计算机体系结构论文
对当前的计算机系统来说，计算机体系结构软件的模拟技术是不能缺少的环节，与原系统相比，该技术可在一定程度在减少软件软件产品设计时长，可以说是对当前计算机市场开发非常有有利的工具。下面是学习啦小编给大家推荐的计算机体系结构论文，希望大家喜欢!
计算机体系结构论文篇一
浅谈计算机体系结构软件模拟技术
摘要：对当前的计算机系统来说，计算机体系结构软件的模拟技术是不能缺少的环节，与原系统相比，该技术可在一定程度在减少软件软件产品设计时长，节省了产品设计时所需要的资金，可以说是对当前计算机市场开发非常有有利的工具。可是当前，此计算机体系结构软件模拟还是有一些问题还是需要改进的，包括测试时间、精确度不准确等等都在某种程度上制约了此技术的运用。而且这些问题到现在为止仍存在，虽然有很多的从业人员在不断努力，但然没找到解决的途径。该文在分析计算机体系结构软件模拟技术的发展史的上基础上，把当前技术整理、分类，为今后从来此研究的人员提供一些可靠的建议。
关键字：计算机 结构软件 模拟技术 计算机体系 探讨
伴随科技水平的不断提升，人类对于计算机系统的要求是日渐提高，计算机的动作方式也是呈现多元化发展。截止目前，附着计算机技术发展，其处理器复杂度也在不断提升，单片处理器晶体管数已达10亿。
因为计算机的系统在不断完善、复杂，所制造时花费的时间也会有所延长，且成本提升。而且为保证质量，在这过程中需反复的验证，一般而言需要4-7年时间，成本高。
1 计算机体系结构软件模拟技术的发展情况分析
计算机系统中处理器不断变化而发展起计算机体系结构软件模拟技术。上世纪八十年代中叶，多数计算所使用的系统是数据驱动技术，此技术是对计算机已运行数据进行收集并实施相关命令。在了解到掌握到计算机运行数据基础上对处理器特点、结构分析，发现其中的问题。此技术也被称为：基于命令实施的轮廓静态建模。之后的研究在这基础上提出性能分析模式技术。其结构在设计上，质量有了很大的进步，大减少了成本。本来这项技术已得到了非常广的运用，但无法反映计算机细节内容，适用范围小且精确度不高，所以最后还是要对此技术进行。而计算机体系结构软件模拟技术就是这样产生的。
2 计算机体系结构模拟的分类
因为这个体系结构软件模拟技术研究和开发已有了一定的历史，此技术的特点是多元化。当前使用各类技术体系结构模拟器非常多，大概有几百种且类型复杂。
按照处理器个数分为：单处理器系统模拟、多处理器系统。
按照命令形式可分为：单命令模拟结构、多命令模拟结构。
按照损耗情况可分为：耗能模拟结构、性能模拟结构。
按照模拟器角度分为：开发型模拟结构、运行模拟结构。
3 当前计算机体系结构软件模拟体系所表现出的问题
3.1 简析计算机体系模拟技术
和之前计算机模拟技术对比，此模拟技术的灵活性更强，可在不同级别对计算机系统进行模拟，按使用者需求选择任意详细程度的模拟与复杂程度。此外此模拟技术还可以提供性能预测平均值，且对计算机中动态信息也可被归入至分析的范围中，可分析计算机中动态信息的特点与规律。
基于上述优势，在二十世纪的八十年代末中叶该技术快速主流。通常我们认为此技术有两个部分，即功能性和性能性模拟。
