зав. кафедрой программного обеспечения

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
2014
2
3
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,
2014, 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, 2014.
© Захаров С.Д., 2014.
4
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
5
плин
1.1
1.
Управление проектами
2.
Вычислительный эксперимент с использованием паке-
1.2
2.1
2.2
3.1
3.2
+
+
+
+
+
+
+
+
+
та MatLab
3.
Задачи оптимального
+
управления
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 дис-
циплинами, 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.
6
Уметь: решать задачи теоретического и прикладного характера из различных
разделов математики и теории систем,
строить модели объектов и понятий.
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.
7
Виды учебной работы и самостоятель-
1
2
3
4
5
Лабораторные занятия*
Самостоятельная работа*
Семинарские (практические) занятия*
Тема
Лекции *
№
недели семестра
ная работа, в час.
Из них
Итого
в ин-
Итого
часов
терак
количес
по
тивной
тво
теме
форме,
баллов
в часах
6
7
8
9
10
3
6
9
18
3
0-15
ние
3
6
9
18
3
0-15
Всего*
6
12
18
36
6
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
16
0-100
9
9
Модуль 1
1.1.
Общие вопросы моделирования
1-3
Численное и имита1.2.
ционное моделирова-
4-6
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.
8
18
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 редактирова-
9
ние 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 GPSSмодели. 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).
10
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 ко11
манды 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 mфайлов.
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 разо-
мкнутая 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
12
Неделя
Объем
семестра
часов
Модуль 1
1.1
1.2
Общие вопросы мо-
Проработка
делирования
лекций, работа
Численное и имита-
с литературой,
ционное моделиро-
решение типо-
вание
1-3
9
4-6
9
Работа с учебной
литературой
вых задач
Всего по модулю 1*:
18
Модуль 2
2.1
Знакомство с
MatLab
2.2
Моделирование в
MatLab
Проработка
лекций, работа
Составление за-
с литературой,
дач, написание
решение типо-
программы
7-9
9
10-12
9
вых задач
Всего по модулю 2*:
18
Модуль 3
3.1
GPSS
Проработка
лекций, работа
3.2
с литературой,
GPSS-модели массового обслуживания
13-15
9
16-18
9
Написание программ
решение типовых 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.
13
9.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения образовательной программы (выдержка из матрицы компетенций):
ОК-1
Б1.Б.1
Б1.Б.5
Б1.В.ДВ.3.1
Б1.В.ДВ.3.2
Б2.У.1
ОПК-3
Б1.Б.9
Б1.В.ОД.1
Б1.В.ДВ.3.1
Б1.В.ДВ.3.2
Б2.У.1
Б2.Н.1
Б2.Н.2
ИГА
ОПК-4
Б1.Б.1
Б1.Б.2
Б1.Б.4
Б1.Б.5
Б1.В.ОД.2
Б1.В.ОД.3
Б1.В.ДВ.2.1
Б1.В.ДВ.2.2
Б1.В.ДВ.3.1
способность к абстрактному мышлению, анализу, синтезу
История и методология компьютерных наук
Дополнительные главы математической логики
Системы имитационного моделирования
Задачи оптимального управления
Учебная практика
способность публично представить собственные и известные научные результаты
Методология научных исследований
Философские проблемы естествознания
Системы имитационного моделирования
Задачи оптимального управления
Учебная практика
Научно-исследовательская работа
Курсовая работа по направлению
Итоговая государственная аттестация
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
История и методология компьютерных наук
Методика преподавания компьютерных наук
Дополнительные главы дискретной математики
Дополнительные главы математической логики
Современные технологии программирования
Алгоритмы и технологии разработки параллельных программ
Системы компьютерной математики
Вычислительный эксперимент c использованием пакета MatLab
Системы имитационного моделирования
14
семестр
1
1
3
3
3
семестр
3
2
3
3
3
123
2
4
семестр
1
1
1
1
1
12
1
1
3
Б1.В.ДВ.3.2
Б1.В.ДВ.4.1
Б1.В.ДВ.4.2
Б1.В.ДВ.5.1
Б1.В.ДВ.5.2
Задачи оптимального управления
Распределенные хранилища данных
Построение информационных приложений на базе промышленных СУБД
Открытые технологии разработки программного обеспечения
Разработка мобильных приложений
3
2
2
3
3
9.2 Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования, описание шкал
оценивания:
Таблица 6.
Карта критериев оценивания компетенций
Код компетенции
Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП
Виды занятий (лекции, семинар
Оценочные сред-
ские, практические, лаборатор-
ства (тесты,
ные)
творческие рабо-
пороговый
базовый (хор.)
