Желтов Валериан Павлович рабочая программа

Вид материала

Программа

Содержание Управление разработкой программных проектов 1. Цели освоения дисциплины 2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата 3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины 4. Структура и содержание дисциплины Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) 1.Язык имитационного моделирования GPSS-12 часов. 5. Образовательные технологии 7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Подобный материал:

• Желтов Валериан Павлович рабочая программа, 429.63kb.
• Желтов Валериан Павлович рабочая программа, 191.04kb.
• Желтов Валериан Павлович рабочая программа, 107.44kb.
• Желтов Валериан Павлович рабочая программа, 128.93kb.
• Желтов Валериан Павлович рабочая программа, 163.82kb.
• Желтов Валериан Павлович рабочая программа, 137.22kb.
• Желтов Валериан Павлович рабочая программа, 203.95kb.
• Желтов Валериан Павлович рабочая программа, 238.36kb.
• Желтов Валериан Павлович рабочая программа, 202.16kb.
• Желтов Валериан Павлович рабочая программа, 306.84kb.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова»


Факультет дизайна и компьютерных технологий


«УТВЕРЖДАЮ»

Проректор по учебной работе


______________ А.Ю. Александров


«______»______________ 20__ г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Компьютерное моделирование»


Направление подготовки

231000 Программная инженерия


Профиль подготовки

Управление разработкой программных проектов


Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр


Форма обучения

очная


Чебоксары

2011

Рабочая программа основана на требованиях Федерального государственного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 231000 Компьютерное моделирование, утвержденного Приказом Минобрнауки 9.11.2009 № 542.


Составитель: доцент Леонтьев Д.М. ____________


Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании обеспечивающей кафедры – компьютерных технологий (протокол № _____ от ___________2010 г.).


Зав. кафедрой: профессор Желтов Валериан Павлович


Рабочая программа согласована с Методической комиссией выпускающего факультета Дизайна и компьютерных технологий.


Председатель комиссии, декан: профессор Желтов Валериан Павлович____________


СОГЛАСОВАНО:

Зам. начальника УМУ: доцент М.Ю. Харитонов ____________


1. Цели освоения дисциплины


Целью изучения дисциплины является теоретическая и практическая подготовка студентов по основам анализа и синтеза производственных и экономических процессов, структур систем и их отдельных подсистем, систем управления, систем поддержки принятия решений.


2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Дисциплина входит в вариативную часть профессионально цикла образовательной программы бакалавра.

Список дисциплин, знание которых необходимо для изучения курса данной дисциплины:

1. Высшая математика

2. Программирование на языке высокого уровня

3. Организация ЭВМ и систем

4. Информационные технологии


3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины


Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

способен находить организационно-управленческие решения и готов нести за них ответственность (ОК-4);

способен понимать сущность и проблемы развития современного информационного общества (ОК-7);

владеет основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОК-12);

способен проводить оценку экономических затрат на проекты по информатизации и автоматизации решения прикладных задач (ПК-15);

способен применять системный подход и математические методы в формализации решения прикладных задач (ПК-21);

В результате освоения дисциплины обучающийся должен (из старой рабочей программы или ПООП или в интернете):

• Знать: принципы расчета динамических характеристик систем, основы построения и эксплуатации систем имитационного моделирования.
  
• Уметь: проводить формальное описание процесса функционирования сложных систем и протекающих в них процессов, проводить имитационные эксперименты.
  
• Владеть: основными терминами и понятиями дискретной имитации.
  

4. Структура и содержание дисциплины


4.1. Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц , 108 часов.

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)							Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
				Лекции	Практ. зан.	Лабор. зан.	КСР *	СРС **	Всего	Из ауд. зан. в интер. форме
1	Введение в дисциплину	8		2				8	10
2	Имитационное моделирование систем	8		4				8	12
3	Система массового обслуживания	8		4				8	12
4	Обшие подходы к построению имитационных моделей	8		4				8	12
5	Язык имитационного моделирования GPSS	8		6		12		14	32
6	Система имитационного моделирования Arena	8		4		12		12	28
	Итого	8		24		24	2	58	108		зачет

* Контроль самостоятельной работы: аудиторные занятия для проверки самостоятельной работы студентов, приема зачета, проведения текущих консультаций.