功能性模拟器是对模拟目标体系、结构进行模拟，功能：检验已开发计算机产品体系、结构功能是不是可以满足用户需求，重点在于关注运行数据的正确与否。
至上世纪九十年代末期，执行驱动虽成本较高，但已取代了问题较多驱动跟踪技术成为了主要技术。
3.2 计算机体系结构模拟技术开发所存在的问题
3.2.1 开发难度比较大
因为计算机系统的复杂性，如果要将所有门电路、晶体管等特征全通过软件模拟是无法实现的。一般情况下对计算机系统按层抽象来简化系统的复杂程度，但是往往进行简化后计算机的系统还是比较复杂的，这样对模拟器的开发就提出了一定的要求。
当前系统主要是运用两种语言开发体系结构软件的模拟器(C编程、C++语言)，用这些结构化的品德语言对计算机系统部件功能和行为进行模拟的时候，花费的时间很长而且比较容易出错。这是因为在对计算机体系结构软件模拟器进行开发的时候是在当前基础进行二次开发或改进的，但这种二次或改进开发仍很困难。需要对模拟器进行多次、反复的模拟来增加评估体系结构的可信程度。而这些都加大了模拟器的开发难度
3.2.2 评估新设计时，运用时间长
作为运行程序，模拟器对计算机系统的详细模拟时，等待程度需在周期上记录动态命令运行出的结构和处理器状态。这些数据量是很大的，在一定程度上会降低详细模拟的运行速度。
随着处理器性能的提升、完善，国际组织SPEC为对处理器性能进行评估，发布了新的标准程序包，以此来测试性能。在这些标准化性能测试程序包含了有很多个极大负载性能测试程序，通过各个方面对处理器的性能进行相应的测评。
为保证模拟结果的准确，在模拟器运行标准化性能程序包为一种可用法。针对硬件来说运行慢的模拟速度是负载大的测试程序，会花费过多的时间。根据不同模拟的目的，参考使用输入参数情况下，运用时间有可能需要若干年的时间。这时在体系结构层次中，有许多可以配置的参数，且不会独立影响系统，只需要修改某个参数，需重新运行模拟测试程序。如果想到得到好的计算机体系结构，模拟运行会花费非常长的时间。
4 计算机体系结构软件模拟技术开发的解决方法
4.1 减少相应参数的输入
对于性能测试程序中，一些参数进行合理调整，减少模拟器运行性能测试程序的运行时间。这个方法仍运行测试程序中的所有命令，只运用比较少的参数输入进行相应的模拟运行，并把模拟运行结果代替原有输入参数集的运行结果。此法在很大程度上可提升模拟器运行的数度。
4.2 减少命令数量
合理和科学的选择一些模拟命令，并且对进行标准化的性能测序程度，这类模拟命令的运行结果可以代替最开始的结果。提高模拟的精准度和速度的关键在于如何才能科学、合理的对这些运行命令进行选择。通常有2种方法：
(1)直接选取连续命令，并采用统计法进行命令的抽样选取，方法简单，但缺点是模拟的精度不高;
(2)运用统计法抽样进行，虽精度度高，但操作复杂。
5 结束语
综上所述，随着科技的继续发展，人类对计算机功能不断提出新功能需求。计算机体系结构软件模拟技术也会不断发展，成为软件开发技术的关键。
参考文献
[1]喻之斌,金海,邹南海.计算机体系结构软件模拟技术[J].软件学报,2008(01).
[2]李明树,杨秋松,翟健.软件过程建模方法研究[J].软件学报,2009(03).
