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      計算機仿真

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      計算機仿真范文第1篇

      1復雜系統概述

      1.1復雜系統的含義

      目前我國對復雜系統還沒有明確的定義,對復雜系統的理解還處于研究階段。大家所理解的復雜系統主要是指巨大的元素數量組成的系統,而系統各元素之間具有隨機性、非線性的依存關系,系統功能難以利用抽象描述、形式化描述體現出來。如金融證券市場就可以視為一個復雜系統,而該復雜系統的組成元素主要包括國家金融、監管機構、上市公司、證券公司、證券參與者等,而這些促成元素之間即相互依存又各自獨立。

      1.2復雜系統的特點

      復雜系統的主要特點有不可計算性、自主性、關聯性、開放性。不可計算性主要是指復雜系統的行為難以通過數學的方式描述出來,各元素行為的總和不等同于復雜系統的整體行為。自主性是指元素之間獨立自治性較強,各自元素行為通常是自行規劃來完成,全局控制在復雜系統中是不存在的。關聯性是指元素之間雖然各自獨立,但它們相互作用,而且作用的影響相當大,甚至可以影響整個復雜系統的狀態、行為。開放性是指系統的元素種類多且數量大,在對復雜系統研究的過程中不能單獨的對某元素進行封閉研究,要使用突現、聚集的方法,復雜系統簡化常通過元素聚類、集來實現。

      2復雜系統計算機仿真的應用

      2.1自適應Agent

      復雜系統計算機仿真應用平臺最具影響力的設計是由美國桑培飛研究提出的自適應Agent仿真平臺。不同智能主體Agent通過單機中的若干線程和進程構成,包括反應Agent、交互Agent、控制/顯示Agent、局部Agent、全局Agent、對象管理、控制時間推進。而且不同的Agent具有不同的功能,反應Agent具有自適應能力,交互Agent能夠完成網絡的交互,控制/顯示Agent能夠完成人機交互,局部Agent或全局Agent能夠進行通信。而所有的Agent智能主體都具有反應能力、交互能力、自治性。當仿真感知到信息的時候反映體就會做出決策,例如證券交易原則,對于普通證券交易人員來說則非常簡單,當證券價格上升,證券交易人員就出售那些呈現上升趨勢證券,反之則買進若干倍的證券。

      2.2智能仿真平臺

      智能仿真平臺主要具有兩方面內容,一是具有控制/顯示Agent、自適應Agent的智能主體,代表復雜系統的基本元素,而這些復雜系統主要是國家、公司、機構、證券交易中的散戶。二是全局Agent、局部Agent、交互Agent等實現基本元素關聯的智能主體。其具體結構如圖1所示.不同RII接口Agent通過網絡傳輸信息,而RII再對其進行綜合。實現各個Agent之間的相互作用。

      3復雜系統計算機仿真的設計

      復雜系統計算機仿真設計主要是從基于HLA框架中RTI的多種智能主體Agent分布的仿真平臺。主要包括時間推進、事件處理、信息分發、主體控制。充分發揮HLA框架中RTI的強大功能,而RTI主要功能有數據分析管理、聲明管理、時間管理、屬性管理、主體管理、全局管理。另外RTI服務應與多Agent仿真環境需求相對應。如對象管理OM和聯邦管理FM對應主體控制;時間管理服務TM對應時間;數據分發管理服務DDM、數據管理DM與信息分發相對應。但是這種仿真平臺還存在局限,HLA框架中RTI對Agent之間的通信缺少支持,而在Agent中通信服務很重要,而基于HLA框架中RTI服務難以滿足其要求,對個元素的關系也無法實現具體描述。因此,為了解決HLA框架中RTI對Agent之間缺少通信支持的問題,可以使用增加ML(中間層)在RTI和Agent軟件之間的方法。例如AgentA將信息通過ML傳輸到RTI,然后RTI進行分析服務,將從ML接收到的信息分為到B的信息、到C的信息,然后在經過ML分別傳到AgentB和AgentC。最終實現Agent之間的通信。而ML中間層的主要作用是解釋和分裝仿真環境中的自適應Agent和HLA中的RTI服務功能之間的通信。增加HLA框架中RTI對Agent的通信支持。由于HLA框架中RTI和Agent之間通過ML中間層解釋信息,有可能會增加Agent元素之間的數據流通量,而在這時數據分發的數量可以利用RTI的路由空間進行限制。通過RTI對接受、發送數據的約束,能夠為Agent邦元得到所需信息提供保障。例如在同一電臺中的不同頻道接收、發送信息,頻道接受、發出的信息可以由RTI的路由空間進行約束,根據邦元的ID作為路由空間的參數,只允許在這個頻道上的不同邦元可以對相關信息進行接收。還可以根據發送者的需求對路由空間進行有選擇性的使用。

