大一計算機模擬技術論文

　　計算機模擬技術在發展過程中逐步被應用到各行各業的生產建設中,尤其是在資訊處理方面起到了非常重要的作用。下面是小編為大家整理的，供大家參考。

　　篇一

　　計算機模擬技術創新發展

　　【摘要】隨著現代化計算機技術的快速發展，計算機所模擬的結構、功能以及所使用的計算機系統，在涉及到的過程控制系統在動態行為上的模仿更為逼真。這屬於一種描述性的技術，是通過定量分析來建立出相應的模型，或者是通過系統對一個過程或者系統進行描述，最終在一個集的條件之下，就能夠獲得定量的模擬指標或者是定量分析過程亦或是系統。文章從計算機模擬發展的全過程出發，分析其特點、模擬步驟與關鍵技術，然後基於應用領域，對其發展進行探討。

　　【關鍵詞】計算機;模擬;發展

　　1引言

　　自改革開放以來，計算機技術發展不斷加快，資訊處理技術也得到了進一步的提升，讓模擬技術擁有更為廣闊的應用控制。為了更好地做出全面的執行行為分析，需要做好計算機模擬的應用與研究，最終滿足提高計算機模擬技術的目的，使其在各個領域的作用都可以得到良好發揮。

　　2計算機模擬的發展

　　隨著圖形影象技術與計算機技術的發展，計算機模擬技術也有所提高，縱觀歷史發展之河，計算機模擬主要發展分為幾個階段。第一，模型試驗。這屬於一種古老的方式，是基於物理模型的一種試驗，不僅費時費力，還浪費材料。第二，數字化模擬。通過計算機技術做好相應的分析，但是計算機分析的結果卻存在侷限性，無法作輔導直觀的表達。第三，影象化模擬。通過三維圖形技術的利用，將計算結果表達出來，具備重複使用以及科學性的優勢。第四，虛擬現實技術。不但可以利用圖形影象技術來對模擬結果進行表達;另外，通過觸控儀器的利用，也可以為人們傳遞逼真的現實環境，讓人們願意沉浸其中。

　　3計算機模擬技術特點

　　第一，根據實際的需求，可以對模型引數進行調整、修改以及補充。人們可以獲取想要的結果，改善研究計劃。相比傳統的物理實驗，模擬技術操作成本更低，不存在風險，而且更加靈活。第二，計算機模擬結果是一個極短時間的模擬，可以及時地提供生產實踐指導。第三，模擬結果不僅準確，而且可靠。只要模擬模型、模擬程式以及系統模式是科學合理的，其結果就一定是準確的。傳統的模擬技術屬於迭代的過程，在一定程度上，一個真正系統的效能，抽象的模型，在通過假設與實驗之後，受試者閱讀輸出與驗證模型，根據相關的引數以及模型的變化進行判斷，不僅效率偏低，而且還會受到環境、安全等因素的影響，很難讓模擬結果符合人們的意願。計算機模擬技術以及科學技術是基於系統模擬結果而建立起來的，在動力模型試驗的條件之下，不會受到過大的環境影響，其效率更高、安全性更高，能夠對時間規模進行改變，進而成為設計、執行、評估、培訓系統，特別是複雜系統的關鍵工具。

　　4計算機模擬的步驟及關鍵技術

　　開展計算機模擬的步驟。第一，建立出數學模型。通過專家經驗以及觀測資料表達的分析，利用各種手段做出考慮，然後建立一個數學模型。第二，將資料模型程式化，利用先進的自動程式設計軟體，通過互動式的操作，就可以將資料模型程式化完成。第三，模擬實驗。在進行模擬實驗之前，需要設計一套實驗方案，並按照實際要求執行模擬模型，以滿足實驗需求。在計算機模擬的計算中，包含幾個關鍵技術。第一，智慧化模擬。通過科學技術，在整個模擬過程中植入人類的思維行為，並以知識作為其核心，進行開發研究，通過模擬技術和人工智慧的相互結合，就能夠仿照出接近於現實的物體和景物，滿足人們的實際需求。第二，模擬面向具體的物件。由於人們主觀的意識，通過功能設計的研究與發展，對圖片與動畫進行整合，就能夠實現物件對資訊的獲取，最終帶動系統活動。第三，人機模擬和諧。站在多媒體、虛擬以及視覺化的模擬角度，就可以將計算機模擬的實際作用反映出來。第四，分佈互動模擬。通過現代化網路計算機技術的運用，可以實現模擬裝置的互連，讓空間與時間相互配合，這樣就能夠達到模擬環境的虛擬。

