കമ്പ്യൂട്ടർ സിസ്റ്റങ്ങളുടെ സിമുലേറ്ററുകൾ: പരിചിതമായ ഫുൾ-പ്ലാറ്റ്ഫോം സിമുലേറ്ററും അജ്ഞാത ഘടികാരദിശയും ട്രെയ്‌സുകളും

കമ്പ്യൂട്ടർ സിസ്റ്റം സിമുലേറ്ററുകളെക്കുറിച്ചുള്ള ലേഖനത്തിന്റെ രണ്ടാം ഭാഗത്ത്, കമ്പ്യൂട്ടർ സിമുലേറ്ററുകളെക്കുറിച്ചുള്ള ലളിതമായ ആമുഖ രൂപത്തിൽ ഞാൻ സംസാരിക്കുന്നത് തുടരും, അതായത് പൂർണ്ണ-പ്ലാറ്റ്ഫോം സിമുലേഷനെക്കുറിച്ച്, സാധാരണ ഉപയോക്താവ് പലപ്പോഴും കണ്ടുമുട്ടുന്നതിനെക്കുറിച്ചും അതുപോലെ തന്നെ ക്ലോക്ക്-ബൈയെക്കുറിച്ചും. -ക്ലോക്ക് മോഡലും ട്രെയ്‌സുകളും, ഡെവലപ്പർ സർക്കിളുകളിൽ കൂടുതൽ സാധാരണമാണ്.

В ആദ്യ ഭാഗം സിമുലേറ്ററുകൾ പൊതുവായി എന്താണെന്നതിനെക്കുറിച്ചും സിമുലേഷന്റെ നിലവാരത്തെക്കുറിച്ചും ഞാൻ സംസാരിച്ചു. ഇപ്പോൾ, ആ അറിവിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, അൽപ്പം ആഴത്തിൽ മുങ്ങാനും ഫുൾ-പ്ലാറ്റ്ഫോം സിമുലേഷൻ, ട്രെയ്‌സുകൾ എങ്ങനെ ശേഖരിക്കാം, അവ പിന്നീട് എന്തുചെയ്യണം, അതുപോലെ തന്നെ ക്ലോക്ക്-ബൈ-ക്ലോക്ക് മൈക്രോ ആർക്കിടെക്ചറൽ എമുലേഷനെ കുറിച്ചും സംസാരിക്കാൻ ഞാൻ നിർദ്ദേശിക്കുന്നു.

പൂർണ്ണ പ്ലാറ്റ്ഫോം സിമുലേറ്റർ, അല്ലെങ്കിൽ "വയലിൽ ഒറ്റയ്ക്ക് ഒരു യോദ്ധാവ് അല്ല"

നിങ്ങൾക്ക് ഒരു നിർദ്ദിഷ്ട ഉപകരണത്തിന്റെ പ്രവർത്തനം പഠിക്കണമെങ്കിൽ, ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു നെറ്റ്‌വർക്ക് കാർഡ്, അല്ലെങ്കിൽ ഈ ഉപകരണത്തിനായി ഫേംവെയറോ ഡ്രൈവറോ എഴുതുക, അത്തരം ഒരു ഉപകരണം പ്രത്യേകം അനുകരിക്കാവുന്നതാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ബാക്കിയുള്ള ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചറിൽ നിന്ന് ഇത് ഒറ്റപ്പെടുത്തുന്നത് വളരെ സൗകര്യപ്രദമല്ല. അനുബന്ധ ഡ്രൈവർ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിന്, നിങ്ങൾക്ക് ഒരു സെൻട്രൽ പ്രോസസർ, മെമ്മറി, ഒരു ഡാറ്റ ബസിലേക്കുള്ള ആക്സസ് മുതലായവ ആവശ്യമാണ്. കൂടാതെ, ഡ്രൈവറിന് പ്രവർത്തിക്കാൻ ഒരു ഓപ്പറേറ്റിംഗ് സിസ്റ്റവും (OS) ഒരു നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്റ്റാക്കും ആവശ്യമാണ്. കൂടാതെ, ഒരു പ്രത്യേക പാക്കറ്റ് ജനറേറ്ററും പ്രതികരണ സെർവറും ആവശ്യമായി വന്നേക്കാം.

