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計算機應(yīng)用論文

計算機模擬技術(shù)及其應(yīng)用論文

時間:2022-10-09 03:28:24 計算機應(yīng)用論文 我要投稿
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計算機模擬技術(shù)及其應(yīng)用論文

  計算機模擬技術(shù)及其應(yīng)用論文【1】

計算機模擬技術(shù)及其應(yīng)用論文

  摘要:計算機技術(shù)發(fā)展,計算機模擬技術(shù)作為一種高效安全的方法得到了深遠(yuǎn)的發(fā)展,它實現(xiàn)了對現(xiàn)實世界中眾多對象的對模擬,方便人們觀察和了解一些現(xiàn)實中無法看到和了解的現(xiàn)象。

  本文介紹了計算機模擬技術(shù)的基本原理,以及它在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用,最后對計算機模擬技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用作出展望。

  關(guān)鍵字:計算機模擬 模型 虛擬技術(shù)

  1.引言

  隨著第一臺計算機誕生以來,計算機技術(shù)得到了飛速的發(fā)展,并且在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。

  計算機模擬技術(shù)作為計算機技術(shù)的重要組成部分,其應(yīng)用范圍也在不斷的擴(kuò)展。

  在計算機模擬技術(shù)產(chǎn)生之前,人們主要采用人工的辦法對一些對象進(jìn)行模擬。

  而人工的模擬方法往往存在很多的缺點,如數(shù)據(jù)量小、參數(shù)修改困難、靈活性差、成本高、周期性長,并且模擬的效果也不是很理想。

  而且有些現(xiàn)象,對于人工無法模擬是無法實現(xiàn)和達(dá)到的。

  然而計算機模擬技術(shù)可以使模擬變得更加方便便捷、靈活,可控制性變得更強,并且對哪些人工模擬無法模擬的對象也可以很好的進(jìn)行模擬。

  2.計算機模擬技術(shù)

  2.1 基本原理

  算機模擬是一種針對具體對象的模擬過稱,根據(jù)不同的對象,模擬方法也個不相同,但是其中確有一定的規(guī)律可循。

  計算機模擬的一般步驟是:

  第一,針對對模擬對象建立模型,建立的模型可分為是物理模型、數(shù)學(xué)模型或其他特定模型。

  模型的建立的好壞直接影響最終的效果,因此是計算機模擬中最為重要的步驟。

  第二,依據(jù)模型編寫相應(yīng)計算程序,或者借助計算機模擬軟件來實現(xiàn)對模型的具體的實現(xiàn),生成可視化的效果,計算我們需要的數(shù)據(jù)。

  第三,運算和數(shù)據(jù)分析處理過程,即在計算機上運行程序,得到并分析運行結(jié)果,并與所要模擬的對象進(jìn)行比,檢測是否達(dá)到了預(yù)期的效果。

  2.2基本方法

  計算機模擬方法根據(jù)是否建立模型可以分為兩大類:直接模擬法和模型模擬法。

  直接模擬法:不依賴具體的模型,主要是通過計算機程序?qū)⒕唧w模擬現(xiàn)象的發(fā)生過程進(jìn)行直觀再現(xiàn)。

  如在計算機用動畫的形式直觀的模擬網(wǎng)絡(luò)中兩臺計算機相互通信的不同階段過程過程。

  這中直接模擬法是計算機模擬中最簡單的模擬方法。

  模型模擬法,這種方法是依靠具體的數(shù)學(xué)或物理模型,并通過對模型進(jìn)行編程來實現(xiàn)模擬。

  它有空可以細(xì)分為以下兩種種方法:(1)確定的方法:該方法對模擬對象建立確定的模型,使得模擬出的結(jié)果也是確定的,并嚴(yán)格遵尋事先建立的模型。

  (2)隨機的方法:該方法也被稱為蒙特卡羅(Monte Carlo)[1]法。

  蒙特卡羅法的基本思想是:當(dāng)要求解的問題是某事件出現(xiàn)的概率或者期望值時,它可以通過“試驗”的方法,得到該事件出現(xiàn)的概率或平均值,并用它作為求解問題的解。

  3.計算機模擬技術(shù)的應(yīng)用

  3.1工業(yè)應(yīng)用

  隨著工業(yè)信息化的發(fā)展,計算機模擬技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用,具體應(yīng)用領(lǐng)域包括航空航天[2]、交通運輸、通訊控制、工業(yè)控制、機械制造等諸多方面。

  計算機模擬是以計算機硬件和相應(yīng)的軟件為基礎(chǔ),以現(xiàn)代控制理論和相似原理為方法,借助相應(yīng)系統(tǒng)模型對真實的或假設(shè)的系統(tǒng)進(jìn)行模擬解析,從而指導(dǎo)生產(chǎn)實踐,控制產(chǎn)品的生產(chǎn)與制造過稱提高生產(chǎn)產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。

