Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Анализ предметной области

6.1. в чём состоит Анализ предметной области

Под ПО понимают ту часть окружающего мира, в которой протекает какая-либо профессиональная деятельность (см. п.1.?). Например, выделяют ПО, в которой ежемесячно рассчитывается баланс какого-либо предприятия; профессиональную деятельность осуществляет бухгалтер этого предприятия. Другим примером ПО может служить раздел метеорологии “Долгосрочный прогноз”; здесь профессионал-метеоролог проводит расчеты будущих значений погодных параметров на основании данных, собранных с метеостанций за некоторый предшествующий период времени. Для того чтобы автоматизировать с помощью компьютера какой-либо участок этой профессиональной деятельности, необходимо предварительно проанализировать эту ПО, чтобы выяснить, какие задачи приходится решать профессионалу и какие из этих задач можно поручить решать компьютеру.

Целью анализа являются определение тех основных понятий, которыми пользуются профессионалы при решении своих задач, и установление связей, существующих между этими понятиями. При анализе, в первую очередь, выделяют термины, которые используются в этой ПО и которым приписан некоторый смысл в этой ПО. В этих терминах обычно и формулируются профессиональные задачи. Далее в ходе анализа выстраивается некоторая модель этой ПО, в рамках которой уже можно перейти к формальным постановкам профессиональных задач, что позволит искать методы их решения. Обычно эта модель является некоторой математической моделью, а формальные постановки задач по существу являются постановками математических задач. В простейшем случае в модель ПО входят:

1. конечное множество терминов ПО – названий (имен) понятий и/или объектов, выделенных при анализе ПО, причём для каждого имени указывается его смысл и область его допустимых значений;

2. конечное множество терминов предметной области – названий (имен) отношений между понятиями и/или объектами, которые были выделены при анализе ПО, также с указанием смысла этих отношений;

3. текст (обычно на естественном языке, но с использованием терминов ПО), описывающий законы ПО, использующиеся в профессиональной деятельности.

Формулировка профессиональной задачи обычно содержит описание множества входных данных, описание множества выходных данных и описание условий этой задачи. Все описания делаются на естественном языке с использованием терминов ПО, причем при описании входных данных области их допустимых значений часто не указываются, а только подразумеваются, так как профессионалы опираются на свои знания законов ПО. Чтобы перейти к формулировке соответствующей математической задачи (класса задач), приходится явно описывать все то, что обычно подразумевается.

Из всех законов ПО нужно выделить только те, которые имеют отношение к рассматриваемому классу задач. Вместе с условиями, сформулированными в постановке профессиональной задачи, эти законы образуют ту модель знаний ПО, которая должна позволить найти метод решения поставленной задачи (класса задач).

Таким образом, в результате анализа ПО должен быть сформулирован класс задач K (см. п.?.) для исполнителя I, причем под исполнителем I подразумевается компьютер, на котором установлена операционная среда, и КП, которая должна работать в этой среде, решая задачи из класса K.

Чтобы создать КП для такого исполнителя I, нужен алгоритм решения задач из класса K. Здесь возможны три случая. В первом случае такой алгоритм уже известен в математике, и программист имеет возможность им воспользоваться для написания КП. Во втором случае в математике доказано, что такого алгоритма не существует, и тогда нужно отказаться от использования компьютера для решения поставленной задачи: либо нужно сменить постановку профессиональной задачи, либо даже сменить модель ПО и вместе с ней – постановку профессиональной задачи. Наконец, в третьем случае известно, что алгоритм существует (возможно, он даже описан в соответствующей литературе), но он слишком трудоемок (требует слишком большого числа операций и, следовательно, времени). В этом случае даже использование компьютера не может помочь профессионалу, и он вынужден отказаться от решения поставленной задачи и, как и в предыдущем случае, сменить постановку профессиональной задачи.

6.2. кто должен проводить Анализ предметной области

Для проведения анализа ПО требуется совместная работа профессионала в этой ПО и разработчика КП. Работа профессионала – выделять существенные понятия ПО, толковать терминологию, определять области допустимых значений объектов, выделять существенные отношениямежду понятиями ПО, формулировать профессиональные задачи и т.п. Разработчик КП должен строить модель ПО, опираясь на знания профессионала и вводя формализмы при выявлении объектов ПО и отношений между ними, при анализе множества профессиональных задач и при конструировании класса задач K. Разработчик должен также сформулировать математическую задачу, которая и будет решаться с помощью КП.

Совместная деятельность профессионала и разработчика призвана обеспечить: адекватность построенной модели ПО – реальной ПО, а адекватность задачи на модели ПО – профессиональной задаче.