ഒരു പൂർണ്ണ-പ്ലാറ്റ്ഫോം സിമുലേറ്റർ ഒരു സമ്പൂർണ്ണ സോഫ്‌റ്റ്‌വെയർ സ്റ്റാക്ക് പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു അന്തരീക്ഷം സൃഷ്ടിക്കുന്നു, അതിൽ BIOS, ബൂട്ട്‌ലോഡർ മുതൽ OS-ലേയും അതിന്റെ വിവിധ സബ്സിസ്റ്റങ്ങളുടേയും ഒരേ നെറ്റ്‌വർക്ക് സ്റ്റാക്ക്, ഡ്രൈവറുകൾ, ഉപയോക്തൃ-തല ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, മിക്ക കമ്പ്യൂട്ടർ ഉപകരണങ്ങളുടെയും സോഫ്റ്റ്വെയർ മോഡലുകൾ ഇത് നടപ്പിലാക്കുന്നു: പ്രോസസർ, മെമ്മറി, ഡിസ്ക്, ഇൻപുട്ട് / ഔട്ട്പുട്ട് ഉപകരണങ്ങൾ (കീബോർഡ്, മൗസ്, ഡിസ്പ്ലേ), അതുപോലെ തന്നെ ഒരേ നെറ്റ്വർക്ക് കാർഡ്.

ഇന്റലിൽ നിന്നുള്ള x58 ചിപ്‌സെറ്റിന്റെ ഒരു ബ്ലോക്ക് ഡയഗ്രം ചുവടെയുണ്ട്. ഈ ചിപ്‌സെറ്റിലെ ഒരു ഫുൾ-പ്ലാറ്റ്‌ഫോം കമ്പ്യൂട്ടർ സിമുലേറ്ററിന്, ബ്ലോക്ക് ഡയഗ്രാമിൽ വിശദമായി ചിത്രീകരിച്ചിട്ടില്ലാത്ത IOH (ഇൻപുട്ട്/ഔട്ട്‌പുട്ട് ഹബ്), ICH (ഇൻപുട്ട്/ഔട്ട്‌പുട്ട് കൺട്രോളർ ഹബ്) എന്നിവയ്‌ക്കുള്ളിലുള്ളവ ഉൾപ്പെടെ, ലിസ്‌റ്റുചെയ്‌ത മിക്ക ഉപകരണങ്ങളും നടപ്പിലാക്കേണ്ടതുണ്ട്. . പ്രാക്ടീസ് കാണിക്കുന്നതുപോലെ, ഞങ്ങൾ പ്രവർത്തിപ്പിക്കാൻ പോകുന്ന സോഫ്റ്റ്വെയർ ഉപയോഗിക്കാത്ത നിരവധി ഉപകരണങ്ങളില്ല. അത്തരം ഉപകരണങ്ങളുടെ മോഡലുകൾ സൃഷ്ടിക്കേണ്ടതില്ല.

