大一计算机仿真技术论文

2017-03-06

大一计算机仿真技术论文篇一

计算机仿真技术创新发展

【摘要】随着现代化计算机技术的快速发展，计算机所模拟的结构、功能以及所使用的计算机系统，在涉及到的过程控制系统在动态行为上的模仿更为逼真。这属于一种描述性的技术，是通过定量分析来建立出相应的模型，或者是通过系统对一个过程或者系统进行描述，最终在一个集的条件之下，就能够获得定量的仿真指标或者是定量分析过程亦或是系统。文章从计算机仿真发展的全过程出发，分析其特点、仿真步骤与关键技术，然后基于应用领域，对其发展进行探讨。

【关键词】计算机;仿真;发展

1引言

自改革开放以来，计算机技术发展不断加快，信息处理技术也得到了进一步的提升，让仿真技术拥有更为广阔的应用控制。为了更好地做出全面的运行行为分析，需要做好计算机仿真的应用与研究，最终满足提高计算机仿真技术的目的，使其在各个领域的作用都可以得到良好发挥。

2计算机仿真的发展

随着图形图像技术与计算机技术的发展，计算机仿真技术也有所提高，纵观历史发展之河，计算机仿真主要发展分为几个阶段。第一，模型试验。这属于一种古老的方式，是基于物理模型的一种试验，不仅费时费力，还浪费材料。第二，数字化仿真。通过计算机技术做好相应的分析，但是计算机分析的结果却存在局限性，无法作辅导直观的表达。第三，图像化仿真。通过三维图形技术的利用，将计算结果表达出来，具备重复使用以及科学性的优势。第四，虚拟现实技术。不但可以利用图形图像技术来对仿真结果进行表达;另外，通过触摸仪器的利用，也可以为人们传递逼真的现实环境，让人们愿意沉浸其中。

3计算机仿真技术特点

第一，根据实际的需求，可以对模型参数进行调整、修改以及补充。人们可以获取想要的结果，改善研究计划。相比传统的物理实验，仿真技术操作成本更低，不存在风险，而且更加灵活。第二，计算机模拟结果是一个极短时间的仿真，可以及时地提供生产实践指导。第三，仿真结果不仅准确，而且可靠。只要仿真模型、仿真程序以及系统模式是科学合理的，其结果就一定是准确的。传统的模拟技术属于迭代的过程，在一定程度上，一个真正系统的性能，抽象的模型，在通过假设与实验之后，受试者阅读输出与验证模型，根据相关的参数以及模型的变化进行判断，不仅效率偏低，而且还会受到环境、安全等因素的影响，很难让仿真结果符合人们的意愿。计算机仿真技术以及科学技术是基于系统仿真结果而建立起来的，在动力模型试验的条件之下，不会受到过大的环境影响，其效率更高、安全性更高，能够对时间规模进行改变，进而成为设计、运行、评估、培训系统，特别是复杂系统的关键工具。

4计算机仿真的步骤及关键技术

开展计算机仿真的步骤。第一，建立出数学模型。通过专家经验以及观测数据表达的分析，利用各种手段做出考虑，然后建立一个数学模型。第二，将数据模型程序化，利用先进的自动编程软件，通过交互式的操作，就可以将数据模型程序化完成。第三，仿真实验。在进行仿真实验之前，需要设计一套实验方案，并按照实际要求运行仿真模型，以满足实验需求。在计算机仿真的计算中，包含几个关键技术。第一，智能化仿真。通过科学技术，在整个仿真过程中植入人类的思维行为，并以知识作为其核心，进行开发研究，通过仿真技术和人工智能的相互结合，就能够仿照出接近于现实的物体和景物，满足人们的实际需求。第二，仿真面向具体的对象。由于人们主观的意识，通过功能设计的研究与发展，对图片与动画进行整合，就能够实现对象对信息的获取，最终带动系统活动。第三，人机仿真和谐。站在多媒体、虚拟以及可视化的仿真角度，就可以将计算机仿真的实际作用反映出来。第四，分布交互仿真。通过现代化网络计算机技术的运用，可以实现仿真设备的互连，让空间与时间相互配合，这样就能够达到仿真环境的虚拟。

5计算机仿真技术的应用

5.1军事领域

在军事领域中运用计算机仿真技术，主要是贯穿武器装备的设计、研制、生产、使用和维护。设计阶段，需要针对设计的实物做好仿真模型的试验，这样可以将产品设计的风险降低;研制过程，通过仿真技术，可以完成项目的检测与调试，避免出现不必要的环节，同时，研制进度也能加快;生产阶段，通过仿真模型，可以实现武器装备的测试，以确定产品是否能够满足质量标准;维护阶段，通过仿真模型可以对产品性能进行综合化评估，并建立出预控方案。在军事领域中运用计算机仿真技术，就可以将研制武器装备的周期加快，这样也可以节约成本，降低风险，将产品的综合性能提高到新的高度。

