دانلود ترجمه مقاله چشم انداز مهندسی نرم افزار از طراحی چارچوب مدل سازی محیطی

1. مقدمه 2. محدودیت ها و اهداف طراحی EMF 3. سیستم مدل سازی شیءگرا (OMS) 4. کاربردهای OMS3 5. خلاصه و نتیجه گیری

چکیده – انجمن مدل سازی محیطی علاقمند به گسترش مدل ها و تلاش هایی در جهت وظایف بهبود مدل جمعی می باشد (به عنوان مثال، تولید کد، انتقال داده، و غیره). چارچوب های مدل سازی محیطی (EMFs) توسعه یافته تا به این مسأله بپردازد، اما پژوهش های زیادی نیز قبل از EMFها وجود دارد که باید در نظر گرفته شود، مانند ابزارهای مدل سازی جریان اصلی. بهبود مدل محیطی نیاز به درک علمی از پدیده ی محیط و مهارت توسعه دهندگان نرم افزار دارد، EMFها فرآیند مدل سازی را از طریق تسهیل بهبود کد مدل، امکان دسترسی یکپارچه به داده، و پشتیبانی از تجسم و آنالیز داده، پشتیبانی می کنند، EMFها همچنین تجمع اجزای مدل در واحدهای عملیاتی، تعامل جزء و ارتباطات، مراحل زمانی – مکانی، مقیاس بندی داده ی مکانی، پشتیبانی چند ریسمانی / چند پردازنده، و هم کنش پذیری بین زبانی را پشتیبانی می کند. برخی EMFها روی محاسبه ی عملکرد بالا تمرکز داشته و برای دامنه های مدل سازی خاص مانند پژوهش های اکوسیستمی، اجتماعی – اقتصائی، و تغییرات آب و هوایی طراحی شده اند، EMF سیستم مدل سازی شی گرای نسخه ی 3 (OMS3)، پیشرفت های جدیدی را در حوزه ی طراحی چارچوب نرم افزار جهت پشتیبانی بهتر از روند توسعه ی مدل محیطی، به کار گرفته اند. این مقاله، محدودیت ها و اهداف طراحی EMF کلیدی را بررسی کرده و به جنبه هایی از مهندسی نرم افزار پرداخته که توسعه ی نرم افزار OMS3 را مؤثرتر کرده و کاربردهای آن را عملی تر کرده اند، و این امر در اعمال نفوذ مهندسی نرم افزار در خارج از حوزه ی مدل سازی و آموزش های مربوطه در یک دهه از توسعه ی EMF مشهود است. رویکردهای مهندسی نرم افزار به کار رفته در OMS3 از جمله طراحی چارچوب سبک غیرتهاجمی با پشتیبانی از توسعه ی مدل مبتنی بر جزء، استفاده از همسانی ضمنی در طراحی سیستم، استفاده از الگوهای طراحی زبان مخصوص دامنه، و پشتیبانی مبتنی بر ابر برای مقیاس پذیری محاسباتی، مورد توجه قرار گرفته است. پیشرفت های کلیدی در طراحی EMF مطرح شده در این مقاله می تواند برای دیگر توسعه دهندگان EMF در پی توسعه ی مدل محیطی پشتیبانی بهتر از طریق طراحی چارچوب بهبود یافته، مفید و قابل اجرا باشد.

The environmental modeling community has historically been concerned with the proliferation of models and the effort associated with collective model development tasks (e.g., code generation, data transformation, etc.). Environmental modeling frameworks (EMFs) have been developed to address this problem, but much work remains before EMFs are adopted as mainstream modeling tools. Environmental model development requires both scientific understanding of environmental phenomena and software developer proficiency. EMFs support the modeling process through streamlining model code development, allowing seamless access to data, and supporting data analysis and visualization. EMFs also support aggregation of model components into functional units, component interaction and communication, temporal-spatial stepping, scaling of spatial data, multi-threading/multi-processor support, and cross-language interoperability. Some EMFs additionally focus on high-performance computing and are tailored for particular modeling domains such as ecosystem, socio-economic, or climate change research. The Object Modeling System Version 3 (OMS3) EMF employs new advances in software framework design to better support the environmental model development process. This paper discusses key EMF design goals/constraints and addresses software engineering aspects that have made OMS3 framework development efficacious and its application practical, as demonstrated by leveraging software engineering efforts outside of the modeling community and lessons learned from over a decade of EMF development. Software engineering approaches employed in OMS3 are highlighted including a noninvasive lightweight framework design supporting component-based model development, use of implicit parallelism in system design, use of domain specific language design patterns, and cloud-based support for computational scalability. The key advancements in EMF design presented herein may be applicable and beneficial for other EMF developers seeking to better support environmental model development through improved framework design.