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

Конечность моделей

Причины конечности моделей

ограниченность собственных ресурсов субъекта

ограниченность внешних ресурсов, которые возможно вовлечь в процесс моделирования

Проявления конечности моделей

абстрактные модели сразу наделяются фиксированным конечным набором свойств

для материальных моделей – из множества свойств объектамодели выбираются и используются лишь некоторые свойства, подобные интересующим свойствам объекта-оригинала – т.е. модель подобна оригиналу в конечном числе отношений

Факторами, которые позволяют эффективно отображать действительность с помощью конечных моделей,

являются упрощенность и приближенность моделей

Упрощенность моделей

Причины упрощенности моделей

конечность

упрощение является средством выявления главных, наиболее существенных свойств исследуемого объекта («отбросить все лишнее»)

примеры из физики: идеальный газ, абсолютно черное тело, математический маятник, конденсатор без утечки и т.д.

необходимость упрощения работы с моделью вследствие ограниченности ресурсов

линеаризация нелинейных систем, снижение размерности и т.п.

Эвристический принцип (часто подтверждающийся на практике): из двух моделей, одинаково хорошо описывающих действительность, ближе к истине будет та, которая проще

яркий пример – переход от геоцентрической модели Птолемея

кгелиоцентрической модели Коперника

Приближенность моделей

Термин «приближенность» характеризует некоторый уровень (порядковую или количественную меру) различия между оригиналом и моделью

Примеры разных уровней приближенности

карты местности в разных масштабах

разная точность хода часов

соответствие копии оригиналу и т.п.

При этом меру различия мы можем ввести не «саму по себе», а только в смысле приемлемости данного различия с точки зрения целей моделирования

точность хода наручных часов достаточна для бытовых целей, но неприемлема при регистрации спортивных рекордов

Сочетание истинного и

ложного в модели (1)

объект модель

Зона A – непознанные стороны оригинала, не могущие быть включенными в модель

Зона B – известные свойства оригинала, которые не нужны для достижения цели моделирования (в том числе которые ошибочно сочтены ненужными) и потому не включены в модель

Зона C – истинное содержание модели, то общее, что есть у модели и оригинала, и благодаря чему модель может служить его заменителем

Зона D – собственные свойства модели, не имеющие отношения к оригиналу,

т.е. ложное содержание (частично ложное содержание может являться и следствием ошибочных допущений, неверных предположений при построении модели)

Сочетание истинного и ложного в модели (2)

Разное значение ошибок в допущениях и предположениях для разных типов моделей

Для прагматических моделей такие ошибки, как правило, недопустимы

Для познавательных моделей ситуация иная: здесь большую роль играют поисковые предположения, истинность которых предстоит проверить – часто модель создается именно с этой целью

Научно-исследовательская работа как процесс выдвижения и проверки гипотез

Сочетание истинного и ложного в модели (3)

 При построении и исследовании моделей в контексте системного анализа важна так называемая рефлéксия уровня истинности, т.е. понимание следующих моментов:

 что известно точно, достоверно?

 что – с оцениваемой степенью неопределенности (вероятностью, степенью принадлежности и т.п.)?

 что – с неопределенностью, не поддающейся оценке?

 что может считаться достоверным только при выполнении определенных условий?

 что известно о том, что неизвестно?

Адекватность моделей (1)

 Адекватной называется модель, с помощью которой успешно достигается поставленная цель

 Понятие адекватности не является синонимом понятия точности или истинности модели: адекватность означает,

что требования точности и истинности выполнены в той мере, которая достаточна для достижения цели

 Свойства адекватности и истинности моделей не всегда совместны

 Геоцентрическая модель Птолемея – модель адекватная, но ложная

 Алгоритм полного перебора для поиска оптимального хода в шахматах – модель истинная, но не адекватная

Адекватность моделей (2)

 Если удается ввести меру адекватности модели (указать способ сравнения моделей по степени успешности достижения цели), и эта мера будет допускать количественное выражение, то можно ставить вопросы:

 об идентификации модели (т.е. о нахождении в заданном классе моделей наиболее адекватной)

 об исследовании устойчивости моделей (т.е. о зависимости меры адекватности модели от ее точности)

 об адаптации моделей (т.е. о подстройке ее параметров с целью повышения адекватности) и т.п.

Модель жизненного цикла программного обеспечения

структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач на протяжении всего жизненного цикла программного обеспечения

зависит от специфики, масштаба и сложности проекта и специфики условий, в которых система создается и функционирует