581

УДК 004.43

Лапшина М.Л. Методы исследования и моделирования информационных процессов и технологий систем [Текст]: методические указания для самостоятельной работы студентов по специальности 09.05.01 «Применение и эксплуатация автоматизированных систем специального назначения» специализация «Автоматизированные системы обработки информации и управления» / М.Л. Лапшина; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ им. Г.Ф. МОРОЗОВА». – Воронеж, 2017. – 7 с.

Методические указания разработаны в соответствии с решением кафедры вычислительной техники и информационных систем

Составитель: д.т.н., профессор каф. ВТ и ИС М.Л. Лапшина

Методические указания утверждены на заседании кафедры ВТ и ИС

14.03.2017 г., протокол № 10.

2

3

1. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Дисциплина «Методы исследования и моделирования информационных процессов и технологий» относится к дисциплинам базовой части учебного плана и предусматривает чтение лекций, проведение лабораторных работ,

тестовых заданий и различного рода консультаций.

Целью изучения курса учебной дисциплины «Методы исследования и моделирования информационных процессов и технологий» являются:

обучение специалистов основам системного подхода к исследованию и моделированию информационных процессов и технологий, формирование теоретических и практических основ для проектно-конструкторской, научно-

исследовательской и инновационной деятельности.

Изучение дисциплины «Методы исследования и моделирования информационных процессов и технологий» необходимо для подготовки студента к написанию выпускной квалификационной работы.

В результате изучения дисциплины студент должен

уметь: разрабатывать и анализировать модели информационных процессов и технологий; применять современные методы системного анализа информационных процессов и технологий; проводить исследования характеристик компонентов информационных систем; способы представления аналитических и имитационных моделей систем и методы их исследования; методы планирования машинных экспериментов и обработки их результатов.

владеть: методами анализа и синтеза информационных процессов;

инструментарием для документирования проектных решений; методами прямого и обратного объектного проектирования; навыками логико-

методологического анализа научного исследования и его результатов;

методами научного поиска и интеллектуального анализа научной информации при решении новых задач; математическим аппаратом для решения специфических задач в области информационных систем и технологий.

4

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ Раздел 1. Введение в предмет. История развития моделирования,

основные понятия

Раздел 2. Основные методы исследования информационных

процессов. Систематизация базовых методов и их классификация видов

моделей.

Раздел 3. Имитационное моделирование (ИМ). Цель и задачи

имитационного моделирования. Основные этапы разработки и создания имитационной модели. Основные понятия: процесс, событие, действие

(активность). Языки ИМ как функции процессно, событийно ориентированного подходов и подхода сканирования активностей.

Моделирование подсистемы дисковой памяти (подход сканирования активностей). Универсальные языки моделирования.

Раздел 4. Системы и сети массового обслуживания (СМО).

Терминология, основные определения и задачи СМО. Марковские случайные процессы, цепи Маркова, переходные вероятности.

Пуассоновские потоки и их свойства. Задача телефонии и вывод формул Эрланга. Формулы Эрланга в отсутствие очереди и при наличии ожидающего устройства.

Раздел 5. Параметры и характеристики СМО. Структура СМО.

Параметры структуры СМО. Параметры закона управления процессами в СМО: дисциплины ожидания и обслуживания. Характеристики СМО.

Показатели эффективности СМО. Исследование СМО с простейшими потоками событий.

Раздел 6. Стохастическое моделирование – инструмент моделирования внешних воздействий. Методы Монте – Карло.

Моделирование детерминированных и стохастических процессов.

Моделирование законов распределения дискретных и непрерывных

случайных величин. Метод обратной функции и метод Неймана. Датчик

5

случайных чисел (ДСЧ). Проверка качества последовательности псевдослучайных чисел: "Критерий Хи -квадрат", проверка серий.

Литература: по всем темам 1 Осн, 2 Осн, 1 Доп

3. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Тема 1 Построение простой имитационной модели

Литература 1 Осн.

Тема 2 Построение оптимизационной математической модели

Литература 1 Доп, 2 Доп

Тема 3. Планирование экспериментов с моделями систем

Литература 2 Осн., 2 Доп

Тема 4 : Обработка и анализ результатов моделирования

Литература 1 Доп., 2 Доп

Тема 5 Построение модели принятия решений

Литература 1 Осн,1 Доп., 3 Доп

Тема 6 Построение модели для систем массового обслуживания

Литература 1 Осн, 2 Доп

4. ТЕМЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

Тема 1. Введение в предмет. История развития моделирования,

основные понятия

Литература: 1 Доп

Тема 2. Системы и модели.

Литература: 1 Доп

Тема 3 Имитационное моделирование (ИМ). Цель и задачи имитационного моделирования

Литература: 1 Доп

Тема 4 Системы и сети массового обслуживания (СМО). Терминология,

основные определения и задачи СМО.

Литература: 2 Доп

6

Тема 5 Параметры и характеристики СМО. Структура СМО.

Литература: 1 Доп

Тема 6 Стохастическое моделирование – инструмент моделирования

внешних воздействий

Литература: 3 Доп

5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Основная литература

1. Лапшина М. Л. Методы исследования и моделирования информационных процессов и технологий [Электронный ресурс]: учеб.

пособие для магистров / М. Л. Лапшина. - Воронеж: ВГЛТУ, 2015. - 202 с. -

ЭБС "ВГЛТУ".

Дополнительная литература:

1. Петровский В. С. Моделирование систем [Текст] : доп. УМО вузов по образованию в обл. автоматизир. машиностр. (УМО АМ) в качестве учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений, обучающихся по направлению подгот. дипломир. специалистов - "Автоматизир. технологии и пр-ва" / В. С. Петровский; ВГЛТА. - Воронеж, 2010. - 371 с. . - Электронная версия в ЭБС ВГЛТА.

2. Щеклеин В.С. Моделирование информационных систем

[Электронный ресурс]: конспект лекций / В. С. Щеклеин. - Ульяновск:

УлГТУ, 2002. - 46 с. - ЭБС "Единое окно".

3. Моделирование систем и процессов [Текст] : науч.-техн. журн.

Вып. 3-4 / редкол.: В. К. Зольников (гл. ред.) [и др.]; Воронеж. гос. лесотехн.

акад., Науч.-исслед. ин-т электрон. техники . - Воронеж : ВГУ, 2009. – 4. Советов Б. Я. Моделирование систем [Текст] : учеб. для

бакалавров : рек. М-вом образования Рос. Федерации в качестве учеб. для студентов высш. учеб. заведений, обучающихся по направлениям

"Информатика и выч. техника" и "Информ. системы" / Б. Я. Советов, С. А.

Яковлев; С.-Петерб. гос. электротехн. ун-т. - 7-е изд. - М. : Юрайт, 2012. - 343

с.

7