前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇計算機仿真范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

計算機仿真范文第1篇

1復(fù)雜系統(tǒng)概述

1.1復(fù)雜系統(tǒng)的含義

目前我國對復(fù)雜系統(tǒng)還沒有明確的定義，對復(fù)雜系統(tǒng)的理解還處于研究階段。大家所理解的復(fù)雜系統(tǒng)主要是指巨大的元素數(shù)量組成的系統(tǒng)，而系統(tǒng)各元素之間具有隨機性、非線性的依存關(guān)系，系統(tǒng)功能難以利用抽象描述、形式化描述體現(xiàn)出來。如金融證券市場就可以視為一個復(fù)雜系統(tǒng)，而該復(fù)雜系統(tǒng)的組成元素主要包括國家金融、監(jiān)管機構(gòu)、上市公司、證券公司、證券參與者等，而這些促成元素之間即相互依存又各自獨立。

1.2復(fù)雜系統(tǒng)的特點

復(fù)雜系統(tǒng)的主要特點有不可計算性、自主性、關(guān)聯(lián)性、開放性。不可計算性主要是指復(fù)雜系統(tǒng)的行為難以通過數(shù)學(xué)的方式描述出來，各元素行為的總和不等同于復(fù)雜系統(tǒng)的整體行為。自主性是指元素之間獨立自治性較強，各自元素行為通常是自行規(guī)劃來完成，全局控制在復(fù)雜系統(tǒng)中是不存在的。關(guān)聯(lián)性是指元素之間雖然各自獨立，但它們相互作用，而且作用的影響相當(dāng)大，甚至可以影響整個復(fù)雜系統(tǒng)的狀態(tài)、行為。開放性是指系統(tǒng)的元素種類多且數(shù)量大，在對復(fù)雜系統(tǒng)研究的過程中不能單獨的對某元素進行封閉研究，要使用突現(xiàn)、聚集的方法，復(fù)雜系統(tǒng)簡化常通過元素聚類、集來實現(xiàn)。

2復(fù)雜系統(tǒng)計算機仿真的應(yīng)用

2.1自適應(yīng)Agent

復(fù)雜系統(tǒng)計算機仿真應(yīng)用平臺最具影響力的設(shè)計是由美國桑培飛研究提出的自適應(yīng)Agent仿真平臺。不同智能主體Agent通過單機中的若干線程和進程構(gòu)成，包括反應(yīng)Agent、交互Agent、控制/顯示Agent、局部Agent、全局Agent、對象管理、控制時間推進。而且不同的Agent具有不同的功能，反應(yīng)Agent具有自適應(yīng)能力，交互Agent能夠完成網(wǎng)絡(luò)的交互，控制/顯示Agent能夠完成人機交互，局部Agent或全局Agent能夠進行通信。而所有的Agent智能主體都具有反應(yīng)能力、交互能力、自治性。當(dāng)仿真感知到信息的時候反映體就會做出決策，例如證券交易原則，對于普通證券交易人員來說則非常簡單，當(dāng)證券價格上升，證券交易人員就出售那些呈現(xiàn)上升趨勢證券，反之則買進若干倍的證券。

2.2智能仿真平臺

智能仿真平臺主要具有兩方面內(nèi)容，一是具有控制/顯示Agent、自適應(yīng)Agent的智能主體，代表復(fù)雜系統(tǒng)的基本元素，而這些復(fù)雜系統(tǒng)主要是國家、公司、機構(gòu)、證券交易中的散戶。二是全局Agent、局部Agent、交互Agent等實現(xiàn)基本元素關(guān)聯(lián)的智能主體。其具體結(jié)構(gòu)如圖1所示.不同RII接口Agent通過網(wǎng)絡(luò)傳輸信息，而RII再對其進行綜合。實現(xiàn)各個Agent之間的相互作用。

