计算机仿真技术范文精选

[摘要]随着网络经济的发展,各个院校相继开设了电子商务专业。但普遍存在重理论而轻实践的现象,不利于电子商务人才的培养。将仿真技术应用在电子商务教学中，可以组建电子商务仿真实验室,将计算机类的课程与商务类的课程有机结合起来,注重培养学生的动手能力。

[关键词]计算机仿真电子商务仿真

电子商务作为一个新兴领域,各个院校在电子商务专业建设中,培养目标和课程体系不是完全统一，因此侧重点是不同的。普遍存在的问题是重理论而轻实践的现象非常严重,不利于电子商务人才地培养。原因很简单，就是实践的电子商务平台很难搭建，应用仿真技术可以解决这一问题。利用计算机技术、网络技术等现代信息技术从事商务活动,突出学生的动手能力,培养融IT与商务于一身的高素质复合型人才。

随着互联网的全面普及，基于互联网的电子商务也应运而生，并在近年来获得了巨大的发展，成为一种全新的商务模式，被许多经济专家认为是新的经济增长点。这种电子商务模式对管理水平、信息传递技术都提出了更高的要求，其中安全体系的构建又显得尤为重要。如何建立一个安全、便捷的电于商务应用环境，对信息提供足够的保护，是商家和用户都十分关注的话题。

一、概述

计算机仿真技术可以为学生提供虚拟的仿真情境,为学生创设一种开放的、主动的、发现式的探索式的学习环境,发展学生的高级思维能力和问题解决能力,从而通过对该情境的操纵、观察和思考得出合理的结论。计算机仿真可以在很大程度上激发学生的高水平思维活动,让学生通过反省性的、高水平的思维活动来建构深层的、灵活的、真正的知识,近几年,计算机模拟教学在国内外的电子商务课程中屡见不鲜,但仿真教学在计算机教学中的应用、尤其是在计算机网络课程中的应用还处于探索研究的阶段,将计算机模拟应用于教学活动中,往往能够收到事半功倍的效果。

一、污水处理系统仿真软件概述

污水处理系统仿真软件一般由动力学模型、模型表达、参数校正、数值分析、数据表达和用户界面等模块组成。在污水处理领域，用于数学模拟的软件可分为四个层次：一是电子数据表，可进行稳态计算，实现针对普通微分方程的简单数字程序；二是低端通用型语言（如FORTRAN、C、Basic等），创建模型的灵活性最高，但耗时费力；三是通用仿真软件（如Mathematica、MATLAB等），能够执行模型运算，可从网上下载；四是专业仿真软件（如BioWin、WEST等），主要由预定义的工艺模型单元库构成。WEST3.7.5将用于本文污水处理系统仿真和工艺分析。WEST软件是由比利时Hemmis公司与Ghent大学联合开发的、用于污水处理工艺动态模拟的专业仿真软件。通过引入组件单元（如活性污泥反应器、沉淀池、传感器等），软件可帮助用户使用分级图形编辑器构建模拟对象，并建立组件单元间的关联；后台模型库中提供了大量的组件模型以供选择。软件为高级用户提供了二次开发平台，通过MSL数据库可实现用户对模型库的自定义扩展。WEST软件目前在欧洲、北美、亚洲和澳大利亚拥有许多用户，在工业废水和生活污水处理领域均有应用。

