本文關(guān)鍵詞：基于函數(shù)式編程模型的虛擬機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 虛擬機(jī) 模擬器 函數(shù)式編程 Haskell

【摘要】：自20世紀(jì)60年代以來，研究人員就開始了對于虛擬機(jī)和硬件虛擬化的研究。隨著芯片制造工藝的飛速發(fā)展，各式各樣的嵌入式設(shè)備大量地涌現(xiàn)了出來。但是由于物理設(shè)備自身的封閉性，無論是調(diào)試或者捕獲設(shè)備內(nèi)部狀態(tài)，都顯得就極為困難。而虛擬機(jī)技術(shù)則為我們的軟件開發(fā)提供了極大的便利。通過虛擬機(jī)技術(shù)，我們可以將各種各樣的異構(gòu)硬件設(shè)備運行于Intel x86體系的通用PC機(jī)上。為基于特定硬件設(shè)備的軟件開發(fā)降低調(diào)試和驗證的復(fù)雜性，同時避免實際部署時的開銷，又省去了對開發(fā)專用硬件設(shè)備的依賴。 由于虛擬機(jī)本身也可以稱為一種軟件產(chǎn)品，所以它的設(shè)計與開發(fā)嚴(yán)格按照軟件工程的規(guī)范，從需求分析，功能設(shè)計，功能實現(xiàn)到最后的功能和性能的測試。結(jié)合物理設(shè)備高耦合、硬件邏輯確定、輸入輸出設(shè)備行為狀態(tài)不可知等特點，將虛擬機(jī)分為輸入輸出設(shè)備，存儲設(shè)備和核心算邏部件三大部分。在設(shè)計中以函數(shù)式編程的方式，結(jié)合Monad結(jié)構(gòu)，設(shè)計了便于開發(fā)和調(diào)試的虛擬機(jī)模型。并以NES8位機(jī)為例，以自定義的NES Monad結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，用函數(shù)式編程語言Haskell分別實現(xiàn)了CPU，內(nèi)存和IO接口，圖像處理單元（PPU）等不同功能和結(jié)構(gòu)的硬件設(shè)備，將基于8位CPU的NES虛擬機(jī)運行于基于Intel x86CPU的操作系統(tǒng)之上。并通過大量的測試用例，，驗證了基于函數(shù)式的虛擬機(jī)在的虛擬機(jī)在運行時的可靠性和正確性。 在實際的工作中，硬件的開發(fā)設(shè)計者，只需要根據(jù)硬件的實際邏輯特性，修改對應(yīng)的虛擬機(jī)模塊，即可以在更短的時間內(nèi)，實現(xiàn)一套完整而健壯的針對特定硬件虛擬機(jī)環(huán)境。為特種設(shè)備的開發(fā)和基于嵌入式設(shè)備的軟件開發(fā)提供更大的便捷。
【關(guān)鍵詞】：虛擬機(jī) 模擬器 函數(shù)式編程 Haskell
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP302
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 課題研究背景8
• 1.2 課題的研究目的及其意義8-10
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10
• 1.4 主要工作和組織結(jié)構(gòu)10-12
• 2 基于函數(shù)式編程模型的虛擬機(jī)的需求分析12-20
• 2.1 虛擬機(jī)的兼容性需求分析12-15
• 2.2 虛擬機(jī)的功能需求分析15-18
• 2.3 虛擬機(jī)的非功能需求分析18
• 2.4 本章小結(jié)18-20
• 3 基于函數(shù)式編程模型的虛擬機(jī)的設(shè)計20-39
• 3.1 虛擬機(jī)的功能模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計20
• 3.2 功能模塊詳細(xì)設(shè)計20-38
• 3.3 本章小結(jié)38-39
• 4 基于函數(shù)式編程模型的虛擬機(jī)的實現(xiàn)39-60
• 4.1 基于函數(shù)式的虛擬機(jī)控制系統(tǒng)的實現(xiàn)39-42
• 4.2 虛擬機(jī)調(diào)試模塊的實現(xiàn)42-44
• 4.3 虛擬機(jī) CPU 的實現(xiàn)44-55
• 4.4 虛擬機(jī)內(nèi)存的實現(xiàn)55-57
• 4.5 虛擬機(jī) I/O 設(shè)備的實現(xiàn)57-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 5 基于函數(shù)式編程模型的虛擬機(jī)的測試60-64
• 5.1 測試的基本方法60
• 5.2 虛擬機(jī)的白盒測試60-61
• 5.3 虛擬機(jī)的黑盒測試61-62
• 5.4 虛擬機(jī)的性能測試62-63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 6 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 全文總結(jié)64
• 6.2 展望64-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王興波;;有關(guān)虛擬機(jī)及虛擬化技術(shù)的幾點詮注[J];信息化縱橫;2009年07期

