Частина 3. Моделі і засоби проектування предметних областей

3.1. Моделі проектування ПрО предметних областей

Модель ПрО є представлення спільних та варіантних аспектів та правил варіювання функціями об’єктів, які вирішуються в межах ПрО.

Процес побудови моделі проблеми, орієнтованої на її розуміння людиною і тому його звуть концептуальним моделюванням. Проблема, яку моделюють ПрО чи домен, формулюється у просторі певної проблемної області або на перехресті декількох пов’язаних між собою проблемних областей.

Кожний домен має притаманну йому систему понять, знайому лише відповідним спеціалістам, свою систему “замовчування” того, що має вважатися “загальновідомим” у рамках свого домену, свої характерні властивості (атрибути), відношення та правила поведінки. Концептуальна модель є посередником між спеціалістами, програмістами фахiвцями з економіки, бухгалтерії тощо. Ступінь формалізації моделі має бути достатньою, щоб забезпечувати точність та однозначність трактування різними носіями інтересів у розробці, відповідної ПС та у той же час не надмірною, щоб бути доступною для розуміння не тільки спеціалістом за фахом та спроможною відобразити деталі фахових проблем для різних верств майбутніх користувачів.

Моделі ПрО активно використовуються для багатьох цілей:

– комунікації (між людьми, між комп’ютерними системами);

– підтримки зберігання інформації в комп’ютерній сфері (внутрішні структури, входи–виходи алгоритмів, підтримка баз термінів);

– організації знань для повторного їх використання (бібліотеки та репозиторії).

Сучасні підходи до моделювання ПрО досить повно висвітлені у сучасної літературі [10].

Найпершим аспектом моделювання домену усіх відомих підходів може вважатися його понятійна база, тобто система понять, за допомогою якої формулюються усі аспекти проблеми. Понятійна база визначає не тільки термінологію, якою мають користуватися носії інтересів, що приймають участь у процесі аналізу вимог, а також суттєві відношення між поняттями та їх інтерпретацією.

У ментальній діяльності людини застосовується ряд відношень, які дозволяють будувати похідні поняття та встановлювати між ними зв'язки. Серед таких відношень назвемо найпоширеніші:

– узагальнення є звуження істотних ознак поняття, при цьому розширюється коло охоплених поняттям об’єктів, тобто його обсяг;

– конкретизація є додавання істотних ознак, завдяки чому зміст поняття розширюється, а обсяг поняття звужується;

– агрегація є об'єднання ряду понять у нове поняття, істотні ознаки нового поняття при цьому можуть бути або сумою ознак компонент або суттєво новими.;

– асоціація є найбільш загальним відношенням, що утверджує наявність зв'язку між поняттями, не уточнюючи залежність їх змісту та обсягів.

Для окремих доменів можуть використовуватися специфічні для них відношення. Ці відношення фіксуються в структурі понятійний базис проблемної області. При цьому сукупність термінології, понять, характерних для них відносин та парадигми їхньої інтерпретації у межах домену прийнято називати онтологiєю доменних знань.

Інший погляд на побудову моделі ПрО є компонентний підхід. Відповідно парадигми компонентного програмування проектування моделі ПрО будується на понятті компонента (component – С) з заданими функціями. Побудова моделі ПрО полягає в тому, щоб представити для майбутнього ПС компонентну модель CM для будь-яких її елементів.з С було визначено кінцеве число операцій компонентної алгебри.

На практиці такі умови можуть виконуватися не завжди (наприклад, розробляється ПС з принципово новою функціональністю) або її функції удосконалюються. У таких випадках реалізуються додаткові компоненти, множина С розширюється або непотрібні компоненти виключаються. Може скластися випадки, коли для ПС необхідно генерувати деякі варіанти програм в залежності від потреб замовника або використаних готових компонентів із іншого середовища з новими типами даних..

ПС створюються, як правило, з компонентів, що розробляються для реалізації деяких функцій ПрО, чи відбираються готові КПВ, яких накопичено забагато в сучасних бібліотеках чи репозиторіях за різними значеннями. Побудова ПС виконується за такими концептуальними принципами парадигми ї компонентного програмування:

– композиційність складних систем з програмних компонентів;

– інженерії компонентів як інженерної діяльність, яка базується на реально існуючих об’єктах ПрО, з яких створюється КПВ, основані на методах уніфікації, класифікації і каталогізації КПВ у деяких сховищах та збирання їх в ПС чи в сімействах ПС – СПС;

– інтероперабельність КПВ і ПС, яка базується на інтерфейсах і правилах взаємодії компонентів між собою та іншими системами у різних середовищах їх функціонування;

– варіантність як здатність КПВ і компонентних ПС до змін шляхом заміни чи додавання нових функціональних КПВ в конфігураційної структурі ПС чи СПС;

– продуктивність ПС для обчислення їх в сучасних гетерогенних середовищах з використанням особистих даних, а також і даних, що накопичуються у віртуальних сховищах даних [1–3] .

Для побудови ПС розроблені формальні моделі ПрО, ПС, СПС за об’єктним і компонентним підходами та методи перебудови цих моделей до отримання кінцевого результату програмного продукту компонентного типу [ 4].