Примерный перечень тем рефератов

Общие понятия модели и моделирования. Классификация моделей. Структура моделей. Методологические основы формализации функционирования сложной системы. Моделирование компонентов системы. Этапы формирования математической модели Имитационное моделирование.Концепция моделирования систем и сетей связи. Многоуровневые модели сети. Трехуровневая модель. Эталонная модель OSI.

Программное генерирование равномерно распределенных случайных чисел. Методы формирования случайных величин с заданным законом распределения. Алгоритмы моделирования часто употребляемых случайных величин.

Алгоритмы моделирования коррелированных случайных величин. Формирование реализаций случайных векторов и функций. Распределение Бернулли. Биномиальное распределение. Распределение Пуассона. Моделирование испытаний в схеме случайных событий. Потоки событий. Обработка результатов моделирования. Точность и число реализаций. Анализ и интерпретация результатов моделирования.

Статистическое моделирование сигналов и помех в информационных системах

Алгоритмы моделирования нестационарных случайных процессов. Алгоритмы моделирования стационарных случайных процессов. Методы моделирования сигналов и помех в виде стохастических дифференциальных уравнений. Примеры моделей случайных процессов в системах связи. Модели информационных процессов. Модели помех. Основные виды помех и их характеристики.

Марковские случайные процессы и их моделирование

Определение марковского процесса. Процесс с дискретными составляющими. Марковская цепь. Вероятности состояний. Переходные вероятности. Случайные процессы с дискретным и непрерывным временем. Процесс «гибели и размножения». Циклический процесс.

Моделирование марковских случайных процессов. Моделирование дискретных процессов. Моделирование гауссовского процесса с дробно-рациональной спектральной плотностью. Моделирование марковских процессов с помощью формирующих фильтров. Алгоритм статистического моделирования марковских цепей. Марковские модели оценки QoS мультимедийных сервисов реального времени в Интернете.

Моделирование систем массового обслуживания

Задачи теории массового обслуживания. Основные понятия и определения. Предмет теории массового обслуживания. Классификация систем массового обслуживания (СМО). Характеристики эффективности обслуживания.

Статистическое моделирование систем массового обслуживания. Блочный принцип построенных сложных систем. Основные, базовые модели СМО и алгоритмы их численной реализации на ЭВМ: однофазных, одноканальных СМО без приоритетов; однофазных, одноканальных СМО с приоритетами; однофазных, многоканальных СМО с приоритетами; однофазных, многоканальных СМО с приоритетами.

Математическая обработка результатов статистического имитационного моделированных СМО. Оценка эффективности обслуживания заявок и эффективности работы каналов. Оптимизация СМО.

Имитационное моделирование систем и сетей связи.

Основные положения протокола Frame Relay. Проектирование узла сети Frame Relay. Результаты имитационного моделирования маршрутизатора Frame Relay с цифровыми кодеками на входе. Моделирование систем передачи информации. Алгоритмы формирования помех и дискретных сигналов. Структура имитационного комплекса и его подпрограмм

Имитационное моделирование информационных систем с использованием типовых технических средств

Моделирование систем и языки программирования. Основные сведения о языке GPSS. Динамические объекты GPSS. Транзактно-ориентированные блоки (операторы). Аппаратно-ориентированные блоки. Многоканальное обслуживание. Статистические блоки GPSS. Операционные блоки GPSS. Имитационное моделирование сети Ethernet в среде GPSS

Специализированные системы имитационного моделирования. вычислительных сетей Общая характеристика специализированных пакетов прикладных программ сетевого моделирования. ОPNET.

Лабораторный практикум

Вопросы для самоконтроля

1. В чем заключается процесс моделирования?

2. Приведите классификацию математических моделей в зависимости от характера отображаемых свойств объекта.

3. В чем разница между алгоритмическими и аналитическими моделями?

4. Каковы основные компоненты динамических моделей?

5. В чем разница между экзогенными и эндогенными переменными?

6. Каковы особенности моделирования отдельных компонентов (элементов, подсистем) сложных систем?

7. Перечислите основные этапы формирования математической модели.

8. Перечислите и охарактеризуйте основные способы использования математических моделей.

9. Каковы отличительные особенности имитационного моделирования?

10. При выполнении каких условий целесообразно применять имитационное моделирование?

11. В чем заключаются сложности имитационного моделирования?

