Моделювання інфокомунікаційних систем

Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка
Код дисципліни: 6.172.06.E.124
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Електронні засоби інформаційно-комп'ютерних технологій
Лектор: Гліненко Лариса Костянтинівна
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Мета вивчення навчальної дисципліни - набуття знань про методи і засоби моделювання інфокомунікаційних систем як різновидів технічних систем, вміння створювати та оптимізувати моделі цих систем з застосуванням програм комп’ютерної підтримки інженерних розрахунків.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей: загальні компетентності: - ЗК1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу; - ЗК7. Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями; - ЗК8. Вміння виявляти, ставити та вирішувати проблеми - ЗКІЗ. Здатність до системного мислення. фахові компетентності: - ФК4. Здатність здійснювати комп'ютерне моделювання пристроїв, систем і процесів 3 використанням універсальних пакетів прикладних програм; ФКС6.3. Уміння моделювати та оптимізувати телекомунікаційні засоби на різних етапах проектування
Результати навчання: Внаслідок вивчення навчальної дисципліни студент повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання: – знати основи методології моделювання інфокомунікаційних систем, володіти системним підходом до їх моделювання; – вміти створювати та досліджувати математичні моделі інфокомунікаційних систем та їх складових; – вміти планувати та реалізувати комп’ютерні експерименти з моделями з залученням засобів сучасних інформаційних технологій; – уміти застосовувати набуті навички моделювання в процесі аналізу та синтезу інфокомунікаційних систем та їх складових; – уміти представити результати моделювання та в процесі дискусії із іншими студентами обґрунтувати свої висновки. У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі програмні результати навчання: РН 1. ЗН10. Здатність продемонструвати знання та навики щодо проведення експериментів, збору даних та моделювання радіоелектронних і телекомунікаційних систем і мереж РН 2. УМ1. Аналізувати, аргументувати, приймати рішення при розв’язанні спеці-алізованих задач та практичних проблем телекомунікацій та радіотехніки, які характеризуються комплексністю та неповною визначеністю умові РН 3. УМ 13. Застосовувати знання і розуміння для розв’язування задач синтезу та аналізу в інфокомунікаційних системах, які характерні обраній спеціалізації РН 4. УМ 14. Системно мислити та застосовувати творчі здібності до формування принципово нових ідей РН 5. АіВ2. Здатність усвідомлювати необхідність навчання впродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: – Вища математика, ч. 1 та ч. 2 – Програмування (за проф. спр) , ч. 1 та ч. 2 – Конструювання РЕЗ
Короткий зміст навчальної програми: У курсі вивчаються основи методології моделювання технічних систем і фізичних процесів, що знаходять застосування при проектуванні та експлуатації інфокомунікаційних систем. Розглядаються сутність та загальні принципи моделювання технічних систем; характеристики, етапи та інструменти побудови математичних моделей. Передбачається вивчення основи теорії графів та представлення математичних моделей у вигляді графів; принципів та засобів моделювання фізичних підсистем інфокомунікаційних систем на макрорівні, основ побудови математичних моделей на основі експериментальних залежностей та основ імітаційного моделювання інфокомунікаційних систем як систем масового обслуговування.
Опис: 1.Вступ. Предмет, мета та задачі курсу. Технічна система (ТС) як об'ект моделювання. Властивості технічних систем. Великі складні системи. Інфокомунікаційні системи як різновид великих складних ТС. 2.Основні поняття та підходи до моделювання ТС. Поняття моделі і моделювання. Моделювання як спосіб пізнання дійсності. Модель як структура для збереження і отримання знань. Умови адекватності та інтерпретованості моделі. Основи теорії побудови моделей. Основні етапи процесу моделювання. Редукція інформації в процесі моделювання. Способи реалізації основних етапів побудови моделей. Моделювання складних систем. Моделювання програмного забезпечення 3.Представлення та способи дослідження моделей. Семантика і синтаксис моделей. Методи дослідження ТС при побудові моделей (на емпіричному, теоретичному рівнях). Класифікація моделей (за синтаксисом і способом дослідження). Матеріальні та ідеальні моделі і їх різновиди. 4. Основи побудови математичних моделей. Процес створення математичної моделі. Способи представлення об'єктів у математичних моделях, форми запису. Класифікація та класифікаційні ознаки математичних моделей. Основні вимоги до математичних моделей та їх характеристики: точність, економічність, адекватність, область адекватності. Допустима область адекватності моделі і способи її визначення. 5.Представлення математичних моделей у вигляді графів. Основні поняття теорії графів. Властивості та різновиди графів. Дерева графа. Представлення заданої графом інформації у чисельній формі. Матриці інциденцій, суміжностей, контурів та перетинів (М-матриця) і правила їх побудови. Розрахункові (математичні) моделі радіоелектронних пристроїв. Перша і друга уніфіковані форми структурних моделей, їх порівняльна характеристика. 6.Статистичне моделювання. Основи кореляційного та регресійного аналізу 7. Задачі оптимізації у проектуванні інфокомунікаційних систем. Моделювання задач оптимізації як задач математичного програмування та комп’ютерна підтримка їх розв’язання надбудовами Microsoft Excel Solver та ОRMM. Представлення математичних моделей інфокомунікаційних систем у вигляді графів. Оптимізаційні задачі на графах 8. Еквівалентні схеми різноманітних фізичних підсистем інфокомунікаційних систем. Основні позначення, призначення і алгоритм побудови для різних підсистем, зв'язки між підсистемами різної природи. 9.Математична модель детермінованої системи на макрорівні. Основні фізичні підсистеми і їх компонентні та топологічні рівняння. Аналогії між фазовими змінними для різних фізичних підсистем. Компонентні та топологічні рівняння різних фізичних підсистем. 10. Методи побудови математичних моделей на макрорівні. Отримання топологічних рівнянь на основі М-матриці. Узагальнений метод побудови повної математичної моделі на макрорівні та його модифікації 11. Моделювання ІКС засобами теорії подібності і розмірності 12.Моделювання випадкових процесів у складних системах на основі теорії марківських процесів Моделювання систем масового обслуговування в класі неперервних марківських процесів. Імітаційне моделювання. Імітаційна модель системи масового обслуговування
Методи та критерії оцінювання: Усні і письмові опитування в процесі виконання і захисту практичних робіт, контрольна робота, тестування у ВНС
Критерії оцінювання результатів навчання: – Поточний контроль: письмові звіти з лабораторних робіт, індивідуальні завдання, усне опитування, контрольні роботи – 60 балів (60%): – Підсумковий контроль: (контрольний захід, залік): письмово-усна форма – 40 балів (60%): письмова частина – 34 бали; усне опитування – 6 балів Поточний контроль (ПК) Виконання лабораторних робіт – 20 балів Виконання індивідуальних завдань – 19 балів Поточне (по темах) і проміжне контрольне тестування у ВНС – 21 бал Контрольне тестування і завдання – 40 балів Разом за дисципліну - 100 балів Оцінки за виконання лабораторних робіт виставляються на основі визначення правильності, повноти та самостійності отриманих рішень за кожне з завдань: - отримані результати правильні, повні і отримані самостійно – 100% від максимальної оцінки; - отримані результати правильні, повні і отримані зі значною допомогою та коригуванням викладача – 90% від максимальної оцінки; - отримані у роботі рішення правильні, але неповні і отримане зі значною допомогою та коригуванням викладача – 75% від максимальної оцінки; - отримані результати містить помилки, але підхід до отримання рішення та застосування інструментів отримання рішення вірні – 50% від максимальної оцінки. Поточне та контрольне тестування проводиться у ВНС і оцінка виставляється автоматично за всі тестові завдання. За завдання типу «есей» 100% від максимальної оцінки виставляється в режимі ручного оцінювання за повністю правильний і повний розв’язок, 85% - загалом правильний розв’язок з незначними помилками у обчисленнях; 75% - за неповний розв’язок з деякими помилками за загалом правильного підходу до рішення; 50 % - за наявності значних помилок і неповного рішення за правильного підходу; 30% - за формулювання правильного підходу без реалізації рішення.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Гліненко Л.К., Сухоносов О.Г. Основи моделювання технічних систем. - Навчальний посібних для студентів вузів технічних спеціальностей. - Львів: “Ніка-ПЛЮС”. - 1999. - 204 с. 2. Томашевський В.М. Моделювання систем. Підручник для студентів ВНЗ. – К.: Видавнича група BHV. – 2007. – 352 с., іл 3. Стеценко, І.В. Моделювання систем: навч. посіб. [Електронний ресурс, текст] / І.В. Стеценко ; М-во освіти і науки України, Черкас. держ. технол. ун-т. – Черкаси : ЧДТУ, 2010. – 399 с. 4. Математическое и компьютерное моделирование процессов и систем в среде MATLAB/SIMULINK. Учебное пособие для студентов и аспирантов / В.В. Васильев, Л .А. Симак , А.М. Рыбникова. – К.: НАН Украины, 2008. – 91 с . 5. Стеклов В. К. Оптимізація та моделювання пристроїв і систем зв’язку / В. К. Стеклов, Л. Н. Беркман, Є. В. Кільчицький. – К.: Техніка, 2004. – 576 с. 6. Математическое моделирование систем связи: учебное пособие / К.К. Васильев, М.Н. Служивый. — Ульяновск : УлГТУ, 2008. — 170 с. 7. Математичне моделювання телекомунікаційних систем та мереж: навчальний посібник. / Є.М. Чернихівський — Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2011. — 272 с. 8. Павлиш В.А., Гліненко Л.К. Основи інформаційних технологій і систем: навч. посібник / В.А.Павлиш, Л.К. Гліненко. - Львів: Видавництво львівської політехніки, 2013. - 500 с. 9. Гунько С. Особливості використання табличного процесора Microsoft Excel для статистичного аналізу емпіричних даних //С.Гунько // Науковий вісник Східноєвропейського національного університету імені Лесі Українки. – 2014. - № 8. – C. 41-44.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).