Дискретно-безперервні моделі і оптимізація керованих процесів

Мета дисципліни є підготовка висококваліфікованих фахівців з інженерії програмного забезпечення, шляхом ґрунтовного опанування теорії моделювання програмно-керованих систем (процесів), а також їх проектування та застосування. Розробка засад модельної підтримки методів оптимізації дискретно-неперевних (зокрема, гнучких та багатокрокових) процесів, що підвищує ефективність і якість керованих процесів. Одержати представлення про підходи до створення моделей дискретно-неперервних процесів. Сформувати правильне розуміння ролі і місця засобів обчислювальної техніки в проектуванні і підготовці виробництва в сучасних умовах. Виробити навички постановки задач на розробку або модернізацію елементів САПР. Навчитися використовувати САПР при розробці нових пристроїв або їх модернізації і реконструкції, при розв’язуванні оптимізаційних задач. Задачі дисципліни є засвоєння основних понять і визначень теорії моделювання, класифікацій моделей та видів моделювання, особливостей застосування різних моделей та математичного моделювання, алгоритмів побудови моделей. Побудова математичних моделей технологічних процесів і систем, їх використання для проведення обчислювальних експериментів і рішення оптимізаційних завдань. Вивчити базові поняття щодо математичного моделювання систем (процесів); вивчити методику аналітичного дослідження інформаційних систем за допомогою апарату марковських випадкових процесів; вивчити принципи iмiтацiйного моделювання інформаційних систем, що описуються моделями масового обслуговування;  вивчити базові положення теорії оптимізації (математичного програмування), а також можливості i принципи застосування систем комп'ютерної математики для рішення задач оптимізації; вивчити базові алгоритми рішення задач лінійної, нелінійної та дискретної оптимізації у тому числі за допомогою системи комп'ютерної математики МАТLАВ.

 
Основні результати навчання
 
Вміти досліджувати робочі параметри процесів життєвого циклу програмного забезпечення, а також здійснювати аналіз вибраних методів та засобів підтримки цих процесів  та бути спроможним обґрунтувати свій вибір. Набувати нові наукові та професійні знання, вдосконалювати навички, прогнозувати розвиток програмних систем та інформаційних технологій. Розуміння теоретичних засад, що лежать в основі методів досліджень інформаційних систем та програмного забезпечення, методології проведення досліджень та обчислювальних експериментів. Уміти з нових дослідницьких позицій формулювати загальну методологічну базу власного наукового дослідження, визначити його актуальність, мету і значення для розвитку інших галузей науки, суспільно-політичного, економічного життя. Володіти загальнонауковими філософськими знаннями, необхідними для формулювання наукового світогляду, професійної етики, та культурного кругозору. Знати основні концепції та розуміти теоретичні та практичні проблеми в сучасному науковому напрямку досліджень. Знати та вміти аналізувати фундаментальні та сучасні праці провідних зарубіжних та вітчизняних вчених у обраній проблематиці дослідження, формулювати мету та завдання власного наукового дослідження як складові загальноцивілізаційного процесу. Цілеспрямовано шукати, розуміти, аналізувати, необхідні для рішення професійних наукових задач інформаційно-довідникові та науково-технічні ресурси і джерела знань з урахуванням сучасних досягнень науки і техніки. Вміти вести спеціалізовані наукові семінари, організовувати та проводити навчальні заняття. Володіти способами організації навчально-пізнавальної та практичної діяльності
 
 
 
Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять

Л – лекційні заняття; СРЗ – самостійна робота здобувача вищої освіти; ПЗ – практичні заняття; К – консультації викладача; МКР – модульна контрольна робота.
 
 
Тематика та види навчальних занять
 
1 тиждень
Л1. Предмет та задачі курсу «Дискретно-безперервні моделі і оптимізація керованих процесів»
СРЗ, К

2 тиждень
Л2. Базові положення та принципи математичного моделювання. Методи аналітичного моделювання систем.
ПЗ1. Застосування математичного моделювання в сучасному комп’ютерному світі.
СРЗ, К.

3 тиждень
Л3. Системи та процеси автоматичного керування.
СРЗ, К

4 тиждень
Л4. Математичні моделі лінійних стаціонарних ланок і систем.
ПЗ2. Аналітичне моделювання інформаційних систем
СРЗ, К.

