計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)軟件模擬技術(shù)

孟祥東遼東學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院

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計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)軟件模擬技術(shù)

孟祥東
遼東學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院

摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也得到不斷的更新和發(fā)展，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，一個(gè)必要的環(huán)節(jié)就是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)軟件模擬技術(shù)，因?yàn)樵趯?duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，該種技術(shù)能夠使其設(shè)計(jì)時(shí)間大大縮短，進(jìn)而節(jié)約了大量財(cái)力、物力和人力，因此對(duì)于開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)軟件模擬技術(shù)是至關(guān)重要的。本文先探討了該技術(shù)的發(fā)展歷程，然后提出其發(fā)展瓶頸和突破口。

當(dāng)前社會(huì)已經(jīng)邁入計(jì)算機(jī)時(shí)代了，人們的日常生活、工作，甚至是學(xué)習(xí)都不能離開(kāi)計(jì)算機(jī)的輔助，而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，進(jìn)而變得更加復(fù)雜，處理器技術(shù)也隨之復(fù)雜起來(lái)。

當(dāng)下的單片處理器就已經(jīng)由1O億以上的晶體管數(shù)量了，這無(wú)疑大幅度增加了制造計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所需要花費(fèi)的資金成本和時(shí)間成本，而為了將這個(gè)問(wèn)題解決了，研發(fā)人員加大了對(duì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)軟件技術(shù)的探討和研究，從而在根本上解決了計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)具有時(shí)間長(zhǎng)和成本高的研發(fā)問(wèn)題。

1　計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)軟件模擬技術(shù)的發(fā)展

1.1萌發(fā)階段

計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)軟件模擬技術(shù)的發(fā)展可謂是一個(gè)較為漫長(zhǎng)的過(guò)程。在該階段其技術(shù)結(jié)構(gòu)雖然已經(jīng)建成，但是其處理器技術(shù)卻沒(méi)有得到相應(yīng)的完善，進(jìn)而不能合理控制系統(tǒng)的運(yùn)行，而且因?yàn)樘幚砥鬏^低的工作效率，讓控制軟件的設(shè)計(jì)也變得十分緩慢，但該技術(shù)仍然在探索中不斷前行。上個(gè)世紀(jì)8O年代，我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)就開(kāi)始了長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，通過(guò)多年堅(jiān)持不懈的探索和研發(fā)，在對(duì)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行獨(dú)立操作以及高效利用處理器這兩個(gè)方面，我國(guó)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)獲取了新的突破因此，讓軟件系統(tǒng)能夠更好的在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，也讓控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更加便捷。計(jì)算機(jī)的運(yùn)行基礎(chǔ)就是處理和收集技術(shù)。所以，在研發(fā)計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件技術(shù)過(guò)程中，需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的收集，同時(shí)與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)相結(jié)合，在計(jì)算機(jī)處理器平臺(tái)上進(jìn)行軟件系統(tǒng)的構(gòu)建和設(shè)計(jì)。這是該技術(shù)的重要前提，研發(fā)技術(shù)人員也由此對(duì)大量建設(shè)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)加以掌握。

1.2技術(shù)研發(fā)階段

研發(fā)人員通過(guò)對(duì)性能分析模擬技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的改良，這樣就能在處理器中進(jìn)行團(tuán)建模擬技術(shù)的合理運(yùn)用。大幅度提高的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)質(zhì)量，也讓軟件模擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)軟件的研發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用。該模擬技術(shù)可以讓系統(tǒng)得到更加順剝的運(yùn)行，同時(shí)也得到有效的控制，同時(shí)再與性能分析模擬技術(shù)相結(jié)合，大大降低了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)成本，這樣也使得其技術(shù)的研發(fā)階段可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)得到有效降低，進(jìn)而從根本上使其研發(fā)成本也得到大量降低，從而保障了研發(fā)部門或企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在技術(shù)研發(fā)的過(guò)程中，還要對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的升級(jí)與實(shí)際應(yīng)用加以充分考慮，進(jìn)而才能大幅度提升計(jì)算機(jī)技術(shù)的實(shí)用性，以及其功能力。

