ИНСТИТУТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА. Моделирование систем, теория игр (рабочие программы, 2019 год)

 

  Главная      Учебники - Разные 

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 



 

 

 

 

 

ИНСТИТУТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА. Моделирование систем, теория игр (рабочие программы, 2019 год)

 

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
ИНСТИТУТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА (ФИЛИАЛ)
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ВОДНОГО ТРАНСПОРТА»
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора по УиНР ВО
ОИВТ (филиал) ФГБОУ ВО «СГУВТ»
«
»
20
г.
Шифр дисциплины:
09.03.02.01
Б1.О.07
(шифр ОПОП)
(шифр дисциплины из учебного плана)
Рабочая программа дисциплины (модуля)
Наименование дисциплины (модуля):
Моделирование систем
(полное наименование дисциплины (модуля), в строгом соответствии с учебным планом)
Омск
2020
(год набора)
Составлена
доцентом
кафедры
ЕНиОПД
(должность)
(сокращенное наименование кафедры)
к.ф.-м.н.
,
Р.О. Карелиной
(ученая степень)
(ученое звание)
(И.О. Фамилия)
Р.О. Карелина
«
»
20
г.
(подпись)
(И.О. Фамилия)
число
месяц
год
Рассмотрена и одобрена на заседании кафедры естественнонаучных и
общепрофессиональных дисциплин
(наименование кафедры полностью)
о
«
»
20
г.,
Протокол №
т
число
месяц
год
Зав. кафедрой
ЕНиОПД
О.Л. Курнявко
(сокращенное наименование кафедры)
(подпись)
(И.О.Фамилия)
Согласована:
Руководитель ОПОП
к.т.н., доцент
Т.Л. Иванова
(ученая степень, ученое звание)
(подпись)
(И.О. Фамилия)
Заведующий библиотекой ОИВТ
(подпись)
(И.О. Фамилия)
1. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю),
соотнесённых с планируемыми результатами освоения образовательной
программы
1.1. Цели дисциплины
Целью дисциплины является формирование у студента базовых знаний по дисциплинам
направления «Информационные системы и технологии», навыков анализа аналоговых и дискретных
сигналов и систем и разработки их математических моделей, а также выработка устойчивых навыков
работы с языками моделирования систем.
1.2. Перечень формируемых компетенций
В результате освоения дисциплины
(модуля) у обучающегося должны сформироваться
следующие компетенции, выраженные через результат обучения по дисциплине (модулю), как часть
результата освоения образовательной программы (далее - ОП):
Перечень планируемых результатов обучения по
Компетенция
дисциплине
Шифр
Содержание
ОПК-1.1. Знать: основы математики, физики,
вычислительной техники и программирования.
Способен применять
ОПК-1.2. Уметь: решать стандартные профессиональные
естественнонаучные и
задачи с применением естественнонаучных и
общеинженерные знания, методы
общеинженерных знаний, методов математического анализа
ОПК-1
математического анализа и
и моделирования.
моделирования, теоретического и
ОПК-1.3. Иметь навыки: теоретического и
экспериментального исследования в
экспериментального исследования объектов
профессиональной деятельности.
профессиональной деятельности.
ОПК-8.1. Знать: методологию и основные методы
математического моделирования, классификацию и условия
применения моделей, основные методы и средства
проектирования информационных и автоматизированных
Способен применять математические
систем, инструментальные средства моделирования и
модели, методы и средства
проектирования информационных и автоматизированных
ОПК-8
проектирования информационных и
систем.
автоматизированных систем.
ОПК-8.2.Уметь: применять на практике
математические модели, методы и средства проектирования
и автоматизации систем на практике.
ОПК-8.3. Иметь навыки: моделирования и проектирования
информационных и автоматизированных систем.
2. Место дисциплины (модуля) в структуре образовательной программы
Дисциплина (модуль) реализуется в рамках
вариативной
части
(базовой, вариативной или
факультативной)
основной профессиональной образовательной программы.
3 Объем дисциплины
(модуля) в зачетных единицах
(з.е.) с указанием количества академических или
астрономических часов, выделенных на контактную работу обучающихся с преподавателем (по видам учебных
занятий) и на самостоятельную работу обучающихся
Для
очной
формы обучения:
(очной, очно-заочной или заочной)
Курс 2
Форма контроля
з.е.
-
Итого акад. часов
Сем.4
18
18
18
4
5
5
36
58
86
36
5
30
24
4
86
36
0
0
0
Для
заочной
формы обучения:
(очной, очно-заочной или заочной)
Курс 2
Форма контроля
з.е.
-
Итого акад. часов
Сем.4
4 Содержание дисциплины (модуля), структурированное по темам
(разделам) с указанием отведённого на них количества академических
часов и видов учебных занятий
4.1. Разделы и темы дисциплины (модуля) и трудоёмкость по видам
учебных занятий (в академических часах):
Наименование темы (раздела)
Лекции
ПЗ
ЛР
СР
дисциплины (модуля)
О
З
О
З
О
З
О
З
2 курс, 4 семестр
Раздел 1: «Математические модели сигналов и систем»
Математические модели сигналов и
1.1
4
8
2
16
линейных систем
Представления
сигналов
во
1.2
5
14
166
18
временной и спектральной областях
Линейные инвариантные во времени
1.3
4
16
12
18
системы
Синтез дискретных моделей систем
1.4
4
13
14
18
непрерывного времени
Всего за семестр
17
51
34
70
Раздел 2: «Моделирование непрерывно-стохастических систем»
Основные
понятия
теории
2.1
моделирования.
Типовые
6
-
-
10
математические схемы моделей
Аналитические и имитационные
2.2
модели непрерывно-стохастических
12
3
-
20
систем
Разработка имитационных моделей
2.3
8
6
32
20
непрерывно-стохастических систем
Методы планирования и оценивания
2.4
результатов
имитационного
8
8
19
20
эксперимента
ИТОГО:
51
68
85
140
Примечания: О - очная форма обучения, З - заочная форма обучения.
4.2. Содержание разделов и тем дисциплины
Раздел 1: «Математические модели сигналов и систем»
Тема 1.1. Математические модели сигналов и линейных систем [1-12]
Предмет и цели изучения дисциплины, основные задачи и применяемые методы исследования.
Области практического применения знаний и навыков, полученных в результате ее изучения.
Сигналы непрерывного и дискретного времени. Детерминированные и случайные сигналы.
Скалярное произведение, энергия и мощность сигналов. Ортогональные системы сигналов.
Базис в функциональном пространстве. Задачи аппроксимации и интерполяции сигналов.
Аппроксимация сигналов по критерию минимума средней квадратической ошибки.
Понятие системы. Системные операторы формы их представления. Классификация операторов
и систем. Линейные системы и принцип суперпозиции. Системы инвариантные к сдвигу. Задачи
анализа, идентификации и синтеза систем.
Тема 1.2. Представления сигналов во временной и спектральной областях [1-12]
Обобщенный ряд Фурье. Спектр сигнала в заданном базисе. Системы ортогональных функций.
Ряд Фурье по системам гармонических функций и комплексных экспонент. Собственные функции.
Спектральный анализ сигналов непрерывного времени. Разрывные и обобщенные функции. Дельта
функция и ее основные свойства.
Преобразование Фурье сигналов непрерывного времени. Спектральная плотность. Свойства
преобразования Фурье. Формула Парсеваля. Применение преобразования Фурье к решению
дифференциальных уравнений.
Разностные уравнения. Z-преобразование и его основные свойства. Спектральный анализ
сигналов дискретного времени. Преобразование Фурье дискретного времени.
Случайные сигналы. Математические модели случайных процессов. Корреляционная функция
и спектральная плотность мощности. Стационарные процессы. Моделирование шумов и помех.
Тема 1.3. Линейные инвариантные во времени системы [1-12]
Системы непрерывного времени и методы их описания. Операция свертки. Причинно-
обусловленные системы. Коэффициент передачи и импульсная характеристика. Преобразование
Лапласа. Системная функция. Критерии устойчивости систем непрерывного времени. Анализ
преобразования сигналов в линейных системах непрерывного времени.
Системы дискретного времени. Структурные схемы и их элементы. Нерекурсивные и
рекурсивные системы. Дискретная свертка. Системная функция и импульсная характеристика.
Критерии устойчивости дискретных систем. Анализ преобразования сигналов в линейных системах
дискретного времени.
Тема 1.4. Синтез дискретных моделей систем непрерывного времени [1-12]
Математическая модель дискретизации сигналов непрерывного времени. Преобразование
спектров при дискретизации сигналов. Теорема отсчетов. Явление наложения спектров. Сигналы с
ограниченным спектром. Операторы ограничения длительности и спектра сигналов.
Математическая
модель
квантования
сигналов.
Погрешность
квантования.
Восстанавливающие операторы. Погрешности при восстановлении сигналов. Модели аналого-
цифрового и цифро-аналогового преобразования сигналов.
Фильтрующие свойства физических систем. Связь систем непрерывного и дискретного
времени. Дискретизация дифференциальных уравнений и уравнения свертки. Синтез дискретных
моделей систем непрерывного времени. Методы инвариантности импульсной характеристики и
билинейного преобразования. Синтез систем в частотной области. Цифровые фильтры.
Раздел 2: «Моделирование непрерывно-стохастических систем»
Тема 2.1. Основные понятия теории моделирования. Типовые математические схемы
моделей [1-12]
Системный подход в моделировании систем. Цели, критерии, оценивание эффективности и
качества моделирования систем. Отношение модель-объект моделирования. Основные требования к
модели. Полнота, адекватность, гибкость и блочность модели. Основы классификации видов
моделирования и типов моделей. Аналитические и имитационные математические модели.
Концептуальная модель. Формализация и алгоритмизация моделей и информационных процессов.
Типовые математические схемы моделей.
Тема 2.2. Аналитические и имитационные модели непрерывно-стохастических систем [1-
12]
Математические методы моделирования информационных процессов и систем. Пуассоновские
потоки. Марковские процессы. Описание систем в пространстве состояний. Основы теории
массового обслуживания. Уравнения Колмогорова. Аналитические модели систем с отказами,
неограниченным и ограниченным ожиданием.
Основные требования к имитационной модели и этапы ее построения. Метод статистических
испытаний.
Имитационное моделирование информационных процессов и непрерывно-
стохастических систем.
Тема 2.3. Разработка имитационных моделей непрерывно-стохастических систем [1-
12]
Процессно- и событийно-ориентированные языки имитационного моделирования систем.
События и действия. Инструментальные средства имитационного моделирования систем. Разработка
имитационных моделей непрерывно-стохастических систем и организация сбора информации в
среде GPSS World. Имитационные модели систем с отказами, неограниченным и ограниченным
временем ожидания. Модели транспортных процессов.
Тема 2.4. Методы планирования и оценивания результатов имитационного эксперимента
[1-12]
Методы планирования экспериментов на основе факторного анализа. Стратегическое и
тактическое планирование имитационных экспериментов с моделями. Рекуррентные методы
оценивания параметров случайных процессов. Фильтр Калмана. Вероятностное и статистическое
оценивание точности и достоверности результатов моделирования. Критерии согласия.
4.3. Содержание лабораторных работ
№ раздела
Наименование лабораторных работ или деловых игр
(темы) дисциплины
Раздел 1: «Математические модели сигналов и систем»
Тема 1.1. Математические модели
Основные модели сигналов непрерывного времени и
сигналов и линейных систем
дискретного времени. (2 часа) [1-12]
Аппроксимация сигналов тригонометрическим рядом
Тема 1.2. Представления сигналов
Фурье. (2 часа) [1-12]
во временной и спектральной
областях
Анализ систем при воздействии периодических входных
сигналов. (4 часа) [1-12]
Анализ систем непрерывного времени спектральным
методом и вычислением интеграла свертки. (4 часа) [1-12]
Тема 1.3. Линейные инвариантные
Анализ рекурсивной дискретной линейной системы в
во времени системы
частотной области. (4 часа) [1-12]
Анализ рекурсивной дискретной линейной системы во
временной области. (4 часа) [1-12]
Модели дискретизации, восстановления и квантования
сигналов. (2 часа) [1-12]
Синтез дискретной модели аналоговой системы в
Тема
1.4.
Синтез дискретных
частотной области. (4 часа) [1-12]
моделей систем непрерывного
Синтез дискретной модели аналоговой системы методом
времени
билинейного преобразования. (4 часа) [1-12]
Синтез нерекурсивного фильтра нижних частот методом
инвариантности импульсной характеристики. (4 часа) [1-
12]
Раздел 2: « Моделирование непрерывно-стохастических систем»
Тема
2.3.
Разработка
Основы разработки имитационной модели системы в
имитационных
моделей
среде GPSS World. (8 часов) [1-12]
непрерывно-стохастических
Одноканальная система массового обслуживания с
систем
неограниченным временем ожидания. (6 часов) [1-12]
Моделирование многоканальных систем с однородными
каналами. (6 часов) [1-12]
№ раздела
Наименование лабораторных работ или деловых игр
(темы) дисциплины
Моделирование системы массового обслуживания с
отказами. (6 часов) [1-12]
Моделирование систем массового обслуживания с
ограниченной длиной очереди. (6 часов) [1-12]
Формирование ветвления потоков и обратной связи в
моделях систем. (4 часа) [1-12]
Моделирование процессов в транспортных и
Тема 2.4. Методы планирования и
логистических системах. (6 часов) [1-12]
оценивания
результатов
Моделирование разветвленных процессов в системах. (6
имитационного эксперимента
часов) [1-12]
Сравнительный анализ аналитических и имитационных
методов исследования систем. (3 часа) [1-12]
4.4. Содержание практических занятий
Дисциплина не предусматривает практических работ.
4.5. Курсовая работа
Дисциплина не предусматривает курсовую работу.
4.6. Самостоятельная работа. Контроль самостоятельной работы
В самостоятельную работу студента входит подготовка к практическим и лабораторным
занятиям путем изучения соответствующего теоретического материала и оформления отчетов по
результатам лабораторных работ. Подробные рекомендации по организации самостоятельной работы
студента приведены в источниках, указанных в п. 7-8 данной рабочей программы.
Контроль самостоятельной работы студента осуществляется в ходе выполнения практических
работ и защиты лабораторных работ, защиты курсовой работы, при проведении индивидуальных и
групповых консультаций.
Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
обучающихся по дисциплине (модулю)
Описание показателей и критериев оценивания компетенций, описание шкал
оценивания
Показатели
Описание показателя
оценивания
Обучаемый демонстрирует способность к полной самостоятельности
(допускаются консультации с преподавателем по сопутствующим вопросам) в
выборе способа решения неизвестных или нестандартных заданий с
использованием знаний, умений и навыков, полученных в ходе проведения
Оценка «отлично»
освоения дисциплины, следует считать компетенцию сформированной на
(зачтено)
высоком уровне. Присутствие сформированной компетенции на высоком уровне
означает способность студента к ее дальнейшему саморазвитию и высокой
адаптивности практического применения к изменяющимся условиям
профессиональной задачи.
Показатели
Описание показателя
оценивания
Обучаемый демонстрирует самостоятельное применение знаний, умений и
навыков при решении заданий, аналогичных тем, которые предоставлял
преподаватель при потенциальном формировании компетенции, подтверждает
Оценка «хорошо»
наличие сформированной компетенции, причем на более высоком уровне.
(зачтено)
Наличие сформированной компетенции на повышенном уровне
самостоятельности со стороны обучаемого при ее практической демонстрации в
ходе решения аналогичных заданий следует оценивать как положительное и
устойчиво закрепленное в практическом навыке.
Обучаемый демонстрирует самостоятельность в применении знаний, умений и
навыков к решению учебных заданий в полном соответствии с образцом,
Оценка
данным преподавателем, по заданиям, решение которых было показано
«удовлетворительно»
преподавателем, следует считать, что компетенция сформирована, но ее уровень
(зачтено)
недостаточно высок. Поскольку выявлено наличие сформированной
компетенции, ее следует оценивать положительно, но на низком уровне.
Обучаемый не способен самостоятельно продемонстрировать наличие знаний
при решении заданий, которые были представлены преподавателем вместе с
Оценка
образцом их решения, отсутствие самостоятельности в применении умения к
«неудовлетворительно»
использованию методов проведения пред- дипломной практики и неспособность
(не зачтено)
самостоятельно проявить навык повторения решения поставленной задачи по
стандартному образцу свидетельствуют об отсутствии сформированной
компетенции.
5.2. Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для
оценки знаний, умений, навыков и
(или) опыта деятельности,
характеризующих этапы формирования компетенций в процессе
освоения образовательной программы
5.3.1. ЭТАП I - Формирование знаний
Примеры тем для итогового теста-экзамена:
1. Сигналы непрерывного и дискретного времени.
2. Детерминированные и случайные сигналы.
3. Скалярное произведение, энергия и мощность сигналов.
4. Ортогональные сигналы.
5. Аппроксимация сигналов по критерию минимума средней квадратической ошибки.
6. Системные операторы формы их представления. Классификация операторов и систем.
7. Линейные инвариантные к сдвигу системы и принцип суперпозиции.
8. Задачи анализа, идентификации и синтеза систем.
9. Собственные функции линейных систем.
10. Обобщенный ряд Фурье. Спектр сигнала в заданном базисе.
11. Системы ортогональных функций.
12. Ряд Фурье по системам гармонических функций и комплексных экспонент. Собственные
функции.
13. Спектральный анализ сигналов непрерывного времени.
14. Разрывные и обобщенные функции. Дельта функция и ее основные свойства.
15. Преобразование Фурье сигналов непрерывного времени. Спектральная плотность. Свойства
преобразования Фурье.
16. Разностные уравнения. Z-преобразование и его основные свойства. Спектральный анализ
сигналов дискретного времени. Преобразование Фурье дискретного времени.
17. Системы непрерывного времени и методы их описания. Операция свертки.
18. Коэффициент передачи и импульсная характеристика.
19. Преобразование Лапласа. Системная функция.
20. Критерии устойчивости систем непрерывного времени.
21. Анализ преобразования сигналов в линейных системах непрерывного времени.
22. Системы дискретного времени. Структурные схемы и их элементы.
23. Нерекурсивные и рекурсивные системы. Дискретная свертка.
24. Системная функция и импульсная характеристика.
25. Критерии устойчивости дискретных систем.
26. Анализ преобразования сигналов в линейных системах дискретного времени.
27. Математическая модель дискретизации сигналов непрерывного времени.
28. Преобразование спектров при дискретизации сигналов. Теорема отсчетов.
29. Явление наложения спектров. Сигналы с ограниченным спектром.
30. Математическая модель квантования сигналов. Погрешность квантования.
31. Восстанавливающие операторы. Погрешности при восстановлении сигналов.
32. Связь систем непрерывного и дискретного времени. Дискретизация дифференциальных
уравнений и уравнения свертки.
33. Синтез дискретных моделей систем непрерывного времени. Методы инвариантности
импульсной характеристики и билинейного преобразования. Синтез систем в частотной области.
34. Задача моделирования. Отношение реальный обьект-модель.
35. Цели, критерии, оценивание эффективности и качества моделирования.
36. Классификация видов моделирования и типов моделей.
37. Аналитические и имитационные математические модели. Типовые математические схемы.
38. Непрерывно-стохастические системы. Области применения. Методы описания. Пример
модели.
39. Основные требования к модели. Полнота, адекватность, гибкость и блочность модели.
40. Основные этапы разработки модели. Формализация концептуальной модели и переход к
блочной структуре.
41. Метод статистического моделирования. Понятие статистического эксперимента.
42. Моделирование случайных факторов и воздействий на систему. Обработка и анализ
результатов моделирования.
43. Понятие потока. Основные характеристики потоков.
44. Потоки Пуассона. Характеристики интенсивности событий и интервалов между ними.
45. Элементарный канал обслуживания. Структура. Потоки заявок и обслуживаний.
46. Описание функционирования систем в пространстве состояний.
47. Уравнения Колмогорова. Способ составления. Нахождение стационарного решения.
48. Вероятностное и статистическое оценивание параметров моделей.
49. Аналитические модели одноканальной и многоканальной СМО с отказами.
50. Аналитические модели одноканальной и многоканальной СМО с неограниченной длиной
очереди.
51. Аналитические модели одноканальной и многоканальной СМО с ограниченной длиной
очереди.
