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計(jì)算機(jī)仿真范文第1篇

1復(fù)雜系統(tǒng)概述

1.1復(fù)雜系統(tǒng)的含義

目前我國對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)還沒有明確的定義，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的理解還處于研究階段。大家所理解的復(fù)雜系統(tǒng)主要是指巨大的元素?cái)?shù)量組成的系統(tǒng)，而系統(tǒng)各元素之間具有隨機(jī)性、非線性的依存關(guān)系，系統(tǒng)功能難以利用抽象描述、形式化描述體現(xiàn)出來。如金融證券市場就可以視為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，而該復(fù)雜系統(tǒng)的組成元素主要包括國家金融、監(jiān)管機(jī)構(gòu)、上市公司、證券公司、證券參與者等，而這些促成元素之間即相互依存又各自獨(dú)立。

1.2復(fù)雜系統(tǒng)的特點(diǎn)

復(fù)雜系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有不可計(jì)算性、自主性、關(guān)聯(lián)性、開放性。不可計(jì)算性主要是指復(fù)雜系統(tǒng)的行為難以通過數(shù)學(xué)的方式描述出來，各元素行為的總和不等同于復(fù)雜系統(tǒng)的整體行為。自主性是指元素之間獨(dú)立自治性較強(qiáng)，各自元素行為通常是自行規(guī)劃來完成，全局控制在復(fù)雜系統(tǒng)中是不存在的。關(guān)聯(lián)性是指元素之間雖然各自獨(dú)立，但它們相互作用，而且作用的影響相當(dāng)大，甚至可以影響整個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的狀態(tài)、行為。開放性是指系統(tǒng)的元素種類多且數(shù)量大，在對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)研究的過程中不能單獨(dú)的對(duì)某元素進(jìn)行封閉研究，要使用突現(xiàn)、聚集的方法，復(fù)雜系統(tǒng)簡化常通過元素聚類、集來實(shí)現(xiàn)。

2復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的應(yīng)用

2.1自適應(yīng)Agent

復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真應(yīng)用平臺(tái)最具影響力的設(shè)計(jì)是由美國桑培飛研究提出的自適應(yīng)Agent仿真平臺(tái)。不同智能主體Agent通過單機(jī)中的若干線程和進(jìn)程構(gòu)成，包括反應(yīng)Agent、交互Agent、控制/顯示Agent、局部Agent、全局Agent、對(duì)象管理、控制時(shí)間推進(jìn)。而且不同的Agent具有不同的功能，反應(yīng)Agent具有自適應(yīng)能力，交互Agent能夠完成網(wǎng)絡(luò)的交互，控制/顯示Agent能夠完成人機(jī)交互，局部Agent或全局Agent能夠進(jìn)行通信。而所有的Agent智能主體都具有反應(yīng)能力、交互能力、自治性。當(dāng)仿真感知到信息的時(shí)候反映體就會(huì)做出決策，例如證券交易原則，對(duì)于普通證券交易人員來說則非常簡單，當(dāng)證券價(jià)格上升，證券交易人員就出售那些呈現(xiàn)上升趨勢證券，反之則買進(jìn)若干倍的證券。

2.2智能仿真平臺(tái)

智能仿真平臺(tái)主要具有兩方面內(nèi)容，一是具有控制/顯示Agent、自適應(yīng)Agent的智能主體，代表復(fù)雜系統(tǒng)的基本元素，而這些復(fù)雜系統(tǒng)主要是國家、公司、機(jī)構(gòu)、證券交易中的散戶。二是全局Agent、局部Agent、交互Agent等實(shí)現(xiàn)基本元素關(guān)聯(lián)的智能主體。其具體結(jié)構(gòu)如圖1所示.不同RII接口Agent通過網(wǎng)絡(luò)傳輸信息，而RII再對(duì)其進(jìn)行綜合。實(shí)現(xiàn)各個(gè)Agent之間的相互作用。

3復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的設(shè)計(jì)

