Языки моделирования: генезис, перспективы развития

Его также используют для моделирования бизнес-процессов, системного проектирования и отображения организационных структур.UML позволяет также разработчикам программного обеспечения достигнуть соглашения в графических обозначениях для представления общих понятий (таких как класс, компонент, обобщение, агрегация и поведение) и больше сконцентрироваться на проектировании и архитектуре.Попробуем определить преимущества UML:UML объектно-ориентирован, в результате чего методы описания результатов анализа и проектирования семантически близки к методам программирования на современных объектно-ориентированных языках;UML позволяет описать систему практически со всех возможных точек зрения и разные аспекты поведения системы;Диаграммы UML относительно просты для чтения после достаточно быстрого ознакомления с его синтаксисом;UML расширяет и позволяет вводить собственные текстовые и графические стереотипы, что способствует его применению не только в сфере программной инженерии;UML получил широкое распространение и динамично развивается.Сформулируем недостатки языка UML:Избыточность языка. UML часто описывается, как неоправданно большой и сложный. Он включает много избыточных или практически неиспользуемых диаграмм и конструкций.Неточная семантика. Так как UML определён комбинацией себя (абстрактный синтаксис), OCL (языком описания ограничений — формальной проверки правильности) и Английского (подробная семантика), то он лишен скованности присущей языкам, точно определённым техниками формального описания. В некоторых случаях абстрактный синтаксис UML, OCL и Английский противоречат друг другу, в других случаях они неполные. Неточность описания самого UML одинаково отражается на пользователях и поставщиках инструментов, приводя к несовместимости инструментов из-за уникального трактования спецификаций.Проблемы при изучении и внедрении. Вышеописанные проблемы делают проблематичным изучение и внедрение UML.Только код отражает код. Существует мнение, что важны рабочие системы, а не красивые модели. Как лаконично выразился Джек Ривс, «Thecodeisthedesign» («Код и есть проект»). В соответствии с этим мнением, существует потребность в лучшем способе написания программного обеспечения; UML ценится при подходах, которые компилируют модели для генерирования исходного или выполнимого кода. Однако этого всё же может быть недостаточно, так как UML не имеет свойств полноты по Тьюрингу и любой сгенерированный код будет ограничен тем, что может разглядеть или предположить интерпретирующий UML инструмент.Кумулятивная нагрузка/Рассогласование нагрузки. Рассогласование нагрузки - термин из теории системного анализа для обозначения неспособности входа системы воспринять выход другой. Как в любой системе обозначений UML может представить одни системы более кратко и эффективно, чем другие. Таким образом, разработчик склоняется к решениям, которые более комфортно подходят к переплетению сильных сторон UML и языков программирования. Проблема становится более очевидной, если язык разработки не придерживается принципов ортодоксальной объектно-ориентированной доктрины.Пытается быть всем для всех. UML — это язык моделирования общего назначения, который пытается достигнуть совместимости со всеми возможными языками разработки. В контексте конкретного проекта, для достижения командой проектировщиков определённой цели, должны быть выбраны применимые возможности UML. Кроме того, пути ограничения области применения UML в конкретной области проходят через формализм, который не полностью сформулирован, и который сам является объектом критики.3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЯЗЫКОВ МОДЕЛИРОВАНИЯВыше уже упоминалось об отдельных недостатках языков моделирования. Между тем, сегодня с полным правом можно утверждать, что моделирование наряду с физическим и натурным экспериментами превратилось в один из основных способов исследования и получения новойинформации в различных областях знания.Поэтому следует ожидать, чтоего роль в дальнейшем возрастет, но, скорее всего, моделирование так и не заменит собой физический или натурный эксперименты, так как опыт всегда останется основой исследования.Рис.7 Способы исследования системы (рисунок взят из [13], не указано визуальное моделирование)Широкое внедрение результатов моделирования в различных областяхзнания обусловлено многими факторами, основными из которых являются:усложнение класса исследуемых задач, для изучения которых необходимо созданиеновых дорогостоящих экспериментальных установок или модельных объектов;большая стоимость обслуживания экспериментальных установок и объектов и высокие энергетические затраты на их работу и обслуживание;необходимость решения экологических, социальных и других проблем при их эксплуатации;невозможность проведения физического (химического, экономического и т. д.) илинатурного моделирования в ряде областей исследования;сокращение сроков исследования и получения результатов, возможность его многократного и быстрого повторения или уточнения, хранения и т. д.Итак, несмотря на недостатки аналитического, имитационного и визуального моделирования современный исследователь не может обойтись без использования этих методов. Рассмотрим возможные пути решения накопившихся в сфере моделирования проблем.Во-первых, неизбежно произойдет интеграция различных модельных подходов. Тем более, что появилась объект моделирования, который может быть с трудом описан лишь одной из рассмотренных моделей. Это – Интернет Вещей, всемирная сеть устройств и объектов, которые способны общаться между собой без участия человека. Попытки описать это новые явление с помощью существующих языков моделирования сталкиваются с определенными трудностями. Во-вторых все больше исследователей и разработчиков программного обеспечения обращает внимание на такие подходы, как использование нечеткого имитационного моделирования, объектно-ориентированный подход. Реально происходит сближение всех типов языков моделирования.Следует отметить, что новые языки программирования будут появляться и дальше. Новые объекты, новые методы исследования и моделирования с неизбежностью потребуют новых языков.Однако коммерциализация сферы ПО неизбежно накладывает свой отпечаток на развитие отрасли. Это можно видеть на примере языка Java.Продвижение языка Java происходило за счет мощной рекламы, а не из-за достоинств самого языка.Время распространения и становления языка программирования (для получивших известность языков) составляет в среднем от 3 до 10 лет. В случае Java, язык получил широкое распространение за один год. Таким образом, стоит внимательнее и объективнее оценивать новинки рынка языков и систем моделирования.Кроме того, есть смысл тщательно проанализировать все полезные накопленные за время существования этой отрасли знания идеи. Тем более, что постоянно возникают попытки создания единой семантики современных языков моделирования, в каком-то смысле опять приводящие к идее "универсального" языка.Глобализация исследований, работа в сети Интернет требует языковых средств и подходов, которые бы обеспечивали правильное взаимодействие большого числа независимо разработанных программ моделирования.Зачастую при этом использование структур и данных, которые раньше бы считались неприемлемыми из-за их неэффективности, сейчас вполне могут оказаться допустимыми и привести к новой организации языков. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫАлиев Т.И. Основы моделирования дискретных систем. – СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. – 363 с.Бабкин Э. А., Князькин В. П., Шишкова М. С. Разработка метода проведения сравнительного анализа языков бизнес-моделирования // Бизнес-информатика. 2010. №3. С.41-46 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-metoda-provedeniya-sravnitelnogo-analiza-yazykov-biznes-modelirovaniya (дата обращения: 26.10.2017). Бабкин Э. А., Князькин В. П., Шиткова М. С. Сравнительный анализ языковых средств, применяемых в методологиях бизнес моделирования // Бизнес-информатика. 