Основные принципы развития системы математических методов машинного моделирования Воронцов, Игорь Николаевич

Введение к работе

Актуальность развития и применения новых методов в реиении самых нзсуьашх задач - в исследовании, проектировании и управлении - очень велика.

2.1.

К фундаментальным исследованиям, имекзалм прямое отноиение к развитию методов моделирования, можно отнести весь комплекс работ, связанных с развитием логики и !>ієтодологии науки, системных исследовании, прикладной математики, ряда разделов семиотики, лингвистики, с созданием вычислительных машин. .

Анализ новых явлении с применением вычислительных
маиин возможен лииь при условии разработки новых
методов синтеза формализован
ных описаний сложных явления, новых
методов исследования синтезированных
моделей.

Для описания новых явления понятийный аппарат известных математических дисциплин оказывается недостаточным, необходима разработка новых языков,' новых формальных систем.

^; Разработка таких языков - эторазработка систем по-

нятий новых теорий высокого уровня общности, их языков.

При наличии дедуктивного аппарата таких обцих тео
рия дедуктивные процедуры для
конкретных классов описания менькег^о уровня общности
оказываются общими во многом для раз
личных конкретных задач. Появляются возможности создания
практически используемых методов и средств программного
обеспечения, применимых к описанию и анализу ыирокого
класса систем, создании и анализу связных описания слож
ных явления.

2.2,

К прикладным исследованиям следует от
нести работы по созданию языгов и моделея различных кон
кретных явлений, их анализу. Такие исследования иироко
ведутся многими организациями, их необходимо ыироко раз
вивать.

К сожалению, разработкой языков, собственных fop-ьїальїшх систем, методов и средств программного обеспечения очень многие специалисты заняты вне о 6 д к зі подходов . Координация же их деятельности, исключение ненужной избыточности и параллелизма, создание к анализ связных описаний сложных язяипий болькой размерности возможны,.б принципе, только при создании теоретических подходов высокого уровня общности,- то есть развитии фундаментальних исследований.

2.3.

Фундаментальные исследования развиты крайне недостаточно. Без их к о о р д и -иируюцего, систематизирующего влияния все прикладные исследования оказываются разрозненными, недостижимыми оказываются цели по описанию и анализу нових сложных явления.

2.4,

Важнейшими являются исследования логтео-методологического характера, определяюцие развитие фундаментальных исследования, и исследования по развитию сб?цих подходов к описанию и анализу различных классоо конкретных паления.

Ключевой проблемой развития- направления является создание общего. базового языка как языка теории высокого уровня ебкрюсти, удовлетворяющего следующим основным требованиям:

язык должен позволять описывать яаленкя различиях масштабов и размерности различная природы, позволять раз-; рабатывать эффективные процедуры' формулировки и проверки научных гипотезэ он должен являться обцим семантическим базисом для описания различных природных явления, базисом системы знаний о них, базисом для создания различных кон-'

вратных специализированных етшюв, и одковрекеїшо базовкм тіглоіа для развития систекы ттег-еатичзских методов синтеза и исследования моделей с помощью вычислительных каиин. Этот язык, п кокечіюм итоге, должен стать стакдар-

тон.

Каково же состояние дел сейчас ?

2.5. Организация научной и практической деятельности при реиении современных научных и научно-технических проблем.

2.5.1.

Суцествукязая система знания, навыков, образцов, предписании, идеалов и норм, ценностных ориентации, целевых установок деятельности, предстазлязогсая тело культура, развивается в результате реализации программ поведения трех уровней :

3. так называемых реликтовых программ,

4. программ воспроизводства существующих форм деятельности,

5. программ создания, развития будучих потенциально возможных видов и форм, деятельности [5:4;285,28б]. Новые методические возмог-

н о с т и возникают в результате реализации программ третьего типа.

Многообразие сведения, с которыми приходится иметь дело при организации междисциплинарной деятельности, необходимо должно быть организовано в целостную систему.

Известно, что в качестве системообразующего фактора работают предельные основания в виде мировоззренческих универсалий [5:4;287-290].

