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计算机仿真

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计算机仿真

计算机仿真范文第1篇

1复杂系统概述

1.1复杂系统的含义

目前我国对复杂系统还没有明确的定义,对复杂系统的理解还处于研究阶段。大家所理解的复杂系统主要是指巨大的元素数量组成的系统,而系统各元素之间具有随机性、非线性的依存关系,系统功能难以利用抽象描述、形式化描述体现出来。如金融证券市场就可以视为一个复杂系统,而该复杂系统的组成元素主要包括国家金融、监管机构、上市公司、证券公司、证券参与者等,而这些促成元素之间即相互依存又各自独立。

1.2复杂系统的特点

复杂系统的主要特点有不可计算性、自主性、关联性、开放性。不可计算性主要是指复杂系统的行为难以通过数学的方式描述出来,各元素行为的总和不等同于复杂系统的整体行为。自主性是指元素之间独立自治性较强,各自元素行为通常是自行规划来完成,全局控制在复杂系统中是不存在的。关联性是指元素之间虽然各自独立,但它们相互作用,而且作用的影响相当大,甚至可以影响整个复杂系统的状态、行为。开放性是指系统的元素种类多且数量大,在对复杂系统研究的过程中不能单独的对某元素进行封闭研究,要使用突现、聚集的方法,复杂系统简化常通过元素聚类、集来实现。

2复杂系统计算机仿真的应用

2.1自适应Agent

复杂系统计算机仿真应用平台最具影响力的设计是由美国桑培飞研究提出的自适应Agent仿真平台。不同智能主体Agent通过单机中的若干线程和进程构成,包括反应Agent、交互Agent、控制/显示Agent、局部Agent、全局Agent、对象管理、控制时间推进。而且不同的Agent具有不同的功能,反应Agent具有自适应能力,交互Agent能够完成网络的交互,控制/显示Agent能够完成人机交互,局部Agent或全局Agent能够进行通信。而所有的Agent智能主体都具有反应能力、交互能力、自治性。当仿真感知到信息的时候反映体就会做出决策,例如证券交易原则,对于普通证券交易人员来说则非常简单,当证券价格上升,证券交易人员就出售那些呈现上升趋势证券,反之则买进若干倍的证券。

2.2智能仿真平台

智能仿真平台主要具有两方面内容,一是具有控制/显示Agent、自适应Agent的智能主体,代表复杂系统的基本元素,而这些复杂系统主要是国家、公司、机构、证券交易中的散户。二是全局Agent、局部Agent、交互Agent等实现基本元素关联的智能主体。其具体结构如图1所示.不同RII接口Agent通过网络传输信息,而RII再对其进行综合。实现各个Agent之间的相互作用。

3复杂系统计算机仿真的设计

复杂系统计算机仿真设计主要是从基于HLA框架中RTI的多种智能主体Agent分布的仿真平台。主要包括时间推进、事件处理、信息分发、主体控制。充分发挥HLA框架中RTI的强大功能,而RTI主要功能有数据分析管理、声明管理、时间管理、属性管理、主体管理、全局管理。另外RTI服务应与多Agent仿真环境需求相对应。如对象管理OM和联邦管理FM对应主体控制;时间管理服务TM对应时间;数据分发管理服务DDM、数据管理DM与信息分发相对应。但是这种仿真平台还存在局限,HLA框架中RTI对Agent之间的通信缺少支持,而在Agent中通信服务很重要,而基于HLA框架中RTI服务难以满足其要求,对个元素的关系也无法实现具体描述。因此,为了解决HLA框架中RTI对Agent之间缺少通信支持的问题,可以使用增加ML(中间层)在RTI和Agent软件之间的方法。例如AgentA将信息通过ML传输到RTI,然后RTI进行分析服务,将从ML接收到的信息分为到B的信息、到C的信息,然后在经过ML分别传到AgentB和AgentC。最终实现Agent之间的通信。而ML中间层的主要作用是解释和分装仿真环境中的自适应Agent和HLA中的RTI服务功能之间的通信。增加HLA框架中RTI对Agent的通信支持。由于HLA框架中RTI和Agent之间通过ML中间层解释信息,有可能会增加Agent元素之间的数据流通量,而在这时数据分发的数量可以利用RTI的路由空间进行限制。通过RTI对接受、发送数据的约束,能够为Agent邦元得到所需信息提供保障。例如在同一电台中的不同频道接收、发送信息,频道接受、发出的信息可以由RTI的路由空间进行约束,根据邦元的ID作为路由空间的参数,只允许在这个频道上的不同邦元可以对相关信息进行接收。还可以根据发送者的需求对路由空间进行有选择性的使用。

