軟件體系結構范文第1篇
1 軟件體系結構模式的現狀
1.1 缺乏對軟件體系結構模式知識的了解
軟件體系結構模式作為一種最新的技術, 目前正處于不斷地發展階段, 在這一階段對軟件體系的理解需要一個長足發展的過程。當前無論是軟件開發人員還是軟件使用者, 對于軟件體系結構都沒有一個清楚地認識, 比如在對計算機語言 (C++或Visual Basic) 的基礎知識的理解不足就會在代碼設計及使運用難以達到效果, 特別是關于軟件架構與軟件結構模式這兩個概念, 都很難有一個清楚的認識了解, 對于其使同一種意思的理解在軟件開發上容易對開發商造成極大地困惑。不利于軟件的開發使用。
1.2 軟件體系結構模式老化, 缺乏創新
隨著計算機技術的不斷發展, 軟件結構的規模不斷加大, 而軟件體系也越來越復雜化, 所以老化的軟件體系結構模式使得對一些軟件的利用滿足不了需求。軟件結構模式的不斷開發運用需要在創新的基礎上不斷提高。比如, 在軟件模式的開發利用上, 由于缺乏對軟件模式的創新, 導致軟件模式的利用的得不到大力推廣, 從而造成軟件模式的老化, 軟件系統也可能因其無法更新而導致癱瘓。
1.3 缺乏軟件體系結構模式開發人員
對于一種新技術的開發最重要的就是開發人員的大力培養。當前在軟件開發技術上缺乏高技術創新人員, 使得軟件體系結構模式老化而得不到改進, 這樣在對于軟件開發的各個階段, 比如理清問題、需求分析、軟件設計、軟件實測等方面沒有有效的檢測技術人員, 使得軟件體系模式利用難以展開投入。在計算機領域軟件高技術開發人員的培養是滿足用戶需求、跟進發展步伐的關鍵。
2 優化軟件體系結構模式的相關策略及具體應用
2.1 掌握軟件體系結構模式基本知識
加大對軟件體系結構模式知識的精確了解, 是軟件體系結構模式創新的根本所在。在當前科學技術不斷發展進步的社會中, 無論是對與一中技術的開發還是利用都應對其概念有深刻的了解。比如, 常見的軟件體系結構模式有Data flow, Call return等五中, 相關人員只有對其結構用途有了基本的了解之后, 才能更好的加以利用。因此, 在軟件體系結構模式的開發創新上就需要加大技術人員對軟件體系結構模式知識的精確了解, 這就需要技術人員在的培訓學習階段認真有效地了解軟件模式, 比如對于架構與模式有清晰地區分, 理清兩者之間的共同與不同之處, 才能更好的完成軟件結構體系模式的探析。
2.2 開發創新的軟件體系結構模式, 提高使用率
不斷有效地開發創新軟件體系結構模式, 就需要在平時的工作實踐經驗中建立一種形式化模式體系結構。比如, 在對Service Oriented Architecture (SOA) 這種最新程序模式的開發中, 就需要技術人員發揮其創新能力, 使各個部件實現低耦合以靈活滿足用戶需求。在最新軟件體系的開發上, 要學會充分理解與其相同的結構模式, 使用相似的體系結構模式, 并從中找出不同的因素加以改進研究。通過對軟件體系結構的不斷探究和使用, 能夠使最新軟件開發的復雜過程變得簡單、精巧, 從而減少開發過程中重復使用的設計步驟, 并且軟件體系結構模式也是開發人員在不斷地經驗總結下而為軟件體系提供的最新經驗標準, 提取相關軟件的共同方面加大研究不同方面的結構體系, 從而構建新的軟件系統, 這樣不僅節省了研究中所需的時間, 而且有利于在開發的過程中利用其它有效地科技經驗。形成一種獨立的形式化工具, 不斷加強開發創新軟件體系結構新模式。
2.3 增加投入, 大力培養軟件體系結構模式開發人員
要大力培養軟件體系結構模式開發人員, 就需要企業在研究上增加投入。開發人員的培養是軟件體系結構模式開發創新的關鍵所在。這種方法的目的就是要提高軟件模式的投入使用效率, 即運用高素質、高技術的人才, 這就需要企業增加在學習、技術上的投入, 不僅如此還應給與其在實踐方面的設備投入, 讓他們在進入工作之前有很好的實踐經驗, 這樣就不會導致軟件體系模式開發創新人員只會紙上談兵, 而無法進入有效地工作了。
3 結論