Эти предельно общие понятия, будучи соединены в систему, обеспечивают целостное обобщенное восприятие всего

йшогообразия СВЄДЄНИИ.

Имонио развитие систем универсалий обуславливает развитие человеческой деятельности - преобразование существующих, образование кових видов об'єктові кзмангнне стереотипов поведения, образование поэи^ видов и форм деятельности. - Универсалии представляют собой глуЗинюк: программы, . котор&кг определяют сцепление, воспроизводство, вариации всего іаіогообразия конкретних форм и. видов деятельности [5:4;295].

2.5,3.

Потребности решения новых научите к научно-технических задач, обусловленіше новыми социалькьйш потребностями, могут обеспечиваться при условии

воспроизводства ,

генерации и

сцепления необходимых обществу видов деятельности [5:4;295],

Могут ли существующие система универсалия сДГ-еспе-чить эти функции'.?

2.5.4.

Основное ПРОТИВОРЕЧИИ." ССЇГ-ІВС

состоит з организации взаимодействия при организации междисциплинарной деятельности : прежде всегоj

- нет обеспечения с ц е п л « U ЇІ я
видов деятельности, и з - с а-

отсутствия СВЯЗНОСТИ П р 11. представлении сведений в системе знаний.

Без . обеспечения связности нет возможности обеспечить процессы генерации новых знания, нет возьюхности понять, какой может и должна быть окружающая нас реальность.

Почему нет связности ?

Знания отдельных специалистов (говоря в терминах семиотики) [5:13] есть знания об интенсконалах (смыслах) определенных предметов. При этом, даже для одних и тех хе предметов, явления, они часто представлены и разных азы-

ипт. (сеячао зто в бсльиинс'гтзе случаев именно так), то есть: в различной синтаксисе; сег.?анткчески - это различие ;с-їтг;іх;ко!!апіі одного десигвата (денотата), прк этом глэгут предполагаться различные зкстексиоікиш - множества денотатов, то есть области определения, для которых даны определения - десигнаты; различна прагматика - то есть различно поикмакме и задачи, для которых создаются, или существуот понятия і? языке, создаются описания реальности, используются зги описания.

Б исследовании, проектировании- и управлении суце-ствукгг задачи синтеза новых интексионалов, исследования л оцсшк их [1:12].

Связность должна обеспечиваться для соединения знаний отдельных специалистов, как без разделения их на фрагменты, так и при разделении их на фрагменты, для образования новых связел, новых комбинация, новых описании предметов и явления, создания новых интексионалов, новых десигнатов,

Кромэ того, что необходимо обеспечение создания связных описаний в принципе, необходимо практическое обеспечение процессов кооперации при создании и анализе сложных описаний. При ответе на эти вопросы возникают новые возможности в специализации, приобретении знании об интенсионалах - новые возможности организации деятельно-сти [1:12].

2.5,5,

Связность -описания предполагает соединение описания, созданных в разное время, то есть преемственность в процессе синтеза описания сложных явления, преемственность в процессе познания. Необходимо проанализировать кумулятивный аспект накопления знания.

Рассматривая преемственность , следует говорить о трех видах сведения: предоставляемых с полтью математического аппарата, концептуального аппарата теория и с помощью понятия, применяемых при описании экспериментальных фактов [5:6;90].

Наибольыие трудности возникают при обеспечении преемственности на уровне концептуального аппарата теория. Проблема согласования смысла касается главным образом

первичных терминов, то есть тех, потерь применяются для обозначения наиболее сбідих свойств реальности: пространства, времени, причинности, и т.д. [5:б;90].

Интуитивішг представления о структуре реальности содержатся в мировоззренческих предпосылках теории, точнее в системе категория, которые на данном этапе развития знании слукат естествоиспытателям в качестве рабочего ыы-слительного аппарата [5:6;90].

