Modelowanie Systemow i Sieci Komputerowych

Data:
16.04.2008r.
Wydanie: I
Załącznik
Symbol:
Z-5.4-1-1
Strona:
Status:
obowiązujący
1/1
KARTA PRZEDMIOTU
KARTA PRZEDMIOTU
Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Rok akademicki: 2009/2010
Nazwa przedmiotu:
MODELOWANIE SYSTE- Kod/nr
MÓW I SIECI KOMPUTEROWYCH
Kierunek:
INFORMATYKA
Specjalność:
Tryb studiów:
STUDIA NIESTACJONARNE II-GO STOPNIA (UZUPEŁNIAJĄCE)
Rodzaj przedmiotu:
(podstawowy)
Instytut/ Katedra:
Semestr:
Prowadzący przedmiot:
Prowadzący zajęcia:
Instytut Informatyki
3i4
Dr inŜ. Marcin Skowronek
Liczba godzin
Liczba pkt ECTS
5 – sem. 3; 2 – sem. 4
Wykład: Dr inŜ. Marcin Skowronek
Wykład: 30 sem. 3
Ćwiczenia:
Laboratorium: 30 sem. 4
Laboratorium:
Projekt:
Dr inŜ. Marcin Skowronek
Seminarium:
Dr inŜ. Henryk Josiński
Dr inŜ. Ewa Starzewska Karwan
Dr inŜ. Łukasz Wyciślik
Projekt:
Seminarium:
Powiązanie ze standardami i cel kształcenia
Kształcenie w zakresie zastosowań informatyki. Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z problemami modelowania cyfrowego, algorytmami wykorzystywanymi w modelach układów ciągłych i zdarzeń dyskretnych oraz w zapisie badań symulacyjnych.
Studenci poznają równieŜ wykorzystywane do tego celu środki programowe
Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne
Analiza matematyczna, Podstawy programowania
Modele matematyczne układów dynamicznych. Układ, system i środowisko. Modele,
modelowanie i symulacja. Klasyfikacja metod modelowania. Cele i etapy modelowania.
Metody opisu układów ciągłych (równania róŜniczkowe, funkcje przejścia, schematy
blokowe, równania stanu). Rozwiązywanie liniowego równania stanu, właściwości macierzy
eAt. Wyznaczanie równań stanu układów opisanych funkcją przejścia lub równaniem
róŜniczkowym. Metody opisu układów dyskretnych (równania róŜnicowe, równania stanu).
Przykłady wyznaczania opisu dyskretnego. Układy nieliniowe – linearyzacja. Punkty
Załącznik
Data:
16.04.2008r.
Wydanie: I
Status:
obowiązujący
Symbol:
Z-5.4-1-1
Strona:
2/1
KARTA PRZEDMIOTU
równowagi.
Modele cyfrowe układów ciągłych. Elementy modelu cyfrowego. Opisy przykładowych
środków modelowania (Simnon, Matlab/Simulink). Przykłady budowy modeli układów
dynamicznych. Schematy róŜnicowe dla znajdowania rozwiązania przybliŜonego. Metody
numerycznego rozwiązywania równań róŜniczkowych.
Automatyzacja procesu badań modelowych. Zadanie optymalizacji parametrycznej jako
przykład definiowania celu modelowania. Algorytmy rozwiązywania zadań optymalizacji
parametrycznej. Rozwiązywanie zadań optymalizacji parametrycznej z wykorzystaniem
środowiska Matlab/Simulink.
Modele układów zdarzeń dyskretnych. Układy zdarzeń dyskretnych. Zastosowanie modele
kolejkowych do opisu systemów komputerowych i sieci komputerowych. Koncepcje budowy
modeli układów zdarzeń dyskretnych. Biblioteka CSL++, przykład budowy modelu cyfrowego. Środowisko OMNet++: opis topologii układu, elementy biblioteki symulacyjnej,
implementacja algorytmu symulacyjnego, przykład budowy modelu.
Generacja liczb losowych. Generacja liczb losowych o rozkładzie równomiernym.
Weryfikacja generatorów, testy zgodności rozkładu, testy niezaleŜności rozkładu. Właściwości arytmetyczne generatorów losowych. Zasady konstrukcji generatorów losowych o
dowolnym rozkładzie.
Treść/Tematy: Ćw./L./P./Sem.
Laboratorium:
W ramach laboratorium rozwiązywane są typowe zadania modelowania z wykorzystaniem
róŜnych narzędzi programowych. Ćwiczenia laboratoryjne realizowane są w 4 godzinnych
jednostkach czasowych.
1. Program Simnon – odpowiedzi i portrety fazowe układów dynamicznych. Elementu
programu SimnonWin. Opis układów za pomocą równań stanu. Rejestracja odpowiedzi
czasowych i portretów fazowych. Przykłady definiowania makropoleceń.
