計算機模擬技術相關論文

　　計算機模擬技術是電子與資訊專業中重要的專業學科。下面是小編為大家整理的，供大家參考。

　　範文一：電路原理教學中計算機模擬應用

　　摘要：電路原理是電子資訊類專業的必修課，具有理論性和邏輯性強、推導嚴謹，公式繁雜的特點，所以在電路原理教學中教學的任務中，教學難度大，教學的效果不理想。尤其是傳統的教學模式難以滿足教學的目標和效果。進行教學方式和方法的改善有重要的意義。因此，計算機模擬技術在電路原理的教學中受到極大的歡迎。本文從傳統電路原理教學中存在的問題角度進行分析，探討計算機模擬技術的特點、計算機模擬技術在教學中的應用以及獨特的優勢，希望能對電子資訊行業的工作者有一定的幫助。

　　關鍵詞：計算機模擬技術;電路原理教學;Multisin應用

　　在高校的電子資訊類專業中，電路原理教學是一門基礎課程，對學生專業知識和技能的掌握具有重要的意義[1]。然而由於抽象性較強、難度較大等原因教學的效果不理想。近年來隨著社會經濟的發展，計算機也逐漸普及開來，計算機模擬技術在高校教學中的比重越來越大，有利於提高教學的效果和質量[2]。

　　一、傳統電路原理教學中存在的問題

　　電路原理教學需要作圖進行授課，抽象性強。但是傳統的教學模式難以滿足教學的要求，教學的效果低下。首先是理論性強、抽象。電路原理教學需要學生對電路、元件等等各個環節都要熟悉，比較注重原理概念性的教學。同時還需要學生進行大量的計算推導和聯想，將抽象的東西轉化為具體的事物，所以整個課堂氣氛沉悶，學生感到枯燥乏味，教學效果不理想[3]。其次是在電路原理的教學過程中，需要畫大量的電路圖，通過圖形來進行講解。在傳統的黑板教學中，圖形複雜導致畫圖不精確，另外也浪費了大量的課堂時間，整節課沒有很好地利用，教學的效率不高。最後，傳統的課堂教學實驗中，難免會出現儀器的故障、電子元件的損壞等情況，影響實驗的正常開展，不僅浪費了上課的時間，也造成了資金的浪費，打擊了學生的動手積極性和參與性，制約了教學工作的開展和完成。在這種形勢下，加強對傳統教學模式的改革尤為重要。在目前的高校電子資訊類專業教學中，計算機模擬技術的應用越來越廣泛，教學的效果大幅度提高。

　　二、計算機模擬技術的特點

　　第一是更加生動直觀，便於學生理解。傳統的教學模式以黑板教學為主，圖形複雜，注重理性的分析，學生很難接受。在電路原理教學中引入計算機模擬技術，可以將繁複的電路圖等資料詳細地繪製出來，具備直觀、生動的介面，學生也更容易接受，有利於學生的理解和記憶。

　　第二是為電路原理教學提供了多重的手段。傳統的教學理論型較強，需要經過嚴謹的推導和大量的計算，學習的難度較大。在教學中應用計算機模擬技術，可以把許多元件細緻地描繪出來，而且更加的齊全，為學生的學習提供了便利。另外，計算機模擬技術功能強大，不但可以儲存各種工作狀態中的電路資料，還可以打印出來進行教學。最重要的就是當電路中出現短路或其他故障時，計算機模擬技術可以進行提前的預防和提醒。

　　第三是為課堂教學提供簡單有效的實驗方法。在電路原理教學活動中，實驗是必不可少的一個環節，對鞏固知識具有重要意義。在教學中引進計算機模擬技術，保證了成本的低投入，學生的實驗過程避免受到其他不必要因素的影響，保證了實驗過程的順利開展和完成。另外，學生在實驗過程中，不會造成原料和器材的損壞浪費，可進行長期的、反覆的實驗。計算機模擬技術幫助學生學習，激發學生學習的興趣，提高教學的效果。

　　三、計算機模擬技術在電路原理教學中的應用

　　一方面計算機是一種智慧化的工具，在電路原理教學中，能夠自動建立電路運算方程，並且進行計算，將結果通過圖形的方式表達出來。因此，在電路原理教學中，引用Multisin電路模擬軟體軟體進行教學活動，可以激發學生的學習興趣，提高學生的參與能力和動手操作的能力，有利於幫助學生直觀地瞭解掌握知識，提高教學的效果。

　　另一方面Multisin軟體具備齊全的電子元件，並且可以進行長期的實驗而不必擔心器材和原料的損壞，資金投入較少。另外，Multisin軟體的功能齊全，可以進行各種型別的模擬電路實驗活動，得到詳細的資料報告和圖形，並且可以將Multisin軟體和多媒體技術相結合，在大螢幕上演示整個實驗的過程，讓學生更加直觀地參與、瞭解電路的原理，掌握專業的知識和技能[4]。

　　再者，因為社會經濟的發展和對人才的需求，Multisin軟體應用於電路原理教學已經成為一種趨勢，對於高校教學工作具有重要意義。Multisin軟體是一款專門針對於電路設計和模擬的工具類軟體，隨著科學技術的進步和多媒體技術的發展，Multisin軟體在國內和國外的電子行業應用的範圍越來越廣泛，已經成為高校電子資訊類專業教師和學生進行授課和學習的教學工具。

　　四、Multisin軟體在電路原理教學中的獨特優勢

　　第一是有助於幫助學生加強對基本概念和原理的理解和掌握。電路原理課程具有銜接性和實踐性，因此在高校的教學活動中，通過將Multisin軟體和PPT相結合的方式，製作一個教學用的多媒體課件，並在課件中標明重點和難點。在教學過程中，理論部分的學習通過PPT幻燈片製成文字進行授課;在實驗部分，依賴於Multisin軟體強大的模擬能力，利用圖形、視訊、現場操作等方式對學生進行演示，將抽象的、邏輯性較強的文字轉變成生動的、具體的影象，實現理論和實踐的良好配合。另外，在PPT幻燈片的製作過程中，可以將電路原理的模擬過程穿插到課件當中，使整個多媒體課件內容豐富，文字圖形的協調搭配為課件增添了吸引力，同時能夠讓學生直觀地接受知識，提高學生的學習積極性和動手操作能力，保證教學活動的正常開展和完成，促使電路原理教學實現改革和完善。

　　第二是有利於學生自己分析解決問題，提高自主能力。在“電路原理教學”中，運算量大，公式的運用和推導複雜，造成整個電路的工作原理十分的抽象和枯燥，難以集中學生的學習注意力。其次，教師在授課過程中進行純理論知識的灌輸，用文字對電路工作的原理進行分析和講授，學生往往是難以接受，教師的“教”和學生的“學”之間脫節，抑制了學生的學習積極性，教學的效果不理想。只有將理論變得生動和具體，抽象變得形象化，學生對知識有充分的興趣，主動地參與課堂，才能夠更好地學習和掌握電路原理，完成教學的任務和進度。因此，在教學中引入Multisin軟體，利用Multisin軟體獨特的電路分析的能力，例如運算放大器對資料的放大效能分析等等，學生可以自主地發現並解決出現的問題，並在實驗的過程中通過多次反覆的實驗來驗證結論，提高學生獨自分析問題的能力，將對電路原理的學習從理性的認識上升到感性的認識。

　　第三是有利於幫助學生掌握電路的結構。在電路原理教學中，需要繪製複雜的電路圖來進行授課和設計。但是在傳統的教學活動中，電路原理是通過黑板教學完成的，用手繪圖形保證不了電路繪製的準確性。另外，手繪圖形的複雜導致學生難以辨認，無法集中學生的注意力，造成上課的效果低下。在教學中應用Multisin軟體後，情況大大改善。因為在Multisin軟體的元器件庫中，具備數量齊全的各種電子元件，在進行電路原理教學中所需的電子元件都可以找到，而且元件的大小並不是固定的，可以根據實際教學和實驗所需的引數和大小進行更換。因此在教學中繪製電路圖的效率和速度大幅度的提高，並且還可以隨時地增刪。與黑板教學相比，Multisin軟體模擬技術具有獨特的優勢，成為電子資訊類專業教學中的主流工具。再者，利用Multisin軟體繪製完電路圖之後，可以直接將電路圖進行課堂的演示，在教學中對電路圖進行模擬分析，幫助學生更加了解電路的結構和各個元器件的作用，集中學生的注意力，激發學生的學習積極性和能動性，提高教學的效果。

　　五、結束語

　　傳統的教學模式和教學的手段已經難以適應時代的潮流，所以進行教學方式的改進和完善，應用先進的技術輔助教學是非常有必要的。電路原理這門課程的理論性和操作性強，學生在學習的過程中因為知識比較抽象而感到難度過大，因此在教學中運用Mul-tisin模擬技術輔助教學是非常有作用的。Multisin軟體將抽象的理論文字轉換成直觀的、具體的圖形和影象，並且針對教學的重點和難點充分利用自身獨特的優勢和PPT軟體相結合，製作內容豐富、生動的課件，幫助學生更好地進行學習，瞭解和掌握專業的知識。將傳統的教學和先進技術相結合，激發了學生的學習積極性，提高了教學的效果，促進了電子類專業的長遠發展。

　　參考文獻：

　　[1]張立新，魏巍.計算機模擬軟體在“電路原理”教學中的應用[J].吉林工程技術師範學院學報，2008，07：28-29.