52. Метод Монте Карло. Алгоритм реализации метода.
53. Точностные характеристики метода Монте Карло и способы их оценивания.
54. Способы моделирования случайных воздействий на систему.
55. Схема расчета показателей качества системы методом Монте Карло.
56. Схема расчета показателей надежности системы методом Монте Карло.
57. Имитационные модели одноканальной и многоканальной СМО с отказами.
58. Имитационные модели одноканальной и многоканальной СМО с неограниченной длиной
очереди.
59. Имитационные модели одноканальной и многоканальной СМО с ограниченной длиной
очереди.
5.3.2. ЭТАП II - Формирование способностей
Типовые вопросы к защите лабораторных работ:
Две функции являются ортогональными на интервале [a,b], если ……. .
1. Спектр периодического сигнала является
£ периодическим;
£ линейчатым;
£ сплошным.
2. Система описана дифференциальным уравнением вида
a3d3 y(t)+a1dy(t)+a0y ( t )= b0x ( t )+ b1dx(t)
dt3
dt
dt
,
где a3=0,a1=1,a0=1,b0=1,b1=1
- вещественные коэффициенты, y(t),x(t)- выходной и
входной сигналы, соответственно. Найдите коэффициент передачи системы.
3. Импульсная характеристика системы это реакция на ………………….. .
4. Коэффициент передачи системы это отношение…………………
… .
5. Передаточная функция и импульсная характеристика системы непрерывного времени
связаны
£ преобразованием Фурье;
£ преобразованием Лапласа;
£ Z -преобразованием.
6. Модуль спектральной плотности вещественного сигнала является
£ четной функцией;
£ нечетной функцией;
£ четной, либо нечетной в зависимости от формы сигнала.
7. Аргумент спектральной плотности вещественного сигнала является
£ четной функцией;
£ нечетной функцией;
£ четной, либо нечетной в зависимости от формы сигнала.
8. Передаточная функция системы непрерывного времени имеет вид
s+a
W( p)=
s2+b1s+b 0
,
где a=2, b1= -2, b0=0. Найдите нули и полюсы передаточной функции, оцените устойчивость
системы.
9. Линейная система непрерывного времени устойчива, если ее полюсы
….
……………………………………………………………………………………. .
10. Передаточная функция и импульсная характеристика системы дискретного времени связаны:
£ преобразованием Фурье;
£ преобразованием Лапласа;
£ Z -преобразованием.
11. Линейная система дискретного времени устойчива, если ее полюсы … .
13.
Оцените устойчивость системы дискретного времени с системной функцией
1
W(z)=1+2z
1+2z2
14.
Запишите разностное уравнение системы с системной функцией
1
1+a1z
W(z)=
1+b1z1+b2z2
15.
Система дискретного времени задана разностным уравнением
y(n)=a1y(n1)+a2y(n2)+x(n)
, где a 1 = 1 , a 2= 0 . 5
Классифицируйте вид системы. Найдите системную функцию системы. Оцените устойчивость.
16.
Система дискретного времени задана разностным уравнением
y(n)=a1x(n1)+a2x(n2)+x(n)
, где a 1= 1 , a 2= 0 . 5
Классифицируйте вид системы. Найдите системную функцию системы. Оцените устойчивость.
17.
Дискретная система с разностным уравнением
y(n)=a1x(n1)+a2x(n2)+x(n)
является
£ рекурсивной 2-го порядка;
£ нерекурсивной 2-го порядка;
£ нерекурсивной 1-го порядка;
18.
Система дискретного времени задана системной функцией
W(z)=1+2z1+2z2
. Классифицируйте вид системы. Найдите разностное уравнение
системы. Оцените устойчивость. Найдите импульсную характеристику.
19.
Определите, устойчива ли система с системной функцией
4
W(z)=1+2z1+z
1+0.5z2
20.
Теорема отсчетов утверждает, что сигнал x(t) с ограниченным спектром X(ω) =0 при
ω>ω0 может быть точно восстановлен по совокупности его отсчетов, взятых с интервалом
………………………………………………….. .
21.
Поясните, в чем заключается явление Гиббса?
22.
Спектральная плотность дискретного сигнала является
£ периодической функцией;
£ дискретной функцией;
£ непериодической функцией.
23.
Метод инвариантности импульсной характеристики заключается в ….. .
24.
Метод билинейного преобразования заключается в …………………… .
Типовые вопросы к защите лабораторных работ в 7-ом семестре:
1. Абсолютная пропускная способность системы это ……………………. .
2. Относительная пропускная способность системы это ………………… .
3. Плотность распределения интервалов между событиями в пуассоновском потоке является
…………………………………………………………..….. .
4. Имеется одноканальная СМО с накопителем на три места. Сколько переменных состояния
достаточно для описания системы?
5. Какие характеристики СМО определяются уравнениями Колмогорова?
6. Какие переходы возможны в СМО с пуассоновскими потоками?
7. Сколько переменных состояния достаточно для описания трехканальной СМО с отказами?
8. В СМО возможны
4 состояния
(количество заявок системе) с рядом распределения
1
2
3
β=[0
0.2
0.1
0.4
0.3]
. Найдите величину среднего количества заявок в системе.
9. Сколько переменных состояния достаточно для описания трехканальной СМО с отказами?
10. Сколько переменных состояния достаточно для описания двухканальной СМО с накопителем
на два места?
11. Какие из приведенных утверждений о состояниях СМО являются верными?
£ состояния системы являются полной группой несовместных событий;
£ сумма всех состояний системы равна единице;
£ состояния системы являются независимыми.
12. Приведенная интенсивность это …….
13. Относительная пропускная способность системы это ………………… .
14. Абсолютная пропускная способность системы это …………………… .
15. Чему равна сумма вероятностей всех возможных состояний системы и почему?
16. Поток событий это…
17. Поток
событий
является
марковским
процессом
1-го
порядка,
если………………………………………………………….………………………. .
18. Поток событий является ординарным, если …………………….……… .
19. Поток событий является однородным, если ……………………………. .
20. 14 . Интенсивность потока это…………………………………….……
21. 15. Интервалы времени между событиями в пуассоновском потоке имеют…. …………
распределение.
22. В чем состоит различие между событиями и действиями?
23. Запишите уравнения Колмогорова для одноканальной системы с отказами.
24. Запишите уравнения Колмогорова для двухканальной системы с отказами.
25. Коэффициент использования устройства это ……………………….….. .
26. Абсолютное модельное время это…………………………………….…. .
27. Стандартные числовые атрибуты это ………………………………..….. .
28. Стандартный числовой атрибут MP1 определяет …………………..… .
29. Поясните смысл выражения N$Out.
30. Поясните смысл выражения Q$Server.
31. Поясните смысл выражения QT1 .
32. Поясните смысл выражения
(N$out+N$input).
33. Поясните смысл выражения
(X$out+X$input).
34. Переменная Check определена в виде Check BVARIABLE
(0.5 <= Out) OR (Out>2). Чему
равно значение переменной Check, если значение константы Out =1.
35. Переменная Check определена в виде Check BVARIABLE
(0.5 < Out) AND (Out <=1). Чему
равно значение переменной Check, если значение константы Out =1.
36. Поясните смысл выражения P2.
37. Стандартный числовой атрибут M1 определяет ……………………….. .
38. Найдите ошибку в строке программы. Queue Q
39. Найдите ошибку в строке программы. Seize N.
40. Значение счетчика завершений определяет ……………………………
41. Поясните смысл операции производимой в строке программы. Terminate
2
……………………………………………………………………………….… .
42. Поясните смысл операции производимой командой Start 100.
43. Поясните смысл операции производимой командой Clear.
5.3.3. ЭТАП III - Интеграция способностей
Выполнение курсовой работы согласно п. 4.5.
5.4. Методические материалы, определяющие процедуры оценивания
знаний, умений, навыков и
(или) опыта деятельности,
характеризующих этапы формирования компетенций
5.4.1. Методика балльно-рейтинговой системы оценивания итоговой оценки по дисциплине.
Итоговая оценка является арифметической суммой всех баллов полученных студентом в
процессе изучения дисциплины. В учет итоговой оценки по данной методике принимается шкала
оценивания каждого вида занятий по данной дисциплине: лекции, практики, лабораторные работы,
семинары и т.д. Преподавателем на первом занятии озвучивается максимальное количество баллов
которое можно получить за данный вид занятий. Вес каждого вида занятий в баллах зависит от
объема этих занятий и утверждается на первом заседании кафедры в текущем учебном году.
Изменения в балльно-рейтинговой оценке вносятся в программу, которая после утверждения
выкладывается на сайт университета в соответствующий раздел по направлению.
Бальная шкала по видам занятий для дисциплины приведена ниже.
Вид занятий
Итоговый максимальный балл М
лекции
15
практики
-
лабораторные работы
35
итоговый тест
50
Итого
100
Методика получения итоговой оценки по 4-х балльной шкале приведена ниже.
Суммарный балл по
Итоговый балл
всем видам работ
5 (отлично)
≥85
4 (хорошо)
75÷84
3 (удовлетворительно)
51÷74
2 (неудовлетворительно)
≤50
5.4.2. Методика оценивания зачета с оценкой по дисциплине
Зачет с оценкой по дисциплине содержит теоретическую часть, направленную на оценку
знаний и практическую часть, направленную на оценку умений и навыков, характеризующих 1-3
этапы формирования компетенции ПК-5 « Способность проводить моделирование процессов и
систем», ПК-24
« Способность обосновывать правильность выбранной модели, сопоставляя
результаты экспериментальных данных и полученных решений», ПК-25 «Способность использовать
математические методы обработки, анализа и синтеза результатов профессиональных
исследований».
Итоговая оценка зачета с оценкой со значениями «неудовлетворительно-удовлетворительно-
хорошо-отлично» по шкале рангов выставляется на основе итогового теста по всем разделам
дисциплины в 6-ом семестре с учетом баллов по всем видам занятий.
Допуск к участию в итоговых испытаниях осуществляется в случае успешного выполнения и
защиты лабораторных работ в
6-ом семестре, а также освоения теоретического материала,
изученного как на лекциях, так и самостоятельно.
Теоретическая часть итогового испытания представляет собой тест из N заданий, каждое из
которых, в случае правильного выполнения, оценивается в М/N балла. Процедура тестирования
может быть организована как письменной, так и в электронной форме, с помощью программных
средств ЭВМ. Продолжительность проведения теста зависит от числа вопросов (заданий) в нём,
исходя из следующего соотношения - на ответ на один вопрос теста - одна-две минуты.
В рамках процедуры тестирования обучающийся получает вопросы в виде открытой или
закрытой формы, а также иерархии или соответствия. Для каждого вопроса определяет один или
несколько правильных с его точки зрения вариантов ответа и отмечает их некоторым образом (ставит
знак рядом с вариантом ответа, обводит вариант ответа и т.п.).
Если обучающийся отметил правильный (правильные) варианты ответа, то ответ на данный
вопрос (задание) считается правильным. Если обучающийся отметил неправильный вариант ответа
на вопрос теста, то ответ на данный вопрос считается неправильным. Если обучающийся отметил
несколько вариантов ответа и хотя бы один из вариантов оказался не верным, то весь ответ на данный
вопрос считается неправильным. При необходимости неверный ответ обучающийся может рядом с
верным с его точки зрения ответом дополнительно написать слово типа «верно» и поставить свою
рукописную подпись, а неверный вычеркнуть.
5.4.3. Методика оценивания экзамена по дисциплине
Экзамен по дисциплине содержит теоретическую часть, направленную на оценку знаний и
практическую часть, направленную на оценку умений и навыков, характеризующих
1-3 этапы
формирования компетенции ПК-5 « Способность проводить моделирование процессов и систем»,
ПК-24 « Способность обосновывать правильность выбранной модели, сопоставляя результаты
экспериментальных данных и полученных решений», ПК-25
«Способность использовать
математические методы обработки, анализа и синтеза результатов профессиональных
исследований».
Итоговая оценка экзамена со значениями «неудовлетворительно-удовлетворительно-хорошо-
отлично» по шкале рангов выставляется на основе итогового теста по всем разделам дисциплины в
7-ом семестре с учетом баллов по всем видам занятий.
Допуск к участию в итоговых испытаниях осуществляется в случае успешного выполнения и
защиты лабораторных работ в
7-ом семестре, а также освоения теоретического материала,
изученного как на лекциях, так и самостоятельно.
Методика оценки теоретической части итогового испытания соответствует методике описанной
в пункте 5.4.2.
5.4.4. Методика оценки лабораторной работы.
Все разделы лабораторной работы выполнены в полном объеме и в соответствии с заданием и
полностью в полном объеме получены ответы на контрольные вопросы по данной тематике.
Требования к оформлению отчетов и организации защиты лабораторных и практических работ
приведены в соответствующих методических указаниях. При защите лабораторных работ студенту
задается два-три вопроса по теме лабораторной работы. В случае ответа на все поставленные
вопросы, лабораторная работа считается защищенной.
5.4.5. Методика оценки практических работ
При проведении практикума оценивается достижение обучающимся целей, поставленных в
работе в соответствии с заданием. Оценка «зачтено» ставится обучающемуся, если он достиг всех
целей, поставленных в работе, выполнил все задания по теме занятия, оформил их соответствующим
образом, смог правильно ответить при необходимости на вопросы преподавателя по существу
выполненной работы.
Оценка «не зачтено» выставляется обучающемуся, если он не выполнил или не предоставил
все задания по теме занятия, не смог правильно ответить на вопросы преподавателя по существу
выполненной работы.
5.4.6. Методика оценки курсовой работы
Итоговая оценка по курсовой работе выставляется по шкале с рангами со значениями
«неудовлетворительно-удовлетворительно-хорошо-отлично». Методика оценки в 4-х бальной
шкале см.п.5.4.1. Оценивается умение анализировать техническое задание и обосновывать выбранное
решение, знание теоретических основ и современных тенденций в данной области, умение работы с
литературными источниками, полноты раскрытия задания, способность защищать результаты
курсового проектирования, а также качество оформления пояснительной записки. Требования
приведены в [10].
6 Перечень основной и дополнительной учебной литературы,
необходимой для освоения дисциплины (модуля)
а) основная учебная литература
1.
Советов, Б.Я. Моделирование систем [Электронный ресурс] : Учебник / Б.Я. Советов, С.А.
Яковлев. - 7-е изд. - М : Издательство Юрайт, 2017. - 343. - (Бакалавр. Академический курс). -
7-е издание.
- Internet access.
- ISBN 978-5-9916-3916-3 : 659.00,
20.
- Режим доступа:
http://www.biblio-online.ru/book/F4218D80-CDF9-468E-B54B-3964246A473E. - Загл. с экрана.
2. Березенцев, Ю.С. Основы цифровой радиосвязи и ее применение на водном транспорте
[Текст] : учебное пособие / Ю.С. Березенцев. - Новосибирск: НГАВТ, 2004. - 98 с.
3. Хрущева, И.В. Основы математической статистики и теории случайных процессов [Текст]:
учебное пособие / И.В. Хрущева, В.И. Щербаков, Д.С. Леванова. - СПб.: Издательство
«Лань», 2009. - 336 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/426. - Загл. с экрана.
4. Лебедько, Е.Г. Теоретические основы передачи информации [Текст]: учебное пособие. / Е.Г.
Лебедько.
- СПб.: Издательство
«Лань»,
2011.
-
352
с.
— Режим
доступа: https://e.lanbook.com/book/1543. - Загл. с экрана.
б) дополнительная учебная литература
5. Антонов, А.В. Системный анализ [Текст]: учебник /А.В. Антонов. - М.: Высшая школа, 2006.
- 454 с.
6. Карпов, Ю. Имитационное моделирование систем. Введение в моделирование с AnyLogic 5.
[Текст] / Ю. Карпов. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 400 с.
7. Информационная система поддержки принятия решений для диспетчера технического
участка внутренних водных путей [Электронный ресурс]/ С.В.Моторин [и др.] // Сиб. науч.
вестн.
- Новосибирск,
2010.- Вып.
13.
- С.
234-240.
- Сетевой ресурс. Открывается с
использованием Adobe reader версии 9.0 и новее. - ISBN 978-5-8119-0393-1
8. Пространственно-спектральный подход в информационном обосновании требований к
изыскательским работам на ВВП [Электронный ресурс]/ С.В.Моторин [и др.] // Реч. трансп.
(21 век). - 2010. - №4. - С. 75-81- Сетевой ресурс. Открывается с использованием Adobe reader
версии 9.0 и новее.
7 Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
(модуля)
9. Голышев Н.В. Математические модели данных, сигналов и систем [Текст] : методические
указания к лабораторным работам / Н.В.Голышев, Д.Н.Голышев. - Новосибирск : НГАВТ. -
2008. - 18 с.
10. Голышев, Н.В. Математические модели данных, сигналов и систем [Текст] : методические
указания к курсовой работе / Н.В. Голышев, Д.Н. Голышев. - Новосибирск: НГАВТ. - 2007. -
9 с.
8 Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной
работы обучающихся по дисциплине (модулю)
11. Советов, Б.Я. Моделирование систем. практикум [Электронный ресурс]: Учебное пособие /
Б.Я. Советов, С.А. Яковлев, - М. : Издательство Юрайт, 2017. - 295 с. - Режим доступа: http://
www.biblio-online.ru/book/D0DBF29D-7ADB-412F-A3BC-4CE77363BA51. - Загл. с экрана.
12. Охорзин, В.А. Прикладная математика в системе MATHCAD [Текст]: учебное пособие / В.А.
Охорзин.
- СПб.: Издательство
«Лань»,
2009.
-
352 с.
- Режим доступа:
https://e.lanbook.com/book/294 . - Загл. с экрана.
9 Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети
"Интернет" (далее - сеть "Интернет"), необходимых для освоения
дисциплины (модуля)
13. Издание о высоких технологиях CNews.
[Электронный ресурс].
- Режим доступа:
http://www.cnews.ru. - Загл. с экрана, свободный.
14. Негосударственное
образовательное
частное
учреждение
дополнительного
профессионального образования
«Национальный Открытый Университет
«ИНТУИТ»
[Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.intuit.ru/. - Загл. с экрана, свободный.
10 Перечень информационных технологий, используемых при
осуществлении образовательного процесса по дисциплине
(модулю), включая перечень программного обеспечения и
информационных справочных систем (при необходимости)
15. Операционная система Microsoft Windows. © Microsoft Corporation. All Rights Reserved. (http://
16. Среда моделирования MATLAB © MathWorks. All Rights Reserved.
17. Система моделирования общего назначения GPSS World Student Version, Copyright © Minute-
man Software. All Rights Reserved.
18. Пакет прикладных офисных программ, включающий в себя текстовый процессор, средства
просмотра pdf-файлов и средства работы с графикой, средства работы в сети «Интернет».
19. Математический пакет MathCad Professional. Copyright @ Parametric Technology Corporation.
All Rights Reserved.
20. Информационная справочная система «Консультант Плюс» [Электронный ресурс]. - Режим
доступа: https://www .consultant.ru. - Загл. с экрана, свободный.
21. Профессиональная база данных «Единый реестр российских программ для электронных
вычислительных машин и баз данных»
[Электронный ресурс].
- Режим доступа:
https://reestr.minsvyaz.ru. - Загл. с экрана, свободный.
22. Электронно-библиотечная система
«Лань»
[Электронный ресурс].
- Режим доступа:
https://e.lanbook.com/.
- Загл. с экрана.
23. Электронно-библиотечная система
«Юрайт»
[Электронный ресурс].
- Режим доступа:
https://biblio-online.ru/. - Загл. с экрана.
11 Описание материально-технической базы, необходимой для
осуществления образовательного процесса по дисциплине
(модулю).