** Самостоятельная работа студента, включая курсовой проект, курсовую работу, расчетно-графические работы.


4.2. Содержание лекционных занятий (таблица)


Раздел I. ПОДХОДЫ К ПОСТРОЕНИЮ ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ

Тема 1. Введение в дисциплину

Понятие системы. Внешнее и внутренне описание системы. Виды моделей. Основные понятия и определения. Система и ее составляющие, характер взаимодействия подсистем. Вертикальная декомпозиция системы. Статическая сложность. Динамическая сложность. Сложность управляемой системы. Понятие модели; классификация моделей, концептуальное моделирование. Математические предпосылки создания имитационной модели. Границы возможностей классических математических методов в системотехнике и экономике. Метод Монте-Карло.

Тема 2. Имитационное моделирование систем

Понятие модельного времени. Дискретное и непрерывное изменение переменных модели. Зависимые переменные. Достоинства и недостатки дискретного имитационно моделирования. Классификация подходов. Процесс имитационного моделирования. Программные средства имитационного моделирования: модели дискретных систем, модели непрерывных процессов, комплексные (дискретно-непрерывные) модели. Планирование компьютерного эксперимента; масштаб времени; датчики случайных величин; потоки, задержки, обслуживание; проверки гипотез о категориях типа событие явление поведение; риски и прогнозы. Объекты имитационных моделей: «процесс», «транзакт», «событие», «ресурс» и др. Различные подходы к созданию моделей: транзактно-ориентированный, объектно-ориентированный, событийный.

Тема 3. Система массового обслуживания

Основные элементы системы. Поток заявок. Дисциплина очереди. Поток обслуживания. Коэффициент использования оборудования (загрузка канала обслуживания). Многоканальная СМО. Многофазная СМО. Уравнения Колмагорова для СМО.

Тема 4. Общие подходы к построению имитационных моделей

Подходы к построению ИМ. Имитационное моделирование с использованием событийного подхода. Построение ИМ. Подход, ориентированный на действия. Основные положения процессно-ориентированного подхода. Структурный анализ процессов при использовании объектно-ориентированного подхода. Функциональная модель и ее диаграммы. Уровни детализации функциональной модели системы. Процесс создания двух взаимосвязанных моделей: функциональной структурной и динамической имитационной. Автоматизированное конструирование моделей. Имитация работы объекта экономики в разных измерениях: материальные, информационные, «денежные» потоки. Имитация основных типовых процессов: генераторы, очереди, узлы обслуживания, терминаторы и др. Разомкнутые и замкнутые схемы моделей. Работа с объектами типа ресурс. Стратегии управления ресурсами.

Раздел II. ПРОЦЕССНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Тема 5. Язык имитационного моделирования GPSS

Основные элементы языка. Понятия блока, транзакта и ресурса. Основные блоки GPSS. Борьба за ресурсы. Законы распределения. Датчики псевдослучайных чисел. Пример имитационной модели на языке. Результаты моделирования.

Тема 6. Система имитационного моделирования Arena

Arena - система имитационного моделирования. Основные блоки языка. Объединение ресурсов в группы. Управление перемещением транзактов. Синхронизация процессов. Результаты моделирования.


4.3. Содержание лабораторных занятий


Лабораторный практикум включает:


1.Язык имитационного моделирования GPSS-12 часов.

Датчики псевдослучайных чисел-6 часов.

Пример имитационной модели на языке-6 часов.

2.Система имитационного моделирования Arena -12 часов.

Синхронизация процессов-12 часов.


5. Образовательные технологии


В процессе изучения дисциплины используются:

• раздаточный материал для изучения лекционного материала;

• учебный материал в электронном виде;

• контрольные программы по курсу для подготовки к сдаче семестровой аттеста-

ции и экзамена;

• программное обеспечение в соответствии с содержанием дисциплины;


6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.


6.1. Перечень заданий для самостоятельной работы и проведения текущего контроля.

1. Виды моделей
   
2. Вертикальная декомпозиция системы.
   
3. Статическая сложность.
   
4. Динамическая сложность.
   
5. Сложность управляемой системы.
   
6. Метод Монте-Карло.
   
7. Дискретное и непрерывное изменение переменных модели. Зависимые переменные.
   
