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  ИС 

 

 

 

«   06   »       06       2017 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Моделирование информационных систем     

 




Направление подготовки

09.03.02 Информационные системы и технологии

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

216 / 6  

16  

32  

32  

3,6  

2,35  

85,95  

103,4  

Экз.(26,65)  

Итого

216 / 6  

16  

32  

32  

3,6  

2,35  

85,95  

103,4  

26,65  

 

Муром, 2017 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: Цель дисциплины - обучение студентов основным принципам, способам и методам математического моделирования, необходимых при создании информационных систем.

Задачи дисциплины состоят в освоении базовых принципов и методов построения и исследования математических моделей.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.Б.13))

Изучение курса требует входных компетенций, знаний, умений и навыков следующих дисциплин: «Информатика», «Основы теории алгоритмов» и др. Сама же она необходима для следующих дисциплин учебного плана: «Проектирование информационных систем», «Инструментальные средства информационных систем» и других.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-24 способность обосновывать правильность выбранной модели, сопоставляя результаты экспериментальных данных и полученных решений.

ПК-30 способность поддерживать работоспособность информационных систем и технологий в заданных функциональных характеристиках и соответствии критериям качества.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов.

 

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

Математические методы моделирования информационных процессов и систем.

7

6

8

16

65

Контрольная работа, лабораторные работы

2

Формализация и алгоритмизация информационных процессов.

7

4

16

16

30

Контрольная работа, лабораторные работы

3

Модели информационных систем.

7

6

8

8,4

Контрольная работа, лабораторные работы

Всего за  семестр

216

16

32

32

103,4

+

3,6

2,35

Экз.(26,65)

Итого   

216

16

32

32

103,4

3,6

2,35

26,65

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 7

Раздел 1. Математические методы моделирования информационных процессов и систем.

Лекция 1.

Принципы системного подхода в моделировании систем. Стадии разработки моделей. Структурный поход (2 часа).

Лекция 2.

Методы теории планирования экспериментов. Факторное пространство. Центр плана. Интервал варьирования (2 часа).

Лекция 3.

Детерминированное моделирование. Статистическое моделирование. Метод Монте-Карло (2 часа).

Раздел 2. Формализация и алгоритмизация информационных процессов.

Лекция 4.

Построение концептуальных моделей и их формализация. Методика разработки и реализация моделей (2 часа).

Лекция 5.

Алгоритмизация моделей и их реализация. Требования к точности и достоверности. Постановка и реализация задачи оптимизации (2 часа).

Раздел 3. Модели информационных систем.

Лекция 6.

Математические модели простейших систем массового обслуживания (2 часа).

Лекция 7.

Аналитическая форма сети Петри. Графическая интерпретация сети Петри. Разметка сети (2 часа).

Лекция 8.

Обработка и анализ результатов моделирования систем. Особенности фиксации и компьютерной статистической обработки результатов моделирования систем (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 7

Раздел 1. Математические методы моделирования информационных процессов и систем.

Практическое занятие 1.

Модель одноканального устройства с неограниченной очередью (2 часа).

Практическое занятие 2.

Имитационное моделирование информационных процессов на языке высокого уровня. Модель с постоянным шагом (2 часа).

Практическое занятие 3.

Модель одноканальной системы с ограниченной очередью (2 часа).

Практическое занятие 4.

Имитационное моделирование информационных процессов на языке высокого уровня. Модель через список будущих событий (2 часа).

Раздел 2. Формализация и алгоритмизация информационных процессов.

Практическое занятие 5.

Построение гистограммы распределения времени ожидания в очереди (2 часа).

Практическое занятие 6.

Моделирование систем на основе сетей Петри (2 часа).

Практическое занятие 7.

Модель многоканальной системы с потерями (без ожидания) (2 часа).

Практическое занятие 8.

Имитационное моделирование информационных систем и сетей (2 часа).

Практическое занятие 9.

Модель разделения потока транзактов на 3 разноприоритетных потоках (2 часа).

Практическое занятие 10.

Модель разделения потока транзактов на 3 разноприоритетных потоках (2 часа).

Практическое занятие 11.

Модель двухфазной системы с потерями (2 часа).

Практическое занятие 12.

Модель двухфазной системы с потерями (2 часа).

Раздел 3. Модели информационных систем.

Практическое занятие 13.

Добавление 2-го потока, входящего сразу во 2-ю фазу (во второй канал) (2 часа).