  如在機械加工過程,利用計算機模擬技術(shù),有助于發(fā)現(xiàn)其機理,為提高機械加工性能提供理論支持。

  如在工業(yè)控制領(lǐng)域,采用計算機模擬技術(shù),可以對生產(chǎn)過程實行動態(tài)監(jiān)控,有助于中改進(jìn)現(xiàn)實的流水線,縮短生產(chǎn)時間,提高經(jīng)濟(jì)效益。

  3. 2軍事應(yīng)用

  在軍事演習(xí)中,直接使用先進(jìn)武器進(jìn)行演練,不但具有很大的危險性,而且相應(yīng)的費用也非常昂貴。

  采用計算機模擬技術(shù)在可以很好解決這些問題,它在軍事上的運用主要有以下幾個方面:(1)模擬先進(jìn)武器的作戰(zhàn)性能,如模擬導(dǎo)彈的飛行軌跡,計算其精確性。

  (2)虛擬現(xiàn)實技術(shù)[3],虛擬現(xiàn)實技術(shù)利用計算機模擬一種現(xiàn)實的環(huán)境,并通過多種傳感設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中,使用戶與該環(huán)境進(jìn)行自然交互。

  采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)在很大程度上解決真實作戰(zhàn)訓(xùn)練危險和演練環(huán)境限制的問題。

  3.3經(jīng)濟(jì)學(xué)應(yīng)用

  在當(dāng)今社會中,經(jīng)濟(jì)運行具有不可預(yù)測性。

  利用計算機模擬技術(shù),依據(jù)基本的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理,對經(jīng)濟(jì)運行進(jìn)行模擬,可以有效的控制經(jīng)濟(jì)運行。

  計算機模擬在經(jīng)濟(jì)學(xué)中的作用表現(xiàn)在:(1)能對復(fù)雜的內(nèi)部交互作用的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行研究和實驗。

  (2)能模擬各種不同方案,觀察這些方案對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為的不同影響。

  (3)能反映變量間的相互關(guān)系,確定哪些變量更加重要,以及它如何影響其他變量和整個系統(tǒng)。

  (4)能研究不同時期的動態(tài)聯(lián)系,反映系統(tǒng)隨時間的變化規(guī)律。

  4.存在的問題

  計算機模擬技術(shù)目前在各個領(lǐng)域都得到的廣泛的應(yīng)用,技術(shù)得到了很大的提高,但也面臨著不少問題。

  (1)模型建立較難:對某些物理過程想要建立合理的模型困難較大,并且模型建立以后相應(yīng)的修改也很困難。

  (2)沒有通用的規(guī)律:計算機模擬是針對對象的過程,模擬的問題可能千差萬別,具體模擬的方法間并沒有通用的規(guī)律。

  (3)存在局限性:計算機模擬過程和實際的過程還是有一定的差異,很可能會遺漏掉最優(yōu)方案,運用范圍只限于能考察的情況,規(guī)模很大時,較難取得模擬細(xì)節(jié)。

  (4)模擬系統(tǒng)的評價困難:模擬只是是對現(xiàn)實系統(tǒng)的某一層次的抽象屬性的模仿,模擬仿真是有層次的,既針對所要處理的客觀題,又針對處理者的需求層次,所以很難評價一個模擬系統(tǒng)的優(yōu)劣。

  5.結(jié)語

  隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,計算機模擬技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷的擴(kuò)大,已經(jīng)成為科學(xué)研究中繼理論方法、試驗方法之后的第三種研究方法[4]。

  計算機模擬技術(shù)成為當(dāng)今研究的一個熱點,它不僅可以模擬簡單直觀的現(xiàn)象,還可以對一些復(fù)雜隨機的現(xiàn)象進(jìn)行模擬,更好的指導(dǎo)幫助人們在實際的工作。

  并且隨著信息化工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn),計算機模擬技術(shù)也將在各個領(lǐng)域起到越來越重要的作用。

  參考文獻(xiàn):

  [1] Niederreiter Harald. Monte Carlo and Quasi-Monte Carlo Methods[M].Berlin,Heidelberg: Springer-Verlag, 2006.

  [2] 王行仁,彭曉源,賈榮珍.航空仿真技術(shù)發(fā)展[C].面向21世紀(jì)仿真技術(shù)研討會. 2004.

  [3] 俞志和,曾建超.虛擬現(xiàn)實的技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社, 1996.

  [4] 何江華.計算機仿真技術(shù)平話[M].北京:國防工業(yè)出版社, 2005.

