Визуализация при моделировании сложных систем

Проектирование, по существу – это производство проектной документации, содержащей описание проектируемого объекта. Процесс проектирования – это информационный процесс, то есть процесс преобразования информации о проектируемом (еще не реализованном) объекте. В этом смысле процесс проектирования объекта можно считать процессом формирования и последовательного преобразования его информационных моделей.

На разных стадиях проекта информация об объекте представлена с разной степенью детализации: на начальных стадиях используются более абстрактные модели, описывающие требования к функционированию объекта и его поведение при эксплуатации; модели, используемые на завершающих стадиях проекта, существенно более детальны и содержат информацию, достаточную для изготовления образца объекта.

При выполнении крупных проектов сложность моделируемого объекта и, соответственно, объем информации, обрабатываемой проектировщиками, слишком велики для адекватного восприятия проекта одним человеком. По существу, речь идет о биологическом ограничении возможностей мозга человека по хранению и переработке больших объемов информации. Один из методов преодоления таких ограничений заключается в декомпозиции проектируемого объекта на множество взаимосвязанных компонентов, каждый из которых, естественно, оказывается "проще" проекта в целом. При этом разработка отдельных компонентов крупного проекта, как правило, поручается различным исполнителям (или группам исполнителей), что частично решает проблему "борьбы со сложностью проекта", но создает ряд дополнительных проблем, связанных с интеграцией компонентов системы и организацией согласованной работы нескольких групп исполнителей проекта.

В этих условиях становится очевидной необходимость визуального моделирования проектируемых объектов, суть которого - в графическом отображении обсуждаемых и принимаемых проектных решений.

Визуальное моделирование направлено на достижение следующих целей:

· Визуализация упрощает понимание проекта в целом ("картина стоит ста слов о ней").

· Визуализация помогает согласовать терминологию и убедиться в том, что все участники проекта одинаково понимают термины.

· Визуализация делает обсуждение конструктивным и понятным.

Важным достоинством графической нотации является возможность образного закрепления семантики (содержательного смысла) отдельных понятий, что существенно упрощает процесс общения между участниками проекта.

Выбор выразительных средств для построения моделей сложных систем предопределяет те задачи, которые могут быть решены с использованием данных моделей. Для практического использования средств графической нотации в процессе анализа и проектирования должен быть создан специальный язык, поддерживающий некоторую графическую нотацию для описания объектов и процессов предметной области, а также включающий средства хранения моделей, контроля их непротиворечивости, преобразования и т.д. Другими словами, нужна полноценная система поддержки программного проекта, включающая средства визуального моделирования.