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 6158 razy.
Chcesz zwiększyć zainteresowanie Twoją jednostką?
Zaprezentuj w naszym informatorze swoją jednostkę ->>>
* 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