3復(fù)雜系統(tǒng)計算機仿真的設(shè)計

復(fù)雜系統(tǒng)計算機仿真設(shè)計主要是從基于HLA框架中RTI的多種智能主體Agent分布的仿真平臺。主要包括時間推進、事件處理、信息分發(fā)、主體控制。充分發(fā)揮HLA框架中RTI的強大功能，而RTI主要功能有數(shù)據(jù)分析管理、聲明管理、時間管理、屬性管理、主體管理、全局管理。另外RTI服務(wù)應(yīng)與多Agent仿真環(huán)境需求相對應(yīng)。如對象管理OM和聯(lián)邦管理FM對應(yīng)主體控制；時間管理服務(wù)TM對應(yīng)時間；數(shù)據(jù)分發(fā)管理服務(wù)DDM、數(shù)據(jù)管理DM與信息分發(fā)相對應(yīng)。但是這種仿真平臺還存在局限，HLA框架中RTI對Agent之間的通信缺少支持，而在Agent中通信服務(wù)很重要，而基于HLA框架中RTI服務(wù)難以滿足其要求，對個元素的關(guān)系也無法實現(xiàn)具體描述。因此，為了解決HLA框架中RTI對Agent之間缺少通信支持的問題，可以使用增加ML（中間層）在RTI和Agent軟件之間的方法。例如AgentA將信息通過ML傳輸?shù)絉TI，然后RTI進行分析服務(wù)，將從ML接收到的信息分為到B的信息、到C的信息，然后在經(jīng)過ML分別傳到AgentB和AgentC。最終實現(xiàn)Agent之間的通信。而ML中間層的主要作用是解釋和分裝仿真環(huán)境中的自適應(yīng)Agent和HLA中的RTI服務(wù)功能之間的通信。增加HLA框架中RTI對Agent的通信支持。由于HLA框架中RTI和Agent之間通過ML中間層解釋信息，有可能會增加Agent元素之間的數(shù)據(jù)流通量，而在這時數(shù)據(jù)分發(fā)的數(shù)量可以利用RTI的路由空間進行限制。通過RTI對接受、發(fā)送數(shù)據(jù)的約束，能夠為Agent邦元得到所需信息提供保障。例如在同一電臺中的不同頻道接收、發(fā)送信息，頻道接受、發(fā)出的信息可以由RTI的路由空間進行約束，根據(jù)邦元的ID作為路由空間的參數(shù)，只允許在這個頻道上的不同邦元可以對相關(guān)信息進行接收。還可以根據(jù)發(fā)送者的需求對路由空間進行有選擇性的使用。

4結(jié)論

計算機仿真范文第2篇

【關(guān)鍵詞】計算機 仿真技術(shù) 發(fā)展 應(yīng)用

1 計算機仿真技術(shù)簡介

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機仿真成為可能，使用專門的軟件，借助多媒體技術(shù)可以給人身臨其境的感覺。仿真技術(shù)的發(fā)展，很大程度上得益于控制工程技術(shù)的發(fā)展，在控制工程中需要使用計算機進行仿真實驗。計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用能夠加快產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高工作效率，減少經(jīng)費開支。

2 計算機仿真技術(shù)原理

通常情況下，計算機不能夠?qū)ν饨缧畔⑦M行認知，因此需要建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來反映事物的本質(zhì)特點。

通過數(shù)學(xué)模型能夠清楚地反映出研究對象的特點，通過模型轉(zhuǎn)換，使用計算機算法等將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化成計算機能夠處理的形式，也即建立仿真模型。仿真模型是計算機仿真的關(guān)鍵，再進行仿真實驗，通過仿真實驗對之前設(shè)置好的模型進行模擬，獲得仿真結(jié)果。對仿真實驗的結(jié)果進行評價通常采用反向驗證和置信通道法。

3 計算機仿真技術(shù)應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計算機仿真技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，改變著傳統(tǒng)的生產(chǎn)生活方式。計算機仿真在交通工程、制造領(lǐng)域、教育領(lǐng)域等都得到了較好的應(yīng)用。

3.1 交通領(lǐng)域

人和車輛是交通的主要組成部分，要考慮安全的前提下，提高交通效果。交通安全仿真通過虛擬技術(shù)，增加各種誘發(fā)因素，進而對某一路段的交通安全情況進行評價。

計算機仿真可以有效地對交通安全進性評價。仿真過程能夠?qū)崿F(xiàn)可視化操作，能夠更加直觀地進行分析，不同于傳統(tǒng)的數(shù)值仿真。比如，對某路段進行交通安全評價時，傳統(tǒng)的絕對數(shù)和事故率方法可以進行評價， 還可以在虛擬環(huán)境中設(shè)置不同的交通工具，考慮人的行為感知的情況下，進行評價。

3.2 制造領(lǐng)域

制造業(yè)是國家的第二產(chǎn)業(yè)，對各行各業(yè)影響深遠，汽車制造是制造業(yè)的重要組成部分。實驗課題難度大，成本高。計算機仿真可以很好地解決這個問題，比如對碰撞試驗來說，通過建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，可以對實驗過程進行模擬。

3.3 教育領(lǐng)域

使用計算機進行模擬仿真分析已經(jīng)成為當(dāng)前重要的研究方法，在教學(xué)模擬實驗中，采用多媒體可以很好地提高教學(xué)水平。計算機模擬實驗?zāi)軌蛟谙嚓P(guān)實驗設(shè)計思想和方法的指導(dǎo)下，改變傳統(tǒng)教與學(xué)、理論與實踐的關(guān)系，發(fā)揮研究人員的主動性。計算機仿真模擬可以加深對相關(guān)理論的理解，提高實驗水平。

3.4 計算機仿真技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用

計算機不僅僅在交通、制造、教育領(lǐng)域得到大量應(yīng)用，在軍事領(lǐng)域、消防、音樂等領(lǐng)域均有較廣泛的應(yīng)用。通過計算機仿真，可以使用模擬駕駛器進行模擬，從而降低戰(zhàn)機、戰(zhàn)車、燃油的損耗，在進行軍事武器研發(fā)時，可以縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。計算機仿真在消防中的應(yīng)用，可以對現(xiàn)場的溫度、空氣流動速度、火荷載、逃生路線等進行模擬，從而提高應(yīng)對突發(fā)事件的能力，提高設(shè)計科學(xué)性。

