[ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования «Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова»
Факультет дизайна и компьютерных технологий
Кафедра компьютерных технологий
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор по учебной работе _ А.Ю. Александров «30» августа 2012 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Моделирование систем Направление подготовки 231000.68 ПРОГРАММНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ Квалификация (степень) выпускника – бакалавр Специализация (профиль) Инструментальные средства программирования Форма обучения – очная Учебный план 2009 года приема.Цикл дисциплин – базовые дисциплины Компонент цикла дисциплин – Федеральный Курс – Семестр – Всего часов – Чебоксары - Рабочая программа основана на требованиях Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования направления 231000.68 Программная инженеря и в соответствии с рабочим учебным планом, утвержденным проректором по учебной работе 12 января 2011 г.
СОСТАВИТЕЛИ:
кандидат технических наук, профессор В.К.Никишев старший преподаватель _ И.О. Фамилия ОБСУЖДЕНО:на заседании кафедры компьютерных технологий «1»июля 2012 г., протокол № заведующий кафедрой _ В.П. Желтов ОДОБРЕНО:
методической комиссией факультета дизайна и компьютерных технологий «29» августа 2012 г., протокол № декан факультета _ В.П. Желтов
СОГЛАСОВАНО:
Заместитель начальника учебно-методического управления _ М.Ю. Харитонов I. Организационно-методический раздел.1.1. Цель и задачи учебной дисциплины.
Целью преподавания дисциплины “Моделирование систем” является освоение студентами практических основ методологии и технологии компьютерного моделирования при исследовании, проектировании и эксплуатации информационных систем Задачи дисциплины:
получить практические знания о методологии и технологии машинного моделирования систем;
знать и уметь использовать основные математические основы моделирования систем;
владеть приемами имитационного моделирования;
владеть приемами планирования эксперимента, обработки и анализа результатов моделирования;
изучить инструментальные средства моделирования.
Необходимо отметить, что процесс моделирования требует проведения математических вычислений, которые в подавляющем большинстве случаев являются весьма сложными. Для разработки программ, позволяющих моделировать тот или иной процесс, от обучающихся потребуется не только знание конкретных языков программирования, но и владение методами вычислительной математики. При изучении данного курса представляется целесообразным использовать пакеты прикладных программ для математических и научных расчетов, ориентированных на широкие круги пользователей.
В результате изучения курса студент должен: овладеть практическими знаниями о моделировании, как методе познания; уметь выбирать, строить и анализировать математические и компьютерные модели в различных областях деятельности В ходе дисциплины студент:
1) должен ЗНАТЬ:
Основные сведения по моделированию, методы и способы моделирования систем, объектов и процессов, особенности моделирования физических, экологических, экономических, и оптимизационных систем. Структуры моделей имиционных, стохастических, массового обслуживания.
Особенности построения интеллектуальных, нейрокомпьютерных и геоинформационных моделей. Системы моделирования MatLab 2) должен УМЕТЬ:
Разрабатывать модели экономических, и оптимизационных, стохастических, имитационных систем, систем массового обслуживания, составлять алгоритмы и программы с использованием различных информационных технологий. Особенности моделирования интеллектуальных, нейрокомпьютерных и геоинформационных систем 3) должен ВЛАДЕТЬ:
Приемами и методами моделирования различных систем с использованием основных информационных технологий: Visual Studio 2010 ( языки программирования С#, C++, VB.NET), Delphi и системы моделирования MatLab.
.1.2. Место дисциплины в профессиональной подготовке выпускника.
Данная дисциплина относится к циклу специальных дисциплин. На основе знаний и умений по основам дисциплины « Моделирование систем» студенты должны выполнитьиндивидуальную работу по кафедере « Компьютерные технологии» и подготовиться к выполнению магистерской диссертации.
2. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ОСНОВНЫХ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ МАГИСТРАТУРЫ
2.1. Выпускник должен обладать следующими общекультурными компетенциями (ОК):должен демонстрировать:
способность совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);
способность к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);
умение свободно пользоваться русским и иностранным языками как средством делового общения (ОК-3);
использование на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-4);
способность проявлять инициативу, в том числе в ситуациях риска брать на себя всю полноту ответственности (ОК-5);
способность самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-6);
способность к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ОК-7);
5.2. Выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК):
Научно-исследовательская деятельность должен демонстрировать:умение отбирать и разрабатывать методы исследования объектов профессиональной деятельности на основе общих тенденций развития программной инженерии (ПКумение проводить анализ, синтез, оптимизацию решений с целью обеспечения качества объектов профессиональной деятельности (ПК-2);умение организовывать самостоятельную и коллективную научно-исследовательскую работу (ПК-3).
