Системы имитационного моделирования

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт математики и компьютерных наук
Кафедра программного обеспечения
ЗАХАРОВ С.Д.
СИСТЕМЫ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Учебно-методический комплекс.
Рабочая программа для студентов направления
02.04.03 «Математическое обеспечение и
администрирование информационных систем».
Магистерская программа
«Высокопроизводительные вычислительные системы»
(очная форма обучения)
Тюменский государственный университет
2015
2
Захаров С.Д. Системы имитационного моделирования. Учебно-методический
комплекс. Рабочая программа для студентов направления 02.04.03 «Математическое
обеспечение и администрирование информационных систем», магистерская программа
«Высокопроизводительные вычислительные системы», очная форма обучения. Тюмень,
2015, 20 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом
рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки. Рабочая программа
дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ «Системы имитационного моделирования» [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3plus.utmn.ru свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой программного обеспечения. Утверждено директором
Института математики и компьютерных наук.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР:
Захарова И.Г., д.п.н., профессор,
зав. кафедрой программного обеспечения
© Тюменский государственный университет, 2015.
© Захаров С.Д., 2015.
3
1.
Пояснительная записка
1.1.
Цели и задачи дисциплины (модуля)
Дисциплина «Системы имитационного моделирования» обеспечивает приобретение
знаний и умений в соответствии с государственным образовательным стандартом, содействует приобретению практических навыков, формированию мировоззрения и развитию
логического мышления.
Цели дисциплины:

формирование математической культуры студента;

фундаментальная подготовка по основным разделам имитационного моделирова-
ния;

овладение современными методами применения готовых программных продуктов
для решения задач проектирования и моделирования систем.
1.2. Место дисциплины в структуре образовательной программы
Дисциплина «Системы имитационного моделирования» входит в вариативную часть
учебного плана дисциплин по направлению «Математическое обеспечение и администрирование вычислительных систем». Для её успешного изучения необходимы знания и
умения, приобретенные в результате освоения вузовских курсов математики, таких, как
математический анализ, алгебра, геометрия, дифференциальные уравнения и другие.
Вычислительный эксперимент относится к числу основных разделов современной
прикладной математики. Знание построения, проведения, интерпретации результатов вычислительного эксперимента является важной составляющей общей математической культуры выпускника. Эти знания необходимы как при проведении теоретических исследований в различных областях математики, так и при решении практических задач из
разнообразных прикладных областей, таких, как информатика, программирование, математическая экономика, математическая лингвистика, обработка и передача данных, распознавание образов, криптография и др.
Таблица 1.
Разделы дисциплины и междисциплинарные связи
с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№
Наименование обеспечивае-
Темы дисциплины необходимые для изучения
п/п
мых (последующих) дисци-
обеспечиваемых (последующих) дисциплин
плин
1.1
1.2
4
2.1
2.2
3.1
3.2
1.
Управление проектами
2.
Вычислительный эксперимент с использованием па-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
кета MatLab
3.
Задачи оптимального управ-
+
ления
4.
Курсовые и магистерские
+
работы
+
+
+
1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной
образовательной программы.
В результате изучения дисциплины «Системы имитационного моделирования» вариативной части по направлению подготовки 02.04.03 «Математическое обеспечение и
администрирование вычислительных систем», с квалификацией (степенью) «магистр» в
соответствии с целями основной образовательной программы и задачами профессиональной деятельности, указанными в ФГОС ВПО, выпускник должен обладать следующими
компетенциями:
Общекультурные компетенции

способность к абстрактному мышлению, анализу, синтезу (ОК-1)
Общепрофессиональные компетенции

способность публично представить собственные и известные научные результаты
(ОПК-3);

владение теоретическими основами информатики как науки; знание проблем
современной информатики, ее категории и связи с другими научными дисциплинами, понимание основных этапов и тенденции развития программирования,
математического обеспечения и информационных, технологий (ОПК-4).
1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине:
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать: основные математические и алгоритмические модели систем, методы их
имитационного моделирования, среды MatLab и GPSS и некоторые их возможности,
основы построения компьютерных дискретно-математических моделей.