　　5計算機模擬技術的應用

　　5.1軍事領域

　　在軍事領域中運用計算機模擬技術，主要是貫穿武器裝備的設計、研製、生產、使用和維護。設計階段，需要針對設計的實物做好模擬模型的試驗，這樣可以將產品設計的風險降低;研製過程，通過模擬技術，可以完成專案的檢測與除錯，避免出現不必要的環節，同時，研製進度也能加快;生產階段，通過模擬模型，可以實現武器裝備的測試，以確定產品是否能夠滿足質量標準;維護階段，通過模擬模型可以對產品效能進行綜合化評估，並建立出預控方案。在軍事領域中運用計算機模擬技術，就可以將研製武器裝備的週期加快，這樣也可以節約成本，降低風險，將產品的綜合性能提高到新的高度。

　　5.2教育教學領域

　　在教育教學領域中運用計算機模擬技術，可以滿足課堂教學質量與效率的要求。通過模擬模型的教學試驗模擬與動態試驗的相互結合，就可以將抽象化的內容實體化，如此就能讓學生對模擬計算的方法以及網路模型有一個更深入的瞭解，最終滿足教學所需。5.3工業領域隨著工業的不斷髮展，工業領域涉及到的專案與系統等都具備一定的特殊性與複雜性，通過計算機模擬技術，就可以提高生產的經濟性與安全性，也可以對工業專案生產的機理和規定有更進一步的瞭解，提供理論依據以支援工業產品的效能指標。一般來說，主要是在石油化工、裝置儀器、電子產品和汽車等領域使用。

　　6計算機模擬技術未來的發展

　　隨著計算機科學技術的發展，計算機模擬技術發展也在不斷完善。在新的發展空間、發展條件之下，計算機模擬技術發展集中在兩個方面。

　　6.1網路化計算機模擬技術

　　由於當前計算機模擬系統所開發出來的並不相容，也不能實現相互之間的轉移，導致共享存在一定的難度。由於開發成本過高，並且需要耗費大量的時間，所以一直無法滿足物盡其用的功能。為了將這一部分問題解決，實現網路化的計算機模擬技術，就能夠達到資源共享的目的。在未來，這一趨勢必定會擁有極為廣闊的發展前景，並且也可以避免因為二次開發所造成的投資成本費用的大幅度增加。另外，在這一過程中，還可以得到一定共享費用的回收，帶來一定的經濟效益。

　　6.2虛擬製造技術

　　隨著虛擬製造技術不斷端深入，使得計算機模擬技術也擁有另一個重要的發展方向。在20世紀的末期，虛擬製造技術得以發展。在計算機上運用虛擬製造技術，主要是實現從產品的設計階段到產品的出廠階段以及企業各個級過程的控制與管理，都需要通過計算機模擬技術才能夠將其實現。另外，通過虛擬製造，也使得製造技術不必再對原本的生產經驗過於依賴，可以實現多維度的製造預測，這樣就能夠促進機械製造領域更好、更快的發展下去，讓其擁有更為廣闊的前景。

　　7結束語

　　隨著計算機技術的不斷髮展，計算機模擬技術發展已經成為計算機領域的一大趨勢，並且在未來的發展道路上也可以獲得提高與完善。所以，以計算機為基礎的模擬技術，再配合上通訊技術與計算機技術，就可以促進資訊化以及社會現代化的發展，再以此為基礎，就可以推動模擬技術的發展。因此，我們可以清楚地瞭解到，不斷地擴大計算機模擬技術應用領域，才能夠將其應用效果擴大，讓其擁有更為廣闊的發展空間。

　　參考文獻

　　[1]賀秀玲,姜運芳,施豔.計算機模擬技術與資訊處理結合探究[J].煤炭技術,2013,07:224-225.

　　[2]徐庚保,曾蓮芝.計算機模擬系統述評[J].計算機模擬,2012,04:1-5.

　　[3]高輝.計算機實驗的模擬技術探析[J].長春教育學院學報，2012,06:130-131.

