Имитационное моделирование

ОТЧЕТ

По учебной практике по получению первичных профессиональных умений и навыков

На «Предприятие» студента ? курса ??????? группы Фамилия Имя Отчество

по теме

«Тема»

___________

                                                                                                           (подпись студента)

 

Руководитель практики: должность: старший преподаватель каф. АСОИУ ФИО: Нестеренко Мария Владимировна
_____________________ (подпись)

СОдержание

 

 

Введение.. 3

1. постановка цели и задач.. 5

2. описание предметной области.. 6

2.1. Методы и алгоритмы составления расписания. 6

2.1.1. Имитационное моделирование. 6

2.1.2. Метод логического программирования в ограничениях. 7

2.1.3. Алгоритмы диспетчеризации. 8

2.1.4. Вывод. 11

3. проектирование системы... 13

3.1. Выбор методологий и стандартов проектирования. 13

3.2. Контур системы.. 15

3.3. Контекстная диаграмма. 16

3.4. Декомпозиция контекстной диаграммы.. 21

3.5. Диаграмма деятельности. 24

3.6. Функциональные задачи разрабатываемой АС.. 25

Заключение.. 27

список использованных источников.. 28

 

 

 

Введение

Работа любого симуляционного центра не возможна без качественного менеджмента. Одним из его ключевых параметров является оптимизация расписания занятий с учетом фондов центра и потребностей преподавателей и студентов.

Симуляционно-тренинговый аккредитационный центр (далее – СТАЦ) является структурным подразделением медицинского института БУ ВО «Сургутский государственный университет» (далее – СурГУ) и представляет собой образовательный Центр коллективного доступа.

СТАЦ осуществляет учебно-методическую и консультативную работу с кафедрами Медицинского института по вопросам аккредитации и обучения специалистов медицинского профиля.

Актуальность задачи определяется повышением уровня требований к учебному процессу, планированию работы учащихся в условиях дефицита тренажерного фонда и времени, а также низким уровнем взаимодействия кафедр при формировании заявок в СТАЦ, что может привести к возникновению конфликтов в расписании.

В связи с этим задача ручного составления расписания и обработки заявок заметно усложняется. В этом плане важна поддержка данного процесса, путём применения автоматизированных методов и процедур. Основное преимущество состоит в том, что автоматизированное составление убирает массу рутинной работы, такой как поиск возможных вариантов внесения очередных элементов в расписание, проверки выполнения требований, поиска случайных ошибок в готовом расписании, оформления расписания на бумаге в виде различных таблиц (для преподавателей, групп, покабинетного), оставляя человеку больше времени на более интеллектуальные действия. Компьютер, в данном случае, также, является инструментом, существенно усиливающим способности человека, т.к. человек не в состоянии перебрать и проанализировать такое же количество вариантов расписаний как компьютер.

Выходом из сложившейся ситуации является автоматизация процесса создания учебного расписания и обработки заявок.

От удачно составленного расписания зависит эффективность работы преподавателей, усвоение учебного материала студентами, рациональное использование интеллектуальной и материальной баз вуза [1].

Объектом исследования является процесс составления учебного расписания в СТАЦ СурГУ.

Предмет исследования – методы системного подхода, математического моделирования, алгоритмизации и оптимизации.

Научная новизна. Новыми в работе являются:

1. Математическая модель задачи «Автоматизированное формирование оптимального учебного расписания»;

2. Эвристический алгоритм решения оптимизационной задачи формирования оптимального учебного расписания;

3. Алгоритм вычисления максимальной длительности очередного тренинга для каждого студента индивидуально.

Практическая значимость исследования заключается в том, что полученные результаты работы могут сократить временные затраты на составление учебного расписания, оптимизировать деятельность преподавателей и студентов: составить график работы, позволяющий эффективней планировать урочные и неурочные виды деятельности, сбалансировать нагрузку.

Методы исследования: для решения поставленных задач в диссертационной работе рассматривались существующие, наиболее часто используемые методы системного подхода, диспетчеризации, имитационного моделирования.

Постановка цели и задач

Целью данной работы является доработка некоторых разделов НИР.

Были поставлены следующие задачи:

1. Доработка описания разделов научной новизны НИР и методов и алгоритмов составления расписания;

2. Доработка раздела проектирования программного средства составления учебного расписания:

2.1.  Выбор методологий и стандартов проектирования;

2.2.  Проектирование контура системы;

2.3.  Построение контекстной, декомпозиционной диаграмм;

2.4.  Построение диаграммы деятельности.

3. Подготовка итогового отчета по учебной практике.

 

Описание предметной области

Методы и алгоритмы составления расписания

Имитационное моделирование

Для решения задачи составления расписания можно попытаться имитировать действия диспетчера при составлении расписания. В этом случае алгоритм оперирует непосредственно расписанием и списком занятий [5].

Начинается процесс составления расписания с пустого расписания. Это начальное незаконченное расписание. Все занятия находятся в списке неучтённых занятий. Далее алгоритм переходит от одного незаконченного расписания к другому, стремясь наилучшим образом расставить все занятия, включённые в список.

Процесс продолжается до тех пор, пока не будет сформировано полное расписание или выполнится фиксированное количество итераций.

Приведем схему этого алгоритма:

1. Генерируется незаконченное расписание (сначала это пустое расписание).

2. Выбирается ещё не включённое в расписание занятие на основе анализа «узких мест». Здесь «узкими местами» являются наиболее дефицитные ресурсы: тренажеры. В первую очередь составляются расписания для наиболее дефицитных ресурсов. Это могут быть занятия, использующие дефицитный аудиторный фонд, занятия, проводимые преподавателями, которые ставят жёсткие условия по времени и месту их проведения и т. д.

3. Для выбранного занятия определяются все возможные варианты его размещения в расписании, удовлетворяющие всем жёстким ограничениям. Затем каждая позиция оценивается с помощью специальной эвристической целевой функции, и занятие помещается в лучшую из возможных позиций.

4. Если в случае этапа 3 в расписании возникла конфликтная ситуация, то «конфликтующие» занятия удаляются из расписания и помещаются обратно в список неучтённых занятий.

При реализации алгоритма имитационного моделирования особое внимание следует уделить разработке эвристических правил выбора очередного занятия из списка, определения наилучшей для него позиции в расписании и оценке получаемого расписания.

Положительной особенностью такого подхода является возможность детального учёта специфики решаемой задачи в случае составления расписания для конкретного вуза.