Peter Lorenz English smaller fonts Simulation und Animation

Syllabus

Zielstellung

Die Lehrveranstaltung beginnt mit einer kurzen Einführung in Simulation und Animation. Schwerpunkt und Hauptgegenstand ist die diskrete ereignisorientierte Simulation und Animation. Methoden und Softwarewerkzeuge finden eine ausführliche Behandlung. Anhand konkreter Simulations- und Animationssysteme und praxisrelevanter Aufgaben werden theoretische Kenntnisse vorzugsweise exemplarisch vermittelt und praktische Fertigkeiten zur Modellierung diskreter Systeme und zur Visualisierung konkurrenter (zeitlich parallel laufender) Prozesse erworben.

Jeder ist aus seiner täglichen Erlebniswelt mit dynamischen Systemen vertraut. Verkehrssysteme wie Bahnhöfe, Straßenverkehrsnetze oder Flughäfen, Rechnersysteme und -netze, Dienstleistungssysteme wie Restaurants oder Tankstellen, Fertigungssysteme mit Werkern, Maschinen, und Transportsystemen sind nur einige Beispiele für Systeme, die oft simuliert werden. Mit Simulationsmodellen dieser Systeme werden Experimente ausgeführt, die zu neuen Erkenntnissen führen. Diese lassen sich mit Analogieschlüssen auf die Originalsysteme übertragen. So kann man aus mehreren Gestaltungsvarianten die beste auswählen. Man kann die Systeme bezüglich ihrer Schwachstellen analysieren und am Modell herausfinden, wie man solche Schwachstellen am besten beseitigen kann.

Die Animation von Prozessen in derartigen Systemen ist in den letzten Jahren zu einem unverzichtbaren Begleiter der Simulation geworden. Anhand bewegter Bilder erkennt und beseitigt man zunächst einmal Modellfehler, die sich auf klassischem Weg nur sehr schwer entdecken lassen. Am Bewegtbild erkennt man viel schneller, wo Modell und Original voneinander abweichen und kann etwas dagegen tun. Die Animation ist geeignet, Zweifel an der Realitätsnähe von Modellen zu zerstreuen und Vertrauen in Modelle und in die Resultate von Modellexperimenten aufzubauen.

Die Lehrveranstaltung macht den Versuch, Simulations- und Animationstechniken in einem sehr engen Zusammenhang darzustellen und zu vermitteln. Sie erfordert ein hohes Maß an aufmerksamer Mitarbeit. Diese lohnt sich, weil hier Wissen erworben wird, das man auf vielen Anwendungsfeldern nutzen kann. Das wird sich zeigen, wenn zum Abschluß der Lehrveranstaltung jeder Teilnehmer eine Präsentation des erworbenen Wissens bei der Lösung einer praktisch orientierten Aufgabenstellung vorträgt.

Voraussetzungen

Programmierungspraxis, Kenntnisse in Wahrscheinlichkeitstheorie und Mathematischer Statistik

Literatur

  1. James O. Henriksen und Robert C. Crain. GPSS/H- Referenzhandbuch. Deutsche Ausgabe TU Magdeburg, 1993
  2. P. Lorenz u.a.: Begleitmaterial für den Kurs Simulation und Animation.
    http://isgwww.cs.uni-magdeburg.de/pelo/sa/sim1.php?LNG=1
  3. T. Schulze: Simulation Needs SLX
  4. James O. Henriksen: SLX -The X is for Extensibility

Prüfungen und Scheine

Die erolgreiche Teilnahme an der Lehrveranstaltung wird mit 5 Credit Points bewertet. Dafür sind 150 Stunden geplant. Sie bestehen aus 60 Stunden Vorlesungs- und Übungsbesuch und 90 Stunden für selbständige Arbeit.

Für die Erlangung eines Scheines und das Bestehen einer Prüfung wird die regelmäßige Teilnahme an den Lehrveranstaltungen empfohlen. Es wird erwartet, daß alle Teilnehmer den fortschreitenden Wissenserwerb in Form von Modell- und Programmbeispielen nachweisen, die nach amerikanischem Vorbild auch Assignments genannt werden.

Übungsaufgaben

  1. In Verlauf des Semesters sind zwei Modellier- und Programmieraufgaben (Assignments) zu lösen. In der Regel sind das individuelle Aufgabenstellungen, die von jedem Teilnehmer selbständig zu bearbeiten sind.
  2. Assignments sind zu vorgegebenen Terminen fertigzustellen.
  3. Das zweite Assignment ist Gegenstand der Abschlußpräsentation.

Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über Anforderungen an die drei Assignments, Abgabetermine und geplanten Aufwand in Stunden.

#AnforderungenTerminStunden
1 3D-Animation einer Szene mit selbst gestalteten oder importierten 3D-Objekten mit eigenen Pfaden, Teilobjekten, Views und einem mit GPSSH oder SLX geschriebenen atf 5. Woche30
23D-Animation eines stochastischen Systems
mit Speichern, Warteschlangen und Steuereinrichtung,
Ausführung von Experimenten mit dem System
und Präsentation von Resultaten mit 3D-Balkengraphiken, Diagrammen und einer P3D-Presentation
12. Woche60

Leistungsbewertung

Zur Erlangung eines Scheines und als Voraussetzung für die Prüfung sind 90 Punkte zu erreichen. Die eingereichten Lösungen werden in den Übungen und in der mündlichen Prüfung vorgestellt und gehen in die Bewertung ein.

Standardwert für die Anzahl von Punkten ist die geplante Stundenzahl pro Assignment. Für Assignment 1 gilt z. B. der Standardwert 30. Die individuelle Bewertung der Assignments kann vom Standard nach oben oder unten abweichen.

Wer ein bisher nicht animiertes Beispiel aus diesem Skript mit guter Animation versieht, so dass die Lösung in das Skript aufgenommen werden kann, erhält 30 Zusatzpunkte!

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Last Modified Tue 04-22-14 07:17 GMT Valid CSS!

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