МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Имитационное моделирование

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра теоретической кибернетики и прикладной математики
Направление подготовки02.03.02. Фундаментальная информатика и информационные технологии
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план02_03_02_ФИиИТ-4-2019
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 42
самостоятельная работа 66
Виды контроля по семестрам
зачеты: 8

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 4 (8) Итого
Недель 11
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18
Практические 24 24 24 24
Сам. работа 66 66 66 66
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
к.т.н., доцент, Маничева А.С.

Рецензент(ы):
к.ф.-м.н., доцент , Пономарев И.В.

Рабочая программа дисциплины
Имитационное моделирование

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 02.03.02 Фундаментальная информатика и информационные технологии (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 12.03.2015г. №224)

составлена на основании учебного плана:
02.03.02 Фундаментальная информатика и информационные технологии
утвержденного учёным советом вуза от 25.06.2019 протокол № 9.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра теоретической кибернетики и прикладной математики

Протокол от 05.07.2019 г. № 10
Срок действия программы: 2019-2020 уч. г.

Заведующий кафедрой
к.т.н., доцент Хворова Л.А.


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2019-2020 учебном году на заседании кафедры

Кафедра теоретической кибернетики и прикладной математики

Протокол от 05.07.2019 г. № 10
Заведующий кафедрой к.т.н., доцент Хворова Л.А.


