Методичні рекомендації до виконання курсової роботи для студентів освітньо-кваліфікаційного рівня «магістр» зі спеціальності «Інформаційні управляючі системи і технології»



Сторінка1/4
Дата конвертації01.02.2017
Розмір1.05 Mb.
#9246
ТипМетодичні рекомендації
  1   2   3   4
МIНIСТЕРСТВО ОСВIТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ЕКОНОМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Методичні рекомендації

до виконання курсової роботи

для студентів освітньо-кваліфікаційного рівня «магістр»

зі спеціальності «Інформаційні управляючі системи і технології»


Укладачі: Мінухін С.В.

Золотарьова І.О.

Знахур С.В.

Дорохов О.В.

Відповідальний за випуск Пономаренко В. С.



Харків, ХНЕУ, 2011

Затверджено на засіданні кафедри інформаційних систем.


Протокол №10 від 24.03.2011 р.

Методичні рекомендації до виконання курсової роботи для студентів напрямку підготовки «комп’ютерні науки» освітньо-кваліфікаційного рівня магістр / Укл. С.В. Мінухін, І.О. Золотарьова, С.В. Знахур, О.В. Дорохов. – Харків: Вид. ХНЕУ, 2011. – 48 с. (Укр. мов.)

Методичні рекомендації містять основні вимоги щодо тематики, організації, змісту та оформлення курсової роботи. Розроблені з урахуванням галузевого стандарту вищої освіти України з напряму підготовки «Комп'ютерні науки» і досвіду науково-дослідної роботи викладачів кафедри інформаційних систем по підготовці магістрів зі спеціальності «Інформаційні управляючі системи і технології»

Призначені для магістрів спеціальності 8.05010101 «Інформаційні управляючі системи та технології».


ВСТУП

Курсова робота є одним з одним з видів самостійної роботи студента, яка направлена на засвоєння навичок з наукової діяльності студента – магістра та є етапом отримання вищої освіти кваліфікаційного рівня магістра.

В методичних рекомендаціях щодо написання та оформлення курсової роботи магістра викладені вимоги до проведення наукового дослідження в курсовій роботі, вимоги до тематики, змісту та обсягу та оформлення та захисту курсової роботи.

Структура, зміст тематика наукових досліджень, які наведені у методичних рекомендаціях, призначені для виконання курсових робіт студентами спеціальності 8.05010101 «Інформаційні управляючі системи і технології».



Спеціалізована підготовка магістрів з інформаційних технологій є важливим завданням у рамках підвищення рівня компетентності магістрів, які мають займатися дослідженнями, розробкою та експлуатацією інформаційних систем, що забезпечують проведення та інформаційну підтримку наукових досліджень. Зокрема, при виконанні робіт, пов'язаних з розробленням інформаційних систем управління складними об'єктами і системами, ІТ-фахівці мають справу з широким колом питань, які не можна розглядати без створення дослідних інформаційних комплексів.

Ці комплекси повинні забезпечувати проведення робіт за наступними напрямками: побудова математичних моделей об'єктів, що входять до складу інформаційно-управляючих систем, і зовнішнього середовища, в якому вони функціонують; рішення задач аналізу систем; вирішення комплексу задач синтезу законів (алгоритмів), методів, моделей функціонування інформаційно-управляючих систем; здійснення комп'ютерного моделювання інформаційних систем, підсистем, та процесів; проведення імітаційного моделювання та необхідних обчислювальних експериментів; проведення аналізу достовірності розроблених моделей та отриманих результатів.


  1. Завдання курсового проектування


Робота над курсовою роботою сприяє поглибленню й закріпленню знань, отриманих студентами при вивченні навчальних дисциплін «Основи наукових досліджень», «Програмна інженерія», «Організація баз даних та знань», «Моделювання систем», «Об'єктно-орієнтоване програмування», «Сучасні засоби програмування», «Інформаційні технології в економіці».

Курсова робота – це вид кваліфікаційної роботи, що призначена для формування знань, умінь та навичок з самостійного проведення наукового дослідження під керівництвом наукового керівника.