Аналитическая деятельность должен демонстрировать:
умение планировать, управлять и контролировать выполнение требований (ПК-4);
умение выполнять оценки степени трудности, рисков, бюджета и времени в течение выполнения проекта, осуществлять контроль рабочего графика (ПК-5).
Проектная деятельность должен демонстрировать:
способность к проектной деятельности в профессиональной сфере на основе системного подхода, умение строить и использовать модели для описания и прогнозирования различных явлений, осуществлять их качественный и количественный анализ (ПК-6);
умение формировать технические задания и способность руководить разработкой программного обеспечения (ПК-7);
умение оценить и выбрать методологию проектирования объектов профессиональной деятельности (ПК-8).
Технологическая деятельность должен демонстрировать:
умение применять современные технологии разработки программных комплексов с использованием автоматизированных систем планирования и управления, осуществлять контроль качества разрабатываемых программных продуктов (ПК-9).
Производственная деятельность должен демонстрировать:
умение планировать и осуществлять руководство процессом разработки программного обеспечения (ПК-10).
Педагогическая деятельность должен демонстрировать:
готовность использовать современные психолого-педагогические методы в профессиональной деятельности (ПК-11);
способность использовать педагогические приемы, принципы обучения и аттестации пользователей программного продукта при организации обучения (ПК-12);
навыки подготовки и проведения учебных занятий по дисциплинам направления "Программная инженерия" (ПК-13).
Организационно-управленческая деятельность должен демонстрировать:
способность рассчитывать и оценивать условия и последствия принимаемых организационноуправленческих решений (ПК-14);
умение разработать техническое задание и провести технико-экономическое обоснование (ПК-15);
способность организовывать работу коллектива разработчиков программного продукта, умение осуществлять взаимодействие со смежниками (ПК-16).
Сервисно-эксплуатационная деятельность должен демонстрировать:
умение осуществлять выбор технической и экономической моделей эволюции и сопровождения программного обеспечения (ПК-17).
1.3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины II. Содержание дисциплины 1. Математическим моделирование Понятие «математическая модель». Различные подходы к классификации математических моделей. Характеристики моделируемого явления. Уравнения математической модели. Внешние и внутренние характеристики математической модели. Замкнутые математические модели. Составление модели. Проверка замкнутости модели. Идентификация модели. Системы измерения и наблюдаемость модели относительно системы измерения. Разработка процедуры вычисления внутренних характеристик модели. Численный эксперимент. Верификация и эксплуатация модели.
2. Имитационное моделирование Имитационные модели и системы. Область и условия применения. Этапы построения имитационной модели. Критерии оценки адекватности модели. Отличительные признаки методов математического и имитационного моделирования. Имитационные эксперименты. Проблемы, связанные с практическим использованием имитационных моделей. Примеры имитационных моделей.
3. Моделирование стохастических систем Моделирование случайных процессов. Стохастические методы в статистической физике. Понятие марковского процесса (марковская цепь). Броуновская динамика.
Генераторы случайных чисел. Генерация случайных чисел с заданным законом распределения.
Метод статистических испытаний. Моделирование последовательностей независимых и зависимых случайных испытаний. Общий алгоритм моделирования дискретной случайной величины.
Хаотическое движение динамических систем 4. Моделирование систем массового обслуживания Моделирование случайных процессов. Стохастические методы в статистической физике. Понятие марковского процесса (марковская цепь). Броуновская динамика.
Генераторы случайных чисел. Генерация случайных чисел с заданным законом распределения.
Метод статистических испытаний. Моделирование последовательностей независимых и зависимых случайных испытаний. Общий алгоритм моделирования дискретной случайной величины.
