Fakulta informačních technologií VUT v Brně

Detail předmětu

Modelování a simulace

IMS Ak. rok 2019/2020 zimní semestr 5 kreditů

Úvod do modelování a simulace systémů. Analýza a klasifikace systémů. Abstraktní a simulační modely. Spojité, diskrétní a kombinované modely. Modely heterogenních systémů. Petriho sítě a simulace. Validace a verifikace modelů. Generování, transformace a testování pseudonáhodných čísel. Stochastické modely a modely systémů hromadné obsluhy. Metoda Monte Carlo. Simulace číslicových systémů. Spojitá simulace, numerické metody, jazyk Modelica. Principy a použití simulačních systémů. Řízení simulačních experimentů, vizualizace a vyhodnocování výsledků simulace.

Garant předmětu

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

Zástupce garanta předmětu

Jazyk výuky

česky

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

39 hod. přednášky, 4 hod. cvičení, 9 hod. projekty

Bodové hodnocení

70 zkouška, 10 půlsemestrální test, 20 projekty

Zajišťuje ústav

Přednášející

Hrubý Martin, Ing., Ph.D. (UITS FIT VUT)
Peringer Petr, Dr. Ing. (UITS FIT VUT)

Cvičící

Stránky předmětu

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Znalost principů modelování a simulace. Schopnost vytvořit simulační model spojitého, diskrétního a kombinovaného systému. Znalost principů simulačních systémů.

Cíle předmětu

Cílem je seznámit studenty se základními metodami a nástroji pro modelování a simulaci spojitých, diskrétních a kombinovaných systémů.

Proč je předmět vyučován

Principy a algoritmy vyučované v tomto předmětu jsou často používané v praxi, například pro simulaci elektrických obvodů nebo obsluhy v obchodech. Získané znalosti jsou použitelné také v řadě dalších aplikací, například v počítačových hrách.

Prerekvizity

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Základy numerické matematiky, pravděpodobnost a statistika, základy programování.

Literatura studijní

  • Rábová Z. a kol: Modelování a simulace, VUT Brno, 1992, ISBN 80-214-0480-9
  • Peringer P.: Modelování a simulace, studijní opora, FIT/ESF, 2006
  • Soubor materiálů prezentovaných na přednáškách je dostupný na WWW.

Literatura referenční

  • Fishwick P.: Simulation Model Design and Execution, PrenticeHall, 1995, ISBN 0-13-098609-7
  • Law A., Kelton D.: Simulation Modelling and Analysis, McGraw-Hill, 1991, ISBN 0-07-100803-9
  • Ross, S.: Simulation, Academic Press, 2002, ISBN 0-12-598053-1
  • Modelica - A Unified Object-Oriented Language for Systems Modeling -
    Language Specification, Version 3.4, Modelica Association, 2017

Osnova přednášek

  1. Úvod do modelování a simulace systémů. Analýza a klasifikace systémů. Základní pojmy z teorie systémů.
  2. Klasifikace modelů: konceptuální, abstraktní a simulační modely. Základní metody modelování spojitých a diskrétních systémů.
  3. Simulační jazyky, přehled základních prostředků pro popis modelů a experimentů. Základní principy implementace simulačních systémů.
  4. Generování, transformace a testování pseudonáhodných čísel. Stochastické modely a metoda Monte Carlo.
  5. Modelování paralelních procesů. Petriho sítě.
  6. Modely systémů hromadné obsluhy. Diskrétní simulační modely.
  7. Algoritmy řízení simulace, práce s modelovým časem.
  8. Modelování spojitých systémů. Přehled používaných numerických metod a jejich vlastnosti. Základy systému Dymola.
  9. Kombinované modely, stavové podmínky a stavové události. Základy modelování číslicových systémů.
  10. Speciální kategorie modelů, modely heterogenních systémů, optimalizace parametrů modelů.
  11. Analytické řešení modelů systémů hromadné obsluhy.
  12. Celulární automaty a jejich použití pro simulaci.
  13. Vyhodnocování a vizualizace výsledků simulace. Ověřování správnosti modelů, validace a verifikace modelů.

Osnova numerických cvičení

  1. diskrétní simulace: použití Petriho sítí
  2. spojitá simulace: převody rovnic, bloková schemata, příklady

Osnova ostatní - projekty, práce

Individuální výběr vhodného problému, jeho analýza, vytvoření modelu, provedení simulačních experimentů a vyhodnocení výsledků.

Průběžná kontrola studia

projekt, půlsemestrální zkouška, závěrečná zkouška (písemná)

Kontrolovaná výuka

Účast na přednáškách v tomto předmětu není kontrolována. Znalosti studentů jsou ověřovány vypracováním projektů, půlsemestrálním testem 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 10 bodů z těch, které můžete získat během semestru

Rozvrh

DenTypTýdnyMístn.OdDoPSKSkupInfo
Stcvičenívýuky D105 18:0019:50 3BIT 10 - 15
Čtpřednáškavýuky D0206 D105 17:0019:50 3BIT

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BIT, 3. ročník, povinný
  • Program IT-BC-3, obor BIT, 3. ročník, povinný
Nahoru