淺談計算機仿真的論文

淺談計算機仿真的論文

　　計算機仿真技術是利用系統模型對實際的或設想的系統進行試驗研究的一門綜合性技術。下面是學習啦小編給大家推薦的淺談計算機仿真的論文，希望大家喜歡!

　　淺談計算機仿真的論文篇一

　　《計算機系統建模與仿真探究》

　　摘要：本文以“計算機系統建模與仿真”為題，對其發展現狀、技術特征、存在問題以及應對措施等進行了深入的研究和探討。

　　關鍵詞：計算機系統;建模;仿真

　　中圖分類號： G434文獻標識碼： A

　　引言

　　眾所周知，計算機仿真是基于系統模型而進行的一系列操作活動。因此，首先要針對目標對象的實際系統建立其數據模型;其次是建構仿真建模;第三是相關程序的設計和完善;第四是進行程序的檢驗和校正;第五是對計算機系統仿真模型進行預期的實驗操作和資料收集;最后是對模型輸出或者是前期收集到的資料進行分析和研究。

　　目前，計算機系統仿真建模的基本研究方法是模型分析法，也即是通過一系列的模型分析和模型實驗對現實世界中的實際系統進行認識、控制和優化。在當前社會環境下，面向系統的計算機仿真技術既包含了連續變量動態系統仿真模型，同時也包含了離散事件動態系統仿真模型。

　　一、計算機仿真與建模概述

　　計算機仿真也可以稱之為計算機實驗或者是計算機模擬，從某種程度上來說，它也就是建立實際系統模型的仿真模型，進而在計算機系統中對該仿真模型進行一系列的仿真實驗或者是模擬實驗的過程。當前，它幾乎成了人們研究現實生活中各種復雜系統不可或缺的重要手段之一，其突出的應用效果將推動計算機仿真技術的不斷更新與廣泛普及。從宏觀的角度來說，現代建模與仿真技術體系(Thetechnology system of m odernm odelingand sim ulation)，它主要是由建模技術、建模與仿真支撐系統技術、仿真應用技術三個部分構成的。計算機環境下任何系統的仿真都是以系統的數學建模為基礎的，在特定的預設條件下進行信息的處理，從而在系統仿真的基礎上進行一系列的實驗研究。

　　二、計算機仿真過程分析

　　建模于形式化的任務是確定模型的邊界，而它主要是依據系統分析和研究目標來確定的，畢竟計算機系統所建立的任何一個模型都只能反映現實目標對象系統中的某一個方面或者是其中的一個部分，也即是說，所有的計算機系統模型都是對實際系統的有限映像。除此之外，為了使計算機模擬系統具有較高的可信度和精確性，計算機系統建模工作者在進行具體的建模工作之前，對現實的目標系統必須提前具備一定的先驗知識以及必要的試驗數據等資料，尤其是要對系統模型進行形式化過程的處理，從而得到完整的計算機系統仿真所需要的相關數學描述。另外，對已經完成的系統模型的可信度檢驗也是整個建模過程必不可少的一個階段或者是環節。其次，計算機系統仿真過程的第二步是仿真建模，主要目的就是為了依據目標系統的特點以及系統仿真的具體要求來選擇恰當的算法。計算機系統仿真的第三步是相關程序的設計和完善，也即是采用計算機系統能夠識別和執行的程序對系統仿真模型進行描述，該程序還包括一系列的、復雜的仿真實驗要求。第四步是進行程序的檢驗和校正。第五步是對計算機系統仿真模型進行預期的實驗操作和資料收集。事實上，這一環節已經進入了實實在在的計算機系統仿真活動，計算機操作者根據預期的系統仿真的目的對已經建立起來的系統模型，按照預制的程序進行一系列的實驗，從而得到有效的模型輸出，完成資料的收集和整理活動。最后，計算機系統仿真過程的最后一個環節是對模型輸出或者是前期收集到的資料進行分析和研究，也即是對模型數據進行系統深入的處理，同時也要對該模型的可信度進行驗證，保證最終研究結果具有較高的可信性和實際指導價值，使現實活動在此信息導下能夠順利進行。