  計算機科學(xué)技術(shù)在計算機教育中的應(yīng)用【2】

  摘 要 本文論述了計算機科學(xué)技術(shù)在計算機教育中進(jìn)行實踐教學(xué)應(yīng)用過程中的一些經(jīng)驗。

  在計算機的教學(xué)過程中,分別從計算機如何作為教學(xué)工具進(jìn)行應(yīng)用,即在多媒體的教學(xué)工作中,如何進(jìn)行交互式的應(yīng)用,以及遠(yuǎn)程通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教育中起到了哪些作用,并就計算機在教育中的應(yīng)用進(jìn)行展望。

  關(guān)鍵詞 計算機科學(xué)技術(shù) 計算機教育 教學(xué)理念

  實踐教學(xué)在當(dāng)今社會中,計算機的應(yīng)用無處不在。

  計算機教育過程中,教學(xué)手段和技術(shù)的更新也離不開計算機的輔助,而且已經(jīng)在教育中得到了大量的運用。

  如今,各種計算機技術(shù)已經(jīng)取代了許多傳統(tǒng)的教學(xué)方法,成為功能最強大和有效的教育手段和工具,這樣對于提高教育質(zhì)量,加強教育水平,增進(jìn)教學(xué)的效果,可以帶來很大的便利。

  計算機科學(xué)技術(shù)對于高等學(xué)校實現(xiàn)人才培養(yǎng)發(fā)揮著重要的作用,而且對于大學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)可以起到很大的促進(jìn)作用,對于他們的綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和將來步入社會之后競爭能力的提高非常有幫助。

  一、計算機科學(xué)技術(shù)在計算機教育中應(yīng)用的意義

  關(guān)于計算機在教育中的應(yīng)用,它的用途是非常廣泛的,大體來說可以分成以下幾個方面首先,將計算機作為教學(xué)工作的輔助工具,為教學(xué)過程提供各種教學(xué)管理和教學(xué)工作。

  其次,將計算機作為學(xué)習(xí)的工具。

  學(xué)生利用計算機來完成一定的學(xué)習(xí)任務(wù),從而提高學(xué)習(xí)的效率和學(xué)習(xí)的能力,讓學(xué)習(xí)知識的過程變得更簡捷有效。

  另外,利用計算機檢驗?zāi)承┙虒W(xué)思想及教學(xué)活動,使其成為一個教學(xué)的工具軟件對于計算機教育也具有非同尋常的意義。

  二、計算機科學(xué)技術(shù)作為教學(xué)工具在計算機教育中的應(yīng)用

  在教學(xué)的過程中,如何取得良好的教學(xué)效果非常重要。

  對于教師而言,對于整個的教學(xué)過程必須進(jìn)行有效的教學(xué)管理。

  教學(xué)管理的具體內(nèi)容可以分為對于學(xué)生日常學(xué)習(xí)過程的了解與監(jiān)控,對于學(xué)生學(xué)習(xí)成績的測驗,以及對于學(xué)生日常學(xué)習(xí)生活中一些比較瑣碎的事務(wù)的管理。

  在這些教學(xué)管理的過程中,如果采用傳統(tǒng)的教學(xué)手段,會大大降低教學(xué)管理的效率,而且對于教師進(jìn)行教學(xué)活動創(chuàng)造性而言,也會起到一定的影響。

  現(xiàn)在,隨著教學(xué)管理科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,計算機管理教學(xué)系統(tǒng)、集成學(xué)習(xí)系統(tǒng),還有一些其它的計算機考試測驗軟件等等,可以在教師的教學(xué)管理工作中發(fā)揮著巨大的教學(xué)管理作用。

  計算機科學(xué)技術(shù)在教學(xué)管理中的應(yīng)用可以大大提高教師的教學(xué)水平,降低他們的工作量,便于其將更大的精力投入到教學(xué)工作中去。

  (1)多媒體教學(xué)工作中交互式的計算機技術(shù)應(yīng)用多媒體的交互式應(yīng)用是計算機科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的一個重要的方面。

  隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,教學(xué)資源越來越豐富,校園網(wǎng)絡(luò)的形成,網(wǎng)上知識庫的極大豐富,以及各種計算機教學(xué)課件的出現(xiàn)都為提高教學(xué)管理提供了有利的條件。

  很多的教學(xué)資源都離不開計算機科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用,為了提高教學(xué)的水平,教師可以采取一定的教學(xué)策略來優(yōu)化這些多媒體的應(yīng)用。

  這樣做,可以讓學(xué)生在教學(xué)地過程中更好的理解和掌握學(xué)習(xí)的知識,同時,教學(xué)設(shè)計中,加入計算機科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用,可以讓學(xué)生對教學(xué)工作的反饋及時傳達(dá)到教師那里,從而起到互動作用,便于教師進(jìn)行教學(xué)方法的調(diào)節(jié)。

  (2)遠(yuǎn)程通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教育中的作用在高校的教育工作中,遠(yuǎn)程通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)開始發(fā)揮巨大的教學(xué)作用。

