計算機體系結構軟件的模擬技術研究

摘 要：隨著社會經濟和計算機技術的快速發展，以及現代生活水平的提高，人們對計算機體系的性能要求也越來越高。而計算機系統結構軟件模擬技術也日益興起，其對計算機的軟件開發有著重要的作用。本文通過闡述計算機體系結構軟件模擬技術的概念，以及其軟件模擬的關鍵技術，在分析計算機體系結構軟件模擬技術研發過程中所遇到問題的同時，也提出了解決問題的有效策略。

關鍵詞：計算機體系結構；軟件模擬技術；發展；措施

隨著現代信息技術的飛速發展，計算機已經成為系統設計及信息處理的核心工具。體系結構軟件模擬技術對于計算機系統而言是必不可少的技術手段，通過體系結構軟件模擬技術能夠不但最大程度的降低系統設計的費用以及時間，而且也極大提高了設計效率和質量。計算機體系結構軟件模擬技術說白了就是通過現有的計算機應用軟件，對系統硬件在計算機系統結構中的使用情況以及性能進行模擬，由于計算機體系結構軟件模擬技術具有一定的技術優勢和成本優勢，因此，其目前已經成為計算機系統設計中必不可少的手段。在分析計算機體系結構軟件模擬技術研發過程中所遇到問題的同時，也提出了解決問題的有效策略。

一.計算機體系結構軟件模擬在研發中存在的問題

計算機體系結構軟件模擬技術雖然具有一定的優勢，但也有一定的技術難題制約著其發展，例如計算機體系結構軟件模擬器的開發難度大、軟件模擬器的處理精度較差等。

（一）計算機體系結構軟件模擬器的研發具有一定的難度

眾所周知，計算機信息處理系統及其復雜，如果僅通過軟件模擬器就想體現其在運行過程中，計算機系統內部各個部件的工作狀態，幾乎是不可能的。將復雜化的計算機系統進行簡單化處理最有效的方式就是對計算機系統進行分層處理。而體系結構就是在這個基礎上簡化了系統，但經過分層處理之后的計算機系統，對于人們研究來說還是很復雜。另外，當前計算機系統的編程語言都是采用串行結構的C語言，利用C語言對系統內部元件進行模擬，不但耗時嚴重，而且如果中間一旦出現失誤，那么整個編程語句將無法運行[4]。

（二）模擬器的處理精度較差

軟件模擬器的運行精度較差主要是因為模擬器在研發過程中的設計不合理，或者是模擬器沒有應用合理的策略。軟件模擬器的開發主要經歷三個步驟，首先是模擬器在理論上的研究及設計思路，其次是設計符合計算機系統的模擬器，最后則是實現模擬器的正常功能。軟件在研發的過程中如果出現失誤，對于第一個步驟而言，很有可能出現不能夠正確分析計算機系統的各種模擬需求。對于第二個步驟而言，所造成的設計失誤極有可能就是不能夠正切構建計算機系統的內部，導致模擬器的錯誤設計。另外，模擬器的運行時間也會影響模擬器的使用精度，運行時間越長，則使用精度就越差。總而言之，計算機體系結構軟件模擬器的設計之所以對軟件模擬技術很重要，則是因為其還是計算機系統設計中的重要內容。甚至可以說，軟件模擬器的質量決定者計算機處理器的設計質量和效率。

二.解決計算機體系結構軟件模擬技術研發問題的措施

（一）降低計算機系統性能測試程序中的輸入參數

為了縮短對模擬器的性能測試的程序運行時間，首先要在不改變標準化的計算機系統性能測試中的運行指令的前提下，對計算機系統性能檢測程序中的輸入參數進行科學合理的更正，這種方式不僅能夠利用少量的輸入參數使模擬器正常運行，而且還保證了模擬器運行結構準確代表計算機系統各個程序指令的模擬運作結果，不僅提升了模擬器運行的精度，而且還有效的降低了模擬器在運行性能檢測程序過程中的運作時間[5]。

（二）減少運作模擬程序指令數量

在對計算機體系結構軟件的性能進行標準性能檢測程序的過程中，要科學合理的采用正確的模擬程序指令進行操作，并用這些指令運作的結果代替原有的運作結果。經研究發現，準確的模擬程序指令是提高模擬運作速度和精度的最佳方法。通常情況下，可利用統計方式抽樣選擇運行程序指令和直接性截獲連續程序指令這兩種方式選擇運作模擬程序指令。其中，直接性截獲連續程序指令的操作過程與統計方式抽樣選擇運行的程序指令方式相比較為容易，但缺點就是精度低，而統計方式抽樣選擇運行程序指令雖然操作過程較為復雜，但其模擬精度高。

三.總結

隨著計算機系統更新頻率的加快，計算機體系結構軟件模擬技術的重要性日益凸顯，從上述內容可得知，計算機體系結構軟件模擬技術的工作內容主要是針對計算機中央處理器以及計算機系統設計。模擬技術水平在很大程度上影響著計算機系統的設計效果和計算機處理器的制作水平。其次，由于計算機體系結構軟件模擬技術具有一定的優勢，所以其注定將成為信息時代人們關注和研究的重點問題。而計算機體系結構軟件模擬技術也必將會計算機體系結構的重點技術。

參考文獻

[1]李振.淺析計算機體系結構軟件模擬技術[J].大科技.2016（3）.

[2]閆雨石.計算機體系結構軟件模擬技術淺析[J].工業.2016（9）：00262-00262.

[3]杜兆芳.試論計算機體系結構的軟件模擬技術[J].電腦知識與技術.2016（22）.

作者簡介：肖緒焱，男，1994.3，漢，籍貫：湖北省黃石市，本科，本科在讀，主要研究方向：軟件工程。