3099

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

О. Я. Родькина

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям и практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине «Моделирование систем» по направлению подготовки

09.03.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль) Информационные системы и технологии

Нижний Новгород

2022

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

О. Я. Родькина

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям и практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине «Моделирование систем» по направлению подготовки

09.03.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль) Информационные системы и технологии

Нижний Новгород ННГАСУ

2022

УДК 681.3 (075)

Родькина О.Я. Моделирование систем: учебно-методическое пособие/ О.Я. Родькина; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. – 10 с. – Текст : электронный.

Даются тематика лекций, их краткое содержание, а также тематика практических занятий и методические рекомендации по самостоятельной работе обучающихся по дисциплине «Моделирование систем». Указывается необходимая литература и источники, разъясняется последовательность их изучения, выделяются наиболее сложные вопросы и даются рекомендации по их изучению.

Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Моделирование систем» по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль) Информационные системы и технологии.

© О.Я. Родькина, 2022

©ННГАСУ, 2022.

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Моделирование систем» предназначены для студентов четвертого курса, обучающихся по направлению 09.03.02 Информационные системы и технологии, и содержат программу для проведения лекционных и практических занятий, а также методические рекомендации по самостоятельной работе.

Цель учебно-методического пособия: помочь студентам при изучении учебной программы с использованием лекционных материалов и рекомендуемой учебно-методической литературы при формировании необходимых компетенций дисциплины «Моделирование систем».

Целями освоения дисциплины «Моделирование систем» являются формирование у студентов профессиональных знаний по теоретическим основам построения моделей, изучение существующих моделей сложных систем, получение навыков построения моделей при решении конкретных задач, планирования и проведения экспериментов для анализа результатов моделирования и интерпретации результатов моделирования.

Обобщенной целью преподавания данной дисциплины является формирование совместно с другими дисциплинами учебного плана и всеми формами образовательного процесса в университете, компетенций, знаний, умений и навыков, определяемых требованиями ФГОС ВО по направлению 09.03.02 Информационные системы и технологии.

В лекциях излагаются общие понятия модели и моделирования как метода научного познания, приводится классификация системных моделей; разбираются следующие вопросы: методы статистического моделирования, планирование имитационных экспериментов с моделями систем; общие сведения о моделях массового обслуживания и способы их исследования на основе имитационных моделей; анализ и интерпретация результатов моделирования систем на ЭВМ; на практических занятиях осуществляется групповая работа студентов и преподавателя, разбираются практические примеры анализа систем, разработки математических моделей для их дальнейшего исследования и выбора оптимальных режимов работы.

Главной целью лекций является привитие студентам интереса к изучаемому материалу, формирование мотивации к последующему самостоятельному анализу рассматриваемой проблематики. На лекциях студентам раскрываются наиболее сложные вопросы и теоретические положения, показывается их практическая значимость, даются рекомендации по углубленному самостоятельному изучению теории и практики.

На лекциях по дисциплине «Моделирование систем» широко используются активные формы проведения занятий. Такие формы организации образовательного процесса, способствуют разнообразному (индивидуальному, групповому, коллективному) изучению учебных вопросов (проблем), активному взаимодействию студентов и преподавателя, живому обмену мнениями между ними, нацеленному на выработку правильного понимания содержания изучаемой темы и способов ее практического использования.

Материал пропущенных лекций студент восстанавливает самостоятельно и по всем непонятным положениям и вопросам обращается за разъяснением к преподавателю.

Самостоятельная работа направлена на развитие компетенций дисциплины:

-ОПК-1. Способен применять естественнонаучные и общеинженерные знания, методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования в профессиональной деятельности.

-ОПК-2. Способен понимать принципы работы современных информационных технологий и программных средств, в том числе отечественного производства, и использовать их при решении задач профессиональной деятельности.

-ОПК-8. Способен применять математические модели, методы и средства проектирования информационных и автоматизированных систем.

-ПК-2. Способность выполнять работы по созданию (модификации) и сопровождению информационных систем.

Виды и формы самостоятельной работы студентов по дисциплине:

-подготовка к учебным занятиям включая систематическую проработку основной и дополнительной литературы;

-подготовка к экзамену.

Содержание разделов дисциплины «Моделирование систем» представлено в таблице 1.

Таблица 1. Содержание разделов дисциплины

.

На консультациях в течение семестра студенты могут обсуждать с преподавателем различные вопросы по тематике дисциплины.

В течение курса со студентами проводятся индивидуальные и групповые консультации по общетеоретическим вопросам, возникающим при самостоятельной работе студентов при подготовке к занятиям.

Перед экзаменом студентам выдаётся список примерных вопросов, по которым можно понять, на что нужно сделать упор при подготовке к экзамену. После получения перечня вопросов рекомендуется:

1)внимательно прочитать материал курса;

2)постараться разобраться с непонятными, в частности, новыми терминами, используя рекомендованную литературу;

3)выписать вопросы для подробного обсуждения с преподавателем на консультации.

Перечень примерных вопросов, выносимых на экзамен:

1.Понятие модели и моделирования. Цели, задачи, основные этапы процесса моделирования. Адекватность модели

2.Классификация видов моделирования систем

3.Классификация по области использования модели

4.Прямые и обратные задачи исследования моделей. Задача настройки модели

5.Структурные и функциональные математические модели

6.Математическое моделирование детерминированных процессов. Аналитические модели и способы их исследования. Описательные модели

7.Кибернетический подход к описанию систем. Построение оптимизационных моделей

8.Математическое моделирование стохастических процессов. Построение регрессионных моделей

9.Непрерывно-детерминированные модели и непрерывно-стохастические модели

10.Конечные автоматы: понятие, назначение модели, способы описания. Примеры

11.Сетевые модели. Сети Петри: понятие, назначение модели, способы описания. Примеры.

