Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  ПИн 

 

 

 

«   31   »       05       2016 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Компьютерное моделирование     

 




Направление подготовки

09.03.04 Программная инженерия

Профиль подготовки

Квалификация (степень)выпускника

бакалавр









          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

7

144 / 4  

20  

 

28  

4  

2,35  

54,35  

54  

Экз.(35,65)  

Итого

144 / 4  

20  

 

28  

4  

2,35  

54,35  

54  

35,65  

 

Муром, 2016 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: Обучение студентов использовать современные методы компьютерного моделирования для исследования информационных систем, вычислительных сетей и вычислительных процессов, систем массового обслуживания и систем управления запасами, других задач управления бизнес-процессами на уровне предприятий.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.В.ДВ.08.01))

Изучение дисциплины "Компьютерное моделирование" базируется на дисциплинах: "Проектирование программного обеспечения", "Объектно-ориентированное программирование", "Распределенные системы обработки данных", "Структуры и алгоритмы обработки данных", а так же является базой для "УИРС", "Основы систем управления" и ВКР.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-3 готовность применять основы информатики и программирования к проектированию, конструированию и тестированию программных продуктов.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

Языки и средства моделирования информационных систем и вычислительных процессов. (ОПК-3).

2) Уметь:

выполнять реализацию моделей систем массового обслуживания, систем управления с использованием универсальных языков программирования и CASE-технологиq. (ОПК-3).

3) Владеть:

навыками использования программных средств моделирования и автоматизации проектирования программных комплексов, информационных систем и вычислительных процессов. (ОПК-3).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Основы компьютерного моделирования

7

8

0

устный опрос

2

Технология имитационного моделирования

7

8

54

устный опрос

3

Функциональное моделирование

7

4

28

0

устный опрос

Всего за  семестр

144

20

28

54

+

4

2,35

Экз.(35,65)

Итого   

144

20

28

54

4

2,35

35,65

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 7

Раздел 1. Основы компьютерного моделирования

Лекция 1.

Цели, задачи и содержание дисциплины. Ее место в учебном процессе. Общая схема процесса принятия решений. Классификация задач принятия решений. Принципы моделирования. Этапы в исследовании системы посредством имитационного моделирования. Построение концептуальной модели (2 часа).

Лекция 2.

Основные понятия компьютерного моделирования (2 часа).

Лекция 3.

Моделирование параллельных процессов (2 часа).

Лекция 4.

Планирование компьютерных экспериментов (2 часа).

Раздел 2. Технология имитационного моделирования

Лекция 5.

Основы создания имитационных моделей (2 часа).

Лекция 6.

Программное обеспечение имитационного моделирования (2 часа).

Лекция 7.

Создание адекватных и детальных имитационных моделей (2 часа).

Лекция 8.

Статистические методы сравнения реальных наблюдений и выходных данных моделирования (2 часа).

Раздел 3. Функциональное моделирование

Лекция 9.

Структурный анализ и CASE-средства моделирования (2 часа).

Лекция 10.

Программное обеспечение IDEF-моделирования (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 7

Раздел 1. Функциональное моделирование

Лабораторная 1.

Создание простейшей компьютерной модели (4 часа).

Лабораторная 2.

Имитационное моделирование многоканальных устройств (4 часа).

Лабораторная 3.

Моделирование системы управления запасами фирмы на складе и филиалах (4 часа).

Лабораторная 4.

Моделирование супермаркета (4 часа).

Лабораторная 5.

Проверка теории очередей в системах массового обслуживания (4 часа).

Лабораторная 6.

Функциональное моделирование экономического объекта (4 часа).

Лабораторная 7.

Функциональное моделирование бизнес-процессов (4 часа).

 

https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5356

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Численное моделирование. Численные методы решения уравнений и систем уравнений.

2. Численные методы интегрирования.

3. Численные методы решения дифференциальных уравнений.

4. Постановка задачи линейного программирования и методы её решения.

5. Построение двойственной задачи ЛП и методы её решения.

6. Основные понятия теории игр. Постановка игровых задач.

7. Методы и модели решения игровых задач.

8. Модели на графах. Понятие сетевого моделирования. Задачи о максимальном потоке. Транспортная задача. Задача о кратчайшем пути.

9. Планирование работ и расчёт параметров сетевого графика.

10. Модели динамических систем.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

1. Управление проектами. Использование методов сетевого планирования и управления. Имитационное моделирование проектов.

2. Методы календарного производственного планирования.

3. Обслуживающие системы (ОС) конвейерного типа (одинаковые маршруты).

4. Последовательные ОС с произвольными маршрутами (одинаковые длительности обслуживания).

5. Последовательные ОС с произвольными маршрутами (различные длительности обслуживания).

6. Последовательные ОС с нефиксированными маршрутами (одинаковые длительности обслуживания).