5.2教育教学领域

在教育教学领域中运用计算机仿真技术，可以满足课堂教学质量与效率的要求。通过仿真模型的教学试验仿真与动态试验的相互结合，就可以将抽象化的内容实体化，如此就能让学生对仿真计算的方法以及网络模型有一个更深入的了解，最终满足教学所需。5.3工业领域随着工业的不断发展，工业领域涉及到的项目与系统等都具备一定的特殊性与复杂性，通过计算机仿真技术，就可以提高生产的经济性与安全性，也可以对工业项目生产的机理和规定有更进一步的了解，提供理论依据以支持工业产品的性能指标。一般来说，主要是在石油化工、设备仪器、电子产品和汽车等领域使用。

6计算机仿真技术未来的发展

随着计算机科学技术的发展，计算机仿真技术发展也在不断完善。在新的发展空间、发展条件之下，计算机仿真技术发展集中在两个方面。

6.1网络化计算机仿真技术

由于当前计算机仿真系统所开发出来的并不兼容，也不能实现相互之间的转移，导致共享存在一定的难度。由于开发成本过高，并且需要耗费大量的时间，所以一直无法满足物尽其用的功能。为了将这一部分问题解决，实现网络化的计算机仿真技术，就能够达到资源共享的目的。在未来，这一趋势必定会拥有极为广阔的发展前景，并且也可以避免因为二次开发所造成的投资成本费用的大幅度增加。另外，在这一过程中，还可以得到一定共享费用的回收，带来一定的经济效益。

6.2虚拟制造技术

随着虚拟制造技术不断端深入，使得计算机仿真技术也拥有另一个重要的发展方向。在20世纪的末期，虚拟制造技术得以发展。在计算机上运用虚拟制造技术，主要是实现从产品的设计阶段到产品的出厂阶段以及企业各个级过程的控制与管理，都需要通过计算机仿真技术才能够将其实现。另外，通过虚拟制造，也使得制造技术不必再对原本的生产经验过于依赖，可以实现多维度的制造预测，这样就能够促进机械制造领域更好、更快的发展下去，让其拥有更为广阔的前景。

7结束语

随着计算机技术的不断发展，计算机仿真技术发展已经成为计算机领域的一大趋势，并且在未来的发展道路上也可以获得提高与完善。所以，以计算机为基础的仿真技术，再配合上通信技术与计算机技术，就可以促进信息化以及社会现代化的发展，再以此为基础，就可以推动仿真技术的发展。因此，我们可以清楚地了解到，不断地扩大计算机仿真技术应用领域，才能够将其应用效果扩大，让其拥有更为广阔的发展空间。

参考文献

[1]贺秀玲,姜运芳,施艳.计算机仿真技术与信息处理结合探究[J].煤炭技术,2013,07:224-225.

[2]徐庚保,曾莲芝.计算机仿真系统述评[J].计算机仿真,2012,04:1-5.

[3]高辉.计算机实验的仿真技术探析[J].长春教育学院学报，2012,06:130-131.

大一计算机仿真技术论文篇二

计算机仿真技术发展趋势

摘要：计算机与仿真技术相结合，形成计算机仿真技术的新方法。随着计算机技术的不断发展，计算机仿真技术被广泛应用。文章通过介绍计算机仿真技术的发展以及计算机仿真技术在各个领域的应用，探讨了计算机仿真技术的发展方向和趋势。

关键词：计算机仿真;技术;应用;发展

1计算机仿真技术简介

计算机的仿真技术是一门新兴的综合性的技术，它运用专门的软件，再通过数字作为传播的介体传达给人们。因此，当人们通过计算机媒体进行浏览观赏时就能够有身临其境的感觉，可以自由选择角度。一方面，仿真技术的应用得益于控制工程和系统工程的发展，在控制工程和系统工程中逐步探索计算机仿真技术;另一方面，计算机仿真技术可以逐步缩短开发周期，在提高产品质量的同时减少损失，并大大降低人工成本，工作效率逐步提高，在节约经费开支等方面发挥巨大的作用。

