Рабочая программа дисциплины (стр. 2 )

Моделирование работы компонентов ЭВМ. Основные типы логических элементов «И», «ИЛИ», «НЕ». Модели логических элементов. Моделирование логических схем.

Лекция № 4.

Моделирование детерминированных физических процессов (2 часа).

Из истории моделирования физических процессов. Моделирование задач, не описываемых аналитически. Моделирование динамических процессов. Примеры математических моделей и эксперименты с ними.

Лекция № 5.

Имитационное моделирование (2 часа).

Задача имитационного моделирования. Области применения имитационного моделирования. Примеры имитационных моделей.

Роль вероятностных событий в описании природных явлений. Детерминированные процессы, содержащие шум. Метод Монте-Карло в моделировании.

Псевдослучайные числа. Генерирование последовательности равномерно распределенных случайных чисел. Генерирование случайных чисел распределенных по закону распределения Пирсона. Генерирование случайных чисел распределенных по экспоненциальному закону распределения.

Общий алгоритм моделирования дискретной случайной величины. Построение гистограмм.

Лекция № 6.

Геометрическое моделирование и компьютерная графика (2 часа).

Компьютерная графика как один из разделов моделирования. Плоская графика.

Динамическая плоская графика. Трехмерная графика. Динамическая трехмерная графика. Фракталы и фрактальная графика.

Планы и содержание лабораторных работ

Лабораторная работа № 1-2. Моделирование логических устройств без памяти. (4 часа)

Содержание работы:

1. Смоделируйте работу логического устройства, заданного схемой:

2. Используя базовые логические элементы И, ИЛИ, НЕ, смоделируйте работу устройства, реализующего следующую логику:

a	b	c	F(a, b,c)
0	0	0	0
0	0	1	1
0	1	0	1
0	1	1	1
1	0	0	0
1	0	1	0
1	1	0	1
1	1	1	0

3. Смоделируйте работу устройства из задания 2, используя базисный элемент И-НЕ.

Форма представления отчета:

Студент должен продемонстрировать программы на языке Паскаль, показать работу моделей.

Лабораторная работа № 3-4. Моделирование логических и арифметических операций (4 часа)

Содержание работы:

1. Смоделировать сложение однобайтовых двоичных операндов.

2. Смоделировать побитовую операцию NOT с однобайтовым операндом в 2-ой системе счисления.

3. Смоделировать побитовые операции AND и OR с двухбайтовыми операндами в 2-ой системе счисления.

4. Смоделировать побитовые операции NOT AND, NOT OR с трехбайтовыми операндами 2-ой системе счисления.

Форма представления отчета:

Студент должен продемонстрировать программы на языке Паскаль, показать работу моделей.

Лабораторная работа № 5-6. Моделирование детерминированных физических процессов. (4 часа)

Содержание работы:

1. Построить модель, описывающую прыжок с парашютом с учетом сопротивления воздуха.

2. Построить модель движения тела брошенного под углом к горизонту

3. Построить модель движения броуновской частицы.

Форма представления отчета:

Студент должен продемонстрировать программы и показать работу моделей.

Лабораторная работа № 7-8. Имитационное моделирование. (4 часа)

Содержание работы:

1. Примените метод Монте-Карло для подсчёта площади:

а) круга с центром в точке O(5;-2) и радиусом R=2;

б) фигуры, ограниченной линиями y=x2-3 и y=6;

в) фигуры, ограниченной линиями y=5/x, y=x-4 и x=1.

Точность вычислений попытайтесь увеличить посредством увеличения числа N.

2. Площадь тех же фигур получите теоретически и сравните с результатами применения метода Монте-Карло.

3. Смоделировать блуждание пьяного человека вдоль прямой, перпендикулярной краю пропасти. Подсчитать вероятность падения в пропасть, если человек находится на расстоянии 5 шагов от края пропасти, а безопасным можно считать расстояние 15 шагов от края.

Форма представления отчета:

Студент должен продемонстрировать программы на языке Паскаль, показать работу моделей.

