Компьютерное моделирование как основа представления баз знаний
Основные функции компьютера при моделировании систем следующие:
исполнение роли вспомогательного средства для решения задач, доступных и для обычных вычислительных средств, алгоритмам, технологиям;
исполнение роли средства постановки и решения новых задач, не решаемых традиционными средствами, алгоритмами, технологиями;
исполнение роли средства конструирования компьютерных обучающих и моделирующих сред типа: "обучаемый - компьютер - обучающий", "обучающий - компьютер - обучаемый", "обучающий - компьютер - группа обучаемых", "группа обучаемых - компьютер - обучающий", "компьютер - обучаемый - компьютер";
исполнение роли средства моделирования для получения новых знаний;
исполнение роли "обучения" новых моделей (самообучение модели).
Компьютерное моделирование - основа представления знаний в ЭВМ (построения различных баз знаний). Компьютерное моделирование для рождения новой информации использует любую информацию, которую можно актуализировать с помощью ЭВМ.
Прогресс моделирования связан с разработкой систем компьютерного моделирования, которые поддерживает весь жизненный цикл модели, а прогресс в информационной технологии - с актуализацией опыта моделирования на компьютере, с созданием банков моделей, методов и программных систем, позволяющих собирать новые модели из моделей банка. Автономные подмодели модели обмениваются информацией друг с другом через единую информационную шину - банк моделей, через базу знаний по компьютерному моделированию.
Особенность компьютерных систем моделирования - их высокая интеграция и интерактивность. Часто эти компьютерные среды функционируют в режиме реального времени.
Визуальное моделирование для разработки программного обеспечения
3.1. Графовая метафора визуализации по
Среди различных метафор визуализации программного обеспечения (ПО) выделяются математические графы - вершины, изображаемые по-разному, и ребра - стрелки, связи, зависимости и т. д. Приведем несколько типов диаграмм, используемых на практике при проектировании ПО (рис. 4).
Рис. 4. Примеры разных графов, используемых в визуальном моделировании
Не все виды диаграмм, применяемые в рамках визуального моделирования, являются графами, например, диаграммы последовательностей (sequence diagrams) или временные диаграммы (timing diagrams) UML. Однако из тринадцати видов этих диаграмм UML 2.0 только два не являются графами.
Cамыми распространенными графовыми моделями являются модель "сущность-связь" и модель конечных автоматов, объединенная с блок-схемами. В UML и диаграммы классов, и диаграммы компонент, объектов, коммуникаций, развертывания и пр. являются лишь вариациями модели "сущность-связь", а диаграммы конечных автоматов и активностей - вариациями конечных автоматов и блок-схем.
3.2. Понятие визуального моделирования
Визуальное моделирование (visual modeling) является методом, применяемым в разработке ПО, который:
использует графовые модели для визуализации ПО;
предлагает моделировать ПО с разных точек зрения;
может применяться в разработки и эволюции ПО, а также в различных видах деятельности по его созданию.
Принципиально, что в одном проекте используются разные визуальные модели ПО, созданные с разных точек зрения. Визуальные модели, как правило, не составляют "сплошных" спецификаций, подобно программам, но часто являются, скорее, фрагментами, формально не связанными друг с другом. Эти модели описывают отдельные аспекты ПО, которые нужно прояснить в определенной ситуации для той или иной категории лиц, участвующих в проекте или как-либо с ним связанных. В целом визуальное моделирование служит для повышения понимаемости решений проекта людьми - разными категориями задействованных в проекте специалистов (инженеров-электронщиков, менеджеров, заказчика и т. д.).
Визуальное моделирование может применяться как при разработке, так и при сопровождении ПО. При разработке - главным образом при проектировании и анализе системы, которые предшествуют непосредственному программированию. При сопровождении - когда новые разработчики изучают ПО. Визуальное моделирование может также использоваться в разных видах деятельности процесса разработки ПО: главным образом при анализе и проектировании, но также и при документировании, тестировании, разработке требований и т. д.