4 計算機仿真技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢

4.1 計算機仿真技術(shù)發(fā)展方向

網(wǎng)絡(luò)化仿真。仿真系統(tǒng)開發(fā)兼容性不強、開始周期長，費用昂貴，難以實現(xiàn)信息共享，隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計算機仿真技術(shù)取得了較大水平的提高。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)仿真系統(tǒng)共享。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)共享能夠提高資源的利用效率，避免不必要的重復(fù)開發(fā)，減少科研經(jīng)費。

虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)發(fā)揮計算機仿真技術(shù)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢，使用計算機完成對產(chǎn)品的管理和控制，虛擬制造技術(shù)已經(jīng)成為計算機仿真技術(shù)發(fā)展的重要方向。

4.2 計算機仿真技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著計算機技術(shù)和仿真技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)很好地解決了各學(xué)科發(fā)展中的問題，很大程度上提高了工作效率，更加形象直觀地進行仿真實驗，節(jié)約了產(chǎn)品開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。計算機軟硬件性能得到了較大水平的提高，進一步促進了仿真技術(shù)的發(fā)展。仿真技術(shù)主要朝著面向?qū)ο蟮姆抡娼?、分布式仿真、智能仿真等方向發(fā)展。

4.2.1 面向?qū)ο蠓抡娼?/p>

發(fā)揮計算機的符號處理能力，可以提高人們對仿真對象的認知速度，與傳統(tǒng)的人工建模有著較大的進步。面向?qū)ο蟮姆抡娼＃梢宰畲蟪潭忍岣呦到y(tǒng)的建模能力。此外，面向?qū)ο蟮姆抡娼２僮麟y度小，更容易使用，可以發(fā)揮仿真技術(shù)的優(yōu)勢。

4.2.2 分布式仿真

分布式仿真將不同分布位置的計算機通過網(wǎng)絡(luò)進行連接，形成時間空間相互禍合虛擬仿真環(huán)境。分布式仿真系統(tǒng)由幾個子模型組成。部分是仿真系統(tǒng)中，主要有動態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)分割技術(shù)、功能分割技術(shù)等。

4.2.3 智能仿真

在仿真的不同階段引入知識表達和處理技術(shù)，可以縮短仿真建模時間，提高模型效率，幫助用戶做出最優(yōu)決策，及時修正模型，界面更加智能化，增加仿真系統(tǒng)的尋優(yōu)能力。

4.2.4 其他仿真

一些仿真可以實現(xiàn)高度的可視化，對仿真過程進行形象展示，便于研究人員真實地對仿真過程進行分析，易于理解。踴仿真能夠?qū)⒙曇?、視圖等元素加入其中，交互性更強。

5 結(jié)語

計算機仿真伴隨著其他學(xué)科的發(fā)展而快速發(fā)展，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，計算機仿真技術(shù)很好滴解決了其他學(xué)科的問題。計算機仿真經(jīng)歷了從簡單的原型到物理模型，再到今天的動態(tài)顯示仿真過程，并可實現(xiàn)可視化操作。多媒體技術(shù)、人工智能、可視化等技術(shù)同仿真技術(shù)的結(jié)合，仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將更加廣泛。在不遠的將來，計算機仿真技術(shù)在生產(chǎn)生活中會發(fā)揮更大的作用，促進社會經(jīng)濟的發(fā)展。

參考文獻

[1]王莉.計算機仿真技術(shù)在自動化物流系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].自動化與儀器儀表，2015（04）：51-52+55.

[2]周杰.檔案高仿真復(fù)制技術(shù)――檔案館應(yīng)用傳統(tǒng)手工復(fù)制和計算機高仿真技術(shù)的研究[J].檔案學(xué)研究，2013（05）：54-57.

[3]胡媛，吳正一，胡小峰，戴星.計算機仿真技術(shù)在優(yōu)化就醫(yī)序列中的應(yīng)用研究[J].中國醫(yī)院管理，2013（06）：33-35.

[4]李劍虹，涂贛峰，戚喜全，毛繼紅，呂定雄，馮乃祥.我國鋁電解槽計算機仿真技術(shù)的研究發(fā)展及現(xiàn)狀[J].材料與冶金學(xué)報，2010（03）：173-179.

[5]張祖鷹.淺談計算機仿真技術(shù)在教學(xué)實訓(xùn)中的應(yīng)用研究與實踐[J].商場現(xiàn)代化，2007（21）：387.

