Абстрагирование что это: Недопустимое название — Викисловарь — inakhan.ru

Содержание

Кратко об абстракциях / Хабр

Бывает так что проект заходит в тупик, и дальнейшее его развитие становится невозможным. Не редко причиной такого провала становится неудачная архитектура, заложенная в начале разработки. Или приходится наблюдать споры о том какой из «двух стульев» лучше, а может даже участвовать и искренне не понимать, как оппонент может так думать!?

Тогда попробуем не много разобраться в абстракциях, откуда они берутся и что с ними делать.

Согласно Википедии Абстракция – это теоретическое обобщение как результат абстрагирования. В свою очередь абстрагирование – это отвлечение в процессе познания от несущественных сторон, свойств, связей объекта (предмета или явления) с целью выделения их существенных, закономерных признаков.

Из определения можно сделать вывод, что абстракцией может быть только осмысленное. При этом восприятие является лишь проекцией реального мира. Получается, что все размышления о реальном, являются размышлениями о наших моделях реального.

Абстракции формируют иерархии, и могут отождествляться как с частными сущностями, так и объединять схожие сущности в более высокоуровневые абстракции.

Абстракции в сознании

Кроме призмы восприятия, наши модели подвергаются ещё одному искажению: реальные сущности чрезвычайно сложны и имеют разные аспекты и параметры. При размышлении или разговоре о чём-то, всегда существует контекст, в котором существует модель. Причём иногда бывает так, что у собеседников этот контекст разный. И в довершение, наличие или отсутствие опыта (глобального) приводит к ещё большему изменению наших моделей в соответствие с этим опытом. В итоге у двух разных людей может быть очень разное восприятие одних и тех же сущностей реального мира.

Выходит, что каждый человек постоянно имеет дело с абстракциями, осталось научиться их явно видеть и управлять. Можно выдвинуть тезис, что программный код — это симуляция мышления, основанная на формализованных абстракциях. Поэтому, на мой взгляд, разработка ПО — это один из лучших тренажёров для прокачки абстрактного мышления.

Абстракции в разработке

Программные интерфейсы — это, пожалуй, самая явная формализованная абстракция. Отсекается все лишнее и остаётся только «что оно делает» без «как оно делает».
Реализуя интерфейс, мы создаём более реальную модель поведения или взаимодействия, которая уже может ответить на вопрос «как». Комбинируя интерфейсы между собой, мы можем создать общую архитектуру кода. При должном умении и сноровке архитектура, созданная таким образом, в будущем будет сохранять свою структуру. В то время как реализации составных интерфейсов могут изменяться до неузнаваемости.

Такая архитектура упрощает некоторые моменты в работе. Модульное тестирование сводится к написанию тестовых реализаций «соседних» абстракций и тестовых методов, сравнивающих вход и выход. Изоляция модулей позволяет безопасно проводить рефакторинг. Более того, если рефакторинг прошёл неудачно и всё сломалось, то откатывать придётся всего один модуль. Достаточно абстрагированный модуль может использоваться для схожих, но разных задач. При этом одна плохая реализация не будет влиять на работу других – изоляция говнокода.

Пример

Есть модуль для обработки входных данных, есть несколько вариантов их получения: из базы данных; из файла; по http. Решить эту задачу можно, выделив общий интерфейс для получения данных и сделав по реализации для каждого канала и канал данных для тестирования. Теперь один обработчик с помощью параметра «канал данных» может решать несколько схожих задач. А если выяснится, что одна из реализаций кривая, то её можно будет переделать на затрагивая другие модули.

Абстракций больше не надо

Не бывает идеальных решений, так же и с абстракциями не всё так гладко. Во-первых, абстракции субъективны, они могут вызывать споры о том, где начинается одна и начинается другая. Также существует проблема чрезмерного абстрагирования, когда под каждый вид и тональность чиха создаётся своя абстракция. Во-вторых, это подход повышает сложность кода, добавляя новые сущности, и новые уровни иерархии. Я уверен, что найдутся ещё недостатки этого подхода, часть из них будет субъективными, часть ситуационной, но будут и

Во всём должен быть баланс. Для себя я вывел следующую памятку.

Если пишется большой и важный модуль – лучше расцеплять его.
Если модуль используется много и/или в разных местах – лучше скрыть его за абстракцией.
Если модуль должен распространяться как отдельная библиотека – лучше использовать абстракции.

Если возможно изменение алгоритмов или путей взаимодействия – лучше реализовывать взаимодействие абстракций.
Если класс используется в другом классе и нигде больше – можно подумать об их объединении или оставить как есть.
Если это маленькая «одноразовая» задача – лучше не заморачиваться с её усложнением.
Если это модуль, который скорее всего никогда не будет меняться – можно вывести его интерфейс и лучше оставить внутри всё как есть.

Итого

Абстракции — это инструмент, встроенный в наше сознание, как и любой другой они имеют свои плюсы и минусы, но знание альтернатив только помогает находить лучший путь.

§ 4. Абстрагирование и обобщение

Много тысячелетий тому назад человек в процессе трудовой деятельности заметил, что из камня можно сделать прочное орудие, что шкуры животных хорошо защищают от холода, что дерево не тонет в воде и поэтому из него можно делать плоты и т. д.

С течением времени способность выделять отдельные свойства вещей, возникшая в процессе производственной деятельности, всё более и более совершенствовалась. Мысленно отвлекать существенное от случайного нам приходится и теперь буквально на каждом шагу.

Опыт показывает, что для подлинного познания вещи пли явления надо выявить существенные свойства и отделить их от случайных.

Так, например, если мы ставим перед собой задачу отобрать из ряда предметов такой, которым можно разрезать стекло, то мы обращаем внимание на одно качество нужного предмета — твёрдость, отвлекаясь, абстрагируясь от всех остальных свойств.

Абстрагирование — это такой логический приём, с помощью которого мы мысленно выделяем существенные свойства предметов, явлений и отвлекаем их от несущественных, второстепенных свойств предметов, явлений материального мира.

Результат абстрагирования называется абстракцией.

Абстракция может быть правильной, а может быть и неправильной.

Правильная абстракция отображает содержание, заключённое в вещах. Так, абстрактное понятие «геометрическая фигура» отображает конкретное свойство предметов материального мира, их формы.

Неправильной абстракция бывает в тех случаях, когда мыслятся свойства, которые к изучаемому предмету никакого отношения не имеют. Грубая ошибка совершается и тогда, когда отвлечённый от предмета признак начинают рассматривать как что-то возникшее и существующее самостоятельно, забывая о связи абстрактного понятия с предметом.

В процессе абстракции мы выделяем свойства предметов, явлений. Но познать предмет вне связи с окружающей средой нельзя. Каждый единичный предмет входит в состав какого-то класса предметов, органически связан с чем-то более общим. Наша мысль и отображает связи изучаемого предмета с тем общим, к которому принадлежит предмет.

В течение многих столетий человек наблюдал отдельных животных: лошадей, собак, волков, лисиц, медведей и др., и постепенно выделил только те признаки, которые присущи всем животным и которые отличали живые организмы от окружающей среды, а именно: необходимость потреблять пищу, продолжать потомство и т. п. При этом были откинуты второстепенные признаки, которые встречались лишь у отдельных видов животных, как, например, однокопытность лошади, наличие рогов у коровы, жизнь крота под землёй и т. п.

Так составился в конце концов мысленный образ «животное».

Обобщение — это мысленное объединение общих свойств однородных предметов.

В процессе обобщения человек как бы отходит от конкретных предметов, отклоняется от массы деталей, присущих единичным вещам. Но это необходимо для того, чтобы, познав общее, глубже проникнуть в сущность единичных предметов.

Абстрагируя свойства предметов, мы тем самым уже отображаем общие свойства предметов. Абстрагирование и обобщение представляют собой единый, неразрывный процесс.

Логический приём обобщения, так же как и приём абстрагирования, возник в процессе общественной производственной деятельности из практической потребности людей.

Употребление орудий связано с осознанием некоторых устойчивых, постоянных свойств предметов и столь же устойчивых отношений данных предметов к другим, например отношения орудия к тому, что этим орудием добывается. Выделив при помощи абстрагирования однородные полезные свойства предметов, человек мысленно объединял в сознании это общее для данной группы предметов.

Но обобщения могут быть как правильные, так и неправильные. Обобщение правильно только в том случае, если основано на познании общего, находящегося в самих вещах. Отступление от этого условия ведёт к логическим ошибкам.

Так, если глубокое изучение свойств предмета или явления подменяется поверхностным ознакомлением с ним, то это может привести к неправильному, поспешному обобщению.

Чуклов А.В. Об абстракции

Библиографическая ссылка на статью:
// Гуманитарные научные исследования. 2012. № 2 [Электронный ресурс]. URL: https://human.snauka.ru/2012/02/658 (дата обращения: 24.11.2021).

В данной работе мы будем говорить не только конкретно об абстракции, но и о тех моментах, которые непосредственно связаны с ней: абстрагирование, абстрактное мышление и другие аспекты «вытекающие» из объекта нашего изучения. И постараемся определить структуру функционирования абстракции:

1) составляющие;

2) причины;

3) следствия.

«Абстракция (от лат. abstractio – отвлечение, веденное Боэцием как перевод греческого термина, употреблявшегося Аристотелем) – одна из сторон, форм познания, заключающаяся в мысленном отвлечении от ряда свойств предметов и отношений между ними и выделении, вычленении какого-либо свойства или отношения. Абстракция обозначает и процесс такого отвлечения, и его результаты»[1].

В этом определении, пожалуй, собраны два отношения к абстракции: как к процессу и как к результату[2]. И далее мы постараемся определить, чем является абстракция.

Мы же возьмем за начало, основу именно различение этих двух понятий: абстрагирование – процесс, абстракция результат. И в итоге у нас получится два определения:

Абстрагирование – процесс мысленного отвлечения от определенных свойств, характеристик объекта и выделение, вычленение одной значимой для субъекта части;

Абстракция – результат абстрагирования.