復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)主要是從基于HLA框架中RTI的多種智能主體Agent分布的仿真平臺(tái)。主要包括時(shí)間推進(jìn)、事件處理、信息分發(fā)、主體控制。充分發(fā)揮HLA框架中RTI的強(qiáng)大功能，而RTI主要功能有數(shù)據(jù)分析管理、聲明管理、時(shí)間管理、屬性管理、主體管理、全局管理。另外RTI服務(wù)應(yīng)與多Agent仿真環(huán)境需求相對(duì)應(yīng)。如對(duì)象管理OM和聯(lián)邦管理FM對(duì)應(yīng)主體控制；時(shí)間管理服務(wù)TM對(duì)應(yīng)時(shí)間；數(shù)據(jù)分發(fā)管理服務(wù)DDM、數(shù)據(jù)管理DM與信息分發(fā)相對(duì)應(yīng)。但是這種仿真平臺(tái)還存在局限，HLA框架中RTI對(duì)Agent之間的通信缺少支持，而在Agent中通信服務(wù)很重要，而基于HLA框架中RTI服務(wù)難以滿足其要求，對(duì)個(gè)元素的關(guān)系也無法實(shí)現(xiàn)具體描述。因此，為了解決HLA框架中RTI對(duì)Agent之間缺少通信支持的問題，可以使用增加ML（中間層）在RTI和Agent軟件之間的方法。例如AgentA將信息通過ML傳輸?shù)絉TI，然后RTI進(jìn)行分析服務(wù)，將從ML接收到的信息分為到B的信息、到C的信息，然后在經(jīng)過ML分別傳到AgentB和AgentC。最終實(shí)現(xiàn)Agent之間的通信。而ML中間層的主要作用是解釋和分裝仿真環(huán)境中的自適應(yīng)Agent和HLA中的RTI服務(wù)功能之間的通信。增加HLA框架中RTI對(duì)Agent的通信支持。由于HLA框架中RTI和Agent之間通過ML中間層解釋信息，有可能會(huì)增加Agent元素之間的數(shù)據(jù)流通量，而在這時(shí)數(shù)據(jù)分發(fā)的數(shù)量可以利用RTI的路由空間進(jìn)行限制。通過RTI對(duì)接受、發(fā)送數(shù)據(jù)的約束，能夠?yàn)锳gent邦元得到所需信息提供保障。例如在同一電臺(tái)中的不同頻道接收、發(fā)送信息，頻道接受、發(fā)出的信息可以由RTI的路由空間進(jìn)行約束，根據(jù)邦元的ID作為路由空間的參數(shù)，只允許在這個(gè)頻道上的不同邦元可以對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行接收。還可以根據(jù)發(fā)送者的需求對(duì)路由空間進(jìn)行有選擇性的使用。

4結(jié)論

計(jì)算機(jī)仿真范文第2篇

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī) 仿真技術(shù) 發(fā)展 應(yīng)用

1 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)簡介

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真成為可能，使用專門的軟件，借助多媒體技術(shù)可以給人身臨其境的感覺。仿真技術(shù)的發(fā)展，很大程度上得益于控制工程技術(shù)的發(fā)展，在控制工程中需要使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用能夠加快產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高工作效率，減少經(jīng)費(fèi)開支。

2 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)原理

通常情況下，計(jì)算機(jī)不能夠?qū)ν饨缧畔⑦M(jìn)行認(rèn)知，因此需要建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來反映事物的本質(zhì)特點(diǎn)。

通過數(shù)學(xué)模型能夠清楚地反映出研究對(duì)象的特點(diǎn)，通過模型轉(zhuǎn)換，使用計(jì)算機(jī)算法等將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)能夠處理的形式，也即建立仿真模型。仿真模型是計(jì)算機(jī)仿真的關(guān)鍵，再進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)之前設(shè)置好的模型進(jìn)行模擬，獲得仿真結(jié)果。對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)通常采用反向驗(yàn)證和置信通道法。

3 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，改變著傳統(tǒng)的生產(chǎn)生活方式。計(jì)算機(jī)仿真在交通工程、制造領(lǐng)域、教育領(lǐng)域等都得到了較好的應(yīng)用。

3.1 交通領(lǐng)域

人和車輛是交通的主要組成部分，要考慮安全的前提下，提高交通效果。交通安全仿真通過虛擬技術(shù)，增加各種誘發(fā)因素，進(jìn)而對(duì)某一路段的交通安全情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

計(jì)算機(jī)仿真可以有效地對(duì)交通安全進(jìn)性評(píng)價(jià)。仿真過程能夠?qū)崿F(xiàn)可視化操作，能夠更加直觀地進(jìn)行分析，不同于傳統(tǒng)的數(shù)值仿真。比如，對(duì)某路段進(jìn)行交通安全評(píng)價(jià)時(shí)，傳統(tǒng)的絕對(duì)數(shù)和事故率方法可以進(jìn)行評(píng)價(jià)， 還可以在虛擬環(huán)境中設(shè)置不同的交通工具，考慮人的行為感知的情況下，進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.2 制造領(lǐng)域

制造業(yè)是國家的第二產(chǎn)業(yè)，對(duì)各行各業(yè)影響深遠(yuǎn)，汽車制造是制造業(yè)的重要組成部分。實(shí)驗(yàn)課題難度大，成本高。計(jì)算機(jī)仿真可以很好地解決這個(gè)問題，比如對(duì)碰撞試驗(yàn)來說，通過建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行模擬。

3.3 教育領(lǐng)域

使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬仿真分析已經(jīng)成為當(dāng)前重要的研究方法，在教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)中，采用多媒體可以很好地提高教學(xué)水平。計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟谙嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想和方法的指導(dǎo)下，改變傳統(tǒng)教與學(xué)、理論與實(shí)踐的關(guān)系，發(fā)揮研究人員的主動(dòng)性。計(jì)算機(jī)仿真模擬可以加深對(duì)相關(guān)理論的理解，提高實(shí)驗(yàn)水平。

