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模擬器可以有不同的類型，具體取決于用例和主機(jī)環(huán)境。以下是需要注意的基本模擬器類型：

1. 終端模擬器

終端仿真器是模擬傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)終端功能的軟件。這些終端由顯示器和鍵盤組成，主要用于連接其他計(jì)算機(jī)，如小型機(jī)或大型機(jī)。終端仿真程序完成同樣的工作。

終端仿真器使主機(jī)能夠通過命令行或圖形界面聯(lián)系另一臺(tái)計(jì)算機(jī)，包括遠(yuǎn)程系統(tǒng)。使用 Telnet 和 SSH 等協(xié)議，可以進(jìn)行通信。該仿真使主機(jī)能夠在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上使用或執(zhí)行應(yīng)用程序，并在兩者之間交換文件。這里的優(yōu)點(diǎn)是兩個(gè)設(shè)備的操作系統(tǒng)不需要相同。

2.打印機(jī)模擬器

打印機(jī)仿真是提供一系列打印機(jī)命令語(yǔ)言的打印機(jī)應(yīng)用程序。同時(shí)，它們提供了可管理性和安全性。多種仿真可以傳輸?shù)酱蛴C(jī)，使用戶能夠選擇合適的命令語(yǔ)言。考慮到為 HP 打印機(jī)創(chuàng)建的軟件數(shù)量，例如，許多軟件旨在復(fù)制 HP LaserJet 打印機(jī)。通過模擬 HP 打印機(jī)，它能夠與為真正的 HP 打印機(jī)設(shè)計(jì)的任何軟件一起工作。

3. 游戲機(jī)模擬器

視頻游戲機(jī)模擬器允許機(jī)器模擬視頻游戲機(jī)的硬件并在模擬平臺(tái)上運(yùn)行其游戲。大多數(shù)情況下，模擬器具有超越實(shí)際硬件邊界的附加功能，例如更廣泛的控制器兼容性、更好的性能、更清晰的清晰度、單擊即可訪問作弊碼等。

仿真器還有助于為過時(shí)的、失效的或不常見的系統(tǒng)制作自制演示和新游戲。模擬器通常通過 ROM 文件(游戲卡帶內(nèi)容的副本)或 ISO 映像(光學(xué)媒體的副本)接收游戲的代碼和數(shù)據(jù)。

4. 全系統(tǒng)模擬器

完全仿真模擬一切，包括 CPU、芯片組、基本輸入/輸出系統(tǒng) (BIOS)、設(shè)備和中斷。COREMU 是一個(gè)開源并發(fā)仿真平臺(tái)，可降低集成全系統(tǒng)環(huán)境的復(fù)雜性。像這樣的模擬器很難構(gòu)建，因?yàn)樗鼈冃枰_消除主機(jī)上的系統(tǒng)依賴性。

5.CPU模擬器

CPU 模擬器是模擬物理 CPU 的軟件應(yīng)用程序。解釋器——跟蹤模擬程序代碼執(zhí)行路徑的計(jì)算機(jī)程序，是 CPU 模擬器的最簡(jiǎn)單變體。對(duì)于檢測(cè)到的每條機(jī)器代碼指令，在主機(jī) CPU 上執(zhí)行與源指令語(yǔ)義相似的操作。計(jì)算機(jī)科學(xué)家利用這些模擬器執(zhí)行各種任務(wù)，包括調(diào)試、分析和惡意軟件分析。

6. 功能模擬器

功能仿真是使用計(jì)算機(jī)程序模仿另一個(gè)用符號(hào)匯編語(yǔ)言或編譯器代碼而不是二進(jìn)制機(jī)器代碼編寫的計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行的做法。在不創(chuàng)建二進(jìn)制代碼的情況下，程序員可以運(yùn)行和跟蹤指定的源代碼位，以使用功能模擬器查找編程錯(cuò)誤(錯(cuò)誤)。

7.服務(wù)器模擬器

通常，多人視頻游戲需要一個(gè) Internet 游戲服務(wù)器，該服務(wù)器可能無(wú)法訪問以進(jìn)行本地安裝。服務(wù)器仿真器是一種未經(jīng)授權(quán)的本地服務(wù)器，它模仿經(jīng)授權(quán)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的行為，盡管其核心流程可能有所不同。這并不總是仿真技術(shù)的合法使用。

8. 網(wǎng)絡(luò)模擬器

在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)試網(wǎng)絡(luò)(無(wú)線、5G、MANET 等)的行為是網(wǎng)絡(luò)仿真。PC或虛擬機(jī)上運(yùn)行的軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)仿真;偶爾使用單獨(dú)的仿真設(shè)備進(jìn)行鏈路仿真。網(wǎng)絡(luò)會(huì)引發(fā)延遲、故障和數(shù)據(jù)包丟失，以測(cè)試它們?cè)谀M器中的表現(xiàn)。

