計算機仿真技術發(fā)展趨勢論文

時間：2024-09-09 03:53:02 計算機我要投稿

計算機仿真技術發(fā)展趨勢論文

　　摘要：計算機與仿真技術相結合，形成計算機仿真技術的新方法。隨著計算機技術的不斷發(fā)展，計算機仿真技術被廣泛應用。文章通過介紹計算機仿真技術的發(fā)展以及計算機仿真技術在各個領域的應用，探討了計算機仿真技術的發(fā)展方向和趨勢。

計算機仿真技術發(fā)展趨勢論文

　　關鍵詞：計算機仿真；技術；應用；發(fā)展

　　1計算機仿真技術簡介

　　計算機的仿真技術是一門新興的綜合性的技術，它運用專門的軟件，再通過數(shù)字作為傳播的介體傳達給人們。因此，當人們通過計算機媒體進行瀏覽觀賞時就能夠有身臨其境的感覺，可以自由選擇角度。一方面，仿真技術的應用得益于控制工程和系統(tǒng)工程的發(fā)展，在控制工程和系統(tǒng)工程中逐步探索計算機仿真技術；另一方面，計算機仿真技術可以逐步縮短開發(fā)周期，在提高產(chǎn)品質量的同時減少損失，并大大降低人工成本，工作效率逐步提高，在節(jié)約經(jīng)費開支等方面發(fā)揮巨大的作用。

　　2計算機仿真技術原理

　　一般情況下計算機是不能夠直接認知和處理的，所以就要求能夠建立一個能夠反映研究又容易被計算機處理的數(shù)學模型，可以用下圖來表示：通過了解觀察，可以更加清楚地認識到我們所要研究的對象，我們還可以看出，首先，模型的建立。把我們所抽出來的系統(tǒng)用數(shù)學的表達方式表示出來。其次，模型的轉換。模型轉換就是針對上一步抽象出來的數(shù)學表達方式通過各種適合的算法以及計算機語言轉換成計算機能夠處理的形式，這就是通常所說的仿真模型。模型是計算機仿真的關鍵地方，實現(xiàn)了這個過程。再次，模型仿真實驗。將之前得到的仿真模型輸入計算機內(nèi)，按照之前設置好的方案來進行仿真模型，獲得仿真的結果。仿真實驗是一個很簡單的事情。但是，如何對仿真的結果進行評價，需要分析仿真的可靠性。有的專家在文章中提出了檢驗仿真結果可靠性的兩種方法：仿真過程的反向驗證法和置信通道法。

　　3計算機仿真技術應用

　　現(xiàn)在，計算機成為我們生活的一部分，計算機的廣泛應用改變著傳統(tǒng)的生活方式和交流方式，計算機加速了每個行業(yè)的發(fā)展，計算機的廣泛應用為我們的生活提供了便利。

　�。�1）交通領域。

　　交通是一個復雜的人機系統(tǒng)，交通是否安全，要充分考慮上述四個因素的作用和影響。交通安全仿真以虛擬現(xiàn)實技術的方法為基礎。評價體系先建立虛擬環(huán)境，然后在這個虛擬環(huán)境中加入各種可以誘發(fā)事故的因素，最后再對某路段和某區(qū)域的交通安全水平施行全程的跟蹤與評價。計算機的仿真過程是交通安全仿真及評價系統(tǒng)的核心。該仿真過程是一種可視化的仿真，與傳統(tǒng)的數(shù)值仿真不同。例如，評價某路段的交通安全時，不僅用傳統(tǒng)的絕對數(shù)法和事故率法來評價，還要考慮交通者的感知與行為。我們可以在這個虛擬的環(huán)境中，選擇不同的交通工具，設置不同的交通環(huán)境，分別從交通者和第三者的角度進行事故的可能性實驗及分析，最終實現(xiàn)對該路段的安全性評價。同時也是交管部門建設和完善交通設施的依據(jù)，是一種分析交通事故的新方法。

　�。�2）制造領域。

　　汽車制造是機械行業(yè)的重要組成部分。大多實驗課題具有難度大、實地成本高的特點。引入計算機仿真技術，可以有效緩解上述問題。針對碰撞實驗，浙江大學研究所的詹樟松博士建立了乘員動力學響應的數(shù)學模型。在其他方面，汽車工程學院的熊堅利用仿真技術對汽車的制動過程進行了研究，一汽大眾公司的姚革等通過仿真技術研究了汽車轉向的輕便性問題。

