Detail předmětu

Modelování a simulace

FIT-IMSAk. rok: 2024/2025

Úvod do modelování a simulace systémů. Analýza a klasifikace systémů. Abstraktní a simulační modely. Spojité, diskrétní a kombinované modely.  Petriho sítě a simulace. Validace a verifikace modelů. Generování, transformace a testování pseudonáhodných 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. 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)

Vstupní znalosti

Základy numerické matematiky, pravděpodobnost a statistika, základy programování.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Projekt, půlsemestrální zkouška, závěrečná zkouška (písemná). Podmínky zápočtu: Alespoň 10 bodů z těch, které můžete získat během semestru.
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.

Učební cíle

Cílem je seznámit studenty se základními metodami a nástroji pro modelování a simulaci spojitých, diskrétních a kombinovaných systémů.
Výsledkem bude základní znalost principů modelování a simulace (včetně algoritmů používaných v simulačních systémech) i schopnost vytvořit simulační model zadaného systému.

Prerekvizity a korekvizity

Základní literatura

Cellier F., Kofman E.: Continuous System Simulation. Springer 2000.
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

Doporučená literatura

Fishwick P.: Simulation Model Design and Execution, PrenticeHall, 1995, ISBN 0-13-098609-7 (EN)
Law A., Kelton D.: Simulation Modelling and Analysis, McGraw-Hill, 1991, ISBN 0-07-100803-9
Modelica - A Unified Object-Oriented Language for Systems Modeling -Language Specification, Version 3.4, Modelica Association, 2017
Peringer P.: Modelování a simulace, studijní opora, FIT/ESF, 2006-2012 (CS)
Rábová Z. a kol: Modelování a simulace, VUT Brno, 1992, ISBN 80-214-0480-9 (CS)
Ross, S.: Simulation, Academic Press, 2002, ISBN 0-12-598053-1 (EN)
Soubor materiálů prezentovaných na přednáškách je dostupný na WWW. (CS)
Texts available on course WWW page. (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BIT bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program BIT bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Dr. Ing. Petr Peringer
Ing. Martin Hrubý, Ph.D.

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. Celulární automaty a jejich použití pro simulaci.
  9. Modelování spojitých systémů. Přehled používaných numerických metod a jejich vlastnosti. Základy jazyka Modelica.
  10. Kombinované modely, stavové podmínky a stavové události. Základy modelování číslicových systémů.
  11. Speciální kategorie modelů, modely heterogenních systémů, optimalizace parametrů modelů.
  12. Analytické řešení modelů systémů hromadné obsluhy.
  13. Vyhodnocování a vizualizace výsledků simulace. Ověřování správnosti modelů, validace a verifikace modelů.

Seminář

4 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Martin Hrubý, Ph.D.

Osnova

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

Projekt

9 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Martin Hrubý, Ph.D.

Osnova

Individuální výběr vhodného problému, jeho analýza, vytvoření modelu, provedení simulačních experimentů a vyhodnocení výsledků.

Elektronické učební texty

slajdy IMS
IMS.pdf 1.72 MB

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz