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分析

金庚辰李杰磊

山东英才学院 山东济南 250104

摘要

随着我国信息网络化技术的快速发展，在当前经济形式下，计算机在我们的生活中的地位将会愈发重要。软件模拟技术的应用是研发优质软件的关键，为了进一步提升计算机体系结构软件的整体性能，我们应当加大对于模拟技术的研发力度。但在实际研发过程之中，由于技术条件或一些问题的限制，现已对软件研发构成严重阻碍。基于此，为进一步提升计算机系统结构软件的性能比例，本文将以软件模拟技术作为其解决方案的切入点以此展开详细论述，以供参考。

关键词：计算机体系；软件模拟技术；结构软件

引言

我们研发计算机或是互联网技术，其主要目的便是用于解决我们日常生活中所面临的难题，当前计算机技术已广泛应用于人们的各项工作之中，对于促进社会经济发展起到了无可替代的推动作用。对于我们而言，任何事物均不能是一成不变的，当某项科学技术发展到一定程度之后，便需要加以改进，同样，现如今传统的计算机系统已不能满足人们需要，外加上计算机软件本就具有更新换代较快的特性，现阶段务必要加强对于软件的研发工作，不仅起源于人们的需求，同样夜市是新时代的选择。软件模拟技术是为针对于软件开发而特制的新兴技术，对于节约开发成本及提高研发效率具有重要作用。这就要求着我们技术开发人员应对其做好充足的调查分析，在进行深度挖掘工作后根据其原理找出软件模拟技术内部所存的问题，并给出相应的解决对策，以更快促进计算机软件研发的进程。

一、计算机体系结构软件模拟技术背景

计算机系统结构由其外特性、内特性、微外特性所组成，而软件模拟技术的出现与计算机的发展史具有较大的渊源。早在20世纪末期，计算机系统便迎来新的技术革新，将其内部换为了数据驱动，通过用户指令的下达，计算机便能够根据自身数据库存搜集相应的数据命令，并协助用户完成操作。这项技术一直延续到了至今，目前随着科学技术的发展，该项技术已明显出现了脱节，已不能满足于人们开发软件的需要，于此便诞生了性能分析模式，同样是仅限于当时时代的使用需要，但时至今日看来性能分析模式存在精度极差的弊病，根本无法匹配目前计算机软件的高精度要求，至此便诞生了计算机体系结构软件模拟技术。

软件模拟技术具有较高的灵活性，能够贯穿于技术研发人员对于新软件的整项研究过程，例如前期对于CPU处理器的性能评测，以及后期对于研发软件的可修改性，能够将新软件中所存在的不足进行及时纠正及更新，在提升了开发人员工作效率的同时也保证了软件质量，具有较高的应用价值。

二、计算机体系结构类型

在进行详细分析前，我们应对较为常见的计算机体系结构类型进行一定的调查了解，根据其所应用的模拟器或是处理器进行大致划分，大致有以下几种分类：

（一）模拟器分类

我们最常用到的便是采用C语言或是C++语言编辑的串行结构模拟器，这种串行结构模拟器适用性较为广泛，且通用性强，所运用的串行函数语言简单易懂，能够根据用户需要对计算机结构体系进行性能模拟。而另一种则是精度较高的并行模拟器，其采用时序分割技术来加速众核结构模拟，并采用多核模拟器的方式来进行共同编程，也是当前模拟器研究的主要方向之一。

（二）处理器划分

与上文中计算机所存在多个模拟器相似，同样在计算机体系结构中也能够存在多个处理器，以此可简单将其划分为单核、多核处理器系统模拟两类。

三、计算机体系结构软件模拟技术所存在的问题

计算机系统作为软件开发的载体，在进行软件开发过程中会由于其复杂性难以实现全特性模拟，若是出现疏漏工作将会严重阻碍软件开发的进程。而我们通常所采用的模拟技术应用手段为通过简化系统层次来进行，其目的便是为了通过降低系统层次能够达到加快软件开发速度。但事实上，简化系统层次虽能够提高软件开发效率，但同时也加剧了研发人员对软件精度的把控难度，从而使整项开发工程变得复杂起来。上文提到，当前我们大多模拟器所采用的仍是C语言或是C++编程语言，其虽然上手难度较低，相比混合编制的高级语言那么便容易出现精准度较低的现象，而在我国，目前对于模拟器的开发还不属于一次开发范畴，简单讲便是以修改调整为主，我们知道，在计算机系统结构中模拟器是作为软件开发的基础而存在的，若是所修改的原模拟器本就存在错误指令，那么开发工作将会直接难以继续进行，严重限制了计算机开发的进度。

其次，寄存器作为记录模拟运行数据的主要载体在软件开发中同样占有重要位置。软件研发人员对于所开发的模拟器监控方式是根据时钟周期的数据而进行分析的，其所存的记录数据便储备于寄存器内。而软件开发是一个较为持久的项目，所产生的数据巨大，例如我们常用的Java ADT模拟器，通常运行速度能达到10MIPS，但一旦进行调试代码后，便会经常容易出现卡顿，导致运行速度骤降。这与计算机中的处理器性能具有重大联系，同时对于模拟器系统的参数设置也会直接作用于软件开发内，若是开发人员忽略了参数与计算机系统整体性能的匹配程度，对于计算机软件开发将会产生较大影响。

四、计算机体系结构软件模拟技术研究对策

为有效针对改进计算机体系结构软件模拟技术所存在的问题，现提出以下几点对策：

（一）减轻模拟器工作负荷

模拟器若是一直处于高负荷状态不仅会严重影响到其使用性能，更会导致其寿命缩短，因此，只有将模拟器工作负荷恒定于其适合范围之内，才能更有效的提高其工作效率。

（二）加强对于新型模拟技术的开发利用

模拟技术同样应保持与时俱进原则进行开展，不断丰富其技术内涵及功能效率，以保证软件开发能够具有较高的应用性能，从而达到满足计算机体系结构的实际需要。

（三）减少测试流程

应当是对于参数的设计问题，合适的参数能够提高模拟器与计算机的契合度，从而能够保证最终测试结果具有较高的精准度。其次，在保证测试结果具有较高精准度的前提下，软件研发人员还应适当减少所要进行的测试流程，以保证其能够维持较高的运算速度。

结论

综上所述，本文着重阐述了计算机体系结构软件模拟技术研究对策，以供借鉴。

参考文献

[1] 李章平. 计算机体系结构软件模拟技术研究[J]. 魅力中国,2020(50):136-137.

[2] 张乾龙,侯锐,杨思博,等. 体系结构模拟器在处理器设计过程中的作用[J]. 计算机研究与发展,2019,56(12):2702-2719.

[3] 高原,符涛,孙毅. 基于仿真软件对协议数据单元的可视分析[J]. 电脑知识与技术,2021,17(1):45-48,65.