1. Цели освоения дисциплины

1.1.Цель – формирование теоретических знаний об основных понятиях и методах построения имитационных моделей в экономике, практических навыков по настройке и применению систем имитационного моделирования для решения исследовательских и прикладных задач.
Задачи:
1. Изучить основные понятия и концептуальные подходы в области имитационного моделирования в экономике.
2. Сформировать умения использовать системы имитационного моделирования для решения исследовательских и прикладных задач.
3. Сформировать умения проводить настройку систем имитационного моделирования и интерпретировать полученные результаты.
4. Изучить особенности систем имитационного моделирования и условия их применения.
5. Использовать возможности существующих систем имитационного моделирования для создания приложений.
6. Владеть навыками работы со специализированной учебной и научной литературой.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-3 способностью к разработке алгоритмических и программных решений в области системного и прикладного программирования, математических, информационных и имитационных моделей, созданию информационных ресурсов глобальных сетей, образовательного контента, прикладных баз данных, тестов и средств тестирования систем и средств на соответствие стандартам и исходным требованиям
ПК-1 способностью собирать, обрабатывать и интерпретировать данные современных научных исследований, необходимые для формирования выводов по соответствующим научным исследованиям
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.Возможности и область применения имитационных систем в экономике; практику использования имитационных систем в экономике; классификацию имитационных систем в экономике и актуальные направления их использования в научных исследованиях и прикладных областях; практику применения имитационных систем в экономике в международных проектах.
3.2.Уметь:
3.2.1.Выявлять проблемы и обсуждать условия использования имитационных систем в экономике; оценивать возможности и условия применения имитационных систем в экономике при обсуждении конкретных проблем экономики; проводить выбор типов имитационных систем в экономике для конкретных областей приложений; проводить настройку имитационных систем в экономике для решения конкретных задач; оформлять требования по созданию имитационных систем в экономике при организации проектной деятельности.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.Комплексом понятий для характеристики имитационных систем в экономике в приложениях к решению научных и прикладных задач; оценками и критериями эффективности применения имитационных систем в экономике в прикладных областях; методами сравнительного анализа имитационных систем в экономике; общепринятыми нормами, понятиями и существующими компьютерными средствами поддержки имитационных систем в экономике.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Введение в теорию имитационного моделирования
1.1. Основные понятия моделирования, виды моделирования, классификация моделей, схема построения и исследования моделей сложных систем. Лекции 8 2 ОПК-3, ПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.3
1.2. Имитационное моделирования в системе экономико-математических методов. Достоинства и недостатки применения имитацонного моделирования. Сам. работа 8 10 ОПК-3, ПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.1
1.3. Понятие имитации, имитационной модели, имитационного моделирования. Периоды развития имитационного моделирования. Этапы постоения имитационной модели. Лекции 8 2 ОПК-3, ПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.1
Раздел 2. Генерация псевдослучайных чисел
2.1. Понятие случайной величины, функции распределения и плотности вероятностей случайной величины. Методы генерирования псевдослучайных величин: метод обратных функций, метод сверток, метод отбора. Лекции 8 2 ОПК-3, ПК-1 Л2.1, Л1.2, Л1.3
2.2. Алгоритмическкие методы получения псевдослучайных величин: мультипликативный метод сравнений, мультипликационный метод, метод произведений. Проверка качества (вида распределения) сгенерированных последовательностей псевдослучайных величин: по моментам распределений, по гистограмме, по критериям согласия. Лекции 8 2 ОПК-3, ПК-1 Л1.2, Л1.3, Л1.1
2.3. Методы получения целых псевдослучайных чисел. Методы получения чисел, имеющих экзотическое распределение. Сам. работа 8 10 ОПК-3, ПК-1 Л1.2, Л1.3, Л1.1
2.4. Генерация псевдослучайных чисел: 1) равномерно распределенные случайные числа; 2) случайные числа, распределенные по закону Пуассона; 3) экспоненциально распределенные случайные числа. Практические 8 4 ОПК-3, ПК-1 Л1.2
2.5. Генерация псевдослучайных чисел: 1) нормально распределенные случайные числа; 2) случайные числа, распределенные по биномиальному закону. Практические 8 2 ОПК-3, ПК-1 Л1.2
2.6. Определение вида распределения случайной величины с помощью критериев согласия. Практические 8 2 ОПК-3, ПК-1 Л1.2, Л1.1
Раздел 3. Имитационное моделирование
3.1. Оценка достоверности имитационной модели: валидация модели, верификация модели, валидация данных. Лекции 8 4 ОПК-3, ПК-1 Л1.2, Л1.1
3.2. Критерии качества имитационной модели. Критерии качества результатов моделирования. Сам. работа 8 8 ОПК-3, ПК-1 Л2.1, Л1.2
3.3. Модельное время в имитационных моделях: способы изменения, условия применения, классификация имитационных моделей по способу продвижения модельного времени. Лекции 8 2 ОПК-3, ПК-1 Л1.2
3.4. Использование модельного времени в задачах различной природы. Сам. работа 8 8 ОПК-3, ПК-1 Л2.1, Л1.2
3.5. Метод статистических испытаний Монте-Карло. Оценивание площади круга. Оценивание величины интеграла. Погрешность результата. Лекции 8 2 ОПК-3, ПК-1 Л1.2, Л1.1
3.6. Вычисление интегралов методом имитационного моделирования в табличном редакторе MS Excel. Практические 8 4 ОПК-3, ПК-1 Л1.2
3.7. Оценка площади круга и эллипса методом Монте-Карло. Практические 8 2 ОПК-3, ПК-1 Л1.2
3.8. История метода Монте-Карло. Примеры применения метода Монте-Карло при решении задач различной природы. Сам. работа 8 8 ОПК-3, ПК-1 Л2.1, Л1.2
3.9. Системы массового обслуживания: основные понятия, классификация, показатели эффективности. Пример одноканальной СМО. Лекции 8 2 ОПК-3, ПК-1 Л1.2, Л1.1
3.10. Имитационное моделирование систем массового обслуживания. Практические 8 4 ОПК-3, ПК-1 Л1.2
3.11. Показатели эффективности многоканальной СМО. Сам. работа 8 8 ОПК-3, ПК-1 Л2.1, Л1.2
3.12. Имитационное моделирование задач линейной оптимизации. Практические 8 2 ОПК-3, ПК-1 Л1.2
3.13. Решение задач линейной оптимизации с помощью имитационного моделирования в различных программных приложениях. Сам. работа 8 6 ОПК-3, ПК-1 Л2.1, Л1.2
3.14. Имитационное моделирование управления запасами методом Монте-Карло. Практические 8 4 ОПК-3, ПК-1 Л1.2
3.15. Решение прикладных задач экономического характера методом имитационного моделирования. Сам. работа 8 8 ОПК-3, ПК-1 Л2.1, Л1.2

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
См. Приложение
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
См. Приложение
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
См. Приложение