Смысл этих понятия состоит как бы из двух частей: одка соответствует тому содержанию, которое понятие имеет до его включении v теорию, оставаясь в рамках кироэоз-зракческих предпосылок, другая - соответствует тому более точному смыслу, которое око получает в контексте теории. Теоретическая часть содерхания термина «шлется радшіаль-но, предпосылочная (категориальная) остается относительно инвариантной [5:6;90].

Наличие категориального сьшелз дает возькшюстъ кумуляции знания на уровне концептуального аппарата теорий [5:6;90].

Преемственность возможна, и ь максимальной степени действует, также на ^актуальной уровне. Реализуется ока здесь благодаря существованию слоя эмпирического знания, независимого от последовательно сменяооцих друг друга теорий. Его роль выполняет та часть интерпретированного экспериментального результата, котору» можно характеризовать как "интерпретацик>-описание". "Кнтерпратациїї-оЗ'ізснение** осуществляется понятийными средствами фундаментальных теория и в процессе научных революции замечается. В "интерпретации-описании" эти понятийные средства на участвуют [5:6;91].

Категориальный смисл терминов и теоретически нейтральный язык наблюдения уже не являются собственно теоретическими: они леаат на граница иевду теоретическим званием и другими сферами культуры 5ї6;913

В представление категориальных смыслов вовлекаются философия, мировоззрение, научная картина мира. Язык, в котором осувествляется "интерпретация-описание" сиенязжци-ми друг друга теориями, выступает как метаязык: ок представляет собой смесь обыденного языка с теми теоретическими терминами, которые необходимы для того, чтобы за-

_ ол _

фиксировать результаты эксперимента, сделать его поият-ньм для кошіег и доступным для дэлькеяиего теоретического истолкования. Наука как бы передает часть своих знании ш хранение другим компонентам культуры, с тем, чтобы они на новом этапе вновь пернули их ея з форме предпосылочио-го знания [5:6;92].

Возникают вопросы: Ножно ли иметь концептуальный

базис и соответствующий ему метаязык для интерпретации в нем смысла и категориальных и фактуальных, эмпирических терминов? Можно ли о кем говорить как об обі&ем языке представления научішх знании в некоторой аккумулирующей знания системе? Какие еце понятия дохны быть представлены в этом языке, чтоби можно было говорить о нем как о языке представления связных описаний сложных явления ?

3.1. [1:10,14]

В системе научных знания можно выделить две области:

(а) предметную, и

(5) формально-методическую, обцую для различных предметных областей.

Сведения в области (а) представлены в форме описания закономерностей физических явлении, а в области {6} - в форме общих Методов описания и анализа этих закономерностей [1:10].

Методы формализованного' описания закономерностей и понятии в концептуальном базисе системы научных знании, известные сегодня, удовлетворяют существующим, уже выявленным потребностям, лишь частично, например:

1) анализ взаимоотношения, суцествующих между такими понятиями как "время", "пространство" и "материя" требует анализа понятия локализации материи в пространстве, се состояния, изменения состояния во времени и пространстве , вменения способов описания необратимости, особенностей физической реальности, отраженных во втором начале термодинамики [5:1, 1:10];

. 2) методы описания закономерностей ке вюточавзт каких-либо общих приемов описания экспериментальных фактов, отношении и свойств об'ектов как частей целого; существующие математические языки не оркентироваїга на выражение утноеєнии между особенностягм проявлений свойств (закономерностей) и теми об'єктами, которые реализуют эти отно-кениа [1:10,14];

3) информация, содержаїзаяся в предметной области системы научных знания, представлена в терминах различии* дисциплин на различных семантических уровнях; отношение между этими уровнями есть отношение между понятиями различных дисциплин, связанных с этими уровнями; - необходимо уметь описывать соотношения ьюжду ними [1:14].

В соответствии со сказанным существует потребность уточнения этих понятия, раскрытия их содержания, пополнения концептуального базиса системы научных знании и формального языка, соответствуюеего этому базису [1:14,15].

Регулярность (и эффективность) применения дедуктивной системы требует применения формально разрешимых, доступных автоматизации процедур вывода - это требование применеі&тя языков нулевого порядка и средств вывода в таких языках (при сохранении и развитии возможностей представления знания и в языках более высоких порядков).

При таком подходе возникает возможность строго сформулировать требования к

концептуальному базису системы научных знаний,

языку обдеи дедуктивной системы,

формальному аппарату, - то есть основным положениям обцея теории, обеспечи-бшж5,є?і синтез формальных моделей - формальных огглсакий сложных явлений и их исследование в единой системе научных званий, в также создание системы практических іієтодов и технических средств, позволявцих реаать научные и практические задачи.

Основные, требования к базовому языку системы методов и средств моделирования, в соответствии со сказанным, можно сформулировать следующим образом [1:3,6]:

должна существовать возможность

- создания описаний закономерностей различных

ыаснтабов и размерности, различных семантических , уровней,

описания различных видов явлений,

реализации эффективных процедур дедуктивного вывода - проверки гипотез.

Эти возможности должны поз волить:

иметь общий семантический базис для различных предметных областей знания и для создания (на его основе) различных специализированных языков,

иметь базовый язык для создания общей дедуктивной системы - компьютерной системы синтеза и исследования моделей.

Фактически реализация этих возможностей - это реализация создания стандарта базового языка системы научных знаний, представленной в виде междисциплинарного модельного тезауруса [1:13].

3.2.

Если считать, что

1. система мировоззренческих универсалий имеет базис, состояний из предельных оснований - общих понятий, имеющих операциональный смысл [5:2] - представления сведении в терминах некоторых элементарных, не поддающихся дальнейшему разложению действий, система которых полна и непротиворечива, - например,.алгоритмическая система типа нормальных алгоритмов А.А.Маркова [5:7], действует прин ции нормализации, и

2. операциональный смысл мировоззренческих универсалий представлен "в виде фиксированных ком поз и -ций элементарных действий алгоритмической системы (например, нормальных алгоритмов),

то можно говорить об интерпретации фиксированных композиций элементарных действий в виде определенной совокупности компьютерных операций, имеющих определенный физический смысл.

По существу, необходим язык построения алгоритмических композиций и соответстующих им компьютерных операций, позволяющий придавать им операциональный физический смысл для описания сложных явления.

То есть необходим язык, дающий возможности интер-

претации понятия;, соответствуюэдих алгоритмическим композициям, в. обе стороны:

с одной стороны - понятия различных математических дисциплин, используемых для описания физической реальности, и, непосредственно, содержательных понятнй₅ используемых для описания реальности,

с другое стороны - операций, реализуемых вычислительными скстетами.

В терминах алгоритмических композиция должен быть построен концептуальные базис и соотвотствушікя ему метаязык . для представления в нем смысла и категориальных, к фактуалышх, эмпирических терминов.

Как подойти к созданию такого языка ?

4. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕН й Я ТЕОРИЙ - ОСНОВ И А Я Г К И О Т Е З А ' [1:3-6,14].

4.1.

Ключевым понятием концептуального базиса является экспериментальный фоіст - его описание е терминах проявления элементарных свойств материального об'єкта в определенных условиях физической реальности.

Свойства материального об'єкта представляются через описания физических закоксдарностей изменения его состояния БО Времени, ПРОЯВЛЯЮТСЯ ЭТИ ССОйСТВа При ОПреДС-»1С:1-:НЫХ

условиях среды и при определенном собственном СОСТОЯНИИ,

Материальные об'єкт - элемент систе
мы, определяется своим состоянием и
м н о ж. о с т в о и свойств совіієстно с закоао-
«.арнсстью изменения вероятности их проявления с зависимо
сти от некоторой переменной It ("lifetine") -on о р а ~
ционельного в р е к е к и а и а н и зламай
те.

Изменение зтоя вероятности (убывающая ^ункцнк P(lt), зависящая от операционального времени ззізки элемента системы) описывает необратиг.шй процесс - в случае, если структура об'єкта остается неизменного - определяет историю суцестізоиания об'єкта, .проявляемых им свойств.

