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關(guān)于計(jì)算機(jī)的模擬技術(shù)及其應(yīng)用
計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要組成部分，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛的應(yīng)用，其應(yīng)用范圍也在不斷的擴(kuò)展。下面是YJBYS小編為大家搜索整理的關(guān)于計(jì)算機(jī)的模擬技術(shù)及其應(yīng)用，歡迎參考閱讀，希望對大家有所幫助!想了解更多相關(guān)信息請持續(xù)關(guān)注我們應(yīng)屆畢業(yè)生培訓(xùn)網(wǎng)!
在計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)產(chǎn)生之前，人們主要采用人工的辦法對一些對象進(jìn)行模擬。而人工的模擬方法往往存在很多的缺點(diǎn)，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(shí)現(xiàn)和達(dá)到的。然而計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)可以使模擬變得更加方便便捷、靈活，可控制性變得更強(qiáng)，并且對哪些人工模擬無法模擬的對象也可以很好的進(jìn)行模擬。
一、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)
1.基本原理
算機(jī)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(gè)不相同，但是其中確有一定的規(guī)律可循。計(jì)算機(jī)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(xué)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(jì)算機(jī)模擬中最為重要的步驟。
第二，依據(jù)模型編寫相應(yīng)計(jì)算程序，或者借助計(jì)算機(jī)模擬軟件來實(shí)現(xiàn)對模型的具體的實(shí)現(xiàn)，生成可視化的效果，計(jì)算我們需要的數(shù)據(jù)。
第三，運(yùn)算和數(shù)據(jù)分析處理過程，即在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行程序，得到并分析運(yùn)行結(jié)果，并與所要模擬的對象進(jìn)行比，檢測是否達(dá)到了預(yù)期的效果。
2.基本方法
計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)程序?qū)⒕唧w模擬現(xiàn)象的發(fā)生過程進(jìn)行直觀再現(xiàn)。如在計(jì)算機(jī)用動(dòng)畫的形式直觀的模擬網(wǎng)絡(luò)中兩臺(tái)計(jì)算機(jī)相互通信的不同階段過程過程。這中直接模擬法是計(jì)算機(jī)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(xué)或物理模型，并通過對模型進(jìn)行編程來實(shí)現(xiàn)模擬。它有空可以細(xì)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(jié)果也是確定的，并嚴(yán)格遵尋事先建立的模型。(2)隨機(jī)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(dāng)要求解的問題是某事件出現(xiàn)的概率或者期望值時(shí)，它可以通過“試驗(yàn)”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。
二、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的應(yīng)用
1.工業(yè)應(yīng)用
隨著工業(yè)信息化的發(fā)展，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，具體應(yīng)用領(lǐng)域包括航空航天[2]、交通運(yùn)輸、通訊控制、工業(yè)控制、機(jī)械制造等諸多方面。計(jì)算機(jī)模擬是以計(jì)算機(jī)硬件和相應(yīng)的軟件為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代控制理論和相似原理為方法，借助相應(yīng)系統(tǒng)模型對真實(shí)的或假設(shè)的系統(tǒng)進(jìn)行模擬解析，從而指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，控制產(chǎn)品的生產(chǎn)與制造過稱提高生產(chǎn)產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。如在機(jī)械加工過程，利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，有助于發(fā)現(xiàn)其機(jī)理，為提高機(jī)械加工性能提供理論支持。如在工業(yè)控制領(lǐng)域，采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，可以對生產(chǎn)過程實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，有助于中改進(jìn)現(xiàn)實(shí)的流水線，縮短生產(chǎn)時(shí)間，提高經(jīng)濟(jì)效益。
2.軍事應(yīng)用
在軍事演習(xí)中，直接使用先進(jìn)武器進(jìn)行演練，不但具有很大的危險(xiǎn)性，而且相應(yīng)的費(fèi)用也非常昂貴。采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在可以很好解決這些問題，它在軍事上的運(yùn)用主要有以下幾個(gè)方面：(1)模擬先進(jìn)武器的作戰(zhàn)性能，如模擬導(dǎo)彈的飛行軌跡，計(jì)算其精確性。(2)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)[3]，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用計(jì)算機(jī)模擬一種現(xiàn)實(shí)的環(huán)境，并通過多種傳感設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中，使用戶與該環(huán)境進(jìn)行自然交互。采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在很大程度上解決真實(shí)作戰(zhàn)訓(xùn)練危險(xiǎn)和演練環(huán)境限制的問題。
3.經(jīng)濟(jì)學(xué)應(yīng)用
在當(dāng)今社會(huì)中，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有不可預(yù)測性。利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，依據(jù)基本的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，對經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行模擬，可以有效的控制經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。計(jì)算機(jī)模擬在經(jīng)濟(jì)學(xué)中的作用表現(xiàn)在：(1)能對復(fù)雜的內(nèi)部交互作用的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)。(2)能模擬各種不同方案，觀察這些方案對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為的不同影響。(3)能反映變量間的相互關(guān)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(gè)系統(tǒng)。(4)能研究不同時(shí)期的動(dòng)態(tài)聯(lián)系，反映系統(tǒng)隨時(shí)間的變化規(guī)律。
三、存在的問題
計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)目前在各個(gè)領(lǐng)域都得到的廣泛的應(yīng)用，技術(shù)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(yīng)的修改也很困難。
(2)沒有通用的規(guī)律：計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)模擬過程和實(shí)際的過程還是有一定的差異，很可能會(huì)遺漏掉最優(yōu)方案，運(yùn)用范圍只限于能考察的情況，規(guī)模很大時(shí)，較難取得模擬細(xì)節(jié)。
(4)模擬系統(tǒng)的評價(jià)困難：模擬只是是對現(xiàn)實(shí)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(jià)一個(gè)模擬系統(tǒng)的優(yōu)劣。
總之，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷的擴(kuò)大，已經(jīng)成為科學(xué)研究中繼理論方法、試驗(yàn)方法之后的第三種研究方法[4]。計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)成為當(dāng)今研究的一個(gè)熱點(diǎn)，它不僅可以模擬簡單直觀的現(xiàn)象，還可以對一些復(fù)雜隨機(jī)的現(xiàn)象進(jìn)行模擬，更好的指導(dǎo)幫助人們在實(shí)際的工作。并且隨著信息化工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)也將在各個(gè)領(lǐng)域起到越來越重要的作用。
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