Detail předmětu

Simulační nástroje a techniky

FIT-SNTAk. rok: 2012/2013

Teorie modelování a simulace, DEVS (Discrete Event System Specification) formalismus. Simulační systémy, metody jejich implementace. Algoritmy pro řízení simulace, paralelní a distribuovaná simulace. Simulace spojitých, diskrétních a kombinovaných systémů: metody popisu, nástroje, numerické metody. Modely speciálních tříd systémů a odpovídající simulační metody. Systémy popsané parciálními diferenciálními rovnicemi. Multimodely.  Úvod do verifikace a validace simulačních modelů a řízení simulačních experimentů. Přehled metod vizualizace a vyhodnocování výsledků simulace. Příklady simulačních systémů a modelů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. RNDr. Milan Češka, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav inteligentních systémů (UITS)

Výsledky učení předmětu

Základy teorie související s modelováním. Pochopení principů implementace simulačních nástrojů. Znalost simulačních metod pro různé třídy simulačních úloh.

vytváření simulačních nástrojů, modelů a použití simulačních metod v praxi

Prerekvizity

Základy modelování, simulace, algoritmizace a numerické matematiky.

Způsob a kritéria hodnocení

Alespoň polovina bodů za každý projekt.

Osnovy výuky

  1. Úvod. Teorie modelování a simulace, DEVS formalismus.
  2. DEVS simulátor.
  3. Simulační systémy: klasifikace, principy implementace. Algoritmy pro řízení simulace.
  4. Paralelní a distribuovaná simulace.
  5. Spojitá simulace: numerické integrační metody, tuhé systémy, algebraické smyčky, prostorové systémy. Simulační systém Dymola, jazyk Modelica.
  6. Diskrétní simulace: implementace událostí a procesů. Modelování systémů hromadné obsluhy.
  7. Kombinovaná simulace: stavové události, synchronizace spojité a diskrétní části.
  8. Modelování systémů popsaných parciálními diferenciálními rovnicemi. Úvod do analýzy citlivosti systému na parametry.
  9. Modely číslicových systémů a odpovídající simulační metody. Celulární automaty a jejich použití pro simulaci.
  10. Modelování neurčitosti, využití fuzzy logiky v simulaci. Kvalitativní simulace.
  11. Multimodely. Optimalizační metody.
  12. Řízení simulačních experimentů, vyhodnocování výsledků simulace, úvod k verifikaci a validaci simulačních modelů. Metody vizualizace výsledků simulace. Uživatelská rozhraní simulačních systémů.
  13. Případová studie simulačního systému. Příklady simulačních modelů.

Učební cíle

Cílem je seznámit studenty s principy metod, nástrojů a technik vhodných pro modelování a simulaci různých typů dynamických systémů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na přednáškách v tomto předmětu není kontrolována. Znalosti
studentů jsou ověřovány vypracováním projektů a závěrečnou zkouškou. Pro získání bodů ze zkoušky je nutné zkoušku vypracovat tak, aby byla hodnocena nejméně 30 body. V opačném případě bude zkouška hodnocena 0 body.

Základní literatura

Fishwick, P.: Simulation Model Design and Execution, Prentice Hall, 1995, ISBN 0-13-098609-7 Law, A., Kelton, D.: Simulation Modelling and Analysis, McGraw-Hill, 2000, ISBN 0-07-100803-9 Zeigler, B., Praehofer, H., Kim, T.: Theory of Modelling and Simulation, second edition, Academic Press, 2000, ISBN 0-12-778455-1 Ross, S.: Simulation, Academic Press, 2002, ISBN 0-12-598053-1Cellier, F., Kofman, E.: Continuous System Simulation, Springer, 2006, ISBN: 978-0-387-26102-7Fujimoto, R.: Parallel and Distribution Simulation Systems, John Wiley & Sons, 1999, ISBN:0471183830Chopard, B.: Cellular Automata Modelling od Physical Systems, Cambridge University Press, 1998, ISBN:0-521-67345-3

Doporučená literatura

Rábová, Z. a kol.: Modelování a simulace, VUT Brno, 1992, ISBN 80-214-0480-9 Cellier, F., Kofman, E.: Continuous System Simulation, Springer, 2006, ISBN: 978-0-387-26102-7Fishwick, P.: Simulation Model Design and Execution, Prentice Hall, 1995, ISBN 0-13-098609-7Soubor materiálů dostupný na WWW stránce předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MIN , 1 ročník, letní semestr, povinný
    obor MPV , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Milan Češka, CSc.

Osnova

  1. Úvod. Teorie modelování a simulace, DEVS formalismus.
  2. DEVS simulátor.
  3. Simulační systémy: klasifikace, principy implementace. Algoritmy pro řízení simulace.
  4. Paralelní a distribuovaná simulace.
  5. Spojitá simulace: numerické integrační metody, tuhé systémy, algebraické smyčky, prostorové systémy. Simulační systém Dymola, jazyk Modelica.
  6. Diskrétní simulace: implementace událostí a procesů. Modelování systémů hromadné obsluhy.
  7. Kombinovaná simulace: stavové události, synchronizace spojité a diskrétní části.
  8. Modelování systémů popsaných parciálními diferenciálními rovnicemi. Úvod do analýzy citlivosti systému na parametry.
  9. Modely číslicových systémů a odpovídající simulační metody. Celulární automaty a jejich použití pro simulaci.
  10. Modelování neurčitosti, využití fuzzy logiky v simulaci. Kvalitativní simulace.
  11. Multimodely. Optimalizační metody.
  12. Řízení simulačních experimentů, vyhodnocování výsledků simulace, úvod k verifikaci a validaci simulačních modelů. Metody vizualizace výsledků simulace. Uživatelská rozhraní simulačních systémů.
  13. Případová studie simulačního systému. Příklady simulačních modelů.

Projekt

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Milan Češka, CSc.