浅析计算机仿真技术及其应用

张鹏

摘 要：仿真技术是计算机仿真技术的简称，它结合了多个领域的技术，为我国许多领域提供了技术支持，对于我国多个领域的发展有着至关重要的作用。相对于其他计算机技术，仿真技术对计算机硬件的要求更高，实施步骤更加严谨，流程也更加规范。根据相关资料表述，仿真技术已经成为了当前应用最广泛的计算机技术，它将一些虚拟的图形或者信息在计算机上具象化，使人们更好地对产品进行直观判断和修正。仿真技术最重要的意义在于，将人脑中的虚拟数据和参数转化为计算机中的具体图形和全景影像，实现了抽象物质的具象化。文章从高中生的角度出发，结合相关专业知识，对计算机仿真技术及其应用作一个浅析。

关键词：计算机；仿真技术；应用；高中生

与发达国家相比，我国计算机仿真技术出现的时间较晚，普及的时间也较短，没有形成完善成熟的技术体系和管理体系，却依旧对我国各个领域的发展有着极为重要的推进作用。仿真技术如今已经在人们生活的多个领域发挥着越来越重要的作用，使人们能够以一种模拟的方式去作出最正确的决策，达到节省时间成本和人力成本的效果，促进社会经济的高速有序发展。

一、计算机仿真技术的实现步骤

计算机仿真技术是一门至关重要的模拟技术，它能够将一些数学参数和原始数据运用在计算机程序中，计算机程序通过这些数学参数或原始数据将三维图形或是立体图像投影的生成，人们能够直观地通过图形作出有效准确的判断和决策，最大限度地节省了人们时间和精力。要想全面客观计算机仿真技术在生产领域中的应用，首先要知道仿真技术产品的实现步骤，了解仿真技术如何对原始数据与相关数学参数实现，才能够更加深入清晰的理解仿真技术在多个领域中的应用。总的来说，仿真技术有三大步骤，以下分别对这三个步骤进行逐一介绍：

（1）建立数据模型。建立数据模型是计算机仿真技术的初始步骤。实现仿真技术的首要条件就是建立数据模型，这就要求工作人员必须收集有效科学的数据，并且根据特定的数学方法将这些数据建立模型。只有将数学模型正确有效地建立起来，才能够获得研究所需要的原始数据，将原始数据进一步地转化为三维图形或是立体图形。这些特定的数学方法包括归纳法、演绎推理法等等，通过发现这些基本数据中的最原始规律，使这些数据建立科学合理的数据模型，再将这些模型进一步地演化。需要注意的是，完成这一步骤就需要建立特定的数据模型，绝不能够忽视了各种规律而采用不符合数学要求的归纳方法，最终难以对数据进行有效地仿真。

（2）实现数学模型。实现数学模型是计算机仿真技术产品的最关键步骤。实现数学模型可谓承上启下，是对一种特定程序的有效实现。换句话说，数学模型的建立其实是数据模型的程序化与规范化，将数学模型建立，等同于将数学模型编制成一种可用的程序。实现数学模型，就相当于将仿真算法和仿真程序编制出来，是实现仿真实验的前提，如果没有数学模型的支持，那么仿真试验将没有办法进行。事实上，传统的模型是非常复杂，非常繁琐的，数学模型则较为简单和有效，为实现仿真实验打下了良好的基础。

（3）进行仿真实验。进行仿真实验是计算机仿真技术的最重要步骤。仿真实验其实并不复杂，人们只需要使用特定的计算机程序，将数学模型载入其中，就能够将这些数学参数和数据用最三维图形或是立体图形的方式表达出来。这一步骤的实现，使仿真模型能够被人们直观地了解，为仿真实验提供了有效的技术基础。在工业生产的多个领域中，人们不断地用仿真实验去得出相应地数据，对成果加以总结和修正，不断地改进相关的技术，为该领域的进步打下了良好的基础。

二、计算机仿真技术的应用

仿真技术需要先建立数据模型，再实现数学模型，最后进行多次仿真实验，对实验之后的数据加以总结或进行不断地修正。仿真技术几乎不会被运用到日常生活中，因为这种技术对人们的日常生活没有太大的帮助。仿真技术的主要作用是为生产领域提供技术支持，因此仿真技术在人们生产领域中的应用极为广泛。计算机仿真技术在生产领域中的应用非常频繁，在多个生产领域均有应用，以下列举三个生产领域进行分析和说明：

（一）军事领域

军事领域是我国最早应用仿真技术的重要领域。由于军事领域涉及到的技术太多太多，如军事武器的设计、生产、研发以及使用和维护，如果没有仿真技术的支持，那么政府即便花費无数的人力、物力和财力也没有办法快速发展军事领域。事实上，仿真技术为军事领域的各个流程提供了一种模拟路径，使其在采用数据之后，使用仿真实验不断地对这些武器的生产和研发进行修正与管理，最终得出最精确的参数和最准确的决策。

（二）教育教学领域

仿真技术在教育教学领域也有着极为重要的应用。相对于军事领域，仿真技术在教育教学领域显得没有那么重要，仅仅是为了帮助学生更好地学习知识。传统的课堂没有仿真技术的支持，教师没有办法把抽象的概念转化为具象的信息，学生难以直观有效地了解授课内容。采用了仿真技术以后，教师能够将这些概念和信息转变为具体直观的图形，使学生能够直观地了解和有效地接收这些信息，提升自己的理科水平。

（三）工业领域

工业领域也是非常依赖计算机仿真技术的一大领域。在工业领域中，产品的生产同样包括许多个环节，如果对所有设计的产品加以生产，那么将花费无数的时间和人力财力，明显是不划算的。仿真技术支持工业领域的工作人员反复进行仿真实验，通过仿真实验得到许多有用的数据和参数，并对这些产品加以修正和改进，最终研制出更加理想的产品。仿真技术在工业领域的应用，极大降低了工业生产的成本，也减少了工业污染的产生，使产品更具经济性和安全性。

综上所述，仿真技术虽然没有在日常生活中被人们频繁使用，却在生产领域被人们广泛应用。在军事领域、教育教学领域、工业领域等多个领域中，人们均用仿真技术对产品的设计、生产、研制以及使用等多个流程进行模拟实验，得到有用的数学参数，并将产品不断优化和改进。仿真技术是生产领域的技术支持，极大促进了社会生产力的发展，未来的仿真技术将更加先进，将更好地造福人类。

参考文献：

[1]沈芳.计算机仿真技术的发展及其应用[J].科技传播，2014-07-08.

[2]张锋.计算机仿真技术及其应用[J].电脑知识与技术（学术交流），2007-10-08.41.