31、现代计算技术全解析

现代计算技术全解析

1. 仿真技术

仿真（Emulation）是利用软件让一种设备表现得像另一种设备。它和虚拟化有相似之处，二者都为运行软件提供虚拟环境，但虚拟化提供底层硬件的一部分，而仿真呈现的虚拟硬件与实际使用的物理硬件不同。

例如，在 x86 处理器上运行的虚拟机或容器运行针对 x86 编译的软件，可直接使用物理 CPU；而在 x86 硬件上运行的仿真器（执行仿真的程序）能运行针对完全不同处理器编译的软件，且仿真器通常除处理器外还会提供其他虚拟硬件。

以世嘉 Genesis（上世纪 90 年代的视频游戏系统）的完整仿真器为例，它会模拟摩托罗拉 68000 处理器、雅马哈 YM2612 声音芯片、输入控制器以及世嘉 Genesis 中的其他所有硬件。运行时，该仿真器会将原本为世嘉 Genesis 设计的 CPU 指令转换为 x86 代码实现的功能。这会带来显著的开销，因为每个 CPU 指令都必须进行转换，但足够快的现代计算机仍能全速仿真速度慢得多的世嘉 Genesis。结果就是能够在完全不同的平台上运行专为某个平台设计的软件，如下所示：

Source code
compiled for 
System A
Machine code
for System A
1011010101
0101100111
1001010010
1010101101
0100101010
#include 
int main()
{
if(x > 5)
System A
runs on…
also runs on…
System B
System A emulator