Курсова робота передбачає:

проведення аналізу та узагальнення теоретичних положень дослідження щодо процесів, явищ, об’єктів управління, які досліджуються;

розроблення чи модифікація методу, алгоритму для обґрунтування запропонованого підходу, на підґрунті якого проводиться дослідження;

проведення експерименту та аналіз отриманих результатів на предмет їх вірогідності та достовірності.



Мета написання курсової роботи – узагальнити та систематизувати знання та практичні навички студентів з проведення наукового дослідження, обґрунтування його актуальності, вибору певного підходу до розв’язання проблеми, проведення дослідження та оформлення отриманих результатів з урахуванням знань та навичок, придбаних ними з математичної та природничо-наукової підготовки та професійної та практичної підготовки.

У процесі роботи над курсовою роботою студенти закріплюють вміння та навички роботи з науковою, нормативною та довідковою літературою, вчаться аналізувати існуючі підходи, методики, методи розв’язання основних задач у вибраній науковій проблемі, оформляти отримані результати у вигляді закінченої роботи за заданою структурою та змістом, які відповідають вимогам до написання курсової роботи.

Основними завданнями написання курсової роботи є:

ознайомитися з вимогами щодо організації і проведення наукового дослідження, підготовки та оформлення курсової роботи як вида наукового дослідження;

опрацювати методи роботи з основними джерелами інформації та науковою літературою;

обґрунтовувати актуальність, наукове і практичне значення теми, обраної для дослідження;

придбати знання та уміння щодо використання методології проведення наукових досліджень та оформлення теоретичних та експериментальних результатів у вигляді курсової роботи, яка є першим етапом при підготовці магістерської роботи;

придбати уміння щодо самостійного аналізу методів проведення наукових досліджень з використанням: сучасних інформаційних систем та технологій, спеціалізованих програмних пакетів, середовищ розроблення додатків, програмних засобів розподіленої та паралельної обробки даних, мобільних технологій;

придбати знання та уміння щодо обґрунтування та пояснення на потрібному рівні основних результатів, які доводять актуальність та своєчасність проведених досліджень;

придбати досвід щодо оприлюднення отриманих результатів у наукових виданнях та їх апробацію на конференціях;

ознайомитися з вимогами до підготовки та процедури захисту курсової роботи.


ТЕМАТИКА КУРСОВИХ РОБІТ

Тематика курсових робіт відповідає вимогам освітньо-кваліфікаційної характеристики і навчальному плану спеціальностей 8.05010101 «Інформаційні управляючі системи і технології освітнього рівня «магістр». Теми робіт визначаються і розглядаються кафедрою інформаційних систем, проректором з науково-методичної роботи та затверджуються наказом ректора університету.

Тематика курсових робіт повинна відповідати наступним вимогам:

Теоретичний аспект:

бути актуальною;

мати практичне значення;

відповідати сучасному стану розвитку наукових досліджень;

бути націленою на вирішення проблематики, тісно пов’язаної з використанням сучасних інформаційних технологій і систем;

мотивувати студентів на самостійне вирішення актуальних наукових задач;

передбачати вибір ефективних математичних методів та засобів моделювання складних об’єктів та процесів.

Напрямки наукових досліджень та теми курсових робіт наведені в дод. А.

Теми робіт розробляються з урахуванням вимог галузевих стандартів вищої освіти (ОКХ, ОПП, засобів діагностики) для освітньо-кваліфікаційного рівня «магістр», наявного досвіду наукових керівників щодо проведення наукових досліджень.

При виборі теми роботи потрібно ураховувати можливості певного студента щодо спроможності виконання науково-дослідної роботи, його прихильності до проведення наукового дослідження в рамках дисциплін навчальної програми за фахом «Інформаційні управляючі системи і технології» рівня «магістр».


  1. Організація підготовки курсової роботи

Відповідно до навчального плану розроблення і захист курсової роботи студенти-магістри денної форми навчання виконують у 10 семестрі навчального року.