计算机体系结构论文篇二
试谈计算机体系结构软件模拟技术
摘 要：随着我国经济的快速发展，信息化水平越来越高，对网络技术的发展要求也就越来越严格，尤其是在计算机功能方面的要求。提高计算机的运行功能有利于计算机在发展过程中不断适用于信息量大幅度增加的现代社会，实现信息快速传输的目标，于是结构软件模拟技术应运而生。软件模拟技术在计算机体系结构上的推广和使用，不仅提高了计算机的运行功能，还加快了计算机软件的开发速度，相比之下，大大节省了计算机软件的开发成本。为了能够对计算机体系结构软件模拟技术有进一步的了解，本文的主旨就是对软件模拟技术开发中存在的问题进行分析，进而分析软件模拟技术在计算机体系结构中的应用，找到有效的解决措施，促进软件模拟技术的发展。
关键字：计算机体系 结构软件模拟技术 分析
虽然软件模拟技术在计算机体系结构上的应用起步较晚，但是已经取得了一定的成就，在现代处理器或计算机系统设计中，体系结构软件模拟技术已成为一个不可缺少的环节。尽管如此，软件模拟技术仍然存在着许多的问题，由于软件模拟技术的开发工艺比较复杂，还需要花费大量的时间对其进行标准测试，所以为了能够让它在计算机体系结构方面的应用能够达到人们对计算机能力日益增长的需求，需要对计算机体系机构软件模拟技术进行分析。
1 计算机体系结构软件模拟技术存在的问题
1.1 软件模拟技术的开发难度比较大
由于计算机的机构极其复杂，当前如果要将计算机里边的晶体管和电路全部通过模拟技术实现是不太现实的操作，所以只能采取结构简化措施，按照一定的层次分配对计算机的体系结构进行简化。但是在同等情况下，计算机体系结构在简化之后依旧相当的复杂，不利于软件模拟技术的开发。所以，为了能够解决计算机体系结构软件模拟技术在应用过程中的这一难题，编程人员经过研究发现可以使用C语言当中的功能语言来开发相对应的模拟软件。这种方式下开发出来的软件和其它方式开发的软件相比，具有明显的优势，比如在使用过程更不容易出错，还可以减少对能源资源以及时间的消耗。当前我国在软件模拟技术开发方面的工作，基本上都是在原本的模拟器基础上开始的，并没有严格遵守从最开始的步骤出发的要求，由于软件模拟技术的复杂性，让许多开发出来的软件在推广使用之前受到广大用户的质疑。因此在软件模拟技术的开展工作上，需要加大对软件设计的力度，以提高软件运行的准确性。
1.2 模拟器的设计时间长
计算机主机上的一大重要运行程序就是模拟器，在模拟运行系统运行过程的时候，记录处理器运行的状态一般都是利用时钟级别以上的记录器。在这种状态下包含大量的数据在当中，在模拟运行速度方面产生了直接的影响。目前我国最快的模拟器运行速度远远慢于计算机主机的硬件运行速度，通过软件模拟技术让处理器的运行速度不断提高，为能够同时提高软件模拟技术的测试运行性能，相关组织也相应的发布了测试标准程序，解决因测试耗费的时间过长而引起的低工作效率问题。
1.3 软件模拟技术中模拟器的运行结果有待提高
当前我们主要把计算机体系结构模拟器开发的主要过程分为三个阶段，其一是目标体系的构建，其二是模拟器结构的设计，其三是模拟器的实现。这三个阶段中目标体系的构建主要是针对迷你软件的开发，是它开发过程中的一个重要环节，但是在运行结果方面存在很大的缺陷。第二个阶段出现的问题主要体现在它的细节方面，虽然这个过程中能够对计算机的体系结构目标具有比较明确的理解，但是容易出现细节性的错误。综上所述，软件模拟技术在测试运行结果的时候需要特别注意一些运行方面的错误，避免给模拟器运行的结果带来严重的影响。
2 提高计算机体系结构软件模拟技术的有效措施
2.1 相应的减少模拟器运行的参数
为了能够提高计算机的运行速度，可以针对计算机的运行过程是用一些具有代表性的测试参数，并适当对一些模拟器的测试程序进行修改，以减少模拟器运行的参数，提高模拟器运行的测试效果，节约程序测试的使用时间。可以随意选去一些模拟器的运行参数，将它们设置在模拟器设置中，执行的结果为最终结果，如果参数的讯息可以在模拟器中找到对应的结果，则可以将其参数保存，反之则可以进行删减。通过减少运行参数的方式，不仅提高了运行的速度，还可以减少测试过程的误差，降低错误率，提高软件模拟技术在计算机体系结构方面的运用。
2.2 减少模拟器运行指令的数量
计算机作为当代社会信息传播的主要方式之一，在运行过程中需要消耗大量的数据，所以如果要对其运行过程进行全面的模拟，需要在程序中添加大量的运行指令来满足要求，而这些指令也正是运行耗费大量时间的关键所在。所以，为了能够很好的解决这一弊端，随着我国科学技术的不断进步，以及对软件模拟技术的深入研究，发现如果采用全部的指令来完成软件的模拟工作是行不通的，但是如果只是采用其中的部分指令，让这部分指令的运行过程来代替全部指令的运行过程，将让模拟效果大幅度提高。因此同时也面临着一个重要难题，在众多的指令中应该如何取舍才能完美的取代全部指令的运行过程。在做出指令选择的时候需要了解各指令之间的差异，对它的运行效果有所了解，然后进行筛选，在保证不直接影响模拟效果的前提下，选出具有代表性的指令。当前主要的指令选择方式有两种，一个是直接选择指令，另一个是通过统计学的方式对指令进行选择。
3 结语
随着我国信息的传输量大幅度提高，对计算机体系结构要求的提出的更高要求，软件模拟技术被大量的推广和应用，在计算机的发展过程中起到重要作用，对这项技术进行分析就是为了能够促进这项技术更好的发展。
参考文献
[1]李明树，杨秋松，翟健.软件过程建模方法研究[J].软件学报，2009(03).
