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浅议计算机仿真技术创新发展

   发布时间:2017-11-07   [点击量:404]  


【摘要】随着现代化计算机技术的快速发展,计算机所模拟的结构、功能以及所使用的计算机系统,在涉及到的过程控制系统在动态行为上的模仿更为逼真。这属于一种描述性的技术,是通过定量分析来建立出相应的模型,或者是通过系统对一个过程或者系统进行描述,最终在一个集的条件之下,就能够获得定量的仿真指标或者是定量分析过程亦或是系统。文章从计算机仿真发展的全过程出发,分析其特点、仿真步骤与关键技术,然后基于应用领域,对其发展进行探讨。

  【关键词】计算机;仿真;发展

  一、引言

  自改革开放以来,计算机技术发展不断加快,信息处理技术也得到了进一步的提升,让仿真技术拥有更为广阔的应用控制。为了更好地做出全面的运行行为分析,需要做好计算机仿真的应用与研究,最终满足提高计算机仿真技术的目的,使其在各个领域的作用都可以得到良好发挥。

  二、计算机仿真的发展

  随着图形图像技术与计算机技术的发展,计算机仿真技术也有所提高,纵观历史发展之河,计算机仿真主要发展分为几个阶段。第一,模型试验。这属于一种古老的方式,是基于物理模型的一种试验,不仅费时费力,还浪费材料。第二,数字化仿真。通过计算机技术做好相应的分析,但是计算机分析的结果却存在局限性,无法作辅导直观的表达。第三,图像化仿真。通过三维图形技术的利用,将计算结果表达出来,具备重复使用以及科学性的优势。第四,虚拟现实技术。不但可以利用图形图像技术来对仿真结果进行表达;另外,通过触摸仪器的利用,也可以为人们传递逼真的现实环境,让人们愿意沉浸其中。

  三、计算机仿真技术特点

  第一,根据实际的需求,可以对模型参数进行调整、修改以及补充。人们可以获取想要的结果,改善研究计划。相比传统的物理实验,仿真技术操作成本更低,不存在风险,而且更加灵活。第二,计算机模拟结果是一个极短时间的仿真,可以及时地提供生产实践指导。第三,仿真结果不仅准确,而且可靠。只要仿真模型、仿真程序以及系统模式是科学合理的,其结果就一定是准确的。传统的模拟技术属于迭代的过程,在一定程度上,一个真正系统的性能,抽象的模型,在通过假设与实验之后,受试者阅读输出与验证模型,根据相关的参数以及模型的变化进行判断,不仅效率偏低,而且还会受到环境、安全等因素的影响,很难让仿真结果符合人们的意愿。计算机仿真技术以及科学技术是基于系统仿真结果而建立起来的,在动力模型试验的条件之下,不会受到过大的环境影响,其效率更高、安全性更高,能够对时间规模进行改变,进而成为设计、运行、评估、培训系统,特别是复杂系统的关键工具。

  四、计算机仿真的步骤及关键技术

  开展计算机仿真的步骤。第一,建立出数学模型。通过专家经验以及观测数据表达的分析,利用各种手段做出考虑,然后建立一个数学模型。第二,将数据模型程序化,利用先进的自动编程软件,通过交互式的操作,就可以将数据模型程序化完成。第三,仿真实验。在进行仿真实验之前,需要设计一套实验方案,并按照实际要求运行仿真模型,以满足实验需求。在计算机仿真的计算中,包含几个关键技术。第一,智能化仿真。通过科学技术,在整个仿真过程中植入人类的思维行为,并以知识作为其核心,进行开发研究,通过仿真技术和人工智能的相互结合,就能够仿照出接近于现实的物体和景物,满足人们的实际需求。第二,仿真面向具体的对象。由于人们主观的意识,通过功能设计的研究与发展,对图片与动画进行整合,就能够实现对象对信息的获取,最终带动系统活动。第三,人机仿真和谐。站在多媒体、虚拟以及可视化的仿真角度,就可以将计算机仿真的实际作用反映出来。第四,分布交互仿真。通过现代化网络计算机技术的运用,可以实现仿真设备的互连,让空间与时间相互配合,这样就能够达到仿真环境的虚拟。

