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基本信息
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内容简介
目录
第一篇 计算机仿真发展历史
第二篇 仿真的定义和分类
第三篇 需求牵引、技术推动
第四篇 仿真计算机
第五篇 仿真软件
第六篇 仿真的实现
第七篇 仿真系统的作用和意义
第八篇 计算机仿真技术的基本理论
第九篇 计算机仿真技术的支撑技术
第十篇 计算机仿真技术的应用
第十一篇 虚拟现实技术
第十二篇 进一步学习
结束语
参考文献
后 记
第二篇 仿真的定义和分类
第三篇 需求牵引、技术推动
第四篇 仿真计算机
第五篇 仿真软件
第六篇 仿真的实现
第七篇 仿真系统的作用和意义
第八篇 计算机仿真技术的基本理论
第九篇 计算机仿真技术的支撑技术
第十篇 计算机仿真技术的应用
第十一篇 虚拟现实技术
第十二篇 进一步学习
结束语
参考文献
后 记
前言
计算机仿真技术是以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术。计算机仿真技术综合集成了计算机、网络技术、图形图像技术、面向对象技术、多媒体、软件工程、信息处理、自动控制等多个高新技术领域的知识。
计算机仿真是一种科学方法，科学研究通常有三种途径：理论推导、科学实验和仿真模拟。陈景润的哥德巴赫猜想就是一个理论推导的典型例子；世界上曾频频进行的各种核试验就是科学实验的典型例子；吴文俊的数学机械化与自动推理平台、气象预报就是仿真模拟的典型例子。中国科学院院士石钟慈认为，计算机时代的科学计算是第三种科学方法。中国工程院院士汪成为认为，虚拟现实是人类认识世界的帮手。美国阿尔·戈尔认为："在计算机出现之前，实验和理论这两种创造知识的方法一直受到限制。实验科学家面对的研究对象太困难，不是太大就是太小，不是太快就是太慢"。"另一方面纯理论不能预报如雷雨或飞机上空的空气流动之类复杂的自然现象。随着高速计算机的使用，我们才能仿真模拟那些不容易观察到的现象。正由于此，计算科学突破了实验和理论科学的局限性。"我们在科学研究时也常说"理论理论、实验实验、仿真仿真"。
据最新的统计资料表明，计算机仿真(Computer Simulation)技术是当前应用最广泛的实用技术之一，虚拟现实(Virtual Real-ity，VR)已成为最热门的话题之一。研究、应用计算机仿真技术已成为各行各业的一种时尚。"旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家。"计算机仿真技术已经从航天航空、核工业等高新技术领域向国民经济各个领域发展，从军事、国防等部门向民用部门发展，从自然科学领域向社会科学领域发展，从高校、研究院所向厂矿、企业等生产第一线发展。随着我国两弹一星、载人航天等高精尖技术的发展，我国已进入世界上少数几个拥有此类技术的国家行列，我国也有望成为世界上仿真技术大国。因此宣传、普及计算机仿真技术是非常必要的。
科学技术的普及与传播是提高全民科学文化素质的重要手段，是国家可持续发展、提高国家综合国力和生产力发展水平的重要保障。为了让公众了解、喜欢仿真技术，让仿真技术走进千家万户，提高公众科技素质，中国人民解放军防化研究院和国防工业出版社合作申请2003年度中国科协科普专项基金，并获得批准出版《计算机仿真技术平话》。作者认真听取广大读者和网友的反馈意见，并就一些热点难点问题与仿真界的许多专家学者面对面地商讨，根据最新研究进展修改补充，撰写成本书。
特别感谢著名科学家、中国科协周光召主席在百忙之中专门为本书题词"普及仿真技术促进科技发展"；中国系统仿真学会及系统仿真学报创始人之一、北京航空航天大学文传源教授认真审查书稿并作序；我所毛用泽院士亲自筹划、指导、推荐本书；中国人民解放军总装备部科技委常任委员、防化研究院院长曹保榆少将关心、支持、指导写作。
书中不妥之处，请读者批评指正。
作 者
2004年7月于北京西北郊石鹰头
计算机仿真是一种科学方法，科学研究通常有三种途径：理论推导、科学实验和仿真模拟。陈景润的哥德巴赫猜想就是一个理论推导的典型例子；世界上曾频频进行的各种核试验就是科学实验的典型例子；吴文俊的数学机械化与自动推理平台、气象预报就是仿真模拟的典型例子。中国科学院院士石钟慈认为，计算机时代的科学计算是第三种科学方法。中国工程院院士汪成为认为，虚拟现实是人类认识世界的帮手。美国阿尔·戈尔认为："在计算机出现之前，实验和理论这两种创造知识的方法一直受到限制。实验科学家面对的研究对象太困难，不是太大就是太小，不是太快就是太慢"。"另一方面纯理论不能预报如雷雨或飞机上空的空气流动之类复杂的自然现象。随着高速计算机的使用，我们才能仿真模拟那些不容易观察到的现象。正由于此，计算科学突破了实验和理论科学的局限性。"我们在科学研究时也常说"理论理论、实验实验、仿真仿真"。
据最新的统计资料表明，计算机仿真(Computer Simulation)技术是当前应用最广泛的实用技术之一，虚拟现实(Virtual Real-ity，VR)已成为最热门的话题之一。研究、应用计算机仿真技术已成为各行各业的一种时尚。"旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家。"计算机仿真技术已经从航天航空、核工业等高新技术领域向国民经济各个领域发展，从军事、国防等部门向民用部门发展，从自然科学领域向社会科学领域发展，从高校、研究院所向厂矿、企业等生产第一线发展。随着我国两弹一星、载人航天等高精尖技术的发展，我国已进入世界上少数几个拥有此类技术的国家行列，我国也有望成为世界上仿真技术大国。因此宣传、普及计算机仿真技术是非常必要的。