3.4 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)不僅僅在交通、制造、教育領(lǐng)域得到大量應(yīng)用，在軍事領(lǐng)域、消防、音樂等領(lǐng)域均有較廣泛的應(yīng)用。通過計(jì)算機(jī)仿真，可以使用模擬駕駛器進(jìn)行模擬，從而降低戰(zhàn)機(jī)、戰(zhàn)車、燃油的損耗，在進(jìn)行軍事武器研發(fā)時(shí)，可以縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。計(jì)算機(jī)仿真在消防中的應(yīng)用，可以對(duì)現(xiàn)場的溫度、空氣流動(dòng)速度、火荷載、逃生路線等進(jìn)行模擬，從而提高應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力，提高設(shè)計(jì)科學(xué)性。

4 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢

4.1 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展方向

網(wǎng)絡(luò)化仿真。仿真系統(tǒng)開發(fā)兼容性不強(qiáng)、開始周期長，費(fèi)用昂貴，難以實(shí)現(xiàn)信息共享，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)取得了較大水平的提高。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢，可以實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)共享。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)共享能夠提高資源的利用效率，避免不必要的重復(fù)開發(fā)，減少科研經(jīng)費(fèi)。

虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)發(fā)揮計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢，使用計(jì)算機(jī)完成對(duì)產(chǎn)品的管理和控制，虛擬制造技術(shù)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展的重要方向。

4.2 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和仿真技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)很好地解決了各學(xué)科發(fā)展中的問題，很大程度上提高了工作效率，更加形象直觀地進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，節(jié)約了產(chǎn)品開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。計(jì)算機(jī)軟硬件性能得到了較大水平的提高，進(jìn)一步促進(jìn)了仿真技術(shù)的發(fā)展。仿真技術(shù)主要朝著面向?qū)ο蟮姆抡娼?、分布式仿真、智能仿真等方向發(fā)展。

4.2.1 面向?qū)ο蠓抡娼?/p>

發(fā)揮計(jì)算機(jī)的符號(hào)處理能力，可以提高人們對(duì)仿真對(duì)象的認(rèn)知速度，與傳統(tǒng)的人工建模有著較大的進(jìn)步。面向?qū)ο蟮姆抡娼?，可以最大程度提高系統(tǒng)的建模能力。此外，面向?qū)ο蟮姆抡娼２僮麟y度小，更容易使用，可以發(fā)揮仿真技術(shù)的優(yōu)勢。

4.2.2 分布式仿真

分布式仿真將不同分布位置的計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，形成時(shí)間空間相互禍合虛擬仿真環(huán)境。分布式仿真系統(tǒng)由幾個(gè)子模型組成。部分是仿真系統(tǒng)中，主要有動(dòng)態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)分割技術(shù)、功能分割技術(shù)等。

4.2.3 智能仿真

在仿真的不同階段引入知識(shí)表達(dá)和處理技術(shù)，可以縮短仿真建模時(shí)間，提高模型效率，幫助用戶做出最優(yōu)決策，及時(shí)修正模型，界面更加智能化，增加仿真系統(tǒng)的尋優(yōu)能力。

4.2.4 其他仿真

一些仿真可以實(shí)現(xiàn)高度的可視化，對(duì)仿真過程進(jìn)行形象展示，便于研究人員真實(shí)地對(duì)仿真過程進(jìn)行分析，易于理解。踴仿真能夠?qū)⒙曇簟⒁晥D等元素加入其中，交互性更強(qiáng)。

5 結(jié)語

計(jì)算機(jī)仿真伴隨著其他學(xué)科的發(fā)展而快速發(fā)展，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)很好滴解決了其他學(xué)科的問題。計(jì)算機(jī)仿真經(jīng)歷了從簡單的原型到物理模型，再到今天的動(dòng)態(tài)顯示仿真過程，并可實(shí)現(xiàn)可視化操作。多媒體技術(shù)、人工智能、可視化等技術(shù)同仿真技術(shù)的結(jié)合，仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將更加廣泛。在不遠(yuǎn)的將來，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在生產(chǎn)生活中會(huì)發(fā)揮更大的作用，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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計(jì)算機(jī)仿真范文第3篇

關(guān)鍵詞 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)仿真；仿真建模

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）17-0036-01

1 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)即利用計(jì)算機(jī)制作真實(shí)系統(tǒng)模型，用來進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估的技術(shù)手段。具體說就是將真實(shí)系統(tǒng)作為仿真模型的根據(jù)，通過運(yùn)行具體仿真模型和對(duì)計(jì)算機(jī)輸出信息的分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和變化規(guī)律的綜合評(píng)估與預(yù)測，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)的改善或優(yōu)化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速進(jìn)步，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)主要是用來進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)，應(yīng)用于多項(xiàng)領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)作為一種可以客觀分析現(xiàn)有系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和評(píng)價(jià)現(xiàn)有設(shè)計(jì)系統(tǒng)性能的技術(shù)手段，在很多領(lǐng)域（例如航空航天、經(jīng)濟(jì)管理、通信網(wǎng)絡(luò)等）的發(fā)展中起到極為重要的促進(jìn)作用?？梢赃@樣說，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代和高科技產(chǎn)業(yè)中不可或缺的進(jìn)行系統(tǒng)分析和研究的一項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)手段。

