計算機體系結構論文範文

　　隨著人們對計算機的系能不斷提出更高的要求。因此，計算機體系結構軟體的模擬技術的運用也越來越廣泛，成為軟體開發必不可少的條件。下面是小編給大家推薦的，希望大家喜歡!

　　篇一

　　《計算機體系結構軟體模擬技術》

　　[摘 要]對現代的計算機系統而言，體系結構軟體模擬技術是不可或缺的一環。於傳統的沒有軟體模擬技術的計算機系統相比，該模擬技術能夠在很大程度上縮短軟體產品的設計週期，減低產品設計的開發費用，是一項現代計算機市場開發的有利工具。本文簡單的分析了體系結構軟體模擬技術的發展，將現有的技術進行分類歸總。為今後該技術的發展指明瞭方向，有利於為該技術的研究人員提供相關建議。

　　[關鍵詞]計算機體系結構模擬 計算機體系結構建模 建模技術 效能評估

　　當前社會早已進入了計算機時代，人們的日常生活和工作都離不開計算機輔助，計算機技術也不斷更新，變得更為複雜，處理器技術也越來越複雜。現在，單片處理器的電晶體數量已超過10億。這樣就給計算機系統的製造帶來了資金成本和時間成本上的大幅度增加。一般來說，設計製造處理器需要經很多個設計和製造階段，包括：體系結構設計評估和驗證，邏輯設計評估與驗證，電路設計驗證，佈局設計，最後才能進入生產階段，才可以走進社會生活中。並且為了保證質量，這些過程通常都要重複很多次。研發一款新的處理器一般需要4――7年的時間，而處理器量產之前，還必須製造出樣本進行實測，如果有問題還要重複製造樣本並進行不斷修改，反覆進行評估和驗證的過程，我們知道，電子產品在沒有量產前，單個的生產成本是非常高的，這些問題就造成了處理器的研發設計的時間成本和資金成本大幅度上升，甚至讓許多研發企業無力承受。為了解決這個問題，計算體系結構軟體模擬技術就成為研發人員的首選。這種技術可以精確都時鐘級別，從根本上解決了計算機體系結構研發的長時間和高成本問題。

　　1、計算機體系結構軟體模擬技術的發展歷程

　　1.1 萌芽階段

　　計算機體系結構軟體模擬技術的發展經歷了一個漫長的過程，最初，計算機軟體模擬技術的結構雖然已經建立，但是處理器技術並不完善，對系統執行也不能進行合理控制，由於處理器的工作效率低下，所以控制軟體的設計也非常緩慢，計算機體系結構的軟體模擬技術在不斷的探索中緩慢前行。上世紀八十年代，我國的計算技術有了長足發展，經過長期不懈的研究，我國計算機系統在獨立操作資料驅動和處理器高效利用技術兩方面有了新的突破。至此，軟體系統可以在計算機上進行更好的執行，計算機系統的控制也更為便捷。計算機的執行是以收集和處理技術為基礎的。所以，在計算機應用軟體技術的研發過程中要收集大量的資料，並結合計算機基礎知識在計算機處理器平臺上對軟體系統進行構建和設計。這是計算機體系結構軟體模擬技術發展的重要前提，技術人員由此掌握了計算機軟體系統建設的大量資料經驗。

　　1.2 技術研發階段

　　在總結了技術探索階段的各種資料和經驗之後，技術研發的方法已經非常明確，研發人員運用效能分析模擬技術改良了計算機系統，這樣，團建模擬技術就可以在處理器中進行合理運用。計算系統的質量得到了大幅度的提高，軟體模擬技術也開始被廣泛運用在計算機系統結構軟體的研發中。計算機體系結構軟體的模擬技術可以對系統執行進行更加順利和有效的控制，再結合效能分析模擬技術，計算機系統的研發成本急劇下降。這樣就降低了技術研發階段的風險，從根本上節省了大量的時間成本和資金成本，保障了研發單位的經濟利益。在技術研發時，還要考慮到計算機系統升級、實際應用，使計算機技術的實用性大幅度提高，計算機系統的工作能力成倍增加。但是在技術研發階段，對模擬器執行的狀況一定要進行合理和有效的控制，只有準確控制模擬器的執行，才能運用結構軟體的模擬技術改良計算機系統，提高模擬技術的實際運用效果。

　　2、開發計算機體系結構軟體模擬技術面臨的問題

　　2.1 裝置的研發難度非常之高

　　計算機是一套非常複雜的系統，要想實現在計算機軟體系統上模擬運用計算機的各個電路及電晶體等技術是非常困難的。如果籠統地將計算機的各種特點都運用軟體系統模擬是幾乎不可能實現的。面對這個問題，研究人員採用了計算機系統的層次劃分技術，使原本複雜的計算機系統變得相對簡單化。計算機體系結構就是將計算機系統根據組成機構進行層次劃分。簡化後的計算機系統的複雜性依然很高，給模擬裝置的開發造成了很大困難，目前計算機體系結構軟體模擬裝置的開發主要利用C語言來進行，這種序列結構程式語言給模擬器的實際開發造成了長時間、高成本的問題。

　　2.2 模擬裝置京都偏低，運作效果差

　　模擬裝置的精度低，效率差也是計算機體系結構軟體模擬裝置開發中遇到的問題，在開發過程中，對模擬器的具體要求未能進行準確的分析研究;未能透徹理解計算機體系結構的真正目的;對設計過程中的細節問題不夠重視，這些都大大增加了錯誤率。另外，模擬器的編碼過程要求也非常高，不能出現任何的紕漏。一般的研究開發人員將整體的執行效果用檢測流程中的部分程式指令代替，造成了模擬裝置精度低的問題。

　　3、計算機體系結構軟體模擬技術開發中問題的應對策略

　　3.1 將檢測流程中的執行指令進行合理減少

　　效能檢測流程中標準化指令是不能改變的，但是可以在此基礎上對系統系能檢測流程中的執行指令進行科學而合理的減少和更正，使模擬器的執行結構能表現整體執行效果。這樣就可以使模擬器的運作時間大幅度減少，縮短執行週期。

　　3.2 對模擬程式的指令數量進行適當減少

　　選擇準確的模擬程式指令代替原系統整體運作結果，對模擬程式的指令數量進行適當減少，可以提高模擬系統的精確度。在選擇模擬程式指令的時候，藉以採取抽樣選擇程式指令或者是直接截獲連續性指令的方式。而直接結構連續性指令在實際運用中由於操作容易，準確度偏低;所以，實際操作中一般採用抽樣統計的方式選取程式指令。

　　結語

　　當前社會已進入數字化和資訊化時代，計算機技術在人們的日常生活和工作中運用程度越來越高，人們對計算機的系能也不斷提出更高的要求。因此，計算機體系結構軟體的模擬技術的運用也越來越廣泛，成為軟體開發必不可少的條件。計算機應用功能的完善需要開發人員不斷探索和研究。在開發過程中，技術人員要採用正確而有效的方式應對開發過程中出現的各種問題。這樣才能有效降低軟體開發的週期，節省開發成本，並開發出實用性高的計算機應用軟體。

　　參考文獻

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