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

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:
    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.

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-BC-3 bakalářský

    obor BIT , 3. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

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, stavové podmínky a stavové události. 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., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova


  1. diskrétní simulace: použití Petriho sítí
  2. 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.

eLearning