虚拟机(Virtual Machine，VM)是相对我们平常所用的实际的计算机而言的一个概念，它是一个假想的模拟实际计算机进行工作的软件系统，同真实计算机一样，虚拟机有自己的中央处理器，指令系统，存储器组织，寄存器组，堆栈，输入输出等，可以接受指令系统的指令，完成计算或数据处理任务。虚拟机的优点之一是计算机程序可以在不同的操作系统之间复用，即实现程序的跨平台，Java虚拟机的设计思想正体现了这一特点。 本文以Java虚拟机技术为主要研究对象，比较深入地分析和研究其一些关键技术，并用C／C++设计和实现一个基于Windows平台的小型虚拟机软件系统TVM(Tiny Virtual Machine)，主要做了以下工作： 首先了解Java虚拟机的基本运行环境，如PC寄存器、JAVA栈、堆以及框架等，又以Kaffe(一个Java虚拟机的实现)为例，对Java虚拟机的运行过程进行分析。 其次研究了Java虚拟机的内存管理机制，如垃圾回收技术，并对其内存泄漏以及性能等问题作了探讨。 然后对TVM虚拟机的工作过程进行分析并给出其总体设计思路，接着实现TVM虚拟机，其中包括虚拟中央处理器、存储器组织以及指令系统等的设计与实现。 最后为TVM虚拟机设计和实现一个汇编器TA，并对整个TVM虚拟机系统进行测试验证，同时也与JAVA虚拟机作了比较。