Компьютерная поддержка разработки и сопровождения программных средств.

В процессе разработки программных средств в той или иной мере используется компьютерная поддержка процессов разработки ПС. Это достигается путем представления хотя бы некоторых программных документов ПС (прежде всего, программ) на компьютерных носителях данных (например, дискетах) и предоставлению в распоряжение разработчика ПС специальных ПС или включенных в состав компьютера специальных устройств, созданных для какой-либо обработки таких документов. В качестве такого специального ПС можно указать компилятор с какого-либо языка программирования. Компилятор избавляет разработчика ПС от необходимости писать программы на языке компьютера, который для разработчика ПС был бы крайне неудобен, - вместо этого он составляет программы на удобном ему языке программирования, которые соответствующий компилятор автоматически переводит на язык компьютера. В качестве специального устройства, поддерживающего процесс разработки ПС, может служит эмулятор какого-либо языка. Эмулятор позволяет выполнять (интерпретировать) программы на языке, отличном от языка компьютера, поддерживающего разработку ПС, например на языке компьютера, для которого эта программа предназначена.

ПС, предназначенное для поддержки разработки других ПС, будем называть программным инструментом разработки ПС, а устройство компьютера, специально предназначенное для поддержки разработки ПС, будем называть аппаратным инструментом разработки ПС.

Инструменты разработки ПС могут использоваться в течении всего жизненного цикла ПС для работы с разными программными документами. Так текстовый редактор может использоваться для разработки практически любого программного документа. С точки зрения функций, которые инструменты выполняют при разработке ПС, их можно разбить на следующие четыре группы:
- редакторы,
- анализаторы,
- преобразователи,
- инструменты, поддерживающие процесс выполнения программ.

Редакторы поддерживают конструирование (формирование) тех или иных программных документов на различных этапах жизненного цикла. Как уже упоминалось, для этого можно использовать один какой-нибудь универсальный текстовый редактор. Однако, более сильную поддержку могут обеспечить специализированные редакторы: для каждого вида документов - свой редактор. В частности, на ранних этапах разработки в документах могут широко использоваться графические средства описания (диаграммы, схемы и т.п.). В таких случаях весьма полезными могут быть графические редакторы. На этапе программирования (кодирования) вместо текстового редактора может оказаться более удобным синтаксически управляемый редактор, ориентированный на используемый язык программирования.

Анализаторы производят либо статическую обработку документов, осуществляя различные виды их контроля, выявление определенных их свойств и накопление статистических данных (например, проверку соответствия документов указанным стандартам), либо динамический анализ программ (например, с целью выявление распределения времени работы программы по программным модулям).

Преобразователи позволяют автоматически приводить документы к другой форме представления (например, форматеры) или переводить документ одного вида к документу другого вида (например, конверторы или компиляторы), синтезировать какой-либо документ из отдельных частей и т.п.

Инструменты, поддерживающие процесс выполнения программ, позволяют выполнять на компьютере описания процессов или отдельных их частей, представленных в виде, отличном от машинного кода, или машинный код с дополнительными возможностями его интерпретации. Примером такого инструмента является эмулятор кода другого компьютера. К этой группе инструментов следует отнести и различные отладчики. По-существу, каждая система программирования содержит программную подсистему периода выполнения, которая выполняет наиболее типичные для языка программирования программные фрагменты и обеспечивает стандартную реакцию на возникающие при выполнении программ исключительные ситуации (такую подсистему мы будем называть исполнительной поддержкой), - также можно

рассматривать как инструмент данной группы.

 

Понятие модели. Классификация моделей.

Модель - это искусственно созданный объект, дающий упрощенное представление о реальном объекте

Признаки классификаций моделей:

1) по области использования(учебные модели, опытные, научно технические, игровые, имитационные);

2) по фактору времени

а. статические-модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени

б.Динамические – модели, описывающие процессы изменения и развития системы;

3) по отрасли знаний(Математические, биологические, химические, социальные, экономические, исторические и тд);

4) по форме представления:

1. Материальные(физические модели, имеют реальное воплощение)

2. Абстрактные(не имеют реального воплощения)

3. Мысленные(форм-ся в воображении)

Вербальные(мысленные модели

 

45)Компьютерное моделирование

Компьютерная модель или численная модель —компьютерная программа, работающая на отдельном компьютере, суперкомпьютере или множестве взаимодействующих компьютеров (вычислительных узлов), реализующая абстрактную модель некоторой системы. Компьютерные модели стали обычным инструментом математического моделирования и применяются в физике, астрофизике, механике, химии, биологии, экономике, социологии, метеорологии, других науках и прикладных задачах в различных областях радиоэлектроники, машиностроения, автомобилестроения и проч. Компьютерные модели используются для получения новых знаний о моделируемом объекте или для приближенной оценки поведения систем.
Применяют для:
-анализ распространения загрязняющих веществ в атмосфере
-проектирование шумовых барьеров для борьбы с шумовым загрязнением
-конструирование транспортных средств
-полетные имитаторы для тренировки пилотов
-прогнозирование погоды
-эмуляция работы других электронных устройств
-прогнозирование цен на финансовых рынках
-исследование поведения зданий, конструкций и -деталей под механической нагрузкой
-прогнозирование прочности конструкций и механизмов их разрушения
-проектирование производственных процессов, например химических
-стратегическое управление организацией
-исследование поведения гидравлических систем: нефтепроводов, водопровода
-моделирование роботов и автоматических манипуляторов
-моделирование сценарных вариантов развития городов
-моделирование транспортных систем
-имитация краш-тестов

Этапы моделирования функциональных и вычислительных задач.

Первый этап: определение целей моделирования. Эти цели могут быть различными:

• Понимание – модель нужна для того, чтобы понять, как устроен конкретный объект

• Управление – модель нужна для того, чтобы научиться управлять объектом или

• Прогнозирование – модель нужна для того, чтобы прогнозировать прямые и косвенные последствия реализации заданных способов и форм воздействия на объект.

Второй этап: определение входных и выходных параметров модели; разделение входных параметров по степени важности влияния их изменений на выходные. Такой процесс называется ранжированием, или разделением по рангам.

Третий этап: построение математической модели. На этом этапе происходит переход от абстрактной формулировки модели к формулировке, имеющей конкретное математическое представление.

Четвертый этап: выбор метода исследования математической модели.

Пятый этап: разработка алгоритма, составление и отладка программы для ЭВМ

Шестой этап: тестирование программы

Седьмой этап: вычислительный эксперимент, в процессе которого выясняется, соответствует ли модель реальному объекту или процессу