计算机导论论文

2008~~2009学年

计算机导论论文

学院：信息科学与技术专业：计算机科学与技术姓名：周文杰

学号：2008082286

浅谈计算机仿真

作者周文杰

（石河子大学信息科学与技术学院，新疆，石河子，832003）

摘要

据最新统计资料表明，计算机技术是当前应用技术最广泛的技术之一，虚拟现实已成为最广

泛的话题之一。研究、应用计算机仿真技术已成为一种时尚。计算机仿真技术已从航空航天、核技术等高新技术领域向国民经济各个领域发展，从军事、国防等部门向民用部门发展，从

自然课科学领域向社会科学领域发展，从高校、研究机构向厂矿、企业、等生产第一线发展。随着我国两弹一星、载人航天、等高尖技术的发展，我国以进入世界上几个拥有此类技术的

国家行列，我国也有望成为世界上仿真技术大国。因此，宣传、普及计算机仿真技术是非常

必要的。

关键词：关键词：计算机技术，虚拟现实，计算机仿真技术。

According to the latest statistics show that computer technology is the application of the technology one of the most extensive, virtual reality has become one of the most wide-ranging topics. Research and application of computer simulation technology has become a fashion. Computer simulation technology from the aerospace and nuclear technology in the field of high and new technology to the development of the national economy in all fields，From the military, national defense and other departments to the civilian sector development, lessons from the natural sciences and social sciences to the area of development, from colleges and universities, research institutes to factories and mines, enterprises, such as the development and production. Along with two bombs and one satellite, manned space flight, such as sharp technology, in order to enter our country in the world have a number of such technology ranks of our country is also expected to become the world's major powers simulation technology. As a result, propaganda, popular computer simulation technology is essential. 1. 计算机仿真发展历史

仿真模拟方法可以追溯到1773年，法国科学家用仿真模拟的方法做物理实验，然而，

第一个用这种方法做随机试验的人也许是美国统计学家E.L De forest，那是在1876年。

比较早而且著名的蒙特卡罗方法使用者是W.S.Gosseet。他在1908年以”Student”为笔名

发表论文时，使用了蒙特卡罗方法来证明他的t分步法；尽管蒙特卡罗法起源于1876年，

但是直到约75年后，它才命名为蒙特卡罗法。其原因是直到数字计算机出现以前，这种方

法在许多重要问题上不能运用。从1946年到1952年数字计算机在一些科研机构得到发展。

与今天的计算机相比，早期的计算机预算速度慢且不能存储任何东西。现在可并行计算

机已成主流。自计算机诞生以来，性能的提高，几乎是每四五年提高100倍，每十年提高1

万倍的速度持续发展着。

高性能计算机的出现为计算机仿真的发展创造了条件，同时计算机仿真的需求又促进了

高性能的计算机的发展。计算机仿真的发展历史就是计算机的发展历史。巨型机几乎都被用

于模拟实验。

总之，计算机模拟实验已经不单单是一个方便的研究手段，它已经成为发现新世纪的新

的认知手段，而且这个新世纪是没有这个新手段就不能发现的。

如今计算机仿真技术被广泛用于众多的领域之中。进入21世纪，仿真模拟技术在高科技中所处的地位日益提高。一些发达国家，非常重视仿真模拟技术的开发运用，在科学研究领域、工业、交通、军事、教育等领域得到大量应用。

2. 仿真的定义和分类

2.1仿真定义

计算机仿真技术是以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术。

仿真是在数字计算机上进行实验的数字化技术，它包括数字与逻辑模型的某些模式，这些模型描述某一事件和经济系统，在若干周期内的特征。

系统仿真是建立在控制理论、相似理论、信息处理技术和计算技术等理论基础之上的，以计算机和其它专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假想的系统进行试验，并借助于专家经验知识、统计数据和信息资料对实验结果进行分析研究，进而作出决策的一门综合性的和试验性的学科。

2.2仿真分类

根据被研究系统的特征可分为来那个大类：系统仿真可分为连续性系统仿真和离散事件系统仿真。

按仿真实验中的所取的时间标尺与自然时间标尺之间的关系可将仿真分为实时仿真和非实时仿真两大类。

按照参与仿真的模型的种类不同，系统仿真又可以分为物理仿真、数学仿真及物理-数学仿真。

从仿真的定义不难看出，要进行仿真实验，系统和系统模型是主要因素，同时对复杂系统的模型处理和模型求解离不开高性能的信息处理装置，而现代的计算机又责无旁贷地充当了这一角色，所以系统仿真应该包括三个基本要素：系统、系统模型、计算机。而联系这三项要素的基本活动是模型建立、仿真模型建立和仿真实验；

定义中的模型可以使定量的，也可以是定性的；可以是物理的，也可以是数学的，或者是他们的综合。要对某一系统进行研究，其“白色”部分，可以建立定量的解释模型；灰色“部分”可以通过做实验、观测和归纳推理获得其模型结构，并根据专家经验知识来辨别参数；而对于“黑色”部分则只能借助与各种信息知识给予定性描述。