數字仿真語言

數字仿真語言

數字仿真語言是在FORTRAN語言基礎上開發的,用於連續系統數字仿真的數字仿真語言。由它編寫的面向數字仿真程式經過轉換成為FORTRAN子例程,然後對這些子例程重新組合後、編譯、裝配,執行以達到仿真目的。

基本介紹

  • 中文名:數字仿真語言
  • 外文名:digital simulation language
  • 簡稱:DSL語言
  • 發展時間:19世紀60年代
  • 特點:可以多次仿真等
  • 所屬學科:計算機科學
發展,組成,功能,仿真步驟,

發展

從19世紀60年代開始,國外就已著手研製仿真語言。第一個獲得廣泛套用的數字仿真語言是MIMIC,它是1965年研製成功的一種面向方程的仿真語言。該語言的主要部分是一個翻譯器,它把用MIMIC語言書寫的仿真源程式翻譯成機器代碼。1966年美國又推出了另一個數字仿真語言——DSL/90,它也是面向方程的一種仿真語言。但它的翻譯器是將仿真源程式翻譯成FORTRAN語言,因此這種仿真語言可以和FORTRAN語言兼容。在這期間,美國相繼推出了許多種數字仿真語言,為了促進數字仿真語言規範化,進一步普及推廣數字仿真的套用,美國計算機仿真協會(SCS)軟體委員會於1967年召集了許多仿真方面的專家進行了討論,最後發表了一個數字仿真語言的標準文本——CSSL。因為SCS是美國仿真學術界的中心,因此CSSL有相當的權威性,在70年代初一直被廣泛套用。與CSSL並列的還有一個被廣泛套用的數字仿真語言——CSMP,它是IBM公司推出的。由於IBM公司是美國當時最大的一家計算機公司,所以CSMP也擁有眾多的用戶。
在70年代以後,數字仿真語言在提高功能、提高速度等方面有了一些新的發展。它們的代表是ACSL及DARE系列,我國從70年代後期在引進、移植和研製數字仿真語言方面也做了不少工作,並已取得了可喜的成績。80年代,我國的仿真工作者在引進與消化國外仿真語言的基礎上,逐步形成了自己的語言規範。
目前,數字仿真語言廣泛套用於航空、核能及工業過程控制等許多領域,已經成為分析、研究、設計控制系統必不可少的重要技術。

組成

一個數字仿真語言大體上由以下三個模組組成:
1、翻譯模組。它的作用是將用戶按仿真語言寫的仿真源程式翻譯成某種機器的彙編語言或某種算法語言
2、各種仿真運算的基本子程式模組。如:積分子程式,非線性函式子程式等.
3、輸出模組。它的作用是將存放在輸出數據檔案中的仿真結果,按翻譯模組翻譯好的輸出要求在顯示終端或印表機上輸出。

功能

數字仿真語言的基本功能可概括為以下八條:
1、系統參數及初始條件的輸入與修改均十分方便,一般不需要使用者編寫新的程式。
2、能在字元顯示器、印表機圖形顯示器或繪圖儀上顯示系統運動的軌跡(表格或曲線),使用者不必為這種輸出再進行程式上的設計。
3、被仿真的系統模型以及運動軌跡均能被保存起來,以便使用者在必要時重新運算及重新輸出。
4、它能進行多次仿真運行,以便研究參數變化對系統性能的影響,進行最最佳化設計及統計試驗。
5、仿真進行的過程既可以是互動式的(即仿真使用者可根據本次仿真結果來改變系統中的某些參數,然後再要求做一次仿真),也可以是批處理的(既按照預先選擇好的參數值範圍分幾次改進某數值,逐次進行仿真,並給出仿真結果或進行比較)。
6、它應具有自動排序功能,即使用者在輸入系統模型時不必考慮它們的計算次序,這種計算次序一從精度考慮一將由仿真語言自己來形成,一般是由程式根據系統的組成,按輸入信號先具備先算的原則加以排序。
7、它應給出足夠快的仿真速度。
8、它應提供多種仿真方法供使用者選擇。另外,如果包括智慧型前端,就可以由語言本身根據仿真精度的要求自行選擇仿真算法,確定仿真計算步距等。

仿真步驟

利用數字仿真語言進行仿真的步驟為。
1、首先要仔細閱讀仿真語言的使用說明,了解並掌握該仿真語言的語法規則。
2、根據仿真語言的規定,將要仿真的系統及仿真的要求寫成仿真源程式。
3、運行仿真語言。它首先將仿真源程式讀入(通常仿真源程式是存放存一個磁碟檔案中,則仿真語言可打開這個磁碟檔案,然後讀入),並且將仿真源程式翻譯成幾個由機器的彙編語言或某種算法語言編寫的子程式。
4、仿真語言自動將計算機系統已有的彙編程式或編譯程式由磁碟調入記憶體,並對已由翻譯器翻譯好的各個子程式進行彙編或編譯,使之成為目標程式I然後仿真語又自動將計算機系統中已有的連線程式調到記憶體,由連線程式將已經編好的目標程式和仿真語言中各種仿真運算的子程式連線起來構成一個完整的仿真程式。
5、仿真語言自動執行由第4步構成的仿真程式,獲得仿真結果。這些結果將隨時在字元顯示器上進行顯示以便使用者檢查與觀察仿真的過程,同時存放到規定的輸出數據檔案中。
6、最後,仿真語言自動調入仿真語言中的輸出模組,並執行這個輸出模組.輸出模組將根據仿真源程式中的輸出要求(它也已翻譯成彙編語言或算法語言),將仿真結果由輸出數據檔案中取出並一次輸出——製成表格或列印、繪製成曲線。

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