计算机仿真论文-计算机仿真技术及其发展.pdf

计算机仿真技术及其发展 一、引言 : 作为信息技术核心的计算机技术自其诞生之日起经历了 50 多年的发展， 以广泛应用于 国民经济和社会生活中。 而作为计算机技术重要组成部分的计算机三维视景仿真技术， 因其 有效性、经济性、安全性、 直观性等特点而受到广泛的应用。它是在计算机图形学基础上发 展起来的一种仿真应用技术。 计算机仿真技术是以多种学科和理论为基础， 以计算机及其相 应的软件为工具， 通过虚拟试验的方法来分析和解决问题的一门综合性技术。 计算机仿真早 期称为蒙特卡罗方法，是一门利用随机数实验求解随机问题的方法。其原理可追溯到 1773 年法国自然学家 G.L.L.Buffon 为估计圆周率值所进行的物理实验。根据仿真过程中所采用 计算机类型的不同， 计算机仿真大致经历了模拟机仿真、 模拟－数字混合机仿真和数字机仿 真三个大的阶段。 本文系统全面地介绍了计算机仿真技术， 阐述了计算机仿真技术的概念、 原理、 优点， 简要介绍了计算机仿真技术的发展历程， 文章最后重点探讨了现代仿真技术的研究热点， 即 计算机仿真技术在社会各个领域中的应用：面向对象仿真、定性仿真、 智能仿真、 分布交互 仿真、可视化仿真、多媒体仿真、虚拟现实仿真等。 二、基本概念 : 模拟： （Simulation ）应用模型和计算机开展地理过程数值和非数值分析。 不是去求系 统方程的解析解， 而是从系统某初始状态出发， 去计算短暂时间之后接着发生的状态， 再以 此为初始状态不断的重复，就能展示系统的行为模式。模拟是对真实事物或者过程的虚拟。 模拟要表现出选定的物理系统或抽象系统的关键特性。模拟的关键问题包括有效信息的获 取、关键特性和表现的选定、近似简化和假设的应用，以及模拟的重现度和有效性。可以认 为仿真是一种重现系统外在表现的特殊的模拟。 仿真： （Emulation ）利用模型复现实际系统中发生的本质过程， 并通过对系统模型的实 验来研究存在的或设计中的系统， 又称模拟。 即使用项目模型将特定于某一具体层次的不确 定性转化为它们对目标的影响， 该影响是在项目仿真项目整体的层次上表示的。 项目仿真利 用计算机模型和某一具体层次的风险估计，一般采用蒙特卡洛法进行仿真。 计算机仿真： （Computer emulation ）借助高速、大存储量数字计算机及相关技术，对 复杂真实系统的运行过程或状态进行数字化模拟的技术。 计算机仿真是用计算机科学和技术 的成果建立被仿真的系统的模型， 并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技 术。 计算机仿真技术： （Computer simulation technology ）利用计算机科学和技术的成果 建立被仿真的系统的模型， 并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。 它 具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、 运行、评价、培训系统（尤其是复杂系统）的重要工具。 三、计算机仿真技术概述 : 计算机仿真 (Computer Simulation) 又称计算机模拟 (Computer Analogy) 或计算机实 验。所谓计算机仿真就是建立系统模型的仿真模型进而在电子计算机上对该仿真模型进行模 拟实验 ( 仿真实验 ) 研究的过程。 计算机仿真方法即以计算机仿真为手段，