Наименование специализированных
Перечень основного оборудования
аудиторий, кабинетов, лабораторий
Учебная аудитория для проведения занятий
лекционного
типа,
групповых
и
Набор демонстрационного оборудования и учебно-наглядных
индивидуальных консультаций, текущего
пособий, в том числе: доска учебная, мультимедийный проектор,
контроля и промежуточной аттестации (л: 122,
экран проекционный
309)
Учебная аудитория для проведения занятий
семинарского типа
(практических работ),
Набор демонстрационного оборудования и учебно-наглядных
групповых и индивидуальных консультаций,
пособий, в том числе: доска учебная, мультимедийный проектор,
текущего
контроля
и промежуточной
экран проекционный
аттестации (л: 202, 211)
Учебная
аудитория
для
проведения
Доска учебная, мультимедийный проектор, экран проекционный,
лабораторных
занятий,
групповых
и
компьютеры, сетевое оборудование,
специализированное
индивидуальных консультаций, текущего
программное обеспечение
(лицензионное и свободного
контроля и промежуточной аттестации:
пользования)
лаборатории (л: 211, 204, 201, 202)
Учебная
аудитория
для
курсового
Компьютерное оборудование с необходимым программным и
проектирования (выполнения курсовых работ)
методическим обеспечением
Наименование специализированных
Перечень основного оборудования
аудиторий, кабинетов, лабораторий
(л: 003)
Компьютерная техника с возможностью подключения к сети
Помещение для самостоятельной работы
«Интернет» и обеспечением доступа в
электронную
обучающихся (л: 003)
информационно-образовательную среду организации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
ИНСТИТУТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА (ФИЛИАЛ)
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ВОДНОГО ТРАНСПОРТА»
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора по УиНР ВО
ОИВТ (филиал) ФГБОУ ВО «СГУВТ»
«
»
20
г.
Шифр дисциплины:
09.03.02.01
Б1.В.ДВ.01.01
(шифр ОПОП)
(шифр дисциплины из учебного плана)
Рабочая программа дисциплины (модуля)
Наименование дисциплины (модуля):
Основы имитационного моделирования
(полное наименование дисциплины (модуля), в строгом соответствии с учебным планом)
Омск
2020
(год набора)
1 Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине
(модулю), соотнесённых с планируемыми результатами освоения
образовательной программы
1.1. Цели дисциплины
Целью дисциплины является обеспечение базового уровня знаний и умений, необходимых для
обеспечения способности проводить имитационное моделирование процессов и систем
1.2. Перечень формируемых компетенций
В результате освоения дисциплины (модуля) у обучающегося должны сформироваться следующие
компетенции, выраженные через результат обучения по дисциплине (модуля), как часть результата
освоения образовательной программы (далее - ОП):
Перечень планируемых результатов обучения по
Компетенция
дисциплине
Шифр
Содержание
УК-2.1. Знать: виды ресурсов и ограничений для
решения профессиональных задач; основные методы
оценки разных способов решения задач; действующее
законодательство и правовые нормы, регулирующие
профессиональную деятельность.
Способен определять круг задач в
УК-2.2. Уметь: проводить анализ поставленной цели и
рамках поставленной цели и
формулировать задачи, которые необходимо решить
выбирать оптимальные способы их
УК-2
для ее достижения; анализировать альтернативные
решения, исходя из действующих
варианты для достижения намеченных результатов;
правовых
норм,
имеющихся
использовать нормативно-правовую документацию в
ресурсов и ограничений.
сфере профессиональной деятельности.
УК-2.3. Владеть: методиками разработки цели и задач
проекта; методами оценки потребности в ресурсах,
продолжительности и стоимости проекта; навыками
работы с нормативно-правовой документацией.
ПК-5.1. Знать современные стандарты
информационного взаимодействия систем,
возможности, архитектуру, устройство и
функционирование современных ИС.
ПК-5.2. Знать современные методики тестирования
разрабатываемых ИС, инструменты и методы
Способность выполнять работы по
модульного тестирования.
созданию (модификации) и
ПК-5
ПК-5.3. Знать современные методы, модели,
сопровождению информационных
принципы и средства эффективной разработки и
систем.
сопровождения информационных систем.
ПК-5.4. Уметь создавать пользовательскую
документацию к модифицированным элементам
типовой ИС в соответствии с трудовым заданием.
ПК-5.5. Уметь выполнять разработку прототипов
типовой ИС в соответствии с трудовым заданием.
2
Место дисциплины
(модуля) в структуре образовательной
программы
Дисциплина (модуль) реализуется в рамках
вариативной
части
(базовой, вариативной или
факультативной)
вариативной части образовательной программы.
3 Объем дисциплины (модуля) в зачетных единицах (з.е.) с указанием количества академических или
астрономических часов, выделенных на контактную работу обучающихся с преподавателем (по видам учебных
занятий) и на самостоятельную работу обучающихся
Для
очной
формы обучения:
(очной, очно-заочной или заочной)
Курс 3
Форма контроля
з.е.
-
Итого акад. часов
Сем. 5
5
2
2
36
72
72
24
48
2
72
10
12
2
48
Для
заочной
формы обучения:
(очной, очно-заочной или заочной)
Всего часов
Формы контроля
Всего з.е.
Курс
в том числе
Лек
Лаб
Пр
КСР
СРС
в том числе тренажерная подготовка:
2018 г.
4
4 Содержание дисциплины (модуля), структурированное по темам
(разделам) с указанием отведённого на них количества академических
часов и видов учебных занятий
4.1. Разделы и темы дисциплины (модуля) и трудоёмкость по видам
учебных занятий (в академических часах):
Наименование
темы
(раздела)
Лекции
ПЗ
ЛР
СР
дисциплины (модуля)
О
З
О
З
О
З
О
З
3 курс, 5 семестр
Основы имитационного
1
8
15
10
моделирования систем
Применение нечетких систем для
2
создания имитационных экспертных
10
18
18
моделей
Системы управления с нечеткой
3
8
8
15
логикой
Общие принципы потокового
4
моделирования систем
из них, в интерактивной форме
8
10
18
ВСЕГО
34
51
61
Примечания: О - очная форма обучения, З - заочная форма обучения.
4.2. Содержание разделов и тем дисциплины
Тема 1 Основы имитационного моделирования систем [1-6]
Характеристики и поведение сложных систем. Общие понятия модели и моделирования.
Классификация моделей. Структура моделей. Требования, предъявляемые к модели, функции
модели. Методологические основы формализации функционирования сложной системы.
Моделирование компонентов. Этапы формирования математической модели. Математические
предпосылки создания имитационной модели. Эмпирические, феноменологические и детальные
модели. Параметры модели. Прямая и обратная задачи. Особенности численного (компьютерного)
моделирования. Методы визуализации результатов моделирования. Понятие имитации. Процесс
имитационного исследования. Понятие имитационной модели и принципы ее моделирования.
Технология моделирования сложных систем. Понятие статистического эксперимента. Виды
имитационных процессов. Моделирование синхронных и асинхронных динамических процессов.
Сети Петри и сети отношений.
Тема 2 Применение нечетких систем для создания имитационных экспертных моделей [1-
6]
Понятие лингвистической переменной. Понятие нечеткого подмножества. Функция
принадлежности нечеткого подмножества и ее вид. Свойства нечётких подмножеств. Дополнение,
пересечение, объединение нечетких множеств. Обобщенные определения операций: t-норма и s-
норма. Нечеткие отношения на дискретных и непрерывных множествах, способы их задания.
Нечеткие логические операции И, ИЛИ, НЕ, импликация. Табличная форма представления нечетких
логических операций для ограниченного количества истинностных значений. Правила расчета
функций принадлежности. Понятие системы нечеткого вывода. Формирование базы правил.
Алгоритм нечеткого вывода и его разновидности. Алгоритм Мамдани. Алгоритм Сугено. Понятия
фазификации и дефаззификации. Методы деффазификации.
Тема 3 Системы управления с нечеткой логикой [1-6]
Применение принципов нечеткой логики в различных системах управления. Понятие
гибридных систем. Алгоритм функционирования гибридных систем. Нечеткие нейронные сети.
Нечеткая нейронная логика. ANFIS- системы.
Тема 4 Общие принципы потокового моделирования систем [1-6]
Понятие потока. Динамические системы. Моделирование операций. Алгебра потоковых
событий. Понятие базовой потоковой модели системы. Моделирование сложных дискретных систем.
Описание жизненного цикла элементов потока.
4.3. Содержание лабораторных работ
№ раздела
Наименование лабораторных работ или деловых игр
(темы) дисциплины
5 семестр - очная форма обучения
Моделирование в среде Matlab(Scilab). (10 часов) [1-6]
Тема
1
Основы имитационного
моделирования систем.
Моделирование систем с использованием сетей Петри и сетей
отношений. (5 часа) [1-6]
Разработка системы нечеткого вывода по алгоритму Мамдами. (9 часов)
[1-6]
Тема 2 Применение нечетких систем для
создания имитационных экспертных
моделей.
Разработка системы нечеткого вывода средствами по алгоритму Сугено.
(9 часов) [1-6]
Тема 3 Системы управления с нечеткой
Разработка системы управления на базе нечеткой логики. (8 часов) [1-6]
логикой
Тема
4 Общие принципы потокового
Создание потоковой модели системы с использованием пакетов
моделирования систем
событийного моделирования. (10 часов) [1-6]
4.4. Содержание практических занятий
Практические занятия не предусмотрены.
4.5. Курсовой проект (работа)
Курсовой проект (работа) не предусмотрен (на).
4.6. Самостоятельная работа. Контроль самостоятельной работы
В самостоятельную работу обучающихся входит подготовка к практическим занятиям путём
изучения соответствующего теоретического материала, оформления отчётов по результатам
практических заданий, выполнение, оформление и защита расчётно-графической работы и курсового
проекта. Подробные рекомендации по организации самостоятельной работы обучающихся
приведены в источниках, указанных в п.8 данной рабочей программы.
Контроль самостоятельной работы обучающихся осуществляется в ходе защиты лабораторных
работ, при проведении индивидуальных и групповых консультаций.
5 Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
обучающихся по дисциплине (модулю)
5.1. Описание показателей и критериев оценивания компетенций на
различных этапах их формирования, описание шкал оценивания
Показатели оценивания
Описание показателя
Обучаемый демонстрирует способность к полной самостоятельности (допускаются
консультации с преподавателем по сопутствующим вопросам) в выборе способа решения
неизвестных или нестандартных заданий с использованием знаний, умений и навыков,
полученных в ходе проведения освоения дисциплины, следует считать компетенцию
Оценка «отлично»
сформированной на высоком уровне. Присутствие сформированной компетенции на
(зачтено)
высоком уровне означает способность студента к ее дальнейшему саморазвитию и
высокой адаптивности практического применения к изменяющимся условиям
профессиональной задачи.
Обучаемый демонстрирует самостоятельное применение знаний, умений и навыков при
решении заданий, аналогичных тем, которые предоставлял преподаватель при
потенциальном формировании компетенции, подтверждает наличие сформированной
компетенции, причем на более высоком уровне. Наличие сформированной компетенции
Оценка «хорошо» (зачтено)
на повышенном уровне самостоятельности со стороны обучаемого при ее практической
демонстрации в ходе решения аналогичных заданий следует оценивать как
положительное и устойчиво закрепленное в практическом навыке.
Обучаемый демонстрирует самостоятельность в применении знаний, умений и навыков к
решению учебных заданий в полном соответствии с образцом, данным преподавателем,
Оценка
по заданиям, решение которых было показано преподавателем, следует считать, что
«удовлетворительно»
компетенция сформирована, но ее уровень недостаточно высок. Поскольку выявлено
(зачтено)
наличие сформированной компетенции, ее следует оценивать положительно, но на
низком уровне.
Обучаемый не способен самостоятельно продемонстрировать наличие знаний при
решении заданий, которые были представлены преподавателем вместе с образцом их
Оценка
решения, отсутствие самостоятельности в применении умения к использованию методов
«неудовлетворительно» (не
проведения пред- дипломной практики и неспособность самостоятельно проявить навык
зачтено)
повторения решения поставленной задачи по стандартному образцу свидетельствуют об
отсутствии сформированной компетенции.
5.2. Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые
для оценки знаний, умений, навыков и
(или) опыта деятельности,
характеризующих этапы формирования компетенций в процессе освоения
образовательной программы
5.2.1. ЭТАП I - Формирование знаний
Типовые вопросы к тесту на экзамен по дисциплине
1. Принцип моделирования, который формулируется следующим образом: понятия "точности" и
"сложности" при прогнозировании структуры и поведения систем связаны обратной
зависимостью, называется…
Принцип множественности моделей;
Принцип омнипотентности факторов;
Принцип контринтуитивного поведения сложных систем;
Принцип несоответствия точности и сложности;
Принцип "бритвы Оккама";
Принцип одномерности конечного решения.
2. Какой из принципов моделирования лишний
Принцип множественности моделей;
Принцип омнипотентности факторов;
Принцип контринтуитивного поведения сложных систем;
Принцип несоответствия точности и сложности;
Принцип "бритвы Оккама";
Принцип рекуррентного объяснения;
Принцип одномерности конечного решения.
3. Какого описания систем не существует
Информационный;
Рациональный;
Функциональный;
Морфологический.
4. Методология исследования предполагает изучение процессов функционирования
производственных систем на основе общесистемных принципов, к какому подходу это
относится?
Функциональный;
Системный;
Динамический;
Структурный;
Кибернетический;
Ситуационный;
Ресурсно-целевой;
Информационный.
5.2.2. ЭТАП II - Формирование способностей, ЭТАП III - Интеграция способностей
Типовые вопросы к защите лабораторных работ
1. Отличия методов Мамдани и Сугено;
2. Классификация архитектур нейронных сетей;
3. Генерация транзактов в имитационной модели системы;
4. Законы распределения транзактов во времени.
5.3. Методические материалы, определяющие процедуры оценивания
знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующих
этапы формирования компетенций
5.3.1. Методика балльно-рейтинговой системы оценивания итоговой
оценки по дисциплине.
Итоговая оценка является арифметической суммой всех баллов полученных студентом в
процессе изучения дисциплины. В учет итоговой оценки по данной методике принимается шкала
оценивания каждого вида занятий по данной дисциплине: лекции, практики, лабораторные работы,
семинары и т.д. Преподавателем на первом занятии озвучивается максимальное количество баллов
которое можно получить за данный вид занятий. Вес каждого вида занятий в баллах зависит от
объема этих занятий и утверждается на первом заседании кафедры в текущем учебном году.
Бальная шкала по видам занятий для дисциплины приведена ниже.
5 семестр - «Основы имитационного моделирования»
Вид занятий
Итоговый максимальный балл М
лекции
10
лабораторные работы
30
итоговый тест
60
Итого
100
Методика получения итоговой оценки по 4-х балльной шкале
Суммарный балл по
Итоговый балл
всем видам работ
5 (отлично)
≥85
4 (хорошо)
75÷84
3 (удовлетворительно)
51÷74
2 (неудовлетворительно)
≤50
5.3.2. Методика оценки экзамена по дисциплине
Экзамен по дисциплине содержит теоретическую часть, направленную на оценку знаний и
умений, характеризующих 1-й этап формирования компетенции ПК-5 «Способность проводить
моделирование процессов и систем».
Итоговая оценка экзамена со значениями
«неудовлетворительно-удовлетворительно-
хорошо-отлично» по балльно-рейтинговой системе с учетом итогового теста по всем разделам
дисциплины.
Допуск к участию в итоговых испытаниях осуществляется в случае успешного выполнения и
защиты лабораторных работ, а также освоения теоретического материала, изученного как на лекциях,
так и самостоятельно.
Теоретическая часть экзаменационного испытания представляет собой тест из N заданий,
каждое из которых, в случае правильного выполнения, оценивается в М/N балла. Процедура
тестирования может быть организована как письменной, так и в электронной форме, с помощью
программных средств ЭВМ. Продолжительность проведения теста зависит от числа вопросов
(заданий) в нём, исходя из следующего соотношения - на ответ на один вопрос теста - одна-две
минуты.
В рамках процедуры тестирования обучающийся получает вопросы в виде открытой или
закрытой формы, а также иерархии или соответствия. Для каждого вопроса определяет один или
несколько правильных с его точки зрения вариантов ответа и отмечает их некоторым образом (ставит
знак рядом с вариантом ответа, обводит вариант ответа и т.п.).
Если обучающийся отметил правильный (правильные) варианты ответа, то ответ на данный
вопрос (задание) считается правильным. Если обучающийся отметил неправильный вариант ответа
на вопрос теста, то ответ на данный вопрос считается неправильным. Если обучающийся отметил
несколько вариантов ответа и хотя бы один из вариантов оказался не верным, то весь ответ на данный
вопрос считается неправильным. При необходимости неверный ответ обучающийся может рядом с
верным с его точки зрения ответом дополнительно написать слово типа «верно» и поставить свою
рукописную подпись, а неверный вычеркнуть.
5.3.3. Методика оценки лабораторной работы
Все разделы лабораторной работы выполнены в полном объеме и в соответствии с заданием и
полностью в полном объеме получены ответы на контрольные вопросы по данной тематике.
Требования к оформлению отчетов и организации защиты лабораторных и практических работ
приведены в соответствующих методических указаниях
[5]. При защите лабораторных работ
студенту задается два-три вопроса по теме лабораторной работы. В случае ответа на все
поставленные вопросы, лабораторная работа считается защищенной.
6 Перечень основной и дополнительной учебной литературы,
необходимой для освоения дисциплины (модуля)
а) основная учебная литература
1. Советов, Б.Я. Моделирование систем [Текст]: учебник / Б.Я.Советов, С.А.Яковлев. - М.:
Высшая школа, 2005. - 344 с.
2. Советов, Б.Я. Моделирование систем. Практикум [Текст] : учебное пособие / Б.Я.Советов,
С.А.Яковлев. - М.: Высшая школа, 2005. - 296 с.
б) дополнительная учебная литература
3. Поршнев, С.В. Компьютерное моделирование физических процессов в пакете MATLAB
[Текст]
/
С.В. Поршнев.
- М.: Лань,
2011.
-
736 с.
- Режим доступа:
https://e.lanbook.com/book/650. - Загл. с экрана.
4. Голубева, Н.В. Математическое моделирование систем и процессов [Электронный ресурс] /
Н.В.Голубева. - М.: Лань, 2013. - Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/76825 , - Загл. с
экрана.
7 Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
(модуля)
5. Катковская, К.В. Основы имитационного и ситуационного моделирования: указания для
выполнения лабораторных работ [Электронный ресурс] / К.В.Катковская. - Новосибирск:
СГУВТ, 2016 102 с. - Режим доступа: http://www.ssuwt.ru/education/uchebnye-plany-rabochie-
programmy-i-drugie-dokumenty/. - Загл. с экрана. (код 09.03.02 «Информационные системы и
технологии», раздел «Методические и иные документы»).
8 Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной
работы обучающихся по дисциплине (модулю)
6. Горлач, Б.А. Математическое моделирование. Построение моделей и численная реализация
[Электронный ресурс]
/ Б.А.Горлач, В.Г.Шахов.
- М.: Лань,
2016.
- Режим доступа:
9 Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети
"Интернет"
(далее
- сеть "Интернет"), необходимых для освоения
дисциплины (модуля)
7. Издание о высоких технологиях CNews.
[Электронный ресурс].
- Режим доступа:
http://www.cnews.ru , свободный.
8. Ежемесячный теоретический и прикладной научно-технический журнал «Информационные
технологии»: [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://novtex.ru/IT/ , свободный.
10 Перечень информационных технологий, используемых при
осуществлении образовательного процесса по дисциплине
(модулю),
включая перечень программного обеспечения и информационных
справочных систем (при необходимости)
9.
Операционная система Microsoft Windows © Microsoft Corporation. All Rights Reserved.
10. Среда моделирования Matlab © MathWorks. All Rights Reserved.
11. Математический пакет MathCad Professional. Copyright @ Parametric Technology Corporation.
All Rights Reserved.
12. Среда моделирования SCILAB GNU © SCILAB All Rights Reserved.
13. Система компьютерной алгебры MathCAD. Parametric Technology Corporation. All Rights
Reserved.
14. Пакет офисных программ, включающий в себя текстовый процессор, табличный процессор,
средства просмотра pdf-файлов, средства работы с графическими объектами, средства
работы в сети «Интернет».
15. Информационная справочная система «Консультант Плюс» [Электронный ресурс]. - Режим
доступа: https://www .consultant.ru, свободный.
16. Профессиональная база данных «Единый реестр российских программ для электронных
вычислительных машин и баз данных»
[Электронный ресурс].
- Режим доступа:
https://reestr.minsvyaz.ru , свободный.
17. Электронно-библиотечная система «Лань» [Электронный ресурс]. - Ре-жим доступа: https://
e.lanbook.com/ . - Загл. с экрана.