　　篇二

　　計算機模擬技術發展趨勢

　　摘要：計算機與模擬技術相結合，形成計算機模擬技術的新方法。隨著計算機技術的不斷髮展，計算機模擬技術被廣泛應用。文章通過介紹計算機模擬技術的發展以及計算機模擬技術在各個領域的應用，探討了計算機模擬技術的發展方向和趨勢。

　　關鍵詞：計算機模擬;技術;應用;發展

　　1計算機模擬技術簡介

　　計算機的模擬技術是一門新興的綜合性的技術，它運用專門的軟體，再通過數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，模擬技術的應用得益於控制工程和系統工程的發展，在控制工程和系統工程中逐步探索計算機模擬技術;另一方面，計算機模擬技術可以逐步縮短開發週期，在提高產品質量的同時減少損失，並大大降低人工成本，工作效率逐步提高，在節約經費開支等方面發揮巨大的作用。

　　2計算機模擬技術原理

　　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物件，我們還可以看出，首先，模型的建立。把我們所抽出來的系統用數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學表達方式通過各種適合的演算法以及計算機語言轉換成計算機能夠處理的形式，這就是通常所說的模擬模型。模型是計算機模擬的關鍵地方，實現了這個過程。再次，模型模擬實驗。將之前得到的模擬模型輸入計算機內，按照之前設定好的方案來進行模擬模型，獲得模擬的結果。模擬實驗是一個很簡單的事情。但是，如何對模擬的結果進行評價，需要分析模擬的可靠性。有的專家在文章中提出了檢驗模擬結果可靠性的兩種方法：模擬過程的反向驗證法和置信通道法。

　　3計算機模擬技術應用

　　現在，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的生活方式和交流方式，計算機加速了每個行業的發展，計算機的廣泛應用為我們的生活提供了便利。

　　1交通領域。

　　交通是一個複雜的人機系統，交通是否安全，要充分考慮上述四個因素的作用和影響。交通安全模擬以虛擬現實技術的方法為基礎。評價體系先建立虛擬環境，然後在這個虛擬環境中加入各種可以誘發事故的因素，最後再對某路段和某區域的交通安全水平施行全程的跟蹤與評價。計算機的模擬過程是交通安全模擬及評價系統的核心。該模擬過程是一種視覺化的模擬，與傳統的數值模擬不同。例如，評價某路段的交通安全時，不僅用傳統的絕對數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境中，選擇不同的交通工具，設定不同的交通環境，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，是一種分析交通事故的新方法。

　　2製造領域。

　　汽車製造是機械行業的重要組成部分。大多實驗課題具有難度大、實地成本高的特點。引入計算機模擬技術，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鬆博士建立了乘員動力學響應的數學模型。在其他方面，汽車工程學院的熊堅利用模擬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模擬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，還可以根據需要瞬間建立模擬實驗室。計算機模擬實驗強調了實驗的設計思想和實驗方法，打破了教與學、理論與實踐、課內與課外的界限，更加強調實驗者的主動性。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。現在，模擬實驗已經變成現代化實驗的重要手段。計算機模擬實驗系統充分運用人工智慧、控制理論和教師專家系統建立內在模型，利用可操作的模擬方式，實現了實驗教學的各個環節。

　　4計算機模擬技術的發展方向和趨勢

　　4.1計算機模擬技術發展方向

　　1網路化模擬。

　　隨著計算機和網路的應用與發展，計算機模擬技術也在不斷的提高。目前的模擬系統存在開發時間長、成本高、不能相容，共享困難，可移植性差等問題。其次要利用網路技術實現模擬系統共享。系統共享在模擬系統的開發中及其重要。實現了網路共享，就可以避免社會資源的重複開發，還可以適當收費來補充開發成本。

　　2虛擬製造技術。

　　計算機模擬技術發展的另一方向是虛擬製造技術。虛擬製造技術是一種領先的製造技術。它運用計算機模擬技術和虛擬現實技術，藉助計算機實現對產品的管理、控制一條龍。

　　4.2計算機模擬技術發展趨勢

　　突飛猛進的計算機軟硬體技術帶動了模擬技術的飛速發展。近幾年，模擬技術領域的新技術、新成果展示了良好的發展前景。

　　1面向物件的模擬建模。

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

　　2分散式模擬。

　　分散式模擬是通過計算機網路聯結分散在各地的模擬裝置，構成空間與時間互相耦合的虛擬模擬環境。分散式模擬系統可以理解為由多個子模型組成的模擬模型。在分散式模擬系統中，這方面的現有技術包括：動態、靜態資料分割技術，功能分割技術，避免通訊閉鎖技術等。