2　計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)軟件模擬技術(shù)的發(fā)展瓶頸及其突破口

2.1該模擬技術(shù)的發(fā)展瓶頸

在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中，存在的最主要問(wèn)題就是開(kāi)發(fā)與體系結(jié)構(gòu)有關(guān)的模擬器具有加大的難度，并且其中存在不少問(wèn)題，同時(shí)其設(shè)計(jì)周期也較長(zhǎng)。模擬器詳細(xì)完整的進(jìn)行模擬執(zhí)行所花費(fèi)的時(shí)間是較長(zhǎng)的，對(duì)于當(dāng)前的設(shè)計(jì)研發(fā)單位來(lái)說(shuō)，這樣長(zhǎng)時(shí)間的模擬實(shí)驗(yàn)還較為難以承受的，而且其模擬器性能也決定了模擬精度結(jié)結(jié)果，這方面的精度還不夠理想。目前的研發(fā)情況中，模擬器的精度與速度之間還有一定矛盾存在，其效率和質(zhì)量之間的關(guān)系就是悖論。當(dāng)前的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)軟件模擬器中詳細(xì)的運(yùn)行以及其標(biāo)準(zhǔn)性能程序鎖需要的時(shí)間是不能很容易就可以承受的，雖然越多的動(dòng)態(tài)化指令，其模擬精度就越高，但是也會(huì)相應(yīng)的增加計(jì)算機(jī)模擬的總工作量，進(jìn)而延長(zhǎng)模擬所需要花費(fèi)的時(shí)間。

2.2解決瓶頸的突破口分析

對(duì)性能測(cè)試程序進(jìn)行修改，減少運(yùn)行測(cè)試程序的時(shí)間，通過(guò)模擬運(yùn)行結(jié)果來(lái)表示對(duì)參考輸入?yún)?shù)加以使用的性能測(cè)試程序的模擬運(yùn)行結(jié)果。但是不斷的研究后，發(fā)現(xiàn)該種減少測(cè)試程序輸入?yún)?shù)，所獲得的測(cè)試結(jié)果均是截然不同的，并且具有較大誤差，因此該種方法不是最佳的解決方法。

而減少模擬運(yùn)行指令數(shù)就是通過(guò)部分的指令進(jìn)行模擬運(yùn)行，并通過(guò)該種方法所得到的指令模擬運(yùn)行結(jié)果來(lái)表示整個(gè)模擬的測(cè)試結(jié)果。但是該種方式對(duì)指令和系統(tǒng)性能的表現(xiàn)性具有較高的要求，所選擇的指令必須是對(duì)模擬運(yùn)行速度以及精度產(chǎn)生影響的關(guān)鍵性因素。而根據(jù)指令的選擇方式，可以將該種方法劃分為兩種形式，即使用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和直接截取的方式。其中采用統(tǒng)計(jì)學(xué)就是詳細(xì)觀察其子集特點(diǎn)，進(jìn)而將其全集特征加以掌握，這種技術(shù)能夠?qū)x擇指令集的代表性施以有效的提高。當(dāng)前主要有代表性的統(tǒng)計(jì)采樣形式包括隨機(jī)性采樣、周期性采樣以及代表性采樣等。加州大學(xué)圣地亞哥分校的Simpoint就是這方面的代表。

3　結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著社會(huì)數(shù)字化和信息化時(shí)代的不斷邁進(jìn)，人們的日常生活中、工作中以及學(xué)習(xí)中越來(lái)越廣泛的運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，不斷提高了人們對(duì)計(jì)算機(jī)性能的要求。因此計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)軟件模擬技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也成為軟件開(kāi)發(fā)中必不可少的一個(gè)部分。要采取相應(yīng)的有效措施，才能讓軟件開(kāi)發(fā)周期得到有效降低，節(jié)省大量的開(kāi)發(fā)成本，同時(shí)也不斷的完善計(jì)算機(jī)應(yīng)用功能，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出具有更高實(shí)用性的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件。

關(guān)鍵字：計(jì)算機(jī) 結(jié)構(gòu)軟件 模擬技術(shù)