二、模拟仿真在实践教学中的应用

目前上海市共有53家城镇污水处理厂，其工艺包括厌氧/缺氧/好氧、缺氧/厌氧/好氧、氧化沟、Unitank、MSBR等，千差万别的工艺使学生在多家污水处理厂的参观实习过程中很难把握其本质。因此，针对不同处理规模、工艺差别较大、处理目标不尽相同的污水处理厂，如何提炼污水处理运行管理中具有普遍规律性的内容并掌握应用就成为毕业实习教学的重点。由于大部分城市污水处理系统均采用二级生物处理工艺，通常涉及到厌氧、缺氧、好氧和固液分离4个处理过程，以满足COD降解、悬浮固体去除、硝化、反硝化和强化生物除磷的需要，因此引入ASM模型对典型生物处理系统进行研究将具有普适性的意义。此外，对污水处理厂能够进行调控的操作变量进行梳理，可概括出污水生物处理系统的6大操作变量：进水流量、流量分配、剩余污泥排放、污泥外回流、好氧池混合液回流量、供氧量或溶解氧设定值。为此，可通过计算机仿真技术操作变量进行详细分析，以得到不同运行参数下影响污水处理厂出水各指标的最佳调控变量。典型的计算机仿真工艺流程如图1所示。在计算机仿真教学过程中，兼顾了系统整体介绍和细节分析，既通过仿真分析介绍了控制变量对出水水质的影响，又通过动力学模型分析解释了污水处理厂控制参数设置的合理性。如参观污水处理厂的溶解氧设定范围为2~3mg/L，为了有助于学生分析其设定范围的合理性，在实习过程中引入了ASM中开关函数的概念，并通过模型演示介绍了溶解氧对反应速率的影响（见图2）。通过相关的模拟仿真分析，加深了学生对实习过程中污水处理过程工艺控制的认识，有助于学生理论知识与实践知识的融会贯通。为了更好地突出数学模型仿真教学的优点，在毕业实习过程中，首先给学生布置部分问题，让学生带着问题进行污水处理厂的现场参观学习。待完成现场参观学习后，要求学生进行实习内容总结，数学模型仿真与实例分析安排在实习内容总结之后。在计算机仿真演示之外，要求学生结合专业知识对仿真结果进行分析，并对仿真结果进行估计。与此同时，结合计算机仿真和数学模型计算对实习过程中参观污水处理厂的工艺特点和存在问题进行分析。在工程实例分析中，选取上海市的典型污水处理厂氨氮去除效率高但出水总磷浓度过高的案例进行分析，并通过计算机仿真分析提出运行管理建议。考虑到氨氮和总磷的协同达标问题，通过模拟仿真分析建议增加排泥量降低系统污泥龄以有效降低出水总磷，并适当降低好氧曝气过程中的溶解氧控制值，以防剩余的溶解氧干扰反硝化和厌氧释磷，这也有助于降低出水总磷浓度。

三、实践教学效果分析与建议

实践表明，将计算机仿真教学与污水处理厂现场实习结合，能收到很好的实习效果。与传统的参观实习方式相比，计算机仿真作为对实际生产过程的等效描述，能以其独有的技术和效果为学生提供一个良好的多通道学习机会和训练创造性思维的氛围。通过系统性的对污水处理工艺过程进行描述分析，学生能够将现场参观实习的感性认识上升到系统分析的理性认识高度。仿真操作不仅可以使学生将所学的理论知识与实践结合起来，也可以为他们的思维提供一个宽广的空间。计算机仿真分析的工艺流程演示有助于学生树立起全局观念和学习的积极主动性，这是因为仿真分析需要用系统的观点对污水处理工艺的运行管理及可能达到的效果和出现的问题进行分析，要求运用所需知识探索各种参数之间的相互影响，才能得出最佳的运行管理效果。从2011年和2012年的毕业实习教学效果来看，基于数学模型的污水处理工艺仿真演示对提升教学质量有非常明显的效果，学生的学习积极性和动手能力都得到了较大的提高。从学生实习报告的质量来看，对工艺流程和单元模块作用的分析较以往深入，对实习过程中问题的回答方向性也更为明确。当然，计算机仿真技术应用的前提是对相关模型的深入了解，但目前教学环节中尚缺乏对污水处理数学模型的系统讲授，这就造成学生对数学模型与结果分析的理解较为吃力。因此，在实践教学中简化了建模与模型分析的步骤，要求学生集中更多精力用于模型结果的分析。另外，由于数学模型仿真分析是一项耗时费力的工作，在2011年和2012年毕业实习引入计算机仿真分析时，仅采用多媒体课件的形式进行结果的分析演示，今后将考虑分步骤引入案例小组讨论、模拟仿真分析实验等内容。

摘要：虽然中医学所构建的庞大而复杂的系统难以在简单系统的实验室中得到验证，但现代计算机仿真技术为中医学提供了复杂系统的实验室。而面向对象程序设计与中医学相似的思维方式使之成为可能。运用这一技术可以作出诸如中医学意义上的生理、病证、实验模型，不仅可以对中医学概念、理论、方法的客观性、有效性、实用性进行证实，而且有前瞻性和预测性。

