【摘 要】作者以“計算機系統建模與仿真”為題，對其發展現狀、技術特征、存在問題以及應對措施等進行了深入的研究和探討，以期對現實的計算機系統建模與仿真技術的開發和應用提供一定的借鑒與指導意義。

【關鍵詞】計算機系統 建模 仿真

眾所周知，計算機仿真是基于系統模型而進行的一系列操作活動。因此，首先要針對目標對象的實際系統建立其數據模型；其次是建構仿真建模；第三是相關程序的設計和完善；第四是進行程序的檢驗和校正；第五是對計算機系統仿真模型進行預期的實驗操作和資料收集；最后是對模型輸出或者是前期收集到的資料進行分析和研究。

目前，計算機系統仿真建模的基本研究方法是模型分析法，也即是通過一系列的模型分析和模型實驗對現實世界中的實際系統進行認識、控制和優化。在當前社會環境下，面向系統的計算機仿真技術既包含了連續變量動態系統仿真模型，同時也包含了離散事件動態系統仿真模型。

連續變量動態系統（CVDS）的仿真建模分析

該系統主要是指在時間驅動的作用下，促使整個系統狀態處于不斷變化之中的一種特殊的物理系統。正如上文所說，在連續變量動態系統仿真模型中，系統內部諸多因素之間的變化關系以及系統的運作流程或者是運作規律等主要是通過方程式的形式進行描述的，而且仿真結果是系統內部變量隨著時間變化的一系列事件過程。一般來說，根據特定系統中取值方式以及時間取值域的不同，連續變量動態系統大致可以分為離散時間動態系統、連續時間動態系統以及連續——離散時間混合的動態系統等幾種不同的類型，現今應用廣泛的工程采樣系統大多數使用離散時間動態系統。目前，諸多仿真與建模工程師主要是采用差分方程模型、常/偏微分方程模型、系統動力學模型、（廣義）回歸模型、線性/非線性狀態空間模型、自回歸模型（AR）、受控自回歸滑動平均（CARMA）模型、滑動平均模型等諸多數學模型樣式來描述連續變量動態系統。另外，連續變量動態系統的仿真模型樣式很多，目前主要用于將模型轉換成計算機系統可以識別并執行的模型的方式包括離散相似法、變換操作域的方法、模型轉化法、高階系統的簡化處理方法等。如下圖1所示幾種比較常見的連續變量動態系統模型之間的轉化關系。

假設計算機系統輸入設置為{x（t）}、輸出設置為{y（t）}，那么連續時間動態變量系統中討論最多的是以下常系數高階微分方程模型：

在此情況下，如果系統中包含著隨機性的輸入信息{ε（t）}，那么連續時間隨機CVDS系統之中的輸入與輸出之間關系描述常用的隨機微分方程式為：

在大部分情況下都是將隨機過程{ε（t）}假定為某一特定形式的獨立增量過程，目前，如下所示的一階隨機微分方程在系統工程和隨機自動控制領域中發揮著十分廣泛的應用功能。

針對第一、第二種模型來說，計算機系統仿真主要是研究其相關系統的系統響應、系統穩定性、系統速度、系統精確性以及其他過程行為的重要方式之一，這也是目前計算機系統仿真與建模領域重點研究的內容之一，對現實社會實踐活動的發展具有極大的促進作用。

離散事件動態系統（DEDS）的仿真與建模研究

離散事件動態系統（DEDS）主要是指受到一系列的事件驅動，系統狀態呈現出不斷的跳躍式的變化，導致計算機系統內部狀態的遷移出現在各種離散時間點之上的一種動態的系統。目前DEDS模型的種類非常多，尚沒有一個通用的適合于不同研究對象或者是系統特征的模型表示方法。

從當前的發展現狀來看，離散事件動態系統建模常常采用網絡圖或者是實踐圖法、排隊論法、隨機過程描述法、形式語言與自動機法、抽象代數法等諸多方法。如圖2所示，離散事件動態系統仿真主要是通過仿真模型的運行來實現一系列的系統行為以及完成對系統的分析和評估的。因此，仿真模型的建立必須與現實生活中真實系統行為具有一定的同態或者是同構關系，這是DEDS系統仿真能夠順利進行的核心問題。由于DEDS系統狀態在不同的時間點上呈現出跳躍式的變化，表現出復雜的非線性特征，因此，其仿真模型一般采用諸如Petric網絡模型、事件圖模型、自動機模型、排隊網絡模型等流圖或者是網絡圖來進行描述。

參考文獻:

[1]王澤兵.計算機仿真與建模初探[J].機械管理開發,2005（3）:87-88.

[2]徐庚保.計算機仿真系統述評[J].計算機仿真,2012（4）:132-136.

[3]吳小滔,陳冠玲.復雜系統計算機建模初探[J].系統仿真學報,2004（8）:1779-1784.