Хаотическое движение динамических систем 5. Моделирования интеллектуальных и нейрокомпьютерных систем Системы распознавания болезней, системы распознавания на основе перцептрона 6. Система моделирования MatLAB Структура системы и назначение. Задачи, решаемые системой. Решатели в MatLab) и использование для моделирования различных систем. Simulink и его использование.
№ Наименование раздеСодержание раздела п/п ла дисциплины Математическое Понятие «математическая модель». Различные подходы к ОК-1-ОК моделирование классификации математических моделей. Характеристики моделируемого явления. Уравнения математической модели. Внешние и внутренние характеристики математической модели. Замкнутые математические модели. Составление модели. Проверка замкнутости модели. Идентификация модели. Системы измерения и наблюдаемость модели относительно системы измерения. Разработка процедуры вычисления внутренних характеристик модели. Численный эксперимент. Верификация и эксплуатация модели.
Имитационное мо- Имитационные модели и системы. Область и условия ОК-1-ОК делирование применения. Этапы построения имитационной модели.
признаки методов математического и имитационного моделирования. Имитационные эксперименты. Проблемы, Моделирование сто- Моделирование случайных процессов. Стохастические ОК-1-ОК хастических систем методы в статистической физике. Понятие марковского испытаний. Моделирование последовательностей независимых и зависимых случайных испытаний. Общий алгоритм моделирования дискретной случайной величины.
Моделирование си- Основные элементы системы. Поток заявок. Дисци- ОК-1-ОК стем массового об- плина очереди. Поток обслуживания. Коэффициент исслуживания пользования оборудования (загрузка канала обслуживания). Многоканальная СМО. Многофазная СМО. Уравнения Колмагорова для СМО Моделирования ин- Системы распознавания болезней, системы распо- ОК-1-ОК теллектуальных и знавания на основе перцептрона нейрокомпьютерных Тема 7. Система мо- Структура системы и назначение. Задачи, решаемые сиделировния MatLab стемой. Решатели в MatLab( Maple, MathCad) и их использование для моделирования различных систем. Simulink и 2.2. Объем дисциплины и виды учебной работы.
моделирование сложных систем, объектов и процессов делирование сложных систем, объектов и процессов стохастических систем Тема 4. Моделирование систем массового обслуживания нейрокомпьютерных систем Тема 6 Геоинформационные Тема 7. Система моделировния MatLab Тема 8 Индивидуальная работа 2.4. Самостоятельная работа.
Индивидуальная работа Самостоятельное изучение учебных вопросов Примерная тематика индивидуальных работ 1. Провести моделирование очереди в магазине с одним продавцом при равновероятных законах распределения описанных выше случайных величин: прихода покупателей и длительности обслуживания (при некотором фиксированном наборе параметров). Получить устойчивые характеристики: средние значения ожидания в очереди покупателем и простой продавца в ожидании прихода покупателей. Оценить их достоверность. Оценить характер функции распределения величин g и h.
2. Провести то же моделирование при пуассоновских законах распределения вероятностей входных событий: прихода покупателей и длительности обслуживания (при некотором фиксированном наборе параметров).
3.Провести то же моделирование при нормальном законе распределения вероятностей входных событий: прихода покупателей и длительности обслуживания (при некотором фиксированном наборе параметров).
4. В рассмотренной выше системе может возникнуть критическая ситуация, когда очередь неограниченно растет со временем, В самом деле, если покупатели заходят в магазин очень часто (или продавец работает слишком медленно), очередь начинает расти, и в рассматриваемой системе с конечным временем обслуживания наступит кризис.Построить зависимость между величинами (a max, bmin), отражающую границу указанной критической ситуации, при равновероятном распределении входных событий.
5. На междугородней телефонной станции две телефонистки обслуживают общую очередь заказов. Очередной заказ обслуживает та телефонистка, которая первой освободилась. Если обе в момент поступления заказа заняты, то звонок аннулируется и требуется звонить снова. Смоделировать процесс, считая входные потоки пуассоневскими.
6.Смоделировать ситуацию, описанную в предыдущем варианте, но считать, что, если в момент попытки сделать заказ обе телефонистки занять;, формируется очередь.
7. Пусть на телефонной станции с одним входом используется обычная система:если абонент занят, то очередь не формируется и надо звонить снова. Смоделировать ситуацию: три абонента пытаются дозвониться до одного и того же владельца номера и в случае успеха разговаривают с ним некоторое (случайное по длительности) время. Какова вероятность того, что некто, пытающийся дозвониться, не сможет сделать это за определенное время Т?
8. Смоделировать ситуацию, описанную в предыдущем варианте, но считать, что, если в момент попытки связаться телефон абонента занят, формируется очередь.
9. На травмонункте работает один врач. Длительность лечения больного и промежутки времени между поступлениями больных — случайные величины, распределенные по пуассоновскому закону. По тяжести травм больные делятся на три категории, поступление больного любой категории — случайное событие с равновероятным распределением. Врач нначале занимается больными с максимально тяжелыми травмами (в порядке их поступления), затем, если таковых нет, — больными с травмами средней тяжести (в порядке их поступления) и лишь затем — больными с легкими траимами. Смоделировать процесс и оценить средние времена ожидания в очереди больных каждой из категорий, 10.Смоделировать ситуацию, описанную в предыдущем варианте, при условии, что в травмопункте работают два врача, а больные делятся нс на три, а на две категории.
11.Одна ткачиха обслуживает группу станков, осуществляя по мере необходимости краткосрочное вмешательство, длительность которого — случайная величина.Какова вероятность простоя сразу двух станков? Как велико среднее время простоя одного станка?
12.Смоделировать ситуацию, описанную в предыдущем варианте, если группу станков совместно обслуживают две ткачихи.
13.В городском автохозяйстве две ремонтные зоны. Одна — обслуживает ремонты краткой и средней продолжительности, другая — средней и долгой (т.е. среднесрочный ремонт может осуществлять каждая из зон). По мере поломок в автохозяйство доставляют транспорт; промежуток времени между доставками — случайная пуассоновская величина. Продолжительность ремонта — случайная величина с нормальным законом распределения. Смоделировать описанную систему. Каковы средние времена ожидания в очереди транспорта, требующего соответственно краткосрочного,среднесрочного и длительного ремонта?
14. Реализовать имитационную модель статистического моделирования для решения задачи Бюффона (XVIII в.). Автор аналитически нашел, что если на поле, разграфленное параллельными прямыми, расстояние между которыми L, бросается наугад игла длиной l, то вероятность того, что игла пересечет хотя бы одну прямую, определяется формулой р = 2*l/(pi*L).
Эта задача дала способ имитационному определению числа pi. Действительно, если L =2*l, то p = 1/pi. В ходе моделирования выполнить этот расчет.
15.Разработать модель случайного одномерного блуждания (модель «пьяницы»). Блуждание задается по правилу: если случайное число из отрезка [0,1] меньше 0,5, то делается шаг вправо на расстояние h, в противном случае ~ влево. Распределение случайных чисел принять равновероятным.Решить задачу: какова вероятность при таком блуждании удалиться от начальной точки на п шагов?
16.В условиях задачи из предыдущего варианта получить ответ на вопрос: какова вероятность «пьяницей вернуться через п шагов в начальную точку?
17.Точка хаотически блуждает на плоскости по узлам квадратной сетки с возможностью делать с равной вероятностью шаги влево-вправо-вверх-вниз на фиксированный (за один ход) шаг. Движение происходит в замкнутом прямоугольном объеме, и при соприкосновении со стенкой происходит зеркальное отражение от нее.
Ответить в ходе моделирования на вопрос: как связана частота посещения каждого узла с расстоянием от него до того узла, из которого начинается движение?
18. Смоделировать ту же ситуацию, что и в задании к варианту 17, при условии неограниченной области блуждания и ответить на заданный вопрос, 19.Смоделировать полет пчелы. На плоскости (поляне) случайным образом растут медоносные растения с заданной концентрацией (на 1 м3). В центре — улей, из которого вылетает пчела. Пчела может долететь от одного растения до любого другого растения, но вероятность выбора монотонно уменьшается с увеличением расстояния между растениями (по некоторому закону). Какова вероятность посещения пчелой конкретного заданного растения за заданное количество элементарных перелетов?
20. Реализовать модель плоского броуновского движения п частиц в прямоугольнике. Частицы считать шариками конечного размера. Удары частиц друг о друга и о стенки моделировать как абсолютно упругие. Определить п этой модели зависимость давления газа на стенки от числа частиц.
21. Разработать в деталях и реализовать модель перемешивания (диффузии) газов в замкнутом сосуде. В начальный момент времени каждый газ занимает половину сосуда. Изучить с помощью этой модели зависимость скорости диффузии от различных входных параметров, 22. Реализовать имитационную модель системы «хищник—жертва» по следующей схеме.
«Остров» размером 20^20 заселен дикими кроликами, волками и волчицами, Имеется по несколько представителей каждого вида. Кролики в каждый момент примени с одинаковой вероятностью 1/9 передвигаются в один из восьми соседних квадратов (за исключением участков, ограниченных береговой линией) или просто сидят неподвижно. Каждый кролик с вероятностью 0, 2.5. Промежуточная аттестация и требования к уровню освоения дисциплины.
Примерный перечень вопросов к зачету – не предусмотрен.
Примерный перечень вопросов к экзамену.
1. Понятие модели и моделирования. Свойства модели. Классификация моделей (по форме представления).
2. Классификация математических моделей по свойствам обобщенного объекта моделирования.
3. Адекватность и эффективность математических моделей. Общая логика построения моделей.
Технология математического моделирования.
4. Методы построения математических моделей. Аналитические модели, модели идентификации.
5. Построение модели идентификации с помощью регрессионного метода. Параметрическая и структурная идентификация (алгоритм не нужен).
6. Идентификация статических линейных систем с несколькими входами (определение, алгоритм).
7. Построение модели идентификации с помощью внутренних форм.
8. Достоверность и адекватность регрессионной модели. Критерий Фишера.
9. Построение моделей идентификации поисковыми методами (достоинства, недостатки, отличия от регрессионной модели; в лекции изложено полно, в учебнике - плохо).
10. Математическое моделирование сложных неоднородных систем. Математические модели элементов системы (типовые математические схемы).
11. Марковский случайный процесс. Классификация марковских случайных процессов (определение случайного процесса, марковского процесса.
12. Расчет марковской цепи с дискретным временем (алгоритм).
13. Марковские цепи с непрерывным временем. Уравнение Колмогорова.
14. Поток событий. Простейший поток и его свойства.
15. Пуассоновские потоки событий и непрерывные марковские цепи.
16. Предельные (финальные) вероятности состояний для непрерывной марковской цепи.
17. Задачи теории массового обслуживания. Классификация СМО и их основные характеристики.
18. Одноканальные СМО и их основные характеристики.
19. Многоканальные СМО с отказами.
20. Одноканальные СМО с ограниченным по длине очереди ожиданием. Определение вероятности отказа, абсолютной и относительной пропускной способности.
21. Одноканальные СМО с ограниченным по длине очереди ожиданием. Определение средней длины очереди, среднего числа заявок в очереди, среднего времени нахождения заявки в системе.
22. Многоканальные СМО с ограничением по длине очереди ожиданием (только схема, выводить не надо).
23. Многоканальные СМО с ограниченным временем ожидания заявки в очереди (схема).
24. Замкнутые СМО.
25. Моделирование стахостических процессов. Методы статистических испытаний (сущности, достоинства, недостатки).
26. Способы организации единичного жребия (определение,4 варианта, алгоритм, механизм случайного выбора).
27. Приемы построения и эксплуатации дискретных имитационных моделей.
28. Определение характеристик стационарного случайного процесса по 1 реализации.
29. Методы получения наблюдений в имитационном моделировании.
30. Имитационное моделирование на универсальных и специализированных языках.
31. Понятие стохастического процесса, его описание и характеристики. Типы непрерывных стохастических процессов. Ординарный стационарный пуассоновский процесс.
32. Моделирование случайного процесса на примере потока покупателей, машин, пакетов через сетевое устройство и т.д.
33. Описание дискретного стохастического процесса марковской цепью.
34. Представление систем в терминах систем массового обслуживания. Математическое описание системы массового обслуживания, их характеристики. Распределение событий в СМО.
35. Математическая модель одноканальной однородной разомкнутой СМО без отказов.
36. Имитационное моделирование. Понятие и структура имитационной модели.
37. Имитационное моделирование с постоянным шагом по времени (принцип дельта-t). Привести пример алгоритма.
