МОДЕЛИРОВАН ИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯТехнологии программировании Лекция 4

МОДЕЛИРОВАН ИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯТехнологии программировании Лекция 4 Сербин В. В.

МОДЕЛИРОВАНИЕ Центральным элементом деятельности, ведущей к созданию первоклассного ПО, является моделирование. Моделирование является одним из этапов разработки ПО Моделирование – процесс исследования объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих предметов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя.

ВИДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ: Информационное моделирование Компьютерное моделирование Математическое моделирование Логическое моделирование Имитационное моделирование Эволюционное моделирование и др.

МОДЕЛИ ПОЗВОЛЯЮТ: наглядно продемонстрировать желаемую структуру и поведение системы. необходимы для визуализации и управления ее архитектурой. добиться лучшего понимания создаваемой нами системы, что зачастую приводит к ее упрощению, оптимизации и минимизации.

Модель — упрощенное представление реальности. Модель всегда включает элементы, существенно влияющие на результат, и не включает те, которые малозначимы на данном уровне абстракции. Модель может быть структурной, подчеркивающей организацию системы, или поведенческой, то есть отражающей ее динамику.

Мо дель

Модель прически

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ Компьютерное моделирование является одним из эффективных методов изучения сложных систем. Построение компьютерной модели базируется на абстрагировании от конкретной природы явлений или изучаемого объекта-оригинала. Компьютерное моделирование заключается в проведении серии вычислительных экспериментов на компьютере , целью которых является анализ, интерпретация и сопоставление результатов моделирования с реальным поведением изучаемого объекта и, при необходимости, последующее уточнение модели.

К ОСНОВНЫМ ЭТАПАМ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ОТНОСЯТСЯ: постановка задачи , определение объекта моделирования; разработка концептуальной модели , выявление основных элементов системы и элементарных актов взаимодействия; формализация , то есть переход к математической модели; создание алгоритма и написание программы ; планирование и проведение компьютерных экспериментов; анализ и интерпретация результатов.

ДАТАЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ

РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬï î ñ ò à â ù è êï î ê ó ï à ò å ë ü ï î ñ ò à â ë ÿ å ò ò î â à ð ñ ê ë à ä ï ð î ä à å ò ï ð î ä à æ à ï î ñ ò à â ê à Ð å ë ÿ ö è î í í à ÿ ñ õ å ì à » ï î ñ ò à â ê à — ï ð î ä à æ à » î ò ï ð à â ë ÿ å ò ñ ÿ ì à ã à ç è í

ГРАФ-МОДЕЛЬ 1 А 1 В 1 С 2 А 2 В 2 С 3 А 3 В 3 С 4 А 4 В 4 С 1 1 1 0 1 10 0 1 0 010 0 1 1 … … … 1 1 1 учебный элемент 2 учебный элемент 3 учебный элемент 4 учебный элемент n учебный элементn А n В n С

ГРАФ-МОДЕЛЬ (2)3 33 342 433 42 3 5 5 2 4 4 5 10 b a ab aba 0 0 0 1 1 1 0 abc b a

МОДЕЛЬ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ Принятие решения (Правила) Действие УЭ Режим работы ИОС Сложность УЭ НИЗКАЯ СРЕДНЯЯ ВЫСОКАЯ MAX MIN ТЕОРИЯ ТРЕНАЖЕР КОНТРОЛЬНИЗКИЙ СРЕДНИЙ ВЫСОКИЙ НЕЗНАНИЯУровень знаний Уровень реакции Уверенность ИЗУЧАТЬ ПЕРЕЙТИ ПОВТОРИТЬ Время

БАЗА ЗНАНИЙ, ОСНОВАННАЯ НА ПРАВИЛАХ Правила: ЕСЛИ (уровень знаний УЭ – НЕЗНАНИЕ и реакция – НИЗКАЯ, СРЕДНЯЯ или ВЫСОКАЯ и уверенность – НИЗКАЯ, СРЕДНЯЯ или ВЫСОКАЯ), ТОГДА (сложность – НИЗКАЯ, режим обучения – ТЕОРИЯ, действие учебного элемента – ИЗУЧАТЬ). ЕСЛИ (уровень знаний УЭ – НЕЗНАНИЕ, НИЗКИЙ, СРЕДНИЙ или ВЫСОКИЙ и реакция – НИЗКАЯ и уверенность – НИЗКАЯ, СРЕДНЯЯ или ВЫСОКАЯ), ТОГДА (время – MAX ). ЕСЛИ (уровень знаний УЭ – НЕЗНАНИЕ, НИЗКИЙ, СРЕДНИЙ или ВЫСОКИЙ и реакция – ВЫСОКАЯ и уверенность – НИЗКАЯ, СРЕДНЯЯ или ВЫСОКАЯ), ТОГДА (время – MIN ). ЕСЛИ (уровень знаний УЭ – НИЗКИЙ. СРЕДНИЙ или ВЫСОКИЙ и реакция – НИЗКАЯ, СРЕДНЯЯ или ВЫСОКАЯ и уверенность – ВЫСОКАЯ), ТОГДА (действие учебного элемента – ПЕРЕЙТИ). ЕСЛИ (уровень знаний УЭ – НИЗКИЙ. СРЕДНИЙ или ВЫСОКИЙ и реакция – НИЗКАЯ, СРЕДНЯЯ или ВЫСОКАЯ и уверенность – НИЗКАЯ или СРЕДНЯЯ), ТОГДА (действие учебного элемента – ПОВТОРИТЬ). ЕСЛИ (уровень знаний УЭ – НИЗКИЙ. СРЕДНИЙ или ВЫСОКИЙ и реакция – НИЗКАЯ, СРЕДНЯЯ или ВЫСОКАЯ и уверенность – НИЗКАЯ), ТОГДА (режим обучения – ТРЕНАЖЕР). ЕСЛИ (уровень знаний УЭ – НИЗКИЙ. СРЕДНИЙ или ВЫСОКИЙ и реакция – НИЗКАЯ, СРЕДНЯЯ или ВЫСОКАЯ и уверенность – ВЫСОКАЯ), ТОГДА (режим обучения – КОНТРОЛЬ)

Состояние Решение Знание Реакция Уверен — ность Слож — нос ть Время Z 0 RA UA А max Z 0 RA UB А max Z 0 RA UC А max Z 0 RB UA А — Z 0 RB UB А — Z 0 RB UC A — Z 0 RC UA A min Z 0 RC UB A min Z 0 RC UC A min ZA RA UA А max ZA RA UB В max ZA RA UC В max ZA RB UA A — ZA RB UB В — ZA RB UC В — ZA RC UA А min ZA RC UB В min ZA RC UC В min Состояние Решение Знание Реакция Уверен — но сть Сложность Время ZB RA UA A max ZB RA UB В max ZB RA UC C max ZB RB UA A — ZB RB UB B — ZB RB UC C — ZB RC UA А min ZB RC UB В min ZB RC UC С min ZC RA UA B max ZC RA UB В max ZC RA UC C max ZC RB UA B — ZC RB UB В — ZC RB UC C — ZC RC UA В min ZC RC UB B min ZC RC UC C -Таблица истинности принятия решений

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

СТРУКТУРНАЯ МОДЕЛЬ ИОС Сербин В. В. Подсистема идентификации пользователя Подсистема формирования контента информации Подсистема формирования уровня сложности Подсистема диагностики Подсистема управления Подсистема принятия решения База правил Информационный ресурс. База данных Хранилище БД

ОБОБЩЕННАЯ МОДЕЛЬ КОМПОНЕНТОВ

ГРАФИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

ГРАФИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕРЫВА ДИСЦИПЛИНЫ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПО НА ОСНОВЕ UML (1) При рассмотрении статических частей системы используются следующие четыре типа: диаграммы классов; диаграммы объектов; диаграммы компонентов; диаграммы развертывания.

ДИАГРАММА КЛАССОВПользователи код имя пароль добавить() удалить() изменить() Телефон код_организации номер тип_телефона добавить() изменить() удалить() район код название добавить() тип_организации код оргтип добавить() организация код_района название тип_организации код_оргтип добавить() удалить() n 1 n 1 11 nn 1 n Телефонный справочник

ДИАГРАММА КОМПОНЕНТОВ(1) AUTO_B ASE. exe Авторизация АДМИНИСТРАТОР АНАЛИТИК ПОКУПАТЕЛЬСКЛАД База данных

ДИАГРАММА КОМПОНЕНТОВ(2)

ДИАГРАММА РАЗВЕРТЫВАНИЯ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПО НА ОСНОВЕ UML (2) Для работы с динамическими частями системы применяются пять типов, перечисленные ниже: диаграммы прецедентов; диаграммы последовательности; диаграммы кооперации; диаграммы активности (деятельности). диаграммы состояний;

ДИАГРАММА ПРЕЦЕДЕНТОВ Пользователь Просмотр БД Поиск по БД Справка по программе Администратор Просмотр БД Поиск по БД Справка по программе Редактировать данные в БД

ДИАГРАММА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ Авторизация. Пользователь. Окно входа в программу Поля для ввода данных Кнопка «Вход»БД пользователей Окно программы 1: запускает 2: содержит 3: вводит данные 4: содержит 5: нажимает 6: сверяется 7: вызывает

ДИАГРАММА АКТИВНОСТИ Авторизация. Выбрать необходимый логин Ввести пароль Логин и пароль соответствуют данным в БД пользователейнет да Логин и пароль соответствует администратору Окно администратора Окно пользователя да нет

ДИАГРАММ А СОСТОЯНИЙ