4结论

计算机仿真范文第2篇

【关键词】计算机 仿真技术 发展 应用

1 计算机仿真技术简介

随着计算机技术的发展,计算机仿真成为可能,使用专门的软件,借助多媒体技术可以给人身临其境的感觉。仿真技术的发展,很大程度上得益于控制工程技术的发展,在控制工程中需要使用计算机进行仿真实验。计算机仿真技术的应用能够加快产品开发周期,提高产品质量,提高工作效率,减少经费开支。

2 计算机仿真技术原理

通常情况下,计算机不能够对外界信息进行认知,因此需要建立相应的数学模型来反映事物的本质特点。

通过数学模型能够清楚地反映出研究对象的特点,通过模型转换,使用计算机算法等将数学模型转化成计算机能够处理的形式,也即建立仿真模型。仿真模型是计算机仿真的关键,再进行仿真实验,通过仿真实验对之前设置好的模型进行模拟,获得仿真结果。对仿真实验的结果进行评价通常采用反向验证和置信通道法。

3 计算机仿真技术应用

随着信息技术的发展,计算机仿真技术得到了广泛的应用,改变着传统的生产生活方式。计算机仿真在交通工程、制造领域、教育领域等都得到了较好的应用。

3.1 交通领域

人和车辆是交通的主要组成部分,要考虑安全的前提下,提高交通效果。交通安全仿真通过虚拟技术,增加各种诱发因素,进而对某一路段的交通安全情况进行评价。

计算机仿真可以有效地对交通安全进性评价。仿真过程能够实现可视化操作,能够更加直观地进行分析,不同于传统的数值仿真。比如,对某路段进行交通安全评价时,传统的绝对数和事故率方法可以进行评价, 还可以在虚拟环境中设置不同的交通工具,考虑人的行为感知的情况下,进行评价。

3.2 制造领域

制造业是国家的第二产业,对各行各业影响深远,汽车制造是制造业的重要组成部分。实验课题难度大,成本高。计算机仿真可以很好地解决这个问题,比如对碰撞试验来说,通过建立相应的数学模型,可以对实验过程进行模拟。

3.3 教育领域

使用计算机进行模拟仿真分析已经成为当前重要的研究方法,在教学模拟实验中,采用多媒体可以很好地提高教学水平。计算机模拟实验能够在相关实验设计思想和方法的指导下,改变传统教与学、理论与实践的关系,发挥研究人员的主动性。计算机仿真模拟可以加深对相关理论的理解,提高实验水平。

3.4 计算机仿真技术在其他领域的应用

计算机不仅仅在交通、制造、教育领域得到大量应用,在军事领域、消防、音乐等领域均有较广泛的应用。通过计算机仿真,可以使用模拟驾驶器进行模拟,从而降低战机、战车、燃油的损耗,在进行军事武器研发时,可以缩短研发周期,降低研发成本。计算机仿真在消防中的应用,可以对现场的温度、空气流动速度、火荷载、逃生路线等进行模拟,从而提高应对突发事件的能力,提高设计科学性。

4 计算机仿真技术的发展方向和趋势

4.1 计算机仿真技术发展方向

网络化仿真。仿真系统开发兼容性不强、开始周期长,费用昂贵,难以实现信息共享,随着计算机技术和网络技术的发展,计算机仿真技术取得了较大水平的提高。利用网络技术的优势,可以实现仿真系统共享。系统的网络共享能够提高资源的利用效率,避免不必要的重复开发,减少科研经费。