Как мы уже поняли абстракция, абстрагирование это результаты действия мышления. Существует даже вид мышления: абстрактно-логическое[3], наряду с наглядно-действенным и наглядно-образным (если рассматривать данный психический процесс по форме).[4]

Абстрактное мышление – «…один из видов мышления, характерный использованием понятий, логических конструкций. Функционирует на базе языковых средств и являет собой самый поздний этап исторического и онтогенетического развития мышления. В его структуре формируются и функционируют различные виды обобщений»[5]. То есть данный вид мышления связан с языком и речью, что так же подтверждает Максименко С. Д. в книге «Общая психология»: «Словесно-логическое, или абстрактное мышление осуществляется в словесной форме при помощи понятий, которые не имеют непосредственного чувственного основания, свойственного восприятию и представлению. Большинство понятий, которыми выражаются экономические, общественно-исторические, научные категории, являются продуктами способности мышления создавать абстракции, в которых не прослеживаются их непосредственная связь с чувственной реальностью»[6]

Из определения можно вывести, что у индивида абстрактное мышление развивается в тесной взаимосвязи с речью.

«Речь – это процесс использования человеком языка для общения,… язык – человеческий способ общения в духовной и практической жизни человека и представляет собой систему знаков для передачи, приема и использования информации»[7].

Таким образом, мы можем составить обобщенную структуру, составляющие абстракции:

— Речь;

— Абстрактное мышление;

— Абстрагирование.

В результате действия этих аспектов человеческой психики и возникает абстракция, причем каждый из них разным образом влияет на это. Посредством речи у человека развивается абстрактное мышление, которое в свою очередь дает человеку возможность применять абстрагирование, а то позволяет создавать сами абстракции.

Теперь же поговорим о причинах абстракции, то есть, разберем подробнее взаимодействие, функционирование её составляющих.

Выготский в своей теории знаков говорил о значении слова в развитии мышления. По его мнению, слово это «знак», который способствует развитию мышления до уровня абстрактного. Но при этом слово, лишенное значения не является, ни частью мышления, ни частью речи. Когда же в слове появляется значение, оно становится частью как речи, так и мышления[8]. То есть, исходя из теории Выготского, можно утверждать, что рождение речи и мышления было единовременным, а вот появление абстрактного мышления произошло лишь с появлением слова как знака, то есть имеющего определенное значение. Также и взаимодействие этих двух психических процессов происходит по средствам «слова».

Данный процесс мы все можем наблюдать на основе развития одного человека. Абстрактное мышление у ребенка начинает появляться и проявляться, когда в свои слова он начинает вкладывать определенные значения.

С взаимодействием речи и абстрактного мышления все достаточно ясно. Поэтому теперь перейдем к следующему этапу и разберем как в процессе абстрактного мышления «рождается», «развивается» и функционирует абстрагирование.

Как мы определили выше абстрагирование – это процесс мысленного отвлечения от определенных свойств, характеристик объекта и выделение, вычленение одной значимой для субъекта части.

А результатом данного процесса естественно будет «абстракция» (см. выше).

Абстрагирование является по сути «продуктом» абстрактного мышления и способность к абстрагированию у человека, по всей видимости, появляется вместе с появлением соответственного мышления, то есть абстрактного. Но тут возникает вопрос о том, в чем разница между этими двумя аспектами – ведь получается, что это два процесса «друг в друге».

С другой стороны у всех здоровых людей есть абстрактное мышление, но при этом процесс абстрагирования у всех происходит по-разному. Поэтому мы можем сделать предварительный вывод о том, что абстрактное мышление это процесс, имеющий общие для всех людей особенности, а абстрагирование строго индивидуальный процесс, зависящий от уровня развития абстрактного мышления отдельно взятого человека.

Таким образом, абстракция получается это конечный итог абстрагирования – отвлеченное понятие «…об обобщенных признаках и свойствах предметов и явлений»[9].

То есть, говоря о структуре абстракции можно сделать вывод, что:

— составляющими её являются: речь, абстрактное мышление, абстрагирование;

— причиной возникновения абстракции является функционирование её составляющих в последовательности: речь – абстрактное мышление – абстрагирование;

— следствием же являются отвлеченные понятия об обобщенных признаках и свойствах предметов и явлений.

Список литературы:

1. Философский словарь / Под ред. И. Т. Фролова. – 4-е изд. – М.: 1981.

2. Выготский Л. С. Собрание сочинений: в 6-ти т. Т.1.: Вопросы теории и истории психологии / Гл. ред. А. В. Запорожец. – М.: Педагогика, 1982.

3. Головин  С. Ю. Словарь практического психолога, -1998 г.

4. Маклаков А. Г. Общая психология. – СПб.: Питер, 2001.

5. Максименко С. Д. Общая психология. – М.: «Рефл-бук», К.: «Ваклер» – 2001.

6. Юнг К. Г. Психика: структура и динамика. – М.: АСТ; Мн.: Харвест, 2005.

[1] Философский словарь / Под ред. И. Т. Фролова. – 4-е изд. – М.: 1981.

[2] В данном случае речь идет о смешение двух терминов: абстракция и абстрагирование (в разных источниках мы можем наблюдать одинаковые определения этих понятий).

[3] В разных источниках мы можем наблюдать различные названия этого вида мышления: абстрактное, логическое, словесно-логическое, словесное, абстрактно-логическое.

[4] Маклаков А. Г. Общая психология. – СПб.: Питер, 2001. с 303

[5] С. Ю. Головин. Словарь практического психолога, -1998 г.

[6] Максименко С. Д. Общая психология. – М.: «Рефл-бук», К.: «Ваклер» – 2001.