മിക്കപ്പോഴും, ഫുൾ-പ്ലാറ്റ്ഫോം സിമുലേറ്ററുകൾ പ്രോസസ്സർ നിർദ്ദേശ തലത്തിലാണ് നടപ്പിലാക്കുന്നത് (ISA, താഴെ കാണുക). മുൻ ലേഖനം). താരതമ്യേന വേഗത്തിലും ചെലവുകുറഞ്ഞും സിമുലേറ്റർ തന്നെ സൃഷ്ടിക്കാൻ ഇത് നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു. ISA ലെവലും നല്ലതാണ്, കാരണം ഇത് കൂടുതലോ കുറവോ സ്ഥിരമായി നിലകൊള്ളുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, API/ABI ലെവലിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ഇത് പലപ്പോഴും മാറുന്നു. കൂടാതെ, ഇൻസ്ട്രക്ഷൻ ലെവലിൽ നടപ്പിലാക്കുന്നത്, പരിഷ്ക്കരിക്കാത്ത ബൈനറി സോഫ്‌റ്റ്‌വെയർ എന്ന് വിളിക്കുന്നത് പ്രവർത്തിപ്പിക്കാൻ നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു, അതായത്, യഥാർത്ഥ ഹാർഡ്‌വെയറിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത് പോലെ തന്നെ ഒരു മാറ്റവുമില്ലാതെ ഇതിനകം കംപൈൽ ചെയ്‌ത കോഡ് പ്രവർത്തിപ്പിക്കുക. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, നിങ്ങളുടെ ഹാർഡ് ഡ്രൈവിന്റെ ഒരു പകർപ്പ് ("ഡംപ്") ഉണ്ടാക്കാം, ഒരു ഫുൾ-പ്ലാറ്റ്ഫോം സിമുലേറ്ററിൽ ഒരു മോഡലിനുള്ള ഇമേജായി അത് വ്യക്തമാക്കുക, കൂടാതെ voila! - OS ഉം മറ്റ് പ്രോഗ്രാമുകളും അധിക പ്രവർത്തനങ്ങളൊന്നുമില്ലാതെ സിമുലേറ്ററിൽ ലോഡ് ചെയ്യുന്നു.

സിമുലേറ്റർ പ്രകടനം

മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, മുഴുവൻ സിസ്റ്റത്തെയും അനുകരിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രക്രിയ, അതായത്, അതിന്റെ എല്ലാ ഉപകരണങ്ങളും, സാവധാനത്തിലുള്ള പ്രവർത്തനമാണ്. നിങ്ങൾ ഇതെല്ലാം വളരെ വിശദമായ തലത്തിൽ നടപ്പിലാക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഉദാഹരണത്തിന്, മൈക്രോ ആർക്കിടെക്ചറൽ അല്ലെങ്കിൽ ലോജിക്കൽ, എക്സിക്യൂഷൻ വളരെ മന്ദഗതിയിലാകും. എന്നാൽ ഇൻസ്ട്രക്ഷൻ ലെവൽ ഉചിതമായ ഒരു ചോയിസാണ് കൂടാതെ ഉപയോക്താവിന് അവരുമായി സുഖകരമായി സംവദിക്കുന്നതിന് മതിയായ വേഗതയിൽ പ്രവർത്തിപ്പിക്കാൻ OS-നേയും പ്രോഗ്രാമുകളേയും അനുവദിക്കുന്നു.

ഇവിടെ സിമുലേറ്റർ പ്രകടനത്തിന്റെ വിഷയത്തെ സ്പർശിക്കുന്നത് ഉചിതമായിരിക്കും. ഇത് സാധാരണയായി ഐപിഎസിൽ (സെക്കൻഡിലെ നിർദ്ദേശങ്ങൾ), കൂടുതൽ കൃത്യമായി എംഐപിഎസിൽ (മില്യൺ ഐപിഎസ്) അളക്കുന്നു, അതായത്, ഒരു സെക്കൻഡിൽ സിമുലേറ്റർ നടപ്പിലാക്കുന്ന പ്രോസസ്സർ നിർദ്ദേശങ്ങളുടെ എണ്ണം. അതേ സമയം, സിമുലേഷന്റെ വേഗതയും സിമുലേഷൻ തന്നെ പ്രവർത്തിക്കുന്ന സിസ്റ്റത്തിന്റെ പ്രകടനത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. അതിനാൽ, യഥാർത്ഥ സിസ്റ്റവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ സിമുലേറ്ററിന്റെ "മന്ദഗതി"യെക്കുറിച്ച് സംസാരിക്കുന്നത് കൂടുതൽ ശരിയായിരിക്കാം.

വിപണിയിലെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ ഫുൾ-പ്ലാറ്റ്ഫോം സിമുലേറ്ററുകൾ, അതായത് QEMU, VirtualBox അല്ലെങ്കിൽ VmWare വർക്ക്സ്റ്റേഷൻ, മികച്ച പ്രകടനമാണ്. സിമുലേറ്ററിൽ ജോലി നടക്കുന്നത് ഉപയോക്താവിന് പോലും ശ്രദ്ധയിൽപ്പെട്ടേക്കില്ല. പ്രോസസ്സറുകൾ, ബൈനറി വിവർത്തന അൽഗോരിതങ്ങൾ, മറ്റ് രസകരമായ കാര്യങ്ങൾ എന്നിവയിൽ നടപ്പിലാക്കിയ പ്രത്യേക വിർച്ച്വലൈസേഷൻ കഴിവുകൾ കാരണം ഇത് സംഭവിക്കുന്നു. ഇതെല്ലാം ഒരു പ്രത്യേക ലേഖനത്തിനുള്ള വിഷയമാണ്, എന്നാൽ ചുരുക്കത്തിൽ, വിർച്ച്വലൈസേഷൻ എന്നത് ആധുനിക പ്രോസസറുകളുടെ ഒരു ഹാർഡ്‌വെയർ സവിശേഷതയാണ്, ഇത് സിമുലേറ്ററുകളെ നിർദ്ദേശങ്ങൾ അനുകരിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നില്ല, മറിച്ച് ഒരു യഥാർത്ഥ പ്രോസസ്സറിലേക്ക് നേരിട്ട് നിർവ്വഹിക്കാൻ അയയ്‌ക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു, തീർച്ചയായും, ആർക്കിടെക്ചറുകൾ സിമുലേറ്ററും പ്രോസസറും സമാനമാണ്. ബൈനറി വിവർത്തനം എന്നത് ഗസ്റ്റ് മെഷീൻ കോഡ് ഹോസ്റ്റ് കോഡിലേക്ക് വിവർത്തനം ചെയ്യുകയും ഒരു യഥാർത്ഥ പ്രോസസറിൽ തുടർന്നുള്ള നിർവ്വഹണവുമാണ്. തൽഫലമായി, സിമുലേഷൻ ചെറുതായി മന്ദഗതിയിലാകുന്നു, 5-10 മടങ്ങ്, പലപ്പോഴും യഥാർത്ഥ സിസ്റ്റത്തിന്റെ അതേ വേഗതയിൽ പോലും പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഇത് പല ഘടകങ്ങളാൽ സ്വാധീനിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടെങ്കിലും. ഉദാഹരണത്തിന്, നിരവധി ഡസൻ പ്രോസസറുകളുള്ള ഒരു സിസ്റ്റം അനുകരിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, വേഗത ഉടൻ തന്നെ ഈ ഡസൻ മടങ്ങ് കുറയും. മറുവശത്ത്, ഏറ്റവും പുതിയ പതിപ്പുകളിലെ സിമിക്സ് പോലുള്ള സിമുലേറ്ററുകൾ മൾട്ടിപ്രോസസർ ഹോസ്റ്റ് ഹാർഡ്‌വെയറിനെ പിന്തുണയ്‌ക്കുകയും ഒരു യഥാർത്ഥ പ്രോസസറിന്റെ കോറുകളിലേക്ക് സിമുലേറ്റഡ് കോറുകളെ ഫലപ്രദമായി സമാന്തരമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

മൈക്രോ ആർക്കിടെക്ചറൽ സിമുലേഷന്റെ വേഗതയെക്കുറിച്ചാണ് നമ്മൾ സംസാരിക്കുന്നതെങ്കിൽ, ഇത് സാധാരണയായി നിരവധി ഓർഡറുകൾ ആണ്, സിമുലേഷൻ ഇല്ലാതെ ഒരു സാധാരണ കമ്പ്യൂട്ടറിൽ എക്സിക്യൂഷൻ ചെയ്യുന്നതിനേക്കാൾ 1000-10000 മടങ്ങ് വേഗത കുറവാണ്. ലോജിക്കൽ മൂലകങ്ങളുടെ തലത്തിലുള്ള നിർവ്വഹണങ്ങൾ നിരവധി ക്രമങ്ങളാൽ മന്ദഗതിയിലാണ്. അതിനാൽ, ഈ തലത്തിൽ ഒരു എഫ്പിജിഎ ഒരു എമുലേറ്ററായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് പ്രകടനം ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കും.