Основ к ой с и н такс и ч е с к о я

единице й язніш лнлпстся пропозициональная форма

- фрейм описания свойств "об'єкта. Этот фрейм предназначен
дня описания множества экспериментапьнух фактов, соответ-
стоугзг^мх проявляемым элементом свойствам - закономерно
стям его функционирования. Названа ота конструкция
э л е м е к т о - о и е р а ц и е й . Этот фрейм является
фундвг.генталышм абстрактным об'єктом эмпирического языка
теория - средствам описания эмпирических, феноменологиче
ских соотноыенкй.

Описание причинно-следственных соотношений между этими абстрактными об'єктами формирует некоторую сеть взаимосвязанных об'ектов, отражавших изменения в сосіхш-нии описываемся сисгемы. Изменения so в состоянии системы происходят как- Єн локально; в подпространствах, соответствующих пространствам состояния элементов. Пространства состояния 5пекектов имеют общие координаты. Они и определяют взаимодействие элементов через события - логику со-бїггай - изменения их состояния по этим координатам.

Таким образом возникает описание доступной теорети вескому анализу абстрактной модели физической реаль'---та

- ^уядамектаяьнсй теоретическое спеки [5:5].

Описание событии - изменений состояли об'ектов зо а ре ..дани - вместе с логическими '-саоеішми, которые определяет проявление свойств элементами, есть описание л := к а л а у а ц и и прэтекпния физических процессов в системе взалмесгпкзашшх оО'ектов.

Введение функции P(lt} д)ія каждого элемента (и система а целом) - есть введение с п о с о 0 а они -с а и и я a s о б р з т и м о с т и , относящегося ко стосому началу термодгагамики,

Тапое описание позволяет- с о о т н е с т и пробил, е л и о с в о її с т б системой с списанием проявления 'сеоястз о т д е л ь н ы м и ее s л е м а п т а м и , позволяет раскрыть содержание феио-;-:«кологических описаний закономерностей явления более высокого уровня н термина" композиция феноменологических понятий Оолее низкого уровня.

4.2.

При таком подходе к формулировке теоретических положений удается дать развернутое формальное построение языка, позволяющее ввести систему основных понятия, используемых

(а) при описании физических явлений: система, эле
мент системы, состояние элемента (системы), элементарный
экспериментальный физический факт, свойство элемента, ус
ловия проявления свойств элементом, условия функциониро
вания элемента - среда, структура системы, взаимодействия
элементов, закономерности их функционирования, причинно-
следственные зависимости между событиями, динамика взаи
модействий, логика и динамика событий, степень детермини
рованности закономерности, надежность элемента, изменение
структуры системы, операционный потенциал элемента (си
стемы) по выполнению определенного типа операций - проя
влению определенных свойств;

(б) при описании анализа функционирования системы
(понятие анализирующей системы);

(в) при описании организации экспериментов с систе
мой.

4.3. [1:6-9, 3:1,2].

Синтаксическая система языка имеет конструкции, позволяющие описывать состояние элементов, системы; операторы, определяющие изменение состояния во времени, логику события, определяющих проявления свойств; алгоритмы - сложные композиции, суперпозиции операторов, также являющиеся операторами; описания элементов, подсистем, -конкретные и обобщенные, анализирующих систем и систем анализируемых, исследуемых; приемы использования физических средств моделирования и организации исследования.

Синтаксическая система языка открыта для расыире-ния. Обобщенные описания подсистем даются средствами синтаксического расширения языка. Эти средства определяют возможность создания специализированных языков в соответствии с описаниями конкретных классов систем.

Обобщенные описания подсистем (различного уровня общности) служат для порождения конкретных описаний под-

систем, отличающихся между собой конкретными числовыми значениями переменных,, областями определения различных операторов, отдельными элементами и подсистеьими.

Конкретные описания подсистем создаются (1) непо-средстзенкым их описанием и (2) конкретизацией обобщенных (типовых) описании, то есть присвоением конкретных значения перемегашм (среди которых могут быть и элементы, и подсистемы, представленные описаниями различного уровня ебгдаости), соответствующим конкретному виду системы.

