崔勝

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

【關(guān)鍵詞】計算機仿真 技術(shù) 應(yīng)用 發(fā)展

1 計算機仿真技術(shù)簡介

計算機的仿真技術(shù)是一門新興的綜合性的技術(shù)，它運用專門的軟件，再通過數(shù)字作為傳播的介體傳達給人們。因此，當(dāng)人們通過計算機媒體進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仿真技術(shù)；另一方面，計算機仿真技術(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)費開支等方面發(fā)揮巨大的作用。

2 計算機仿真技術(shù)原理

一般情況下計算機是不能夠直接認知和處理的，所以就要求能夠建立一個能夠反映研究又容易被計算機處理的數(shù)學(xué)模型。

2.1 模型的建立

把我們所抽出來的系統(tǒng)用數(shù)學(xué)的表達方式表示出來。

2.2 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)表達方式通過各種適合的算法以及計算機語言轉(zhuǎn)換成計算機能夠處理的形式，這就是通常所說的仿真模型。

2.3 模型仿真實驗

將之前得到的仿真模型輸入計算機內(nèi)，按照之前設(shè)置好的方案來進行仿真模型，獲得仿真的結(jié)果。

3 計算機仿真技術(shù)應(yīng)用

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

3.1 交通領(lǐng)域

交通是一個復(fù)雜的人機系統(tǒng)，交通安全仿真以虛擬現(xiàn)實技術(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。

3.2 制造領(lǐng)域

汽車制造是機械行業(yè)的重要組成部分。大多實驗課題具有難度大、實地成本高的特點。引入計算機仿真技術(shù)，可以有效緩解上述問題。針對碰撞實驗，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。

3.3 教育領(lǐng)域

計算機模擬實驗是這幾年在計算機多媒體教學(xué)中增加的新領(lǐng)域，還可以根據(jù)需要瞬間建立模擬實驗室。計算機模擬實驗強調(diào)了實驗的設(shè)計思想和實驗方法，打破了教與學(xué)、理論與實踐、課內(nèi)與課外的界限，更加強調(diào)實驗者的主動性。通過計算機的模擬，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)實驗技能，鞏固知識，提高學(xué)生實驗的興趣和實驗水平。

4 計算機仿真技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢

4.1 計算機仿真技術(shù)發(fā)展方向

4.1.1 網(wǎng)絡(luò)化仿真

隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用與發(fā)展，計算機仿真技術(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)收費來補充開發(fā)成本。

4.1.2 虛擬制造技術(shù)

計算機仿真技術(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)。它運用計算機仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，借助計算機實現(xiàn)對產(chǎn)品的管理、控制一條龍。

4.2 計算機仿真技術(shù)發(fā)展趨勢

突飛猛進的計算機軟硬件技術(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。

4.2.1 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步，它最大限度地調(diào)動了計算機的符號處理能力，加快了人們認識和轉(zhuǎn)換仿真對象的速度。

4.2.2 分布式仿真

分布式仿真是通過計算機網(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。

4.2.3 智能仿真

運用智能仿真可以及時修正、維護輔助模型，實現(xiàn)更好的智能化人機界面，使計算機與人之間的溝通變得人性化，增加自動推理學(xué)習(xí)機制，從而增強仿真系統(tǒng)自身的尋優(yōu)能力。

4.2.4 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

計算機仿真技術(shù)是在實際需要的引導(dǎo)下，在不斷進步的計算機技術(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步發(fā)展起來的。計算機仿真技術(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。以后隨著計算機科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及多媒體、虛擬現(xiàn)實、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)展起到很好的促進作用，給生活帶來更多的便利。

參考文獻

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作者單位

長江大學(xué)計算機科學(xué)學(xué)院 湖北省荊州市 434102endprint