總而言之, 在當前階段軟件體系結構模式的開發與利用上存在諸多的問題, 從加大開發投入和技術人員的創新中考慮改善軟件體系結構模式是非常有效的。而軟件體系結構的創新在科技不斷發展的今天作為一項重要內容, 還需要相關人員在促進模式改進方法上不斷思考, 找到合理的解決方案。掌握軟件體系結構模式的基本知識;不斷開發創新型的軟件體系結構模式, 提高使用率;增加投入, 大力培養軟件體系結構模式開發人員等方法, 希望相關人員給與全方位的思考, 如何做到軟件體系結構模式的創新利用, 是當前技術人員需要關注的重點。
摘要：本文基于工作實踐, 分析了當前軟件體系結構模式存在的問題, 并著重介紹了掌握軟件體系結構模式基本知識;不斷開發創新軟件體系結構模式;增加投入, 培養軟件體系結構模式技術人員等相關策略及具體應用, 希望相關人員加以借鑒和思考, 為我國軟件體系結構模式的最新研究創造良好的環境。
關鍵詞：軟件體系,結構模式,模式創新
參考文獻
[1]孫昌愛, 金茂忠, 劉超.軟件體系結構研究綜述[J].軟件學報, 2002 (7) .
[2]張友生, 李雄.軟件開發模型研究綜述[J].計算機工程與應用, 2006 (3) .
軟件體系結構范文第2篇
同步是數字通信系統中相對復雜而又不可缺少的環節, 其性能的好壞直接影響著整個系統的有效性和可靠性。Chirp擴頻 (Chirp Spread Spectrum, CSS) 是一種掃頻擴頻技術, 它具有抗衰落、抗截獲、抗頻偏能力強和系統功耗低等特點[1,2], 采用分數階傅里葉變換 (Fractional Fourier Transform, FRFT) 是近年來興起的一種新型非相干解調方法, 本文分析其同步需求設計了前導序列檢測和基于包絡檢測的早遲鎖相環同步方案。該方案簡便易行、收斂速度快、對噪聲不敏感, 可用于FRFT-CSS系統的實際應用中。
1 FRFT-CSS系統介紹
CSS系統采用線性調頻信號 (Linear Frequency Modulation, LFM或Chirp) 作為載波, 其一般數學模型為:
x (t) =A·exp{j (2πf0t+πkt2+φ0) }·h (t) 。
式中, A為幅度;f0為初始頻率;φ0為初始相位;k為調頻率;h (t) 為時長為T的窗函數, 且-T/2<t≤T/2。FRFT-CSS采用正負調頻率調制, 即發“1”碼時, 調頻率k的符號取正;發“0”碼時, 調頻率k的符號取負。
Chirp信號是一種非平穩信號, 采用傳統的Fourierg變換無法完全體現出其頻域特點。理論研究表明, 對于調頻率為k的Chirp信號當階次p=2π·arccot (-k) 時, 其FRFT呈現為一沖擊函數[3,4], p稱為該Chirp信號的匹配階次。FRFT-CSS系統利用該能量聚集特性對接收信號進行解調。設p1p0分別為“1”“0”碼對應的匹配階次, 則對輸入信號分別進行p1p0階次的FRFT變換, 對2次變換結果最大幅值|Yp1 (u) |及|Yp0 (u) |比大判決:若|Yp1 (u) |>|Yp0 (u) |, 則判決為“1”;若|Yp1 (u) |<|Yp0 (u) |, 則判決為“0”。其中, 同步模塊的作用是正確判斷信號的到來, 準確地找到碼元的間隔點, 將一個完整的碼元信號送入解調器。
FRFT-CSS系統在理想同步的情況下誤碼率為[5]Pe=1/2·exp{-1/ (2r2) }, 比相干解調性能損失1.5 dB。FRFT-CSS具有一定的抗噪聲和抗干擾能力, 在線性調頻干擾環境中其性能要優于DSSS。
2 同步方案
與其他擴頻體制相比, FRFT-CSS的優勢在于其解調的非相干性所導致的同步模塊的簡化。同步系統的簡化不但降低了系統的實現難度, 而且縮短解調時間, 能夠在掃頻擴頻的基礎上實現快速跳頻功能, 進一步提高抗干擾能力。由于系統設計為以信息幀為單位傳輸的數字系統, 同時由于非相干性避免了載波恢復, 因此其同步模塊只包括幀同步和定時同步2部分。
