Эмуляция

Файл:DOSBox Screenshot.png

DOSBox эмулирует работу DOS

Файл:Emulation MSX on MESS.png

Эмуляция компьютера стандарта MSX на эмуляторе MESS

Эмуля́ция (англ. emulation) — воспроизведение программными или аппаратными средствами либо их комбинацией работы других программ или устройств.

Цели

• Создание нового микропроцессора/микроконтроллера. В этом случае при помощи эмулятора (программы или устройства) выполняются команды этого процессора.
• Необходимость выполнения также программного обеспечения, написанного для другого устройства или операционной системы.
• Тестирование программ написанных для различных систем.

Аппаратная и программно-аппаратная эмуляция

В случае программно-аппаратнного комплекса эмулятором является специальное электронное устройство, выполненное в виде платы.

Программная эмуляция

Эмуляция позволяет выполнять компьютерную программу на платформе (компьютерной архитектуре и/или операционной системе), отличной от той, для которой она была написана в оригинале. Эмуляцией также называют сам процесс этого выполнения.^{[источник не указан 5840 дней]} В отличие от симуляции, которая лишь воспроизводит поведение программы, при эмуляции ставится цель точного моделирования состояния имитируемой системы, для выполнения оригинального машинного кода.

При использовании языков высокого уровня, иногда в целях сохранения быстродействия исполняемой программы, вместо эмуляции делают портирование программ в новую среду. В этом случае производится переписывание заново аппаратно-зависимых участков кода.

Одно из популярных применений эмуляции — выполнение на персональном компьютере игр, написанных для игровых автоматов или игровых приставок.

Теоретически, согласно тезису Чёрча — Тьюринга, любая операционная среда может быть эмулирована в любой другой среде. На практике, однако, встречается ряд трудностей; в частности, точное поведение эмулируемой системы часто не документированно и должно быть исследовано и определено с помощью обратной разработки.

Достаточно полная эмуляция некоторой аппаратной платформы требует предельной точности, до уровня отдельных тактовых циклов, недокументированных особенностей и даже ошибок реализации. Это особенно важно для таких моделей классических домашних машин, как Commodore 64, программное обеспечение которых сильно зависит от программистских решений. Выбор конкретного решения происходит с целью оптимизации (по размеру или скорости выполнения программы), применяемой, например программистами игр, а также энтузиастами демосцены. Такие программы достаточно часто бывают основаны на недокументированных возможностях процессора или операционной системы.

В противоположность этому, на некоторых других платформах довольно мало использовался прямой доступ к оборудованию. В этом случае оказывается достаточным обеспечить некоторый уровень совместимости, обеспечивающий трансляцию системных вызовов эмулируемой системы в вызовы работающей системы.

Обычно, эмулятор состоит из нескольких модулей, отвечающих за различные подсистемы эмулируемого компьютера. Чаще всего, эмулятор состоит из:

• эмулятора или симулятора^{[источник не указан 5840 дней]} центрального процессора
• модуля подсистемы памяти, эмулирующего ОЗУ и ПЗУ
• модуля или модулей эмуляции различных устройств ввода/вывода

Системная шина обычно не эмулируется, по причинам упрощения или повышения производительности, и виртуальная периферия обращается непосредственно к модулю ЦП и модулю памяти.

См. также

• Виртуальная машина
• Эмулятор игровой приставки

Ссылки

• Как написать эмулятор компьютера
• How to write a computer Emulator

Литература

• А. Аганичев, Д. Панфилов, М. Плавич, О. Полянский. Программно-аппаратный комплекс для отладки МП систем на основе микроконтроллеров семейства MC68HC11 фирмы MOTOROLA
• Шагурин И., Бродин В., Калинин Л., Толстов Ю., Петров С., Исенин И., Эйдельман С., Ванюлин В. Средства проектирования и отладки систем управления на базе МК фирмы Motorola.