操作系统虚拟化技术在计算机体系结构和操作系统之间增加虚拟机管理器这一抽象层隔离了软硬件之间的紧密依赖关系,实现了透明化的可伸缩计算系统架构,提高了计算资源的使用效率,再次成为计算机体系结构领域的研究热点。但目前大部分商用的虚拟机管理器都是基于同构平台的,限制了异构计算资源整合的可能性。本文提出一种通过动态二进制翻译技术实现异构计算平台上操作系统完全虚拟化的虚拟机管理器vBtrans,目前可用于在Itanium平台上完全虚拟化IA-32体系结构,并可运行未修改的IA-32 Linux操作系统。首先,本文讨论了vBtrans的系统设计,按照可移植性优先的原则采用松耦合结构作为vBtrans的实现架构,进而分别阐述vBtrans对IA-32虚拟内存管理机制、中断处理机制和I/O机制的虚拟化实现。其次,本文阐述了vBtrans采用的系统优化技术,包括以物理地址为索引管理翻译代码缓存的机制、主动中断处理策略以及MMIO的自适应翻译。最后,本文通过在虚拟机操作系统中运行SPEC2000 INT、Unix Bench和scp分别验证vBtrans的整数运算、操作系统相关的系统调用以及网络I/O的虚拟化性能,并依次分析了vBtrans所采用的系统优化技术。其中,SPEC2000 INT、Unix Bench和scp的运行性能分别可以达到本征系统的60%、30%和53%。