SIMODO/loom

является разрабатываемой в настоящее время версией проекта языково-ориентированной системы имитационного моделирования

SIMODO

.

Основная задача проекта — предоставить программные средства математического моделирования для исследования комплексных моделей, захватывающих несколько предметных областей, имеющих длительный цикл производства и поддержки.

Параллельно с разработкой системы моделирования SIMODO/loom выполняется работа по её документированию. Описание некоторых частей системы готово, можно посмотреть.

УГТ4 - Технология, проверенная в лаборатории. Альфа-версия.

Краткое описание

Языково-ориентированная система моделирования (ЯСМ) — новое понятие в имитационном математическом моделировании, когда в основе системы лежит набор предметно-ориентированных языков (ПОЯ), каждый из которых отвечает за свою предметную область, которую он описывает наиболее полно и в то же время просто. ЯСМ также предполагает наличие средств автоматизации разработки ПОЯ.

Состав и возможности проекта

:

• Технология разработки ПОЯ.
• Базовый императивный язык для описания алгоритмов.
• Язык описания системы обыкновенных дифференциальных уравнений.
• Язык логического вывода на базе системы дизъюнктов Хорна (в разработке).
• Встроенная поддержка векторной и матричной арифметики.
• Система позволяет выполнять длительный цикл моделирования (часы, сутки, недели...) с возможностью "на лету" не только изменять параметры модели, но и части модели.
• Выполнение моделирования в многопоточной и распределённой среде, что включено в конструкции базового языка (в разработке).
• Динамическая компиляция кода модели (Just-in-Time, JiT) на базе технологий LLVM (в разработке).
• Интегрированная среда разработки
  SIMODO shell
  с набором плагинов для редактирования текстов, просмотра результатов в процессе моделирования и других функций.
• Возможность добавления или замены компонентов открытой архитектуры: плагинов, модулей, языков и др.
• Интеграция языков в среду разработки
  SIMODO shell
  с использованием технологии Language Server Protocol.
• Возможность отладки сценариев и моделей на реализованных ПОЯ, как с использованием специальной утилиты, так и в интегрированной среде
  SIMODO shell
  .
• Облачное моделирование (в разработке).
• Репозиторий пользовательских расширений (запланировано).
• Набор средств получения различной статистики выполнения моделирования (профилирование, покрытие тестами и др.) на базе инструмента перехвата (hooking), который уже используется для реализации JiT (запланировано).
• Средства визуального моделирования — проектирование сцены моделирования с использованием блоков с автоматической генерацией сценария исполнения на языке
  s-script
  (запланировано).
• Кросс-компиляция сценария исполнения модели, включая используемые модули, в совместимые со средой моделирования файлы на языке C/C++ (запланировано).

Простой пример

На снимке экрана численное решение задачи трёх тел с использованием системы моделирования

. Модель общего вида представлена системой дифференциальных уравнений в векторной форме, записанной в отдельном файле на декларативном языке (расширение файла

.s-ode

).

Сценарий моделирования, на котором задаются начальные условия и определяются параметры отображения информации во время моделирования, записывается на императивном языке (расширение файла

). Такой подход позволяет работать с моделью, как с типом, создавая произвольное количество объектов различных типов и добавлять эти объекты на сцену моделирования.

Таким образом, модель отделена от сценария моделирования, что делает описание более понятным, а работу с моделью гибкой, устойчивой к изменениям. Возможность манипулирования объектами модели позволяет формировать состав сцены не только перед началом моделирования, но и в процессе.

Также такой подход не ограничивает использование в качестве описания модели только дифференциальные уравнения, то есть для записи модели могут использоваться различные предметно-ориентированные языки.

Ещё одним преимуществом такого подхода является возможность вычисления каждого объекта параллельно, что в некоторых ситуациях даёт возможность и распределённого моделирования.

Другие примеры моделей на основе дифференциальных уравнений можно посмотреть в каталоге

. Примеры с тестированием других возможностей

SIMODO/loom

находятся в каталоге

test/source/engine

.

Статьи

Основные концепции проекта описаны в статье "Языково-ориентированное… моделирование?".

Дистрибутивы проекта

Дистрибутивы проекта формируются автоматически при слиянии в ветку

и выкладываются на сайт проекта simodo.ru. Там же находится инструкция по установке.

Поддержка платформы

временно прекращена.

Сборка проекта

Рекомендации

Рекомендуется использовать версию C++ не более

.

Проект рекомендуется собирать в

. На ранерах CI/CD спользуется образ этой версии ОС. Далее даны скрипты для этой версии ОС.

Зависимости

Перед сборкой проекта нужно установить ряд библиотек и утилит (для

):

Если нужна сборка с интегрированной средой моделирования:

Если нужна сборка с плагинами подключения аппаратуры:

Если нужна сборка с плагином эмулятора терминала:

CMake

В файле CMakePresets.json расположены профили сборки, в которых содержатся настройки CMake.

Используйте команду

для указания профиля сборки.

Некоторые команды Cmake:

• cmake --preset=<preset>
  -- конфигурация проекта;
• cmake --build --preset=<preset> --target=<target>
  -- сборка цели проекта;
• ctest --preset=<preset>
  -- запуск автотестов;
• cmake --install <build/dir>
  -- установка проекта.

Перечисленные команды можно выполнить с помощью утилиты Make, находясь в каталоге сборки.

Скрипты в каталоге ./do/

В папке do расположены скрипты для удобства разработки.

Некоторые из них:

• do/make
  -- сборка проекта с пресетом
  release
  ;
• do/make <preset>
  -- сборка проекта с указанным пресетом;
• do/make -T <target1> <target2> ...
  -- сборка целей проекта с пресетом
  release
  ;
• do/make -T <target1> <target2> ... -P <preset>
  -- сборка целей проекта с указанным пресетом;
• do/test
  -- запуск автотестов с пресетом
  release
  ;
• do/test <preset>
  -- запуск автотестов с указанным пресетом;
• do/exec
  -- запуск оболочки с выводом кода возврата после завершения работы оболочки.

Сборка проекта

После клонирования или копирования файлов для сборки проекта нужно выполнить следующие команды в каталоге проекта:

Запуск проверочных тестов:

Запуск интегрированной среды разработки:

Установка официальной версии VS Code

Для установки официальной версии VS Code я (Фетисов М.В.) использовал SNAP.

Перед установкой VS Code нужно выполнить команды:

А потом саму установку:

У меня был момент после установки, когда не грузились расширения VS Code. Возможно, дело в фильтрации некторых адресов некоторыми провайдерами Интернет. Мне удалось загрузить после запуска вузовского VPN. Но может быть не в этом было дело...