【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。

【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{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{ε（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{ε（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，表现出复杂的非线性特征，因此，其仿真模型一般采用诸如Petric网络模型、事件图模型、自动机模型、排队网络模型等流图或者是网络图来进行描述。

参考文献:

[1]王泽兵.计算机仿真与建模初探[J].机械管理开发,2005（3）:87-88.

[2]徐庚保.计算机仿真系统述评[J].计算机仿真,2012（4）:132-136.

[3]吴小滔,陈冠玲.复杂系统计算机建模初探[J].系统仿真学报,2004（8）:1779-1784.