Імітаційне моделювання - Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Програма навчальної дисципліни

Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Силабус освітнього компонента «Імітаційне моделювання» складено відповідно до освітньої програми підготовки бакалаврів «Інтегровані інформаційні системи» спеціальності 126 -Інформаційні системи та технології.

Метою навчальної дисципліни є формування та закріплення у студентів наступних компетентностей: (КС1) Здатність аналізувати об’єкт проектування або функціонування та його предметну область; (КС11) Здатність до аналізу, синтезу і оптимізації інформаційних систем та технологій з використанням математичних моделей і методів.

Предмет дисципліни: основні поняття імітаційного моделювання, методи імітаційного моделювання, імітаційні моделі та способи їх побудови, програмні пакети імітаційного моделювання.

**Програмні результати навчання, на формування та покращення яких спрямована дисципліна: (**ПРН 2) Застосовувати знання фундаментальних і природничих наук, системного аналізу та технологій моделювання, стандартних алгоритмів та дискретного аналізу при розв’язанні задач проектування і використання інформаційних систем та технологій; **(**ПРН 13) Застосовувати знання фундаментальних наук, системного аналізу, технологій моделювання та виконувати синтезу систем керування компонентів нижнього рівня інформаційних систем; (ПРН 20) Демонструвати знання основних понять теорії моделювання, структурно-інформаційних, математичних та імітаційних моделей компонентів інтегрованих інформаційних систем, обґрунтовувати вибір методу моделювання, будувати адекватні моделі та аналізувати результати моделювання.

Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

Пререквізити: вміти користуватися комп’ютером на рівні адміністратора та програмувати.

Міждисциплінарні зв’язки. Дисципліна базується на дисциплінах: «Математичний аналіз», «Диференціальні рівняння», «Програмування», «Дискретна математика», «Теорія ймовірностей та математична статистика», «Моделювання систем та процесів», «Системи масового обслуговування».

Постреквізити. Дисципліни, які будуть використовувати результати навчання даного курсу: «Переддипломна практика», «Дипломне проектування».

Зміст навчальної дисципліни

Розділ 1.

Тема 1.1. Загальні положення та визначення в моделюванні систем.

Тема 1.2. Елементи теорії ймовірності.

Тема 1.3. Метод Монте-Карло.

Тема 1.4. Системна динаміка.

Тема 1.5. Агентне моделювання.

Тема 1.6. Моделі систем масового обслуговування.

Розділ 2.

Тема 2.1. Загальноцільова мова імітаційного моделювання GPSS.

Тема 2.2. Моделювання систем масового обслуговування за допомогою системи MATLAB / Simulink / SimEvents.

Розділ 3.

Тема 3.1. Технологія імітаційного моделювання.

Тема 3.2. Програмне забезпечення імітаційного моделювання.

Тема 3.3. Планування та проведення експериментів з моделями.

Тема 3.4. Прийняття рішень за результатами моделювання.

Навчальні матеріали та ресурси

Базова література

1. Клейнрок Л. Теория массового обслуживания / Л. Клейнрок. – М. : Машиностроение, 1979. – 432 с.

2. Law, Averill M. Simulation modeling and analysis. Fifth edition. McGraw-Hill, 2015, 804 pages.

3. Хемди А. Таха. Глава 18. Имитационное моделирование // Введение в исследование операций = Operations Research: An Introduction. — 7-е изд. — М.: «Вильямс», 2007. — С. 697—737.

4. Томашевський В.М. Моделювання систем. – К.: Видавнича група BHV, 2005. – 352 с..

5. Eric Winsberg (2010) "Science in the Age of Computer Simulation" Chicago: University of Chicago Press.

Додаткова література

1. Дубовик В. П. Вища математика / В. П. Дубовик, І.І. Юрик–Київ: Ігнатекс-Україна, 2013. – 648 с.

