計算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展趨勢

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摘要：計算機(jī)與仿真技術(shù)相結(jié)合，形成計算機(jī)仿真技術(shù)的新方法。隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機(jī)仿真技術(shù)被廣泛應(yīng)用。文章通過介紹計算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展以及計算機(jī)仿真技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用，探討了計算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)仿真；技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展

1計算機(jī)仿真技術(shù)簡介

計算機(jī)的仿真技術(shù)是一門新興的綜合性的技術(shù)，它運(yùn)用專門的軟件，再通過數(shù)字作為傳播的介體傳達(dá)給人們。因此，當(dāng)人們通過計算機(jī)媒體進(jìn)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，仿真技術(shù)的應(yīng)用得益于控制工程和系統(tǒng)工程的發(fā)展，在控制工程和系統(tǒng)工程中逐步探索計算機(jī)仿真技術(shù)；另一方面，計算機(jī)仿真技術(shù)可以逐步縮短開發(fā)周期，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時減少損失，并大大降低人工成本，工作效率逐步提高，在節(jié)約經(jīng)費(fèi)開支等方面發(fā)揮巨大的作用。

2計算機(jī)仿真技術(shù)原理

一般情況下計算機(jī)是不能夠直接認(rèn)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(jī)處理的數(shù)學(xué)模型，可以用下圖來表示：通過了解觀察，可以更加清楚地認(rèn)識到我們所要研究的對象，我們還可以看出，首先，模型的建立。把我們所抽出來的系統(tǒng)用數(shù)學(xué)的表達(dá)方式表示出來。其次，模型的轉(zhuǎn)換。模型轉(zhuǎn)換就是針對上一步抽象出來的數(shù)學(xué)表達(dá)方式通過各種適合的算法以及計算機(jī)語言轉(zhuǎn)換成計算機(jī)能夠處理的形式，這就是通常所說的仿真模型。模型是計算機(jī)仿真的關(guān)鍵地方，實(shí)現(xiàn)了這個過程。再次，模型仿真實(shí)驗(yàn)。將之前得到的仿真模型輸入計算機(jī)內(nèi)，按照之前設(shè)置好的方案來進(jìn)行仿真模型，獲得仿真的結(jié)果。仿真實(shí)驗(yàn)是一個很簡單的事情。但是，如何對仿真的結(jié)果進(jìn)行評價，需要分析仿真的可靠性。有的專家在文章中提出了檢驗(yàn)仿真結(jié)果可靠性的兩種方法：仿真過程的反向驗(yàn)證法和置信通道法。

3計算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)在，計算機(jī)成為我們生活的一部分，計算機(jī)的廣泛應(yīng)用改變著傳統(tǒng)的生活方式和交流方式，計算機(jī)加速了每個行業(yè)的發(fā)展，計算機(jī)的廣泛應(yīng)用為我們的生活提供了便利。

（1）交通領(lǐng)域。

交通是一個復(fù)雜的人機(jī)系統(tǒng)，交通是否安全，要充分考慮上述四個因素的作用和影響。交通安全仿真以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的方法為基礎(chǔ)。評價體系先建立虛擬環(huán)境，然后在這個虛擬環(huán)境中加入各種可以誘發(fā)事故的因素，最后再對某路段和某區(qū)域的交通安全水平施行全程的跟蹤與評價。計算機(jī)的仿真過程是交通安全仿真及評價系統(tǒng)的核心。該仿真過程是一種可視化的仿真，與傳統(tǒng)的數(shù)值仿真不同。例如，評價某路段的交通安全時，不僅用傳統(tǒng)的絕對數(shù)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(huán)境中，選擇不同的交通工具，設(shè)置不同的交通環(huán)境，分別從交通者和第三者的角度進(jìn)行事故的可能性實(shí)驗(yàn)及分析，最終實(shí)現(xiàn)對該路段的安全性評價。同時也是交管部門建設(shè)和完善交通設(shè)施的依據(jù)，是一種分析交通事故的新方法。

（2）制造領(lǐng)域。

汽車制造是機(jī)械行業(yè)的重要組成部分。大多實(shí)驗(yàn)課題具有難度大、實(shí)地成本高的特點(diǎn)。引入計算機(jī)仿真技術(shù)，可以有效緩解上述問題。針對碰撞實(shí)驗(yàn)，浙江大學(xué)研究所的詹樟松博士建立了乘員動力學(xué)響應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。在其他方面，汽車工程學(xué)院的熊堅利用仿真技術(shù)對汽車的制動過程進(jìn)行了研究，一汽大眾公司的姚革等通過仿真技術(shù)研究了汽車轉(zhuǎn)向的輕便性問題。

（3）教育領(lǐng)域。

計算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)是這幾年在計算機(jī)多媒體教學(xué)中增加的新領(lǐng)域，還可以根據(jù)需要瞬間建立模擬實(shí)驗(yàn)室。計算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計思想和實(shí)驗(yàn)方法，打破了教與學(xué)、理論與實(shí)踐、課內(nèi)與課外的界限，更加強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)者的主動性。通過計算機(jī)的模擬，加深學(xué)生對思想、方法、儀器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計原理的理解，還可以練習(xí)實(shí)驗(yàn)技能，鞏固知識，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣和實(shí)驗(yàn)水平?，F(xiàn)在，模擬實(shí)驗(yàn)已經(jīng)變成現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)的重要手段。計算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)充分運(yùn)用人工智能、控制理論和教師專家系統(tǒng)建立內(nèi)在模型，利用可操作的仿真方式，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個環(huán)節(jié)。

