Detail předmětu

Simulační nástroje a techniky

FIT-SNTAk. rok: 2019/2020

Teorie modelování a simulace, DEVS (Discrete Event System Specification)
formalismus. Simulační systémy, metody jejich implementace. Algoritmy
pro řízení simulace, úvod do paralelní a distribuované simulace.
Simulace spojitých, diskrétních a kombinovaných systémů: metody popisu,
nástroje, numerické metody. Modely speciálních tříd systémů a
odpovídající simulační metody. Systémy popsané parciálními
diferenciálními rovnicemi.  Úvod do ověřování validity simulačních
modelů a řízení simulačních experimentů. Přehled metod vizualizace a
vyhodnocování výsledků simulace. Příklady simulačních systémů a modelů.

Výsledky učení předmětu

Základy teorie související s modelováním. Pochopení principů implementace simulačních nástrojů. Znalost simulačních metod pro různé třídy simulačních úloh.
Vytváření simulačních nástrojů, modelů a použití simulačních metod v praxi.

Prerekvizity

Základy modelování, simulace, algoritmizace a numerické matematiky.

Doporučená nebo povinná literatura

Rábová, Z. a kol.: Modelování a simulace, VUT Brno, 1992, ISBN 80-214-0480-9
Zeigler B., Praehofer H., Kim T.: Theory of Modelling and Simulation, 2nd edition, Academic Press, 2000
Soubor materiálů dostupný na WWW stránce předmětu.
Law, A., Kelton, D.: Simulation Modelling and Analysis, McGraw-Hill, 2000, ISBN 0-07-100803-9
Zeigler, B., Praehofer, H., Kim, T.: Theory of Modelling and Simulation, second edition, Academic Press, 2000, ISBN 0-12-778455-1
Ross, S.: Simulation, Academic Press, 2002, ISBN 0-12-598053-1
Cellier, F., Kofman, E.: Continuous System Simulation, Springer, 2006, ISBN: 978-0-387-26102-7
Fujimoto, R.: Parallel and Distribution Simulation Systems, John Wiley & Sons, 1999, ISBN:0471183830
Chopard, B.: Cellular Automata Modelling od Physical Systems, Cambridge University Press, 1998, ISBN:0-521-67345-3
Nutaro, J.: Building Software for Simulation: Theory and Algorithms, with Applications in C++. John Wiley & Sons, 2011, ISBN-13: 978-0470414699

Způsob a kritéria hodnocení

Alespoň polovina bodů za každý projekt.

Jazyk výuky

čeština

Cíl

Cílem je seznámit studenty s principy metod, nástrojů a technik vhodných pro modelování a simulaci různých typů dynamických 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 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-MGR-2 magisterský navazující

    obor MBS , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný
    obor MBI , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný
    obor MIS , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MMI , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný
    obor MMM , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný
    obor MGM , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný
    obor MPV , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný
    obor MSK , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný

  • Program MITAI magisterský navazující

    specializace NBIO , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NISD , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NISY , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinný
    specializace NIDE , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NCPS , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NSEC , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NMAT , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NGRI , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NNET , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NVIZ , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NSEN , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NMAL , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NHPC , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NVER , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinný
    specializace NEMB , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NADE , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NSPE , libovolný ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MIN , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova


  1. Úvod. Teorie modelování a simulace.
  2. DEVS formalismus.
  3. DEVS simulátor.
  4. Simulační systémy: klasifikace, principy implementace. Algoritmy řízení simulace.
  5. Spojitá simulace: numerické integrační metody, tuhé systémy, algebraické smyčky, prostorové systémy. Simulační systém Dymola, jazyk Modelica.
  6. Diskrétní simulace: implementace událostí, procesů a kalendáře událostí. Modelování systémů hromadné obsluhy.
  7. Kombinovaná simulace: stavové události, synchronizace spojité a diskrétní části.
  8. Modelování systémů popsaných parciálními diferenciálními rovnicemi. Úvod do analýzy citlivosti systému na parametry.
  9. Modely číslicových systémů a odpovídající simulační metody. Celulární automaty a jejich použití pro simulaci.
  10. Úvod do paralelní a distribuované simulace.
  11. Modelování neurčitosti, využití fuzzy logiky v simulaci.
    Kvalitativní simulace.
  12. Multimodely. Použití optimalizačních metod při simulaci. Metody vizualizace výsledků simulace.
  13. Řízení simulačních experimentů, vyhodnocování výsledků simulace, úvod k verifikaci a validaci simulačních modelů. Případová studie simulačního systému. Příklady simulačních modelů.

Projekt

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova


  • Samostatné řešení netriviálního simulačního problému, případně rozšíření zadaného simulačního nástroje o nové možnosti modelování.

eLearning