Detail předmětu

Simulační modelování

FSI-VMO-KAk. rok: 2013/2014

Kurz je zaměřen na osvojení znalostí a dovedností v oblasti simulačního modelování spojitých a diskrétních dynamických systémů a v souvisejících oblastech. Praktické příklady jsou orientovány technicky, přičemž zahrnují simulaci nelineárních a chaotických systémů. V závěru kurzu jsou prezentovány simulace inteligentních systémů, které mají široké uplatnění například v oblasti modelování a optimalizace. V rámci počítačových cvičení je využíváno prostředí Matlab/Simulink (plus vybrané knihovny) a dále systém Maple.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. RNDr. Ing. Jiří Šťastný, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a informatiky (ÚAI)

Výsledky učení předmětu

Znalost principů modelování a simulace. Schopnost vytvořit simulační model spojitého, diskrétního a kombinovaného systému. Základní znalosti o nelineárních, chaotických, fraktálních a inteligentních systémech

Prerekvizity

Základy numerické matematiky, pravděpodobnost a statistika, základy programování.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je určen pro kombinovanou formu studia, samostatná práce studenta je usměrňována blokem přednášek a cvičení.

Způsob a kritéria hodnocení

Písemná a ústní zkouška z obsahové náplně kursu, zápočet z průběžných projektů a písemných testů.

Učební cíle

Cílem kurzu je seznámit studenty se základními metodami a nástroji pro modelování a simulaci spojitých a diskrétních dynamických systémů, včetně systémů nelineárních a chaotických. Cílem kurzu je rovněž úvod do simulace inteligentních systémů..

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

Účast na přednáškách není kontrolována. Cvičení jsou povinná. Znalosti studentů jsou ověřovány vypracováním projektů, polosemestrálním testem a závěrečnou zkouškou.

Základní literatura

Zeigler B., Praehofer H., Kim T.: Theory of Modelling and Simulation, 2nd edition, Academic Press, 2000
Kvasnička, V., Pospíchal, J., Tiňo, P: Evolučné algoritmy, STU Bratislava, 2000
Ross S.: Simulation, 3rd edition, Academic Press, 2002
J. Horák, L. Krlín, A. Raidl: Deterministický chaos a jeho fyzikální aplikace, Academia, Praha, 2003

Doporučení literatura

J. Horák, L. Krlín, A. Raidl: Deterministický chaos a jeho fyzikální aplikace, Academia, Praha, 2003
Ross S.: Simulation, 3rd edition, Academic Press, 2002
Kvasnička, V., Pospíchal, J., Tiňo, P: Evolučné algoritmy, STU Bratislava, 2000
Zeigler B., Praehofer H., Kim T.: Theory of Modelling and Simulation, 2nd edition, Academic Press, 2000

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-K magisterský navazující

    obor M-AIŘ , 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Konzultace

17 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Ing. Jiří Šťastný, CSc.
prof. Ing. Radomil Matoušek, Ph.D.

Osnova

1. Definice základních pojmů a klasifikace modelů: konceptuální, abstraktní a simulační modely. Popis systému. Základní metody modelování.
2. Simulace dynamických systémů I. (spojité systémy, synchronizace výpočtu).
3. Simulace dynamických systémů II. (spojité a diskretizované systémy).
4. Simulace dynamických systémů III. (ODE řešiče a metody numerické integrace).
5. Generátory pseudonáhodných čísel (implementace generátoru, testy).
6. Simulační modelování s pomocí celulárních automatů (model epidemie).
7. Nelineární a chaotické systémy I. (deterministický chaos, příklady).
8. Nelineární a chaotické systémy II. (atraktor, Ljapunovská stabilita).
9. Fraktály a chaos I. (IFS, generátory, fraktální dimenze).
10. Fraktály a chaos II. (L-systémy, modely přírodních objektů).
11. Modelování a simulace inteligentních systémů I. (swarm systémy).
12. Modelování a simulace inteligentních systémů II. (evoluční systémy).
13. Modelování a simulace inteligentních systémů III. (kognitivní systémy).