18. Электронно-библиотечная система
«Юрайт» [Электронный ресурс].
- Режим доступа:
https://biblio-online.ru/. - Загл. с экрана.
11 Описание материально-технической базы, необходимой для
осуществления образовательного процесса по дисциплине (модулю).
Наименование специализированных
Перечень основного оборудования
аудиторий, кабинетов, лабораторий
Учебная аудитория для проведения занятий
лекционного
типа,
групповых
и
Набор демонстрационного оборудования и учебно-наглядных
индивидуальных консультаций, текущего
пособий, в том числе: доска учебная, мультимедийный проектор,
контроля и промежуточной аттестации (л: 122,
экран проекционный
309)
Учебная
аудитория
для
проведения
Доска учебная, мультимедийный проектор, экран проекционный,
лабораторных
занятий,
групповых
и
компьютеры, сетевое оборудование,
специализированное
индивидуальных консультаций, текущего
программное обеспечение
(лицензионное и свободного
контроля и промежуточной аттестации:
пользования)
лаборатории (л: 211, 204, 201, 202)
Компьютерная техника с возможностью подключения к сети
Помещение для самостоятельной работы
«Интернет» и обеспечением доступа в
электронную
обучающихся (л: 003)
информационно-образовательную среду организации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
ИНСТИТУТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА (ФИЛИАЛ)
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ВОДНОГО ТРАНСПОРТА»
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора по УиНР ВО
ОИВТ (филиал) ФГБОУ ВО «СГУВТ»
«
»
20
г.
Шифр дисциплины:
09.03.02.01
Б1.В.15
(шифр ОПОП)
(шифр дисциплины из учебного плана)
Рабочая программа дисциплины (модуля)
Наименование дисциплины (модуля):
Системы автоматизированного проектирования
(полное наименование дисциплины (модуля), в строгом соответствии с учебным планом)
Омск
2020
(год набора)
Составлена
старшим преподавателем
кафедры
ЕНиОПД
(должность)
(сокращенное наименование кафедры)
,
ст. преподавателем
Т. Л. Копац
(ученая степень)
(ученое звание)
(И.О. Фамилия)
Т. Л. Копац
«
»
20
г.
(подпись)
(И.О. Фамилия)
число
месяц
год
Рассмотрена и одобрена на заседании кафедры естественнонаучных и
общепрофессиональных дисциплин
(наименование кафедры полностью)
о
«
»
20
г.,
Протокол №
т
число
месяц
год
Зав. кафедрой
ЕНиОПД
О.Л. Курнявко
(сокращенное наименование кафедры)
(подпись)
(И.О.Фамилия)
Согласована:
Руководитель ОПОП
к.т.н., доцент
Т.Л. Иванова
(ученая степень, ученое звание)
(подпись)
(И.О. Фамилия)
Заведующий библиотекой ОИВТ
(подпись)
(И.О. Фамилия)
1. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю),
соотнесенных с планируемыми результатами освоения образовательной
программы
1.1.Цели дисциплины
Целью дисциплины является формирование у студентов понимания теоретических
основ автоматизированного проектирования, усвоение теоретических и
практических основ систем автоматизированного проектирования, практика
построения проектов с помощью средств компьютерной графики.
1.2.Перечень формируемых компетенций
2.
В результате освоения дисциплины (модуля) у обучающегося должны сформироваться
следующие компетенции, выраженные через результат обучения по дисциплине (модуля),
как часть результата освоения образовательной программы (далее - ОП):
Компетенция
Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине
Шифр
Содержание
УК-2.1. Знать: виды ресурсов и ограничений для
решения профессиональных задач; основные
методы оценки разных способов решения задач;
действующее законодательство и правовые нормы,
регулирующие профессиональную деятельность.
Способен определять круг задач в
УК-2.2. Уметь: проводить анализ поставленной
рамках поставленной цели и
цели и формулировать задачи, которые
выбирать оптимальные способы
необходимо решить для ее достижения;
УК - 2
их решения, исходя из
анализировать альтернативные варианты для
действующих правовых норм,
достижения намеченных результатов; использовать
имеющихся ресурсов и
нормативно-правовую документацию в сфере
ограничений
профессиональной деятельности.
УК-2.3. Владеть: методиками разработки цели и
задач проекта; методами оценки потребности в
ресурсах, продолжительности и стоимости
проекта; навыками работы с нормативно-правовой
документацией.
ПК - 13
Способность оценивать и следить
ПК-13.1.. Знать методы классического системного
за выполнением концептуального,
анализа.
ПК-13.2. Знать методы оценки качества
функционального и логического
программных систем; теорию тестирования.
проектирования систем малого и
ПК-13.3. Уметь строить схемы причинно-
среднего масштаба и сложности..
следственных связей.
ПК-13.4.. Уметь провести выявление существенных
явлений проблемной ситуации.
ПК-13.5. Иметь навыки проведения классификации
явлений как фактов, проблем, последствий и
причин; установки категорий важности проблем с
использованием оценки последствий.
ПК-13.6. Иметь навыки установки причинно-
следственных
связей
между
явлениями
проблемной ситуации, определения проблем,
которые могут быть устранены за счет
автоматизации..
2. Место дисциплины (модуля) в структуре образовательной программы
Дисциплина (модуль) реализуется в рамках
вариативной
части
(базовой, вариативной или
факультативной)
основной профессиональной образовательной программы.
3. Объем дисциплины (модуля) в зачетных единицах (ЗЕТ) с указанием количества академических или
астрономических часов, выделенных на контактную работу обучающихся с преподавателем (по видам
учебных занятий) и на самостоятельную работу обучающихся
Очной
Для
формы обучения*:
(очной, очно-заочной или заочной)
Курс 4
Форма контроля
з.е.
-
Итого акад.часов
Сем. 7
3
7
7
2
1
3
7
1
1
1
3
7
2
2
2
4
6
2
2
6
0
6
2
0
2
0
6
Для
заочной
формы обучения:
(очной, очно-заочной или заочной)
Курс 4
Форма контроля
з.е.
-
Итого акад.часов
Сем. 7
Сем. 8
3. Содержание дисциплины (модуля), структурированное по темам
(разделам) с указанием отведенного на них количества академических
часов и видов учебных занятий
3.1.Разделы и темы дисциплины (модуля) и трудоемкость по видам учебных
занятий (в академических часах):
Разделы и темы
Виды учебных занятий, включая СРС
дисциплины
Лек
Лаб
Пр
СРС
(модуля)
О
ОЗ
З
О
ОЗ
З
О
ОЗ
З
О
ОЗ
З
4 курс, 7 семестр
1
Основные понятия проектирования
Проектирование.
Особенности систем
1.1
1
1
1
управления
проектированием и
проектными данными
Основные понятия
1.2
1
1
1
системотехники и
системного анализа
1.3
Основные понятия в
1
1
1
области САПР
Место САПР в
интегрированных
1.4
системах
1
1
1
проектирования,
производства и
эксплуатации
1.5
Системные среды
1
1
1
САПР
2
Методы и средства автоматизированного проектирования
Математическое
2.1
проектирование
1
1
1
автоматизированных
систем
Методики
2.2
функционального
1
1
1
проектирования
сложных систем
2.3
1
2
1
Методики
информационного
Разделы и темы
Виды учебных занятий, включая СРС
дисциплины
Лек
Лаб
Пр
СРС
(модуля)
О
ОЗ
З
О
ОЗ
З
О
ОЗ
З
О
ОЗ
З
проектирования
сложных систем
Инструментальные
средства
2.4
1
2
1
концептуального
проектирования
сложных систем
Технологии и
стандарты
2.5
информационной
1
1
1
поддержки
жизненного цикла
изделий
10
12
10
Примечания: О - очная форма обучения, ОЗ - очно-заочная форма обучения, З - заочная
форма обучения.
1.1.Содержание разделов и тем дисциплины
7 семестр (4 курс)
Раздел 1. Основные понятия проектирования
Тема
1.1. Проектирование. Особенности систем управления проектированием
и
проектными данными
Инженерное проектирование. Виды и иерархические уровни проектирования. Этапы
проектирования. Проектное решение, проектная процедура, проектная операция, типовые
проектные процедуры. Преимущества автоматизированного проектирования.
Тема 1.2. Основные понятия системотехники и системного анализа
Система, подсистема, надсистема, структура, элемент. Свойства системы. Фазовые
переменные. Составные части системотехники. Принципы системного анализа.
Тема 1.3. Основные понятия в области САПР
Понятие САПР. Виды обеспечения САПР. Структура САПР. Требования к САПР.
Принципы создания САПР. Понятие об открытых системах. Этапы проектирования САПР.
Классификация САПР. Обобщенная схема автоматизированного проектирования.
Тема 1.4. Место САПР в интегрированных системах проектирования, производства и
эксплуатации
Место САПР в интегрированных системах проектирования, производства и
эксплуатации. Понятие о ЖЦИ и CALS-технологиях
Тема 1.5. Системные среды САПР
Системные среды САПР и их назначение. Понятие, функции и примеры PDM. СУБД.
Управление данными в сетях. Распределенные БД.
Раздел 2. Методы и средства автоматизированного проектирования
Тема 2.1. Математическое моделирование автоматизированных систем
Понятие систем массового обслуживания. Аналитические и имитационные модели.
Языки имитационного моделирования. Сети Петри. Программные средства для моделирования
и анализа сложных систем (SIMHYD, РА-9). Параметрический синтез. Структурный синтез.
Способы представления множества проектных решений
(морфологические таблицы,
альтернативные графы). Методы поиска оптимальных решений. Эффективность САПР.
Тема 2.2. Методики функционального моделирования сложных систем
Функциональное моделирование. Обзор методик IDEF. Методика функционального
моделирования IDEF0
(по государственному и международному стандартам IDEF0).
Программные средства Design/IDEF и Bpwin для функционального моделирования.
Тема 2.3. Методики информационного моделирования сложных систем
Методика IDEF1Х информационного моделирования.(по стандарту Метатехноогия
IDEF1Х). Программное средство Erwin для информационного моделирования. Функционально-
стоимостной анализ
Тема 2.4. Инструментальные средства концептуального проектирования сложных систем
Инструментальные средства концептуального проектирования сложных систем.
Понятие и обзор CASE-средств
Тема 2.5. Технологии и стандарты информационной поддержки жизненного цикла
изделий
Основные положения CALS - технологий. Основные международные стандарты CALS
(STEP, PLIB, MANDATE, SGML). Языковые средства CALS - технологий. Обзор современных
САП
4.3. Содержание лабораторных работ
№ раздела
Наименование лабораторных работ
(темы) дисциплины
7 семестр (4 курс)
Раздел 1 Основные понятия проектирования
1.1. Проектирование.
Особенности
систем
управления проектированием и проектными
Разработка системы автоматизированного
данными
проектирования на базе CAD КОМПАС-3D c
использованием API-функций
1.2. Основные понятия системотехники и
Автоматизация корреляционно-
системного анализа
регрессионного анализа
1.3. Основные понятия в области САПР
Автоматизация спектрального анализа
1.4. Место САПР в интегрированных системах
проектирования, производства и эксплуатации
Построения в системе «Компас-Shaft 2D»
1.5. Системные среды САПР
Расчеты в модуле «Компас-Gears 2D»
Раздел 2: Методы и средства автоматизированного проектирования
2.1 Математическое проектирование
автоматизированных систем
Практическое применение программных средств
SIMHYD, PA9, Matlab для многоаспектного
моделирования систем
2.2 Методики функционального проектирования
№ раздела
Наименование лабораторных работ
(темы) дисциплины
сложных систем
Построение функциональных моделей в среде
Design/IDEF, Bpwin
2.3. Методики информационного проектирования
сложных систем
Построение информационных моделей в среде
Erwin
2.4. Инструментальные средства концептуального
проектирования сложных систем
Применение CALS-технологий для составления
информационных моделей объектов
2.5. Технологии и стандарты информационной
Создание процессов проектирования
поддержки жизненного цикла изделий
объектов
4.4. Содержание практических занятий
Дисциплина не предусматривает практические занятия
4.5. Курсовая работа
Дисциплина не предусматривает курсовую работу
4.6. Курсовой проект
Дисциплина не предусматривает курсовой проект
4.7. Самостоятельная работа. Контроль самостоятельной работы
В самостоятельную работу студента входит подготовка к занятиям по дисциплине путём
изучения теоретического материала по источникам, указанным в перечне основной и
дополнительной литературы, выполнение практических работ, оформление практических
заданий и подготовка к их защите.
Контроль самостоятельной работы осуществляется в ходе лабораторных занятий
4.8. Интерактивные формы обучения
В процессе освоения данной учебной дисциплины интерактивные формы используются при
изучении следующих тем:
Количество
Раздел (тема) дисциплины
часов
О
ОЗ
З
Раздел 1. Основные понятия проектирования
Раздел 2. Методы и средства автоматизированного проектирования
Итого
2. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
обучающихся по дисциплине (модулю)
2.1.Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных
этапах их формирования, описание шкал оценивания
Показатели оценивания
Описание показателя
Обучаемый демонстрирует способность к полной самостоятельности
(допускаются консультации с преподавателем по сопутствующим вопросам) в
выборе способа решения неизвестных или нестандартных заданий с
использованием знаний, умений и навыков, полученных в ходе проведения
Оценка «отлично»
освоения дисциплины, следует считать компетенцию сформированной на
(зачтено)
высоком уровне. Присутствие сформированной компетенции на высоком
уровне означает способность студента к ее дальнейшему саморазвитию и
высокой адаптивности практического применения к изменяющимся условиям
профессиональной задачи.
Обучаемый демонстрирует самостоятельное применение знаний, умений и
навыков при решении заданий, аналогичных тем, которые предоставлял
преподаватель при потенциальном формировании компетенции, подтверждает
наличие сформированной компетенции, причем на более высоком уровне.
Оценка «хорошо»
Наличие сформированной компетенции на повышенном уровне
(зачтено)
самостоятельности со стороны обучаемого при ее практической демонстрации в
ходе решения аналогичных заданий следует оценивать как положительное и
устойчиво закрепленное в практическом навыке.
Обучаемый демонстрирует самостоятельность в применении знаний, умений и
навыков к решению учебных заданий в полном соответствии с образцом,
Оценка
данным преподавателем, по заданиям, решение которых было показано
«удовлетворительно»
преподавателем, следует считать, что компетенция сформирована, но ее
(зачтено)
уровень недостаточно высок. Поскольку выявлено наличие сформированной
компетенции, ее следует оценивать положительно, но на низком уровне.
Обучаемый не способен самостоятельно продемонстрировать наличие знаний
при решении заданий, которые были представлены преподавателем вместе с
Оценка
образцом их решения, отсутствие самостоятельности в применении умения к
«неудовлетворительно»
использованию методов проведения пред- дипломной практики и
(не зачтено)
неспособность самостоятельно проявить навык повторения решения
поставленной задачи по стандартному образцу свидетельствуют об отсутствии
сформированной компетенции.
2.2.Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для
оценки знаний, умений и (или) навыков, характеризующих этапы
формирования компетенций в процессе освоения образовательной
программы
Качественный вопрос: Что такое проектирование? Основные идеи и принципы проектирования
сложных технических систем.
Задача: Определить структуру, внутренние, внешние и выходные параметры сложных
технических систем.
Задача: Разработать техническое задание для проектирования.
2.3. Перечень вопросов для итогового контроля по дисциплине
1. Системы (подсистемы) CAD/CAM/CAE, САПР ТП, АС ТПП и исследования (АСНИ).
2. Автоматизированные обучающие системы (АОС).
3. Геоинформационные системы (ГИС).
4. Картографические системы.
5. Информационные технологии проектирования (ИТП).
6. Интеллектуальные САПР.
7. Автоматизированные системы маркетинговых исследований.
8. Системы концептуального проектирования.
9. САПР Web-сайтов.
10. Системы распознавания зрительных образов и анализа изображений.
11. САПР ТП механообработки.
12. САПР ТП сборки.
2.4.Методические рекомендации к проведению итогового контроля по
дисциплине
На итоговый контроль выносится учебный материал, рассмотренный на лекционных и
практических занятиях, а также темы, которые были предложены для самостоятельного
изучения.
Формой проведения итогового контроля по данной дисциплине является зачет, который
проводится в программе «Компас 3D» с использованием билетов, содержащих теоретическую и
практическую часть. Также допустимо проведение итогового контроля в письменной форме. О
форме проведения итогового контроля студенты должны быть оповещены заблаговременно.
Во время подготовки к ответу на экзамене использование справочной литературы не
допускается.
6. Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для
освоения дисциплины (модуля)
6.1. Основная учебная литература
1. Кудрявцев Е. М. Компас-3D V8. Наиболее полное руководство [Текст]: / Е. М. Кудрявцев. -
М.: ДМК, 2006. - 927 с.
2. Стрек Ю.А. Инженерная компьютерная графика [Электронный ресурс] [Текст]: учеб.
пособие / Ю. А. Стрек. - Омск: ОИВТ, 2010. - 75 с.
6.2. Дополнительная учебнаялитература
1. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учебник для вузов. - М.: МГТУ им.
Баумана, 2000. - 360с.
2. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учебник для вузов. 2е изд., перераб. и
доп. - М.: МГТУ им. Баумана, 2002. - 336с.
3. Норенков И.П. Введение в автоматизиpованное пpоектиpование технических устpойств и систем. - М.
Высшая школа, 1980. - 309 с.
4. Системы автоматизированного проектирования: Учебное пособие для втузов. (В 9 кн.) / Под ред.
И.П.Норенкова - М.: Высш. школа, 1986
5. Разработка систем автоматизированного проектирования: Учебное пособие. (В 10 кн.) / Под ред.
А.В.Петрова - М.: Высш. школа, 1990.
6. САПР в технологии машиностроения: Учебное пособие для втузов./ Митрофанов В.Г., Калачев О.Н.,
Схиртладзе А.Г. и др. Ярославль, ЯрГТУ, 1995. - 298 с.
7. САПР в автомобиле- и тракторостроении: Учебник для студ. Высш. Учеб. Заведений / Ю.В.
Дементьев, Ю.С. Щетинин; Под общ. Ред. В.М. Шарипова. - М.: Издательский центр «Академия», 204. -
224 с.
8. Сольницев Р.И. Автоматизация проектирования систем автоматического управления: Учебник для
вузов. - М.: В.Ш., 1991.-335с.
9. Норенков И.П., Кузьмик П.К. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии.
М.: Изд. МГТУ им. Баумана, 2002, - 320с.
10. Методология IDEF1X. Стандарт. Русская версия. - М.: Метатехнология, 1993, 112 с.
11. РД IDEF0-2000 Методология функционального моделирования. - М.: 2000, 74с.
6.3. Периодические издания
7. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети
"Интернет" (далее - сеть "Интернет"), необходимых для освоения
дисциплины (модуля)
1.
Электронная библиотечная система
«Лань»
[Электронный ресурс].
- Режим
доступа:https://e.lanbook.com/
2.
Научная электронная библиотека
[Электронный ресурс].
- Режим доступа:
3.
Математический портал «EqWorld» [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
4.
Электронный каталог НГАВТ
[Электронный ресурс].
- Режим доступа:
8. Перечень информационных технологий, используемых при
осуществлении образовательного процесса по дисциплине (модулю),
включая перечень программного обеспечения и информационных
справочных систем (при необходимости)
1. . КОМПАС-3D Графические построения
9. Описание материально-технической базы, необходимой для
осуществления образовательного процесса по дисциплине (модулю)
Адрес (местоположение)
учебных кабинетов,
объектов для проведения
Наименование вида
образования, уровня
практических занятий,
Наименование оборудованных учебных
образования, профессии,
объектов физической
кабинетов, объектов для проведения
№ п/
специальности, направления
культуры и спорта
практических занятий, объектов физической
п
подготовки (для
(с указанием номера
культуры
профессионального
помещения в соответствии
образования), подвида
и спорта с перечнем основного оборудования
дополнительного образования
с документами бюро
технической
инвентаризации)
Учебная аудитория для проведения занятий
лекционного типа303, 310: ученическая парта
644099, г. Омск, ул. Ивана
- не менее 42 шт., стол преподавательский -
Алексеева, д. 2 (№№ 31,32
15.14
Компьютерная графика
не менее 1 шт., доска учебная - не менее 1
на поэтажном плане (1П),
шт., экран проекционный - не менее 1 шт.,
4 этаж)
стул - не менее 84 шт., рамки портретные -
не менее 23 шт.