由于在實(shí)際的操作過程中，需要根據(jù)實(shí)際情況來選擇合適的計(jì)算機(jī)類型，因此根據(jù)在仿真過程中采用的計(jì)算機(jī)類型以及計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展過程，可以將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的類別劃分為模擬機(jī)仿真、數(shù)字機(jī)仿真和模擬―數(shù)字混合機(jī)仿真。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在20世紀(jì)50年代興起，模擬計(jì)算機(jī)是當(dāng)時(shí)采用的主要計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，其工作原理是：在仿真系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型明確的前提下，通過一系列運(yùn)算器和無源器件建立一個(gè)仿真的電路，通過這個(gè)仿真電路進(jìn)行后期的實(shí)驗(yàn)研究。但是，隨著計(jì)算機(jī)數(shù)字化的快速發(fā)展，在20世紀(jì)60年代后期，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)開始由模擬形式轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字機(jī)仿真。但是，航空航天等大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)提出更高的要求，傳統(tǒng)的數(shù)字機(jī)對(duì)信息的處理能力等方面已不能滿足仿真系統(tǒng)的需求。為了盡快解決這一問題，使計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)能夠?yàn)楦嗟念I(lǐng)域提供最佳的服務(wù)，以數(shù)字機(jī)與模擬機(jī)混合而成的數(shù)字混合機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)字混合機(jī)不僅能夠滿足航空航天等復(fù)雜系統(tǒng)的應(yīng)用，而且也極大程度的促進(jìn)了這些領(lǐng)域的快速發(fā)展。而后仿真技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展。

計(jì)算機(jī)仿真主要三個(gè)方面的內(nèi)容組成：一是系統(tǒng)；二是模型；三是計(jì)算機(jī)。而這三方面的內(nèi)容主要是通過仿真實(shí)驗(yàn)、仿

圖1 仿真三方面內(nèi)容之間的關(guān)系圖

真模型的建立以及系統(tǒng)模型的建立相互聯(lián)系在一起的。圖1描述了這三者之間的關(guān)系。

在模型活動(dòng)的基礎(chǔ)上，可以將計(jì)算機(jī)仿真的全過程劃分為下面三個(gè)階段。

1）計(jì)算機(jī)模型的建立，通過建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，可以確定系統(tǒng)的原始狀態(tài)，計(jì)算機(jī)模型的準(zhǔn)確建立是計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)有效性的基礎(chǔ)技術(shù)。2）計(jì)算機(jī)模型的轉(zhuǎn)變，此過程通過將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)變成為相應(yīng)的模擬電路等可以用計(jì)算機(jī)語言表達(dá)出來的仿真模型，并通過編寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件，變成可以直接應(yīng)用的計(jì)算機(jī)仿真工具。3）計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)階段，利用仿真輸出信息與實(shí)際存在的系統(tǒng)信息進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)問題，對(duì)已有的系統(tǒng)進(jìn)行改善和完善。

2 仿真模型的建立

模型分析之所以得到廣泛的應(yīng)用成為現(xiàn)代科學(xué)研究最常用的方法之一，是因?yàn)樗梢愿鶕?jù)實(shí)際系統(tǒng)抽象或是對(duì)事物本質(zhì)的描述來建立簡化的數(shù)學(xué)模型或物理模型，這種模型與實(shí)際系統(tǒng)之間存在同構(gòu)或同態(tài)關(guān)系的，我們就可以通過此模型來分析實(shí)際系統(tǒng)，進(jìn)而對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行合理的控制和優(yōu)化。下面主要詳細(xì)討論兩種形式的仿真建模。

首先針對(duì)連續(xù)變量動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的仿真建模是由時(shí)間驅(qū)動(dòng)，狀態(tài)連續(xù)變化等一類物理系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)中時(shí)間和取值方式，可以將連續(xù)變量動(dòng)態(tài)系統(tǒng)劃分為連續(xù)時(shí)間動(dòng)態(tài)系統(tǒng)、離散時(shí)間動(dòng)態(tài)系統(tǒng)（工程采樣系統(tǒng)是最為常見的系統(tǒng)）和連續(xù)-離散時(shí)間混合的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)等多種類型。同時(shí)，對(duì)連續(xù)變量動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真系統(tǒng)常用的數(shù)學(xué)模型有多種，最常見的是常/偏微分方程模型，另外還有滑動(dòng)平均（MA）模型和受控自回歸滑動(dòng)平均（CARMA）模型等。

