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计算机科学基础/模拟

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模拟可以成为表示现实世界系统、场景和实验的一种非常强大的方式。模拟是在准备好的和受控的环境中重现现实世界系统。当我们研究不同的物体和环境时,我们看到了测量、分析和模拟自然等事件的复杂性。虽然不可能产生 100% 的准确性和细节,但两者都用于尝试创造一个尽可能接近模拟现实世界系统的环境。为了实现更高水平的准确性和细节,我们专注于我们希望模拟的系统的最重要方面。细节的粒度越高,我们就越有可能准确预测现实世界环境中会发生什么。

使用模拟而不是现实世界实验的三大动机因素是

  • 控制 - 使我们能够探索由于缺乏对现实世界情况的控制而完全无法触及的问题。例如,如果我们试图模拟风暴或飓风,这些是我们无法控制的事件,但研究这些路径可能有助于预测未来的影响和气候变化。
  • 成本 - 在真实系统中进行实验在时间和金钱方面都可能非常昂贵。例如,汽车制造商可以利用模拟来模拟不同的汽车碰撞、角度和场景,而无需在实际汽车上花费时间和金钱,而不是为了测试而撞毁几辆汽车。
  • 安全 - 一些实验可能是危险或有害的,而模拟则可以避免这种情况。科学家能够模拟病毒爆发、飞机发动机故障,甚至测试核弹材料(有关 原子弹模拟 的更多信息)。

建模是描述模拟组件的外观和行为的过程。在此过程中,我们对所有组件的行为和交互进行建模。虽然我们使用的是松散的近似值,但这些模拟版本可以令人惊讶地准确地再现现实世界系统。

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