Detail předmětu

Modelování a simulace

FIT-IMSAk. rok: 2010/2011

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 konečné automaty v simulaci. Validace a verifikace modelů. Generování, transformace a testování náhodných 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. Navrhování a řízení simulačních experimentů, vizualizace a vyhodnocování výsledků simulace.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Dr. Ing. Petr Peringer

Zajišťuje ústav

Ústav inteligentních systémů (UITS)

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.

Způsob a kritéria hodnocení

Alespoň polovina bodů z těch, které můžete získat během semestru

Osnovy výuky

  • Úvod do modelování a simulace systémů. Analýza a klasifikace systémů. Návaznost modelování na teorii systémů, základní pojmy z teorie systémů.
  • Klasifikace modelů: konceptuální, abstraktní a simulační modely. Heterogenní modely. Metodika výstavby modelů.
  • Simulační jazyky, přehled jejich prostředků pro popis modelů a experimentů. Základní principy implementace simulačních systémů.
  • Modelování paralelních procesů. Petriho sítě a konečné automaty v simulaci.
  • Modely systémů hromadné obsluhy. Diskrétní simulační modely. Algoritmy řízení simulace, práce s modelovým časem.
  • Modelování spojitých systémů. Přehled používaných numerických metod a jejich vlastnosti. Systém Dymola/Modelica.
  • Kombinované modely. Úloha simulace v procesu návrhu číslicových systémů.
  • Speciální kategorie modelů, modely heterogenních systémů. Analytické řešení modelů.
  • Celulární automaty a jejich použití pro simulaci.
  • Ověřování správnosti modelů. Validace a verifikace modelů. Vyhodnocování výsledků simulace.
  • Vizualizace výsledků simulace. Optimalizace modelů.
  • Generování, transformace a testování pseudonáhodných čísel. Stochastické modely a metoda Monte Carlo.
  • Přehled a charakteristika používaných simulačních systémů.

Učební cíle

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.

Prerekvizity a korekvizity

Základní literatura

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

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-BC-3 bakalářský

    obor BIT , 3. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Dr. Ing. Petr Peringer

Osnova

  • Úvod do modelování a simulace systémů. Analýza a klasifikace systémů. Návaznost modelování na teorii systémů, základní pojmy z teorie systémů.
  • Klasifikace modelů: konceptuální, abstraktní a simulační modely. Heterogenní modely. Metodika výstavby modelů.
  • Simulační jazyky, přehled jejich prostředků pro popis modelů a experimentů. Základní principy implementace simulačních systémů.
  • Modelování paralelních procesů. Petriho sítě a konečné automaty v simulaci.
  • Modely systémů hromadné obsluhy. Diskrétní simulační modely. Algoritmy řízení simulace, práce s modelovým časem.
  • Modelování spojitých systémů. Přehled používaných numerických metod a jejich vlastnosti. Systém Dymola/Modelica.
  • Kombinované modely. Úloha simulace v procesu návrhu číslicových systémů.
  • Speciální kategorie modelů, modely heterogenních systémů. Analytické řešení modelů.
  • Celulární automaty a jejich použití pro simulaci.
  • Ověřování správnosti modelů. Validace a verifikace modelů. Vyhodnocování výsledků simulace.
  • Vizualizace výsledků simulace. Optimalizace modelů.
  • Generování, transformace a testování pseudonáhodných čísel. Stochastické modely a metoda Monte Carlo.
  • Přehled a charakteristika používaných simulačních systémů.

Cvičení odborného základu

2 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Dr. Ing. Petr Peringer

Osnova

  1. diskrétní simulace: použití Petriho sítí, použití SIMLIB/C++
  2. spojitá simulace: převody rovnic, bloková schemata, příklady v SIMLIB/C++

Cvičení na počítači

2 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Dr. Ing. Petr Peringer

Osnova

  1. Seznámení se simulačním systémem Dymola, spojitá simulace.

Projekt

9 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Dr. Ing. Petr Peringer