计算机系统建模与仿真探

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 计算机系统建模与仿真探 【摘 要】作者以“ 计算机系统建 模与仿真”为题，对其发展现状、技术 特征、存在问题以及应对措施等进行了 深入的研究和探讨，以期对现实的计算 机系统建模与仿真技术的开发和应用提 供一定的借鉴与指导意义。 中国论文网 /9/view-12768669.htm 【关键词】计算机系统 建模 仿 真 众所周知，计算机仿真是基于系 统模型而进行的一系列操作活动。因此， 首先要针对目标对象的实际系统建立其 数据模型；其次是建构仿真建模；第三 是相关程序的设计和完善；第四是进行 程序的检验和校正；第五是对计算机系 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 统仿真模型进行预期的实验操作和资料 收集；最后是对模型输出或者是前期收 集到的资料进行分析和研究。 目前，计算机系统仿真建模的基 本研究方法是模型分析法，也即是通过 一系列的模型分析和模型实验对现实世 界中的实际系统进行认识、控制和优化。 在当前社会环境下，面向系统的计算机 仿真技术既包含了连续变量动态系统仿 真模型，同时也包含了离散事件动态系 统仿真模型。 连续变量动态系统（CVDS）的 仿真建模分析 该系统主要是指在时间驱动的作 用下，促使整个系统状态处于不断变化 之中的一种特殊的物理系统。正如上文 所说，在连续变量动态系统仿真模型中， 系统内部诸多因素之间的变化关系以及 系统的运作流程或者是运作规律等主要 是通过方程式的形式进行描述的，而且 仿真结果是系统内部变量随着时间变化 的一系列事件过程。一般来说，根据特 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 定系统中取值方式以及时间取值域的不 同，连续变量动态系统大致可以分为离 散时间动态系统、连续时间动态系统以 及连续离散时间混合的动态系统等 几种不同的类型，现今应用广泛的工程 采样系统大多数使用离散时间动态系统。 目前，诸多仿真与建模工程师主要是采 用差分方程模型、常/偏微分方程模型、 系统动力学模型、 （广义）回归模型、 线性/非线性状态空间模型、自回归模型 （AR） 、受控自回归滑动平均 （CARMA）模型、滑动平均模型等诸 多数学模型样式来描述连续变量动态系 统。另外，连续变量动态系统的仿真模 型样式很多，目前主要用于将模型转换 成计算机系统可以识别并执行的模型的 方式包括离散相似法、变换操作域的方 法、模型转化法、高阶系统的简化处理 方法等。如下图 1 所示几种比较常见的 连续变量动态系统模型之间的转化关系。 假设计算机系统输入设置为 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 x（t） 、输出设置为 y（t），那么 连续时间动态变量系统中讨论最多的是 以下常系数高阶微分方程模型： 在此情况下，如果系统中包含着 随机性的输入信息 （t） ，那么连续 时间随机 CVDS 系统之中的输入与输出 之间关系描述常用的随机微分方程式为： 在大部分情况下都是将随机过程 （t） 假定为某一特定形式的独立增 量过程，目前，如下所示的一阶随机微 分方程在系统工程和随机自动控制领域 中发挥着十分广泛的应用功能。 针对第一、第二种模型来说，计 算机系统仿真主要是研究其相关系统的 系统响应、系统稳定性、系统速度、系 统精确性以及其他过程行为的重要方式 之一，这也是目前计算机系统仿真与建 模领域重点研究的内容之一，对现实社 会实践活动的发展具有极大的促进作用。 离散事件动态系统（DEDS）的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 仿真与建模研究 离散事件动态系统（DEDS）主 要是指受到一系列的事件驱动，系统状 态呈现出不断的跳跃式的变化，导致计 算机系统内部状态的迁移出现在各种离 散时间点之上的一种动态的系统。目前 DEDS 模型的种类非常多，尚没有一个 通用的适合于不同研究对象或者是系统 特征的模型表示方法。 从当前的发展现状来看，离散事 件动态系统建模常常采用网络图或者是 实践图法、排队论法、随机过程描述法、 形式语言与自动机法、抽象代数法等诸 多方法。如图 2 所示，离散事件动态系 统仿真主要是通过仿真模型的运行来实 现一系列的系统行为以及完成对系统的 分析和评估的。因此，仿真模型的建立 必须与现实生活中真实系统行为具有一 定的同态或者是同构关系，这是 DEDS 系统仿真能够顺利进行的核心问题。由 于 DEDS 系统状态在不同的时间点上呈 现出跳跃式的变化，表现出复杂的非