Лабораторная работа № 9-10. Моделирование стахостических систем. Метод статистических испытаний. Нормальное распределение (4 часа)

1.  Создать модель статистического математического ожидания.

2.  Создать модель статистической дисперсии.

3.  Создать модель статистической оценки плотности вероятности.

4.. Известно, что рост мужчин некоторой возрастной группы есть нормально распределённая случайная величина X с параметрами a=173 см и σ2=36 см. Определите экспериментально, каковы должны быть доли костюмов 3-го роста (170-176 см) и 4-го роста (176-182 см) в общем объеме производства. Сравните полученные значения с теоретическими.

Форма представления отчета:

Студент должен продемонстрировать программы на языке Паскаль, показать работу моделей.

Лабораторная работа № 11-12. Моделирование последовательности независимых и зависимых случайных испытаний. Общий алгоритм моделирования дискретной случайной величины. Построение гистограмм. (4 часа)

Содержание работы:

1.  Сгенерировать последовательность случайных чисел, распределенных по равномерному закону распределения.

2.  Сгенерировать последовательность случайных чисел, распределенных по экспоненциальному закону распределения.

3.  Сравнить моменты с точными значениями, сделать выводы.

4.  Сгенерировать последовательность случайных чисел, распределенных по нормальному закону распределения.

5.  Построить гистограмму. Вычислить основные моменты.

6.  Сравнить моменты с точными значениями, сделать выводы.

Форма представления отчета:

Студент должен продемонстрировать программы на языке Паскаль, показать работу моделей.

9. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине (модулю)

Тема (раздел)	Содержание заданий, выносимых на СРС	Количество часов, отводимых на выполнение заданий	Учебно- методическое обеспечение
1	Выполнение самостоятельной части лекции или лабораторной работы, ответы на контрольные вопросы	14	Лекции, основная литература, дополнительная литература, интернет источники
2	Выполнение самостоятельной части лекции или лабораторной работы, ответы на контрольные вопросы	20	Лекции, основная литература, дополнительная литература, интернет источники
3	Выполнение самостоятельной части лекции или лабораторной работы, ответы на контрольные вопросы	20	Лекции, основная литература, дополнительная литература, интернет источники
4	Выполнение самостоятельной части лекции или лабораторной работы, ответы на контрольные вопросы	18	Лекции, основная литература, дополнительная литература, интернет источники

10. Фонд оценочных средств для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине (модулю)

·  перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения образовательной программы:

Компетенция ОК-1

владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения
Этапы формирования компетенции
Знает	Умеет	Владеет
·  подходы к определению понятия «модель» и «информационная модель» ·  различные способы классификации моделей	выбирать, строить и анализировать математические и компьютерные модели в различных областях деятельности	·  знаниями о моделировании как методе познания ·  методикой вычислительного эксперимента на компьютере
Номера контрольных заданий:
КВ: 1-25	З: 1-13	З: 14-33
Показатели и критерии оценивания компетенции на различных этапах её формирования, шкала оценивания
Уровень освоения:
«не зачтено» – 60% и менее «зачтено» – 61-100%	«не зачтено» – 60% и менее «зачтено» – 61-100%	«не зачтено» – 60% и менее «зачтено» – 61-100%

Компетенция ОК-11

осознает сущность и значение информации в развитии современного общества; владеет основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации
Этапы формирования компетенции
Знает	Умеет	Владеет
·  подходы к определению понятия «модель» и «информационная модель» ·  различные способы классификации моделей ·  различные классы математических моделей ·  этапы реализации компьютерных математических моделей	выбирать, строить и анализировать математические и компьютерные модели в различных областях деятельности	·  знаниями о моделировании как методе познания ·  методикой вычислительного эксперимента на компьютере
Номера контрольных заданий:
КВ: 1-25	З: 1-13	З: 14-33
Показатели и критерии оценивания компетенции на различных этапах её формирования, шкала оценивания
Уровень освоения:
«не зачтено» – 60% и менее «зачтено» – 61-100%	«не зачтено» – 60% и менее «зачтено» – 61-100%	«не зачтено» – 60% и менее «зачтено» – 61-100%

Компетенция ОК-12