計算機仿真范文第3篇

關(guān)鍵詞 動態(tài)系統(tǒng)；計算機仿真；仿真建模

中圖分類號：TP391 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）17-0036-01

1 計算機仿真技術(shù)

計算機仿真技術(shù)即利用計算機制作真實系統(tǒng)模型，用來進行系統(tǒng)評估的技術(shù)手段。具體說就是將真實系統(tǒng)作為仿真模型的根據(jù)，通過運行具體仿真模型和對計算機輸出信息的分析，實現(xiàn)對實際系統(tǒng)運行狀態(tài)和變化規(guī)律的綜合評估與預(yù)測，進而實現(xiàn)對真實系統(tǒng)設(shè)計與結(jié)構(gòu)的改善或優(yōu)化。隨著計算機技術(shù)的快速進步，計算機仿真技術(shù)主要是用來進行系統(tǒng)分析和設(shè)計，應(yīng)用于多項領(lǐng)域。計算機仿真技術(shù)作為一種可以客觀分析現(xiàn)有系統(tǒng)運行狀態(tài)和評價現(xiàn)有設(shè)計系統(tǒng)性能的技術(shù)手段，在很多領(lǐng)域（例如航空航天、經(jīng)濟管理、通信網(wǎng)絡(luò)等）的發(fā)展中起到極為重要的促進作用。可以這樣說，計算機仿真技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代和高科技產(chǎn)業(yè)中不可或缺的進行系統(tǒng)分析和研究的一項關(guān)鍵性技術(shù)手段。

由于在實際的操作過程中，需要根據(jù)實際情況來選擇合適的計算機類型，因此根據(jù)在仿真過程中采用的計算機類型以及計算機仿真技術(shù)的發(fā)展過程，可以將計算機仿真技術(shù)的類別劃分為模擬機仿真、數(shù)字機仿真和模擬―數(shù)字混合機仿真。計算機仿真技術(shù)在20世紀(jì)50年代興起，模擬計算機是當(dāng)時采用的主要計算機仿真技術(shù)，其工作原理是：在仿真系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型明確的前提下，通過一系列運算器和無源器件建立一個仿真的電路，通過這個仿真電路進行后期的實驗研究。但是，隨著計算機數(shù)字化的快速發(fā)展，在20世紀(jì)60年代后期，計算機仿真技術(shù)開始由模擬形式轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字機仿真。但是，航空航天等大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的發(fā)展對計算機仿真技術(shù)提出更高的要求，傳統(tǒng)的數(shù)字機對信息的處理能力等方面已不能滿足仿真系統(tǒng)的需求。為了盡快解決這一問題，使計算機仿真技術(shù)能夠為更多的領(lǐng)域提供最佳的服務(wù)，以數(shù)字機與模擬機混合而成的數(shù)字混合機應(yīng)運而生。數(shù)字混合機不僅能夠滿足航空航天等復(fù)雜系統(tǒng)的應(yīng)用，而且也極大程度的促進了這些領(lǐng)域的快速發(fā)展。而后仿真技術(shù)隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展。

計算機仿真主要三個方面的內(nèi)容組成：一是系統(tǒng)；二是模型；三是計算機。而這三方面的內(nèi)容主要是通過仿真實驗、仿

圖1 仿真三方面內(nèi)容之間的關(guān)系圖

真模型的建立以及系統(tǒng)模型的建立相互聯(lián)系在一起的。圖1描述了這三者之間的關(guān)系。

在模型活動的基礎(chǔ)上，可以將計算機仿真的全過程劃分為下面三個階段。

1）計算機模型的建立，通過建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，可以確定系統(tǒng)的原始狀態(tài)，計算機模型的準(zhǔn)確建立是計算機仿真系統(tǒng)有效性的基礎(chǔ)技術(shù)。2）計算機模型的轉(zhuǎn)變，此過程通過將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)變成為相應(yīng)的模擬電路等可以用計算機語言表達出來的仿真模型，并通過編寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件，變成可以直接應(yīng)用的計算機仿真工具。3）計算機仿真實驗階段，利用仿真輸出信息與實際存在的系統(tǒng)信息進行比較，發(fā)現(xiàn)問題，對已有的系統(tǒng)進行改善和完善。

2 仿真模型的建立

模型分析之所以得到廣泛的應(yīng)用成為現(xiàn)代科學(xué)研究最常用的方法之一，是因為它可以根據(jù)實際系統(tǒng)抽象或是對事物本質(zhì)的描述來建立簡化的數(shù)學(xué)模型或物理模型，這種模型與實際系統(tǒng)之間存在同構(gòu)或同態(tài)關(guān)系的，我們就可以通過此模型來分析實際系統(tǒng)，進而對實際系統(tǒng)進行合理的控制和優(yōu)化。下面主要詳細討論兩種形式的仿真建模。

