|
|
Моделювання системДата публикации: 05.01.2017 06:58
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД «КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ЕКОНОМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені ВАДИМА ГЕТЬМАНА» Факультет інформаційних систем і технологій
Кафедра економіко-математичного моделювання
ЗАТВЕРДЖУЮ: Проректор з науково- педагогічної роботи ____________ А.М. Колот
«26» травня 2016 р.
МЕТОДИЧНІ МАТЕРІАЛИ щодо змісту та організації самостійної роботи студентів, поточного і підсумкового контролю їх знань з науки «МОДЕЛЮВАННЯ СИСТЕМ» освітній ступінь бакалавр галузь знань 0501 «Інформатика та обчислювальна техніка» спеціальність 6.050101 «Комп’ютерні науки»
ПОГОДЖЕНО: Завідувач кафедри _________________
Начальник навчально- методичного відділу ______________Т.В. Гуть
Київ 2016
1. ВСТУП
На сьогодні найбільш ефективним способом дослідження складних систем є моделювання. Створення моделі достатньо складний процес, що вимагає не тільки глибоких теоретичних знань з різних математичних та технічних дисциплін, зокрема, вищої математики, теорії ймовірностей та математичної статистики, дискретної математики, системного аналізу, але й творчого підходу до розв’язання задач, уміння генерувати методи пошуку вирішення задачі, що відповідають глибинній суті досліджуваного об’єкта. Моделювання є однією з основних категорій пізнання і фактично єдиним науково обґрунтованим методом наукових досліджень систем будь-якої природи в багатьох сферах діяльності людини. Моделювання можна уявити, як імітацію функціонування елементів, що складають досліджувану систему, за умови збереження структури зв’язків між ними. В наш час відомі моделі багатьох виробничих процесів, систем автоматизованого управління виробничою діяльністю підприємств та галузей промисловості. З використанням моделювання розв’язана велика кількість наукових та технічних задач оптимальної організації функціонування складних систем. Не дивлячись на це моделювання саме економічних систем потребує постійного вивчення, уточнення, вдосконалення старого та створення нового інструментарію через складність внутрішніх зв’язків та велику кількість елементів. Поява новітніх інформаційних технологій збільшило не тільки можливості систем, що моделюються, але й дозволило застосовувати велику кількість різних моделей та способів їх реалізації. А тому сьогодення висуває нові завдання – моделювання все більше складних систем – систем із стохастичними, нечіткими, хаотичними та іншими властивостями. Об’єктом пізнання та вивчення даної дисципліни є процеси моделювання різних систем. Предметом пізнання та вивчення дисципліни є методологія, концептуальні положення та відповідний інструментарій моделювання систем. Метою вивчення дисципліни є формування у студентів системи знань про математичні основи моделювання систем, умінь застосовувати ці знання при вирішенні конкретних завдань. Завдання: вивчення теорії, концепцій, методів, технологій та набуття практичних навичок щодо застосування різноманітного інструментарію моделювання систем. Дисципліна «Моделювання систем» є однією з дисциплін професійної та практичної підготовки студентів, які навчаються за програмою бакалаврів з напряму «Комп’ютерні науки». В результаті вивчення дисципліни «Моделювання систем» у студента формуються наступні компетентності: - здатність використовувати основні закони природничих дисциплін у професійній діяльності, застосовувати методи математичного аналізу і моделювання, теоретичного та експериментального дослідження; - здатність обробляти та представлення експериментальні дані; - здатність обґрунтовувати адекватність обраної моделі, зіставляючи результати експериментальних даних і отриманих рішень; - здатність збирати, обробляти, аналізувати і систематизувати науково-технічну інформацію за тематикою дослідження, використовувати досягнення вітчизняної та зарубіжної науки, техніки і технологій; - здатність проводити моделювання процесів і систем; - здатність освоювати методики використання програмних засобів для вирішення практичних завдань; - здатність розробляти моделі компонентів інформаційних систем, включаючи моделі баз даних. В результаті вивчення дисципліни «Моделювання систем» студенти повинні знати: - види моделей та їх класифікацію; - етапи моделювання систем; - вимоги до моделей, цілі та завдання дослідження моделей систем; - способи представлення аналітичних та імітаційних моделей систем і методи їх дослідження; - методи планування машинних експериментів і обробки їх результатів; - мови моделювання; вміти: - використовувати різні методи моделювання при дослідженні систем; - розробляти схеми моделюючих алгоритмів систем та реалізовувати їх, використовуючи спеціальні пакети прикладних програм моделювання; володіти: принципами і методами моделювання, навичками проведення комп'ютерних експериментів при створенні систем і засобів автоматизації і управління.
2. ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН НАУКИ
3. Зміст науки за темами
Тема 1. Теоретичні засади моделювання систем. Поняття системи. Основні принципи та методологічні аспекти теорії систем. Система та її властивості. Призначення системи. Функції системи. Структура системи. Узагальнена характеристика системи. Класифікація систем. Рівні абстрактного опису систем. Поняття моделі. Способи побудови моделей. Співвідношення між моделлю та системою. Класифікація моделей. Вимоги до моделей. Сутність моделювання. Задачі моделювання: аналіз, управління, ідентифікація, оптимізація, прогнозування. Методи (види) моделювання: аналітичне, чисельне, імітаційне. Процес моделювання. Етапи процесу моделювання: мета та задача моделювання; формалізація моделі; створення моделі; дослідження моделі; аналіз результатів моделювання; формування висновків та пропозицій. Принципи моделювання. Формальні методи побудови моделей: кібернетичний підхід; системний підхід (системна динаміка Дж. Форрестера); теоретико-множинний підхід.
Тема 2. Особливості математичного моделювання детермінованих систем Поняття детермінованої системи. Основні підходи до побудови математичних моделей даних систем. Неперервно-детерміновані моделі (D-схеми, dynamic). Особливості врахування динаміки (поведінки в часі) систем за допомогою диференціальних рівнянь. Дискретно-детерміновані моделі (F-схеми, finite automata – кінцевий автомат). Особливості використання теорії автоматів у моделюванні систем. Основні поняття теорії стійкості систем. Перший метод Ляпунова. Другий метод Ляпунова.
Тема 3. Стохастичні та мережеві моделі систем Дискретно-стохастичні моделі (P-схеми, probabilistic automat – ймовірнісний автомат). Неперервно-стохастичні моделі (Q-схеми, queueing system – системи масового обслуговування). Мережеві моделі (N-схеми, Petri Nets). Мережі Петрі. Комбіновані моделі (A-схеми, aggregate system). Підхід Н.П. Бусленко. Математична модель агрегату. Математична модель спряжених елементів в складній системі. Математична модель спряження елементів в багаторівневих ієрархічних системах.
Тема 4. Імітаційне моделювання систем Основні аспекти імітаційного моделювання. Теоретичні основи методу статистичного моделювання (методу статистичних випробувань або методу Монте-Карло) як універсального методу дослідження систем. Етапи створення математичних імітаційних моделей. Побудова концептуальної моделі. Побудова алгоритму згідно з концептуальною моделлю системи. Створення комп’ютерної програми. Проведення машинних експериментів з моделлю системи. Моделювання випадкових величин як системотвірна складова процесу імітаційного моделювання. Генератори випадкових чисел. Типи генераторів. Способи побудови генераторів випадкових чисел. Лінійні конгруентні генератори. Апаратні способи побудови генераторів випадкових чисел. Програмні способи побудови генераторів випадкових чисел. Метод статичних випробувань як числовий метод математичного моделювання випадкових величин. Методи відновлення закону розподілу за результатами статистичного моделювання. Параметричні методи відновлення закону розподілу. Непараметричні методи відновлення закону розподілу. Приклади імітаційного моделювання (приклади використання методу Монте-Карло).
Тема 5. Методи дослідження та оптимізації імітаційних моделей. Регресійний аналіз впливу факторів. Дисперсійний аналіз впливу факторів. Пошук оптимальних значень за допомогою серії факторних експериментів. Методи групового урахування аргументів Еволюційний підхід пошуку оптимальних значень
Тема 6. Планування машинних експериментів з моделями систем. Основні поняття теорії планування експериментів. Етапи планування та проведення експериментів. Методи планування експерименту на моделі. Стратегічне планування машинних експериментів з моделями систем. Тактичне планування машинних експериментів з моделями систем.
Тема 7. Моделювання систем із нечіткими властивостями Поняття лінгвістичної змінної. Основи теорії нечіткої логіки. Композиційне правило висновку. Логіко-лінгвістичні методи опису систем. Задача нечіткого математичного програмування. Методи розв’язку задачі нечіткого математичного програмування на основі знаходження підмножини недомінованих альтернатив. Особливості моделювання систем з застосування нечіткого підходу та нейронних мереж.
Тема 8. Моделювання систем на підґрунті інструментарію теорії хаосу. Поняття хаосу та його прояв в різних системах. Хаотична поведінка нелінійних моделей динаміки економічних систем. Ідеї Пуанкаре. Детермінований хаос в економічних системах. Аттрактор. Дивний аттрактор. Показники Ляпунова для визначення типу поведінки нелінійної динамічної системи. Поняття фракталу. Практичне застосування фракталів. Метод фрактального аналізу в дослідженні хаосу. Показник Херста.
Тема 9. Методи адаптації моделей. Основні поняття теорії адаптації моделей. Алгоритми адаптації моделей. Класифікація. Однорядний алгоритм адаптації моделей. Багаторядний алгоритм адаптації моделей.
Тема 10. Комп’ютерна реалізація моделей систем. Основи систематизації мов імітаційного моделювання. Моделювання систем і мови програмування. Переваги і недоліки мов імітаційного моделювання. Підходи до розробки мов моделювання. Архітектура мов моделювання. Вимоги до мов імітаційного моделювання. Порівняльний аналіз мов імітаційного моделювання. Основи класифікації мов моделювання. Система моделювання GPSS. Приклади розв'язання задач моделювання на GPSS.
4. ПЛАНИ ЗАНЯТЬ
Список компетенцій, на опанування якими можуть бути спрямовані заняття.
1) Глобальні компетентності:
ГК1. Знання особливостей та тенденцій сучасного цивілізаційного розвитку. ГК2. Вміння проводити дослідження міжнародного характеру та масштабу. ГК3. Критично мислити і генерувати креативні ідеї та вирішувати важливі проблеми на інноваційній основі. ГК4. Бути обізнаним та ставитись з повагою до культурного різноманіття народів.
2) Загальні компетентності:
Ключові інструментальні компетентності ІК1. Здатність до аналізу і синтезу. ІК2. Здатність до організації і планування. ІК3. Базові загальні знання. ІК4. Засвоєння основ базових знань з професії. ІК5. Усне і письмове спілкування рідною мовою. ІК6. Знання другої мови. ІК7. Елементарні комп’ютерні навички. ІК8. Навики управління інформацією (уміння знаходити та аналізувати інформацію з різних джерел). ІК9. Розв’язання проблем. ІК10. Прийняття рішень.
Ключові міжособистісні компетентності МК1. Здатність до критики та самокритики. МК2. Взаємодія (робота в команді). МК3. Міжособистісні навики та уміння. МК4. Здатність працювати в міждисциплінарній команді. МК5. Здатність спілкуватися з експертами з інших галузей. МК6. Позитивне ставлення до несхожості та інших культур. МК7. Здатність працювати в міжнародному середовищі. МК8. Етичні зобов’язання.
Ключові системні компетентності СК1. Здатність застосовувати знання на практиці. СК2. Дослідницькі навики і уміння. СК3. Здатність до навчання. СК4. Здатність пристосовуватись до нових ситуацій. СК5. Здатність породжувати нові ідеї (креативність). СК6. Лідерські якості. СК7. Розуміння культури та звичаїв інших країн. СК8. Здатність працювати самостійно. СК9. Планування і управління проектами. СК10. Ініціативність та дух підприємництва. СК11. Турбота про якість. СК12. Бажання досягти успіху.
3) Професійні компетенції:
Науково-дослідна діяльність ПК1. Здатність узагальнювати та критично оцінювати результати, отримані вітчизняними та зарубіжними дослідниками, виявлення перспективних напрямків, складання програм досліджень. ПК2. Здатність до обґрунтування актуальності, теоретичної і практичної значущості обраної теми наукового дослідження. ПК3. Здатність проводити самостійні дослідження у відповідності з розробленою програмою. ПК4. Здатність проводити збір, аналіз науково-технічної інформації, вітчизняного та зарубіжного досвіду за тематикою дослідження. ПК5. Здатність брати участь у постановці і проведенні експериментальних досліджень. ПК6. Здатність обґрунтовувати правильність обраної моделі, зіставляючи результати експериментальних даних і отриманих рішень. ПК7. Готовність використовувати математичні методи обробки, аналізу і синтезу результатів професійних досліджень. ПК8. Здатність оформляти отримані робочі результати у вигляді презентацій, науково-технічних звітів, статей і доповідей на конференціях (наукових семінарах).
Проектно-економічна діяльність ПК9. Здатність проводити обстеження об'єкту дослідження, системний аналіз предметної області, їх взаємозв'язків. ПК10. Здатність проводити моделювання процесів і систем. ПК11. Здатність оцінювати надійність і якість функціонування об'єкта дослідження. ПК12. Здатність до проектування базових та прикладних інформаційних технологій. ПК13.Здатність використовувати технології розробки об’єктів професійної діяльності в різних галузях економіки, а також підприємств різного профілю і всіх видів діяльності в умовах економіки інформаційного суспільства.
Аналітична діяльність ПК14. Здатність готувати аналітичні матеріали для оцінки заходів в області економічної політики і прийняття стратегічних рішень на мікро- та макрорівні. ПК15. Здатність аналізувати і використовувати різні джерела інформації для проведення економічних розрахунків. ПК16. Здатність складати прогноз основних соціально-економічних показників діяльності підприємства, галузі, регіону та економіки в цілому. ПК17. Здатність аналізувати, моделювати та здійснювати моніторинг і контроль системних характеристик розвитку економічних систем: ризику, надійності, стійкості, маневреності тощо. ПК18. Здатність здійснювати інформаційно-аналітичну підтримку управлінських рішень та подальшу розробку стратегії підприємства на підставі даних системного аналізу та моделювання соціально-економічних об’єктів/систем на різних рівнях (з використанням: класичних методів моделювання, інструментарію теорії хаосу, інструментарію нечіткої логіки тощо).
Організаційно-управлінська діяльність ПК19. Здатність керувати економічними (інформаційними, інформаційно-аналітичними) підрозділами, відділами з розробки та підтримки програмного забезпечення на підприємствах і організаціях різних форм власності, в органах державної і муніципальної влади. ПК20. Здатність розробляти варіанти управлінських рішень та обгрунтовувати їх вибір на основі критеріїв соціально-економічної ефективності.
4.1. Плани семінарських (практичних, лабораторних) занять очної форми навчання.
Практичне (семінарське) заняття №1 (2 год.) Тема. Завдання та методи моделювання (на основі теми 1).
Заняття проводиться у формі семінару-розгорнутої бесіди (евристична бесіда) та заняття-розв’язання проблемних завдань. Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу, матеріали лекцій за темою 1; викладачем готовляться слайди для підтримки евристичної бесіди та тексти проблемних завдань. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ІК1, ІК3, ІК4, ІК5, ІК6, СК1, СК3, СК8, ПК4. План заняття Перша частина заняття проводиться у вигляді евристичної бесіди. Викладач за допомогою системи запитань разом зі студентами розглядаються такі проблеми: 1. Поняття моделі. 2. Способи побудови моделей. 3. Завдання моделювання. 4. Методи моделювання. Для закріплення матеріалу у другій частина заняття студенти вирішують проблемні завдання.
