Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Тема 1. Моделирование как метод научного познанияСтр 1 из 3Следующая ⇒
Бакалавр
Форма обучения
Очная
Томск 2010 1. Цели освоения дисциплины Целями освоения дисциплины (модуля) «Имитационное моделирование» являются получение теоретических знаний по имитационному моделированию и приобретение практических навыков компьютерного имитационного моделирования при проектировании и исследовании различных систем и процессов методами математического моделирования.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Раздел образовательной программы: Б.2. Математический и естественнонаучный цикл. Базовая часть. Для изучения курса необходимо знание следующих дисциплин: - математический анализ; - алгебра и геометрия; - дифференциальные и разностные уравнения; - теория вероятностей и математическая статистика; - дискретная математика; - программирование. Для того чтобы приступить к изучению курса «Имитационное моделирование», студент должен обладать следующими знаниями и умениями: - знать математический анализ, алгебру и геометрию, дифференциальные и разностные уравнения, теорию вероятностей и математическую статистику, дискретную математику; - знать основы компьютерных технологий и языков программирования; - уметь строить алгоритмы решения поставленной задачи; - уметь разрабатывать программы для ЭВМ. Знания и умения, полученные в ходе освоения данной дисциплины (модуля), понадобятся при изучении таких последующих дисциплин ООП, как: - методы оптимизации и исследование операций.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля). Курс «Имитационное моделирование» способствует выработке у студента следующих компетенций: - способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10); - владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12); - способность профессионально решать задачи производственной и технологической деятельности с учетом современных достижений науки и техники, включая: разработку алгоритмических и программных решений в области системного и прикладного программирования; разработку математических, информационных и имитационных моделей по тематике выполняемых исследований; создание информационных ресурсов глобальных сетей, образовательного контента, прикладных баз данных; разработку тестов и средств тестирования систем и средств на соответствие стандартам и исходным требованиям; разработку эргономичных человеко-машинных интерфейсов (в соответствии с профилизацией) (ПК-2);
- способность понимать и применять в исследовательской и прикладной деятельности современный математический аппарат, фундаментальные концепции и системные методологии, международные и профессиональные стандарты в области информационных технологий, способность использовать современные инструментальные и вычислительные средства (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-4); - способность применять на практике международные и профессиональные стандарты информационных технологий, современные парадигмы и методологии, инструментальные и вычислительные средства (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-7); - способность профессионально владеть базовыми математическими знаниями и информационными технологиями, эффективно применять их для решения научно-технических задач и прикладных задач, связанных с развитием и использованием информационных технологий (ПК-8); - понимание концепций и абстракций, способность использовать на практике базовые математические дисциплины (ПК-15). В результате освоения дисциплины обучающийся должен: знать: - математические основы теории имитационного моделирования; - основные аналитические модели и численные методы имитационного моделирования; - программные средства имитационного моделирования; уметь: - применять эти знания в исследовательской и прикладной деятельности, требующей использование методов имитационного моделирования; владеть: - технологиями компьютерного имитационного моделирования; - навыками аналитического и численного математического моделирования.
Успешно освоившим дисциплину считается студент, обладающий знанием математической теории имитационного моделирования и современных методов компьютерного имитационного моделирования и продемонстрировавший в ходе выполнения лабораторных заданий практические навыки в использовании этих знаний.
4. Структура и содержание дисциплины (модуля) «Имитационное моделирование» Общая трудоемкость дисциплины составляет _____ зачетных единиц, 144 часа.
Лекционный курс
Тема 2. Основные понятия теории моделирования систем Примеры статистического моделирования Задача вычисления определённого интеграла. Стохастическая модель процесса рекуррентного вычисления математического ожидания и дисперсии стационарной случайной последовательности. Разностные D-схемы. Лабораторный практикум Лабораторная работа №1. Моделирование развития популяции «хищник–жертва» в системе Simulink (на примере уравнений Лотки-Вольтерры и Холлинга-Тэннера). Цель работы: Моделирование системы «хищник–жертва» в визуальной среде Simulink. Содержание работы. Изучение функциональных возможностей и средств моделирования в визуальной среде моделирования Simulink системы MATLAB. Реализация D-модели системы «хищник–жертва» (на примере уравнений Лотки-Вольтерры и/или Холлинга-Тэннера). Наблюдение траекторий развития популяций при различных начальных условиях.