Соксанкз композиция операторов и алгоритмов возьюж-ко, гаш с поух>цьк> алгоритмичесісого языка синтаксической систем», так и с помое^ью других алгоритмических языков, их библиотек.

4.4.

Дедуктивный аппарат, кроме языка, содержит средства: (1) для пороадения и конкретизации - расіфьггия содержания обобщенных описания, утверждения, и (2) для вывода - реализации вычисления - п тзмиках конкретных описания, то есть з термінах языка нулевого порядка.

5. НАУЧНАЯ ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЙ й РАЗРАБОТОК [1:13] .

Проверш гипотезы, то есть проверка работоспособности введенпоя системы понятия и основных теоретическия соложения, требует реализации программы исследования и разработок по следующим направлениям:

1} Рінтерпретации понятия узе созданных языков в терминах базового языка.

2. Интерпретации дедуктивных средств системы з терминах операция, реализуемых вычислительными средствами новых поколения.

3. Развития методов эффективного применения средств програьашого и математическог-о обеспечения,

предоставляемого различными алгоритмическими языками.

4. Об'единения модельных тезаурусов с универсальными и специализированными информационными системами.

5. Развития компьютерно-ориентированных методов формализованных описания физических явлений, представленных в различных естественных языках (контент-анализ, когнитивное картирование), и в языках различной проблемной ориентации.

6. Развития компьютерно-ориентированных приемов переопределения понятий - создания описании на более высоком семантическом уровне.

7. Развития аналитических методов исследования модельных описаний различной степени общности.

8. Интегрирования в систему методов статистики и обработки экспериментальных данных.

9. Введения в систему методов оптимизации.

В результате должна быть создана система методов синтеза и исследования формальных модепей, с помощью которой, при ее применении, в результате рекения ряда реальных современных научных и научно-технических задач, удастся понять действенность подложенного подхода.

6. ПРОВЕРКА ОСНОВНОЙ ГИПОТЕЗЫ'.

6.1. Методы и средства [1:6-9,- 3:1,2, 4:1,2].

Создана

Система математических методов накипного моделирования "Взаимодействия" ,

предназначенная для синтеза и исследования моделей в различных областях науки и техники;

рассчитанная на применение в исследовательских и проектных работах, в системах автоматизации научных не-

следования, проектирования, планирования и управления;

развитие методов . и средств системы направлено на увеличение производительности и эффективности процессоз формулировки и анализа научных гипотез, проектных, плановик рэке/?гия, рекеииа об управляючих воздействиях.

Язык системы ориентирован на представление закокэ-іжрностая, описание явления ісак з теоретических, так и э эмпирических терминах,

таїеет в своей основе систему понятия, позволявшую:

синтезировать и исследовать модели различішх масштабов и размерности, различных семантичесісих уровней, кметь обяую семактическу» и технологическую основу для различной специализации, - создания проблемно-ориентированных и специализированных языков.

Язык сформирован как язык обзей теории, осповннз понятия которой предказкачеїш для описания слокпах физических процессов j элементов систем через описание их свойств - закономерностей функционирования, описание условий - среды, взакг/о действия элементов, струїстурн систе-*гы, экспериментов с элементами и системой в целом.

Основная синтаксическая конструкция языка — фрейм для описания свойств элемента - имеет в качестве соста-вляюцкх различные виды перекегашх и оператори, позволяо-!S3ia опжкзать феноменологические, эмпирические закономар-іюсти функционирования элементов систем, их свойства, логические условия их проявления, ііричккно-следствещше за-оисимости, динамику взаимодействия.

Предусмотрена возмозшость создания моделей, составленные из опксакия отдельных подсистем с использованием многоуровневых иерархических определений - конкретных и типовых - разливших уровней общности, имеющих в качестве пзреьїзшшх множества элэнектоэ или подсистем.

Систеїга ккеет средства организации моделирования, развитее средства отладки.

Определен синтаксис графических схем, дохших еоз-мошйхгги с разной степепьэ детализации анализировать структуру и фуияциошфование іаоделей.

