Course detail

Simulační nástroje a techniky

FIT-SNTAcad. year: 2021/2022

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.

Language of instruction

čeština

Number of ECTS credits

5

Mode of study

Not applicable.

Guarantor

prof. RNDr. Milan Češka, CSc.

Department

Ústav inteligentních systémů (UITS)

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.

Co-requisites

Not applicable.

Planned learning activities and teaching methods

Not applicable.

Assesment methods and criteria linked to learning outcomes

Not applicable.

Course curriculum

Not applicable.

Work placements

Not applicable.

Učební cíle

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.

Recommended optional programme components

Not applicable.

Prerequisites and corequisites

Not applicable.

Basic literature

Not applicable.

Recommended reading

Cellier, F., Kofman, E.: Continuous System Simulation, Springer, 2006, ISBN: 978-0-387-26102-7
Zeigler B., Praehofer H., Kim T.: Theory of Modelling and Simulation, 2nd edition, Academic Press, 2000
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
Chopard, B.: Cellular Automata Modelling od Physical Systems, Cambridge University Press, 1998, ISBN:0-521-67345-3
Fujimoto, R.: Parallel and Distribution Simulation Systems, John Wiley & Sons, 1999, ISBN:0471183830
Soubor materiálů dostupný na WWW stránce předmětu.
Rábová, Z. a kol.: Modelování a simulace, VUT Brno, 1992, ISBN 80-214-0480-9

Classification of course in study plans

  • Programme IT-MGR-2 magisterský navazující

    branch MBI , 0 year of study, letní semester, povinně volitelný
    branch MBS , 0 year of study, letní semester, povinně volitelný
    branch MGM , 0 year of study, letní semester, povinně volitelný
    branch MIN , 1 year of study, letní semester, povinný
    branch MIS , 0 year of study, letní semester, volitelný
    branch MMM , 0 year of study, letní semester, povinně volitelný
    branch MPV , 0 year of study, letní semester, povinně volitelný
    branch MSK , 0 year of study, letní semester, volitelný

  • Programme MITAI magisterský navazující

    specialization NADE , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NBIO , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NCPS , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NEMB , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NGRI , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NHPC , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NIDE , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NISD , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NMAL , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NMAT , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NNET , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NSEC , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NSEN , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NSPE , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NVER , 0 year of study, letní semester, povinný
    specialization NVIZ , 0 year of study, letní semester, volitelný
    specialization NISY do 2020/21 , 0 year of study, letní semester, povinný
    specialization NISY , 0 year of study, letní semester, povinný

Type of course unit

 

Přednáška

39 hod., optionally

Teacher / Lecturer

Dr. Ing. Petr Peringer

Syllabus

  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., compulsory

Teacher / Lecturer

Ing. Martin Hrubý, Ph.D.

Syllabus

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