close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Математическое моделирование (самост. работа магистры)

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет
имени Г.Ф. Морозова»
Учебно-методические рекомендации для самостоятельной
работы магистров по дисциплине
«Математическое моделирование»
по направлению подготовки 35.04.02 «Технология лесозаготовительных и
деревоперерабатывающих производств»
Воронеж 2015
УДК 630*3
Бухтояров, Л.Д. Математическое моделирование [Электронный ресурс]:
Учебно-методические рекомендации для самостоятельной работы магистров по
дисциплине «Математическое моделирование» по направлению подготовки
35.04.02 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств / Л.Д. Бухтояров, А.Ю. Гудков // ВГЛТУ. – Воронеж, 2015. – 15 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ
Рецензент –
заведующий кафедрой
электротехники и автоматики
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный
университет имени императора Петра I»,
доктор технических наук, профессор
Афоничев Д.Н.
ВВЕДЕНИЕ
Одной из активных и эффективных форм подготовки по изучаемой дисциплине является самостоятельная работа.
Целью изучения дисциплины «Математическое моделирование» является
приобретение обучающимися теоретических и практических навыков анализа в
области математического моделирования процессов.
Для качественного, изучения материала указанных тем следует строго соблюдать и выполнять комплекс следующих организационно-методических требований и правил:
- тщательно изучить и уяснить план темы занятий;
- выбрать из рекомендуемого списка литературы при помощи преподавателя
минимум
один
основной
и
один
дополнительный
источник
информации;
- изучить в соответствии с планом темы конкретные вопросы, критически и творчески оценив их сущность, практичность и перспектив
ность;
- ответить на конкретные контрольные вопросы, указанные к теме;
- сделать выводы и представить свои собственные предложения по совершенствованию изученного объекта.
По результатам освоения дисциплины обучающийся должен обладать:
- способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности,
- способностью к абстрактному мышлению, анализу, синтезу;
- способностью ставить задачи исследования, выбирать методы экспериментальной работы, интерпретировать и представлять результаты научных исследований;
- готовностью составлять практические рекомендации по использованию
результатов научных исследований.
Таблица 1 Объем дисциплины и виды учебной работы для заочной формы обучения
Трудоемкость
Виды учебной работы
Всего
Семестр
В зачетных
I
часов
единицах
2
3
5
Общая трудоемкость дисциплины
180
5
180
Аудиторные занятия
22
0,61
22
Лекции (Л)
4
0,11
4
Практические занятия (ПЗ)
–
–
–
Лабораторные работы (ЛР)
20
0,56
20
Семинары (С)
–
–
–
4
0, 11
4
147
4,08
147
Контроль самостоятельной работы (КСР)
9
0,25
9
Курсовой проект (работа)
–
–
–
РГР (ГАР, РАР)
–
–
–
Реферат
–
–
–
1
Занятия, проводимые в интерактивной
форме (не менее 20 % от аудиторных по
ФГОС ВО)
Самостоятельная работа (Сам)
Виды итогового контроля (зачет, экзамен)
экзамен
Таблица 2 Объем дисциплины и виды учебной работы для очной формы
обучения
Трудоемкость
Виды учебной работы
Всего
Семестр
В зачетных
I
часов
единицах
2
3
5
Общая трудоемкость дисциплины
180
5
180
Аудиторные занятия
45
1,25
45
Лекции (Л)
9
0,25
9
Практические занятия (ПЗ)
–
–
–
Лабораторные работы (ЛР)
36
1
36
Семинары (С)
–
–
–
18
0, 5
18
Самостоятельная работа (Сам)
99
2,75
99
Контроль самостоятельной работы (КСР)
36
1
36
Курсовой проект (работа)
–
–
–
РГР (ГАР, РАР)
–
–
–
Реферат
–
–
–
1
Занятия, проводимые в интерактивной
форме (не менее 20 % от аудиторных по
ФГОС ВО)
Виды итогового контроля (зачет, экзамен)
экзамен
ТЕМЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
«Математическое моделирование»
Тема 1. Определение Марковского случайного процесса. Граф состояний.
План
1. Определение случайных процессов, процессов с дискретными состояниями и непрерывным временем.