幀同步用于指示收信端一幀信息的到來, 可采用一種基于前導序列檢測的方案, 該方法屬于一種開環外同步法。前導序列 (同步頭) 要求具有比較優良的相關性, 而且周期要短, 便于滑動相關器在允許的時間內通過各種可能的狀態從而完成同步的捕獲。在仿真實驗中, 前導序列采用2個周期為7 bit的m序列, 接收端通過滑動相關的方法捕獲。將選定的前導序列采用2DPSK調制在與信號載頻相同的頻點f0上。選用差分編碼調制主要考慮2點:① 采用差分調制可以避免絕對相位調制中容易出現的180°相位模糊問題;② 在接收機的同步檢測過程中可以采用非相干的差分檢測方法。避免了對檢測前導序列進行載波恢復。
采用雙向滑動相關法對m序列進行串行檢測, 捕獲概率為[6]PD=1/·2erfc[ (δ- (3L-1) /4) /σ]。在信噪比為8 dB (噪聲標準差σ=1.528) 條件下, 設捕獲的判決門限δ=L/2, 則周期L=7的PN碼捕獲概率為93%, 根據或事件的概率原理不難得出系統采用2組PN碼的捕獲概率為95.1%;采用前導序列的開銷時間關系到信息的傳送效率, 若采用5.3 kbps的碼激勵線性預測技術 (CELP) 的G.723協議來進行語音傳送, 并假設發信雙方的平均呼叫時間為2 s, 則發射機每發射一次的數據量約為10.6 kbit, 同步占用信道的開銷時間比為0.13%。
幀同步能將定時誤差控制在半個碼元間隔之內, 可作為定時同步的初步捕獲過程 (粗同步) 。此外, 由于發信機和收信機的采樣頻率不能完全一致, 在信號持續一定時間后采樣誤差的積累造成接收機在一個碼元間隔時間內的樣值增多或減少。因此, 為了獲得更加精確的定時同步 (同步跟蹤) 還必須在解調信號的過程中不停地進行位定時調整。
基于包絡檢測的早遲門鎖相是一種外同步方法, 發送端在信息調制后通過升余弦包絡調制將定時信息加載在載波幅度上;接收端檢測接收信號, 將恢復出的包絡送入早遲門鑒相器并通過定時估計獲得同步跟蹤。
由于早遲門鎖相環是一種最大似然準則的估計器, 因此該方案具有同步精度高, 對噪聲大小不敏感的特點;另一方面, 由于每個碼元均包含同步信息, 未加包絡調制的BPSK基帶信號只有在“1”“0”交替時才具有定時信息, 因此收斂速度提高了1倍。同步器調整步長分別為2、3、4時的收斂過程, 如圖1所示。從圖1中可見, 在步長同為2時同步器的收斂時間為BPSK基帶信號的一半。
3 系統實現
為驗證同步方案在實際系統中的工作有效性和可靠性, 本文采用上述FRFT-CSS調制解調和同步方案構建無線信道下的半實物仿真平臺。系統設計為單工模式, 發信端在PC機上編程實現。收信端由于解調FRFT算法運算量較大, 選用處理能力強、精度高的TI TMS320C6713 浮點DSP評估板作為同步和解調處理核心。
接收機軟件設計中采用大小相等 (N) 的3級緩存 (L1、L2、L3) 的結構:L1為信號采樣緩存;L2、L3為同步緩存。L2、L3采用運行高效的循環尋址乒乓結構緩存器, 數據的訪問只需對存儲器指針進行循環自增和循環自減操作而不需要移動數據, 提高了儲器的訪問速度。循環尋址的數據緩存結構如圖2所示。L2、L3實際上均為2組存儲器:二組為信號;另一組為檢測的信號包絡, 兩者在物理存儲器上地址相鄰, 圖2中顯示由虛線分隔。dataWt和dataRd分別為寫數據指針和讀數據指針, 在程序初始化時二者初始值指向同一位置。在位同步的定時調整過程中, dataRd在L2、L3的地址中循環移動, 尋找最佳碼元定時分隔點;dataWt在如圖示的環形存儲器A、B兩點間切換。
接收機同步和解調的程序設計可分為寫數據過程和讀數據過程。程序在寫數據時, 經由采樣緩存L1將一個碼元 (N點) 樣值寫入同步緩存L2、L3的dataWt位置, 同時指針自動指向下一位置dataWt+N。在信號的一個碼元時間內程序完成同步調整和解調處理, 同時L1中積累了下一碼元樣值;程序讀數據比寫數據滯后一個節拍, 接收機從數據讀指針dataRd處讀入一個碼元的數據, 檢測其包絡并送入早遲門鎖相環, 根據鑒相差調整下一碼元讀取位置, 因此dataRd將在L2、L3的范圍內前后循環移動。此時, 經過調整的信號若尚未捕獲同步頭 (即未獲得幀同步) 則進行串行相關檢測, 否則送入解調器進行非相干的信息解調。程序依此循環進行, 實時解調所有接收信號, 接收機的同步流程如圖3所示。
