Парадигмы моделирования и программирования задач предметных областей знаний - Лаврищева Е. М., Петров И. Б., Петренко А. К.

Монография посвящена парадигмам моделирования и программирования современных предметных областей знаний (физика, математика, биология, химия, медицина и др.), начиная с появления первых аналитических машин и ЭВМ для численного решения технических задач и задач предметных областей знаний. Описываются сформировавшиеся подходы к моделированию математических задач на первых ЭВМ (А. А. Самарского, Е. Л. Ющенко, В. М. Глушкова, О. М. Белоцерковского, О. М. Поспелова, И. Б. Петрова и дискретных программно-технических систем (ПТС) с участием В. М. Глушкова, В. Н. Коваля и др. Дана характеристика зарубежных парадигм программирования задач разных предметных областей знаний (ООР, VDM, UML, Z, RAISE, RSL, Agaile и др.), а также отечественных парадигм модульного, синтезирующего, композиционного, аспектного, агентного программирования и инженерии приложений и доменов (DSL, OWL, ОСМ и др.). В период появления первых ЭВМ и языков программирования (ЯП) — Algol-58, 60; Fortran, Cobol, PL/1, Snobol, Lisp и др. описана программирующая программа трансляторов с ЯП (ТА1-ТА5) для перевода исходных схем программ в ЯП в код первой ЭВМ. Обсуждаются сформировавшиеся методы трансляции, как средств автоматизации программирования. Показано развитие схем к моделированию структур алгоритмов графовым и сетевым нейронным способом. Описана сборка разнородных модулей в ЯП, работающих с разными данными из класса фундаментальных типов данных (ФДТ) и межъязыкового преобразования совместных данных в среде IBM-360 (1976–1982). Описана парадигма графового математического моделирования задач предметных областей знаний с применением математических операций и аппарата матриц смежности, инцидентности и средств обеспечения правильности (Model Checking, V&V, Testing функций задач), обеспечения безопасности и надежности функционирования задач в Интернет. Представлено математическое моделирование задач прикладной математики средствами компьютеров (Петров И. Б. МФТИ) для биологии и вычислительной геометрии. Определены задачи интеллектуализации и информатизации знаний в рамках Европейского проекта Е-science, Grid и Semantic Web глобальной сети Интернет. Приведены парадигмы моделирования космических задач, вычислительной геометрии и прикладного домена ЖЦ с использованием интеллектуальных методов Data Mining и др. Описана парадигма моделирования сложных вариабельных прикладных систем с использованием моделей систем Msys, модели характеристических свойств функций систем MF (Model Feature) и моделей знаний Mining, сформовавшихся в мировом сообществе в рамках промышленных технологий в разных странах. Приведен вариант ядра OS Linux с использованием Variability Mining на примере магистерских работ МФТИ и операций конфигурационной сборки в ОС Интернет, выполненных участниками в рамках проекта РФФИ № 16-01-00352. Описан общий сборщик интеллектуальных, информационных, программных и технических ресурсов Интернет в ЯП пятого поколения (C++, Java, Python, Ruby и др.) в общесистемных средах (JavaEE, IBMSphere, OS Linux, Intel, Grid, Visial Studio и др.) в Веб-системы и сайты глобальной сети. Приведены алгоритмы преобразования общих типов данных (GDT) ISO/IEC 11404 GDT и неструктурированных типов данных Big Data, Cloud Computing Semantic Web Интернет. Приводятся парадигмы DSL, инженерии SE, фабрик Чернецкого и Бея, основанных на методе конвейерной сборки интеллектуальных ресурсов Интернет для ПТС. Приводится характеристика зарубежных и отечественных парадигм моделирования, методов синтеза частиц нано и ДНК в МФТИ; Нейроучебников для обучения студентов университетов (МФТИ, МГУ и др.) современным парадигмам моделирования, инженерии и программирования ПТС для разных предметных областей знаний.