Керівництво курсовою роботою здійснюється викладачами кафедри інформаційних систем, які є науковими керівниками магістерських дипломних робіт.

Студентові надається право вибору теми роботи з урахуванням тематик науково-дослідницьких робіт, що виконуються на кафедрі інформаційних систем.

Тематика курсових робіт направлена на проведення поглибленого аналізу та вдосконалення методів, моделей та інструментів щодо проведення наукових досліджень з використанням новітніх інформаційних систем та технологій з застосуванням сучасних програмних систем та продуктів.

Рекомендована тематика курсових робіт наведена в дод. А. Можливе розширення запропонованих тем у межах навчальних дисциплін навчального плану за кваліфікаційним рівнем магістра, а також відповідно до нових напрямків проведення наукових досліджень на кафедрі ІС. Це пов’язано з виконанням науково-дослідних робіт за бюджетною, госпдоговірною тематикою, а також з тематикою проведення наукової роботи викладачами в рамках навчального навантаження другої половини дня.

Запропонована студенту тема курсової роботи повинна бути узгоджена з науковим керівником та відповідати тематиці наукових досліджень кафедри ІС.

Для затвердження обраної теми курсової роботи студент надає заяву на ім'я завідувача кафедри інформаційних систем (дод. Б). Приклад шаблону титульного листа роботи наведений у дод. В. Після затвердження обраної теми на засіданні кафедри студенту видається завдання на курсову роботу (дод. Д).

У завданні наводиться тема курсової роботи, вхідні дані, зміст, завдання на вирішення наукової задачі, запропоновані методи щодо її розв’язання, строки виконання завдань курсової роботи відповідно до графіку навчального процесу.

Вхідною базою для вирішення завдань роботи є: рівень актуальності обраної теми та рівень обґрунтування її вибору, дані щодо об'єкта управління, для котрого вирішуються поставлені завдання, підхід, методи та моделі та вимоги до опису результатів теоретичного та експериментального дослідження. Програмна підтримка повинна містити вказівку на певний програмний продукт з описом моделі або підсистеми, обраної для моделювання та візуалізації отриманих результатів.

Студент розробляє зміст курсової роботи, який повинен відповідати її темі та цілям, обговорює його з керівником, та затверджує її тему. Протягом виконання завдань роботи студент отримує консультації, а в разі необхідності – консультується з провідними викладачами кафедри по певним питанням розв’язуваної проблеми – науковим, прикладним, з програмного забезпечення. Порядок виконання завдань роботи визначається згідно з графіком курсової роботи.

Курсова робота виконується студентом самостійно.

Роботу, що оформлена відповідно до вимог, студент здає на перевірку керівникові за тиждень до строку закінчення та подальшого захисту роботи. Оформлення тексту курсової роботи виконується відповідно до методичних рекомендацій [31].

Захист курсових робіт організовується на кафедрі інформаційних систем за два тижні до екзаменаційної сесії згідно з графіком, затвердженим завідувачем кафедри.

Захист виконується показом розробленої програми або з використанням пакету програм на ПК та безпосередньо пояснювальною запискою курсової роботи з приведеними дослідженнями та результатами. При захисті роботи студент повинен вміти відповісти на питання щодо методів проведеного дослідження, його основних результатів та дати оцінку перспектив напрямків подальших досліджень з точки зору підготовки магістерської дипломної роботи.


Структура, зміст і обсяг курсової роботи
Курсова робота включає пояснювальну записку й програмний продукт, який демонструється при захисті. На захист надається машинний носій із пояснювальною запискою в електронному вигляді та розробленим програмним продуктом.

Курсова робота – це перший етап у навчально-дослідній діяльності студента, що має стати фундаментом у підготовці магістерської роботи, та має таку СТРУКТУРУ:


ВСТУП

ОСНОВНА ЧАСТИНА:

аналіз інформаційної бази дослідження;

теоретичні основи дослідження;

експериментальна частина;

аналіз одержаних результатів;

ВИСНОВКИ;

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ.

