موديليكا
المحتويات
بدايةً، لغة موديليكا أو مودليكا هي لغة برمجة تستعمل في النمذجة وهي كائنيّة المنحى (شيئية أو بالإنجليزية: object-oriented) متعددة المجالات وتستعمل في النمذجة الموجّهة للمكوّنات (الهندسية مثلا) في أنظمة معقّدة مثل تلك الأنظمة التي تحوي مكوّنات جزئية ميكانيكية أو كهربية أو إلكترونية أو هيدروليكية أو حرارية أو خاصة بالتحكم أو خاصة بالقدرة الكهربائيّة أو موجّهة لعملية معيّنة. استخدامها هو أقرب إلى لغة في.إتش.دي.إل-أا.إم.إس VHDL-AMS وفِريلوج Verilog (تلك اللغات المستنبطة من صناعة الإلكترونيات) بمعنى أنها تصف النظام في صورة مجموعة من المعادلات. والمحاكي المرتبط لها مهمته إيجاد حل لمنظومة المعادلات في كل خطوة زمنية (مثلا : كل ثانية). ونتناول فيما يلي مزيدًا من التفاصيل.
في هذا الإطار، جمعية موديليكا تطور كذلك مكتبة موديليكا القياسية الحرة والتي تحوي نحو 1360 نموذج عام للمكوّنات و 1280 وظيفة برمجيّة (دالّة برمجية) في مختلف المجالات، وذلك حتى الإصدار 3.2.1 .
إضافةً إلى ذلك، اللغة لها صفه أكثر عمومية من منافساتها، وتستفيد من البرمجة كائنيّة التوجه (ومبدأ توارث خصائص نموذج معيّن من خصائص نموذج آخر مما يعطي مرونة أكبر في الكتابة). ومع ذلك، فإن استخدامها في الوقت الحالي محدود جدا في مجال الالكترونيات، وإن كانت مستعملة في الكثير من المجالات الأخرى.
من جانب آخر، لغة موديليكا هي لغة حرة (حرة ومفتوحة المصدر) تم تطويرها بواسطة جمعية موديليكا وهي جمعية غير ربحيّة. اللغة والمكتبات وبعض أدوات المحاكاة لدى موديليكا هي حرة ومفتوحة المصدر وقد تم استخدامها في التطبيقات الصناعية. والتطوير والترويج لموديليكا تنظمه جمعية موديليكا Modelica Association.
x := 2 + y
من جهة ثانية، والتي فيها الطرف الأيسر من العبارة يتم تعيين قيمة محسوبة له عن طريق الطرف الأيمن، فالمعادلات (في لغة موديليكا) يوجد فيها تعبيرات رياضية في كلا الطرفين الأيمن والأيسر، مثل هذه المعادلة،
x + y = 3 * z
- مراجع
- وصلات خارجية
- جمعية مودليكا Modelica
- دايمولا Dymola
من جهة ثانية، ومحرك المحاكاة قد يعالج المعادلات رمزيّا (وعادة يكون هذا ضروريا) وذلك لتحديد ترتيب عمليات التنفيذ وكذلك تحديد أي من المكونات في المعادلة قد يتم اعتبارها مدخلات وأيها قد يتم اعتبارها مخرجات.
من جانب آخر، وبمصطلحات لغة موديليكا، يمكن القول بأن المعادلات لا تحتاج إلى تعريف مسبق للمقدّمات البرمجية.
كذلك، فالمعادلات هنا ليس المقصود منها وصف التعيين (بالإنجليزية: assignment) بل هي تصف التساوي (بالإنجليزية: equality).
سيمنز بي.إل.إم Siemens PLM للبرمجيات
برنامج مابل.سيم MapleSim للشركة الكندية مابلسوفت Maplesoft
في هذا الإطار، برنامج سيميوليشن.إكس للمحاكاة SimulationX للشركة الألمانية آي.تي.آي المحدودة ITI GmbH
خصائص ومميزات
ومن ناحية أخرى، تشبه لغة مودلكا لغات البرمجة كائنية التوجه مثل سي++ أو جافا، إلا إنها تختلف عنها في جانبين من الجوانب المهمة.