虚拟制造技术。虚拟制造技术发挥计算机仿真技术的虚拟现实技术的优势,使用计算机完成对产品的管理和控制,虚拟制造技术已经成为计算机仿真技术发展的重要方向。

4.2 计算机仿真技术发展趋势

随着计算机技术和仿真技术的发展,仿真技术很好地解决了各学科发展中的问题,很大程度上提高了工作效率,更加形象直观地进行仿真实验,节约了产品开发周期,降低了开发成本,提高了产品质量。计算机软硬件性能得到了较大水平的提高,进一步促进了仿真技术的发展。仿真技术主要朝着面向对象的仿真建模、分布式仿真、智能仿真等方向发展。

4.2.1 面向对象仿真建模

发挥计算机的符号处理能力,可以提高人们对仿真对象的认知速度,与传统的人工建模有着较大的进步。面向对象的仿真建模,可以最大程度提高系统的建模能力。此外,面向对象的仿真建模操作难度小,更容易使用,可以发挥仿真技术的优势。

4.2.2 分布式仿真

分布式仿真将不同分布位置的计算机通过网络进行连接,形成时间空间相互祸合虚拟仿真环境。分布式仿真系统由几个子模型组成。部分是仿真系统中,主要有动态、静态数据分割技术、功能分割技术等。

4.2.3 智能仿真

在仿真的不同阶段引入知识表达和处理技术,可以缩短仿真建模时间,提高模型效率,帮助用户做出最优决策,及时修正模型,界面更加智能化,增加仿真系统的寻优能力。

4.2.4 其他仿真

一些仿真可以实现高度的可视化,对仿真过程进行形象展示,便于研究人员真实地对仿真过程进行分析,易于理解。踊仿真能够将声音、视图等元素加入其中,交互性更强。

5 结语

计算机仿真伴随着其他学科的发展而快速发展,随着计算机技术的快速发展,计算机仿真技术很好滴解决了其他学科的问题。计算机仿真经历了从简单的原型到物理模型,再到今天的动态显示仿真过程,并可实现可视化操作。多媒体技术、人工智能、可视化等技术同仿真技术的结合,仿真技术的发展和应用将更加广泛。在不远的将来,计算机仿真技术在生产生活中会发挥更大的作用,促进社会经济的发展。

参考文献

[1]王莉.计算机仿真技术在自动化物流系统中的应用[J].自动化与仪器仪表,2015(04):51-52+55.

[2]周杰.档案高仿真复制技术――档案馆应用传统手工复制和计算机高仿真技术的研究[J].档案学研究,2013(05):54-57.

[3]胡媛,吴正一,胡小峰,戴星.计算机仿真技术在优化就医序列中的应用研究[J].中国医院管理,2013(06):33-35.

[4]李剑虹,涂赣峰,戚喜全,毛继红,吕定雄,冯乃祥.我国铝电解槽计算机仿真技术的研究发展及现状[J].材料与冶金学报,2010(03):173-179.

[5]张祖鹰.浅谈计算机仿真技术在教学实训中的应用研究与实践[J].商场现代化,2007(21):387.

计算机仿真范文第3篇

关键词 动态系统;计算机仿真;仿真建模

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)17-0036-01

1 计算机仿真技术

计算机仿真技术即利用计算机制作真实系统模型,用来进行系统评估的技术手段。具体说就是将真实系统作为仿真模型的根据,通过运行具体仿真模型和对计算机输出信息的分析,实现对实际系统运行状态和变化规律的综合评估与预测,进而实现对真实系统设计与结构的改善或优化。随着计算机技术的快速进步,计算机仿真技术主要是用来进行系统分析和设计,应用于多项领域。计算机仿真技术作为一种可以客观分析现有系统运行状态和评价现有设计系统性能的技术手段,在很多领域(例如航空航天、经济管理、通信网络等)的发展中起到极为重要的促进作用。可以这样说,计算机仿真技术已经成为现代和高科技产业中不可或缺的进行系统分析和研究的一项关键性技术手段。