38. Моделирование процесса функционирования системы по событийному принципу. Привести 39. Моделирование источников заявок и потоков обслуживания в СМО. Вычисление их характеристик.
40. Способы моделирования псевдослучайных последовательностей, их краткая характеристика.
Проверка равномерности, независимости членов псевдослучайной последовательности чисел, оценка длины периода.
III. Учебно-методическое и информационное обеспечение учебной дисциплины 3.1. Рекомендуемая основная литература.
Никишев В.К. Компьютерное моделирование. Монография.- Чебоксары, ЧГПУ, Никишев В.К. Лабораторный практикум по моделированию.- Чебоксары, ЧГПУ, 2007.
Могилев А.В, Пак И.К, Хеннер Е.К. Информатика, Учебное пособие для студентов пед. вузов; под редакцией Е.К.Хеннера. - М.:
ACADEMIA,1999. Москва.
3.2 Рекомендуемая дополнительная литература Никишев В.К. Основы моделирования на ЭВМ. - учебное Чебоксары, Краснощеков П.С., Петров А.А. Принципы по- учебное строения моделей. - М.; Фазис, 2000.
Павловский Ю.Н. Имитационные модели и си- учебное стемы.М.:Фазис, 2000.
Никишев В.К. Руководство по программированию. Книга 1 и 2, Чебоксары 2005 г НикишовВ.К. Язык визуального программирования. Чебоксары. 2000г Павловский Ю.Н. Имитационные модели и системы.М.:Фазис, 2000.
Савин Г.И. Системное моделирование сложных процессов. -М.; Фазис, 2000.
Васильков Ю.В., Васипькова Н.Н. Компьютерные технологии вычислений в математическом моделировании; Учеб.собие. -М.: Финансы и статистика, 1999.
Томашевский В.Н., Жданова Е.Г. / Имитационное моделирование в среде GPSS / "Бестселлер",. Кельтон В.Д., Лоу А.М. / Имитационное моделирование. Классика CS. 3- е изд. / СПб.: Питер;
Киев: Издательская группа BHV, 2004.
Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс:
Пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1988.
Боев В.Д. Моделирование систем. Инструментальные средства GPSS World: Учеб. пособие. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 368 с.
Голованов О. В., Дуваков С., Смирнов В. Н.
Моделирование сложных дискретных систем на ЭВМ третьего поколения ( опыт применения GPSS). – М.: Энергия, 1978. – 160 с.
Курс лекций по дисциплине « Компьютерное моделирование»/ Сост. Алтаев А.А. – Улан-Удэ, Изд-во ВСГТУ, 2001. – 63 с.
Наставление по GPSS/PC. Minuteman Software:
Пер. с англ. под ред. И. М. Якимова.– Казань, Советов Б. Я., Яковлев С. А. Моделирование систем: Учебник для ВУЗов. – М.: Высшая школа, 1999.
Советов Б. Я., Яковлев С. А. Моделирование систем. Лабораторный практикум. – М.: Высшая. Федоров В.Н. Моделирование дискретных систем. Учебное пособие – М.: МГАПИ, 2005. – Шеннон Р. Дж. Имитационное моделирование систем - искусство и наука. – М.: Мир, 1978. с.
Акулич И.М. Математическое программирование в примерах и задачах. - М.: Высшая школа,1993.
3.3. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы.
Сайт факультета дизайна и компьютерных технологий, http://дикт.рф.
Языки программирования VS2010, DELPHI Система моделирования MatLab GPSS World (версия Student Version 4.3.5). Система имитационного моделирования, язык GPSS. Arena (версия 9.0). Система имитационного моделирования, язык графического описания процессов из блоков Arena.
IV. Материально-техническое обеспечение учебной дисциплины 4.1. Аудиторный фонд со специализированным и лабораторным оборудованием.