Контроль знань студентів за результатами заняття проводиться у вигляді розв’язання індивідуального проблемного завдання (останні 10 хвилин заняття).
Шкала оцінювання розв’язання індивідуального проблемного завдання студентами
Практичне заняття №2 (2 год.) Тема. Мережі масового обслуговування як засіб формалізації процесів функціонування дискретних систем (на основі теми 3 дисципліни).
Заняття проводиться у формі заняття-розв’язання проблемних завдань. Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу, матеріали лекцій за темою 3; роздатковий матеріал - тексти проблемних завдань, що готовляться викладачем. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ІК1, ІК3, ІК4, ІК5, ІК9, ІК10, СК1, СК3, СК8, ПК6, ПК7, ПК10.
План заняття Запропоновані викладачем проблемні завдання повинні бути спрямовані та присвячені таким проблемним питанням: 1. Елементи мереж масового обслуговування. 2. Процес створення мереж масового обслуговування. 3. Правила здійснення функціонування мереж масового обслуговування. 4. Системи, які найкращим чином підлягають формалізації засобами мереж масового обслуговування.
Контроль знань студентів за результатами заняття проводиться у вигляді розв’язання індивідуального проблемного завдання (останні 10 хвилин заняття).
Шкала оцінювання розв’язання індивідуального проблемного завдання студентами
Практичне заняття №3 (2 год.) Тема. Мережі Петрі як засіб формалізації процесів функціонування дискретних систем (на основі теми 3 дисципліни).
Заняття проводиться у формі заняття-розв’язання проблемних завдань. Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу, матеріали лекцій за темою 3; роздатковий матеріал - тексти проблемних завдань, що готовляться викладачем. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ІК1, ІК3, ІК4, ІК5, ІК9, ІК10, СК1, СК3, СК8, ПК6, ПК7, ПК10.
План заняття Запропоновані викладачем проблемні завдання повинні бути спрямовані та присвячені таким проблемним питанням: 1. Елементи мереж Петрі. 2. Процес побудови мереж Петрі. 3. Умови функціонування мереж Петрі. 4. Переходи у мережі Петрі. 5.Маркірування (або розмітка маркерами) у мережі Петрі. 6. Стани мережі Петрі. 7. Системи, які найкраще підлягають формалізації засобами мереж Петрі.
Контроль знань студентів за результатами заняття проводиться у вигляді розв’язання індивідуального проблемного завдання (останні 10 хвилин заняття).
Шкала оцінювання розв’язання індивідуального проблемного завдання студентами
Практичне (семінарське) заняття №4 (2 год.) Тема. Основні засади оптимізації імітаційних моделей (на основі теми 5 дисципліни).
Заняття проводиться у формі заняття-розв’язання проблемних завдань та семінару-розгорнутої бесіди (евристична бесіда). Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу, матеріали лекцій за темою 5; роздатковий матеріал - тексти проблемних завдань, що готовляться викладачем, слайди, що готовляться викладачем для підтримки евристичної бесіди. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ІК1, ІК3, ІК4, ІК5, ІК6, ІК9, ІК10, СК1, СК3, СК8, ПК4, ПК6, ПК7, ПК10.
План заняття Частина заняття проводиться у вигляді евристичної бесіди. Викладач за допомогою системи запитань разом зі студентами розглядають наступні питання: 1. Пошук оптимальних значень за допомогою методу найшвидкішого підйому. 2. Методи групового урахування експериментів 3. Еволюційні методи пошуку оптимальних значень У другій частині заняття студентами розв’язуються проблемі завдання, які повинні бути спрямовані та присвячені проблемним питанням, що зазначені вище.
Контроль знань студентів за результатами заняття проводиться у вигляді розв’язання індивідуального проблемного завдання (останні 10 хвилин заняття).
Шкала оцінювання розв’язання індивідуального проблемного завдання студентами
Семінарське заняття №5 (2 год.) Тема. Використання інструментарію теорії нечітких множин та нечіткої логіки у моделюванні систем (на основі теми 7 дисципліни).
Заняття проводиться у формі семінару-конференції. Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу, матеріали лекцій за темою 7 дисципліни. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ІК1, ІК2, ІК3, ІК4, ІК5, ІК6, ІК8, ІК9, ІК10, МК1, СК2, СК3, СК8, СК11, СК12, ПК2, ПК4, ПК6, ПК8, ПК9, ПК10, ПК18.
План заняття Заняття проводиться у вигляді конференції, на які повинні бути висвітленні такі питання: 1. Композиційне правило висновку. 2. Правило modus ponens та правило modus tollens 3. Нечіткі експертні системи 4. Нечіткі цілі, обмеження та рішення. 5. Задачі нечіткого математичного програмування. 6. Моделі нечіткої очікуваної корисності 7. Методи розв’язку задачі нечіткого математичного програмування на основі знаходження підмножини недомінованих альтернатив. 8. Особливості моделювання систем з застосування нечіткого підходу та нейронних мереж. Контроль знань студентів за результатами заняття проводиться у вигляді взаємного оцінювання студентами один одного.
Шкала оцінювання доповідей студентів
Лабораторна робота №1 (2 год.). Тема. Основи аналітичного моделювання систем за допомогою мереж масового обслуговування(на основі теми 3 дисципліни)
Заняття проводиться у формі заняття-вирішення ситуаційних вправ за допомогою фасилітації у міні-групах (по два студенти). Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу, матеріали лекцій за темою 3; викладачем готуються та роздаються студентам варіанти ситуаційних вправ та методичні рекомендації щодо виконання лабораторної роботи. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ГК3, ІК1, ІК2, ІК3, ІК4, ІК5, ІК6, ІК7, ІК8, ІК9, ІК10, МК2, СК1, СК2, СК3, СК4, СК5, СК12, ПК3, ПК6, ПК7, ПК8, ПК10, ПК11, ПК12, ПК13, ПК15.
Послідовність виконання лабораторної роботи 1. Аналітичне моделювання розімкнутої мережі масового обслуговування: 1) Сформувати множину вхідних даних. 2) Розрахувати коефіцієнти передачі. 3) Перевірити умови сталого режиму. 4) Розрахувати нормуючі множники для кожної СМО окремо. 5) Визначити функції, що задають ймовірності знаходження вимог в кожній СМО. 6) Розрахувати показники ефективності функціонування мережі масового обслуговування. 7) Здійснити аналіз отриманих результатів моделювання.
2. Аналітичне моделювання замкнутої мережі масового обслуговування: 1) Сформувати множину вхідних даних. 2) Розрахувати коефіцієнти передачі. 3) Розрахувати нормуючого множника для мережі масового обслуговування 4) Визначити допоміжні функції для кожної системи масового обслуговування окремо. 5) Визначити функції, що задають ймовірності знаходження вимог в кожній СМО. 6) Розрахувати показники ефективності функціонування мережі масового обслуговування. 7) Здійснити аналіз отриманих результатів моделювання.
Контроль знань студентів та виконання роботи здійснюється у вигляді захисту звіту лабораторної роботи. Результати виконання лабораторної роботи студент оформляє у вигляді письмового звіту з додатками практичного матеріалу.
Шкала оцінювання результатів виконання лабораторної роботи
Лабораторна робота №2 (2 год.). Тема. Основи аналітичного моделювання систем за допомогою мереж Петрі(на основі теми 3 дисципліни)
Заняття проводиться у формі заняття-вирішення ситуаційних вправ за допомогою фасилітації у міні-групах (по два студенти у групі). Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу, матеріали лекцій за темою 3; викладачем готуються та роздаються студентам варіанти ситуаційних вправ та методичні рекомендації щодо виконання лабораторної роботи. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ГК3, ІК1, ІК2, ІК3, ІК4, ІК5, ІК6, ІК7, ІК8, ІК9, ІК10, МК2, СК1, СК2, СК3, СК4, СК5, СК12, ПК3, ПК6, ПК7, ПК8, ПК10, ПК11, ПК12, ПК13, ПК15.
Послідовність виконання лабораторної роботи
1. Аналітичне дослідження властивостей мережі Петрі за допомогою матричного підходу: 1) Побудувати матрицю входів і матрицю виходів. 2) Визначити початковий вектор маркірування та правила зміни маркірування. 3) Сформулювати правила функціонування мережі Петрі у матричному вигляді. 4) Здійснити дослідження таких властивостей системи як досяжність та зберігання. 5) Здійснити аналіз отриманих результатів моделювання.
2. Аналітичне дослідження властивостей мережі Петрі за допомогою дерева досяжності: 1) Побудувати дерево досяжності відповідно до алгоритму. 2) Здійснити дослідження таких властивостей системи як k-обмеженість, зберігання та покриття маркірування. 3) Здійснити аналіз отриманих результатів моделювання.
Контроль знань студентів та виконання роботи здійснюється у вигляді захисту звіту лабораторної роботи. Результати виконання лабораторної роботи студент оформляє у вигляді письмового звіту з додатками практичного матеріалу.
Шкала оцінювання результатів виконання лабораторної роботи
Лабораторна робота №3 (2 год.). Тема. Особливості функціонування генератора випадкових чисел(на основі теми 4 дисципліни)
Заняття проводиться у формі заняття-вирішення ситуаційних вправ за допомогою фасилітації. Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу, матеріали лекцій за темою 4; викладачем готуються та роздаються студентам варіанти ситуаційних вправ та методичні рекомендації щодо виконання лабораторної роботи. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ГК3, ІК1, ІК2, ІК3, ІК4, ІК5, ІК6, ІК7, ІК8, ІК9, ІК10, СК1, СК2, СК3, СК4, СК5, СК12, ПК3, ПК6, ПК7, ПК8, ПК10, ПК11, ПК12, ПК13, ПК15.
Послідовність виконання лабораторної роботи 1. Згенерувати деяку велику кількість випадкових чисел способом, який задано у вправі. 2. Побудувати гістограму частот, знайти середнє і дисперсію цих випадкових чисел. 3. За видом гістограми частот визначити вид закону розподілу. 4. Зробити висновок щодо відповідності отриманого закону розподілу до заданого за різними тестами. 5. Проаналізувати результати перевірки генератора випадкових чисел.
Контроль знань студентів та виконання роботи здійснюється у вигляді захисту звіту лабораторної роботи. Результати виконання лабораторної роботи студент оформляє у вигляді письмового звіту з додатками практичного матеріалу.
Шкала оцінювання результатів виконання лабораторної роботи
Лабораторна робота №4 (2 год.). Тема. Особливості імітаційного моделювання систем засобами мереж масового обслуговування (на основі теми 3, 4 дисципліни)
Заняття проводиться у формі заняття-вирішення ситуаційних вправ за допомогою фасилітації. Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу, матеріали лекцій за темою 3, 4; викладачем готуються та роздаються студентам варіанти ситуаційних вправ та методичні рекомендації щодо виконання лабораторної роботи. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ГК3, ІК1, ІК2, ІК3, ІК4, ІК5, ІК6, ІК7, ІК8, ІК9, ІК10, СК1, СК2, СК3, СК4, СК5, СК12, ПК3, ПК6, ПК7, ПК8, ПК10, ПК11, ПК12, ПК13, ПК15.
Послідовність виконання лабораторної роботи 1. Побудувати алгоритм імітації і виконати його реалізацію на відомій алгоритмічній мові програмування. 2. Перевірити відповідність результатів моделювання задуму моделювання, що містять у собі результати прогонів програми при: а) вхідних значеннях параметрів ; б) зміненому в декілька раз параметрі ; в) зміненому в декілька раз параметрі ; г) зміненому в декілька раз параметрі 1; д) збільшеному в два рази часу моделювання. 3. Сформулювати висновки про переваги та недоліки дослідження мережі МО імітаційними методами, обраного способу побудови алгоритму імітації, отриманих результатах дослідження.
Контроль знань студентів та виконання роботи здійснюється у вигляді захисту звіту лабораторної роботи. Результати виконання лабораторної роботи студент оформляє у вигляді письмового звіту з додатками практичного матеріалу.
Шкала оцінювання результатів виконання лабораторної роботи
Лабораторна робота №5 (2 год.). Тема. Особливості імітаційного моделювання систем засобами мереж Петрі (на основі теми 3, 4 дисципліни)
Заняття проводиться у формі заняття-вирішення ситуаційних вправ за допомогою фасилітації. Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу, матеріали лекцій за темою 4; викладачем готуються та роздаються студентам варіанти ситуаційних вправ та методичні рекомендації щодо виконання лабораторної роботи. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ГК3, ІК1, ІК2, ІК3, ІК4, ІК5, ІК6, ІК7, ІК8, ІК9, ІК10, СК1, СК2, СК3, СК4, СК5, СК12, ПК3, ПК6, ПК7, ПК8, ПК10, ПК11, ПК12, ПК13, ПК15.
Послідовність виконання лабораторної роботи 1. Скласти мережу Петрі. Пояснити основні її переходи та позиції. 2. Побудувати алгоритм імітації мережі Петрі і здійснити його перевірку, змінюючи значення вхідних змінних моделі. 3. Отримати значення вихідних характеристик моделі. 4. Проаналізувати отримані результати.
Контроль знань студентів та виконання роботи здійснюється у вигляді захисту звіту лабораторної роботи. Результати виконання лабораторної роботи студент оформляє у вигляді письмового звіту з додатками практичного матеріалу.
Шкала оцінювання результатів виконання лабораторної роботи
В якості індивідуального завдання студентам може бути запропоновано наступне: самостійно описати деяку систему та для неї здійснити формалізацію за допомогою мереж масового обслуговування та мереж Петрі, та порівняти між собою характеристики отриманих моделей.
Лабораторна робота №6 (2 год.). Тема. Планування і проведення машинних експериментів з імітаційною моделлю системи(на основі теми 6 дисципліни)
Заняття проводиться у формі заняття-вирішення ситуаційних вправ за допомогою фасилітації. Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу, матеріали лекцій за темою 6; викладачем готуються та роздаються студентам варіанти ситуаційних вправ та методичні рекомендації щодо виконання лабораторної роботи. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ГК3, ІК1, ІК2, ІК3, ІК4, ІК5, ІК6, ІК7, ІК8, ІК9, ІК10, СК1, СК2, СК3, СК4, СК5, СК12, ПК3, ПК6, ПК7, ПК8, ПК10, ПК11, ПК12, ПК13, ПК15.
Послідовність виконання лабораторної роботи В якості імітаційної моделі студент може взяти модель, що було отримано в результаті виконання лабораторної роботи №4 або №5. 1. Провести тактичне планування експерименту. 2. Провести стратегічне планування експерименту. 3. Провести серію експериментів у відповідності з побудованим планом. 4. На основі отриманих результатів побудувати регресійне рівняння відгуку моделі. 5. Проаналізувати отримані результати.
Контроль знань студентів та виконання роботи здійснюється у вигляді захисту звіту лабораторної роботи. Результати виконання лабораторної роботи студент оформляє у вигляді письмового звіту з додатками практичного матеріалу.
Шкала оцінювання результатів виконання лабораторної роботи
Лабораторна робота №7 (4 год.). Тема. Розробка імітаційної моделі на мові GPSS(на основі теми 10 дисципліни)
Заняття проводиться у формі заняття-вирішення ситуаційних вправ за допомогою фасилітації. Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу, матеріали лекцій за темою 10; викладачем готуються та роздаються студентам варіанти ситуаційних вправ та методичні рекомендації щодо виконання лабораторної роботи. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ГК3, ІК1, ІК2, ІК3, ІК4, ІК5, ІК6, ІК7, ІК8, ІК9, ІК10, СК1, СК2, СК3, СК4, СК5, СК12, ПК3, ПК6, ПК7, ПК8, ПК9, ПК10, ПК12, ПК13, ПК15, ПК18.
Послідовність виконання лабораторної роботи 1. Ознайомитися з системою моделювання GPSS. 2. Розробити імітаційну модель заданої у вправі системи на мові GPSS. 3. Провести серію незалежних прогонів. 4. Обробити результати моделювання. Зібрати необхідну статистику та розрахувати довірчі інтервали. 5. Проаналізувати отримані результати.
Контроль знань студентів та виконання роботи здійснюється у вигляді захисту звіту лабораторної роботи. Результати виконання лабораторної роботи студент оформляє у вигляді письмового звіту з додатками практичного матеріалу.
Шкала оцінювання результатів виконання лабораторної роботи
4.2. Плани контактних занять для студентів заочної форми навчання.
Контактне заняття № 1. (2 год)
Тема. Завдання та методи моделювання (на основі теми 1).
Заняття проводиться у формі міні-лекції та семінару-розгорнутої бесіди (евристична бесіда) та заняття-розв’язання проблемних завдань. Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу; викладачем готовляться слайди для підтримки евристичної бесіди та тексти проблемних завдань. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ІК1, ІК3, ІК4, ІК5, ІК6, СК1, СК3, СК8, ПК4. План заняття Перша частина заняття проводиться у вигляді міні-лекції та евристичної бесіди. Викладач за допомогою системи запитань разом зі студентами розглядаються такі проблеми: 1. Поняття моделі. 2. Способи побудови моделей. 3. Завдання моделювання. 4. Методи моделювання. Для закріплення матеріалу у другій частина заняття студенти вирішують проблемні завдання.
Контроль знань студентів за результатами заняття проводиться у вигляді розв’язання індивідуального проблемного завдання (останні 10 хвилин заняття).
Шкала оцінювання заняття
Контактне заняття № 2. (2 год) (Лабораторна робота №2 для стаціонару) Тема. Основи аналітичного моделювання систем за допомогою мереж Петрі(на основі теми 3 дисципліни)
Заняття проводиться у формі міні-лекції та заняття-вирішення ситуаційних вправ за допомогою фасилітації у міні-групах (по два студенти у групі). Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу, матеріали лекцій за темою 3; викладачем готуються та роздаються студентам варіанти ситуаційних вправ та методичні рекомендації щодо виконання лабораторної роботи. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ГК3, ІК1, ІК2, ІК3, ІК4, ІК5, ІК6, ІК7, ІК8, ІК9, ІК10, МК2, СК1, СК2, СК3, СК4, СК5, СК12, ПК3, ПК6, ПК7, ПК8, ПК10, ПК11, ПК12, ПК13, ПК15.
Послідовність виконання лабораторної роботи
1. Аналітичне дослідження властивостей мережі Петрі за допомогою матричного підходу: 1) Побудувати матрицю входів і матрицю виходів. 2) Визначити початковий вектор маркірування та правила зміни маркірування. 3) Сформулювати правила функціонування мережі Петрі у матричному вигляді. 4) Здійснити дослідження таких властивостей системи як досяжність та зберігання. 5) Здійснити аналіз отриманих результатів моделювання.
2. Аналітичне дослідження властивостей мережі Петрі за допомогою дерева досяжності: 1) Побудувати дерево досяжності відповідно до алгоритму. 2) Здійснити дослідження таких властивостей системи як k-обмеженість, зберігання та покриття маркірування. 3) Здійснити аналіз отриманих результатів моделювання.
Контроль знань студентів та виконання роботи здійснюється у вигляді захисту звіту лабораторної роботи. Результати виконання лабораторної роботи студент оформляє у вигляді письмового звіту з додатками практичного матеріалу.
Шкала оцінювання результатів виконання лабораторної роботи
Контактне заняття № 3. (4 год)
(Лабораторна робота №4 для стаціонару)
Тема. Особливості імітаційного моделювання систем засобами мереж масового обслуговування (на основі теми 3, 4 дисципліни)
Заняття проводиться у формі міні-лекції та заняття-вирішення ситуаційних вправ за допомогою фасилітації. Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу, матеріали лекцій за темою 3, 4; викладачем готуються та роздаються студентам варіанти ситуаційних вправ та методичні рекомендації щодо виконання лабораторної роботи. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ГК3, ІК1, ІК2, ІК3, ІК4, ІК5, ІК6, ІК7, ІК8, ІК9, ІК10, СК1, СК2, СК3, СК4, СК5, СК12, ПК3, ПК6, ПК7, ПК8, ПК10, ПК11, ПК12, ПК13, ПК15.
Послідовність виконання лабораторної роботи 1. Побудувати алгоритм імітації і виконати його реалізацію на відомій алгоритмічній мові програмування. 2. Перевірити відповідність результатів моделювання задуму моделювання, що містять у собі результати прогонів програми при: а) вхідних значеннях параметрів ; б) зміненому в декілька раз параметрі ; в) зміненому в декілька раз параметрі ; г) зміненому в декілька раз параметрі 1; д) збільшеному в два рази часу моделювання. 3. Сформулювати висновки про переваги та недоліки дослідження мережі МО імітаційними методами, обраного способу побудови алгоритму імітації, отриманих результатах дослідження.
Контроль знань студентів та виконання роботи здійснюється у вигляді захисту звіту лабораторної роботи. Результати виконання лабораторної роботи студент оформляє у вигляді письмового звіту з додатками практичного матеріалу.
Шкала оцінювання результатів виконання лабораторної роботи
(Лабораторна робота №5 для стаціонару). Тема. Особливості імітаційного моделювання систем засобами мереж Петрі (на основі теми 3, 4 дисципліни)
Заняття проводиться у формі міні-лекції та заняття-вирішення ситуаційних вправ за допомогою фасилітації. Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу, матеріали лекцій за темою 4; викладачем готуються та роздаються студентам варіанти ситуаційних вправ та методичні рекомендації щодо виконання лабораторної роботи. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ГК3, ІК1, ІК2, ІК3, ІК4, ІК5, ІК6, ІК7, ІК8, ІК9, ІК10, СК1, СК2, СК3, СК4, СК5, СК12, ПК3, ПК6, ПК7, ПК8, ПК10, ПК11, ПК12, ПК13, ПК15.
Послідовність виконання лабораторної роботи 1. Скласти мережу Петрі. Пояснити основні її переходи та позиції. 2. Побудувати алгоритм імітації мережі Петрі і здійснити його перевірку, змінюючи значення вхідних змінних моделі. 3. Отримати значення вихідних характеристик моделі. 4. Проаналізувати отримані результати.
Контроль знань студентів та виконання роботи здійснюється у вигляді захисту звіту лабораторної роботи. Результати виконання лабораторної роботи студент оформляє у вигляді письмового звіту з додатками практичного матеріалу.
Шкала оцінювання результатів виконання лабораторної роботи
В якості індивідуального завдання студентам може бути запропоновано наступне: самостійно описати деяку систему та для неї здійснити формалізацію за допомогою мереж масового обслуговування та мереж Петрі, та порівняти між собою характеристики отриманих моделей.
Контактне заняття № 4. (2 год) Тема. Основні засади дослідження імітаційних моделей (на основі теми 5 дисципліни).
Заняття проводиться у формі міні-лекції, заняття-розв’язання проблемних завдань та семінару-розгорнутої бесіди (евристична бесіда). Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу, матеріали лекцій за темою 5; роздатковий матеріал - тексти проблемних завдань, що готовляться викладачем, слайди, що готовляться викладачем для підтримки евристичної бесіди. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ІК1, ІК3, ІК4, ІК5, ІК6, ІК9, ІК10, СК1, СК3, СК8, ПК4, ПК6, ПК7, ПК10.
