Obwohl ich im Allgemeinen verstehe, was Simulation und Emulation bedeuten, werde ich fast immer verwirrt darüber. Nehmen wir an, ich erstelle ein Stück Software, das vorhandene Hardware/Software imitiert, wie sollte ich es nennen? Ein Simulator oder ein Emulator?
Kann mir jemand den Unterschied in Bezug auf die Programmierung erklären?
Bonus: Was ist der Unterschied in Englisch zwischen diesen beiden Begriffen? (Entschuldigung, ich bin kein Muttersprachler :))
Beide Begriffe sind etwas völlig Unterschiedliches und überschneiden sich nur sehr wenig. Den richtigen Begriff zu finden ist eigentlich sehr einfach, man muss nur folgendes bedenken:
Bei einer Simulation passiert nichts in der Realität. Man kann sie studieren, zum Beispiel wie Computer funktionieren, aber normalerweise hat sie kein Ergebnis außer diesem. Ein Flugzeugabsturz in einem Flugsimulator verursacht keinen echten Schaden. Eine Wettersimulationsvorhersage ändert selbst nicht das Wetter.
Bei einer Emulation passiert etwas in der Realität. Man kann mit einem emulierten Computer wie mit einem physischen arbeiten und damit Dokumente erstellen. Und ein Flugzeugabsturz in einem Flugemulator hätte ein Ergebnis, wie Menschen, die die echten Auswirkungen erleben, einschließlich möglicher körperlicher Schäden.
Deine Verwirrung stammt wahrscheinlich daher, dass "die Simulation studieren" und "die Emulation zugreifen" oft ziemlich ähnlich sind.
Du bist nicht allein mit deiner Verwirrung. Der Film "Matrix" spricht von einer Simulation. Allerdings führt The Matrix eine Emulation aus, da sie echte Auswirkungen auf alle Mitglieder von The Matrix hat. Im Gegensatz dazu hat der Trainingsraum keine echten Auswirkungen, also handelt es sich um eine Simulation (von The Matrix).
Lass uns einige Beispiele sehen.
Nehmen wir einen Gartenschlauch und lassen es regnen. Wo ist hier der Unterschied zwischen Simulation und Emulation?
Wenn du Regen simulierst, werden die Leute dir immer noch die Schuld geben, dass sie nass werden. Dein Regen hat eine gewisse reale Auswirkung auf die Welt, aber deine Simulation nicht, da die Simulation niemanden darüber täuscht, dass es echter Regen ist.
Im Gegensatz dazu, wenn du Regen emulierst, würde man das Wetter dafür verantwortlich machen. Das bedeutet, dein emulierter Regen verhält sich wirklich wie echter Regen in der Realität.
Es hat eine Weile gedauert, bis ich das verstanden habe. Daher ist es nicht einfach noch offensichtlich, was all die Verwirrung erklärt.
Denke daran, dass eine Simulation Nebenwirkungen haben kann, wie z. B. die Wettervorhersage basiert auf Simulationen, was eine erhebliche Rechenleistung und somit elektrische Energie erfordert, was eine Umweltbelastung darstellt.
Also im Beispiel von "simuliertem Regen" ist es nur eine Nebenwirkung, dass Leute nass werden und kein Teil der Simulation. Das gleiche gilt, wenn du mit diesem simulierten Regen einen Regenbogen simulierst. Während die Eigenschaft "wie Regenbogen funktionieren" Teil dieser Simulation ist, bietet die Simulation selbst nicht den Regenbogen, das passiert nur durch die Brechung der Sonne auf der Nebenwirkung der Wassertropfen.
Obwohl du denken könntest "ein simulierter Computer kann ein Ergebnis haben" ist dies praktisch falsche Argumentation. Wenn du Dateien auf ein simuliertes Laufwerk speicherst, können diese Dateien das simulierte Laufwerk nicht außerhalb der Simulation verlassen. Du kannst die Dateien durch Studium des simulierten Laufwerks erhalten, aber das ist nicht Teil der Simulation selbst.
Falls das Laufwerk die Daten so speichert, dass die Daten tatsächlich außerhalb der Simulation nutzbar sind, hast du ein emuliertes Laufwerk innerhalb der Simulation, um dies zu tun.
Also kann eine Emulation Teil einer Simulation sein und umgekehrt.
Wenn du ein Dateisystem simulierst, wirst du wahrscheinlich, aus Gründen der Praktikabilität, die Dateien einfach so auf dein echtes Dateisystem speichern (vielleicht mit einigen zusätzlichen Metainformationen). In diesem Fall scheint die Simulation echten "Wert" außerhalb der Simulation zu schaffen: Nutzbare Dateien!