首先針對連續(xù)變量動態(tài)系統(tǒng)的仿真建模是由時間驅(qū)動，狀態(tài)連續(xù)變化等一類物理系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)中時間和取值方式，可以將連續(xù)變量動態(tài)系統(tǒng)劃分為連續(xù)時間動態(tài)系統(tǒng)、離散時間動態(tài)系統(tǒng)（工程采樣系統(tǒng)是最為常見的系統(tǒng)）和連續(xù)-離散時間混合的動態(tài)系統(tǒng)等多種類型。同時，對連續(xù)變量動態(tài)系統(tǒng)仿真系統(tǒng)常用的數(shù)學(xué)模型有多種，最常見的是常/偏微分方程模型，另外還有滑動平均（MA）模型和受控自回歸滑動平均（CARMA）模型等。

其次，離散事件動態(tài)系統(tǒng)（DEDS）的仿真建模。離散事件動態(tài)系統(tǒng)多是人造系統(tǒng)，相對于其他系統(tǒng)離散事件的變化關(guān)系較為復(fù)雜，常規(guī)的方程模型難以較準(zhǔn)確的對其進行描述。人們針對離散事件動態(tài)系統(tǒng)模型的設(shè)計方法進行了多方改進，自20世紀(jì)80年代初以來出現(xiàn)了多種形式。例如，常見的依據(jù)事件發(fā)生時間對所考察對象變化過程的分析而言是否有必要這一條件作為研究范圍，將離散事件動態(tài)系統(tǒng)劃分為：帶時標(biāo)的離散事件動態(tài)系統(tǒng)（TIM/RTIL模型、雙子代數(shù)模型等）和不帶時標(biāo)的離散事件動態(tài)系統(tǒng)（Petri網(wǎng)絡(luò)模型、過程代數(shù)模型等），同時也可以依據(jù)系統(tǒng)輸入信息以及狀態(tài)演變的確定性與否，將其劃分為確定性離散事件動態(tài)系統(tǒng)和不確定性離散事件動態(tài)系統(tǒng)模型。

從現(xiàn)有的很多文獻以及不同種類的離散事件動態(tài)系統(tǒng)（DEDS）描述來看，離散事件動態(tài)系統(tǒng)模型的建立和分析研究仍不完善，有很大的發(fā)展空間。此系統(tǒng)模型種類多，那么在模型種類之間就需要必要的轉(zhuǎn)換關(guān)系，對每一種模型的描述方式通常僅適用于一種或是幾種問題。

分析目前已有的系統(tǒng)建模方法，離散事件動態(tài)系統(tǒng)最常用的方法主要包括網(wǎng)絡(luò)圖或事件圖法和形式語言與自動機方法等。雖然離散事件動態(tài)系統(tǒng)模型的建立為離散事件動態(tài)系統(tǒng)的仿真創(chuàng)造了條件，但是并不是所有的離散事件動態(tài)系統(tǒng)模型都能直接用于計算。例如，常用的GSMP模型，可以用于描述多種模型方式不具備的或是很難描述的復(fù)雜過程，但GSMP模型在計算機上的實際應(yīng)用卻很復(fù)雜，需要專業(yè)的相關(guān)知識。離散事件動態(tài)系統(tǒng)仿真的核心問題是仿真模型的有效性，保障與真實系統(tǒng)行為具有某種同構(gòu)或同態(tài)關(guān)系。在CVDS中的方法是使用以物理規(guī)則為根據(jù)，通過方程式的方法來描述模型設(shè)計，這樣并不完全適用于離散事件動態(tài)系統(tǒng)仿真模型的建立。另外一方面的問題是由于離散事件動態(tài)系統(tǒng)多是人造系統(tǒng)，變化形式表現(xiàn)出復(fù)雜的非線性。隨著需求的不斷變化計算機仿真技術(shù)需要不斷的改進，針對不同時間要選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ汀?/p>

參考文獻

[1]胡峰，孫國基.動態(tài)系統(tǒng)計算機技術(shù)綜述（Ⅰ）：仿真模型[J].計算機仿真，2000（1）.

[2]呂雁.計算機仿真與建模技術(shù)綜述[J].電子科技雜志，2001（11）.

[3]蔡潔華，路多.動態(tài)系統(tǒng)計算機電源仿真技術(shù)研究[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用，2013（13）.

計算機仿真范文第4篇

計算機仿真是集系統(tǒng)工程、控制理論、計算技術(shù)于一體的綜合性學(xué)科，它利用計算機強大的信息處理能力構(gòu)建數(shù)學(xué)模型、模擬現(xiàn)實系統(tǒng)，并通過評價仿真實驗數(shù)據(jù)來驗證模型的正確性。在信息科學(xué)領(lǐng)域，計算機仿真已經(jīng)成為研究者從事科學(xué)研究的重要手段。另外，在實際科研條件不充分的情況下，計算機仿真也是研究者從事課題研究的有力工具。它可以幫助研究人員在一定程度上擺脫科研條件的限制，從事大量專題研究。對于科研條件相對落后的高校，培養(yǎng)信息類研究生的計算機仿真能力顯得尤為重要?？蒲性O(shè)備昂貴而科研經(jīng)費不足導(dǎo)致一些前沿的課題研究無法開展，一方面限制了學(xué)校自身的學(xué)科發(fā)展，另一方面也限制了研究生的培養(yǎng)。從培養(yǎng)通信專業(yè)研究生的科研能力出發(fā)，本文提出應(yīng)用仿真軟件和計算機實驗設(shè)備構(gòu)建科研仿真平臺，改善研究生從事課題研究的環(huán)境。文中提到的平臺建設(shè)方案不僅能緩解科研條件薄弱導(dǎo)致科研領(lǐng)域受限的問題，而且可解決現(xiàn)有仿真軟件很難滿足新課題研究需求、仿真結(jié)果跟實際系統(tǒng)脫節(jié)的問題。在平臺建設(shè)過程中，研究生將提升自己的計算機仿真能力，擴展課題研究的領(lǐng)域。

