- •220400 «Программное обеспечение вычислительных комплексов и автоматизированных систем»
- •Глава 1. Понятие и сущность моделирования. Место компьютерного моделирования в задачах изучения процессов и явлений
- •§ 1. Понятие модели. Функции моделей и их классификация
- •1.1. Понятие и функции моделей
- •1.2. Классификация моделей
- •§ 2. Структура моделей
- •2.1. Структура модели и ее основные составляющие
- •2.2. Анализ и синтез
- •2.3. Требования к модели
- •§ 3. Виды моделирования. Понятие и сущность компьютерного моделирования
- •3.1. Виды моделирования
- •3.2. Понятие и сущность компьютерного моделирования
- •3.3. Искусство моделирования. Действия, выполняемые в процессе моделирования
- •§ 4. Моделирование как искусство. Этапы процесса моделирования
- •4.1. Этапы процесса моделирования
- •4.2. Постановка задачи и определение типа модели
- •4.3. Формулирование модели
- •4.4. Проверка модели
- •4.5. Стратегическое и тактическое планирование
- •4.6. Экспериментирование и анализ чувствительности
- •4.7. Реализация замысла и документирование
- •Глава 2. Объектно-ориентированная технология как современная парадигма компьютерного моделирования. Основные сведения о языке uml
- •§ 5. Объектно-ориентированная технология как современная парадигма компьютерного моделирования
- •5.1. Обстоятельства и причины появления объектно-ориентированной технологии. Основные термины
- •В общем случае объекты обладают двумя качествами:
- •5.2. Принципы объектно-ориентированной технологии
- •§ 6. Назначение и цели унифицированного языка моделирования. Основные концепции uml
- •6.1. Назначение и цели uml
- •6.2. Основные концепции uml
- •§ 7. Статическое представление модели
- •7.1. Классификаторы
- •Типы классификаторов
- •7.2. Отношения
- •7.3. Ограничения
- •§ 8. Структурные представления модели
- •8.1. Представление вариантов использования
- •Виды отношений вариантов использования
- •8.2. Представления программной реализации и развертывания
- •§ 9. Представление в виде конечного автомата как один из видов динамического представления модели
- •9.1. Понятие конечного автомата. Определение события и состояния
- •9.2. Понятие и структура перехода. Типы переходов
- •§ 10. Представления деятельности и взаимодействия как виды динамического представления модели
- •10.1. Представление деятельности
- •10.2. Представление взаимодействия
- •§ 11. Представление управления моделью и дополнительные возможности языка uml
- •11.1. Представление управления моделью
- •11.2. Расширение возможностей языка uml
- •Глава 3. Понятие и виды имитационного моделирования. Инструментарий имитационного моделирования: назначение и краткий обзор
- •§ 12. Понятие и виды имитационного моделирования. Роль языков имитационного моделирования в решении задач компьютерного моделирования
- •12.1. Понятие и виды имитационного моделирования
- •12.2. Роль языков имитационного моделирования в решении задач компьютерного моделирования
- •§ 13. Классификация и краткая характеристика языков имитационного моделирования. Среда и функциональная структура языка моделирования gpss
- •13.1. Классификация языков имитационного моделирования
- •13.2. Принципы организации системы gpss
- •Глава 4. Общие понятия о графическом моделировании и геоинформационных системах
- •§ 14. Способы представления и принципы обработки графических данных на персональных эвм
- •14.1. Представление в компьютере графической информации. Растровая и векторная графика
- •14.2. Модели представления цвета в графических изображениях
- •14.3. Форматы графических файлов
- •14.4. Принципы обработки графических данных на персональных компьютерах
- •§ 15. Геоинформационные системы и особенности моделирования земной поверхности
- •15.1. Основные понятия и организация гис
- •15.2. Проблемы качества векторных цифровых карт для гис
- •§ 16. Классификация программного обеспечения гис и реализация гис-проектов
- •16.1. Классификация и краткая характеристика программного обеспечения гис
- •16.2. Порядок создания гис-проектов
- •Компьютерные модели в информационных технологиях на железнодорожном транспорте
- •127994, Москва, ул.Образцова, 15
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
_ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ) _
Кафедра математического обеспечения АСУ
Г.В.СМЕНЦАРЕВ
КОМПЬЮТЕРНЫЕ МОДЕЛИ
В ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ
НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
Учебное пособие
по дисциплине
«КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ»
для студентов специальности
220400 «Программное обеспечение вычислительных комплексов и автоматизированных систем»
МОСКВА - 2005
Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)
______________________________________________________________________
Кафедра математического обеспечения АСУ
Г.В.СМЕНЦАРЕВ
КОМПЬЮТЕРНЫЕ МОДЕЛИ
В ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ
НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
Рекомендовано учебно-методическим объединением
вузов железнодорожного транспорта и транспортного строительства
в качестве учебного пособия
для вузов железнодорожного транспорта
МОСКВА - 2005
УДК 681.3
C50
Сменцарев Г.В. Компьютерные модели в информационных технологиях на железнодорожном транспорте: Учебное пособие. – М.: МИИТ, 2005. – 178 с.
Учебное пособие содержит основные сведения из области компьютерного моделирования, необходимые в профессиональной деятельности специалистов, занимающихся разработкой программно-вычислительных комплексов и систем в транспортной отрасли. Учебное пособие состоит из четырех глав. В первой главе дано понятие компьютерного моделирования и описано его методологическое значение в задачах разработки программных систем. Во второй главе приведены основные сведения об унифицированном языке моделирования (UML) как базовом инструментальном средстве, предназначенном для разработки сложных дискретных систем. В третьей главе рассмотрены основные концепции имитационного моделирования и приведен обзор соответствующих языковых средств, которые могут быть использованы для решения хозяйственно-экономических задач предприятий транспортной отрасли. Наконец, в четвертой главе даны общие понятия о графическом моделировании как специфической разновидности компьютерного моделирования в целом. При этом основное внимание уделено геоинформационным системам, играющим важную роль при описании территориально протяженных объектов, к которым относятся как предприятия железнодорожного транспорта, так и транспортная инфраструктура железных дорог.
Рецензенты:
Зав. кафедрой исторической информатики Исторического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова, профессор, академик РАЕН Бородкин Л.И.
Гл. научный сотрудник ЦНИИЭИСУ, д.т.н. Тимушев А.Г.
Зам. начальника Управления безопасности и защиты информации Московского ГТУ Банка России, к.т.н. Шатских С.И.
© Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ), 2005
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 1. Понятие и сущность моделирования. Место компьютерного моделирования в задачах изучения процессов и явлений |
5 |
§ 1. Понятие модели. Функции моделей и их классификация |
5 |
1.1. Понятие и функции моделей |
5 |
1.2. Классификация моделей |
7 |
§ 2. Структура моделей |
8 |
2.1. Структура модели и ее основные составляющие |
8 |
2.2. Анализ и синтез |
10 |
2.3. Требования к модели |
12 |
§ 3. Виды моделирования. Понятие и сущность компьютерного моделирования |
12 |
3.1. Виды моделирования |
13 |
3.2. Понятие и сущность компьютерного моделирования |
14 |
3.3. Искусство моделирования. Действия, выполняемые в процессе моделирования |
15 |
§ 4. Моделирование как искусство. Этапы процесса моделирования |
16 |
4.1. Этапы процесса моделирования |
16 |
4.2. Постановка задачи и определение типа модели |
17 |
4.3. Формулирование модели |
18 |
4.4. Проверка модели |
19 |
4.5. Стратегическое и тактическое планирование |
20 |
4.6. Экспериментирование и анализ чувствительности |
22 |
4.7. Реализация замысла и документирование |
22 |
Глава 2. Объектно-ориентированная технология как современная парадигма компьютерного моделирования. Основные сведения о языке UML |
24 |
§ 5. Объектно-ориентированная технология как современная парадигма компьютерного моделирования |
24 |
5.1. Обстоятельства и причины появления объектно-ориентированной технологии. Основные термины |
24 |
5.2. Принципы объектно-ориентированной технологии |
27 |
§ 6. Назначение и цели унифицированного языка моделирования. Основные концепции UML |
29 |
6.1. Назначение и цели UML |
29 |
6.2. Основные концепции UML |
31 |
§ 7. Статическое представление модели |
34 |
7.1. Классификаторы |
34 |
7.2. Отношения |
36 |
7.3. Ограничения |
43 |
§ 8. Структурные представления модели |
44 |
8.1. Представление вариантов использования |
44 |
8.2. Представления программной реализации и развертывания |
46 |
§ 9. Представление в виде конечного автомата как один из видов динамического представления модели |
49 |
9.1. Понятие конечного автомата. Определение события и состояния |
49 |
9.2. Понятие и структура перехода. Типы переходов |
51 |
§ 10. Представления деятельности и взаимодействия как виды динамического представления модели |
57 |
10.1. Представление деятельности |
57 |
10.2. Представление взаимодействия |
60 |
§ 11. Представление управления моделью и дополнительные возможности языка UML |
66 |
11.1. Представление управления моделью |
66 |
11.2. Расширение возможностей языка UML |
69 |
Глава 3. Понятие и виды имитационного моделирования. Инструментарий имитационного моделирования: назначение и краткий обзор |
73 |
§ 12. Понятие и виды имитационного моделирования. Роль языков имитационного моделирования в решении задач компьютерного моделирования |
73 |
12.1. Понятие и виды имитационного моделирования |
73 |
12.2. Роль языков имитационного моделирования в решении задач компьютерного моделирования |
76 |
§ 13. Классификация и краткая характеристика языков имитационного моделирования. Среда и функциональная структура языка моделирования GPSS |
77 |
13.1. Классификация языков имитационного моделирования |
77 |
13.2. Принципы организации системы GPSS |
79 |
Глава 4. Общие понятия о графическом моделировании и геоинформационных системах |
83 |
§ 14. Способы представления и принципы обработки графических данных на персональных ЭВМ |
83 |
14.1. Представление в компьютере графической информации. Растровая и векторная графика |
83 |
14.2. Модели представления цвета в графических изображениях |
85 |
14.3. Форматы графических файлов |
86 |
14.4. Принципы обработки графических данных на персональных компьютерах |
87 |
§ 15. Геоинформационные системы и особенности моделирования земной поверхности |
90 |
15.1. Основные понятия и организация ГИС |
90 |
15.2. Проблемы качества векторных цифровых карт для ГИС |
94 |
§ 16. Классификация программного обеспечения ГИС и реализация ГИС-проектов |
98 |
16.1. Классификация и краткая характеристика программного обеспечения ГИС |
98 |
16.2. Порядок создания ГИС-проектов |
100 |