2. Modelowanie w środowisku Matlab/Simulink. Elementy środowiska. Polecenia
wprowadzania macierzy do przestrzeni roboczej. Rozwiązywanie układu liniowych
równań algebraicznych. Wykreślanie przebiegów dwu- i trój-wymiarowych. Definiowanie
M-plików skryptowych i funkcyjnych. Opis i modelowanie układów dynamicznych z
wykorzystaniem funkcji całkujących ode23, ode45. Elementy pakietu Simulink.
Tworzenie schematów operacyjnych układów o podanych funkcjach przejścia. Realizacja
zadanych zadań modelowania.
3. Modelowanie w środowisku Matlab/Simulink. Rozwiązywanie zadań optymalizacji
parametrycznej. Funkcje do rozwiązywania zadań optymalizacji parametrycznej. Przykłady zadań optymalizacji parametrycznej. Zapis funkcji poszukujących rozwiązania zadania
optymalizacji parametrycznej. Analiza wyników i porównanie algorytmów.
4. Biblioteka CSL++ – modele układów zdarzeń dyskretnych w koncepcji wyboru
działania. Elementy biblioteki CSL++. Testy generatorów losowych. Budowa modeli
układów zdarzeń dyskretnych.
5. Środowisko OMNet++ – implementacja algorytmu symulacyjnego podanych układów
zdarzeń dyskretnych. Opis topologii modelu, elementy biblioteki symulacyjnej. Implementacja algorytmu symulacyjnego. Budowa modeli systemów masowej obsługi.
6. Środowisko OMNet++ – modelowanie systemów komputerowych i sieci komputerowych. Opis topologii modelu, implementacja algorytmu symulacyjnego. Budowa modeli
systemów i sieci komputerowych.
Załącznik
Data:
16.04.2008r.
Wydanie: I
Status:
obowiązujący
Symbol:
Z-5.4-1-1
Strona:
3/1
KARTA PRZEDMIOTU
Metody dydaktyczne
Wykład tradycyjny uzupełniany materiałami dostępnymi na stronie przedmiotu. Materiały
dotyczą danych tabelarycznych, bardziej złoŜonych schematów działania lub algorytmów,
skrótowych opisów prezentowanych narzędzi programowych oraz zrealizowanych za
pomocą tych narzędzi opisów przykładowych modeli i badań modelowych.
Na stronie przymiotu dostępne są równieŜ opisy zadań wykonywanych w ramach ćwiczeń
laboratoryjnych.
Forma egzaminu/zaliczenia przedmiotu
Wykład zaliczany jest na podstawie sprawdzianu w trakcie semestru i testu końcowego na
ostatnim wykładzie.
Ćwiczenia laboratoryjne oceniane są na podstawie przygotowania do ćwiczeń, aktywności na ćwiczeniach i sprawozdań. Warunkiem uzyskania zaliczenia z ćwiczeń
laboratoryjnych jest zaliczenie wszystkich ćwiczeń.
Minimalne wymagania do egzaminu /zaliczenia
Zaliczenie ćwiczeń tablicowych i sprawdzianu końcowego oraz zaliczenie laboratorium
z oceną co najmniej dostateczną.
Warunki zdania egzaminu to: pozytywna ocena z egzaminu pisemnego (z dodatkowym
warunkiem pozytywne oceny z 2 zadań; egzamin pisemny to 3 zadania) oraz średnia z
egzaminu pisemnego i testowego co najmniej 3.
Literatura (podstawowa)
1. M. Skowronek: Modelowanie cyfrowe. Wyd. Pol. Śl., Gliwice 2008.
2. M. Skowronek –red.: Zadania z modelowania cyfrowego. Wyd. Pol. Śl., Gliwice 2005.
(uzupełniająca)
3. K. Grochla i inni: Wykłady z Podstaw Informatyki Prof. Stefana Węgrzyna. Wyd. Pol.
Śl., Gliwice 2003.
4. OMNet++ 3.2. User manual. http://www.omnetpp.org/doc/manual/usman.html
5. Tyszer J.: Symulacja cyfrowa. WNT, Warszawa 1990.
6. T. Czachórski: Modele kolejkowe w ocenie efektywności systemów i sieci komputerowych. Pracownia komputerowa Jacka Skalmierskiego, Gliwice 1999.
7. W. Oniszczuk: Metody modelowania. Wyd. Pol. Białostockiej, Białystok 1995.
8. Matlab 7 – Programing. The Math Works Inc., 2007.
9. Simulink 7 – Rusing Simulink. The Math Works Inc., 2007.
10. Fishman G. S.: Discrete-Event Simulation: Modeling, Programming, and Analisis.
Springer-Verlag, New York 2001.
Zatwierdzono:
…………………………….
…………………………………………………
(data i podpis prowadzącego)
(data i podpis Dyrektora Instytutu/Kierownika Katedry)