മോഡലിന്റെ വിശദാംശങ്ങളിലുള്ള സിമുലേഷൻ വേഗതയുടെ ഏകദേശ ആശ്രിതത്വം ചുവടെയുള്ള ഗ്രാഫ് കാണിക്കുന്നു.

ബീറ്റ്-ബൈ-ബീറ്റ് സിമുലേഷൻ

കുറഞ്ഞ നിർവ്വഹണ വേഗത ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, മൈക്രോ ആർക്കിടെക്ചറൽ സിമുലേറ്ററുകൾ വളരെ സാധാരണമാണ്. ഓരോ നിർദ്ദേശത്തിന്റെയും എക്സിക്യൂഷൻ സമയം കൃത്യമായി അനുകരിക്കുന്നതിന് പ്രോസസറിന്റെ ആന്തരിക ബ്ലോക്കുകളുടെ അനുകരണം ആവശ്യമാണ്. ഇവിടെ തെറ്റിദ്ധാരണ ഉണ്ടാകാം - എല്ലാത്തിനുമുപരി, ഓരോ നിർദ്ദേശത്തിനും നിർവ്വഹണ സമയം ലളിതമായി പ്രോഗ്രാം ചെയ്തുകൂടാ എന്ന് തോന്നുന്നു. എന്നാൽ അത്തരമൊരു സിമുലേറ്റർ വളരെ കൃത്യമല്ല, കാരണം ഒരേ നിർദ്ദേശത്തിന്റെ നിർവ്വഹണ സമയം കോളിൽ നിന്ന് കോളിലേക്ക് വ്യത്യാസപ്പെടാം.

ഏറ്റവും ലളിതമായ ഉദാഹരണം മെമ്മറി ആക്സസ് നിർദ്ദേശമാണ്. അഭ്യർത്ഥിച്ച മെമ്മറി ലൊക്കേഷൻ കാഷെയിൽ ലഭ്യമാണെങ്കിൽ, എക്സിക്യൂഷൻ സമയം വളരെ കുറവായിരിക്കും. ഈ വിവരങ്ങൾ കാഷെയിൽ ഇല്ലെങ്കിൽ (“കാഷെ മിസ്”), ഇത് നിർദ്ദേശത്തിന്റെ നിർവ്വഹണ സമയം വളരെയധികം വർദ്ധിപ്പിക്കും. അതിനാൽ, കൃത്യമായ സിമുലേഷനായി ഒരു കാഷെ മോഡൽ ആവശ്യമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, കാര്യം കാഷെ മോഡലിൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ല. കാഷെയിൽ ഇല്ലാത്തപ്പോൾ മെമ്മറിയിൽ നിന്ന് ഡാറ്റ വീണ്ടെടുക്കാൻ പ്രോസസ്സർ കാത്തിരിക്കില്ല. പകരം, അത് അടുത്ത നിർദ്ദേശങ്ങൾ നടപ്പിലാക്കാൻ തുടങ്ങും, മെമ്മറിയിൽ നിന്നുള്ള വായനയുടെ ഫലത്തെ ആശ്രയിക്കാത്തവ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നു. പ്രോസസർ നിഷ്‌ക്രിയ സമയം കുറയ്ക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ "ഔട്ട് ഓഫ് ഓർഡർ" എക്‌സിക്യൂഷൻ (OOO, ഔട്ട് ഓഫ് ഓർഡർ എക്‌സിക്യൂഷൻ) ഇതാണ്. നിർദ്ദേശങ്ങളുടെ നിർവ്വഹണ സമയം കണക്കാക്കുമ്പോൾ, അനുബന്ധ പ്രോസസർ ബ്ലോക്കുകളുടെ മോഡലിംഗ് ഇതെല്ലാം കണക്കിലെടുക്കാൻ സഹായിക്കും. ഈ നിർദ്ദേശങ്ങളിൽ, മെമ്മറിയിൽ നിന്നുള്ള വായനയുടെ ഫലം കാത്തിരിക്കുമ്പോൾ, ഒരു സോപാധിക ജമ്പ് ഓപ്പറേഷൻ സംഭവിക്കാം. ഈ അവസ്ഥയുടെ ഫലം ഇപ്പോൾ അജ്ഞാതമാണെങ്കിൽ, വീണ്ടും പ്രൊസസർ എക്സിക്യൂഷൻ നിർത്തുന്നില്ല, പക്ഷേ ഒരു "ഊഹിക്കുക", ഉചിതമായ ബ്രാഞ്ച് നടത്തുകയും പരിവർത്തന ഘട്ടത്തിൽ നിന്ന് നിർദ്ദേശങ്ങൾ സജീവമായി നടപ്പിലാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ബ്രാഞ്ച് പ്രെഡിക്ടർ എന്ന് വിളിക്കുന്ന അത്തരമൊരു ബ്ലോക്ക്, മൈക്രോ ആർക്കിടെക്ചറൽ സിമുലേറ്ററിലും നടപ്പിലാക്കണം.