Лаборатория вычислительной техники 303,
310: операционная система Windows, пакет
программ Microsoft Office, программы: Visual
Basic for Application, Mathcad, MatLab,
КОМПАС-3D, CПС Консультант ПЛЮС,
ГАРАНТ, доска - не менее 2 шт., экран - не
менее 2 шт., шкаф - не менее 2 шт, стенды -
не менее 10 шт., стол - не менее 43 шт., стул -
не менее 48 шт.
Учебная аудитория 303, 310 для проведения
текущего контроля и промежуточной
аттестации: операционная система Windows,
пакет программ Microsoft Office, программы:
644099, г.Омск, ул. Ивана
Visual Basic for Application, Mathcad, MatLab,
Алексеева, д. 2 (№№ 25, 26
КОМПАС-3D, CПС Консультант ПЛЮС,
на поэтажном плане (1П),
ГАРАНТ, доска - не менее 2 шт., экран - не
этаж 3)
менее 2 шт., шкаф - не менее 2 шт, стенды -
не менее 10 шт., стол - не менее 43 шт., стул -
не менее 48 шт.
Учебная аудитория 303, 310 для проведения
групповых и индивидуальных консультаций:
операционная система Windows, пакет
программ Microsoft Office, программы: Visual
644099, г.Омск, ул. Ивана
Basic for Application, Mathcad, MatLab,
Алексеева, д. 2 (№№ 25, 26
КОМПАС-3D, CПС Консультант ПЛЮС,
на поэтажном плане (1П),
ГАРАНТ, доска - не менее 2 шт., экран - не
этаж 3)
менее 2 шт., шкаф - не менее 2 шт, стенды -
не менее 10 шт., стол - не менее 43 шт., стул -
не менее 48 шт.
Помещение для самостоятельной работы 303,
310: операционная система Windows, пакет
программ Microsoft Office, программы: Visual
644099, г. Омск, ул. Ивана
Basic for Application, Mathcad, MatLab,
Алексеева, д. 2 (№№ 52,
КОМПАС-3D, CПС Консультант ПЛЮС,
53,54,55 на поэтажном
ГАРАНТ, доска - не менее 2 шт., экран - не
плане (1П), 3 этаж)
менее 2 шт., шкаф - не менее 2 шт, стенды -
не менее 10 шт., стол - не менее 43 шт., стул -
не менее 48 шт.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
ИНСТИТУТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА (ФИЛИАЛ)
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ВОДНОГО ТРАНСПОРТА»
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора по УиНР ВО
ОИВТ (филиал) ФГБОУ ВО «СГУВТ»
«
»
20
г.
Шифр дисциплины:
09.03.02.01
Б1.В.ДВ.04.01
(шифр ОПОП)
(шифр дисциплины из учебного плана)
Рабочая программа дисциплины (модуля)
Наименование дисциплины (модуля):
Теория игр
(полное наименование дисциплины (модуля), в строгом соответствии с учебным планом)
Омск
2020
(год набора)
Составлена
доцентом
кафедры
ЕНиОПД
(должность)
(сокращенное наименование кафедры)
к.ф.-м.н.
,
Р.О. Карелиной
(ученая степень)
(ученое звание)
(И.О. Фамилия)
Р.О. Карелина
«
»
20
г.
(подпись)
(И.О. Фамилия)
число
месяц
год
Рассмотрена и одобрена на заседании кафедры естественнонаучных и
общепрофессиональных дисциплин
(наименование кафедры полностью)
о
«
»
20
г.,
Протокол №
т
число
месяц
год
Зав. кафедрой
ЕНиОПД
О.Л. Курнявко
(сокращенное наименование кафедры)
(подпись)
(И.О.Фамилия)
Согласована:
Руководитель ОПОП
к.т.н., доцент
Т.Л. Иванова
(ученая степень, ученое звание)
(подпись)
(И.О. Фамилия)
Заведующий библиотекой ОИВТ
(подпись)
(И.О. Фамилия)
2
1
Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине
(модулю), соотнесенных с планируемыми результатами
освоения образовательной программы
1.1
Цели дисциплины
формирование у будущих специалистов знаний, навыков и умений правильного подхода к
решению экономических, инженерных и управленческих оптимизационных задач
формирование навыков использования вычислительной техники для достижения этой
цели.
1.2
Перечень формируемых компетенций
В результате освоения дисциплины (модуля) у обучающегося должны сформироваться следующие
компетенции, выраженные через результат обучения по дисциплине
(модуля), как часть
результата освоения образовательной программы (далее - ОП):
Компетенция
Индикаторы освоения компетенции
Шифр
Содержание
УК-2.1. Знать: виды ресурсов и ограничений
для решения профессиональных задач;
основные методы оценки разных способов
решения задач; действующее законодательство
и
правовые
нормы,
регулирующие
профессиональную деятельность.
УК-2. Способен определять
УК-2.2. Уметь: проводить анализ поставленной
круг
задач
в
рамках
цели и формулировать задачи, которые
поставленной цели и выбирать
необходимо решить для ее достижения;
оптимальные способы их
УК-2
анализировать альтернативные варианты для
решения,
исходя
из
достижения
намеченных
результатов;
действующих правовых норм,
использовать
нормативно-правовую
имеющихся
ресурсов
и
документацию в сфере профессиональной
ограничений.
деятельности.
УК-2.3. Владеть: методиками разработки цели и
задач проекта; методами оценки потребности в
ресурсах, продолжительности и стоимости
проекта; навыками работы с нормативно-
правовой документацией.
ПК-14. Способность выполнять
ПК-14.1.
Знать
методы планирования
логическую и функциональ-
проектных работ.
ную работу по созданию
ПК-14.2.. Знать основы системного мышления.
комплекса программ.
ПК-14.3. Уметь планировать проектные работы.
ПК-14.4.
Уметь
алгоритмизировать
ПК-14
деятельность пользователей ИТ-систем.
ПК-14.5.. Иметь навыки составления графика
контрольных мероприятий.
ПК-14.6.. Иметь навыки выявления требований
потребителей к системе и их интересов.
3
2
Место дисциплины
(модуля) в структуре образовательной
программы
Дисциплина (модуль) реализуется в рамках
вариативной
части
(базовой, вариативной или факультативной)
основной профессиональной образовательной программы.
4
3
Объем дисциплины (модуля) в зачетных единицах (ЗЕ) с указанием количества академических или
астрономических часов, выделенных на контактную работу обучающихся с преподавателем (по видам
учебных занятий) и на самостоятельную работу обучающихся
Для
очной
формы обучения:
(очной, очно-заочной или заочной)
Курс 2
Форма контроля
з.е.
-
Итого акад. часов
Сем. 4
8
3
3
36
108
108
34
74
3
108
16
16
2
74
Для
заочной
формы обучения:
(очной, очно-заочной или заочной)
Форма контроля
з.е.
-
Итого акад. часов
Курс 1
5
4
Содержание дисциплины (модуля), структурированное по темам
(разделам) с указанием отведенного на них количества
академических часов и видов учебных занятий
4.1
Разделы и темы дисциплины (модуля) и трудоемкость по видам
учебных занятий (в академических часах)
Виды учебных занятий, включая СРС
Разделы и темы
Лек
Лаб
Пр
СРС
дисциплины (модуля)
О
ОЗ
З
О
ОЗ
З
О
ОЗ
З
О
ОЗ
З
Тема 1. Математическое
представление игр.
Матричные игры. Чистые
1.
4
4
15
и смешанные стратегии.
Теорема Неймана о
минимаксе.
Тема 2. Матричная игра
2.
как задача линейного
4
4
15
программирования.
Тема 3. Позиционные
игры. Дерево игры.
3.
2
2
15
Информационное
множество.
Тема 4. Биматричные
игры. Аналитические и
4.
4
4
15
геометрические методы
решения.
Тема 5. Особенности
диагностики ситуации
неопределенности и
5.
ситуации риска.
4
4
14
Моделирование рисковых
ситуаций с помощью
теории игр.
ИТОГО
16
16
74
Примечания: О - очная форма обучения, ОЗ - очно-заочная форма обучения, З - заочная форма
обучения.
4.2
Содержание разделов и тем дисциплины
1. Математическое представление игр. Матричные игры. Чистые и смешанные
стратегии. Теорема Неймана о минимаксе.
Проблема принятия решений в условиях антагонистического конфликта. Задачи теории игр в экономике.
Экстенсивное и математическое описание игры. Основные определения теории игр. Классификация игр. Матрица
выигрышей (платежная матрица, матрица игры). Чистые стратегии игроков. Нижняя и верхняя цена игры в чистых
стратегиях. Максиминные и минимаксные стратегии. Решение матричных игр с седловой точкой. Смешанные
стратегии. Определение и геометрическая интерпретация множества смешанных стратегий. Нижняя и верхняя цена
игры в смешанных стратегиях. Доминирующие стратегии. Решение игры в смешанных стратегиях. Цена игры в
смешанных стратегиях. Оптимальные смешанные стратегии. Геометрическая интерпретация игр 22, 2n, m2.
2. Матричная игра как задача линейного программирования.
Сведение матричной игры к задаче линейного программирования. Поиск оптимальных смешанных стратегий
игроков и двойственные задачи линейного программирования. Применение теории игр для принятия
управленческих решений в экономической деятельности.
6
3. Позиционные игры. Дерево игры. Информационное множество.
Структура позиционной игры. Представление игры деревом игры. Функция выигрыша игрока. Информационное
множество. Нормализация позиционной игры.
Позиционные игры с полной информацией.
Позиционные игры с неполной информацией.
4. Биматричные игры. Аналитические и геометрические методы решения.
Общая постановка задачи биматричной игры. Примеры биматричных игр. Поиск равновесных ситуаций.
Смешанные стратегии. Аналитическое и геометрическое решение биматричных игр 22. Ситуация равновесия в
биматричной игре.
5. Особенности диагностики ситуации неопределенности и ситуации риска.
Моделирование рисковых ситуаций с помощью теории игр.
Принятие решения в условиях неопределенности. Основной метод поиска оптимальной стратегии в задаче
принятия решения. Игры с «природой». Критерии выбора оптимальной стратегии. Критерий Лапласа. Критерий
Вальде. Критерий максимума. Критерий Гурвица. Критерий Севиджа.
4.3
Содержание лабораторных работ
Дисциплина не предусматривает лабораторные работы.
4.4
Содержание практических занятий
Раздел (тема) дисциплины
Тема практического занятия
Тема 1. Математическое представление игр.
Формализация игровых ситуаций.
Матричные игры. Чистые и смешанные стратегии.
Оптимальные стратегии игроков. Цена игры.
Теорема Неймана о минимаксе.
Решение матричных игр с седловой точкой.
Графический метод решения игр 22, 2n, m2.
Поиск оптимальных смешанных стратегий игроков.
Тема 2. Матричная игра как задача линейного
Решения задач теории игр методами линейного
программирования.
программирования.
Нахождение оптимальных смешанных стратегий игроков с
помощью решения
двойственных задач линейного программирования.
Применение теории игр для принятия управленческих
решений в экономической деятельности.
Тема 3. Позиционные игры. Дерево игры.
Графическое представление позиционной игры деревом
Информационное множество.
игры.
Информационные множества.
Выбор хода игры в условиях полной информации.
Выбор хода игры в условиях неполной информации.
Тема 4. Биматричные игры. Аналитические и
Биматричные игры: дилемма узников, семейный конфликт,
геометрические методы решения.
студент-преподаватель.
Поиск равновесных ситуаций в биматричной игре.
Геометрические методы решения простейших игровых
ситуаций.
Тема 5. Особенности диагностики ситуации
Принятие решения в условиях риска.
неопределенности и ситуации риска.
Игры с «природой» в условиях неопределенности.
Моделирование рисковых ситуаций с помощью
Байесовский подход в играх с «природой».
теории игр.
4.5
Курсовая работа
Дисциплина не предусматривает курсовую работу.
7
4.6
Курсовой проект
Дисциплина не предусматривает курсовой проект.
4.7
Самостоятельная работа. Контроль самостоятельной работы
В самостоятельную работу студента входит подготовка к занятиям по дисциплине путём изучения
теоретического материала по источникам, указанным в перечне основной и дополнительной
литературы, выполнение практических работ, оформление практических заданий и подготовка к
их защите.
Контроль самостоятельной работы осуществляется в ходе практических занятий.
4.8
Интерактивные формы обучения
В процессе освоения данной учебной дисциплины интерактивные формы используются при
изучении следующих тем:
Количество
Раздел (тема) дисциплины
часов
О
ОЗ
З
Тема 1. Математическое представление игр. Матричные игры. Чистые и смешанные
2
стратегии. Теорема Неймана о минимаксе.
Тема 2. Матричная игра как задача линейного программирования.
-
Тема 3. Позиционные игры. Дерево игры. Информационное множество.
-
Тема 4. Биматричные игры. Аналитические и геометрические методы решения.
2
Тема 5. Особенности диагностики ситуации неопределенности и ситуации риска.
2
Моделирование рисковых ситуаций с помощью теории игр.
Итого
6
5
Фонд оценочных средств для проведения промежуточной
аттестации обучающихся по дисциплине (модулю)
5.1
Описание показателей и критериев оценивания компетенций,
описание шкал оценивания
Показатели
Описание показателя
оценивания
Обучаемый демонстрирует способность к полной самостоятельности
(допускаются консультации с преподавателем по сопутствующим вопросам) в
выборе способа решения неизвестных или нестандартных заданий с
использованием знаний, умений и навыков, полученных в ходе проведения
Оценка «отлично»
освоения дисциплины, следует считать компетенцию сформированной на
(зачтено)
высоком уровне. Присутствие сформированной компетенции на высоком уровне
означает способность студента к ее дальнейшему саморазвитию и высокой
адаптивности практического применения к изменяющимся условиям
профессиональной задачи.
8
Показатели
Описание показателя
оценивания
Обучаемый демонстрирует самостоятельное применение знаний, умений и
навыков при решении заданий, аналогичных тем, которые предоставлял
преподаватель при потенциальном формировании компетенции, подтверждает
наличие сформированной компетенции, причем на более высоком уровне.
Оценка «хорошо»
Наличие сформированной компетенции на повышенном уровне
(зачтено)
самостоятельности со стороны обучаемого при ее практической демонстрации в
ходе решения аналогичных заданий следует оценивать как положительное и
устойчиво закрепленное в практическом навыке.
Обучаемый демонстрирует самостоятельность в применении знаний, умений и
навыков к решению учебных заданий в полном соответствии с образцом,
Оценка
данным преподавателем, по заданиям, решение которых было показано
«удовлетворительно»
преподавателем, следует считать, что компетенция сформирована, но ее уровень
(зачтено)
недостаточно высок. Поскольку выявлено наличие сформированной
компетенции, ее следует оценивать положительно, но на низком уровне.
Обучаемый не способен самостоятельно продемонстрировать наличие знаний
при решении заданий, которые были представлены преподавателем вместе с
Оценка
образцом их решения, отсутствие самостоятельности в применении умения к
«неудовлетворительно»
использованию методов проведения пред- дипломной практики и неспособность
(не зачтено)
самостоятельно проявить навык повторения решения поставленной задачи по
стандартному образцу свидетельствуют об отсутствии сформированной
компетенции.
5.2
Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые
для оценки знаний, умений и (или) навыков, характеризующих
этапы формирования компетенций в процессе освоения
образовательной программы
Качественный вопрос: Матрица выигрышей (платежная матрица игры). Нижняя и верхняя
цена игры.
Задача: Решить игру в чистых стратегиях:
В1
В2
В3
В4
А
1
4
1
2
1
А
0
5
0
3
2
А
1
3
1
3
3
Задача: Найти решение в биматричной игре в смешанных стратегиях при заданных
платежных матрицах игрока А и игрока В:
2
6
PA=(6
PB=(2
2
4),
8
2)
5.3
Перечень вопросов для итогового контроля по дисциплине
1. Математическое описание игровой ситуации.
2. Проблема принятия решений в условиях антагонистического конфликта.
3. Основные понятия и определения теории игр. Классификация игр по ключевым признакам.
4. Игры с нулевой суммой. Чистые стратегии игроков.
5. Матрица выигрышей (платежная матрица игры). Нижняя и верхняя цена игры.
6. Максиминные и минимаксные стратегии игроков. Игры с седловой точкой и решение
подобных игр.
9
7.
Вероятностные методы и представления в теории игр. Выбор стратегии как случайное событие.
8.
Математическое ожидание выигрыша. Смешанные стратегии игроков. Геометрическая
интерпретация.
9.
Решение матричной игры в смешанных стратегиях. Примеры.
10.
Оптимальные смешанные стратегии.
11.
Геометрические схемы решения матричных 2xn, mx2 игр.
12.
Сведение антагонистической игры к паре взаимных задач линейного программирования.
13.
Позиционная игра. Математическое представление позиционной игры.
14.
Позиционная игра. Дерево игры.
15.
Информационное множество и примеры математического описания позиционных игр.
16.
Нормализация позиционной игры.
17.
Позиционные игры с полной информацией
18.
Позиционные игры с неполной информацией.
19.
Биматричные игры. Общая постановка.
20.
Смешанные стратегии в биматричных играх.
21.
Равновесие в биматричных играх.
22.
Стандартные алгоритмы поиска равновесных ситуаций в биматричной игре.
23.
Принятие решения в условиях неопределенности. Понятие оптимальной стратегии в задаче
принятия решения.
24.
Сформулируйте математическую модель игры с «природой».
25.
Игры с «природой». Критерий Вальде.
26.
Критерии выбора оптимальной стратегии. Критерий максимума.
27.
Критерии выбора оптимальной стратегии. Критерий Гурвица.
28.
Критерий Севиджа для матрицы риска и гипотезы, на которых он основан.
29.
Игры с «природой». Критерий Лапласа.
30.
Байесовский подход в играх с «природой» для платежной матрицы.
31.
Байесовский подход в играх с «природой» для матрицы риска.
5.4
Методические рекомендации к проведению итогового контроля по
дисциплине
На итоговый контроль выносится учебный материал, рассмотренный на лекционных и
практических занятиях, а также темы, которые были предложены для самостоятельного изучения.
Формой проведения итогового контроля по данной дисциплине является зачет, который
проводится в устной форме с использованием билетов, содержащих теоретическую и
практическую часть. Также допустимо проведение итогового контроля в письменной форме. О
форме проведения итогового контроля студенты должны быть оповещены заблаговременно.
Во время подготовки к ответу использование справочной литературы не допускается.
6
Перечень основной и дополнительной учебной литературы,
необходимой для освоения дисциплины (модуля)
6.1
Основная учебная литература
1. Вентцель, Е.С. Исследование операций: задачи, принципы, методология [Текст]: учебное
пособие / Е. С. Вентцель. - 5-е изд., стер. - М.: КНОРУС, 2013 - 191 с.
2. Губко, М.В. Теория игр в управлении организационными системами
[Электронный
ресурс]: учебное пособие / Губко М. В. - Саратов: Ай Пи Эр Медиа, 2012 - 138 с. - Режим
доступа: ЭБС Ай Пи Эр Букс.
3. Исследование операций в экономике: учебное пособие для вузов (Гриф МО) / Ред. Н.Ш.
Кремер. М: ЮНИТИ, 2004 407 с.
10
4. Костевич, Л.С. Исследование операций. Теория игр
[Электронный ресурс]: учебное
пособие / Костевич Л. С. - Минск: Вышэйшая школа, 2014 - 368 с. - Режим доступа: ЭБС
Ай Пи Эр Букс.
5. Красс, М. С. Основы математики и её приложения в экономическом образовании: учебник.
(Гриф МО РФ) 4-е изд., испр. / М.С. Красс, Б.П. Чупрынов. М.: Дело, 2003 688 с.
6. Салмина, Н.Ю. Теория игр [Электронный ресурс]: учебное пособие / Салмина Н. Ю. -
Томск: Эль Контент, Томский государственный университет систем управления и
радиоэлектроники, 2012 - 92 с. - Режим доступа: ЭБС Ай Пи Эр Букс.
6.2
Дополнительная учебная литература
7.
Васин А.А. Морозов В.В. Введение в теорию игр с приложениями в экономике: учеб.
