Методические указания к изучению дисциплины

Рег. № М-659

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

и выполнению контрольной работы

для студентов заочной формы обучения

Специальность 080801 - Прикладная информатика в экономике

Санкт-Петербург

Допущено

редакционно-издательским советом СПбГИЭУ

в качестве методического издания

Составитель

д-р техн. наук, проф. И.А. Брусакова

Рецензент

д-р техн. наук, проф. В.Л. Горохов

Подготовлено на кафедре

информационных систем в экономике

Одобрено научно-методическим советом факультета

информационных систем в экономике и управлении

Отпечатано в авторской редакции с оригинал-макета,

представленного составителем

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения............................................................................... 4

2. Методические указания к изучению дисциплины......................... 6

3. Методические указания к выполнению контрольной работы..... 8

4. Контрольные задания......................................................................... 9

5. Требования к оформлению контрольной работы....................... 10

6. Список литературы........................................................................... 11

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Содержание разделов и тем дисциплины

(Извлечение из рабочей программы дисциплины).......................... 13

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Образец титульного листа контрольной

работы...................................................................................................... 16

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Цель изучения дисциплины «Имитационное моделирование экономических процессов» заключается в том, чтобы познакомить студентов с основными приемами построения моделирующих систем, правилами имитационного моделирования, встраиваемыми в общую процедуру преобразования экономической информации от структурирования и формализации составляющих предметных областей до интерпретации обработанных данных и приобретенных знаний, связанных с описанием экономических процессов; ознакомить с современными практическими подходами реализации процедуры имитационного моделирования, с этапами планирования имитационного эксперимента.

Задачи, стоящие перед дисциплиной:

· формализация составляющих предметной области информационных ресурсов и определенных для них экономических процессов;

· выявление наиболее существенных свойств составляющих экономического процесса;

· применение различных экономико-математических моделей для задач имитационного моделирования состояний экономического процесса;

· поиск оптимальной стратегии управления ресурсами при решении задачи планирования имитационного компьютерного эксперимента.

В результате изучения дисциплины студенты должны знать:

· основные методы описания инфологической смысловой модели предметной области;

· приемы ее отображения на обобщенную реляционную форму;

· приемы формирования кластера информационного описания состояния объекта исследования;

· методы планирования компьютерного эксперимента оценки состояния элементов кластера;

· алгоритмы выбора необходимого масштаба времени для проведения эксперимента;

· различные типы датчиков случайных величин для моделирования информационной ситуации;

· основные гипотезы о категориях типа событие - явление – поведение;

· методы определения рисков и прогнозов принимаемых решений;

· приемы формирования многомерного информационного пространства принятия решений при моделировании состояния объекта экономики;

· методы моделирования взаимосвязанных информационных, денежных, материальных потоков;

· основные стратегии управления ресурсами.

Таким образом, последовательность изучения дисциплины реализуется следующими этапами: от формализации исходной экономической информации к формированию полученных на основании эксперимента выборочных данных, к статистической обработке экономической информации, являющейся основой для принятия решений.

Кроме того, студент должен иметь представление:

- о современных практических подходах к реализации процедуры имитационного моделирования;

- об этапах планирования имитационного эксперимента.

При изучении дисциплины «Имитационное моделирование экономических процессов» предусматривается ознакомить студентов с особенностью функционирования современных объектно-ориентированных моделирующих систем (Pilgrim, Rational Rose 98/2000 с использованием UML языковых средств), статистических пакетов прикладных программ (STATISTICA, STATGRAPH, STADIA).

Предшествующими циклами дисциплины являются: цикл общих гуманитарных и социально-экономических дисциплин и цикл общих математических и естественнонаучных дисциплин.

Курс опирается на дисциплины, в которых изучается математическая экономика, теория экономических информационных систем, эконометрика, теория оптимизации и принятия решений, теория массового обслуживания, реляционная алгебра, теория графов.

Дисциплина логически связана со следующими дисциплинами: ЕН.Ф.04 «Теория вероятностей и математическая статистика», ОПД.Ф.02 «Информационные системы», ОПД.Ф.06. «Информационные технологии», ОПД.Ф.09.4 «Статистика», ОПД.Ф.03 «Базы данных».

