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 подготовки09.03.03. Прикладная информатика
ПрофильИнтеллектуальный анализ данных
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость4 ЗЕТ
Учебный план09_03_03_ПИ_ИАД-1-2020
Часов по учебному плану 144
в том числе:
аудиторные занятия 36
самостоятельная работа 108
Виды контроля по семестрам
зачеты: 8

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 4 (8) Итого
Недель 10
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18
Практические 18 18 18 18
Сам. работа 108 108 108 108
Итого 144 144 144 144

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 09.03.03 Прикладная информатика (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 19.09.2017 г. № 922)

составлена на основании учебного плана:
09.03.03 Прикладная информатика
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

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

Протокол от 30.06.2020 г. № 6
Срок действия программы: 2020-2021 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 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра теоретической кибернетики и прикладной математики

Протокол от 30.06.2020 г. № 6
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.01

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-1 Способен применять естественнонаучные и общеинженерные знания, методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования в профессиональной деятельности;
ОПК-6 Способен анализировать и разрабатывать организационно-технические и экономические процессы с применением методов системного анализа и математического моделирования;
ПК-1 Способность проводить сбор и анализ статистической информации, структурировать информацию, формировать базу знаний.
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 Л2.1, Л2.2, Л1.2, Л1.3
1.2. Понятие имитации, имитационной модели, имитационного моделирования. Периоды развития имитационного моделирования. Этапы постоения имитационной модели. Лекции 8 2 Л2.1, Л1.2, Л1.3, Л1.1
1.3. Имитационное моделирования в системе экономико-математических методов. Достоинства и недостатки применения имитацонного моделирования. Сам. работа 8 14 Л2.1, Л2.2, 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 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 Л1.2, Л1.3, Л1.1
2.3. Методы получения целых псевдослучайных чисел. Методы получения чисел, имеющих экзотическое распределение. Сам. работа 8 14 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 Л1.2
2.5. Генерация псевдослучайных чисел: 1) нормально распределенные случайные числа; 2) случайные числа, распределенные по биномиальному закону. Практические 8 2 Л1.2
2.6. Определение вида распределения случайной величины с помощью критериев согласия. Практические 8 2 Л1.2, Л1.1
Раздел 3. Имитационное моделирование
3.1. Оценка достоверности имитационной модели: валидация модели, верификация модели, валидация данных. Лекции 8 4 Л1.2, Л1.1
3.2. Критерии качества имитационной модели. Критерии качества результатов моделирования. Сам. работа 8 14 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 Л1.2
3.4. Использование модельного времени в задачах различной природы. Сам. работа 8 14 Л2.1, Л1.2
3.5. Метод статистических испытаний Монте-Карло. Оценивание площади круга. Оценивание величины интеграла. Погрешность результата. Лекции 8 2 Л1.2, Л1.1
3.6. Вычисление интегралов методом имитационного моделирования в табличном редакторе MS Excel. Практические 8 2 Л1.2
3.7. Оценка площади круга и эллипса методом Монте-Карло. Практические 8 2 Л1.2
3.8. История метода Монте-Карло. Примеры применения метода Монте-Карло при решении задач различной природы. Сам. работа 8 14 Л2.1, Л1.2
3.9. Системы массового обслуживания: основные понятия, классификация, показатели эффективности. Пример одноканальной СМО. Лекции 8 2 Л1.2, Л1.1
3.10. Имитационное моделирование систем массового обслуживания. Практические 8 2 Л1.2
3.11. Показатели эффективности многоканальной СМО. Сам. работа 8 14 Л2.1, Л1.2
3.12. Имитационное моделирование задач линейной оптимизации. Практические 8 2 Л1.2
3.13. Решение задач линейной оптимизации с помощью имитационного моделирования в различных программных приложениях. Сам. работа 8 14 Л2.1, Л1.2
3.14. Имитационное моделирование управления запасами методом Монте-Карло. Практические 8 2 Л1.2
3.15. Решение прикладных задач экономического характера методом имитационного моделирования. Сам. работа 8 10 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
Л2.2 О. П. Мамченко, Н. М. Оскорбин Моделирование иерархических систем: учеб. для вузов Барнаул : Изд-во АлтГУ, 2007
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
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)
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
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;
106Л помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования Стеллажи – 3 шт. осциллограф, паяльная станция, источник тока, переносные ноутбуки

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.