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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】
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)：
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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)：
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