Учебно-методический комплекс дисциплины «Моделирование систем» (стр. 1 )

Утверждаю:

Декан факультета ИСТ

______________ /

«__»____________ 2012 г.

Учебно-методический комплекс

дисциплины

«Моделирование систем»

по специальности 230201 - Информационные системы и технологии

Рассмотрено и одобрено

методическим советом факультета

«__» __________ 2012г.

Принято заседанием

кафедры ПМ и ВТ

« » _________ 2012г.

Contents

1. РАБОЧАЯПРОГРАММА.. 3

1.1. Цели и задачи дисциплины.. 3

1.2. Место дисциплины в структуре ООП.. 3

1.3. Объем дисциплины и виды учебной работы.. 4

1.4. Тематика лекционных занятий. 4

1.5. Тематика лабораторных занятий. 5

1.6. Тематика практических (семинарских) занятий. 5

1.7. Тематика самостоятельной работы.. 6

1.8. Тематика рефератов. 6

1.9. Тематика курсовых проектов (работ). 6

1.10. Формы текущего контроля. 6

1.11. Вопросы к экзамену. 7

1.12. Перечень технических средства обеспечения дисциплины.. 7

1.13. Перечень программных средств для обучения студентов. 7

1.14. Учебно-методические обеспечение дисциплины.. 7

1.15. Методы преподавания. 8

2. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ.. 10

2.1. Основы моделирования систем.. 10

2.2. Математическое и компьютерное моделирование. 20

2.3. Эволюционное моделирование и генетические алгоритмы.. 33

2.4. Статистическое моделирование. 37

2.5. Цепи Маркова. 42

2.6. Каноническое разложение случайного процесса. 60

2.7. Идентификация динамических объектов. 62

2.8. Задачи детерминированного линейного оптимального управления. 71

2.9. Общие принципы построения моделирующих алгоритмов. 80

2.10. Имитация случайных процессов. 90

2.11. Обработка результатов моделирования. 92

2.12. Стохастическое линейное оптимальное регулирование. 94

Литература. 101

3.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

3.1. Основная литература. 102

3.2. Дополнительная литература. 102

4. ПРОВЕРКА ЗНАНИЙ.. 103

5. ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ.. 104

6. ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ, ЭЛЕКТРОННЫХ ПОСОБИЙ.. 105

6.1. Перечень программных средств для обучения студентов. 105

6.2. Перечень электронных пособий. 105

6.3. Интернет-ресурсы используемые при изучении дисциплины.. 105

7. ГЛОССАРИЙ.. 106

8. ТЕСТЫ

9. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

2.  РАБОЧАЯПРОГРАММА

1.1. Цели и задачи дисциплины

Целью учебной дисциплины «Моделирование систем» являются получение студентами знаний, навыков и умений моделировать процессы и системы в области машиностроения, приборостроения и др.

Учебная дисциплина «Моделирование систем» относится к циклу общепрофессиональных дисциплин.

Освоение дисциплины «Моделирование систем» позволит выпускникам овладеть приемами создания и эксплуатации автоматизированных и автоматических систем, что в совокупности с другими дисциплинами общепрофессионального блока, обеспечит их востребованность на рынке труда.

Дисциплина «Моделирование систем» закладывает фундаментальные знания и практические умения, ее преподавание осуществляется в едином комплексе дисциплин учебного плана и ведется в тесной взаимосвязи с другими профессиональными дисциплинами.

Специалист по направлению подготовки 230201 «Информационные системы и технологии» готовится к следующим видам профессиональной деятельности:

проектно-конструкторская; научно-исследовательская;

проектно-технологическая; инновационная;

производственно-технологическая; монтажно-наладочная;

организационно-управленческая; сервисно - эксплуатационная.

1.2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина относится к обще профессиональным дисциплинам и входит в модуль ОПД. Ф.9. Формируемые дисциплиной базовые знания указаны в п. 3. Изучение дисциплины требует входных компетенций, знаний, умений и навыков, выработанных в ходе изучения предшествующих дисциплин, предусмотренных учебным планом выпускающей кафедры:

·  Информатика.

·  Вычислительная математика.

·  Математический анализ.

·  Вероятность и статистика.

·  Электротехника и электроника.

·  Основы теории управления.

·  Информационные технологии.

Сама же она необходима для следующих дисциплин учебного плана:

·  Информационно-поисковые системы.

·  Методы профессиональной деятельности.

·  Представление знаний в ИС.

1.3. Объем дисциплины и виды учебной работы

Виды учебной работы	Семестры, количество часов в семестре											Всего часов	Всего зач. ед.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Общая трудоёмкость							119					119	6
Аудиторные занятия:							68					68
Лекции							34					34	1
Практические занятия
Семинары
Лабораторные работы							34					34	2
Самостоятельная работа:							24					24
Курсовой проект (работа)
Расчетно-графические работы
Реферат
Самостоятельная подготовка к лабораторным и контрольным работам							24					24	2
Экзамен							27					27	1
Зачет с оценкой
Зачет

1.4. Тематика лекционных занятий

№ раздела	№ лекции	Тема лекции, содержание лекции	Кол-во часов
1. Основы математического моделирования	1-2	Классификация видов моделирования, задачи исследования систем, математическое моделирование сложных систем, линеаризация, идентификация, оценка точности модели.	4
2. Основы компьютерного моделирования.	3-5	Имитация случайных величин и процессов, основные функции ЭВМ при моделировании систем, этапы компьютерного моделирования, принципы построения алгоритмов и программ моделирования.	6
3. Статистическое моделирование	6	Характеристики нормального распределения, центральная предельная теорема, стандартное нормальное распределение.	2
7	Максимизация функции правдоподобия, регрессивный анализ оценки неизвестных величин по результатам измерений.	2
4. Цепи Маркова	8-9	Марковский процесс с дискретным временем, граф переходов, матрица вероятностей перехода дискретного марковского процесса, марковские случайные процессы с непрерывным временем.	4
10	Каноническое разложение случайных функций, решение типовых задач.	2
5. Идентификация динамических объектов	11	Общие положения идентификации математических моделей, активная идентификация, пассивная идентификация.	2
12	Определение математической модели объекта по экспериментально полученным характеристикам.	2
6. Имитация случайных процессов	13	Алгоритм метода канонических разложений для стационарных и нестационарных случайных процессов.	2
14	Математические модели рекурсивного цифрового фильтра и не рекурсивного цифрового фильтра.	2
7. Обработка результатов моделирования	15	Оценка вероятности, оценка математического ожидания и дисперсии, оценка корреляционного момента.	2
16-17	Определение количества реализации процесса, обеспечивающих заданную точность моделирования.	4
		Итого часов:	34

1.5. Тематика лабораторных занятий

№ раздела курса и темы лекции	№ лабор. работы	Наименование лабораторной работы	Количество часов
Раздел 1, лекции 1-2	1	Определение математических моделей (уравнений динамики) поведения технических объектов.	4
2	Решение системы линейных алгебраических уравнений по методу наименьших квадратов. Алгоритм. Программа.	6
Раздел 4, лекции 8-10	3	Построение матрицы финальных вероятностей цепи случайных событий для заданного процесса. Алгоритм. Программа.	6
4	Определение матрицы М среднего времени перехода в цепи Маркова. Алгоритм. Программа.	6
5	Каноническое разложение случайного процесса.	6
Раздел 5, лекции 11-12	6	Идентификация динамических объектов.	6
		ИТОГО:	34

1.6. Тематика практических (семинарских) занятий

Программой не предусмотрено.