　　3智慧模擬。

　　在建模、模擬模型設計、模擬結果的分析和處理階段，引入知識表達及處理技術，使模擬、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使用者做出優化決策;運用智慧模擬可以及時修正、維護輔助模型，實現更好的智慧化人機介面，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，從而增強模擬系統自身的尋優能力。

　　5其他模擬。

　　視覺化模擬更加形象直觀地顯示模擬全過程，有效辨別模擬過程的真實性和正確性，而且結果也簡單，方便理解。近期出現的動畫模擬本質上也屬於視覺化模擬。將聲音加入視覺化模擬，就同時得到了視覺和聽覺的多媒體模擬。而在多媒體模擬的基礎上，植入三維動畫，強調互動功能，又可以得到支援觸覺、嗅覺、味覺的虛擬現實模擬。隨著科技的不斷髮展，模擬技術將為人類更好的服務。

　　5結語

　　計算機模擬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援下，融合了新的建模與模擬方法而逐漸進步發展起來的。計算機模擬技術的發展從簡單的原型到物理模型逐漸發展到動態顯示模擬結果再到現在的視覺化互動模擬。以後隨著計算機科學技術的迅猛發展，以及多媒體、虛擬現實、人工智慧、面向物件法、視覺化與圖形介面等方面對模擬技術的顯著影響，模擬技術的發展與應用都會取得優異的成績。我們完全相信，計算機模擬技術在我們的生活中應用越來越廣泛，對社會各行業的發展起到很好的促進作用，給生活帶來更多的便利。

　　參考文獻：

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　　[2]張芹.計算機模擬技術在教學中的應用探討[J].科協論壇下半月20083

　　[3]龔小剛.計算機模擬技術及其應用[J].矽谷，200816

　　[4]馮霞.模擬技術的發展以及未來趨勢[J].現代經濟資訊，20087

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　　[6]屠仁壽,王正中.面向資訊時代的系統模擬方法學[J].系統模擬學報，19995

　　[7]柴光遠,韓江桂,劉玲騰.柴油機排氣系統溫度的動態模擬[J].拖拉機與農用運輸車.20013

　　篇三

　　計算機模擬技術及其應用

　　摘要：近年來，隨著科學技術的不斷進步，計算機模擬技術被逐漸應用到各個領域中，成為分析和設計的重要途徑。本文首先從計算機模擬技術的概述出發;總結了計算機模擬技術的步驟和關鍵技術;最後就計算機模擬技術的應用領域進行了探討，希望為相關領域的研究者和工作者提供參考和借鑑。

　　關鍵詞：計算機;模擬技術;應用分析

　　一、計算機模擬技術的概述

　　所謂計算機模擬技術，是以計算機技術為基礎、以控制論與相似原理為方法，藉助系統模型對設想的或真實的系統，進行解析或半實物混合試驗研究的一門綜合技術。被稱為繼科學理論和實驗研究後的第三種認識和改造世界的工具。該技術主要具有實用性高、靈活、經濟以及安全等優點。藉助計算機模擬技術能夠對一些複雜的系統進行分析、設計以及評估[1]。總而言之，計算機模擬技術就是利用計算機，憑藉各種模擬理論來研究物件系統的一種技術。

　　二、計算機模擬技術的步驟

　　通常計算機模擬技術主要包含以下幾個步驟：一是建立資料模型。建立資料模型的方法主要有歸納法、綜合整合法等分析法。通過建立特定物件有限邊界的數學模型，才能進行系統模擬。要建立好該數學模型，就需要慎重考慮到特定物件模擬研究的預定目標、檢驗知識、觀測資料以及特定領域專家的經驗等綜合因素。二是實現數學模型。實現資料模型也可以稱為資料模型化的程式化。實現資料模型主要包括兩個步驟，分別是設計模擬演算法和編制模擬程式。由於傳統的模型程式化活動具有很強的繁瑣性和複雜性，所以實現很困難，但是隨著軟體技術的不斷進步以及大量演算法研究成果，當前針對一些特定的領域，已經能夠提供面向物件、能夠互動操作並且具有自動程式設計能力和演算法庫的商品化產品。三是模擬試驗。模擬試驗是系統模擬的另一個重要活動內容，模擬試驗主要是根據預先設定的試驗方案來執行模擬模型，最終得到相關的模擬結果。