9. 移動(dòng)模擬器

顧名思義，移動(dòng)仿真器在臺(tái)式計(jì)算機(jī)上或作為基于云的測(cè)試平臺(tái)的組件來(lái)模擬設(shè)備的硬件和軟件。它是基于機(jī)器級(jí)匯編語(yǔ)言的移動(dòng)應(yīng)用程序的全面重新實(shí)現(xiàn)。Android(軟件開發(fā)工具包或 SDK)模擬器說明了這一點(diǎn)。它使開發(fā)人員能夠評(píng)估他們的應(yīng)用程序在各種硬件類型和屏幕尺寸上的外觀。

仿真模擬器是如何工作的?

在深入研究其內(nèi)部工作原理之前，讓我們先了解一下仿真的基本價(jià)值主張。仿真通過控制 CPU 及其組件單元的行為來(lái)運(yùn)行。仿真器構(gòu)建系統(tǒng)的每個(gè)組件，然后連接它們，類似于電線連接硬件組件的方式。確切的操作將根據(jù)您使用的是低級(jí)還是高級(jí)仿真技術(shù)而有所不同。

底層工作

低級(jí)仿真 (LLE) 模擬仿真硬件的行為。主機(jī)將盡可能地模擬程序執(zhí)行的環(huán)境，程序?qū)⒃谄渲羞M(jìn)行處理。硬件或軟件均可實(shí)現(xiàn) LLE。

由于它復(fù)制了硬件的行為，因此低級(jí)仿真是模擬所考慮系統(tǒng)的最準(zhǔn)確措施之一。然而，基于硬件的仿真只是有時(shí)可行，因?yàn)樗鼤?huì)增加系統(tǒng)成本。

然而，基于軟件的仿真需要對(duì)系統(tǒng)或其組件有深入的了解，只有在文檔足夠的情況下才能獲得這些知識(shí)。要以相同的速度執(zhí)行程序，需要一個(gè)比原來(lái)的系統(tǒng)強(qiáng)大得多的系統(tǒng)。這就是高級(jí)仿真技術(shù)發(fā)揮作用的地方。

高層工作

高級(jí)仿真 (HLE) 提供了一種獨(dú)特的系統(tǒng)仿真方法。它不是模擬硬件本身，而是復(fù)制設(shè)備的功能。它提供了一組開發(fā)人員經(jīng)常使用的操作，并有效地管理所有細(xì)節(jié)。

高級(jí)仿真器使用三種技術(shù)進(jìn)行操作：

解釋：模擬器通過逐行模擬每條指令要完成的任務(wù)來(lái)運(yùn)行應(yīng)用程序的代碼。這種方法的主要問題是它非常慢;每次處理指令時(shí)，仿真器都必須對(duì)其進(jìn)行解碼并執(zhí)行必要的操作。

動(dòng)態(tài)重新編譯：仿真器檢查應(yīng)用程序的機(jī)器指令部分，看它們是否可以優(yōu)化以在主機(jī)處理器上更有效地運(yùn)行。這與單獨(dú)執(zhí)行每條指令形成對(duì)比，后者通常會(huì)導(dǎo)致更大的開銷。因此，當(dāng)仿真器再次遇到特定指令集時(shí)，它只需運(yùn)行緩存的代碼即可。

列表攔截：具有足夠硬件抽象的協(xié)處理器，如圖形處理單元 (GPU) 和音頻芯片，需要主處理器提供指令列表。這是一個(gè)命令集，它建議協(xié)處理器執(zhí)行什么。仿真器可以捕獲命令列表并將其轉(zhuǎn)換成主機(jī)的協(xié)處理器可以解釋的格式。

處理器時(shí)序和中斷處理是決定仿真器如何與 CPU 接口以適當(dāng)運(yùn)行的原則。

特定系統(tǒng)，尤其是較舊的系統(tǒng)，要求仿真器具有精確的時(shí)序以與當(dāng)前的 CPU 兼容。例如，任天堂娛樂系統(tǒng) (NES) 測(cè)量像素處理單元 (PPU) 中的處理器時(shí)序，這需要 CPU 在不同時(shí)刻將像素加載到內(nèi)存中。

總之，中斷是 CPU 與硬件交互的主要方式。通常，您的硬件組件會(huì)向 CPU 傳達(dá)哪些中斷對(duì)它們至關(guān)重要。因此，仿真器也可以通過中斷處理來(lái)啟用相同的功能。