[2]许建卫，陈明宇，杨伟，潘晓雷，郑规，赵健博，孙凝晖.计算机体系结构模拟器技术和发展[J].系统仿真学报， 2009(20).
[3]王杰生，李舟军，李梦君.用描述逻辑进行语义Web服务组合[J].软件学报， 2008(04).
计算机体系结构论文篇三
浅谈计算机网络体系结构
摘要：随着信息技术及其应用的迅猛发展，人类已经进入了网络时代，人们也开始关注于网络体系结构。网络体系结构是指通信系统的整体设计，它为网络硬件、软件、协议存取控制和拓扑提供标准。
关键词：OSI参考模型;TCP/IP参考模型与协议;TCP/IP协议簇我们把计算机网络的层次划分及各层协议的集合称为计算机网络体系结构，简称网络体系结构。换句话说，所谓网络体系结构是指整个网络系统的逻辑结构和功能划分，它包含了硬件和软件的组织与设计所必须遵守的规定。计算机网络采用分层结构还有利于交流、理解和标准化。在网络发展过程中，已建立的网络体系结构很不一致，互不相容，难以相互连接。为了使用网络系统标准化，国际标准化组织在20世纪80年代初正式公布了一个网络体系结构模型作为国际标准，称为开放系统互连参考模型。
一、 网络协议
计算机之间进行数据通信仅有传送数据的通路是不够的，还必须遵守一些事先约定好的规则，由这些规则明确所交换数据的格式及有关等问题。计算机网络协议就是通信的实体之间有关通信规则约定的集合。只有遵守这个约定，计算机之间才能相互通信和交流。网络协议由3个要素组成，即：
(1) 语法，即控制信息或数据的结构和格式。(2) 语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及何种应答。(3) 同步，即事件实现顺序的详细说明。
二、 OSI参考模型
开放系统互连参考模型OSI/RM是抽象的概念，而不是一个具体的网络。它将整个网络的功能划分成7个层次，由下到上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。每层都有它的功能以及会自动完成一定的功能。两个终端通信实体之间的通信必须遵循这7层结构。发送进程发送给接收进程的数据，实际上是经过发送方各层从上到下传递到物理介质;通过物理介质传输到接收方后，在经过从下到上各层的转递，最后到达接收进程。在这里我简单地说一下各层的功能：
(1) 物理层：物理层是整个OSI参考模型的最低层，它为数据链路层提供透明传输比特流的服务。
(2) 数据链路层：数据链路层是OSI参考模型的第二层，它主要的功能是实现无差错的服务。
(3) 网络层：网络层是OSI参考模型的第三层，它解决的是网络与网络之间，即网际的通信问题。
(4) 传输层：传输层是OSI参考模型的第四层，它主要功能是完成网络中不同主机上的用户或进程之间可靠的数据传输。
(5) 会话层：会话层是OSI参考模型的第五层，其主要功能是组织和同步不同的主机上各种进程间的通信。
(6) 表示层：表示层是OSI参考模型的第六层，其主要功能是解决用于信息语法的表示问题。
(7) 应用层：应用层是OSI体系结构的最高层次，它直接而面向用户以满足用户的不同需求。在整个OSI参考模型中，应用层是最复杂的，所包含的协议也是最多的。
三、 TCP/IP参考模型与协议
由于历史的原因，现在得到广泛应用的不是OSI 模型，而是TCP/IP协议。TCP/IP协议最早起源于1969年美国国防部赞助研究的网络世界上第一个采用分组交换技术的计算机通信网。它是网络采用的标准协议。网络的迅速发展和普及，使得TCP/IP协议成为全世界计算机网络中使用最广泛、最成熟的网络协议，并成为事实上的工业标准。TCP/IP协议模型从更实用的角度出发，形成了具有高效率的4层体系结构，即主机网络层、网络互联层、传输层和应用层。在这里我简单地说一下各层的功能：