  這種技術(shù)就是將現(xiàn)代通信的計算機技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),還有多媒體技術(shù)等為基礎(chǔ),再結(jié)合計算機的交互性和網(wǎng)絡(luò)的分布性,讓遠(yuǎn)程的教育信息服務(wù)做得更為廣泛。

  事實上,這種做法已經(jīng)引起了世界的教育工作者的重視,而且也已經(jīng)充分在教育過程中加以體現(xiàn)。

  無論是我國還是在全世界,現(xiàn)代的遠(yuǎn)程教育已經(jīng)被教育工作者和科技工作者納入了重點研究的范圍。

  在傳統(tǒng)的教學(xué)中,交互性是必不可缺少的,而當(dāng)時實行的大多是師生雙方對話,即直接以語言為載體的交流。

  如果采用多媒體教學(xué),學(xué)生不僅可以在學(xué)習(xí)的過程中看到教學(xué)的圖像資料,而且聲音、文字等均可以參與到教學(xué)過程中來,這對于學(xué)生掌握知識的過程中注入了趣味性、生動性,往往令教學(xué)工作變得更為直觀形象。

  而且對于學(xué)生的學(xué)習(xí)而言,可以讓他們按照自己的實際情況來安排學(xué)習(xí)的進(jìn)度,靈活調(diào)整學(xué)習(xí)的時間,教師可以把相關(guān)的教學(xué)課程放到網(wǎng)站等網(wǎng)絡(luò)上,作為靈活的教學(xué)資源加以體現(xiàn)。

  三、計算機科學(xué)技術(shù)在教育工作中應(yīng)用的展望

  要想提高計算機科學(xué)技術(shù)在傳統(tǒng)教育模式中的應(yīng)用范圍,加強其廣度和深度,那么就要積極的進(jìn)行創(chuàng)新。

  很多的創(chuàng)新內(nèi)容都有離不開對于實踐經(jīng)驗的總結(jié)。

  而正是不斷的進(jìn)行計算機技術(shù)在教育中應(yīng)用的創(chuàng)新,才會推動教學(xué)工作技術(shù)與質(zhì)量的提高。

  (1)提高教學(xué)過程中對于學(xué)習(xí)環(huán)境的控制能力在學(xué)習(xí)的過程中,學(xué)生在特定的內(nèi)容領(lǐng)域進(jìn)行探索與檢驗,并且不斷建立推測性的理論,并積極尋求解決的方法,很多的學(xué)生在這個過程中進(jìn)行了思維勇和采用計算機來加強學(xué)生對于學(xué)習(xí)內(nèi)容的認(rèn)知程度,加強其對于知識的理解,并且靈活的運用其學(xué)習(xí)材料,這樣會更加有助于學(xué)習(xí)理論,而且可以加強學(xué)生學(xué)會組織和運用學(xué)習(xí)的材料,他們獲取知識的能力將會得到更為有效的加強。

  (2)建立以學(xué)生為中心的超媒體教學(xué)模式所謂超媒體,就是讓學(xué)生在交互學(xué)習(xí)的過程中,采用計算機技術(shù)作為技術(shù)支持,并且加強了參與的能力,而且在提供多種形式的信息應(yīng)用中,利用這種能力可以有助于創(chuàng)建以學(xué)生為中心的多媒體教學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境。

  如果以學(xué)生的學(xué)習(xí)為中心,那么可以大大有效地加強學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,并且讓學(xué)生主動尋求知識的范圍,加強學(xué)習(xí)的廣度和深度。

  在這個過程中,教師只是起到一個引導(dǎo)的作用,不再是傳統(tǒng)意義上的中心施教者。

  隨著計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的教育方式要不斷進(jìn)行改革和創(chuàng)新,這樣才能適應(yīng)社會的發(fā)展需求。

  不同的教學(xué)演示方式,將會在計算機科學(xué)技術(shù)的支持下,變得更加豐富多彩。

  同時,計算機技術(shù)在教學(xué)管理中的應(yīng)用,可以讓計算機技術(shù)與傳統(tǒng)的教學(xué)工作結(jié)合得更加緊密,這將有助于教學(xué)質(zhì)量的提高。

  教育要面向未來,這一點極為重要。

  而將現(xiàn)有的教學(xué)技術(shù)發(fā)揚光大,是落在教育工作者身上的重要任務(wù)。

  新的教育技術(shù)的改革和創(chuàng)新也在不斷的進(jìn)行過程中,相信計算機科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用一定會推動教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展。

  參考文獻(xiàn):

  [1]常初芳.國際科技教育進(jìn)展[M].科學(xué)出版社,2002.

  [2]鄒富漢.大學(xué)學(xué)習(xí)生活導(dǎo)論[M].西北工業(yè)大學(xué)出版社,2000.

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