　　三、動態系統的仿真與建模研究

　　抽象和映射是計算機系統模型與現實對象之間最重要的關系之一，在計算機數字技術環境下建立抽象模型是實現仿真技術的關鍵。目前，計算機系統仿真建模的基本研究方法是模型分析法。針對復雜的應用系統，以系統設計為主要目標的仿真模型的建模過程大致可以劃分為提出系統抽象模型、建立結構關系模型、性能分析、評估與綜合等幾個階段。一般來說，根據計算機系統相應的狀態描述及其變化方式，仿真建模模型大致可以劃分為連續變量動態系統和離散事件動態系統兩種形式。在當前社會環境下，面向系統的計算機仿真技術既包含了連續變量動態系統仿真模型，同時也包含了離散事件動態系統仿真模型。由于離散事件動態系統模型系統狀態形成的是離散空間式的變化域，它的狀態變化主要是發生在一系列不可預知的離散式的時間點上面，因此，很難像連續變量動態系統那樣建立定量變化關系的方程式，由此形成了以網絡圖為基礎的各類流圖模型結構。

　　1、連續變量動態系統(CVDS)的仿真建模分析

　　該系統主要是指在時間驅動的作用下，促使整個系統狀態處于不斷變化之中的一種特殊的物理系統。一般來說，根據特定系統中取值方式以及時間取值域的不同，連續變量動態系統大致可以分為離散時間動態系統、連續時間動態系統以及連續―離散時間混合的動態系統等幾種不同的類型，目前應用廣泛的工程采樣系統大多是使用離散時間動態系統。目前，諸多仿真與建模工程師主要是采用差分方程模型、常/偏微分方程模型、系統動力學模型、(廣義)回歸模型、線性/非線性狀態空間模型、自回歸模型(AR)、受控自回歸滑動平均(CARM A)模型、滑動平均模型等諸多數學模型樣式來描述連續變量動態系統。另外，連續變量動態系統的仿真模型樣式很多，目前主要用于將模型轉換成計算機系統可以識別并執行的模型的方式包括離散相似法、變換操作域的方法、模型轉化法、高階系統的簡化處理方法等。

　　假設計算機系統輸入設置為{x(t)}、輸出設置為{y(t)}，那么連續時間動態變量系統中討論最多的是以下常系數高階微分方程模型：

　　在此情況下，如果系統中包含著隨機性的輸入信息{ε(t)}，那么連續時間隨機CVDS系統之中的輸入與輸出之間關系描述常用的隨機微分方程式為：

　　在大部分情況下都是將隨機過程{ε(t)}假定為某一特定形式的獨立增量過程，目前，如下所示的一階隨機微分方程在系統工程和隨機自動控制領域中發揮著十分廣泛的應用功能。

　　針對第一、第二種模型來說，計算機系統仿真主要是研究其相關系統的系統響應、系統穩定性、系統速度、系統精確性以及其他過程行為的重要方式之一，這也是目前計算機系統仿真與建模領域重點研究的內容之一，對現實社會實踐活動的發展具有極大的促進作用。

　　2、離散事件動態系統(DEDS)的仿真與建模研究

　　離散事件動態系統(DEDS)主要是指受到一系列的事件驅動，系統狀態呈現出不斷的跳躍式的變化，導致計算機系統內部狀態的遷移出現在各種離散時間點之上的一種動態的系統。自八十年代以來，便有不少西方學者對離散事件動態系統的模型設計方法進行了深入研究，并形成了諸多研究成果。目前DEDS模型的種類非常多，然而這些模型之間間隔性非常明顯，缺乏必要的轉換關系，尤其是它們大都適用于某一類或者是幾類問題，尚沒有一個通用的適合于不同研究對象或者是系統特征的模型表示方法。

　　結束語

　　從當前的發展現狀來看，離散事件動態系統建模常常采用網絡圖或者是實踐圖法、排隊論法、隨機過程描述法、形式語言與自動機法、抽象代數法等等諸多方法。如圖3所示，離散事件動態系統仿真主要是通過仿真模型的運行來實現一系列的系統行為以及完成對系統的分析和評估的。因此，仿真模型的建立必須與現實生活中真實系統行為具有一定的同態或者是同構關系，這是DEDS系統仿真能夠順利進行的核心問題。

　　參考文獻

　　[1]李福順.計算機系統建模與仿真[J].陜西教育(高教版),2014,Z1:122-123.

　　[2]王海燕,彭文利.生產系統建模與仿真課程實驗教學探討[A].

　　[3]馬書紅.計算機系統建模與仿真探究[J].陜西教育(高教版),2014,04:65.