　�。�3）教育領域。

　　計算機模擬實驗是這幾年在計算機多媒體教學中增加的新領域，還可以根據(jù)需要瞬間建立模擬實驗室。計算機模擬實驗強調(diào)了實驗的設計思想和實驗方法，打破了教與學、理論與實踐、課內(nèi)與課外的界限，更加強調(diào)實驗者的主動性。通過計算機的模擬，加深學生對思想、方法、儀器的結構和設計原理的理解，還可以練習實驗技能，鞏固知識，提高學生實驗的興趣和實驗水平�，F(xiàn)在，模擬實驗已經(jīng)變成現(xiàn)代化實驗的重要手段。計算機模擬實驗系統(tǒng)充分運用人工智能、控制理論和教師專家系統(tǒng)建立內(nèi)在模型，利用可操作的仿真方式，實現(xiàn)了實驗教學的各個環(huán)節(jié)。

　　4計算機仿真技術的發(fā)展方向和趨勢

　　4.1計算機仿真技術發(fā)展方向

　�。�1）網(wǎng)絡化仿真。

　　隨著計算機和網(wǎng)絡的應用與發(fā)展，計算機仿真技術也在不斷的提高。目前的仿真系統(tǒng)存在開發(fā)時間長、成本高、不能兼容，共享困難，可移植性差等問題。其次要利用網(wǎng)絡技術實現(xiàn)仿真系統(tǒng)共享。系統(tǒng)共享在仿真系統(tǒng)的開發(fā)中及其重要。實現(xiàn)了網(wǎng)絡共享，就可以避免社會資源的重復開發(fā)，還可以適當收費來補充開發(fā)成本。

　�。�2）虛擬制造技術。

　　計算機仿真技術發(fā)展的另一方向是虛擬制造技術。虛擬制造技術是一種領先的制造技術。它運用計算機仿真技術和虛擬現(xiàn)實技術，借助計算機實現(xiàn)對產(chǎn)品的管理、控制一條龍。

　　4.2計算機仿真技術發(fā)展趨勢

　　突飛猛進的計算機軟硬件技術帶動了仿真技術的飛速發(fā)展。近幾年，仿真技術領域的新技術、新成果展示了良好的發(fā)展前景。

　�。�1）面向對象的仿真建模。

　　與傳統(tǒng)的人工建模相比有了很大的進步，它最大限度地調(diào)動了計算機的符號處理能力，加快了人們認識和轉換仿真對象的速度。這種方法可以充分提升系統(tǒng)的建模能力。最重要的是，仿真技術容易掌握和使用，實際操作的技術人員可以利用仿真技術更好地為系統(tǒng)服務。

　�。�2）分布式仿真。

　　分布式仿真是通過計算機網(wǎng)絡聯(lián)結分散在各地的仿真設備，構成空間與時間互相耦合的虛擬仿真環(huán)境。分布式仿真系統(tǒng)可以理解為由多個子模型組成的仿真模型。在分布式仿真系統(tǒng)中，這方面的現(xiàn)有技術包括：動態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)分割技術，功能分割技術，避免通訊閉鎖技術等。

　�。�3）智能仿真。

　　在建模、仿真模型設計、仿真結果的分析和處理階段，引入知識表達及處理技術，使仿真、建模的時間縮短，在分析中提高模型知識的描述能力，引入專家知識和推理幫助用戶做出優(yōu)化決策；運用智能仿真可以及時修正、維護輔助模型，實現(xiàn)更好的智能化人機界面，使計算機與人之間的溝通變得人性化，增加自動推理學習機制，從而增強仿真系統(tǒng)自身的尋優(yōu)能力。

　�。�5）其他仿真。

　　可視化仿真更加形象直觀地顯示仿真全過程，有效辨別仿真過程的真實性和正確性，而且結果也簡單，方便理解。近期出現(xiàn)的動畫仿真本質上也屬于可視化仿真。將聲音加入可視化仿真，就同時得到了視覺和聽覺的多媒體仿真。而在多媒體仿真的基礎上，植入三維動畫，強調(diào)交互功能，又可以得到支持觸覺、嗅覺、味覺的虛擬現(xiàn)實仿真。隨著科技的不斷發(fā)展，仿真技術將為人類更好的服務。

　　5結語

　　計算機仿真技術是在實際需要的引導下，在不斷進步的計算機技術、多媒體技術等相關技術的支持下，融合了新的建模與仿真方法而逐漸進步發(fā)展起來的。計算機仿真技術的發(fā)展從簡單的原型到物理模型逐漸發(fā)展到動態(tài)顯示仿真結果再到現(xiàn)在的可視化交互仿真。以后隨著計算機科學技術的迅猛發(fā)展，以及多媒體、虛擬現(xiàn)實、人工智能、面向對象法、可視化與圖形界面等方面對仿真技術的顯著影響，仿真技術的發(fā)展與應用都會取得優(yōu)異的成績。我們完全相信，計算機仿真技術在我們的生活中應用越來越廣泛，對社會各行業(yè)的發(fā)展起到很好的促進作用，給生活帶來更多的便利。

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