ДОДАТКИ

Обсяг курсової роботи (пояснювальної записки) повинен складати 55-60 сторінок (без додатків, відповідно до вимог до змісту роботи та погоджений з науковим керівником роботи), список використаних джерел – не менше 25-30 джерел з обов’язковим посиланням на них в основній частині роботи.



Опрацювання літературних джерел, методичних матеріалів, ресурсів Internet, іншої джерелознавчої бази повинне визначити рівень вивченості обраної теми, пріоритетний напрям у власному дослідженні та прогнозувати подальший її розвиток, та може відбуватися в такій послідовності:

    1. Ознайомлення зі змістом інформаційного джерела.

    2. Опрацювання джерел за «цитатним» принципом із зазначенням автора (авторів), назви роботи (можливо зі сторінкою в тексті).

    3. Створення картотеки джерел (тематичної, бібліографічної).

    4. Критична оцінка опрацьованих джерел та їх аналіз.

    5. Визначення пріоритетного шляху власного наукового дослідження.

    6. Побудова плану-проспекту курсової роботи.

Відповідно до цього, виконання курсової роботи, яку студент виконує самостійно, передбачає:

вибір теми та обґрунтування її актуальності;

складання списку інформаційних джерел та його критичний аналіз;

ВИЗНАЧЕННЯ:

теоретичного підходу до розв’язання обраної теми,

мети,


складу завдань,

методів та методик дослідження;

підготовка даних та проведення експерименту (обчислень за алгоритмом чи програмою);

оброблення теоретичних та експериментальних результатів дослідження та їх якісний та кількісний аналіз;

формулювання висновків щодо результатів проведеного дослідження;

оформлення курсової роботи та її захист.



Основна частина повинна містити 2-3 розділи та відбивати основні отримані при проведенні досліджень теоретичні та практичні результати.

Основні структурні одиниці пояснювальної записки курсової роботи з описом змісту та обсягів структурних одиниць наведені у табл. 1.

Таблиця 1




Розділ

Зміст

Кіл.

стор.

Титульний аркуш

Завдання на курсову

роботу

ЗМІСТ





3

ВСТУП

Формулювання проблеми та її актуальності з точки зору основних завдань

навчальної дисципліни.

Формулювання мети, складу вирішувальних завдань, об’єкту та предмету досліджень курсової роботи.


1-2

РОЗДІЛ 1.

Аналіз проблематики та

та постановка завдань дослідження «НАЗВА ТЕМИ ДОСЛІДЖЕННЯ»


Аналіз проблем предметної області дослідження та формулювання завдань.

Обґрунтування вибору моделей та методів для вирішення (розв’язання) поставлених завдань на основі аналізу літературних джерел. Аналіз напрямів застосування інформаційних технологій та систем для вирішення поставлених завдань.






1.1. Опис проблеми, що вирішується, та формулювання наукової задачі

1.1. Змістовне формулювання наукового завдання щодо визначеної проблеми, обґрунтування актуальності її дослідження (розв’язання) та практичної значущості для галузей народного господарства.

7-8

1.2. Аналіз підходів, методів та моделей вирішення завдань дослідження

1.2. Аналіз стану вирішення проблеми (завдання, задачі) або окремих її завдань за матеріалами літературних джерел. Особливості та характеристики методів вирішення завдань з проблематики.

Вимоги до отриманих результатів в межах постановки задачі (завдань) дослідження.



8-9

1.3. Постановка завдань дослідження.

Формулювання змісту основних завдань роботи



1.3. Формулювання постановки завдань дослідження. Формалізація постановки завдань на основі обраних: підходів, методів, математичних моделей.

Обґрунтування вибору методів та моделей щодо вирішення поставлених завдань.


3


РАЗОМ ЗА РОЗДІЛОМ 1




до 20

РОЗДІЛ 2. Теоретичне та методичне дослідження вирішення задачі «НАЗВА ТЕМИ ДОСЛІДЖЕННЯ»

Теоретичні засади щодо вирішення задач (завдань) дослідження.

Підходи, моделі, алгоритми, методики їх розв’язання. Вибір та обґрунтування обраного методу та опис наявних елементів новизни запропонованого підходу.






