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计算机仿真技术 计算机科学与技术学院 教材 刘瑞叶，任洪林，李志明.《计算机仿真技术基础》.北京：电子工业出版社，2004 认识计算机仿真技术在现代科学研究与实践中的重要性。 掌握计算机仿真技术的基本理论、基本知识、系统建模、仿真技术及基本实现方法。 具有查阅技术资料的能力、计算能力和仿真程序的编制能力； 熟悉常用的计算机仿真软件； 了解计算机仿真技术的新理论、新方法及发展趋势。 第1章 概述 计算机仿真的基本概念，计算机仿真的历史、现状及发展方向。 注重介绍系统、模型及仿真的基本概念，介绍仿真方法仿真语言的发展与展望。 第2章 系统建模的基本方法与模型处理技术 相似原理 、建模方法学 建立数学模型的方法：连续系统的数学模型，离散系统的数学模型，采样系统的数学模型；各种形式的系统模型的转换方法 实用建模举例 模型处理方法（非线性模型的线性化处理，高阶模型的降阶处理）， 连续系统模型的离散化处理 第3章 连续系统仿真的基本方法 连续系统数值积分法的基本原理， 欧拉法及改进欧拉法，龙格库塔法， 线性多步法，变步长法， 数值积分法稳定性分析 数值积分方法的选择原则， 采样控制系统的仿真方法。 第4章 离散事件仿真的基本方法 离散事件系统与模型 （离散事件建模） 离散事件仿真 （仿真模型、仿真策略） 排队系统的仿真 第5章 计算机仿真软件 MATLAB等仿真语言介绍。 应用MATLAB仿真语言进行建模与仿真。 计算机仿真软件的发展。 第1章 概 述 系统仿真是近几十年发展的一门综合性技术学科。它是指通过系统模型的试验去研究一个已经存在的或者是正在研究设计中的系统的具体过程，它对系统进行设计、研究和决策提供了一个先进而有效的手段，并可缩短设计周期、降低费用。仿真技术已广泛应用于工业及非工业的广大领域，并取得了极大的社会及经济效益。  系统 系统定义为“按照某些规律结合起来，互相作用、互相依存的所有实体的集合或总和”。 根据系统研究的对象及目的不同，系统可大可小。如，理发馆可以定义为一个系统，实体为服务员和顾客，顾客按照某种规律到达，服务员根据顾客要求，按照一定的程序为其服务，完毕后顾客离去。 系统“三要素”，即实体、属性、活动。 实体确定了系统的构成，也就确定了系统的边界； 属性也称为描述变量，描述每一实体的特征； 活动定义了系统内部实体之间的相互作用，从而确定了系统内部发生变化的过程。 系统的性质：整体性、相关性、目的性 系统的状态 系统的边界 系统的分类 静态系统和动态系统 确定系统和随机系统 连续系统和离散系统 模型 （Model – set of assumptions/approximations about how the system works） 为了研究、分析、设计和实现一个系统，需要进行试验。 试验的方法基本上可分为两大类：一种是直接在真实系统上进行，另一种是先构造模型，通过对模型的试验来代替或部分代替对真实系统的试验。 模型实验方法日益成为更常用的方法 Types of Models:模型可分为两大类 物理模型 Physical (iconic) models 采用一定的比例按照真实系统的样子制作。 数学模型 Logical (mathematical) models 用数学表达式的形式来描述系统的内在规律。 建立系统模型 建模原则 精确性 合理性 复杂性 应用性 鲁棒性 1.3 仿计算机仿真 （Computer Simulation） 仿真技术 计算机仿真是在研究系统过程中根据相似原理，利用计算机来逼真模拟研究对象。研究对象可以是实际的系统，也可以是设想中的系统。 系统、模型、仿真之间的关系  计算机仿真三要素及三个基本活动 计算机仿真与仿真计算机 系统仿真的类型  可以从不同的角度对系统仿真加以分类。 比较典型的分类方法是： 根据模型的物理属性分类、仿真所采用的计算机类型分类、仿真时钟与实时时钟的比例关系分类、系统模型的特性分类。 根据模型的种类分类:物理仿真，数学仿真，半实物仿真。 系统仿真的一般步骤  模型正确？Is the Conceptual Model Valid? 当采用该算法建立仿真模型时，其计算的稳定性、计算精度、计算速度能满足仿真的需要。 编程Program the Model: either a commercial simulation-softw