Detail předmětu

Modelování a simulace

IMS Ak. rok 2021/2022 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

Zástupce garanta předmětu

Jazyk výuky

česky, anglicky

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

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

Bodové hodnocení

70 bodů zkouška, 10 bodů půlsemestrální test, 20 bodů projekty

Zajišťuje ústav

Přednášející

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.

Technické vybavení

komerční

  • Dymola, Modelica

  • volně dostupné
    • GCC, Octave, Scilab, SIMLIB/C++, OpenModelica

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
  • Texts available on course WWW page.
  • Fishwick P.: Simulation Model Design and Execution, PrenticeHall, 1995, ISBN 0-13-098609-7
  • Soubor materiálů prezentovaných na přednáškách je dostupný na WWW.
  • 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
  • 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. Celulární automaty a jejich použití pro simulaci.
  9. Modelování spojitých systémů. Přehled používaných numerických metod a jejich vlastnosti. Základy jazyka Modelica.
  10. Kombinované modely, stavové podmínky a stavové události. Základy modelování číslicových systémů.
  11. Speciální kategorie modelů, modely heterogenních systémů, optimalizace parametrů modelů.
  12. Analytické řešení modelů systémů hromadné obsluhy.
  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
Útpřednáškavýuky D0206 D105 17:0019:50 3BIT 10 - 19
Stcvičenívýuky D0206 D105 19:0020:50 3BIT 10 - 19
Čtzkouška2022-01-06 D0206 D0207 D105 13:0016:50 3BIT řádná
Čtzkouška2022-01-20 D0206 D0207 D105 16:0017:50 3BIT 1. oprava
zkouška2022-02-04 D0206 D105 16:0017:50 3BIT 2. oprava

Zařazení předmětu ve studijních plánech

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