2.1. Теоретичні методи розв’язання завдань дослідження

2.1. Опис теоретичних засад щодо обраного методу (методів) розв’язання завдань дослідження.

до 7

2.2. Моделі, алгоритми та аналіз їх адекватності при розв’язанні завдань дослідження

2.2. Вибір та деталізація (модифікація чи адаптація) запропонованих моделей для

проведення дослідження.

Розроблення алгоритмів та опис їх основних модулів з аналізом використання існуючих методологій застосування інструментальних засобів моделювання (інформаційних технологій та систем).


до 10

2.3. Методичне забезпечення щодо організації проведення досліджень

2.3. Методичне забезпечення проведення дослідження з застосуванням існуючих методик

проведення наукових досліджень – статистичного, імітаційного, дискретно-подієвого моделювання,

за допомогою пакетів моделювання.

Опис підготовчого та основного етапів (плану) для проведення експериментальних досліджень. .



до 3

РАЗОМ ЗА РОЗДІЛОМ 2




до 20

РОЗДІЛ 3. Експериментальне дослідження теоретичних результатів на основі методів статистичного, імітаційного моделювання, за допомогою програмних пакетів (або створеного програмного продукту)

Обґрунтування та вибір методу моделювання.

Вибір інструментальних засобів для моделювання з оцінкою адекватності отриманих

результатів.

Опис складу підходів щодо оцінки адекватності моделей в умовах реалізації моделей засобами математичного, імітаційного та

статистичного моделювання.

Аналіз результатів моделювання.





3.1. Моделювання отриманих теоретичних результатів дослідження


3.1. Обґрунтування методів моделювання на основі запропонованих теоретичних моделей, припущень та обмежень їх застосування.

Підготовка початкових даних

експериментального дослідження.

Порядок оброблення та аналізу результатів дослідження.

Опис роботи з розробленим програмним продуктом.


4

3.2. Опис результатів моделювання на основі контрольного прикладу

3.2. Отримааня результатів моделювання із коротким описом контрольного прикладу та їх графічною візуалізацією.

6

3.3. Оцінка адекватності експериментального дослідження методу

(алгоритму)



3.3. Характеристика оцінок адекватності та їх використання при моделюванні завдань дослідження.

Практична перевірка оцінок адекватності на основі програмних пакетів (розробленого програмного продукту) та пакетів статистичної обробки даних.



3

3.4. Аналіз ефективності запропонованого методу (алгоритму),

Інших результатів дослідження



3.4. Аналіз ефективності запропонованих методів (алгоритмів) на основі часових характеристик або оцінки складності алгоритмів.

Особливості їх практичної реалізації та впровадження.



1-2

РАЗОМ ЗА РОЗДІЛОМ 3




до 15

ВИСНОВКИ

Формулювання основних результатів теоретичних та експериментальних

досліджень відповідно до поставлених завдань роботи.



2

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

25-30 найменувань

3

ДОДАТКИ




до 10

РАЗОМ




до 60




  1. Методичні рекомендації до розроблення розділів і підрозділів курсової роботи


Реферат – це короткий опис змісту пояснювальної записки роботи, що включає основні теоретичні та практичні результати, щодо первинного ознайомлення з пояснювальною запискою до комплексного курсової роботи. Реферат має бути розміщений після завдання на курсову роботу.

Реферат повинен містити:



дані про обсяг курсової роботи, кількість рисунків, таблиць, додатків, літературних джерел у переліку бібліографічних посилань;

коротку характеристику дослідження:

мету;

об’єкт та предмет дослідження;



методи дослідження й розроблення програм чи використаного спеціалізованого програмного пакету;

основні теоретичні та практичні результати;

технічні та мовні характеристики розробленого програмного продукту;

рекомендації щодо сфер практичного використання отриманих результатів;

ключові слова.

Реферат повинен містити не більше 500 слів.

Ключові слова відбивають сутність роботи. Розміщують їх після тексту реферату. Включають 10 ключових слів (словосполучень), написаних у рядок прописними літерами в називному відмінку.

