Труды КНЦ вып.7 (ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ вып.2 4/2011(7))

Простая вычислительная модель [3] определяется как совокупность переменных и частичных отношений между ними. Для представления отношений используются функциональные отображения (операторы). Частичным отношением называется конечная непротиворечивая последовательность операторов. Совокупность операторов считается непротиворечивой, если их применение в различных последовательностях не позволяет по одним и тем же исходным значениям вычислить различные значения одной и той же переменной. При синтезе вычислений анализируется применимость операторов по следующим правилам. Оператор: - может быть выполнен, если определены значения всех его входных переменных; - имеет смысл применять, если он вычисляет новую переменную по отношению ко множеству известных на текущем шаге. При наличии в модели альтернативных путей используется любой из них. Решение задачи осуществляется перебором всех операторов модели. В ходе перебора обнаруживается оператор, который может быть выполнен, и вычисляется некоторое новое значение его выходных переменных. Итеративный процесс поиска решения прекращается, если получены все требуемые результаты или нет оператора, удовлетворяющего приведенным выше условиям. В последнем случае задача неразрешима в вычислительной модели. Простые вычислительные модели позволяют эффективно синтезировать вычислительные процессы на основе заданных отношений лишь для простых ациклических последовательностей обработки. Для синтеза более сложных вычислений используются расширения вычислительных моделей (расширенные вычислительные модели), содержащие дополнительные механизмы управления. К числу современных вариантов реализации расширений вычислительных моделей можно отнести систему PowerSim [4], где введены новые типы вершин и связей, обеспечивающие управление, а также имеется удобный графический редактор. При построении информационных моделей сложных объектов эффективно использование различных приемов декомпозиции (см., например, [5, 6]), с помощью которых задача моделирования сводится к совокупности более простых для формализации и численного решения подзадач. Одним из самых существенных недостатков простых вычислительных моделей и их расширений является то, что они описывают только способы преобразования данных и не позволяют производить структурную декомпозицию данных и процессов их обработки, поэтапно уточняя процесс преобразований. Далее рассмотрим обобщенные вычислительные модели (ОВМ) [7], а именно КМПО, как средство преодоления этого недостатка. ОВМ представляют собой надстройку над простой или расширенной вычислительной сетью в том смысле, что на множествах процессов и потоков данных дополнительно устанавливаются иерархические отношения “часть- целое” . Это дает возможность, с одной стороны, поэтапно уточнять описание предметной области, а с другой стороны, - автоматически контролировать согласованность описаний исследуемого процесса на различных уровнях декомпозиции, анализируя различного рода структурные ограничения. На уровне интерпретации ОВМ обычно представляется двудольным 121