计算机体系结构软件模拟技术

赵宗涛+李艾芳

摘要：随着计算机技术的日益发展，系统结构也在不断更新，当前计算机体系结构软件模拟技术已经成为计算机系统必须的环节，在软件产品设计方面，这种新技术可以大大缩短设计时间，节省了大量的人力、物力和财力。所以，计算机体系结构软件模拟技术对计算机市场开发至关重要。本文深入探讨了计算机体系结构软件的模拟技术。

关键词：计算机体系 软件模拟 精度

当前社会早已进入了计算机时代，人们的日常生活和工作都离不开计算机辅助，计算机技术也不断更新，变得更为复杂，处理器技术也越来越复杂。现在单片处理器的晶体管数量已超过10亿。这样就给计算机系统的制造带来了资金成本和时间成本上的大幅度增加。为了解决这个问题，计算机体系结构软件模拟技术就成为研发人员的首选。这种技术可以精确到时钟级别，从根本上解决了计算机体系结构研发的长时间和高成本问题。

1 计算机体系结构软件模拟技术的发展历程

1.1 萌芽阶段 计算机体系结构软件模拟技术的发展经历了一个漫长的过程。计算机软件模拟技术的结构虽然已经建立，但是处理器技术并不完善，对系统运行也不能进行合理控制，由于处理器的工作效率低下，所以控制软件的设计也非常缓慢，计算机体系结构的软件模拟技术在不断的探索中缓慢前行。上世纪八十年代，我国的计算机技术有了长足发展，经过长期不懈的研究，我国计算机系统在独立操作数据驱动和处理器高效利用技术两方面有了新的突破。至此，软件系统可以在计算机上进行更好地运行，计算机系统的控制也更为便捷。计算机的运行是以收集和处理技术为基础的。所以，在计算机应用软件技术的研发过程中要收集大量的数据，并结合计算机基础知识在计算机处理器平台上对软件系统进行构建和设计。这是计算机体系结构软件模拟技术发展的重要前提，技术人员由此掌握了计算机软件系统建设的大量数据经验。

1.2 技术研发阶段 研发人员运用性能分析模拟技术改良了计算机系统，这样，团建模拟技术就可以在处理器中进行合理运用。计算机系统的质量得到了大幅度的提高，软件模拟技术也开始被广泛运用在计算机系统结构软件的研发中。计算机体系结构软件的模拟技术可以对系统运行进行更加顺利和有效的控制，再结合性能分析模拟技术，计算机系统的研发成本急剧下降。这样就降低了技术研发阶段的风险，从根本上节省了大量的时间成本和资金成本，保障了研发单位的经济利益。在技术研发时，还要考虑到计算机系统升级、实际应用，使计算机技术的实用性大幅度提高，计算机系统的工作能力成倍增加。

2 开发计算机体系结构软件模拟技术面临的问题

2.1 设备的研发难度非常之高 计算机是一套非常复杂的系统，如果笼统地将计算机的各种特点都运用软件系统模拟是几乎不可能实现的。面对这个问题，研究人员采用了计算机系统的层次划分技术，使原本复杂的计算机系统变得相对简单化。计算机体系结构就是将计算机系统根据组成机构进行层次划分。简化后的计算机系统的复杂性依然很高，给模拟设备的开发造成了很大困难，目前计算机体系结构软件模拟设备的开发主要利用C语言来进行，这种串行结构编程语言给模拟器的实际开发造成了长时间、高成本的问题。

2.2 模拟设备精度低，运作效果差 模拟设备的精度低，效率差也是计算机体系结构软件模拟设备开发中遇到的问题，在开发过程中，对模拟器的具体要求未能进行准确的分析研究；未能透彻理解计算机体系结构的真正目的等都大大增加了错误率。另外，一般的研究开发人员将整体的运行效果用检测流程中的部分程序指令代替，造成了模拟设备精度低的问题。

3 计算机体系结构软件模拟技术开发中问题的应对策略

3.1 将检测流程中的执行指令进行合理减少 性能检测流程中标准化指令是不能改变的，但是可以在此基础上对系统性能检测流程中的执行指令进行科学而合理的减少和更正，使模拟器的运行结构能表现整体运行效果。这样就可以使模拟器的运作时间大幅度减少，缩短运行周期。

3.2 对模拟程序的指令数量进行适当减少 选择准确的模拟程序指令代替原系统整体运作结果，对模拟程序的指令数量进行适当减少，可以提高模拟系统的精确度。在选择模拟程序指令的时候，可以采取抽样选择程序指令或者是直接结构连续性指令的方式。一般来说都是采用抽样统计的方式选取程序指令，因为其精准度更高。

4 结语

当前社会已进入数字化和信息化时代，计算机技术在人们的日常生活和工作中运用程度越来越高，人们对计算机的性能也不断提出更高的要求。因此，计算机体系结构软件的模拟技术的运用也越来越广泛，成为软件开发必不可少的条件。计算机应用功能的完善需要开发人员不断探索和研究。在开发过程中，技术人员要采用正确而有效的方式应对开发过程中出现的各种问题。这样才能有效降低软件开发的周期，节省开发成本，并开发出实用性高的计算机应用软件。

参考文献：

[1]许建卫，陈明宇，杨伟，潘晓雷，郑规，赵健博，孙凝晖.计算机体系结构模拟器技术和发展[J].系统仿真学报，2009（20）.

[2]包云岗，许建卫，陈明宇，樊建平.一种新型计算机体系结构模拟器的研究与实现[J].系统仿真学报，2007（07）.

[3]沈绪榜，刘泽响，王茹.计算机体系结构的统一模型[J].计算机学报，2007（05）.

作者简介：赵宗涛（1984-），男，安徽亳州人，西安思源学院，助教，研究方向：软件工程；李艾芳（1983-），女，安徽亳州人，西安思源学院，初级职称，研究方向：信息管理。endprint