4 結束語
采用FRFT解調的CSS是一種非相干的擴頻技術, 易在掃頻擴頻的基礎上實現跳頻工作, 形成抗干擾能力更強的二維擴頻系統, 能應用在快速跳頻、軍事抗干擾通信等領域中。本文針對該技術設計的同步方案收斂速度快, 同步概率較高, 實現難度小。通過在DSP器件上建立了半實物仿真平臺, 驗證了方案的可行性。該平臺工作在中頻800 Hz, 頻率范圍為600～1 000 Hz, 帶寬為400 Hz, 擴頻增益為13 dB, 在未采用各種抗衰落和抗干擾技術的條件下工作良好。
參考文獻
[1]SARNI Y, SADOUNR, BELOUCHRANI A.Onthe Application of Chirp Modulation In Spread Spectrum Communication Systems[C].Algeria:International Symposium on Signal Processing andits Application (ISSPA) , 2001:13-16.
[2]TSAI Y R, CHANG Jin-fu.The Feasibility of Combating Multipath Interference by Chirp Spread Spectrum Techniques over Rayleigh and Rician Channels[C].Taiwan:Proceedings of IEEE Third International Symposium on Spread Spectrum Techniques and Applications, 1994:282-286.
[3]OZAKTAS H M, BARSHAN B, MENDLOVIC D, et al.Convolution, Filtering and Multiplexing in Fractional Fourier Domains and Their Relation to Chirp and Wavelet Transforms[J].Opt.Soc.Amer.1994, 11 (2) :10-20.
[4]陶然, 齊林, 王越.分數階Fourier變換的原理域應用[M].北京:清華大學出版社, 2004.
[5]夏振, 劉榕.基于FRFT的CSS-BOK系統誤碼性能研究[C].北京:中國通信學會國防通信委員會第五屆年會論文集, 2008:91-94.
軟件體系結構范文第3篇
隨著軟件系統的復雜性日益增強, 軟件項目的管理難度日益突出。軟件體系結構作為一個重要的研究領域, 系統地、抽象地反映了軟件系統的風格、功能、特征、屬性。軟件體系結構風格是影響軟件質量的重要因素。對于不同領域、不同屬性的軟件系統, 選取適當的風格是十分重要的。本文從以下幾個方面來綜述軟件體系結構風格的選取方法。論文的第二節解釋了常用的一些術語, 有助于理解文中其它內容。論文的第三節介紹了兩種選取軟件體系結構風格的方法。
2 術語
2.1 軟件體系結構
軟件體系結構 (Software Architecture, 簡稱SA) 這個術語, 目前業內尚無統一的定義。這是由于SA的復雜而使得它的研究還在不斷發展中?，F列舉幾種重要的定義。
軟件工程協會 (Software Engineering Institute, 簡稱SEI) [1]將其定義為:“程序或計算機系統的軟件體系結構是這個程序的結構或這個系統的結構, 它是由軟件構件、這些構件的外部可見屬性以及構件間的關系組成的”。
Shaw和Garlan認為:“程序被劃分成模塊, 計算機系統有結構, 程序員就得為模塊間的交互和模塊間組合的全局屬性負責”。
Booch et al這樣定義:“一個系統或系統的集合包含了軟件體系結構的設計決策和組成系統的構件間的交互。這些決策決定了系統成功的條件。設計決策也指示出了開發、支持、維護系統的基本的概念性原理”。
2.2 軟件體系結構風格
