โปรแกรมจำลองสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์คือโปรแกรมที่จำลองการทำงานของสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์

โปรแกรมจำลองสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ดังต่อไปนี้:

• ลดต้นทุนโดยการประเมินการออกแบบฮาร์ดแวร์โดยไม่ต้องสร้างระบบฮาร์ดแวร์จริง
• ช่วยให้สามารถเข้าถึงฮาร์ดแวร์ที่ไม่สามารถหาซื้อได้ทั่วไป
• เพิ่มความแม่นยำและปริมาณของข้อมูลประสิทธิภาพการทำงานของคอมพิวเตอร์
• นำเสนอความสามารถที่ไม่สามารถทำได้บนฮาร์ดแวร์จริง เช่น การรันโค้ดแบบย้อนกลับเมื่อตรวจพบข้อผิดพลาด หรือการทำงานที่เร็วกว่าเวลาจริง

โปรแกรมจำลองสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์สามารถจำแนกออกเป็นหลายประเภทที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับบริบท

• ขอบเขต : โปรแกรมจำลองสถาปัตยกรรมไมโครจะจำลองไมโครโปรเซสเซอร์และส่วนประกอบต่างๆ ส่วนโปรแกรมจำลองระบบเต็มรูปแบบจะจำลองโปรเซสเซอร์ ระบบหน่วยความจำ และอุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุตด้วย
• รายละเอียด : โปรแกรมจำลองการทำงาน เช่นโปรแกรมจำลองชุดคำสั่งทำงานได้เหมือนกับส่วนประกอบที่จำลองไว้ สามารถจำลองได้เร็วกว่าหากไม่พิจารณาเรื่องเวลา โปรแกรมจำลองเวลาเป็นโปรแกรมจำลองการทำงานที่จำลองเรื่องเวลาด้วย โปรแกรมจำลองเวลาสามารถแบ่งย่อยได้อีกเป็น โปรแกรมจำลองเวลาแบบดิจิทัลที่แม่นยำระดับรอบการทำงาน และโปรแกรมจำลองเวลาแบบอนาล็อกที่แม่นยำระดับย่อยรอบการทำงาน
• ลักษณะงาน : โปรแกรมจำลองแบบติดตามการทำงาน (หรือเรียกว่าโปรแกรมจำลองแบบขับเคลื่อนด้วยเหตุการณ์) จะตอบสนองต่อกระแสคำสั่งที่บันทึกไว้ล่วงหน้าด้วยข้อมูลป้อนเข้าคงที่ ในขณะที่โปรแกรมจำลองแบบขับเคลื่อนด้วยการดำเนินการจะอนุญาตให้เปลี่ยนแปลงคำสั่งที่จะดำเนินการได้อย่างไดนามิก ขึ้นอยู่กับข้อมูลป้อนเข้าที่แตกต่างกัน

โปรแกรมจำลองระบบเต็มรูปแบบ (Full-system simulator)คือการจำลองสถาปัตยกรรมที่ขับเคลื่อนด้วยการทำงานจริงในระดับรายละเอียดที่สูงมาก จนสามารถเรียกใช้ชุดซอฟต์แวร์ทั้งหมดจากระบบจริงบนโปรแกรมจำลองได้โดยไม่ต้องแก้ไขใดๆ โปรแกรมจำลองระบบเต็มรูปแบบให้ฮาร์ดแวร์เสมือนที่ไม่ขึ้นอยู่กับลักษณะของคอมพิวเตอร์โฮสต์ โดยทั่วไปแล้วแบบจำลองระบบเต็มรูปแบบจะรวมถึงแกนประมวลผลอุปกรณ์ต่อพ่วงหน่วยความจำ บัสเชื่อมต่อ และการเชื่อมต่อเครือข่าย ส่วน อีมูเลเตอร์ (Emulator)คือโปรแกรมจำลองระบบเต็มรูปแบบที่เลียนแบบฮาร์ดแวร์ที่ล้าสมัยแทนที่จะเป็นฮาร์ดแวร์ที่อยู่ระหว่างการพัฒนา