План заняття Частина заняття проводиться у вигляді міні-лекції та евристичної бесіди. Викладач за допомогою системи запитань разом зі студентами розглядають наступні питання: 1. Якісна оцінка впливу факторів на відгук моделі за допомогою дисперсійного аналізу. 2. Кількісна оцінка впливу факторів на відгук моделі за допомогою регресійного аналізу. 3. Проблема пошуку оптимальних значень за допомогою серії факторних експериментів У другій частині заняття студентами розв’язуються проблемі завдання, які повинні бути спрямовані та присвячені проблемним питанням, що зазначені вище.
Контроль знань студентів за результатами заняття проводиться у вигляді розв’язання індивідуального проблемного завдання (останні 10 хвилин заняття).
Шкала оцінювання заняття
Контактне заняття № 5. (4 год)
Тема. Розробка імітаційної моделі на мові GPSS(на основі теми 10 дисципліни)
Заняття проводиться у формі міні-лекції та заняття-вирішення ситуаційних вправ за допомогою фасилітації. Інформаційне забезпечення: студенти у самостійній підготовці до заняття використовують наукову та професійну літературу, матеріали лекцій за темою 10; викладачем готуються та роздаються студентам варіанти ситуаційних вправ та методичні рекомендації щодо виконання лабораторної роботи. Компетентності, на формування яких спрямоване заняття: ГК1, ГК3, ІК1, ІК2, ІК3, ІК4, ІК5, ІК6, ІК7, ІК8, ІК9, ІК10, СК1, СК2, СК3, СК4, СК5, СК12, ПК3, ПК6, ПК7, ПК8, ПК9, ПК10, ПК12, ПК13, ПК15, ПК18.
План заняття Перша частина заняття проводиться у вигляді міні-лекції, а друга частина у формі та заняття-вирішення ситуаційних вправ за допомогою фасилітації. На лекції та в запропонованих викладачем проблемних ситуаційних вправах розглядаються проблемні питання, пов’язані з комп’ютерною реалізацією моделей систем в середовищі GPSS. Послідовність виконання роботи 1. Ознайомитися з системою моделювання GPSS. 2. Розробити імітаційну модель заданої у вправі системи на мові GPSS. 3. Провести серію незалежних прогонів. 4. Обробити результати моделювання. Зібрати необхідну статистику та розрахувати довірчі інтервали. 5. Проаналізувати отримані результати.
Контроль знань студентів та виконання роботи здійснюється у вигляді захисту роботи.
Шкала оцінювання заняття
Контактне заняття № 6. (4 год)
Комплексна аудиторнасамостійна контрольна робота. Поточний модульний контроль. Оцінюється від 0 до 5 балів.
4.3. Плани навчальної роботи студентів заочної форми навчання в міжсесійний період.
У міжсесійний період студенти заочної форми навчання виконують самостійно обов’язкові поза аудиторні індивідуальні завдання та індивідуальні завдання за вибором (одне завдання), види яких зазначені у пунктах «ІІ. Пошуково-аналітична робота» та «ІІІ. Наукова робота» таблиці заочної форми навчання в пункті 6. Такі завдання мають творчий характер, покликані стимулювати до пошуків і прийняття самостійних рішень, сприяють самостійній роботі студентів і спрямовані на розвиток навичок самоосвіти. Конкретні види та теми індивідуальних завдань за вибором узгоджуються студентом з викладачем і не можуть бути змінені студентом самостійно.
Індивідуальні завдання для самостійного виконання у міжсесійний період видаються студентам заочної форми навчання на початку навчального семестру.
У міжсесійний період проводяться групові або індивідуальні консультації з науки за графіком проведення індивідуально-консультативної роботи викладача і за розкладом проведення Дня заочника. Графік проведення індивідуально-консультативної роботи викладача та розклад проведення Дня заочника доводяться до відома студентів на початку навчального семестру, в якому вивчається наука.
Виконані індивідуальні завдання з науки студенти заочної форми навчання здають або пересилають поштою на кафедру (або викладачу, який викладає науку) не пізніше, ніж за місяць до початку чергової сесії. Дата надходження робіт фіксується на кафедрі в спеціальному журналі.
Студенти зобов’язані захистити індивідуальні завдання в «День заочника» в ході очної співбесіди з викладачем.
5. САМОСТІЙНА РОБОТА СТУДЕНТІВ.
Самостійна робота студентів є однією з форм організації навчання, основною формою оволодіння навчальним матеріалом у вільний від обов’язкових навчальних занять час. Можливі види самостійної роботи студентів над навчальною дисципліною та форми контролю наведені у таблиці нижче. Денна форма навчання
Заочна форма навчання
Питання, що виносяться на самостійне опрацювання
На поглиблене вивчення, виносяться усі питання, які були розглянуті на лекціях, семінарських (практичних, лабораторних) заняттях, а також на самостійне опрацювання виносяться наступні питання по темам для студентів денної форми навчання.
Тема 1. Теоретичні засади моделювання систем 1. Рівні абстрактного опису систем. 2. Кібернетичний підхід побудови моделей. 3. Системний підхід побудови моделей (системна динаміка Дж. Форрестера). 4. Теоретико-множинний підхід побудови моделей.
Тема 2. Особливості математичного моделювання детермінованих систем 1. Основні поняття теорії стійкості систем. Перший метод Ляпунова. Другий метод Ляпунова.
Тема 3. Стохастичні та мережеві моделі систем 1. Мережі Петрі з часовими затримками 2. Мережі Петрі з конфліктними переходами 3. Мережі Петрі з багатоканальними переходами
Тема 4. Імітаційне моделювання систем 1. Приклади імітаційного моделювання.
Тема 7. Моделювання систем із нечіткими властивостями 1. Постановка задачі нечіткого математичного програмування 2. Методи розв’язку задачі нечіткого математичного програмування на основі знаходження підмножини недомінованих альтернатив. 3. Особливості моделювання систем з застосування нечіткого підходу та нейронних мереж. 4.Поняття лінгвістичної змінної. 5. Лінгвістичні змінні істинності. 6. Значенні істинності «НЕВІДОМО» та «НЕ ВИЗНАЧЕНО». 7. Основні правила висновку в нечіткій логіці: узагальнене нечітке правило modus ponens, узагальнене нечітке правило modus tollens, правила нечіткої імплікації. 8. Нечіткі мережі Петрі.
Тема 8. Моделювання систем на підґрунті інструментарію теорії хаосу 1. Показники Ляпунова для визначення типу поведінки нелінійної динамічної системи. 2. Метод фрактального аналізу в дослідженні хаосу. Показник Херста. 3.Поняття хаосу та його прояв в різних системах. 5. Хаотична поведінка нелінійних моделей динаміки економічних систем. Ідеї Пуанкаре. Детермінований хаос в економічних системах. 6. Аттрактор. Дивний аттрактор. 7. Поняття фракталу. Практичне застосування фракталів.
Тема 9. Методи адаптації моделей 1. Однорядний алгоритм адаптації моделей. 2. Багаторядний алгоритм адаптації моделей.
Тема 10. Комп’ютерна реалізація моделей систем 1. Історія розвитку засобів імітаційного моделювання. 2. Розвиток засобів комп’ютерної реалізації моделей систем в Україні 3. Різні системи та пакети імітаційного моделювання. 4. Моделювання систем і мови програмування. 5. Переваги і недоліки мов імітаційного моделювання. 6. Підходи до розробки мов моделювання. Архітектура мов імітаційного моделювання. 7. Проблема врахування часу в машинній моделі. 8. Вимоги до мов імітаційного моделювання. 9. Порівняльний аналіз мову імітаційного моделювання. Основи класифікації мов моделювання.
Для студентів заочної форми навчання виносяться на самостійне опрацювання усі питання, які не були розглянуті на лекція та семінарських (практичних, лабораторних) заняттях, але входять до програми дисципліни.
6. ПОТОЧНИЙ І ПІДСУМКОВИЙ КОНТРОЛЬ ЗНАНЬ
6.1. Очна форма навчання:
- Карта самостійної роботи студента.
