Моделирование - Высшая школа экономики

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Теория информации и кодирование для направления 23.0100 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра
[Оставьте этот титульный лист для дисциплины, закрепленной за одной кафедрой]
Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"
Московский институт электроники и математики Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики»
Факультет информационных технологий и вычислительной техники
Программа дисциплины Моделирование для направления 23.0100 «Информатика и вычислительная техника» подготовки специалиста
Автор программы:
Гоманилова Н.Б., к.т.н., профессор, pobeda.park@gmail.com
Одобрена на заседании кафедры "информационнокоммуникационные технологии"
Зав. кафедрой ______________В.Н.Азаров
Рекомендована секцией УМС «Электроника»
Председатель __________________________
«___»____________ 20 г.
«___»____________ 20 г.
Утверждена УС факультета информационных технологий
и вычислительной техники
Ученый секретарь________________________
«___»_____________20 г.
Москва, 2012
Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование для направления 23.0100 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра
1. Область применения и нормативные ссылки
Настоящая программа учебной дисциплины «Моделирование» устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 230100 «Информатика и вычислительная техника» подготовки
специалиста, изучающих дисциплину «Моделирование».
2. Цели освоения дисциплины
Цели освоения дисциплины "Моделирование":
Целью преподавания данной дисциплины является изучение студентами современных моделей, математических методов и алгоритмов моделирования, средств моделирования, применяемых в процессе проектирования
электонно-вычислительной аппаратуры.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:




Роль моделирования в проектировании;
Принципы построения моделей элементов;
Виды корректирующих кодов;
Основные алгоритмы логического моделирования.
Уметь:
 Выбрать необходимый алгоритм для проведения моделирования в конкретной задаче;
 Разработать модель элемента;
 Проверить правильность полученных результатов.
Владеть:
 Методами построения моделей;
 Практическими навыками проведения моделирования на ЭВМ;
4. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «Моделирование» изучается студентами в седьмом семестре. Для успешного освоения дисциплины студент должен предварительно знать такие базовые дисциплины, как «Информатика», «Дискретная математика», «Программирование», «Электроника», «Схмотехника».
Данная дисциплина является предшествующей и широко используется в дисциплинах «Сетевые
технологии», «Микропроцессоры».
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование для направления 23.0100 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра
5. Разделы дисциплин и виды занятий
№
Наименование
п/п раздела дисциплины
1. Введение
2.
Лекции
Практ. занятия
СРС
2
Математические моде-
Всего
0
2
6
2
4
12
10
8
12
30
ли объектов проектирования
3.
Функциональнологическое моделирование
4.
Методы построения те-
6
8
12
26
10
8
12
30
34
26
40
160
стов
5.
Алгоритмы построения
тестов
Итого:
6. Форма контроля знаний студентов
Тип контроля
Форма контроля
1 год
1
Текущий (неделя)
Контрольная работа
Домашнее задание
Итоговый
3
7
4
14
12
Экзамен
Письменная работа 60
минут
Решение задач
Устный экзамен 20
минут
7. Содержание разделов дисциплины
№
Наименование
п/п раздела дисциплины
1
Введение
Введение.
1
2
Параметры
Содержание раздела
Предметы, цели и задачи дисциплины. Блочноиерархический подход к проектированию: микроуровень,
макроуровень и системный уровень. Классификация параметров объектов проектирования. Выходные внутренние и внешние параметры. Фазовые переменные. Задачи
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование для направления 23.0100 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра
анализа и синтеза. Понятие математической модели.
2
2
Математические
Математические модели иерархических уровней.
модели объектов про-
Требования, предъявляемые к матем. моделям: точность,
ектирования
экономичность, универсальность. Классификация матем.
моделей: функциональная и структурная модели, статическая модель, динамическая модель, логическая модель,
непрерывная модель, сосредоточенная модель. Модель
системы. Модель элемента. Полная матем. модель. Примеры иерархических рядов матем. моделей. Методы получения матем. моделей.
3
3
Планирования
эксперимента
Основные понятия теории планирования. Матем.
модели при планировании экспериментов. Формализация
объекта исследования.
Основные этапы планирования и обработки результатов вычислительных экспериментов. Основные положения регрессионного и дисперсионного анализа. Планирование и обработка результатов экспериментов методами регрессионного и дисперсионного анализа. Планирование и обработка результатов полнофакторных экспериментов.
4
4
Функционально-
Основные задачи, решаемые с помощью логиче-
логическое моделиро-
ского моделирования. Процесс функционально-
вание
логического моделирования. Модели дискретных
устройств. Модели сигналов. Модели элементов.
Алгоритмы итеративного моделирования. Двоичное моделирование без учета и с учетом задержек элементов. Выбор масштаба моделирования, алгоритм событийного моделирования.