計算機仿真軟件應(yīng)用現(xiàn)狀

計算機仿真研究始于上世紀(jì)八十年代，國外有研究組織以計算機為工具模擬復(fù)雜系統(tǒng)。到今天，已經(jīng)出現(xiàn)了大量的計算機仿真軟件?，F(xiàn)有的仿真軟件（特別是商業(yè)軟件）存在如下缺陷：首先，很難滿足新課題的研究需求。很多商業(yè)仿真軟件面向?qū)嶒灲虒W(xué)，旨在提高教學(xué)效率。其功能大多模擬已經(jīng)很成熟的系統(tǒng)和模型，適合已經(jīng)存在的工程應(yīng)用。對于一些新領(lǐng)域、新課題的研究，由于理論模型需要不斷更新和完善，其內(nèi)容很難得到仿真軟件的同步支持。新領(lǐng)域和新課題的支持欠缺導(dǎo)致這些軟件不能很好地滿足科研需要。其次，大部分商業(yè)軟件不提供開源代碼或者深入開發(fā)的接口。當(dāng)面臨新課題時，研究人員無法有效擴展這些軟件，使之應(yīng)用于新的研究領(lǐng)域。最后，仿真設(shè)計的系統(tǒng)跟所模仿的實際系統(tǒng)存在差距。計算機軟件的模擬過程往往忽略大量實際約束條件，更多地停留在理論設(shè)計層面，可能導(dǎo)致仿真結(jié)果跟實際應(yīng)用脫節(jié)。

構(gòu)建仿真軟件平臺培養(yǎng)研究生的科研能力

在培養(yǎng)通信專業(yè)研究生時，導(dǎo)師應(yīng)該充分考慮到仿真軟件上述的缺陷，鍛煉學(xué)生正確使用仿真軟件從事課題研究的能力。從而擺脫已有軟件的功能限制，增強科研的靈活度。

1.建立開源的仿真軟件實驗環(huán)境從開源仿真軟件入手，摸索改進和自主設(shè)計仿真軟件的方法，建立適合課題研究的仿真軟件平臺。圖1說明了本研究的思路。通信領(lǐng)域的很多課題都是開放的，研究生可以選擇自己感興趣的方向。但科研基礎(chǔ)、科研經(jīng)費、科研時間以及實驗條件的限制，最后導(dǎo)致科研基礎(chǔ)薄弱，無法為研究生提供優(yōu)良的科研環(huán)境，支持其從事新課題、新熱點的專題研究。通過引入仿真軟件，研究生可在導(dǎo)師的指導(dǎo)下改進仿真軟件或自主設(shè)計仿真軟件。最后，形成以仿真軟件為平臺的科研環(huán)境。這不僅彌補了科研資源的匱乏，而且拓展了課題研究領(lǐng)域，研究生可以根據(jù)自己的興趣方向開展專題研究。

2.實驗環(huán)境中用到的仿真軟件根據(jù)研究方向和參與項目的分工，導(dǎo)師應(yīng)該為學(xué)生指定合適的仿真軟件。譬如，從事網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究的學(xué)生，導(dǎo)師可為其安排Matlab和NS2等仿真軟件；從事無線通信系統(tǒng)設(shè)計的學(xué)生，導(dǎo)師可為其安排Matlab和GloMoSim等仿真軟件。

3.培養(yǎng)應(yīng)用和開發(fā)仿真軟件的能力考慮到仿真軟件的缺陷，在培養(yǎng)研究生的計算機仿真能力時需要從兩方面入手：第一，選擇便于二次開發(fā)的仿真軟件，培養(yǎng)研究生改進現(xiàn)有軟件、甚至自主開發(fā)仿真軟件的能力；第二，仿真設(shè)計跟實際系統(tǒng)設(shè)計相結(jié)合，在培養(yǎng)研究生原理分析能力的同時增強工程實踐能力。前一個方面考慮到仿真軟件不一定滿足新課題的需要，譬如當(dāng)前還沒有能很好支持認知無線電研究的軟件。因此，在指導(dǎo)研究生時，導(dǎo)師一定要考慮到所用軟件是否支持二次開發(fā)，能有效擴展現(xiàn)有平臺，從而支持新課題的研究。開源的仿真軟件能很好地滿足這一需要，譬如，開源的NS2軟件為通信課題提供了一個開放的研究平臺，研究者通過添加新功能模塊，能將其擴展成適應(yīng)新課題的平臺。