與軟件體系結構類似, 軟件體系結構風格的表述也有多種。較為重要的定義有如下幾種。
Shaw這樣定義:“體系風格不僅決定了應用這一風格的實例所采用的組件和連接器, 還決定了這些組件和連接器合并起來所需滿足的一系列限制條件”。
Clements[2]認為:“系統模型是不同成分的集合且包含了成分間交互的規則”。
Albin[3]認為:“系統模型是一個超級模型, 通過成分和它們之間的聯系來定義基于這種風格的系統?？偠灾? 這些成分就是參數和受限的限制, 而這些聯系又決定了這些成分怎樣組合起來”。
3 軟件體系結構風格的選取
軟件體系結構的風格有多種, 如管道-過濾器風格、客戶-服務器風格等。不同的軟件系統需選取不同的風格, 可能選取一種風格, 也可能選取幾種風格的集合體。雖然每種軟件體系結構風格的優勢和劣勢在一些文獻中有詳細的探討, 但是這些優勢或劣勢在特定領域的軟件系統中所占的比重也沒有確切的數據, 而且隨著軟件架構者的實驗研究的逐步深入, 某些軟件體系結構風格也需要修正。所以, 軟件架構者們往往會依靠直覺來選取軟件的某一種風格。
為了讓軟件架構者作出準確的決定, Shahrouz Moaven、Jafar Harbibi[4]等人提出一種基于模糊積分理論的決策支持系統 (Decision Support System, 簡稱DSS) 方法, 更科學、更有效地選取特定軟件系統適合的風格。其具體選取過程如下:DSS主要由6個部分組成。
第一部分:領域倉庫。存儲了不同領域下各種質量屬性的重要性程度。此外, 在應用DSS進行決策分析后, 該倉庫中的信息也可被更新。
第二部分:風格倉庫。存儲了項目所采用的風格和模式以及不同風格中的質量屬性所處的級別。此外, 該倉庫也包含了存儲、查詢、更新軟件系統采用的并且是經過實驗證實的體系風格的方法。與領域倉庫一樣, 在DSS過程分析后, 其中的風格信息也可被更新。
第三部分:規則庫。其中包含了軟件所采用的風格中的質量屬性彼此間的聯系。規則庫里的規則是由前兩部分抽取出來的。
第四部分:工具。這部分應用了模糊積分理論。把軟件系統中的風格、質量屬性、重要程度分別映射成模糊積分定義中對應的部分, 并加以計算。計算所得結果作為Choquet積分的系數, 應用到特定的風格中, 最終通過積分工具可以得出每種軟件體系結構風格對于某個項目需求, 所能夠滿足的程度。
第五部分:決策制定者。這部分的功能是收發DSS內各部分的信息, 根據工具計算出的結果, 決定選取某一種風格或某幾種風格的結合體來解決當前問題。這部分的另一功能是如果某個問題選取的是幾種風格的結合體, 則把這種“結合體”放到風格倉庫中。
第六部分:用戶界面。這部分從用戶接收有關質量屬性重要性的信息, 向用戶顯示DSS分析后采用的風格。
上述這種選取方法取決于組織的經驗, 把以往的一些項目經驗分類存儲到不同的倉庫里, 進行模糊積分處理, 最終選取出某種風格。
還有其他選取方法, 比如M.Galster等人提出的一種SYSAS方法 (即Systematic Selection of Software Architecture Styles) 。他們選取五種特定系統常用的風格作比較, 把體系結構分解成四種不同的組件--數據組件、過程處理組件、連接器、子系統, 每種組件有對應的屬性, 然后在總表中列出每種組件在作者選取的五種風格中重要性的量化的數據。再用層次分析法 (Analytic Hierarchy Process, 簡稱AHP) 對組件的屬性進行成對比較。由AHP方法計算機四種組件的優先級向量。再用加權分數法 (Weighted Scored Method, 簡稱WSM) 算出每種組件屬性的總分, 最終選取適當的軟件體系結構風格。
4 結論
軟件體系結構風格與軟件系統的質量密切相關。但是對風格的選取的研究有待于進一步深入。不同風格的集成的方法也處于起步階段, 這也加大了風格選取的難度。
參考文獻
[1]Bass, L., Clements, P., Kazan R.Software Architecture in Practice[M].Addison-Welsey, 1998.
