Построение моделей — широко распространенный способ изучения сложных объектов и явлений. В модели опущены многочисленные детали, усложняющие понимание. Моделирование широко распространено в науке, технике и программировании.
Модели помогают проверить работоспособность разрабатываемой системы на ранних этапах ее разработки; общаться с заказчиком системы, уточняя его требования к системе; вносить (в случае необходимости) изменения в проект системы (как в начале ее проектирования, так и на других фазах ее жизненного цикла); передавать проект иным исполнителям, например кодировщикам, поскольку сам проект является моделью проектируемой программы.
Собираясь сделать пристройку к дому, вы, вероятно, не начнете с того, что купите кучу досок и будете сколачивать их вместе различными способами, пока не получите что-то приблизительно подходящее. Для работы вам понадобятся проекты и схемы, так что вы скорее всего начнете с планирования и структурирования пристройки. Обратите внимание, что ваш результат будет тогда долговечнее. Вы же не хотите, чтобы работа разрушилась от небольшого дождика.
В мире программного обеспечения то же самое делают для нас модели. Они слагают проекты систем. Проект дома позволяет планировать его до начала непосредственной работы, модель дает возможность спланировать систему до того, как вы приступите к ее созданию. Это гарантирует, что проект удастся, требования будут учтены и система сможет выдержать ураган последующих изменений.
Любые достаточно большие программы являются сложными системами. Проблема сложности преодолевается путем декомпозиции задачи. Базовая парадигма в подходе к любой большой задаче ясна: необходимо «разделять и властвовать».
При декомпозиции используется абстрагирование для получения абстрактных моделей. Абстракция — мысленное отвлечение, обособление от тех или иных сторон, свойств или связей предметов и явлений для выявления существенных их признаков. Абстрагирование от проблемы предполагает игнорирование ряда подробностей с тем, чтобы свести задачу к более простой задаче.
Мозг человека оперирует данными через ассоциации, создавая паутину из цепочек, в которые вовлечены клетки головного мозга. Характерной особенностью человеческого мышления является малая, без особых тренировок возможность абстрагирования от предметов окружающего мира, т. е. если человек производит действие, то он обычно производит его над конкретным предметом.
Отдельные виды абстракций определяют наиболее эффективный способ декомпозиции применительно к конкретным целям. Верно опознав абстракции, можно получить модели, доступные для понимания как отдельными людьми, так и коллективом участников проекта.