Уметь: решать задачи теоретического и прикладного характера из различных
разделов математики и теории систем,
строить модели объектов и понятий.
5
Владеть: способами построения имитационных моделей сложных процессов
управления, навыками алгоритмизации основных задач.
2. Структура и трудоемкость дисциплины.
Семестр 3. Форма промежуточной аттестации (зачет): 3 семестр – зачет. Общая
трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц, 108 академических часов, из
них 55,1 часов, выделенных на контактную работу с преподавателем, 52,9 часов, выделенных на самостоятельную работу.
Таблица 2.
Вид учебной работы
Семестр
3
Контактная работа:
55,1
Аудиторные занятия (всего)
54
В том числе:
-
Лекции
18
Практические занятия (ПЗ)
36
Семинары (С)
Лабораторные занятия (ЛЗ)
Иные виды работ:
1,1
Самостоятельная работа (всего):
52,9
Общая трудоемкость
зач. ед.
3
час
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
108
зачёт
3. Тематический план
Таблица 3.
6
Виды учебной работы и самостоятельная работа, в
1
2
5
3
Лабораторные занятия*
Самостоятельная работа*
Семинарские (практические) занятия*
4
Тема
недели семестра
№
Лекции *
час.
Из них
Итого
в ин-
часов
терак
по
тивной
теме
форме,
в часах
Итого
количес
тво
баллов
6
7
8
9
10
3
6
9
18
4
0-15
3
6
9
18
4
0-15
6
12
18
36
8
0-30
3
6
9
18
3
0-15
3
6
9
18
3
0-15
6
12
18
36
6
0-30
3
6
9
18
3
0-20
3
6
9
18
3
0-20
6
12
18
36
6
0-40
18
36
54
108
20
0-100
9
9
Модуль 1
1.1.
1.2.
Общие вопросы моделирования
Численное и имитационное моделирование
1-3
4-6
Всего*
Модуль 2
2.1.
2.2.
Знакомство с MatLab
7-9
Моделирование в
10-
MatLab
12
Всего*
Модуль 3
3.1.
3.2.
GPSS
13-15
GPSS-модели массо-
16-
вого обслуживания
18
Всего*
Итого (часов, баллов за семестр)*:
Из них в интеракт.
форме
*- с учётом иных видов работ.
7
20
4. Содержание дисциплины.
Модуль 1.
Тема 1.1. Общие вопросы моделирования.
Система. Модель. Задачи моделирования. Методы моделирования. Типовые распределения случайных величин. Математические модели дискретных систем. Параметры и характеристики систем массового обслуживания. Аналитическое моделирование. Одноканальные
СМО с однородным потоком заявок. Многоканальные СМО с однородным потоком заявок.
Одноканальные СМО с неоднородным потоком заявок. Экспоненциальные СеМО с однородным потоком заявок.
Тема 1.2. Численное и имитационное моделирование.
Понятие случайного процесса. Случайные процессы с дискретными состояниями . Понятие марковского случайного процесса. Параметры и характеристики марковского случайного процесса .Методы расчета марковских моделей. Эргодическое свойство случайных процессов. Марковские процессы с дискретным временем. Марковские процессы с непрерывным
временем. Марковские модели систем массового обслуживания. Одноканальная СМО без
накопителя (M/M//). Многоканальная СМО без накопителя (M/M/N/). Одноканальная СМО с
накопителем ограниченной емкости (M/M//r). Одноканальная СМО с накопителем неограниченной емкости (M/M/) . Многоканальная СМО накопителем ограниченной ёмкости (M/M//)
. Одноканальная СМО с неоднородным потоком заявок и относительными приоритетами.
Марковские модели сетей массового обслуживания. Разомкнутая экспоненциальная СеМО с
накопителями ограниченной емкости . Замкнутая экспоненциальная СеМО. Замкнутая СеМО
с эрланговским обслуживанием. Замкнутая СеМО с гиперэкспоненциальным обслуживанием
.
Основы имитационного моделирования. Понятие имитационного моделирования.