      4結論

      計算機仿真范文第2篇

      【關鍵詞】計算機 仿真技術 發展 應用

      1 計算機仿真技術簡介

      隨著計算機技術的發展,計算機仿真成為可能,使用專門的軟件,借助多媒體技術可以給人身臨其境的感覺。仿真技術的發展,很大程度上得益于控制工程技術的發展,在控制工程中需要使用計算機進行仿真實驗。計算機仿真技術的應用能夠加快產品開發周期,提高產品質量,提高工作效率,減少經費開支。

      2 計算機仿真技術原理

      通常情況下,計算機不能夠對外界信息進行認知,因此需要建立相應的數學模型來反映事物的本質特點。

      通過數學模型能夠清楚地反映出研究對象的特點,通過模型轉換,使用計算機算法等將數學模型轉化成計算機能夠處理的形式,也即建立仿真模型。仿真模型是計算機仿真的關鍵,再進行仿真實驗,通過仿真實驗對之前設置好的模型進行模擬,獲得仿真結果。對仿真實驗的結果進行評價通常采用反向驗證和置信通道法。

      3 計算機仿真技術應用

      隨著信息技術的發展,計算機仿真技術得到了廣泛的應用,改變著傳統的生產生活方式。計算機仿真在交通工程、制造領域、教育領域等都得到了較好的應用。

      3.1 交通領域

      人和車輛是交通的主要組成部分,要考慮安全的前提下,提高交通效果。交通安全仿真通過虛擬技術,增加各種誘發因素,進而對某一路段的交通安全情況進行評價。

      計算機仿真可以有效地對交通安全進性評價。仿真過程能夠實現可視化操作,能夠更加直觀地進行分析,不同于傳統的數值仿真。比如,對某路段進行交通安全評價時,傳統的絕對數和事故率方法可以進行評價, 還可以在虛擬環境中設置不同的交通工具,考慮人的行為感知的情況下,進行評價。

      3.2 制造領域

      制造業是國家的第二產業,對各行各業影響深遠,汽車制造是制造業的重要組成部分。實驗課題難度大,成本高。計算機仿真可以很好地解決這個問題,比如對碰撞試驗來說,通過建立相應的數學模型,可以對實驗過程進行模擬。

      3.3 教育領域

      使用計算機進行模擬仿真分析已經成為當前重要的研究方法,在教學模擬實驗中,采用多媒體可以很好地提高教學水平。計算機模擬實驗能夠在相關實驗設計思想和方法的指導下,改變傳統教與學、理論與實踐的關系,發揮研究人員的主動性。計算機仿真模擬可以加深對相關理論的理解,提高實驗水平。

      3.4 計算機仿真技術在其他領域的應用

      計算機不僅僅在交通、制造、教育領域得到大量應用,在軍事領域、消防、音樂等領域均有較廣泛的應用。通過計算機仿真,可以使用模擬駕駛器進行模擬,從而降低戰機、戰車、燃油的損耗,在進行軍事武器研發時,可以縮短研發周期,降低研發成本。計算機仿真在消防中的應用,可以對現場的溫度、空氣流動速度、火荷載、逃生路線等進行模擬,從而提高應對突發事件的能力,提高設計科學性。

      4 計算機仿真技術的發展方向和趨勢

      4.1 計算機仿真技術發展方向

      網絡化仿真。仿真系統開發兼容性不強、開始周期長,費用昂貴,難以實現信息共享,隨著計算機技術和網絡技術的發展,計算機仿真技術取得了較大水平的提高。利用網絡技術的優勢,可以實現仿真系統共享。系統的網絡共享能夠提高資源的利用效率,避免不必要的重復開發,減少科研經費。