Содержание работы. Реализация D-схемы модели системы оптимального управления линейным динамическим объектом на основе уравнений аналитического конструирования оптимального регулятора (АКОР) в визуальной среде моделирования Simulink системы MATLAB. Исследование зависимости качества управления от ресурса управления.
Содержание работы. Изучение функциональных возможностей и средств моделирования в визуальной среде моделирования Stateflow системы MATLAB. Моделирование работы компьютера, реализующего известный алгоритм Евклида по нахождению наибольшего общего делителя двух натуральных чисел. Реализация F-схемы – соответствующей Stateflow-модели-диаграммы работы этого алгоритма, обеспечивающей ввод и вывод информации. Тест для проверки: наибольшим общим делителем заданных на входе в диаграмму чисел 121 и 22 является число 11.
. Содержание работы. Модификация примера из книги Кемени Дж., Снелл Дж. Кибернетическое моделирование. Некоторые приложения. – М.: Советское радио, 1972. – 192 с. Погода бывает четырех типов: дождь, солнечно, снег или пасмурно без осадков. Если, например, сегодня солнечный день, то завтра будет или дождь, или снег, или пасмурно без осадков, или опять солнечно с заданными вероятностями, дающими в сумме единицу. Аналогично в остальных случаях в соответствии с заданной матрицей вероятностей переходов. Требуется построить Stateflow-модель случайных изменений погоды в виде эргодической цепи Маркова с четырьмя состояниями погоды соответственно. Реализацией соответствующей P-схемы будет Stateflow-диаграмма. Начальное состояние – солнечно. Прототип модели – в книге: Рогачёв Г.Н. Примеры использования Stateflow (из списка дополнительной литературы).
Содержание работы. Реализация Q-модели многофазной k-канальной системы массового обслуживания типа M/M/k/h с ёмкостью накопителя h в визуальной среде моделирования Simulink или SimEvents системы MATLAB. Нахождение статистических характеристик потоков событий в системе.
Содержание работы. Изучение функциональных возможностей и средств моделирования с использованием инструмента PN Toolbox системы MATLAB. Реализация N-схемы моделирования сети Петри в PN Toolbox системы MATLAB. Наблюдение функционирования сети.
Примечание: лабораторные занятия проводятся в компьютерном классе с использованием системы программирования MATLAB и её подсистем моделирования Simulink, Stateflow, Simevents, PN Toolbox. Студенты осваивают подсистемы моделирования системы MATLAB и выполняют задания по программной реализации и исследованию имитационных моделей различных типов. Образовательные технологии
В ходе преподавания дисциплины используются следующие образовательные технологии: - компьютерные симуляции; - самостоятельная внеаудиторная работа студентов по изучению программного инструментария моделирования и программированию алгоритмов реализации схем моделирования на компьютере в соответствии с лабораторными заданиями; - разбор конкретных ситуаций, связанных с практикой выполнения лабораторных работ по имитационному моделированию;
. 6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
Самостоятельная работа студентов по дисциплине организуется в следующих формах: 1) самостоятельное изучение основного теоретического материала и методов работы с инструментальными средствами имитационного моделирования, ознакомление с дополнительной литературой и Интернет-ресурсами; 2) индивидуальное внеаудиторное выполнение лабораторных работ с самостоятельной разработкой и отладкой моделей в подсистемах моделирования Simulink, Stateflow, Simevents, PN Toolbox системы MATLAB и последующей демонстрацией и сдачей преподавателю результатов компьютерного исследования в компьютерном классе. В процессе демонстрации и сдачи студентом лабораторных работ преподаватель осуществляет текущий контроль усвоения материала курса, знаний и умений студента. В качестве учебно-методического обеспечения самостоятельной работы используется основная и дополнительная литература по предмету, Интернет-ресурсы, материал лекций, указания, выданные преподавателем при проведении лабораторных работ.
Промежуточная аттестация студентов по итогам освоения частей (разделов) дисциплины «Имитационное моделирование» осуществляется ежемесячно во время трёх контрольных сессий по результатам письменных контрольных работ по соответствующим частям курса. Для итоговой аттестации предусмотрен экзамен.
Перечень контрольных вопросов по первой части курса:
.
Перечень контрольных вопросов по второй части курса:
Перечень контрольных вопросов по третьей части курса:
Перечень контрольных вопросов по четвёртой части курса:
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
а) основная литература:
б) дополнительная литература:
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы Пакет прикладных программ для компьютерного моделирования и вычислений MATLAB for Windows (лицензионный).