Принципы организации имитационного моделирования . Методы формирования случайных
чисел. Формирование равномерно распределённых случайных величин. Проверка генераторов равномерно распределенных псевдослучайных чисел . Методы формирования псевдослучайных чисел с заданным законом распределения .
Тема 2.1. Знакомство с MatLab.
Простейшие операции с числами, векторами и матрицами. Построение графиков
и диаграмм. Вычисления с векторами и матрицами. Операторы и функции системы
MatLab. Решение типичных математических задач. Трехмерная графика и редактирование
8
графиков. Создание и использование m-файлов. Типы данных. Использование управляющих структур и отладка программ.
Тема 2.2. Моделирование в MatLab.
Стандартный метод моделирования дискретного распределения и его трудоемкость.
Моделирование равномерного дискретного распределения. Квантильный метод. Метод
обратной функции распределения. Конструирование моделируемых плотностей. Моделирование случайных векторов. Конструирование двумерного моделируемого вектора с
зависимыми координатами. Методы интегральной и дискретной суперпозиции.
Запуск Simulink. Обозреватель разделов библиотеки Simulink. Создание модели.
Окно модели. Основные приемы подготовки и редактирования модели. Установка параметров расчета и его выполнение. Завершение работы. Библиотека блоков Simulink.
Редактор дифференциальных уравнений DEE. Использование Simulink LTI-Viewer для
анализа динамических систем. Основные команды MATLAB для управления Simulinkмоделью. Отладчик Simulink моделей. Повышение скорости и точности расчетов. Обзор
набора инструментов Simulink Performance Tools. Simulink-функции.
Системы массового обслуживания и их моделирование. Сложные технические системы и их моделирование.
Модуль 3.
Тема 3.1. GPSS.
Введение в систему имитационного моделирования GPSS World. Состав системы имитационного моделирования GPSS World. Элементы языка GPSS World. Объекты GPSS-модели. Состав и структура GPSS-модели . Процесс моделирования в среде GPSS World. Запуск
процесса моделирования. Транзакты . Модельное время. Списки. Завершение моделирования.
Системные числовые атрибуты. Встроенные вероятностные распределения.
Операторы блоков GPSS World. Общие сведения. GENERATE (ГЕНЕРИРОВАТЬ).
TERMINATE (ЗАВЕРШИТЬ). ADVANCE (ЗАДЕРЖАТЬ). SEIZE (ЗАНЯТЬ). RELEASE
(ОСВОБОДИТЬ). QUEUE (СТАТЬ В ОЧЕРЕДЬ). DEPART (ПОКИНУТЬ ОЧЕРЕДЬ). ENTER
(ВОЙТИ). LEAVE (ВЫЙТИ). TEST (ПРОВЕРИТЬ). TRANSFER (ПЕРЕДАТЬ). PRIORITY
(НАЗНАЧИТЬ ПРИОРИТЕТ). PREEMPT (ЗАХВАТИТЬ). RETURN (ВЕРНУТЬ). LOGIC (ИЗМЕНИТЬ). GATE (ВПУСТИТЬ). MARK (ОТМЕТИТЬ). ASSIGN (НАЗНАЧИТЬ). TABULATE
(ТАБУЛИРОВАТЬ).
Команды GPSS World. Общие сведения. FUNCTION (ФУНКЦИЯ). STORAGE (МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО). TABLE (ТАБЛИЦА) . QTABLE (ТАБЛИЦА ОЧЕРЕДИ).
9
VARIABLE (АРИФМЕТИЧЕСКАЯ ПЕРЕМЕННАЯ). CLEAR (ОЧИСТИТЬ). CONTINUE
(ПРОДОЛЖИТЬ). HALT (ОСТАНОВИТЬ). INCLUDE (ВКЛЮЧИТЬ). REPORT (СОЗДАТЬ
ОТЧЁТ). RESET (СБРОСИТЬ). SHOW (ПОКАЗАТЬ). START (НАЧАТЬ). STEP (ШАГАТЬ).
STOP (ОСТАНОВИТЬ).
Тема 3.2. GPSS-модели массового обслуживания.