[2]Clements, P.Bass, L.Garlan等.documenting Software Architectures:Views and Beyond.Addison Wesley, 2002.
[3]Albin, S.T..The Art of Software Architecture:Design Methods andTechniques[M].John Wiley&Sons, 2003.
軟件體系結構范文第4篇
因為計算機的系統在不斷完善、復雜, 所制造時花費的時間也會有所延長, 且成本提升。而且為保證質量, 在這過程中需反復的驗證, 一般而言需要4-7年時間, 成本高。
1 計算機體系結構軟件模擬技術的發展情況分析
計算機系統中處理器不斷變化而發展起計算機體系結構軟件模擬技術。上世紀八十年代中葉, 多數計算所使用的系統是數據驅動技術, 此技術是對計算機已運行數據進行收集并實施相關命令。在了解到掌握到計算機運行數據基礎上對處理器特點、結構分析, 發現其中的問題。此技術也被稱為:基于命令實施的輪廓靜態建模。之后的研究在這基礎上提出性能分析模式技術。其結構在設計上, 質量有了很大的進步, 大減少了成本。本來這項技術已得到了非常廣的運用, 但無法反映計算機細節內容, 適用范圍小且精確度不高, 所以最后還是要對此技術進行。而計算機體系結構軟件模擬技術就是這樣產生的。
2 計算機體系結構模擬的分類
因為這個體系結構軟件模擬技術研究和開發已有了一定的歷史, 此技術的特點是多元化。當前使用各類技術體系結構模擬器非常多, 大概有幾百種且類型復雜。
按照處理器個數分為:單處理器系統模擬、多處理器系統。
按照命令形式可分為:單命令模擬結構、多命令模擬結構。
按照損耗情況可分為:耗能模擬結構、性能模擬結構。
按照模擬器角度分為:開發型模擬結構、運行模擬結構。
3 當前計算機體系結構軟件模擬體系所表現出的問題
3.1 簡析計算機體系模擬技術
和之前計算機模擬技術對比, 此模擬技術的靈活性更強, 可在不同級別對計算機系統進行模擬, 按使用者需求選擇任意詳細程度的模擬與復雜程度。此外此模擬技術還可以提供性能預測平均值, 且對計算機中動態信息也可被歸入至分析的范圍中, 可分析計算機中動態信息的特點與規律。
基于上述優勢, 在二十世紀的八十年代末中葉該技術快速主流。通常我們認為此技術有兩個部分, 即功能性和性能性模擬。
功能性模擬器是對模擬目標體系、結構進行模擬, 功能:檢驗已開發計算機產品體系、結構功能是不是可以滿足用戶需求, 重點在于關注運行數據的正確與否。
至上世紀九十年代末期, 執行驅動雖成本較高, 但已取代了問題較多驅動跟蹤技術成為了主要技術。
3.2 計算機體系結構模擬技術開發所存在的問題
3.2.1 開發難度比較大
因為計算機系統的復雜性, 如果要將所有門電路、晶體管等特征全通過軟件模擬是無法實現的。一般情況下對計算機系統按層抽象來簡化系統的復雜程度, 但是往往進行簡化后計算機的系統還是比較復雜的, 這樣對模擬器的開發就提出了一定的要求。
當前系統主要是運用兩種語言開發體系結構軟件的模擬器 (C編程、C++語言) , 用這些結構化的品德語言對計算機系統部件功能和行為進行模擬的時候, 花費的時間很長而且比較容易出錯。這是因為在對計算機體系結構軟件模擬器進行開發的時候是在當前基礎進行二次開發或改進的, 但這種二次或改進開發仍很困難。需要對模擬器進行多次、反復的模擬來增加評估體系結構的可信程度。而這些都加大了模擬器的開發難度
3.2.2 評估新設計時, 運用時間長
作為運行程序, 模擬器對計算機系統的詳細模擬時, 等待程度需在周期上記錄動態命令運行出的結構和處理器狀態。這些數據量是很大的, 在一定程度上會降低詳細模擬的運行速度。
