القصور الذاتي في النماذج

(النظام الفيزيائي المحوسب CPS كحالة دراسية)

الملخص

الخطوة الأولى في تصميم أي نظام هو توصيفه specification، والتوصيف الصحيح يحتاج إلى نموذج حاسوبي (MoC)Model of Computing  مناسب يتوافق مع طبيعة النظام. تتعدد أدوات  النمذجة لأسباب أهمها، الإختلاف الجوهري بين الأنظمة من حيث الخصائص والمواصفات بالتالي عدم قدرة أي نموذج منفرداً على توصيف كل الأنظمة، لهذا السبب يتم استخدام أكثر من نموذج لتحقيق ذلك. تُعد الأنظمة الفيزيائية المحوسبة (CPSs) حالة خاصة من الأنظمة المعقد، وذلك لعدة أسباب؛ فهي أنظمة غير متجانسة وتفاعلية، والزمن مُعامل حاسم فيها. من ناحية أخرى، يُعد نظام CPS نظام حافة edge system  في الجيل الجديد لتكنولوجيا المعلومات مثل إنترنت الأشياء IoT والبيانات الضخمة والحوسبة السحابية والذكاء الاصطناعي. يتطلب تصميم نظام CPS نوعاً خاصاً من النماذج التي تتمتع بالمرونة والقدرة على توصيف الأنظمة غير المتجانسة heterogeneous. تُبين هذه الورقة أوجه القصور والعيوب في النماذج الحاسوبيةMoCs  من خلال اقتراح معيار تقييم يستند إلى الأسس الرياضية للنظام. تُشير نتائج تطبيق هذا المعيار على معظم النماذج الحاسوبية الشائعة إلى الخلل بنيوي فيها، وتُبين أسباب محدوديتها في تصميم أنظمة CPSs. وأخيراً، يُقدَّم البحث بعض الأمثلة كحالات دراسية لتأكيد نتائج هذا المعيار.