计算机体系结构软件模拟技术

兰璇+黄连生

随着科技信息技术的逐渐研发，计算机体系结构软件功能越来越完善。其中计算机体系结构软件模拟技术的应用，有效的推动了软件开发技术发展。为了实现对于计算机体系结构软件模拟技术研究，在本文中对计算机体系结构软件模拟技术产生的背景进行研究，分析比较常见的计算机体系结构，针对计算机体系结构软件模拟中存在的技术性问题进行分析，并且提出有效的对策。

【关键词】计算机 体系结构 软件模拟技术 分析

计算机体系结构软件模拟技术的产生是科技信息社会中计算机系统发展的基础。虽然我国对于计算机体系结构软件模拟技术的研发已有很长一段时间，但是基于该种技术的复杂性，在实际开发环节中存在着很多问题，这些问题的存在制约着时计算机系统的发展。因此，需要对这些问题进行分析，并且提出有效的对策。

1 计算机体系结构软件模拟技术产生背景

计算机体系结构软件模拟技术所应用的系统结构为计算机软件系统中，该技术的具体应用能够对系统中的硬件性能、功能性质及系统综合性的评价。当计算机系统在设计开发环节中都需要对系统进行验证与鉴定，才能够保障系统的稳定运行，计算机体系结构软件模拟技术恰好能够进行计算机系统的验证，是计算机系统研发环节中的重点技术之一。比如，在进行计算机中央处理单元的设计研发环节中，计算机系统中的65%左右的资源和成本都被应用于对于新中央处理单元的评估与验证。在计算机方面，实现软件的开发，其所需要的开发成本和生产周期都需要应用在系统硬件的开发上。

如果在进行软件的评估与验证环节中，使用计算机体系结构软件模拟技术，还能够将系统的研发成本有效的降低。在计算机系统早期的处理器研发环节中，并没有应用计算机体系结构软件模拟技术。随着计算机技术的逐渐发展，在上世纪80年代，在处理器的体系结构设计中应用了“数据驱动”技术，并且在后续的技术研发中应用计算机体系结构软件模拟技术，在处理器系统中建立了关于计算机系统资源和资源之间的连接模型，对计算机资源的利用率进行综合化分析，提升了计算机系统的性能。

2 计算机体系结构类型

计算机体系结构形式并不单一包含很多结构类型，对于这些常见的结构类型进行分析，对于计算机体系结构软件模拟技术的研究具有较为积极的意义。在对计算机体系结构的划分中，其划分依据不同时，结构分类不同。具体的分类方式有以下几种：

2.1 模拟器开发执行模型的分类

由于计算机体系结构模拟器可以被划分为串行结构模拟器、和并行结构化模拟器两种。其中，串行结构模拟器实际上是在C或者是C++环境下，所研发出来的模拟器。该模拟器的功能比较多，能够实现串行函数功能的调用、性能的模拟等。而并行结构模拟器中则难以实现该功能呢，其运行环境与串行结构模拟器不同。

2.2 基于多线程的划分

计算机体系结构可以从多线程角度进行划分为细粒度多线程体系结构、粗粒度多进程体系结构两种。由于不同类型模拟器执行内核时的数量不同，可以将计算机体系结构分为单核系统模拟和多核系统模拟。

2.3 基于处理器的个数进行划分

从处理器的个数角度进行划分，能够将计算机体系结构划分为单处理器系统模拟和多处理器系统模拟。由于计算机系统能够实现高密度的集成化，在实际的系统研究中需要格外注意系统设计的关键性问题。

3 计算机体系结构软件模拟技术问题以及解决对策

计算机体系结构软件模拟技术在实际开发中面临着很多困难，为了优化计算机体系结构软件模拟技术，需要对该技术开发的问题进行分析。经过研究，计算机体系结构软件模拟技术再开发时关于模拟器的开发难度比较大，并且模拟器在实际运行环节中所消耗的时间比较长，这些问题都直接影响到计算机体系结构软件模拟技术的应用效果。

3.1 計算机体系结构软件模拟器开发难度大

由于所开发的计算机系统比较复杂，将计算机体系结构软件模拟技术应用到模拟器的研发中，需要借助层次化、抽象化的技术手段，简化计算机体系结构软件模拟技术方法难度，但是也无形中增加模拟器的实际开发难度。同时，由于开发模拟器需要进行改进、二次开发现有的模拟器，需要打破串行结构语言固有机制，因此可见难度比较大。

3.2 计算机体系结构软件模拟器运行效率低

经过计算机体系结构软件模拟技术所开发下的模拟器运行效率比较低，这是计算机体系结构软件模拟技术应用的另一个难题。从硬件上进行分析，较慢的模拟速度是受到了负载极大的影响。所以在修改某个参数时，还需要重新重头开始运行模拟测试程序，找出系统的影响。

3.3 计算机体系结构软件模拟技术开发改进措施

针对计算机系统模拟器开发中所存在的问题，需要从以下两方面进行技术性改进。

（1）在计算机系统中减少性能测试程序中参数量的输入。

（2）减少运行模拟指令的实际数量引入。

在对于计算机系统中的参数进行实际修改环节中，最为突出的作用就能够将计算机体系结构软件模拟器实际运行时间有效的降低，能够发挥运行测试系统的指令。同时该种技术方式也能够将模拟器的运行精度有效的提升。模拟指令在计算机系统中应用，能够将该部分的运行结果替代原本的计算机系统运行结果，并且能够提升计算机系统的稳定性。但是需要将运行模拟指令的引入，避免系统运行的复杂性。

4 结论

综上所述，计算机体系结构软件模拟技术所应用的系统结构为计算机软件系统中，该技术的具体应用能够对系统中的硬件性能、功能性质及系统综合性的评价。经过研究，计算机体系结构软件模拟技术再开发时关于模拟器的开发难度比较大，并且模拟器在实际运行环节中所消耗的时间比较长，这些问题都直接影响到计算机体系结构软件模拟技术的应用效果。为此，在本文中提出减少性能测试程序中参数量的输入，减少运行模拟指令的实际数量引入的对策。

参考文献

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作者单位

江西建设职业技术学院 江西省南昌市 330200