由于在实际的操作过程中,需要根据实际情况来选择合适的计算机类型,因此根据在仿真过程中采用的计算机类型以及计算机仿真技术的发展过程,可以将计算机仿真技术的类别划分为模拟机仿真、数字机仿真和模拟―数字混合机仿真。计算机仿真技术在20世纪50年代兴起,模拟计算机是当时采用的主要计算机仿真技术,其工作原理是:在仿真系统数学模型明确的前提下,通过一系列运算器和无源器件建立一个仿真的电路,通过这个仿真电路进行后期的实验研究。但是,随着计算机数字化的快速发展,在20世纪60年代后期,计算机仿真技术开始由模拟形式转变为数字机仿真。但是,航空航天等大规模复杂系统的发展对计算机仿真技术提出更高的要求,传统的数字机对信息的处理能力等方面已不能满足仿真系统的需求。为了尽快解决这一问题,使计算机仿真技术能够为更多的领域提供最佳的服务,以数字机与模拟机混合而成的数字混合机应运而生。数字混合机不仅能够满足航空航天等复杂系统的应用,而且也极大程度的促进了这些领域的快速发展。而后仿真技术随着计算机技术的发展而迅速发展。

计算机仿真主要三个方面的内容组成:一是系统;二是模型;三是计算机。而这三方面的内容主要是通过仿真实验、仿

图1 仿真三方面内容之间的关系图

真模型的建立以及系统模型的建立相互联系在一起的。图1描述了这三者之间的关系。

在模型活动的基础上,可以将计算机仿真的全过程划分为下面三个阶段。

1)计算机模型的建立,通过建立系统的数学模型,可以确定系统的原始状态,计算机模型的准确建立是计算机仿真系统有效性的基础技术。2)计算机模型的转变,此过程通过将数学模型转变成为相应的模拟电路等可以用计算机语言表达出来的仿真模型,并通过编写相应的数据处理软件,变成可以直接应用的计算机仿真工具。3)计算机仿真实验阶段,利用仿真输出信息与实际存在的系统信息进行比较,发现问题,对已有的系统进行改善和完善。

2 仿真模型的建立

模型分析之所以得到广泛的应用成为现代科学研究最常用的方法之一,是因为它可以根据实际系统抽象或是对事物本质的描述来建立简化的数学模型或物理模型,这种模型与实际系统之间存在同构或同态关系的,我们就可以通过此模型来分析实际系统,进而对实际系统进行合理的控制和优化。下面主要详细讨论两种形式的仿真建模。

首先针对连续变量动态系统的仿真建模是由时间驱动,状态连续变化等一类物理系统。根据系统中时间和取值方式,可以将连续变量动态系统划分为连续时间动态系统、离散时间动态系统(工程采样系统是最为常见的系统)和连续-离散时间混合的动态系统等多种类型。同时,对连续变量动态系统仿真系统常用的数学模型有多种,最常见的是常/偏微分方程模型,另外还有滑动平均(MA)模型和受控自回归滑动平均(CARMA)模型等。

其次,离散事件动态系统(DEDS)的仿真建模。离散事件动态系统多是人造系统,相对于其他系统离散事件的变化关系较为复杂,常规的方程模型难以较准确的对其进行描述。人们针对离散事件动态系统模型的设计方法进行了多方改进,自20世纪80年代初以来出现了多种形式。例如,常见的依据事件发生时间对所考察对象变化过程的分析而言是否有必要这一条件作为研究范围,将离散事件动态系统划分为:带时标的离散事件动态系统(TIM/RTIL模型、双子代数模型等)和不带时标的离散事件动态系统(Petri网络模型、过程代数模型等),同时也可以依据系统输入信息以及状态演变的确定性与否,将其划分为确定性离散事件动态系统和不确定性离散事件动态系统模型。

从现有的很多文献以及不同种类的离散事件动态系统(DEDS)描述来看,离散事件动态系统模型的建立和分析研究仍不完善,有很大的发展空间。此系统模型种类多,那么在模型种类之间就需要必要的转换关系,对每一种模型的描述方式通常仅适用于一种或是几种问题。

