Создание какого-либо сложного технического устройства или системы является весьма трудоёмкой задачей. Данный процесс состоит из нескольких этапов. Начальным этапом является этап функционального проектирования, на котором определяются функциональные характеристики будущей системы. На этом этапе необходимо учитывать огромное множество различных параметров и факторов.
Основной технологией, используемой на этапе функционального проектирования, является компьютерное моделирование. Эта технология позволяет выполнять эксперименты (как вычислительные, так и натурные) не над реальным техническим объектом или системой, а над компьютерной моделью.
Компьютерная модель – это «виртуальный образ» реальной системы, создаваемый средствами вычислительной техники (при помощи компьютера). Процесс создания компьютерных моделей и выполнения экспериментов над ними сопряжён с целым рядом проблем. Основными из них являются:
- Трудности планирования эксперимента.
- В связи с тем, что модель должна учитывать огромное множество различных параметров, имеющих актуальные значения, её параметризация может быть существенно затруднена.
- Проведение экспериментов в реальном масштабе времени требует огромных вычислительных ресурсов.
- Необходимость математической обработки, оперативной визуализации и документирования результатов экспериментов.
Для решения всех вышеперечисленных проблем в настоящее время активно разрабатываются и используются специализированные компьютерные программы, называемые системами компьютерного моделирования.