شبیه‌سازی کامپیوتری

Computer Simulation

مقطع: کارشناسی	گرایش: فناوری اطلاعات
نوع درس: نظری	تعداد واحد: ۳
پیش‌نیاز: آمار و احتمال مهندسی	هم‌نیاز: –

هدف کلی

هدف از این درس، آشنایی دانشجویان با انواع روش‌های شبیه‌سازی و موضوعات مرتبط با آن است. اين موضوعات شامل تبيين اندازه‌ها، معيارها و روش‌های مختلف شبیه‌سازی هستند. در این درس، دانشجویان با عملكرد سیستم‌ها و پيش‌بينی کارایی آن‌ها آشنا شده و می‌توانند این قبیل سیستم‌ها را شبیه‌سازی و ارزيابی کرده و نتايج به دست آمده را در کاربردهای دنیای واقعی مورد استفاده قرار دهند.

سرفصل‌ها

مبانی شبیه‌سازی و ارزیابی سیستم‌ها
- روش‌های مطالعه یک سيستم واقعی
- روش‌های مدل‌سازی
- اهداف مدل‌سازی
- معيارهای ارزیابی كارایی
آشنایی با ابزارهای محاسباتی درس
- آشنایی با MATLAB
- آشنایی با امکانات زبان پایتون
- آشنایی با سایر ابزارهای محاسباتی موجود
اصول اولیه و مثال‌هایی از شبیه‌سازی
- مفاهیم شبیه‌سازی سیستم‌های گسسته رخداد
- چند مثال از شبیه‌سازی سیستم‌ها، مزایا و معایب شبیه‌سازی
الگوی پیاده‌سازی سیستم‌های شبیه‌سازی گسسته‌رخداد
- انواع ساختارهای سیستم‌های شبیه‌سازی رخدادهای گسسته
- پردازش لیست مرتب
- روش‌های ترسیم سیستم‌ها برای انجام شبیه‌سازی
مدل‌های آماری و احتمالاتی در شبیه‌سازی
- مروری کوتاه بر آمار و احتمال
- توزیع‌های گسسته
- توزیع‌های پیوسته
- توزیع‌های تجربی
تولید عدد تصادفی یکنواخت
- ویژگی‌های مورد نیاز برای اعداد تصادفی
- روش‌های تولید اعداد تصادفی با توزيع‌های مختلف آماری
- آزمون‌های تصادفی‌ بودن دنباله‌ها
تولید متغیر‌های تصادفی
- روش تبدیل معکوس
- روش پذیرش و رد
- ترکیب
- کانولوشن
مدل‌سازی ورود
- جمع‌آوری داده‌ها
- ارزیابی استقلال نمونه‌ها
- تشخیص توزیع از روی داده‌ها
- تخمین پارامتر
- آزمون کیفیت برازش
- انتخاب مدل در غیاب نمونه داده
- مدل‌های فرآیندهای ورودی
تحلیل داده‌ها و نتايج حاصل از شبيه‌سازی سيستم‌ها
- رفتار گذرا و حالت پایدار فرآیندهای تصادفی
- انواع شبیه‌سازی با توجه به تحلیل خروجی
- تحلیل آماری پارامترهای حالت پایدار
آزمایش و تحلیل حساسیت
- طراحی آزمایش
- آشنایی با آزمون‌های فرض آماری مانند t، F، خی دو، کولموگروف-اسمیرنوف، آزمون روند
مباحث پیشرفته در شبیه‌سازی
- شبیه‌سازی مونت کارلو
- مثال‌های دنیای واقع از شبیه‌سازی
- شبيه‌سازی سيستم‌های پویا
- روش‌های مدل‌سازی رفتارهای نمايی و رفتارهای هدف‌جو
- معرفی نرم‌افزارهای شبيه‌سازی سيستم‌های پيوسته

ارزیابی پیشنهادی

تمرین‌های نظری: ۳ نمره
آزمون‌های میان‌ترم و پایانی: ۱۵ نمره
آزمونک‌ها: ۲ نمره

منابع پیشنهادی

J. Banks, J. S. Carson, and B. L. Nelson, and D. Nicol. Discrete-Event System Simulation. 5th Edition, Prentice-Hall, 2010.
S. Ross. Introduction to Probability Models. 13th Edition, Academic Press, 2023.