软件工程师的建模设计（上）

　　科学的目的是描述和理解复杂系统,如一个原子系、一个人类社会或一个太阳系。传统上,人们将自然科学和社会科学区别开来作为两种主要体系。自然科科学的目的是理解自然及其子系统。自然科学包括诸如生物学、化学、物理学和古生物学等科学。社会科学的目的是理解人类。社会不科学包括心理学和社会学还有一种系统,我们称之为人工系统。人工系统包括诸如航天飞机、航班预订系统、股票交易系统等。

　　其实，自然科学和社会科学已经出现了许多世纪了,而人工科学才刚出现不久。例如,计算机科学,就是一种理解计算机系统的人工科学,它在20世纪才诞生。很多已经成功运用于自然科学和人文科学的方法也可以运用于人工科学中。通过了解其他科学,我们能够从中学习和了解许多知识和方法。这其中的一个基本的科学方法是建模。一个模模型是对一个系统的抽象表示,这种表示使我们能够回答关于系统安全的问题。

　　其实，在处理太大、太小、太复杂或第一手亲历代价太高的系统时,模型是非常有用的。模型也使我们能够可视化和理解那些己经不复存在的系统或那些被认为存在但未经证实的系统。例如,化石生物学家们出土了一些恐龙的骨头和牙齿,但他们当中没人见过这些真实的恐龙。利用一些骨头残片,化石生物学家们依照解剖学的规律,能够重构出恐龙模型。化石生物学家们发现的恐龙骨头越多,他们就越清楚这些骨头是如何连接起来,他们也越能够确认他们所构建出的模型是否与原始恐龙相符。如果化石生物学家们发现了足够数量的骨头、牙齿和爪子,在此基础上,他们完全可以推测找不到的部分是什么样子,化石生物学家们几乎可以确定他们所构造出的模型是否能够准确地反映出真实恐龙。相关的例证是,腿通常是成对的。如果找到了左腿,而没有找到右,化石生物学家中的那些骨科生物学家很清楚没找到的腿应该是什么样子,以及这些腿是如何连接到恐龙模型上的。这就是一个不复存在的系统建模的例子。

　　又如,今天的高能物理学家们也处在一个与已经找到大部分恐龙骨头化石的化石生物学家相类似的处境上。高能物理学家们也正在构建一个物质与能量以及它们如何处在最基本的亚原子层结构的模型,多年来使用粒子加速器进行实验,使高能物理学家们有足够的自信:他们构建的模型能反映现实,而且那些没有找到的部分能够与所谓的标准模型相吻合。

　　小编结语：这是对人们假设存在系统建模的一个实例这两种不同类型的系统建模者,即化石生物学家们和高能物理学家们,他们研究了两种不同实体:一种是现实世界系统,即可通过一系列现象观察到的系统;一种是应用域模型,即可表达为一组相互依存的概念。