楊建邦
摘 要:隨著科技的發(fā)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(jié)構軟件模擬技術的發(fā)展,模擬技術的實現(xiàn)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(chǎn)業(yè)的發(fā)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(jié)構使用模擬技術的現(xiàn)狀及發(fā)展進行了分析。
關鍵詞:計算機體系結(jié)構;模擬技術;問題與措施
1.計算機體系結(jié)構模擬技術概念
所謂的計算機體系結(jié)構模擬技術就是使用計算機軟件技術,將計算機系統(tǒng)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(jié)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(shù)據(jù),從而完成軟件開發(fā)。軟件開發(fā)與硬件開發(fā)相比,具有較強的優(yōu)勢,設計周期比較短,開發(fā)成本較低,在設計上可以根據(jù)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(jié)構軟件的使用上,可以縮短開發(fā)周期和減少成本,對軟件的開發(fā)有重要的意義。
2.結(jié)構軟件模擬技術的種類
近幾年,人們對結(jié)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(fā)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(jié)構軟件模擬技術需要考慮處理器本身的特點,依據(jù)具體情況可以劃分為兩種類型,即單個處理系統(tǒng)和多處理器系統(tǒng)模擬。在目標問題的劃分上,依據(jù)模擬情況而定,可以分為性能、功能、消耗、發(fā)熱模擬。
2.2跟蹤驅(qū)動模擬
跟蹤模擬技術是整個模擬技術形態(tài)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(xiàn)高效跟蹤驅(qū)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(zhí)行相應的輸人操作,從而實現(xiàn)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(yōu)勢,就是調(diào)節(jié)起來相對比較簡單,節(jié)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(fā)揮。當然,為了提升結(jié)構軟件模擬性能,對模擬器的模擬,應在適當?shù)那闆r下開展,從而避免模擬不當情況的發(fā)生。
2.3執(zhí)行驅(qū)動模擬
關系驅(qū)動模擬執(zhí)行中的各項因素,在具體處理中,要結(jié)合人為執(zhí)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(tài)指令的作用能夠得到合理發(fā)揮。
3.計算機體系結(jié)構模擬技術存在的問題
3.1開發(fā)難度大
計算機的整體運行系統(tǒng)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(tǒng)進行簡化處理,從而形成體系結(jié)構,即使在簡化后,系統(tǒng)還是比較復雜,軟件開發(fā)的難度并沒有得到實際性的降低。目前,在進行軟件開發(fā)時,還需要進行編程,一方面需要大量的時間,另一方面出現(xiàn)錯誤的幾率比較高。在開發(fā)時需要從零開始,開發(fā)的難度大,使用模擬技術進行開發(fā),所得到的結(jié)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(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息,數(shù)據(jù)量越大,模擬速度越慢,在設計時,如果出現(xiàn)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(fā)時,主要經(jīng)過三個環(huán)節(jié),要求每一個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)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(jié)果出現(xiàn)誤差。這三個環(huán)節(jié)分別是形成設計思路、進行設計、生產(chǎn)開發(fā),在整體操作上,不能根據(jù)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(xiàn)象,使生產(chǎn)出來的產(chǎn)品存在缺陷,影響處理器的質(zhì)量。
4.解決計算機體系結(jié)構模擬技術存在問題的措施
4.1減少測試程序的輸入?yún)?shù)
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(shù)進行適當改變,這種方式只需要使用部分參數(shù)即可使測試程序正常運行,使其測試結(jié)果代替原有的測試結(jié)果,一方面可以提高運行的速度,另一方面可以提高運行結(jié)果的精準度。
4.2降低運行指令數(shù)量
就是在減少測試程序輸人參數(shù)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(jié)果作為整個測試過程的結(jié)果,同時首先要保證的選取部分運行結(jié)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(xù)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(jù)采樣的運行結(jié)果,對整體的運行結(jié)果進行有效的推理和分析,并代替整體的運行結(jié)果。要求在采樣選取時,要根據(jù)整體過程進行細致的分析,保證采樣數(shù)據(jù)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(jié)果的可信度比較原因。
5.結(jié)語
計算機在現(xiàn)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(jié)構軟件模式將逐漸成為市場發(fā)展中的一項關鍵要素。雖然,目前在我國針對該內(nèi)容的研究,不論在技術還是成果上還都不成熟,但是已經(jīng)針對優(yōu)化方案進行了探索,其作用將會逐步得到發(fā)揮。
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(作者單位:齊齊哈爾工程學院)