12. Перечислите основные этапы имитационного моделирования при исследовании реальных систем.

13. Охарактеризуйте программные способы генерирования равномерно распределенных случайных чисел.

14. Дайте сравнительный анализ основных методов формирования последовательности случайных величин с произвольным законом распределения из последовательности равномерно распределенных случайных чисел на интервале [0; 1).

15. В чем заключается формирование случайных чисел методом обратных функций?

16. В чем заключается формирование случайных чисел методом генерации Неймана?

17. В чем заключаются методы формирования случайных чисел, основанные на центральной предельной теореме?

18. Приведите примеры алгоритмов моделирования часто употребляемых случайных величин.

19. Приведите примеры алгоритмов моделирования коррелированных случайных величин.

20. Охарактеризуйте методы формирования реализаций случайных векторов и функций.

21. Охарактеризуйте методы формирования случайного вектора в рамках корреляционной теории.

22. Охарактеризуйте метод формирование реализаций случайных функций.

23. Дайте определение распределения Бернулли и опишите способ моделирования случайной величины B_a;b;p.

24. Дайте определение биномиального распределения и опишите алгоритм моделирования случайной величины B_n.

25. Дайте определение распределения Пуассона и опишите способ моделирования значений пуассоновской случайной величины с параметром a.

26. Опишите моделирование случайных событий.

27. В чем состоит процесс моделирования противоположных случайных событий?

28. Опишите моделирование дискретной случайной величины.

29. Опишите моделирование полной группы событий.

30. Дайте определение и приведите основные статистические характеристики потока событий.

31. Как оценить точность и количество реализаций при моделировании?

32. В чем заключается первичная статистическая обработка данных?

33. В чем заключается критерий c ² Пирсона?

34. В чем заключается критерий согласия Колмогорова – Смирнова?

35. Опишите алгоритм статистического моделирования марковской цепи с двумя состояниями.

36. Опишите модель Гильберта для мультимедийных сервисов.

37. Опишите расширенную модель Гильберта для мультимедийных сервисов.

38. В чем заключаются особенности моделей потоков мультимедийного трафика?

39. Опишите модель Гильберта для мультимедийных сервисов.

40. Опишите расширенную модель Гильберта для мультимедийных сервисов.

41. В чем заключаются особенности моделей потоков мультимедийного трафика?

42. Охарактеризуйте обобщенный алгоритм моделирования маршрутизатора Frame Relay.

43. Опишите алгоритмы формирования дискретных сигналов и аддитивных помех с заданным законом распределения.

44. Опишите алгоритм демодуляции дискретных сигналов в гауссовских помехах.

45. Чем отличаются друг от друга структурные схемы имитационного моделирования демодуляторов с КИМ₂-АМ, КИМ₂-ЧМ и КИМ₂-ФМ.

46. Какие языки программирования чаще всего употребляются для имитационного моделирования?

47. Каковы основные отличительные свойства языков имитационного моделирования?

48. Дайте общее описание языка GPSS и его объектов.

49. Дайте характеристику динамическим объектам GPSS и приведите основные операторы, используемые для их обработки.

50. Напишите участок кода программы на языке GPSS, описывающий прохождение транзактов через обслуживающее устройство (интервалы времени между поступлениями транзактов распределены равномерно с математическим ожиданием М, границы распределения находятся на расстоянии B; длительность обслуживания также задается равномерным распределением с математическим ожиданием М 1, границы распределения находятся на расстоянии B).

51. Какие операторы языка GPSS используются для организации многоканального обслуживания? Нарисуйте пример Q-схемы многоканального обслуживания.

52. Какая область применения в языке GPSS операторов PREEMPT и RETURN? Приведите участок кода на языке GPSS с использованием этих операторов.

53. Для чего в GPSS используются статистические блоки? Перечислите операторы, применяемые для описания этих блоков.

54. Определите назначение операционных блоков в языке GPSS. Перечислите и дайте краткое описание операторов, используемых для описания операционных блоков.

55. Опишите алгоритм обработки коллизий в Ethernet.

Примерный перечень тем рефератов

1. Классификация видов моделирования систем.

2. Возможности и эффективность моделирования систем на вычислительных машинах.

3. Основные подходы к построению математических моделей систем. Типовые математические схемы.

4. Методика разработки и машинной реализации моделей систем.

