Модель, как отражение существенных свойств реального объекта. Виды моделей. Методы описания моделей, свойства моделей
4. Моделирование поведения
Методы описания моделей
Презентация "Методы описания моделей. Типы моделей" 7 класс. Презентация "Типы информационных моделей". Конспект урока "Понятие модели и моделирование. Типы моделей" 9 класс. Типы моделей баз данных" 9 класс. Конспект урока "База данных. Конспект урока "Моделирование как способ научного познания. Презентация "Основные типы информационных моделей". Ширина блока px Скопируйте этот код и вставьте себе на сайт. Core UI functions for pdf2htmlEX Copyright , Lu Wang and other contributors https: Информатика 7 клас с. Методы описани я моделей. Учащиеся смогу т описать объект с помощью разли чных информа ционных. Применяемые м етоды и подх оды: Если вы по у трам с радостью и дёте в школу , помашите правой рукой. Если вы цен ите в людях честность и п орядочность, помаш ите левой ру кой. Если вы у верены в своих силах т опните ногой. Если вы считает е, что мы должн ы уважать права л юдей, независ имо от их. Если вы ве рите, что будущее наше й страны зависит от в ас, возьмитесь за. Ну что же мне очень хочется ве рить. Насту пивший год — год 25 - летия Независимости на шей страны, если. Спасибо реб ята, присаживайтесь. Введение в тему 2 мин. Нашей Р одиной является п рекрасная ст рана, Респ ублика. Это — ве ликое госуда рство с богатой исто рией, древней ку льту рой. Символом К азахстана можно считать нашу. Посмотрите , какие прекрасные з дания возведены в нашей столице. Ребята, а как вы думаете что нужно сде лать прежде чем п остроить такие. Составить проект бу дущего здания. Прав ильно создать мо дель будущего зда ния. Как вы ду маете ребята, какую т ему мы с вами сегодня будем изучать? Мы сегодня пр одолжим знакомство с моделями,. Тема нашего у рока: Ребята , а кто мне ск ажет что такое м одель? В каких слу чаях создаются м одели? II I Актуализаци я знаний. А сейчас ребята, о цените дру г друга согласно критериям в л исте оценивания. Деление н а группы. А сейчас ребята п одойдите пожалу йста ко мне, начи нается Броуновск ое. Дети вд вигаются беспоря дочно. А то мы соединяются в. Атомы разъ единились, прод олжаем движение. Атомы соединяютс я в молеку лы по три. Дети соеди няются по три чел овека. Таким образ ом , ребята у в ас образовалось 4 гру ппы. Прошу сесть за парты. Изучение нов ого материала. Общее время 23 минуты. Ребят а вы знакомы с д анной стратегие й. Прошу распре дел ить. Я напом ню в течение 5 мину т каждый из вас инд ивидуально изу чает. Сейчас ребята в ы должны объе диниться в новые гру ппы. Пожалу йста, те кто. Таким образом , у нас образ овалось три групп ы. Теперь в течен ие 8 минут в новых г руппах каждый начин ая с первой гру ппы. Итак ребята , время отведённое на обсуждение истекло. Сейчас каждой их групп предлаг аю создать совместн ый проект по новой. Одна группа за щищает свой. На интерактивн ой доске дописать. Ученик это не сосуд который нужно нап олнить, а факел котор ый. После того как вы поделитесь материалом внизу появится ссылка для скачивания. Презентация "Информация, человек и компьютер" 2 класс Презентация "Поиск, редактирование и вставка графического объекта. Предметы Алгебра Английский язык Биология География Геометрия ИЗО Информатика История Литература Математика Музыка МХК Начальная школа ОБЖ Обществознание Окружающий мир ОРКСЭ Педагогика Русский язык Технология Физика Физкультура Химия Экология. Похожие материалы , Типы моделей" 7 класс , Типы моделей" 9 класс , Типы моделей баз данных" 9 класс ,
6. Методы и модели описания систем. Методы описания систем делятся на качественные и количественные. В качественных методах основное внимание уделяется: - презентация
При создании программной системы недостаточно ответить на вопросы что делает система? Ответ на этот вопрос дает модель поведения. Таким образом, мы приходим к следующему определению. Существует множество способов описания алгоритмов, каждый из них имеет свои достоинства и недостатки, и предназначен для применения в различных ситуациях. Например, при описании алгоритмов, которые предназначены для выполнения компьютером, используются языки программирования, но для описания алгоритмов, выполняемых человеком, языки программирования неудобны и применяются другие способы. Средства моделирования поведения в UML, ввиду разнообразия областей применения языка, должны удовлетворять набору различных и частично противоречивых требований. Перечислим некоторые из них. Но если принять во внимание сразу все противоречивые требования, то, по нашему мнению, следует