Пара цитат из учебника
В. В. Кондратьев
МОДЕЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ СИСТЕМНЫЙ ИНЖИНИРИНГ 2.0
Учебное пособие
Москва, МФТИ, 2021
Задача учебного пособия – сориентировать специалистов в остроактуальном, быстро развивающемся, «прорывном» направлении новейшего инжиниринга, основанном на комплексном применении системного, архитектурного, математического и компьютерного моделирования. Издание дополняют сервисы профильного дистанционного обучения и самообучения на международной платформе курсов MIPT-Coursera, учебные материалы на интернет-ресурсах МФТИ, инжиниринговые квесты и сервисы сопровождения прикладных проектов.
Предназначено студентам и аспирантам технических специальностей для освоения методов и инструментов новейшего инжиниринга.
Глава 6. Математизация и компьютеризация архитектурных моделей
6.1. Типология связанностей сущностей и атрибутов системы.
6.2. Опорные форматы математических моделей.
6.3. Математизация архитектурных моделей.
6.4. Компьютеризация метамоделей.
6.5. Платформа моделей системы.
6.6. Платформа моделей предметной области.
6.7. Расширение моделирования через анализ Больших данных и применение Искусственного интеллекта.
Выводы.
Состав и связанности компонент системы определяют её каркас и описываются посредством архитектурных моделей. Описание каркаса, структурного устройства системы дополняется учитываемыми ситуационными данными. Использование ситуационных данных позволяет в пространстве параметров наблюдения оценить и отследить с применением средств наблюдения, прогнозирования и при необходимости планирования параметры системы в статике и в динамике.
Связанности между параметрами системы, а также параметрами системы и её внешней среды отражают качественные когнитивные и количественные математически выраженные зависимости, учитывающие законы природы, системные ограничения и целевые критерии системы. В итоге целевые объекты представляются посредством структурных параметризированных моделей и дополняющих их разнообразных математических моделей.
Использование мирового каталога математических моделей кардинально расширяет возможности моделирования за счет наработанных веками математических формализмов и инструментов, позволяет аналитически отслеживать и моделировать поведение систем в статике и в динамике. А если смотреть исторически, то современные форматы моделирования – это наследники первых моделей в форме «наскальных и папирусных записей». Дальше – больше.
Структурированные и упорядоченные записи архитектурных моделей, ситуационных данных и математических моделей можно транслировать в компьютерные записи и таким образом кардинально расширить возможности анализа и проектирования систем за счёт использования стремительно развивающихся методов и возможностей компьютерного моделирования. Тем самым системное моделирование подготавливает следующий шаг – цифровую трансформацию деятельности и создание инструментов нового инжиниринга.
...
6.2. Опорные форматы математических моделей
Математические модели дополняют архитектурные модели на основе применения математических формализмов и описывают состав ситуационных параметров А, мультифизические и системные связанности параметров А в форме зависящих от сущностей Е и ситуационных параметров А:
- целевых критериев F(Е,a) оптимизации требований: F(Е,a) → ...
- ограничений, задающих по физическим и системным правилам до- пустимые значения параметров а:
f (Е,a) = 0.
Целевые критерии представляют математически представленные функции и операторы количественно задающих меры F(Е,a) достижения чего-либо значимого, нужного, каких либо требований в зависимости от учитываемых параметров a. Позволяют математическими формализмами описывать требования максимизации/ минимизации достижения требований
F(Е,a) ➔ ...
Модели ограничений описывают количественно выраженные состояния па- раметров а системы, а также физические и системные ограничения на них f(Е,a)=0. Позволяют математическими формализмами описывать множества атрибутов а/ ситуационных параметров а системы
а∈Y={a| f(Е,a)=0}, допустимых с точки зрения ограничений f(Е,a) = 0.
В сложных задачах алгоритмы поиска допустимых ситуационных параметров при заданных моделях ограничений называют алгоритмами балансировки.
Оптимизационные модели включают количественно выраженные состояния системы a и ограничения на них f(Е,a) = 0, целевые критерии F(Е,a)➔... Позволяют математическими формализмами формулировать требования определения допустимых с точки зрения описательной модели и предпочтительных с точки зрения многокритериальной оптимизации параметров си- стемы а:
Алгоритмы представляют порядки действий по выбору промежуточных и финишных требуемых значений целевых параметров а системы. Позволяют математическими формализмами искать и находить допустимые с точки зрения описательной модели и предпочтительные с точки зрения критериев оптимизации состояния системы.
Таким образом, представленные модельные конструкции позволяют описывать системы и с точки зрения состава, и с точки зрения связанностей сущностей (архитектурные модели), и с точки зрения используемых качественных и/или количественных характеристик сущностей и их связанностей (математические модели).