Скачать 0.98 Mb.
|
Тема 10. Система GPSS World и язык GPSS Структура и запуск GPSS World. Главное меню системы GPSS World и его элементы. Панель инструментов GPSS World. Окно исходной модели. Основы моделирования в системе GPSS World. Типы данных. СЧА объекта. Блоки и транзакты. Переменные и функции. Часы модельного времени. Управления продолжительностью моделирования. Операторы и функции. Вычислительные выражения. Блоки языка GPSS. Изучите и освойте систему GPSS World и язык GPSS. Изучите состав системы GPSS World, её интерфейс. Изучите основы моделирования в системе GPSS World и основные элементы языка GPSS. Вопросы 1. Какие основные элементы системы GPSS World? 2. Как задается модельное время в системе GPSS World? 3. Какие основные операторы и функции используются в системе GPSS World? Литература для подготовки (основная и дополнительная): 1. Кудрявцев Е.М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем. – М.: ДМК Пресс, 2004. – Глава 1. – С. 13-46. Тема 10. Имитационное моделирование в GPSS World Основные этапы моделирования в системе GPSS World. Постановка задачи и выявление основных особенностей модели. Создание имитационной модели процесса. Моделирование системы. Отладка модели. Снимки и динамические окна. Инициализация элементов Моделирование в интерактивном режиме. Создание имитационной модели. Транслирование модели. Открытие диалогового окна BLOCK ENTITIES. Моделирование системы. Отладка модели. Моделирование непроизводственных систем. Моделирование систем массового обслуживания. Изучите и освойте основные этапы моделирования в системе GPSS World. Научитесь выявлять основные особенности модели из поставленной задачи. Научитесь создавать имитационную модель процесса, выполнять моделирование системы, отладку модели. Научитесь выполнять моделирование в интерактивном режиме. На примерах создайте имитационные модели, выполните транслирование моделей. Изучите работу диалогового окна BLOCK ENTITIES. На примерах выполните имитационное моделирование и отладку моделей. Изучите моделирование непроизводственных систем и моделирование систем массового обслуживания. Вопросы 1. Какие основные этапы моделирования в системе GPSS World.? 2. Как выполняется моделирование в интерактивном режиме? 3. Как выполняется отладка модели? 4. Какие особенности имитационного моделирования СМО в системе GPSS World.? Литература для подготовки (основная и дополнительная): 1. Кудрявцев Е.М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем. – М.: ДМК Пресс, 2004. – Главы 2-5. – С. 47-313. Заключение. Имитационное моделирование информационных систем и сетей Методы реализации информационных систем, применяющих в своем составе средства моделирования. Имитационное моделирование информационных систем и сетей. Перспективы развития машинного моделирования сложных систем. Изучите и запомните методы реализации информационных систем, применяющих в своем составе средства моделирования. Рассмотрите имитационное моделирование информационных систем и сетей и перспективы развития машинного моделирования сложных систем. Вопросы 1. Как реализовать информационные системы, применяющие в своем составе средства моделирования? 2. Каковы перспективы развития машинного моделирования сложных систем? Литература для подготовки (основная и дополнительная): 1. Советов Б.Я, Яковлев С.А. Моделирование систем: Учебник для вузов. Изд. 5-е стереотип. – М.: Высшая школа, 2007. – Глава 10. – С. 323-335.