分析目前已有的系统建模方法,离散事件动态系统最常用的方法主要包括网络图或事件图法和形式语言与自动机方法等。虽然离散事件动态系统模型的建立为离散事件动态系统的仿真创造了条件,但是并不是所有的离散事件动态系统模型都能直接用于计算。例如,常用的GSMP模型,可以用于描述多种模型方式不具备的或是很难描述的复杂过程,但GSMP模型在计算机上的实际应用却很复杂,需要专业的相关知识。离散事件动态系统仿真的核心问题是仿真模型的有效性,保障与真实系统行为具有某种同构或同态关系。在CVDS中的方法是使用以物理规则为根据,通过方程式的方法来描述模型设计,这样并不完全适用于离散事件动态系统仿真模型的建立。另外一方面的问题是由于离散事件动态系统多是人造系统,变化形式表现出复杂的非线性。随着需求的不断变化计算机仿真技术需要不断的改进,针对不同时间要选择适当的模型。

参考文献

[1]胡峰,孙国基.动态系统计算机技术综述(Ⅰ):仿真模型[J].计算机仿真,2000(1).

[2]吕雁.计算机仿真与建模技术综述[J].电子科技杂志,2001(11).

[3]蔡洁华,路多.动态系统计算机电源仿真技术研究[J].计算机光盘软件与应用,2013(13).

计算机仿真范文第4篇

计算机仿真是集系统工程、控制理论、计算技术于一体的综合性学科,它利用计算机强大的信息处理能力构建数学模型、模拟现实系统,并通过评价仿真实验数据来验证模型的正确性。在信息科学领域,计算机仿真已经成为研究者从事科学研究的重要手段。另外,在实际科研条件不充分的情况下,计算机仿真也是研究者从事课题研究的有力工具。它可以帮助研究人员在一定程度上摆脱科研条件的限制,从事大量专题研究。对于科研条件相对落后的高校,培养信息类研究生的计算机仿真能力显得尤为重要。科研设备昂贵而科研经费不足导致一些前沿的课题研究无法开展,一方面限制了学校自身的学科发展,另一方面也限制了研究生的培养。从培养通信专业研究生的科研能力出发,本文提出应用仿真软件和计算机实验设备构建科研仿真平台,改善研究生从事课题研究的环境。文中提到的平台建设方案不仅能缓解科研条件薄弱导致科研领域受限的问题,而且可解决现有仿真软件很难满足新课题研究需求、仿真结果跟实际系统脱节的问题。在平台建设过程中,研究生将提升自己的计算机仿真能力,扩展课题研究的领域。

计算机仿真软件应用现状

计算机仿真研究始于上世纪八十年代,国外有研究组织以计算机为工具模拟复杂系统。到今天,已经出现了大量的计算机仿真软件。现有的仿真软件(特别是商业软件)存在如下缺陷:首先,很难满足新课题的研究需求。很多商业仿真软件面向实验教学,旨在提高教学效率。其功能大多模拟已经很成熟的系统和模型,适合已经存在的工程应用。对于一些新领域、新课题的研究,由于理论模型需要不断更新和完善,其内容很难得到仿真软件的同步支持。新领域和新课题的支持欠缺导致这些软件不能很好地满足科研需要。其次,大部分商业软件不提供开源代码或者深入开发的接口。当面临新课题时,研究人员无法有效扩展这些软件,使之应用于新的研究领域。最后,仿真设计的系统跟所模仿的实际系统存在差距。计算机软件的模拟过程往往忽略大量实际约束条件,更多地停留在理论设计层面,可能导致仿真结果跟实际应用脱节。

构建仿真软件平台培养研究生的科研能力

在培养通信专业研究生时,导师应该充分考虑到仿真软件上述的缺陷,锻炼学生正确使用仿真软件从事课题研究的能力。从而摆脱已有软件的功能限制,增强科研的灵活度。

1.建立开源的仿真软件实验环境从开源仿真软件入手,摸索改进和自主设计仿真软件的方法,建立适合课题研究的仿真软件平台。图1说明了本研究的思路。通信领域的很多课题都是开放的,研究生可以选择自己感兴趣的方向。但科研基础、科研经费、科研时间以及实验条件的限制,最后导致科研基础薄弱,无法为研究生提供优良的科研环境,支持其从事新课题、新热点的专题研究。通过引入仿真软件,研究生可在导师的指导下改进仿真软件或自主设计仿真软件。最后,形成以仿真软件为平台的科研环境。这不仅弥补了科研资源的匮乏,而且拓展了课题研究领域,研究生可以根据自己的兴趣方向开展专题研究。