ومن جهة أخرى، فعلى النقيض من عبارة التعيين (بالإنجليزية: assignment) المعتادة التي تشبه هذه
من جهة ثانية، والجانب الثاني هو أنه بالرغم من أن الأصناف (الفصائل أو بالإنجليزية: classes) قد تحوي مكوّنات خوارزميّة تشبه تلك التي توجد في العبارات (أو الجُمل) والبلوكات البرمجيّة في لغات البرمجة التقليدية، إلا أن المحتوى الرئيسي لها هنا هو مجموعة من المعادلات الرياضيّة.
وفي هذا السياق، الأول هو أن لغة موديليكا هي لغة نمذجة وليست لغة برمجة تقليدية.
كذلك، فالأصناف (الفصائل أو بالإنجليزية: classes) في لغة موديليكا لا يتم ترجمة الكود البرمجي لها بالطريقة المعتادة، بل يتم تحويل الأصناف إلى كائنات برمجيّة (أشياء برمجيّة أو بالإنجليزية: objects) وفيما بعد يتم التعامل معها بواسطة محرك المحاكاة (بالإنجليزية: simulation engine).
علاوةً على ذلك، ومحرّك المحاكاة لا يتم تحديده بواسطة اللغة (أي: لغة موديليكا)، ولكن بعض الإمكانيات التي يجب أن تكون متوفرة فيه هي التي يتم تحديدها.
الهدف والمبادئ
في هذا الإطار، الغرض من اللغة هو وصف الأنظمة الديناميكية. النماذج توصف عن طريق المعادلات التفاضلية والمعادلات الجبرية والمعادلات المتقطّعة (أو بالإنجليزية discrete) ويمكن كذلك عمل نماذج بلغة موديليكا عن طريق المعادلات التفاضلية الجزئية بعد عمل التقطيع الرياضي discretisation من أجل تحويل تلك المعادلات إلى كود برمجي. كما تتيح اللغة البرمجة الرسوميّة وتدعم سلسلة مراتب الحالة للآلات ولها الكثير من المميزات الأخرى.
التطبيقات البرمجيّة
ولتلخيص ما سبق يمكن القول بأن موديليكا تستعمل في :
وفي هذا السياق، كاتيا من أنظمة داسو ، وكذلك دايمولا Dymola (Dynasim AB، السويد، والتي أصبحت جزءا من أنظمة داسو في عام 2006) ؛
كذلك، أوبن موديليكا (موديليكا مفتوحة المصدر أو OpenModelica) هي بيئة برمجيّة تستعمل في المحاكاة والنمذجة وهي مفتوحة المصدر ومبنيّة على لغة موديليكا وهي موجّهة للاستخدام الأكاديمي والصناعي.
علاوةً على ذلك، جا.موديليكا دوت أورج JModelica.org هي منصّة مرنة ومفتوحة المصدر تم بناؤها على لغة موديليكا وتستعمل في الاستمثال (الأمثلة أو بالإنجليزية: optimization) وفي المحاكاة وتحليل النظم الديناميكية المعقدة. الهدف الرئيسي من هذا المشروع كان عمل منصّة مفتوحة المصدر صالحة للاستخدام في الأغراض الصناعية وتستعمل في المحاكاة والاستمثال لنماذج لغة موديليكا، وفي ذات الوقت، تقدّم منصّة مرنة تعمل كمعمل افتراضي يستعمل في مناهج وخوارزميات البحث والتطوير.
في هذا الإطار، وتطويرها على المدى الطويل هو مهمة منظّمة غير ربحيّة هي المجموعة المتحدة لموديليكا مفتوحة المصدر Open Source Modelica Consortium OSMC.
