Компьютерное Моделирование
Вопросы для подготовки к экзамену 2023/2024
по курсу «Моделирование Компьютерное»
для профессиональной сферы 11.03.02
Моделька
1. Основы моделирования
Моделирование систем – почему наука и почему искусство. Различные определения понятия «Моделирование». Принципы адекватности и простоты.
Понятия: модель, объект моделирования, система, симуляция, формализация, интерпретация.
Охарактеризовать цели моделирования. Назначение в профессиональной отрасли, примеры.
Теория систем. Модель и система. Структура системы. Большая система. Сложная система. Различные определения понятия «Система».
Системный подход при построении модели. Моделирование и системный подход. Системный эффект, эмерджентность.
Моделирование как метод инженерной деятельности. Адекватность и полнота модели. Примеры в профессиональной области.
Моделирование как метод научного познания. Сущность метода анализа и метода синтеза. Примеры в профессиональной области.
Этапы компьютерного моделирования: постановка задачи, построение концептуальной модели, формализация, анализ результатов, оптимизация модели и др.
2. Виды моделирования
Классификация видов моделей и видов моделирования.
Суть концептуального моделирования. Области применения. Пример моделей этого вида.
Математическое моделирование: разновидности, ограничения и возможности. Модели сигналов. Детерминированные модели.
Имитационное моделирование. Достоинства и недостатки. Примеры применения в профессиональной сфере.
Аналитическое моделирование. Достоинства и недостатки. Примеры применения в профессиональной сфере.
Численное моделирование. Достоинства и недостатки. Примеры применения в профессиональной сфере.
Метод статистического моделирования. Особенности и требуемые знания. Примеры применения в профессиональной сфере.
Моделирование и симуляция, отличия. Принципы компьютерного моделирования. Реализация различных видов моделирования.
3. Программные пакеты для моделирования. CAE (Computer-aided engineering).
Прикладные программные пакеты: AnyLogic. Области применения. Возможности. Примеры моделей.
Прикладные программные пакеты: MATLAB. Области применения. Возможности. Примеры моделей.
Набор инструментов MATLAB для инженера связи: Communication system Toolbox, DSP System Toolbox. Возможности моделирования.
Прикладные программные пакеты: MATLAB SIMULINK. Достоинства и недостатки. Область применения. Примеры моделей.
Прикладные программные пакеты: OptiSystem, OptiFiber. Области применения. Возможности. Примеры моделей.
Прикладные программные пакеты: OptiBPM. Области применения. Возможности. Примеры моделей. Отличие BPM, FDTD.
CAE-системы, компьютерный инженерный анализ: Ansys. Назначение. Области применения. Возможности. Примеры моделей.
Сравнительный анализ возможностей программных сред AnyLogic, MATLAB, OptiSystem и Ansys.
4. Моделирование в области систем и сетей связи
Моделирование трафика в сетях связи. Параметры модели, вид моделирования. Решаемые задачи с помощью моделирования. Программные комплексы.
Моделирование распространения и искажения сигнала в оптическом волокне. Параметры модели, вид моделирования. Построение компьютерной модели.
Модели радиоканалов в сценарии LOS и NLOS. Основные характеристики. Сравнение моделей. Примеры областей применения.
Модель оптического канала в сценарии LOS и NLOS. Основные характеристики. Примеры областей применения.
Модель канала связи с многолучевым распространением. Импульсная характеристика и АЧХ канала. Примеры областей применения.
Компьютерная модель MIMO-канала. Решаемые задачи с помощью моделирования. Построение модели, ее характеристики.
Компьютерное моделирование в системах сотовой связи. Виды моделей. Решаемые задачи с помощью моделирования. Программные комлпексы.
Компьютерная модели распространения радиосигналов в помещениях. Этап построения модели. Метод Ray Tracing. Программные комплексы для моделирования.
Компьютерная модель беспроводной системы связи (на выбор Bluetooth, WiMAX, LoRAWAN, Спутниковая или Радиорелейная). Структурная схема модели. Основные характеристики. Программный комплекс для моделирования.
Трехмерное моделирование электромагнитного поля. FDTD, FEM, MoM, SBR: что это и в чем основные отличия. Программные комплексы для моделирования. Области применения.
Компьютерное моделирование антенны. Цель их моделирования. Этапы построения модели. Результаты моделирования, исследование характеристик. Метод конечных элементов.
Компьютерное электродинамическое моделирование: метод конечных элементов и метод SBR+ (Shooting and Bouncing Ray). Принципы работы, достоинства и недостатки.
Обзор всех возможных компьютерных моделей систем связи, сетей связи, компонентов и технологий.
Любая сложная задача имеет простое,
легкое для понимания,
неправильное решение.
Артур Блох
Некоторые рекомендуемые книги по общей теории моделирования
№1 Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ (Читать Главы 2-5 и 8), а также стр. 241 — Правила «статистической техники безопасности»
№2 Компьютерное моделирование: учебное пособие
№3 Имитационное моделирование: учебное пособие