Для специальности 230202.65 – Информационные технологии в образовании Лабораторные работы предназначены для уяснения студентом приемов работы по составлению и расчету моделей. Лабораторные работы выполняются в компьютерном классе под руководством преподавателя. Результат работы должен быть предъявлен в конце занятия преподавателю. Для выполнения работы необходима тетрадь для ведения рабочих записей и расчетов (рекомендуется в клетку), линейка, ручка, карандаш, резинка. Лабораторная работа 1. Моделирующая среда Stratum 2000 for Windows (4 час) Изучение среды моделирования Stratum 2000 for Windows и основ работы в ней. Приобретение навыков работы в среде Stratum 2000 for Windows. Задание. Запустите среду моделирования Stratum 2000 for Windows. Изучите основные элементы среды. Ознакомьтесь со справочной системой среды. Создайте новый проект (пустой), сохраните его. Откройте пример готового проекта, выполните моделирование и посмотрите результаты. Измените начальные условия моделирования и выполните новое моделирование, посмотрите полученные результаты. Оформите отчет по лабораторной работе и предъявите его преподавателю. Источники информации для подготовки к работе: 1. Справочная система среды Stratum 2000 for Windows. 2. http:// stratum.pstu.ac.ru Лабораторная работа 2. Вычисления и моделирование в среде Stratum 2000 for Windows (4 час) Получение навыков работы, вычислений и моделирования в среде Stratum 2000 for Windows. 1. Вычисления Задание 1. Требуется просчитать значения формулы Y:=2*x+2 для значений Х от -10 до 10. Задание 2. Добавьте визуализацию при выполнении задания 1. Задание 3. Измените функцию y:=f(x) на одну из следующих: 1. y:=x*x+2; 2. y:=30*sin(x/3); 3. или в виде уравнения: y=2*~x+2 ? y Задание 4. Постройте график функции y:=sin(x) при x, меняющемся от 0 до 4pi. Освойте механизм: Вид просмотр переменных. Создайте два окна и демонстрируйте в них разные функции. Нарисуйте две функции в одном окне. Опробуйте различные режимы работы осциллографа. Моделирование Задание 1. Моделирование статической системы. Моделирование нагревания воды в сосуде. Изначально в сосуде находится вода при заданной температуре. Вода может находиться, как в жидком, так и в твердом состоянии. Нагревание льда описывается по следующей формуле: Q = m*cl, где Q - количество теплоты m - масса льда cl - удельная теплоемкость льда - 2400 Дж/кг*к. Плавление льда описывается по следующей формуле: Q = m*l, где l - удельная теплота плавления 3.35*105 Дж/кг. Нагревание воды описывается по следующей формуле: Q = m*c, где c - удельная теплоемкость воды - 4190 Дж/кг*к. Переход воды из жидкого состояния в парообразное, описывается по следующей формуле: Q=m*r, где r - удельная теплота парообразования - 2.26*106 Дж/кг . Задание 2. Постройте графики зависимости температуры и массы от времени. Источники информации для подготовки к работе: 1. Справочная система среды Stratum 2000 for Windows. 2. http:// stratum.pstu.ac.ru Лабораторная работа 3. Моделирование случайных событий (4 час) Получение навыков моделирования случайных событий. Задание. Используя среду моделирования Stratum 2000, составьте по указанию преподавателя машинную реализацию имитации случайных событий. Например, поведение оператора информационной системы, стрельба по мишени. Определите событие, за частотой появления которого Вы будете следить, согласуйте решение с преподавателем. Составьте формулу расчета вероятности. Присоедините генераторы случайных чисел к модели цепи. Сконструируйте пульт отражения результатов и выведите значение вероятности на пульт. Запустите проект, предварительно сохранив его. Определите значение вероятности появления события. Запишите значение в тетрадь. Поставьте эксперимент по определению точности результата. Снимите кривую точности в зависимости от количества итераций моделирования. Сделайте выводы. Источники информации для подготовки к работе: 1. Справочная система среды Stratum 2000 for Windows. 2. http:// stratum.pstu.ac.ru Лабораторная работа 4. Имитационное моделирование с применением функций Excel (4 час) Получение навыков имитационного моделирования с применением функций Excel. На примере анализа рисков инвестиционного проекта выполните имитационное моделирование с применением функций Excel. В процессе предварительного анализа экспертами были выявлены три ключевых параметра проекта и определены возможные границы их изменений (табл..1). Прочие параметры проекта считаются постоянными величинами (табл. 2). Таблица 1 Ключевые параметры проекта по производству продукта "А"
Таблица 2 Неизменяемые параметры проекта по производству продукта "А"