признать, что на сегодняшний день UML является решением, очень близким к оптимальному. Тем самым, эволюция средств описания поведения уже имеет место, и этот процесс, очевидно, будет продолжаться! Эта несложная конструкция оказывается применимой для адекватного описания очень многих ситуаций. Автоматные преобразования и родственные им конструкции используются очень часто при компьютерной обработке текстов, например, в регулярных выражениях. Такого рода описание оказывается очень полезным на практике. Например, подавляющее большинство реальных устройств дискретного управления прекрасно описываются конечными автоматами. Другим примером может служить графический интерфейс пользователя в обычных приложениях. Такого рода программные системы часто называют реактивными reactive. Одна из самых популярных моделей вычислимости — машина Тьюринга — фактически является расширением модели конечного автомата, в которой допускается чтение и запись информации в потенциально бесконечную память. В настоящее время общепринятым является тезис Чёрча—Тьюринга — фундаментальное утверждение, высказанное Алонзо Чёрчем и Аланом Тьюрингом в середине х годов. В самой общей форме оно гласит, что любая интуитивно вычислимая функция может быть вычислена некоторой машиной Тьюринга, и таким образом, понятие машины Тьюринга равнообъемно понятию алгоритма. Конечный автомат потому и называется конечным, что может "помнить" только конечное число шагов — не больше, чем число состояний в автомате. Машину Тьюринга "выручает" бесконечная лента — на ней можно запомнить все, что нужно. Обычно при применении конечных автоматов используют некоторые дополнительные соглашения, которые не меняют сути дела и принимаются для удобства. Во-первых , сразу выделяют одно состояние, которое считается начальным обычно ему дают номер 0 или 1. Инициальный автомат всегда начинает работу в одном и том же состоянии, поэтому специально это состояние указывать не нужно. Автомат называется автоматом Мура , если функция выходов зависит только от состояния. Очевидно, что автомат Мура является частным случаем автомата Мили. Более того, нетрудно показать, что введением дополнительных состояний любой автомат Мили может быть преобразован в эквивалентный автомат Мура. Можно рассматривать и комбинированный вариант, когда определена как функция выходов, так и функция пометок, причем, может быть, частично. В-третьих , иногда выделяют одно или несколько состояний, которые называются заключительными. Заключительное состояние не является полноценным состоянием, поскольку для него не имеет смысла определять функции переходов и выходов, поэтому заключительное состояние считают псевдосостоянием. Иногда используются еще два термина, связанные с состояниями. Состояние называется тупиковым , если автомат не может покинуть это состояние, то есть, не определены переходы, ведущие в другие состояния. Состояние называется недостижимым , если автомат не может попасть в это состояние, то есть, не определены переходы, ведущие в это состояние из других состояний. Три перечисленных выше соглашения используются в UML. Однако этим не исчерпывается список возможных модификаций конечных автоматов. Мы перечислим некоторые, в том числе достаточно экстравагантные, хотя они и не применяются в UML. Первая модификация является стандартным приемом в синтаксическом анализе. Автомату вообще не назначается функция выходов, только функция переходов. При этом среди состояний выделяется подмножество допускающих состояний остальные состояния, соответственно, считаются недопускающими. Если на вход такому автомату подать последовательность входных символов анализируемое слово , то в конце работы автомат окажется в каком-то состоянии допускающем или недопускающем. В первом случае говорят, что автомат допустил входное слово, а во втором — отверг. Такой автомат называется распознавателем , поскольку он распознает среди всех слов множество допустимых, то есть распознает некоторый язык. Действительно, первые результаты и первые применения теории автоматов были получены именно в синтаксическом анализе. Но потом появились другие результаты и другие области применения. Вторая модификация состоит в том, чтобы рассматривать сети взаимодействующих конечных автоматов. Идея состоит в том, чтобы из элементарных автоматов строить более сложные конструкции. Элементарными можно считать автоматы, имеющие одно состояние. При построении сетей рассматриваются следующие основные типы соединения автоматов: Использование "мгновенной" обратной связи когда выходной символ является одновременно и входным может приводить к