Aber das ist nur ein Zufall, da dein simuliertes Dateisystem tatsächlich auch ein Dateisystem emuliert. Du hast tatsächlich das externe Dateisystem innerhalb deiner Simulation emuliert!
Ein gutes Beispiel für den Unterschied ist, wenn du an Sicherheit denkst. Ein TPM ist ein spezifisches Gerät, um seine eigenen Schlüssel sicher zu verwahren (Quelle der Identität), während ein HSM ein allgemeines Gerät ist, um fremde Schlüssel zu sichern (Identität überprüfen).
Fun Fact: Meine Finger tippen ständig TMP anstelle von TPM.
Wenn du ein TPM simulierst, hat dies enorme Auswirkungen auf die Sicherheit, denn dann kannst du die internen Zustände des TPM beobachten. Dadurch wird alle Sicherheit hinfällig. Auch wenn eine solche Simulation dir wertvolle Hinweise zur Verbesserung des Designs eines TPM geben kann, willst du keine wertvollen Daten dem simulierten TPM wirklich aussetzen.
Jedoch, wenn du ein TPM emulierst, wirst du versuchen, diese internen Zustände nach außen so gut wie möglich zu verbergen. Ein solches emuliertes TPM kann dann möglicherweise verwendet werden, um etwas anderes wirklich besser zu sichern als ohne es.
Mit einem echten TPM kannst du nicht die Eigenschaften eines echten HSM emulieren. Alles was du erreichen kannst ist, ein HSM zu simulieren, aber dies wird nicht die Sicherheitseigenschaften eines echten HSM haben, so dass alle Daten, die in diesem simulierten HSM gespeichert sind, nicht geschützt werden (sie werden nur innerhalb der Simulation selbst geschützt).
Im Gegensatz dazu kannst du mit einem echten HSM ein TPM mit allen Eigenschaften eines echten TPM emulieren. Dafür muss das HSM so konstruiert sein, dass keine Informationen das HSM verlassen müssen, die auch ein TPM nicht verlassen würden.
(Bitte beachten, dass ich speziell über HSMs oder TPMs nichts Besonderes weiß, daher könnte es sein, dass es keine HSMs gibt, die emulierte TPMs bereitstellen können.)
Wenn unsere Welt simuliert ist, sind wir auch Simulationen. Daher kann ein Beobachter (nennen wir sie Gott) uns betrachten und die Simulation jederzeit ändern. Auch können wir nicht herausfinden, ob wir simuliert sind oder nicht. Da ich ziemlich sicher bin, dass ich weiß, dass ich bin, glaube ich nicht, dass ich simuliert bin, denn Selbstbewusstsein scheint für mich eine Wirkung mit einem realen Bestandteil zu haben, der einer Simulation widerspricht. Das bedeutet auch, dass unsere Welt nicht simuliert sein kann, da eine Simulation mich nur wie die Welt beeinflussen kann, wenn ich Teil der Simulation bin.
Aber unsere Welt kann immer noch emuliert sein (wie im Film "Matrix"), da alles, was ich habe, um "die Welt zu beweisen", mein Geisteszustand und meine sensorische Wahrnehmung ist, die ich nicht überprüfen kann, da ich mich nicht verlassen kann. Wenn ich nicht Teil der Emulation bin, sollte es also eine Chance geben, Diskontinuitäten zu beobachten (wie im Film "Matrix"), falls die Emulation nicht fehlerfrei funktioniert.
Dies ändert sich jedoch, wenn auch ich emuliert bin, z. B. indem ich ein Betriebssystem in einem Emulator ausführe. Dann kann ich solche Fehler nicht beobachten, da mein Zustand von innerhalb der Emulation zurückgesetzt werden kann (nennen wir es: Schlaf) ohne beobachtbare Diskontinuitäten.
Dennoch glaube ich eher, dass die Welt eine holografische Halluzination ist als etwas wie eine Emulation. Denn wenn sie emuliert wird, dann bin ich von jemandem beherrscht (nennen wir ihn Rick), der die Emulation ausführt, für irgendeinen Zweck, während eine Halluzination rein meine eigene Sache ist.
Ich höre hier auf, denn Halluzinationen führen uns zu etwas ganz anderem.
Wie widerspricht das Selbstbewusstsein einer Simulation, wenn du das Ergebnis von Partikeln bist, die sich zu einer Lebensform entwickelt haben?