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Мешечкин В.В., Косенкова М.В. Имитационное моделирование: Учебниое пособие Кемерово: Кемеровский государственный университет, 2012 biblioclub.ru
Л1.2 Кузьмин П.И. Имитационное моделирование экономических процессов: учебное пособие Изд-во Алт. ун-та, 2013 elibrary.asu.ru
Л1.3 Советов Б.Я., Цехановский В.В. Информационные технологии : учебник для прикладного бакалавриата М.:Издательство Юрайт, 2019 www.biblio-online.ru
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Оскорбин Н.М., Журавлева В.В. Математические модели и методы исследования систем управления. Ч.1: Учебное пособие Барнаул : Изд-во Алт. ун-та, 2012 http://elibrary.asu.ru/handle/asu/45
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Сайт библиотеки АлтГУ: www.lib.asu.ru;
Э2 электронно-библиотечная система издательства «Лань»: www.e.lanbook.com;
Э3 электронно-библиотечная система «Университетская библиотека online»: www.biblioclub.ru;
Э4 свободная энциклопедия «Википедия»: http://ru.wikipedia.org
Э5 Численные методы решения экономических задач: учеб.-метод. пособие / [авт.-сост. А. Ю. Юдинцев, Г. Н. Трошкина]; АлтГУ. - Барнаул : Изд-во АлтГУ, 2012. - 155 с. http://elibrary.asu.ru/handle/asu/124
Э6 "Имитационное моделирование" страница дисциплины на Образовательном портале АлтГУ (Moodle) portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
Программное обеспечение для проведения практических работ: Microsoft office Excel, Microsoft office Word, Adobe Reader.
Microsoft Windows
7-Zip
6.4. Перечень информационных справочных систем
1. Образовательный портал АлтГУ [Электронный ресурс]: http://portal.edu.asu.ru
2. Издательство «Лань» - электронно-библиотечная система [Электронный ресурс]: http://e.lanbook.com
3. Издательство МЦНМО. Свободно распространяемые книги издательства Московского центра непрерывного математического образования [Электронный ресурс]: www.mccme.ru/free-books
4. Математическая библиотека [Электронный ресурс]: www.math.ru/lib
5. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета [Электронный ресурс]: http://elibrary.asu.ru
6. Научная электронная библиотека Elibrary [Электронный ресурс]: http://elibrary.ru
7. Электронная база данных ZBMATH: https://zbmath.org/

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
106Л помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования Стеллажи – 3 шт. осциллограф, паяльная станция, источник тока, переносные ноутбуки
320Л медиатека, читальный зал – помещение для самостоятельной работы Учебная мебель на 15 посадочных мест; персональные компьютеры с выходом в информационно-телекоммуникационную сеть Интернет и электронную информационно-образовательную среду;
107Л лаборатория информационных технологий - компьютерный класс - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 18 посадочных мест; компьютеры: марка HP, модель ProOne 400 - 18 единиц; проектор: марка SMART, модель UF70 - 1 единица; интерактивная доска: марка SMART Board модель SMB680 - 1 единица
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Для эффективного изучения теоретической части дисциплины необходимо:
- построить работу по освоению дисциплины в порядке, отвечающим изучению основных этапов, согласно приведенным темам лекционного материала;
- систематически проверять свои знания;
- усвоить содержание ключевых понятий;
- систематически работать с основной и дополнительной литературой по соответствующим темам.
Для эффективного изучения практической части дисциплины настоятельно рекомендуется:
- систематически осуществлять подготовку к практическим занятиям по предложенным преподавателем темам;
- своевременно выполнять практические задания, подготавливать доклады в соответствии с темами самостоятельной работы.

Самостоятельная работа:
- Поиск ответов на вопросы для самостоятельной работы позволит расширить и углубить знания по курсу, применить теоретические знания в решении задач практического содержания, закрепить изученное ранее.
- При возникновении вопросов следует обратиться к преподавателю в день консультаций.
Итоговый контроль:
- Для подготовки к зачету/экзамену необходимо взять перечень примерных вопросов у преподавателя/методиста кафедры.
- В списке вопросов выделить те, которые были рассмотрены на лекциях, практических занятиях, и вопросы для самостоятельной работы. Для более детального изучения следует использовать рекомендуемую литературу.