5. Построение потенциальных моделей систем и их формализация.

6. Алгоритмизация моделей систем и их машинная реализация.

7. Получение и интерпретация результатов моделирования систем.

8. Стохастические модели. Построение нелинейного уравнения регрессии с использованием метода выравнивания.

9. Марковский случайный процесс с дискретным состоянием.

10. Случайные процессы с дискретным и непрерывным временем. Марковская цепь.

11. Марковский процесс с дискретными состояниями и непрерывным временем.

12. Поток событий. Простейший поток и его свойства.

13. Марковский процесс «гибели и размножения».

14. Циклический марковский процесс.

15. Метод статистических испытаний, как основной метод моделирования при отсутствии аналитической модели.

16. Общая постановка задачи теории массового обслуживания.

17. Классификация и описание систем массового обслуживания.

18. Алгоритм имитационной модели одноканальной, однофазной системы массового обслуживания без приоритетов.

19. Алгоритм имитационной модели однофазной, одноканальной системы массового обслуживания с приоритетами.

20. Алгоритм имитационной модели однофазной, многоканальной системы массового обслуживания без приоритетов.

21. Статистическая обработка результатов имитационного моделирования.

22. Алгоритм и общие принципы проверки статистических гипотез.

23. 54. Методика и алгоритм проведения корреляционного анализа результатов имитационного моделирования.

24. Методика и алгоритм проведения регрессионного анализа результатов имитационного моделирования.

25. Методика и алгоритм проведения дисперсионного анализа результатов имитационного моделирования.

26. Оценка адекватности модели сложной системы.

27. Оценка эффективности функционирования сложной системы по результатам имитационного моделирования.

28. Сравнительный анализ языков моделирования.

Литература

1. Шелухин О.И., Тенякшев А.М., Осин А.В. Моделирование информационных систем / Под ред. Шелухина О.И.- М.Сайнс-Пресс, 2005. – 285 с.

2. Жданова Е., Томашевский В. Имитационное моделирование в среде GPSS. Бестселлер, 2004, 23 с.

1. Лоу А.М., Кельтон В.Д. Имитационное моделирование. Питер, 2004г..
2. Марков А.А. Моделирование информационно-вычислительных процессов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999.
3. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем.– М.: Высшая школа, 1985.
4. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Практикум. – М.: Высшая школа, 1999.

КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

Общие указания по выполнению и оформлению контрольной работы

Контрольное задание состоит из трех задач. Оно составлено по 100-вариантной системе. Вариант задания определяется двумя последними цифрами студенческого билета: m – предпоследняя, n – последняя.

Контрольная работа должна быть выполнена в отдельной тетради. Страницы контрольной работы должны быть пронумерованы, и на каждой странице должны быть оставлены поля для замечаний рецензента.

Текст каждой задачи должен быть аккуратно переписан в тетрадь со всеми исходными данными, соответствующими своему варианту, взятыми из таблиц заданий.

При выполнении контрольного задания студенту рекомендуется придерживаться такого порядка.

1. Перед решением задачи необходимо внимательно проработать по учебнику тот раздел дисциплины, по материалу которого построена данная задача.

2. При оформлении решения до записи математических действий нужно коротко указать цель расчета и привести расчетное выражение в буквенном виде, пояснив входящие в него обозначения. При этом необходимо указать источники, откуда взято данное выражение.

3. При расчете в общее выражение подставляются числовые значения, приводятся результаты промежуточных вычислений и конечный результат. В промежуточных вычислениях размерности не указываются, а в конечном результате обязательно должна быть размерность расчетной величины.

4. Для однотипных расчетов промежуточные и окончательные результаты необходимо сводить в таблиц.

5. Все расчеты должны выполняться с соблюдением правил округления.

6. Графический материал задания должен быть аккуратно оформлен. желательно с использованием графических программ ЭВМ.

7. В конце контрольной работы необходимо привести список используемой литературы и поставить подпись

8. Необходимо указывать номер студенческого билета и номер варианта.

ВАРИАНТЫЗАДАЧ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ

Задача 1

Воспользовавшись алгоритмом смешанного генератора (6) сформировать последовательность 20 чисел имеющих равномерное распределение на интервале (0,1) и проверить основные статистические характеристики полученных последовательностей

Таблица 1.1

Таблица1.2