@spO_oks Das einzige, worüber ich mir wirklich sicher sein kann, ist, dass ich echt bin. Weil ich bin. Alles andere könnte nur eine Halluzination sein. (I.E. Ich kann nicht beweisen, dass du echt bist, noch dass es irgendetwas anderes als mich gibt. Es ist nur gesunder Menschenverstand anzunehmen, dass es etwas wie eine Welt außerhalb von mir gibt, die nicht ich bin, da dies die vernünftigste Annahme ist. Die entgegengesetzte Annahme, dass es nichts als mich gibt, macht die Dinge ein wenig sinnlos.) Da eine Simulation per Definition nichts im echten Leben ändern kann, ich mich aber ändere, widerspricht das Leben als Simulation der Tatsache, dass ich bin.
Die Unterscheidung zwischen den beiden Begriffen ist ein wenig unklar. Kommt man aus einer Welt, in der "Emulatoren" Hardwareteile sind, die es Ihnen ermöglichen, eingebettete Systeme zu debuggen. Und erinnern Sie sich an Produkte, die es Ihnen ermöglichten, ICE (In Circuit Emulation) Fähigkeiten zu haben, um eine PC-Plattform zu debuggen, finde ich die Verwendung des Begriffs "Emulation" für Software, die das Verhalten eines Hardwareteils SIMULIERT, etwas fehl am Platz.
Meine Rechtfertigung für die aktuelle Verwendung des Begriffs Emulation ist, dass sie die Funktionalität "erweitern" kann und sich nur um eine "angemessene" Annäherung des Systemverhaltens kümmert.
ICE: (In Circuit Emulation) Ein Hardwareteil, das in ein Board anstelle des tatsächlichen Prozessors gesteckt wird. Es ermöglicht Ihnen, das System laufen zu lassen, als ob der tatsächliche Prozessor vorhanden wäre. Typischerweise haben diese eine Variant des Prozessors darauf, um die Software tatsächlich auszuführen, mit Klebstofflogik, die es dem Benutzer ermöglicht, die Ausführung zu unterbrechen und unter hardwaregesteuerter Einzelanweisung fortzufahren. Einige bieten auch Logging-Fähigkeiten. Die meisten modernen Prozessor-Entwicklungssysteme haben ICE-Typ-Emulationen durch JTAG-Emulationen ersetzt, bei denen der JTAG nur mit dem Prozessor über einen speziellen seriellen Link spricht und die gesamte Ausführung vom auf dem Board montierten Prozessor durchgeführt wird.
Software-EMULATOR: Ein 0x86-Emulator ist nur darauf bedacht, 0x86-Assemblersprache ausführen zu können, ohne ein genaues zyklusweises Verhaltensmodell eines SPEZIFISCHEN 0x86-Prozessors bereitzustellen. Bochs ist ein Beispiel dafür. QEMU tut dies auch, erlaubt aber auch "Virtualisierung" unter Verwendung spezieller Kernelmodule.
SIMULATOR: Texas Instruments bietet ein ZYKLUSGENAUES Verhaltensmodell ihrer Prozessoren für die Softwareentwicklung an, das dazu gedacht ist, ein genaues SIMULATIONSVERHALTEN spezifischer Prozessorkerne für die Entwickler vor der Verwendung funktionsfähiger Hardware bereitzustellen.
Software-EMULATOR, der die Funktionalität erweitert: BLEEM ermöglichte es nicht nur, Playstation-Software auszuführen, sondern ermöglichte auch die Ausgabe mit einer höheren Auflösung als die Playstation bereitstellen konnte und nutzte auch fortschrittlichere Fähigkeiten von GPUs aus, die verfügbar waren. (z.B. Besseres Mischen und Glätten von Texturen.)
Eine Simulation ist ein System, das sich ähnlich wie etwas anderes verhält, aber auf eine völlig andere Weise implementiert ist. Es bietet das grundlegende Verhalten eines Systems, hält sich jedoch möglicherweise nicht an alle Regeln des simulierten Systems. Es soll Ihnen eine Vorstellung davon vermitteln, wie etwas funktioniert.
Eine Emulation ist ein System, das sich genau wie etwas anderes verhält und alle Regeln des emulierten Systems einhält. Es handelt sich effektiv um eine vollständige Nachbildung eines anderen Systems bis hin zur binären Kompatibilität mit den Eingaben und Ausgaben des emulierten Systems, das jedoch in einer anderen Umgebung als die des ursprünglichen emulierten Systems betrieben wird. Die Regeln sind festgelegt und können nicht geändert werden, da das System sonst versagt.
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