2计算机仿真技术原理

一般情况下计算机是不能够直接认知和处理的，所以就要求能够建立一个能够反映研究又容易被计算机处理的数学模型，可以用下图来表示：通过了解观察，可以更加清楚地认识到我们所要研究的对象，我们还可以看出，首先，模型的建立。把我们所抽出来的系统用数学的表达方式表示出来。其次，模型的转换。模型转换就是针对上一步抽象出来的数学表达方式通过各种适合的算法以及计算机语言转换成计算机能够处理的形式，这就是通常所说的仿真模型。模型是计算机仿真的关键地方，实现了这个过程。再次，模型仿真实验。将之前得到的仿真模型输入计算机内，按照之前设置好的方案来进行仿真模型，获得仿真的结果。仿真实验是一个很简单的事情。但是，如何对仿真的结果进行评价，需要分析仿真的可靠性。有的专家在文章中提出了检验仿真结果可靠性的两种方法：仿真过程的反向验证法和置信通道法。

3计算机仿真技术应用

现在，计算机成为我们生活的一部分，计算机的广泛应用改变着传统的生活方式和交流方式，计算机加速了每个行业的发展，计算机的广泛应用为我们的生活提供了便利。

(1)交通领域。

交通是一个复杂的人机系统，交通是否安全，要充分考虑上述四个因素的作用和影响。交通安全仿真以虚拟现实技术的方法为基础。评价体系先建立虚拟环境，然后在这个虚拟环境中加入各种可以诱发事故的因素，最后再对某路段和某区域的交通安全水平施行全程的跟踪与评价。计算机的仿真过程是交通安全仿真及评价系统的核心。该仿真过程是一种可视化的仿真，与传统的数值仿真不同。例如，评价某路段的交通安全时，不仅用传统的绝对数法和事故率法来评价，还要考虑交通者的感知与行为。我们可以在这个虚拟的环境中，选择不同的交通工具，设置不同的交通环境，分别从交通者和第三者的角度进行事故的可能性实验及分析，最终实现对该路段的安全性评价。同时也是交管部门建设和完善交通设施的依据，是一种分析交通事故的新方法。

(2)制造领域。

汽车制造是机械行业的重要组成部分。大多实验课题具有难度大、实地成本高的特点。引入计算机仿真技术，可以有效缓解上述问题。针对碰撞实验，浙江大学研究所的詹樟松博士建立了乘员动力学响应的数学模型。在其他方面，汽车工程学院的熊坚利用仿真技术对汽车的制动过程进行了研究，一汽大众公司的姚革等通过仿真技术研究了汽车转向的轻便性问题。

(3)教育领域。

计算机模拟实验是这几年在计算机多媒体教学中增加的新领域，还可以根据需要瞬间建立模拟实验室。计算机模拟实验强调了实验的设计思想和实验方法，打破了教与学、理论与实践、课内与课外的界限，更加强调实验者的主动性。通过计算机的模拟，加深学生对思想、方法、仪器的结构和设计原理的理解，还可以练习实验技能，巩固知识，提高学生实验的兴趣和实验水平。现在，模拟实验已经变成现代化实验的重要手段。计算机模拟实验系统充分运用人工智能、控制理论和教师专家系统建立内在模型，利用可操作的仿真方式，实现了实验教学的各个环节。

4计算机仿真技术的发展方向和趋势

4.1计算机仿真技术发展方向

(1)网络化仿真。

随着计算机和网络的应用与发展，计算机仿真技术也在不断的提高。目前的仿真系统存在开发时间长、成本高、不能兼容，共享困难，可移植性差等问题。其次要利用网络技术实现仿真系统共享。系统共享在仿真系统的开发中及其重要。实现了网络共享，就可以避免社会资源的重复开发，还可以适当收费来补充开发成本。

(2)虚拟制造技术。

计算机仿真技术发展的另一方向是虚拟制造技术。虚拟制造技术是一种领先的制造技术。它运用计算机仿真技术和虚拟现实技术，借助计算机实现对产品的管理、控制一条龙。

4.2计算机仿真技术发展趋势

突飞猛进的计算机软硬件技术带动了仿真技术的飞速发展。近几年，仿真技术领域的新技术、新成果展示了良好的发展前景。

(1)面向对象的仿真建模。

与传统的人工建模相比有了很大的进步，它最大限度地调动了计算机的符号处理能力，加快了人们认识和转换仿真对象的速度。这种方法可以充分提升系统的建模能力。最重要的是，仿真技术容易掌握和使用，实际操作的技术人员可以利用仿真技术更好地为系统服务。

(2)分布式仿真。

分布式仿真是通过计算机网络联结分散在各地的仿真设备，构成空间与时间互相耦合的虚拟仿真环境。分布式仿真系统可以理解为由多个子模型组成的仿真模型。在分布式仿真系统中，这方面的现有技术包括：动态、静态数据分割技术，功能分割技术，避免通讯闭锁技术等。

(3)智能仿真。

在建模、仿真模型设计、仿真结果的分析和处理阶段，引入知识表达及处理技术，使仿真、建模的时间缩短，在分析中提高模型知识的描述能力，引入专家知识和推理帮助用户做出优化决策;运用智能仿真可以及时修正、维护辅助模型，实现更好的智能化人机界面，使计算机与人之间的沟通变得人性化，增加自动推理学习机制，从而增强仿真系统自身的寻优能力。

(5)其他仿真。

可视化仿真更加形象直观地显示仿真全过程，有效辨别仿真过程的真实性和正确性，而且结果也简单，方便理解。近期出现的动画仿真本质上也属于可视化仿真。将声音加入可视化仿真，就同时得到了视觉和听觉的多媒体仿真。而在多媒体仿真的基础上，植入三维动画，强调交互功能，又可以得到支持触觉、嗅觉、味觉的虚拟现实仿真。随着科技的不断发展，仿真技术将为人类更好的服务。

5结语

计算机仿真技术是在实际需要的引导下，在不断进步的计算机技术、多媒体技术等相关技术的支持下，融合了新的建模与仿真方法而逐渐进步发展起来的。计算机仿真技术的发展从简单的原型到物理模型逐渐发展到动态显示仿真结果再到现在的可视化交互仿真。以后随着计算机科学技术的迅猛发展，以及多媒体、虚拟现实、人工智能、面向对象法、可视化与图形界面等方面对仿真技术的显著影响，仿真技术的发展与应用都会取得优异的成绩。我们完全相信，计算机仿真技术在我们的生活中应用越来越广泛，对社会各行业的发展起到很好的促进作用，给生活带来更多的便利。

参考文献：

[1]熊光楞.计算机仿真及其在制造业中的应用[J].计算机仿真，1996(1)

[2]张芹.计算机仿真技术在教学中的应用探讨[J].科协论坛(下半月)2008(3)

[3]龚小刚.计算机仿真技术及其应用[J].硅谷，2008(16)

[4]冯霞.仿真技术的发展以及未来趋势[J].现代经济信息，2008(7)

[5]晋松滨.计算机仿真技术在机械行业应用[J].科技咨询导报，2007(20)

[6]屠仁寿,王正中.面向信息时代的系统仿真方法学[J].系统仿真学报，1999(5)

[7]柴光远,韩江桂,刘玲腾.柴油机排气系统温度的动态仿真[J].拖拉机与农用运输车.2001(3)

大一计算机仿真技术论文篇三

计算机仿真技术及其应用

摘要：近年来，随着科学技术的不断进步，计算机仿真技术被逐渐应用到各个领域中，成为分析和设计的重要途径。本文首先从计算机仿真技术的概述出发;总结了计算机仿真技术的步骤和关键技术;最后就计算机仿真技术的应用领域进行了探讨，希望为相关领域的研究者和工作者提供参考和借鉴。

关键词：计算机;仿真技术;应用分析

一、计算机仿真技术的概述

所谓计算机仿真技术，是以计算机技术为基础、以控制论与相似原理为方法，借助系统模型对设想的或真实的系统，进行解析或半实物混合试验研究的一门综合技术。被称为继科学理论和实验研究后的第三种认识和改造世界的工具。该技术主要具有实用性高、灵活、经济以及安全等优点。借助计算机仿真技术能够对一些复杂的系统进行分析、设计以及评估[1]。总而言之，计算机仿真技术就是利用计算机，凭借各种仿真理论来研究对象系统的一种技术。

二、计算机仿真技术的步骤

通常计算机仿真技术主要包含以下几个步骤：一是建立数据模型。建立数据模型的方法主要有归纳法、综合集成法等分析法。通过建立特定对象有限边界的数学模型，才能进行系统仿真。要建立好该数学模型，就需要慎重考虑到特定对象仿真研究的预定目标、检验知识、观测数据以及特定领域专家的经验等综合因素。二是实现数学模型。实现数据模型也可以称为数据模型化的程序化。实现数据模型主要包括两个步骤，分别是设计仿真算法和编制仿真程序。由于传统的模型程序化活动具有很强的繁琐性和复杂性，所以实现很困难，但是随着软件技术的不断进步以及大量算法研究成果，当前针对一些特定的领域，已经能够提供面向对象、能够交互操作并且具有自动编程能力和算法库的商品化产品。三是仿真试验。仿真试验是系统仿真的另一个重要活动内容，仿真试验主要是根据预先设置的试验方案来运行仿真模型，最终得到相关的仿真结果。

三、计算机仿真关键技术分析

1.智能仿真技术

智能仿真技术的前提是建立在知识的基础上，并将人类的思维和思想作为背景的一种智能技术，然后将其引入整个建模和仿真的过程，进而仿造出跟现实接近的景物和物体，满足人们生活所需。

2.面向对象的仿真技术

由于人类自身具备很强的主观意识，通过对图片和动画进行整合，从而清楚地获取信息，最终实现系统的仿真。3.分布交互仿真技术该技术主要指的运用计算机网络实现不同区域中仿真设备的相互连接，成为一个集数学仿真、半实物仿真和人在回路中仿真为一体的交互式的仿真技术。进而构建时间跟空间相互耦合且虚拟的仿真环境。

四、计算机仿真技术的应用分析

1.在军事领域中的应用

纵观我国各大领域，其中最早涉及计算机仿真技术的军事领域，主要体现在各类武器装备的设计环节、研制阶段、生产阶段以及使用和维护阶段。在设计环节，应用计算机仿真技术主要体现在将设计出来的武器装备进行仿真和试验，通过运用该技术成功降低了武器装备的风险;而在研制阶段，计算机仿真技术主要被运用于武器装备的性能检测和调试，以此来减少不必要的生产环节，促进研制的顺利开展;在生产阶段，计算机仿真技术主要是被用来检测武器装备的结构部件和工位，实现了控制武器装备质量的目的;在使用和维护阶段，运用计算机仿真技术来建立仿真模式，有助于根据各种武器装备的具有情况来制定预控措施，有利于全面对武器装备的性能进行评估。不仅如此，计算机仿真系统还能用于战争环境和军事训练的仿真。仿真战争环境主要利用三维战争环境图像、图形库(如：战争背景、战争场景、武器装备、作战人员)营造逼真、危险的立体作战环境;还可以进行模拟单兵训练以及近战术训练等。总之，将计算机仿真技术应用在军事领域中，不仅有效的节约了武器装备研发所需的时间，减少了不必要的成本投入，还有效保证了武器装备的性能，从而促进了军事领域的快速发展。

2.计算机仿真技术在教育教学领域中的应用

将计算机仿真技术运用在教学领域的根本目的是为了提高课堂教学的质量和效果。具体主要体现在，借助计算机仿真模型具有的动态试验效果跟教学试验仿真二者有效地结合起来，从而能够将那些本来抽象的内容更加形象、直观地展现给学生，便于学生对课程的掌握，从而保证了教学质量[2]。

3.计算机仿真技术在工业领域中的应用

在经历改革开放后，我国工业技术取得显著发展，特别是现代工业的诞生逐渐丰富了工业领域的系统和项目，这也造就了工业领域跟其他领域相比更复杂。然而计算机仿真技术的诞生，不仅提高了工业产品的安全性，还提高了其经济性。这主要因为依赖计算机仿真技术能够更快的发展工业生产项目的规律和特点，从而为提高工业产品的各项性能指标提供了可靠的理论依据。

4.计算机仿真技术在其他领域中的应用

随着计算机仿真技术的不断成熟，其被应用的范围也在逐渐扩大。近年来，计算机仿真技术也被逐渐运用到了医学、交通、旅游等行业中。在医学领域中，主要是应用计算机仿真技术来构建生物学模型和三维视觉模型，不仅便于医学工作人员直观研究，还拓展了生命的研究机理。在交通领域中，主要是利用计算机仿真技术来模拟交通仿真软件平台，从而有助于相关人员对交通规划、设计、工程等全面评估。在旅游领域中运用计算机仿真技术主要体现在用其来预测某一景点的发展前景，也可以仿真景点模型，并借助多媒体软件来播放，以此来吸引游客。

五、结语

综上所述，计算机仿真技术的诞生和应用在很大程度上促进了社会的进步和发展，因此，相关领域还应继续加强对该技术的研究，通过对仿真方法进行深入研究，并积极借鉴并引进国外先进的计算机仿真技术，逐渐提高我国仿真系统的性能，全面提高仿真技术水平，将该项技术应用在更多的领域中。

参考文献：

[1]高云红.计算机仿真技术及其应用[J].软件，2013(11)：111-111.

[2]沈芳.计算机仿真技术的发展及其应用[J].信息科技，2014(7)：232-234.

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