Programmierpraktikum Simulation
Wintersemester 2002
Prof. Dr. Christoph Strelen
Dipl.-Inform. Werner Sandmann
Beschreibung
Simulation ist ein wichtiges Instrument zur Analyse komplexer Systeme und
Abläufe und wird in immer stärkerem Maße in vielen Bereichen
genutzt. Anwendungsfelder sind z.B. Logistik, Verkehr, Lagerhaltung,
Fabrikation, Geschäftsprozesse, ökonomische Prozesse, Finanzsysteme,
Organisationsformen von Wirtschaftsbetrieben und Verwaltungen,
Rechnermodelle, Kommunikationssysteme, Protokolle...
Ein Simulationsmodell ist ein experimentelles Modell,
in dem sich die relevanten zu untersuchenden Größen wie in dem
entsprechenden realen System verhalten. Dabei wird eine Umgebung erzeugt, in
der Informationen über mögliche Aktionen durch Experimente beobachtet
werden können, z.B. Windkanäle, Flugsimulatoren,
Simulationen zur Wettervorhersage oder Crashtests für Autos.
Spezieller sind Computersimulationen Experimente mit dem Computer auf
einem rechnergeeigneten Modell, aus denen man Rückschlüsse auf das zu
untersuchende System erhält,
die auf den experimentellen Beobachtungen basieren.
Die einzelnen Schritte einer Computersimulation umfassen
Benennung der interessierenden Größen (Leistungsmaße),
Entwurf eines Modells des Systems und Entwurf eines Simulationsmodells im Computer
(programmiersprachliche Umsetzung), Verifikation und Validierung,
Entwurf und Durchführung von Experimenten (Simulationsläufen),
Auswertung der Ausgabedaten. Eine Simulationsstudie erfordert also im
allgemeinen einen hohen Aufwand. Zudem ist es häufig wünschenswert die
simulierten Vorgänge anschaulich (graphisch, animiert) darzustellen.
Das Praktikum behandelt das Tool Arena, ein kommerzielles
Simulationspaket für Windows, das in einer akademischen Version frei
verfügbar ist. Arena hat eine graphische Benutzeroberfläche, die den
Modellbau per Drag and Drop ermöglicht, bietet animierte Darstellung von
Simulationen, statistische Analyse von Eingangs- und Ausgabedaten,
Modellverifikation und zudem die Möglichkeit auch "von Hand"
Modellveränderungen vorzunehmen.
Im Praktikum sollen mit Arena Simulationen komplexer
Systeme aus den o.g. Bereichen durchgeführt werden.
Modus:
-
Einarbeitung in der vorlesungsfreien Zeit:
grober überblick über Computersimulation,
"Anfreunden" mit Arena,
Einzelbearbeitung von kleinen Aufgaben;
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im Semester:
Bearbeitung von größeren Projekten in Gruppen von 3--4 Personen;
keine verbindlichen Treffen aller Praktikumsteilnehmer, stattdessen
"Beratungsstunden".
-
Die erfolgreiche Einarbeitung wird vor Semesterbeginn
durch Einzelvorführung nach individueller Terminabsprache überprüft.
Im Semester müssen die einzelnen Gruppen regelmäßig über den
Stand der Arbeit berichten.
-
Am Ende des Semesters werden die Ergebnisse der
Gruppenprojekte in einer Blockveranstaltung präsentiert.
Vorbesprechung:
Donnerstag, 18. Juli 2002, 13.30 Uhr, Raum N 105.
Die Teilnahme an der Vorbesprechung ist notwendige Voraussetzung für die
Teilnahme am Praktikum!
Teilnehmerzahl: maximal 12
Aufgaben: Einarbeitungsaufgaben
Literatur:
Einführung in Arena 5.0 (Pdf, ca. 1MB)
W.D. Kelton, R.P. Sadowsky, P.A. Sadowsky: Simulation with Arena, 3rd
ed., McGraw Hill, 2000.
Universität Bonn
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Informatik
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Abteilung IV
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