Визуальный графический интерпретируемый язык дискретного моделирования DLAA
Аннотация
Статья посвящена разработке визуального графического языка диаграмм состояний и переходов конечных автоматов специального вида (DLAA), предназначенного для структурированного описания конфигурации и поведения дискретно-событийных систем. Приводится анализ известных графических языков, определённых на основе конечных автоматов, таких, как диаграммы Мура, диаграммы состояний Харела, диаграммы конечных автоматов языков SysML и UML, методология автоматного программирования А.А. Шалыто, формализм DEVS. Описан формализм, представляющий собой предметно-ориентированное расширение конечного автомата Мили, на основе которого разработан визуальный графический язык DLAA, ориентированный на спецификацию реактивного поведения системных моделей. Далее рассмотрено расширение конструкций данного языка введением в них семантических функций, называемых, следуя языку SysML, активностями. Реализуемые средствами базового языка программирования активности служит целям погружение языка DLAA в среду программирования базового языка. Описаны особенности реализации языка DLAA как средства, обогащающего базовый язык (в данном случае C#) возможностями спецификации поведенческих аспектов динамических систем. Кратко рассмотрен состав и назначение основных инструментальных средств для автоматизации процесса создания цифровых моделей на основе языка DLAA, включая симулятор, графический редактор, метатранслятор с метаязыка на базовый язык.
Литература
2. Gapanovich D.A., Tarasova V.A., Sukhomlin V.A., Kupriyanovsky V.P. Analysis of Approaches to the Architectural Design of Digital Twins. International Journal of Open Information Technologies. 2022;10(4):71-83. (In Russ., abstract in Eng.) EDN: ATNRSF
3. Grieves M., Vickers J. Digital Twin: Mitigating Unpredictable, Undesirable Emergent Behavior in Complex Systems. In: Kahlen J., Flumerfelt S., Alves A. (eds.) Transdisciplinary Perspectives on Complex Systems. Cham: Springer; 2017. p. 85-113. https://doi.org/10.1007/978-3-319-38756-7_4
4. Lim K.Y.H., Zheng P., Chen C.H. A state-of-the-art survey of Digital Twin: techniques, engineering product lifecycle management and business innovation perspectives. Journal of Intelligent Manufacturing. 2020;31(6):1313-1337. https://doi.org/10.1007/s10845-019-01512-w
5. Nele L., Mattera G., Yap E.W. et al. Towards the application of machine learning in digital twin technology: a multi-scale review. Discover Applied Sciences. 2024;6:502. https://doi.org/10.1007/s42452-024-06206-4
6. Cheng Y., Yongping Z., Ping J., Wenjun X., Zude Z., Tao F. Cyber-physical integration for moving digital factories forward towards smart manufacturing: a survey. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018;97(1-4):1209-1221. https://doi.org/10.1007/s00170-018-2001-2
7. Kupriyanovsky V., Namiot D., Sinyagov S. Cyber-Physical Systems as a Base for Digital Economy. International Journal of Open Information Technologies. 2016;4(2):18-25. (In Russ., abstract in Eng.) EDN: VKCXLH
8. Liu Y., Peng Y., Wang B., Yao S., Liu Z. Review on cyber-physical systems. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2017;4(1):27-40. https://doi.org/10.1109/JAS.2017.7510349
9. Gapanovich D.A., Sukhomlin V.A. Algebra of Finite Automata as a Mathematical Model of the Digital Twin of Smart Production. Modern Information Technologies and IT-Education. 2022;18(2):353-366. (In Russ., abstract in Eng.) https://doi.org/10.25559/SITITO.18.202202.353-366
10. Gapanovich D.A., Sukhomlin V.A. Modeling the Functioning of the Mine Using the Algebra of Finite Automata DTA. Modern Information Technologies and IT-Education. 2022;18(3):634-643. (In Russ., abstract in Eng.) https://doi.org/10.25559/SITITO.18.202203.634-643
11. Sukhomlin V.A., Namiot D.E., Gapanovich D.A. Analysis of Development Trends of New Generation Digital Twins. International Journal of Open Information Technologies. 2024;12(7):119-130. (In Russ., abstract in Eng.) EDN: YFCLIS
