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: учебнометодическое 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.Кораблев.

Ю.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.: БХВПетербург, 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).