模拟器是如何工作的？仿真器与仿真器的区别

你可能听说过模仿，但你知道它实际上意味着什么吗？以下是您需要了解的关于模拟器如何工作的内容。...

仿真软件允许您对主机使用不同的操作系统。例如，您可以在Windows 10计算机上运行Windows 7模拟器。您仍然可以使用Windows 10，但也可以根据需要使用Windows 7。

许多人每天都使用模拟器来测试软件、试用新的操作系统或运行旧的视频游戏机。

但你有没有想过仿真器是如何工作的？或者为什么你的模拟器速度慢或者经验滞后？继续读下去，你会发现仿真到底有多神奇。

仿真硬件起到了作用

让我们用一个真实的例子来思考什么会影响仿真性能。

PlayStation游戏无法在Windows系统上运行，因为这些游戏不是为在普通计算机上运行而设计的。PlayStation设备的物理结构非常特殊，包含Windows或任何其他计算机操作系统都不知道如何使用的独特硬件。

这就是为什么你需要一个模拟器。仿真软件旨在在另一个系统上运行为一种系统设计的程序。实现这一点的程序称为模拟器。虽然模拟器的细节和内部工作方式各不相同，但最终，它们试图实现相同的结果：让软件在不同的硬件上运行。

模拟器是如何工作的？

仿真器努力工作以使外国程序运行。简而言之，仿真器是一种软件，其“行为”与硬件类似。在大多数情况下，这意味着将硬件组件的所有功能模拟为软件组件。不仅如此，被模拟为软件的硬件组件必须在没有bug的情况下运行，否则模拟器将无**常工作。

将先进而独特的硬件转化为功能强大的软件是一个困难，这就是为什么现代游戏控制台的模拟器需要花费很长时间来开发的原因。要让仿真过程正常工作需要付出大量的努力，因为现代硬件，如PlayStation 4或Xbox One，极其复杂。

回到PlayStation的例子，模拟器必须模拟特殊的声音芯片、图形卡、中央处理器等，甚至不考虑对CD驱动器等外围组件的模拟。

那么，最难模仿的组件是什么？

中央处理器

最难仿真的硬件通常是中央处理器（CPU）。从智能**到视频游戏机，CPU是每台计算机的核心部件。在许多方面，CPU是仿真方面最重要的计算机组件，因为每个其他组件都直接链接到它。

并非所有的CPU都是相同的。CPU之间的主要区别在于它们的指令集。CPU指令集决定计算机如何执行程序给它的命令。仿真器将针对具有与主机不同的指令集的系统。例如，PlayStation的CPU使用称为MIPS的指令集，这与使用x86的台式机或笔记本电脑不同。

为什么模拟器这么慢？

指令集之间的差异是模拟器有时性能不佳的原因之一。模拟器接收的每个CPU指令都必须从一个指令集转换为另一个指令集。此外，这种指令集转换是动态进行的。

在上面的示例中，PlayStation emulator CPU接收MIPS指令，将其转换为x86，然后在您的计算机上运行。

指令集的转换构成了仿真器如何在计算机内模拟整个设备的基础。另一种看待它的方式是，作为一名真实世界的翻译人员，在两个说不同语言的人之间快速传递对话。即使翻译速度很快，你也会在速度上遇到一些损失。语言越复杂，翻译就越慢。

虚拟化与仿真：有什么区别？

虚拟化与仿真非常相似，但它们之间有重要的区别。特别是，虚拟化通常指使用虚拟机。虚拟化和仿真完成了相同的任务，但它们的方式略有不同。

两者都设计为在隔离环境中运行软件。虚拟化侧重于隔离，而仿真侧重于环境。这意味着模拟器模拟的硬件范围要比虚拟机大。

例如，您不能在虚拟机中运行PlayStation系统。但您可以在虚拟Windows环境中运行PlayStation仿真器。

然而，正因为如此，虚拟化通常比仿真更快。虚拟机不是模拟系统，而是将处理能力分配给隔离的子系统。重要的是，这意味着CPU不是仿真的。

因此，两者的目标受众有所不同。模拟器往往是为视频游戏机（或其他与普通计算机完全不同的系统）设计的，而虚拟机更可能在企业中运行。这是因为它们提供了一个运行程序的快速、安全的环境。

然而，这主要是吹毛求疵。实际上，虚拟化和仿真在功能上是相同的，它们主要用于从一种“指令语言”转换到另一种。

使用仿真的3种方法

有几种方法可以利用仿真。你甚至可能在不知情的情况下使用它！这里有几个值得注意的例子。

1.在64位windows上运行32位程序

64位Windows与32位Windows不同。64位版本的Windows可以使用特殊的兼容层来运行32位程序。因为32位程序在设计上已经很相似了，所以不需要模拟整个系统来工作。因此，这个过程非常快。

2.模拟每个控制台

最新的控制台很难模仿。尽管PlayStation 3在2006年上市，但要在游戏机上模仿大部分游戏仍然很困难。Xbox360的模拟情况更为落后。

尽管如此，仿真器仍然存在于大量较旧的视频游戏机中，包括许多90年代最好的游戏机。在现代硬件上运行旧的视频游戏模拟器有一个好处。旧游戏在现代硬件上获得了性能提升。根据模拟器的不同，您可以使用HD甚至4K图形，利用额外的计算能力以远高于其本机分辨率的级别玩游戏。查看视频中的一个主要示例，使用PCSX2 PlayStation 2 emulator播放Gran Turi**o 4。

你甚至可以在你的安卓设备上运行视频游戏模拟器，让你在移动中复古游戏。