В языхэ систекы интерпретируются понятия кироко используемых катемэтических дисциплин:, теории алгоритмов, дифференциальных (разностных) уравнения, случайных процессов, различного, вида сетеннх моделей, автоматов, тео-

- зо -

рий надежности, теория массового обслухивагпш и ікжоторах Других.

Проблемно-орпентировашше п специализированные езы-ки₉ модельные тезаурусы, создаются с помоиью системи многоуровневых определения понятии, разяичнкх библиотек сп-стемы. . Сложные описания больной размерности на разных семантических уровнях аккумулируют знания специалисте!; различных областей, представлешше на общей базовом языке.

Средства программного обеспечения процессов фулкцк-онирования Системы представляют собой операционную систему высокого уровня, действующую совместно с операционными системами вычислительных машин.

Средства программного обеспечения ориентированы также на применение в многопроцессорных и многомашинных вычислительных комплексах.

6.2. Р е и е н к е научных и

практических задач [2:1-25] .

С применением созданных методов и средств реыен ряд научных и практических задач в нескольких областях, среди них:

1. Управление "системой распределения водных ресурсов крупкого региона [2:1-5].

2. Разработка системы управления технологическим процессом сырьевого цеха цементного производства [2:12-14].

3. Проектирование и управление роботизированным участком машиностроительного производства.

4. Анализ процессов управлсігпя в зкоіюмукє (макроэкономические модели) [2:20-22].

5. Разработка вычислительных комплексов [2:15-17].

6. Управление сложными динамическими системами [2:18-19].

7. Анализ и выбор структуры высокопроизводительной вычислительной системы, функционирующей в режиме

- Зі -

оСргботяи больших потоков информации.

3. Разработка системы управления сложным силовим эле ктрогриводои [2:23-24].

3. Исследование биохимических г-зеха-шзнов зсивоя
іілетки, взяимодеястзил их с лекарственными
препарата*»! [2:7-11], »

І0. На основе получешшх теоретических результатов и результате я, получениях при развитии прикладных исследований, разработаны предложения по применению созданных методов и средств в создании ю-і.їог*їационко-модел;5рузод:-іх систем з экологических исследованиях [2:25].

5.3. Реализована ли научная программа и проверена ли основная гипотеза.

Чеояэтря на то, <гго успзкко регжны многие задачи из ргїлличішх областей ::аучасЯ и практической деятельности, следует сказать, что на этом проверка возможностей пред-лохшнксго подхода к реи-эзк» пробле?.-зы далеко ие закончена,

научная прогромкп реализована ликь частиною - про-дяинутя работа только по п-зракм трем разделам, и, а некоторая степени, - по четвертому и даун последним.

Однако, ослоеная гипэтзза частично проверена: на

некоторкч вопроса удалось ответить:

1} Удается з одном описании физических процессов Сіїооодпз совма^ать формалыше конструкции различных мате-іязтичйских дисциплин, а это говорит о возможности интерпретации различных, ранее не созмецаемцх понятий, в одном концептуально:* базисе, соединения различных описания в рамзеах одігзй дедуктивной система.

2) Стало понятно, как автоматизировать синтез однородных и разнородных описания больной разг.*ерности, как можно автоматизированными способами создавать больиие модельные тезаурусы:

Для построения модельного тезауруса некоторой прсд-ьютноя области система понятий (и соответствующих км моделей) концептуального базиса дополняется системой понятий предметной области, сначала наиболее обцих, затем все более и более конкретных, вплоть до полной конкретизации.

Дополішємік: в концептуальный Оазис понятия, соответствующие им синтаксические конструкции строятся на основе базисных понятии, интерпретируются в терминах концептуального базиса.

Все модели, как конкретные, так и обцие₀ различают-ся по видам сведении, необходимых для окончательной конкретизации, то есть можно по видам сведений в базах данных наблюдения однозначно, с некоторой достоверностью, распознавать вид объекта, для которого необходимо взять в библиотеке моделей заранее заготовленное обцее описание -модель объекта, требующее доопределении для построения конкретной модели распознанного объекта; доопределение производится конкретизацией обией модели, то есть введением конкретных сведений из баз данных наблюдений.