6.3. пример проведения Анализа предметной области

(Как должен выглядеть документ, отражающий результаты анализа ПО)

Результаты анализа ПО, конечно же, должны быть зафиксированы. Документ, отражающий результаты анализа ПО, является исходным материалом для разработки КП. Рассмотрим для примера вид такого документа с результатами анализа ПО для задачи о выборе максимального из трех заданных чисел.

Профессионал – математик, ему приходится решать задачи поиска максимума в конечном множестве действительных чисел. ПО, в которой работает этот профессионал, - “СРАВНЕНИЕ ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫХ ЧИСЕЛ” (далее – “ЧИСЛА”). Одна из профессиональных задач – поиск максимального из трех заданных целых положительных чисел. Ниже приводится документ, отражающий результаты анализа этой ПО.

АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ “ЧИСЛА”

I. Построение модели ПО “Числа”

1. Названия объектов и понятий ПО “ЧИСЛА”:

понятие число -любое целое положительное число; множество N значений (объектов) понятия “Число” составляют все положительные целые числа на числовой оси;

объект число_I –один из объектов понятия число (I Î N).

2. Названия отношений между объектами ПО “ЧИСЛА”:

< (меньше) – бинарное отношение между двумя объектами число_1 и число_2: число_1 меньше число_2, если на числовой оси точка с координатой число_1 лежит левее точки с координатой число_2;

> (больше) – бинарное отношение между двумя объектами число_1 и число_2:

число_1 больше число_2, если на числовой оси точка с координатой число_1 лежит правее точки с координатой число_2;

£ (меньше или равно) – бинарное отношение между двумя объектами число_1 и число_2: число_1 меньше или равно число_2, если на числовой оси точка с координатой число_1 совпадает с точкой илилежит правее точки с координатой число_2;

³ (больше или равно) – бинарное отношение между двумя объектами число_1 и число_2: число_1 больше или равно число_2, если на числовой оси точка с координатой число_1 совпадает с точкой илилежит правее точки с координатой число_2;

= (равно) – бинарное отношение между двумя объектами число_1 и число_2:

число_1 равно число_2, если на числовой оси точка с координатой число_1 совпадает с точкой с координатой число_2.

3. Законы ПО “ЧИСЛА”:

· если число_1 равно число_2, а число_2 равно число_3, то число_1 равно число_3 (закон транзитивности для отношения “=”);

· если число_1 равно число_2, то число_2 равно число_1 (закон симметрии для отношения “=”);

· число_1 равно число_1 (закон рефлексивности для отношения “=”);

· если число_1 больше число_2, а число_2 больше число_3, то число_1 больше число_3 (закон транзитивности для отношения “>”);

· если число_1 меньше число_2, а число_2 меньше число_3, то число_1 меньше число_3 (закон транзитивности для отношения “<”);

· число_1 не больше число_1 (закон антирефлексивности для отношения “>”);

· число_1 не меньше число_1 (закон антирефлексивности для отношения “<”);

· если число_1 больше число_2, то число_2 не больше число_1 (закон антитранзитивности для отношения “>”);

· если число_1 меньше число_2, то число_2 не меньше число_1 (закон антитранзитивности для отношения “<”);

· если не верно, что число_1 меньше число_2, то число_1 не меньше число_2 (закон исключенного третьего);

·

II. Формулировка класса задач K = “Выбор максимального из трех заданных чисел на модели ПО “Числа”” ”

Дано:

§ A = число_1; область допустимых значений (ОДЗ) A– множество N;

§ B = число_2; ОДЗ B – множество N;

§ C = число_3; ОДЗ B – множество N.

Требуется найти:

§ MAX; область возможных значений MAX – множество N.

Связи

а) условия задачи:

MAX = max(A,B,C);

б) законы ПО, необходимые для решения задач из класса K:

· если число_1 больше число_2, то число_1 не меньше число_2 (закон исключенного третьего);

· если число_1 больше число_2, а число_2 больше число_3, то число_1 больше число_3 (закон транзитивности для отношения “>”);

· если число_1 больше или равно число_2, а число_2 больше или равно число_3, то число_1 больше или равно число_3 (закон транзитивности для отношения “³”);

· если число_1 больше число_2, а число_2 больше или равно число_3, то число_1 больше или равно число_3 (закон транзитивности для отношений “>” и “³”);

· если число_1 больше или равно число_2, а число_2 больше число_3, то число_1 больше или равно число_3 (закон транзитивности для отношений “³” и “>”).

Литература к главе 5

1. Фокс Дж. Программное обеспечение и его разработка: Пер. с англ. – М.: Мир, 1985. – 368с.