Приклад реферату наведений у дод. Г.


У вступній частині формулюються:

Актуальність

Короткий опис проблеми

Область дослідження

Об'єкт дослідження

Предмет дослідження

Гіпотеза

Мета


Для досягнення поставленої мети потрібно вирішити такі завдання:....

1. ....


2. ...
Методи дослідження

Наукова новизна

Практична значимість

Обсяг і структура роботи.


Мета роботи – обґрунтування, розроблення, аналіз отриманих результатів з урахуванням поставлених завдань на дослідження.

Досягнення мети роботи здійснюється на основі вирішення таких завдань:

обґрунтування актуальності обраної теми;

постановки наукового завдання;

аналізу методів розв’язання проблеми;

розроблення чи модифікація існуючого методу, моделі;

проведення моделювання – імітаційного або полунатурного;

розроблення програмного продукту для експериментального дослідження теоретичних результатів;

аналіз рівня достовірності результатів дослідження;

аналіз отриманих результатів розв’язаних задач з точки зору їх теоретичної та практичної цінності.


Розділ 1.

Аналіз проблематики та постановка завдань дослідження «НАЗВА ТЕМИ ДОСЛІДЖЕННЯ»
Даний розділ є аналітичним.

Метою розділу 1 є аналіз проблем предметної області дослідження та формулювання завдань роботи.

Змістовно в ньому наводяться:

аналіз літературних джерел щодо проблематики наукового дослідження;

обґрунтування вибору моделей та методів для вирішення (розв’язання) поставлених завдань на основі аналізу літературних джерел;

аналіз напрямів застосування інформаційних технологій та систем для вирішення поставлених завдань.

В розділі 1 формулювання постановки завдань дослідження, визначається формалізація постановки задачі дослідження у вигляді математичної моделі на основі проаналізованих підходів, методів, математичних моделей. Здійснюється обґрунтування вибору методів та моделей щодо вирішення поставленої задачі.
Розділ 2.

Теоретичне та методичне дослідження вирішення задачі «НАЗВА ТЕМИ ДОСЛІДЖЕННЯ»
Призначений для формулювання та опису теоретичних засад щодо вирішення задачі (задач) дослідження. Потрібно розглянути існуючі підходи, моделі, алгоритми, методики щодо їх розв’язання. В розділі 2 розглядається вибір та обґрунтування обраного методу на основі проведеного аналізу в розділі 1 роботи та опис наявних елементів новизни пропонованого підходу або відмінностей, які відбивають перевагу такого підходу з вказівкою характеристик та параметрів, що обґрунтовують можливість перевірки та обґрунтування такої переваги.

Для проведення дослідження виконується деталізація сутності новизни підходу (модифікація чи адаптація) запропонованих моделей для проведення дослідження з вказівкою сутності модифікації або адаптації методу або моделі, що пропонується.

В розділі потрібно розробити алгоритми розв’язання завдань роботи в рамках вирішуваної наукової проблеми та опис їх основних модулів, включаючи аналіз використання існуючих методологій застосування інструментальних засобів моделювання з використанням інформаційних технологій та систем та методів та технологій програмування додатків.

В розділі 2 можливе використання мов моделювання (наприклад, UML), що сприяє підвищенню якості програмного продукту, який розробляється, з вказівкою технології розроблення програмних продуктів (наприклад, RUP). У цьому випадку потрібно навести діаграми варіантів використання, послідовностей, діяльності, станів.



Розділ 3.

Експериментальне дослідження теоретичних результатів на основі методів статистичного, імітаційного моделювання, за допомогою програмних пакетів (або створеного програмного продукту)
В підрозділі 3.1 треба:

описати метод моделювання на основі запропонованих теоретичних моделей, припущень та обмежень їх застосування;

описати процес підготовки початкових даних;

В підрозділі 3.2 треба:

привести опис контрольного прикладу;

провести експериментальне дослідження;

привести результати моделювання;

привести їх короткий опис та їх графічну візуалізацію.

