ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано | Утверждаю | |
Зав. кафедрой ИСиВТ доцент | Зав. кафедрой ИСиВТ доцент |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Моделирование систем»
Направление 230200 – Информационные системы
Специальность 230201 - Информационные системы и технологии
Квалификация (степень) выпускника: специалист
Форма обучения: очная
Составитель доцент
Санкт-Петербург
2012
1. Цель и задачи дисциплины
Цель преподаваемой дисциплины – ознакомить студентов с современными методами моделирования систем и способами использования математического аппарата и ПК для построения и анализа моделей, имеющих различную природу; изучение типовых математических схем моделирования систем.
В задачи изучения дисциплины входит освоение основных принципов и методов построения математических моделей систем, проведения для них вычислительных экспериментов, получение практических навыков получения моделей и их использования для исследования, проектирования и рациональной эксплуатации систем управления производственными процессами.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Моделирование систем» входит в состав специального цикла подготовки по специальности и изучается на четвертом курсе в течение одного семестра после дисциплин естественнонаучного цикла: математики, математической логики и теории алгоритмов, а также дисциплины – информационные технологии.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Согласно п.4. государственного образовательного стандарта «Требования к уровню подготовки дипломированных специалистов», процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих дидактических единиц: Основные понятия теории моделирования; классификация видов моделирования; имитационные модели информационных процессов; математические методы моделирования информационных процессов и систем; планирование имитационных экспериментов с моделями; формализация и алгоритмизация информационных процессов; концептуальные модели информационных систем; логическая структура моделей; построение моделирующих алгоритмов; статистическое моделирование на ЭВМ; оценка точности и достоверности результатов моделирования; инструментальные средства; языки моделирования; анализ и интерпретация результатов моделирования на ЭВМ; имитационное моделирование информационных систем и сетей.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: основные термины дисциплины; преимущества модели перед объектом оригиналом; принципы моделирования; классификацию методов моделирования по различным признакам; методы получения математической модели; методы формализации объектов и процессов; основы имитационного моделирования; достоинства и недостатки различных способов представления моделей систем.
Уметь: создавать модель технологического процесса; применять ПФЭ и ДФЭ для планирования эксперимента; оценивать качество модели, ее адекватность.
Владеть: инструментальными средствами моделирования систем.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 119 часов.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |
7 | 8 | ||
Аудиторные занятия (всего) | 68 | 68 | |
В том числе: | |||
Лекции | 51 | 51 | |
Практические занятия (ПЗ) | 0 | ||
Семинары (С) | 0 | ||
Лабораторные работы (ЛР) | 17 | 17 | |
Самостоятельная работа (всего) | 51 | 51 | |
В том числе: | |||
Расчетно-графические работы | 21 | 21 | |
Другие виды самостоятельной работы: | |||
Работа с литературой | 30 | 30 | |
Контрольная работа | |||
Вид промежуточной аттестации (зачёт, экзамен) | Экзамен | ||
Общая трудоёмкость час | 119 | 119 | |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1 | Основные понятия и задачи дисциплины: «Моделирование систем». | Основные понятия теории моделирования сложных систем Понятие «модель» и «моделирование». Преиму-щества объекта-модели перед объектом-оригиналом. Особенности модели. Объект. Гипотеза. Аналогия. Модель. Виды моделей. Адекватность модели. Моделиро-вание как познавательный процесс. |
2 | Классификация моделирования. | Формы моделирования. Математическое, физическое и имитационное моделирование. Мысленное, наглядное, символьное, математическое, гипотетическое, аналоговое, языковое, моделирование. Стационарная и нестаци-онарная модель. Модель с сосредоточенными и распре-деленными параметрами. Стохастические и детермини-рованные модели. Одномерные и многомерные модели. Статические и динамические модели. Аддитивные и мультипликативные модели. Непрерывные и дискретные модели. |
3 | Способы получения математической модели. | Способы получения математической модели: эмпири-ческий (активный, пассивный), аналитический, экспери-ментально-аналитический, по настраиванию модели. Ин-струментальные средства реализации моделей. Языки и системы моделирования; анализ и интерпретация результатов моделирования систем на ЭВМ. |
4 | Построение моделей объектов управления методами планирова-ния эксперимента. | Основные положения теории планирования эксперимента (ПЭ). Планирование имитационных экспериментов с моделями систем; формализация и алгоритмизация процессов функционирования систем; концептуальные модели систем. Статистическое моделирование систем на ЭВМ. Оценка точности и достоверности результатов моделирования. Корреляция. Регрессия. Регрессионные модели. Метод наименьших квадратов (МНК). Требо-вания, предъявляемые к моделям. Полный факторный эксперимент. Дробный факторный эксперимент. Реали-зация и обработка результатов эксперимента. Моделиро-вание при исследовании и проектировании автоматизи-рованных систем обработки информации и управления (АСОИУ). Перспективы развития машинного моделиро-вания сложных систем. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | |||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
1 | Надежность информационных систем | + | + | + | |
2 | Информационная безопасность и защита информации | + | + | + | |
3 | Технические средства информационных систем | + | + | + | |
4 | Корпоративные информационные системы | + | + | + | |
6 | Дипломное проектирование | + | + | + | + |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
Номер раздела, темы | Наименование разделов, Тем дисциплины | Объем в часах по видам | |||||
Всего | Л | ПЗ | С | ЛР | СРС | ||
1. | Основные понятия и задачи дисциплины: «Моделирование систем» | 20 | 8 | – | – | 4 | 8 |
2. | Классификация моделей | 20 | 10 | – | – | - | 10 |
3. | Способы получения математической модели | 42 | 18 | – | – | 6 | 18 |
4. | Построение моделей объектов управления методами планирования эксперимента | 37 | 15 | – | – | 7 | 15 |
ИТОГО: | 119 | 51 | – | – | 17 | 51 |
6. Лабораторный практикум:
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-ёмкость (час.) |
1 | 1 | Обработка результатов компьютерного эксперимента | 4 |
2 | 3 | Оценка качества генераторов последовательностей случайных величин | 6 |
3 | 4 | Моделирование последовательностей случайных величин с заданным законом распределения | 2 |
4 | 4 | Компьютерное имитационное моделирование | 2 |
5 | 4 | Компьютерное аналитическое моделирование | 3 |
7. Практические занятия (семинары)
Практические занятия учебным планом не предусмотрены.