Практическое занятие 14.

Добавление 2-го потока, входящего сразу во 2-ю фазу (во второй канал) (2 часа).

Практическое занятие 15.

Модель системы с 3-я разноприоритетными очередями транзактов (2 часа).

Практическое занятие 16.

Модель системы с 3-я разноприоритетными очередями транзактов (2 часа).

 

методические указания к практическим работам приведены в

https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=1437

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 7

Раздел 1. Математические методы моделирования информационных процессов и систем.

Лабораторная 1.

Построение простой имитационной модели (4 часа).

Лабораторная 2.

Построение модели для систем массового обслуживания (4 часа).

Лабораторная 3.

Моделирование многоканальной системы массового обслуживания (4 часа).

Лабораторная 4.

Моделирование случайных чисел (4 часа).

Раздел 2. Формализация и алгоритмизация информационных процессов.

Лабораторная 5.

Моделирование законов распределения (4 часа).

Лабораторная 6.

Обработка и анализ результатов моделирования (4 часа).

Лабораторная 7.

Статистическое моделирование. Метод Монте-Карло (4 часа).

Лабораторная 8.

Метод Монте-Карло в экономических задачах (4 часа).

 

методические указания к лабораторным работам приведены в

https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=1437

 

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. Использование моделирования в бизнес-процессах ИС.

2. Моделирование с использованием фракталов.

3. Динамическое моделирование.

4. Моделирование игр.

5. Аналитическое моделирование.

6. Вычислительный эксперимент.

7. Имитационное моделирование.

8. Статистический эксперимент.

9. Методы программной генерации случайных чисел.

10. Моделирование дискретных случайных величин.

11. Моделирование случайных событий.

12. Моделирование непрерывных случайных чисел.

13. Метод Монте-Карло.

14. Линейный конгруэнтный метод.

15. Метод Ковэю.

16. Моделирование чисел Фибоначчи.

17. Язык GPSS.

18. Сети Петри.

19. Список будущих событий.

20. Эволюционное моделирование и бизнес-процессы.

21. Ситуационный анализ денежных потоков.

22. Процедурные и фактографические знания.

 

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. 1. Моделирование контроля и настройки телевизоров.

2. 2. Моделирование работы кафе.

3. 3. Моделирование работы транспортного цеха.

4. 4. Моделирование работы заправочной станции.

5. 5. Моделирование работы станции технического обслуживания.

6. 6. Моделирование работы станции скорой помощи.

7. 7. Моделирование работы госпиталя.

8. 8. Моделирование работы литейного цеха.

 

методические указания к курсовому проектированию приведены в

https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=1437

 


4. 2. Форма обучения: заочная

Уровень базового образования: среднее профессиональное.

Срок обучения 3г 6м.

 

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.

Переат-теста-ция

Форма

промежу-точного контроля

(экз., зач., зач. с оц.)

7

216 / 6  

4  

8  

8  

2  

2,35  

24,35  

111  

72  

Экз.(8,65)  

Итого

216 / 6  

4  

8  

8  

2  

2,35  

24,35  

111  

72  

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

Классификация видов моделирования.

7

2

4

40

Контрольная работа, лабораторные работы

2

Имитационные модели информационных процессов.

7

2

2

4

40

Контрольная работа, лабораторные работы

3

Проведение экспериментов на ЭВМ.

7

2

4

31

Контрольная работа, лабораторные работы

Всего за  семестр

144

4

8

8

111

+

2

2,35

Экз.(8,65)

Итого   

144

4

8

8

111

2

2,35

8,65

Итого с переаттестацией   

216

 

4.2.2. Содержание дисциплины

4.2.2.1. Перечень лекций

Семестр 7

Раздел 1. Классификация видов моделирования.

Лекция 1.

Классификация видов моделирования (2 часа).

Раздел 2. Имитационные модели информационных процессов.

Лекция 2.

Имитационные модели информационных процессов (2 часа).

 

4.2.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 7

Раздел 1. Классификация видов моделирования.

Практическое занятие 1.

Модель одноканального устройства с неограниченной очередью (2 часа).

Практическое занятие 2.

Имитационное моделирование информационных процессов на языке высокого уровня. Модель с постоянным шагом (2 часа).

Раздел 2. Имитационные модели информационных процессов.

Практическое занятие 3.

Модель одноканальной системы с ограниченной очередью (2 часа).

