Критерии оценивания

Дата: 02.12.20

Номер группы: 101

Дисциплина: ОДУ 11. Информатика

Тема занятия: Имитационное моделирование

План изучения нового материала:

Содержание учебного материала:

Видеоматериал:

Информационное моделирование - https://infourok.ru/videouroki/3897

Имитационное моделирование — метод исследования, при котором изучаемая система заменяется моделью, с достаточной точностью описывающей реальную систему (построенная модель описывает процессы так, как они проходили бы в действительности), с которой проводятся эксперименты с целью получения информации об этой системе. Такую модель можно «проиграть» во времени, как для одного испытания, так и заданного их множества. При этом результаты будут определяться случайным характером процессов. По этим данным можно получить достаточно устойчивую статистику. Экспериментирование с моделью называют имитацией (имитация — это постижение сути явления, не прибегая к экспериментам на реальном объекте).

Имитационная модель — логико-математическое описание объекта, которое может быть использовано для экспериментирования на компьютере в целях проектирования, анализа и оценки функционирования объекта.

В связи со стремительным развитием области информационных технологий, в настоящее время при принятии сложных решений в различных отраслях, таких как: логистика, здравоохранение, добыча сырья, наука и образование, а также в области проектирования космических систем, предварительно требуется оценить конечный результат с помощью имитационного моделирования.

Существует четыре основных подхода имитационного моделирования:

- динамическое моделирование - механические или физические процессы, которые описываются алгебраическими, дифференциальными уравнениями и блок-схемами;

- системная динамика - изучение сложных систем с обратной связью (производственные, социально-экономические); можно применять на уровне глобальных взаимосвязей;

- дискретно-событийный подход - применяется в случае, если можно считать, что переменные системы изменяются мгновенно в определенный момент времени (моделирование процессов производства);

- агентное моделирование - применяется для имитации интеллектуальных, децентрализованных и распределенных систем с целью получения сведений о влиянии на систему функционирования и взаимодействия элементов.

С точки зрения компьютерной реализации имитационное моделирование - это комплексный метод исследования сложных систем на ЭВМ, включающий построение концептуальных, математических и программных моделей, выполнение широкого спектра целенаправленных имитационных экспериментов, обработку и интерпретацию результатов этих экспериментов.

Современные программные средства имитационного моделирования позволяют автоматизировать процесс создания модели за счет использования различных компонентов, из которых строится модель, графического интерфейса, организуют эксперименты с моделью.

Их можно разделить на 4 группы:

1. Создание модели при помощи универсальных языков программирования (C++, Delphi, Pascal). Динамика системы описывается уравнениями, пишется программный код, проводится расчет уравнений и устанавливается связь выходных величин с входными.

2. Программирование компьютерной модели с применением специализированных языков моделирования (например, GPSS, AnyLogic), написанных на универсальных языках. Динамика системы отображается взаимодействием элементов модели во времени и пространстве.

3. Создание компьютерных моделей и проведение имитационных экспериментов при помощи специализированных компьютерных сред (например, Arena, AnyLogic, GPSS World, VisSim). Такие программные средства имитационного моделирования не требуют программирования в виде последовательности команд. Вместо написания программы, пользователи составляют модель из библиотечных графических модулей, и/или заполняют специальные формы. Такая имитационная среда обеспечивает возможность визуализации процесса имитации, позволяет проводить сценарный анализ и поиск оптимальных решений.

4. Включение средств имитационного моделирования в стандартные математические компьютерные системы (например, пакет Simulink системы Matlab, Mathcad, Mathematica). Это программные среды, предназначенные для выполнения разнообразных математических и технических расчетов, предоставляющие пользователю инструменты для работы с формулами, числами, графиками, текстом, включают в себя средства для управления переменными, вводом и выводом данных, а также снабжены графическим интерфейсом .

Среда имитационного моделирования AnyLogic имеет ряд преимуществ: является инструментом имитационного моделирования, который поддерживает все подходы к созданию имитационных моделей: процессно-ориентированный (дискретно-событийный), системно динамический и агентный, а также любую их комбинацию. Уникальность, гибкость и мощность языка моделирования, предоставляемого AnyLogic, позволяет учесть любой аспект моделируемой системы с любым уровнем детализации. Графический интерфейс, инструменты и библиотеки позволяют быстро создавать модели для широко спектра задач от моделирования производства, логистики, бизнес-процессов до стратегических моделей развития компании и рынков.

Несмотря на выбранный подход, правильная постановка задачи, корректность исходных данных и адекватность модели являются важнейшими факторами при разработке имитационной модели. В течение всего процесса разработки необходимо уделять особое внимание документированию и визуализации полученных результатов, что улучшит достоверность модели, а также будущем облегчит повторное применение.

Задание. Имитационная модель системы массового обслуживания

1. Запустить программу «Имитационное моделирование» - http://vio.uchim.info/Vio_66/cd_site/articles/8_67.swf

Познакомиться с работой программы

Пояснение. В магазине проводится эксперимент с целью совершенствования обслуживания покупателей. Эксперимент длится 60 минут. Управляемыми являются параметры А, В, С (см. описание на экране). Результатами эксперимента являются параметры D, E, F, G, H, I. Покупателей обслуживает один продавец.

2. Для заданных значений параметров С и А (например С=3 чел. , А=5 мин) подобрать максимально возможное В, при котором не будет покупателей, отказавшихся от совершения покупки (значение буквы H). Для этого изменять В от 1 мин до 10 мин с шагом 1 мин. Результаты эксперимента заносить в таблицу:

	A	B	C	D	E	F	G	H	I
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.

3. Провести численный эксперимент с целью определения режима работы продавца, при котором будет обслужено наибольшее число покупателей (самостоятельно определить значение буквы).

Контрольные вопросы:

1. Что такое имитационное моделирование?

2. Что такое имитационная модель?

3. Перечислите четыре основных подхода имитационного моделирования.

4. Перечислите основные компоненты имитационного моделирования.

Задание:

1. Составить конспект по теме, в том числе по видеоматериалу

Критерии оценивания

Вид работы	Оценка
Вид работы
Теоретические ответы	выполнено более 90% работы; обучающийся выделяет главные положения в изученном материале; свободно применяет полученные знания на практике; не допускает ошибок в письменных работах, последние выполняет аккуратно	выполнено не менее 80% работы; обучающийся отвечает без особых затруднений; умеет применять полученные знания на практике; в ответах не допускает серьезных ошибок, в письменных работах делает незначительные ошибки	выполнено не менее 70% работы; обучающийся испытывает затруднения при его самостоятельном воспроизведении; испытывает затруднения при ответах на видоизмененные вопросы; допускает ошибки в письменных работах
Работа на ПК	обучающийся выполнил все этапы решения задач на компьютере; работа выполнена полностью и получен верный ответ или иное требуемое представление результата работы.	работа выполнена полностью, но при выполнении обнаружилось недостаточное владение навыками работы с компьютером в рамках поставленной задачи;правильно выполнена большая часть работы (свыше 85%), допущено не более трех ошибок; работа выполнена полностью, но использованы наименее оптимальные подходы к решению поставленной задачи	работа выполнена не полностью, допущено более трех ошибок, но обучающийся владеет основными навыками работы на компьютере, требуемыми для решения поставленной задачи.

3. Учебник

Информатика. 11 класс: учеб.для общеобразоват. организаций: базовый и углубл. уровни/ [А.Г.Гейн, А.Б.Ливчак, А.И.Сенокосов]/ - 5-eизд. – М.: Просвещение, 2019. – 336 с.: ил. - ISBN 978-5-09-067893-5

5.Адрес почты: Выполненные задания присылать на электронную почту

Галкиной Г.С. - galkinag2020@gmail.com

Догадаевой Т.Ю. –dogadaevat@mail.ru