面向对象仿真初探

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1、面向对象仿真初探：随着科学技术地不断发展，现代仿真技术发展体系也在逐步完善中。重点阐述面向对象仿真技术的概念，指出系统建模的重要性。并在此基础上对系统开发所遵循的RUP基本原则和采用的UML建模语言做简单介绍。　　关键词：面向对象仿真；概念；方法；工具　　：V249.1：A：1671－7597（2011）0310034－02　　　　1面向对象仿真概念　　“面向对象”是软件业界面对日趋复杂的软件需求，为了解决“软件危机”而提出的一种巧妙对策。自20世纪70年代这一概念正式确定以来，因其在复杂系统分析、设

2、计和实现过程中所体现出的先进思想和卓越品质，得到了广大软件开发人员的钟爱。经过几十年的迅猛发展，它已渗透到计算机软件领域的几乎所有分支（面向对象仿真就是一个典型的例子），甚至软件以外的其它领域。　　系统仿真是20世纪40年代末出现并逐步发展起来的一门新兴学科，它是建立在控制理论、相似理论、信息处理技术和计算技术等理论基础之上的，以计算机和其他专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假想的系统进行实验，并借助专家经验知识、统计数据和信息资料对试验结果进行分析和研究，进而做出决策的一门综合性的试验性科

3、学。　　从这一定义可以看出，系统仿真包含了三个基本要素：系统、模型、计算机（硬件和软件），联系这三个要素的基本活动是：系统建模、仿真建模和仿真实验。同时，定义中也包含了一个重要的概念：“仿真是一种基于模型的活动”，仿真是通过对模型的实验达到研究系统的目的。　　半个多世纪以来，仿真技术作为一门综合性的技术被广泛应用于系统分析与设计、系统理论研究、专职人员培训等领域，并在广泛而深刻的需求中不断深化和发展。尤其是近十几年来，在系统工程、现代数学方法，计算机技术等相关学科技术的推动下，已形成了较完整的专业技术

4、体系，并迅速发展为一项通用性、战略性技术，它与高性能计算一起，正成为继理论研究和实验研究之后认识世界、改造世界的第三种重要手段。现代建模与仿真技术体系已日趋形成。近几年，国内外仿真技术自身研究领域内取得了一些显著的成果，主要表现在如下两个方面：　　1.1仿真支撑系统技术　　仿真支撑系统是仿真领域关键的技术之一，它支撑了仿真系统的整个生命周期，包括仿真对象分析、仿真模型的表达、仿真模型的生成和运行、仿真过程的调试和修改、实时运行、仿真数据的存储、恢复及跨平台的联合运行等，将仿真系统开发者和使用者从复杂和

5、繁重的“劳动”中“解放”出来，为实现仿真技术产业化奠定了基础。国内外十分重视对仿真支撑系统的研究，出现了不少成果。从科技进步的角度来分析，主要表现为：　　1）提供构件服务，包括构件命名服务（ponentNameServices）、构件对象服务（ponentObjectServices）等。　　2）提供通用数据表示方法，集成工具之间可共享信息。　　3）支撑范围扩大，包括总体技术、中间件技术、X络技术等方面。　　4）支撑多媒体技术的应用，使仿真系统的人机界面更加友好。　　1.2面向对象仿真技术　　“面向对

6、象”包含了世界观和方法论两方面的含义。其一，面向对象的观点认为客观世界由许多对象组成，每个对象都有自己的内部状态和运动规律，不同对象间的相互联系和相互作用构成了完整的客观世界；其二，面向对象是模拟客观世界的一种方法。在该方法中，对象是客观事物的抽象表示，是系统的基本构成单位；事物的静态特征用对象的属性描述，动态特征用对象的操作表示；对象的属性和操作结合成一个独立实体，对外屏蔽其细节，称作封装；把具有相似属性和行为的对象归为一类，类是对象的抽象描述，对象是类的实例；继承是自动共享类中数据和方法的机制，可

7、利用现有的类定义新的类；在一般类中定义的属性或操作被特殊类继承之后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为，称为多态性；对象间的静态关系用关联来表达；对象间的动态联系通过消息传递来实现，这些构成了面向对象最主要的特征。运用面向对象思想构造系统，符合人们认识客观世界的自然思维方式，达到了问题域和求解域在结构上尽可能的一致性。“对象作为软件界70年代以来最激动人心的革新之一”（MauriceL统一建模语言　　无论何种复杂程度的工程项目，设计都应从建模开始。设计者通过创建模型，构建系统蓝图，将复杂的问题细

8、化分解、“分而治之”，这是提高软件开发效率和质量的有效途径。在上节曾指出，仿真活动也是围绕一个核心要素模型展开的，如何建立描述系统静态特征、动态行为的仿真模型成为构建系统的关键所在。　　自1986年Booch提出面向对象软件工程的概念以来，各种面向对象的方法论应运而生，它们各有千秋，但由于缺乏统一的标准，妨碍了用户间的交流。为了简化和强化现有的大量的面向对象开发方法，Rumbaugh、Booch、Jacobson三位面向对象大师集众家之长，于1995年提