Модель: одноканальная СМО с детерминированным потоком заявок и равномерно распределенной длительностью обслуживания (D/U/). Модель A: одноканальная СМО с простейшим потоком заявок (M/U/). Модель : многоканальная СМО с накопителем ограниченной ёмкости и обслуживанием заявок по закону Эрланга (M/E//r). Модель А: дополнительная статистика в виде гистограмм . Модель : многоканальная СМО с неоднородным потоком заявок и
накопителем ограниченной емкости. Модель А: многоканальная СМО с раздельными накопителями для заявок разных классов. Модель : одноканальная СМО с относительными приоритетами .
Модель А: одноканальная СМО с абсолютными приоритетами .
Модель :
двухузловая разомкнутая СеМО с однородным потоком заявок . Модель : многоузловая разомкнутая СеМО с однородным потоком заявок . Модель : замкнутая СеМО с однородным потоком заявок . Модель : разомкнутая СеМО с неоднородным потоком заявок .
5. Планы семинарских занятий.
Не планируются.
6. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).
Тема 1.1. Математические модели дискретных систем. Параметры и характеристики
систем массового обслуживания. Аналитическое моделирование. Одноканальные СМО с однородным потоком заявок. Многоканальные СМО с однородным потоком заявок. Одноканальные СМО с неоднородным потоком заявок.
Тема 1.2. Марковские процессы с дискретным временем. Марковские процессы с непрерывным временем. Марковские модели систем массового обслуживания. Одноканальная
СМО без накопителя (M/M//). Многоканальная СМО без накопителя (M/M/N/). Одноканальная СМО с накопителем ограниченной емкости (M/M//r). Одноканальная СМО с накопителем
неограниченной емкости (M/M/) . Многоканальная СМО накопителем ограниченной ёмкости
(M/M//) . Одноканальная СМО с неоднородным потоком заявок и относительными приоритетами. Марковские модели сетей массового обслуживания.
Тема 1.2. Создание модели. Установка параметров расчета и его выполнение.
Использование Simulink LTI-Viewer для анализа динамических систем. Основные команды
10
MATLAB для управления Simulink-моделью. Отладчик Simulink моделей. Повышение
скорости и точности расчетов. Обзор набора инструментов Simulink Performance Tools.
Simulink-функции.
Тема 2.1. Построение графиков и диаграмм. Вычисления с векторами и матрицами.
Операторы и функции системы MatLab. Решение типичных математических задач. Трехмерная графика и редактирование графиков. Создание и использование m-файлов.
Тема 2.2. Основные команды MATLAB для управления Simulink-моделью. Отладчик Simulink моделей. Повышение скорости и точности расчетов. Обзор набора инструментов Simulink Performance Tools. Simulink-функции. Системы массового обслуживания
и их моделирование. Сложные технические системы и их моделирование.
Тема 3.1. Состав системы имитационного моделирования GPSS World. Элементы
языка GPSS World. Объекты GPSS-модели. Состав и структура GPSS-модели . Процесс моделирования в среде GPSS World. Запуск процесса моделирования. Транзакты. Модельное
время. Списки. Завершение моделирования. Системные числовые атрибуты. Встроенные вероятностные распределения. Операторы блоков GPSS World. Команды GPSS World.
Тема 3.2. Модель: одноканальная СМО с детерминированным потоком заявок и равномерно распределенной длительностью обслуживания (D/U/). Модель A: одноканальная СМО
с простейшим потоком заявок (M/U/). Модель : многоканальная СМО с накопителем ограниченной ёмкости и обслуживанием заявок по закону Эрланга (M/E//r). Модель : многоканальная
СМО с неоднородным потоком заявок и накопителем ограниченной емкости. Модель : одноканальная СМО с относительными приоритетами . Модель : двухузловая разомкнутая СеМО
с однородным потоком заявок . Модель : многоузловая разомкнутая СеМО с однородным
потоком заявок . Модель : замкнутая СеМО с однородным потоком заявок . Модель : разомкнутая СеМО с неоднородным потоком заявок
7. Примерная тематика курсовых работ.
Не планируются
8. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной работы
студентов.
