簡(jiǎn)述計算機體系結構軟件模擬技術(shù)論文
計算機體系結構軟件模擬技術(shù)的產(chǎn)生是科技信息社會(huì )中計算機系統發(fā)展的基礎。雖然我國對于計算機體系結構軟件模擬技術(shù)的研發(fā)已有很長(cháng)一段時(shí)間，但是基于該種技術(shù)的復雜性，在實(shí)際開(kāi)發(fā)環(huán)節中存在著(zhù)很多問(wèn)題，這些問(wèn)題的存在制約著(zhù)時(shí)計算機系統的發(fā)展。因此，需要對這些問(wèn)題進(jìn)行分析，并且提出有效的對策。
1 計算機體系結構軟件模擬技術(shù)產(chǎn)生背景
計算機體系結構軟件模擬技術(shù)所應用的系統結構為計算機軟件系統中，該技術(shù)的具體應用能夠對系統中的硬件性能、功能性質(zhì)及系統綜合性的評價(jià)。當計算機系統在設計開(kāi)發(fā)環(huán)節中都需要對系統進(jìn)行驗證與鑒定，才能夠保障系統的穩定運行，計算機體系結構軟件模擬技術(shù)恰好能夠進(jìn)行計算機系統的驗證，是計算機系統研發(fā)環(huán)節中的重點(diǎn)技術(shù)之一。比如，在進(jìn)行計算機中央處理單元的設計研發(fā)環(huán)節中，計算機系統中的65% 左右的資源和成本都被應用于對于新中央處理單元的評估與驗證。在計算機方面，實(shí)現軟件的開(kāi)發(fā)，其所需要的開(kāi)發(fā)成本和生產(chǎn)周期都需要應用在系統硬件的開(kāi)發(fā)上。
如果在進(jìn)行軟件的評估與驗證環(huán)節中，使用計算機體系結構軟件模擬技術(shù)，還能夠將系統的研發(fā)成本有效的降低。在計算機系統早期的處理器研發(fā)環(huán)節中，并沒(méi)有應用計算機體系結構軟件模擬技術(shù)。隨著(zhù)計算機技術(shù)的逐漸發(fā)展，在上世紀80 年代，在處理器的體系結構設計中應用了“數據驅動(dòng)”技術(shù)，并且在后續的技術(shù)研發(fā)中應用計算機體系結構軟件模擬技術(shù)，在處理器系統中建立了關(guān)于計算機系統資源和資源之間的連接模型，對計算機資源的利用率進(jìn)行綜合化分析，提升了計算機系統的性能。
2 計算機體系結構類(lèi)型
計算機體系結構形式并不單一包含很多結構類(lèi)型，對于這些常見(jiàn)的結構類(lèi)型進(jìn)行分析，對于計算機體系結構軟件模擬技術(shù)的研究具有較為積極的意義。在對計算機體系結構的劃分中，其劃分依據不同時(shí)，結構分類(lèi)不同。具體的分類(lèi)方式有以下幾種：
2.1 模擬器開(kāi)發(fā)執行模型的分類(lèi)
由于計算機體系結構模擬器可以被劃分為串行結構模擬器、和并行結構化模擬器兩種。其中，串行結構模擬器實(shí)際上是在C 或者是C++ 環(huán)境下，所研發(fā)出來(lái)的模擬器。該模擬器的功能比較多，能夠實(shí)現串行函數功能的調用、性能的模擬等。而并行結構模擬器中則難以實(shí)現該功能呢，其運行環(huán)境與串行結構模擬器不同。
2.2 基于多線(xiàn)程的劃分
計算機體系結構可以從多線(xiàn)程角度進(jìn)行劃分為細粒度多線(xiàn)程體系結構、粗粒度多進(jìn)程體系結構兩種。由于不同類(lèi)型模擬器執行內核時(shí)的數量不同，可以將計算機體系結構分為單核系統模擬和多核系統模擬。
2.3 基于處理器的個(gè)數進(jìn)行劃分
