跳至內容

計算機科學基礎/模擬

來自華夏公益教科書,開放的書籍,為開放的世界

模擬可以成為表示現實世界系統、場景和實驗的一種非常強大的方式。模擬是在準備好的和受控的環境中重現現實世界系統。當我們研究不同的物體和環境時,我們看到了測量、分析和模擬自然等事件的複雜性。雖然不可能產生 100% 的準確性和細節,但兩者都用於嘗試創造一個儘可能接近模擬現實世界系統的環境。為了實現更高水平的準確性和細節,我們專注於我們希望模擬的系統的最重要方面。細節的粒度越高,我們就越有可能準確預測現實世界環境中會發生什麼。

使用模擬而不是現實世界實驗的三大動機因素是

  • 控制 - 使我們能夠探索由於缺乏對現實世界情況的控制而完全無法觸及的問題。例如,如果我們試圖模擬風暴或颶風,這些是我們無法控制的事件,但研究這些路徑可能有助於預測未來的影響和氣候變化。
  • 成本 - 在真實系統中進行實驗在時間和金錢方面都可能非常昂貴。例如,汽車製造商可以利用模擬來模擬不同的汽車碰撞、角度和場景,而無需在實際汽車上花費時間和金錢,而不是為了測試而撞毀幾輛汽車。
  • 安全 - 一些實驗可能是危險或有害的,而模擬則可以避免這種情況。科學家能夠模擬病毒爆發、飛機發動機故障,甚至測試核彈材料(有關 原子彈模擬 的更多資訊)。

建模是描述模擬元件的外觀和行為的過程。在此過程中,我們對所有元件的行為和互動進行建模。雖然我們使用的是鬆散的近似值,但這些模擬版本可以令人驚訝地準確地再現現實世界系統。

華夏公益教科書