логическим парадоксам, поэтому в обратную связь включают "задержку": Довольно неожиданным может показаться следующий факт: Впрочем, верно и обратное утверждение: Можно пойти дальше за обозначенные и хорошо исследованные рамки и рассмотреть случай, когда состояния одного автомата являются входными символами других автоматов эти другие автоматы "слушают", или "наблюдают", исходный автомат. Еще вариант — выходные символы одного автомата являются состояниями другого автомата. Третья модификация , которую мы хотим обозначить, состоит в том, чтобы рассматривать переходы и иногда выходы не как однозначные функции состояний и входов, а как многозначные отношения. На первый взгляд такая конструкция кажется неустойчивой и даже невозможной, но это впечатление обманчиво. Теорема детерминизации утверждает, что для любого недетерминированного конечного автомата существует эквивалентный ему детерминированный. Идея конструктивного доказательства этой теоремы проясняет ситуацию. Остается только заменить многозначные переходы из одного подмножества старых состояний в другое подмножество однозначными переходами из одного нового состояния в другое. Отсюда видно, что недетерминированное описание поведения может быть экспоненциально короче детерминированного описания того же самого поведения. В данном контексте в недетерминированном поведении нет ничего случайного или неопределенного. Количество рассмотренных и детально исследованных! Нас интересует, почему теория конечных автоматов была использована авторами UML в качестве средства моделирования поведения. По нашему мнению, основных причин три:. Теоретическая причина интереса к конечным автоматам и их модификациям заключается в следующем. Для всех универсальных способов задания алгоритмов моделей вычислимости справедлива теорема Райса: Поясним формулировку этой теоремы. Вычислимой называется функция, для которой существует алгоритм вычисления. Нетривиальным называется такое свойство функции, для которого известно, что существуют как функции, обладающие данным свойством, так и функции, им не обладающие. Массовая проблема называется алгоритмически неразрешимой, если не существует единого алгоритма ее решения для любых исходных данных. Например, "быть периодической" — нетривиальное свойство функции. Теорема Райса утверждает, что не существует такого алгоритма, который по записи алгоритма вычисления функции определял бы, периодическая эта функция или нет. В частности, алгоритмически неразрешимыми являются все интересные вопросы о свойствах алгоритмов, например:. Этот список можно продолжать неограниченно: Значит ли это, что вообще все неразрешимо и про алгоритмы ничего нельзя узнать? Если дана конкретная запись алгоритма, то путем ее индивидуального изучения, скорее всего, можно установить наличие или отсутствие нужных свойств. Речь идет о том, что невозможен единый метод, пригодный для всех случаев. Обратите внимание, что теорема Райса справедлива в случае использования любой, но универсальной модели вычислимости способа записи алгоритмов. Если же используется не универсальная модель вычислимости, то теорема Райса не имеет места. Другими словами, существуют подклассы алгоритмов, для которых некоторые важные свойства оказываются алгоритмически разрешимыми. Конечные автоматы являются одним из важнейших таких подклассов. С одной стороны, данный формализм оказывается достаточно богатым, чтобы выразить многие практически нужные алгоритмы примеры см. В частности, проблемы эквивалентности и остановки для автоматов эффективно разрешимы. В случае использования универсального языка программирования мы не можем автоматически убедиться в правильности программы: Историческая причина популярности конечных автоматов состоит в том, что данная техника развивается уже достаточно давно и теоретические результаты были с успехом использованы при решении многих практических задач. В частности, системы проектирования, спецификации и программирования, основанные на конечных автоматах и их модификациях, активно развиваются и применяются уже едва ли не полвека. Особенно часто конечные автоматы применяются в конкретных предметных областях, где можно обойтись без использования универсальных моделей вычислимости. В результате очень многие пользователи, инженеры и программисты хорошо знакомы с конечными автоматами и применяют их без затруднений. Мы не готовы дать исчерпывающий обзор предметных областей, где применяются конечные автоматы, и ограничимся одним достаточно показательным примером. Еще одна историческая причина популярности конечных автоматов состоит в том, что разработано несколько