浅谈计算机仿真技术应用
作者:佚名; 更新时间:2019-07-20

  摘 要:据最新统计资料表明,计算机技术是当前应用技术最广泛的技术之一,虚拟现实已成为最广泛的话题之一。研究、应用计算机仿真技术已成为一种时尚。计算机仿真技术已从航空航天、核技术等高新技术领域向国民经济各个领域发展,从军事、国防等部门向民用部门发展,从自然课科学领域向社会科学领域发展,从高校、研究机构向厂矿、企业、等生产第一线发展。随着我国两弹一星、载人航天、等高尖技术的发展,我国以进入世界上几个拥有此类技术的国家行列,我国也有望成为世界上仿真技术大国。因此,宣传、普及计算机仿真技术是非常必要的。

  关键词:计算机技术 虚拟现实 计算机仿真技术

  一、计算机仿真发展历史

  仿真模拟方法可以追溯到1773年,法国科学家用仿真模拟的方法做物理实验,然而,第一个用这种方法做随机试验的人也许是美国统计学家E.L De forest,那是在1876年。比较早而且著名的蒙特卡罗方法使用者是W.S.Gosseet。他在1908年以”Student”为笔名发表论文时,使用了蒙特卡罗方法来证明他的t分步法;尽管蒙特卡罗法起源于1876年,但是直到约75年后,它才命名为蒙特卡罗法。其原因是直到数字计算机出现以前,这种方法在许多重要问题上不能运用。从1946年到1952年数字计算机在一些科研机构得到发展。

  与今天的计算机相比,早期的计算机预算速度慢且不能存储任何东西。现在可并行计算机已成主流。自计算机诞生以来,性能的提高,几乎是每四五年提高100倍,每十年提高1万倍的速度持续发展着。

  二、仿真的定义和分类

  1.仿真定义

  计算机仿真技术是以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础,以计算机和各种物理效应设备为工具,利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术。

  仿真是在数字计算机上进行实验的数字化技术,它包括数字与逻辑模型的某些模式,这些模型描述某一事件和经济系统,在若干周期内的特征。

  系统仿真是建立在控制理论、相似理论、信息处理技术和计算技术等理论基础之上的,以计算机和其它专用物理效应设备为工具,利用系统模型对真实或假想的系统进行试验,并借助于专家经验知识、统计数据和信息资料对实验结果进行分析研究,进而作出决策的一门综合性的和试验性的学科。

  三、需求牵引技术推动

  相互推动

  计算机技术作为一个独立的研究领域已有多年的历史,计算机仿真技术随着计算机科学技术的飞速发展,除了本身日趋成熟,并且或得了广泛运用外,目前正面临挑战。

  “需求牵引、技术推动“是促使计算机仿真技术在近年内去得飞速发展的重要。计算机仿真的形成是当代科学技术飞速发展的结果。

  计算机仿真技术首先可以以高效地处理科学数据和解释科学数据。其次,计算机仿真技术丰富了信息交流手段。

  计算机仿真技术的形成推动工业发展、提高工业竞争能力的需要。

  四、仿真软件

  仿真软件的应用和定义

  仿真建模软件系统,是为科研人员进行仿真实验提供支持的系统。如果在计算机上进行仿真实验必做一场军事演习,那么科研人员就是这场军事演习的指挥官,仿真建模系统则为这场演习提供场地和手段。他能为指挥官加工信息、预计结果和进行辅助决策。其用途非常广泛,经济价值极高。仿真软件是一项面向仿真用途的专用软件,他的特点是面向用户、面向问题。仿真软件一般是由模型和描述语言、翻译程序、使用程序、算法库、函数库、模型库、运行控制程序等组成。应具有建模、运行控制、结果处理以及相关的数据库等组成。

  五、计算机仿真的基本理论

  计算机仿真是由系统工程、现代数学方法和计算机技术相结合的新型学科。

  计算机仿真是一种科学方法,科学研究通常有三种途径:理论推导、科学实验和仿真模拟。

  计算机与数学学科的相互作用促进了进算计技术的发展。在本质上数学是计算机的灵魂。

  在计算机仿真技术中引入人工智能技术,能够优化系统,做到有优化机制自动修改系统参数,并启动仿真模块,最终获得最优解,但在离散事件系统仿真重这种机制还处于研究阶段。

  新技术的研究开发、利用,大大提高计算机的仿真软件的功能与性能,解决计算机仿真系统开发的软件瓶颈问题。随着以智能化、集成化、自动化、并行化、开放化以及自然化、为标志的计算机仿真软件新技术的深入研究、开发、利用,不仅是仿真软件的功能与性能迅速提高,而且有可能从根本上解决仿真软件生产率低下的问题。结合软件工程实践,探讨软件理论,有可能从理论弄清楚软件开发的复杂度,进而采取有效的测试进行控制,从理论与实践两方面解决计算机仿真系统开发的软件瓶颈问题。

  六、计算机仿真技术的支撑技术

  计算机仿真技术的支撑技术主要有分布式计算机仿真技术、协同式计算机仿真技术、沉浸式计算机仿真技术、基于网络的环境计算机仿真技术。

  计算机仿真技术分布式,既是由于数据分布的需要,也是应用分布式计算环境进行并行计算,以达到实时显示目的的重要手段,分布式计算平台有互联网的异构机组成,包括高性能的SMP和DSM多处理器、工作站/PC机机群系统。

  来自不同地区、不同学科的学者过去式通过出差或开会等方式进行交流的,现在,随着高速网络投入使用,采用多媒体技术支持下是、的CSCW技术可以达到快捷、高效协同工作的目的。

  计算机仿真技术采用传统上为虚拟环境所装用的投影式显示设备,标志着这两个研究方向融合的发展趋势。由于沉浸式显示设备能使用户获得临场感,更有利于用户获得对数据的直观感受,有助于结果的分析。

  七、仿真系统的作用和意义

  随着军事和科学技术的迅猛发展,仿真已成各种复杂系统研制工作的一种比不可少的手段。尤其是在航空航天领域,仿真即使已是飞行器和卫星运载工具研制必不可少的手段。在研制、坚定、和定形全过程必须全面的应用先进的仿真技术。否则,任何新型的、先进的飞行器和运载工具的研制都将是不可能的。

  计算机仿真技术在军事的应用是很广泛的,如运用交战模型进行的计算机仿真,新型武器装备发展过程中的仿真、部队作战训练方面的仿真、高层论证和规划计划中的仿真、军事作战理论和学术研究中的仿真、作战指挥和战争计划中的仿真,以及战后后勤保障的仿真等。

  参考文献

  [1] 尹建璋.《局域网组建实例教程》.西安电子科技大学出版社 2007-8-1出版.

  [2] 廖常武.《校园网组建》.清华大学出版社 2010-9-29第二版.

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