пособие. − М., 2003 − 278 с.
8.
Дубина И.Н. Основы теории экономических игр. − М.: Крокус, 2010 − 188 с.
9.
Горбовцов, Г.Я. Исследование операций в экономике [Электронный ресурс]: учебное
пособие
/ Горбовцов Г. Я.
- М.: Евразийский открытый институт, Московский
государственный университет экономики, статистики и информатики, 2006 - 118 с. -
Режим доступа: ЭБС Ай Пи Эр Букс.
10. Григорьева К.В. Теория игр [Текст]: учебное пособие. Ч. 2 Кооперативные игры и игры в
позиционной форме / К. В. Григорьева. - СПб.: СПбГАСУ, 2009 - 134 с. - Интернет-
ресурс.
11. Зенкевич Н.А., Петросян Л.Я., Янг Д.В.К. Динамические игры и их приложения в
менеджменте: учеб. пособие. Высшая школа менеджмента СПбГУ.− СПб., 2009 − 415 с.
12. Киселева И.А. Моделирование рисковых ситуаций: учебное пособие. Евразийский
открытый университет. - М.: МЭСИ, 2007 - 102 с.
13. Кремер Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебник для вузов. - 2-е
изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2007 - 573 с.
14. Соловьев В.И. Методы оптимальных решений: учеб. пособие.
М.: Финансовый
университет, 2012 - 364 c.
15. Стронгин Р.Г. Исследование операций. Модели экономического поведения
[Текст]:
учебник / Стронгин Р. Г. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, Интернет-Университет
Информационных Технологий (ИНТУИТ), 2007 - 207 с. - Режим доступа: ЭБС Ай Пи Эр
Букс.
16. Урубков А. Р. Курс МВА по оптимизации управленческих решений: практическое
руководство по использованию моделей линейного программирования. - М.: Альпина
Бизнес Букс, 2006 - 172 c.
17. Шикин Е.В. Математические методы и модели в управлении: учебное пособие. - 3-е изд. /
Е. В. Шикин, А. Г. Чхартишвилли. - М: Дело, 2004 - 440 с.
6.3
Периодические издания
1. Вестник Омского университета [Текст]: ежекварт. науч. журнал/ Мин-во образ. и науки
РФ, Омский гос. ун-т. - Омск, 2013-2016
2. Известия ВУЗ. Физика [Текст]: ежемес. науч. журнал/ Мин-во образ. и науки РФ, Томский
гос. ун-т. - Томск: Сиб. физико-технич. ин-т, 2012-2018
3. Известия ТулГУ. Естественные науки [Текст]: ежемес. науч. журнал/ Мин-во образ. и
науки РФ, Тульский гос. ун-т. - Тула, 2008-2015
11
7
Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной
сети "Интернет" (далее - сеть "Интернет"), необходимых для
освоения дисциплины (модуля)
1.
Institute of Electrical and Electronics Engineers [Electronic resource]. — Mode of access: http://
www.ieee.org, free.
2.
Национальная ассоциация управления проектами «Совнет» [Электронный ресурс]. —
Режим доступа: http://www.sovnet.ru, свободный.
3.
Project Management Resource Center [Electronic resource]. — Mode of access: http://www.allp -
m.com, free.
4.
Project Management Forum [Electronic resource]. — Mode of access: http://www.pmforum.org,
free.
5.
International Project Management Association [Electronic resource]. — Mode of access: http://
www.ipma.ch, free.
2.
Project Management Institute [Electronic resource]. — Mode of access: http://www.pmi.org, free.
3.
Institute of Advanced Projects and Contracts Management [Electronic resource]. — Mode of ac-
cess: http://www.epci.no, free.
4.
Project Management com [Electronic resource]. — Mode of access: http://www.projectmanage-
ment.com, free.
5.
Project Management Center [Electronic resource]. — Mode of access: http://www.infogoal.com,
free.
6.
Center for International Projects and Project Management [Electronic resource]. — Mode of ac-
7.
Project Connections Newsletter [Electronic resource]. — Mode of access: http:// projectconnec -
tions.com/newsletter, free.
8.
The NASA Academy of program/project and engineering leadership [Electronic resource]. —
Mode of access:
9.
8
Перечень информационных технологий, используемых при
осуществлении образовательного процесса по дисциплине
(модулю), включая перечень программного обеспечения и
информационных справочных систем (при необходимости)
1. Пакет программного обеспечения «MS Office».
2. Пакет программного обеспечения «Mathcad».
12
9
Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного
процесса по дисциплине (модулю)
Адрес
Наименование вида
(местоположение)
образования, уровня
учебных кабинетов,
образования,
объектов для
профессии,
проведения
специальности,
практических
направления
Наименование оборудованных учебных кабинетов, объектов для проведения практических занятий, объектов
занятий, объектов
№ п/п
подготовки (для
физической культуры и спорта с перечнем основного оборудования
физической культуры
профессионального
и спорта (с указанием
образования),
номера помещения в
подвида
соответствии с
дополнительного
документами бюро
образования
технической
инвентаризаци)
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа: cтол преподавательский - не менее 1 шт., доска учебная -
не менее 1 шт., экран проекционный - не менее 1 шт.,мультимедиа проектор не менее 1 шт., учебные парты - не менее 14
шт., лаборатортые столы - не менее 8 шт., стул - не менее 38 шт., плакат -не менее 10 шт., стенд - не менее 1 шт., шкаф - не
менее 1 шт., стеллаж - не менее 1 шт., учебное оборудование: МУК М1 -не менее 2 шт., МУК М2 - не менее 2 шт., МУК
ОВ - не менее 1 шт., МУК О - не менее 1 шт., МУК ЭМ - не менее 1 шт.
Учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа: cтол преподавательский - не менее 1 шт., доска учебная -
не менее 1 шт., экран проекционный - не менее 1 шт.,мультимедиа проектор не менее 1 шт., учебные парты - не менее 14
шт., лаборатортые столы - не менее 8 шт., стул - не менее 38 шт., плакат -не менее 10 шт., стенд - не менее 1 шт., шкаф - не
менее 1 шт., стеллаж - не менее 1 шт., учебное оборудование: МУК М1 -не менее 2 шт., МУК М2 - не менее 2 шт., МУК
644099, г.Омск, ул.
ОВ - не менее 1 шт., МУК О - не менее 1 шт., МУК ЭМ - не менее 1 шт.
Ивана Алексеева, д. 2
Лаборатория физики: cтол преподавательский - не менее 1 шт., доска учебная - не менее 1 шт., экран проекционный - не
(№№ 52, 53,54,55,56 на
15.14
Физика
менее 1 шт.,мультимедиа проектор не менее 1 шт., учебные парты - не менее 14 шт., лаборатортые столы - не менее 8 шт.,
поэтажном плане (1П),
стул - не менее 38 шт., плакат -не менее 10 шт., стенд - не менее 1 шт., шкаф - не менее 1 шт., стеллаж - не менее 1 шт.,
4 этаж)
учебное оборудование: МУК М1 -не менее 2 шт., МУК М2 - не менее 2 шт., МУК ОВ - не менее 1 шт., МУК О - не менее 1
шт., МУК ЭМ - не менее 1 шт.
Учебная аудитория для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации: cтол преподавательский - не менее 1
шт., доска учебная - не менее 1 шт., экран проекционный - не менее 1 шт.,мультимедиа проектор не менее 1 шт., учебные
парты - не менее 14 шт., лаборатортые столы - не менее 8 шт., стул - не менее 38 шт., плакат -не менее 10 шт., стенд - не
менее 1 шт., шкаф - не менее 1 шт., стеллаж - не менее 1 шт., учебное оборудование: МУК М1 -не менее 2 шт., МУК М2 -
не менее 2 шт., МУК ОВ - не менее 1 шт., МУК О - не менее 1 шт., МУК ЭМ - не менее 1 шт.
Учебная аудитория для проведения групповых и индивидуальных консультаций: ученическая парта - не менее 21 шт., стол
644099, г.Омск, ул.
13
Ивана Алексеева, д. 2
преподавательский - не менее 1 шт., доска учебная - не менее 1 шт., экран проекционный - не менее 1 шт., стул - не менее
(№№ 31,32 на
43 шт., рамки портретные - не менее 6 шт., плакаты - не менее 5 шт.
поэтажном плане (1П),
4 этаж)
644099, г. Омск, ул.
Помещение для самостоятельной работы: операционная система Windows, пакет программ Microsoft Office, CПС
Ивана Алексеева, д. 2
Консультант ПЛЮС, ГАРАНТ, доска - не менее 2 шт., экран - не менее 2 шт., шкаф - не менее 2 шт, стенды - не менее 10
(№№ 52, 53,54,55 на
шт., стол - не менее 43 шт., стул - не менее 48 шт.
поэтажном плане (1П),
3 этаж)
14
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
ИНСТИТУТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА (ФИЛИАЛ)
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ВОДНОГО ТРАНСПОРТА»
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора по УиНР ВО
ОИВТ (филиал) ФГБОУ ВО «СГУВТ»
«
»
20
г.
Шифр дисциплины:
09.03.02.01
Б1.В.ДВ.04.02
(шифр ОПОП)
(шифр дисциплины из учебного плана)
Рабочая программа дисциплины (модуля)
Наименование дисциплины (модуля):
Теория массового обслуживания
(полное наименование дисциплины (модуля), в строгом соответствии с учебным планом)
Омск
2020
(год набора)
1
Составлена
доцентом
кафедры
ЕНиОПД
(должность)
(сокращенное наименование кафедры)
к.т.н..
,
доцентом
Т.Л. Иванова
(ученая степень)
(ученое звание)
(И.О. Фамилия)
Т.Л. Иванова
«
»
20
г.
(подпись)
(И.О. Фамилия)
число
месяц
год
Рассмотрена и одобрена на заседании кафедры естественнонаучных и
общепрофессиональных дисциплин
(наименование кафедры полностью)
о
«
»
20
г.,
Протокол №
т
число
месяц
год
Зав. кафедрой
ЕНиОПД
О.Л. Курнявко
(сокращенное наименование кафедры)
(подпись)
(И.О.Фамилия)
Согласована:
Руководитель ОПОП
к.т.н., доцент
Т.Л. Иванова
(ученая степень, ученое звание)
(подпись)
(И.О. Фамилия)
Заведующий библиотекой ОИВТ
(подпись)
(И.О. Фамилия)
2
1 Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине
(модулю), соотнесённых с планируемыми результатами освоения
образовательной программы
1.1. Цели дисциплины
Целью освоения дисциплины
«Теория массового обслуживания» является
формирование у студентов фундаментальных теоретических знаний и практических навыков
моделирования с помощью ЭВМ систем массового обслуживания и анализа операционных
характеристик СМО, а также обучение студентов современным программным средствам для
проектирования и разработки моделей систем массового обслуживания. В ходе изучения
курса у студента должно формироваться представление о методах анализа систем массового
обслуживания, создания их моделей, анализа полученных характеристик СМО по
результатам использования модели.
1.2. Перечень формируемых компетенций
В результате освоения дисциплины (модуля) у обучающегося должны
сформироваться следующие компетенции, выраженные через результат
обучения по дисциплине
(модуля), как часть результата освоения
образовательной программы (далее - ОП):
Перечень планируемых результатов
Компетенция
обучения по дисциплине
Шифр
Содержание
УК-2.1. Знать: виды ресурсов и ограничений
для решения профессиональных задач;
основные методы оценки разных способов
решения
задач;
действующее
законодательство и правовые нормы,
регулирующие
профессиональную
Способен определять круг
деятельность.
задач в рамках поставленной
УК-2.2.
Уметь:
проводить
анализ
цели
и
выбирать
поставленной цели и формулировать задачи,
оптимальные способы их
которые необходимо решить для ее
УК-2
решения,
исходя
из
достижения; анализировать альтернативные
действующих правовых норм,
варианты для достижения намеченных
имеющихся ресурсов и
результатов;
использовать нормативно-
ограничений.
правовую
документацию
в
сфере
профессиональной деятельности.
УК-2.3. Владеть: методиками разработки
цели и задач проекта; методами оценки
потребности в ресурсах, продолжительности
и стоимости проекта; навыками работы с
нормативно-правовой документацией.
ПК-14
ПК-14. Способность
ПК-14.1. Знать методы планирования
выполнять логическую и
проектных работ.
функциональ-ную работу по
ПК-14.2.. Знать основы системного
созданию комплекса
мышления.
программ.
ПК-14.3. Уметь планировать проектные
работы.
ПК-14.4. Уметь алгоритмизировать
деятельность пользователей ИТ-систем.
ПК-14.5.. Иметь навыки составления графика
контрольных мероприятий.
ПК-14.6.. Иметь навыки выявления
требований потребителей к системе и их
интересов.
2 Место дисциплины
(модуля) в структуре образовательной
программы
Дисциплина (модуль) реализуется в рамках
вариативной
части
(базовой, вариативной или
факультативной)
основной профессиональной образовательной программы.
3 Объём дисциплины (модуля) в зачётных единицах (з.е.) с указанием количества академических часов,
выделенных на контактную работу обучающихся с преподавателем
(по видам учебных занятий) и на
самостоятельную работу обучающихся
Для
очной
формы обучения:
(очной, очно-заочной или заочной)
Курс 4
Форма контроля
з.е.
-
Итого акад. часов
Сем. 7
Сем. 8
10
8
3
3
36
108
108
34
74
3
16
16
2
74
8
Для
заочной
формы обучения:
(очной, очно-заочной или заочной)
Форма контроля
з.е.
-
Итого акад. часов
Курс 1
Курс 2
4 Содержание дисциплины (модуля), структурированное по темам
(разделам) с указанием отведённого на них количества академических
часов и видов учебных занятий
4.1. Разделы и темы дисциплины (модуля) и трудоёмкость по видам
учебных занятий (в академических часах):
Наименование темы
Лекции
ПЗ
ЛР
СР
(раздела) дисциплины
О
З
О
З
О
З
О
З
(модуля)
8-й семестр - очная форма обучения
Предмет, цель и задачи
1
теории
массового
4
4
2
обслуживания.
Дискретный марковский
2
4
4
4
случайный процесс (СП).
Дискретный
СП с
3
2
4
дискретным временем.
Дискретный марковский
4
случайный процесс с
6
6
10
непрерывным временем.
5
Предельные вероятности.
6
6
10
Структура
и
6
классификация
систем
6
10
массового обслуживания.
Многоканальная СМО с
7
2
2
отказами.
Многоканальная СМО с
8
2
4
4
ожиданием и ограничением
на длину очереди.
Многоканальная СМО с
9
2
4
4
ожиданием.
Многоканальная СМО без
ограничения на длину
10
очереди,
но
с
2
6
8
ограничением
на время
ожидания.
ВСЕГО:
34
51
88
Примечания: О - очная форма обучения, З - заочная форма обучения.
4.2. Содержание разделов и тем дисциплины
Тема 1. Предмет, цель и задачи теории массового обслуживания. [1-10]
Общая характеристика систем массового обслуживания (СМО). Примеры
реализации СМО в различных финансово-экономических, логистических,
компьютерных и других сферах. Одноканальные, многоканальные СМО.
Основные элементы СМО.
Тема 2. Дискретный марковский случайный процесс (СП).
Случайные величины и процессы. Свойство марковости и марковский
случайный процесс. Графы состояний системы. Элементы графов состояний
системы. Реализация случайного процесса. Матрица состояний системы.
Тема 3. Дискретный СП с дискретным временем.
Дискретный СП с дискретным временем. Марковская цепь. Переходные
вероятности и матрица переходных вероятностей. Размеченный граф состояний
системы.
Тема 4. Дискретный марковский случайный процесс с непрерывным
временем.
Дискретный марковский процесс с непрерывным временем. Плотности
вероятностей перехода. Размеченный граф состояний системы.
Тема 5. Предельные вероятности.
Предельный стационарный режим. Предельная вероятность состояний
системы. Понятие регулярности марковской цепи.
Тема 6. Структура и классификация систем массового обслуживания.
Марковские СМО. Дисциплина обслуживания СМО. Возможные
ограничения работы СМО. Классификация СМО.
Тема 7. Многоканальная СМО с отказами.
Определение входящего и выходящего потоков СМО. Построение
размеченного графа состояний СМО с отказами.
Параметры многоканальной СМО с отказами, предельные характеристики
эффективности функционирования. Пример вычисления значений
характеристик СМО, решение задач.
Тема 8. Многоканальная СМО с ожиданием и ограничением на длину
очереди.
Определение места очереди в работе СМО. Рассмотрение размеченного
графа состояний СМО с ожиданием и ограничением на длину очереди.
Ввод показателя загрузки одного канала и его место в работе всей
системы. Вывод параметров и предельных характеристик эффективности
функционирования СМО. Решение задач с очередями.
Тема 9. Многоканальная СМО с ожиданием.
Рассмотрение существования СМО с бесконечным количеством
состояний. Построение граф состояний СМО с ожиданием. Взаимосвязь
показателя нагрузки и стационарного режима работы системы, особенности
достижения стационарного режима.
Параметры многоканальной СМО с ожиданием, описание предельных
характеристик эффективности функционирования. Решение задач работы СМО
с ожиданием и без ограничений.
Тема 10. Многоканальная СМО без ограничения на длину очереди, но с
ограничением на время ожидания.
Размеченный граф состояний, параметры, предельные характеристики
эффективности функционирования, особенности достижения стационарного
режима.
4.3. Содержание лабораторных работ
№ раздела
Наименование практических занятий
(темы) дисциплины
8 семестр - очная форма обучения
Тема 1. Дискретный марковский
Дискретный марковский случайный процесс (СП).
случайный процесс (СП).
(4 часа) [1-10]
Тема
2. Дискретный СП с
Дискретный СП с дискретным временем.. (4 часа)
дискретным временем.
[1-10]
Тема 3. Дискретный марковский
Дискретный марковский случайный процесс с
случайный процесс с
непрерывным временем. (6 часов) [1-10]
непрерывным временем.
4.4. Содержание практических занятий
Не предусмотрены
4.5. Курсовой проект (работа)
Не предусмотрен
4.6. Самостоятельная работа. Контроль самостоятельной работы
В самостоятельную работу обучающихся входит подготовка
к
практическим занятиям путём изучения соответствующего теоретического
материала, оформления отчётов по результатам практических заданий,
выполнение, оформление и защита расчётно-графической работы и курсового
проекта. Подробные рекомендации по организации самостоятельной работы
обучающихся приведены в источниках, указанных в п.8 данной рабочей
программы.
Контроль самостоятельной работы обучающихся осуществляется в ходе
защиты лабораторных работ, при проведении индивидуальных и групповых
консультаций.
5 Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
обучающихся по дисциплине (модулю)
5.1. Описание показателей и критериев оценивания компетенций, описание
шкал оценивания
Показатели
Описание показателя
оценивания
Обучаемый демонстрирует способность к полной самостоятельности
(допускаются консультации с преподавателем по сопутствующим вопросам) в
выборе способа решения неизвестных или нестандартных заданий с
использованием знаний, умений и навыков, полученных в ходе проведения
Оценка «отлично»
освоения дисциплины, следует считать компетенцию сформированной на
(зачтено)
высоком уровне. Присутствие сформированной компетенции на высоком уровне
означает способность студента к ее дальнейшему саморазвитию и высокой
адаптивности практического применения к изменяющимся условиям
профессиональной задачи.
Обучаемый демонстрирует самостоятельное применение знаний, умений и
навыков при решении заданий, аналогичных тем, которые предоставлял
преподаватель при потенциальном формировании компетенции, подтверждает
Оценка «хорошо»
наличие сформированной компетенции, причем на более высоком уровне.
(зачтено)
Наличие сформированной компетенции на повышенном уровне
самостоятельности со стороны обучаемого при ее практической демонстрации в
ходе решения аналогичных заданий следует оценивать как положительное и
устойчиво закрепленное в практическом навыке.
Обучаемый демонстрирует самостоятельность в применении знаний, умений и
навыков к решению учебных заданий в полном соответствии с образцом,
Оценка
данным преподавателем, по заданиям, решение которых было показано
«удовлетворительно»
преподавателем, следует считать, что компетенция сформирована, но ее уровень
(зачтено)
недостаточно высок. Поскольку выявлено наличие сформированной
компетенции, ее следует оценивать положительно, но на низком уровне.