ചുവടെയുള്ള ചിത്രം പ്രോസസറിന്റെ പ്രധാന ബ്ലോക്കുകൾ കാണിക്കുന്നു, അത് അറിയേണ്ട ആവശ്യമില്ല, മൈക്രോ ആർക്കിടെക്ചറൽ നടപ്പാക്കലിന്റെ സങ്കീർണ്ണത കാണിക്കാൻ മാത്രമാണ് ഇത് കാണിക്കുന്നത്.

ഒരു യഥാർത്ഥ പ്രോസസറിലെ ഈ എല്ലാ ബ്ലോക്കുകളുടെയും പ്രവർത്തനം പ്രത്യേക ക്ലോക്ക് സിഗ്നലുകളാൽ സമന്വയിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, മോഡലിലും ഇത് സംഭവിക്കുന്നു. അത്തരമൊരു മൈക്രോ ആർക്കിടെക്ചറൽ സിമുലേറ്ററിനെ സൈക്കിൾ കൃത്യത എന്ന് വിളിക്കുന്നു. വികസിപ്പിച്ചെടുക്കുന്ന പ്രോസസറിന്റെ പ്രകടനം കൃത്യമായി പ്രവചിക്കുക കൂടാതെ/അല്ലെങ്കിൽ ഒരു നിർദ്ദിഷ്ട പ്രോഗ്രാമിന്റെ എക്സിക്യൂഷൻ സമയം കണക്കാക്കുക എന്നതാണ് ഇതിന്റെ പ്രധാന ലക്ഷ്യം, ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ബെഞ്ച്മാർക്ക്. മൂല്യങ്ങൾ ആവശ്യമുള്ളതിലും കുറവാണെങ്കിൽ, അൽഗോരിതങ്ങളും പ്രോസസർ ബ്ലോക്കുകളും പരിഷ്കരിക്കുകയോ പ്രോഗ്രാം ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുകയോ ചെയ്യേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.

മുകളിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ക്ലോക്ക്-ബൈ-ക്ലോക്ക് സിമുലേഷൻ വളരെ മന്ദഗതിയിലാണ്, അതിനാൽ ഒരു പ്രോഗ്രാമിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ചില നിമിഷങ്ങൾ പഠിക്കുമ്പോൾ മാത്രമാണ് ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നത്, അവിടെ പ്രോഗ്രാം എക്സിക്യൂഷന്റെ യഥാർത്ഥ വേഗത കണ്ടെത്തുകയും ഉപകരണത്തിന്റെ ഭാവി പ്രകടനം വിലയിരുത്തുകയും ചെയ്യേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. പ്രോട്ടോടൈപ്പ് അനുകരിക്കുകയാണ്.

ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, പ്രോഗ്രാമിന്റെ ശേഷിക്കുന്ന പ്രവർത്തന സമയം അനുകരിക്കാൻ ഒരു ഫങ്ഷണൽ സിമുലേറ്റർ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ ഉപയോഗത്തിന്റെ സംയോജനം യാഥാർത്ഥ്യത്തിൽ എങ്ങനെ സംഭവിക്കുന്നു? ആദ്യം, ഫംഗ്ഷണൽ സിമുലേറ്റർ സമാരംഭിച്ചു, അതിൽ ഒഎസും പഠനത്തിൻ കീഴിലുള്ള പ്രോഗ്രാം പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ എല്ലാം ലോഡ് ചെയ്യുന്നു. എല്ലാത്തിനുമുപരി, OS-ൽ തന്നെയോ പ്രോഗ്രാം സമാരംഭിക്കുന്നതിന്റെ പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിലോ അതിന്റെ കോൺഫിഗറേഷനിലോ ഞങ്ങൾക്ക് താൽപ്പര്യമില്ല. എന്നിരുന്നാലും, ഞങ്ങൾക്ക് ഈ ഭാഗങ്ങൾ ഒഴിവാക്കാനും ഉടൻ തന്നെ മധ്യത്തിൽ നിന്ന് പ്രോഗ്രാം എക്സിക്യൂട്ട് ചെയ്യാനും കഴിയില്ല. അതിനാൽ, ഈ പ്രാഥമിക ഘട്ടങ്ങളെല്ലാം ഒരു ഫങ്ഷണൽ സിമുലേറ്ററിലാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. ഞങ്ങൾക്ക് താൽപ്പര്യമുള്ള നിമിഷം വരെ പ്രോഗ്രാം എക്സിക്യൂട്ട് ചെയ്ത ശേഷം, രണ്ട് ഓപ്ഷനുകൾ സാധ്യമാണ്. നിങ്ങൾക്ക് ഒരു ക്ലോക്ക്-ബൈ-സൈക്കിൾ മോഡൽ ഉപയോഗിച്ച് മോഡൽ മാറ്റി എക്സിക്യൂഷൻ തുടരാം. എക്സിക്യൂട്ടബിൾ കോഡ് (അതായത്, സാധാരണ കംപൈൽ ചെയ്ത പ്രോഗ്രാം ഫയലുകൾ) ഉപയോഗിക്കുന്ന സിമുലേഷൻ മോഡിനെ എക്സിക്യൂഷൻ ഡ്രൈവൺ സിമുലേഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഇതാണ് ഏറ്റവും സാധാരണമായ സിമുലേഷൻ ഓപ്ഷൻ. മറ്റൊരു സമീപനവും സാധ്യമാണ് - ട്രെയ്സ് ഡ്രൈവ് സിമുലേഷൻ.

ട്രെയ്സ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സിമുലേഷൻ

ഇത് രണ്ട് ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. ഒരു ഫങ്ഷണൽ സിമുലേറ്റർ അല്ലെങ്കിൽ ഒരു യഥാർത്ഥ സിസ്റ്റത്തിൽ, പ്രോഗ്രാം പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ഒരു ലോഗ് ശേഖരിക്കുകയും ഒരു ഫയലിലേക്ക് എഴുതുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ രേഖയെ ട്രേസ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. എന്താണ് പരിശോധിക്കുന്നത് എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ച്, ട്രെയ്‌സിൽ എക്സിക്യൂട്ടബിൾ നിർദ്ദേശങ്ങൾ, മെമ്മറി വിലാസങ്ങൾ, പോർട്ട് നമ്പറുകൾ, തടസ്സപ്പെടുത്തൽ വിവരങ്ങൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെട്ടേക്കാം.

