CSTB618 Симулационно моделиране
Анотация:
. Курсът "Математическо и симулационно моделиране" НЕ Е математическа дисциплина. Тук се изучава програмният продукт GPSS за симулационно моделиране на така наречените Системи за масово обслужване.
. Методът на Симулационното моделиране е предназначен главно за изследване и оптимизация на процесите в разнообразните Системи за масово обслужване. Той се базира на специално разработеният за тази цел симулационен език GPSS (General Purpose Simulation System) на фирмата IBM. Най-характерната особеност на този език е неговата нагледност и изключително опростеният начин на боравене с неговите елементи. По принцип, работата с него за построяване на един симулационен модел, наподобява играта "Lego" - имаме един набор от БЛОКОВЕ, всеки от които изпълнява някаква фунция в общия процес; а за да опишем един цялостен процес, просто "сглобяваме" определени блокове в съответстваща на процеса последователност и от там нататък GPSS има задачата за всичко останало, т.е.:
- процесът да протича продължително време - толкова, колкото ние сме задали;
- процесите да се управляват автоматично, според зададени от нас вероятности - напр. за избор на посока измежду няколко възможни или за вероятностен избор на продължителността на обработката в даден пункт за обработка;
- автоматично да се събира статистика: напр. за опашките пред всяко устройство за обработка - средно и максимално време за чакане, средна и максимална дължина на опашките и др.; за работата на всяко устройство - напр. коеф. на натоварване и мн.др.; извеждане на печат на всичката събрана статистическа информация за работата на модела, до края на експеримента;
- автоматично да борави със много други логически свързаности между паралелно протичащите процеси;
- и много още възможности.
. Уводната част на курса съдържа запознаване с основните понятия на статистиката и принципите на математическото моделиране (без математическата теория), както и с елементите на Теорията на Масовото Обслужване (ТМО).
• Основната част на курса съдържа въведение в метода на Симулационното моделиране – неговата същност и практическо разработване на симулационни модели. Изучават се основите на универсалният език за симулационно моделиране - GPSS. Изложението се изгражда върху множество примери на малки и средни GPSS-модели в различни области на приложение - търговски системи, транспорт, строителство, здравеопаззване, банково дело, съобщения и др.
. Осигурени са: учебник на български, литература на английски и немски език и Software - GPSS Student Version на CD.
Преподавател(и):
Стефан Генчев д-р
Описание на курса:
Компетенции:
Успешно завършилите курса студенти:
1) ще знаят:
• начинът на подготовката и провеждането на предварителното проучване на проблемите, изскващи решаване по метода на симулационното моделиране.
• методите и средствата за изграждане на един симулационен модел, привързването (верификацията) му към реалният обект и планирането на машинните експерименти с модела.
• в достатъчна степен характеристиките на статистическата информация и да правят качествени анализи на изведената от модела статистическа информация.
2) ще могат:
• да боравят с основните средства на симулационният език GPSS;
• да работят самостоятелно и в екип – което е една от главните особености на работата по създаването на симулационния модел и експериментирането с него.
• да организират и съставят симулационни модели за изследване и оптимизация на вероятностни процеси и системи в областите търговия, обслужване, индустрия, строителство, банково дело, военно дело, логистика и мн. др.
• да оформят окончателната документация на разработката и да й придават подходящ дизайнерски вид и прегледна форма – удобна за използване при работата с модела.
Предварителни изисквания:
Студентите
• да познават софтуерен продукт за текстобработка (напр.Word);
• да познават софтуерен продукт за графика (напр.CorelDRAW);
• да познават идеите на програмирането чрез един алгоритмичен език;
Форми на провеждане:
Редовен
Учебни форми:
Лекция
Език, на който се води курса:
Български
Теми, които се разглеждат в курса:
1. Понятие за математическо моделиране. Обзор и методи на “Изследване на операциите”. Примери на математически модели.
2. Основни понятия на Теорията на вероятностите и Математическата статистика. Статистически характеристики на случайна величина. Закони.
3. Теория на Масовото Обслужване (ТМО). Основни понятия, елементи, обща задача. Теоретични решения. Статистически подход – генератори за случайни числа.
4. Идеите на Симулационното моделиране. GPSS – език за симулационно моделиране. Характерни особености, понятия, градивни елементи. Разпределение на паметта.
5. Елементи на GPSS. Принцип на работа на GPSS – системни вериги: ВБС и ВТС. Статична и динамична структура на модела. Моделно време.
6.Стандартни Числови и Стандартни Логически характеристики в симулационното моделиране.
7. Аритметични и булеви променливи. Генератор за случайни числа. Функции – видове. Дефиниране.
8. Блокове за описание на структурата на обекта (системата) за моделиране.
9. Блокове ориентирани към изчислителни и логически схеми.
10. Блокове ориентирани към динамичната структура на обекта за моделиране. Управляване на потока от транзекшъни.
11. Изход на печат. Стандартен изход на печат. Управляване на печата.
12. Анализ на данните от печата. Формулиране на проблемите за оптимизация на процесите. Планиране и провеждане на експерименти за тяхното решаване.
13. Експериментиране на решения в критични ситуации. Изработване на таблица на решенията.
14. Оформление на документацията на Симулационния модел. Задължителни елементи. Допълнителни изисквания към документацията, според спецификата на обекта.
15. Възможности за анимация на Симулационния модел. Демонстрация на анимирани симулационни модели чрез софтуерния продукт ProofAnimation. Разглеждане и коментар на разработени ProofAnimation-анимации на GPSS-симулационни модели.
Литература по темите:
• Генчев, С., Симулационно моделиране чрез GPSS/360, учебник, С., ВИ”К.М.”, ВСШ, 1975
• Генчев, С., Симулационно моделиране и анимация на дискретни процеси, CD-учебник,С., 1 изд. 2004, 2 прераб. изд. 2009, 3 допълнено изд. 2011
• Генчев, С., Анимация на симулационни модели чрез Proof Animation, CD–учебник, С., 1 изд. 2012
• Вагнер, Г., Основы исследования операций, т.1,2,3, М., МИР, 1973
• Ван дер Варден, Б.Л.,Математическая статистика, М., ИЛ, 1960
• Schriber, T.J., An Introduction to Simulation Using GPSS/H, NY, WILEY, 1991
• www.minutemansoftware.com, GPSS W, Student version
Средства за оценяване:
. Текуща оценка, средно аритметична от 2 контролни работи през семестъра;
. Изпитът се състои в защита на Курсов проект – оценката от изпита е средно аритметична от: текущата оценка, оценката на Курсовия проект (като разработка и оформление) и оценката от защитата му.