Обучаемый не способен самостоятельно продемонстрировать наличие знаний
при решении заданий, которые были представлены преподавателем вместе с
Оценка
образцом их решения, отсутствие самостоятельности в применении умения к
«неудовлетворительно»
использованию методов проведения пред- дипломной практики и неспособность
(не зачтено)
самостоятельно проявить навык повторения решения поставленной задачи по
стандартному образцу свидетельствуют об отсутствии сформированной
компетенции.
5.2. Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для
оценки знаний, умений и
(или) навыков, характеризующих этапы
формирования компетенций в процессе освоения образовательной
программы
Типовые практические задания к экзамену по дисциплине:
1. Составить алгоритм последовательного поиска в массиве длинной N.
2. Составить алгоритм который выводит таблицу квадратов первых 5 целых
положительных нечетных чисел, начиная от введенного числа k
включительно.
5.3. Перечень вопросов для итогового контроля по дисциплине
Типовые теоретические вопросы к экзамену по дисциплине:
1. Случайные события и их виды (достоверные события,
невозможные события, случайные события).
2. Числовые характеристики случайных событий (закон
распределения вероятностей, математическое ожидание,
дисперсия
3. и среднее квадратическое).
4. Дискретная случайная величина, закон распределения
вероятностей Бернулли, математическое ожидание, дисперсия,
5. среднее квадратическое отклонение (стандарт) дискретной
случайной величины.
6. Непрерывная случайная величина, плотность распределения
вероятностей, математическое ожидание, дисперсия,
7. показательное распределение вероятностей.
8. Непрерывная случайная величина, закон нормального
распределения вероятностей, график распределения,
9. Влияние параметров нормального распределения на форму
кривой Гаусса.
10.
Диагональная матрица, верхняя и нижняя треугольные
матрицы, собственные значения и собственный вектор,
11.
спектральный радиус матрицы.
12.
СМО. Основные компоненты распределения входного и
выходного потоков, конфигурация обслуживающего механизма,
13.
дисциплина очереди, блок ожидания, емкость источника).
14.
Виды потоков событий (стационарный, без последействия,
ординарный, простейший (Пуассоновский)).
15.
Классификация систем массового обслуживания и их
основные элементы.
16.
Основные операционные характеристики СМО и их расчет.
17.
Одноканальная СМО и ее средние характеристики. Привести
пример.
18.
Одноканальная СМО смешанного типа.
19.
Метод наименьших квадратов и подбор эмпирических
формул по экспериментальным данным.
20.
Смысл параметра и его роль в показательном распределении
вероятностей.
21.
Смысл параметров и график нормального распределения.
22.
Норма матрицы и четыре основных свойства матрицы.
Примеры норм.
5.3.1. Методика балльно-рейтинговой системы оценивания итоговой
оценки по дисциплине.
Итоговая оценка является арифметической суммой всех баллов
полученных студентом в процессе изучения дисциплины. В учет итоговой
оценки по данной методике принимается шкала оценивания каждого вида
занятий по данной дисциплине: лекции, практики, лабораторные работы,
семинары и т.д. Преподавателем на первом занятии озвучивается максимальное
количество баллов которое можно получить за данный вид занятий. Вес
каждого вида занятий в баллах зависит от объема этих занятий и утверждается
на первом заседании кафедры в текущем учебном году. Изменения в балльно-
рейтинговой оценке вносятся в программу, которая после утверждения
выкладывается на сайт университета в соответствующий раздел по
направлению. Бальная шкала по видам занятий для дисциплины приведена
ниже.
1 семестр - «Основы алгоритмизации и программирования»
Вид занятий
Итоговый максимальный балл М
лекции
10
практики
-
лабораторные работы
30
итоговый тест
60
Итого
100
Методика получения итоговой оценки по 4-х балльной шкале приведена ниже.
Суммарный балл по
Итоговый балл
всем видам работ
5 (отлично)
≥85
4 (хорошо)
75÷84
3 (удовлетворительно)
51÷74
2 (неудовлетворительно)
≤50
5.3.2. Методика оценивания экзамена по дисциплине
Экзамен по дисциплине содержит теоретическую часть, направленную на
оценку знаний и практическую часть, направленную на оценку умений и
навыков, характеризующих
1-й этап формирования компетенции: ПК-12
«Способность разрабатывать средства реализации информационных
технологий
(методические,
информационные,
математические,
алгоритмические, технические и программные)».
Итоговая оценка экзамена со значениями
«неудовлетворительно-
удовлетворительно-хорошо-отлично» по шкале рангов выставляется на
основе итогового теста по всем разделам дисциплины в 1-ом семестре с учетом
баллов по всем видам занятий.
Допуск к участию в итоговых испытаниях осуществляется в случае
успешного выполнения и защиты лабораторных работ в 1-ом семестре, а также
освоения теоретического материала, изученного как на лекциях, так и
самостоятельно.
Теоретическая часть итогового испытания представляет собой тест из N
заданий, каждое из которых, в случае правильного выполнения, оценивается в
М/N балла. Процедура тестирования может быть организована как письменной,
так и в электронной форме, с помощью программных средств ЭВМ.
Продолжительность проведения теста зависит от числа вопросов (заданий) в
нём, исходя из следующего соотношения - на ответ на один вопрос теста -
одна-две минуты.
В рамках процедуры тестирования обучающийся получает вопросы в виде
открытой или закрытой формы, а также иерархии или соответствия. Для
каждого вопроса определяет один или несколько правильных с его точки
зрения вариантов ответа и отмечает их некоторым образом (ставит знак рядом с
вариантом ответа, обводит вариант ответа и т.п.).
Если обучающийся отметил правильный (правильные) варианты ответа, то
ответ на данный вопрос (задание) считается правильным. Если обучающийся
отметил неправильный вариант ответа на вопрос теста, то ответ на данный
вопрос считается неправильным. Если обучающийся отметил несколько
вариантов ответа и хотя бы один из вариантов оказался не верным, то весь
ответ на данный вопрос считается неправильным. При необходимости
неверный ответ обучающийся может рядом с верным с его точки зрения
ответом дополнительно написать слово типа
«верно» и поставить свою
рукописную подпись, а неверный вычеркнуть.
5.3.3. Методика оценки лабораторной работы.
Все разделы лабораторной работы выполнены в полном объеме и в
соответствии с заданием и полностью в полном объеме получены ответы на
контрольные вопросы по данной тематике. Требования к оформлению отчетов
и организации защиты лабораторных и практических работ приведены в
соответствующих методических указаниях [7-10]. При защите лабораторных
работ студенту задается два-три вопроса по теме лабораторной работы. В
случае ответа на все поставленные вопросы, лабораторная работа считается.
5.3.4. Методика оценки тематического опроса
Оценка по тематическому опросу ставится в виде «освоено»/«не освоено»,
в соответствии с индивидуальными ответами на поставленные вопросы
каждого студента. После получения вопроса студент в течении 3 минут должен
продемонстрировать знание материала, используя только свои знания.
5.3.4. Методика промежуточного теста
Оценка промежуточного теста проводится по дихотомической шкале в
виде «освоено»/«не освоено», в соответствии с индивидуальными ответами на
поставленные вопросы каждого студента. Методика оценки, балльная оценка
соответствует пунктам 5.4.1.-5.4.2.
6 Перечень основной и дополнительной учебной литературы,
необходимой для освоения дисциплины (модуля)
а) основная учебная литература
1. Глухов, М.М. Математическая логика. Дискретные функции. Теория
алгоритмов [Электронный ресурс] / М.М. Глухов, А.Б. Шишков - М.:
Лань, 2012. - 416 с. - Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/4041 . -
Загл. с экрана.
2. Ботвинков, А.В. Основы алгоритмизации и программирования : учеб.
пособие [для студ. электромехан. фак. напр. 09.03.02 "Информационные
системы и технологии"] / А.В.Ботвинков, С.В.Моторин, К.В.Катковская [и
др.]; М-во трансп. Рос. Федерации; Федер. агентство мор. и реч. трансп.;
ФГБОУ ВО "Сиб. гос. ун-т вод. трансп.". - Новосибирск : СГУВТ, 2015. - 96
с. : ил. - Библиогр.: с. 95-96 (24 назв.). - ISBN 978-5-8119-0619-2.
б) дополнительная учебная литература
3. Орлов, С.А. Технологии разработки программного обеспечения:
Современный курс по программной инженерии [Текст] : учебник / С.А.
Орлов, Б.Я. Цилькер. - СПб: Питер, 2012. - 608 с.
4. Гаврилов, М.В. Информатика и информационные технологии [Текст] :
учебник / М.В. Гаврилов, В.А. Климов. - М. : Юрайт, 2013. - 377 с.
5. Павловская, Т.А. С/C++. Программирование на языке высокого уровня:
учебник для вузов: для магистров и бакалавров [Текст] / Т.А. Павловская.
- СПб : Питер, 2013. - 460 с.
6. Васильев, А.Н. Java. Объектно-ориентированное программирование:
Базовый курс по объектно-ориентированному программированию [Текст]
: учебное пособие / А.Н. Васильев. - СПб : Питер, 2013. - 395 с.
7 Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
(модуля)
7. Голышев, Н.В. Информатика : метод. указ. к лаб. работам. Ч. 1 : Основы
построения аппаратного и программного обеспечения персональных
компьютеров
/
Н.В.Голышев, С.В.Моторин; М-во трансп. Рос.
Федерации, Новосиб. гос. акад. вод. трансп., Каф. информ. системы и
автоматика. - Новосибирск : НГАВТ, 2005. - 41 с.
8. Голышев, Н.В. Технология программирования : метод.указ.к лаб.работам
для студентов
2 курса электромеханического факультета(направление
071900"Информационные системы и технологии")
/
Н.В.Голышев,
Ю.В.Морозов; М-во трансп.РФ[и др.]. - Новосибирск : НГАВТ, 2005. - 32 с.
8 Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной
работы обучающихся
9. Голышев, Д.Н. Формы и критерии оценивания учебной деятельности
студентов
[Текст]: методические указания
/ Д.Н. Голышев, С.В.
Калашников, А.Г. Николаев. - Новосибирск: НГАВТ, 2014. - 10 c.
10.Эккель, Б. Философия С++: Практическое программирование = Thinking
in C++: Practical programming [Текст] / Б. Эккель, Ч. Эллисон. - СПб.:
Питер, 2004. - 608 с.
9 Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети
"Интернет"
(далее
- сеть "Интернет"), необходимых для освоения
дисциплины (модуля)
11. Издание о высоких технологиях CNews. [Электронный ресурс]. - Режим
доступа: http://www.cnews.ru. - Загл. с экрана, свободный.
12. Негосударственное
образовательное
частное
учреждение
дополнительного профессионального образования
«Национальный
Открытый Университет
«ИНТУИТ» [Электронный ресурс].
- Режим
доступа: http://www.intuit.ru/. - Загл. с экрана, свободный.
10 Перечень информационных технологий, используемых при
осуществлении образовательного процесса по дисциплине
(модулю),
включая перечень программного обеспечения и информационных
справочных систем (при необходимости)
13. Операционная система Microsoft Windows. © Microsoft Corporation. All
Rights Reserved. (http://www.microsoft.com )
14.Набор программного обеспечения MSDN Academic Alliance / Microsoft
Virtual PC. © Microsoft Corporation. All Rights Reserved.
15.Математический пакет MathCAD. Parametric Technology Corporation. All
Rights Reserved.
16.Файловый архиватор 7-Zip.
17.Антивирус ESET NOD32.
18.Пакет офисных программ, включающий в себя текстовый процессор,
табличный процессор, средства просмотра pdf-файлов, средства работы с
графическими объектами, средства работы в сети «Интернет».
19. Электронно-библиотечная система
«Лань»
[Электронный ресурс].
-
Режим доступа: https://e.lanbook.com/. - Загл. с экрана.
20. Электронно-библиотечная система
«Юрайт» [Электронный ресурс]. -
Режим доступа: https://biblio-online.ru/. - Загл. с экрана.
21.Информационная
справочная
система
«Консультант
Плюс»
[Электронный ресурс].
- Режим доступа: https://www.consultant.ru,
свободный.
22. Электронный
каталог
библиотеки
СГУВТ
на
сайте
dokumenty/. - Загл. с экрана.
23. Профессиональная база данных «Единый реестр российских программ
для электронных вычислительных машин и баз данных» [Электронный
ресурс]. - Режим доступа: https://reestr.minsvyaz.ru/ , свободный.
11 Описание материально-технической базы, необходимой для
осуществления образовательного процесса по дисциплине (модулю).
Наименование
специализированных аудиторий,
Перечень основного оборудования
кабинетов, лабораторий
Учебная аудитория для проведения
занятий
лекционного
типа,
Набор демонстрационного оборудования и
групповых и индивидуальных
учебно-наглядных пособий, в том числе: доска
консультаций, текущего контроля и
учебная, мультимедийный проектор, экран
промежуточной аттестации (л: 122,
проекционный
309)
Учебная аудитория для проведения
Доска учебная, мультимедийный проектор, экран
лабораторных занятий, групповых
проекционный,
компьютеры,
сетевое
и индивидуальных консультаций,
оборудование, специализированное программное
текущего
контроля
и
обеспечение
(лицензионное и свободного
промежуточной
аттестации:
пользования)
лаборатории (л: 211, 204, 201, 202)
Компьютерная техника с возможностью
Помещение для самостоятельной
подключения к сети «Интернет» и обеспечением
работы обучающихся (л: 003)
доступа в
электронную информационно-
образовательную среду организации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
ИНСТИТУТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА
(ФИЛИАЛ)
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ВОДНОГО ТРАНСПОРТА»
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора по УиНР ВО
ОИВТ (филиал) ФГБОУ ВО «СГУВТ»
«
»
20
г.
Шифр дисциплины:
2019.13.03.02.02
Б1.В.02
(шифр ОПОП)
(шифр дисциплины из учебного плана)
Рабочая программа дисциплины (модуля)
Наименование дисциплины (модуля):
Теория автоматического управления
(полное наименование дисциплины (модуля), в строгом соответствии с учебным планом)
Омск
2019
(год утверждения)
Составлена
доцентом
кафедры
ЭТ и ЭО
(должность)
(сокращенное наименование кафедры)
к.т.н.
,
доцентом
Т.В. Гоненко
(ученая степень)
(ученое звание)
(И.О. Фамилия)
Т.В. Гоненко
«
»
20
г.
(подпись)
(И.О. Фамилия)
число
месяц
год
Рассмотрена и одобрена на заседании кафедры электротехники и
электрооборудования
(наименование кафедры полностью)
о
«
»
20
г.,
Протокол №
т
число
месяц
год
Зав. кафедрой
ЭТ и ЭО
(сокращенное наименование кафедры)
(подпись)
(И.О.Фамилия)
Согласована:
Руководитель ОПОП
д.т.н., профессор
(ученая степень, ученое звание)
(подпись)
(И.О. Фамилия)
Заведующий библиотекой ОИВТ
(подпись)
(И.О. Фамилия)
2
1
Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине
(модулю), соотнесенных с планируемыми результатами
освоения образовательной программы
1.1
Цели дисциплины
Целью данной дисциплины является формирование у студентов прочной теоретической базы по
современным методам исследования систем управления, которая позволит им успешно решать
теоретические и практические задачи в их профессиональной деятельности, связанной с
получением математического описания, моделированием, анализом, проектированием,
испытаниями и эксплуатацией современных систем управления.
1.2
Перечень формируемых компетенций
В результате освоения дисциплины (модуля) у обучающегося должны сформироваться следующие
компетенции, выраженные через результат обучения по дисциплине
(модуля), как часть
результата освоения образовательной программы (далее - ОП):
Перечень планируемых результатов обучения
Компетенция
по дисциплине
Шифр
Содержание
ИД-1ПК-4
Выполняет
предпроектное
обследование
технологического
процесса
Способен разработать
(объекта
управления),
для
которого
отдельные разделы проекта на
разрабатывается проект автоматизированной
различных стадиях
системы управления
ПК-4
проектирование
ИД-2ПК-4 Способен разработать проектные
автоматизированной системы
решения отдельных частей автоматизированной
управления технологическими
системы
управления
технологическими
процессами
процессами
1.3 Индикаторы освоения дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен приобрести совокупность знаний, умений и
навыков, перечисленные ниже.
Знать:
Основные принципы и схемы автоматического управления;
Уметь:
Применять математические методы для анализа общих свойств систем;
Владеть:
Методами расчета параметров автоматики;
2
Место дисциплины
(модуля) в структуре образовательной
программы
Дисциплина (модуль) реализуется в рамках
вариативной
части
(базовой, вариативной или факультативной)
основной профессиональной образовательной программы.
3
4
3
Объем дисциплины (модуля) в зачетных единицах (з.е.) с указанием количества академических или
астрономических часов, выделенных на контактную работу обучающихся с преподавателем (по видам
учебных занятий) и на самостоятельную работу обучающихся
Для
заочной
формы обучения:
(очной, очно-заочной или заочной)
Всего
Всего часов
Курс 3
Курс 4
Формы контроля
з.е.
в том числе
13
34
4
360
360
48
276
36
10
10
5
6
6
6
4
140
18
5
6
6
6
8
18
6
в том числе тренажерная подготовка:
5
4
Содержание дисциплины (модуля), структурированное по темам
(разделам) с указанием отведенного на них количества
академических часов и видов учебных занятий
4.1
Разделы и темы дисциплины (модуля) и трудоемкость по видам
учебных занятий (в академических часах)
Виды учебных занятий, включая СРС
Разделы и темы
Лек
Лаб
Пр
СРС
дисциплины (модуля)
О
З
О
З
О
З
О
З
3 курс заочного обучения
Раздел 1. Автоматические системы и задачи теории управления и регулирования
Основные понятия и
1.1
1
10
задачи управления
Функциональная схема
и классификация систем
1.2
10
автоматического
управления
Принципы и законы
1.3
автоматического
1
10
управления
2
Раздел 2. Математические модели линейных систем регулирования
Структурные
2.1
1
10
преобразования
Дифференциальное
2.2
2
10
уравнение системы
Преобразование
2.3
10
Лапласа
2.4
Передаточная функция
1
2
10
Разомкнутая и
2.5
2
10
замкнутая системы
2.6
Типовые воздействия
10
Временные и частотные
2.7
1
2
10
характеристики
Типовые динамические
2.8
2
10
звенья
Раздел 3. Устойчивость линейных систем
Условия устойчивости
3.1
10
линейных САУ
3.2
Критерии устойчивости
1
2
10
3.3
Запасы устойчивости
10
Итого
6
6
6
140
4 курс заочного обучения
Раздел 4. Качество процессов регулирования
Показатели качества и
4.1
1
8
методы их оценки
Прямые оценки
4.2
2
1
8
качества
Косвенные оценки
4.3
1
8
качества
Раздел 5. Синтез систем автоматического регулирования
Регуляторы и законы
5.1
8
регулирования
Свойства объектов
5.2
8
управления
Линеаризация
5.3
1
8
нелинейных объектов
6
5.4
Корректирующие звенья
8
Системы регулирования
5.5
8
с запаздыванием
Раздел 6. Дискретные системы и их описание
Релейные, цифровые и
6.1
1
8
импульсные системы
Устойчивость, качество
6.2
и синтез импульсных
1
2
8
систем управления
Раздел 7. Многомерные системы регулирования
Описание многомерных
линейных динамических
7.1
1
8
систем в пространстве
состояний
Моделирование, анализ
7.2
и синтез многомерных
2
8
систем управления
Раздел 8. Нелинейные системы управления
Исследование систем на
8.1
2
8
фазовой плоскости
Методы гармонической
8.2
2
8
линеаризации
Критерии устойчивости
8.3
1
9
нелинейных систем
Контрольная работа
15
Итого
6
6
6
136
ИТОГО
12
12
12
276
Примечания: О - очная форма обучения, З - заочная форма обучения.
4.2
Содержание разделов и тем дисциплины
3 курс
Раздел 1. Автоматические системы и задачи теории управления и регулирования
Тема 1.1Основные понятия и задачи управления.
Понятие объекта управления, систем управления, регулирования. Задачи теории
автоматического управления.
Тема
1.2 Функциональная схема и классификация систем автоматического
управления.