ക്ലോക്ക്-ബൈ-ക്ലോക്ക് സിമുലേറ്റർ ട്രേസ് വായിക്കുകയും അതിൽ എഴുതിയിരിക്കുന്ന എല്ലാ നിർദ്ദേശങ്ങളും നടപ്പിലാക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, ട്രേസ് "പ്ലേ" ചെയ്യുക എന്നതാണ് അടുത്ത ഘട്ടം. അവസാനം, പ്രോഗ്രാമിന്റെ ഈ ഭാഗത്തിന്റെ എക്സിക്യൂഷൻ സമയവും ഈ പ്രക്രിയയുടെ വിവിധ സവിശേഷതകളും നമുക്ക് ലഭിക്കും, ഉദാഹരണത്തിന്, കാഷെയിലെ ഹിറ്റുകളുടെ ശതമാനം.

ട്രെയ്‌സുകളുമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നതിന്റെ ഒരു പ്രധാന സവിശേഷത ഡിറ്റർമിനിസം ആണ്, അതായത്, മുകളിൽ വിവരിച്ച രീതിയിൽ സിമുലേഷൻ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ, ഞങ്ങൾ വീണ്ടും വീണ്ടും അതേ പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ക്രമം പുനർനിർമ്മിക്കുന്നു. മോഡൽ പാരാമീറ്ററുകൾ (കാഷെ, ബഫർ, ക്യൂ സൈസുകൾ) മാറ്റുന്നതിലൂടെയും വ്യത്യസ്ത ആന്തരിക അൽഗോരിതങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് അല്ലെങ്കിൽ അവയെ ട്യൂൺ ചെയ്യുന്നതിലൂടെയും ഒരു പ്രത്യേക പാരാമീറ്റർ സിസ്റ്റം പ്രകടനത്തെ എങ്ങനെ ബാധിക്കുന്നുവെന്നും ഏത് ഓപ്ഷൻ മികച്ച ഫലം നൽകുന്നുവെന്നും പഠിക്കുന്നത് ഇത് സാധ്യമാക്കുന്നു. ഒരു യഥാർത്ഥ ഹാർഡ്‌വെയർ പ്രോട്ടോടൈപ്പ് സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് ഒരു പ്രോട്ടോടൈപ്പ് ഉപകരണ മോഡൽ ഉപയോഗിച്ച് ഇതെല്ലാം ചെയ്യാവുന്നതാണ്.

ഈ സമീപനത്തിന്റെ സങ്കീർണ്ണത ആദ്യം ആപ്ലിക്കേഷൻ പ്രവർത്തിപ്പിക്കേണ്ടതിന്റെയും ട്രെയ്സ് ശേഖരിക്കേണ്ടതിന്റെയും ആവശ്യകതയിലും ട്രേസ് ഫയലിന്റെ വലിയ വലുപ്പത്തിലുമാണ്. ഉപകരണത്തിന്റെ ഭാഗമോ താൽപ്പര്യമുള്ള പ്ലാറ്റ്‌ഫോമോ മാത്രം അനുകരിക്കാൻ ഇത് മതിയാകും എന്ന വസ്തുതയും ഗുണങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു, അതേസമയം നിർവ്വഹണത്തിലൂടെയുള്ള അനുകരണത്തിന് സാധാരണയായി ഒരു സമ്പൂർണ്ണ മാതൃക ആവശ്യമാണ്.

അതിനാൽ, ഈ ലേഖനത്തിൽ ഞങ്ങൾ പൂർണ്ണ-പ്ലാറ്റ്ഫോം സിമുലേഷന്റെ സവിശേഷതകൾ പരിശോധിച്ചു, വിവിധ തലങ്ങളിൽ നടപ്പിലാക്കുന്നതിന്റെ വേഗത, ക്ലോക്ക്-ബൈ-സൈക്കിൾ സിമുലേഷൻ, ട്രെയ്സുകൾ എന്നിവയെക്കുറിച്ച് സംസാരിച്ചു. അടുത്ത ലേഖനത്തിൽ, വ്യക്തിഗത ആവശ്യങ്ങൾക്കും വലിയ കമ്പനികളിലെ വികസന കാഴ്ചപ്പാടിൽ നിന്നും സിമുലേറ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന സാഹചര്യങ്ങൾ ഞാൻ വിവരിക്കും.

അവലംബം: www.habr.com