Fakulta informačních technologií VUT v Brně

Detail předmětu

Simulační nástroje a techniky

SNT Ak. rok 2018/2019 letní semestr 5 kreditů

Teorie modelování a simulace, DEVS (Discrete Event System Specification) formalismus. Simulační systémy, metody jejich implementace. Algoritmy pro řízení simulace, úvod do paralelní a distribuované simulace. Simulace spojitých, diskrétních a kombinovaných systémů: metody popisu, nástroje, numerické metody. Modely speciálních tříd systémů a odpovídající simulační metody. Systémy popsané parciálními diferenciálními rovnicemi.  Úvod do verifikace a validace simulačních modelů a řízení simulačních experimentů. Přehled metod vizualizace a vyhodnocování výsledků simulace. Příklady simulačních systémů a modelů.

Garant předmětu

Zástupce garanta předmětu

Peringer Petr, Dr. Ing. (UITS FIT VUT)

Jazyk výuky

česky

Zakončení

zápočet+zkouška (kombinovaná)

Rozsah

39 hod. přednášky, 13 hod. projekty

Bodové hodnocení

70 zkouška, 30 projekty

Zajišťuje ústav

Přednášející

Peringer Petr, Dr. Ing. (UITS FIT VUT)

Cvičící

Stránky předmětu

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Základy teorie související s modelováním. Pochopení principů implementace simulačních nástrojů. Znalost simulačních metod pro různé třídy simulačních úloh.

Dovednosti, znalosti a kompetence obecné

Vytváření simulačních nástrojů, modelů a použití simulačních metod v praxi.

Cíle předmětu

Cílem je seznámit studenty s principy metod, nástrojů a technik vhodných pro modelování a simulaci různých typů dynamických systémů.

Proč je předmět vyučován

V tomto předmětu je přehled různých metod použitelných nejen pro modelování a simulaci, ale i v jiných oblastech (počítačové hry, optimalizace, ...).

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Základy modelování, simulace, algoritmizace a numerické matematiky.

Literatura studijní

  • Rábová, Z. a kol.: Modelování a simulace, VUT Brno, 1992, ISBN 80-214-0480-9
  • Cellier, F., Kofman, E.: Continuous System Simulation, Springer, 2006, ISBN: 978-0-387-26102-7
  • Zeigler B., Praehofer H., Kim T.: Theory of Modelling and Simulation, 2nd edition, Academic Press, 2000
  • Soubor materiálů dostupný na WWW stránce předmětu.

Literatura referenční

  • Law, A., Kelton, D.: Simulation Modelling and Analysis, McGraw-Hill, 2000, ISBN 0-07-100803-9
  • Zeigler, B., Praehofer, H., Kim, T.: Theory of Modelling and Simulation, second edition, Academic Press, 2000, ISBN 0-12-778455-1
  • Ross, S.: Simulation, Academic Press, 2002, ISBN 0-12-598053-1
  • Cellier, F., Kofman, E.: Continuous System Simulation, Springer, 2006, ISBN: 978-0-387-26102-7
  • Fujimoto, R.: Parallel and Distribution Simulation Systems, John Wiley & Sons, 1999, ISBN:0471183830
  • Chopard, B.: Cellular Automata Modelling od Physical Systems, Cambridge University Press, 1998, ISBN:0-521-67345-3
  • Nutaro, J.: Building Software for Simulation: Theory and Algorithms, with Applications in C++. John Wiley & Sons, 2011, ISBN-13: 978-0470414699

Osnova přednášek

  1. Úvod. Teorie modelování a simulace, DEVS formalismus.
  2. DEVS simulátor.
  3. Simulační systémy: klasifikace, principy implementace. Algoritmy pro řízení simulace.
  4. Spojitá simulace: numerické integrační metody, tuhé systémy, algebraické smyčky, prostorové systémy. Simulační systém Dymola, jazyk Modelica.
  5. Diskrétní simulace: implementace událostí, procesů a kalendáře událostí. Modelování systémů hromadné obsluhy.
  6. Kombinovaná simulace: stavové události, synchronizace spojité a diskrétní části.
  7. Modelování systémů popsaných parciálními diferenciálními rovnicemi. Úvod do analýzy citlivosti systému na parametry.
  8. Modely číslicových systémů a odpovídající simulační metody. Celulární automaty a jejich použití pro simulaci.
  9. Paralelní a distribuovaná simulace.
  10. Modelování neurčitosti, využití fuzzy logiky v simulaci. Kvalitativní simulace.
  11. Multimodely. Použití optimalizačních metod při simulaci.
  12. Řízení simulačních experimentů, vyhodnocování výsledků simulace, úvod k verifikaci a validaci simulačních modelů. Metody vizualizace výsledků simulace.
  13. Případová studie simulačního systému. Příklady simulačních modelů.

Osnova ostatní - projekty, práce

  • Samostatné řešení netriviálního simulačního problému, případně rozšíření zadaného simulačního nástroje o nové možnosti modelování.

Kontrolovaná výuka

Účast na přednáškách v tomto předmětu není kontrolována. Znalosti
studentů jsou ověřovány vypracováním projektů a závěrečnou zkouškou. Pro získání bodů ze zkoušky je nutné zkoušku vypracovat tak, aby byla hodnocena nejméně 30 body. V opačném případě bude zkouška hodnocena 0 body.

Podmínky zápočtu

Alespoň polovina bodů za každý projekt.

Rozvrh

DenTypTýdnyMístn.OdDoPSKSkupInfo
Útzkouška2019-05-28 E104 14:0015:50 1MIT 2MIT 1. oprava
Útzkouška2019-05-07 D102 15:0016:50 1MIT 2MIT řádná
Stzkouška2019-06-05 E104 17:0018:50 1MIT 2MIT 2. oprava
Čtpřednáškavýuky D0206 17:0019:50 1MIT 2MIT MIN xx

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-MGR-2, obor MBI, libovolný ročník, povinně volitelný skupina I
  • Program IT-MGR-2, obor MBS, libovolný ročník, povinně volitelný skupina B
  • Program IT-MGR-2, obor MGM, MMI, MMM, libovolný ročník, povinně volitelný skupina M
  • Program IT-MGR-2, obor MIN, 1. ročník, povinný
  • Program IT-MGR-2, obor MIS, MSK, libovolný ročník, volitelný
  • Program IT-MGR-2, obor MPV, libovolný ročník, povinně volitelný skupina C
Nahoru