В підрозділі 3.3 треба:

привести оцінки адекватності запропонованих моделей та їх використання при моделюванні завдань дослідження; провести розрахунок оцінок адекватності на основі програмних пакетів (розробленого програмного продукту) та пакетів статистичної обробки даних.



В підрозділі 3.4 треба:

провести аналіз ефективності запропонованих методів (алгоритмів) на основі обраних метрик: часових характеристик, оцінки складності алгоритмів, рівня адекватності моделі на основі статистичних показників;

описати можливість та особливості практичної реалізації результатів та впровадження на об’єкті управління.
Методи моделювання

Моделювання – це побудова (або вибір) і вивчення такого об’єкта будь-якої природи (моделі), що здатний замінити собою досліджуваний об’єкт (оригінал) і вивчення якого дає нову інформацію про досліджуваний об’єкт. Формалізація опису задачі (об’єкту) здійснюється за допомогою знакових моделей (з використанням мови, схем, креслення, формул тощо). Найбільш важливим випадком знакового моделювання – математичне моделювання. Математичне моделювання ґрунтується на математичній подібності, за якої виявляється відповідність схожих параметрів процесів різної фізичної природи, що порівнюються між собою. Знакову модель з використанням математики можна описати різними способами: аналітично (у вигляді заданих функціональних співвідношень, диференціальних, інтегральних, різницевих рівнянь тощо), алгоритмічно, графічно і т. п. Математичними уявними моделями можна вважати алгоритми й програми, розроблені для обчислювальних машин, які в умовних знаках відбивають (моделюють) певні процеси, що описані диференціальними рівняннями, покладеними в основу алгоритмів, а також різні структурні схеми, які відображають функціональні зв’язки між підсистемами складних систем. Усі види таких математичних формалізацій можуть бути зведені до математичної моделі. Типи моделей можуть бути або детермінованими (відображають детерміновані процеси з однозначно визначеними причинами та їх наслідками), або стохастичними (відображають імовірнісні події). Для представлення знакових моделей використовують такі основні форми [7, 36, 37]:

1) Інваріантна форма – це запис співвідношень моделі за допомогою традиційної математичної мови безвідносно до методу розв’язання рівняння моделі.

2) Алгоритмічна форма – це запис співвідношень моделі й обраного чисельного методу вирішення у формі алгоритму.

3) Аналітична форма – це запис моделі у вигляді результату аналітичного вирішення вихідних рівнянь моделі. Як правило, моделі в аналітичній формі являють собою явні вирази вихідних параметрів як функцій внутрішніх і зовнішніх параметрів.

4) Схемна форма. Інакше її називають графічною формою. Це представлення моделі на деякій графічній мові (наприклад, мові графів, еквівалентних схем, діаграм і т.д.). Використання таких форм можливо при наявності правил однозначного тлумачення елементів креслень і їх перекладу на мову інваріантних або алгоритмічних форм.

Моделі в алгоритмічній і аналітичній формах називають відповідно алгоритмічними й аналітичними. Серед алгоритмічних моделей важливий клас становлять імітаційні моделі, призначені для імітації фізичних чи інформаційних процесів в об'єкті при визначенні різних залежностей вхідних впливів від часу. Імітацію названих процесів називають імітаційним моделюванням. Результат імітаційного моделювання – залежності фазових змінних в обраних елементах системи від часу [24, 35]. Імітаційні моделі реалізують на ПК у вигляді моделюючих алгоритмів (програм), що дозволяють обчислити значення вихідних характеристик і визначити новий стан, у якому знаходиться модель при заданих значеннях вхідних змінних, параметрів і початковому стані моделі.

Структурні моделі відтворюють склад елементів об'єкта, системи, явища і взаємозв'язку між ними, тобто структуру об'єкта моделювання.

Функціональні моделі імітують спосіб поведінки оригіналу, його функціональну залежність від зовнішнього середовища.

Аналітичні моделі дозволяють одержати явні залежності необхідних величин від змінних і параметрів, що характеризують явище. Аналітичний розв'язок математичного співвідношення є узагальненим описом об'єкта.