12.Системы массового обслуживания: понятие, назначение модели, способы описания, типы СМО, показатели для оценки эффективности систем. Примеры.

13.Имитационное моделирование. Статические объекты СМО и их представление с помощью блоков универсального языка имитационного моделирования GPSS: одноканальные и многоканальные устройства. Примеры использования

14.Имитационное моделирование. Динамические объекты СМО и их представление с помощью блоков универсального языка имитационного моделирования GPSS: генерация и удаление транзактов; моделирование законов распределения времени приходов транзактов; моделирование времени работы модели.

15.Имитационное моделирование. Виртуальные объекты СМО и их представление с помощью блоков универсального языка имитационного моделирования GPSS: очереди , их роль и способы представления в имитационных моделях. Примеры использования, статистические характеристики.

16.Понятие временного ряда. Типовые модели временного ряда (математическое моделирование, основные компоненты: тренд, сезонная, периодическая)

17.Основные характеристики временных рядов: мат.ожидане и дисперсия. Корреляционные характеристики временных рядов

18.Корреляционные характеристики временных рядов: корреляция и ковариация

19.Корреляционный анализ: основная задача, коэффициент корреляционной зависимости, коэффициент детерминации

20.Случайные величины в описании систем. Способы описания СВ: функция распределения, плотность распределения, математическое ожидание, дисперсия

21.Основные виды теоретических распределений случайных величин: равномерное, нормальное, показательное, Пуассоновское распределение.

22.Определение параметров эмпирических распределений

Показатели оценки по зачёту представлены в таблице 3.

Печатные и электронные издания

1.Акамсина Н.В.. Моделирование систем : учебное пособие. / Акамсина Н.В., Лемешкин А.В., Сербулов Ю.С. ; Ю.С. Сербулов; А.В. Лемешкин; Н.В. Акамсина.

– Воронеж : Воронежский государственный архитектурно-строительный университет, ЭБС АСВ, 2016. – 67 c. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/59118.html. – ISBN ISBN 978-5-89040-581-4.

2.Афонин В. В.. Моделирование систем : Учебное пособие. / Афонин В. В., Федосин С. А. ; В. В. Афонин, С. А. Федосин. – Москва, Саратов : ИнтернетУниверситет Информационных Технологий (ИНТУИТ), Ай Пи Ар Медиа, 2020. –

269с. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/89448.html. – ISBN ISBN 978-5- 4497-0333-0.

3.Барсук И.В.. Учебно-методическое пособие по дисциплине Моделирование систем и процессов : учебно-методическое пособие. / Барсук И.В. ; сост. И.В. Барсук. – Москва : Московский технический университет связи и информатики,

2015. – 39 c. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/61506.html.

4.Боев Василий Дмитриевич. Моделирование систем. Инструментальные средства GPSS WORLD : учеб. пособие. / Боев Василий Дмитриевич ; Санкт-

Петербург : БХВ-Петербург, 2004. – 348 с. – ISBN ISBN 5-94157-515-7.

5.Губарь, Ю. В.. Введение в математическое моделирование : учебное пособие. / Губарь, Ю. В. ; Ю. В. Губарь. – Москва : Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), Ай Пи Ар Медиа, 2021. – 178 с. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/101993.html. – ISBN ISBN 978-5-4497-0865-6.

6.Олейникова, С. А.. Математическое моделирование и системы массового обслуживания : учебное пособие. / Олейникова, С. А. ; С. А. Олейникова. – Воронеж : Воронежский государственный технический университет, ЭБС АСВ,

2021. – 91 с. – URL: URL: https://www.iprbookshop.ru/118615.html. – ISBN ISBN 978-5-7731-0963-1.

7.Самков, Т. Л.. Моделирование случайных процессов. Лекции : учебное пособие. / Самков, Т. Л. ; Т. Л. Самков. – Новосибирск : Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2021. – 119 с. –

URL: URL: https://www.iprbookshop.ru/117103.html. – ISBN ISBN 2227-8397.

8.Сёмина В.В.. Моделирование систем : учебно-методическое пособие. / Сёмина В.В. ; В.В. Сёмина. – Липецк : Липецкий государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2016. – 17 c. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/64869.html.

9.Советов Борис Яковлевич. Моделирование систем : практикум: учеб. пособие для студентов вузов по направлениям подгот. дипломир. специалистов "Информатика и вычисл. техника" и "Информ. системы". / Советов Борис Яковлевич, Яковлев Сергей Алексеевич ; Москва : Высш. шк., 2005. – 295 с. –

ISBN ISBN 5-06-004087-9.

10.Химченко, А. В.. Компьютерное моделирование технических систем : учебное пособие. / Химченко, А. В., Мищенко, Н. И. ; А. В. Химченко, Н. И. Мищенко. – Саратов : Вузовское образование, 2021. – 165 с. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/110116.html. – ISBN ISBN 978-5-4487-0794-0.

Родькина Ольга Яновна

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям и практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине «Моделирование систем» по направлению подготовки

09.03.02 Информационные системы и технологии, направленность (профиль) Информационные системы и технологии

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http://www.nngasu.ru, srec@nngasu.ru