Detail předmětu
Modelování a simulace
FIT-IMSAk. rok: 2018/2019
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 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.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
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.
Doporučená nebo povinná literatura
- Rábová Z. a kol: Modelování a simulace, VUT Brno, 1992, ISBN 80-214-0480-9
- Peringer P.: Modelování a simulace, studijní opora, FIT/ESF, 2006
- Soubor materiálů prezentovaných na přednáškách je dostupný na WWW.
- 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
Způsob a kritéria hodnocení
projekt, půlsemestrální zkouška, závěrečná zkouška (písemná)
Podmínky zápočtu:
Alespoň 10 bodů z těch, které můžete získat během semestru
Jazyk výuky
čeština, angličtina
Osnovy výuky
- Osnova přednášek:
- Úvod do modelování a simulace systémů. Analýza a klasifikace systémů. Základní pojmy z teorie systémů.
- Klasifikace modelů: konceptuální, abstraktní a simulační modely. Základní metody modelování spojitých a diskrétních systémů.
- Simulační jazyky, přehled základních prostředků pro popis modelů a experimentů. Základní principy implementace simulačních systémů.
- Generování, transformace a testování pseudonáhodných čísel. Stochastické modely a metoda Monte Carlo.
- Modelování paralelních procesů. Petriho sítě.
- Modely systémů hromadné obsluhy. Diskrétní simulační modely.
- Algoritmy řízení simulace, práce s modelovým časem.
- Modelování spojitých systémů. Přehled používaných numerických metod a jejich vlastnosti. Základy systému Dymola.
- Kombinované modely. Základy modelování číslicových systémů.
- Speciální kategorie modelů, modely heterogenních systémů. Optimalizace modelů.
- Analytické řešení modelů systémů hromadné obsluhy.
- Celulární automaty a jejich použití pro simulaci.
- Vyhodnocování a vizualizace výsledků simulace. Ověřování správnosti modelů, validace a verifikace modelů.
- diskrétní simulace: použití Petriho sítí
- spojitá simulace: převody rovnic, bloková schemata, příklady
Osnova numerických cvičení:
Osnova ostatní - projekty, práce:
Individuální výběr vhodného problému, jeho analýza, vytvoření modelu, provedení simulačních experimentů a vyhodnocení výsledků.
Cíl
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.
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- Úvod do modelování a simulace systémů. Analýza a klasifikace systémů. Základní pojmy z teorie systémů.
- Klasifikace modelů: konceptuální, abstraktní a simulační modely. Základní metody modelování spojitých a diskrétních systémů.
- Simulační jazyky, přehled základních prostředků pro popis modelů a experimentů. Základní principy implementace simulačních systémů.
- Generování, transformace a testování pseudonáhodných čísel. Stochastické modely a metoda Monte Carlo.
- Modelování paralelních procesů. Petriho sítě.
- Modely systémů hromadné obsluhy. Diskrétní simulační modely.
- Algoritmy řízení simulace, práce s modelovým časem.
- Modelování spojitých systémů. Přehled používaných numerických metod a jejich vlastnosti. Základy systému Dymola.
- Kombinované modely, stavové podmínky a stavové události. Základy modelování číslicových systémů.
- Speciální kategorie modelů, modely heterogenních systémů. Optimalizace modelů.
- Analytické řešení modelů systémů hromadné obsluhy.
- Celulární automaty a jejich použití pro simulaci.
- Vyhodnocování a vizualizace výsledků simulace. Ověřování správnosti modelů, validace a verifikace modelů.
Cvičení odborného základu
4 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- diskrétní simulace: použití Petriho sítí
- spojitá simulace: převody rovnic, bloková schemata, příklady
Projekt
9 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Individuální výběr vhodného problému, jeho analýza, vytvoření modelu, provedení simulačních experimentů a vyhodnocení výsledků.