Was ist ein Computersimulator?
Ein Computersimulator ist ein Programm, das auf einem Computer ausgeführt wird, um eine Art System zu simulieren, um eine bessere Vorstellung von der Funktionsweise des Systems zu erhalten. Ein Computersimulator kann auch verwendet werden, um einen anderen Computer zu simulieren. Es gibt zwei Haupttypen: den Gesamtsystemsimulator und den Befehlssatzsimulator (Instruction Set Simulator, ISS). Diese Art von Computersimulator wird häufig verwendet, um neue Software auf einer Vielzahl von Hardwarekonfigurationen zu testen, ohne die physischen Computer tatsächlich verwenden zu müssen.
Auf der grundlegendsten Ebene wird ein Computersimulator verwendet, um eine reale Situation wiederherzustellen, in der das Testen vieler verschiedener Zustände nicht einfach oder sicher wäre. In diesem Fall spart die Verwendung eines Computersimulators viel Zeit und Ressourcen und ermöglicht möglicherweise eingehende Tests, die in der realen Welt physikalisch unmöglich wären. Computersimulationen werden seit einiger Zeit in den Ingenieurwissenschaften und Naturwissenschaften eingesetzt. In den letzten Jahren, als die Hardware robuster und die Software immer ausgefeilter wurde, können diese Simulationen immer mehr leisten.
Ein Beispiel für die Verwendung eines Computersimulators könnte ein Ingenieurbüro sein, das an der Entwicklung eines besseren Tragflügels für Flugzeuge arbeitet. Anstatt Ressourcen für den Bau von Prototypen jedes neuen Designs und das Testen dieser in Windkanälen oder in realen Flugzeugen aufzuwenden, kann stattdessen eine Simulation ausgeführt werden. Wenn die Fluiddynamik des Windes genau modelliert wird, kann eine beliebige Anzahl von Variablen geändert werden, um einen virtuellen Flügel in einer Million verschiedener Szenarien zu testen, von denen einige in der realen Welt möglicherweise nicht wiederhergestellt werden können. Darüber hinaus kann ein Entwurf, der sich als nicht ideal herausstellt, leicht geändert und erneut getestet werden, ohne dass ein neues physisches Objekt erstellt werden muss. Auf diese Weise können Hunderte oder Tausende von Designs in relativ kurzer Zeit ausprobiert werden, was einen viel höheren Grad an Feinabstimmung ermöglicht, als dies sonst möglich wäre.
Mit der zunehmenden Verbreitung von Hardware müssen Softwarehersteller auch unterschiedliche Umgebungen für ihre Programme simulieren. Da es unmöglich wäre, eine Software auf jedem Computer der Welt auszuführen, wäre es noch viel weniger möglich, sie auf jedem modifizierten System mit mehr oder weniger Videospeicher, Soundkarten von Drittanbietern und den Dutzenden anderer Komponenten auszuführen, die angepasst werden können. Stattdessen wird ein Computersimulator verwendet. Auf diese Weise kann die Software auf Zehntausenden von hypothetischen Hardwarekonfigurationen ausgeführt werden, und Fehler können erkannt und behoben werden, lange bevor das Produkt an Kunden ausgeliefert wird.
Befehlssatzsimulatoren werden häufig für diese Aufgabe verwendet. Sie können Variablen modifizieren lassen, die unterschiedliche Hardwarebeschränkungen verschiedener Maschinen darstellen. Diese Variablen können geändert, das Programm ausgeführt und anschließend die Variablen erneut geändert werden, sodass ein Programmierer in kurzer Zeit viele Systeme testen kann.
Ein anderer Simulatortyp ist der Gesamtsystemsimulator. Obwohl ein Gesamtsystemsimulator einem ISS ähnlich ist, ermöglicht er eine viel umfassendere Umgebung, indem ganze Betriebssysteme und Softwaretreiber simuliert werden können. Dies ermöglicht ein noch höheres Maß an Genauigkeit in der Simulation, was eine bessere Möglichkeit zum Erkennen und Reparieren von Fehlern bietet.