Detail předmětu

Modelování a simulace

FIT-IMSAk. rok: 2019/2020

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 (CS)
Peringer P.: Modelování a simulace, studijní opora, FIT/ESF, 2006 (CS)
Texts available on course WWW page.
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
Modelica - A Unified Object-Oriented Language for Systems Modeling - Language Specification, Version 3.4, Modelica Association, 2017

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

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

  • 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 jazyka Modelica.
  9. Kombinované modely, stavové podmínky a stavové události. Základy modelování číslicových systémů.
  10. Speciální kategorie modelů, modely heterogenních systémů, optimalizace parametrů 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