Троичное моделирование. Метод Эйхельбергера.
Алгоритм троичного моделирования с нарастающей неопределенностью. Дельта-троичное моделирование.
5
5
Методы и алго-
ритмы построения те-
Построение тестов с использование логического
моделирования. Классификация неисправностей. Понятие
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование для направления 23.0100 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра
стов.
теста. Обнаруживающий и диагностический тест, их построение методом ТФН. Понятие существенного пути.
Построение обнаруживающего теста методом ЭНФ.
Д-алгоритмы построения тестов. Основные понятия и определения построения тестов с помощью Далгоритма. Прямая и обратная фазы продвижения Далгоритма. Понятие эквивалентных тестов. Построение
тестов с помощью карт Карно. Алгоритмы построения
минимальных тестов для обнаружения кратких неисправностей.
Алгоритмы случайного и направленного поиска
построения тестов.
8. Образовательные технологии
На практических занятиях используется:
-разбор практических задач;
-освоение компьютерной системы схемотехнического проектирования «Мозаика М»
8.1 Методические указания студентам
1. Гоманилова Н.Б., Погодин В.Н. «Логическое моделирование и разработка тестов для цифровых устройств», М., РИО МИЭМ, 2005г. 34с.
9. Оценочные средства для текучего контроля и аттестации студента
9.1 Тематика текущего контроля
1. Провести логическое моделирование схемы на заданных входных наборах сигналов, используя алгоритм событийного моделирования с учетом задержек элементов
9.2 Вопросы для оценки качества освоения дисциплины
Примерный перечень вопросов к экзамену по всему курсу:
1. Основные понятия и определения. Блочно-иерархический подход к проектированию. Понятие
математической модели.
2. Параметры объектов проектирования: выходные, внутренние, внешние параметры. Фазовые
переменные.
3. Схема процесса нисходящего проектирования.
4. Задачи анализа и синтеза.
5. Непрерывные и дискретные математические модели. Математические модели на микроуровне, макроуровне и системном уровне.
6. Основные задачи, решаемые с помощью логического моделирования. Процесс логического
моделирования.
7. Модели дискретных устройств. Явные и неявные модели.
8. Модели сигналов. Модели элементов.
9. Алгоритм итеративного моделирования. Сходимость моделирования.
10. Алгоритм событийного моделирования без учета задержек элементов.
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование для направления 23.0100 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра
11. Двоичное моделирование с учетом задержек элементов. Модель элемента. Выбор масштаба
моделирования.
12. Алгоритм событийного моделирования с учетом задержек элементов.
13. Троичное моделирование. Метод Эйхельбергера.
14. Троичное моделирование с нарастающей неопределённостью.
15. Классификация неисправностей. Обнаруживающий и диагностический тесты.
16. Построение обнаруживающего теста методом ТНФ.
18. Понятие существенного пути.
19. Построение теста методом ЭНФ (для нулевых неисправностей).
20. Построение теста методом ЭНФ (для единичных неисправностей).
22. Д – алгоритм построения Тестов.
23. Основные понятия и определения при построении тестов с помощью Д – алгоритма.
24. Прямая и обратная фаза продвижения Д – алгоритма.
25. Понятие эквивалентных тестов и их применение для обнаружения кратных неисправностей.
26. Построение тестов для обнаружения нулевых кратных неисправностей с помощью карт Карно.
27. Построение тестов для обнаружения единичных кратных неисправностей с помощью карт
Карно.
28. Алгоритм построения минимальных тестов для обнаружения нулевых кратных неисправностей.
29. Алгоритм построения минимальных тестов для обнаружения единичных кратных неисправностей.
30. Построение тестов для обнаружения кратных неисправностей в схемах с произвольной конфигурацией.
31. Итеративная модель построения тестов для последовательностных схем.
32. Понятие комбинационного эквивалента.
33. Алгоритм построения тестов для последовательностных схем с помощью итеративной модели (на примере Д - алгоритма).
10. Порядок формирования оценок по дисциплине
Преподаватель оценивает работу студента в семестр на основании всех видов его деятельности.
Общая оценка складывается из следующих оценок:
- оценки контрольных работ;
- оценки домашнего задания;
- оценки самостоятельно работы студента;
- оценки ответов на экзамене
11.Учебно –методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
Норенков И.П., Маничев В.Г. Разработка САПР., изд. МВТУ, М., 1994 г.
б) дополнительная литература
Норенков И.П., Маничев В.Г. Основы теории и проектирования САПР., изд. «Высшая
школа», М., 1990 г.
12. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины Моделирование для направления 23.0100 «Информатика и вычислительная техника» подготовки бакалавра
Практические работы: использование компьютерного класса.