計算機仿真技術創新發展

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【摘要】隨著現代化計算機技術的快速發展，計算機所模擬的結構、功能以及所使用的計算機系統，在涉及到的過程控制系統在動態行為上的模仿更為逼真。這屬于一種描述性的技術，是通過定量分析來建立出相應的模型，或者是通過系統對一個過程或者系統進行描述，最終在一個集的條件之下，就能夠獲得定量的仿真指標或者是定量分析過程亦或是系統。文章從計算機仿真發展的全過程出發，分析其特點、仿真步驟與關鍵技術，然后基于應用領域，對其發展進行探討。

【關鍵詞】計算機；仿真；發展

1引言

自改革開放以來，計算機技術發展不斷加快，信息處理技術也得到了進一步的提升，讓仿真技術擁有更為廣闊的應用控制。為了更好地做出全面的運行行為分析，需要做好計算機仿真的應用與研究，最終滿足提高計算機仿真技術的目的，使其在各個領域的作用都可以得到良好發揮。

2計算機仿真的發展

隨著圖形圖像技術與計算機技術的發展，計算機仿真技術也有所提高，縱觀歷史發展之河，計算機仿真主要發展分為幾個階段。第一，模型試驗。這屬于一種古老的方式，是基于物理模型的一種試驗，不僅費時費力，還浪費材料。第二，數字化仿真。通過計算機技術做好相應的分析，但是計算機分析的結果卻存在局限性，無法作輔導直觀的表達。第三，圖像化仿真。通過三維圖形技術的利用，將計算結果表達出來，具備重復使用以及科學性的優勢。第四，虛擬現實技術。不但可以利用圖形圖像技術來對仿真結果進行表達；另外，通過觸摸儀器的利用，也可以為人們傳遞逼真的現實環境，讓人們愿意沉浸其中。

3計算機仿真技術特點

第一，根據實際的需求，可以對模型參數進行調整、修改以及補充。人們可以獲取想要的結果，改善研究計劃。相比傳統的物理實驗，仿真技術操作成本更低，不存在風險，而且更加靈活。第二，計算機模擬結果是一個極短時間的仿真，可以及時地提供生產實踐指導。第三，仿真結果不僅準確，而且可靠。只要仿真模型、仿真程序以及系統模式是科學合理的，其結果就一定是準確的。傳統的模擬技術屬于迭代的過程，在一定程度上，一個真正系統的性能，抽象的模型，在通過假設與實驗之后，受試者閱讀輸出與驗證模型，根據相關的參數以及模型的變化進行判斷，不僅效率偏低，而且還會受到環境、安全等因素的影響，很難讓仿真結果符合人們的意愿。計算機仿真技術以及科學技術是基于系統仿真結果而建立起來的，在動力模型試驗的條件之下，不會受到過大的環境影響，其效率更高、安全性更高，能夠對時間規模進行改變，進而成為設計、運行、評估、培訓系統，特別是復雜系統的關鍵工具。

4計算機仿真的步驟及關鍵技術

開展計算機仿真的步驟。第一，建立出數學模型。通過專家經驗以及觀測數據表達的分析，利用各種手段做出考慮，然后建立一個數學模型。第二，將數據模型程序化，利用先進的自動編程軟件，通過交互式的操作，就可以將數據模型程序化完成。第三，仿真實驗。在進行仿真實驗之前，需要設計一套實驗方案，并按照實際要求運行仿真模型，以滿足實驗需求。在計算機仿真的計算中，包含幾個關鍵技術。第一，智能化仿真。通過科學技術，在整個仿真過程中植入人類的思維行為，并以知識作為其核心，進行開發研究，通過仿真技術和人工智能的相互結合，就能夠仿照出接近于現實的物體和景物，滿足人們的實際需求。第二，仿真面向具體的對象。由于人們主觀的意識，通過功能設計的研究與發展，對圖片與動畫進行整合，就能夠實現對象對信息的獲取，最終帶動系統活動。第三，人機仿真和諧。站在多媒體、虛擬以及可視化的仿真角度，就可以將計算機仿真的實際作用反映出來。第四，分布交互仿真。通過現代化網絡計算機技術的運用，可以實現仿真設備的互連，讓空間與時間相互配合，這樣就能夠達到仿真環境的虛擬。