2 包敬海;;淺談基于虛擬機(jī)保護(hù)個人服務(wù)器[J];福建電腦;2009年08期

3 張岐;;虛擬機(jī)在線遷移技術(shù)綜述[J];農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息;2012年02期

4 ;實而不“虛” 三大王牌虛擬機(jī)評測[J];電腦愛好者;2013年08期

5 付王敏捷;;淺談虛擬機(jī)的原理及應(yīng)用[J];電子制作;2014年02期

6 ;金蟬脫殼 創(chuàng)建安全的虛擬機(jī)系統(tǒng)[J];新電腦;2002年04期

7 虛擬人;;神奇的虛擬機(jī)軟件[J];軟件;2002年12期

8 吳放;虛擬機(jī)軟件專題測試 運籌帷幄之間[J];新電腦;2003年03期

9 楊興平;;玩轉(zhuǎn)虛擬機(jī)就這么簡單[J];網(wǎng)絡(luò)與信息;2005年12期

10 王國安;康雯瑛;葛稚燕;;使用虛擬機(jī)軟件解決自動站和人工站月報表數(shù)據(jù)的審核[J];河南氣象;2006年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 韋萬貴;;虛擬機(jī)軟件在實際工作中的應(yīng)用[A];甘肅成人教育協(xié)會2008年年會論文集[C];2008年

2 李永;吳慶波;蘇航;;基于虛擬機(jī)的動態(tài)遷移技術(shù)分析和研究[A];計算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)展·2007——全國第18屆計算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用（CACIS）學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

3 王軼;陳俊輝;;使用VPC2007搭建企業(yè)應(yīng)用和測試平臺[A];2007第二屆全國廣播電視技術(shù)論文集2（下）[C];2007年

4 董焱;;基于虛擬化技術(shù)的實驗教學(xué)中心環(huán)境構(gòu)建[A];北京高校實驗室工作研究會2010年年會優(yōu)秀論文[C];2011年

5 董焱;;基于虛擬化技術(shù)的實驗教學(xué)中心環(huán)境構(gòu)建[A];北京高教學(xué)會實驗室工作研究會2010年學(xué)術(shù)研討會論文集（下冊）[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 特約作者：聶陽德 鐘達(dá)文;體驗虛擬機(jī)的神奇魅力[N];電腦報;2002年

2 黃樹;實戰(zhàn)虛擬機(jī)軟件[N];中國電腦教育報;2004年

3 卿晨;虛擬機(jī)為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)收緊成本口袋[N];中國電腦教育報;2007年

4 ;虛擬機(jī)管理工具仍有改進(jìn)空間[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2007年

5 四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江平;虛擬機(jī)助力計算機(jī)教學(xué)[N];中國電腦教育報;2006年

6 區(qū)陽;微軟推出首款虛擬機(jī)軟件[N];中國計算機(jī)報;2003年

7 丁士明;聯(lián)想虛擬化解決方案[N];中國計算機(jī)報;2007年

8 特約作者 滔滔江水;計算機(jī)也能虛擬[N];電腦報;2002年

9 ;虛擬化市場增長近五成[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2006年

10 本報特約撰稿 陳杰;虛擬化：制度下的安全[N];計算機(jī)世界;2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 林杰;面向服務(wù)監(jiān)控的可控云關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2015年

2 王篁;基于龍芯平臺的虛擬機(jī)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

3 林銘煒;面向云平臺的虛擬機(jī)異常行為檢測方法研究[D];重慶大學(xué);2014年

4 陳微;基于動態(tài)二進(jìn)制翻譯的協(xié)同設(shè)計虛擬機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

5 馬飛;云數(shù)據(jù)中心中虛擬機(jī)放置和實時遷移研究[D];北京交通大學(xué);2013年

6 王曉靜;I/O虛擬化的性能隔離和優(yōu)化[D];華中科技大學(xué);2012年

7 張逢U

本文編號：550729