Раздел 3. Проведение экспериментов на ЭВМ.

Практическое занятие 4.

Имитационное моделирование информационных процессов на языке высокого уровня. Модель через список будущих событий (2 часа).

 

4.2.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 7

Раздел 1. Имитационные модели информационных процессов.

Лабораторная 1.

Построение модели для систем массового обслуживания (4 часа).

Раздел 2. Проведение экспериментов на ЭВМ.

Лабораторная 2.

Метод Монте-Карло в экономических задачах (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. Построение модели для систем массового обслуживания.

2. Моделирование многоканальной системы массового обслуживания.

3. Моделирование случайных чисел.

4. Моделирование законов распределения.

5. Обработка и анализ результатов моделирования.

6. Статистическое моделирование. Метод Монте-Карло.

7. Метод Монте-Карло в экономических задачах.

8. Построение объектно-ориентированной модели.

9. Исследование работы объектно-ориентированной модели.

10. Моделирование систем на основе сетей Петри.

11. Имитационное моделирование информационных систем и сетей.

 

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. 1. Моделирование контроля и настройки телевизоров.

2. 2. Моделирование работы кафе.

3. 3. Моделирование работы транспортного цеха.

4. 4. Моделирование работы заправочной станции.

5. 5. Моделирование работы станции технического обслуживания.

6. 6. Моделирование работы станции скорой помощи.

7. 7. Моделирование работы госпиталя.

8. 8. Моделирование работы литейного цеха.

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины "Моделирование информационных систем" применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов). При проведении практических работ применяется имитационный или симуляционный подход, когда преподавателем разбирается на конкретном примере проблемная ситуация, все шаги решения задачи студентам демонстрируются при помощи мультимедийной техники. Затем студенты самостоятельно решают аналогичные задания.

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 Моделирование информационных систем

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

 

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

библиотека MSDN (http://msdn.microsoft.com).

Программное обеспечение:

Лаборатория ГИС и САПР

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

Libre Office (free software, MPL)

 

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

iprbookshop.ru

books.ifmo.ru

window.edu.ru

 

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

Лаборатория ГИС и САПР

Сервер на базе 2 процессоров Intel Xeon;

12 персональных компьютеров;

проектор Sanyo PDG-DSU20;

экран настенный Drapper Apex Star.

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Для успешного освоения теоретического материала обучающийся: знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями.

На практических занятиях пройденный теоретический материал подкрепляется решением задач по основным темам дисциплины. Занятия проводятся в компьютерном классе, используя специальное программное обеспечение. Каждой подгруппе обучающихся преподаватель выдает задачу, связанную с разработкой и программной реализацией алгоритмов обработки информации. В конце занятия обучающие демонстрируют полученные результаты преподавателю и при необходимости делают работу над ошибками.

До выполнения лабораторных работ обучающийся изучает соответствующий раздел теории. Перед занятием студент знакомится с описанием заданий для выполнения работы, внимательно изучает содержание и порядок проведения лабораторной работы. Лабораторная работа проводятся в компьютерном классе. Обучающиеся выполняют индивидуальную задачу компьютерного моделирования в соответствии с заданием на лабораторную работу. Полученные результаты исследований сводятся в отчет и защищаются по традиционной методике в классе на следующем лабораторном занятии. Необходимый теоретический материал, индивидуальное задание, шаги выполнения лабораторной работы и требование к отчету приведены в методических указаниях, размещенных на информационно-образовательном портале института.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет внеаудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий.

Курсовая работа выполняется в соответствии с методическими указаниями на курсовую работу. Обучающийся выбирает одну из указанных в перечне тем курсовых работ, исходя из своих интересов, наличия соответствующих литературных и иных источников. В ходе выполнения курсовой работы преподаватель проводит консультации обучающегося. На заключительном этапе обучающийся оформляет пояснительную записку к курсовой работе и выполняет ее защиту в присутствии комиссии из преподавателей кафедры.

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.

 



РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Моделирование информационных систем»

по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии

 

Рабочая программа дисциплины «Моделирование информационных систем» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 216 час. (6 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является экзамен .

Цель дисциплины: Цель дисциплины - обучение студентов основным принципам, способам и методам математического моделирования, необходимых при создании информационных систем.

Задачи дисциплины состоят в освоении базовых принципов и методов построения и исследования математических моделей.

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 «Моделирование информационных систем» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии.

 

06.06.2017 г.