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
Компьютерные классы, оборудованные компьютерной техникой с соответствующим лицензионным программным обеспечением (MATLAB for Windows), средствами проведения презентаций и выходом в Интернет.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки 010300 Фундаментальная информатика и информационные технологии.
Автор: д.т.н., профессор Поддубный Василий Васильевич Рецензент: профессор Гладких Борис Афанасьевич
Программа одобрена на заседании Ученого Совета Факультета информатики .
Бакалавр
Форма обучения
Очная
Томск 2010 1. Цели освоения дисциплины Целями освоения дисциплины (модуля) «Имитационное моделирование» являются получение теоретических знаний по имитационному моделированию и приобретение практических навыков компьютерного имитационного моделирования при проектировании и исследовании различных систем и процессов методами математического моделирования.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Раздел образовательной программы: Б.2. Математический и естественнонаучный цикл. Базовая часть. Для изучения курса необходимо знание следующих дисциплин: - математический анализ; - алгебра и геометрия; - дифференциальные и разностные уравнения; - теория вероятностей и математическая статистика; - дискретная математика; - программирование. Для того чтобы приступить к изучению курса «Имитационное моделирование», студент должен обладать следующими знаниями и умениями: - знать математический анализ, алгебру и геометрию, дифференциальные и разностные уравнения, теорию вероятностей и математическую статистику, дискретную математику; - знать основы компьютерных технологий и языков программирования; - уметь строить алгоритмы решения поставленной задачи; - уметь разрабатывать программы для ЭВМ. Знания и умения, полученные в ходе освоения данной дисциплины (модуля), понадобятся при изучении таких последующих дисциплин ООП, как: - методы оптимизации и исследование операций.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля). Курс «Имитационное моделирование» способствует выработке у студента следующих компетенций: - способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10); - владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12); - способность профессионально решать задачи производственной и технологической деятельности с учетом современных достижений науки и техники, включая: разработку алгоритмических и программных решений в области системного и прикладного программирования; разработку математических, информационных и имитационных моделей по тематике выполняемых исследований; создание информационных ресурсов глобальных сетей, образовательного контента, прикладных баз данных; разработку тестов и средств тестирования систем и средств на соответствие стандартам и исходным требованиям; разработку эргономичных человеко-машинных интерфейсов (в соответствии с профилизацией) (ПК-2); - способность понимать и применять в исследовательской и прикладной деятельности современный математический аппарат, фундаментальные концепции и системные методологии, международные и профессиональные стандарты в области информационных технологий, способность использовать современные инструментальные и вычислительные средства (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-4); - способность применять на практике международные и профессиональные стандарты информационных технологий, современные парадигмы и методологии, инструментальные и вычислительные средства (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-7); - способность профессионально владеть базовыми математическими знаниями и информационными технологиями, эффективно применять их для решения научно-технических задач и прикладных задач, связанных с развитием и использованием информационных технологий (ПК-8); - понимание концепций и абстракций, способность использовать на практике базовые математические дисциплины (ПК-15). В результате освоения дисциплины обучающийся должен: знать: - математические основы теории имитационного моделирования; - основные аналитические модели и численные методы имитационного моделирования; - программные средства имитационного моделирования; уметь: - применять эти знания в исследовательской и прикладной деятельности, требующей использование методов имитационного моделирования; владеть: - технологиями компьютерного имитационного моделирования; - навыками аналитического и численного математического моделирования. Успешно освоившим дисциплину считается студент, обладающий знанием математической теории имитационного моделирования и современных методов компьютерного имитационного моделирования и продемонстрировавший в ходе выполнения лабораторных заданий практические навыки в использовании этих знаний.
4. Структура и содержание дисциплины (модуля) «Имитационное моделирование» Общая трудоемкость дисциплины составляет _____ зачетных единиц, 144 часа.
Лекционный курс
Тема 1. Моделирование как метод научного познания Объекты реального мира и их модели. Научные гипотезы и их экспериментальная проверка. Аналогии. Модель как объект-заместитель. Определение моделирования. Два подхода к моделированию: аналитический и имитационный. Теория моделирования. Алгоритма моделирования. Адекватность модели. Цели моделирования и критерии проверки адекватности моделей. Моделирование как средство познания мира.
Тема 2. Основные понятия теории моделирования систем
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-01-08; просмотров: 62; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.190.156.212 (0.098 с.) |