Числові моделі характеризуються тим, що значення необхідних величин можна одержати в результаті застосування кількісних методів. Усі кількісні методи дозволяють одержати тільки часткову інформацію щодо досліджуваних величин, тому що для своєї реалізації потребують завдання всіх параметрів, які входять до математичного співвідношення.

За поведінкою в часі моделі бувають:

динамічними (час відіграє роль незалежної змінної, а поведінка об'єкта моделювання змінюється в часі);

статичними (поведінка об'єкта моделювання не залежить від часу);

квазістатичними (поведінка об'єкта моделювання змінюється з одного статичного стану на інший відповідно до зовнішніх впливів).

Процес математичного моделювання включає наступні основні етапи [35, 37]:

I. Розроблення математичної моделі об'єкта. Цей етап є найбільш складним, трудомістким і відповідальним. На основі теоретичних знань, емпіричних і інтуїтивних підходів складаються математичні рівняння, що враховують найбільш важливі й істотні, з точки зору дослідника, властивості об'єкта. При розробці математичної моделі необхідно уникати невиправданого ускладнення моделі, відкидаючи несуттєві взаємозв'язки між характеристиками об'єкта.

II. Одержання рішень математичної моделі. На цьому етапі, на основі значень параметрів математичної моделі, знаходять її рішення в аналітичному або чисельному вигляді.

III. Оцінка адекватності отриманих результатів. Отримані з використанням моделі результати необхідно оцінити з точки зору їхньої відповідності основним фізичним законам, навчальної вибірці даних або обмеженням. Модель вважається адекватною, якщо відбиває задані властивості об'єкта з прийнятною точністю. Точність визначається як ступінь збігу значень вихідних параметрів моделі й об'єкта. Пояснимо сказане.



Нехай ξj – відносна похибка моделі по j-му вихідному параметру:

(1) де - j-й вихідний параметр, розрахований за допомогою моделі; - той же вихідний параметр, що має місце в об'єкті, який моделюється.

Похибка розрахунку ξМ за сукупністю вихідних параметрів, що враховуються однією з норм вектора. Наприклад:



(2)

або


(3)

В загальному випадку точність моделі різна в різних умовах функціонування об'єкта. Ці умови характеризуються зовнішніми параметрами. Якщо задатися граничною припустимою похибкою ξгп, то можна в просторі зовнішніх параметрів виділити область, в якій виконується умова



(4)

Цю область називають областю адекватності моделі (ОА). У разі потреби індивідуальні граничні значення ξгпj для кожного вихідного параметра і визначають область адекватності, в якій одночасно виконуються всі m умов вигляду
При побудові математичних моделей в дослідженнях курсового та дипломного проектування використовують, як правило, наступні методи [2, 15, 18]:

  1. Методи математичного програмування для рішення задач оптимізації.

  2. Методи імітаційного моделювання.

  3. Статистичні методи для рішення задач регресійного аналізу, кластерізації, класифікації.

  4. Методи та моделі штучного інтелекту (наприклад, нейроні мережі).

Розглянемо особливості використання визначених методів та основні критерії оцінки результатів, які отримані на їх основі.


Каталог: files -> literature
files -> Про вступний іспит та реферат при вступі до аспірантури Інституту соціології нан україни
files -> Київський національний університет імені Тараса Шевченка
files -> Програма вступного іспиту до аспірантури зі спеціальності 22. 00. 03 соціальні структури та соціальні відносини Затверджено
files -> Принципи реалізації наукової діяльності університету: активна участь у формуванні та
files -> Портфоліо вчителя
literature -> Пояснювальна записка до дипломного проекту: 81 с., 34 рис., 6 табл., 2 додатка, 35 джерел
literature -> Методичні рекомендації до виконання дипломного проекту для студентів спеціальностей
literature -> Реферат (при необхідності)
literature -> Василь Шкляр Залишенець. Чорний ворон


Поділіться з Вашими друзьями:
  1   2   3   4




База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2022
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка