Государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменской области

Государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования Тюменской области
«Тюменская государственная академия мировой экономики,
управления и права»
2.5. Реализация образовательных программ
СМК – РОП - ООП - 2.5.-2012
Имитационное моделирование экономических систем
СОГЛАСОВАНО
Проректор по учебной работе
_______________ Т.А.Кольцова
"___"_______________2012 г.
УТВЕРЖДЕНО
Решением Учёного совета
(протокол №11 от "27" июня 2012 г.)
С.Д. Захаров
ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Рабочая программа дисциплины
Специальность
080801.65 «Прикладная информатика в экономике»
Форма обучения
очная, заочная
Тюмень
2012
ББК 32.973.26-018.2
И 74
Имитационное моделирование экономических систем [Текст]: рабочая
программа дисциплины. Тюмень: ТГАМЭУП, 2012. 20 с.
Рабочая учебная программа «Имитационное моделирование экономических
систем» составлена в соответствии с учебным планом специальности «Прикладная информатика в экономике».
РПД содержит: организационно-методический раздел дисциплины, объем дисциплины, виды учебной работы и формы контроля в соответствии с учебным
планом специальности по формам обучения, тематический план дисциплины, содержание дисциплины, планы семинарских (практических) занятий, контрольная
работа для студентов заочной формы обучения, учебно-методический материалы
по дисциплине, формы текущего, промежуточного, рубежного и итогового контроля, самостоятельная работа студентов.
Рабочая программа дисциплины одобрена на заседании кафедры математики и
информатики (протокол №8 от 28.05.2012), печатается по решению Учебнометодического совета (протокол заседания УМС №10 от 02.06.2012).
Рецензенты:
Т. Г. Латфуллин, д.ф.-м.н., профессор кафедры математического анализа и
теории функций ИМЕНИТ ТюмГУ;
Д. К. Беляков, к.с.н., доцент кафедры математики, информатики и естественных наук ТГАМЭУП.
© ТГАМЭУП, 2012
© С. Д. Захаров, 2012
2
1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Цель и задачи дисциплины
Цель – формирование у студентов имитационного мышления, теоретических и
практических основ построения экономико-математических моделей и последующего анализа моделируемых экономических систем в целях выработки и принятии обоснованных управленческих решений в области профессиональной деятельности.
Задачи:
 обучить студентов базовым заданиям по основам математического моделирования экономических систем макро- и микроуровня;
ознакомить студентов с:
 основами имитационного моделирования экономических систем;
 методологическими основами формирования системы целей и средств достижения целей при моделировании систем;
 основами возможностей сопряжения имитационных моделей с внешней средой;
 основами методов принятия решений при моделировании многоуровневых
систем и объектов;
научить студентов:
 проводить анализ и моделирование экономических систем микроуровня;
 проводить анализ и моделирование экономических систем макроуровня;
 выполнять постановку и формализацию задач оптимизации и принятия решений при исследовании экономических систем;
 выработать умения и навыки владения математическими методами исследования экономических процессов с применением современных компьютерных систем и информационных технологий.
 использовать методы экономического анализа решений, информационной
подготовки и принятия решений;
студенты должны иметь представление:
 о способах моделирования принятия решений;
 о направлениях развития систем имитационного моделирования;
 о направлениях информатизации и автоматизации в задачах анализа и принятия решений.
Место дисциплины в профессиональной подготовке выпускников
Изучение дисциплины «Имитационное моделирование экономических систем»
предусмотрено рабочими учебными планами специальности «Прикладная информатика в экономике».
Курс позволяет студенту получить дополнительные знания и, сопоставив знания, лучше изучить следующие дисциплины:
 информационные системы
 эконометрика
 теория принятия решений
 проектирование информационных систем
 интеллектуальные информационные системы
3




информационные системы в банковском деле
информационные системы в налогообложении
информационные системы в бухгалтерском учете и аудите
система поддержки принятия решений
Требования к уровню освоения курса
В ходе изучения данного курса студенты должны –
знать:
 классификацию систем;
 основные возможности имитационного подхода;
 области применимости методов моделирования систем.
уметь:
 применять имеющиеся знания для решения практических задач;
 применять новые технологии проектирования и анализа систем.
иметь представление:
 об основах принятия решений и ситуационного моделирования;
 о взаимосвязи дисциплины с другими смежными дисциплинами;
 о новых технологиях эволюционного и компьютерного моделирования систем.
2.ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ, ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ И ФОРМЫ
КОНТРОЛЯ В СООТВЕТСТВИИ С УЧЕБНЫМ ПЛАНОМ
СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ ПО ФОРМАМ ОБУЧЕНИЯ
очная форма обучения / заочная форма обучения(3,5/6 лет)
Общие часы – 96 ч.
Аудиторные занятия – 48/12/16 ч.
Лекции – 24/6/8 ч.
Практические занятия – 24/6/8 ч.
Самостоятельная работа – 48/84/80 ч.
Формы текущего и итогового контроля – тестирование, выполнение контрольных и лабораторных работ, зачет.
3. ТЕМАТИЧЕСКИЕ ПЛАНЫ
очная форма обучения / заочная форма обучения(3,5/6 лет)
В том числе
аудиторные
СРС
Наименование разделов и тем
Всего
практ.
всего лекц.
всего
зан-я
Раздел 1. Проблемы и основы имитационного моделирования
сложных экономических объектов и процессов
Тема 1. Введение
4
2/0/0 2/0/0 0/0/0
2/4/4
Тема 2. Понятие имитационной модели и имитационного
моделирования. Особенности и возможности имитационного подхода
6
4/1/1 2/1/1 2/0/0 2/5/5
Тема 3. . Основные понятия, применяемые при имитационном моделировании
6
4/1/1 2/1/1 2/0/0 2/5/5
Тема 4. Этапы построения имитационных моделей
5
2/0/1 0/0/0 2/0/1 3/5/4
Раздел 2. Особенности и возможности сопряжения имитационных моделей с внешней средой
Тема 5. Моделирование входных данных
8
4/2/2 2/1/1 2/1/1 4/7/7
Тема 6. Целевые функции и критерии, используемые при
имитационном моделировании
8
4/0/0 2/0/0 2/0/0 4/8/8
Раздел 3. Способы принятия решений при имитационном моделировании
4
многоуровневых систем и объектов
Тема 7. Элементарное описание многоуровневых систем
6
2/2/2 2/1/1 0/1/1 4/4/4
Тема 8. Моделирование способов принятия решений при
наличии несопоставимости целевых функций и многоуровневости объектов
8
4/0/0 2/0/0 2/0/0 4/8/8
Раздел 4. Имитационные модели и алгоритмы расчетов практических задач
размещения объектов и размещения ресурсов
Тема 9. Имитационная модель территориального размещения предприятий и объектов
8
4/2/2 2/1/1 2/1/1 4/6/6
Тема 10. Система имитационных моделей размещения для
сферы обслуживания и иных приложений
8
4/1/2 2/0/1 2/1/1 4/7/6
Тема 11. Имитационные модели районирования, оценки территорий, распределения капиталовложений и иных ресурсов
8
4/0/1 2/0/0 2/0/1 4/8/7
Раздел 5. Математические схемы, применяемые при имитационном моделировании
Тема 12. Имитационное моделирование систем массового
обслуживания
8
4/2/2 2/1/1 2/1/1 4/6/6
Тема 13. Имитационное моделирование в рамках агрегативной математической схемы
6
3/0/1 1/0/1 2/0/0 3/6/5
Тема 14. Основы создания универсальных имитационных
моделей
7
3/1/1 1/0/0 2/1/1 4/6/6
ИТОГО
96/96 48/12/1624/6/8 24/6/8 48/84/80
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. Проблемы и основы имитационного моделирования
сложных экономических объектов и процессов
Тема 1. Введение. История предмета. Имитационное моделирование в мире и
в России. Роль экономиста. Роль математика, программиста.
Тема 2. Понятие имитационной модели и имитационного моделирования.
Особенности и возможности имитационного подхода. Имитационные модели.
Конфликты между математиками и практиками. Информативность имитационных моделей. Эффективность моделей. Реальные и виртуальные модели.
Тема 3. Основные понятия, применяемые при имитационном моделировании. Система. Сложность системы. Управление системами. Качество управления системой. Надежность и эффективность систем. Самоорганизация систем.
Тема 4. Этапы построения имитационных моделей. Описание объекта моделирования в виде системы. Формализация задачи, построение структуры, определение целевых функций и критериев достижения целей. Выбор методов моделирования. Построение модели. Апробация. Корректировка. Моделирование системы. Анализ результатов моделирования. Системный подход. Экспертные процедуры. Языки моделирования.
Раздел 2. Особенности и возможности сопряжения
имитационных моделей с внешней средой
Тема 5. Моделирование входных данных. Методы корректировки входных
данных. Определение трендовой компоненты. Определение циклической компоненты. Построение общей модели ряда. Реализация управляющей компоненты.
5
Имитационное моделирование динамических рядов.
Тема 6. Целевые функции и критерии, используемые при имитационном
моделировании. Многокритериальные целевые функции распределения ресурсов. Многокритериальные целевые функции планирования объектов производства продукции, товаров и услуг. Формальные подходы к многокритериальной
оптимизации.
Раздел 3. Способы принятия решений
при имитационном моделировании многоуровневых систем и объектов
Тема 7. Элементарное описание многоуровневых систем. Иерархическая
система объектов. Деревья. Взаимосвязи. Приоритеты.
Тема 8. Моделирование способов принятия решений при наличии несопоставимости целевых функций и многоуровневости объектов. Формализация
модели принятия решений. Анализ ряда степени правоты. Элементарная модель.
Большая модель. Возможность использования модели принятия решений при
оценке отношений порядка элементов имитационной модели.
Раздел 4. Имитационные модели и алгоритмы расчетов
практических задач размещения объектов и размещения ресурсов
Тема 9. Имитационная модель территориального размещения предприятий и объектов. Регион размещения и его собственные взаимосвязи и его взаимосвязи с моделью. Критерии. Математическая формулировка обобщенной модели. Описание обобщенной модели. Зонирование территории. Итеративный
процесс поиска решения.
Тема 10. Система имитационных моделей размещения для сферы обслуживания и иных приложений. Комплекс задач по размещению предприятий в
сельской местности. Комплекс задач по размещению специализированных предприятий сферы обслуживания в краях и областях. Комплекс задач по размещению специализированных предприятий сферы обслуживания в городах. Источники входной и выходной информации. Технические средства системы. Технологический процесс сбора данных. Порядок передачи документации заказчику.
Ориентировочная оценка экономической эффективности. Примеры решения задач размещения на компьютере.
Тема 11. Имитационные модели районирования, оценки территорий, распределения капиталовложений и иных ресурсов. Алгоритмы оптимального планирования капиталовложений. Обследование территории и сбор исходной информации.
Анализ решения задачи оптимального распределения капиталовложений.
Раздел 5. Математические схемы,
применяемые при имитационном моделировании
Тема 12. Имитационное моделирование систем массового обслуживания.
Системы массового обслуживания. Вопросы формирования потоков случайных
событий. Моделирующие алгоритмы. Моделирование одноканальной системы
массового обслуживания. Моделирование многоканальной системы массового
обслуживания.
6
Тема 13. Имитационное моделирование в рамках агрегативной математической схемы. Введение в агрегативные модели. Агрегативная имитационная
модель предприятия.
Тема 14. Основы создания универсальных имитационных моделей. Сходства и различия имитационных подходов. Основные типы элементарных блоков в
имитационных моделях. Способы формализации типовых блоков имитационных
моделей. Основы программирования элементарных типовых блоков имитационной модели и их сопряжение в единую модель.
5. ПЛАНЫ СЕМИНАРСКИХ (ПРАКТИЧЕСКИХ) ЗАНЯТИЙ
Раздел 1. Проблемы и основы имитационного моделирования сложных экономических объектов и процессов
Тема 1. Введение
Контрольные вопросы
1. Имитационное моделирование до XX века.
2. Имитационное моделирование в XX веке.
3. Основные направления имитационного моделирования.
4. Роль экономиста (практика) при построении модели.
5. Роль математика (теоретика) при построении модели.
6. Роль программиста (исполнителя) при построении модели.
7. Взаимодействие практиков, теоретиков и исполнителей.
Задачи для решения
1. Привести примеры исторически первых, ранних задач, решенных с применением имитационного моделирования в разных отраслях.
Тема 2. Понятие имитационной модели и имитационного моделирования.
Особенности и возможности имитационного подхода
Контрольные вопросы
1. Что такое имитационная модель?
2. В чем отличие имитационных моделей от аналитических?
3. Что такое система и ее состав?
4. Чем организация отличается от системы?
5. В чем отличие структуры от организации и системы?
6. Каковы составные элементы элементарной модели сложной системы?
7. Каковы методы сопряжения имитационных моделей?
Литература основная: [1-5], дополнительная: [6-8, 13-15].
Задачи для решения
1. Рассмотреть модели из [10, гл. 3]. Назначить необходимые параметры и произвести моделирование. Сформулировать вопросы и ответить на них: надежность,
устойчивость, сходимость к точке равновесия, колебания вокруг равновесия.
Тема 3. Основные понятия, применяемые при имитационном моделировании
Контрольные вопросы
7
1. Дайте определения пространств входных и выходных сигналов, а также
пространства состояний.
2. Что такое траектория движения системы?
3. Пояснить суть переходного процесса и его параметров. Что такое устойчивые системы?
4. Поясните понятие сложной системы (уровень сложности, количество разнообразий и т.п.).
5. Назовите методы оценки сложности системы.
6. В чем заключается эквивалентность объектов и их моделей?
7. Что такое управление системами? Объясните понятия «цель управления» и
«критерий ее достижения».
8. Что такое целевые функции, их виды и формы?
9. Объясните понятия «обратная связь», «отрицательная обратная связь».
10. Какие существуют типы управления системами? Что такое «адаптивное»
управление?
11. В чем заключается эффективность и устойчивость системы, запасы устойчивости?
12. Как определяется качество управления системой? Что такое самоорганизующиеся системы?
Задачи для решения
1. Для системы «Завод» указать входные и выходные сигналы, пространство
состояний.
2. Оцените сложность системы «Российские железные дороги».
3. Оцените сложность системы Internet.
4. Приведите примеры различных целевых функций, применяемых в имитационном моделировании.
5. Приведите примеры систем с обратной связью.
6. Приведите примеры систем с отрицательной обратной связью.
Тема 4. Этапы построения имитационных моделей
Контрольные вопросы
1. Какой порядок построения имитационных моделей?
2. Описание объекта моделирования в виде системы.
3. Формализация задачи, построение структуры, определение целевых функций и критериев достижения целей.
4. Выбор методов моделирования.
5. Построение модели.
6. Апробация.
7. Корректировка.
8. Моделирование системы.
9. Анализ результатов моделирования.
10. Системный подход.
11. Экспертные процедуры.
12. Языки моделирования.
Литература основная: [1-5], дополнительная: [6-8, 11, 13-15].
8
Задачи для решения
1. Рассмотреть процесс моделирования функционирования учебного заведения. Назначить целевые функции и критерии. Провести моделирование и оценить
его. Предложить решения.
2. Рассмотреть транспортную схему в городе. Назначить целевые функции и
критерии. Провести моделирование и оценить его. Предложить решения.
3. Произвести моделирование процесса загрязнение окружающей среды.
Назначить целевые функции и критерии. Провести моделирование и оценить его.
Предложить решения.
Раздел 2. Особенности и возможности сопряжения
имитационных моделей с внешней средой
Тема 5. Моделирование входных данных
Контрольные вопросы
1. Что такое входные данные и какие типы входных сигналов вы знаете?
2. Перечислите компоненты входного сигнала и методы их оценки.
3. Каковы методы корректировки несопоставимых входных сигналов?
4. Опишите методы вычисления трендовой компоненты.
5. Назовите методы определения циклической компоненты. Что такое сезонная волна?
6. Что такое общая модель динамического ряда?
Литература основная: [1-5], дополнительная: [6-9, 11, 13-15].
Задачи для решения
1. Взять данные выпуска продукции какой-либо компании (желательно помесячные или в крайнем случае квартальные) за 5-10 лет и разложить их на трендовую, циклическую компоненты, проверить модель на адекватность, сделать прогноз на следующие 2 периода.
2. Взять данные по ВВП какой-либо страны за 50 или более лет. Разложить их
на трендовую, циклическую компоненты, проверить модель на адекватность,
сделать прогноз на следующие 2 периода.
Тема 6. Целевые функции и критерии,
используемые при имитационном моделировании
Контрольные вопросы
1. Какие методы формирования целевых функций при имитационном моделировании вы знаете?
2. Назовите распространенные типы целевых функций с несколькими критериями. Что такое критерии пропорциональности?
3. Какие способы реализации целевых функций в имитационных моделях вы
знаете?
4. Что такое многокритериальные целевые функции планирования?
5. Поясните формальные методы многокритериальной оптимизации.
Задачи для решения
1. Рассмотреть модель управления государством с целями повышение ВВП,
9
снижение безработицы, снижение налогов. Провести моделирование, предложить
решения. В качестве примера брать данные из разных стран, разных периодов.
Раздел 3. Способы принятия решений
при имитационном моделировании многоуровневых систем и объектов
Тема 7. Элементарное описание многоуровневых систем
Контрольные вопросы
1. Что такое многоуровневые объекты и иерархические схемы?
2. Какова многоуровневая координация многоуровневых объектов?
Задачи для решения
1. Построить иерархическую схему системы Университет.
2. Построить иерархическую схему системы Банк.
3. Построить иерархическую схему системы Автовокзал.
4. Построить иерархическую схему системы Завод.
Тема 8. Моделирование способов принятия решений при наличии
несопоставимости целевых функций и многоуровневости объектов
Контрольные вопросы
1. Назовите модели принятия решений при несопоставимости целевых функций.
2. Что такое степень правоты и ее анализ?
3. Опишите элементарную и большую модели принятия решений.
4. Дайте оценки отношений порядка элементов имитационной модели при
помощи модели принятия решений.
Задачи для решения
1. Формализовать модель принятия решений по одному предприятию объединения.
2. Формализовать модель принятия решений по объединению в целом.
Раздел 4. Имитационные модели и алгоритмы расчетов
практических задач размещения объектов и размещения ресурсов
Тема 9. Имитационная модель территориального размещения
предприятий и объектов
Контрольные вопросы
1. Какова постановка задачи территориального размещения предприятий и их
объектов?
2. Что такое многокритериальная целевая функция? Каковы задачи территориального размещения предприятий и их объектов?
3. Что такое региональная функция доступности?
4. Что понимается под обособленными узлами?
5. Что такое нормативная функция доступности?
6. Какова процедура оптимизации на имитационной модели?
7. Какова процедура улучшения решений?
Задачи для решения
1. Пусть имеется регион с произвольным расположением узловых пунктов
10
расселения, характеризующихся людностью, и некоторая точка расположения
предприятия, обслуживающего регион. Вводится показатель общих затрат времени узлового пункта на один контакт с предприятием. Суммируя эти показатели, вводится региональная функция доступности. Решить задачу с целью – минимизировать затраты региона на обслуживание. Рассмотреть вопрос о количестве
точек обслуживания с точки зрения населения, с точки зрения предприятия.
Тема 10. Система имитационных моделей размещения
для сферы обслуживания и иных приложений
Контрольные вопросы
1. Что такое система имитационных моделей размещения для сферы обслуживания?
2. Перечислите комплексы задач размещения для сферы обслуживания.
3. Что такое статическая и динамическая людность?
4. Каковы особенности задач размещения предприятий сферы обслуживания в
городах?
5. Как формируется входная информация для задач размещения? Какие классификаторы используются?
6. Какова технология сбора исходных данных при решении задач размещения?
7. Как определяется экономическая эффективность решения задач размещения на имитационной модели?
Задачи для решения
1. Смоделировать развитие сети обслуживания мобильных телефонов в
г. Тюмени. Рассчитать планы развития сети, потребные объемы и дефициты соответствующих услуг на 5 лет вперед. Рассчитать показатели эффективности обслуживания, расходы компаний. В случае необходимости корректировать планы.
Предусмотреть возможность получения экспертных оценок и диалог эксперта и
ПК.
2. Аналогично для сети супер-, гипермаркетов в г. Тюмени на 5 лет вперед.
3. Аналогично для количества и размещения пожарных машин на территории
г. Тюмени.
Тема 11. Имитационные модели районирования, оценки территорий,
распределения капиталовложений и иных ресурсов
Контрольные вопросы
1. Приведите примеры имитационных моделей районирования.
2. Приведите примеры имитационных моделей оценки территорий.
3. Опишите имитационные модели распределения ресурсов.
Задачи для решения
1. Установить очередность капиталовложений для ремонта дорог, развития
социальной поддержки населения, развития железнодорожного, воздушного ( в
частности, вертолеты, дирижабли) сообщения.
Раздел 5. Математические схемы,
11
применяемые при имитационном моделировании
Тема 12. Имитационное моделирование систем массового обслуживания
Контрольные вопросы
1. Какие математические схемы применяются при имитационном моделировании?
2. Какова суть метода Монте-Карло (который, вообще говоря, пора переименовать в Лас-Вегас)?
3. Что такое система массового обслуживания (СМО)?
4. В чем заключается имитационное моделирование СМО?
5. Что такое поток заявок на обслуживание? Каковы типы потоков?
6. Что такое обслуживающая система?
7. Что такое поток однородных событий?
8. Что такое поток с ограниченным последействием?
9. Опишите стационарные и ординарные потоки.
10. Дайте определение пуассоновского потока.
11. Что такое функция плотности вероятности потока?
12. Раскройте понятие интенсивности потока.
13. Что такое регулярные и нерегулярные потоки?
14. Как определяется разрежение и объединение потоков?
15. Что такое очередь на обслуживание?
16. Каково время обслуживания заявки?
17. Как формируются случайные потоки событий?
18. Опишите модель формирования потока с учетом сезонности.
19. Определите размерность входных потоков при имитационном моделировании.
20. Что такое моделирующие алгоритмы?
21. Как осуществляется моделирование одноканальной СМО?
22. Напишите алгоритм моделировния в опреаторной офрме для одноканальной СМО.
23. В чем отличие модели многоканальной СМО от одноканальной?
Задачи для решения
1. Задать требуемые характеристики целевых функций и смоделировать работу билетных касс на железнодорожном вокзале. Установить оптимальное количество касс.
2. Смоделировать систему обслуживания пациентов в поликлинике. Задать
входные характеристики. В результате моделирования сделать выводы и рекомендации.
3. Смоделировать работу сервера, выполняющего заявки компьютеров сети.
Установить характеристики работы сети и их соответствие требованиям, необходимым для успешной работы сети. Сделать рекомендации.
Тема 13. Имитационное моделирование
в рамках агрегативной математической схемы
Контрольные вопросы
12
1. Опишите понятии «агрегат» и «агрегативная система».
2. Опишите агрегат Бусленко.
3. Что такое кусочно-непрерыные и кусочно-линейные агрегаты?
4. Что такое матрицы сопряжения агрегатов?
5. Что такое агрегативные системы?
6. Опишите агрегативную имитационную модель предприятия.
7. В чем заключаются трудности реализации агрегативных систем в рамках
имитационных моделей?
Задачи для решения
1. Описать агрегат Очередь.
2. Описать агрегат Спрос.
3. Описать агрегат Склад.
4. Описать агрегат Поставщик.
5. Описать агрегат Диспетчер.
6. Описать агрегат Незавершенное производство.
7. Описание агрегата Готовая Продукция.
8. Описать агрегат Предприятие, используя результаты задач 1-7.
Тема 14. Основы создания универсальных имитационных моделей
Контрольные вопросы
1. Что такое универсальная имитационная модель?
2. В чем сходство и различие имитационных подходов?
3. Что такое теоретическая кибернетика?
4. Определите понятия «разнообразие», «необходимое разнообразие», «черный ящик».
5. В чем суть нового имитационного подхода?
6. Какие основные типы элементарных блоков используются в новом имитационном подходе?
7. Опишите следующие элементарные блоки: сумматор, интегратор, пороговый
элемент, логический блок, функциональный блок, преобразователь случайных
функций, генератор случайных функций, переключатель связей, СМО, блок с обратной связью, блок определения приоритетности, генератор единого времени.
8. Какова организация отношений порядка в новой универсальной имитационной модели?
9. В чем заключается формализация типового элементарного блока (ТЭБ)?
10. Перечислите входные сигналы и клеммы ТЭБ.
11. Перечислите выходные сигналы и клеммы ТЭБ.
12. Какие состояния и параметры ТЭБ вы знаете?
13. Назовите элементарные блоки и их описания в рамках имитационной модели.
14. Опишите типовые элементы системы с обратной связью: усилительное звено, дифференцирующее звено, интегрирующее звено, апериодическое звено, колебательное звено.
15. Как строятся структурные схемы систем с обратной связью по дифференциальным уравнениям?
16. Напишите дифференциальное уравнение системы с обратной связью по их
13
структурным звеньям.
17. Что такое принцип суперпозиции?
18. Что такое комбинированные элементарные блоки?
19. Опишите методику построения имитационных моделей из элементарных блоков.
20. Перечислите способы описания входов, выходов и состояний имитационной модели во времени.
21. Какова концепция создания языка универсальной имитационной модели?
22. Что такое универсальный момент времени?
Задачи для решения
1. Построить модель функционирования предприятия, разбив ее на элементарные блоки, указав матрицу сопряженности.
2. Построить структурную схему системы по дифференциальным уравнениям?
3. Построить дифференциальное уравнение системы по структурным звеньям.
4. Описать следующие элементарные блоки: сумматор, интегратор, пороговый элемент, логический блок, функциональный блок, преобразователь случайных функций, генератор случайных функций, переключатель связей, СМО, блок
с обратной связью, блок определения приоритетности, генератор единого времени для конкретной системы.
6.КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ДЛЯ СТУДЕНТОВ
ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ
Контрольная работа предназначена для студентов заочной формы обучения и
позволяет увеличить объем знаний путем самостоятельного изучения дополнительного материала и проверки уже полученных знаний. В ходе подготовки к
контрольной работе рекомендуется использовать данный УМК по дисциплине.
Контрольная работа выполняется студентом в межсессионный период и защищается у руководителя. Студенты, не выполнившие контрольную работу, не допускаются к сдаче зачета. Работа должна быть оформлена на листах формата А4, 14
шрифтом. Объем работы – не менее 5 печатных листов. Титульный лист контрольной работы должен быть оформлен в соответствии с установленными требованиями для подготовки контрольных работ.