علاوةً على ذلك، في الواجهة الأمامية للتطبيقات البرمجيّة التجارية للغة مودليكا يأتي برنامج آمِي.سيم AMESim لشركة إيماجين إس.أا Imagine SA الفرنسية (والتي هي الآن جزء من شركة سيمنز بي.إل.إم Siemens PLM للبرمجيات)، ودايمولا Dymola لشركة دايناسيم أا.بي Dynasim AB السويدية (والتي هي الآن جزء من شركة أنظمة داسو Dassault Systemes)، وأنظمة كاتيا CATIA Systems لشركة أنظمة داسو Dassault Systemes (وأنظمة كاتيا تعتبر من الأنظمة الرئيسية المستعملة في التصميم باستخدام الحاسب الآلي CAD)، وساي.مودليكا CyModelica لشركة معامل ساي.ديزاين CyDesign الأمريكية والتي أصبحت الآن مجموعة إي.إس.آي ESI Group، وبرنامج وولفرام سيستيم.موديلَر لنمذجة الأنظمة Wolfram SystemModeler (والذي كان يسمى سابقا ماث.مودليكا MathModelica) لشركة وولفرام ماث.كُور أا.بيWolfram MathCore AB السويدية (والتي هي الآن جزء من شركة وولفرام للأبحاث Wolfram Research)، وبرنامج سيميوليشن.إكس للمحاكاة SimulationX للشركة الألمانية آي.تي.آي المحدودة ITI GmbH، وبرنامج مابل.سيم MapleSim للشركة الكندية مابلسوفت Maplesoft.
في هذا الإطار، بيئة المحاكاة الحرة سايكوس Scicos (وهي جزء من برنامج سايلاب SciLab وتسمّى كذلك إكس.كوز Xcos) تستعمل لغة موديليكا بشكل جزئي لنمذجة المكوّنات (الهندسيّة مثلا).
إضافةً إلى ذلك، إن الهدف من الجهد المبذول في أوبن موديليكا OpenModelica هو بناء بيئة برمجيّة شاملة ومفتوحة المصدر تستعمل لغة موديليكا وتترجم الكود الخاص بها وتقوم بعمل المحاكاة والنمذجة بناء على برمجيّات حرّة (مجّانية ومفتوحة المصدر) يتم نشرها في الصورة الثنائية (بالإنجليزية: binary أي: التنفيذية أو بالإنجليزية: executable) فضلًا عن الكود المصدري (بالإنجليزبة: source code) لتستعمل في البحث والتدريس إلى جانب الاستخدام الصناعي.
- آمِي.سيم AMESim لشركة إيماجين إس.أا Imagine SA الفرنسية من LMS الدولية ;
- MapleSim من Maplesoft ، كندا ؛
- نمذجة الأنظمة من وولفرام من وولفرام للأبحاث ، السويد ؛
- SimulationX من ITI GmbH، دريسدن، ألمانيا ؛
- و في البرمجيات الحرة :
- JModelica.org من جامعة لوند و Modelon AB ، السويد ؛
- OpenModelica من جامعة لينشوبينغ ، السويد ؛
- Modelicac ويمكن تنزيله في الوقت الحالي مجّانا عند تنزيل - Scilab-Xcos/Scicos.
البرمجيات التجارية :
تاريخيا
وفي هذا الصدد، لغة موديليكا 1.0 بنيت على أطروحة من رسالة الدكتوراه الخاصة بهيلدنج المكفست وعلى خبرة لغات النمذجة: ألّان Allan ودايمولا Dymola و إن.إم.إف NMF وأوبجكت.ماث ObjectMath وأومولا Omola و +سيدوبس SIDOPS+ وسمايل Smile.
إضافةً إلى ذلك، وفي أيلول/سبتمبر عام 1997 تم إطلاق الإصدار 1.0 من مواصفات لغة موديليكا والتي كانت الأساس للتطبيق العملي للنموذج المبدئي الذي كان من خلال نظام برنامج تجاري يدعى دايمولا Dymola.
في هذا الإطار، وفي نفس العام، بدأ استخدام لغة موديليكا في التطبيقات الصناعية.
وفي السياق ذاته، إن السعي لتصميم لغة موديليكا قد بدأه هيلدنج المكفست في أيلول/سبتمبر عام 1996. وكان الهدف هو تطوير لغة برمجة كائنية التوجه (شيئية) تستعمل لنمذجة الأنظمة التقنية (التكنولوجية) تمكّن المهندسين من إعادة استخدام وتبادل نماذج الأنظمة الديناميكية بهيئة نمطيّة (قياسيّة أو بالإنجليزية: standardized format).
كذلك، في سنة 2000 ، أنشئت جمعية غير ربحية هي جمعية موديليكا وأنشئت لكي تدير التطوير المستمر للغة موديليكا ولمكتبة موديليكا القياسية الحرة.
وفي السياق ذاته، كان هيلدنج المكفست المخطط الرئيسي للغة موديليكا، ولكن الكثير من الناس الآخرين ساهموا كذلك .
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