Simulační nástroje a techniky

• 39 hod. přednášky
• 13 hod. projekty

• 70 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
• 30 bodů projekty

Základy teorie související s modelováním. Pochopení principů implementace simulačních nástrojů. Znalost simulačních metod pro různé třídy simulačních úloh.
Vytváření simulačních nástrojů, modelů a použití simulačních metod v praxi.

Cílem je seznámit studenty s principy metod, nástrojů a technik vhodných pro modelování a simulaci různých typů dynamických systémů.

V tomto předmětu je přehled různých metod použitelných nejen pro modelování a simulaci, ale i v jiných oblastech (počítačové hry, optimalizace, ...).

Základy modelování, simulace, algoritmizace a numerické matematiky.

• Zeigler B., Praehofer H., Kim T.: Theory of Modelling and Simulation, 2nd edition, Academic Press, 2000
• Law, A., Kelton, D.: Simulation Modelling and Analysis, McGraw-Hill, 2000, ISBN 0-07-100803-9
• Soubor materiálů dostupný na WWW stránce předmětu.
• Cellier, F., Kofman, E.: Continuous System Simulation, Springer, 2006, ISBN: 978-0-387-26102-7
• Chopard, B.: Cellular Automata Modelling od Physical Systems, Cambridge University Press, 1998, ISBN:0-521-67345-3
• Fujimoto, R.: Parallel and Distribution Simulation Systems, John Wiley & Sons, 1999, ISBN:0471183830
• Nutaro, J.: Building Software for Simulation: Theory and Algorithms, with Applications in C++. John Wiley & Sons, 2011, ISBN-13: 978-0470414699

1. Úvod. Teorie modelování a simulace.
2. DEVS formalismus.
3. DEVS simulátor.
4. Simulační systémy: klasifikace, principy implementace. Algoritmy řízení simulace.
5. Spojitá simulace: numerické integrační metody, tuhé systémy, algebraické smyčky, prostorové systémy. Simulační systém Dymola, jazyk Modelica.
6. Diskrétní simulace: implementace událostí, procesů a kalendáře událostí. Modelování systémů hromadné obsluhy.
7. Kombinovaná simulace: stavové události, synchronizace spojité a diskrétní části.
8. Modelování systémů popsaných parciálními diferenciálními rovnicemi. Úvod do analýzy citlivosti systému na parametry.
9. Modely číslicových systémů a odpovídající simulační metody. Celulární automaty a jejich použití pro simulaci.
10. Úvod do paralelní a distribuované simulace.
11. Modelování neurčitosti, využití fuzzy logiky v simulaci. Kvalitativní simulace.
12. Multimodely. Použití optimalizačních metod při simulaci. Metody vizualizace výsledků simulace.
13. Řízení simulačních experimentů, vyhodnocování výsledků simulace, úvod k verifikaci a validaci simulačních modelů. Případová studie simulačního systému. Příklady simulačních modelů.

• Samostatné řešení netriviálního simulačního problému, případně rozšíření zadaného simulačního nástroje o nové možnosti modelování.

Účast na přednáškách v tomto předmětu není kontrolována. Znalosti
studentů jsou ověřovány vypracováním projektů a závěrečnou zkouškou. Pro získání bodů ze zkoušky je nutné zkoušku vypracovat tak, aby byla hodnocena nejméně 30 body. V opačném případě bude zkouška hodnocena 0 body.

Alespoň polovina bodů za každý projekt.