№ Номер Наименование спе- Перечень Краткое описание и характеристика соп/п аудитории циализированных оборудования става установок, измерительно-диааудиторий и лабо- гностического оборудования, компьюраторий терной техники и средств автоматизации Ж-201 Компьютерный ПК (10 шт.), Компьютеры двухядерные, 512 Мб пакласс концентратор, мяти, LCD, ОС Windows, установленное Ж-205 Компьютерный ПК (10 шт.), Компьютеры двухядерные, 512 Мб пакласс концентратор, мяти, LCD, ОС Windows, установленное
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова»Факультет дизайна и компьютерных технологий
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРЕПОДАВАТЕЛЮ ПО ПРОВЕДЕНИЮ
ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Лабораторное занятие 1. Моделирование динамических систем.(2 часа) Лабораторное занятие 3. Исследование экономических систем. (2 часа) Лабораторное занятие 5. Имитационное моделирование (2 часа) Лабораторное занятие 6. Моделирование стохастических систем (2 часа) Лабораторное занятие 7. Моделирование систем массового обслуживания (2 часа) Лабораторное занятие 8. Моделирование интеллектуальных систем (2 часа) Лабораторное занятие 9. Моделирование геоинформационных систем (2 часа) Лабораторное занятие 9 Система моделирования MatLab Для первых трех лабораторных работ студент выбирает свой вариант предметной области.Во всех работах он должен использовать методические указания к лабораторным работам, которые находятся у преподавателя в электронном виде либо на сайте "http://дикт.рф".
В компьютерном классе для выполнения работ необходим Borland Delphi 7.0, Visual Studio Лабораторные работы выполняются в следующей последовательности 1. Прочитать теоретическую часть.
2. Определить свой номер варианта 3. Выполнить работу на компьютере.
4. Показать преподавателю на компьютере, как выполняется работа (выборочно).
5. Составить отчет в электронном виде. В конце прохождения лабораторного практикума объединить все отчеты в один.
6. Ответить на один из контрольных вопросов по выбору преподавателя.
К концу семестра студент оформляет итоговый отчет. Содержание отчета:
1. Титульный лист.
2. Теоретические сведения по темам лабораторных работ.
3. Задания по варианту.
4. Последовательность выполнения каждой работы.
5. Результаты выполнения каждой работы.
6. Выводы.
7. Использованная литература.
Для подготовки могут быть использованы находящиеся у преподавателя в электронном виде литературные источники. При выполнении лабораторных работ, для понимания студент может пользоваться встроенной справкой применяемых программ, а если есть соединение с Интернетом - поисковыми системами и другими ресурсами Интернета.
Студенты могут консультироваться по вопросам выполнения лабораторных работ как у преподавателя, так и у других студентов, пользоваться конспектами лекций и телефонами (кроме времени защиты лабораторной работы).
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова»Факультет дизайна и компьютерных технологий
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ СТУДЕНТАМ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
МЕТОДИКА РАБОТЫ С ДАННЫМ ВИДОМ РАБОТ
1 Cмоделировать маршрут движения катера Внутри водоема правильной круглой формы радиуса R расположен маленький островок радиуса r. Вычислите и укажите кратчайший прямой маршрут катера, соединяющий какие-нибудь точки берега и имеющий промежуточный причал у островка.2 Место для завода Четыре населенных пункта расположены в вершинах выпуклого четырехугольника. В каком месте следует построить завод, чтобы сумма расстояний от него до всех четырех данных пунктов бьгла наименьшей?
.3 Газетный киоск Вдоль прямой улицы по одну сторону от нее стоят несколько домов. В каком месте улицы нужно установить газетный киоск, чтобы сумма расстояний от него до всех домов была наименьшей?
4 Где построить школу?
В одном населенном пункте живет больше детей, чем в другом. В каком месте следует построить школу, чтобы общие затраты на перенозку детей были минимальны, если эти затраты пропорциональны как количеству детей, так и расстоянию от насел с н кого пункта до школы?
5. С наименьшей суммой расстояний Три населенных пункта расположены в вершинах остроугольного треугольника. Где нужно построить завод, чтобы сумма расстояний от него до всех трех данных пунктов была иаименЕэШОЙ?
6. Проселочная дорога Через город проходит магистраль, на некотором расстоянии от которой находится населенный пункт.
7. Направление магистрали В каком направлении через город должна проходить магистраль, чтобы сумма расстояний от нее до двух данных населенных пунктов была наименьшей?
8. Наилучшее расположение Как должна проходить магистраль, чтобы сумма расстоянии от нее до трех данных населенных пунктов была наименьшей?
9. Выбор маршрута Три завода расположены в вершинах разностороннего треугольника и соединены друг с другом магистралями. Внутри этого треугольника на одинаковом расстоянии от магистралей находится населенный пункт, который напрямую соединен дорогой с каждым заводом.