2. Донченко В.С. Теорія ймовірностей та математична статистика для соціальних наук: навчальний посібник / В. С. Донченко, М. В.-С. Сидоров. – Київ: ВПС Київський університет, 2015. – 400 с.

3. Гнеденко Б. В. Курс теории вероятностей / Б. В. Гнеденко. – М. : Наука, 1965. – 400 с.

4. Томашевский В.Н., Жданова Е.Г. Имитационное моделирование в среде GPSS. – М.: Бестселлер, 2003, – 416 с.

5. Вентцель Е. С. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения / Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров. – М. : Наука, 1991. – 384 с.

Навчальний контент

Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Лекційні заняття

**
**

Лабораторні роботи

Самостійна робота студента

Контрольна робота

Метою контрольної роботи є закріплення та перевірка теоретичних знань із освітнього компонента. Модульна контрольна робота (МКР) складається з трьох етапів і проводиться після вивчення матеріалу відповідного розділу та виконання відповідних лабораторних робіт. Вона проводиться шляхом тестування у середовищі LMS Moodle.

Політика та контроль

Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Система вимог, які викладач ставить перед студентом:

• правила відвідування занять: відвідування лекційних та лабораторних занять є обов’язковою складовою вивчення матеріалу, заборонено оцінювати присутність або відсутність здобувача на аудиторному занятті, в тому числі нараховувати заохочувальні або штрафні бали. Відповідно до РСО даної дисципліни бали нараховують за відповідні види навчальної активності на лекційних та лабораторних заняттях;

• правила поведінки на заняттях: студент має можливість отримувати бали за відповідні види навчальної активності на лекційних та лабораторних заняттях, що передбачені РСО дисципліни. Використання засобів зв’язку для пошуку інформації на гугл-диску викладача, в інтернеті, в дистанційному курсі на платформі Сікорський здійснюється за умови вказівки викладача. На лекції заборонено відволікати викладача від викладання матеріалу. Усі питання студенти задають в кінці лекції у відведений для цього час. Лабораторні роботи захищаються студентом особисто. Бали за лабораторну роботу враховуються лише за наявності електронного звіту;

• політика дедлайнів та перескладань: якщо студент не проходив, не з’явився на МКР (без поважної причини) або не був допущений до етапу МКР, його результат оцінюється у 0 балів. Перескладання результатів МКР не передбачено. Умовою допуску студента до відповідного етапу МКР є здані та захищені відповідні лабораторні роботи (лабораторні роботи №№ 1-3 для першого етапу МКР, №№ 1-6 для другого етапу МКР, №№ 1-9 для третього етапу МКР). Лабораторні роботи, які здані після відповідного етапу МКР (лабораторні роботи №№ 1-3 для першого етапу МКР, №№ 1-6 для другого етапу МКР, №№ 1-1 для третього етапу МКР) оцінюються в 0 балів. Умовою допуску до семестрового контролю є допуск до третього етапу МКР. Якщо студент, за невиконання умов допуску до семестрового контролю, отримав у відомості семестрового контролю запис «не допущений» або виконав умови допуску до семестрового контролю, але за результатами екзамену отримав оцінку «незадовільно», йому надається право (після виконання всіх умов допуску) на дві спроби для її ліквідування;

• етапи модульної контрольні роботи та семестровий контроль відбуваються шляхом тестування на лабораторних заняттях без застосування допоміжних засобів (мобільні телефони, планшети та ін.) за допомогою LMS Moodle;

• політика щодо академічної доброчесності: Кодекс честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут» https://kpi.ua/files/honorcode.pdf встановлює загальні моральні принципи, правила етичної поведінки осіб та передбачає політику академічної доброчесності для осіб, що працюють і навчаються в університеті, якими вони мають керуватись у своїй діяльності, в тому числі при вивченні та складанні контрольних заходів з дисципліни;