2. Марковские процессы.
3. Граф состояний.
Литература: основная [1,2,3], дополнительная [1,2].
Контрольные вопросы
1. Что называется вероятностным и стохастическим?
2. Что называется Марковским процессом?
3. Что называется процессом с дискретным состоянием, процессом с непрерывным временем.
4. Приведите граф случайного процесса с дискретными состояниями.
Тема 2. Потоки событий. Регулярный поток, ординарный поток, простейший поток. Поток без последствий. Теорема о суперпозиции потоков.
План
1. Потоки событий и их характеристики.
2. Теорема о суперпозиции потоков.
3. Показательное распределение функции.
Литература: основная [1,2,3], дополнительная [1,2].
Контрольные вопросы
1. Какой поток событие называется ординарным, потоком без последствий,
простейшим.
2. Как определить интенсивность потока, математическое ожидание, вероятность событий.
3. Какое распределение называется показательным, и его свойства.
Тема 3. Уравнения Колмогорова. Вывод системы уравнений для общего
случая. Правило составления системы уравнений для предельных вероятностей
состояний.
План
1. Правила составление системы дифференциальных уравнений Колмогорова
2. Решение системы уравнений Колмогорова
3. Рассмотрение процесса «гибели и размножения».
Литература: основная [1,2,3], дополнительная [1,2].
Контрольные вопросы
1. Запишите и расшифруйте систему дифференциальных уравнения Колмогорова.
2. Перечислите правила составления уравнения Колмогорова.
3. Составьте граф состояний случайных процессов и определите предельные вероятности системы.
Тема 4. Предмет теории массового обслуживания.
План
1. Общие понятия теории массового обслуживания.
2. Принцип работы систем массового обслуживания.
3. Использование математического моделирования в СМО.
4.Литература: основная [1,2,3], дополнительная [1,2].
Контрольные вопросы
1. Дайте определение СМО и примеры использования на производстве.
2. Приведите типовую схему работы СМО?
3. Перечислите, какие параметры необходимы для составления математической модели СМО.
Тема 5. Показатели эффективности СМО. Классификация СМО.
План
1. Характеристики, определяющие эффективность СМО.
2. Классификация СМО по числу каналов, характеру поступления заявок,
дисциплине обслуживания, организации и времени ожидания очереди.
Литература: основная [1,2,3], дополнительная [1,2].
Контрольные вопросы
1. Перечислите характеристики определяющие эффективность СМО.
2. Приведите схему классификации СМО
Тема 6. Математическое описание и основные характеристики одноканальных и многоканальных СМО с отказами, одноканальных и многоканальных СМО с неограниченной очередью.
План
1. Одноканальная СМО с отказами.
2. Многоканальная СМО с отказами.
3. Одноканальная СМО с ограниченной очередью.
4. Многоканальная СМО с неограниченной очередью.
Контрольные вопросы
1. Приведите граф одноканальной СМО с неограниченной очередью и
расшифруйте его.
2. Приведите граф многоодноканальной СМО с неограниченной очередью и расшифруйте его.
3. Приведите пример расчета двухканальной СМО с неограниченной очередью
Литература: основная [1,2,3], дополнительная [1,2].
Тема 7. Математическое описание и основные характеристики одноканальных и многоканальных СМО с ограниченной очередью.
План
1. Одноканальная СМО с ограниченной очередью.
2. Многоканальная СМО с ограниченной очередью.
Контрольные вопросы
1. Приведите основные показатели одноканальной СМО с ограниченной
очередью и расшифруйте их.
2. Приведите основные показатели многоканальной СМО с ограниченной
очередью и расшифруйте их.
3. Приведите пример расчета многоканальной СМО с ограниченной очередью
Литература: основная [1,2,3], дополнительная [1,2].
Тема 8. Законы распределения случайных величин при имитации процессов. Равномерное, дискретное, нормальное, экспоненциальное, треугольное
распределения. Распределение Эрланга.
План
1. Нормальное распределение (гауссово)
2. Равномерное распределение.
3. Экспоненциальное распределение.
4. Обобщенное распределение эрланга.
5. Треугольное распределение.
Контрольные вопросы
1. Дать определение и представить функцию
вероятности для нормального распределения.
