Моделювання систем
Анотація навчальної дисципліни
Метою дисципліни є:
формування комплексу знань, вмінь, загальних уявлень про підходи, методи, та зміст комп’ютерного моделювання систем та їх дослідження, формулювання правил побудови моделей та здобуття навичок у практичному використанні математичних моделей, етапи побудови моделей.
Завдання дисципліни:
- сформувати у здобувачив необхідні знання про комп’ютерне моделювання, як науковий напрям;
- навчитись аналізувати особливості систем та методи побудови їх моделей;
- навчитись класифікувати моделі;
- виявити основні напрями досліджень моделей;
- отримати знання з етапів побудови моделей;
- навчитись проводити класифікацію програмного забезпечення моделювання;
Програмні компетентності
- Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.
- Здатність до пошуку, оброблення та узагальнення інформації з різних джерел.
- Здатність аналізувати об’єкт проектування або функціонування та його предметну область.
- Здатність сформулювати математичну постановку задачі, спираючись на постановку мовою предметної галузі та обирати метод її розв’язання, що забезпечує потрібні точність і
- надійність результату.
- Здатність до аналізу, синтезу і оптимізації інформаційних систем та технологій з використанням математичних моделей і методів
Програмні результати навчання
Застосовувати знання фундаментальних і природничих наук, системного аналізу та технологій моделювання, стандартних алгоритмів та дискретного аналізу при розв’язанні задач проектування і використання ІСТ.
Проводити системний аналіз об’єктів проектування та обґрунтовувати вибір структури, алгоритмів та способів передачі інформації в ІСТ
Демонструвати знання сучасного рівня технологій інформаційних систем, практичні навички програмування та використання прикладних і спеціалізованих комп’ютерних систем та середовищ з метою їх запровадження у професійній діяльності.
Кількість аудиторних занять
16 годин лекційних занять, 30 годин лабораторних робіт.
Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять
- Л – лекційні заняття;
- ЛР – лабораторні роботи;
- СРС – самостійна робота здобувача вищої освіти;
- РГР – розрахунково-графічна робота;
- МКР – модульна контрольна робота;
- К – консультації.
Тематика та види навчальних занять
- 1 тиждень
- Л1. Введення в системи та моделювання. Принципи та аксіоми моделювання. [9, c.5-20]
- ЛР1. Побудова та загальна структура комп'ютерних математичних моделей. [9, c.108-125]
- СРС. К.
- 2 тиждень
- ЛР2. Моделювання джерел сигналів. [9, c.156-163]
- СРС. К.
- 3 тиждень
- Л2 Системи моделювання. Порівняння понять «чорного», «сірого» та «білого» ящика. [9, c.20-31]
- ЛР3. Моделювання джерел сигналів. [9, c.156-163]
- СРС. К.
- 4 тиждень
- ЛР4. Моделювання приймачів сигналів. [9, c.165-200]
- СРС. К.
- 5 тиждень
- Л3. Класифікація моделей. [10, c.12-20]
- ЛР5. Блоки зупинки моделювання і збереження даних. [9, c.256-260]
- СРС. К.
- 6 тиждень
- ЛР6. Аналогові блоки [9, c.260-275]
- СРС. К.
- 7 тиждень
- Л4. Математичні моделі. Етапи побудови математичної моделі [9, c.84-102]
- ЛР7. Аналогові блоки [9, c.260-275]
- СРС. К.
- 8 тиждень
- ЛР8. Блоки затримки і обмеження [9, c.229-230]
- МКР1. СРС. К.
- 9 тиждень
- Л5. Основні операції математичного моделювання. [10, c.34-43]
- ЛР9. Блоки математичних операцій [1, c.212-225]
- СРС. К.
- 10 тиждень
- ЛР10. Блоки перетворення сигналів і допоміжні блоки. [9, c.246-254]
- СРС. К.
- 11 тиждень
- Л6. Вибір і обгрунтування вибору методу побудови моделі. [10, c.45-80]
- ЛР11. Приклади побудови фізичних моделей. [8, c.396-400]
- СРС. К.
- 12 тиждень
- ЛР12. Метод Монте-Карло моделювання випадкових величин. [9, c.261-263]
- СРС. К.
- 13 тиждень
- Л7. Перевірка моделі на адекватність, повноту, стійкість. [10, c.20-28, 96-106]ЛР
- 13. Метод Монте-Карло моделювання випадкових величин. [9, c.261-263]
- СРС. К.
