計算機體系結構軟件模擬技術探析

楊建邦

摘 要：隨著科技的發展，人們對計算機的要求越來越高，在這種情況下，促使了計算機體系結構軟件模擬技術的發展，模擬技術的實現有效縮短了計算機軟件的設計時間，從而減少設計成本，有利于計算機產業的發展，該技術的使用也存在一此問題，對此，本文對計算機體系結構使用模擬技術的現狀及發展進行了分析。

關鍵詞：計算機體系結構；模擬技術；問題與措施

1.計算機體系結構模擬技術概念

所謂的計算機體系結構模擬技術就是使用計算機軟件技術，將計算機系統硬件的功能和性能進行模擬，并通過模擬技術對計算機體系結構軟件進行研究和設計，反復進行實驗以得到準確的設計數據，從而完成軟件開發。軟件開發與硬件開發相比，具有較強的優勢，設計周期比較短，開發成本較低，在設計上可以根據實際要求進行修改，具有較強的靈活性，而模擬技術在計算機體系結構軟件的使用上，可以縮短開發周期和減少成本，對軟件的開發有重要的意義。

2.結構軟件模擬技術的種類

近幾年，人們對結構軟件模擬技術的研究逐漸加深，取得了不錯的成績，通過一段漫長時間的發展，目前我國在該方面問題的研究出與多元化體制。通過合理的劃分，對模擬技術進行探討，對問題分析具有積極意義。

2.1劃分類別

劃分結構軟件模擬技術需要考慮處理器本身的特點，依據具體情況可以劃分為兩種類型，即單個處理系統和多處理器系統模擬。在目標問題的劃分上，依據模擬情況而定，可以分為性能、功能、消耗、發熱模擬。

2.2跟蹤驅動模擬

跟蹤模擬技術是整個模擬技術形態中的一種主要類型，該技術的應用比較廣泛，其主要被應用在置換算法中。在高速管理算法的具體作用下，實現高效跟蹤驅動模塊。在具體操作中，完成指令傳輸，需要將獲取到的信息進行處理，并將信息作為模擬處理器，執行相應的輸人操作，從而實現對功能面和性能雙方面的模擬。該項模擬技術在具體應用中的最大優勢，就是調節起來相對比較簡單，節省時間，對工作人員的要求較低，其性能在具體應用中容易得到發揮。當然，為了提升結構軟件模擬性能，對模擬器的模擬，應在適當的情況下開展，從而避免模擬不當情況的發生。

2.3執行驅動模擬

關系驅動模擬執行中的各項因素，在具體處理中，要結合人為執行中的各項因素，從而掌握模擬器的具體輸出情況。因此，應當在制定模擬技術的基礎下，對指令程序的具體情況進行詳細探索，從而使動態指令的作用能夠得到合理發揮。

3.計算機體系結構模擬技術存在的問題

3.1開發難度大

計算機的整體運行系統比較復雜，軟件和硬件在運行時只對部分功能進行控制，使用模擬技術不能對整體進行模擬，操作難度比較大，因此，需要將系統進行簡化處理，從而形成體系結構，即使在簡化后，系統還是比較復雜，軟件開發的難度并沒有得到實際性的降低。目前，在進行軟件開發時，還需要進行編程，一方面需要大量的時間，另一方面出現錯誤的幾率比較高。在開發時需要從零開始，開發的難度大，使用模擬技術進行開發，所得到的結果不易被接受，需要大量的時間進行反復推敲。

3.2模擬操作時間長

在實際進行模擬操作時，需要對運行的全過程進行記錄，在運行時會產生大量的數據信息，數據量越大，模擬速度越慢，在設計時，如果出現修改等情況，則需要重新再進行一次運算，整個操作流程所需要的時間比較多。

3.3缺少精準度

在對模擬器進行設計和開發時，主要經過三個環節，要求每一個環節的數據信息都要準確，但在實際操作時，總會因為各種各樣的原因，導致結果出現誤差。這三個環節分別是形成設計思路、進行設計、生產開發，在整體操作上，不能根據具體情況對設計進行分析，導致在軟件設計上存在疏漏或不合理現象，使生產出來的產品存在缺陷，影響處理器的質量。

4.解決計算機體系結構模擬技術存在問題的措施

4.1減少測試程序的輸入參數

模擬器在進行性能測試時所需要的時間比較長，為了改變這種情況，提高運行效率，需要在保證不改變原有測試指令的前提下，對檢測程序的參數進行適當改變，這種方式只需要使用部分參數即可使測試程序正常運行，使其測試結果代替原有的測試結果，一方面可以提高運行的速度，另一方面可以提高運行結果的精準度。

4.2降低運行指令數量

就是在減少測試程序輸人參數的條件下，對測試過程的全部指令進行模擬選擇，選取其中的部分指令進行模擬運行，將運行的結果作為整個測試過程的結果，同時首先要保證的選取部分運行結果的精準度。第一，采用截取指令的辦法，即對全部的運行指令截取一部分連續性好的指令進行運行，這種截取方法較為簡單，但精準度不高；第二，采樣選取指令的辦法，通過采樣的方式，對全部的運行指令進行選取，并將所選取的指令通過模擬器進行運行，根據采樣的運行結果，對整體的運行結果進行有效的推理和分析，并代替整體的運行結果。要求在采樣選取時，要根據整體過程進行細致的分析，保證采樣數據的科學性和準確性，這種采樣方式的過程比較復雜，但采樣結果的可信度比較原因。

5.結語

計算機在現代人們生活中扮演的角色越來越重要，隨著人們對計算要求的不斷提高，未來一段時間，計算機體系結構軟件模式將逐漸成為市場發展中的一項關鍵要素。雖然，目前在我國針對該內容的研究，不論在技術還是成果上還都不成熟，但是已經針對優化方案進行了探索，其作用將會逐步得到發揮。

6.參考文獻

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（作者單位：齊齊哈爾工程學院）