Název:

Modelování a simulace

Zkratka:IMS
Ak.rok:2012/2013
Semestr:zimní
Studijní plán:
ProgramOborRočníkPovinnost
IT-BC-3BIT3.povinný
Vyučovací jazyk:čeština
Informace veřejné:http://www.fit.vutbr.cz/study/courses/IMS/public/
Informace pro zapsané:http://www.fit.vutbr.cz/study/courses/IMS/private/
Kredity:5 kreditů
Ukončení:zápočet+zkouška (písemná)
Výuka:
hod./sempřednáškasem./cvičenílab. cvičenípoč. cvičeníjiná
Rozsah:394009
 zkouškatestycvičenílaboratořeostatní
Body:70100020
Garant:Peringer Petr, Dr. Ing., UITS
Přednášející:Peringer Petr, Dr. Ing., UITS
Cvičící:Hrubý Martin, Ing., Ph.D., UITS
Fakulta:Fakulta informačních technologií VUT v Brně
Pracoviště:Ústav inteligentních systémů FIT VUT v Brně
Prerekvizity: 
Algoritmy (IAL), UIFS
Diskrétní matematika (IDA), UMAT
Fyzika (IFY), UFYZ
Matematická analýza (IMA), UMAT
Numerická matematika a pravděpodobnost (INM), UMAT
Signály a systémy (ISS), UPGM
Základy programování (IZP), UIFS
Nahrazuje:
Modelování a simulace (MSI), UITS
 
Cíle předmětu:
Cílem je seznámit studenty se základními metodami a nástroji pro modelování a simulaci spojitých, diskrétních a kombinovaných systémů.
Anotace:
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 náhodných 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. Navrhování a řízení simulačních experimentů, vizualizace a vyhodnocování výsledků simulace.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti:
Základy numerické matematiky, pravděpodobnost a statistika, základy programování.
Získané dovednosti, znalosti a kompetence:
Znalost principů modelování a simulace. Schopnost vytvořit simulační model spojitého, diskrétního a kombinovaného systému. Znalost principů simulačních systémů.
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. Základy modelování číslicových systémů.
  10. Speciální kategorie modelů, modely heterogenních systémů. Optimalizace 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.
Literatura referenční:
  1. Fishwick P.: Simulation Model Design and Execution, PrenticeHall, 1995, ISBN 0-13-098609-7
  2. Law A., Kelton D.: Simulation Modelling and Analysis, McGraw-Hill, 1991, ISBN 0-07-100803-9
  3. Ross, S.: Simulation, Academic Press, 2002, ISBN 0-12-598053-1
Literatura studijní:
  1. Rábová Z. a kol: Modelování a simulace, VUT Brno, 1992, ISBN 80-214-0480-9
  2. Peringer P.: Modelování a simulace, studijní opora, FIT/ESF, 2006
  3. Soubor materiálů prezentovaných na přednáškách je dostupný na WWW.
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.

Průběžná kontrola studia:
projekt, půlsemestrální test
Podmínky zápočtu:
Alespoň 10 bodů z těch, které můžete získat během semestru