什么是计算机模拟法:方法步骤

2020年12月11日15:43:51什么是计算机模拟法:方法步骤已关闭评论

什么是计算机模拟法:方法步骤

所谓计算机模拟,就是用计算机程序在计算机上模仿各种实际系统的运行过程,并通过计算了解系统随时间变化的行为或特性,它是在已经建立起的数学、逻辑模型之上,通过计算机实验,对一个系统按照一定的决策原则或作业规则,由一个状态变换为另一个状态的行为进行描述和分析。

建立研究对象的数学模型或描述模型并在计算机上加以实现和试验。研究对象包括各种类型的系统,它们的模型是指借助有关概念、变量、规则、逻辑关系、数学表达式、图形和表格等对系统的一般描述。把这种数学模型或描述模型转换成对应的计算机上可执行的程序,给出系统参数、初始状态和环境条件等输入数据后,可在计算机上进行运算得出结果,并提供各种直观形式的输出,还可根据对结果的分析改变有关参数或系统模型的部分结构,重新进行运算。

计算机模拟的一般步骤是:

(1)形成问题,明确模拟的目的和要求。

(2)尽可能收集和处理系统有关的数据。

(3)形成数学模型,找出组成系统的各个部件,并描述它们在各时刻状态的有关变量(一般包括输入变量、状态变量和输出变量)或参数;确定各部件之间相互作用和影响的规则,即这些描述变量之间的函数关系。选择参数和变量的时候,还需考虑它们能否辨识或求解,以及根据它们建立的模型最后是否适于用真实系统的数据进行检验。

(4) 根据收集的数据确定或估计模型中的参数,并选择模型的初始状态。

(5) 设计逻辑或信息的流程图,直至编制出计算机程序。

(6) 程序验证,检验程序与数学模型之间的一致性,以及输入量的合理性。

(7) 进行模拟试验,对给定的输入在计算机上执行程序。

(8)结果数据分析,收集和整理试验结果并作出解释。必要时可改变输入量或部分模型结构,重新进行试验。

(9) 模型确认,检验由模型所得的结果与真实系统的性能数据的一致性程度。这是关系到计算机模拟是否有效的关键问题,它依赖于对真实系统本身进行试验的水平、能否获得足够的观测数据和判别一致性的准则。

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