КАРТА САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТА з науки (дисципліни) «Моделювання систем» для студентів напряму підготовки 6101 галузі знань (спеціальності) «Комп’ютерні науки»
Денна форма навчання
* За рішенням кафедри студентам, які брали участь у позанавчальній науковій діяльності — участь у конференції, підготовці наукових публікацій тощо — можуть присуджуватись додаткові бали за поточну успішність, але не більше 10 балів.
- Порядок поточного і підсумкового оцінювання знань з науки (дисципліни). 1. Контроль систематичності та активності роботи на практичних, семінарських та лабораторних заняттях. Максимальна оцінка за роботу студентів на практичних (семінарських) заняттях №1, 2 становить 3 бали, № 3, 4, 5 становить 2 бали. Залежно від проявлених знань, умінь та активності на практичному (семінарському) занятті студент може отримати: 0, 1, 1,5, 2 бали (заняття № 3,4,5) або 0, 1, 2, 3 бали (заняття № 1,2). Якщо студент не встиг виконати всі поставлені завдання на практичному (семінарському) заняття, крім семінарів-конференцій, він має право завершити роботу самостійно та захистити її до наступного практичного заняття. Разом за роботу на практичних заняттях студент може отримати від 0 до 12 балів. Протягом семестру кожен студент виконує сім лабораторних робіт. Результати виконання кожної лабораторної роботи студент оформляє у вигляді письмового звіту, який повинен включати: - титульний лист, відповідно до затвердженої форми; - тему лабораторної роботи; - мету лабораторної роботи; - економічну постановку задачі; - інформаційну базу; - теоретичну базу; - порядок виконання лабораторної роботи з короткими поясненнями; - результати роботи; - аналіз результатів; - список використаної літератури. Лабораторні заняття завершуються захистом звітів лабораторних робіт. Лабораторні роботи №1, 2, 3, 4, 5, 6 оцінюються за шкалою 0, 1, 2, 3 бали. Лабораторна робота №7 оцінюються за шкалою 0, 2, 4, 6 бали. Разом за роботу на лабораторних заняттях студент може отримати від 0 до 24 балів. 2. Виконання контрольних завдань. Виконання письмової контрольної роботи здійснюється під час індивідуально-консультативного заняття в кінці семестру. Результати контрольної роботи оцінюються за шкалою: 0, 2, 3, 4 балів. 3. Контроль виконання індивідуальних завдань. Студент обирає не більше двох індивідуальних завдань із запропонованих у карті самостійної роботи. Результати виконання індивідуальних завдань студент оформляє у вигляді стислого письмового звіту. Завершується індивідуальна робота захистом звіту і оцінюється залежно від максимальної кількості балів за цю роботу, за шкалою: 0, 3, 4, 5 балів або 0, 6, 8, 10 балів. Результати поточного контролю знань студентів в цілому оцінюються в діапазоні від 0 до 50 балів.
4. Підсумковий контроль знань студентів здійснюється у формі іспиту. Іспит проводиться у письмовій формі. Кожен студент отримує білет, що містить 5 завдань. Завдання білету охоплюють всі теми дисципліни «Моделювання систем». Кожне завдання білету оцінюється за шкалою 10; 8; 6; 0 балів, а саме: 10 балів ставиться, якщо відповідь студента є теоретично правильною, обґрунтованою, вичерпною, матеріал викладено в логічній послідовності та у повному обсязі, всі розрахунки правильні; 8 балів ставиться, якщо відповідь в основному правильна, студент володіє матеріалом, але допущені незначні помилки у формулюванні термінів, категорій, у розрахунках тощо; 6 балів ставиться, якщо відповідь в основному правильна, студент володіє матеріалом, але допущені помилки у формулюванні термінів, категорій, у розрахунках тощо; якщо відповідь правильна, але недостатньо обґрунтована; 0 балів ставиться, якщо відповідь неправильна або відсутня, чи допущені грубі помилки, які свідчать про те, що студент не володіє відповідним матеріалом. Результати іспиту оцінюються в діапазоні від 0 до 50 балів включно. У разі, якщо відповіді студента оцінено менше ніж у 30 балів, він отримує незадовільну оцінку за результатами екзамену, а набрані за екзамен бали не враховуються у загальній підсумковій оцінці. Загальна підсумкова оцінка з дисципліни складається з суми балів за поточну успішність та за виконання екзаменаційних завдань (за умови, що на екзамені студент набрав не менше 30 балів), але не повинна перевищувати 100 балів. Якщо на екзамені студент набрав менше 30 балів, тобто отримав незадовільну оцінку, загальна підсумкова оцінка включає лише оцінку за поточну успішність. Переведення даних 100-бальної шкали оцінювання в 4-х бальну шкалу та шкалу за системою ECTS здійснюється в такому порядку:
6.2. Заочна форма навчання
- Карта самостійної роботи студента.
КАРТА САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТА з науки (дисципліни) «Моделювання систем» для студентів напряму підготовки 6101 галузі знань (спеціальності) «Комп’ютерні науки»
Заочна форма навчання
* За рішенням кафедри студентам, які брали участь у позанавчальній науковій діяльності — участь у конференції, підготовці наукових публікацій тощо — можуть присуджуватись додаткові бали за поточну успішність, але не більше 10 балів.
Довідкова інформація:
- Порядок поточного і підсумкового оцінювання знань з науки (дисципліни).
Поточний контроль для студентів заочної форми навчання здійснюється таким чином.
1. Під час сесії.
1.1. Систематичність та активність роботи студентів на контактних заняттях.
Контроль систематичності та активності роботи на контактних заняттях. Кожне контактне заняття передбачає можливість отримати за результатами роботи студентом заочної форми навчання відповідну кількість балів (див карту самостійної роботи студента заочної форми навчання). Разом максимальна оцінка за роботу на контактних заняттях складає 20 балів.
1. 2. Виконання модульної роботи.
Виконання письмової модульної контрольної роботи передбачено лише в аудиторії та оцінюється від 0 до 5 балів. Разом максимальна оцінка за модульну роботу складає 5 балів.
2. В міжсесійний період.
2.1. Виконання обов’язкових позааудиторних індивідуальних завдань(в тому числі з використанням дистанційних технологій)
Кожен студент виконує обов’язкове позааудиторне (домашнє) індивідуальне завдання або індивідуальну роботу-онлайн. Результати виконання таких завдань або робіт студент оформляє у передбаченому для даного виду робіт вигляді. Завершується індивідуальна робота передбаченою у карті самостійної роботи формою контролю. Оцінка за обов’язкове позааудиторне (домашнє) індивідуальне завдання або індивідуальну роботу-онлайн складається з балів за виконання завдання та його захист. Виконання оцінюється від 0 до 5 балів.
Шкала оцінювання завдань
Захист завдань (роботи) оцінюється від 0 до 10 балів.
Шкала оцінювання захисту завдань (роботи)
В цілому позааудиторне (домашнє) індивідуальне завдання або індивідуальна робота-онлайн оцінюється від 0 до 15 балів.
Також кожен студент виконує обов’язкове індивідуальне завдання за дистанційним курсом. Результати виконання такого завдання оформляються у передбаченому для даного виду робіт вигляді. Завершується така індивідуальна робота передбаченою у карті самостійної роботи формою контролю.
Шкала оцінювання завдання за дистанційним курсом
Максимальна оцінка за виконання обов’язкових позааудиторних індивідуальних завдань(в тому числі з використанням дистанційних технологій) складає 20 балів.
2.2. Виконання індивідуальних робіт за вибором (за одне завдання)
Студент обирає одне індивідуальне завдання та узгоджує тему з викладачем. Результати виконання індивідуальних завдань студент оформляє у передбаченому для даного виду робіт вигляді. Завершується індивідуальна робота передбаченою картою самостійної роботи формою контролю. Шкала оцінювання індивідуальних завдань
Разом максимальна оцінка за виконання індивідуальних завдань складає 5 балів.
Результати поточного контролю знань студентів заочної форми навчання в цілому оцінюються в діапазоні від 0 до 50 балів.
