Понятие пакета прикладных программ моделирования

Создание проблемно-ориентированных комплексов, в том числе и автоматизированных систем моделирования (АСМ), называемых пакетами прикладных программ, является важным направлением в современной вычислительном математике. При создании пакетов прикладных программ моделирования (ППМ) помимо разработки, а также отбора моделирующих алгоритмов и программ существенное место занимают работы по созданию соответствующего системного обеспечения. Быстрота и удобство решения задач моделирования конкретных классов систем при использовании ППМ достигается сочетанием в единой архитектуре функционального наполнения, состоящего из модулей и покрывающего предметную область моделирования, со специализированными средствами системного обеспечения, позволяющими сравнительно легко реализовать различные задачи моделирования и проведения машинных экспериментов с моделью системы и обеспечить пользователя разнообразным сервисом при их подготовке.

Функциональное наполнение ППМ отражает специфику предметной области применительно к конкретному объекту моделирования, т.е. исследуемой системе, и представляет собой совокупность модулей. Под модулем понимается конструктивный элемент, используемый на различных стадиях функционирования пакета. Язык, на котором записываются модули функционального наполнения, называется базовым языком ППМ. Состав функционального наполнения пакета, его мощность или полнота охвата предметной области отражают объем прикладных знаний, заложенных в ППМ, т.е. потенциальный уровень тематической квалификации пакета.

Одной из ключевых проблем разработки ППМ является модуляризация, т.е. разбиение функционального наполнения пакета на модули. Тщательно выполненный анализ объекта моделирования и проведенная на его основе модуляризация позволяют сократить объем работ по реализации ППМ, повышают его надежность и облегчают дельнейшую эволюцию пакета. Под конструктивностью модуля понимается его алгоритмическая совместимость (составимость), т.к. модуль представляет собой элемент алгоритмического базиса, служащего для построения программ моделирования. Число разнообразных форм модулей, используемых в пакетах, чрезвычайно велико. Прежде всего, следует выделить программные модули, модули данных и модули документации. Для программных модулей известны, например, такие формы, как подпрограмма; конструкция алгоритмического языка, допускающая автономную трансляцию; файл, содержащий текст программы, рассматриваемый как самостоятельный объект для изучения или редактирования; набор указаний, определяющих способ построения конкретной версии программы; реализация абстрактного типа данных и др.

Системное наполнение ППМ представляет собой совокупность программ, которые обеспечивают выполнение заданий и взаимодействие пользователя с пакетом, адекватное дисциплине работы в рассматриваемой прикладной деятельности. Можно сказать, что системное наполнение организует использование потенциала знаний, заложенных в функциональном наполнении, в соответствии с возможностями, предусмотренными в языке заданий ППМ.

Структурно АСМ можно разбить на следующие комплексы программ (подпрограммы): формирования базы данных об объекте моделирования; формирования базы данных о машинном эксперименте; моделирования процесса функционирования объекта; организации различных режимов работы ППМ.