вариантов нотации для записи конечных автоматов, которые оказались весьма наглядными и удобными. Оставляя в стороне формульную запись и другие математические приемы, приведем два способа описания конечных автоматов, которые с первого взгляда понятны буквально любому человеку. Рассмотрим пример, речь в котором пойдет об автомате, который вычисляет натуральное число, следующее по порядку за данным, по представлению данного числа в позиционной двоичной системе счисления. Входной и выходной алфавиты состоят из символов 0 , 1 и s пробел. Автомат имеет три состояния, которые для ясности мы назовем "начальное", "перенос" и "копирование". На вход автомата символы поступают в обратном порядке, то есть сначала 1 , затем 0 , 1 и 0. Изначально автомат находится в состоянии "начальное" и при поступлении первого входного символа 1 переходит в состояние "перенос", передавая на выход 0 первая строка, третий столбец. Далее на вход поступает 0 и автомат из состояния "перенос" переходит в состояние "копирование" вторая строка, второй столбец. Обработку двух последних входных символов оставим в качестве упражнения для читателя. Автомат изображается в виде диаграммы ориентированного графа, узлы которого соответствуют состояниям и помечены символами алфавита состояний, а дуги называются переходами и помечены символами входного и выходного алфавита следующим образом. Такой граф называется диаграммой состояний-переходов. На следующем рисунке приведена диаграмма графа состояний-переходов для примера, заданного предыдущей таблицей. В некоторых типичных задачах программирования автоматы уже давно используются как главное средство. Мы опять уклонимся от исчерпывающего обзора, ограничившись одним примером. В задачах синтаксического разбора при трансляции и интерпретации языков программирования использование автоматов являются основным приемом. Само развитие теории конечных автоматов во многом шло под влиянием потребностей решения задач трансляции. К настоящему времени можно сказать, что эти задачи решены, и соответствующие алгоритмы разработаны и исследованы. В процессе применения в программировании автоматная техника обогатилась рядом приемов, которые не совсем укладываются в исходную математическую модель, но очень удобны на практике. Смысл добавления состоит в следующем: Если процедура реакции ничем не ограничена, например, может читать и писать в потенциально бесконечную память, то конечный автомат превращается, фактически, в универсальную модель вычислимости подобную машине Тьюринга. При этом, разумеется, утрачиваются теоретически привлекательные свойства разрешимости, однако программировать с помощью процедур реакции очень удобно. Разработаны и различные промежуточные варианты: Магазинные автоматы позволяют запрограммировать существенно более широкий класс алгоритмов и в то же время сохраняют некоторые из важнейших теоретических преимуществ. Наконец, важным практическим обстоятельством является тот факт, что автоматы очень легко программируются средствами обычных языков программирования. A, B, … Z можно получить с помощью функции get. В таком случае можно использовать код следующей структуры:. Итак, сотрудник в организации, очевидно, может находиться в различных состояниях: При переводе с одной должности на другую сотрудник остается в штате. И, наконец, сотрудник может быть уволен. Если такая таблица кажется недостаточно информативной и наглядной, то эту информацию можно представить в форме диаграммы состояний-переходов. На следующем рисунке приведена соответствующая данному случаю диаграмма автомата в нотации UML. Обратите внимание, что диаграмма на данном рисунке содержит меньше информации по сравнению с соответствующей таблицей. Предыдущие два параграфа могут создать впечатление, что конечные автоматы — единственный теоретический механизм, который используется для моделирования поведения. Это не совсем так. Конечные автоматы и их многочисленные модификации действительно используются чаще всего, но есть и другие формализмы, которые также применяются на практике, в том числе и в UML. Известно множество различных модификаций сетей Петри, предложенных для решения конкретных задач. Мы рассмотрим самый простой вариант. В этом варианте сеть Петри определяется как ориентированный двудольный граф , имеющий вершины двух видов, которые называются позиции и переходы. На диаграмме позиции обычно изображаются в виде небольших кружков, а переходы в виде горизонтальных черточек. Для сети Петри определяется понятие маркировки , которая сопоставляет каждой позиции неотрицательное целое число. На диаграмме маркировка обозначается