      虛擬制造技術。虛擬制造技術發揮計算機仿真技術的虛擬現實技術的優勢,使用計算機完成對產品的管理和控制,虛擬制造技術已經成為計算機仿真技術發展的重要方向。

      4.2 計算機仿真技術發展趨勢

      隨著計算機技術和仿真技術的發展,仿真技術很好地解決了各學科發展中的問題,很大程度上提高了工作效率,更加形象直觀地進行仿真實驗,節約了產品開發周期,降低了開發成本,提高了產品質量。計算機軟硬件性能得到了較大水平的提高,進一步促進了仿真技術的發展。仿真技術主要朝著面向對象的仿真建模、分布式仿真、智能仿真等方向發展。

      4.2.1 面向對象仿真建模

      發揮計算機的符號處理能力,可以提高人們對仿真對象的認知速度,與傳統的人工建模有著較大的進步。面向對象的仿真建模,可以最大程度提高系統的建模能力。此外,面向對象的仿真建模操作難度小,更容易使用,可以發揮仿真技術的優勢。

      4.2.2 分布式仿真

      分布式仿真將不同分布位置的計算機通過網絡進行連接,形成時間空間相互禍合虛擬仿真環境。分布式仿真系統由幾個子模型組成。部分是仿真系統中,主要有動態、靜態數據分割技術、功能分割技術等。

      4.2.3 智能仿真

      在仿真的不同階段引入知識表達和處理技術,可以縮短仿真建模時間,提高模型效率,幫助用戶做出最優決策,及時修正模型,界面更加智能化,增加仿真系統的尋優能力。

      4.2.4 其他仿真

      一些仿真可以實現高度的可視化,對仿真過程進行形象展示,便于研究人員真實地對仿真過程進行分析,易于理解。踴仿真能夠將聲音、視圖等元素加入其中,交互性更強。

      5 結語

      計算機仿真伴隨著其他學科的發展而快速發展,隨著計算機技術的快速發展,計算機仿真技術很好滴解決了其他學科的問題。計算機仿真經歷了從簡單的原型到物理模型,再到今天的動態顯示仿真過程,并可實現可視化操作。多媒體技術、人工智能、可視化等技術同仿真技術的結合,仿真技術的發展和應用將更加廣泛。在不遠的將來,計算機仿真技術在生產生活中會發揮更大的作用,促進社會經濟的發展。

      參考文獻

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      計算機仿真范文第3篇

      關鍵詞 動態系統;計算機仿真;仿真建模

      中圖分類號:TP391 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)17-0036-01

      1 計算機仿真技術

      計算機仿真技術即利用計算機制作真實系統模型,用來進行系統評估的技術手段。具體說就是將真實系統作為仿真模型的根據,通過運行具體仿真模型和對計算機輸出信息的分析,實現對實際系統運行狀態和變化規律的綜合評估與預測,進而實現對真實系統設計與結構的改善或優化。隨著計算機技術的快速進步,計算機仿真技術主要是用來進行系統分析和設計,應用于多項領域。計算機仿真技術作為一種可以客觀分析現有系統運行狀態和評價現有設計系統性能的技術手段,在很多領域(例如航空航天、經濟管理、通信網絡等)的發展中起到極為重要的促進作用。可以這樣說,計算機仿真技術已經成為現代和高科技產業中不可或缺的進行系統分析和研究的一項關鍵性技術手段。

      由于在實際的操作過程中,需要根據實際情況來選擇合適的計算機類型,因此根據在仿真過程中采用的計算機類型以及計算機仿真技術的發展過程,可以將計算機仿真技術的類別劃分為模擬機仿真、數字機仿真和模擬―數字混合機仿真。計算機仿真技術在20世紀50年代興起,模擬計算機是當時采用的主要計算機仿真技術,其工作原理是:在仿真系統數學模型明確的前提下,通過一系列運算器和無源器件建立一個仿真的電路,通過這個仿真電路進行后期的實驗研究。但是,隨著計算機數字化的快速發展,在20世紀60年代后期,計算機仿真技術開始由模擬形式轉變為數字機仿真。但是,航空航天等大規模復雜系統的發展對計算機仿真技術提出更高的要求,傳統的數字機對信息的處理能力等方面已不能滿足仿真系統的需求。為了盡快解決這一問題,使計算機仿真技術能夠為更多的領域提供最佳的服務,以數字機與模擬機混合而成的數字混合機應運而生。數字混合機不僅能夠滿足航空航天等復雜系統的應用,而且也極大程度的促進了這些領域的快速發展。而后仿真技術隨著計算機技術的發展而迅速發展。

