計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請(qǐng)閱讀。

【摘要】隨著現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)所模擬的結(jié)構(gòu)、功能以及所使用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在涉及到的過程控制系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)行為上的模仿更為逼真。這屬于一種描述性的技術(shù)，是通過定量分析來建立出相應(yīng)的模型，或者是通過系統(tǒng)對(duì)一個(gè)過程或者系統(tǒng)進(jìn)行描述，最終在一個(gè)集的條件之下，就能夠獲得定量的仿真指標(biāo)或者是定量分析過程亦或是系統(tǒng)。文章從計(jì)算機(jī)仿真發(fā)展的全過程出發(fā)，分析其特點(diǎn)、仿真步驟與關(guān)鍵技術(shù)，然后基于應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)其發(fā)展進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)；仿真；發(fā)展

1引言

自改革開放以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展不斷加快，信息處理技術(shù)也得到了進(jìn)一步的提升，讓仿真技術(shù)擁有更為廣闊的應(yīng)用控制。為了更好地做出全面的運(yùn)行行為分析，需要做好計(jì)算機(jī)仿真的應(yīng)用與研究，最終滿足提高計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的目的，使其在各個(gè)領(lǐng)域的作用都可以得到良好發(fā)揮。

2計(jì)算機(jī)仿真的發(fā)展

隨著圖形圖像技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也有所提高，縱觀歷史發(fā)展之河，計(jì)算機(jī)仿真主要發(fā)展分為幾個(gè)階段。第一，模型試驗(yàn)。這屬于一種古老的方式，是基于物理模型的一種試驗(yàn)，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還浪費(fèi)材料。第二，數(shù)字化仿真。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)做好相應(yīng)的分析，但是計(jì)算機(jī)分析的結(jié)果卻存在局限性，無法作輔導(dǎo)直觀的表達(dá)。第三，圖像化仿真。通過三維圖形技術(shù)的利用，將計(jì)算結(jié)果表達(dá)出來，具備重復(fù)使用以及科學(xué)性的優(yōu)勢(shì)。第四，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。不但可以利用圖形圖像技術(shù)來對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行表達(dá)；另外，通過觸摸儀器的利用，也可以為人們傳遞逼真的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，讓人們?cè)敢獬两渲小?/p>

3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)特點(diǎn)

第一，根據(jù)實(shí)際的需求，可以對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行調(diào)整、修改以及補(bǔ)充。人們可以獲取想要的結(jié)果，改善研究計(jì)劃。相比傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)，仿真技術(shù)操作成本更低，不存在風(fēng)險(xiǎn)，而且更加靈活。第二，計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果是一個(gè)極短時(shí)間的仿真，可以及時(shí)地提供生產(chǎn)實(shí)踐指導(dǎo)。第三，仿真結(jié)果不僅準(zhǔn)確，而且可靠。只要仿真模型、仿真程序以及系統(tǒng)模式是科學(xué)合理的，其結(jié)果就一定是準(zhǔn)確的。傳統(tǒng)的模擬技術(shù)屬于迭代的過程，在一定程度上，一個(gè)真正系統(tǒng)的性能，抽象的模型，在通過假設(shè)與實(shí)驗(yàn)之后，受試者閱讀輸出與驗(yàn)證模型，根據(jù)相關(guān)的參數(shù)以及模型的變化進(jìn)行判斷，不僅效率偏低，而且還會(huì)受到環(huán)境、安全等因素的影響，很難讓仿真結(jié)果符合人們的意愿。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)以及科學(xué)技術(shù)是基于系統(tǒng)仿真結(jié)果而建立起來的，在動(dòng)力模型試驗(yàn)的條件之下，不會(huì)受到過大的環(huán)境影響，其效率更高、安全性更高，能夠?qū)r(shí)間規(guī)模進(jìn)行改變，進(jìn)而成為設(shè)計(jì)、運(yùn)行、評(píng)估、培訓(xùn)系統(tǒng)，特別是復(fù)雜系統(tǒng)的關(guān)鍵工具。

4計(jì)算機(jī)仿真的步驟及關(guān)鍵技術(shù)

開展計(jì)算機(jī)仿真的步驟。第一，建立出數(shù)學(xué)模型。通過專家經(jīng)驗(yàn)以及觀測(cè)數(shù)據(jù)表達(dá)的分析，利用各種手段做出考慮，然后建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型。第二，將數(shù)據(jù)模型程序化，利用先進(jìn)的自動(dòng)編程軟件，通過交互式的操作，就可以將數(shù)據(jù)模型程序化完成。第三，仿真實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)之前，需要設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)方案，并按照實(shí)際要求運(yùn)行仿真模型，以滿足實(shí)驗(yàn)需求。在計(jì)算機(jī)仿真的計(jì)算中，包含幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。第一，智能化仿真。通過科學(xué)技術(shù)，在整個(gè)仿真過程中植入人類的思維行為，并以知識(shí)作為其核心，進(jìn)行開發(fā)研究，通過仿真技術(shù)和人工智能的相互結(jié)合，就能夠仿照出接近于現(xiàn)實(shí)的物體和景物，滿足人們的實(shí)際需求。第二，仿真面向具體的對(duì)象。由于人們主觀的意識(shí)，通過功能設(shè)計(jì)的研究與發(fā)展，對(duì)圖片與動(dòng)畫進(jìn)行整合，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)象對(duì)信息的獲取，最終帶動(dòng)系統(tǒng)活動(dòng)。第三，人機(jī)仿真和諧。站在多媒體、虛擬以及可視化的仿真角度，就可以將計(jì)算機(jī)仿真的實(shí)際作用反映出來。第四，分布交互仿真。通過現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)仿真設(shè)備的互連，讓空間與時(shí)間相互配合，這樣就能夠達(dá)到仿真環(huán)境的虛擬。

