Преподаватель Галиаскаров Э.Г, Лабутина Т.В.

I. ВВЕДЕНИЕ

Инженер должен:

• знать принципы построения аналитико-имитационных моделей информационных процессов, основные классы моделей и методы моделирования, методы формализации, алгоритмизации и реализации моделей на ЭВМ;
• уметь использовать методы и инструментальные средства моделирования при исследовании и проектировании информационных систем;
• иметь опыт применения математических моделей и методов анализа, синтеза и оптимизации детерминированных и случайных информационных процессов;
• иметь опыт моделирования информационных систем на современных ЭВМ на базе аналитико-имитационного подхода.

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

1.1. Цель преподавания дисциплины.

Целью преподавания дисциплины “Моделирование систем” является освоение студентами теоретических и практических основ методологии и технологии моделирования (в первую очередь компьютерного) при исследовании, проектировании и эксплуатации информационных систем

1.2. Задачи изучения дисциплины.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

• получить знания о методологии и технологии машинного моделирования систем;
• знать и уметь использовать основные математические схемы моделирования систем;
• владеть приемами имитационного моделирования;
• владеть приемами планирования эксперимента, обработки и анализа результатов моделирования;
• изучить инструментальных средств моделирования.

1.3. Рекомендации по изучению дисциплины.

При изучении дисциплины предполагается знание студентами математики, специальных глав математики, информатики, основ общей теории систем и системного анализа, методов описания информационных систем, принципов объектно-ориентированного программирования.

Период прохождения курса (3 курс, 6 семестр, экзамен)

1.       Лекция 1. Основные понятия теории моделирования, современное состояние и общая характеристика проблемы моделирования систем. Моделирование как метод научного познания. Использование моделирования при исследовании и проектировании информационных систем. Перспективы развития моделирования систем. (2 часа)

2.       Лекция 2. Принципы системного подхода в моделировании систем. Классификация видов моделирования систем. Возможности и эффективность моделирования систем на ЭВМ. (2 часа)

3.       Лекция 3. Основные математические схемы моделирования информационных процессов и систем. Непрерывно - детерминированные модели. Дискретно - детерминированные модели. Конечные автоматы. (2 часа)

4.       Лекция 4. Дискретно-стохастические модели. Непрерывно-стохастические модели. Вероятностные автоматы. Системы массового обслуживания. (2 часа).

5.       Лекция 5. Сетевые модели. Моделирование параллельных процессов. Сети Петри. Е-сети. (2 часа)

6.       Лекция 6. Формальное описание систем с помощью комбинированных моделей. Понятие агрегата и рассмотрение структуры агрегативной системы. (2 часа)

7.       Лекция 7. Статистическое моделирование на ЭВМ. Основные предельные теоремы теории вероятностей и их использование в статистическом моделировании. Псевдослучайные числа и процедуры их машинной реализации. (2 часа)

8.       Лекция 8. Оценка точности и достоверности результатов моделирования. Проверка качества последовательностей псевдослучайных чисел. Моделирование случайных воздействий. Управление модельным временем. (2 часа)

9.       Лекция 9. Методы теории планирования экспериментов. Виды планов. Стратегическое и тактическое планирование имитационных экспериментов с моделями систем. (2 часа)

10.   Лекция 10. Оценка качества имитационной модели. Подбор параметров распределения. Оценка влияния и взаимосвязи факторов. (4 часа)

11.   Лекция 11. Инструментальные средства моделирования систем. Моделирование систем и языки программирования. Сравнение характеристик языков имитационного моделирования. (2 часа)

Лабораторные занятия (23 часа)

1. Знакомство с пакетом моделирования процессов и систем MATLAB. Основные функции, возможности и технология работы  в среде визуального моделирования Simulink. Решение типовых задач моделирования в среде Simulink: решение уравнений и их систем. (2 часа). Неделя №1

2. Построение непрерывно-детерминированной модели. Модель динамики изменения основных фондов (капитала).  (2 часа), неделя № 2.

3. Математическое планирование эксперимента на математической модели системы (2 часа), неделя № 3.

4.Дискретно-детерминированные и дискретно-стохастические модели. F и P-схемы (2 часа), неделя № 4.

5. Изучения дискретно-стохастических моделей на примере вероятностного автомата (2 часа), неделя № 5.

6. Контрольная работа № 1. Непрерывные детерминированные системы. (2 часа), неделя № 6.

7. Моделирование случайных величин, событий и процессов (4 часа), недели №7, 8

8. Непрерывно-стохастические модели. Q-схемы (4 часа), недели №9, 10

9. Контрольная работа № 2. Моделирование процессов с дискретным состояниями и дискретным и непрерывным временем. (2 часа) неделя № 11.

10. Распознавание образов с обучением. Линейный дискриминантный анализ в системе STATISTICA. (2 часа), неделя № 12.

Формы отчетности:

• Отчеты по выполнению лабораторных работ.
• Контрольная работа № 1 и 2.
• Коллоквиум по теме «Планирование эксперимента и обработка результатов». Неделя №12

Формы отчетности по курсу:

экзамен

III. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ПО ДИСЦИПЛИНЕ (изданная через центральные издательства и внутривузовским способом).

Основная

1. В.С. Анфилатов, А.А. Емельянов, А.А. Кукушкин. Системный анализ в управлении: учебное пособие. – М.: Финансы и статистика, 2002. – 368 с.

2. Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. Моделирование систем: Учеб. для вузов – М.: Высшая школа, 2001. – 343 с.

3. А. Гультяев. Визуальное моделирование в среде Windows: Практическое пособие. СПб.: Корона принт, 2001. – 288 с.

4. Г.П. Фомин. Математические методы и модели в коммерческой деятельности: Учебник. – М.: Финансы и статистика, 2001. – 544 с.

 Дополнительная

1. В.Н. Бусленко. Автоматизация имитационного моделирования сложных систем. – М.: Наука, 1977. – 240 с.

2. Информатика: Учебное пособие для студ. пед. вузов / А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер; под ред. Е.К. Хеннера. – М.: Академия, 2000. – 816 с.

3. К. Ларман. Применение UML и шаблонов проектирования: Пер. с анг.: Уч. Пос. – М.: Вильямс, 2001. – 496 с.

IV. ПРИМЕНЕНИЕ ЭВМ.(вид занятий, темы занятий и название программ)

В качестве системных программных средств на рабочих местах используются ОС  Windows-NT Workstation.

В качестве прикладных программных средств для данной дисциплины используются:

• стандартные программы базового комплекта ОС Windows;
• MATLAB 6.5.1 и выше – универсальная система математического и визуального моделирования;
• Statistica v 6.0 – система анализа и моделирования широкого круга статистических задач;
• BPWin – средство описания систем;
• BPSimulator – система моделирования.