2.实验环境中用到的仿真软件根据研究方向和参与项目的分工,导师应该为学生指定合适的仿真软件。譬如,从事网络协议研究的学生,导师可为其安排Matlab和NS2等仿真软件;从事无线通信系统设计的学生,导师可为其安排Matlab和GloMoSim等仿真软件。

3.培养应用和开发仿真软件的能力考虑到仿真软件的缺陷,在培养研究生的计算机仿真能力时需要从两方面入手:第一,选择便于二次开发的仿真软件,培养研究生改进现有软件、甚至自主开发仿真软件的能力;第二,仿真设计跟实际系统设计相结合,在培养研究生原理分析能力的同时增强工程实践能力。前一个方面考虑到仿真软件不一定满足新课题的需要,譬如当前还没有能很好支持认知无线电研究的软件。因此,在指导研究生时,导师一定要考虑到所用软件是否支持二次开发,能有效扩展现有平台,从而支持新课题的研究。开源的仿真软件能很好地满足这一需要,譬如,开源的NS2软件为通信课题提供了一个开放的研究平台,研究者通过添加新功能模块,能将其扩展成适应新课题的平台。

构建计算机实验平台培养研究生的科研能力

在对专题进行原理性研究时,仿真软件为研究的深入提供了很多的便利。但是,仿真软件存在一个不可忽视的缺陷——不能完全还原实际工程场景。基于仿真的研究成果往往是原理性的结论,很难直接应用到工程实践中。因此,除培养研究生的仿真能力外,还需要锻炼其工程应用能力。本文提供了另外一种仿真思路:在利用软件方法进行仿真设计后,再利用计算机实验平台来搭建一些实验原型,近似模拟最后的实际系统。组建这样的原型系统既充实了科研资源,又锻炼了学生的工程实践能力。譬如,为构建一个MPLS网络,实验室需要投入很高的经费购买路由器设备,这意味着经费不充足的实验室无法从事MPLS网络方面的研究。此时,如果在计算机上安装Linux系统,并配置MPLS功能,即可用来充当MPLS路由器并组建一个MPLS实验网络。这种计算机平台仍然是一种仿真环境,但比纯粹的仿真软件更接近工程环境了。学生可以在这样的实验条件下从事很多MPLS网络方面的课题研究,这对提高学生的工程实践能力有很大的帮助。为有效构建计算机实验平台,研究生应该从课题研究需要出发,有针对性地学习计算机系统结构方面的知识和技能。导师应该引导研究生学习《操作系统》、《嵌入式系统》等课程。另外,导师还应引导研究生学习Linux方面的技术,提升学生应用Linux从事系统开发的能力。

计算机仿真范文第5篇

随着计算机技术的不断发展,尤其是计算机虚拟现实技术的发展[1],以及多媒体仿真技术等各种现代教育手段的发展,仿真技术的应用领域和范围得到了迅速扩大,并逐渐的被引入到实验教学中。实验是教学过程中的一个重要环节[2],很多高校都把实验教学和实验室建设放在首要位置上,然而,由于受到经费、场地和设备等诸多因素的限制,实验教学并不能达到预期的效果,实验教学的质量受到影响[3]。一方面,对一些耗资大的实验许多学校无法开设,学生只能通过课堂上老师的讲述来对实验仪器及实验操作进行想象,缺乏实际操作经验。另外随着现在学生数量的增多[4],许多实验受到场地和课时的限制,在规定的时间内学生无法真正完成实验,造成实验课走过场的现象。而另一方面,即使可以增加实验课时(或实验次数),也会大大增加实验成本和实验仪器的维护工作量。因此,在一些高校的相关专业都相继开发相应课程,如:电工电子仿真实验[5]、化学仿真实验[6]等,将计算机仿真实验应用到相关课程的实验教学中,使得仿真实验与真实验结合进行,起到较大效果。然而,各专业有各专业的仿真实验软件,随着仿真实验软件的增多,一方面容易造成使用和管理上的不便,另一方面也容易造成实验软件的重复开发和使用,也不利于学生集中学习。而将各专业仿真实验软件整合到一个计算机仿真实验平台上,有利于共享实验教学软件资源,避免软件的重复开发,方便学生进行仿真实验操作,更有利于管理和维护。

