Detail předmětu

Simulační nástroje a techniky

SNT Ak. rok 2023/2024 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 ověřování validity simulačních modelů a řízení simulačních experimentů. Přehled metod vizualizace a vyhodnocování výsledků simulace. Příklady simulačních systémů a modelů.

Garant předmětu

Koordinátor předmětu

Jazyk výuky

česky

Zakončení

zápočet+zkouška (kombinovaná)

Rozsah

  • 39 hod. přednášky
  • 13 hod. projekty

Bodové hodnocení

  • 70 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
  • 30 bodů projekty

Zajišťuje ústav

Přednášející

Cvičící

Stránky předmětu

Cíle předmětu

Cílem je seznámit studenty s principy metod, nástrojů a technik vhodných pro modelování a simulaci různých typů dynamických systémů.
Základy teorie související s modelováním. Pochopení principů implementace simulačních nástrojů. Znalost simulačních metod pro různé třídy simulačních úloh.
Vytváření simulačních nástrojů, modelů a použití simulačních metod v praxi.

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

  • Zeigler B., Praehofer H., Kim T.: Theory of Modelling and Simulation, 2nd edition, Academic Press, 2000
  • Law, A., Kelton, D.: Simulation Modelling and Analysis, McGraw-Hill, 2000, ISBN 0-07-100803-9
  • Soubor materiálů dostupný na WWW stránce předmětu.
  • Cellier, F., Kofman, E.: Continuous System Simulation, Springer, 2006, ISBN: 978-0-387-26102-7
  • Chopard, B.: Cellular Automata Modelling od Physical Systems, Cambridge University Press, 1998, ISBN:0-521-67345-3
  • Fujimoto, R.: Parallel and Distribution Simulation Systems, John Wiley & Sons, 1999, ISBN:0471183830
  • 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.
  2. DEVS formalismus.
  3. DEVS simulátor.
  4. Simulační systémy: klasifikace, principy implementace. Algoritmy řízení simulace.
  5. Spojitá simulace: numerické integrační metody, tuhé systémy, algebraické smyčky, prostorové systémy. Simulační systém Dymola, jazyk Modelica.
  6. Diskrétní simulace: implementace událostí, procesů a kalendáře událostí. Modelování systémů hromadné obsluhy.
  7. Kombinovaná simulace: stavové události, synchronizace spojité a diskrétní části.
  8. Modelování systémů popsaných parciálními diferenciálními rovnicemi. Úvod do analýzy citlivosti systému na parametry.
  9. Modely číslicových systémů a odpovídající simulační metody. Celulární automaty a jejich použití pro simulaci.
  10. Úvod do paralelní a distribuované simulace.
  11. Modelování neurčitosti, využití fuzzy logiky v simulaci. Kvalitativní simulace.
  12. Multimodely. Použití optimalizačních metod při simulaci. Metody vizualizace výsledků simulace.
  13. Řízení simulačních experimentů, vyhodnocování výsledků simulace, úvod k verifikaci a validaci simulačních modelů. 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.

Průběžná kontrola studia

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.OdDoKapacitaPSKSkupInfo
Út přednáška výuky G202 12:0014:5080 1MIT 2MIT NISY NVER xx Peringer
Út zkouška 2024-05-28 A113 15:0016:50 2. termín
Čt zkouška 2024-06-06 E104 15:0016:50 3. termín
zkouška 2024-05-17 A112 14:0015:50 1. termín

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Nahoru