Все ключевые переменные имеют равномерное распределение вероятностей и вероятности реализации всех значений случайной величины считаются одинаковыми. Для имитации значений требуемой переменной воспользуйтесь функциями Excel СЛЧИС или СЛУЧМЕЖДУ. Источники информации для подготовки к работе: Методические указания. Лабораторная работа 5. Имитационное моделирование с инструментом "Генератор случайных чисел" (4 час) Получение навыков имитационного моделирования с применением инструмента Excel "Генератор случайных чисел". Задание. На примере анализа рисков инвестиционного проекта выполните имитационное моделирование с применением инструмента Excel "Генератор случайных чисел". В процессе предварительного анализа экспертами были выявлены три ключевых параметра проекта и определены возможные границы их изменений (табл..1). Прочие параметры проекта считаются постоянными величинами (табл. 2). Таблица 1 Вероятностные сценарии реализации проекта по производству продукта "А"
Таблица 2 Неизменяемые параметры проекта по производству продукта "А"
Для выполнения этой лабораторной работы потребуются результаты лабораторной работы 4. Источники информации для подготовки к работе: 1. Методические указания. Лабораторная работа 6. Основы работы в GPSS World (4 час) Получение основных навыков работы в системе GPSS World. Задание. Изучите и освойте среду и язык GPSS World. Изучите состав системы GPSS World, её интерфейс. Изучите основные элементы языка GPSS. Источники информации для подготовки к работе: 1. Кудрявцев Е.М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем. – М.: ДМК Пресс, 2004. – Глава 1 (С. 13-46), глава 2 (С. 47-67). Лабораторная работа 7. Основы моделирования в системе GPSS World (4 час) Получение основных навыков имитационного моделирования систем в ссистеме GPSS World. Задание. Изучите и освойте основные этапы моделирования в системе GPSS World. Научитесь выявлять основные особенности модели из поставленной задачи. Научитесь создавать имитационную модель процесса, выполнять моделирование системы, отладку модели. Научитесь выполнять моделирование в интерактивном режиме. На примерах создайте имитационные модели, выполните транслирование моделей. Изучите работу диалогового окна BLOCK ENTITIES. На примерах выполните имитационное моделирование и отладку моделей. Источники информации для подготовки к работе: 1. Кудрявцев Е.М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем. – М.: ДМК Пресс, 2004. – Глава 2 (С. 67-90). Лабораторная работа 8. Моделирование работы переговорного пункта и системы управления качеством (4 час) Разработка моделей и выполнение имитационного моделирования в системе GPSS World работы переговорного пункта и системы управления качеством. Задание 1. Надо промоделировать работу переговорного пункта, который имеет одно помещение для трех посетителей. Известны следующие параметры функционирования переговорного пункта. Поток посетителей (требований), приходящих на переговорный пункт, равномерный. Интервал между прибытиями посетителей колеблется в пределах от 0,85 до 2,85 мин включительно, или 1,85±1 мин. Время оплаты каждого переговора составляет 1,5±0,4 мин, а время разговора посетителей по телефону – 4,4±1,35 мин. Время ожидания вызова абонента составляет 3,5±1,1 мин. Время разговора посетителей, оплаты разговора и ожидания вызова абонента подчиняется равномерному распределению вероятностей. Если все телефоны переговорного пункта заняты, то посетитель ожидает освобождения одного из них. Требуется определить параметры функционирования переговорного пункта:
Задание 2. Надо промоделировать систему управления качеством производственного процесса, включающего две операции обработки изделия с соответствующим контролем. Известны следующие параметры производственного процесса:
Нужно промоделировать работу системы управления качеством в течение рабочей смены -8 ч. Требуется определить параметры функционирования производственного процесса:
Источники информации для подготовки к работе: 1. Кудрявцев Е.М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем. – М.: ДМК Пресс, 2004. – С. 121-128, С. 205-212). Лабораторная работа 9. Моделирование систем массового обслуживания (4 час) Разработка моделей и выполнение имитационного моделирования систем массового обслуживания в GPSS World. Задание 1. Рассмотреть одноканальную разомкнутую систему массового обслуживания с неограниченным временем ожидания требований и с простейшими потоками. Простейший поток характеризуется следующими особенностями:
Среднее время ожидания в очереди 10 мин, среднее время обслуживания 6 мин. Требуется определить:
Задание 2. Надо промоделировать работу одноканальной системы массового обслуживания – разомкнутой, с равномерным законом поступления требований на обслуживание (изделия-контролер, программы-ЭВМ и т.д.). Известен интервал времени между поступлениями двух смежных требований, равный 8±2 мин, в котором определяется время поступления требования на обслуживание. Величина интервала времени между поступлениями двух смежных требований в систему подчиняется равномерному распределению. Требуется смоделировать процесс функционирования системы и определить следующие основные ее характеристики:
Требования, поступающие в систему на обслуживание, не возвращаются в нее, то есть мы имеем одноканальную разомкнутую систему массового обслуживания. Задание 3. Задана многоканальная разомкнутая система массового обслуживания с неограниченным временем ожидания и с простейшими потоками, которая наиболее соответствует действительности. Система характеризуется следующими особенностями:
Система имеет 2 канала. Интервал времени между поступлениями смежных требований составляет 10 мин. Среднее время обслуживания требования составляет 2 мин. Требуется определить:
Источники информации для подготовки к работе: 1. Кудрявцев Е.М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем. – М.: ДМК Пресс, 2004. – С. 240-274. 7.6 Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы
7.7 Примерный перечень вопросов к экзамену 1. Понятие системы. Виды систем. 2. Основные свойства моделей. 3. Классификация видов моделирования. 4. Общая технологическая схема имитационного моделирования. 5. Анализ и интерпретация результатов моделирования на ЭВМ. 6. Концептуальные модели информационных систем. 7. Типы объектов и возможности формализации. 8. Понятие и измерение сложности системы. 9. Формализация и алгоритмизация процессов функционирования систем. 10. Метод Эйлера. Уточненный метод Эйлера. 11. Принципы построения моделирующих алгоритмов. 12. Принцип "Дельта t". 13. Принцип "Последовательной проводки заявок". 14. Инструментальные средства моделирования. 15. Визуальные среды и средства имитационного моделирования информационных процессов. 16. Среда моделирования Stratum 2000 for Windows. 17. Вычисления и моделирование в Stratum 2000 for Windows. 18. Языки моделирования. Классификация языков моделирования. 19. Метод Монте-Карло. 20. Датчики и генераторы случайных чисел. 21. Возможности метода статистического моделирования и его точность. 22. Моделирование случайных событий. 23. Использование встроенных функций MS Excel для статистического моделирования. 24. Обработка статистических результатов. 26. Оценка точности достоверности результатов моделирования. 27. Основные элементы языка GPSS. 28. Блоки языка GPSS. 29. Основные этапы моделирования в системе GPSS World. 30. Моделирование в системе GPSS World в интерактивном режиме. 31. Моделирование в системе GPSS World систем массового обслуживания 32. Имитационное моделирование информационных систем и сетей. 7. 8 Тесты для проверки остаточных знаний по итогам изучения учебной дисциплины «Моделирование систем» 1.Технология моделирования подразумевает: A) 2 этапа; B) 3 этапа; C) 4 этапа; D) 5 этапов. 2. Модели могут быть: A) феноменологические и абстрактные; B) активные и пассивные; C) статические и динамические; D) дискретные и непрерывные; E) детерминированные и стохастические; F) функциональные и объектные. 3. Эксперимент бывает: A) активный; B) пассивный; C) непрерывный; D) смешанный. 4. Обеспечение моделирования включает: A) математическое обеспечение; B) программное обеспечение; C) информационное обеспечение; D) техническое обеспечение; E) эргономическое обеспечение; F) концептуальное обеспечение. 5. При моделировании системы независимыми (экзогенными) переменными являются: A) входные воздействия; B) выходные воздействия; C) воздействия внешней среды; D) внутренние параметры системы. 6. При построении математических моделей процессов функционирования систем можно выделить следующие основные подходы: A) непрерывно-детерминированный; B) дискретно-детерминированный; C) непрерывно-стохастический; D) смешанный; E) обобщенный. 7. Процесс функционирования системы массового обслуживания любой сложности описывается: A) N-схемой; B) Q-схемой; C) K-схемой; D) А-схемой; E) H-схемой. 8. Построения концептуальной модели включает: A) Постановка задачи машинного моделирования системы. B) Анализ задачи моделирования системы. C) Выдвижение гипотез и принятие предположений. D) Определение параметров и переменных модели. E) Установление основного содержания модели. F) Составление алгоритмов G) Обоснование критериев оценки эффективности системы. 9. Последний этап моделирования включает: A) Планирование машинного эксперимента с моделью системы. B) Определение требований к вычислительным средствам. C) Проведение рабочих расчетов. D) Проверка достоверности программы. E) Анализ результатов моделирования системы. F) Представление результатов моделирования. 10. Метод статистического моделирования применяют для: A) для изучения стохастических систем; B) синтеза стохастических систем; C) для решения детерминированных задач. 11. Для генерации случайных чисел используют: A) Аппаратный способ. B) Табличный способ. C) Алгоритмический способ. D) Смешанный способ. 12. Факторы при проведении экспериментов бывают: A) управляемыми и неуправляемыми; B) наблюдаемыми и ненаблюдаемыми; C) постоянными и переменными; D) изучаемыми и неизучаемыми; E) количественными и качественными. 8. УРОВЕНЬ ТРЕБОВАНИЙ И КРИТЕРИИ ОЦЕНОК Текущий контроль осуществляется в ходе учебного процесса и консультирования студентов, по результатам выполнения самостоятельных заданий. Итоговый контроль проводится в форме экзамена. Экзамен проводится в устной форме в виде ответов на вопросы билета. Количество вопросов – 3 Для сдачи экзамена необходимо знать подробные ответы на 3 вопроса. Оценка знаний студентов осуществляется комплексно с учетом:
Оценка знаний по 5-балльной шкале реализуется следующим образом: «ОТЛИЧНО» - если студент усвоил весь программный материал: исчерпывающее, последовательно, грамотно его излагает, увязывает с практикой в соответствующей предметной области, не затрудняется с ответом при видоизменении задания, свободно справляется с задачами и практическими заданиями (при их наличии), правильно обосновывает принятые решения, умеет самостоятельно излагать и обобщать материал. Как правило, оценка «отлично» выставляется студентам, усвоившим взаимосвязь основных понятий дисциплины в их значении для приобретаемой профессии, проявившим творческие способности в понимании, изложении и использовании учебного материала, знающим основную и дополнительную литературу. «ХОРОШО» - если студент знает программный материал: грамотно и по существу излагает его, не допускает существенных неточностей в ответах, может правильно применять теоретические положения и владеет необходимыми умениями и навыками при выполнении практических заданий. Как правило, оценка «хорошо», выставляется студентам, показавшим, достаточные знания по дисциплине и способным к их самостоятельному пополнению и обновлению в ходе дальнейшей учебы и профессиональной деятельности, усвоившим основную литературу. «УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО» - если студент усвоил только основной материал, знаком с основной литературой, но допускает неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушает последовательность в изложении программного материала и испытывает затруднения в выполнении практических заданий. «НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО» - если студент не знает основной части программного материала, допускает существенные ошибки при ответе на поставленные вопросы, с большими затруднениями выполняет практические задания. Критерии оценки знаний студентов в могут быть дополнены в связи с использованием или введением рейтинговых систем, инновационных методов преподавания и т.д., например:
|
Учебно-методический комплекс дисциплины «Теория систем и системный анализ» Учебно-методический комплекс дисциплины включает следующие документы и материалы | Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «математическое моделирование» Программа составлена в соответствии с требованиями фгос впо по направлению подготовки 230700. 68 «Прикладная информатика» | ||
Рабочая программа учебной дисциплины проектирование информационных... Целью дисциплины является: изучение методологии структурного анализа, моделирование информационных систем в стандарте idef, проектирование... | Учебно-методический комплекс одобрен на заседании кафедры общественных... При разработке учебно-методического комплекса учебной дисциплины в основу положены | ||
Предисловие учебно-методический комплекс Учебно-методический комплекс (умк) совокупность материалов, регламентирующих содержание учебной и методической работы по организации... | Учебно-методический комплекс дисциплины «Монтаж и наладка систем электроснабжения» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... | ||
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями фгос во... Малышева Е. Н. Моделирование 3D объектов. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 02. 03. 01 Математика... | Учебно-методический комплекс дисциплины «Теория экономических информационных систем» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... | ||
Учебно-методический комплекс по дисциплине: Технический перевод для специальности Учебно-методический комплекс (умк) совокупность материалов, регламентирующих содержание учебной и методической работы по организации... | Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «теория систем и системный анализ» Программа составлена в соответствии с требованиями фгос впо по направлению подготовки 080500. 62 «Бизнес информатика» | ||
Учебно-методический комплекс дисциплины «Геоэкологические и биологические... | Исследование систем управления учебно-методический комплекс по направлению:... Исследование систем управления: Учебно-методический комплекс / Авт. Сост. Е. В. Козлова – спб.: Ивэсэп, 2005 | ||
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «методологии и технологии... Программа составлена в соответствии с требованиями фгос впо по направлению подготовки 230700. 68 «Прикладная информатика» | Учебно-методический комплекс дисциплины «иностранный язык» Учебно-методический комплекс учебной дисциплины разработан на основе Государственного образовательного стандарта (далее гос) по специальности... | ||
Учебно-методический комплекс дисциплины «жилищное право» Учебно-методический комплекс учебной дисциплины разработан на основе государственного образовательного стандарта (далее гос) по специальности... | Учебно-методический комплекс дисциплины «социология» Учебно-методический комплекс учебной дисциплины разработан на основе федерального государственного образовательного стандарта (далее... |