構(gòu)建計算機實驗平臺培養(yǎng)研究生的科研能力

在對專題進行原理性研究時，仿真軟件為研究的深入提供了很多的便利。但是，仿真軟件存在一個不可忽視的缺陷——不能完全還原實際工程場景。基于仿真的研究成果往往是原理性的結(jié)論，很難直接應(yīng)用到工程實踐中。因此，除培養(yǎng)研究生的仿真能力外，還需要鍛煉其工程應(yīng)用能力。本文提供了另外一種仿真思路：在利用軟件方法進行仿真設(shè)計后，再利用計算機實驗平臺來搭建一些實驗原型，近似模擬最后的實際系統(tǒng)。組建這樣的原型系統(tǒng)既充實了科研資源，又鍛煉了學(xué)生的工程實踐能力。譬如，為構(gòu)建一個MPLS網(wǎng)絡(luò)，實驗室需要投入很高的經(jīng)費購買路由器設(shè)備，這意味著經(jīng)費不充足的實驗室無法從事MPLS網(wǎng)絡(luò)方面的研究。此時，如果在計算機上安裝Linux系統(tǒng)，并配置MPLS功能，即可用來充當(dāng)MPLS路由器并組建一個MPLS實驗網(wǎng)絡(luò)。這種計算機平臺仍然是一種仿真環(huán)境，但比純粹的仿真軟件更接近工程環(huán)境了。學(xué)生可以在這樣的實驗條件下從事很多MPLS網(wǎng)絡(luò)方面的課題研究，這對提高學(xué)生的工程實踐能力有很大的幫助。為有效構(gòu)建計算機實驗平臺，研究生應(yīng)該從課題研究需要出發(fā)，有針對性地學(xué)習(xí)計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面的知識和技能。導(dǎo)師應(yīng)該引導(dǎo)研究生學(xué)習(xí)《操作系統(tǒng)》、《嵌入式系統(tǒng)》等課程。另外，導(dǎo)師還應(yīng)引導(dǎo)研究生學(xué)習(xí)Linux方面的技術(shù)，提升學(xué)生應(yīng)用Linux從事系統(tǒng)開發(fā)的能力。

計算機仿真范文第5篇

隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展[1]，以及多媒體仿真技術(shù)等各種現(xiàn)代教育手段的發(fā)展，仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍得到了迅速擴大，并逐漸的被引入到實驗教學(xué)中。實驗是教學(xué)過程中的一個重要環(huán)節(jié)[2]，很多高校都把實驗教學(xué)和實驗室建設(shè)放在首要位置上，然而，由于受到經(jīng)費、場地和設(shè)備等諸多因素的限制，實驗教學(xué)并不能達到預(yù)期的效果，實驗教學(xué)的質(zhì)量受到影響[3]。一方面，對一些耗資大的實驗許多學(xué)校無法開設(shè)，學(xué)生只能通過課堂上老師的講述來對實驗儀器及實驗操作進行想象，缺乏實際操作經(jīng)驗。另外隨著現(xiàn)在學(xué)生數(shù)量的增多[4]，許多實驗受到場地和課時的限制，在規(guī)定的時間內(nèi)學(xué)生無法真正完成實驗，造成實驗課走過場的現(xiàn)象。而另一方面，即使可以增加實驗課時（或?qū)嶒灤螖?shù)），也會大大增加實驗成本和實驗儀器的維護工作量。因此，在一些高校的相關(guān)專業(yè)都相繼開發(fā)相應(yīng)課程,如：電工電子仿真實驗[5]、化學(xué)仿真實驗[6]等，將計算機仿真實驗應(yīng)用到相關(guān)課程的實驗教學(xué)中，使得仿真實驗與真實驗結(jié)合進行，起到較大效果。然而，各專業(yè)有各專業(yè)的仿真實驗軟件，隨著仿真實驗軟件的增多，一方面容易造成使用和管理上的不便，另一方面也容易造成實驗軟件的重復(fù)開發(fā)和使用，也不利于學(xué)生集中學(xué)習(xí)。而將各專業(yè)仿真實驗軟件整合到一個計算機仿真實驗平臺上，有利于共享實驗教學(xué)軟件資源，避免軟件的重復(fù)開發(fā)，方便學(xué)生進行仿真實驗操作，更有利于管理和維護。

2.仿真實驗平臺的功能與構(gòu)建

2.1仿真實驗平臺的功能

計算機仿真實驗平臺的功能包括前臺的仿真實驗操作和后臺仿真軟件和用戶管理兩部分，主要功能有：

（1）仿真實驗平臺可以在校園網(wǎng)內(nèi)使用，學(xué)生可以在實驗室、宿舍或校園內(nèi)可以上網(wǎng)的地方進行仿真實驗操作。學(xué)生可根據(jù)管理員（或教師）錄入的在冊名單進行注冊、登錄。