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовое проектирование учебным планом не предусмотрено.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. . Яковлев систем. М.: Высш. шк., 2007– 320 с.
2. Советов систем: Учеб. для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 2005. – 343 с.
3. Хмельницкий моделирования: Учебное пособие. Рекомендовано УМО. СПб.: СПбГТУ РП, 2006. – 111 с.
б) дополнительная литература
4. , Бочкарев систем. Учебное пособие. Пермь, 2008. – 283 с.
5. , , Елизаров систем. Учебное пособие. Нижнекамск: НХТИ, 2010. – 128 с.
6. , Ченцов систем. Конспект лекций Красноярск: ИПЦ КГТУ, 20с.
7. , Сениченков систем. Динамические и гибридные системы. Учебное пособие. СПб.: Питер, 2006. – 224 с.
8. , Ясиновский моделирование систем. Учебное пособие. М., 2009. – 584 с.
9. Мироновский линейных систем: учебное пособие – СПб.: ГУАП, 2009. – 244 с.
10. Мыльников микропроцессорных систем автоматического управления и электрических цепей в системе Simulink. Учебное пособие. Пермь, 2009. – 119 с.
11. , Фурсов моделирование процессов и систем с использованием пакета MatLab. Самара: СГАУ, 2009. – 20 с.
12. , Симак исчисление и аппроксимационные методы в моделировании динамических систем. Киев, НАН Украины, 2008. – 256 с.
13. , , Рыбникова и компьютерное моделирование процессов и систем в среде MATLAB/SIMULINK. Учебное пособие для студентов и аспирантов. Киев: НАН. Украины, 2008. – 91 с.
14. Пикина модели технологических процессов: Учебное пособие. М.: Издательский дом «МЭИ», 2007. – 300 с.
15. Казиев в анализ. Синтез и моделирование систем. Учебное пособие. М., 2006. – 244 с.
16. Карпов моделирование систем. Введение в моделирование с AnyLogic 5. СПб., 2006. – 400 с.
17. , Сениченков систем. Объектно-ориентированный подход. Учебное пособие. СПб.: Питер, 2006. – 192 с.
18. Кубланов моделирование. Методология и методы разработки математических моделей механических систем и процессов. Часть I. Моделирование систем и процессов. Издание третье, переработанное и дополненное: Учебное пособие. М.: МГТУ ГА, 2004. – 108 с.
19. , Кулезнева систем. Лекции: Учебное пособие. Челябинск: ЮУрГУ, 2005. – 83 с.
20. , Смольяников систем– Воронеж: ВГАСУ,2005.– 39 с.
21. Колесов моделирование сложных динамических систем. Учебное пособие. СПб., 2001. – 242 с.
22. Сирота моделирование и оценка эффективности и сложности систем. Учебное пособие. М., 2006. – 280 с.
23. Раппопорт моделирование объектов и систем управления с распределенными параметрами. Учебное пособие. М.: Высшая школа, 2003. – 299 с.
24. , , Осин систем. Учебное пособие. М. 2005. – 368 с.
25. Тарасик моделирование систем. Учебник. Минск, 2004. – 640 с.
26. MATLAB 6/6.1/6.5 + Simulink 4/5. Основы применения. Полное руководство пользователя. М.: Солон-Пресс, 2002.
27. Хахулин конструирования имитационных моделей: учеб. пособие. – М.: НТК Поток, 2002. – 222 с.
28. Советов систем. Практикум: Учеб. пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2005. – 295 с.
29. , , Ясницкий компьютерное математическое моделирование. Учеб. пособие для вузов - Пермь: Изд-во ПГУ, 2005. – 158 с.
30. , , Чоудери основы математического моделирования. Учеб. пособие для вузов – М., Академия, 2005. – 316 с.
31. Трусова в математическое моделирование. Учебное пособие. М.: Логос, 2005. – 440 с.
32. Лоу моделирование – СПб, Питер, 2004. – 846 с.
33. Мельников моделирование: структура, алгебра моделей, обучение построению моделей. – Екатеринбург, Урал. изд-во. – 2004. – 383 с.
34. , , Первухин и практика моделирования сложных систем. Учебное пособие. – СПб.: СЗТУ. 2005. – 132 с.
35. Моделирование процессов и систем в MATLAB. Учебный курс. СПб.: Питер BHV, 2005. – 512 с.
36. Козин моделирование: примеры решения задач. Учебно-методическое пособие. М.: НИЯУ МИФИ, 2010. – 176 с.
37. Левич и метод в моделировании систем: вариационные методы в экологии сообществ, структурные и экстремальные принципы, категории и функторы. Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2012. – 728 с.
в) программное обеспечение: MatLab, Simulink.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: ресурсы Интернет.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Специализированные аудитории, оснащённые ПК с вышеперечисленным ПО.
_____________________________________________________________________________
Разработчик
кафедра ИСиВТ доцент