Обцие описания создаются для всех видов фрагментов наблюдаемых процессов в результате научных работ, как в эмпирических, так и в теоретических терминах, с доступным на данный момент времени разренением (в определенных масштабах) и доступным обобщением. Для объектов, по отноие-нию к которым не существует обобщенных описания, вводится описание в эмпирических терминах: конкретный факт или эмпирическое, феноменологическое соотношение.

Таким образом могут строится связные описания реальной действительности сколь угодно высокой сложности. Анализироваться же (локально, в определенной машине) они могут фрагментами- тезауруса, доступными для маыин соответствующей производительности.

В связи с возможностью решения при таком подходе так называемой "задачи параметризации" (то есть появления возможностей сворачивания, агрегирования описаний путем переопределения терминов для более высоких семантических уровней; эта задача сейчас выделена, например, в международном проекте по глобальным изменениям в биосфере как центральная), можно будет, с доступной в данный мочїєнт точностью, решать задачи прогнозирования, оценивать по-

следствия различных воздействия ка сложную систем (на-нримзр * геоб'лосферу), обнаруживать белые пятна в наблюдениях я теореп-гчесхскх исследованиях, формулировать требования к ним, постепенно улучшать точность прогнозен.

Stot подход в принципе проверен, он частично реализован з работах по созданию и исследованию моделей биохи-мичєсїУлі? процессов живой клетки [2:7-11].

3} удалое» найти способы увеличения производительности вычислений при интегрировании систем дифференциальных уравнений болькой размерности: за счет устранения избыточности по дисіфеткости обращения к вычислениям значений интегрируемых переменных, введением процедур самонастройки по вагу интегрирования для каздоя переменной, при нлза.зисл-№К?г.1 по' дискретности интегрировании каждой из них; возможна же такая процедура интегрирования только на основа -построения л реализации фушсцконировакия модели взаимодействия !Пїогих протекаюцих одновременно в системе процессов - это тш:і бы внутреннее свойство система моделировании; при этом, во многих случаях, удается снизить .требования к производительности Бычкслятелышх средств в "и" раз (с "п х п" до ^!'п", где п - количество иитегри-.руэмыз перекегпшх), так как раемер обращаемой матрицы в ксхюдьиугмон методе интегрирования оказывается равным одтшице (или некоторой м:ши*5альпой размерности описания, :0"-орой но целесообразно далее декомпозировать).

4) Создание эффективны:? методов интерпретации дедуктивных средств системы моделирования в терминах операций, 'реализуемых вычислительными средствами новых поколений, оказывается возьюжкьь: в связи со следующей принципиальной особенностью:

фиксация базиса языка позволяет фиксировать основные срадстза дедукі-изного аппарата в целой: внутренняя «аикнн&я язык прздстзнления описания явлении, конструкцию уиртуальной (логической) ызгдана, работающей в этом базовом лзіжє, способи траисл/щик исходных описаний в этот язшг.

При представлений средств дедуктивного аппарата си-стеки а териккох . универсального алгоритмического языка,

являющегося стандартом, не возникает проблем с мобильностью программного обеспечения. Виртуальная машина, однако, должна быть построена предельно эффективно, то есть в' терминах ассемблера, с учетом конструктивных возможностей машины-исполнителя или/и для нее может быть специально; организована аппаратная поддержка. При применении синтаксически ориентированных компиляторов, построения с помощью самой системы моделей: организации решения, процессов вычислений, решается также задача автоматизированной разработки конструкции аппаратной поддержки и программных средств.

Фиксированный базис языка является технологической основой, как для создания специализированных языков, так и для создания специализированных устройств и программно-аппаратных средств.

Проверка основной гипотезы предполагает в дальнейшем действия в трех направлениях: развития теоретических исследований, разработки практических методов и средств, решения с их применением различных задач.