Detail předmětu

Modelování a simulace

FIT-IMSAk. rok: 2017/2018

Úvod do modelování a simulace systémů. Analýza a klasifikace systémů. Abstraktní a simulační modely. Spojité, diskrétní a kombinované modely. Modely heterogenních systémů. Petriho sítě a simulace. Validace a verifikace modelů. Generování, transformace a testování náhodných čísel. Stochastické modely a modely systémů hromadné obsluhy, metoda Monte Carlo. Simulace číslicových systémů. Spojitá simulace, numerické metody, jazyk Modelica. Principy a použití simulačních systémů. Navrhování a řízení simulačních experimentů, vizualizace a vyhodnocování výsledků simulace.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Dr. Ing. Petr Peringer

Zajišťuje ústav

Ústav inteligentních systémů (UITS)

Výsledky učení předmětu

Znalost principů modelování a simulace. Schopnost vytvořit simulační model spojitého, diskrétního a kombinovaného systému. Znalost principů simulačních systémů.

Prerekvizity

Základy numerické matematiky, pravděpodobnost a statistika, základy programování.

Způsob a kritéria hodnocení

Alespoň 10 bodů z těch, které můžete získat během semestru

Osnovy výuky

    Osnova přednášek:
    1. Úvod do modelování a simulace systémů. Analýza a klasifikace systémů. Základní pojmy z teorie systémů.
    2. Klasifikace modelů: konceptuální, abstraktní a simulační modely. Základní metody modelování spojitých a diskrétních systémů.
    3. Simulační jazyky, přehled základních prostředků pro popis modelů a experimentů. Základní principy implementace simulačních systémů.
    4. Generování, transformace a testování pseudonáhodných čísel. Stochastické modely a metoda Monte Carlo.
    5. Modelování paralelních procesů. Petriho sítě.
    6. Modely systémů hromadné obsluhy. Diskrétní simulační modely.
    7. Algoritmy řízení simulace, práce s modelovým časem.
    8. Modelování spojitých systémů. Přehled používaných numerických metod a jejich vlastnosti. Základy systému Dymola.
    9. Kombinované modely. Základy modelování číslicových systémů.
    10. Speciální kategorie modelů, modely heterogenních systémů. Optimalizace modelů.
    11. Analytické řešení modelů systémů hromadné obsluhy.
    12. Celulární automaty a jejich použití pro simulaci.
    13. Vyhodnocování a vizualizace výsledků simulace. Ověřování správnosti modelů, validace a verifikace modelů.

    Osnova numerických cvičení:
    1. diskrétní simulace: použití Petriho sítí
    2. spojitá simulace: převody rovnic, bloková schemata, příklady

    Osnova ostatní - projekty, práce:
    Individuální výběr vhodného problému, jeho analýza, vytvoření modelu, provedení simulačních experimentů a vyhodnocení výsledků.

Učební cíle

Cílem je seznámit studenty se základními metodami a nástroji pro modelování a simulaci spojitých, diskrétních a kombinovaných 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, půlsemestrálním testem 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.

Prerekvizity a korekvizity

Základní literatura

Fishwick P.: Simulation Model Design and Execution, PrenticeHall, 1995, ISBN 0-13-098609-7 Law A., Kelton D.: Simulation Modelling and Analysis, McGraw-Hill, 1991, ISBN 0-07-100803-9 Ross, S.: Simulation, Academic Press, 2002, ISBN 0-12-598053-1

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-BC-3 bakalářský

    obor BIT , 3 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Dr. Ing. Petr Peringer

Osnova

  1. Úvod do modelování a simulace systémů. Analýza a klasifikace systémů. Základní pojmy z teorie systémů.
  2. Klasifikace modelů: konceptuální, abstraktní a simulační modely. Základní metody modelování spojitých a diskrétních systémů.
  3. Simulační jazyky, přehled základních prostředků pro popis modelů a experimentů. Základní principy implementace simulačních systémů.
  4. Generování, transformace a testování pseudonáhodných čísel. Stochastické modely a metoda Monte Carlo.
  5. Modelování paralelních procesů. Petriho sítě.
  6. Modely systémů hromadné obsluhy. Diskrétní simulační modely.
  7. Algoritmy řízení simulace, práce s modelovým časem.
  8. Modelování spojitých systémů. Přehled používaných numerických metod a jejich vlastnosti. Základy systému Dymola.
  9. Kombinované modely. Základy modelování číslicových systémů.
  10. Speciální kategorie modelů, modely heterogenních systémů. Optimalizace modelů.
  11. Analytické řešení modelů systémů hromadné obsluhy.
  12. Celulární automaty a jejich použití pro simulaci.
  13. Vyhodnocování a vizualizace výsledků simulace. Ověřování správnosti modelů, validace a verifikace modelů.

Cvičení odborného základu

4 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Dr. Ing. Petr Peringer

Osnova

  1. diskrétní simulace: použití Petriho sítí
  2. spojitá simulace: převody rovnic, bloková schemata, příklady

Projekt

9 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Dr. Ing. Petr Peringer

Elektronické učební texty

slajdy IMS
IMS.pdf 1.72 MB