5 тиждень
Л5. Аналіз складових математичних моделей технічних систем
СРЗ, К

6 тиждень
Л6. Дискретні системи автоматичного керування.
ПЗ3. Оцінка характеристик простіших систем керування методом статистичного моделювання.
СРЗ, К.

7 тиждень
Л7. Методи теорії оптимального та адаптивного керування.
СРЗ, К, МКР1
 
8 тиждень
Л8. Адаптивні методи оцінювання та керування.
ПЗ4. Моделювання та прогнозування розвитку процесу в часі.
СРЗ, К.

9 тиждень
Л9. Загальна характеристика методів оптимізації. Лінійна та нелінійна оптимізація.
СРЗ, К
 
10 тиждень 
Л10. Дискретна оптимізація та динамічне програмування.
ПЗ5. Нелінійне програмування. Знаходження умовного екстремуму методом Лагранжа.
СРЗ, К.

11 тиждень
Л11. Рішення задач оптимізації за допомогою генетичних алгоритмів.
СРЗ, К
 
12 тиждень
Л12. Оптимальні системи керування лінійними об'єктами із квадратичними критеріями якості.
ПЗ6. Алгоритми рішення задачі цiлочисельної лінійної оптимізації за допомогою методів гілок та границь та Гоморi.
СРЗ, К.

13 тиждень
Л13. Регресивні моделі з декількома вхідними змінними. Інтерпретація і оптимізація регресійних моделей.
СРЗ, К

14 тиждень
Л14. Ідентифікація та моделювання об'єктів керування і автоматизації.
ПЗ7. Рішення задач дискретної оптимізації із застосуванням  пакета Optimization Toolbox програмного середовища МАТLАВ.
СРЗ, К. 

15 тиждень
Л15. Автоматизовані системи керування на основі дискретно-безперервних моделях.
СРЗ, К, МКР2

Індивідуальна робота
 
Не передбачена

Самостійна робота

Самостійна робота становить 76 годин. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт: 1) підготовка до лекційних занять – 16 годин; 2) підготовка до практичних занять – 30 година; 3) підготовка до іспиту – 30 годин.

Процедура оцінювання
 
Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Для забезпечення оперативного контролю за успішністю та якістю рівня навчальних досягнень здобувачів вищої освіти дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та практичних занять. Кожна з двох Модульних контрольних робіт (МКР№1 та МКР№2) складається з теоретичних та практичних частин. Теоретична частина оцінюється в 20 балів, по 5 балів кожне питання рівної складності, та практична частина, яка оцінюється в 10 балів. Загальна оцінка за кожну з модульних робіт може складати 30 балів. Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів.
Семестровий модуль № 1
ПЗ1 Оцінка за виконання – 6 балів. Термін надання – 2 тиждень.
ПЗ2 Оцінка за виконання – 7 балів. Термін надання – 4 тиждень.
ПЗ3 Оцінка за виконання – 7 балів. Термін надання – 6 тиждень.
МК1. Модульна контрольна робота – 30 балів (7 тиждень). Перескладання можливе протягом 9–11 тижнів за розкладом консультацій.
Семестровий модуль № 2
ПЗ4 Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 8 тиждень.
ПЗ5 Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 10 тиждень.
ПЗ6 Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 12 тиждень.
ПЗ7 Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 14 тиждень.
МК2. Модульна контрольна робота – 30 балів (15 тиждень).
Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів. Підсумковим контролем є відповідь на екзаменаційний білет, який складається з теоретичної та практичної частин. Максимальна оцінка за правильне виконання теоретичної частини, яка складається з двох питань рівної складності по 30 балів, може складати 60 балів. Максимальна оцінка за правильне виконання практичної частини становить 40 балів. Максимальна оцінка за правильні відповіді на всі питання екзаменаційного білету становить 100 балів.

Умови допуску до підсумкового контролю
*
До екзамену допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни на не менш, ніж на 60%. Складання/перескладання екзамену організується за встановленим деканатом розкладом.
*
*
Політика освітнього процесу
*
Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності. 
*
Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
*
Відсутність здобувача на контрольній роботі або на екзамені відповідає оцінці «0».
 
Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняєт