Технология разработки ПО - лекции, пособие, ЛР / Lectures / 03 - Жизненный цикл ПО. Моделирование

Материальные модели и виды подобия

В качестве материальных моделей выступают реальные объекты (процессы, явления) окружающего мира

Чтобы некоторый материальный объект мог быть отображением оригинала (т.е. замещать его в какомлибо отношении), между оригиналом и моделью должно иметь место некоторое отношение подобия

По способу установления подобия различают:

модели прямого подобия

модели косвенного подобия

модели условного подобия

(часто их выделяют в отдельный, самостоятельный класс)

Модели прямого подобия

Прямым называется подобие, устанавливаемое

врезультате прямого взаимодействия (или цепочки взаимодействий) между оригиналом и моделью (целенаправленное воспроизведение оригинала)

Примеры моделей прямого подобия

фотографии

масштабированные модели самолетов, кораблей, макеты зданий

куклы, манекены, муляжи

копии произведений искусства

натурщики, манекенщицы, актеры и т.п.

Проблемы могут быть связаны с переносом результатов моделирования на оригинал, их интерпретацией для оригинала (предмет исследования теории подобия)

Модели косвенного подобия

Косвенным называется подобие между оригиналом и моделью, которое устанавливается не в результате их прямого взаимодействия, а объективно существует

вприроде и объясняется совпадением закономерностей, которым они подчиняются

Примеры косвенного подобия

одинаковые уравнения для описания механических и электрических колебаний

подчиненность закону Кирхгофа токов в электросетях, потоков воды в трубопроводах, информационных и транспортных потоков

Примеры моделей

электрическая схема (как модель механической конструкции)

часы

подопытные животные (как модель человеческого организма)

аналоговые ЭВМ (модель непрерывного процесса)

Модели условного подобия (1)

 Условным называется подобие, которое не является ни прямым, ни косвенным,

а устанавливается в результате соглашения

 Примеры моделей условного подобия

 деньги (модель стоимости)

 удостоверение личности (модель владельца)

 рабочие чертежи (модели будущей продукции)  карты (модели местности)

 буквы (модели звуков)

 сигналы (модели сообщений)

Модели условного подобия (2)

Модели условного подобия являются способом материального воплощения абстрактных моделей

С их помощью абстрактные модели могут отчуждаться от сознания: храниться, передаваться от одного субъекта к другому и т.д., но при этом сохраняется возможность возвращения в абстрактную форму

Это достигается с помощью соглашения о том, какое состояние реального объекта ставится в соответствие тому или иному элементу модели. Такое соглашение обычно имеет вид совокупности правил построения модели условного подобия и ее использования

Жизненный цикл модели условного подобия продолжается до тех пор, пока указанное соглашение известно и соблюдается

Модели условного подобия (3)

Особый подкласс моделей условного подобия составляют знаковые модели

Знак – материально выраженная замена объекта в процессе передачи информации

Примеры знаков

буквы, цифры

дорожные знаки

условные обозначения на карте

логотипы, товарные знаки

Область знаний, занимающаяся исследованием знаковых систем, называется

семиотикой

Модели условного подобия (4)

Несмотря на отсутствие требования фактического сходства, условное подобие должно строиться с учетом особенностей субъекта-потребителя

Особая азбука для слепых

Преимущество позиционных систем счисления перед непозиционными в практике вычислений

Преимущество двоичной системы счисления перед десятичной при представлении информации в ЭВМ

Определение ингерентности

Для того, чтобы модель отвечала своему назначению, недостаточно только наличия самой модели – необходимо, чтобы выполнялись условия, обеспечивающие ее функционирование

нельзя прочитать книгу на незнакомом языке или декодировать сообщение, не зная шифра

не все денежные знаки могут выступать в качестве модели стоимости

идеи, «обогнавшие свое время» в истории

вопрос совместимости программного и аппаратного обеспечения

Данное свойство модели называется согласованностью со средой или ингерентностью

от англ. inherent – внутренний, врожденный, обязательно присущий, неотъемлемый

Некоторые аспекты ингерентности

Для работоспособности модели требуется ее

обеспеченность ресурсами (даже если модель абстрактная)

Должна быть обеспечена операционность – как самой модели, так и процесса моделирования

в модели должен быть предусмотрен «интерфейс» со средой

в среде должны существовать системы, другие модели, поддерживающие процессы моделирования, функционирования модели и использования результатов ее функционирования

Степень ингерентности модели может изменяться за счет изменения среды:

как возрастать (обучение субъекта, появление ресурсов)

так и убывать (забывание, уничтожение культуры и т.п.)

Свойства модели, определяющие ее отношение с действительностью

Конечность

Упрощенность

Приближенность

Истинность, сочетание истинного и ложного

Адекватность