• студенти повинні сумлінно та самостійно (крім випадків, які санкціоновано передбачають групову роботу) виконувати навчальні та дослідницькі завдання, поважати наукові та навчальні здобутки інших, посилатися на джерела, з яких береться інформація, незалежно від того, в якому вигляді вона опублікована – в електронному чи паперовому, у разі виникнення труднощів під час виконання навчальних чи дослідницьких завдань звертатися за санкціонованою допомогою до колег, викладачів та наукових керівників, робити оригінальну роботу для кожної дисципліни, використовувати у науковій та навчальній діяльності тільки надійні та достовірні джерела інформації, нагадувати колегам про неприпустимість порушення академічної чесності;

• неприйнятними у навчальній та науково-дослідницькій діяльності для студентів є: плагіат, шахрайство, несанкціонована співпраця, пропонування чи отримання неправомірної винагороди при оцінюванні результатів успішності, використання родинних або службових зв’язків для отримання позитивної або вищої оцінки;

• при використанні цифрових засобів зв’язку з викладачем (мобільний зв’язок, електронна пошта, переписка на форумах та у соцмережах тощо) необхідно дотримуватись загальноприйнятих етичних норм, зокрема бути ввічливим та обмежувати спілкування робочим часом викладача.

Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Поточний контроль: МКР (3 етапи), виконання та захист лабораторних робіт (9 робіт).

Календарний контроль: провадиться двічі на семестр як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу.

Семестровий контроль: залік.

Умови допуску до семестрового контролю: виконані та захищені лабораторні роботи.

Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою:

Загальна рейтингова оцінка студента після завершення семестру складається з балів, отриманих за:

• виконання та захист лабораторних робіт (9 робіт);

• виконання модульної контрольної роботи (МКР) (3 етапи);

Лабораторні роботи

Ваговий бал. Лабораторні роботи 1-9 мають ваговий бал 5. Максимальна кількість балів за всі лабораторні роботи складає 5 балів * 9 робіт = 45 балів.

Критерії оцінювання лабораторних робіт:

• бездоганна робота – 5 балів;

• є незначні недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 4 бали;

• є несуттєві недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 3 бали;

• є певні недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 2 бал;

• є суттєві недоліки у підготовці та/або виконанні роботи – 1 бали;

• робота не виконана, не захищена або здана невчасно – 0 балів.

Кожна невдала спроба здачі лабораторної роботи - -0,5 балів.

Модульна контрольна робота

Ваговий бал. Етапи №№ 1-2 модульної контрольної роботи мають ваговий бал 20, № 3 – 15 балів. Максимальна кількість балів за всі етапи складає 55 балів. Вони виконуються після вивчення розділів №№ 1-3 на одному з занять.

Критерії оцінювання модульної контрольної роботи: На етапі модульної контрольної роботи студент відповідає на 50 запитань в середовищі тестування MLS Moodle. Кожне запитання оцінюється від 0 до 0,3 балів. Середній час відповіді – 30 с на одне питання. Питання тесту передбачають одиночну або множинну відповідь.

Календарний контроль

Умовою позитивної першої атестації є виконання та захист лабораторних робіт №№ 1-3. Умовою позитивної другої атестації є виконання та захист лабораторних робіт №№ 1-6.

Форма семестрового контролю – залік

Необхідною умовою допуску до заліку є виконані та захищені лабораторні роботи. Здобувачі, які виконали всі умови допуску до заліку та мають рейтингову оцінку 60 і більше балів, отримують відповідну до набраного рейтингу оцінку без додаткових випробувань. Зі здобувачами, які виконали всі умови допуску до заліку та мають рейтингову оцінку менше 60 балів, а також з тими здобувачами, хто бажає підвищити свою рейтингову оцінку, на останньому за розкладом занятті з дисципліни в семестрі викладач проводить семестровий контроль у вигляді співбесіди.

Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус):

Складено доцент, к.т.н., Сокульський Олег Євгенович

Ухвалено кафедрою інформаційних систем та технологій (протокол № 21 від 29.06.2023 р.)

Погоджено Методичною комісією факультету (протокол № 11 від 29.06.2023 р.)