Символьное моделирование: различия между версиями

Содержимое удалено Содержимое добавлено
Немного оформим
Строка 1:
Автор курса доктор технических наук, профессор [[Участник:Ильин_В.Д.|'''''Ильин Владимир Дмитриевич''''']]
 
'''Символьное моделирование''' ('''s-моделирование''') [англ. ({{lang-en|symbolic modeling}} (или {{lang-en|s-modeling}})] – научная дисциплина, изучающая моделирование произвольных объектов в ''человеко-машинной среде'' (''s-среде'')<ref name=":1">[http://www.mathnet.ru/php/archive.phtml?wshow=paper&jrnid=ssi&paperid=497&option_lang=rus ''Ильин А.В., Ильин В.Д.'' Создание человеко-машинной среды решения задач // Системы и средства информатики, 2016. Т. 26. № 4. С. 149-161. DOI:10.14357/08696527160413]</ref> на основе систем ''визуальных'', ''аудио''- и др. ''символов'' <ref>[https://bigenc.ru/technology_and_technique/text/3958296 ''Ильин В. Д.'' Символ // Большая российская энциклопедия – электронная версия]</ref>.<br>
S-моделирование изучает системы символов и соответствующие им системы ''кодов'' <ref>[https://bigenc.ru/technology_and_technique/text/3958322 ''Ильин В. Д.'' Код // Большая российская энциклопедия – электронная версия]</ref>, методы построения, сохранения, накопления, поиска и передачи с помощью программируемых машин (компьютеров, смартфонов и др.) s-моделей природных и изобретаемых объектов.<br>
Применяется в [[w:Наука|науке]], [[w:Инженерное дело|инженерном деле]] и других видах интеллектуальной деятельности для построения моделей сообщений, интерпретации сообщений на моделях систем понятий, создания ''сетевых протоколов''<ref name=":03">[https://bigenc.ru/technology_and_technique/text/2087809 ''Ильин В.Д.'' Компьютерная сеть // Большая российская энциклопедия – электронная версия]</ref> и ''информационных ресурсов'' <ref>[https://bigenc.ru/technology_and_technique/text/2016043 ''Ильин В. Д.'' Информационные ресурсы // Большая российская энциклопедия – электронная версия]</ref>, [[Символьное_моделирование_/_Программирование|''программирования'']] поведения машин, проектирования, информационного взаимодействия, обучения и др.<br>
Строка 12:
 
== Из истории создания ==
Понятие "''символьное моделирование''" (как научная дисциплина) было определено [[Участник:Ильин_В.Д.|''Ильиным В.Д.'']] в 1989 г.годы на страницах 248-249 книги ''Ильин В.Д.'' Система порождения программ. М.: Наука, 1989. 264 с. ISBN: 5-02-006578-1<ref name=":0">[https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25101417 ''Ильин В.Д.'' Система порождения программ. М.: Наука, 1989. 264 с. ISBN: 5-02-006578-1]</ref>, посвященной методологии автоматизированного конструирования программных систем.<br>
 
В 2007–2017 гг.годы в ''Институте проблем информатики РАН''<ref>[http://www.ipiran.ru/ Институт проблем информатики РАН]</ref> под научным руководством проф. Ильина В.Д. был выполнен ряд НИР, посвящённых методологии s-моделирования и её применению.<br>
 
В 2008–2015 гг.годы обучающимся на базовой кафедре Института проблем информатики РАН в ''МИРЭА''<ref>[https://www.mirea.ru/ МИРЭА – Российский технологический университет]</ref> читался курс лекций "Символьное моделирование в информатике".<ref name=":4">[https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25873818 ''Ильин А.В., Ильин В.Д.'' Символьное моделирование в информатике. М.: ИПИ РАН, 2011. 204 с. ISBN: 978-5-91993-005-1]</ref><br>
Методологические основания этого курса кратко представлены в статье ''Ильин В.Д., Соколов И.А.'' Символьная модель системы знаний информатики в человеко-автоматной среде // Информатика и ее применения, 2007. Т. 1. Вып. 1. С. 66-78.<ref name=":3">[https://www.elibrary.ru/item.asp?id=12855277 ''Ильин В.Д., Соколов И.А.'' Символьная модель системы знаний информатики в человеко-автоматной среде // Информатика и ее применения, 2007. Т. 1. Вып. 1. С. 66-78]</ref><br>
===== ''S-моделирование'' и гипотеза Ньюэлла и Саймона =====
Строка 22:
as Empirical Inquiry: Symbols and Search, 1975<ref>[http://rkka21.ru/docs/turing-award/an1975e.pdf ''Allen Newell and Herbert A. Simon''. Computer Science as Empirical Inquiry: Symbols and Search, 1975]</ref>, посвященной концептуальному обеспечению построения интеллектуальных систем, есть раздел о символах и системах физических символов (Symbols and Physical Symbol Systems). "Физический" означает (у них) "подчиняющийся законам физики" и "пригодный для реализации в виде инженерных систем". В своей гипотезе Ньюэлл и Саймон утверждают, что "система физических символов имеет необходимые и достаточные средства для общего разумного действия".<br>
 
Давно признанная важность эффективного символьного представления сущностей (без которого невозможно развитие науки, техники и других видов интеллектуальной деятельности), ещеещё раз подчеркнутаподчёркнута в рассуждениях этих авторов об интеллектуальных системах.<br>
Но ни о каких ''системах визуальных'', ''аудио''- ''и др.'' ''символов'' (''и соответствующих им системах кодов'') в этой лекции не упоминается. Ничего нет там и о методах построения ''символьных моделей произвольных объектов'' (включая s-модели систем понятий и систем знаний, s-модели задач, задачных графов и др.).
 