其次，離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)（DEDS）的仿真建模。離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)多是人造系統(tǒng)，相對(duì)于其他系統(tǒng)離散事件的變化關(guān)系較為復(fù)雜，常規(guī)的方程模型難以較準(zhǔn)確的對(duì)其進(jìn)行描述。人們針對(duì)離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了多方改進(jìn)，自20世紀(jì)80年代初以來出現(xiàn)了多種形式。例如，常見的依據(jù)事件發(fā)生時(shí)間對(duì)所考察對(duì)象變化過程的分析而言是否有必要這一條件作為研究范圍，將離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)劃分為：帶時(shí)標(biāo)的離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)（TIM/RTIL模型、雙子代數(shù)模型等）和不帶時(shí)標(biāo)的離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)（Petri網(wǎng)絡(luò)模型、過程代數(shù)模型等），同時(shí)也可以依據(jù)系統(tǒng)輸入信息以及狀態(tài)演變的確定性與否，將其劃分為確定性離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和不確定性離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型。

從現(xiàn)有的很多文獻(xiàn)以及不同種類的離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)（DEDS）描述來看，離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型的建立和分析研究仍不完善，有很大的發(fā)展空間。此系統(tǒng)模型種類多，那么在模型種類之間就需要必要的轉(zhuǎn)換關(guān)系，對(duì)每一種模型的描述方式通常僅適用于一種或是幾種問題。

分析目前已有的系統(tǒng)建模方法，離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)最常用的方法主要包括網(wǎng)絡(luò)圖或事件圖法和形式語言與自動(dòng)機(jī)方法等。雖然離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型的建立為離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的仿真創(chuàng)造了條件，但是并不是所有的離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型都能直接用于計(jì)算。例如，常用的GSMP模型，可以用于描述多種模型方式不具備的或是很難描述的復(fù)雜過程，但GSMP模型在計(jì)算機(jī)上的實(shí)際應(yīng)用卻很復(fù)雜，需要專業(yè)的相關(guān)知識(shí)。離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真的核心問題是仿真模型的有效性，保障與真實(shí)系統(tǒng)行為具有某種同構(gòu)或同態(tài)關(guān)系。在CVDS中的方法是使用以物理規(guī)則為根據(jù)，通過方程式的方法來描述模型設(shè)計(jì)，這樣并不完全適用于離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真模型的建立。另外一方面的問題是由于離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)多是人造系統(tǒng)，變化形式表現(xiàn)出復(fù)雜的非線性。隨著需求的不斷變化計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)需要不斷的改進(jìn)，針對(duì)不同時(shí)間要選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ汀?/p>

參考文獻(xiàn)

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計(jì)算機(jī)仿真范文第4篇

計(jì)算機(jī)仿真是集系統(tǒng)工程、控制理論、計(jì)算技術(shù)于一體的綜合性學(xué)科，它利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的信息處理能力構(gòu)建數(shù)學(xué)模型、模擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，并通過評(píng)價(jià)仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證模型的正確性。在信息科學(xué)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)仿真已經(jīng)成為研究者從事科學(xué)研究的重要手段。另外，在實(shí)際科研條件不充分的情況下，計(jì)算機(jī)仿真也是研究者從事課題研究的有力工具。它可以幫助研究人員在一定程度上擺脫科研條件的限制，從事大量專題研究。對(duì)于科研條件相對(duì)落后的高校，培養(yǎng)信息類研究生的計(jì)算機(jī)仿真能力顯得尤為重要?？蒲性O(shè)備昂貴而科研經(jīng)費(fèi)不足導(dǎo)致一些前沿的課題研究無法開展，一方面限制了學(xué)校自身的學(xué)科發(fā)展，另一方面也限制了研究生的培養(yǎng)。從培養(yǎng)通信專業(yè)研究生的科研能力出發(fā)，本文提出應(yīng)用仿真軟件和計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備構(gòu)建科研仿真平臺(tái)，改善研究生從事課題研究的環(huán)境。文中提到的平臺(tái)建設(shè)方案不僅能緩解科研條件薄弱導(dǎo)致科研領(lǐng)域受限的問題，而且可解決現(xiàn)有仿真軟件很難滿足新課題研究需求、仿真結(jié)果跟實(shí)際系統(tǒng)脫節(jié)的問題。在平臺(tái)建設(shè)過程中，研究生將提升自己的計(jì)算機(jī)仿真能力，擴(kuò)展課題研究的領(lǐng)域。

