随着信息技术的不断发展，计算机逐渐成为处理信息和设计系统的核心工具。模拟技术在计算机系统中起着非常重要的作用，是其不可或缺的技术手段。由于计算机系统非常庞大，其生产周期不断延长，在效率和成本上都没有明显的优势。计算机系统结构软件模拟技术的出现不仅可以大大降低软件研发成本，而且可以提高开发效率和生产效率。

1计算机系统结构软件模拟技术难点

1.1开发难度较大

随着计算机技术的不断发展，计算机功能变得越来越强大，适用于各行各业，可以克服许多问题。然而，随着功能的增强，其系统结构逐渐变得越来越复杂，开发和设计人员主要应用计算机系统层次简化功能来简化计算机系统的复杂性，但层次简化功能将大大提高开发模拟器的难度。此外，开发人员在编程过程中主要使用C++或C语言，存在误差大、处理时间长等问题。同时，开发人员在开发模拟器时，经常通过调整现有模拟器来实现目标。这种二次开发不仅影响了开发效率，而且增加了开发成本。

1.2模拟器运行时间太长

运行模拟器时，开发人员需要在时钟周期下记录处理器状态和动态指令的输出结果。由于模拟器运行时，动态指令运行会产生大量的数据信息，极大地影响了模拟速度。例如，SMARTS模拟器的运行速度约为9MIPS，但与主机硬件相比，其运行速度约为4个数量级。虽然SPEC组织改进了这些问题，并开发了评估处理器性能的程序包，在一定程度上提高了模拟技术的可靠性和真实性，但该程序包具有耗时长、模拟速度慢等问题。

1.3模拟器运行精度差

在开发模拟器的过程中，通过确定系统结构中的相关信息，然后在现有的结构中实现和设计模拟器。在此过程中，开发模拟的三个主要环节可能存在误差。在获取相关信息的过程中，如果有误差，开发人员将无法准确判断模拟器的需求。获取准确信息后，如果不注意计算机系统结构中小模块的内容，也会出现误差，直接影响模拟器的设计结果。

2计算机系统结构软件模拟技术优化措施

2.1降低模拟器负载

优化模拟技术主要从以下几个方面进行：2.1.在测试过程中，减少参数输入量。在性能标准的测试环境中，可以建立多套长期固定的参数测试集，如参考输入测试集、训练输入测试集和测试输入参数集。这些数集的建立可以减少参数输入的数量，从而减少模拟器的负荷，使模拟器的性能更加准确，有效地解决了模拟技术精度低的问题。2.1.2集中测试。在使用程序包测试的过程中，包含了很多测试程序，如SPECCPU2000点测试程序和证书测试程序有20多个，这些程序在一定程度上有很大的相关性，因此，开发人员寻找代表每个程序的因素，然后集中测试这个因素，可以有效地减少模拟器的负荷。2.1.3处理测试程序中的部分指令。该方法主要模拟一小部分指令，以优化模拟环境，缩短模拟时间。模拟指令有两种方法，一种是截取连续指令，另一种是采用抽样统计方法选择指令。无论采用哪种方法，都能有效地降低模拟器负载，提高数据模拟的准确性。

2.2控制指令数量

在优化模拟技术的过程中，控制指令的数量主要体现在以下几点：2.2.1直接选取。直接选择是指以所有指令为单位，随意选择，然后将随意选择的指令放置在模拟器中。选择方法为：首先选择M百万指令，然后选择L百万指令，预热这些指令，然后选择Z百万指令，以获得最终执行结果，指令完成后，模拟器对应的信息不会全部消失，为后续模拟工作提供保障，提高模拟效率。2.2.2使用统计学方法选择指令。选择方法为：（1）具有代表性的采样。例如，在使用Simpint进行模拟时，首先要分析测试程序，然后选择一组具有代表性的模拟点，分配模拟点的权重，使模拟结果更加准确。（2）周期采样，首先启动测试程序，在动态状态下，根据周期选择指令，有效控制指令数量，提高模拟精度。

2.3应用任务映射

在应用并行模拟器处理环境映射时，主要指定子任务传输到并行过程的过程。在当前的并行处理环境中，有许多任务映射策略，通常有两种：（1）映射策略可以得到最优解；（2）可以得到相似的值。为了优化系统结构模拟技术，使模拟器模拟过程更加准确，需要根据排队理论、图论和教学计划进行计算，以获得模拟值。在此期间，为了有效缓解数据准确性与时间消耗之间的冲突，学术界利用启发方法和最优算法进一步优化了上述两种方法。这可以简化任务映射模式，从而提高模拟数据的准确性。

3结论

综上所述，提高计算机系统机构软件模拟技术的开发效率，推广应用已成为新软件开发的主要手段。经过以上分析，现阶段在应用模拟技术模拟软件时，仍存在一些技术难点难以解决。基于技术难点，应从模拟器中的指令、负荷、映射等方面入手，提高模拟操作的准确性。因此，只有不断完善计算机系统结构软件模拟技术，才能开发出更高价值的计算机软件。