Simulazione Simulazione
Laurea in Informatica Applicata, Università di Pisa,
a.a. 2011/12, II semestre, Polo di La Spezia
Docente: Giovanni A. Cignoni

Simulazione - Descrizione del corso

Il corso presenta i metodi e le tecniche di base per la simulazione di sistemi dinamici discreti, dedicando particolare attenzione agli aspetti informatici degli argomenti trattati.

L'organizzazione del corso segue le tipiche fasi del processo di simulazione: modellazione del sistema, realizzazione del software di simulazione, modellazione e generazione dei dati d'ingresso, analisi e valutazione dei risultati delle simulazioni. Temi specifici di approfondimento sono: l'uso di UML per la modellazione dei sistemi, le architetture software per la simulazione discreta, gli algoritmi per la generazione di numeri pseudocasuali.

Agli studenti è richiesta la realizzazione di un progetto didattico in cui applicare le tecniche presentate durante il corso.

Conoscenze
Contesto dei progetti di simulazione. Modellazione in UML di sistemi dinamici discreti. Architetture software dei simulatori. Algoritmi per la generazione di numeri pseudocasuali. Tecniche statistiche di base per la modellazione dei dati e l'analisi dei risultati delle simulazioni.

Capacità
Comprensione del modello di un sistema dinamico discreto specificato in UML. Realizzazione del software di simulazione a partire dal modello UML e secondo architetture standard. Esecuzione di esperimenti di simulazione con applicazione di tecniche statistiche di base per la modellazione e la predisposizione dei dati di ingresso e per l'analisi e la valutazione dei risultati delle simulazioni.

Propedeuticità
Il corso non ha propedeuticità obbligatorie, tuttavia gli argomenti del corso implicano la conoscenza della matematica (Analisi, Calcolo delle Probabilità e Statistica), della programmazione (Programmazione I & II, Algoritmica e relativi Laboratori) e della modellazione, progettazione e verifica di sistemi software (Ingegneria del Software).

Materiale didattico
Il corso segue a grandi linee i contenuti della dispensa di G. Gallo, "Appunti di simulazione".
Le tracce (tracce!) delle lezioni saranno disponibili in linea (vedi il calendario delle lezioni).
Altro materiale e documentazione inerente il progetto didattico sarà reso disponibile durante il corso.
Altri testi di riferimento sono:

  • M. Pidd, "Computer Simulation in Management Science" 4th ed., J. Wiley, 1998
  • A.M. Law, W.D. Kelton, "Simulation Modelling & Analysis", McGraw-Hill, 1991

    Modalità di esame
    Progetto didattico, in gruppi di 3 studenti, con consegne parziali alle verifiche intermedie.
    Orale individuale.


    Programma

    Le ore indicate includono le esercitazioni.

    1. Introduzione alla simulazione (4 ore)
      • Sistemi, modelli e simulatori
      • Esempi di simulazione

    2. Modellazione di sistemi (18 ore)
      • Simulazione software di sistemi dinamici
      • Sistemi continui, modellazione per agenti
      • Sistemi discreti modellazione per cicli di attività
      • Modellazione di sistemi discreti per eventi e per attività
      • UML per la modellazione discreta
      • Architettura di un simulatore
      • Dal modello UML al codice del simulatore
      • Una libreria OO per la simulazione discreta

    3. Modellazione dei dati (14 ore)
      • Variabili casuali
      • Distribuzioni discrete e continue
      • Distribuzioni uniformi e non
      • Distribuzioni parametriche
      • Generatori congruenziali
      • Generatori combinati e valutazione di generatori
      • Una libreria OO per la generazione di numeri pseudocasuali
      • Distribuzioni empiriche
      • Validazione dei dati di ingresso
      • Identificazione della distribuzione e stima dei parametri
      • Confidenza e test di ipotesi

    4. Analisi dei dati di simulazione (4 ore)
      • Esecuzione delle simulazioni per la produzione di dati
      • Analisi dei risultati delle simulazioni
      • Identificazione del transitorio
      • Tecniche per la riduzione della varianza

    I metodi e le tecniche presentati sono esemplificati in un caso di studio presentato e discusso durante le esercitazioni e sono applicati nel progetto didattico che comprende tutte le fasi del processo di simulazione.




    Calendario e tracce delle lezioni di Simulazione

    Modalità e materiale per il progetto didattico di Simulazione

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