关键词：计算机仿真；复杂系统；中医学；面向对象程序设计

1计算机仿真技术提供了适合中医学理论的实验室

科学技术的不断进步，推动着整个人类社会的发展，计算机的出现，使人类社会由工业社会向后工业社会——信息社会过渡。我国著名的科学家钱学森说：“我们所设计的信息体系简直可以包括全部人类千百年来创造的、而且还在不断创造的精神财富。而这全部精神财富可以由我们每个人随手调用和享受。这不但是从旧的脑力劳动中解放出来，而且是获得一个伟大的世界，从来未有的高度文化的世界。……人将变得更为聪明，人类的前进步伐更将加快。”这位大科学家以前所未有的高度论述了由计算机引起的这场技术革命。随着计算机技术的发展，一种崭新的学科——仿真学诞生了，从新药品的仿真测试到行星和星系的创生模型，以及计算机化培养皿中生长的数字生命形式，这是一种新的方法，不是基于直接的观察和实验，而是基于从真实空间向虚拟空间的映射。虽然这项工作仍处于起歩阶段，但已足以让每一颗好奇的心欣喜若狂。在这样一个伟大的时代，古老的中医学面临着前所未有的机遇和挑战。怎样将计算机科学与技术融入中医学领域，是一个值得深思和大胆尝试的问题。值得庆幸的是，计算机仿真是建立在复杂系统理论基础上的，而中医学理论所描述的正是这样一个复杂系统。

当伽俐略第一次拿起望远镜仰望太空时，他为人类创造了科学方法，即用实验来检验关于世界如何成其为世界的种种假说。于是有了拥有试管、曲颈瓶和本生灯的化学实验室，用来探测物质内核的价值连城的粒子加速器，以及在任何生物实验室都能看到的解剖青蛙和用显微镜观察植物细胞。然而，这些都是仅适用于简单系统中物质结构研究的实验室。现论物理学家薛定谔（ErwinSchrodinger）在《生命是什么？》一书中写道：“只要我们涉及活物质的结构，我们就必须面对这样一个事实：它是以不能还原成通常的物理学定律的方式起作用的。原因不在于某种‘新的力’或某种类似的东西支配着活的机体中的一个个原子，而是其结构不同于任何我们已从试验室研究中认识的东西。”[1]也正因如此，尤其是对于与西医学思维方式大相径庭的中医学理论，实验室研究一直是一筹莫展，经络实质的研究无功而返，各种“证”的实验模型设计令人啼笑皆非，中药的研究几乎与中医理论毫不相干……中医学所构建的庞大而复杂的系统难以在简单系统的实验室中得到验证，这是不难理解的。计算机仿真学的出现真值得每一位中医界的同仁为此干上一杯，因为这一方法的出现能使中医学多年的“科学梦”成为现实！虽然计算机仿真学正在起步，而这对中医学来说却是难得的机遇，不仅可以揭开其古老而神秘的面纱，而且有望为中医学打开一扇新的大门，开拓更为广阔的发展空间。

而将计算机仿真技术运用于中医学，面向对象程序设计是一个关键环节，下面将面向对象程序设计作一简要介绍。

关键词：计算机仿真；复杂系统；中医学；面向对象程序设计

1计算机仿真技术提供了适合中医学理论的实验室

科学技术的不断进步，推动着整个人类社会的发展，计算机的出现，使人类社会由工业社会向后工业社会——信息社会过渡。我国著名的科学家钱学森说：“我们所设计的信息体系简直可以包括全部人类千百年来创造的、而且还在不断创造的精神财富。而这全部精神财富可以由我们每个人随手调用和享受。这不但是从旧的脑力劳动中解放出来，而且是获得一个伟大的世界，从来未有的高度文化的世界。……人将变得更为聪明，人类的前进步伐更将加快。”这位大科学家以前所未有的高度论述了由计算机引起的这场技术革命。随着计算机技术的发展，一种崭新的学科——仿真学诞生了，从新药品的仿真测试到行星和星系的创生模型，以及计算机化培养皿中生长的数字生命形式，这是一种新的方法，不是基于直接的观察和实验，而是基于从真实空间向虚拟空间的映射。虽然这项工作仍处于起歩阶段，但已足以让每一颗好奇的心欣喜若狂。在这样一个伟大的时代，古老的中医学面临着前所未有的机遇和挑战。怎样将计算机科学与技术融入中医学领域，是一个值得深思和大胆尝试的问题。值得庆幸的是，计算机仿真是建立在复杂系统理论基础上的，而中医学理论所描述的正是这样一个复杂系统。