12. Glushkov V.M. The abstract theory of automata. Russian Mathematical Surveys. 1961;16(5):1-53.
13. Wymore A.W. Model-Based Systems Engineering. Boca Raton: FL CRC Press, Inc.; 2018. 710 p. https://doi.org/10.1201/9780203746936
14. Ören T., Zeigler B.P. System theoretic foundations of modeling and simulation: a historic perspective and the legacy of A Wayne Wymore. Simulation. 2012;88(9):1033-1046. https://doi.org/10.1177/0037549712450360
15. Harel D. Statecharts: a visual formalism for complex systems. Science of Computer Programming. 1987;8(3):231-274. https://doi.org/10.1016/0167-6423(87)90035-9
16. Kanzhelev S.Yu., Shalyto A.A. Automatic generation of automaton code. Information and Control Systems. 2006;(6):35-42. (In Russ., abstract in Eng.) EDN: IBLVLH
17. Friedenthal S., Moore A., Steiner R. A Practical Guide to SysML. Third Edition: The Systems Modeling Language. San Francisco, CA, USA: Morgan Kaufmann Publishers Inc.; 2014. 630 p.
18. André É., Liu S., Liu Y., Choppy C., Sun J., Dong J.S. Formalizing UML State Machines for Automated Verification A Survey. ACM Computing Surveys. 2023;55(13s):277. https://doi.org/10.1145/3579821
19. Bouwman M., Luttik B., van der Wal D. A Formalisation of SysML State Machines in mCRL2. In: Peters K., Willemse T.A.C. (eds.) Formal Techniques for Distributed Objects, Components, and Systems. FORTE 2021. Lecture Notes in Computer Science. Vol. 12719. Cham: Springer; 2021. p. 42-59. https://doi.org/10.1007/978-3-030-78089-0_3
20. Al-Fedaghi S. Modeling the Semantics of States and State Machines. Journal of Computer Science. 2020;16(7):891-905. https://doi.org/10.3844/jcssp.2020.891.905
21. Zeigler B.P., Praehofer H., Kim T.G. Theory of Modeling and Simulation. 2nd ed. Academic Press; 2000. 510 p.
22. Wainer G.A. Discrete-Event Modeling and Simulation: A Practitioner s Approach. Boca Raton: CRC Press; 2017. 520 p. https://doi.org/10.1201/9781420053371
23. van Tendeloo Y., Vangheluwe H. DEVS: Discrete-Event Modelling and Simulation for Performance Analysis of Resource-Constrained Systems. In: Carreira P., Amaral V., Vangheluwe H. (eds.) Foundations of Multi-Paradigm Modelling for Cyber-Physical Systems. Cham: Springer; 2020. p. 127-153. https://doi.org/10.1007/978-3-030-43946-0_5
24. Zeigler B.P. Closure under coupling: concept, proofs, DEVS recent examples (wip). In: Proceedings of the 4th ACM International Conference of Computing for Engineering and Sciences (ICCES'18). Article number: 7. New York, NY, USA: Association for Computing Machinery; 2018. https://doi.org/10.1145/3213187.3213194
25. Hong K.J., Kim T.G. DEVSpecL: DEVS specification language for modeling, simulation and analysis of discrete event systems. Information and Software Technology. 2006;48(4):221-234. https://doi.org/10.1016/j.infsof.2005.04.008
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Редакционная политика журнала основывается на традиционных этических принципах российской научной периодики и строится с учетом этических норм работы редакторов и издателей, закрепленных в Кодексе поведения и руководящих принципах наилучшей практики для редактора журнала (Code of Conduct and Best Practice Guidelines for Journal Editors) и Кодексе поведения для издателя журнала (Code of Conduct for Journal Publishers), разработанных Комитетом по публикационной этике - Committee on Publication Ethics (COPE). В процессе издательской деятельности редколлегия журнала руководствуется международными правилами охраны авторского права, нормами действующего законодательства РФ, международными издательскими стандартами и обязательной ссылке на первоисточник.
Журнал позволяет авторам сохранять авторское право без ограничений. Журнал позволяет авторам сохранить права на публикацию без ограничений.
Издательская политика в области авторского права и архивирования определяются «зеленым цветом» в базе данных SHERPA/RoMEO.
Все статьи распространяются на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная, которая позволяет другим использовать, распространять, дополнять эту работу с обязательной ссылкой на оригинальную работу и публикацию в этом журналe.
