計算機體系結構軟件模擬技術的研究論文

　　計算機體系結構模擬技術研究主要包含三個方面：計算機運行速度、計算機處理數據精度、計算機的靈活程度。本研究闡述了這三個方面的難點、重點、要點。從模擬技術的應用實現和投入使用兩個方面提出專業的解決方案。指出了計算機體系結構模擬技術研究的發展中存在的問題和面臨的挑戰。同時，也為下一步對計算機體系結構軟件模擬技術的研究開發并投入使用提出非常實用的意見和建議。

　　模擬器作為研究計算機體系結構軟件模擬技術的主要研究工具，也是新時代下預測計算機發展方向的排頭兵和了望塔。不論是計算機的數據處理，還是計算機的內部系統設計。首先進行計算機模擬試驗已經顯得必不可少。第一，模擬技術試驗可以檢測實用技術投入生產前的可靠性和開發性，從根本上避免計算機模擬技開發的盲目性；第二，模擬技術試驗同實用生產技術比起來，可以節約經濟成本，減少不必要的浪費。第三，因為計算機的更新性能很快，所以，對于開發計算機軟件來說，時間就顯得彌足珍貴。前期的模擬技術可以縮短軟件的設計時間，而且前期模擬軟件的精度也可以為后期的實際開發提供參考依據。

　　計算機研究領域內已經有愈來愈多的人提出了自己關于解決計算機模擬軟件技術的觀點和看法。

　　一、計算機軟件的發展現狀

　　計算機體系結構模擬技術軟件誕生于20世紀80年代。而且，早期的計算機處理設計結構當中主要采用的是數據驅動，就是對計算機的性能進行整體的分析。主要步驟：

　　1.收集數據、

　　2.執行指令、

　　3.分析性能和計算機結構特征、

　　4.統計數據、

　　5.解釋程序。需要說明的是，數據驅動是一種軟件開發之后的數據分析，對計算機體系結構軟件的開發能夠提供的幫助很少，這也是為什么數據驅動逐漸被社會淘汰的緣故。

　　本著提高計算機體系結構的目的，相關研究人員在數據驅動的基礎上又提出了性能分析這一概念。性能分析關鍵是建立數據之間的資源模型。因為模型的直觀性能，研究人員可以更好的檢測計算機的資源開發與利用情況。減少研究的時間和經費使用。宏觀的來講，計算機體系結構主要包含硬件與軟件兩部分。微觀的來講，計算機體系結構是指將一系列系統元素恰當地組織在一起，系統元素之間互相配合、協作，通過對信息進行及時的處理而完成設定的目標。這些系統元素有：計算機體系硬件、人員配備、程序。其中，程序和相關數據的整合，用于實現所需要的邏輯方法和控制過程。具有計算能力的電子設施和提供外部功能的電子設施是軟件運行的必要裝置；人員是硬件和軟件的實際操作者，可以實現對軟件的訪問，而且具有規模性和組織性兩大特征；文檔是詳細闡述系統使用方法的手冊。而計算機體系結構模擬軟件主要包含數據、模型、指令、程序等一些子概念。數學建模工具包括：計算機系統統計法、馬爾可夫建模等等。數學建模對研究人員的數學理解能力提出了很高的要求。但不能否定的是，這種方法確實能起到很大的作用。研究人員對模型進行了簡化處理，極大的方便了計算機體系結構軟件的開發。

　　二、計算機體系結構軟件模擬技術的定義

　　計算機體系結構定義眾多。有人稱之為模擬技術，也有人稱之為仿真技術。計算機體系結構模擬，即用軟件來模仿計算機的處理過程。同時，要求兩者之間>：請記住我站域名/<要有很高的相似度。目的是為了檢測實用計算機的可行性。

　　計算機體系結構包括部分計算機結構和全部計算機結構兩部分。它的步驟是：數據結果、指令接收、模擬運算、翻譯指令等等。計算機的緩存命中率、訪問的存儲等都是計算機體系結構需要注意的指標。

　　三、 計算機體系結構分類

　　計算機體系因為結構復雜，所以不可能只有一種。從數量方面可以分為單核處理器模擬和多核處理器模擬；從指令方面可以分為單指令模擬結構和多指令模擬結構；從損耗角度分為性能模擬結構和能耗模擬結構；從模擬器的角度可以分為執行模擬結構和開發模擬結構；根據以上分類我們不難發現，計算機體系結構種類繁多。一方面，它為我們研究計算機體系結構模擬提供了許多參考價值；另一方面，它又為研究計算機體系結構增加了許多困難。

　　四、計算機體系結構的存在問題與缺陷

　　計算機體系結構模擬技術的開發難度大、周期長、計算機運行時間長是當前計算機體系結構模擬技術領域公認的三大難題。

　　開發難度相對來說較容易解決，所以研究的重點也就是后兩者。計算機的運行時間必須保證足夠的速度。但由于技術條件的限制，提高速度的同時降低了計算機運行數據的精度，給計算機模擬技術的研究帶來很大的困難。減少計算機體系結構模擬軟件運行時間主要有兩種方法：第一，減少不必要數據的輸入，參考數據越多，計算機負載也就越大。當然也可以修改一些參考數據，減少重復，不過修改計算機數據不能從根本上減少模擬軟件的運行時間；第二，減少指令的運行，目的是較少執行指令相互之間的干擾，直接截取計算機模擬運行的指令數據。

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