повышенный
(удовл.)
76-90 баллов
(отл.)
ты, проекты и
91-100 баллов
др.)
61-75 баллов
15
ОК-1
Знает: содержание элементов
Знает: взаимосвязи между
Знает: содержание и взаимосвя-
Знает: содержание и взаимосвязи
Лекции, лабора-
строения систем.
элементами систем.
зи между элементами систем.
между элементами систем, типовые
торные работы
Умеет: распознать полноту си-
Умеет: выявить неполноту
Умеет: исправить ошибки в име-
системы
Зачет
стемы.
системы.
ющейся конфигурации системы.
Умеет: выбрать оптимальную систе-
Владеет: навыками практическо-
му.
Владеет: навыками практического
Владеет: навыками практиче-
Владеет: навыками практиче-
го программирования
ского программирования
ского программирования
граммной реализации типовых
программирования
программной реализации типо-
для программной реализации
имитационных моделей на не-
ной реализации и модификации
вых имитационных моделей.
типовых имитационных мо-
скольких платформах.
имитационных моделей
для
для про-
делей.
для программрешения
определенного класса прикладных
задач.
ОПК3
Знает: правила построения до-
Знает: правила построения
Знает: правила построения до-
Знает: правила построения докладов
Лекции, лабора-
кладов и презентаций.
докладов и презентаций.
кладов и презентаций.
и презентаций.
торные работы
Умеет: четко и внятно высту-
Умеет: четко и внятно высту-
Умеет: четко и внятно выступать
Умеет: четко и внятно выступать с
Зачет
пать с использованием совре-
пать с использованием совре-
с использованием современных
использованием современных техни-
менных технических средств.
менных технических средств.
технических средств.
ческих средств.
Владеет: навыками ведения
Владеет: навыками ведения
Владеет: навыками ведения дис-
Владеет: навыками ведения дискус-
дискуссии, ответа на замечания.
дискуссии, ответа на замеча-
куссии, ответа на замечания.
сии, ответа на замечания, правилами
ния.
публичного поведения
16
ОПК-
Знает: содержание основных
Знает: содержание основных
Знает: содержание и взаимосвя-
Знает: содержание и взаимосвязи
Лекции, лабора-
4
этапов и тенденции развития
этапов и тенденции развития
зи основных этапов и тенден-
основных этапов, проблемы и тен-
торные работы
алгоритмов, языков и техноло-
алгоритмов, языков и техно-
ции развития алгоритмов, язы-
денции развития алгоритмов, языков
Зачет
гий имитационного моделиро-
логий имитационного моде-
ков и технологий имитационно-
и технологий параллельного про-
вания.
лирования.
го моделирования.
граммирования.
Умеет: выбрать модель и язык
Умеет: выбрать модель и
Умеет: выбрать возможные мо-
Умеет: выбрать оптимальные мо-
программирования, подходящие
язык программирования для
дели и языки программирова-
дель и язык программирования из
для программной реализации
программной реализации
ния, подходящие для программ-
нескольких возможных, подходящие
алгоритма решения конкретной
алгоритма решения конкрет-
ной реализации алгоритма ре-
для программной реализации алго-
прикладной задачи.
ной прикладной задачи.
шения конкретной прикладной
ритмов решения определенного
Владеет: навыками практиче-
Владеет: навыками практиче-
задачи.
класса прикладных задач.
ского программирования
ского программирования
Владеет: навыками практическо-
Владеет: навыками практического
программной реализации типо-
для программной реализации
го программирования
программирования
вых имитационных моделей.
типовых имитационных мо-
граммной реализации типовых
ной реализации и модификации
делей.
имитационных моделей на не-
имитационных моделей
скольких платформах.
определенного класса прикладных
для
для про-
задач.
17
для программрешения
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.
18
19.
Транзакты. Модельное время. Списки. Завершение моделирования. Системные
числовые атрибуты. Встроенные вероятностные распределения.
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.
19
Форма промежуточной аттестации – экзамен :
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 Кон20
тент, 2012. Режим
доступа:
http://www.biblioclub.ru/book/208690/
(дата
обращения:
04.11.2014)
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.
21
Дополнения и изменения к рабочей программе на 201__ / 201__
учебный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
_________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Рабочая
программа
пересмотрена
и
одобрена
на
заседании
______________________________________ «__» _______________201
Заведующий кафедрой___________________/___________________/
Подпись
Ф.И.О.
22
г.
кафедры