Введение

Внастоящиевремя сложность объектов моделирования постоянно возрастает. Зачастую поведение сложного объекта или процесса описывается системой дифференциальных уравнений повышенной размерности. Существует класс задач, в которых задание правых частей системы алгебро-дифференциальных уравнений (АДУ) носит алгоритмический характер, т.е. существует непосредственная зависимость между индексом переменной и правой частью соответствующего уравнения.Подобная форма описания АДУ распространена в задачах химической кинетики. Одна из таких задач, сформулирована лабораторией Akzo Nobel Central Research [7]. Это является существенным основанием для построения программных средств автоматизации построения итоговой системы АДУ.

Поэтому целью данной работы является разработкаспособа спецификации и компьютерного анализа гибридных систем повышенной размерности, допускающих частичное или полностью алгоритмическое формирование правых частей системы АДУ.За основу взят языкИСМА, который будет расширен новыми конструкциями, обеспечивающими алгоритмическое задание правых частей АДУ.

В связи с этим выделяются следующие задачи работы. Задачи работы:

1. знакомство с предметной областью;

2. постановка задачи;

3. разработка нового языка и подбор порождающейграмматики;

4. проектирование приложения и разработка алгоритмов;

5. кодирование, отладка, тестирование;

6. подготовка пояснительной записки

1 Языковые процессоры

1.1 Практическое применениеискусственных языков

В настоящее время искусственные языки, использующие для описания предметной области текстовое представление, широко применяются не тольков программировании, но и в других областях. С их помощью описываетсяструктура всевозможных документов, трехмерных виртуальных миров, графических интерфейсов пользователя и многих других объектов, используемых вмоделях и в реальном мире. Для того чтобы эти текстовые описания были корректно составлены, а затем правильно распознаны и интерпретированы, применяются специальные методы их анализа и преобразования. В основе данныхметодов лежит теория формальных языков, грамматик и автоматов.

Так, например,интерпретатор описания и анализа задачи Коши позволяет предметному пользователю производить машинные эксперименты из области обозначенных систем обыкновенных дифференциальных уравнений без дополнительных профессиональных усилий, связанных с программированием, реализацией вычислительных процедур и интерпретацией решения[6]. Одним из таких предметных языков является символьное представление моделей в инструментальной среде ИСМА(Инструментальные Средства Машинного Анализа), созданной студентами кафедры АСУ.Этот язык используется дляспецификации и анализагибридных систем (ГС). Такие системыдемонстрируют как непрерывные, так и дискретные аспекты поведения[10].

На данный момент версия языкаИСМА (LISMA) не позволяет качественно специфицировать модели ГС, описываемые системой дифференциальных уравнений высокой размерности, в которых имеетсяалгоритмическая зависимость между индексом переменной и правой частью соответствующего уравнения.