2.仿真实验平台的功能与构建

2.1仿真实验平台的功能

计算机仿真实验平台的功能包括前台的仿真实验操作和后台仿真软件和用户管理两部分,主要功能有:

(1)仿真实验平台可以在校园网内使用,学生可以在实验室、宿舍或校园内可以上网的地方进行仿真实验操作。学生可根据管理员(或教师)录入的在册名单进行注册、登录。

(2)学生在登录后,可根据自己的专业课程选择仿真实验项目进行操作,可填写并提交实验报告。

(3)仿真实验平台的后台仿真软件管理,包括添加、删除仿真实验软件。

(4)仿真实验平台的后台用户管理,包括系统管理员可对一般用户(教师或学生)进行添加、删除、修改操作,并设置相应的权限。

(5)教师登录后可以检查、批改实验报告。采用VisualC#和ASP在校园网内构建基于Internet的计算机仿真实验平台。

2.2仿真实验平台的构建

2.2.1构建软件的选择

仿真实验平台是基于Internet的网络平台,采用C/S和B/S模式进行构建,在构建时,可考虑采用VisualC#和ASP语言[7],有如下优势:(1)VisualC#是一种简单、现代、类型安全和面向对象的语言;(2)VisualC#和ASP语言同属.NET框架,设计的软件更适合运行于.NET平台上,C#是一种范围广泛的企业级应用程序;(3)VisualC#也受益于公共语言运行库的服务(包括:语言互操作性、垃圾回收、增强的安全性以及改进的版本支持等);(4)VisualC#完全得到项目模板、设计器、属性页、代码助理、对象模型和其他开发环境功能的支持。因此采用VisualC#和ASP构建仿真实验平台是较为理想的选择。

2.2.2仿真软件的连接

目前,计算仿真实验软件常有EWB[3](即ElectronicWorkbench电子工作台)、Pspice[8](号称电子仿真顶级软件)、MATLAB[9](即MatrixLabo-ratory矩阵实验室)、Labview[10](是一种先进的图形化编程语言工具[11])、Java[12]和Flash等等。它们的执行文件主要是exe文件,其运行环境主要可分为两种:一是在Windows(或DOS)环境下执行的EXE文件;另一种是可在页面运行的Java和Flash,因此在连接上分别采用两种连接方法。

3.建设措施

由于计算机仿真实验被要求与真实的实验要有高度的逼真性和一致性,这就需要仿真实验软件的编制人员与相应专业的实验教师密切配合,且软件编制人员要完全熟练和掌握实验操作过程,才能编制出较好的仿真实验软件。而两者常受时间、交流机制、应用条件等多种因素的影响无法完成或不能较好完成仿真实验软件的设计、编制工作。因此应在人力、实验场地、运行机制等方面制定相应措施。

3.1人力和时间的保障

学校应采取相应的培训、实践活动,对实验教师和相关人员进行较深入的培训,以提高相关人员的计算机能力和实验操作水平。由于教师存在份内的教学任务,因此在时间上往往不足。所以,对于参与仿真实验软件开发的教师应尽量减少教学任务,尽可能地在能力和时间上给予支持。

3.2建立交流机制

为了使仿真实验软件能更广泛地使用,应建立更为广泛的交流机制,如实验教师与软件制作人员建立长期的交流,或开展仿真软件设计竞赛活动等,通过这些活动进一步激励软件制作者的积极性,通过进一步交流从而制作出更为广泛适用的仿真实验软件。

3.3提供仿真实验场地

随着计算机应用的普及和发展,许多学生都有自己的电脑,应用条件会有很大的提高。因此,学校在确保计算机实验室充足的同时尽可能地提供计算机仿真实验的应用场所,如提供只有网线接口的“机房”,以方便有自己电脑的学生使用,从而改善计算机仿真实验的应用条件。

3.4建立完善的运行机制

在后台管理方面应有专人负责管理,对需要添加到平台的仿真实验软件应组织实验人员和软件设计人员进行评审,只有评审通过的仿真实验软件才能添加到平台上。