      計算機仿真主要三個方面的內容組成:一是系統;二是模型;三是計算機。而這三方面的內容主要是通過仿真實驗、仿

      圖1 仿真三方面內容之間的關系圖

      真模型的建立以及系統模型的建立相互聯系在一起的。圖1描述了這三者之間的關系。

      在模型活動的基礎上,可以將計算機仿真的全過程劃分為下面三個階段。

      1)計算機模型的建立,通過建立系統的數學模型,可以確定系統的原始狀態,計算機模型的準確建立是計算機仿真系統有效性的基礎技術。2)計算機模型的轉變,此過程通過將數學模型轉變成為相應的模擬電路等可以用計算機語言表達出來的仿真模型,并通過編寫相應的數據處理軟件,變成可以直接應用的計算機仿真工具。3)計算機仿真實驗階段,利用仿真輸出信息與實際存在的系統信息進行比較,發現問題,對已有的系統進行改善和完善。

      2 仿真模型的建立

      模型分析之所以得到廣泛的應用成為現代科學研究最常用的方法之一,是因為它可以根據實際系統抽象或是對事物本質的描述來建立簡化的數學模型或物理模型,這種模型與實際系統之間存在同構或同態關系的,我們就可以通過此模型來分析實際系統,進而對實際系統進行合理的控制和優化。下面主要詳細討論兩種形式的仿真建模。

      首先針對連續變量動態系統的仿真建模是由時間驅動,狀態連續變化等一類物理系統。根據系統中時間和取值方式,可以將連續變量動態系統劃分為連續時間動態系統、離散時間動態系統(工程采樣系統是最為常見的系統)和連續-離散時間混合的動態系統等多種類型。同時,對連續變量動態系統仿真系統常用的數學模型有多種,最常見的是常/偏微分方程模型,另外還有滑動平均(MA)模型和受控自回歸滑動平均(CARMA)模型等。

      其次,離散事件動態系統(DEDS)的仿真建模。離散事件動態系統多是人造系統,相對于其他系統離散事件的變化關系較為復雜,常規的方程模型難以較準確的對其進行描述。人們針對離散事件動態系統模型的設計方法進行了多方改進,自20世紀80年代初以來出現了多種形式。例如,常見的依據事件發生時間對所考察對象變化過程的分析而言是否有必要這一條件作為研究范圍,將離散事件動態系統劃分為:帶時標的離散事件動態系統(TIM/RTIL模型、雙子代數模型等)和不帶時標的離散事件動態系統(Petri網絡模型、過程代數模型等),同時也可以依據系統輸入信息以及狀態演變的確定性與否,將其劃分為確定性離散事件動態系統和不確定性離散事件動態系統模型。

      從現有的很多文獻以及不同種類的離散事件動態系統(DEDS)描述來看,離散事件動態系統模型的建立和分析研究仍不完善,有很大的發展空間。此系統模型種類多,那么在模型種類之間就需要必要的轉換關系,對每一種模型的描述方式通常僅適用于一種或是幾種問題。

      分析目前已有的系統建模方法,離散事件動態系統最常用的方法主要包括網絡圖或事件圖法和形式語言與自動機方法等。雖然離散事件動態系統模型的建立為離散事件動態系統的仿真創造了條件,但是并不是所有的離散事件動態系統模型都能直接用于計算。例如,常用的GSMP模型,可以用于描述多種模型方式不具備的或是很難描述的復雜過程,但GSMP模型在計算機上的實際應用卻很復雜,需要專業的相關知識。離散事件動態系統仿真的核心問題是仿真模型的有效性,保障與真實系統行為具有某種同構或同態關系。在CVDS中的方法是使用以物理規則為根據,通過方程式的方法來描述模型設計,這樣并不完全適用于離散事件動態系統仿真模型的建立。另外一方面的問題是由于離散事件動態系統多是人造系統,變化形式表現出復雜的非線性。隨著需求的不斷變化計算機仿真技術需要不斷的改進,針對不同時間要選擇適當的模型。

