- •Б. Б. Желваков
- •Моделирование систем
- •Учебное пособие
- •Санкт-Петербург
- •Составитель
- •Подготовлено на кафедре
- •230201 – Информационные системы и технологии
- •1. Основные понятия теории моделирования систем 6
- •2. Классификация моделей и методов моделирования 21
- •3. Математические методы моделирования 35
- •4. Имитационное моделирование. 62
- •5. Моделирование организационных систем 116
- •6. Методика и стандарты функционального моделирования 140
- •7. Объектно-ориентированное моделирование 166
- •8. Моделирование бизнес-процессов 221
- •9. Моделирование систем с soa-архитектурой 226
- •10. Модели систем с «облачной» архитектурой 237
- •Введение
- •1. Основные понятия теории моделирования систем
- •1.1. Системный подход и понятие «система»
- •1.2. Системный анализ
- •1.3. Понятия «модель» и «моделирование»
- •1.4. Моделирование систем как процесс формирования знаний.
- •1.5. Моделирование больших и сложных систем.
- •2. Классификация моделей и методов моделирования
- •2.1. Основные типы системных моделей
- •2.2. Классификация методов моделирования сложных систем
- •3. Математические методы моделирования
- •3.1. Принципы и подходы к построению математических моделей
- •3.2. Этапы построения математической модели
- •3.3. Примеры математических моделей
- •3.3.1. Модель целенаправленной системы
- •3.3.2. Модель абстрактной системы с неопределённой структурой
- •3.3.3. Модель целенаправленной системы с управлением.
- •3.3.4. Модель оптимального планирования доставки товаров потребителям
- •3.3.5. Модель в контуре управления экономической системы
- •4. Имитационное моделирование.
- •4.1. Понятие имитационного моделирования
- •4.2. Автоматизация имитационного моделирования
- •4.3. Дискретно-событийное моделирование
- •4.3.1. Системы массового обслуживания
- •4.3.2. Механизмы продвижения времени
- •4.3.3. Обозначения смо-систем
- •4.3.4. Параметры систем массового обслуживания
- •4.3.5. Критерии оценки работы систем массового обслуживания
- •4.3.6. Компоненты дискретно-событийной имитационной модели и их программная организация
- •4.4 Этапы исследования системы с помощью имитационного моделирования
- •4.5. Преимущества, недостатки и ошибки имитационного моделирования
- •4.6. Моделирование по методу Монте-Карло
- •4.7. Программное обеспечение имитационного моделирования
- •4.7.1. Классификация программных средств имитационного моделирования
- •4.7.2. Общие элементы моделирования
- •4.7.3. Универсальные пакеты имитационного моделирования
- •4.7.4. Предметно-ориентированные пакеты имитационного моделирования
- •5. Моделирование организационных систем
- •5.1. Концепции и стандарты организационного моделирования
- •5.2. Метамоделирование
- •5.3. Метамодель общих хранилищ данных (cwm)
- •5.4. Моделирование организационных систем
- •6. Методика и стандарты функционального моделирования
- •6.1. Методика функционального моделирования sadt
- •6.2. Диаграммы «сущность-связь»
- •6.3.Стандарты idef
- •6.3. Система моделирования бизнес-процессов AllFusion Process Modeler
- •7. Объектно-ориентированное моделирование
- •7.1. Принципы и методология объектно-ориентированного подхода.
- •7.2. Унифицированный язык моделирования uml
- •7.2.1. Архитектура uml
- •7.2.2. Диаграммы uml
- •7.2.3. Использование uml при моделировании систем реального времени
- •7.2.4. Преимущества uml
- •7.2.5. Унифицированный Процесс разработки по компании Rational
- •7.3. Архитектура, управляемая моделями
- •7.4. Разработка, управляемая моделями (mdd)
- •7.5. Объектно-ориентированное программирование
- •7.6 Инструментальные средства поддержки оо‑технологий
- •8. Моделирование бизнес-процессов
- •9. Моделирование систем с soa-архитектурой
- •9.1. Композитная структура программ
- •9.2. Концепция soa
- •9.3. Сервис-ориентированное моделирование
- •10. Модели систем с «облачной» архитектурой
- •Заключение
- •Литература
5.2. Метамоделирование
Мета-модель (мета- обозначает находящийся вне, за пределами, сверх). ‑ это модель, которая описывает структуру, характеристики и принципы действия другой модели. Любая программная модель может быть описана (определена) с помощью соответствующей уникальной метамодели.
Метамодель обычно используется
Как схемы для семантических данных (например, схемы репозитория инструментальной системы поддержки процесса сопровождения программных систем Rational ClearQuest).
Как язык, который поддерживает конкретный метод или процесс.
Как язык для выражения дополнительной семантики существующей информации.
Поскольку MDA базируется на унифицированном языке объектно-ориентированного моделирования UML, то для описания этого языка и решения некоторых других задач, связанных с обслуживанием программных объектов в распределённых программных системах и репозиториях метаданных, в OMG был разработан стандарт под названием Meta Object Facility (MOF) – службы мета-объектов.
Международная организация стандартов (ISO) также предложила стандарт мета-моделирования под названием ISO/IEC 24744.
Мета-моделирование. Мета-моделированием называют процессы анализа, конструирования и разработки фреймов, продукционных правил, ограничений, моделей и теорий, применимых и полезных для моделирования интеллектуальных и программных информационных систем.
Связь мета-моделей с онтологиями. Понятие «мета-модель» тесно связано с понятием «онтология». Метамоделирование можно рассматривать как явное описание (в виде конструкций и правил) того, как построена модель конкретной предметной области. Обычно, мета-модели всегда следуют набору строгих правил. «Правильная» метамодель является онтологией, но не все онтологии явно представляются мета-моделями.
Типы мета-моделей. В программной инженерии различают следующие типы мета-моделей:
Моделирование мета-данных (MetaData Model)
Моделирование мета-процессов (MetaProcess Model)
Исполняемое мета-моделирование (Executable Meta-Modeling) – сильно расширенная комбинация двух предыдущих типов, как в общецелевом языке мета-моделирования и программирования Kermeta11.
Язык трансформации моделей (Model Transformation Language, MTL)
Моделирование мета-процессов. Моделирование мета-процессов направлено на создание гибких моделей процессов. Целью моделей процессов является документирование и коммуникации процессов, а также их усовершенствование и повторное использование. Это улучшает понимание и исполнение процессов. В результате использования моделей мета-процессов возрастает продуктивность работы инженеров-разработчиков, и улучшается качество разрабатываемых ими моделей.
Моделирование мета-процессов сфокусировано на поддержке процесса конструирования моделей процессов. Главная его цель ‑ улучшение моделей процессов и их развитие, что, в свою очередь, будет поддерживать процесс разработки систем. Это важно, благодаря тому, что как процессы, так и их модели изменяются со временем. Таким образом, должны строиться новые процессы и модели, а существующие должны совершенствоваться. Необходимо повышать уровень формализации моделей процессов для того, чтобы сделать возможным их внедрение в среду процессно-ориентированного ПО.
Мета-модель процесса – это такая мета-модель, которая описывает (на уровне мета-типа) модель процесса.
Существуют стандарты процессных мета-моделей для следующих областей (доменов):
Разработка ПО (Software Engineering)
Software Process Engineering Metamodel (SPEM), которая определена OMG как профиль UML.