[8] Выготский Л. С. Собрание сочинений: в 6-ти т. Т.1.: Вопросы теории и истории психологии / Гл. ред. А. В. Запорожец. – М.: Педагогика, 1982.

[9] Маклаков А. Г. Общая психология. – СПб.: Питер, 2001. с 319

Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Артём Чуклов»

Системная информатика: ailev — LiveJournal

Моя идея остаётся прежней: моделирование, программирование, онтологизирование (и, думаю, обучение как в machine learning) — это предметная область для одного и того же отношения абстрагирования, как мереология — это предметная область одного и того же отношения «часть-целое» в разных его ипостасях и вариантах.

Ну, проектирование/конструирование (и программирование в смысле проектного управления, создание программ работ) — это частный случай, просто абстрагирование будущего, будущих полных темпоральных частей целевой абстрагируемой (т.е. проектируемой/конструируемой/целевой для программы работ) системы.

Конечно, акценты тут разные:
— программирование (поскольку сюда неявно включается алгоритмика как абстрагирование действий и работа с данными как абстрагирование объектов и свойств со всеми оговорками, что объекты могут сами по себе абстрагировать действия) тут наиболее общо, но оно позволяет «оживлять» абстракции, манипулировать ими, строить имитационные модели. В программировании также уделяется много внимания формализму моделирования: синтаксису и семантике. Глубина абстрагирования — метапрограммирование.
— Моделирование тоже наиболее общо, ибо это сама суть абстрагирования: оставлять в одной системе самое важное от другой, абстрагирование в чистом виде. Но, увы, акцент на запуск модели на исполнение, «оживление» этой абстракции тут не делается. Ничего, мы пойдём другим путём: при языках моделирования очень часто можно найти каки-то более-менее полноценные (полнотьюринговые) языки программирования — как языки запросов или декларативные языки ограничений. Например, SPARQL при RDF (чтобы не сложилось впечатления, что речь идёт только о процедурных языках) или OCL при UML/SysML. Глубина абстрагирования — гирлянда метамоделей.
— Онтологизирование само по себе наиболее общо, ибо в программировании и моделировании неважно что абстрагируется, а онтологизирование обращает внимание на реальность мира и аспекты «истинности» моделирования (глубоко занимается самим отношением абстракции), привносит философскую логику и заставляет задумываться о способах моделирования пространства, времени, а также задумываться о преобразованиях одних классов моделей в другие, парадигмах абстрагирования и их совместимости друг с другом. Глубина абстрагирования даже не рассматривается, ибо органически входит в дисциплину.
— Обучение тоже наиболее общо, ибо обращает внимание на эпистемологический аспект абстрагирования, «как получили эту абстракцию», а не онтологический «что там наабстрагировали». Глубина абстрагирования явно обсуждается в современном machine learning. А ещё обсуждаются разные парадигмы моделирования, включая многоуровневые распределённые представления (machine learning).

Работа с абстракциями, воплощёнными в текст и коды (понимаемый широко, «всё есть текст», включая паттернирование «символами» на картинках и т.д.) — это информатика, работа агентов (людей и компьютеров) с текстами и кодами я разбирался с этим тут: http://ailev.livejournal.com/1008054.html, дисциплины информатики там были философская логика, когнитивная наука, лингвистика, компьютерная наука. По факту, к уже выраженному в этих прежних (это был июнь 2012) текстах добавилось (машинное) обучение. Ну, и «компактное описание» я заменил на «абстрагирование» (тут я шёл как раз от deep learning, в коннекционистской парадигме уровни нейронной сети как раз уровни абстракции, равно как и в гирляндах символического метамоделирования — цепочек классификаций и специализаций).

Логический уровень, уровень абстракции, уровень объективации, все эти «мета» — это всё про одно и то же (http://ailev.livejournal.com/1073932.html):

Подробней про разные «мета» — http://ailev.livejournal.com/1204705.html, про формальное образование в этой области — http://ailev.livejournal.com/1263511.html, логические уровни Бейтсона (эпистемологические, «обучения», а не онтологические его результатов) затрагиваются в разделе «когнитивной архитектуры» http://ailev.livejournal.com/1210678.html, многступенчатая объективация и объективизация —http://ailev.livejournal.com/1132449.html. И, конечно, сюда нужно добавить коннективизм в количестве: отношение между представлениями в разных уровнях нейронной сетки, разные уровни абстракции и архитектуры из разных стеков (уход от чистой иерархии слоёв-уровней, выход в сложные fully differentiable architectures с памятью, вниманием, различными обработчиками логики, выполнением алгоритмов и т.д.).

