Diskrete Simulation:

Modellierung und Simulation von Rechensystemen

Dr. Manfred Jobmann

Bereich:  Informatik II, " Technische Informatik und systemnahe Programmierung ", 
2.4 "Bewertung von Rechensystemen", 
Wahlpflichtvorlesung 
Stundenzahl:  4 SWS (2x2 SWS) Vorlesung mit integrierten Übungen
Zeit und Ort:  Vorlesung:
Achtung: wegen Überschneidung mit der VL "Verteilte Anwendungen" (Prof. Schlichter) Mi statt 13 - 15 Uhr
Mi 14 - 16 Uhr, Raum MI 01.06.011, 1. Termin: Mi, 09.04.03, 14 Uhr
Do 12 - 14 Uhr, Raum MI 01.06.011

Inhalt:

Die Vorlesung mit den begleitenden Fallstudien der (Leistungs-)Bewertung von Rechensystemen führt in die methodischen Grundlagen und praxisbezogenen Techniken der Modellbildung, Simulation und Ergebnisauswertung ein. Die Hörer lernen dabei den OO-Ansatz der Modellierung und Programmierung von Simulationswerkzeugen und -modellen kennen.

Die Vorlesung behandelt folgende Themen:
  1. Einführung und Grundbegriffe:

    2. System, Modell, Modellbildung, Modellklassen, Simulation, weitere Analyseverfahren, einführendes Beispiel, Ziele und Anwendungsbereiche der zeitdiskreten Simulation
  2. Konzepte der zeitdiskreten Simulation:

    3. Beziehungen zwischen Zustand und Zeit, Modellierungsstile, ereignis- und prozeßorientierte Beschreibung und Simulation, Beispiele
  3. Komponenten zeitdiskreter Simulationsmodelle und -systeme:

    4. Typische Modellbausteine, Aufbau und Komponenten von Simulationssystemen, Ereignislistenverwaltung (Calendar Queue)
  4. Zufallszahlen und Verteilungsfunktionen:

    5. Erzeugung von Pseudozufallszahlen gemäß verschiedener Verteilungen
  5. Zeit- und Leistungsverhalten von Systemen:

    6. Grundbegriffe aus der Statistik, Wartesystem, Gesetz von Little, M/M/1-System, M/M/1/N-System, Leistungskenngrößen
  6. Auswertung von Simulationsexperimenten:

    7. Arten von Simulationsexperimenten, Unabhängige Wiederholungen von Simulationsexperimenten, Anfangszustand und Anlaufphase, Schätzgenauigkeit der Ergebnisse bei unabhängigen und abhängigen Stichprobenwerten, Konfidenzintervalle, Bestimmung stationären Verhaltens
  7. Zur Durchführung von Simulationsstudien:

    8. Phasen einer Simulationsstudie, systematisches Vorgehen, Modellvalidierung, Eignung, Möglichkeiten und Grenzen von Simulation, Fehler(möglichkeiten)
  8. Evtl.: Parallele Simulation:

    9. Parallelisierungsansatz, konservatives Verfahren (nach Chandy/Misra), optimistisches Verfahren (Time Warp)
  9. Fallstudien: Wartesysteme, Markov-Ketten
Übung:
Begleitend zu Themen der Vorlesung, eventuell in Form von kleinen Projekten; Bestandteil der Lehrveranstaltung sind u.a. auch Fallstudien, in denen die Hörer Komponenten von Rechensystemen modellieren und simulieren.
Hörerkreis:
Informatiker nach dem Vordiplom
Voraussetzungen:
Informatikgrundstudium, Vorlesung Rechnerarchitektur empfehlenswert
Empfehlenswert für:
Die Lehrveranstaltung soll die Basis für eine fundierte und zielgerichtete Modellierung und Simulation und den professionellen Umgang mit modernen Simulationssystemen legen, wie sie bei der Analyse von Computersystemen, Rechnernetzen und Softwaresystemen (System- und Anwendungssoftware), aber auch z.B. von Fertigungs- oder Verkehrssystemen erforderlich sind.

Skript:
Wird vorlesungsbegleitend ausgegeben.
Übungen:

* Aufgabenblatt 1 * Aufgabenblatt 2 * Aufgabenblatt 3 * Aufgabenblatt 4 * Aufgabenblatt 5 * Aufgabenblatt 6 * Aufgabenblatt 7
Empfohlene Literatur
Einführende Bücher (für Vorlesung)
Begleitende Bücher(für Vorlesung)
Sprechstunde:
Dr. Manfred Jobmann
FMI Garching, Raum 01.08.061, sowie nach den Veranstaltungen
Telefon: 089/289 18000

Last modified: Do 03/02/06