（2）學(xué)生在登錄后，可根據(jù)自己的專業(yè)課程選擇仿真實驗項目進行操作，可填寫并提交實驗報告。

（3）仿真實驗平臺的后臺仿真軟件管理，包括添加、刪除仿真實驗軟件。

（4）仿真實驗平臺的后臺用戶管理，包括系統(tǒng)管理員可對一般用戶（教師或?qū)W生）進行添加、刪除、修改操作，并設(shè)置相應(yīng)的權(quán)限。

（5）教師登錄后可以檢查、批改實驗報告。采用VisualC#和ASP在校園網(wǎng)內(nèi)構(gòu)建基于Internet的計算機仿真實驗平臺。

2.2仿真實驗平臺的構(gòu)建

2.2.1構(gòu)建軟件的選擇

仿真實驗平臺是基于Internet的網(wǎng)絡(luò)平臺，采用C/S和B/S模式進行構(gòu)建，在構(gòu)建時，可考慮采用VisualC#和ASP語言[7]，有如下優(yōu)勢：（1）VisualC#是一種簡單、現(xiàn)代、類型安全和面向?qū)ο蟮恼Z言；（2）VisualC#和ASP語言同屬.NET框架,設(shè)計的軟件更適合運行于.NET平臺上，C#是一種范圍廣泛的企業(yè)級應(yīng)用程序；（3）VisualC#也受益于公共語言運行庫的服務(wù)（包括：語言互操作性、垃圾回收、增強的安全性以及改進的版本支持等）；（4）VisualC#完全得到項目模板、設(shè)計器、屬性頁、代碼助理、對象模型和其他開發(fā)環(huán)境功能的支持。因此采用VisualC#和ASP構(gòu)建仿真實驗平臺是較為理想的選擇。

2.2.2仿真軟件的連接

目前，計算仿真實驗軟件常有EWB[3](即ElectronicWorkbench電子工作臺)、Pspice[8]（號稱電子仿真頂級軟件）、MATLAB[9](即MatrixLabo-ratory矩陣實驗室)、Labview[10]（是一種先進的圖形化編程語言工具[11]）、Java[12]和Flash等等。它們的執(zhí)行文件主要是exe文件，其運行環(huán)境主要可分為兩種：一是在Windows（或DOS）環(huán)境下執(zhí)行的EXE文件；另一種是可在頁面運行的Java和Flash，因此在連接上分別采用兩種連接方法。

3.建設(shè)措施

由于計算機仿真實驗被要求與真實的實驗要有高度的逼真性和一致性，這就需要仿真實驗軟件的編制人員與相應(yīng)專業(yè)的實驗教師密切配合，且軟件編制人員要完全熟練和掌握實驗操作過程，才能編制出較好的仿真實驗軟件。而兩者常受時間、交流機制、應(yīng)用條件等多種因素的影響無法完成或不能較好完成仿真實驗軟件的設(shè)計、編制工作。因此應(yīng)在人力、實驗場地、運行機制等方面制定相應(yīng)措施。

3.1人力和時間的保障

學(xué)校應(yīng)采取相應(yīng)的培訓(xùn)、實踐活動，對實驗教師和相關(guān)人員進行較深入的培訓(xùn)，以提高相關(guān)人員的計算機能力和實驗操作水平。由于教師存在份內(nèi)的教學(xué)任務(wù)，因此在時間上往往不足。所以，對于參與仿真實驗軟件開發(fā)的教師應(yīng)盡量減少教學(xué)任務(wù)，盡可能地在能力和時間上給予支持。

3.2建立交流機制

為了使仿真實驗軟件能更廣泛地使用，應(yīng)建立更為廣泛的交流機制，如實驗教師與軟件制作人員建立長期的交流，或開展仿真軟件設(shè)計競賽活動等，通過這些活動進一步激勵軟件制作者的積極性，通過進一步交流從而制作出更為廣泛適用的仿真實驗軟件。

3.3提供仿真實驗場地

隨著計算機應(yīng)用的普及和發(fā)展，許多學(xué)生都有自己的電腦，應(yīng)用條件會有很大的提高。因此,學(xué)校在確保計算機實驗室充足的同時盡可能地提供計算機仿真實驗的應(yīng)用場所，如提供只有網(wǎng)線接口的“機房”,以方便有自己電腦的學(xué)生使用，從而改善計算機仿真實驗的應(yīng)用條件。

3.4建立完善的運行機制

在后臺管理方面應(yīng)有專人負責(zé)管理,對需要添加到平臺的仿真實驗軟件應(yīng)組織實驗人員和軟件設(shè)計人員進行評審，只有評審?fù)ㄟ^的仿真實驗軟件才能添加到平臺上。