5計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用

5.1軍事領(lǐng)域

在軍事領(lǐng)域中運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，主要是貫穿武器裝備的設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)、使用和維護(hù)。設(shè)計(jì)階段，需要針對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)物做好仿真模型的試驗(yàn)，這樣可以將產(chǎn)品設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)降低；研制過程，通過仿真技術(shù)，可以完成項(xiàng)目的檢測(cè)與調(diào)試，避免出現(xiàn)不必要的環(huán)節(jié)，同時(shí)，研制進(jìn)度也能加快；生產(chǎn)階段，通過仿真模型，可以實(shí)現(xiàn)武器裝備的測(cè)試，以確定產(chǎn)品是否能夠滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；維護(hù)階段，通過仿真模型可以對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行綜合化評(píng)估，并建立出預(yù)控方案。在軍事領(lǐng)域中運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，就可以將研制武器裝備的周期加快，這樣也可以節(jié)約成本，降低風(fēng)險(xiǎn)，將產(chǎn)品的綜合性能提高到新的高度。

5.2教育教學(xué)領(lǐng)域

在教育教學(xué)領(lǐng)域中運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，可以滿足課堂教學(xué)質(zhì)量與效率的要求。通過仿真模型的教學(xué)試驗(yàn)仿真與動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的相互結(jié)合，就可以將抽象化的內(nèi)容實(shí)體化，如此就能讓學(xué)生對(duì)仿真計(jì)算的方法以及網(wǎng)絡(luò)模型有一個(gè)更深入的了解，最終滿足教學(xué)所需。5.3工業(yè)領(lǐng)域隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域涉及到的項(xiàng)目與系統(tǒng)等都具備一定的特殊性與復(fù)雜性，通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，就可以提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性與安全性，也可以對(duì)工業(yè)項(xiàng)目生產(chǎn)的機(jī)理和規(guī)定有更進(jìn)一步的了解，提供理論依據(jù)以支持工業(yè)產(chǎn)品的性能指標(biāo)。一般來說，主要是在石油化工、設(shè)備儀器、電子產(chǎn)品和汽車等領(lǐng)域使用。

6計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)未來的發(fā)展

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展也在不斷完善。在新的發(fā)展空間、發(fā)展條件之下，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展集中在兩個(gè)方面。

6.1網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)

由于當(dāng)前計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)所開發(fā)出來的并不兼容，也不能實(shí)現(xiàn)相互之間的轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致共享存在一定的難度。由于開發(fā)成本過高，并且需要耗費(fèi)大量的時(shí)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，就能夠達(dá)到資源共享的目的。在未來，這一趨勢(shì)必定會(huì)擁有極為廣闊的發(fā)展前景，并且也可以避免因?yàn)槎伍_發(fā)所造成的投資成本費(fèi)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(fèi)用的回收，帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。

6.2虛擬制造技術(shù)

隨著虛擬制造技術(shù)不斷端深入，使得計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也擁有另一個(gè)重要的發(fā)展方向。在20世紀(jì)的末期，虛擬制造技術(shù)得以發(fā)展。在計(jì)算機(jī)上運(yùn)用虛擬制造技術(shù)，主要是實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段到產(chǎn)品的出廠階段以及企業(yè)各個(gè)級(jí)過程的控制與管理，都需要通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)才能夠?qū)⑵鋵?shí)現(xiàn)。另外，通過虛擬制造，也使得制造技術(shù)不必再對(duì)原本的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)過于依賴，可以實(shí)現(xiàn)多維度的制造預(yù)測(cè)，這樣就能夠促進(jìn)機(jī)械制造領(lǐng)域更好、更快的發(fā)展下去，讓其擁有更為廣闊的前景。

7結(jié)束語

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一大趨勢(shì)，并且在未來的發(fā)展道路上也可以獲得提高與完善。所以，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的仿真技術(shù)，再配合上通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)，就可以促進(jìn)信息化以及社會(huì)現(xiàn)代化的發(fā)展，再以此為基礎(chǔ)，就可以推動(dòng)仿真技術(shù)的發(fā)展。因此，我們可以清楚地了解到，不斷地?cái)U(kuò)大計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，才能夠?qū)⑵鋺?yīng)用效果擴(kuò)大，讓其擁有更為廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1]賀秀玲,姜運(yùn)芳,施艷.計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合探究[J].煤炭技術(shù),2013,07:224-225.

[2]徐庚保,曾蓮芝.計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)述評(píng)[J].計(jì)算機(jī)仿真,2012,04:1-5.

[3]高輝.計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)的仿真技術(shù)探析[J].長(zhǎng)春教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2012,06:130-131.

作者：胡命杰 單位：廣州航海學(xué)院