辨计算机仿真技术是否属于实验

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1、计算机仿真是否属于实验计算机仿真与科学实验关系之探讨论文摘要：随着信息技术的不断发展，计算机仿真以其不可替代的优势在诸多领域起着不可或缺的作用。本文主要探讨计算机仿真与科学实验之间的关系，并认为计算机仿真具备科学实验的要件和性质，但具有一定的要求。即：计算机仿真是一种特殊的实验形式，这种实验是基于一定的研究领域之内的。关键词：计算机,仿真技术,科学实验,应用领域。一、引论计算机仿真是一种非实物的仿真方法，是用计算机对一个系统的结构和行为进行动态演示，以评价或预测一个系统的行为效果，为决策提供信息的一种方法。它是解决较复杂的实际问题的一种有效途

2、径。计算机仿真是基于一定理论基础的一项系统科学，它有着完备的科学基础和理论依据。计算机仿真既不同于实验室实验，也不同于思想实验。它具有自己的特殊内容和特殊本质，是一种特殊的实验形式。在现代科学研究和日常生活的实践中，计算机仿真发挥着不可或缺的实验作用。但与此同时，计算机仿真作为实验是有着严格的适用范围的，它能否真正地模拟客观现实要看其应用的领域，因为在计算机仿真实验中的关键的环节是数学模型的建立，数学语言的高度形式化和计算机的普适性带来极大的限制。对于那些不适合建立数学模型以及那些不适合编码，难于量化的领域，计算机仿真是不能代替其他实验的重要

3、作用的。二、计算机仿真与科学实验的关系1、计算机仿真技术的概念和组成计算机仿真也称计算机模拟，是借助高速、大存贮量计算机及相关技术，对复杂的真实系统和运行过程或状态进行数字模拟，并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿。仿真是一个相对概念，任何逼真的仿真都只能是对真实系统某些属性的逼近。仿真是有层次的，既要针对所欲处理的客观系统的问题，又要针对提出处理者的需求层次，否则很难评价一个仿真系统的优劣。计算机仿真应具备三个基本要素：系统、模型、计算机。所谓系统是指由相互制约的各个部分组成的具有一

4、定的整体。它具有特定的功能和性质。即具有整体性的相关性。模型是用来描述系统的内在联系及系统与外界的关系。当然，对系统的内在联系和外在联系是很难完全准确地描述的，因此只能是对系统进行近似地描述。建立的模型是将系统的内在联系和它与外在联系抽象出来。模型对系统某一层次特性的抽象描述包括：系统的组成；各组成部分之间的静态、动态、逻辑关系；在某些输入条件下系统的输出响应等。为了建立一个有效的仿真系统，一般都要经历建立模型、仿真实验、数据处理、分析验证等步骤。而计算机则是计算机仿真中最重要的仿真工具，是完成整个计算机仿真的物理设备。2、科学实验的概念及其

5、特点《当代自然辩证法教程》，[M].清华大学出版社，2005年1月科学实验是人们根据一定的科学研究目的，运用一定的物质手段（科学仪器和设备），在人为控制或变革客观事物的条件下获得科学事实的基本方法。作为控制或变革客观事物的条件下进行的观察，科学实验应由以下三部分构成：（1）实验者：这是组织、设计和进行科学实验的人，是科学实验认识过程的主体。实验目的的确定,实验方案的设计，实验步骤的制订，实验过程的操作，实验结果的处理，没有一个环节可以脱离实验者。（2）实验对象：这是实验者所要认识的对象即认识的客体。它们可以是自然物体也可以是自然现象，还可以是

6、人造物体或者现象。实验者在实验过程中对它们及其相关条件进行控制和变革并以它们为认识对象。（3）实验手段：由实验的仪器、工具、设备等客观物质条件组成，实验仪器是其中的主要组成部分。其作用主要表现为两个方面：一方面是实验者意图的物化，另一方面又现实对象的特征。科学实验具有如下的特点：（1）可以纯化和简化观察的对象。（2）可以强化对象及其条件:人们利用各种实验手段，创造出地球上无法出现或几乎无法出现的特殊条件，如超高温、超高压、超低温、超真空等，从而发现对象在通常条件下没有的性质。（3）可以模拟研究对象的属性及其变化过程：对那些时过境迁的现象以及无

7、法进行直接实验的对象，运用模拟方法可以间接进行实验研究。（4）具有可重复性。（5）是一种经济可靠的认识和变革自然的方法。3、计算机仿真实验属于科学实验所谓计算机实验,是指把要研究问题的数学模型,转换为能让计算机进行数值运算的形式,或直接建立计算机仿真模型,在计算机上通过系统地变换参数作大量数值计算,通过分析比较从而做出某种结论或科学发现.通过计算机实验,人们可以预先把握未来实践的大致过程及其可能结果，从而为制定决策方案提供前瞻性的指导作用。计算机实验又称为计算机仿真实验。由以上分析可知，计算机仿真是人们研究和认识客观世界一种手段和方法，在计算

8、机仿真的应用中:设计计算机仿真模型并实施模拟实验过程的人员就是实验者;计算机仿真的研究对象是对客观世界事物的抽象，是根据客观事物的发展规律所建立起来的数学模型,这个