Каким должен быть кратчайший замкнутый маршрут автобуса, предназначенного для раззозки жителей населенного пункта по всем трем заводам?
10. Как проложить дорогу?
Две магистрали пересекаются под yivioii, внутри которого расположен населенный пункт. Как проложить через этот пункт прямую дорогу, -соединяющую магистрали, чтобы замкнутый маршрут автобуса, проходящий по этой дороге и участкам магистралей между точками их пересечения с дорогой’и-друг с другом, был кратчайший 11. Кратчайший замкнутый маршрут Три “магистрали, пересекаясь, образуют остроугольный треугольник. Как проложить кратчайший маршрут автобуса, имеющий выезды к каждой из трех магистралей?
12. Строительство водопровода Для снабжения водой двух населенных пунктов, расположенных по одну сторону от канала, требуется на берегу канала построить водонапорную башню. В каком месте следует построить башню, чтобы суммарная ДАШ];! труб от нее до каждого из пунктов (по прямой) была на и мены не и?
13. Кратчайшая дорога Магистраль п канал пересекаются под углом меньше 45°, внутри которого расположен населенный пункт. Как проложить кратчайшую дорогу, проходящую от одного пункта сначала к берегу канала, а затем к магистрали?
14. Мост через какал Два населенных пункта расположены но разные стороны от широкого капала. Требуется построить мост через канал (перпендикулярно берегам) н проложить к нему дороги от обоих пунктов. В каком месте следует построить мост, что^ы в итоге путь между данными пунктами оказался кратчян-щнм?
15. Железнодорожная платформа По одну сторону от железной дороги расположены два населенных пункта. В каком месте дороги следует построить платформу заданной длины, чтобы сумма расстояний от нее до данных пунктов была наименьшей?
16. Кратчайший маршрут Две магистрали пересекаются под острым углом, внутри которого расположены два населенных пункта. Как проложить кратчайший маршрут автобуса, соединяющий два данных пункта и имеющий выезды к каждой из двух магистралей в заданном порядке?
Необходимо предоставить для проверки кроме файла данных пояснительную записку, в которой привести титульный лист, содержание, задание, полученную базу данных без оригиналов статей, теоретическую часть (если объема не хватает до 30 страниц), заключение, список литературы. Общий объем курсового проекта должен составлять не менее 30 страниц печатного текста шрифтом 14 размера на формате А4 с одной стороны. Правила оформления см. на сайте ФДиКТ.
На курсовой проект дается 25 часов.
При подготовке к лабораторным занятиям нужно вначале прочесть весь текст лабораторной работы. Потом нужно уяснить последовательность действий при работе за компьютером. Если встречается неизвестная терминология, следует уточнить ее заранее, чтобы не заниматься этим во время работы за компьютером. Для этого может быть использована рекомендуемая литература либо сеть Интернет. На каждую лабораторную работу выделяется около 1 часа астрономического времени.
Некоторые из учебных вопросов оформляются студентами в виде рефератов, докладываются на студенческой конференции или читаются в виде небольшой лекции перед своими однокурсниками. Эти вопросы студенты должны изучать полностью самостоятельно под чьим-либо научным руководством. Для этого также может быть использована рекомендуемая литература либо сеть Интернет. Рефераты должны быть надлежащим образом оформлены: с титульным листом, объемом не менее 5 страниц и с чистой оборотной стороной на каждом листе.
При подготовке к экзамену необходимо прочесть конспект лекций. Если лекции были пропущены по неуважительным причинам, нужно самостоятельно освоить соответствующие вопросы в читальном зале или в Интернете, или же попросить однокурсников о помощи. К преподавателю можно обращаться за помощью в пределах времени, отведенного на консультацию перед экзаменом. Часть экзаменационных вопросов связана с практикой, поэтому желательно прочитать также свой отчет по лабораторным работам. На подготовку к экзамену дается 9 часов.
Желтов В.П., Михайлов А.Л., Димитриев А.П., Стаценко Е.Ф. Автоматизированные системы обработки информации и управления: Метод. указания по оформлению студенческих работ. Чебоксары, Чуваш. ун-т, 2005. 60 с.
«