Системный подход включает в себя абстрагирование как основной метод борьбы со сложностью, включая абстрагирование в рамку деятельностного подхода (ага, подход в подходе):
— Конкретное абстрагирование оформляет (frame) интерес стейкхолдера (деятельностной позиции, абстракции мыслящего существа, оставим на потом спекуляции про мыследействующих и абстрагирующих существ). Так сказать, «теория субъективной информации» (http://ailev.livejournal.com/66325.html, 2003).
— Мереология ведущее отношение для абстрагирования (системы это холоны), она даёт возможность договориться по поводу того, что именно в реальном мире в конечном итоге абстрагируется в длинных цепочках метаабстрагирования. Системный подход — это аналог структурного (иерархического) внимания в окружающий мир. Это позволяет строить описания каких-то частей мира, соответствующим системам в их границах, отделять фон от систем. В моих учебниках это «zoom-select». Подробней это раскрывается в http://ailev.livejournal.com/860017.html
— есть жизненный цикл системы (указание на обеспечивающую систему — http://ailev.livejournal.com/1248044.html), практики абстрагирования (практики определения и документирования определений — создания полного описания) в этом жизненном цикле обязательны. Моделирование всегда было неотъемлемой составной частью системного подхода, а проектирование — составной частью системноинженерного подхода. Программирование в какой-то момент через кибернетику тоже неудачно пыталось вписаться (пока не стало понятно, что кибернетика с её обратной связью совсем-совсем не эквивалентна информатике как таковой, и даже классической computer science как части информатики).
— Поскольку деятельность коллективна, стейкхолдеров в ней много и ещё больше их интересов, то абстрагирований тоже нужно много, и разных для удовлетворения разных интересов. Но все полученные абстракции связаны между собой тем, что они про одну и ту же систему (или её части): любая абстракция это абстракция системы (или типа систем).
— в силу коллективности деятельности, любое абстрагирование по мере роста его объема становится абстрагированием-в-большом (programming-in-the-large — и см. как пример http://ailev.livejournal.com/748188.html, 2009г., и тамошний разбор сервис-ориентирования в современном программировании)
— абстракции есть всегда, если есть система (наше знание о том, что есть система — это уже абстракция), но они должны быть документированы для работы с ними — разница между system definition и system description.
— каждая абстракция имеет модальность (алеатическую, деонтическую, темпоральную), эти модальности могут меняться в ходе жизненного цикла.

Если соединить системный подход и расширенную распределёнными представлениями и коннекционизмом (http://ailev.livejournal.com/1228029.html) информатику (т.е. учесть, что все тексты и коды — это описания тех или иных систем на разных уровнях абстрагирования, и эти описания отвечают разным интересам коллективно действующих стейкхолдеров), то будет системная информатика. Конечно, при этом придётся как-то справиться с коннекционисткой проблематизацией и в информатике (все эти end-to-end fully differentiable architectures) и в системном подходе http://ailev.livejournal.com/1252230.html

Такое описание системной информатики даёт возможность более-менее однообразного переформулирования множества самых разных проблем, ранее несопоставимых и развивавшихся в рамках самых разных дисциплин — инженерного моделирования, программирования, лингвистики, машинного обучения, философской логики и т.д..

Например, можно считать, что все существующие языки — это на каком-то уровне абстракции различные частные методы описания (viewpoint) каких-то определённых (view) системы.

Заново подойти к SysMoLan как языку системного абстрагирования (онтологизирования, программирования, моделирования и т.д.) — http://ailev.livejournal.com/1127145.html (2014 — обратите внимание, там как раз попытка выйти на «системную информатику», но на примере одного языка и без попыток обозначить предметную область, чисто на «обобщениях из практики»), http://ailev.livejournal.com/1169972.html (2015, требования к формализму), или даже ещё более старым идеям Симултрека (http://ailev.livejournal.com/611877.html — 2008, «Датацентрика — это концептоцентрика. Документоцентрика — это символоцентрика»).

В принципе, можно было бы ввести концепцию «достроения языка до системного», считая каждый язык каким-то частным методом описания (veiwpoint), порождающим «частное описание» (veiw, которое само состоит из набора моделей — всё строго по ISO 42010). Для этого нужно понять, что же означает в информатике наличие какого-то текста на языке? Означает только одно: исполнение его в каком-то смысле. В этом-то и секрет, что исполнение или оценка языка совершенно необязательно предписаны! Одна и та же модель/программа/онтология (не заморачиваемся тут разницей между definition и description — например, разницей между онтологией и онтологическим описанием) может быть оценена (eval) или исполнена (execute) в разных смыслах: из одного текста можно породить разными способами много других, например можно текст программы интерпретировать, а можно сначала компилировать (т.е. изготовить по образцу одного текста другой текст). и только потом интерпретировать. Программа для станка с ЧПУ так вообще приводит при её интерпретации к изменениям в реальном мире (впрочем, даже обычная компьютерная программа тоже приводит к изменениям в реальном мире, только очень маленьким — типа краски из пикселей на бумаге или по-разному пропускающих свет фотонов на экране). А 3D-модель тоже оказывается вполне исполнима: она декларативна, но это не мешает её исполнять 3D-принтеру, воплощая систему. Так сказать, «обратное моделирование», reverse modeling, воплощение!

Итого: системная информатика занимается разными вариантами многоуровневого абстрагирования и воплощения (обратная абстрагированию/описанию/метамоделированию операция), а также различными преобразованиями моделей — включая переходы от текстов (понимаемых предельно широко, включая какое-то паттернирование изображений и прочих объектов окружающего мира) к кодам (понимаемых как описания в формальных символьных представлениях), в том числе в распределённых представлениях. При этом важно, что речь идёт о попытке описания (многоуровневого многоаспектного абстрагирования) нетривиальных эмерджентностей описываемых целевых систем, в том числе и для целей их будущего воплощения, а не только для целей познания-понимания. Системная информатика занимается стыковкой различных описаний, а также стыковкой описываемой системы и её описания в рамках системного подхода.