  五、计算机仿真技术的应用

  5.1军事领域

  在军事领域中运用计算机仿真技术,主要是贯穿武器装备的设计、研制、生产、使用和维护。设计阶段,需要针对设计的实物做好仿真模型的试验,这样可以将产品设计的风险降低;研制过程,通过仿真技术,可以完成项目的检测与调试,避免出现不必要的环节,同时,研制进度也能加快;生产阶段,通过仿真模型,可以实现武器装备的测试,以确定产品是否能够满足质量标准;维护阶段,通过仿真模型可以对产品性能进行综合化评估,并建立出预控方案。在军事领域中运用计算机仿真技术,就可以将研制武器装备的周期加快,这样也可以节约成本,降低风险,将产品的综合性能提高到新的高度。

  5.2教育教学领域

  在教育教学领域中运用计算机仿真技术,可以满足课堂教学质量与效率的要求。通过仿真模型的教学试验仿真与动态试验的相互结合,就可以将抽象化的内容实体化,如此就能让学生对仿真计算的方法以及网络模型有一个更深入的了解,最终满足教学所需。5.3工业领域随着工业的不断发展,工业领域涉及到的项目与系统等都具备一定的特殊性与复杂性,通过计算机仿真技术,就可以提高生产的经济性与安全性,也可以对工业项目生产的机理和规定有更进一步的了解,提供理论依据以支持工业产品的性能指标。一般来说,主要是在石油化工、设备仪器、电子产品和汽车等领域使用。

  六、计算机仿真技术未来的发展

  随着计算机科学技术的发展,计算机仿真技术发展也在不断完善。在新的发展空间、发展条件之下,计算机仿真技术发展集中在两个方面。

  6.1网络化计算机仿真技术

  由于当前计算机仿真系统所开发出来的并不兼容,也不能实现相互之间的转移,导致共享存在一定的难度。由于开发成本过高,并且需要耗费大量的时间,所以一直无法满足物尽其用的功能。为了将这一部分问题解决,实现网络化的计算机仿真技术,就能够达到资源共享的目的。在未来,这一趋势必定会拥有极为广阔的发展前景,并且也可以避免因为二次开发所造成的投资成本费用的大幅度增加。另外,在这一过程中,还可以得到一定共享费用的回收,带来一定的经济效益。

  6.2虚拟制造技术

  随着虚拟制造技术不断端深入,使得计算机仿真技术也拥有另一个重要的发展方向。在20世纪的末期,虚拟制造技术得以发展。在计算机上运用虚拟制造技术,主要是实现从产品的设计阶段到产品的出厂阶段以及企业各个级过程的控制与管理,都需要通过计算机仿真技术才能够将其实现。另外,通过虚拟制造,也使得制造技术不必再对原本的生产经验过于依赖,可以实现多维度的制造预测,这样就能够促进机械制造领域更好、更快的发展下去,让其拥有更为广阔的前景。

  七、结束语

  随着计算机技术的不断发展,计算机仿真技术发展已经成为计算机领域的一大趋势,并且在未来的发展道路上也可以获得提高与完善。所以,以计算机为基础的仿真技术,再配合上通信技术与计算机技术,就可以促进信息化以及社会现代化的发展,再以此为基础,就可以推动仿真技术的发展。因此,我们可以清楚地了解到,不断地扩大计算机仿真技术应用领域,才能够将其应用效果扩大,让其拥有更为广阔的发展空间。

  参考文献

  [1]贺秀玲,姜运芳,施艳。计算机仿真技术与信息处理结合探究[J].煤炭技术,2013,07:224-225.

  [2]徐庚保,曾莲芝。计算机仿真系统述评[J].计算机仿真,2012,04:1-5.

  [3]高辉。计算机实验的仿真技术探析[J].长春教育学院学报,2012,06:130-131.

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