5計算機仿真技術的應用

5.1軍事領域

在軍事領域中運用計算機仿真技術，主要是貫穿武器裝備的設計、研制、生產、使用和維護。設計階段，需要針對設計的實物做好仿真模型的試驗，這樣可以將產品設計的風險降低；研制過程，通過仿真技術，可以完成項目的檢測與調試，避免出現不必要的環節，同時，研制進度也能加快；生產階段，通過仿真模型，可以實現武器裝備的測試，以確定產品是否能夠滿足質量標準；維護階段，通過仿真模型可以對產品性能進行綜合化評估，并建立出預控方案。在軍事領域中運用計算機仿真技術，就可以將研制武器裝備的周期加快，這樣也可以節約成本，降低風險，將產品的綜合性能提高到新的高度。

5.2教育教學領域

在教育教學領域中運用計算機仿真技術，可以滿足課堂教學質量與效率的要求。通過仿真模型的教學試驗仿真與動態試驗的相互結合，就可以將抽象化的內容實體化，如此就能讓學生對仿真計算的方法以及網絡模型有一個更深入的了解，最終滿足教學所需。5.3工業領域隨著工業的不斷發展，工業領域涉及到的項目與系統等都具備一定的特殊性與復雜性，通過計算機仿真技術，就可以提高生產的經濟性與安全性，也可以對工業項目生產的機理和規定有更進一步的了解，提供理論依據以支持工業產品的性能指標。一般來說，主要是在石油化工、設備儀器、電子產品和汽車等領域使用。

6計算機仿真技術未來的發展

隨著計算機科學技術的發展，計算機仿真技術發展也在不斷完善。在新的發展空間、發展條件之下，計算機仿真技術發展集中在兩個方面。

6.1網絡化計算機仿真技術

由于當前計算機仿真系統所開發出來的并不兼容，也不能實現相互之間的轉移，導致共享存在一定的難度。由于開發成本過高，并且需要耗費大量的時間，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，實現網絡化的計算機仿真技術，就能夠達到資源共享的目的。在未來，這一趨勢必定會擁有極為廣闊的發展前景，并且也可以避免因為二次開發所造成的投資成本費用的大幅度增加。另外，在這一過程中，還可以得到一定共享費用的回收，帶來一定的經濟效益。

6.2虛擬制造技術

隨著虛擬制造技術不斷端深入，使得計算機仿真技術也擁有另一個重要的發展方向。在20世紀的末期，虛擬制造技術得以發展。在計算機上運用虛擬制造技術，主要是實現從產品的設計階段到產品的出廠階段以及企業各個級過程的控制與管理，都需要通過計算機仿真技術才能夠將其實現。另外，通過虛擬制造，也使得制造技術不必再對原本的生產經驗過于依賴，可以實現多維度的制造預測，這樣就能夠促進機械制造領域更好、更快的發展下去，讓其擁有更為廣闊的前景。

7結束語

隨著計算機技術的不斷發展，計算機仿真技術發展已經成為計算機領域的一大趨勢，并且在未來的發展道路上也可以獲得提高與完善。所以，以計算機為基礎的仿真技術，再配合上通信技術與計算機技術，就可以促進信息化以及社會現代化的發展，再以此為基礎，就可以推動仿真技術的發展。因此，我們可以清楚地了解到，不斷地擴大計算機仿真技術應用領域，才能夠將其應用效果擴大，讓其擁有更為廣闊的發展空間。

參考文獻

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作者：胡命杰 單位：廣州航海學院