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

Содержание разделов и тем дисциплины представлено в ПРИЛОЖЕНИИ 1.

Имитационное моделирование – это распространенная разновидность аналогового моделирования, реализуемого с помощью набора математических инструментальных средств, специальных имитирующих компьютерных программ и технологий программирования, позволяющих посредством процессов-аналогов провести целенаправленное исследование структуры и функций реального сложного процесса в памяти компьютера в режиме «имитации», выполнить оптимизацию некоторых его параметров.

Имитационной моделью называется специальный программный комплекс, который позволяет имитировать деятельность какого-либо сложного объекта. Временные параметры вычислительных процессов при этом служат аналогами исследуемых процессов с точностью до масштабов времени и пространства. Методологической основой элементов имитации реальности являются математические символы или аналоги.

Имитационное моделирование реализуется посредством набора математических инструментальных средств, специальных компьютерных программ и приемов, позволяющих произвести целенаправленное моделирование в режиме «имитации» структуры и функций сложного процесса и оптимизацию некоторых его параметров. В отличие от других видов и способов математического моделирования с применением ЭВМ имитационное моделирование имеет основную отличительную особенность - запуск в компьютере взаимодействующих вычислительных процессов, которые являются по своим временным параметрам аналогами исследуемых процессов.

Модуль имитационного моделирования обязательно является составной частью любой информационной технологии или системы, реализующих концепцию взаимосвязи этапов преобразования информации. Основными этапами преобразования информации являются:

1. Структурный анализ процессов, в результате которого производится формализация структуры сложного реального процесса путем разложения его на подпроцессы, выполняющие определенные функции и имеющие взаимные функциональные связи, предварительно структурированные и формализованные с помощью, например, приемов реляционного моделирования;

2. Формализованное описание модели, в результате которого формируется графическое изображение имитационной модели, функции, выполняемые каждым процессом, условия взаимодействия всех подпроцессов (смысловая инфологическая модель);

3. Отображение формализованного описания модели на специализированное языковое средство объектно-ориентированной моделирующей системы;

4. Построение модели, в результате которого производится верификация параметров;

5. Проведение имитационного эксперимента для оптимизации определенных параметров реального процесса.

Концепция имитационного моделирования предполагает применение специальных стохастических сетевых моделей, применения метода Монте-Карло, проверки статистических гипотез.

К основным понятиям имитационного моделирования относятся следующие понятия:

1. Транзакт – это формальный запрос на какое-либо обслуживание, является динамической единицей любой модели, работающей под управлением имитатора. К основным параметрам транзактов относятся, например, время его жизни, приоритет, параметры обслуживания в каком-либо обслуживающем устройстве. Примерами транзактов могут служить: требование перечисления денег, заказ на выполнение работ в фирме, сигнал о загрязнении какого-либо пункта местности, пассажир самолета и т.д.;

2. Узлы графа сети представляют собой центры обслуживания транзактов, в узлах транзакты могут задерживаться, обслуживаться, порождать семейства новых транзактов, уничтожать другие;

3. Событием называется факт выхода из узла одного транзакта;

4. Ресурс независимо от его природы в процессе моделирования может характеризоваться тремя общими параметрами: мощностью, остатком и дефицитом. Мощность ресурса – это максимальное число ресурсных единиц, которые можно использовать для различных целей. Остаток ресурса – число незанятых на данный момент единиц. Дефицит ресурса – количество единиц ресурса в суммарном запросе транзактов, стоящих в очереди к данному ресурсу;

5. Пространство – географическое, декартова плоскость (возможны другие метрические пространства).

Для реализации имитационного моделирования необходимо использовать датчики псевдослучайных чисел и соответствующие моделирующие функции. Обобщенное распределение Эрланга и треугольное распределение дают возможность проведения экспресс-оценок причин и следствий возникновения групповых потоков, резких увеличений случайных задержек.

Концепция имитационного моделирования экономических процессов основана на специальном аппарате формального манипулирования узлами, транзактами, событиями и ресурсами.

Рекомендуется изучать особенности имитационного моделирования на примере имитации динамики изменения параметров конкретного ресурса предприятия, например, материального, денежного, финансового, логистического, социального, производственного, информационного.