ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
С...
41 downloads
131 Views
267KB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ФАКУЛЬТЕТ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА И ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК КАФЕДРА ТЕОРИИ И МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
Рабочая программа дисциплины
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ Магистр техники и технологии 280200.68 – Системный анализ и управление
Магистерская программа
– Системный анализ данных и моделей принятия решений
Санкт-Петербург 2006
2
Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 681.5 Первухин Д.А. Теория и практика моделирования сложных систем: Раб. прогр.СПб.: СЗТУ, 2006.- 12с. Рабочая программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки магистра техники и технологии 280200.68 – Системный анализ и управление. В процессе освоения дисциплины студентами изучаются вопросы, касающиеся
основ
моделирования
сложных
систем
и
проведения
вычислительного эксперимента.
Рассмотрено на заседании кафедры теории и методов прогнозирования 07.12.2005г. Одобрено методической комиссией факультета системного анализа и естественных наук СЗТУ 08.12.2005г. Рецензенты: А.А. Потапенко, д-р. физ.-техн. наук, проф., зав. кафедрой математики СЗТУ; П.В. Полищук, д-р. техн. наук, проф., ст. научн. сотр. НПО «Аврора».
Составитель: Д.А. Первухин, д-р. техн. наук, проф.
© Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2006
3
ПРЕДИСЛОВИЕ Цели и задачи дисциплины
Цель изучения дисциплины – приобретение студентами знаний и навыков применения методологических основ моделирования сложных систем и проведения вычислительного эксперимента. Задачи изучения дисциплины: изучение системных
сущности
методов
исследованиях,
моделирования,
методологических
применяемых
основ
при
имитационного
моделирования сложных систем и методов моделирования случайных факторов, основ применения существующих аппаратно-программных средств для проведения вычислительного эксперимента, принципов моделирования и основных требований, предъявляемых к моделям сложных систем; овладение в комплексе научно-методическим аппаратом моделирования сложных систем и планирования вычислительного эксперимента, методами постановки
задач
информации,
системного
разработки
исследования,
имитационных
формализации
моделей
с
исходной
использованием
существующих аппаратно-программных средств, подготовки и обработки исходных
данных
для
системного
моделирования,
планирования
вычислительного эксперимента; знакомство с классификацией методов моделирования и моделей сложных
систем,
существующими
методологическими
подходами
к
построению моделей, методами получения наблюдений при моделировании сложных систем, повышения качества оценивания показателей. Место дисциплины в учебном процессе. Дисциплина базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплин «Математические методы системного анализа и теории принятия решений», «Теория информационных систем», «Теория и методы прогнозирования», «Информационные технологии
4
обработки данных и процесс принятия решения», «Системное моделирование» по направлению подготовки бакалавра техники и технологии. Знания, умения и навыки, полученные при изучении данной дисциплины, используются
при
неопределенности
изучении
дисциплин
функционирования
«Теория
сложных
и
методы
систем»,
учета
«Научно-
исследовательская работа в семестре» и при написании магистерских диссертаций.
Требования к уровню освоения содержания дисциплины В результате изучения дисциплины студент должен:
Иметь представление: - о классификации методов моделирования и моделей сложных систем; - о существующих методологических подходах к построению моделей; - о методах получения наблюдений при моделировании сложных систем; - о методах повышения качества оценивания показателей.
Знать: - сущность методов моделирования, применяемых при системных исследованиях; - методологические основы имитационного моделирования сложных систем; - методы моделирования случайных факторов при проведении системных исследований; - основы применения существующих аппаратно-программных средств для проведения вычислительного эксперимента;
5
Уметь: - осуществлять постановку задачи системного исследования методами моделирования; - проводить формализацию исходной информации, необходимой для исследования сложных систем; - осуществлять разработку имитационных моделей сложных систем с использованием существующих аппаратно-программных средств; -
проводить
подготовку
и
обработку
исходных
данных
для
моделирования сложных систем; - применять методы планирования вычислительного эксперимента для исследования сложных систем.
Владеть: научно-методическим аппаратом моделирования сложных систем и планирования вычислительного эксперимента.
6
1. Объем дисциплины и виды учебной работы 1.1. Объем дисциплины и виды учебной работы для студентов очной формы обучения
Вид учебной работы
Всего
Семестры,
часов
час. 1
2
Общая трудоемкость дисциплины
60
-
60
Аудиторные занятия
18
-
18
в т.ч.: лекции
10 8
-
10 8
Самостоятельная работа
42
-
42
Вид итогового контроля
зачет
-
зачет
практические занятия
-
7
1.2. Объем дисциплины и виды учебной работы для студентов заочной формы обучения
Вид учебной работы
Всего
Семестры,
часов
час. 1
2
Общая трудоемкость дисциплины
60
-
60
Аудиторные занятия
10
-
10
в т.ч.: лекции
6 4
-
6 4
Самостоятельная работа
50
-
50
Вид итогового контроля
зачет
-
зачет
практические занятия
-
2. Содержание дисциплины 2.1. Рабочая программа (объем дисциплины 60 часов) ТЕМА 1. Методы моделирования, применяемые при исследовании сложных систем. [1], с. 72-82, 93-98; [2],с. 47-62, 69-305; [9], с. 70-124, 148-309. Общие сведения о математических моделях сложных систем. Сущность системного, операционного и неопределенно-стохастического подходов к построению моделей. Основные методы подготовки системы исходных данных, задания условий функционирования, моделирования действий, учета и устранения неопределенностей.
8
Вопросы для самоконтроля. 1. Дать краткую сравнительную характеристику основных методов моделирования, применяемых для исследования сложных систем. 2. Изложить основные особенности, присущие математическим моделям сложных систем. 3. Пояснить сущность системного, операционного и неопределенностохастического подходов к построению моделей сложных систем. 4. Изложить методологию подготовки системы исходных данных, необходимых для моделирования сложных систем. 5.
Дать
краткую
характеристику
методов
задания
условий
функционирования модели сложной системы. 6. Перечислить и кратко пояснить сущность методов моделирования действий сложной системы. 7. Перечислить основные методы учета и устранения неопределенностей.
ТЕМА 2. Имитационные модели исследования сложных систем. [1], с. 99-136; [3],с. 11-23, 34-81; [4], с. 321-358; [7],с. 17-34; [8], с. 94-168. Общие понятия об имитационных моделях. Моделирование случайных факторов, непрерывных и дискретных случайных величин. Построение и эксплуатация имитационных моделей. Методы получения наблюдений. Аппаратно-программные средства имитационного моделирования сложных систем.
Основы
имитационного
моделирования
сложных
систем
с
использованием GPSS World. Подходы к оцениванию качества моделей сложных систем. Вопросы для самоконтроля. 1. Пояснить сущность моделирования случайных факторов, непрерывных и дискретных случайных величин. 2. Изложить порядок разработки имитационной модели.
9
3. Дать сравнительную характеристику методов получения наблюдений при имитационном моделировании. 4. Изложить основные понятия о программной реализации имитационных моделей и современных средах имитационного моделирования. 5. Дать краткую характеристику и основные возможности GPSS World. 6. Привести основные показатели качества моделей сложных систем. 7. Изложить сущность пассивных, активных и косвенных методов повышения качества оценивания показателей.
ТЕМА 3. Планирование эксперимента. [1], с. 136-147; [6],с.216-292; [10], с. 83-104. Основные понятия и определения теории планирования эксперимента. Полные факторные планы испытаний. Дробные факторные планы испытаний. Анализ результатов испытаний. Оптимальные планы испытаний. Вопросы для самоконтроля. 1. Изложить основные цели теории планирования эксперимента. 2. Пояснить, в чем заключается сущность полных факторных планов испытаний. 3. Дать краткую характеристику дробных факторных планов испытаний. 4. Изложить способы проведения анализа и обработки результатов испытаний. 5. Пояснить порядок составления оптимальных планов испытаний.