คุณสมบัติเด่นของการจำลองระบบเต็มรูปแบบ เมื่อเปรียบเทียบกับการจำลองชุดคำสั่งคือ โมเดลนี้อนุญาตให้ เรียกใช้ ไดรเวอร์อุปกรณ์และระบบปฏิบัติการ จริง ไม่ใช่แค่โปรแกรมเดียว ดังนั้น การจำลองระบบเต็มรูปแบบจึงทำให้สามารถจำลองคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องและโหนดคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายพร้อมซอฟต์แวร์ ทั้งหมด ตั้งแต่ไดรเวอร์อุปกรณ์เครือข่ายไปจนถึงระบบปฏิบัติการสแต็กเครือข่ายมิดเดิลแวร์เซิร์ฟเวอร์และโปรแกรมแอปพลิเคชัน

การจำลองระบบแบบเต็มรูปแบบสามารถเร่งกระบวนการพัฒนาระบบได้โดยทำให้ตรวจจับ สร้างใหม่ และแก้ไขข้อบกพร่องได้ง่ายขึ้น การใช้โปรเซสเซอร์มัลติคอร์กำลังผลักดันความต้องการการจำลองระบบแบบเต็มรูปแบบ เนื่องจากอาจเป็นเรื่องยากและใช้เวลานานอย่างยิ่งในการสร้างใหม่และแก้ไขข้อผิดพลาดโดยปราศจากสภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้ซึ่งจัดหาโดยฮาร์ดแวร์เสมือน^{[ 1 ]}นอกจากนี้ยังช่วยให้การพัฒนาซอฟต์แวร์เกิดขึ้นได้ก่อนที่ฮาร์ดแวร์จะพร้อม^{[ 2 ]}ซึ่งช่วยในการตรวจสอบความถูกต้องของการตัดสินใจด้านการออกแบบ

โปรแกรมจำลองแบบแม่นยำระดับรอบการทำงาน ( cycle -accurate simulator)คือโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่จำลองสถาปัตยกรรมไมโครโปรเซสเซอร์แบบรอบต่อรอบการทำงาน ในทางตรงกันข้ามโปรแกรมจำลองชุดคำสั่ง (instruction set simulator)จำลองสถาปัตยกรรมชุดคำสั่งได้เร็วกว่า แต่ไม่แม่นยำระดับรอบการทำงานตามการใช้งานเฉพาะของสถาปัตยกรรมนั้น มักใช้ในการจำลองฮาร์ดแวร์รุ่นเก่าที่ความแม่นยำของเวลาเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากเหตุผลด้านความเข้ากันได้กับระบบเดิม บ่อยครั้งที่โปรแกรมจำลองแบบแม่นยำระดับรอบการทำงานถูกใช้ในการออกแบบไมโครโปรเซสเซอร์ใหม่ – สามารถทดสอบและวัดประสิทธิภาพได้อย่างแม่นยำ (รวมถึงการเรียกใช้ระบบปฏิบัติการหรือคอมไพเลอร์แบบเต็มรูปแบบ) โดยไม่ต้องสร้างชิปจริง และสามารถเปลี่ยนแปลงการออกแบบได้หลายครั้งเพื่อให้เป็นไปตามแผนที่วางไว้

โปรแกรมจำลองที่แม่นยำระดับรอบการทำงานต้องมั่นใจว่าการดำเนินการทั้งหมดถูกดำเนินการในเวลาเสมือนที่เหมาะสม (หรือเวลาจริงหากเป็นไปได้) เช่น การคาดการณ์การแตกแขนง การพลาดแคช การดึงข้อมูล การหยุดชะงักของไปป์ไลน์ การสลับบริบทของเธรด และแง่มุมที่ละเอียดอ่อนอื่นๆ อีกมากมายของไมโครโปรเซสเซอร์

• โปรแกรมจำลองชุดคำสั่ง

• โครงสร้างพื้นฐานเสมือนจริง Archer สำหรับการจำลองสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์
• "โปรแกรมจำลองไมโครโค้ด MikroSim 2010" . 0/1-SimWare . สืบค้นเมื่อ2010-12-06 .