В принципе, никакой особости определения системной информатики нет. Системная химия (http://ailev.livejournal.com/1117783.html — про разные сложные и самоорганизующиеся молекулярные системы, в которых проявляются какие-то нетривиальные эмерджентности), системная биология — это всё про физический мир. Мы же тут о мире абстрактных объектов и его связи с физическим миром (через носители/media, выполнители/interpreters и всё такое).

В этом плане системная информатика должна как-то собирать различные описания в кучку. Скажем, в проекте http://rosettacode.org сравниваются описания решений математических главным образом задач на разных языках программирования. Там есть классический T-shirt: описание задачи (текст выходных данных + что нужно сделать), алгоритм (что делается = модель-решение для «что нужно сделать», текст на языке программирования) и output (текст выходных данных). Если брать языки моделирования, то сразу становится очевидным, что их нельзя сравнить с языками программирования: там нет этой тройки текстов «вход-алгоритм-выход». Но это не совсем так! С точки зрения системной информатики, всё это моделирование имеет смысл только для ответа на какие-то вопросы. Это просто означает, что есть ситуация (описание модели), модель (код, формальный текст решения для данной ситуации — результат абстрагирования, выраженный в языке какой-то метамодели) и есть вопросы, которые задаются модели, предполагающие её исполнение в каком-то смысле. То есть интерпретатор тут не «виртуальная машина языка» (читающая программу и выполняющая её над входными данными — интерес при этом фиксирован: выполнение программы), а «виртуальная машина модели» (читающая запрос для какого-то интереса и выполняющая его над моделью как входными данными). Этот интерпретатор может быть либо человеком, либо нет — и тогда язык запросов это и есть язык моделирования! Это хорошо видно на парах декларативных языков OCL и UML (и любая запись на UML может быть выражена в OCL!), SPARQL и RDF/OWL. Получается, что языки моделирования — это какие-то подмножества для своих часто стремящихся к полнотьюринговости языков запросов, просто выраженные в другом синтаксисе и отражающие только часть возможностей языка запросов.

Замечу, что этот подход отличается от «интеграции моделей на базе онтологий», к чему вели и Sztipanovits в http://ailev.livejournal.com/675208.html и https://www.simantics.org/ и наш собственный заход в dot15926. Онтологии никуда не делись, но они «внутри». И появилось явно выполнение этих онтологий, они не рассматриваются вне языка запросов. А язык запросов к онтологиям оказывается просто хорошим языком программирования, во всей его полноте и мощи. Ну, или его можно легко реализовать с учётом какой-то специфики модели — тоже как встроенный DSL.

Тем самым для всех языков моделирования либо нужно надстраивать для них языки запросов рано или поздно (что мы видим буквально для всех языков моделирования — «хорошая мысля приходит апосля», языки запросов потом надстраиваются в разнообразии над удачными языками моделирования, а потом стремятся к полнотьюринговости, невзирая на разность своих парадигм. Взять хоть SQL для языка реляционного моделирования данных, хоть потуги определить язык запросов для XML — XQuery и вся сопутствующая дискуссия и причины не слишком большой распространённости этого языка, его заменяют «просто языком программирования», и не случайно).

Либо можно пойти другим путём: нужно взять язык с развитой рефлексией и метапрограммированием (например, какой-нибудь Лисп. См., например, контекст появления Лиспа в дискуссии про универсальные языки моделирования/программирования http://justy-tylor.livejournal.com/246591.html и http://justy-tylor.livejournal.com/246877.html) и считать, что это и есть системный язык — и порождать дальше языки моделирования из него по потребности (ну, или писать на нём в соответствии с удачными другими языками моделирования). Например, можно думать о том, чтобы (пока justy-tylor не предложит какого более удачного решения) брать тот же язык Julia, в котором в части рефлексии и метапрограммирования вполне Лисп внутри, и
— реализовать на нём DSL для выражения моделей ArchiMate 3.0 (при этом можно даже сохранить вывод этих моделей в виде правильных графических диаграмм! Это ж просто будет такой viewpoint — графическое описание). Дальше два использования: 1. просто глазеть на диаграммы, используя подмножество языка для удобной их текстовой записи (или даже удобного графического редактирования), 2. выполнение запросов. Учитывая, что ArchiMate 3.0 подразумевает расширения себя разными атрибутами и типами элементов, то легко можно представить самые разные запросы — от «сколько практик у нас в модели» до «посчитай необходимую производительность для сервера» (этот пример про подсчёты на основании диаграмм архимейта — прямо из книжки автора языка. Но там ArchiMate даётся как внешний DSL, и этот подсчёт реализуется независимыми от языка средствами. А у нас ArchiMate является встроенным DSL к Julia, поэтому просто пишем на Julia запрос к структурам ArchiMate-на-Julia. Julia к этому ArchiMate является и языком ограничений (хотя так не принято называть, это ж не логический язык!) и языком запросов (хотя так тоже не принято называть, не подразумевается какой-то модели данных) — но если допустить, что внутри самого языка (а не сбоку на диске) есть модель, то всё становится на свои места.
— выполнить план по линии Modelica-на-Julia, описанный в третьем пункте тут: http://ailev.livejournal.com/1271980.html
* * *
Тем, кто меня читает много лет, должно быть всё понятно. Кто читает совсем недавно — не будет понятно ничего. Единственное, что могу посоветовать, это попробовать прочесть посты и материалы по ссылкам из текста. Если и там непонятно — то в тех материалах тоже много ссылок, и так «до дна», пока не станет понятно.