Підсумковий контроль знань студентів здійснюється у формі іспиту. Іспит проводиться у письмовій формі. Кожен студент отримує білет, що містить 5 завдань. Завдання білету охоплюють теми науки “Моделювання систем”. Кожне завдання білету оцінюється за шкалою : 10; 8; 6; 0 балів, а саме: 10 балів ставиться, якщо відповідь студента є теоретично абсолютно правильною, обґрунтованою, вичерпною, матеріал викладено в логічній послідовності та у повному обсязі, всі розрахунки правильні; 8 балів ставиться, якщо відповідь студента є теоретично правильною, обґрунтованою, вичерпною, матеріал викладено в логічній послідовності та у повному обсязі, всі розрахунки правильні, але допущені незначні неточності; 6 балів ставиться, якщо відповідь в основному правильна, студент володіє матеріалом, але допущені незначні помилки у формулюванні термінів, категорій, у розрахунках тощо; якщо відповідь правильна, але недостатньо обґрунтована; 0 балів ставиться, якщо відповідь неправильна або відсутня, чи допущені грубі помилки, які свідчать про те, що студент не володіє відповідним матеріалом. Результати іспиту оцінюються в діапазоні від 0 до 50 балів. Загальна підсумкова оцінка з дисципліни складається з суми балів за результати поточного контролю знань та за виконання завдань, що виносяться на іспит (за умови, що на іспиті студент набрав не менше 30 балів), але не більше 100 балів. Якщо на іспиті студент набрав менше 30 балів, а отже отримав незадовільну оцінку, загальна підсумкова оцінка включає лише результати поточного контролю. Переведення даних 100-бальної шкали оцінювання в 4-х бальну шкалу та шкалу за системою ECTS здійснюється в такому порядку:
6.3. Приклади типових завдань, що виносяться на екзамен.
1. Запропонуйте множину вхідних змінних та множину вихідних змінних моделі, а також множину параметрів моделі, якщо досліджуваний об’єкт – система постачання товарів супермаркету. 2. Запропонуйте множину вхідних змінних та множину вихідних змінних моделі, а також множину параметрів моделі, якщо досліджуваний об’єкт – система передачі даних комп’ютерної мережі. 3. Запропонуйте множину вхідних змінних та множину вихідних змінних моделі, а також множину параметрів моделі, якщо досліджуваний об’єкт – система перевезення вантажів торгової фірми. 4. Поставте задачу моделювання для системи обслуговування клієнтів у банку з метою визначення кількості клієнтів, що перебувають у приміщенні банку. 5. Поставте задачу оптимізації для системи обслуговування клієнтів у банку з метою визначення найменшої кількості касирів та кількості клерків, що забезпечують обслуговування клієнтів за умови, що кількість клієнтів, які очікують обслуговування, не перевищує десяти. 6. Складіть формалізовану модель системи засобами мереж масового обслуговування для наступної задачі: Філія банку з п’ятьма касами обслуговує клієнтів протягом робочого дня. Інтервали часу між надходженням клієнтів є випадкова величина, що має експоненціальний закон розподілу із середнім значенням 1 хвилина. Час обслуговування клієнтів є випадкова величина, що має експоненціальний розподіл із середнім значенням 4,5 хвилини. До кожної каси формується окрема черга. Клієнт, що надійшов на обслуговування, обирає найкоротшу чергу, при цьому, якщо найкоротших черг декілька, то клієнт обирає ту, що зліва. В зв’язку з тим, що керівництво банку цікавлять поточні витрати та якість послуг, що надаються клієнтам, ставиться питання про можливість зменшення кількості кас. 7. Складіть мережу Петрі для системи, що описана наступною мережею масового обслуговування:
8. Складіть мережу Петрі для такої задачі. Для забезпечення надійності АСУ ТП у ній використовується два комп’ютери. Перший комп’ютер виконує обробку даних про технологічний процес і виробітку керуючих сигналів, а друга знаходиться в «гарячому резерві». Дані надходять через 10±2 секунд, обробляються протягом 3 секунд, потім посилається керуючий сигнал, що підтримує заданий темп процесу. Якщо до моменту посилки наступного набору даних не отриманий керуючий сигнал, то інтенсивність виконання технологічного процесу зменшується вдвічі і дані посилаються через 20±4 секунд. Основний комп’ютер кожні 30 секунд посилає резервному комп’ютеру сигнал про працездатність. Відсутність сигналу означає необхідність включення резервного комп’ютеру замість основного. Характеристики обох комп’ютерів однакові. Підключення резервного комп’ютеру займає 5 секунд, після цього він заміняє основний комп’ютер до відновлення, а процес повертається до нормального темпу. Відмови комп’ютерів відбуваються через 300±30 секунд. Відновлення комп’ютерів займає 100 секунд. Резервний комп’ютер абсолютно надійний. Метою моделювання є визначення таких величин: середній час перебування технологічного процесу в загальмованому стані і середнє кількість пропущених через відмови даних. 9. Знайдіть, при якій кількості каналів можливий сталий режим в мережі масового обслуговування, яка представлена на рисунку, при заданих наступних параметрах: l0=10, m1=2, m2=4, m3=1, m4=4.
10.Скласти матрицю входів та матрицю виходів для наступної мережі Петрі (див. рис.). Знайти результат запуску послідовності переходів T1-T2-T3.
11. Складіть матриці входів та виходів для мережі Петрі, яка представлена на рисунку нижче, та знайдіть результат запуску такої послідовності переходів: Т1 Т2 Т3 Т2.
12. Побудувати дерево досяжності для мережі Петрі, яка представлена на рисунку нижче.
13. Побудувати генератор нормально розподілених випадкових чисел з математичним сподіванням 30 та дисперсією 15, але не менших 1 та не більших 60. 14. Побудувати генератор випадкової величини r, що приймає значення 10, 15, 20, 25, 30 з ймовірностями 0,2, 0,3, 0,1, 0,1 та 0,3 відповідно. 15. Побудувати алгоритм імітації мережі масового обслуговування, що представлена на рисунку нижче. Метою моделювання є визначення завантаження каналів обслуговування та середнього часу обслуговування вимоги в мережі масового обслуговування.
16.Складіть алгоритм реалізації мережі Петрі, яка представлена на рисунку нижче. Часові затримки переходів указані на рисунку. Метою моделювання є визначення зайнятості оперативної пам’яті.
17.Складіть алгоритм реалізації мережі Петрі, яка представлена на рисунку нижче. Часові затримки переходів указані на рисунку. Метою моделювання є визначення зайнятості черг по кожному типу завдань та завантаження комп’ютера.
18. Метою проведення експериментів з мережею масового обслуговування, що зображено на рисунку нижче, є оцінка середньої довжини черги L у другій системі масового обслуговування. В ході експериментів змінювали середній час обробки t1, t2, t3 в пристроях обслугований К1, К2, К3 відповідно.
Результати експериментів, які проводились, наведені в таблиці:
Знайдіть рівняння регресії та зробіть висновки про вплив вхідних змінних моделі на вихідну змінну.
19. Для даної таблиці спостережень побудувати модель та оцінити її якість за критерієм мінімуму зсуву. Прийняти коефіцієнт екстраполяції рівним 2.
20. Для даної таблиці спостережень побудувати модель та оцінити її якість за критерієм регулярності:
6.4. Зразок екзаменаційного білета.
1. Сутність моделювання. Основні види моделювання. 2. Логіко-лінгвістичні методи опису систем. 3. Запропонуйте множину вхідних змінних та множину вихідних змінних моделі, а також множину параметрів моделі, якщо досліджуваний об’єкт – система постачання товарів супермаркету. 4. Побудувати дерево досяжності для мережі Петрі, яка представлена на рисунку нижче.
5. Для даної таблиці спостережень побудувати модель та оцінити її якість за критерієм мінімуму зсуву. Прийняти коефіцієнт екстраполяції рівним 2.
7. РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА
Основна
Додаткова
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||