Опыт преподавания имитационного моделирования IT-специалистам

Известно, что имитационное моделирование является одним из востребованных (зачастую, и единственным) методом исследования в различных областях знаний, бизнесе и производстве. В настоящее время в связи с тенденцией усложнения задач, которые встают перед представителями науки, бизнеса и производства, имитационное моделирование начинает играть все большую и большую роль в решении этих задач, для оптимизации и прогнозирования развития бизнес-процессов. Это обусловлено тем, что представители НОИМ (Национальное общество имитационного моделирования) выступило с инициативой проводить обязательную имитационную экспертизу при создании новых или модернизации уже существующих объектов, процессов и т.д.[1]. По этой причине знание основ и современных тенденций в имитационном моделировании становится еще более актуальным и важным.

Автором доклада[2] и его коллегами[3,4] разработаны учебные материалы и программы для проведения специальных курсов по имитационному моделированию в Пермском государственном национальным исследовательском университете (ПГНИУ) и в НИУ ВШЭ (Пермский филиал).

Специальный курс 1-го уровня включает основные понятия имитационного моделирования, описание и сравнение основных парадигм, механизма продвижения времени. На лекционных занятиях рассматриваются также вопросы создания и верификации имитационных моделей, планирования экспериментов, вопросы сбора и обработки статистических данных во время проведения экспериментов. Практические занятия сопровождаются выполнением индивидуальных заданий по языку GPSS и разработкой учебных программных систем имитационного моделирования (дискретно-событийных, процессо или объектно-ориентированных). Для изучения агентно-ориентированной парадигмы и освоения соответствующих инструментальных средств студенты используют программные средства AnyLogic.

Специальный курс 2-го уровня предполагает изучение алгоритмов и методов, которые направлены на повышение эффективности и гибкости систем имитационного моделирования.

Большое внимание в курсе 2-го уровня отводится распределенным имитационным системам, особенностям их архитектуры и реализации алгоритмов синхронизации. На практических занятиях студенты реализуют консервативный и оптимистический алгоритмы синхронизации, уделяя внимание эффективности и надежности этих алгоритмов.

На лекционных занятиях, наряду с изучением алгоритмов синхронизации, студентам предлагается познакомиться с системой HLA (High Level Architecture), которую рассматривают как стандарт распределенного имитационного моделирования.

Гибкость современных систем имитационного моделирования, возможность их настройки на конкретную предметную область осуществляется за счет использования онтологий и DSM-платформ (Domain Specific Modeling), по этой причине в курсе им уделяется большое внимание.

Еще одной важной темой является изучение агентного моделирования. Наряду с использованием ANYLOGIC студенты пытаются освоить программные средства библиотек Repast, SWARM, NetLogo (разработаны методические материалы).

Курсы прошли апробацию в ПГНИУ и НИУ ВШЭ. Включение курсов в образовательную программу по ИТ-специальностям позволяет подготовить современных специалистов, востребованных на предприятиях.