Startuj z nami!

www.szkolnictwo.pl

praca, nauka, rozrywka....

mapa polskich szkół
Nauka Nauka
Uczelnie Uczelnie
Mój profil / Znajomi Mój profil/Znajomi
Poczta Poczta/Dokumenty
Przewodnik Przewodnik
Nauka Konkurs
uczelnie

zamów reklamę
zobacz szczegóły
uczelnie
PrezentacjaForumPrezentacja nieoficjalnaZmiana prezentacji
Modelowanie systemów informatycznych

Od 01.01.2015 odwiedzono tę wizytówkę 5320 razy.
Chcesz zwiększyć zainteresowanie Twoją jednostką?
Zadzwoń do Nas!* - tel. 606-...-... ->>>
* szkolnictwo.pl - najpopularniejszy informator edukacyjny - 1,5 mln użytkowników miesięcznie



Platforma Edukacyjna - gotowe opracowania lekcji oraz testów.



 

Opracowanie – HANNA GŁOS
Nauczyciel informatyki w szkole podstawowe nr2
w Lublinie
Opracowanie w oparciu o literaturę:
M. Bazewicz, „Metody i techniki reprezentacji wiedzy w projektowaniu systemów”

Opisując temat: MODELOWANIE SYSTEMÓW INFORMATYCZNCH skupiłam się na następujących problemach:
1. Przedmiot modelowania - wstęp
2. Cele i pojęcie modelowania
3. Funkcje modelowania w systemie informatycznym
4. Formy modelowania
5. Rola modelowania konceptualnego i fizycznego
6. Taksonomia technik modelowania
7. Opisy modelowania. Cele opisu
8. Języki formalnej specyfikacji - Pojęcie specyfikacji
9. Podsumowanie

PRZEDMIOT MODELOWANIA - WSTĘP
W obecnych czasach każdy człowiek, niezależnie od pełnionej roli w życiu codziennym, posługuje się reprezentacją wiedzy. Robi to w świadomej lub nieświadomej konfrontacji z rzeczywistością. Taki proces polegający na wymianie informacji stale towarzyszy egzystencji człowieka i dokonuje się za pomocą różnych technologii.
Wraz z rozwojem technologicznej integracji mechanizmów komputerowej komunikacji i reprezentacji wiedzy coraz większego znaczenia nabierają metody modelowania funkcji operacyjnych, symulacyjnych i semiotycznych.
Rozwój techniki modelowania w informatyce zmierza w kierunku doskonalenia adekwatności i kreatywności odwzorowań określonej rzeczywistości. Postęp w tej dziedzinie zależy od możliwości dokonywania efektywnych transformacji procesów i struktur informacyjnych.
Procesy te odnoszą się do reguł oraz do faktów stosowanych w deklaratywnej reprezentacji wiedzy w systemach informatycznych. Szczególną rolę odgrywa transformacja procesów informacyjnych, które występują w komunikacji między logicznymi warstwami architektury systemu a jego otoczeniem. Służy ona wymianie informacji, zwłaszcza rozproszonych i funkcjonalnie otwartych systemach informatycznych.

CELE I POJĘCIE MODELOWANIA
MODEL – z łac. Modulus; oznacza miarę lub wzór, czyli przedmiot będący wzorem lub kopią określonego przedmiotu.
MODELOWANIE - jest syntezą postrzeganej rzeczywistości, zaś jego rezultatem może być informacja.
MODELOWANIE - jest postępowaniem mającym na celu odwzorowanie i transformacje pewnej myśli lub obserwowanych zachowań rzeczywistości, które może wspierać:
- zbieranie informacji o określonych obiektach i procesach postrzeganego środowiska,
- wiedzę o funkcjach, zachodzących i wartościujących operacyjność abstrakcyjnych lub rzeczywistych systemów.
Modelowanie wspiera wiedzę i motywuje myślowe wyobrażenia o możliwych następstwach przyszłości. Umożliwia ponadto sprawdzenie wiarygodności i realności celów systemu względem wartości i oczekiwań środowiskowych oraz skuteczności technologicznej w aspekcie:
- funkcjonalnym (mechanizmy)
- czasowym (procesy zachowań)
- strukturalnym (obiekty)
- społecznie i gospodarczo- użytkowym (informacje i wiedza).
MODELOWANIE – stanowi podstawę podejmowania decyzji zwłaszcza strategicznych, taktycznych, operacyjnych i projektowych.
W toku modelowania wyróżniamy dwa etapy:
- tworzenie lub budowa
- walidacja i stosowanie (transformacja) modelu.
W informatyce należy tak dużo modelować, czyli jak najdłużej posługiwać się pracą ludzkiego umysłu aż możliwość zaspokojenia potrzeb informatycznych będzie wystarczająca.
W nauce panuje obecnie przekonanie, ze nowoczesne technologie pracy umysłowej i informacyjnej wymagają licznych oraz złożonych transformacji myślowych, wyobrażeń modelowych i przekształceń procesów informacyjnych w postaci wewnętrznych działań na procesy decyzyjne zewnętrzne, wyrażane ostatecznie reprezentowaną wiedzą.

FUNKCJE MODELOWANIA W SYSTEMIE INFORMATYCZNYM
Modelowanie informacyjnych i umysłowych procesów w systemie informatycznym obejmuje funkcje transformacji, których zadaniem jest wartościowe odwzorowanie następujących czynności:
- pozyskiwania informacji i (lub wiedzy)
- przekształcenia informacji lub danych na określone formy lub symbole
- kontroli prawidłowości informacji i poprawności formy
- określenia celów i kreowania motywacji dalszego stosowania rozwiązań lub decyzji
- zmiany form, treści i wartości prezentacji danych, informacji i wiedzy
- przekazywania wiedzy, informacji lub danych, z jednej lokalizacji do drugiej
- komunikacji między ludźmi
- zapamiętania i gromadzenia informacji, danych lub wiedzy
- zarządzania oraz integrowania informacji, danych i wiedzy
- pielęgnowania informacji (pod kątem ich wiarygodności i aktualności)
- przetwarzania danych, informacji
- prezentacji danych, informacji i wiedzy
- zabezpieczenia danych i informacji
- ochrony danych, informacji i programów (jako produktów).
Modelowanie obejmuje:
- elementy: od abstrakcyjnych do realnych
- procesy informacyjne: od myślowych do fizycznych
- systemy: od logicznie abstrakcyjnych, informacyjnych i infologicznych do fizycznych (komputerowe, elektroniczne, mechaniczne itp).

FORMY MODELOWANIA
Ogólnie rozróżnia się dwie zasadnicze formy i sposoby odwzorowywania atrybutów i mechanizmów określonej rzeczywistości ma postać systemu informatycznego.
Wyróżniamy modelowanie:
a. Modelowanie konceptualne i logiczne – dokonywane za pomocą logicznych formuł odwzorowywania wielkości i wartości logicznych.
b. Modelowanie fizyczne i sieciowe – umożliwia odwzorowywanie przestrzennych, czasowych, strukturalnych, funkcjonalnych i technologicznych, najważniejszych aspektów powiązań informacyjnych rzeczywistości. Przedmiotem odwzorowania są wielkości informatyczne, zwane plikami, których poszczególne zadania są formą i treścią. Dla wyrażania poszczególnych aspektów mogą być wprowadzone różne grafy, matryce lub modele przepływu, reprezentacje sieciowe. Ograniczeniem w modelowaniu fizycznym integrującym lub sieciowym są wielkości kosztów fizycznej realizacji modelu oraz przestrzenna i czasowa złożoność modelowanych systemów.

ROLA MODELOWANIA KONCEPTUALNEGO I FIZYCZNEGO
Modelowanie fizyczne, jest często stosowane w rozwiązywaniach technicznych realizowanych na niższych warstwach fizycznego poziomu architektury systemu. Wyższe warstwy logiczne systemu są zdominowane różnorodnego typu modelami konceptualnymi, realizowanymi w logice dedukcyjnej i wnioskowania indukcyjnego.
Szybki rozwój inżynierii oprogramowania spowodował duży wzrost ilościowy oraz zróżnicowanie modeli konceptualnych w informatyce. Mutacje modeli konceptualnych różnią się przede wszystkim rodzajem języka opisu, symbolizacją oraz formą prezentacji. Są to modele tworzone w logice dedukcyjnej, za pomocą języków formalnych. Języki programowania ciągle są modyfikowane. Najbardziej skuteczne i wiarygodne są w sensie projektowym: modele hybrydowe, modele konceptualno – fizyczne, energetyczne oraz informacyjne (usługowe).

TAKSONOMIA TECHNIK MODELOWANIA
Klasyfikacja modeli:
- matematyczne (dedukcyjne)
- teorie (teoriomnogościowe, sformalizowane)
- odwzorowujące rzeczywistość:
a. wizualne, obrazowe (ikoniczno – materialne)
b. eksperymentalne (fizyczne, symulacyjno – walidacyjne)
c. abstrakcyjne:
- semiotyczne: informacyjne, komunikacyjne (języki), reprezentacji, deklaratywne, proceduralne, czasowo – przestrzenne, predykatowo – obiektowe, pojęciowe, ekspertowe, symulacyjne, kognitywne
- operacyjno – procesowe: wykrywające, wyjaśniające, prognostyczne, decyzyjne, dynamiczne
- strukturalne: taksonomiczne, opisowe, wyjaśniające, ujęciowe, statyczne.

OPISY MODELOWANIA. CELE OPISU
Aby zrozumieć istotę opisu, należy wyróżnić trzy strukturalnie różne poziomy, których właściwości odnoszą się do skali odwzorowań i do treści opisów:
- poziom rzeczywistości, materialno – energetyczny, informacyjny
- poziom opisów i modelu, konceptualny (abstrakcyjny, formalny)
- poziom pomocniczych środków i technik opisów (narzędzi)
Opisywanie rzeczywistości w języku naturalnym może utrudniać wyraźne rozgraniczanie wymienionych trzech poziomów. Opisy mogą być kompleksową lub materialnie szczegółową reprezentacją językowych wyrażeń lub wypowiedzi.
Ogólnie można powiedzieć, że opisy służą komunikacji (autorów, czytelników) z (producentami, użytkownikami). Opisy są najczęściej formułowane za pomocą odpowiedniego języka, który z racji swej roli jako język komunikacji opisu rozpatruje semiotyczne punkty widzenia: syntaktyki, semantyki, pragmatyki.
SYNTAKTYKA opisu zajmuje się formą co odnosi się do rodzaju prezentacji i do określania nierozłączności struktury sytemu lub modelu. Wyróżniamy dwie formy prezentacji opisu:
- tekstowa, posługuje się ciągiem znaków
- graficzna, wykorzystuje dwuwymiarowe powiązania między znakami i umożliwia przestrzenne rozpoznawanie pewnej modelowej rzeczywistości.
SEMANTYKA zajmuje się znaczeniem lub zawartością opisu. Określa się je za pomocą:
- opisu wycinka rzeczywistości
- przyjętych w rozważaniach aspektów i kontekstów
- poziomu przyjętej abstrakcji.
Semantycznie pojmowana jakość danego opisu wyraża się przez:
- zupełność uchwycenia dokonanego opisu określonego fragmentu
- dokładność ujęcia i opisu
- kompatybilność (związana z fragmentem rzeczywistości)
- kompatybilność reprezentacji z opisami rozpatrywanego fragmentu w różnych punktach czasu.
PRAGMATYKA zajmuje się sensem i celem opisu rzeczywistości oraz racjonalnością sposobu, kosztu i zakresu dokonywanego opisu.
Opisy są dokonywane dla wszystkich faz cyklu życia systemu a także dla różnych celów.
Jeżeli celem opisu jest opracowanie modelu określonego środowiska informacyjnego oraz jego transformacja na postać lub formę odpowiadającą potrzebom implementacji projektu systemu informatycznego, to jedną z miar wartości może być ilościowa ocena kosztu projektu z punktu widzenia niedokładności rozwiązań lub odwzorowań na skutek np: pomijania oceny w niektórych fazach projektu, będących składowymi metodologii określonego cyklu projektowego.

JĘZYKI FORMALNEJ SPECYFIKACJI – POJĘCIE SPECYFIKACJI
SPECYFIKACJA – wiąże się z analizą systemu lub jego modelu, obiektu, procesu itp. Ważnymi elementami specyfikacji są:
- dekompozycja (strukturalna i funkcjonalna),
- klasyfikacja definiowana miarami i wartościami, parametryzacja wielkości charakteryzujących obiekty i powiązania (funkcje).
Celem specyfikacji jest uściślenie i kategoryzowanie roli oraz atrybutów wielkości, charakteryzujących określone odwzorowanie.
Przez formalną specyfikację rozumie się taki rodzaj specyfikacji, w której aspekty syntaktyczne i semantyczne mogą być wyrażane w sposób sformalizowany i symboliczny. W przypadku takiej specyfikacji można podczas wcielania modeli lub projektów posługiwać się takimi transformacjami, które zachowują niezmienność aspektów semantycznych.
Pojęcie specyfikacja oznacza wyszczególnienie, wyliczanie czegoś lub sporządzanie szczegółowych wykazów, np: elementów, relacji, funkcji, parametrów operacyjnych urządzeń.
Zastosowanie specyfikacji w projektowaniu systemów informatycznych odnosi się do różnych faz cyklu projektowego i dotyczy specyfikacji takich obszarów jak:
- wymagań użytkowych, koncepcji projektu i planu jego realizacji oraz binarnej implementacji,
- strukturalnych koncepcji systemu, kombinacji rozwiązań i parametryzacji wielkości,
- operacyjności semantyki w aspekcie algebraicznej specyfikacji złożoności struktur, np. problemy P-N-P,
- zdolności wyrażania i wymiarowania specyfikowanych koncepcji, np w zakresie reprezentacji wiedzy,
- interpretacji algebraicznie specyfikowanych wielkości w zakresie działalności bibliotecznej, wydawniczej, magazynowej, rozkładów lotów, nauczaniu itp.
Język formalnej specyfikacji ogranicza się do wyrażeń syntaktycznych, przedstawianych w postaci symbolicznej. Językami takimi stosowanymi na potrzeby informatyki mogą być: SDL, LOTOS, ESTELLE i inne mutacje języków programowania:
1. Język SDL: polega na modelowaniu procesów za pomocą maszyny abstrakcyjnej, orientowaniu na specyfikę komunikujących się procesów. W języku tym mogą być opisywane hierarchie struktur i wielopoziomowe procesy przepływu informacji, mogą być wykorzystywane formy graficzne i tekstowe.
2. Język LOTOS: wywodzi się z podejścia Milnera i polega na rachunku komunikujących się procesów. Służy on specyfikowaniu się procesów występujących w rozproszonych systemach informatycznych.
3. Język ESTELLE: jest orientowany na techniki automatów. Stanowi on kompozycję wzajemnie komunikujących się modułów i porównaniu do języka PASCAL, służy także reprezentacjom zmiennych stanów i zmianom kontekstowym lub programowym.

PODSUMOWANIE
W nauce uważa się, że rozwój inżynierii specyfikacji jest uwarunkowany rozwiązaniem dwóch problemów:
- rozbudowy teorii lub silniejszej podbudowy metodologicznej,
- wykreowaniem automatycznych (komputerowych ) narzędzi, umożliwiających translację formalnego modelu z jednej techniki na drugą, o innej naturze i innym sposobie technicznej realizacji.
Potrzeba taka jest bardzo ważna i wiąże się z każdą fazą cyklu projektowego. Bardzo ważne miejsce zajmuje specyfikacja w fazie analizy wymagań użytkowych która decyduje o skuteczności kolejnych faz.
Bardzo ważnym czynnikiem jest, aby błędy występujące podczas projektowania były jak najmniejsze i jak najżdziej występujące. Wtedy praca nad tworzeniem danego programu była by również tańsza. Koszty popełnianych błędów są dosyć wysokie. Dlatego w ocenie rozwiązań projektowych, wspieranych specyfikacją, ważną rolę spełnia metoda zwana prototypowaniem, która jest narzędziem służącym ocenie użytkowej programów.
Biorąc pod uwagę rozwój informatyki można mieć nie tylko nadzieję ale i pewność, że podczas przygotowywania programów błędy będą występowały coraz rzadziej i osoby zajmujące się oprogramowaniem będą mogły tworzyć wszystkie oprogramowania o jakich tylko zamarzą.

Umieść poniższy link na swojej stronie aby wzmocnić promocję tej jednostki oraz jej pozycjonowanie w wyszukiwarkach internetowych:

X


Zarejestruj się lub zaloguj,
aby mieć pełny dostęp
do serwisu edukacyjnego.




www.szkolnictwo.pl

e-mail: zmiany@szkolnictwo.pl
- największy w Polsce katalog szkół
- ponad 1 mln użytkowników miesięcznie




Nauczycielu! Bezpłatne, interaktywne lekcje i testy oraz prezentacje w PowerPoint`cie --> www.szkolnictwo.pl (w zakładce "Nauka").

Zaloguj się aby mieć dostęp do platformy edukacyjnej




Zachodniopomorskie Pomorskie Warmińsko-Mazurskie Podlaskie Mazowieckie Lubelskie Kujawsko-Pomorskie Wielkopolskie Lubuskie Łódzkie Świętokrzyskie Podkarpackie Małopolskie Śląskie Opolskie Dolnośląskie