2011. №2 (16). С.31-42 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/sravnitelnyy-analiz-yazykovyh-sredstv-primenyaemyh-v-metodologiyah-biznes-modelirovaniya (дата обращения: 26.10.2017). Белянина Н. В., Кадышев А. А. Реализация workflow в отечественных и зарубежных системах электронного документооборота // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2008. №S1. С.46-54 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/realizatsiya-workflow-v-otechestvennyh-i-zarubezhnyh-sistemah-elektronnogo-dokumentooborota-1 (дата обращения: 26.10.2017). Варжапетян А. Г. Имитационное моделирование на GPSS/H: учебное пособие. - СПб.:ГУАП, 2007. - 384 с.Гончаров А.А. О комплексном подходе к моделированию функционирования технологических машин // Наука и техника. 2015. №4. С.45-50 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/o-kompleksnom-podhode-k-modelirovaniyu-funktsionirovaniya-tehnologicheskih-mashin (дата обращения: 26.10.2017). Девятов С.С. Проектирование программного обеспечения с использованием стандартов uml 2. 0 и SysML 1. 0 // Прикладная информатика. 2006. №6. С.48-63 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/proektirovanie-programmnogo-obespecheniya-s-ispolzovaniem-standartov-uml-2-0-i-sysml-1-0 (дата обращения: 26.10.2017). Дмитриев В.М., Ганджа Т.В. Метод и язык моделирования интеллектуальных систем управления сложными технологическими объектами // Объектные системы. 2015. №10. С.44-50 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/metod-i-yazyk-modelirovaniya-intellektualnyh-sistem-upravleniya-slozhnymi-tehnologicheskimi-obektami (дата обращения: 26.10.2017). Иванов Д. Ю., Новиков Ф. А. Основы моделирования на UML: Учеб.пособие. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. – 249с.Кейно П.П., Силуянов А.В. Разработка и внедрение интерпретатора декларативного языка WEB-интерфейсов на высоконагруженных системах // Прикладная информатика. 2015. №1 (55). С.55-70 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-i-vnedrenie-interpretatora-deklarativnogo-yazyka-modelirovaniya-web-interfeysov-na-vysokonagruzhennyh-sistemah (дата обращения: 26.10.2017). Киселева М. В. Имитационное моделирование систем в среде AnyLogic : учебно- методическое пособие / М. В. Киселёва. - Екатеринбург: УГТУ - УПИ, 2009. - 88 с.Кознов Д. В. Визуальное моделирование информационных e-сервисов в публичной сфере. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2014. - 144 с.КораблевЮ.А. Имитационное моделирование: учебник / Ю.А. Кораблев. – М.:КНОРУС, 2017. - 146 с.Колесов, Ю. Б. Моделирование систем. Объектно-ориентированный подход.Учебное пособие / Ю. Б. Колесов, Ю. Б. Сениченков. — СПб.: БХВ -Петербург, 2012. - 192 с.Кудрявцев Д.В., Кознов Д.В., Григорьев Л.Ю. Средства типизации и прагматика языка моделирования ОРГ-Мастер // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. №6 (88). С.79-85 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/sredstva-tipizatsii-i-pragmatika-yazyka-modelirovaniya-org-master (дата обращения: 26.10.2017). Купчинская Ю.А., Чеховская С.А. Основыбизнес-процессов // Бизнес-образование в экономике знаний. 2015. №1 (1). С.76-78 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/osnovy-biznes-protsessov (дата обращения: 26.10.2017). Ланцев Е.А., Доррер М.Г.Агентное имитационное моделирование бизнес-процессов в нотации еepc // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. №3 (85). С.86-92 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/agentnoe-imitatsionnoe-modelirovanie-biznes-protsessov-v-notatsii-eepc (дата обращения: 26.10.2017). Маторин С.И., Жихарев А.Г., Зайцева Н.О. Имитационное моделирование с использованием системно-объектного подхода // Прикладная информатика. 2015. №6 (60). С.91-104 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/imitatsionnoe-modelirovanies-ispolzovaniem-sistemno-obektnogo-podhoda (дата обращения: 26.10.2017). Новиков Ф.А., Иванов Д.