隨著處理器性能的提升、完善, 國際組織SPEC為對處理器性能進行評估, 發布了新的標準程序包, 以此來測試性能。在這些標準化性能測試程序包含了有很多個極大負載性能測試程序, 通過各個方面對處理器的性能進行相應的測評。
為保證模擬結果的準確, 在模擬器運行標準化性能程序包為一種可用法。針對硬件來說運行慢的模擬速度是負載大的測試程序, 會花費過多的時間。根據不同模擬的目的, 參考使用輸入參數情況下, 運用時間有可能需要若干年的時間。這時在體系結構層次中, 有許多可以配置的參數, 且不會獨立影響系統, 只需要修改某個參數, 需重新運行模擬測試程序。如果想到得到好的計算機體系結構, 模擬運行會花費非常長的時間。
4 計算機體系結構軟件模擬技術開發的解決方法
4.1 減少相應參數的輸入
對于性能測試程序中, 一些參數進行合理調整, 減少模擬器運行性能測試程序的運行時間。這個方法仍運行測試程序中的所有命令, 只運用比較少的參數輸入進行相應的模擬運行, 并把模擬運行結果代替原有輸入參數集的運行結果。此法在很大程度上可提升模擬器運行的數度。
4.2 減少命令數量
合理和科學的選擇一些模擬命令, 并且對進行標準化的性能測序程度, 這類模擬命令的運行結果可以代替最開始的結果。提高模擬的精準度和速度的關鍵在于如何才能科學、合理的對這些運行命令進行選擇。通常有2種方法:
(1) 直接選取連續命令, 并采用統計法進行命令的抽樣選取, 方法簡單, 但缺點是模擬的精度不高;
(2) 運用統計法抽樣進行, 雖精度度高, 但操作復雜。
5 結束語
綜上所述, 隨著科技的繼續發展, 人類對計算機功能不斷提出新功能需求。計算機體系結構軟件模擬技術也會不斷發展, 成為軟件開發技術的關鍵。
摘要：對當前的計算機系統來說, 計算機體系結構軟件的模擬技術是不能缺少的環節, 與原系統相比, 該技術可在一定程度在減少軟件軟件產品設計時長, 節省了產品設計時所需要的資金, 可以說是對當前計算機市場開發非常有有利的工具?？墒钱斍? 此計算機體系結構軟件模擬還是有一些問題還是需要改進的, 包括測試時間、精確度不準確等等都在某種程度上制約了此技術的運用。而且這些問題到現在為止仍存在, 雖然有很多的從業人員在不斷努力, 但然沒找到解決的途徑。該文在分析計算機體系結構軟件模擬技術的發展史的上基礎上, 把當前技術整理、分類, 為今后從來此研究的人員提供一些可靠的建議。
關鍵詞：計算機,結構軟件,模擬技術,計算機體系,探討
參考文獻
[1]喻之斌, 金海, 鄒南海.計算機體系結構軟件模擬技術[J].軟件學報, 2008 (01) .
軟件體系結構范文第5篇
關鍵詞：計算機體系結構軟件,模擬技術,問題,措施
計算機體系結構軟件模擬技術的主要功能是通過軟件技術來對系統結構級別中的計算機硬件的性能和功采用計算機能進行模擬分析。為了保證計算機系統運行的穩定性, 在計算機系統制造與設計的過程中必須要通過計算機體系結構軟件模擬技術對計算機體系結構設計進行驗證和模擬, 合理的采用該技術有利于在最短時間內實現更多方案的評估與考察, 從而選擇出最優的設計方案。
1 計算機體系結構軟件模擬技術開發過程中存在的問題
1.1 技術開發難度大
計算機系統的建立具有廣泛的復雜性, 采用軟件模擬技術不能把計算機內部機構的每個電子元件的特性都進行模擬, 因此在模擬技術的設計過程中需要對計算機系統進行簡化以便方便建模模擬, 從而得到計算機體系結構。但就目前的研究水平來說, 簡化過的計算機體系結構仍具有一定的復雜性, 使得軟件模擬器的開發較為困難。目前在相關模擬器的開發過程中, 采用的多是C或C++編程語言, 這兩種編程語言都是屬于串行結構化的語言固有機制, 因此采用這種機制對計算機系統的部件行為或功能進行模擬容易造成錯誤, 而且所花費的時間一般也較長, 并且初步開發之后也需要進行反復的驗證之后才能夠實現結構設計的準確性。
1.2 設計評估時間長
