计算机仿真应用的多样性

计算机仿真的用途十分广泛，它可应用于系统生命周期的三个阶段，即系统论证—分析、系统开发—建立和系统运行—维护。

在系统论证—分析阶段，计算机仿真可用于论证新系统建立的可能性及必要性，分析原有系统存在的问题及改进的途径，减少盲目性和投资风险。在系统开发—建立阶段，计算机仿真可用于实验所建立的系统（或子系统）的动态性能，帮助现场人员进行系统调试与安装，缩短研制周期，提高工程质量。在系统运行—维护接待，计算机仿真可用于对系统运行进行指导（如调度），训练系统的操作人员或管理人员，提高系统的运行质量。

可能有人会说，这些事情在真实系统上做不是更好吗？为什么要仿真呢？主要原因在于：

（1）系统还处在设计阶段，真实的系统尚未建立，人们需要更准确地了解未来系统的性能，这只能通过对模型的实验来了解。

（2）在真实系统上进行实验可能会引起系统破坏或是发生故障，例如，对于一个真实的化工系统或是电力系统进行没有把握的试验将会冒巨大的风险。

（3）需要进行多次试验时，难以保证多次系统试验的条件都相同，因而无法准确判断试验结果的优劣；(www.xing528.com)

（4）系统试验时间太长或费用昂贵。

早期的仿真主要是物理仿真（或称实物仿真），采用的模型是物理模型，物理仿真的优点是直观、形象化，如柴油机模型，建筑物模型等。但是要为系统构造一套物理模型，尤其是十分复杂的系统，将花费很大的投资，周期也很长。另外，在物理模型上做实验，很难修改其中的参数，改变系统结构也比较困难，而且它对真实系统的贡献并不大。至于社会、经济现象和生态系统就更无法用实物来做仿真实验了。故现在广泛采用的是数字仿真，为所研究的系统建立合适的数学模型，通过计算机求出相应的数值解并作出相应的二维或三维图像、动画。

在某些系统的研究中，还把数学模型与物理模型以及实物结合起来一起实验，这种仿真称为数学—物理仿真，或称为半实物仿真。

现在我们说的计算机仿真主要是数字仿真，或是半实物仿真。它主要包括三个要素：系统、系统模型与计算机。联系这些要素的三个基本活动是：模型的建立（抽象出数学关系式）、仿真模型的建立（选择合适的算法）和仿真实验（运行程序并进行分析）。