計(jì)算機(jī)仿真軟件應(yīng)用現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)仿真研究始于上世紀(jì)八十年代，國外有研究組織以計(jì)算機(jī)為工具模擬復(fù)雜系統(tǒng)。到今天，已經(jīng)出現(xiàn)了大量的計(jì)算機(jī)仿真軟件?，F(xiàn)有的仿真軟件（特別是商業(yè)軟件）存在如下缺陷：首先，很難滿足新課題的研究需求。很多商業(yè)仿真軟件面向?qū)嶒?yàn)教學(xué)，旨在提高教學(xué)效率。其功能大多模擬已經(jīng)很成熟的系統(tǒng)和模型，適合已經(jīng)存在的工程應(yīng)用。對(duì)于一些新領(lǐng)域、新課題的研究，由于理論模型需要不斷更新和完善，其內(nèi)容很難得到仿真軟件的同步支持。新領(lǐng)域和新課題的支持欠缺導(dǎo)致這些軟件不能很好地滿足科研需要。其次，大部分商業(yè)軟件不提供開源代碼或者深入開發(fā)的接口。當(dāng)面臨新課題時(shí)，研究人員無法有效擴(kuò)展這些軟件，使之應(yīng)用于新的研究領(lǐng)域。最后，仿真設(shè)計(jì)的系統(tǒng)跟所模仿的實(shí)際系統(tǒng)存在差距。計(jì)算機(jī)軟件的模擬過程往往忽略大量實(shí)際約束條件，更多地停留在理論設(shè)計(jì)層面，可能導(dǎo)致仿真結(jié)果跟實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)。

構(gòu)建仿真軟件平臺(tái)培養(yǎng)研究生的科研能力

在培養(yǎng)通信專業(yè)研究生時(shí)，導(dǎo)師應(yīng)該充分考慮到仿真軟件上述的缺陷，鍛煉學(xué)生正確使用仿真軟件從事課題研究的能力。從而擺脫已有軟件的功能限制，增強(qiáng)科研的靈活度。

1.建立開源的仿真軟件實(shí)驗(yàn)環(huán)境從開源仿真軟件入手，摸索改進(jìn)和自主設(shè)計(jì)仿真軟件的方法，建立適合課題研究的仿真軟件平臺(tái)。圖1說明了本研究的思路。通信領(lǐng)域的很多課題都是開放的，研究生可以選擇自己感興趣的方向。但科研基礎(chǔ)、科研經(jīng)費(fèi)、科研時(shí)間以及實(shí)驗(yàn)條件的限制，最后導(dǎo)致科研基礎(chǔ)薄弱，無法為研究生提供優(yōu)良的科研環(huán)境，支持其從事新課題、新熱點(diǎn)的專題研究。通過引入仿真軟件，研究生可在導(dǎo)師的指導(dǎo)下改進(jìn)仿真軟件或自主設(shè)計(jì)仿真軟件。最后，形成以仿真軟件為平臺(tái)的科研環(huán)境。這不僅彌補(bǔ)了科研資源的匱乏，而且拓展了課題研究領(lǐng)域，研究生可以根據(jù)自己的興趣方向開展專題研究。

2.實(shí)驗(yàn)環(huán)境中用到的仿真軟件根據(jù)研究方向和參與項(xiàng)目的分工，導(dǎo)師應(yīng)該為學(xué)生指定合適的仿真軟件。譬如，從事網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究的學(xué)生，導(dǎo)師可為其安排Matlab和NS2等仿真軟件；從事無線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的學(xué)生，導(dǎo)師可為其安排Matlab和GloMoSim等仿真軟件。

3.培養(yǎng)應(yīng)用和開發(fā)仿真軟件的能力考慮到仿真軟件的缺陷，在培養(yǎng)研究生的計(jì)算機(jī)仿真能力時(shí)需要從兩方面入手：第一，選擇便于二次開發(fā)的仿真軟件，培養(yǎng)研究生改進(jìn)現(xiàn)有軟件、甚至自主開發(fā)仿真軟件的能力；第二，仿真設(shè)計(jì)跟實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合，在培養(yǎng)研究生原理分析能力的同時(shí)增強(qiáng)工程實(shí)踐能力。前一個(gè)方面考慮到仿真軟件不一定滿足新課題的需要，譬如當(dāng)前還沒有能很好支持認(rèn)知無線電研究的軟件。因此，在指導(dǎo)研究生時(shí)，導(dǎo)師一定要考慮到所用軟件是否支持二次開發(fā)，能有效擴(kuò)展現(xiàn)有平臺(tái)，從而支持新課題的研究。開源的仿真軟件能很好地滿足這一需要，譬如，開源的NS2軟件為通信課題提供了一個(gè)開放的研究平臺(tái)，研究者通過添加新功能模塊，能將其擴(kuò)展成適應(yīng)新課題的平臺(tái)。