從處理器的個(gè)數角度進(jìn)行劃分，能夠將計算機體系結構劃分為單處理器系統模擬和多處理器系統模擬。由于計算機系統能夠實(shí)現高密度的集成化，在實(shí)際的系統研究中需要格外注意系統設計的關(guān)鍵性問(wèn)題。
3 計算機體系結構軟件模擬技術(shù)問(wèn)題以及解決對策
計算機體系結構軟件模擬技術(shù)在實(shí)際開(kāi)發(fā)中面臨著(zhù)很多困難，為了優(yōu)化計算機體系結構軟件模擬技術(shù)，需要對該技術(shù)開(kāi)發(fā)的問(wèn)題進(jìn)行分析。經(jīng)過(guò)研究，計算機體系結構軟件模擬技術(shù)再開(kāi)發(fā)時(shí)關(guān)于模擬器的開(kāi)發(fā)難度比較大，并且模擬器在實(shí)際運行環(huán)節中所消耗的時(shí)間比較長(cháng)，這些問(wèn)題都直接影響到計算機體系結構軟件模擬技術(shù)的應用效果。
3.1 計算機體系結構軟件模擬器開(kāi)發(fā)難度大
由于所開(kāi)發(fā)的計算機系統比較復雜，將計算機體系結構軟件模擬技術(shù)應用到模擬器的研發(fā)中，需要借助層次化、抽象化的技術(shù)手段，簡(jiǎn)化計算機體系結構軟件模擬技術(shù)方法難度，但是也無(wú)形中增加模擬器的實(shí)際開(kāi)發(fā)難度。同時(shí)，由于開(kāi)發(fā)模擬器需要進(jìn)行改進(jìn)、二次開(kāi)發(fā)現有的模擬器，需要打破串行結構語(yǔ)言固有機制，因此可見(jiàn)難度比較大。
3.2 計算機體系結構軟件模擬器運行效率低
經(jīng)過(guò)計算機體系結構軟件模擬技術(shù)所開(kāi)發(fā)下的模擬器運行效率比較低，這是計算機體系結構軟件模擬技術(shù)應用的另一個(gè)難題。從硬件上進(jìn)行分析，較慢的模擬速度是受到了負載極大的影響。所以在修改某個(gè)參數時(shí)，還需要重新重頭開(kāi)始運行模擬測試程序，找出系統的影響。
3.3 計算機體系結構軟件模擬技術(shù)開(kāi)發(fā)改進(jìn)措施
針對計算機系統模擬器開(kāi)發(fā)中所存在的問(wèn)題，需要從以下兩方面進(jìn)行技術(shù)性改進(jìn)。
(1)在計算機系統中減少性能測試程序中參數量的輸入。
(2)減少運行模擬指令的實(shí)際數量引入。在對于計算機系統中的參數進(jìn)行實(shí)際修改環(huán)節中，最為突出的作用就能夠將計算機體系結構軟件模擬器實(shí)際運行時(shí)間有效的降低，能夠發(fā)揮運行測試系統的指令。同時(shí)該種技術(shù)方式也能夠將模擬器的運行精度有效的提升。模擬指令在計算機系統中應用，能夠將該部分的運行結果替代原本的計算機系統運行結果，并且能夠提升計算機系統的穩定性。但是需要將運行模擬指令的引入，避免系統運行的復雜性。
4 結論
綜上所述，計算機體系結構軟件模擬技術(shù)所應用的系統結構為計算機軟件系統中，該技術(shù)的具體應用能夠對系統中的硬件性能、功能性質(zhì)及系統綜合性的評價(jià)。經(jīng)過(guò)研究，計算機體系結構軟件模擬技術(shù)再開(kāi)發(fā)時(shí)關(guān)于模擬器的開(kāi)發(fā)難度比較大，并且模擬器在實(shí)際運行環(huán)節中所消耗的時(shí)間比較長(cháng)，這些問(wèn)題都直接影響到計算機體系結構軟件模擬技術(shù)的應用效果。為此，在本文中提出減少性能測試程序中參數量的輸入，減少運行模擬指令的實(shí)際數量引入的對策。
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