      參考文獻

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      計算機仿真范文第4篇

      計算機仿真是集系統工程、控制理論、計算技術于一體的綜合性學科,它利用計算機強大的信息處理能力構建數學模型、模擬現實系統,并通過評價仿真實驗數據來驗證模型的正確性。在信息科學領域,計算機仿真已經成為研究者從事科學研究的重要手段。另外,在實際科研條件不充分的情況下,計算機仿真也是研究者從事課題研究的有力工具。它可以幫助研究人員在一定程度上擺脫科研條件的限制,從事大量專題研究。對于科研條件相對落后的高校,培養信息類研究生的計算機仿真能力顯得尤為重要。科研設備昂貴而科研經費不足導致一些前沿的課題研究無法開展,一方面限制了學校自身的學科發展,另一方面也限制了研究生的培養。從培養通信專業研究生的科研能力出發,本文提出應用仿真軟件和計算機實驗設備構建科研仿真平臺,改善研究生從事課題研究的環境。文中提到的平臺建設方案不僅能緩解科研條件薄弱導致科研領域受限的問題,而且可解決現有仿真軟件很難滿足新課題研究需求、仿真結果跟實際系統脫節的問題。在平臺建設過程中,研究生將提升自己的計算機仿真能力,擴展課題研究的領域。

      計算機仿真軟件應用現狀

      計算機仿真研究始于上世紀八十年代,國外有研究組織以計算機為工具模擬復雜系統。到今天,已經出現了大量的計算機仿真軟件。現有的仿真軟件(特別是商業軟件)存在如下缺陷:首先,很難滿足新課題的研究需求。很多商業仿真軟件面向實驗教學,旨在提高教學效率。其功能大多模擬已經很成熟的系統和模型,適合已經存在的工程應用。對于一些新領域、新課題的研究,由于理論模型需要不斷更新和完善,其內容很難得到仿真軟件的同步支持。新領域和新課題的支持欠缺導致這些軟件不能很好地滿足科研需要。其次,大部分商業軟件不提供開源代碼或者深入開發的接口。當面臨新課題時,研究人員無法有效擴展這些軟件,使之應用于新的研究領域。最后,仿真設計的系統跟所模仿的實際系統存在差距。計算機軟件的模擬過程往往忽略大量實際約束條件,更多地停留在理論設計層面,可能導致仿真結果跟實際應用脫節。

      構建仿真軟件平臺培養研究生的科研能力

      在培養通信專業研究生時,導師應該充分考慮到仿真軟件上述的缺陷,鍛煉學生正確使用仿真軟件從事課題研究的能力。從而擺脫已有軟件的功能限制,增強科研的靈活度。

      1.建立開源的仿真軟件實驗環境從開源仿真軟件入手,摸索改進和自主設計仿真軟件的方法,建立適合課題研究的仿真軟件平臺。圖1說明了本研究的思路。通信領域的很多課題都是開放的,研究生可以選擇自己感興趣的方向。但科研基礎、科研經費、科研時間以及實驗條件的限制,最后導致科研基礎薄弱,無法為研究生提供優良的科研環境,支持其從事新課題、新熱點的專題研究。通過引入仿真軟件,研究生可在導師的指導下改進仿真軟件或自主設計仿真軟件。最后,形成以仿真軟件為平臺的科研環境。這不僅彌補了科研資源的匱乏,而且拓展了課題研究領域,研究生可以根據自己的興趣方向開展專題研究。

      2.實驗環境中用到的仿真軟件根據研究方向和參與項目的分工,導師應該為學生指定合適的仿真軟件。譬如,從事網絡協議研究的學生,導師可為其安排Matlab和NS2等仿真軟件;從事無線通信系統設計的學生,導師可為其安排Matlab和GloMoSim等仿真軟件。

      3.培養應用和開發仿真軟件的能力考慮到仿真軟件的缺陷,在培養研究生的計算機仿真能力時需要從兩方面入手:第一,選擇便于二次開發的仿真軟件,培養研究生改進現有軟件、甚至自主開發仿真軟件的能力;第二,仿真設計跟實際系統設計相結合,在培養研究生原理分析能力的同時增強工程實踐能力。前一個方面考慮到仿真軟件不一定滿足新課題的需要,譬如當前還沒有能很好支持認知無線電研究的軟件。因此,在指導研究生時,導師一定要考慮到所用軟件是否支持二次開發,能有效擴展現有平臺,從而支持新課題的研究。開源的仿真軟件能很好地滿足這一需要,譬如,開源的NS2軟件為通信課題提供了一個開放的研究平臺,研究者通過添加新功能模塊,能將其擴展成適應新課題的平臺。

      構建計算機實驗平臺培養研究生的科研能力

      在對專題進行原理性研究時,仿真軟件為研究的深入提供了很多的便利。但是,仿真軟件存在一個不可忽視的缺陷——不能完全還原實際工程場景。基于仿真的研究成果往往是原理性的結論,很難直接應用到工程實踐中。因此,除培養研究生的仿真能力外,還需要鍛煉其工程應用能力。本文提供了另外一種仿真思路:在利用軟件方法進行仿真設計后,再利用計算機實驗平臺來搭建一些實驗原型,近似模擬最后的實際系統。組建這樣的原型系統既充實了科研資源,又鍛煉了學生的工程實踐能力。譬如,為構建一個MPLS網絡,實驗室需要投入很高的經費購買路由器設備,這意味著經費不充足的實驗室無法從事MPLS網絡方面的研究。此時,如果在計算機上安裝Linux系統,并配置MPLS功能,即可用來充當MPLS路由器并組建一個MPLS實驗網絡。這種計算機平臺仍然是一種仿真環境,但比純粹的仿真軟件更接近工程環境了。學生可以在這樣的實驗條件下從事很多MPLS網絡方面的課題研究,這對提高學生的工程實踐能力有很大的幫助。為有效構建計算機實驗平臺,研究生應該從課題研究需要出發,有針對性地學習計算機系統結構方面的知識和技能。導師應該引導研究生學習《操作系統》、《嵌入式系統》等課程。另外,導師還應引導研究生學習Linux方面的技術,提升學生應用Linux從事系統開發的能力。

      計算機仿真范文第5篇

      隨著計算機技術的不斷發展,尤其是計算機虛擬現實技術的發展[1],以及多媒體仿真技術等各種現代教育手段的發展,仿真技術的應用領域和范圍得到了迅速擴大,并逐漸的被引入到實驗教學中。實驗是教學過程中的一個重要環節[2],很多高校都把實驗教學和實驗室建設放在首要位置上,然而,由于受到經費、場地和設備等諸多因素的限制,實驗教學并不能達到預期的效果,實驗教學的質量受到影響[3]。一方面,對一些耗資大的實驗許多學校無法開設,學生只能通過課堂上老師的講述來對實驗儀器及實驗操作進行想象,缺乏實際操作經驗。另外隨著現在學生數量的增多[4],許多實驗受到場地和課時的限制,在規定的時間內學生無法真正完成實驗,造成實驗課走過場的現象。而另一方面,即使可以增加實驗課時(或實驗次數),也會大大增加實驗成本和實驗儀器的維護工作量。因此,在一些高校的相關專業都相繼開發相應課程,如:電工電子仿真實驗[5]、化學仿真實驗[6]等,將計算機仿真實驗應用到相關課程的實驗教學中,使得仿真實驗與真實驗結合進行,起到較大效果。然而,各專業有各專業的仿真實驗軟件,隨著仿真實驗軟件的增多,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實驗軟件的重復開發和使用,也不利于學生集中學習。而將各專業仿真實驗軟件整合到一個計算機仿真實驗平臺上,有利于共享實驗教學軟件資源,避免軟件的重復開發,方便學生進行仿真實驗操作,更有利于管理和維護。

      2.仿真實驗平臺的功能與構建

      2.1仿真實驗平臺的功能

      計算機仿真實驗平臺的功能包括前臺的仿真實驗操作和后臺仿真軟件和用戶管理兩部分,主要功能有:

      (1)仿真實驗平臺可以在校園網內使用,學生可以在實驗室、宿舍或校園內可以上網的地方進行仿真實驗操作。學生可根據管理員(或教師)錄入的在冊名單進行注冊、登錄。

      (2)學生在登錄后,可根據自己的專業課程選擇仿真實驗項目進行操作,可填寫并提交實驗報告。

      (3)仿真實驗平臺的后臺仿真軟件管理,包括添加、刪除仿真實驗軟件。

      (4)仿真實驗平臺的后臺用戶管理,包括系統管理員可對一般用戶(教師或學生)進行添加、刪除、修改操作,并設置相應的權限。

      (5)教師登錄后可以檢查、批改實驗報告。采用VisualC#和ASP在校園網內構建基于Internet的計算機仿真實驗平臺。

      2.2仿真實驗平臺的構建

      2.2.1構建軟件的選擇

      仿真實驗平臺是基于Internet的網絡平臺,采用C/S和B/S模式進行構建,在構建時,可考慮采用VisualC#和ASP語言[7],有如下優勢:(1)VisualC#是一種簡單、現代、類型安全和面向對象的語言;(2)VisualC#和ASP語言同屬.NET框架,設計的軟件更適合運行于.NET平臺上,C#是一種范圍廣泛的企業級應用程序;(3)VisualC#也受益于公共語言運行庫的服務(包括:語言互操作性、垃圾回收、增強的安全性以及改進的版本支持等);(4)VisualC#完全得到項目模板、設計器、屬性頁、代碼助理、對象模型和其他開發環境功能的支持。因此采用VisualC#和ASP構建仿真實驗平臺是較為理想的選擇。

      2.2.2仿真軟件的連接

      目前,計算仿真實驗軟件常有EWB[3](即ElectronicWorkbench電子工作臺)、Pspice[8](號稱電子仿真頂級軟件)、MATLAB[9](即MatrixLabo-ratory矩陣實驗室)、Labview[10](是一種先進的圖形化編程語言工具[11])、Java[12]和Flash等等。它們的執行文件主要是exe文件,其運行環境主要可分為兩種:一是在Windows(或DOS)環境下執行的EXE文件;另一種是可在頁面運行的Java和Flash,因此在連接上分別采用兩種連接方法。

      3.建設措施

      由于計算機仿真實驗被要求與真實的實驗要有高度的逼真性和一致性,這就需要仿真實驗軟件的編制人員與相應專業的實驗教師密切配合,且軟件編制人員要完全熟練和掌握實驗操作過程,才能編制出較好的仿真實驗軟件。而兩者常受時間、交流機制、應用條件等多種因素的影響無法完成或不能較好完成仿真實驗軟件的設計、編制工作。因此應在人力、實驗場地、運行機制等方面制定相應措施。

      3.1人力和時間的保障

      學校應采取相應的培訓、實踐活動,對實驗教師和相關人員進行較深入的培訓,以提高相關人員的計算機能力和實驗操作水平。由于教師存在份內的教學任務,因此在時間上往往不足。所以,對于參與仿真實驗軟件開發的教師應盡量減少教學任務,盡可能地在能力和時間上給予支持。

      3.2建立交流機制

      為了使仿真實驗軟件能更廣泛地使用,應建立更為廣泛的交流機制,如實驗教師與軟件制作人員建立長期的交流,或開展仿真軟件設計競賽活動等,通過這些活動進一步激勵軟件制作者的積極性,通過進一步交流從而制作出更為廣泛適用的仿真實驗軟件。

      3.3提供仿真實驗場地

      隨著計算機應用的普及和發展,許多學生都有自己的電腦,應用條件會有很大的提高。因此,學校在確保計算機實驗室充足的同時盡可能地提供計算機仿真實驗的應用場所,如提供只有網線接口的“機房”,以方便有自己電腦的學生使用,從而改善計算機仿真實驗的應用條件。

      3.4建立完善的運行機制

      在后臺管理方面應有專人負責管理,對需要添加到平臺的仿真實驗軟件應組織實驗人員和軟件設計人員進行評審,只有評審通過的仿真實驗軟件才能添加到平臺上。

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