По-хорошему, дальше две линии работ:
— нужно как-то вытащить все эти обрывки мыслей по ссылкам, развернуть их, причесать и сделать учебник. Ибо как россыпь постов это всё необозримо. Когда-то у меня было такое же состояние дел в части системного мышления, пока я не сосредоточился и не написал учебник, аж две версии (http://techinvestlab.ru/systems_engineering_thinking). Вот и тут нужно писать учебник системной информатики, при всех текущих с ней непонятках.
— взять какой-то язык с похожим на лисповое метапрограммированием (а хоть и Julia — заодно там нет тяжёлого наследства программистской объект-ориентированности), и дорастить его до языка системного моделирования (оно же программирование, оно же онтологизирование, оно же проектирование и т.д.). Точнее, «спустить» его до DSL моделирования в его составе (что потребует описания на нём соответствующих метамоделей).
— ну, и нужно отслеживать что там происходит в части коннекционистского моделирования-как-обучения (моделирования естественного языка, моделирования языков программирования, моделирование планов и цепочек действий, выражения концептов и понятности моделей-в-распределённых-представлениях и т.д.).
* * *
UPDATE: системная информатика — это «информатика с системным мышлением в голове». Системная инженерия тоже так определяется: как «просто инженерия», только с системным мышлением в голове (ср., например, с http://ailev.livejournal.com/1157398.html).

UPDATE: некоторая дискуссия к этому посту ещё и тут: https://www.facebook.com/ailevenchuk/posts/10207409851418535

Что такое «абстракция» в программировании? | Брэндон Буррус

Фото Марко Блажевича на Unsplash

В мире разработки программного обеспечения есть много большой и пугающей технической ерунды, которая причиняет бесконечную боль как новичкам, так и опытным. Один из технических терминов, который вы можете часто слышать, — это «Абстракция» — один из самых запутанных терминов в данной области.

Так что же такое абстракция? В качестве прилагательного абстракция означает «, существующее в мысли или в качестве идеи, но не имеющее физического или конкретного существования », а как глагол — « рассматривать теоретически или отдельно от чего-либо ».Эти два довольно буквальных определения, вместе взятые, и есть абстракция.

Абстракция — это теоретическая идея. Замечательные, более громкие слова, но что на самом деле означает . В программировании абстракция — это просто способ упростить сложную идею или действие. Давайте посмотрим, какая абстракция является наиболее распространенной, которую использует каждый программист.

Что вы в первую очередь узнаете, как начинающий программист? Классическая программа Hello World , в которой вы выводите текст на консоль.Но вы когда-нибудь останавливались и задавались вопросом, как это на самом деле работает под капотом?

Стандартный Hello World на большинстве языков обычно выглядит примерно так:

 print ("Hello, world")

Большинство программистов не знают, как эта единственная строка кода на самом деле работает под капотом. И им это не обязательно. Все, что вам нужно знать, это какие входные данные дать функции print () , чтобы она работала.

Это все абстракция.Он берет что-то сложное и сводит его к простому вопросу о входах и выходах. Звучит знакомо? Так должно быть, потому что это именно то, чем является каждая функция, действие, которому вы вводите какие-то данные, ожидая некоторого результата.

Абстракция — это способ управлять сложностью. Он берет что-то сложное по своей сути и упрощает использование и работу. На самом деле печать чего-либо на консоль — довольно сложная внутренняя задача, но нам, разработчикам, не о чем беспокоиться.Для нас процесс вывода текста в консоль на абстрагируется от нас на .

Функции — не единственный вид абстракций, хотя они являются наиболее распространенными и легкими в создании. Конечные точки REST API — это абстракции: вы не знаете, где и как они получают свои данные, вы просто делаете запрос и ожидаете ответа. Системы управления базами данных (СУБД) — это абстракции: вы не знаете, как и где база данных хранит данные, а только как взаимодействовать с ней и запрашивать ее.Библиотеки — это просто наборы функций, а значит, и набор полезных абстракций.

Как программисты, мы все время тянемся к абстракциям, даже не осознавая этого. Теперь, когда вы знаете, что такое абстракция, следующим шагом будет создание собственных абстракций. Важной частью абстракций является то, что они всегда специфичны для системы, в которой вы работаете.

Допустим, нам дана задача реализовать основной уровень персистентности нашей архитектуры.Безусловно, это большая задача, наша главная цель — сделать сохранение данных простым и безболезненным. Самый простой способ — взаимодействовать с любой библиотекой, которую мы используем для взаимодействия с СУБД. Но это создает возможный технический долг в будущем. Что, если наше текущее решение для базы данных окажется неэффективным, и нам нужно будет изменить часть нашего технического стека позже?

Есть несколько способов решить эту проблему. Для наших целей мы рассмотрим сервисный подход. Что, если вместо прямого взаимодействия с нашей базой данных (или оболочкой библиотеки базы данных) мы создадим службу «Постоянство».Эта служба будет отвечать за получение данных и уникальный идентификатор и сохранение этих данных под этим идентификатором.