Функциональное описание САУ и их элементов. Классификация САУ по назначению
и принципам работы. Системы стабилизации, программного управления и следящие
системы. Дальнейшая классификация САУ по их свойствам и математическому описанию
Тема 1.3 Принципы и законы автоматического управления
Управление и регулирование в технике, объекты и системы автоматического
управления (САУ). Принципы построения САУ.
Раздел 2. Математические модели линейных систем регулирования
Тема 2.1 Структурные преобразования.
Последовательное, параллельное соединение звеньев. Перенос воздействий. Правило
Мейсона.
Тема 2.2 Дифференциальное уравнение системы.
Описание поведения линейных, непрерывных, стационарных систем с
сосредоточенными параметрами. Характеристическое уравнение
Тема 2.3 Преобразование Лапласа.
7
Инженерный метод решения дифференциальных уравнений. Свойства
преобразования Лапласа.
Тема 2.4 Передаточная функция.
Определение, способы получения. Нормирование
Тема 2.5 Разомкнутая и замкнутая системы.
Определение. Передаточная функция разомкнутой и замкнутой систем.
Тема 2.6 Типовые воздействия.
Ступенчатая функция. Импульсная функция. Гармоническая функция. Степенные
функции
Тема 2.7 Временные и частотные характеристики. Переходная и импульсная функции.
Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики. Логарифмические частотные
характеристики
Тема 2.8 Типовые динамические звенья.
Усилительное, интегрирующее, инерционное, звенья второго порядка,
дифференцирующее, форсирующее, запаздывающее звенья
Раздел 3. Устойчивость линейных систем
Тема 3.1 Условия устойчивости линейных САУ.
Определение устойчивости. Физический и математический признак устойчивости
Тема 3.2 Критерии устойчивости
Алгебраические критерии устойчивости: Гурвица, Рауса. Частотные критерии
устойчивости: Михайлова Частотные критерии устойчивости, Метод D-разбиения,
Частотные критерии устойчивости: Найквиста, логарифмический критерий
Тема 3.3 Запасы устойчивости
Оценка запасов устойчивости по АФЧХ и ЛЧХ: по амплитуде и по фазе
6 семестр (4 курс)
Раздел 4. Качество процессов регулирования
Тема 4.1 Показатели качества и методы их оценки.
Определение качества, его показателей и оценок, методы их вычисления
Тема 4.2 Прямые оценки качества.
Время регулирования, перерегулирование, максимальное динамическое отклонение,
время нарастания, колебательность, степень затухания, частота колебаний
Тема 4.3 Косвенные оценки качества.
Корневые, частотные и интегральные методы. Метод смещенного уравнения, метод
D-разбиения, метод корневого годографа.
Раздел 5. Синтез систем автоматического регулирования.
Тема 5.1 Регуляторы и законы регулирования.
Пропорциональный,
интегральный,
пропорционально-интегральный,
пропорционально-дифференцирующий,
пропорционально-интегрально-
дифференцирующий регуляторы и законы их регулирования
Тема 5.2 Свойства объектов управления.
Емкость, самовыравнивание, время разгона, постоянная времени, запаздывание.
Задача идентификации
Тема 5.3 Линеаризация нелинейных объектов.
Методы касательной и секущей. Разложение в ряд Тейлора.
Тема 5.4 Корректирующие звенья.
8
Последовательные, параллельные, инвариантные, КУ в цепи ОС. Синтез систем
регулирования по ЛАЧХ.
Тема 5.5 Системы регулирования с запаздыванием.
Дифференциально-разностное
уравнение
с
запаздывающим аргументом.
Проектирование систем с запаздыванием. Устойчивость систем
Раздел 6. Дискретные системы и их описание
Тема 6.1 Релейные, цифровые и импульсные системы.
САУ с дискретными и импульсными элементами. Классификация дискретных
элементов, квантование сигналов, способ формирования импульсов. Основные
характеристики импульсного элемента. Математическое описание дискретных и
импульсных систем. Передаточные функции импульсных систем.
Тема 6.2 Устойчивость, качество и синтез импульсных систем управления.
Анализ и синтез импульсных систем. Устойчивость, переходные процессы и качество.
Частотные характеристики импульсной системы и частотные методы анализа. Коррекция
импульсных систем.
Раздел 7. Многомерные системы регулирования.
Тема 7.1 Многомерные линейные системы в пространстве состояний.
Переменные состояния, переход к пространству состояний. Каноническая
управляемая и наблюдаемая формы
Тема 7.2 Моделирование, анализ и синтез многомерных систем.
Основные матричные функции. Управляемость и наблюдаемость систем.
Проектирование модального регулятора. Преобразования подобия
Раздел 8. Нелинейные системы управления.
Тема 8.1 Исследование систем на фазовой плоскости.
Особенности нелинейных систем. Типовые нелинейные характеристики.
Установившиеся режимы в нелинейных системах. Особые точки и особые линии.
Тема 8.2 Методы гармонической линеаризации
Приближенные методы исследования нелинейных систем. Гармоническая
линеаризация. Коэффициенты гармонической линеаризации нелинейных звеньев.
Исследование устойчивости и автоколебаний системы с помощью годографа
Михайлова и критерия Найквиста
Тема 8.3 Критерии устойчивости нелинейных систем
Формулировка понятия устойчивости. Точные методы исследования устойчивости и
автоколебаний. Метод фазовой плоскости. Второй метод Ляпунова. Критерий Попова
4.3
Содержание лабораторных работ
Раздел (тема) дисциплины
Наименование лабораторных работ
3 курс
Структурные
Знакомство с системой Simulink
преобразования.
Создание модели Simulink
Типовые динамические
Исследование звеньев
звенья
Функциональная схема и
классификация систем
Исследование следящей системы управления.
автоматического управления
4 курс
9
Раздел (тема) дисциплины
Наименование лабораторных работ
Устойчивость, качество и
Исследование системы стабилизации угловой скорости
синтез импульсных систем
турбогенератора
управления
Устойчивость, качество и
Исследование системы автоматической стабилизации
синтез импульсных систем
напряжения
управления
синхронного генератора
Устойчивость, качество и
Исследование системы автоматического регулирования
синтез импульсных систем
угловой скорости двигателя внутреннего сгорания
управления
(дизеля)
Методы гармонической
Исследование систем в пространстве состояний
линеаризации
Критерии устойчивости
Исследование нелинейной системы автоматического
нелинейных систем
регулирования (САР)
Исследование систем на
Исследование нелинейных систем методом фазовой
фазовой плоскости
плоскости
4.4
Содержание практических занятий
Дисциплина не предусматривает практические занятия.
4.5
Курсовая работа
Объем графической и
Рекомен-
Структура
текстовой части
дуемая
курсовой работы
литература
листов
часов О/З
Введение
2-3
2/4
2,3,5-7, 8-
9,11-13,15-20
Устройство и принцип действия системы
2-3
2/4
стабилизации частоты вращения двигателя
Исследование системы стабилизации частоты
6-7
8/16
вращения двигателя без корректирующего звена
Исследование системы стабилизации частоты
6-7
8/16
вращения двигателя с введением корректирующего
звена
Проверка
расчётов устойчивости системы в
6-7
8/16
1-20
программной среде Simulink
Заключение
2
2/4
2,3,5-7, 8-
9,11-13,15-20
Итого
30-35
30/60
4.6
Курсовой проект
Дисциплина не предусматривает курсовой проект.
4.7
Самостоятельная работа. Контроль самостоятельной работы
В самостоятельную работу студента входит подготовка к занятиям по дисциплине путём изучения
теоретического материала по источникам, указанным в перечне основной и дополнительной
10
литературы, выполнение практических работ, оформление практических заданий и подготовка к
их защите.
Контроль самостоятельной работы осуществляется в ходе лабораторных занятий.
4.8
Интерактивные формы обучения
В процессе освоения данной учебной дисциплины интерактивные формы используются при
изучении следующих тем:
Количество
Раздел (тема) дисциплины
часов
О
З
Раздел 2. Математические модели линейных систем регулирования
1
Раздел 3. Устойчивость линейных систем
1
Раздел 6. Дискретные системы и их описание
1
Раздел 7. Многомерные системы регулирования
1
Раздел 8. Нелинейные системы управления
1
Итого
5
5
Фонд оценочных средств для проведения промежуточной
аттестации обучающихся по дисциплине (модулю)
5.1
Описание показателей и критериев оценивания компетенций,
описание шкал оценивания
Показатели
Описание показателя
оценивания
Обучаемый демонстрирует способность к полной самостоятельности
(допускаются консультации с преподавателем по сопутствующим вопросам) в
выборе способа решения неизвестных или нестандартных заданий с
использованием знаний, умений и навыков, полученных в ходе проведения
Оценка «отлично»
освоения дисциплины, следует считать компетенцию сформированной на
(зачтено)
высоком уровне. Присутствие сформированной компетенции на высоком уровне
означает способность студента к ее дальнейшему саморазвитию и высокой
адаптивности практического применения к изменяющимся условиям
профессиональной задачи.
Обучаемый демонстрирует самостоятельное применение знаний, умений и
навыков при решении заданий, аналогичных тем, которые предоставлял
преподаватель при потенциальном формировании компетенции, подтверждает
наличие сформированной компетенции, причем на более высоком уровне.
Оценка «хорошо»
Наличие сформированной компетенции на повышенном уровне
(зачтено)
самостоятельности со стороны обучаемого при ее практической демонстрации в
ходе решения аналогичных заданий следует оценивать как положительное и
устойчиво закрепленное в практическом навыке.
Обучаемый демонстрирует самостоятельность в применении знаний, умений и
навыков к решению учебных заданий в полном соответствии с образцом,
Оценка
данным преподавателем, по заданиям, решение которых было показано
«удовлетворительно»
преподавателем, следует считать, что компетенция сформирована, но ее уровень
(зачтено)
недостаточно высок. Поскольку выявлено наличие сформированной
компетенции, ее следует оценивать положительно, но на низком уровне.
Оценка
Обучаемый не способен самостоятельно продемонстрировать наличие знаний
11
Показатели
Описание показателя
оценивания
при решении заданий, которые были представлены преподавателем вместе с
образцом их решения, отсутствие самостоятельности в применении умения к
«неудовлетворительно»
использованию методов проведения пред- дипломной практики и неспособность
(не зачтено)
самостоятельно проявить навык повторения решения поставленной задачи по
стандартному образцу свидетельствуют об отсутствии сформированной
компетенции.
5.2
Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые
для оценки знаний, умений и (или) навыков, характеризующих
этапы формирования компетенций в процессе освоения
образовательной программы
Контрольный вопрос: Системой автоматического управления называется система….
5.3
Перечень вопросов для итогового контроля по дисциплине
3 курс
1.
Задачи теории автоматического управления
2.
Структурные преобразования
3.
Дифференциальное уравнение системы
4.
Преобразование Лапласа
5.
Передаточная функция
6.
Основные передаточные функции САР
7.
Решения уравнений движения системы
8.
Разомкнутая и замкнутая системы
9.
Типовые воздействия
10. Временные характеристики
11. Частотные характеристики
12. Логарифмические частотные характеристики
13. Признаки устойчивости
14. Алгебраические критерии устойчивости. Критерий Гурвица
15. Алгебраические критерии устойчивости. Критерий Рауса
16. Классификация систем управления
17. Классификация объектов управления
18. Фундаментальные принципы управления
19. Типовые динамические звенья
20. Критерий Михайлова (первая форма)
21. Критерий Михайлова (вторая форма)
22. Критерий Найквиста (в обычном виде)
23. Критерий Найквиста (в логарифмическом виде)
24. Метод D-разбиения
12
25. Запасы устойчивости (по ЛЧХ)
26. Запасы устойчивости (по АФЧХ)
4 курс
27. Прямые показатели качества
28. Корневые показатели качества
29. Частотные показатели качества
30. Интегральные показатели качества
31. Статизм. Коэффициенты ошибок
32. Свойства объектов управления
33. Регуляторы и законы регулирования
34. Линеаризация нелинейных объектов
35. Системы регулирования с запаздыванием
36. Переходный процесс. Показатели качества переходного процесса.
37. Построение переходного процесса по вещественной частотной характеристике.
38. Особенности нелинейных систем. Типовые нелинейные характеристики.
39. Установившиеся режимы в нелинейных системах. Особые точки и особые линии.
40. Абсолютная устойчивость нелинейных систем.
41. Метод фазовой плоскости.
42. Анализ периодических режимов методом точечных преобразований.
43. Исследование релейных систем методом припасовывания.
44. Второй (прямой) метод Ляпунова. Функции Ляпунова.
45. Асимптотическая и неасимптотическая устойчивость. Теоремы Ляпунова об
устойчивости и неустойчивости.
46. Примеры выбора функций Ляпунова, исследование устойчивости нелинейных
систем.
47. Критерий В.М. Попова.
48. Гармоническая линеаризация.
49. Классификация дискретных элементов, квантование сигналов, способ
формирования импульсов. Основные характеристики импульсного элемента.
50. Математическое описание дискретных и импульсных систем. Стационарные
импульсные системы.
51. Стандартное представление процесса амплитудной импульсной модуляции.
52. Применение преобразования Лапласа. Представления изображения
модулированного сигнала.
53. Применение дискретного преобразования Лапласа и z-преобразования к
исследованию импульсных систем. Передаточные функции импульсных систем.
54. Собственное и вынужденное движения импульсной системы, переходные процессы
импульсных систем автоматического управления. Реакция системы.
55. Качество и точность импульсных систем, коэффициенты ошибок.
56. Частотные характеристики импульсной системы и частотные методы анализа.
57. Коррекция импульсных систем. Синтез систем.
5.4
Методические рекомендации к проведению итогового контроля по
дисциплине
На итоговый контроль выносится учебный материал, рассмотренный на лекционных и
практических занятиях, а также темы, которые были предложены для самостоятельного изучения.
13
Формой проведения итогового контроля по данной дисциплине является экзамен и
дифференцированный зачет, которые проводятся в устной форме с использованием билетов,
содержащих теоретическую и практическую часть. Также допустимо проведение итогового
контроля в письменной форме. О форме проведения итогового контроля студенты должны быть
оповещены заблаговременно.
Во время подготовки к ответу на экзамене использование справочной литературы не допускается.
6
Перечень основной и дополнительной учебной литературы,
необходимой для освоения дисциплины (модуля)
6.1
Основная учебная литература
1. Гайдук, А. Р. Теория автоматического управления в примерах и задачах с решениями в
MATLAB: учебное посбие /А. Р. Гайдук, В. Е. Беляев, Т. А. Пьявченко. - 2-е изд., испр. -
СПБ.: Лань, 2011. - 464 с. Режим доступа: http://e.lanbook.com/view/book/2033/
2. Ким, Д. П. Теория автоматического управления : учебник и практикум для академического
бакалавриата / Д. П. Ким. — М. : Издательство Юрайт, 2018. — 276 с.
3. Кошкин, Ю. Н. Основы теории автоматического управления : учебное пособие [для
студентов электротехн. спец. вузов, изучающих курс ТАУ] / Кошкин Юрий Николаевич,
Кузнецов Борис Зосимович ; Ю. Н. Кошкин, Б. З. Кузнецов . - Новосибирск : НГАВТ, 2009.
- 241 с. Режим доступа: http://libcat.nsawt.ru:82/cgi-bin/cgi.exe/cgi.exe
4. Коновалов, Б.И. Теория автоматического управления: учебное пособие / Б. И. Коновалов,
Ю. М. Лебедев. - 3-е изд. доп. и перераб. - СПб.: Лань, 2010. - 224 с. Режим доступа: http://
e.lanbook.com/view/book/538/
5. Основы моделирования систем автоматического управления в среде Matlab [Текст] :
учебное пособие / В. С. Щербаков [и др.]. - Омск : ОИВТ, 2009. - 237 с.
6.2
Дополнительная учебная литература
6. Основы автоматики и теории управления техническими системами
[Текст]
: метод.
указания и задания на расчетно-графические работы / А. Е. Стукалов. - Омск : ОИВТ, 2010.
- 37 с.
7. Ощепков, А. Ю. Системы автоматического управления: теория, применение,
моделирование в MATLAB: учебное пособие/ А. Ю. Ощепков. - 2-е изд., испр. и доп. -
СПб.: Лань, 2013. - 208 с. Лань
8. Первозванский, А.А. Курс теории автоматического управления: учебное пособие /А. А.
Первозванский . - 2-е изд., стер. - СПб.: Лань, 2010. - 624 с.
9. Теория автоматического управления [Текст] : метод. указания к контрольной работе / Т. В.
Гоненко. - Омск : ОИВТ, 2016. - 32 с.
6.3
Периодические издания
10. Электротехника:
21И. Электрические машины и трансформаторы [Текст]: рефератив.
журнал/ РАН, ВИНИТИ. - М.: ВИНИТИ РАН, 1975. - Выходит ежемесячно. - ISSN 0203-
5251
7
Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной
сети "Интернет" (далее - сеть "Интернет"), необходимых для
освоения дисциплины (модуля)
14
11. Электронная библиотечная система «Лань»: https://e.lanbook.com/
12. Электронная библиотечная система «Юрайт»: https://biblio-online.ru/
13. Электронная библиотечная система «Библиокомплектатор»:
8
Перечень информационных технологий, используемых при
осуществлении образовательного процесса по дисциплине
(модулю), включая перечень программного обеспечения и
информационных справочных систем (при необходимости)
14. MS Excel. Математические вычисления
15
9
Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного
процесса по дисциплине (модулю)
Адрес
Наименование вида
(местоположение)
образования, уровня
учебных кабинетов,
образования,
объектов для
профессии,
проведения
специальности,
практических
№ п/
направления
Наименование оборудованных учебных кабинетов, объектов для проведения практических занятий, объектов
занятий, объектов
п
подготовки (для
физической культуры и спорта с перечнем основного оборудования
физической культуры
профессионального
и спорта (с указанием
образования),
номера помещения в
подвида
соответствии с
дополнительного
документами бюро
образования
технической
инвентаризации)
7.20
Теория
Омская область, г.
автоматического
Омск, ул. Ивана
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа: доска учебная не менее - 1 шт., наборы
управления
Алексеева, дом 2 (№
демонстрационного оборудования, стенды, плакаты, учебно-наглядные пособия, репродукции, экран для
№ 49,50,51,52 на
мультимедиа проектора, презентационные материалы, стол не менее - 19шт., стул не менее - 35 шт.
поэтажном плане
(1П), 5 этаж)
Лаборатория теории автоматического управления для проведения занятий семинарского типа:операционная
Омская область, г.
система Windows, пакет программ Microsoft Office, программы: Visual Basic for Application, Mathcad, ,
Омск, ул. Ивана
КОМПАС-3D, CПС Консультант ПЛЮС, ГАРАНТ, доска - не менее 2 шт., экран -не менее 2 шт., шкаф - не
Алексеева, дом 2 (№
менее 2 шт, стенды -не менее 10 шт., стол - не менее 43 шт., стул - не менее 48 шт..
№ 56,57,58,59 на
поэтажном плане
Аудитория для консультаций: операционная система Windows, пакет программ Microsoft Office, программы:
(1П), 3 этаж)
Visual Basic for Application, Mathcad, , КОМПАС-3D, CПС Консультант ПЛЮС, ГАРАНТ, доска - не менее 2
шт., экран -не менее 2 шт., шкаф - не менее 2 шт, стенды -не менее 10 шт., стол - не менее 43 шт., стул - не
менее 48 шт..
Помещение для самостоятельной работы: операционная система Windows, пакет программ Microsoft Office,
программы: Visual Basic for Application, Mathcad, , КОМПАС-3D, CПС Консультант ПЛЮС, ГАРАНТ, доска -
не менее 2 шт., экран -не менее 2 шт., шкаф - не менее 2 шт, стенды -не менее 10 шт., стол - не менее 43 шт.,
16
стул - не менее 48 шт..
Омская область, г.
Омск, ул. Ивана
Помещения для проведения групповых и индивидуальных консультаций: доска учебная не менее - 1 шт.,
Алексеева, дом 2 (№
наборы демонстрационного оборудования, стенды, плакаты, учебно-наглядные пособия, репродукции, экран
№ 49,50,51,52 на
для мультимедиа проектора, презентационные материалы, стол не менее - 19шт., стул не менее - 35 шт.
поэтажном плане
(1П), 5 этаж)
17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

///////////////////////////////////////