在前期的設計完成之后, 需要對模擬器的設計進行相關的評估。模擬器往往都是應用在計算機上的運行程序, 在對計算機系統進行相關模擬的過程中, 通常會對動態指令運行出來的結構與處理器的狀態在時鐘周期的級別上進行記錄, 這會產生巨大的數據量, 隨著性能的不斷完善將會不斷降低模擬運行的速度。在相關模擬軟件發布之前, 需要對新標準程序包從多個角度進行測評, 往往需要進行多個負荷較大的性能測試程序。為了可以提高模擬結果的可信程度, 在模擬器中采用標準性能測試程序包是十分必要的, 而根據模擬目的的不同輸入不同的參數, 其進行評估所用的時間需要幾個月甚至幾年。在體系結構程序的各個參數都是相互耦合的, 因此在對其中的某一個參數進行修改時, 就需要對模擬測試程序進行重新運行, 這將更大延長設計評估的周期時間。
1.3 模擬器研發精度低
隨著近些年的發展, 計算機體系結構軟件模擬技術的精確度已經有了明顯的提高, 但是目前仍然無法通過單一的模擬方式來輔助計算機系統體系結構的設計?？剂磕M器開發的過程, 其設計流程包括:理解目標體系的組成結構;根據目標體系的結構進行模擬器的研發;模擬器的實際應用, 但在具體的設計過程中這些環節都易出現錯誤。首先, 在第一個環節中, 若是沒有對目標進行正確的理解, 沒有正確認識軟件開發的重點內容, 就容易發生錯誤。在第二個環節中, 容易忽略相關功能的設計細節。在第三個環節中, 較為常見的錯誤是模擬器編碼的異常。
2 計算機體系結構軟件模擬技術相關問題的解決措施
2.1 減少標準性能測試程序輸入的參數集
為了減少性能測試程序在軟件模擬器上的運行時間, 可以通過修改性能測試程序的參考輸入參數集, 來減少標準性能測試程序的輸入參數集, 這種方法可以實現通過減少輸入參數集的方式來減少模擬運行的時間, 而同時又不需要改變在標準性能測試中的程序指令, 這樣可以在最大限度內縮短模擬器運行性能測試過程中所消耗的時間, 在測試的最后把模擬運行結果代替原有的輸入參數集運行結果, 在縮短運行時間的同時又可以有效的提升模擬運行精度。
2.2 降低模擬運行指令的數量
降低模擬運行指令的數量主要是指在保證標準性能測試程序參考輸入參數集數量不變的情況下, 對其中的指令模擬進行選擇, 并將這部分選擇所得的指令模擬運行之后得出的結果作為整個程序指令運行的結果。在軟件設計過程中, 對部分指令進行選擇的過程中, 需要考量的參數就是執行速度和模擬結果的精度。在實際的應用過程中, 常有兩種方法可以減少模擬運行指令數方法, 首先減少模擬運行指令數的方法可以通過直接截取連續指令的方法進行模擬, 然后將這段連續指令輸入模擬器執行, 這種方法截取的就是一段指令而不可以截取多條指令。另一種方法就是采用統計采樣的方法來選取模擬運行的指令, 這種方法是采用統計學的原理, 從子集來對全集進行推論以確定整個模擬執行的全過程, 采用這種方法的前提必需保證模擬結果可以準確代表所有指令模擬執行的結果。
3 結束語
隨著社會的不斷進步以及科學技術的發展, 人們對于計算機的要求逐漸的深入。在未來的生產生活中不難預測, 計算機體系結構軟件模擬技術在今后的很長一段時間內將會是制約行業發展的重要工具, 雖然目前相關體系結構軟件模擬技術還沒有十分成熟, 但經過相關技術人員的不斷研發將會不斷完善。由于該技術的重要技術, 因此在今后很長時間內該技術的研發工作將會是計算機從業人員的主要研究內容。相較于國外, 我國的體系結構軟件模擬技術研究投入的資金和人力都較小, 只有部分的科研單位和學者在進行相關研究, 鑒于該技術的重要作用, 在未來我國應該鼓勵更多的研究人員投身其中, 來保證我國計算機軟件模擬工作的長遠發展。
參考文獻
[1]王民平.淺議計算機模擬信息技術的發展以及主要存在的問題和不足之處[J].現代化計算機科學技術資訊, 2011, 10:122-134.
[2]張義軍.試論現代化的計算機科學技術的發展以及相關的計算機體系結構軟件模擬技術的進步[J].計算機科學技術概論, 2012, 11:112-125.