当伽俐略第一次拿起望远镜仰望太空时，他为人类创造了科学方法，即用实验来检验关于世界如何成其为世界的种种假说。于是有了拥有试管、曲颈瓶和本生灯的化学实验室，用来探测物质内核的价值连城的粒子加速器，以及在任何生物实验室都能看到的解剖青蛙和用显微镜观察植物细胞。然而，这些都是仅适用于简单系统中物质结构研究的实验室。现论物理学家薛定谔（ErwinSchrodinger）在《生命是什么？》一书中写道：“只要我们涉及活物质的结构，我们就必须面对这样一个事实：它是以不能还原成通常的物理学定律的方式起作用的。原因不在于某种‘新的力’或某种类似的东西支配着活的机体中的一个个原子，而是其结构不同于任何我们已从试验室研究中认识的东西。”[1]也正因如此，尤其是对于与西医学思维方式大相径庭的中医学理论，实验室研究一直是一筹莫展，经络实质的研究无功而返，各种“证”的实验模型设计令人啼笑皆非，中药的研究几乎与中医理论毫不相干……中医学所构建的庞大而复杂的系统难以在简单系统的实验室中得到验证，这是不难理解的。计算机仿真学的出现真值得每一位中医界的同仁为此干上一杯，因为这一方法的出现能使中医学多年的“科学梦”成为现实！虽然计算机仿真学正在起步，而这对中医学来说却是难得的机遇，不仅可以揭开其古老而神秘的面纱，而且有望为中医学打开一扇新的大门，开拓更为广阔的发展空间。

而将计算机仿真技术运用于中医学，面向对象程序设计是一个关键环节，下面将面向对象程序设计作一简要介绍。

2面向对象程序设计（OOP）概述

1机械设计制造及自动化中计算机技术应用的概况

计算机自诞生以来，其发展是难以预想的，在机械设计制造及自动化中，其最常用的是计算机的可视技术、虚拟现实技术和仿真技术。计算机可视技术是指可通过计算机将相关的机械信息转化为可视的、直观的数据信息，人通过对这些数据的观察、监测可以预测所设计机械的特点性能等、可以了解机械自动化中的工作运行情况，以及时掌握其动态，并对其进行改进、优化。总之，计算机的可视化技术是机械设计、运行监测的相关信息转化为可视的信息资源，为人的行为提供参考。一方面，这一技术的应用为机械设计制造提供了辅助设计等功能，提高了机械设计的可靠性、精确性；另一方面，计算机可视化技术的应用，提高了机械系统运行的安全性、可靠性，提高了自动化生产的效率。计算机虚拟现实技术是依靠计算机创建和模拟体验现实世界的计算机技术，实现了人机交流的较高境界，使人的理念与现代科技相结合，推进了人的思想实践，使机械的设计制造及自动化过程更加协调、完美。计算机仿真技术是以媒体形态描述模型信息，将系统行为、系统形态、数学模型、物理模型等等更直观的表现出来，给人提供可靠、准确的设计、操作参考，并利用计算机的输入、输出信息等功能，实现机械制造的自动化，使其设计手段、自动化运行方式更加高明、高效。

2机械设计制造及自动化中计算机技术的具体应用

2.1机械设计制造中的计算机辅助功能分析

机械设计制造及自动化是一个复杂、繁琐的过程，计算机在这一过程中的应用是科技发展的必然结果，也是机械设计制造及自动化自身发展的需求。计算机辅助设计是计算机的常用功能，在报刊、服装、机械等方面都有广泛的应用，机械设计中，利用计算机设计辅助功能可有效的提高产品设计的可靠性和精度，为机械生产制造带来更高的效益。第一，机械设计的目的是机器生产性能够优越的体现出来，在这一过程中绘制复杂的机械图非常关键，利用计算机的CAD、CAM等软件，对机械设计进行科学的信息处理，使这一复杂过程变得清晰、明确，且减少了人为失误、出错等，提高了机械设计的效率和科学性。第二，机械设计中要对机械的工作原理、结构、形状、尺寸等进行分析利用计算机辅助技术对设计的机械产品形成具体的描述，使设计人员能够更加直观的看出设计的问题和不足，有利于提高设计速度和设计有效性。第三，计算机辅助功能的应用方便了图纸的编辑、修改，在图纸分析中不用做反复、重复的工作，一切图形绘制、数据计算及处理等问题计算机都能搞定。第四，在相应软件的支持下，机械产品零部件的测试也更加方便。在机械设计过程中利用计算机的虚拟样机构建，结合图纸“制造”一个虚拟的样机模型，利用计算机技术对其进行工作性能、受力情况等测试，以便及时的修改原设计，使原设计变得更加完美。

2.2机械设计制造中的计算机仿真技术应用分析