科学技术的普及与传播是提高全民科学文化素质的重要手段，是国家可持续发展、提高国家综合国力和生产力发展水平的重要保障。为了让公众了解、喜欢仿真技术，让仿真技术走进千家万户，提高公众科技素质，中国人民解放军防化研究院和国防工业出版社合作申请2003年度中国科协科普专项基金，并获得批准出版《计算机仿真技术平话》。作者认真听取广大读者和网友的反馈意见，并就一些热点难点问题与仿真界的许多专家学者面对面地商讨，根据最新研究进展修改补充，撰写成本书。
特别感谢著名科学家、中国科协周光召主席在百忙之中专门为本书题词"普及仿真技术促进科技发展"；中国系统仿真学会及系统仿真学报创始人之一、北京航空航天大学文传源教授认真审查书稿并作序；我所毛用泽院士亲自筹划、指导、推荐本书；中国人民解放军总装备部科技委常任委员、防化研究院院长曹保榆少将关心、支持、指导写作。
书中不妥之处，请读者批评指正。
作 者
2004年7月于北京西北郊石鹰头
序言
了解或研究系统仿真，首先须弄清楚系统仿真学科、仿真系统技术、计算机仿真系统的涵义。1989年中国系统仿真学会在筹备工作报告中曾明确："系统仿真学科是建立在相似理论、控制理论、系统科学、计算技术基础上的一门综合性和试验性学科"。仿真系统技术是："应用数学模型、相应的实用模型的装置、计算机系统、部分实物的仿真系统，对某一给定系统进行数学模拟、半实物模拟、实物模拟，以便分析、设计、研究这种给定系统；或者利用这种仿真训练给定系统的专业人员"。雷诺于1966年对仿真(此处意指数学仿真或计算机仿真)的定义为："仿真是在数字计算机上进行实验的数字化技术，它包括数字或逻辑模型的某些形式，这些模型描述某一事件或经济系统在持续若干周期的特征。"
用仿真系统进行试验，具有经济、安全、不受气候、场地、时间的限制的特殊功效，因此受到各国的重视。例如，美国在1992年度提出的22项国家关键技术中，仿真技术被列为第16项；在21项国防关键技术中，被列为第6项；由此可看出它的重要性。
各国对科普工作都非常重视，因为它是提高全民素质的一个重要环节，对新兴的仿真系统技术进行科普宣传尤为重要。在中国系统仿真创建初期，我国大多数人对仿真系统技术了解较少，甚至有人认为仿真是由于将防震误写作仿真的错别字；近来还有人认为仿真是制造假象，现在正强调打假、反假冒伪劣产品，为什么还要提倡仿真系统技术?显然这是一种毋须解释的误会，这正说明对仿真系统技术进行科普宣传的必要性。在系统仿真学报网站上播出的《仿真技术平话》正是这类及时雨式的科普教材，点击率比较高，说明它受到群众的欢迎。同时，本书的出版得到中国科协2003年度科普专项基金的资助，这令科普著作读者极为高兴。
何江华同志对计算机仿真技术造诣深、见识广，其专著《计算机仿真导论》(科学出版社2001年出版)名列畅销榜，2002年参加中国科技期刊图书香港博览会展览，2003年获得中国人民解放军总装备部军事训练优秀教材奖，2004年被全国计算机仿真大奖赛列为首选参考书目(教育部高教司、中国自动化学会、中国计算机用户协会、计算机仿真杂志社等举办，评审委员会主任宋健，电视直播)，该同志写一本《计算机仿真技术平话》这样深入浅出、意趣横生的科普读物，自然是水到渠成的事。
《计算机仿真技术平话》是一本深入浅出、开卷有益的科普著作，它的出版必将促进计算机仿真技术的广为传播，并受到读者的欢迎，特别是高等院校学生的欢迎。
2004年6月6日
用仿真系统进行试验，具有经济、安全、不受气候、场地、时间的限制的特殊功效，因此受到各国的重视。例如，美国在1992年度提出的22项国家关键技术中，仿真技术被列为第16项；在21项国防关键技术中，被列为第6项；由此可看出它的重要性。
各国对科普工作都非常重视，因为它是提高全民素质的一个重要环节，对新兴的仿真系统技术进行科普宣传尤为重要。在中国系统仿真创建初期，我国大多数人对仿真系统技术了解较少，甚至有人认为仿真是由于将防震误写作仿真的错别字；近来还有人认为仿真是制造假象，现在正强调打假、反假冒伪劣产品，为什么还要提倡仿真系统技术?显然这是一种毋须解释的误会，这正说明对仿真系统技术进行科普宣传的必要性。在系统仿真学报网站上播出的《仿真技术平话》正是这类及时雨式的科普教材，点击率比较高，说明它受到群众的欢迎。同时，本书的出版得到中国科协2003年度科普专项基金的资助，这令科普著作读者极为高兴。
何江华同志对计算机仿真技术造诣深、见识广，其专著《计算机仿真导论》(科学出版社2001年出版)名列畅销榜，2002年参加中国科技期刊图书香港博览会展览，2003年获得中国人民解放军总装备部军事训练优秀教材奖，2004年被全国计算机仿真大奖赛列为首选参考书目(教育部高教司、中国自动化学会、中国计算机用户协会、计算机仿真杂志社等举办，评审委员会主任宋健，电视直播)，该同志写一本《计算机仿真技术平话》这样深入浅出、意趣横生的科普读物，自然是水到渠成的事。
《计算机仿真技术平话》是一本深入浅出、开卷有益的科普著作，它的出版必将促进计算机仿真技术的广为传播，并受到读者的欢迎，特别是高等院校学生的欢迎。
2004年6月6日