Таблица5 .
№
Модули и темы
Виды СРС
обязательные
дополнительные
Модуль 1
11
Неделя
Объем
семестра
часов
1.1
1.2
Общие вопросы мо-
Проработка
делирования
лекций, работа
Численное и имита-
с литературой,
ционное моделиро-
решение типо-
1-3
9
4-6
9
Работа с учебной
литературой
вых задач
вание
Всего по модулю 1*:
18
Модуль 2
2.1
Знакомство с
MatLab
2.2
Моделирование в
Проработка
лекций, работа
Составление за-
с литературой,
дач, написание
решение типо-
программы
7-9
9
10-12
9
вых задач
MatLab
Всего по модулю 2*:
18
Модуль 3
3.1
GPSS
Проработка
лекций, работа
3.2
грамм
решение типо-
вого обслуживания
9
16-18
9
Написание про-
с литературой,
GPSS-модели массо-
13-15
вых задач
Всего по модулю 3*:
18
ИТОГО*:
108
* - с учётом иных видов работ
9. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по
итогам освоения дисциплины.
12
9.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения образовательной программы (выдержка
из матрицы компетенций):
семестр
ОК-1 способность к абстрактному мышлению, анализу,
синтезу
ОПК-3
способность публично представить собственные и известные научные результаты
Дисциплины учебного плана
1
2
Б1 Методика преподавания компьютерных наук
Б2Научно-исследовательская работа
Б1 Философские проблемы естествознания
Б2 Курсовая работа по направлению
13
ОПК-4 -владение теоретическими
основами информатики как науки;
знание проблем современной информатики, ее категории и связи с
другими научными дисциплинами, понимание основных этапов
и тенденции развития программирования, математического обеспечения и информационных, технологий
Дисциплины учебного плана
Б1 Методика преподавания компьютерных наук
Б1 Алгоритмы и технологии разработки параллельных программ
Б1 Системы компьютерной математики
Б1 Вычислительный эксперимент
c использованием пакета MatLab
Б1 Дополнительные главы дискретной математики
Б1 Современные технологии программирования
Б1 Алгоритмы и технологии разработки параллельных программ
Б1 Современные технологии программирования
3
Б1Системы имитационного моделирования
Б1 Задачи оптимального управления
4
Б1 Распределенные хранилища
данных
Б1 Построение информационных
приложений на базе промышленных СУБД
Б1 Системы имитационного моделиро- Б1 Системы имитационного модевания
лирования
Б1 Задачи оптимального управления
Б1 Задачи оптимального управления
Б1 Методология научных исследований Б1 Открытые технологии разработки программного обеспечения
Б1 Разработка мобильных прилоБ2 Научно-исследовательская работа
жений
Б2 Преддипломная практика
Б2 Учебная практика
Б2 Итоговая государственная аттестация
9.2 Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования, описание шкал
оценивания:
Таблица 6.
ции
тен-
пе-
ком-
Код
Карта критериев оценивания компетенций
Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП
14
Виды занятий (лекции, семинар
пороговый
базовый (хор.)
повышенный
(удовл.)
76-90 баллов
(отл.)
средства (те-
91-100 баллов
сты, творче-
61-75 баллов
ские, практические, лабораторные)
Оценочные
ские работы,
проекты и др.)
ОК-1
Знает: содержание элементов
Знает: взаимосвязи между
Знает: содержание и взаимо-
Знает: содержание и взаимосвязи
Лекции, лабора-
строения систем.
элементами систем.
связи между элементами систем.
между элементами систем, типовые си-
торные работы
Умеет: распознать полноту си-
Умеет: выявить неполноту
Умеет: исправить ошибки в име-
стемы
Зачет
стемы.
системы.
ющейся конфигурации системы.
Умеет: выбрать оптимальную систему.
Владеет: навыками практиче-
Владеет: навыками практического программирования
Владеет: навыками практиче-
Владеет: навыками практи-
ского программирования
ского программирования
ческого программирования
программной реализации типо-
лизации и модификации имитацион-
программной реализации типо-
для программной реализа-
вых имитационных моделей на
ных моделей
вых имитационных моделей.
