[ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Целями освоения учебной дисциплины «Математическое моделирование систем и процессов» является - дать знания студентам по общим
вопросам теории моделирования. Научить студентов методам построения математических моделей и формального описания процессов в
контролируемых объектах. Обучить студентов применению математических моделей для построения автоматизированных систем управления
транспортными технологическими процессами и решения задач оптимизации структуры и параметров систем. Детально ознакомить студентов с математическими моделями и методами в исследованиях транспортных систем и в грузовой работе, с методами теории массового обслуживания, с методами анализа и синтеза социально-экономических, транспортно - логистических систем и бизнес-процессов.
Задачами освоения учебной дисциплины «Математическое моделирование систем и процессов» являются:
- ознакомление с основными понятиями моделирования, теоретическими положениями и методикой экспериментальных исследований, используемых для построения математических моделей.
- получение навыков постановки задачи моделирования, математического описания моделируемого процесса (объекта), разработки численных методов реализации моделей, моделирования на ЭВМ и применения интегрированных пакетов программ.
- освоение методов подхода к математическому моделированию процессов и объектов, начиная с постановки задачи и кончая составлением программ и практической реализацией математических моделей на ЭВМ.
2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
Учебная дисциплина «Математическое моделирование систем и процессов» входит в базовую часть математического и естественнонаучного цикла Необходимыми условиями для освоения дисциплины «Математическое моделирование систем и процессов» является: ОК-1, ОК-2, ОК-7, ПК-1, ПК-3, ПК-4, ПК-5, знание таких дисциплин как «Математика»; «Информатика».Содержание дисциплины «Математическое моделирование систем и процессов» служит основой для освоения дисциплин: ПК-4, ПК-5, ПКПСК-1.1, ПСК-1.2, ПСК-1.3, ПСК-1.6, ПСК-3.2, ПСК-4.2, ПСК-5.2, ПСК-7.2, ПСК-8.2, «Информационные технологии на магистральном транспорте», «Информационные в грузовой и коммерческой работе», «Информационные технологии в транспортном бизнесе», «Информационные технологии в сервисе на транспорте», «Информационные технологии в пассажирском комплексе», «Информационные технологии обеспечения безопасности движения», «Информационно-управляющие системы на ж.д. транспорте», «АРМы в перевозочном процессе».
3. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Процесс освоения дисциплины «Математическое моделирование систем и процессов» направлен на формирование следующих компетенций:Код Наименование компетенции компетенции Способность логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь, создавать тексты ОК- профессионального назначения, умением отстаивать свою точку зрения, не разрушая отношений.
Способность применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального ПК- исследования.
Способность приобретать новые математические и естественнонаучные знания, используя современные ПК- образовательные и информационные технологии.
Готовность к использованию методов статистического анализа и современных информационных технологий для ПК- эффективного использования техники в транспортно-технологических системах.
В результате освоения дисциплины «Математическое моделирование систем и процессов» студент должен достигнуть следующих результатов образования:
Знать - основы математического моделирования, основные принципы применения и исследования моделей транспортно-технологических систем;
- методы моделирования систем массового обслуживания в транспортных процессах.
уметь:
- применять методы математического анализа и моделирования, применять математические методы и вычислительную технику для практических задач;
- применять имитационное моделирование работы станций;
- использовать модели транспортных задач как задачи линейного программирования.
владеть:
- навыками исследования моделей транспортных систем различными математическими и экономическими методами.
4. ТРУДОЕМКОСТЬ И СТРУКТУРА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Общая трудоемкость дисциплины «Математическое моделирование систем и процессов» составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.Распределение трудоемкости дисциплины по видам аудиторных занятий и самостоятельной работы студентов Трудоемкость Виды аудиторной занятий и самостоятельной работы студента в часах Аудиторные занятия, в т.ч. лекции практические (семинарские) занятия лабораторные занятия Самостоятельная работа студента, в т.ч. подготовка к практическим занятиям подготовка к семинарским занятиям подготовка к лабораторным занятиям проработка лекционного материала изучение теоретического материала, выносимого на самостоятельную работу выполнение расчетно-графических работ выполнение домашних заданий выполнение курсового проекта подготовка к текущему контролю подготовка к промежуточной аттестации – зачет Итого
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1. Распределение трудоемкости дисциплины по разделам и видам аудиторных занятий, формы текущего контроля Распределение трудоемкости дисциплины по разделам и видам учебной нагрузки (в часах) Номер семестра. Формы Номер В Форма текуще с раздела Наименование раздела (дидактической единицы) Лабораторные занятия промежуточной го Код компетенции Л Пра Самос е дисциплины дисциплины е кти тоятел г аттестации контрол к чес ьная о я ц кие работа ч и заня студен а и тия тов с представления математических моделей. Соответствие математической модели контролируемому объекту. Классификация моделей, области их применения. Роль математического моделирования в ускорении научно-технического прогресса. Методы построения математических моделей. Основные этапы математического моделирования.Упрощение моделей объекта (идеализация характеристик, допущения).
Условия подобия математических моделей и моделируемого процесса (системы).
Построение математических моделей процессов и систем по результатам наблюдений. Объяснительно- 1.1, 1.2, Натурный (физический) эксперимент. Вычислительный эксперимент. Их преимущества и иллюстративный 1.3,2.1,2. недостатки. Критерии оптимальности. Характеристики и сравнительный анализ методов Нахождение потоков с наименьшей стоимостью. Решение задачи о коммивояжере.
Алгоритм графического способа решения задач линейного программирования. Имитационные Алгоритм определения кратчайших расстояний на графе. Алгоритм Флойда
6. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ (СРС)
Номер раздела Проработка лекционного материала в течение семестра Подготовка к лабораторным занятиям в течение семестра КНС Формы представления математических моделей. Соответствие математической модели контролируемому объекту. Классификация КНС Основные этапы математического моделирования. Описание КНС Условия подобия математических моделей и моделируемого КНС Построение математических моделей процессов и систем по КНС Натурный (физический) эксперимент. Вычислительный КНС Характеристики и сравнительный анализ методов оптимизации КНС Алгоритм Рунге-Кутта. Решение задачи численного Подготовка к практическим занятиям в течение семестра Написание рефератов не предусмотрено.
7. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Предусмотрено выполнение одной контрольной работы.Текущий контроль студентов производится по лабораторным и практическим занятиям по дисциплине в следующих формах:
письменные домашние задания, защита лабораторных работ, тестирование.
Промежуточная аттестация по результатам семестра по дисциплине проходит в форме устного зачета или в форме компьютерного тестирования.
Фонды оценочных средств, включающие типовые задания, контрольные работы, тесты и методы контроля, позволяющие оценить результаты обучения по данной дисциплине, включены в состав УМК дисциплины.
8. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Основная литература:1. Высшая математика: Математическое программирование Кузнецов А.В., Сакович Высшая школа 1. 1. Дополнительная литература:
Математическое моделирование (сетевые модели):Курс лекций Гозбенко В.Е., Сатурченко ИрГУПС 2003 2. Математическое моделирование (сети с ограниченной пропускной Гозбенко В.Е., Сатурченко ИрГУПС 2004 2. 2. 2. 2. процессами на железных дорогах: Учебное пособие для вузов Е.М., Гусетиняр А.М.
2. 2. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
Пакет прикладных программ MS Offiсe 3.
9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Основным оборудованием лабораторного комплекса «Математическое моделирование систем и процессов» является:- ПЭВМ, в количестве 18 шт;
- мониторы 17/19, в количестве 18 шт;
Программное обеспечение для работы лабораторного комплекса «Математическое моделирование систем и процессов» состоит из пакета прикладных программ MSOffise.
ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ
в рабочей программе учебной дисциплины «Математическое моделирование систем и процессов» Часть текста, подлежащая раздела пункта подпункта
«