Problemløsningsmiljø - Problem solving environment
Et problemløsingsmiljø (PSE) er en fullført, integrert og spesialisert dataprogramvare for å løse en klasse problemer, og kombinerer automatiserte problemløsningsmetoder med menneskelig orienterte verktøy for å veilede problemløsningen. En PSE kan også hjelpe brukere med å formulere problemløsing. En PSE kan også hjelpe brukere med å formulere problemer, velge algoritme, simulere numerisk verdi og se og analysere resultater.
Formålet med PSE
Mange PSE-er ble introdusert på 1990-tallet. De bruker språket i det respektive feltet og bruker ofte moderne grafiske brukergrensesnitt . Målet er å gjøre programvaren enkel å bruke for spesialister innen andre felt enn informatikk . PSE er tilgjengelig for generiske problemer som datavisualisering eller store ligningssystemer og for smale fagfelt eller ingeniørfag som gassturbindesign .
Historie
Problemløsende miljø (PSE) utgitt noen år etter utgivelsen av Fortran og Algol 60 . Folk trodde at dette systemet med høyt nivå språk ville føre til eliminering av profesjonelle programmerere. Imidlertid har PSE overraskende blitt akseptert, og selv om forskere brukte den til å skrive programmer.
Problemløsningsmiljøet for parallell vitenskapelig beregning ble introdusert i 1960, hvor dette var de første organiserte samlingene med mindre standardisering. I 1970 ble PSE opprinnelig undersøkt for å tilby programmeringsspråk av høy klasse i stedet for Fortran, også Libraries Plotting Packages advent. Utviklingen av biblioteker ble videreført, og det ble introdusert Emergence of Computational Packages and Graphical systems som er datavisualisering. På 1990-tallet hadde hypertekst, pek og klikk beveget seg mot interoperabilitet. Videre eksisterte endelig en "Software Parts" -industri.
Gjennom noen tiår, nylig, har mange PSEer blitt utviklet og for å løse problemer, og støtter også brukere fra forskjellige kategorier, inkludert utdanning, generell programmering, CSE-programvarelæring, jobbutførelse og Grid / Cloud computing.
Eksempler på PSE
Nettbasert numerisk optimalisering
Skjellprogramvaren GOSPEL er et eksempel på hvordan en PSE kan utformes for EHL-modellering ved hjelp av en Grid-ressurs. Med PSe kan man visualisere optimaliseringsfremdriften, samt samhandle med andre simuleringer.
PSE parallelliserer og legger inn mange individuelle numeriske beregninger i individuelle numeriske beregninger i en industriell serieoptimaliseringskode. Den er innebygd i NAGs IRIS Explorer-pakke for å løse problemer med EHL og Parallelism, og kan bruke gViz-bibliotekene til å kjøre all kommunikasjon mellom PSE og simuleringen. Bruk også MPI, som er en del av NAG-bibliotekene, og gir betydelig rask og bedre løsning ved å kombinere maks. nivåer av fortsettelse.
Videre er systemet designet for å tillate brukere å styre simuleringer ved hjelp av visualisert utgang. Et eksempel er å bruke lokale minima, eller legge flere detaljer når du er rundt en lokal inn og ut av simuleringen, og den kan forestille seg informasjonen som blir produsert i en hvilken som helst skarp form og fortsatt tillate å styre simuleringen.
Nettbaserte PSE-er for mobile enheter
PSE-er krever store mengder ressurser som belaster selv de kraftigste datamaskinene i dag. Å oversette PSE-er til programvare som kan brukes til mobile enheter i en viktig utfordring som programmerere står overfor i dag.
Grid computing blir sett på som en løsning på redningsproblemer av PSE-er for mobile enheter. Dette er mulig gjennom en "meglingstjeneste". Denne tjenesten startes av en initierende enhet som sender den nødvendige informasjonen for PSE for å løse oppgaven. Meglingstjenesten deler deretter dette opp i deloppgaver som distribuerer informasjonen til forskjellige underordnede enheter som utfører disse deloppgavene. Meglingen krever et Active Agent Repository (AAR) og en Task Allocation Table (TAT) som begge fungerer for å administrere deloppgavene. En Keep-Alive Server er tappet for å håndtere kommunikasjon mellom meglingstjenesten og de underordnede enhetene. Keep-Alive-serveren er avhengig av en lett klientapplikasjon installert i de deltagende mobile enhetene.
Sikkerhet, gjennomsiktighet og pålitelighet er problemer som kan oppstå når du bruker nettet for mobile enhetsbaserte PSE-er.
Utdanningsstøtte
Det er en revolusjon for nettverksbasert læring og e-læring for utdanning, men det er veldig vanskelig å samle inn utdannelsesdata og data om studentaktivitetene. TSUNA-TASTE, er utviklet av T. Teramoto, en PSE for å støtte utdannings- og læringsprosesser. Dette systemet kan skape en ny ide om e-læring ved å støtte lærere og studenter i datarelatert utdanning. Den består av fire deler, inkludert studenteragenter, en utdanningsserver, et databasesystem og en webserver. Dette systemet gjør e-læring mer praktisk ettersom informasjon tidligere er å lagre og samle for studenter og lærere.
P-NCAS
En datamaskinstøttet støtte for parallell programgenerering (P-NCAS), er en PSE, skaper en ny måte å redusere programmeringsharde oppgaven for dataprogrammering. Dette programmet kan unngå eller redusere sjansen for at enorm programvare går i stykker, slik at dette begrenser usikkerhet og store ulykker i samfunnet. Videre kan problemer med delvis differensiallikninger (PDEer) løses av parallelle programmer som genereres av P-NCAS-støtter. P-NCAS benytter Single Program Multi Data (SPMD) og bruker en dekomponeringsmetode for parallelliseringen. Disse gjør det mulig for brukere av P-NCAS å legge inn problemer beskrevet av PDES, algoritme og diskretiseringsskjema etc., og å se og redigere alle detaljer gjennom visualisering og windows for utgave. Til slutt vil parallellprogrammet bli utgitt på C-språk av P-NCAS og også inneholde dokumenter som viser at alt har blitt lagt inn i begynnelsen.
Fremtidig forbedring
For det første var det vanskelig å gjøre 2-D EHL-problemer på grunn av utgiftene og datakraften som var tilgjengelig. Utviklingen av parallelle 2-D EHL-koder og raskere datamaskiner har nå banet vei for 2-D EHL-problemløsing for å være mulig. Friksjons- og smøremiddeldata trenger et høyere sikkerhetsnivå gitt deres følsomhet. Regnskap for simuleringer kan være vanskelig fordi disse gjøres raskt og i tusenvis. Dette kan løses av et registreringssystem eller en 'katalog'. Samarbeids PSE-er med flere brukere vil støte på problemer med å spore endringer, spesielt hvilke spesifikke endringer som ble gjort og når disse endringene ble gjort. Dette kan også løses med en katalog med endringer som er gjort.
For det andre, fremtidig forbedring av de nettbaserte PSE-ene for mobile enheter, har gruppen som mål å generere nye scenarier gjennom manipulering av tilgjengelige kontrollvariabler. Ved å endre disse kontrollvariablene, kan simuleringsprogramvaren lage scenarier fra hverandre, noe som gir mulighet for mer gransking av forholdene i hvert scenario. Man forventer at manipulering av tre variabler vil generere tolv forskjellige scenarier.
Variablene som vi er interessert i å studere er nettverksstabilitet og enhetsmobilitet. Vi føler at disse variablene vil ha størst innvirkning på nettytelsen. Studien vår vil måle ytelse ved å bruke oppgavens fullføringstid som det primære resultatet.
PSE Park
Etter hvert som PSE-er blir mer komplekse, har behovet for databehandlingsressurser økt dramatisk. Omvendt, med PSE-applikasjoner som våger seg inn i felt og miljøer med økende kompleksitet, har opprettelsen av PSE-er blitt kjedelig og vanskelig.
Hirumichi Kobashi og hans kolleger har designet en PSE ment å skape andre PSEer. Dette har blitt kalt som en 'meta PSE' eller en PSE. Slik ble PSE Park født.
Rammeverket
Arkitekturen til PSE Park understreker fleksibilitet og utvidbarhet. Disse egenskapene gjør det til en attraktiv plattform for varierte nivåer av kompetanse, fra brukere på første nivå til utviklere.
PSE Park tilbyr disse gjennom sitt lager av funksjoner. depotet inneholder moduler som kreves for å bygge PSE-er. Noen av de mest grunnleggende modulene, kalt Cores, brukes som grunnlaget for PSE-er. Mer komplekse moduler er tilgjengelig for bruk av programmerere. Brukere får tilgang til PSE Park via en konsoll som er koblet til programmererne. Når brukeren er registrert, har han / hun vurdert til depotet. En PIPE-server brukes som megler mellom brukeren og PSE Park. Den gir tilgang til moduler og konstruerer de valgte funksjonene i en PSE.
Utviklere kan utvikle funksjoner, eller til og med hele PSE, for inkludering i depotet. Entry-level og ekspertbrukere kan få tilgang til disse ferdiglagde PSE-ene for sine egne formål. Gitt denne arkitekturen krever PSE Park et cloud computing-miljø for å støtte den enorme datadelingen som skjer under PSE-bruk og -utvikling.
PIPE-serveren
PIPE-serveren skiller seg fra andre servere når det gjelder hvordan den håndterer mellomresultater. Siden PIPE-serveren fungerer som formidler i en meta-PSE, blir eventuelle resultater eller variabler generert av en kjernemodul hentet som globale variabler som skal brukes av neste kjerne. Sekvensen eller hierarkiet er definert av brukeren. Måten, samme navnvariabler blir revidert til det nye settet med variabler.
En annen viktig egenskap ved PIPE Server er at den utfører hver modul eller kjerne uavhengig. Dette betyr at språket til hver modul ikke trenger å være det samme som de andre i PSE. Moduler implementeres avhengig av det definerte hierarkiet. Denne funksjonen gir enorm fleksibilitet for utviklere og brukere som har variert bakgrunn i programmering. Det modulære formatet gjør det også mulig å utvide og modifisere eksisterende PSE-er enkelt.
Kjerner
For å bli registrert, må en kjerne være fullstendig definert. Inndata- og utgangsdefinisjonene tillater PIPE-serveren å bestemme kompatibilitet med andre kjerner og moduler. Enhver mangel på definisjon er flagget av PIPE-serveren for inkompatibilitet.
Registreringsmotor og konsoll
Registreringsmotoren holder oversikt over alle kjerner som kan brukes i PSE Park. En brukshistorie opprettes også. Det kan utvikles et kjernekart for å hjelpe brukerne til å forstå en kjerne eller modul bedre. Konsollen er brukernes hovedgrensesnitt med PSE Park. Det er veldig visuelt og skjematisk, slik at brukerne bedre kan forstå koblingene mellom moduler og kjerner for PSE-ene de jobber med.