ции типовых имитационных
нескольких платформах.
класса прикладных задач.
для
для
для программной реарешения определенного
моделей.
ОПК3
Знает: правила построения до-
Знает: правила построения
Знает: правила построения до-
Знает: правила построения докладов и
Лекции, лабора-
кладов и презентаций.
докладов и презентаций.
кладов и презентаций.
презентаций.
торные работы
Умеет: четко и внятно высту-
Умеет: четко и внятно вы-
Умеет: четко и внятно выступать
Умеет: четко и внятно выступать с ис-
Зачет
пать с использованием совре-
ступать с использованием со-
с использованием современных
пользованием современных технических
менных технических средств.
временных технических
технических средств.
средств.
Владеет: навыками ведения
средств.
Владеет: навыками ведения дис-
Владеет: навыками ведения дискуссии,
дискуссии, ответа на замечания.
Владеет: навыками ведения
куссии, ответа на замечания.
ответа на замечания, правилами публич-
дискуссии, ответа на замеча-
ного поведения
ния.
15
ОПК-
Знает: содержание основных
Знает: содержание основ-
Знает: содержание и взаимо-
Знает: содержание и взаимосвязи ос-
Лекции, лабора-
4
этапов и тенденции развития
ных этапов и тенденции
связи основных этапов и тен-
новных этапов, проблемы и тенден-
торные работы
алгоритмов, языков и техно-
развития алгоритмов, язы-
денции развития алгоритмов,
ции развития алгоритмов, языков и
Зачет
логий имитационного модели-
ков и технологий имитаци-
языков и технологий имитаци-
технологий параллельного программи-
рования.
онного моделирования.
онного моделирования.
рования.
Умеет: выбрать модель и
Умеет: выбрать модель и
Умеет: выбрать возможные мо-
Умеет: выбрать оптимальные модель
язык программирования, под-
язык программирования для
дели и языки программирова-
и язык программирования из несколь-
ходящие для программной ре-
программной реализации
ния, подходящие для программ-
ких возможных, подходящие для про-
ализации алгоритма решения
алгоритма решения кон-
ной реализации алгоритма ре-
граммной реализации алгоритмов ре-
конкретной прикладной за-
кретной прикладной задачи.
шения конкретной прикладной
шения определенного класса приклад-
дачи.
Владеет: навыками практи-
задачи.
ных задач.
Владеет: навыками практиче-
ческого программирования
Владеет: навыками практиче-
Владеет: навыками практического про-
ского программирования
для программной реализа-
ского программирования
граммирования
программной реализации типо-
ции типовых имитационных
программной реализации типо-
лизации и модификации имитацион-
вых имитационных моделей.
моделей.
вых имитационных моделей на
ных моделей
нескольких платформах.
класса прикладных задач.
для
16
для
для программной реарешения определенного
9.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для
оценки знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей
этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы.
Контрольная работа по темам 2.1, 3.1:
1. Провести моделирование работы магазина в течение одного рабочего дня. Время
обслуживания и поступления покупателей задать произвольно с требованием отсутствия
бесконечных очередей. В качестве результатов получить необходимое количество точек обслуживания с учетом критериев эффективности. Работу выполнить как в MatLab, так и в
GPSS. Провести не менее 100 циклов моделирования. Сравнить результате, в том числе и по
времени работы.
Вопросы к экзамену:
1.
Простейшие операции с числами, векторами и матрицами.
2.
Построение графиков и диаграмм.
3.
Вычисления с векторами и матрицами.
4.
Операторы и функции системы MatLab.
5.
Решение задач алгебры.
6.
Обозреватель разделов библиотеки Simulink.
7.
Создание модели. Окно модели. Основные приемы подготовки и редакти-
рования модели.
8.
Установка параметров расчета и его выполнение.
9.
Библиотека блоков Simulink.
10.
Редактор дифференциальных уравнений DEE.
11.
Использование Simulink LTI-Viewer для анализа динамических систем.
12.
Основные команды MATLAB для управления Simulink-моделью. Отладчик
Simulink моделей.