2. Дать определение и представить функцию
вероятности для равномерного распределения.
3. Дать определение и представить функцию
вероятности для распределения Эрлагна.
4. Дать определение и представить функцию
вероятности для нормального распределения.
5. Дать определение и представить функцию
вероятности для треугольного распределения.
распределения плотности
распределения плотности
распределения плотности
распределения плотности
распределения плотности
Литература: основная [1,2,3], дополнительная [1,2].
Тема 9. Понятие имитационной модели.
План
1. Общая теория имитационного моделировании.
2. Основные понятия, применяемые при имитационном моделировании.
3. Основые построение имитационной модели
Контрольные вопросы
1. Как работает имитационная модель
2. Как оценить сложность системы.
3. Надежность, эффективность и самоорганизация систем.
Литература: основная [1,2], дополнительная [3,5,6,7].
Тема 10. Типовые задачи, решаемые средствами имитационного моделирования.
План
1. Обзор типовых задач решаемых средствами имитационного моделирования при управлении экономическими объектами.
2. Современные программные комплексы имитационного моделирования.
3. Обзор программного пакета Piligrim-5.
4. Этапы построение имитационной модели.
Контрольные вопросы
1. Перечислить типовые задачи решаемые средствами имитационного
моделирования.
2. Перечислить современные програмне комплексы имитационного моделирования, указать их достоинства и недостатки.
3. Привести этапы построения имитационной модели в программном пакете Piligrim-5.
Литература: основная [1,2,3], дополнительная [1,2].
Тема 11. Введение в имитационное моделирование.
План
1. Определение транзакта и узла.
2. Функции и параметры транзакта.
3. Структура имитационной модели в системе Пилигрим.
Контрольные вопросы
1. Что такое Транзакт и какие действия он может выполнять.
2. Основные параметры Транзакта, примеры.
3. Что такое узел, примеры узлов.
4. Дать определения события, модельного времени, масштаба времени
Литература: основная [1,2,3], дополнительная [1,2].
Тема 12. Структурирование имитационной модели в системе Пилигрим.
План
1. Структура имитационной модели в системе Пилигрим.
2. Назначение и описание операторов MODBEG, NETWORK, MODEND.
3. Типы узлов.
Контрольные вопросы
1. Из каких характерных частей состоит модель.
2. Параметры оператора первоначальной настройки моделирующих программ. Инициализация в памяти ЭВМ графа модели.
3. Что называется координатор сети процессов и каковы его параметры.
4. Оператор завершения моделирования и его аргументы.
Литература: основная [1,2,3], дополнительная [1,2].
Тема 13. Назначение и синтаксис описания узлов различных типов.
План
1. Узлы для операции с денежными ресусрами.
2. Узлы для операции с материальными ресурсами.
3. Узел для моделирования обслуживания транзактов в очереди с динамическими пространственно-зависимыми приоритетами.
4. Управление переходами в многослойных моделях.
Контрольные вопросы
1. Пояснить принципы моделирования финансовой динамики на счетах
бухгалтерского учета предприятия.
2. Перечислить основные параметры узлов «склад», узел «клапан» .
3. Приведите и перечислетие аргументы функции предназначенной для
моделирования оптимально-управляемой очереди.
4. Что такое декомпозиция в имитационной модели и с помощью каких
узлов она осуществляется.
Литература: основная [1,2,3], дополнительная [1,2].
Тема 14. Сигнальные управляющие функции имитационной модели
План
1. Описание функций Interrupt, Cheg, Rels, Hold, Activ, Passiv,
2. Описание функций Supply, Detach, Assign, Change, Freed,
3. Описание функций Sewt, Sewk, Geoway, Dekart, Clcode.
Контрольные вопросы
1. Пояснить назначение каждой из изученных функций, с указанием входящих параметров и принципов использования.
Литература: основная [1,2,3], дополнительная [1,2].
Тема 15. Параметры транзактов и узлов. Датчики случайных величин.
План
1. Параметры транзактов.
2. Параметры узлов.
3. Датчики случайных величин.
1.
2.
3.
4.
5.
Контрольные вопросы
Перечислить произвольные целосчисленные параметры транзактов.