Контрольная работа предполагает дополнительное изучение теоретического и
практического материала по следующим вопросам, которые выбираются в зависимости от буквы фамилии:
А-Б
В-Г
Д-Е
Ж-И
К
Л-М
М-Н
Тема 1, задача 1
Тема 2, задача 1
Тема 3, задача 1
Тема 4, задача 1
Тема 5, задача 1
Тема 6, задача 1
Тема 7, задача 1
О
П
Р-С
Т-У
Ф-Ц
Ч-Ъ
Ы-Я
Тема 8, задача 1
Тема 9, задача 1
Тема 10, задача 1
Тема 11, задача 1
Тема 12, задача 1
Тема 13, задача 1
Тема 14, задача 1
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
основная
1. Кобелев Н.Б. Основы имитационного моделирования сложных экономических
систем. М., Дело, 2008.
14
2. Красс М.С., Чупрынов Б.П. Математические методы и модели для магистрантов экономики. Уч. пос. – Спб.: Питер, 2009.
3. Емельянов А.А., Власова Е.А. Имитационное моделирование экономических
процессов. М.: ФиС, 2010.
дополнительная
4. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978.
5. Красс М.С., Чупрынов Б.П. Основы математики и ее приложения в экономическом образовании. М.: Дело, 2000.
6. Лабскер Л.Г., Бабешко Л.О. Теория массового обслуживания в экономиической сфере. М.: ЮНИТИ, 1998.
7. Кларк Э.М., Грамберг О., Пелед Д. Верификация моделей программ. М.:
МЦНМО, 2002.
8. Замков О.О., Толстопятенко А.В., Черемных Ю.Н.. Математические методы в
экономике. М., Дис, 2001
9. Петров А.А. Экономика. Модели. Вычислительный эксперимент. М.: Наука,
1996.
10.Эддоуз М., Стенсфилд Р.. Методы принятия решений. М., ЮНИТИ, 1997.
11.Ермаков С.М., Михайлов Г.А. Курс статистического моделирования. М.:
Наука, 1981.
12. Практикум по эконометрике. Под ред. И.И. Елисеевой М.: МЭСИ, 2001.
13. Моделирование народнохозяйственных процессов/ Под ред. И.В. Котова Л.,
1990.
14. Федосеев В.В. Экономико-математические методы и модели в маркетинге.
М., 1996.
15. Моделирование и анализ экономических процессов: Финансовый и экологический аспекты/ Под ред. В.Н. Павлова и Т.О. Тагиевой Новосибирск: ИЭиОПП
СО РАН, 1997.
16. Математическое моделирование и экономический анализ межотраслевых систем./ Под ред. В.Н. Павлова и Т.О. Тагиевой Новосибирск: ИЭиОПП СО РАН,
1995.
17. Нейлор Т. Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем. М.: Наука, 1975.
8.ФОРМЫ ТЕКУЩЕГО, ПРОМЕЖУТОЧНОГО, РУБЕЖНОГО
И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ
Тематика докладов
Раздел 1. Проблемы и основы имитационного моделирования
сложных экономических объектов и процессов
Тема 1. Введение
1. История предмета.
2. Имитационное моделирование в мире и в России.
Тема 2. Понятие имитационной модели и имитационного моделирования.
Особенности и возможности имитационного подхода.
15
1. Имитационные модели.
2. Информативность имитационных моделей.
3. Эффективность моделей.
Тема 3. Основные понятия, применяемые при имитационном моделировании
1. Система. Сложность системы.
2. Управление системами. Качество управления системой.
3. Надежность и эффективность систем.
4. Самоорганизация систем.
Тема 4. Этапы построения имитационных моделей
1. Описание объекта моделирования в виде системы.
2. Формализация задачи, построение структуры, определение целевых функций и критериев достижения целей. Выбор методов моделирования.
3. Построение модели. Апробация модели. Корректировка. Анализ результатов моделирования.
4. Системный подход.
5. Экспертные процедуры.
6. Языки моделирования.
Раздел 2. Особенности и возможности сопряжения
имитационных моделей с внешней средой
Тема 5. Моделирование входных данных
1. Методы корректировки входных данных.
2. Определение трендовой компоненты. Определение циклической компоненты. Построение общей модели ряда.
3. Реализация управляющей компоненты.
4. Имитационное моделирование динамических рядов.
Тема 6. Целевые функции и критерии,
используемые при имитационном моделировании
1. Многокритериальные целевые функции распределения ресурсов.
2. Многокритериальные целевые функции планирования объектов производства продукции, товаров и услуг.
3. Формальные подходы к многокритериальной оптимизации.
Раздел 3. Способы принятия решений
при имитационном моделировании многоуровневых систем и объектов
Тема 7. Элементарное описание многоуровневых систем.
1. Иерархическая система объектов.
2. Деревья. Взаимосвязи. Приоритеты.
Тема 8. Моделирование способов принятия решений при наличии
несопоставимости целевых функций и многоуровневости объектов
1. Формализация модели принятия решений.
2. Анализ ряда степени правоты.
16
Раздел 4. Имитационные модели и алгоритмы расчетов
практических задач размещения объектов и размещения ресурсов
Тема 9. Имитационная модель территориального
размещения предприятий и объектов
1. Регион размещения и его собственные взаимосвязи и его взаимосвязи с моделью. Критерии.
2. Математическая формулировка обобщенной модели.
3. Описание обобщенной модели. Зонирование территории.
4. Итеративный процесс поиска решения.
Тема 10. Система имитационных моделей размещения
для сферы обслуживания и иных приложений
1. Комплекс задач по размещению специализированных предприятий сферы
обслуживания в краях и областях.
2. Комплекс задач по размещению специализированных предприятий сферы
обслуживания в городах.
3. Источники входной и выходной информации.
4. Технические средства системы. Технологический процесс сбора данных.
Порядок передачи документации заказчику. Ориентировочная оценка экономической эффективности.
5. Примеры решения задач размещения на компьютере.
Тема 11. Имитационные модели районирования, оценки территорий,
распределения капиталовложений и иных ресурсов
1. Алгоритмы оптимального планирования капиталовложений.
2. Обследование территории и сбор исходной информации.
Раздел 5. Математические схемы,
применяемые при имитационном моделировании
Тема 12. Имитационное моделирование систем массового обслуживания
1. Системы массового обслуживания.
2. Вопросы формирования потоков случайных событий.
3. Моделирующие алгоритмы.
4. Моделирование одноканальной системы массового обслуживания.
5. Моделирование многоканальной системы массового обслуживания.
Тема 13. Имитационное моделирование
в рамках агрегативной математической схемы
1. Агрегативная имитационная модель предприятия.
Тема 14. Основы создания универсальных имитационных моделей
1. Сходства и различия имитационных подходов.
2. Основные типы элементарных блоков в имитационных моделях.
Способы формализации типовых блоков имитационных моделей.
17
Программирование элементарных типовых блоков имитационной модели
Сопряжение ЭТБ в единую модель.
Вопросы к зачету по дисциплине
1. История предмета.
2. Имитационные модели.
3. Система. Сложность системы.
4. Управление системами. Качество управления системой.
5. Надежность и эффективность систем.
6. Самоорганизация систем.
7. Этапы построения имитационных моделей.
8. Экспертные процедуры.
9. Языки моделирования.
10. Методы корректировки входных данных.
11. Имитационное моделирование динамических рядов.
12. Многокритериальные целевые функции.
13. Иерархическая система объектов. Деревья. Взаимосвязи. Приоритеты.
14. Формализация модели принятия решений.
15. Анализ ряда степени правоты.
16. Элементарная модель. Большая модель.
17. Возможность использования модели принятия решений при оценке отношений порядка элементов имитационной модели.
18. Регион размещения и его собственные взаимосвязи и его взаимосвязи с моделью. Критерии.
19. Математическая формулировка обобщенной модели. Описание обобщенной модели.
20. Зонирование территории.
21. Комплекс задач по размещению предприятий.
22. Источники входной и выходной информации. Технические средства системы. Технологический процесс сбора данных. Порядок передачи документации
заказчику.
23. Ориентировочная оценка экономической эффективности.
24. Алгоритмы оптимального планирования капиталовложений.
25. Системы массового обслуживания.
26. Моделирование одноканальной системы массового обслуживания. Моделирование многоканальной системы массового обслуживания.
27. Агрегативная имитационная модель предприятия.
28. Сходства и различия имитационных подходов.
29. Основные типы элементарных блоков в имитационных моделях. Способы
формализации типовых блоков имитационных моделей.
30. Основы программирования элементарных типовых блоков имитационной
модели и их сопряжение в единую модель.
ТЕСТЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
Итоговый тест по всему курсу
1. Каковы, на ваш взгляд, основные цели имитационного моделирования
18
экономических систем?
a) моделирование явлений и процессов реального мира с точностью, достаточной
для их адекватного восприятия
b) изучение явлений и процессов реального мира
c) изучение способов функционирования явлений и процессов реального мира
2. Какова, на ваш взгляд, степень предельно возможного соответствия реального явления или процесса и созданной человеком модели?
a) возможно только соответствие отдельных заранее определенных характеристик (с заданнной точностью)
b) в принципе, возможно полное соответствие
c) возможно достаточно полное, но не идеальное соответствие
3. По вашему мнению, что такое описание системы на метауровне ?
a) это описание абстрактных классов наиболее "общих" систем
b) это описание способов взаимодействия больших систем
c) это описание структуры системы
4. По вашему мнению, что такое описание системы на микроуровне ?
a) это описание структуры системы
b) это описание структуры элементов системы
c) это подробное описание функций системы
5. По вашему мнению, что такое описание системы на макроуровне ?
a) это описание системы, как элемента другой системы
b) это подробное описание функций системы
c) это описание структуры системы
6. По вашему мнению, что такое адекватность модели системы?
a) способность модели предсказывать поведение реальной системы
b) способность модели вести себя так, как реальная система
c) способность модели предсказывать значение отдельных параметров реальной
системы с заданной точностью
7. По вашему мнению, что такое устойчивость модели?
a) способность модели мало изменять значение выходов при малом изменении входов
b) способность модели вести себя так, как реальная система
c) способность модели предсказывать значение отдельных параметров реальной
системы с заданной точностью
8. По вашему мнению, что такое изоморфная модель?
a) между моделью и реальной системой можно установить поэлементное соответствие
b) модель способна принимать несколько различных форм
c) модель способна динамически изменяться
9. Считается, что предпочтительней (из соображений простоты и экономичности) пользоваться гомоморфными моделями. По вашему мнению, что такое гомоморфная модель?