(1) 网络接口层：网络接口层是模型中的最低层，它负责将数据包透明传送到电缆上。
(2) 网络互联层：网络互联层是参考模型额第二层，它决定数据如何传送到目的地，主要负责寻址和路由选择等工作。
(3) 传输层：是参考模型额第三层，它负责在应用进程之间的端与端通信传输层主要有两个协议，即传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。
(4) 应用层：应用层位于TCP/IP协议中的最高层次，用于确定进程之间通信的性质以满足用户的要求。
OSI与TCP/IP比较
1、 OSI参考模型与TCP/IP参考模型的对照关系
OSI参考模型与TCP/IP参考模型都采用了层次结构，但OSI采用的是7层模型，TCP/IP是4层结构。TCP/IP参考模型的网络接口层实际上并没有真正的定义，只是一些概念性的描述。而OSI参考模型不仅分了两层，而且每一层的功能都很详尽。TCP/IP的互联层相当于OSI参考模型网络层中的无连接网络服务。OSI参考模型与TCP/IP参考模型的传输层功能基本类似，都是负责为用户提供真正的端到端的通信服务，也对高层屏蔽了底层网络的实现细节。所不同的是TCP/IP参考模型的传输层是建立在互联层基础之上，而互联层只提供无连接的服务，所以面向连接的功能完全在TCP协议中实现，当然TCP/IP的传输层还提供无连接的服务，如UDP;相反OSI参考模型的传输层是建立在网络层基础之上的，网络层即提供面向连接的服务，又提供无连接服务，但传输层只提供面向连接的服务。
在TCP/IP参考模型中，没有会话层和表示层，事实证明，这两层的功能确实很少用到，因此，OSI中的这两层次的划分显得有些画蛇添足。
四、 TCP/IP协议簇
TCP/IP实际上是指作用于计算机通信的一组协议，这组协议通常被称为TCP/IP协议簇。TCP/IP协议簇包括了地址解析协议ARP、逆向地址解析协议RARP、网络协议IP网际控制报文协议ICMP、用户数据报协议UDP、传输控制协议TCP、超文本传输协议HTTP、文件产生协议FTP、简单邮件管理协议SMTP、域名服务协议DNS、远程控制协议TELNET等众多协议。协议簇的实现是以协议报文格式为基础，完成对数据的交换和传输。
五、网络层相关协议
网络层中含有4个重要的协议：IP协议、因特网控制信息协议ICMP、地址解析协议ARP和反向地址解析RARP。IP协议是TCP/IP协议簇中最为核心的协议。所有的TCP\UDP\ICMP及IGMP数据都以IP数据分组的格式传输。IP协议提供一种不可靠、无连接的数据分组传输服务。
六、传输层相关协议TCP/IP协议簇在传输层提供了两个：TCP/UDP。TCP和UDP是两个性质不同的通信协议，主要用来向高层用户提供不同的服务。两者都使用IP协议作为其网络层的传输协议。TCP和UDP的主要区别在于服务的可靠性。TCP是高度可靠的，两者的这种本质区别也决定了TCP协议的高度复杂性，因此需要大量的开销，而UDP却由于它的简单性获得了较高的传输效率。TCP/UDP都是通过端口来与上层进程进行通信。
总结:〖HT〗对OSI参考模型和TCP/IP模型的整个体系及每层的主要工作进行了详细介绍和对比，并对TCP/IP模型中的主要协议和重要知识点进行了详尽讨论。网络体系结构是错综复杂的网络世界必须遵守的网络标准，而OSI参考模型和TCP/IP模型则是典型的代表，因此网络体系结构的掌握对于我们更好地认识计算机网络提供帮助。
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