コンピューターシミュレーターとは

コンピューターシミュレーターは、システムがどのように機能するかをよりよく理解するために、何らかのシステムをシミュレートする目的でコンピューターで実行されるプログラムです。 コンピューターシミュレーターを使用して、別のコンピューターをシミュレートすることもできます。 主に2つのタイプがあります。フルシステムシミュレーターと命令セットシミュレーター（ISS）です。 このタイプのコンピューターシミュレーターは、物理コンピューターを実際に使用しなくても、さまざまなハードウェア構成で新しいソフトウェアをテストするためによく使用されます。

最も基本的なレベルでは、コンピューターシミュレーターを使用して、さまざまな状態のテストが簡単でも安全でもない現実の状況を再現します。 この場合、コンピューターシミュレーターを使用すると、時間とリソースが大幅に節約され、実際の世界では物理的に不可能な詳細なテストが可能になります。 コンピューターシミュレーションは、工学および科学でしばらく使用されてきましたが、近年、ハードウェアがより堅牢になり、ソフトウェアがより洗練されるにつれて、これらのシミュレーションはますます達成できるようになりました。

コンピューターシミュレーターの使用例は、航空機用のより良い翼の設計に取り組んでいるエンジニアリング会社です。 各新しい設計のプロトタイプを作成し、それらを風洞または実際の航空機でテストするためにリソースを費やすのではなく、代わりにシミュレーションを実行できます。 風の流体力学を正確にモデル化すると、任意の数の変数を変更して、数百万の異なるシナリオで仮想翼をテストできますが、その一部は現実世界では再現できません。 さらに、設計が理想的ではないことが判明した場合、新しい物理オブジェクトを作成する必要なく、簡単に変更および再テストできます。 このようにして、数百または数千の設計を比較的短期間で試すことができ、他の方法では不可能だったよりもはるかに高度な微調整が可能になります。

ハードウェアの急増に伴い、ソフトウェアメーカーもプログラムのさまざまな環境をシミュレートする必要性を認識しています。 地球上のすべてのコンピューターでソフトウェアを実行することは実行不可能であるため、多少のビデオメモリ、サードパーティのサウンドカード、およびカスタマイズ可能な他の多数のコンポーネントを備えたすべての変更されたシステムで実行することははるかに少なく、代わりにコンピューターシミュレーターが使用されます。 このようにして、ソフトウェアは何万もの仮想ハードウェア構成で実行でき、製品が顧客に出荷されるずっと前にバグを検出して修正できます。

このタスクには、一般に命令セットシミュレータが使用されます。 異なるマシンの異なるハードウェア制限を表す変数を変更することができます。 これらの変数を変更し、プログラムを実行した後、変数を再度変更できるため、プログラマーは短時間で多くのシステムをテストできます。

別のタイプのシミュレーターは、フルシステムシミュレーターです。 ISSに似ていますが、フルシステムシミュレーターは、オペレーティングシステム全体とソフトウェアドライバーのシミュレーションを可能にすることで、より包括的な環境を実現します。 これにより、シミュレーションの精度がさらに向上し、バグを検出して修復する機会が増えます。