Ю. Моделирование на UML. Теория, практика, видеокурс. – С-Пб.:Профессиональная литература, Наука и техника, 2010. – 640 с.Озерова И. Г. Сопоставление традиционных методологий описания бизнес-процессов и языка их исполнения // Известия ТПУ. 2006. №7. С.205-208 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/sopostavlenie-traditsionnyh-metodologiy-opisaniya-biznes-protsessov-i-yazyka-ih-ispolneniya (дата обращения: 26.10.2017).Оленев В.Л. Моделирование на языке SystemC в процессе разработки протоколов передачи данных // Известия ВУЗов. Поволжский регион. Технические науки. 2009. №4. С.60-69 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/modelirovanie-na-yazyke-systemc-v-protsesse-razrabotki-protokolov-peredachi-dannyh (дата обращения: 26.10.2017). Попов А.С. О новом языке сценариев для объектного имитационного моделирования // Радиоэлектроника и информатика. 2002. №1 (18). С.114-116 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/o-novom-yazyke-stsenariev-dlya-obektnogo-imitatsionnogo-modelirovaniya (дата обращения: 26.10.2017). Рогачев А. Ф., Федорова Я. В. Использование UML-моделей для исследования и обеспечения информационной безопасности сложных технических систем // Известия НВ АУК. 2014. №4 (36). С.236-241 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-uml-modeley-dlya-issledovaniya-i-obespecheniya-informatsionnoy-bezopasnosti-slozhnyh-tehnicheskih-sistem (дата обращения: 26.10.2017). Романов В.Ю. Моделирование свободно-распространяемого программного обеспечения с помощью языка UML // InternationalJournalofOpenInformationTechnologies. 2013. №7. С.11-15 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/modelirovanie-svobodno-rasprostranyaemogo-programmnogo-obespecheniya-s-pomoschyu-yazyka-uml (дата обращения: 26.10.2017).Салмина Н.Ю. Имитационное моделирование : учебное пособие / Н. Ю. Салмина. - Томск : Эль Контент, 2012. - 90 с.Семенов В. А., Ильин Д. В., Морозов С. В., Сидяка О. В. Объектно-ориентированное программирование в ограничениях: новый подход на основе декларативных языков моделирования данных // Труды ИСП РАН. 2010. №. С.95-116 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/obektno-orientirovannoe-programmirovanie-v-ogranicheniyah-novyy-podhod-na-osnove-deklarativnyh-yazykov-modelirovaniya-dannyh (дата обращения: 26.10.2017). Сергеев Н. А. Краткий сравнительный анализ особенностей применения формальных и неформальных (графических) языков моделирования в проектировании прикладного программного обеспечения // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2005. №-2. С.34-37 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/kratkiy-sravnitelnyy-analiz-osobennostey-primeneniya-formalnyh-i-neformalnyh-graficheskih-yazykov-modelirovaniya-v-proektirovanii (дата обращения: 26.10.2017). Срульдинов А.Р., Варламова С.А. Построение модели предоставления технической поддержки пользователей на языке моделирования AnyLogic // Juvenisscientia. 2016. №3. С.11-14 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/postroenie-modeli-predostavleniya-tehnicheskoy-podderzhki-polzovateley-na-yazyke-modelirovaniya-anylogic (дата обращения: 26.10.2017). Тихменев А. Н. Применение языка GPSS world для моделирования отказов электронных средств со сложной структурой резервирования // НиКа. 2011. №. С. 333-335 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-yazyka-gpss-world-dlya-modelirovaniya-otkazov-elektronnyh-sredstv-so-slozhnoy-strukturoy-rezervirovaniya (дата обращения: 26.10.2017). Толмачев А.С. Язык моделирования бизнес-процессов BPDL // Информационно-управляющие системы. 2008. №4. С.23-28 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/yazyk-modelirovaniya-biznes-protsessov-bpdl (дата обращения: 26.10.2017).Чопоров С. В., Гоменюк С. И. Проблемно-ориентированный язык геометрического моделирования на базе теории r‑функций // Вестник НТУ ХПИ. 2011. №17. С.181-188 URL: http://cyberleninka.ru/article/n/problemno-orientirovannyy-yazyk-geometricheskogo-modelirovaniya-na-baze-teorii-r-funktsiy (дата обращения: 26.10.2017).