模型與客觀世界

模型與客觀世界

0模型庫管理系統(tǒng)的功能模型是客觀世界的象征和體現(xiàn)，客觀世界的抽象和概括，以某種形式對(duì)系統(tǒng)的本質(zhì)屬性進(jìn)行描述，以闡明系統(tǒng)的功能、行為和變化規(guī)律。人們認(rèn)識(shí)和研究客觀世界一般有三種方法:邏輯推理法、實(shí)驗(yàn)法和模型法。其中模型法是我們了解和探索客觀世界的最有力、最方便、最有效的方法。它在客觀世界和科學(xué)理論之間架起了一座橋梁,通過這座橋梁我們可以分析和研究系統(tǒng)的各個(gè)側(cè)面?？陀^世界的實(shí)際系統(tǒng)是極其復(fù)雜的,它的屬性也是多方面的,建立模型只能根據(jù)系統(tǒng)的目的和要求,抓住本質(zhì)的屬性和因素,忽略非本質(zhì)因素,只有這樣才能準(zhǔn)確地描述系統(tǒng)。因此,模型來源于實(shí)際,又高于實(shí)際,但比客觀世界更簡單、更抽象,它是認(rèn)識(shí)客觀世界的重要手段。模型比現(xiàn)實(shí)世界容易操作,尤其是一些參數(shù)值的改變在模型中操作比在實(shí)際問題中操作更容易。因而人們在長期的認(rèn)識(shí)和改造客觀世界時(shí),一直是以各種各樣的模型來表現(xiàn)和描述錯(cuò)綜復(fù)雜的客觀世界,從而揭示它們的客觀規(guī)律性。模型庫是提供模型存儲(chǔ)和表示模式的系統(tǒng)。它是傳統(tǒng)決策支持系統(tǒng)的三大支柱之一,是決策支持系統(tǒng)中最具有特色的部件之一。決策支持系統(tǒng)之所以能夠?qū)Q策執(zhí)行過程提供有效的支持,除了系統(tǒng)設(shè)計(jì)之外,主要在決策支持系統(tǒng)中有能為決策者提供推理、選擇分析和比較整個(gè)問題的模型庫。模型庫是決策支持系統(tǒng)的共享資源,它具有一些支持不同層次的決策活動(dòng)的基本模型,其中有一些為支持頻繁操作的單一模型,還有一些用于生成新模型的基本模塊。模型庫就是一個(gè)“產(chǎn)生”模型的基地,而不是預(yù)先建立的模型集合。因而,模型庫要有模型增加、刪除、修改等一系列的功能。另外,在模型庫系統(tǒng)中,還要考慮模型在模型庫中的表現(xiàn)形式和存儲(chǔ)形式,使模型便于管理和維護(hù),能靈活的連接并參加推理。在設(shè)計(jì)模型庫管理系統(tǒng)時(shí),為了實(shí)現(xiàn)其功能上的要求,還需要考慮模型庫與決策支持系統(tǒng)其他部件的連接問題。例如,通過模型庫管理系統(tǒng)把模型庫與數(shù)據(jù)庫,知識(shí)庫和人機(jī)界面連接起來。這樣可以使模型庫從數(shù)據(jù)庫中獲得有關(guān)數(shù)據(jù),并把模型運(yùn)算的結(jié)果送到人機(jī)界面,以便與用戶進(jìn)行交互。另外,模型庫管理部分為應(yīng)用模型提供了一個(gè)良好的運(yùn)行環(huán)境,模型庫管理系統(tǒng)的水平?jīng)Q定著模型應(yīng)用效能的發(fā)揮。1模型庫系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)1.1修改、錯(cuò)誤及錯(cuò)誤此模塊在模型庫中重新創(chuàng)建一條新的模型并以文件的形式存儲(chǔ)在磁盤上。模型的輸入采用表格填充的方法,用戶將要生成的模型的信息填充到相應(yīng)的表格中,然后按“模型增加”鍵,系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入輸入模型的正確性檢查。如果輸入模型無格式、語法錯(cuò)誤,則系統(tǒng)會(huì)將此模型添加到模型庫中。如果在輸入模型正確性檢查中發(fā)現(xiàn)有輸入錯(cuò)誤,系統(tǒng)會(huì)顯示錯(cuò)誤信息,提示用戶進(jìn)行修改,直到修改無誤為止。其中在模型內(nèi)容一欄中,用戶如果要輸入某一參數(shù)的代碼(孔隙度、飽和度等),只需雙擊參數(shù)表中相應(yīng)內(nèi)容,則其參數(shù)的代碼會(huì)自動(dòng)加到模型內(nèi)容一欄中去。用戶在模型庫中修改一條已經(jīng)存在的模型內(nèi)容。首先在模型名稱一欄中選擇要進(jìn)行修改的模型,相應(yīng)模型的詳細(xì)內(nèi)容就會(huì)出現(xiàn)在模型內(nèi)容一欄中,用戶可以對(duì)其內(nèi)容作適當(dāng)修改,然后按“模型修改”鍵,系統(tǒng)就會(huì)做輸入模型正確性檢查。如果輸入模型格式、語法均無誤,則系統(tǒng)會(huì)將原來的模型做修改,并且顯示模型的修改信息。如果在輸入模型正確性檢查中發(fā)現(xiàn)輸入錯(cuò)誤,系統(tǒng)會(huì)顯示錯(cuò)誤信息,提示用戶進(jìn)行修改,直到修改無誤為止。對(duì)每一個(gè)要生成的模型,不管在模型增加部分,還是在模型修改部分,都要進(jìn)行輸入正確性檢查,以盡量保證生成的模型沒有語法錯(cuò)誤或格式錯(cuò)誤。進(jìn)行的正確性檢查主要包括以下幾個(gè)方面:(1)進(jìn)行詞法分析,檢查是否存在非法單詞(即運(yùn)算符,操作數(shù)和系統(tǒng)定義的變量以外的字符)。(2)檢查給出模型名稱代碼是否唯一,以保證在模型庫中的每一個(gè)模型均有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)代碼。(3)檢查模型內(nèi)容中是否存在語法錯(cuò)誤,例如左右括號(hào)匹配等。1.2輸出狀態(tài)發(fā)送“測試結(jié)果”此模塊用以測試模型庫中的模型是否會(huì)正確的運(yùn)行。即從調(diào)用者獲取輸入?yún)?shù),傳給模型,并使模型運(yùn)行,最后把輸出返回到調(diào)用者。用戶在“測試結(jié)果”一欄中輸入模型名稱代碼和調(diào)用參數(shù),經(jīng)系統(tǒng)識(shí)別以后,找到相應(yīng)模型,并將相應(yīng)參數(shù)賦給對(duì)應(yīng)的變量,使模型執(zhí)行,最后將執(zhí)行結(jié)果在測試一欄中顯示出來。在本模塊的編寫、調(diào)試過程中遇到了一系列的問題,下面就遇到的幾個(gè)問題以及解決辦法給予歸納和總結(jié)。1.2.1如何避免遞生模型的誤操作帶來困難調(diào)用每個(gè)模型都需要若干個(gè)參數(shù),每個(gè)模型的調(diào)用參數(shù)可由用戶在模型生成的時(shí)候輸入定義。但如果這樣,就會(huì)在參數(shù)值的傳遞過程中帶來不便,而且可能由于用戶在生成模型時(shí)的一時(shí)疏忽,會(huì)造成模型在執(zhí)行過程中出現(xiàn)故障。因而較好的解決辦法就是經(jīng)過詞法分析,由系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別出每個(gè)模型的參數(shù)變量,放在一個(gè)數(shù)組中,并且使該模型的參數(shù)變量在其參數(shù)數(shù)組中僅出現(xiàn)一次。這樣在模型一欄中,每個(gè)模型名稱代碼的后面附上該模型的參數(shù)數(shù)組,用戶在瀏覽模型參數(shù)或模型執(zhí)行時(shí),會(huì)更加方便。1.2.2通過參數(shù)值的上傳來獲取所需參數(shù)如何將用戶輸入的參數(shù)數(shù)值正確的傳遞給被調(diào)用模型的參數(shù)變量,首先,將用戶輸入的參數(shù)存入第一個(gè)數(shù)組中,將對(duì)應(yīng)的參數(shù)變量放入第二個(gè)數(shù)組中。這樣,在完成對(duì)模型的詞法分析后,判斷每個(gè)單詞是不是系統(tǒng)定義的參數(shù)變量,如果是參數(shù)變量,則在第二個(gè)數(shù)組中找到相應(yīng)位置,并且將第一個(gè)數(shù)組中對(duì)應(yīng)的參數(shù)值傳到模塊中去。這樣就完成了參數(shù)值向參數(shù)的傳遞過程。1.2.3提示信息的解決每個(gè)模型的執(zhí)行,都有一定的約束條件。只有每個(gè)參數(shù)值都在參數(shù)調(diào)用范圍之內(nèi)時(shí),模型才能夠執(zhí)行,否則系統(tǒng)應(yīng)給出超出范圍的提示信息。這個(gè)問題的解決與參數(shù)值的傳遞問題的解決有類似之處。同樣采用兩個(gè)數(shù)組,一個(gè)存放用戶輸入的參數(shù)值,另一個(gè)存放對(duì)應(yīng)的參數(shù)變量。對(duì)每一參數(shù)變量都在調(diào)用條件一欄中檢查,比較第一個(gè)數(shù)組中對(duì)應(yīng)的參數(shù)值是否在此范圍內(nèi)。如果超出范圍,則給出超出范圍的信息,請用戶重新確定參數(shù)的取值;如果未檢查出錯(cuò)誤,則運(yùn)行模型,并返回運(yùn)行結(jié)果。1.2.4算符優(yōu)先編碼的計(jì)算在模型庫中,系統(tǒng)確定的運(yùn)行符有近十種,而且由于括號(hào)的加入,使得優(yōu)先級(jí)關(guān)系變得更加復(fù)雜。另外,在同一模型中,可能有單目運(yùn)算符,也有雙目運(yùn)算符。為了解決以上這些在運(yùn)算過程中出現(xiàn)的問題,采用算符優(yōu)先文法,計(jì)算模型運(yùn)算的結(jié)果。大體思路如下:首先構(gòu)造一張算符優(yōu)先級(jí)關(guān)系表和一個(gè)操作數(shù)棧,和一個(gè)運(yùn)算符棧。將要執(zhí)行的模型先做詞法分析,并將每個(gè)單詞放入數(shù)組中。從頭依次判斷單詞,如果是操作數(shù),就壓入操作數(shù)棧;如果是運(yùn)算符,就同運(yùn)算