7. Параллельные ОС с критериями равномерной загрузки приборов и максимального быстродействия.

8. Средства имитационного моделирования технологических процессов (ТП) на предприятии.

9. Методы и модели объемного планирования производства в стохастической постановке.

10. Оптимизация управления свободными средствами с помощью безрисковых инструментов (депозитов, кредитов),.

11. Модели транспортной логистики.

12. Модели оптимального выбора поставщиков и управления поставками (с учетом транспортных издержек, оптовых скидок и цен).

13. Имитационное моделирование процесса снабжения предприятия.

14. Модели управления запасами.

15. Многопродуктовые оптимизационные модели управления запасами (сырья и материалов) на предприятии.

16. Имитационное моделирование управления складом (запасами готовой продукции) предприятия.

17. Методы прогнозирования цен и спроса на продукцию фирмы.

18. Модели и методы формирования оптимальных портфелей ценных бумаг.

19. Методы и модели формирования инвестиционных портфелей.

20. Методы оптимизации в управлении торговыми предприятиями.

21. Оптимизация выбора поставщиков.

22. Оптимизация ассортимента.

23. Оптимизация ценовой политики.

24. Методы имитационного моделирования дискретных процессов на основе теории массового обслуживания.

 

https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5356

 


4. 2. Форма обучения: заочная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 5г.

 

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы, час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежуточного контроля

(экз., зач., зач. с оц.)

10

144 / 4  

6  

4  

8  

3  

2,35  

23,35  

112  

Экз.(8,65)  

Итого

144 / 4  

6  

4  

8  

3  

2,35  

23,35  

112  

8,65  

 

4.2.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежу-точной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Основы компьютерного моделирования

10

6

устный опрос

2

Функциональное моделирование

10

4

8

112

устный опрос

Всего за  семестр

144

6

4

8

112

+

3

2,35

Экз.(8,65)

Итого   

144

6

4

8

112

3

2,35

8,65

 

4.2.2. Содержание дисциплины

4.2.2.1. Перечень лекций

Семестр 10

Раздел 1. Основы компьютерного моделирования

Лекция 1.

Цели, задачи и содержание дисциплины. Ее место в учебном процессе. Общая схема процесса принятия решений. Классификация задач принятия решений. Принципы моделирования. Этапы в исследовании системы посредством имитационного моделирования. Построение концептуальной модели (2 часа).

Лекция 2.

Основные понятия компьютерного моделирования (2 часа).

Лекция 3.

Моделирование параллельных процессов (2 часа).

 

4.2.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 10

Раздел 1. Функциональное моделирование

Практическое занятие 1.

Создание простейшей компьютерной модели (2 часа).

Практическое занятие 2.

Имитационное моделирование многоканальных устройств (2 часа).

 

4.2.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 10

Раздел 1. Функциональное моделирование

Лабораторная 1.

Моделирование экономического объекта (4 часа).

Лабораторная 2.

Моделирование супермаркета (4 часа).

 

4.2.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Планирование компьютерных экспериментов.

2. Основы создания имитационных моделей.

3. Программное обеспечение имитационного моделирования.

4. Создание адекватных и детальных имитационных моделей.

5. Статистические методы сравнения реальных наблюдений и выходных данных моделирования.

6. Структурный анализ и CASE-средства моделирования.

7. Программное обеспечение IDEF-моделирования.

8. Численное моделирование. Численные методы решения уравнений и систем уравнений.

9. Численные методы интегрирования.

10. Численные методы решения дифференциальных уравнений.

11. Постановка задачи линейного программирования и методы её решения.

12. Построение двойственной задачи ЛП и методы её решения.

13. Основные понятия теории игр. Постановка игровых задач.

14. Методы и модели решения игровых задач.

15. Модели на графах. Понятие сетевого моделирования. Задачи о максимальном потоке. Транспортная задача. Задача о кратчайшем пути.

16. Планирование работ и расчёт параметров сетевого графика.

17. Модели динамических систем.

 

4.2.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.2.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

1. Управление проектами. Использование методов сетевого планирования и управления. Имитационное моделирование проектов.

2. Методы календарного производственного планирования.

3. Обслуживающие системы (ОС) конвейерного типа (одинаковые маршруты).

4. Последовательные ОС с произвольными маршрутами (одинаковые длительности обслуживания).

5. Последовательные ОС с произвольными маршрутами (различные длительности обслуживания).

6. Последовательные ОС с нефиксированными маршрутами (одинаковые длительности обслуживания).

7. Параллельные ОС с критериями равномерной загрузки приборов и максимального быстродействия.

8. Средства имитационного моделирования технологических процессов (ТП) на предприятии.

9. Методы и модели объемного планирования производства в стохастической постановке.

10. Оптимизация управления свободными средствами с помощью безрисковых инструментов (депозитов, кредитов),.

11. Модели транспортной логистики.

