النمذجة الفوقية
النموذج الفوقي هو نموذج لنموذج، والنمذجة الفوقية هي عملية توليد هذه النماذج الفوقية. وبالتالي، فإن النمذجة الفوقية هي تحليل وبناء وتطوير الأطر والقواعد والقيود والنماذج والنظريات القابلة للتطبيق والمفيدة لنمذجة فئة محددة مسبقًا من المشكلات. وكما يوحي اسمها، يطبق هذا المفهوم مفاهيم النمذجة الفوقية في هندسة البرمجيات وهندسة النظم . وتتنوع النماذج الفوقية في أنواعها وتطبيقاتها. [ 2 ]
ملخص
النموذج الفوقي/النموذج البديل هو نموذج للنموذج، أي نموذج مبسط لنموذج فعلي لدائرة أو نظام أو كيان شبيه بالبرمجيات. [ 3 ] [ 4 ] يمكن أن يكون النموذج الفوقي علاقة رياضية أو خوارزمية تمثل علاقات الإدخال والإخراج. النموذج هو تجريد للظواهر في العالم الحقيقي ؛ والنموذج الفوقي هو تجريد آخر، يُبرز خصائص النموذج نفسه. يتوافق النموذج مع نموذجه الفوقي بالطريقة التي يتوافق بها برنامج الحاسوب مع قواعد لغة البرمجة التي كُتب بها. تشمل أنواع النماذج الفوقية المختلفة المعادلات متعددة الحدود، والشبكات العصبية، وطريقة كريغينغ ، وما إلى ذلك. "النمذجة الفوقية" هي بناء مجموعة من "المفاهيم" (الأشياء، والمصطلحات، وما إلى ذلك) ضمن مجال معين. تتضمن النمذجة الفوقية عادةً دراسة علاقات الإدخال والإخراج، ثم ملاءمة النماذج الفوقية المناسبة لتمثيل هذا السلوك.
من الاستخدامات الشائعة للنماذج الفوقية ما يلي:
- كنموذج للبيانات الدلالية التي تحتاج إلى تبادلها أو تخزينها
- كلغة تدعم أسلوبًا أو عملية معينة
- كلغة للتعبير عن دلالات إضافية للمعلومات الموجودة
- كآلية لإنشاء أدوات تعمل مع فئة واسعة من النماذج في وقت التشغيل
- كنموذج لنمذجة واستكشاف جمل اللغة تلقائيًا مع تطبيقات في توليف الاختبارات الآلية
- كتقريب لنموذج ذي دقة أعلى للاستخدام عند الحاجة إلى تقليل الوقت أو التكلفة أو الجهد الحسابي
نظراً لطبيعة النمذجة الفوقية "الميتاوية"، فإنّ كلاً من ممارسة النماذج الفوقية ونظريتها ذات صلة بعلم الميتافيزيقا ، والفلسفة الميتافيزيقية ، والنظريات الميتافيزيقية ، وعلم النظم ، والوعي الميتافيزيقي. ويمكن الاستفادة من هذا المفهوم في الرياضيات ، وله تطبيقات عملية في علوم الحاسوب وهندسة الحاسوب / هندسة البرمجيات . وهذه الأخيرة هي محور هذا المقال.
المواضيع
تعريف
في هندسة البرمجيات ، يُعدّ استخدام النماذج بديلاً لتقنيات التطوير الشائعة القائمة على التعليمات البرمجية. ويتوافق كل نموذج دائمًا مع نموذج بيانات وصفي فريد. ومن أبرز فروع هندسة البرمجيات الموجهة بالنماذج حاليًا ، منهجية تُعرف باسم " الهندسة المعمارية الموجهة بالنماذج" التي اقترحتها مجموعة إدارة الكائنات (OMG ). وتتجسد هذه المنهجية في مواصفات مرفق الكائنات الوصفية (MOF).
من بين مواصفات النمذجة الفوقية النموذجية التي اقترحتها مجموعة إدارة الكائنات (OMG) لغة النمذجة الموحدة (UML )، ولغة نمذجة الأنظمة (SysML) ، ولغة النمذجة الخاصة بالأنظمة (SPEM)، ولغة النمذجة الخاصة بالأنظمة (CWM). كما نشرت المنظمة الدولية للمقاييس (ISO) معيار النمذجة الفوقية ISO/IEC 24744. [ 6 ] ويمكن تعريف جميع اللغات المذكورة أدناه على أنها نماذج فوقية متعددة اللغات (MOF).
نمذجة البيانات الوصفية
نمذجة البيانات الوصفية هي نوع من أنواع النمذجة الفوقية المستخدمة في هندسة البرمجيات وهندسة النظم لتحليل وبناء نماذج قابلة للتطبيق ومفيدة لفئة محددة مسبقًا من المشكلات. (انظر أيضًا: نمذجة البيانات ).