a) позволяют судить только о существенных аспектах поведения реальных систем, не детализируя их
b) между моделью и реальной системой можно установить поэлементное соответствие модель способна принимать несколько различных форм
19
10. В чем, по вашему мнению, отличие модели от живой системы?
a) "живая" система не исходит из априорно заданной метрики пространства сигналов и состояний
b) "живая" система способна изменять свое поведение
c) "живая" система не способна быстро просчитывать варианты поведения
11. Перед вами наименования шкалы, укажите те из них, над значениями
которых допустимо выполнять операцию сложения:
a) абсолютная
b) номинальная c) порядковая
d) относительная
12. Перед вами схема движения троллейбусов в некотором городе. Является
ли пространство метрическим?
a) Нет, не является
b) Да, является
c) По схеме этого определить нельзя
13. Перед вами кибернетическая схема, укажите, какому из объектов она
соответствует:
a) паровому двигателю
b) очереди в кассу
c) муравейнику
14. По вашему мнению, сколько различных типов связей (теоретически
предельно) может одновременно присутствовать в системе, подвергающейся
имтационному моделированию?
a) сотни
c) два
e) десятки
b) один
d) три
f) тысячи
15. Перед вами кибернетическая схема некоторого устройства. Каков, по
вашему мнению, будет график изменения параметра Y? (обратная связь
предназначена для поддержания устройства в стабильном состоянии):
a) 3
b) 2
c) 1
16. По вашему мнению, выделение подсистем из систем носит:
a) зависит от контекста
b) строго субъективный характер
c) строго объективный характер
17. По вашему мнению, окружение системы – это:
a) то, что находится вне границ системы
c) не взаимодействует с системой
b) взаимодействует с системой
d) другие, аналогичные системы
18. По вашему мнению, в чем состоит основной смысл выделения подсистем из системы?
a) в упрощении модели системы
b) в оптимизации структуры си20
стемы
d) все определения верны
c) это способ "начать рассмотрение системы" e) все определения ошибочны
19. Перед вами рисунок – "система как черный ящик", где, по вашему мнению, место понятию "механизм исполнения"?
a) M
b) X
c) I
d) O
e) C
20. По вашему мнению, может ли один и тот же элемент системы входить
более чем в одну подсистему?
a) Да
b) Нет
21. Множество альтернатив, оптимальных по Парето можно назвать множеством:
a) несравнимых альтернатив
c) неравнозначных альтернатив
b) равнозначных альтернатив
d) одноранговых альтернатив
22. По Вашему мнению, в чем разница между понятиями "отношение" и
"связь"?
a) отношение – более общее понятие
c) связь – более общее понятие
b) разницы нет
23. По вашему мнению, модель системы как "белый" ящик предполагает:
a) что структура системы известна
c) входы/выходы системы известны
b) таблица переходов известна
d) параметры элементов известны
24. По вашему мнению, цель системы состоит в том, чтобы:
a) достичь желаемого внутреннего состояния
b) изменить окружение системы
c) приблизиться к желаемому внутреннему состоянию
d) изменить свою структуру
25. Дисфункция в системе возникает в случае, если:
a) цели локальных элементов системы противоречат друг другу и глобальной цели системы
b) цели локальных элементов системы дополняют друг друга
c) цели локальных элементов дополняют друг друга и глобальную цель системы
d) цели локальных элементов системы противоречат только друг другу
9.САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ
Самостоятельная работа студентов предполагает изучение теоретического и
практического материала и его защиту на практических или дополнительных занятиях.
Графики СРС очной формы обучения
Разделы
Раздел 1
сем. нед. часы
9
2
Содержание СРС
Решение задач
11
21
Формы
контроля СРС
проверка
Раздел 2
9
4
Раздел 3
Раздел 4
Раздел 5
Тестирование по дисциплине «Теория систем и системный анализ»
9
9
9
9
6
8
10
12
Доклад
Защита и обсуждение
8
Решение задач
проверка
12
Обсуждение ситуации
Дискуссия
11
Защита проекта
Отчет
1 выполнение тестовых заданий
протокол
на сайте: lms.tiiel.ru/mymoodle
8
Оглавление
1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ ........................................................... 3
2.ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ, ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ И ФОРМЫ КОНТРОЛЯ В
СООТВЕТСТВИИ С УЧЕБНЫМ ПЛАНОМ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ ПО ФОРМАМ
ОБУЧЕНИЯ .......................................................................................................................................... 4
3. ТЕМАТИЧЕСКИЕ ПЛАНЫ...................................................................................................... 4
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ............................................................................................ 5
5. ПЛАНЫ СЕМИНАРСКИХ (ПРАКТИЧЕСКИХ) ЗАНЯТИЙ ................................................. 7
6.КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ ....... 14
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ................................... 14
8.ФОРМЫ ТЕКУЩЕГО, ПРОМЕЖУТОЧНОГО, РУБЕЖНОГО .......................................... 15
9.САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ .................................................................... 21
22
Сергей Дмитриевич Захаров
ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Рабочая программа дисциплины
для студентов специальности
080801.65 «Прикладная информатика в экономике»
очной и заочной форм обучения
(сохранена редакция автора-составителя)
Ответственный за выпуск к. т. н. В.В. Сергеев
Формат 60х84/16. Гарнитура Times New Roman.
Объем 0,4 у.-п. л.
«ТЮМЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
МИРОВОЙ ЭКОНОМИКИ, УПРАВЛЕНИЯ И ПРАВА»
625051, г. Тюмень, ул. 30 лет Победы, 102
23