13.
Повышение скорости и точности расчетов.
14.
Обзор набора инструментов Simulink Performance Tools.
15.
Simulink-функции.
16.
. Состав системы имитационного моделирования GPSS World. Элементы языка
GPSS World.
17.
Объекты GPSS-модели. Состав и структура GPSS-модели .
18.
Процесс моделирования в среде GPSS World. Запуск процесса моделирования.
19.
Транзакты. Модельное время. Списки. Завершение моделирования. Системные
числовые атрибуты. Встроенные вероятностные распределения.
17
20.
Операторы блоков GPSS World. Общие сведения. GENERATE (ГЕНЕРИРО-
ВАТЬ). TERMINATE (ЗАВЕРШИТЬ). ADVANCE (ЗАДЕРЖАТЬ). SEIZE (ЗАНЯТЬ).
RELEASE (ОСВОБОДИТЬ). QUEUE (СТАТЬ В ОЧЕРЕДЬ). DEPART (ПОКИНУТЬ ОЧЕРЕДЬ). ENTER (ВОЙТИ). LEAVE (ВЫЙТИ). TEST (ПРОВЕРИТЬ). TRANSFER (ПЕРЕДАТЬ).
PRIORITY (НАЗНАЧИТЬ ПРИОРИТЕТ). PREEMPT (ЗАХВАТИТЬ). RETURN (ВЕРНУТЬ).
LOGIC (ИЗМЕНИТЬ). GATE (ВПУСТИТЬ). MARK (ОТМЕТИТЬ). ASSIGN (НАЗНАЧИТЬ).
TABULATE (ТАБУЛИРОВАТЬ).
21.
Команды GPSS World. Общие сведения. FUNCTION (ФУНКЦИЯ). STORAGE
(МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО). TABLE (ТАБЛИЦА) . QTABLE (ТАБЛИЦА ОЧЕРЕДИ).
VARIABLE
(АРИФМЕТИЧЕСКАЯ
ПЕРЕМЕННАЯ).
CLEAR
(ОЧИСТИТЬ).
CONTINUE (ПРОДОЛЖИТЬ). HALT (ОСТАНОВИТЬ). INCLUDE (ВКЛЮЧИТЬ). REPORT
(СОЗДАТЬ ОТЧЁТ). RESET (СБРОСИТЬ). SHOW (ПОКАЗАТЬ). START (НАЧАТЬ). STEP
(ШАГАТЬ). STOP (ОСТАНОВИТЬ).
22.
Модель: одноканальная СМО с детерминированным потоком заявок и равно-
мерно распределенной длительностью обслуживания (D/U/).
23.
Модель A: одноканальная СМО с простейшим потоком заявок (M/U/).
24.
Модель : многоканальная СМО с накопителем ограниченной ёмкости и обслу-
живанием заявок по закону Эрланга (M/E//r).
25.
Модель А: дополнительная статистика в виде гистограмм .
26.
Модель : многоканальная СМО с неоднородным потоком заявок и накопителем
ограниченной емкости.
27.
Модель А: многоканальная СМО с раздельными накопителями для заявок раз-
ных классов.
28.
Модель : одноканальная СМО с относительными приоритетами .
29.
Модель А: одноканальная СМО с абсолютными приоритетами .
30.
Модель : двухузловая разомкнутая СеМО с однородным потоком заявок .
31.
Модель : многоузловая разомкнутая СеМО с однородным потоком заявок .
32.
Модель : замкнутая СеМО с однородным потоком заявок .
33.
Модель : разомкнутая СеМО с неоднородным потоком заявок .
9.4. Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний,
умений, навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы формирования компетенций.
Форма промежуточной аттестации – экзамен :
18
Для сдачи экзамена студент должен явиться на экзамен. Экзамен проводится в
устно-письменной форме (на усмотрение преподавателя). Билет содержит 2 вопроса. Для
получения положительной оценки необходимо дать ответ с практической иллюстрацией.
При выставлении итоговой оценки учитывается качество выполненных в течение семестра
лабораторных работ. При необходимости экзаменатор может задавать вопросы по существу выполненных и(или) невыполненных работ.