8. Процесс имитационного моделирования.
   
9. Программные средства имитационного моделирования: модели дискретных систем, модели непрерывных процессов, комплексные (дискретно-непрерывные) модели
   
10. Основные элементы системы.
    
11. Поток заявок.
    
12. Дисциплина очереди.
    
13. Многоканальная СМО.
    
14. Многофазная СМО.
    
15. Уравнения Колмагорова для СМО.
    
16. Структурный анализ процессов при использовании объектно-ориентированного подхода.
    
17. Функциональная модель и ее диаграммы.
    
18. Основные блоки GPSS.
    
19. Управление перемещением транзактов.
    
20. Arena - система имитационного моделирования. Основные блоки языка.
    

6.2. Перечень вопросов к промежуточной аттестации.

Тема 1. Введение в дисциплину

1. Области применения имитационного моделирования

2. Понятие системы

3. Типы моделирующих отношений

Тема 2. Имитационное моделирование систем

1. Основные положения имитационного моделирования

2. Достоинства и недостатки имитационного моделирования

3. Пути реализации имитационных моделей

Тема 3. Система массового обслуживания

1. Основные элементы системы массового обслуживания

2. Характеристики элементов системы

3. Дисциплины очереди

4. Коэффициент использования оборудования ( загрузка канала обслуживания) Тема 4. Общие подходы к построению имитационных моделей

1. Событийный подход

2. Подход сканирования активностей

3. Процессно-ориентированный подход

Тема 5. Язык имитационного моделирования GPSS

1. Основные элементы языка

2. Борьба за ресурсы

3. Датчики псевдослучайных чисел

Тема 6. Система имитационного моделирования Arena

1. Основные блоки языка

2. Объединение ресурсов в группы

3. Синхронизация процессов


7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

а) основная литература:

1. Томашевский В.Н., Жданова Е.Г. / Имитационное моделирование в среде GPSS / "Бестселлер", 2003. - 416 с.

2. Кельтон В.Д., Лоу А.М. / Имитационное моделирование. Классика CS. 3- е изд. / СПб.: Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2004.

3. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс: Пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1988.

4. Боев В.Д. Моделирование систем. Инструментальные средства GPSS World: Учеб. пособие. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 368 с.

5. Голованов О. В., Дуваков С., Смирнов В. Н. Моделирование сложных дискретных систем на ЭВМ третьего поколения ( опыт применения GPSS). – М.: Энергия, 1978. – 160 с.

6. Курс лекций по дисциплине « Компьютерное моделирование»/ Сост. Алтаев А.А. – Улан-Удэ, Изд-во ВСГТУ, 2001. – 63 с.

7. Наставление по GPSS/PC. Minuteman Software: Пер. с англ. под ред. И. М. Якимова.– Казань, 1997. — 320 с.

8. Советов Б. Я., Яковлев С. А. Моделирование систем: Учебник для ВУЗов. – М.: Высшая школа, 1999.

9. Советов Б. Я., Яковлев С. А. Моделирование систем. Лабораторный практикум. – М.: Высшая школа, 1989.

10. Федоров В.Н. Моделирование дискретных систем. Учебное пособие – М.: МГАПИ, 2005. – 92 с.

11. Шеннон Р. Дж. Имитационное моделирование систем - искусство и наука. – М.: Мир, 1978. - 418 с.

б) дополнительная литература:

Шрайбер Т. Дж. / Моделирование на GPSS / М.: Машиностроение, 2000.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы

1. www.osp.mesi.ru (сайт учебного процесса МЭСИ)

2. ru (язык GPSS)

3. simulation.com (язык Arena)

Пакеты прикладных профессиональных программ:

1. GPSS World (версия Student Version 4.3.5). Система имитационного моделирования, язык GPSS.

2. Arena (версия 9.0). Система имитационного моделирования, язык графического описания процессов из блоков Arena.


8. Материально-техническое обеспечение дисциплины


Для обеспечения данной дисциплины необходимо: лекционная аудитория и компьютерный класс, соответствующий действующим санитарным и противопожарным нормам, оборудованный вычислительными средствами (ПЭВМ) с установленной операционной системой Windows, основными офисными программами и пакетами прикладных профессиональных программ.