關于計算機模擬技術及其應用

計算機技術發(fā)展，計算機模擬技術作為一種高效安全的方法得到了深遠的發(fā)展。下面是YJBYS小編為大家搜索整理的關于計算機模擬技術及其應用，歡迎參考閱讀，希望對大家有所幫助！想了解更多相關信息請持續(xù)關注我們應屆畢業(yè)生培訓網！

隨著第一臺計算機誕生以來，計算機技術得到了飛速的發(fā)展，并且在各個領域都得到了廣泛的應用。計算機模擬技術作為計算機技術的重要組成部分，其應用范圍也在不斷的擴展。在計算機模擬技術產生之前，人們主要采用人工的辦法對一些對象進行模擬。而人工的模擬方法往往存在很多的缺點，如數(shù)據(jù)量小、參數(shù)修改困難、靈活性差、成本高、周期性長，并且模擬的效果也不是很理想。而且有些現(xiàn)象，對于人工無法模擬是無法實現(xiàn)和達到的。然而計算機模擬技術可以使模擬變得更加方便便捷、靈活，可控制性變得更強，并且對哪些人工模擬無法模擬的對象也可以很好的進行模擬。

1、計算機模擬技術

1.基本原理

算機模擬是一種針對具體對象的模擬過稱，根據(jù)不同的對象，模擬方法也個不相同，但是其中確有一定的規(guī)律可循。計算機模擬的一般步驟是：

第一，針對對模擬對象建立模型，建立的模型可分為是物理模型、數(shù)學模型或其他特定模型。模型的建立的好壞直接影響最終的效果，因此是計算機模擬中最為重要的步驟。

第二，依據(jù)模型編寫相應計算程序，或者借助計算機模擬軟件來實現(xiàn)對模型的具體的實現(xiàn)，生成可視化的效果，計算我們需要的數(shù)據(jù)。

第三，運算和數(shù)據(jù)分析處理過程，即在計算機上運行程序，得到并分析運行結果，并與所要模擬的對象進行比，檢測是否達到了預期的效果。

2.基本方法

計算機模擬方法根據(jù)是否建立模型可以分為兩大類：直接模擬法和模型模擬法。

直接模擬法：不依賴具體的模型，主要是通過計算機程序將具體模擬現(xiàn)象的發(fā)生過程進行直觀再現(xiàn)。如在計算機用動畫的形式直觀的模擬網絡中兩臺計算機相互通信的不同階段過程過程。這中直接模擬法是計算機模擬中最簡單的模擬方法。

模型模擬法，這種方法是依靠具體的數(shù)學或物理模型，并通過對模型進行編程來實現(xiàn)模擬。它有空可以細分為以下兩種種方法：（1）確定的方法：該方法對模擬對象建立確定的模型，使得模擬出的結果也是確定的，并嚴格遵尋事先建立的模型。（2）隨機的方法：該方法也被稱為蒙特卡羅（Monte Carlo）［1］法。蒙特卡羅法的基本思想是：當要求解的問題是某事件出現(xiàn)的概率或者期望值時，它可以通過“試驗”的方法，得到該事件出現(xiàn)的概率或平均值，并用它作為求解問題的解。

2、計算機模擬技術的應用

1.工業(yè)應用

隨著工業(yè)信息化的發(fā)展，計算機模擬技術在工業(yè)生產中得到了廣泛應用，具體應用領域包括航空航天［2］、交通運輸、通訊控制、工業(yè)控制、機械制造等諸多方面。計算機模擬是以計算機硬件和相應的軟件為基礎，以現(xiàn)代控制理論和相似原理為方法，借助相應系統(tǒng)模型對真實的或假設的系統(tǒng)進行模擬解析，從而指導生產實踐，控制產品的生產與制造過稱提高生產產量和產品質量。如在機械加工過程，利用計算機模擬技術，有助于發(fā)現(xiàn)其機理，為提高機械加工性能提供理論支持。如在工業(yè)控制領域，采用計算機模擬技術，可以對生產過程實行動態(tài)監(jiān)控，有助于中改進現(xiàn)實的流水線，縮短生產時間，提高經濟效益。

2.軍事應用

在軍事演習中，直接使用先進武器進行演練，不但具有很大的危險性，而且相應的費用也非常昂貴。采用計算機模擬技術在可以很好解決這些問題，它在軍事上的運用主要有以下幾個方面：（1）模擬先進武器的作戰(zhàn)性能，如模擬導彈的飛行軌跡，計算其精確性。（2）虛擬現(xiàn)實技術［3］，虛擬現(xiàn)實技術利用計算機模擬一種現(xiàn)實的環(huán)境，并通過多種傳感設備使用戶“投入”到該環(huán)境中，使用戶與該環(huán)境進行自然交互。采用虛擬現(xiàn)實技術在很大程度上解決真實作戰(zhàn)訓練危險和演練環(huán)境限制的問題。

3.經濟學應用

在當今社會中，經濟運行具有不可預測性。利用計算機模擬技術，依據(jù)基本的經濟學原理，對經濟運行進行模擬，可以有效的`控制經濟運行。計算機模擬在經濟學中的作用表現(xiàn)在：（1）能對復雜的內部交互作用的經濟系統(tǒng)進行研究和實驗。（2）能模擬各種不同方案，觀察這些方案對系統(tǒng)的結構和行為的不同影響。（3）能反映變量間的相互關系，確定哪些變量更加重要，以及它如何影響其他變量和整個系統(tǒng)。（4）能研究不同時期的動態(tài)聯(lián)系，反映系統(tǒng)隨時間的變化規(guī)律。

3、存在的問題

計算機模擬技術目前在各個領域都得到的廣泛的應用，技術得到了很大的提高，但也面臨著不少問題。

（1）模型建立較難：對某些物理過程想要建立合理的模型困難較大，并且模型建立以后相應的修改也很困難。

（2）沒有通用的規(guī)律：計算機模擬是針對對象的過程，模擬的問題可能千差萬別，具體模擬的方法間并沒有通用的規(guī)律。

（3）存在局限性：計算機模擬過程和實際的過程還是有一定的差異，很可能會遺漏掉最優(yōu)方案，運用范圍只限于能考察的情況，規(guī)模很大時，較難取得模擬細節(jié)。

（4）模擬系統(tǒng)的評價困難：模擬只是是對現(xiàn)實系統(tǒng)的某一層次的抽象屬性的模仿，模擬仿真是有層次的，既針對所要處理的客觀題，又針對處理者的需求層次，所以很難評價一個模擬系統(tǒng)的優(yōu)劣。

總之，隨著計算機技術的發(fā)展，計算機模擬技術的應用范圍不斷的擴大，已經成為科學研究中繼理論方法、試驗方法之后的第三種研究方法［4］。計算機模擬技術成為當今研究的一個熱點，它不僅可以模擬簡單直觀的現(xiàn)象，還可以對一些復雜隨機的現(xiàn)象進行模擬，更好的指導幫助人們在實際的工作。并且隨著信息化工業(yè)化進程的不斷推進，計算機模擬技術也將在各個領域起到越來越重要的作用。

來源：應屆畢業(yè)生網

審核編輯 ：李倩