Это может выглядеть примерно так. PersistenceService.saveToId (id, data) Чем это нам выгодно? Это означает, что мы больше не создаем жесткую зависимость от нашей базы данных, а это означает, что если мы захотим изменить любое решение для базы данных, которое мы используем в будущем, у нас больше не будет рефакторинга каждой строки кода, относящейся к жесткой персистентности. У нас есть только рефакторинг внутренней части самой службы сохранения.

В этом истинное преимущество абстракций. Как программист, абстракции означают, что нам не нужно полностью понимать каждую реализацию нашей системы. Нам просто нужно знать, какие входные данные дать абстракции, чтобы получить те выходные данные, которые нам действительно нужны.

Также важно отметить, что мы вообще не говорили о какой-либо конкретной технологии или языке программирования. Абстракции универсальны для каждого языка программирования и существуют в каждой отдельной кодовой базе.Если вы не пишете свою программу в двоичном формате, вы как программист никогда не сможете избежать абстракций.

Сегодня современное программирование построено на слоях абстракций. Мы используем эти абстракции для создания мощных систем управляемой сложности. Потому что, в конце концов, именно абстракции делают для нас, программистов. Абстракции — это ключ к управлению и контролю сложности.

Что такое абстракция (информатика)?

Что означает абстракция?

Абстракция — фундаментальный принцип в некоторых типах информатики.Это ключевой аспект проектирования объектно-ориентированных языков программирования и интерфейсов прикладного программирования. Это также одна из наименее понятных идей в программировании, частично по семантическим причинам.

Абстракция обычно определяется как извлечение релевантной информации из большего набора данных, где использование абстракции позволяет инженерам и другим людям упростить кодовую базу.

Техопедия объясняет абстракцию

Причина, по которой это сбивает многих людей с толку, заключается в том, что абстракция «не похожа» на то, что она есть семантически.Это похоже на то, чтобы сделать что-то более расплывчатое, потому что мы так используем это в общем языке.

Однако в информатике абстракция обычно означает упрощение и отделение сигнала от шума, чтобы сделать программирование более эффективным и действенным.

Объектно-ориентированное программирование

Код

В одном из наиболее ярких примеров абстракции информатики, в объектно-ориентированном программировании, абстракция часто работает за счет использования объектов в коде.Эти объекты, такие как переносимые контейнеры атрибутов и повторяющиеся структуры кода, представляют собой абстрактную функциональность, которая в противном случае могла бы быть запрограммирована линейным образом.

Другими словами, средство абстракции — это объекты в коде, которые берут целую кучу базового кода и делают его переносимым и повторяемым.

Класс

Еще один конвейер абстракции в объектно-ориентированном программировании — это класс. Классы объектов дополнительно разделяют принцип повторяемости использования и автоматического распространения кода.

Например, в этом удобном руководстве для нетехнических специалистов из Stackify автор рассказывает о том, что кофеварка является хорошим примером того, как объектно-ориентированное программирование использует абстракцию, чтобы снять так много трудоемкой работы. плеча программиста.

Вместо того, чтобы создавать виртуальный объект, например, кофеварку, с нуля, программировать каждую строку его функций вручную, инженеры могут вместо этого вызвать объект «кофеварка» и подключить «зерна», «кофейные чашки» и т. Д., чтобы получить тот же результат с гораздо меньшими усилиями.

Фактически, абстракция, которая работает в объектно-ориентированном программировании, — это лучший способ показать, насколько мощно эти идеи поддерживают виртуальные «миры» — когда программисты могут создавать всевозможные виртуальные объекты со своими собственными атрибутами, они могут больше эффективно моделировать реальный мир, физический мир, и в то же время оптимизировать эффективность рабочего времени программиста.

Обе эти замечательные возможности ООП принесла миру технологий.

Интерфейс прикладного программирования

Другой современный яркий пример абстракции проиллюстрирован в интерфейсе прикладного программирования (API), который так распространен в кроссплатформенных системах.

API — это ключевой способ предоставить эту информацию об абстракции, чтобы посторонним сторонним лицам не нужно было столько знать о внутренней кодовой базе. В очень простом смысле API-интерфейсы являются «соединителями» — стороны будут использовать API для подключения кода одного приложения к коду другого приложения, для проталкивания наборов данных через кроссплатформенную среду и обеспечения возможности совместной работы этих программ в автоматическом режиме

Таким образом, API функционирует как ключевое средство абстракции, встраивая те объектно-ориентированные принципы, которые показывают «внешней программе», что делает «внутренняя программа».

В заключение, абстракция — это просто процесс повышения универсальности информации кодовой базы за счет упрощения ее представления во внешних системах. Это, однако, привело к огромному техническому прогрессу, предшествовавшему другим видам изменений ядра, таким как переход к виртуализации сетей.

Что означает абстракция?

abstractionnoun

Действие абстрагирования, разделения или удаления, или состояние изъятия; снятие.

Этимология: * Впервые засвидетельствовано около 1400 г.

abstractionnoun

Действие исключения из рассмотрения одного или нескольких свойств сложного объекта с целью уделения внимания другим; анализ.

Примечание. Для классификации необходимо абстрагирование, при котором организмы группируются по родам и видам в соответствии с общими качествами.