с помощью маленьких черных кружков, которые помещаются внутрь позиций. Разные авторы называют эти кружки по-разному: У каждого перехода в сети Петри есть некоторое количество может быть ноль входных позиций из которых дуги ведут в переход и некоторое количество может быть ноль выходных позиций в которые дуги ведут из перехода. Переход в сети Петри называется разрешенным , если все его входные позиции не пусты т. Любой разрешенный переход может сработать. В результате срабатывания перехода маркировка всех входных позиций уменьшается на 1 , а маркировка всех выходных позиций увеличивается на 1. На диаграмме количество маркеров во входных позициях уменьшается, а в выходных — увеличивается. В результате срабатывания перехода маркировка сети Петри изменяется: Сеть Петри является удобным формализмом для описания поведения, в особенности асинхронного, параллельного и недетерминированного. Рассмотрим, например, простую вычислительную систему процессор , последовательно обрабатывающую задания, которые поступают во входную очередь. Когда процессор свободен и во входной очереди имеется задание, оно обрабатывается процессором, а затем выводится в выходную очередь. На следующем рисунке приведена сеть Петри, моделирующая эту систему. По сравнению с конечными автоматами сети Петри обладают рядом особенностей, которые объясняют их широкое применение для моделирования параллелизма. Прежде всего, сети Петри асинхронны — в них отсутствует понятие времени. Время срабатывания и относительный порядок срабатывания разрешенных переходов никак не указываются. Тем не менее, сама структура сети позволяет в некоторых случаях отвечать на важнейший вопрос: Далее, в сетях Петри очень наглядно и четко моделируется параллелизм переходы, входные позиции которых не пересекаются, параллельны , конфликты переходы, входные позиции которых пересекаются, конфликтуют , тупики переходы, которые не разрешены в данной маркировке и всех достижимых из нее и т. Наконец, теория сетей Петри за последние десятилетия была разработана достаточно глубоко и детально, чтобы давать ответы на многие трудные вопросы практического параллельного программирования. Основной механизм сетей Петри дает повод упомянуть одну важную теоретическую идею, которая хотя и не образует отдельного формализма, но иногда бывает очень полезна для моделирования поведения как в UML, так и в других случаях. Заметим, что переход в сети Петри может сработать, если все его входные позиции не пусты — в них что-то есть. Никто снаружи "не подталкивает" переход к срабатыванию — переход "сам" определяет, что есть условия для его срабатывания. Сопоставим это с механизмом процедур функций, действий и т. В каких случаях срабатывает процедура? Второй случай — процедура является процедурой реакции на события. Эти два случая исчерпывают возможности обычных процедурных языков программирования. Но возможен еще и третий случай: Такое срабатывание не является характерным для распространенных языков программирования, но вызывает наибольшие человеческие симпатии у авторов. Действительно, первый случай — работа выполняется "из-под палки", второй — работа выполняется потому, что что-то случилось, третий — работа выполняется потому, что ее можно выполнить. В UML предусмотрено несколько различных средств для описания поведения. Выбор того или иного средства диктуется типом поведения, которое нужно описать. Заметим, что полного взаимно-однозначного соответствия между выделенными группами и каноническими диаграммами UML не наблюдается. Действительно, если первые две группы средств однозначно отображаются диаграммами автомата и диаграммами деятельности, то для описания последовательности сообщений применяется несколько различных типов диаграмм, а описание параллельного поведения "размазано" по всем типам канонических диаграмм. Рассмотрим эти четыре группы средств в целом, "с высоты птичьего полета", не углубляясь пока в детали нотации и семантики. При использовании объектно-ориентированного подхода, программная система представляет собой множество объектов, взаимодействующих друг с другом. При этом возможна ситуация, когда поведение некоторых объектов разумно рассматривать в терминах их жизненного цикла, то есть текущее поведение объекта определяется его историей. Для описания такого поведения используется конечный автомат, который изображается посредством диаграммы автомата. При этом состояния конечного автомата соответствуют возможным состояниям объекта, т. Диаграммы автомата можно использовать для описания жизненного цикла не только объектов — экземпляров отдельных классов, но и для более крупных конструкций, в частности, для всей модели приложения или, напротив, для гораздо более мелких элементов — отдельных операций. Поток управления и поток данных. Надо отметить, что в любом поведении в той или иной мере присутствует поток управления, только не всегда он описывается явно. Если программа представляет собой просто последовательность операторов так называемая линейная программа , то операторы в программе выполняются по очереди в естественном порядке от начала к концу. В этом случае поток управления просто совпадает с последовательностью операторов в программе. Однако обычно это не так. Во-первых, на поток управления оказывают влияние различные управляющие конструкции: Во-вторых, в большинстве практических систем программирования используется понятие подпрограммы: Аналогичная ситуация возникает при синхронном обмене сообщениями между взаимодействующими в программе объектами. Если поток управления представляет собой последовательность элементарных шагов, требуемых для выполнения отдельного метода или реализации сложного варианта использования, то для его описания удобно использовать диаграммы деятельности. К сожалению, средства описания потока данных в UML 1 достаточно скудны. Прежде всего, это так называемые объекты в состоянии см. В UML 2 ситуация несколько улучшилась и потоки данных стали равноправны с потоками управления на диаграмме деятельности. Взаимодействие нескольких программных объектов между собой описывается диаграммами взаимодействия в одной из двух практически эквивалентных форм диаграммой коммуникации и диаграммой последовательности. Для объектно-ориентированной программы поведение, прежде всего, определяется взаимодействием объектов, посредством передачи сообщений, поэтому диаграммы данного типа имеют столь большое значение при моделировании поведения в UML. Именно диаграммы взаимодействия претерпели наибольшее расширение и усовершенствование в UML 2 по сравнению с UML 1. Касательно представления потоков управления в UML остается сказать, что в реальных программных системах потоков управления может быть несколько. Все типы поведенческих диаграмм умеют в той или иной степени отражать данный факт. Диаграммы автомата в качестве событий для инициализации процесса перехода объекта из одного состояния в другое могут использовать события, являющиеся асинхронными, то есть возникающими в другом потоке управления, нежели тот, в котором "живет" моделируемый объект. На диаграммах деятельности могут использовать специальные конструкции см. Диаграммы взаимодействия также имеют в своем арсенале подобные конструкции см. На уровне метамодели UML у сущности класс class существует атрибут isActive , принимающий значения true или false. Если значение этого атрибута равно true , то класс называют активным active class , и объект такого класса имеет собственный поток управления см. По умолчанию значение данного свойства равно false и класс называют пассивным passive class. Мастер-класс "Анализ предметных областей". Моделирование на уровне ролей и экземпляров классификаторов 4. Модели поведения При создании программной системы недостаточно ответить на вопросы что делает система? Конечные автоматы Конечным автоматом Мили называется совокупность пяти объектов: Автомат с выделенным начальным состоянием называется инициальным. Автомат, имеющий одно состояние, называется комбинационным. Сеть интерпретатора конечного автомата. Применение автоматов Количество рассмотренных и детально исследованных! По нашему мнению, основных причин три: В частности, алгоритмически неразрешимыми являются все интересные вопросы о свойствах алгоритмов, например: Вычисляют ли они одну и ту же функцию или нет? Завершает ли этот алгоритм свою работу при любых исходных данных или нет? Ниже приведена таблица соответствующего конечного автомата. Жизненный цикл сотрудника в ИС ОК. Сети Петри Предыдущие два параграфа могут создать впечатление, что конечные автоматы — единственный теоретический механизм, который используется для моделирования поведения. Средства моделирования поведения В UML предусмотрено несколько различных средств для описания поведения. Мы разделили все средства моделирования поведения в UML на четыре группы описание поведения с явным выделением состояний; описание поведения с явным выделением потоков данных и управления; описание поведения как последовательности сообщений во времени; описание параллельного поведения.
Образец заявления на неустойку по алиментам
Сколько стоит поехать на кубу
Как сделать петельки на шторы вручную
Основные черты права древнего египта кратко
Официальный курс рубля к тенге