　　[2]左麗霞.Multisim在《電路原理》教學改革中的應用[J].科技資訊，2008，30：479+486.

　　[3]王爾申，龐濤，李鵬，鄭丹.Multisim和Proteus模擬在數位電路課程教學中的應用[J].實驗技術與管理，2013，03：78-81.

　　[4]鄭賓.Multisim模擬在類比電路實驗教學中的應用[J].實驗室研究與探索，2013，02：103-105+122.

　　範文二：複雜系統計算機模擬研究

　　摘要：關於複雜系統以及其複雜性的研究分析，在我國社會經濟的發展方面有著重要影響。因此，只有對其複雜系統細緻合理的分析，才能夠對其內部結構以及具體功能有所瞭解，而計算機模擬的研究與設計能夠實現這一目標，通過對複雜系統的模擬來掌握系統關鍵技術，並且通過合理的設計使其更加符合現代化發展社會，從而為人類提供更好的幫助。

　　關鍵詞：計算機;模擬

　　現代社會發展中，複雜系統所涉及的領域包括軍事、醫療、政治、工程、管理、社會等，其範圍十分廣泛。對於複雜系統的研究需要考慮各個方面，在這種情況下，不免會給研究工作帶來極大的困難。因此，對於複雜系統的研究需要利用現代化手段，而且需要深入瞭解各個領域的相關內容，將資料資訊做到統一收集，這樣再通過計算機模擬技術做到對其系統複雜性的研究瞭解，從而實現複雜系統的有效應用。本文主要通過對複雜系統計算機模擬的研究與設計，瞭解到複雜系統的相關內容，從而幫助其更好的應用於社會中。

　　1關於複雜系統主要內容的概述

　　關於系統一詞，著名科學家錢學森是這樣對其定義的：相互依賴、相互作用的多種組成部分之間的相互結合所形成的具有特殊功能的一個整體即為系統。根據其定義可以得出系統的三個要素：一是系統是多種元素的相互結合形成的;二是元素之間相互依賴、相互作用;三是具有特殊功能的一個整體。在系統的複雜性演化過程中主要有三個方面的發展變化。首先是組成系統的元素數量的變化，從最初的少量變為大量，再變成多數量，最後變成無限量;其次是元素之間相互依賴、相互作用的變化，是從線性變化到非線性，最後變成了隨機性;最後是某種特殊功能的變化，是從元素直接功能的描述變為組織性的間接描述，最後演變成沒有任何形式組織的不可描述形態。對於複雜系統的描述沒有明確的規範標準，而組成系統元素數量的龐大，元素之間依賴作用關係的非線性、隨機性以及特殊功能不能用部分特性來實現具體化描述等這些特性構成了所謂的複雜系統[1]。

　　2關於複雜系統計算機分佈智慧模擬平臺的分析

　　2.1關於自適應Agent模擬平臺的分析

　　自適應Agent模擬平臺Swarm是美國研究複雜系統的桑培菲所提出的。這種模擬平臺中有著多種單機中的多數程序或者執行緒組成的具有不同功能的智慧主體Agent，這其中主要包含有人與計算機互動所顯示控制的Agent、在網路之間實現互動的互動Agent、合理控制時間變化和元素管理以及通訊交流的全部或部分Agent，還有就是具備自我適應調節能力的反應Agent。關於具備自我適應調節能力的反應Agent的結構模型，主要是由資訊緩衝MB、行為輸出MO、資訊介面MI、反應體所構成。這其中MB和MI主要是對周邊的環境進行良好感知，而反應體主要是在獲取感知之後，做出適合的決策。比如，一般金融投資者的證券交易原則，其過程極為簡便：他們如果發現證券價格在逐漸上升時，就會將具有上升趨勢的多數證券出手;而如果他們發現證券價格在迅速下降時，就會把具有下降趨勢的多數證劵買進[2]。

