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文档简介

计算机体系结构模拟器的设计与实现的中期报告1.研究背景和意义计算机体系结构是计算机技术中的重要方向之一，其设计和实现对于计算机性能、功耗、可靠性等方面有着重要的影响。计算机体系结构模拟器（ComputerArchitectureSimulator，简称CAS）是一种用于模拟计算机体系结构的软件工具，其设计和实现可以提高对计算机体系结构的理解和掌握，为计算机系统的教育和研究提供有力支持。2.研究目标本课题旨在设计和实现一款基于C++语言的计算机体系结构模拟器，通过模拟计算机体系结构的运行过程，完成对于计算机系统的配置、性能和功耗等方面的分析，为计算机体系结构研究和教育提供有力的支持。3.研究内容和技术路线3.1研究内容（1）设计和编写计算机体系结构模拟器的程序框架和基本模块，包括模拟器的初始化、指令的解析和执行、寄存器和内存的读写等功能。（2）实现对于不同指令集的支持，包括基础指令、向量指令、浮点指令等，并支持对于指令集进行扩展和修改。（3）实现对于计算机体系结构的性能、功耗和可靠性等方面的评估，包括指令延迟、吞吐量、缓存和内存访问等方面的指标。（4）设计和实现对于多个处理器之间的通信和同步机制，提供多核处理器的支持。（5）提供可视化界面，显示模拟器运行过程中各个指令的状态、计算结果及其影响等信息，方便用户对于计算机体系结构的理解和掌握。3.2技术路线（1）采用C++语言编写模拟器程序，利用面向对象的思想建立程序的基本架构和模块关系，提高代码的可读性和可维护性。（2）利用汇编语言对应不同的指令集，实现对于指令的解析和执行，并通过定时器的设置实现指令的延迟模拟。（3）设计并实现计算机体系结构的性能、功耗和可靠性等方面的评估方法，通过对每个指令的执行时间、占用资源等信息进行统计和分析得到对应的指标值。（4）采用多线程技术实现多个处理器之间的通信和同步机制，提供多核处理器的支持。（5）采用QT的图形界面设计工具，实现模拟器的可视化界面，显示指令的运行过程和执行结果。4.进度安排（1）模拟器程序框架的设计和编写，包括模块关系的建立、基本功能的实现等，完成时间：一个月。（2）不同指令集的支持和指令执行模拟，完成时间：两个月。（3）性能、功耗和可靠性等方面的评估方法的设计和实现，完成时间：一个月。（4）多核处理器的支持，完成时间：两个月。（5）可视化界面的设计和实现，完成时间：两个月。5.预期成果本课题预期完成一款基于C++语言的计算机体系结构模拟器程序，并实现以下功能：（1）支持不同指令集的模拟和执行。（2）实现计算机体系结构的性能、功耗和可靠性等方面指标的评估。（3）提供多核处理器的支持。（4）提供可视化界面，显示模拟器运行过程中的各种信息。6.总结本课题研究了计算机体系结构模拟器的设计和实现，提出了一种基于C++语言的设计方案，并阐述

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