Современные теории имитационного моделирования

Магистратура 2020/2021

Статус: Курс по выбору (Информационная аналитика в управлении предприятием)

Направление: 38.04.05. Бизнес-информатика

Кто читает: Кафедра информационных технологий в бизнесе (Пермь)

Где читается: Факультет экономики, менеджмента и бизнес-информатики

Когда читается: 2-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Преподаватели: Замятина Елена Борисовна

Прогр. обучения: Информационная аналитика в управлении предприятием

Язык: русский

Кредиты: 6

Контактные часы: 64

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает требования к образовательным результатам и результатам обучения студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих дисциплину «Современные теории имитационного моделирования», учебных ассистентов и студентов направления подготовки 38.04.05 Бизнес-информатика, обучающихся по образовательной программе «Информационная аналитика в управлении предприятием».

Цель освоения дисциплины

получение высшего профессионально профилированного (на уровне магистра) образования, позволяющего выпускнику успешно работать в избранной сфере деятельности
обладание универсальными и предметно-специализированными компетенциями, способствующими его социальной мобильности и устойчивости на рынке труда, а именно: изучение теоретических основ и практического применения методов и инструментальных средств имитационного моделирования
развитие у студентов социально-личностных качеств: целеустремленности, организованности, трудолюбия, ответственности, самостоятельности, гражданственности, эмоционального интеллекта, приверженности этическим ценностям, коммуникативности, толерантности, повышение их общей культуры и мышления.

Планируемые результаты обучения

Осуществляет математическую постановку задачи имитационного моделирования
Использует дискретные и непрерывные системы имитационного моделирования при решении задач
Использует системы имитационного моделирования GPSS и AnyLogic
Решает задачи путем применения систем имитации

Содержание учебной дисциплины

Раздел 1. Введение в имитационное моделирование
Тема 1. Цели и задачи имитационного моделирования Цели и задачи имитационного моделирования. Понятие модели. Этапы разработки модели. Виды моделей. Определение метода имитационного моделирования, его использование и особенности по отношению к другим методам математического моделирования Тема 2. Особенности применения метода имитационного моделирования Динамические и статические системы. Фактор времени. Стохастический характер законов моделируемой системы Тема 3. Обзор программных средств имитационного моделирования Популярные в настоящее время системы имитационного моделирования: GPSS, AnyLogic, Extend, Flexsim, WitNess, ARENA. Сравнительные характеристики систем имитационного моделирования. Распределенное имитационное моделирование. Способы оценки имитационного программного обеспечения Параметры программного обеспечения, необходимые для его оценки: Наличие входного языка моделирования, Графический интерфейс, Визуализация результатов моделирования, Средства управления экспериментом, Средства отладки имитационной модели и ее валидации на каждом из этапов моделирования. Тема 4. Математическая постановка задачи и основные понятия имитационного моделирования Процесс, активность, событие. Методологические подходы к построению имитационных моделей. Определение статического класса. Статические системы. Динамические классы. Динамические системы: определение и свойства. Определение имитационной модели, свойства, классификация элементов (понятие активности, транзакта). Суперпозиция имитационных моделей.
Раздел 2. Особенности организации систем имитационного моделирования
Тема 5. Способы представления времени, деление систем имитационного моделирования на непрерывные и дискретные Представление времени при имитационном моделировании. Непрерывное и дискретное имитационное моделирование. Тема 6. Основные парадигмы имитационного моделирования, примеры систем имитационного моделирования Процессо-ориентированные, событийно-ориентированные, объектно-ориентированные и агентные парадигмы имитационного моделирования. Тема 7. Механизм продвижения времени и архитектура систем имитационного моделирования, поддерживающих различные парадигмы моделирования Событийно-ориентированная парадигма моделирования, архитектура системы, механизм продвижения времени. Календарь событий. Процессо-ориентированная парадигма моделирования, архитектура системы, механизм продвижения времени. Очередь процессов, ожидающих ресурсов. Объектно-ориентированная парадигма моделирования, архитектура системы, механизм продвижения времени. Локальные календари событий. Агентно-ориентированная парадигма моделирования, архитектура системы, механизм продвижения времени. Тема 8. Способы организации календаря событий Упорядочивание календаря событий. Разделение календаря событий на диапазоны. Организация поисков события с минимальным временем с начала и конца календаря событий. Оценка эффективности поиска. Тема 9. Способы организации подсистемы анализа имитационного эксперимента Основная статистика, собираемая в ходе имитационного прогона и способы ее получения. Методы сбора информации. Тема 10. Организация имитационного эксперимента, стохастическое моделирование Стратегии запуска. Организация точек отсечения. Снижение погрешности результатов моделирования.
Раздел 3. Системы имитации с различными парадигмами
Тема 11. Процессо-ориентированная система имитационного моделирования GPSS Представление модели в GPSS. Основные блоки. Транзакты. Логика работы интерпретатора (программы моделирования) GPSS (представление транзактов: пассивный и активный буфер; система планирования: условия продвижения транзактов и окончания моделирования, цепи текущих и будущих событий; цепи задержек и прерываний, цепи парности; фазы моделирования). Оптимизация процесса моделирования в GPSS (использование цепей пользователя, флагов просмотра, индикаторов состояния). Тема 12. Агентная система имитационного моделирования AnyLogic Описание модели. Понятие агента. Использование языка UML для описания поведения агента
Раздел 4. Особенности применения систем имитации при решении задач в различных предметных областях
Тема 13. Решение задач автоматизированного проектирования вычислительных систем Определение систем автоматизации проектирования. Уровни автоматизации проектирования. Современные тенденции развития САПР. Структура процесса проектирования. Способы проектирования. Уровни проектирования. Процесс проектирования. Процедуры проектирования. Математическое, программное, техническое, организационное, лингвистическое обеспечения САПР, их основные характеристики. Аналитические модели: Системы массового обслуживания. Модели, описываемые процессами рождения и гибели. Цепи Маркова. Марковские модели оценки качества и оптимизации. Примеры. Использование теории графов для анализа ВС. Сети Петри. Разновидности сетей Петри (стохастические, цветные, ингибиторные и т.д.). Тема 14. Решение задач по реинжинирингу бизнес-процессов Особенности моделирования бизнес-процессов. Стандарты моделирования бизнес-процессов. Примеры моделирования и реинжиниринга бизнес-процессов.

Элементы контроля

Домашнее задание 1
Домашнее задание 2
Домашнее задание 3
Домашнее задание 4
Самостоятельная работа
Письменный экзамен
Домашнее задание 1
Домашнее задание 2
Домашнее задание 3
Домашнее задание 4
Самостоятельная работа
Письменный экзамен

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (2 модуль)
0.1 * Домашнее задание 1 + 0.1 * Домашнее задание 2 + 0.1 * Домашнее задание 3 + 0.1 * Домашнее задание 4 + 0.4 * Письменный экзамен + 0.2 * Самостоятельная работа

Программа дисциплины