تحويلات النموذج
يُعدّ الاستخدام المنهجي للغات تحويل النماذج خطوةً هامةً في هندسة البرمجيات الموجهة بالنماذج . وقد اقترحت مجموعة إدارة الكائنات (OMG) معيارًا لهذا الغرض يُسمى QVT ( للاستعلامات/العروض/التحويلات). يعتمد QVT على مرفق الكائنات الوصفية (MOF). ومن بين العديد من لغات تحويل النماذج الأخرى ، نذكر بعض الأمثلة على تطبيقات هذا المعيار: AndroMDA و VIATRA و Tefkat و MT و ManyDesigns Portofino .
العلاقة بالأنطولوجيا
ترتبط النماذج الفوقية ارتباطًا وثيقًا بالأنطولوجيات . وكثيرًا ما يستخدم كلاهما لوصف وتحليل العلاقات بين المفاهيم: [ 7 ]
- الأنطولوجيات: تُعبّر عن شيء ذي معنى ضمن عالم أو مجال خطاب مُحدد باستخدام قواعد نحوية للمفردات. تُحدد هذه القواعد النحوية ما يعنيه أن تكون العبارة أو التأكيد أو الاستفسار سليمة الصياغة (قيود رسمية) حول كيفية استخدام المصطلحات في المفردات المُتحكم بها في الأنطولوجيا معًا. [ 8 ]
- النمذجة الفوقية: يمكن اعتبارها وصفًا صريحًا (بنى وقواعد) لكيفية بناء نموذج خاص بمجال معين. ويشمل ذلك على وجه الخصوص تحديدًا رسميًا للرموز الخاصة بهذا المجال. عادةً ما تكون النماذج الفوقية - وينبغي أن تتبع دائمًا - مجموعة قواعد صارمة. [ 9 ] "النموذج الفوقي الصحيح هو أنطولوجيا، ولكن لا يتم نمذجة جميع الأنطولوجيات بشكل صريح كنماذج فوقية." [ 8 ]
أنواع النماذج الفوقية
في هندسة البرمجيات، يمكن تمييز عدة أنواع من النماذج (وأنشطة النمذجة المقابلة لها):
- نمذجة البيانات الوصفية (نموذج البيانات الوصفية)
- نمذجة العمليات الفوقية (نموذج العمليات الفوقية)
- النمذجة الفوقية القابلة للتنفيذ (التي تجمع بين ما سبق وأكثر من ذلك بكثير، كما هو الحال في أداة Kermeta للأغراض العامة )
- لغة تحويل النماذج (انظر أدناه)
- النماذج الفوقية متعددة الحدود [ 10 ]
- نماذج الشبكات العصبية
- نماذج كريجينج الفوقية
- نماذج فوقية متعددة الحدود مجزأة (الشرائح)
- الكريج المعزز بالتدرج (GEK)
حدائق حيوانات النماذج الفوقية
تُعرف مكتبة النماذج الفوقية المتشابهة باسم "حديقة حيوانات النماذج الفوقية". [ 11 ] توجد أنواع عديدة من حدائق حيوانات النماذج الفوقية. [ 12 ] بعضها مكتوب بلغة ECore، والبعض الآخر مكتوب بلغة MOF 1.4 – XMI 1.2. يمكن تحميل النماذج الفوقية المكتوبة بلغة UML – XMI 1.2 إلى Poseidon for UML، وهي أداة CASE تعتمد على لغة UML .
انظر أيضاً
- نموذج مرجعي للأعمال
- حوكمة البيانات – القدرة التي تمكّن المؤسسة من ضمان جودة عالية للبيانات
- هندسة البرمجيات الموجهة بالنماذج ( MDE ) – منهجية تطوير البرمجيات
- هندسة البرمجيات الموجهة بالنماذج (MDA)
- لغة خاصة بالمجال (DSL)
- النمذجة الخاصة بالمجال (DSM)
- نظام نمذجة الكسوف العام (GEMS)
- كيرميتا (نمذجة النواة الفوقية)
- البيانات الوصفية
- أداة MetaCASE (أدوات لإنشاء أدوات لأدوات هندسة البرمجيات بمساعدة الحاسوب )
- هندسة الأساليب
- نموذج MODAF الفوقي
- استعلامات/عروض/تحويلات MOF (MOF QVT)
- منهجية معالجة الكائنات
- تحليل المتطلبات
- رسم الخرائط الفضائية
- نموذج بديل
- لغة التحويل
- فياترا (Viatra)
- لغة تحويل XML (XML TL)
مراجع
- ↑ ديفيد ر. سولر وآخرون (2001) تقرير مرحلي عن قاعدة بيانات الخرائط الجيولوجية الوطنية، المرحلة 3: قاعدة بيانات على الإنترنت لمعلومات الخرائط تقنيات رسم الخرائط الرقمية '01 -- وقائع ورشة العمل هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية تقرير الملف المفتوح 01-223.
- ↑ ساراجو موهانتي ، الفصل 12: منهجيات تصميم أنظمة الإشارات المختلطة السريعة القائمة على النماذج الفوقية، " تصميم أنظمة الإشارات المختلطة النانوإلكترونية "، رقم ISBN 978-0071825719و 0071825711، الطبعة الأولى، ماكجرو هيل، 2015.