Перечислить произвольные параметры транзактов с плавающей точкой.
Привести признаки обслуживания, приоритета, номера семейства и
индекс точки пространства транзакта.
Перечислить параметры состояния узлов из массива addr.
Функции для работы со случайными величинами в системе Пилигрим
и их параметры.
Литература: основная [1,2,3], дополнительная [1,2].
Тема 15. Создание моделей с помощью графического конструктора GEM.
План
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Основная рабочая область конструктора.
Редактирование графа модели.
Определение параметров узла.
Определение параметров инициализации и завершения модели.,
Работа в различных плоскостях.
Определение переменных модели.
Операции с узлами.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Контрольные вопросы
Назначение конструктора моделей GEM («Generaror Models»)
Перечислите элементы меню рабочей области конструктора.
Каковы типовые действия редактирования графа модели.
Перечислите параметры узлов модели.
Какие типы узлов могут находится в плоскостях конструктора и для
чего они применяются
Как происходит определение переменных модели.
Как осуществляется поиск, копирование, вставка узлов.
Литература: основная [1,2,3], дополнительная [1,2].
Тема 16. Обработка имитационной модели в системе Piligrim
План
1.
2.
3.
4.
1.
2.
3.
4.
Проверка корректности модели
Формирование программного файла модели.
Трактовка результатов моделирования.
Трассировка модели.
Контрольные вопросы
Какими способами конструктор проводит проверку корректности модели.
Перечислите этапы формирования программного файла модели.
Типовые столбы файла с результатами моделирования.
Режимы трассировки модели.
Литература: основная [1,2,3], дополнительная [1,2].
Тема 17. Моделирование условного прерывания обслуживания.
План
1. Установление входящих параметров модели
2. Построение схемы модели
3. Разработка программного кода модели.
Контрольные вопросы
1. Перечислите входящие параметры модели.
2. Начертите и поясните принцип функцинирования модели.
3. Как в программном коде задается интервал прихода пассажиров и машины а
также структура перехода по вариантам работы модели.
Литература: основная [1,2,3], дополнительная [1,2].
Литература
Основная литература
1. Калиткин Н. Н. Численные методы [Электронный ресурс]: учеб. пособие/ Н. Н.Калиткин.- 2-е изд.,исправленное.- СПб.: БХВ-Петербург, 2011.- 586с.
- ЭБС " Знаниум".
2. Ивановский Р. И. Теория вероятностей и математическая статистика.
Основы, прикладные аспекты с примерами и задачами в среде Mathcad [Электронный ресурс] / Р. И.Ивановский.- СПб.: БХВ-Петербург,2008.- 528с.- ЭБС
"Знаниум".
3. Кобелев Н. Б., Девятков В. В., Половников В. А. Иммитационное моделирование [Электронный ресурс]: учеб. пособие / Н. Б. Кобелев, В. А. Половников, В. В. Девятков.- М.: КУРС: НИЦ Инфра-М, 2013.- 368 с. - Электронная
версия в ЭБС "Знаниум".
Дополнительная литература
1.Березин Д.А. Имитационное моделирование [Электронный ресурс] :
Курс лекций: Уральский государственный университет, 2014. - 281 с
http://elar.urfu.ru/handle/10995/1674
2. Буйначев С. К. Применение численных методов в математическом моделировании [Электронный ресурс]: учебное пособие / С. К. Буйначев ; [науч.
ред. Ю. В. Песин]. – Екатеринбург: Издательство Уральского университета,
2014. – 70, [2] c. – ISBN 978-5-7996-1197-2. http://hdl.handle.net/10995/28819
Бухтояров Леонид Дмитриевич
Гудков Андрей Юрьевич
Математическое моделирование
Учебно-методические рекомендации для самостоятельной работы магистров по дисциплине «Математическое моделирование» по направлению подготовки 35.04.02 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств
Подписано в печать _____ 2015. Формат 60x84 1/16. Заказ № ___
Объем п.л. ____ Усл. п.л.____ Уч.-изд.л.____ Тираж ____ экз.
РИО ВГЛТУ. УОП ВГЛТУ. 394613. г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
8
Размер файла
221 Кб
Теги
моделирование, магистра, математические, самост, работа
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа