Geum.ru

Рабочая программа по курсу "Моделирование систем" для специальности 230102 "Автоматизированные системы обработки информации и управления"

Вид материалаРабочая программа

Содержание


1. Цели и задачи дисциплины
3. Перечень тем лабораторных работ
4. Перечень тем практических работ
5. Темы курсового проекта
6. Самостоятельная работа
7. Темы контрольных работ
8. Учебно-методические материалы по дисциплине
9. Применение рейтинговой системы
Тестовые опросы
Вид контроля
Лабораторные и практические работы
5. Некооперативные игры.
Вид контроля
Подобный материал:
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ


ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)


Кафедра автоматизации обработки информации (АОИ)


УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной

работе

_________ М.Т.Решетников

"____"____________ 2007г.


Р А Б О Ч А Я П Р О Г Р А М М А


по курсу "Моделирование систем"

для специальности 230102 "Автоматизированные системы обработки информации и управления"


Факультет систем управления

Кафедра АОИ

Курс - 4

Семестр -7,8


Учебный план набора 2004 года и последующих лет


Распределение учебного времени:

Всего часов - 137

Лекции - 43 час.

Лабораторные занятия - 16 час.

Практические занятия - 35 час.

Курсовой проект - 16 час. аудиторных

Самостоятельная работа - 27 час.


Экзамен - 7,8 семестр.

Диф. зачет – 8 семестр.


2007


Рабочая программа составлена на основании ГОС ВО для специальности 230102 "Автоматизированные системы обработки информации и управления". Рассмотрена и утверждена на заседании кафедры АОИ _______________2007г., протокол №


Разработчик, к.т.н.,

доцент каф. АОИ Салмина Н.Ю.


Зав.каф.АОИ,

профессор Ехлаков Ю.П.


Рабочая программ согласована с факультетом


Декан ФСУ Замятин Н.В.


1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ


Цель дисциплины - изучение моделирования систем, построение имитационных моделей, планирования и проведения экспериментов для анализа результатов моделирования. При достижении этой цели должны быть освоены решения следующих задач:
  • выбор и обоснование модели системы;
  • разработка модели с применением математического аппарата;
  • выбор и обоснование программных средств моделирования систем;
  • планирование машинных экспериментов;
  • получение и интерпретация результатов моделирования.

Дисциплина базируется на знаниях дисциплин "Спецглавы математики", "Системный анализ и исследование операций".


2. СОДЕРЖАНИЕ

  1. Методологические основы моделирования (2 часа).
    1. Имитационное моделирование - цели и задачи. Объекты моделирования.
    2. Понятие модели. Функции моделей и основные случаи их применения. Классификация моделей. Кибернетические модели и применяемый математический аппарат. Требования к моделям.
    3. Постановка задачи моделирования и определение типа модели. Этапы моделирования. Формулирование модели. Оценка адекватности.
  2. Организация статистического моделирования систем на ЭВМ (6 часов).
    1. Общая характеристика метода статистического моделирования и области его применения.
    2. Псевдослучайные числа, основные способы их интерпретации.
    3. Методы получения последовательностей псевдослучайных чисел, требования к полученным последовательностям, проверка их качества. Методы улучшения качества последовательностей случайных чисел.
    4. Моделирование случайных воздействий на моделируемую систему. Методы моделирования дискретных и непрерывных случайных величин. Идентификация закона распределения.
  3. Программные средства моделирования систем (6 часов).
    1. Языки имитационного моделирования (ЯИМ), их преимущества перед языками общего назначения для задачи моделирования систем. Архитектура ЯИМ. Классификация ЯИМ и их сравнительный анализ.
    2. Моделирование на языке GPSS. Основные группы элементов языка. Внутренняя организация GPSS. Входной формат программы. Создание и уничтожение транзактов. Работа с устройствами, задержка сообщений, очереди. Функции. Имитация простейшего формационного потока. Изменение маршрутов сообщения. Работа с памятью. Стандартные числовые атрибуты языка. Вычислительные объекты языка. Изменение параметров сообщения. Приоритеты. Статистические таблицы. Прерывания. Циклы. Инициализация модели.
  4. Теория массового обслуживания (10 часов).
    1. Общие сведения о моделях массового обслуживания (МО). Классификация моделей МО. Задачи теории МО. Каналы обслуживания. Обзор методов решения задач МО.
    2. Модели потоков. Классификация потоков. Организация и продвижение очереди. Пуассоновский поток событий. Поток Эрланга. Нормальный поток событий. Предельные свойства для простейшего потока.
    3. Марковские системы МО. Формула Литтла. Одноканальная СМО с ожиданием, с потерями. Многоканальные СМО. Многоканальные СМО со взаимопомощью, с потерями. Системы с ограниченным числом мест ожидания. Приоритетная задача с потерями. Замкнутые системы.
    4. Сети СМО. Линейные стохастические сети. Линейные показатели сети.
  5. Теория игр (12 часов).
    1. Формализация принятия решений. Постановка задачи исследования операций. Определение и классификация игр. Развернутая и нормальная форма игры. Основные вопросы теории игр.
    2. Антагонистические игры. Принцип минимакса. Защитные стратегии. Понятие смешанной стратегии. Теорема о минимаксе. Решение игр методом линейного программирования Решение игр 2х2. Игры в позиционной форме.
    3. Бесконечные игры. Игры на единичном квадрате. Решение вогнуто-выпуклых игр.
    4. Игры многих лиц. Конечные бескоалиционные игры. Игры с нестрогим соперничеством, кооперативный вариант. Принципы оптимальности в кооперативных играх. Вектор Шепли. N-ядро.
  6. Планирование машинных экспериментов (5 часов).
    1. Методы планирования экспериментов. Планы первого порядка. Однофакторный и многофакторный эксперименты. Выбор области эксперимента. Полный факторный эксперимент. Дробный факторный эксперимент.
    2. Стратегическое планирование машинных экспериментов. Проблемы стратегического планирования. Структурная и функциональная модель.
    3. Тактическое планирование. Проблемы тактического планирования. Методы определения объема выборки.
  7. Обоснование модели и анализ результатов моделирования (2 часа).

Возможные недостатки модели. Проверка гипотез, основные статистические методы. Оценивание результатов моделирования.


3. ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

  1. Конечные антагонистические игры (4часа).
  2. Бесконечные антагонистические игры (4 часа).
  3. Некооперативные игры (4 часа).
  4. Кооперативные игры (4 часа).


4. ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

  1. Генерация и проверка последовательностей псевдослучайных чисел – 4 часа.
  2. Моделирование стохастических систем – 4 часа.
  3. Моделирование многоканальных систем массового обслуживания – 4 часа.
  4. Моделирование разнотипных заявок – 4 часа.
  5. Моделирование сети систем массового обслуживания – 4 часа.
  6. Планирование эксперимента первого порядка – 4 часа.
  7. Моделирование стохастической системы на GPSS – 4 часа.
  8. Представление игр - 2 часа.
  9. Решение антагонистических игр в матричной форме - 2 часа.
  10. Антагонистические игры в позиционной форме - 2 часа.
  11. Решение кооперативных игр - 1 часа.



5. ТЕМЫ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

  1. Исследование работы сети СМО.
  2. Построение модели сети систем массового обслуживания на ЭВМ.
  3. Аналитическая модель сети СМО.
  4. Проверка адекватности построенных моделей.



6. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА


Проработка лекционного материала из расчета 0.5 часа на лекцию. Итого – 11 часов. Форма контроля – фронтальный опрос на лекциях.

Подготовка к лабораторным работам из расчета 1.5 часа на одну работу. Итого – 6 часов.

Изучение тем и вопросов теоретической части курса, способствующих усвоению программы курса:
  1. Одноканальные и многоканальные СМО с разнотипными заявками. – 2 часа.
  2. Вогнутые и выпуклые игры. – 2 часа.
  3. Кооперативные игры: оптимальность по Парето, арбитражная схема Нэша. – 2 часа.
  4. Кооперативные игры в условиях коалиционного разбиения – 4 часа.



7. ТЕМЫ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

  1. Построение алгоритмов работы стохастических систем.
  2. Анализ результатов моделирования. Проверка гипотез.
  3. Системы массового обслуживания.
  4. Представление игр.
  5. Решение антагонистических игр.
  6. Позиционные и некооперативные игры.
  7. Решение кооперативных игр.
  8. Построение планов эксперимента. Тактическое планирование.

8. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ


8.1. Основные
  1. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учебник для вузов. - М.: Высш. школа, 2005. – 100 экз.
  2. Салмина Н.Ю. Моделирование систем. Учебное пособие для вузов/МОРФ ТУСУР – Томск, ТУСУР, 197 с., 2002 – 50 экз.
  3. Салмина Н.Ю. Язык моделирования GPSS: Учебное пособие к курсу «Моделирование систем» – Томск, 2006 – 20 экз.
  4. Шевченко Н.Ю. Моделирование систем массового обслуживания. - Томск, 1998. – 50 экз.
  5. Шевченко Н.Ю. Моделирование систем. Учебное методическое пособие, Томск, ТУСУР, 88 с.,2002. – 20 экз.


8.2. Дополнительные
  1. Решетникова Г.Н. Моделирование систем: учебное пособие для вузов/ Федеральное агентство по образованию, ТУСУР – Томск: ТУСУР, 2005.
  2. Кузин Л.Т. Основы кибернетики. - в 2-х Т., - М.,1979.
  3. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем - искусство или наука. -М., 1979.
  4. Шнайбер Т.Дж. Моделирование на GPSS. -М., 1980.
  5. Гнеденко Б.В., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового обслуживания. -М., 1987.
  6. Гладких Б.А. Лекции по исследованию операций. - Томск, 1979.
  7. Данилов Н.Н. Игровые модели принятия решений. -Кемерово, 1981.
  8. Решетников М.Т. Планирование эксперимента и статистическая обработка данных: учебное пособие для вузов/ МОРФ, ТУСУР ­– Томск: ТУСУР, 2000.
  9. Кориков А.М. Математические методы планирования эксперимента. -Томск, 1973.
  10. Печерский С.Л., Яновская Е.Б. Кооперативные игры: решения и аксиомы/ Европейский ун-т в Санкт-Петербурге – 2004.
  11. Мулен Э. Кооперативное принятие решений: Аксиомы и модели - М.,1991.
  12. Петросян Л.А., Зенкевич Н.А., Семина Е.А. Теория игр. - М., 1998.


9. ПРИМЕНЕНИЕ РЕЙТИНГОВОЙ СИСТЕМЫ

7 семестр

Максимальный рейтинг дисциплины в семестре – 120 баллов.

Вид контроля
Баллы

Тестовые опросы
30

1. Организация статистического моделирования на ЭВМ.
10

2. Планирование машинных экспериментов.
10

3. Теория массового обслуживания
10

Индивидуальное задание
20

Практические занятия
70

1. Генерация и проверка последовательностей псевдослучайных чисел
10

2. Моделирование стохастических систем
10

3. Моделирование многоканальных систем массового обслуживания
8

4. Моделирование разнотипных заявок
10

5. Моделирование сети систем массового обслуживания
10

6. Планирование эксперимента 1-го порядка
12

7. Моделирование стохастической системы на GPSS
10

Всего
120

8 семестр

Максимальный рейтинг дисциплины в семестре – 120 баллов.

Вид контроля
Баллы

Тестовые опросы
30

1. Антагонистические игры в нормальной форме.

10

2. Антагонистические позиционные и некооперативные игры.
10

3. Кооперативные игры.
10

Лабораторные и практические работы
70

1. Представление игр.
10

2. Антагонистические игры в позиционной форме.
10

3. Конечные антагонистические игры
12

4. Бесконечные антагонистические игры
12

5. Некооперативные игры.
10

6. Кооперативные игры.
16

Индивидуальное задание
20

Всего
120


8 семестр. Курсовой проект

Максимальный рейтинг дисциплины в семестре – 120 баллов.

Вид контроля
Баллы

1. Собеседование по постановке задачи.
10

2. Содержание пояснительной записки.
60

3. Оформление пояснительной записки..
10

4. Защита проекта
40

Всего
120


Методика формирования текущего рейтинга.

При сдаче лабораторной работы или практического задания позже установленного срока студент может потерять от 50 до 100% баллов, которые возможно получить за задание.

Если студент не посетил занятие, на котором проводилась контрольная работа, по уважительной причине, то он может написать контрольную работу в другое время.