- ↑ أوليغ غاريتسيلوف، وساراجو موهانتي ، وإلياس كوغيانوس، " دراسة مقارنة للنماذج الفوقية للمحاكاة السريعة والدقيقة لدوائر نانو-CMOS مؤرشفة في 23 سبتمبر 2015 في Wayback Machine "، معاملات IEEE في تصنيع أشباه الموصلات (TSM)، المجلد 25، العدد 1، فبراير 2012، الصفحات 26-36.
- ↑ ساراجو موهانتي استكشاف التصميم فائق السرعة للدوائر النانوية من خلال النمذجة الفوقية مؤرشف في 23 سبتمبر 2015 في Wayback Machine ، محاضرة مدعوة، شركة أبحاث أشباه الموصلات (SRC)، مركز تكساس التناظري للتميز (TxACE)، 27 أبريل 2012.
- ↑ FEA (2005) ملف تعريف إدارة سجلات FEA، الإصدار 1.0 . 15 ديسمبر 2005.
- ↑ المنظمة الدولية للتوحيد القياسي / اللجنة الكهروتقنية الدولية، 2007. ISO/IEC 24744. هندسة البرمجيات - نموذج فوقي لمنهجيات التطوير.
- ↑ إي. سودرستروم وآخرون (2001) "نحو إطار عمل لمقارنة لغات نمذجة العمليات"، في: سلسلة محاضرات في علوم الحاسوب ؛ المجلد 2348. وقائع المؤتمر الدولي الرابع عشر حول هندسة نظم المعلومات المتقدمة. الصفحات: 600-611، 2001
- 1 2 بيدكوك، وودي (2003)، ما هي الاختلافات بين المفردات، والتصنيف، والمسرد، والأنطولوجيا، والنموذج الفوقي؟، مؤرشف من الأصل في 14 أكتوبر 2009 ، تم استرجاعه في 10 أكتوبر 2009
- ↑ إرنست، يوهانس (2002)، ما هو النمذجة الفوقية، وما فائدتها؟، مؤرشف من الأصل في 9 أكتوبر 2011 ، تم استرجاعه في 9 أكتوبر 2009
- ↑ ساراجو موهانتي وإلياس كوغيانوس، " التحسين السريع القائم على النموذج متعدد الحدود لدوائر مذبذب نانو-CMOS مؤرشف في 10 أغسطس 2014 في Wayback Machine "، مجلة Springer Analog Integrated Circuits and Signal Processing، المجلد 79، العدد 3، يونيو 2014، الصفحات 437-453.
- ↑ جان ماري فافر: نحو نظرية أساسية للهندسة القائمة على النماذج. مؤرشف في 15 أكتوبر 2006 في Wayback Machine .
- ↑ تم أرشفة AtlanticZoo في 29 أبريل 2006 في Wayback Machine .
للمزيد من القراءة
- ساراجو موهانتي (2015). "الفصل 12: منهجيات تصميم أنظمة الإشارات المختلطة السريعة القائمة على النماذج الفوقية". تصميم أنظمة الإشارات المختلطة النانوإلكترونية . ماكجرو هيل. ISBN 978-0071825719.
- Booch, G., Rumbaugh, J., Jacobson, I. (1999), The Unified Modeling Language User Guide , Redwood City, CA: Addison Wesley Longman Publishing Co, Inc.
- جيه بي فان جيتش ، تصميم النظم والنمذجة والنمذجة الفوقية ، دار بلينوم للنشر، نيويورك، 1991
- جوبي بولوسو، hamara.in، 2004 التحول القائم على النموذج
- بي سي سموليك، بيئة نمذجة مامبو ، أطروحة دكتوراه، جامعة برنو للتكنولوجيا، 2006
- غونزاليس-بيريز، سي. وهندرسون-سيلرز، بي.، 2008. النمذجة الفوقية لهندسة البرمجيات. تشيتشستر (المملكة المتحدة): وايلي. 210 صفحة. ISBN 978-0-470-03036-3
- إم. إيه. جيوسفيلد، إم. جارك، وجيه. ميلوبولوس ، 2009. النمذجة الفوقية لهندسة المنهجيات. كامبريدج (الولايات المتحدة الأمريكية): مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. 424 صفحة. ISBN 978-0-262-10108-0متاح للجميع عبر الرابط التالي: https://conceptbase.sourceforge.net/2021_Metamodeling_for_Method_Engineering.pdf
- G. Caplat Modeles & Métamodèles ، 2008 - ISBN 978-2-88074-749-7(بالفرنسية)
- Fill, H.-G., Karagiannis, D., 2013. On the Conceptualisation of Modelling Methods Using the ADOxx Meta Modelling Platform , Enterprise Modelling and Information Systems Architectures, Vol. 8, Issue 1, 4-25.
- تصميم البرمجيات
- النمذجة العلمية