Символьное моделирование / Введение

Символьное моделирование (s-моделирование) — моделирование произвольных объектов в человеко-машинной среде (s-среде) на основе систем визуальных, аудио- и др. символов . S-моделирование изучает системы символов и соответствующие им системы кодов , методы построения, сохранения, накопления, поиска и передачи с помощью программируемых машин (компьютеров, смартфонов и др.) s-моделей природных и изобретаемых объектов. Применяется в науке, инженерном деле и других видах интеллектуальной деятельности для построения моделей сообщений, интерпретации сообщений на моделях систем понятий, создания информационных ресурсов , программирования поведения машин, проектирования, информационного взаимодействия, обучения и др.
S-модель объекта изучается как отображение в s-среду, выполненное при заданных ограничениях, соответствующих планируемому применению s-модели (напр., цифровое фото — отображение визуального объекта, сделанное с заданным разрешением; программа решения некоторой задачи — отображение выбранного метода решения, учитывающего заданную совокупность ограничений). В s-моделировании не предполагается никаких ограничений на виды и типы заменяемых s-символами объектов: объекты могут иметь любую физическую сущность, размещение, происхождение и назначение. S-символы одного вида могут заменять s-символы другого (напр., визуальные символы могут заменять аудиосимволы).
Доминирующая роль s-моделей во всех областях интеллектуальной деятельности определяется не только их компактностью и выразительностью, но и тем, что не существует ограничений на типы носителей, применяемых для их хранения. Носителями могут быть память человека, матрица цифровой фотокамеры, память цифрового диктофона и др. Затраты на построение, копирование, передачу, сохранение и накопление s-моделей несопоставимо меньше, чем аналогичные затраты, связанные с несимвольными моделями (например, макетами судов, зданий и др.). Примерами s-моделей могут служить электронные карты, видеоклипы, чертежи машин, записи музыкальных композиций и т. д.
В науке и инженерном деле результат s-моделирования объекта представлен s-моделью системы знаний, описывающей совокупность объектов, включающую изучаемый объект, и связи между ними. Описание s-модели представлено в форме сообщения, рассчитанного на распознавание и интерпретацию научным или инженерным сообществом. Значение результата зависит от предсказательной силы, воспроизводимости и применимости s-модели, а также от свойств сообщения, содержащего её описание. С развитием s-моделирования связан рост продуктивности создания средств поддержки процессов познания, информационного взаимодействия и автоматизированного решения различных задач.
Интеллектуальная деятельность складывается из процессов выбора цели и/или решения задач (построения символьной модели изучаемого объекта, создания информационных ресурсов или др.) для достижения выбранной цели. Предполагает обладание способностями, необходимыми для познания окружающей среды и самопознания, формирования и применения систем правил, принятия интуитивных решений (в зависимости от сложившейся ситуации, в условиях неполной информированности), самообучения, развития своих способностей (пополняя и используя знания и умения, накопленные человечеством).

Увеличение продуктивности деятельности людей, решающих научные, инженерные и другие задач

Проблема увеличения производительности интеллектуальной деятельности актуальна с тех пор, как человек осознал себя Homo sapiens. Возникший тогда же вопрос Как увеличить продуктивность человека-решателя задач? сохранил высокую приоритетность и в наши дни.
Среди массы попыток изобретателей ответить на него одна оказалась намного успешнее других. В основе успеха – идея решения задач с помощью машин со сменяемыми программами, хранимыми в их памяти [нынешние компьютеры и компьютерные устройства – представители таких машин; в теории s-моделирования называем их s-машинами].
С появлением первых s-машин сначала программирование, а вскоре и автоматизация разработки программ (автоматизация программирования) стали наиболее актуальными разделами исследований. Изобретение программ, помогающих создавать другие — это и поиск средств повышения продуктивности, и постижение сути программирования. Какими должны быть программирующие программы? Как их построить? Попытки ответить на эти вопросы обычно бывают успешными в той мере, в какой удалось понять, что такое программа и программирование как деятельность. Когда говорим, что программирование способов решения задач — это процесс передачи знаний автомату, то характеризуем программирование как средство символьного воплощения познанных закономерностей. Воплощения, рассчитанного на восприятие автоматом.
Какие закономерности нам известны, когда берёмся передавать автомату знания об умении разрабатывать программы? Как организовать совместную работу программиста и помогающего ему автомата, чтобы её результат был больше суммы того, что можно получить, когда каждый из них работает независимо? Одни вопросы порождают другие. И с какого бы из них ни начали, неизбежно встанет вопрос о задачах, из решения которых складывается процесс разработки программ. Представить деятельность, подлежащую автоматизации, в виде совокупности задач - так же естественно, как вслед за этим выбрать те из них, которые нами изучены настолько, что имеет смысл передать их решение автомату.
Полвека назад трудно было представить современные (2020 г.) масштабы изобретения и массового применения методов s-моделирования, как методологической платформы разработок технологий автоматизированного конструирования текстов, изображений, аудио- и видео композиций, автоматизированного проектирования в электронике, машиностроении и многих других областях. Вряд ли можно было даже приблизительно оценить масштабы перемен, которые произойдут в результате быстрого развития s-среды (основой которой в эти дни служит Интернет ). Информатизация как способ совершенствования различных видов деятельности — целевой этап, на котором проверяется прикладная эффективность результатов, полученных в теории s-моделирования и развитии на ее основе s-среды.