- 14 тиждень
- ЛР14. Метод для розрахунку «неберущіхся» інтегралів. [9, c.263-267]
- СРС. К.
- 15 тиждень
- Л8. Імітаційне моделювання. Клітинні автомати. [13, c.13-81]
- ЛР15. Метод для розрахунку «неберущіхся» інтегралів. [9, c.263-267]
- МКР2. СРС. К.
Індивідуальна робота
Виконується РГР.
Мета РГР: набуття загальних та спеціальних компетентностей майбутніх бакалаврів, поглиблення теоретичних знань з теми «Побудова моделі і графіків з різними параметрами.
- 1–2 тижні Формулювання постановки задачі для РГР
- 3-7 тижні Застосування теоретичних положень для проведення розрахунків відповідно до поставленого завдання
- 8–10 тижні Обґрунтування одержаних результатів розрахунків і їхнє інтерпретування
- 11–12 тижні Оформлення РГР відповідно ДСТУ
- 13-1 5тижні Презентація та захист РГР
Самостійна робота
Самостійна робота складає 44 години. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:
- підготовка до лекційних занять – 7 годин;
- підготовка до лабораторних занять – 22 годин;
- підготовка до РГР – 15 годин.
Процедура оцінювання
Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та лабораторних занять, виконують 2 модульні контрольні роботи.
Модульні контрольні роботи № 1 та № 2 виконуються у письмовій формі. Модульна робота складається з теоретичної частини (2 запитання) та практичної частини (1 задача). Відповідь на кожне теоретичне питання оцінюється максимум 5 балами. Правильне розв’язання задачі оцінюється в 5 балів.
Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів.
Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач за всі виконані види робіт за семестр – 100 балів. Залік оцінюється за системою: «зараховано», «не зараховано». Оцінка «зараховано» виставляється за умови отримання не менш, ніж 60 балів за всі види робіт. Складання/перескладання заліку відбувається за встановленим деканатом розкладом.
Семестровий модуль № 1
- ЛР.1-8 - 20 балів
- РГР.Ч1 - 15 балів
- МК1 – 15 балів (8 тиждень). Перескладання можливе протягом 9–11 тижнів за розкладом консультацій.
Семестровий модуль № 2
- ЛР.9-15 – 20 балів
- РГР.Ч2 - 15 балів
- МК2 – 15 балів (15 тиждень).
Умови допуску до підсумкового контролю
Підсумковим контролем з дисципліни є залік. Залік отримують здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни не менш, ніж на 60 %.
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.
Виконаний не свій варіант завдання здобувачем не оцінюється.
Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
Відсутність здобувача на екзамені або на контрольній роботі відповідає оцінці «0».
Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.
РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА
- Спиридонов, А. А. Планування експерименту при дослідженні технологічних процесів - М.: Машинобудування, 1981. - 184 с.
- Бурсіан Е.В. Завдання з фізики для комп'ютера. М., Просвітництво, 1991, 256с
- Самарський А.А., Михайлов А.П. Математичне моделювання: ідеї, методи, приклади. М: Фізматліт, 2005
- Штерензон В.А. Моделювання технологічних процесів. Єкатеринбург РГППУ 2010
- Рад Б. Я., Яковлєв С. А. Моделювання систем: Учеб. для вузів. М .: Вища. шк., 2001.
- Кубланов М.С. Математичне моделювання. Навчальний посібник М .: МГТУ ГА, 2004.-108с.
- Пономарьов В.Б Лошкарьов А.Б. Математичне моделювання, моделювання технологічних процесів. Єкатеринбург 2006
- Амосов А. А., Дубинський Ю. А., Копченова Н. В. Обчислювальні методи: Навчальний посібник. СПб.: Видавництво Лань.
- Кельтон В., Лоу А. Імітаційне моделювання. 3-е изд. - СПб. 2004, 847с.
ІНФОРМАЦІЙНІ РЕСУРСИ
- Журнал «Математичне моделювання» http://mathmod.bmstu.ru/ Кафедра «Математичне моделювання» МГТУ ім. Н.е. Баумана
- http://www.mathmod.ru/ Кафедра Математичного Моделювання МЕІ (ТУ) - mathmod.ru
- http://www.imamod.ru/journal/ Журнал Математичне моделювання
- http://www.imamod.ru/ Інститут Математичного моделювання РАН
- http://www.ict.nsc.ru/matmod/ Кафедра Математичного Моделювання НГУ
- http://mathmod.aspu.ru/ Математичне моделювання та інформаційні технології в науці та освіті