10
2.2. Тематический план лекций и практических занятий
2.2.1. Тематический план лекций и практических занятий для студентов очной формы обучения (18 ч.) Номер
Наименование раздела
раздела,
(отдельной темы)
Виды занятий лекции
темы 1
практические занятия
Методы
моделирования,
применяемые
при
4
исследовании
сложных систем 2
Имитационные
модели
4
4
2
4
10
8
исследования сложных систем 3
Планирование эксперимента Итого
11
2.2.2. Тематический план лекций и практических занятий для студентов заочной формы обучения (10 ч.)
Номер
Наименование раздела
раздела,
(отдельной темы)
Виды занятий лекции
темы 1
практические занятия
Методы
моделирования,
применяемые
при
2
исследовании
сложных систем 2
Имитационные
модели
2
2
2
2
6
4
исследования сложных систем 3
Планирование эксперимента Итого
12
3. Учебно-методическое обеспечение дисциплины Библиографический список Основной 1. Надежность и эффективность в технике: Справочник в 10 томах. /Ред. совет: В.С. Авдуевский (пред.) и др. Т. 3. Эффективность технических систем. /Под общ. ред. В.Ф. Уткина, Ю.В. Крючкова. – М.: Машиностроение, 1988. 2. Ильичев А.В. Эффективность проектируемой техники: Основы анализа. – М.: Машиностроение, 1991. 3. Прицкер А. Введение в имитационное моделирование и язык СЛАМ II: Пер. с англ. – М.: Мир, 1987. 4. Таха Х. Введение в исследование операций: В 2-х книгах, Кн. 2. Пер. с англ. – М.: Мир, 1987. 5. Кудрявцев Е.М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем. – М.: ДМК Пресс, 2004. 6. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы планирования эксперимента. Пер. с англ. – М.: Мир, 1981. Дополнительный 7. Дж. Клейнен. Статистические методы в имитационном моделировании. – М.: Статистика, 1978. 8. Цвиркун А.Д., Акинфиев В.К., Филиппов В.А. Имитационное моделирование в задачах синтеза структуры сложных систем (оптимизационноимитационный подход). – М.: Наука, 1985. 9. Ивченко Б.П., Мартыщенко Л.А., Монастырский М.Л. Теоретические основы информационно-статистического анализа сложных систем. – СПб.: Лань, 1997. 10. Панов. В.В. Испытания ракетно-артиллерийского вооружения и радиоэлектронных средств. Часть I. – Л.: ВАА, 1981.
13
Средства обеспечения освоения дисциплины Компьютерные программы по разделам дисциплины.
Содержание Предисловие………………………………………………………………………..03 Цели и задачи дисциплины………………………………………………………..03 Требования к уровню освоения содержания дисциплины………………………04 1. Объем дисциплины и виды учебной работы…………………………………..06 1.1. Объем дисциплины и виды учебной работы для студентов очной формы обучения…………………………………………………………………………….06 1.2. Объем дисциплины и виды учебной работы для студентов заочной формы обучения…………………………………………………………………………….06 2. Содержание дисциплины………………………………………………………..07 2.1. Рабочая программа…………………………………………………………….07 2.2. Тематический план лекций и практических занятий………………………..09 2.2.1. Тематический план лекций и практических занятий для студентов очной формы обучения……………………………………………………………………09 2.2.2. Тематический план лекций и практических занятий для студентов очной формы обучения……………………………………………………………………10 3. Учебно-методическое обеспечение дисциплины……………………………..11
14
Дмитрий Анатольевич Первухин
Теория и практика моделирования сложных систем Рабочая программа Редактор И.Н. Садчикова Сводный темплан 2005 г. Лицензия ЛР №020308 от 14.02.97 Санитарно-эпидемиологическое заключение № 78.01.07.953.П.005641.11.03. от 24.11.2003 г.
Подписано в печать Б.кн.-журн. П.л.
Формат 60×84 1/16 Б.л. Тираж 100
РТП РИО СЗТУ Заказ
Северо-Западный государственный заочный технический университет РИО СЗТУ, член Издательско-полиграфической ассоциации вузов Санкт-Петербурга 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5