　　2.2關於智慧模擬DSI的分析

　　在經過一段時間的發展之後，分佈計算機以及人工智慧技術也較為成熟，在這個時候美國桑培菲提出的Swarm自適應模擬平臺就顯得跟不上時代的發展，再加上智慧思維和模擬規範的約束，使得其自適應模擬平臺發展相對滯後。在新時期發展下，計算機分佈智慧模擬平臺的設計能夠更好的發展進步。計算機分佈智慧模擬平臺中的Agent支撐庫主要是對Agent建立結構的支撐，從而有效統計分析模擬結果;對於複雜系統時間的同步以及資訊訊息的傳播技術是通過模擬支撐軟體來實現的，面向全域性服務化的Agent在整個計算機分佈智慧模擬平臺中只有一個，而且它的存在是為了給各個Agent提供唯一的全域性Agent標識，這樣便於有效的建立和取消Agent，而且能夠對Agent的具體位置以及具體特徵做到準確定位查詢。對於Agent的部分控制是在結點機上存在的，而且每個結點機上都有一個，它主要是負責複雜系統時間的變化、做到元素的有效管理、而且負責許可權的變革和結點之間的相互資訊交流。

　　3複雜系統的智慧主體和HLA/RTI功能

　　3.1關於複雜系統的智慧主體

　　建立社會系統以及自然描述的基本模型，從而構造智慧化主體是分佈人工智慧的主要研究目的。這種研究為複雜計算機模擬研究提供了基礎保障。關於分散式人工智慧可以從兩個方面來分析，分別是多主體系統和分佈問題求解。分散式問題求解系統僅僅是問題的求解，主要把問題作為任務來有效分開完成，這種系統是自上而下的模式。而對於多主體系統而言也是自上而下的模式，實際研究時，需要將自主主體分別定義，而且主體之間的相互作用可能是交流、爭論還有可能是敵對關係。面對上述這種情況，智慧主體就自然而然的成為複雜系統計算機模擬研究的主要方向。

　　3.2關於複雜系統的HLA/RTI功能

　　複雜系統中HLA框架中最為核心的部分就是RTI，它主要是實現模擬系統應用、特定功能、基礎通訊之間的有效分離。模擬過程中的，複雜系統中的智慧主體以HLA所規範的方式實現與RTI資料之間的交換，從而確保主體之間的相互交流。關於RTI的綜合管理主要有六個部分功能，分別是主體管理、全域性管理、屬性管理、資料分發管理、宣告管理、時間管理。主體管理是實現主體間的有效控制;全域性管理主要是實現全域性化的服務，主要內容有動態控制、建立、主體變更等;屬性管理是主體屬性許可權的控制、變化;資料分發管理則是在網路上控制流量，而且利用組播技術有效交流;宣告管理是通過宣告智慧主體，從而實現互動資訊的接收;時間管理是在複雜系統中運用合理的方式使其時間變化。

　　3.3HLA/RTI協議下的多Agent計算機分佈模擬平臺

　　HLA框架中的RTI服務能夠提供複雜系統模擬環境下的多種特定功能，其中主要包括資料資訊傳遞、資訊事件處理、時間控制、控制主體，RTI服務能夠為事件處理以及具體狀態變革提供良好的依據，而且便於時間的管理。MAE環境利用HLA/RTI作為支撐，能有效發揮HLA模型和RTI的多種服務，更加利於模擬環境的形成。從Agent方面來看，多Agent模擬平臺中採用HLA/RTI還不能夠使其完善，主要是缺乏Agent之間的交流支援，通過對Agent遠端狀態進行分析才能對其應用，而且Agent也需要特定通訊的支援。在Agent的決策中，最為主要的就是Agent之間的互動通訊，而HLA/RTI這一框架並不能滿足相關要求。為了能夠有效的解決這一問題，需要新增中間層，這個中間層處於RTI和Agent之間。它所起的作用是將作為HLA模擬元素加入到多Agent之間通訊進行封裝解釋，這樣有效增加了Agent之間的通訊交流，並且為其提供支援保障。在中間層的封裝訊息，Agent之間資料流也會變多，通過RTI路由空間的限制從而控制資料資訊分發數量，這樣做到合理約束資料資訊，從而保證元素只得到應該獲取的資訊。通過上述的分析，瞭解到HLA/RTI比較適用於多Agent模擬環境，隨著HLA/RTI的不斷擴充套件壯大，能夠更多的構建多Agent計算機分佈模擬平臺。

　　4結論

　　關於複雜系統以及其複雜性的研究分析，在我國社會經濟的發展方面有著重要影響。因此，只有對其複雜系統細緻合理的分析，才能夠對其內部結構以及具體功能有所瞭解，而計算機模擬的研究與設計能夠實現這一目標，通過對複雜系統的模擬來掌握系統關鍵技術，並且通過合理的設計使其更加符合現代化發展社會，從而為人類提供更好的幫助。

　　參考文獻

　　1、計算機模擬技術在實驗教學中的應用胡曉波;李琰;王豔芳;實驗室科學2007-04-28

　　2、用計算機模擬技術檢驗自然災害模糊風險模型黃崇福自然災害學報2002-02-28