01
仿真脚本概述
什么是仿真脚本 · 应用领域 · 模块化核心思想
概念导论
02
开发环境搭建
Python环境 · numpy/scipy/matplotlib · IDE配置
环境工具
03
Python基础回顾
变量/数据类型 · 控制流 · 函数 · 文件读写
基础语法
04
模块化设计原则
高内聚低耦合 · 单一职责 · 接口隔离 · 划分策略
设计原则
05
第一个仿真模块
项目结构 · 基础函数 · 模块导入 · __name__
实战入门
06
参数配置模块
JSON/YAML · argparse · 环境变量 · 配置验证
配置参数
07
数据生成模块
随机数(均匀/正态/泊松) · 信号生成 · 批量保存
数据生成
08
数据处理模块
去噪/滤波 · FFT/小波 · 特征提取 · 标准化
处理变换
09
仿真引擎模块
仿真循环 · 时间步进 · 事件驱动 · 状态更新
引擎核心
10
结果输出模块
控制台格式化 · logging · CSV/HDF5 · 报告
输出日志
11
可视化模块
Matplotlib · 动态可视化 · 多子图 · Plotly
图表交互
12
模块间通信
函数调用 · 全局状态 · 事件总线 · Queue
通信架构
13
错误处理与调试
异常捕获 · 断言 · unittest/pytest · 调试技巧
调试测试
14
性能优化
cProfile · 向量化 · multiprocessing · 缓存
优化并行
15
模块打包与分发
setup.py · requirements.txt · PyPI · 版本控制
打包分发
16
仿真项目管理
目录规范 · Git · Sphinx · CI/CD
管理协作
17
案例：电路仿真模块
电阻网络 · 节点电压 · 模块拆分 · 验证
案例电路
18
案例：通信系统仿真
信源编码 · 信道模型 · 调制解调 · 误码率
案例通信
19
案例：控制系统仿真
PID控制器 · 传递函数 · 时域/频域分析
案例控制
20
案例：物理引擎仿真
刚体运动 · 碰撞检测 · 力场 · 可视化回放
案例物理
21
案例：金融仿真模块
几何布朗运动 · 投资组合 · VaR · 回测
案例金融
22
案例：生物系统仿真
Lotka-Volterra · 基因调控 · 药物动力学
案例生物
23
案例：多智能体仿真
智能体定义 · 环境建模 · 通信 · 涌现行为
案例智能体
24
案例：蒙特卡洛仿真
随机抽样 · 积分 · 置信区间 · 方差缩减
案例蒙特卡洛
25
案例：离散事件仿真
事件队列 · 时间推进 · 资源调度 · 性能统计
案例离散
26
高级：元编程与装饰器
装饰器增强 · 元类 · 动态加载 · 插件系统
高级元编程
27
高级：异步仿真
asyncio · 协程任务 · 事件循环 · 高性能框架
高级异步
28
高级：GPU加速仿真
CUDA/Numba · GPU并行 · 大规模加速 · 对比
高级GPU
29
高级：仿真验证与确认
模型验证 · 灵敏度分析 · 不确定性量化 · 可信度
高级验证
30
综合实战：构建完整仿真平台
需求分析 · 架构设计 · 模块集成 · 测试部署
实战综合