Применение моделей изменчивости в структурно-параметрическом синтезе трехмерных адаптивных приложений

Юлия Евсеева — Fri, 06 May 2016 15:04:03 +0000

Вопрос построения автоматизированной системы синтеза трехмерных адаптивных приложений довольно актуален в настоящее время. Данная система может быть полезна в различных сферах человеческой деятельности, где в настоящее время активно используются трехмерные адаптивные приложения. К таким сферам, в частности, можно отнести сферу подготовки специалистов, так как в ней активно применяются различные адаптивные виртуальные тренажеры на основе трехмерной графики.
Наиболее существенными характеристиками данной системы являются ее универсальность (возможность использования для создания приложений в различных предметных областях) и низкий порог вхождения (возможность работы с системой человека, не являющегося квалифицированным специалистом в сфере разработки программного обеспечения).
Исследование имеющихся разработок показало отсутствие в настоящее время математического аппарата, позволяющего создать систему требуемого типа. Все имеющиеся подходы к разработке программного обеспечения данного типа характеризуются недостаточной математической строгостью.
Автором данной работы было предложено использовать технологию моделирования изменчивости [1] для решения поставленной задачи. Суть метода, основанного на использовании данной технологии, заключается в задании описания структуру адаптивного приложения с помощью диаграммы характеристик. Термин “диаграмма характеристик” относится к области инженерии линеек программных продуктов [2] и обозначает компактное графическое описание всех возможных экземпляров линейки. В данном случае линейку программных продуктов заменяет предметная область адаптивного приложения, а под отдельным “экземпляром” следует понимать отдельный этап работы (или состояние) приложения, определяемый как состоянием аппаратной среды, так и действиями пользователя, работающего с приложением.
Предполагается, что описание структуры программы с помощью диаграммы характеристик будет задаваться самим пользователем, проектирующим программу, с помощью специального визуального редактора. Задаваемая структура основывается на объектах трех основных типов:

Трехмерные модели;
Программные функции;
Параметры.

После составления описания структуры приложения с помощью диаграммы характеристик осуществляется его перевод в ориентированный гиперграф. Пример диаграммы характеристик, описывающей структуру адаптивного приложения, с соответствующим ей гиперграфом представлен на рисунке 1.

Диаграмма характеристик и гиперграф.

Перевод диаграммы характеристик в гиперграфовое представление позволяет эффективно решить сразу две задачи:

Реализовать механизм верификации структуры адаптивного приложения на уровне понятий предметной области. Так как различные элементы диаграммы характеристик представляют собой понятия предметной области приложения, а связи между ними задают определенные ограничения на возможности одновременного использования понятий в отдельной конфигурации приложения, при грамотном отображении диаграммы характеристик в гиперграф несложно будет реализовать алгоритм, который, анализируя типы гиперребер, будет находить ошибки в текущей конфигурации (подмножестве выбранных вершин) диаграммы. Данный момент является особенно важным, так как предполагается, что отдельная конфигурация диаграммы, соответствующая отдельному этапу работы приложения, будет заранее определяться пользователем вручную.
Реализовать механизм адаптивного поведения приложения. Так как каждое отдельное состояние приложения будет описываться отдельным подграфом исходного гиперграфа, несложно реализовать механизм переключения между состояниями с помощью введения матрицы переходов и числовых показателей, отвечающих за состояние аппаратной среды и “качество” работы пользователя с программой на предыдущем этапе ее функционирования.

Как видно, с помощью достаточно простого механизма задания описания структуры программы (диаграмма характеристик) и также несложного механизма формализации составленного описания (преобразование в гиперграф) можно достаточно эффективно решить базовые задачи разработки автоматизированной системы синтеза трехмерных адаптивных приложений.

Электронный научно-практический журнал «Современная техника и технологии» » автоматизация проектирования

Применение моделей изменчивости в структурно-параметрическом синтезе трехмерных адаптивных приложений