12. Модели оптимального выбора поставщиков и управления поставками (с учетом транспортных издержек, оптовых скидок и цен).

13. Имитационное моделирование процесса снабжения предприятия.

14. Модели управления запасами.

15. Многопродуктовые оптимизационные модели управления запасами (сырья и материалов) на предприятии.

16. Имитационное моделирование управления складом (запасами готовой продукции) предприятия.

17. Методы прогнозирования цен и спроса на продукцию фирмы.

18. Модели и методы формирования оптимальных портфелей ценных бумаг.

19. Методы и модели формирования инвестиционных портфелей.

20. Методы оптимизации в управлении торговыми предприятиями.

21. Оптимизация выбора поставщиков.

22. Оптимизация ассортимента.

23. Оптимизация ценовой политики.

24. Методы имитационного моделирования дискретных процессов на основе теории массового обслуживания.

 

5. Образовательные технологии

Для реализация компетентностного подхода предусматривается использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения аудиторных и внеаудиторных занятий (50% объема аудиторных занятий) с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся.

При чтении курса дисциплины применяются такие виды лекций, как вводная, обзорная, проблемная, лекция-презентация. Обязательны компьютерные практикумы дисциплины.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Компьютерное моделирование

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Казиев В.М. Введение в анализ, синтез и моделирование систем [Электронный ресурс]/ Казиев В.М.— Электрон. текстовые данные.— М.: Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), 2016.— 270 c. - http://www.iprbookshop.ru/52188

2. Цуканова О. А. Методология и инструментарий моделирования бизнес-процессов: учебное пособие - Санкт-Петербург: СПб.: Университет ИТМО, 2015. - 100 с. - http://books.ifmo.ru/book/1565/metodologiya_i_instrumentariy_modelirovaniya_biznes-processov:_uchebnoe_posobie.htm

3. Войнов К.Н. Имитационное моделирование в теории и на практике - Санкт-Петербург: СПб.: НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2014. - 67 с. - http://books.ifmo.ru/book/1499/imitacionnoe_modelirovanie_v_teorii_i_na_praktike.htm

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Замятина О. М. Моделирование систем: Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2009. – 204 с. - http://window.edu.ru/resource/826/74826

2. Алиев Т.И. Основы моделирования дискретных систем. – СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. – 363 с. - http://window.edu.ru/resource/176/63176

3. Боев В. Д. Моделирование систем. Инструментальные средства GPSS World. — Санкт-Петербург: БХВ-Петербург 2010 г.— 368 с. - http://ibooks.ru/product.php?productid=18512

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

Электронная библиотечная система "BOOK.ru" (http://book.ru/);

Электронная библиотечная системы "IPRBooks" (http://www.iprbookshop.ru/);

Электронная библиотечная система "iBooks.ru" (http://www.ibooks.ru/);

Единое окно доступа к информационным ресурсам (http://window.edu.ru/);

Учебные издания НИУ ИТМО (http://books.ifmo.ru);

Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru);

Электронная библиотека СПбПУ (http://elib.spbstu.ru/).

Программное обеспечение:

Лаборатория системного и прикладного программирования

Microsoft Visual Studio 2015 (подписка DreamSpark Premium Electronic Software Delivery (3 year) Renewal, договор №453 от 16.12.2014 года)

Libre Office v.5 (free software, MPL)

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

iprbookshop.ru

books.ifmo.ru

window.edu.ru

ibooks.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Лаборатория системного и прикладного программирования

6 компьютеров Intel Core i5, 3500 MHz/ ОЗУ 4гб/ LG 21’; 1 компьютер Intel Core i5-2400 3,10 GHz, 4гб, DVD-R/ Philips 19’; проектор ACER P1100 DLP Projector EMEA; экран настенный; макет системы мобильного мониторинга; лабораторный стенд для изучения микроконтроллера; роботизированная платформа IE-POP-BOT; маршрутизатор TP-Link TL-SG1016D; Компьютер Intel Core 2 -,10 GHz, 2гб, DVD-R/ Philips 19`.

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Процесс изучения дисциплины включает лекции, лабораторные занятия и самостоятельную работу студента. Знания и умения, полученные на аудиторных занятиях, закрепляются при самостоятельной работе студентов над курсовой работой.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – экзамен. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 


лист_утверждения


РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Компьютерное моделирование»

по направлению подготовки 09.03.04 Программная инженерия

 

Рабочая программа дисциплины «Компьютерное моделирование» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 09.03.04 Программная инженерия.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 144 час. (4 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является экзамен .

Цель дисциплины: Обучение студентов использовать современные методы компьютерного моделирования для исследования информационных систем, вычислительных сетей и вычислительных процессов, систем массового обслуживания и систем управления запасами, других задач управления бизнес-процессами на уровне предприятий.

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Компьютерное моделирование» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 09.03.04 Программная инженерия.

 

31.05.2016 г.