構(gòu)建計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)培養(yǎng)研究生的科研能力

在對(duì)專題進(jìn)行原理性研究時(shí)，仿真軟件為研究的深入提供了很多的便利。但是，仿真軟件存在一個(gè)不可忽視的缺陷——不能完全還原實(shí)際工程場景?；诜抡娴难芯砍晒窃硇缘慕Y(jié)論，很難直接應(yīng)用到工程實(shí)踐中。因此，除培養(yǎng)研究生的仿真能力外，還需要鍛煉其工程應(yīng)用能力。本文提供了另外一種仿真思路：在利用軟件方法進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)后，再利用計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來搭建一些實(shí)驗(yàn)原型，近似模擬最后的實(shí)際系統(tǒng)。組建這樣的原型系統(tǒng)既充實(shí)了科研資源，又鍛煉了學(xué)生的工程實(shí)踐能力。譬如，為構(gòu)建一個(gè)MPLS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)驗(yàn)室需要投入很高的經(jīng)費(fèi)購買路由器設(shè)備，這意味著經(jīng)費(fèi)不充足的實(shí)驗(yàn)室無法從事MPLS網(wǎng)絡(luò)方面的研究。此時(shí)，如果在計(jì)算機(jī)上安裝Linux系統(tǒng)，并配置MPLS功能，即可用來充當(dāng)MPLS路由器并組建一個(gè)MPLS實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。這種計(jì)算機(jī)平臺(tái)仍然是一種仿真環(huán)境，但比純粹的仿真軟件更接近工程環(huán)境了。學(xué)生可以在這樣的實(shí)驗(yàn)條件下從事很多MPLS網(wǎng)絡(luò)方面的課題研究，這對(duì)提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力有很大的幫助。為有效構(gòu)建計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究生應(yīng)該從課題研究需要出發(fā)，有針對(duì)性地學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)和技能。導(dǎo)師應(yīng)該引導(dǎo)研究生學(xué)習(xí)《操作系統(tǒng)》、《嵌入式系統(tǒng)》等課程。另外，導(dǎo)師還應(yīng)引導(dǎo)研究生學(xué)習(xí)Linux方面的技術(shù)，提升學(xué)生應(yīng)用Linux從事系統(tǒng)開發(fā)的能力。

計(jì)算機(jī)仿真范文第5篇

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展[1]，以及多媒體仿真技術(shù)等各種現(xiàn)代教育手段的發(fā)展，仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍得到了迅速擴(kuò)大，并逐漸的被引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。實(shí)驗(yàn)是教學(xué)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)[2]，很多高校都把實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)放在首要位置上，然而，由于受到經(jīng)費(fèi)、場地和設(shè)備等諸多因素的限制，實(shí)驗(yàn)教學(xué)并不能達(dá)到預(yù)期的效果，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量受到影響[3]。一方面，對(duì)一些耗資大的實(shí)驗(yàn)許多學(xué)校無法開設(shè)，學(xué)生只能通過課堂上老師的講述來對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行想象，缺乏實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。另外隨著現(xiàn)在學(xué)生數(shù)量的增多[4]，許多實(shí)驗(yàn)受到場地和課時(shí)的限制，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)學(xué)生無法真正完成實(shí)驗(yàn)，造成實(shí)驗(yàn)課走過場的現(xiàn)象。而另一方面，即使可以增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)（或?qū)嶒?yàn)次數(shù)），也會(huì)大大增加實(shí)驗(yàn)成本和實(shí)驗(yàn)儀器的維護(hù)工作量。因此，在一些高校的相關(guān)專業(yè)都相繼開發(fā)相應(yīng)課程,如：電工電子仿真實(shí)驗(yàn)[5]、化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)[6]等，將計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用到相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使得仿真實(shí)驗(yàn)與真實(shí)驗(yàn)結(jié)合進(jìn)行，起到較大效果。然而，各專業(yè)有各專業(yè)的仿真實(shí)驗(yàn)軟件，隨著仿真實(shí)驗(yàn)軟件的增多，一方面容易造成使用和管理上的不便，另一方面也容易造成實(shí)驗(yàn)軟件的重復(fù)開發(fā)和使用，也不利于學(xué)生集中學(xué)習(xí)。而將各專業(yè)仿真實(shí)驗(yàn)軟件整合到一個(gè)計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，有利于共享實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件資源，避免軟件的重復(fù)開發(fā)，方便學(xué)生進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)操作，更有利于管理和維護(hù)。

2.仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的功能與構(gòu)建

2.1仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的功能

計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的功能包括前臺(tái)的仿真實(shí)驗(yàn)操作和后臺(tái)仿真軟件和用戶管理兩部分，主要功能有：

（1）仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以在校園網(wǎng)內(nèi)使用，學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室、宿舍或校園內(nèi)可以上網(wǎng)的地方進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)生可根據(jù)管理員（或教師）錄入的在冊(cè)名單進(jìn)行注冊(cè)、登錄。

（2）學(xué)生在登錄后，可根據(jù)自己的專業(yè)課程選擇仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行操作，可填寫并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（3）仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的后臺(tái)仿真軟件管理，包括添加、刪除仿真實(shí)驗(yàn)軟件。

（4）仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的后臺(tái)用戶管理，包括系統(tǒng)管理員可對(duì)一般用戶（教師或?qū)W生）進(jìn)行添加、刪除、修改操作，并設(shè)置相應(yīng)的權(quán)限。

（5）教師登錄后可以檢查、批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告。采用VisualC#和ASP在校園網(wǎng)內(nèi)構(gòu)建基于Internet的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

2.2仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建

2.2.1構(gòu)建軟件的選擇

仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是基于Internet的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，采用C/S和B/S模式進(jìn)行構(gòu)建，在構(gòu)建時(shí)，可考慮采用VisualC#和ASP語言[7]，有如下優(yōu)勢：（1）VisualC#是一種簡單、現(xiàn)代、類型安全和面向?qū)ο蟮恼Z言；（2）VisualC#和ASP語言同屬.NET框架,設(shè)計(jì)的軟件更適合運(yùn)行于.NET平臺(tái)上，C#是一種范圍廣泛的企業(yè)級(jí)應(yīng)用程序；（3）VisualC#也受益于公共語言運(yùn)行庫的服務(wù)（包括：語言互操作性、垃圾回收、增強(qiáng)的安全性以及改進(jìn)的版本支持等）；（4）VisualC#完全得到項(xiàng)目模板、設(shè)計(jì)器、屬性頁、代碼助理、對(duì)象模型和其他開發(fā)環(huán)境功能的支持。因此采用VisualC#和ASP構(gòu)建仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是較為理想的選擇。

2.2.2仿真軟件的連接

目前，計(jì)算仿真實(shí)驗(yàn)軟件常有EWB[3](即ElectronicWorkbench電子工作臺(tái))、Pspice[8]（號(hào)稱電子仿真頂級(jí)軟件）、MATLAB[9](即MatrixLabo-ratory矩陣實(shí)驗(yàn)室)、Labview[10]（是一種先進(jìn)的圖形化編程語言工具[11]）、Java[12]和Flash等等。它們的執(zhí)行文件主要是exe文件，其運(yùn)行環(huán)境主要可分為兩種：一是在Windows（或DOS）環(huán)境下執(zhí)行的EXE文件；另一種是可在頁面運(yùn)行的Java和Flash，因此在連接上分別采用兩種連接方法。

3.建設(shè)措施

由于計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)被要求與真實(shí)的實(shí)驗(yàn)要有高度的逼真性和一致性，這就需要仿真實(shí)驗(yàn)軟件的編制人員與相應(yīng)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教師密切配合，且軟件編制人員要完全熟練和掌握實(shí)驗(yàn)操作過程，才能編制出較好的仿真實(shí)驗(yàn)軟件。而兩者常受時(shí)間、交流機(jī)制、應(yīng)用條件等多種因素的影響無法完成或不能較好完成仿真實(shí)驗(yàn)軟件的設(shè)計(jì)、編制工作。因此應(yīng)在人力、實(shí)驗(yàn)場地、運(yùn)行機(jī)制等方面制定相應(yīng)措施。

3.1人力和時(shí)間的保障

學(xué)校應(yīng)采取相應(yīng)的培訓(xùn)、實(shí)踐活動(dòng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)教師和相關(guān)人員進(jìn)行較深入的培訓(xùn)，以提高相關(guān)人員的計(jì)算機(jī)能力和實(shí)驗(yàn)操作水平。由于教師存在份內(nèi)的教學(xué)任務(wù)，因此在時(shí)間上往往不足。所以，對(duì)于參與仿真實(shí)驗(yàn)軟件開發(fā)的教師應(yīng)盡量減少教學(xué)任務(wù)，盡可能地在能力和時(shí)間上給予支持。

3.2建立交流機(jī)制

為了使仿真實(shí)驗(yàn)軟件能更廣泛地使用，應(yīng)建立更為廣泛的交流機(jī)制，如實(shí)驗(yàn)教師與軟件制作人員建立長期的交流，或開展仿真軟件設(shè)計(jì)競賽活動(dòng)等，通過這些活動(dòng)進(jìn)一步激勵(lì)軟件制作者的積極性，通過進(jìn)一步交流從而制作出更為廣泛適用的仿真實(shí)驗(yàn)軟件。

3.3提供仿真實(shí)驗(yàn)場地

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及和發(fā)展，許多學(xué)生都有自己的電腦，應(yīng)用條件會(huì)有很大的提高。因此,學(xué)校在確保計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室充足的同時(shí)盡可能地提供計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用場所，如提供只有網(wǎng)線接口的“機(jī)房”,以方便有自己電腦的學(xué)生使用，從而改善計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用條件。

3.4建立完善的運(yùn)行機(jī)制

在后臺(tái)管理方面應(yīng)有專人負(fù)責(zé)管理,對(duì)需要添加到平臺(tái)的仿真實(shí)驗(yàn)軟件應(yīng)組織實(shí)驗(yàn)人員和軟件設(shè)計(jì)人員進(jìn)行評(píng)審，只有評(píng)審?fù)ㄟ^的仿真實(shí)驗(yàn)軟件才能添加到平臺(tái)上。