4計算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢

4.1計算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展方向

（1）網(wǎng)絡(luò)化仿真。

隨著計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用與發(fā)展，計算機(jī)仿真技術(shù)也在不斷的提高。目前的仿真系統(tǒng)存在開發(fā)時間長、成本高、不能兼容，共享困難，可移植性差等問題。其次要利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)共享。系統(tǒng)共享在仿真系統(tǒng)的開發(fā)中及其重要。實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)共享，就可以避免社會資源的重復(fù)開發(fā)，還可以適當(dāng)收費(fèi)來補(bǔ)充開發(fā)成本。

（2）虛擬制造技術(shù)。

計算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展的另一方向是虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)是一種領(lǐng)先的制造技術(shù)。它運(yùn)用計算機(jī)仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，借助計算機(jī)實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的管理、控制一條龍。

4.2計算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展趨勢

突飛猛進(jìn)的計算機(jī)軟硬件技術(shù)帶動了仿真技術(shù)的飛速發(fā)展。近幾年，仿真技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)、新成果展示了良好的發(fā)展前景。

（1）面向?qū)ο蟮姆抡娼！?/p>

與傳統(tǒng)的人工建模相比有了很大的進(jìn)步，它最大限度地調(diào)動了計算機(jī)的符號處理能力，加快了人們認(rèn)識和轉(zhuǎn)換仿真對象的速度。這種方法可以充分提升系統(tǒng)的建模能力。最重要的是，仿真技術(shù)容易掌握和使用，實(shí)際操作的技術(shù)人員可以利用仿真技術(shù)更好地為系統(tǒng)服務(wù)。

（2）分布式仿真。

分布式仿真是通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)分散在各地的仿真設(shè)備，構(gòu)成空間與時間互相耦合的虛擬仿真環(huán)境。分布式仿真系統(tǒng)可以理解為由多個子模型組成的仿真模型。在分布式仿真系統(tǒng)中，這方面的現(xiàn)有技術(shù)包括：動態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)分割技術(shù)，功能分割技術(shù)，避免通訊閉鎖技術(shù)等。

（3）智能仿真。

在建模、仿真模型設(shè)計、仿真結(jié)果的分析和處理階段，引入知識表達(dá)及處理技術(shù)，使仿真、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用戶做出優(yōu)化決策；運(yùn)用智能仿真可以及時修正、維護(hù)輔助模型，實(shí)現(xiàn)更好的智能化人機(jī)界面，使計算機(jī)與人之間的溝通變得人性化，增加自動推理學(xué)習(xí)機(jī)制，從而增強(qiáng)仿真系統(tǒng)自身的尋優(yōu)能力。

（5）其他仿真。

可視化仿真更加形象直觀地顯示仿真全過程，有效辨別仿真過程的真實(shí)性和正確性，而且結(jié)果也簡單，方便理解。近期出現(xiàn)的動畫仿真本質(zhì)上也屬于可視化仿真。將聲音加入可視化仿真，就同時得到了視覺和聽覺的多媒體仿真。而在多媒體仿真的基礎(chǔ)上，植入三維動畫，強(qiáng)調(diào)交互功能，又可以得到支持觸覺、嗅覺、味覺的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真。隨著科技的不斷發(fā)展，仿真技術(shù)將為人類更好的服務(wù)。

5結(jié)語

計算機(jī)仿真技術(shù)是在實(shí)際需要的引導(dǎo)下，在不斷進(jìn)步的計算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的支持下，融合了新的建模與仿真方法而逐漸進(jìn)步發(fā)展起來的。計算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展從簡單的原型到物理模型逐漸發(fā)展到動態(tài)顯示仿真結(jié)果再到現(xiàn)在的可視化交互仿真。以后隨著計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、面向?qū)ο蠓?、可視化與圖形界面等方面對仿真技術(shù)的顯著影響，仿真技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用都會取得優(yōu)異的成績。我們完全相信，計算機(jī)仿真技術(shù)在我們的生活中應(yīng)用越來越廣泛，對社會各行業(yè)的發(fā)展起到很好的促進(jìn)作用，給生活帶來更多的便利。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊光楞.計算機(jī)仿真及其在制造業(yè)中的應(yīng)用[J].計算機(jī)仿真，1996(1)

[2]張芹.計算機(jī)仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].科協(xié)論壇(下半月)2008(3)

[3]龔小剛.計算機(jī)仿真技術(shù)及其應(yīng)用[J].硅谷，2008(16)

[4]馮霞.仿真技術(shù)的發(fā)展以及未來趨勢[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2008(7)

[5]晉松濱.計算機(jī)仿真技術(shù)在機(jī)械行業(yè)應(yīng)用[J].科技咨詢導(dǎo)報，2007(20)

[6]屠仁壽,王正中.面向信息時代的系統(tǒng)仿真方法學(xué)[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報，1999(5)

[7]柴光遠(yuǎn),韓江桂,劉玲騰.柴油機(jī)排氣系統(tǒng)溫度的動態(tài)仿真[J].拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車.2001(3)

作者：候彥慶 單位：曲阜師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院