Detail předmětu
Simulační nástroje a techniky
FIT-SNTAk. rok: 2020/2021
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.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
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
Zeigler B., Praehofer H., Kim T.: Theory of Modelling and Simulation, 2nd edition, Academic Press, 2000
Slides available online at WWW page.
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
- Úvod. Teorie modelování a simulace.
- DEVS formalismus.
- DEVS simulátor.
- Simulační systémy: klasifikace, principy implementace. Algoritmy řízení simulace.
- Spojitá simulace: numerické integrační metody, tuhé systémy, algebraické smyčky, prostorové systémy. Simulační systém Dymola, jazyk Modelica.
- Diskrétní simulace: implementace událostí, procesů a kalendáře událostí. Modelování systémů hromadné obsluhy.
- Kombinovaná simulace: stavové události, synchronizace spojité a diskrétní části.
- Modelování systémů popsaných parciálními diferenciálními rovnicemi. Úvod do analýzy citlivosti systému na parametry.
- Modely číslicových systémů a odpovídající simulační metody. Celulární automaty a jejich použití pro simulaci.
- Úvod do paralelní a distribuované simulace.
- Modelování neurčitosti, využití fuzzy logiky v simulaci. Kvalitativní simulace.
- Multimodely. Použití optimalizačních metod při simulaci. Metody vizualizace výsledků simulace.
- 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.