　　三、計算機模擬關鍵技術分析

　　1.智慧模擬技術

　　智慧模擬技術的前提是建立在知識的基礎上，並將人類的思維和思想作為背景的一種智慧技術，然後將其引入整個建模和模擬的過程，進而仿造出跟現實接近的景物和物體，滿足人們生活所需。

　　2.面向物件的模擬技術

　　由於人類自身具備很強的主觀意識，通過對圖片和動畫進行整合，從而清楚地獲取資訊，最終實現系統的模擬。3.分佈互動模擬技術該技術主要指的運用計算機網路實現不同區域中模擬裝置的相互連線，成為一個集數學模擬、半實物模擬和人在迴路中模擬為一體的互動式的模擬技術。進而構建時間跟空間相互耦合且虛擬的模擬環境。

　　四、計算機模擬技術的應用分析

　　1.在軍事領域中的應用

　　縱觀我國各大領域，其中最早涉及計算機模擬技術的軍事領域，主要體現在各類武器裝備的設計環節、研製階段、生產階段以及使用和維護階段。在設計環節，應用計算機模擬技術主要體現在將設計出來的武器裝備進行模擬和試驗，通過運用該技術成功降低了武器裝備的風險;而在研製階段，計算機模擬技術主要被運用於武器裝備的效能檢測和除錯，以此來減少不必要的生產環節，促進研製的順利開展;在生產階段，計算機模擬技術主要是被用來檢測武器裝備的結構部件和工位，實現了控制武器裝備質量的目的;在使用和維護階段，運用計算機模擬技術來建立模擬模式，有助於根據各種武器裝備的具有情況來制定預控措施，有利於全面對武器裝備的效能進行評估。不僅如此，計算機模擬系統還能用於戰爭環境和軍事訓練的模擬。模擬戰爭環境主要利用三維戰爭環境影象、圖形庫如：戰爭背景、戰爭場景、武器裝備、作戰人員營造逼真、危險的立體作戰環境;還可以進行模擬單兵訓練以及近戰術訓練等。總之，將計算機模擬技術應用在軍事領域中，不僅有效的節約了武器裝備研發所需的時間，減少了不必要的成本投入，還有效保證了武器裝備的效能，從而促進了軍事領域的快速發展。

　　2.計算機模擬技術在教育教學領域中的應用

　　將計算機模擬技術運用在教學領域的根本目的是為了提高課堂教學的質量和效果。具體主要體現在，藉助計算機模擬模型具有的動態試驗效果跟教學試驗模擬二者有效地結合起來，從而能夠將那些本來抽象的內容更加形象、直觀地展現給學生，便於學生對課程的掌握，從而保證了教學質量[2]。

　　3.計算機模擬技術在工業領域中的應用

　　在經歷改革開放後，我國工業技術取得顯著發展，特別是現代工業的誕生逐漸豐富了工業領域的系統和專案，這也造就了工業領域跟其他領域相比更復雜。然而計算機模擬技術的誕生，不僅提高了工業產品的安全性，還提高了其經濟性。這主要因為依賴計算機模擬技術能夠更快的發展工業生產專案的規律和特點，從而為提高工業產品的各項效能指標提供了可靠的理論依據。

　　4.計算機模擬技術在其他領域中的應用

　　隨著計算機模擬技術的不斷成熟，其被應用的範圍也在逐漸擴大。近年來，計算機模擬技術也被逐漸運用到了醫學、交通、旅遊等行業中。在醫學領域中，主要是應用計算機模擬技術來構建生物學模型和三維視覺模型，不僅便於醫學工作人員直觀研究，還拓展了生命的研究機理。在交通領域中，主要是利用計算機模擬技術來模擬交通模擬軟體平臺，從而有助於相關人員對交通規劃、設計、工程等全面評估。在旅遊領域中運用計算機模擬技術主要體現在用其來預測某一景點的發展前景，也可以模擬景點模型，並藉助多媒體軟體來播放，以此來吸引遊客。

　　五、結語

　　綜上所述，計算機模擬技術的誕生和應用在很大程度上促進了社會的進步和發展，因此，相關領域還應繼續加強對該技術的研究，通過對模擬方法進行深入研究，並積極借鑑並引進國外先進的計算機模擬技術，逐漸提高我國模擬系統的效能，全面提高模擬技術水平，將該項技術應用在更多的領域中。

　　參考文獻：

　　[1]高雲紅.計算機模擬技術及其應用[J].軟體，201311：111-111.

　　[2]沈芳.計算機模擬技術的發展及其應用[J].資訊科技，20147：232-234.

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