindowsのISOファイルを読み込む
4. 仮想マシンを起動 → インストーラが走る
5. 仮想ディスクにOSをインストール