自从有人类以来,人们为了满足自身的基本需要,一直在同外部环境发生着联系,随着时间的流逝,人类所依赖的这种联系方式变得日趋复杂并多样化。人类在科学和工程技术上所做的研究就是努力理解真实世界并能掌握与真实世界发生联系的形式。随着科学和工程技术的发展,人们认识自然和改造自然的能力和手段也不断增强。回顾科学和工程技术的发展历史,在计算机出现之前,科学研究中的绝大部分工作是利用数学手段或其他方法对事物或真实世界进行描述,这也就是建模活动。计算机的出现对科学和工程技术的发展产生了深远的影响,使人们能对复杂事物和复杂系统建立模型并利用计算机进行求解,这些手段和方法逐步形成了计算机仿真技术。建模与仿真成为当今现代科学技术研究的主要内容,建模与仿真技术也渗透到各学科和工程技术领域。
模型与仿真这一领域的发展可分为两个阶段:其一是计算机出现之前,主要是在物理科学基础上的建模;其二是20世纪40年代计算机诞生以后,出现了计算机仿真技术,它的发展也促进了建模技术的发展,建模与仿真日益紧密,互不可分。简单的建模与仿真的历史发展可如表1-1所示。
表1-1 建模与仿真的历史发展
年 代
发展的主要特点
1600—1940年
在物理科学基础上的建模
20世纪40年代
电子计算机的出现
20世纪50年代中期
仿真应用于航空领域
20世纪60年代
工业控制过程的仿真
20世纪70年代
包括经济、社会和环境因素的大系统仿真
20世纪70年代中期
系统与仿真的结合,如用于随机网络建模的SLAM仿真系统
20世纪70年代后期
系统仿真与更高级的决策结合,如决策支持系统DSS
20世纪80年代中期
集成化建模与仿真环境,如TESS建模仿真系统
20世纪90年代
可视化建模与仿真,虚拟现实仿真,分布式交互仿真
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