Строка 33:
 
 
В наши дни (2020 г.год) для изготовления символьных и несимвольных моделей объектов [изучаемых в науке (физике, химии и др.), создаваемых в технике (в авиастроении, робототехнике и др.), медицине (в имплантологии, томографии и др.), искусстве (в архитектуре, музыке и др.) и др. областях деятельности] применяются технологии компьютерного моделирования<ref name=":01">[https://bigenc.ru/technology_and_technique/text/4010577 ''Ильин В. Д.'' Компьютерное моделирование // Большая российская энциклопедия – электронная версия]</ref> [с помощью компьютеров и компьютерных устройств ([[w:3D-сканер|3D-сканеров]], [[w:3D-принтер|3D-принтеров]] и др.)].<br>
 
S-модель объекта изучается как отображение в ''s-среду''<ref name=":1"/>, выполненное при заданных ограничениях, соответствующих планируемому применению s-модели (напр., [[w:Цифровая фотография|цифровое фото]] — отображение визуального объекта, сделанное с заданным [[w:Разрешение (компьютерная графика)|разрешением]]; программа решения некоторой задачи — отображение выбранного метода решения, учитывающего заданную совокупность ограничений). В s-моделировании не предполагается никаких ограничений на виды и типы заменяемых s-символами объектов: объекты могут иметь любую физическую сущность, размещение, происхождение и назначение. S-символы одного вида могут заменять s-символы другого (напр., ''визуальные символы'' могут заменять ''аудиосимволы'').
Строка 101:
Применение экранных редакторов не только увеличило производительность труда программистов, но и создало предпосылки для существенных перемен в инструментарии автоматизированного построения символьных моделей произвольных объектов.<br>
Например, использование экранных редакторов для формирования текстов различного назначения (научных статей и книг, учебных пособий и др.) уже в 1970-е гг. позволило значительно увеличить производительность создания текстовых ''информационных ресурсов''.<br>
В июне 1975 года американский исследователь [[w:Кэй, Алан Кёртис|Алан Кей]] [создатель языка ''объектно-ориентированного программирования''<ref>[https://bigenc.ru/technology_and_technique/text/3958439 ''Ильин А. В., Ильин В. Д.'' Объектно-ориентированное программирование // Большая российская энциклопедия – электронная версия]</ref> Смолток (Smalltalk) и один из авторов идеи персонального компьютера] в статье «Personal Computing» («Персональные вычисления») написал: «Представьте себя обладателем автономной машины знаний в портативном корпусе, имеющем размер и форму обычного блокнота. Как бы вы стали использовать её, если бы её сенсоры превосходили ваше зрение и слух, а память позволяла хранить и извлекать при необходимости тысячи страниц справочных материалов, стихов, писем, рецептов, а также рисунки, анимации, музыкальные произведения, графики, динамические модели и что-то ещё, что вы хотели бы создать, запомнить и изменить?».<br>
Это высказывание отражало совершившийся к тому времени поворот в подходе к построению и применению программируемых машин: от средств автоматизации в основном математических вычислений к средствам решения задач из различных областей деятельности.<br>
 
В 1984 года компания «Kurzweil Music Systems» (KMS), созданная американским изобретателем [[w:Курцвейл, Рэймонд|Реймондом Курцвейлом]], произвела первый в мире цифровой музыкальный [[w:синтезатор|синтезатор]] Kurzweil 250. Это был первый в мире специализированный компьютер, который ''жестовые символы'', вводимые с клавиатуры, преобразовывал в музыкальные звуки.
 
===== Построение человеко-машинной среды решения задач<ref name=":1"/> =====
Строка 117:
''Программирование поведения символьных автоматов'' (компьютеров, смартфонов и др. s-машин) занимает особое место среди всех видов деятельности, связанных с управлением. Оно делает потенциально короткой по времени и уникальной по эффективности цепочку: ''замысел'' — ''его символьное воплощение'' — ''реализация в виде задуманного поведения автомата''. К сожалению, пока только потенциально.<br>
 
Процесс символьного воплощения замысла в виде сегодняшней разработки программного обеспечения никак не назовешьназовёшь коротким по времени. Из-за этого остаётся лишь потенциальной и уникальная эффективность всей цепочки. Её среднее звено продолжает оставаться критическим.<br>
 
С тех пор как существует программирование, программисты ищут способы повышения производительности своего труда (одним из примеров может служить ''методология разработки параллельных программ, основанная на системе знаний о задачах''<ref>''[https://www.researchgate.net/publication/221048879_A_Methodology_for_Knowledge_Based_Engineering_of_Parallel_Program_Systems Vladimir D. Ilyin.'' A Methodology for Knowledge Based Engineering of Parallel Program Systems // Proceedings of the 8th international conference on Industrial and engineering applications of artificial intelligence and expert systems. At: Melbourne, Australia. June 1995. Gordon and Breach Science Publishers, Newark, NJ, 805-809.] https://dl.acm.org/citation.cfm?id=215897]</ref>).<br>