CC BY
18
Теперь нажнем на Run-Start и перейдя в компонент view result tree убедимся, что запрос корректно отработал, отобразив нужный сайт.
В данной статье мы рассмотрели, что такое back-end и front-end web - сайтов. Рассказали про наиболее популярные архитектуры для написания back-enda проекта. Выяснили для чего именно тестировать back-end и почему это является очень
важным. Рассмотрели несколько самых популярных инструментов для тестирования сервисов, выделили их отрицательные стороны и выделили положительные стороны программы jMeter. Так же рассмотрели примеры такого тестирования в программе jMeter останавливаясь на положительных сторонах данной программы.
1
25 с z 5 4
ЛИТЕРАТУРА
Валерий Коржов. Многоуровневые системы клиент-сервер. Издательство «Открытые системы», 1997,
Джон Фландерс. Введение в службы RESTful с использованием WCF. MSDN Magazine, 2009, 105 с. Бенот Маршал, "Soapbox: почему я использую SOAP", IBM, 2001, 13 с.
Бин Мухаммад, Рашид. "Примечание операционных систем", Kent State University, 2016, 239 с.
УДК 004.942
Старостин1 И.Е. , Степанкин2 А. Г.
1ООО «Экспериментальная мастерская «НаукаСофт», Москва, Россия
2Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-исследовательский институт стандартизации и унификации», Москва, Россия
КОМПЬЮТЕРНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ СОВРЕМЕННОЙ НЕРАВНОВЕСНОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ В ВИДЕ ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ
Моделирование и анализ реальных физико-химических систем является важнейшей задачей, имеющей практическое применение. Однако ввиду большого количества реальных физико-химических процессов в реальных технических системах очевидна сложность задач моделирования реальных физико-химических систем. Этим и обусловлена необходимость компьютерной реализации методов современной неравновесной термодинамики, являющимся макроскопическим подходом анализа и моделирования динамики реальных физико-химических систем. Этот подход имеет практическое применение. Ранее авторами в рамках современной неравновесной термодинамики был разработан потенциально-потоковый формализм построения системы уравнений, описывающий физико-химические процессы в произвольной заданной физико-химической системе. Этот формализм применим в общем случае макроскопических физико-химических систем, в том числе и технических объектов, характеризующихся протеканием в них физико-химических процессов, живых клеток, процессов в природе. Поэтому в настоящей работе речь пойдет о компьютерной реализации методов современной неравновесной термодинамики, в том числе и потенциально-потокового формализма. Эта реализация представляет собой библиотеку, которая может быть расширена до модулей расширения моделирующих пакетов (ЫаХЬаЪ, Сотсо1 МиШрНузгся, LabView, и т. д.).
Ключевые слова:
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, СОВРЕМЕННАЯ НЕРАВНОВЕСНАЯ ТЕРМОДИНАМИКА, ПОТЕНЦИАЛЬНО-ПОТОКОВЫЙ МЕТОД, ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ, БИБЛИОТЕКА РАСШИРЕНИЯ
Моделирование и анализ динамики реальных физико-химических процессов является важнейшей задачей, имеющей практическое значение для проектирования, управления, диагностики технических систем, анализе физико-химических процессов в природе и в живых организмах. Для описания и математического моделирования этих подходов в общем случае может быть использована современная неравновесная термодинамика (макроскопический подход описания реальных физико-химических процессов) [1 - 5], которая имеет широкое практическое применение [1 - 4].
В работе [5] разработан в рамках современной неравновесной термодинамики формализм описания в общем случае реальных физико-химических процессов. В соответствие с этим формализмом формируется список этих процессов, записываются уравнения баланса этих процессов, определяются через потенциалы взаимодействия термодинамические силы, движущие эти процессы, а также кинетическая матрица - шкала кинетических свойств неравновесных систем [5]. Зная термодинамические силы и кинетические свойства, определяются скорости протекания физико-химических процессов, а затем скорости изменения координат состояния [5]. Так получается система дифференциальных уравнений, описывающая реальные процессы. Эта система решается методами, описанными в [6, 7].
Однако реальные системы (технические системы, живые клетки, природные системы, и т.д.) являются сложными системами. Поэтому компьютерная реализация формализма описания физико-химических процессов, изложенного в [5], является актуальной задачей. В настоящее время существует множество информационных систем, позволяющих выполнять математические расчеты по заданным уравнениям (например, MatLab, Scilab, Python) [8, 9], имитировать системы (например, Simulink, Scicos, Xcos) [10]. К этим системам можно подключать модули расширения, позволяющие решать те или иные задачи [8 - 10]. Однако среди этих модулей расширения отсутствуют модули, реализующие формализм, описанный в [5]. Поэтому целью этой статьи - разработка архитектуры модуля, реализующего этот формализм.
Система классов, реализующая формализм современной неравновесной термодинамики
Рассматриваемая в настоящей работе библиотека, реализующая формализм современной неравновесной термодинамики, описанный в [5], представляет собой библиотеку классов. Каждый класс библиотеки представляет собой реализацию сущностей современной неравновесной термодинамики [1 - 5].
С точки зрения программирования структура расчетной схемы произвольной физико-химической представляет собой соответствующий структурный тип данных (на языке программирования С (Си) это структура, на С++ - это класс), показанный на рисунке 1.
Структурные типы данных координат состояния и энергетических степеней свободы, входящие в структурный тип данных физико-химической системы (рисунок 1), показаны на рисунке 2. Структурный тип данных энергетических степеней свободы имеет массив ссылок на скорости изменения соответствующих координат состояния (рисунок 2б), входящих в структурный тип данных координат состояния (рисунок 2а). Структурные типы данных процессов (кроме процессов теплообмена), входящие в структурный тип данных физико-химических систем (рисунок 1), имеют массивы ссылок (рисунок 3в) на: термодинамические силы перекрестных процессов;
скорости изменения сопряженных координат состояния и суммарные потенциалы взаимодействия, обусловленные энергетическим взаимодействием между подфазами [5], сопряженные этим координатам состояния;
температуры и скорости сообщения теплоты каждой сопряженной энергетической степени свободы, а также на потенциалы взаимодействия сопряженных энергетический степеней свободы, сопряженных соответствующим сопряженным процессу координатам состояния.
В типе данных процессов ссылки на сопряженные процессу потенциалы взаимодействия и координаты состояния входят в структурный тип данных сопряженных координат состояния (рисунок 3а).
Рисунок 1 - Структурный тип данных реальной физико-химической системы
Рисунок 2 - Структурные типы данных КС (а) и ЭСС (б)
Рисунок 3 - Структурный тип данных процессов (кроме процессов теплообмена) (б), потоков (кроме тепловых) (в), а также структурный тип данных сопряженных координат состояния (а)
Структурные типы данных процессов передачи теплоты, входящие в структурный тип данных физико-химических систем (рисунок 1), имеют массивы ссылок на (рисунок 4):
температуры и скорости сообщения теплоты сопряженных ЭСС;
ТС сопряженных процессов.
Структурные типы данных внешних потоков (кроме тепловых), входящие в структурный тип данных физико-химических систем (рисунок 1), имеют массивы ссылок на сопряженные координаты состояния и потенциалы взаимодействия, сопряженные этим координатам состояния, (рисунок 3б). Эти ссылки входят структурный тип данных сопряженных координат состояния (рисунок 3а).
Структурные типы данных потоков теплоты, входящие в структурный тип данных физико-химических систем (рисунок 1) , имеют ссылки на скорости сообщения теплоты сопряженных энергетических степеней свободы и температуры этих энергетических степеней свободы (рисунок 4).
Структурные типы данных выходных параметров, функций состояния для свойств веществ и процессов, функций для внешних потоков, входящие в
структурный тип данных физико-химических систем (рисунок 1), имеют константные ссылки на:
переменные аргументы (например, координат состояния, в том числе и внутренних энергий энергетических степеней свободы) этих функций; параметры системы.
Также в структурный тип данных функций состояния для свойств веществ и процессов входит ссылка на величину (например, на потенциал взаимодействия, коэффициент кинетической матрицы), рассчитываемую этой функцией; функций для внешних потоков - ссылки на внешние потоки.
Описанные выше ссылки на языках С и С++ представляют собой указатели на соответствующие переменные.
Идентификатором каждого структурного типа данных, входящего в массивы структурного типа данных ФХС, является его индекс соответствующего элемента массива в структурном типе данных ФХС, а также индекс во внутренних массивах структурных типов данных, входящих в тип данных ФХС.
Рисунок 4 - Структурный тип данных процессов теплообмена и потоков теплоты
фи-
Синтез расчетной схемы пользовательской зико-химической системы
Для задания структуры пользовательской
фи-
зико-химической системы
ными классами нить следующие алгоритмы
представленной описан-(рисунки 1 - 4) необходимо выпол-
выделить память для массивов, входящих в структурный тип данных физико-химической системы (алгоритм АНаоБувЬет);
выделить память для каждой энергетической степени свободы, входящей в заданную пользователем физико-химическую систему, (алгоритм
AllаоEnPаw) и задать ссылки на сопряженные координаты состояния этой энергетической степени свободы (алгоритм БyntEnergyPаwer);
выделить память для процессов (кроме процессов теплообмена) (алгоритм А11аоРгао) и задать связь со связанными координатами состояния (алгоритм БупЬРгаоСаагс1БЬ), связанными энергетическими степенями свободы (алгоритм БупЬРгаоЕпРа^), с сопряженными процессами (алгоритмы БупЬРгаоСгРгао, БупЬРгаоСгНРгао);
выделить память для процессов теплообмена и задать ссылки на связанные энергетические степени свободы (алгоритм А11аоНРгао) и память для процессов теплообмена с окружающей средой (алгоритм А11аоНРгао0кг) и задать ссылки на сопряженные процессы (алгоритмы БупЬНРгаоСгРгао, БупЬНРгаоСгНРгао);
выделить память для внешних потоков (кроме тепловых) (алгоритм А11аоБЬгеатз) и задать ссылки на связанные координаты состояния (алгоритм БупЬБЬгеатСаагСБЬ);
задать ссылки на сопряженные энергетические степени свободы внешних потоков теплоты (алгоритм БупЬНеаЬБЬгеат);
выделить память для измеряемых выходных параметров системы (алгоритм А11аоМУ) и задать ссылки на входные аргументы и параметры (алгоритмы Буп1Еипо1Агд1МУ и БупЬЕипоЬРаГМУ);
выделить память для неизмеряемых выходных параметров системы (алгоритм А11ао¥) и задать ссылки на входные аргументы и параметры (алгоритмы БуиЬ¥ииоЬАгд¥ и БупЬЕипоЬРагУ).
выделить память для функций состояния свойств веществ и процессов (алгоритмы А11аоРгарТ A11аоPrаpInterPаt, А11аоРгарК1пС£
А11аоРгарК1пС£Сг, А11аоРгарК1пНСГ
А11аоРгарК1пНСГСг, А11аоРгар1пРаЬ
А11аоРгарВа1Ргао, А11аоРгарВа1БЬгеат
А11аоРгарВеЬа) и задать ссылки на аргументы и параметры этих функций состояния (алгоритмы БуиЬСат¥ииоЬРгар и БеЬАгд¥ииоЬРгар);
выделить память для динамических функций внешних потоков (алгоритмы А11аоЕхАоЬБЬгеат, А11аоЕхАоЬНБЬгеат) и задать ссылки на аргументы и параметры системы (алгоритмы БуиЬ¥ииоЬЕхЬАоЬ и SеtArgFunоtExtAоt).
Упомянутые алгоритмы в качестве входных значений принимают идентификаторы соответствующих типов данных, числа элементов массивов, а результатом их действия является выделение памяти и установление описанных ссылок.
Расчет заданной пользователем физико-химической системы
Построив в соответствие с предыдущим пунктом расчетную схему пользовательской физико-химической системы, мы переходим к расчету ее текущих характеристик (потенциалов взаимодействия, кинетических матриц, термодинамических сил, скоростей протекания физико-химических процессов, скоростей изменения координат состояния, переменные значения коэффициентов баланса процессов,
потоков и коэффициентов бета, и т. д.) в соответствие с алгоритмом CauntБystem. На вход этого алгоритма CаuntБystem подается физико-химическая система с заданной в соответствие с предыдущим пунктом структурой, параметрами, функциями состояния для свойств веществ и процессов, динамическими функциями для потоков, условиями протекания физико-химических процессов и текущими значениями параметров состояния, а также константными значениями коэффициентов баланса процессов и потоков и также константными значениями коэффициентов бета. Возвращает CаuntБystem эту же систему (расчетную схему) с рассчитанными потенциалами взаимодействиями, кинетической матрицей, термодинамическими силами, матрицей баланса, коэффициентов бета, скоростями протекания физико-химических процессов, скоростями изменения координат состояния, и т. д.
В основе алгоритма CаuntБystem лежит формализм, описанный в [5].
Описанные в приведенном алгоритме действия основываются на заданных ссылках в соответствие с изложенных в предыдущем пункте алгоритмах синтеза заданной пользователем ФХС.
Итак, в настоящей работе была разработана стратегия программной реализации расчетной схемы произвольной заданной физико-химической системы и расчета этой схемы на базе формализма современной неравновесной термодинамики, изложенного в [5]. Эта программная реализация является библиотекой, подключаемой к математическому ядру информационных систем. В частности эта библиотечная реализация расчетной схемы реальной системы и формализма современной неравновесной термодинамики может быть подключена к математическому ядру САПР, а также гибридных экспертных систем (комбинирующих алгоритм логического вывода и математические методы) как средство расчета текущего состояния физико-химической системы, что дает возможность алгоритму численного интегрирования (дополненного методикой проверки корректности приближенного решения, изложенной в [6, 7]) получить динамику рассматриваемой системы.
Следует отметить, что рассматриваемая библиотека реализует лишь расчетную схему заданной пользователем физико-химической системы, но не реализует структуру самой этой физико-химической системы. И как следствие, не содержит алгоритмов построения расчетной схемы заданной физико-химической системы (расчетная схема этой физико-химической системы строится пользователем вручную с использованием описанных выше алгоритмов в описанном выше порядке). Поэтому, эта библиотека может быть включена в библиотеку, реализующую реальные физико-химические системы и содержащую алгоритмы построения расчетной схемы заданной пользователем физико-химической системы. Последняя в свою очередь может быть также подключена к информационно-аналитическим системам (как моделб расширени этих систем).
ЛИТЕРАТУРА
1. Жоу Д., Каскас-Бескес Х., Лебон Дж. Расширенная необратимая термодинамика. - Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика»; Институт компьютерных исследований, 2006. - 528
Энергодинамика (синтез теории переноса и преобразования энергии). - СПб: Наука, Кожинов И. А. и др. Техническая термодинамика. - М.: Высшая школа,
Эткин В. А.
- 409 с. Крутов В. И
- 384 с.
Гроот С. Р. Термодинамика необратимых процессов. - М.: Гос. изд.-во техн.-теор. лит., 1956.
Исаев С. И.
2.
2008.
3. 1991.
4.
- 281 с.
5. Старостин И. Е., Быков В. И. Кинетическая теорема современной неравновесной термодинамики. -Ралей, Северная Каролина, США: Открытая наука, 2017. - 229 с.
6.Старостин И. Е., Халютина О. С. Анализ корректности численного решения потенциально-потоковых уравнений в сосредоточенных параметрах // Труды международного симпозиума «Надежность и качество», т. 1. - Пенза: Издательство ПГУ, 2014. - С. 126 - 130.
7. Старостин И. Е. Выбор шага интегрирования по времени при численном решении потенциально-потоковых уравнений неравновесных процессов в сосредоточенных параметрах // Труды международного симпозиума «Надежность и качество», т. 1. - Пенза: Издательство ПГУ, 2015. - С. 156 - 160.
8. https://ru.wikipedia.org/wiki/Python (дата обращения 03.03.2018)
9. https://ru.wikipedia.org/wiki/Scilab (дата обращения 03.03.2018)
10. https://ru.wikipedia.org/wiki/MATLAB (дата обращения 03.03.2018)