10.Образовательные технологии.
Для реализации компетентностного подхода используются как традиционные
формы и методы обучения, так и интерактивные формы (круглый стол, взаиморецензированиие, представление и обсуждение проектных разработок), направленные на формирование у магистрантов навыков коллективной работы, умения анализировать алгоритмы
и технологии для оптимального их использования при разработке программных продуктов.
11.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины.
11.1 Основная литература:
1. Колокольникова А. И. , Киренберг А. Г. Спецразделы информатики: введение
в MatLab [Электронный ресурс]: учебное пособие / А.И.Колокольникова, А.Г.Киренберг
.- Электрон.текстовые
дан. - М.,
Берлин:
Директ-Медиа,
2014.
Режим
доступа:
http://www.biblioclub.ru/book/275268/ (дата обращения: 04.11.2014)
2. Галушкин Н. Е. Высокоуровневые методы программирования : язык программирования MatLab [Электронный ресурс]: учебник по дисциплине «Высокоуровневые
методы информатики и программирования» для студентов специальности «Прикладная
информатика», Ч. 1 / Н.Е.Галушкин. - Электрон.текстовые дан. - Ростов-н/Д: Издательство
Южного
федерального
университета,
2011.
Режим
доступа:
http://www.biblioclub.ru/book/241037/ (дата обращения: 04.11.2014)
3. Матюшкин И. В. Моделирование и визуализация средствами MATLAB физики
наноструктур [Электронный ресурс] / И.В.Матюшкин. -
Электрон.текстовые дан. - М.:
РИЦ "Техносфера", 2011. Режим доступа: http://www.biblioclub.ru/book/135405/ (дата обращения: 04.11.2014)
4. Салмина Н. Ю. Имитационное моделирование: учебное пособие [Электронный ресурс]: учебное пособие / Н.Ю.Салмина. - . Электрон.текстовые дан. - Томск: Эль Контент,
2012. Режим доступа: http://www.biblioclub.ru/book/208690/ (дата обращения: 04.11.2014)
19
11.2 Дополнительная литература:
1. Дьяконов В. П. MATLAB 6/6.1/6.5 + Simulink 4/5 в математике и моделировании
[Электронный ресурс]: полное руководство пользователя / В.П.Дьяконов. - Электрон.текстовые
дан.
–
М.,
СОЛОН-ПРЕСС,
2008.
Режим
доступа:
http://www.biblioclub.ru/book/271895/ (дата обращения: 04.11.2014).
2. Снетков Н.Н.Имитационное моделирование экономических процессов [Электронный ресурс]: Учебно-практическое пособие / Н.Н.Снетков. - Электрон.текстовые дан. –
М.,
Евразийский
открытый
институт,
2008.
Режим
доступа:
http://www.biblioclub.ru/book/903598/ (дата обращения: 04.11.2014).
3. Афонин В. В. , Федосин С. А. Моделирование систем [Электронный
ресурс]:
учебно-практическое пособие / В.В.Афонин, С.А.Федосин. - Электрон.текстовые дан. М.:
Интернет-Университет
Информационных
Технологий,
2011.
Режим
доступа:
http://www.biblioclub.ru/book/232979/ (дата обращения: 04.11.2014).
11.3. Интернет-ресурсы:
1. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.mathworks.com (дата обращения: 04.11.2014)
2. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.gpss.ru (дата обращения:
04.11.2014)
12. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении
образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости).
Не предусмотрены
13. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины
(модуля).
При освоении дисциплины для проведения лекционных занятий нужны учебные
аудитории, оснащённые мультимедийным оборудованием, для проведения практических
занятий необходимы обычные классы c установленной программой MatLab любой версии.
Также требуется установленная версия GPSS.
20
Дополнения и изменения к рабочей программе на 201__ / 201__
учеб-
ный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
_________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Рабочая
программа
пересмотрена
и
одобрена
на
заседании
______________________________________ «__» _______________201
Заведующий кафедрой___________________/___________________/
Подпись
Ф.И.О.
21
г.
кафедры